JP2019218581A - Sputtering apparatus and sputtering method - Google Patents

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Hiroaki Honma
裕章 本間
高橋 明久
Akihisa Takahashi
明久 高橋
長谷川 正樹
Masaki Hasegawa
正樹 長谷川
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Abstract

To prevent the occurrence of heat damage in a base.SOLUTION: A sputtering apparatus 100 comprises: a target 10 provided to face a surface forming the surface to be deposited of a base S; a magnetic circuit 12 capable of forming an erosion portion in the target during sputtering; and a tabular mask 15 having an opening 15a arranged in the vicinity of a region to be deposited in the base to specify the region to be deposited and covering the entire circumference of the region to be deposited. In the opening of the mask, cooling means 18 extended in four directions forming the traveling direction of the base and a width direction orthogonal to the traveling direction to reduce radiant heat from the mask to the base is arranged on a surface on the base side so as to surround the opening.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はスパッタリング装置、スパッタリング方法に関し、特に、真空雰囲気でドラム状とされるローラの周囲に巻き掛けられたシート状の基体に連続してスパッタリング等の各種真空処理を施すに用いて好適な技術に関する。   The present invention relates to a sputtering apparatus and a sputtering method, and particularly to a technique suitable for continuously performing various vacuum processes such as sputtering on a sheet-like substrate wound around a roller formed into a drum in a vacuum atmosphere. About.

例えば、樹脂製のシート状の基体(フィルム)は可撓性を有し、加工性も良いことから、その一方の面に、真空雰囲気で所定の金属膜や酸化物膜等の所定の薄膜を単体または多層で成膜したり、エッチングや熱処理を施したりして電子部品や光学部品とすることが知られている。   For example, a resin-made sheet-shaped substrate (film) has flexibility and good workability. Therefore, a predetermined thin film such as a predetermined metal film or an oxide film is formed on one surface thereof in a vacuum atmosphere. It is known that an electronic component or an optical component is formed by forming a single or multilayer film, or by performing etching or heat treatment.

シート状の基体の一方の面に連続して各種の真空処理を施すことができるものは例えば特許文献1に記載されている。この技術では、シート状の基体が巻き掛けられるドラム状とされるローラを収容する、真空雰囲気の形成が可能な真空チャンバを有する。真空チャンバ内には、通常、ドラム状とされるローラの周囲に互いに隔絶された複数の処理空間を区画するために複数個の隔壁が固定配置され、例えば、真空処理時の所謂ガスコンタミネーションの発生を可及的に抑制するようにしている。   Patent Document 1 discloses, for example, a sheet-like substrate capable of continuously performing various vacuum treatments on one surface of a sheet-like substrate. In this technique, a vacuum chamber capable of forming a vacuum atmosphere is provided, which accommodates a drum-shaped roller around which a sheet-shaped substrate is wound. In the vacuum chamber, a plurality of partitions are fixedly arranged to partition a plurality of processing spaces separated from each other around a roller which is usually in the form of a drum, for example, so-called gas contamination during vacuum processing. The occurrence is suppressed as much as possible.

近年、生産性を向上するために、フィルムの走査速度(移動速度)を増大した状態で成膜をおこなう高速スパッタリング成膜をおこないたいという要求がある。   In recent years, in order to improve productivity, there is a demand for performing high-speed sputtering film formation in which film formation is performed with the scanning speed (moving speed) of the film increased.

特開2013−194253号公報JP 2013-194253 A

しかし、高速度で走査されたフィルムにスパッタ成膜をおこなおうとすると、ドラム状とされるローラ周囲に巻回された状態のフィルムにしわが発生するなど、熱負けと称する状態が発生する場合があり、均一成膜が実現できない可能性があった。   However, when sputter deposition is performed on a film scanned at a high speed, a state called heat loss may occur, such as wrinkling of the film wound around a roller in the form of a drum. There was a possibility that uniform film formation could not be realized.

特に、スパッタリング成膜であると、プラズマ発生に付随する熱輻射などによって熱負荷が増大し、これにともなって樹脂性等のフィルムは変形しやすいため、熱負けを発生しやすくなり、高速スパッタ成膜ができないという問題があった。   In particular, in the case of sputtering film formation, heat load increases due to heat radiation accompanying plasma generation, and a resinous film or the like is easily deformed. There was a problem that a film could not be formed.

同時に、高速度で走査されたフィルムにスパッタ成膜をおこなうためには、対応して成膜速度つまりデポレートを向上しなければならないが、熱負けを発生することなくこれが可能な手段は知られていなかった。   At the same time, in order to perform sputter deposition on a film scanned at a high speed, the deposition rate, that is, the deposition rate must be correspondingly increased, but there is a known means capable of performing this without generating heat loss. Did not.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
1.フィルムにおける熱負けの発生を防止して成膜を実現すること。
2.成膜速度の向上を図ること。
3.高速フィルムへのスパッタ成膜を可能とすること。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to achieve the following objects.
1. To realize film formation while preventing the occurrence of heat loss in the film.
2. Improve the film forming speed.
3. To enable sputter deposition on high-speed films.

本発明者らは、スパッタ成膜における熱負けの発生に関して、次のように分析した。   The present inventors have analyzed the occurrence of heat loss in sputter deposition as follows.

0.熱負けの分析
熱負けは、成膜中にフィルムの温度上昇によって当該フィルムにしわ等の変形が発生し、被成膜面が平坦ではない状態でスパッタ成膜がおこなわれてしまうことを意味し、膜平坦度が低下すること、これを起因とし後工程の生産阻害要因と成ること、および、熱負けしたフィルムを成膜後に巻き取った場合に、しわ等の凹凸部分が重なると、形成した膜にダメージを与えて成膜品質が維持できないため好ましくない。
特に、ドラム状とされるローラの周方向に、トタン板(波板)形状に複数条として発生する所謂トタンじわは、発生領域が大きくなりやすい傾向を有し、また、フィルムの引張方向に発生するためその補正が困難であるため、好ましくない。
0. Analysis of heat loss Heat loss means that the film is deformed such as wrinkles due to an increase in the temperature of the film during film formation, and sputter film formation is performed in a state where the film formation surface is not flat. The film flatness is reduced, and this causes production hindrance in the post-process, and when the heat-defeated film is wound up after film formation, it is formed when the uneven portions such as wrinkles overlap. It is not preferable because the quality of the film cannot be maintained by damaging the film.
In particular, so-called tin wrinkles, which occur as a plurality of strips in a galvanized sheet (corrugated plate) shape in the circumferential direction of a drum-shaped roller, tend to have a large area of occurrence, and also have a tendency in the tensile direction of the film. It is not preferable because it occurs and it is difficult to correct it.

1.ターゲットからの熱輻射
まず、回転するドラム状とされるローラに巻回されたフィルムにおこなうスパッタリング成膜処理においては、成膜中にターゲットからプラズマを発生させている。このとき、ターゲットは、プラズマを発生させることにより温度が上昇することになるが、この高温のターゲットから放射され直接フィルムへ到達する熱輻射によって、フィルムの温度が上昇して変形し、熱負けが発生する原因となることが考えられる。
1. Heat Radiation from Target First, in a sputtering film forming process performed on a film wound around a rotating drum-shaped roller, plasma is generated from the target during film formation. At this time, the temperature of the target rises due to the generation of plasma.However, due to the heat radiation radiated from the high-temperature target and directly reaching the film, the temperature of the film rises and is deformed, and the heat is lost. It may be a cause of this.

2.プラズマからの熱輻射
同様に、回転するドラム状とされるローラに巻回されたフィルムへのスパッタリング成膜においては、成膜中にターゲット近傍からプラズマを発生させている。このとき、発生したプラズマは高温であるため、この高温のプラズマから放射され直接フィルムへ到達する熱輻射によってフィルムの温度が上昇して変形し、熱負けが発生する原因となり、しわ等の変形が熱ダメージとして発生することが考えられる。
2. Similarly, in the case of sputtering film formation on a film wound around a rotating drum-shaped roller, plasma is generated from the vicinity of a target during film formation. At this time, since the generated plasma has a high temperature, the temperature of the film rises and is deformed by heat radiation radiated from the high-temperature plasma and directly reaches the film, which causes heat loss and causes deformation such as wrinkles. It is conceivable that it occurs as heat damage.

さらに、高温のプラズマから放射された輻射熱は、フィルムとの間に位置する成膜範囲を規制するマスクなどの部材に到達し、これらの部材が温度上昇する。この高温のマスクなどの部材から放射され直接フィルムへ到達する熱輻射によってフィルムの温度が上昇して変形し、熱負けが発生する原因となり、しわ等の変形が熱ダメージとして発生することが考えられる。   Further, the radiant heat radiated from the high-temperature plasma reaches members such as a mask that regulates a film formation range located between the high-temperature plasma and the members, and these members increase in temperature. It is conceivable that the temperature of the film rises and is deformed by the heat radiation radiated from the member such as the high-temperature mask and directly reaches the film, which causes heat loss, and deformation such as wrinkles may occur as thermal damage. .

3.自由電子からの熱輻射
プラズマは全体としては電気的に中性になっているが、実際には、プラスイオンとマイナスイオンとが入り乱れた状態として発生している。これに対して、フィルムの側はある程度電位を持っている状態でスパッタ成膜がおこなわれることになるため、プラズマからは、自由電子あるいは正負のイオンなど、何かしらの荷電粒子が直接フィルムに入射することが発生する。これによりフィルムが発熱してフィルムの温度が上昇して変形し、熱負け状態となり、しわ等の変形が熱ダメージとしてフィルムに発生することになると考えられる。
3. Thermal radiation from free electrons Although plasma is electrically neutral as a whole, it is actually generated as a state in which positive ions and negative ions are disturbed. On the other hand, since sputter deposition is performed while the film has a certain level of potential, some charged particles, such as free electrons or positive and negative ions, directly enter the film from the plasma. That happens. As a result, it is considered that the film generates heat, the temperature of the film rises, and the film is deformed and loses heat, and deformation such as wrinkles is generated on the film as thermal damage.

4.凝縮潜熱
例えば、銅(Cu)などからなるターゲットを用いた場合、成膜粒子は一度気化してからフィルムに付着して成膜される。この気化に際して成膜粒子は気化熱を有することになるため、成膜粒子がフィルムに成膜される際には、成膜粒子が冷却されて凝集潜熱が発生する。この潜熱はフィルム上で発生するため、成膜粒子から発生した潜熱は直接フィルムへ伝わり、フィルムの温度が上昇して変形してフィルムが熱負け状態となり、しわ等の変形が熱ダメージとしてフィルムに発生することになると考えられる。
4. Condensation latent heat For example, when a target made of copper (Cu) or the like is used, the film-forming particles are vaporized once and adhere to a film to form a film. Since the film-forming particles have heat of vaporization during the vaporization, when the film-forming particles are formed on the film, the film-forming particles are cooled to generate latent heat of aggregation. Since this latent heat is generated on the film, the latent heat generated from the film-forming particles is directly transmitted to the film, and the temperature of the film rises and deforms, causing the film to lose its heat. It is expected that this will occur.

5.フィルム表裏の温度差
外周にフィルムの巻回されるドラム状とされるローラには、その内側に冷温媒が供給されて、フィルム温度の上昇を防止した状態でスパッタ成膜をおこなうことがある。この場合、フィルムの成膜面とドラム状とされるローラに接する面との間には、フィルム厚さ方向に温度勾配つまり温度差が生じることになる。この温度差が熱負荷となり、フィルムが熱負け状態となり、発生したしわ等の変形が熱ダメージとしてフィルムに発生することになると考えられる。
5. Temperature difference between the front and back of the film A roller formed into a drum around which a film is wound around the outer periphery is sometimes supplied with a cooling medium at the inside thereof to form a sputter film in a state where a rise in the film temperature is prevented. In this case, a temperature gradient, that is, a temperature difference occurs in the film thickness direction between the film deposition surface of the film and the surface in contact with the drum-shaped roller. It is considered that this temperature difference becomes a thermal load, the film loses heat, and the resulting deformation such as wrinkles is generated on the film as thermal damage.

6.ドラム状とされるローラとフィルムとの密着性
従来から知られているが、ローラ面とフィルムとの密着状態によっても、しわ等の変形が熱ダメージとしてフィルムに発生することになると考えられる。
6. Adhesion between Drum-shaped Roller and Film Although conventionally known, it is considered that deformation such as wrinkles also occurs in the film as thermal damage depending on the state of adhesion between the roller surface and the film.

もちろん、これらの原因は、単独で、あるいは、複数組み合わされた状態として熱負けが発生すると考えられる。また、それぞれの原因となる寄与度(ウエイト)も、成膜種類、フィルム材質、フィルム厚さ等の条件、フィルム走査速度、プラズマ状態、成膜条件、装置状態、装置構成等によって変化する上に、それぞれの原因における熱負け発生への寄与度の大きさも同じ成膜処理中においても変化することが考えられ、熱負け発生の防止に至る方策は単純ではない。   Of course, these causes are considered to be caused by heat loss either alone or as a combination of two or more. In addition, the degree of contribution (weight) of each cause also changes depending on conditions such as film formation type, film material, film thickness, film scanning speed, plasma state, film formation condition, apparatus state, apparatus configuration, and the like. It is conceivable that the degree of contribution of each cause to the occurrence of heat loss also changes during the same film forming process, and a measure for preventing the occurrence of heat loss is not simple.

本発明者らは、上記のように分析した熱負け発生原因のうち、特に、2.プラズマからの熱輻射に注目し、これを解決しようと試み、次のように本発明に到達した。   The present inventors found that among the causes of heat loss analyzed as described above, in particular, 2. Attention was paid to heat radiation from plasma, and an attempt was made to solve this, and the present invention was reached as follows.

本発明のスパッタリング装置は、本発明のスパッタリング装置は、長手方向に移動する可撓性基体に成膜するスパッタリング装置であって、
前記基体の被成膜面をなす一面に対向して設けられたターゲットと、
スパッタ時に前記ターゲットにエロージョン部を形成可能な磁気回路と、
前記基体における被成膜領域の近傍に配置されて前記被成膜領域を規定する開口部を有するとともに前記被成膜領域の全周を覆う板状のマスクと、
を有し、
前記マスクにおいて前記開口部には、前記基体の進行方向と該進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在して前記マスクから前記基体への輻射熱を低減する冷却手段が、前記開口部を囲むように前記基体側の面に配置されることにより、プラズマ発生時に温度上昇するマスクを冷却手段によって冷却することにより上記課題を解決した。
本発明において、前記マスクと前記ターゲットとの間には、前記マスクにおける前記開口部に対応する開口部を有する板状のアノードが設けられ、
前記アノードにおいて前記開口部には、前記基体の進行方向と該進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在して前記アノードから前記基体への輻射熱を低減する冷却手段が、前記開口部を囲むように前記基体側の面に配置されることがより好ましい。
本発明の前記ターゲットには、前記ターゲットの前記基体側近傍に配置されて前記被成膜領域への成膜粒子の進行方向を規定する開口部を有するケースが設けられ、
前記ケースには前記マスクにおける前記開口部に対応する開口部が設けられ、
前記ケースにおいて前記開口部には、前記基体の進行方向と該進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在して前記ケースから前記基体への輻射熱を低減する冷却手段が、前記開口部を囲むように前記基体側の面に配置されることが可能である。
また、本発明において、前記冷却手段が、前記開口部まわりに延在する冷媒管とされ、
前記冷媒管に冷媒を供給する冷媒供給手段が設けられる手段を採用することもできる。
また、前記基体を長手方向に移動する手段として、前記基体の進行方向と直交する前記幅方向の回転軸線を有するドラム状とされその周囲の円筒外側面に前記基体を引張した状態で巻き掛けられるメインローラを有し、
前記メインローラには、その内側位置にスパッタ時における前記基体の温度を調節する温調手段が設けられることができる。
また、前記ターゲットが、前記基体の進行方向と直交する前記幅方向の回転軸線を有するロータリーターゲットとされるか、または、前記幅方向と略並行な揺動方向を有する平板状ターゲットとされて、
前記ターゲットの前記基体と反対側位置には、前記ターゲットを冷却する冷却手段が設けられることができる。
本発明のスパッタリング方法においては、長手方向に移動する可撓性基体に成膜するスパッタリング方法であって、
前記基体の被成膜面をなす一面に対向するターゲットに電力を供給するとともに、磁気回路により前記ターゲットにエロージョン部を形成してプラズマを発生させ、
前記基体における被成膜領域の近傍全周に配置されて開口部を有する板状のマスクによってこの被成膜領域周辺を覆うことで前記ターゲットからの成膜粒子が前記基体の到達領域に到達する前記被成膜領域を規定するとともに、
前記基体の進行方向と該進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在して前記開口部を囲むように前記マスクにおける前記基体側の面に配置された冷却手段によって、
スパッタ時に、前記マスクから前記基体への輻射熱を低減することができる。
また、前記冷却手段が、前記開口部まわりに延在する冷媒管とされて、冷媒供給手段によって前記冷媒管に冷媒を供給することができる。
The sputtering device of the present invention is a sputtering device of the present invention is a sputtering device that forms a film on a flexible substrate that moves in the longitudinal direction,
A target provided so as to face one surface of the substrate on which a film is formed;
A magnetic circuit capable of forming an erosion portion on the target during sputtering,
A plate-shaped mask that is disposed near the film-forming region on the base and has an opening that defines the film-forming region and covers the entire periphery of the film-forming region;
Has,
In the mask, the opening is provided with a cooling unit that extends in four directions that are a width direction orthogonal to the direction of travel of the substrate and a direction perpendicular to the direction of travel and reduces radiant heat from the mask to the substrate. The above problem was solved by arranging the mask on the substrate side so as to surround the mask, and cooling the mask, which rises in temperature when plasma is generated, by the cooling means.
In the present invention, a plate-shaped anode having an opening corresponding to the opening in the mask is provided between the mask and the target,
In the anode, the opening is provided with cooling means extending in four directions that are a width direction perpendicular to the direction of travel of the base and the direction of travel of the base to reduce radiant heat from the anode to the base. Is more preferably arranged on the surface on the side of the base so as to surround the substrate.
The target of the present invention is provided with a case having an opening disposed near the substrate side of the target and defining an advancing direction of film-forming particles to the film-forming region,
The case is provided with an opening corresponding to the opening in the mask,
In the case, the opening is provided with cooling means extending in four directions that are a width direction orthogonal to the direction of travel of the base and the direction of travel of the base to reduce radiant heat from the case to the base. Can be arranged on the surface on the base side so as to surround the substrate.
Further, in the present invention, the cooling means is a refrigerant pipe extending around the opening,
Means in which a refrigerant supply means for supplying a refrigerant to the refrigerant pipe may be provided.
Further, as means for moving the base in the longitudinal direction, the base is formed in a drum shape having a rotation axis in the width direction orthogonal to the advancing direction of the base, and is wound around the outer cylindrical surface of the drum in a stretched state. Having a main roller,
The main roller may be provided at its inner position with a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the base during sputtering.
Further, the target may be a rotary target having a rotation axis in the width direction orthogonal to the traveling direction of the base, or a flat target having a swing direction substantially parallel to the width direction,
A cooling unit for cooling the target may be provided at a position of the target opposite to the base.
In the sputtering method of the present invention, a sputtering method for forming a film on a flexible substrate that moves in the longitudinal direction,
Along with supplying power to a target facing one surface forming a film-forming surface of the base, a magnetic circuit forms an erosion portion on the target to generate plasma,
By covering the periphery of the deposition region with a plate-shaped mask having an opening and disposed around the deposition region on the substrate in the vicinity of the deposition region, the deposition particles from the target reach the arrival region of the substrate. While defining the film formation region,
Cooling means disposed on the substrate-side surface of the mask so as to extend in four directions that are the width direction orthogonal to the traveling direction of the substrate and the traveling direction and surround the opening,
At the time of sputtering, radiant heat from the mask to the substrate can be reduced.
The cooling means may be a refrigerant pipe extending around the opening, and the refrigerant supply means may supply a refrigerant to the refrigerant pipe.

本発明のスパッタリング装置は、長手方向に移動する可撓性基体に成膜するスパッタリング装置であって、
前記基体の被成膜面をなす一面に対向して設けられたターゲットと、
スパッタ時に前記ターゲットにエロージョン部を形成可能な磁気回路と、
前記基体における被成膜領域の近傍に配置されて前記被成膜領域を規定する開口部を有するとともに前記被成膜領域の全周を覆う板状のマスクと、
を有し、
前記マスクにおいて前記開口部には、前記基体の進行方向と該進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在して前記マスクから前記基体への輻射熱を低減する冷却手段が、前記開口部を囲むように前記基体側の面に配置されることにより、プラズマ発生時に温度上昇するマスクを冷却手段によって冷却することにより、マスクにおける基体側に対向する面の温度を下降させ、マスクから基体(フィルム)への輻射熱を低減して基体に対する熱負荷を低減し、基体(フィルム)において、熱負荷による熱負けの発生を低減することが可能となる。また、マスクによって、開口部周囲におけるプラズマから基体(フィルム)への輻射熱を遮蔽して基体に対する吸熱量を低減し、基体(フィルム)において、熱負荷による熱負けの発生を低減することが可能となる。これにより、成膜速度の向上を図り、高速で走査されるフィルムへのスパッタ成膜を可能とすることができる。
The sputtering apparatus of the present invention is a sputtering apparatus that forms a film on a flexible substrate that moves in the longitudinal direction,
A target provided so as to face one surface of the substrate on which a film is formed;
A magnetic circuit capable of forming an erosion portion on the target during sputtering,
A plate-shaped mask that is disposed near the film-forming region on the base and has an opening that defines the film-forming region and covers the entire periphery of the film-forming region;
Has,
In the mask, the opening is provided with a cooling unit that extends in four directions that are a width direction orthogonal to the direction of travel of the substrate and a direction perpendicular to the direction of travel and reduces radiant heat from the mask to the substrate. Is disposed on the surface on the substrate side so as to surround the substrate, the temperature of the mask, which rises in temperature when plasma is generated, is cooled by cooling means, thereby lowering the temperature of the surface of the mask facing the substrate side, and It is possible to reduce the heat load on the substrate by reducing the radiant heat to the film, and to reduce the occurrence of heat loss in the substrate (film) due to the heat load. In addition, the mask shields radiant heat from the plasma around the opening to the substrate (film), thereby reducing the amount of heat absorbed by the substrate and reducing the occurrence of heat loss in the substrate (film) due to a thermal load. Become. As a result, it is possible to improve the film formation speed and to perform sputter film formation on a film scanned at high speed.

本発明において、前記マスクと前記ターゲットとの間には、前記マスクにおける前記開口部に対応する開口部を有する板状のアノードが設けられ、
前記アノードにおいて前記開口部には、前記基体の進行方向と該進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在して前記アノードから前記基体への輻射熱を低減する冷却手段が、前記開口部を囲むように前記基体側の面に配置されることにより、アノードによって基体(フィルム)の電位を所定の状態に調節して、発生したプラズマから自由電子あるいは正負のイオンなど、何かしらの荷電粒子が直接基体(フィルム)に入射することを防止し、基体(フィルム)の温度上昇を低減して基体に対する熱負荷を低減して、基体(フィルム)において、熱負荷による熱負けの発生を低減することが可能となる。同時に、プラズマ発生時に温度上昇するアノードを冷却手段によって冷却することにより、アノードから基体(フィルム)への輻射熱を低減して基体に対する熱負荷を低減し、基体(フィルム)において、熱負荷による熱負けの発生を低減することが可能となる。これにより、成膜速度の向上を図り、高速で走査されるフィルムへのスパッタ成膜を可能とすることができる。
In the present invention, a plate-shaped anode having an opening corresponding to the opening in the mask is provided between the mask and the target,
In the anode, the opening is provided with cooling means extending in four directions that are a width direction perpendicular to the direction of travel of the base and the direction of travel of the base to reduce radiant heat from the anode to the base. Is arranged on the surface on the side of the substrate so as to surround the substrate, the potential of the substrate (film) is adjusted to a predetermined state by the anode, and some charged particles such as free electrons or positive and negative ions are generated from the generated plasma. To prevent direct incidence on a substrate (film), reduce the temperature rise of the substrate (film), reduce the thermal load on the substrate, and reduce the occurrence of heat loss in the substrate (film) due to the thermal load. Becomes possible. At the same time, by cooling the anode, which rises in temperature when plasma is generated, by cooling means, the radiant heat from the anode to the substrate (film) is reduced to reduce the thermal load on the substrate, and the substrate (film) loses heat due to the thermal load. Can be reduced. As a result, it is possible to improve the film formation speed and to perform sputter film formation on a film scanned at high speed.

本発明の前記ターゲットには、前記ターゲットの前記基体側近傍に配置されて前記被成膜領域への成膜粒子の進行方向を規定する開口部を有するケースが設けられ、
前記ケースには前記マスクにおける前記開口部に対応する開口部が設けられ、
前記ケースにおいて前記開口部には、前記基体の進行方向と該進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在して前記ケースから前記基体への輻射熱を低減する冷却手段が、前記開口部を囲むように前記基体側の面に配置されることにより、プラズマ発生時に温度上昇するターゲットをケースによって覆うことにより、ターゲットおよびプラズマから基体(フィルム)への輻射熱を低減して基体に対する熱負荷を低減し、基体(フィルム)において、熱負荷による熱負けの発生を低減することが可能となる。また、プラズマからターゲットへ入射する輻射熱を減少するとともに、このケースを冷却手段によって冷却することにより、ケースから基体(フィルム)への輻射熱を低減して基体に対する熱負荷を低減し、基体(フィルム)において、熱負荷による熱負けの発生を低減することが可能となる。これにより、成膜速度の向上を図り、高速で走査されるフィルムへのスパッタ成膜を可能とすることができる。
The target of the present invention is provided with a case having an opening disposed near the substrate side of the target and defining an advancing direction of film-forming particles to the film-forming region,
The case is provided with an opening corresponding to the opening in the mask,
In the case, the opening is provided with cooling means extending in four directions that are a width direction orthogonal to the direction of travel of the base and the direction of travel of the base to reduce radiant heat from the case to the base. Is disposed on the substrate-side surface so as to surround the target, the target that rises in temperature during plasma generation is covered by a case, so that radiant heat from the target and plasma to the substrate (film) is reduced, and the thermal load on the substrate is reduced. It is possible to reduce the occurrence of heat loss due to a heat load in the substrate (film). In addition, the radiation heat incident on the target from the plasma is reduced, and the case is cooled by the cooling means, so that the radiation heat from the case to the substrate (film) is reduced, thereby reducing the heat load on the substrate. In this case, it is possible to reduce the occurrence of heat loss due to the heat load. As a result, it is possible to improve the film formation speed and to perform sputter film formation on a film scanned at high speed.

また、本発明において、前記冷却手段が、前記開口部まわりに延在する冷媒管とされ、
前記冷媒管に冷媒を供給する冷媒供給手段が設けられる手段を採用することにより、マスク、アノード、ケースにおけるそれぞれの開口部周辺部を冷媒管中に冷媒を流通することで冷却し、これらから基体(フィルム)への輻射熱を低減して基体に対する熱負荷を低減し、基体(フィルム)において、熱負荷による熱負けの発生を低減することが簡単な構成で可能となる。また、冷媒供給状態を設定することで、マスク、アノード、ケースにおけるそれぞれの温度状態を適宜設定することができ、基体(フィルム)におけるスパッタ状態を設定することが可能となる。これにより、成膜速度の向上を図り、高速で走査されるフィルムへのスパッタ成膜を可能とすることができる。
Further, in the present invention, the cooling means is a refrigerant pipe extending around the opening,
By adopting a means in which a coolant supply means for supplying a coolant to the coolant pipe is provided, the periphery of each opening of the mask, the anode, and the case is cooled by flowing the coolant through the coolant pipe, and the substrate It is possible to reduce the heat load on the substrate by reducing the radiant heat to the (film) and reduce the occurrence of heat loss due to the heat load on the substrate (film) with a simple configuration. Further, by setting the coolant supply state, the respective temperature states of the mask, the anode, and the case can be appropriately set, and the sputter state on the base (film) can be set. As a result, it is possible to improve the film formation speed and to perform sputter film formation on a film scanned at high speed.

また、前記基体を長手方向に移動する手段として、前記基体の進行方向と直交する前記幅方向の回転軸線を有するドラム状とされその周囲の円筒外側面に前記基体を引張した状態で巻き掛けられるメインローラを有し、
前記メインローラには、その内側位置にスパッタ時における前記基体の温度を調節する温調手段が設けられることにより、この温調手段と冷却手段とによって、基体(フィルム)の表裏面、つまり、非成膜面とその裏側面とから基体の温度状態を適宜設定することができ、基体(フィルム)におけるスパッタ状態を好適に設定し、基体(フィルム)において、熱負荷による熱負けの発生を低減することが可能となる。これにより、成膜速度の向上を図り、高速で走査されるフィルムへのスパッタ成膜を可能とすることができる。
Further, as means for moving the base in the longitudinal direction, the base is formed in a drum shape having a rotation axis in the width direction orthogonal to the traveling direction of the base, and is wound around the outer cylindrical surface of the drum in a stretched state. Having a main roller,
The main roller is provided at its inner position with temperature control means for adjusting the temperature of the substrate during sputtering, and the temperature control means and the cooling means allow the front and back surfaces of the substrate (film), The temperature state of the substrate can be appropriately set from the film formation surface and the back side surface thereof, and the sputter state on the substrate (film) can be appropriately set, and the occurrence of heat loss due to a heat load on the substrate (film) can be reduced. It becomes possible. As a result, it is possible to improve the film formation speed and to perform sputter film formation on a film scanned at high speed.

また、前記ターゲットが、前記基体の進行方向と直交する前記幅方向の回転軸線を有するロータリーターゲットとされるか、または、前記幅方向と略並行な揺動方向を有する平板状ターゲットとされて、
前記ターゲットの前記基体と反対側位置には、前記ターゲットを冷却する冷却手段が設けられることにより、プラズマ発生時に温度上昇するターゲットを冷却手段によって冷却することにより、ターゲットから基体(フィルム)への輻射熱を低減して基体に対する熱負荷を低減し、基体(フィルム)において、熱負荷による熱負けの発生を低減することが可能となる。これにより、成膜速度の向上を図り、高速で走査されるフィルムへのスパッタ成膜を可能とすることができる。
Further, the target may be a rotary target having a rotation axis in the width direction orthogonal to the traveling direction of the base, or a flat target having a swing direction substantially parallel to the width direction,
Cooling means for cooling the target is provided at a position on the opposite side of the target from the target, so that the target which rises in temperature when plasma is generated is cooled by the cooling means, so that radiant heat from the target to the substrate (film) is provided. And the thermal load on the substrate is reduced, and the occurrence of heat loss due to the thermal load on the substrate (film) can be reduced. As a result, it is possible to improve the film formation speed and to perform sputter film formation on a film scanned at high speed.

本発明のスパッタリング方法においては、長手方向に移動する可撓性基体に成膜するスパッタリング方法であって、
前記基体の被成膜面をなす一面に対向するターゲットに電力を供給するとともに、磁気回路により前記ターゲットにエロージョン部を形成してプラズマを発生させ、
前記基体における被成膜領域の近傍全周に配置されて開口部を有する板状のマスクによってこの被成膜領域周辺を覆うことで前記ターゲットからの成膜粒子が前記基体の到達領域に到達する前記被成膜領域を規定するとともに、
前記基体の進行方向と該進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在して前記開口部を囲むように前記マスクにおける前記基体側の面に配置された冷却手段によって、
スパッタ時に、前記マスクから前記基体への輻射熱を低減することにより、マスクにおける基体側に対向する面の温度を低減して、マスクから基体(フィルム)への輻射熱を低減して基体に対する熱負荷を下降させて、基体(フィルム)において、熱負荷による熱負けの発生を低減することが可能となる。また、マスクによって、開口部周囲におけるプラズマから基体(フィルム)への輻射熱を遮蔽して基体に対する熱負荷を低減し、基体(フィルム)において、熱負荷による熱負けの発生を低減することが可能となる。これにより、成膜速度の向上を図り、高速で走査されるフィルムへのスパッタ成膜を可能とすることができる。
In the sputtering method of the present invention, a sputtering method for forming a film on a flexible substrate that moves in the longitudinal direction,
Along with supplying power to a target facing one surface forming a film-forming surface of the base, a magnetic circuit forms an erosion portion on the target to generate plasma,
By covering the periphery of the film formation region with a plate-shaped mask having an opening and arranged on the entire periphery of the substrate in the vicinity of the film formation region, the film-forming particles from the target reach the arrival region of the substrate. While defining the film formation region,
Cooling means disposed on the substrate-side surface of the mask so as to extend in four directions that are the width direction orthogonal to the traveling direction of the substrate and the traveling direction and surround the opening,
At the time of sputtering, by reducing the radiant heat from the mask to the substrate, the temperature of the surface of the mask facing the substrate is reduced, and the radiant heat from the mask to the substrate (film) is reduced to reduce the heat load on the substrate. By lowering, it is possible to reduce the occurrence of heat loss due to a heat load in the substrate (film). In addition, the mask shields radiant heat from the plasma around the opening to the substrate (film), thereby reducing the thermal load on the substrate, and reducing the occurrence of heat loss in the substrate (film) due to the thermal load. Become. As a result, it is possible to improve the film formation speed and to perform sputter film formation on a film scanned at high speed.

また、前記冷却手段が、前記開口部まわりに延在する冷媒管とされて、冷媒供給手段によって前記冷媒管に冷媒を供給することにより、マスクにおける温度状態を適宜設定することができ、基体(フィルム)におけるスパッタ状態を好適に設定することが可能となる。これにより、成膜速度の向上を図り、高速で走査されるフィルムへのスパッタ成膜を可能とすることができる。   In addition, the cooling means is a refrigerant pipe extending around the opening, and the coolant supply means supplies the refrigerant to the refrigerant pipe, so that the temperature state in the mask can be appropriately set, and the base ( It is possible to suitably set the sputtering state of the film. As a result, it is possible to improve the film formation speed and to perform sputter film formation on a film scanned at high speed.

本発明によれば、フィルムにおける熱負けの発生を防止して、成膜速度の向上を図り、高速で走査されるフィルムへのスパッタ成膜を可能とすることができるという効果を奏することが可能となる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of heat loss in a film, improve the film formation speed, and achieve the effect of enabling sputter film formation on a film scanned at high speed. It becomes.

本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態を示す模式断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of a sputtering apparatus according to the present invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態におけるマスクを示す斜視図である。It is a perspective view showing a mask in a 1st embodiment of a sputtering device concerning the present invention. 本発明に係るスパッタリング方法の第1実施形態を示す説明図である。It is an explanatory view showing a first embodiment of a sputtering method according to the present invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態のマスクにおける冷媒管配置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the refrigerant pipe arrangement | positioning in the mask of 1st Embodiment of the sputtering apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態のマスクにおける冷媒管配置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the refrigerant pipe arrangement | positioning in the mask of 1st Embodiment of the sputtering apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態のマスクにおける冷媒管配置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the refrigerant pipe arrangement | positioning in the mask of 1st Embodiment of the sputtering apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態のマスクにおける冷媒管配置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the refrigerant pipe arrangement | positioning in the mask of 1st Embodiment of the sputtering apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態のマスクにおける冷媒管配置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the refrigerant pipe arrangement | positioning in the mask of 1st Embodiment of the sputtering apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態のマスクにおける冷媒管配置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the refrigerant pipe arrangement | positioning in the mask of 1st Embodiment of the sputtering apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第2実施形態を示す模式断面図である。It is a schematic cross section showing a 2nd embodiment of the sputtering device concerning the present invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第3実施形態を示す模式断面図である。It is a schematic sectional view showing a 3rd embodiment of the sputtering device concerning the present invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第3実施形態のマスク付近を示す拡大模式断面図である。FIG. 9 is an enlarged schematic cross-sectional view showing the vicinity of a mask of a third embodiment of the sputtering apparatus according to the present invention.

以下、本発明に係るスパッタリング装置、スパッタリング方法の第1実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態におけるスパッタリング装置を示す模式断面図であり、図において、符号100は、スパッタリング装置である。
Hereinafter, a first embodiment of a sputtering apparatus and a sputtering method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a sputtering apparatus according to the present embodiment. In the figure, reference numeral 100 denotes a sputtering apparatus.

本実施形態に係るスパッタリング装置100は、図1に示すように、長手方向に移動する可撓性基体(フィルム)Sに金属膜や酸化物膜あるいは透明導電膜などを形成するために、少なくとも、巻出室101、成膜室103、巻取室104、を備えている。ただし、これらの各室に加えて、たとえば、成膜室103の前段に成膜前の基体Sを加熱処理あるいは表面処理などをおこなうための前処理室、成膜室103の後段に成膜後の基体Sを冷却または後加熱するための後処理室など、他のチャンバを有していてもよい。   As shown in FIG. 1, the sputtering apparatus 100 according to the present embodiment includes at least a metal film, an oxide film, a transparent conductive film, or the like on a flexible substrate (film) S that moves in a longitudinal direction. An unwinding chamber 101, a film forming chamber 103, and a winding chamber 104 are provided. However, in addition to these chambers, for example, a pretreatment chamber for performing a heat treatment or a surface treatment of the substrate S before film formation is provided before the film formation chamber 103, and a film is formed after the film formation chamber 103 is provided after the film formation chamber 103. Another chamber such as a post-processing chamber for cooling or post-heating the substrate S may be provided.

なお、本発明における可撓性基体(基体)Sとしては、たとえば、テープ状やシート状をなす可撓性の被処理体からなる場合、テープ状やシート状をなす可撓性の支持体とその上に配置された可撓性の被処理体との組合せからなる場合(ただし、この場合における「可撓性の被処理体」は、「可撓性の支持体」に載置されていればよく、その形状や配置などについて特に制限はない)、等が挙げられる。   When the flexible substrate (substrate) S in the present invention is made of, for example, a tape- or sheet-shaped flexible object to be processed, it may be a tape- or sheet-shaped flexible support. In the case of a combination with a flexible object to be disposed thereon (provided that the “flexible object” in this case is placed on the “flexible support”). And the shape and arrangement are not particularly limited).

巻出室101には、図1に示すように、基体Sの巻出手段110が設けられ、巻取室104には基体Sの巻取手段112が設けられ、成膜室103の内部には、基体Sの移動手段111(メインローラMR)が配置され、何れの手段もローラ状の回転体が好適に用いられる。巻出手段110と移動手段111(MR)の中に示した矢印は各手段の回転方向を、基体Sに沿って示した矢印は基体Sの移動方向を、それぞれ表している。   As shown in FIG. 1, the unwinding chamber 101 is provided with unwinding means 110 for the substrate S, the winding chamber 104 is provided with a winding means 112 for the substrate S, and the inside of the film forming chamber 103 is provided. In addition, a moving means 111 (main roller MR) for moving the substrate S is disposed, and a roller-shaped rotating body is suitably used for any of the means. The arrows shown in the unwinding means 110 and the moving means 111 (MR) indicate the rotation direction of each means, and the arrows shown along the base S indicate the moving direction of the base S.

なお、巻出手段110、移動手段111(MR)、巻取手段112の間には、複数の小径のガイドローラGrが配されており、基体Sは各ガイドローラを介して移動することにより、可撓性基体Sに適度な張力が加わった状態を保ちながら、可撓性基体Sはその長手方向に運搬されるように構成されている。いわゆる、基体Sは、巻出手段/巻取手段における張力制御(テンションコントロール)が成された状態とされる。   Note that a plurality of small-diameter guide rollers Gr are disposed between the unwinding means 110, the moving means 111 (MR), and the winding means 112, and the base S moves through each of the guide rollers. The flexible substrate S is configured to be transported in its longitudinal direction while maintaining a state in which an appropriate tension is applied to the flexible substrate S. The so-called substrate S is in a state where tension control (tension control) is performed by the unwinding means / winding means.

また、成膜室103は、可撓性基体Sが移動可能に巻出室101、巻取室104と連通されており、成膜室103には、これら成膜室103、巻出室101、巻取室104の各室内を、所望の減圧雰囲気(真空度)とするための排気手段P1が設けられている。   The film forming chamber 103 is in communication with the unwinding chamber 101 and the winding chamber 104 so that the flexible substrate S can move. The film forming chamber 103 includes the film forming chamber 103, the unwinding chamber 101, Exhaust means P1 is provided to make each chamber of the winding chamber 104 a desired reduced pressure atmosphere (degree of vacuum).

成膜室103には、図1に示すように、成膜手段SPが、移動手段111(MR)によって支持された基体Sと対向するように配置されている。
成膜室103には、図1に示すように、成膜手段SPには、スパッタガスとして用いるアルゴンガスと酸素ガスの導入手段P2が設けられ、また、余分なガスを排気する排気手段P3が設けられている。
In the film forming chamber 103, as shown in FIG. 1, the film forming means SP is arranged so as to face the substrate S supported by the moving means 111 (MR).
In the film forming chamber 103, as shown in FIG. 1, the film forming means SP is provided with an introduction means P2 for an argon gas and an oxygen gas used as a sputtering gas, and an exhaust means P3 for exhausting excess gas. Is provided.

移動手段111(MR)には、それ自体の温度を制御できる温調手段が備わっており、成膜手段SPにおける成膜条件に合わせて、該成膜手段の前方を通過する基体Sの温度を制御することが可能とされている。具体的には、温調手段としては、メインローラMR内に冷却(加熱)水等の温冷媒を供給する温冷媒供給手段T1と、温冷媒供給手段T1に接続されてメインローラMR内の外周近傍に設けられた温冷媒通路111aとから構成されることができる。   The moving means 111 (MR) is provided with a temperature control means capable of controlling the temperature of the moving means 111 (MR), and adjusts the temperature of the substrate S passing in front of the film forming means in accordance with the film forming conditions in the film forming means SP. It is possible to control. Specifically, the temperature control means includes a hot refrigerant supply means T1 for supplying a hot refrigerant such as cooling (heating) water into the main roller MR, and an outer periphery of the main roller MR connected to the hot refrigerant supply means T1. And a warm refrigerant passage 111a provided in the vicinity.

以下では、成膜手段SPにおいて、基体Sに銅(Cu)からなる膜をスパッタリングにより成膜するものとして説明する。
あるいは、下地層として機能する酸化シリコン膜が予め被成膜面に形成されたものを基体Sとして用い、成膜手段SPにおいて、該酸化シリコン膜上にITOからなる透明導電膜を形成することもできる。この場合、図1に示すような成膜手段が1つである構成に加えて、他の成膜手段を複数台さらに備えてもよい。他の成膜手段は、たとえば、下地膜として機能する酸化シリコン膜や、酸化ニオブ膜を形成するために利用される。
Hereinafter, a description will be given assuming that a film made of copper (Cu) is formed on the substrate S by sputtering in the film forming means SP.
Alternatively, a transparent conductive film made of ITO may be formed on the silicon oxide film in the film forming means SP by using a substrate in which a silicon oxide film functioning as a base layer is formed in advance on a film formation surface as the substrate S. it can. In this case, in addition to the configuration having one film forming unit as shown in FIG. 1, a plurality of other film forming units may be further provided. Other film forming means are used, for example, for forming a silicon oxide film functioning as a base film or a niobium oxide film.

成膜手段SPは、図1に示すように、円筒状のロータリーターゲット(ターゲット)10と、ロータリーターゲット10を回転する図示しない回転手段と、ロータリーターゲット10の内側位置に設けられた磁気回路12と、シールド部材(ケース)13と、から構成されている。   As shown in FIG. 1, the film forming means SP includes a cylindrical rotary target (target) 10, rotating means (not shown) for rotating the rotary target 10, and a magnetic circuit 12 provided inside the rotary target 10. , A shield member (case) 13.

シールド部材(ケース)13は、周囲への不必要な着膜を防ぐために、ロータリーターゲット10の外周を囲むように配されており、ロータリーターゲット10の基体S対向位置に開口部13aが設けられており、ロータリーターゲット10の基体S対向位置がスパッタされるのを防止する。   The shield member (case) 13 is arranged so as to surround the outer periphery of the rotary target 10 in order to prevent unnecessary deposition on the periphery, and an opening 13 a is provided at a position of the rotary target 10 facing the base S. This prevents the position of the rotary target 10 facing the substrate S from being sputtered.

シールド部材(ケース)13は、スパッタリング処理時に大気側となる位置には排気口が開設され、排気口には排気手段P3が接続されている。排気手段P3は、シールド部材(ケース)13内、および、開口部13aを介して成膜室103内を排気可能とされている。なお、排気手段P3は、開口部13aに限らず、成膜室103内における他の位置に設けられることもできる。   The shield member (case) 13 is provided with an exhaust port at a position facing the atmosphere during the sputtering process, and an exhaust port P3 is connected to the exhaust port. The exhaust means P3 is capable of exhausting the inside of the shield member (case) 13 and the inside of the film forming chamber 103 through the opening 13a. Note that the exhaust unit P3 is not limited to the opening 13a, and may be provided at another position in the film forming chamber 103.

シールド部材(ケース)13は、ロータリーターゲット10の排気口側位置に、クライオポンプ13cが設けられ、シールド部材(ケース)13内における真空度を増加してしまう不要な粒子を吸着する。
同時に、クライオポンプ13cは、ロータリーターゲット10の排気口側、特に、開口部13aに位置して基体Sに対向するように回転する直前位置におけるロータリーターゲット10を冷却可能な位置に配置されている。
The shield member (case) 13 is provided with a cryopump 13c at a position on the exhaust port side of the rotary target 10, and adsorbs unnecessary particles that increase the degree of vacuum in the shield member (case) 13.
At the same time, the cryopump 13c is arranged at a position on the exhaust port side of the rotary target 10, in particular, at a position where the rotary target 10 can be cooled at a position immediately before rotating to face the substrate S at the opening 13a.

ロータリーターゲット10は、成膜される銅からなる母材とされ、図1において紙面の奥行きに軸線方向をなす長方形の円筒部材である。
ロータリーターゲット10の内周面には、プラズマ電源11aからの電力を伝達するバッキングチューブ11が配されている。このバッキングチューブ11のさらに内側位置には、ロータリーターゲット10表面にプラズマをトラップするために機能する磁気回路12が配置されている。本発明における磁気回路12は、固定されており、放電時に揺動しないタイプである。
The rotary target 10 is a base material made of copper on which a film is formed, and is a rectangular cylindrical member that forms an axial direction in the depth of the paper in FIG.
On the inner peripheral surface of the rotary target 10, a backing tube 11 for transmitting electric power from a plasma power supply 11a is arranged. A magnetic circuit 12 that functions to trap plasma on the surface of the rotary target 10 is disposed further inside the backing tube 11. The magnetic circuit 12 of the present invention is of a fixed type and does not swing during discharge.

磁気回路12から発生した磁力により、ロータリーターゲット10の表面には、少なくとも2箇所のエロージョン部が生じるように、スパッタリングが行われる。
磁気回路12の回路構成によっては、エロージョン部は3つ以上となる場合もあり、エロージョン部の数に限定されるものではない。
Sputtering is performed such that at least two erosion portions are generated on the surface of the rotary target 10 by the magnetic force generated from the magnetic circuit 12.
Depending on the circuit configuration of the magnetic circuit 12, the number of erosion portions may be three or more, and the number of erosion portions is not limited.

ロータリーターゲット10の内側位置には、バッキングチューブ11のさらに内側位置に、ロータリーターゲット10を冷却するための冷却手段として、バッキングチューブ11の内側に冷媒を流通可能として冷媒を供給する冷媒供給手段10aが接続されている。   At a position inside the rotary target 10, at a position further inside the backing tube 11, as a cooling unit for cooling the rotary target 10, a refrigerant supply unit 10 a that supplies a refrigerant by allowing the refrigerant to flow inside the backing tube 11 is provided. It is connected.

ロータリーターゲット10、バッキングチューブ11、および磁気回路12からなるカソードの表面(ロータリーターゲット10の表面)に対する法線方向が、ローラ状の移動手段111(以下、MR、成膜ローラとも呼ぶ)により裏面が支持された可撓性基体Sの成膜面を略垂直に貫くように、移動手段111は配置される。   The direction of the normal to the surface of the cathode (the surface of the rotary target 10) composed of the rotary target 10, the backing tube 11, and the magnetic circuit 12 is adjusted by the roller-shaped moving means 111 (hereinafter, also referred to as MR, film forming roller). The moving means 111 is arranged so as to penetrate the film formation surface of the supported flexible substrate S substantially vertically.

つまり、基体Sを側断面視する方向において、基体Sの被成膜面をなす一面に対向して設けられたロータリーターゲット10は、ターゲットあたり複数のエロージョン部を形成させる磁気回路12を備えている。そして、ロータリーターゲット10の複数のエロージョン部は、ロータリーターゲット10の軸線方向に延在して、かつ、基板Sの進行方向に沿って並列に配されている。   That is, the rotary target 10 provided to face one surface of the substrate S on which the film is formed on the substrate S in the direction of viewing the substrate S in a side sectional view includes the magnetic circuit 12 for forming a plurality of erosion portions per target. . The plurality of erosion portions of the rotary target 10 extend in the axial direction of the rotary target 10 and are arranged in parallel along the traveling direction of the substrate S.

ロータリーターゲット10と基体Sを載置する移動手段111(MR、成膜ローラー)との間には、周囲への不必要な着膜を防ぐとともに基板に対し成膜領域を確定させる目的で、マスク15が配されている。マスク15は主に、基体Sに対する着膜を局所的に制限する目的から、そして、成膜空間をつくる成膜室の内側壁への着膜を防ぐ目的から、設けられており、マスク15の開口部15aにおいて、基体Sの被成膜面が、ロータリーターゲット10の表面側から臨める構成とした。   A mask is provided between the rotary target 10 and the moving means 111 (MR, film-forming roller) for mounting the substrate S, in order to prevent unnecessary film deposition on the periphery and to define a film-forming region with respect to the substrate. 15 are arranged. The mask 15 is provided mainly for the purpose of locally restricting the film deposition on the substrate S and for the purpose of preventing the film deposition on the inner wall of the film forming chamber for forming the film forming space. In the opening 15a, the surface on which the substrate S is to be formed can be viewed from the front side of the rotary target 10.

マスク15は、ドラム状の移動手段111(メインローラMR)の近傍に開口部15aが位置するように配置され、開口部15aによって基体Sに対する成膜領域を規定するように被成膜領域の全周を覆う配置とされている。この構成により、ロータリーターゲット10のエロージョン部側から見て、マスク15の開口部15aを通過する基体Sには、スパッタ膜の形成が可能とされている。つまり、基体Sに対する成膜可能な領域は、マスク15の開口部15aによって規制される。   The mask 15 is disposed so that the opening 15a is located near the drum-shaped moving means 111 (main roller MR), and the entire film forming region is defined so that the opening 15a defines a film forming region for the substrate S. It is arranged to cover the circumference. With this configuration, when viewed from the erosion portion side of the rotary target 10, a sputtered film can be formed on the base S passing through the opening 15a of the mask 15. That is, the area where the film can be formed on the substrate S is regulated by the opening 15 a of the mask 15.

図2は、本実施形態のスパッタリング装置におけるマスクを示す斜視図である。
マスク15は、図1,図2に示すように、略矩形輪郭を有する板状とされ、ドラム状の移動手段111(メインローラMR)の近傍に配置されている。マスク15はまた、略矩形輪郭となる開口部15a輪郭がドラム状の移動手段111(メインローラMR)に際近接するように配置されるとともに、ドラム状の移動手段111(メインローラMR)における外周表面に巻回された基体S表面に対応する位置(マスクすべき領域および境界)が、非成膜領域となるように開口部15aの境界に対して一致するように配置されている。
FIG. 2 is a perspective view showing a mask in the sputtering apparatus of the present embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 2, the mask 15 has a plate shape having a substantially rectangular contour, and is arranged near the drum-shaped moving means 111 (main roller MR). The mask 15 is also arranged so that the outline of the opening 15a, which is a substantially rectangular outline, is very close to the drum-shaped moving means 111 (main roller MR), and the outer periphery of the drum-shaped moving means 111 (main roller MR). The position (region and boundary to be masked) corresponding to the surface of the substrate S wound around the surface is arranged so as to coincide with the boundary of the opening 15a so as to be a non-film formation region.

開口部15aは、矩形状の長手方向がドラム状の移動手段111(メインローラMR)における軸線方向と並行とされ、矩形状の短手方向が、基体Sの走査方向(進行方向)と一致するように配置される。   The opening 15a has a rectangular longitudinal direction parallel to the axial direction of the drum-shaped moving means 111 (main roller MR), and a rectangular short direction coinciding with the scanning direction (progressing direction) of the substrate S. Are arranged as follows.

マスク15は、矩形の開口部15aの周縁が被成膜領域の全周を覆う板状とされており、マスク15の基体S側となる面の四辺には、冷媒管18がそれぞれ開口部15aを囲むように配置されており、冷媒管18には、冷媒を供給する冷媒供給手段19が接続されている。冷媒管18と冷媒供給手段19とは、冷却手段を構成する。   The mask 15 has a plate-like shape in which the periphery of a rectangular opening 15a covers the entire periphery of the film formation region, and refrigerant pipes 18 are provided on the four sides of the mask 15 on the substrate S side, respectively. The refrigerant pipe 18 is connected to refrigerant supply means 19 for supplying a refrigerant. The refrigerant pipe 18 and the refrigerant supply unit 19 constitute a cooling unit.

本実施形態において、冷媒管18は、基体S側に対向するマスク15の面に接続固定されるとともに、開口部15aの周縁において、対向する長辺に長冷媒管18a,18bが設けられ、また、開口部15aの周縁において、対向する短辺に短冷媒管18c,18dが設けられている。   In the present embodiment, the refrigerant pipe 18 is connected and fixed to the surface of the mask 15 facing the base S, and long refrigerant pipes 18a and 18b are provided on long sides of the periphery of the opening 15a that face each other. Short refrigerant pipes 18c and 18d are provided on opposite short sides of the periphery of the opening 15a.

長冷媒管18a,18bは、略直線形状を有するように延在して、開口部15aの周縁において対向する長辺といずれも並行状態に設けられる。また、長冷媒管18a,18bは、いずれもその両端が開口部15aの周縁において対向する短辺からはみ出してマスク15の輪郭外側まで延在している。   The long refrigerant pipes 18a and 18b extend so as to have a substantially straight line shape, and are provided in parallel with the opposing long sides at the periphery of the opening 15a. In addition, both ends of the long refrigerant pipes 18a and 18b protrude from short sides facing each other at the periphery of the opening 15a and extend to the outside of the outline of the mask 15.

短冷媒管18c,18dは、開口部15aの周縁において対向する短辺といずれも略並行に設けられているが、その両端は、長冷媒管18a,18bの端部と同じ方向として開口部15aの周縁において対向する短辺からはみ出してマスク15の輪郭外側まで延在するように曲げられている。   The short refrigerant pipes 18c and 18d are provided substantially in parallel with the short sides facing each other at the periphery of the opening 15a, and both ends thereof are set in the same direction as the ends of the long refrigerant pipes 18a and 18b. Is bent so as to protrude from the opposite short side at the periphery of the mask 15 and extend to the outside of the outline of the mask 15.

なお、図2において、短冷媒管18c,18dは、マスク15に接続された中心位置が開口部15aの周縁において対向する短辺付近に位置するとともに、短冷媒管18c,18dの両端は、長冷媒管18a,18bに近接して、その端部からはみ出すように、全体が湾曲した形状とした構成を例示している。   In FIG. 2, the short refrigerant pipes 18c and 18d have their central positions connected to the mask 15 located near the opposite short sides at the periphery of the opening 15a, and both ends of the short refrigerant pipes 18c and 18d have long ends. A configuration in which the whole is curved so as to be close to the refrigerant pipes 18a and 18b and protrude from the ends thereof is illustrated.

なお、冷媒管18のマスク15への取り付け位置は、マスク15を充分に冷却することが可能であれば、この構成に限定されるものではない。   The mounting position of the refrigerant pipe 18 on the mask 15 is not limited to this configuration as long as the mask 15 can be sufficiently cooled.

本実施形態において、長冷媒管18a,18b、短冷媒管18c,18dは、いずれも、開口部15aの周縁位置では連通しておらず、それぞれが独立して冷媒供給手段19に接続された構成となっている。
長冷媒管18a,18b、短冷媒管18c,18dは、それぞれが、いずれかの端部が冷媒供給手段19が接続されており、内部に冷媒を流通可能とされている。
In the present embodiment, the long refrigerant pipes 18a and 18b and the short refrigerant pipes 18c and 18d are not connected at the peripheral position of the opening 15a, and are connected to the refrigerant supply means 19 independently. It has become.
One end of each of the long refrigerant pipes 18a and 18b and the short refrigerant pipes 18c and 18d is connected to the refrigerant supply means 19 so that the refrigerant can flow therein.

なお、図2において、長冷媒管18a,18b、短冷媒管18c,18dの設けられた上側となるマスク15の面が基体Sの巻回されたドラム状の移動手段111(メインローラMR)に対向するように設けられる。   In FIG. 2, the upper surface of the mask 15 provided with the long refrigerant pipes 18a and 18b and the short refrigerant pipes 18c and 18d is connected to the drum-shaped moving means 111 (main roller MR) around which the base S is wound. They are provided to face each other.

次に、本実施形態におけるスパッタリング方法について説明する。
図3は、本実施形態におけるスパッタリング方法を示す説明図である。
Next, the sputtering method according to the present embodiment will be described.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a sputtering method according to the present embodiment.

本実施形態のスパッタリング装置100におけるスパッタリング処理時には、巻出室101の巻出手段110から基体Sを供給し、巻取室104の巻取手段112によって基体Sを巻き取る。同時に、成膜室103の移動手段111(メインローラMR)表面には基体Sが巻回されて、メインローラMRの回転方向に基体Sが走査される。   During the sputtering process in the sputtering apparatus 100 of this embodiment, the substrate S is supplied from the unwinding means 110 of the unwinding chamber 101, and the substrate S is wound by the winding means 112 of the winding chamber 104. At the same time, the substrate S is wound around the surface of the moving means 111 (main roller MR) in the film forming chamber 103, and the substrate S is scanned in the rotation direction of the main roller MR.

このとき、温冷媒供給手段T1からメインローラMR内部の温冷媒通路111aに温冷媒が供給され、基体Sが所定の温度状態となるように設定されている。
また、冷媒供給手段19からマスク15の冷媒管18に冷媒が供給されて、マスク15を冷却する。同時に、冷媒供給手段10aからロータリーターゲット10内側に供給された冷媒10bが充填されてロータリーターゲット10を冷却する。
At this time, the warm refrigerant is supplied from the warm refrigerant supply means T1 to the warm refrigerant passage 111a inside the main roller MR, and the base S is set to a predetermined temperature state.
Further, the coolant is supplied from the coolant supply means 19 to the coolant pipe 18 of the mask 15 to cool the mask 15. At the same time, the rotary target 10 is cooled by being filled with the refrigerant 10b supplied from the refrigerant supply means 10a to the inside of the rotary target 10.

同時に、導入手段P2からアルゴンガスと酸素ガスとをスパッタガスとして供給するとともに、排気手段P3によって余分なガスを排気する。   At the same time, an argon gas and an oxygen gas are supplied as sputtering gases from the introducing means P2, and an excess gas is exhausted by the exhausting means P3.

この状態で、プラズマ電源11aからバッキングチューブ11を介してロータリーターゲット10に電力を供給するとともに、回転手段によって所定速度でロータリーターゲット10を回転させた状態で磁気回路12によって磁力を発生させ、この磁力によってトラップするようにプラズマPを発生させスパッタ粒子の放出を開始する。   In this state, power is supplied from the plasma power source 11a to the rotary target 10 via the backing tube 11, and a magnetic force is generated by the magnetic circuit 12 while the rotary target 10 is rotated at a predetermined speed by the rotating means. To generate plasma P so as to be trapped, thereby starting emission of sputtered particles.

ここで、プラズマPとなったスパッタガスからイオンや自由電子がロータリーターゲット10表面に入射して、磁気回路12の磁力により所定のエロージョン部を生じるとともに、ターゲット母材のCuが粒子となり、基体Sへと付着し、メインローラMR表面と一体に回転(走査)される基体S表面にスパッタ膜SCuが成膜される。   Here, ions and free electrons are incident on the surface of the rotary target 10 from the sputtering gas that has become the plasma P, and a predetermined erosion portion is generated by the magnetic force of the magnetic circuit 12, and Cu of the target base material becomes particles, and the substrate S And a sputtered film SCu is formed on the surface of the substrate S which is rotated (scanned) integrally with the surface of the main roller MR.

すると、図3に示すように、プラズマPを発生させることにより、イオンや自由電子の入射したロータリーターゲット10の温度が上昇する。また、プラズマPからの輻射熱によってロータリーターゲット10の温度が上昇する。
また、高温のプラズマPからの輻射熱によってマスク15の温度が上昇する。
Then, as shown in FIG. 3, by generating the plasma P, the temperature of the rotary target 10 on which ions and free electrons are incident rises. Further, the temperature of the rotary target 10 rises due to radiant heat from the plasma P.
Further, the temperature of the mask 15 rises due to radiation heat from the high-temperature plasma P.

このとき、次のように基体Sの温度が上昇する原因が考えられる。   At this time, the cause of the rise in the temperature of the substrate S as described below is considered.

1.ロータリーターゲット10起因
まず、高温のロータリーターゲット10から放射され直接基体Sへ到達する熱輻射によって、基体Sの温度が上昇する。
1. Attributable to the Rotary Target 10 First, the temperature of the base S is increased by heat radiation radiated from the high-temperature rotary target 10 and directly reaching the base S.

2.プラズマP起因
同様に、プラズマPが高温であるため、この高温のプラズマPから放射され直接基体Sへ到達する熱輻射、および、プラズマPから基体Sに直接入射する自由電子あるいは正負のイオンなどの荷電粒子によって、基体Sの温度が上昇する。
2. Similarly, since the plasma P is at a high temperature, thermal radiation emitted from the high-temperature plasma P and directly reaching the substrate S, and free electrons or positive and negative ions directly incident on the substrate S from the plasma P are generated. The temperature of the substrate S increases due to the charged particles.

3.マスク15起因
さらに、高温のマスク15などの部材から放射され直接基体Sへ到達する熱輻射によって、基体Sの温度が上昇する。
3. Attributable to the mask 15 Further, the temperature of the base S is increased by heat radiation radiated from the high-temperature member such as the mask 15 and directly reaching the base S.

4.凝縮潜熱
例えば、銅(Cu)からなる成膜粒子が一度気化してから基体Sに付着してスパッタ膜SCuとして成膜される際に発生する凝集潜熱により基体Sの温度が上昇する。
4. Condensation Latent Heat For example, the temperature of the substrate S increases due to cohesive latent heat generated when the film-forming particles made of copper (Cu) once vaporize and adhere to the substrate S to form a sputtered film SCu.

これらに対し、本実施形態においては、以下のように基体Sの温度上昇を防止する。   On the other hand, in the present embodiment, the temperature rise of the base S is prevented as described below.

マスク15における開口部15a以外の部分によって、被成膜領域以外の基体Sを覆うことで、ロータリーターゲット10からの熱輻射、プラズマPからの熱輻射、プラズマPから入射する自由電子あるいは正負のイオンなどの荷電粒子が、被成膜領域以外の基体Sに直接到達しないように被覆して、開口部15aに対応する被成膜領域での基体Sの温度上昇を低減する。   By covering the substrate S other than the film formation region with a portion other than the opening 15a in the mask 15, heat radiation from the rotary target 10, heat radiation from the plasma P, free electrons or positive and negative ions incident from the plasma P The charged particles such as are coated so as not to directly reach the substrate S other than the film formation region, and the temperature rise of the substrate S in the film formation region corresponding to the opening 15a is reduced.

また、シールド部材(ケース)13における開口部13a以外の部分によって、エロージョン部以外のロータリーターゲット10を覆うことで、ロータリーターゲット10からの熱輻射が開口部13a以外から基体Sに直接到達しないように被覆して、基体Sの温度上昇を低減する。   In addition, by covering the rotary target 10 other than the erosion portion with the portion other than the opening 13a in the shield member (case) 13, heat radiation from the rotary target 10 is prevented from directly reaching the base S from other than the opening 13a. By coating, the temperature rise of the substrate S is reduced.

同時に、温冷媒供給手段T1からメインローラMR内部の温冷媒通路111aに温冷媒を供給して、輻射熱、荷電粒子入射、および、凝集潜熱によるメインローラMRおよび基体Sにおける温度上昇を低減する。   At the same time, a warm refrigerant is supplied from the warm refrigerant supply means T1 to the warm refrigerant passage 111a inside the main roller MR to reduce the temperature rise in the main roller MR and the base S due to radiant heat, charged particle incidence, and latent heat of aggregation.

同時に、冷媒供給手段10aからロータリーターゲット10内側に冷媒10bを供給してロータリーターゲット10を冷却し、ロータリーターゲット10からの輻射熱を低減する。
また、クライオポンプ13cによって、開口部13aに位置して基体Sに対向するように回転する直前位置におけるロータリーターゲット10を冷却し、ロータリーターゲット10からの輻射熱を低減する。
At the same time, the coolant 10b is supplied from the coolant supply means 10a to the inside of the rotary target 10 to cool the rotary target 10 and reduce the radiant heat from the rotary target 10.
Further, the rotary target 10 is cooled by the cryopump 13 c at a position immediately before the rotary target 10 is rotated so as to be opposed to the base body S at the opening 13 a, and radiant heat from the rotary target 10 is reduced.

同時に、冷媒供給手段19からマスク15の冷媒管18に冷媒を供給して、マスク15における開口部15aの四辺をそれぞれ冷媒管18a,18b,18c,18d(18)によって冷却し、ロータリーターゲット10からの熱輻射、プラズマPからの熱輻射、プラズマPから入射する自由電子あるいは正負のイオンなどの荷電粒子が到達したマスク15における温度上昇を低減する。これにより、マスク15における基体S対向面からの輻射熱を低減する。   At the same time, the coolant is supplied from the coolant supply means 19 to the coolant pipe 18 of the mask 15, and the four sides of the opening 15 a in the mask 15 are cooled by the coolant pipes 18 a, 18 b, 18 c, 18 d (18), respectively. , Heat radiation from the plasma P, and a temperature rise in the mask 15 to which charged particles such as free electrons or positive and negative ions incident from the plasma P reach. Thereby, radiant heat from the surface of the mask 15 facing the base S is reduced.

これらによって基体Sの温度上昇によって変形し、熱負けが発生することを防止する。   These prevent deformation of the substrate S due to a rise in temperature, thereby preventing heat loss.

また、巻出手段110、移動手段111(MR)、巻取手段112、複数のガイドローラGrによって、可撓性基体Sにおける張力制御(テンションコントロール)が成された状態とすることで、しわ等の変形が熱ダメージとして基体Sに発生することを防止する。   In addition, when the tension control (tension control) of the flexible base S is performed by the unwinding unit 110, the moving unit 111 (MR), the winding unit 112, and the plurality of guide rollers Gr, wrinkles and the like can be obtained. Is prevented from being generated in the substrate S as thermal damage.

本実施形態においては、上記のように、特に、マスク15から基体Sへの輻射熱を低減することで、熱負けの発生する原因を解消し、しわ等の変形が熱ダメージとして発生することを防止した状態で、スパッタ成膜をおこなうことが可能となる。これにより、成膜速度の向上を図り、高速で走査されるフィルムSへのスパッタ成膜を可能とすることができる。   In the present embodiment, as described above, in particular, by reducing the radiant heat from the mask 15 to the substrate S, the cause of heat loss is eliminated, and deformation such as wrinkles is prevented from occurring as thermal damage. In this state, it is possible to perform sputter deposition. Thereby, the film forming speed can be improved, and the film can be formed by sputtering on the film S scanned at high speed.

さらに、マスク15における温度変化を低減することができるため、成膜中に着膜したマスク15の熱膨張によって発生する膜剥がれを抑制することができ、これにより、成膜中におけるダスト発生を防止して、成膜品質を向上することができるという効果を奏することが可能となる。   Further, since a temperature change in the mask 15 can be reduced, film peeling caused by thermal expansion of the mask 15 deposited during film formation can be suppressed, thereby preventing dust generation during film formation. As a result, it is possible to achieve an effect that the film formation quality can be improved.

なお、本実施形態においては、図2に示すように、冷媒管18をマスク15の開口部15a周囲の四辺に配置したが、この配置に限定されるものではなく、次のような構成とすることもできる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the refrigerant pipes 18 are arranged on the four sides around the opening 15a of the mask 15, but the present invention is not limited to this arrangement, and has the following configuration. You can also.

図4に示すように、4本の冷媒管18a,18b,18c,18dを設けてそれぞれを冷媒供給手段19に接続するとともに、短冷媒管18c,18dの中央位置において、曲部18eを設けて複数回褶曲させ、マスク15との接触長を増大し、マスク15の冷却効率を向上する。   As shown in FIG. 4, four refrigerant pipes 18a, 18b, 18c, and 18d are provided and connected to the refrigerant supply means 19, and a curved portion 18e is provided at a central position of the short refrigerant pipes 18c and 18d. It is folded a plurality of times to increase the contact length with the mask 15 and improve the cooling efficiency of the mask 15.

図5に示すように、3本の冷媒管18f,18c,18dを設け、開口部15aの長辺に位置する冷媒管18fを曲部18gで接続して、この長冷媒管18f、短冷媒管18c,18dをそれぞれ冷媒供給手段19に接続する。   As shown in FIG. 5, three refrigerant pipes 18f, 18c, and 18d are provided, and the refrigerant pipes 18f located on the long sides of the opening 15a are connected by a curved portion 18g. 18c and 18d are connected to the refrigerant supply means 19, respectively.

図6に示すように、2本の冷媒管18f,18cを設け、開口部15aの長辺に位置する冷媒管18fを曲部18hで接続し、曲部18hを短冷媒管として複数回褶曲させるとともに、短冷媒管18cの中央位置において、曲部18eを設けて複数回褶曲させ、これら曲部18e,18hによってマスク15との接触長を増大し、マスク15の冷却効率を向上する。また、この長冷媒管18f、短冷媒管18cをそれぞれ冷媒供給手段19に接続する。   As shown in FIG. 6, two refrigerant pipes 18f and 18c are provided, the refrigerant pipe 18f located on the long side of the opening 15a is connected by a curved part 18h, and the curved part 18h is folded a plurality of times as a short refrigerant pipe. At the same time, a bent portion 18e is provided at the center position of the short refrigerant pipe 18c to bend a plurality of times, and the bent portions 18e and 18h increase the contact length with the mask 15, thereby improving the cooling efficiency of the mask 15. The long refrigerant pipe 18f and the short refrigerant pipe 18c are connected to the refrigerant supply means 19, respectively.

図7に示すように、1本の冷媒管18jを設けて、それぞれ開口部15aの長辺、短辺、長辺、短辺に沿って、開口部15aを囲むように配置し、冷媒管18jを冷媒供給手段19に接続する。   As shown in FIG. 7, one refrigerant pipe 18j is provided, and arranged along the long side, short side, long side, and short side of the opening 15a so as to surround the opening 15a. Is connected to the refrigerant supply means 19.

図8に示すように、1本の冷媒管18kを設けて、それぞれ開口部15aの長辺、短辺、長辺、短辺に沿って、開口部15aを囲むように配置するとともに、開口部15aの周囲で蛇行するように複数の曲部を連続させて囲んだ状態に配置し、開口部15aの周囲で所定幅を持って冷媒管18kがマスク15に接触するようにしてマスク15との接触長を増大した状態で、マスク15の冷却効率を向上、冷媒管18kを冷媒供給手段19に接続する。   As shown in FIG. 8, a single refrigerant pipe 18k is provided, and arranged along the long side, short side, long side, and short side of the opening 15a so as to surround the opening 15a. A plurality of curved portions are continuously arranged so as to meander around the periphery of the opening 15a, and are arranged around the opening 15a with a predetermined width so that the refrigerant pipe 18k comes into contact with the mask 15 so as to be in contact with the mask 15. With the contact length increased, the cooling efficiency of the mask 15 is improved, and the refrigerant pipe 18k is connected to the refrigerant supply means 19.

図9に示すように、6本の冷媒管18m,18c,18dを設けて、それぞれを冷媒供給手段19に接続する。
開口部15aの長辺に位置する長冷媒管18mは、開口部15aの長辺の中央位置において、曲部18nによって折り返され、それぞれが開口部15aの長辺と並行に設けられ、開口部15aの周囲で所定幅を持って冷媒管18mがマスク15に接触するようにしてマスク15との接触長を増大する。また、短冷媒管18c,18dの中央位置において、曲部18eを設けて複数回褶曲させ、マスク15との接触長を増大し、マスク15の冷却効率を向上する。
なお、長冷媒管18mの折り返し位置は、開口部15aの長辺の中央に限定されるものではない。
As shown in FIG. 9, six refrigerant pipes 18 m, 18 c, and 18 d are provided, each of which is connected to the refrigerant supply unit 19.
The long refrigerant pipe 18m located on the long side of the opening 15a is folded back by the curved portion 18n at the center position of the long side of the opening 15a, and each is provided in parallel with the long side of the opening 15a. The contact length with the mask 15 is increased such that the refrigerant pipe 18m contacts the mask 15 with a predetermined width around the mask 15. Further, a curved portion 18e is provided at the center position of the short refrigerant pipes 18c and 18d to bend a plurality of times to increase the contact length with the mask 15 and improve the cooling efficiency of the mask 15.
Note that the turning position of the long refrigerant pipe 18m is not limited to the center of the long side of the opening 15a.

これらの構成によっても、上述したマスク15を冷却して、同等かそれ以上の効果を奏することが可能となる。   Even with these configurations, it is possible to cool the above-described mask 15 and achieve the same or more effects.

以下、本発明に係るスパッタリング装置、スパッタリング方法の第2実施形態を、図面に基づいて説明する。
図10は、本実施形態におけるスパッタリング装置を示す模式断面図であり、本実施形態において、上述した第1実施形態と異なるのは、アノードに関する点であり、これ以外の上述した第1実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
Hereinafter, a second embodiment of a sputtering apparatus and a sputtering method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a sputtering apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, a point different from the above-described first embodiment is related to the anode, and is different from the above-described first embodiment. Corresponding components have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated.

本実施形態においては、図10に示すように、マスク15とロータリーターゲット10との間には、マスク15における開口部15aに対応する矩形の開口部14aを有する板状のアノード14が設けられ、電位調整手段14cが接続される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 10, a plate-like anode 14 having a rectangular opening 14 a corresponding to the opening 15 a in the mask 15 is provided between the mask 15 and the rotary target 10. The potential adjusting means 14c is connected.

アノード14において開口部14aの周囲には、基体Sの進行方向と進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在してアノード14から基体Sへの輻射熱を低減する冷却手段としての冷媒管14bとこの冷媒管14bに接続された冷媒供給手段19aが、開口部14aを囲むように基体S側の面に配置される。   Around the opening 14a in the anode 14, refrigerant pipes as cooling means extending in four directions which are width directions orthogonal to the direction of travel of the base S and reducing radiant heat from the anode 14 to the base S 14b and refrigerant supply means 19a connected to the refrigerant pipe 14b are arranged on the surface on the side of the base S so as to surround the opening 14a.

また、本実施形態においては、図10に示すように、シールド部材(ケース)13において開口部13aの周囲には、基体Sの進行方向と進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在してシールド部材(ケース)13から基体Sへの輻射熱を低減する冷却手段としての冷媒管13bとこの冷媒管13bに接続された冷媒供給手段19bが、開口部13aを囲むように基体S側の面に配置される。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the shield member (case) 13 extends around the opening 13a in four directions that are the width direction orthogonal to the traveling direction of the base body S and the traveling direction. A refrigerant pipe 13b as a cooling means for reducing radiant heat from the shield member (case) 13 to the base S and a refrigerant supply means 19b connected to the refrigerant pipe 13b are provided on the base S side so as to surround the opening 13a. Placed on the surface.

ここで、アノード14は、基体Sに対する電位調整以外にも、基体Sに対する着膜を局所的に制限可能に設けられることができ、アノード14の開口部14aにおいて、基体Sの被成膜面が、ロータリーターゲット10の表面側から臨める構成とされる。   Here, the anode 14 can be provided so as to be capable of locally restricting the film deposition on the substrate S in addition to the potential adjustment on the substrate S, and the film-forming surface of the substrate S is formed at the opening 14 a of the anode 14. , From the front side of the rotary target 10.

本実施形態においては、また、アノード14における開口部14a周囲の冷媒管14b配置と、シールド部材(ケース)13における開口部13a周囲の冷媒管13b配置とは、マスク15における開口部15a周囲の冷媒管18の配置に準じることが可能である。
つまり、アノード14およびシールド部材(ケース)13において、矩形の開口部14a,13aまわりにおいて、その四辺に沿って冷媒管14bおよび冷媒管13bを設けることが好ましい。
In the present embodiment, the arrangement of the refrigerant pipes 14b around the opening 14a in the anode 14 and the arrangement of the refrigerant pipes 13b around the opening 13a in the shield member (case) 13 are different from those in the mask 15 around the opening 15a. It is possible to follow the arrangement of the tube 18.
That is, in the anode 14 and the shield member (case) 13, it is preferable to provide the refrigerant pipe 14b and the refrigerant pipe 13b along the four sides around the rectangular openings 14a, 13a.

本実施形態においては、アノード14によって基体(フィルム)Sの電位を所定の状態に調節して、発生したプラズマPから自由電子あるいは正負のイオンなど、何かしらの荷電粒子が直接基体(フィルム)Sに入射することを防止し、基体(フィルム)Sの温度上昇を低減して基体Sに対する熱負荷を低減する。これにより、基体(フィルム)Sにおいて、熱負荷による熱負けの発生を低減することが可能となる。   In the present embodiment, the potential of the substrate (film) S is adjusted to a predetermined state by the anode 14, and some charged particles such as free electrons or positive / negative ions from the generated plasma P are directly applied to the substrate (film) S. Light is prevented from entering and the temperature rise of the substrate (film) S is reduced to reduce the thermal load on the substrate S. This makes it possible to reduce the occurrence of heat loss due to the heat load in the base (film) S.

同時に、プラズマ発生時に温度上昇するアノード14を冷却手段としての冷媒管14bによって冷却するとともに、シールド部材(ケース)13を冷却手段としての冷媒管13bによって冷却することにより、アノード14およびシールド部材(ケース)13から基体(フィルム)Sへの輻射熱を低減して基体Sに対する熱負荷を低減し、基体(フィルム)Sにおいて、熱負荷による熱負けの発生を低減することが可能となる。これにより、成膜速度の向上を図り、高速で走査されるフィルムSへのスパッタ成膜を可能とすることができる。   At the same time, the anode 14 which rises in temperature when plasma is generated is cooled by the refrigerant pipe 14b as a cooling means, and the shield member (case) 13 is cooled by the refrigerant pipe 13b as a cooling means, so that the anode 14 and the shield member (case) are cooled. ) 13 to reduce the radiant heat to the substrate (film) S to reduce the thermal load on the substrate S, and to reduce the occurrence of heat loss in the substrate (film) S due to the thermal load. Thereby, the film forming speed can be improved, and the film can be formed by sputtering on the film S scanned at high speed.

さらに、マスク15に加えてアノード14およびシールド部材(ケース)13における温度変化を低減することができるため、成膜中に着膜したマスク15の熱膨張によって発生する膜剥がれを抑制することができ、さらに、成膜中の着膜したアノード14およびシールド部材(ケース)13からの膜剥がれを抑制することができ、これにより、成膜中におけるダスト発生を防止して、成膜品質を向上することができるという効果を奏することが可能となる。   Further, since a temperature change in the anode 14 and the shield member (case) 13 in addition to the mask 15 can be reduced, film peeling caused by thermal expansion of the mask 15 deposited during film formation can be suppressed. Furthermore, it is possible to suppress film peeling from the deposited anode 14 and the shield member (case) 13 during film formation, thereby preventing generation of dust during film formation and improving film formation quality. It is possible to achieve the effect of being able to do so.

また、上記の実施形態においては、ロータリーターゲット10としたが、平板状ターゲットとして、さらに、磁気回路を揺動させることもできる。   In the above-described embodiment, the rotary target 10 is used. However, the magnetic circuit can be further swung as a flat target.

この場合、ターゲットは長方形の板状部材とすることができ、ターゲットの裏面側には、電力を伝達するバッキングプレートが配されている。このバッキングプレートのさらに裏面側には、ターゲット表面にプラズマをトラップするために機能する磁気回路が配置されている。この磁気回路は、固定されるか、あるいは放電時に揺動するタイプとすることができる。   In this case, the target can be a rectangular plate-like member, and a backing plate for transmitting electric power is arranged on the back side of the target. Further on the back side of the backing plate, a magnetic circuit that functions to trap plasma on the target surface is arranged. This magnetic circuit can be of a fixed or oscillating type during discharge.

磁気回路から発生した磁力により、ターゲットの表面には、少なくとも2箇所のエロージョン部が生じるように、スパッタリングが行われることができる。この場合、2つのエロージョン部が、ターゲットの短手方向において、磁気回路により定められた所望の位置となる構成を例示ことができる。   Sputtering can be performed such that at least two erosion portions are generated on the surface of the target by the magnetic force generated from the magnetic circuit. In this case, a configuration in which the two erosion portions are at desired positions determined by the magnetic circuit in the lateral direction of the target can be exemplified.

以下、本発明に係るスパッタリング装置、スパッタリング方法の第3実施形態を、図面に基づいて説明する。
図11は、本実施形態におけるスパッタリング装置を示す模式断面図であり、図12は、本実施形態におけるスパッタリング装置のマスク付近を示す拡大模式断面図である。
Hereinafter, a third embodiment of the sputtering apparatus and the sputtering method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating a sputtering apparatus according to the present embodiment, and FIG. 12 is an enlarged schematic cross-sectional view illustrating the vicinity of a mask of the sputtering apparatus according to the present embodiment.

本実施形態のスパッタリング装置200においては、処理ユニットをスパッタリングによる成膜を可能とする成膜ユニットとし、ドラム(メインローラ)の周囲に4個の成膜ユニットを設けてシート状の基体Sに多層膜を成膜する。本実施形態のスパッタリング装置200においては、メインローラの軸線方向が水平方向に一致する姿勢で当該メインローラが真空チャンバ内に収容されているものとし、鉛直方向としての「上」、「下」並びに軸線方向としての「右」、「左」といった方向は「図11の紙面奥側」「図11の紙面手前側」を基準にする。   In the sputtering apparatus 200 of the present embodiment, the processing unit is a film forming unit capable of forming a film by sputtering, and four film forming units are provided around a drum (main roller) to form a multilayer on the sheet-like substrate S. A film is formed. In the sputtering apparatus 200 of the present embodiment, the main roller is housed in the vacuum chamber in a posture in which the axis direction of the main roller coincides with the horizontal direction, and “up”, “down”, and Directions such as “right” and “left” as axial directions are based on “the back side of the paper of FIG. 11” and “the front side of the paper of FIG. 11”.

スパッタリング装置200は、図11に示すように、後述のレール用以外の所謂ピットが存在しない平坦な床面に設置され、略五角形状の輪郭を有し、軸線方向一側(図11の紙面奥側)の面と成膜ユニット取付面が開口部された真空チャンバ201を備える。真空チャンバ201は、その上面が水平となる(この場合、真空チャンバ201の一つの頂部が鉛直方向下方に位置する)姿勢で、その上面に形成した延設部211に立設した支持部材により床面から所定の高さ位置に支持されている。また、真空チャンバ201の周囲には、脚部により真空チャンバ201の上面より高い位置に支持される架台が設けられ、スパッタリング装置200の稼働に必要な電装部品や配線ケーブル等が配置できるようにしている。   As shown in FIG. 11, the sputtering apparatus 200 is installed on a flat floor surface having no so-called pits other than those for rails described later, has a substantially pentagonal profile, and has one side in the axial direction (the depth of the paper in FIG. 11). Side) and a vacuum chamber 201 having an opening on the film-forming unit mounting surface. The upper surface of the vacuum chamber 201 is horizontal (in this case, one apex of the vacuum chamber 201 is located vertically below), and the floor is supported by a support member erected on an extended portion 211 formed on the upper surface. It is supported at a predetermined height from the surface. In addition, around the vacuum chamber 201, a pedestal supported by a leg at a position higher than the upper surface of the vacuum chamber 201 is provided so that electrical components and wiring cables and the like necessary for operation of the sputtering apparatus 200 can be arranged. I have.

延設部211内を含む真空チャンバ201の上部空間212には、外部から移送されるシート状の基体Sを後述のドラム状のメインローラ202へと案内し、ドラム状のメインローラ202を周回したシート状の基体Sを外部へと移送するための複数個のガイドローラGrが配置されている。なお、真空チャンバ201には、軸線方向と水平に直交する方向から上流側真空チャンバと下流側真空チャンバとが連設される。   In the upper space 212 of the vacuum chamber 201 including the inside of the extension portion 211, the sheet-shaped base S transferred from the outside is guided to a drum-shaped main roller 202, which will be described later, and is rotated around the drum-shaped main roller 202. A plurality of guide rollers Gr for transferring the sheet-shaped substrate S to the outside are arranged. Note that, in the vacuum chamber 201, an upstream vacuum chamber and a downstream vacuum chamber are provided continuously from a direction orthogonal to the axial direction and horizontally.

この場合、上流側真空チャンバにはシート状の基体Sが巻回され、一定の速度でこのシート状の基体Sを繰り出す繰出ローラが設けられ、下流側真空チャンバには真空チャンバ201にてメインローラ202の周囲を周回することで成膜された成膜済みのシート状の基体Sを巻き取る巻取ローラが設けられている。   In this case, a sheet-shaped substrate S is wound around the upstream vacuum chamber, and a feed roller for feeding the sheet-shaped substrate S at a constant speed is provided. A winding roller is provided to wind the film-formed sheet-shaped substrate S formed by turning around the periphery of 202.

また、真空チャンバ201の天板213は、アクチュエータ213aにより開閉自在に形成され、架台上からメインローラ202やガイドローラGrへのシート状の基体Sの巻き掛けやメンテナンス等の作業を行うことができるようにしている。   The top plate 213 of the vacuum chamber 201 is formed so as to be openable and closable by an actuator 213a, and can perform operations such as winding the sheet-like base S around the main roller 202 and the guide roller Gr from the gantry and performing maintenance. Like that.

架台には、ターボ分子ポンプ、ロータリーポンプ等で構成される第1真空ポンプが設置され、真空チャンバ201内を真空排気できるようにしている。また、真空チャンバ201内の上部所定位置には、軸線方向に間隔を存して一対の支持台が垂設され、両支持台の間には、シート状の基体Sが巻き掛けられるメインローラ202がその回転軸を介して回転自在に支持されている。   A first vacuum pump including a turbo molecular pump, a rotary pump, and the like is installed on the gantry so that the inside of the vacuum chamber 201 can be evacuated. A pair of support bases are vertically suspended at predetermined intervals in an axial direction at an upper predetermined position in the vacuum chamber 201, and a main roller 202 around which a sheet-shaped substrate S is wound is provided between the support bases. Are rotatably supported via the rotation shaft.

また、メインローラ202には、シート状の基体Sを加熱または冷却する機構が内蔵されている。メインローラ202の軸線方向一側に位置する一方の支持台側に面する真空チャンバ201の大気側壁面には駆動モータが固定配置され、この駆動モータの駆動軸がメインローラ202の回転軸に連結されてメインローラ202を一定の速度で回転駆動できるようにしている。なお、駆動モータの駆動軸には、メインローラ202の機能である基体Sの加熱冷却機構に供する熱媒体を流すことができる機能を設けることもできる。   The main roller 202 has a built-in mechanism for heating or cooling the sheet-shaped base S. A drive motor is fixedly arranged on the atmospheric side wall surface of the vacuum chamber 201 facing one of the support bases located on one side in the axial direction of the main roller 202, and the drive shaft of the drive motor is connected to the rotation shaft of the main roller 202. Thus, the main roller 202 can be driven to rotate at a constant speed. The drive shaft of the drive motor may be provided with a function that allows a heat medium to be supplied to a heating and cooling mechanism for the base S, which is a function of the main roller 202.

このように駆動モータを後述の第1台車の進退に関係なく、一方の支持台側の真空チャンバ201の大気側壁面に固定配置したことで、後述の第2台車を退避位置に移動させた後、特に成膜ユニット206c,206dのメンテナンス作業を行う際、作業者は駆動モータの干渉を受けずにメンテナンス作業を実施することができる。なお、熱媒体を流出入できる配管が存在する場合、作業者は更に干渉を受けるが、本構成であればその干渉を受けずに機能追加を図れる。また、軸線方向他側に位置する他方の支持台と比べ、一方の支持台は、その外形寸法を同様とできるが、第1台車に付随する隔壁に対応する開口部分、梁としての断面積の減少を余儀なくされるため、駆動モータの重量によっては、リブ等により一方の支持台を補強するようにしてもよい。   In this manner, the drive motor is fixedly disposed on the atmospheric side wall surface of the vacuum chamber 201 on one of the support bases regardless of the advance / retreat of the first carriage described later, so that the second carriage described later is moved to the retracted position. In particular, when performing the maintenance work of the film forming units 206c and 206d, the operator can perform the maintenance work without receiving the interference of the driving motor. In addition, when there is a pipe through which the heat medium can flow in and out, the operator is further interfered, but with this configuration, the function can be added without the interference. Also, compared to the other support stand located on the other side in the axial direction, one support stand can have the same outer dimensions, but the opening corresponding to the partition wall attached to the first carriage, the cross-sectional area as a beam. Since reduction is inevitable, depending on the weight of the drive motor, one of the supports may be reinforced by a rib or the like.

また、真空チャンバ201の軸線方向一側の開口部(以下、「取付開口部」という)の周縁部には、Oリング等の真空シールを介して真空チャンバ201の外壁面に当接して取付開口部を閉塞する蓋体が第1台車の進退に連動することで着脱自在に取り付けられ、真空チャンバ201を気密保持できるようにしている。なお、蓋体には駆動モータが挿通する開口部も形成され、取付開口部への蓋体の取付状態では、真空チャンバ201の気密状態を保持したまま駆動モータが真空チャンバ201の外側に突出するようになっている。   In addition, a peripheral edge of an opening (hereinafter, referred to as an “attachment opening”) on one side in the axial direction of the vacuum chamber 201 is in contact with an outer wall surface of the vacuum chamber 201 via a vacuum seal such as an O-ring. The lid for closing the portion is detachably attached by interlocking with the advance and retreat of the first bogie so that the vacuum chamber 201 can be kept airtight. An opening through which the drive motor is inserted is also formed in the lid, and when the lid is attached to the mounting opening, the drive motor projects outside the vacuum chamber 201 while keeping the vacuum chamber 201 airtight. It has become.

また、蓋体には、軸線方向にのびて真空チャンバ201内でメインローラ202の周囲に互いに隔絶された処理空間216を区画するための4個の隔壁204が後述する第1退避位置において着脱自在に設けられ、隔壁204自体が防着板としての役割を果たすようになっている。これにより、防着板を別途設ける例と比較して隔壁204の構造を簡単にできると共に小型化できる。   The cover has four partition walls 204 extending in the axial direction and defining processing spaces 216 separated from each other around the main roller 202 in the vacuum chamber 201. The partition walls 204 are detachable at a first retreat position described later. , And the partition 204 itself plays a role as an anti-adhesion plate. Thereby, the structure of the partition wall 204 can be simplified and the size can be reduced as compared with an example in which a deposition plate is separately provided.

各隔壁204は、ドラム状のメインローラ202の周面を部分的に覆うように位置し、シート状の基体Sに対する成膜範囲を制限するマスク板部(マスク)241と、軸線方向と略平行な面に存在し、かつ、マスク板部241の両端部からメインローラ202の径方向外側に向けて夫々突設した一対の第1側壁板部242,242と、各第1側壁板部242,242から真空チャンバ201の内面に向けてのびる一対の第2側壁板部243,243と、隔壁4の真空チャンバ201の軸方向他側面端部に設けられ、マスク板部(マスク)241、第1側壁板部242および第2側壁板部243全ての端面を結ぶ略台形形状を持つ第3側壁板部(図示せず)と、第3側壁板部と同一形状を持ち隔壁204の真空チャンバ201の軸方向一側端部に設けられる第4側壁板部(図示せず)とで構成される。   Each partition wall 204 is positioned so as to partially cover the peripheral surface of the drum-shaped main roller 202, and is substantially parallel to the axial direction with a mask plate portion (mask) 241 that limits a film formation range on the sheet-shaped substrate S. And a pair of first side wall plates 242 and 242, which are located on the same surface and protrude from both ends of the mask plate 241 toward the outside in the radial direction of the main roller 202, respectively. A pair of second side wall plates 243 and 243 extending from 242 toward the inner surface of the vacuum chamber 201, and a mask plate unit (mask) 241, A third side wall plate (not shown) having a substantially trapezoidal shape connecting all end surfaces of the side wall plate portion 242 and the second side wall plate portion 243, and a vacuum chamber 201 of the partition wall 204 having the same shape as the third side wall plate portion. Axial end Constituted de fourth side wall plate section provided with (not shown).

これら各マスク板部(マスク)241、各第1側壁板部242、各第2側壁板部243、各第3側壁板部および各第4側壁板部からなる隔壁204が支持枠に取り付けられ、略蓋のない棺桶形状を成して成膜ユニット(成膜手段)206側で構成される区画部を除く処理空間216の区画部を構成している。   A partition 204 composed of each of the mask plate portions (masks) 241, each of the first side wall plate portions 242, each of the second side wall plate portions 243, each of the third side wall plate portions, and each of the fourth side wall plate portions is attached to the support frame. A partition part of the processing space 216 except for a partition part formed on the side of the film forming unit (film forming means) 206 is formed in a coffin shape without a substantially lid.

マスク板部(マスク)241には、後述する筒状のロータリーターゲット(ターゲット材)262b、および、磁気回路262cによるエロージョン領域に対応して、矩形の開口部241aが2箇所設けられる。   The mask plate portion (mask) 241 is provided with two rectangular openings 241a corresponding to an erosion region formed by a cylindrical rotary target (target material) 262b and a magnetic circuit 262c to be described later.

開口部241aは、ドラム状のメインローラ(MR)202の近傍に位置するように配置され、開口部241aによって基体Sに対する成膜領域を規定するように被成膜領域の全周を覆う配置とされている。   The opening 241a is arranged so as to be located near the drum-shaped main roller (MR) 202, and covers the entire periphery of the film formation region so that the opening 241a defines the film formation region for the substrate S. Have been.

開口部241aは、対応するロータリーターゲット(ターゲット材)262bごとに、矩形状の長手方向がドラム状のメインローラ(MR)202における軸線方向と並行とされ、矩形状の短手方向が、基体Sの走査方向(進行方向)と一致するように配置される。   The opening 241a is such that, for each corresponding rotary target (target material) 262b, the rectangular longitudinal direction is parallel to the axial direction of the drum-shaped main roller (MR) 202, and the rectangular short direction is the base S Are arranged so as to coincide with the scanning direction (traveling direction).

マスク241は、矩形の開口部241aの周縁が被成膜領域の全周を覆う板状とされており、図12に示すように、マスク241の基体S側となる面の四辺には、冷媒管241bがそれぞれ開口部241aを囲むように配置されており、冷媒管241bには、冷媒を供給する冷媒供給手段が接続されている。   The mask 241 has a plate shape in which the periphery of a rectangular opening 241a covers the entire periphery of the film formation region. As shown in FIG. The pipes 241b are respectively arranged so as to surround the openings 241a, and a refrigerant supply means for supplying a refrigerant is connected to the refrigerant pipes 241b.

本実施形態において、冷媒管241bは、基体S側に対向するマスク241の面に接続固定されるとともに、開口部241aの周縁において、対向する長辺に長い冷媒管241bが設けられ、また、開口部241aの周縁において、対向する短辺に短い冷媒管241bがそれぞれ設けられている。
本実施形態におけるマスク241の面内位置において、冷媒管241bの配置は、図2,図4〜図9に示した第1実施形態と同様に設定することができる。
In the present embodiment, the refrigerant pipe 241b is connected and fixed to the surface of the mask 241 facing the base S side, and a long refrigerant pipe 241b is provided on a long side facing the periphery of the opening 241a. Short refrigerant pipes 241b are provided on opposite short sides at the periphery of the portion 241a.
At the in-plane position of the mask 241 in the present embodiment, the arrangement of the refrigerant pipes 241b can be set in the same manner as in the first embodiment shown in FIGS. 2, 4 to 9.

各第1側壁板部242の処理空間216に背向する側にはガス導入管242b,242bが配管され、ガス導入管242b,242bから第1側壁板部242,242に形成したガス孔242a,242aを通して、各処理空間216内に(具体的には、後述のターゲット材に向けて)、流量制御された放電用のガスや反応ガスが導入できるようにしている。なお、ガス導入管242b,242bの一端は、蓋体を貫通して後述の制御ボックス内のマスフローコントローラに接続されている。   Gas introduction pipes 242b, 242b are provided on the side of each of the first side wall plates 242 opposite to the processing space 216, and gas holes 242a formed in the first side wall plates 242, 242 from the gas introduction tubes 242b, 242b. Through the 242a, a discharge gas or a reaction gas whose flow rate is controlled can be introduced into each processing space 216 (specifically, toward a target material described later). Note that one end of each of the gas introduction pipes 242b, 242b penetrates the lid and is connected to a mass flow controller in a control box described later.

各隔壁204を支持する蓋体は、他の台車としての第1台車で保持されている。第1台車は、床面に軸線方向に沿って設けたピット内に敷設したレール上に設置され、蓋体が真空チャンバ201の外壁面に当接してメインローラ202に対して隔壁204が位置決めされることで各隔壁204によって真空チャンバ201内に複数の処理空間216が画成される区画位置と、真空チャンバ201から隔壁204が取り出される、区画位置からメインローラ202の軸線方向一側に離間した、他の退避位置としての第1退避位置(図示せず)との間で進退自在である。   The lid supporting each partition 204 is held by a first truck as another truck. The first carriage is installed on a rail laid in a pit provided along the axial direction on the floor, and the lid comes into contact with the outer wall surface of the vacuum chamber 201 so that the partition 204 is positioned with respect to the main roller 202. As a result, a partition position where a plurality of processing spaces 216 are defined in the vacuum chamber 201 by the partition walls 204, and a partition wall 204 is taken out from the vacuum chamber 201, and is separated from the partition position to one side in the axial direction of the main roller 202. And a first retreat position (not shown) as another retreat position.

なお、床面をフラットに維持するため、ピット上面の幅は、作業者の足が入らない寸法、例えば、JISB9718「機械類の安全性−危険区域に上肢及び下肢が到達することを防止するための安全距離」に記載されている、表7ー下肢による定形開口部を通過しての到達による35mm以下として設計することで、想定される作業者にとって平面とみなせる作業空間を確保することができる。   In order to keep the floor flat, the width of the upper surface of the pit should be a dimension that does not allow the feet of the operator to enter, for example, JIS B9718 "Safety of machinery-To prevent upper limbs and lower limbs from reaching the danger zone. Table 7-Designed to be 35 mm or less by reaching through the fixed opening by the lower limb described in "Safety distance", it is possible to secure a work space that can be regarded as a plane for the assumed worker .

また、第1退避位置と区画位置との間で第1台車を移動するとき、各隔壁204をガイドするために、真空チャンバ201の内面の所定位置には軸線方向にのびるガイド部材Gmが複数設けられている(図11参照)。そして、真空チャンバ201外の第1退避位置にてマスク板部(マスク)241や第1および第2の両側壁板部242,243のクリーニングや交換等のメンテナンスを行い得るようにしている。   Further, when the first carriage is moved between the first retreat position and the partition position, a plurality of guide members Gm extending in the axial direction are provided at predetermined positions on the inner surface of the vacuum chamber 201 to guide each partition 204. (See FIG. 11). Then, maintenance such as cleaning and replacement of the mask plate portion (mask) 241 and the first and second side wall plate portions 242 and 243 can be performed at the first retreat position outside the vacuum chamber 201.

第1台車上にはまた、第1制御ボックスが設置されている。第1制御ボックスには、ガス導入管242b,242bを流れる放電用のガスや反応ガスの流量を制御するマスフローコントローラ、メインローラ202を回転駆動するモータを含む駆動機構、および、これらの部品の作動を制御する制御機器等が収納されている。   A first control box is also installed on the first truck. The first control box includes a mass flow controller that controls the flow rate of a discharge gas and a reaction gas flowing through the gas introduction pipes 242b, 242b, a drive mechanism that includes a motor that rotationally drives the main roller 202, and the operation of these components. A control device for controlling the operation is stored.

処理空間216を臨む真空チャンバ201の4つの外周壁面部分には他の取付開口部217が夫々設けられ、各取付開口部217を介して成膜ユニット206が着脱自在に夫々取り付けられる。   At the four outer peripheral wall portions of the vacuum chamber 201 facing the processing space 216, other mounting openings 217 are respectively provided, and the film forming units 206 are detachably mounted via the respective mounting openings 217.

各成膜ユニット206は、同一の形態を有し、ここでは、図12に示すように、図11左上の外周壁面部分に取り付けられる成膜ユニット206bを例に説明する。   Each of the film forming units 206 has the same form. Here, as shown in FIG. 12, a film forming unit 206b attached to the outer peripheral wall portion at the upper left of FIG. 11 will be described as an example.

成膜ユニット206は、Oリング等の真空シール261aを介して真空チャンバ201の外壁面に当接して取付開口部217を閉塞する支持体としての支持板261を備える。
これにより、支持板261を介して成膜ユニット206b(206)を真空チャンバ201に取り付けると(即ち、取付開口部217を支持板261で閉塞すると)、支持板261と、マスク板部(マスク)241と、第1側壁板部242,242と、第2側壁板部243,243と、隔壁204の真空チャンバ201の軸方向他側面端部に設けられる図示しない第3側壁板部と、隔壁204の真空チャンバ201の軸方向一側端部に設けられる図示しない第4側壁板部とによって、真空チャンバ201内でメインローラ202の周囲に隔絶された4つの処理空間216がそれぞれ画成される。
The film forming unit 206 includes a support plate 261 as a support that closes the mounting opening 217 by contacting the outer wall surface of the vacuum chamber 201 via a vacuum seal 261 a such as an O-ring.
Thus, when the film formation unit 206b (206) is attached to the vacuum chamber 201 via the support plate 261 (that is, when the attachment opening 217 is closed by the support plate 261), the support plate 261 and the mask plate (mask) 241, a first side wall plate portion 242, 242, a second side wall plate portion 243, 243, a third side wall plate portion (not shown) provided at the other axial end of the vacuum chamber 201 of the partition wall 204, and a partition wall 204. The four processing spaces 216 isolated around the main roller 202 in the vacuum chamber 201 are respectively defined by a fourth side wall plate (not shown) provided at one axial end of the vacuum chamber 201.

真空チャンバ201の外壁面に正対する支持板261の一方の面(即ち、真空チャンバ201の外壁面に当接する支持板261の面)には、軸線方向に沿ってのびる2本のターゲットユニット262が設けられている。各ターゲットユニット262は、同一の形態を有し、筒状のバッキングチューブ262aと、これに外挿した筒状のロータリーターゲット(ターゲット材)262bと、筒状のバッキングチューブ262a内側の軸線方向全長に延在する磁気回路262cと、を有する。
二本のバッキングチューブ262aは、軸線方向に間隔を存して支持板261に立設した図示しない駆動ブロックと支持ブロックとの間にそれぞれ回転自在に支持されている。
On one surface of the support plate 261 facing the outer wall surface of the vacuum chamber 201 (that is, the surface of the support plate 261 abutting on the outer wall surface of the vacuum chamber 201), two target units 262 extending along the axial direction are provided. Is provided. Each target unit 262 has the same form, and includes a cylindrical backing tube 262a, a cylindrical rotary target (target material) 262b extrapolated to the tube backing tube 262a, and a total length in the axial direction inside the cylindrical backing tube 262a. Extending magnetic circuit 262c.
The two backing tubes 262a are rotatably supported between a drive block (not shown) erected on the support plate 261 and a support block with an interval in the axial direction.

ロータリーターゲット262bとしては、シート状の基体Sの表面に成膜する膜の組成に応じて適宜選択される。スパッタリング処理時に大気側に位置する支持板261の他方の面の中央部には排気口261bが開設され、排気口261bを臨むようにして例えばターボ分子ポンプからなる第2真空ポンプP3が直付けされている。   The rotary target 262b is appropriately selected according to the composition of a film formed on the surface of the sheet-shaped substrate S. An exhaust port 261b is opened at the center of the other surface of the support plate 261 located on the atmosphere side during the sputtering process, and a second vacuum pump P3 made of, for example, a turbo molecular pump is directly attached to face the exhaust port 261b. .

これにより、真空チャンバ201を真空排気する第1真空ポンプとは別に、互いに隔絶された処理空間216内を夫々独立して真空排気できるようになっている。この場合、各第2側壁板部243,243にはクライオコイル243cが内蔵され、ロータリーターゲット262bを冷却するとともに、クライオコイル243cが、第2真空ポンプP3と協働して処理空間216を真空排気できるようにしている。このように各第2側壁板部243,243にクライオコイル243cを内蔵しておけば、冷却効率を向上でき、さらに構成を簡素化でき、有利である。   Thereby, independently of the first vacuum pump for evacuating the vacuum chamber 201, the inside of the processing space 216 isolated from each other can be independently evacuated. In this case, a cryocoil 243c is built in each of the second side wall plates 243, 243 to cool the rotary target 262b, and the cryocoil 243c evacuates the processing space 216 in cooperation with the second vacuum pump P3. I can do it. If the cryocoils 243c are incorporated in the second side wall plates 243 and 243 as described above, the cooling efficiency can be improved and the configuration can be further simplified, which is advantageous.

また、ロータリーターゲット262bと支持板261との間には、断面略コ字状で軸線方向に長手の遮蔽板264が設けられ、クライオコイル243cを備える第2側壁板部243,243に対するプラズマからの輻射を防止すると共に、スパッタ粒子の付着を防止している。これにより、第2真空ポンプP3により処理空間216を真空引きすると、ロータリーターゲット262bとマスク板部(マスク)241との空間から、遮蔽板264と第2側壁板部243との隙間を通って第2真空ポンプP3へと等方に真空排気され、このとき、第2側壁板部243に設けたクライオコイル243cにより特に水分子が吸着され、処理空間216をより低い圧力まで真空排気できるようになる。   Further, between the rotary target 262b and the support plate 261, a shielding plate 264 having a substantially U-shaped cross section and extending in the axial direction is provided, and the second side wall plates 243 and 243 having the cryocoils 243c are protected from plasma. Radiation is prevented and spatter particles are prevented from adhering. When the processing space 216 is evacuated by the second vacuum pump P3, the space between the rotary target 262b and the mask plate portion (mask) 241 passes through the gap between the shielding plate 264 and the second side wall plate portion 243. 2. Vacuum is isotropically evacuated to the vacuum pump P3. At this time, water molecules are particularly adsorbed by the cryocoil 243c provided on the second side wall 243, and the processing space 216 can be evacuated to a lower pressure. .

ここで、第2真空ポンプP3の背圧側から夫々のびる排気管(図示せず)は集合配管に接続され、この集合配管が、架台に設置した第1真空ポンプを構成するバックポンプに接続されている。なお、集合配管には、カップリングが設けられ、後述する第2台車を退避位置に移動させると、集合配管が分離され、集合配管の一方の部分が第2台車と共に移動するようになっている。   Here, exhaust pipes (not shown) extending from the back pressure side of the second vacuum pump P3 are connected to a collective pipe, and this collective pipe is connected to a back pump constituting the first vacuum pump installed on the gantry. I have. In addition, a coupling is provided in the collective pipe, and when a second carriage described later is moved to the retreat position, the collective pipe is separated, and one part of the collective pipe moves together with the second bogie. .

本実施形態では、成膜ユニット206のうち上下方向に位置する2個の成膜ユニット206a,206dおよび206b,206cを夫々一組とし、各組の成膜ユニット206a,206dおよび206b,206cが、2台の台車としての第2台車で夫々保持されている。各第2台車は、上記同様、床面に軸線方向に沿って設けたピットに敷設したレール上に夫々設置され、組をなす成膜ユニット206a,206dおよび206b,206cが、支持板261で取付開口部217を閉塞可能な取付位置とこの取付位置からドラム202の軸線方向他方に離間した、退避位置としての第2退避位置との間で進退自在である。また、成膜ユニット206にはその姿勢を変更する姿勢変更手段207が夫々設けられている。   In the present embodiment, the two film forming units 206a, 206d, 206b, and 206c positioned in the vertical direction among the film forming units 206 are each one set, and each set of the film forming units 206a, 206d, 206b, and 206c is Each is held by a second carriage as two carriages. Each of the second carts is installed on a rail laid on a pit provided on the floor surface along the axial direction, as described above, and a pair of film forming units 206a, 206d and 206b, 206c are attached by a support plate 261. The opening 217 can move forward and backward between a mounting position at which the opening 217 can be closed and a second retracting position as a retracting position which is separated from the mounting position in the other axial direction of the drum 202. Further, the film forming unit 206 is provided with posture changing means 207 for changing the posture.

姿勢変更手段207は、真空チャンバ201の外壁面の所定位置に設けた軸線方向に長手のレール部材218に摺動自在に係合するスライダ271と、スライダ271に固定のアーム部272と、アーム部272に単一のヒンジ部273を介して連結されたエアーシリンダ274とを有する。姿勢変更手段207は、エアーシリンダ274の操作ロッド274aが支持板261に回転自在に連結されている。   The attitude changing means 207 includes a slider 271 slidably engaged with an axially long rail member 218 provided at a predetermined position on the outer wall surface of the vacuum chamber 201, an arm 272 fixed to the slider 271, and an arm 272 and an air cylinder 274 connected via a single hinge 273. In the attitude changing means 207, the operation rod 274 a of the air cylinder 274 is rotatably connected to the support plate 261.

ここで、図11に示すように、水平方向をX軸、鉛直方向をZ軸、メインローラ202の回転中心を原点とするX−Z平面において、X軸上に存する、上側の成膜ユニット206a,206bでは、第2台車の取付位置にて支持板261で取付開口部217を閉塞できる第1姿勢のとき、エアーシリンダ274の操作ロッド274aが略Z軸方向上方に伸びて支持板261に連結されるようにヒンジ部273の位置が設定されている。   Here, as shown in FIG. 11, the upper film forming unit 206a located on the X axis in the XZ plane with the X axis in the horizontal direction, the Z axis in the vertical direction, and the rotation center of the main roller 202 as the origin. , 206b, the operating rod 274a of the air cylinder 274 extends substantially upward in the Z-axis direction and is connected to the support plate 261 at the first position in which the mounting opening 217 can be closed by the support plate 261 at the mounting position of the second carriage. The position of the hinge portion 273 is set so as to be adjusted.

そして、エアーシリンダ274により操作ロッド74aを縮めると、成膜ユニット6aがヒンジ部273により時計方向、成膜ユニット206bがヒンジ部273により反時計方向に回転されて支持板261の一方の面が鉛直方向上側を向く(即ち、ターゲットユニット262が上側になる)第2姿勢に変更されて保持される。
この第2姿勢では、他の部品の干渉を受けずに第2台車が進退でき、また、床面から、成膜ユニット206a,206bのロータリーターゲット262bまでの高さ位置が、メインローラ202の回転中心までの高さ位置と同等になるようになっている。
When the operating rod 74a is contracted by the air cylinder 274, the film forming unit 6a is rotated clockwise by the hinge 273, and the film forming unit 206b is rotated counterclockwise by the hinge 273, so that one surface of the support plate 261 is vertical. The posture is changed to the second posture facing upward (that is, the target unit 262 is facing upward) and held.
In the second posture, the second carriage can move forward and backward without interference of other components, and the height position from the floor surface to the rotary targets 262b of the film forming units 206a and 206b is determined by the rotation of the main roller 202. It is designed to be equivalent to the height position to the center.

他方、全体がX−Z平面の第3及び第4の象限に存する、下側の成膜ユニット206c,206dは、鉛直方向下側に位置する真空チャンバ201の傾斜面に形成した取付開口部2017に取り付けられているため、第2台車の取付位置にて支持板261で取付開口部217を閉塞できる第1姿勢から、支持板261の一方の面が鉛直方向上側を向く第2姿勢に変更しようとしても、成膜ユニット206c,206dが、真空チャンバ201の壁面やその内部に存する隔壁204(例えば、第1側壁板部242,242等)に干渉して、第1姿勢から直接第2姿勢を取ることができず、これでは、第2台車の取付位置から第2退避位置に移動できない。   On the other hand, the lower film forming units 206c and 206d, which are entirely in the third and fourth quadrants of the XZ plane, are provided with a mounting opening 2017 formed on the inclined surface of the vacuum chamber 201 positioned vertically below. , The support plate 261 can close the mounting opening 217 at the mounting position of the second bogie from the first position to the second position in which one surface of the support plate 261 faces upward in the vertical direction. Also, the film formation units 206c and 206d interfere with the wall surface of the vacuum chamber 201 and the partition 204 (for example, the first side wall plate portions 242 and 242) existing inside the vacuum chamber 201 and directly change the second posture from the first posture. In this case, the user cannot move from the mounting position of the second carriage to the second retreat position.

そこで、上記第1及び第2の各姿勢に加えて、成膜ユニット206c,206dが真空チャンバ201から斜め下方に取り出されて、第2台車の進退を阻害しない第3姿勢を取れるように姿勢変更手段207が構成されている。即ち、第1姿勢のとき、エアーシリンダ274の操作ロッド274aが略X軸方向内方に伸びて支持板261に連結されるようにヒンジ部273の位置が設定されている。そして、エアーシリンダ274により操作ロッド274aを縮めると、第3象限に位置する成膜ユニット26cがヒンジ部273により時計方向、第4象限に位置する成膜ユニット26dがヒンジ部273により反時計方向に回転されて第3姿勢を取り、この状態で第2台車が進退される。   Therefore, in addition to the first and second positions, the film forming units 206c and 206d are taken out of the vacuum chamber 201 obliquely downward, and the postures are changed so as to take a third position that does not hinder the movement of the second carriage. Means 207 are configured. That is, in the first posture, the position of the hinge portion 273 is set such that the operation rod 274a of the air cylinder 274 extends substantially inward in the X-axis direction and is connected to the support plate 261. When the operating rod 274a is contracted by the air cylinder 274, the film forming unit 26c located in the third quadrant is rotated clockwise by the hinge 273, and the film forming unit 26d located in the fourth quadrant is rotated counterclockwise by the hinge 273. It is rotated to take the third posture, and in this state, the second bogie moves forward and backward.

第2台車が第2退避位置に移動された後、エアーシリンダ274により操作ロッド274aを第3姿勢より更に伸ばすと、第3象限に位置する成膜ユニット26cがヒンジ部273により反時計方向、第4象限に位置する成膜ユニット206dがヒンジ部273により時計方向に回転され第2姿勢になる。この状態では、成膜ユニット206c,206dのロータリーターゲット262bまでの高さ位置が、メインローラ202の回転中心までの高さ位置と同等になるようになっている。   When the operating rod 274a is further extended from the third position by the air cylinder 274 after the second carriage is moved to the second retreat position, the film forming unit 26c located in the third quadrant is moved counterclockwise by the hinge 273 to the The film forming unit 206d located in the fourth quadrant is rotated clockwise by the hinge 273 to be in the second posture. In this state, the height position of the film forming units 206c and 206d to the rotary target 262b is equal to the height position to the rotation center of the main roller 202.

また、第2台車にはまた第2制御ボックスが夫々設置され、第2制御ボックスには、ターゲット材62bに対して電力投入するための電源や出力ケーブル、バッキングチューブ262a内に冷媒を循環させるためのチラーユニットやその水配管、エアーシリンダ274への気体供給管、クライオコイル243cへの冷媒の供給源や供給管等、および、これらの部品を制御する制御機器等が夫々収納されている。     A second control box is also provided on the second bogie, and a power supply and an output cable for supplying power to the target material 62b and a refrigerant for circulating the refrigerant in the backing tube 262a are provided in the second control box. , A water supply pipe, a gas supply pipe to the air cylinder 274, a supply source and a supply pipe of the refrigerant to the cryocoil 243c, and a control device for controlling these components are respectively stored.

本実施形態のスパッタリング方法においては、それぞれの成膜ユニット206において、冷媒供給手段からマスク241の冷媒管241bに冷媒が供給されて、マスク241を冷却する。
また隔壁204によって、開口部241a以外から基体Sへ到達する輻射熱を遮断することができる。
In the sputtering method of the present embodiment, in each of the film forming units 206, a coolant is supplied from the coolant supply unit to the coolant pipe 241b of the mask 241 to cool the mask 241.
Further, the radiant heat reaching the base S from a portion other than the opening 241a can be blocked by the partition 204.

これにより、基体Sへの輻射熱を低減することで、熱負けの発生する原因を解消し、しわ等の変形が熱ダメージとして発生することを防止した状態で、スパッタ成膜をおこなうことが可能となる。さらに、成膜速度の向上を図り、高速で走査されるフィルムSへのスパッタ成膜を可能とすることができる。   This makes it possible to reduce the radiant heat to the substrate S, eliminate the cause of heat loss, and perform sputter film formation while preventing deformation such as wrinkles from occurring as thermal damage. Become. Further, it is possible to improve the film forming speed, and to perform sputter film forming on the film S scanned at high speed.

さらに、マスク241における温度変化を低減することができるため、成膜中に着膜したマスク241の熱膨張によって発生する膜剥がれを抑制することができ、これにより、成膜中におけるダスト発生を防止して、成膜品質を向上することができるという効果を奏することが可能となる。   Further, since a temperature change in the mask 241 can be reduced, film peeling caused by thermal expansion of the mask 241 deposited during film formation can be suppressed, thereby preventing dust generation during film formation. As a result, it is possible to achieve an effect that the film formation quality can be improved.

なお、上記の各実施形態において、1つのメインローラに対してその周囲に設けるターゲット数、あるいは、成膜手段数は、成膜する膜の状態に対応して、1以上、任意の複数とすることができる。   In each of the above embodiments, the number of targets provided around one main roller or the number of film forming means is one or more and an arbitrary plural number in accordance with the state of a film to be formed. be able to.

以下、本発明にかかる実施例を説明する。   Hereinafter, examples according to the present invention will be described.

なお、本発明における具体例について説明する。
ここでは、図1,図2に示すように、マスク15の開口部15aの周囲四辺に冷媒管18を設けて、冷媒として冷却水を供給し、フィルムSに銅Cu膜をスパッタリング成膜した。
A specific example of the present invention will be described.
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, cooling pipes 18 were provided on the four sides around the opening 15 a of the mask 15, cooling water was supplied as a cooling medium, and a copper Cu film was formed on the film S by sputtering.

以下にスパッタリングにおける諸元を示す。
T/S寸法;90mm
Ar流量;1000sccm
圧力;0.38Pa
投入パワー;38kW
ターゲット数;2本
成膜する膜厚;400nm
マスク供給水量;7L/min
The specifications for sputtering are shown below.
T / S dimensions; 90mm
Ar flow rate: 1000 sccm
Pressure; 0.38 Pa
Input power: 38 kW
Number of targets; film thickness for forming two films; 400 nm
Mask supply water amount: 7 L / min

また、比較のため、マスク15への冷却水供給をおこなわないでフィルムSに銅Cu膜をスパッタリング成膜した。   For comparison, a copper Cu film was formed on the film S by sputtering without supplying cooling water to the mask 15.

上記のスパッタリング成膜において、成膜速度を測定した。
その結果、マスク15への冷却水供給をおこなわない場合で熱負けの起きない成膜速度を100とした場合に対し、マスク15への冷却水供給をおこなった場合で熱負けの起きない成膜速度が170となり、成膜速度が向上していることがわかる。
これにより、同じ膜厚でスパッタリング成膜をおこなう場合に、フィルムの走査速度を増大することができる。
In the above sputtering film formation, the film formation rate was measured.
As a result, when the cooling water supply to the mask 15 is performed and the cooling water supply to the mask 15 is not performed, the film formation rate is not reduced. The speed was 170, indicating that the film formation speed was improved.
This makes it possible to increase the scanning speed of the film when performing sputtering film formation with the same film thickness.

さらに、マスク15における温度変化を低減することができるため、成膜中に着膜したマスク15の熱膨張によって発生する膜剥がれを抑制することができ、これにより、成膜中におけるダスト発生を防止して、成膜品質を向上することができるという効果を奏することが可能となる。   Further, since a temperature change in the mask 15 can be reduced, film peeling caused by thermal expansion of the mask 15 deposited during film formation can be suppressed, thereby preventing dust generation during film formation. As a result, it is possible to achieve an effect that the film formation quality can be improved.

本発明の活用例として、蒸着装置を挙げることができる。   As an application example of the present invention, a vapor deposition apparatus can be cited.

100,200…スパッタリング装置
101…巻出室
103…成膜室
104…巻取室
S…可撓性基体(フィルム)
110…巻出手段
112…巻取手段
111,202(MR)…メインローラ(移動手段)
111a…温冷媒通路(温調手段)
SP…成膜手段
P1…排気手段
P2…導入手段
P3…排気手段
Gr…ガイドローラ
10,262b…ロータリーターゲット
206(206a〜206d)…成膜ユニット
11,262a…バッキングチューブ
11a…プラズマ電源
12,262c…磁気回路
13…シールド部材(ケース)
13c…クライオポンプ
P…プラズマ
10a…冷媒供給手段
18(18a〜18n)14b,13b,241b…冷媒管
15,241…マスク(マスク板部)
15a,14a,13a,241a…開口部
SCu…スパッタ膜
14…アノード
100, 200: sputtering apparatus 101: unwinding chamber 103: film forming chamber 104: winding chamber S: flexible substrate (film)
110 ... unwinding means 112 ... winding means 111, 202 (MR) ... main roller (moving means)
111a: hot refrigerant passage (temperature control means)
SP: film forming means P1: exhaust means P2: introducing means P3: exhaust means Gr: guide rollers 10, 262b: rotary targets 206 (206a to 206d): film forming units 11, 262a: backing tubes 11a: plasma power supplies 12, 262c ... magnetic circuit 13 ... shield member (case)
13c Cryopump P Plasma 10a Refrigerant supply means 18 (18a to 18n) 14b, 13b, 241b Refrigerant tubes 15, 241 Mask (mask plate portion)
15a, 14a, 13a, 241a Opening SCu Sputtered film 14 Anode

Claims (8)

長手方向に移動する可撓性基体に成膜するスパッタリング装置であって、
前記基体の被成膜面をなす一面に対向して設けられたターゲットと、
スパッタ時に前記ターゲットにエロージョン部を形成可能な磁気回路と、
前記基体における被成膜領域の近傍に配置されて前記被成膜領域を規定する開口部を有するとともに前記被成膜領域の全周を覆う板状のマスクと、
を有し、
前記マスクにおいて前記開口部には、前記基体の進行方向と該進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在して前記マスクから前記基体への輻射熱を低減する冷却手段が、前記開口部を囲むように前記基体側の面に配置されることを特徴とするスパッタリング装置。
A sputtering apparatus for forming a film on a flexible substrate moving in a longitudinal direction,
A target provided so as to face one surface of the substrate on which a film is formed;
A magnetic circuit capable of forming an erosion portion on the target during sputtering,
A plate-shaped mask that is disposed near the film-forming region on the base and has an opening that defines the film-forming region and covers the entire periphery of the film-forming region;
Has,
In the mask, the opening is provided with a cooling unit that extends in four directions that are a width direction orthogonal to the direction of travel of the substrate and a direction perpendicular to the direction of travel and reduces radiant heat from the mask to the substrate. Characterized by being disposed on the surface on the substrate side so as to surround the sputtering device.
前記マスクと前記ターゲットとの間には、前記マスクにおける前記開口部に対応する開口部を有する板状のアノードが設けられ、
前記アノードにおいて前記開口部には、前記基体の進行方向と該進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在して前記アノードから前記基体への輻射熱を低減する冷却手段が、前記開口部を囲むように前記基体側の面に配置されることを特徴とする請求項1記載のスパッタリング装置。
A plate-shaped anode having an opening corresponding to the opening in the mask is provided between the mask and the target,
In the anode, the opening is provided with cooling means extending in four directions that are a width direction perpendicular to the direction of travel of the base and the direction of travel of the base to reduce radiant heat from the anode to the base. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the sputtering apparatus is disposed on the surface on the substrate side so as to surround the substrate.
前記ターゲットには、前記ターゲットの前記基体側近傍に配置されて前記被成膜領域への成膜粒子の進行方向を規定する開口部を有するケースが設けられ、
前記ケースには前記マスクにおける前記開口部に対応する開口部が設けられ、
前記ケースにおいて前記開口部には、前記基体の進行方向と該進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在して前記ケースから前記基体への輻射熱を低減する冷却手段が、前記開口部を囲むように前記基体側の面に配置されることを特徴とする請求項1または2記載のスパッタリング装置。
The target is provided with a case that is disposed near the substrate side of the target and has an opening that defines a traveling direction of film-forming particles to the film-forming region,
The case is provided with an opening corresponding to the opening in the mask,
In the case, the opening is provided with cooling means extending in four directions that are a width direction orthogonal to the direction of travel of the base and the direction of travel of the base to reduce radiant heat from the case to the base. 3. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the sputtering apparatus is disposed on the surface on the substrate side so as to surround the substrate.
前記冷却手段が、前記開口部まわりに延在する冷媒管とされ、
前記冷媒管に冷媒を供給する冷媒供給手段が設けられることを特徴とする請求項1から3のいずれか記載のスパッタリング装置。
The cooling means is a refrigerant pipe extending around the opening,
4. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein a refrigerant supply unit that supplies a refrigerant to the refrigerant pipe is provided.
前記基体を長手方向に移動する手段として、前記基体の進行方向と直交する前記幅方向の回転軸線を有するドラム状とされその周囲の円筒外側面に前記基体を引張した状態で巻き掛けられるメインローラを有し、
前記メインローラには、その内側位置にスパッタ時における前記基体の温度を調節する温調手段が設けられることを特徴とする請求項1から4のいずれか記載のスパッタリング装置。
As means for moving the base in the longitudinal direction, a main roller is formed in a drum shape having a rotation axis in the width direction orthogonal to the traveling direction of the base, and is wound around a cylindrical outer surface around the drum in a state where the base is pulled. Has,
The sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the main roller is provided with a temperature control means for adjusting a temperature of the substrate during sputtering at an inner position thereof.
前記ターゲットが、前記基体の進行方向に直交する前記幅方向と略並行な回転軸線を有するロータリーターゲットとされるか、または、前記幅方向と略並行な揺動方向を有する平板状ターゲットとされて、
前記ターゲットの前記基体と反対側位置には、前記ターゲットを冷却する冷却手段が設けられることを特徴とする請求項1から5のいずれか記載のスパッタリング装置。
The target is a rotary target having a rotation axis substantially parallel to the width direction orthogonal to the direction of travel of the base, or a flat target having a swing direction substantially parallel to the width direction. ,
6. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein a cooling unit for cooling the target is provided at a position of the target opposite to the base.
長手方向に移動する可撓性基体に成膜するスパッタリング方法であって、
前記基体の被成膜面をなす一面に対向するターゲットに電力を供給するとともに、磁気回路により前記ターゲットにエロージョン部を形成してプラズマを発生させ、
前記基体における被成膜領域の近傍全周に配置されて開口部を有する板状のマスクによってこの被成膜領域周辺を覆うことで前記ターゲットからの成膜粒子が前記基体の到達領域に到達する前記被成膜領域を規定するとともに、
前記基体の進行方向と該進行方向に直交する幅方向となる四方向に延在して前記開口部を囲むように前記マスクにおける前記基体側の面に配置された冷却手段によって、
スパッタ時に、前記マスクから前記基体への輻射熱を低減することを特徴とするスパッタリング方法。
A sputtering method for forming a film on a flexible substrate that moves in a longitudinal direction,
Along with supplying power to a target facing one surface forming a film-forming surface of the base, a magnetic circuit forms an erosion portion on the target to generate plasma,
By covering the periphery of the film formation region with a plate-shaped mask having an opening and arranged on the entire periphery of the substrate in the vicinity of the film formation region, the film-forming particles from the target reach the arrival region of the substrate. While defining the film formation region,
Cooling means disposed on the substrate-side surface of the mask so as to extend in four directions that are the width direction orthogonal to the traveling direction of the substrate and the traveling direction and surround the opening,
A sputtering method, wherein radiant heat from the mask to the substrate is reduced during sputtering.
前記冷却手段が、前記開口部まわりに延在する冷媒管とされて、冷媒供給手段によって前記冷媒管に冷媒を供給することを特徴とする請求項7記載のスパッタリング方法。   The sputtering method according to claim 7, wherein the cooling unit is a refrigerant tube extending around the opening, and the refrigerant supply unit supplies a refrigerant to the refrigerant tube.
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