JPS621472B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はスパツタリング装置に係り、特にワー
クを放射状に配置して効率よくスパツタリングを
行なえるようにしたスパツタリング装置の改良に
関する。

〔発明の技術的背景〕

従来から、真空槽内において、スパツタ材であ
るターゲツトを支持するターゲツト支持部材の近
傍にマグネツトを配設し、このターゲツトへの通
電により発生するプラズマ放電によりターゲツト
をスパツタさせ、真空槽内に装着されたワークの
表面にスパツタ膜を生成させるスパツタリング装
置が知られている。

しかして従来の上記スパツタリング装置では、
連続してワークにスパツタ膜を生成させ、しかも
装置自体を小形化して設置場所の狭小化を図るた
め水平回転体を形成しし、その回転円周上にシリ
コンウエハ等のワークを配置するように構成され
ている。ワークの真空槽への搬入出には、搬入出
口を真空槽のいずれかの側の一箇所あるいは二箇
所に設け、ここからワークの装入あるいは取出し
を行なう構成となつている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、上記のような従来のスパツタリ
ング装置では、真空槽内でのワークは水平方向に
位置して設けているため、ウエハ等のワーク処理
表面がごみ等による基板汚染の可能性が多く、実
用上障害となつている。

また、ワークが水平の状態で搬送されかつ処理
される状態では、円周上にワークが配置されてい
ることが装置設置場所の効率化をねらいとしては
いるが、依然としてスペース的には大きく、より
改善が望まれていた。

さらにまた、ワークの装入部および取出部も結
局は真空槽の左右に隣接して設けるため、装置自
体の設置面積の狭小化には大きな障害となつてい
た。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような従来の実情に鑑み、真空
槽を含む装置全体の設置面積の狭小化と、良質な
スパツタ膜の生成を図つて、従来の欠点を解消す
ることを目的としてなされたものである。

〔発明の概要〕

本発明は上記の目的を達成するために、ワーク
の装入部と取出部とを各別に接近または兼用さ
せ、またスパツタ膜生成部である真空槽の下方の
位置せしめて構成し、同時に真空槽内の回転体を
略鉛直面でかつ放射方向に配列し、もつて設置面
積の狭小化と良質な処理を実現したものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す一実施例により説明
する。

本発明のスパツタリング装置は、第１図に示す
ようにワークの装入部１、同取出部２、およびス
パツタ膜生成部３とからなり、さらに詳しくは、
スパツタ膜生成部３は回転体４と、該回転体４を
内蔵するケース本体５とで形成されている。

装入部１は、取出部２と共に下部にあつて、こ
の両者の上部に前記スパツタ膜生成部３である前
記ケース本体５が装架されている。

また装入部１は箱状をなしていて、ワークを前
記スパツタ膜生成部３へ装入するため、上部は開
放されて装入口６を形成し、この部分で前記ケー
ス本体５と連結されている。箱状内の下部はワー
クを入れるための空所７ａを形成している。

装入部１内には、ワークを受入れ位置から装入
位置へ運搬する装入位置Ａが設けられている。こ
の装入装置Ａは、第３図に具体的構成の一例を示
すように、上方部において支点となり回転駆動さ
れる軸８に、中間部が谷に折れ曲つたレバー９の
一端が軸支され、このレバー９は軸８を中心とし
て揺動自在とされている。

前記軸８と、前記レバー９の他端の軸４０に
は、同径のスプロケツト４１，４２が固着されて
おり、これらスプロケツト４１，４２と、前記レ
バー９の中間位置に軸支された中間スプロケツト
４３，４４とにチエン４５が掛回され、軸８が回
動されたとき軸４０は不回転のまゝ昇降されるよ
うになつている。このレバー９の他端の軸４０
に、ワーク１０を支持するための受台１１の基部
が固着され、この受台１１は水平姿勢のまゝ昇降
される。

なお、上記の機構は、スプロケツトとチエンと
によるほか、プーリーとベルト、ギヤ系列等に置
換することもできる。

前記受台１１はその上部両端にワーク１０を支
持するもので、レバー９が下降位置（第４図実線
図示位置）から上方へ移動することによつてスパ
ツタ膜生成部３のケース本体５内へ装入口６を通
じ装入されるようになつている。ケース本体５に
装入されたワーク１０が回転体４に装着されたの
ち、レバー９は装入部１内に復帰し、その開口部
はバルブ１２により密閉される。

他方、ワーク１０の取出部２は、前記ケース本
体５の中心に対し前記装入部１とほぼ対称の位置
にあつて、装入部１と大きさも同様の箱状をなし
ており、前記スパツタ膜生成部３内にあつたワー
ク１０を取出すため、上部は開放された取出口１
３に形成され、この部分で前記ケース本体５と連
結されている。箱状内の下部はスパツタ膜が生成
されたワークを取出すための空所７ｂとなつてい
る。

また取出口１３内には、前記装入部１における
装入装置Ａとは勝手違いの取出し装置Ｂが設けら
れている。この取出し装置Ｂは、上方部に設けら
れる支点となる軸１４があつて、この軸１４に中
間が谷に折れ曲つたレバー１５の一端が軸支され
ており、これによりレバー１５は軸１４を中心に
揺動自在となつている。レバー１５の他端１５ａ
には、装入装置Ａと同様に同じ大きさの受台１１
が設けられていて、その基部がレバー１５の他端
１５ａの軸１４に固着されている。

そしてワーク１０は受台１１の上部の両端で支
持されるようになつている。なおこのレバー１５
は装入部１における装入装置Ａと同様に構成され
た駆動機構によつて下部の位置から上部の位置へ
上昇し、これに伴なつてスパツタ膜生成部３のケ
ース本体５から取外されたワーク１０は、受台１
１によつて支持されて取出部２内へ下降され、取
外される。このときの受台１１は上方位置から下
方位置へ移動しても水平状態を保つ機構になつて
いるのは装入装置Ａの場合と全く同様である。

ケース本体５は、第２図に示すように、薄形の
円筒状で円筒部分１６が横置きされており、その
奥には後面板１９が円筒部分１６と周囲を溶接そ
の他の手段で固着されている。また後面板１７の
中央には前記回転体４を支承して回転させるため
の固定軸１８が設けられている。

ケース本体５の前面には中央部分が外側に向つ
て凸状に湾曲した前蓋１９がボルト２０その他の
手段で結合されている。

前蓋１９には外側からケース本体５内に対して
スパツタ材であるターゲツト、ターゲツト支持部
材およびマグネツトなどからなるスパツタ源２１
が放射状に複数個（実施例では４個）設けてあ
り、このスパツタ源２１からワーク１０に対しタ
ーゲツトをスパツタさせるようになつている。

回転体４は、円板状で中央部分には巾広の軸受
部２２があつて前記固定軸１８に外嵌され、この
固定軸１８の回りに回転可能となつている。

また回転体４には中心から放射状で、かつ所定
距離に複数個（実施例では６個）の孔が穿設され
ていて、この各孔に軸受ケース２５が取付けら
れ、軸受２４が内嵌されている。そしてこの軸受
２４がワーク１０を保持するチヤツク２５を回転
自在に内嵌している。

チヤツク２５は、第４図に詳細を例示するよう
に、平軸受２６を内嵌した外筒２７と、シヤフト
２８と、ばね２９と、爪３０とで構成されてお
り、シヤフト２８は前記外筒２９に内嵌されて平
軸受２６内を前後に摺動できるようになつてい
る。

ばね２９はシヤフト２８に外嵌され、一端はシ
ヤフト２８の後端の頭部により、他端は外筒２７
内の小径部側壁により挾持されている。

またシヤフト２８の前端は、複数のてこ部の爪
３０が設けてあり、シヤフト２８と同一軸心上で
前記後面板１７の裏面に設けられた油圧シリンダ
３１のロツド３１ａの先端が伸長してシヤフト２
８の頭部と接触すると、シヤフト２８が前進して
ばね２９を圧縮し、その結果爪３０を拡開動作さ
せて締付を解放する。またロツド先端の後退で頭
部と離間し、その結果ばね２９が復元しシヤフト
２８の後退で互いの爪３０を接近させて締付ける
ように作動する。

そしてワーク１０の中心部分の裏面に設けられ
たワーク１０より小径のホルダ３２の外周を、前
記油圧シリンダ３１のロツド３１ａの後退により
爪３０も互いに接近させ締付けるものである。

また回転体４の各チヤツク２５の取付部分は、
間仕切り３３とカバー３４とによつて複数個（実
施例では６個）の個々のスパツタ槽３５ａ，３５
ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆが第１図に
おいて左下から時計回りに第１〜第６の順に形成
されている。各スパツタ槽３５ａ，３５ｂ，３５
ｃ，３５ｄ，３５ｅ，３５ｆには装入部１より送
り込まれた各１個ずつのワークがチヤツク２５に
よつて取付けられ、またチヤツク２５の後部に設
けられた歯車３６と、後面板１７の裏側面に設け
られたモータ３７と直結されて同一回転する歯車
３８とは噛合つているので、モータ３７を回転さ
せるとチヤツク２５によつて締付けらているワー
ク１０は自転するようになつている。

なお、前記前蓋１９の各スパツタ源２１は、回
転体４の各スパツタ槽の内下側の２個を除く３５
ｂ，３５ｃ，３５ｅ，３５ｆに対向する位置で、
中心がスパツタ槽の中心よりも下側に設けられて
いるが、ワークが前述のように自転するようにな
つてているため、ワークの表面に生成されるスパ
ツタ膜に粗密が生じないようになつている。

なお、図示しない駆動装置を駆動させると歯車
を介して回転体４の間仕切り３３部に設けられた
歯車３９を回転させるようになつているので、こ
の歯車３９と一体になつている回転体４は、前記
固定軸１８の周りに回転させることができ、かつ
間欠的にその回転を断続できるようになつてい
る。

つぎに作用について説明する。装入部１に収納
された未処理の円形状の第１番目のワーク１０
は、レバー９の最下位の位置で受台１１の中に収
容される。

ここで駆動装置を駆動してレバー９を最下位の
位置から上昇させると、受台１１は水平位置を保
つて、レバー９の上昇に伴なつて上昇し、装入口
６から第１のスパツタ槽３５ａへ自動的に装入さ
れる。

ここで油圧シリンダ３１の操作によつてロツド
を伸長させ、ばね２９を圧縮してワーク１０のホ
ルダ３２を掴むように待機していたチヤツク２５
は、油圧シリンダ３１のロツドの収縮と共にばね
２９の戻り力によつてホルダ３２を複数の爪３０
によつて挾持する。

その後、回転体４により第１番目のワーク１０
はスパツタ槽と一緒にされて、第２のスパツタ槽
３５ｂの位置にくる。

この状態のときには、第２番目のワーク１０は
第１のスパツタ槽３５ａの位置に装入され、第１
番目のワーク１０と同様にチヤツク２５によりホ
ルダ３２部分で挾持される。

第２のスパツタ槽３５ｂに位置した第１番目の
ワーク１０は、第２のスパツタ槽に対向したスパ
ツタ源２１により、表面にスパツタ膜が生成され
る。

しかも前述のようにワーク１０はモータ３７の
回転により自転するようになつているので、膜は
粗密にならないように一様に生成される。

第２のスパツタ槽３５ｂの位置でのスパツタ膜
の生成が終ると、第１番目のワーク１０は回転体
４の回転により第３のスパツタ槽３５ｃの位置に
移動する。同様にして第２番目のワーク１０は、
第２のスパツタ槽３５ｂの位置に移動し、第１の
スパツタ槽３５ａへは第３番目の新たなワークが
装入される。

このようにして回転体４が順次回転してスパツ
タ膜がその都度積層されて、第１番番目のワーク
が第５のスパツタ槽３５ｅの位置での工程が終る
と、ここで所定厚さのスパツタ膜の生成が完了
し、第６のスパツタ槽３５ｆの位置に回されてき
たとき、取出部２から受台１１がレバー１５の揺
動によつて上昇し、ワーク１０のホルダ３２を保
持していたチヤツク２５が、油圧シリンダ３１の
ロツドの伸長によつて外れると、ワーク１０は取
出部２のレバー１５の受台１１のみによつて支持
され、駆動装置によつて駆動されたレバー１５
は、取出部２内へ下降する。

このようにして処理が完了したワーク１０は装
置外へ順に取出されることになる。

なお、本実施例ではスパツタ槽が６個で、スパ
ツタ源が４個の場合について説明したが、第３図
に示すように装入部４０と取出部４１とを１つの
ケース４２内に納め、かつ回転するスパツタ槽４
３を５個とし、スパツタ源４４は４個として、ワ
ークの装入と取出しを交互に行なうようにしても
よい。

また、本実施例は以上２つの場合について示し
たが、これに限定されるものでなく、本発明の要
旨の範囲内で適宜変更できることはいうまでもな
い。

〔発明の効果〕

本発明のスパツタリング装置は以上のように構
成し、ワークの装入部および取出部をスパツタ膜
生成部の下方に位置せしめ、ワークを垂直方向に
立てた状態で装入部および取出部と膜生成部との
間を移動搬送せしめるようにしたので、その結果
装置全体の設置面積が著しく狭小ならしめ得たこ
と、ワーク自体もスパツタ時に垂直状態で処理さ
れ、処理面へのごみ等の付着を著しく減少せしめ
たこと、さらには膜生成部への装入・取出し機構
を鉛直方向の膜生成部下方に設けることによつ
て、装入・取出し機構がきわめてコンパクト化、
単純化なし得たものであり、実用上の効果はきわ
めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスパツタリング装置の一
実施例を示す正面の断面図、第２図は第１図の側
面の断面図、第３図はワーク装入部の装入装置の
一例を示す斜視図、第４図は同チヤツクの拡大断
面図、第５図は本発明のスパツタリング装置の他
の実施例を示す正面の断面図である。 １…装入部、２…取出部、３…スパツタ膜生成
部、４…回転体、５…ケース本体、２１…スパツ
タ源、３５_a〜f…スパツタ槽、４０…装入部、４
１…取出部、４３…真空槽、４４…スパツタ源、
Ａ…装入装置、Ｂ…取出し装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ワークの装入部、取出部およびスパツタ膜生
   成部からなるスパツタリング装置において、スパ
   ツタ膜生成部を、複数個に区分されかつ放射方向
   に配列した回転体と、該回転体を支承するケース
   本体とにより形成し、前記ワークを前記装入部か
   らケース本体の回転体に装脱する装入出部を前記
   ケース本体の下方に位置せしめ、ワークの装入取
   出しを略鉛直方向に行なわしめるように構成した
   ことを特徴とするスパツタリング装置。