JP2021143364A

JP2021143364A - Sputtering apparatus

Info

Publication number: JP2021143364A
Application number: JP2020041740A
Authority: JP
Inventors: 一彦入澤; Kazuhiko Irisawa; 靖典安東; Yasunori Ando
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2021-09-24

Abstract

To enable suppressing an attachment of a sputtering particle to a dielectric window by arranging an antenna outside a vacuum vessel while a target is set close to an object to be treated.SOLUTION: A sputtering apparatus 100 for depositing a film to an object W to be treated by sputtering a target T using a plasma includes: a vacuum vessel 2 to be evacuated; an antenna 5 arranged outside the vacuum vessel; a dielectric window 6 arranged at a position facing the antenna 5 on an outside wall of the vacuum vessel 2; a target holding part 4 for holding the target T in the vacuum vessel 2; and a shielding member 12 arranged between the dielectric window 6 and the target T held by the target holding part 4, and for suppressing an attachment of a sputtering particle from the target T to the dielectric window 6.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、スパッタリング装置に関するものである。 The present invention relates to a sputtering apparatus.

従来のスパッタリング装置としては、特許文献１に示すように、アンテナを真空容器の外部に配置し、このアンテナから生じた高周波磁場を真空容器の外壁に設けた誘電体窓を介して真空容器内に透過させ、これにより真空容器内にプラズマを発生させることで、ターゲットをスパッタリングして被処理物に成膜するものがある。 As a conventional sputtering apparatus, as shown in Patent Document 1, an antenna is arranged outside the vacuum vessel, and a high-frequency magnetic field generated from the antenna is introduced into the vacuum vessel through a dielectric window provided on the outer wall of the vacuum vessel. In some cases, the target is sputtered to form a film on the object to be processed by transmitting the material and generating plasma in the vacuum vessel.

このようにアンテナを真空容器の外部に配置する構成は、アンテナをターゲットと被処理物との間に配置する構成に比べて、ターゲットを被処理物に近づけることができ、成膜速度の向上を図れる。 In the configuration in which the antenna is arranged outside the vacuum vessel in this way, the target can be brought closer to the object to be processed as compared with the configuration in which the antenna is arranged between the target and the object to be processed, and the film formation speed can be improved. It can be planned.

しかしながら、上述した構成であると、スパッタ粒子が誘電体窓に付着してしまい種々の問題が生じる。具体的には、例えばスパッタ粒子の付着により誘電体窓が導電膜で覆われることで、アンテナに電流を流して高周波磁場を発生させても、その高周波磁場を打ち消す方向の電流が誘電体窓に付着した導電膜に流れてしまい、プラズマの生成が抑制されるといった問題がある。 However, with the above-described configuration, the sputtered particles adhere to the dielectric window, causing various problems. Specifically, for example, the dielectric window is covered with a conductive film due to the adhesion of spatter particles, so that even if a current is passed through the antenna to generate a high-frequency magnetic field, the current in the direction of canceling the high-frequency magnetic field is applied to the dielectric window. There is a problem that the current flows to the attached conductive film and the generation of plasma is suppressed.

また、誘電体窓にスパッタ粒子が付着することにより、プラズマからの輻射熱を受けて誘電体窓の表裏に温度差が生じ、誘電体窓が割れてしまうといった問題や、付着した膜と誘電体窓とが反応して誘電体窓が割れてしまうといった問題も生じる。 In addition, the adhesion of spatter particles to the dielectric window causes a temperature difference between the front and back of the dielectric window due to radiant heat from the plasma, causing the dielectric window to crack, and the adhered film and the dielectric window. There is also a problem that the dielectric window is broken due to the reaction with.

特開２０００−２２６６５５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-226655

そこで、本願発明は、かかる問題を一挙に解決するべくなされたものであり、真空容器の外部にアンテナを設けることでターゲットを被処理物に近づけつつ、誘電体窓へのスパッタ粒子の付着を抑制できるようにすることをその主たる課題とするものである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem at once, and by providing an antenna outside the vacuum vessel, the target is brought closer to the object to be processed and the adhesion of spatter particles to the dielectric window is suppressed. The main task is to be able to do it.

すなわち本発明に係るスパッタリング装置は、プラズマを用いてターゲットをスパッタリングして被処理物に成膜するスパッタリング装置であって、真空排気される真空容器と、前記真空容器の外部に設けられたアンテナと、前記真空容器の外壁における前記アンテナに臨む位置に設けられた誘電体窓と、前記ターゲットを前記真空容器内に保持するターゲット保持部と、前記誘電体窓と前記ターゲット保持部に保持された前記ターゲットとの間に設けられ、前記ターゲットからのスパッタ粒子が前記誘電体窓に付着することを抑制するシールド部材とを備えることを特徴とするものである。 That is, the sputtering apparatus according to the present invention is a sputtering apparatus that sputters a target using plasma to form a film on an object to be processed, and includes a vacuum vessel that is evacuated and an antenna provided outside the vacuum vessel. A dielectric window provided on the outer wall of the vacuum vessel at a position facing the antenna, a target holding portion for holding the target in the vacuum vessel, and the dielectric window and the target holding portion held by the target holding portion. It is characterized by including a shield member provided between the target and the sputter particles from the target to prevent the sputter particles from adhering to the dielectric window.

このように構成されたスパッタリング装置によれば、真空容器の外部にアンテナを設けてあるので、ターゲットを被処理物に近づけることができ、しかも誘電体窓とターゲットとの間に設けたシールド部材により、ターゲットからのスパッタ粒子が誘電体窓に付着することを抑制することができる。 According to the sputtering apparatus configured in this way, since the antenna is provided outside the vacuum vessel, the target can be brought closer to the object to be processed, and the shield member provided between the dielectric window and the target makes it possible to bring the target closer to the object to be processed. , It is possible to prevent sputter particles from the target from adhering to the dielectric window.

前記外壁が、前記ターゲット保持部が設けられたターゲット設置壁と、前記ターゲット設置壁から延びるとともに、前記誘電体窓が設けられた窓設置壁とを有し、前記窓設置壁が、前記ターゲット設置壁から離れるに連れて、前記真空容器の内側に向かうように傾斜していることが好ましい。
このような構成であれば、ターゲット設置壁から窓設置壁が斜めに延びているので、誘電体窓から真空容器内に導入された高周波磁場によるプラズマを、効率良くターゲットに導くことができる。 The outer wall has a target installation wall provided with the target holding portion and a window installation wall extending from the target installation wall and provided with the dielectric window, and the window installation wall is the target installation. It is preferable to incline toward the inside of the vacuum vessel as it moves away from the wall.
With such a configuration, since the window installation wall extends diagonally from the target installation wall, the plasma generated by the high-frequency magnetic field introduced into the vacuum vessel from the dielectric window can be efficiently guided to the target.

前記シールド部材が、前記真空容器の内周面から内側に向かって延びており、前記シールド部材の先端部が、前記誘電体窓における前記シールド部材から遠い側の端部と、前記ターゲットにおける前記シールド部材から遠い側の端部とを結ぶ仮想線上又は当該仮想線よりも内側に位置していることが好ましい。
このような構成であれば、シールド部材の先端部が上述した仮想線上又は仮想線よりも内側に位置しているので、ターゲットから誘電体窓に向かうスパッタ粒子をシールド部材により遮蔽することができ、誘電体窓へのスパッタ粒子の付着をより低減させることができる。 The shield member extends inward from the inner peripheral surface of the vacuum vessel, and the tip end portion of the shield member is an end portion of the dielectric window on the side far from the shield member and the shield in the target. It is preferably located on a virtual line connecting the end portion on the side far from the member or inside the virtual line.
With such a configuration, since the tip of the shield member is located on the above-mentioned virtual line or inside the virtual line, the sputter particles from the target toward the dielectric window can be shielded by the shield member. Adhesion of sputtered particles to the dielectric window can be further reduced.

前記ターゲット設置壁の一端部及び他端部それぞれから前記窓設置壁が傾斜して延びており、一方の前記窓設置壁に設置された前記誘電体窓と前記ターゲットとの間、及び、他方の前記窓設置壁に設置された前記誘電体窓と前記ターゲットとの間のそれぞれに前記シールド部材が設けられていることが好ましい。
これならば、ターゲットの両側にシールド部材を設けてあるので、ターゲットの両側にある誘電体窓それぞれに対してスパッタ粒子が付着してしまうことを抑制することができる。しかも、ターゲット設置壁に対して一対の窓設置壁がハ字状に延びているので、ターゲットからはじき出されたスパッタ粒子を効率良く被処理物に到達させることができる。 The window installation wall extends at an angle from each of one end and the other end of the target installation wall, and is between the dielectric window installed on one of the window installation walls and the target, and the other. It is preferable that the shield member is provided between the dielectric window installed on the window installation wall and the target.
In this case, since the shield members are provided on both sides of the target, it is possible to prevent sputter particles from adhering to each of the dielectric windows on both sides of the target. Moreover, since the pair of window installation walls extend in a V shape with respect to the target installation wall, the sputter particles ejected from the target can efficiently reach the object to be processed.

前記シールド部材が、前記真空容器の内周面から内側に延びるとともに、その先端部が前記ターゲット側に屈曲又は湾曲していることが好ましい。
このような構成であれば、シールド部材に付着したスパッタ粒子が被処理物側に反跳することを防ぐことができる。 It is preferable that the shield member extends inward from the inner peripheral surface of the vacuum vessel and the tip portion thereof is bent or curved toward the target side.
With such a configuration, it is possible to prevent the sputtered particles adhering to the shield member from rebounding toward the object to be processed.

前記真空容器が筒状をなし、前記誘電体窓及び前記ターゲットが、前記真空容器の軸方向に沿って延在しており、前記シールド部材が、前記誘電体窓に沿って当該誘電体窓の一端部から他端部に亘って延びていることが好ましい。
これならば、誘電体窓の一端部から他端部に亘ってスパッタ粒子が付着してしまうことを抑制することができる。 The vacuum vessel has a tubular shape, the dielectric window and the target extend along the axial direction of the vacuum vessel, and the shield member extends along the dielectric window of the dielectric window. It preferably extends from one end to the other.
In this case, it is possible to prevent sputter particles from adhering from one end to the other end of the dielectric window.

このように構成した本発明によれば、真空容器の外部にアンテナを設けてターゲットを被処理物に近づけつつ、誘電体窓へのスパッタ粒子の付着を抑制することができる。 According to the present invention configured in this way, it is possible to suppress the adhesion of sputtered particles to the dielectric window while providing an antenna outside the vacuum vessel to bring the target closer to the object to be processed.

一実施形態のスパッタリング装置の構成を模式的に示す横断面図。The cross-sectional view which shows typically the structure of the sputtering apparatus of one Embodiment. 同実施形態のスパッタリング装置の構成を模式的に示す縦断面図。The vertical sectional view which shows typically the structure of the sputtering apparatus of the same embodiment. 同実施形態のシールド部材の構成を模式的に示す拡大図。The enlarged view which shows typically the structure of the shield member of the same embodiment. その他の実施形態におけるシールド部材の構成を模式的に示す拡大図。The enlarged view which shows typically the structure of the shield member in other embodiment. その他の実施形態におけるスパッタリング装置の構成を模式的に示す横断面図。The cross-sectional view which shows typically the structure of the sputtering apparatus in another embodiment.

以下に、本発明に係るスパッタリング装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the sputtering apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

＜装置構成＞
本実施形態のスパッタリング装置１００は、図１に示すように、例えば工具等の被処理物Ｗの長寿命化を図るべく、プラズマを用いてターゲットＴをスパッタリングして被処理物Ｗに成膜するものである。なお、被処理物Ｗはこれに限らず、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板や、フレキシブルディスプレイ用のフレキシブル基板等であっても良い。 <Device configuration>
As shown in FIG. 1, in the sputtering apparatus 100 of the present embodiment, in order to extend the life of the object W to be processed such as a tool, the target T is sputtered using plasma to form a film on the object W to be processed. It is a thing. The object W to be processed is not limited to this, and may be, for example, a substrate for a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display or an organic EL display, a flexible substrate for a flexible display, or the like.

具体的にこのスパッタリング装置１００は、同図１に示すように、真空容器２と、処理中の被処理物Ｗを移動させる移動機構３と、真空容器２内にターゲットＴを保持するターゲット保持部４と、真空容器２内にプラズマを発生させるアンテナ５と、アンテナ５に臨むように真空容器２の外壁２１に設けられた誘電体窓６とを備えている。 Specifically, as shown in FIG. 1, the sputtering apparatus 100 includes a vacuum vessel 2, a moving mechanism 3 for moving the object W to be processed, and a target holding unit for holding the target T in the vacuum vessel 2. 4, an antenna 5 for generating plasma in the vacuum vessel 2, and a dielectric window 6 provided on the outer wall 21 of the vacuum vessel 2 so as to face the antenna 5.

真空容器２は、被処理物Ｗを収容する例えば金属製の容器であり、その内部は真空排気装置（不図示）によって真空排気される。この真空容器２内には、スパッタ用ガス又は反応性ガスが導入される。なお、スパッタ用ガスとしては、例えばアルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスであり、反応性ガスとしては、例えば酸素（Ｏ_２）や窒素（Ｎ_２）やメタン（ＣＨ_３）等である。 The vacuum container 2 is, for example, a metal container that houses the object W to be processed, and the inside thereof is evacuated by a vacuum exhaust device (not shown). A sputtering gas or a reactive gas is introduced into the vacuum vessel 2. The sputtering gas is, for example, an inert gas such as argon (Ar), and the reactive gas is, for example, oxygen (O ₂ ), nitrogen (N ₂ ), methane (CH ₃ ), or the like.

具体的にこの真空容器２は、図１及び図２に示すように、筒状をなすものであり、この実施形態では横断面が例えば多角形状のものである。なお、真空容器２の形状はこれに限らず、例えば横断面が円形状等をなす筒状のものであっても良い。 Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the vacuum vessel 2 has a cylindrical shape, and in this embodiment, the cross section has, for example, a polygonal shape. The shape of the vacuum container 2 is not limited to this, and may be, for example, a cylindrical shape having a circular cross section.

移動機構３は、処理中の被処理物ＷをターゲットＴに対して所定の方向に移動させるものであり、この実施形態では真空容器２の軸方向と平行な軸周りに被処理物Ｗを回転移動させるように構成されている。 The moving mechanism 3 moves the object W to be processed in a predetermined direction with respect to the target T, and in this embodiment, the object W to be processed is rotated around an axis parallel to the axial direction of the vacuum vessel 2. It is configured to move.

具体的にこの移動機構３は、図１及び図２に示すように、外周面に被処理物Ｗを支持する支持台３１と、支持台３１を回転させるモータ等の駆動源３２とを備えている。 Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the moving mechanism 3 includes a support base 31 that supports the object W to be processed on the outer peripheral surface, and a drive source 32 such as a motor that rotates the support base 31. There is.

支持台３１は、例えば円柱状をなす金属製のものであり、例えばその外周面の周方向や軸方向に沿った複数箇所に被処理物Ｗを支持するものである。そして、図２に示すように、この支持台３１を介してバイアス電源７からバイアス電圧が被処理物Ｗに印加されるようにしてある。このように支持台３１が複数の被処理物Ｗを支持しながら回転することにより、複数の被処理物Ｗに一挙に成膜できるようにしてある。ただし、支持台３１はこれに限らず、例えば横断面が四角形状や多角形状の柱状のものであっても良い。また、真空容器２内に複数の支持台３１が設けられていても良い。 The support base 31 is made of, for example, a columnar metal, and supports the object W to be processed at a plurality of locations along the circumferential direction and the axial direction of the outer peripheral surface thereof, for example. Then, as shown in FIG. 2, a bias voltage is applied to the object W to be processed from the bias power supply 7 via the support base 31. By rotating the support base 31 while supporting the plurality of objects W to be processed in this way, it is possible to form a film on the plurality of objects W to be processed at once. However, the support base 31 is not limited to this, and may have, for example, a columnar shape having a quadrangular cross section or a polygonal cross section. Further, a plurality of support bases 31 may be provided in the vacuum container 2.

なお、本実施形態のスパッタリング装置１００は、図１に示すように、処理中の被処理物Ｗを加熱するヒータ８をさらに備えている。
具体的にこのヒータ８は、真空容器２の側壁２１に形成された開口を塞ぐ蓋体に取り付けられており、ここでは互いに対向する箇所に一対のヒータ８を設けてある。これにより、処理中の被処理物Ｗを加熱することがで、被処理物Ｗに対する膜の密着性の向上を図れる。ただし、ヒータ８は必ずしも設ける必要はないし、設けるとしてもその数や配置は図１の態様に限らず、適宜変更して構わない。 As shown in FIG. 1, the sputtering apparatus 100 of the present embodiment further includes a heater 8 for heating the object W to be processed.
Specifically, the heater 8 is attached to a lid that closes the opening formed in the side wall 21 of the vacuum vessel 2, and here, a pair of heaters 8 are provided at locations facing each other. As a result, the object W to be treated can be heated, so that the adhesion of the film to the object W to be processed can be improved. However, it is not always necessary to provide the heater 8, and even if the heater 8 is provided, the number and arrangement thereof are not limited to the mode shown in FIG. 1, and may be appropriately changed.

ターゲット保持部４は、ターゲットＴを真空容器２内に保持するものである。
ここでは、図２に示すように、ターゲットＴが長尺状をなすものであり、ターゲット保持部４も長尺状をなす。このターゲット保持部４は、真空容器２の外壁たる側壁２１に形成された開口を塞ぐように設けられており、ターゲット保持部４と真空容器２の側壁２１との間には、真空シール機能を有する絶縁部９が設けられている。 The target holding unit 4 holds the target T in the vacuum container 2.
Here, as shown in FIG. 2, the target T has an elongated shape, and the target holding portion 4 also has an elongated shape. The target holding portion 4 is provided so as to close the opening formed in the side wall 21 which is the outer wall of the vacuum container 2, and a vacuum sealing function is provided between the target holding portion 4 and the side wall 21 of the vacuum container 2. The insulating portion 9 to have is provided.

本実施形態のターゲット保持部４は、真空容器２の軸方向に沿って延在しており、ターゲットＴもまた真空容器２の軸方向に沿って延在している。ターゲットＴには、ターゲットバイアス電圧を印加するターゲットバイアス電源１０が、この例ではターゲット保持部４を介して接続されている。ターゲットバイアス電圧は、プラズマ中のイオンをターゲットＴに引き込んでスパッタさせる電圧である。 The target holding portion 4 of the present embodiment extends along the axial direction of the vacuum vessel 2, and the target T also extends along the axial direction of the vacuum vessel 2. A target bias power supply 10 for applying a target bias voltage is connected to the target T via a target holding unit 4 in this example. The target bias voltage is a voltage that draws ions in the plasma into the target T and sputters them.

本実施形態では、図１に示すように、ターゲット保持部４が複数設けられている。これらのターゲット保持部４は、真空容器２の側壁２１の周方向に沿った複数箇所に設けられており、ここでは、周方向に沿って等間隔に配置されている。これにより、複数のターゲットＴが、真空容器２の側壁２１の周方向における複数箇所に保持され、ここでは周方向に沿って等間隔に配置されている。なお、この実施形態では、各ターゲットＴそれぞれに、上述したターゲットバイアス電源１０が接続されている。 In this embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of target holding portions 4 are provided. These target holding portions 4 are provided at a plurality of locations along the circumferential direction of the side wall 21 of the vacuum vessel 2, and are arranged at equal intervals along the circumferential direction here. As a result, the plurality of targets T are held at a plurality of locations in the circumferential direction of the side wall 21 of the vacuum vessel 2, and are arranged at equal intervals along the circumferential direction here. In this embodiment, the target bias power supply 10 described above is connected to each target T.

アンテナ５は、図２に示すように、真空容器２の外部に設けられており、高周波電源１１から高周波電流が印加されて真空容器２内に誘導結合型のプラズマを発生させるものである。
なお、アンテナ５の材質は、例えば、銅、アルミニウム、これらの合金、ステンレス等であるが、これに限られるものではない。また、アンテナ５を中空にして、その中に冷却水等の冷媒を流し、アンテナ５を冷却するようにしても良い。 As shown in FIG. 2, the antenna 5 is provided outside the vacuum vessel 2, and a high-frequency current is applied from the high-frequency power source 11 to generate inductively coupled plasma in the vacuum vessel 2.
The material of the antenna 5 is, for example, copper, aluminum, alloys thereof, stainless steel, and the like, but the material is not limited thereto. Further, the antenna 5 may be made hollow and a refrigerant such as cooling water may flow through the antenna 5 to cool the antenna 5.

本実施形態のアンテナ５は、真空容器２の軸方向に沿って延びる直線状のものであり、一端部である給電端部５ａには、整合器１１ａを介して高周波電源１１が接続されており、他端部である終端部５ｂは直接接地されている。かかる構成により、高周波電源１１から、整合器１１ａを介して、アンテナ５に高周波電流を流すことで、真空容器２内に誘導結合型のプラズマが発生する。高周波の周波数は、例えば、一般的な１３．５６ＭＨｚであるが、これに限られるものではない。 The antenna 5 of the present embodiment has a linear shape extending along the axial direction of the vacuum vessel 2, and a high-frequency power supply 11 is connected to a feeding end portion 5a, which is one end portion, via a matching device 11a. The terminal portion 5b, which is the other end portion, is directly grounded. With this configuration, inductively coupled plasma is generated in the vacuum vessel 2 by passing a high frequency current from the high frequency power supply 11 to the antenna 5 via the matching unit 11a. The frequency of the high frequency is, for example, 13.56 MHz, which is common, but is not limited to this.

より具体的に説明すると、アンテナ５は、真空容器２の外部において上述したターゲット保持部４それぞれに対応する箇所に設けられており、真空容器２の側壁２１に設けられた誘電体窓６に臨むように配置されている。ここでは、一対のアンテナ５が、１つのターゲット保持部４を挟み込むように設けられており、これら一対のアンテナ５が、各ターゲットＴに対応して複数組設けられている。 More specifically, the antenna 5 is provided outside the vacuum vessel 2 at a location corresponding to each of the target holding portions 4 described above, and faces the dielectric window 6 provided on the side wall 21 of the vacuum vessel 2. It is arranged like this. Here, a pair of antennas 5 are provided so as to sandwich one target holding portion 4, and a plurality of sets of these pair of antennas 5 are provided corresponding to each target T.

誘電体窓６は、真空容器２の側壁２１に形成された開口を塞ぐように設けられており、具体的には例えば石英板などである。ここでの誘電体窓６は、図２に示すように、アンテナ５に沿って設けられており、アンテナ５と同様に真空容器２の軸方向に沿って延在している。 The dielectric window 6 is provided so as to close the opening formed in the side wall 21 of the vacuum vessel 2, and specifically, for example, a quartz plate or the like. As shown in FIG. 2, the dielectric window 6 here is provided along the antenna 5, and extends along the axial direction of the vacuum vessel 2 like the antenna 5.

本実施形態では、図１に示すように、一対の誘電体窓６がターゲットＴを挟み込むように設けられており、これらの誘電体窓６それぞれにアンテナ５が臨んで配置されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a pair of dielectric windows 6 are provided so as to sandwich the target T, and an antenna 5 is arranged facing each of these dielectric windows 6.

ここで、本実施形態の真空容器２は、図３に示すように、側壁２１の一部として、ターゲット保持部４が設けられたターゲット設置壁２ａと、ターゲット設置壁２ａから延びるとともに、誘電体窓６が設けられた窓設置壁２ｂとを有している。 Here, as shown in FIG. 3, the vacuum vessel 2 of the present embodiment extends from the target installation wall 2a provided with the target holding portion 4 and the target installation wall 2a as a part of the side wall 21, and is a dielectric material. It has a window installation wall 2b provided with a window 6.

ここでは、ターゲット設置壁２ａの一端部及び他端部それぞれから窓設置壁２ｂが延びており、これらの窓設置壁２ｂは、ターゲット設置壁２ａに対して斜めに延びている。具体的には、一対の窓設置壁２ｂが、ターゲット設置壁２ａから離れるに連れて、真空容器２の内側に向かうように傾斜しており、言い換えれば、外側に向かうに連れて互いに離れるようにターゲット設置壁２ａからハ字状に延びている。 Here, the window installation wall 2b extends from each of one end and the other end of the target installation wall 2a, and these window installation walls 2b extend obliquely with respect to the target installation wall 2a. Specifically, the pair of window installation walls 2b are inclined toward the inside of the vacuum vessel 2 as they move away from the target installation wall 2a, in other words, they separate from each other toward the outside. It extends in a V shape from the target installation wall 2a.

かかる構成により、本実施形態の真空容器２には、中心に向かって拡がるテーパ状の凹部空間２ｓが形成されている。すなわち、この凹部空間２ｓは、ターゲット設置壁２ａと一対の窓設置壁２ｂとに囲まれた空間であり、この凹部空間２ｓにターゲットＴが保持されている。 With this configuration, the vacuum vessel 2 of the present embodiment is formed with a tapered recessed space 2s that expands toward the center. That is, the recessed space 2s is a space surrounded by the target installation wall 2a and the pair of window installation walls 2b, and the target T is held in the recessed space 2s.

この凹部空間２ｓは、真空容器２の周方向に沿った複数箇所に設けられており、例えば周方向に沿って等間隔に配置されている。 The recessed spaces 2s are provided at a plurality of locations along the circumferential direction of the vacuum vessel 2, and are arranged at equal intervals, for example, along the circumferential direction.

然して、本実施形態のスパッタリング装置１００は、特に図３に示すように、誘電体窓６とターゲット保持部４に保持されたターゲットＴとの間に設けられ、ターゲットＴからのスパッタ粒子が誘電体窓６に付着することを抑制するシールド部材１２をさらに備えている。 Therefore, as shown in FIG. 3, the sputtering apparatus 100 of the present embodiment is provided between the dielectric window 6 and the target T held by the target holding portion 4, and the sputtered particles from the target T are a dielectric material. Further, a shield member 12 for suppressing adhesion to the window 6 is provided.

本実施形態では、上述したようにターゲットＴを挟み込むように一対の誘電体窓６が設けられており、一方の誘電体窓６とターゲットＴとの間、及び、他方の誘電体窓６とターゲットＴとの間のそれぞれにシールド部材１２が設けられている。すなわち、ターゲットＴを挟み込むように一対のシールド部材１２が設けられている。 In the present embodiment, as described above, a pair of dielectric windows 6 are provided so as to sandwich the target T, and between one dielectric window 6 and the target T, and between the other dielectric window 6 and the target. Shield members 12 are provided in each of the spaces between the T and the T. That is, a pair of shield members 12 are provided so as to sandwich the target T.

このシールド部材１２は、例えば重金属、高融点金属、ステンレス、カーボン、又は非磁性体などのスパッタ率の低い材料からなり、具体的にはモリブデンやタングステンなどからなる板状のものである。 The shield member 12 is made of a material having a low sputtering rate, such as a heavy metal, a refractory metal, stainless steel, carbon, or a non-magnetic material, and is specifically a plate-like material made of molybdenum, tungsten, or the like.

本実施形態のシールド部材１２は、真空容器２の内周面から内側に向かって延びるとともに、ここでは誘電体窓６の一端部（上端部）から他端部（下端部）に亘り、誘電体窓６に沿って設けられている。ここでは、シールド部材１２を真空容器２の内周面に例えばボルト等の締結具により着脱可能に設けてあり、シールド部材１２を交換可能な構成としてある。 The shield member 12 of the present embodiment extends inward from the inner peripheral surface of the vacuum vessel 2, and here, the dielectric material extends from one end (upper end) to the other end (lower end) of the dielectric window 6. It is provided along the window 6. Here, the shield member 12 is detachably provided on the inner peripheral surface of the vacuum container 2 by a fastener such as a bolt, and the shield member 12 is replaceable.

シールド部材１２の基端部Ｂは、図３に示すように、例えば上述したターゲット設置壁２ａと窓設置壁２ｂとの境界又はその近傍に設けられている。なお、この基端部Ｂは、ターゲット設置壁２ａと窓設置壁２ｂとの境界よりも誘電体窓６側に設けられていても良いし、ターゲットＴ側に設けられていても良い。 As shown in FIG. 3, the base end portion B of the shield member 12 is provided, for example, at or near the boundary between the target installation wall 2a and the window installation wall 2b described above. The base end portion B may be provided on the dielectric window 6 side of the boundary between the target installation wall 2a and the window installation wall 2b, or may be provided on the target T side.

一方、シールド部材１２の先端部Ａは、１つの凹部空間２ｓに着目して説明すると、誘電体窓６におけるシールド部材１２から遠い側の第１遠端部Ｐと、ターゲットＴにおけるシールド部材１２から遠い側の第２遠端部Ｑとを結ぶ第１仮想線Ｘ上又はこの第１仮想線Ｘよりも内側（真空容器２の中心側）に位置している。すなわち、本実施形態のシールド部材１２は、上述した第１仮想線Ｘが通過するように配置されていることになる。 On the other hand, the tip portion A of the shield member 12 will be described by focusing on one recessed space 2s. From the first far end portion P on the side far from the shield member 12 in the dielectric window 6 and the shield member 12 in the target T. It is located on the first virtual line X connecting the second far end portion Q on the far side or inside the first virtual line X (center side of the vacuum vessel 2). That is, the shield member 12 of the present embodiment is arranged so that the above-mentioned first virtual line X passes through.

各遠端部Ｐ、Ｑについて詳述すると、第１遠端部Ｐは、誘電体窓６における真空容器２内に露出した露出面に設定されており、この露出面のシールド部材１２から最も離れている辺部である。 To elaborate on the far end portions P and Q, the first far end portion P is set on the exposed surface exposed in the vacuum vessel 2 in the dielectric window 6, and is the farthest from the shield member 12 on the exposed surface. This is the side of the window.

一方、第２遠端部Ｑは、ターゲットＴにおける真空容器２の内側を向くスパッタ面に設定されており、このスパッタ面のシールド部材１２から最も離れている辺部である。 On the other hand, the second far end portion Q is set on the sputter surface facing the inside of the vacuum vessel 2 in the target T, and is the side portion of the sputter surface farthest from the shield member 12.

また、本実施形態のシールド部材１２は、図３に示すように、第２遠端部Ｑを通り被処理物Ｗの回転軌道に接する第２仮想線Ｙが通過しないように設けられている。すなわち、シールド部材１２の先端部Ａは、第２仮想線Ｙよりも真空容器２の側壁２１側に位置していることになる。 Further, as shown in FIG. 3, the shield member 12 of the present embodiment is provided so that the second virtual line Y passing through the second far end portion Q and in contact with the rotation trajectory of the object W to be processed does not pass. That is, the tip A of the shield member 12 is located closer to the side wall 21 of the vacuum vessel 2 than the second virtual line Y.

＜本実施形態の効果＞
このように構成されたスパッタリング装置１００によれば、真空容器２の外部にアンテナ５を設けてあるので、ターゲットＴを被処理物Ｗに近づけることができ、しかも誘電体窓６とターゲットＴとの間に設けたシールド部材１２を設けてあるので、ターゲットＴからのスパッタ粒子が誘電体窓６に付着することを抑制することができる。 <Effect of this embodiment>
According to the sputtering apparatus 100 configured in this way, since the antenna 5 is provided outside the vacuum vessel 2, the target T can be brought closer to the object W to be processed, and the dielectric window 6 and the target T can be brought into contact with each other. Since the shield member 12 provided between them is provided, it is possible to prevent the sputtered particles from the target T from adhering to the dielectric window 6.

また、一対の窓設置壁２ｂがターゲット設置壁２ａからハ字状に延びているので、誘電体窓６から真空容器２内に導入された高周波磁場によるプラズマを効率良くターゲットＴに導くことができるうえ、ターゲットＴからはじき出されたスパッタ粒子を効率良く被処理物Ｗに到達させることができる。 Further, since the pair of window installation walls 2b extend in a V shape from the target installation wall 2a, the plasma generated by the high-frequency magnetic field introduced into the vacuum vessel 2 from the dielectric window 6 can be efficiently guided to the target T. Moreover, the sputtered particles ejected from the target T can efficiently reach the object W to be processed.

しかも、第１仮想線Ｘが通過するようにシールド部材１２を配置しているので、ターゲットＴから誘電体窓６に向かうスパッタ粒子をシールド部材１２により遮蔽することができ、誘電体窓６へのスパッタ粒子の付着をより低減させることができる。 Moreover, since the shield member 12 is arranged so that the first virtual line X passes through, the sputter particles from the target T toward the dielectric window 6 can be shielded by the shield member 12, and the dielectric window 6 can be shielded. Adhesion of sputtered particles can be further reduced.

そのうえ、第２仮想線Ｙが通過しないようにシールド部材１２を配置しているので、ターゲットＴから被処理物Ｗに向かうスパッタ粒子を、シールド部材１２により遮蔽することなく、被処理物Ｗに到達させることができる。 Moreover, since the shield member 12 is arranged so that the second virtual line Y does not pass through, the sputtered particles from the target T toward the object W to be processed reach the object W to be processed without being shielded by the shield member 12. Can be made to.

さらに、シールド部材１２が、誘電体窓６に沿って該誘電体窓６の一端部から他端部に亘って設けられているので、誘電体窓６の可及的全域に亘ってスパッタ粒子の付着を抑制することができる。 Further, since the shield member 12 is provided along the dielectric window 6 from one end to the other end of the dielectric window 6, sputtered particles can be spread over as much as possible of the dielectric window 6. Adhesion can be suppressed.

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。 <Other modified embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、シールド部材１２としては、図４に示すように、真空容器の内周面から内側に延びるとともに、その先端部がターゲット側に屈曲しているものであっても良いし、図示していないがターゲット側に湾曲しているものであっても良い。
かかる構成であれば、シールド部材１２に付着したスパッタ粒子が被処理物Ｗ側に反跳することを防ぐことができる。 For example, as shown in FIG. 4, the shield member 12 may extend inward from the inner peripheral surface of the vacuum vessel and its tip may be bent toward the target, and is not shown. May be curved toward the target side.
With such a configuration, it is possible to prevent the sputtered particles adhering to the shield member 12 from rebounding to the W side of the object to be processed.

真空容器２としては、図５に示すように、必ずしも凹部空間２ｓが設けられたものである必要はない。かかる構成であっても、誘電体窓６とターゲットＴとの間にシールド部材１２を設けることで、誘電体窓６へのスパッタ粒子の付着を低減させることができる。 As shown in FIG. 5, the vacuum container 2 does not necessarily have to be provided with the recessed space 2s. Even with such a configuration, by providing the shield member 12 between the dielectric window 6 and the target T, it is possible to reduce the adhesion of sputter particles to the dielectric window 6.

また、複数のターゲットＴそれぞれにターゲットバイアス電源１０が接続されていたが、複数のターゲットＴに共通のターゲットバイアス電源１０が接続されていても良い。 Further, although the target bias power supply 10 is connected to each of the plurality of targets T, a common target bias power supply 10 may be connected to the plurality of targets T.

また、各ターゲット保持部４に対応して設けられた一対のアンテナ５は、並列接続されていても良いし、直列接続されていても良い。 Further, the pair of antennas 5 provided corresponding to the target holding portions 4 may be connected in parallel or may be connected in series.

また、移動機構３としては、被処理物Ｗを回転移動させるものに限らず、例えば処理中の被処理物Ｗを水平方向に搬送するものであっても良いし、処理中の被処理物Ｗを同一平面上で往復走査させるものであっても良い。 Further, the moving mechanism 3 is not limited to a mechanism for rotating the object to be processed W, and may be, for example, a mechanism for transporting the object to be processed W to be processed in the horizontal direction, or the object to be processed W to be processed. May be reciprocally scanned on the same plane.

さらに、前記実施形態では、ターゲット保持部４や誘電体窓６は、真空容器２の側壁２１に設けられていたが、真空容器２の外壁たる上壁や下壁に設けられていても良い。 Further, in the above-described embodiment, the target holding portion 4 and the dielectric window 6 are provided on the side wall 21 of the vacuum container 2, but may be provided on the upper wall or the lower wall which is the outer wall of the vacuum container 2.

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

１００・・・スパッタリング装置
Ｗ・・・被処理物
２・・・真空容器
３・・・移動機構
３１・・・支持台
３２・・・モータ
４・・・ターゲット保持部
Ｔ・・・ターゲット
５・・・アンテナ
５ａ・・・給電端部
５ｂ・・・終端部
６・・・誘電体窓
７・・・バイアス電源
８・・・ヒータ
９・・・絶縁部
１０・・・ターゲットバイアス電源
１１・・・高周波電源
１１ａ・・・整合器
１２・・・シールド部材
２ｓ・・・凹部空間
２１・・・側壁
２ａ・・・ターゲット設置壁
２ｂ・・・窓設置壁 100 ・・・ Sputtering device W ・・・ Object 2 ・・・ Vacuum container 3 ・・・ Moving mechanism 31 ・・・ Support base 32 ・・・ Motor 4 ・・・ Target holding part T ・・・ Target 5 ・・・ Antenna 5a ・・・ Feeding end 5b ・・・ Termination part 6 ・・・ Dielectric window 7 ・・・ Bias power supply 8 ・・・ Heater 9 ・・・ Insulation part 10 ・・・ Target bias power supply 11 ・・・ High frequency power supply 11a ・・・ Matching device 12 ・・・ Shield member 2s ・・・ Recessed space 21 ・・・ Side wall 2a ・・・ Target installation wall 2b ・・・ Window installation wall

Claims

プラズマを用いてターゲットをスパッタリングして被処理物に成膜するスパッタリング装置であって、
真空排気される真空容器と、
前記真空容器の外部に設けられたアンテナと、
前記真空容器の外壁における前記アンテナに臨む位置に設けられた誘電体窓と、
前記ターゲットを前記真空容器内に保持するターゲット保持部と、
前記誘電体窓と前記ターゲット保持部に保持された前記ターゲットとの間に設けられ、前記ターゲットからのスパッタ粒子が前記誘電体窓に付着することを抑制するシールド部材とを備える、スパッタリング装置。 A sputtering device that sputters a target using plasma to form a film on an object to be processed.
A vacuum container that is evacuated and
An antenna provided outside the vacuum vessel and
A dielectric window provided on the outer wall of the vacuum vessel at a position facing the antenna,
A target holding portion that holds the target in the vacuum vessel, and a target holding portion.
A sputtering apparatus including a shielding member provided between the dielectric window and the target held by the target holding portion to prevent sputter particles from the target from adhering to the dielectric window.

前記外壁が、
前記ターゲット保持部が設けられたターゲット設置壁と、
前記ターゲット設置壁から延びるとともに、前記誘電体窓が設けられた窓設置壁とを有し、
前記窓設置壁が、前記ターゲット設置壁から離れるに連れて、前記真空容器の内側に向かうように傾斜している、請求項１記載のスパッタリング装置。 The outer wall
The target installation wall provided with the target holding portion and the target installation wall
It has a window installation wall that extends from the target installation wall and is provided with the dielectric window.
The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the window installation wall is inclined toward the inside of the vacuum vessel as the distance from the target installation wall is increased.

前記シールド部材が、前記真空容器の内周面から内側に向かって延びており、
前記シールド部材の先端部が、前記誘電体窓における前記シールド部材から遠い側の端部と、前記ターゲットにおける前記シールド部材から遠い側の端部とを結ぶ仮想線上又は当該仮想線よりも内側に位置している、請求項２記載のスパッタリング装置。 The shield member extends inward from the inner peripheral surface of the vacuum vessel.
The tip of the shield member is located on or inside the virtual line connecting the end of the dielectric window on the side far from the shield member and the end of the target on the side far from the shield member. The sputtering apparatus according to claim 2.

前記ターゲット設置壁の一端部及び他端部それぞれから前記窓設置壁が傾斜して延びており、
一方の前記窓設置壁に設置された前記誘電体窓と前記ターゲットとの間、及び、他方の前記窓設置壁に設置された前記誘電体窓と前記ターゲットとの間のそれぞれに前記シールド部材が設けられている、請求項２又は３記載のスパッタリング装置。 The window installation wall extends at an angle from each of one end and the other end of the target installation wall.
The shield member is provided between the dielectric window installed on one of the window installation walls and the target, and between the dielectric window installed on the other window installation wall and the target. The sputtering apparatus according to claim 2 or 3, which is provided.

前記シールド部材が、前記真空容器の内周面から内側に延びるとともに、その先端部が前記ターゲット側に屈曲又は湾曲している、請求項１乃至４のうち何れか一項に記載のスパッタリング装置。 The sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the shield member extends inward from the inner peripheral surface of the vacuum vessel, and the tip portion thereof is bent or curved toward the target side.

前記真空容器が筒状をなし、
前記誘電体窓及び前記ターゲットが、前記真空容器の軸方向に沿って延在しており、
前記シールド部材が、前記誘電体窓に沿って当該誘電体窓の一端部から他端部に亘って延びている、請求項１乃至５のうち何れか一項に記載のスパッタリング装置。 The vacuum container has a cylindrical shape,
The dielectric window and the target extend along the axial direction of the vacuum vessel.
The sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the shielding member extends from one end to the other end of the dielectric window along the dielectric window.