KR102256771B1 - 스퍼터 장치 및 스퍼터 장치의 메인터넌스 방법 - Google Patents

스퍼터 장치 및 스퍼터 장치의 메인터넌스 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102256771B1
KR102256771B1 KR1020157036128A KR20157036128A KR102256771B1 KR 102256771 B1 KR102256771 B1 KR 102256771B1 KR 1020157036128 A KR1020157036128 A KR 1020157036128A KR 20157036128 A KR20157036128 A KR 20157036128A KR 102256771 B1 KR102256771 B1 KR 102256771B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cathode
target
sputtering device
maintenance
bogie
Prior art date
Application number
KR1020157036128A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160070037A (ko
Inventor
도모타케 나시키
아키라 하마다
Original Assignee
닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛토덴코 가부시키가이샤 filed Critical 닛토덴코 가부시키가이샤
Publication of KR20160070037A publication Critical patent/KR20160070037A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102256771B1 publication Critical patent/KR102256771B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • 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
    • C23C14/34—Sputtering
    • 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
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3464—Sputtering using more than one target
    • 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
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(과제) 스퍼터 장치의 타깃 교환, 캐소드 청소에 있어서, 두 명 이상이서 동시에 작업을 할 수 있도록 하는 것, 높은 곳 작업을 없애는 것, 타깃을 상방을 향하는 상태로 교환하는 것.
(해결 수단) 캐소드 대차 (19) 를 이동하여, 타깃 (17) 및 캐소드 (18) 를 진공조 (11) 밖으로 꺼낸다. 캐소드 회전 기구 (24) 를 가동하여, 타깃 (17) 이 상방을 향하도록, 타깃 (17) 및 캐소드 (18) 를 회전시킨다. 캐소드 슬라이드 기구 (25) 를 가동하여, 높은 곳의 타깃 (17) 및 캐소드 (18) 를 낮은 곳으로 이동시킨다. 낡은 타깃 (17) 을 캐소드 (18) 로부터 떼어 내고, 새로운 타깃 (17) 을 캐소드 (18) 에 장착한다. 타깃 (17) 및 캐소드 (18) 를 원래의 높이로 되돌린다. 타깃 (17) 및 캐소드 (18) 를 원래의 방향으로 되돌린다. 타깃 (17) 및 캐소드 (18) 를 진공조 (11) 내로 되돌린다.

Description

스퍼터 장치 및 스퍼터 장치의 메인터넌스 방법{SPUTTERING DEVICE AND MAINTENANCE METHOD FOR SPUTTERING DEVICE}
본 발명은, 복수의 타깃 및 캐소드를 구비하고, 장척 필름 기재의 표면에 박막을 형성하는 스퍼터 장치, 및 그러한 스퍼터 장치의 메인터넌스 방법에 관한 것이다.
장척 필름 기재의 표면에 박막을 형성하는 방법으로서 스퍼터법이 널리 사용되고 있다. 장척 필름 기재의 스퍼터 장치에 있어서는, 성막 롤과 타깃은 소정의 간격을 두고 대향하고 있다. 저압 아르곤 가스 등의 스퍼터 가스 중에서, 장척 필름 기재를 감은 성막 롤을 애노드 전위로 하고, 타깃을 캐소드 전위로 한다. 성막 롤과 타깃 사이에 전압을 인가하여, 성막 롤과 타깃 사이에 스퍼터 가스의 플라즈마를 생성시킨다. 플라즈마 중의 스퍼터 가스 이온이 타깃에 충돌하여, 타깃의 구성 물질이 튀어 나온다. 튀어 나온 타깃의 구성 물질이 장척 필름 기재의 표면에 퇴적되어 박막이 된다.
장척 필름 기재의 경우, 장척 필름 기재 전체에 한번에 스퍼터막을 성막하는 것은 불가능하다. 그래서, 공급 롤로부터 조출 (繰出) 된 장척 필름 기재를 성막 롤 (캔 롤) 에 약 1 바퀴 감고, 성막 롤을 회전시켜 장척 필름 기재를 연속적으로 주행시킨다. 그리고 장척 필름 기재의 타깃과 대향하는 부분에 성막을 실시한다. 성막이 끝난 장척 필름 기재는 수납 롤에 감는다.
일반적으로, 타깃은 캐소드에 나사로 고정되어 지지되어 있다. 타깃과 캐소드는 동 전위이다. 타깃과 캐소드는 쌍 (세트) 으로 되어 있으므로, 타깃/캐소드라고 표시하기로 한다. 타깃을 교환할 때에는 나사를 풀어 타깃과 캐소드를 분리한다. 박막 형성을 진행시킴에 따라 타깃은 소모된다. 타깃이 소정량 소모되면, 새로운 타깃으로 교환해야 한다. 또 캐소드에는 타깃의 구성 물질 등의 오염 물질이 부착된다. 캐소드의 오염이 심해지면, 이상 방전이 발생하거나, 박막에 불순물이 혼합되거나 한다. 그 때문에, 오염이 심해지기 전에 캐소드의 청소를 실시해야 한다. 캐소드의 청소시에도 타깃과 캐소드를 분리하는 것이 바람직하다.
소형 스퍼터 장치의 경우, 타깃은 인력으로 용이하게 교환할 수 있다. 또 캐소드의 청소도 용이하다. 그러나, 현재의 장척 필름 기재의 스퍼터 장치는, 장척 필름 기재의 폭이 1.6 m 정도이기 때문에, 타깃/캐소드의 무게가 수백 kg 이나 된다. 타깃이나 캐소드는 인력으로는 도저히 다룰 수 없기 때문에, 타깃 교환시에는 크레인이나 리프트를 사용해야 한다.
타깃은 성막 롤과 좁은 간격을 두고 대향하고 있다. 그 때문에, 타깃이 성막 롤과 대향한 위치에서, 나사를 풀어 타깃을 교환하는 것은 곤란하다. 이전부터 실시되고 있던 메인터넌스 방법에서는, 먼저 타깃/캐소드를 메인터넌스용 대차 (臺車) 에 실어 진공조로부터 꺼낸다. 다음으로 메인터넌스용 대차 상에서 낡은 타깃의 고정 나사를 풀어 낡은 타깃을 제거하고, 캐소드의 오염을 청소한다. 다음으로 새로운 타깃을 나사 고정한다. 그 후, 메인터넌스용 대차를 사용하여, 타깃/캐소드를 진공조 내의 소정의 위치로 되돌려 고정시킨다.
상기의 이전부터 실시되고 있던 메인터넌스 방법으로는 작업의 능률이 나쁜데다가, 크고 무거운 타깃/캐소드를 메인터넌스용 대차에 옮겨 싣는 것은 위험하다. 특히 성막 롤을 둘러싸도록 다수의 타깃/캐소드가 설치된 스퍼터 장치에서는, 타깃/캐소드를 발출하여 낡은 타깃을 제거하고, 캐소드를 청소하고, 새로운 타깃을 장착하여, 타깃/캐소드를 되돌리는 작업을 한 개씩 실시하면, 메인터넌스에 매우 장시간이 걸려, 스퍼터 장치의 가동률이 크게 저하된다.
상기의 문제에 대해 이미 다양한 연구가 행해지고 있다. 예를 들어 특허문헌 1 (일본 공개특허공보 평10-36967) 및 특허문헌 2 (일본 공개특허공보 2002-60936) 에서는, 진공조의 벽의 일부를 개폐 가능한 가개벽으로 하고, 타깃/캐소드를 가개벽에 고정시킨다. 가개벽을 성막 롤의 중심축과 평행하게 이동시키면, 타깃/캐소드는 가개벽에 고정된 채로 진공조로부터 꺼내진다. 그러면 타깃을 교환하고, 캐소드의 오염을 청소한다. 그 후, 가개벽을 원래의 위치로 이동시켜, 타깃/캐소드를 진공조 내의 소정의 위치 (성막 롤을 둘러싸는 위치) 로 되돌린다. 이 메인터넌스 방법에 의하면, 타깃/캐소드를 메인터넌스용 대차에 옮겨 실을 필요가 없기 때문에, 타깃/캐소드의 꺼냄과 원래의 위치로 되돌리는 작업의 효율이 좋다. 또 작업의 위험도 적다.
혹은 특허문헌 3 (일본 공개특허공보 2006-322055) 에서는, 진공조의 벽의 일부를 개폐 가능한 가개벽으로 하고, 타깃/캐소드를 가개벽에 힌지를 통해 고정시킨다. 가개벽을 성막 롤의 중심축과 평행하게 이동시키면, 타깃/캐소드는 가개벽에 고정된 채로 진공조로부터 꺼내진다. 다음으로 힌지를 이용하여 타깃/캐소드를 가개벽에 대하여 직각 방향으로 열면, 작업 영역이 넓어진다. 그러면 타깃을 교환하고, 캐소드의 오염을 청소한다. 그 후, 타깃/캐소드를 원래의 각도로 되돌리고 나서, 가개벽을 원래의 위치로 이동시켜, 타깃/캐소드를 진공조 내의 소정의 위치 (성막 롤을 둘러싸는 위치) 로 되돌린다. 이 메인터넌스 방법에 의하면, 메인터넌스용 대차에 옮겨 실을 필요가 없는데다가, 작업 영역이 넓어지므로, 복수의 타깃의 교환이나 캐소드의 청소를 두 명 이상이서 동시에 실시할 수 있다.
일본 공개특허공보 평10-36967호 일본 공개특허공보 2002-60936호 일본 공개특허공보 2006-322055호
특허문헌 1 및 특허문헌 2 의 메인터넌스 방법에서는, 메인터넌스용 대차에 옮겨 실을 필요는 없다. 또 일괄적으로 모든 타깃/캐소드를 발출하고, 또한, 되돌릴 수 있다. 그 때문에 이전부터 실시되고 있던 메인터넌스 방법보다 효율이 좋다. 또, 메인터넌스용 대차에 옮겨 실을 때의 위험이 없다. 그러나 발출한 타깃/캐소드는 성막 롤을 둘러싸고 있던 배치 그대로이다. 그 때문에 작업자는, 접사다리에 올라타고 성막 롤이 있던 공간에 들어가, 타깃의 교환과 캐소드의 청소를 실시해야 한다. 성막 롤이 있던 공간에 두 명 이상의 작업자가 들어가는 것은 곤란하기 때문에, 두 명 이상의 작업자가 동시에 작업을 진행하는 것은 곤란하다. 그 때문에 이전부터 실시되고 있던 방법보다는 효율이 좋지만, 작업 시간을 대폭 단축하는 것은 어렵다. 또 접사다리에 올라탄 작업은 위험하다.
특허문헌 1 및 특허문헌 2 의 메인터넌스 방법에서는, 발출한 타깃/캐소드는 성막 롤을 둘러싸고 있던 배치 그대로이기 때문에, 타깃에 따라서는 옆을 향하거나, 혹은 하방을 향한 상태이다. 타깃이 옆을 향하거나, 혹은 하방을 향한 경우, 타깃을 캐소드에 고정하고 있는 나사를 풀면, 타깃이 낙하하여 매우 위험하다. 그 때문에 나사를 풀기 전에, 타깃의 낙하 방지 지그를 장착하는 등의 준비 작업이 필요하다. 이것은 메인터넌스 작업의 능률을 저하시킨다.
특허문헌 3 의 메인터넌스 방법에서는, 타깃/캐소드를 가개벽에 대하여 직각 방향으로 열면, 작업 영역이 넓어진다. 작업 영역이 넓기 때문에, 복수의 타깃의 교환이나 캐소드의 청소를 두 명 이상이서 동시에 실시할 수 있다. 그 때문에 특허문헌 1 및 특허문헌 2 의 방법보다 능률이 좋아, 메인터넌스 작업 시간을 단축할 수 있다. 그러나 타깃/캐소드를 직각 방향으로 펼쳐도, 높은 곳에 있는 타깃/캐소드의 높이는 변함없기 때문에, 접사다리에 올라타서 작업을 해야 한다. 접사다리에 올라탄 작업은 위험하다.
또 특허문헌 3 의 방법에서, 힌지를 이용하여 타깃/캐소드를 가개벽에 대하여 직각 방향으로 펼쳐도, 캐소드에 대한 타깃의 상하의 방향은 변하지 않는다. 즉 펼치기 전의 타깃이 옆을 향할 (하방을 향할) 때에는, 펼친 후의 타깃의 방향도 옆을 향하고 (하방을 향하고) 있다. 그 상태로 타깃을 캐소드에 고정하고 있는 나사를 풀면, 타깃이 낙하하여 매우 위험하다. 그 때문에 나사를 풀기 전에, 타깃의 낙하 방지 지그를 장착하는 등의 준비 작업이 필요하다. 따라서 타깃의 교환 능률은, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 의 방법과 그다지 다르지 않다.
본 발명의 목적은, 타깃/캐소드의 메인터넌스 (타깃 교환, 캐소드 청소) 에 있어서, 일괄적으로 모든 타깃/캐소드를 꺼내고, 또한, 되돌릴 수 있는 것에 더하여, (1) 두 명 이상이서 동시에 메인터넌스 작업을 할 수 있도록 하는 것, (2) 높은 곳 (접사다리) 작업을 없애는 것, (3) 모든 타깃을, 나사를 풀어도 낙하되지 않는 상방을 향한 상태로 교환하는 것이다. 두 명 이상이서 동시에 작업하는 목적은 작업 시간을 단축하기 위함이다. 접사다리 작업을 없애는 목적은, 위험 방지와 작업 시간을 단축하기 위함이다. 모든 타깃을 상방을 향한 상태로 교환하는 목적은, 위험 방지와 작업 시간을 단축하기 위함이다. 본 발명에 의해, 메인터넌스 시간을 단축할 수 있고, 고가의 스퍼터 장치의 가동률을 높여 비용 절감을 실시함과 동시에, 생산량을 늘릴 수 있다.
(1) 본 발명의 스퍼터 장치는 다음의 것을 구비한다. 진공조. 진공조 내에 구비된 성막 롤. 성막 롤과 대향하는 타깃. 타깃을 지지하는 캐소드. 타깃 및 캐소드를 지지하는 캐소드 대차. 캐소드 대차에 형성된, 타깃 및 캐소드를 타깃의 길이 방향을 회전축으로 하여 회전 가능하게 지지하는 캐소드 회전 기구. 캐소드 대차에 형성된, 캐소드 회전 기구의 높이를 변경 가능하게 지지하는 캐소드 슬라이드 기구. 캐소드 대차를 이동 가능하게 지지 안내하는 안내 부품. 안내 부품은 대표적으로는 레일 혹은 홈이다.
(2) 본 발명의 스퍼터 장치에 있어서는, 캐소드 회전 기구가 각도 센서를 구비한다.
(3) 본 발명의 스퍼터 장치에 있어서는, 캐소드 슬라이드 기구가 거리 센서를 구비한다.
(4) 본 발명의 스퍼터 장치의 메인터넌스 방법은 다음의 공정을 포함한다.
(a) 캐소드 대차를 이동하여, 캐소드 대차에 지지된 타깃 및 캐소드를 진공조 밖으로 꺼내는 공정.
(b) 캐소드 회전 기구를 가동하여, 타깃이 상방을 향하도록 타깃 및 캐소드를 회전시키는 공정.
(c) 캐소드 슬라이드 기구를 가동하여, 높은 곳의 타깃 및 캐소드를 낮은 곳으로 이동시키는 공정.
(d) 타깃을 캐소드로부터 떼어 내고, 신규 타깃을 캐소드에 장착하는 공정.
(e) 캐소드 슬라이드 기구를 가동하여, 신규 타깃 및 캐소드를 이동시켜 원래의 높이로 되돌리는 공정.
(f) 캐소드 회전 기구를 가동하여, 신규 타깃 및 캐소드를 회전시켜 원래의 방향으로 되돌리는 공정.
(g) 캐소드 대차를 역방향으로 이동하여, 캐소드 대차에 지지된 신규 타깃 및 캐소드를 진공조 내로 되돌리는 공정.
본 발명의 스퍼터 장치 및 스퍼터 장치의 메인터넌스 방법에 의해 다음의 효과가 얻어진다.
(1) 전체 타깃/캐소드가 캐소드 대차에 지지되어 있기 때문에, 캐소드 대차를 이동시킴으로써, 일괄적으로 모든 타깃/캐소드를 꺼내고, 또한, 되돌릴 수 있다.
(2) 캐소드 대차를 이동하여, 캐소드 대차에 지지된 타깃 및 캐소드를 진공조 밖으로 꺼내고, 캐소드 슬라이드 기구를 가동하여, 높은 곳의 타깃 및 캐소드를 낮은 곳으로 이동시킴으로써, 타깃 및 캐소드가 넓은 면적으로 전개되므로, 두 명 이상이서 동시에 메인터넌스 작업을 할 수 있다.
(3) 캐소드 슬라이드 기구를 가동하여, 높은 곳의 타깃 및 캐소드를 낮은 곳으로 이동시킴으로써, 접사다리 작업을 없앨 수 있다 (플로어 상에서 작업을 할 수 있다).
(4) 캐소드 회전 기구를 가동하여, 타깃이 상방을 향하도록 타깃 및 캐소드를 회전시킴으로써, 모든 타깃을 상방을 향한 상태로 교환할 수 있다.
(5) 상기의 작용 효과를 종합하여 메인터넌스 시간을 단축함으로써, 고가의 스퍼터 장치의 가동률을 높여 비용 절감을 실시함과 동시에, 생산량을 늘릴 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 스퍼터 장치의 정면도와 측면도 (비메인터넌스시)
도 2 는, 본 발명의 스퍼터 장치의 정면도와 측면도 (메인터넌스시)
도 3 은, 본 발명의 스퍼터 장치의 타깃/캐소드의 메인터넌스 기구의 정면도와 측면도 (타깃/캐소드의 회전시)
도 4 는, 본 발명의 스퍼터 장치의 타깃/캐소드의 메인터넌스 기구의 정면도와 측면도 (타깃/캐소드의 이동시)
도 1 은 본 발명의 스퍼터 장치 (10) 의 일례인, 스퍼터 실행시 (비메인터넌스시) 의 정면도와 측면도이다. 본 발명의 스퍼터 장치 (10) 에서는, 진공조 (11) 내에 공급 롤 (12), 가이드 롤 (13), 성막 롤 (14), 가이드 롤 (13), 수납 롤 (15) 이 구비된다. 장척 필름 기재 (16) 는, 공급 롤 (12) 로부터 조출되고, 가이드 롤 (13) 에 의해 가이드되어, 성막 롤 (14) 에 약 1 바퀴 감기고, 다시 가이드 롤 (13) 에 의해 가이드되어, 수납 롤 (15) 에 감겨 수납된다. 타깃 (17) 은 캐소드 (18) 에 나사로 고정되어 지지되어 있다. 타깃 (17) 과 캐소드 (18) 는 동 전위이다. 타깃 (17)/캐소드 (18) 는 복수 개 있고 (도 1 에서는 5 개), 타깃 (17)/캐소드 (18) 는 성막 롤 (14) 을 둘러싸는 위치에 설치되고, 각 타깃 (17) 은 소정의 거리를 두고 성막 롤 (14) 에 대향하고 있다. 각 타깃 (17) 의 표면은 성막 롤 (14) 의 접선 방향과 평행하다. 성막 롤 (14) 상을 연속적으로 주행하는 장척 필름 기재 (16) 에는, 타깃 (17) 과 대향하는 위치에서 스퍼터 박막이 부착된다. 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 갯수는 특별히 한정되지 않는다.
각 타깃 (17)/캐소드 (18) 는 캐소드 대차 (19) 에 외팔보 지지되어 있다. 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 단 (端) 에는 기밀 (氣密) 덮개 (20) 가 설치되어 있다. 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 진공조 (11) 내에 수납했을 때, 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 취출구는 기밀 덮개 (20) 에 의해 기밀 봉지된다. 캐소드 대차 (19) 는 복수의 차륜 (21) 을 갖는다. 차륜 (21) 은 캐소드 대차 기대 (基臺) (22) 에 형성된 레일 (23) 위에 있다. 레일 (23) 은 성막 롤 (14) 의 중심축과 평행 방향으로 부설된다. 캐소드 대차 (19) 는, 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 진공조 (11) 로부터 꺼낼 때 및 되돌릴 때, 성막 롤 (14) 의 중심축과 평행 방향으로 이동한다.
스퍼터시에 상방을 향한 타깃 (17)/캐소드 (18) (도 1 에서는 가장 아래의 타깃 (17)/캐소드 (18)) 를 제외하고, 타깃 (17)/캐소드 (18) 는 캐소드 회전 기구 (24) 에 지지되어 있다. 스퍼터시에 상방을 향한 타깃 (17)/캐소드 (18) 는 메인터넌스시에 방향을 바꿀 필요가 없기 때문에, 캐소드 회전 기구 (24) 로 지지할 필요가 없다. 캐소드 회전 기구 (24) 는, 예를 들어 각도 센서가 부착된 모터 구동 감속 기어 유닛이다. 진공조 (11) 로부터 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 꺼낸 후, 캐소드 회전 기구 (24) 에 의해 타깃 (17) 이 상방을 향하도록 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 회전시킨다. 타깃 (17) 교환 후에는, 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 회전시켜 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 원래의 각도 (타깃 (17) 의 표면이 성막 롤 (14) 의 접선 방향이 되는 각도) 로 되돌린다. 타깃 (17)/캐소드 (18) 는 정확히 원래의 각도로 되돌려야 하므로, 각도 센서를 사용한다.
작업자가 접사다리에 올라타지 않으면 작업할 수 없는 높은 곳에 있는 타깃 (17)/캐소드 (18) (도 1 에서는 상방의 2 개) 는, 캐소드 회전 기구 (24) 가 캐소드 슬라이드 기구 (25) 에 지지되어 있다. 높은 곳이란, 접사다리에 올라타서 작업을 해야 하는 높이를 말하고, 예를 들어 플로어로부터 개략 150 ㎝ 이상의 높이를 말한다. 캐소드 슬라이드 기구 (25) 는, 예를 들어 거리 센서가 부착된 모터 구동 볼 나사 리니어 가이드이다. 메인터넌스시에는, 높은 곳에 있는 타깃 (17)/캐소드 (18) 를, 캐소드 슬라이드 기구 (25) 에 의해 작업자가 플로어 상에서 작업할 수 있는 낮은 곳으로 이동시킨다. 낮은 곳이란, 작업자가 접사다리에 올라타지 않아도 (플로어면에 서서) 작업을 할 수 있는 높이를 말하고, 예를 들어 플로어로부터 개략 150 ㎝ 미만의 높이를 말한다. 타깃 (17) 교환 후, 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 원래의 높이로 되돌린다. 타깃 (17)/캐소드 (18) 는 정확히 원래의 높이로 되돌려야 하므로, 거리 센서를 사용한다.
본 발명의 스퍼터 장치 (10) 에서 사용되는 장척 필름 기재 (16) 로는, 일반적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 단독 중합체나 공중합체로 이루어지는 투명 필름이 사용된다. 장척 필름 기재 (16) 는, 단층 필름이어도 되고, 적층 필름이어도 된다. 장척 필름 기재 (16) 의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로 6 ㎛ ∼ 250 ㎛ 이다.
본 발명의 스퍼터 장치 (10) 에서는, 저압 아르곤 가스 등의 스퍼터 가스 중에서, 성막 롤 (14) 을 애노드 전위로 하고, 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 캐소드 전위로 하여, 성막 롤 (14) 과 타깃 (17) 사이에 전압을 인가한다. 이로써 장척 필름 기재 (16) 와 타깃 (17) 사이에 스퍼터 가스의 플라즈마를 생성시킨다. 플라즈마 중의 스퍼터 가스 이온이 타깃 (17) 에 충돌하여, 타깃 (17) 의 구성 물질이 튀어 나온다. 튀어 나온 타깃 (17) 의 구성 물질이 장척 필름 기재 (16) 상에 퇴적되어 박막이 된다.
예를 들어 투명 도전막으로서 인듐-주석 산화물 (Indium-Tin-Oxide : ITO) 의 박막이 널리 사용되고 있다. 그러나 본 발명의 스퍼터 장치 (10) 에서 사용되는 타깃 (17) 의 재료는 특별히 한정되는 것은 아니다.
도 2 는 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 메인터넌스의 제 1 단계로서, 진공조 (11) 를 대기압으로 한 후, 캐소드 대차 (19) 를 성막 롤 (14) 의 중심축 (14a) 과 평행 방향으로 이동시켜, 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 진공조 (11) 의 밖으로 꺼냈을 때의 정면도와 측면도이다. 모든 타깃 (17)/캐소드 (18) 가, 캐소드 대차 (19) 의 이동에 의해 일괄적으로 진공조 (11) 로부터 꺼내지므로, 작업 능률이 좋고, 위험도 적다. 캐소드 회전 기구 (24) 및 캐소드 슬라이드 기구 (25) 는 아직 가동되고 있지 않기 때문에, 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 각도 및 위치는, 타깃 (17)/캐소드 (18) 가 성막 롤 (14) 의 주위에 있던 때와 동일하다. 따라서 타깃 (17) 의 고정 나사를 풀면 타깃 (17) 은 캐소드 (18) 로부터 낙하되어 매우 위험하다. 그 때문에 도 2 의 단계에서는, 타깃 (17) 의 교환 작업을 하지 않는다. 도시하지 않지만, 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 꺼낸 후, 취출구를 신속히 임시 덮개로 기밀 봉지하고, 진공조 (11) 를 진공 배기하여, 메인터넌스 중에도 진공조 (11) 를 진공 보관하는 것이 바람직하다. 이것은 진공조 (11) 내에 오염 물질 (컨태미네이션) 이나 배기 곤란 물질 (특히 수분) 이 부착되는 것을 피하기 위함이다.
도 3 은 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 메인터넌스의 제 2 단계로서, 캐소드 회전 기구 (24) 를 가동시켜 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 회전시키고, 모든 타깃을 상방을 향하게 했을 때의 정면도와 측면도이다. 이 때 각도 센서에 의해 회전 각도를 측정하여 기억시켜둔다. 기억된 회전 각도는 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 방향 (각도) 을 원래로 되돌릴 때에 필요해진다. 도 3 의 단계에서, 이미 모든 타깃 (17) 은 위를 향하고 있으므로, 나사를 풀어도 타깃 (17) 은 캐소드 (18) 로부터 낙하되지 않는다. 그러나 높은 곳의 타깃 (17)/캐소드 (18) (도 3 의 상방의 2 개의 타깃 (17)/캐소드 (18)) 는, 작업자가 접사다리에 올라타지 않으면 작업을 할 수 없다. 높은 곳의 타깃 (17) 을 교환하거나, 캐소드 (18) 를 청소하거나 하는 것은 능률이 나쁘고, 위험하다. 따라서 도 3 의 단계에서는 메인터넌스 작업을 아직 실시하지 않는 것이 바람직하다.
도 4 는 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 메인터넌스의 제 3 단계로서, 캐소드 슬라이드 기구 (25) 를 가동시켜 높은 곳의 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 하방으로 이동시켜, 낮은 곳의 타깃 (17)/캐소드 (18) 와 거의 동일한 높이로 했을 때의 정면도와 측면도이다. 이 때 거리 센서에 의해 이동 거리를 측정하여 기억시켜둔다. 기억한 이동 거리는 높은 곳의 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 원래의 높이로 되돌릴 때에 필요해진다. 캐소드 회전 기구 (24) 와 캐소드 슬라이드 기구 (25) 를 동시에 가동시켜, 높은 곳의 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 방향을 상방을 향하도록 바꾸면서, 낮은 곳으로 이동시키는 것도 가능하다. 그와 같이 하면 회전과 이동을 시리즈로 실시하는 것보다 시간을 단축할 수 있다. 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 방향과 높이를 되돌릴 때에도 동일하다. 또 캐소드 슬라이드 기구 (25) 를 가동시켜 높은 곳의 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 하방으로 이동시킨 후, 캐소드 회전 기구 (24) 를 가동시키고 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 회전시켜, 모든 타깃을 상방을 향하도록 해도 된다.
도 4 의 단계에서, 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 실제 메인터넌스를 실시한다. 먼저 타깃 (17) 을 캐소드 (18) 에 고정하고 있는 나사를 푼다. 타깃 (17) 은 위를 향하고 있으므로, 나사를 풀어도 낙하되지 않는다. 그 때문에 타깃 (17) 의 낙하 방지 지그를 장착할 필요는 없다. 다음으로 낡은 타깃 (17) 을 제거한다. 타깃 (17) 은 무겁기 때문에 크레인 혹은 리프트를 사용한다. 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 주위로 넓은 작업 영역이 있으므로, 크레인이나 리프트를 이용하기 쉽고, 위험도 적다. 다음으로 캐소드 (18) 의 청소를 실시한다. 캐소드 (18) 가 평면적으로 나란히 있기 때문에, 캐소드 (18) 의 청소를 했을 때에 발생한 먼지가 다른 캐소드 (18) 에 부착될 우려는 적다. 다음으로 새로운 타깃 (17) 을 캐소드 (18) 에 올려 나사 고정한다. 이 때도 타깃 (17) 이 위를 향하고 있으므로 낙하 방지 지그를 장착할 필요는 없어, 나사 고정의 능률이 좋다. 이상으로 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 실제 메인터넌스는 종료된다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 각 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 주위로 넓은 작업 영역이 있으므로, 다수의 작업자가 동시에 전체 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 메인터넌스를 실시할 수 있다. 도 4 와 같이, 타깃 (17)/캐소드 (18) 가 5 개인 경우, 본 발명의 메인터넌스 방법으로 몇 사람의 작업자가 동시에 메인터넌스를 실시하면, 이전부터 실시되고 있던 메인터넌스 방법으로 한 명의 작업자가 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 1 개씩 메인터넌스하는 경우와 비교하여, 메인터넌스 시간이 약 1/10 이 된다.
타깃 (17)/캐소드 (18) 의 실제 메인터넌스가 완료되면, 메인터넌스를 위해 높은 곳으로부터 낮은 곳으로 이동시킨 타깃 (17)/캐소드 (18) 를, 캐소드 슬라이드 기구 (25) 를 가동시켜 원래의 높이로 이동시킨다. 이 때 이동 거리를 거리 센서로 측정하여, 먼저 기억해 둔 값에 맞추어 정확히 원래의 높이로 되돌린다. 이로써, 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 위치는 도 3 에 나타내는 위치가 된다.
다음으로, 메인터넌스를 위해 상방을 향하도록 회전시킨 타깃 (17)/캐소드 (18) 를, 캐소드 회전 기구 (24) 를 가동시키고 회전시켜, 원래의 방향으로 되돌린다. 이 때 회전 각도를 각도 센서로 측정하여, 먼저 기억해둔 값에 맞추어 정확히 원래의 방향 (각도) 으로 되돌린다. 이로써, 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 방향은 도 2 에 나타내는 방향이 된다.
마지막으로, 진공조 (11) 를 대기압으로 하여 임시 덮개를 제거하고, 캐소드 대차 (19) 를 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 꺼낼 때와 역방향으로 이동시켜, 타깃 (17)/캐소드 (18) 를 진공조 (11) 내로 되돌린다. 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 취출구는 기밀 덮개 (20) 에 의해 기밀 봉지된다. 이로써, 타깃 (17)/캐소드 (18) 의 위치는 도 1 에 나타내는 위치가 되어, 진공화 후 스퍼터의 실시가 가능해진다.
산업상 이용가능성
본 발명의 스퍼터 장치는 복수의 타깃/캐소드를 구비하고, 장척 필름 기재의 표면에 다종류의 박막을 형성하는 용도에 사용된다. 본 발명의 스퍼터 장치는, 타깃/캐소드의 메인터넌스가 용이하다. 본 발명의 스퍼터 장치의 메인터넌스 방법은, 타깃/캐소드의 메인터넌스 시간이 짧기 때문에, 스퍼터 장치의 가동률을 높일 수 있다.

Claims (4)

  1. 진공조와,
    상기 진공조 내에 구비된 성막 롤과,
    상기 성막 롤과 대향하는 타깃과,
    상기 타깃을 지지하는 캐소드와,
    상기 타깃 및 캐소드를 지지하는 캐소드 대차와,
    상기 캐소드 대차에 형성된, 상기 타깃 및 캐소드를 상기 타깃의 길이 방향을 회전축으로 하여 회전 가능하게 지지하는 캐소드 회전 기구와,
    상기 캐소드 대차에 형성된, 상기 캐소드 회전 기구의 높이를 변경 가능하게 지지하는 캐소드 슬라이드 기구와,
    상기 캐소드 대차를 이동 가능하게 지지 안내하는 안내 부품을 구비한, 스퍼터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐소드 회전 기구가 각도 센서를 구비한, 스퍼터 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 캐소드 슬라이드 기구가 거리 센서를 구비한, 스퍼터 장치.
  4. 캐소드 대차를 이동하여, 상기 캐소드 대차에 지지된 타깃 및 캐소드를 진공조 밖으로 꺼내는 공정과,
    캐소드 회전 기구를 가동하여, 상기 타깃이 상방을 향하도록 상기 타깃 및 상기 캐소드를 회전시키는 공정과,
    캐소드 슬라이드 기구를 가동하여, 플로어로부터 150 ㎝ 이상의 높은 곳에 있는 상기 타깃 및 상기 캐소드를 플로어로부터 150 ㎝ 미만의 높이로 이동시키는 공정과,
    상기 타깃을 상기 캐소드로부터 떼어 내고, 상기 타깃과는 상이한 신규 타깃을 상기 캐소드에 장착하는 공정과,
    상기 캐소드 슬라이드 기구를 가동하여, 상기 신규 타깃 및 상기 캐소드를 이동시켜 원래의 높이로 되돌리는 공정과,
    상기 캐소드 회전 기구를 가동하여, 상기 신규 타깃 및 상기 캐소드를 회전시켜 원래의 방향으로 되돌리는 공정과,
    상기 캐소드 대차를 역방향으로 이동하여, 상기 캐소드 대차에 지지된 상기 신규 타깃 및 상기 캐소드를 상기 진공조 내로 되돌리는 공정을 포함하는, 스퍼터 장치의 메인터넌스 방법.
KR1020157036128A 2013-10-10 2014-10-10 스퍼터 장치 및 스퍼터 장치의 메인터넌스 방법 KR102256771B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2013-212629 2013-10-10
JP2013212629A JP6097195B2 (ja) 2013-10-10 2013-10-10 スパッタ装置およびスパッタ装置のメンテナンス方法
PCT/JP2014/077192 WO2015053392A1 (ja) 2013-10-10 2014-10-10 スパッタ装置およびスパッタ装置のメンテナンス方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160070037A KR20160070037A (ko) 2016-06-17
KR102256771B1 true KR102256771B1 (ko) 2021-05-26

Family

ID=52813205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157036128A KR102256771B1 (ko) 2013-10-10 2014-10-10 스퍼터 장치 및 스퍼터 장치의 메인터넌스 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9745655B2 (ko)
JP (1) JP6097195B2 (ko)
KR (1) KR102256771B1 (ko)
CN (1) CN105593395B (ko)
DE (1) DE112014004681T5 (ko)
TW (1) TWI519661B (ko)
WO (1) WO2015053392A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6839513B2 (ja) * 2016-10-07 2021-03-10 東レエンジニアリング株式会社 薄膜形成装置
JP6730168B2 (ja) * 2016-11-11 2020-07-29 東レエンジニアリング株式会社 成膜装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006322055A (ja) 2005-05-20 2006-11-30 Kobe Steel Ltd 連続成膜装置
JP2008031492A (ja) 2006-07-26 2008-02-14 Kobe Steel Ltd 連続成膜装置
JP2010053382A (ja) 2008-08-27 2010-03-11 Kobe Steel Ltd 連続成膜装置
JP2012136724A (ja) 2010-12-24 2012-07-19 Kobe Steel Ltd 巻取り式連続成膜装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1036967A (ja) * 1996-07-24 1998-02-10 Teijin Ltd スパッタ装置
JPH10212578A (ja) * 1997-01-31 1998-08-11 Sony Corp 成膜装置
JP2002060936A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Sony Corp スパッタ装置
DE102004027897A1 (de) 2004-06-09 2006-01-05 Leybold Optics Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Zerstäubung mit einem bewegbaren planaren Target
TWI410511B (zh) 2007-03-16 2013-10-01 Univ Tohoku Nat Univ Corp 磁控管濺鍍裝置
TWI400347B (zh) 2007-08-10 2013-07-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 濺鍍式鍍膜裝置及鍍膜方法
TWI386507B (zh) 2009-05-19 2013-02-21 Univ Nat Kaohsiung 1St Univ Sc Magnetron sputtering equipment
JP5596166B2 (ja) * 2010-10-20 2014-09-24 株式会社アルバック 真空処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006322055A (ja) 2005-05-20 2006-11-30 Kobe Steel Ltd 連続成膜装置
JP2008031492A (ja) 2006-07-26 2008-02-14 Kobe Steel Ltd 連続成膜装置
JP2010053382A (ja) 2008-08-27 2010-03-11 Kobe Steel Ltd 連続成膜装置
JP2012136724A (ja) 2010-12-24 2012-07-19 Kobe Steel Ltd 巻取り式連続成膜装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE112014004681T5 (de) 2016-07-14
US9745655B2 (en) 2017-08-29
TWI519661B (zh) 2016-02-01
JP2015074811A (ja) 2015-04-20
CN105593395B (zh) 2018-04-27
KR20160070037A (ko) 2016-06-17
WO2015053392A1 (ja) 2015-04-16
CN105593395A (zh) 2016-05-18
US20160237550A1 (en) 2016-08-18
TW201522688A (zh) 2015-06-16
JP6097195B2 (ja) 2017-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102256771B1 (ko) 스퍼터 장치 및 스퍼터 장치의 메인터넌스 방법
KR20080062212A (ko) 유기 박막 증착 장치
KR101299724B1 (ko) 마그네트론 스퍼터 캐소드 및 성막 장치
KR101941404B1 (ko) 처리체 수납 장치와, 처리체 수납 방법 및 이를 사용한 증착 방법
US20130104712A1 (en) Apparatus and Method for Cutting a Cathode Ray Tube
EP3120971B1 (en) Device and method for removing a plastic film layer from a glass panel
US20180135163A9 (en) Vacuum deposition apparatus and vapor deposition method
CN106164330A (zh) 真空处理系统以及用于装配处理系统的方法
US9011654B2 (en) Dummy substrate, and start method of, retention/modification method of deposition condition, and stop method of deposition apparatus using same
JP5116525B2 (ja) スパッタ装置
KR101404986B1 (ko) 인라인 기판처리 시스템
EP2827359B1 (en) Cleaning method for thin-film processing applications and apparatus for use therein
US20090084671A1 (en) Sputtering apparatus
KR20170008270A (ko) 입자 제거 디바이스 및 이의 작동 방법
CN101665903B (zh) 遮罩组件以及镀膜机台
KR20110131433A (ko) 필름 세정용 대기압 플라즈마 세정시스템
US20180363130A1 (en) Film forming apparatus
CN111924176B (zh) 一种触摸屏生产用包装设备
CN1408898A (zh) 真空涂层设备
JP2013064168A (ja) 成膜装置
KR20140118248A (ko) 기판 처리장치
KR102115476B1 (ko) 스퍼터링 장치
JP4289916B2 (ja) 薄膜の製造方法および薄膜製造装置
CN1265442C (zh) 用于干蚀刻反应室的压力计感应器的缓冲器
KR20140119948A (ko) 진공 완충 챔버가 구비된 선형 증착 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant