JPWO2014122700A1

JPWO2014122700A1 - 成膜装置

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Publication number: JPWO2014122700A1
Application number: JP2014555034A
Authority: JP
Inventors: 雄二梶原
Original assignee: Canon Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2017-01-26
Anticipated expiration: 2033-08-30
Also published as: KR20150006459A; TWI500795B; JP5731085B2; WO2014122700A1; TW201446997A

Abstract

成膜装置は、成膜用のターゲットを取り付け可能な第１取り付け部を備える第１ターゲット電極３５〜３８と、第１ターゲット電極３５〜３８に対向する位置で基板を保持する基板ホルダー３３と、ゲッタリング用のターゲットを取り付け可能で、第１取り付け部よりも小さい第２取り付け部を備える第２ターゲット電極４１とを備える。

Description

本発明は成膜装置に関し、特に、ＭＲＡＭ（ｍａｇｎｅｔｉｃｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）や磁気ヘッドのセンサなどに利用される磁気抵抗効果素子の成膜装置に関する。

ＭＲＡＭ（ｍａｇｎｅｔｉｃｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）や磁気ヘッドのセンサに磁気抵抗効果を利用したデバイスが用いられている。これらのデバイスは、デバイス内の不純物によりＴＭＲ特性などの性能が低下することが知られている。そのため、ＭＲＡＭデバイスを作製するスパッタ装置内の真空環境として、１０−７Ｐａ〜１０−８Ｐａの超高真空が要求されている。このような真空度では水素と水が不純物の大部分を構成している。これを取り除くためには、真空環境下のスパッタ装置の壁面に活性なゲッター材料（例えばチタン、タンタル）の膜をつけることで不純物を吸着（トラップ）するポンプを用いると良いことが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の技術は、デバイスを形成する成膜装置内の内壁やシャッタの一部にチタンなどの薄膜を形成し、不純物が除去するゲッタリング効果を得るものである。チタンなどの薄膜を形成するためのスパッタ源としては、チタンなどを取り付けたターゲット取付け部が用いられている。

国際公開第ＷＯ２００７／１０５４７２号パンフレット

しかしながら特許文献１の技術は、非常に多くの積層膜を必要とするＭＲＡＭデバイスで、カソードに搭載する材料がゲッタリング効果のあるチタンやタンタルなどに限定されると、カソード数をさらに増やす必要がある。そして、カソード数を増やすことは真空容器のサイズの増大や真空容器の数量の増加につながるため、成膜装置のコスト低減の妨げになるおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みたものであり、真空容器のサイズや数に影響することなく、ゲッタリング効果のある材料を装置内に成膜できる成膜装置を提供することを目的とする。

本発明の成膜装置は、成膜用のターゲットを取り付け可能な第１取り付け部を備える複数の第１ターゲット電極と、前記複数の第１ターゲット電極に対向する位置で基板を保持する基板ホルダーと、ゲッタリング用のターゲットを取り付け可能で、前記第１取り付け部よりも小さい第２取り付け部を備える第２ターゲット電極と、を備えることを特徴とする。

本発明の成膜装置は、成膜に用いるターゲット電極の取付け位置の隙間に、ゲッタリング効果が高いチタンやタンタルをターゲットＧとして搭載する小型のターゲット電極が設けられている。そのため、ターゲットＧからゲッタリング材料を、ＭＲＡＭデバイスを作製する空間（成膜室）やシールド板の裏側にスパッタし、ゲッタリング効果で超高真空を得ることができる。また、ターゲットＧとして搭載する小型のターゲット電極は、複数設けられた成膜用のターゲット電極の隙間に設けられるサイズに調整されているので、真空容器のサイズを大きくしたり、真空容器の数を増加したりする必要がなく、成膜装置のフットプリントを抑えられる。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
本発明に係る成膜装置の代表的な実施形態の構成を示す平面図である。本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の１つの成膜チャンバの構成を概略的に示す上面図である。図２のＸ−Ｘ断面図である。本発明の第１の実施形態に係るシャッタ装置を構成する各部材の斜視図である。本発明の第１の実施形態に係るシャッタ装置の動作とスパッタする物質についての説明図である。本発明の他の実施形態に係るシャッタ装置の動作とスパッタする物質についての説明図である。本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の効果を示す図である。

以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。以下に説明する部材、配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変できることは勿論である。本発明に係る成膜装置の適用は、スパッタリング装置に限定されるものではなく、真空容器内でシャッタ装置により蒸着材料を選択できる各種ＰＶＤ装置に適用可能である。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る成膜装置の代表的な構成を示し、内部機構の概略構成が判明する程度に示された平面図である。この成膜装置１０はクラスタ型であり、複数の成膜チャンバを備えている。ロボット搬送装置１１が備えられた搬送チャンバ１２が中央位置に設置されている。ロボット搬送装置１１は、伸縮自在なアームに設けられたハンド１４によって基板を搭載することができる。アームの基端部は搬送チャンバ１２の中心部に回転自在に取り付けられている。

成膜装置１０の搬送チャンバ１２には、ロード／アンロードチャンバ１５，１６が設けられている。ロード／アンロードチャンバ１５によって、外部から成膜装置１０に被処理材としての基板を搬入すると共に、多層膜の成膜処理が終了した基板を成膜装置１０の外部へ搬出する。ロード／アンロードチャンバ１６も同じ機能を有し、ロード／アンロードチャンバ１６を経由して搬入された基板は、同チャンバから搬出される。

この成膜装置１０では、搬送チャンバ１２の周囲に、５つの成膜チャンバ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ（以下、成膜チャンバ１７Ａ〜１７Ｅ）が設けられている。隣り合う２つのチャンバの間には、両チャンバを隔離し、かつ開閉自在なゲートバルブ２０が設けられている。

成膜チャンバ１７Ａ〜１７Ｅの各々は、異なる種類の膜を同じチャンバ内で連続して成膜するための成膜チャンバである。本実施形態によれば、基板上に堆積される多層膜を複数のグループに分け、各グループに属する複数の膜を予め設定したいずれかの成膜チャンバで成膜させるように構成している。成膜チャンバ１７Ａ〜１７Ｅの各々ではスパッタリングを利用したＰＶＤ（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって磁性膜を堆積する。なお、同一グループに属する膜を成膜する成膜チャンバを複数配置することでスループットを向上する構成でもよいことはもちろんである。

成膜装置１０において、ロード／アンロードチャンバ１５，１６を通して内部に搬入された基板３４は、ロボット搬送装置１１によって、成膜チャンバ１７Ａ〜１７Ｅのそれぞれに、作製対象である多層膜デバイスに応じて予め定められた順序で導入され、各チャンバでは所定の成膜処理が行われる。作製対象の多層膜デバイスの例を挙げると、ＬＥＤ、ＭＲＡＭ、ＴＭＲヘッド、アドバンスド（改良型）ＧＭＲなどである。

なお、図１において、成膜チャンバ１７Ａ〜１７Ｅの内部を所要の真空状態にするための真空排気装置１８、ターゲット電極３５〜３８に印加される電力を供給するための給電装置、ターゲット電極３５〜３８のそれぞれに取り付けられるターゲット、プロセスガス導入機構などのプラズマを生成するための装置等の図示は省略されている。

また、必要に応じて成膜チャンバの代わりに酸化膜成膜チャンバやクリーニングチャンバを配置することもできる。酸化膜成膜チャンバは、金属層を酸化する表面化学反応が行われるチャンバであり、表面化学反応には、プラズマ酸化、自然酸化、オゾン酸化、紫外線−オゾン酸化、ラジカル酸素などが使用される。クリーンニングチャンバは、イオンビームエッチング機構やＲＦスパッタエッチング機構により表面平坦化が行われるチャンバである。本実施形態の成膜チャンバ１７Ａ〜１７Ｅは、いずれも同様の構成であるが、作製対象である多層膜デバイスの膜構成に応じて各成膜チャンバのターゲット電極に搭載されるターゲットの種類も変更されることはもちろんである。

図２，３に基づき、成膜チャンバ１７Ａ〜１７Ｅの各々に設けられる特徴的な構造について説明する。本実施形態の成膜チャンバ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅはいずれも同様の構成であるため、代表として成膜チャンバ１７Ａを図２，３に図示した。図２は成膜チャンバ１７Ａを上方から見た模式図であり、ターゲット電極３５〜３８（第１ターゲット電極）とゲッタリング用のターゲット電極４１（第２ターゲット電極）の位置関係がわかるように描かれている。図３は成膜チャンバ１７Ａの縦断面図である。図２，３において、図１で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。

成膜チャンバ１７Ａの容器５１（真空容器）の天井部には、成膜用の４つのターゲット電極３５〜３８（第１ターゲット電極）とゲッタリング用のターゲット電極４１（第２ターゲット電極）が設けられている。ターゲット電極３５〜３８は被成膜材料がボンディングされたターゲットを基板に対向して取り付け可能な取り付け部（第１取り付け部）を有する公知のカソードである。

成膜チャンバ１７Ａの底面部の中央には、基板ホルダー３３が回転自在に設けられている。基板ホルダー３３は、基板３４へのスパッタ成膜のとき基板３４を回転状態で保持できる。傾斜して設けられたターゲット電極３５〜３８のそれぞれの取り付け部には、下方で水平に配置された基板３４の上面に対向するようにターゲットＡ〜Ｄを配置することができる。ターゲットＡ〜Ｄには成膜処理に用いられる被成膜材料がそれぞれボンディングされている。なお、ここでいうターゲットＡ〜Ｄと基板３４とが対向する状態とは、ターゲット電極３５〜３８（より正確にはターゲット電極３５〜３８の取り付け部）、が基板周辺に向けて配置されている状態であり、図３に図示したようにターゲットＡ〜Ｄのスパッタ面が傾斜して基板３４に向けられている状態も含まれるものとする。

ゲッタリング用のターゲット電極４１は、成膜用のターゲットＡ〜Ｄと比べて小さいゲッタリング用のターゲットＧを取り付ける取り付け部（第２取り付け部）を備えている。そのため、ターゲット電極４１はターゲット電極３５〜３８と比べて寸法が小さい。また、ターゲット電極４１の取り付け部は、ターゲット電極３５〜３８のそれと比べて小型であるため、ターゲット電極４１に取付けるターゲットＧも成膜用のターゲットＡ〜Ｄに比べて小さい。そのため、ターゲット電極３５〜３８の取り付け位置の隙間にターゲット電極４１を取り付けることができる。例えば、ターゲット電極４１の第２ターゲット電極は、ターゲット電極３５〜３８のそれぞれの第１ターゲット電極のうち、隣接する任意の２つのターゲット電極の間に取り付けることができる。

本実施形態では、ターゲット電極４１はターゲット電極３６とターゲット電極３８の間に取り付けられているが、他のターゲット電極の間に取り付けてもよい。すなわち、ターゲット電極４１を設けても、ターゲット電極３５〜３８の配置を変更する必要がないので、真空容器のサイズを変更する必要がない。もちろん、ターゲット電極４１を備えることで真空容器を増設する必要もない。ここで、ターゲット電極４１の取り付け部（第２取り付け部）がターゲット電極３５〜３８の取り付け部（第１取り付け部）よりも小さいとは、具体的には、ターゲットを取り付ける取り付け部の部分の面積が小さいことをいう。

ターゲットＡ〜Ｄ，Ｇと基板３４の間には回転シャッタ装置５４が配置されている。回転シャッタ装置５４は二重のシャッタ板を有している。回転シャッタ装置５４の動作によって、ターゲット電極３５〜３８，４１のうちスパッタ成膜に使用されるターゲットＡ〜Ｄ，Ｇが搭載されたターゲット電極が選択される。

ターゲットＡ〜Ｄ，Ｇと基板ホルダー３３の間には、回転シャッタ装置５４が設けられている。回転シャッタ装置５４については後述する。また、回転シャッタ装置５４と基板ホルダー３３の間には基板シャッタ１９が設けられている。基板シャッタ１９は、基板ホルダー３３上を移動できるように構成された金属製の板状部材であり、基板シャッタ１９を移動させるモータに連結されている。モータは制御装置に連結されている。プリスパッタ時には基板ホルダー３３上に基板３４がない状態でスパッタするため、基板ホルダー３３を基板シャッタ１９で覆う。成膜時には基板ホルダー３３上に配置された基板上から基板シャッタ１９を退避するように移動可能に構成されている。

図３〜６に基づいて回転シャッタ装置５４について説明する。図４は回転シャッタ装置５４を構成する各部材の斜視図である。回転シャッタ装置５４は、ターゲット電極ホルダー６１、上部シールド板（シールド部材）６３、第１シャッタ板（第１シャッタ部材）６５、第２シャッタ板（第２シャッタ部材）６７を有している。第１シャッタ板６５と第２シャッタ板６７は、二重回転シャッタのシャッタ板として構成されている。なお、上部シールド板６３、第１シャッタ板６５、第２シャッタ板６７は実質的に平行になるように、いずれも上に凸の湾曲形状である。

ターゲット電極ホルダー６１は、ターゲット電極３５〜３８を保持する４箇所の支持部６１ａと、ターゲット電極４１の支持部６１ｂが設けられた部材であり、容器５１の上部に設けられている。本実施形態のターゲット電極ホルダー６１は、容器５１の蓋としての機能も有しているが、容器５１の一部に支持部６１ａ，支持部６１ｂを設けてもよい。

支持部６１ａに保持されたターゲット電極３５〜３８には、成膜処理に用いられる任意の被成膜物質がボンディングされたターゲットＡ〜Ｄを基板３４の方向に向けて保持することができる。支持部６１ｂに支持されたターゲット電極４１には、チタンがボンディングされたターゲットＧを基板ホルダー３３の方向に向けて保持することができる。なお、ターゲット電極３５〜３８，４１のターゲットＡ〜Ｄ，Ｇを保持する部分をターゲット取り付け面とする。ターゲットＧの材料としてチタン（Ｔｉ）を例に説明するが、ゲッタリングに用いられる任意の被成膜物質を用いることができる。例えば、チタン以外ではＴａ，Ｚｒ，Ｃｒ，Ｍｇなどが考えられる。

上部シールド板（シールド部材）６３は、ターゲット電極ホルダー６１の基板ホルダー３３側に設けられたステンレス製の防着シールド板であり、ターゲットＡ〜Ｄからスパッタされた原子がターゲット電極ホルダー６１に付着するのを防いでいる。上部シールド板６３は、ターゲット電極３５〜３８，４１のターゲット取り付け面（取り付け面）に対向する領域に開口６３ａ，６３ｂが形成されている。ターゲット電極ホルダー６１には計５つのターゲット電極３５〜３８，４１が保持されることから、上部シールド板６３の各ターゲット電極３５〜３８，４１のターゲット取り付け面に対向する位置にはそれぞれ開口が形成されている。

第１シャッタ板（第１シャッタ部材）６５は、上部シールド板６３の基板ホルダー３３側に回転可能に設けられたステンレス製のシャッタ板であり、回転軸６５ｂを回転することにより回転角度を制御することができる。第１シャッタ板６５は、２つの成膜用のターゲット電極のターゲットの取り付け部に対向する領域のそれぞれに開口６５ａが、ゲッタリング用のターゲット電極４１のターゲットの取り付け部に対向する領域に開口６５ｃが形成されている。第１シャッタ板６５に形成された２つの開口６５ａは回転軸６５ｂに対して対称の位置に形成されている。本実施形態の開口６５ｃはいずれかの開口６５ａの隣接位置に形成されている。また、第１シャッタ板６５は、所定位置に回転させることで、ターゲット電極３５〜３８の取り付け部及びターゲット電極４１の取り付け部を遮蔽でき、任意の１つ又は複数の取り付け部を基板３４側に露出させることができる。

第２シャッタ板（第２シャッタ部材）６７は、第１シャッタ板６５の基板ホルダー３３側に回転可能に設けられたステンレス製のシャッタ板であり、回転軸６７ｂを回転することにより回転角度を制御することができる。回転軸６５ｂと回転軸６７ｂは独立して回転制御可能に構成されている。第２シャッタ板６７は、２つの成膜用のターゲット電極のターゲット取り付け面に対向する領域のそれぞれに開口６７ａが、ゲッタリング用のターゲット電極４１のターゲット取り付け面に対向する領域に開口６７ｃが形成されている。また、第２シャッタ板６７に形成された２つの開口６７ａは第１シャッタ板６５に形成された２つの開口６５ａに対向して配置できるように形成されている。また、第２シャッタ板６７は、第１シャッタ板６５とともに所定位置に回転させることで、ターゲット電極３５〜３８の取り付け部及びターゲット電極４１の取り付け部を遮蔽でき、任意の１つ又は複数の取り付け部を基板３４側に露出させることができる。

図５の５ａ〜５ｃ及び図６の６ａ〜６ｅを用いて、所定の場所にゲッタリング膜を形成する際の回転シャッタ装置５４の動きについて説明する。図５の５ａ〜５ｃは同時スパッタ（Ｃｏ-スパッタ）に適したシャッタ装置を用いた場合に、各ターゲットＡ〜Ｄ，Ｇを使用するタイミングとそれぞれのシャッタ板の配置についての説明図である。

図５の５ａ〜５ｃは回転シャッタ装置５４を構成する部材のうち上部シールド板６３、第１シャッタ板６５、第２シャッタ板６７のそれぞれを上方から見た模式図である。回転シャッタ装置５４は、基板３４にスパッタ成膜の際には、成膜に用いるターゲットが開口６５ａ，６７ａを介して基板に露出するように第１シャッタ板６５と第２シャッタ板６７を回転させて使用するものである。本発明に係る成膜装置は、基板３４上へスパッタ成膜を行う前にターゲット電極４１に搭載されたゲッタリング用のターゲットＧによってゲッタリング膜を所定の場所に形成することができる。ゲッタリング膜を形成する場所として、第１シャッタ板６５、第２シャッタ板６７、水平シャッタ板、真空容器の内壁やシールド板が挙げられる。

図５の５ａは、第２シャッタ板６７にターゲット電極４１からゲッタリングのためのＴｉ膜を形成するための配置である。第１シャッタ板６５はゲッタリング用のターゲットＧの前面に開口６５ｃが位置するように回転させた後に停止され、第２シャッタ板６７はターゲットＧの前面に開口６７ｃが位置しないように停止されている。このとき、ターゲット電極４１に電力を印加すると取り付け部に取り付けられたターゲットＧからスパッタされたＴｉが開口６５ｃを通過して第２シャッタ板６７の上面の領域６７ｄに成膜される。

これにより、領域６７ｄに成膜されたゲッタリング材料が真空ポンプの役割となり、真空容器内を排気する。第１シャッタ板６５と第２シャッタ板６７の隙間にある不純物を効果的に除去することができる。ターゲットＧと第２シャッタ板６７の間に第１シャッタ板６５が位置しているため、ターゲットＧからターゲットＡ〜Ｄへのコンタミネーションがない。なお、図５の５ａに示した第１シャッタ板６５と第２シャッタ板６７の配置で、ターゲットＧからのスパッタを行わずに、ターゲットＡ，Ｄからのスパッタを行えば、ターゲットＡ，Ｄの同時スパッタを行うことができる。

なお、図５の５ａでは、第２シャッタ板６７の回転を停止させた状態でゲッタリング膜を形成する実施例を記載したが、第２シャッタ板６７を回転させながら成膜してもよい。この場合、領域６７ｄはリング状になり図５の５ａの実施例よりも広い範囲にゲッタリング膜を形成することができる。

図５の５ｂは、第１シャッタ板６５にターゲット電極４１からゲッタリングのためのＴｉ膜を形成するための配置である。第１シャッタ板６５はゲッタリング用のターゲットＧの前面に開口６５ｃが位置しない配置に回転させた後に停止させている。このとき、ターゲット電極４１に電力を印加するとターゲットＧからスパッタされたＴｉが第１シャッタ板６５の上面の領域６５ｄに成膜される。これにより、領域６５ｄに成膜されたゲッタリング材料が真空ポンプの役割となり、真空容器内を排気する。なお、図５の５ｂに示した第１シャッタ板６５と第２シャッタ板６７の配置で、ターゲットＧからのスパッタを行わずに、ターゲットＢ，Ｃからのスパッタを行えばターゲットＢ，Ｃの同時スパッタを行うことができる。

なお、図５の５ｂでは第１シャッタ板６５の回転を停止させた状態でゲッタリング膜を形成する実施例を記載したが、第１シャッタ板６５を回転させながら成膜してもよい。この場合、領域６５ｄはリング状になり図５の５ｂの実施例よりも広い範囲にゲッタリング膜を形成することができる。

図５の５ｃは、基板が配置される成膜空間内にゲッタリングのためのＴｉ膜を形成するための配置である。ゲッタリング用のターゲットＧの前面に開口６５ｃと開口６７ｃがいずれも位置している。このとき、ターゲット電極４１に電力を印加するとターゲットＧからスパッタされたＴｉが開口６５ｃと６７ｃを通過して成膜室内に成膜される。具体的には基板シャッタ１９の上面、若しくは容器５１の内壁に沿って設けられた内シールド板２１にゲッタリング効果があるＴｉ膜が形成される。なお、開口６７ｃは開口６５ｃよりも大きな寸法に形成されているため、ターゲットＧからスパッタされたＴｉは広がりながら成膜室内に放出される。そのため、成膜室内の広い範囲にゲッタリング膜を形成することができる。

これにより、成膜室内にある不純物を効果的に除去することができる。本実施形態の成膜装置ではターゲットＧを基板方向に向けて、基板シャッタ１９の上面やシールド板２１にゲッタリング膜を形成できるように構成されている。しかしながら、ターゲットＧの向きを基板３４から逸らせてシールド板２１の内側に多くのゲッタリング膜を形成するようにも形成してもよい。

図６の６ａ〜６ｅは他の実施形態に係る成膜装置のシャッタ装置を用いたときの各ターゲットＡ〜Ｄ，Ｇを使用するタイミングとそれぞれのシャッタ板の配置についての説明図である。このシャッタ装置は、シングルスパッタに適した構成を備えている。なお、上述の実施形態と同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。図６の６ａは、第２シャッタ板８７にターゲット電極４１からゲッタリングのためのＴｉ膜を形成するための配置である。ゲッタリング用のターゲットＧの前面に第１シャッタ板８５の開口６５ｃが位置し、第２シャッタ板８７の開口６７ｃが位置しないように配置されている。このとき、ターゲット電極４１に電力を印加するとターゲットＧからスパッタされたＴｉが開口６５ｃを通過して第２シャッタ板８７の上面の領域６７ｄに成膜される。

これにより、領域６７ｄに成膜されたゲッタリング材料が真空ポンプの役割となり、真空容器内を排気する。ターゲットＧと第２シャッタ板８７の間に第１シャッタ板８５が位置しているため、ターゲットＧからターゲットＡ〜Ｄへのコンタミネーションがない。なお、図６の６ａに示した第１シャッタ板８５と第２シャッタ板８７の配置で、ターゲットＧの代わりにターゲットＡからのスパッタ成膜を行うことができる。

図６の６ｂは、第２シャッタ板８７の領域６７ｅにターゲット電極４１からゲッタリングのためのＴｉ膜を形成するための配置である。ゲッタリング用のターゲットＧの前面に第１シャッタ板８５の開口６５ｃが位置し、第２シャッタ板８７の開口６７ｃが位置しないように配置されている。領域６７ｅと領域６７ｄの位置は異なっている。

これにより、ターゲットＧからターゲットＡ〜Ｄへのコンタミネーションを抑えながら、領域６７ｅに成膜されたゲッタリング材料が真空ポンプの役割となり、真空容器内を排気する。なお、図６の６ｂに示した第１シャッタ板８５と第２シャッタ板８７の配置で、ターゲットＧの代わりにターゲットＢからのスパッタ成膜を行うことができる。

図６の６ｃは、第１シャッタ板８５の領域６５ｄにターゲット電極４１からゲッタリングのためのＴｉ膜を形成するための配置である。ゲッタリング用のターゲットＧの前面に第１シャッタ板８５の領域６５ｄが位置するように配置されている。これにより、ターゲットＧから他のターゲットＡ〜Ｄへのコンタミネーションを抑えながら、領域６５ｄに成膜されたゲッタリング材料が真空ポンプの役割となり、真空容器内を排気する。なお、図６の６ｃに示した第１シャッタ板８５と第２シャッタ板８７の配置で、ターゲットＧの代わりにターゲットＣからのスパッタ成膜を行うことができる。

図６の６ｄは、図６の６ｃと同じく、第１シャッタ板８５の領域６５ｄにターゲット電極４１からゲッタリングのためのＴｉ膜を形成するための配置である。ゲッタリング用のターゲットＧの前面に第１シャッタ板８５の領域６５ｄが位置するように配置されている。図６の６ｄに示した第１シャッタ板８５と第２シャッタ板８７の配置で、ターゲットＧの代わりにターゲットＤからのスパッタ成膜を行うことができる。

図６の６ｅは、基板が配置される成膜空間内にゲッタリングのためのＴｉ膜を形成するための配置であり、図５の５ｃと同様の効果が期待できる。ゲッタリング用のターゲットＧの前面に開口６５ｃと開口６７ｃがいずれも位置している。このとき、ターゲット電極４１に電力を印加するとターゲットＧからスパッタされたＴｉが開口６５ｃと開口６７ｃを通過して成膜室内の基板シャッタ１９の上面や内シールド板２１にゲッタリング効果があるＴｉ膜が形成される。

上述した本実施形態では、ゲッタリング用のターゲットＧを１つ用いる成膜装置について述べたが、ターゲットＧの数は限定されない。例えば、ターゲットＧを２つ有する構成であってもよいことはもちろんである。

本実施形態の成膜装置の効果について述べる。第１の実施形態に係る真空装置について説明するが、他の実施形態においても同様の効果を奏する。真空容器内にゲッタリング膜を形成することで比較的短い時間で超高真空を実現することができる。図７にゲッタリング膜を成膜室内に形成したときの真空度の変化について示した。図７において、０〜６００秒はゲッタリング膜の形成前の成膜室のガス分析結果であり、６００秒以後にゲッタリング膜を成膜室内に形成した。

ゲッタリング膜の形成前は、ベーキング後４６時間、真空排気装置１８で排気を続けた真空容器内（成膜室）の状態であり、電離真空計での測定値は１．４×１０−６Ｐａであった。６００秒以後、ゲッタリング膜はＴｉをボンディングしたターゲットＧを０．５ｋＷｈスパッタリングを行うことで真空容器内（成膜室）に形成した。ゲッタリング膜形成後の電離真空計による成膜室内の測定値は２．５×１０−７Ｐａであった。

本実施形態の成膜装置は、成膜に用いるターゲット電極３５〜３８の取付け位置の隙間に、ゲッタリング効果が高いチタンやタンタルをターゲットＧとして搭載する小型のターゲット電極４１を設けられている。ターゲット電極４１をターゲット電極３５〜３８の隙間に設けられるサイズにすることで、モジュールサイズに影響を与えることなく、またモジュールの数を増加する必要がないので成膜装置のフットプリントを抑えられる。そして、ターゲットＧからゲッタリング材料を、ＭＲＡＭデバイスを作製する空間（成膜室）やシールド板の裏側にスパッタし、ゲッタリング効果で超高真空を得ることができる。

本実施形態の成膜装置は、ターゲットＧから他のターゲット材料にコンタミネーションがないように回転シャッタ装置が構成されている。ターゲットＧからは回転シャッタにもスパッタできるため、ポンプとなるチタンのスパッタ面積を増やすことが出来る。ターゲットＧでは、ターゲットＡ〜Ｄよりも高い電力密度で数分〜６０分程度スパッタすることで十分なゲッタリング効果が得られる。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

本願は、２０１３年２月５日提出の日本国特許出願特願２０１３−２０１７７を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

【０００２】
ＡＭデバイスで、カソードに搭載する材料がゲッタリング効果のあるチタンやタンタルなどに限定されると、カソード数をさらに増やす必要がある。そして、カソード数を増やすことは真空容器のサイズの増大や真空容器の数量の増加につながるため、成膜装置のコスト低減の妨げになるおそれがある。
［０００６］
本発明は上記課題に鑑みたものであり、真空容器のサイズや数に影響することなく、ゲッタリング効果のある材料を装置内に成膜できる成膜装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００７］
本発明の成膜装置は、成膜用のターゲットを取り付け可能な第１取り付け部を備える複数の第１ターゲット電極と、前記複数の第１ターゲット電極に対向する位置で基板を保持する基板ホルダーと、ゲッタリング用のターゲットを取り付けるための、前記第１取り付け部よりも小さい第２取り付け部を備える第２ターゲット電極と、を備えることを特徴とする。
発明の効果
［０００８］
本発明の成膜装置は、成膜に用いるターゲット電極の取付け位置の隙間に、ゲッタリング効果が高いチタンやタンタルをターゲットＧとして搭載する小型のターゲット電極が設けられている。そのため、ターゲットＧからゲッタリング材料を、ＭＲＡＭデバイスを作製する空間（成膜室）やシールド板の裏側にスパッタし、ゲッタリング効果で超高真空を得ることができる。また、ターゲットＧとして搭載する小型のターゲット電極は、複数設けられた成膜用のターゲット電極の隙間に設けられるサイズに調整されているので、真空容器のサイズを大きくしたり、真空容器の数を増加したりする必要がなく、成膜装置のフットプリントを抑えられる。
［０００９］
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
図面の簡単な説明
［００１０］
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示

Claims

成膜用のターゲットを取り付け可能な第１取り付け部を備える複数の第１ターゲット電極と、
前記複数の第１ターゲット電極に対向する位置で基板を保持する基板ホルダーと、
ゲッタリング用のターゲットを取り付け可能で、前記第１取り付け部よりも小さい第２取り付け部を備える第２ターゲット電極と、
を備えることを特徴とする成膜装置。
前記第１ターゲット電極と前記基板ホルダーとの間に設けられ、前記第１取り付け部及び前記第２取り付け部を遮蔽可能な第１シャッタ部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
前記第１シャッタ部材は、前記第１ターゲット電極と前記基板ホルダーとの間に回転可能に設けられ、回転した際に、前記第１取り付け部に対向する開口及び前記第２取り付け部に対向する開口を有することを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
前記第１シャッタ部材と前記基板ホルダーとの間に回転可能に設けられ、回転した際に、前記第１取り付け部に対向する開口及び前記第２取り付け部に対向する開口を有する第２シャッタ部材をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
前記第２シャッタ部材の前記第２取り付け部に対向する開口は、前記第１シャッタ部材の前記第２取り付け部に対向する開口よりも寸法が大きいことを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
前記第２ターゲット電極は、前記複数の第１ターゲット電極のうち、隣接する任意の２つの第１ターゲット電極の間に設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の成膜装置。