JP2014058698A - Sputtering device - Google Patents

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和敏 西尾
Masahito Ishihara
雅仁 石原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce manufacturing costs and a size of a device.SOLUTION: A sputtering device comprises: substrate transportation means 4 provided in a processing chamber 2 and transporting a substrate; a first target holder 5a holding a cylindrical target for sputtering deposition on the substrate and having a first rotation shaft; a second target holder 5b holding the cylindrical target for sputtering deposition on the substrate and having a second rotation shaft; rotation means 6 for rotating the first target holder and the second target holder relative to the respective rotation shafts; first rotation transmission means (14, 12, 24a) for transmitting rotation of the rotation means to the first rotation shaft of the first target holder; and second rotation transmission means (24a, 13, 24b) for transmitting rotation of the rotation means to the second rotation shaft of the second target holder.

Description

本発明は円筒状のターゲットを保持するためのターゲットホルダーを備えたスパッタリング装置に関する。   The present invention relates to a sputtering apparatus provided with a target holder for holding a cylindrical target.

近年、大型基板を搬送しながら、該大型基板上にスパッタリング成膜をするため、いわゆるロータリーカソードを備えたスパッタリング装置が用いられている。
例えば、特開平6−158312号公報には、基板を搬送するローラに対向して設けられた、複数の回転円筒ターゲットを備えたスパッタリング装置が開示されている。
In recent years, a sputtering apparatus equipped with a so-called rotary cathode has been used to form a sputtering film on a large substrate while conveying the large substrate.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-158312 discloses a sputtering apparatus provided with a plurality of rotating cylindrical targets provided to face a roller for transporting a substrate.

特開平6−158312号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-158312

しかしながら、上記特許文献1に記載の装置では、複数のターゲットホルダーをそれぞれ回転するためには、複数のターゲットホルダーに対応する複数のモータが必要となる。そのため、ターゲットホルダーの増加に伴い、装置の製造コストが増大してしまう。また、装置として、複数のモーターを配置するためのスペースを必要とするため、装置が大型化するといった問題が生じている。
そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、装置を小型化し、かつ製造コストを低減した、スパッタリング装置を提供することを目的とする。
However, in the apparatus described in Patent Document 1, in order to rotate the plurality of target holders, a plurality of motors corresponding to the plurality of target holders are required. For this reason, the manufacturing cost of the apparatus increases with an increase in the number of target holders. Moreover, since a space for arranging a plurality of motors is required as a device, there is a problem that the device is enlarged.
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a sputtering apparatus in which the apparatus is downsized and the manufacturing cost is reduced.

上記の課題を解決するため、本発明のスパッタリング装置は、処理チャンバ(2)と、前記処理チャンバ内に設けられ、基板を搬送する基板搬送手段(4)と、基板にスパッタリング成膜するための円筒状のターゲットを保持し、かつ第1回転軸を有する第1ターゲットホルダー(5a)と、基板にスパッタリング成膜するための円筒状のターゲットを保持し、かつ第2回転軸を有する第2ターゲットホルダー(5b)と、前記第1ターゲットホルダーと前記第2ターゲットホルダーとを各回転軸に対して回転するための回転手段(6)と、前記回転手段の回転を、前記第1ターゲットホルダーの前記第1回転軸に伝達する第1回転伝達手段(14、12、24a)(14、12、19、20、13、24a)と、前記回転手段の回転を、前記第2ターゲットホルダーの前記第2回転軸に伝達する第2回転伝達手段(24a、13、24b)(14、12、19、20、13、24b)と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a sputtering apparatus of the present invention includes a processing chamber (2), a substrate transfer means (4) provided in the processing chamber for transferring a substrate, and a sputtering film formation on the substrate. A first target holder (5a) that holds a cylindrical target and has a first rotation axis, and a second target that holds a cylindrical target for sputtering film formation on the substrate and has a second rotation axis Rotating means (6) for rotating the holder (5b), the first target holder and the second target holder with respect to each rotation axis, and rotating the rotating means, the rotation of the first target holder The first rotation transmitting means (14, 12, 24a) (14, 12, 19, 20, 13, 24a) for transmitting to the first rotating shaft and the rotation of the rotating means in front Second rotation transmitting means for transmitting to said second rotary shaft of the second target holder (24a, 13,24b) and (14,12,19,20,13,24b), characterized in that it comprises a.

本発明によれば、単一のモーターで複数のターゲットホルダーを回転することができるので、装置の製造コストの低減と装置の小型化を達成できる。   According to the present invention, since a plurality of target holders can be rotated by a single motor, the manufacturing cost of the apparatus can be reduced and the apparatus can be downsized.

本発明に適用可能なスパッタリング装置の全体構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the whole structure of the sputtering device applicable to this invention. 本発明の第1実施形態に係るターゲットホルダー付近の断面図である。It is sectional drawing of the target holder vicinity which concerns on 1st Embodiment of this invention. ターゲットホルダーの内部構成を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the internal structure of a target holder. 本発明の第2実施形態に係るターゲットホルダーの回転機構の側断面図である。It is a sectional side view of the rotation mechanism of the target holder which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係るターゲットホルダー付近の断面図である。It is sectional drawing of the target holder vicinity which concerns on 2nd Embodiment of this invention. アイドルプーリーの構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of an idle pulley. 変形例を説明する図である。It is a figure explaining a modification. 本発明の第3実施形態に係るターゲットホルダーの回転機構の側断面図である。It is a sectional side view of the rotation mechanism of the target holder which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。以下に説明する部材、配置等は本発明を具体化した一例であって、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変できることは勿論である。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. The members, arrangements, and the like described below are examples embodying the present invention and are not intended to limit the present invention, and various modifications can be made according to the spirit of the present invention.

(第1実施形態)
図1は、本発明に適用可能なスパッタリング装置の全体構成を説明する断面図である。通常、ロードロック室やバッファー室、アンロードロック室など複数のチャンバがゲートバルブを介して連結されて、一つの成膜装置を形成するが、図1ではそのうちのスパッタリング装置1のみを示している。
スパッタリング装置1は、処理チャンバ2と、処理チャンバ2内に設けられ、所定の速度(本例では一定速度)で基板3を搬送する基板搬送手段(ローラー)4と、処理チャンバ2内に設けられ、円筒状ターゲットを設置するための円筒状のターゲットホルダー5と、ターゲットホルダー5に電力を供給するための電力供給手段8と、を備える。基板搬送ローラー4が駆動モーター(未図示)によって回転され、基板3を搬送する。また、スパッタリング装置1は、処理チャンバ2内に、プロセスガス(例えば、アルゴンなどの不活性ガス、酸素などの反応性ガス)を導入するためのガス導入手段7を備えている。また、スパッタリング装置1は、処理チャンバ2に接続された排気手段10により、処理チャンバ2内に所定の圧力に減圧することができる。処理チャンバ2を形成する外壁は、金属で作られ、接地電位に保持されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the entire configuration of a sputtering apparatus applicable to the present invention. Usually, a plurality of chambers such as a load lock chamber, a buffer chamber, and an unload lock chamber are connected via a gate valve to form one film forming apparatus. FIG. 1 shows only the sputtering apparatus 1 among them. .
The sputtering apparatus 1 is provided in the processing chamber 2, the substrate transport means (roller) 4 that is provided in the processing chamber 2 and transports the substrate 3 at a predetermined speed (a constant speed in this example), and the processing chamber 2. A cylindrical target holder 5 for installing the cylindrical target, and a power supply means 8 for supplying power to the target holder 5. The substrate transport roller 4 is rotated by a drive motor (not shown) to transport the substrate 3. In addition, the sputtering apparatus 1 includes a gas introduction unit 7 for introducing a process gas (for example, an inert gas such as argon or a reactive gas such as oxygen) into the processing chamber 2. Further, the sputtering apparatus 1 can reduce the pressure in the processing chamber 2 to a predetermined pressure by the exhaust unit 10 connected to the processing chamber 2. The outer wall forming the processing chamber 2 is made of metal and is held at the ground potential.

基板搬送手段4は、水平に配置された複数のローラーにより構成され、該ローラー上に載置された矩形の基板を、図1の紙面の手前側から奥側に向かって水平に搬送する。本例では、矩形のガラス基板を用いたが、これに限定されず、例えば、円盤状のシリコン基板などであってもよい。   The substrate transport means 4 is composed of a plurality of rollers arranged horizontally, and transports a rectangular substrate placed on the rollers horizontally from the front side to the back side of the sheet of FIG. In this example, a rectangular glass substrate is used, but the present invention is not limited to this. For example, a disk-shaped silicon substrate may be used.

ターゲットホルダー5は、円筒状のバッキングチューブであり、その両端を筐体状の端ブロック9a、9bで回転可能に軸支されて、基板搬送手段4に対向して配置されている。ターゲットホルダー5の周囲には、円筒状のターゲットが配置されている。
また、ターゲットホルダー5の一端側には、ターゲットホルダー5に電力を供給し、ターゲットをスパッタリングする電力供給手段8が電気的に接続されている。なお、本例の電力供給手段8では、DC電源をあるが、これに限らず、高周波電源であってもよい。
The target holder 5 is a cylindrical backing tube, and both ends of the target holder 5 are rotatably supported by housing-like end blocks 9a and 9b, and are arranged to face the substrate transfer means 4. A cylindrical target is disposed around the target holder 5.
Further, one end side of the target holder 5 is electrically connected with power supply means 8 for supplying power to the target holder 5 and sputtering the target. The power supply means 8 of this example has a DC power supply, but is not limited to this, and may be a high frequency power supply.

ターゲットホルダー5の他端側には、本発明の特徴部分である、ターゲットホルダー5を回転させる回転機構が設けられている。また、回転機構は、処理チャンバ2内に、パーティクルを発生させないために、端ブロック9bの内部に収納されている。回転機構は、主に、ターゲットホルダー5のシャフト(回転軸)21に固定されたプーリー24bと、ターゲットホルダー5を回転するための回転手段6、回転手段6の回転軸に固定された駆動プーリー14と、プーリー24bと駆動プーリー14とを連結するベルト13等を備える。
なお、上述した電力供給手段8、基板搬送手段4の駆動モーター、ガス導入手段7、排気手段10、及び回転機構は、制御手段に電気的に接続されており、制御されている。
On the other end side of the target holder 5, a rotating mechanism for rotating the target holder 5, which is a characteristic part of the present invention, is provided. The rotation mechanism is housed inside the end block 9b so as not to generate particles in the processing chamber 2. The rotating mechanism mainly includes a pulley 24b fixed to the shaft (rotating shaft) 21 of the target holder 5, a rotating means 6 for rotating the target holder 5, and a driving pulley 14 fixed to the rotating shaft of the rotating means 6. And a belt 13 for connecting the pulley 24b and the drive pulley 14.
The power supply means 8, the drive motor of the substrate transfer means 4, the gas introduction means 7, the exhaust means 10, and the rotation mechanism described above are electrically connected to the control means and controlled.

図2を参照して、本発明の特徴部分である、ターゲットホルダーの回転機構について説明する。図2は、図1に示すA−A断面からみた、処理チャンバの側面図である。図2に示すように、処理チャンバ2の外部には、ターゲットホルダー5を回転するための回転手段6が設けられている。回転手段6のシャフト23には駆動プーリー14が固定されている。   With reference to FIG. 2, the rotation mechanism of the target holder, which is a characteristic part of the present invention, will be described. FIG. 2 is a side view of the processing chamber as seen from the AA cross section shown in FIG. As shown in FIG. 2, a rotating means 6 for rotating the target holder 5 is provided outside the processing chamber 2. A driving pulley 14 is fixed to the shaft 23 of the rotating means 6.

基板搬送手段4によって搬送される搬送方向に平行な面内には、第1ターゲットホルダー5aと第2ターゲットホルダー5bが離間して設けられている。第1ターゲットホルダー5aの回転軸には、プーリー24aが固定して設けられ、第2ターゲットホルダー5bの回転軸には、プーリー24bが固定して設けられている。
回転手段6のシャフト23に固定された駆動プーリー14と、ターゲットホルダー5aのシャフトに固定された第1プーリー24aは、第1ベルト12を介して、連結されている。これにより、回転手段6の回転力は、第1ベルト12を介して、第1プーリー24aに伝達され、ターゲットホルダー5aを回転軸の回りに回転することができる。同様に、第1プーリー24aと第2プーリー24bは、第2ベルト13を介して、連結されている。これにより、第1プーリー24aの回転力は、第2ベルト13を介して、第1プーリー24aに伝達され、ターゲットホルダー5aを回転軸の回りに回転することができる。
以上のように、本発明によれば、単一のモーターで複数のターゲットホルダーを回転することができ、装置の製造コストの低減と装置の小型化を達成できる。
なお、本例では、第1回転伝達手段は、駆動プーリー14、第1ベルト12及び第1プーリー24aよりなる。また、第2回転伝達手段は、第1プーリー24a、第2ベルト13及び、第2プーリー24bよりなる。しかし、第1回転伝達手段及び第2回転伝達手段の構成は、これらに限定されるものではなく、例えば、複数のギアにより、回転手段6の回転力を、ターゲットホルダー5a及び5bの各回転軸の回転へと伝達できるように構成してもよい。
A first target holder 5a and a second target holder 5b are provided apart from each other in a plane parallel to the transport direction transported by the substrate transport means 4. A pulley 24a is fixedly provided on the rotating shaft of the first target holder 5a, and a pulley 24b is fixedly provided on the rotating shaft of the second target holder 5b.
The driving pulley 14 fixed to the shaft 23 of the rotating means 6 and the first pulley 24a fixed to the shaft of the target holder 5a are connected via the first belt 12. Thereby, the rotational force of the rotating means 6 is transmitted to the first pulley 24a via the first belt 12, and the target holder 5a can be rotated around the rotation axis. Similarly, the first pulley 24 a and the second pulley 24 b are connected via the second belt 13. Thereby, the rotational force of the first pulley 24a is transmitted to the first pulley 24a via the second belt 13, and the target holder 5a can be rotated around the rotation axis.
As described above, according to the present invention, it is possible to rotate a plurality of target holders with a single motor, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the device and reduce the size of the device.
In the present example, the first rotation transmission means includes the drive pulley 14, the first belt 12, and the first pulley 24a. The second rotation transmission means includes a first pulley 24a, a second belt 13, and a second pulley 24b. However, the configurations of the first rotation transmission means and the second rotation transmission means are not limited to these. For example, the rotation force of the rotation means 6 is applied to the rotation shafts of the target holders 5a and 5b by a plurality of gears. You may comprise so that it can transmit to rotation of this.

処理チャンバ2の側壁には、基板3を搬入するための搬入口30と、搬出するための搬出口31が設けられている。搬入口30から搬入された基板3は、基板搬送手段4によって、水平に保持されながら図2の右方向から左方向に向かって、停止させることなく、一定速度で搬送され、搬出口31から搬出される。この間、搬送された基板3の上面には、ターゲットホルダー5に保持されたターゲットに電力供給手段8に電力を供給することにより、スパッタリング成膜が行なわれる。   On the side wall of the processing chamber 2, a carry-in port 30 for loading the substrate 3 and a carry-out port 31 for carrying it out are provided. The substrate 3 carried in from the carry-in entrance 30 is carried at a constant speed without being stopped from the right direction to the left direction in FIG. Is done. Meanwhile, sputtering film formation is performed on the upper surface of the transferred substrate 3 by supplying power to the power supply means 8 to the target held by the target holder 5.

図3は、ターゲットホルダー5の内部構成を説明する概略断面図である。ターゲットホルダー5の内部には、マグネット28を下方に向けて固定する固定軸26が設けられている。マグネットユニット28は、異極性の磁石が交互に配置され、ターゲットホルダー5の下方側に、プラズマを閉じ込めるための磁力線を形成する。
つまり、本発明におけるロータリーカソードは、マグネット28がターゲットホルダー5の下部に配置されている。そのため、円筒状のターゲットの全面をスパッタリングするため、ターゲットホルダー5を回転している。また、図3には示されていないが、固定軸26の内部には、マグネット28及びターゲットホルダーを冷却する冷却水を流すための配管が設けられている。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating the internal configuration of the target holder 5. Inside the target holder 5, a fixed shaft 26 for fixing the magnet 28 downward is provided. In the magnet unit 28, magnets of different polarities are alternately arranged, and magnetic lines of force for confining plasma are formed below the target holder 5.
That is, in the rotary cathode according to the present invention, the magnet 28 is disposed below the target holder 5. Therefore, the target holder 5 is rotated in order to sputter the entire surface of the cylindrical target. Although not shown in FIG. 3, a pipe for flowing cooling water for cooling the magnet 28 and the target holder is provided inside the fixed shaft 26.

基板が一定の間隔を空けて次々に搬入される搬送成膜方式では、一般的に、大量の基板を効率よく成膜できることの他に、比較的小型のターゲットで大型の基板に対して均一に成膜できるという利点がある。   In general, the transfer film formation method in which substrates are successively loaded with a certain interval, in addition to being able to efficiently form a large number of substrates, in addition to a relatively small target, it can be uniformly applied to a large substrate. There is an advantage that a film can be formed.

(第2実施形態)
次に、図4、図5を参照して、第2実施形態に係るターゲットホルダーの回転機構について説明する。図4は、本実施形態における図1に示すA−A断面からみた、ターゲットホルダーの回転機構の側断面図である。図5は、図4に示すZ−Z断面からみた、ターゲットホルダー及び回転機構の側面図である。
(Second Embodiment)
Next, a rotation mechanism of the target holder according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a side sectional view of the rotation mechanism of the target holder as seen from the AA section shown in FIG. 1 in the present embodiment. FIG. 5 is a side view of the target holder and the rotation mechanism as seen from the ZZ cross section shown in FIG. 4.

本実施形態のスパッタリング装置1は、図2に示したスパッタリング装置1と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態におけるスパッタリング装置は、第1実施形態におけるスパッタリング装置と同様に、2つのターゲットホルダー5a、5bを備えている。但し、本実施形態における2つのターゲットホルダー5a、5bは、第1実施形態におけるスパッタリング装置と異なり、搬送される基板の搬送方向に対して鉛直方向の面内に設けられている。また、本実施形態におけるスパッタリング装置は、第1実施形態におけるスパッタリング装置と異なり、この2つのターゲットホルダー5a、5bの位置を、互いに入れ替える回転機構を備えている。以下、図4及び図5を参照して、詳述する。   The sputtering apparatus 1 of the present embodiment has basically the same configuration as the sputtering apparatus 1 shown in FIG. 2, and the same reference numerals are given to the same structural members, and detailed description thereof is omitted. . The sputtering apparatus in the present embodiment includes two target holders 5a and 5b, similarly to the sputtering apparatus in the first embodiment. However, unlike the sputtering apparatus in the first embodiment, the two target holders 5a and 5b in the present embodiment are provided in a plane perpendicular to the transport direction of the substrate to be transported. Further, unlike the sputtering apparatus in the first embodiment, the sputtering apparatus in the present embodiment includes a rotation mechanism that exchanges the positions of the two target holders 5a and 5b with each other. Hereinafter, a detailed description will be given with reference to FIGS.

図4に示すように、ターゲットホルダー5aとターゲットホルダー5bは、搬送される基板の搬送方向に対して鉛直方向の面内に設けられている。プーリー24a及び24bから等距離にある位置には、アイドルプーリー25が回転自在に設けられている。
図5に示すように、ターゲットホルダー5aには、シャフト21aを介して、プーリー24aが固定されている。同様に、ターゲットホルダー5bには、シャフト21bを介して、プーリー24bが固定されている。処理チャンバ2の内壁には、回転導入機34及びシール部材33を介して、円盤状の支持板(支持手段)11が回転自在に配置されている。シール部材33としては、一般にOリングが用いられる。支持板11には、前述したシャフト21a、21bを挿通するための挿通口40a、40bが設けられている。挿通口40a、40bとシャフト21a、21bとの隙間を塞ぐために、支持板11の片面側には回転導入機31とシール部材32が設けられている。
As shown in FIG. 4, the target holder 5a and the target holder 5b are provided in a plane perpendicular to the transport direction of the substrate to be transported. An idle pulley 25 is rotatably provided at a position equidistant from the pulleys 24a and 24b.
As shown in FIG. 5, a pulley 24a is fixed to the target holder 5a via a shaft 21a. Similarly, a pulley 24b is fixed to the target holder 5b via a shaft 21b. A disk-shaped support plate (support means) 11 is rotatably disposed on the inner wall of the processing chamber 2 via a rotation introducing device 34 and a seal member 33. As the seal member 33, an O-ring is generally used. The support plate 11 is provided with insertion openings 40a and 40b for inserting the shafts 21a and 21b described above. In order to close the gap between the insertion ports 40a, 40b and the shafts 21a, 21b, a rotation introducing device 31 and a seal member 32 are provided on one side of the support plate 11.

図6にアイドルプーリー25の構造を示す。アイドルプーリー25は、円盤状の支持板11に固定されたシャフト25aと、シャフト25aの周りに設けられたベアリング25bと、ベアリング25bの周囲に回転自在に設けられた外周リング25cを備えている。アイドルプーリー25は、プーリー24a、プーリー24cをベルト13を介して回転するように取り付けられており、ベルト13をテンショナーの役割を果たしている。なお、アイドルプーリー25は、必須ではなく、例えば、図7に示すように、プーリー24a、24bの径の大きさより、プーリー20の径の大きさを小さくするようにしてもよい。また、アイドルプーリー15、18、及び19も同様の構造である。   FIG. 6 shows the structure of the idle pulley 25. The idle pulley 25 includes a shaft 25a fixed to the disk-shaped support plate 11, a bearing 25b provided around the shaft 25a, and an outer peripheral ring 25c provided rotatably around the bearing 25b. The idle pulley 25 is attached so that the pulley 24a and the pulley 24c rotate through the belt 13, and the belt 13 serves as a tensioner. The idle pulley 25 is not essential. For example, as shown in FIG. 7, the diameter of the pulley 20 may be smaller than the diameter of the pulleys 24a and 24b. The idle pulleys 15, 18, and 19 have the same structure.

次に、2つのターゲットホルダー5a、5bの位置を互いに交換する位置交換機構の構造について説明する。
位置交換機構は、回転手段6のシャフト23に回転自在に設けられたアイドルプーリー15と、支持手段11の回転軸となるシャフト35と、シャフト35に固定されたプーリー18と、アイドルプーリー15とプーリー18とを互いに連結するベルト16、アイドルプーリー15とシャフトとを結合又は切り離しするクラッチ22と、を備えている。このクラッチ22は、回転手段6の回転を支持手段11の回転へと回転力の伝達又は非伝達を切り替えるための切替手段に該当する。
なお、本例では本発明の第3回転伝達手段は、アイドルプーリー15、ベルト16、プーリー18、及びシャフト35よりなる。しかし、第3回転伝達手段の構成は、これらに限定されるものではなく、例えば、複数のギアにより、回転手段の回転力を支持手段11の回転軸(シャフト35)の回転へと伝達できるように構成してもよい。また、回転精度の観点から、第1回転伝達手段及び第2回転伝達手段は、第3回転伝達手段より、第1ターゲットホルダー5a及び第2ターゲットホルダー5bの側に位置している。
Next, the structure of the position exchange mechanism that exchanges the positions of the two target holders 5a and 5b with each other will be described.
The position exchange mechanism includes an idle pulley 15 that is rotatably provided on the shaft 23 of the rotation means 6, a shaft 35 that is a rotation shaft of the support means 11, a pulley 18 that is fixed to the shaft 35, an idle pulley 15 and a pulley. 18, and a clutch 16 that connects or disconnects the idle pulley 15 and the shaft. The clutch 22 corresponds to a switching unit for switching transmission or non-transmission of rotational force from rotation of the rotation unit 6 to rotation of the support unit 11.
In the present example, the third rotation transmission means of the present invention includes an idle pulley 15, a belt 16, a pulley 18, and a shaft 35. However, the configuration of the third rotation transmission means is not limited to these, and for example, the rotational force of the rotation means can be transmitted to the rotation of the rotation shaft (shaft 35) of the support means 11 by a plurality of gears. You may comprise. Further, from the viewpoint of rotation accuracy, the first rotation transmission unit and the second rotation transmission unit are located closer to the first target holder 5a and the second target holder 5b than the third rotation transmission unit.

次に、単一のモーター6により、2つのターゲットホルダー5a、5bがそれぞれの回転軸に対して回転する動作を説明する。
まずモーター6の回転により、駆動プーリー14が回転する。駆動プーリー14が回転すると、駆動プーリー14と連結されたベルト12を介して、アイドルプーリー19と、アイドルプーリー19に固定されたプーリー20がともに回転する。図6を用いて前述したように、アイドルプーリー19及び20はシャフト35に対して空回転する。このアイドルプーリー19及び20の空回転は、ベルト13を介して、プーリー24a、24b、25を回転させる。このようにして、モーター6の回転力により、ターゲットホルダー5a、5bは、それぞれの回転軸21a、21bに対して回転することができる。なお、アイドルプーリー19及び20は、一つのアイドルプーリーとして一体に構成してもよい。
Next, an operation in which the two target holders 5a and 5b are rotated with respect to the respective rotation axes by the single motor 6 will be described.
First, the drive pulley 14 is rotated by the rotation of the motor 6. When the drive pulley 14 rotates, the idle pulley 19 and the pulley 20 fixed to the idle pulley 19 rotate together via the belt 12 connected to the drive pulley 14. As described above with reference to FIG. 6, the idle pulleys 19 and 20 rotate idly with respect to the shaft 35. The idle rotation of the idle pulleys 19 and 20 causes the pulleys 24 a, 24 b and 25 to rotate via the belt 13. In this manner, the target holders 5a and 5b can rotate with respect to the respective rotation shafts 21a and 21b by the rotational force of the motor 6. In addition, you may comprise the idle pulleys 19 and 20 integrally as one idle pulley.

図4に示すように、下方のターゲットホルダー5bに備え付けられたターゲットは、前述したように、下方に向けられたマグネットにより、ターゲットの下側のみがスパッタリングされる。但し、ターゲットホルダー5bは絶えず回転するので、ターゲットは、全周面にわたってスパッタリングされる。このスパッタ粒子により、基板搬送手段4によって搬送された基板上に、均質な膜が形成される。こうしてターゲットは所定数回転すると、このターゲットは全周にわたってエロージョンが形成され、ターゲットの交換寿命に達する。
一方、上方のターゲットホルダー5aに備え付けられたターゲットは、プラズマに晒されておらず、スパッタリングされない。但し、このターゲットホルダー5aも前述したとおり、モーター6により、常時回転している。
As shown in FIG. 4, as described above, only the lower side of the target is sputtered by the magnet directed downward in the target provided in the lower target holder 5b. However, since the target holder 5b rotates continuously, the target is sputtered over the entire circumferential surface. A homogeneous film is formed on the substrate transported by the substrate transport means 4 by the sputtered particles. Thus, when the target rotates a predetermined number of times, erosion is formed over the entire circumference, and the target replacement life is reached.
On the other hand, the target provided in the upper target holder 5a is not exposed to plasma and is not sputtered. However, the target holder 5a is always rotated by the motor 6 as described above.

次に、モーター6により、2つのターゲットホルダー5a、5bの位置が互いに交換させる回転動作を説明する。この回転工程により、処理チャンバ内で、使用済みのターゲットを、使用されていないターゲットと、大気に晒すことなく交換することができる。
通常成膜時、前述したとおり、シャフト23の回転は、駆動プーリー14を介して、ベルト12を伝わり、さらにプーリー19及びプーリー20からベルト13を介してターゲットホルダー5a、5bを回転させている。このとき、モーター6のシャフト23とアイドルプーリー15とは、クラッチ22により切り離された状態で、シャフト23のみが空回りしている。一方、2つのターゲットホルダー5a、5bの位置を交換させる場合は、クラッチ22により、シャフト23とアイドルプーリー15とが固定される。これにより、モーター6の回転はシャフト23からアイドルプーリー15を介し、ベルト16を伝わり、プーリー18を回転させる。プーリー18はシャフト17に固定されており、プーリー18の回転はシャフト17を介し、支持板11を180°回転させる。この支持板11の半回転により、2つのターゲットホルダー5a、5bの位置を入れ替えることができる。以上により、ターゲットホルダー5bに取り付けられたターゲットを用いて、スパッタリング成膜を実施し、その後、このターゲットが寿命に達したとき、ターゲットホルダー5bと、ターゲットホルダー5aとの位置が交換される。これにより真空を破ることなくターゲットの変更が行うことができる。
Next, a rotation operation in which the positions of the two target holders 5a and 5b are exchanged with each other by the motor 6 will be described. By this rotation process, the used target can be exchanged with an unused target without being exposed to the atmosphere in the processing chamber.
During normal film formation, as described above, the rotation of the shaft 23 is transmitted through the belt 12 via the drive pulley 14, and the target holders 5 a and 5 b are rotated from the pulley 19 and the pulley 20 via the belt 13. At this time, the shaft 23 of the motor 6 and the idle pulley 15 are separated by the clutch 22 and only the shaft 23 is idle. On the other hand, when the positions of the two target holders 5 a and 5 b are exchanged, the shaft 23 and the idle pulley 15 are fixed by the clutch 22. Thus, the rotation of the motor 6 is transmitted from the shaft 23 through the idle pulley 15 to the belt 16 and rotates the pulley 18. The pulley 18 is fixed to the shaft 17, and the rotation of the pulley 18 rotates the support plate 11 by 180 ° via the shaft 17. By the half rotation of the support plate 11, the positions of the two target holders 5a and 5b can be exchanged. As described above, sputtering film formation is performed using the target attached to the target holder 5b, and when the target reaches the end of its life, the positions of the target holder 5b and the target holder 5a are exchanged. Thereby, the target can be changed without breaking the vacuum.

(第3実施形態)
図8を参照して、第3実施形態に係るターゲットホルダーの回転機構について説明する。図8は、本実施形態における図1に示すA−A断面からみた、ターゲットホルダーの回転機構の側断面図である。
(Third embodiment)
With reference to FIG. 8, the rotation mechanism of the target holder which concerns on 3rd Embodiment is demonstrated. FIG. 8 is a side sectional view of the rotation mechanism of the target holder as seen from the AA section shown in FIG. 1 in the present embodiment.

本実施形態のスパッタリング装置1は、図4及び図5に示したスパッタリング装置1と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。図8の側断面図は、図5で示した第2実施形態における回転機構と、基本的に同一であるので、省略する。本実施形態におけるスパッタリング装置は、図4に示した第2実施形態におけるスパッタリング装置と異なり、ターゲットホルダー5cを追加的に備えている。3つのターゲットホルダー5a、5b、5cの各回転軸は、円盤状の支持板11の回転軸から等距離で、かつ正三角形上に設けられている。円盤状の支持板11には、3つのターゲットホルダー5a、5b、5cの各シャフトを挿通するための3つの挿通口が設けられている。3つのターゲットホルダー5a、5b、5cの各シャフトの一端には、プーリー24a、24b、24cを備えている。このプーリー24a、24b、24cには、互いに連結するためのベルト13が設けられている。   The sputtering apparatus 1 of the present embodiment has basically the same configuration as the sputtering apparatus 1 shown in FIG. 4 and FIG. Is omitted. The side sectional view of FIG. 8 is basically the same as the rotation mechanism in the second embodiment shown in FIG. Unlike the sputtering apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 4, the sputtering apparatus according to the present embodiment additionally includes a target holder 5c. The rotation axes of the three target holders 5a, 5b, and 5c are equidistant from the rotation axis of the disk-shaped support plate 11 and are provided on an equilateral triangle. The disc-shaped support plate 11 is provided with three insertion openings for inserting the shafts of the three target holders 5a, 5b, and 5c. One end of each shaft of the three target holders 5a, 5b, 5c is provided with pulleys 24a, 24b, 24c. The pulleys 24a, 24b, and 24c are provided with belts 13 that are connected to each other.

次に、単一のモーター6により、3つのターゲットホルダー5a、5b、5cがそれぞれの回転軸に対して回転する動作を説明する。
まずモーター6の回転により、駆動プーリー14が回転する。駆動プーリー14が回転すると、駆動プーリー14と連結されたベルト12を介して、アイドルプーリー19と、アイドルプーリー19に固定されたプーリー20がともに回転する。アイドルプーリー19及び20はシャフト35に対して空回転する構造となっているので、アイドルプーリー19及び20はシャフト35に対して、空回転する。このアイドルプーリー19及び20の空回転は、ベルト16を介して、プーリー24a、24b、24cを回転させる。このようにして、モーター6の回転力により、ターゲットホルダー5a、5bは、それぞれの回転軸21a、21bに対して回転することができる。
なお、本例では、第4回転伝達手段は、駆動プーリー14、ベルト12、アイドルプーリー19、アイドルプーリー20、ベルト13、プーリー24cよりなる。しかし、第4回転伝達手段の構成は、これらに限定されるものではなく、例えば、複数のギアにより、回転手段の回転力をターゲットホルダー21cの回転軸の回転へと伝達できるように構成してもよい。
Next, an operation in which the three target holders 5a, 5b, and 5c are rotated with respect to the respective rotation axes by the single motor 6 will be described.
First, the drive pulley 14 is rotated by the rotation of the motor 6. When the drive pulley 14 rotates, the idle pulley 19 and the pulley 20 fixed to the idle pulley 19 rotate together via the belt 12 connected to the drive pulley 14. Since the idle pulleys 19 and 20 are configured to idle with respect to the shaft 35, the idle pulleys 19 and 20 rotate idly with respect to the shaft 35. The idle rotation of the idle pulleys 19 and 20 causes the pulleys 24 a, 24 b and 24 c to rotate via the belt 16. In this manner, the target holders 5a and 5b can rotate with respect to the respective rotation shafts 21a and 21b by the rotational force of the motor 6.
In the present example, the fourth rotation transmission means includes a drive pulley 14, a belt 12, an idle pulley 19, an idle pulley 20, a belt 13, and a pulley 24c. However, the configuration of the fourth rotation transmission means is not limited to these, and for example, it is configured such that the rotational force of the rotation means can be transmitted to the rotation of the rotation shaft of the target holder 21c by a plurality of gears. Also good.

図8に示すように、下方のターゲットホルダー5cに備え付けられたターゲットは、前述したように、下方に向けられたマグネットにより、ターゲットの下側のみがスパッタリングされる。但し、ターゲットホルダー5cは絶えず回転するので、ターゲットは、全周面にわたってスパッタリングされる。こうして所定数回転すると、このターゲットは全周にエロージョンが形成され、ターゲットの交換寿命に達する。
一方、上方のターゲットホルダー5a、5bに備え付けられたターゲットは、プラズマに晒されておらず、スパッタリングされない。但し、これらのターゲットホルダー5a、5bも前述したとおり、モーター6により、常時回転している。
As shown in FIG. 8, the target provided in the lower target holder 5c is sputtered only on the lower side of the target by the magnet directed downward as described above. However, since the target holder 5c rotates continuously, the target is sputtered over the entire circumferential surface. When the target is rotated a predetermined number of times, erosion is formed on the entire circumference, and the target replacement life is reached.
On the other hand, the targets provided in the upper target holders 5a and 5b are not exposed to plasma and are not sputtered. However, these target holders 5a and 5b are always rotated by the motor 6 as described above.

次に、モーター6により、3つのターゲットホルダー5a、5b、5cの位置が交換させる回転動作を説明する。この回転工程により、処理チャンバ内で、使用済みのターゲットを、使用されていないターゲットと、大気に晒すことなく交換することができる。
通常成膜時、前述したとおり、シャフト23の回転は、駆動プーリー14を介して、ベルト12を伝わり、さらにプーリー19及びプーリー20からベルト13を介してターゲットホルダー5a、5b、5cを回転させている。このとき、モーター6のシャフト23とアイドルプーリー15とは、クラッチ22により切り離された状態で、シャフト23のみが空回りしている。一方、3つのターゲットホルダー5a、5b、5cの位置を交換させる場合は、クラッチ22により、シャフト23とアイドルプーリー15とが固定される。これにより、モーター6の回転はシャフト23からアイドルプーリー15を介し、ベルト16を伝わり、プーリー18を回転させる。プーリー18はシャフト17に固定されており、プーリー18の回転はシャフト17を介し、支持板11を120°回転させる。この支持板11の120°回転により、3つのターゲットホルダー5a、5b、5cの位置を入れ替えることができる。以上により、ターゲットホルダー5cに取り付けられたターゲットを用いて、スパッタリング成膜を実施し、その後、このターゲットが寿命に達したとき、ターゲットホルダー5aのターゲットが下方に位置される。このターゲットホルダー5aのターゲットを用いて、スパッタリング成膜を実施し、その後、このターゲットが寿命に達したとき、ターゲットホルダー5bが下方に位置される。このように本実施形態のスパッタリング装置は、真空を破ることなくターゲットの変更が行うことができる。
Next, the rotation operation in which the positions of the three target holders 5a, 5b, and 5c are exchanged by the motor 6 will be described. By this rotation process, the used target can be exchanged with an unused target without being exposed to the atmosphere in the processing chamber.
During normal film formation, as described above, the rotation of the shaft 23 is transmitted through the belt 12 via the drive pulley 14, and the target holders 5 a, 5 b, and 5 c are rotated from the pulley 19 and the pulley 20 via the belt 13. Yes. At this time, the shaft 23 of the motor 6 and the idle pulley 15 are separated by the clutch 22 and only the shaft 23 is idle. On the other hand, when the positions of the three target holders 5 a, 5 b, and 5 c are exchanged, the shaft 23 and the idle pulley 15 are fixed by the clutch 22. Thus, the rotation of the motor 6 is transmitted from the shaft 23 through the idle pulley 15 to the belt 16 and rotates the pulley 18. The pulley 18 is fixed to the shaft 17, and the rotation of the pulley 18 rotates the support plate 11 by 120 ° via the shaft 17. By rotating the support plate 11 by 120 °, the positions of the three target holders 5a, 5b, and 5c can be exchanged. As described above, sputtering film formation is performed using the target attached to the target holder 5c, and when this target reaches the end of its life, the target of the target holder 5a is positioned below. Sputtering film formation is performed using the target of the target holder 5a, and when the target reaches the end of its life, the target holder 5b is positioned below. Thus, the sputtering apparatus of this embodiment can change the target without breaking the vacuum.

なお、本発明のスパッタリング装置は、各実施形態で述べられたいかなる特徴をも組み合わせることによって構成することができる。また、上述の実施形態では、ターゲットホルダーが2個、又は3個の場合を取り上げたが、これに限定されるものではなく、2個以上であってもよい。   Note that the sputtering apparatus of the present invention can be configured by combining any feature described in each embodiment. Moreover, although the case where the number of target holders was two or three was taken up in the above-mentioned embodiment, it is not limited to this, Two or more may be sufficient.

1 スパッタリング装置
2 処理チャンバ
3 基板
4 基板搬送手段(ローラー)
5 ターゲットホルダー
6 モーター
7 ガス導入手段
8 電力供給手段
9 端ブロック
10 排気手段
11 支持板
12、13、16 ベルト
14 駆動プーリー
20、24 プーリー
15、18、19、25 アイドルプーリー
21 シャフト
22 クラッチ機構(切替手段)
23 シャフト(駆動プーリー)
26 固定軸
28 マグネットユニット
30 磁力線
31 回転導入機
32 シール部材
33 シール部材
40 挿通口



DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sputtering apparatus 2 Processing chamber 3 Substrate 4 Substrate conveyance means (roller)
5 Target holder 6 Motor 7 Gas introduction means 8 Power supply means 9 End block 10 Exhaust means 11 Support plates 12, 13, 16 Belt 14 Drive pulley 20, 24 Pulley 15, 18, 19, 25 Idle pulley 21 Shaft 22 Clutch mechanism Switching means)
23 Shaft (drive pulley)
26 Fixed shaft 28 Magnet unit 30 Line of magnetic force 31 Rotation introducing machine 32 Seal member 33 Seal member 40 Insertion port



Claims (5)

処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に設けられ、基板を搬送する基板搬送手段と、
基板にスパッタリング成膜するための円筒状のターゲットを保持し、かつ第1回転軸を有する第1ターゲットホルダーと、
基板にスパッタリング成膜するための円筒状のターゲットを保持し、かつ第2回転軸を有する第2ターゲットホルダーと、
前記第1ターゲットホルダーと前記第2ターゲットホルダーとを各回転軸に対して回転するための回転手段と、
前記回転手段の回転を、前記第1ターゲットホルダーの前記第1回転軸に伝達する第1回転伝達手段と、
前記回転手段の回転を、前記第2ターゲットホルダーの前記第2回転軸に伝達する第2回転伝達手段と、
を備えることを特徴とするスパッタリング装置。
A processing chamber;
A substrate transfer means provided in the processing chamber for transferring a substrate;
A first target holder for holding a cylindrical target for sputtering film formation on a substrate and having a first rotation axis;
A second target holder for holding a cylindrical target for sputtering film formation on the substrate and having a second rotation axis;
A rotating means for rotating the first target holder and the second target holder with respect to each rotation axis;
First rotation transmitting means for transmitting rotation of the rotating means to the first rotating shaft of the first target holder;
Second rotation transmitting means for transmitting rotation of the rotating means to the second rotating shaft of the second target holder;
A sputtering apparatus comprising:
前記第1回転軸及び前記第2回転軸を支持する支持手段と、
前記回転手段の回転を前記支持手段の回転へと伝達するための第3回転伝達手段と、
前記第3回転伝達手段の伝達又は非伝達を切り替えるための切替手段と、
を備え、
前記切替手段により、前記回転手段の回転を、前記第3回転伝達手段を介して、前記支持手段を回転させることにより、前記第1ターゲットホルダーと前記第2ターゲットホルダーとの位置が交換可能に構成されている請求項1に記載のスパッタリング装置。
Support means for supporting the first rotating shaft and the second rotating shaft;
Third rotation transmission means for transmitting the rotation of the rotation means to the rotation of the support means;
Switching means for switching transmission or non-transmission of the third rotation transmission means;
With
The position of the first target holder and the second target holder can be exchanged by rotating the rotation means by the switching means and rotating the support means via the third rotation transmission means. The sputtering apparatus according to claim 1.
前記第1回転軸と前記支持手段との間、及び前記第2回転軸と前記支持手段との間には、シール部材が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のスパッタリング装置   2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein seal members are provided between the first rotating shaft and the support means and between the second rotating shaft and the support means. 前記第1回転伝達手段及び前記第2回転伝達手段は、前記第3回転伝達手段より、前記第1ターゲットホルダー及び第2ターゲットホルダー側に位置することを特徴とする請求項1に記載のスパッタリング装置。   2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the first rotation transmission unit and the second rotation transmission unit are located closer to the first target holder and the second target holder than the third rotation transmission unit. . 基板にスパッタリング成膜するための円筒状のターゲットを保持し、かつ第3回転軸を有する第3ターゲットホルダーと、
前記回転手段の回転を、前記第3ターゲットホルダーの前記第3回転軸に伝達する第4回転伝達手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載のスパッタリング装置。


A third target holder for holding a cylindrical target for sputtering film formation on the substrate and having a third rotation axis;
The sputtering apparatus according to claim 1, further comprising: a fourth rotation transmission unit that transmits the rotation of the rotation unit to the third rotation shaft of the third target holder.


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