JPH10116789A - 基板回転装置及び基板回転方法 - Google Patents
基板回転装置及び基板回転方法Info
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- JPH10116789A JPH10116789A JP8328943A JP32894396A JPH10116789A JP H10116789 A JPH10116789 A JP H10116789A JP 8328943 A JP8328943 A JP 8328943A JP 32894396 A JP32894396 A JP 32894396A JP H10116789 A JPH10116789 A JP H10116789A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/50—Substrate holders
- C23C14/505—Substrate holders for rotation of the substrates
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板上に不必要な微粒子を生じさせない基板
回転装置を提供する 【解決手段】 載置台の支持軸８０は、基板４２を支持
するための載置台４０と内壁面５６に隣接して配置され
た被駆動側のＮ極７６、Ｓ極７８の間に取り付けられて
いる。マグネットを支持する下部支持軸８８は、チャン
バ５０の外部にある太陽歯車９２に歯合する遊星歯車９
０と、被駆動側のＮ極７６、Ｓ極７８から離間して外壁
面５８に隣接して配置された駆動側のＮ極１００、Ｓ極
１０２の間に取り付けられている。被駆動側のＮ極７
６、Ｓ極７８と駆動側のＮ極１００、Ｓ極１０２の磁気
的に結合が行われ、支持軸８０と下部支持軸８８は、軸
４６を中心とし、同調して回転する。モータ７０の回転
により、基板４２が、中心軸１８を中心として公転し、
また、太陽歯車９２と遊星歯車９０の歯合により軸４６
を中心として同時に自転する。
回転装置を提供する 【解決手段】 載置台の支持軸８０は、基板４２を支持
するための載置台４０と内壁面５６に隣接して配置され
た被駆動側のＮ極７６、Ｓ極７８の間に取り付けられて
いる。マグネットを支持する下部支持軸８８は、チャン
バ５０の外部にある太陽歯車９２に歯合する遊星歯車９
０と、被駆動側のＮ極７６、Ｓ極７８から離間して外壁
面５８に隣接して配置された駆動側のＮ極１００、Ｓ極
１０２の間に取り付けられている。被駆動側のＮ極７
６、Ｓ極７８と駆動側のＮ極１００、Ｓ極１０２の磁気
的に結合が行われ、支持軸８０と下部支持軸８８は、軸
４６を中心とし、同調して回転する。モータ７０の回転
により、基板４２が、中心軸１８を中心として公転し、
また、太陽歯車９２と遊星歯車９０の歯合により軸４６
を中心として同時に自転する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板回転装置及び
基板回転方法に関し、例えばスパッタリング処理の際に
基板を回転させる装置等に関する。特に、離間した構成
要素を磁気的に結合するための磁石を有し、スパッタリ
ング処理の際に基板を回転させる装置及方法に関する。
基板回転方法に関し、例えばスパッタリング処理の際に
基板を回転させる装置等に関する。特に、離間した構成
要素を磁気的に結合するための磁石を有し、スパッタリ
ング処理の際に基板を回転させる装置及方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の製造においては、一般にスパ
ッタリングプロセスが用いられる。このプロセスにおい
て、半導体ウェハ等の基板上に金属の薄膜が形成され
る。この薄膜形成にはスパッタリング装置が用いられ
る。スパッタリング装置は、ソースターゲットを有する
カソードを備えた真チャンバを備える。スパッタリング
処理の際には、薄膜の材料の粒子がソースターゲットか
らたたき出され、基板上に堆積して、薄膜が形成され
る。
ッタリングプロセスが用いられる。このプロセスにおい
て、半導体ウェハ等の基板上に金属の薄膜が形成され
る。この薄膜形成にはスパッタリング装置が用いられ
る。スパッタリング装置は、ソースターゲットを有する
カソードを備えた真チャンバを備える。スパッタリング
処理の際には、薄膜の材料の粒子がソースターゲットか
らたたき出され、基板上に堆積して、薄膜が形成され
る。
【０００３】基板上に形成された薄膜は、均一な膜厚を
高い精度で有していることが望ましい。例えば、半導体
ウェハでは、薄膜の最も厚い部分と最も薄い部分が±５
％以内となっていることが好ましい。この膜厚の±５％
以内という精度は、カソードの適切な設計により達成す
ることができる。他の製品、例えば、磁気的にデータを
記録し、又データを再生するための磁気ヘッド等では、
膜厚の均一性が±２％以内、あるいはそれ以上の均一性
が望まれる。この±２％という精度は、カソードの適切
な設計のみでは達成されないことがわかっている。そこ
で、カソードの設計で得られる以上の膜厚の均一性を達
成するためには、他の技術が用いられている。
高い精度で有していることが望ましい。例えば、半導体
ウェハでは、薄膜の最も厚い部分と最も薄い部分が±５
％以内となっていることが好ましい。この膜厚の±５％
以内という精度は、カソードの適切な設計により達成す
ることができる。他の製品、例えば、磁気的にデータを
記録し、又データを再生するための磁気ヘッド等では、
膜厚の均一性が±２％以内、あるいはそれ以上の均一性
が望まれる。この±２％という精度は、カソードの適切
な設計のみでは達成されないことがわかっている。そこ
で、カソードの設計で得られる以上の膜厚の均一性を達
成するためには、他の技術が用いられている。
【０００４】薄膜の厚さの均一性を向上させる技術の１
つとして、基板をスパッタリングしている最中に、ソー
スターゲットに対して基板を移動させるという技術があ
る。このソースターゲットに対する基板の動作パターン
としては、一般的には、基板をカソードに対して直線的
に移動させる動作パターンがある。また、他の動作パタ
ーンとしては、基板をカソードに対して回転させる動作
パターンがある。さらに、他の動作パターンとしては、
基板をカソードに対して回転させると同時に円弧に沿っ
て移動させるという動作パターンがある。
つとして、基板をスパッタリングしている最中に、ソー
スターゲットに対して基板を移動させるという技術があ
る。このソースターゲットに対する基板の動作パターン
としては、一般的には、基板をカソードに対して直線的
に移動させる動作パターンがある。また、他の動作パタ
ーンとしては、基板をカソードに対して回転させる動作
パターンがある。さらに、他の動作パターンとしては、
基板をカソードに対して回転させると同時に円弧に沿っ
て移動させるという動作パターンがある。
【０００５】一般的に、基板をこの複合動作パターンで
移動させるには、遊星歯車駆動機構が用いられる。図４
に、スパッタリング装置２１２内に配設された従来の遊
星歯車駆動機構２１０を示す。遊星歯車駆動機構２１０
は、駆動軸２１４と、この駆動軸２１４を、中心軸２１
８を中心に回転させる駆動モータ２１６とを有してい
る。スパッタリング装置２１２は、チャンバ２２０を有
し、このチャンバ２２０は、キャビティ２２４と排気口
２２２を有する。また、チャンバ２２０は、基板上に薄
膜を形成するための少なくとも１つのカソード２２６を
有している。駆動軸２１４は、チャンバ２２０に取り付
けられた密封型軸受２２８を貫通してキャビティ２２４
内に延在している。スパッタリング処理が行われている
最中、すなわち遊星歯車駆動機構２１０が動作している
ときには、キャビティ２２４内は、真空ポンプや他の真
空装置（図示せず）により、排気口２２２を介してスパ
ッタリングに適した真空レベルまで排気される。密封型
軸受２２８は、駆動軸２１４とチャンバ２２０を密封し
てチャンバ２２０内の真空レベルを維持するように働
く。
移動させるには、遊星歯車駆動機構が用いられる。図４
に、スパッタリング装置２１２内に配設された従来の遊
星歯車駆動機構２１０を示す。遊星歯車駆動機構２１０
は、駆動軸２１４と、この駆動軸２１４を、中心軸２１
８を中心に回転させる駆動モータ２１６とを有してい
る。スパッタリング装置２１２は、チャンバ２２０を有
し、このチャンバ２２０は、キャビティ２２４と排気口
２２２を有する。また、チャンバ２２０は、基板上に薄
膜を形成するための少なくとも１つのカソード２２６を
有している。駆動軸２１４は、チャンバ２２０に取り付
けられた密封型軸受２２８を貫通してキャビティ２２４
内に延在している。スパッタリング処理が行われている
最中、すなわち遊星歯車駆動機構２１０が動作している
ときには、キャビティ２２４内は、真空ポンプや他の真
空装置（図示せず）により、排気口２２２を介してスパ
ッタリングに適した真空レベルまで排気される。密封型
軸受２２８は、駆動軸２１４とチャンバ２２０を密封し
てチャンバ２２０内の真空レベルを維持するように働
く。
【０００６】また、遊星歯車駆動機構２１０は、中心口
２３２を有する太陽歯車２３０を備えている。太陽歯車
２３０は、チャンバ２２０のキャビティ２２４内に取り
付けられ固定されている。駆動軸２１４は、中心口２３
２を通り、太陽歯車２３０の上方に延在する。複数のア
ーム部材２３４は、駆動軸２１４の先端部から外方に放
射状に延在し、スポーク型の構造となっている。各アー
ム部材２３４は、その端部に、軸受２３６を有し、この
軸受２３６は支持軸２３８を回転自在に支持している。
支持軸２３８は、太陽歯車２３０に歯合する遊星歯車２
４４の上に立設されており、その先端部には基板２４２
を搭載する載置台２４０が取り付けられている。なお、
各遊星歯車２４４及び太陽歯車２３０の歯は、説明を簡
単にするために図示しないものとする。各軸受２３６
は、それぞれに対応する載置台の支持軸２３８、遊星歯
車２４４、載置台２４０、基板２４２を、それぞれに対
応する中心軸２４６を中心に回転自在としている。
２３２を有する太陽歯車２３０を備えている。太陽歯車
２３０は、チャンバ２２０のキャビティ２２４内に取り
付けられ固定されている。駆動軸２１４は、中心口２３
２を通り、太陽歯車２３０の上方に延在する。複数のア
ーム部材２３４は、駆動軸２１４の先端部から外方に放
射状に延在し、スポーク型の構造となっている。各アー
ム部材２３４は、その端部に、軸受２３６を有し、この
軸受２３６は支持軸２３８を回転自在に支持している。
支持軸２３８は、太陽歯車２３０に歯合する遊星歯車２
４４の上に立設されており、その先端部には基板２４２
を搭載する載置台２４０が取り付けられている。なお、
各遊星歯車２４４及び太陽歯車２３０の歯は、説明を簡
単にするために図示しないものとする。各軸受２３６
は、それぞれに対応する載置台の支持軸２３８、遊星歯
車２４４、載置台２４０、基板２４２を、それぞれに対
応する中心軸２４６を中心に回転自在としている。
【０００７】ここで、遊星歯車駆動機構２１０の動作に
ついて説明する。駆動モータ２１６は駆動軸２１４を回
転させる。駆動軸２１４が回転すると、これに対応して
各アーム部材２３４、支持軸の軸受２３６、載置台の支
持軸２３８、載置台２４０、基板２４２が、中心軸２１
８を中心として回転、すなわち公転する。太陽歯車２３
０と各遊星歯車２４４が歯合しているので、この公転に
より、各遊星歯車２４４、載置台の支持軸２３８、載置
台２４０及び基板２４２が、それぞれに対応する中心軸
２４６を中心として回転、すなわち自転する。
ついて説明する。駆動モータ２１６は駆動軸２１４を回
転させる。駆動軸２１４が回転すると、これに対応して
各アーム部材２３４、支持軸の軸受２３６、載置台の支
持軸２３８、載置台２４０、基板２４２が、中心軸２１
８を中心として回転、すなわち公転する。太陽歯車２３
０と各遊星歯車２４４が歯合しているので、この公転に
より、各遊星歯車２４４、載置台の支持軸２３８、載置
台２４０及び基板２４２が、それぞれに対応する中心軸
２４６を中心として回転、すなわち自転する。
【０００８】スパッタリング処理の際には、各基板２４
２上に薄膜を形成するための成膜領域２４９が、キャビ
ティ２２４内のカソード２２６に隣接して生じる。通
常、カソード２２６はチャンバ２２０内に配置され、各
基板２４２が中心軸２１８を中心に公転することによ
り、各基板２４２は成膜領域２４９を公転の円弧に沿っ
て通過する。各基板２４２が、成膜領域２４９内を円弧
に沿って通過するとともに、それぞれに対応する軸２４
６を中心として同時に自転することにより、基板２４２
の上述した複合動作パターンが生じる。このような複合
動作パターンは、薄膜の膜厚の均一性に非常に効果的で
ある。
２上に薄膜を形成するための成膜領域２４９が、キャビ
ティ２２４内のカソード２２６に隣接して生じる。通
常、カソード２２６はチャンバ２２０内に配置され、各
基板２４２が中心軸２１８を中心に公転することによ
り、各基板２４２は成膜領域２４９を公転の円弧に沿っ
て通過する。各基板２４２が、成膜領域２４９内を円弧
に沿って通過するとともに、それぞれに対応する軸２４
６を中心として同時に自転することにより、基板２４２
の上述した複合動作パターンが生じる。このような複合
動作パターンは、薄膜の膜厚の均一性に非常に効果的で
ある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな遊星歯車駆動機構には問題がある。１つは、潤滑剤
を用いても、太陽歯車２３０と各遊星歯車２４４が接触
することにより、歯車が磨耗してしまうことである。こ
のような歯車の磨耗により、キャビティ２２４内に、例
えば０．２ミクロン程度の大きさの金属微粒子が多量に
発生する。これら金属微粒子の多くは、スパッタリング
処理の際に、基板上に形成された薄膜に付着する。これ
により、この薄膜を含む半導体素子に不良が生じる。例
えば、薄膜の粒子密度は、基板表面で０．１／ｃｍ2未
満であることが望ましいが、歯車を用いた駆動機構で
は、基板表面で１００／ｃｍ2以上の粒子密度となって
しまい、望ましい粒子密度を大きく超えていることがわ
かった。
うな遊星歯車駆動機構には問題がある。１つは、潤滑剤
を用いても、太陽歯車２３０と各遊星歯車２４４が接触
することにより、歯車が磨耗してしまうことである。こ
のような歯車の磨耗により、キャビティ２２４内に、例
えば０．２ミクロン程度の大きさの金属微粒子が多量に
発生する。これら金属微粒子の多くは、スパッタリング
処理の際に、基板上に形成された薄膜に付着する。これ
により、この薄膜を含む半導体素子に不良が生じる。例
えば、薄膜の粒子密度は、基板表面で０．１／ｃｍ2未
満であることが望ましいが、歯車を用いた駆動機構で
は、基板表面で１００／ｃｍ2以上の粒子密度となって
しまい、望ましい粒子密度を大きく超えていることがわ
かった。
【００１０】さらに、各遊星歯車２４４と太陽歯車２３
０は、所定のギア比を得るような大きさとされている。
したがって、太陽歯車２３０が５００個の歯を有し、各
遊星歯車２４４が５０の歯を有する場合、各基板２４２
は、中心軸２１８を中心とする１回転の公転毎に、対応
する軸２４６を中心として１０回転自転する。すなわ
ち、各基板２４２の軸２４６を中心とする自転の速度
と、中心軸２１８を中心とする公転の速度との比は固定
されている。ところで、膜厚の均一性に対する要求は薄
膜によっては異なり、各薄膜に対する膜厚の均一性を補
償できるように、回転速度の比は変えることができるこ
とが好ましい。しかしながら、このような遊星歯車駆動
機構においては、各遊星歯車２４４や太陽歯車２３０を
交換するのは面倒であり、時間がかかる。また、これに
よりコストが上昇し、さらに問題が増えることになる。
０は、所定のギア比を得るような大きさとされている。
したがって、太陽歯車２３０が５００個の歯を有し、各
遊星歯車２４４が５０の歯を有する場合、各基板２４２
は、中心軸２１８を中心とする１回転の公転毎に、対応
する軸２４６を中心として１０回転自転する。すなわ
ち、各基板２４２の軸２４６を中心とする自転の速度
と、中心軸２１８を中心とする公転の速度との比は固定
されている。ところで、膜厚の均一性に対する要求は薄
膜によっては異なり、各薄膜に対する膜厚の均一性を補
償できるように、回転速度の比は変えることができるこ
とが好ましい。しかしながら、このような遊星歯車駆動
機構においては、各遊星歯車２４４や太陽歯車２３０を
交換するのは面倒であり、時間がかかる。また、これに
よりコストが上昇し、さらに問題が増えることになる。
【００１１】したがって、本発明は、スパッタリングの
際に基板上に最小限の微粒子しか生じないような磁気的
結合により基板を回転させる基板回転装置を提供するこ
とを目的とする。
際に基板上に最小限の微粒子しか生じないような磁気的
結合により基板を回転させる基板回転装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１２】また、本発明は、公転軸を中心とする回転
速度に対して、各基板の対応する自転軸を中心とする回
転速度を容易に変化することができ、薄膜を安価に形成
することができる基板移動装置を提供することを目的と
する。
速度に対して、各基板の対応する自転軸を中心とする回
転速度を容易に変化することができ、薄膜を安価に形成
することができる基板移動装置を提供することを目的と
する。
【００１３】さらに、本発明は、各基板が複合動作パタ
ーンで移動されるとき、各基板にバイアス電圧を印加す
る、磁気的結合により基板を回転させる基板回転装置を
提供することを目的とする。
ーンで移動されるとき、各基板にバイアス電圧を印加す
る、磁気的結合により基板を回転させる基板回転装置を
提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、外壁面とキャ
ビティを形成する内壁面を有するスパッタリング処理の
ためのチャンバ内で、基板を回転させる基板回転装置を
提供する。特に、この基板回転装置は、キャビティ内に
配置された第１の支持部手段を有する。第１の支持手段
は、基板を支持する台と、内壁面に隣接して配置された
第１の磁石との間に取り付けられた第１の回転機構を有
する。また、第１の回転機構は、第１の軸を中心として
回転するようになっている。
ビティを形成する内壁面を有するスパッタリング処理の
ためのチャンバ内で、基板を回転させる基板回転装置を
提供する。特に、この基板回転装置は、キャビティ内に
配置された第１の支持部手段を有する。第１の支持手段
は、基板を支持する台と、内壁面に隣接して配置された
第１の磁石との間に取り付けられた第１の回転機構を有
する。また、第１の回転機構は、第１の軸を中心として
回転するようになっている。
【００１５】さらに、基板回転装置は、チャンバの外に
配置された第２の支持手段を有する。第２の支持手段
は、太陽歯車に歯合する遊星歯車と、外壁面に隣接して
配置され第１の磁石から離間した第２の磁石との間に取
り付けられた第２の回転機構を有する。これにより、第
１の磁石と第２の磁石の磁気的な結合が行われる。ま
た、第２の回転機構は、第１の軸を中心として回転する
ようになっており、これにより、第１の回転機構と第２
の回転機構が一致して第１の軸を中心として回転する。
配置された第２の支持手段を有する。第２の支持手段
は、太陽歯車に歯合する遊星歯車と、外壁面に隣接して
配置され第１の磁石から離間した第２の磁石との間に取
り付けられた第２の回転機構を有する。これにより、第
１の磁石と第２の磁石の磁気的な結合が行われる。ま
た、第２の回転機構は、第１の軸を中心として回転する
ようになっており、これにより、第１の回転機構と第２
の回転機構が一致して第１の軸を中心として回転する。
【００１６】さらに、基板回転置は、第１の支持手段及
び第２の支持手段に取り付けられた駆動機構を有し、こ
の駆動機構の回転により、中心軸を中心として第１の回
転機構、第２の回転機構及び基板の第１の回転が行われ
る。また、これにより、太陽歯車と遊星歯車が歯合して
第１の軸を中心として基板を同時に回転させる第２の回
転が行われる。さらに、第１の回転及び第２の回転は、
共通のモータ機構により行われてもよく、独立したモー
タ機構により行われてもよい。
び第２の支持手段に取り付けられた駆動機構を有し、こ
の駆動機構の回転により、中心軸を中心として第１の回
転機構、第２の回転機構及び基板の第１の回転が行われ
る。また、これにより、太陽歯車と遊星歯車が歯合して
第１の軸を中心として基板を同時に回転させる第２の回
転が行われる。さらに、第１の回転及び第２の回転は、
共通のモータ機構により行われてもよく、独立したモー
タ機構により行われてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基板回転装置
及び基板回転方法の実施例を図２乃至４を参照して詳細
に説明する。なお、これらの図における同じ構成要素に
ついては同じ符号を付して示す。また、以下の説明にお
いては、図４と同じ構成要素も参照する。
及び基板回転方法の実施例を図２乃至４を参照して詳細
に説明する。なお、これらの図における同じ構成要素に
ついては同じ符号を付して示す。また、以下の説明にお
いては、図４と同じ構成要素も参照する。
【００１８】図１は、本発明を適用した基板回転装置の
断面を示す図である。図１に示すように、この本発明を
適用した基板回転装置４８は、チャンバ５０を有し、こ
のチャンバ５０は、キャビティ５２を形成する内壁面５
６と外壁面５８を有する。内壁面５６から外壁面５８ま
でのチャンバ５０の壁厚はｄ1である。チャンバ５０
は、その壁を貫通する開口部５４を有している。また、
チャンバ５０は、真空ポンプあるいは他の真空装置（図
示せず）に連結されており、キャビティ５２内は、スパ
ッタリング処理に適した真空レベルまで排気される。キ
ャビティ５２内には、複数の基板４２を支持する上部回
転体６２が配置されている。また、下方に延在するネッ
ク部６６を有する下部回転体６４が、チャンバ５０の外
部に配設されている。駆動軸１４は、上部回転体６２に
取り付けられ、開口部５４及びネック部６６を介して延
在し、ネック部６６に回転自在に取り付けられている。
さらに、基板回転装置４８は、第１の歯車群６８と第１
のモータ７０を有している。第１の歯車群６８と第１の
モータ７０は、駆動軸１４、上部回転体６２及び下部回
転体６４を、中心軸１８を中心に回転させる。密封型軸
受２８を備えたシール部材７２が、開口部５４を覆って
外壁面５８に取り付けられている。シール部材７２と密
封型軸受２８は、駆動軸１４とチャンバ５０を密封し、
チャンバ５０内の真空レベルがスパッタリングに適した
真空レベルを維持するように機能する。
断面を示す図である。図１に示すように、この本発明を
適用した基板回転装置４８は、チャンバ５０を有し、こ
のチャンバ５０は、キャビティ５２を形成する内壁面５
６と外壁面５８を有する。内壁面５６から外壁面５８ま
でのチャンバ５０の壁厚はｄ1である。チャンバ５０
は、その壁を貫通する開口部５４を有している。また、
チャンバ５０は、真空ポンプあるいは他の真空装置（図
示せず）に連結されており、キャビティ５２内は、スパ
ッタリング処理に適した真空レベルまで排気される。キ
ャビティ５２内には、複数の基板４２を支持する上部回
転体６２が配置されている。また、下方に延在するネッ
ク部６６を有する下部回転体６４が、チャンバ５０の外
部に配設されている。駆動軸１４は、上部回転体６２に
取り付けられ、開口部５４及びネック部６６を介して延
在し、ネック部６６に回転自在に取り付けられている。
さらに、基板回転装置４８は、第１の歯車群６８と第１
のモータ７０を有している。第１の歯車群６８と第１の
モータ７０は、駆動軸１４、上部回転体６２及び下部回
転体６４を、中心軸１８を中心に回転させる。密封型軸
受２８を備えたシール部材７２が、開口部５４を覆って
外壁面５８に取り付けられている。シール部材７２と密
封型軸受２８は、駆動軸１４とチャンバ５０を密封し、
チャンバ５０内の真空レベルがスパッタリングに適した
真空レベルを維持するように機能する。
【００１９】各載置台４０は、キャビティ５２内に配置
され、後述する駆動部９８と磁気的に結合された被回転
部（以下、磁気結合被回転部という。）７４に連結され
ている。図１においては、２つの磁気結合被回転部のみ
を示す。各磁気結合被回転部７４は、内壁面５６に隣接
して配置される被駆動側のＮ極７６及び被駆動側のＳ極
７８を有している。各載置台４０と、それぞれに対応す
る磁気結合被回転部７４との間には、載置台４０の支持
軸８０が取り付けられている。各載置台４０の支持軸８
０は、上部回転体６２を貫通し、この上部回転体６２内
に回転自在に取り付けられている。これにより、各載置
台４０、磁気結合被回転部７４及び基板４２が、それぞ
れに対応する軸４６を中心として回転することができ
る。
され、後述する駆動部９８と磁気的に結合された被回転
部（以下、磁気結合被回転部という。）７４に連結され
ている。図１においては、２つの磁気結合被回転部のみ
を示す。各磁気結合被回転部７４は、内壁面５６に隣接
して配置される被駆動側のＮ極７６及び被駆動側のＳ極
７８を有している。各載置台４０と、それぞれに対応す
る磁気結合被回転部７４との間には、載置台４０の支持
軸８０が取り付けられている。各載置台４０の支持軸８
０は、上部回転体６２を貫通し、この上部回転体６２内
に回転自在に取り付けられている。これにより、各載置
台４０、磁気結合被回転部７４及び基板４２が、それぞ
れに対応する軸４６を中心として回転することができ
る。
【００２０】下部回転体６４は、各載置台４０に対応し
たアーム部材８２を有している。各アーム部材８２は、
ベアリング８６と、磁石を支持する下部支持軸８８を有
する下部支持軸８８の軸受８４とを有している。各磁石
を支持する下部支持軸８８は、太陽歯車９２に歯合する
各遊星歯車９０と、磁気結合被回転部７４と磁気的に結
合する駆動部（以下、磁気結合駆動部という。）９８と
の間に取り付けられている。各ベアリング８６は、磁石
を支持する下部支持軸８８の回転を可能にすることによ
り、各遊星歯車９０及び磁気結合駆動部９８の回転を可
能にする。磁気結合駆動部９８は、被駆動側のＳ極７８
及びＮ極７６に対応して外壁面５８に隣接して配置され
た駆動側のＮ極１００及びＳ極１０２を有している。こ
れにより、磁気結合駆動部９８と磁気結合被回転部７４
とが磁気的に結合され、磁気結合駆動部９８からのトル
クが磁気結合被回転部７４に伝達される。したがって、
各遊星歯車９０の回転により、それに連結されている磁
気結合駆動部９８、磁気結合被回転部７４、載置台４０
及び基板４２が、それぞれに対応する軸４６を中心とし
て回転（自転）する。このように、各遊星歯車９０と太
陽歯車９２の歯合に伴う金属の微粒子の発生は、チャン
バ５０の外側で行われることになる。これにより、スパ
ッタリング処理の際にチャンバ５０内で発生する金属の
微粒子による汚染の量は、全体として大幅に低減され
る。また、非常に低い粒子密度の薄膜を形成することも
できる。なお、本発明は上述の実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、磁気結合駆動部と磁気結合被回転部
のいずれか一方のみが、例えば磁気結合駆動部のみが磁
石を有するようにしてもよい。この場合、磁気結合被回
転部は、磁気結合駆動部との間に磁気的な結合を生じさ
せることができる磁気的な吸引力を有する材料からなっ
ている。
たアーム部材８２を有している。各アーム部材８２は、
ベアリング８６と、磁石を支持する下部支持軸８８を有
する下部支持軸８８の軸受８４とを有している。各磁石
を支持する下部支持軸８８は、太陽歯車９２に歯合する
各遊星歯車９０と、磁気結合被回転部７４と磁気的に結
合する駆動部（以下、磁気結合駆動部という。）９８と
の間に取り付けられている。各ベアリング８６は、磁石
を支持する下部支持軸８８の回転を可能にすることによ
り、各遊星歯車９０及び磁気結合駆動部９８の回転を可
能にする。磁気結合駆動部９８は、被駆動側のＳ極７８
及びＮ極７６に対応して外壁面５８に隣接して配置され
た駆動側のＮ極１００及びＳ極１０２を有している。こ
れにより、磁気結合駆動部９８と磁気結合被回転部７４
とが磁気的に結合され、磁気結合駆動部９８からのトル
クが磁気結合被回転部７４に伝達される。したがって、
各遊星歯車９０の回転により、それに連結されている磁
気結合駆動部９８、磁気結合被回転部７４、載置台４０
及び基板４２が、それぞれに対応する軸４６を中心とし
て回転（自転）する。このように、各遊星歯車９０と太
陽歯車９２の歯合に伴う金属の微粒子の発生は、チャン
バ５０の外側で行われることになる。これにより、スパ
ッタリング処理の際にチャンバ５０内で発生する金属の
微粒子による汚染の量は、全体として大幅に低減され
る。また、非常に低い粒子密度の薄膜を形成することも
できる。なお、本発明は上述の実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、磁気結合駆動部と磁気結合被回転部
のいずれか一方のみが、例えば磁気結合駆動部のみが磁
石を有するようにしてもよい。この場合、磁気結合被回
転部は、磁気結合駆動部との間に磁気的な結合を生じさ
せることができる磁気的な吸引力を有する材料からなっ
ている。
【００２１】この実施例において、チャンバ５０は、内
壁面５６からの厚さが厚さｄ1より小さい厚さｄ2の凹部
１０４を有している。駆動側のＮ極１００及びＳ極１０
２を凹部１０４に隣接して配置することにより、駆動側
のＮ極１００及びＳ極１０２と、被駆動側のＳ極７８及
びＮ極７６とをより近接して配置することができ、磁気
的結合の強度や伝達されるトルクを増大することができ
る。また、磁気的結合の強度をさらに上げるために、チ
ャンバ５０は、アルミニウム合金や３０４型ステンレス
スチール等の非磁性材料からなり、厚さｄ1又は凹部の
厚さｄ2の壁を介して放散される磁力線の量を低減する
ようになっている。
壁面５６からの厚さが厚さｄ1より小さい厚さｄ2の凹部
１０４を有している。駆動側のＮ極１００及びＳ極１０
２を凹部１０４に隣接して配置することにより、駆動側
のＮ極１００及びＳ極１０２と、被駆動側のＳ極７８及
びＮ極７６とをより近接して配置することができ、磁気
的結合の強度や伝達されるトルクを増大することができ
る。また、磁気的結合の強度をさらに上げるために、チ
ャンバ５０は、アルミニウム合金や３０４型ステンレス
スチール等の非磁性材料からなり、厚さｄ1又は凹部の
厚さｄ2の壁を介して放散される磁力線の量を低減する
ようになっている。
【００２２】ここで、本発明を適用した基板回転装置の
動作について説明する。
動作について説明する。
【００２３】第１のモータ７０は、駆動軸１４を回転さ
せる。駆動軸１４の回転に伴い、下部回転体６４、遊星
歯車９０、磁石を支持する下部支持軸８８、磁気結合駆
動部９８、磁気結合被回転部７４、載置台４０の支持軸
８０、上部回転体６２、各載置台４０、各基板４２が、
中心軸１８を中心として環状に回転、すなわち公転す
る。この公転とともに、太陽歯車９２と各遊星歯車９０
が歯合しているので、各遊星歯車９０、磁石を支持する
下部支持軸８８、磁気結合駆動部９８、磁気結合被回転
部７４、載置台の支持軸８０、各載置台４０、各基板４
２が、それぞれに対応する軸４６を中心として同時に回
転、すなわち自転する。これにより、各基板４２が、キ
ャビティ５２内のカソード２６に隣接した成膜領域４９
内を公転の円弧に沿って通過するのと同時に、軸４６を
中心として回転するような、各基板４２の複合動作パタ
ーンが生じる。なお、本発明は、スパッタリング処理の
際に、基板を他の適した動きのパターンで動かす他の駆
動機構を備えた装置に対しても、本発明を適用すること
ができることはいうまでもない。
せる。駆動軸１４の回転に伴い、下部回転体６４、遊星
歯車９０、磁石を支持する下部支持軸８８、磁気結合駆
動部９８、磁気結合被回転部７４、載置台４０の支持軸
８０、上部回転体６２、各載置台４０、各基板４２が、
中心軸１８を中心として環状に回転、すなわち公転す
る。この公転とともに、太陽歯車９２と各遊星歯車９０
が歯合しているので、各遊星歯車９０、磁石を支持する
下部支持軸８８、磁気結合駆動部９８、磁気結合被回転
部７４、載置台の支持軸８０、各載置台４０、各基板４
２が、それぞれに対応する軸４６を中心として同時に回
転、すなわち自転する。これにより、各基板４２が、キ
ャビティ５２内のカソード２６に隣接した成膜領域４９
内を公転の円弧に沿って通過するのと同時に、軸４６を
中心として回転するような、各基板４２の複合動作パタ
ーンが生じる。なお、本発明は、スパッタリング処理の
際に、基板を他の適した動きのパターンで動かす他の駆
動機構を備えた装置に対しても、本発明を適用すること
ができることはいうまでもない。
【００２４】また、基板回転装置４８は、太陽歯車９２
に取り付けられた駆動板１０８を有している。駆動板１
０８には、内壁１１２を有する中心孔１１０が設けられ
ている。中心孔１１０には、下部回転体６４のネック部
６６が配置されている。ネック部６６と内壁１１２との
間には、軸受１１４が取り付けられる。この軸受１１４
により、太陽歯車９２と下部回転体６４は、中心軸１８
を中心として、互いに相対的に回転することができるよ
うになっている。また、基板回転装置４８は、駆動板１
０８及び太陽歯車９２を中心軸１８を中心として回転さ
せる第２の歯車群１１６及び第２のモータ１１８を有し
ている。この実施例では、第２のモータ１１８が回転す
ることにより、太陽歯車９２と各遊星歯車９０との相対
運動が変化する。すなわち、各基板４２が中心軸１８を
中心として公転する速度に対する、各基板４２が軸４６
を中心として自転する速度の比が変化する。
に取り付けられた駆動板１０８を有している。駆動板１
０８には、内壁１１２を有する中心孔１１０が設けられ
ている。中心孔１１０には、下部回転体６４のネック部
６６が配置されている。ネック部６６と内壁１１２との
間には、軸受１１４が取り付けられる。この軸受１１４
により、太陽歯車９２と下部回転体６４は、中心軸１８
を中心として、互いに相対的に回転することができるよ
うになっている。また、基板回転装置４８は、駆動板１
０８及び太陽歯車９２を中心軸１８を中心として回転さ
せる第２の歯車群１１６及び第２のモータ１１８を有し
ている。この実施例では、第２のモータ１１８が回転す
ることにより、太陽歯車９２と各遊星歯車９０との相対
運動が変化する。すなわち、各基板４２が中心軸１８を
中心として公転する速度に対する、各基板４２が軸４６
を中心として自転する速度の比が変化する。
【００２５】図２Ａ及び２Ｂを用いて、この相対運動の
変化について説明する。図２Ａ及び２Ｂは、太陽歯車９
２、１つのアーム部材８２、１つの遊星歯車９０を示す
上面模式図である。
変化について説明する。図２Ａ及び２Ｂは、太陽歯車９
２、１つのアーム部材８２、１つの遊星歯車９０を示す
上面模式図である。
【００２６】図２Ａ及び図１は、第１のモータ７０が回
転し、第２のモータ１１８が回転しないときの状態であ
る第１の動作状態を示す。第１のモータ７０が回転する
と、アーム部材８２及び遊星歯車９０が、中心軸１８を
中心として反時計回りに第１の回転速度Ｒ1で公転す
る。そして、遊星歯車９０が、太陽歯車９２と歯合して
いるので、軸４６を中心として反時計周りに第２の回転
速度ｒ1で自転する。第２のモータ１１８が回転してい
ないので、太陽歯車９２は静止している。このため、第
２のモータ１１８が回転していない第１の動作状態で
は、中心軸１８を中心とする太陽歯車９２の第１の回転
速度Ｒ1に対する、軸４６を中心とする遊星歯車９０の
第２の回転速度ｒ1の比は一定である。したがって、遊
星歯車９０が中心軸１８を中心として１回転公転する間
に、遊星歯車９０が軸４６を中心として自転する回転数
は一定である。
転し、第２のモータ１１８が回転しないときの状態であ
る第１の動作状態を示す。第１のモータ７０が回転する
と、アーム部材８２及び遊星歯車９０が、中心軸１８を
中心として反時計回りに第１の回転速度Ｒ1で公転す
る。そして、遊星歯車９０が、太陽歯車９２と歯合して
いるので、軸４６を中心として反時計周りに第２の回転
速度ｒ1で自転する。第２のモータ１１８が回転してい
ないので、太陽歯車９２は静止している。このため、第
２のモータ１１８が回転していない第１の動作状態で
は、中心軸１８を中心とする太陽歯車９２の第１の回転
速度Ｒ1に対する、軸４６を中心とする遊星歯車９０の
第２の回転速度ｒ1の比は一定である。したがって、遊
星歯車９０が中心軸１８を中心として１回転公転する間
に、遊星歯車９０が軸４６を中心として自転する回転数
は一定である。
【００２７】図２Ｂは、第１のモータ７０及び第２のモ
ータ１１８の両方が回転する第２の動作状態を示す。上
述のように、第１のモータ７０が回転すると、遊星歯車
９０は、中心軸１８を中心として反時計回りに第１の回
転速度Ｒ1で公転するとともに、軸４６を中心として反
時計回りに第２の回転速度ｒ1で自転する。ここでさら
に、第２のモータ１１８が回転し、太陽歯車９２が、中
心軸１８を中心として、例えば反時計回りに第３の回転
速度Ｒ2で回転すると、太陽歯車９２に対する遊星歯車
９０の相対的な公転速度は減少して、第４の速度Ｒ3と
なる。この結果、遊星歯車９０の自転速度は、第２の回
転速度ｒ1から第５の回転速度ｒ2に減少する。すなわ
ち、第２のモータ１１８により太陽歯車９２を回転させ
ると、太陽歯車９２と遊星歯車９０の相対的な公転速度
が変化する。その結果、第２の動作条件における第１の
回転速度Ｒ1と第５の回転速度ｒ2の比は、第１の動作条
件での回転速度の比に対して変化している。これに対応
して、遊星歯車９０が中心軸１８を中心として１回転公
転する間に遊星歯車９０が軸４６を中心として自転する
自転数も変化する。
ータ１１８の両方が回転する第２の動作状態を示す。上
述のように、第１のモータ７０が回転すると、遊星歯車
９０は、中心軸１８を中心として反時計回りに第１の回
転速度Ｒ1で公転するとともに、軸４６を中心として反
時計回りに第２の回転速度ｒ1で自転する。ここでさら
に、第２のモータ１１８が回転し、太陽歯車９２が、中
心軸１８を中心として、例えば反時計回りに第３の回転
速度Ｒ2で回転すると、太陽歯車９２に対する遊星歯車
９０の相対的な公転速度は減少して、第４の速度Ｒ3と
なる。この結果、遊星歯車９０の自転速度は、第２の回
転速度ｒ1から第５の回転速度ｒ2に減少する。すなわ
ち、第２のモータ１１８により太陽歯車９２を回転させ
ると、太陽歯車９２と遊星歯車９０の相対的な公転速度
が変化する。その結果、第２の動作条件における第１の
回転速度Ｒ1と第５の回転速度ｒ2の比は、第１の動作条
件での回転速度の比に対して変化している。これに対応
して、遊星歯車９０が中心軸１８を中心として１回転公
転する間に遊星歯車９０が軸４６を中心として自転する
自転数も変化する。
【００２８】この実施例において、第１のモータ７０及
び第２のモータ１１８は、例えば駆動電流を変化させる
ことによりそれらの回転速度を変化させることができる
ようになっている（なお、他の種のモータを用いてもよ
い。）。すなわち、第１の回転速度Ｒ1又は第３の回転
速度Ｒ3を所望の速度に変化させることができるように
なっている。これにより、遊星歯車９０が中心軸１８を
中心として１回転公転する間に遊星歯車９０が軸４６を
中心として自転する自転数を、所望の値に増減すること
ができる。このような遊星歯車９０の中心軸１８を中心
とする１公転の間の自転数の増減することにより、スパ
ッタリング処理において、均一な薄膜を形成するための
調整を行うことができる。なお、第１の回転速度Ｒ1と
第２の回転速度ｒ2の比を、遊星歯車９０が対応する軸
４６を中心として自転しないように変化させることもで
きる。あるいは、第２のモータ１１８の回転方向を逆に
して、遊星歯車９０を、第１の回転速度Ｒ1の方向とは
逆の方向、すなわち時計回りに回転させることもでき
る。
び第２のモータ１１８は、例えば駆動電流を変化させる
ことによりそれらの回転速度を変化させることができる
ようになっている（なお、他の種のモータを用いてもよ
い。）。すなわち、第１の回転速度Ｒ1又は第３の回転
速度Ｒ3を所望の速度に変化させることができるように
なっている。これにより、遊星歯車９０が中心軸１８を
中心として１回転公転する間に遊星歯車９０が軸４６を
中心として自転する自転数を、所望の値に増減すること
ができる。このような遊星歯車９０の中心軸１８を中心
とする１公転の間の自転数の増減することにより、スパ
ッタリング処理において、均一な薄膜を形成するための
調整を行うことができる。なお、第１の回転速度Ｒ1と
第２の回転速度ｒ2の比を、遊星歯車９０が対応する軸
４６を中心として自転しないように変化させることもで
きる。あるいは、第２のモータ１１８の回転方向を逆に
して、遊星歯車９０を、第１の回転速度Ｒ1の方向とは
逆の方向、すなわち時計回りに回転させることもでき
る。
【００２９】スパッタリング処理の際に、通常、チャン
バ５０の電位はアース電位とされている。スパッタリン
グ処理を行う際には、各基板４２及び載置台４０にチャ
ンバ５０のアース電位とは異なるバイアス電圧を印加し
て、電位条件を変更する必要がある。通常、各基板４２
は絶縁材料からなる。周波数１３．５６ＭＨｚの高周波
電圧を印加することにより、基板材料を透過して所望の
バイアス電圧を供給することができる。図３を用いて、
本発明の他の実施例を説明する。
バ５０の電位はアース電位とされている。スパッタリン
グ処理を行う際には、各基板４２及び載置台４０にチャ
ンバ５０のアース電位とは異なるバイアス電圧を印加し
て、電位条件を変更する必要がある。通常、各基板４２
は絶縁材料からなる。周波数１３．５６ＭＨｚの高周波
電圧を印加することにより、基板材料を透過して所望の
バイアス電圧を供給することができる。図３を用いて、
本発明の他の実施例を説明する。
【００３０】図３は、図１の左側の拡大図である。この
実施例において、基板回転装置４８は、各基板４２に所
望のバイアス電圧を印加するバイアス電圧供給機構１２
６を備えている。バイアス電圧供給機構１２６は、上部
回転体６２を駆動軸１４に取り付けるための第１の絶縁
部材１２８を有している。第１の絶縁部材１２８は、上
部回転体６２と駆動軸１４を電気的に絶縁する。上部回
転体６２には、接点軸１３０が取り付けられている。こ
のため、上部回転体６２が回転すると、接点軸１３０も
上部回転体６２と同時に回転する。接点軸１３０は、上
部回転体６２からキャビティ５２を通り、第２の絶縁部
材１４２によりチャンバ５０から絶縁離されている第２
の密封型軸受１３２を貫通してチャンバ５０の外部に延
在している。第２の密封型軸受１３２は、接点軸１３０
とチャンバ５０を密封し、チャンバ５０内の真空レベル
をスパッタリングに適した真空レベルに維持する。ま
た、バイアス電圧供給機構１２６は、高周波電源とイン
ピーダンス整合回路（図示せず）を有するバイアス電源
１３４を有している。バイアス電源１３４は、接点部材
１３６により接点軸１３０に電気的接続されている。接
点部材１３６は、接点軸１３０が回転しているときにも
接点軸１３０に電気的に接触している。すなわち、接点
部材１３６は、チャンバ５０の外部にある接点軸１３０
の一部に接触している。これにより、接点部材１３６と
接点軸１３０の接触により生じる金属微粒子は、チャン
バ５０の外部で生じ、各基板４２をそのような金属微粒
子による汚染から保護することができる。
実施例において、基板回転装置４８は、各基板４２に所
望のバイアス電圧を印加するバイアス電圧供給機構１２
６を備えている。バイアス電圧供給機構１２６は、上部
回転体６２を駆動軸１４に取り付けるための第１の絶縁
部材１２８を有している。第１の絶縁部材１２８は、上
部回転体６２と駆動軸１４を電気的に絶縁する。上部回
転体６２には、接点軸１３０が取り付けられている。こ
のため、上部回転体６２が回転すると、接点軸１３０も
上部回転体６２と同時に回転する。接点軸１３０は、上
部回転体６２からキャビティ５２を通り、第２の絶縁部
材１４２によりチャンバ５０から絶縁離されている第２
の密封型軸受１３２を貫通してチャンバ５０の外部に延
在している。第２の密封型軸受１３２は、接点軸１３０
とチャンバ５０を密封し、チャンバ５０内の真空レベル
をスパッタリングに適した真空レベルに維持する。ま
た、バイアス電圧供給機構１２６は、高周波電源とイン
ピーダンス整合回路（図示せず）を有するバイアス電源
１３４を有している。バイアス電源１３４は、接点部材
１３６により接点軸１３０に電気的接続されている。接
点部材１３６は、接点軸１３０が回転しているときにも
接点軸１３０に電気的に接触している。すなわち、接点
部材１３６は、チャンバ５０の外部にある接点軸１３０
の一部に接触している。これにより、接点部材１３６と
接点軸１３０の接触により生じる金属微粒子は、チャン
バ５０の外部で生じ、各基板４２をそのような金属微粒
子による汚染から保護することができる。
【００３１】この実施例では、上部回転体６２は、各載
置台４０の下方に比較的近接した、すなわち各載置台４
０とギャップｇだけ離れた外周部１３８を有している。
これにより、外周部１３８が第１の電極となり、各載置
台４０が第２の電極となる電気的なコンデンサが形成さ
れる。この実施例において、この間隙は、例えば０．０
５インチ程度であり、各載置台４０及び各載置台４０に
近接する上部回転体６２の外周部１３８は、それぞれ６
５平方インチの面積を有している。これにより、３００
ピコファラド（ｐＦ）程度の容量のコンデンサが形成さ
れる。各基板４２に所望のバイアス電圧を供給するため
には、この程度の値で十分であることがわかっている 以上の説明でも明らかなように、本発明に係る基板回転
装置及び基板回転方法は、本発明の目的を達成し、効果
を奏するものである。上述では、具体的な実施例を用い
て本発明を説明したが、当業者にとって種々の変更や置
き換えを行うことができることは明らかである。したが
って、本発明は、特許請求の範囲内であれば、そのよう
な変更や置き換え等を含むものとする。
置台４０の下方に比較的近接した、すなわち各載置台４
０とギャップｇだけ離れた外周部１３８を有している。
これにより、外周部１３８が第１の電極となり、各載置
台４０が第２の電極となる電気的なコンデンサが形成さ
れる。この実施例において、この間隙は、例えば０．０
５インチ程度であり、各載置台４０及び各載置台４０に
近接する上部回転体６２の外周部１３８は、それぞれ６
５平方インチの面積を有している。これにより、３００
ピコファラド（ｐＦ）程度の容量のコンデンサが形成さ
れる。各基板４２に所望のバイアス電圧を供給するため
には、この程度の値で十分であることがわかっている 以上の説明でも明らかなように、本発明に係る基板回転
装置及び基板回転方法は、本発明の目的を達成し、効果
を奏するものである。上述では、具体的な実施例を用い
て本発明を説明したが、当業者にとって種々の変更や置
き換えを行うことができることは明らかである。したが
って、本発明は、特許請求の範囲内であれば、そのよう
な変更や置き換え等を含むものとする。
【図１】本発明に係る基板回転装置を示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る具体的な太陽歯車、アーム部材、
遊星歯車の相対移動を示す図である。
遊星歯車の相対移動を示す図である。
【図３】本発明装置の他の実施例を示す図である。
【図４】従来の遊星歯車駆動機構を示す図である。
１４ 駆動軸、１８ 中心軸、２６ カソード、２８
密封型軸受、４０ 載置台、４２ 基板、４６ 軸、４
８ 基板回転装置、４９ 成膜領域、５０ チャンバ、
５２ キャビティ、５４ 開口部、５６ 内壁面、５８
外壁面、６２上部回転体、６４ 下部回転体、６６
ネック部、６８ 第１の歯車群、７０第１のモータ、７
２ シール部材、７４ 被回転部、７６ 被駆動側のＮ
極、７８ 被駆動側のＳ極、８０ 載置台の支持軸、８
２ アーム部材、８４ 下部支持軸の軸受、８６ ベア
リング、８８ 下部支持軸、９０ 遊星歯車、９２ 太
陽歯車、９８ 駆動部、１００ 駆動側のＮ極、１０２
駆動側のＳ極、１０４凹部、１０８ 駆動板、１１０
中心孔、１１２ 内壁、１１４ 軸受、１１６ 第２
の歯車群、１１８ 第２のモータ、１２６ バイアス電
圧供給機構、１２８ 第１の絶縁部材、１３０ 接点
軸、１３２ 第２の密封型軸受、１３４バイアス電源、
１３６ 接点部材、１３８ 外周部、１４２ 第２の絶
縁部材
密封型軸受、４０ 載置台、４２ 基板、４６ 軸、４
８ 基板回転装置、４９ 成膜領域、５０ チャンバ、
５２ キャビティ、５４ 開口部、５６ 内壁面、５８
外壁面、６２上部回転体、６４ 下部回転体、６６
ネック部、６８ 第１の歯車群、７０第１のモータ、７
２ シール部材、７４ 被回転部、７６ 被駆動側のＮ
極、７８ 被駆動側のＳ極、８０ 載置台の支持軸、８
２ アーム部材、８４ 下部支持軸の軸受、８６ ベア
リング、８８ 下部支持軸、９０ 遊星歯車、９２ 太
陽歯車、９８ 駆動部、１００ 駆動側のＮ極、１０２
駆動側のＳ極、１０４凹部、１０８ 駆動板、１１０
中心孔、１１２ 内壁、１１４ 軸受、１１６ 第２
の歯車群、１１８ 第２のモータ、１２６ バイアス電
圧供給機構、１２８ 第１の絶縁部材、１３０ 接点
軸、１３２ 第２の密封型軸受、１３４バイアス電源、
１３６ 接点部材、１３８ 外周部、１４２ 第２の絶
縁部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーブン ハーヴィッツ アメリカ合衆国 ニュージャージー州 07656 パークリッジ パスカク ロード 159 (72)発明者 アイラ レイス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 10956 ニューシティー アウバルン ドライブ １ (72)発明者 マーティン ズィリンスキ アメリカ合衆国 ニュージャージー州 07675 ワシントン タウンシップ ブリ ッジ ロード 985 (72)発明者 スウェイン タン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95120 サンジョセ グレイストーン レ ーン 19730
Claims (30)
- 【請求項１】 キャビティを形成する壁部からなるチャ
ンバ内で基板を回転させる基板回転装置であって、 上記キャビティ内に配置され、上記基板を第１の軸を中
心に回転させる第１の回転手段と、 上記チャンバの外部に配置され、遊星歯車を上記第１の
軸を中心に回転させる第２の回転手段と、 上記第１の回転手段と第２の回転手段を上記壁部を介し
て磁気的に結合し、上記第１回転手段及び第２の回転手
段を上記第１の軸を中心に同調させて回転させる磁気結
合手段と、 上記チャンバの外部で上記遊星歯車に歯合する太陽歯車
と、 上記第１回転手段、第２の回転手段及び上記基板の中心
軸を中心とした第１の回転を行うとともに、上記遊星歯
車と上記太陽歯車の歯合により上記第１回転手段、第２
の回転手段及び上記基板の上記第１の軸を中心とした第
２の回転を同時に行う第１の駆動手段と、 を備えることを特徴とする基板回転装置。 - 【請求項２】 上記第１回転手段及び第２の回転手段
は、上記磁気的に結合を行うためにそれぞれ２組の磁石
を有する、 ことを特徴とする請求項１記載の基板回転装置。 - 【請求項３】 上記チャンバは、スパッタリング処理に
適した真空レベルを維持するための上記チャンバを密封
するシール手段を有する、 ことを特徴とする請求項１記載の基板回転装置。 - 【請求項４】 上記第１の駆動手段は、回転速度を変え
ることができるモータを有する、 ことを特徴とする請求項１記載の基板回転装置。 - 【請求項５】 上記チャンバは、スパッタリング処理の
ためのカソードを有し、上記カソードは、上記基板上に
薄膜を形成するための隣接した成膜領域を形成するソー
スターゲットを有し、 上記基板は、スパッタリング処理が行われる上記成膜領
域にある場合、上記第１の回転及び第２の回転で同時に
回転される、 ことを特徴とする請求項１記載の基板回転装置。 - 【請求項６】 外壁面とキャビティを形成する内壁面か
らなるチャンバ内で基板を回転させる基板回転装置であ
って、 上記基板を支持する載置台と上記内壁面に隣接して配置
された第１の磁石の間に取り付けられた第１の回転機構
を有し、上記第１の回転機構を第１の軸を中心として回
転させる上記キャビティ内に配置された第１の支持手段
と、 太陽歯車に歯合する遊星歯車と上記外壁面に隣接し上記
第１の磁石から離間して配置された第２の磁石の間に取
り付けられ、上記第１の磁石と第２の磁石の磁気的結合
を行う第２の回転機構を有し、上記第２の回転機構を上
記第１の軸を中心として回転することにより、上記第１
の回転機構及び第２の回転機構を上記第１の軸を中心に
同調して回転させる上記チャンバの外部に配置された第
２の支持手段と、 上記第１支持手段及び第２の支持手段に取り付けられ、
この回転により、上記基板の中心軸を中心とした第１の
回転を行うとともに、上記太陽歯車と上記遊星歯車の上
記歯合により上記基板の上記第１の軸を中心とした第２
の回転を同時に行う駆動手段と、 を備えることを特徴とする基板回転装置。 - 【請求項７】 上記第１回転機構及び第２の回転機構
は、それぞれ上記磁気的結合を行う第３磁石と第４の磁
石をさらに有する、 ことを特徴とする請求項６記載の基板回転装置。 - 【請求項８】 上記チャンバは、スパッタリング処理に
適した真空レベルを維持するための上記駆動手段と上記
チャンバを密封するシール部材を有する、 ことを特徴とする請求項６記載の基板回転装置。 - 【請求項９】 上記駆動手段を回転させるモータを有す
る、 ことを特徴とする請求項６記載の基板回転装置。 - 【請求項１０】 上記チャンバは、スパッタリング処理
のためのカソードを有し、上記カソードは、上記基板上
に薄膜を形成するための隣接した成膜領域を形成するソ
ースターゲットを有し、 上記基板は、上記スパッタリング処理が行われる上記成
膜領域にある場合、上記第１回転及び第２の回転で同時
に回転される、 ことを特徴とする請求項６記載の基板回転装置。 - 【請求項１１】 スパッタリング処理の際に基板を回転
させる基板回転装置であって、 外壁面とキャビティを形成する内壁面からなるチャンバ
と、 上記基板を支持する載置台と上記内壁面に隣接して配置
された第１の磁石の間に取り付けられた第１の回転機構
を有し、上記第１の回転機構を第１の軸を中心として回
転させる上記キャビティ内に配置された第１の支持手段
と、 太陽歯車に歯合する遊星歯車と上記外壁面に隣接し上記
第１の磁石から離間して配置された第２の磁石の間に取
り付けられ、上記第１の磁石と第２の磁石の磁気的結合
を行う第２の回転機構を有し、上記第２の回転機構を上
記第１の軸を中心として回転することにより、上記第１
の回転機構及び第２の回転機構を上記第１の軸を中心に
同調して回転させる上記チャンバの外部に配置された第
２の支持手段と、 上記第１の支持手段及び第２の支持手段に取り付けられ
た駆動機構と、 上記駆動機構を回転させ、上記駆動機構の回転により、
上記基板の中心軸を中心とした第１の回転速度での第１
の回転を行うとともに、上記太陽歯車と上記遊星歯車の
歯合により上記基板の上記第１の軸を中心とした第２の
回転速度での第２の回転を同時に行う第１のモータ機構
と、 上記太陽歯車を第３の回転速度で回転させ、上記太陽歯
車と上記遊星歯車の相対的な回転速度を変化させて、上
記太陽歯車のそれぞれの回転に対する上記遊星歯車の回
転数の比を変化させる第２のモータ機構と、 を有することを特徴とする基板回転装置。 - 【請求項１２】 上記第１の回転機構及び第２の回転機
構は、それぞれ上記磁気的結合を行う第３の磁石及び第
４の磁石をさらに有する、 ことを特徴とする請求項１１記載の基板回転装置。 - 【請求項１３】 上記チャンバは、スパッタリング処理
に適した真空レベルを維持するための上記駆動機構と上
記チャンバを密封するシール部材を有する、 ことを特徴とする請求項１１記載の基板回転装置。 - 【請求項１４】 上記第１のモータ機構及び第２のモー
タ機構は、回転速度を変えることができるモータからな
る、 ことを特徴とする請求項１１記載の基板回転装置。 - 【請求項１５】 上記外壁面は、上記第２の磁石を上記
第１の磁石に近接して配置することにより強力な磁気的
に結合を行うための凹部を有する、 ことを特徴とする請求項１１記載の基板回転装置。 - 【請求項１６】 上記チャンバは、非磁性材料からな
る、 ことを特徴とする請求項１１記載の基板回転装置。 - 【請求項１７】 上記チャンバは、スパッタリング処理
のためのカソードを有し、上記カソードは、上記基板上
に薄膜を形成するための隣接した成膜領域を形成するソ
ースターゲットを有し、 上記基板は、スパッタリング処理が行われる上記成膜領
域にある場合、上記第１の回転及び第２の回転で同時に
回転される、 ことを特徴とする請求項１１記載の基板回転装置。 - 【請求項１８】 チャンバの壁部により形成されたキャ
ビティ内で所定のパターンで基板を移動させる基板回転
方法であって、 第１の支持機構により、上記キャビティ内で上記基板と
第１の磁石を移動可能に支持し、 第２の支持機構により、上記キャビティ内で第２の磁石
を支持を移動可能に支持し、 上記第１の支持機構と第２の支持機構の間で上記壁部を
介して磁気的な結合を行い、上記第１支持機構と第２の
支持機構を同調して移動し、 上記第２の支持機構を上記所定のパターンで移動させる
ことにより、上記基板を上記キャビティ内で上記所定の
パターンで移動させる、 ことを特徴とする基板回転方法。 - 【請求項１９】 上記チャンバは、スパッタリング処理
のためのカソードを有し、上記カソードは、上記基板上
に薄膜を形成するための隣接した成膜領域を形成するソ
ースターゲットを有し、 上記基板は、スパッタリング処理が行われる上記成膜領
域にある場合、上記所定のパターンで移動する、 ことを特徴とする請求項１８記載の基板回転方法。 - 【請求項２０】 スパッタリング処理の際に基板を回転
させる基板回転装置であって、 外壁面とキャビティを形成する内壁面からなるチャンバ
と、 上記基板を支持する載置台と上記内壁面に隣接して配置
された第１の磁石の間に取り付けられた第１の回転機構
を有し、上記第１の回転機構を第１の軸を中心として回
転させる上記キャビティ内に配置された第１の支持手段
と、 太陽歯車に歯合する遊星歯車と上記外壁面に隣接し上記
第１の磁石から離間して配置された第２の磁石の間に取
り付けられて上記第１及び第２の磁石の磁気的に結合を
行う第２の回転機構を有し、上記第２の回転機構が上記
第１の軸を中心として回転することにより、上記第１及
び第２の回転機構を上記第１の軸を中心に同調して回転
させる上記チャンバの外部に配置された第２の支持手段
と、 上記第１の支持手段及び第２の支持手段に取り付けられ
た駆動機構と、 上記駆動機構を回転させ、上記駆動機構の回転により、
上記基板の中心軸を中心とした第１の回転速度での第１
の回転を行うとともに、上記太陽歯車と上記遊星歯車の
歯合により上記基板の上記第１の軸を中心とした第２の
回転速度での第２の回転を同時に行う第１のモータ機構
と、 上記太陽歯車を第３の回転速度で回転させ、上記太陽歯
車と上記遊星歯車の相対的な回転速度を変化させて、上
記太陽歯車のそれぞれの回転に対する上記遊星歯車の回
転数の比を変化させる第２のモータ機構と、 上記駆動機構を上記第１の支持手段から絶縁する第１の
絶縁部材と、 上記第１の支持手段に取り付けられ、上記キャビティを
通り上記チャンバの外部に延在する接点軸と、 高周波電圧を発生するバイアス電源と、 上記接点軸を上記バイアス電源に電気的に接続し、上記
基板に所望のバイアス電圧を印加させるバイアス電圧供
給機構を構成する接点部材と、 を有することを特徴とする基板回転装置。 - 【請求項２１】 上記第１の回転機構及び第２の回転機
構は、それぞれ上記磁気的に結合を行う第３の磁石及び
第４の磁石をさらに有する、 ことを特徴とする請求項２０記載の基板回転装置。 - 【請求項２２】 上記チャンバは、スパッタリングに適
した真空レベルを維持するための上記駆動機構と上記チ
ャンバを密封する第１のシール部材を有する、 ことを特徴とする請求項２０記載の基板回転装置。 - 【請求項２３】 上記第１のモータ機構及び第２のモー
タ機構は、回転速度を変えることができる可変モータか
らなる、 ことを特徴とする請求項２０記載の基板回転装置。 - 【請求項２４】 上記外壁面は、上記第２の磁石を上記
第１の磁石に近接して配置することにより強力な磁気的
に結合を行うための凹部を有する、 ことを特徴とする請求項２０記載の基板回転装置。 - 【請求項２５】 上記チャンバは、非磁性材料からな
る、 ことを特徴とする請求項２０記載の基板回転装置。 - 【請求項２６】 上記非磁性材料は、アルミニウム合金
からなる、 ことを特徴とする請求項２０記載の基板回転装置。 - 【請求項２７】 上記非磁性材料は、ステンレススチー
ルからなる、 ことを特徴とする請求項２０記載の基板回転装置。 - 【請求項２８】 上記第１の支持機構と上記載置台の第
１の部分は、離間されてコンデンサを形成する、 ことを特徴とする請求項２０記載の基板回転装置。 - 【請求項２９】 上記チャンバは、スパッタリング処理
のためのカソードを有し、上記カソードは、上記基板上
に薄膜を形成するための隣接した成膜領域を形成するソ
ースターゲットを有し、 上記基板は、スパッタリング処理が行われる上記成膜領
域にある場合、上記第１の回転及び第２の回転で同時に
回転される、 ことを特徴とする請求項２０記載の基板回転装置。 - 【請求項３０】 スパッタリング処理の際に基板を回転
させる基板回転装置であって、 キャビティを形成する内壁面及び凹部が設けられた外壁
面を有し、スパッタリング処理のためのカソードを有
し、上記カソードは上記基板上に薄膜を形成するための
隣接した成膜領域を形成するソースターゲットを有し、
上記キャビティはスパッタリング処理に適した真空レベ
ルに維持されるようになす非磁性材料により構成された
チャンバと、 上記基板を支持する載置台と上記内壁面に隣接して配置
された１対の第１の磁石の間に取り付けられた第１の回
転機構を有し、上記第１の回転機構を第１の軸を中心と
して回転させる上記キャビティ内に配置された第１の支
持手段と、 太陽歯車に歯合する遊星歯車と、上記凹部内に配置され
上記１対の第１の磁石から離間した１対の第２の磁石と
の間に取り付けられ、上記１対の第１及び第２の磁石の
磁気的に結合を行う第２の回転機構を有し、上記第２の
回転機構が上記第１の軸を中心として回転することによ
り、上記第１回転機構及び第２の回転機構を上記第１の
軸を中心に同調して回転させる上記チャンバの外部に配
置された第２の支持手段と、 上記第１の支持手段及び第２の支持手段に取り付けられ
た駆動機構と、 上記駆動機構を回転させ、上記駆動機構の回転により、
上記基板の中心軸を中心とした第１の回転速度での第１
の回転を行うとともに、上記太陽歯車と上記遊星歯車と
の歯合により上記基板の上記第１の軸を中心とした第２
の回転速度での第２の回転を同時に行い、上記第１の回
転及び第２の回転はスパッタリング処理の際に上記成膜
領域において行われるようになす、回転速度を変えるこ
とができる第１のモータ機構と、 上記太陽歯車を第３の回転速度で回転させ、上記太陽歯
車と上記遊星歯車の相対的な回転速度を変化させて、上
記太陽歯車のそれぞれの回転に対する上記遊星歯車の回
転数の比を変化させる、回転速度を変えることができる
第２のモータ機構と、 上記駆動機構を上記第１の支持手段から絶縁する第１の
絶縁部材と、 上記第１の支持手段に取り付けられ、上記キャビティを
通り上記チャンバの外部に延在する接点軸と、 高周波電圧を発生するバイアス電源と、 上記接点軸を上記バイアス電源に電気的に接続し、上記
載置台と上記第１の支持手段の第１の部分が離間され
て、上記基板に所望のバイアス電圧を印加させるバイア
ス電圧供給機構を形成するためのコンデンサを形成する
接点部材と、 上記真空レベルを維持するための上記駆動機構と上記チ
ャンバを密封するシール部材と、 を有することを特徴とする基板回転装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/570220 | 1995-12-08 | ||
| US08/570,220 US5795448A (en) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | Magnetic device for rotating a substrate |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH10116789A true JPH10116789A (ja) | 1998-05-06 |
| JP4037932B2 JP4037932B2 (ja) | 2008-01-23 |
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ID=24278751
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32894396A Expired - Fee Related JP4037932B2 (ja) | 1995-12-08 | 1996-12-09 | 基板回転装置及び基板回転方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5795448A (ja) |
| JP (1) | JP4037932B2 (ja) |
| CH (1) | CH691596A5 (ja) |
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