本發(fā)明涉及一種濺射裝置用的陰極組件，更詳細而言，涉及一種具有絕緣材質的靶、接合在該靶的一面上的背板，以及以背板的靶側為下而與比靶的外周端更向外延伸的背板下側的延展部相對配置的環(huán)形遮蔽板的陰極組件。

背景技術：

例如，在nand型閃存或mram(磁阻存儲器)的制造工藝中，會實施形成氧化鋁膜或氧化鎂膜等絕緣膜的工藝，并使用濺射裝置以批量生產絕緣膜。在這樣的濺射裝置中,在可抽真空的真空室內，組裝有具有根據待形成薄膜的組成而適當選擇的靶，用于在濺射形成薄膜時冷卻該靶的背板，以及與比靶的外周端更向外延伸的背板下側的延展部相對配置的環(huán)形遮蔽板的陰極組件。

這樣的陰極組件已知例如有專利文獻1。在該陰極組件中，背板由熱傳導性良好的銅等金屬制成，具有比靶的外周端更向外延伸的延展部，該延展部固定在濺射裝置的規(guī)定位置上。再有，在將背板組裝到濺射裝置上后，為了使放電穩(wěn)定等，通常設置與延展部相對的環(huán)狀遮蔽板。

然而，在以往的例子中，在將陰極組件組裝到濺射裝置上的狀態(tài)下，靶和遮蔽板之間存在間隙，一旦成膜時在真空室中產生等離子體，則等離子體中的電子就會通過縫隙使延展部帶電。一旦延展部上帶有電子，則由于靶是絕緣材料，導致因該靶的側面和延展部的電位差而發(fā)生異常放電。

對此，例如專利文獻2提出了用遮蔽板覆蓋靶的外周部，使得等離子體中的電子不會使延展部帶電。但是，由于遮蔽板配置在靶的等離子體側(基板側)，所以濺射粒子轉入到靶外周部和遮蔽板之間并再次附著，因此形成所謂的再沉積膜。由于該再沉積膜的附著力弱，所以存在容易從靶上剝離產生顆粒粉塵(パーティクル)的問題。

現有技術文獻

專利文獻

【專利文獻1】專利公開2010－255052號公報

【專利文獻2】專利公開2009－187682號公報

技術實現要素：

發(fā)明要解決的問題

鑒于以上情況，本發(fā)明的課題是提供一種可抑制在背板的延展部和靶側面之間發(fā)生異常放電，同時抑制產生顆粒粉塵的陰極組件。

解決技術問題的手段

為解決上述技術問題，本發(fā)明的濺射裝置用的陰極組件，具有：絕緣材質的靶；與該靶的一面接合的背板；以及以背板的靶側為下，與比靶的外周端更向外延伸的背板下側的延展部相對設置的環(huán)形遮蔽板，所述陰極組件，其特征在于：背板具有相對于延展部凸出設置的接合部，使遮蔽板的內周邊部位于在靶已接合在該接合部上的狀態(tài)下從接合部向外探出的靶的探出部和背板的延展部之間的間隙中。

根據本發(fā)明，由于采用使遮蔽板的內周邊部位于靶的探出部和背板的延展部之間的間隙中的結構，所以當使靶和基板之間產生等離子體時，靶和遮蔽板之間不存在可從等離子體直通向延展部的間隙，可抑制等離子體中的電子使背板的延展部帶電引發(fā)異常放電。并且，由于遮蔽板配置在靶的上側，所以與遮蔽板配置在靶的下側的已往例相比，濺射粒子難以轉入靶和遮蔽板之間的間隙，可抑制對遮蔽板形成再沉積膜，抑制產生顆粒粉塵。

在本發(fā)明中，所述遮蔽板優(yōu)選分為多個部分，從而可在將靶與上述背板的接合部相接合的狀態(tài)下，卸下遮蔽板。

在本發(fā)明中，所述靶的探出部和遮蔽板重疊相對的部分的長度優(yōu)選在所述靶的厚度以上，再有，所述遮蔽板的內周邊部優(yōu)選在所述間隙中位于相比所述靶的探出部的中間點更靠近所述接合部側的位置上。從而，濺射粒子難以轉入靶和遮蔽板之間的縫隙中。

再有，在本發(fā)明中，所述遮蔽板和所述背板之間的間隙長度以及所述遮蔽板和所述靶之間的間隙長度優(yōu)選分別設置為0.5mm～2mm的范圍內，從而可實現穩(wěn)定放電。

附圖說明

圖1示出安裝有本發(fā)明實施方式的陰極組件的濺射裝置的剖面示意圖。

圖2示出陰極組件的遮蔽板的平面圖。

圖3示出陰極組件的內周邊部位置的剖面放大圖。

圖4(a)和(b)是顯示確認本發(fā)明效果的實驗結果的照片。

具體實施方式

下面參照附圖，以組裝在濺射裝置上的陰極組件為例，對本發(fā)明實施方式的陰極組件進行說明。下文中以圖1為基準，以真空室1的內頂部側為“上”，以其底部側為“下”進行說明。

如圖1所示，濺射裝置sm具有限定處理室1a的真空室1。所述真空室1的底部通過排氣管與由渦輪分子泵或旋轉泵等構成的真空泵p連接，可以抽真空到規(guī)定的壓力(例如1×10^－5pa)。在真空室1的側壁上，連接有與未圖示的氣源相連并插設有質量流量控制器11的氣管12，可以以規(guī)定的流量向處理室1a內導入由ar等稀有氣體構成的濺射氣體。

在真空室1的內頂部設置有陰極單元c。陰極單元c具有根據待形成的薄膜的組成而適當選擇的al2o3等絕緣材質的靶2；與靶2的一面(本實施方式中為上面)相接合的背板3；以及與比靶2的外周端更向外且水平延伸的背板3下側的延展部31相對設置的環(huán)形且地電位的遮蔽板4。

背板3是熱傳導性良好的cu等的金屬制品，具有相對于上述延展部31向下方凸出設置的接合部32。上述靶2通過銦或錫等粘合材料而接合在該接合部32的下面上。背板3上形成有未圖示的冷媒用通道，可通過在該冷媒用通道中流通冷媒(例如冷卻水)而在濺射時冷卻靶2。在靶2上連接有來自作為濺射電源e的具有公知結構的高頻電源的輸出，在濺射時施加交流電力。

在背板3的上方配置有磁鐵單元5。對于磁鐵單元5，可使用具有公知結構的磁鐵單元，所述磁鐵單元在靶2的下面(濺射面)的下方空間產生磁場，捕捉濺射時在濺射面下方電離的電子等并有效地使從靶2飛散出的濺射粒子離子化，因此此處省略對其的詳細說明。

背板3的延展部31間隔著絕緣部件i而安裝在真空室1的上壁上。并且，在遮蔽板4的外周邊部上設置的法蘭部42通過未圖示的螺絲等固定在真空室1的上壁上。此時，如圖2所示，如果將遮蔽板4設置為可分成多個(本實施方式中為2個)部分4a，4b的話，則可在將靶2接合到背板3的接合部32的狀態(tài)下，將遮蔽板4(4a，4b)卸下。

如此將陰極單元c組裝到真空室1內后，參照圖3，就可使遮蔽板4的內周邊部41位于在靶2接合在接合部32上的狀態(tài)下從接合部32向外探出的靶2的探出部21和背板3的延展部31之間的間隙s中?？紤]到放電穩(wěn)定等，優(yōu)選將遮蔽板4和背板3之間的間隙長度d1、以及遮蔽板4和靶2之間的間隙長度d2分別設置在例如0.5～2mm的范圍內。再有，為使濺射粒子難以轉入靶2和遮蔽板4之間的間隙內，優(yōu)選將靶2的延展部21和遮蔽板4重疊相對的部分的長度i設為在靶2的厚度(例如5mm)以上，再有，遮蔽板4的內周邊部41優(yōu)選位于探出部21和延展部31之間的間隙中相比輔助線al所示的探出部21的中間點更靠近接合部32側的位置上。

在真空室1的底部，相對于靶2的濺射面2a配置有臺架6，將基板w定位并保持為其成膜面在上側。上述濺射裝置sm具有雖未圖示但包括微型計算機或定序器等公知控制裝置，通過控制裝置統(tǒng)一管理濺射電源e的運轉、質量流量控制器11的運轉或真空泵p的運轉等。下面使用組裝有上述陰極組件c的濺射裝置sm，說明在基板w表面上形成氧化鋁膜的方法。

首先，在將基板w設置到真空室1內的臺架6上之后，啟動真空泵p將處理室1a內抽真空到規(guī)定的真空度(例如1×10^－5pa)。一旦處理室1a內達到規(guī)定壓力，就控制質量流量控制器11以規(guī)定的流量導入氬氣(此時處理室1a的壓力變?yōu)樵?.01～30pa的范圍內)。與之配合，從濺射電源e向al2o3材料的靶2施加交流電力(例如13.56mhz、2000w)在真空室1內形成等離子體。由此，對靶2的濺射面2a進行濺射，通過飛散的濺射粒子附著并堆積在基板w表面而形成氧化鋁膜。

采用本實施方式，由于遮蔽板4的內周邊部41位于靶2的探出部21和背板3的延展部31之間，所以靶2和遮蔽板4之間不存在可從等離子體朝向延展部31的間隙。因此，可抑制等離子體中的電子使延展部31帶電引發(fā)異常放電。并且，由于遮蔽板4配置在靶2上側，所以與已往例中遮蔽板4配置在靶2下側相比，濺射粒子難以轉入靶2和遮蔽板4之間的間隙中，即難以在面對該間隙的遮蔽板4上形成再沉積膜，其結果是可抑制顆粒粉塵產生。

以上對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不僅限于上述內容。對于靶2的材質，以氧化鋁為例進行了說明，但并不僅限于此，也可適當選擇如sic、sin、mgo這樣的其他絕緣材料。再有，遮蔽板4的形狀并不限于上述實施方式中說明的形狀，只要是可使內周邊部位于靶2的探出部21和背板3的延展部31之間的間隙中的形狀即可。

接下來，為了確認上述效果，使用組裝有上述陰極組件c的濺射裝置sm進行了下述實驗。在本實驗中，基板w使用φ200mm的si基板，陰極組件c使用具有φ165mm的氧化鋁制成的靶2、銅材質的背板3、以及sus制成的遮蔽板4的裝置，將該陰極組件c安裝在真空室1的上壁內面上。在將基板w設置在該真空室1內的臺架6上后，通過濺射法在基板w表面形成氧化鋁膜。此處，使用下述成膜條件對多塊基板w進行連續(xù)處理(連續(xù)放電)。即成膜條件為氬氣流量：50sccm(處理室1a內的壓力：0.1pa)，給靶2的施加電力：13.56mhz、500w。以該成膜條件進行成膜時，測量vdc(相當于延展部31和靶2之間的電位差)時，確認未產生vdc。確認4kwh后的陰極組件c時，背板3上未見異常放電痕跡(同樣的黑點)，由此，可知可防止等離子體中的電子使延展部31帶電。再有，觀察遮蔽板4的表面和背面，結果如圖4(a)和(b)所示，可知在遮蔽板4被靶2覆蓋的部分上幾乎沒有形成再沉積膜，可抑制顆粒粉塵產生。

附圖標記說明

sm…濺射裝置、c…陰極組件、2…絕緣材質的靶、21…靶的探出部、3…背板、31…延展部、32…接合部、4(4a，4b)…遮蔽板、41…內周邊部、l…探出部21和遮蔽板4重疊相對的部分的長度。