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JP2009108382A - Target device for sputtering, and sputtering apparatus - Google Patents

Target device for sputtering, and sputtering apparatus Download PDF

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JP2009108382A
JP2009108382A JP2007283473A JP2007283473A JP2009108382A JP 2009108382 A JP2009108382 A JP 2009108382A JP 2007283473 A JP2007283473 A JP 2007283473A JP 2007283473 A JP2007283473 A JP 2007283473A JP 2009108382 A JP2009108382 A JP 2009108382A
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JP
Japan
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target
sputtering
workpiece
peripheral surface
outer peripheral
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007283473A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobumasa Nanbu
信政 南部
Junichiro Yoshioka
潤一郎 吉岡
Kuniaki Horie
邦明 堀江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RAIKU KK
JCU Corp
Original Assignee
RAIKU KK
Ebara Udylite Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP2007283473A priority Critical patent/JP2009108382A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a film on workpieces of various shapes. <P>SOLUTION: A first target device 11 has a cylindrical target unit and the unit is arranged in a vacuum chamber 3 in such an attitude that its shaft center is parallel to a rotary shaft 4a of a carousel 4. A second target device 12 has an hourglass-like target unit and the unit is arranged in the vacuum chamber 3 in such an attitude that its shaft center is perpendicular to the rotary shaft 4a of the carousel 4. The surface of a target layer of the second target device 12 faces the top surface and the under surface of a workpiece 7, so that sputtered atoms deposit on and form a film on such a part as well that the film is not almost formed with only the first target device 11. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ワークの表面に成膜を行うためのスパッタリング用ターゲット装置及びスパッタリング装置に関するものである。   The present invention relates to a sputtering target device and a sputtering device for forming a film on the surface of a workpiece.

近年では、成膜対象となるワークに対して反射防止膜等の光学薄膜や絶縁膜,保護膜等の成膜を行う成膜装置が知られている。スパッタリング装置では、真空槽内を稀薄なスパッタガスで満たし、その真空槽内でターゲットを一方の電極としてグロー放電を行う。そして、そのグロー放電で発生するプラズマの陽イオンがターゲット材料に衝突することでターゲットから叩き出された原子(スパッタ原子)をワーク表面に堆積させて薄膜を形成する。また、スパッタガスの他に酸素ガスや窒素ガスのような反応ガスを真空槽内に導入し、化合物薄膜を形成す反応性スパッタリングも知られている。   In recent years, a film forming apparatus for forming an optical thin film such as an antireflection film, an insulating film, a protective film, or the like on a workpiece to be formed is known. In the sputtering apparatus, the vacuum chamber is filled with a thin sputtering gas, and glow discharge is performed in the vacuum chamber using the target as one electrode. Then, the plasma cations generated by the glow discharge collide with the target material, and atoms (sputtered atoms) knocked out of the target are deposited on the work surface to form a thin film. Also known is reactive sputtering in which a reactive gas such as oxygen gas or nitrogen gas is introduced into a vacuum chamber in addition to the sputtering gas to form a compound thin film.

スパッタリングの効率を向上させるために、ターゲットの表面近傍に磁界を与えておくマグネトロンスパッタリングが知られている。このマグネトロンスパッタリングでは、ターゲットの背面側に磁石などを配し、ターゲットの表面近傍に磁界を発生させグロー放電によって生じるプラズマをターゲットの表面近傍に閉じこめるようにしている。   In order to improve the efficiency of sputtering, magnetron sputtering in which a magnetic field is applied near the surface of a target is known. In this magnetron sputtering, a magnet or the like is arranged on the back side of the target so that a magnetic field is generated in the vicinity of the target surface and the plasma generated by glow discharge is confined in the vicinity of the target surface.

ところで、ターゲットの表面から叩き出されるスパッタ原子の放出角度、すなわちスパッタ原子の飛散される方向とターゲットの表面の法線とのなす角度は、様々な角度を取り得るが、放出角度が大きくなるほど、飛散するスパッタ原子は少なくなる傾向にある。このため、ターゲットの表面に対向する面に主として薄膜が形成される。しかし、一方で成膜対象となるワークは、平面的なものから立体的な複雑な形状を有するものまで様々である。このため、単にワークをターゲットの前方に配置ないし通過させるだけでは、ターゲットに対向した面以外の部分には成膜を行うことができない、あるいはかなり薄い薄膜しか形成されないという問題があった。   By the way, the emission angle of the sputtered atoms knocked out from the surface of the target, that is, the angle formed between the direction in which the sputtered atoms are scattered and the normal of the target surface can take various angles, but the larger the emission angle, The number of sputtered atoms that scatter tends to be small. For this reason, a thin film is mainly formed in the surface facing the surface of a target. However, on the other hand, the work to be deposited varies from a flat one to a three-dimensional complicated shape. For this reason, there is a problem that if the work is simply placed or passed in front of the target, film formation cannot be performed on a portion other than the surface facing the target, or only a considerably thin film is formed.

また、ワークに対してターゲットを十分に長くすることにより、放出角度が大きくなスパッタ原子を増大させ、薄い薄膜しか形成されないワークの面に対して所望とする厚みの薄膜を形成することはできるが、このようにするとターゲットの長尺化、スパッタリング装置の大型化を招くという問題がある。   In addition, by making the target sufficiently long with respect to the workpiece, it is possible to increase the number of sputtered atoms having a large emission angle and to form a thin film having a desired thickness on the surface of the workpiece on which only a thin thin film is formed. In this case, there is a problem that the target becomes longer and the sputtering apparatus becomes larger.

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、様々な形状のワークに対して良好に成膜を行うことができるスパッタリング用ターゲット装置、及びスパッタリング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a sputtering target device and a sputtering device that can satisfactorily form a film on a workpiece having various shapes. Objective.

本発明は上記目的を達成するために、請求項1記載のスパッタリング用ターゲット装置では、外周面からスパッタ原子を飛散させる円筒状のターゲットに、一端または両端に外周面の径が端部に向かって漸増する漸増部を設けたものである   In order to achieve the above object, in the sputtering target device according to the first aspect of the present invention, the cylindrical target that disperses the sputtered atoms from the outer peripheral surface has a diameter of the outer peripheral surface toward one end or both ends toward the end. A gradually increasing part is provided.

請求項2記載のスパッタリング用ターゲット装置では、ターゲットを、漸増部が両端に設けられ中央から各端部に向けて外周面の径が端部に向かって漸増するツツミ形状としたものである。   In the sputtering target device according to claim 2, the target is formed into a nail shape in which gradually increasing portions are provided at both ends, and the diameter of the outer peripheral surface gradually increases from the center toward each end.

請求項3記載のスパッタリング用ターゲット装置では、ターゲットをその軸心を中心にして回転させる回転機構を備えたものである。   The sputtering target device according to claim 3 is provided with a rotating mechanism for rotating the target about its axis.

請求項4記載のスパッタリング用ターゲット装置では、ターゲットの中空部内に配され、ターゲットの外周面近傍に磁界を発生させ、ターゲットの母線方向に沿って磁界を分布させる磁石を備えたものである。   The sputtering target device according to claim 4 is provided with a magnet that is disposed in the hollow portion of the target, generates a magnetic field in the vicinity of the outer peripheral surface of the target, and distributes the magnetic field along the generatrix direction of the target.

請求項5記載のスパッタリング装置では、上記のターゲット装置と、真空槽内で所定の方向にワークを搬送する搬送手段とを備え、ターゲットを、その母線がワークの搬送方向と直交するように配したものである。   The sputtering apparatus according to claim 5 includes the target device described above and a transport unit that transports the workpiece in a predetermined direction in the vacuum chamber, and the target is disposed so that its bus bar is orthogonal to the transport direction of the workpiece. Is.

請求項6記載のスパッタリング装置では、上記のターゲット装置と、真空槽内でワークを回転搬送する搬送手段とを備え、ターゲットを、その母線がワークの搬送方向と平行に配すとともに、その外周面と搬送面とをほぼ等距離としたものである   The sputtering apparatus according to claim 6, comprising the target device described above and a transport means for rotating and transporting the workpiece in the vacuum chamber, the target being arranged in parallel to the workpiece transport direction, and the outer peripheral surface thereof. And the transport surface are almost equidistant.

請求項7記載のスパッタリング装置では、真空槽内で所定の方向にワークを搬送する搬送手段と、搬送手段によってワークが搬送される搬送面に周面が対向し、搬送方向と母線が直交するように真空槽内に配された円筒状の第1のターゲットを有し、スパッタガスの雰囲気で第1のターゲットを一方の電極として放電を行い、第1のターゲット材料から飛散した原子をワークに堆積させることにより成膜を行う第1のターゲット装置と、搬送面に周面が対向し、第1のターゲットと母線が互いに直交するように真空槽内に配された円筒状の第2のターゲットとを有し、スパッタガスの雰囲気で第2のターゲットを一方の電極として放電を行い、第2のターゲットから飛散した原子をワークに堆積させることにより成膜を行う第2のターゲット装置とを備えたものである。   In the sputtering apparatus according to claim 7, the peripheral surface is opposed to a transport unit that transports the work in a predetermined direction in the vacuum chamber, and a transport surface on which the work is transported by the transport unit, and the transport direction and the bus are orthogonal to each other. And having a cylindrical first target disposed in a vacuum chamber, discharging the first target as one electrode in a sputtering gas atmosphere, and depositing atoms scattered from the first target material on the workpiece A first target device for forming a film, and a cylindrical second target disposed in the vacuum chamber so that the circumferential surface faces the transport surface and the first target and the bus are orthogonal to each other; A second target for forming a film by discharging in a sputtering gas atmosphere using the second target as one electrode, and depositing atoms scattered from the second target on the workpiece It is that a location.

請求項8記載のスパッタリング装置では、搬送手段は、ワークを保持して回転搬送するワークホルダを有し、第1のターゲットは、その母線がワークホルダの回転軸に平行とされ、第2のターゲットは、その母線がワークホルダの回転軸に直交するようにしたものである。   The sputtering apparatus according to claim 8, wherein the transport unit has a work holder that holds and rotates the work, and the first target has a bus line parallel to the rotation axis of the work holder, and the second target. Is such that its generatrix is orthogonal to the rotation axis of the work holder.

請求項9記載のスパッタリング装置では、第1,第2のターゲット装置は、成膜を行っている間に第1,第2ターゲットをそれぞれの軸心を中心に回転させる回転手段を有し、第2のターゲットは、その外周面と搬送面とがほぼ等距離となるように、中央部から端部に向けて外周面の径が漸増するツツミ状としたものである。   The sputtering apparatus according to claim 9, wherein the first and second target devices have rotating means for rotating the first and second targets about their respective axes while film formation is being performed. The target of No. 2 is formed into a tsumi shape in which the diameter of the outer peripheral surface gradually increases from the center to the end so that the outer peripheral surface and the transport surface are substantially equidistant.

請求項10記載のスパッタリング装置では、搬送手段は、前記第1のターゲットの軸心方向について一定のピッチで複数のワークを保持し、第2のターゲット装置は、前記ピッチで第1のターゲットの軸心方向に沿って並べられるとともに、前記ピッチの1/2だけワークに対向する位置からずらして配された複数の第2ターゲットを有するものである。   The sputtering apparatus according to claim 10, wherein the transport unit holds a plurality of workpieces at a constant pitch in the axial direction of the first target, and the second target device has an axis of the first target at the pitch. The plurality of second targets are arranged along the center direction and are shifted from a position facing the workpiece by 1/2 of the pitch.

請求項11記載のスパッタリング装置では、第1及び第2のターゲット装置は、各ターゲットの中空部内に配されて搬送面に対向する外周面近傍に磁界を発生させる磁石を有するものである。   In the sputtering apparatus according to claim 11, the first and second target apparatuses have magnets that are arranged in the hollow portions of the respective targets and generate a magnetic field in the vicinity of the outer peripheral surface facing the transport surface.

本発明によれば、外周面からスパッタ原子を飛散させる円筒状のターゲットの一端または両端に外周面の径が端部に向かって漸増する漸増部を設けるようにしたから、ターゲットの径方向に対して傾いた方向にスパッタ原子が飛散されるようになるため、様々な方向を向くワークの面に対して効率的に成膜を行うことができる。また、様々な方向を向く面に対して成膜を行うためにターゲットを長くする必要がなくなるため、スパッタリング装置の小型化に有利となる。   According to the present invention, the cylindrical target that disperses the sputtered atoms from the outer peripheral surface is provided with a gradually increasing portion where the diameter of the outer peripheral surface gradually increases toward the end at one or both ends. Since the sputtered atoms are scattered in the inclined direction, the film can be efficiently formed on the surface of the workpiece facing various directions. In addition, it is not necessary to lengthen the target in order to perform film formation on surfaces facing various directions, which is advantageous for downsizing of the sputtering apparatus.

また、本発明によれば、円筒状の第1ターゲット及び第2ターゲットのそれぞれをワークの搬送面に周面が対向するように配し、第1ターゲットについいては母線を搬送方向に直交させ、第2のターゲットについては、第1のターゲットと母線が互いに直交するように配してスパッタリングを行うようにしたから、第1のターゲットに対向する面だけでなく、第2のターゲットの径方向にある面についても効率的に成膜を行うことができる。   Further, according to the present invention, each of the cylindrical first target and the second target is arranged so that the peripheral surface thereof faces the workpiece conveyance surface, and the bus for the first target is orthogonal to the conveyance direction, About the second target, since the first target and the bus are arranged so as to be orthogonal to each other and sputtering is performed, not only the surface facing the first target but also the radial direction of the second target. A film can be efficiently formed on a certain surface.

本発明を実施したスパッタリング装置2の構成を図1に示す。略円筒形状の真空槽3の内部に搬送手段の一部であるワークホルダとしての円筒状のカルーセル4を配してある。このカルーセル4は、垂直な回転軸4aを中心にして回動自在となっており、モータ5によって所定の速度で回転される。真空槽3には、真空ポンプ6が接続されており、その内部がスパッタリングに必要な真空度となるように調節される。なお、カルーセル4を水平な回転軸を中心に回転させてもよい。   The structure of the sputtering apparatus 2 which implemented this invention is shown in FIG. A cylindrical carousel 4 as a work holder, which is a part of the conveying means, is arranged inside a substantially cylindrical vacuum chamber 3. The carousel 4 is rotatable about a vertical rotation shaft 4 a and is rotated at a predetermined speed by a motor 5. A vacuum pump 6 is connected to the vacuum chamber 3, and the inside thereof is adjusted so as to have a degree of vacuum necessary for sputtering. Note that the carousel 4 may be rotated about a horizontal rotation axis.

カルーセル4は、その外周面に成膜対象となる複数のワーク7を保持し、各ワーク7がカルーセル4とともに回転する。すなわち、ワーク7は、カルーセル4の回転により、カルーセル4の周面を搬送面として、その搬送面上を搬送される。各ワーク7は、上下方向及び周方向のそれぞれについて一定のピッチで複数個並べられ、カルーセル4の外周面に沿ってマトリクス状に配列した状態で保持される。   The carousel 4 holds a plurality of workpieces 7 to be deposited on its outer peripheral surface, and each workpiece 7 rotates together with the carousel 4. That is, the work 7 is transported on the transport surface by the rotation of the carousel 4 with the peripheral surface of the carousel 4 as the transport surface. A plurality of workpieces 7 are arranged at a constant pitch in the vertical direction and the circumferential direction, and are held in a matrix array along the outer circumferential surface of the carousel 4.

なお、カルーセル4やワーク7の装填や取り出し、後述するターゲットユニットユニットの交換や点検整備等の作業のために、真空槽3は、大気圧までリークした後には周知の構造により開放することができる。ワーク7としては、金属製のものやプラスチック製のもの等、種々の材料で作成されたものであってよい。   Note that the vacuum chamber 3 can be opened by a well-known structure after leaking to atmospheric pressure for the work of loading and unloading the carousel 4 and the workpiece 7, the replacement of the target unit unit described later, and inspection and maintenance. . The workpiece 7 may be made of various materials such as metal and plastic.

真空槽3内には、第1成膜ステージ8と、第2成膜ステージ9とをカルーセル4の回転方向に沿って適当な間隔をあけて設けてある。カルーセル4の回転により、各ワーク7を繰り返し第1成膜ステージ8、第2成膜ステージ9を通過させ、制御部10の制御下で成膜を行う。   In the vacuum chamber 3, a first film forming stage 8 and a second film forming stage 9 are provided at an appropriate interval along the rotation direction of the carousel 4. By rotating the carousel 4, each workpiece 7 is repeatedly passed through the first film formation stage 8 and the second film formation stage 9, and film formation is performed under the control of the control unit 10.

第1成膜ステージ8には第1ターゲット装置11を、第2成膜ステージ9には第2ターゲット装置12をそれぞれ配してある。この例では、第1成膜ステージ8には2台の第1ターゲット装置11をカルーセル回転方向に並べ、また後述するように第2成膜ステージ9には4台の第2ターゲット装置12をカルーセル4の回転軸方向(上下方向)に並べて配してある。なお、形成すべき膜の種類,積層数、ワークの配列等に応じて成膜ステージの数、ターゲット装置の台数を適宜に増減することができる。   The first film formation stage 8 is provided with a first target device 11, and the second film formation stage 9 is provided with a second target device 12. In this example, two first target devices 11 are arranged on the first film formation stage 8 in the carousel rotation direction, and four second target devices 12 are arranged on the second film formation stage 9 as will be described later. 4 are arranged side by side in the rotation axis direction (vertical direction). Note that the number of film forming stages and the number of target devices can be appropriately increased or decreased according to the type of film to be formed, the number of stacked layers, the arrangement of workpieces, and the like.

第1駆動装置14は、各第1ターゲット装置11を駆動し、これによるスパッタリングを行う。この第1ターゲット装置11の駆動のために、第1駆動装置14は、電力,スパッタリングガス,第1ターゲット装置11が高温になることを防止する冷却水を供給し、また第1ターゲット装置11ごとに設けたシャッタ板15の開閉動作やターゲットの回転等を行う。   The 1st drive device 14 drives each 1st target device 11, and performs sputtering by this. In order to drive the first target device 11, the first drive device 14 supplies electric power, sputtering gas, and cooling water that prevents the first target device 11 from becoming high temperature. The opening / closing operation of the shutter plate 15 provided on the substrate, the rotation of the target and the like are performed.

第1駆動装置14は、第1ターゲット装置11に対して電力を供給する際には、カルーセル4を含む真空槽側が陽極、第1ターゲット装置11側が陰極となるように電圧を印加する。また、第1駆動装置14は、スパッタガスとして例えばアルゴンガスを供給する。反応性スパッタリングを行う場合には、スパッタガスに加えて反応ガス、例えば酸素ガスや窒素ガスを供給する。   When supplying power to the first target device 11, the first drive device 14 applies a voltage so that the vacuum chamber side including the carousel 4 is an anode and the first target device 11 is a cathode. The first driving device 14 supplies, for example, argon gas as a sputtering gas. When reactive sputtering is performed, a reactive gas such as oxygen gas or nitrogen gas is supplied in addition to the sputtering gas.

第2駆動装置16は、各第2ターゲット装置11を駆動する。この第2ターゲット装置12の駆動のために、第2駆動装置14は、上記第1駆動装置14と同様に、電力,スパッタリングガスないし反応ガス、冷却水を供給し、第2ターゲット装置12ごとに設けたシャッタ板17の開閉動作やターゲットの回転等を行う。   The second driving device 16 drives each second target device 11. In order to drive the second target device 12, the second drive device 14 supplies electric power, sputtering gas or reaction gas, and cooling water in the same manner as the first drive device 14. The opening / closing operation of the provided shutter plate 17 and the rotation of the target are performed.

真空槽3の内周面に沿うようにヒータ18が配されている。このヒータ18は、ワーク7が金属製である場合に作動され、安定した成膜を行うためにワーク7を加熱して高温にする。なお、ワーク7を加熱する手法は各種のものを用いることができ、例えばワーク7が電気抵抗のある程度大きな金属である場合には、電磁誘導を利用した誘導加熱を用いることができる。   A heater 18 is disposed along the inner peripheral surface of the vacuum chamber 3. The heater 18 is activated when the work 7 is made of metal, and heats the work 7 to a high temperature in order to perform stable film formation. Various methods for heating the workpiece 7 can be used. For example, when the workpiece 7 is a metal having a certain degree of electrical resistance, induction heating using electromagnetic induction can be used.

図2,図3に示すように、第1ターゲット装置11は、シャッタ板15の他、ターゲットユニット21,ジャケット22等で構成される。ジャケット22は、真空槽3に固定された中空な円筒状になっており、その内部に円筒状のターゲットユニット21を収容してある。ターゲットユニット21は、ジャケット22と同軸に設けられており、ジャケット22内で軸心21a(図7参照)を中心に回動自在となっている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the first target device 11 includes a target unit 21, a jacket 22, and the like in addition to the shutter plate 15. The jacket 22 has a hollow cylindrical shape fixed to the vacuum chamber 3, and a cylindrical target unit 21 is accommodated therein. The target unit 21 is provided coaxially with the jacket 22, and is rotatable about an axis 21 a (see FIG. 7) within the jacket 22.

ジャケット22には、開口22aを設けてあり、この開口22aからターゲットユニット21の外周面が露呈される。この第1ターゲット装置11は、開口22aをカルーセル4側、すなわち搬送面に向け、ターゲットユニット21の母線,軸心21aがカルーセル4の回転軸4aと平行となる姿勢で真空槽3に組み付けられている   The jacket 22 is provided with an opening 22a, and the outer peripheral surface of the target unit 21 is exposed from the opening 22a. The first target device 11 is assembled in the vacuum chamber 3 in such a posture that the opening 22a is directed to the carousel 4 side, that is, the conveyance surface, and the bus bar and the axis 21a of the target unit 21 are parallel to the rotating shaft 4a of the carousel 4. Have

ターゲットユニット21とジャケット22との間には、適当な幅の間隙が設けられ、この間隙にジャケット22の背面側で接続された導入パイプ24を介してスパッタガスないし反応ガスを供給し、ターゲットユニット21の周囲をガスリッチな状態とする。   A gap having an appropriate width is provided between the target unit 21 and the jacket 22, and sputtering gas or reaction gas is supplied to the gap via an introduction pipe 24 connected on the back side of the jacket 22. The area around 21 is in a gas-rich state.

ターゲットユニット21は、導電性を有する円筒状の支持筒25と、ターゲット層26とからなる。ターゲット層26は、その支持筒25の外周面を覆うように溶射等により形成されることにより円筒状に形成されており、その外周面からスパッタ原子を飛散するターゲットとなっている。このターゲット層26は、例えばアルミ、チタン,硅素等のワーク7に成膜すべき材料で作成されている。支持筒25には、第1駆動装置14のマイナス側電極を接続してあり、成膜時にはターゲット層26を陰極としてグロー放電を行う。   The target unit 21 includes a cylindrical support cylinder 25 having conductivity and a target layer 26. The target layer 26 is formed in a cylindrical shape by spraying or the like so as to cover the outer peripheral surface of the support cylinder 25, and serves as a target for scattering sputtered atoms from the outer peripheral surface. The target layer 26 is made of a material to be deposited on the work 7 such as aluminum, titanium, silicon, or the like. A negative electrode of the first driving device 14 is connected to the support cylinder 25, and glow discharge is performed using the target layer 26 as a cathode during film formation.

ターゲットユニット21の中空部内には、ジャケット22に対して固定した中空管27を挿通してあり、その密封した内部にマグネトロンスパッタリングを行うための磁石ユニット28を配してある。磁石ユニット28は、鉄製の支持部材28aに小型の磁石28b,28cを固着したものとなっている。支持部材28aは、支持筒25の軸心方向に長くしてあり、磁石28bは、カルーセル側にN極を向けて支持部材28aのカルーセル側の面の中央に軸心方向に沿って一列に並べてあり、磁石28cは、カルーセル側にS極を向けて、磁石28bの周囲を取り囲むように矩形に並べてある。なお、磁石用ニット28は、開口22aから露呈されるターゲット層26の部分の外周面に磁力線が現れるように配置されている。   A hollow tube 27 fixed to the jacket 22 is inserted into the hollow portion of the target unit 21, and a magnet unit 28 for performing magnetron sputtering is disposed inside the sealed portion. In the magnet unit 28, small magnets 28b and 28c are fixed to an iron support member 28a. The support member 28a is elongated in the axial direction of the support cylinder 25, and the magnets 28b are arranged in a line along the axial direction in the center of the carousel side surface of the support member 28a with the N pole facing the carousel side. The magnet 28c is arranged in a rectangle so as to surround the periphery of the magnet 28b with the south pole facing the carousel side. The magnet knit 28 is arranged such that lines of magnetic force appear on the outer peripheral surface of the portion of the target layer 26 exposed from the opening 22a.

上記のように構成される磁石ユニット28により、ターゲット層26の外周面にターゲット層26の母線と直交する磁力線を発生し、プラズマをターゲット層表面の近傍に閉じ込めている。また、中空筒27を支持筒25内でカルーセル側に寄せるように偏心して配し、各磁石28b,28cをターゲット層26に近づけてその効果を高めている。また、ターゲットユニット21は、第1駆動装置14からの回転が駆動軸21bに伝達されることにより、軸心21aを中心に回転する。これにより、ターゲット層26の全周面をスパッタリングに供する。   The magnet unit 28 configured as described above generates magnetic lines of force orthogonal to the generatrix of the target layer 26 on the outer peripheral surface of the target layer 26, thereby confining the plasma in the vicinity of the surface of the target layer. Further, the hollow cylinder 27 is arranged eccentrically so as to be close to the carousel side in the support cylinder 25, and the effect is enhanced by bringing the magnets 28b, 28c closer to the target layer 26. Further, the target unit 21 rotates around the shaft center 21a when the rotation from the first drive device 14 is transmitted to the drive shaft 21b. Thereby, the entire peripheral surface of the target layer 26 is subjected to sputtering.

支持筒25と中空筒27との間には、給水パイプ29aを通して第1駆動装置14からの冷却水が供給され、支持筒25と中空筒27との間を通った冷却水は排水パイプ29bを介して真空槽3の外に排水される。このように支持筒25と中空筒27との間に冷却水を通すことにより、ターゲットユニット21,磁石ユニット28等が高温になることを防止する。   Cooling water from the first drive device 14 is supplied between the support cylinder 25 and the hollow cylinder 27 through the water supply pipe 29a, and the cooling water passing between the support cylinder 25 and the hollow cylinder 27 passes through the drain pipe 29b. The water is drained out of the vacuum chamber 3. Thus, by passing cooling water between the support cylinder 25 and the hollow cylinder 27, the target unit 21, the magnet unit 28, and the like are prevented from becoming high temperature.

シャッタ板15は、ジャケット22の外側に配され、例えば給水パイプ29a,排水パイプ29bを回転軸として、開口22aの前方に位置して開口22aを覆う閉じ位置と、開口22aの前方から退避してターゲット層26をカルーセル4側に露呈する開き位置との間で移動自在になっている。このシャッタ板15は、第1駆動装置14によって開き位置と閉じ位置との間で移動される。   The shutter plate 15 is arranged outside the jacket 22 and is retracted from the front of the opening 22a and the closed position that is located in front of the opening 22a and covers the opening 22a around the water supply pipe 29a and the drainage pipe 29b, for example. The target layer 26 is movable between an open position where the target layer 26 is exposed to the carousel 4 side. The shutter plate 15 is moved between the open position and the closed position by the first driving device 14.

図4ないし図6に示すように、第2ターゲット装置12は、第1ターゲット装置11と同様な構成であり、シャッタ板17,ターゲットユニット31,ジャケット32等で構成される。ジャケット32は、中空な円筒状であり真空槽3に固定され、その内部にターゲットユニット31が収容される。ターゲットユニット31は、ジャケット32と同軸に設けられており、ジャケット32内でその軸心31aを中心に回動自在となっている。   As shown in FIGS. 4 to 6, the second target device 12 has the same configuration as the first target device 11, and includes a shutter plate 17, a target unit 31, a jacket 32, and the like. The jacket 32 has a hollow cylindrical shape and is fixed to the vacuum chamber 3, and the target unit 31 is accommodated therein. The target unit 31 is provided coaxially with the jacket 32, and is rotatable within the jacket 32 about its axis 31a.

ジャケット32に設けた開口32aからターゲットユニット31の外周面が露呈される。また、ターゲットユニット31とジャケット32との間隙に導入パイプ34を介してスパッタガスないし反応ガスが供給される。   The outer peripheral surface of the target unit 31 is exposed from the opening 32 a provided in the jacket 32. Further, a sputtering gas or a reaction gas is supplied to the gap between the target unit 31 and the jacket 32 through the introduction pipe 34.

ターゲットユニット31は、形状が異なる他は、ターゲットユニット21と同様な構成であり、導電性を有する支持筒35、その外周面に形成されたターゲット層36とからなる。ターゲット層36は、その外周面からスパッタ原子を飛散するターゲットである。また、支持筒35の中空部内は、ジャケット32に固定された中空管37が配され、この中空管37内に磁石ユニット38が配されている。   The target unit 31 has the same configuration as that of the target unit 21 except that the shape is different. The target unit 31 includes a conductive support cylinder 35 and a target layer 36 formed on the outer peripheral surface thereof. The target layer 36 is a target that scatters sputtered atoms from the outer peripheral surface thereof. A hollow tube 37 fixed to the jacket 32 is disposed in the hollow portion of the support tube 35, and a magnet unit 38 is disposed in the hollow tube 37.

支持筒35には、第2駆動装置16のマイナス側電極が接続されており、ターゲット層36を陰極としてグロー放電を行う。また、第2駆動装置16からの回転が駆動軸31bに伝達されることにより、ターゲットユニット31をその軸心31aを中心に回転し、ターゲット層36の全周面をスパッタリングに供する。   A negative electrode of the second driving device 16 is connected to the support cylinder 35, and glow discharge is performed using the target layer 36 as a cathode. Further, the rotation from the second drive device 16 is transmitted to the drive shaft 31b, whereby the target unit 31 is rotated about its axis 31a, and the entire peripheral surface of the target layer 36 is used for sputtering.

さらに、第2駆動装置16からの冷却水を給水パイプ39aを介して支持筒35と中空筒37との間に導入して排水パイプ39bから排水することにより、ターゲットユニット31,磁石ユニット38等が高温になることを防止する。シャッタ板17は、第2駆動装置16によって、開口32aを覆う閉じ位置と、開口32aの前方から退避した開き位置との間で移動する。   Further, the cooling water from the second driving device 16 is introduced between the support cylinder 35 and the hollow cylinder 37 via the water supply pipe 39a and drained from the drain pipe 39b, so that the target unit 31, the magnet unit 38, etc. Prevent high temperatures. The shutter plate 17 is moved by the second driving device 16 between a closed position covering the opening 32a and an open position retracted from the front of the opening 32a.

この第2ターゲット装置12は、カルーセル4によるワーク7の搬送面にターゲット層36の周面が対向し、その軸心31aが第1ターゲット装置11のターゲットユニット21の軸心が直交するように真空槽3内に組み込まれる。   The second target device 12 is vacuumed so that the peripheral surface of the target layer 36 faces the transport surface of the work 7 by the carousel 4 and the axis 31a of the target unit 21 of the first target device 11 is orthogonal to the axis. It is incorporated in the tank 3.

ターゲット層36は、その外周面の径が端部に向けて漸増する漸増部Gを両端に有しており、中央部から各端部に向かって径が漸増するツツミ形状となっている。また、カルーセル4、すなわちワーク7の搬送面とターゲット層36の表面との距離(図5中に符号Dで示す)がほぼ一定となるように、外周面の径を決めてある。   The target layer 36 has a gradually increasing portion G where the diameter of the outer peripheral surface thereof gradually increases toward the end portion, and has a Tsutsu shape in which the diameter gradually increases from the central portion toward each end portion. Further, the diameter of the outer peripheral surface is determined so that the distance (indicated by symbol D in FIG. 5) between the carousel 4, that is, the conveyance surface of the workpiece 7 and the surface of the target layer 36 is substantially constant.

このように、搬送面とターゲット層36の表面との距離をほぼ一定とすることで、ターゲットユニット31の軸心方向について、ターゲット層36を一方の電極として行われる放電が均一となるようにしている。この例では、支持筒35は、外形をツツミ状とし、その外周面に溶射によって所定の材料をコーティングすることで上記のターゲット層36を形成している。この例では、ターゲット層36の材料は、第1ターゲット装置11と同じものとしてある。なお、上記のように漸増部Gを設けることにより、ワーク7の進行方向及びそれと逆方向を向く各面に対して成膜を効果的に行うこともできるという利点もある。   Thus, by making the distance between the transport surface and the surface of the target layer 36 substantially constant, the discharge performed using the target layer 36 as one electrode in the axial direction of the target unit 31 is made uniform. Yes. In this example, the support cylinder 35 is formed in the shape of a nail, and the target layer 36 is formed by coating the outer peripheral surface with a predetermined material by thermal spraying. In this example, the material of the target layer 36 is the same as that of the first target device 11. In addition, by providing the gradual increase part G as mentioned above, there exists an advantage that film-forming can also be effectively performed with respect to each surface which faces the advancing direction of the workpiece | work 7, and its reverse direction.

磁石ユニット38は、磁石ユニット28と同様に、鉄製の支持部材38a上に磁石38bをターゲットユニット31の軸心方向に配列し、その周囲に磁石38cを配列した構成であり、磁石38bがN極を、磁石38cがS極をそれぞれカルーセル側に向けている。この磁石ユニット38によって、開口32aから露呈されるターゲット層36の表面に、その母線と直交する磁力線が現れる。磁石ユニット38による効果を高めるために、支持筒35内で中空筒37をカルーセル側に寄せるように偏心して配してある。   Similarly to the magnet unit 28, the magnet unit 38 has a configuration in which magnets 38b are arranged in the axial direction of the target unit 31 on an iron support member 38a, and magnets 38c are arranged around the magnet unit 38b. The magnets 38c have their south poles facing the carousel side. Due to the magnet unit 38, magnetic force lines perpendicular to the generatrix appear on the surface of the target layer 36 exposed from the opening 32a. In order to enhance the effect of the magnet unit 38, the hollow cylinder 37 is eccentrically arranged in the support cylinder 35 so as to approach the carousel side.

なお、磁石ユニット38による効果をより高めるために、磁石ユニット38の各磁石38b,38cをターゲット層36の表面形状に沿うように湾曲させて配列してもよい。また、磁界の分布のムラ等からターゲット層36のエロージョンの進行にバラツキがある場合には、ターゲット層36のエロージョンの進行が早い部分の厚みを大きくするようにしてもよい。   In order to further enhance the effect of the magnet unit 38, the magnets 38b and 38c of the magnet unit 38 may be curved and arranged along the surface shape of the target layer 36. Further, when the erosion progress of the target layer 36 varies due to uneven magnetic field distribution or the like, the thickness of the portion of the target layer 36 where the erosion progresses quickly may be increased.

図7に模式的に示すように、各第1ターゲット装置11は、カルーセル4の外周に、そのカルーセル4の回転方向に沿って互いに適当な間隔をあけて配置されている。それぞれの第1ターゲット装置11は、開口22aをカルーセル4に向け、ターゲットユニット21の軸心21aがカルーセル4の回転軸4aと平行となる姿勢、すなわちワーク7の搬送方向と直交する姿勢で配置されている。これにより、カルーセル4に保持されて上下方向に並んだ各ワーク7が開口22aを介してターゲット層26と対面するようにしてある。   As schematically shown in FIG. 7, the respective first target devices 11 are arranged on the outer periphery of the carousel 4 at appropriate intervals along the rotation direction of the carousel 4. Each of the first target devices 11 is arranged in such a posture that the opening 22 a faces the carousel 4 and the axis 21 a of the target unit 21 is parallel to the rotation axis 4 a of the carousel 4, that is, a posture orthogonal to the conveyance direction of the workpiece 7. ing. Thus, the workpieces 7 held in the carousel 4 and arranged in the vertical direction face the target layer 26 through the openings 22a.

第2ターゲット装置12は、カルーセル4の外周に、そのカルーセル4の回転軸4aに沿って上下方向に並べて複数台配置されている。それぞれの第2ターゲット装置12は、開口32aをカルーセル4に向け、ターゲットユニット31の軸心31aがカルーセル4の回転軸4aと直交する姿勢、すなわちターゲットユニット21の軸心21aと直交する姿勢で配置されている。   A plurality of second target devices 12 are arranged on the outer periphery of the carousel 4 in the vertical direction along the rotation axis 4 a of the carousel 4. Each of the second target devices 12 is arranged in such a posture that the opening 32a faces the carousel 4 and the axis 31a of the target unit 31 is orthogonal to the rotation axis 4a of the carousel 4, that is, the attitude orthogonal to the axis 21a of the target unit 21. Has been.

ターゲット層36の表面から放出されるスパッタ原子の放出角度分布は、それの放出位置のターゲット層36の表面の法線方向についてもっとも大きくなる。また、図6に示されるように、磁石38bと磁石38cとの間に生じ磁界により、それに対応する2カ所のターゲット層36の表面近傍にプラズマPが多く分布する。   The distribution of the emission angles of the sputtered atoms emitted from the surface of the target layer 36 is the largest in the normal direction of the surface of the target layer 36 at the emission position. Further, as shown in FIG. 6, a large amount of plasma P is distributed in the vicinity of the surfaces of the two target layers 36 corresponding to the magnetic field generated between the magnets 38b and 38c.

このため、第2ターゲット装置12の上下方向の配置は、各ワーク7の上下方向のピッチPcと同じピッチとするとともに、ワーク7の位置に対して1/2ピッチだけ上下方向にずらしてある。これにより、第1ターゲット装置11によって成膜がほとんど行われない、例えば箱状のワーク7の上面7a及び下面7bに対して、プラズマPが多く分布するターゲット層36の表面を対向させ、それら上面7a、下面7bの成膜を効率的に行うようにしている。なお、本発明は、ワーク7を箱状のものに限定するものではない。   For this reason, the vertical arrangement of the second target device 12 is set to the same pitch as the vertical pitch Pc of each workpiece 7 and is shifted in the vertical direction by 1/2 pitch with respect to the position of the workpiece 7. Thereby, the film of the first target device 11 is hardly formed, for example, the upper surface 7a and the lower surface 7b of the box-shaped workpiece 7 are made to face the surface of the target layer 36 in which the plasma P is largely distributed, and the upper surfaces thereof. 7a and the lower surface 7b are efficiently formed. In the present invention, the workpiece 7 is not limited to a box shape.

次に上記構成の作用について説明する。真空槽3を開放してカルーセル4に成膜対象となるワーク7を取り付ける。この後に、真空槽3を閉じ、真空ポンプ6を作動させて真空槽3内をスパッタリングに必要な真空度にする。ワーク7が金属製である場合には、カルーセル4の回転を開始してから、ヒータ18への通電を開始し、カルーセル4とともに回転しているワーク7を加熱する。   Next, the operation of the above configuration will be described. The vacuum chamber 3 is opened and a work 7 to be deposited is attached to the carousel 4. Thereafter, the vacuum chamber 3 is closed, and the vacuum pump 6 is operated to make the vacuum chamber 3 have a degree of vacuum necessary for sputtering. When the work 7 is made of metal, the carousel 4 starts rotating and then the heater 18 is energized to heat the work 7 rotating together with the carousel 4.

ワーク7が所定の温度に達したことが図示しない温度センサにより検知されると、スパッタリング工程が開始される。まずスパッタガスが、また必要に応じて反応ガスが第1ターゲット装置11のターゲットユニット21とジャケット22との間に供給され、これらガスは開口22aから真空槽3内に流入する。これにより、ターゲット層26の表面は、スパッタガス,反応ガスがリッチな雰囲気に置かれた状態になる。   When it is detected by a temperature sensor (not shown) that the workpiece 7 has reached a predetermined temperature, a sputtering process is started. First, a sputtering gas and, if necessary, a reactive gas are supplied between the target unit 21 and the jacket 22 of the first target device 11, and these gases flow into the vacuum chamber 3 through the opening 22 a. As a result, the surface of the target layer 26 is placed in an atmosphere rich in sputtering gas and reaction gas.

シャッタ板15が閉じ位置であることを確認するとともに、ターゲットユニット21の回転を開始してから、第1駆動装置14によってカルーセル4とターゲットユニット21と間に電圧を印加する。これにより、導電性のシャッタ板15を通して、カルーセル4とターゲットユニット21と間で放電が開始され、スパッタガスのプラズマが生成される。そして、成膜を安定した状態で行うことができるようになると、シャッタ板15が開き位置とされ、第1ターゲット装置11による成膜が開始される。   After confirming that the shutter plate 15 is in the closed position and starting the rotation of the target unit 21, a voltage is applied between the carousel 4 and the target unit 21 by the first driving device 14. As a result, discharge is started between the carousel 4 and the target unit 21 through the conductive shutter plate 15, and plasma of sputtering gas is generated. When film formation can be performed in a stable state, the shutter plate 15 is set to the open position, and film formation by the first target device 11 is started.

ターゲット層26の表面から叩きだれたスパッタ原子が飛散し、ワーク7の表面にターゲット材料が堆積することで膜が形成される。反応ガスを導入している場合では、スパッタ原子がワーク7に向かう途中の経路に存在する反応ガスの原子やイオンに接触することにより、ワーク7の表面にはターゲット材料の例えば窒化物や酸化物が堆積して膜が形成される。   Sputtered atoms struck from the surface of the target layer 26 are scattered, and a target material is deposited on the surface of the work 7 to form a film. In the case of introducing the reactive gas, the sputtered atoms come into contact with the reactive gas atoms and ions existing along the path toward the workpiece 7, so that the surface of the workpiece 7 has a target material such as a nitride or an oxide. Are deposited to form a film.

同様に、第2ターゲット装置12に対して、スパッタガス,反応ガスが供給され、ターゲット層36の表面がスパッタガス,反応ガスがリッチな雰囲気に置かれた状態にされる。シャッタ板17が閉じ位置であることを確認し、ターゲットユニット31の回転を開始してから、第2駆動装置16によって導電性のシャッタ板17を通して、カルーセル4とターゲットユニット21と間で放電を開始してプラズマを生成する。そして、成膜を安定した状態で行うことができるようになると、シャッタ板17が開き位置とされて第2ターゲット装置12によるワーク7に対する成膜を開始する。   Similarly, a sputtering gas and a reactive gas are supplied to the second target device 12 so that the surface of the target layer 36 is placed in an atmosphere rich in the sputtering gas and the reactive gas. After confirming that the shutter plate 17 is in the closed position and starting the rotation of the target unit 31, the second driving device 16 starts discharging between the carousel 4 and the target unit 21 through the conductive shutter plate 17. And plasma is generated. When film formation can be performed in a stable state, the shutter plate 17 is set to the open position, and film formation on the work 7 by the second target device 12 is started.

上記のようにしてワーク7に成膜が行われるが、例えば箱状のワーク7に成膜を行う場合、そのワーク7が第1成膜ステージ8を通過するごとに、第1ターゲット装置によって膜が形成さる。このときには、ターゲット層26に対向しているワーク7の面にスパッタ原子が堆積して膜が形成されるが、上面7a,下面7bはターゲット層26に対向しないため、スパッタ原子がほとんど堆積せず膜を形成することができない。しかし、第2成膜ステージ9を通過した際に、上面7a,下面7bが第2ターゲット装置12のターゲット層36に対向するため、それらにスパッタ原子が堆積して膜を形成することができる。   As described above, film formation is performed on the work 7. For example, when film formation is performed on the box-shaped work 7, the film is formed by the first target device each time the work 7 passes the first film formation stage 8. Formed. At this time, sputter atoms are deposited on the surface of the work 7 facing the target layer 26 to form a film. However, since the upper surface 7a and the lower surface 7b do not face the target layer 26, almost no sputter atoms are deposited. A film cannot be formed. However, since the upper surface 7a and the lower surface 7b face the target layer 36 of the second target device 12 when passing through the second film forming stage 9, sputtered atoms can be deposited on them to form a film.

上記実施形態では、第1ターゲット装置と第2ターゲット装置とを同時に作動させているが、これらの作動開始タイミング、終了タイミングは、適宜に設定することができる。   In the said embodiment, although the 1st target apparatus and the 2nd target apparatus are operated simultaneously, these operation start timing and completion | finish timing can be set suitably.

図8に第2実施形態の要部概略を示す。この第2実施形態では、漸増部を設けた円筒状のターゲットを、その母線がワークの搬送方向と直交するように配したものである。なお、以下に詳細を説明する他は、上記実施形態と同様であり、実質的に同じ構成部材には、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。   FIG. 8 shows an outline of the main part of the second embodiment. In the second embodiment, a cylindrical target provided with a gradually increasing portion is arranged so that its bus bar is orthogonal to the workpiece conveyance direction. Except for the details described below, the configuration is the same as that of the above-described embodiment, and substantially the same components are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

この例におけるスパッタリング装置44では、ターゲット装置45が用いられている。このターゲット装置45は、ターゲットユニット46,ジャケット47等からなる。ターゲットユニット46は、その軸心46aを中心に回動されるとともに、その軸心46aがカルーセル4の回転軸4aと平行、すなわちワーク7の搬送方向と直交する姿勢で配してある。   In the sputtering apparatus 44 in this example, a target apparatus 45 is used. The target device 45 includes a target unit 46, a jacket 47, and the like. The target unit 46 is rotated about its axis 46a, and the axis 46a is arranged in a posture parallel to the rotation axis 4a of the carousel 4, that is, perpendicular to the conveying direction of the workpiece 7.

カルーセル4に保持されたワーク7のうち外周を向く面以外の例えば上面7a、7bについての成膜効率を向上するために、このターゲットユニット46は、その外周面の径が端部に向けて漸増する漸増部Gを両端に有し、中央部から各端部に向かって径が漸増するツツミ形状としてある。また、ターゲットユニット46のスパッタリングに供養される部分の長さ、この例では各漸増部Gの軸心46a方向の長さの合計が、ワーク7の搬送面の幅Hよりも少し長くしてある。なお、ターゲット装置45のその他の構成は、上記実施形態の第2ターゲット装置12と同様である。   In order to improve the film forming efficiency on the upper surface 7a, 7b other than the surface facing the outer periphery of the workpiece 7 held by the carousel 4, the target unit 46 has a diameter of the outer peripheral surface gradually increasing toward the end. It has a gradually increasing portion G at both ends, and has a knob shape whose diameter gradually increases from the central portion toward each end portion. In addition, the length of the portion of the target unit 46 used for sputtering, in this example, the total length in the direction of the axis 46a of each gradually increasing portion G is slightly longer than the width H of the conveying surface of the workpiece 7. . In addition, the other structure of the target apparatus 45 is the same as that of the 2nd target apparatus 12 of the said embodiment.

このように構成されるターゲット装置46では、漸増部Gの表面の法線方向に多く飛散するから、ターゲットの径方向に対して傾き、箱状のワーク7の上面7a,下面7bに向かって飛散するスパッタ原子も多くなる。結果として、カルーセル4に保持されて外周を向くワーク7の面以外にも効率的に成膜を行うことができる。また、漸増部Gを設けて、上面7a,下面7b等に成膜するのに必要とする多くのスパッタ原子を得ているため、ターゲットユニット46の長さを上記のようにワーク7の搬送面の幅Hよりも少し長い程度とすることができスパッタリング装置44の小型化を図ることができる。なお、ワーク7を箱状のものに限定するものではなく、様々な形状のワークの各面に対する成膜効率の向上を図ることができる。   In the target device 46 configured in this manner, a large amount of scattering occurs in the normal direction of the surface of the gradually increasing portion G. The number of sputtered atoms increases. As a result, it is possible to efficiently form a film other than the surface of the work 7 held by the carousel 4 and facing the outer periphery. Further, since the gradual increase portion G is provided to obtain a large number of sputter atoms necessary for film formation on the upper surface 7a, the lower surface 7b, etc., the length of the target unit 46 is set as described above. Therefore, the sputtering apparatus 44 can be downsized. Note that the workpiece 7 is not limited to a box shape, and it is possible to improve the film formation efficiency on each surface of workpieces of various shapes.

なお、漸増部の径の漸増の態様や長さ等は、成膜の対象とするワークの形状や、ターゲットユニットと搬送面との等の距離に基づいて適宜に決めることができる。また、図9に示すように、ターゲットユニット46の軸心46aをカルーセル4の回転軸4aに傾斜させて配置してもよい。   It should be noted that the mode of increasing the diameter of the gradually increasing portion, the length, and the like can be appropriately determined based on the shape of the workpiece to be deposited, the distance between the target unit and the transfer surface, and the like. Further, as shown in FIG. 9, the shaft center 46 a of the target unit 46 may be arranged to be inclined with respect to the rotation shaft 4 a of the carousel 4.

上記各実施形態におけるターゲットユニットの漸増部は、その断面の輪郭を円弧状にしてあるが、これに限るものではなく、漸増部は、外周面の径が端部に向かって漸増するようにターゲットユニットの一端または両端に設けられていればよい。例えば、図10(a)に示すターゲットユニット51では、中央部から直線的に外周面の径が漸増する漸増部G1を両端に設けてある。また、図10(b)に示すターゲットユニット52では、その外周面の径を同一とした適当な長さの中央部52aを設け、その中央部52aの各端部からターゲットユニット52の端部に向けて径が漸増する漸増部G2を設けてある。さらに、図10(c)に示すターゲットユニット53では、一端から他端に向けて径が漸増すように漸増部G3を設けてある。   The gradually increasing portion of the target unit in each of the above embodiments has an arc-shaped cross section, but is not limited thereto, and the gradually increasing portion is a target whose diameter of the outer peripheral surface gradually increases toward the end portion. It is only necessary to be provided at one end or both ends of the unit. For example, in the target unit 51 shown in FIG. 10A, a gradually increasing portion G1 in which the diameter of the outer peripheral surface increases linearly from the central portion is provided at both ends. Further, in the target unit 52 shown in FIG. 10B, a central portion 52a having an appropriate length having the same outer peripheral surface diameter is provided, and each end portion of the central portion 52a is connected to the end portion of the target unit 52. A gradually increasing portion G2 whose diameter gradually increases is provided. Further, in the target unit 53 shown in FIG. 10C, a gradually increasing portion G3 is provided so that the diameter gradually increases from one end to the other end.

上記各実施形態では、カルーセルにワークを保持して、このカルーセルとともにワークを回転させる例について説明したが、搬送の形態はこれに限られるものではない。例えばワークを直線的に搬送してもよく、各成膜ステージにワークを1回通過させることで成膜を行うようにしてもよい。ワークを直線的に搬送する場合には、そのワークが搬送される搬送路の幅方向にターゲットユニットの軸心を平行に配して第1ターゲット装置と、ワークの搬送方向にターゲットユニットの軸心を平行に配した第2ターゲット装置を用いればよい。また、漸増部を有するターゲットユニットを、回転搬送されるワークの回転中心位置に配して成膜を行うようにしてもよい。   In each of the above-described embodiments, the example in which the work is held in the carousel and the work is rotated together with the carousel has been described. However, the form of conveyance is not limited thereto. For example, the work may be conveyed linearly, or the film may be formed by passing the work once through each film forming stage. When the workpiece is conveyed linearly, the axis of the target unit is arranged in parallel with the width direction of the conveyance path through which the workpiece is conveyed, and the axis of the target unit in the workpiece conveyance direction. A second target device that is arranged in parallel may be used. Alternatively, the target unit having a gradually increasing portion may be arranged at the rotation center position of the work to be rotated and transported to perform film formation.

本発明を用いた成膜装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the film-forming apparatus using this invention. 第1ターゲット装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a 1st target apparatus. 第1ターゲット装置の断面図である。It is sectional drawing of a 1st target apparatus. 第2ターゲット装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a 2nd target apparatus. 第2ターゲット装置の一部を切り欠いてその内部構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which notches a part of 2nd target apparatus and shows the internal structure. 第2ターゲット装置の断面図である。It is sectional drawing of a 2nd target apparatus. 第1,第2ターゲット装置の配置を側方から示す説明図である。It is explanatory drawing which shows arrangement | positioning of a 1st, 2nd target apparatus from a side. 漸増部を有するターゲットユニットをカルーセルの回転軸方向に沿って配した第2実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 2nd Embodiment which has arrange | positioned the target unit which has a gradually increasing part along the rotating shaft direction of the carousel. ターゲットユニットを傾斜して配置して例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which arrange | positions the target unit inclining. 漸増部の異なる形状を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the different shape of a gradually increasing part.

符号の説明Explanation of symbols

2,44 スパッタリング装置
3 真空槽
4 カルーセル
11 第1ターゲット装置
12 第2ターゲット装置
21,31,46,51〜53 ターゲットユニット
26,36 ターゲット層
G,G1〜G3 漸増部
2,44 Sputtering device 3 Vacuum chamber 4 Carousel 11 First target device 12 Second target device 21, 31, 46, 51-53 Target unit 26, 36 Target layer G, G1-G3 Gradually increasing part

Claims (11)

外周面からスパッタ原子を飛散させる円筒状のターゲットを備えたスパッタリング用ターゲット装置において、
前記ターゲットは、一端または両端に外周面の径が端部に向かって漸増する漸増部が設けられていることを特徴とするスパッタリング用ターゲット装置。
In the sputtering target device provided with a cylindrical target that scatters sputter atoms from the outer peripheral surface,
The sputtering target apparatus according to claim 1, wherein the target is provided with a gradually increasing portion at one end or both ends where the diameter of the outer peripheral surface gradually increases toward the end.
前記ターゲットは、前記漸増部が両端に設けられ中央から各端部に向けて外周面の径が端部に向かって漸増するツツミ形状であることを特徴とする請求項1記載のスパッタリング用ターゲット装置。   2. The sputtering target device according to claim 1, wherein the target has a tsunami shape in which the gradually increasing portions are provided at both ends, and the diameter of the outer peripheral surface gradually increases from the center toward each end portion. . 前記ターゲットをその軸心を中心にして回転させる回転機構を備えることを特徴とする請求項1または2記載のスパッタリング用ターゲット装置。   The sputtering target apparatus according to claim 1, further comprising a rotation mechanism that rotates the target about its axis. 前記ターゲットの中空部内に配され、前記ターゲットの外周面近傍に磁界を発生させ、前記ターゲットの母線方向に沿って磁界を分布させる磁石を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のスパッタリング用ターゲット装置。   4. The magnet according to claim 1, further comprising a magnet that is disposed in a hollow portion of the target, generates a magnetic field in the vicinity of an outer peripheral surface of the target, and distributes the magnetic field along a generatrix direction of the target. The sputtering target device according to Item. 請求項1ないし4のいずれか1項に記載のターゲット装置と、真空槽内で所定の方向にワークを搬送する搬送手段とを備え、前記ターゲットは、その母線がワークの搬送方向と直交するように配されていることを特徴とするスパッタリング装置。   5. A target device according to claim 1, and a transport unit configured to transport a workpiece in a predetermined direction in a vacuum chamber, wherein the target has a bus line orthogonal to a workpiece transport direction. Sputtering apparatus characterized by being arranged in. 請求項1ないし4のいずれか1項に記載のターゲット装置と、真空槽内でワークを回転搬送する搬送手段とを備え、前記ターゲットは、その母線がワークの搬送方向と平行に配されるとともに、その外周面と前記搬送面とがほぼ等距離とされていることを特徴とするスパッタリング装置。   A target device according to any one of claims 1 to 4 and a conveying means for rotating and conveying a workpiece in a vacuum chamber, wherein the target is arranged with its busbar parallel to the workpiece conveying direction. The sputtering apparatus is characterized in that the outer peripheral surface and the transport surface are substantially equidistant. 真空槽内で所定の方向にワークを搬送する搬送手段と、前記搬送手段によってワークが搬送される搬送面に周面が対向し、搬送方向と母線が直交するように真空槽内に配された円筒状の第1のターゲットを有し、スパッタガスの雰囲気で第1のターゲットを一方の電極として放電を行い、第1のターゲット材料から飛散した原子をワークに堆積させることにより成膜を行う第1のターゲット装置と、
前記搬送面に周面が対向し、前記第1のターゲットと母線が互いに直交するように真空槽内に配された円筒状の第2のターゲットとを有し、スパッタガスの雰囲気で第2のターゲットを一方の電極として放電を行い、第2のターゲットから飛散した原子をワークに堆積させることにより成膜を行う第2のターゲット装置とを備えたことを特徴とするスパッタリング装置。
A conveying unit that conveys a workpiece in a predetermined direction in the vacuum chamber, and a circumferential surface is opposed to a conveyance surface on which the workpiece is conveyed by the conveying unit, and the conveyance direction and the bus are arranged in the vacuum chamber so as to be orthogonal to each other. A first target having a cylindrical shape is formed by performing discharge using the first target as one electrode in an atmosphere of a sputtering gas, and depositing atoms scattered from the first target material on the workpiece. 1 target device;
A cylindrical second target disposed in a vacuum chamber with a peripheral surface facing the transport surface, and the first target and a bus line orthogonal to each other, and the second target in a sputter gas atmosphere A sputtering apparatus, comprising: a second target device that forms a film by discharging the target as one electrode and depositing atoms scattered from the second target on the workpiece.
前記搬送手段は、ワークを保持して回転搬送するワークホルダを有し、前記第1のターゲットは、その母線が前記ワークホルダの回転軸に平行とされ、前記第2のターゲットは、その母線が前記ワークホルダの回転軸に直交することを特徴とする請求項7記載のスパッタリング装置。   The transport means includes a work holder that holds and rotates a work, and the first target has a bus line parallel to the rotation axis of the work holder, and the second target has a bus bar The sputtering apparatus according to claim 7, wherein the sputtering apparatus is orthogonal to a rotation axis of the work holder. 前記第1,第2のターゲット装置は、成膜を行っている間に前記第1,第2ターゲットをそれぞれの軸心を中心に回転させる回転手段を有し、前記第2のターゲットは、その外周面と前記搬送面とがほぼ等距離となるように、中央部から端部に向けて外周面の径が漸増するツツミ状であることを特徴とする請求項8記載のスパッタリング装置。   The first and second target devices have rotating means for rotating the first and second targets around their respective axes while film formation is being performed. The sputtering apparatus according to claim 8, wherein the outer peripheral surface and the transport surface are in the shape of a knob in which the diameter of the outer peripheral surface gradually increases from the center toward the end so that the distance is substantially equal. 前記搬送手段は、前記第1のターゲットの軸心方向について一定のピッチで複数のワークを保持し、前記第2のターゲット装置は、前記ピッチで前記第1のターゲットの軸心方向に沿って並べられるとともに、前記ピッチの1/2だけワークに対向する位置からずらして配された複数の前記第2ターゲットを有することを特徴とする請求項7ないし9のいずれか1項に記載のスパッタリング装置。   The conveying means holds a plurality of workpieces at a constant pitch in the axial direction of the first target, and the second target device is arranged along the axial direction of the first target at the pitch. 10. The sputtering apparatus according to claim 7, further comprising: a plurality of the second targets that are arranged so as to be shifted from a position facing the work by ½ of the pitch. 前記第1及び第2のターゲット装置は、前記各ターゲットの中空部内に配されて前記搬送面に対向する外周面近傍に磁界を発生させる磁石を有することを特徴とする請求項7ないし10のいずれか1項に記載のスパッタリング装置。   The said 1st and 2nd target apparatus has a magnet which generate | occur | produces a magnetic field near the outer peripheral surface which is distribute | arranged in the hollow part of each said target, and opposes the said conveyance surface. A sputtering apparatus according to claim 1.
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