JP6876594B2

JP6876594B2 - スパッタ装置

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Publication number: JP6876594B2
Application number: JP2017218525A
Authority: JP
Inventors: 啓太三澤; 大和阿部; 新渡部; 崇竹見; 大介青沼
Original assignee: Canon Tokki Corp
Current assignee: Canon Tokki Corp
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2037-11-13
Also published as: KR20190054886A; CN109778127A; KR102655778B1; JP2019090075A; CN109778127B

Description

本発明は、マグネトロンスパッタリング方式のスパッタ装置に関する。

マグネトロンスパッタリング方式のスパッタ装置において、カソードとなるターゲットが、円筒状の部材により構成され、かつスパッタリングが行われる際に回転するように構成される技術が知られている。この技術においては、ターゲット付近のプラズマが高温になり、ターゲットや磁石が加熱されてしまう。ターゲットが高温になると損傷するおそれがあり、磁石が高温になると減磁または消磁してしまう。また、ターゲットが、バッキングチューブと、このバッキングチューブの外周面に接着剤によって接着されるターゲット材料とから構成される場合には、接着剤が融けてしまうおそれもある。そのため、上記のようなスパッタ装置においては、ターゲットや磁石を冷却するための冷却液流路が設けられている。

しかしながら、従来例に係るスパッタ装置においては、例えば、冷却液内に磁石が設けられるなどの構成が採用されていた。そのため、メンテナンス時において、磁石に付着した冷却液を拭き取る作業が必須となっており、作業性を低下させる原因になっていた。

特開２０１３−１００５６８号公報

本発明の目的は、磁石に冷却液が付着してしまうことを抑制するスパッタ装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のスパッタ装置は、
円筒状のターゲットと、前記ターゲットの構成原子による薄膜を形成させる基板との間に磁場を形成させた状態でスパッタリングを行うマグネトロンスパッタリング方式のスパッタ装置において、
前記ターゲットと連結して回転する回転部と、
前記ターゲットを冷却する冷却液が流れる冷却液流路と、
前記ターゲットの内部に設けられる密閉容器と、
前記磁場を形成する磁石と、前記磁石を支持する支持部材とを含み、前記密閉容器の内部に配置されるマグネットユニットと、を備え、
前記マグネットユニットにはベアリング部が設けられ、
前記密閉容器の内部に前記ベアリング部を案内する案内部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、磁石に冷却液が付着してしまうことを抑制することができる。

図１は本発明の実施例に係るスパッタ装置の概略構成図である。図２は本発明の実施例に係る磁石の配置構成を示す概略図である。図３は本発明の実施例に係るロータリーカソードの概略構成図である。図４は本発明の実施例に係るロータリーカソードの概略構成図である。図５は本発明の実施例に係る第１蓋体の正面図である。図６は本発明の実施例に係る第１蓋体の模式的断面図である。図７は本発明の実施例に係る第２蓋体の正面図である。図８は本発明の実施例に係る第２蓋体の模式的断面図である。図９は本発明の実施例に係るマグネット装置の組み立て手順説明図である。図１０は本発明の実施例に係るマグネット装置の組み立て手順説明図である。図１１は本発明の実施例に係るマグネット装置の組み立て手順説明図である。図１２は本発明の実施例に係るマグネット装置の組み立て手順説明図である。図１３は本発明の実施例に係るマグネット装置の組み立て手順説明図である。図１４は本発明の実施例に係るマグネット装置の組み立て手順説明図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図１４を参照して、本発明の実施例に係るマグネトロンスパッタリング方式のスパッタ装置について説明する。

＜スパッタ装置の全体構成＞
図１及び図２を参照して、本実施例に係るスパッタ装置１の全体構成について説明する。図１は本発明の実施例に係るスパッタ装置の概略構成図であり、スパッタ装置全体を断面的に見た場合の概略構成を示している。なお、図１中の上方は、スパッタ装置１が使用される際の鉛直方向の上方に相当し、図１中の下方は、スパッタ装置１が使用される際の鉛直方向下方に相当する。図２は磁石の配置構成を示す概略図である。

本実施例に係るスパッタ装置１は、内部を低圧力状態にすることのできるチャンバ２０と、チャンバ２０内の上部に設けられるロータリーカソード１０とを備えている。本実施例に係るチャンバ２０はアノードとしても機能する。また、チャンバ２０内の下部には、薄膜を形成させるための基板４０を載置する載置台３０が設けられている。なお、載置台３０は、基板４０を所望の位置に搬送することができるように構成されている。

ロータリーカソード１０は、カソードとなる円筒状のターゲット１００Ａと、ターゲット１００Ａの内部に設けられるマグネット装置１００Ｂとを備えている。ターゲット１００Ａとしては、ＳＵＳやＴｉからなるバッキングチューブの外周面にＩｎ等の接着剤によりターゲット材料が接着されたタイプやバッキングチューブとターゲット材料が一体となった一体型タイプのいずれも適用可能である。そして、ターゲット１００Ａは、載置台３０に載置される基板４０に対向する位置に設けられ、かつスパッタリングの際に回転するように構成されている。また、マグネット装置１００Ｂは、磁石１５１を有するマグネットユニット１５０を備えている。図２は図１中の磁石１５１を下方からみた図である。磁
石１５１は、使用時において、下方に異なる２種類の磁極（第１磁極１５１ａと第２磁極１５１ｂ）が向くように配置される。図示の例では、第１磁極１５１ａがＮ極、第２磁極１５１ｂがＳ極の場合を示しているが、第１磁極１５１ａをＳ極とし、第２磁極１５１ｂをＮ極としてもよい。そして、第２磁極１５１ｂは、第１磁極１５１ａとの間に間隔を空けて、かつ第１磁極１５１ａを取り囲むように設けられている。なお、本実施例に係る磁石１５１は複数の磁石が配列されることにより構成されている（図９，１０，１１，１３参照）。このように、ターゲット１００Ａの内部にマグネット装置１００Ｂが備えられることにより、ターゲット１００Ａと基板５０との間には磁場（漏えい磁場）が形成される。

以上のように構成されるスパッタ装置１においては、ターゲット１００Ａとアノードであるチャンバ２０との間に一定以上の電圧を印加することにより、これらの間にプラズマが発生する。そして、プラズマ中の陽イオンがターゲット１００Ａに衝突することで、ターゲット１００Ａからターゲット材料の粒子が放出される。ターゲット１００Ａから放出された粒子は、衝突を繰り返しながら、放出された粒子のうちターゲット物質の中性の原子が基板４０に堆積していく。これにより、基板４０には、ターゲット１００Ａの構成原子による薄膜が形成される。また、本実施例に係るスパッタ装置１においては、上記の漏えい磁場によって、図１中Ｐに示す付近（ターゲット１００Ａに対して略平行な磁場が形成される付近）にプラズマを集中させることができる。これにより、効率的にスパッタリングが行われるため、基板４０へのターゲット物質の堆積速度を向上させることができる。更に、本実施例に係るスパッタ装置１においては、スパッタリングの最中にターゲット１００Ａが回転するように構成されている。これにより、ターゲット１００Ａの消耗領域（エロ―ジョンによる浸食領域）が一部に集中することはなく、ターゲット１００Ａの利用効率を高めることができる。

＜ロータリーカソード＞
特に、図３〜図８を参照して、本実施例に係るロータリーカソード１０について、より詳細に説明する。図３及び図４は本発明の実施例に係るロータリーカソード１０の概略構成図であり、ロータリーカソード１０を断面的に見た場合の概略構成を示している。なお、図３はロータリーカソード１０におけるターゲット１００Ａの回転機構を説明するための図であり、主に回転機構に関係する部材を簡略的に示しており、回転機構に関係のない部材については、適宜、省略している。また、図４はロータリーカソード１０における冷却液流路を説明するための図であり、主に冷却液流路に関係する部材を簡略的に示しており、冷却液流路に関係のない部材については、適宜、省略している。図５は本発明の実施例に係る第１蓋体の正面図（図４において、左側から見た図に相当する）である。図６は本発明の実施例に係る第１蓋体の模式的断面図であり、図５中のＳＳ断面図に相当する。図７は本発明の実施例に係る第２蓋体の正面図（図４において、右側から見た図に相当する）である。図８は本発明の実施例に係る第２蓋体の模式的断面図であり、図７中のＴＴ断面図に相当する。

ロータリーカソード１０は、ターゲット１００Ａを有するロータリーカソード装置本体１００と、ターゲット１００Ａを回転させる機能を有するエンドブロック２００と、ターゲット１００Ａを回転自在に支持する機能を有するサポートブロック３００とを備えている。

ロータリーカソード装置本体１００は、ターゲット１００Ａと、ターゲット１００Ａ内に設けられるマグネット装置１００Ｂと、ターゲット１００Ａに固定され、かつサポートブロック３００に回転自在に支持されるサポートブロック側環状部材１００Ｄとを備えている。また、マグネット装置１００Ｂは、密閉容器１００Ｃと、密閉容器１００Ｃ内に設けられるマグネットユニット１５０（図３〜図８では省略している）とを備えている。更
に、密閉容器１００Ｃ内には管１６０も設けられている。

エンドブロック２００は、チャンバ２０に対して固定されるケース２１０と、ケース２１０内に設けられる軸状部材２２０と、軸状部材２２０に対して回転自在に設けられるエンドブロック側環状部材２３０とを備えている。このエンドブロック側環状部材２３０には、回転プーリ２４０が固定されている。そして、この回転プーリ２４０にはモータ２６０によって回転するベルト２５０が巻き付けられている。また、軸状部材２２０とエンドブロック側環状部材２３０との間には一対の軸受Ｂが設けられている。これにより、軸状部材２２０に対して、エンドブロック側環状部材２３０は回転することができる。また、軸状部材２２０とエンドブロック側環状部材２３０との間の環状隙間を封止する密封装置２７０も設けられている。この密封装置２７０は、軸状部材２２０とエンドブロック側環状部材２３０との相対的な回転を可能としつつ、上記の環状隙間を封止する機能を有している。また、マグネット装置１００Ｂと軸状部材２２０は、ピンなどの連結部材２８０によって連結されている。従って、マグネット装置１００Ｂが軸状部材２２０に対して回転することはない。また、エンドブロック側環状部材２３０とターゲット１００Ａは、クランプなどの締結部材２９０によって固定されている。なお、エンドブロック側環状部材２３０とターゲット１００Ａとの間の環状隙間を封止するガスケットＧも設けられている。更に、ケース２１０とエンドブロック側環状部材２３０との間にも軸受Ｂ及び密封装置２７５が設けられている。従って、ケース２１０に対して、エンドブロック側環状部材２３０は回転することができ、かつケース２１０とエンドブロック側環状部材２３０との間の環状隙間は封止される。これにより、ケース２１０内を低圧力状態に維持することができる。

サポートブロック３００は、チャンバ２０に対して固定される。そして、上述したサポートブロック側環状部材１００Ｄには、サポートブロック３００に形成された貫通孔３１０に挿入される軸部１００Ｄ１が設けられている。この軸部１００Ｄ１と貫通孔３１０との間に軸受Ｂが設けられることにより、サポートブロック３００に対して、サポートブロック側環状部材１００Ｄは回転することができる。また、サポートブロック側環状部材１００Ｄには、マグネット装置１００Ｂに対して、サポートブロック側環状部材１００Ｄを回転自在にするための軸受用穴１００Ｄ２が設けられている。この軸受用穴１００Ｄ２の内周面側に軸受Ｂが設けられることによって、マグネット装置１００Ｂに対して、サポートブロック側環状部材１００Ｄは回転することができる。また、軸受用穴１００Ｄ２の内周面側には、冷却液が軸受Ｂ側に漏れてしまうことを抑制するための密封装置１００Ｄ３が設けられている。この密封装置１００Ｄ３は、マグネット装置１００Ｂとサポートブロック側環状部材１００Ｄとの相対的な回転を可能としつつ、これら２部材間の環状隙間を封止する機能を有している。また、サポートブロック側環状部材１００Ｄとターゲット１００Ａは、クランプなどの締結部材１００Ｄ４によって固定されている。なお、サポートブロック側環状部材１００Ｄとターゲット１００Ａとの間の環状隙間を封止するガスケットＧも設けられている。

以上のように構成されるロータリーカソード１０によれば、モータ２６０によって回転するベルト２５０によって、エンドブロック側環状部材２３０とターゲット１００Ａとサポートブロック側環状部材１００Ｄが回転する。このとき、軸状部材２２０とマグネット装置１００Ｂは回転しない。

次に、特に、図４〜図８を参照して、冷却液流路の構成について説明する。軸状部材２２０の内部には、供給管２２１ａに繋がる第１流路２２１と、排出管２２２ａに繋がる第２流路２２２が、軸線方向に伸びるように形成されている。また、密閉容器１００Ｃは、密閉容器本体１１０と、密閉容器本体１１０の両端にそれぞれ固定される一対の蓋体（以下、「第１蓋体１２０，第２蓋体１３０」と称する）とを備えている。更に、密閉容器１
００Ｃ内には、上記の通り、管１６０が設けられている。

第１蓋体１２０について、特に、図５及び図６を参照して、より詳細に説明する。なお、図６においては、ロータリーカソード１０が組み立てられた状態において、軸受Ｂと密封装置１００Ｄ３と管１６０を点線にて示している。第１蓋体１２０は、サポートブロック側環状部材１００Ｄの軸受用穴１００Ｄ２に挿入される軸部１２１と、管１６０が挿入される挿入孔１２２とを備えている。なお、軸部１２１と軸受用穴１００Ｄ２との間の環状隙間に、上述した軸受Ｂと密封装置１００Ｄ３が設けられる。また、本実施例においては、管１６０は２本設けられており、挿入孔１２２も２か所に設けられている。挿入孔１２２と管１６０との間の環状隙間はガスケットＧ（例えば、Ｏリング）によって封止される。更に、第１蓋体１２０には、この第１蓋体１２０が密閉容器本体１１０に固定されるためのボルト等の軸部が挿通される挿通孔１２３が複数設けられている。

第２蓋体１３０について、特に、図７及び図８を参照して、より詳細に説明する。なお、図８においては、ロータリーカソード１０が組み立てられた状態において、軸状部材２２０と管１６０を点線にて示している。第２蓋体１３０には、管１６０が挿入される２つの挿入孔１３１が設けられている。なお、挿入孔１３１と管１６０との間の環状隙間はガスケットＧ（例えば、Ｏリング）によって封止される。また、第２蓋体１３０には、二つの挿入孔１３１により形成される流路と、軸状部材２２０における第２流路２２２とを繋ぐ繋ぎ流路孔１３２が設けられている。なお、第２流路２２２を形成する環状部の外周面と流路孔１３２の内周面との間の環状隙間はガスケットＧ（例えば、Ｏリング）によって封止される。また、第２蓋体１３０には、上述したマグネット装置１００Ｂと軸状部材２２０とを連結するための連結部材２８０が嵌る嵌合穴１３３が設けられている。更に、第２蓋体１３０には、この第２蓋体１３０が密閉容器本体１１０に固定されるためのボルト等の軸部が挿通される挿通孔１３４が複数設けられている。

以上の構成により、密閉容器１００Ｃ内に設けられる管１６０によって、密閉容器１００Ｃの一端側の外部から密閉容器１００Ｃの内部を通り、密閉容器１００Ｃの他端側の外部に至る冷却液流路が形成される。また、ターゲット１００Ａと密閉容器本体１１０との間の環状隙間も冷却液流路の一部となる。

以上のように構成される冷却液流路により、供給管２２１ａから送られてきた冷却液は、軸状部材２２０の第１流路２２１を通り、ターゲット１００Ａと密閉容器本体１１０との間の環状隙間へと流れて行く。そして、冷却液は、第１蓋体１２０の挿入孔１２２から管１６０内を通り、更に、第２蓋体１３０の繋ぎ流路孔１３２から軸状部材２２０の第２流路２２２を通って、排出管２２２ａへと流れて行く（図４中の矢印参照）。なお、冷却液を流す方向は、図４中の矢印とは反対方向となるようにしてもよい。この場合には、図中の排出管２２２ａを供給管として、供給管２２１ａを排出管とすればよい。

このような冷却液流路によって、装置外部に冷却液が漏れてしまうことを抑制することができ、かつ密閉容器１００Ｃ内におけるマグネットユニット１５０等が配置されている空間に冷却液が漏れてしまうことを抑制することができる。

＜マグネット装置＞
図９〜図１４を参照して、本実施例に係るマグネット装置１００Ｂについて説明する。図９〜図１４は本発明の実施例に係るマグネット装置１００Ｂの組み立て手順を説明する図である。なお、図９〜図１１及び図１３においては、説明の便宜上、マグネット装置１００Ｂを構成する密閉容器１００Ｃの構成部材については、密閉容器１００Ｃの中心軸線を含む面で密閉容器１００Ｃを切断した断面図を簡略的に示し、マグネットユニット１５０については側面図を簡略的に示している。また、図１２及び図１４においては、密閉容
器１００Ｃの中心軸線に対して垂直な面でマグネット装置１００Ｂを切断した断面図を簡略的に示している。

本実施例に係るスパッタ装置１は、上記の通り、マグネトロンスパッタリング方式が採用されており、ターゲット１００Ａと基板５０との間に磁場を形成させている（図１参照）。そして、プラズマを適正な位置に集中させるためには、磁石１５１の表面をターゲット１００Ａの内周面に十分に近づける必要がある。しかしながら、マグネットユニット１５０は重量が重く、マグネットユニット１５０を密閉容器１００Ｃ内に搬入させる際に、磁石１５１や密閉容器１００Ｃが摺動により傷付いてしまうおそれがある。これにより、各部材が損傷してしまったり、密閉容器１００Ｃの密閉性が低下してしまったりするおそれがある。そこで、本実施例に係るスパッタ装置１においては、マグネット装置１００Ｂを、密閉容器１００Ｃに搬入する際、及び密閉容器１００Ｃから搬出する際に、各部材が摺動することを抑制しつつ、磁石１５１の表面を密閉容器本体１１０の内周面に十分に近づけることを可能とする構造（機構）が採用されている。なお、磁石１５１の表面を密閉容器本体１１０の内周面に近づけることにより、磁石１５１の表面はターゲット１００Ａの内周面に近づけることになる。

マグネット装置１００Ｂは、ターゲット１００Ａ内に設けられる密閉容器１００Ｃと、密閉容器１００Ｃ内に設けられるマグネットユニット１５０とを備えている。

密閉容器１００Ｃは、上記の通り、密閉容器本体１１０と、密閉容器本体１１０の両端にそれぞれ固定される第１蓋体１２０及び第２蓋体１３０とを備えている。密閉容器本体１１０は、円筒部１１１と、円筒部１１１の両端に形成される一対の内向きフランジ部１１２，１１３とを有している。また、密閉容器１００Ｃは、一対の内向きフランジ部１１２，１１３の各端面と、一対の第１蓋体１２０，第２蓋体１３０の各端面との間をそれぞれ封止する一対の端面シール１１２ａ，１１３ａを備えている。なお、本実施例においては、これらの端面シール１１２ａ，１１３ａは、一対の内向きフランジ部１１２，１１３にそれぞれ設けられた環状の装着溝に装着される。ただし、第１蓋体１２０及び第２蓋体１３０にそれぞれ環状の装着溝を設けて、これらの装着溝に端面シール１１２ａ，１１３ａをそれぞれ装着させるようにしてもよい。なお、端面シール１１２ａ，１１３ａについては、エラストマー製の各種シールリング（断面形状が円形のＯリングや、断面形状が矩形の角リングなど）を適用可能である。

マグネットユニット１５０は、上述した磁石１５１と、磁石１５１を支持する支持部材１５２とがユニット化されることにより構成されている。より具体的には、このマグネットユニット１５０は、複数の磁石１５１と、支持部材１５２と、磁石１５１と支持部材１５２との間の距離を調整する複数の薄板１５３と、複数のベアリング部１５４とから構成される。また、支持部材１５２は、設置時において水平となるように設けられる水平板部１５２ａと、水平板部１５２ａの中央から磁石１５１が設けられている側とは反対側に伸びるように設けられる鉛直板部１５２ｂとを一体に備えている。これにより、支持部材１５２の断面形状は、図１２及び図１４に示すようにＴ字形状となる。そして、支持部材１５２における鉛直板部１５２ｂの両側にそれぞれ複数のベアリング部１５４が設けられている。本実施例に係るベアリング部１５４は回転自在なコロにより構成されている。

密閉容器１００Ｃの内部には、両端がそれぞれ第１蓋体１２０と第２蓋体１３０に固定されるガイド部材１４０が設けられている。このガイド部材１４０は、平板状のガイドレール部１４１と、平板状の一対の支持部１４２と、これらガイドレール部１４１と一対の支持部１４２とを連結する一対の連結部１４３とから構成される。ガイドレール部１４１は、マグネットユニット１５０におけるベアリング部１５４を案内する役割を担っている。すなわち、ガイドレール部１４１における支持部１４２と対向する面は、マグネットユ
ニット１５０が密閉容器１００Ｃ内に搬入される際、及びマグネットユニット１５０が密閉容器１００Ｃから搬出される際に、ベアリング部１５４を案内する案内部１４１ａとして構成される。また、支持部１４２は、マグネットユニット１５０におけるベアリング部１５４を位置決め支持する役割を担っている。すなわち、支持部１４２におけるガイドレール部１４１と対向する面は、スパッタリングの際に、マグネットユニット１５０の密閉容器１００Ｃに対する径方向の位置決めを行う位置決め部１４２ａとして構成される。なお、ベアリング部１５４が位置決め部１４２ａに載置されることで、マグネットユニット１５０は密閉容器１００Ｃに対する径方向の位置決めがなされる（図１４参照）。

以上のように構成されるガイド部材１４０によれば、案内部１４１ａと位置決め部１４２ａは対向するように設けられる。また、一対の支持部１４２の間には隙間が形成されており、この隙間にマグネットユニット１５０における支持部材１５２の鉛直板部１５２ｂが入り込むように構成されている（図１２及び図１４参照）。なお、一対の支持部１４２の各先端部１４２ｂは、支持部材１５２の鉛直板部１５２ｂの左右方向の移動を規制するストッパとしての役割を担っている。また、密閉容器１００Ｃの内部には、ガイド部材１４０及びマグネットユニット１５０の妨げにならない位置に、上述した２つの管１６０が設けられている。

次に、マグネット装置１００Ｂの組み立て手順について説明する。本実施例に係るマグネット装置１００Ｂの組み立て工程には、密閉容器１００Ｃ内にマグネットユニット１５０を搬入する搬入工程と、密閉容器１００Ｃを反転させる反転工程とがある。まず、搬入工程について説明する。図９〜図１２は搬入工程の説明図である。図９〜図１１においては、説明の便宜上、ガイド部材１４０のうちガイドレール部１４１の位置を点線にて示している。

図９は密閉容器１００Ｃ内へのマグネットユニット１５０の搬入開始直後の様子を示している。搬入工程に先立って、密閉容器本体１１０に第１蓋体１２０が固定される。そして、マグネットユニット１５０に設けられた複数のベアリング部１５４のうち、搬入方向の先端側のベアリング部１５４がガイドレール部１４１の案内部１４１ａに乗り上げるように、マグネットユニット１５０が密閉容器本体１１０の内部に搬入される。その後、マグネットユニット１５０は、密閉容器本体１１０の内部に更に押し込まれる。この時、コロであるベアリング部１５４が案内部１４１ａに沿って転がるため、マグネットユニット１５０は密閉容器本体１１０の内部の適正な位置に案内される。なお、図１０はマグネットユニット１５０が押し込まれる途中の様子を示しており、図１１はマグネットユニット１５０が適正な位置まで押し込まれた状態（搬入工程終了時の状態）を示している。また、図１２は搬入工程が終了した状態におけるマグネット装置１００Ｂの模式的断面図を示している。

ここで、本実施例においては、密閉容器本体１１０における円筒部１１１の両端の内向きフランジ部１１２，１１３のうち、図９〜図１１中右側の内向きフランジ部１１２側からマグネットユニット１５０が密閉容器１００Ｃ内に搬入される。なお、メンテナンス時においては、同様に、図中右側の内向きフランジ部１１２側からマグネットユニット１５０は密閉容器１００Ｃから搬出される。この内向きフランジ部１１２の内周側端部の寸法及び形状は、マグネットユニット１５０を搬入する際、及び搬出する際に、マグネットユニット１５０が内向きフランジ部１１２に引っ掛かることのないように設計されている。従って、内向きフランジ部１１２の外側から円筒部１１１内を真っ直ぐに見た場合には、ガイドレール部１４１の案内部１４１ａの表面が見えるように設計されている。また、内向きフランジ部１１２の内周側端部と円筒部１１１の外周面との径方向距離の最大値をＬ１とし、ベアリング部１５４が案内部１４１ａに載置された状態で、磁石１５１の表面と円筒部１１１の外周表面との径方向距離の最大値をＬ３とすると、Ｌ３＞Ｌ１を満たす。

次に、反転工程について説明する。図１３及び１４は反転工程の説明図であり、反転工程後の状態を示している。図１３においては、説明の便宜上、ガイド部材１４０のうち支持部１４２の位置を点線にて示している。マグネットユニット１５０が予め定められた位置まで搬入された後に、密閉容器１００Ｃは、密閉容器１００Ｃの中心軸線を中心にして１８０°回転される。例えば、マット上で密閉容器１００Ｃを転がすことで、密閉容器１００Ｃを反転させることができる。これにより、ベアリング部１５４がガイド部材１４０における案内部１４１ａに載置されている状態から、マグネットユニット１５０は自然落下して、ベアリング部１５４がガイド部材１４０における位置決め部１４２ａに載置された状態となる。これにより、磁石１５１は密閉容器本体１１０における円筒部１１１の内周面に十分に近づいた状態となる。なお、ベアリング部１５４が位置決め部１４２ａに載置された状態で、磁石１５１の表面と円筒部１１１の外周表面との径方向距離の最大値をＬ２とすると、Ｌ１＞Ｌ２を満たす。

この反転工程後に、第２蓋体１３０が密閉容器本体１１０に固定される。ただし、第２蓋体１３０が密閉容器本体１１０に固定された後に、反転工程を行うようにしてもよい。そして、メンテナンス時において、マグネットユニット１５０全体またはマグネットユニット１５０を構成する各種部材を交換等する場合には、上記の工程を逆に行えば良い。

ここで、上述の搬入工程及び反転工程については、作業者が手作業により行うことができる。ただし、これらの工程においては、作業性を高めるために治具を用いてもよい。または、これらの工程を自動的に行う装置を用いることもできる。

＜本実施例に係るスパッタ装置の優れた点＞
本実施例に係るスパッタ装置１によれば、プラズマを集中させるための磁場を形成させる磁石１５１が、冷却液流路と隔離されるように密閉容器１００Ｃ内に配置されている。これにより、磁石１５１に冷却液が付着してしまうことを抑制することができる。従って、メンテナンス時の作業性を高めることができる。

また、本実施例に係るスパッタ装置１によれば、マグネット装置１００Ｂが密閉容器１００Ｃに搬入等される際に、各部材が摺動することを抑制しつつ、磁石１５１の表面をターゲット１００Ａの内周面に十分に近づけることができる。

（その他）
本実施例においては、ガイド部材１４０に、ベアリング部１５４が案内される案内部１４１ａを有するガイドレール部１４１と、ベアリング部１５４を位置決め支持する位置決め部１４２ａを有する支持部１４２とが設けられる場合の構成を示した。しかしながら、本発明においては、このような構成に限定されることはなく、案内部を有するガイドレール部と、位置決め部を有する支持部とを別々の部材により構成することもできる。

また、本実施例においては、ベアリング部１５４が、ガイドレール部１４１の案内部１４１ａに案内され、かつ支持部１４２の位置決め部１４２ａに位置決め支持される場合の構成を示した。しかしながら、本発明においては、このような構成に限定されることはなく、ガイドレール部の案内部に案内されるベアリングとは別に、支持部の位置決め部に位置決め支持される部分を設ける構成を採用することもできる。

更に、本実施例においては、ベアリング部１５４が、回転自在なコロにより構成される場合を示した。しかしながら、本発明におけるベアリングは、コロのような転がり軸受けに限らず、すべり軸受けを採用することもできる。

１…スパッタ装置，１０…ロータリーカソード，１０Ａ…ターゲット，１００…ロータリーカソード装置本体，１００Ａ…ターゲット，１００Ｂ…マグネット装置，１００Ｃ…密閉容器，１４０…ガイド部材，１５０…マグネットユニット，１５１…磁石，２００…エンドブロック，３００…サポートブロック

Claims

円筒状のターゲットと、前記ターゲットの構成原子による薄膜を形成させる基板との間に磁場を形成させた状態でスパッタリングを行うマグネトロンスパッタリング方式のスパッタ装置において、
前記ターゲットと連結して回転する回転部と、
前記ターゲットを冷却する冷却液が流れる冷却液流路と、
前記ターゲットの内部に設けられる密閉容器と、
前記磁場を形成する磁石と、前記磁石を支持する支持部材とを含み、前記密閉容器の内部に配置されるマグネットユニットと、を備え、
前記マグネットユニットにはベアリング部が設けられ、
前記密閉容器の内部に前記ベアリング部を案内する案内部が設けられていることを特徴とするスパッタ装置。
前記密閉容器は、
円筒部と、該円筒部の両端に形成される一対の内向きフランジ部とを有する密閉容器本体と、
前記密閉容器本体の両端にそれぞれ固定される一対の蓋体と、
前記一対の内向きフランジ部の各端面と、前記一対の蓋体の各端面との間をそれぞれ封止する一対の端面シールと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
前記一対の内向きフランジ部のうち、前記マグネットユニットが搬入又は搬出される側の内向きフランジ部の内周側端部と前記円筒部の外周面との径方向距離の最大値をＬ１とし、
スパッタリングの際における、前記磁石表面と前記円筒部の外周表面との径方向距離の最大値をＬ２とすると、
Ｌ２＜Ｌ１を満たすことを特徴とする請求項２に記載のスパッタ装置。
前記密閉容器の内部には、
スパッタリングの際に、前記マグネットユニットの前記密閉容器に対する径方向の位置決めを行う位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のスパッタ装置。
前記案内部と前記位置決め部は対向していることを特徴とする請求項４に記載のスパッタ装置。
前記ベアリング部が前記位置決め部に載置されることで、前記マグネットユニットの前記位置決めがなされることを特徴とする請求項４または５に記載のスパッタ装置。
前記案内部は、
前記マグネットユニットが前記密閉容器内に搬入又は搬出される際に前記ベアリング部が当接する平板状のガイドレール部と、
前記スパッタリングを行う際に前記ベアリング部を位置決め支持する平板状の支持部と、
前記ガイドレール部と前記支持部とを連結する連結部と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のスパッタ装置。
前記ガイドレール部と支持部とは対向して配置され、
前記ベアリング部が前記ガイドレール部に載置されている状態から、前記密閉容器が該密閉容器の中心軸線を中心にして１８０°回転することで、前記ベアリング部が前記支持部に載置された状態となることを特徴とする請求項７に記載のスパッタ装置。
円筒状のターゲットと、前記ターゲットの構成原子による薄膜を形成させる基板との間に磁場を形成させた状態でスパッタリングを行うマグネトロンスパッタリング方式のスパッタ装置において、
前記ターゲットと連結して回転する回転部と、
前記ターゲットを冷却する冷却液が流れる冷却液流路と、
前記ターゲットの内部に設けられる密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置され、前記磁場を形成する磁石と、を備え、
前記密閉容器は、
円筒部と、該円筒部の両端に形成される一対の内向きフランジ部とを有する密閉容器本体と、
前記密閉容器本体の両端にそれぞれ固定される一対の蓋体と、
前記一対の内向きフランジ部の各端面と、前記一対の蓋体の各端面との間をそれぞれ封止する一対の端面シールと、を有することを特徴とするスパッタ装置。
前記磁石と、前記磁石を支持する支持部材とを含み、前記密閉容器の内部に配置されるマグネットユニット、を備え、
前記一対の内向きフランジ部のうち、前記マグネットユニットが搬入又は搬出される側の内向きフランジ部の内周側端部と前記円筒部の外周面との径方向距離の最大値をＬ１とし、
スパッタリングの際における、前記磁石表面と前記円筒部の外周表面との径方向距離の最大値をＬ２とすると、
Ｌ２＜Ｌ１を満たすことを特徴とする請求項９に記載のスパッタ装置。
前記密閉容器の一端側の外部から該密閉容器の内部を通り、該密閉容器の他端側の外部に至るように前記冷却液流路の一部を形成する管が、前記密閉容器内に設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のスパッタ装置。
前記ターゲットと前記密閉容器との間の環状隙間が前記冷却液流路の一部となっていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のスパッタ装置。