KR20160013128A - 성막 장치 및 그것을 사용한 성막 방법 - Google Patents

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아츠시 이시야마
히로후미 후지이
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

냉매의 누설 리스크가 대폭으로 저감되고, 또한 냉각 효율을 향상시키는 것이 가능한 성막 장치 및 성막 방법을 제공한다. 성막 장치(1)는, 챔버(2)의 공간(2e) 내에서 워크 W를 냉각하는 냉각부(4)와, 워크 W가 적재된 상태에서 수직축 주위로 회전하는 회전 테이블 본체(11)이며, 냉각부(4)가 적재되는 냉각부 적재부(21)와, 당해 냉각부 적재부(21)의 주위를 둘러싸도록 배치되고, 워크 W가 적재되는 워크 적재부(22)를 갖는 회전 테이블 본체(11)와, 냉각부(4)를, 공간(2e) 내에 있어서, 회전 테이블 본체(11)에 적재된 제1 위치와 당해 회전 테이블 본체(11)로부터 상방으로 이격됨과 함께 워크 적재부(22)에 적재된 워크 W의 측면과 대향하는 제2 위치 사이에서 승강시키는 승강 기구(5)와, 챔버(2)에 설치되고, 냉각부(4)에 착탈 가능하게 접속되어 당해 냉각부(4)에 냉매를 공급하는 냉매 배관(6)을 구비하고 있다.

Description

성막 장치 및 그것을 사용한 성막 방법{FILM FORMING DEVICE AND FILM FORMING METHOD USING SAME}
본 발명은 성막 장치 및 그것을 사용한 성막 방법에 관한 것이다.
종래에, 아크 방전 또는 스퍼터링 등에 의해 워크의 표면에 성막 처리를 실시할 때에, 고에너지의 메탈 이온이나 가스 이온 등의 입자가 워크에 충돌함으로써, 워크의 온도가 상승한다. 그로 인해, 당해 워크를 냉각하면서 성막 처리를 할 필요가 있다.
그러나, 워크는, 통상, 성막 처리되고 있는 동안에, 회전 테이블에 적재되어 수직축 주위로 공전하고 있다. 따라서, 워크는 동일한 장소에 정지하고 있지 않다. 그로 인해, 챔버 내부에 챔버를 냉각하기 위한 냉각부를 설치했다고 해도, 당해 냉각부를 공전중의 워크에 접촉시킬 수 없고, 또한, 냉각부와 워크의 거리를 일정하게 유지할 수 없다. 따라서, 워크를 안정되게 냉각할 수 없다는 문제가 있다.
따라서, 종래, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 진공 챔버 내의 회전 테이블에 냉각부를 탑재하고, 워크와 함께 회전시키면서 워크를 냉각하는 성막 장치가 제안되어 있다. 이 성막 장치에서는, 회전 테이블의 상면에 있어서의 중심부에는, 원기둥 형상의 냉각부가 세워 설치 고정되어 있다. 회전 테이블의 상면의 외주측에는, 복수의 워크가 배열되어 있다. 따라서, 회전 테이블을 회전함으로써, 냉각부가 회전 테이블의 상면의 중심부에서 자전한다. 그와 함께 복수의 워크가 당해 냉각부의 주위를 공전한다.
냉각부는, 챔버의 벽에 설치된 냉매 배관에 접속되고, 당해 냉매 배관을 통해 물 등의 냉매가 냉각부와 챔버 사이를 유통한다. 이에 의해, 냉각부는 차가워진다. 원기둥 형상의 냉각부의 외주면은, 워크에 항상 대향해서 워크로부터 복사열을 흡수하고, 워크를 냉각하는 냉각면으로서 기능한다. 워크는, 회전 테이블과 함께 회전하고 있을 때도, 항상, 냉각부에 대향하고 있다. 그로 인해, 워크와 냉각부 사이는 이격되어 있어도, 워크로부터 냉각부에 복사열을 연속적으로 전달하는 것이 가능하다.
냉매 배관과 냉각부는 로터리 조인트를 통해 접속되어 있다. 이에 의해, 회전 테이블과 함께 회전하는 냉각부로 냉각수 등의 냉매를 로터리 조인트를 통해 연속적으로 공급하고, 또한 당해 냉각부로부터 냉매를 배출하는 것이 가능하다. 로터리 조인트는, 상대 회전하는 2 물체 사이에서 유체를 유통시키는 구성을 갖는다.
상기의 성막 장치는, 회전 테이블과 함께 회전하는 냉각부로 로터리 조인트를 통해 냉매를 공급 및 배출하는 구성을 갖고 있다. 이와 같이 냉매가 유통하는 로터리 조인트를 진공 챔버 내에서 사용하는 것은, 당해 로터리 조인트로부터 냉매가 누설될 리스크가 높다. 또한, 로터리 조인트의 시일성을 향상시키기 위해서는, 차동 배기 기구 등을 포함하는 복잡한 구조로 변경할 필요가 있다.
또한, 회전 테이블이 회전하고 있는 동안에, 냉각부가 회전 테이블의 상면의 중심부에서 자전한다. 그와 함께, 복수의 워크가 그 자전과 동기해서 당해 냉각부의 주위를 공전한다. 그로 인해, 냉각부와 당해 냉각부의 주위에 배치된 워크 사이의 상대 위치 관계는 변함없다. 즉, 냉각부의 외주의 냉각면 중, 어느 부분은 워크와 대향하는 상태를 유지하고, 그 외의 부분은 워크와 대향하지 않는 상태를 유지한다. 따라서, 워크에 대향하고 있는 냉각면은, 항상 워크로부터의 복사열에 노출되어 저온 상태를 유지할 수 없다. 한편, 워크에 대향하고 있지 않은 냉각면은 항상 저온 상태로 된다. 그로 인해, 이와 같은 냉각면 상태는, 가능한 한 저온의 냉각면을 워크에 대향시켜 워크를 냉각시킨다고 하는 냉각부의 목적에 합치되지 않는다. 따라서, 냉각부의 냉각 효율이 나빠진다. 바꿔 말하면, 상기의 구조에서는 냉각부가 워크와 함께 회전한다. 그로 인해, 냉각면 중 워크에 대향하고 있는 부분은 워크로부터의 복사열을 항상 받고, 워크에 대향하고 있지 않는 냉각면에 비해 항상 고온 상태로 된다. 한편, 워크에 대향하고 있지 않는 면은 복사열을 받기 어려워 저온 상태로 유지된다. 이에 의해, 냉각부의 전체적으로 냉각 효율이 나빠진다. 그로 인해, 냉각부의 냉각면을 유효하게 활용할 수 없어, 냉각부에 의한 워크의 냉각 효율의 향상이 어렵다고 하는 문제가 있다.
일본 특허 출원 공개 제2006-169590호 공보(도 2)
본 발명의 목적은, 냉매의 누설 리스크가 대폭으로 저감되고, 또한 냉각 효율을 향상시키는 것이 가능한 성막 장치 및 성막 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 성막 장치는, 워크를 냉각하면서 성막 처리를 행하는 성막 장치이며, 상기 워크가 수납되어 당해 워크의 성막 처리가 행하여지는 공간을 갖는 챔버와, 상기 공간 내에서 상기 워크를 냉각하는 냉각부와, 상기 워크가 적재된 상태에서 수직축 주위로 회전하는 회전 테이블이며, 상기 냉각부가 적재되는 냉각부 적재부와, 당해 냉각부 적재부의 주위를 둘러싸도록 배치되고, 상기 워크가 적재되는 워크 적재부를 갖는 회전 테이블과, 상기 냉각부를, 상기 공간 내에 있어서, 상기 회전 테이블에 적재된 제1 위치와 당해 회전 테이블로부터 상방으로 이격됨과 함께 상기 워크 적재부에 적재된 상기 워크의 측면과 대향하는 제2 위치 사이에서 승강시키는 승강 기구와, 상기 챔버에 설치되고, 상기 냉각부에 착탈 가능하게 접속되어 당해 냉각부에 냉매를 공급하는 냉매 배관을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 성막 장치의 전체 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 회전 테이블 유닛 및 그것에 적재된 워크 및 냉각부를 도시하는 정면도이다.
도 3은 도 1의 성막 장치를 사용한 성막 방법에 있어서, 워크 및 냉각부를 회전 테이블 유닛에 적재하고, 당해 회전 테이블 유닛을 챔버의 내부에 삽입하는 과정을 도시하는 설명도이다.
도 4는 도 1의 성막 장치를 사용한 성막 방법에 있어서, 당해 회전 테이블 유닛이 챔버의 내부에 삽입된 상태를 도시하는 설명도이다.
도 5는 도 1의 성막 장치를 사용한 성막 방법에 있어서, 냉매 배관을 냉각부에 접속하는 과정을 도시하는 설명도이다.
도 6은 도 1의 성막 장치를 사용한 성막 방법에 있어서, 승강 기구를 사용해서 냉각부를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동하는 과정 및 그에 계속되는 성막 과정을 도시하는 설명도이다.
도 7의 (a)는 도 1의 냉각부의 정면도, 도 7의 (b)는 도 1의 냉각부의 평면도이다.
도 8의 (a)는 본 발명의 냉각부의 변형예인 냉각부의 본체부가 종방향으로 절결된 절결 단면도, 도 8의 (b)는 (a)의 냉각부의 본체부가 횡방향으로 절결된 절결 단면도이다.
도 9의 (a)는 본 발명의 냉각부의 다른 변형예의 정면도, 도 9의 (b)는 (a)의 냉각부의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 성막 장치의 전체 구성을 도시하는 단면도이다.
도 11은 도 10의 회전 테이블 유닛 및 그에 적재된 워크 및 냉각부를 도시하는 정면도이다.
다음에, 도면을 참조하면서 본 발명의 성막 장치 및 그를 사용한 성막 방법의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.
(제1 실시 형태)
도 1에 도시된 성막 장치(1)는 챔버(2)와, 회전 테이블 유닛(3)과, 냉각부(4)와, 승강 기구(5)와, 냉매 배관(6)과, 타겟(7)과, 타겟 전극(8)과, 아크 전원(9)과, 바이어스 전원(10)을 구비한다. 성막 장치(1)는 복수의 워크 W를 냉각부(4)에서 냉각하면서 워크 W의 표면에 성막 처리를 행하는 장치이다.
챔버(2)는 중공의 하우징으로 이루어진다. 구체적으로는, 챔버(2)는, 천장벽(2a)과, 천장벽(2a)의 하방에 위치하는 저벽(2b)과, 당해 천장벽(2a) 및 저벽(2b)의 측연부끼리를 연결하는 4매의 측벽(2c)과, 도어(2f)를 갖는다. 이들 천장벽(2a), 저벽(2b), 및 4매의 측벽(2c)은 워크 W가 수납되어 당해 워크 W의 성막 처리가 행하여지는 공간(2e)을 형성한다. 챔버(2)의 4매의 측벽(2c) 중 하나에는, 개구(2d)가 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태와 같이, 개구(2d)는, 도 3에 도시된 바와 같이 측벽(2c)의 전체에 걸쳐 형성해도 되고, 당해 측벽(2c)의 일부에 형성해도 된다. 도어(2f)는 개구(2d)를 개폐할 수 있도록 당해 개구(2d)에 설치되어 있다. 개구(2d)는 공간(2e)과 당해 챔버(2) 외부를 연통한다. 개구(2d)는, 회전 테이블 유닛(3), 냉각부(4), 및 워크 W가 당해 개구(2d)를 통과해서 챔버(2)의 공간(2e)으로 진입, 및 공간(2e)으로부터 이탈할 수 있는 것이 가능한 크기를 갖는다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 냉각부(4)는, 공간(2e) 내에서 워크 W를 냉각하는 기구이다. 냉각부(4)는, 물 등의 냉매가 순환하는 유로를 갖는 본체부(4a)와, 당해 본체부(4a)에 냉매를 도입하는 도입부(4b)와, 당해 본체부(4a)로부터 냉매를 배출하는 배출부(4c)와, 후술하는 훅(23)이 결합되는 피결합부(4d)를 갖는다.
피결합부(4d)는 냉각부(4)의 본체부(4a)의 상단부에 설치되어 있다. 피결합부(4d)는 훅(23)에 결합 가능한 형상을 갖고, 예를 들어 환상 또는 원호 형상의 형상을 갖는다. 피결합부(4d)는 측방에 개구하는 삽입 구멍(4d1)을 갖는다.
본체부(4a)의 내부의 형상은 본 발명은 특별히 한정되는 것은 아니다. 본체부(4a)는, 예를 들어 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 직경이 다른 2개의 원통을 동심 형상으로 조합하여, 환상의 유로(4e)가 형성된 형상의 본체부(4a)가 사용된다. 이 본체부(7a)에서는, 도입부(4b)와 배출부(4c)가 환상의 유로(4e)에 있어서 당해 유로(4e)의 반주(半周)분 이격되어 배치되어 있으므로, 도입부(4b)로부터 본체부(7a)에 도입된 냉매는, 환상의 유로(4e)를 시계방향 및 반시계방향으로 각각 반주해서 배출부(4c)까지 흐르는 것이 가능하다.
또한, 본체부(4a)의 다른 예로서 도 8의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 본체부(4a)의 환상의 유로(4e)의 내부에 냉매의 흐름을 상하 방향으로 안내하는 복수의 안내판(4f)이 설치되어도 된다. 안내판(4f)은, 본체부(4a)의 천장벽으로부터 하방으로 돌출된 것과, 저벽으로부터 상방으로 돌출된 것이 엇갈리게 배치되어 있다. 이들 안내판(4f)에 의해, 당해 환상의 유로(4e) 내부에 있어서의 냉매의 흐름을 당해 본체부(4a)의 길이 방향에 대해 균일하게 하는 것이 가능해진다. 또한, 본체부(4a)의 또 다른 예로서 도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 본체부(4a)는 냉매를 유통시키는 유도관(4g)을 구비해도 된다. 유도관(4g)은 도입부(4b)에 연통하는 직관 부분(4g1)과, 직관 부분(4g1)의 하단부와 배출부(4c) 사이를 도통하는 나선관 부분(4g2)을 갖는다. 나선관 부분(4g2)은 본체부(4a)의 내주면을 따라 배치되어 있다. 그로 인해, 당해 나선관 부분(4g2)의 내부를 통하는 냉매에 의해, 본체부(4a)의 측면 전체를 균일하게 냉각하는 것이 가능해진다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 회전 테이블 유닛(3)은, 회전 테이블 본체(11)와, 당해 회전 테이블 본체(11)를 지지하는 대차부(12)와, 공전 기어(14)와, 중앙 기어(15)와, 자전 기어(16)와, 원형 안내부(17)를 구비하고 있다.
대차부(12)는, 테이블 베이스(12a)와, 당해 테이블 베이스(12a)의 하부에 설치된 복수의 차륜(12b)을 구비하고 있다. 차륜(12b)이 챔버(2) 외부의 평탄면[예를 들어, 회전 테이블 유닛(3)을 반송하기 위한 반송 대차의 적재면, 또는 건물의 바닥면 등] 위를 구름으로써, 회전 테이블 유닛(3)은, 챔버(2)의 내부와 외부 사이를 자유롭게 이동하는 것이 가능하다. 테이블 베이스(12a)의 상면에는 환상의 돌기(12a1)가 형성되어 있다.
중앙 기어(15)는 테이블 베이스(12a) 상면의 환상의 돌기(12a1)의 상단부에 고정되어 있다.
중앙 기어(15)의 상면에는, 원형 안내부(17)가 설치되어 있다. 원형 안내부(17)는 환상의 레일부(17a)와, 당해 레일부(17a)를 따라 설치된 복수의 볼(17b)을 구비하고 있다. 레일부(17a)는 중앙 기어(15)의 상면에 고정되어 있다. 볼(17b)은 레일부(17a)의 상면에 있어서 당해 레일부(17a)를 따라 전동 가능하게 배치되어 있다. 또한, 볼부(17b)는 당해 레일(17a)과 회전 테이블 본체(11)에 의해서 끼워져 있다.
회전 테이블 본체(11)의 상면의 중심부 및 그 주변에는, 냉각부(4)가 적재되는 냉각부 적재부(21)가 형성되어 있다. 또한, 회전 테이블 본체(11)는 당해 냉각부 적재부(21)의 주위를 둘러싸도록 배치된 복수의 자전대부(13)를 갖는다. 당해 자전대부(13)의 상면에는, 워크 W가 적재되는 워크 적재부(22)가 형성되어 있다. 이와 같이 회전 테이블 본체(11)의 상면에는, 냉각부 적재부(21) 및 그 주위를 둘러싸는 워크 적재부(22)가 배치되어 있다.
회전 테이블 본체(11)는 원형 안내부(17)의 볼(17b)에 의해 하방으로부터 지지되어 있다. 그로 인해, 볼(17b)이 레일부(17a) 위에서 구름으로써, 회전 테이블 본체(11)가 수직축 C 주위로 회전하는 것이 허용된다. 이와 같이 구성된 회전 테이블 본체(11)는, 워크 W를 워크 적재부(22)에 적재한 상태에서 수직축 C 주위로 회전하는 것이 가능하다.
또한, 회전 테이블 본체(11)는 당해 회전 테이블 본체(11)의 하면의 중심부로부터 하방으로 연장되는 축부(11a)를 갖는다. 축부(11a)는, 상기의 테이블 베이스(12a) 및 중앙 기어(15)의 중앙부에 각각 형성된 관통 구멍을 통해 테이블 베이스(12a)의 하방으로 돌출되어 있다. 또한, 이들 관통 구멍의 내경은 축부(13a)의 회전을 허용하는 크기로 설정되어 있다. 축부(11a)의 하단부에는, 공전 기어(14)가 고정되어 있다. 공전 기어(14)는, 회전 테이블 유닛(3)이 챔버(2)에 삽입되었을 때에, 챔버(2) 내부의 구동 기어(18)에 서로 맞물리는 것이 가능하다. 구동 기어(18)는 모터(19)의 구동축(19a)에 연결되어 있다.
자전대부(13)는 회전 테이블 본체(11)를 관통하여 하방으로 연장되는 축부(13a)를 갖는다. 축부(13a)는 회전 테이블 본체(11)의 외주부에 형성된 관통 구멍을 통해서, 회전 테이블 본체(11)의 하방으로 돌출되어 있다. 또한, 이들 관통 구멍의 내경은 축부(13a)의 회전을 허용하는 크기로 설정되어 있다. 축부(13a)의 하단부에는, 자전 기어(16)가 고정되어 있다. 자전 기어(16)는 테이블 베이스(12a)에 고정된 중앙 기어(15)에 서로 맞물려 있다. 이에 의해, 자전 기어(16)는 회전 테이블 본체(11)의 회전에 동기해서 회전 테이블 본체(11)의 회전 중심(수직축 C) 주위로 공전하고, 공전과 함께 중앙 기어(15)에 서로 맞물리면서 자전한다. 그 결과, 자전 기어(16)에 연결된 자전대부(13)도 자전함으로써, 자전대부(13)에 적재된 워크 W를 수직축 C 주위로 공전시킴과 함께 자전시키는 것이 가능하다.
승강 기구(5)는, 냉각부(4)를, 공간(2e) 내에 있어서, 회전 테이블 본체(11)에 적재된 제1 위치 Ⅰ와 당해 회전 테이블 본체(11)로부터 상방으로 이격됨과 함께 워크 적재부(22)에 적재된 워크 W의 측면과 대향하는 제2 위치 Ⅱ 사이에서 승강시킨다.
구체적으로는, 승강 기구(5)는 훅(23)과 당해 훅(23)을 승강시키는 상부 승강부(24)를 구비하고 있다.
상부 승강부(24)는 챔버(2)의 천장벽(2a)에 설치되어 있다.
훅(23)은 챔버(2)의 공간(2e) 내부에 배치되어 있다. 훅(23)은 공간(2e) 내를 향하여 하방으로 현수되도록, 상부 승강부(24)에 설치되어 있다. 훅(23)의 상단부의 기단부는 상부 승강부(24)에 있어서의 챔버(2)의 천장벽(2a)을 관통해 공간(2e) 내로 돌출하는 부분에 연결되어 있다. 훅(23)은 기단부와 선단부(23a) 사이에서 굴곡되어 있고, 선단부(23a)는 경사 상방을 향하고 있다.
훅(23)은, 상부 승강부(24)에 의해, 상방 위치(도 1 및 도 6 참조)와 하방 위치(도 3 내지 도 5 참조) 사이에서 승강하는 것이 가능하다.
도 3 내지 도 5에 도시되는 훅(23)의 하방 위치는, 훅(23)이 제1 위치 Ⅰ에 있는 냉각부(4)의 피결합부(4d)에 결합 가능한 위치로 설정되고, 구체적으로는 훅(23)의 선단부(23a)와 피결합부(4d)의 삽입 구멍(4d1)이 동일한 높이가 되는 위치로 설정된다. 이에 의해, 훅(23)이 하방 위치에 있을 때, 냉각부(4)가 회전 테이블 본체(11)에 적재된 상태에서 회전 테이블 유닛(3)이 챔버(2) 내부에 삽입됨으로써, 훅(23)의 선단부(23a)는 냉각부(4)의 피결합부(4d)의 삽입 구멍(4d1)에 삽입된다. 이에 의해, 훅(23)은 냉각부(4)의 상부의 피결합부(4d)에 연결하는 것이 가능하다.
도 1 및 도 6에 도시되는 훅(23)의 상방 위치는, 상기의 하방 위치보다 상방의 위치이며, 훅(23)이 냉각부(4)를 제2 위치 Ⅱ에 매달아 올리는 위치로 설정되어 있다.
상부 승강부(24)는, 훅(23)이 냉각부(4)의 상부의 피결합부(4d)에 연결된 상태에서 당해 훅(23)을 승강시킴으로써, 냉각부(4)를 제1 위치 Ⅰ와 제2 위치 Ⅱ 사이에서 승강시키는 것이 가능한 기구면 된다. 상부 승강부(24)는, 예를 들어 유압 실린더 등을 구비하고 있다.
냉매 배관(6)은 챔버(2)의 천장벽(2a)에 설치되고, 냉각부(4)에 착탈 가능하게 접속되어 당해 냉각부(4)에 냉매를 공급한다. 구체적으로는, 냉매 배관(6)은 물 등의 냉매를 챔버(2)의 외부로부터 챔버(2) 내부에 도입하는 도입관(6a)과, 챔버(2) 내부로부터 챔버(2) 외부로 냉매를 배출하는 배출관(6b)을 갖는다. 도입관(6a)은 냉각부(4)의 도입부(4b)와 착탈 가능하게 접속 가능한 접속부(6a1)를 갖는다. 배출관(6b)은 냉각부(4)의 배출부(4c)와 착탈 가능하게 접속 가능한 접속부(6b1)를 갖는다.
타겟(7) 및 타겟 전극(8)은 챔버(2)의 측벽(2c)의 내측면에 설치되어 있다. 타겟(7)은 아크 방전 또는 스퍼터링에 의해 워크 W의 표면을 성막 처리할 때의 피막 재료이다. 타겟(7)은, 예를 들어 티타늄, 크롬 등의 금속, 또는 이들 금속을 포함하는 합금 등으로 이루어진다. 타겟 전극(8)은 타겟(7)에 접속된 전극이다. 아크 전원(9)은 타겟 전극(8)을 통해 타겟(7)에 부의 전위를 부여하고, 타겟(7)의 표면에 아크 방전을 발생시킨다. 타겟(7)의 표면에 아크 방전을 발생시킴으로써, 타겟(7)의 재료가 이온화되고, 양이온의 입자를 챔버(2) 내에 방출시키는 것이 가능하다.
바이어스 전원(10)은 회전 테이블 본체(11)에 대해 배선을 통해 전기적으로 접속되어 있다. 바이어스 전원(10)은 회전 테이블 본체(11)를 통해 워크 적재부(22)에 적재된 워크 W에 바이어스 전위를 인가한다. 워크 W에 바이어스 전위가 인가됨으로써, 챔버(2) 내에 방출된 양이온이 워크 W의 표면에 부착되기 쉬워진다.
(성막 방법의 설명)
다음에, 도면을 참조하면서, 제1 실시 형태의 성막 장치(1)를 사용한 성막 방법에 대해 설명한다.
우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(2)의 외부에서, 냉각부(4) 및 워크 W가 회전 테이블 유닛(3)의 회전 테이블 본체(11)에 적재된다. 구체적으로는, 냉각부(4)가 회전 테이블 본체(11)의 냉각부 적재부(21)에 적재되고, 복수의 워크 W가 냉각부 적재부(21)의 주위의 자전대부(13) 상면의 워크 적재부(22)에 적재된다.
그 후, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 회전 테이블 유닛(3)이 챔버(2)의 공간(2e)에 삽입된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 회전 테이블 유닛(3)의 삽입이 완료된 상태에서는, 챔버(2)의 천장벽(2a)으로부터 현수되는 훅(23)의 선단부(23a)가 냉각부(4)의 피결합부(4d)의 삽입 구멍(4d1)에 삽입된다.
다음에, 도 5에 도시된 바와 같이, 냉매 배관(6)이 냉각부(4)에 접속된다. 구체적으로는, 냉매 배관(6) 중 도입관(6a)의 접속부(6a1)가 냉각부(4)의 도입부(4b)에 접속되고, 배출관(6b)의 접속부(6b1)가 냉각부(4)의 배출부(4c)에 접속된다.
그 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 승강 기구(5)의 상부 승강부(24)가 훅(23)을 상승시킨다. 이에 의해, 챔버(2) 내부에 있어서, 냉각부(4)는, 당해 냉각부(4)가 회전 테이블 본체(11)에 적재된 제1 위치 Ⅰ로부터 제2 위치 Ⅱ로 상승하고, 당해 냉각부(4)는 회전 테이블 본체(11)로부터 이격된 제2 위치 Ⅱ에서 정지된다. 그 후, 챔버(2)의 도어(2f)가 폐쇄된다. 그리고, 챔버(2)의 공간(2e) 내부의 공기는, 도시하지 않는 진공 펌프에 의해 챔버(2) 내부로부터 배출된다. 이에 의해, 당해 챔버(2)의 공간(2e)은 진공 상태로 유지된다.
그 후, 회전 테이블 본체(11)를 회전시키면서 챔버(2) 내부에서 워크 W의 성막 처리가 행하여진다. 그와 함께, 냉각부(4)가 정지한 상태에서, 당해 냉각부(4)에 의해 워크 W가 냉각된다.
구체적으로는, 구동 모터(19)에 의해 구동 기어(18)가 회전됨으로써, 그 구동 기어(18)에 서로 맞물리는 공전 기어(14)가 회전한다. 이에 의해, 공전 기어(14)에 고정된 회전 테이블 본체(11)는 수직축 C 주위로 자전한다. 그와 함께, 자전 기어(16)가 대차부(12)에 고정된 중앙 기어(15)에 서로 맞물리면서 수직축 C 주위로 공전한다. 이에 의해, 자전 기어(16)에 고정된 자전대부(13) 및 그것에 적재되어 있는 워크 W는 자전하면서 수직축 C 주위를 공전한다. 그 상태로 아크 전원(9)이 타겟 전극(8)을 통해 타겟(7)에 부의 전위를 인가함으로써, 타겟(7)을 이온화시킨다. 그와 동시에, 챔버(2) 내에 질소 등의 반응 가스를 도입시키고, 또한 바이어스 전원(10)이 회전 테이블 본체(11)를 통해 워크 W에 바이어스 전위를 인가한다. 이에 의해, 타겟(7)으로부터 방출된 메탈 이온이 워크 표면 W의 표면에 부착하므로, 워크 W의 표면에 피막을 형성할 수 있다. 또한, 성막 처리를 행하고 있는 동안에, 냉각부(4)의 본체부(4a)는, 회전 테이블 본체(11)로부터 상방으로 이격된 제2 위치 Ⅱ에서 정지된 상태에서, 냉매 배관(6)을 통해 냉매가 공급됨으로써 냉각된다. 그리고, 워크 W가 정지 상태의 본체부(4a)의 외주면에 대향하면서 당해 본체부(4a)의 주위를 회전함으로써, 워크 W의 복사열이 당해 본체부(4a)의 외주면 전체에 의해 흡수된다.
이상 설명한 제1 실시 형태는 이하의 특징을 갖는다.
제1 실시 형태의 성막 장치(1) 및 그것을 사용한 성막 방법에서는, 냉각부(4)를, 공간(2e) 내에 있어서, 회전 테이블 본체(11)에 적재된 제1 위치 Ⅰ와 당해 회전 테이블 본체(11)로부터 상방으로 이격됨과 함께 워크 적재부(22)에 적재된 워크 W의 측면과 대향하는 제2 위치 Ⅱ 사이에서 승강시키는 승강 기구(5)를 구비하고 있다. 그로 인해, 냉각부(4)를 회전 테이블 본체(11)로부터 이격시킨 상태에서 워크 W의 성막 처리를 행하는 것이 가능하다. 즉, 성막 처리 전 상태에서는, 회전 테이블 본체(11)의 상면에는, 냉각부(4)가 냉각부 적재부(21)에 적재된 제1 위치 Ⅰ에 배치된다. 당해 냉각부 적재부(21)의 주위를 둘러싸도록 배치된 워크 적재부(22)에는, 워크 W가 배치된다. 그리고, 챔버(2)의 공간(2e) 내에 있어서, 냉매 배관(6)을 냉각부(4)에 접속하는 작업과, 승강 기구(5)에 의해, 냉각부(4)를 제1 위치 Ⅰ로부터 제2 위치 Ⅱ로 상승시키는 동작이 행하여진다. 제2 위치 Ⅱ에서는, 냉각부(4)는, 회전 테이블 본체(11)로부터 상방으로 이격됨과 함께 워크 적재부(22)에 적재된 워크 W의 측면과 대향한다. 그 후, 냉각부(4)는 제2 위치 Ⅱ에 정지한 상태에서, 워크 W가 적재되어 있는 회전 테이블 본체(11)를 회전시켜 워크 W의 성막 처리가 행하여진다. 이와 같이 성막 처리가 행하여지고 있는 동안에, 냉각부(4)는 회전 테이블 본체(11)로부터 이격된 제2 위치 Ⅱ에서 정지되어 있다. 따라서, 냉매 배관(6)으로부터 냉각부(4)로의 냉매의 공급을 위해 로터리 조인트를 사용할 필요가 없어진다. 그로 인해, 냉매의 누설 리스크가 대폭으로 경감된다.
또한, 성막 처리를 행하고 있는 동안에, 워크 W가 정지 상태의 냉각부(4)의 주위를 공전함으로써, 워크 W는 냉각부(4)의 외주면의 전체 둘레에 걸쳐 대향한다. 이에 의해, 냉각부(4)는, 그 외주면의 전체 둘레에서 당해 워크 W로부터의 복사열을 흡수하는 것이 가능해진다. 그 결과, 냉각부(4)의 냉각 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 제1 실시 형태의 성막 장치(1)에서는, 성막 처리 중에, 당해 바이어스 전원(10)이 회전 테이블 본체(11)를 통해 워크 W에 바이어스 전위를 인가해도, 냉각부(4)가 회전 테이블 본체(11)로부터 이격된 제2 위치 Ⅱ에 위치하고 있다. 그로 인해, 당해 냉각부(4)에 접속된 냉매 배관(6)을 챔버(2)로부터 전기적으로 절연할 필요가 없고, 또한 회전 테이블 본체(11)와 냉각부(4) 사이에 절연재를 개재시킬 필요가 없다. 그 결과, 성막 장치(1)의 구조가 간소화되고, 신뢰성이 높은 성막 장치(1)를 얻는 것이 가능하다. 또한, 성막 처리를 하고 있는 동안에, 제2 위치 Ⅱ에 있는 냉각부(4)에는 바이어스 전위가 인가되지 않으므로, 바이어스 전원의 전류 용량의 증대를 억제하는 것이 가능하다. 또한, 냉각부(4)는, 바이어스 전위의 인가에 기인하는 발열도 생기지 않으므로 워크 W를 효율적으로 냉각하는 것이 가능하다.
또한, 제1 실시 형태의 성막 장치(1)에서는, 챔버(2)는, 공간(2e)과 당해 챔버(2) 외부를 연통하고, 회전 테이블 본체(11)가 통과 가능한 크기를 갖는 개구(2d)를 갖는다. 이러한 구성에 의해, 성막 처리 전에는, 챔버(2)의 외부에서 회전 테이블 본체(11)의 상면에 냉각부(4) 및 워크 W를 적재하고, 그 상태로 당해 회전 테이블 본체(11)를 챔버(2)의 개구(2d)를 통해 당해 챔버(2)의 공간(2e) 내에 삽입하는 것이 가능하다. 그로 인해, 냉각부(4) 및 워크 W를 회전 테이블 본체(11)에 설치하는 작업을 용이하게 행하는 것이 가능하다. 또한, 냉각부(4)를 회전 테이블 본체(11)에 적재한 상태에서, 당해 회전 테이블 본체(11)를 챔버(2)의 개구(2d)를 통해 공간(2e)으로부터 취출하는 것이 가능하다. 그로 인해, 냉각부(4)의 유지보수 작업을 챔버(2) 외부에서 용이하게 행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 챔버(2) 내에서의 워크 W의 성막 처리 시에 당해 냉각부(4)의 표면에 다소의 피막이 형성되어도, 성막 처리 후에, 챔버(2)를 회전 테이블 본체(11)에 적재한 상태에서 챔버(2)로부터 용이하게 취출할 수 있다. 그로 인해, 냉각부(4)의 표면에 부착된 피막을 제거하는 작업을 용이하게 행하는 것이 가능하다.
또한, 제1 실시 형태의 성막 장치(1)에서는, 승강 기구(5)는, 챔버(2)의 공간(2e) 내부에 배치되고, 회전 테이블 본체(11)가 냉각부(4)를 적재해서 챔버(2)에 삽입된 상태에 있어서, 당해 냉각부(4)의 상부에 연결하는 훅(23)과 챔버(2)에 설치되고, 훅(23)을 승강시키는 상부 승강부(24)를 갖고 있다. 상부 승강부(24)는, 훅(23)이 냉각부(4)의 상부에 연결된 상태에서 당해 훅(23)을 승강시킴으로써, 냉각부(4)를 제1 위치 Ⅰ와 제2 위치 Ⅱ 사이에서 승강시킨다. 즉, 상기의 승강 기구(5)에서는, 훅(23)이 냉각부(4)의 상부에 연결되어, 당해 냉각부(4)를 승강시키므로, 당해 승강 기구(5)를 회전 테이블 본체(11)로부터 이격되어 배치하는 것이 가능해진다. 따라서, 승강 기구(5)가 회전 테이블 본체(11)에 간섭할 우려가 없다. 또한, 승강 기구(5)의 배치를 고려하는 일 없이 회전 테이블 본체(11)를 자유롭게 설계하는 것이 가능하고, 기존의 회전 테이블을 채용하는 것이 가능하다.
또한, 제1 실시 형태의 성막 장치(1)에서는, 상부 승강부(24)는 챔버(2)의 천장벽(2a)에 설치되어 있다. 훅(23)은, 공간(2e) 내를 향하여 하방으로 현수되도록 상부 승강부(24)에 설치되어 있다. 냉각부(4)의 상단부에는, 훅(23)에 결합 가능한 피결합부(4d)가 설치되어 있다. 따라서, 훅(23)을 냉각부(4) 상단부의 피결합부(4d)에 결합함으로써, 훅(23)을 냉각부(4)에 용이하고 또한 확실하게 연결하는 것이 가능하다.
또한, 제1 실시 형태의 성막 장치(1)에서는, 훅(23)은 상방 위치와 하방 위치 사이에서 이동 가능하다. 상기 하방 위치는 훅(23)이 제1 위치 Ⅰ에 있는 냉각부(4)의 피결합부(4d)에 결합 가능한 위치에 설정되어 있다. 상기 상방 위치는, 상기 하방 위치보다 상방의 위치이며, 훅(23)이 냉각부(4)를 제2 위치 Ⅱ에 매달아 올리는 위치에 설정되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 훅(23)을 하방 위치로 이동시킴으로써, 제1 위치 Ⅰ에 있는 냉각부(4)의 피결합부(4d)에 결합하는 것이 가능하다. 한편, 훅(23)을 피결합부(4d)에 결합한 상태에서 상방 위치로 이동함으로써, 냉각부(4)를 제2 위치 Ⅱ로 용이하게 매달아 올리는 것이 가능하다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는, 본 발명의 회전 테이블의 일례로서 워크 W를 수직축 주위로 공전함과 함께 자전할 수 있도록, 자전대부(13)를 구비한 회전 테이블 유닛을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서는, 자전대부를 갖이 않는 회전 테이블을 구비한 성막 장치여도 상기의 작용 효과를 발휘하는 것이 가능하다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는, 챔버(2)가 측방에 개구하는 개구(2d)를 갖고, 당해 개구(2d)를 통해 회전 테이블 유닛(3)을 챔버(2) 외부로 취출하는 것이 가능한 구성이 나타나고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 챔버 내부에 회전 테이블이 회전 가능하게 설치할 수 있었던 구성이어도, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
(제2 실시 형태)
상기의 제1 실시 형태에서는, 본 발명의 승강 기구의 일례로서 냉각부(4)의 본체부(4a)를 상방으로부터 현수하는 훅(23) 및 당해 훅(23)을 수직 방향으로 이동시키는 상부 승강부(24)를 구비한 승강 기구를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서는, 이하의 제2 실시 형태와 같이, 냉각부(4)의 본체부(4a)를 하방으로부터 들어 올림으로써, 당해 본체부(4a)를 승강시키는 승강 기구를 채용해도 된다.
즉, 제2 실시 형태의 성막 장치(51)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 회전 테이블 유닛(53)과, 승강 기구(55)와, 챔버(2)와, 냉각부(4)와, 냉매 배관(6)과, 타겟(7)과, 타겟 전극(8)과, 아크 전원(9)과, 바이어스 전원(10)을 구비하고 있다. 여기서, 챔버(2), 냉각부(4), 냉매 배관(6), 타겟(7), 타겟 전극(8), 아크 전원(9), 및 바이어스 전원(10)에 대해서는, 제2 실시 형태의 성막 장치(51)의 구성은, 상기의 제1 실시 형태의 성막 장치(1)의 구성과 공통되고 있으므로, 이들 챔버(2) 등의 설명을 생략한다.
회전 테이블 유닛(53)은, 도 10 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 회전 테이블 본체(11)와, 당해 회전 테이블 본체(11)를 지지하는 대차부(12)와, 공전 기어(14)와, 중앙 기어(15)와, 자전 기어(16)와, 원형 안내부(17)를 구비하고 있다.
이 회전 테이블 유닛(53)은, 회전 테이블 본체(11)가 냉각부 적재부(21)에 있어서 당해 회전 테이블 본체(11)를 수직 방향으로 관통하는 관통 구멍(11b)을 갖고 있는 점에서, 상기의 제1 실시 형태의 회전 테이블 유닛(3)과 상이하다. 그 외의 점에 대해서는, 이 회전 테이블 유닛(53)은 상기의 제1 실시 형태의 회전 테이블 유닛(3)의 구성과 공통되고 있다.
관통 구멍(11b)은 회전 테이블 본체(11)의 축부(11a)를 관통하도록 형성되어 있다. 관통 구멍(11b)에는, 후술하는 승강 기구(55)의 승강 로드(74)가 삽입되어 있다.
관통 구멍(11b)의 내경은, 승강 로드(74)에 있어서의 관통 구멍(11b)에 삽입된 부분[즉, 본체부(74b)]과 당해 관통 구멍(11b)의 내벽의 접촉을 방지하는 간극 g를 확보하는 크기로 설정되어 있다.
승강 기구(55)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 냉각부(4)의 본체부(4a)를 하방으로부터 들어 올려 승강시키는 승강 로드(74)와, 당해 승강 로드(74)를 수직 방향으로 구동하는 하부 승강부(73)를 구비하고 있다.
승강 로드(74)는, 막대 형상의 본체부(74b)와, 당해 본체부(74b)의 상단부에 연결된 접촉부(74a)와, 당해 본체부(74b)의 하단부에 연결된 연결부(74c)를 구비하고 있다.
막대 형상의 본체부(74b)는 회전 테이블 본체(11)의 관통 구멍(11b)의 내부에서 수직 방향으로 이동할 수 있도록 삽입되어 있다. 본체부(74b)의 길이는 회전 테이블 본체(11)의 관통 구멍(11b)의 길이보다 길어지도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 본체부(74b)의 길이는, 관통 구멍(11b)의 길이보다, 냉각부(4)의 본체부(4a)의 승강 스트로크 분[즉, 냉각부(4)의 본체부(4a)가 회전 테이블 본체(11)의 상면의 냉각부 적재부(21)에 적재되어 있는 제1 위치(도 11 참조)와 당해 본체부(4a)가 회전 테이블 본체(11)로부터 상방으로 이격되어 있는 제2 위치(도 10 참조)의 높이의 차이]만큼 길어지도록 설정되어 있다.
접촉부(74a)는, 원판 형상의 형상을 갖고 있으며, 본체부(74b)의 상단부에 연결되어 있다. 접촉부(74a)는 회전 테이블 본체(11)의 상면의 냉각부 적재부(21)의 범위 내에 배치되어 있다. 냉각부(4)가 냉각부 적재부(21)에 적재된 상태에서는, 접촉부(74a)는 냉각부(4)의 본체부(4a)의 하단부면에 접촉하고 있다.
접촉부(74a)의 크기는 관통 구멍(11b)의 내경보다 크면, 본 발명에서는 특별히 한정되지 않는다. 당해 접촉부(74a)의 외경은 냉각부(4)의 본체부(4a)의 외경보다 큰 것이 바람직하다. 이에 의해, 본체부(4a)는 접촉부(74a) 위에 안정되게 서는 것이 가능하다.
또한, 접촉부(74a)는 관통 구멍(11b)보다 크고, 또한 회전 테이블 본체(11)의 상면에 접촉된다. 그로 인해, 접촉부(74a)는 승강 로드(11)가 관통 구멍(11b)으로부터 하방으로 탈락하는 것을 저지하는 고정부로서 기능한다.
연결부(74c)는 원판 형상의 형상을 갖고 있고, 본체부(74b)의 하단부에 연결되어 있다. 연결부(74c)는, 하부 승강부(73)와 연결되어 있지 않은 상태에서는, 회전 테이블 본체(11)의 축부(11a)의 하단부에 있어서, 공전 기어(14)보다 하방으로 이격된 위치에 배치되어 있다.
하부 승강부(73)는 승강 로드(74)를 수직 방향으로 직선 구동하는 기구이면, 본 발명은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 유압 실린더 등을 구비하고 있다. 하부 승강부(73)는, 수직 방향으로 직선 이동해서 승강 로드(74)를 하방으로부터 압박하는 압박부(73a)를 갖는다. 압박부(73a)는 챔버(2)의 저벽(2b)을 관통해서 공간(2e) 내부로 돌출되어 있다. 압박부(73a)는, 회전 테이블 유닛(53)이 챔버(2) 내부에 삽입되었을 때에 승강 로드(74)의 연결부(74c)의 바로 아래에 있는 위치에 배치되어 있다. 이에 의해, 압박부(73a)는, 상승됨으로써, 승강 로드(74)의 연결부(74c)에 접촉되어, 당해 승강 로드(74)를 하방으로부터 압박하는 것이 가능하다. 따라서, 하부 승강부(73)는, 승강 로드(74)의 접촉부(74a)가 냉각부(4)의 본체부(4a)의 하단부면에 접촉된 상태에서, 승강 로드(74)에 수직 방향의 구동력을 부여함으로써, 당해 냉각부(4)의 본체부(4a)를, 제1 위치 Ⅰ(도 11 참조)와 제2 위치 Ⅱ(도 10 참조) 사이에서 승강시키는 것이 가능하다.
이상 설명한 제2 실시 형태는 이하의 특징을 갖는다.
제2 실시 형태의 성막 장치(51)는, 냉각부(4)의 본체부(4a)를 하방으로부터 들어 올림으로써, 당해 본체부(4a)를 승강시키는 승강 기구(55)를 구비하고 있다. 이 승강 기구(55)는, 승강 로드(74)가 회전 테이블 본체(11)의 관통 구멍(11b)에 삽입되고, 또한 당해 승강 로드(74)의 접촉부가 냉각부(4)의 하단부면에 접촉된 상태에서, 당해 냉각부(4)를 승강시킨다. 그로 인해, 당해 승강 기구(55)를 챔버(2)의 공간(2e) 내부의 상방의 부분으로부터 이격되어 배치하는 것이 가능해진다. 따라서, 승강 기구(55)를 챔버(2) 내부의 상방에 설치된 다른 부품 등에 간섭할 우려를 회피하는 것이 가능하다.
또한, 제2 실시 형태의 성막 장치(51)에서는, 승강 로드(74)는, 하부 승강부(73)로부터 구동력을 받지 않은 상태여도, 고정부로서 기능하는 접촉부(74a)에 의해 회전 테이블 본체(11)의 관통 구멍(11b)으로부터 하방으로 탈락하는 것이 저지되고 있다. 이로 인해, 승강 로드(74)를 회전 테이블 본체(11)와 함께, 챔버(2)로부터 제거하거나, 또는 챔버(2)에 장착하는 것이 가능해진다.
또한, 제2 실시 형태의 성막 장치(51)에서는, 관통 구멍(11b)의 내경은, 승강 로드(74)에 있어서의 관통 구멍(11b)에 삽입된 본체부(74b)와 당해 관통 구멍(11b)의 내벽의 접촉을 방지하는 간극 g를 확보하는 크기로 설정되어 있다. 이에 의해, 승강 로드(74)에 있어서의 관통 구멍(11b)에 삽입된 본체부(74b)와 당해 관통 구멍(11b)의 내벽의 접촉을 방지하는 간극 g가 확보되어 있으므로, 승강 로드(74)는 당해 간극 g에 의해 회전 테이블 본체(11)로부터 전기적으로 절연되고, 회전 테이블 본체(11)로부터 승강 로드(74)에 바이어스 전류가 누설될 우려를 회피하는 것이 가능하다.
또한, 제2 실시 형태의 성막 장치(51)에 대해서도, 상기 제1 실시 형태의 성막 장치(1)와 마찬가지로, 상기 제1 실시 형태의 특징의 작용 효과를 발휘하는 것이 가능하다.
즉, 제2 실시 형태의 성막 장치(51)에 있어서도, 워크 W의 성막 처리가 행하여지고 있는 동안에, 냉각부(4)는 회전 테이블 본체(11)로부터 이격된 제2 위치 Ⅱ에 정지되므로, 냉매 배관(6)으로부터 냉각부(4)로의 냉매의 공급을 위해 로터리 조인트를 사용할 필요가 없어진다. 그로 인해, 냉매의 누설 리스크가 대폭으로 경감된다. 또한, 성막 처리를 행하고 있는 동안에, 워크 W가 정지 상태의 냉각부(4)의 주위를 공전함으로써, 워크 W는 냉각부(4)의 외주면의 전체 둘레에 걸쳐 대향한다. 이에 의해, 냉각부(4)는, 그 외주면의 전체 둘레에서 당해 워크 W로부터의 복사열을 흡수하는 것이 가능해진다. 그 결과, 냉각부(4)의 냉각 효율을 향상하는 것이 가능해진다.
또한, 성막 처리 중에, 당해 바이어스 전원(10)이 회전 테이블 본체(11)를 통해 워크 W에 바이어스 전위를 인가해도, 냉각부(4)가 회전 테이블 본체(11)로부터 이격된 제2 위치 Ⅱ에 위치하고 있으므로, 당해 냉각부(4)에 접속된 냉매 배관(6)을 챔버(2)로부터 전기적으로 절연할 필요가 없고, 또한 회전 테이블 본체(11)와 냉각부(4) 사이에 절연재를 개재시킬 필요가 없다. 그 결과, 성막 장치(1)의 구조가 간소화되어, 신뢰성이 높은 성막 장치(1)를 얻는 것이 가능하다. 또한, 성막 처리를 하고 있는 동안에, 제2 위치 Ⅱ에 있는 냉각부(4)에는 바이어스 전위가 인가되지 않으므로, 바이어스 전원의 전류 용량의 증대를 억제하는 것이 가능하다. 또한, 냉각부(4)는 바이어스 전위의 인가에 기인하는 발열도 생기지 않으므로 워크 W를 효율적으로 냉각하는 것이 가능하다.
또한, 성막 처리 전에는, 챔버(2)의 외부에서 회전 테이블 본체(11)의 상면에 냉각부(4) 및 워크 W를 적재하고, 그 상태로 당해 회전 테이블 본체(11)를 챔버(2)의 개구(2d)를 통해 당해 챔버(2)의 공간(2e) 내에 삽입하는 것이 가능하므로, 냉각부(4) 및 워크 W를 회전 테이블 본체(11)에 설치하는 작업을 용이하게 행하는 것이 가능하다. 또한, 냉각부(4)를 회전 테이블 본체(11)에 적재한 상태에서, 당해 회전 테이블 본체(11)를 챔버(2)의 개구(2d)를 통해 공간(2e)으로부터 취출하는 것이 가능하므로, 냉각부(4)의 유지보수 작업을 챔버(2) 외부에서 용이하게 행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 챔버(2) 내에서의 워크 W의 성막 처리 시에 당해 냉각부(4)의 표면에 다소의 피막이 형성되어도, 성막 처리 후에, 챔버(2)를 회전 테이블 본체(11)에 적재한 상태에서 챔버(2)로부터 용이하게 취출할 수 있으므로, 냉각부(4)의 표면에 부착된 피막을 없애는 작업을 용이하게 행하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 범위 밖이지만, 냉각부가 챔버 내에 고정적으로 매달려 있어, 회전 테이블로부터 상방으로 이격되도록 배치된 구성이어도, 상기의 제1 내지 제2 실시 형태와 같이, 냉매의 누설 리스크가 대폭으로 경감된다. 또한, 냉각부의 외주면의 전체 둘레에서 워크로부터의 복사열을 흡수하므로, 냉각부와 워크가 테이블 상에서 함께 회전하는 종래의 성막 장치와 비교해 냉각부의 냉각 효율을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 상술한 구체적 실시 형태에는 이하의 구성을 갖는 발명이 주로 포함되어 있다.
본 실시 형태의 성막 장치는, 워크를 냉각하면서 성막 처리를 행하는 성막 장치이며, 상기 워크가 수납되어 당해 워크의 성막 처리가 행하여지는 공간을 갖는 챔버와, 상기 공간 내에서 상기 워크를 냉각하는 냉각부와, 상기 워크가 적재된 상태에서 수직축 주위로 회전하는 회전 테이블이며, 상기 냉각부가 적재되는 냉각부 적재부와, 당해 냉각부 적재부의 주위를 둘러싸도록 배치되고, 상기 워크가 적재되는 워크 적재부를 갖는 회전 테이블과, 상기 냉각부를, 상기 공간 내에 있어서, 상기 회전 테이블에 적재된 제1 위치와 당해 회전 테이블로부터 상방으로 이격됨과 함께 상기 워크 적재부에 적재된 상기 워크의 측면과 대향하는 제2 위치 사이에서 승강시키는 승강 기구와, 상기 챔버에 설치되고, 상기 냉각부에 착탈 가능하게 접속되어 당해 냉각부에 냉매를 공급하는 냉매 배관을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성의 성막 장치에서는, 성막 처리 전 상태에서는, 회전 테이블의 상면에는, 냉각부가 냉각부 적재부에 적재된 제1 위치에 배치된다. 당해 냉각부 적재부의 주위를 둘러싸도록 배치된 워크 적재부에는, 워크가 배치된다. 그리고, 챔버의 공간 내에 있어서, 냉매 배관을 냉각부에 접속하는 작업과, 승강 기구에 의해, 냉각부를 제1 위치로부터 제2 위치로 상승시키는 동작이 행하여진다. 제2 위치에서는, 냉각부는 회전 테이블로부터 상방으로 이격됨과 함께 워크 적재부에 적재된 워크의 측면과 대향한다. 그 후, 냉각부가 제2 위치에 정지된 상태에서, 워크가 적재되어 있는 회전 테이블을 회전시켜 워크의 성막 처리가 행하여진다. 이와 같이 성막 처리가 행하여지고 있는 동안에, 냉각부는 회전 테이블로부터 이격된 제2 위치에서 정지되고 있다. 따라서, 냉매 배관으로부터 냉각부로의 냉매의 공급을 위해 로터리 조인트를 사용할 필요가 없어진다. 그로 인해, 냉매의 누설 리스크가 대폭으로 경감된다.
또한, 성막 처리를 행하고 있는 동안에, 워크가 정지 상태의 냉각부의 주위를 공전함으로써, 워크는 냉각부의 외주면의 전체 둘레에 걸쳐 대향한다. 이에 의해, 냉각부는, 그 외주면의 전체 둘레에서 당해 워크로부터의 복사열을 흡수하는 것이 가능해진다. 그 결과, 냉각부의 냉각 효율을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 상기 회전 테이블을 통해 상기 워크 적재부에 적재된 워크에 바이어스 전위를 인가하는 바이어스 전원을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다.
종래, 아크 방전 또는 스퍼터링을 행할 때에, 성막성의 향상을 위해 워크에 바이어스 전위를 부여하는 것이 행하여지고 있다. 즉, 밀착성이 좋은 치밀한 피막을 워크의 표면에 형성하는 것을 목적으로 하고, 피막의 재료인 메탈 이온이나 가스 이온을 당해 워크로 끌어당기기 위해, 부의 바이어스 전위를 회전 테이블을 통해 워크에 인가해서 성막 처리를 행하는 것이 종래에는 통상적으로 행하여지고 있다. 그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 성막 장치에서는, 냉각부가 회전 테이블에 탑재되어, 챔버와 당해 냉각부 사이에 냉매를 유통시키는 냉매 배관이 챔버의 벽에 설치되어 있다. 그로 인해, 냉각부 및 냉매 배관을 경유해 회전 테이블과 챔버 사이에 전기가 흐를 우려가 있다. 이에 의해, 회전 테이블상의 워크에 대해 바이어스 전위를 인가할 수 없을 우려가 있다. 그로 인해, 워크에 바이어스 전위를 인가시키기 위해서는, 냉매 배관을 챔버로부터 전기적으로 절연하거나, 수지 등의 도전성이 없는 배관을 냉매 배관으로서 사용하든지, 또는 냉각부와 워크 테이블의 사이에 절연물을 삽입할 필요가 있다. 그러나, 챔버 내에서 성막 처리를 행할 때 절연재나 수지제 배관에도 피막이 퇴적되므로, 이들 절연재나 수지제 배관이 도통 상태가 되기 쉽고, 또한 이들 절연재나 수지제 배관은 성막 처리 중에 발생하는 열에 약하다고 하는 문제가 있다. 또한, 냉각부에도 바이어스 전위가 인가됨으로써, 바이어스 전류(소위, 이온 전류)의 유입 면적이 확대되므로, 바이어스 전원의 전류 용량을 불필요하게 크게 해야 한다고 하는 문제가 있다. 또한, 냉각부의 냉각면에 바이어스 전류가 흐름으로써, 냉각면이 발열해서 냉각 효율이 현저하게 저하된다고 하는 문제가 있다.
그러나, 본 실시 형태에서는, 상기와 같이 바이어스 전원을 구비한 구성에 있어서, 성막 처리 중에, 당해 바이어스 전원이 회전 테이블을 통해 워크에 바이어스 전위를 인가해도, 냉각부가 회전 테이블로부터 이격된 제2 위치에 위치하고 있다. 그로 인해, 당해 냉각부에 접속된 냉매 배관을 챔버로부터 전기적으로 절연할 필요가 없고, 또한 회전 테이블과 냉각부 사이에 절연재를 개재시킬 필요가 없다. 그 결과, 성막 장치의 구조가 간소화되어, 신뢰성이 높은 성막 장치를 얻는 것이 가능하다. 또한, 성막 처리를 하고 있는 동안에, 제2 위치에 있는 냉각부에는 바이어스 전위가 인가되지 않으므로, 바이어스 전원의 전류 용량의 증대를 억제하는 것이 가능하다. 또한, 냉각부는 바이어스 전위의 인가에 기인하는 발열도 생기지 않으므로 워크를 효율적으로 냉각하는 것이 가능하다.
또한, 상기 챔버는, 상기 공간과 당해 챔버 외부를 연통하고, 상기 회전 테이블이 통과 가능한 크기를 갖는 개구를 갖는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 따르면, 성막 처리 전에는, 챔버의 외부에서 회전 테이블의 상면에 냉각부 및 워크를 적재하고, 그 상태로 당해 회전 테이블을 챔버의 개구를 통해 당해 챔버의 공간 내에 삽입하는 것이 가능하다. 그로 인해, 냉각부 및 워크를 회전 테이블에 설치하는 작업을 용이하게 행하는 것이 가능하다. 또한, 냉각부를 회전 테이블에 적재한 상태에서, 당해 회전 테이블을 챔버의 개구를 통해 공간으로부터 취출하는 것이 가능하다. 그로 인해, 냉각부의 유지보수 작업을 챔버 외부에서 용이하게 행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 챔버 내에서의 워크의 성막 처리 시에 당해 냉각부의 표면에 다소의 피막이 형성되어도, 성막 처리 후에, 챔버를 회전 테이블에 적재한 상태에서 챔버로부터 용이하게 취출할 수 있다. 그로 인해, 냉각부의 표면에 부착된 피막을 제거하는 작업을 용이하게 행하는 것이 가능하다.
또한, 상기 승강 기구는, 상기 챔버의 상기 공간 내부에 배치되고, 상기 냉각부가 상기 회전 테이블에 적재되어 당해 회전 테이블이 상기 챔버에 삽입된 상태에 있어서, 당해 냉각부의 상부에 연결하는 상부 연결부와, 상기 챔버에 설치되고, 상기 상부 연결부를 승강시키는 상부 승강부를 갖고 있고, 상기 상부 승강부는, 상기 상부 연결부가 상기 냉각부의 상부에 연결한 상태에서 당해 상부 연결부를 승강시킴으로써, 상기 냉각부를 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 승강시키는 것이 바람직하다.
상기의 승강 기구에서는, 상부 연결부가 냉각부의 상부에 연결하여, 당해 냉각부를 승강시키므로, 당해 승강 기구를 회전 테이블로부터 이격되어 배치하는 것이 가능해진다. 따라서, 승강 기구가 회전 테이블에 간섭할 우려가 없다. 또한, 승강 기구의 배치를 고려하는 일 없이 회전 테이블을 자유롭게 설계하는 것이 가능하고, 기존의 회전 테이블을 채용하는 것이 가능하다.
또한, 상기 상부 승강부는, 상기 챔버의 천장벽에 설치되고, 상기 상부 연결부는, 상기 공간 내를 향하여 하부로 현수되도록 상기 상부 승강부에 설치된 훅을 구비하고 있고, 상기 냉각부의 상단부에는, 상기 훅에 결합 가능한 피결합 부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 따르면, 훅을 냉각부 상단부의 피결합부에 결합함으로써, 훅을 냉각부에 용이하고 또한 확실하게 연결하는 것이 가능하다.
또한, 상기 훅은, 상방 위치와 하방 위치 사이에서 이동 가능하고, 상기 하방 위치는, 상기 훅이 상기 제1 위치에 있는 상기 냉각부의 상기 피결합부에 결합 가능한 위치에 설정되고, 상기 상방 위치는, 상기 하방 위치보다 상방의 위치이며, 상기 훅이 상기 냉각부를 상기 제2 위치에 매달아 올리는 위치에 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 따르면, 훅을 하방 위치로 이동시킴으로써, 제1 위치에 있는 냉각부의 피결합부에 결합하는 것이 가능하다. 한편, 훅을 피결합부에 결합한 상태에서 상방 위치로 이동함으로써, 냉각부를 제2 위치로 용이하게 매달아 올리는 것이 가능하다.
또한, 상기 회전 테이블은, 상기 냉각부 적재부에 있어서 당해 회전 테이블을 수직 방향으로 관통하는 관통 구멍을 갖고 있고, 상기 승강 기구는, 상기 냉각부 적재부에 적재된 상태의 상기 냉각부의 하단부면에 접촉되는 접촉부를 갖고 있고, 상기 회전 테이블의 상기 관통 구멍의 내부에서 수직 방향으로 이동할 수 있도록 삽입된 승강 로드와, 상기 승강 로드의 접촉부가 상기 냉각부의 하단부면에 접촉한 상태에서, 상기 승강 로드에 수직 방향의 구동력을 부여함으로써, 상기 냉각부를, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 승강시키는 하부 승강부를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
상기의 승강 기구는, 승강 로드가 회전 테이블의 관통 구멍에 삽입되고, 또한 당해 승강 로드의 접촉부가 냉각부의 하단부면에 접촉된 상태에서, 당해 냉각부를 승강시킨다. 그로 인해, 당해 승강 기구를 챔버의 공간 내부의 상방의 부분으로부터 이격되어 배치하는 것이 가능해진다. 따라서, 승강 기구를 챔버 내부의 상방에 설치된 다른 부품 등에 간섭될 우려를 회피하는 것이 가능하다.
또한, 상기 승강 로드는 상기 관통 구멍으로부터 하방으로 탈락하는 것을 저지하는 고정부를 갖는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 따르면, 승강 로드는, 하부 승강부로부터 구동력을 받지 않은 상태여도, 고정부에 의해 회전 테이블의 관통 구멍으로부터 하방으로 탈락하는 것이 저지되고 있다. 이로 인해, 승강 로드를 회전 테이블과 함께, 챔버로부터 분리하고, 또는 챔버에 장착하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 관통 구멍의 내경은, 상기 승강 로드에 있어서의 상기 관통 구멍에 삽입된 부분과 당해 관통 구멍의 내벽 접촉을 방지하는 간극을 확보하는 크기로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 따르면, 승강 로드에 있어서의 관통 구멍에 삽입된 부분과 당해 관통 구멍의 내벽의 접촉을 방지하는 간극이 확보되어 있으므로, 승강 로드는 당해 간극에 의해 회전 테이블로부터 전기적으로 절연되어, 회전 테이블로부터 승강 로드로 바이어스 전류가 누설될 우려를 회피하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태의 성막 방법은, 상기의 성막 장치를 사용한 성막 방법이며, 상기 냉각부 및 상기 워크를 상기 회전 테이블에 적재하고, 당해 회전 테이블을 상기 챔버의 공간에 삽입하는 과정과, 상기 냉매 배관을 상기 냉각부에 접속하는 과정과, 상기 챔버 내부에 있어서, 상기 냉각부를 상기 회전 테이블에 적재된 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 상승시켜 당해 냉각부를 상기 회전 테이블로부터 이격시키는 과정과, 상기 회전 테이블을 회전시키면서 상기 챔버 내부에서 상기 워크의 성막 처리를 행하고, 그와 함께 상기 냉각부를 정지한 상태에서 당해 냉각부에 의해 상기 워크를 냉각하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 방법에 따르면, 성막 처리 전에 챔버의 외부에서 회전 테이블의 상면에 냉각부 및 워크를 적재하고, 회전 테이블을 당해 챔버에 삽입한다. 그로 인해, 냉각부 및 워크를 회전 테이블에 설치하는 작업을 용이하게 행하는 것이 가능하다. 또한, 챔버를 회전 테이블에 삽입한 후, 챔버의 공간 내에서, 냉매 배관을 냉각부에 접속하는 과정과, 승강 기구에 의해, 냉각부를 제1 위치로부터 제2 위치로 상승시키는 과정을 행함으로써, 냉각부를 회전 테이블로부터 상방으로 이격시킴과 함께 워크 적재부에 적재된 워크의 측면과 대향시킨다. 그 후, 냉각부는 제2 위치에 정지된 상태에서, 워크가 적재되어 있는 회전 테이블을 회전시켜 워크의 성막 처리를 행함으로써, 성막 처리를 행하고 있는 동안에, 냉각부는 회전 테이블로부터 이격된 제2 위치에서 정지되어 있다. 따라서, 냉매 배관으로부터 냉각부로의 냉매의 공급을 위해 로터리 조인트를 사용할 필요가 없어진다. 그로 인해, 냉매의 누설 리스크가 대폭으로 경감된다.
또한, 성막 처리를 행하고 있는 동안에, 워크가 정지 상태의 냉각부의 주위를 회전한다. 그로 인해, 냉각부의 외주면은, 전체 둘레에 걸쳐, 워크의 측면에 대향하어 당해 워크로부터의 복사열을 흡수하는 것이 가능해진다. 그 결과, 냉각부의 냉각 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 성막 장치 및 성막 방법에 따르면, 냉매의 누설 리스크를 대폭으로 저감할 수 있다. 또한, 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 워크를 냉각하면서 성막 처리를 행하는 성막 장치이며,
    상기 워크가 수납되어 당해 워크의 성막 처리가 행하여지는 공간을 갖는 챔버와,
    상기 공간 내에서 상기 워크를 냉각하는 냉각부와,
    상기 워크가 적재된 상태에서 수직축 주위로 회전하는 회전 테이블이며, 상기 냉각부가 적재되는 냉각부 적재부와, 당해 냉각부 적재부의 주위를 둘러싸도록 배치되고, 상기 워크가 적재되는 워크 적재부를 갖는 회전 테이블과,
    상기 냉각부를, 상기 공간 내에 있어서, 상기 회전 테이블에 적재된 제1 위치와 당해 회전 테이블로부터 상방으로 이격됨과 함께 상기 워크 적재부에 적재된 상기 워크의 측면과 대향하는 제2 위치 사이에서 승강시키는 승강 기구와,
    상기 챔버에 설치되고, 상기 냉각부에 착탈 가능하게 접속되어 당해 냉각부에 냉매를 공급하는 냉매 배관을 구비하고 있는, 성막 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전 테이블을 통해 상기 워크 적재부에 적재된 워크에 바이어스 전위를 인가하는 바이어스 전원을 더 구비하고 있는, 성막 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 챔버는, 상기 공간과 당해 챔버 외부를 연통하고, 상기 회전 테이블이 이동 가능한 크기를 갖는 개구를 갖는, 성막 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 승강 기구는,
    상기 챔버의 상기 공간 내부에 배치되고, 상기 냉각부가 상기 회전 테이블에 적재되어 당해 회전 테이블이 상기 챔버에 삽입된 상태에 있어서, 당해 냉각부의 상부에 연결되는 상부 연결부와,
    상기 챔버에 설치되고, 상기 상부 연결부를 승강시키는 상부 승강부를 갖고있고,
    상기 상부 승강부는, 상기 상부 연결부가 상기 냉각부의 상부에 연결된 상태에서 당해 상부 연결부를 승강시킴으로써, 상기 냉각부를 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 승강시키는, 성막 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 상부 승강부는, 상기 챔버의 천장벽에 설치되고,
    상기 상부 연결부는, 상기 공간 내를 향하여 하방으로 현수되도록 상기 상부 승강부에 설치된 훅을 구비하고 있고,
    상기 냉각부의 상단부에는, 상기 훅에 결합 가능한 피결합부가 설치되어 있는, 성막 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 훅은 상방 위치와 하방 위치 사이에서 이동 가능하고,
    상기 하방 위치는, 상기 훅이 상기 제1 위치에 있는 상기 냉각부의 상기 피결합부에 결합 가능한 위치에 설정되고,
    상기 상방 위치는, 상기 하방 위치보다 상방의 위치이며, 상기 훅이 상기 냉각부를 상기 제2 위치에 매달아 올리는 위치에 설정되어 있는, 성막 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 회전 테이블은, 상기 냉각부 적재부에 있어서 당해 회전 테이블을 수직 방향으로 관통하는 관통 구멍을 갖고 있고,
    상기 승강 기구는,
    상기 냉각부 적재부에 적재된 상태의 상기 냉각부의 하단부면에 접촉되는 접촉부를 갖고 있고, 상기 회전 테이블의 상기 관통 구멍의 내부에서 수직 방향으로 이동할 수 있도록 삽입된 승강 로드와,
    상기 승강 로드의 접촉부가 상기 냉각부의 하단부면에 접촉된 상태에서, 상기 승강 로드에 수직 방향의 구동력을 부여함으로써, 상기 냉각부를, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 승강시키는 하부 승강부를 갖고 있는, 성막 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 승강 로드는 상기 관통 구멍으로부터 하방으로 탈락하는 것을 저지하는 고정부를 갖는, 성막 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 관통 구멍의 내경은, 상기 승강 로드에 있어서의 상기 관통 구멍에 삽입된 부분과 당해 관통 구멍의 내벽의 접촉을 방지하는 간극을 확보하는 크기로 설정되어 있는, 성막 장치.
  10. 제1항에 기재된 성막 장치를 사용한 성막 방법이며,
    상기 냉각부 및 상기 워크를 상기 회전 테이블에 적재하고, 당해 회전 테이블을 상기 챔버의 공간에 삽입하는 과정과,
    상기 냉매 배관을 상기 냉각부에 접속하는 과정과,
    상기 챔버 내부에 있어서, 상기 냉각부를 상기 회전 테이블에 적재된 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 상승시켜 당해 냉각부를 상기 회전 테이블로부터 이격시키는 과정과,
    상기 회전 테이블을 회전시키면서 상기 챔버 내부에서 상기 워크의 성막 처리를 행하고, 그와 함께 상기 냉각부를 정지한 상태에서 당해 냉각부에 의해 상기 워크를 냉각하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 성막 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190132198A (ko) * 2018-05-18 2019-11-27 삼성전자주식회사 다중 경화 장치 및 다중 경화 장치를 이용한 반도체 칩의 제조 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3279364B1 (en) * 2016-08-03 2021-10-06 IHI Hauzer Techno Coating B.V. Apparatus for coating substrates
CN108085646B (zh) * 2017-10-31 2023-06-23 东莞市汇成真空科技有限公司 一种大型罐体内壁镀膜用真空阴极电弧镀膜机
CN108193185A (zh) * 2018-03-14 2018-06-22 嘉兴岱源真空科技有限公司 一种夹具冷却装置及纳米材料制作设备
CN110387531A (zh) * 2018-04-18 2019-10-29 北京创昱科技有限公司 气相沉积冷却装置
CN111850501B (zh) * 2020-07-20 2022-09-27 江苏集萃有机光电技术研究所有限公司 一种基片架结构及真空蒸镀装置
CN112481596B (zh) * 2020-11-27 2022-01-14 厦门大学 一种工件旋转装置和离子束物理气相沉积装置
CN114134478A (zh) * 2021-11-26 2022-03-04 上海大学 一种快速冷却的镀膜样品台装置及其应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006169590A (ja) 2004-12-16 2006-06-29 Nissin Electric Co Ltd コーティング装置

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2598466A (en) * 1948-07-13 1952-05-27 Gen Motors Corp Electrostatic spray painting method and apparatus
US2730988A (en) * 1950-06-10 1956-01-17 Ransburg Electro Coating Corp Electrostatic coating apparatus
US3744449A (en) * 1971-04-28 1973-07-10 Nat Steel Corp Article hanging,conveying,and coating apparatus
US4628859A (en) * 1985-04-15 1986-12-16 Hines Andrew D Apparatus and workpiece fixture for electrostatic spray coating
JPH01136966A (ja) * 1987-11-24 1989-05-30 Kobe Steel Ltd 物理蒸着装置
US5131460A (en) * 1991-10-24 1992-07-21 Applied Materials, Inc. Reducing particulates during semiconductor fabrication
JPH0673538A (ja) * 1992-05-26 1994-03-15 Kobe Steel Ltd アークイオンプレーティング装置
EP0643151B9 (en) * 1993-03-15 2003-11-26 Kabushiki Kaisha Kobeseikosho Apparatus and system for arc ion plating
US5591264A (en) * 1994-03-22 1997-01-07 Sony Corporation Spin coating device
US6602348B1 (en) * 1996-09-17 2003-08-05 Applied Materials, Inc. Substrate cooldown chamber
US6276072B1 (en) * 1997-07-10 2001-08-21 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for heating and cooling substrates
US5932078A (en) * 1997-08-30 1999-08-03 United Technologies Corporation Cathodic arc vapor deposition apparatus
US6036828A (en) * 1997-08-30 2000-03-14 United Technologies Corporation Apparatus for steering the arc in a cathodic arc coater
US6949143B1 (en) * 1999-12-15 2005-09-27 Applied Materials, Inc. Dual substrate loadlock process equipment
US6565656B2 (en) * 1999-12-20 2003-05-20 Toyko Electron Limited Coating processing apparatus
JP2002043381A (ja) * 2000-07-19 2002-02-08 Tokyo Electron Ltd ウエハ温度制御装置
US6790484B2 (en) * 2001-12-14 2004-09-14 Carlton Mann Method and apparatus for cleaning electrostatic painting hooks
US6726772B2 (en) * 2002-03-07 2004-04-27 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for securing articles to be coated to a conveyor
JP3369165B1 (ja) * 2002-04-09 2003-01-20 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置
US7150792B2 (en) 2002-10-15 2006-12-19 Kobe Steel, Ltd. Film deposition system and film deposition method using the same
JP4612847B2 (ja) * 2005-02-10 2011-01-12 キヤノン株式会社 容器、及びそれを用いた露光装置
US20070240982A1 (en) * 2005-10-17 2007-10-18 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Arc ion plating apparatus
US7849812B2 (en) * 2006-02-28 2010-12-14 Csl Silicones Inc. Method and apparatus for automated coating of electrical insulators with a silicone composition
JP4110175B2 (ja) * 2006-03-22 2008-07-02 株式会社神戸製鋼所 アークイオンプレーティング方法
US8231771B2 (en) * 2007-08-31 2012-07-31 Honda Motor Co., Ltd. Coating system and method
US10138544B2 (en) * 2011-06-27 2018-11-27 Soleras, LTd. Sputtering target
JP5644706B2 (ja) * 2011-07-19 2014-12-24 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機用の電子部品固定構造
US9786474B2 (en) * 2013-10-08 2017-10-10 United Technologies Corporation Cathodic arc deposition apparatus and method
US9527097B2 (en) * 2013-11-05 2016-12-27 Torrent Systems Llc Spray coating system and method
US9209062B1 (en) * 2014-05-28 2015-12-08 Spintrac Systems, Inc. Removable spin chamber with vacuum attachment

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006169590A (ja) 2004-12-16 2006-06-29 Nissin Electric Co Ltd コーティング装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190132198A (ko) * 2018-05-18 2019-11-27 삼성전자주식회사 다중 경화 장치 및 다중 경화 장치를 이용한 반도체 칩의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
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