JP2005146365A - Sputter film deposition machine, and sputtering film deposition method - Google Patents

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朋延 畑
Nobumasa Nanbu
信政 南部
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二夫 辻
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputter film deposition machine which minimizes the space required to be exhausted, realizes uniform simultaneous two-side film deposition, and performs multilayer film deposition consisting of a plurality of materials without opening a chamber, and to provide a sputtering film deposition method using the same. <P>SOLUTION: The sputter film deposition machine is provided with: a cylindrical film deposition chamber 3 formed between an inner metal cylinder 2 and an outer metal cylinder 1; a carousel 4 for mounting a substrate which is inserted into the film deposition chamber and rotated around the axes of the inner and outer cylinders; and targets 7a and 7b disposed on the outer circumference of the inner cylinder and the inner circumference of the outer cylinder with the carousel interposed therebetween. The plurality of targets 7a and 7b are arranged in the circumferential direction of the film deposition chamber 3 at a predetermined interval, and an electrode 33 to individually apply voltage thereto is provided on each of the targets. Films are deposited simultaneously on both sides of the substrate by simultaneously energizing the targets 7a and 7b on the inner and outer sides facing each other while turning the carousel 4. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、スパッタ成膜機及び当該成膜機を用いたスパッタリング成膜方法に関するもので、カルーセル(回転コンベア)に下地(光学レンズなどの成膜基材)を装着して成膜を行う上記装置及び方法に関するものである。   The present invention relates to a sputtering film forming apparatus and a sputtering film forming method using the film forming apparatus, and performs film formation by attaching a ground (film forming substrate such as an optical lens) to a carousel (rotary conveyor). The present invention relates to an apparatus and a method.

従来一般的な平板型ターゲットを用いたカルーセル式スパッタ成膜機では、真空槽壁にターゲットを取り付けて成膜する方式が採られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a carousel-type sputter film forming machine using a flat plate target employs a method of forming a film by attaching a target to a vacuum chamber wall.

スパッタ成膜で光学膜を成膜する際、従来のカルーセル式スパッタ成膜機では、カルーセルの外側にターゲットを配置し、カルーセルの外面に取り付けた下地ホルダに向けて放電成膜するか、その逆にターゲットをカルーセルの内側に配置し、下地ホルダもカルーセルの内面に取り付けたスパッター成膜機を使用していた。   When forming an optical film by sputter deposition, a conventional carousel-type sputter deposition machine places a target on the outside of the carousel and discharges it toward the base holder attached to the outer surface of the carousel, or vice versa. In addition, a sputtering film forming machine was used in which a target was placed inside the carousel and the base holder was also attached to the inner surface of the carousel.

下地の両面に成膜する際は、片面の成膜完了後、チャンバーを大気開放して下地を反転して取り付けて他面の成膜をするか、カルーセルに取り付けたゼネバ反転機構を用いて被成膜面をターゲット側に向けて再度スパッタ成膜してきた。
特開平11−80945号公報
When forming the film on both sides of the substrate, after the film formation on one side is completed, the chamber is opened to the atmosphere and the substrate is inverted and attached to the other surface, or the other surface is formed using a Geneva inversion mechanism attached to the carousel. Sputter film formation has been performed again with the film formation surface facing the target side.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-80945

この従来の両面成膜方法では、スパッタ成膜に要する成膜時間は片面成膜の2倍の時間を要していた。また複数層を成膜する場合、チャンバーを開いてターゲット材を交換し、再びチャンバーを真空に引いて成膜を行う必要があり、チャンバーを高真空にするのに長時間を必要とするため、多層膜の成膜に時間がかかるという問題があった。   In this conventional double-side film formation method, the film formation time required for the sputter film formation requires twice as long as the single-side film formation. Also, when forming multiple layers, it is necessary to open the chamber and replace the target material, and again to form a film by evacuating the chamber, and it takes a long time to make the chamber high vacuum. There is a problem that it takes time to form a multilayer film.

両面に成膜する下地を片面ずつ成膜する場合、成膜時間が2倍要することの他に、片面の成膜中に微量の成膜分子が真空中で回り込んで下地の非成膜面に低エネルギーで付着し、次にその面のクリーニング無しで引き続いて目的の膜を成膜した場合、微量の低付着力膜が下地面に存在するために目的材料の膜と下地面との付着力が弱まり、後で成膜された目的の膜が剥離したり、最初に成膜された膜との付着力の差異で、下地面に対する応力差を生じて、下地面と目的の膜との間の膜密度の関係で経年変化により付着力が弱まり、目的膜の剥離、割れ等の不具合を発生する可能性が高くなるという問題があった。   In the case of forming the underlayer to be formed on both sides one side at a time, in addition to the film formation time being doubled, a small amount of film-forming molecules wraps around in the vacuum during the formation of the single side and the non-deposition side of the underlayer When the target film is subsequently deposited without cleaning the surface, a small amount of low adhesion film is present on the base surface. The adhesion force is weakened, and the target film formed later peels off, or due to the difference in adhesion with the film formed first, a stress difference with the base surface is generated. There is a problem that the adhesive force is weakened due to secular change in relation to the film density between them, and there is a high possibility that problems such as peeling and cracking of the target film occur.

更に、アクリルレンズなどのプラスチック下地の成膜においては、両面成膜を片面ずつ行う従来方法では、一方の面の成膜中に引っ張り応力で下地が変形した状態を生じ、次の面の成膜中にもその面の成膜の進みに伴う下地プラスチックの歪変化が順次進むこととなるが、結果として両面間の発生応力差を残した状態で大気中に取り出した時点で、吸湿作用で更に歪が拡大し、結果として膜割れが生じる問題があった。   Further, in the film formation of a plastic substrate such as an acrylic lens, the conventional method in which film formation on both sides is performed one side at a time causes a state in which the substrate is deformed by tensile stress during film formation on one surface, and film formation on the next surface. The distortion change of the underlying plastic will gradually progress with the progress of film formation on that surface, but as a result, when it is taken out to the atmosphere with the difference in generated stress between both surfaces left, it will further absorb moisture. There was a problem in that the distortion increased, resulting in film cracking.

この発明は、金属製の内筒2と外筒1との間に形成された円筒状の成膜室3と、この成膜室に挿入されて前記内外筒の軸心回りに回転する下地装着用のカルーセル4と、このカルーセルを挟んで前記内筒の外周と外筒の内周とに配置されたターゲット7a、7bとを備えたスパッタ成膜機を提供することにより、従来技術の上記問題を解決している。ターゲット7a、7bとしては、パイプ材8の外周にターゲット材を所定厚さに添着した回転円筒ターゲットを用いるのが好ましい。   The present invention includes a cylindrical film formation chamber 3 formed between a metal inner cylinder 2 and an outer cylinder 1, and a base mounting that is inserted into the film formation chamber and rotates about the axis of the inner and outer cylinders. By providing a sputter film forming apparatus including a carousel 4 for use and targets 7a and 7b disposed on the outer periphery of the inner cylinder and the inner periphery of the outer cylinder with the carousel interposed therebetween, Has solved. As the targets 7a and 7b, it is preferable to use a rotating cylindrical target in which a target material is attached to the outer periphery of the pipe material 8 to a predetermined thickness.

本願請求項2の発明に係るスパッタ成膜機は、上記構造のスパッタ成膜機において、内筒2及び外筒1に複数のターゲット7a、7bを成膜室3の円周方向に所定間隔を隔てて配置し、この間隔を隔てて配置された複数のターゲットのそれぞれに個別に電圧を印加する電極33を設けたものである。   The sputter film forming apparatus according to claim 2 of the present application is the sputter film forming apparatus having the structure described above, wherein a plurality of targets 7 a and 7 b are placed on the inner cylinder 2 and the outer cylinder 1 at a predetermined interval in the circumferential direction of the film forming chamber 3. The electrodes 33 are provided so as to be individually applied with voltages to each of a plurality of targets arranged at intervals.

また本願請求項3の発明に係るスパッタ成膜機は、上記構造のスパッタ成膜機において、カルーセル4が、円筒成膜室3の小口端を閉鎖する上下蓋の一方22に装着した回転支持板40に懸吊又は立設して設けられ、上下蓋の他方21に回転パイプ状ターゲット7a、7bがその一端を回転機構30を介して装着され、上下の蓋21、22を開くことによりカルーセル4及びターゲット7a、7bが成膜室3から引き出される構造としたものである。   The sputter film forming apparatus according to the invention of claim 3 is a sputter film forming apparatus having the structure described above, wherein the carousel 4 is mounted on one of the upper and lower lids 22 closing the small end of the cylindrical film forming chamber 3. 40. The carousel 4 is provided by hanging or standing on the other end of the upper and lower lids, and rotating pipe-like targets 7a and 7b attached to one end of the upper and lower lids via a rotating mechanism 30, and opening the upper and lower lids 21 and 22. In addition, the targets 7 a and 7 b are drawn from the film forming chamber 3.

更に本願請求項4の発明に係るスパッタ成膜機は、上記構造のスパッタ成膜機において、カルーセル4とターゲット7a、7bとの間に円筒成膜室3の軸心回りに回動してターゲット7a、7bとカルーセル4に装着された下地との間のガスイオンないし成膜粒子の通路を開閉するシャッター筒5a、5bを備えていることを特徴とするものである。シャッターの開閉のためのシャッタ筒5a、5bの好ましい回動角は、45度ないし180度の角度である。もっともこの回動角は、シャッター筒5a、5bの径が大きいときは小さくすることが可能で、要はシャッター筒5a、5bを閉状態にしたときに、下地への成膜粒子の回り込みによる付着が防止できる角度であればよい。   Further, the sputter film forming apparatus according to the invention of claim 4 is the sputter film forming apparatus having the structure described above, wherein the target rotates by rotating around the axis of the cylindrical film forming chamber 3 between the carousel 4 and the targets 7a and 7b. It is characterized by comprising shutter cylinders 5a and 5b for opening and closing the path of gas ions or film forming particles between 7a and 7b and the base mounted on the carousel 4. A preferable rotation angle of the shutter cylinders 5a and 5b for opening and closing the shutter is an angle of 45 degrees to 180 degrees. However, this rotation angle can be reduced when the diameters of the shutter cylinders 5a and 5b are large. In short, when the shutter cylinders 5a and 5b are in the closed state, the film formation particles wrap around the substrate. Any angle can be used as long as it can be prevented.

上記各構造のスパッタ成膜機を用いて行う本願請求項5の発明に係るスパッタリング成膜方法は、カルーセル4を回転させながら当該カルーセルを挟んで対向する内側と外側のターゲット7a、7bに同時に通電して下地の両面を同時に成膜するというものである。   In the sputtering film forming method according to claim 5 of the present invention, which is performed using the sputter film forming apparatus having the above structure, the inner and outer targets 7a and 7b opposed to each other with the carousel 4 being rotated are energized simultaneously. Then, both sides of the base are formed simultaneously.

また本願請求項6の発明に係るスパッタリング成膜方法は、請求項2記載のスパッタ成膜機を用い、円周方向に間隔を隔てた複数のターゲット7a、7bに異なるターゲット材を用い、印加する電圧を複数のターゲット材に順次切替えることにより、下地に複数層の薄膜を形成するというものである。   Further, the sputtering film forming method according to the invention of claim 6 uses the sputter film forming apparatus according to claim 2 and applies different target materials to the plurality of targets 7a and 7b spaced in the circumferential direction. By sequentially switching the voltage to a plurality of target materials, a plurality of layers of thin films are formed on the base.

更に本願請求項7の発明に係るスパッタリング成膜方法は、請求項4記載の成膜機を用い、シャッター筒5a、5bの開口14をターゲット材7a、7bからずらした位置にして、カルーセル4の回転とターゲット7a、7bへの電圧の印加を開始した後、シャッター筒5a、5bを回動してその開口14を通電しているターゲット7a、7bに対向する位置に移動することによりシャッターを開いて、成膜を開始するというものである。   Further, in the sputtering film forming method according to the invention of claim 7 of the present application, the film forming machine according to claim 4 is used, and the openings 14 of the shutter cylinders 5a and 5b are shifted from the target materials 7a and 7b. After starting to rotate and apply voltage to the targets 7a and 7b, the shutter cylinders 5a and 5b are rotated to move the opening 14 to a position facing the energized targets 7a and 7b, thereby opening the shutter. Then, the film formation is started.

本願の発明のスパッタ成膜機は、スパッタ成膜が行われる空間である成膜室3を円筒形にすることで、排気の必要な空間を最小限とし、成膜開始時の排気時間を短縮させると共に、成膜室内で回転するカルーセル4の内外面に対向してターゲット7a、7bを配置することにより両面同時成膜を可能にし、更にカルーセル4の回転や成膜の開始をシャッタの開閉で行うことなどにより、均一な成膜を可能にすると共に、プラズマの収束を効率化したものである。   The sputter film forming apparatus of the present invention has a cylindrical film forming chamber 3, which is a space where sputter film formation is performed, thereby minimizing the space that needs to be exhausted and shortening the exhaust time at the start of film formation. In addition, by arranging the targets 7a and 7b so as to face the inner and outer surfaces of the carousel 4 rotating in the film forming chamber, simultaneous film formation on both sides is made possible. By doing so, it is possible to form a uniform film and to improve the plasma convergence efficiency.

本発明のスパッタ成膜機は、円筒形の成膜室3に配置されるカルーセル4、及びシャッター筒5a、5b、並びに当該成膜室の内壁部と外壁部にスパッタ成膜に必要な複数のターゲット7a、7b、ターゲット磁石9及び磁界圧着用磁石10を、当該成膜室を区画形成しているチャンバーの内外筒1、2及びその小口端を閉鎖している上下蓋21、22に装着することで、下地の旋回による均一成膜、両面同時成膜を可能にし、チャンバーを開くことなく複数材料の多層成膜を可能にしている。   The sputter film forming apparatus of the present invention includes a carousel 4 and shutter cylinders 5a and 5b arranged in a cylindrical film forming chamber 3, and a plurality of films necessary for sputter film formation on inner and outer wall portions of the film forming chamber. The targets 7a and 7b, the target magnet 9 and the magnetic field compression magnet 10 are mounted on the inner and outer cylinders 1 and 2 of the chamber defining the film forming chamber and the upper and lower lids 21 and 22 closing the small end thereof. Thus, uniform film formation by swirling the substrate and simultaneous film formation on both sides are possible, and multilayer film formation of a plurality of materials is possible without opening the chamber.

また、内部機構として、回転円筒ターゲット7a、7bの軸心と同軸のターゲットカバー11をアノードとして設けたことで、円筒ターゲット7a、7bの放電が画期的に安定化した。   Further, as an internal mechanism, the target cover 11 coaxial with the axis of the rotating cylindrical targets 7a and 7b is provided as an anode, so that the discharge of the cylindrical targets 7a and 7b has been dramatically stabilized.

両面同時成膜では、片面成膜時に成膜材料が反対の面に回り込んで付着するという不具合発生の原因が取り除かれ、表裏の下地面に同時にほぼ同等の成膜レートで成膜することで、下地の両面に同等の引っ張り応力を作用させながら成膜することになり、下地に偏応力を生ずる可能性を少なくすることが可能になり、膜の剥離、割れ現象発生を最小限にすることが可能になる。   In simultaneous double-sided film formation, the cause of the problem of film deposition material wrapping around and adhering to the opposite surface during single-sided film formation is eliminated, and film formation at the same rate on the bottom surface of the front and back is performed simultaneously. The film is formed while applying the same tensile stress to both sides of the substrate, and it is possible to reduce the possibility of generating a bias stress on the substrate, minimizing the occurrence of film peeling and cracking. Is possible.

円筒成膜室3の上下の蓋板の一方21に円筒ターゲット7a、7bを取り付け、他方22にカルーセル4と及びこれと同心で回動するシャッター筒5a、5bを設けて、当該シャッター筒5a、5bに成膜用開口14を互いに60度〜180度の角度で開口するように設けることで、プラズマ電位が隣接するターゲット間での放電電圧の相互作用に影響しないようにしている。   Cylindrical targets 7a and 7b are attached to one of the upper and lower cover plates 21 of the cylindrical film formation chamber 3, and the other 22 is provided with a carousel 4 and shutter cylinders 5a and 5b that rotate concentrically therewith. By providing the film forming openings 14 at 5 b so as to open at an angle of 60 to 180 degrees, the plasma potential does not affect the interaction of the discharge voltage between adjacent targets.

本発明の両面同時成膜可能なスパッタ成膜機を用いて、アクリル成型レンズに両面同時スパッタ成膜して反射防止コート(ARコート)した結果、従来の成膜で問題となっていた経年変化による膜の割れ現象は全く確認しなかった。   Using the sputter film forming apparatus capable of simultaneous film formation on both sides of the present invention, the anti-reflection coating (AR coating) is applied to an acrylic molded lens on both sides simultaneously. No film cracking phenomenon was observed.

図1は、実施例装置の中央部横断面図、図2はその要部の拡大断面図である。装置は全体として図1の紙面直角方向に軸線を有する円筒形である。1はチャンバーの外筒、2は内筒で、両者の間にスパッタリング成膜を行うための円筒状の成膜室3が形成されている。この円筒状の成膜室3には、下地を保持する下地ホルダを複数設けた多角筒状のカルーセル4が挿入されており、当該カルーセルの外側と内側とに円筒状のシャッター筒5a、5bが挿入されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a central portion of the apparatus of the embodiment, and FIG. The apparatus as a whole has a cylindrical shape having an axis in a direction perpendicular to the plane of FIG. Reference numeral 1 denotes an outer cylinder of the chamber, and 2 denotes an inner cylinder, and a cylindrical film forming chamber 3 for performing sputtering film formation is formed between the two. The cylindrical film forming chamber 3 is inserted with a polygonal cylindrical carousel 4 provided with a plurality of base holders for holding the base. Cylindrical shutter cylinders 5a and 5b are provided outside and inside the carousel. Has been inserted.

内筒2の外周面及び外筒1の内周面の所定箇所には、成膜室3を挟んで断面円形の樋状のターゲット挿入溝6a、6bが形成され、このターゲット挿入溝に円筒状の回転ターゲット7a、7bが挿入されている。内外の対となるターゲット7a、7bは、カルーセル4及び内外のシャッター筒5a、5bを挟んで対抗しており、図の実施例では、そのようなターゲットの対が装置の円周方向3箇所に90度間隔で配置されている。各ターゲット7a、7bは、ターゲット支持パイプ8の周面に添着されており、ターゲット支持パイプ8の軸心には、図の紙面直角方向に細長いターゲット磁石9が挿通され、また各ターゲット7a、7bに近接してその両側には、同様に図の紙面直角方向に細長い磁界圧着用磁石10が配置されている。   At predetermined positions on the outer peripheral surface of the inner cylinder 2 and the inner peripheral surface of the outer cylinder 1, bowl-shaped target insertion grooves 6 a and 6 b having a circular cross section are formed with the film formation chamber 3 interposed therebetween. Rotation targets 7a and 7b are inserted. The inner and outer pairs of targets 7a and 7b are opposed to each other with the carousel 4 and the inner and outer shutter cylinders 5a and 5b interposed therebetween. In the illustrated embodiment, such target pairs are located at three locations in the circumferential direction of the apparatus. Arranged at intervals of 90 degrees. Each target 7a, 7b is attached to the peripheral surface of the target support pipe 8, and an elongated target magnet 9 is inserted through the axis of the target support pipe 8 in the direction perpendicular to the paper surface of the figure, and each target 7a, 7b. The magnets for magnetic field compression 10 elongated in the same manner in the direction perpendicular to the plane of the drawing are arranged on both sides in the vicinity.

円筒ターゲット7a、7bのカルーセル4側を向く面を除く外周は、銅板からなる断面円形の樋状のターゲットカバー11で包囲されており、このターゲットカバー11の両側の縁は、先端辺がシャッター筒5a、5bに臨むようにハの字形に開いて成膜室3内に延びている。成膜室3内に導入されるスパッタガスは、内筒2に設けたガス供給孔12及び横孔12bからターゲット挿入溝6bの背後に送られ、また外筒に設けた横孔12aからターゲット挿入溝6aの背後に送られて、ターゲット7a、7bとターゲットカバー11との間を通って、成膜室3に供給されるようになっている。   The outer periphery of the cylindrical targets 7a and 7b excluding the surface facing the carousel 4 is surrounded by a bowl-shaped target cover 11 made of a copper plate and having a circular cross section. It opens in the shape of a letter C so as to face 5a and 5b and extends into the film forming chamber 3. The sputtering gas introduced into the film forming chamber 3 is sent to the back of the target insertion groove 6b from the gas supply hole 12 and the lateral hole 12b provided in the inner cylinder 2, and the target is inserted from the lateral hole 12a provided in the outer cylinder. It is sent to the back of the groove 6 a, passes between the targets 7 a and 7 b and the target cover 11, and is supplied to the film forming chamber 3.

カルーセル4には、スパッタ成膜を行う下地を取り付ける下地ホルダ13が複数個配置されており、シャッター筒5a、5bには、この下地ホルダを設けた位置に開口14が設けられている(図5、6参照)。シャッター筒5a、5bは、中心軸A回りに所定角度回動可能となっており、スパッタリング成膜を行うときは、その開口14がターゲット7a、7bに対向する位置となるようにシャッター筒5a、5bを回動させる。カルーセル4は、成膜中、中心軸A回りに一定速度で回転駆動されるようになっている。   The carousel 4 is provided with a plurality of base holders 13 for attaching bases on which sputter film formation is performed, and the shutter cylinders 5a and 5b are provided with openings 14 at positions where the base holders are provided (FIG. 5). , 6). The shutter cylinders 5a and 5b can be rotated by a predetermined angle around the central axis A, and when performing sputtering film formation, the shutter cylinders 5a and 5b are arranged so that the opening 14 faces the targets 7a and 7b. 5b is rotated. The carousel 4 is driven to rotate at a constant speed around the central axis A during film formation.

この発明の装置におけるスパッタリング成膜は、次のようにして行われる。カルーセル4の下地ホルダ13に下地を固定して成膜室3に挿入し、成膜しようとする材料のターゲット7a、7bを添着したターゲット支持パイプ8をターゲット挿入溝6a、6bに挿入して、成膜室3を密閉する。成膜室3を真空にした後、シャッター筒5a、5bを閉じた状態でカルーセル4を回転し、ターゲット7a、7bを中心軸A回りに回転し、当該ターゲットに高圧の負電圧を印加する。成膜室3に導入したスパッタガスが定常状態に達したところでシャッター筒5a、5bを回動してシャッターを開き、ターゲット7a、7b及びカルーセル4を回転しながら成膜を行う。   Sputtering film formation in the apparatus of the present invention is performed as follows. The substrate is fixed to the substrate holder 13 of the carousel 4 and inserted into the film forming chamber 3, and the target support pipe 8 with the targets 7a and 7b of the material to be formed is inserted into the target insertion grooves 6a and 6b. The film forming chamber 3 is sealed. After the film forming chamber 3 is evacuated, the carousel 4 is rotated with the shutter cylinders 5a and 5b closed, the targets 7a and 7b are rotated about the central axis A, and a high negative voltage is applied to the targets. When the sputtering gas introduced into the film formation chamber 3 reaches a steady state, the shutter cylinders 5a and 5b are rotated to open the shutter, and film formation is performed while the targets 7a and 7b and the carousel 4 are rotated.

成膜中、カルーセル4に取り付けられた下地は、シャッター筒5a、5bの開口14を横切るときに成膜が行われ、静止した状態で成膜が行われるときよりも、下地表面全体への均一な成膜が可能である。下地の表裏面に同一材料の成膜を行うときは、内外のターゲット材を同一材料とし、異なる材料の成膜を行うときは、材料の異なるターゲットを挿入する。   During film formation, the substrate attached to the carousel 4 is formed when it crosses the openings 14 of the shutter cylinders 5a and 5b, and is more uniform on the entire substrate surface than when film formation is performed in a stationary state. Film formation is possible. When depositing the same material on the front and back surfaces of the base, the inner and outer target materials are the same material, and when depositing different materials, targets of different materials are inserted.

例えば下地に材料a、b、cの3層の成膜を行うときは、3対のターゲットの一対を材質a、一対を材質b、残り一対を材質cのターゲットとし、最初に材質aのターゲットに電圧を印加してa膜の成膜を行い、次に材質bのターゲットに電圧を印加してb膜の成膜を行い、最後に材質cのターゲットに電圧を印加してc膜の成膜を行う。4層以上の成膜であっても、膜材料が3種類以内であれば、チャンバーを開くことなく多層成膜を行うことができる。成膜室3の円周上に配置するターゲット7a、7bの数を増やせば、膜材料の種類を増やすことができる。ターゲット7a、7bの配置個数を増やしたときの隣接するターゲット相互の間の干渉は、成膜室3の径を大きくすることで回避できる。   For example, when three layers of materials a, b, and c are formed on the base, a pair of three targets is a material a, a pair is a material b, and the other pair is a material c. Then, a voltage is applied to the film to form a film, then a voltage is applied to the target of material b to form a film of b, and finally a voltage is applied to the target of material c to form a film of c. Do the membrane. Even in the case of film formation of four or more layers, as long as the number of film materials is within three kinds, multilayer film formation can be performed without opening the chamber. If the number of targets 7a and 7b arranged on the circumference of the film forming chamber 3 is increased, the types of film materials can be increased. Interference between adjacent targets when the number of targets 7a and 7b is increased can be avoided by increasing the diameter of the film forming chamber 3.

即ち、この発明のスパッタ装置によれば、チャンバーを大気開放することなく、複数材質の両面同時多層成膜を行うことができるので、成膜面や成膜材料が変わる毎にチャンバーを開いたり、チャンバー内を真空に引くという作業を行う必要がなくなり、成膜効率を大幅に向上できる。更にこの発明では、カルーセル4で下地を走行させながら成膜を行うので、下地表面への均一な成膜が可能であると共に、成膜室3が狭い幅の円筒形となり、容積を小さくできるので、チャンバー内を真空に引く時間の短縮が図れ、かつスパッタガスの供給量も少なくできる。   That is, according to the sputtering apparatus of the present invention, it is possible to perform double-sided simultaneous multi-layer film formation of a plurality of materials without opening the chamber to the atmosphere. It is not necessary to perform the work of evacuating the chamber, and the film formation efficiency can be greatly improved. Furthermore, in the present invention, the film formation is performed while the substrate is traveling in the carousel 4, so that uniform film formation on the substrate surface is possible and the film formation chamber 3 has a narrow cylindrical shape and the volume can be reduced. In addition, the time required for evacuating the chamber can be shortened, and the supply amount of sputtering gas can be reduced.

次に、図面に示した実施例装置の詳細構造を説明する。
真空チャンバは、中実内筒2と、外筒1と、上蓋21と、下蓋22とで形成され、内筒2と外筒1との間に円筒状の成膜室3が形成されている。内筒2は、上蓋21の下面に固定されている。上蓋21及び下蓋22は、外筒1に固定した垂直方向のガイドバー(図示せず)に案内されて垂直方向に平行移動して開閉可能である。内筒2の外周及び外筒1の内周には、周面の一部が成膜室3に開口する円形断面の樋状のターゲット挿入溝6a、6bが、中心軸Aと平行に、内筒側のものと外筒側のものとを対向させて、90度間隔で3対設けられている。更に各ターゲット挿入溝6a、6bの両側には、磁界圧着用の磁石棒を挿入する外筒側の磁石挿入溝23a及び内筒側の磁石挿入孔23bがターゲット挿入溝6a、6bと平行に穿設されている。更に内筒2のターゲット挿入溝6bの背後の位置にスパッタガス供給孔12がターゲット挿入溝6bと平行に穿設され、このスパッタガス供給孔12は半径方向の横孔12bでターゲット挿入溝6bの背後に連通している。一方、外筒1のターゲット挿入溝6aには、背面にスパッタガス供給用の横孔12aが開口している。更に内筒2には磁石挿入孔23bに開口する冷却水孔が設けられているが、図では省略されている。
Next, the detailed structure of the embodiment apparatus shown in the drawings will be described.
The vacuum chamber is formed by a solid inner cylinder 2, an outer cylinder 1, an upper lid 21, and a lower lid 22, and a cylindrical film formation chamber 3 is formed between the inner cylinder 2 and the outer cylinder 1. Yes. The inner cylinder 2 is fixed to the lower surface of the upper lid 21. The upper lid 21 and the lower lid 22 are guided by a vertical guide bar (not shown) fixed to the outer cylinder 1 and can be opened and closed by parallel translation in the vertical direction. On the outer periphery of the inner cylinder 2 and the inner periphery of the outer cylinder 1, bowl-shaped target insertion grooves 6 a and 6 b having a circular section whose part of the peripheral surface opens into the film forming chamber 3 are parallel to the central axis A, Three pairs are provided at intervals of 90 degrees with the cylinder side and the outer cylinder side facing each other. Further, on both sides of each target insertion groove 6a, 6b, an outer cylinder side magnet insertion groove 23a and an inner cylinder side magnet insertion hole 23b for inserting magnetic poles for magnetic field compression are formed in parallel with the target insertion grooves 6a, 6b. It is installed. Further, a sputter gas supply hole 12 is formed in parallel with the target insertion groove 6b at a position behind the target insertion groove 6b of the inner cylinder 2, and the sputter gas supply hole 12 is a lateral hole 12b in the radial direction of the target insertion groove 6b. It communicates with the back. On the other hand, in the target insertion groove 6a of the outer cylinder 1, a lateral hole 12a for supplying a sputtering gas is opened on the back surface. Further, although the inner cylinder 2 is provided with a cooling water hole that opens to the magnet insertion hole 23b, it is omitted in the drawing.

ターゲット7a、7bは、ターゲット支持パイプ8の上端を除く外周にターゲット材を溶射等により所定厚さに付着した細長い円筒ターゲットで、ターゲット挿入溝6a、6bの軸心に懸吊されている。ターゲット支持パイプ8の下端は、閉鎖されており、上端からパイプ8内に冷却水が供給されている。更にこのパイプ8内には、棒状のターゲット磁石9が挿通されている。ターゲット磁石9には、細長い3個の磁石9a、9bが固定されている。3個の磁石の内、中央の磁石9aと2個の両側の磁石9bとは、磁極の向きが逆になっており、その漏洩磁界がターゲット7a、7bの前面に生じている。   The targets 7a and 7b are elongated cylindrical targets in which a target material is adhered to the outer periphery excluding the upper end of the target support pipe 8 to a predetermined thickness by thermal spraying or the like, and are suspended from the axis of the target insertion grooves 6a and 6b. The lower end of the target support pipe 8 is closed, and cooling water is supplied into the pipe 8 from the upper end. Further, a rod-like target magnet 9 is inserted into the pipe 8. Three elongated magnets 9 a and 9 b are fixed to the target magnet 9. Of the three magnets, the central magnet 9a and the two magnets 9b on both sides have opposite magnetic poles, and a leakage magnetic field is generated in front of the targets 7a and 7b.

上蓋21には、ターゲット挿入溝6a、6bと同軸に開口が設けられ、その上部に磁気シールケース25が固定されている。この磁気シールケースに中空軸26が回転自在に挿通され、当該中空軸の上端には従動歯車27が固定されている。従動歯車27の上部には、回転継手28を介して冷却水供給用のエルボ29が装着されている。ターゲット支持パイプ8は、その上端を中空軸26の下端に固定した状態で懸吊されており、ターゲット磁石9は、その上端をエルボ29から下方に延びる中空の懸吊軸(図示されていない。)に固定した状態でターゲット支持パイプ8の中空孔内に懸吊されている。対となる内筒側と外筒側のターゲット7a、7bを懸吊している一対の従動歯車27は、各対に隣接して設けられたターゲット駆動モータ30の出力軸に取り付けた駆動歯車31に噛合している。即ち、内外一対のターゲット7a、7bは、ターゲット駆動モータ30で同期回転される。円筒ターゲット7a、7bは、スパッタリング中一定速度で回転して、ターゲット材が均一に消費されるようになっている。   An opening is provided in the upper lid 21 coaxially with the target insertion grooves 6a and 6b, and a magnetic seal case 25 is fixed to the upper portion thereof. A hollow shaft 26 is rotatably inserted into the magnetic seal case, and a driven gear 27 is fixed to the upper end of the hollow shaft. An elbow 29 for supplying cooling water is attached to the upper portion of the driven gear 27 via a rotary joint 28. The target support pipe 8 is suspended with its upper end fixed to the lower end of the hollow shaft 26, and the target magnet 9 is a hollow suspension shaft (not shown) whose upper end extends downward from the elbow 29. ) And suspended in the hollow hole of the target support pipe 8. A pair of driven gears 27 suspending the pair of inner cylinder side and outer cylinder side targets 7a, 7b is a drive gear 31 attached to an output shaft of a target drive motor 30 provided adjacent to each pair. Is engaged. That is, the pair of inner and outer targets 7 a and 7 b are synchronously rotated by the target drive motor 30. The cylindrical targets 7a and 7b are rotated at a constant speed during sputtering so that the target material is consumed uniformly.

前述した磁気シールケース25は、絶縁材で製作されており、従動歯車27の下部には、電極リング32が固定されており、一方、上蓋21の上面には、この電極リングに摺接する電極シュー33を設けた給電器34が装着されている。   The magnetic seal case 25 described above is made of an insulating material, and an electrode ring 32 is fixed to the lower portion of the driven gear 27. On the other hand, an electrode shoe slidably contacting the electrode ring is provided on the upper surface of the upper lid 21. A power supply 34 provided with 33 is mounted.

ターゲット挿入溝6a、6bと、これに挿入されたターゲット7a、7bとの間に位置するように、垂直方向に細長い円筒樋状のターゲットカバー11が設けられ、このターゲットカバーの両縁は、ターゲット7a、7bの前方でハの字状に開いてターゲット分子を案内するガイド11aが形成されている。   A target cover 11 having a cylindrical bowl shape elongated in the vertical direction is provided so as to be positioned between the target insertion grooves 6a and 6b and the targets 7a and 7b inserted therein. A guide 11a is formed in front of 7a and 7b to guide the target molecule by opening in a square shape.

ターゲットカバー11は、ターゲット挿入溝6a、6bが成膜室3に開口する部分でターゲット挿入溝6a、6bとターゲットカバー11との間の空間を閉鎖しており、かつターゲットの背後側に適宜貫通孔が設けられている。内筒2及び外筒1の横孔12b、12aから供給されたスパッタガスは、ターゲットカバー11の貫通孔を通過して、ターゲットカバー11とターゲット7a、7bの間の空間から成膜室3へ流出する。スパッタガスの排気口は、内筒2のターゲット挿入溝6bが設けられていない側に設けられている(図示されていない)。   The target cover 11 closes the space between the target insertion grooves 6a and 6b and the target cover 11 at the portion where the target insertion grooves 6a and 6b open into the film formation chamber 3, and penetrates appropriately behind the target. A hole is provided. Sputtering gas supplied from the lateral holes 12b and 12a of the inner cylinder 2 and the outer cylinder 1 passes through the through holes of the target cover 11 and enters the film forming chamber 3 from the space between the target cover 11 and the targets 7a and 7b. leak. The exhaust port for the sputtering gas is provided on the side of the inner cylinder 2 where the target insertion groove 6b is not provided (not shown).

チャンバーの外筒1はアルミニウム製、内筒2はステンレス製で、外筒1の内周面及び内筒2の外周面には、銅板35が添設されている。上下の蓋21、22はステンレス製である。外筒1のターゲット挿入溝6aが設けられていない側に、成膜室3を真空に引くためのダクト36が設けられている。   The outer cylinder 1 of the chamber is made of aluminum, the inner cylinder 2 is made of stainless steel, and a copper plate 35 is attached to the inner peripheral surface of the outer cylinder 1 and the outer peripheral surface of the inner cylinder 2. The upper and lower lids 21 and 22 are made of stainless steel. On the side of the outer cylinder 1 where the target insertion groove 6a is not provided, a duct 36 for evacuating the film forming chamber 3 is provided.

磁石挿入溝及び磁石挿入孔23a、23bに挿入される棒状の磁界圧着用磁石10は、ターゲット磁石9と同様な構造で、軸方向に細長い3個の磁石10a、10bを備えている。この磁界圧着用磁石10は、それぞれ外筒1又は内筒2に磁石10a、10bの方向を調整可能にして軸方向2箇所で固定されている。   The rod-shaped magnetic field compression magnet 10 inserted into the magnet insertion groove and the magnet insertion holes 23a and 23b has the same structure as the target magnet 9 and includes three magnets 10a and 10b that are elongated in the axial direction. The magnetic field compression magnet 10 is fixed to the outer cylinder 1 or the inner cylinder 2 at two positions in the axial direction by adjusting the directions of the magnets 10a and 10b.

下蓋22の下方には、モータ支持板37が設けられており、このモータ支持板の下面中央には、カルーセル4を回転駆動するカルーセル駆動モータ38が装着されている。カルーセル駆動モータ38の出力軸は、下蓋下面に固定された磁気シールケース39を貫通して下蓋22の上方に延びており、その上端にカルーセル支持円板40が固定されている。カルーセル支持円板40の直下には、シャッター支持円板41が、カルーセル支持円板40と同軸にして回転自在に軸支された従動歯車42の上面に固定して設けられている。   A motor support plate 37 is provided below the lower lid 22, and a carousel drive motor 38 that rotationally drives the carousel 4 is mounted at the center of the lower surface of the motor support plate. The output shaft of the carousel drive motor 38 extends through the magnetic seal case 39 fixed to the lower surface of the lower lid and extends above the lower lid 22, and the carousel support disk 40 is fixed to the upper end thereof. Immediately below the carousel support disc 40, a shutter support disc 41 is fixedly provided on the upper surface of a driven gear 42 that is rotatably supported coaxially with the carousel support disc 40.

モータ支持板37の下面偏心位置には、シャッター筒5a、5bを往復回動する往復動モータ43が装着されている。往復動モータ43の出力軸は、下蓋22に固定した磁気シールケース44を貫通して下蓋22の上面に臨出しており、その上端に駆動歯車45が固定されている。駆動歯車45は、前述したシャッター支持円板41の下面の従動歯車42に噛合している。   A reciprocating motor 43 that reciprocally rotates the shutter cylinders 5 a and 5 b is attached to the lower surface eccentric position of the motor support plate 37. An output shaft of the reciprocating motor 43 passes through a magnetic seal case 44 fixed to the lower lid 22 and projects to the upper surface of the lower lid 22, and a drive gear 45 is fixed to the upper end thereof. The drive gear 45 meshes with the driven gear 42 on the lower surface of the shutter support disc 41 described above.

カルーセル支持円板40の外周部には、所定間隔で支持棒46が立設されており、この支持棒に巻装した状態でカルーセル4が多角筒状にして装着されている。多角筒状にしたカルーセル4の各面には、図5に示すように、縦方向に複数個の下地ホルダ13が配置されている。スパッタリング成膜を行う下地(例えばレンズ)は、この下地ホルダ13に装着される。   On the outer periphery of the carousel support disc 40, support rods 46 are erected at predetermined intervals, and the carousel 4 is mounted in a polygonal cylindrical shape while being wound around the support rods. As shown in FIG. 5, a plurality of base holders 13 are arranged in the vertical direction on each surface of the carousel 4 having a polygonal cylindrical shape. A base (for example, a lens) on which sputtering film formation is performed is mounted on the base holder 13.

シャッター支持円板41の外周には、銅板で形成された円筒状の外シャッター筒5aが下縁を固定して立設されている。外シャッター筒5aの上縁には、内フランジ47が着脱自在にして固定され、この内フランジ47の内周縁に同じ銅板で製作された内シャッター筒5bの上縁が固定されている。内フランジ47は、カルーセル4の上方に位置しており、従って外シャッター筒5aと内シャッター筒5bとは、カルーセル4の外側面と内側面とを遮っている。内外のシャッター筒5a、5bには、円周方向には90度間隔の3箇所の位置に、縦方向にはカルーセルに設けた下地ホルダ13に対向する位置に、それぞれシャッター開口14が設けられている。   On the outer periphery of the shutter support disc 41, a cylindrical outer shutter cylinder 5a formed of a copper plate is erected with its lower edge fixed. An inner flange 47 is detachably fixed to the upper edge of the outer shutter cylinder 5a, and the upper edge of the inner shutter cylinder 5b made of the same copper plate is fixed to the inner peripheral edge of the inner flange 47. The inner flange 47 is located above the carousel 4, and therefore the outer shutter cylinder 5 a and the inner shutter cylinder 5 b block the outer surface and inner surface of the carousel 4. The inner and outer shutter cylinders 5a and 5b are provided with shutter openings 14 at three positions at intervals of 90 degrees in the circumferential direction and at positions facing the base holder 13 provided in the carousel in the vertical direction. Yes.

シャッター支持円板41を回動させてシャッター筒5a、5bの開口14をターゲット7a、7bに対向させると、シャッターが開かれて下地に対するスパッタリングが可能な状態となる。一方、その位置から例えばシャッター支持円板41を45度回動して開口14がターゲット7a、7bから外れた位置となるようにシャッター筒5a、5bを回動させると、シャッターが閉じられ、下地に対するスパッタリング成膜が不能な状態になる。ターゲット7a、7bをカルーセル4の内外に対となるように配置し、かつシャッター筒5a、5bの開口14も内外で対となるように配置することで、下地に対するスパッタリング成膜は、両面同時に行うことができる。   When the shutter support disk 41 is rotated so that the openings 14 of the shutter cylinders 5a and 5b are opposed to the targets 7a and 7b, the shutter is opened, and sputtering on the ground becomes possible. On the other hand, for example, when the shutter support disk 41 is rotated 45 degrees from the position and the shutter cylinders 5a and 5b are rotated so that the opening 14 is positioned away from the targets 7a and 7b, the shutter is closed, Sputtering film formation with respect to is impossible. By arranging the targets 7a and 7b to be paired inside and outside the carousel 4, and by arranging the openings 14 of the shutter cylinders 5a and 5b to be paired inside and outside, the sputtering film formation on the base is performed on both sides simultaneously. be able to.

内筒2の軸心には、上蓋21を貫通して膜厚検出用の光ビームの通路となる縦ビーム孔50が設けられ、内筒の下方部分において、この縦ビーム孔に直角に連接する横ビーム孔51が、ターゲット挿入溝6bや磁石挿入孔23bが設けられていない方向に向けて穿設されている。縦横のビーム孔50、51の交差部には、直角プリズム52が固定されている。内筒周面の横ビーム孔51が開口する位置と、外筒1の横ビーム孔51の延長上には、透明窓53b、53aが設けられている。   A longitudinal beam hole 50 is provided at the axial center of the inner cylinder 2 so as to pass through the upper lid 21 and serve as a light beam passage for detecting the film thickness. The transverse beam hole 51 is drilled in a direction in which the target insertion groove 6b and the magnet insertion hole 23b are not provided. A right-angle prism 52 is fixed at the intersection of the vertical and horizontal beam holes 50 and 51. Transparent windows 53b and 53a are provided at the position where the transverse beam hole 51 on the inner cylinder peripheral surface opens and on the extension of the transverse beam hole 51 of the outer cylinder 1.

一方、カルーセル4の下方部分の横ビーム孔51に対向する位置には、試験片ホルダ54が設けられており、内外のシャッター筒には、この試験片ホルダ54に対向する位置に開口55が設けられている。   On the other hand, a test piece holder 54 is provided at a position facing the horizontal beam hole 51 in the lower portion of the carousel 4, and an opening 55 is provided at a position facing the test piece holder 54 in the inner and outer shutter cylinders. It has been.

下蓋22をチャンバーの外筒1に固定している固定具(ボルトなど)を外して、垂直方向のガイドバーに沿って下蓋22を下方に開くと、カルーセル4及びシャッター筒5a、5bは、成膜室3から下方に引き出される。そして、更に内シャッター筒5bを固定している内フランジ47を外シャッター筒5aの上縁から外して上方へ引き抜くと、支持棒46からカルーセル4を取り外すことができる状態となり、下地ホルダ13への下地の着脱が可能になる。   When a fixture (bolt or the like) that fixes the lower lid 22 to the outer cylinder 1 of the chamber is removed and the lower lid 22 is opened downward along the vertical guide bar, the carousel 4 and the shutter cylinders 5a and 5b are Then, it is pulled out from the film forming chamber 3. Further, when the inner flange 47 that fixes the inner shutter cylinder 5b is removed from the upper edge of the outer shutter cylinder 5a and pulled upward, the carousel 4 can be removed from the support rod 46, and the base holder 13 can be removed. The base can be attached and detached.

一方、上蓋21をチャンバーの外筒1に固定している固定具を外して垂直方向のガイドバーに沿って上蓋21を上方に移動して開くと、内筒2、ターゲット支持パイプ8及びターゲット磁石9が上蓋21と共に引き出される。更にチャンバーの内筒2を上蓋21から取り外して下方に引き出すと、内外のターゲット支持パイプ8がそれぞれのターゲット挿入溝6a、6bから引き出されて、交換可能な状態になる。   On the other hand, when the fixing member that fixes the upper lid 21 to the outer cylinder 1 of the chamber is removed and the upper lid 21 is moved upward along the vertical guide bar and opened, the inner cylinder 2, the target support pipe 8 and the target magnet are opened. 9 is pulled out together with the upper lid 21. Further, when the inner cylinder 2 of the chamber is removed from the upper lid 21 and pulled out downward, the inner and outer target support pipes 8 are pulled out from the respective target insertion grooves 6a and 6b and become replaceable.

このように上蓋21及び下蓋22を開いてスパッタリング成膜を行おうとする下地をカルーセル4に取り付け、成膜材料を添着したターゲット支持パイプ8を装着して、上下の蓋21、22を閉じて外筒1に固定して成膜室3を密閉し、ダクト36を通して成膜室3を真空にした後、上蓋に開口するガス供給孔12及び外筒側面に開口するガス供給用横孔12aから不活性ガスやメタンガスなどのスパッタガスを成膜室3に供給し、電極シュー33から所定のターゲット7a、7bに高電圧の負電圧を印加し、ターゲット7a、7b及びカルーセル4を連続回転させながらシャッターを開いて、スパッタリング成膜を行う。第1層の成膜が完了したら、一旦シャッターを閉じ、電圧を印加するターゲットを変更してシャッターを開き、継続して第2層の成膜を行う。図示の実施例では、内外3本ずつのターゲットが設けられているので、下地の内外に3種類の材質の多層成膜をチャンバーを開くことなく継続的に行うことができる。   In this way, the upper lid 21 and the lower lid 22 are opened, and the substrate on which sputtering film formation is to be performed is attached to the carousel 4, the target support pipe 8 to which the film formation material is attached is attached, and the upper and lower lids 21 and 22 are closed. After being fixed to the outer cylinder 1 and sealing the film formation chamber 3 and evacuating the film formation chamber 3 through the duct 36, the gas supply hole 12 that opens to the upper lid and the gas supply side hole 12a that opens to the side of the outer cylinder A sputtering gas such as an inert gas or methane gas is supplied to the film forming chamber 3, a high negative voltage is applied from the electrode shoe 33 to the predetermined targets 7a and 7b, and the targets 7a and 7b and the carousel 4 are continuously rotated. Open the shutter and perform sputtering film formation. When film formation of the first layer is completed, the shutter is once closed, the target to which the voltage is applied is changed, the shutter is opened, and film formation of the second layer is continued. In the illustrated embodiment, three targets are provided for each of the inside and outside, so that multilayer film formation of three kinds of materials can be continuously performed on the inside and outside of the base without opening the chamber.

また図示実施例装置においては、カルーセル4の試験片ホルダ54に試験片を取付け、上蓋の縦ビーム孔50の上方と外筒の透明窓53aの外側とに投光光源56と光センサー57とを配置することで、光学式膜厚計測器で計測しながら成膜することが可能である。   In the illustrated embodiment apparatus, a test piece is attached to the test piece holder 54 of the carousel 4, and a light projecting light source 56 and an optical sensor 57 are provided above the vertical beam hole 50 of the upper lid and outside of the transparent window 53a of the outer cylinder. By disposing, it is possible to form a film while measuring with an optical film thickness measuring instrument.

実施例の要部構造を示す上面図Top view showing the main structure of the example 図1の要部の拡大図Enlarged view of the main part of FIG. 図1の成膜機の中央縦断面図1 is a central vertical cross-sectional view of the film forming apparatus of FIG. 図1の成膜機の上蓋の平面図Top view of the upper lid of the film forming apparatus of FIG. カルーセルの斜視図Carousel perspective view シャッター筒の斜視図Perspective view of shutter tube

符号の説明Explanation of symbols

1 チャンバーの外筒
2 チャンバーの内筒
3 円筒状の成膜室
4 カルーセル
5a 外側のシャッター筒
5b 内側のシャッター筒
7a 外側の回転ターゲット
7b 内側の回転ターゲット
22 下蓋
33 電極シュー
40 カルーセル支持円板
1 Chamber outer cylinder 2 Chamber inner cylinder 3 Cylindrical film forming chamber 4 Carousel
5a Outer shutter cylinder
5b Inner shutter cylinder
7a Outer rotating target
7b Inner rotating target
22 Lower lid
33 Electrode shoe
40 carousel support disc

Claims (7)

金属製の内筒(2)と外筒(1)との間に形成された円筒状の成膜室(3)と、この成膜室に挿入されて前記内外筒の軸心回りに回転する下地装着用のカルーセル(4)と、このカルーセルを挟んで前記内筒の外周と外筒の内周とに配置されたターゲット(7a,7b)とを備えた、スパッタ成膜機。   A cylindrical film-forming chamber (3) formed between the metal inner cylinder (2) and the outer cylinder (1), and is inserted into the film-forming chamber and rotates around the axis of the inner and outer cylinders. A sputter deposition apparatus comprising a carousel (4) for mounting a base and targets (7a, 7b) disposed on the outer periphery of the inner cylinder and the inner periphery of the outer cylinder with the carousel interposed therebetween. 複数のターゲット(7a,7b)が成膜室(3)の円周方向に所定間隔を隔てて複数個配置されており、当該間隔を隔てた複数のターゲットに個別に電圧を印加する電極(33)を備えている、請求項1記載のスパッタ成膜機。   A plurality of targets (7a, 7b) are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the film formation chamber (3), and electrodes (33) for individually applying voltages to the plurality of targets at the intervals. The sputter film forming apparatus according to claim 1, further comprising: 円筒成膜室(3)の小口端を閉鎖する上下蓋の一方(22)に装着した回転支持板(40)にカルーセル(4)が懸吊又は立設して設けられ、他方に回転パイプ状ターゲット(7a,7b)がその一端を回転機構(30)を介して装着され、上下蓋を開くことによりカルーセル(4)及びターゲット(7a,7b)が成膜室(3)から引き出される、請求項1又は2記載のスパッタ成膜機。   The carousel (4) is suspended or erected on the rotating support plate (40) attached to one of the upper and lower lids (22) that closes the small end of the cylindrical film formation chamber (3). One end of the target (7a, 7b) is mounted via the rotation mechanism (30), and the carousel (4) and the target (7a, 7b) are pulled out from the film formation chamber (3) by opening the upper and lower lids. Item 3. The sputter deposition machine according to Item 1 or 2. カルーセル(4)とターゲット(7a,7b)との間に円筒成膜室(3)の軸心回りに回動してターゲット(7a,7b)とカルーセル(4)に装着された下地との間のガスイオンないし成膜粒子の通路を開閉するシャッター筒(5a,5b)を備えている、請求項1、2又は3記載のスパッタ成膜機。   Between the carousel (4) and the target (7a, 7b), it rotates around the axis of the cylindrical film formation chamber (3) and between the target (7a, 7b) and the substrate mounted on the carousel (4). 4. The sputter film forming apparatus according to claim 1, further comprising a shutter cylinder (5a, 5b) for opening and closing a passage of the gas ions or film forming particles. 請求項1、2、3又は4記載の成膜機を用い、カルーセル(4)を回転させながらその内側と外側のターゲット(7a,7b)に同時に通電して下地の両面を同時に成膜する、スパッタリング成膜方法。   Using the film-forming machine according to claim 1, 2, 3 or 4, and simultaneously energizing the inner and outer targets (7a, 7b) while rotating the carousel (4) to form both surfaces of the base simultaneously. Sputtering film forming method. 請求項2の成膜機を用い、円周方向に間隔を隔てた複数のターゲット(7a,7b)に異なるターゲット材を用い、印加する電圧を複数のターゲット材に順次切替えることにより下地に複数層の薄膜を形成する、スパッタリング成膜方法。   Using the film forming apparatus of claim 2, different target materials are used for a plurality of targets (7a, 7b) spaced apart in the circumferential direction, and the applied voltage is sequentially switched to the plurality of target materials to form a plurality of layers on the ground. A sputtering film forming method for forming a thin film. 請求項4記載の成膜機を用い、カルーセル(4)の回転とターゲット(7a,7b)への電圧の印加を開始した後、シャッターを開いて成膜を開始する、スパッタリング成膜方法。   A sputtering film forming method, wherein the film forming apparatus according to claim 4 is used, and after starting the rotation of the carousel (4) and applying a voltage to the target (7a, 7b), the film is opened by opening the shutter.
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