[发明专利]偏压溅射装置

说明书

技术领域

本发明涉及偏压溅射装置，尤其涉及具有自转公转式基板支架的偏压溅射装置。

背景技术

关于通常使用的偏压溅射装置，可以构成为分别对在真空容器内相对配置的基板侧和靶材施加溅射用电力，在基板与靶材之间产生等离子体，在以离子的方式溅射靶状成膜物质的同时形成薄膜(例如，参照专利文献1)。

另外，关于偏压溅射装置，为了提高光学器件、半导体器件等薄膜器件的品质和合格率而实施了各种对策。

例如，作为尝试削减制造成本的方法，通过设置防粘板来缩短去除真空容器内所积蓄的薄膜材料所需的时间(真空室保养时间)，实现设备工作率的提高(例如，参照专利文献2)。

另外，使用了下述方法：根据使用了膜厚监测器的实时膜厚测量结果对成膜时间和成膜功率进行控制来实现膜厚稳定化的方法；以及一边使基板支架自转公转一边成膜的方法，或尝试了在基板支架与靶材之间设置校正板机构来高精度地控制膜厚(例如，参照专利文献3至6)。

此外，将使用高频(RF)电源来取代直流(DC)电源作为溅射用电源的方式称作RF偏压溅射，可以通过使用高频电源来溅射金属以及绝缘物质(例如，参照专利文献1、2、4)。

专利文献1：日本特开2000-129441号公报

专利文献2：日本特开1997-087835号公报

专利文献3：日本特开2002-030435号公报

专利文献4：日本特开2006-265692号公报

专利文献5：日本特开1995-292471号公报

专利文献6：日本特开2006-070330号公报

但是，对于偏压溅射装置，因为对整个基板支架施加溅射用电源，所以在基板支架部分也会附着从靶材溅射出的成膜物质而形成膜。附着在该基板以外部分(例如，基板支架)的成膜物质存在如下的倾向：在基板支架表面的凹凸部分和基板安装部分的台阶附近，形成膜厚不均匀的膜。尤其是，当由于成膜中因轰击处理产生的离子冲击使层叠在基板附近的不均匀膜剥离时，该剥离的膜作为异物附着在成膜中的基板上，成为引起成膜不良的原因。

另外，对于具有大型拱状基板支架的偏压溅射装置，由于基板支架的被施加溅射用电源的面积较大，所以很难提高基板支架整体的自偏置电位。尤其，如上述专利文献4或5所示的技术那样，对于在基板支架上具备自转公转机构的自转公转式溅射装置，因为基板支架大型且复杂，所以很难在基板上产生高电位，并且存在由于离子冲击而产生异物的问题。

发明内容

鉴于上述问题点，本发明目的在于提供一种偏压溅射装置，其能制造高洁净度且高精度的薄膜器件。另外，本发明的另一目的在于提供一种能降低薄膜器件的制造成本的偏压溅射装置。

上述课题是通过如下方式来解决的，根据权利要求1的偏压溅射装置，该偏压溅射装置具备：基板支架，其具有自转公转机构，用于在真空容器内支承基板；基板电极，其设置在该基板支架侧；以及靶材，其与上述基板相对地配置，对上述基板电极和上述靶材施加电力，在上述基板电极与上述靶材之间产生等离子体，在上述基板表面形成薄膜，其中，仅在支承在上述基板支架上的上述基板的各个背面侧，具备上述基板电极，上述基板电极和上述基板以隔开规定距离的方式配置。

这样，根据本发明的偏压溅射装置，仅在支撑在基板支架上的基板的各自背面侧具备基板电极，基板电极与基板以隔开规定距离的方式配置，所以仅对安装在基板支架上的各个基板的背面侧供电。因此，能够将可提供给基板的电压/功率值的范围设定为比现有值高的值，能够使膜质致密或缩短处理时间。

另外，可以通过减少附着在本发明的偏压溅射装置基板支架上的成膜物质，来抑制在成膜中由于离子冲击使一部分膜剥离而产生异物的情况，提高膜洁净度。

此外，所谓基板的“背面”意味着不是溅射面侧的面，指与靶材相对的面的相反侧的面。

具体地说，如权利要求2那样，优选上述基板电极与上述基板之间的上述规定距离是0.5mm以上10mm以下。

这样，可以通过使基板电极与基板之间的规定距离为0.5mm以上10mm以下，由此在反映出基板电极上出现的自偏压效果的范围内配置基板。另外，可以通过改变基板电极与基板之间的距离，来调整反映在基板上的自偏压效果。

具体地说，如权利要求3那样，更优选的是，上述基板支架构成为具有：公转部件，其相对于上述真空容器进行旋转；以及自转支架，其相对于该公转部件进行旋转，并且能支承上述基板，上述基板电极支承在一端部侧与外部电源直接或间接连接的布线部件的另一端侧，并且相对于上述自转支架和上述公转部件中的任意一个都绝缘。