JP2013100568A - Sputtering apparatus and target apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering apparatus and a target apparatus in which any cooling water hardly remains in an internal space of a cylindrical target.SOLUTION: In the sputter device 10, a water supply hole 25 and a water discharge hole 26 are formed in a supporting member 24 fixed to an end of a cylindrical target 21, cooling water is introduced in an internal space of the target 21 from the water supply hole 25, and the target 21 is sputtered while water is discharged from the water discharge hole 26. A balloon member 28 whose volume is increased when gas is supplied thereto, is arranged in the internal space of the target 21. When the balloon member 28 is inflated, cooling water located in a space below the water discharge hole 26 is pushed up by the balloon member 28, and discharged from the water discharge hole 26, and the amount of cooling water remaining in the internal space of the target 21 is reduced.

Description

本発明は、スパッタ装置、ターゲット装置に関し、特に円筒形状のターゲットの内部空間から冷却水を排水する技術に関する。   The present invention relates to a sputtering apparatus and a target apparatus, and more particularly to a technique for draining cooling water from an internal space of a cylindrical target.

特許文献１、２には、円筒形状のターゲットを有する従来のスパッタ装置が記載されている。円筒形状のターゲットは平板形状のターゲットに比べて使用効率がよいという利点がある。
円筒形状のターゲットをスパッタするときには、ターゲットの温度上昇を抑えるために、ターゲットの内部空間に冷却水を循環させて、ターゲットの冷却を行う。ターゲットの内部空間に供給された冷却水は、ターゲットの端部に設けられた排水孔から外部空間に排出される。 Patent Documents 1 and 2 describe a conventional sputtering apparatus having a cylindrical target. Cylindrical targets have the advantage that they are more efficient than flat targets.
When sputtering a cylindrical target, in order to suppress the temperature rise of the target, cooling water is circulated in the internal space of the target to cool the target. The cooling water supplied to the internal space of the target is discharged to the external space from a drain hole provided at the end of the target.

しかしながら、図３を参照し、ターゲット１２１の中心軸線が水平に向けられている場合には、ターゲット１２１の内部空間のうち排水孔１２６より下方に位置する冷却水１０２は、排水孔１２６に到達できず、ターゲット１２１の内部空間に残留してしまうという問題があった。   However, referring to FIG. 3, when the center axis of the target 121 is oriented horizontally, the cooling water 102 located below the drain hole 126 in the internal space of the target 121 can reach the drain hole 126. In other words, there is a problem that it remains in the internal space of the target 121.

従来は、ターゲット１２１の中心軸線を水平面に対して斜めに傾けることにより、残留した冷却水の排水を行っていたが、ターゲット１２１を斜めに傾けるための機構や人手が必要であるという不都合があった。   Conventionally, the remaining cooling water is drained by inclining the central axis of the target 121 with respect to the horizontal plane. However, there is a disadvantage that a mechanism and manpower for inclining the target 121 is necessary. It was.

特表２００２−５２９６００号公報Special table 2002-529600 gazette 特表２００８−５１００６６号公報Special table 2008-510066 gazette

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、円筒形状のターゲットの内部空間に冷却水が残留しにくいスパッタ装置、ターゲット装置を提供することにある。   The present invention was created to solve the above-described disadvantages of the prior art, and an object thereof is to provide a sputtering apparatus and a target apparatus in which cooling water hardly remains in the internal space of a cylindrical target.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行って、ターゲットの内部空間に減容ブロックを追加することを考えたが、ターゲットの内部空間は磁石部材等の他の部材によって既に空間を占められており、構造の観点から複雑な減容ブロックの設置は困難であることが分かった。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied and considered adding a volume-reducing block to the internal space of the target. However, the internal space of the target is already covered by another member such as a magnet member. Space is occupied, and it was found that it was difficult to install complicated volume reduction blocks from the viewpoint of structure.

係る知見に基づいて成された本発明は、真空槽と、前記真空槽内に、中心軸線を水平に向けて配置された円筒形状のターゲットと、前記ターゲットの端部に固定された支持部材と、前記支持部材を前記ターゲットと一緒に前記中心軸線を中心に回転させる回転装置と、を有し、前記支持部材には、前記ターゲットの内部空間と外部空間とを連通させる給水孔と排水孔とが設けられ、前記給水孔から前記内部空間に冷却水が導入され、前記排水孔から排出されながら、前記ターゲットがスパッタされるスパッタ装置であって、前記ターゲットの前記内部空間には、ガスが供給されると体積が増加する風船部材が配置されたスパッタ装置である。
本発明はスパッタ装置であって、前記ターゲットが前記中心軸線を中心に回転するときに、前記風船部材は前記真空槽に対して静止されたスパッタ装置である。
本発明はスパッタ装置であって、前記風船部材は前記排水孔より下方に配置されたスパッタ装置である。
本発明は、円筒形状のターゲットと、前記ターゲットの端部に固定された支持部材と、前記支持部材を前記ターゲットと一緒に前記ターゲットの中心軸線を中心に回転させる回転装置と、を有し、前記支持部材には、前記ターゲットの内部空間と外部空間とを連通させる給水孔と排水孔とが設けられ、前記給水孔から前記内部空間に冷却水が導入され、前記排水孔から排出されるターゲット装置であって、前記ターゲットの前記内部空間には、ガスが供給されると体積が増加する風船部材が配置されたターゲット装置である。
本発明はターゲット装置であって、前記ターゲットは前記風船部材に対して前記中心軸線を中心に回転できるように構成されたターゲット装置である。 The present invention made based on such knowledge includes a vacuum chamber, a cylindrical target disposed in the vacuum chamber with a central axis oriented horizontally, and a support member fixed to an end of the target. A rotating device that rotates the support member together with the target about the central axis, and the support member includes a water supply hole and a drain hole that communicate the internal space and the external space of the target. A sputtering device in which the target is sputtered while cooling water is introduced into the internal space from the water supply hole and discharged from the drain hole, and gas is supplied to the internal space of the target This is a sputtering device in which a balloon member whose volume increases is arranged.
The present invention is a sputtering apparatus, wherein the balloon member is stationary with respect to the vacuum chamber when the target rotates about the central axis.
This invention is a sputtering device, Comprising: The said balloon member is a sputtering device arrange | positioned below the said drain hole.
The present invention has a cylindrical target, a support member fixed to the end of the target, and a rotating device that rotates the support member together with the target about the center axis of the target, The support member is provided with a water supply hole and a drain hole for communicating the internal space and the external space of the target, and the cooling water is introduced into the internal space from the water supply hole and discharged from the drain hole. The apparatus is a target device in which a balloon member whose volume increases when gas is supplied is arranged in the internal space of the target.
This invention is a target apparatus, Comprising: The said target is a target apparatus comprised so that it could rotate centering | focusing on the said central axis with respect to the said balloon member.

円筒形状のターゲットの内部空間に残留する冷却水の量を低減できるため、メンテナンス性が向上する。   Since the amount of cooling water remaining in the internal space of the cylindrical target can be reduced, the maintainability is improved.

本発明のスパッタ装置の内部構成図Internal configuration diagram of sputtering apparatus of the present invention （ａ）（ｂ）：ターゲット装置のＡ−Ａ線切断断面図(A) (b): AA line sectional view of a target device 従来の円筒形状のターゲットの断面図Sectional view of a conventional cylindrical target

＜スパッタ装置の構造＞
本発明のスパッタ装置の構造を説明する。
図１は本発明のスパッタ装置１０の内部構成図である。 <Structure of sputtering equipment>
The structure of the sputtering apparatus of the present invention will be described.
FIG. 1 is an internal configuration diagram of a sputtering apparatus 10 of the present invention.

本発明のスパッタ装置１０は、真空槽１１とターゲット装置２０とを有している。
ターゲット装置２０は、円筒形状のターゲット２１と、ターゲット２１の端部に固定された支持部材２４と、支持部材２４をターゲット２１と一緒にターゲット２１の中心軸線Ｌを中心に回転させる回転装置２２とを有している。 The sputtering apparatus 10 of the present invention includes a vacuum chamber 11 and a target apparatus 20.
The target device 20 includes a cylindrical target 21, a support member 24 fixed to the end of the target 21, and a rotation device 22 that rotates the support member 24 around the central axis L of the target 21 together with the target 21. have.

本実施形態では、支持部材２４は円柱形状であり、中心軸線を水平に向けた状態で真空槽１１の側壁を気密に貫通して設けられている。支持部材２４の外周面と真空槽１１の側壁との間は不図示のシール部材により気密に封止されており、支持部材２４が中心軸線を中心に回転しても真空槽１１の気密性が維持されるようになっている。   In the present embodiment, the support member 24 has a cylindrical shape, and is provided so as to penetrate the side wall of the vacuum chamber 11 in an airtight manner with the central axis oriented horizontally. The space between the outer peripheral surface of the support member 24 and the side wall of the vacuum chamber 11 is hermetically sealed by a seal member (not shown), and the airtightness of the vacuum chamber 11 is maintained even when the support member 24 rotates about the central axis. To be maintained.

ターゲット２１は中心軸線Ｌを支持部材２４の中心軸線と一致させた状態で真空槽１１内に配置され、ターゲット２１の一端は支持部材２４に固定されて支持されている。ターゲット２１の中心軸線Ｌは水平に向けられており、ターゲット２１の外周面は真空槽１１の内壁面から離間されている。   The target 21 is disposed in the vacuum chamber 11 with the central axis L aligned with the central axis of the support member 24, and one end of the target 21 is fixed to and supported by the support member 24. The center axis L of the target 21 is oriented horizontally, and the outer peripheral surface of the target 21 is separated from the inner wall surface of the vacuum chamber 11.

回転装置２２はここではモーターであり、真空槽１１の外側に配置され、支持部材２４に接続されている。回転装置２２から支持部材２４に動力が伝達されると、支持部材２４はターゲット２１と一緒に中心軸線Ｌを中心に回転するようになっている。   Here, the rotating device 22 is a motor, and is disposed outside the vacuum chamber 11 and connected to the support member 24. When power is transmitted from the rotating device 22 to the support member 24, the support member 24 rotates about the central axis L together with the target 21.

本実施形態では、ターゲット装置２０は、ターゲット２１の内部空間に配置された磁石部材２３を有している。
磁石部材２３はここでは細長形状であり、ターゲット２１の内部空間に中心軸線Ｌと平行に配置されている。磁石部材２３の磁極は中心軸線Ｌとは逆側に向けられて、ターゲット２１の内周面と対面されており、磁極から出た磁力線はターゲット２１を厚み方向に貫通して、ターゲット２１の外周面に磁場を形成している。 In the present embodiment, the target device 20 includes a magnet member 23 disposed in the internal space of the target 21.
Here, the magnet member 23 has an elongated shape and is arranged in the internal space of the target 21 in parallel with the central axis L. The magnetic pole of the magnet member 23 is directed to the opposite side of the central axis L and faces the inner peripheral surface of the target 21, and the magnetic lines of force emitted from the magnetic pole penetrate the target 21 in the thickness direction and A magnetic field is formed on the surface.

本実施形態では磁石部材２３は中心軸線Ｌより上方に配置され、磁石部材２３の磁極は上方に向けられており、ターゲット２１の外周面のうち上方を向いた部分に磁場が形成されている。
なお、磁石部材２３はターゲット２１の内周面とは離間されており、ターゲット２１が中心軸線Ｌを中心に回転するときに、磁石部材２３は真空槽１１に対して静止するようになっている。 In the present embodiment, the magnet member 23 is disposed above the central axis L, the magnetic pole of the magnet member 23 is directed upward, and a magnetic field is formed in a portion of the outer peripheral surface of the target 21 facing upward.
The magnet member 23 is separated from the inner peripheral surface of the target 21, and the magnet member 23 is stationary with respect to the vacuum chamber 11 when the target 21 rotates about the central axis L. .

支持部材２４には電源装置３１が電気的に接続されている。電源装置３１から支持部材２４に電圧が印加されると、支持部材２４を介してターゲット２１に電圧が印加されるようになっている。   A power supply device 31 is electrically connected to the support member 24. When a voltage is applied from the power supply device 31 to the support member 24, the voltage is applied to the target 21 via the support member 24.

真空槽１１には、真空排気部１２とスパッタガス供給部１３とがそれぞれ接続されている。
真空排気部１２により真空槽１１内が真空排気され、スパッタガス供給部１３から真空槽１１内にスパッタガスが供給され、電源装置３１からターゲット２１に電圧が印加されると、ターゲット２１の外周面上でスパッタガスは電離されてプラズマが生成され、プラズマ中の荷電粒子は磁石部材２３の磁場に捕捉されて、ターゲット２１の外周面がスパッタされるようになっている。 A vacuum exhaust unit 12 and a sputtering gas supply unit 13 are connected to the vacuum chamber 11.
When the inside of the vacuum chamber 11 is evacuated by the evacuation unit 12, the sputtering gas is supplied from the sputtering gas supply unit 13 into the vacuum chamber 11, and a voltage is applied from the power supply device 31 to the target 21, the outer peripheral surface of the target 21 The sputtering gas is ionized above to generate plasma, and charged particles in the plasma are captured by the magnetic field of the magnet member 23 so that the outer peripheral surface of the target 21 is sputtered.

ターゲット２１の外周面がスパッタされるときに、回転装置２２によりターゲット２１を中心軸線Ｌを中心に回転させると、ターゲット２１の外周面は周方向に亘って均一にスパッタされ、ターゲット２１の使用効率が高くなる。   When the outer peripheral surface of the target 21 is sputtered, if the target 21 is rotated about the central axis L by the rotating device 22, the outer peripheral surface of the target 21 is sputtered uniformly in the circumferential direction, and the usage efficiency of the target 21 is increased. Becomes higher.

ターゲット２１の支持部材２４とは逆側の端部には蓋部材２７が固定されており、ターゲット２１の一端と他端はそれぞれ支持部材２４と蓋部材２７により水密に蓋されている。
支持部材２４には、ターゲット２１の内部空間と外部空間とを連通させる給水孔２５と排水孔２６とがそれぞれ設けられている。 A cover member 27 is fixed to the end of the target 21 opposite to the support member 24, and one end and the other end of the target 21 are covered with the support member 24 and the cover member 27 in a watertight manner, respectively.
The support member 24 is provided with a water supply hole 25 and a drain hole 26 that allow the internal space and the external space of the target 21 to communicate with each other.

本実施形態では、排水孔２６は支持部材２４を中心軸線Ｌと同軸状に貫通して設けられ、排水孔２６には排水管３６が挿入されている。排水管３６の外周面と排水孔２６の内周面との間には不図示のシール部材（例えばオーリング）が配置され、水密に封止されている。   In the present embodiment, the drain hole 26 is provided through the support member 24 coaxially with the central axis L, and a drain pipe 36 is inserted into the drain hole 26. A seal member (not shown) (for example, an O-ring) is disposed between the outer peripheral surface of the drain pipe 36 and the inner peripheral surface of the drain hole 26 and is sealed watertight.

支持部材２４が中心軸線Ｌを中心に回転するときには、排水管３６は磁石部材２３に対して静止され、すなわち真空槽１１に対して静止されるようになっている。このときシール部材により排水管３６の外周面と排水孔２６の内周面との間の封止状態は維持され、水漏れが起こらないようになっている。   When the support member 24 rotates about the central axis L, the drain pipe 36 is stationary with respect to the magnet member 23, that is, with respect to the vacuum chamber 11. At this time, the sealing member maintains the sealed state between the outer peripheral surface of the drain pipe 36 and the inner peripheral surface of the drain hole 26 so that water leakage does not occur.

排水管３６の内側にはここでは同軸状に給水管３５が挿入され、給水孔２５は給水管３５の内部空間で構成されている。
給水管３５の一端と配水管３６の一端はそれぞれ真空槽１１の外側まで延ばされ、冷却水を循環させる冷却水循環部３２に接続されている。 A water supply pipe 35 is inserted coaxially inside the drain pipe 36, and the water supply hole 25 is configured by an internal space of the water supply pipe 35.
One end of the water supply pipe 35 and one end of the water distribution pipe 36 are each extended to the outside of the vacuum chamber 11 and connected to a cooling water circulation section 32 that circulates the cooling water.

冷却水循環部３２から給水管３５に冷却水が供給されると、冷却水は給水管３５の他端からターゲット２１の内部空間に流出される。ターゲット２１の端部は支持部材２４と蓋部材２７により水密に塞がれており、ターゲット２１の内部空間は冷却水で満たされるようになっている。
ターゲット２１の内部空間に満たされた冷却水は排水管３６の他端に流入して冷却水循環部３２に戻されるようになっている。 When cooling water is supplied from the cooling water circulation section 32 to the water supply pipe 35, the cooling water flows out from the other end of the water supply pipe 35 into the internal space of the target 21. The end portion of the target 21 is water-tightly closed by the support member 24 and the lid member 27, and the internal space of the target 21 is filled with cooling water.
The cooling water filled in the internal space of the target 21 flows into the other end of the drain pipe 36 and is returned to the cooling water circulation unit 32.

本実施形態では、給水管３５の他端はターゲット２１の長手方向に沿って蓋部材２７まで伸ばされており、給水管３５の側面には、給水管３５の内部空間とターゲット２１の内部空間とを連通させる流出孔３４が複数個、長手方向に沿って並んで設けられている。   In the present embodiment, the other end of the water supply pipe 35 is extended to the lid member 27 along the longitudinal direction of the target 21, and the internal space of the water supply pipe 35 and the internal space of the target 21 are formed on the side surface of the water supply pipe 35. A plurality of outflow holes 34 communicating with each other are provided side by side along the longitudinal direction.

給水管３５に供給された冷却水は、各流出孔３４からそれぞれターゲット２１の内部空間に流出されるようになっており、ターゲット２１は長手方向に亘って均等に冷却され、ターゲット２１の冷却効率が向上している。   The cooling water supplied to the water supply pipe 35 flows out from the respective outflow holes 34 to the internal space of the target 21, and the target 21 is uniformly cooled in the longitudinal direction. Has improved.

図２はターゲット装置２０のＡ−Ａ線切断断面図である。
本発明のターゲット装置２０では、ターゲット２１の内部空間には、ガスが供給されると体積が増大する風船部材２８が配置されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the target device 20 taken along the line AA.
In the target device 20 of the present invention, a balloon member 28 whose volume increases when gas is supplied is disposed in the internal space of the target 21.

風船部材２８は弾性を有する部材から成る中空の袋であり、ここではポリエーテルエーテルケトン樹脂から成る。風船部材２８の復元力により、ガスが供給される前は風船部材２８はしぼんでおり、狭い空間でも容易に設置できるようになっている。
風船部材２８はここでは細長形状であり、ターゲット２１の内部空間のうち中心軸線Ｌから見て磁石部材２３とは逆側に、中心軸線Ｌと平行に配置されている。 The balloon member 28 is a hollow bag made of an elastic member, and here is made of polyetheretherketone resin. Due to the restoring force of the balloon member 28, the balloon member 28 is deflated before the gas is supplied, so that it can be easily installed even in a narrow space.
Here, the balloon member 28 has an elongated shape, and is disposed in parallel to the central axis L on the opposite side of the magnet member 23 from the central axis L in the internal space of the target 21.

風船部材２８は、ターゲット２１が中心軸線Ｌを中心に回転するときに、真空槽１１に対して静止されるようになっている。すなわち、ターゲット２１は風船部材２８に対して中心軸線Ｌを中心に回転できるように構成されている。そのため、ターゲット２１が中心軸線Ｌを中心に回転するときに、真空槽１１に対して静止されたターゲット２１内の他の部材（例えば磁石部材２３）と風船部材２８とが衝突することはない。   The balloon member 28 is stationary with respect to the vacuum chamber 11 when the target 21 rotates about the central axis L. That is, the target 21 is configured to be able to rotate around the central axis L with respect to the balloon member 28. Therefore, when the target 21 rotates around the central axis L, the balloon member 28 does not collide with another member (for example, the magnet member 23) in the target 21 that is stationary with respect to the vacuum chamber 11.

図１と図２（ａ）の図面上では、風船部材２８はターゲット２１の内周面と離間して配置されているが、ターゲット２１の内周面と接触して配置され、ターゲット２１が中心軸線Ｌを中心に回転するときには、風船部材２８がターゲット２１の内周面を摺動するように構成してもよい。   In the drawings of FIGS. 1 and 2A, the balloon member 28 is disposed apart from the inner peripheral surface of the target 21, but is disposed in contact with the inner peripheral surface of the target 21, and the target 21 is centered. When rotating about the axis L, the balloon member 28 may be configured to slide on the inner peripheral surface of the target 21.

風船部材２８には通気管３９が接続され、通気管３９の端部は排水管３６の内側を通って真空槽１１の外側まで伸ばされ、真空槽１１の外側に配置されたガスポンプ３８に接続されている。
ガスポンプ３８からガスが放出されると、ガスは通気管３９の内側を通って風船部材２８に供給され、図２（ｂ）を参照し、風船部材２８は膨らんで体積が増大する。 A vent pipe 39 is connected to the balloon member 28, and an end of the vent pipe 39 extends to the outside of the vacuum chamber 11 through the inside of the drain pipe 36, and is connected to a gas pump 38 disposed outside the vacuum chamber 11. ing.
When the gas is released from the gas pump 38, the gas is supplied to the balloon member 28 through the inside of the vent pipe 39, and as shown in FIG. 2B, the balloon member 28 swells to increase its volume.

風船部材２８は、ターゲット２１の内周面と離間して配置されている場合には、中心軸線Ｌとは逆向きに膨らみ、ターゲット２１の内周面と接触して配置されている場合には、中心軸線Ｌに向かって膨らむようになっており、風船部材２８の体積が増大すると、増大量だけターゲット２１の内部空間のうち中心軸線Ｌから見て磁石部材２３とは逆側の空間の体積が減少する。   When the balloon member 28 is disposed away from the inner peripheral surface of the target 21, the balloon member 28 swells in the direction opposite to the central axis L, and when the balloon member 28 is disposed in contact with the inner peripheral surface of the target 21. When the volume of the balloon member 28 increases, the volume of the space on the side opposite to the magnet member 23 when viewed from the center axis L in the internal space of the target 21 by an increased amount. Decrease.

本実施形態では、風船部材２８は排水孔２６より下方に配置され、磁石部材２３は風船部材２８の上方に配置されており、風船部材２８が膨らむと、ターゲット２１の内部空間のうち排水孔２６より下方の空間の体積が減少するようになっている。   In this embodiment, the balloon member 28 is disposed below the drain hole 26, and the magnet member 23 is disposed above the balloon member 28. When the balloon member 28 is inflated, the drain hole 26 in the internal space of the target 21. The volume of the lower space is reduced.

＜スパッタ装置の使用方法＞
本発明のスパッタ装置１０の使用方法を説明する。 <How to use sputtering equipment>
A method of using the sputtering apparatus 10 of the present invention will be described.

（成膜工程）
真空排気部１２により真空槽１１内を真空排気して、真空雰囲気を形成する。以後、真空排気を継続して、真空槽１１内の真空雰囲気を維持する。 (Film formation process)
The vacuum chamber 11 is evacuated by the evacuation unit 12 to form a vacuum atmosphere. Thereafter, evacuation is continued and the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 11 is maintained.

真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら、真空槽１１内に基板５０を搬入し、ターゲット２１の外周面のうちスパッタされる部分と対面する位置に配置する。本実施例では基板５０をターゲット２１の上方に水平に配置する。   While maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 11, the substrate 50 is carried into the vacuum chamber 11 and arranged at a position facing the sputtered portion of the outer peripheral surface of the target 21. In this embodiment, the substrate 50 is horizontally disposed above the target 21.

冷却水循環部３２から給水管３５を通してターゲット２１の内部空間に冷却水を供給し、ターゲット２１の内部空間を冷却水で満たして、ターゲット２１を冷却する。ターゲット２１の内部空間に満たされた冷却水は排水管３６を通って冷却水循環部３２に戻される。
以後、冷却水循環部３２による冷却水の循環を継続して、ターゲット２１を冷却し続ける。 Cooling water is supplied from the cooling water circulation part 32 to the internal space of the target 21 through the water supply pipe 35, the internal space of the target 21 is filled with the cooling water, and the target 21 is cooled. The cooling water filled in the internal space of the target 21 is returned to the cooling water circulation unit 32 through the drain pipe 36.
Thereafter, the cooling water circulation unit 32 continues to circulate the cooling water to continue cooling the target 21.

回転装置２２によりターゲット２１を中心軸線Ｌを中心に回転させておく。
スパッタガス供給部１３から真空槽１１内にスパッタガス（例えばＡｒガス）を供給し、電源装置３１からターゲット２１に電圧を印加すると、スパッタガスはターゲット２１の外周面上で電離されてプラズマが生成される。 The target 21 is rotated around the central axis L by the rotating device 22.
When a sputtering gas (for example, Ar gas) is supplied from the sputtering gas supply unit 13 into the vacuum chamber 11 and a voltage is applied to the target 21 from the power supply device 31, the sputtering gas is ionized on the outer peripheral surface of the target 21 to generate plasma. Is done.

本実施形態では、ターゲット２１の外周面のうち上方を向いた部分には磁石部材２３による磁場が形成されており、プラズマ中の荷電粒子は磁場に捕捉され、ターゲット２１の外周面のうち上方を向いた部分がスパッタされる。   In the present embodiment, a magnetic field is formed by the magnet member 23 on the portion of the outer peripheral surface of the target 21 facing upward, and charged particles in the plasma are captured by the magnetic field, and the upper portion of the outer peripheral surface of the target 21 The facing part is sputtered.

ターゲット２１は中心軸線Ｌを中心に回転しており、ターゲット２１の外周面は周方向に亘って均等にスパッタされる。
ターゲット２１の外周面のうち上方を向いた部分から放出されたスパッタ粒子は、ターゲット２１の上方に配置された基板５０の表面に到達して、基板５０の表面に薄膜が形成される。 The target 21 rotates about the central axis L, and the outer peripheral surface of the target 21 is sputtered evenly in the circumferential direction.
Sputtered particles emitted from the portion of the outer peripheral surface of the target 21 facing upward reach the surface of the substrate 50 disposed above the target 21, and a thin film is formed on the surface of the substrate 50.

基板５０表面に所望の膜厚の薄膜を形成した後、ターゲット２１への電圧印加を停止し、真空槽１１内の真空雰囲気を維持しながら成膜済みの基板５０を真空槽１１の外側へ搬出する。
次いで、未成膜の基板５０を真空槽１１内に搬入し、上述の成膜工程を繰り返す。 After a thin film having a desired film thickness is formed on the surface of the substrate 50, voltage application to the target 21 is stopped, and the deposited substrate 50 is carried out of the vacuum chamber 11 while maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 11. To do.
Next, the non-film-formed substrate 50 is carried into the vacuum chamber 11 and the above-described film forming process is repeated.

複数枚の基板５０の成膜を繰り返すと、ターゲット２１の外周面は徐々に削られて、ターゲット２１の厚みが減少し、ターゲット２１に穴が空いて冷却水が真空槽１１内に漏れ出すおそれがある。そのため、ターゲット２１に穴が空く前に後述するメンテナンス工程を行う。   When the deposition of a plurality of substrates 50 is repeated, the outer peripheral surface of the target 21 is gradually scraped, the thickness of the target 21 is reduced, and there is a risk that the target 21 has a hole and cooling water leaks into the vacuum chamber 11. There is. Therefore, a maintenance process described later is performed before a hole is formed in the target 21.

（メンテナンス工程）
冷却水循環部３２から給水管３５への冷却水の供給を停止する。
ターゲット２１の内部空間のうち、排水孔２６と同じ高さ又は排水孔２６より上方の空間に位置する冷却水は、排水管３６に流入してターゲット２１の外部空間に排出され、冷却水の水面の高さは徐々に降下するが、排水孔２６より下方の空間に位置する冷却水は排水管３６に到達できず、ターゲット２１の内部空間に残留する。 (Maintenance process)
The supply of the cooling water from the cooling water circulation unit 32 to the water supply pipe 35 is stopped.
Of the internal space of the target 21, the cooling water located at the same height as the drain hole 26 or a space above the drain hole 26 flows into the drain pipe 36 and is discharged to the external space of the target 21, However, the cooling water located in the space below the drain hole 26 cannot reach the drain pipe 36 and remains in the internal space of the target 21.

ガスポンプ３８から通気管３９を通して風船部材２８にガスを供給すると、図２（ｂ）を参照し、風船部材２８は膨らんで、ターゲット２１の内部空間のうち排水孔２６より下方の空間の体積が減少し、排水孔２６より下方の空間に位置する冷却水は、風船部材２８により押し上げられて排水孔２６から排出され、ターゲット２１の内部空間に残留する冷却水の量が減少する。   When the gas is supplied from the gas pump 38 to the balloon member 28 through the vent pipe 39, the balloon member 28 expands with reference to FIG. 2B, and the volume of the space below the drain hole 26 in the internal space of the target 21 decreases. The cooling water located in the space below the drain hole 26 is pushed up by the balloon member 28 and discharged from the drain hole 26, and the amount of cooling water remaining in the internal space of the target 21 is reduced.

風船部材２８を膨らませて冷却水を排水させた後、ターゲット２１を支持部材２４から分離させ、ターゲット２１の交換を行う。ターゲット２１の内部空間に残留する冷却水の量は減少しており、ターゲット２１を支持部材２４から分離させるときに、ターゲット２１と支持部材２４との間から冷却水が漏れ出して、周囲の機器を浸水させるおそれがなく、メンテナンス性が向上する。   After the balloon member 28 is inflated to drain the cooling water, the target 21 is separated from the support member 24 and the target 21 is replaced. The amount of cooling water remaining in the internal space of the target 21 has decreased, and when the target 21 is separated from the support member 24, the cooling water leaks from between the target 21 and the support member 24, and the surrounding equipment There is no risk of flooding and maintenance is improved.

なお、上述のスパッタ装置１０では、風船部材２８は排水孔２６より下方に配置され、磁石部材２３は風船部材２８の上方に配置され、ターゲット２１の外周面のうち上方を向いた部分がスパッタされるように構成されていたが、本発明はこの構成に限定されず、風船部材２８は排水孔２６より上方に配置され、磁石部材２３は風船部材２８の下方に配置され、ターゲット２１の外周面のうち下方を向いた部分がスパッタされるように構成されていてもよいし、風船部材２８と磁石部材２３とは水平方向に並んで配置され、ターゲット２１の外周面のうち水平方向に向いた部分がスパッタされるように構成されていてもよい。   In the above sputtering apparatus 10, the balloon member 28 is disposed below the drain hole 26, the magnet member 23 is disposed above the balloon member 28, and the portion of the outer peripheral surface of the target 21 facing upward is sputtered. However, the present invention is not limited to this configuration, the balloon member 28 is disposed above the drain hole 26, the magnet member 23 is disposed below the balloon member 28, and the outer peripheral surface of the target 21. The portion facing downward may be configured to be sputtered, and the balloon member 28 and the magnet member 23 are arranged side by side in the horizontal direction, and are directed horizontally in the outer peripheral surface of the target 21. The portion may be configured to be sputtered.

これらの別構成のスパッタ装置１０では、風船部材２８と磁石部材２３とを真空槽１１に対して中心軸線Ｌを中心に回転移動させる補助回転装置を有し、成膜工程後、メンテナンス工程の前に、風船部材２８と磁石部材２３とを中心軸線Ｌを中心に回転させて、風船部材２８を排水孔２６より下方に配置し、磁石部材２３を風船部材２８の上方に配置した状態で、メンテナンス工程を行う。   The sputtering apparatus 10 having these different configurations includes an auxiliary rotating device that rotates and moves the balloon member 28 and the magnet member 23 about the central axis L with respect to the vacuum chamber 11, and after the film forming process and before the maintenance process. In addition, the balloon member 28 and the magnet member 23 are rotated about the central axis L, the balloon member 28 is disposed below the drain hole 26, and the magnet member 23 is disposed above the balloon member 28. Perform the process.

１０……スパッタ装置
１１……真空槽
２０……ターゲット装置
２１……ターゲット
２２……回転装置
２４……支持部材
２５……給水孔
２６……排水孔
２８……風船部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Sputtering device 11 ... Vacuum chamber 20 ... Target device 21 ... Target 22 ... Rotating device 24 ... Support member 25 ... Water supply hole 26 ... Drain hole 28 ... Balloon member

Claims (5)

真空槽と、
前記真空槽内に、中心軸線を水平に向けて配置された円筒形状のターゲットと、
前記ターゲットの端部に固定された支持部材と、
前記支持部材を前記ターゲットと一緒に前記中心軸線を中心に回転させる回転装置と、
を有し、
前記支持部材には、前記ターゲットの内部空間と外部空間とを連通させる給水孔と排水孔とが設けられ、
前記給水孔から前記内部空間に冷却水が導入され、前記排水孔から排出されながら、前記ターゲットがスパッタされるスパッタ装置であって、
前記ターゲットの前記内部空間には、ガスが供給されると体積が増加する風船部材が配置されたスパッタ装置。 A vacuum chamber;
In the vacuum chamber, a cylindrical target disposed with the central axis oriented horizontally,
A support member fixed to an end of the target;
A rotating device that rotates the support member together with the target about the central axis;
Have
The support member is provided with a water supply hole and a drain hole for communicating the internal space and the external space of the target,
A sputtering device in which the target is sputtered while cooling water is introduced into the internal space from the water supply hole and discharged from the drain hole,
A sputtering apparatus in which a balloon member whose volume increases when gas is supplied is disposed in the internal space of the target. 前記ターゲットが前記中心軸線を中心に回転するときに、前記風船部材は前記真空槽に対して静止された請求項１記載のスパッタ装置。   The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the balloon member is stationary with respect to the vacuum chamber when the target rotates about the central axis. 前記風船部材は前記排水孔より下方に配置された請求項１記載のスパッタ装置。   The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the balloon member is disposed below the drain hole. 円筒形状のターゲットと、
前記ターゲットの端部に固定された支持部材と、
前記支持部材を前記ターゲットと一緒に前記ターゲットの中心軸線を中心に回転させる回転装置と、
を有し、
前記支持部材には、前記ターゲットの内部空間と外部空間とを連通させる給水孔と排水孔とが設けられ、
前記給水孔から前記内部空間に冷却水が導入され、前記排水孔から排出されるターゲット装置であって、
前記ターゲットの前記内部空間には、ガスが供給されると体積が増加する風船部材が配置されたターゲット装置。 A cylindrical target;
A support member fixed to an end of the target;
A rotating device that rotates the support member together with the target about a central axis of the target;
Have
The support member is provided with a water supply hole and a drain hole for communicating the internal space and the external space of the target,
Cooling water is introduced into the internal space from the water supply hole, and the target device is discharged from the drain hole,
A target device in which a balloon member whose volume increases when gas is supplied is disposed in the internal space of the target. 前記ターゲットは前記風船部材に対して前記中心軸線を中心に回転できるように構成された請求項４記載のターゲット装置。   The target device according to claim 4, wherein the target is configured to be rotatable about the central axis with respect to the balloon member.
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