CN109868455B - 溅射装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够将用于使靶旋转的驱动源的动力也利用于其它的用途的溅射装置及其控制方法。溅射装置是磁控管溅射方式的溅射装置，具备：马达(500)；通过马达(500)而旋转的旋转轴(510)；通过由第1驱动机构传递旋转轴(510)的旋转动力而旋转的靶(110)；以及设于靶(110)的内部的磁铁，该溅射装置在靶(110)与基于靶(110)的构成原子形成薄膜的基板之间形成由上述磁铁产生的磁场的状态下进行溅射，其特征在于，该溅射装置设有与第1驱动机构不同的、传递旋转轴(510)的旋转动力的第2驱动机构。

Description

溅射装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及磁控管溅射方式的溅射装置及其控制方法。
背景技术
在磁控管溅射方式的溅射装置中，公知作为阴极的圆筒状的靶在进行溅射时旋转的技术。在该技术中，通过从马达等驱动源传递动力，靶旋转。此外，在溅射装置中，有时靶以外的各种构件(装置)也需要动力。
在以来例的溅射装置中，采用了与用于使靶旋转的驱动源分开地设置各构件(装置)的驱动源的结构。因此，成为装置大型化或成本增加的原因。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2014－521838号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够将用于使靶旋转的驱动源的动力也利用于其它的用途的溅射装置及其控制方法。
用于解决课题的技术方案
本发明为了解决上述课题，采用了以下的技术方案。
即，本发明的溅射装置是磁控管溅射方式的溅射装置，
该溅射装置具备：
驱动源；
旋转轴，利用上述驱动源而旋转；
靶，通过由第1驱动机构传递上述旋转轴的旋转动力而旋转；以及
磁铁，设于上述靶的内部，
该溅射装置在上述靶与基于该靶的构成原子形成薄膜的基板之间形成由上述磁铁产生的磁场的状态下进行溅射，
其特征在于，
该溅射装置除了设有第1驱动机构之外，还另行设有传递上述旋转轴的旋转动力的第2驱动机构。
发明的效果
根据本发明，能够将用于使靶旋转的驱动源的动力也利用于其它的用途。
附图说明
图1是本发明的实施例1的溅射装置的概略结构图。
图2是表示本发明的实施例1的磁铁的配置结构的概略图。
图3是本发明的实施例1的旋转阴极的概略结构图。
图4是本发明的实施例2的旋转阴极的概略结构图。
图5是本发明的实施例2的溅射装置的概略结构图。
具体实施方式
以下，参照附图，基于实施例例示性地详细说明用于实施本发明的方式。但是，该实施例所记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别特定的记载，本发明的范围就不限定于这些说明。
(实施例1)
参照图1～图3，说明本发明的实施例1的磁控管溅射方式的溅射装置。
[溅射装置的整体结构]
参照图1和图2，说明本实施例的溅射装置1的整体结构。图1是本发明的实施例1的溅射装置的概略结构图，表示剖视观察溅射装置整体的情况的概略结构。另外，图1中的上方相当于溅射装置1被使用时的铅垂方向的上方，图1中的下方相当于溅射装置1被使用时的铅垂方向的下方。图2是表示磁铁的配置结构的概略图。
本实施例的溅射装置1具备：腔室20，内部能够形成为低压力状态；以及旋转阴极10，设于腔室20内的上部。但是，旋转阴极10由多个装置、构件构成，在本实施例中，构成旋转阴极10的多个装置以及构件中的一部分设于腔室20的外部。并且，本实施例的腔室20也作为阳极发挥功能。此外，在腔室20内的下部，设有载置用于形成薄膜的基板40的载置台30。另外，载置台30能够将基板40搬送到所希望的位置。
旋转阴极10中的旋转阴极装置本体100具备作为阴极的圆筒状的靶110和设于靶110的内部的磁铁单元140。作为靶110，能够应用在由SUS、Ti构成的支承管的外周面利用In等粘接剂粘接有靶材料的类型和支承管与靶材料成为一体而成的一体型类型中的任一种。并且，靶110设于与被载置于载置台30的基板40相向的位置，且溅射时旋转。此外，磁铁单元140在其内部设有磁铁141。另外，磁铁单元140由磁铁141和支承磁铁141的构件等多个构件单元化而构成。
图2是从下方观察图1中的磁铁141的图。磁铁141在使用时被配置成不同的2种磁极(第1磁极141a和第2磁极141b)朝向下方。在图示的例子中，表示了第1磁极141a为N极、第2磁极141b为S极的情况，但是也可以将第1磁极141a作为S极，将第2磁极141b作为N极。并且，第2磁极141b被设置成与第1磁极141a之间空开间隔且围绕第1磁极141a。如此，通过在靶110的内部具备磁铁单元140，在靶110与基板40之间形成磁场(漏磁场)。
在如以上那样构成的溅射装置1中，通过在靶110与作为阳极的腔室20之间施加一定以上的电压，在它们之间产生等离子体。并且，通过等离子体中的阳离子与靶110碰撞，靶材料的粒子从靶110被放出。在从靶110被放出的粒子反复碰撞的同时，被放出的粒子中的靶物质的中性的原子向基板40堆积。由此，在基板40形成基于靶110的构成原子的薄膜。此外，在本实施例的溅射装置1中，利用上述的漏磁场，能够使等离子体集中在图1中P所示的附近(形成相对于靶110大致平行的磁场的附近)。由此，由于高效地进行溅射，所以能够提高靶物质向基板40的堆积速度。而且，在本实施例的溅射装置1中，在溅射的过程中靶110旋转。由此，靶110的消耗区域(基于浸蚀的浸蚀区域)不集中于局部，能够提高靶110的利用效率。
[旋转阴极]
特别是参照图3，更详细地说明本实施例的旋转阴极10。图3是本发明的实施例1的旋转阴极10的概略结构图，表示剖视地观察旋转阴极10的情况的概略结构。
旋转阴极10具备：具有靶110的旋转阴极装置本体100；具有使靶110旋转的功能的端块200；以及具有旋转自如地支承靶110的功能的支承块300。此外，旋转阴极10具备：支承端块200和支承块300的支承构件400；作为用于使靶110旋转的驱动源的马达500；以及进行马达500等的驱动控制的控制装置600。另外，旋转阴极装置本体100被配置在上述的腔室20(在图3中未图示)的内部，端块200的内部和马达500等被暴露于大气中。
旋转阴极装置本体100如上述那样，具备靶110和设于靶110内的磁铁单元140。此外，旋转阴极装置本体100还具备被固定于靶110、且旋转自如地被支承于支承块300的支承块侧环状构件120。
端块200具备：相对于支承构件400被固定的壳体210；设于壳体210内的轴状构件220；以及相对于轴状构件220旋转自如地设置的端块侧环状构件215。此外，在轴状构件220与端块侧环状构件215之间设有一对轴承B。由此，端块侧环状构件215相对于轴状构件220，能够旋转。此外，也设有密封轴状部材220与端块侧环状构件215之间的环状间隙的密封装置S。此外，磁铁单元140和轴状构件220由销等连结构件250连结。因而，磁铁单元140相对于轴状构件220不会旋转。
并且，端块侧环状构件215和靶110由夹紧件等紧固构件260固定。另外，也设有密封端块侧环状构件215与靶110之间的环状间隙的密封垫G。而且，在壳体210与端块侧环状构件215之间也设有轴承B和密封装置S。因而，端块侧环状构件215相对于壳体210能够旋转，且壳体210与端块侧环状构件215之间的环状间隙被密封。此外，在壳体210与支承构件400之间也设有密封垫G。因而，虽然壳体210内被暴露于大气中，但是配置有旋转阴极装置本体100的空间被维持为低压力状态(通常接近于真空的状态)。
在轴状构件220的内部，设有供冷却液流动的流路(未图示)。为了在旋转自如地支承该轴状构件220的同时，向流路内供给冷却液，且从流路内排出冷却液，设有旋转接头J。在该旋转接头J，形成有供轴状构件220插通的轴孔J1。并且，在该轴孔J1与轴状构件220之间具备多个轴承B和多个密封装置S。另外，由于多个轴承B和多个密封装置S能够根据流路等的结构而采用各种的配置结构，所以在图3中，省略表示轴承B和密封装置S的配置结构。
在上述的支承块侧环状构件120，设有插入被形成于支承块300的贯穿孔310的轴部121。通过在该轴部121与贯穿孔310之间设置轴承B，支承块侧环状构件120能够相对于支承块300旋转。此外，在支承块侧环状构件120，设有用于使支承块侧环状构件120相对于磁铁单元140旋转自如的轴承用孔122。在该轴承用孔122中插入有设于磁铁单元140的轴部142。并且，通过在该轴部142与轴承用孔122之间的环状间隙设置轴承B，支承块侧环状构件120能够相对于磁铁单元140旋转。此外，在轴部142与轴承用孔122之间的环状间隙也设有密封装置S。此外，支承块侧环状构件120和靶110由夹紧件等紧固构件123固定。另外，也设有密封支承块侧环状构件120与靶110之间的环状间隙的密封垫G。
另外，设于上述的各部的多个密封装置S均具备能够使设于密封装置S的径向的内侧和外侧的两个构件旋转，且密封上述两个构件间的环状间隙的功能。
[驱动机构]
在本实施例的溅射装置1中，能够通过马达500使靶110和磁铁单元140这两者旋转。以下，详细地说明使它们旋转的驱动机构。
通过马达500而旋转的旋转轴510被设有轴承B的轴承构件520旋转自如地支承。
用于使靶110旋转的第1驱动机构由安装于旋转轴510的第1带轮530、安装于作为与靶110一起旋转的第1旋转体的端块侧环状构件215的第2带轮230、和卷绕于上述第1带轮530和第2带轮230的第1皮带231构成。根据如以上那样构成的第1驱动机构，在旋转轴510通过马达500而旋转时，旋转动力由第1皮带231传递到第2带轮230，靶110与支承块侧环状构件120和端块侧环状构件215一起旋转。
用于使磁铁单元140旋转的第2驱动机构由安装于旋转轴510的第3带轮540、安装于作为与磁铁单元140一起旋转的第2旋转体的轴状构件220的第4带轮240、和卷绕于上述第3带轮540和第4带轮240的第2皮带241构成。在第3带轮540与旋转轴510之间设有轴承B。此外，在旋转轴510设有切换旋转动力相对于第2驱动机构的传递和遮断的离合器550。更具体而言，该离合器550能够相对于旋转轴510与旋转轴510的旋转中心轴线平行地往返移动。并且，离合器550在与第3带轮540接触的状态下，旋转轴510的旋转动力传递到第3带轮540，在从第3带轮540离开时，旋转轴510的旋转动力未传递到第3带轮540。另外，在图3中，用实线表示与第3带轮540接触的状态的离合器550，用虚线表示从第3带轮540离开的状态的离合器550a。另外，作为离合器550的动力，能够较佳地利用利用了电磁力的电磁式离合器。但是，不限定于此，也能够利用机械式、液压式、空压式等各种离合器。
此外，在轴状构件220设有制止磁铁单元140的旋转的制动器242。更具体而言，该制动器242相对于轴状构件220能够与轴状构件220的旋转中心轴线平行地往返移动。并且，在制动器242与第4带轮240接触的状态下，第4带轮240的旋转被制止，在制动器242从第4带轮240离开时，成为第4带轮240能够旋转的状态。另外，在图3中，用虚线表示与第4带轮240接触的状态的制动器242a，用实线表示从第4带轮240离开的状态的制动器242。另外，作为制动器242的动力，能够较佳地利用利用了电磁力的电磁式制动器。但是，不限定于此，也能够利用机械式、液压式、空压式等各种制动器。
根据如以上那样构成的第2驱动机构，在由离合器550进行驱动传递的状态、且制动器242被解除了的状态下，在旋转轴510通过马达500而旋转时，旋转动力由第2皮带241传递到第4带轮240，磁铁单元140与轴状构件220一起旋转。并且，在动力的传递被离合器550遮断了的状态下，旋转轴510的旋转动力未传递到磁铁单元140。可是，在支承块侧环状构件120与磁铁单元140的轴部142之间的环状间隙和端块侧环状构件215与轴状构件220之间的环状间隙设有多个轴承B和多个密封装置S。因而，在靶110与磁铁单元140之间，会产生基于上述多个轴承B和多个密封装置S的滑动阻力。因此，即使动力未被第2驱动机构传递到磁铁单元140，在靶110旋转时，磁铁单元140由于滑动阻力也有可能少许连带旋转。因此，在本实施例的第2驱动机构如上所述设有制动器242。由此，在动力的传递被离合器550遮断的情况下，通过第4带轮240的旋转被制动器242制止，磁铁单元140的连带旋转被阻止。
[带轮比]
在本实施例的旋转阴极10中，通过使构成第1驱动机构的带轮的带轮比与构成第2驱动机构的带轮的带轮比相同，在使靶110和磁铁单元140同时旋转的情况下，在两者间不产生滑动阻力。首先，说明其理由。
为了便于说明，将由支承块300的贯穿孔310与支承块侧环状构件120的轴部121之间的轴承B产生的滑动阻力设为阻力F1。此外，将由支承块侧环状构件120的轴承用孔122与磁铁单元140的轴部142之间的轴承B和密封装置S产生的滑动阻力设为阻力F2。此外，将由端块侧环状构件215与轴状构件220之间的轴承B和密封装置S产生的滑动阻力设为阻力F3。此外，将由壳体210与端块侧环状构件215之间的轴承B和密封装置S产生的滑动阻力设为阻力F4。而且，将由旋转接头J的轴孔J1与轴状构件220之间的轴承B和密封装置S产生的滑动阻力设为阻力F5。
于是，在不进行基于第2驱动机构的动力传递而仅使靶110旋转的情况下产生的滑动阻力成为F1+F2+F3+F4。并且，通过进行基于第2驱动机构的动力传递，在使靶110和磁铁单元140这两者旋转的情况下且两者间产生滑动阻力的情况下的滑动阻力成为F1+F2+F3+F4+F5。相对于此，通过进行基于第2驱动机构的动力传递，在使靶110和磁铁单元140这两者旋转的情况下且两者间不产生滑动阻力的情况下的滑动阻力成为F1+F4+F5。根据以上可知，在使靶110和磁铁单元140同时旋转的情况下，通过使两者间不产生滑动阻力，能够抑制必要的动力。即，能够降低马达500的载荷。
接着，说明用于使构成第1驱动机构的带轮的带轮比与构成第2驱动机构的带轮的带轮比相同的具体例。
如利用带轮与皮带之间的摩擦力使皮带旋转的情况那样，在根据带轮直径而决定旋转轴510的转速与轴状构件220的转速的关系的情况下，只要如以下那样设定即可。即，只要将第1带轮530的带轮直径相对于第2带轮230的带轮直径之比设定为与第3带轮540的带轮直径相对于第4带轮240的带轮直径之比相同即可。例如，在使第1带轮530的带轮直径为D1，使第2带轮230的带轮直径为D2的情况下，能够使第3带轮540的带轮直径为D1，使第4带轮240的带轮直径为D2。此外，在使第1带轮530的带轮直径为D1，使第2带轮230的带轮直径为D2的情况下，也能够使第3带轮540的带轮直径为D1/2，使第4带轮240的带轮直径为D2/2。
此外，如带轮由具有多个齿的构件(齿轮等)构成且皮带构成为与带轮的齿啮合的情况那样，在根据带轮的齿数而决定旋转轴510的转速与轴状构件220的转速的关系的情况下，只要如以下那样设定即可。即，只要将第1带轮530的齿数相对于第2带轮230的齿数之比设定为与第3带轮540的齿数相对于第4带轮240的齿数之比相同即可。例如，在使第1带轮530的齿数为N1，使第2带轮230的齿数为N2的情况下，能够使第3带轮540的齿数为N1，使第4带轮240的齿数为N2。此外，在使第1带轮530的齿数为N1，使第2带轮230的齿数为N2的情况下，也能够使第3带轮540的齿数为N1/2，使第4带轮240的齿数为N2/2。
另外，即使这样地在带轮由具有多个齿的构件构成的情况下，也能够将第1带轮530的节圆直径相对于第2带轮230的节圆直径之比设定为与第3带轮540的节圆直径相对于第4带轮240的节圆直径之比相同。
[旋转阴极的动作控制]
说明基于控制装置600的旋转阴极10的动作控制。在进行溅射的情况下，有时根据基板40的形状等，形成薄膜的部位不同。并且，形成薄膜的部位能够通过改变使等离子体集中的位置而设定。根据本实施例的旋转阴极10，通过使磁铁单元140旋转，改变磁铁141相对于靶110的朝向，能够改变使等离子体集中的位置。
此外，在长期未使用旋转阴极10的情况下等，有时靶110的表面氧化或表面附着污垢。因此，在进行用于使薄膜形成于基板40的溅射之前，有时进行不伴随着薄膜向基板40的形成的溅射动作(也被称为预溅射)，进行去除污垢等的控制。在该情况下，例如在配置基板40的一侧的相反侧，在朝向磁铁141的状态下进行预溅射。
以下，分别说明在设定了磁铁141的朝向之后进行溅射的情况下的动作控制、和在进行了预溅射之后进行向基板40进行薄膜形成的溅射的情况下的动作控制。
[在设定了磁铁的朝向之后进行溅射的情况]
控制装置600能够进行马达500、离合器550和制动器242的驱动控制。此外，控制装置600也能够进行对靶110与腔室20间施加电压的控制等。在溅射之前，由控制装置600在通过离合器550能够传递旋转动力的状态下且解除了制动器242的状态下，进行通过马达500使旋转轴510旋转的控制。由此，磁铁单元140与靶110一起旋转，磁铁141的朝向被确定(以上为前工序)。如以上那样，在未进行溅射的状态下，进行磁铁单元140的旋转控制，磁铁141的朝向被确定。
之后，由控制装置600在通过离合器550遮断了旋转动力的传递的状态下且通过制动器242制止了磁铁单元140的旋转的状态下，进行通过马达500使旋转轴510旋转的控制。此外，同时由控制装置600进行对靶110与腔室20间施加电压的控制。由此，靶110一边旋转一边进行溅射(溅射工序)。
通过进行以上那样的控制，能够在相对于基板40所希望的位置形成薄膜。
[进行预溅射的情况]
在预溅射之前，由控制装置600在通过离合器550能够传递旋转动力的状态下且解除了制动器242的状态下进行通过马达500使旋转轴510旋转的控制。由此，磁铁单元140与靶110一起旋转，磁铁141的朝向被确定(以上为前工序)。如以上那样，在未进行溅射的状态下，进行磁铁单元140的旋转控制，磁铁141的朝向被确定。
接着，由控制装置600在通过离合器550遮断了旋转动力的传递的状态下且通过制动器242制止了磁铁单元140的旋转的状态下进行通过马达500使旋转轴510旋转的控制。此外，同时由控制装置600进行对靶110与腔室20间施加电压的控制。由此，靶110一边旋转一边进行溅射(预溅射工序)。在该预溅射工序中，不进行向基板40的薄膜形成。通过该预溅射工序去除靶110的表面的污垢等。
在进行溅射时，在需要变更预溅射工序中的磁铁141的朝向的情况下，在预溅射工序之后，进行再次确定磁铁141的朝向的控制。因为关于确定磁铁141的朝向的控制如上所述，所以省略其说明。
之后，由控制装置600在通过离合器550遮断了旋转动力的传递的状态下且通过制动器242制止了磁铁单元140的旋转的状态下，进行通过马达500使旋转轴510旋转的控制。此外，同时由控制装置600进行对靶110与腔室20间施加电压的控制。由此，靶110一边旋转一边进行溅射(溅射工序)。在该工序中进行向基板40的薄膜形成。
[本实施例的溅射装置的优点]
如以上说明那样，根据本实施例的溅射装置1，也能够将用于使靶110旋转的驱动源(马达500)的动力利用于其它的用途。即，在本实施例中，通过马达500不仅能够使靶110旋转而且能够使磁铁单元140旋转。因而，因为能够使驱动源的个数降低，所以能够谋求装置的小型化，且还能够谋求成本削减。
此外，在本实施例的溅射装置1中，通过使构成第1驱动机构的带轮的带轮比与构成第2驱动机构的带轮的带轮比相同，能够降低马达500的载荷。由此，能够谋求马达500的小型化，且还能够谋求成本削减。
(实施例2)
图4和图5表示本发明的实施例2。在上述实施例1中，说明了利用第2驱动机构使磁铁单元旋转的情况的结构。相对于此，在本实施例中，对利用第2驱动机构使旋转阴极整体移动的情况的结构进行说明。因为其它的结构和作用与实施例1相同，所以对相同的构成部分标注相同的附图标记，适宜省略其说明。
图4是本发明的实施例2的旋转阴极10的概略结构图，表示剖视地观察旋转阴极10的情况的概略结构。图5是本发明的实施例2的溅射装置的概略结构图，表示剖视地观察溅射装置整体的情况的概略结构。
在本实施例的旋转阴极10中，也与上述实施例1的情况同样地，具备：具有靶110的旋转阴极装置本体100；具有使靶110旋转的功能的端块200；以及具有旋转自如地支承靶110的功能的支承块300。此外，旋转阴极10具备：作为用于使靶110旋转的驱动源的马达500；以及进行马达500等的驱动控制的控制装置600。另外，在本实施例的旋转阴极10的情况下，与上述实施例1的情况不同，构成旋转阴极10的多个装置和构件都设于腔室20的内部。
关于旋转阴极装置本体100、支承块300和马达500的结构，因为与上述实施例1的情况相同，所以省略其说明。另外，本实施例的支承块300只要固定于能够移动地构成的旋转阴极10中的任一构件即可。
在本实施例的端块200中，也与上述实施例1的情况同样地，具备：壳体210；设于壳体210内的轴状构件220；以及相对于轴状构件220旋转自如地设置的端块侧环状构件215。在本实施例中，马达500和控制装置600等也被配置在壳体210内。该壳体210的内部成为密闭空间，与成为腔室20内的低压状态(通常为接近于真空的状态)的空间被分隔开。由此，壳体210的内部的空间的大气或接近大气的状态被维持。因而，马达500等的功能不会降低。此外，在轴状构件220上，与上述实施例1的情况同样地安装有第2带轮230。但是，在本实施例的情况下，与上述实施例1的情况不同，在轴状构件220上未安装第4带轮240。关于端块200，在未安装该第4带轮240这一点和壳体210的结构不同这一点与上述实施例1的情况不同。此外，在本实施例的情况下，轴状构件220不通过马达500旋转。关于其它的结构，因为与上述实施例1的情况相同，所以省略其说明。另外，如在上述实施例1中说明了那样，优选能够变更磁铁141相对于靶110的朝向。因而，关于轴状构件220，例如也可以构成为作业者能够通过手动而使其旋转，或能够利用其它的驱动源使轴状构件220旋转。当然，在缺乏变更磁铁141的朝向的必要性的情况下，也可以固定轴状构件220。
[驱动机构]
在本实施例的溅射装置1中，能够通过马达500使靶110旋转，并且使旋转阴极10整体移动。以下，详细地说明它们的驱动机构。
通过马达500而旋转的旋转轴510被设有轴承B的轴承构件520旋转自如地支承。另外，在壳体210设有供旋转轴510插通的插通孔，在该插通孔内具备旋转轴510的轴承B和密封装置S。
用于使靶110旋转的第1驱动机构与实施例1的情况同样地，由安装于旋转轴510的第1带轮530、安装于与靶110一起旋转的端块侧环状构件215的第2带轮230、和卷绕于上述第1带轮530和第2带轮230的第1皮带231构成。关于第1驱动机构的动作机制，因为如在上述实施例1中说明了那样，所以省略其说明。
接着，说明第2驱动机构。本实施例的第2驱动机构由安装于旋转轴510的第5带轮560和齿条式传动装置580构成。第5带轮560如齿轮那样，由具备多个齿的构件构成，与齿条式传动装置580啮合。并且，在第5带轮560与旋转轴510之间设有轴承B。此外，在旋转轴510设有切换旋转动力相对于第2驱动机构的传递和遮断的离合器570。更具体而言，该离合器570能够相对于旋转轴510与旋转轴510的旋转中心轴线平行地往返移动。并且，离合器570被构成为，在与第5带轮560接触的状态下旋转轴510的旋转动力传递到第5带轮560，在从第5带轮560离开时，旋转轴510的旋转动力未传递到第5带轮560。另外，在图4中，用实线表示与第5带轮560接触的状态的离合器570，用虚线表示从第5带轮560离开的状态的离合器570a。另外，作为离合器570的动力，能够较佳地利用利用了电磁力的电磁式离合器。但是，不限定于此，也能够利用机械式、液压式、空压式等各种离合器。
根据如以上那样构成的第2驱动机构，在利用离合器570进行动力传递的状态下，在旋转轴510通过马达500而旋转时，第5带轮560也旋转。并且，在动力的传递被离合器570遮断了的状态下，旋转轴510的旋转动力未传递到第5带轮560。
[旋转阴极的动作控制]
说明基于控制装置600的旋转阴极10的动作控制。在利用旋转阴极10使薄膜形成在基板40上的范围比基板40整体小的情况下，在溅射时需要使基板40移动或使旋转阴极10本身移动。在本实施例中，在溅射时能够使旋转阴极10本身移动。以下，说明一边使旋转阴极10本身移动一边进行溅射的情况的动作控制。
如图5所示，本实施例的旋转阴极10的装置整体被构成为，在具备基板40的室内(腔室20内)，能够在导轨581上呈直线状地移动。并且，与该导轨581平行地设有上述的齿条式传动装置580。另外，在本实施例的情况下，导轨581和齿条式传动装置580呈直线状且平行地设置，但是通过将它们设置成呈曲线状且平行，也能够使旋转阴极10呈曲线状地移动。
本实施例的控制装置600能够进行马达500和离合器570的驱动控制。此外，控制装置600也能够进行对靶110与腔室20间施加电压的控制等。并且，由控制装置600在通过离合器570能够传递旋转动力的状态下进行通过马达500使旋转轴510旋转的控制。此外，同时由控制装置600进行对靶110与腔室20间施加电压的控制。由此，靶110一边旋转一边进行溅射。而且，由于第5带轮560在齿条式传动装置580上旋转，所以旋转阴极10整体沿图5中箭头标记S方向移动。另外，在与旋转阴极10相向的附近，在基板40上形成薄膜41。因而，伴随着旋转阴极10的移动，形成薄膜41的位置也进行移动。由此，能够使薄膜41形成在基板40整体。另外，在进行溅射时，在无需使旋转阴极10整体移动的情况下，在通过离合器570遮断了旋转动力的传递的状态下，只要进行通过马达500使旋转轴510旋转的控制即可。
在如以上那样构成的本实施例的溅射装置1中，也能够将用于使靶110旋转的驱动源(马达500)的动力利用于其它的用途。即，在本实施例中，通过马达500不仅能够使靶110旋转而且还能够使旋转阴极10整体移动。因而，因为能够降低驱动源的个数，所以能够谋求装置的小型化，且也能够谋求成本削减。
(其它)
在实施例1中，表示通过第2驱动机构使磁铁单元140旋转的情况，在实施例2中，表示通过第2驱动机构使旋转阴极10整体移动的情况。可是，也包括为了向磁铁单元140和旋转阴极10以外的构件等传递旋转动力而使用本发明的第2驱动机构的情况。
此外，上述各实施例中，以仅设置一个第2驱动机构的情况为例进行了说明。可是，本发明的第2驱动机构相对于一个驱动源的旋转轴也能够设置多个。例如，也可以相对于上述的马达500的旋转轴510，设置实施例1所示的用于使磁铁单元140旋转的第2驱动机构和实施例2所示的用于使旋转阴极10整体移动的第2驱动机构这两者。
附图标记的说明
1、溅射装置；10、旋转阴极；40、基板；100、旋转阴极装置本体；110、靶；140、磁铁单元；141、磁铁；500、马达；510、旋转轴。

Claims (11)

1.一种溅射装置，是磁控管溅射方式的溅射装置，
该溅射装置具备：
驱动源；
旋转轴，利用上述驱动源而旋转；
靶，通过由第1驱动机构传递上述旋转轴的旋转动力而旋转；以及
磁铁，设于上述靶的内部，
该溅射装置在上述靶与基于该靶的构成原子形成薄膜的基板之间形成由上述磁铁产生的磁场的状态下进行溅射，
其特征在于，
该溅射装置除了设有第1驱动机构之外，还另行设有传递上述旋转轴的旋转动力的第2驱动机构，
具有上述磁铁的磁铁单元旋转自如地设于上述靶的内部，
通过由第2驱动机构传递上述旋转轴的旋转动力，上述磁铁单元旋转。
2.根据权利要求1所述的溅射装置，其特征在于，
该溅射装置具备切换上述旋转轴的旋转动力相对于第2驱动机构的传递和遮断的离合器。
3.根据权利要求2所述的溅射装置，其特征在于，
该溅射装置被构成为，在上述靶与上述磁铁单元之间产生滑动阻力，并且设有制止上述磁铁单元的旋转的制动器。
4.根据权利要求3所述的溅射装置，其特征在于，
在通过上述离合器进行上述旋转轴的旋转动力向第2驱动机构的传递的情况下，制动器被解除，
在通过上述离合器遮断了上述旋转轴的旋转动力向第2驱动机构的传递的情况下，由制动器制止上述磁铁单元的旋转。
5.根据权利要求4所述的溅射装置，其特征在于，
第1驱动机构具备：
第1带轮，安装于上述旋转轴；
第2带轮，安装于与上述靶一起旋转的第1旋转体；以及
第1皮带，卷绕于上述第1带轮和第2带轮，
第2驱动机构具备：
第3带轮，安装于上述旋转轴；
第4带轮，安装于与上述磁铁单元一起旋转的第2旋转体；以及
第2皮带，卷绕于上述第3带轮和第4带轮，
第1带轮的带轮直径相对于第2带轮的带轮直径之比与第3带轮的带轮直径相对于第4带轮的带轮直径之比相同。
6.根据权利要求4所述的溅射装置，其特征在于，
第1驱动机构具备：
第1带轮，安装于上述旋转轴；
第2带轮，安装于与上述靶一起旋转的第1旋转体；以及
第1皮带，卷绕于上述第1带轮和第2带轮，
第2驱动机构具备：
第3带轮，安装于上述旋转轴；
第4带轮，安装于与上述磁铁单元一起旋转的第2旋转体；以及
第2皮带，卷绕于上述第3带轮和第4带轮，
第1带轮的齿数相对于第2带轮的齿数之比与第3带轮的齿数相对于第4带轮的齿数之比相同。
7.根据权利要求2～6中任一项所述的溅射装置，其特征在于，
通过上述磁铁单元的旋转，上述磁铁相对于上述靶的朝向变化，并且，
在未进行上述溅射的状态下，进行上述磁铁单元的旋转控制，上述磁铁的朝向被确定。
8.根据权利要求1或2所述的溅射装置，其特征在于，
至少由上述驱动源、上述靶、上述磁铁、第1驱动机构和第2驱动机构构成的旋转阴极整体能够在具备上述基板的室内移动地被设置，并且，
通过由第2驱动机构传递上述旋转轴的旋转动力，旋转阴极整体移动。
9.一种溅射装置的控制方法，该溅射装置是权利要求3～7中任一项所述的溅射装置，其特征在于，
该溅射装置的控制方法具有：
前工序，在通过上述离合器进行上述旋转轴的旋转动力向第2驱动机构的传递，且解除了制动器的状态下，使上述磁铁单元与上述靶一起旋转，确定上述磁铁的朝向；以及
溅射工序，在通过上述离合器遮断上述旋转轴的旋转动力向第2驱动机构的传递，且由制动器制止了上述磁铁单元的旋转的状态下，一边使上述靶旋转一边进行溅射。
10.一种溅射装置的控制方法，该溅射装置是权利要求3～7中任一项所述的溅射装置，其特征在于，
该溅射装置的控制方法具有：
前工序，通过上述离合器进行上述旋转轴的旋转动力向第2驱动机构的传递，且解除制动器，从而使上述磁铁单元与上述靶一起旋转，确定上述磁铁的朝向；
预溅射工序，在通过上述离合器遮断上述旋转轴的旋转动力向第2驱动机构的传递，且由制动器制止了上述磁铁单元的旋转的状态下，一边使上述靶旋转一边进行溅射，且不进行向上述基板的薄膜形成；以及
溅射工序，在通过上述离合器遮断上述旋转轴的旋转动力向第2驱动机构的传递、且由制动器制止了上述磁铁单元的旋转的状态下，一边使上述靶旋转一边进行溅射，且进行向上述基板的薄膜形成。
11.一种溅射装置的控制方法，该溅射装置是权利要求8所述的溅射装置，其特征在于，
一边使上述旋转阴极整体相对于上述基板移动，一边进行溅射。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7362431B2 (ja) * 2019-10-31 2023-10-17 キヤノントッキ株式会社 成膜装置、ターゲットユニットの取り外し方法、及びターゲットユニットの取り付け方法
CN113718215B (zh) * 2021-08-19 2023-07-25 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 磁控溅射设备
WO2023090835A1 (ko) * 2021-11-18 2023-05-25 한국핵융합에너지연구원 플라즈마 스퍼터링 장치
KR20240067425A (ko) 2022-11-09 2024-05-17 한국생산기술연구원 스퍼터링을 활용한 바인더 코팅 분말의 제조장치 및 바인더 코팅 분말의 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1141353A (zh) * 1995-06-28 1997-01-29 大宇电子株式会社 在基底上喷镀材料用的溅射装置
JP2002088471A (ja) * 2000-09-13 2002-03-27 Anelva Corp スパッタ装置
CN101565818A (zh) * 2009-05-25 2009-10-28 苏州大学 一种溅射镀膜的方法
JP2011202217A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Canon Anelva Corp マグネトロンスパッタリング装置、及び、スパッタリング方法
WO2012081168A1 (ja) * 2010-12-15 2012-06-21 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130032476A1 (en) 2011-08-04 2013-02-07 Sputtering Components, Inc. Rotary cathodes for magnetron sputtering system
KR101391440B1 (ko) 2013-10-17 2014-05-07 주식회사 코빅 마그넷의 왕복 이송이 가능한 원통형 캐소드
KR20150081726A (ko) * 2014-01-06 2015-07-15 (주)에스엔텍 원통형 스퍼터링 캐소드 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법
CN106488996B (zh) * 2014-07-09 2019-07-23 梭莱先进镀膜工业有限公司 具有动靶的溅镀装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1141353A (zh) * 1995-06-28 1997-01-29 大宇电子株式会社 在基底上喷镀材料用的溅射装置
JP2002088471A (ja) * 2000-09-13 2002-03-27 Anelva Corp スパッタ装置
CN101565818A (zh) * 2009-05-25 2009-10-28 苏州大学 一种溅射镀膜的方法
JP2011202217A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Canon Anelva Corp マグネトロンスパッタリング装置、及び、スパッタリング方法
WO2012081168A1 (ja) * 2010-12-15 2012-06-21 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置

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