JP2024052560A - Film forming equipment - Google Patents

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JP2024052560A JP2023142405A JP2023142405A JP2024052560A JP 2024052560 A JP2024052560 A JP 2024052560A JP 2023142405 A JP2023142405 A JP 2023142405A JP 2023142405 A JP2023142405 A JP 2023142405A JP 2024052560 A JP2024052560 A JP 2024052560A
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Abstract

Figure 2024052560000001

【課題】複数の成膜対象物に対して、同時に均一な膜厚分布による成膜が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、軸部420を中心にトレイ41を公転させるとともに、軸部420の回転に従って、トレイ41を支持する支持軸422を中心にトレイ41を自転させる自公転ユニット42と、自公転ユニット42に接離可能に設けられ、自公転ユニット42に接して付勢することにより、自公転ユニット42を搬送体から分離させて、ワークWを搭載したトレイ41を成膜室110に収容する収容位置と、自公転ユニット42から離れることにより、自公転ユニット42を搬送体に搭載させて、成膜室110から離隔させる離隔位置との間で移動させるプッシャユニット43と、ワークWを搭載したトレイ41を成膜室110に収容した状態で、軸部420を回転させることにより、トレイ41を公転させるとともに自転させる回転ユニット44と、を有する。
【選択図】図4

Figure 2024052560000001

A film forming apparatus capable of simultaneously forming films with uniform film thickness distribution on a plurality of film forming objects is provided.
[Solution] The film forming apparatus 1 of the embodiment has a self-revolution unit 42 that revolves the tray 41 around a shaft portion 420 and rotates the tray 41 around a support shaft 422 that supports the tray 41 in accordance with the rotation of the shaft portion 420, a pusher unit 43 that is arranged to be able to come into contact with and separate from the self-revolution unit 42, and that comes into contact with and applies force to the self-revolution unit 42 to separate the self-revolution unit 42 from the transport body and move the tray 41 carrying the workpiece W between a storage position where it is stored in the film forming chamber 110 and a separation position where it is moved away from the self-revolution unit 42 to mount the self-revolution unit 42 on the transport body and separated from the film forming chamber 110, and a rotation unit 44 that rotates the shaft portion 420 while the tray 41 carrying the workpiece W is stored in the film forming chamber 110, causing the tray 41 to revolve and rotate on its axis.
[Selected figure] Figure 4

Description

本発明は、成膜装置に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus.

基板などの成膜対象物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、成膜材料が飛び出して基板に付着することを利用した技術である。 Sputtering deposition devices are widely used as devices for depositing films on the surface of a substrate or other object. Sputtering is a technology that uses the process in which ions are generated by turning a gas introduced into a vacuum chamber into plasma, and the ions collide with the surface of a target material, which is the material to be deposited, causing the material to fly out and adhere to the substrate.

このような成膜装置においては、基板の表面に形成される膜の厚さが均一となるようにすることが望ましい。スパッタリングにおいては、例えば、複数のターゲットを配設して、成膜材料が基板に降り注ぐ分布を均等に近づけることが行われる。このとき、さらに膜厚分布を均等とするために、各ターゲットへの印加電力を調整する、ターゲットと成膜対象物との距離や向きを調整する等の方法により、膜厚の面内均一化を図ることが行われていた。 In such a film forming apparatus, it is desirable to make the thickness of the film formed on the surface of the substrate uniform. In sputtering, for example, multiple targets are arranged to make the distribution of the film forming material falling on the substrate more uniform. In order to make the film thickness distribution even more uniform, the power applied to each target is adjusted, and the distance and orientation between the target and the film-forming object are adjusted to make the film thickness uniform across the surface.

特開平01-212756号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 01-212756

しかしながら、上記方法では、多くのターゲットを必要とする。このため、印加電力を調整する方法では、電力制御が複雑となる。また、ターゲットと基板との距離を調整する方法でも、基板に近づけたターゲットが他のターゲットから飛び出す成膜材料の粒子を遮蔽してしまうため、基板に近づけることにも限界がある。つまり、ターゲットへの印加電圧の調整や、ターゲットと基板との距離の調整によっても、膜厚の均一化を図ることが困難な場合もある。 However, the above method requires many targets. Therefore, in the method of adjusting the applied power, power control becomes complicated. In addition, even in the method of adjusting the distance between the target and the substrate, there is a limit to how close the target can be to the substrate, because a target brought close to the substrate blocks particles of the film-forming material that fly out from other targets. In other words, even by adjusting the voltage applied to the target or the distance between the target and the substrate, it may be difficult to achieve a uniform film thickness.

また、基板に対してターゲットの傾斜角度を付けることによって、膜厚分布を改善できる場合がある。しかし、ターゲットを保持する機構、ターゲットを冷却する機構、成膜効率を向上させるために利用する磁石等、他の構成部材の配置が必要なため、最適な傾斜角度の選択ができない場合があり、膜厚を最適にすることが困難である。 In addition, film thickness distribution can sometimes be improved by tilting the target with respect to the substrate. However, because it is necessary to arrange other components, such as a mechanism for holding the target, a mechanism for cooling the target, and magnets used to improve film formation efficiency, it may not be possible to select the optimal tilt angle, making it difficult to optimize the film thickness.

これに対処するため、複数のターゲットに対向する基板を回転させて、基板の成膜対象面を、順次異なるターゲットに対向させることにより、複数のターゲットの成膜レートのばらつきを相殺することが行われている(例えば、特許文献1)。この特許文献1には、さらに、複数の基板を、各基板の外側に設けた回転軸を中心に回転(公転)させながら、同時に成膜することも記載されている。しかし、この場合、各基板の表面の各箇所は、いつも同じ軌道を通過し、ターゲットとの距離が不均一なまま変わらないので、成膜材料の堆積に偏在が生じることにつながり、個々の基板内の膜厚分布にばらつきが生じていた。このため、各基板の表面の各箇所が、公転での同じ軌道を通過しないように、公転に加え、各基板毎に、各基板の内側に設けた回転軸を中心に回転(自転)させることも考えられている。 To address this issue, a substrate facing multiple targets is rotated so that the substrate's film-forming surface faces different targets in sequence, thereby offsetting the variation in the film-forming rate of the multiple targets (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 also describes simultaneously forming films on multiple substrates while rotating (revolving) them around a rotation axis provided on the outside of each substrate. However, in this case, each point on the surface of each substrate always passes through the same orbit, and the distance from the target remains uneven, leading to uneven deposition of the film-forming material and variation in the film thickness distribution within each substrate. For this reason, it has been considered to rotate (spin) each substrate around a rotation axis provided on the inside of each substrate in addition to the orbit, so that each point on the surface of each substrate does not pass through the same orbit during revolution.

ここで、成膜や、成膜された膜に対して酸化又は窒化する膜処理等を、一つのチャンバ内で行うために、成膜を行う成膜室や膜処理を行う処理室が同じチャンバ内に複数配置された成膜装置がある。このような成膜装置では、搬送体に成膜対象物となる基板を載置し、成膜室に対向する位置に基板を移動させた後、プッシャによって搬送体から基板を分離させ、ターゲットに基板を近づけた状態で成膜を行い、再び搬送体に基板を載置して次の成膜室や処理室に移動させる。このような成膜装置においては、プッシャによって基板を上昇させた状態で成膜を行うが、上述の課題に対応するため、プッシャの昇降機構に加えて複数の基板の自転及び公転を行う機構が求められていた。 Here, in order to perform film formation and film processing such as oxidizing or nitriding the formed film in one chamber, there are film formation apparatuses in which multiple film formation chambers and film processing chambers are arranged in the same chamber. In such film formation apparatuses, a substrate to be formed is placed on a transport body, and the substrate is moved to a position facing the film formation chamber, after which the substrate is separated from the transport body by a pusher, film formation is performed with the substrate close to the target, and the substrate is placed on the transport body again and moved to the next film formation chamber or processing chamber. In such film formation apparatuses, film formation is performed with the substrate elevated by the pusher, but to address the above-mentioned issues, a mechanism for rotating and revolving multiple substrates on its axis was required in addition to a mechanism for raising and lowering the pusher.

本発明の実施形態は、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、複数の成膜対象物に対して、同時に均一な膜厚分布による成膜ができる成膜装置を提供することにある。 The embodiment of the present invention has been proposed to solve the problems of the conventional technology as described above, and its purpose is to provide a film formation device that can simultaneously form films with uniform film thickness distribution on multiple film formation targets.

上記の目的を達成するため、実施形態の成膜装置は、ターゲットを有する成膜室において、トレイに搭載されたワークに対して、スパッタリングによる成膜を行う成膜部と、軸部を中心に前記トレイを公転させるとともに、前記軸部の回転に従って、前記トレイを支持する支持軸を中心に前記トレイを自転させる自公転ユニットと、前記自公転ユニットとともに、前記ワークを搭載した前記トレイを、前記成膜部に対向する位置に搬送する搬送体と、前記自公転ユニットに接離可能に設けられ、前記自公転ユニットに接して付勢することにより、前記自公転ユニットを前記搬送体から分離させて、前記ワークを搭載した前記トレイを前記成膜室に収容する収容位置と、前記自公転ユニットから離れることにより、前記自公転ユニットを前記搬送体に搭載させて、前記成膜室から離隔させる離隔位置との間で移動させるプッシャユニットと、前記ワークを搭載した前記トレイを前記成膜室に収容した状態で、前記軸部を回転させることにより、前記トレイを公転させるとともに自転させる回転ユニットと、を有する。 In order to achieve the above object, the film forming apparatus of the embodiment has a film forming section that performs film formation by sputtering on a workpiece placed on a tray in a film forming chamber having a target, a rotation and revolution unit that revolves the tray around an axis and rotates the tray around a support axis that supports the tray in accordance with the rotation of the axis, a transport body that transports the tray with the workpiece loaded thereon to a position facing the film forming section together with the rotation and revolution unit, a pusher unit that is provided so as to be able to come into contact with and separate from the rotation and revolution unit, and that comes into contact with and biases the rotation and revolution unit to separate the rotation and revolution unit from the transport body and move the tray with the workpiece loaded thereon between a storage position in which the rotation and revolution unit is separated from the transport body and the separation position in which the rotation and revolution unit is mounted on the transport body and separated from the film forming chamber by moving away from the rotation and revolution unit, and a rotation unit that rotates the axis while the tray with the workpiece loaded thereon is stored in the film forming chamber to revolve and rotate the tray.

本発明の実施形態によれば、複数の成膜対象物に対して、同時に均一な膜厚分布による成膜ができる成膜装置を提供することができる。 According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a film formation device that can simultaneously form films with uniform film thickness distribution on multiple film formation targets.

実施形態を示す簡略化された平面図である。FIG. 1 is a simplified plan view illustrating an embodiment. 治具を示す分解斜視図(A)、ワークを示す斜視図(B)、(B)のB-B矢視断面図(C)である。1A is an exploded perspective view showing the jig, FIG. 1B is a perspective view showing the workpiece, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 自公転ユニットを示す平面図(A)、(A)のC-C矢視断面図(B)、回転テーブル及び自公転ユニットを示す平面図(C)である。1A is a plan view showing the rotation-revolution unit, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 1A, and FIG. 成膜部及びワーク回転部の待機時を示す図1のA-A矢視断面図である。2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, showing the film-forming unit and the workpiece rotating unit in a standby state. 成膜部及びワーク回転部の成膜時を示す図1のA-A矢視断面図である。2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 , showing the film-forming unit and the workpiece rotating unit during film formation. 搬入搬出部とチャンバの内部構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the internal configuration of a loading/unloading unit and a chamber.

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。なお、図4、図5の断面図は、理解を容易にするため、自公転ユニット42のみが、図3(B)と同様に、2本の支持軸422を通る鉛直方向の断面図となっている。
[概要]
本実施形態は、図1に示すように、個々の成膜対象物であるワークWの成膜対象面に、プラズマを利用して成膜を行う成膜装置1である。本実施形態の成膜装置1は、真空とすることが可能なチャンバ2内に、ワークWが搭載されたトレイ41を支持する自公転ユニット42(図3(A)、(B)参照)を保持して、90°ずつ間欠回転する回転テーブル3を有する。成膜装置1は、回転テーブル3が停止する4つの停止ポジションのうち、3つの停止ポジションにおいて、ワークWに対して各種の処理を行う。3つの停止ポジションには、成膜部100、反転部200、搬入搬出部300が割り当てられている。
An embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as the present embodiment) will be specifically described with reference to the drawings. Note that, in the cross-sectional views of Fig. 4 and Fig. 5, for ease of understanding, only the rotation-revolution unit 42 is shown as a vertical cross-sectional view passing through two support shafts 422, similar to Fig. 3(B).
[overview]
As shown in Fig. 1, this embodiment is a film forming apparatus 1 that uses plasma to form a film on a film forming surface of a workpiece W, which is an individual film forming target. The film forming apparatus 1 of this embodiment has a rotating table 3 that holds a self-rotating and revolutionary unit 42 (see Figs. 3(A) and (B)) that supports a tray 41 on which the workpiece W is mounted, and rotates intermittently by 90° in a chamber 2 that can be evacuated. The film forming apparatus 1 performs various processes on the workpiece W at three of the four stopping positions at which the rotating table 3 stops. A film forming section 100, an inversion section 200, and a loading/unloading section 300 are assigned to the three stopping positions.

成膜部100は、ターゲット10を有する成膜室110において、スパッタリングにより、複数のワークWに対して同時に成膜を行う。つまり、スパッタガスGをプラズマ化させることにより発生するイオンを、ターゲット10(図4参照)に衝突させ、ターゲット10を構成する成膜材料の粒子を、複数のワークWの成膜対象面に付着させる。本実施形態の成膜部100は、2つのターゲット10A、10Bを備えている。なお、この2つのターゲット10A、10Bを区別しない場合には、単にターゲット10と呼ぶ。 The film forming unit 100 simultaneously forms films on multiple workpieces W by sputtering in a film forming chamber 110 having a target 10. That is, ions generated by turning sputtering gas G into plasma are collided with the target 10 (see FIG. 4), and particles of the film forming material that constitutes the target 10 are attached to the film forming surfaces of the multiple workpieces W. The film forming unit 100 of this embodiment is equipped with two targets 10A and 10B. When there is no need to distinguish between the two targets 10A and 10B, they are simply referred to as targets 10.

反転部200は、ワークWの両面に成膜するために、成膜部100において一方の面を成膜した後のワークWを、反転部200内の反転機構により反転して、成膜部100において他方の面も成膜できるようにする。搬入搬出部300は、ロードロック室25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が搭載されたトレイ41を支持する自公転ユニット42をチャンバ2の内部に搬入し、処理済みのワークWが搭載されたトレイ41を支持する自公転ユニット42をチャンバ2の外部へ搬出する。 In order to form a film on both sides of the workpiece W, the inversion unit 200 inverts the workpiece W after one side has been formed in the film formation unit 100 using an inversion mechanism in the inversion unit 200 so that the other side can also be formed in the film formation unit 100. The loading/unloading unit 300 loads the self-rotating/revolving unit 42 supporting the tray 41 carrying the unprocessed workpiece W from the outside into the chamber 2 via the load lock chamber 25 while maintaining the vacuum inside the chamber 2, and unloads the self-rotating/revolving unit 42 supporting the tray 41 carrying the processed workpiece W to the outside of the chamber 2.

[成膜対象物]
本実施形態では、成膜対象物の例として、円形のワークWを用いる。ワークWは、後述する基板Sと治具Jが一体となった部材である。さらに、複数のワークWが自公転ユニット42のトレイ41に搭載されて、回転テーブル3により搬送される。基板Sは円形であり、例えば、水晶振動子、水晶発振器などの水晶デバイスに用いられる水晶基板である。基板Sは、水晶基板の両面に、電極となるAu層が成膜される。また、このAu層の水晶基板表面への密着性を向上させるための密着層となるCr層が、水晶基板表面とAu層の間に成膜される。したがって、水晶基板の両面に密着層となるCr層、電極となるAu層の2層が成膜される。ただし、これに限られるものではなく、シリコン(Si)ウェーハ、シリコンカーバイド(SiC)ウェーハ、サファイヤ基板、ガラス基板であってもよい。
[Subject to be film-formed]
In this embodiment, a circular workpiece W is used as an example of a film-forming target. The workpiece W is a member in which a substrate S and a jig J, which will be described later, are integrated. Furthermore, a plurality of workpieces W are mounted on a tray 41 of the self-revolving unit 42 and transported by the rotating table 3. The substrate S is circular, and is, for example, a quartz substrate used in a quartz device such as a quartz resonator or a quartz oscillator. The substrate S has an Au layer formed on both sides of the quartz substrate to serve as an electrode. In addition, a Cr layer formed as an adhesion layer for improving the adhesion of the Au layer to the quartz substrate surface is formed between the quartz substrate surface and the Au layer. Therefore, two layers, a Cr layer acting as an adhesion layer and an Au layer acting as an electrode, are formed on both sides of the quartz substrate. However, the present invention is not limited to this, and may be a silicon (Si) wafer, a silicon carbide (SiC) wafer, a sapphire substrate, or a glass substrate.

治具Jは、基板Sが装着される部材である。本実施形態の治具Jは、図2(A)の分解斜視図、図2(B)の斜視図、図2(C)の断面図(図2(B)のB-B矢視断面図)に示すように、上治具Ju、下治具Jd、スペーサJs、ピンJpを有する。上治具Ju、下治具Jdは、リング状の板体で、内径が基板Sの外径よりも小さく、外径が基板Sの外径よりも大きい。スペーサJsは、リング状の板体で、内径が基板Sの外径よりも大きく、外径が上治具Ju、下治具Jdと同等な大きさとなっている。上治具Ju、下治具Jd、スペーサJsは金属製とすることができる。 The jig J is a member on which the substrate S is attached. As shown in the exploded perspective view of FIG. 2(A), the perspective view of FIG. 2(B), and the cross-sectional view of FIG. 2(C) (cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 2(B)), the jig J in this embodiment has an upper jig Ju, a lower jig Jd, a spacer Js, and a pin Jp. The upper jig Ju and the lower jig Jd are ring-shaped plates with an inner diameter smaller than the outer diameter of the substrate S and an outer diameter larger than the outer diameter of the substrate S. The spacer Js is a ring-shaped plate with an inner diameter larger than the outer diameter of the substrate S and an outer diameter equal in size to the upper jig Ju and the lower jig Jd. The upper jig Ju, the lower jig Jd, and the spacer Js can be made of metal.

上治具Juと下治具Jdとの間にスペーサJsを挟み、このスペーサJsの内縁側に基板Sを挟むことにより、基板Sが治具Jに装着される。したがって、図2(C)に示すように、基板Sの外側にスペーサJsが配置される。また、図2(C)に示すように、下治具Jdには、基板Sの外縁よりも外側に、磁石Jmが埋め込まれており、磁力により上治具Juを吸着することにより、スペーサJsと基板Sが上治具Juと下治具Jdとの間に挟み込まれるようになっている。これにより、治具Jからの基板Sの外れが防止されている。また、上治具Ju、下治具Jd、スペーサJsには、それぞれに対応する位置に複数の貫通孔が形成されており、この貫通孔にピンJpが挿入されることにより、位置ずれが防止されている。なお、以下の説明では、基板Sを装着した治具Jを、単にワークWと呼ぶ。 The spacer Js is sandwiched between the upper jig Ju and the lower jig Jd, and the substrate S is sandwiched on the inner edge side of the spacer Js, so that the substrate S is attached to the jig J. Therefore, as shown in FIG. 2(C), the spacer Js is arranged on the outside of the substrate S. Also, as shown in FIG. 2(C), a magnet Jm is embedded in the lower jig Jd outside the outer edge of the substrate S, and the spacer Js and the substrate S are sandwiched between the upper jig Ju and the lower jig Jd by attracting the upper jig Ju with magnetic force. This prevents the substrate S from coming off the jig J. Also, the upper jig Ju, the lower jig Jd, and the spacer Js have multiple through holes formed at corresponding positions, and the pins Jp are inserted into these through holes to prevent misalignment. In the following description, the jig J with the substrate S attached is simply called the workpiece W.

[チャンバ]
チャンバ2は、内部を真空とすることが可能な容器である。本実施形態のチャンバ2は、直方体形状の箱形であり、設置面側が底板21、反対側が蓋板22となっている(図4、図5参照)。チャンバ2は、箱形の架台24上に設けられている。チャンバ2には、チャンバ排気部23が設けられている。本実施形態のチャンバ排気部23は、チャンバ2の底板21に形成された開口に接続された配管を有する。チャンバ排気部23は、図示しない空気圧回路を含み構成され、排気処理によるチャンバ2内の真空引きを可能としている。
[Chamber]
The chamber 2 is a container capable of creating a vacuum inside. The chamber 2 in this embodiment is a rectangular box shape, with a bottom plate 21 on the installation side and a cover plate 22 on the opposite side (see FIGS. 4 and 5 ). The chamber 2 is provided on a box-shaped stand 24. The chamber 2 is provided with a chamber exhaust unit 23. The chamber exhaust unit 23 in this embodiment has a pipe connected to an opening formed in the bottom plate 21 of the chamber 2. The chamber exhaust unit 23 is configured to include a pneumatic circuit (not shown) and enables the inside of the chamber 2 to be evacuated by an exhaust process.

[回転テーブル]
回転テーブル3は、図1、図3(C)、図4、図5に示すように、チャンバ2内において、後述する自公転ユニット42とともに、ワークWを搭載したトレイ41を、成膜部100に対向する位置に搬送する搬送体である。回転テーブル3は、円形の板体であり、駆動源3aによって、シャフト31を中心に間欠回転する。回転テーブル3には、貫通孔である複数の開口32が形成されている。複数の開口32は、回転テーブル3の回転の中心から等間隔となる位置に、周方向に等間隔で設けられている。本実施形態の開口32は、間欠回転の停止ポジションに対応して、90°間隔で4つ設けられている。このうちの3つのポジションが、成膜部100、反転部200、搬入搬出部300に対向する。開口32の上縁部には、自公転ユニット42を支持する支持部33が設けられている。つまり、複数の自公転ユニット42は、回転テーブル3の回転の中心から等間隔となる位置に、周方向に等間隔で搭載される。回転テーブル3の間欠回転によって、ワークWをトレイ41に搭載した自公転ユニット42を、成膜室110に対応する位置に位置づけた時、後述する回転体421の軸部420が、回転ユニット44の接続部44cに対向する位置に来る。
[Rotary table]
As shown in FIG. 1, FIG. 3C, FIG. 4, and FIG. 5, the rotating table 3 is a carrier that transports a tray 41 carrying a workpiece W to a position facing the film-forming unit 100 in the chamber 2 together with a self-rotating and revolving unit 42 described later. The rotating table 3 is a circular plate body, and rotates intermittently around a shaft 31 by a driving source 3a. The rotating table 3 has a plurality of openings 32 that are through holes. The plurality of openings 32 are provided at equal intervals in the circumferential direction at positions that are equal intervals from the center of rotation of the rotating table 3. In this embodiment, four openings 32 are provided at 90° intervals corresponding to the stop positions of the intermittent rotation. Three of these positions face the film-forming unit 100, the reversing unit 200, and the loading and unloading unit 300. A support portion 33 that supports the self-rotating and revolving unit 42 is provided at the upper edge of the opening 32. In other words, the plurality of self-rotating and revolving units 42 are mounted at equal intervals in the circumferential direction at positions that are equal intervals from the center of rotation of the rotating table 3. When the rotation-revolution unit 42 with the workpiece W loaded on the tray 41 is positioned at a position corresponding to the film-forming chamber 110 by the intermittent rotation of the turntable 3, the shaft portion 420 of the rotating body 421 described later comes to a position opposite the connection portion 44c of the rotation unit 44.

[ワーク回転部]
ワーク回転部4は、図4、図5に示すように、成膜室110においてワークWを自転及び公転させることにより、各基板Sの膜厚分布を均一にする。ワーク回転部4は、トレイ41、自公転ユニット42、プッシャユニット43、回転ユニット44を有する。
[Workpiece rotation part]
4 and 5, the workpiece rotating unit 4 rotates and revolves the workpiece W in the film formation chamber 110, thereby making the film thickness distribution of each substrate S uniform. The workpiece rotating unit 4 has a tray 41, a rotating/revolving unit 42, a pusher unit 43, and a rotating unit 44.

トレイ41は、ワークWが搭載される部材である。トレイ41は、円形の板体であり、その上面が、ワークWが搭載されるワーク当接面41aとなっている。ワーク当接面41aの外径は、ワークWの外径よりも大きい。ワーク当接面41aのワークWが載置される位置には、ワークWが収容される窪みが形成されている。ワークWが複数搭載可能となるように、トレイ41は複数設けられている。本実施形態のトレイ41は、三つ設けられている。 The tray 41 is a member on which the workpiece W is mounted. The tray 41 is a circular plate, and its upper surface serves as a workpiece contact surface 41a on which the workpiece W is mounted. The outer diameter of the workpiece contact surface 41a is larger than the outer diameter of the workpiece W. A recess for accommodating the workpiece W is formed at the position on the workpiece contact surface 41a where the workpiece W is placed. Multiple trays 41 are provided so that multiple workpieces W can be mounted. In this embodiment, three trays 41 are provided.

自公転ユニット42は、軸部420を中心にトレイ41を公転させるとともに、軸部420の回転に従って、トレイ41を支持する支持軸422を中心にトレイ41を自転させる。自公転ユニット42は、トレイ41にワークWを載置した状態で、チャンバ2内の回転テーブル3に対して搬入、搬出可能に設けられている。自公転ユニット42は、軸部420、回転体421、支持軸422、変換機構423を有する。軸部420は、ワークWの公転の軸となる円柱形状の部材である。ここでいう公転とは、ワークWが、軸部420の周りを、軸部420を中心とする円周の軌跡で移動することをいう。軸部420の下端には、後述する回転軸44bの先端に設けられた接続部44cが接続される接続穴420aが設けられている。回転体421は、軸部420の上端に、軸部420と同軸に設けられ、軸部420とともに回転可能に設けられた円形の板体である。回転体421の下面の縁部は、回転テーブル3の支持部33によって支持される。 The self-rotating and revolving unit 42 revolves the tray 41 around the shaft 420, and rotates the tray 41 around the support shaft 422 that supports the tray 41 according to the rotation of the shaft 420. The self-rotating and revolving unit 42 is provided so that the tray 41 can be loaded and unloaded from the rotating table 3 in the chamber 2 with the workpiece W placed on the tray 41. The self-rotating and revolving unit 42 has a shaft 420, a rotor 421, a support shaft 422, and a conversion mechanism 423. The shaft 420 is a cylindrical member that serves as the axis of revolution of the workpiece W. The revolution here means that the workpiece W moves around the shaft 420 in a circular trajectory centered on the shaft 420. The lower end of the shaft 420 is provided with a connection hole 420a to which a connection part 44c provided at the tip of the rotating shaft 44b described later is connected. The rotating body 421 is a circular plate that is provided at the upper end of the shaft portion 420 coaxially with the shaft portion 420 and is rotatable together with the shaft portion 420. The edge of the lower surface of the rotating body 421 is supported by the support portion 33 of the turntable 3.

支持軸422は、トレイ41を支持する。支持軸422はトレイ41の下面の中心に取り付けられた鉛直方向の部材であり、トレイ41に支持されたワークWの自転の中心となる。ここでいう自転とは、ワークWが自らの中心を軸に回転することをいう。各支持軸422は、回転体421に設けられたベアリングを介して回転体421を回動可能に貫通して下方に延びている。自公転ユニット42は、軸部420を中心に、複数のトレイ41を公転させるとともに、軸部420の回転に従って、トレイ41を支持する支持軸422を中心に、トレイ41を自転させる。 The support shaft 422 supports the tray 41. The support shaft 422 is a vertical member attached to the center of the underside of the tray 41, and serves as the center of rotation of the workpiece W supported on the tray 41. Rotation here means that the workpiece W rotates around its own center. Each support shaft 422 extends downward, rotatably penetrating the rotating body 421 via a bearing provided on the rotating body 421. The self-revolution unit 42 revolves the multiple trays 41 around the shaft portion 420, and rotates the trays 41 around the support shaft 422 that supports the trays 41 in accordance with the rotation of the shaft portion 420.

変換機構423は、軸部420の回転を、支持軸422の回転に変換する。変換機構423は、軸部420の回転を伝達する伝達部と、伝達部により軸部420の回転が伝達されて支持軸422を回転させる回転部材を有する。本実施形態の伝達部は固定ギヤ423aであり、回転部材は遊星ギヤ423bである。固定ギヤ423aは、軸部420と同心に設けられているが、軸部420の外周を囲む支持筒433に固定されており、軸部420の回転によっては回転しない円板ギヤである。遊星ギヤ423bは、各支持軸422の下端に固定され、固定ギヤ423aの外周のギヤ溝に噛み合っている。図5に示すように、回転体421の回転に従って、トレイ41とともに支持軸422が公転すると、固定ギヤ423aの周りを遊星ギヤ423bが回りながら自転するので、支持軸422を中心としてトレイ41も自転する(図3(A)参照)。ここでいう公転とは、トレイ41、支持軸422及び遊星ギヤ423bが、軸部420の周りを、軸部420を中心とする円周の軌跡で移動することをいう。ここでいう自転とは、トレイ41及び遊星ギヤ423bが、支持軸422を中心に回転することをいう。 The conversion mechanism 423 converts the rotation of the shaft portion 420 into the rotation of the support shaft 422. The conversion mechanism 423 has a transmission unit that transmits the rotation of the shaft portion 420 and a rotating member to which the rotation of the shaft portion 420 is transmitted by the transmission unit and rotates the support shaft 422. In this embodiment, the transmission unit is a fixed gear 423a, and the rotating member is a planetary gear 423b. The fixed gear 423a is concentric with the shaft portion 420, but is fixed to a support tube 433 that surrounds the outer periphery of the shaft portion 420, and is a disk gear that does not rotate due to the rotation of the shaft portion 420. The planetary gear 423b is fixed to the lower end of each support shaft 422 and engages with a gear groove on the outer periphery of the fixed gear 423a. As shown in FIG. 5, when the support shaft 422 revolves together with the tray 41 in accordance with the rotation of the rotor 421, the planetary gear 423b rotates around the fixed gear 423a while rotating, so that the tray 41 also rotates around the support shaft 422 (see FIG. 3A). The term "revolution" here refers to the tray 41, support shaft 422, and planetary gear 423b moving around the shaft 420 on a circular trajectory centered on the shaft 420. The term "rotation" here refers to the tray 41 and planetary gear 423b rotating around the support shaft 422.

プッシャユニット43は、自公転ユニット42を成膜室110に向かって進退させる機構である。プッシャユニット43は、自公転ユニット42に接離可能に設けられている。プッシャユニット43は、自公転ユニット42に接して付勢することにより、自公転ユニット42を回転テーブル3から分離させて、ワークWを搭載したトレイ41を成膜室110に収容する収容位置と、自公転ユニット42から離れることにより、自公転ユニット42を回転テーブル3に搭載させて、成膜室110から離隔させる離隔位置との間で移動させる。収容位置は、ワークWを搭載したトレイ41が成膜室110内にあって、ワークWに対して成膜処理が可能となる処理位置でもある。離隔位置は、自公転ユニット42が成膜室110から離隔する位置でもある。プッシャユニット43は、自公転ユニット42から離れた離隔位置から、回転テーブル3の回転を阻害しない待機位置(ホームポジション:チャンバ2の底板21と回転テーブル3との間)まで下降する。待機位置は、後述する接続板434がチャンバ2の底板21に近接するか、接触する位置である。回転テーブル3は、プッシャユニット43が待機位置にある状態で間欠回転し、自公転ユニット42が収容位置に対向する位置で停止する。 The pusher unit 43 is a mechanism for moving the rotation-revolution unit 42 toward and away from the film-forming chamber 110. The pusher unit 43 is provided so as to be able to approach and separate from the rotation-revolution unit 42. The pusher unit 43 moves between a storage position where the tray 41 carrying the workpiece W is stored in the film-forming chamber 110 by contacting and biasing the rotation-revolution unit 42 and the storage position where the rotation-revolution unit 42 is mounted on the turntable 3 and separated from the film-forming chamber 110 by moving away from the rotation-revolution unit 42. The storage position is also a processing position where the tray 41 carrying the workpiece W is in the film-forming chamber 110 and film-forming processing can be performed on the workpiece W. The separation position is also a position where the rotation-revolution unit 42 is separated from the film-forming chamber 110. The pusher unit 43 descends from a remote position away from the rotation/revolution unit 42 to a standby position (home position: between the bottom plate 21 of the chamber 2 and the rotation table 3) where it does not impede the rotation of the turntable 3. The standby position is a position where the connection plate 434, which will be described later, is close to or in contact with the bottom plate 21 of the chamber 2. The turntable 3 rotates intermittently with the pusher unit 43 in the standby position, and stops at a position where the rotation/revolution unit 42 faces the storage position.

プッシャユニット43は、シリンダ431、収容体432、支持筒433、接続板434を有する。シリンダ431は、回転体421及びトレイ41を昇降させるための駆動源であり、架台24の底面に固定されている。収容体432は、シリンダ431の駆動軸に支持され、後述する回転ユニット44を収容する筒体である。 The pusher unit 43 has a cylinder 431, a housing 432, a support tube 433, and a connection plate 434. The cylinder 431 is a drive source for raising and lowering the rotating body 421 and the tray 41, and is fixed to the bottom surface of the stand 24. The housing 432 is a tube that is supported by the drive shaft of the cylinder 431 and houses the rotating unit 44 described below.

支持筒433は、回転軸44bが挿入された筒体である。支持筒433の下端は、収容体432の上部に固定されている。支持筒433は、チャンバ2の底板21を上下に摺動可能に貫通している。接続板434は、支持筒433の上端に固定された板体である。接続板434は、固定ギヤ423aに接離可能に設けられている。接続板434及び固定ギヤ423aは、嵌合部424を有する。嵌合部424は、接続板434に設けられた嵌合凸部424a、固定ギヤ423aに設けられた嵌合凹部424bを有し、嵌合凸部424aと嵌合凹部424bが嵌合することにより、固定ギヤ423aが回動しないように固定される。 The support cylinder 433 is a cylinder into which the rotating shaft 44b is inserted. The lower end of the support cylinder 433 is fixed to the upper part of the container 432. The support cylinder 433 penetrates the bottom plate 21 of the chamber 2 so as to be slidable up and down. The connection plate 434 is a plate body fixed to the upper end of the support cylinder 433. The connection plate 434 is provided so as to be able to come into contact with and separate from the fixed gear 423a. The connection plate 434 and the fixed gear 423a have a fitting portion 424. The fitting portion 424 has a fitting protrusion 424a provided on the connection plate 434 and a fitting recess 424b provided on the fixed gear 423a, and the fitting protrusion 424a and the fitting recess 424b are fitted together to fix the fixed gear 423a so as not to rotate.

回転ユニット44は、軸部420を回転させる機構である。回転ユニット44は、モータ44a、回転軸44b、接続部44cを有する。モータ44aは、収容体432に収容された駆動源である。モータ44aのシャフトは回転軸44bの下端に連結されている。これにより、モータ44aの回転によって、回転軸44bを回転させる。回転軸44bの上端は、接続板434に設置されたベアリングを介して回転可能に貫通している。接続部44cは、回転軸44bの上端の側面から突出した突起であり、軸部420の接続穴420aに嵌ることにより、回転軸44bの回転が軸部420に伝達可能となる。プッシャユニット43が、自公転ユニット42を収容位置に位置させ、ワークWを搭載したトレイ41を成膜室110に収容させた状態で、回転ユニット44で軸部420を回転させることにより、複数のトレイ41が公転するとともに、それぞれのトレイ41が自転する。 The rotating unit 44 is a mechanism for rotating the shaft portion 420. The rotating unit 44 has a motor 44a, a rotating shaft 44b, and a connecting portion 44c. The motor 44a is a driving source housed in the housing 432. The shaft of the motor 44a is connected to the lower end of the rotating shaft 44b. As a result, the rotating shaft 44b is rotated by the rotation of the motor 44a. The upper end of the rotating shaft 44b is rotatably inserted through a bearing installed in the connecting plate 434. The connecting portion 44c is a protrusion protruding from the side of the upper end of the rotating shaft 44b, and by fitting into the connecting hole 420a of the shaft portion 420, the rotation of the rotating shaft 44b can be transmitted to the shaft portion 420. The pusher unit 43 positions the rotation/revolution unit 42 in the storage position, and stores the tray 41 carrying the workpiece W in the film formation chamber 110. When the rotation unit 44 rotates the shaft portion 420, the multiple trays 41 revolve and each tray 41 rotates on its axis.

[成膜部]
成膜部100は、図4、図5に示すように、成膜室110、スパッタ源120、電源部130、スパッタガス導入部140、排気部150を有する。
[Film forming section]
As shown in FIGS. 4 and 5, the film forming section 100 includes a film forming chamber 110, a sputtering source 120, a power supply section 130, a sputtering gas inlet section 140, and an exhaust section 150.

(成膜室)
成膜室110は、スパッタリングにより成膜が行われる空間である。成膜室110は、図4、図5に示すように、開口111、スペーサ112、蓋体113によって構成されている。開口111は、チャンバ2の蓋板22に設けられた貫通孔である。スペーサ112は、チャンバ2の蓋板22の外部側に、開口111を囲うように設けられた角筒形状の部材である。スペーサ112によって成膜室110の側壁が構成される。蓋体113は、スペーサ112の上部を封止する箱状体である。蓋板22、スペーサ112、蓋体113の間は、Оリング等の封止材によって封止されている。
(Film formation chamber)
The film formation chamber 110 is a space where a film is formed by sputtering. As shown in Figs. 4 and 5, the film formation chamber 110 is composed of an opening 111, a spacer 112, and a cover 113. The opening 111 is a through hole provided in the cover plate 22 of the chamber 2. The spacer 112 is a rectangular cylindrical member provided on the outer side of the cover plate 22 of the chamber 2 so as to surround the opening 111. The spacer 112 constitutes a side wall of the film formation chamber 110. The cover 113 is a box-shaped body that seals the upper part of the spacer 112. The gap between the cover plate 22, the spacer 112, and the cover 113 is sealed by a sealing material such as an O-ring.

(スパッタ源)
スパッタ源120は、ワークWにスパッタリングにより成膜材料を堆積させて成膜する成膜材料の供給源である。スパッタ源120は、ターゲット10、バッキングプレート121、電極122を有する。
(Sputtering source)
The sputtering source 120 is a supply source of a film forming material that is deposited by sputtering on the workpiece W to form a film. The sputtering source 120 includes a target 10, a backing plate 121, and an electrode 122.

本実施形態では、図1に示すように、2つのターゲット10を有する。この2つのターゲット10、すなわち、ターゲット10A、10Bは、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部材である。ターゲット10A、10Bにおけるスパッタリングにより削られていくスパッタ面は、ワークWに対向する位置にワークWに対して傾斜して配置されている。 In this embodiment, as shown in FIG. 1, there are two targets 10. These two targets 10, i.e., targets 10A and 10B, are members formed from a film-forming material that is deposited on the workpiece W to form a film. The sputtering surfaces of targets 10A and 10B that are being scraped off by sputtering are positioned opposite the workpiece W and inclined relative to the workpiece W.

成膜材料としては、例えば、Cr、Auなどを使用する。但し、スパッタリングにより成膜できる材料であれば、種々の材料を適用可能である。ターゲット10Aとターゲット10Bを、共通の材料としても、異種の材料としてもよい。例えば、ターゲット10A、10B共に同じCrからなるターゲットとしてもよいし、ターゲット10A、10B共に同じAuからなるターゲットとしてもよい。また、ターゲット10AはCrからなるターゲットとし、ターゲット10BはAuからなるターゲットとして、ターゲット10Aとターゲット10Bとで異なるターゲットとしてもよい。 For example, Cr, Au, etc. are used as the film forming material. However, various materials can be used as long as they can be used to form a film by sputtering. Target 10A and target 10B may be made of the same material or different materials. For example, targets 10A and 10B may both be made of the same Cr target, or targets 10A and 10B may both be made of the same Au target. Furthermore, target 10A may be made of Cr and target 10B may be made of Au, with targets 10A and 10B being different targets.

バッキングプレート121は、各ターゲット10A、10Bを個別に保持する保持部材である。電極122は、チャンバ2の外部から各ターゲット10A、10Bに個別に電力を印加するための導電性の部材である。なお、スパッタ源120には、図示はしないがマグネット、冷却機構などが具備されている。つまり、本実施形態の成膜部100は、マグネトロンスパッタ装置として構成される。 The backing plate 121 is a holding member that holds each of the targets 10A, 10B individually. The electrode 122 is a conductive member for applying power individually to each of the targets 10A, 10B from outside the chamber 2. The sputtering source 120 is equipped with a magnet, a cooling mechanism, and the like, although not shown. In other words, the film forming unit 100 of this embodiment is configured as a magnetron sputtering device.

(電源部)
電源部130は、各ターゲット10A、10Bに電力を印加する構成部である。この電源部130によってターゲット10に電力を印加することにより、後述するスパッタガスGをプラズマ化させ、成膜材料を、ワークWに堆積させることができる。各ターゲット10A、10Bに印加する電力は、個別に変えることができる。本実施形態においては、電源部130は、例えば、高周波電圧を印加するRF電源である。なお、DC電源とすることもできる。
(Power supply part)
The power supply unit 130 is a component that applies power to each of the targets 10A, 10B. By applying power to the targets 10 by the power supply unit 130, the sputtering gas G described below can be turned into plasma, and the film forming material can be deposited on the workpiece W. The power applied to each of the targets 10A, 10B can be changed individually. In this embodiment, the power supply unit 130 is, for example, an RF power supply that applies a high-frequency voltage. It is to be noted that it may also be a DC power supply.

(スパッタガス導入部)
本実施形態のプラズマ処理においては、スパッタガスGが用いられる。スパッタガスGは、電力の印加により生じるプラズマにより、発生するイオンをターゲット10A、10Bに衝突させて、ターゲット10A、10Bの材料を基板Sの表面に堆積させるためのガスである。例えば、アルゴンガス等の不活性ガスを、スパッタガスGとして用いることができる。
(Sputtering gas inlet)
In the plasma processing of this embodiment, a sputtering gas G is used. The sputtering gas G is a gas for depositing the material of the targets 10A, 10B on the surface of the substrate S by colliding ions generated by plasma generated by application of electric power with the targets 10A, 10B. For example, an inert gas such as argon gas can be used as the sputtering gas G.

スパッタガス導入部140は、スパッタガスGを導入する配管を有する。スパッタガス導入部140は、図示しないガス供給回路を含み構成され、供給源からのスパッタガスGを成膜室110内に導入することを可能とする。 The sputtering gas introduction section 140 has a pipe for introducing the sputtering gas G. The sputtering gas introduction section 140 includes a gas supply circuit (not shown) and enables the sputtering gas G from a supply source to be introduced into the deposition chamber 110.

(排気部)
排気部150は、スペーサ112に形成された開口に接続された配管を有する。排気部150は、図示しない排気回路を含み構成され、排気処理による成膜室110内の真空引きを可能としている。
(Exhaust section)
The exhaust unit 150 has a pipe connected to an opening formed in the spacer 112. The exhaust unit 150 includes an exhaust circuit (not shown) and enables the inside of the film formation chamber 110 to be evacuated by an exhaust process.

[反転部]
反転部200は、図示しない反転機構を有し、ワークWを反転させる。本実施形態の反転機構は、プッシャユニット43によって分離位置にある3つのワークWを自公転ユニット42から個別に把持して持ち上げて、180°回転させてから、下降してワークWを自公転ユニット42に載置する。
[Inverted part]
The reversing section 200 has a reversing mechanism (not shown) and reverses the workpieces W. The reversing mechanism of this embodiment individually grips and lifts the three workpieces W at the separation position from the rotation-revolution unit 42 by the pusher unit 43, rotates them by 180°, and then descends to place the workpieces W on the rotation-revolution unit 42.

[搬入搬出部]
搬入搬出部300は、ワークWが搭載された自公転ユニット42をチャンバ2に搬入、搬出する装置である。搬入搬出部300は、図6に示すように、搬送部310、載置台Tを有する。載置台Tには、成膜装置1の外部から、搭載装置によって、成膜前のワークWが搭載された状態の自公転ユニット42が載置される。搬送部310は、載置台Tに載せられた成膜前のワークWが搭載された自公転ユニット42をピックアップして、チャンバ2に構成されたロードロック室25に搬入する。搭載装置は、外部からワークWを載置した自公転ユニット42を搬入搬出部300に搬送する装置である。また、搬送部310は、成膜済のワークWが搭載された自公転ユニット42をロードロック室25から受け取って載置台Tに載せる。搭載装置は、載置台Tに載せられた成膜済のワークWが搭載された自公転ユニット42を、成膜装置1の外部へ搬送する。
[Loading/unloading section]
The loading/unloading section 300 is a device that loads and unloads the rotation/revolution unit 42 on which the workpiece W is mounted to the chamber 2. As shown in FIG. 6, the loading/unloading section 300 has a transport section 310 and a mounting table T. The rotation/revolution unit 42 on which the workpiece W before film formation is mounted is mounted on the mounting table T by a mounting device from outside the film formation apparatus 1. The transport section 310 picks up the rotation/revolution unit 42 on which the workpiece W before film formation is mounted, which is mounted on the mounting table T, and loads it into the load lock chamber 25 configured in the chamber 2. The mounting device is a device that transports the rotation/revolution unit 42 on which the workpiece W is mounted from the outside to the loading/unloading section 300. The transport section 310 also receives the rotation/revolution unit 42 on which the workpiece W after film formation is mounted from the load lock chamber 25 and places it on the mounting table T. The mounting device transports the rotation-revolution unit 42 on which the film-formed workpiece W placed on the mounting table T is mounted to the outside of the film forming apparatus 1 .

搬送部310は、アーム311、閉塞部312を有する。アーム311は、載置台Tとチャンバ2との間に、回転テーブル3の平面と平行に設けられた長尺の部材である。アーム311は、図示しない駆動機構によって、回転テーブル3のシャフト31と平行な軸を中心に180°ずつ間欠的に回動可能に、且つこの軸に沿って移動可能に設けられている。閉塞部312は、アーム311の両端に設けられ、チャンバ2に設けられた開口2aを封止する部材である。開口2aは、チャンバ2上面の蓋板22に設けられたチャンバ2内と外部とをつなぐための開口で、ロードロック室25の外部側の端部である。閉塞部312には、Oリング等の封止部材312aが設けられている。 The transport section 310 has an arm 311 and a blocking section 312. The arm 311 is a long member that is provided between the mounting table T and the chamber 2 and parallel to the plane of the turntable 3. The arm 311 is provided so as to be rotatable intermittently at 180° increments around an axis that is parallel to the shaft 31 of the turntable 3 and to be movable along this axis by a drive mechanism (not shown). The blocking sections 312 are provided at both ends of the arm 311 and are members that seal the opening 2a provided in the chamber 2. The opening 2a is an opening that is provided in the cover plate 22 on the top surface of the chamber 2 to connect the inside of the chamber 2 to the outside, and is the end on the outside side of the load lock chamber 25. The blocking section 312 is provided with a sealing member 312a such as an O-ring.

閉塞部312には、保持部312bが設けられている。保持部312bは、自公転ユニット42を保持する部材である。保持部312bは、メカチャック等の保持機構によって、自公転ユニット42を保持する。なお、載置台Tには、図示しない駆動機構によって移動することにより、ワークWを搭載した自公転ユニット42を、載置台Tと保持部312bとの間で移動させるプッシャPが設けられている。 The blocking section 312 is provided with a holding section 312b. The holding section 312b is a member that holds the rotation-revolution unit 42. The holding section 312b holds the rotation-revolution unit 42 by a holding mechanism such as a mechanical chuck. The mounting table T is provided with a pusher P that moves the rotation-revolution unit 42 carrying the workpiece W between the mounting table T and the holding section 312b by being moved by a drive mechanism (not shown).

ロードロック部320は、ロードロック室321、プッシャ322、排気ライン323、ベントライン324を有する。ロードロック室321は、チャンバ2の蓋板22に形成された貫通孔である開口2aの内側面に囲まれ、保持部312bが保持した自公転ユニット42を収容して密閉可能な空間である。ロードロック室321の開口2aにおいて、チャンバ2の外部側にある端部は、閉塞部312によって封止される。 The load lock section 320 has a load lock chamber 321, a pusher 322, an exhaust line 323, and a vent line 324. The load lock chamber 321 is a space that is surrounded by the inner surface of an opening 2a, which is a through hole formed in the cover plate 22 of the chamber 2, and can be sealed to accommodate the rotation-revolution unit 42 held by the holding section 312b. The end of the opening 2a of the load lock chamber 321 that is on the outside side of the chamber 2 is sealed by a blocking section 312.

プッシャ322は、駆動機構322aによって、支持部33を駆動する部材である。プッシャ322は、支持部33を、回転テーブル3の開口32とロードロック室321との間で、ロードロック室321の開口2aの外部側とは反対の端部に接離させる方向に移動させる。プッシャ322には、支持部33との間を封止するOリング等の封止部材322bが設けられている。プッシャ322によって付勢された支持部33は、プッシャ322とともに、ロードロック室321の開口2aの外部側とは反対の端部を封止する。このように、閉塞部312、支持部33及びプッシャ322によって封止されることにより、ロードロック室321が形成される。 The pusher 322 is a member that drives the support portion 33 by a driving mechanism 322a. The pusher 322 moves the support portion 33 between the opening 32 of the rotary table 3 and the load lock chamber 321 in a direction to move the support portion 33 toward or away from the end portion opposite the external side of the opening 2a of the load lock chamber 321. The pusher 322 is provided with a sealing member 322b such as an O-ring that seals the space between the support portion 33. The support portion 33, which is biased by the pusher 322, seals the end portion opposite the external side of the opening 2a of the load lock chamber 321 together with the pusher 322. In this way, the load lock chamber 321 is formed by being sealed by the blocking portion 312, the support portion 33, and the pusher 322.

排気ライン323は、図示しない空気圧回路に接続され、封止されたロードロック室321を減圧するための経路である。ベントライン324は、図示しない弁等に接続され、ロードロック室321の真空破壊を行うための経路である。 The exhaust line 323 is connected to an air pressure circuit (not shown) and is a path for reducing the pressure in the sealed load lock chamber 321. The vent line 324 is connected to a valve (not shown) and is a path for breaking the vacuum in the load lock chamber 321.

閉塞部312によって開口2aを封止して、排気ライン323を介して真空引きされたロードロック室321内で、保持部312bに保持された自公転ユニット42が支持部33に受け渡される。プッシャ322が下降することにより、ロードロック室321から自公転ユニット42が排出され、支持部33とともに回転テーブル3の開口32に載置される。プッシャ322は、さらに下降して、回転テーブル3から退避する。また、プッシャ322は、成膜済のワークWを載置した自公転ユニット42を、支持部33とともに押し上げてロードロック室25を封止し、閉塞部312の保持部312bに自公転ユニット42を受け渡す。自公転ユニット42を受け取った閉塞部312は、ベントライン324を介してロードロック室321が大気開放された後に、上昇して自公転ユニット42を排出させる。 The opening 2a is sealed by the blocking part 312, and the rotation-revolution unit 42 held by the holding part 312b is transferred to the support part 33 in the load lock chamber 321, which is evacuated via the exhaust line 323. The pusher 322 descends, ejecting the rotation-revolution unit 42 from the load lock chamber 321 and placing it together with the support part 33 on the opening 32 of the turntable 3. The pusher 322 further descends and retreats from the turntable 3. The pusher 322 also pushes up the rotation-revolution unit 42 with the film-formed workpiece W placed thereon together with the support part 33 to seal the load lock chamber 25, and transfers the rotation-revolution unit 42 to the holding part 312b of the blocking part 312. The blocking part 312 that has received the rotation-revolution unit 42 rises to eject the rotation-revolution unit 42 after the load lock chamber 321 is opened to the atmosphere via the vent line 324.

[制御装置]
制御装置50は、図1に示すように、成膜装置1の各部を制御する装置である。この制御装置50は、例えば、専用の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。つまり、チャンバ2の排気の制御、成膜室110へのスパッタガスGの導入及び排気の制御、電源部130の電力の制御、回転テーブル3の回転の制御、反転部200の反転機構の制御、搬入搬出部300の搬入、搬出の制御、プッシャユニット43の駆動制御、回転ユニット44の回転制御などに関しては、その制御内容がプログラムされており、PLCやCPUなどの処理装置により実行されるものであり、多種多様な成膜処理の仕様に対応可能である。
[Control device]
The control device 50, as shown in Fig. 1, is a device that controls each part of the film forming apparatus 1. The control device 50 can be configured, for example, by a dedicated electronic circuit or a computer that operates with a predetermined program. In other words, the control of exhaust of the chamber 2, the control of introduction and exhaust of the sputtering gas G into the film forming chamber 110, the control of the power of the power supply unit 130, the control of the rotation of the turntable 3, the control of the reversing mechanism of the reversing unit 200, the control of the loading and unloading of the loading and unloading unit 300, the drive control of the pusher unit 43, the rotation control of the rotating unit 44, and the like are programmed and executed by a processing device such as a PLC or a CPU, and can be adapted to a wide variety of film forming process specifications.

具体的に制御される対象としては、回転テーブル3の駆動源3aの間欠動作タイミング、成膜装置1の初期排気圧力、ターゲット10への印加電力、スパッタガスG及びの流量、種類、導入時間及び排気時間、表面処理及び成膜処理の時間などが挙げられる。 Specific items that are controlled include the intermittent operation timing of the drive source 3a of the rotary table 3, the initial exhaust pressure of the film forming apparatus 1, the power applied to the target 10, the flow rate, type, introduction time and exhaust time of the sputtering gas G, and the time for surface treatment and film forming process.

特に、本実施形態では、制御装置50は、ターゲット10A、10Bへ印加する電力、スパッタガス導入部140によるスパッタガスGの供給量を制御することにより、成膜レートを制御する。また、制御装置50は、プッシャユニット43のシリンダ431の作動を制御することにより、自公転ユニット42を昇降させる。また、制御装置50は、回転ユニット44のモータ44aを制御することにより、回転軸44bに接続された軸部420を回転させて、複数のトレイ41を公転させるとともに、各トレイ41を自転させる。 In particular, in this embodiment, the control device 50 controls the deposition rate by controlling the power applied to the targets 10A and 10B and the amount of sputtering gas G supplied by the sputtering gas introduction unit 140. The control device 50 also controls the operation of the cylinder 431 of the pusher unit 43 to raise and lower the rotation and revolution unit 42. The control device 50 also controls the motor 44a of the rotation unit 44 to rotate the shaft portion 420 connected to the rotation shaft 44b, causing the multiple trays 41 to revolve and each tray 41 to rotate on its axis.

さらに、制御装置50には、図示しない入力装置、出力装置が接続されている。入力装置は、オペレータが、制御装置50を介して成膜装置1を操作するためのスイッチ、タッチパネル、キーボード、マウス等の入力手段である。出力装置は、装置の状態を確認するための情報を、オペレータが視認可能な状態とするディスプレイ、ランプ、メータ等の出力手段である。 In addition, input devices and output devices (not shown) are connected to the control device 50. The input devices are input means such as switches, touch panels, keyboards, and mice that allow the operator to operate the film forming apparatus 1 via the control device 50. The output devices are output means such as displays, lamps, and meters that make information for checking the status of the apparatus visible to the operator.

[成膜処理]
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に成膜する処理を説明する。
[Film formation process]
A process of forming a film on a workpiece W using the film forming apparatus 1 according to the present embodiment as described above will be described.

まず、搬入搬出部300によって、3つのワークWを搭載した自公転ユニット42を、チャンバ2内に搬入して、回転テーブル3の開口32に載置する。そして、図4に示すように、回転テーブル3が間欠回転して、成膜室110の開口111の直下に、自公転ユニット42を位置づける。 First, the rotation/revolution unit 42 carrying the three workpieces W is carried into the chamber 2 by the loading/unloading unit 300 and placed in the opening 32 of the turntable 3. Then, as shown in FIG. 4, the turntable 3 rotates intermittently to position the rotation/revolution unit 42 directly below the opening 111 of the film formation chamber 110.

次に、図5に示すように、プッシャユニット43のシリンダ431が作動して、接続板434及び回転軸44bを上昇させることにより、接続板434の嵌合凸部424aを固定ギヤ423aの嵌合凹部424bに嵌合する。これにより、回転軸44bの接続部44cが、軸部420の接続穴420aに嵌る。さらに、接続板434及び回転軸44bが上昇することにより、自公転ユニット42が回転テーブル3の支持部33から離れ、離隔位置から収容位置へと上昇する。これにより、トレイ41上のワークWが成膜室110内に収容される。 Next, as shown in FIG. 5, the cylinder 431 of the pusher unit 43 is actuated to raise the connection plate 434 and the rotating shaft 44b, thereby fitting the mating protrusion 424a of the connection plate 434 into the mating recess 424b of the fixed gear 423a. As a result, the connection portion 44c of the rotating shaft 44b fits into the connection hole 420a of the shaft portion 420. Furthermore, as the connection plate 434 and the rotating shaft 44b rise, the self-revolving unit 42 separates from the support portion 33 of the rotating table 3 and rises from the separated position to the accommodated position. As a result, the workpiece W on the tray 41 is accommodated in the film formation chamber 110.

この状態で、スパッタガス導入部140によって、スパッタガスGを成膜室110内に導入するとともに、排気部150により排気することによって、成膜処理に最適な所定の圧力に制御される。そして、回転ユニット44のモータ44aが作動して、回転軸44bを回転させることにより、軸部420とともに回転体421が回転する。回転体421は、固定ギヤ423aの周囲に沿って遊星ギヤ423bが回りながら自転することにより、支持軸422を中心としてトレイ41が自転する。これにより、三つのトレイ41上のワークWが公転するとともに自転する。なお、回転体421は、所定の回転速度(単位時間当たりの回転数)、所定の回転時間で回転する。なお、回転中に成膜が行われるため、回転時間は成膜時間とほぼ同じである。回転体421の回転速度や回転時間等は、予め実験等で求められた最適な回転速度及び回転時間とする。 In this state, the sputtering gas G is introduced into the film-forming chamber 110 by the sputtering gas introduction unit 140, and exhausted by the exhaust unit 150, so that the pressure is controlled to a predetermined pressure optimal for the film-forming process. Then, the motor 44a of the rotation unit 44 is operated to rotate the rotating shaft 44b, and the rotating body 421 rotates together with the shaft portion 420. The rotating body 421 rotates around its axis while the planetary gear 423b rotates around the periphery of the fixed gear 423a, and the tray 41 rotates around the support shaft 422. As a result, the workpieces W on the three trays 41 revolve and rotate around their axes. The rotating body 421 rotates at a predetermined rotation speed (number of rotations per unit time) and for a predetermined rotation time. Since film formation is performed during rotation, the rotation time is approximately the same as the film formation time. The rotation speed and rotation time of the rotating body 421 are the optimal rotation speed and rotation time obtained in advance by experiments, etc.

電源部130により各ターゲット10A、10Bに電力を印加する。すると、スパッタガスGがプラズマ化して発生するイオンが、ターゲット10A、10Bに衝突する。ターゲット10A、10Bを構成する成膜材料は、イオンによりターゲット10A、10Bから叩き出される。そして、トレイ41により公転するとともに自転するワークWの成膜対象面に堆積する。 Power is applied to each target 10A, 10B by the power supply unit 130. Then, the sputtering gas G is turned into plasma, generating ions that collide with the targets 10A, 10B. The film-forming material that constitutes the targets 10A, 10B is knocked out of the targets 10A, 10B by the ions. The film-forming material is then deposited on the film-forming surface of the workpiece W, which revolves and rotates around the tray 41.

所定時間の成膜処理後、ターゲット10への電力印加を停止する。その後、排気部150からの排気によりスパッタガスGを成膜室110から排出して、成膜室110の圧力をチャンバ2と同等とする。そして、自公転ユニット42の向き(三つのワークWの位置)が初期状態に位置付けられるようにモータ44aを停止して、図4に示すように、シリンダ431によって、接続板434及び回転軸44bを下降させると、自公転ユニット42が離隔位置に戻り、回転テーブル3の支持部33に支持される。さらに、接続板434の嵌合凸部424aが、固定ギヤ423aの嵌合凹部424bから外れるとともに、回転軸44bの接続部44cが、軸部420の接続穴420aから外れる。加えて、接続板434が回転テーブル3の開口2aの下方に移動し、待機位置(ホームポジション)まで下降して停止する。 After a predetermined time of film formation processing, the application of power to the target 10 is stopped. Then, the sputtering gas G is exhausted from the film formation chamber 110 by exhaust from the exhaust unit 150, and the pressure in the film formation chamber 110 is made equal to that of the chamber 2. Then, the motor 44a is stopped so that the orientation of the rotation and revolution unit 42 (the position of the three workpieces W) is positioned in the initial state, and as shown in FIG. 4, when the connection plate 434 and the rotation shaft 44b are lowered by the cylinder 431, the rotation and revolution unit 42 returns to the separated position and is supported by the support part 33 of the turntable 3. Furthermore, the fitting convex part 424a of the connection plate 434 is disengaged from the fitting concave part 424b of the fixed gear 423a, and the connection part 44c of the rotation shaft 44b is disengaged from the connection hole 420a of the shaft part 420. In addition, the connection plate 434 moves below the opening 2a of the turntable 3, and is lowered to the standby position (home position) and stopped.

回転テーブル3を間欠回転させることにより、自公転ユニット42を反転部200に移動させて、反転させる。回転テーブル3を間欠回転させることにより、自公転ユニット42を再度成膜部100に移動させて、ワークWの他方の成膜対象面に上記と同様の成膜を行う。自公転ユニット42の向き(三つのワークWの位置)は初期状態に位置付けられる。その後、回転テーブル3の間欠回転により、開口2aの直下に、成膜済みのワークWを搭載した自公転ユニット42を移動させて、搬入搬出部300によって、チャンバ2外に搬出する。 By intermittently rotating the turntable 3, the rotation-and-revolution unit 42 is moved to the inversion section 200 and inverted. By intermittently rotating the turntable 3, the rotation-and-revolution unit 42 is moved again to the film-forming section 100, and a film is formed on the other film-forming target surface of the workpiece W in the same manner as described above. The orientation of the rotation-and-revolution unit 42 (the positions of the three workpieces W) is positioned in the initial state. After that, by intermittently rotating the turntable 3, the rotation-and-revolution unit 42 carrying the film-formed workpiece W is moved directly below the opening 2a, and is transported out of the chamber 2 by the load/unload section 300.

[効果]
(1)以上のような本実施形態の成膜装置1は、ターゲット10を有する成膜室110において、トレイ41に載置されたワークWに対して、スパッタリングにより成膜を行う成膜部100と、軸部420を中心にトレイ41を公転させるとともに、軸部420の回転に従って、トレイ41を支持する支持軸422を中心にトレイ41を自転させる自公転ユニット42と、自公転ユニット42とともに、ワークWを搭載したトレイ41を、成膜部100に対向する位置に搬送する搬送体と、を有する。
[effect]
(1) The film forming apparatus 1 of this embodiment as described above includes a film forming section 100 that forms a film by sputtering on a workpiece W placed on a tray 41 in a film forming chamber 110 having a target 10, a rotation-revolution unit 42 that revolves the tray 41 around an axis 420 and rotates the tray 41 around a support axis 422 that supports the tray 41 in accordance with the rotation of the axis 420, and a transport body that, together with the rotation-revolution unit 42, transports the tray 41 carrying the workpiece W to a position opposite the film forming section 100.

さらに、自公転ユニット42に接離可能に設けられ、自公転ユニット42に接して付勢することにより、自公転ユニット42を搬送体から分離させて、ワークWを搭載したトレイ41を成膜室110に収容する収容位置と、自公転ユニット42から離れることにより、自公転ユニット42を搬送体に搭載させて、成膜室110から離隔させる離隔位置との間で移動させるプッシャユニット43と、ワークWを搭載したトレイ41を成膜室110に収容した状態で、軸部420を回転させることにより、トレイ41を公転させるとともに自転させる回転ユニット44と、を有する。 Furthermore, the pusher unit 43 is provided so as to be capable of approaching and retracting from the rotation-and-revolution unit 42, and by coming into contact with and biasing the rotation-and-revolution unit 42, separates the rotation-and-revolution unit 42 from the transport body and moves the tray 41 carrying the workpiece W between a storage position in which the tray 41 carrying the workpiece W is stored in the film-forming chamber 110 and a separation position in which the rotation-and-revolution unit 42 is mounted on the transport body and separated from the film-forming chamber 110 by moving away from the rotation-and-revolution unit 42; and with the tray 41 carrying the workpiece W stored in the film-forming chamber 110, the pusher unit 43 rotates the shaft portion 420 to revolve and rotate the tray 41 on its axis.

このため、成膜中にワークWが公転しながら自転するので、ターゲット10に対する複数のワークWの位置が公転により変化するとともに、各ワークWのターゲット10に対する位置も自転により変化するので、成膜材料の堆積に偏在が生じることが防止され、複数のワークW同士及び個々のワークW内の膜厚分布を均一にすることができる。 As a result, the workpieces W rotate while revolving during film formation, and the positions of the multiple workpieces W relative to the target 10 change due to the revolution, and the position of each workpiece W relative to the target 10 also changes due to the rotation, preventing uneven deposition of the film formation material and making it possible to make the film thickness distribution uniform among the multiple workpieces W and within each individual workpiece W.

また、本実施形態では、成膜中に複数のワークWが公転しながら自転するので、ターゲット10に対する複数のワークWの位置が公転により変化するとともに、各ワークWのターゲット10に対する位置も自転により変化するので、成膜材料の堆積に偏在が生じることが防止され、複数のワークW同士及び個々のワークW内の膜厚分布を均一にすることができる。 In addition, in this embodiment, the multiple workpieces W rotate while revolving during film formation, so that the positions of the multiple workpieces W relative to the target 10 change due to the revolution, and the position of each workpiece W relative to the target 10 also changes due to the rotation, preventing uneven deposition of the film formation material and making it possible to make the film thickness distribution uniform among the multiple workpieces W and within each individual workpiece W.

(2)自公転ユニット42は、軸部420の回転を、支持軸422の回転に変換する変換機構423を有する。このため、軸部420の回転によって、ワークWの公転及び自転を行うことができ、支持軸422を直接回転させる駆動源を設ける必要がない。つまり、軸部420が支持軸422の回転駆動源の役割を担っているため、軸部420が回転するだけで支持軸422を回転させることができる。これにより、装置を簡素化できるとともに、支持軸422を回転させるモータなどの駆動源を必要としないため、変換機構423自体の重量を軽量化でき、回転体421を回転させる軸部420に対する負荷を軽減できる。
(2) The rotation/revolution unit 42 has a conversion mechanism 423 that converts the rotation of the shaft portion 420 into the rotation of the support shaft 422. Therefore, the workpiece W can be rotated and revolved by the rotation of the shaft portion 420, and there is no need to provide a drive source that directly rotates the support shaft 422. In other words, since the shaft portion 420 serves as the rotation drive source of the support shaft 422, the support shaft 422 can be rotated simply by rotating the shaft portion 420. This simplifies the device and does not require a drive source such as a motor to rotate the support shaft 422, so the weight of the conversion mechanism 423 itself can be reduced, and the load on the shaft portion 420 that rotates the rotor 421 can be reduced.

(3)搬送体は、自公転ユニット42を載置した状態で間欠回転可能に設けられ、自公転ユニット42を収容位置に位置づける際に停止する回転テーブル3を有する。回転テーブル3には、複数の自公転ユニット42が、回転の中心から等間隔となる位置に、周方向に等間隔で搭載される。このため、比較的重量が重くなる自公転ユニット42であっても、バランスがとれて、回転テーブル3の姿勢が安定し、回転が安定する。さらに、本実施形態では、自公転ユニット42とプッシャユニット43及び回転ユニット44とが分離している。特に、プッシャユニット43及び回転ユニット44だけが成膜装置1側に設置されているので、構造が複雑にならない。また、図4、図5からわかるように、回転テーブル3の下方は、支持筒433及び回転軸44bだけが昇降する動作だけであるため、回転テーブル3とチャンバ2の底板21との間の空間に、自公転ユニット42を設けるスペースを作る必要がなく、その空間自体を小さくすることができる。これにより、チャンバ2内の全体の空間を広くする必要がないため、チャンバ2内の圧力調整等(所定の圧力に減圧するときに係る時間や所定の圧力に維持すること等)を行うときの影響を少なくすることができる。 (3) The conveying body has a rotating table 3 that is arranged to be capable of intermittent rotation with the rotation-revolution unit 42 placed thereon, and stops when the rotation-revolution unit 42 is positioned at a storage position. A plurality of rotation-revolution units 42 are mounted on the rotating table 3 at equal intervals in the circumferential direction at positions that are equal intervals from the center of rotation. Therefore, even if the rotation-revolution unit 42 is relatively heavy, the balance is achieved, the posture of the rotating table 3 is stable, and the rotation is stable. Furthermore, in this embodiment, the rotation-revolution unit 42 is separated from the pusher unit 43 and the rotation unit 44. In particular, since only the pusher unit 43 and the rotation unit 44 are installed on the film forming apparatus 1 side, the structure is not complicated. In addition, as can be seen from Figures 4 and 5, only the support cylinder 433 and the rotation shaft 44b move up and down below the rotating table 3, so there is no need to create a space for the rotation-revolution unit 42 in the space between the rotating table 3 and the bottom plate 21 of the chamber 2, and the space itself can be made small. This eliminates the need to increase the overall space inside chamber 2, which reduces the impact when adjusting the pressure inside chamber 2 (the time it takes to reduce the pressure to a specified level, maintaining the pressure at a specified level, etc.).

[変形例]
本実施形態は、上記の態様には限定されず、以下のような変形例も含む。
(1)成膜部100におけるターゲット10の数は、上記の実施形態で例示した数には限定されない。ターゲット10を単数又は3つ以上としてもよい。ターゲット10の数を多くすることにより、成膜レートを向上させることができる。
[Modification]
This embodiment is not limited to the above-described aspects, and also includes the following modified examples.
(1) The number of targets 10 in the film forming unit 100 is not limited to the number exemplified in the above embodiment. The number of targets 10 may be one or three or more. By increasing the number of targets 10, the film forming rate can be improved.

複数のターゲット10は、共通の成膜材料であっても、異種の成膜材料であってもよい。共通の成膜材料を用いることによって成膜レートを向上させることができる。異なる種類の成膜材料を用いて、同時或いは順々に成膜することにより、複数の成膜材料の層から成る膜を形成することもできる。 The multiple targets 10 may be made of a common film-forming material or different types of film-forming materials. By using a common film-forming material, the film-forming rate can be improved. By simultaneously or sequentially depositing films using different types of film-forming materials, a film consisting of layers of multiple film-forming materials can also be formed.

(2)成膜部100の数は、複数であってもよい。つまり、搬送体の複数の停止ポジションに成膜部100を設けてもよい。共通の成膜材料を用いる成膜部100の数を増やすことによって、成膜レートを向上させることができる。複数の成膜部100に互いに異なる種類の成膜材料を用いて、同時或いは順々に成膜することにより、複数の成膜材料の層から成る膜を形成することもできる。成膜部100においてプラズマを発生させる構成は特定の種類には限定されない。 (2) The number of film forming units 100 may be more than one. In other words, film forming units 100 may be provided at multiple stopping positions of the transport body. By increasing the number of film forming units 100 that use a common film forming material, the film forming rate can be improved. It is also possible to form a film consisting of layers of multiple film forming materials by using different types of film forming materials in multiple film forming units 100 and forming films simultaneously or sequentially. The configuration for generating plasma in the film forming unit 100 is not limited to a specific type.

(3)成膜部100に加えて、いずれかの停止ポジションに、プラズマによるエッチング、アッシング、その他の表面改質、クリーニング、化合物膜の生成等を行う処理部を設けてもよい。処理部においてプラズマを発生させる構成は特定の種類には限定されない。 (3) In addition to the film forming unit 100, a processing unit may be provided at any of the stop positions for performing plasma etching, ashing, other surface modification, cleaning, compound film formation, etc. The configuration for generating plasma in the processing unit is not limited to a specific type.

(4)成膜対象物の形状も、上記の実施形態で示したものには限定されない。成膜対象面が平坦なものに最も適しているが、平坦でない成膜対象面に対しても、成膜領域に均等に成膜材料を堆積させることができる。 (4) The shape of the object to be filmed is not limited to that shown in the above embodiment. It is most suitable for objects with flat surfaces, but the film material can be deposited evenly in the film-forming area even on surfaces that are not flat.

(5)治具Jは、基板Sを装着可能な形状を有する円形のリングとして説明したが、円形に限られず、矩形や多角形形状のリングでもよい。また、基板Sを載置可能な形状を有する板体であってもよい。また、基板Sの載置位置に、基板Sが収容される窪みが形成されていてもよい。また、自公転ユニット42に載置できるワークW(治具Jに搭載された基板S)の数は、上記の態様には限定されない。また、基板Sは治具Jに装着、搭載されていなくてもよい。つまり、治具Jを用いなくてもよい。この場合、ワークWは成膜対象物である基板Sのみとなり、ワーク当接面41aは基板Sの裏面に当接する。また、上治具Ju、下治具Jd、スペーサJsの材料は適宜選択できる。例えば、上治具Ju、下治具Jd、スペーサJsの一部またはすべてを磁性体とすることができる。これらの部材の一部を磁性体とする場合、磁石Jmが設けられている領域に対向する一部の領域を磁性体とし、他の領域を非磁性体の金属とすることができる。 (5) The jig J has been described as a circular ring having a shape that allows the substrate S to be attached, but it is not limited to a circle, and may be a ring having a rectangular or polygonal shape. It may also be a plate having a shape that allows the substrate S to be placed. A recess in which the substrate S is accommodated may be formed at the placement position of the substrate S. The number of workpieces W (substrates S mounted on the jig J) that can be placed on the self-revolution unit 42 is not limited to the above embodiment. The substrate S does not have to be attached or mounted on the jig J. In other words, the jig J does not have to be used. In this case, the workpiece W is only the substrate S, which is the film formation target, and the workpiece abutment surface 41a abuts against the back surface of the substrate S. The materials of the upper jig Ju, the lower jig Jd, and the spacer Js can be appropriately selected. For example, some or all of the upper jig Ju, the lower jig Jd, and the spacer Js can be made of a magnetic material. When some of these members are made of a magnetic material, a part of the area facing the area where the magnet Jm is provided can be made of a magnetic material, and the other areas can be made of a non-magnetic metal.

(6)搬送装置は回転テーブル3には限定されない。回転中心から放射状に延びたアームに支持部や自公転ユニット42を保持して回転する回転体であってもよい。搬送装置によって搬送されて同時に処理されるワークWを搭載する自公転ユニット42の数、これを支持する支持部の数は、上記の態様には限定されない。 (6) The transport device is not limited to a turntable 3. It may be a rotating body that rotates by holding support parts and revolution units 42 on arms extending radially from the center of rotation. The number of revolution units 42 carrying the workpieces W that are transported by the transport device and processed simultaneously, and the number of support parts that support them, are not limited to the above embodiments.

(7)成膜部100は、チャンバ2の設置面側にあっても、これと反対側にあっても、側面側にあってもよい。自公転ユニット42を成膜室110、処理室に出し入れする方向も、成膜室110の設置面側からでも、これと反対側からでもよく、側面からでもよい。 (7) The film forming section 100 may be located on the installation surface side of the chamber 2, on the opposite side, or on the side. The direction in which the rotation/revolution unit 42 is moved in and out of the film forming chamber 110 and the processing chamber may be from the installation surface side of the film forming chamber 110, from the opposite side, or from the side.

(8)上記の実施形態では、重力に従う方向を下方、これとは逆に重力に抗する方向を上方としている。この場合の昇降は、上下方向の動作となる。但し、成膜装置1の配置方向は、これには限定されず、例えば、回転テーブル3と、成膜室110との上下関係が逆となっていてもよい。また、回転テーブル3は、水平に限らず垂直の配置でも傾斜した配置でもよい。成膜装置1の設置面は、床面であっても、天井であっても、側壁面であってもよい。 (8) In the above embodiment, the direction following gravity is downward, and the direction against gravity is upward. In this case, the raising and lowering is an up-down movement. However, the arrangement direction of the film forming apparatus 1 is not limited to this, and for example, the up-down relationship between the turntable 3 and the film forming chamber 110 may be reversed. Furthermore, the turntable 3 may be arranged vertically or inclined, not limited to horizontally. The surface on which the film forming apparatus 1 is installed may be a floor, a ceiling, or a side wall.

(9)成膜部100による成膜は、ワークWの片面に対してのみ行ってもよい。つまり、反転部200による反転を行わなくてもよいし、反転部200が無い装置であってもよい。 (9) Film formation by the film forming unit 100 may be performed on only one side of the workpiece W. In other words, inversion by the inversion unit 200 may not be performed, or the device may not have the inversion unit 200.

(10)変換機構423は、上記の態様には限定されない。例えば、伝達部、回転部材として、互いに接触する部分が平坦面を有する一対のローラ(例えば、フッ素系樹脂)を用いてもよい。また、固定の伝達部をフランジとして、回転する回転部材を、フランジの外周に接する溝を有するプーリとしてもよい。また、このような伝達部は、回転部材に対して回転を伝達するタイミングベルトを含み、タイミングベルトを介して軸部420と支持軸422の回転を同期させてもよい。伝達部は固定には限定されず、軸部420とともに回転してもよい。 (10) The conversion mechanism 423 is not limited to the above-mentioned aspects. For example, a pair of rollers (e.g., fluororesin) with flat surfaces at the contacting portions may be used as the transmission part and the rotating member. The fixed transmission part may be a flange, and the rotating member may be a pulley with a groove that contacts the outer periphery of the flange. Such a transmission part may include a timing belt that transmits rotation to the rotating member, and the rotation of the shaft part 420 and the support shaft 422 may be synchronized via the timing belt. The transmission part is not limited to being fixed, and may rotate together with the shaft part 420.

(11)上記の態様では、自公転ユニット42は、ワークWを複数搭載可能に設けられ、回転ユニット44は、複数のワークWを成膜室110に収容した状態で、軸部420を回転させることにより、複数のトレイ41を公転させるとともに、それぞれのトレイ41を自転させていた。つまり、上記の態様では、自公転ユニット42に複数枚のワークWを搭載して自公転させながら成膜していたが、自公転ユニット42に1枚のワークWを搭載して成膜してもよい。また、自公転ユニット42が、1枚のワークWのみを搭載可能で、このワークWを自公転させながら成膜できる装置であってもよい。この場合であっても、自公転による膜厚均等の効果を得ることができる。 (11) In the above embodiment, the rotation-and-revolution unit 42 is provided so that multiple workpieces W can be mounted thereon, and the rotation unit 44 rotates the shaft 420 while storing multiple workpieces W in the film-forming chamber 110, thereby revolving the multiple trays 41 and rotating each of the trays 41 on its axis. In other words, in the above embodiment, multiple workpieces W are mounted on the rotation-and-revolution unit 42 and film-formed while rotating and revolving, but a single workpiece W may be mounted on the rotation-and-revolution unit 42 and film-formed. Also, the rotation-and-revolution unit 42 may be an apparatus capable of mounting only a single workpiece W and capable of film-forming while rotating and revolving this workpiece W on its axis. Even in this case, the effect of uniform film thickness due to rotation and revolution can be obtained.

(12)搭載装置が、ワークWを載置台Tに載置された自公転ユニット42に供給排出してもよい。例えば、搭載装置が、載置台T上の自公転ユニット42のトレイ41上に、ワークWを順次あるいは同時に載置してもよい。また、搭載装置が、載置台T上の自公転ユニット42のトレイ41から、ワークWを順次あるいは同時に搬出してもよい。これにより、重量、サイズが大きい自公転ユニット42の数、移動量を抑えることができる。なお、ワークWは、図示しない別ユニットによって治具Jに基板Sがセットされ、搭載装置に供給される。複数のワークWを収容するストッカが設けられていてもよい。ワークWをセットするための別ユニット(場所)を、ストッカで代用してもよい。 (12) The mounting device may supply and discharge the workpieces W to the rotation-revolution unit 42 placed on the mounting table T. For example, the mounting device may sequentially or simultaneously place the workpieces W on the tray 41 of the rotation-revolution unit 42 on the mounting table T. The mounting device may also sequentially or simultaneously remove the workpieces W from the tray 41 of the rotation-revolution unit 42 on the mounting table T. This can reduce the number and movement distance of the rotation-revolution units 42, which are heavy and large in size. Note that the workpieces W are supplied to the mounting device after the substrate S is set on the jig J by a separate unit (not shown). A stocker that can accommodate multiple workpieces W may be provided. The separate unit (place) for setting the workpieces W may be substituted with the stocker.

また、載置台T上の自公転ユニット42のトレイ41上に残っている下治具Jd及びスペーサJsに、基板Sを順次あるいは同時に載置して、基板S上に上治具Juを順次あるいは同時に載置してもよい。また、載置台T上の自公転ユニット42のトレイ41上の上治具Juを順次あるいは同時に取り外して、下治具Jd及びスペーサJsから基板Sを順次あるいは同時に取り出してもよい。複数の治具J及び基板Sのストッカを有していてもよい。 The substrate S may be placed on the lower jig Jd and spacer Js remaining on the tray 41 of the rotation-revolution unit 42 on the mounting table T, either sequentially or simultaneously, and the upper jig Ju may be placed on the substrate S, either sequentially or simultaneously. The upper jig Ju may be removed from the tray 41 of the rotation-revolution unit 42 on the mounting table T, either sequentially or simultaneously, and the substrate S may be removed from the lower jig Jd and spacer Js, either sequentially or simultaneously. A stocker for multiple jigs J and substrates S may be provided.

[他の実施形態]
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and in the implementation stage, the components can be modified and embodied without departing from the gist of the invention. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining the multiple components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, components from different embodiments may be appropriately combined.

1 成膜装置
2 チャンバ
2a 開口
3 回転テーブル
3a 駆動源
4 ワーク回転部
10、10A、10B ターゲット
21 底板
22 蓋板
23 チャンバ排気部
24 架台
25 ロードロック室
31 シャフト
32 開口
33 支持部
33a 封止部材
41 トレイ
41a ワーク当接面
42 自公転ユニット
43 プッシャユニット
44 回転ユニット
44a モータ
44b 回転軸
44c 接続部
50 制御装置
100 成膜部
110 成膜室
111 開口
112 スペーサ
113 蓋体
120 スパッタ源
121 バッキングプレート
122 電極
130 電源部
140 スパッタガス導入部
150 排気部
200 反転部
300 搬入搬出部
310 搬送部
311 アーム
312 閉塞部
312a 封止部材
312b 保持部
320 ロードロック部
321 ロードロック室
322 プッシャ
322a 封止部材
323 排気ライン
324 ベントライン
420 軸部
420a 接続穴
421 回転体
422 支持軸
423 変換機構
423a 固定ギヤ
423b 遊星ギヤ
424 嵌合部
424a 嵌合凸部
424b 嵌合凹部
431 シリンダ
432 収容体
433 支持筒
434 接続板
G スパッタガス
J 治具
Ju 上治具
Jd 下治具
Js スペーサ
Jp ピン
Jm 磁石
S 基板
T 載置台
W ワーク

1 Film forming apparatus 2 Chamber 2a Opening 3 Rotary table 3a Driving source 4 Workpiece rotating section 10, 10A, 10B Target 21 Bottom plate 22 Cover plate 23 Chamber exhaust section 24 Frame 25 Load lock chamber 31 Shaft 32 Opening 33 Support section 33a Sealing member 41 Tray 41a Workpiece abutment surface 42 Rotation and revolution unit 43 Pusher unit 44 Rotation unit 44a Motor 44b Rotation shaft 44c Connection section 50 Control device 100 Film forming section 110 Film forming chamber 111 Opening 112 Spacer 113 Cover body 120 Sputtering source 121 Backing plate 122 Electrode 130 Power supply section 140 Sputtering gas introduction section 150 Exhaust section 200 Reversal section 300 Loading and unloading section 310 Transport section 311 Arm 312 Closing section 312a Sealing member 312b Holding section 320 Load lock section 321 Load lock chamber 322 Pusher 322a Sealing member 323 Exhaust line 324 Vent line 420 Shaft section 420a Connection hole 421 Rotating body 422 Support shaft 423 Conversion mechanism 423a Fixed gear 423b Planetary gear 424 Fitting section 424a Fitting protrusion 424b Fitting recess 431 Cylinder 432 Container 433 Support tube 434 Connection plate G Sputter gas J Jig Ju Upper jig Jd Lower jig Js Spacer Jp Pin Jm Magnet S Substrate T Mounting table W Work

Claims (5)

ターゲットを有する成膜室において、トレイに搭載されたワークに対して、スパッタリングによる成膜を行う成膜部と、
軸部を中心に前記トレイを公転させるとともに、前記軸部の回転に従って、前記トレイを支持する支持軸を中心に前記トレイを自転させる自公転ユニットと、
前記自公転ユニットとともに、前記ワークを搭載した前記トレイを、前記成膜部に対向する位置に搬送する搬送体と、
前記自公転ユニットに接離可能に設けられ、前記自公転ユニットに接して付勢することにより、前記自公転ユニットを前記搬送体から分離させて、前記ワークを搭載した前記トレイを前記成膜室に収容する収容位置と、前記自公転ユニットから離れることにより、前記自公転ユニットを前記搬送体に搭載させて、前記成膜室から離隔させる離隔位置との間で移動させるプッシャユニットと、
前記ワークを搭載した前記トレイを前記成膜室に収容した状態で、前記軸部を回転させることにより、前記トレイを公転させるとともに自転させる回転ユニットと、
を有することを特徴とする成膜装置。
a film forming unit that forms a film by sputtering on a workpiece placed on a tray in a film forming chamber having a target;
a rotation-and-revolution unit that revolves the tray around a shaft portion and rotates the tray around a support shaft that supports the tray in accordance with the rotation of the shaft portion;
a transport body that transports the tray carrying the workpiece together with the rotation/revolution unit to a position facing the film forming unit;
a pusher unit that is provided so as to be capable of coming into contact with and being separated from the rotation-and-revolution unit, and that comes into contact with and biases the rotation-and-revolution unit to separate the rotation-and-revolution unit from the transport body and move the tray carrying the workpiece between a storage position where the tray is stored in the film formation chamber and a separation position where the rotation-and-revolution unit is mounted on the transport body and separated from the film formation chamber by moving away from the rotation-and-revolution unit;
a rotation unit that rotates the shaft portion while the tray carrying the workpiece is housed in the film formation chamber, thereby revolving the tray and rotating the tray on its axis;
A film forming apparatus comprising:
前記自公転ユニットは、前記軸部の回転を、前記支持軸の回転に変換する変換機構を
有することを特徴とする請求項1記載の成膜装置。
2. The film deposition apparatus according to claim 1, wherein the rotation and revolution unit has a conversion mechanism for converting the rotation of the shaft portion into the rotation of the support shaft.
前記変換機構は、
前記軸部の回転を伝達する伝達部と、
前記伝達部により前記軸部の回転が伝達されて前記支持軸を回転させる回転部材と、
を有することを特徴とする請求項2記載の成膜装置。
The conversion mechanism is
A transmission unit that transmits rotation of the shaft unit;
a rotating member to which the rotation of the shaft portion is transmitted by the transmission portion and which rotates the support shaft;
3. The film forming apparatus according to claim 2, further comprising:
前記自公転ユニットは、前記トレイを複数搭載可能に設けられ、
前記回転ユニットは、複数の前記トレイを前記成膜室に収容した状態で、前記軸部を回転させることにより、複数の前記トレイを公転させるとともに、それぞれの前記トレイを自転させることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。
the rotation/revolution unit is provided so as to be capable of mounting a plurality of the trays,
The film forming apparatus according to claim 1 , wherein the rotation unit rotates the shaft portion while the trays are housed in the film forming chamber, thereby revolving the trays and rotating each of the trays on its axis.
前記自公転ユニットは、前記トレイに前記ワークを載置した状態で、前記搬送体に対して搬入、搬出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。 The film forming apparatus according to claim 1, characterized in that the rotation and revolution unit is arranged so that it can be carried in and out of the transport body while the workpiece is placed on the tray.
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