JPWO2012140804A1 - カソード - Google Patents

カソード Download PDF

Info

Publication number
JPWO2012140804A1
JPWO2012140804A1 JP2013509737A JP2013509737A JPWO2012140804A1 JP WO2012140804 A1 JPWO2012140804 A1 JP WO2012140804A1 JP 2013509737 A JP2013509737 A JP 2013509737A JP 2013509737 A JP2013509737 A JP 2013509737A JP WO2012140804 A1 JPWO2012140804 A1 JP WO2012140804A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base material
backing plate
target
cathode
main surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013509737A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5721817B2 (ja
Inventor
善勝 佐藤
善勝 佐藤
哲宏 大野
哲宏 大野
弘樹 大空
弘樹 大空
重光 佐藤
重光 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Priority to JP2013509737A priority Critical patent/JP5721817B2/ja
Publication of JPWO2012140804A1 publication Critical patent/JPWO2012140804A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5721817B2 publication Critical patent/JP5721817B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414Targets
    • H01J37/3417Arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414Targets
    • H01J37/3426Material
    • H01J37/3429Plural materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3435Target holders (includes backing plates and endblocks)

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

このカソード(120)は、成膜装置(100)に用いられ、第1主面(104a、214a),第2主面(104b、214b),第1側面(111),及び第2側面(112)を有するバッキングプレート(104、214)と、第一母材(105)と、第二母材(106)と、前記第1側面(111)から前記第2側面(112)に向けて前記バッキングプレート(104、214)を貫通する回転軸(107)とを有し、成膜空間(50)内に設けられたターゲット(C)と、前記回転軸(107)を回転させ、前記回転軸(107)を介して前記ターゲット(C)にスパッタリングに用いられる電力を供給する制御部(E)と、前記第一母材(105)又は前記第二母材(106)に漏洩磁束が生成されるように、前記成膜空間(50)から離れた前記バッキングプレート(104、214)の面に近い位置に設けられた磁場生成部(H)とを含む。

Description

本発明は、スパッタリング法による成膜装置内に用いられるカソードに関する。
本願は、2011年4月15日に出願された特願2011−091188号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
半導体デバイス分野又はフラットパネルディスプレイ(FPD)分野において、各種の薄膜を形成する装置として、スパッタリング装置が用いられている。
一般的なスパッタリング装置では、チャンバ内にスパッタリング用のカソードが設けられ、減圧したチャンバ内において、カソードに取り付けられたターゲットと所定の間隔を空けて対向するように被処理体が配置される。
次に、チャンバ内に不活性ガス(例えば、アルゴンガス)を導入し、ターゲットに負の電圧を印加して放電させ、放電によりイオン化した不活性ガスをターゲットに衝突させる。
そして、ターゲットから飛び出す粒子を被処理体に付着させることにより、成膜処理が行われる。
図4Aは、スパッタリング法を用いた、従来の成膜装置600の一例を示している(特許文献1参照)。
図4Bは、図4Aの複数のチャンバ601の各々において、ターゲットとその近傍に配置された部材Cとを示す拡大図である(特許文献2参照)。
図4Bに示すように、ターゲットは、バッキングプレート604と、バッキングプレート604の表面に配置された母材605で構成されている。ターゲットにスパッタリング電圧を印加するカソード本体610は、複数のボルト部材を用いてターゲットに取り付けられる。
そして、カソード本体610は、チャンバ601内に配置されたカソード取付けフランジ611に、絶縁板612を介して複数のボルト部材を用いて取り付けられている。カソード取付けフランジ611は接地されている。
バッキングプレート604の内部には、母材605の表面上に漏洩磁束を生成する磁場生成部Hが設けられている。
また、バッキングプレート604の内部には、ターゲットを冷却するために、冷却水が導入される流路608a及び冷却水が導出される流路608bで構成された循環流路が設けられている。
バッキングプレート604及びカソード本体610は、グラウンドシールド601aによって覆われている。グラウンドシールド601aには、ターゲットをチャンバ内の空間(成膜空間)に露出させる開口が形成されている。
グラウンドシールド601aは、成膜空間に面している部材のうち、ターゲット以外の部材において生じる放電を抑え、通常、接地された状態で、チャンバ(壁部)601に複数のボルト部材を用いて取り付けられている。
ところで、スパッタリング法を用いる従来の成膜装置では、一つのチャンバ内に設けられたカソードが備えるスパッタリング用ターゲットの母材の種類は、一種類のみである。そして、一つのチャンバにおいては、一種類の母材を用いた成膜処理のみが行われる。
したがって、複数種類の成膜を連続して行う場合には、成膜の種類ごとに対応した別々のチャンバを用いる必要があり、チャンバが設置される複数のスペースを設けなければならない。
また、処理が終わるたびに、被処理体を、次の処理を行うチャンバへ搬送する必要がある。そのため、被処理体の搬送作業に要する時間、及び被処理体をチャンバ内に搬入したり搬出したりする工程に伴ってチャンバ内の気体を排気する作業(工程)に要する時間が生じ、一つの処理が終わってから次の処理が始まるまでの時間が長くなる。その結果として、成膜処理するために必要な時間が短くなる。
特開2009−280834号公報 特開2003−328119号公報
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、スパッタリング法による成膜装置内に用いられるカソードであって、一つのチャンバ内で異なる二種類のスパッタリング処理を連続して行うことが可能なカソードを提供することを目的とする。
本発明の一態様のカソードは、成膜装置に用いられるカソードであって、第1主面,前記第1主面とは反対側に位置する第2主面,第1側面,及び前記第1側面とは反対側に位置する第2側面を有するバッキングプレートと、前記第1主面に配置された第一母材と、前記第2主面に配置された第二母材と、前記第1側面から前記第2側面に向けて前記バッキングプレートを貫通する回転軸とを有し、成膜空間内に設けられたターゲットと、前記回転軸を回転させ、前記回転軸を介して前記ターゲットにスパッタリングに用いられる電力を供給する制御部と、前記第一母材又は前記第二母材に漏洩磁束が生成されるように、前記成膜空間から離れた前記バッキングプレートの面に近い位置(バッキングプレートの非スパッタリング処理面側)に設けられた磁場生成部とを含む。
本発明の一態様のカソードにおいては、前記磁場生成部は、漏洩磁束が前記第一母材に生成されるときは、前記第二母材に近い位置に配置され、漏洩磁束が前記第二母材に生成されるときは、前記第一母材に近い位置に配置されていることが好ましい。
本発明の一態様のカソードにおいては、前記磁場生成部は、前記ターゲットが回転するときに前記ターゲットの回転半径より外側に前記磁場生成部を退避し、前記回転が終了したときに前記磁場生成部を元の位置に戻す退避駆動部を備えていることが好ましい。
本発明の一態様のカソードにおいては、前記磁場生成部は、前記ターゲットの長手方向に垂直な方向及び前記ターゲットの長手方向に平行な方向のうち少なくとも一方向に前記磁場生成部を揺動させる揺動駆動部を備えていることが好ましい。
本発明の一態様のカソードにおいては、前記バッキングプレートの内部に設けられ、前記第1主面あるいは前記第2主面に近い位置に形成され、冷却水が流動する循環流路を備えることが好ましい。
本発明の一態様のカソードにおいては、前記制御部は、前記回転軸を通して、前記循環流路に冷却水を循環させることが好ましい。
本発明の一態様のカソードにおいては、前記バッキングプレートは、前記第1側面及び前記第2側面とは異なる第3側面を有し、前記第3側面には絶縁部材を介して防着板が配置されていることが好ましい。
本発明の一態様のカソードは、二つの主面に、個別に母材が配置されたスパッタリング用ターゲットを備えている。そして、第1側面から第2側面に向けてバッキングプレートを貫通するように設けられた回転軸により、ターゲットを回転させることが可能である。
ターゲット(バッキングプレート)を回転させることにより、同一チャンバ内において、被処理体と対向していた主面(第1主面)と、被処理体に対向していなかった主面(第2主面)とを変更(交換)することができる。即ち、バッキングプレートの二つの主面の両方をスパッタリング処理面として用いることができ、二つの主面に配置された母材の両方をスパッタリング処理に適用することができる。
したがって、二種類の成膜工程を同一チャンバ内で行うことにより、一種類の成膜工程ごとに別々のチャンバを用いる従来技術に比べて、成膜工程に必要なチャンバが設置されるスペースを減らすことができる。
また、一つ目の母材(第一母材)を用いて第1成膜処理を行った後に、被処理体を、二つ目の母材(第一母材)を用いて第2成膜処理を行うチャンバへ搬送する必要がない。このため、従来技術のように、被処理体の搬送作業に要する時間が生じることがなく、被処理体をチャンバ内に搬入したり搬出したりする工程に伴ってチャンバ内の気体を排気する作業(工程)に要する時間が生じない。
したがって、第1成膜処理(一種類目の成膜処理)が終わってから第2成膜処理(二種類目の成膜処理、次の成膜処理)が始まるまでの時間を短縮することができ、成膜処理するために必要な時間を、従来技術を用いる場合に比べて長く設けることができる。
本発明の実施形態のカソードを備えた成膜装置を示す断面図である。 制御部に接続された本発明の実施形態のカソードを示す斜視図である。 本発明の実施形態のカソードを示す図であって、回転軸に垂直な面に対応する断面図である。 本発明の実施形態に用いるターゲットの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態に用いるターゲットの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態に用いるターゲットの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態に用いるターゲットの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態に用いるターゲットの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態に用いるターゲットの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施形態の変形例において用いるターゲットを示す図であって、回転軸に垂直な面に対応する断面図である。 従来技術に係るカソードを備えた成膜装置を示す断面図である。 従来技術に係るカソードを示す図であって、長手方向に垂直な面に対応する断面図である。
以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。
<カソードを備えた成膜装置の実施形態>
図1Aは、本発明の実施形態に係るカソード120を備えた成膜装置100の構成について、説明する図である。
成膜装置100は、スパッタリング用のチャンバ101およびカソード120で構成されている。
チャンバ101の壁部には、チャンバ内を排気する排気装置(排気部)Pが付設されている。
カソード120は、スパッタリング用のターゲットCと、ターゲットCと接続された制御部Eと、磁場生成部Hとを有する。
制御部Eは、回転駆動部と、電力供給部と、冷却水循環部とを有する。回転駆動部は、ターゲットCに備えられた回転軸を回転させる。電力供給部は、スパッタリングに用いられる電圧(電力)をターゲットCに印加したり、ターゲットCを接地させたりする。即ち、制御部Eの電力供給部はターゲットCに対する電力供給のスイッチングを行う。冷却水循環部は、ターゲットCの温度を制御するために用いられる冷却水をカソード120に供給したり、カソード120から冷却水を排出したりする。
ターゲットCは、チャンバ101内において、被処理基板(被処理体)102を支持する台(支持台)103と対向する位置に配置される。支持台103は、接地部を通じて接地されている。
ターゲットCは、平坦な形状を有するバッキングプレート104と、バッキングプレート104の第1主面104a(一方の主面)に配置された第一母材105と、第2主面104b(他方の主面)に配置された第二母材106とで構成される。
バッキングプレート104を構成する材料としては、高い導電性、熱伝導性、低ガス放出性を有する材料ものが望ましく、主に銅又はステンレスが用いられる。
第一母材105および第二母材106としては、金属又は絶縁体等の、被処理基板102に形成する膜の材料が用いられる。なお、第一母材105と第二母材106とは、同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。
磁場生成部Hは、成膜空間50に近い前記バッキングプレートの面(第一母材105又は第二母材106)に漏洩磁束が生成されるように、成膜空間50(スパッタリングが行われる領域)から離れた位置であって、バッキングプレート104の面に近い位置(非スパッタリング処理面側)に配置される。
以下の説明において、バッキングプレート104の「非スパッタリング処理面」とは、第1主面104a又は第2主面104bであって、スパッタリングに用いられていない母材(第一母材105又は第二母材106)が載置されている主面を意味する。
また、バッキングプレート104の「スパッタリング処理面」とは、第1主面104a又は第2主面104bであって、スパッタリングに用いられる母材(第一母材105又は第二母材106)が載置され、成膜空間50に近い位置に配置される主面を意味する。
このような「非スパッタリング処理面」及び「スパッタリング処理面」は、バッキングプレート104の回転に伴って切り替わり、第1主面104aが非スパッタリング処理面である場合には、第2主面104bがスパッタリング処理面となり、第1主面104aがスパッタリング処理面である場合には、第2主面104bが非スパッタリング処理面となる。
磁場生成部Hにより生成される磁束の一部は、バッキングプレート104を非スパッタリング処理面からスパッタリング処理面に向けて貫通し、バッキングプレート104のスパッタリング処理面に配置された母材(図1A〜図1Cでは第一母材105)の表面に漏洩する。
磁束が漏洩した領域においては、プラズマが収束することにより、集中的に母材がスパッタリングされるため、高速で成膜をすることが可能となる。
磁場生成部Hは、第一母材105を用いてスパッタリング処理を行う場合には、第二母材106に近い位置であってターゲットCと離間するように配置され、漏洩磁束を第一母材105の表面に生成する。
また、磁場生成部Hは、第二母材106を用いてスパッタリング処理を行う場合には、第一母材105に近い位置であってターゲットCと離間するように配置され、漏洩磁束を第二母材105の表面に生成する。
図1Bは、本発明の実施形態に係るカソード120を構成するターゲットCを示す拡大斜視図である。
バッキングプレート104は、その長手方向Lに平行な回転軸である回転軸107を有する。回転軸107は、バッキングプレート104の第1側面111(一方の側面)から第2側面112(他方の側面)に向けてバッキングプレート104を貫通している。回転軸107は、制御部Eと電気的に接続されており、制御部Eを用いて回転する。
そして、回転軸107の回転に連動して、バッキングプレート104が回転する。安定した回転を実現するために、回転軸はバッキングプレート104の重心に一致するように貫通していることが望ましい。
スパッタリング処理を行う際に、磁場生成部Hは、ターゲットCに近い位置に配置されていることが望ましいが、ターゲットCを回転させるためには、その回転を妨げないように磁場生成部Hとバッキングプレート104との間に距離を空ける必要がある。
そこで、本発明の実施形態に係る磁場生成部Hは、退避駆動部H1を備えている。退避駆動部H1は、磁場生成部Hの位置を制御する装置であり、通常、ターゲットCに近い位置に磁場生成部Hを配置させる。また、ターゲットCが回転する際には、退避駆動部H1は、ターゲットCの回転半径よりも外側に磁場生成部Hを退避させる。また、退避駆動部H1は、ターゲットCの回転が終了した後に、ターゲットCを通常の位置(ターゲットCに近い位置、ターゲットCの回転半径よりも内側)に戻す。
なお、本発明の実施形態に係る磁場生成部Hは、通常、ターゲットCの回転半径の外側に位置してもよい。この場合、スパッタリング処理中にのみ、退避駆動部H1がターゲットCに近い位置に磁場生成部Hを移動させ、かつ、スパッタリング処理が終了した後に、退避駆動部H1が磁場生成部Hを通常の位置に戻してもよい。
また、磁場生成部Hは、揺動駆動部H2を備えている。揺動駆動部H2は、磁場生成部Hを、バッキングプレート104の主面(104a、104b)に対して平行な方向に揺動させる。また、揺動駆動部H2は、ターゲットCの長手方向Lに垂直な方向及びターゲットCの長手方向Lに平行な方向の少なくとも一方向に、磁場生成部Hを揺動させる。
この揺動により、磁場生成部Hよって生成される磁束を、スパッタリング処理面に近い位置に配置された母材の表面に、均一に漏洩させることができる。
漏洩磁束を均一に発生させることにより、母材の表面においてプラズマが収束する領域が一様に形成される。
そのため、スパッタリング処理によって母材表面に生じるエロージョンが均一化され、ターゲットCの利用効率を向上させることができる。
そして、被処理基板102の表面に対して、面内分布の均一性を高めた成膜処理を行うことができる。
図1Cは、図1Bに示す本発明の実施形態に係るカソードを構成するターゲットCを示す図であって、その長手方向Lに垂直な面に対応する断面図である。
バッキングプレート104内には、第2主面104bに近い位置(近傍)に形成され、流路108a及び108bで構成された循環流路(第1循環流路及び第2循環流路)が形成されている。循環流路には、冷却水が流動する。
冷却水は、流路108aおよび108bのうち、一方から導入され、他方から導出される。循環流路108aおよび108bに冷却水(冷媒)を流すことにより、スパッタリング処理中の第一母材105および第二母材106の温度上昇を抑えることができる。
図1B及び図1Cに示すように、回転軸107は制御部Eと接続されている。
バッキングプレート104に印加するスパッタリング電圧は、制御部Eから、回転軸107内に設けられた電力供給ラインを介してバッキングプレート104に供給される。
また、循環流路108a、108bを流れる冷却水は、制御部Eから、回転軸107内に設けられた冷却水の供給及び排出用ラインを介して、循環流路に供給される。
図1B及び図1Cに示すように、バッキングプレート104の長手方向Lに平行な第3側面113に、防着板109が設けられている。
防着板109は、接地されており、スパッタリング処理中に発生した粒子がバッキングプレートの側面に回り込むのを防ぐ。
また、防着板109とバッキングプレート104との間には絶縁部材109aが配置され、絶縁部材109aは、スパッタリング時に供給される電圧によって防着板109にダメージが発生することを防ぐ。
本発明の実施形態に係るカソードは、バッキングプレート104の二つの主面の各々に設けられ、母材が配置されたスパッタリング用ターゲットを備えている。
そして、このカソードは、第1側面111から第2側面112に向けてターゲットを貫通する回転軸により、ターゲットを回転させることが可能である。
ターゲットを回転させることにより、同一チャンバ内において、被処理体と対向していた主面(第1主面)と、被処理体に対向していなかった主面(第2主面)とを変更(交換)することができる。即ち、バッキングプレートの二つの主面の両方をスパッタリング処理面として用いることができ、二つの主面に配置された母材の両方をスパッタリング処理に適用することができる。
したがって、二種類の成膜工程を同一チャンバ内で行うことにより、一種類の成膜工程ごとに別々のチャンバを用いる従来技術に比べて、成膜工程に必要なチャンバが設置されるスペースを減らすことができる。
また、一つ目の母材(第一母材)を用いて第1成膜処理を行った後に、被処理体を、二つ目の母材(第一母材)を用いて第2成膜処理を行うチャンバへ搬送する必要がない。このため、従来技術のように、被処理体の搬送作業に要する時間が生じることがなく、被処理体をチャンバ内に搬入したり搬出したりする工程に伴ってチャンバ内の気体を排気する作業(工程)に要する時間が生じない。
したがって、第1成膜処理が終わってから第2成膜処理(次の成膜処理)が始まるまでの時間を短縮することができ、成膜処理するために必要な時間を、従来技術を用いる場合に比べて長く設けることができる。
また、本発明の実施形態の構成では、磁場生成部Hが、バッキングプレート104の内部に設けられておらず、バッキングプレート104と離間した位置に配置されている。したがって、一つの磁場生成部Hのみを用いて、二つの母材それぞれの表面に、漏洩磁束を生成することができる。
また、第二母材106が第一母材105と同一材料で構成される場合、従来のようにバッキングプレートの一つの主面にのみ配置された母材を用いる場合に比べて、ターゲット一つ当たりの使用期間を延ばすことができる。
これにより、母材の交換回数を減らすことができ、交換にともなって発生する、チャンバ内の気体を排気する作業(工程)の回数を減らすことができる。
また、第一母材105及び第二母材106の各々が、被処理基板102上に形成される積層膜の下層及び上層を形成する材料で構成される場合、一つのターゲットのみを用いて、二つの成膜処理を連続して行うことができる。
そして、連続する二つの成膜処理を同一チャンバ内で行うことにより、第一母材105による成膜工程と第二母材106による成膜工程との間に行う、チャンバ内の気体を排気する工程及び被処理基板の搬送等の作業(工程)が不要となり、このような作業(工程)に要する時間を短縮することができる。
<ターゲットの製造方法の実施形態>
上記本発明の実施形態の構成を備えたターゲットの製造方法について、図2A〜図2Fに示す工程図を用いて説明する。
まず、図2Aに示す第一工程において、第一母材105をバッキングプレート104の第1主面104aに対向するように配置し、第二母材106をバッキングプレート104の第2主面104bに対向するように配置する。
次に、図2Bに示す第二工程において、第一接着部材(不図示)を用いて、第一母材105をバッキングプレート104の第1主面104aに接合する。
より具体的には、接合面を形成するバッキングプレート104の第1主面104aに第一接着部材を塗布し、バッキングプレート104及び第一接着部材を融点以上の温度で加熱して融解させる。
そして、融解した第一接着部材上に第一母材105を配置し、第一母材105とバッキングプレート104との間に融解した第一接着部材が挟まれた状態で室温まで冷却する。
この工程で用いる第一接着部材としては、低融点金属であることが望ましく、例えば、インジウムが用いられる。
第二工程では、バッキングプレート104と第一母材105とが、高温状態において接合され、接合した状態のまま室温まで冷却される。
そして、冷却にともなって、バッキングプレート104は圧縮される。
このとき、第1主面104aにのみ第一母材105が接合されているため、第1主面104aにおけるバッキングプレート104の圧縮率と、第2主面104bにおけるバッキングプレート104の圧縮率とは異なる。
したがって、バッキングプレート104は、第1主面104aあるいは第2主面104bにおいて、凸状に反りが生じた形状を有する。
図2Bでは、バッキングプレート104が第1主面104aに凸状の反りが生じている例が示されているが、バッキングプレート104と第一母材105とを構成する材料の組合せによっては、第2主面104bに凸状の反りが生じる場合もある。
次に、図2Cに示す第三工程において、第一母材105とバッキングプレート104との接合により反ったバッキングプレート104を、平坦な形状となるように整形する。
バッキングプレート104を整形する方法は、特定の方法に限定されないが、本実施形態では、バッキングプレート104の第2主面104bに対し、反りが生じている方向とは逆の方向に圧力を加えて機械的に矯正する方法を用いる。
次に、図2Dに示す第四工程において、第二接着部材(不図示)を用いて、第二母材106をバッキングプレート104の第2主面104bに接合する。
より具体的には、接合面を形成するバッキングプレート104の第2主面104bに第二接着部材を塗布し、バッキングプレート104及び第二接着部材を融点以上の温度で加熱して融解させる。
そして、融解した第二接着部材上に第二母材106を配置し、第二母材106とバッキングプレート104との間に融解した第二接着部材が挟まれた状態で室温まで冷却する。
この工程で用いる第二接着部材としては、低融点金属であることが望ましく、例えば、インジウムが用いられる。
第四工程では、バッキングプレート104と第二母材106とは、高温状態において接合され、接合した状態のまま室温まで冷却される。
そして、冷却にともなって、バッキングプレート104は圧縮される。
このとき、第1主面104aには第一母材105が接合され、第2主面104bには第二母材106が接合されているため、第1主面104aにおけるバッキングプレート104の圧縮率と、第2主面104bにおけるバッキングプレート104の圧縮率とは異なる。
したがって、バッキングプレート104は、第1主面104aあるいは第2主面104bにおいて、凸状に反りが生じた形状を有する。
そこで、図2Eに示す第五工程において、第二母材106とバッキングプレート104との接合により反ったバッキングプレート104を、平坦な形状となるように整形する。
バッキングプレート104を整形する方法は、特定の方法に限定されないが、本実施形態では、バッキングプレート104に対し、反りが生じている方向とは逆の方向に圧力を加えて機械的に矯正する方法を用いる。
そして、図2Fに示す第六工程において、バッキングプレート104の長手方向Lに平行な側面に、絶縁性の接着部材(絶縁部材)109aを用いて、防着板109を接合することにより、本発明の実施形態のターゲットが形成されている。
ここでは、バッキングプレート104に対して、第一母材105、第二母材106の順に接合する例を示したが、接合する順序を逆にしてもよいし、あるいはバッキングプレート104の両面に第一母材105及び第二母材106を同時に接着した後に、機械的に矯正する方法でもよい。
上記本発明の実施形態のターゲットの製造方法によれば、ボルト又はクランプ等の固定部材を用いて母材をバッキングプレートに固定する場合のように、母材に固定領域を設ける必要がない。
したがって、バッキングプレート104の各々の主面に配置された第一母材105及び第二母材106の全域をスパッタリングに用いることができる。
また、本発明の実施形態のターゲットの製造方法では、バッキングプレートの第1主面104aあるいは第2主面104bに母材を接合させた後に、接合により反ったバッキングプレートが、平坦な形状になるように整形する。
したがって、バッキングプレートの二つの主面の各々に、個別に、表面が平坦な形状を有する母材が接合されたターゲットを製造することができる。
これにより、母材と被処理基板が平行に配置されるため、母材から飛び出すスパッタ粒子を被処理基板の処理面内に均一に付着させ、成膜することができる。
なお、図2A〜図2Fでは、接着部材を用いて、第一母材105及び第二母材106を、バッキングプレート104の各々の主面に接合する方法を例として示した。別の例として、ボルト又はクランプ等の固定用部材を用いて、第一母材105及び第二母材106を、バッキングプレート104の各々の主面に固定する方法もある。
ボルト又はクランプ等の固定用部材を用いる場合には、第一母材105とバッキングプレートとの熱膨張率差あるいは第二母材106とバッキングプレートとの熱膨張率差に起因した反りが生じることはない。
したがって、上記第二工程及び第四工程に相当する工程は不要となり、より簡略化したプロセスでターゲットを製造することができる。
<変形例>
図3は、ターゲットの変形例を示す図であって、回転軸に垂直な面に対応する断面図である。
上記実施形態のバッキングプレート104は、単板で形成されていたのに対し、変形例のバッキングプレート214は、二枚の板(バッキングプレート)204及び211が重ね合わされた合板で構成されている。
バッキングプレート214の内部には、バッキングプレートの最外面である第1主面214aに近い位置に形成され、冷却水が流動する循環流路208a、208bと、バッキングプレートの最外面である第2主面214bに近い位置に形成され、冷却水が流動する循環流路213a、213bとが設けられている。
変形例において、ターゲットにおけるその他の構成は、本発明の実施形態の構成と同様である。図3において、上記実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
本発明の実施形態の構成では、冷却水の循環流路108a、108bは、バッキングプレート104内において、第1主面104a及び第2主面104bのいずれか一方に近い位置に形成されている。
これに対し、変形例の構成では、冷却水の循環流路208a、208bは、バッキングプレート214内において、第1主面214a及び第2主面214bの両方に近い位置に形成されている。
したがって、変形例の構成によれば、第一母材205及び第二母材212の両方を冷却する高い冷却機能を有するターゲットを得ることができる。
ターゲットの変形例においては、バッキングプレートの最外面である二つの主面の各々に、スパッタリングに用いられる母材が配置されている。
そのため、チャンバ内において、第1主面214aに配置された第一母材205を用いてスパッタリング処理を行った後に、ターゲットを反転させて、第2主面214bに配置された第二母材212を用いてスパッタリング処理を行うことができる。
したがって、第二母材212が第一母材205と同一材料で構成される場合、従来のようにバッキングプレートの一つの主面にのみ配置された母材を用いる場合に比べて、ターゲット一つ当たりの使用期間を延ばすことができる。
これにより、母材の交換回数を減らすことができ、交換にともなって発生する、チャンバ内の気体を排気する作業(工程)の回数を減らすことができる。
また、第一母材205及び第二母材212の各々が、被処理基板上に形成される積層膜の下層及び上層を形成する材料で構成される場合、一つのターゲットのみを用いて、二つの成膜処理を連続して行うことができる。
そして、連続する二つの成膜処理を同一チャンバ内で行うことにより、第一母材205による成膜工程と第二母材212による成膜工程との間に行う、チャンバ内の気体を排気する工程及び被処理基板の搬送等の作業(工程)が不要となり、このような作業(工程)に要する時間を短縮することができる。
<ターゲットの製造方法の変形例>
上記変形例の構成を備えたターゲットの製造方法の一例について説明する。
まず、第一工程において、第一接着部材を用いて、第一母材205をバッキングプレート204の第1主面204aに接合する。
より具体的には、接合面を形成するバッキングプレート204の第1主面204aに第一接着部材を塗布し、バッキングプレート204及び第一接着部材を融点以上の温度で加熱して融解させる。
そして、融解した第一接着部材上に第一母材205を配置し、第一母材205とバッキングプレート204との間に融解した第一接着部材が挟まれた状態で室温まで冷却する。
この工程で用いる第一接着部材としては、低融点金属であることが望ましく、例えば、インジウムが用いられる。
第一工程では、バッキングプレート204と第一母材205とは、高温状態において接合され、接合した状態のまま室温まで冷却される。
そして、冷却にともなって、バッキングプレート204は圧縮される。
このとき、第1主面204aにのみ第一母材205が接合されているため、第1主面204aにおけるバッキングプレート204の圧縮率と、第2主面204bにおけるバッキングプレート204の圧縮率とは異なる。
したがって、バッキングプレート204は、第1主面204aあるいは第2主面204bにおいて、凸状に反りが生じた形状を有する。
次に、第二工程において、第一母材205とバッキングプレート204との接合により反ったバッキングプレート204を、平坦な形状となるように整形する。
バッキングプレート204を整形する方法は、特定の方法に限定されないが、本変形例では、バッキングプレート204に対し、反りが生じている方向とは逆の方向に圧力を加えて機械的に矯正する方法を用いる。
次に、第三工程において、第二接着部材を用いて、第二母材212をバッキングプレート211の第1主面211aに接合する。
より具体的には、接合面を形成するバッキングプレート211の第1主面211aに第二接着部材を塗布し、バッキングプレート211及び第二接着部材を融点以上の温度で加熱して融解させる。
そして、融解した第二接着部材上に第二母材212を配置し、第二母材212とバッキングプレート211との間に融解した第二接着部材が挟まれた状態で室温まで冷却する。
この工程で用いる第二接着部材としては、低融点金属であることが望ましく、例えば、インジウムが用いられる。
次に、第四工程において、バッキングプレート211と第二母材212との接合により反ったバッキングプレート211を、平坦な形状となるように整形する。
バッキングプレート211を整形する方法は、特定の方法に限定されないが、本変形例では、バッキングプレート211に対し、反りが生じている方向とは逆の方向に圧力を加えて機械的に矯正する方法を用いる。
次に、第五工程において、バッキングプレート204の第2主面204bとバッキングプレート211の第2主面211bとが、向かい合うように、バッキングプレート204とバッキングプレート211とを一体化させる。
2つのバッキングプレートを一体化させる方法としては、例えば、主面204bと主面211bとの間に接着部材を配置し、両プレートを接合する方法が挙げられる。或いは、主面204bと主面211bとを重ね合わせた状態で、両プレートをボルト又はクランプ等の固定用部材により固定する方法がある。
次に、第六工程において、バッキングプレート214の長手方向に平行な側面(第3側面113)に、絶縁性の接着部材(絶縁部材)209aを用いて、防着板209を接合することにより、ターゲットの変形例が形成される。
なお、第一工程〜第二工程と、第三工程〜第四工程とは、順序を入れ替えて行ってもよいし、同時に行ってもよい。
また、ターゲットの変形例は、二枚の板204および211を重ね合わせることによってバッキングプレート214を予め形成し、その後、本発明の実施形態におけるバッキングプレート104と同様に、上述したターゲットの製造方法を用いることによっても形成される。
上記ターゲットの製造方法の変形例によれば、ボルト又はクランプ等の固定部材を用いて母材をバッキングプレートに固定する場合のように、母材に固定領域を設ける必要がない。
したがって、バッキングプレート214の各々の主面に配置された第一母材205及び第二母材212の全域をスパッタリングに用いることができる。
また、ターゲットの製造方法の変形例では、バッキングプレートの第1主面214aあるいは第2主面214bに母材を接合させた後に、接合により反ったバッキングプレートを、平坦な形状になるように整形する。
したがって、バッキングプレートの二つの主面の各々に、個別に、表面が平坦な形状を有する母材が接合されたターゲットを製造することができる。
これにより、母材と被処理基板が平行に配置されるため、母材から飛び出すスパッタ粒子を被処理基板の処理面内に均一に付着させ、成膜することができる。
本発明は、被処理体にスパッタリング法による成膜工程を行う場合に対し、広く適用することができる。
100・・・成膜装置、104・・・バッキングプレート、104a、104b・・・主面、105・・・第一母材、106・・・第二母材、107・・・回転軸、108a、108b・・・流路、109・・・防着板、109a・・・絶縁部材、120・・・カソード、C・・・ターゲット、E・・・制御部、H・・・磁場生成部、L・・・長手方向。

Claims (7)

  1. 成膜装置に用いられるカソードであって、
    第1主面,前記第1主面とは反対側に位置する第2主面,第1側面,及び前記第1側面とは反対側に位置する第2側面を有するバッキングプレートと、前記第1主面に配置された第一母材と、前記第2主面に配置された第二母材と、前記第1側面から前記第2側面に向けて前記バッキングプレートを貫通する回転軸とを有し、成膜空間内に設けられたターゲットと、
    前記回転軸を回転させ、前記回転軸を介して前記ターゲットにスパッタリングに用いられる電力を供給する制御部と、
    前記第一母材又は前記第二母材に漏洩磁束が生成されるように、前記成膜空間から離れた前記バッキングプレートの面に近い位置に設けられた磁場生成部とを含む
    ことを特徴とするカソード。
  2. 請求項1に記載のカソードであって、
    前記磁場生成部は、
    漏洩磁束が前記第一母材に生成されるときは、前記第二母材に近い位置に配置され、
    漏洩磁束が前記第二母材に生成されるときは、前記第一母材に近い位置に配置されている
    ことを特徴とするカソード。
  3. 請求項1又は請求項2に記載のカソードであって、
    前記磁場生成部は、
    前記ターゲットが回転するときに前記ターゲットの回転半径より外側に前記磁場生成部を退避し、前記回転が終了したときに前記磁場生成部を元の位置に戻す退避駆動部を備えている
    ことを特徴とするカソード。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のカソードであって、
    前記磁場生成部は、
    前記ターゲットの長手方向に垂直な方向及び前記ターゲットの長手方向に平行な方向のうち少なくとも一方向に前記磁場生成部を揺動させる揺動駆動部を備えている
    ことを特徴とするカソード。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のカソードであって、
    前記バッキングプレートの内部に設けられ、前記第1主面あるいは前記第2主面に近い位置に形成され、冷却水が流動する循環流路を備える
    ことを特徴とするカソード。
  6. 請求項5に記載のカソードであって、
    前記制御部は、前記回転軸を通して、前記循環流路に冷却水を循環させる
    ことを特徴とするカソード。
  7. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のカソードであって、
    前記バッキングプレートは、前記第1側面及び前記第2側面とは異なる第3側面を有し、前記第3側面には絶縁部材を介して防着板が配置されている
    ことを特徴とするカソード。
JP2013509737A 2011-04-15 2011-11-18 カソード Active JP5721817B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013509737A JP5721817B2 (ja) 2011-04-15 2011-11-18 カソード

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011091188 2011-04-15
JP2011091188 2011-04-15
JP2013509737A JP5721817B2 (ja) 2011-04-15 2011-11-18 カソード
PCT/JP2011/076674 WO2012140804A1 (ja) 2011-04-15 2011-11-18 カソード

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2012140804A1 true JPWO2012140804A1 (ja) 2014-07-28
JP5721817B2 JP5721817B2 (ja) 2015-05-20

Family

ID=47009003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013509737A Active JP5721817B2 (ja) 2011-04-15 2011-11-18 カソード

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5721817B2 (ja)
KR (1) KR101515048B1 (ja)
CN (1) CN103314129B (ja)
TW (1) TWI518195B (ja)
WO (1) WO2012140804A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7362327B2 (ja) * 2019-07-18 2023-10-17 東京エレクトロン株式会社 ターゲット構造体及び成膜装置
JP7389917B2 (ja) * 2020-09-17 2023-11-30 株式会社アルバック スパッタ装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4049341B2 (ja) * 1996-12-18 2008-02-20 大日本印刷株式会社 スパッタ装置
JP3898318B2 (ja) * 1997-12-25 2007-03-28 松下電器産業株式会社 スパッタリング装置
JP4071520B2 (ja) * 2002-03-29 2008-04-02 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置
JP2006233240A (ja) * 2005-02-22 2006-09-07 Canon Inc スパッタ用カソード及びスパッタ装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103314129A (zh) 2013-09-18
JP5721817B2 (ja) 2015-05-20
KR20130109218A (ko) 2013-10-07
TWI518195B (zh) 2016-01-21
KR101515048B1 (ko) 2015-04-24
CN103314129B (zh) 2015-05-20
WO2012140804A1 (ja) 2012-10-18
TW201241212A (en) 2012-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6069540B2 (ja) カソードユニット
JP5960384B2 (ja) 静電チャック用基板及び静電チャック
JP6559233B2 (ja) マグネトロンスパッタリング装置
JP5721817B2 (ja) カソード
JP6641472B2 (ja) 成膜方法及びスパッタリング装置
TW202219298A (zh) 濺鍍裝置
JP5721815B2 (ja) ターゲット及びターゲットの製造方法
JP2007051337A (ja) スパッタ電極及びスパッタ電極を備えたスパッタリング装置
KR101994343B1 (ko) 캐소드 어셈블리
JP5726633B2 (ja) ターゲット装置
JP6927777B2 (ja) 成膜方法及びスパッタリング装置
JP7044887B2 (ja) スパッタリング装置
JP7362327B2 (ja) ターゲット構造体及び成膜装置
JP2010111892A (ja) スパッタリング装置及びスパッタリング方法
JP2004074180A (ja) 接合方法及び装置
TW201437397A (zh) 物理蒸氣沉積系統

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140805

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140929

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150310

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150324

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5721817

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250