偏压溅射装置 【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。
这样， 基板电极相对于自转支架和公转部件的任意一个都绝缘， 并且在与外部电 源直接或间接连接的状态下配置 ( 具体地说， 与公转部件侧连接 )， 因此可以构成为基板电 极不与自转支架电接触。 因此， 能够防止因基板电极与自转支架接触而产生异物， 能够提高 膜的洁净度。
此外， 这里所说的 “公转部件侧” 广义上意味着为了对公转部件进行旋转驱动所涉 及到的所有部件侧， 更具体地说， 布线部件的一端部与固定在旋转轴上的施加承受部连接， 该旋转轴贯通公转部件的中央部， 以使公转部件旋转。
更具体地说， 如权利要求 4 那样， 优选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， 其相对于上述公转部件进行旋转， 并能支承 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， 能通过改变上述布线 部件相对于上述公转部件的安装位置， 来调整上述基板电极与上述基板之间的上述规定距
离。 在上述结构中， 可以通过改变布线部件相对于公转部件侧的安装高度， 来任意地 改变基板电极与基板之间的距离， 所以能够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， 来任意地调整反映在基板上 的自偏压效果。
另外， 如权利要求 5 那样， 优选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， 其相对于上述公转部件进行旋转， 并能支承上述基 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， 能通过改变上述布线部件相 对于上述公转部件的安装位置， 来调整上述基板电极与上述基板之间的上述规定距离， 上 述自转支架在与上述基板电极接近的规定部分的表面具有绝缘性涂层。
这样， 自转支架在与基板电极接近的规定部分的表面具有绝缘性涂层。 因此， 能够 防止与基板电极之间的放电， 可以配置与基板背面的大致整个面相对的尺寸的基板电极。 由此， 能使整个基板处于均匀的成膜条件， 能进行均匀性高的高精度成膜。
此外， 如权利要求 6 那样， 优选上述基板支架具有 ： 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， 并能支承上述基板， 上述自 转支架相对于上述公转部件绝缘， 上述基板电极安装在上述自转支架侧。
这样， 可以通过使自转支架相对于公转部件绝缘， 并且将基板电极安装在自转支 架侧， 由此将基板电极的尺寸形成为与基板大致相同的形状以及尺寸。 因此， 能够使整个基 板处于大致均匀的成膜条件， 能够进行膜厚 / 膜质等的均匀性高的高精度成膜。
具体地说， 如权利要求 7 那样， 优选上述基板支架具有 ： 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， 并能支承上述基板， 上 述自转支架相对于上述公转部件绝缘， 并且经由与上述自转支架侧抵接的轴承而被提供电 力， 上述基板电极安装在上述自转支架侧。
如上述构成的那样， 通过在自转支架与布线部件的连接部分使用轴承， 该自转支 架被导通了提供给基板电极的溅射用电源， 由此能抑制由于部件滑动接触而产生异物， 能 够提高膜的洁净度。
根据权利要求 1 的偏压溅射装置， 能够将可施加的电压范围设定为比现有值高的 值， 并且能够抑制异物的产生而提高膜洁净度。
另外， 根据权利要求 2 和 4 的偏压溅射装置， 通过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， 并且改变基板电极与基板之间的规定距离， 由此能调整反映在 基板上的自偏压效果。
而且， 根据权利要求 3 和 7 的偏压溅射装置， 能够不产生异物而提高膜的洁净度。
另外， 根据权利要求 5 和 6 的偏压溅射装置， 能够使整个基板处于均匀的成膜条 件， 能够进行均匀性高的高精度成膜。
附图说明
图 1 是本发明第 1 实施方式的 RF 偏压溅射装置的概念图。 图 2 是本发明第 1 实施方式的基板支架的俯视说明图。图 3 是本发明第 1 实施方式的基板支架的局部剖视说明图。 图 4 是本发明第 2 实施方式的基板支架的俯视说明图。 图 5 是本发明第 2 实施方式的基板支架的局部剖视说明图。 标号说明 M1、 M2 伺服电机 Mbox 匹配箱 d 基板与基板电极之间的距离 1 溅射装置 10 真空容器 12 基板支架 14 基板 16 轴 17a、 17b、 23a 齿轮 19a 碳刷 19b 电刷承受部 20 施加承受部件 21 公转部件 21a 安装开口部 23， 43 自转支架 24 环状传递部件 24a、 24b 齿部 28、 29a、 29b 绝缘部件 30、 40 基板电极 40a 固定部件 31、 41 布线部件 34、 36 靶材 38 垫片 39 绝缘涂层 21b、 45 轴承具体实施方式
以下， 参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。此外， 以下说明的部件、 配置 等是对发明进行具体化的一例， 但不限定本发明， 显然可以根据本发明的主旨进行各种改 变。
( 第 1 实施方式 )
图 1 至 3 示出本发明的第 1 实施方式， 图 1 是本发明第 1 实施方式的 RF 偏压溅射 装置 ( 以下， 溅射装置 1) 的概念图， 图 2 是基板支架的俯视说明图， 图 3 是基板支架的局部 剖视说明图。
以下， 根据图 1 至图 3 来说明本发明一个实施方式的溅射装置 1 的结构部件。如图 1 的概念图所示， 本实施方式的溅射装置 1 以真空容器 10、 轴 16、 基板支架 12、 靶材 34、 36 为主要结构。
本实施方式的真空容器 10 是通常用于公知成膜装置的不锈钢制容器， 为纵置的 圆筒形状部件。
在该真空容器 10 的上方形成有用于贯通后述轴 16 的孔， 该真空容器 10 电气接地 而成为接地电位。
此外， 通过未图示的排气单元对真空容器 10 的内侧进行排气， 以使其内压成为规 -2 -4 定的压力 ( 例如 3×10 ～ 10 Pa 左右 )。
另外构成为， 可根据需要从未图示的气体导入管向真空容器 10 内适当导入用于 产生 Ar 气等的等离子体的工艺气体、 及 O2 气或 N2 气等反应性气体。
本实施方式的轴 16 是不锈钢制的大致管状部件， 被隔着绝缘部件 28 以可相对于 真空容器 10 旋转的方式支撑， 该绝缘部件 28 配置在形成于真空容器 10 上方的孔部分。
此外， 该绝缘部件 28 由绝缘体或树脂等形成， 轴 16 通过隔着该绝缘部件 28 支承 在真空容器 10 上， 由此可以在与真空容器 10 电绝缘的状态下相对于真空容器 10 旋转。
在轴 16 的上端侧 ( 配置在真空容器 10 的外侧 ) 固定有齿轮 17b， 该齿轮 17b 与伺 服电机 M1 的输出侧的齿轮 17a 啮合。
因此， 通过驱动伺服电机 M1， 经由齿轮 17a 向齿轮 17b 传递旋转驱动力， 使轴 16 旋转。 另外， 在齿轮 17b 的下侧安装有电刷承受部 19b。
该电刷承受部 19b 构成为与碳刷 19a 滑动， 该碳刷 19a 经由匹配箱与高频 (RF) 电 源连接。
由于这样的结构， 因此向轴 16 侧提供 RF 电源。
在轴 16 的下端部 ( 位于真空容器 10 的内侧 ) 安装有后述的公转部件 21。
在该公转部件 21 与轴 16 的连接部分安装有连接了 RF 电力的铜制的施加承受部 件 20。
此外， 轴 16 构成为通过未图示的气缸， 在维持真空容器 10 内的气密的状态下在上 下方向上动作， 可利用该功能来调整轴 16 的位置。
这样， 可通过该气缸来调整安装在轴 16 下端部侧的后述公转部件 21 和自转支架 23 与后述的靶材 34、 36 之间的距离。
本实施方式的基板支架 12 构成为以公转部件 21 和自转支架 23 为主要结构。
本实施方式的公转部件 21 是拱状的不锈钢制部件， 以其中央部被支承在轴 16 下 端侧的状态配置在真空容器 10 内的上侧。
此外， 该公转部件 21 为接地电位。
另外， 在固定于轴 16 下端部的施加承受部件 20 与公转部件 21 之间配置有绝缘部 件 29a。这样， 公转部件 21 隔着绝缘部件 29a 固定在轴 16 上， 由此公转部件 21 相对于轴 16 电绝缘。
并且， 在公转部件 21 的规定位置 ( 以公转部件 21 的中心为基点分别相隔中心角 45 度的位置 )， 设置有 8 处用于安装后述的自转支架 23 的安装开口部 21a。在该安装开口 部 21a 的内表面侧配置有构成为环状的轴承 21b。
另外， 在公转部件 21 的外缘侧配置有环状传递部件 24。环状传递部件 24 经由未 图示的轴承安装在公转部件 21 侧， 构成为可相对于公转部件 21 旋转。在该环状传递部件 24 的内侧和外侧的全周形成有齿部 24a、 24b。
本实施方式的自转支架 23 保持基板 14， 构成为大致圆筒状的不锈钢制部件。
在该自转支架 23 的上端部侧一体地组装有齿轮 23a， 该齿轮 23a 形成为朝外周部 径向突出。
另外， 在自转支架 23 下侧形成有固定法兰 ( 未图示 )， 在该固定法兰上固定基板 14， 由此基板 14 被固定在自转支架 23 上。另外， 作为基板 14 的固定方法， 不限于此， 在不 脱离本发明主旨的范围内可适当变更。例如， 除了固定法兰以外， 还可以使用螺栓、 板簧等 其它固定用具。
此外， 在本实施方式中， 构成为在公转部件 21 上安装有 8 个自转支架 23， 所以具有 8 个相同形状的自转支架 23， 但显然自转支架 23 可根据需要变更为任意数。
可根据需要适当选择保持在自转支架 23 上的基板 14。
例如， 在制作光学器件的情况下， 选择圆板状、 板状或透镜形状的树脂 ( 例如聚酰 亚胺 ) 或石英等具有透光性的材料。另外， 在制作电子器件的情况下， 使用 Si 基板或 GaAs 基板等半导体基板。
装备在自转支架 23 上的基板电极 30 是配置在基板 14 的背侧 ( 与靶材 34、 36 相 对侧的面相反的一侧 ) 的不锈钢制的大致圆板状的部件， 该基板电极 30 经由布线部件 31 与连接至 RF 电力的施加承受部件 20 电连接。
该布线部件 31 是用与基板电极 30 相同的材料制作的部件， 其一个端部被固定在 施加承受部件 20 上。此外， 另一端部侧通过焊接固定在基板电极 30 上而与基板电极 30 成 为一体。布线部件 31 的一个端部通过连结部件可靠地固定在施加承受部件 20 上， 因此， 基 板电极 30 以所要求的强度保持在规定位置。
本实施方式的靶材 34、 36 是圆板状或大致矩形状的部件， 在该靶材 34、 36 的表面 接合了要在基板 14 上成膜的成膜材料， 可以通过使在等离子体中产生的离子发生冲击， 由 此向基板溅射成膜物质。作为成膜材料， 例如可根据需要适当选择 Si、 Nb、 Al、 Ta、 Cu 等金 属或 SiO2、 Nb2O5、 Al2O3 这样的绝缘物等。在本实施方式中， 构成为具有两种靶材 34、 36， 不 过也可以根据需要来任意改变靶材 34、 36 的数量。
该靶材 34、 36 在真空容器 10 的下方侧被配置成与设置在自转支架 23 上的基板 14 相对。
利用匹配箱 Mbox 匹配并供给对基板电极 30 和靶材 34、 36 施加的 RF 电力。作为 RF 电源， 可使用 10 ～ 100MHz 左右的频率。
如以上那样， 在真空容器 10 内部的上方， 轴 16 从真空容器 10 的外部上方贯通， 以 相对于真空容器 10 可旋转的方式安装。
伺服电机 M1 的旋转驱动力传递到齿轮 17a、 17b， 由此该旋转被传导到轴 16。 另外， 与旋转驱动力一起， 利用电刷承受部 19b 向轴 16 侧提供 RF 电源， 该电刷承受部 19b 构成为 与经由匹配箱与高频 (RF) 电源连接的碳刷 19a 滑动。
而且， 在轴 16 的下端侧配置公转部件 21， 并且在本实施方式中， 在该公转部件 21 上配置有 8 个自转支架 23。另外， 在真空容器 10 的下方侧， 以与配置在自转支架 23 上的基板 14 相对的方式 配置有靶材 34、 36。该靶材 34、 36 构成为经由匹配箱 Mbox 而被从 RF 电源提供 RF 电力。
接着， 对上述各个部件的关系进行说明。
8 个自转支架 23 分别安装在形成于公转部件 21 上的安装开口部 21a 中。自转支 架 23 可通过从公转部件 21 的安装开口部 21a 的上侧嵌入来容易地进行安装。
此时， 自转支架 23 的外周部被配置在安装开口部 21a 中的轴承 21b 支承而设置， 所以自转支架 23 以可相对于公转部件 21 旋转的方式被支承。
另外， 因为自转支架 23 形成为大致圆筒状， 所以当被安装到公转夹具 21 的安装开 口部 21a 中时， 形成在正反方向上贯通公转夹具 21 的圆形开口区域。
在自转支架 23 安装在公转部件 21 上的状态下， 形成在自转支架 23 上侧外周侧的 齿轮 23a 处于露出在安装开口部 21a 的上侧的状态。
形成在自转支架 23 外周侧的齿轮 23a 配置成与形成在环状传递部件 24 内侧的齿 部 24a 啮合， 该环状传递部件 24 可旋转地配置在公转部件 21 的外缘侧。因为是这样的结 构， 所以可以通过利用伺服电机 M2 使形成在环状传递部件 24 外侧的 24b 旋转， 来使与形成 在环状传递部件 24 内侧的齿部 24b 啮合的自转支架 23 的齿轮 23a 旋转。这样， 自转支架 23 可以在安装于公转部件 21 上的状态下自转。 此外， 对形成在环状传递部件 24 上的齿部 24a、 24b 施加绝缘性涂层， 与自转支架 23 电绝缘。
在各个自转支架 23 的下侧以成膜面朝下的方式固定基板 14。 即， 以堵塞自转支架 23 下侧的开口区域的方式固定基板 14。当然， 也可以使用支承基板 14 的夹具或粘接剂等 其它固定方式来固定基板 14。
此时， 可以使公转部件 21 的下表面和基板 14 的成膜面的高度一致而进行固定， 以 使在基板 14 的成膜面周围不产生凹凸。
如以上那样， 组装公转部件 21 和自转支架 23 来构成基板支架 12， 由此自转支架 23 具有可以在安装于公转的公转部件 21 上的状态下自转的构造。即， 基板支架 12 可进行 自转公转运动。因此， 安装在自转支架 23 上的基板 14 也进行自转公转运动， 所以可对基板 14 进行均匀的成膜。
在与基板 14 的背面隔开规定距离的位置， 以与基板 14 的背面相对的方式平行地 配置有基板电极 30。
此时， 由于基板电极 30 被配置成不与公转部件 21 以及自转支架 23 接触， 因此对 施加承受部 20 施加的 RF 电力经由布线部件 31 提供给基板电极 30。 另外， 由于布线部件 31 被固定在固定于公转部件 21 侧的施加承受部 20 上， 因此固定在布线部件 31 上的基板电极 30 也与公转部件 21 一起旋转。即， 基板电极 30 与公转部件 21 一起旋转。因此， 基板电极 30 配置在基板 14 背侧的规定位置， 而与自转支架 23 的自转运动无关。
这里， 基板电极 30 以与基板 14 隔开规定距离 (d) 的方式配置， 但该基板 14 与基板 电极 30 之间的距离 d( 更准确地是， 基板 14 的背面与基板电极 30 的正面之间的距离 d ； 以 下， 设为距离 d) 设定在能在基板 14 上反映出由基板电极 30 带来的自偏压效果的范围内。 另外， 可通过改变距离 d 来调整反映在基板 14 上的自偏压效果。当然， 也可以通过改变溅 射用电力来调整自偏置电位。
另外， 虽然还取决于成膜条件， 但在本实施方式中， 当距离 d 为 20mm 左右以下时， 由基板电极 30 带来的自偏压效果对基板 14 产生影响。改变基板 14 材料、 RF 功率值和成 膜气氛等成膜条件来进行成膜实验， 结果， 距离 d 在 0.5 ～ 10mm 的范围内获得良好的膜， 所 以优选距离 d 在 0.5mm 以上 10mm 以下的范围。另外， 通过改变距离 d 或 RF 功率值来调整 自偏压效果。当然， 距离 d 在 0.5 ～ 10mm 的范围内进行调整。
可以通过夹着导电性的垫片 38 进行固定， 来调整距离 d。
该垫片 38 是在施加承受部 20 侧与布线部件 31 的连接部分， 以被这些部件挟持的 状态配置的、 具有任意厚度的导电性部件。
在施加承受部 20 侧与布线部件 31 之间、 以及施加承受部 20 侧与垫片 38 之间， 使 用可贯穿这些部件进行连结的螺栓等连结部件 ( 未图示 ) 进行固定。
由于这样构成， 而基板电极 30 与布线部件 31 一体构成， 因此， 可通过改变在施加 承受部 20 侧与布线部件 31 的连接部分所夹持的垫片 38 的高度 ( 厚度 )， 来调整基板电极 30 相对于自转支架 23 的安装高度。
此外， 在本实施方式中， 布线部件 31 固定在公转部件 21 侧的施加承受部 20 上， 但 布线部件 31 也可以构成为 ： 经由绝缘性的垫片用部件固定在公转部件 21 侧， 经由弯曲自如 的导电性部件与施加承受部 20 导通。
此外， 还可以是取代垫片 38 而利用螺钉来调整布线部件 31 的高度的机构。在该 情况下， 利用未图示的螺栓等对施加承受部 20 侧和布线部件 31 进行固定， 根据与形成在公 转部件 21 侧的螺钉孔 ( 未图示 ) 嵌合的螺钉的上下动作， 施加承受部 20 侧与布线部件 31 的固定部分能上下动作。 通过这样的结构， 可随着螺钉的旋转使布线部件 31 和基板电极 30 的高度上下动作， 所以能够容易地进行高精密的调整。
此外， 还可以在与施加承受部 20 侧的连接部分， 安装能控制布线部件 31 上下动作 的致动器， 与基板 14 的厚度、 成膜速度及成膜材料等成膜条件联动地对基板电极 30 的配置 位置进行控制。
当然， 也可以构成为利用螺栓固定基板电极 30 和布线部件 31， 利用该连接部分来 调整基板电极位置。
另外， 在本实施方式中， 针对 8 个自转支架 23 的每一个调整距离 d， 不过也可以通 过将 8 个基板电极 30 构成一体， 来整体地设定距离 d。
例如， 在施加承受部 20 侧的上侧， 以被轴 16 贯插的状态安装具有高刚性的导电性 环状部件 ( 未图示 )， 该环状部件可以在保持与施加承受部 20 导通的状态下， 沿着上下方 向进行位置调整。可以通过在该环状部件上固定所有的布线部件 31， 来统一地设定距离 d。 能以在与施加承受部 20 之间夹持导电性垫片来进行该环状部件的上下动作。当然， 也可构 成为使用螺钉来进行上下动作。 通过这样的结构， 可统一地调整 8 处基板 14 与基板电极 30 之间的距离 d， 能够提高溅射装置 1 的工作率、 即实现成膜处理的低成本化。
可考虑基板 14 的尺寸来确定基板电极 30 的尺寸。该基板电极 30 形成为相对于 基板 14 的直径具有 80 ～ 98％的直径， 尤其优选的是基板 14 尺寸的 90％以上的尺寸。在 本实施方式中， 圆板状的基板 14 是直径 100mm， 所以基板电极 30 的直径形成为 80 ～ 98mm。
这里， 当基板电极 30 相对于基板 14 的尺寸过小时， 很难使反映在基板 14 上的自 偏压效果均匀， 因此形成在基板 14 上的成膜层的厚度和膜质可能不均匀。另一方面， 当基板电极 30 过于接近自转支架 23 等其它部件时， 在基板电极 30 与 基板支架 12 之间放电而供给的溅射用电力可能不稳定。因此， 在基板电极 30 的尺寸相对 于基板 14 的直径形成为 90％左右以上时， 对自转支架 23 的与基板电极 30 接近的区域施加 绝缘性涂层 39。绝缘性涂层 39 通过热喷涂而形成在自转支架 23 的规定表面。
这里， 说明在各个基板 14 背面侧安装基板电极 30 的效果。
因为对配置在基板 14 背面侧的基板电极 30 提供 RF 电源， 所以不需要对整个公转 部件 21 施加 RF。由于施加 RF 电流的面积较小， 因此可以将能施加给基板 14 的电压 / 电流 值的范围设定为比现有值高的值， 来提高离子的密度， 因此能够使膜质致密或缩短处理时 间。
并且， 因为基板电极 30 构成为不与自转支架 21 接触， 所以能够防止由于基板电极 30 与自转支架 23 滑接而产生的磨损导致产生粉尘等异物， 能够提高膜洁净度。此外， 因为 是简单的构造， 所以能够抑制配件个数的增加， 实现设备的低成本化。
另外， 由于在位于基板 14 附近的公转部件 21 上， 成膜材料难以成膜， 因此即使通 过轰击处理使离子冲击， 膜也不会剥落， 能减少附着在基板电极 30 表面的异物 ( 颗粒 )。 因 此， 能够提高膜的洁净度以及合格率。此外， 还能够减少附着并积蓄在公转部件 21 及自转 支架 23 上的薄膜材料， 能缩短去除薄膜材料所需的时间 ( 真空室保养时间 )， 提高设备工作 率。 此外， 基板电极 30 以隔开规定距离的方式与基板 14 平行地配置， 所以对于基板 14 的成膜面， 能保持均匀的成膜条件并进行膜厚 / 膜质的均匀性高的高精度成膜。
另外， 基板电极 30 可适用于在基板支架 12 上具有自转公转机构的溅射装置 1， 所 以不需要在仅具有公转机构的基板支架中采用的、 用于调整膜厚分布的校正板。 当然， 对于 在基板支架 12 中仅具有公转机构的型式的偏压溅射装置， 也可适用本实施方式的基板电 极 30， 能够扩大对基板 14 施加的电压 / 电流值的范围， 并提高所形成的膜的洁净度。
在本实施方式中， 本发明构成为二极 RF 偏压溅射装置 ( 溅射装置 1)， 但只要是对 基板 14 施加电流的方式的溅射装置， 就能适用本发明的结构。例如， 可构成为使用稳定化 电极的三极或四极溅射装置。
另外， 在本实施方式中， 使用 RF 电源作为溅射用电源， 不过也可以构成为使用 DC 电源。在使用 DC 电源的情况下， 除了无法进行绝缘物的溅射之外， 能够获得与本实施方式 的溅射装置 1 同样的效果。
此外， 当然可以在成膜中不导入 O2 及 N2 等活性气体而进行非反应性的溅射。
另外， 还可以构成为 ： 在靶材 34、 36 的上侧设置可控制开闭的闸门 ( 未图示 )， 通 过调整闸门的开度， 来调整所溅射的靶材 34、 36 及溅射量。
( 第 2 实施方式 )
图 4 以及图 5 示出本发明的第 2 实施方式， 图 4 是基板支架的俯视说明图， 图5是 基板支架的局部剖视说明图。
此外， 在以下的各实施方式中， 对与第 1 实施方式同样的部件、 配置等标注相同符 号， 省略其详细的说明。
本实施方式与第 1 实施方式的不同点在于， 在溅射装置 1 中基板电极 40 的安装构 造。本实施方式的基板电极 40 固定在自转支架 43 上， 与自转支架 43 共同旋转。
基板电极 40 是不锈钢制的大致圆板状的部件， 其由固定部件 40a 以相对于靶材 34、 36 配置在基板 14 的背面侧的方式固定在各个自转支架 43 侧。自转支架 43 经由与自转 支架 43 的外周部抵接的轴承 45， 与布线部件 41 以及施加承受部件 20 电连接， 因此经由自 转支架 43 向基板电极 40 提供 RF 电力。
另外， 自转支架 43 隔着绝缘部件 29b 安装在公转部件 21 上， 因此与公转部件 21 电绝缘。
与第 1 实施方式的情况相同， 基板电极 40 在与基板 14 的背面隔开规定距离 (d) 的位置处， 与基板 14 相对地平行配置。
距离 d 设定在基于基板电极 40 的自偏压出现、 反映在基板 14 上的范围内。此外， 在本实施方式中， 距离 d 也优选为 0.5mm 以上 10mm 以下。
另外， 可以通过改变距离 d 来调整反映在基板 14 上的自偏压效果， 但也可以改变 RF 功率值来调整上述自偏压效果。
可以通过在将基板电极 40 安装在自转支架 43 上时改变基板电极 40 的位置， 来调 整距离 d。
基板电极 40 因为是固定在自转支架 43 上， 所以可配置在基板 14 的整个背面。 即， 即使是不对自转支架 43 施加绝缘涂层 39 的状态下， 也能够使基板电极 40 形成为与基板 14 大致相同的形状和尺寸。因为可以使反映在基板 14 表面上的自偏压效果的影响变得均匀， 所以能够使形成在基板 14 上的成膜层的厚度和膜质均匀。
另外， 经由轴承 45 导通自转支架 43 和布线部件 41， 由此能够防止在使布线部件 41 与自转支架 43 的外周部滑动接触的情况下由于部件磨损而产生的粉尘等异物， 能够提 高膜洁净度。