JPH11335827A - スパッタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ターゲットと冷却プレートとの伝熱効率を上
げて冷却能力を向上させることにより、ターゲットの熱
変形を起因とする装置トラブルを防ぐことのできるスパ
ッタリング装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 ターゲット５の侵食領域と冷却プレート
４を固定ボルト１５により締結することで、ターゲット
５と冷却プレート４の密着性を上げる。ターゲット５の
侵食領域を締結する固定ボルト１５がスパッタされるこ
とを防ぐために、固定ボルト１５の基板側露出部を被い
部材１６により被った。被い部材の一例として、ターゲ
ット５と同材料のボルトキャップ１６を採用した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空容器内にター
ゲットと基板とを対向して配置し、ターゲットから放出
させたスパッタ粒子によって基板の表面に薄膜を生成す
るスパッタリング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スパッタリング装置は、基板上にターゲ
ットで構成される薄膜を安定して成膜できる装置とし
て、半導体デバイス、光ディスク、液晶、電子部品製造
時等に多く用いられている成膜装置である。このような
スパッタリング装置では、スパッタリング中に発生する
熱によりターゲットが昇温することから、この昇温する
ターゲットを効率良く冷却することが重要である。

【０００３】そこでターゲットを冷却するために、この
ターゲットに対して、冷却水を循環させることにより冷
却されている冷却プレートを固定させており、その際に
固定は、ターゲット固定ボルトを用いての締結により行
っていた。

【０００４】しかしターゲットの表面は、スパッタリン
グによるターゲットの消費により厚み方向に体積が減少
されていくため、ターゲット固定ボルトは、アースシー
ルドにより放電を遮られたアースシールド直下の非侵食
領域、つまりターゲットの外周部分にしか配置できな
い。このような締結状態でスパッタリングを継続させる
と、ターゲットの中央部分はスパッタリングにより体積
が減少し熱容量が小さくなり、ターゲットの外周部分に
比べてより高温になる。

【０００５】すなわち、ターゲット外周部分はターゲッ
ト固定ボルトにより冷却プレートとの密着が高められて
いるため、スパッタリングにより発生した熱は効率良く
冷却プレートへ伝えられる。しかしターゲットの中央部
分は、ターゲットと冷却プレートを密着させるターゲッ
ト固定ボルトが無いので冷却が十分に行われず、また熱
膨張によるターゲット変形が、更にターゲットと冷却プ
レートの密着性を低下させることになり、冷却不足が生
じる。

【０００６】その結果、ターゲットが極部的に熱膨張し
て、アースシールドとの接触による放電停止等、装置停
止トラブルの原因となることが多くあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するためには、ターゲットの中央部分と冷却プレートと
の間の熱伝導が十分に行われるように、ターゲットの中
央部分をターゲットの外周部と同様に、ターゲット固定
ボルトにより締結して、両者の密着を高めることが効果
的である。

【０００８】しかしながらターゲットの中央部分は、ス
パッタリング現象によりターゲットが厚み方向に消費さ
れる領域（範囲）であり、ターゲットの中央部分にター
ゲット固定ボルトを配置した場合、このターゲット固定
ボルトもターゲットと同様にスパッタリングされてしま
う。したがって、ターゲット固定ボルトをターゲットと
は異なる材料で製作した場合は、基板上の形成薄膜に異
種材料が混入することになり、膜質低下の原因になる恐
れがある。

【０００９】それなら、ターゲット固定ボルトをターゲ
ットと同じ材料で製作すれば前述の課題は解決される
が、ターゲットの材料がアルミニウム等の軟質材料の場
合、材料強度が低いため十分な締結力が得られない。ま
たターゲットおよびターゲット固定ボルトがともに材料
強度の高い材料であったとしても、ターゲット固定ボル
ト自体のスパッタリングによる形状変化は発生するた
め、ターゲット交換等によるターゲット固定ボルト緩め
時に、ターゲット固定ボルトの折損等の支障を引き起こ
す恐れがある。

【００１０】そこで本発明は、ターゲットの侵食領域を
含めてターゲットと冷却プレートとの密着性を高め、冷
却効率の良いスパッタリング装置を提供することを目的
とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のスパッタリング装置は、ターゲットの侵食領
域に、ターゲットと冷却プレートを締結するターゲット
固定ボルトを有し、このターゲット固定ボルトの基板側
露出部を被う被い部材を有する構成としている。

【００１２】この構成によって、材料強度が十分に高い
材料で製作されたターゲット固定ボルトで締結すること
により、ターゲットの侵食領域の冷却性能をターゲット
外周部と同等にまで高めることができて、スパッタリン
グ中の発熱によるターゲットの熱膨張、変形を防止で
き、また、被い部材により、ターゲット固定ボルトがタ
ーゲットと一緒にスパッタリングされることを防止でき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ガス供給および排気機能を有する真空容器内に、基
板支持部に設置された基板と、この基板に対向しかつ電
極側に設置されたターゲットとを有し、基板をターゲッ
トに対して静止した状態で成膜するスパッタリング装置
において、ターゲットの侵食領域に、ターゲットと冷却
プレートを締結するターゲット固定ボルトを有し、この
ターゲット固定ボルトの基板側露出部を被う被い部材を
有することを特徴とするスパッタリング装置としたもの
であり、ターゲットと冷却プレートとを、材料強度の十
分に高い材料で製作されたターゲット固定ボルトで締結
して、ターゲットの侵食領域の冷却性能を、ターゲット
の外周部と同等にまで高めることになり、また、ターゲ
ット固定ボルトがターゲット材料と一緒にスパッタリン
グされることを被い部材で防止するという作用を有す
る。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
スパッタリング装置であって、ターゲット固定ボルト
は、ターゲットの中央部分と冷却プレートとを締結し、
被い部材が、ターゲットと同材料で製作されたボルトキ
ャップであることを特徴としたものであり、ボルトキャ
ップがスパッタリングされて基板上の生成膜に混入して
も、支障はないという作用を有する。

【００１５】以下、本発明のスパッタリング装置の一実
施の形態について、図を参照して説明する。図１は本発
明の一実施の形態に係わるスパッタリング装置の概略構
成図、図２は本発明の一実施の形態における要部の断面
図である。

【００１６】図１において、真空容器１はガス供給およ
び排気機能を有する。すなわち、真空容器１は、真空排
気口２を通して真空ポンプ（図示せず）に接続されてお
り、真空ポンプを駆動することによって内部が高真空状
態とされる。この高真空状態となった真空容器１内の内
部には、ガス導入口３を通してアルゴンガスなどの放電
ガスが導入される。

【００１７】前記真空容器１内には、冷却プレート（電
極の一例）４に取付けられたターゲット５と、冷却プレ
ート４の直上に配置されたマグネット１２と、ターゲッ
ト５の外周に配置されたアースシールド１３と、ターゲ
ット５に対向するように配置された成膜対象で角形平板
状のガラス基板（基板）８と、このガラス基板８の周縁
部をターゲット５からマスキングするよう配置されたマ
スク９とが配設されている。

【００１８】前記ガラス基板８は、基板取付台６からの
複数本の支持ピン７上に載置されて支持されており、こ
れら基板取付台６や支持ピン７により基板支持部の一例
が構成される。前記マスク９は、真空容器１の内面側か
らのマスク取付板１０に固定されている。なお１１は、
ターゲット５に放電電力を印加する電源部（電源）であ
る。

【００１９】以上の構成のスパッタリング装置におい
て、真空容器１内を例えばマルゴンガスなどの放電ガス
の雰囲気とし、電源部１１から冷却プレート４を介して
ターゲット５に電圧を印加することによりプラズマを生
成し、高いエネルギーを有するイオンをスパッタリング
材料のターゲット５に入射させることによって、このタ
ーゲット５からスパッタ粒子を弾き出し、そのスパッタ
粒子をガラス基板８の表面に堆積させることにより、ガ
ラス基板８の表面に薄膜を生成（形成）するものであ
る。

【００２０】次に、本発明の要旨とする構成であるター
ゲット固定ボルトとボルトキャップについて説明する。
図２において、ターゲット５と冷却プレート４は、ター
ゲット５の外周部分に配置された複数本のターゲット固
定ボルト１４と、ターゲット５の中央部分（侵食領域
内）に配置されたターゲット固定ボルト１５とにより締
結されている。ここで、ターゲット５の中央部分の締結
に使用されているターゲット固定ボルト１５は、その頭
部の外周に雄ねじ１５Ａが加工されている。

【００２１】また、前記ターゲット固定ボルト１５の基
板側露出部を被うボルトキャップ（被い部材の一例）１
６を有し、ここでボルトキャップ１６は、ターゲット５
と同材料で製作され、さらにボルトキャップ１６の内径
には、雄ねじ１５Ａと同サイズの雌ねじ１６Ａが加工さ
れている。

【００２２】したがって、ターゲット固定ボルト１４，
１５にてターゲット５と冷却プレート４を締結後、ボル
トキャップ１６をターゲット固定ボルト１５にねじ込む
ことにより、ボルトキャップ１６は落下することなくタ
ーゲット固定ボルト１５に取付けられる。

【００２３】このように、ターゲット５の外周及び中央
部分をターゲット固定ボルト１４，１５にて締結するこ
とにより、ターゲット５と冷却プレート４との密着性は
高められ、スパッタリングによるターゲット５の発熱は
効率良く冷却プレート４へと伝達されることになる。こ
れにより、スパッタリングによりターゲット５の体積が
減少しターゲット５の熱容量が小さくなり、スパッタリ
ングによる発熱で、ターゲット５が熱膨張、変形するこ
とによるターゲット冷却性能の低下を防止している。

【００２４】また、被い部材、すなわちボルトキャップ
１６により、ターゲット固定ボルト１５がターゲット５
と一緒にスパッタリングされることを防止でき、これに
よりターゲット固定ボルト１５としては、ターゲット５
と冷却プレート４との連結に好適な強度の材料を採用で
きる。

【００２５】なお被い部材としては、ターゲット５と一
緒にスパッタリングされない別な材料で製作してもよい
が、ターゲット５と同材料で製作されたボルトキャップ
１６としたときには、このボルトキャップ１６がスパッ
タリングされてガラス基板８上の生成膜に混入しても、
支障はないことになる。

【００２６】上記した実施の形態では、ターゲット５の
中央部分の一個所に配置したターゲット固定ボルト１５
に対してボルトキャップ（被せ部材）１６を被せた形式
が示されているが、これは侵食領域内の複数箇所に、ボ
ルトキャップ１６が被せられるターゲット固定ボルト１
５が配置される形式であつてもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明のスパッタリング装置によれば、
スパッタリングによる発熱でターゲット中央部が熱膨
張、変形を発生しターゲット外周にあるアース部との接
触により放電が停止するという不具合が解消され、ター
ゲット冷却能力の高いスパッタリング装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスパッタリング装置の一実施の形態に
おける概略構成を示す断面図

【図２】本発明のスパッタリング装置の一実施の形態に
おける要部の断面図

【符号の説明】

１ 真空容器 ４ 冷却プレート（電極） ５ ターゲット ６ 基板取付台（基板支持部） ７ 支持ピン（基板支持部） ８ ガラス基板（基板） ９ マスク １１ 電源部（電源） １３ アースシールド １４ ターゲット固定ボルト １５ ターゲット固定ボルト １５Ａ 雄ねじ １６ ボルトキャップ（被い部材） １６Ａ 雌ねじ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス供給および排気機能を有する真空容
   器内に、基板支持部に設置された基板と、この基板に対
   向しかつ電極側に設置されたターゲットとを有し、基板
   をターゲットに対して静止した状態で成膜するスパッタ
   リング装置において、ターゲットの侵食領域に、ターゲ
   ットと冷却プレートを締結するターゲット固定ボルトを
   有し、このターゲット固定ボルトの基板側露出部を被う
   被い部材を有することを特徴とするスパッタリング装
   置。
2. 【請求項２】 ターゲット固定ボルトは、ターゲットの
   中央部分と冷却プレートとを締結し、被い部材が、ター
   ゲットと同材料で製作されたボルトキャップであること
   を特徴とする請求項１記載のスパッタリング装置。