JP2014109058A - Film deposition apparatus characterized in stage for mounting film-deposited object - Google Patents

Film deposition apparatus characterized in stage for mounting film-deposited object Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film deposition apparatus capable of: uniformly depositing a film on a film-deposited object; being manufactured and maintained at a low cost with a simple structure; and using a chamber efficiently to reduce film-deposition cost.SOLUTION: A film-deposition apparatus is provided, in which a stage 6 for mounting a film-deposited object H thereon is arranged on a rotary body 7 provided inside a chamber 2. The rotary body 7 is configured to rotate about a perpendicular rotating shaft 10 by predetermined drive mechanisms 11 and 13, and is provided with an inclination part 15 at an upper part thereof. The stage 6 is slidably arranged on the inclination part 15, and is engaged to a fixing member 25 inside the chamber 2 via a predetermined swinging mechanism 8 so as not to rotate with respect to the chamber 2.

Description

本発明は、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の物理的蒸着法により薄膜を形成する成膜装置に関するものであり、被成膜品を載置するステージに特徴を有する成膜装置に関するものである。   The present invention relates to a film forming apparatus for forming a thin film by a physical vapor deposition method such as vacuum vapor deposition, ion plating, sputtering, etc., and relates to a film forming apparatus characterized by a stage on which a film-formed product is placed. is there.

樹脂成形品の表面に数百nm〜数μmオーダの薄膜が成膜されている成形品として、例えば車両に装備されているドアレバーやランプ、あるいは化粧品容器や家具の装飾部品等を挙げることがきる。このような成膜された成形品は、軽量であり、金属光沢によって高級感を感じさせるので適用分野が増えている。   Examples of the molded product having a thin film of the order of several hundreds of nanometers to several μm on the surface of the resin molded product include door levers and lamps installed in vehicles, decorative parts of cosmetic containers and furniture, and the like. . Such a formed article is light in weight and has an increased application field because it gives a high-class feeling due to metallic luster.

被成膜品は、従来周知のように射出成形によって得られ、これに成膜する成膜方法も周知であるが、色々な方法がある。例えば成膜しようとする被成膜品をステージに載せてステンレス、アルミニウム等のターゲットに対向させておき、数Pa〜数十Pa程度のアルゴンガス雰囲気中でターゲットには数kVの負の電圧を、ステージには正の電圧を印加して、放電によってプラズマを発生させてアルゴン正イオンをターゲットにスパッタリングさせ、ターゲットから飛び出したターゲット分子によって薄膜を形成するスパッタリング方法が知られている。この他に、真空容器の中に基板と蒸発源とを収納して成膜する真空成膜法、基板に数kVの負の電圧を印加し数Paのアルゴンガスの圧力下で真空成膜をするイオンプレーティング方法等も知られており、これらはいずれも物理的蒸着法と言うことができる。   The film-formed product is obtained by injection molding as is well known in the art, and a film forming method for forming a film thereon is also well known, but there are various methods. For example, an article to be deposited is placed on a stage and opposed to a target such as stainless steel or aluminum, and a negative voltage of several kV is applied to the target in an argon gas atmosphere of several Pa to several tens Pa. A sputtering method is known in which a positive voltage is applied to the stage, plasma is generated by discharge, and argon positive ions are sputtered onto the target, and a thin film is formed by target molecules jumping out of the target. In addition to this, a vacuum film formation method in which a substrate and an evaporation source are housed in a vacuum vessel, and a vacuum film formation is performed under a pressure of several Pa of argon gas by applying a negative voltage of several kV to the substrate. Also known are ion plating methods and the like, all of which can be referred to as physical vapor deposition methods.

このような成膜方法は、チャンバを備えた成膜装置で実施する。ターゲットから飛び出すターゲット分子は直線状に飛ぶので、凹凸のある被成膜品の場合、ターゲットから陰になる部分についてはターゲット分子が到達できない。実際にはチャンバ内にわずかな気体分子が残存していて、所定の割合のターゲット分子はこれらに散乱されるので、ターゲットから陰になる部分についてもある程度ターゲット分子は到達して成膜はされる。しかしながら成膜は不十分になって、ムラが生じてしまう。そこで、凹凸のある被成膜品であってもムラ無く成膜できる成膜装置が色々提案されている。   Such a film forming method is performed by a film forming apparatus including a chamber. Since the target molecules that jump out of the target fly linearly, in the case of a film-formed product with unevenness, the target molecules cannot reach the portion that is shaded from the target. Actually, a few gas molecules remain in the chamber, and a predetermined proportion of target molecules are scattered by them, so that the target molecules reach a certain extent even in the shadowed part from the target, and the film is formed. . However, film formation becomes insufficient and unevenness occurs. In view of this, various film forming apparatuses have been proposed that can form a film without unevenness even on an uneven film-forming product.

特開平10−121237号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-121237 特開2006−104514号公報JP 2006-104514 A

特許文献1には、半導体ウエハを製造するための成膜装置が記載されている。この成膜装置は、第1、2のモータによって被成膜品を載置するステージが駆動されるようになっている。詳しく説明すると第2のモータはチャンバの底面中央部に設けられ、その回転軸はチャンバの底面に対して垂直に立っている。そして円柱状の支持具がこの回転軸に固定され回転されるようになっている。このような支持具の先端部には、支持具に対して所定の角度で支持部が固定されており、この支持部に第1のモータが埋め込まれている。そして第1のモータの回転軸に、被成膜品を載置する基板ホルダつまりステージが設けられている。このような機構によって、ステージは水平面に対して所定の角度で傾いた状態で第1のモータによって回転されるようになっており、さらに第2のモータによって回転されるようになっている。従ってステージは回転軸が首振りするいわゆる歳差運動のように駆動される。これによってステージに載置された被成膜品は傾斜角が変化するとともに、チャンバ内における水平位置も変化する複雑な運動をすることになり、被成膜品がターゲットを見込む角度が変化する。従って被成膜品に凹凸があっても、成膜時に陰になる部分を無くす、あるいは減少させることができ、均一な薄膜を形成することができる。なお、支持具に対する支持部の固定角度は、調整できるようになっている。   Patent Document 1 describes a film forming apparatus for manufacturing a semiconductor wafer. In this film forming apparatus, a stage on which a film-formed product is placed is driven by first and second motors. More specifically, the second motor is provided at the center of the bottom surface of the chamber, and its rotation axis stands perpendicular to the bottom surface of the chamber. A cylindrical support is fixed to the rotating shaft and rotated. A support portion is fixed at a predetermined angle with respect to the support tool at the distal end portion of such a support tool, and the first motor is embedded in the support portion. A substrate holder, that is, a stage, on which the film-formed product is placed is provided on the rotation shaft of the first motor. By such a mechanism, the stage is rotated by the first motor while being inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal plane, and is further rotated by the second motor. Therefore, the stage is driven like a so-called precession motion in which the rotation shaft swings. As a result, the film-formed product placed on the stage undergoes a complicated motion in which the inclination angle changes and the horizontal position in the chamber also changes, and the angle at which the film-formed product looks at the target changes. Therefore, even if the film-formed product has irregularities, it is possible to eliminate or reduce the shaded portion during film formation, and a uniform thin film can be formed. In addition, the fixed angle of the support part with respect to a support tool can be adjusted now.

特許文献2にも、被成膜品の傾斜角を変化させてターゲットを見込む角度を変化させ、それによって凹凸のある被成膜品であってもムラ無く成膜する成膜装置が記載されている。この成膜装置においては、被成膜品を載置するステージは、回転板と2個のモータによって駆動されるようになっている。概略的に説明すると、回転板は水平に回転するようになっており1個のモータによって駆動されるようになっている。この回転板の上面には、その回転軸から離間した位置に回転板に対して垂直に試料台軸が設けられている。この試料台軸にステージが設けられ、この試料台軸は別のモーターで回転するようになっている。従ってステージは、前者のモータによって公転し、後者のモータによって自転するようになっている。さらにステージは試料台軸にジンバル機構を介して設けられている。従って試料台軸に対して若干の揺動が許容されるようになっている。このようなステージは所定の傾斜支持台に接触するようになっており、これによってステージは水平面に対して所定の角度で傾斜した状態で自転及び公転することになる。従って被成膜品は複雑に駆動されることになり、ムラ無く成膜されることになる。   Patent Document 2 also describes a film forming apparatus that changes the tilt angle of a film formation product to change the angle at which the target is viewed, thereby forming a film without unevenness even on a film formation product with unevenness. Yes. In this film forming apparatus, the stage on which the film-formed product is placed is driven by a rotating plate and two motors. In brief, the rotating plate rotates horizontally and is driven by a single motor. On the upper surface of the rotating plate, a sample table shaft is provided perpendicular to the rotating plate at a position spaced from the rotating shaft. A stage is provided on the sample table axis, and the sample table axis is rotated by another motor. Accordingly, the stage is revolved by the former motor and is rotated by the latter motor. Furthermore, the stage is provided on the sample table axis via a gimbal mechanism. Accordingly, a slight swing is allowed with respect to the sample table axis. Such a stage comes into contact with a predetermined inclined support base, whereby the stage rotates and revolves while being inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal plane. Therefore, the film-formed product is driven in a complicated manner, and the film is formed without unevenness.

凹凸のある被成膜品であってもムラ無く成膜することができる、という点においては特許文献1に記載の成膜装置も特許文献2に記載の成膜装置も優れており問題はない。つまり成膜の品質については問題がない。しかしながら解決すべき課題も見受けられる。具体的にはコストの問題が見受けられる。コストの問題は2点あるが、第1の問題は成膜装置の製造・保守コストが嵩む点である。特許文献1、2に記載の装置においては、ステージに載置された被成膜品を傾斜角を変化させるだけでなくチャンバ内における水平位置も変化させるような複雑な運動をさせているが、被成膜品の陰になる部分を小さくするためには、チャンバ内における水平位置の変化は必要でなく、本来は被成膜品を歳差運動させれば十分であると言える。しかしながら特許文献1、2に記載の装置は、歳差運動に比してはるかに複雑な運動をさせるようになっていて、このために少なくとも2個のモータが必要であり構造も複雑になっている。従って装置の製造コストが嵩む。また構造が複雑で故障し易くなるので保守コストも嵩む。   The film forming apparatus described in Patent Document 1 and the film forming apparatus described in Patent Document 2 are excellent in that a film with unevenness can be formed without unevenness, and there is no problem. . That is, there is no problem with the quality of the film formation. However, there are also problems to be solved. Specifically, there is a problem of cost. There are two cost problems, but the first problem is that the manufacturing and maintenance costs of the film forming apparatus increase. In the apparatuses described in Patent Documents 1 and 2, the film-formed product placed on the stage is not only changed in inclination angle but also moved in a complicated manner to change the horizontal position in the chamber. In order to reduce the shaded portion of the film-formed product, it is not necessary to change the horizontal position in the chamber, and it can be said that it is sufficient to precess the film-formed product. However, the devices described in Patent Documents 1 and 2 make a much more complicated movement than the precession movement, which requires at least two motors and a complicated structure. Yes. Therefore, the manufacturing cost of the apparatus increases. In addition, since the structure is complicated and easily broken, maintenance costs increase.

コストの第2の問題は、被成膜品の成膜コストが嵩む点である。特許文献1に記載の成膜装置はステージが回転するようになっているのでチャンバの平面形状に拘わらず、ステージは円盤状に形成しなければならない。ところで成膜装置のチャンバは円筒状に形成してもいいが、被成膜品の搬入口は装置の側方に設けることが好ましい。そうするとチャンバは直方体状に形成されることが多い。つまり多くの成膜装置においてチャンバの平面形状は長方形になる。このようなチャンバにおいて円盤状のステージを設けるようにすると、チャンバに無駄な空間が生じてしまう。従って、例えば複数個の被成膜品を同時に成膜したい場合には、被成膜品を置くことができない無駄なエリアが生じてしまう。仮にチャンバの形状に合わせた長方形状のホルダを用意して、このホルダに複数の被成膜品を載せ、ホルダをステージに固定するようにすればチャンバを有効利用することができるかも知れない。しかしながらこのようにするとホルダもステージも回転できない。特許文献2に記載の成膜装置は、ステージは自転だけでなく公転するようにもなっているので、チャンバに比してステージの大きさはさらに小さくならざるを得ない。被成膜品を載置する面積がさらに小さくなってしまう。つまり特許文献1、2に記載の装置においては、チャンバに無駄なエリアが生じてチャンバを効率よく利用できないので、一度に成膜できる被成形品の個数が制限されて成膜コストが高くなってしまう。   The second problem of cost is that the film formation cost of the film-formed product increases. Since the stage rotates in the film forming apparatus described in Patent Document 1, the stage must be formed in a disk shape regardless of the planar shape of the chamber. By the way, the chamber of the film forming apparatus may be formed in a cylindrical shape, but it is preferable to provide the carry-in port for the film-formed product on the side of the apparatus. In this case, the chamber is often formed in a rectangular parallelepiped shape. That is, in many film forming apparatuses, the planar shape of the chamber is rectangular. If a disc-shaped stage is provided in such a chamber, a useless space is generated in the chamber. Therefore, for example, when it is desired to form a plurality of film formation products at the same time, a useless area where the film formation products cannot be placed is generated. If a rectangular holder that matches the shape of the chamber is prepared, a plurality of film-formed products are placed on the holder, and the holder is fixed to the stage, the chamber may be used effectively. However, in this way, neither the holder nor the stage can rotate. In the film forming apparatus described in Patent Document 2, since the stage revolves as well as rotates, the size of the stage must be further reduced as compared with the chamber. The area on which the film-formed product is placed is further reduced. In other words, in the apparatuses described in Patent Documents 1 and 2, since a useless area is generated in the chamber and the chamber cannot be used efficiently, the number of molded products that can be formed at one time is limited, and the film formation cost increases. End up.

他の問題も見受けられる。製造ラインにおいては射出成形機において成形された被成膜品を成膜装置に搬送したり、成膜装置において成膜された成膜品を他の装置に搬送するとき、ロボットアーム等によってハンドリングされることが多い。特許文献1、2に記載の装置においてはステージが回転するので、回転位置を正確に制御しないとステージ上に載置されている成膜品の回転位置が不定になる。そうするとロボットアームによって、成膜品を取り出すときにエラーが発生する可能性がある。回転位置を正確に制御しようとすると、回転角を検出するセンサ等が必要になりさらに製造コストが嵩んでしまう。   There are other problems. In a production line, when a film-formed product molded in an injection molding machine is transported to a film forming apparatus or a film-formed product formed in a film forming apparatus is transported to another apparatus, it is handled by a robot arm or the like. Often. In the apparatuses described in Patent Documents 1 and 2, since the stage rotates, the rotational position of the film-formed product placed on the stage becomes indefinite unless the rotational position is accurately controlled. In this case, an error may occur when the film is taken out by the robot arm. If the rotational position is to be accurately controlled, a sensor for detecting the rotational angle is required, which further increases manufacturing costs.

したがって、本発明は、凹凸のある被成膜品であってもムラ無く成膜して品質の高い薄膜を形成できる成膜装置であり、構造がシンプルで製造コスト・保守コストが小さく、チャンバを効率よく利用して成膜コストを小さくすることができる成膜装置を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention is a film forming apparatus capable of forming a high-quality thin film by forming a film without unevenness even if the film is uneven, and has a simple structure, low manufacturing cost and low maintenance cost, An object of the present invention is to provide a film forming apparatus that can be efficiently used to reduce the film forming cost.

本発明は、被成膜品が載置されるステージに特徴を有する成膜装置として構成され、ステージは、チャンバの底部に設けられている回転体の上に設けられる。回転体は上部に傾斜部を備え、所定の駆動機構によって鉛直の回転軸周りに回転されるようにする。傾斜部は回転軸に対して所定の角度で傾斜している。ステージはこのような傾斜部に摺動自在に設ける。そしてステージは、チャンバ内の固定部材に所定の揺動機構を介して係合して回転が規制されるようにする。   The present invention is configured as a film forming apparatus characterized by a stage on which a film-formed product is placed, and the stage is provided on a rotating body provided at the bottom of the chamber. The rotating body has an inclined portion at the top, and is rotated around a vertical rotation axis by a predetermined driving mechanism. The inclined portion is inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis. The stage is slidably provided on such an inclined portion. The stage is engaged with a fixed member in the chamber via a predetermined swing mechanism so that rotation is restricted.

すなわち、請求項1に記載の発明は、前記目的を達成するために、チャンバの底部に回転体が設けられ、該回転体の上に被成膜品が載置されるステージが設けられている成膜装置であって、前記回転体は所定の駆動機構によって鉛直の回転軸周りに回転されるようになっていると共にその上部が前記回転軸に対して所定の角度で傾斜した傾斜部になっており、前記ステージは前記傾斜部に摺動自在に設けられ、そして前記チャンバ内の固定部材に所定の揺動機構を介して係合されて回転が規制されていることを特徴とする成膜装置として構成される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の成膜装置において、前記傾斜部の前記回転軸に対する角度は調整可能になっていることを特徴とする成膜装置として構成される。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の成膜装置において、前記揺動機構は、前記固定部材に固定的に設けられている第1のピンと、前記ステージに固定的に設けられている第2のピンと、連結バーとからなり、前記連結バーの一方の端部は前記第1のピンに、他方の端部は前記第2のピンにそれぞれ回動自在に接続されていることを特徴とする成膜装置として構成される。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかの項に記載の成膜装置において、前記傾斜部と前記ステージはベアリングを介して接続されていることを特徴とする成膜装置として構成される。
That is, in order to achieve the object, the invention described in claim 1 is provided with a rotating body at the bottom of the chamber, and a stage on which a film-formed product is placed on the rotating body. In the film forming apparatus, the rotating body is rotated around a vertical rotation axis by a predetermined driving mechanism, and an upper portion thereof is an inclined portion inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis. The stage is slidably provided on the inclined portion, and is engaged with a fixing member in the chamber via a predetermined swinging mechanism to restrict rotation. Configured as a device.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the film forming apparatus according to the first aspect, wherein the angle of the inclined portion with respect to the rotation axis is adjustable.
According to a third aspect of the present invention, in the film forming apparatus according to the first or second aspect, the swing mechanism is fixed to the stage and a first pin fixedly provided to the fixing member. The connecting bar is composed of a second pin and a connecting bar. One end of the connecting bar is rotatably connected to the first pin and the other end is connected to the second pin. It is comprised as a film-forming apparatus characterized by having.
The invention according to claim 4 is the film forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the inclined portion and the stage are connected via a bearing. Configured as

以上のように本発明によると、成膜装置は、チャンバの底部に回転体が設けられ、該回転体の上に被成膜品が載置されるステージが設けられている。そして回転体は所定の駆動機構によって鉛直の回転軸周りに回転されるようになっていると共にその上部が回転軸に対して所定の角度で傾斜した傾斜部になっており、ステージは傾斜部に摺動自在に設けられ、そしてチャンバ内の固定部材に所定の揺動機構を介して係合されて回転が規制されている。このようにステージが設けられているので、ステージは回転が規制された状態で首振り運動をするように揺動する。従って、ステージ上に載置された被成膜品は、ターゲットを見込む角度が変化して、ターゲットから陰になる部分が無くなる。あるいは減少する。従って被成膜品をムラ無く成膜することができる。そしてこのようにステージを揺動させるには回転体を回転させるだけで済む。つまり実質的にモータは1個で済む。従って構造がシンプルで故障し難く製造コストおよび保守コストが小さい。またステージはチャンバに対して回転しないので、円盤状に形成する必要がない。つまりチャンバの形状に合わせて形成することができる。もしくは被成膜品を支持するホルダをチャンバの形状に合わせるように形成してステージに固定することもできる。このようにステージまたはホルダをチャンバの形状に合わせるようにすれば、チャンバ全体を使って被成膜品を成膜することができるので、大きな被成膜品であっても成膜できるし、複数個の成膜品を成膜する場合には一度に成膜できる個数も多く、効率が高い。つまり成膜コストが小さくなる。そしてステージは回転しないので、被成膜品の水平位置は変化せず、成膜された後の成膜品も同じ位置に位置する。換言すると回転位置が不変である。従ってロボットアーム等で被成膜品や成膜品を出し入れするときにハンドリングが容易になる。   As described above, according to the present invention, the film forming apparatus includes the rotating body at the bottom of the chamber, and the stage on which the film-deposited product is placed on the rotating body. The rotating body is rotated around a vertical rotation axis by a predetermined drive mechanism, and the upper part thereof is an inclined portion inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis, and the stage is arranged on the inclined portion. It is provided so as to be slidable, and is engaged with a fixed member in the chamber via a predetermined swing mechanism to restrict rotation. Since the stage is provided in this way, the stage swings so as to swing in a state where rotation is restricted. Therefore, in the film-formed product placed on the stage, the angle at which the target is viewed changes, and there is no portion hidden behind the target. Or it decreases. Therefore, the film-formed product can be formed without unevenness. In order to swing the stage in this way, it is only necessary to rotate the rotating body. That is, substantially one motor is sufficient. Therefore, the structure is simple, it is difficult to break down, and the manufacturing cost and maintenance cost are small. Further, since the stage does not rotate with respect to the chamber, it is not necessary to form the disk. That is, it can be formed in accordance with the shape of the chamber. Alternatively, a holder for supporting the film-formed product can be formed so as to match the shape of the chamber and fixed to the stage. If the stage or holder is matched to the shape of the chamber in this way, the film-formed product can be formed using the entire chamber, so even a large film-formed product can be formed. In the case of forming individual film-formed products, the number of films that can be formed at a time is large, and the efficiency is high. That is, the film formation cost is reduced. Since the stage does not rotate, the horizontal position of the film formation product does not change, and the film formation product after film formation is also located at the same position. In other words, the rotational position is unchanged. Therefore, handling is facilitated when a film-formed product or a film-formed product is taken in and out by a robot arm or the like.

本発明の実施の形態に係る成膜装置を模式的に示す正面図である。It is a front view which shows typically the film-forming apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る成膜装置の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of film-forming apparatus which concerns on embodiment of this invention.

本発明は、真空蒸着法、イオンプレーティング法等のような色々な物理的蒸着法を実施する成膜装置に適用することができるが、以下において説明する本発明の実施の形態に係る成膜装置1は、いわゆるスパッタリング法によって成膜する成膜装置である。本実施の形態に係る成膜装置1は図1に概略的に示されているが、従来の成膜装置と同様に、チャンバ2、このチャンバ2内から空気を吸引する真空源、空気が吸引されたチャンバ2内にアルゴンガスを供給するアルゴンガス供給源、ステンレスやアルミニウム等からなりチャンバ2の上部に設けられているターゲット4、被成膜品Hを載置するステージ6、ステージ6を含むチャンバ2とターゲット4との間に数kVの電圧を印加する電圧印加装置、等から構成されている。真空源、アルゴンガス供給源、電圧印加装置は、図1には示されていない。   The present invention can be applied to a film forming apparatus that performs various physical vapor deposition methods such as a vacuum vapor deposition method, an ion plating method, etc., but the film formation according to the embodiments of the present invention described below The apparatus 1 is a film forming apparatus that forms a film by a so-called sputtering method. A film forming apparatus 1 according to the present embodiment is schematically shown in FIG. 1, but like a conventional film forming apparatus, a chamber 2, a vacuum source for sucking air from the chamber 2, and air sucked An argon gas supply source for supplying argon gas into the chamber 2, a target 4 made of stainless steel, aluminum, or the like, provided on the upper portion of the chamber 2, a stage 6 on which the film-formed product H is placed, and a stage 6. A voltage applying device for applying a voltage of several kV between the chamber 2 and the target 4 is configured. The vacuum source, the argon gas supply source, and the voltage application device are not shown in FIG.

本実施の形態に係る成膜装置1はステージ6に特徴があり、ステージ6は回転が規制された状態で揺動するようになっている。このような揺動を実現するためにステージ6は、次に説明するように所定の構造を備えた回転体7の上に設けられていると共に、チャンバ2内の固定部材に揺動機構8を介して係合されている。   The film forming apparatus 1 according to the present embodiment is characterized by a stage 6, and the stage 6 swings in a state where the rotation is restricted. In order to realize such swinging, the stage 6 is provided on a rotating body 7 having a predetermined structure as described below, and the swinging mechanism 8 is attached to a fixed member in the chamber 2. Is engaged through.

回転体7は、チャンバ2の底部に設けられており、所定の駆動機構によって鉛直の回転軸10まわりに回転されるようになっている。より詳しく説明すると、モータ11が成膜装置1の側部、つまりチャンバ2の外側に設けられており、モータ11の駆動軸12がチャンバ2内に水平に差し込まれている。この駆動軸12の回転は傘歯歯車等の回転伝達機構13を介して回転軸10に伝達されるようになっている。すなわち回転体7はモータを1個のみ備えた駆動機構によって回転されるようになっている。このように回転される回転体7は、回転軸10に垂直に固定されている水平板14と、傾斜板15とから構成されている。水平板14と傾斜板15は、それぞれの一方の端部において所定のヒンジ機構17によって接続されている。そしてそれぞれの他方の端部には角度調整用の機構が設けられている。すなわち水平板14の他方の端部には、垂直に立ち上がっている垂直片19が設けられ、傾斜板15の他方の端部には、下方に所定の長さ延びている結合片20が設けられ、ネジ垂直片19と結合片20はネジ22によって固定されている。なお、垂直片19には縦方向の長穴23が明けられており、ネジ22の軸部が挿通している。従ってネジ22を弛めると垂直片19に対する結合片20の固定位置を調整することができる。これによって傾斜板15の、水平板14に対する角度を調整することができる。このような傾斜板15は回転軸10に対して傾斜している傾斜部ということができる。   The rotating body 7 is provided at the bottom of the chamber 2 and is rotated around a vertical rotating shaft 10 by a predetermined driving mechanism. More specifically, the motor 11 is provided on the side of the film forming apparatus 1, that is, outside the chamber 2, and the drive shaft 12 of the motor 11 is horizontally inserted into the chamber 2. The rotation of the drive shaft 12 is transmitted to the rotation shaft 10 via a rotation transmission mechanism 13 such as a bevel gear. That is, the rotating body 7 is rotated by a driving mechanism having only one motor. The rotating body 7 rotated in this way includes a horizontal plate 14 that is fixed perpendicularly to the rotating shaft 10 and an inclined plate 15. The horizontal plate 14 and the inclined plate 15 are connected to each other at one end by a predetermined hinge mechanism 17. An angle adjusting mechanism is provided at each other end. That is, a vertical piece 19 rising vertically is provided at the other end of the horizontal plate 14, and a coupling piece 20 extending downward by a predetermined length is provided at the other end of the inclined plate 15. The screw vertical piece 19 and the coupling piece 20 are fixed by screws 22. In addition, the vertical piece 19 has a long hole 23 in the vertical direction, and the shaft portion of the screw 22 is inserted therethrough. Therefore, when the screw 22 is loosened, the fixing position of the coupling piece 20 with respect to the vertical piece 19 can be adjusted. Thereby, the angle of the inclined plate 15 with respect to the horizontal plate 14 can be adjusted. Such an inclined plate 15 can be said to be an inclined portion inclined with respect to the rotation shaft 10.

ステージ6は、このような傾斜部すなわち傾斜板15に摺動自在に設けられている。具体的には傾斜板15とステージ6は、ベアリング24を介して接続され、相対的に滑らかに回転できるようになっている。なお、本実施の形態においては傾斜部はこのように板状の傾斜板15から構成され、傾斜部とステージ6はベアリング24によって接続されているが、必ずしもこのような構成を採る必要はない。例えば、傾斜部を枠体から構成してその上に環状に閉じたレールを設けてステージ6が傾斜部に対して相対的に滑らかに回転できるようにしてもよい。あるいは、回転体7を円柱として形成し、円柱の上部を回転軸10に対して所定の角度で斜めに切り落として斜面を形成し、これを傾斜部とし、この傾斜部に超高分子ポリエチレン等の自己潤滑性を備えたシートを貼付してもいい。そうすればステージ6は傾斜部の上で滑らかに摺動することになる。   The stage 6 is slidably provided on such an inclined portion, that is, the inclined plate 15. Specifically, the inclined plate 15 and the stage 6 are connected via a bearing 24 so that they can rotate relatively smoothly. In the present embodiment, the inclined portion is constituted by the plate-like inclined plate 15 as described above, and the inclined portion and the stage 6 are connected by the bearing 24, but such a configuration is not necessarily employed. For example, the inclined portion may be constituted by a frame body, and an annularly closed rail may be provided thereon so that the stage 6 can rotate relatively smoothly with respect to the inclined portion. Alternatively, the rotating body 7 is formed as a cylinder, the upper part of the cylinder is obliquely cut off at a predetermined angle with respect to the rotation axis 10 to form a slope, and this is used as an inclined part, and an ultrahigh molecular weight polyethylene or the like is formed on the inclined part. A self-lubricating sheet may be attached. Then, the stage 6 slides smoothly on the inclined portion.

ステージ6を係合している揺動機構8について説明する。チャンバ2内には、図2に示されているように、固定部材すなわち支柱25が設けられている。揺動機構8は、この支柱25とステージ6との間に設けられている。すなわち揺動機構8は、支柱25に固定されている第1のピン27と、ステージ6の側部に固定されている第2のピン28と、これら第1、2のピン27、28を連結している連結バー29とから構成されている。第1、2のピン27、28の先端部31、32は球状に形成され、連結バー29の両方の端部には球面受け座が形成されている。連結バー29はこの球面受け座によって第1、2のピン27、28の先端部31、32を回動自在に連結している。従ってステージ6はチャンバ2に対して回転が規制された状態で、矢印Y1、Y2のように揺動が許容される。   The swing mechanism 8 that engages the stage 6 will be described. As shown in FIG. 2, a fixing member, that is, a support column 25 is provided in the chamber 2. The swing mechanism 8 is provided between the support column 25 and the stage 6. That is, the swing mechanism 8 connects the first pin 27 fixed to the support column 25, the second pin 28 fixed to the side portion of the stage 6, and the first and second pins 27 and 28. And a connecting bar 29. The tip portions 31 and 32 of the first and second pins 27 and 28 are formed in a spherical shape, and spherical receiving seats are formed at both ends of the connecting bar 29. The connecting bar 29 rotatably connects the tip portions 31 and 32 of the first and second pins 27 and 28 by this spherical seat. Accordingly, the stage 6 is allowed to swing as indicated by arrows Y1 and Y2 in a state where the rotation of the stage 6 is restricted with respect to the chamber 2.

本実施の形態に係る成膜装置1の作用を説明する。従来の成膜装置と同様に、ステージ6上に被成膜品Hを載置する。あるいは所定のホルダをステージ6上に固定して、ホルダ上に被成膜品Hを載置する。チャンバ2を閉鎖して真空源によりチャンバ2内の空気を吸引し、その後アルゴンガス源からガス圧が数Pa〜数10Pa程度になるようにアルゴンガスを供給する。ステージ6が陽極にターゲット4が陰極になるように数kVの電圧を印加してグロー放電を発生させると、アルゴンガスがプラズマ化して、アルゴン陽イオンがターゲット4に衝突しターゲット分子が飛び出す。飛び出したターゲット分子によって被成膜品Hが成膜される。このようにして成膜を実施しているときにモータ11を駆動する。回転伝達機構13によって回転が伝達されて回転体7が回転し、傾斜部すなわち傾斜板15が回転軸10に対して所定の角度で傾斜した状態で回転する。ステージ6は揺動機構8によってチャンバ2に対する回転が規制されているので傾斜板15に対して回転することになるが、傾斜板15が傾斜しているので揺動することになる。より正確に説明すると、図2に示されているように、ステージ6に対して垂直な軸34は、矢印Y3で示されているように円弧を描くように首振りする。しかしながら、ステージ6は垂直な軸34周りに自転しないので、いわゆる歳差運動ではない。ステージ6がこのように駆動されるので、ステージ6に載置されている被成膜品Hはターゲット4に対する角度が変化する。従ってターゲット4から陰になる部分がなくなって、あるいは減少して、被成膜品Hはムラ無く成膜されることになる。所定の時間成膜を実施したら、モータ11を停止してチャンバ2を開く。成膜された製品を取り出す。   The operation of the film forming apparatus 1 according to the present embodiment will be described. Similar to the conventional film forming apparatus, the film formation product H is placed on the stage 6. Alternatively, a predetermined holder is fixed on the stage 6 and the film formation product H is placed on the holder. The chamber 2 is closed, the air in the chamber 2 is sucked by a vacuum source, and then argon gas is supplied from the argon gas source so that the gas pressure is about several Pa to several tens Pa. When a glow discharge is generated by applying a voltage of several kV so that the stage 6 becomes the anode and the target 4 becomes the cathode, the argon gas is turned into plasma, the argon cations collide with the target 4 and target molecules jump out. The film formation target H is formed by the target molecules that have jumped out. The motor 11 is driven when the film is formed in this way. The rotation is transmitted by the rotation transmission mechanism 13 to rotate the rotating body 7, and the inclined portion, that is, the inclined plate 15 rotates in a state where it is inclined at a predetermined angle with respect to the rotating shaft 10. The stage 6 is rotated with respect to the inclined plate 15 because the rotation with respect to the chamber 2 is restricted by the swing mechanism 8, but is swung because the inclined plate 15 is inclined. More precisely, as shown in FIG. 2, the axis 34 perpendicular to the stage 6 swings in an arc as indicated by the arrow Y3. However, since the stage 6 does not rotate around the vertical axis 34, it is not so-called precession. Since the stage 6 is driven in this way, the film formation product H placed on the stage 6 changes its angle with respect to the target 4. Accordingly, the shadowed portion from the target 4 disappears or decreases, and the film-formed product H is formed without unevenness. After film formation for a predetermined time, the motor 11 is stopped and the chamber 2 is opened. The film-formed product is taken out.

本実施の形態に係る成膜装置1は、ステージ6がチャンバ2に対して回転しないので、成膜の前後において被成膜品Hはステージ6上の位置が変化しない。従ってロボットアーム等によって被成膜品Hや成膜された製品をハンドリングする場合に、ハンドリングが容易になる。また本実施の形態においては図2に示されているように、ステージ6は円盤状に形成されているが、ステージ6がチャンバ2に対して回転しないので、チャンバ2の形状に合わせてステージ6を形成することができる。あるいは被成膜品Hを載せるホルダをチャンバ2の形状に合わせるように形成し、これをステージ6の上に固定してもよい。このようにすると、チャンバ2を効率よく使用することができ、複数個の被成膜品を成膜するとき、同時に成膜できる個数を多くすることができる。   In the film forming apparatus 1 according to the present embodiment, since the stage 6 does not rotate with respect to the chamber 2, the position of the film formation target H on the stage 6 does not change before and after film formation. Therefore, when the film-formed product H or the film-formed product is handled by a robot arm or the like, handling becomes easy. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the stage 6 is formed in a disc shape, but the stage 6 does not rotate with respect to the chamber 2, so the stage 6 is matched to the shape of the chamber 2. Can be formed. Alternatively, a holder on which the film-formed product H is placed may be formed so as to match the shape of the chamber 2, and this may be fixed on the stage 6. In this way, the chamber 2 can be used efficiently, and when a plurality of film-formed products are formed, the number of films that can be formed simultaneously can be increased.

1 成膜装置 2 チャンバ
4 ターゲット 6 ステージ
7 回転体 8 揺動機構
10 回転軸 11 モータ
14 水平板 15 傾斜板
19 垂直片 20 結合片
24 ベアリング 25 支柱
27 第1のピン 28 第2のピン
29 連結バー
H 被成膜品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film-forming apparatus 2 Chamber 4 Target 6 Stage 7 Rotating body 8 Oscillating mechanism 10 Rotating shaft 11 Motor 14 Horizontal plate 15 Inclined plate 19 Vertical piece 20 Coupling piece 24 Bearing 25 Support column 27 First pin 28 Second pin 29 Connection Bar H Deposition product

Claims (4)

チャンバの底部に回転体が設けられ、該回転体の上に被成膜品が載置されるステージが設けられている成膜装置であって、
前記回転体は所定の駆動機構によって鉛直の回転軸周りに回転されるようになっていると共にその上部が前記回転軸に対して所定の角度で傾斜した傾斜部になっており、
前記ステージは前記傾斜部に摺動自在に設けられ、そして前記チャンバ内の固定部材に所定の揺動機構を介して係合されて回転が規制されていることを特徴とする成膜装置。
A film forming apparatus in which a rotating body is provided at the bottom of the chamber, and a stage on which a film-forming product is placed is provided on the rotating body,
The rotating body is configured to be rotated around a vertical rotation axis by a predetermined driving mechanism, and an upper portion thereof is an inclined portion inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis,
The film forming apparatus, wherein the stage is slidably provided on the inclined portion, and is engaged with a fixing member in the chamber via a predetermined swinging mechanism to restrict rotation.
請求項1に記載の成膜装置において、前記傾斜部の前記回転軸に対する角度は調整可能になっていることを特徴とする成膜装置。   2. The film forming apparatus according to claim 1, wherein an angle of the inclined portion with respect to the rotation axis is adjustable. 請求項1または2に記載の成膜装置において、前記揺動機構は、前記固定部材に固定的に設けられている第1のピンと、前記ステージに固定的に設けられている第2のピンと、連結バーとからなり、前記連結バーの一方の端部は前記第1のピンに、他方の端部は前記第2のピンにそれぞれ回動自在に接続されていることを特徴とする成膜装置。   3. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the swing mechanism includes a first pin fixedly provided on the fixing member, and a second pin fixedly provided on the stage; And a connecting bar, wherein one end of the connecting bar is rotatably connected to the first pin and the other end is rotatably connected to the second pin. . 請求項1〜3のいずれかの項に記載の成膜装置において、前記傾斜部と前記ステージはベアリングを介して接続されていることを特徴とする成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the inclined portion and the stage are connected via a bearing.
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