JPS61227169A - スパツタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔柵　要〕 スパッタリング法により基板上にターゲット物質からな
る薄膜を形成するスパッタリング装置において、基板を
支持した基板支持体の背面側真空容器の器壁に水冷手段
を有する高熱容量の冷却用ブロックを設置すると共に、
前記基板支持体を該冷却用ブロックに当接・離間可能と
し、成膜後の高温な基板支持体を前記冷却用ブロックへ
移動当接せしめて、前記基板を室温に効率良く冷却し、
短時間で真空容器外へ取出すことを可能にして生産性の
向上を図ったものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明はスパッタリング法により基板上にターゲット物
質からなる薄膜を形成するスパッタリング装置に係り、
侍に成膜後の高温な基板支持体を短時間に効率良く冷却
し得るようにした装置構成の改良に関するものである。

スパッタリング法により基板上にターゲット物質からな
る薄膜を形成するスパッタリング装置は半導体装置や磁
気記録媒体の製造の分野において広く用いられており、
種々の装置構成のものが既に提案されている。

一般にスパッタリング装置によって基板上に薄膜を形成
する場合、基板に対する薄膜の密着性及び膜質等を向上
させるために該基板温度を数百度程度にした状態でスパ
ッタリングを行うことが多い。この際、成膜後の高温な
基板支持体は容易に冷えず、該基板支持体上の成膜され
た基板を装置内より外部に゛取出すまでに長時間を要す
る問題があり、このような問題点を解消して成膜効率を
向上することが要望されている。

〔従来の技術〕

上記のような従来のスパッタリング装置は、第３図に示
すように排気装置２が付設された真空容器１内に、ター
ゲット３が取付けられたターゲット支持体４と、それに
対向して薄膜を形成すべき基板８を支持した基板支持体
５が配置されている。

また該基板支持体５には、基板８を加熱するための電熱
ヒータ６と加熱された基板８を冷却するための水冷蛇管
７が内蔵されている。

そしてこのようなスパッタリング装置を用いて基板を３
００℃程度に加熱して、該基板８上に薄膜を形成した後
、該基板８を室温まで下げて真空容器１外へ取り出す場
合、該基板８の温度を少なくとも１５０℃程度に迄自然
放冷した後、基板支持体５に内蔵された水冷蛇管７に冷
却水を流して冷却し、基板を略室温の状態で真空容器１
外へ取り出している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような基板冷却の方法を用いる所以は、成膜後３
００℃程度の温度にある基板支持体５に内蔵された水冷
蛇管７に、いきなり冷却水を流入させると、その際の熱
収縮衝撃や発生する急増高圧水蒸気等により、該水冷蛇
管７が破損する等の障害を避けるためである。

このようなことから基板８を含む基板支持体５を１５０
℃程度に迄自然放冷するのに長時間（少なくとも５〜６
時間程度）を必要とし、これに起因してこれら装置での
単位時間当たりの成膜処理数が低く制限される欠点があ
った。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、成膜後の基板８を含む基板支
持体５の降温に自然放冷を用いずに、簡単な冷却手段に
より短時間に効率良く冷却することを可能にしたスパッ
タリング装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、第１図に示すように
、真空容器１内のターゲット３と対向配置した基板支持
体５の背面側に、該基板支持体５と同心ドーナツ形状で
、かつ渦巻き状水冷パイプ２２からなる冷却手段を備え
た高熱容量の冷却用ブロック２１を離間して設置し、該
基板支持体５は前記高熱容量の冷却用ブロック２１に対
して当接、或いは離間するように移動操作可能に構成さ
れている。

〔作　用〕

このような装置構成においては、成膜後の基板８を含む
高温な基板支持体５を移動操作機構２３により、その背
面側に離間して設置された渦巻き状水冷パイプ２２から
なる水冷手段を備えた冷却用ブロック２１の方向に移動
して当接させた状態にすることにより、前記基板支持体
５の熱放散が促進され、室温に低下させる所要時間を大
幅に短縮することが可能となる。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
る。

第１図は本発明に係るスパッタリング装置の一実施例を
示す断面図である。

図において、１は排気装置２が付設された真空容器１．
４は該ターゲット３が取付けられたターゲット支持体で
あり、該ターゲット支持体４に対向して基板加熱用の電
熱ヒータ６と基板冷却用の水冷蛇管７が内蔵され、かつ
薄膜を形成すべき基板８を支持した基板支持体５が配置
されている。

該基板支持体５は移動操作機構２３により上下動可能と
なっており、その背面側の真空容器ｌの壁部に該基板支
持体５ど同心ドーナツ形状で、かつ渦巻き状水冷パイプ
２２を上面に備えた、例えば銅（Ｃｕ）、調合金製、或
いはステンレス製等の高熱容量の冷却用ブロック２１が
図示のように設置された構成となっている。

尚、上記渦巻き状水冷パイプ２２の替わりに放熱フィン
付きの電子冷却器を付設してもよい。

さて、次にこのような構成のスパッタリング装置の動作
を説明する。

先ず、前記冷却用ブロック２１と離間された状態の基板
支持体５に支持された基板８を、該基板支持体５に内蔵
された電熱ヒータ６によって例えば３００℃程度に加熱
してその加熱状態の基板８上にスパッタリングを行って
所定膜厚の薄膜を被着形成する。

次に成膜後の基板加熱を止めて該基板８を含む高温な基
板支持体５を移動操作機構２３により、その背面側に離
間設置され、かつ予め水冷されてなる前記冷却用ブロッ
ク２１側へ移動して当接させた状態とする。

このようにすれば、該基板支持体５の熱は背面から当接
した前記冷却用ブロック２１を介して急速に真空容器ｌ
外へ放散され、冷却が促進されることから約１５０℃程
度に降温する時間が、従来より略半減される。その後こ
れと平行して基板支持体５に内蔵された水冷蛇管７にも
冷却水を流して冷却することにより前記基板８の冷却時
間を著しく短縮することが可能となる。従って基板８を
略室温の状態で真空容器１外へ従来の冷却時間よりも略
半減させた短時間で取出すことができ、生産性が向上す
る。

尚、以上の実施例では前記冷却用ブロック２１の渦巻き
状水冷パイプ２２が該冷却用ブロック２１の上面に付設
され、かつ該冷却用ブロック２１と基板支持体５との当
接面が平面状である場合の例について説明したが、本発
明の構成はこの例に限定されるものではなく、例えば第
２図に示すように渦巻き状水冷パイプ２２を冷却用ブロ
ック２１に内蔵すると共に、該冷却用ブロック２１と基
板支持体５との当接面２１ａと５８を相互に嵌合する凹
凸面状にして、相互の接触面積を大きくした構成とする
ようにしてもよく、この場合も同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明に係るスパッタ
リング装置によれば、渦巻き状水冷パイプ等からなる冷
却手段を備えた高熱容量の冷却用ブロックにより、成膜
後の高温な基板の冷却が促進され、該基板を略室温の状
態にして真空容器外へ取出す冷却時間を従来よりも大幅
に短縮することが可能となり、当該装置による成膜工程
の生産性を大きく向上させることができる優れた効果を
奏する。

従って、この種のスパッタリング装置に通用して実用上
極めて有利である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係るスパッタリング装置の一実施例を
示す断面図、 第２図は本発明に係るスパッタリング装置の他の実施例
を説明するための要部断面図、第３図は従来のスパッタ
リング装置を説明する丸めの断面図である。 第１図乃至第２図において、 ■は真空容器、３はターゲット、５は基板支持体、６は
電熱ヒーター、７は水冷管、８は基板、２１は冷却用ブ
ロック、２２は渦巻き状水冷パイプ、２３は移動操作機
構をそれぞれ示す。 ＩＩＩ　　圀 ｕ＝ｓｌｆｆｉ槙八“を置棚）へ口 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空容器（１）内にターゲット（３）と、これに対向し
   て基板（８）を支持した基板支持体（５）が配置され、
   該真空容器（１）内をスパッタ用ガス雰囲気にした状態
   で基板（８）上にターゲット物質をスパッタリングによ
   り被着形成する装置構成において、上記基板支持体（５
   ）の背面側に水冷手段を有する高熱容量の冷却用ブロッ
   ク（２１）を設置すると共に、前記基板支持体（５）を
   該冷却用ブロック（２１）に対して当接、または離間で
   きるように設けたことを特徴とするスパッタリング装置
   。