JP2022058195A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ターゲットの交換に要する時間を短縮できる成膜装置を提供する。【解決手段】実施形態の成膜装置１は、内部を真空とすることが可能なチャンバ２と、チャンバ２に設けられた開口２３を介してチャンバ２内に対向し、チャンバ２に着脱可能に設けられる、スパッタリングによりワークＷに堆積される成膜材料を含み形成されたターゲット５ａと、開口２３を封止する封止体３２と、チャンバ２内の真空を維持した状態で、ターゲット５ａに対向する位置に、ワークＷが位置づけられる状態と、封止体３２が位置づけられる状態とを切り替える搬送体３と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、成膜装置に関する。

基板などのワークの表面に成膜を行う装置として、スパッタリングによる成膜装置が広く用いられている。スパッタリングは、真空引きされたチャンバ内に導入したガスをプラズマ化することによりイオンを発生させ、発生したイオンが、成膜材料であるターゲットの表面に衝突することにより、成膜材料が飛んでワークに付着することを利用した技術である。

スパッタリングによる成膜を行い続けると、ターゲットが消費されるので、定期的にターゲットを交換する必要がある。また、このターゲットの消費は、ターゲット表面において、部分的に消費されることがあり、このような部分的な消費（侵食によるエロージョン部という）によって、まだ利用可能な部分が残っていても交換が必要となる。また、部分的な消費によってターゲットの表面に凹凸が生じる。均一な成膜のためには、ターゲット表面は平坦であることが好ましいので、やはりターゲットの利用可能な部分が全て消費される前であっても、長期間使用したターゲットは交換が必要となる。

特開平９－０３１６４２号公報

しかし、ターゲットの交換には長い時間を要する。例えば、真空引きされたチャンバ内を大気開放するために１時間、ターゲットの交換作業に２０～３０分、大気開放したチャンバ内を再度真空引きするために２～３時間かかる。特に、大気開放した後のチャンバ内の真空引きには、チャンバ内の水分除去も必要となるので、長い時間が必要となる。すると、ターゲットの交換のために、準備等を含めて少なくとも４～５時間はかかることになる。このような長時間の交換時間は、生産性の低下を招くことになる。

また、ターゲットの背面に磁石を配置して磁界をかけるマグネトロンスパッタ方式の成膜装置の場合、ターゲット表面から磁石までの距離をなるべく近づけて、成膜に対するエロージョンによる影響を少なくする必要がある。このため、交換頻度を少なくするために、ターゲットを厚くすることはやりにくい。特に磁性体材料のターゲットの場合、その厚みを５～６ｍｍにしかできず、交換頻度は８時間に１回程度となる。８時間使用して４～５時間の交換時間がかかるとなると、さらに生産性は低下することになる。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、ターゲットの交換に要する時間を短縮できる成膜装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、実施形態の成膜装置は、内部を真空とすることが可能なチャンバと、前記チャンバに設けられた開口を介して前記チャンバ内に対向し、前記チャンバに着脱可能に設けられる、スパッタリングによりワークに堆積される成膜材料を含み形成されたターゲットと、前記開口を封止する封止体と、前記チャンバ内の真空を維持した状態で、前記ターゲットに対向する位置に、前記ワークが位置づけられる状態と、前記封止体が位置づけられる状態とを切り替える搬送体と、を有する。

本発明の実施形態によれば、ターゲットの交換に要する時間を短縮できる。

実施形態を示す簡略化された平面図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 実施形態の搬送体及び封止体を示す平面図である。 ターゲットの装着状態（Ａ）、ターゲットの取り外し状態（Ｂ）を示す図１のＢ－Ｂ断面図である。 ロードロック室を封止した状態を示すＡ－Ａ線断面図である。 ロードロック室を真空破壊した状態を示すＡ－Ａ線断面図である。 開口を開放した状態を示すＡ－Ａ線断面図である。 開口にワークを位置決めした状態を示すＡ－Ａ線断面図である。 開口からワークを搬入して保持体によりロードロック室を封止した状態を示すＡ－Ａ断面図である。 ロードロック室を真空引きした状態を示すＡ－Ａ線断面図である。 封止体を下降した状態を示すＡ－Ａ線断面図である。 ワークを成膜室に搬入した状態を示すＡ－Ａ線断面図である。 搬送プレートを上昇させて回転させた状態を示すＡ－Ａ線断面図である。 成膜室におけるスパッタリングによる成膜を示すＡ－Ａ線断面図である。 メンテナンス用の封止体を開口に対向する位置に搬送した状態を示すＡ－Ａ断面図である。 ターゲットの周囲を封止体により封止した状態を示すＡ－Ａ断面図である。 遮蔽空間を真空破壊した状態を示すＡ－Ａ断面図である。 蓋体を移動させて開口を開放した状態を示すＡ－Ａ断面図である。 ターゲットの交換装置を示す一部断面側面図である。 ターゲットの交換装置によりターゲットを持ち上げた状態を示す一部断面側面図である。 予備真空室を備えた交換装置を示す一部断面側面図である。 チャンバ内の封止体を８つとした変形例を示す平面図（Ａ）、６つとした変形例を示す平面図（Ｂ）である。 蓋体を円錐形又は三角柱形とした変形例を示す側面図（Ａ）、円錐形としてターゲットを２つとした変形例を示す平面図（Ｂ）、三角柱形としてターゲットを２つとした変形例を示す平面図（Ｃ）である。 蓋体を円錐形として、ターゲットを３つとした変形例を示す平面図（Ａ）、ターゲットを４つとした変形例を示す平面図（Ｂ）、蓋体を四角錐形として、ターゲットを４つとした変形例を示す平面図（Ｃ）、蓋体を三角錐形として、ターゲットを３つとした変形例を示す平面図（Ｄ）である。 ターゲットを水平配置した変形例を示す縦断面図（Ａ）、蓋体が直方体形状である平面図（Ｂ）、蓋体が円柱形状である平面図（Ｃ）、ターゲットを水平に２つ配置した変形例を示す縦断面図（Ｄ）、蓋体が直方体形状である平面図（Ｅ）、蓋体が円柱形状である平面図（Ｆ）である。 ターゲットを水平に３つ配置した変形例であって、蓋体が直方体形状である平面図（Ａ）、蓋体が円柱形状である平面図（Ｂ）、ターゲットを水平に４つ配置した変形例であって、蓋体が直方体形状である平面図（Ｃ）、蓋体が円柱形状である平面図（Ｄ）である。 交換装置の変形例を示す側面図である。 交換装置の変形例を示す側面図である。 予備真空室の変形例を示す平面図（Ａ）、水平アームを間接付のロボットアームとした例を示す平面図（Ｂ）である。 成膜時にターゲットの周辺を封止する例を示すＡ－Ａ断面図である。

本発明の実施の形態（以下、本実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。図中、最も目の細かいハッチングの部分は、真空状態を示す。なお、理解を容易にするため、一部の図面では、一部の断面の線を省略している。
［概要］
図１の平面図及び図２（図１のＡ－Ａ線断面図）に示すように、本実施形態の成膜装置１は、個々のワークＷに、プラズマを利用して成膜を行う装置である。成膜装置１は、排気により内部を真空とすることが可能なチャンバ２を有する。このチャンバ２の内部には、図３（Ａ）、（Ｂ）の平面図に示すように、搬送体３が配置されている。搬送体３は、封止体３１、３２を搬送する。封止体３１には、搬送プレート３６が搭載され、搬送プレート３６には、ワークＷを搭載したサセプタＳが搭載される。封止体３２は、ワークＷが搭載されないメンテナンス用の部材である。

成膜装置１は、搬入搬出部４、成膜部５を有する。搬入搬出部４は、チャンバ２内の真空を維持した状態で、サセプタＳの搬入搬出を可能とする。成膜部５は、図４（図１のＢ－Ｂ線断面図）に示すように、ターゲット５ａを有する。成膜部５においては、ターゲット５ａに対向するワークＷに対して、スパッタリングによる成膜が行われる。

［ワーク］
図１に示すように、本実施形態では、成膜対象であるワークＷの例として、平板状のセラミック基板を用いる。成膜装置１は、セラミック基板上に、半導体、配線を含む回路を成膜により形成する。但し、ワークＷの種類、形状及び材料は特定のものに限定されない。また、成膜する膜の構成や用途も特定のものに限定されない。例えば、ワークＷとして、中心に凹部あるいは凸部を有する湾曲した基板を用いても良い。また、金属、カーボン等の導電性材料を含むもの、ガラスやゴム等の絶縁物を含むもの、シリコン等の半導体を含むものを、ワークＷとして用いても良い。成膜される膜も、装飾や保護のためのものや、反射防止などの光学的用途の膜、情報を記録するためのものなど、様々な用途に用いられる膜であって良い。

［サセプタ］
サセプタＳは、ワークＷを搭載して、後述する搬送プレート３６とともに搬送体３により搬送される部材である。本実施形態のサセプタＳは、円形の薄板である。サセプタＳの表面には、複数のワークＷを重なりなく搭載することができる窪みが設けられている。サセプタＳに搭載されるワークＷの数が、成膜部５において同時に成膜することができる数である。したがって、サセプタＳは、ワークＷのサイズや形状などが異なる品種に応じて変更される部材である。サセプタＳに搭載できるワークＷの数は、特定の数には限定されない。本実施形態においては、ワークＷを３行３列で載置して、合計９枚のワークＷを同時に成膜できるものとする。

搬送プレート３６は、ワークＷの品種によって交換されるサセプタＳを、固定して搭載する円形のプレートである。搬送プレート３６はワークＷの品種によって変わらない部材である。搬送プレート３６には、チャンバ２に搬入搬出される際に、後述する搬入搬出部４の保持機構４２ａによって保持される保持部材（図示せず）が設けられている。サセプタＳを搭載した搬送プレート３６は、保持機構４２ａによって、その保持部材が保持されて、チャンバ２内に搬入あるいは搬出される。

また、サセプタＳは、ワークＷに応じて、後述する搬送体３の上面からの距離が所定の値になるように調整されて、搬送プレート３６に固定される。これによって、後述のプッシャ６１、６２による上下移動によるワークＷの高さ位置を一定とできる。

搬送プレート３６の底部には、リング状に突出した接続脚３６ａが設けられている。この接続脚３６ａには、後述するプッシャ６１、６２の接続部６１２ａ、６２２ａが接続される。また、搬送プレート３６の底部には、複数の脚部３６ｂが設けられている。この脚部３６ｂによって搬送プレート３６は、後述する封止体３１上に載置される。搬送プレート３６が、封止体３１上に比較的広い面接触で載置されると、面と直交方向に移動するときに貼り付いて剥がれなくなる可能性があるが、脚部３６ｂによって、封止体３１上に比較的狭い面、謂わば点状に接触して間隙が形成されるように載置されるので、剥がれなくなるようなことが防止される。

接続脚３６ａの底部は、搬送プレート３６の底面と脚部３６ｂの底部との高低差と、封止体３１の底板の厚さとが同等になるように突出しており、プッシャ６１、６２のストロークがなるべく小さくなるようにしている。接続脚３６ａを介さず、搬送プレート３６の底面を直接プッシャ６１、６２で移動させる場合、上記高低差と底板の厚さ分も、プッシャ６１、６２の移動ストロークを確保する必要があり、プッシャ６１、６２が大きくなってしまう。また、その分移動の時間も必要となり生産性の低下を招く虞が生じる。

なお、以上のようにサセプタＳは、搬送プレート３６に固定されて一体となっており、そのサセプタＳ上にワークＷが搭載される。本実施形態においては、ワークＷは、常にサセプタＳ、搬送プレート３６とともに移動する。このため、以降、ワークＷ、サセプタＳ、搬送プレート３６が、それぞれ搬入、搬出、搬送、保持、解除される等と記載されている場合も、ワークＷ、サセプタＳ及び搬送プレート３６が一緒に移動していることを意味する。

［チャンバ］
チャンバ２は、図１及び図２に示すように、直方体形状の容器であり、設置面側が箱形の収容体２１によって支持されている。チャンバ２の設置面と反対側の天面には、開口２２、２３が設けられている。開口２２は、搬入搬出部４によるチャンバ２内へのサセプタＳの搬入搬出を可能とする孔である。開口２３は、ターゲット５ａからの成膜材料が通過してチャンバ２内へ届くための孔であり、成膜部５を構成している。

また、チャンバ２における成膜部５の底部には、チャンバ２内の排気及び大気開放のための通気路２４が設けられている。通気路２４は、チャンバ２の内部の排気をして真空引きを行う排気ポート及び大気開放して真空破壊を行うベントポートとして機能する。通気路２４には、配管２５が接続され、図示しない減圧ポンプ、弁等を含む空気圧回路によって、チャンバ２内の真空引き及び真空破壊の切り替えを可能としている。

［搬送体］
搬送体３は、チャンバ２内の真空を維持した状態で、ターゲット５ａに対向する位置に、ワークＷが位置づけられる状態と、封止体３２が位置づけられる状態とを切り替える。図３に示すように、円形の板状体である。搬送体３は、チャンバ２外に設けられた駆動源であるモータ３３によって、シャフト３４を中心に間欠回転する。本実施形態の搬送体３は、ターゲット５ａに対向する位置にワークＷを位置づけてスパッタ処理の運転を行う時と、ターゲット５ａに対向する位置に封止体３２を位置づけてメンテナンスを行う時と、動作パターンに合わせて所定角度で間欠回転する回転テーブルである。

搬送体３には、支持孔３５が設けられている。支持孔３５は、搬送体３の周方向に等間隔で４か所に設けられた円形の孔である（図２参照）。支持孔３５の内縁には、全周に亘って窪みが形成され、段付き孔となっている。４つの支持孔３５には、それぞれ封止体３１、３２が交互に搭載されている。つまり、支持孔３５の内縁の窪み（段付き部分）に、封止体３１、３２の底部が嵌ることにより、封止体３１、３２が、図３に示すように配置されている。

封止体３１、３２は、有底円筒形状の部材である。封止体３１、３２は、開口２２、２３を封止する。封止体３１は、ワークＷを搭載して、スパッタ処理を実施する際に用いられる。封止体３２は、ターゲット５ａの交換を含むメンテナンスに用いられる。

封止体３１は、底部の中央に開口３１ａを有し、上縁にＯリング等の封止部材３１ｂが設けられている（図２参照）。封止体３１は、この封止部材３１ｂを介して、開口２２、２３の周囲のチャンバ２の内壁に接離可能に設けられている。封止体３１の内部には、ワークＷを載置したサセプタＳが固定された搬送プレート３６が載置される。チャンバ２内において、搬送体３によって、開口２２に対向する位置に位置付けられた搬送プレート３６は、駆動部６によって、封止体３１とともに開口２２に接離する方向に移動する（図６参照）。また、開口２３に対向する位置に位置付けられた搬送プレート３６は、駆動部６によって、封止体３１から独立して開口２３に接離する方向に移動する（図１３参照）。

封止体３２は、チャンバ２内において、搬送体３によって、開口２３に対向する位置に位置付けられた時に、開口２３を塞ぐことにより、チャンバ２内から遮蔽された遮蔽空間ＳＡを形成する封止位置（図４（Ｂ）、図１９～図２１参照）と、ターゲット５ａの周囲を開放する開放位置（図４（Ａ）参照）との間を移動する。封止体３２は、図２に示すように、駆動部６によって駆動される。さらに、チャンバ２には、遮蔽空間ＳＡの内部の排気及び大気開放のための通気路２ａが設けられている。遮蔽空間ＳＡは、チャンバ２内の真空を維持した状態で、大気開放することができ、ターゲット５ａを交換可能とする。

封止体３２は、底部は塞がっていて、上縁にＯリング等の封止部材３２ａが設けられている。封止体３２は、封止部材３２ａを介して、開口２３の周囲のチャンバ２の内壁に接離可能に設けられている（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）。封止体３２の内部には、何も載置されていない。チャンバ２内において、搬送体３によって、開口２２に対向する位置に位置付けられた封止体３２は、駆動部６によって、開口２２に接離する方向に移動する。また、開口２３に対向する位置に位置付けられた封止体３２は、駆動部６によって、開口２３に接離する方向に移動する。

間欠回転可能に設けられた搬送体３は、ワークＷを搬送する封止体３１と封止体３２とを互いに搬送体３の回転において位相が異なる位置に保持し、ターゲット５ａに対向する位置にワークＷ（封止体３１）が位置づけられる状態と、封止体３２が位置づけられる状態とを、間欠回転により切り替える。

本実施形態では、図３に示すように、２つの封止体３１は、搬送体３の回転中心に対して対称に配置される。また、同様に２つの封止体３２も、搬送体３の回転中心に対して対称に配置される。上述のように、封止体３１はスパッタ処理に用いられ、その為に開口２２と開口２３に１８０°間欠回転の移動によって交互に位置付けられる。封止体３２はメンテナンスに用いられ、その為に開口２２と開口２３に位置付けられる。図３に示すように、封止体３１と封止体３２とは、交互に配置されているため、搬送体３が９０°回転することによって、開口２２及び開口２３に対向する位置に、２つの封止体３１が位置付けられる状態と、２つの封止体３２が位置付けられる状態との２つの状態に切り替えることができる。つまり、本実施形態では、封止体３１（ワークＷ）の位置及び封止体３２の位置は、搬送体３の回転における位相が９０°異なっている。スパッタ処理の運転時は１８０°回転により２つの封止体３１を、開口２２と開口２３とで切り替える。すなわち、スパッタ処理とロードロック室とで入れ替えることになる。また、封止体３１と封止体３２の切り替えは、メンテナンスの時に行われ、この時は、スパッタ処理の運転時の状態から搬送体３の９０°回転により、開口２３に対向する位置に位置付けられる封止体を封止体３１から封止体３２に切り替えることができる。

［駆動部］
駆動部６は、図２に示すように、プッシャ６１、プッシャ６２を有する。プッシャ６１は、搬入搬出部４に対応して設けられ、封止体３１を搬送プレート３６ともに開口２２に接離する方向に移動させる駆動機構である。プッシャ６２は、成膜部５に対応して設けられ、封止体３１の搬送プレート３６を封止体３１から独立して、開口２３に接離する方向に移動させる駆動機構である。

プッシャ６１は、胴部６１１、シャフト６１２、駆動源６１３を有する。胴部６１１は、チャンバ２の底部に、気密に接続された筒状体である。シャフト６１２は、胴部６１１内を軸方向に往復動可能に設けられている。シャフト６１２は、胴部６１１とチャンバ２との接続部分を気密に貫通している。

チャンバ２内のシャフト６１２の先端には、接続部６１２ａ、封止板６１２ｂが設けられている。接続部６１２ａは、シャフト６１２が開口２２に向かって移動することにより、搬送プレート３６の接続脚３６ａに接続されるとともに、搬送プレート３６を開口２２に接近させる。封止板６１２ｂは、上面にＯリング等の封止部材が設けられ、シャフト６１２が開口２２に向かって移動することにより、封止体３１の開口３１ａを封止するとともに、封止体３１の封止部材３１ｂを、開口２２の周囲のチャンバ２の天井に押し付けて開口２２を封止する。

駆動源６１３は、胴部６１１のチャンバ２と反対側の端部に設けられ、シャフト６１２に接続されている。駆動源６１３は、例えば、シャフト６１２を軸方向に往復動させるエアシリンダである。

プッシャ６２は、胴部６２１、シャフト６２２、駆動源６２３を有する。胴部６２１は、チャンバ２の底部に、気密に接続された筒状体である。シャフト６２２は、胴部６２１内を軸方向に往復動可能に設けられている。シャフト６２２は、胴部６２１とチャンバ２との接続部分を気密に貫通している。

チャンバ２内のシャフト６２２の先端には、接続部６２２ａが設けられている。接続部６２２ａは、シャフト６２２が開口２３に向かって移動することにより、搬送プレート３６の接続脚３６ａに接続されるとともに、搬送プレート３６を開口２３に接近させる。

駆動源６２３は、胴部６２１のチャンバ２と反対側の端部に設けられ、シャフト６２２に接続されている。駆動源６２３は、胴部６２１の底部に設けられ、シャフト６２２を軸方向に往復動させるエアシリンダ６２３ｂと、シャフト６２２を軸回りに回転させるモータ６２３ａを有する。エアシリンダ６２３ｂによって、搬送プレート３６上のサセプタＳ上に載置されたワークＷは、ターゲット５ａに近づけることができ、シャフト６２２を回転させることによって、搬送プレート３６とともにワークＷを回転させることができる。ワークＷを成膜中に回転させることで、複数のワークＷに対してワークＷのサセプタＳ上の載置位置にかかわらず均一な成膜を行うことができる。これは、各ワークＷとターゲット５ａとの距離、角度が回転することで平均化されることによる。

［搬入搬出部］
搬入搬出部４は、図１及び図２に示すように、開口２２を介して、チャンバ２の内部の真空を維持した状態で、外部から未処理のワークＷをチャンバ２の内部に搬入し、処理済みのワークＷをチャンバ２の外部へ搬出する。

搬入搬出部４は、前工程から後工程へと、ワークＷを搭載したサセプタＳを搬送するコンベア等の搬送機構ＴＲから、未処理のワークＷをピックアップして、チャンバ２内に搬入する。また、搬入搬出部４は、チャンバ２内で処理済のワークＷを受け取って、搬送機構ＴＲに渡す。なお、サセプタＳは、搬送プレート３６に固定されている。したがって、上記のように、ワークＷを搬入搬出することは、サセプタＳ、搬送プレート３６を搬入搬出することになる。

搬入搬出部４は、アーム４１、保持体４２を有する。アーム４１は、搬送機構ＴＲとチャンバ２との間に、搬送体３の平面と平行な方向に長い直方体形状の部材である。アーム４１は、駆動源であるモータ４１ａによって、搬送体３の回転軸と平行な軸を中心に１８０°ずつ間欠的に回動可能に設けられている。

保持体４２は、ワークＷを保持する円板状の部材で、アーム４１の両端にそれぞれ設けられている。したがって、本実施形態では保持体４２は２つ存在する。保持体４２は、メカチャック等の保持機構４２ａによって、ワークＷを保持する。より具体的には、保持機構４２ａは、上記のように、搬送プレート３６に設けられた図示しない保持具をチャックしてワークＷを保持する。なお、保持機構４２ａは、真空チャック、静電チャックであってもよい。保持体４２は、駆動源であるシリンダ４２ｂによって、アーム４１の回動の軸と平行な方向に往復動可能に構成されている。保持体４２は、開口２２を開閉する蓋体としても機能する。つまり、保持体４２は開口２２よりも大きな径を有し、チャンバ２の天面における開口２２の周囲には、Оリング等の封止部材が設けられ、保持体４２を封止部材に押し付けることにより、開口２２を封止することができる。

開口２２を封止する保持体４２及び封止体３１、封止体３１の開口３１ａを封止する封止板６１２ｂによって囲まれた空間は、ロードロック室Ｌを構成する。ロードロック室Ｌは、チャンバ２内の真空を維持した状態で、ワークＷを搭載したサセプタＳの搬入搬出を可能とする。また、搬送体３は、チャンバ２内の真空を維持した状態で、ロードロック室Ｌとターゲット５ａに対向する位置との間で、封止体３１、３２を搬送する。

なお、チャンバ２には、ロードロック室Ｌの排気及び大気開放のための通気路２ｂが設けられている。通気路２ｂは、ロードロック室Ｌの真空引きを行う排気ポート及び真空破壊を行うベントポートとして機能する。通気路２ｂには、配管２６が接続され、図示しない減圧ポンプ、弁等を含む空気圧回路によって、ロードロック室Ｌ内の真空引き及び真空破壊の切り替えを可能としている。

［成膜部］
成膜部５は、スパッタリングによりワークＷに対して成膜を行う。成膜部５は、図１、図２、図４に示すように、蓋体５１、ターゲットユニット５２、シャッタ５３を有する。蓋体５１は、チャンバ２の天面に設けられた円錐形状の部材であり、Ｏリング等の封止部材を介して開口２３を覆うことにより、気密に封止する。蓋体５１の一部は図２に示す支持機構５１１によって、チャンバ２に取り付けられている。支持機構５１１は、回動用の支持部材となる回動体５１１ａ、昇降用のシリンダ５１１ｂ、回動用のモータ５１１ｃを有し、蓋体５１を回動可能に且つ昇降可能に支持する。モータ５１１ｃを駆動して回動体５１１ａを回動させることで蓋体５１が回動し、シリンダ５１１ｂによって蓋体５１が開口２３に対向して昇降することにより、開口２３が開閉される。

つまり、開口２３を開く（蓋体５１をチャンバ２から外す）場合、シリンダ５１１ｂによって蓋体５１を上昇させ、その後、モータ５１１ｃによって回動体５１１ａを回動させて、開口２３が開かれる。また、開口２３を閉じる（蓋体５１をチャンバ２にセットする）場合、モータ５１１ｃによって回動体５１１ａを回動させたのち、シリンダ５１１ｂによって蓋体５１を下降させて、開口２３が閉じられる。

ターゲットユニット５２は、スパッタ源となるターゲット５ａを備え、蓋体５１に着脱可能に設けられている。これにより、ターゲット５ａは、チャンバ２の外部から着脱可能に設けられる。ターゲットユニット５２は、ターゲット５ａが、そのスパッタされる面（ターゲット面）が蓋体５１の傾斜面に沿う方向に、一対設けられている。これにより、ターゲット５ａは、チャンバ２に設けられた開口２３を介してチャンバ２内に対向している。ターゲット５ａは、ターゲット面が設置面に対して傾斜するように保持され、ワークＷに対して傾斜して対向する。ターゲット面は成膜により侵食される前の平坦面であり、軸に直交する平面である。

ターゲット５ａは、スパッタリングによりワークＷに堆積されて、膜となる成膜材料によって形成された円板形状の部材である。ターゲット５ａは、図示しない電極を介して電源に接続されている。成膜材料としては、例えば、シリコン、ニオブ、タンタル、チタン、アルミニウムなどを使用する。但し、スパッタリングにより成膜される材料であれば、種々の材料を適用可能である。

ターゲットユニット５２は、さらに冷却プレート５２１、マグネット５２２、モータ５２３を有する。冷却プレート５２１は、ターゲット５ａの背面を支持するとともに、図中、矢印に連続した点線で示すように、冷却水が流通する経路を有する部材である。マグネット５２２は、冷却プレート５２１を介してターゲット５ａの背面に配置され、回転磁界を発生させる永久磁石である。モータ５２３は、マグネット５２２を回転させる駆動源である。

シャッタ５３は、ターゲット５ａを遮蔽する円錐形状の部材に、ターゲット５ａを露出させる窓を有する部材である。シャッタ５３は、モータ５３１により軸回りに回転可能に設けられている。このシャッタ５３を回転させて窓の位置を移動して、シャッタ５３が、ターゲット５ａを遮蔽する位置になることにより、ターゲット５ａの表面をクリーニングするためのプリスパッタを行うことができる。なお、図４以外では、シャッタ５３の図示は省略している。

ターゲット５ａは、開口２３を介してチャンバ２内に対向している。ターゲット５ａに対向するチャンバ２内の領域は、成膜室Ｆを構成する（図５参照）。搬送体３は、チャンバ２内の真空を維持した状態で、ターゲット５ａに対向する位置にワークＷが位置付けられる状態と、封止体３２が位置付けられる状態とを回転テーブルの回転によって切り替える。

チャンバ２には、図示はしないが、成膜室Ｆ内にスパッタガスを導入するスパッタガス導入部が設けられている。スパッタガス導入部は、ガス供給回路を含み構成され、ガス供給源からのスパッタガスを成膜室Ｆ内に導入する。スパッタガスとしては、例えば、アルゴンガス等の不活性ガスを用いることができる。

成膜室Ｆの排気による減圧は、上記の通気路２４を介して行われる。このような成膜室Ｆにおいては、電源によってターゲット５ａに電力を印加することにより、成膜室Ｆに導入されたスパッタガスをプラズマ化させ、ターゲット５ａから叩き出された成膜材料をワークＷに堆積させることができる。

また、図４（Ｂ）に示すように、開口２３を封止する蓋体５１及び封止体３２によって囲まれた空間は、上記のように、遮蔽空間ＳＡを構成する。遮蔽空間ＳＡに連通した通気路２ａは、遮蔽空間ＳＡの真空引きを行う排気ポート及び真空破壊を行うベントポートとして機能する。通気路２ｂには、配管２７が接続され（図２参照）、図示しない減圧ポンプ、弁等を含む空気圧回路によって、遮蔽空間ＳＡ内の真空引き及び真空破壊の切り替えを可能としている。

［制御装置］
制御装置７０は、成膜装置１の各部を制御する装置である。この制御装置７０は、例えば、電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって構成できる。制御装置７０の制御内容は、プログラムされており、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）や、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの処理装置により実行される。

例えば、制御装置７０は、上記のようなプログラムにより、チャンバ２内の排気、ロードロック室Ｌの排気、搬送体３の回転、搬入搬出部４によるワークＷの搬入搬出、搬送体３の回動、駆動部６による封止体３１、３２及び搬送プレート３６の移動、成膜部５による成膜、遮蔽空間ＳＡの排気等を制御する。

［動作］
以上のような本実施形態による成膜装置１によって、ワークＷに成膜する処理を、上記の図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、一つのサセプタＳに載置されたワークＷに着目して説明する。

（成膜動作）
まず、搬入搬出部４によって、成膜処理すべきワークＷを、チャンバ２内に搬入する動作を説明する。図２に示すように、搬入搬出部４の一方の保持体４２は開口２２を封止しており、チャンバ２内は、空気圧回路の排気処理により真空とされている。

一方、図１に示すように、搬入搬出部４の他方の保持体４２は搬送機構ＴＲ上に位置している。この保持体４２が搬送機構ＴＲに向かって下降して、保持機構４２ａが未処理のワークＷを保持する。保持体４２が上昇することにより、ワークＷが搬送機構ＴＲからピックアップされる。このように、他方の保持体４２にワークＷが保持されている状態を、図２では示している。

搬送体３に搭載された封止体３１は、開口２２に対向する位置に位置決めされている。この状態から、図５に示すように、プッシャ６１により封止体３１を付勢して開口２２に近づけて、その周囲を囲むように接触する。これにより、この封止体３１によって、チャンバ２内から開口２２が封止されるとともに、封止体３１の開口３１ａが封止板６１２ｂによって封止され、密閉されたロードロック室Ｌが形成される。

そして、図６に示すように、空気圧回路によって、通気路２ｂを介してベントガスを供給することで、ロードロック室Ｌ内を真空破壊して、大気圧とする。その後、図７に示すように、開口２２を封止していた保持体４２が上昇して、開口２２を開放する。次に、図８に示すように、アーム４１が回動することにより、未処理のワークＷが、開口２２に対向する位置に位置付けられる。

図９に示すように、未処理のワークＷを保持した保持体４２が下降して、開口２２を封止するとともに、ワークＷがプッシャ６１の接続部６１２ａ上に載置される。このように、封止体３１及び保持体４２によって、ロードロック室Ｌが封止される。そして、図１０に示すように、空気圧回路によって通気路２ｂから排気することにより、ロードロック室Ｌが真空に戻される。

次に、図１１に示すように、プッシャ６１が降下することにより、封止体３１が、ワークＷと共に開口２２から離れる方向に移動する。これにより、プッシャ６１の接続部６１２ａは、ワークＷの搬送プレート３６の接続脚３６ａから離れるとともに、封止板６１２ｂが封止体３１の開口３１ａから離れる。このようにして、未処理のワークＷが封止体３１上に載置され、チャンバ２内に供給される。

そして、図１２に示すように、搬送体３が間欠回転することにより、成膜部５の開口２３に対向する位置に、ワークＷを搭載した封止体３１が移動する。図１３に示すように、プッシャ６２を上昇させることによって、サセプタＳを搭載した搬送プレート３６を、開口２３に接近する方向に移動させる。このように、サセプタＳ上のワークＷをターゲット５ａに近づけるとともに、モータ６２３ａを回転させる。これによって、ワークＷはターゲット５ａに対して相対的に回転する。

この状態で、図１４に示すように、スパッタガスを成膜室Ｆ内に導入し、電源によりターゲット５ａに電力を印加する。すると、スパッタガスがプラズマ化して発生するイオンが、ターゲット５ａに衝突することにより、ターゲット５ａを構成する成膜材料が叩き出され、ワークＷに堆積する（この様子を、図１４の開口２３の近傍における点の集合で示す）。

ワークＷに成膜材料が堆積して所定量の膜厚となる時間が経過した後、ターゲット５ａへの電力の印加を停止して、プラズマを消失させる。これで、ワークＷに対するスパッタ処理が終了する。次に、モータ６２３ａの回転を停止するとともに、スパッタガスを成膜室Ｆから排出する。そして、プッシャ６２を開口２３から離れる方向に移動させることにより、ワークＷをターゲット５ａから離れる方向に移動させる。これにより、ワークＷが封止体３１上に載置され、接続部６２２ａが搬送プレート３６の接続脚３６ａから離れる。

さらに、搬送体３を間欠回転させることにより、開口２２の直下に、処理済みのワークＷを移動させる。プッシャ６１が封止体３１を開口２２に接近する方向に移動させて、封止体３１が開口２２を封止するとともに、封止板６１２ｂが封止体３１の開口３１ａを封止する。これにより、処理済みのワークＷが収容された密閉したロードロック室Ｌが形成される。ロードロック室Ｌの開口２２を封止している保持体４２の保持機構４２ａによって、処理済みのワークＷが保持される。そして、通気路２ｂを介して、ベントガスを供給することでロードロック室Ｌ内の真空破壊をする。

その後、保持体４２が、開口２２から離れる方向に移動することにより、ロードロック室Ｌを開放する。図１に示すように、アーム４１が回動することにより、処理済みのワークＷを保持した保持体４２が、搬送機構ＴＲに対向する位置に位置付けられて、保持体４２が搬送機構ＴＲに接近する方向に移動して、保持機構４２ａによる処理済みのワークＷの保持を解除する。このようにして、処理済みのワークＷを搬送機構ＴＲへ受け渡す。そして、搬送機構ＴＲは、処理済みのワークＷを後工程へ搬送する。

（メンテナンス）
次に、ターゲット５ａを交換するメンテナンス動作について説明する。まず、チャンバ２内にワークＷが存在せず、チャンバ２内を真空に維持した状態で、搬送体３が９０°の間欠回転することにより、図３（Ａ）に示す状態から図３（Ｂ）に示すように、封止体３２を、成膜部５に対向する位置に移動させる。そして、図１６に示すように、プッシャ６２によって、封止体３２を開口２３に接近する方向に移動させることにより、封止部材３２ａを開口２３の周縁に押し付けて封止して、遮蔽空間ＳＡを形成する。この時、遮蔽空間ＳＡは真空状態である。

そして、図１７に示すように、空気圧回路によって、通気路２ａを介してベントガスを供給することで、遮蔽空間ＳＡ内を真空破壊して、大気圧とする。この状態で、図４（Ｂ）に示すように、ターゲットユニット５２を引き抜き、新たなターゲット５ａが装着されたターゲットユニット５２と交換する。なお、図１８に示すように、蓋体５１を開いてから、ターゲットユニット５２を交換してもよい。また、蓋体５１を開いて、内部のクリーニング等を行うことができる。

［効果］
（１）本実施形態の成膜装置１は、内部を真空とすることが可能なチャンバ２と、チャンバ２に設けられた開口２３を介してチャンバ２内に対向し、チャンバ２に着脱可能に設けられる、スパッタリングによりワークＷに堆積される成膜材料を含み形成されたターゲット５ａと、開口２３を封止する封止体３２と、チャンバ２内の真空を維持した状態で、ターゲット５ａに対向する位置に、ワークＷが位置づけられる状態と、封止体３２が位置づけられる状態とを切り替える搬送体３と、を有する。

このような本実施形態では、ターゲット５ａを交換するために、チャンバ２内から封止された空間（上記の遮蔽空間ＳＡ）を形成して、この空間のみを大気開放することができる。このため、ターゲット５ａの交換のために、チャンバ２内の全体を大気開放する必要がなくなり、チャンバ２全体の大気開放、水分除去、真空引きのための時間を不要として、部分的な大気開放、水分除去、真空引きをすることで、交換に要する時間を大幅に短縮できる。

（２）封止体３２は、封止部材３２ａを介して、開口２３の周囲のチャンバ２の内壁に接離可能に設けられている。このため、チャンバ２内が大気に曝される領域を極力減らすことができる。

（３）搬送体３は間欠回転可能に設けられ、ワークＷ及び封止体３２を互いに搬送体３の回転における位相が異なる位置に保持し、ターゲット５ａに対向する位置にワークＷが位置づけられる状態と、封止体３１が位置づけられる状態とを、間欠回転により切り替える。このため、チャンバ２を開放することなく、搬送体３により直ぐに封止体３２をターゲット５ａに対向する位置に移動させることができるので、ターゲット交換の準備が容易となり、時間短縮につながる。

（４）ターゲット５ａは、チャンバ２の外部から着脱可能に設けられている。すなわち、ターゲット５ａを備えるターゲットユニット５２は、蓋体５１に着脱可能に設けられている。このため、ターゲット５ａは、周囲の空間を大気開放した後、そのままチャンバ２の外部からターゲットユニット５２ごと外して交換することができ、作業が容易となる。

［変形例］
本実施形態は、以下のような変形例も考えられる。
（１）図１９に示すように、ターゲット５ａを交換する交換装置８を設けてもよい。交換装置８は、ターゲット５ａを保持する一対の保持部８２３を有し、一方の保持部８２３に予備のターゲット５ａを保持し、他方の保持部８２３にチャンバ２に装着されているターゲット５ａを保持し、一方と他方の保持部８２３を入れ替えることで、チャンバ２に装着されているターゲット５ａを、予備のターゲット５ａと交換する。なお、上記のように、ターゲット５ａはターゲットユニット５２に設けられているため、ターゲット５ａの保持、交換は、ターゲットユニット５２の保持、交換と同義であり、チャンバ２に装着されているターゲット５ａ、使用済みのターゲット５ａ、予備のターゲット５ａを、それぞれターゲットユニット５２と読み替えても同義である。

より具体的には、一対の保持部８２３は、共通の軸回りに回動する。この回動によって一方と他方の保持部８２３を、例えばチャンバ２に対応する位置に対して入れ替える。本実施形態の成膜装置１では、ターゲット５ａを含むターゲットユニット５２を、ターゲット面と直交する方向に移動させることで、ターゲットユニット５２が装着されている部材から着脱することができるようになっている。成膜装置１の場合、ターゲットユニット５２は、チャンバ２に装着されている。また、予備として、後述する載置台８３に載置（装着）されている。チャンバ２においては、蓋体５１にターゲットユニット５２が、そのターゲット面が設置面に対して傾斜して装着されている。載置台８３においては、ターゲット面が設置面と平行にターゲットユニット５２が載置（装着）されている。したがって、例えば、図１９に示す交換装置８では、一対の保持部８２３は、チャンバ２に装着されたターゲット５ａをターゲット面が設置面に対して傾斜するように保持し、載置台８３に載置された予備のターゲット５ａをターゲット面が設置面に対して平行となるように保持し、予備のターゲット５ａをチャンバ２に装着されたターゲット５ａと異なる角度で保持している。

交換装置８は、回転機構８１、昇降機構８２を有する。回転機構８１は、ターゲット５ａを保持した一対の保持部８２３を、共通の軸回りに回動させる。回転機構８１は、モータ８１ａにより筒状の回転体８１ｂを回転させる機構である。回転機構８１は、チャンバ２上の蓋体５１における２つのターゲットユニット５２の近傍に、それぞれ軸が傾斜して配置されている。昇降機構８２は、一対の保持部８２３にそれぞれ設けられ、チャンバ２に装着されたターゲット５ａを、ターゲット面と直交する方向に移動させ、予備のターゲット５ａをターゲット面と直交する方向に移動させる。各昇降機構８２は、各回転機構８１の回転体８１ｂに一対ずつ固定されたシリンダ８２１を有する。シリンダ８２１は、駆動ロッド８２２の先端に保持部８２３が設けられている。

このような交換装置８では、回転機構８１によって共通の軸回りに回動した一対の保持部８２３によってターゲットユニット５２を入れ替えるために、回転機構８１の回転軸（一対の保持部が回動する共通の軸α）は、チャンバ２に装着されたターゲット５ａのターゲット面に直交するターゲット５ａの中心を通る軸βと、載置台８３に載置されたターゲット５ａのターゲット面に直交するターゲット５ａの中心を通る軸γとがなす角の角度θ１の半分の角度θ２で載置面に対して傾斜したものとなる。これによって、ターゲットユニット５２のそれぞれの装着位置での姿勢は、入れ替わっても同じとなるので、チャンバ２あるいは載置台８３に着脱することができる。つまり、チャンバ２の蓋体５１にターゲット面が設置面に対して傾斜して装着されているターゲットユニット５２は、載置台８３に対向する位置においては、ターゲット面が設置面と平行となるので、ターゲット５ａを保持した一対の保持部８２３を回転機構８１によって回動し、ターゲット面と直交する方向にシリンダ８２１によってターゲット５ａを移動させることで、ターゲット５ａを交換することができる。

このような交換装置８は、ターゲット５ａの成膜装置１における設置面に対する装着姿勢（角度）が相違する場合であっても、その装着姿勢の変換を行う機構を別途設けることなく、装着姿勢を変換できるので、簡素な構成でターゲット５ａの交換を行うことができる。これにより、成膜装置１のコストが上昇することを抑制できる。

一方、蓋体５１における２つのターゲットユニット５２には、保持部８２３に保持される着脱板５２４が設けられている。保持部８２３は、磁石、吸盤、メカチャック等を有し、着脱板５２４を保持する。さらに、チャンバ２には、予備のターゲットユニット５２が載置される載置台８３が固定されて設けられている。載置台８３には窪み８３１が形成され、予備のターゲットユニット５２が、この窪み８３１に予備のターゲットユニット５２のターゲット５ａを向けて載置されている。なお、載置台８３には、予備のターゲット５ａ（ターゲットユニット５２）を、チャンバ２に装着されている使用済みのターゲット５ａ（ターゲットユニット５２）と交換した後、使用済みのターゲット５ａ（ターゲットユニット５２）が載置される。

このような交換装置８によるターゲット５ａの交換作業は、以下の通りである。まず、遮蔽空間ＳＡのみを大気開放した状態で、図１９に示すように、一対のシリンダ８２１の保持部８２３が、蓋体５１に装着されたターゲットユニット５２の着脱板５２４と載置台８３に載置された予備のターゲットユニット５２の着脱板５２４をそれぞれ保持する。

次に、図２０に示すように、シリンダ８２１が上昇することにより、蓋体５１に装着されたターゲットユニット５２を引き抜くとともに、載置台８３に載置された予備のターゲットユニット５２を持ち上げる。そして、モータ８１ａが回転することにより、引き抜かれたターゲットユニット５２と予備のターゲットユニット５２の位置が交代する。さらに、図２１に示すように、シリンダ８２１により、予備のターゲットユニット５２を下降させて蓋体５１に装着するとともに、引き抜かれたターゲットユニット５２を下降させて載置台８３に置く。

以上のように、ターゲットユニット５２の交換装置８を備えることにより、交換作業に要する時間を短縮できる。従来、チャンバ２内の大気開放を行うことにより長時間を要していた交換作業の場合、ターゲットユニット５２の交換時間を短縮しても、全体の時間短縮に及ぼす効果は薄い。しかし、本実施形態のように、チャンバ２内全体の大気開放を行わずに一部分のみ大気開放することで、大幅に真空引きの時間を短縮できる場合には、ターゲットユニット５２の交換時間の短縮により、より一層の短縮効果が得られる。また、マグネットを含むターゲットユニット５２の重量は十数ｋｇ程度の重量になる場合がある。このため人手で行うには大変で、危険も伴うが、交換装置８を備えることで、容易で安全にターゲット５ａを交換することができる。

さらに、予備のターゲットユニット５２のターゲット５ａに吸着した水分を予め低減させておくこともできる。これにより、予備のターゲットユニット５２が蓋体５１に装着された後、遮蔽空間ＳＡを真空引きする時間を短縮できる。例えば、図２１に示すように、予備のターゲット５ａを囲む空間を真空引きする予備真空室８４を設ける。予備真空室８４は、上記の載置台８３のターゲットユニット５２が載置される窪み８３１に、ターゲット５ａが臨む底面に、ターゲット５ａを囲む空間が気密に封止される開口を設け、この開口に嵌ったターゲット５ａが、内部に向かうように構成された空間である。予備真空室８４は、図示しない空気圧回路に接続され、排気により内部を真空引き可能に設けられている。

予備のターゲットユニット５２のターゲット５ａは、載置台８３に載置されている間、予備真空室８４が真空引きされることにより、水分が除去されている。このため、予備のターゲットユニット５２が、蓋体５１に装着されたターゲットユニット５２と交換された後、遮蔽空間ＳＡの真空引きにおいて、水分を除去するのにかかる時間を短縮でき、全体の交換時間を短縮できる。

なお、予備のターゲットユニット５２のターゲット５ａが、載置台８３に載置されている間に水分が除去されればよく、例えば、ランプや抵抗発熱のようなヒータ等でターゲット５ａを加熱することで、ターゲット５ａの水分を除去するようにしてもよい。ターゲットユニット５２の交換において熱膨張等を考慮する必要はあるものの、真空維持可能な密閉空間を形成しなくて済むので、水分除去を容易に行うことができる。

（２）チャンバ２内での搬送体３により搬送される封止体３１、３２の数は、上記の態様よりも多くてもよい。例えば、図２２（Ａ）に示すように、開口２２に対して３つの開口２３を９０°毎に３つ設けて、３つの開口２３にそれぞれ成膜部５を設ける。搬送体３には、その回転中心に対称に、それぞれ９０°毎に４つの封止体３１（図２等参照）及び４つの封止体３２が設けられる。つまり、封止体３１、３２を合計で８つとする。したがって、１つの封止体３１が開口２２に対向して位置付けられると、他の３つの封止体３１が３つの開口２３に対向してそれぞれ位置付けられる。また、1つの封止体３２が開口２３の1つに対向して位置付けられると、他の２つの封止体３２が他の２つの開口２３に対向して位置付けられるとともに、他の１つの封止体３２が開口２２に対向して位置付けられる。搬送体３が９０°回転することによって封止体３１あるいは封止体３２が開口２２、各開口２３の間を移動する。また、４つの封止体３１及び４つの封止体３２は４５°毎に交互に設けられる。よって、搬送体３が４５°回転することによって、開口２２及び開口２３に対向する位置に、４つの封止体３１が位置付けられる状態と、４つの封止体３２が位置付けられる状態との２つの状態に切り替えることができるようにする。つまり、本態様では、ワークＷの位置及び封止体３１、３２の位置は、搬送体３の回転において位相が４５°異なっている。搬送体３の回転によって、スパッタ処理の運転時は、封止体３１が開口２２及び３つの開口２３に対向して位置付けられ、９０°回転により対向する開口２２、２３を切り替える。メンテナンスの時には、スパッタ処理時の状態から４５°回転により各開口２２、２３に封止体３２が位置付けられるよう切り替える。

また、例えば、図２２（Ｂ）に示すように、開口２２に対して２つの開口２３を６０°毎に設けて、２つの開口２３にそれぞれ成膜部５を設ける。３つの封止体３１（図示は省略）及び３つの封止体３２はそれぞれ１２０°毎に設けられ、封止体３１と封止体３２は６０°毎に交互に設けられる。つまり、封止体３１、３２を合計６つとする。これにより、搬送体３が６０°回転することによって、開口２２及び開口２３に対向する位置に、３つの封止体３１が位置付けられる状態と、３つの封止体３２が位置付けられる状態との２つの状態に切り替えることができるようにする。つまり、本態様では、ワークＷ（封止体３１）の位置、封止体３２の位置は、搬送体３の回転において位相が６０°異なっている。搬送体３の回転によって、スパッタ処理の運転時は、封止体３１が開口２２及び２つの開口２３に対向して位置付けられ、１２０°回転により対向する開口２２、２３を切り替え、メンテナンスの時にはスパッタ処理時の状態から６０°回転により各開口に封止体３２が位置付けられるよう切り替える。

さらに、封止体３２は２つ、３つあるいは４つ設けなくてもよく、少なくてもよい。封止体３１の数と封止体３２の数が一致しておらず、少なくてもよい。例えば、封止体３１の数にかかわらず、封止体３２を1つとしてもよい。スパッタ処理の運転時から、メンテナンス時への移行は、封止体３２がメンテナンスを行う開口２３に位置付けられるよう搬送体３を回転させればよく、開口２３が複数あっても、各開口２３で順次メンテナンスを行うようにすればよい。また、上記では開口２３の数の相違する形態の例を示したが、開口２２においても、必ずしも1つでなくてもよく、開口２２に対向する封止体３１と封止体３２の切り替えは同様にできる。

また、前述のように、封止体３１と封止体３２の搬送体３の回転における位相のずれの位置は、例えば、図３、図２２で示した通りであった。図３の場合では、通常運転での搬送体３の回転は１８０°で、位相のずれ角度は９０°、図２２（Ａ）の場合では、通常運転での搬送体３の回転は９０°で、位相のずれ角度は４５°、図２２（Ｂ）の場合では、通常運転での搬送体３の回転は１２０°で、位相のずれ角度は６０°であった。しかし、これらのように必ずしも通常運転での回転角度に対して、メンテナンス時に移行する時の回転角度を半分としたり、あるいは双方の回転角度を何らかの関連付けされた角度とする必要はない。封止体３１と封止体３２が干渉しなければ、搬送体３の回転における封止体３１と封止体３２の位相のずれ角度は、任意の角度とすることができる。通常運転時からメンテナンス時への移行のための搬送体３の回転を、設定した位相のずれの任意の角度とすれば、前述の態様同様の切り替えができる。

以上のように、必要な開口２２、開口２３の数と封止体３２の数や、封止体３１と封止体３２との搬送体３の回転における位相が異なる位置となる角度を適宜決定することができ、封止体３１と封止体３２とを、搬送体３の回転において位相が異なる位置に設けることで、位相の切り替えによって封止体３１に替えて封止体３２を使用することができる。

以上のような態様では、成膜部５の数を増やすことができるので、成膜部５毎に、異なる種類の材料によるターゲット５ａを用いることにより、１つのチャンバ２内で、異なる種類の膜を成膜できる。また、必要なスパッタ処理の運転のタクトタイムによって、成膜部５の数、開口２２によるロードロック室の数は適宜決定することができ、多様なスパッタ処理の運転に対応させることができる。

（２）スパッタ源となるターゲット５ａを配置する蓋体５１の形状やターゲット５ａの数は、上記の態様には限定されない。例えば、図２３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、円錐形の蓋体５１に一対のターゲット５ａを傾斜配置してもよいし、図２３（Ａ）、（Ｃ）に示すように、三角柱を水平にした蓋体５１の側面に、一対のターゲット５ａを傾斜配置してもよい。また、図２４（Ａ）に示すように、円錐形の蓋体５１に３つのターゲット５ａを等間隔で傾斜配置してもよいし、図２４（Ｂ）に示すように、円錐形の蓋体５１に４つのターゲット５ａを等間隔で傾斜配置してもよい。また、図２４（Ｃ）に示すように、四角錐形の蓋体５１に４つのターゲット５ａを傾斜配置してもよいし、図２４（Ｄ）に示すように、三角錐形の蓋体５１に３つのターゲット５ａを傾斜配置してもよい。これらの形状や数、配置は、適宜決定される。

（３）スパッタ源となるターゲット５ａは、設置面に対して傾斜配置されていなくてもよい。例えば、図２５（Ａ）に示すように、設置面に対して平行な天面を有する箱型の蓋体５１として、ターゲット５ａのターゲット面を設置面に対して平行に配置してもよい。蓋体５１は、図２５（Ｂ）に示すように、直方体形状であってもよいし、図２５（Ｃ）に示すように、円柱形状であってもよい。また、図２５（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、ターゲット５ａを設置面に対して平行に２つ配置してもよい。さらに、図２６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ターゲット５ａを設置面に対して平行に３つ配置してもよいし、図２６（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、ターゲット５ａを設置面に対して平行に４つ配置してもよい。これらの数や配置は、適宜決定される。

（４）上記のように設置面に対して平行に配置されたターゲット５ａの場合に対応して、交換装置８も、ターゲット５ａ（ターゲットユニット５２）を設置面に対して垂直な方向に抜き差しする必要がある。このため、図２７に示すように、交換装置８の回転機構８１は、垂直方向を軸として、一対の昇降機構８２を回転移動させる構成とする。また、昇降機構８２も垂直方向を軸として保持部８２３を昇降させる駆動ロッド８２２を設ける。

一対の昇降機構８２は、水平アーム８２４の両端に設けられている。水平アーム８２４は、回転機構８１に水平方向に回転可能に、且つ水平方向にスライド移動可能に設けられている。水平アーム８２４にはラック８２４ａが設けられ、回転機構８１に内蔵されモータ等の駆動源により駆動されるピニオン８１ｃに噛み合っている。ピニオン８１ｃの回転に従って、水平アーム８２４は水平方向に移動するので、両端の駆動ロッド８２２の保持部８２３も水平移動可能となる。駆動ロッド８２２の保持部８２３は、水平方向に移動することにより、蓋体５１及び予備真空室８４（載置台８３）の直上にターゲットユニット５２を位置決めできる。また、設置面に対して平行に配置されたターゲット５ａが複数ある場合にも、図２８に示すように、駆動ロッド８２２の水平移動によって、保持部８２３を各ターゲット５ａに対して位置決めできる。この場合も、回転機構８１によって一対のターゲット５ａは位置を切り替える。

また、図２９（Ａ）に示すように、載置台８３、予備真空室８４についても、複数設けてもよい。水平アーム８２４の水平移動と回転機構８１の回転によって、水平アーム８２４の両端の駆動ロッド８２２の保持部８２３を、載置台８３、予備真空室８４に位置決めできる。なお、水平アーム８２４を個別に伸縮可能なものとすることもできる。例えば、図２９（Ｂ）に示すように、関節を有するロボットアームとすることにより、昇降機構８２（駆動ロッド８２２、保持部８２３）を各所に位置決め可能な構成としてもよい。さらに、水平アーム８２４は、回転機構８１の回転軸からターゲット５ａの交換位置と載置台８３との距離を等しくすることによって、水平移動を不要としてもよい。

（５）上記の態様では、成膜時（スパッタ処理）には、封止体３１による開口２３の封止は行っていないが、成膜時に、開口２３の封止、すなわちターゲット５ａの周囲を封止してもよい。必要とする成膜品質が確保できているのであれば、成膜時に必ずしもターゲット５ａの周囲を封止する必要はない。しかし、要求される品質が高まるなどの場合や、特に成膜の品質に気を遣う必要がある場合などは、封止機構を追加し、封止することでスパッタ時の圧力をより精密に制御することができるので、より安定したプラズマ状態とでき、さらに高品質な成膜とできる。また、チャンバ２内へのスパッタされたターゲット成分が拡散してパーティクルとなることを抑制できる。また、周囲のパーティクルが成膜領域に侵入することを防止できるので、パーティクルによる膜の品質への影響を抑制することができる。

このように、スパッタでの高品質な成膜を行うために追加する封止機構は、上記のような態様では、膜厚分布を高めるために、成膜時にワークＷを回転させているので、この回転を可能にする封止機構とする必要がある。例えば、図３０に示すように、シャフト６２２が上昇した時に、封止体３１の開口３１ａを、封止部材を介して封止する封止板６２４が、シャフト６２２に設けられている。封止板６２４は、図示しないベアリングにシャフト６２２が貫通した鍔部６２５を介して、シャフト６２２が回転可能に接続されている。シャフト６２２が上昇すると、鍔部６２５及び封止板６２４も上昇し、封止板６２４が開口３１ａを封止して、封止体３１を押し上げるので、封止体３１が封止部材３１ｂを開口２３の周囲に押し付けることにより、ターゲット５ａの周囲に封止された空間が形成される。成膜時にシャフト６２２及びワークＷが回転した場合に、鍔部６２５のベアリングによって、封止体３１及び封止板６２４は回転しない。

ところで、この場合、封止体３１によっても開口２３を封止できるので、ターゲット５ａの交換や、メンテナンスの時に、封止体３２に同様に封止体３１を使用することができる。しかし、封止体３１はワークＷのスパッタ処理に使用されているので、封止体３１にはスパッタされたターゲット５ａ成分が付着している。このような封止体３１を長時間大気に晒した後でスパッタ処理に使用するとなると、封止体３１に付着したターゲット５ａ成分が容易に剥離し、パーティクルの増大をもたらすことになる。よって、ターゲット５ａの交換や、メンテナンスの際には、本実施形態のようにスパッタ処理には使用しない封止体３２を用いることが最適である。

封止体３２によって、開口２３を封止してメンテナンスを行う時には、蓋体５１を開放して、ターゲット交換することはもちろん、蓋体５１、開口２３等の内面や封止体３２自体のクリーニングを行うこともできる。また、メンテナンス時には、必ずしも封止体３２によって開口２２を封止する必要はないが、封止体３２によって開口２２を封止して、チャンバ２内を隔離した後、保持体４２が開口２２を開放することで、封止体３２自体のクリーニングもできる。もちろん、２つの封止体３２によって開口２２と開口２３を同時に封止することで、２つの封止体３２を同時にクリーニングすることもできるので、メンテナンス時間を短縮できる。さらに、封止体３１によって開口２２を封止した状態で、保持体４２が開口２２を開放することで、封止体３１自体のクリーニングを行うことができる。このように、様々なメンテナンスを行う場面において、チャンバ２内から封止された空間を形成して、この空間のみを大気開放することができ、チャンバ２内の全体を大気開放する必要がなくなり、チャンバ２全体の大気開放、水分除去、真空引きのための時間を不要として、部分的な大気開放、水分除去、真空引きをすることで、メンテナンスに要する時間を大幅に短縮できる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。

１ 成膜装置
２ チャンバ
２ａ、２ｂ 通気路
３ 搬送体
４ 搬入搬出部
５ 成膜部
５ａ ターゲット
６ 駆動部
８ 交換装置
２１ 収容体
２２、２３ 開口
２４ 通気路
２５、２６、２７ 配管
３１ 封止体
３１ａ 開口
３１ｂ、３２ａ 封止部材
３２ 封止体
３３ モータ
３４ シャフト
３５ 支持孔
３６ 搬送プレート
３６ａ 接続脚
３６ｂ 脚部
４１ アーム
４１ａ モータ
４２ 保持体
４２ａ 保持機構
４２ｂ シリンダ
５１ 蓋体
５２ ターゲットユニット
５３ シャッタ
６１、６２ プッシャ
７０ 制御装置
８１ 回転機構
８１ａ モータ
８１ｂ 回転体
８１ｃ ピニオン
８２ 昇降機構
８３ 載置台
８４ 予備真空室
５１０、６１１ 胴部
５１１ 支持機構
５１１ａ 回動体
５１１ｂ シリンダ
５２１ 冷却プレート
５２２ マグネット
５２３、５３１ モータ
６１２、６２２ シャフト
６１２ａ 接続部
６１２ｂ 封止板
６１３ 駆動源
６２１ 胴部
６２２ａ 接続部
６２３ 駆動源
６２３ａ モータ
６２３ｂ エアシリンダ
６２４ 封止板
６２５ 鍔部
８２１ シリンダ
８２２ 駆動ロッド
８２３ 保持部
８２４ 水平アーム
８２４ａ ラック
８３１ 窪み

Claims (8)

1. 内部を真空とすることが可能なチャンバと、
   前記チャンバに設けられた開口を介して前記チャンバ内に対向し、前記チャンバに着脱可能に設けられる、スパッタリングによりワークに堆積される成膜材料を含み形成されたターゲットと、
   前記開口を封止する封止体と、
   前記チャンバ内の真空を維持した状態で、前記ターゲットに対向する位置に、前記ワークが位置づけられる状態と、前記封止体が位置づけられる状態とを切り替える搬送体と、
   を有することを特徴とする成膜装置。
2. 前記封止体は、封止部材を介して、前記開口の周囲のチャンバの内壁に接離可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
3. 前記搬送体は間欠回転可能に設けられ、前記ワーク及び前記封止体を互いに搬送体の回転における位相が異なる位置に保持し、前記ターゲットに対向する位置に前記ワークが位置づけられる状態と、前記封止体が位置づけられる状態とを、間欠回転により切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の成膜装置。
4. 前記ターゲットは、前記チャンバの外部から着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の成膜装置。
5. 前記ターゲットを保持する一対の保持部を有し、一方の保持部に予備の前記ターゲットを保持し、他方の保持部に前記チャンバに装着されている前記ターゲットを保持し、一方と他方の前記保持部を入れ替えることで、前記チャンバに装着されている前記ターゲットを、予備の前記ターゲットと交換する交換装置を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の成膜装置。
6. 前記一対の保持部は、前記チャンバに装着された前記ターゲットをターゲット面が設置面に対して傾斜するように保持し、予備の前記ターゲットを、設置面に対して傾斜して前記チャンバに装着された前記ターゲットと異なる角度で保持し、
   前記一対の保持部には、前記チャンバに装着された前記ターゲットをターゲット面と直交する方向に移動させ、予備の前記ターゲットをターゲット面と直交する方向に移動させる昇降機構がそれぞれ設けられ、
   前記交換装置は、前記ターゲットを保持した前記一対の保持部を、共通の軸回りに回動させることを特徴とする請求項５記載の成膜装置。
7. 予備の前記ターゲットを載置し、予備の前記ターゲットを使用済みの前記ターゲットと交換した後、使用済みの前記ターゲットを載置する少なくとも１つの載置台を有することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の成膜装置。
8. 予備の前記ターゲットを囲む空間を真空引きする予備真空室を有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の成膜装置。

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