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JP4678620B2 - Multi-source mechanism for film deposition equipment - Google Patents

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JP4678620B2
JP4678620B2 JP2004251150A JP2004251150A JP4678620B2 JP 4678620 B2 JP4678620 B2 JP 4678620B2 JP 2004251150 A JP2004251150 A JP 2004251150A JP 2004251150 A JP2004251150 A JP 2004251150A JP 4678620 B2 JP4678620 B2 JP 4678620B2
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Description

本発明は薄膜を作製するための成膜装置、特にコンビナトリアル成膜装置用に適したマルチソース機構に関する。   The present invention relates to a multi-source mechanism suitable for a film forming apparatus for producing a thin film, particularly a combinatorial film forming apparatus.

近年、種々の組成の材料からなる薄膜を作製するための成膜装置や、コンビナトリアル成膜装置などが使用されている。
このようなコンビナトリアル成膜装置を使用することによって、同一真空工程で、種々の組成を備えた物質群のライブラリーを同一基板上に一度に形成することができ、ライブラリーから新物質、新組成の発見、あるいはライブラリーの特性から理論的予測を得ることができる。これにより、従来法では100年かかる物質探査を、コンビナトリアル成膜装置を用いれば一ヶ月程度に短縮することができるといわれている。
In recent years, film forming apparatuses for forming thin films made of materials having various compositions, combinatorial film forming apparatuses, and the like have been used.
By using such a combinatorial deposition system, a library of substance groups with various compositions can be formed on the same substrate at the same time in the same vacuum process. Theoretical predictions can be obtained from the discovery of the library or the characteristics of the library. As a result, it is said that the exploration of a substance that takes 100 years in the conventional method can be shortened to about one month if a combinatorial film forming apparatus is used.

コンビナトリアル成膜装置は、基板上の所望の部分のみに物質供給を限定する手段、種類の異なる薄膜の成膜手段、及び基板上の所望の部分の構造を解析する構造解析手段を必須としており、例えば複数のマスク装置、ターゲット切替装置、アブレーション・レーザ光導入装置、基板加熱用レーザ装置や、RHEED装置等の膜厚モニタを有している(例えば、特許文献1参照)。   The combinatorial film forming apparatus requires means for limiting material supply to only a desired part on the substrate, film forming means for different types of thin films, and structure analysis means for analyzing the structure of the desired part on the substrate. For example, it has a film thickness monitor such as a plurality of mask devices, a target switching device, an ablation / laser light introducing device, a substrate heating laser device, and a RHEED device (for example, see Patent Document 1).

そして、従来、上記ターゲット切替装置として、マルチターゲット機構が知られており、このようなマルチターゲット機構は、例えば図6に示すように構成されている。すなわち、図6において、マルチターゲット機構50は、真空チャンバー52内に配置されたターゲットステージ機構53と、このターゲットステージ機構53を矢印A方向に回転させる第一の駆動機構54と、このターゲットステージ機構53上に装着されたターゲット55を矢印B方向に自転させる第二の駆動機構56と、から構成されている。   Conventionally, a multi-target mechanism is known as the target switching device, and such a multi-target mechanism is configured, for example, as shown in FIG. 6, the multi-target mechanism 50 includes a target stage mechanism 53 disposed in the vacuum chamber 52, a first driving mechanism 54 that rotates the target stage mechanism 53 in the direction of arrow A, and the target stage mechanism. And a second drive mechanism 56 for rotating the target 55 mounted on the head 53 in the direction of arrow B.

ターゲットステージ機構53は、ベース53aに対して回転可能に支持された回転軸53bの先端に取り付けられていると共に、図示の場合、回転軸53bの周りに等角度間隔に設けられたターゲットヘッド53cを備えている。ここで、ターゲットヘッド53cは、その表面にターゲット55が装着され得ると共に、矢印B方向に自転し得るように構成されている。   The target stage mechanism 53 is attached to the tip of a rotary shaft 53b that is rotatably supported with respect to the base 53a, and in the illustrated case, a target head 53c provided at equiangular intervals around the rotary shaft 53b. I have. Here, the target head 53c is configured such that the target 55 can be mounted on the surface thereof and can rotate in the direction of arrow B.

第一の駆動機構54は、ベース53aから回転軸53bとは反対側に延びている第一駆動軸54aを備えており、外部から第一駆動軸54aに対して回転駆動力が伝達されることにより、回転軸53bを矢印A方向に回転駆動するようになっている。
また、第二の駆動機構56は、第一の駆動機構54の第一駆動軸54aと平行にベース53aから回転軸53bとは反対側に延びている第二駆動軸56aを備えており、外部から第二駆動軸56aに対して回転駆動力が伝達されることにより、各ターゲットヘッド53cを矢印B方向に回転駆動するようになっている。
尚、第一の駆動機構54の第一駆動軸54a及び第二の駆動機構56の第二駆動軸56aは、成膜装置による成膜の際には、共に真空チャンバー52から外側に突出するようになっている。
The first drive mechanism 54 includes a first drive shaft 54a extending from the base 53a to the opposite side of the rotation shaft 53b, and rotational drive force is transmitted from the outside to the first drive shaft 54a. Thus, the rotary shaft 53b is driven to rotate in the direction of arrow A.
The second drive mechanism 56 includes a second drive shaft 56a extending in parallel to the first drive shaft 54a of the first drive mechanism 54 from the base 53a to the opposite side of the rotation shaft 53b. Thus, the rotational driving force is transmitted to the second drive shaft 56a, so that each target head 53c is rotationally driven in the direction of arrow B.
The first drive shaft 54a of the first drive mechanism 54 and the second drive shaft 56a of the second drive mechanism 56 both project outward from the vacuum chamber 52 during film formation by the film formation apparatus. It has become.

このような構成のマルチターゲット機構50によれば、ターゲットステージ機構53の各ターゲットヘッド53cに、それぞれ互いに異なる種類のターゲット55を装着して、真空チャンバー52内にセットして、真空チャンバー52内を真空排気する。そして、真空チャンバー52の外側に突出している第一の駆動機構54の第一駆動軸54aを回転駆動することにより、ターゲットステージ機構53全体を矢印A方向に回転させて、所望のターゲット55が装着されているターゲットヘッド53cを選択して、所定位置に持ち来たす。   According to the multi-target mechanism 50 having such a configuration, different types of targets 55 are mounted on the target heads 53c of the target stage mechanism 53, set in the vacuum chamber 52, and the interior of the vacuum chamber 52 is set. Evacuate. Then, by rotating the first drive shaft 54a of the first drive mechanism 54 protruding outside the vacuum chamber 52, the entire target stage mechanism 53 is rotated in the direction of arrow A, and a desired target 55 is mounted. The selected target head 53c is selected and brought to a predetermined position.

次に、真空チャンバー52の外側に突出している第二の駆動機構56の第二駆動軸56aを回転駆動することにより、選択されたターゲットヘッド53cそしてこれに装着されたターゲット55を矢印B方向に自転させながら、図示しないアブレーション・レーザ光導入装置からのアブレーション・レーザ光Lをターゲット55に対して照射する。
これにより、ターゲット55がアブレーション・レーザ光Lにより加熱されて蒸発すると、真空チャンバー52内に配置された基板(図示せず)の表面に蒸着し、当該ターゲット55の材料から成る薄膜が基板上に形成されることになる。そして、ターゲット55の選択そしてターゲット55の自転を繰り返しながら、アブレーション・レーザ光Lを当該ターゲット55に対して照射することにより、同一真空中にて、種々のターゲット55の材料から成る薄膜を上記基板上に形成することができる。
Next, by rotating the second drive shaft 56a of the second drive mechanism 56 protruding outside the vacuum chamber 52, the selected target head 53c and the target 55 attached thereto are moved in the direction of arrow B. While rotating, the target 55 is irradiated with an ablation laser light L from an ablation laser light introducing device (not shown).
As a result, when the target 55 is heated by the ablation laser beam L and evaporated, the target 55 is deposited on the surface of the substrate (not shown) disposed in the vacuum chamber 52, and a thin film made of the material of the target 55 is deposited on the substrate. Will be formed. Then, by repeating the selection of the target 55 and the rotation of the target 55 while irradiating the target 55 with the ablation laser beam L, thin films made of various materials of the target 55 are formed in the same vacuum. Can be formed on top.

さらに、非特許文献1には、図7に示す構成のマルチターゲット機構60が開示されている。図7において、マルチターゲット機構60は、円板状(または扇形状)のターゲットステージ機構57a上にて、一つの円周上に複数個、図示の場合4個のターゲット55が装着されるべきターゲットヘッド57bを備えており、同様にして第一の駆動軸57cにより矢印A方向にターゲットステージ機構57aを回転駆動させると共に、第二の駆動軸57dにより、個々のターゲットヘッド57bを矢印B方向に自転させて、選択されたターゲットヘッド57bに装着されたターゲット55に対してアブレーション・レーザ光Lを照射するようになっている。   Further, Non-Patent Document 1 discloses a multi-target mechanism 60 configured as shown in FIG. In FIG. 7, a multi-target mechanism 60 is a target on which a plurality of, in the illustrated case, four targets 55 are mounted on a circular (or fan-shaped) target stage mechanism 57a. Similarly, the target stage mechanism 57a is rotationally driven in the direction of arrow A by the first drive shaft 57c, and each target head 57b is rotated in the direction of arrow B by the second drive shaft 57d. Thus, the target 55 mounted on the selected target head 57b is irradiated with the ablation laser beam L.

また、図8に示すような構成のマルチターゲット機構70も知られている。図8において、マルチターゲット機構70は、長方形の板状のターゲットステージ機構58a上で、長手方向に一列に、複数個、図示の場合4個のターゲット55が装着されるべきターゲットヘッド58bを備えており、駆動軸58cを軸方向に沿って矢印C方向に往復運動させて、各ターゲットヘッド58bを選択すると共に、駆動軸58cを回転駆動させることにより、個々のターゲットヘッド58bを矢印B方向に自転させて、選択されたターゲットヘッド58bに装着されたターゲット55に対してアブレーション・レーザ光Lを照射するようになっている。   A multi-target mechanism 70 configured as shown in FIG. 8 is also known. In FIG. 8, a multi-target mechanism 70 includes a target head 58b on which a plurality of, in the illustrated case, four targets 55 are to be mounted on a rectangular plate-like target stage mechanism 58a in a line in the longitudinal direction. The drive shaft 58c is reciprocated along the axial direction in the direction of arrow C to select each target head 58b, and the drive shaft 58c is rotationally driven to rotate each target head 58b in the direction of arrow B. Thus, the target 55 mounted on the selected target head 58b is irradiated with the ablation laser light L.

特願2000−259777号Japanese Patent Application No. 2000-259777 R. Takahashi 他6名,"Development of a new combinatorial mask for addressable ternary phase diagramming: application to rare earth doped phosphors",Applied Surface Science, Vol.223, pp.249-252 (2004)R. Takahashi and 6 others, "Development of a new combinatorial mask for addressable ternary phase diagramming: application to rare earth doped phosphors", Applied Surface Science, Vol.223, pp.249-252 (2004)

しかしながら、従来のマルチターゲット機構50及び60においては、真空チャンバー2から外側に対して二つの駆動軸54a,56a及び57c,57dが突出することになる。したがって、二つの駆動軸54a,56aまたは57c,57dを真空チャンバー2から外部へ突出させるために、回転部分を気密的に構成する必要があり、構造が複雑になると共に、マルチターゲット機構の小型化の要求に対応することが困難であるという課題がある。   However, in the conventional multi-target mechanisms 50 and 60, the two drive shafts 54a, 56a and 57c, 57d protrude from the vacuum chamber 2 to the outside. Therefore, in order to project the two drive shafts 54a, 56a or 57c, 57d from the vacuum chamber 2 to the outside, it is necessary to make the rotating part airtight, the structure becomes complicated, and the multi-target mechanism is downsized. There is a problem that it is difficult to meet the demands of

また、従来のマルチターゲット機構70においては、真空チャンバー52から外側に対して一つの駆動軸58cのみが突出するが、この駆動軸58cは、回転運動と共に軸方向のスラスト運動を行なうことから、スラスト方向に関しても気密的に構成する必要があり、同様に構造が複雑になると共に、マルチターゲット機構の小型化の要求に対応することが困難であるという課題がある。   Further, in the conventional multi-target mechanism 70, only one drive shaft 58c protrudes from the vacuum chamber 52 to the outside, and this drive shaft 58c performs axial thrust motion together with rotational motion. The direction also needs to be hermetically configured, and there is a problem that the structure is similarly complicated and it is difficult to meet the demand for downsizing of the multi-target mechanism.

本発明は、上記課題に鑑み、簡単な構成により、容易に小型化に対応することができるようにした、成膜装置用マルチソース機構を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a multi-source mechanism for a film forming apparatus that can easily cope with downsizing with a simple configuration.

上記目的は、本発明によれば、真空チャンバーの開口を密閉するように取り付けられる真空フランジと、真空フランジを貫通して外部に延びると共に、外端に回転駆動力が加えられる駆動軸と、駆動軸の内端に回転可能に取り付けられたソースステージ機構と、ソースステージ機構の周囲方向に沿って分散配置され、その表面に垂直な回転軸の周りに回転可能に支持された複数個のソースヘッドと、ソースステージ機構の一方向のみの回転を許すラチェット機構と、駆動軸の回転を各ソースヘッドに伝達する伝達部と、を備え、駆動軸の一方向の駆動によりソースステージ機構を回転させ、駆動軸の他方向の駆動により各ソースヘッドを自転させることを特徴とする、成膜装置用マルチソース機構により達成される。   According to the present invention, the above object is achieved by a vacuum flange that is attached so as to seal the opening of the vacuum chamber, a drive shaft that extends through the vacuum flange to the outside and is applied with a rotational driving force at the outer end, and a drive A source stage mechanism rotatably attached to the inner end of the shaft, and a plurality of source heads dispersedly arranged along the circumferential direction of the source stage mechanism and rotatably supported around a rotation axis perpendicular to the surface thereof And a ratchet mechanism that allows rotation in only one direction of the source stage mechanism, and a transmission unit that transmits rotation of the drive shaft to each source head, and rotates the source stage mechanism by driving in one direction of the drive shaft, This is achieved by a multi-source mechanism for a film forming apparatus, wherein each source head is rotated by driving in the other direction of the drive shaft.

また、本発明の成膜装置用マルチソース機構は、真空チャンバーの開口を密閉するように取り付けられる真空フランジと、真空フランジを貫通して外部に延びると共に、外端に回転駆動力が加えられる駆動軸と、駆動軸の内端に回転可能に取り付けられたソースステージ機構と、ソースステージ機構の周囲方向に沿って分散配置され、その外周面に垂直な回転軸の周りに回転可能に支持された複数個のソースヘッドと、ソースステージ機構の一方向のみの回転を許すラチェット機構と、駆動軸の回転を各ソースヘッドに伝達する伝達部と、を備えており、駆動軸が一方向に回転駆動されたとき、ラチェット機構がソースステージ機構の回転を許すことにより、ソースステージ機構全体が駆動軸により回転駆動され、各ソースヘッドが順次に所定位置に持ち来たされると共に、駆動軸が反対方向に回転駆動されたとき、ラチェット機構がソースステージ機構の回転を阻止することにより、ソースステージ機構が回転せず、駆動軸の回転が伝達部を介して各ソースヘッドに伝達されて各ソースヘッドが自転することを特徴とする。   The multi-source mechanism for a film forming apparatus according to the present invention includes a vacuum flange that is attached so as to seal the opening of the vacuum chamber, a drive that passes through the vacuum flange and extends to the outside, and a rotational driving force is applied to the outer end. A shaft, a source stage mechanism rotatably attached to the inner end of the drive shaft, and a distributed arrangement along the circumferential direction of the source stage mechanism, and rotatably supported around a rotation axis perpendicular to the outer peripheral surface It has a plurality of source heads, a ratchet mechanism that allows rotation in only one direction of the source stage mechanism, and a transmission unit that transmits the rotation of the drive shaft to each source head, and the drive shaft is driven to rotate in one direction. When this is done, the ratchet mechanism allows the source stage mechanism to rotate, so that the entire source stage mechanism is rotationally driven by the drive shaft, and each source head is sequentially positioned. When the drive shaft is driven to rotate in the opposite direction, the ratchet mechanism prevents the rotation of the source stage mechanism, so that the source stage mechanism does not rotate and the rotation of the drive shaft is transmitted Each source head is rotated by being transmitted to each source head via the.

上記構成によれば、各ソースヘッドにそれぞれ互いに異なる材料から成る蒸着用ソースやスパッタ用のターゲットなどを装着して、真空チャンバーに設けられた開口から本マルチソース機構機構を真空チャンバー内に挿入すると共に、真空フランジにて上記開口を閉塞し、真空チャンバー内を真空排気する。   According to the above configuration, each source head is mounted with a deposition source or sputtering target made of different materials, and the multi-source mechanism mechanism is inserted into the vacuum chamber from the opening provided in the vacuum chamber. At the same time, the opening is closed with a vacuum flange, and the vacuum chamber is evacuated.

この状態から、上記回転軸を一方向に回転駆動することにより、ラチェット機構を作用させずに、ソースステージ機構全体を回転させる。これにより、ソースステージ機構の外周面にて周囲方向に沿って分散配置された複数個のソースヘッドのうち、選択した一つのソースヘッドを所定位置に持ち来たすと、選択されたソースヘッドに装着されたターゲットが、例えばアブレーション・レーザ光の導入位置に配置される。   From this state, by rotating the rotating shaft in one direction, the entire source stage mechanism is rotated without operating the ratchet mechanism. As a result, when a selected one of the plurality of source heads distributed along the peripheral direction on the outer peripheral surface of the source stage mechanism is brought to a predetermined position, it is attached to the selected source head. The target is placed, for example, at the introduction position of the ablation laser beam.

そして、上記回転軸を他方向に回転駆動することにより、ラチェット機構を作用させて、ソースステージ機構を回転させずに、回転軸から伝達部を介して各ソースヘッドを回転させる。同時に、アブレーション・レーザ光を所定位置のソースヘッドに装着されたターゲットに照射することにより、アブレーション・レーザ光によりターゲットの材料が蒸発して、上記真空チャンバー内に収容された基板の表面に蒸着し、この材料の薄膜が成膜されることになる。   Then, by rotating the rotation shaft in the other direction, the ratchet mechanism is operated, and each source head is rotated from the rotation shaft via the transmission unit without rotating the source stage mechanism. At the same time, by irradiating the target mounted on the source head at a predetermined position with the ablation laser light, the target material is evaporated by the ablation laser light and deposited on the surface of the substrate accommodated in the vacuum chamber. A thin film of this material is formed.

したがって、ただ一つの回転軸を使用して、その回転方向によってソースステージ機構全体を回転させ、あるいはソースヘッドのみを自転させることができるので、真空チャンバーから外部へ突出する回転軸は、ただ一軸のみであることから、構成が簡単になり、部品コスト及び組立コストが低減され得ると共に、マルチソース機構全体が小型に構成され得る。   Therefore, since the entire source stage mechanism can be rotated according to the direction of rotation using only one rotation axis, or only the source head can be rotated, only one rotation axis protrudes from the vacuum chamber to the outside. Therefore, the configuration can be simplified, the part cost and the assembly cost can be reduced, and the entire multi-source mechanism can be configured in a small size.

上記構成において、好ましくは、上記ソースヘッドが、ソースステージ機構の回転中心軸の周りの外周面に配置されている。この構成によれば、駆動軸を水平にして本マルチターゲット機構を真空チャンバー内に導入することにより、駆動軸の一方向の回転により、ソースステージ機構の外周面に配置されたソースヘッドを上方の所定位置に持ち来たすことができる。   In the above configuration, the source head is preferably disposed on the outer peripheral surface around the rotation center axis of the source stage mechanism. According to this configuration, the multi-target mechanism is introduced into the vacuum chamber with the drive shaft horizontal, and the source head disposed on the outer peripheral surface of the source stage mechanism is moved upward by rotation of the drive shaft in one direction. Can be brought in place.

上記構成において、好ましくは、上記伝達部が、駆動軸の先端に備えられた第一の傘歯車と第一の傘歯車と噛合する第二の傘歯車とから構成されており、第二の傘歯車は、各ソースヘッドの回転軸の、ソースステージ機構の回転中心軸に対する半径方向内側の端部に備えられている。この構成によれば、より少ない部品によって回転軸の回転を各ソースヘッドに伝達することができる。 In the above configuration, preferably, the transmission unit includes a first bevel gear provided at the tip of the drive shaft and a second bevel gear meshing with the first bevel gear. The gear is provided at the radially inner end of the rotation axis of each source head with respect to the rotation center axis of the source stage mechanism. According to this configuration, the rotation of the rotating shaft can be transmitted to each source head with fewer parts.

上記構成において、好ましくは、上記ソースヘッドが、ソースステージ機構の回転中心軸に垂直な端面に配置されている。この構成によれば、駆動軸を垂直にして本マルチソース機構を真空チャンバー内に導入することにより、ソースステージ機構の端面に配置された各ソースヘッドを上方に向いた端面上に配置することができる。   In the above configuration, the source head is preferably disposed on an end surface perpendicular to the rotation center axis of the source stage mechanism. According to this configuration, by introducing the multi-source mechanism into the vacuum chamber with the drive shaft vertical, each source head disposed on the end surface of the source stage mechanism can be disposed on the end surface facing upward. it can.

本発明の成膜装置用マルチソース機構によれば、ただ一つの回転軸を使用して、ソースステージ機構全体の回転と各ソースヘッドの自転を切換え駆動することができるので、簡単な構成により、小型に且つ低コストで構成される。   According to the multi-source mechanism for a film forming apparatus of the present invention, the rotation of the entire source stage mechanism and the rotation of each source head can be switched and driven using only one rotating shaft. Compact and low cost.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
最初に、本発明による成膜装置用マルチソース機構10の第一の実施形態について、図1乃至図3を参照して説明する。図1において、マルチソース機構10は、成膜装置用のマルチソース機構であって、真空フランジ11と、駆動軸12と、ソースステージ機構13と、を含んでいる。
ここで、成膜装置は、マルチソース機構10を備える成膜装置であれば、各種蒸着装置、スパッタ装置、レーザー堆積装置、コンビナトリアル成膜装置などの何れでもよい。以下、成膜装置は、コンビナトリアル成膜装置として説明する。
なお、本発明におけるマルチソース機構10とは、成膜用の材料を、少なくとも2種類以上供給する機構と定義する。例えば、各種蒸着装置では蒸着用ソース、スパッタ装置及びレーザー堆積装置では、ターゲットと呼ばれる材料がソースに相当する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, a first embodiment of a multi-source mechanism 10 for a film forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, a multi-source mechanism 10 is a multi-source mechanism for a film forming apparatus, and includes a vacuum flange 11, a drive shaft 12, and a source stage mechanism 13.
Here, as long as the film forming apparatus includes the multi-source mechanism 10, any of various vapor deposition apparatuses, sputtering apparatuses, laser deposition apparatuses, combinatorial film forming apparatuses, and the like may be used. Hereinafter, the film forming apparatus will be described as a combinatorial film forming apparatus.
The multi-source mechanism 10 in the present invention is defined as a mechanism that supplies at least two kinds of film forming materials. For example, in various vapor deposition apparatuses, in a vapor deposition source, a sputtering apparatus, and a laser deposition apparatus, a material called a target corresponds to the source.

真空フランジ11は、所謂ICF203フランジ、例えば米国Varian社のコンフラットフランジとして市販されているフランジであって、無酸素銅ガスケット等を使用して、高真空でも高い気密性を保持することができるようになっている。   The vacuum flange 11 is a so-called ICF 203 flange, for example, a flange marketed as a Conflat flange of Varian USA, and can maintain high airtightness even in high vacuum using an oxygen-free copper gasket or the like. It has become.

駆動軸12は、真空フランジ11を貫通するように、真空フランジ11に対して軸受部11aを介して気密的に回転可能に支持されており、真空フランジ11が真空チャンバー14(図2参照)の側壁の開口14aに取り付けられたとき、外端が真空フランジ11の外側に突出するようになっている。そして、駆動軸12の外端が駆動モータ等の駆動源に接続されることにより、駆動軸12が回転駆動される。   The drive shaft 12 is supported so as to be airtightly rotatable with respect to the vacuum flange 11 via a bearing portion 11a so as to penetrate the vacuum flange 11, and the vacuum flange 11 is supported in the vacuum chamber 14 (see FIG. 2). When attached to the opening 14 a on the side wall, the outer end protrudes to the outside of the vacuum flange 11. The drive shaft 12 is driven to rotate by connecting the outer end of the drive shaft 12 to a drive source such as a drive motor.

ソースステージ機構13は、駆動軸12の内端に取り付けられている。そして、ソースステージ機構13は、その外周面にて円周方向に沿って分散配置された複数個:図示の場合、4個のソースヘッド15を備えている。   The source stage mechanism 13 is attached to the inner end of the drive shaft 12. The source stage mechanism 13 includes a plurality of source heads 15 distributed in the circumferential direction on the outer peripheral surface: in the case of illustration, four source heads 15.

ここで、ソースステージ機構13は、図2に詳細に示すように、駆動軸12に対して回転部13aを介して回転可能に取り付けられていると共に、ラチェット機構16を備えている。このラチェット機構16は、真空フランジ11に対して固定配置されたラチェット16aと、ソースステージ機構13の表面に加工等により備えられたラチェットホルダー16bに装着されたラチェット爪16cと、から構成されている。このラチェット機構16によって、ソースステージ機構13は、一方向のみ回転が許される。
この際、駆動軸12が一方向(図1にて矢印A方向)に回転駆動されたとき、ソースステージ機構13は、駆動軸12と一体的に矢印A方向に回転される。同時に、駆動軸12が他方向(図1にて矢印B方向)に回転駆動されたとき、ラチェット機構16が機能して、すなわち、ラチェット爪16cがラチェット16aに係合して、ソースステージ機構13は、その回転が阻止される。
Here, as shown in detail in FIG. 2, the source stage mechanism 13 is rotatably attached to the drive shaft 12 via a rotating portion 13 a and includes a ratchet mechanism 16. The ratchet mechanism 16 includes a ratchet 16a that is fixedly disposed with respect to the vacuum flange 11, and a ratchet claw 16c that is mounted on a ratchet holder 16b that is provided on the surface of the source stage mechanism 13 by processing or the like. . By this ratchet mechanism 16, the source stage mechanism 13 is allowed to rotate only in one direction.
At this time, when the drive shaft 12 is rotationally driven in one direction (arrow A direction in FIG. 1), the source stage mechanism 13 is rotated integrally with the drive shaft 12 in the arrow A direction. At the same time, when the drive shaft 12 is rotationally driven in the other direction (the direction of arrow B in FIG. 1), the ratchet mechanism 16 functions, that is, the ratchet pawl 16c engages with the ratchet 16a, and the source stage mechanism 13 Is prevented from rotating.

また、各ソースヘッド15は、それぞれ、ソースステージ機構13の回転中心軸に対して半径方向に延びる回転軸15aに取り付けられている。この回転軸15aは、ソースステージ機構13に対して回転可能に支持されていると共に、伝達部17を介して上記駆動軸12に連結されている。
ここで、この伝達部17は、駆動軸12の内端に備えられた第一の傘歯車17aと、各ソースヘッド15の回転軸15aの内端に備えられ、第一の傘歯車17aと噛合する第二の歯車17bと、から構成されている。これにより、駆動軸12が他方向(図1にて矢印B方向)に回転駆動されると、ソースステージ機構13の回転がラチェット機構16により阻止されることによって、駆動軸12が固定されたソースステージ機構13に対して相対的に回転することになる。このため、駆動軸12の回転駆動が伝達部17を介して各ソースヘッド15に伝達される。したがって、各ソースヘッド15は、その回転軸15aの周りに矢印Bで示すように自転する。
さらに、上記各ソースヘッド15は、その表面にターゲット18が装着され得るようになっている。
Each source head 15 is attached to a rotation shaft 15 a extending in the radial direction with respect to the rotation center axis of the source stage mechanism 13. The rotary shaft 15 a is rotatably supported with respect to the source stage mechanism 13 and is connected to the drive shaft 12 via the transmission unit 17.
Here, the transmission portion 17 is provided at the inner end of the first bevel gear 17a provided at the inner end of the drive shaft 12 and the rotation shaft 15a of each source head 15, and meshes with the first bevel gear 17a. And a second gear 17b. As a result, when the drive shaft 12 is rotationally driven in the other direction (the direction of arrow B in FIG. 1), the source stage mechanism 13 is prevented from rotating by the ratchet mechanism 16, whereby the drive shaft 12 is fixed. It rotates relative to the stage mechanism 13. Therefore, the rotational drive of the drive shaft 12 is transmitted to each source head 15 via the transmission unit 17. Therefore, each source head 15 rotates as indicated by an arrow B around its rotation axis 15a.
Furthermore, the target 18 can be mounted on the surface of each source head 15.

図3は、図1の成膜装置用マルチソース機構の使用状態を示す概略斜視図である。図3に示すように、マルチソース機構10が、真空チャンバー14の開口14aから内部に挿入されており、ターゲット18の上方には、マスキング機構21を介して、基板20が配設されている。   3 is a schematic perspective view showing a usage state of the multi-source mechanism for the film forming apparatus of FIG. As shown in FIG. 3, the multi-source mechanism 10 is inserted into the inside from the opening 14 a of the vacuum chamber 14, and the substrate 20 is disposed above the target 18 via the masking mechanism 21.

次に、本発明の第一の実施形態によるマルチソース機構10の動作について説明する。 先ず、ソースステージ機構13の各ソースヘッド15にそれぞれ互いに異なる種類のターゲット18を装着して、本マルチソース機構10を真空チャンバー14の側壁に設けられた開口から内部に導入し、真空フランジ11を開口に装着することにより、この開口を高真空に対して気密的に閉塞すると共に、本マルチソース機構10を真空チャンバー14に対して取り付ける。
その後、真空チャンバー14内を真空排気した後、駆動軸12を例えば駆動モータ等の駆動源によって一方向に回転駆動する。この場合、ラチェット機構16が機能しないので、ソースステージ機構13が駆動軸12と共に図1にて矢印Aで示すように回転され、選択されたソースヘッド15が上方の所定位置に持ち来たされる。
これにより所望の種類のターゲット18が選択され、アブレーション・レーザ光導入位置に配置されることになる。
Next, the operation of the multi-source mechanism 10 according to the first embodiment of the present invention will be described. First, different types of targets 18 are mounted on the source heads 15 of the source stage mechanism 13, the multi-source mechanism 10 is introduced into the inside through an opening provided on the side wall of the vacuum chamber 14, and the vacuum flange 11 is installed. By attaching to the opening, the opening is hermetically closed against high vacuum, and the multi-source mechanism 10 is attached to the vacuum chamber 14.
Then, after evacuating the inside of the vacuum chamber 14, the drive shaft 12 is rotationally driven in one direction by a drive source such as a drive motor. In this case, since the ratchet mechanism 16 does not function, the source stage mechanism 13 is rotated together with the drive shaft 12 as shown by an arrow A in FIG. 1, and the selected source head 15 is brought to a predetermined position above. .
As a result, a desired type of target 18 is selected and placed at the ablation / laser beam introduction position.

次に、駆動軸12を同様にして駆動源によって他方向に回転駆動しながら、図示しないアブレーション・レーザ光導入装置からアブレーション・レーザ光Lを、上述したように選択されたソースヘッド15に装着されたターゲット18に対して照射する。
この場合、ラチェット機構16が機能することにより、ソースステージ機構13が回転せず、駆動軸12の回転駆動は、伝達部17を介して各ソースヘッド15に伝達されるので、各ソースヘッド15がその回転軸15aの周りに自転することになる。
したがって、当該ターゲット18は、照射されるアブレーション・レーザ光Lによって加熱され、真空チャンバー14内にて蒸発し、真空チャンバー14内にてターゲット18の上方に配置された基板19の表面に蒸着し、当該ターゲット14の材料から成る薄膜20が上記基板19上に形成されることになる(図3参照)。この際、ソースヘッド15がその回転軸15aの周りに自転すると、ソースヘッド15に載置されたターゲット14も自転する。このため、アブレーション・レーザ光Lのターゲット14による蒸発が均一に生起し、ターゲット14の局所的加熱が生じない。
この薄膜20は、上記ターゲット18と基板19との間に配置されたコンビナトリアル用のマスキング機構21により適宜にマスキングされることにより、蒸着時間が制御され、例えば三元組成傾斜膜として形成され得る。
Next, while the drive shaft 12 is driven to rotate in the other direction by the drive source in the same manner, the ablation laser beam L from the ablation / laser beam introducing device (not shown) is mounted on the source head 15 selected as described above. The target 18 is irradiated.
In this case, since the ratchet mechanism 16 functions, the source stage mechanism 13 does not rotate, and the rotational drive of the drive shaft 12 is transmitted to each source head 15 via the transmission unit 17. It rotates around the rotating shaft 15a.
Therefore, the target 18 is heated by the irradiated ablation laser beam L, evaporated in the vacuum chamber 14, and deposited on the surface of the substrate 19 disposed above the target 18 in the vacuum chamber 14. A thin film 20 made of the material of the target 14 is formed on the substrate 19 (see FIG. 3). At this time, when the source head 15 rotates around the rotation shaft 15a, the target 14 placed on the source head 15 also rotates. For this reason, evaporation of the ablation laser beam L by the target 14 occurs uniformly, and local heating of the target 14 does not occur.
The thin film 20 is appropriately masked by a combinatorial masking mechanism 21 disposed between the target 18 and the substrate 19, whereby the deposition time is controlled, and can be formed, for example, as a ternary composition gradient film.

この場合、マルチソース機構10において、真空チャンバー14から外部に突出しているのはただ一つの駆動軸12であり、この駆動軸12は回転運動を行なうのみであることから、駆動軸12を真空チャンバー14に対して回転可能に且つ気密的に取り付ける構造が簡略化され、低コストで且つ小型に構成される。   In this case, in the multi-source mechanism 10, only one drive shaft 12 protrudes from the vacuum chamber 14 to the outside, and this drive shaft 12 only performs rotational movement. The structure that can be rotatably and airtightly attached to the lens 14 is simplified, and is configured at a low cost and in a small size.

次に、本発明による成膜装置用マルチソース機構の第二の実施形態について説明する。 図4は、本発明による成膜装置用マルチソース機構の第二の実施形態の構成を示している。図4において、マルチソース機構30は、電子ビーム式蒸着による成膜装置用のマルチソース機構であって、図1に示したマルチソース機構10とほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる構成になっている。すなわち、マルチソース機構30は、駆動軸12が垂直に配置されていると共に、その先端に取り付けられるソースステージ機構13が円板状に構成され、各ソースヘッド15がソースステージ機構13の上面にて、同一円周状に配置されている。   Next, a second embodiment of the multi-source mechanism for a film forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 4 shows the configuration of the second embodiment of the multi-source mechanism for a film forming apparatus according to the present invention. In FIG. 4, a multi-source mechanism 30 is a multi-source mechanism for a film forming apparatus using electron beam evaporation, and has substantially the same configuration as the multi-source mechanism 10 shown in FIG. 1, but differs in the following points. It is configured. That is, in the multi-source mechanism 30, the drive shaft 12 is arranged vertically, the source stage mechanism 13 attached to the tip of the multi-source mechanism 30 is formed in a disc shape, and each source head 15 is arranged on the upper surface of the source stage mechanism 13. Are arranged on the same circumference.

この場合、ソースステージ機構13の回転により選択されたソースヘッド15上に装着された蒸着用ソース18に対して、真空フランジ11の周縁付近に設けられた電子ビーム源31から電子ビームが照射されることにより、当該蒸着用ソース18が加熱・蒸発して、その上方に配置される基板(図示せず)に対して当該蒸着用ソース18の材料から成る薄膜が形成されることになる。   In this case, an electron beam is irradiated from the electron beam source 31 provided near the periphery of the vacuum flange 11 to the vapor deposition source 18 mounted on the source head 15 selected by the rotation of the source stage mechanism 13. As a result, the evaporation source 18 is heated and evaporated, and a thin film made of the material of the evaporation source 18 is formed on a substrate (not shown) disposed above the evaporation source 18.

このような構成のマルチソース機構30によれば、同様にして、駆動軸12の一方向(A方向)の回転駆動により所定位置に持ち来されたソースヘッド15に装着された蒸着用ソース18が、上記駆動軸12の他方向(B方向)の回転駆動により自転しながら、電子ビームが照射され、基板上に薄膜が形成され得る。   According to the multi-source mechanism 30 having such a configuration, the vapor deposition source 18 attached to the source head 15 brought to a predetermined position by rotational driving in one direction (A direction) of the drive shaft 12 is similarly provided. The thin film can be formed on the substrate by being irradiated with the electron beam while rotating by the rotational drive in the other direction (B direction) of the drive shaft 12.

次に、本発明による成膜装置用マルチソース機構の第三の実施形態について説明する。 図5は、本発明による成膜装置用マルチソース機構の第三の実施形態の構成を示している。図5において、マルチソース機構40は、スパッタリング成膜装置用のマルチソース機構であって、図1に示したマルチソース機構10とほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる構成になっている。すなわち、このマルチソース機構40は、ソースステージ機構13が回転中心軸に対して正六角形の外形を有しており、各面にそれぞれソースヘッド15を備えていて、六種類のターゲット18が装着できる。   Next, a third embodiment of the multi-source mechanism for a film forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 5 shows the configuration of a third embodiment of the multi-source mechanism for a film forming apparatus according to the present invention. In FIG. 5, a multi-source mechanism 40 is a multi-source mechanism for a sputtering film forming apparatus, and has substantially the same configuration as the multi-source mechanism 10 shown in FIG. 1, but differs in the following points. Yes. That is, in this multi-source mechanism 40, the source stage mechanism 13 has a regular hexagonal outer shape with respect to the rotation center axis, and has a source head 15 on each surface, so that six types of targets 18 can be mounted. .

この場合、ソースステージ機構13の回転により選択されたソースヘッド15上に装着されたターゲット18に対して、放電により生起したプラズマ中源(図示せず)からの、例えば、アルゴンなどの高エネルギー粒子が衝突する。この衝突により、ターゲット18からその成分元素が脱離、すなわちスパッタされることにより、その上方に配置される基板(図示せず)に対して、当該ターゲット18の材料から成る薄膜が形成されることになる。   In this case, for example, high-energy particles such as argon from a plasma intermediate source (not shown) generated by discharge with respect to the target 18 mounted on the source head 15 selected by the rotation of the source stage mechanism 13. Collide. Due to this collision, the constituent elements are desorbed from the target 18, that is, sputtered, so that a thin film made of the material of the target 18 is formed on the substrate (not shown) disposed above the target 18. become.

このような構成のマルチソース機構40によれば、同様にして、駆動軸12の一方向(A方向)の回転駆動により所定位置に持ち来されたソースヘッド15に装着されたターゲット18が、上記駆動軸12の他方向(B方向)の回転駆動により自転しながら、スパッタされたターゲットの成分元素が堆積されることによって、基板上にスパッタリング法により薄膜が形成される。   According to the multi-source mechanism 40 having such a configuration, similarly, the target 18 mounted on the source head 15 brought to a predetermined position by rotational driving in one direction (A direction) of the drive shaft 12 is While the component elements of the sputtered target are deposited while rotating by the rotational drive of the drive shaft 12 in the other direction (B direction), a thin film is formed on the substrate by the sputtering method.

上述した各実施形態においては、コンビナトリアル成膜装置用のマルチソース機構10、そして電子ビーム蒸着式及びスパッタリング成膜装置用のマルチソース機構30,40について説明したが、これに限らず、ソースを移動させながら、基板上に種々の気相成長法、例えば真空蒸着法,MBE法,等の物理堆積法や、熱CVD法,プラズマCVD法,MOCVD法等のCVD法等により真空中で基板表面に薄膜を形成するような成膜装置であれば、本発明を適用し得ることは明らかである。
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、容易に小型化に対応することが出来るようにした、成膜装置用マルチソース機構を提供することができる。
In each of the above-described embodiments, the multi-source mechanism 10 for the combinatorial film forming apparatus and the multi-source mechanisms 30 and 40 for the electron beam evaporation type and sputtering film forming apparatuses have been described. On the substrate surface, various vapor phase growth methods, for example, physical deposition methods such as vacuum deposition method, MBE method, and CVD methods such as thermal CVD method, plasma CVD method, MOCVD method, etc. It is obvious that the present invention can be applied to any film forming apparatus that forms a thin film.
Thus, according to the present invention, it is possible to provide a multi-source mechanism for a film forming apparatus that can easily cope with downsizing with a simple configuration.

以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。
第一の実施形態で説明した成膜装置用マルチソース機構10を、パルスレーザ堆積(PLD)装置に装着した。マルチソース機構10は、ターゲットを4種類装着でき、駆動軸12によりこのターゲットを選択でき、また、ターゲット18の自転は約10〜100rpmの間で可変可能である。
ターゲット18としては、Eu0.011.993 、Tb0.011.993 、Tm0.011.993 を用い、基板19としてガラスを用いて、酸化イットリウム(Y2 3 )に希土類元素Mを添加した、M0.011.993 薄膜を堆積できた(ここで、Mは、Eu(ユウロピウム)、Tb(テルビウム)、Tm(ツリウム)の何れかの元素である)。堆積の一例を、以下に示す。
真空槽内に圧力が1.33×10-3Paの酸素を導入し、基板は室温状態に保持した。レーザー光源としては、パルスのKrFレーザを使用し、2J/cm2 、10Hzの照射を12.5時間行うことにより、Eu0.011.993 を、300nmの厚さに堆積することができた。
これにより、M0.011.993 薄膜を、ターゲットの選択と自転により、効率よく成膜することができた。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.
The multi-source mechanism 10 for a film forming apparatus described in the first embodiment was mounted on a pulse laser deposition (PLD) apparatus. The multi-source mechanism 10 can be equipped with four types of targets, the target can be selected by the drive shaft 12, and the rotation of the target 18 can be varied between about 10 to 100 rpm.
Eu 0.01 Y 1.99 O 3 , Tb 0.01 Y 1.99 O 3 , Tm 0.01 Y 1.99 O 3 are used as the target 18, glass is used as the substrate 19, and rare earth element M is added to yttrium oxide (Y 2 O 3 ). Thus, an M 0.01 Y 1.99 O 3 thin film could be deposited (where M is any element of Eu (europium), Tb (terbium), and Tm (thulium)). An example of deposition is shown below.
Oxygen having a pressure of 1.33 × 10 −3 Pa was introduced into the vacuum chamber, and the substrate was kept at room temperature. As a laser light source, a pulsed KrF laser was used, and irradiation of 2 J / cm 2 and 10 Hz was performed for 12.5 hours, whereby Eu 0.01 Y 1.99 O 3 could be deposited to a thickness of 300 nm.
As a result, an M 0.01 Y 1.99 O 3 thin film could be efficiently formed by selecting a target and rotating.

実施例1の成膜装置にさらにコンビナトリアルマスクを装着した、PLDコンビナトリアル成膜装置により、酸化イットリウム(Y2 3 )に希土類元素Mを添加した、M0.011.993 薄膜を堆積し、希土類元素Mを3種類とした3元組成傾斜薄膜を、300nmの厚さに堆積することができた。成膜条件は、実施例1とほぼ同じである。
この際、希土類元素Mを、Eu、Tb、Tmとした。得られた3元組成傾斜膜に電子ビームを照射し、その発光、すなわち、カソードルミネッセンスを測定したところ、Eu添加による赤色発光、Tb添加による緑色発光、Tm添加による青緑発光を含む傾斜組成に対応する発光が得られた。
これにより、M0.011.993 薄膜において、希土類元素Mを、Eu、Tb、Tmと変えた3元組成傾斜膜薄膜を、ターゲットの選択と自転により、効率よく成膜することができた。
An M 0.01 Y 1.99 O 3 thin film in which a rare earth element M is added to yttrium oxide (Y 2 O 3 ) is deposited by a PLD combinatorial film forming apparatus in which a combinatorial mask is further attached to the film forming apparatus of Example 1, and a rare earth A ternary composition gradient thin film having three kinds of element M could be deposited to a thickness of 300 nm. The film forming conditions are almost the same as those in Example 1.
At this time, the rare earth element M was Eu, Tb, and Tm. The obtained ternary composition gradient film was irradiated with an electron beam, and its emission, that is, cathodoluminescence was measured. As a result, it was found that the gradient composition includes red emission by adding Eu, green emission by adding Tb, and blue-green emission by adding Tm. Corresponding luminescence was obtained.
As a result, in the M 0.01 Y 1.99 O 3 thin film, a ternary composition gradient film thin film in which the rare earth element M was changed to Eu, Tb, and Tm could be efficiently formed by target selection and rotation.

上記結果から、本発明の成膜装置用マルチソース機構によれば、ただ一つの回転軸を使用して、ソースステージ機構全体の回転と各ソースヘッドの自転を切換え駆動することができ、成膜装置を簡単な構成により低コストで構成することができた。さらに、このような成膜装置の使用により、蛍光体などの複合酸化物や、3元組成傾斜膜などを、容易に低コストで成膜することができる。   From the above results, according to the multi-source mechanism for the film forming apparatus of the present invention, the rotation of the entire source stage mechanism and the rotation of each source head can be switched and driven using only one rotating shaft. The device could be configured at a low cost with a simple configuration. Furthermore, by using such a film forming apparatus, a complex oxide such as a phosphor, a ternary composition gradient film, and the like can be easily formed at low cost.

本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。例えば、ソースステージ機構などは、成膜する材料に応じて適宜に設計、製作できる。   The present invention is not limited to these examples, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention. Nor. For example, the source stage mechanism and the like can be appropriately designed and manufactured according to the material to be formed.

本発明による成膜装置用マルチソース機構の第一の実施形態の構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of 1st embodiment of the multi-source mechanism for film-forming apparatuses by this invention. 図1の成膜装置用マルチソース機構の要部の詳細な構成を示す部分拡大断面図である。FIG. 2 is a partial enlarged cross-sectional view illustrating a detailed configuration of a main part of the multi-source mechanism for the film forming apparatus in FIG. 1. 図1の成膜装置用マルチソース機構の使用状態の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the use condition of the multi-source mechanism for film-forming apparatuses of FIG. 本発明による成膜装置用マルチソース機構の第二の実施形態の構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of 2nd embodiment of the multi-source mechanism for film-forming apparatuses by this invention. 本発明による成膜装置用マルチソース機構の第三の実施形態の構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of 3rd embodiment of the multi-source mechanism for film-forming apparatuses by this invention. 従来のコンビナトリアル成膜装置におけるマルチターゲット機構の一例の構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of an example of the multi-target mechanism in the conventional combinatorial film-forming apparatus. 従来のコンビナトリアル成膜装置におけるマルチターゲット機構の他の例の構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of the other example of the multi-target mechanism in the conventional combinatorial film-forming apparatus. 従来のコンビナトリアル成膜装置におけるマルチターゲット機構のさらに他の例の構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of the further another example of the multi-target mechanism in the conventional combinatorial film-forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10,30,40:マルチソース機構
11:真空フランジ
12:駆動軸
13:ソースステージ機構
13a:回転部
14:真空チャンバー
15:ソースヘッド
15a:回転軸
16:ラチェット機構
16a:ラチェット機構
16b:ラチェットホルダー
16c:ラチェット爪
17:伝達部
18:ターゲット(蒸着用ソース)
19:基板
20:薄膜
21:マスキング機構
31:電子ビーム源
10, 30, 40: Multi-source mechanism 11: Vacuum flange 12: Drive shaft 13: Source stage mechanism 13a: Rotating unit 14: Vacuum chamber 15: Source head 15a: Rotating shaft 16: Ratchet mechanism 16a: Ratchet mechanism 16b: Ratchet holder 16c: Ratchet claw 17: Transmitter 18: Target (deposition source)
19: Substrate 20: Thin film 21: Masking mechanism 31: Electron beam source

Claims (5)

真空チャンバーの開口を密閉するように取り付けられる真空フランジと、
上記真空フランジを貫通して外部に延びると共に、外端に回転駆動力が加えられる駆動
軸と、
上記駆動軸の内端に回転可能に取り付けられたソースステージ機構と、
上記ソースステージ機構の周囲方向に沿って分散配置され、その表面に垂直な回転軸の周りに回転可能に支持された複数個のソースヘッドと、
上記ソースステージ機構の一方向のみの回転を許すラチェット機構と、
上記駆動軸の回転を各ソースヘッドに伝達する伝達部と、を備え、
上記駆動軸の一方向の駆動により上記ソースステージ機構を回転させ、
上記駆動軸の他方向の駆動により上記各ソースヘッドを自転させることを特徴とする、成膜装置用マルチソース機構。
A vacuum flange attached to seal the opening of the vacuum chamber;
A drive shaft that penetrates the vacuum flange and extends to the outside, and a rotational driving force is applied to the outer end;
A source stage mechanism rotatably attached to the inner end of the drive shaft;
A plurality of source heads distributed along the circumferential direction of the source stage mechanism and rotatably supported around a rotation axis perpendicular to the surface thereof;
A ratchet mechanism that allows rotation in only one direction of the source stage mechanism;
A transmission unit that transmits the rotation of the drive shaft to each source head;
The source stage mechanism is rotated by driving the drive shaft in one direction,
A multi-source mechanism for a film forming apparatus, wherein the source heads are rotated by driving in the other direction of the drive shaft.
真空チャンバーの開口を密閉するように取り付けられる真空フランジと、
上記真空フランジを貫通して外部に延びると共に、外端に回転駆動力が加えられる駆動
軸と、
上記駆動軸の内端に回転可能に取り付けられたソースステージ機構と、
上記ソースステージ機構の周囲方向に沿って分散配置され、その表面に垂直な回転軸の周りに回転可能に支持された複数個のソースヘッドと、
上記ソースステージ機構の一方向のみの回転を許すラチェット機構と、
上記駆動軸の回転を各ソースヘッドに伝達する伝達部と、
を備えており、
上記駆動軸が一方向に回転駆動されたとき、上記ラチェット機構が上記ソースステージ機構の回転を許すことにより、上記ソースステージ機構全体が駆動軸により回転駆動され、上記各ソースヘッドが順次に所定位置に持ち来たされると共に、
上記駆動軸が反対方向に回転駆動されたとき、上記ラチェット機構が上記ソースステージ機構の回転を阻止することにより、ソースステージ機構が回転せず、上記駆動軸の回転が上記伝達部を介して上記各ソースヘッドに伝達され、上記各ソースヘッドが自転することを特徴とする、成膜装置用マルチソース機構。
A vacuum flange attached to seal the opening of the vacuum chamber;
A drive shaft that penetrates the vacuum flange and extends to the outside, and a rotational driving force is applied to the outer end;
A source stage mechanism rotatably attached to the inner end of the drive shaft;
A plurality of source heads distributed along the circumferential direction of the source stage mechanism and rotatably supported around a rotation axis perpendicular to the surface thereof;
A ratchet mechanism that allows rotation in only one direction of the source stage mechanism;
A transmission unit for transmitting the rotation of the drive shaft to each source head;
With
When the drive shaft is rotationally driven in one direction, the ratchet mechanism allows the source stage mechanism to rotate, whereby the entire source stage mechanism is rotationally driven by the drive shaft, and the source heads are sequentially moved to predetermined positions. And brought to
When the drive shaft is rotationally driven in the opposite direction, the ratchet mechanism prevents the source stage mechanism from rotating, so that the source stage mechanism does not rotate, and the rotation of the drive shaft is performed via the transmission unit. A multi-source mechanism for a film forming apparatus, wherein each source head is rotated by being transmitted to each source head.
前記ソースヘッドが、前記ソースステージ機構の回転中心軸の周りの外周面に配置され
ていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の成膜装置用マルチソース機構。
The multi-source mechanism for a film forming apparatus according to claim 1, wherein the source head is disposed on an outer peripheral surface around a rotation center axis of the source stage mechanism.
前記伝達部が、前記駆動軸の先端に備えられた第一の傘歯車と該第一の傘歯車と噛合する第二の傘歯車とから構成されており、
前記第二の傘歯車は、前記各ソースヘッドの回転軸の、前記ソースステージ機構の回転中心軸に対する半径方向内側の端部に備えられていることを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の成膜装置用マルチソース機構。
The transmission unit is composed of a first bevel gear provided at the tip of the drive shaft and a second bevel gear meshing with the first bevel gear,
Said second bevel gear is characterized in that provided on the end portion of the radially inner with respect to the axis of rotation of each source head, the central axis of rotation of the source stage mechanism, any of claims 1 to 3 A multi-source mechanism for a film forming apparatus according to claim 1.
前記ソースヘッドが、前記ソースステージ機構の回転中心軸に垂直な端面に配置されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の成膜装置用マルチソース機構。
3. The multi-source mechanism for a film forming apparatus according to claim 1, wherein the source head is disposed on an end surface perpendicular to a rotation center axis of the source stage mechanism.
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