JP5994547B2 - Sputtering equipment - Google Patents

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Description

本発明は、スパッタリング装置に関する。   The present invention relates to a sputtering apparatus.

複数のターゲットを使用して成膜をするスパッタリング装置が種々提案されている(特許文献1〜3参照)。   Various sputtering apparatuses that form a film using a plurality of targets have been proposed (see Patent Documents 1 to 3).

米国特許第6641703号公報US Pat. No. 6,641,703 米国特許第7799179号公報U.S. Pat. No. 7,799,179 米国特許第6800183号公報US Pat. No. 6,800,193

複数のターゲットを使用して成膜をするスパッタリング装置では、複数のターゲットを保持するターゲット保持体に容易にアクセスできることが望まれている。   In a sputtering apparatus that forms a film using a plurality of targets, it is desired that the target holder that holds the plurality of targets can be easily accessed.

本発明の主な目的は、複数のターゲットを保持するターゲット保持体に容易にアクセスできるスパッタリング装置を提供することにある。   A main object of the present invention is to provide a sputtering apparatus that can easily access a target holding body that holds a plurality of targets.

本発明の一態様よれば、
下部筐体と、前記下部筐体に対して開閉可能な上部筐体とを有する真空容器と、
前記上部筐体に取り付けられ、複数のターゲットを保持可能な第1のターゲット保持体と、
前記第1のターゲット保持体内に設けられた第1のマグネットアセンブリと、
前記上部筐体に取り付けられ、複数のターゲットを保持可能な第2のターゲット保持体と、
前記第2のターゲット保持体内に設けられた第2のマグネットアセンブリと、
前記真空容器内に設けられ、基板を搭載する基板ホルダと、
前記第1及び第2のターゲット保持体を回転する駆動手段と、を備え
前記第1のターゲット保持体は、第1の両端部と、前記第1の両端部間に前記複数のターゲットを保持する第1の保持面とを有し、
前記第1の両端部の一方は、第1のスピンドルを介して前記上部筐体に回転可能に取り付けられ、
前記第2のターゲット保持体は、第2の両端部と、前記第2の両端部間に前記複数のターゲットを保持する第2の保持面とを有し、
前記第2の両端部の一方は、第2のスピンドルを介して前記上部筐体に回転可能に取り付けられ、
前記上部筐体を閉じた状態では、前記第1および第2のターゲット保持体は、水平方向の回転軸の周りに回転可能とされ、前記複数のターゲットを前記回転軸の周りに保持可能とし
前記駆動手段は、前記第1および第2のターゲット保持体を前記回転軸の周りに回転させ
前記第1および第2のターゲット保持体は錐台であり、前記複数のターゲットを前記錐台の錐台面に保持可能であり、
前記回転軸は、前記錐台の上面の中心および底面の中心を通り、前記上面および前記底面のうち小さい方が大きい方よりも前記基板ホルダ近くに配設されている
スパッタリング装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A vacuum container having a lower housing and an upper housing that can be opened and closed with respect to the lower housing;
A first target holder attached to the upper housing and capable of holding a plurality of targets;
A first magnet assembly provided in the first target holder;
A second target holder attached to the upper housing and capable of holding a plurality of targets;
A second magnet assembly provided in the second target holding body;
A substrate holder provided in the vacuum vessel and for mounting a substrate;
Driving means for rotating the first and second target holders ,
The first target holding body includes first end portions and a first holding surface that holds the plurality of targets between the first both end portions,
One of the first end portions is rotatably attached to the upper housing via a first spindle,
The second target holding body has second end portions and a second holding surface that holds the plurality of targets between the second end portions,
One of the second end portions is rotatably attached to the upper housing via a second spindle,
In the closed state of the upper housing, wherein the first and second target holder is rotatable about a horizontal axis of rotation, and can hold a plurality of targets around the rotary shaft,
Said drive means rotates said first and second target holder around the rotation axis,
Wherein the first and second target holder is frustum is capable of holding the plurality of targets frustum surface of the frustum,
The rotation axis passes through the center of the center and the bottom surface of the upper surface of the frustum, a sputtering apparatus is disposed in the vicinity of the substrate holder is provided than the larger the smaller of the top surface and the bottom surface .

本発明によれば、複数のターゲットを保持するターゲット保持体に容易にアクセスできるスパッタリング装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sputtering device which can access easily the target holding body holding a some target is provided.

図1は、本発明の好ましい第1の実施の形態のスパッタリング装置を説明するための概略縦断面図である。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a sputtering apparatus according to a first preferred embodiment of the present invention. 図2は、本発明の好ましい第1の実施の形態のスパッタリング装置を説明するための概略縦断面図である。FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view for explaining the sputtering apparatus according to the first preferred embodiment of the present invention. 図3は、本発明の好ましい第1の実施の形態のスパッタリング装置を説明するための概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view for explaining the sputtering apparatus according to the first preferred embodiment of the present invention. 図4は、本発明の好ましい第1の実施の形態のスパッタリング装置を説明するための概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view for explaining the sputtering apparatus according to the first preferred embodiment of the present invention. 図5は、本発明の好ましい第1の実施の形態のスパッタリング装置の第1の一変形例を説明するための概略縦断面図である。FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a first modification of the sputtering apparatus according to the first preferred embodiment of the present invention. 図6は、本発明の好ましい第1の実施の形態のスパッタリング装置の第2の変形例を説明するための概略縦断面図である。FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a second modification of the sputtering apparatus according to the preferred first embodiment of the present invention. 図7は、本発明の好ましい第2の実施の形態のスパッタリング装置を説明するための概略縦断面図である。FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a sputtering apparatus according to a preferred second embodiment of the present invention. 図8は、本発明の好ましい第2の実施の形態のスパッタリング装置を説明するための概略縦断面図である。FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a sputtering apparatus according to a preferred second embodiment of the present invention. 図9は、本発明の好ましい第2の実施の形態のスパッタリング装置を説明するための概略縦断面図である。FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view for explaining the sputtering apparatus according to the second preferred embodiment of the present invention. 図10は、本発明の好ましい第2の実施の形態のスパッタリング装置を説明するための概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view for explaining the sputtering apparatus according to the second preferred embodiment of the present invention. 図11は、本発明の好ましい第2の実施の形態のスパッタリング装置を説明するための概略斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view for explaining a sputtering apparatus according to a preferred second embodiment of the present invention. 図12は、本発明の好ましい第3の実施の形態のスパッタリング装置を説明するための概略縦断面図である。FIG. 12 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a sputtering apparatus according to a preferred third embodiment of the present invention.

次に、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。   Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1〜4を参照すれば、本発明の好ましい第1の実施の形態のスパッタリング装置1は、筐体10と、筐体10内に設けられたカルーセルアセンブリ70と、基板5を保持する基板ホルダ86と、筐体10内を排気する真空ポンプ80と、筐体10内にプロセスガスを供給するプロセスガス供給系90と、コントローラ200とを備えている。図1は筐体10が閉じた状態を示しており、図2〜4は筐体10が開いた状態を示している。図1は、基板5を搬送するためのトランスファーチャンバ(図示せず)からスパッタリング装置1を見た図である。
(First embodiment)
1 to 4, a sputtering apparatus 1 according to a first preferred embodiment of the present invention includes a housing 10, a carousel assembly 70 provided in the housing 10, and a substrate holder that holds the substrate 5. 86, a vacuum pump 80 that exhausts the inside of the housing 10, a process gas supply system 90 that supplies process gas into the housing 10, and a controller 200. FIG. 1 shows a state where the housing 10 is closed, and FIGS. 2 to 4 show a state where the housing 10 is opened. FIG. 1 is a view of the sputtering apparatus 1 viewed from a transfer chamber (not shown) for transporting the substrate 5.

筐体10は、下部筐体20と、筐体蓋30とを備えている。下部筐体20は、底壁22と、側壁23、24、28、29とを備えている。下部筐体20の上面25にはOリング18が設けられている。側壁29の上部で外側に突き出した突出部27上に旋回軸19が設けられている。筐体蓋30は、旋回軸19を介して、下部筐体20に取り付けられている。旋回軸19の内部に設けられたモータ(図示せず)により筐体蓋30を回転して、筐体蓋30を開閉する。筐体蓋30を閉じた際には、筐体蓋30の下面31と下部筐体20の上面25とOリング18とにより、筐体10内の空間11と、外側環境12との間を真空シールする。   The housing 10 includes a lower housing 20 and a housing lid 30. The lower housing 20 includes a bottom wall 22 and side walls 23, 24, 28, and 29. An O-ring 18 is provided on the upper surface 25 of the lower housing 20. The turning shaft 19 is provided on the protruding portion 27 protruding outward from the upper portion of the side wall 29. The housing lid 30 is attached to the lower housing 20 via the turning shaft 19. The housing lid 30 is rotated by a motor (not shown) provided inside the turning shaft 19 to open and close the housing lid 30. When the housing lid 30 is closed, a vacuum is created between the space 11 in the housing 10 and the outer environment 12 by the lower surface 31 of the housing lid 30, the upper surface 25 of the lower housing 20, and the O-ring 18. Seal.

下部筐体20の底壁22には、底壁22の開孔21を介して高真空ポンプ80が取り付けられている。高真空ポンプ80は筐体10の空間11を排気し、真空に維持したり、スパッタリングで使用されたガスを排出したりする。バルブ82(図2参照)は、底壁22の開孔21を開閉し、さらに高真空ポンプ80と筐体10の空間11との間のコンダクタンスをコントロールするために設けられている。バルブ82は、アクチュエータ(図示せず)で矢印83の方向に昇降する。   A high vacuum pump 80 is attached to the bottom wall 22 of the lower housing 20 through an opening 21 in the bottom wall 22. The high vacuum pump 80 evacuates the space 11 of the housing 10 and maintains the vacuum, or exhausts the gas used in the sputtering. The valve 82 (see FIG. 2) is provided to open and close the opening 21 of the bottom wall 22 and further control the conductance between the high vacuum pump 80 and the space 11 of the housing 10. The valve 82 is moved up and down in the direction of the arrow 83 by an actuator (not shown).

プロセスガス供給系90は、プロセスガス供給源91と、ガスポート92、94とを備えている。ガスポート92、94は、下部筐体20の側壁23、24をそれぞれ貫通して設けられている。ガスポート92、94の先端部は、プロセスガスを導入するために、後述するターゲット71a〜71d、72a〜72dのうちそれぞれ紙面の最も下側に位置しているターゲット(図1では、ターゲット71a、ターゲット72a)近傍にそれぞれ設けられている。プロセスガス供給源91から供給されたプロセスガスは、ガスポート92、94を介して、後述するターゲット71a〜71d、72a〜72dのうちそれぞれ紙面の最も下側に位置しているターゲット(図1では、ターゲット71a、ターゲット72a)近傍にそれぞれ供給される。   The process gas supply system 90 includes a process gas supply source 91 and gas ports 92 and 94. The gas ports 92 and 94 are provided through the side walls 23 and 24 of the lower housing 20, respectively. In order to introduce the process gas, the front ends of the gas ports 92 and 94 are targets located on the lowermost side of the paper among targets 71a to 71d and 72a to 72d described later (in FIG. Provided in the vicinity of the target 72a). The process gas supplied from the process gas supply source 91 is a target located on the lowermost side of the drawing surface among the targets 71a to 71d and 72a to 72d (described later in FIG. 1) via gas ports 92 and 94. , The target 71a and the target 72a).

半導体シリコンウエハ等の基板5を保持する基板ホルダ86が下部筐体20の底壁22に設けられている。基板ホルダ86は、下部筐体20の底壁22の下側の外部に設けられた回転昇降機構84によって回転軸88の周りに水平方向に回転し、矢印87の方向に昇降する。基板ホルダ86は、後述する錐台40、60の下方で、かつ錐台40と錐台60との間に設けられている。   A substrate holder 86 for holding the substrate 5 such as a semiconductor silicon wafer is provided on the bottom wall 22 of the lower housing 20. The substrate holder 86 is rotated in the horizontal direction around the rotation shaft 88 by the rotation raising / lowering mechanism 84 provided outside the bottom wall 22 of the lower housing 20, and is raised and lowered in the direction of the arrow 87. The substrate holder 86 is provided below the frustums 40 and 60 described later and between the frustum 40 and the frustum 60.

筐体蓋30の内部には、回転軸75の回りに回転可能なカルーセルアセンブリ70が設けられている。カルーセルアセンブリ70は、錐台40と、錐台40と対向して設けられた錐台60と、スピンドル42、スピンドル62および中央筒状スピンドル52とを有している。錐台40は底面41、上面43および底面41と上面43との間の錐台面44を有している。底面41は上面43よりも大きい。錐台60は底面61、上面63および底面61と上面63との間の錐台面64を有している。底面61は上面63よりも大きい。   A carousel assembly 70 that can rotate around a rotation shaft 75 is provided inside the housing lid 30. The carousel assembly 70 includes a frustum 40, a frustum 60 provided to face the frustum 40, a spindle 42, a spindle 62, and a central cylindrical spindle 52. The frustum 40 has a bottom surface 41, a top surface 43, and a frustum surface 44 between the bottom surface 41 and the top surface 43. The bottom surface 41 is larger than the top surface 43. The frustum 60 has a bottom surface 61, a top surface 63, and a frustum surface 64 between the bottom surface 61 and the top surface 63. The bottom surface 61 is larger than the top surface 63.

錐台40の底面41にはスピンドル42が取り付けられ、上面43には中央筒状スピンドル52が取り付けられている。錐台60の底面61にはスピンドル62が取り付けられ、上面63には中央筒状スピンドル52が取り付けられている。スピンドル42は、筐体蓋30の側壁34に取り付けられている。スピンドル62は、筐体蓋30の側壁36に取り付けられている。筐体蓋30の天井壁32には、プレート50が紙面の下向きに取り付けられている。中央筒状スピンドル52は、プレート50に軸受51により取り付けられている。錐台40および錐台60は、スピンドル42、スピンドル62および中央筒状スピンドル52により筐体蓋30に取り付けられている。このようにして、カルーセルアセンブリ70が筐体蓋30に取り付けられている。   A spindle 42 is attached to the bottom surface 41 of the frustum 40, and a central cylindrical spindle 52 is attached to the top surface 43. A spindle 62 is attached to the bottom surface 61 of the frustum 60, and a central cylindrical spindle 52 is attached to the top surface 63. The spindle 42 is attached to the side wall 34 of the housing lid 30. The spindle 62 is attached to the side wall 36 of the housing lid 30. A plate 50 is attached to the ceiling wall 32 of the housing lid 30 downward on the paper surface. The central cylindrical spindle 52 is attached to the plate 50 by a bearing 51. The frustum 40 and the frustum 60 are attached to the housing lid 30 by a spindle 42, a spindle 62 and a central cylindrical spindle 52. In this way, the carousel assembly 70 is attached to the housing lid 30.

カルーセルアセンブリ70、錐台40および錐台60は、回転軸75の回りに回転可能である。アクチュエータ54が筐体蓋30の側壁34の外側に取り付けられている。アクチュエータ54によって、スピンドル42が回転し、それによって錐台40が回転する。アクチュエータ74が筐体蓋30の側壁36の外側に取り付けられている。アクチュエータ74によって、スピンドル62が回転し、それによって錐台60が回転する。錐台40および錐台60には中央筒状スピンドル52が取り付けられているので、錐台40と錐台60は一緒に回転する。回転軸75は、錐台40の底面41の中心、上面43の中心、錐台60の底面61の中心、上面63の中心を通り、これらの面に垂直である。なお、基板ホルダ86の基板搭載面89の垂線は、回転軸75と垂直に交差していることが望ましい。   The carousel assembly 70, the frustum 40, and the frustum 60 are rotatable about the rotation axis 75. An actuator 54 is attached to the outside of the side wall 34 of the housing lid 30. The spindle 54 is rotated by the actuator 54, whereby the frustum 40 is rotated. An actuator 74 is attached to the outside of the side wall 36 of the housing lid 30. The spindle 74 is rotated by the actuator 74, whereby the frustum 60 is rotated. Since the central cylindrical spindle 52 is attached to the frustum 40 and the frustum 60, the frustum 40 and the frustum 60 rotate together. The rotation shaft 75 passes through the center of the bottom surface 41 of the frustum 40, the center of the top surface 43, the center of the bottom surface 61 of the frustum 60, and the center of the top surface 63, and is perpendicular to these surfaces. In addition, it is desirable that the perpendicular line of the substrate mounting surface 89 of the substrate holder 86 intersects the rotation axis 75 perpendicularly.

筐体蓋20の天井壁32から下向きに延在するプレート50は、スパッタ粒子が、カルーセルアセンブリ70の各部品や、筐体蓋20の壁上に堆積するのを防止するシールドとして機能する。   The plate 50 extending downward from the ceiling wall 32 of the housing lid 20 functions as a shield that prevents sputtered particles from accumulating on each part of the carousel assembly 70 or on the wall of the housing lid 20.

錐台40の錐台面44には、4つのカソード47a〜47dが互いに離間して等間隔に設けられている。4つのカソード47a〜47dの裏側で錐台40の内部には、4つのマグネットアセンブリ46a〜46dがそれぞれ設けられている。4つのマグネットアセンブリ46a〜46dは4つの回転機構48a〜48dによってそれぞれ回転される。回転機構48a〜48dは錐台40の内部に設けられている。   Four cathodes 47 a to 47 d are provided on the frustum surface 44 of the frustum 40 so as to be spaced apart from each other at equal intervals. Four magnet assemblies 46a to 46d are provided inside the frustum 40 on the back side of the four cathodes 47a to 47d. The four magnet assemblies 46a to 46d are rotated by the four rotation mechanisms 48a to 48d, respectively. The rotation mechanisms 48 a to 48 d are provided inside the frustum 40.

カソード47a〜47d上には、4つの円形ターゲット71a〜71dがそれぞれ搭載される。ターゲット71a〜71dのうち最も下側に位置しているターゲット(図1では、ターゲット71a)は、基板ホルダ86の基板搭載面89の方を向いている。マグネットアセンブリ移動機構(図示せず)により、マグネットアセンブリ46a〜46dをそれぞれ移動させて、マグネットアセンブリ46a〜46dとカソード47a〜47dとの距離、従って、マグネットアセンブリ46a〜46dとターゲット71a〜71dとの距離をそれぞれ調整可能である。この距離の調整により、ターゲット71a〜71dの表面の磁界をそれぞれ調整可能である。   Four circular targets 71a to 71d are mounted on the cathodes 47a to 47d, respectively. The lowermost target (the target 71a in FIG. 1) among the targets 71a to 71d faces the substrate mounting surface 89 of the substrate holder 86. The magnet assemblies 46a to 46d are respectively moved by a magnet assembly moving mechanism (not shown), and the distance between the magnet assemblies 46a to 46d and the cathodes 47a to 47d, that is, the distance between the magnet assemblies 46a to 46d and the targets 71a to 71d. Each distance can be adjusted. By adjusting the distance, the magnetic fields on the surfaces of the targets 71a to 71d can be adjusted.

なお、ターゲット71a〜71dは、筐体10の空間11内にあり、真空領域内にあるのに対して、錐台40、60内は大気領域であるので、マグネットアセンブリ46a〜46d、回転機構48a〜48dおよびマグネットアセンブリ移動機構(図示せず)は、大気領域内にある。   Since the targets 71a to 71d are in the space 11 of the housing 10 and in the vacuum region, the frustums 40 and 60 are in the atmospheric region, so the magnet assemblies 46a to 46d and the rotation mechanism 48a. ~ 48d and the magnet assembly moving mechanism (not shown) are in the atmospheric region.

錐台60の錐台面64には、4つのカソード67a〜67dが互いに離間して等間隔に設けられている。4つのカソード67a〜67dの裏側で錐台60の内部には、4つのマグネットアセンブリ66a〜66dがそれぞれ設けられている。4つのマグネットアセンブリ66a〜66dは4つの回転機構68a〜68dによってそれぞれ回転される。回転機構68a〜68dは錐台60の内部に設けられている。   Four cathodes 67a to 67d are provided on the frustum surface 64 of the frustum 60 so as to be spaced apart from each other at equal intervals. Four magnet assemblies 66a to 66d are provided inside the frustum 60 on the back side of the four cathodes 67a to 67d. The four magnet assemblies 66a to 66d are rotated by the four rotation mechanisms 68a to 68d, respectively. The rotation mechanisms 68 a to 68 d are provided inside the frustum 60.

カソード67a〜67d上には、4つの円形ターゲット72a〜72dがそれぞれ搭載される。ターゲット72a〜72dのうち紙面の最も下側に位置しているターゲット(図1では、ターゲット72a)は、基板ホルダ86の基板搭載面89の方を向いている。マグネットアセンブリ移動機構(図示せず)により、マグネットアセンブリ66a〜66dをそれぞれ移動させて、マグネットアセンブリ66a〜66dとカソード67a〜67dとの距離、従って、マグネットアセンブリ66a〜66dとターゲット72a〜72dとの距離をそれぞれ調整可能である。この距離の調整により、ターゲット72a〜72dの表面の磁界をそれぞれ調整可能である。   Four circular targets 72a to 72d are mounted on the cathodes 67a to 67d, respectively. Of the targets 72a to 72d, the target (the target 72a in FIG. 1) located on the lowermost side of the paper surface faces the substrate mounting surface 89 of the substrate holder 86. The magnet assemblies 66a to 66d are respectively moved by a magnet assembly moving mechanism (not shown), and the distance between the magnet assemblies 66a to 66d and the cathodes 67a to 67d, that is, the distance between the magnet assemblies 66a to 66d and the targets 72a to 72d. Each distance can be adjusted. By adjusting the distance, the magnetic fields on the surfaces of the targets 72a to 72d can be adjusted.

なお、ターゲット72a〜72dは、筐体10の空間11内にあり、真空領域内にあるのに対して、錐台40、60内は大気領域であるので、マグネットアセンブリ66a〜66d、回転機構68a〜68dおよびマグネットアセンブリ移動機構(図示せず)は、大気領域内にある。   Since the targets 72a to 72d are in the space 11 of the housing 10 and in the vacuum region, the frustums 40 and 60 are in the atmospheric region, so that the magnet assemblies 66a to 66d and the rotation mechanism 68a. ~ 68d and the magnet assembly moving mechanism (not shown) are in the atmospheric region.

ターゲット71a〜71dは、錐台40の錐台面44に平行に取り付けられている。ターゲット72a〜72dは、錐台60の錐台面64に平行に取り付けられている。カルーセルアセンブリ70を回転軸75の回りに回転させて、錐台40および錐台60を回転軸75の回りに回転させることによって、ターゲット71a〜71d、ターゲット72a〜72dのうち所望のターゲット(図1では、ターゲット71a、ターゲット72a)を基板ホルダ86に近接させることができる。   The targets 71 a to 71 d are attached in parallel to the frustum surface 44 of the frustum 40. The targets 72 a to 72 d are attached in parallel to the frustum surface 64 of the frustum 60. By rotating the carousel assembly 70 around the rotation shaft 75 and rotating the frustum 40 and the frustum 60 around the rotation shaft 75, a desired target (see FIG. 1) among the targets 71a to 71d and the targets 72a to 72d. Then, the target 71 a and the target 72 a can be brought close to the substrate holder 86.

錐台40のターゲット71aの中心と錐台60のターゲット72aの中心とを結ぶラインは、コスパッタが可能なように回転軸75と平行であることが好ましい。   A line connecting the center of the target 71a of the frustum 40 and the center of the target 72a of the frustum 60 is preferably parallel to the rotation shaft 75 so that cosputtering is possible.

シャッター53が、回転軸75の回りに回転可能に設けられている。シャッター53は錐台40の近傍に設けられ、錐台40の回りに回転可能である。アクチュエータ54によって、シャッター53とスピンドル42や錐台40とを独立して回転する。   A shutter 53 is provided to be rotatable around a rotation shaft 75. The shutter 53 is provided in the vicinity of the frustum 40 and can rotate around the frustum 40. By the actuator 54, the shutter 53 and the spindle 42 and the frustum 40 are rotated independently.

シャッター53はターゲット71a〜71dよりも大きい開口53a(図2参照)を有している。シャッター53を回転軸75の回りに回転して、シャッター53の開口53aがターゲット71a〜71dのうち紙面の最も下側に位置しているターゲット(図1では、ターゲット71a)を露出すると、そのターゲット(図1では、ターゲット71a)によってスパッタリングできるようになる。シャッター53は、ターゲット71a〜71dに近接して配置されている。   The shutter 53 has an opening 53a (see FIG. 2) larger than the targets 71a to 71d. When the shutter 53 is rotated around the rotation shaft 75 to expose the target (the target 71a in FIG. 1) in which the opening 53a of the shutter 53 is located on the lowermost side of the paper surface among the targets 71a to 71d, the target is exposed. (In FIG. 1, the target 71a) enables sputtering. The shutter 53 is disposed in the vicinity of the targets 71a to 71d.

シャッター73が、回転軸75の回りに回転可能に設けられている。シャッター73は錐台60の近傍に設けられ、錐台60の回りに回転可能である。アクチュエータ74によって、シャッター73とスピンドル62や錐台60とを独立して回転する。   A shutter 73 is provided to be rotatable around a rotation shaft 75. The shutter 73 is provided in the vicinity of the frustum 60 and is rotatable around the frustum 60. The actuator 74 rotates the shutter 73 and the spindle 62 and the frustum 60 independently.

シャッター73はターゲット72a〜72dよりも大きい開口73a(図2参照)を有している。シャッター73を回転軸75の回りに回転して、シャッター73の開口73aがターゲット72a〜72dのうち紙面の最も下側に位置しているターゲット(図1では、ターゲット72a)を露出すると、そのターゲット(図1では、ターゲット72a)によってスパッタリングできるようになる。シャッター73は、ターゲット72a〜72dに近接して配置されている。   The shutter 73 has an opening 73a (see FIG. 2) larger than the targets 72a to 72d. When the shutter 73 is rotated about the rotation shaft 75 and the target (the target 72a in FIG. 1) in which the opening 73a of the shutter 73 is located on the lowermost side of the paper surface among the targets 72a to 72d is exposed. Sputtering is enabled by the target 72a in FIG. The shutter 73 is disposed in the vicinity of the targets 72a to 72d.

シャッター53は、対向する錐台60上のターゲット72a〜72dから流入するスパッタ粒子をブロックするために、設けられている。従って、シャッター53は、ターゲット72aからのスパッタ粒子が、ターゲット71aに付着するのを防止する。   The shutter 53 is provided to block the sputtered particles flowing from the targets 72a to 72d on the opposing frustum 60. Accordingly, the shutter 53 prevents the sputtered particles from the target 72a from adhering to the target 71a.

シャッター73は、対向する錐台40上のターゲット71a〜71dから流入するスパッタ粒子をブロックするために、設けられている。従って、シャッター73は、ターゲット71aからのスパッタ粒子が、ターゲット72aに付着するのを防止する。   The shutter 73 is provided to block the sputtered particles flowing from the targets 71a to 71d on the opposing frustum 40. Accordingly, the shutter 73 prevents sputtered particles from the target 71a from adhering to the target 72a.

錐台40面上のターゲット71a〜71dは、ターゲット71a〜71dのうちの所定のターゲットが基板ホルダ86上に搭載された基板5に近接するように錐台40(カルーセルアセンブリ70)を回転することによって、スパッタリングするための位置に配置される。図1では、ターゲット71aが、基板ホルダ86上に搭載された基板5にスパッタリングするための位置に配置されている。   The targets 71 a to 71 d on the surface of the frustum 40 rotate the frustum 40 (carousel assembly 70) so that a predetermined target among the targets 71 a to 71 d is close to the substrate 5 mounted on the substrate holder 86. Is arranged at a position for sputtering. In FIG. 1, the target 71 a is disposed at a position for sputtering the substrate 5 mounted on the substrate holder 86.

錐台60面上のターゲット72a〜72dは、ターゲット72a〜72dのうちの所定のターゲットが基板ホルダ86上に搭載された基板5に近接するように錐台40(カルーセルアセンブリ70)を回転することによって、スパッタリングするための位置に配置される。図1では、ターゲット72aが、基板ホルダ86上に搭載された基板5にスパッタリングするための位置に配置されている。   The targets 72 a to 72 d on the surface of the frustum 60 rotate the frustum 40 (carousel assembly 70) so that a predetermined target among the targets 72 a to 72 d is close to the substrate 5 mounted on the substrate holder 86. Is arranged at a position for sputtering. In FIG. 1, the target 72 a is disposed at a position for sputtering the substrate 5 mounted on the substrate holder 86.

スパッタリングは、不活性ガスを筐体10内に導入し、カソード47a〜47dのうち最も下側に位置しているカソードまたはカソード67a〜67dのうち最も下側に位置しているカソードの少なくとも1つのカソードに対して負電圧を印加することによって行われる。   Sputtering introduces an inert gas into the housing 10, and at least one of the cathode located at the lowermost side among the cathodes 47a to 47d or the cathode located at the lowermost side among the cathodes 67a to 67d. This is done by applying a negative voltage to the cathode.

図1では、ターゲット71aはシャッター53によって遮蔽されていないが、ターゲット72aは、シャッター73によって遮蔽されている。ターゲット71aが搭載されているカソード47a(図2参照)に所定の電力を印加することで、ターゲット71aによるスパッタリングを行う。   In FIG. 1, the target 71 a is not shielded by the shutter 53, but the target 72 a is shielded by the shutter 73. Sputtering by the target 71a is performed by applying a predetermined power to the cathode 47a (see FIG. 2) on which the target 71a is mounted.

また、ターゲット71aをシャッター53によって遮蔽せず、ターゲット72aもシャッター73によって遮蔽せず、ターゲット71aが搭載されているカソード47a(図2参照)に所定の電力を印加し、ターゲット72aが搭載されているカソード67a(図2参照)に所定の電力を印加することで、ターゲット71aおよびターゲット72aよるコスパッタリングを行うことができる。   Further, the target 71a is not shielded by the shutter 53, and the target 72a is not shielded by the shutter 73, and a predetermined power is applied to the cathode 47a (see FIG. 2) on which the target 71a is mounted, and the target 72a is mounted. By applying a predetermined power to the cathode 67a (see FIG. 2), co-sputtering using the target 71a and the target 72a can be performed.

錐台40は4つのターゲット71a〜71dを保持し、錐台60は4つのターゲット72a〜72dを保持しているので、16のコスパッタリングの組み合わせが可能である。   Since the frustum 40 holds four targets 71a to 71d and the frustum 60 holds four targets 72a to 72d, 16 co-sputtering combinations are possible.

錐台40は4つのターゲット71a〜71dを、垂直に配置された上面43および底面41との間の錐台面44に保持し、錐台40を回転軸75の周りに回転することによって、ターゲット71a〜71dのなかからスパッタリングするターゲットを選択する構造である。錐台60は4つのターゲット72a〜72dを、垂直に配置された上面63および底面61との間の錐台面64に保持し、錐台60を回転軸75の周りに回転することによって、ターゲット72a〜72dのなかからスパッタリングするターゲットを選択する構造である。従って、占有床面積を小さくできる。   The frustum 40 holds the four targets 71 a to 71 d on the frustum surface 44 between the top surface 43 and the bottom surface 41 arranged vertically, and rotates the frustum 40 around the rotation axis 75 to thereby target 71 a. It is a structure which selects the target to sputter | spatter from -71d. The frustum 60 holds the four targets 72 a to 72 d on the frustum surface 64 between the vertically arranged upper surface 63 and the bottom surface 61, and rotates the frustum 60 around the rotation axis 75 to thereby target 72 a It is a structure which selects the target to sputter | spatter from -72d. Accordingly, the occupied floor area can be reduced.

ターゲット71aの表面の中心から伸びた垂線45は、基板ホルダ86の基板搭載面89に向けられるか、または、その少し外側に向けられている。同様に、ターゲット72aの表面の中心から伸びた垂線75は、基板ホルダ86の基板搭載面89に向けられるか、または、その少し外側に向けられている。   The perpendicular 45 extending from the center of the surface of the target 71a is directed toward the substrate mounting surface 89 of the substrate holder 86, or slightly outward. Similarly, the perpendicular 75 extending from the center of the surface of the target 72a is directed to the substrate mounting surface 89 of the substrate holder 86, or slightly outward.

ターゲット71a〜71dは、錐台40の錐台面44に保持され、ターゲット72a〜72dは、錐台60の錐台面64に保持されている。一方、基板ホルダ86は水平方向に配置され、その上に搭載された基板5も水平に配置される。従って、ターゲット71a〜71dのうち紙面の最も下側に位置しているターゲット(図1では、ターゲット71a)によって基板ホルダ86上に搭載された基板5に対して斜め方向にスパッタリングが行われることになる。また、ターゲット72a〜72dのうち紙面の最も下側に位置しているターゲット(図1では、ターゲット72a)によって基板ホルダ86上に搭載された基板5に対して斜め方向にスパッタリングが行われることになる。そして、スパッタリング中に基板ホルダ86上を回転することで、スパッタリングによって基板5上に形成される膜の膜厚分布を均一なものにすることができる。   The targets 71 a to 71 d are held on the frustum surface 44 of the frustum 40, and the targets 72 a to 72 d are held on the frustum surface 64 of the frustum 60. On the other hand, the substrate holder 86 is disposed in the horizontal direction, and the substrate 5 mounted thereon is also disposed horizontally. Therefore, sputtering is performed in an oblique direction with respect to the substrate 5 mounted on the substrate holder 86 by the target (the target 71a in FIG. 1) located on the lowermost side of the drawing among the targets 71a to 71d. Become. Sputtering is performed in an oblique direction with respect to the substrate 5 mounted on the substrate holder 86 by the target (the target 72a in FIG. 1) located on the lowermost side of the drawing among the targets 72a to 72d. Become. And by rotating on the substrate holder 86 during sputtering, the film thickness distribution of the film formed on the substrate 5 by sputtering can be made uniform.

次に、スパッタリング装置1のメンテナンスについて説明する。   Next, maintenance of the sputtering apparatus 1 will be described.

図2〜図4を参照すれば、メンテナンス中、装置は、二枚貝の殻(クラムシェル)のように、開かれている。旋回軸19の内部に設けられたモータ(図示せず)により筐体蓋30を回転して、筐体蓋30を開ける。筐体蓋30を開けることで、検査や交換のため、錐台40に保持されたターゲット71a〜71dや錐台60に保持されたターゲット72a〜72dが露出する。図2〜図4では、錐台40に保持されたターゲット71aと錐台60に保持されたターゲット72aが最上部に位置しているので、ターゲット71aとターゲット72aには容易にアクセスできる。なお、シャッター53の位置によっては、シャッター53を回転させて錐台40に保持されたターゲット71aを露出させ、シャッター73の位置によっては、シャッター73を回転させて錐台60に保持されたターゲット72aを露出させる。その他のターゲットには錐台40および錐台60を回転することで容易にアクセスすることができる。従って、ターゲット71a〜71dやターゲット72a〜72dは、より簡単に交換することができる。   With reference to FIGS. 2-4, during maintenance, the device is opened like a clam shell. The housing lid 30 is rotated by a motor (not shown) provided inside the turning shaft 19 to open the housing lid 30. By opening the housing lid 30, the targets 71a to 71d held on the frustum 40 and the targets 72a to 72d held on the frustum 60 are exposed for inspection and replacement. 2 to 4, since the target 71a held by the frustum 40 and the target 72a held by the frustum 60 are located at the uppermost part, the target 71a and the target 72a can be easily accessed. Depending on the position of the shutter 53, the target 71 a held by the frustum 40 is exposed by rotating the shutter 53. Depending on the position of the shutter 73, the target 72 a held by the frustum 60 by rotating the shutter 73. To expose. Other targets can be easily accessed by rotating the frustum 40 and the frustum 60. Therefore, the targets 71a to 71d and the targets 72a to 72d can be replaced more easily.

ターゲット71a〜71dやターゲット72a〜72dを取り除くと、各カソードアセンブリを、カルーセルから取り外すことができるようになる。なお、各カソードアセンブリはカソードマグネットアセンブリ、回転機構を備えて一体構成されている。つまり、カソードアセンブリを取り外すことにより、カソード、マグネットアセンブリ、および回転機構にアクセスできるようになる   When the targets 71a to 71d and the targets 72a to 72d are removed, each cathode assembly can be removed from the carousel. Each cathode assembly is integrally configured with a cathode magnet assembly and a rotation mechanism. That is, removing the cathode assembly gives access to the cathode, magnet assembly, and rotating mechanism.

なお、スピンドル42、62は中空構造であり、その端部の開口部を通じて、水冷系、電気ケーブルにアクセスすることができる。   The spindles 42 and 62 have a hollow structure, and the water cooling system and the electric cable can be accessed through the opening at the end.

(第1の変形例)
上述の第1の実施の形態では、錐台40および錐台60に中央筒状スピンドル52が取り付けられているので、錐台40と錐台60は一緒に回転する。これに対して、図5に示すように、錐台40の上面43にスピンドル101を取り付け、錐台60の上面63にスピンドル101とは異なるスピンドル102を取り付け、スピンドル101をプレート50に軸受103により取り付け、スピンドル102をプレート50に軸受103とは異なる軸受104により取り付けることにより、錐台40と錐台60とを独立して回転させることができる。なお、アクチュエータ54によって錐台40を回転し、アクチュエータ54によって錐台60を回転する。
(First modification)
In the first embodiment described above, since the central cylindrical spindle 52 is attached to the frustum 40 and the frustum 60, the frustum 40 and the frustum 60 rotate together. On the other hand, as shown in FIG. 5, the spindle 101 is attached to the upper surface 43 of the frustum 40, the spindle 102 different from the spindle 101 is attached to the upper surface 63 of the frustum 60, and the spindle 101 is attached to the plate 50 by the bearing 103. By attaching the spindle 102 to the plate 50 with the bearing 104 different from the bearing 103, the frustum 40 and the frustum 60 can be rotated independently. The frustum 40 is rotated by the actuator 54, and the frustum 60 is rotated by the actuator 54.

(第2の変形例)
上述の第1の変形例では、スピンドル101をプレート50に軸受103により取り付け、スピンドル102をプレート50に軸受104により取り付けたが、本変形例(図6参照)では、異なる直径を有する同軸のスピンドル105、106間に軸受110を設けることにより、プレート50を不要としている。錐台40の上面43にスピンドル105を取り付け、錐台60の上面63にスピンドル105とは異なるスピンドル106を取り付けている。スピンドル105は中空構造となっており、スピンドル105の内側面107の直径は、スピンドル106の先端部108の外側面109の直径よりも大きく、スピンドル106の先端部108がスピンドル105内に挿入されている。スピンドル105の内側面107とスピンドル106の先端部108の外側面109との間に軸受110を設けている。この場合も、錐台40と錐台60とを独立して回転させることができる。なお、アクチュエータ54によって錐台40を回転し、アクチュエータ54によって錐台60を回転する。
(Second modification)
In the first modification described above, the spindle 101 is attached to the plate 50 by the bearing 103, and the spindle 102 is attached to the plate 50 by the bearing 104. However, in this modification (see FIG. 6), coaxial spindles having different diameters are used. By providing the bearing 110 between 105 and 106, the plate 50 is unnecessary. A spindle 105 is attached to the upper surface 43 of the frustum 40, and a spindle 106 different from the spindle 105 is attached to the upper surface 63 of the frustum 60. The spindle 105 has a hollow structure. The diameter of the inner surface 107 of the spindle 105 is larger than the diameter of the outer surface 109 of the tip portion 108 of the spindle 106, and the tip portion 108 of the spindle 106 is inserted into the spindle 105. Yes. A bearing 110 is provided between the inner surface 107 of the spindle 105 and the outer surface 109 of the tip portion 108 of the spindle 106. Also in this case, the frustum 40 and the frustum 60 can be rotated independently. The frustum 40 is rotated by the actuator 54, and the frustum 60 is rotated by the actuator 54.

なお、プレート50がないので、錐台40が底面41でしか支持されておらず、錐台60が底面61でしか支持されていないので、錐台40の底面41側および錐台60の底面61側でより強固な構造が必要される。これに対して、第1の実施の形態では、錐台40および錐台60に共通に取り付けられている中央筒状スピンドル52を使用し、さらにこの中央筒状スピンドル52は、プレート50に軸受51により取り付けられているので、横軸の負荷が減らされている。また、第1の変形例においても、錐台40の上面43にスピンドル101を取り付け、錐台60の上面63にスピンドル102を取り付け、スピンドル101をプレート50に軸受103により取り付け、スピンドル102をプレート50により取り付けているので、第2の変形例よりは、横軸の負荷が減らされている。   Since there is no plate 50, the frustum 40 is supported only on the bottom surface 41, and the frustum 60 is supported only on the bottom surface 61. Therefore, the bottom surface 41 side of the frustum 40 and the bottom surface 61 of the frustum 60 are provided. A stronger structure is required on the side. On the other hand, in the first embodiment, a central cylindrical spindle 52 that is commonly attached to the frustum 40 and the frustum 60 is used, and the central cylindrical spindle 52 is further provided with a bearing 51 on the plate 50. The load on the horizontal axis is reduced. Also in the first modification, the spindle 101 is attached to the upper surface 43 of the frustum 40, the spindle 102 is attached to the upper surface 63 of the frustum 60, the spindle 101 is attached to the plate 50 by the bearing 103, and the spindle 102 is attached to the plate 50. Therefore, the load on the horizontal axis is reduced as compared with the second modification.

(第2の実施の形態)
図7〜11を参照すれば、本発明の好ましい第2の実施の形態のスパッタリング装置2は、筐体100と、筐体100内に設けられたカルーセルアセンブリ240、260と、基板5を保持する基板ホルダ86と、筐体10内を排気する真空ポンプ80と、筐体100内にプロセスガスを供給するプロセスガス供給系90と、コントローラ200とを備えている。図7は、基板5を搬送するためのトランスファーチャンバ(図示せず)からスパッタリング装置2を見た図である。
(Second Embodiment)
Referring to FIGS. 7 to 11, the sputtering apparatus 2 according to the second preferred embodiment of the present invention holds the casing 100, carousel assemblies 240 and 260 provided in the casing 100, and the substrate 5. A substrate holder 86, a vacuum pump 80 that exhausts the inside of the housing 10, a process gas supply system 90 that supplies process gas into the housing 100, and a controller 200 are provided. FIG. 7 is a view of the sputtering apparatus 2 as seen from a transfer chamber (not shown) for transporting the substrate 5.

筐体100は、下部筐体20と、筐体蓋110と、筐体蓋120とを備えている。図7、図8は筐体蓋110と、筐体蓋120が閉じた状態を示しており、図9、図11は筐体蓋110が閉じ、筐体蓋120が開いた状態を示しており、図10は筐体蓋110と、筐体蓋120が開いた状態を示している。   The housing 100 includes a lower housing 20, a housing lid 110, and a housing lid 120. 7 and 8 show a state where the housing lid 110 and the housing lid 120 are closed, and FIGS. 9 and 11 show a state where the housing lid 110 is closed and the housing lid 120 is opened. FIG. 10 shows a state in which the housing lid 110 and the housing lid 120 are opened.

下部筐体20は、底壁22と、側壁23、24、28、29と、側壁28、29との間を橋渡しする天井壁26とを備えている。側壁23、28、29と天井壁26の上面25にはOリング181が設けられている。側壁24、28、29と天井壁26の上面25にはOリング182が設けられている。側壁29の上部で外側に突き出した突出部27上に旋回軸119、129が設けられている。筐体蓋110は、旋回軸119を介して、下部筐体20に取り付けられている。筐体蓋120は、旋回軸129を介して、下部筐体20に取り付けられている。旋回軸119の内部に設けられたモータ(図示せず)により筐体蓋110を回転して、筐体蓋110を開閉する。旋回軸129の内部に設けられたモータ(図示せず)により筐体蓋120を回転して、筐体蓋120を開閉する。筐体蓋110および筐体蓋120を閉じた際には、筐体蓋110の下面131と下部筐体20の上面25とOリング181、および筐体蓋110の下面131と下部筐体20の上面25とOリング182とにより筐体100内の空間11と、外側環境12との間を真空シールする。   The lower housing 20 includes a bottom wall 22, side walls 23, 24, 28, 29 and a ceiling wall 26 that bridges between the side walls 28, 29. O-rings 181 are provided on the side walls 23, 28, 29 and the upper surface 25 of the ceiling wall 26. O-rings 182 are provided on the side walls 24, 28, 29 and the upper surface 25 of the ceiling wall 26. Rotating shafts 119 and 129 are provided on the protruding portion 27 protruding outward at the upper portion of the side wall 29. The case lid 110 is attached to the lower case 20 via a turning shaft 119. The housing lid 120 is attached to the lower housing 20 via a turning shaft 129. The housing lid 110 is rotated by a motor (not shown) provided inside the turning shaft 119 to open and close the housing lid 110. The housing lid 120 is rotated by a motor (not shown) provided inside the turning shaft 129 to open and close the housing lid 120. When the housing lid 110 and the housing lid 120 are closed, the lower surface 131 of the housing lid 110, the upper surface 25 and the O-ring 181 of the lower housing 20, and the lower surface 131 of the housing lid 110 and the lower housing 20 The upper surface 25 and the O-ring 182 provide a vacuum seal between the space 11 in the housing 100 and the outer environment 12.

下部筐体20の底壁22には、底壁22の開孔21を介して高真空ポンプ80が取り付けられている。高真空ポンプ80は筐体100の空間11を排気し、真空に維持したり、スパッタリングで使用されたガスを排出したりする。バルブ82(図8、図9参照)は、底壁22の開孔21を開閉し、さらに高真空ポンプ80と筐体100の空間11との間のコンダクタンスをコントロールするために設けられている。バルブ82は、アクチュエータ(図示せず)で矢印83の方向に昇降する。   A high vacuum pump 80 is attached to the bottom wall 22 of the lower housing 20 through an opening 21 in the bottom wall 22. The high vacuum pump 80 evacuates the space 11 of the housing 100 and maintains the vacuum, or exhausts the gas used in the sputtering. The valve 82 (see FIGS. 8 and 9) is provided to open and close the opening 21 of the bottom wall 22 and to control the conductance between the high vacuum pump 80 and the space 11 of the housing 100. The valve 82 is moved up and down in the direction of the arrow 83 by an actuator (not shown).

プロセスガス供給系90は、プロセスガス供給源91と、ガスポート92、94とを備えている。ガスポート92、94は、下部筐体20の側壁23、24をそれぞれ貫通して設けられている。ガスポート92、94の先端部は、プロセスガスを導入するために、後述するターゲット171a〜171d、172a〜172dのうちそれぞれ紙面の最も下側に位置しているターゲット(図7では、ターゲット171a、ターゲット172a)近傍にそれぞれ設けられている。プロセスガス供給源91から供給されたプロセスガスは、ガスポート92、94を介して、後述するターゲット171a〜171d、172a〜172dのうちそれぞれ紙面の最も下側に位置しているターゲット(図1では、ターゲット171a、ターゲット172a)近傍にそれぞれ供給される。   The process gas supply system 90 includes a process gas supply source 91 and gas ports 92 and 94. The gas ports 92 and 94 are provided through the side walls 23 and 24 of the lower housing 20, respectively. In order to introduce the process gas, the front ends of the gas ports 92 and 94 are targets located on the lowermost side of the paper among targets 171a to 171d and 172a to 172d described later (in FIG. 7, in the target 171a, Each of them is provided near the target 172a). The process gas supplied from the process gas supply source 91 passes through gas ports 92 and 94, and targets (171, 171d, 172a to 172d, which will be described later) are respectively located on the lowermost side of the drawing (in FIG. 1). , Target 171a, target 172a) and the vicinity thereof.

半導体シリコンウエハ等の基板5を搭載する基板ホルダ86が下部筐体20の底壁22に設けられている。基板ホルダ86は、下部筐体20の底壁22の下側の外部に設けられた回転昇降機構84によって回転軸88の周りに水平方向に回転し、矢印87の方向に昇降する。基板5を搭載する基板ホルダ86を覆うようにシャッター98が設けられている。シャッター98は軸99の周りに回転可能であり、回転して基板ホルダ86に搭載された基板5を露出する。シャッター98は、基板ホルダ86の基板載置面89を汚染することなく、ターゲット171a〜171d、172a〜172dをプリスパッタリングできるように設けられている。基板ホルダ86は、後述する錐台140、160の下方で、かつ錐1台40と錐台160との間に設けられている。   A substrate holder 86 for mounting the substrate 5 such as a semiconductor silicon wafer is provided on the bottom wall 22 of the lower housing 20. The substrate holder 86 is rotated in the horizontal direction around the rotation shaft 88 by the rotation raising / lowering mechanism 84 provided outside the bottom wall 22 of the lower housing 20, and is raised and lowered in the direction of the arrow 87. A shutter 98 is provided so as to cover the substrate holder 86 on which the substrate 5 is mounted. The shutter 98 is rotatable around an axis 99 and rotates to expose the substrate 5 mounted on the substrate holder 86. The shutter 98 is provided so that the targets 171a to 171d and 172a to 172d can be pre-sputtered without contaminating the substrate placement surface 89 of the substrate holder 86. The substrate holder 86 is provided below the frustums 140 and 160, which will be described later, and between the one frustum 40 and the frustum 160.

筐体蓋110の内部には、回転軸175の回りに回転可能なカルーセルアセンブリ240が設けられている。カルーセルアセンブリ240は、錐台140と、スピンドル142と、スピンドル144とを有している。錐台140は底面141、上面143および底面141と上面143との間の錐台面145を有している。底面141は上面143よりも大きい。錐台140の底面141にはスピンドル142が取り付けられ、上面143にはスピンドル144が取り付けられている。スピンドル142は、筐体蓋110の側壁114に取り付けられている。スピンドル144は、筐体蓋110の側壁116に取り付けられている。   A carousel assembly 240 that can rotate around a rotation shaft 175 is provided inside the housing lid 110. The carousel assembly 240 includes a frustum 140, a spindle 142, and a spindle 144. The frustum 140 has a bottom surface 141, a top surface 143, and a frustum surface 145 between the bottom surface 141 and the top surface 143. The bottom surface 141 is larger than the top surface 143. A spindle 142 is attached to the bottom surface 141 of the frustum 140, and a spindle 144 is attached to the top surface 143. The spindle 142 is attached to the side wall 114 of the housing lid 110. The spindle 144 is attached to the side wall 116 of the housing lid 110.

錐台140は、回転軸175の回りに回転可能である。アクチュエータ154が筐体蓋110の側壁114の外側に取り付けられている。アクチュエータ154によって、スピンドル142が回転し、それによって錐台140が回転する。回転軸175は、錐台140の底面141の中心、上面143の中心を通り、これらの面に垂直である。   The frustum 140 can rotate around the rotation shaft 175. An actuator 154 is attached to the outside of the side wall 114 of the housing lid 110. Actuator 154 causes spindle 142 to rotate, thereby causing frustum 140 to rotate. The rotation shaft 175 passes through the center of the bottom surface 141 and the center of the top surface 143 of the frustum 140 and is perpendicular to these surfaces.

筐体蓋120の内部には、回転軸176の回りに回転可能なカルーセルアセンブリ260が設けられている。カルーセルアセンブリ260は、錐台160と、スピンドル162と、スピンドル164とを有している。錐台160は底面161、上面163および底面161と上面163との間の錐台面164を有している。底面161は上面163よりも大きい。錐台160の底面161にはスピンドル162が取り付けられ、上面163にはスピンドル164が取り付けられている。スピンドル162は、筐体蓋120の側壁124に取り付けられている。スピンドル164は、筐体蓋120の側壁126に取り付けられている。   A carousel assembly 260 that can rotate around a rotation shaft 176 is provided inside the housing lid 120. The carousel assembly 260 includes a frustum 160, a spindle 162, and a spindle 164. The frustum 160 has a bottom surface 161, a top surface 163, and a frustum surface 164 between the bottom surface 161 and the top surface 163. The bottom surface 161 is larger than the top surface 163. A spindle 162 is attached to the bottom surface 161 of the frustum 160, and a spindle 164 is attached to the top surface 163. The spindle 162 is attached to the side wall 124 of the housing lid 120. The spindle 164 is attached to the side wall 126 of the housing lid 120.

錐台160は、回転軸176の回りに回転可能である。アクチュエータ174が筐体蓋120の側壁124の外側に取り付けられている。アクチュエータ174によって、スピンドル162が回転し、それによって錐台160が回転する。回転軸176は、錐台160の底面161の中心、上面163の中心を通り、これらの面に垂直である。   The frustum 160 can rotate around the rotation axis 176. An actuator 174 is attached to the outside of the side wall 124 of the housing lid 120. Actuator 174 rotates spindle 162 and thereby frustum 160 rotates. The rotation shaft 176 passes through the center of the bottom surface 161 and the center of the top surface 163 of the frustum 160 and is perpendicular to these surfaces.

筐体蓋110および筐体蓋120が閉じられたとき、回転軸175および回転軸176が同軸であることが好ましい。   When the housing lid 110 and the housing lid 120 are closed, the rotation shaft 175 and the rotation shaft 176 are preferably coaxial.

なお、基板ホルダ86の基板搭載面89の垂線は、回転軸175、176と垂直に交差していることが望ましい。   It is desirable that the perpendicular line of the substrate mounting surface 89 of the substrate holder 86 intersects the rotation axes 175 and 176 perpendicularly.

錐台140の錐台面145には、4つのカソード147a〜147dが互いに離間して等間隔に設けられている(図8参照)。4つのカソード147a〜147dの裏側で錐台140の内部には、4つのマグネットアセンブリ146a〜146dがそれぞれ設けられている。4つのマグネットアセンブリ146a〜146dは4つの回転機構148a〜148dによってそれぞれ回転される。回転機構148a〜148dは錐台140の内部に設けられている。   On the frustum surface 145 of the frustum 140, four cathodes 147a to 147d are provided spaced apart from each other at equal intervals (see FIG. 8). Four magnet assemblies 146a to 146d are provided inside the frustum 140 on the back side of the four cathodes 147a to 147d, respectively. The four magnet assemblies 146a to 146d are rotated by the four rotation mechanisms 148a to 148d, respectively. The rotation mechanisms 148a to 148d are provided inside the frustum 140.

カソード147a〜147d上には、4つの円形ターゲット171a〜171dがそれぞれ搭載される。ターゲット171a〜171dのうち最も下側に位置しているターゲット(図7では、ターゲット171a)は、基板ホルダ86の基板搭載面89の方を向いている。マグネットアセンブリ移動機構(図示せず)により、マグネットアセンブリ146a〜146dをそれぞれ移動させて、マグネットアセンブリ146a〜146dとカソード147a〜147dとの距離、従って、マグネットアセンブリ146a〜146dとターゲット171a〜171dとの距離をそれぞれ調整可能である。この距離の調整により、ターゲット171a〜171dの表面の磁界をそれぞれ調整可能である。   Four circular targets 171a to 171d are mounted on the cathodes 147a to 147d, respectively. The lowermost target (the target 171a in FIG. 7) among the targets 171a to 171d faces the substrate mounting surface 89 of the substrate holder 86. The magnet assemblies 146a to 146d are respectively moved by a magnet assembly moving mechanism (not shown), and the distance between the magnet assemblies 146a to 146d and the cathodes 147a to 147d, and accordingly, between the magnet assemblies 146a to 146d and the targets 171a to 171d. Each distance can be adjusted. By adjusting the distance, the magnetic fields on the surfaces of the targets 171a to 171d can be adjusted.

なお、ターゲット171a〜171dは、筐体100の空間11内にあり、真空領域内にあるのに対して、錐台140内は大気領域であるので、マグネットアセンブリ146a〜146d、回転機構148a〜148dおよびマグネットアセンブリ移動機構(図示せず)は、大気領域内にある。   The targets 171a to 171d are in the space 11 of the housing 100 and in the vacuum region, whereas the frustum 140 is in the atmospheric region, so that the magnet assemblies 146a to 146d and the rotation mechanisms 148a to 148d are included. The magnet assembly moving mechanism (not shown) is in the atmospheric region.

錐台160の錐台面165には、4つのカソード167a〜167dが互いに離間して等間隔に設けられている(図8、図9参照)。4つのカソード167a〜167dの裏側で錐台160の内部には、4つのマグネットアセンブリ166a〜166dがそれぞれ設けられている。4つのマグネットアセンブリ166a〜166dは4つの回転機構168a〜168dによってそれぞれ回転される。回転機構168a〜168dは錐台160の内部に設けられている。   On the frustum surface 165 of the frustum 160, four cathodes 167a to 167d are spaced apart from each other at equal intervals (see FIGS. 8 and 9). Four magnet assemblies 166a to 166d are provided inside the frustum 160 on the back side of the four cathodes 167a to 167d, respectively. The four magnet assemblies 166a to 166d are rotated by the four rotation mechanisms 168a to 168d, respectively. The rotation mechanisms 168 a to 168 d are provided inside the frustum 160.

カソード167a〜167d上には、4つの円形ターゲット172a〜172dがそれぞれ搭載される。ターゲット172a〜172dのうち紙面の最も下側に位置しているターゲット(図7では、ターゲット172a)は、基板ホルダ86の基板搭載面89の方を向いている。マグネットアセンブリ移動機構(図示せず)により、マグネットアセンブリ166a〜166dをそれぞれ移動させて、マグネットアセンブリ166a〜166dとカソード167a〜167dとの距離、従って、マグネットアセンブリ166a〜166dとターゲット172a〜172dとの距離をそれぞれ調整可能である。この距離の調整により、ターゲット172a〜172dの表面の磁界をそれぞれ調整可能である。   Four circular targets 172a to 172d are mounted on the cathodes 167a to 167d, respectively. Of the targets 172a to 172d, the target (the target 172a in FIG. 7) located on the lowermost side of the paper surface faces the substrate mounting surface 89 of the substrate holder 86. The magnet assemblies 166a to 166d are respectively moved by a magnet assembly moving mechanism (not shown), and the distance between the magnet assemblies 166a to 166d and the cathodes 167a to 167d, and accordingly, between the magnet assemblies 166a to 166d and the targets 172a to 172d. Each distance can be adjusted. By adjusting the distance, the magnetic fields on the surfaces of the targets 172a to 172d can be adjusted.

なお、ターゲット172a〜172dは、筐体100の空間11内にあり、真空領域内にあるのに対して、錐台160内は大気領域であるので、マグネットアセンブリ166a〜166d、回転機構168a〜168dおよびマグネットアセンブリ移動機構(図示せず)は、大気領域内にある。   The targets 172a to 172d are in the space 11 of the casing 100 and in the vacuum region, whereas the frustum 160 is in the atmospheric region, so that the magnet assemblies 166a to 166d and the rotation mechanisms 168a to 168d are in the air region. The magnet assembly moving mechanism (not shown) is in the atmospheric region.

ターゲット171a〜171dは、錐台140の錐台面145に平行に取り付けられている。カルーセルアセンブリ240を回転軸175の回りに回転させて、錐台140を回転軸175の回りに回転させることによって、ターゲット171a〜171dのうち所望のターゲット(図7、8では、ターゲット171a)を基板ホルダ86に近接させることができる。   The targets 171 a to 171 d are attached in parallel to the frustum surface 145 of the frustum 140. By rotating the carousel assembly 240 around the rotation axis 175 and rotating the frustum 140 around the rotation axis 175, a desired target (the target 171a in FIGS. 7 and 8) is selected from the targets 171a to 171d. It can be brought close to the holder 86.

ターゲット172a〜172dは、錐台160の錐台面165に平行に取り付けられている。カルーセルアセンブリ240を回転軸176の回りに回転させて、錐台160を回転軸176の回りに回転させることによって、ターゲット172a〜172dのうち所望のターゲット(図7、8では、ターゲット172a)を基板ホルダ86に近接させることができる。   The targets 172a to 172d are attached in parallel to the frustum surface 165 of the frustum 160. By rotating the carousel assembly 240 around the rotation axis 176 and rotating the frustum 160 around the rotation axis 176, a desired target (the target 172a in FIGS. 7 and 8) is selected from the targets 172a to 172d. It can be brought close to the holder 86.

錐台140のターゲット171aの中心と錐台160のターゲット172aの中心とを結ぶラインは、コスパッタが可能なように回転軸175、176と平行であることが好ましい。   A line connecting the center of the target 171a of the frustum 140 and the center of the target 172a of the frustum 160 is preferably parallel to the rotation shafts 175 and 176 so that cosputtering is possible.

シャッター153が、回転軸175の回りに回転可能に設けられている。シャッター153は錐台140の近傍に設けられ、錐台140の回りに回転可能である。アクチュエータ156によって、シャッター153をスピンドル142や錐台40とは独立して回転する。アクチュエータ156はスピンドル144の近傍に設けられている。   A shutter 153 is provided so as to be rotatable around a rotation shaft 175. The shutter 153 is provided in the vicinity of the frustum 140 and can rotate around the frustum 140. The shutter 153 is rotated independently of the spindle 142 and the frustum 40 by the actuator 156. The actuator 156 is provided in the vicinity of the spindle 144.

シャッター153はターゲット171a〜171dよりも大きい開口153a(図8参照)を有している。シャッター153を回転軸175の回りに回転して、シャッター153の開口153aがターゲット171a〜171dのうち紙面の最も下側に位置しているターゲット(図7、8では、ターゲット171a)を露出すると、そのターゲット(図7、8では、ターゲット171a)によってスパッタリングできるようになる。シャッター153は、ターゲット171a〜171dに近接して配置されている。   The shutter 153 has an opening 153a (see FIG. 8) larger than the targets 171a to 171d. When the shutter 153 is rotated around the rotation axis 175 to expose the target (the target 171a in FIGS. 7 and 8) in which the opening 153a of the shutter 153 is located on the lowermost side of the paper surface among the targets 171a to 171d, Sputtering can be performed by the target (the target 171a in FIGS. 7 and 8). The shutter 153 is disposed in the vicinity of the targets 171a to 171d.

シャッター173が、回転軸176の回りに回転可能に設けられている。シャッター173は錐台160の近傍に設けられ、錐台160の回りに回転可能である。アクチュエータ176によって、シャッター173をスピンドル162や錐台160とは独立して回転する。アクチュエータ176はスピンドル164の近傍に設けられている。   A shutter 173 is provided so as to be rotatable around a rotation shaft 176. The shutter 173 is provided in the vicinity of the frustum 160 and is rotatable around the frustum 160. An actuator 176 rotates the shutter 173 independently of the spindle 162 and the frustum 160. The actuator 176 is provided in the vicinity of the spindle 164.

シャッター173はターゲット172a〜172dよりも大きい開口173a(図8参照)を有している。シャッター173を回転軸176の回りに回転して、シャッター173の開口173aがターゲット172a〜172dのうち紙面の最も下側に位置しているターゲット(図7、8では、ターゲット172a)を露出すると、そのターゲット(図7、8では、ターゲット172a)によってスパッタリングできるようになる。シャッター173は、ターゲット172a〜172dに近接して配置されている。   The shutter 173 has an opening 173a (see FIG. 8) larger than the targets 172a to 172d. When the shutter 173 is rotated around the rotation axis 176 to expose the target (the target 172a in FIGS. 7 and 8) in which the opening 173a of the shutter 173 is located on the lowermost side of the paper surface among the targets 172a to 172d, Sputtering is enabled by the target (the target 172a in FIGS. 7 and 8). The shutter 173 is disposed in the vicinity of the targets 172a to 172d.

シャッター153は、対向する錐台160上のターゲット172a〜172dから流入するスパッタ粒子をブロックするために設けられている。従って、シャッター153は、ターゲット172aからのスパッタ粒子が、ターゲット171aに付着するのを防止する。   The shutter 153 is provided to block the sputtered particles flowing from the targets 172a to 172d on the opposing frustum 160. Accordingly, the shutter 153 prevents the sputtered particles from the target 172a from adhering to the target 171a.

シャッター173は、対向する錐台140上のターゲット171a〜171dから流入するスパッタ粒子をブロックするために設けられている。従って、シャッター173は、ターゲット171aからのスパッタ粒子が、ターゲット172aに付着するのを防止する。   The shutter 173 is provided to block sputtered particles flowing from the targets 171a to 171d on the opposing frustum 140. Accordingly, the shutter 173 prevents the sputtered particles from the target 171a from adhering to the target 172a.

錐台140面上のターゲット171a〜171dは、ターゲット171a〜171dのうちの所定のターゲットが基板ホルダ86上に搭載された基板5に近接するように錐台140(カルーセルアセンブリ240)を回転することによって、スパッタリングするための位置に配置される。図7,8では、ターゲット171aが、基板ホルダ86上に搭載された基板5にスパッタリングするための位置に配置されている。   The targets 171 a to 171 d on the surface of the frustum 140 rotate the frustum 140 (carousel assembly 240) so that a predetermined target among the targets 171 a to 171 d is close to the substrate 5 mounted on the substrate holder 86. Is arranged at a position for sputtering. 7 and 8, the target 171 a is disposed at a position for sputtering the substrate 5 mounted on the substrate holder 86.

錐台160面上のターゲット172a〜172dは、ターゲット172a〜172dのうちの所定のターゲットが基板ホルダ86上に搭載された基板5に近接するように錐台160(カルーセルアセンブリ260)を回転することによって、スパッタリングするための位置に配置される。図7,8では、ターゲット172aが、基板ホルダ86上に搭載された基板5にスパッタリングするための位置に配置されている。   The targets 172a to 172d on the surface of the frustum 160 rotate the frustum 160 (carousel assembly 260) so that a predetermined target among the targets 172a to 172d is close to the substrate 5 mounted on the substrate holder 86. Is arranged at a position for sputtering. 7 and 8, the target 172 a is disposed at a position for sputtering the substrate 5 mounted on the substrate holder 86.

スパッタリングは、不活性ガスを筐体100内に導入し、カソード147a〜147dのうち最も下側に位置しているカソードまたはカソード167a〜167dのうち最も下側に位置しているカソードの少なくとも1つのカソードに対して負電圧を印加することによって行われる。   Sputtering introduces an inert gas into the housing 100, and at least one of the cathode located at the lowermost of the cathodes 147a to 147d or the cathode located at the lowermost of the cathodes 167a to 167d. This is done by applying a negative voltage to the cathode.

図7では、ターゲット171aはシャッター153によって遮蔽されていないが、ターゲット172aは、シャッター173によって遮蔽されている。ターゲット171aが搭載されているカソード147a(図8参照)に所定の電力を印加することで、ターゲット171aによるスパッタリングを行う。   In FIG. 7, the target 171 a is not shielded by the shutter 153, but the target 172 a is shielded by the shutter 173. Sputtering by the target 171a is performed by applying a predetermined power to the cathode 147a (see FIG. 8) on which the target 171a is mounted.

また、ターゲット171aをシャッター153によって遮蔽せず、ターゲット172aもシャッター173によって遮蔽せず、ターゲット171aが搭載されているカソード147a(図8参照)に所定の電力を印加し、ターゲット172aが搭載されているカソード167a(図8参照)に所定の電力を印加することで、ターゲット171aおよびターゲット172aよるコスパッタリングを行うことができる。   In addition, the target 171a is not shielded by the shutter 153, the target 172a is not shielded by the shutter 173, a predetermined power is applied to the cathode 147a (see FIG. 8) on which the target 171a is mounted, and the target 172a is mounted. By applying a predetermined power to the cathode 167a (see FIG. 8), co-sputtering with the target 171a and the target 172a can be performed.

錐台140は4つのターゲット171a〜171dを保持し、錐台160は4つのターゲット172a〜172dを保持しているので、16のコスパッタリングの組み合わせが可能である。   Since the frustum 140 holds four targets 171a to 171d and the frustum 160 holds four targets 172a to 172d, 16 co-sputtering combinations are possible.

錐台140は4つのターゲット171a〜171dを、垂直に配置された上面143および底面141との間の錐台面145に保持し、錐台140を回転軸175の周りに回転することによって、ターゲット171a〜171dのなかからスパッタリングするターゲットを選択する構造である。錐台160は4つのターゲット172a〜172dを、垂直に配置された上面163および底面161との間の錐台面165に保持し、錐台160を回転軸176の周りに回転することによって、ターゲット172a〜172dのなかからスパッタリングするターゲットを選択する構造である。従って、占有床面積を小さくできる。   The frustum 140 holds the four targets 171a to 171d on the frustum surface 145 between the upper surface 143 and the bottom surface 141 arranged vertically, and the target 171a is rotated by rotating the frustum 140 around the rotation axis 175. It is a structure which selects the target to sputter | spatter from -171d. The frustum 160 holds the four targets 172a to 172d on the frustum surface 165 between the upper surface 163 and the bottom surface 161 arranged vertically, and the target 172a is rotated by rotating the frustum 160 around the rotation axis 176. It is a structure which selects the target to sputter | spatter from -172d. Accordingly, the occupied floor area can be reduced.

ターゲット171aの表面の中心から伸びた垂線145は、基板ホルダ86の基板搭載面89に向けられるか、または、その少し外側に向けられている。同様に、ターゲット172aの表面の中心から伸びた垂線175は、基板ホルダ86の基板搭載面89に向けられるか、または、その少し外側に向けられている。   A perpendicular line 145 extending from the center of the surface of the target 171a is directed to the substrate mounting surface 89 of the substrate holder 86, or is directed slightly outward. Similarly, the perpendicular 175 extending from the center of the surface of the target 172a is directed to the substrate mounting surface 89 of the substrate holder 86 or slightly outward.

ターゲット171a〜171dは、錐台140の錐台面145に保持され、ターゲット172a〜172dは、錐台160の錐台面165に保持されている。一方、基板ホルダ86は水平方向に配置され、その上に搭載された基板5も水平に配置される。従って、ターゲット171a〜171dのうち紙面の最も下側に位置しているターゲット(図7、8では、ターゲット171a)によって基板ホルダ86上に搭載された基板5に対して斜め方向にスパッタリングが行われることになる。また、ターゲット172a〜172dのうち紙面の最も下側に位置しているターゲット(図7、8では、ターゲット172a)によって基板ホルダ86上に搭載された基板5に対して斜め方向にスパッタリングが行われることになる。そして、スパッタリング中に基板ホルダ86上を回転することで、スパッタリングによって基板5上に形成される膜の膜厚分布を均一なものにすることができる。   The targets 171a to 171d are held on the frustum surface 145 of the frustum 140, and the targets 172a to 172d are held on the frustum surface 165 of the frustum 160. On the other hand, the substrate holder 86 is disposed in the horizontal direction, and the substrate 5 mounted thereon is also disposed horizontally. Accordingly, sputtering is performed in an oblique direction with respect to the substrate 5 mounted on the substrate holder 86 by the target (the target 171a in FIGS. 7 and 8) located on the lowermost side of the paper among the targets 171a to 171d. It will be. Further, sputtering is performed in an oblique direction with respect to the substrate 5 mounted on the substrate holder 86 by the target (the target 172a in FIGS. 7 and 8) located on the lowermost side of the paper among the targets 172a to 172d. It will be. And by rotating on the substrate holder 86 during sputtering, the film thickness distribution of the film formed on the substrate 5 by sputtering can be made uniform.

次に、スパッタリング装置2のメンテナンスについて説明する。   Next, maintenance of the sputtering apparatus 2 will be described.

図9、図11を参照すれば、筐体蓋110は閉じられ、筐体蓋120は開かれている。旋回軸129の内部に設けられたモータ(図示せず)により筐体蓋120を回転して、筐体蓋120を開ける。筐体蓋120を開放することによって、筐体蓋120の内側の側壁126に取り付けられたスピンドル164やアクチュエータ176にアクセスできるようになるだけでなく、筐体蓋110の内側の側壁116も露出するので、筐体蓋110の内側の側壁116に取り付けられたスピンドル144やアクチュエータ156にもアクセスできるようになる。同様に、筐体蓋110を開放することによって、筐体蓋110の内側の側壁116に取り付けられたスピンドル144やアクチュエータ156にアクセスできるようになるだけでなく、筐体蓋120の内側の側壁126も露出するので、筐体蓋120の内側の側壁126に取り付けられたスピンドル164やアクチュエータ176にもアクセスできるようになる。筐体蓋110は、旋回軸119の内部に設けられたモータ(図示せず)により筐体蓋110を回転して開ける。なお、内側の側壁116や側壁126へのアクセスが必要ないメンテナンスでは、2つの筐体蓋110、120は、図10に示すように、同時に開放してもよい。   9 and 11, the housing lid 110 is closed and the housing lid 120 is opened. The casing lid 120 is opened by rotating the casing lid 120 by a motor (not shown) provided inside the turning shaft 129. Opening the housing lid 120 not only allows access to the spindle 164 and the actuator 176 attached to the inner side wall 126 of the housing lid 120, but also exposes the inner side wall 116 of the housing lid 110. Therefore, the spindle 144 and the actuator 156 attached to the inner side wall 116 of the housing lid 110 can also be accessed. Similarly, opening the housing lid 110 not only allows access to the spindle 144 and actuator 156 attached to the inner side wall 116 of the housing lid 110, but also the inner side wall 126 of the housing lid 120. Is also exposed, so that the spindle 164 and the actuator 176 attached to the inner side wall 126 of the housing lid 120 can also be accessed. The housing lid 110 is opened by rotating the housing lid 110 by a motor (not shown) provided inside the turning shaft 119. In the maintenance that does not require access to the inner side wall 116 and the side wall 126, the two casing lids 110 and 120 may be opened simultaneously as shown in FIG.

図9〜図11を参照すれば、筐体蓋120を開けることで、検査や交換のため、錐台160に保持されたターゲット172a〜172dが露出する。図9〜図11では、錐台160に保持されたターゲット172aが最上部に位置しているので、ターゲット172aには容易にアクセスできる。なお、なお、シャッター173の位置によっては、シャッター173を回転させて錐台160に保持されたターゲット172aを露出させる。その他のターゲットには錐台160を回転することで容易にアクセスすることができる。従って、ターゲット172a〜172dは、より簡単に交換することができる。   9 to 11, by opening the housing lid 120, the targets 172 a to 172 d held on the frustum 160 are exposed for inspection and replacement. 9 to 11, since the target 172a held by the frustum 160 is located at the top, the target 172a can be easily accessed. Depending on the position of the shutter 173, the shutter 173 is rotated to expose the target 172a held on the frustum 160. Other targets can be easily accessed by rotating the frustum 160. Accordingly, the targets 172a to 172d can be replaced more easily.

ターゲット172a〜172dを取り除くと、各カソードアセンブリをカルーセルから取り外すことができるようになる。なお、各カソードアセンブリは、カソード、マグネットアセンブリ、回転機構を備えて一体構成されている。つまり、カソードアセンブリを取り外すことにより、カソード、マグネットアセンブリ、および回転機構にアクセスできるようになる。   When the targets 172a-172d are removed, each cathode assembly can be removed from the carousel. Each cathode assembly is configured integrally with a cathode, a magnet assembly, and a rotation mechanism. That is, removing the cathode assembly allows access to the cathode, magnet assembly, and rotating mechanism.

同様に、筐体蓋110を開けることで、検査や交換のため、錐台140に保持されたターゲット171a〜171dが露出する。錐台160に保持されたターゲット171a〜171dのうち、最上部に位置しているターゲットには容易にアクセスできる。なお、なお、シャッター153の位置によっては、シャッター153を回転させて錐台140に保持され、最上部に位置しているターゲット172aを露出させる。その他のターゲットには錐台140を回転することで容易にアクセスすることができる。従って、ターゲット171a〜171dは、より簡単に交換することができる。   Similarly, by opening the housing lid 110, the targets 171a to 171d held on the frustum 140 are exposed for inspection and replacement. Of the targets 171a to 171d held on the frustum 160, the target located at the top can be easily accessed. Note that, depending on the position of the shutter 153, the shutter 153 is rotated and held by the frustum 140, and the target 172a located at the top is exposed. Other targets can be easily accessed by rotating the frustum 140. Accordingly, the targets 171a to 171d can be replaced more easily.

ターゲット171a〜171dを取り除くと、カソード147a〜147dにアクセスできるようになる。カソード147a〜147dを取り除くと、マグネットアセンブリ146a〜146dにアクセスできるようになる。マグネットアセンブリ146a〜146dを取り除くと、回転機構148a〜148dにアクセスできるようになる。   When the targets 171a to 171d are removed, the cathodes 147a to 147d can be accessed. Removing the cathodes 147a-147d allows access to the magnet assemblies 146a-146d. When the magnet assemblies 146a to 146d are removed, the rotation mechanisms 148a to 148d can be accessed.

なお、スピンドル142、144、スピンドル162、164は中空構造であり、それらを通じて、電力系、駆動機構は組み立てられている。   The spindles 142 and 144 and the spindles 162 and 164 have a hollow structure, and the power system and the drive mechanism are assembled through them.

(第3の実施の形態)
図12を参照すれば、第2の実施の形態のスパッタリング装置2では、2つの筐体蓋110および筐体蓋120を設け、筐体蓋110および筐体蓋120にカルーセルアセンブリ240、カルーセルアセンブリ260をそれぞれ設け、筐体蓋110および筐体蓋120を旋回軸119、129の周りにそれぞれ回転可能としたが、本実施の形態のスパッタリング装置3では、1つの筐体蓋110のみを設け、筐体蓋110内にカルーセルアセンブリ240を設け、筐体蓋110は上下方向300に移動可能とした点が第2の実施の形態のスパッタリング装置2とは異なるが、他の点は同様である。本実施の形態においても、錐台140に保持されたターゲット171a〜171dを保持する構造であるので、占有床面積を小さくできる。また、筐体蓋110を上側に持ち上げることにより、カルーセルアセンブリ260を露出させることができるので、そのメンテナンスも容易である。
(Third embodiment)
Referring to FIG. 12, in the sputtering apparatus 2 of the second embodiment, two housing lids 110 and a housing lid 120 are provided, and a carousel assembly 240 and a carousel assembly 260 are provided on the housing lid 110 and the housing lid 120. The casing lid 110 and the casing lid 120 are rotatable around the pivot axes 119 and 129, respectively. However, in the sputtering apparatus 3 of the present embodiment, only one casing lid 110 is provided, Although the carousel assembly 240 is provided in the body lid 110 and the case lid 110 is movable in the up and down direction 300, it is different from the sputtering apparatus 2 of the second embodiment, but the other points are the same. Also in the present embodiment, since the structure holds the targets 171a to 171d held by the frustum 140, the occupied floor area can be reduced. Further, since the carousel assembly 260 can be exposed by lifting the housing lid 110 upward, its maintenance is easy.

第1の実施の形態、第2の実施の形態および第3の実施の形態の他の側面としては、4つの適度に大きいターゲット71a〜71d、72a〜72d、171a〜171d、172a〜172d(>160mm)は、700mm以下の大きな端部面を有する錐台40、60、140、160上にそれぞれ配置されている。   As other aspects of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, four appropriately large targets 71a to 71d, 72a to 72d, 171a to 171d, and 172a to 172d (> 160 mm) are respectively arranged on the frustums 40, 60, 140, 160 having large end faces of 700 mm or less.

また、錐台40、60、140、160の内部では、個々にマグネットアセンブリモータ駆動を有する4つのカソード47a〜47d、67a〜67d、147a〜147d、167a〜167dをそれぞれ収容するための、十分な空間が利用可能である。   Also, inside the frustums 40, 60, 140, 160, sufficient to accommodate the four cathodes 47a-47d, 67a-67d, 147a-147d, 167a-167d, respectively, each having a magnet assembly motor drive. Space is available.

2つの筐体蓋110、120を有するスパッタリング装置2においても、ターゲット171a〜171dと基板5のオフセット距離およびターゲット172a〜172dと基板5のオフセット距離は、300mm以下に保たれている。なお、オフセット距離とは、円形基板の中心を通る法線と、ターゲットの中心を通る鉛直線との距離を示す。   Also in the sputtering apparatus 2 having the two casing lids 110 and 120, the offset distance between the targets 171a to 171d and the substrate 5 and the offset distance between the targets 172a to 172d and the substrate 5 are kept at 300 mm or less. The offset distance indicates a distance between a normal line passing through the center of the circular substrate and a vertical line passing through the center of the target.

また、カルーセルが蓋についている装置では、蓋を開けることで、基板ホルダへのアクセスが容易となり、基板ホルダの回転、上下動に関する保守が容易となる。   Further, in an apparatus in which the carousel is attached to the lid, opening the lid facilitates access to the substrate holder and facilitates maintenance related to rotation and vertical movement of the substrate holder.

さらに、第2、第3の実施の形態では、1つのカルーセルアセンブリに対して、両側からアクセスでき、ターゲット裏面側にあるマグネットアセンブリの回転(ターゲットのエロージョンの均一化)又は上下動(ターゲットとマグネットの距離調整)に関する保守や、カソードへの電力導入系に関する保守が容易となる。   Furthermore, in the second and third embodiments, one carousel assembly can be accessed from both sides, and the magnet assembly on the back side of the target is rotated (uniform erosion of the target) or vertically moved (target and magnet). (Distance adjustment) and maintenance related to the power introduction system to the cathode are facilitated.

第1の実施の形態のスパッタリング装置1、第2の実施の形態のスパッタリング装置2、および第3の実施の形態のスパッタリング装置3は、上述のとおり、コンパクトな占有床面積を有する。従って、本発明の実施の形態によれば、同軸上の2つのカルーセル上に斜めに複数のターゲットを配置すること、基板を回転可能にすること、開閉可能なカルーセルの筐体蓋により、1)より高い均一性を有するオフセット斜め成膜用の複数のターゲットと、2)カソードアセンブリへのアクセスの容易さと、3)小さなフットプリントとの要求が実現される。   As described above, the sputtering apparatus 1 according to the first embodiment, the sputtering apparatus 2 according to the second embodiment, and the sputtering apparatus 3 according to the third embodiment have a compact occupied floor area. Therefore, according to the embodiment of the present invention, by arranging a plurality of targets obliquely on two coaxial carousels, enabling the substrate to rotate, and opening and closing the carousel housing lid 1) The requirements of multiple targets for offset oblique deposition with higher uniformity, 2) easy access to the cathode assembly, and 3) a small footprint are realized.

上述したスパッタリング装置の側面には、当業者により修正がなされてもよいが、それは必ずしも実施形態から逸脱しない。   Modifications to the aspects of the sputtering apparatus described above may be made by those skilled in the art, but that do not necessarily depart from the embodiments.

例えば、錐台は円筒状であってもよいし、ターゲット面の垂直軸は、カルーセルアセンブリの回転軸に垂直となるように、ターゲットが配置されてもよい。また、基板載置面に対してターゲットを斜めに配置するように、円筒状にくぼみを形成してもよい。   For example, the frustum may be cylindrical, and the target may be arranged such that the vertical axis of the target surface is perpendicular to the rotation axis of the carousel assembly. Moreover, you may form a hollow in a cylindrical shape so that a target may be arrange | positioned diagonally with respect to a substrate mounting surface.

また、錐台40、60、140、160に、異なる大きさや数のターゲットを設けてもよい。また、ターゲット材料により最適なオフセットや角度を採用することができる。   Further, the frustums 40, 60, 140, 160 may be provided with targets of different sizes and numbers. Further, an optimum offset or angle can be adopted depending on the target material.

以上、本発明の種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。従って、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。   While various typical embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. Accordingly, the scope of the invention is limited only by the following claims.

10 筐体
20 下部筐体
30 筐体蓋
40、60 錐台
5 基板
86 基板ホルダ
10 housing 20 lower housing 30 housing lid 40, 60 frustum 5 substrate 86 substrate holder

Claims (7)

下部筐体と、前記下部筐体に対して開閉可能な上部筐体とを有する真空容器と、
前記上部筐体に取り付けられ、複数のターゲットを保持可能な第1のターゲット保持体と、
前記第1のターゲット保持体内に設けられた第1のマグネットアセンブリと、
前記上部筐体に取り付けられ、複数のターゲットを保持可能な第2のターゲット保持体と、
前記第2のターゲット保持体内に設けられた第2のマグネットアセンブリと、
前記真空容器内に設けられ、基板を搭載する基板ホルダと、
前記第1及び第2のターゲット保持体を回転する駆動手段と、を備え
前記第1のターゲット保持体は、第1の両端部と、前記第1の両端部間に前記複数のターゲットを保持する第1の保持面とを有し、
前記第1の両端部の一方は、第1のスピンドルを介して前記上部筐体に回転可能に取り付けられ、
前記第2のターゲット保持体は、第2の両端部と、前記第2の両端部間に前記複数のターゲットを保持する第2の保持面とを有し、
前記第2の両端部の一方は、第2のスピンドルを介して前記上部筐体に回転可能に取り付けられ、
前記上部筐体を閉じた状態では、前記第1および第2のターゲット保持体は、水平方向の回転軸の周りに回転可能とされ、前記複数のターゲットを前記回転軸の周りに保持可能とし
前記駆動手段は、前記第1および第2のターゲット保持体を前記回転軸の周りに回転させ
前記第1および第2のターゲット保持体は錐台であり、前記複数のターゲットを前記錐台の錐台面に保持可能であり、
前記回転軸は、前記錐台の上面の中心および底面の中心を通り、前記上面および前記底面のうち小さい方が大きい方よりも前記基板ホルダ近くに配設されている
スパッタリング装置。
A vacuum container having a lower housing and an upper housing that can be opened and closed with respect to the lower housing;
A first target holder attached to the upper housing and capable of holding a plurality of targets;
A first magnet assembly provided in the first target holder;
A second target holder attached to the upper housing and capable of holding a plurality of targets;
A second magnet assembly provided in the second target holding body;
A substrate holder provided in the vacuum vessel and for mounting a substrate;
Driving means for rotating the first and second target holders ,
The first target holding body includes first end portions and a first holding surface that holds the plurality of targets between the first both end portions,
One of the first end portions is rotatably attached to the upper housing via a first spindle,
The second target holding body has second end portions and a second holding surface that holds the plurality of targets between the second end portions,
One of the second end portions is rotatably attached to the upper housing via a second spindle,
In the closed state of the upper housing, wherein the first and second target holder is rotatable about a horizontal axis of rotation, and can hold a plurality of targets around the rotary shaft,
Said drive means rotates said first and second target holder around the rotation axis,
Wherein the first and second target holder is frustum is capable of holding the plurality of targets frustum surface of the frustum,
The rotary shaft, the frustum through the centers of and the bottom surface of the upper surface of a sputtering apparatus which is disposed close to the substrate holder than the person who is large or small of the top surface and the bottom surface.
前記第1のターゲット保持体の前記第1の両端部の他方と、前記第2のターゲット保持体の前記第2の両端部の他方とには、第3のスピンドルが共通に取り付けられている請求項記載のスパッタリング装置。 The first and the other of said first end portions of the target holder, on the other of the second end portions of the second target holding body, wherein the third spindle is commonly attached Item 2. The sputtering apparatus according to Item 1 . 記第1のターゲット保持体の前記第1の両端部の他方は第1の軸受けを介して前記上部筐体に取り付けられ、前記第2のターゲット保持体の前記第2の両端部の他方は第2の軸受けを介して前記上部筐体に取り付けられている請求項記載のスパッタリング装置。 The other of said first end portions of the front Symbol first data Getto holder is attached to the upper housing through a first bearing and the other of the second end portions of said second target holder sputtering device according to claim 2, wherein are attach to the upper housing via the second bearing. 前記第1のターゲット保持体の前記第1の両端部の他方と、前記第2のターゲット保持体の前記第2の両端部の他方とは共通の軸受けを介して互いに独立して回転可能に取り付けられている請求項記載のスパッタリング装置。 And the other of said first end portions of said first target holder, mounted for rotation independently of one another via a common bearing and the other of the second end portions of said second target holder The sputtering apparatus according to claim 2 . 前記上部筐体は、前記下部筐体に対して独立して開閉可能な第1および第2の上部筐体を有し、
前記第1のターゲット保持体は、前記第1の上部筐体に取り付けられ、
前記第2のターゲット保持体は、前記第2の上部筐体に取り付けられている請求項1記載のスパッタリング装置。
The upper housing has said lower portion relative to the housing independent to open the first and second upper housing,
The first target holding body is attached to the first upper housing,
The sputtering apparatus according to claim 1 , wherein the second target holding body is attached to the second upper casing .
前記駆動手段は、前記第1の上部筐体を閉じた状態で前記回転軸の周りに前記第1のターゲット保持体を回転させる第1の駆動手段と、前記第2の上部筐体を閉じた状態で前記回転軸の周りに前記第2のターゲット保持体を回転させる第2の駆動手段と、を備える請求項記載のスパッタリング装置。 The driving means closed the first upper housing and the first driving means for rotating the first target holding body around the rotation axis with the first upper housing closed. The sputtering apparatus according to claim 5 , further comprising: a second driving unit that rotates the second target holding body around the rotation shaft in a state . 前記第1の上部筐体は、前記下部筐体に第1の旋回軸を介して取り付けられ、前記第2の上部筐体は、前記下部筐体に第2の旋回軸を介して取り付けられている請求項5又は6に記載のスパッタリング装置。 The first upper casing is attached to the lower casing via a first pivot axis, and the second upper casing is attached to the lower casing via a second pivot axis. sputtering apparatus according to claim 5 or 6 are.
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