JPH1192924A - Sputtering device - Google Patents

Sputtering device

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Publication number
JPH1192924A
JPH1192924A JP25117597A JP25117597A JPH1192924A JP H1192924 A JPH1192924 A JP H1192924A JP 25117597 A JP25117597 A JP 25117597A JP 25117597 A JP25117597 A JP 25117597A JP H1192924 A JPH1192924 A JP H1192924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
target block
substrate holder
turret
holder
Prior art date
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Pending
Application number
JP25117597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobumasa Nanbu
信政 南部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RAIKU KK
Original Assignee
RAIKU KK
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Filing date
Publication date
Application filed by RAIKU KK filed Critical RAIKU KK
Priority to JP25117597A priority Critical patent/JPH1192924A/en
Publication of JPH1192924A publication Critical patent/JPH1192924A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the content volume of a vacuum tank while plural target blocks are housed in the vacuum tank and to simplify a feeder circuit for discharge and piping for cooling. SOLUTION: A target house 15 is connectedly provided with a flat box type vacuum tank 2 in the lower direction of the vacuum tank 2. In the target house 15, four target blocks 22a, 22b, 22c and 22d are arranged so as to be switched to turret systems. By the rotation of a turret board, one target block 22a can be moved to the using position confronting with the ratary face of a substrate holder 5. Only to the target block 22a moved to the using position, the feed of power for discharge and the feed of cooling water are executed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のターゲット
ブロックを収容したスパッタリング装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus containing a plurality of target blocks.

【0002】[0002]

【従来の技術】光学薄膜や導電性薄膜などの各種の薄膜
を形成する際にスパッタリングが行われる。スパッタリ
ングでは、グロー放電で生成された陽イオンを電気的に
加速してターゲット材料に衝突させ、これにより叩き出
された原子を下地基板に被着させることによって成膜が
行われる。グロー放電のために真空槽内にはアルゴンガ
スなどの不活性ガスが導入されるが、化学反応性スパッ
タリングを行う際にはさらに酸素ガス,窒素ガスなどの
反応ガスの導入も行われる。
2. Description of the Related Art Sputtering is performed when forming various thin films such as an optical thin film and a conductive thin film. In sputtering, cations generated by glow discharge are electrically accelerated so as to collide with a target material, and atoms struck out thereby are deposited on a base substrate, thereby forming a film. An inert gas such as an argon gas is introduced into the vacuum chamber for glow discharge, but a reactive gas such as an oxygen gas or a nitrogen gas is also introduced when performing the chemically reactive sputtering.

【0003】スパッタリングで形成した薄膜は、抵抗加
熱方式や電子線加熱方式に代表される真空蒸着法で形成
した薄膜と比較して、成膜に時間がかかるという難点は
あるものの、膜構造が緻密で物理,化学的に安定したも
のが得られ、また基板への付着力の強い薄膜が得られる
という利点がある。
[0003] A thin film formed by sputtering has a disadvantage that it takes more time to form a film than a thin film formed by a vacuum deposition method represented by a resistance heating method or an electron beam heating method, but the film structure is dense. Thus, there is an advantage that a physically and chemically stable product can be obtained, and a thin film having a strong adhesive force to a substrate can be obtained.

【0004】スパッタリング装置は、真空槽の内部に下
地基板を保持した基板ホルダと、ターゲットブロックと
を収容して構成され、さらに真空槽の内部を真空引きす
るための真空排気装置と、基板ホルダとターゲットブロ
ックとの間でグロー放電を生じさせるための電気系装置
と、不活性ガスや反応性ガスの供給装置などを備えてい
る。
[0004] The sputtering apparatus is constituted by accommodating a substrate holder holding a base substrate in a vacuum chamber and a target block, and further comprises a vacuum exhaust device for evacuating the vacuum chamber, a substrate holder, An electrical system for generating glow discharge between the target block and a device for supplying an inert gas or a reactive gas is provided.

【0005】ターゲットブロックは成膜時に陰電極とな
るターゲットホルダにターゲット材料を固着したもの
で、下地基板に正対するように真空槽内部に配置されて
いる。成膜時のグロー放電によってターゲットブロック
が高温度になると、ターゲットホルダの電気抵抗が大き
くなって放電電流を抑制し、グロー放電を安定に保つこ
とが困難になってくるため、ターゲットブロックには水
冷用の配管を行うのが通常となっている。
The target block is formed by fixing a target material to a target holder serving as a negative electrode during film formation, and is disposed inside a vacuum chamber so as to face the underlying substrate. If the temperature of the target block becomes high due to glow discharge during film formation, the electric resistance of the target holder increases, suppressing the discharge current and making it difficult to keep the glow discharge stable. It is customary to provide piping for use.

【0006】一方、薄膜の量産に適したスパッタリング
装置は、例えば特開平7−70748号公報に記載され
ているように、真空槽内部に複数のターゲットブロック
を配置している。ターゲットブロックにそれぞれ同じタ
ーゲット材料を装着し、基板ホルダを回転させながら同
時に成膜を行うことによって、成膜時間を短縮すること
が可能となる。また、複数のターゲットブロックに異種
のターゲット材料を装着した用いることも可能で、これ
によれば一回の真空引きで異種の薄膜を組み合わせた多
層膜の成膜も行うことができるようになる。
On the other hand, a sputtering apparatus suitable for mass production of a thin film has a plurality of target blocks arranged inside a vacuum chamber as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-70748. By mounting the same target material on each of the target blocks, and simultaneously performing film formation while rotating the substrate holder, the film formation time can be reduced. It is also possible to use a plurality of target blocks with different types of target materials mounted thereon, and this makes it possible to form a multilayer film combining different types of thin films by a single evacuation.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、真空槽
内に複数のターゲットブロックを配置すると、単層膜,
多層膜のいずれにしても効率的な成膜ができるようにな
るが、ターゲットブロックの設置スペースを確保するた
めに真空槽の内容積が増えることが避けられず、一回の
真空引きに要する時間が長くなる。また、各々のターゲ
ットブロックに対して水冷用の配管が必要になる他、成
膜の開始及び停止を制御するためのシャッタ機構もター
ゲットブロックごとに設けなくてはならないため、スパ
ッタリング装置の構造が複雑化しやすい。
As described above, when a plurality of target blocks are arranged in a vacuum chamber, a single-layer film,
Efficient film formation can be achieved with any of the multi-layer films, but it is inevitable that the internal volume of the vacuum chamber will increase to secure the installation space for the target block, and the time required for one evacuation Becomes longer. In addition, a water cooling pipe is required for each target block, and a shutter mechanism for controlling the start and stop of film formation must be provided for each target block. Easy to convert.

【0008】本発明は上記背景に鑑みてなされたもの
で、その目的は、真空槽の内容積をあまり大きくせずに
複数のターゲットブロックを真空槽内に配置し、これら
のターゲットブロックを順次に使用することによって、
一回の真空引きの後に、充分な膜厚で成膜を行うことが
でき、あるいは多層膜の成膜も行うことができるように
したスパッタリング装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to arrange a plurality of target blocks in a vacuum chamber without increasing the internal volume of the vacuum chamber so much, and to sequentially arrange these target blocks. By using
It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus capable of forming a film with a sufficient film thickness after one evacuation or forming a multilayer film.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するにあたり、複数のターゲットブロックをターレット
式に切替え使用できるようにしたもので、回転自在なタ
ーレット板に複数のターゲットブロックを保持させ、タ
ーレット板を切替え回転することによって、複数のター
ゲットブロックのうちの一つを基板ホルダの回転面に対
面する位置に移動させることができるようにしたもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention has a plurality of target blocks which can be switched and used in a turret type. A plurality of target blocks are held on a rotatable turret plate. By switching and rotating the turret plate, one of the plurality of target blocks can be moved to a position facing the rotation surface of the substrate holder.

【0010】前記ターゲットブロックを、円筒形のター
ゲットホルダとその外周面に固着された円筒形のターゲ
ット材料とから構成し、ターゲットブロックの両端を一
対のターレット板の間に保持させ、ターレット板を回転
してターゲットブロックの切替えを行うようにすること
によって、ターレット構造を複雑化させずに済む。さら
に、使用位置に移動してきたターゲットブロックに対し
てのみ、放電のための電力の供給や、冷却水の供給を行
う構成にすることによって、給電用の配線や冷却水の配
管が簡単になり、装置の小型化及びローコスト化が達成
される。
The target block is composed of a cylindrical target holder and a cylindrical target material fixed to an outer peripheral surface of the target block. Both ends of the target block are held between a pair of turret plates, and the turret plate is rotated. By switching the target block, the turret structure does not need to be complicated. Furthermore, by supplying power for discharging and supplying cooling water only to the target block that has been moved to the use position, power supply wiring and cooling water piping are simplified, The miniaturization and low cost of the device are achieved.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1及び図2に本発明を適用した
スパッタリング装置の外観及び要部断面を示す。偏平な
箱状をした真空槽2の背面側に開閉自在なドア3が設け
られ、このドア3を開くことによって、真空槽2に基板
ホルダ5の出し入れを行うことができる。基板ホルダ5
は円錐ドーム状で、その周面には下地基板の外径に応じ
た開口が形成されており、周知の基板載置用の治具(ヤ
トイ)を利用することによって図示のように多数の下地
基板6を載置することができる。下地基板6はスパッタ
リングによる薄膜の形成対象となるもので、としては、
ガラスレンズやプラスチックレンズ、ガラスプレート,
プラスチックプレートなど、様々なものが対象となり得
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1 and 2 show the appearance and a cross section of a main part of a sputtering apparatus to which the present invention is applied. An openable and closable door 3 is provided on the rear side of the flat box-shaped vacuum chamber 2. By opening the door 3, the substrate holder 5 can be taken in and out of the vacuum chamber 2. Substrate holder 5
Is formed in a conical dome shape, and its peripheral surface is formed with an opening corresponding to the outer diameter of the underlying substrate. As shown in FIG. The substrate 6 can be placed. The base substrate 6 is a target for forming a thin film by sputtering.
Glass lens, plastic lens, glass plate,
Various objects such as plastic plates can be targeted.

【0012】基板ホルダ5の頂部にギヤ7が固定されて
いる。図2に示すように、ギヤ7は基板ホルダ5の頂部
よりも大径となっており、真空槽2の天板に固定された
案内レール8によって支持できるようにしてある。した
がって、ギヤ7の下面を案内レール8上でスライドさせ
ながら、基板ホルダ5を真空槽2内に収容させることが
できる。そして、基板ホルダ5を所定の位置まで送り込
むと、真空槽2の天板に設けられた駆動ギヤ10が基板
ホルダ5のギヤ7と噛み合う。
A gear 7 is fixed to the top of the substrate holder 5. As shown in FIG. 2, the gear 7 has a larger diameter than the top of the substrate holder 5 and can be supported by a guide rail 8 fixed to a top plate of the vacuum chamber 2. Therefore, the substrate holder 5 can be accommodated in the vacuum chamber 2 while sliding the lower surface of the gear 7 on the guide rail 8. Then, when the substrate holder 5 is sent to a predetermined position, the drive gear 10 provided on the top plate of the vacuum chamber 2 meshes with the gear 7 of the substrate holder 5.

【0013】所定の収容位置において、ギヤ7の下面は
ローラ,ベアリングなどの回転支持手段によって回転自
在に保持されるようにしてあるため、モータ11によっ
て駆動ギヤ10を回転させると、基板ホルダ5は水平姿
勢のまま回転する。また、真空槽2には、油拡散ポンプ
や分子ターボポンプ,スクロール型ドライ真空ポンプな
どの適宜の真空排気装置12が取り付られており、真空
排気装置12を作動させることによって、真空槽2の内
部を10-6Torr以下の高真空にすることができる。真空
槽2を支持する一対の脚部14,14の間に、ターゲッ
トハウス15が設けられている。図2に示すように、タ
ーゲットハウス15は真空槽2と空間的に連絡され、真
空排気装置12により真空槽2と同様に真空引きされ
る。
In a predetermined storage position, the lower surface of the gear 7 is rotatably held by rotation supporting means such as rollers and bearings. Therefore, when the drive gear 10 is rotated by the motor 11, the substrate holder 5 Rotate in horizontal position. The vacuum chamber 2 is provided with an appropriate vacuum exhaust device 12 such as an oil diffusion pump, a molecular turbo pump, or a scroll-type dry vacuum pump. The inside can be made a high vacuum of 10 -6 Torr or less. A target house 15 is provided between the pair of legs 14 supporting the vacuum chamber 2. As shown in FIG. 2, the target house 15 is spatially connected to the vacuum chamber 2, and is evacuated by the vacuum exhaust device 12 in the same manner as the vacuum chamber 2.

【0014】図3にも概略的に示すように、ターゲット
ハウス15の内部には一対のターレット板16,17が
設けられ、一方のターレット板16はボルト18により
回転軸19と一体に連結され、他方のターレット板17
は固定の支軸20に対して回転自在に嵌め込まれてい
る。ターレット板16,17の間には、円柱形状をした
4個のターゲットブロック22a,22b,22c,2
2dが固定され、また各々のターゲットブロック間を区
画するように4枚の仕切り板23が固定されている(図
3では仕切り板23の図示を省略してある)。
As schematically shown in FIG. 3, a pair of turret plates 16 and 17 are provided inside the target house 15, and one of the turret plates 16 is integrally connected to a rotating shaft 19 by bolts 18. The other turret plate 17
Is rotatably fitted to the fixed support shaft 20. Between the turret plates 16 and 17, there are four target blocks 22a, 22b, 22c and 2 each having a cylindrical shape.
2d is fixed, and four partition plates 23 are fixed so as to partition between the respective target blocks (in FIG. 3, the partition plates 23 are not shown).

【0015】回転軸19にはギヤ24が固定され、ター
ゲットハウス15の外部に固定されたモータ25の駆動
により回転させることができる。回転軸19の回転とと
もにターレット板16が回転し、またターゲットブロッ
ク及び仕切り板23によって連結された他方のターレッ
ト板17も支軸20の回りに同方向に回転する。なお、
符号21はロータリー式のシャッタを示す。
A gear 24 is fixed to the rotating shaft 19 and can be rotated by driving a motor 25 fixed outside the target house 15. The turret plate 16 rotates with the rotation of the rotation shaft 19, and the other turret plate 17 connected by the target block and the partition plate 23 also rotates around the support shaft 20 in the same direction. In addition,
Reference numeral 21 denotes a rotary shutter.

【0016】ターゲットブロックの両端はターレット板
16,17の外面よりも突出し、ソレノイド26,27
の駆動によって電極26a,27aが接触したときに電
源の供給が行われる。ソレノイド26,27及び電極2
6a,27aは、ターレット板16,17で保持された
4個のターゲットブロックのうち、真空槽2との連通部
分、すなわち基板ホルダ5の回転面に対面する使用位置
に移動してきたターゲットブロック(図3におけるター
ゲットブロック22a)の両端に対面する位置にのみ設
けられている。
Both ends of the target block protrude from the outer surfaces of the turret plates 16 and 17 and solenoids 26 and 27
When the electrodes 26a and 27a come into contact with each other, power is supplied. Solenoids 26 and 27 and electrode 2
Reference numerals 6a and 27a denote target blocks which have been moved to a portion communicating with the vacuum chamber 2, that is, a use position facing the rotating surface of the substrate holder 5 among the four target blocks held by the turret plates 16 and 17 (FIG. 3 are provided only at positions facing both ends of the target block 22a).

【0017】また、使用位置に移動してきたターゲット
ブロック22aに対してのみ、ターゲットブロック冷却
用の給水が行われるようになっている。これは、図3に
破線で示すように、回転軸19の内部に挿通してある給
水パイプからの冷却水が、ターレット板16の内部に形
成された給水路を通してターゲットブロック22aにの
み供給されることによって達成される。なお、ターゲッ
トブロック22aを通った後、冷却水は他方のターレッ
ト板17の給水路を経て支軸20の内部に設けられた排
水管を通って排水される。
Water is supplied only for cooling the target block 22a to the target block 22a that has moved to the use position. This is because, as indicated by the broken line in FIG. 3, the cooling water from the water supply pipe inserted inside the rotating shaft 19 is supplied only to the target block 22a through the water supply passage formed inside the turret plate 16. Achieved by: After passing through the target block 22a, the cooling water is drained through a water supply passage of the other turret plate 17 through a drain pipe provided inside the spindle 20.

【0018】図4にターレット板16側の要部断面を示
す。回転軸19は、ターゲットハウス15の外壁に固定
された給水パイプ30の外周面に対し、気密にかつ回転
自在に軸受けされ、回転軸19は給水パイプ30を中心
にして回転自在である。もちろん、回転軸19の外周面
とターゲットハウス15の外壁との間も気密に軸受けさ
れている。給水パイプ30の先端には、内部を通ってき
た冷却水を上方にのみ向けるための栓31が嵌め込まれ
ている。
FIG. 4 shows a cross section of a main part of the turret plate 16 side. The rotating shaft 19 is hermetically and rotatably supported on an outer peripheral surface of a water supply pipe 30 fixed to an outer wall of the target house 15, and the rotating shaft 19 is rotatable around the water supply pipe 30. Of course, the space between the outer peripheral surface of the rotating shaft 19 and the outer wall of the target house 15 is also hermetically sealed. A plug 31 for fitting the cooling water that has passed through the inside of the water supply pipe 30 only upward is fitted into the tip of the water supply pipe 30.

【0019】回転軸19に対してターレット板16がボ
ルト18で固定されている。ターレット板16の内部に
は、ターゲットブロック22a〜22dの取付位置ごと
に4つの給水路33が放射状に設けられている。ただ
し、上記のように栓31は上方にのみ給水を送るため、
図4においてはターゲットブロック22aにのみ給水が
行われる。
The turret plate 16 is fixed to the rotating shaft 19 with bolts 18. Inside the turret plate 16, four water supply channels 33 are provided radially for each of the mounting positions of the target blocks 22a to 22d. However, as described above, the stopper 31 sends water only upward,
In FIG. 4, water is supplied only to the target block 22a.

【0020】ターレット板16の内側の面には支軸20
を受け入れるスリーブ34が固定されている。この実施
形態では、支軸20を固定して用いているため、ターレ
ット板16が回転するときは支軸20の先端も軸受けと
して作用する。なお、支軸20をターレット板16と回
転方向において係合させる構造にすることによって、支
軸20を回転式に用いることも可能で、この場合には支
軸20の他端側も他方のターレット板17にその回転方
向において係合させればよい。
A spindle 20 is provided on the inner surface of the turret plate 16.
Is fixed. In this embodiment, since the support shaft 20 is fixedly used, when the turret plate 16 rotates, the tip of the support shaft 20 also acts as a bearing. The support shaft 20 can be used in a rotary manner by making the support shaft 20 engage with the turret plate 16 in the rotation direction. In this case, the other end of the support shaft 20 is connected to the other turret. What is necessary is just to engage with the board 17 in the rotation direction.

【0021】ターゲットブロック22aは、ターゲット
材料36、ターゲットホルダ37、マグネットブロック
38から構成されている。ターゲット材料36は下地基
板6に被着される薄膜材料を円筒形状にしたもので、銅
などの良導体からなる円筒形状をしたターゲットホルダ
37の外周面に密着して固定されている。マグネットブ
ロック38は、軟鉄からなる基板38a上に永久磁石3
8b,38cを固定したもので、ターゲットホルダ37
の中空部内に配置される。
The target block 22a comprises a target material 36, a target holder 37, and a magnet block 38. The target material 36 is obtained by forming a thin film material to be deposited on the base substrate 6 into a cylindrical shape, and is fixed to the outer peripheral surface of a cylindrical target holder 37 made of a good conductor such as copper. The magnet block 38 includes a permanent magnet 3 on a substrate 38a made of soft iron.
8b and 38c are fixed, and the target holder 37
In the hollow part of

【0022】永久磁石38bは長手方向がターゲットホ
ルダ37と一致し、ターゲットホルダ37の内壁に向い
た先端の磁極がN極となっている。永久磁石38cは、
永久磁石38bを矩形状に取り囲むように配置され、タ
ーゲットホルダ37の内壁に向いた先端の磁極はS極と
なっている。これにより、ターゲット材料36の外表面
の母線に対して直交する向きに磁力線が発生し、スパッ
タリング効率を向上させることができる。
The permanent magnet 38b has a longitudinal direction coinciding with the target holder 37, and the magnetic pole at the tip facing the inner wall of the target holder 37 is an N pole. The permanent magnet 38c is
The permanent magnet 38b is disposed so as to surround the permanent magnet 38b in a rectangular shape, and the magnetic pole at the tip facing the inner wall of the target holder 37 is an S pole. As a result, magnetic lines of force are generated in a direction perpendicular to the generatrix on the outer surface of the target material 36, and the sputtering efficiency can be improved.

【0023】ターゲットホルダ37の両端には電極部材
40が嵌め込みによって固定され、その先端はターレッ
ト板16の外方に突出している。この電極部材40は、
テフロンなどによってターレット板16に対して電気的
に絶縁されている。ターゲットハウス15の外壁に固定
されたソレノイド26を駆動すると、電極26aが突出
して電極部材40に接触する。なお、この構造は、ター
ゲットブロック22aの他方の側でも同様である。この
ように、両端を同電位にすることによって、安定したス
パッタリングを行うことができる。
Electrode members 40 are fixed to both ends of the target holder 37 by fitting, and the tips protrude outward from the turret plate 16. This electrode member 40
It is electrically insulated from the turret plate 16 by Teflon or the like. When the solenoid 26 fixed to the outer wall of the target house 15 is driven, the electrode 26a projects and comes into contact with the electrode member 40. This structure is the same on the other side of the target block 22a. Thus, by setting both ends to the same potential, stable sputtering can be performed.

【0024】ターゲットホルダ37の電極部材40に電
極26aが接触すると、ターゲットブロック37が電気
的に能動状態となり、放電のための陰電極となる。ま
た、基板ホルダ5は周知のように放電時に陽極となる。
電極部材40には冷却水を通すための給水穴が形成され
ているため、給水パイプ30から送られたきた冷却水
は、図中に破線で示す経路を通って流れ、スパッタリン
グ時にターゲットブロック22aを冷やす。他方のター
レット板17側についても、ターゲットホルダ37を通
ってきた冷却水は、ターレット板17の内部に形成され
た排水路を通り、さらに支軸20の内部に設けられた排
水パイプを経て排水される。
When the electrode 26a comes into contact with the electrode member 40 of the target holder 37, the target block 37 becomes electrically active and serves as a negative electrode for discharging. As is well known, the substrate holder 5 functions as an anode during discharge.
Since a water supply hole for passing cooling water is formed in the electrode member 40, the cooling water sent from the water supply pipe 30 flows through a path shown by a broken line in the figure, and flows through the target block 22a during sputtering. cool. Also on the other turret plate 17 side, the cooling water that has passed through the target holder 37 passes through a drain passage formed inside the turret plate 17, and is further drained through a drain pipe provided inside the spindle 20. You.

【0025】スパッタリングを行うときには、まず真空
排気装置12により真空槽2及びターゲットハウス15
内を高真空にする。次に、適当な真空度になるまでアル
ゴンガスなどの不活性ガスを導入する。最初に用いるタ
ーゲット材料22aが使用位置にくるようにモータ25
を駆動してターレット板16,17を回転させる。
When performing sputtering, first, the vacuum chamber 2 and the target house 15 are
High vacuum inside. Next, an inert gas such as an argon gas is introduced until an appropriate degree of vacuum is obtained. The motor 25 is moved so that the target material 22a to be used first comes to the use position.
To rotate the turret plates 16 and 17.

【0026】給水パイプ30から冷却水を供給してター
ゲットブロック22aを冷却する。次にソレノイド2
6,27を駆動し、各々の電極26a,27aをターゲ
ットブロック22aの両端に接触させ、シャッタ21を
閉じた状態のままターゲットブロック22aが陰電極、
基板ホルダ5が陽電極となるように高電圧を印加する。
これによりグロー放電が開始されるが、シャッタ21が
閉じているので未だスパッタリングは行われない。
Cooling water is supplied from the water supply pipe 30 to cool the target block 22a. Next, solenoid 2
6 and 27 are driven to bring the respective electrodes 26a and 27a into contact with both ends of the target block 22a. With the shutter 21 closed, the target block 22a is
A high voltage is applied so that the substrate holder 5 becomes a positive electrode.
Thus, glow discharge is started, but sputtering is not yet performed because the shutter 21 is closed.

【0027】シャッタ21を開放することによってスパ
ッタリングが開始され、ターゲット材料36から飛散し
た原子が下地基板6に被着される。なお、このとき基板
ホルダ5はゆっくりと回転を行っている。したがって、
ターゲット材料36から飛散した原子は基板ホルダ5で
保持された下地基板6の全てに被着する。その被着膜厚
は、ターゲットハウス15のほぼ真上に位置する真空槽
2の天板に取り付られた膜厚監視装置44で監視するこ
とができる。
When the shutter 21 is opened, the sputtering is started, and the atoms scattered from the target material 36 are deposited on the base substrate 6. At this time, the substrate holder 5 is slowly rotating. Therefore,
The atoms scattered from the target material 36 adhere to all of the underlying substrates 6 held by the substrate holder 5. The deposited film thickness can be monitored by a film thickness monitoring device 44 attached to the top plate of the vacuum chamber 2 located almost directly above the target house 15.

【0028】ターゲットブロック22aを用いたスパッ
タリングにより、下地基板6に予定した膜厚で薄膜が形
成されたことが膜厚監視装置44で確認されたときに
は、シャッタ21を閉じる。次にソレノイド26,27
の駆動をオフし、電極26a,27aをターゲットブロ
ック22aの両端から離す。これにより放電が停止し、
また冷却水の供給を一旦停止させることによってターゲ
ットブロック22aによるスパッタリングが終了する。
When it is confirmed by the film thickness monitoring device 44 that a thin film having a predetermined film thickness is formed on the base substrate 6 by sputtering using the target block 22a, the shutter 21 is closed. Next, solenoids 26 and 27
Is turned off, and the electrodes 26a and 27a are separated from both ends of the target block 22a. This stops the discharge,
Further, by temporarily stopping the supply of the cooling water, the sputtering by the target block 22a ends.

【0029】続いてターゲットブロック22bでスパッ
タリングを行うには、モータ25の駆動によりターレッ
ト板16,17を90°回転させる。給水パイプ30の
先端に固定した栓31によって、ターゲットブロック2
2bに対する給水路が形成される。なお、ターレット板
16,17の回転中には給水が自動的に断たれるよう
に、給水パイプ30の前段に電磁弁を設け、自動的にそ
の開閉制御を行うようにしてもよい。
Subsequently, in order to perform sputtering in the target block 22b, the turret plates 16 and 17 are rotated by 90 ° by driving the motor 25. The stopper 31 fixed to the tip of the water supply pipe 30 allows the target block 2
A water supply channel for 2b is formed. An electromagnetic valve may be provided in front of the water supply pipe 30 so that the water supply is automatically cut off while the turret plates 16 and 17 are rotating, and the opening and closing of the electromagnetic valve may be automatically controlled.

【0030】こうしてターゲットブロック22bを使用
位置に移動させた後は、ターゲットブロック22aを用
いたスパッタリング工程と同様、冷却水の供給、ソレノ
イド26,27の駆動、シャッタ21の開放により、ス
パッタリングを行うことができる。以後は、同様の手順
でターゲットブロック22c,22dを用いてスパッタ
リングを継続的に行うことができる。
After the target block 22b is moved to the use position, sputtering is performed by supplying cooling water, driving the solenoids 26 and 27, and opening the shutter 21 in the same manner as in the sputtering process using the target block 22a. Can be. Thereafter, sputtering can be continuously performed using the target blocks 22c and 22d in the same procedure.

【0031】ターゲットブロック22a〜22dに用い
るターゲット材料を同じものにしたときには、ターゲッ
ト材料を新しく交換しながら4回分のスパッタリングを
行うことができるため、一回の真空引きで膜厚が充分な
成膜が可能となる。また、ターゲット材料の種類をター
ゲットブロックごとに変えておけば、一回の真空引きで
多層膜のスパッタリング成膜を行うことができる。
When the same target material is used for the target blocks 22a to 22d, four times of sputtering can be performed while changing the target material anew, so that a sufficient vacuum can be formed by one evacuation. Becomes possible. If the type of the target material is changed for each target block, a multilayer film can be formed by sputtering with a single evacuation.

【0032】なお、ターゲット材料を交換するときに
は、支軸20を引き抜き、またボルト18を外すことに
よって、ターゲットブロックごとターレット板16,1
7をターゲットハウス15から取り出す。その後に、電
極部材40をターレット板16に固定しているボルトを
取り外すなどして、ターゲットハウス15の外で自在に
ターゲットブロックの交換を行うことができる。
When the target material is exchanged, the turret plates 16 and 1 are removed together with the target block by pulling out the support shaft 20 and removing the bolt 18.
7 is taken out of the target house 15. Thereafter, the target block can be freely exchanged outside the target house 15 by removing a bolt fixing the electrode member 40 to the turret plate 16 or the like.

【0033】図5に本発明の他の実施形態を概略的に示
す。この実施形態は、四角筒形状の真空槽50に円筒形
状の基板ホルダ51を収容し、基板ホルダ51の外周面
に下地基板を保持させるようにしておく。ターゲットハ
ウス52を真空槽50の一側壁に連設し、その内部に前
述した実施形態で用いたターレット板16,17を含む
ターゲット機構部分53を垂直な軸を中心にして回転自
在に配置する。この実施形態においても、ターレット板
16,17を90°ずつ回転してターゲットブロックの
切替えを行うことによって、全く同様の効果が得られ
る。
FIG. 5 schematically shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, a cylindrical substrate holder 51 is accommodated in a rectangular tube-shaped vacuum chamber 50, and an underlying substrate is held on the outer peripheral surface of the substrate holder 51. A target house 52 is connected to one side wall of the vacuum chamber 50, and a target mechanism portion 53 including the turret plates 16 and 17 used in the above-described embodiment is rotatably arranged around a vertical axis. Also in this embodiment, the same effect can be obtained by switching the target blocks by rotating the turret plates 16 and 17 by 90 °.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、本発明のスパッタリング
装置によれば、ターゲットブロックを複数個保持したタ
ーレット板を回転してターゲットブロックを切替え使用
できるようにしたから、真空槽内部の限られた個所にタ
ーレット板を含むターゲット機構部分を集約的にまとめ
ることができるようになり、真空槽内の様々な個所に複
数のターゲットブロックを配置したものと比較して、真
空槽の内容積を大きくせずに済み、また放電用の給電回
路や冷却用の配管設備も簡単になり、スパッタリング装
置の小型化及びローコスト化に寄与するところが大き
い。
As described above, according to the sputtering apparatus of the present invention, the turret plate holding a plurality of target blocks is rotated so that the target blocks can be switched and used. The target mechanism part including the turret plate can be collectively collected at a location, and the inner volume of the vacuum chamber can be increased compared to the case where multiple target blocks are arranged at various locations in the vacuum chamber. In addition, the power supply circuit for discharge and the piping equipment for cooling are simplified, which greatly contributes to the reduction in size and cost of the sputtering apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を用いたスパッタリング装置の外観図で
ある。
FIG. 1 is an external view of a sputtering apparatus using the present invention.

【図2】図1に示すスパッタリング装置の概略要部断面
図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a principal part of the sputtering apparatus shown in FIG.

【図3】図1に示すスパッタリング装置のターゲットハ
ウス部の概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a target house part of the sputtering apparatus shown in FIG.

【図4】ターレット機構部の要部断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a main part of a turret mechanism.

【図5】本発明の他の実施形態を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 真空槽 5 基板ホルダ 6 下地基板 15 ターゲットハウス 16,17 ターレット板 19 回転軸 20 支軸 22a ターゲットブロック 26,27 ソレノイド 26a,27a 電極 36 ターゲット材料 37 ターゲットホルダ 38 マグネットブロック 40 電極部材 2 Vacuum tank 5 Substrate holder 6 Base substrate 15 Target house 16, 17 Turret plate 19 Rotating shaft 20 Support shaft 22a Target block 26, 27 Solenoid 26a, 27a Electrode 36 Target material 37 Target holder 38 Magnet block 40 Electrode member

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空槽内に回転自在に収容され、薄膜の
被着対象となる下地基板を保持した基板ホルダと、基板
ホルダの回転面に対面するように配置され、放電によっ
て下地基板に向かって薄膜材料を飛散させるターゲット
ブロックとを備えたスパッタリング装置において、 回転自在なターレット板に複数のターゲットブロックを
保持させ、ターレット板を切替え回転することによっ
て、複数のターゲットブロックのうちの一つを基板ホル
ダの回転面に対面する位置に移動させることができるよ
うにしたことを特徴とするスパッタリング装置。
1. A substrate holder rotatably accommodated in a vacuum chamber and holding an underlying substrate on which a thin film is to be deposited, and a substrate holder arranged to face a rotating surface of the substrate holder and facing the underlying substrate by discharge. A target block that scatters a thin film material by holding a plurality of target blocks on a rotatable turret plate, and switching and rotating the turret plate to convert one of the plurality of target blocks to a substrate. A sputtering apparatus characterized in that it can be moved to a position facing a rotating surface of a holder.
【請求項2】 前記ターゲットブロックは、円筒形のタ
ーゲットホルダとその外周面に固着された円筒形のター
ゲット材料とからなり、ターゲットブロックの両端が一
対のターレット板の間に保持されていることを特徴する
請求項1記載のスパッタリング装置。
2. The method according to claim 1, wherein the target block comprises a cylindrical target holder and a cylindrical target material fixed to an outer peripheral surface of the target block, and both ends of the target block are held between a pair of turret plates. The sputtering device according to claim 1.
【請求項3】 基板ホルダの回転面と対面する位置に移
動したターゲットブロックに対してのみ、その両端から
放電用の電力供給が行われることを特徴とする請求項2
記載のスパッタリング装置。
3. The discharge power is supplied from both ends of only the target block moved to a position facing the rotation surface of the substrate holder.
The sputtering apparatus as described in the above.
【請求項4】 基板ホルダの回転面と対面する位置に移
動したターゲットブロックに対してのみ、冷却水の供給
が行われることを特徴とする請求項1記載のスパッタリ
ング装置。
4. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein cooling water is supplied only to the target block moved to a position facing the rotation surface of the substrate holder.
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