JPS63282260A

JPS63282260A - スパッタリング装置

Info

Publication number: JPS63282260A
Application number: JP11756287A
Authority: JP
Inventors: Toshimi Minami; 南　俊美; Kinya Kisoda; 欣弥木曽田
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1988-11-18
Also published as: JPH052738B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、処理材表面に薄膜を作成するスパッタリング
装置に関するものである。

（従来技術とその問題点）従来、スパッタリング装置には、処理材とターゲット材
とを相対的に移動させてスパッタ処理を行なう方式と、
処理材とターゲット材とを静止状態で対向させてスパッ
タ処理を行なう方式とがある。

そして、両方式はスパッタ処理条件等によっていずれか
一方の方式を採用している。

したがって、両方式を使用するには、２種のスパッタリ
ング装置を必要とし、設備費が高価になるという問題点
を有する。

本発明は、簡単な構成で、１台で２方式のスパッタ処理
を行なえるスパッタリング装置を提供することを目的と
する。

（問題点を解決すべき手段）本発明は前記目的を達成するために、スパッタリング装
置を、垂直状態のパレットに複数の処理材を保持し、該
処理材に薄膜を形成するスパッタリング装置において、
前記パレットに複数の処理材を同心円上に保持するとと
もに、処理室の両側壁部対向位置に、それぞれ進退する
パレット支持用スピンドルを設け、このスピンドルの一
方に、ステッピングモータを連結し、かつ、処理室の少
なくとも一方の側壁部に複数のターゲット材を着脱自在
で、放射状に配設する一方、処理室の所定位置にパレッ
ト回転停止位置確認手段を設けたものである。

（実施例）つぎに、本発明を一実施例を示す図面にしたがって説明
する。

本発明にかかるスパッタリング装置は、第１図に示すよ
うに、装入室ｌ、第１〜第３処理室２ａ。

２　ｂ、　２　ｃおよび抽出室３とからなり、装入室ｌ
と第１処理室２ａ、第１処理室２ａと第２処理室２ｂ。

第２処理室２ｂと第３処理室２ｃおよび第３処理室２ｃ
と抽出室３との間にはそれぞれスリットバルブ４が設け
である。

そして、前記装入室ｌには、第２図に示すように、複数
対の独立したアーム６を備えたマガジン５が炉幅方向で
移動自在に設けてあり、このマガジン５の各アーム６の
先端部には、凹溝からなる軸支部７が設けられ、この軸
支部７で複数の円板状処理材Ｗを同心円上に設けた環状
凹溝８に回転自在に遊嵌保持した円板状パレット９の軸
部１０を支持するようになっている。

また、装入室１の前記処理室２と同一線上をなす位置に
シリンダ装置１１が設けてあり、このシリンダ装置１１
の動作で、所定アーム６を軸６ａを中心に上・下方向に
旋回させて、当該パレット９を後述するパレット移送装
置１４に引き渡すようになっている。

前記抽出室３は、装入室１とほぼ同様な構成からなり、
アーム６の旋回によって抽出室３に位置するパレット移
送装置１４上のパレット９をマガジン５内に引き取り、
パレット９を抽出室３から抽出するよ、うになっている
。

前記装入室１１各処理室２　ａ、　２　ｂ、　２　ｃお
よび抽出室３の下部には、上・下一対のガイドローラ１
２ａｊ２ｂを有するガイド部材１３が所定間隔で設けら
れている。

また、各処理室２　ａ、　２　ｂ、　２　ｃと抽出室３
には、隣接する空間を移動するパレット移送装置１４が
設けである。このパレット移送装置１４は、第４図から
明らかなように、図示しないピニオンと噛合するラック
１５ａを有し、かつ、中央部に貫通孔１７を設けたキャ
リア本体１５と、このキャリア本体１５上に設けた昇降
するパレット支持台１９とからなる。このパレット支持
台１９は上端に凹溝からなる軸支部２Ｉを有するととも
に、下端に前記キャリア本体１５の貫通孔１８内に位置
するガイドピン１９ａ、１９ｂを備えている。

さらに、前記各処理室２　ａ、　２　ｂ、　２　ｃの底
部中央には、前記キャリア本体１５の中央貫通孔１７内
を進退するピストンロッド２０ａを有する押上シリンダ
２０が設けである。

一方、前記押上シリンダ２０の上方に位置する側壁Ｂに
は、第５図に示すように、パレット９の軸部１０両端を
挾持する抑圧スピンドル２３ａ、２３ｂと、一方の押圧
スピンドル２３ｂを回転させるステッピングモータ２４
とからなるパレット回転装置２２が設けである。

前記パレット回転装置２２の抑圧スピンドル２３の周囲
には、第１図、第３図、第６図に示すように、公知のコ
ンベンショナル方式、トライオード方式あるいはプレー
ナーマグネトロン方式の矩形状スパッタリング電極Ｃと
円形状スパッタリング電極りが放射状に配設しである。

そして、矩形状スパッタリング電極Ｃ（ターゲット材２
５）は、第６図に示すように、その中心０′がパレット
９に装着した処理材Ｗの中心Ｏと半径方向でずれた位置
（Ｈ＝１５〜２５＋＊ｓ）になるように配設してあり、
一方、円形状スパッタリング電極りの中心は処理材Ｗの
中心０と一致している。

ただし、スパッタリング電極りは、第９，１０図に示す
ように、スパッタリング電極Ｃと同一形状のアダプタ２
６を介して取り付けたものである。

また、前記パレット９には貫通孔２８が設けられ、かつ
、各処理室２ａ〜２ｃの対向する側壁Ｂに投・受光器２
９．３０が設けられ（第１１．１２図）、投光器２９か
らの光が貫通孔２８を介して受光器３０で検出されると
、スパッタリング電極りの中心と処理材Ｗの中心とが合
致状態となるようになっている。あるいは、貫通孔２８
の位置を、投・受光６２９．３０で検知したのち、所定
角度パレット９を回転させて合致状態としてもよい。な
お、貫通孔２８、投、受光器２９．３０でパレット回転
停止位置確認手段２７を構成する。

つぎに、前記構成からなるスパッタリング装置の操作を
説明する。

まず、処理材Ｗを公転させながら処理するには、装入室
１のマガジン５に、予め複数の処理材Ｗを環状凹部８に
装着したパレット９．を各アーム６の軸支部７に載置す
る（第２ａ図、第２ｂ図）。そして、装入室１、各処理
室２および抽出室３を図示しな。

い真空装置で真空にするとともに、所定のガス、たとえ
ば、アルゴンガスを供給して所定のスパッタ圧とし、各
スリットバルブ４を開き、図示しないビニオンを駆動す
ることにより、各パレット移送装置１４を左方（装入室
１方向）に移動させ、第１処理室２ａのパレット移送装
置１４を装入室１に位置させる。ここで、前記シリンダ
装置１１を駆動して、所定アーム６を軸６ａを中心に軸
支部７を旋回−下させ、該所定アーム６に支持されてい
たパレット９ａを前記パレット支持台１９の軸支部２１
上に移載する（第２ｃ図）。

ついで、前記所定アーム６は旋回上昇して元の状態にな
るとともに各パレット移送装置１４は、図示しないピニ
オンの駆動により各々右方（抽出室３側）の処理室２と
抽出室３へ移動して停止したのち、各スリットバルブ４
を閉とする。その後、各押上シリンダ２０が作動して、
ピストンロッド２０ａが貫通孔１７内に挿入され、第４
ｂ図に示すようにパレット支持台Ｉ９を上昇させる。こ
のように、パレット支持台１９が上昇すると、これを検
知し、第５図に示すように、押圧スピンドル２３が作動
してパレット９の軸部１０両端を挾持して、パレット回
転装置２２に支持すると同時に、押上シリンダ２０の作
動によってパレット支持台１９が降下する。この状態で
、第１０図に示すように、回転処理用プロセスプログラ
ムＰ＋によりパレット９はパレット回転装置２２のステ
ッピングモータ２４の駆動により所定速度で回転すると
ともに、スパッタリング電極Ｃへの印加によりスパッタ
リングが開始される。

このスパッタリング処理中、パレット９の各環状凹溝８
に遊嵌状部で保持された処理材Ｗは、パレット９の回転
（自転）により、処理材Ｗの自転中心０の軌跡がターゲ
ット材２５の中心０′とずれた状態で自転・公転するこ
とになる。

なお、パレット支持台１９が前述したように、元の状態
になると、装入室ｌのマガジン５が１ピツチ前進移動し
、次パレット９ｂが受は渡し位置に来る。

したがって、スパッタリング処理中におけるパレット９
の各処理材Ｗは、加熱−冷却−加熱を受けるとともに、
スパッタリング電極Ｃから一定方向のみの磁界分布を受
けず、つまり、処理材Ｗの温度上昇が抑えられる一方、
処理材Ｗに対するスパッタ方向がランダムとなり、処理
材Ｗの表裏はほぼ均一に薄膜が形成されることになる。

このようにして、一定時間スパッタ処理が行なわれると
、各スリットバルブ４を開き、各パレット移送装置１４
は、前述したように、左方（装入室ｌ側）に移動し、装
入室ｌで１枚のパレット９ｂを受は取る一方、処理室２
のパレット支持台１９が上昇停止すると、押圧スピンド
ル２３が後退して、第１処理室２ａのパレット９ａを支
持すると同時に、パレット支持台１９が下降する（第２
ｆ図）。

その後、パレット移送装置１４は、右方（抽出室３側）
に移動し、装入室ｌのパレット９ｂは第１処理室２ａに
、第１処理室２ａのパレット９ａは第２処理室内２ｂに
装入される（第２ｇ図、第２ｈ図）。

ここで、前記同様パレット９ｂの処理材Ｗは１回目の、
また、パレット９ａの処理材Ｗは２回目のスバツタ工程
を経て、以下同様にして各処理材Ｗは各処理室２でそれ
ぞれスパッタ処理されて完成品となる。

このように、抽出室３にパレット９を支持したパレット
移送装置１４が装入されると、装入室ｌでの動作とは逆
に、下方に待機するアーム６の軸支部７が旋回上昇して
当該パレット９を受は取り、マガジン５の移動により、
抽出室３の図示しない抽出口へと順次搬送される。

なお、パレット９の装入室ｌ内のマガジン５（アーム６
）への装着あるいは抽出室３から装置外への抽出時には
、装入室ｌと抽出室３は外気と連通ずるため、装入室ｌ
内のマガジン５にパレット９を保持したのち、前述した
操作に先立ってスリットバルブ４を閉鎖して、装入室ｌ
内と抽出室３内をパージし、所定雰囲気、圧力に調整す
ることは勿論である。

つぎに、処理材Ｗとターゲット材とを静止状態で対向さ
せて処理する場合には、スパッタリング電極りを処理材
Ｗの形状に対応する形状のものとし、前述のように、パ
レット９がパレット回転装置２２に支持されると、図示
しない手段でステッピングモータ２４をパレット回転停
止位置確認手段２７によって確認されるまで回転し、処
理材Ｗがスパッタリング電極りに正確に対向させる。そ
の後、第１０図の静止対向処理用プロセスプログラムＰ
、により、ステッピングモータ２４を停止させた状態で
スパッタリング電極りを所定時間印加してスパッタ処理
を行う。

そして、スパッタ処理が終了すると、ステッピングモー
タ２４を予め定められたステッピングパルス数だけ時間
回転させて、未処理の処理材Ｗをスパッタリング電極り
に対向させ、前記処理を行い、パレット９上の総ての処
理材Ｗが処理されると、前述のように、他の処理室２あ
るいは抽出室３へと移行される。

前記実施例では、処理室２を３室とするとともに、抽出
室３を設けたが、処理室２は３室に限らない、また、処
理室２を１室とし抽出室３を省略して装入室１で抽出室
３をも兼ねるようにしてもよく、処理室２のみで構成し
てもよい。さらに、スパッタリング電極Ｃの中心Ｏ′を
処理材Ｗの中心が描ぐ円周上に位置させてもよく、また
、処理材Ｗをパレットに固定し、公転のみ行なうように
してもよいことは勿論である。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明にかかるスパッ
タリング装置によれば、パレットに複数の処理材を同心
円上に保持するとともに、処理室の両側壁部対向位置に
、それぞれ進退するパレット支持用スピンドルを設け、
このスピンドルの一方に、ステッピングモータを連結し
、かつ、処理室の両側壁部に複数のターゲット材を着脱
自在で、放射状に配設する一方、処理室の所定位置にパ
レット回転停止位置確認手段を設けたものであるから、
１台のスパッタリング装置で、パレットをステッピング
モータで回転数を制御しながら連続回転することにより
処理材を公転あるいは自・公転させてスパッタ処理を、
また、パレットをステッピングモータの回転数制御と回
転停止確認手段で間欠回転することにより、処理材を正
確に所定位置に静止させ、ターゲット材と静止対向状態
でスパッタ処理を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるスパッタリング装置の概略平面
図、第２ａ図〜第２ｈ図は第１図においてパレットとキ
ャリア本体との動作を示す平面図と側面図、第３図は処
理室の一部破断斜視図、第４ａ図と第４ｂ図は押上シリ
ンダとパレット支持台との関係を示す正面図、第５ａ図
と第５ｂ図はパレット回転装置の動作を示す説明用断面
図、第６図は処理材中心とターゲット材中心との関係を
示す説明図、第７図〜第１θ図はターゲットの側壁部へ
の取り付は状態を示す図およびその断面図、第１１図は
処理室の断面図、第１２図は第１１図のパレットの正面
図で、第１３図はステッピングモータおよびスパッタリ
ング電極Ｃ，Ｄの駆動回路図である。１〜装入室、２（２ａ、２ｂ、２ｃ）〜処理室、３〜抽
出室、５〜マガジン、９（９ａ、９ｂ）パレット、１４
〜パレツト移送装置、１５〜キャリア本体、１９〜パレ
ット支持台、２０〜昇降（押上）シリンダ、２２〜パレ
ット回転装置、２３〜押圧スビンドル、２４〜ステツピ
ングモータ、２５〜ターゲット材、２７〜パレット回転
停止位置確認手段、２８〜貫通孔、２９〜投光器、３０
〜受光器、Ｃ，Ｄ〜スパッタリング電極、０〜処理材中
心、Ｏ゛〜〜ターゲット材パッタリング電極）中心。特　許　出　願　人　中外炉工業株式会社代　理　人　
弁理士　前出　　葆ほか２名第２Ｃ図第２ｄ図第２ｅ図富４ａ図　　　　　　　＊４１）図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）垂直状態のパレットに複数の処理材を保持し、該
処理材に薄膜を形成するスパッタリング装置において、
前記パレットに複数の処理材を同心円上に保持するとと
もに、処理室の両側壁部対向位置に、それぞれ進退する
パレット支持用スピンドルを設け、このスピンドルの一
方に、ステッピングモータを連結し、かつ、処理室の少
なくとも一方の側壁部に複数のターゲット材を着脱自在
で、放射状に配設する一方、処理室の所定位置にパレッ
ト回転停止位置確認手段を設けたことを特徴とするスパ
ッタリング装置。
（２）前記パレット回転停止確認手段が、パレットに設
けた貫通孔と処理室の側部に設けた投・受光器からなる
前記特許請求の範囲第１項に記載のスパッタリング装置
。