JP3228198U - 基板上に材料を堆積させるための堆積装置及びカソード駆動ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】基板上に材料を堆積させるための堆積装置を提供する。【解決手段】材料を堆積させるための堆積装置は、フランジ120を有する処理チャンバを含む。堆積装置は、カソード駆動ユニット130を含む。カソード駆動ユニット130は、フランジ120に連結される。カソード駆動ユニット130は、支持部材150を含む。カソード駆動ユニット130は、絶縁装置を含む。絶縁装置の少なくとも一部は、支持部材150をフランジ120から隔てる。絶縁装置は、第1の絶縁部材262と、第1の絶縁部材262に隣接する第2の絶縁部材264とを含む。カソード駆動ユニット130は、第1の絶縁部材262と第2の絶縁部材264との間の第1のシール210を含む。【選択図】図2
Description
[0001]本書に記載の実施形態は、ターゲットからのスパッタリングによる堆積プロセス等の層の堆積に関する。ある実施形態は特に、大面積基板上への層のスパッタリングに関する。本書に記載の実施形態は、具体的には、1又は複数のカソードアセンブリを含むスパッタ堆積装置に関する。
[0002]多くの用途において、基板上に薄層を堆積させる必要がある。基板は、コーティング装置の1又は複数のチャンバでコーティングされ得る。基板は、蒸気堆積技法を用いて真空でコーティングされ得る。
[0003]基板上に材料を堆積させるための幾つかの方法は既知である。例えば、基板は、物理的気相堆積(PVD)プロセス、化学気相堆積(CVD)プロセス、又はプラズマ化学気相堆積(PECVD)プロセスなどによってコーティングされ得る。プロセスは、コーティングされるべき基板が位置するプロセス装置やプロセスチャンバで実施される。装置には、堆積材料が供給される。複数の材料のみならず、さらにそれらの酸化物、窒化物、又は炭化物が、基板上の堆積に使用され得る。コーティングされた材料は、様々な用途や様々な技術分野で使用することができる。例えば、ディスプレイ用の基板は、物理的気相堆積(PVD)プロセスによってコーティングされることが多い。さらなる用途には、絶縁パネル、有機発光ダイオード(OLED)パネル、薄膜トランジスタ(TFT)付き基板、カラーフィルタなどが含まれる。
[0004]PVDプロセスにおいては、堆積材料は、ターゲットに固相で存在し得る。エネルギー粒子をターゲットに衝突させることによって、ターゲット材料の原子、すなわち堆積されるべき材料の原子がターゲットから放出される。ターゲット材料の原子は、コーティングされるべき基板上に堆積される。PVDプロセスにおいては、スパッタ材料、すなわち基板上に堆積されるべき材料は、様々な方法で構成されてもよい。例えば、ターゲットは、堆積されるべき材料から製作してもよいし、堆積されるべき材料が固定されるバッキング要素(backing element)を有してもよい。堆積されるべき材料を含むターゲットは、堆積チャンバの予め決められた位置で支持又は固定される。回転可能なターゲットが使用される場合、ターゲットは、回転シャフト、又はシャフトとターゲットとを接続する接続要素に接続される。
[0005]セグメント化された平面、モノリシックの平面及び回転ターゲットが、スパッタリングに使用され得る。カソードの形状寸法及び設計により、回転ターゲットは、通常、平面ターゲットよりも活用度が高く、動作時間が長い。回転ターゲットの使用は通常、耐用年数を延長させ、コストを削減する。
[0006]スパッタリングは、マグネトロンスパッタリングとして実行され得る。マグネトロンスパッタリングでは、スパッタリング条件を改善するため、プラズマを閉じ込めるように磁石アセンブリが利用される。プラズマの閉じ込めは、基板上に堆積されるべき材料の粒子分布を調節するために利用され得る。
[0007]堆積装置は、それが電気部品、機械部品、又は他の種類の部品であれ、複数の異なる部品を有する複雑なシステムである。堆積装置の1又は複数の部品の故障は、堆積された層の品質を損ない得る、あるいは装置の損傷又は破損につながり得る。したがって、堆積装置の設計を改善する継続的な必要性が存在する。
[0008]一実施形態によれば、基板上に材料を堆積させるための堆積装置が提示される。堆積装置は、フランジを有する処理チャンバを含む。堆積装置は、カソード駆動ユニットを含む。カソード駆動ユニットは、フランジに連結される。カソード駆動ユニットは、支持部材を含む。カソード駆動ユニットは、絶縁装置を含む。絶縁装置の少なくとも一部は、支持部材をフランジから隔てる。絶縁装置は、第1の絶縁部材と、第1の絶縁部材に隣接する第2の絶縁部材とを含む。カソード駆動ユニットは、第1の絶縁部材と第2の絶縁部材との間に配置された第1のシールを含む。
[0009]更なる実施形態によれば、カソードアセンブリのためのカソード駆動ユニットが提示される。カソード駆動ユニットは、処理チャンバのフランジに連結されるように構成される。カソード駆動ユニットは、カソード駆動ユニットの動作中は高電位にあるように構成された支持部材を含む。カソード駆動ユニットは、絶縁装置を含む。絶縁装置の少なくとも一部は、支持部材を処理チャンバのフランジから隔てるように配置される。絶縁装置は、第1の絶縁部材と、第1の絶縁部材に隣接する第2の絶縁部材とを含む。カソード駆動ユニットは、第1の絶縁部材と第2の絶縁部材との間に配置された第1のシールを含む。
[0010]更なる実施形態によれば、基板上に材料を堆積させるための堆積装置が提示される。堆積装置は、フランジを有する処理チャンバを含む。堆積装置は、カソード駆動ユニットを含む。カソード駆動ユニットは、フランジに連結される。カソード駆動ユニットは、支持部材を含む。カソード駆動ユニットは、支持部材を処理チャンバのフランジから隔てる第1の絶縁部材を含む。第1の絶縁部材は、フランジに面する第1の側面と、支持部材に面する第2の側面とを有する。第1の絶縁部材は、第1の側面から第2の側面へと延在する貫通孔を有する。カソード駆動ユニットは、第1の絶縁部材とフランジとの間のシールを有する。第1の絶縁部材とフランジとの間のシールは、本書において、また図面において、カソード駆動ユニットの第2のシールとして称され、示される。貫通孔は、第2のシールから半径方向に外向きの位置に配置される。
[0011]更なる実施形態によれば、回転軸を有するカソードアセンブリのためのカソード駆動ユニットが提示される。カソード駆動ユニットは、処理チャンバのフランジに連結されるように構成される。カソード駆動ユニットは、カソード駆動ユニットの動作中は高電位にあるように構成されている支持部材を含む。カソード駆動ユニットは、支持部材を処理チャンバのフランジから隔てるように配置された第1の絶縁部材を含む。第1の絶縁部材は、フランジに面するように構成された第1の側面と、支持部材に面する第2の側面とを有する。第1の絶縁部材は、第1の側面から第2の側面へと延在する貫通孔を有する。カソード駆動ユニットは、第1の絶縁部材においてシールを含む。貫通孔は、シールから半径方向に外向きの位置に配置されている。
[0012]当業者にとって完全で有効な開示は、添付の図の参照を含む本明細書の残りの部分でより具体的に提示される。
[0013]様々な実施形態をこれより詳細に参照し、それらの実施形態の一又は複数の例を図に示す。図面に関する以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ部品を指している。概括的には、個々の実施形態に関して、相違のみを説明する。各実施例は、単なる説明として提示されており、限定を意味するものではない。さらに、一実施形態の一部として図示あるいは説明される特徴は、他の実施形態で用いてもよく、或いは他の実施形態と併用してもよい。それにより、さらに別の実施形態が生み出される。説明には、上記修正例及び変形例が含まれるように意図される。
[0014]図面は、正寸で描かれていない概略図である。図面の幾つかの要素は、本開示の態様を強調する目的で、及び/又は提示を明快にする目的で、誇張された寸法を有し得る。
[0015]本書に記載の実施形態は、基板上に材料を堆積させるための堆積装置に関する。堆積プロセス又はコーティングプロセスでは、ターゲット材料の層が基板上に堆積される。基板は、材料を用いてコーティングされる。「コーティングプロセス」及び「堆積プロセス」という用語は、本書において同義的に使用される。
[0016]本書に記載の実施形態に係る堆積装置は、垂直配向の基板上に堆積させるように構成され得る。「垂直配向の」という用語は、基板と、厳密な垂直方向との間に、例えば最大10°あるいは15°までもの角度が存在し得る、厳密な垂直度からわずかな偏差で配置された基板を含み得る。
[0017]あるいは、堆積装置は、水平配向の基板上に堆積させるように構成され得る。「水平配向の」という用語は、基板と、厳密な水平方向との間に、例えば最大10°あるいは15°までもの角度が存在し得る、厳密な水平度からわずかな偏差で配置された基板を含み得る。例えば、堆積装置は、ウェブ塗布装置又は建築用ガラス塗布装置であってよい。
[0018]本書に記載の実施形態に係る堆積装置は、大面積基板上に堆積させるように構成され得る。
[0019]本書に記載の基板は、大面積基板であり得る。本書で使用する「基板」という用語は、一般的にディスプレイ製造に使用される基板を含む。例えば、本書に記載の基板は、典型的にはLCD(液晶ディスプレイ)、OLEDパネルなどに使用される基板であってよい。例えば、大面積基板は、約0.67m2の基板(0.73×0.92m)に対応するGEN4.5、約1.4m2の基板(1.1m×1.3m)に対応するGEN5、約2.8m2の基板(1.85m×1.5m)に対応するGEN6、約4.29m2の基板(1.95m×2.2m)に対応するGEN7.5、約5.7m2の基板(2.2m×2.5m)に対応するGEN8.5、又は約8.7m2の基板(2.85m×3.05m)に対応するGEN10であってもよい。GEN11及びGEN12などのさらに次の世代及びそれに相当する基板面積を同様に実装することが可能である。
[0020]本書で使用する「基板」という用語は具体的には、例えばウエハ、サファイアなどの透明結晶体のスライス、又はガラス板のような実質的非フレキシブル基板を含む。具体的には、基板は、ガラス基板及び/又は透明基板であってよい。本開示はこれらに限定されず、「基板」という用語は、例えば、ウェブ又はホイル等のフレキシブル基板も包含し得る。「実質的非フレキシブル」という用語は、「フレキシブル」と区別して理解される。具体的には、0.5mm以下の厚さを有するガラス板などの実質的非フレキシブル基板も、ある程度の可撓性を有することがあり、実質的非フレキシブル基板の可撓性は、フレキシブル基板と比較して低くなる。
[0021]本書に記載の実施形態に係る堆積装置は、1又は複数のカソードアセンブリ、具体的には複数のカソードアセンブリを含み得る。「カソードアセンブリ」は、スパッタ堆積プロセスなどのコーティングプロセスでカソードとして使用されるように適合されたアセンブリとして理解されるべきである。
[0022]本書に記載のカソードアセンブリは、回転カソードアセンブリであってよい。カソードアセンブリは、ターゲット、具体的には回転ターゲットを含み得る。回転ターゲットは、カソードアセンブリの回転軸の周りで回転可能であり得る。回転ターゲットは、曲面、例えば円筒面を有し得る。回転ターゲットは、シリンダ又はチューブの軸である回転軸の周りで回転し得る。カソードアセンブリは、バッキングチューブを含み得る。コーティングプロセス中に基板上に堆積されるべき材料を含有し得るターゲットを形成するターゲット材料は、バッキングチューブ上に装着され得る。あるいは、ターゲット材料は、バッキングチューブ上に設けられずに、チューブの形であってよい。
[0023]本書に記載のカソードアセンブリは、磁石アセンブリを含み得る。磁石アセンブリは、カソードアセンブリ内に配置され得る。磁石アセンブリは、ターゲット材料によって取り囲まれ得る。磁石アセンブリは、カソードアセンブリによってスパッタされるターゲット材料が基板の方へスパッタされるように、配置され得る。磁石アセンブリは、磁場を生成し得る。磁場が原因で、スパッタ堆積プロセス中に、磁場近傍に1又は複数のプラズマ領域が形成され得る。カソードアセンブリ内の磁石アセンブリの位置は、スパッタ堆積プロセス中に、ターゲット材料がカソードアセンブリから離れてスパッタされる方向に影響する。磁石アセンブリは、カソードアセンブリの動作中、具体的には堆積プロセス中に移動するように構成され得る。
[0024]動作中に、冷却されていないカソードアセンブリ、具体的にはカソードアセンブリの冷却されていない磁石アセンブリは、イオンが照射されたターゲット材料によって磁石アセンブリが取り囲まれていることに起因して、高温になり得る。結果的な衝突は、カソードアセンブリの加熱につながり得る。磁石アセンブリを適切な動作温度に維持するために、カソードアセンブリ、具体的にはターゲットアセンブリ及び磁石アセンブリの冷却が行われ得る。
[0025]本書に記載の実施形態に係る堆積装置は、真空堆積のために構成され得る。堆積装置は、処理チャンバ、具体的には真空チャンバを含み得る。本書に記載のカソードアセンブリ、又はカソードアセンブリの少なくとも一部は、処理チャンバに配置され得る。
[0026]本書に記載の実施形態に係る堆積装置は、カソード駆動ユニットを含み得る。カソード駆動ユニットは、カソードアセンブリを駆動するように構成され得る。具体的には、カソード駆動ユニットは、カソードアセンブリのターゲットの回転を駆動するように構成され得る。カソード駆動ユニットは、処理チャンバの壁部分、例えば処理チャンバのフランジに装着され得る。カソードアセンブリは、カソード駆動ユニットに装着され得る。
[0027]図1に、例示の実施形態に係る堆積装置100を示す。堆積装置100は、フランジ120を有する処理チャンバ110を含む。カソード駆動ユニット130は、フランジ120に接続される。カソード駆動ユニット130は、カソードアセンブリ140を支持する。カソード駆動ユニット130は、回転軸の周りでカソードアセンブリ140の回転を駆動させ、カソードアセンブリに冷却剤を供給して、カソードアセンブリ140を冷却するように構成され得る。カソード駆動ユニット130は、例えばアルミニウムでできた支持部材150を含む。カソード駆動ユニット130の動作中、例えば堆積プロセス中に、支持部材150は高電位にあり、フランジ120は低電位にある。具体的には、フランジは接地されていてよい。カソード駆動ユニット130は、高電位支持部材150を低電位フランジ120から隔てる絶縁装置160を含む。
[0028]図2に、カソード駆動ユニット130の一例を示す。図2に示すカソード駆動ユニット130は、図1に示す堆積装置100に含まれていてよい。絶縁装置160は、第1の絶縁部材262、及び第1の絶縁部材262に隣接する第2の絶縁部材264を含む。第1の絶縁部材262は、例えば、1又は複数の動的真空シールを含み得る。第1の絶縁部材262は、処理チャンバ110内部から交換可能であってよい。第2の絶縁部材264は、カソード駆動ユニット130を処理チャンバ110へ接続するように構成され得る。
[0029]図2に示すように、間隙250は、第1の絶縁部材262と第2の絶縁部材264との間に存在し得る。図2に示す間隙250は、概略的に誇張して描かれている。実際には、第1の絶縁部材262と第2の絶縁部材264との間の間隙は、図2に示す間隙250よりも大幅に狭いものであり得る。具体的には、第1の絶縁部材262は、第2の絶縁部材264と近接触していてよい。
[0030]例えば、堆積装置100の保守中、カソードアセンブリ140を新たなカソードアセンブリに交換中、あるいはカソードアセンブリ140のターゲットの交換中に、液体及び/又は導電材料がフランジ120及び絶縁装置160へ達する可能性がある。例えば、液体は、カソードアセンブリの保守又は交換中に、フランジ120上にスパッタされたわずかな量の冷却剤であり得る。導電材料は、堆積プロセス中に、フランジ上に堆積されたターゲット材料の導電粒子を含み得る。液体及び/又は導電粒子は、例えば保守中に、フランジ120から、第1の絶縁部材262と第2の絶縁部材264との間の間隙250の中へ移動し得る。本書に記載の実施形態によれば、第1のシール210は、第1の絶縁部材262と第2の絶縁部材264との間に配置される。第1のシール210は、第1の絶縁部材262と第2の絶縁部材264との間の間隙250を密閉する。第1のシール210は、固定型真空シールであってよい。第1のシール210により、液体及び/又は導電粒子が、間隙250を介してフランジ120から支持部材150へ移動することが防止される。第1のシール210により、液体及び/又は導電粒子が支持部材150に達することが防止される。
[0031]図3に、例示のカソード駆動ユニット130の一部を示す。実線矢印310は、フランジ120から、第1の絶縁部材262と第2の絶縁部材264との間の間隙の中へ移動している液体粒子及び/又は導電粒子の潜在的な軌道を示す。第1のシール210により、液体及び/又は導電粒子が間隙を通って支持部材150へ移動することが防止される。第1のシール210により、液体及び/又は導電粒子が支持部材150に達することが防止される。
[0032]図3の点線矢印は、第1のシール210を含まないカソード駆動ユニットの液体及び/導電粒子の潜在的な軌道を示す。点線矢印320によって示すように、第1のシール210が存在しない場合、液体及び/又は導電粒子は、間隙を通って移動し続けることができ、支持部材150に達する。液体及び/又は導電粒子によって、導電経路が形成される。導電経路により、低電位フランジ120が高電位支持部材150に接続される。フランジ120と支持部材150との間に、電気アークが形成される。つまり、第1のシール210により、フランジ120と支持部材150との間の電気アークの形成が防止される。
[0033]こうしたことから、一実施形態によれば、基板上に材料を堆積させるための堆積装置100が提示される。堆積装置100は、フランジ120を有する処理チャンバ110を含む。堆積装置100は、カソード駆動ユニット130を含む。カソード駆動ユニット130は、カソードアセンブリ140のためのカソード駆動ユニットであってよい。カソード駆動ユニット130は、フランジ120に連結される。カソード駆動ユニット130は、支持部材150を含む。カソード駆動ユニット130は、絶縁装置を含む。絶縁装置の少なくとも一部により、フランジ120から支持部材150が隔てられる。絶縁装置は、第1の絶縁部材262、及び第1の絶縁部材262に隣接する第2の絶縁部材264を含む。カソード駆動ユニット130は、第1の絶縁部材262と第2の絶縁部材264との間に配置された第1のシール210を含む。
[0034]更なる実施形態によれば、カソードアセンブリ140のためのカソード駆動ユニット130が提示される。カソード駆動ユニット130は、処理チャンバ110のフランジ120に連結されるように構成される。カソード駆動ユニット130は、カソード駆動ユニット130の動作中は高電位にあるように構成された支持部材150を含む。カソード駆動ユニット130は、絶縁装置を含む。絶縁装置の少なくとも一部は、支持部材150を処理チャンバ110のフランジ120から隔てるように配置される。絶縁装置は、第1の絶縁部材262、及び第1の絶縁部材262に隣接する第2の絶縁部材264を含む。カソード駆動ユニット130は、第1の絶縁部材262と第2の絶縁部材264との間に配置された第1のシール210を含む。
[0035]本書に記載の実施形態は、第1のシール210を有することによって、間隙250を介して支持部材150とフランジ120との間に延在する電気アークの形成を防止し得るという利点を提供する。支持部材150とフランジ120との間の短絡が防止され得る。それらの観点から、本書に記載の実施形態は、カソード駆動ユニット130の機能不全、及びそれらへの損傷を回避することを可能にする。
[0036]本書に記載のカソード駆動ユニット130は、電力をカソードアセンブリ140に供給するように構成され得る。カソード駆動ユニット130は、カソードアセンブリ140に電力を供給するための電源を含み得る、又は電源に接続可能であり得る。付加的に又は代替的に、カソード駆動ユニット130は、水又は冷却剤をカソードアセンブリ140に、及び/又は冷却剤を受け入れるための容積に供給するように構成され得る。カソード駆動ユニット130は、水又は冷却剤をカソードアセンブリ140に供給するための水又は冷却剤供給部を含み得る、又はそれらに接続可能であり得る。付加的に又は代替的に、カソード駆動ユニット130は、カソードアセンブリ140のターゲットの回転を駆動するように構成され得る。カソード駆動ユニット130は、ターゲットの回転を駆動するためのアクチュエータを含み得る。カソード駆動ユニットは、上述した機能のいずれかの組み合わせを実施するように構成され得る。
[0037]本書に記載のカソード駆動ユニット130は、端受け又はカソード駆動ブロックとも称され得る。
[0038]本書に記載の支持部材150は、カソード駆動ユニット130の動作中、例えば堆積プロセス中にカソード駆動ユニット130がカソードアセンブリ140を駆動している間は高電位にあるように構成され得る。本書に記載の高電位は、400V以上、具体的には1000V以上、又は更に具体的には1500V以上の電位であり得る。例えば、支持部材150は、堆積中は、400Vから600V、及び着火電圧として最大1500Vの電位を有し得る。
[0039]処理チャンバ110のフランジ120は、堆積プロセス中は低電位にあるように構成され得る。具体的には、フランジ120が処理チャンバ110の一部であるため、フランジは、堆積プロセス中は、ほぼ接地電位にあり得る。
[0040]本書に記載の第1のシール210は、支持部材150とフランジ120との間の電気アークの形成を防止するように構成され得る。第1のシール210は、第1の絶縁部材262及び第2の絶縁部材264と接触し得る。第1のシール210は、第1の絶縁部材262と第2の絶縁部材264との間の間隙250を密閉し得る。第1のシール210は、液体、例えば冷却剤、又は導電粒子、例えば酸化インジウム錫(ITO)等の導電性ターゲット材料が間隙を介して支持部材150に達することを防止し得る。第1のシール210は、間隙を介して支持部材150をフランジ120と接続する電気アークの形成を防止するように構成され得る。
[0041]本書に記載の第1のシール210は、固定型シールであってよい。第1のシール210は、カソードアセンブリ140のターゲットと共に回転するようには構成されていない。第1のシール210は、第1の絶縁部材262、第2の絶縁部材264、支持部材150及び/又はフランジ120に対して固定されていてよい。
[0042]本書に記載の第1のシール210は、帯状の第1のシールであってよい。第1のシール210は、Oリングであり得る。第1のシール210は、カソードアセンブリ140の回転軸290を取り囲み得る。
[0043]本書に記載の絶縁装置は、支持部材150に装着され得る。絶縁装置、又はそれらの少なくとも一部は、支持部材150の上に配置され得る。第1の絶縁部材262は、支持部材150の上に配置され、支持部材150を処理チャンバ110のフランジ120から隔て得る。
[0044]本書に記載の第1の絶縁部材262は、第1の面を有し得る。第2の絶縁部材264は、第1の面に面する第2の面を有し得る。第1のシール210は、第1の面と第2の面との間に配置され得る。第1の面と第2の面とは、合わせ面であり得る。第1のシール210は、第1の面と第2の面に接触し得る。
[0045]本書に記載の第1の絶縁部材262は、例えば1又は複数のファスナによって支持部材150に留められ得る。
[0046]本書に記載の第1の絶縁部材262及び/又は第2の絶縁部材264は、支持部材150に対して固定されていてよい。つまり、第1の絶縁部材262及び/又は第2の絶縁部材264は、カソードアセンブリ140のターゲットと共に回転しなくてよい。第1の絶縁部材262及び/又は第2の絶縁部材264は、互いに対して固定されていてよい。第1の絶縁部材262及び/又は第2の絶縁部材264は、フランジ120に対して固定されるように構成され得る。
[0047]本書に記載の第1の絶縁部材262は、1又は複数のファスナによってフランジ120に留められ得る。
[0048]本書に記載の絶縁装置は、カソードアセンブリ140の回転軸290を取り囲み得る。第1の絶縁部材262は、回転軸290を取り囲み得る。第2の絶縁部材264は、回転軸290を取り囲み得る。
[0049]本書に記載のカソードアセンブリ140は、スパッタカソードアセンブリであってよい。本書に記載のカソード駆動ユニット130は、スパッタカソードアセンブリのためのカソード駆動ユニットであり得る。本書に記載の堆積装置100は、スパッタ堆積装置であり得る。
[0050]本書に記載のカソード駆動ユニット130は、カソードアセンブリを冷却する冷却剤を受け入れるための容積を含み得る。例えば、カソードアセンブリ140の保守又は交換中に、冷却剤の液体粒子が絶縁装置に達し得る。第1のシール210は、第1の絶縁部材262と第2の絶縁部材264との間の間隙を介して冷却剤が支持部材150に流入するのを防止するように構成され得る。支持部材150とフランジ120との間の電気アークの形成が防止され得る。
[0051]本書に記載の支持部材150は、カソード駆動ユニット130の1又は複数の部品を支持する及び/又は収容するように構成され得る。支持部材150は、カソード駆動ユニット130の1又は複数のシャフト、例えば本書に記載の第1のシャフト610及び/又は第2のシャフト620を支持し得る。支持部材150は、本書に記載の第1の絶縁部材262及び/又は第2の絶縁部材264を支持し得る。支持部材150は、カソードアセンブリを支持するためのベアリングを支持し得る。
[0052]本書に記載の支持部材150は、導電性材料、例えばアルミニウムを含み得る、あるいはこれらでできていてよい。
[0053]本書に記載の第1の絶縁部材262及び/又は第2の絶縁部材264は、絶縁材料、例えばポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を含み得る、あるいはこれらでできていてよい。
[0054]本書に記載の第1のシール210は、弾性材料、例えばニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、フッ化炭素ゴム(FKM)等を含み得る、あるいはこれらでできていてよい。
[0055]本書に記載の処理チャンバ110は、真空チャンバであり得る。
[0056]本書に記載の実施形態に係る堆積装置100は、カソードアセンブリ140を含み得る。カソードアセンブリ140は、カソード駆動ユニット130に装着され得る。カソードアセンブリ140、又はそれらの少なくとも一部は、処理チャンバ110に配置され得る。
[0057]本書に記載の実施形態に係る堆積装置100は、カソード駆動ユニットのアレーを含み得る。カソード駆動ユニットのアレーは、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ又はそれ以上のカソード駆動ユニット、例えば16個のカソード駆動ユニットを含み得る。カソード駆動ユニットのアレーは、ほぼ線形のアレーであり得る。カソード駆動ユニットのアレーのカソード駆動ユニットは、ほぼラインに沿って配置され得る。
[0058]本書に記載のフランジ120は、処理チャンバ110の壁部分に配設され得る。処理チャンバ110は、複数のフランジを含み得る。複数のフランジは、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ又はそれ以上のフランジを含み得る。カソード駆動ユニットのアレーの各カソード駆動ユニットは、複数のフランジのそれぞれのフランジに連結され得る。
[0059]処理チャンバ110は、カソードアセンブリのアレーを含み得る。カソードアセンブリのアレーは、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ又はそれ以上のカソードアセンブリを含み得る。カソードアセンブリのアレーの各カソードアセンブリは、カソード駆動ユニットのアレーのそれぞれのカソード駆動ユニットによって支持され得る。カソードアセンブリのアレーは、ほぼ線形のアレーであり得る。カソードアセンブリのアレーのカソードアセンブリは、ほぼラインに沿って配置され得る。
[0060]カソード駆動ユニットのアレーの各カソード駆動ユニットは、本書に記載のカソード駆動ユニット130と同様のものであり得る。カソード駆動ユニットのアレーの各カソード駆動ユニットは、複数のフランジのそれぞれのフランジに連結され得る。各カソード駆動ユニットは、カソード駆動ユニットの動作中は高電位にあるように構成された支持部材を含み得る。各カソード駆動ユニットは、支持部材の上に配置された絶縁装置を含み得る。絶縁装置の少なくとも一部により、支持部材がフランジから隔てられ得る。絶縁装置は、第1の絶縁部材と、第1の絶縁部材に隣接する第2の絶縁部材とを含み得る。各カソード駆動ユニットは、第1の絶縁部材と第2の絶縁部材との間に配置された第1のシールを含み得る。
[0061]図4に、本書に記載のカソード駆動ユニット130の一例を示す。図4に示すカソード駆動ユニット130は、図1に示す堆積装置100に含まれていてよい。図4に示すカソード駆動ユニット130は、支持部材150と第1の絶縁部材262とを含む。第1の絶縁部材262は、フランジ120に面する第1の側面422と、支持部材150に面する第2の側面424とを有する。第1の絶縁部材262には、貫通孔430が配設されている。貫通孔430は、第1の側面422から第2の側面424へと延在する。図4に示すように、貫通孔430は、第1の絶縁部材262を支持部材150に固定する第1のファスナ432を含み得る。
[0062]図4に示すカソード駆動ユニット130は、第1の絶縁部材262とフランジ120との間に配置された第2のシール410を含む。第2のシール410は、第1の絶縁部材262とフランジ120との間の間隙450を密閉する。図4に示す間隙450は、概略的に誇張して描かれている。実際には、第1の絶縁部材262とフランジ120との間の間隙は、図4に示す間隙よりも大幅に狭いものであり得る。具体的には、第1の絶縁部材262は、フランジ120と近接触していてよい。本書に記載の第2のシールは、カソード駆動ユニットとフランジとの間の間隙を密閉し得る。
[0063]例えば、堆積装置100の保守中、又はカソードアセンブリ140を新たなカソードアセンブリに交換中に、液体及び/又は導電物質が、上述したようにフランジ120に達する可能性がある。液体及び/又は導電粒子は、第1の絶縁部材262とフランジ120との間の間隙450の中を移動し得る。第2のシール410が存在しない場合、液体及び/又は導電粒子は、間隙450を通り、貫通孔430を通って移動し、支持部材150に達することが可能になる。貫通孔430を介して、電気アークが低電位フランジ120と高電位支持部材150との間に形成される。本書に記載の実施形態によれば、第2のシール410は、貫通孔430の位置から半径方向に内向きの位置で、間隙450を密閉する。第2のシール410は、液体及び/又は導電粒子が貫通孔430に達し得る前に、間隙450を通って移動する液体及び/又は導電粒子を遮断する。第2のシール410は、液体及び/又は導電粒子が貫通孔430を介してフランジ120から支持部材150へ移動することを防止する。フランジ120と支持部材150との間の電気アークの形成が回避され得る。
[0064]上記の観点から、更なる実施形態によれば、基板上に材料を堆積させるための堆積装置100が提示される。堆積装置100は、フランジ120を有する処理チャンバ110を含む。堆積装置100は、カソード駆動ユニット130を含む。カソード駆動ユニット130は、回転軸290を有するカソードアセンブリ140のためのカソード駆動ユニットであってよい。カソード駆動ユニット130は、フランジ120に連結される。カソード駆動ユニット130は、支持部材150を含む。支持部材150は、カソード駆動ユニット130の動作中は高電位にあるように構成され得る。カソード駆動ユニット130は、支持部材150を処理チャンバ110のフランジ120から隔てる第1の絶縁部材262を含む。第1の絶縁部材262は、フランジに面する第1の側面422と、支持部材150に面する第2の側面424とを有する。第1の絶縁部材262は、第1の側面422から第2の側面424へと延在する貫通孔430を有する。カソード駆動ユニット130は、第1の絶縁部材262とフランジ120との間のシールを有する。第1の絶縁部材262とフランジ120との間のシールは、本書において、及び図面において、カソード駆動ユニット130の第2のシール410として称され、また示される。貫通孔430は、第2のシール410から半径方向に外向きの位置に配置される。
[0065]更なる実施形態によれば、回転軸290を有するカソードアセンブリ140のためのカソード駆動ユニット130が提示される。カソード駆動ユニット130は、処理チャンバ110のフランジ120に連結されるように構成される。カソード駆動ユニット130は、カソード駆動ユニット130の動作中は高電位にあるように構成された支持部材150を含む。カソード駆動ユニット130は、支持部材150を処理チャンバ110のフランジ120から隔てるように配置された第1の絶縁部材262を含む。第1の絶縁部材262は、フランジ120に面するように構成された第1の側面422と、支持部材150に面する第2の側面424とを有する。第1の絶縁部材262は、第1の側面422から第2の側面424へと延在する貫通孔430を有する。カソード駆動ユニット130は、第1の絶縁部材262において、シール、すなわち本書に記載の第2のシール410を含む。貫通孔430は、シールから半径方向に外向きの位置に配置される。
[0066]第2のシール410を貫通孔430から半径方向に内向きの位置に配設することによって、間隙450を介した支持部材150とフランジ120との間に延在する電気アークの形成が防止され得る。支持部材150とフランジ120との間の短絡が、防止され得る。それらの観点から、本書に記載の実施形態は、カソード駆動ユニット130の機能不全、及びそれらへの損傷を回避することを可能にする。
[0067]更に、貫通孔430から半径方向に内向きの位置に第2のシール410を配設することによって、貫通孔430を形成するための余分な空間が得られる。第1の絶縁部材262を支持部材150に固定するのにより大きい、すなわちより強いファスナを使用することができるように、より大きい貫通孔430を配設することが可能である。それらの観点から、第1の絶縁部材262の支持部材150への留め付けの改善を得ることができる。
[0068]本書に記載の実施形態は、カソードアセンブリ140の回転軸290に対する半径方向の距離である半径方向の距離の概念を含む。貫通孔430が第2のシール410から半径方向に外向きの位置に配置されているということは、第2のシール410の一部が貫通孔430と、カソードアセンブリ140の回転軸290との間にあるとして理解され得る。貫通孔430から回転軸290までの半径方向の距離は、第2のシール410の一部から回転軸290までの半径方向の距離よりも長くてよい。
[0069]本書に記載の第2のシール410は、固定型真空シールであり得る。第2のシール410は、支持部材150とフランジ120との間の電気アークの形成を防止するように構成され得る。第2のシール410は、第1の絶縁部材262とフランジ120と接触し得る。第2のシール410は、カソード駆動ユニット130とフランジ120との間、具体的には第1の絶縁部材262とフランジ120との間の間隙450を密閉し得る。第2のシール410は、液体、例えば冷却剤又は導電粒子、例えばITO等の導電性ターゲット材料が間隙を介して貫通孔430に達することを防止し得る。第2のシール410は、液体又は導電粒子が貫通孔430を介して支持部材150に達することを防止するように構成され得る。第2のシール410は、貫通孔430を介して支持部材150をフランジ120に接続する電気アークの形成を防止するように構成され得る。
[0070]本書に記載の第2のシール410は、第1の絶縁部材262の第1の側面422に配置され得る。
[0071]本書に記載の貫通孔430は、第1の絶縁部材262を支持部材150に留めるための第1のファスナ432を受け入れるように構成され得る。第1の絶縁部材262は、貫通孔430に配設された第1のファスナ432によって支持部材150に留められ得る。
[0072]本書に記載の第1の絶縁部材262は、第1の絶縁部材262の第1の側面422から第1の絶縁部材262の第2の側面424へと延在する複数の貫通孔を有し得る。複数の貫通孔の各貫通孔は、第2のシール410から半径方向に外向きの位置に配置され得る。各貫通孔は、第1の絶縁部材262を支持部材150に留めるためのそれぞれの第1のファスナを受け入れるように構成され得る。第1の絶縁部材262は、複数の貫通孔に配設された複数の第1のファスナによって支持部材150に留められ得る。
[0073]本書に記載の第1の絶縁部材262は、第3の面を有し得る。第3の面は、第1の絶縁部材262の第1の側面422上にあってよい。フランジ120は、第3の面に面する第4の面を有し得る。第2のシール410は、第3の面と第4の面との間に配置され得る。
[0074]本書に記載の第2のシール410は、固定型シールであり得る。第2のシール410は、第1の絶縁部材262、第2の絶縁部材264、支持部材150及び/又はフランジ120に対して固定されていてよい。
[0075]本書に記載の第2のシール410は、帯状のシールであり得る。第2のシール410は、Oリングタイプのシール、具体的には、カソードアセンブリの回転軸290に対して様々な距離を有するOリングタイプのシールであり得る。第2のシール410は、カソードアセンブリ140の回転軸290を取り囲み得る。第2のシール410は、カソード駆動ユニット130の、本書に記載の第1のシャフト610を取り囲み得る。第1のシール210は、カソード駆動ユニット130の、本書に記載の第2のシャフト620を取り囲み得る。
[0076]図5に、例示のカソード駆動ユニット130の上面図を示す。
[0077]本書に記載の第1の絶縁部材262は、第2のファスナによってフランジ120に留められるように構成され得る。例えば図5に示すように、第2のファスナが第1の絶縁部材262の開口部510に配設され得る。第2のファスナ及び/又は開口部510は、第2のシール410から半径方向に内向きの位置にあり得る。第2のファスナが第2のシール410から半径方向に内向きの位置に配置されているということは、第2のファスナが第2のシール410の一部とカソードアセンブリの回転軸290との間に配置されているとして理解すべきである。第2のファスナから回転軸290までの半径方向の距離は、第2のシール410の一部から回転軸290までの半径方向の距離よりも短くてよい。
[0078]本書に記載の第1の絶縁部材262は、複数の第2のファスナによってフランジ120に留められるように構成され得る。各第2のファスナは、第2のシール410から半径方向に内向きの位置にあり得る。
[0079]本書に記載の第2のシール410は、例えば図5に示すように、カソードアセンブリ140の回転軸290に対して様々な距離、具体的には異なる半径方向の距離を有し得る。第2のシール410の第1の部分は、回転軸290から第1の半径方向の距離だけ間隔を置いて配置され得る。第2のシール410の第2の部分は、回転軸290から第1の半径方向の距離よりも短い第2の半径方向の距離だけ間隔を置いて配置され得る。第2のシール410の第3の部分は、回転軸290から第2の半径方向の距離よりも長い第3の半径方向の距離だけ間隔を置いて配置され得る。
[0080]本書に記載の第2のシール410は、ニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、フッ化炭素ゴム(FKM)等の弾性材料を含み得る、あるいは弾性材料でできていてよい。
[0081]本書に記載のカソード駆動ユニット130は、本書に記載の第1のシール210、本書に記載の第2のシール410、あるいは第1のシール210及び第2のシール410の両方を含み得る。
[0082]本書に記載のカソード駆動ユニット130は、絶縁装置を含み得る。絶縁装置は、本書に記載したように、第1の絶縁部材262と、第1の絶縁部材262に隣接する第2の絶縁部材264とを含み得る。第1の絶縁部材262は、フランジ120に面する第1の側面422と、支持部材150に面する第2の側面424とを有し得る。第1の絶縁部材262は、第1の側面422から第2の側面424へと延在する貫通孔430を有し得る。カソード駆動ユニット130は、本書に記載の第1のシール210を含み得る。第1のシール210は、第1の絶縁部材262と第2の絶縁部材264との間に配置され得る。代替的に又は付加的に、カソード駆動ユニット130は、本書に記載の第2のシール410を含み得る。第2のシール410は、第1の絶縁部材262の第1の側面422に配置され得る。貫通孔430は、第2のシール410から半径方向に外向きの位置に配置される。
[0083]図6に、本書に記載の実施形態に係る堆積装置100を示す。堆積装置100は、本書に記載の第1のシール210と第2のシール410とを含むカソード駆動ユニット130を含む。
[0084]本書に記載のカソード駆動ユニット130は、第1のシャフト610を含み得る。第1のシャフト610は、例えば図6に示すように、カソード駆動ユニット130に装着されたカソードアセンブリ140に電力を供給するためのものであってよい。第1のシャフト610は、カソードアセンブリ140のターゲットの回転を駆動するように構成され得る。第1のシャフト610は、ターゲット、例えばチューブ状のターゲットに接続され得る。第1のシャフト610は、電源、具体的には高電位電源に接続され得る。第1のシャフト610は、カソード駆動ユニット130の動作中は高電位で配設されるように構成され得る。
[0085]第1のシャフト610は、カソードアセンブリ140の回転軸290と同じ方向に延在し得る。絶縁装置、第1の絶縁部材262及び/又は第2の絶縁部材264は、第1のシャフト610を取り囲み得る。第1のシール210は、第1のシャフト610を取り囲み得る。
[0086]本書に記載のカソード駆動ユニット130は、例えば図6に示すように、第2のシャフト620を含み得る。第2のシャフト620は、カソードアセンブリ140の磁石アセンブリを配向する及び/又は位置調整するように構成され得る。磁石アセンブリを配向する及び/又は位置調整することによって、ターゲット材料がターゲットから放射されるスパッタ方向が確保され得る。第2のシャフト620は、磁石アセンブリに接続され得る。磁石アセンブリは、スパッタリング中は固定されていてよい、あるいは可動であってよい。例えば、磁石アセンブリは、基板が固定されている間に、「ウォッブル」(+/−30°の角度を上回る移動)し得る。
[0087]第2のシャフト620は、カソードアセンブリ140の回転軸290と同じ方向に、及び/又は第1のシャフト610へと延在し得る。第1のシャフト610は、第2のシャフト620の少なくとも一部を取り囲み得る。第1のシャフト610は、外側シャフトであり得る。第2のシャフト620は、内側シャフトであり得る。第1のシャフト610は、第2のシャフト620とほぼ同心であり得る。絶縁装置、第1の絶縁部材262及び/又は第2の絶縁部材264は、第2のシャフト620を取り囲み得る。第1のシール210は、第2のシャフト620を取り囲み得る。
[0088]本書に記載のカソード駆動ユニット130は、カソードアセンブリ140を支持するためのベアリングを含み得る。カソードアセンブリ140は、ベアリングにおいてカソード駆動ユニット130に装着され得る。ベアリングは、カソード駆動ユニット130の動作中は高電位にあるように構成され得る。ベアリングは、カソードアセンブリ140の第1のシャフト610と接触し得る。ベアリングは、支持部材150と接触し得る又は支持部材150によって支持され得る。
[0089]第1のシャフト610は、高電位電源に接続されるように構成される。第1のシャフト610とベアリングとの間の接触、及びベアリングと支持部材150との間の接触を考慮すると、第1のシャフト610の高電位は、ベアリングを介して支持部材150に伝導される。それらの観点から、支持部材150は、カソード駆動ユニット130の動作中にも高電位にある。
[0090]上記は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態を、それらの基本範囲を逸脱せずに考案することが可能であり、それらの範囲は、以下の実用新案登録請求の範囲によって決定される。
Claims (15)
- 基板上に材料を堆積させるための堆積装置であって、
フランジを有する処理チャンバと、
前記フランジに連結されたカソード駆動ユニットであって、
支持部材と、
絶縁装置であって、前記絶縁装置の少なくとも一部は前記支持部材を前記フランジから隔て、第1の絶縁部材と前記第1の絶縁部材に隣接する第2の絶縁部材とを備える、絶縁装置と、
前記第1の絶縁部材と前記第2の絶縁部材との間のシールと
を備えるカソード駆動ユニットと
を備える、堆積装置。 - 前記支持部材は、前記カソード駆動ユニットの動作中は高電位にあるように構成されている、請求項1に記載の堆積装置。
- 前記シールは、前記支持部材と前記フランジとの間の電気アークの形成を防止するように構成されている、請求項1又は2に記載の堆積装置。
- 前記シールは、前記第1の絶縁部材と前記第2の絶縁部材との間の間隙を密閉する、請求項1から3のいずれか一項に記載の堆積装置。
- 前記シールは、カソードアセンブリの回転軸を取り囲む帯状のシールである、請求項1から4のいずれか一項に記載の堆積装置。
- カソードアセンブリのためのカソード駆動ユニットであって、前記カソード駆動ユニットは、処理チャンバのフランジに連結されるように構成されており、
前記カソード駆動ユニットの動作中は高電位にあるように構成されている支持部材と、
絶縁装置であって、前記絶縁装置の少なくとも一部は前記支持部材を前記処理チャンバの前記フランジから隔てるように配置され、第1の絶縁部材と前記第1の絶縁部材に隣接する第2の絶縁部材とを備える、絶縁装置と、
前記第1の絶縁部材と前記第2の絶縁部材との間のシールと
を備える、カソード駆動ユニット。 - 基板上に材料を堆積させるための堆積装置であって、
フランジを有する処理チャンバと、
前記フランジに連結されたカソード駆動ユニットであって、
支持部材と、
前記支持部材を前記フランジから隔てる第1の絶縁部材であって、前記フランジに面する第1の側面と前記支持部材に面する第2の側面とを有し且つ前記第1の側面から前記第2の側面へと延在する貫通孔を有する、第1の絶縁部材と、
前記第1の絶縁部材と前記フランジとの間のシールであって、前記貫通孔が前記シールから半径方向に外向きの位置に配置されている、シールと
を備えるカソード駆動ユニットと
を備える、堆積装置。 - 前記支持部材は、前記カソード駆動ユニットの動作中は高電位にあるように構成されている、請求項7に記載の堆積装置。
- 前記シールは、前記支持部材と前記フランジとの間の電気アークの形成を防止するように構成されている、請求項7又は8に記載の堆積装置。
- 前記シールは、カソードアセンブリの回転軸を取り囲む帯状のシールである、請求項7から9のいずれか一項に記載の堆積装置。
- 前記第1の絶縁部材は、前記貫通孔に配設された第1のファスナによって前記支持部材に留められる、請求項7から10のいずれか一項に記載の堆積装置。
- 前記シールは、前記カソードアセンブリの前記回転軸に対して様々な距離を有する、請求項7から11のいずれか一項に記載の堆積装置。
- 前記シールは第2のシールであり、前記カソード駆動ユニットは更に、
絶縁装置であって、前記第1の絶縁部材と、前記第1の絶縁部材に隣接する第2の絶縁部材とを含む、絶縁装置と、
前記第1の絶縁部材と前記第2の絶縁部材との間に配置された第1のシールと
を含む、請求項7から12のいずれか一項に記載の堆積装置。 - 回転軸を有するカソードアセンブリのためのカソード駆動ユニットであって、前記カソード駆動ユニットは、処理チャンバのフランジに連結されるように構成されており、
前記カソード駆動ユニットの動作中は高電位にあるように構成されている支持部材と、
前記支持部材を前記処理チャンバの前記フランジから隔てるように配置された第1の絶縁部材であって、前記フランジに面するように構成された第1の側面と、前記支持部材に面する第2の側面とを有し且つ前記第1の側面から前記第2の側面へと延在する貫通孔を有する、第1の絶縁部材と、
前記第1の絶縁部材におけるシールであって、前記貫通孔が前記シールから半径方向に外向きの位置に配置されている、シールと
を備える、カソード駆動ユニット。 - 前記シールは第2のシールであり、前記カソード駆動ユニットは更に、
前記第1の絶縁部材と、前記第1の絶縁部材に隣接する第2の絶縁部材とを含む絶縁装置と、
前記第1の絶縁部材と前記第2の絶縁部材との間に配置された第1のシールと
を備える、請求項14に記載のカソード駆動ユニット。
Applications Claiming Priority (2)
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP4204695B2 (ja) * | 1999-04-16 | 2009-01-07 | 株式会社アルバック | 蒸着源、蒸着装置 |
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