JPH09241838A - スパッタリング装置用シャッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板への成膜の品質を向上させるようにター
ゲットのクリーニング作用を向上させること。 【解決手段】 基板２とターゲット３との間を開閉する
シャッタ１の基板２と対向する面に永久磁石Ｍを固定さ
せる。これによりシャッタ１を閉として、スパッタクリ
ーニングするときにはターゲット３の中央部に対向する
部分のプラズマ領域を拡大する。よって成膜時には被エ
ロージョン領域となっていた部分を優先的に侵食してタ
ーゲット３を有効に利用し、かつ不純物を取り除いて基
板２への成膜を良質なものとすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスパッタリング装置
用シャッタに関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来例のスパッタリング装置の要
部を示すものであるが、シャッタ１を間にして基板２及
びターゲット３が真空処理室７内に配設され、また図３
に明示されるようにターゲット３はターゲットホルダＨ
により真空室７の壁部に支持されているが、このホルダ
Ｈ内に磁石６（電磁石又は永久磁石）が配設されてお
り、これは、オイルシールＢで軸受された回転軸１５に
より矢印で示す方向に外方に配設された図示しない電動
機により回転されるのであるが、この一端部はシャッタ
１の端部に固定されており、この軸５の軸心の周りにシ
ャッタ１が一点鎖線及び実線で示す位置に回動されるよ
うに構成されている。なお、磁石６又はターゲットホル
ダＨにはカソード電位が印加されている。

【０００３】公知のように、ターゲット３の材質のター
ゲット材の原子又は分子がシャッタ１を図２から解放し
た状態（一点鎖線で示す状態）に回動させて、対向する
基板２上に薄膜として形成されるのであるが、磁石もし
くはマグネット６の磁界と電界との相互作用（これらは
相直交した成分を有する）により、図示せずとも真空処
理室７の導入口から導入されたプラズマ用のガス、例え
ばアルゴンガスがプラズマ化され、このイオンがターゲ
ット３に衝突して、このターゲット３を構成する材質の
原子又は分子を跳ね飛ばし、これが対向する基板２上に
薄膜として成膜される。マグネット６は軸１５の軸心の
周りに回転するのであるが、またこの磁石の構造にもよ
るが、仮に中央の磁極に両側方の磁極から磁束が流入
し、電界がターゲット３の面に対しほゞ垂直に働いてい
る場合には、ターゲット３の表面近傍における磁界の水
平部分（ターゲット３の面に平行な部分）にプラズマ８
が集中的に形成される。すなわち正面から見てターゲッ
ト３の表面近くにはリング状のプラズマ８が図示するよ
うな拡がりをもって高密度で形成されるのであるが、こ
れによりこれが対向する部分のターゲット３がエロード
される（侵食される）。すなわちこの部分のターゲット
材が対向する基板２に薄膜として形成されるのである
が、このターゲット３の中央部３ａはスパッタされるこ
となく、図示するように非スパッタ領域、あるいは非エ
ロージョン領域として他部分から隆起した部分３ａとな
り、これと同心的にプラズマ８に対応してリング状のエ
ロージョン領域としての凹部３ｂが形成されることにな
る。

【０００４】一般のスパッタリング装置で行われるよう
に、基板にスパッタ成膜する前にシャッタ１を閉じた状
態、すなわちターゲット３と基板２との間を遮断した状
態でスパッタクリーニングが行われる。これによりター
ゲット材の表面の不純物が取り除かれ、純粋のターゲッ
ト材が露出されるようにしているのであるが、この場合
にも図３に示すようなプラズマ８の分布状態となり、や
はりその中央部３ａは隆起したままで、いわゆる非エロ
ージョン領域のままである。これでは単にエロージョン
されないばかりでなく、その周囲のエロージョン領域３
ｂからのターゲット材がここに付着するものもある。従
って、これらはスパッタ時の熱サイクルによって容易に
剥離、飛散しパーティクルとなって基板２に対し不純物
となるので除去しなければならないのであるが、成膜時
と同様なプラズマ状態のために依然として不純物の多い
領域ともなっている。よって基板２上に付着して製品歩
溜りを低下させている。

【０００５】これではターゲット３を有効に利用できな
いばかりではなく、中央部３ａに堆積した不純物が基板
２へのスパッタリング時に飛散してその膜質を劣化させ
ることになる。

【０００６】他方、基板の膜質を向上させるためのスパ
ッタリング方法として、特開平６−１７２９９２号公報
に開示されるものはシャッタを駆動させる機構を改良し
て、これら駆動装置から発生する油などの汚染物が少な
くなるようにしているが、上述のようにターゲット材の
表面のプラズマの発生状況はそのままであり、やはり同
様な問題をそのまま生じているはずである。

【０００７】更に、特開昭６３−２３０８６３号公報に
記載のスパッタ装置のシャッタ機構によれば、基板とタ
ーゲット材との間を開閉するシャッタの位置を基板側か
ターゲット材側が移動可能とさせるようにするか、また
はターゲット材及び基板に近接して二つのシャッタを設
けて、クリーニング時のターゲット材から発生する原子
な分子またはこれらの不純物の基板側への回り込みを防
止するようにしているが、やはり上述のようなターゲッ
ト材の近傍のプラズマの発生状況はそのままであり、同
様な問題を生ずるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題に
鑑みてなされ、ターゲット材を有効に利用し、かつ基板
への成膜の品質を向上させることのできるスパッタリン
グ装置用シャッタを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、ターゲッ
トと該ターゲットに対向して配設される基板との間を開
閉するスパッタリング装置用シャッタにおいて、前記シ
ャッタに磁石を固定させていることを特徴とするスパッ
タリング装置用シャッタ、によって達成される。

【００１０】スパッタに固定された磁石の磁気により、
ターゲットの近傍のスパッタリングクリーニング時のプ
ラズマの発生状況を全ターゲット材が均一にエロージョ
ンされるように発生させることができ、よってターゲッ
ト材を有効に利用することができ、またクリーニング時
にターゲット材上の不純物が除かれてシャッタを開放し
て通常の基板への成膜時にこの不純物が付着することが
防止される。よって基板上への膜質を向上させることが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
スパッタリング装置用シャッタに関して、図１を参照し
て説明する。なお図において、従来例に対応する部分に
ついては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。

【００１２】すなわち本発明によればシャッタ１の裏
面、すなわち基板２と対向する面上に永久磁石Ｍが取り
付けられている。これにより図１に示すように、カソー
ドマグネット６（カソード側であるので、このように命
名するが、これは永久磁石であってもよく、電磁石であ
ってもよく、またこれにカソード電位が印加されてもよ
く、またホルダＨに印加するようにしてもよい）からの
磁束と永久磁石Ｍからの磁束との合成磁束により、図１
に示すようなプラズマが形成される。すなわちシャッタ
１を閉じている場合には、ターゲット３の近傍のプラズ
マ１０は従来と同様なリング状であるが、その領域はよ
り小さくなり、代わりにその中央部３ｄに対向してより
大きいプラズマ１１が発生する。これによりスパッタク
リーニング時のターゲット３のスパッタ作用はターゲッ
ト３の中央部３ｄにおいて最も強くなり、先の基板２へ
の成膜時にはこの中央部３ｄが非エロージョン領域とな
っていたのが、この部分がクリーニング時には優先的に
スパッタされることになり、従ってターゲット３は一様
にエロージョンされることになる。また基板２への成膜
時には不純物が従来はこの中央部に堆積していたのが、
このクリーニング時にクリーニングされることになる。
よって成膜時にこの中央部からの不純物が混入されるこ
とはない。

【００１３】なお、通常の基板２への成膜時にはシャッ
タ１が外方に配設された電動機４の回転により、図２に
おいて一点鎖線で示す位置を取り、通常の成膜作用が行
われる。以上述べたように、本発明の実施形態によれば
スパッタクリーニング時にはターゲット材の中央部に面
する領域のプラズマ範囲を大として形成し、これにより
ターゲット材を均一にエロージョン、すなわち均一に利
用することができ、また基板への成膜は従来より良質な
ものとすることができる。

【００１４】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００１５】例えば、以上の本発明の実施の形態では、
カソードマグネット６は回転するとしたが、これは静止
させておいてもよい。また図示したように永久磁石Ｍは
基板２に対向する面に取り付けた方が、この永久磁石Ｍ
がターゲット材で汚染されることがないので好ましい
が、ターゲット３に対向する面上に取り付けても同様な
作用が得られることは明らかである。

【００１６】また、以上の本発明の実施の形態において
は、永久磁石Ｍをシャッタ１に取り付けるとしたが、勿
論、これは電磁石であってもよく、ターゲット材のスパ
ッタ方法によっては、そのエロージョンされる領域が上
述のようにリング状ではなく、更に不定な形となる場合
も考えられるが、この場合には非エロージョン領域に対
向する部分に優先的にプラズマ領域を形成するように電
磁石の磁極及び巻線を施すようにして、選択的にこのコ
イルを励磁するようにしてもよい。また磁力に対する熱
の悪影響を減らすためにシャッタ１又は磁石Ｍを水冷す
るようにしてもよい。

【００１７】また、以上の本発明の実施の形態において
は、いわゆるマグネトロンスパッタ装置について説明し
たが、これに限定されることなく、ターゲットをスパッ
タする全ての装置において本発明は適用可能である。ま
た場合によってはシャッタ１にＤＣ電圧を印加させても
よい。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のスパッタリ
ング装置用シャッタによれば、スパッタクリーニング
を、従来より均一に行なうことができ、また基板への成
膜の品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるスパッタリング装置
の要部拡大側面図である。

【図２】従来例のスパッタリング装置の要部の斜視図で
ある。

【図３】同側断面図である。

【符号の説明】

１……シャッタ、２……基板、３……ターゲット、Ｍ…
…永久磁石。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ターゲットと該ターゲットに対向して配
   設される基板との間を開閉するスパッタリング装置用シ
   ャッタにおいて、前記シャッタに磁石を固定させている
   ことを特徴とするスパッタリング装置用シャッタ。
2. 【請求項２】 前記シャッタの前記基板と対向する面に
   前記磁石を固定させている請求項１に記載のスパッタリ
   ング装置用シャッタ。
3. 【請求項３】 前記ターゲットの前記基板と対向する面
   とは反対側に磁石が配設されている請求項１又は２に記
   載のスパッタリング装置用シャッタ。