JPH06299355A - 真空成膜装置 - Google Patents
真空成膜装置Info
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- JPH06299355A JPH06299355A JP11106593A JP11106593A JPH06299355A JP H06299355 A JPH06299355 A JP H06299355A JP 11106593 A JP11106593 A JP 11106593A JP 11106593 A JP11106593 A JP 11106593A JP H06299355 A JPH06299355 A JP H06299355A
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Abstract
ス時間を大巾に短縮させること。 [構成] シャッター機構40は載置部42とアーム部
41とからなり、載置部42に切欠42cを形成させて
いる。アーム41はA’の第1位置とB’の第2位置を
通り、A’位置では載置部42に載せているシャッター
板50を、下方の基板支持アッセンブリ60に設けられ
ている支持ロッド7aを上昇させて、載置部42から離
脱させた後、載置部42はB’位置へと戻す。次いで、
板材受渡機構の支持ロッド7aを下降させ、支持台6a
上にシャッター板50を整列して載せる。
Description
に半導体、電子機器、電子部品の製造装置などに用いら
れ、例えばスパッタリング方法を用いて基板に成膜する
ための真空成膜装置に関する。
のスパッタリング法を用いた真空成膜装置を示すもので
あるが、その装置全体はSで示され、成膜室チャンバ1
は図において左方で隣接する搬送室2に仕切バルブ3を
介して結合されている。成膜室チャンバ1の上壁部に
は、カソードアッセンブリ4が固定されており、この下
面部で成膜室チャンバ1内に位置して、成膜材料となる
ターゲット、例えばチタンでなるターゲットTが固定さ
れている。ターゲットTは公知の構造を有し、その保持
部はチャンバの上蓋5の開口に嵌着した取付部材5aを
介して上蓋5に取り付けられている。
所定の距離をおいて対向して、アノードとしての基板電
極アッセンブリ6が成膜チャンバ1の底壁部に固定され
ており、これが図4に示すように円形であるが、その中
央部に基板載置台6aを突起した状態で一体的に形成さ
せており、またこの載置部の中央部には図4に示すよう
に4個の上下方向に延びる貫通孔6bが形成されてお
り、これらをそれぞれ挿通して上下動可能に4本の支持
ロッド7aが通常は図3に示すように、引っ込み位置を
とっている。これら支持ロッド7aは、この下端部で円
板7に植設されており、この中央部が駆動軸14aに固
定され、これは真空ベローズ15を下方に挿通して上下
駆動アクチュエータ10の駆動軸14に結合されてい
る。アクチュエータ10の上壁面には、駆動部取付板1
1が一体的に固定されており、これにシャフト16a、
16bの下方部が固定されており、この上方部は取付板
11と並列に上方に設けられたガイド取付板12に固定
された一対の軸方向ガイド部材13a、13bに摺動自
在に挿通している。これにより、ガイド取付板12は正
確に上下方向に移動する。すなわち、アクチュエータ1
0の駆動軸14の上下方向の移動力を、正確にその上方
部にある支持ロッド7aの上下方向の移動力として伝達
する。
ように平面形状が長方形の仕切りバルブ3に対向した部
分に切欠きのる箱形の防着部材8aとこの上端部を被覆
するように、すなわちこの上面に対向する上蓋5の壁面
を被覆するようにキャップ状防着部材8bと防着部材8
aの切欠き部をカバーする板状の防着部材8cとが成膜
チャンバ1内に設けられている。一方の防着部材8cは
一点鎖線で示すように上下動し、図示の実線の位置で成
膜作用が行なわれ、一点鎖線で示す下方位置は搬送室2
から成膜すべき基板を成膜チャンバ1内に搬入し、かつ
成膜された基板を搬送室2へと搬出する時にとる位置で
ある。
るのであるが、この下方で基板電極アッセンブリ6の載
置台6a上に載置された基板の表面上にTi/TiNの
薄膜を形成する前に、いわゆるダミースパッタと言われ
る事前スパッタリングが行なわれるが、この時には、基
板電極アッセンブリ6上に基板が配設される載置台6a
の直上方を完全にターゲットTに対して、被覆するよう
にシャッター機構18が設けられている。シャッター機
構18は図4に明示されるように円形のシャッター本体
9aとこの外周部に固定された駆動アーム9bとこのア
ーム9bの下端部に垂直に固定された駆動軸9cと、こ
の駆動軸9cを駆動するアクチュエータ9dとからなっ
ている。図3及び図4で実線で示す位置が基板電極アッ
センブリ6の基板載置台6aをカバーする第1位置Aで
あり、ダミースパッタが終わり、本工程としてのスパッ
タリングが行なわれる時には、図4で一点鎖線で示され
る回避位置Bである第2位置に移動させられる。なお、
図示せずとも成膜チャンバ1には、公知のバルブ、ガス
導入口、排気系などが接続されている。
膜装置は、以上のように構成されるが、次にこの作用に
ついて説明する。
入る前にダミースパッタが行なわれるのであるが、これ
はカソードアッセンブリ4に取り付けられたチタンのタ
ーゲットTの表面を清浄にするためと、TiN膜剥離抑
制のために行なわれるのであるが、図示しないガス導入
口よりアルゴンを成膜チャンバ1内に導入する。そし
て、図示しない高周波または直流電源からカソードアッ
センブリ4に電圧を印加する。公知のスパッタリング現
象により、ターゲットTからはチタンの原子が飛び出
し、今、A位置に置かれているシャッター板9aにチタ
ンの薄膜が形成されると共に、この周囲の防着部材(ス
テンレスでなる)8a(実線の位置にある)の内周面及
び底壁面、更にカバー部材としての防着部材8bの内壁
面にも、チタンが薄膜として付着する。この時、シャッ
ター本体9aで被覆されている下方の基板電極アッセン
ブリ6の載置台6a上にはチタンの膜は形成されない。
また、図4で明示されるように、シャッター本体9aの
一部及びアーム9bにより被覆されている基板電極アッ
センブリ6の対向部分及び防着部材8aの一部はチタン
が成膜されない。
タが行なわれ、ターゲットTの表面は清浄になり、また
防着部材8a、8b、8cの内壁面にはチタンの薄膜が
形成されており、これは強固に付着して剥離強度が強い
ので、これにより本工程としてのスパッタリング時に基
板への成膜中に不純物として導入することが防止され
る。
アルゴンガスに混合して窒素ガスが導入され、いわゆる
ガス反応を行なって、基板にTiNの薄膜を形成するの
であるが、これに先立ち、搬送室2からは図示しない搬
送ロボットにより薄膜を形成すべき基板(例えば、シリ
コンウェハー)を仕切バルブ3を開けて、成膜チャンバ
1内に搬入される。この前にシャッター機構18のシャ
ッター本体9aは回避位置Bへとアクチュエータ9bの
駆動により移動しているので、搬送チャンバ2から搬入
される基板は何ら障害物なく、基板電極アッセンブリ6
の載置台6aの直上方に持ちきたされ、ここで停止す
る。この後、アクチュエータ10の駆動により駆動軸1
4aを上方へと駆動させ、支持ロッド7aは貫通孔6b
を通って上方に突出し、図示しないロボットのハンドで
支持されている基板の下面を支持してロボットのハンド
から上方へと離脱させる。次いで、ロボットのアームは
搬送室2へと後退する。この後、アクチュエータ10を
下方移動に切り換えると、支持ロッド7aは貫通孔6b
内に後退した位置をとり、よって基板は載置台6a上に
設置される。
り、基板上にはTiNの薄膜が形成されるのであるが、
上述したようにシャッター本体9aは基板電極アッセン
ブリ6の載置台6aのみならず、この周辺部及び防着板
8aの一部分も被覆していたことにより、その材質面が
露出しているのでこの上にTiNの膜が形成されること
になる。このTiN膜は剥離強度が非常に小さく、僅か
な機械的振動などにより剥離し、これが舞い上り基板電
極アッセンブリ6の載置台6a上に支持され成膜中の基
板の上に不純物として侵入することになる。
aが基板電極アッセンブリ6の載置台6aからある距離
(例えば数mm)をおいて載置台6aを被覆しているの
で、この隙間を通って基板載置台6a上にダミースパッ
タ時におけるチタンが付着しないようにシャッター本体
9aの面積を充分に大としているので、なおさら上述の
ような広いTiN膜の非形成部分を生じるのであるが、
また図4に明示されるように、このように大きなシャッ
ター本体9aを完全に回避位置Bに移動させるために、
防着板8aのサイズは非常に大きくなり、従ってこれを
収容する成膜チャンバ1の容積も大となる。更に、シャ
ッター本体9aには、ターゲットTからダミースパッタ
時にチタンの薄膜が形成されると共に本工程のスパッタ
時にはTiN膜も部分的に形成されることにより、定期
的にこれを取り替えるか剥離しなければならない。この
時には、上蓋5を取り外し、勿論、この前に成膜チャン
バ1内の真空を大気圧に戻す。すなわち真空を破壊した
後に行なわなければならず、再びこの真空破壊から上蓋
5を取り付けて、成膜時の真空状態を得るためには、装
置ダウンタイムをかなり長く必要とするので、装置稼働
率を大巾に低下させていた。
に鑑みてなされ、装置全体を小型化し、その稼働率を大
巾に向上させることができる真空成膜装置を提供するこ
とを目的とする。
内に成膜用材料供給源と対向して基板支持台を配設し、
前記成膜用材料供給源からの材料が成膜される基板を支
持する前記基板支持台の支持面と、前記成膜材料供給源
との間に前記支持面に対し前記成膜材料供給源からの材
料を遮断する第1位置と、遮断しない第2位置とを選択
的にとり得るシャッター手段を設けた真空成膜装置にお
いて、前記シャッター手段は前記第1位置で前記基板支
持台の一部と対向する切欠部を有する載置部と、該載置
部を前記第1位置か第2位置かに選択的に移動させる駆
動部材と、前記載置部に載置され、前記支持面を被覆す
べく同一かわずかに大きい面を有するシャッター板とか
ら成り、前記第1位置で前記載置部に載置されているシ
ャッター板を前記基板支持台を貫通して設けられ、上下
に移動可能で前記載置部の切欠部を挿通可能な板材受渡
手段の上昇により該載置部から離脱させて、該板材受渡
手段で受け、前記載置部を前記第2位置へ移動させ、次
いで前記板材受渡手段を下降させて前記シャッター板を
前記支持面に載置させて、成膜用材料供給源を駆動させ
て成膜前処理工程を行なうようにしたことを特徴とする
真空成膜装置、によって達成される。
と対向する切欠部を有するが、この上に載置しているシ
ャッター板を支持台から突出する板材受渡手段により、
支持した後、同切欠部からシャッター板を離脱させ、載
置部は第2位置へと戻される。板材受渡手段は下降し、
シャッター板は支持面の上に整列して載置される。この
後、成膜前処理工程、例えばダミースパッタが行なわれ
るのであるが、今、シャッター板で被覆されているのは
支持面だけであるから、周囲の防着板及び支持面以外の
基板支持台の面が成膜材料供給源からの材料で成膜され
る。この後、基板支持台から板材受渡手段を上昇移動さ
せて支持面に載っているシャッター板を持ち上げて支持
した後、切欠部を有する載置部を第1位置へ移動させ、
ここで板材受渡手段を下降させればシャッター板はこの
載置部に載り、板材受渡手段から離脱する。この後、シ
ャッター手段は第2位置へとシャッター板を移動させ
て、本工程としての成膜作用が行なわれる。シャッター
板は基板の載置される支持面のみをカバーするので、シ
ャッター手段をコンパクトなものとし、この周囲に配設
される各部材もそれに応じて大巾に従来より小とするこ
とができる。よって、装置全体を小とすることができ
る。なお、シャッター板は従来と異なり、分離した形態
をとっているので前処理工程後真空室から外方へと導出
するようにしてもよい。
法を用いた真空成膜装置について図面を参照して説明す
る。
一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ター機構40は、主としてシャッター板50と、これら
を載せる基板載置部42とこれと一体的に形成されるア
ーム部41、この他端部に固定される駆動軸9cなどか
らなるが、載置部42の中央部にはトラック形状の切欠
42cを形成させており、この円弧状の部分は図2に明
示されるように板材受渡機構としての支持ロッド7aよ
り僅かに外周側に位置するように形成されている。ま
た、両側縁部には突起42a、42bが形成されてお
り、これにより図2に明示するように円形のシャッター
板50を安定に位置決めして支持するようにしている。
シャッター板50は成膜すべき基板とほぼ同大である。
防着部材38bにより、防着部が構成されており、可動
防着部材38aは実線及び一点鎖線で示すように上下動
可能である。その他の構成は従来と同様である。
が、次にこの作用について説明する。
清浄にするために、及びTiN膜の膜剥離抑制のため
に、ダミースパッタが行なわれるが、この場合には防着
部材38aを上昇位置にしてシャッター機構40を駆動
して載置部42をA’位置にアクチュエータ9dの駆動
により移動させる。この位置では、図1に明示するよう
に基板支持アッセンブリ6の載置台6aの直上方にあ
り、またその載置部42に円形のシャッター板50を図
2に明示するように位置決めして載せている。次いで、
板材受渡機構を駆動し、支持ロッド7aを貫通孔6bか
ら突出させ、かつ載置部42の切欠部42cよりも上方
に移動させると載置部42に載せられているシャッター
板50を支持して載置部42から離脱させる。次いで、
シャッター機構40を駆動させ、載置部42をB’位置
へともたらす。
降させると、シャッター板50は基板支持アッセンブリ
6の載置台6a上に正確に整列して載せられる。防着板
38aは下降する。ここでダミースパッタが行なわれ
る。図示しないガス導入口からアルゴンが導入され、カ
ソードアッセンブリ4に電源が供給されることによりチ
タンの薄膜が防着板38a、38bの内壁面及びシャッ
ター板50の上に形成される。すなわち、シャッター板
50で覆われている基板支持アッセンブリの載置台6a
上には何らチタンの薄膜は形成されることはなく、これ
を除く他の部分には一様にチタンの薄膜が形成されるこ
とになる。
を上昇させ、板材受渡機構の駆動により、支持ロッド7
aを上昇させてシャッター板50を支持して載置台6a
から離脱させて、B’にあるシャッター機構40を駆動
させ載置部42は第1位置A’へともたらされ、シャッ
ター板50をB’位置へと移動させる。この後、搬送室
2から成膜すべき基板(シャッター板50とほぼ同径の
円板状)を成膜チャンバ31内に導入し、同じ板材受渡
機構の駆動により、支持ロッド7aで図示しない搬送ロ
ボットのハンドから成膜すべき基板を受取り、基板支持
アッセンブリの載置台6a上に載置し、本工程としての
スパッタリングが行なわれる。この時には、防着部材3
8a、38b及び基板支持台6の支持部6a以外の部分
はチタンが成膜されており、これらは剥離強度が非常に
大きいので、不純物として舞い上がることはない。よっ
て良質の薄膜が形成されることになる。
真空成膜装置は以上のように構成され、かつ作用を行な
うものである。よってシャッター機構40は従来より大
巾にコンパクトなものとなり、よってその周辺部材もコ
ンパクトにして装置全体を大巾に小とすることができ
る。またシャッター板50により、基板支持台6a上に
は密着して、かつこの部分のみを被覆することができる
ので、ダミースパッタにおいてはチタンの膜を支持台6
a以外に隈なく形成することができて、よって良質の薄
膜を基板に形成することができる。
板50以外にはTiやTiNの薄膜が形成されず、シャ
ッター板50のみを定期的に清浄にするか、取り替える
だけでよいのでメンテナンスが容易である。従来のよう
に上蓋5を開けて真空を破壊することはなくなり、稼働
率を大巾に向上させることができる。
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
グ法を用いた成膜装置を説明したが、勿論、これに限る
ことなく他のCVD法を用いた成膜装置において、ダミ
ースパッタの如く、事前処理が必要な工程に全て、本発
明は適用可能である。
の受渡し及び搬送室2から成膜すべき基板を基板支持台
とロボットのハンドとの間で受渡するのに板材受渡機構
を共通に用いたが、これとは別途、載置部42に形成さ
れた切欠き42cを通ってシャッター本体50を受渡し
する機構を設けてもよい。例えば、支持ロッド7aの外
周側に同様な支持体を複数個、設けるようにしてもよ
い。
薄膜形成装置を説明したが、この同じ機構を用いて図5
及び図6に示すような指向性のスパッタも選択的に適用
可能である。すなわち、図5において、図1及び図2に
明示されるような成膜チャンバ31内にターゲット60
及びこのターゲット材を成膜すべき基板61が対向して
設けられ、この基板61にはホール61aが形成されて
おり、このホール61aの内周壁面及び基板61の上壁
面に成膜材料、例えばTiの薄膜を一様に形成したい場
合には、いわゆるストレーナ62が用いられるが、これ
には多数の貫通した丸孔62aが形成されており、これ
をターゲット60と基板61の間に配設することによ
り、Tiの薄膜は図6に示すように基板61の上壁部及
びホール61aの内壁部に一様な厚さで形成させること
ができる。然るに、このストレーナ62を用いない場合
には図5に明示するようにホール61aにおいては不均
一となり、従って不良品の薄膜形成体が得られることが
多くなる。このような作業においてもストレーナ62を
図6に示すような位置にもたらすのに、本発明に係わる
シャッター機構を用いることにより、シャッター板50
の代わりにストレーナ62を載置させ、基板支持台6a
の直上方にもたらした後、ストレーナ受渡支持機構を駆
動させてシャッター駆動機構から離脱させた後、これは
回避位置Bへと移動させ、ストレーナ受渡支持機構の支
持ロッドの上に載置したまま、すなわち、ストレーナ6
2から基板61の上面までの距離を一定に維持したまま
で、上述のような作用を行なえばよい。
ャッター板50を載置させるか選択するのには、搬送室
2からストレーナ62を搬入し、シャッター板50は搬
送室2を通って外部に搬出するようにすればよい。
0が本工程のスパッタリングを行なわれる場合にはB’
の回避位置をとるようにしたが、これに代えて本工程と
してのスパッタリング装置が行なわれる前に搬送室2か
ら搬送ロボットのハンドを成膜チャンバ31内に導入
し、シャッター機構40の載置部42から下方の板材受
渡機構の支持ロッドを上昇させて、シャッター板50を
受け取り、搬送室2からの外部に導出するようにしても
よく、この後、シャッター機構40をB’位置に示す位
置に置いておけばよい。
動防着部材38aは本工程のスパッタリングの時には一
点鎖線で示すように、下方位置をとっており、回避位置
B’にあるシャッター板50は、防着部材38aにより
ターゲットTから遮断した状態になっているので、上述
の説明どおり、成膜チャンバ内でB’位置に回避させて
シャッター板50を維持していても、Ti/TiN膜が
形成されることはない。他方、図3に示す従来例では防
着部材8aの内部空間においてシャッター機構18を基
板支持台のカバー位置Aとこれから回避した位置Bとを
選択的にとるようにしているので、本工程としてのスパ
ッタリング時にはターゲット原子が拡散して、シャッタ
ー本体9aの表面に付着する恐れがあったが、本実施例
ではこのようなことも防止することができ、しかも可動
防着部材38aのサイズを従来より大巾に小とすること
ができる。
38aが本工程のスパッタリング時、あるいはダミース
パッタリング時に下方位置をとるときにシャッター本体
が防着部材外部になる様にさせているが、従来例のよう
にシャッター機構が第1位置においても、第2位置にお
いても、防着部材内部にあるように構成してもよい。こ
の場合においても、従来よりシャッター機構40をコン
パクトにすることができるので、防着部材のサイズは大
巾に小とすることができる。また、この場合にはダミー
スパッタ時及び本工程のスパッタ時には可動防着部材3
8aを図1の一点鎖線で示すように下降させてたが、構
造を変更してダミースパッタ及び本工程のスパッタ時に
は上昇させるようにしてもよい。すなわち、外部から基
板を導入するとき及び成膜チャンバから導出する時には
可動防着部材は下降するようにしてもよいし、上昇する
ようにしてもよい。
置によれば、装置本体を従来より大巾に小とし、基板
に、例えばスパッタリング法により、上質の薄膜を形成
することができ、またそのメンテナンス時間も大巾に短
縮させることができ、稼動率を大巾に向上させることが
できる。
ける[1]−[1]線方向の断面側面図である。
ある。
[4]線方向の断面側面図である。
ある。
る概略断面図である。
にストレーナを配設する状況を示す概略断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 真空室内に成膜用材料供給源と対向して
基板支持台を配設し、前記成膜用材料供給源からの材料
が成膜される基板を支持する前記基板支持台の支持面
と、前記成膜材料供給源との間に前記支持面に対し前記
成膜材料供給源からの材料を遮断する第1位置と、遮断
しない第2位置とを選択的にとり得るシャッター手段を
設けた真空成膜装置において、前記シャッター手段は前
記第1位置で前記基板支持台の一部と対向する切欠部を
有する載置部と、該載置部を前記第1位置か第2位置か
に選択的に移動させる駆動部材と、前記載置部に載置さ
れ、前記支持面を被覆すべく同一かわずかに大きい面を
有するシャッター板とから成り、前記第1位置で前記載
置部に載置されているシャッター板を前記基板支持台を
貫通して設けられ、上下に移動可能で前記載置部の切欠
部を挿通可能な板材受渡手段の上昇により該載置部から
離脱させて、該板材受渡手段で受け、前記載置部を前記
第2位置へ移動させ、次いで前記板材受渡手段を下降さ
せて前記シャッター板を前記支持面に載置させて、成膜
用材料供給源を駆動させて成膜前処理工程を行なうよう
にしたことを特徴とする真空成膜装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11106593A JP3233496B2 (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 真空成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11106593A JP3233496B2 (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 真空成膜装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06299355A true JPH06299355A (ja) | 1994-10-25 |
JP3233496B2 JP3233496B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=14551510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11106593A Expired - Lifetime JP3233496B2 (ja) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | 真空成膜装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3233496B2 (ja) |
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