成膜装置及成膜方法_2

文档序号:9438236阅读:来源:国知局
源2的靶材7、背板8、磁铁单元9、阴极体10、水路板11及冷却水流路12进行说明。
[0041]首先,靶材7是将作为要成膜到基材W上的皮膜的原料的材料加工为板状的结构。在靶材7中,可以使用金属材料或C、Si等无机物、ITO等透明导电膜材料、Si02、SiN等化合物、有机物等能够形成为板状的材料。例如,如果是在基材W的表面上成膜TiN、TiAlN、CrN等硬质皮膜的情况,则使用T1、TiAl合金、Cr等金属板。
[0042]靶材7的宽度对应于上述通常基材的宽度而形成为比通常基材稍宽的宽度。此夕卜,对于该靶材7,从上述等离子电源经由阴极体10供给等离子产生用的电力,在表面上被施加能够形成等离子的电压。
[0043]背板8通常由金属形成为板状,较多使用在热传导性和电传导性的两者上良好的铜,但也可以使用SUS等。背板8的表面被做成平滑,将上述靶材7粘贴或剥开,能够将背板8自身再利用。
[0044]磁铁单元9由以与背板8为平行的方式配备的磁轭14、配备在该磁轭14的中央的中央磁铁15、和配备在该中央磁铁15的外侧的磁轭14表面上的外周磁铁16形成。
[0045]具体而言,如图2A及图2B所示,磁轭14由软铁等磁性体形成为板状。在磁轭14的外缘上,设有朝向相对于磁轭14的表面垂直的方向(前后方向)立起的板状的外周磁铁16。
[0046]外周磁铁16由多个板磁铁的组合构成。具体而言,该外周磁铁16沿着背板8的长边方向(左右方向)延伸并相互平行地配备的I组长尺寸的板磁铁16L、和沿着背板8的短边方向(上下方向)延伸并相互平行地配备的I组短尺寸的板磁铁16S。这4片板磁铁都配备为,使朝向靶材7侧(前侧)的端部为相同的磁极。
[0047]中央磁铁15与外周磁铁16同样是朝向相对于磁轭14的表面垂直的方向(前方)立起的板磁铁。中央磁铁15位于构成外周磁铁16的上述4片板磁铁的中央,以与外周磁铁16不同的磁极位于朝向靶材7侧的端部的方式安装。
[0048]即,在上述磁铁单元9中,从位于磁轭14的中央的中央磁铁15朝向靶材7侧出到磁铁单元9的外方的磁力线穿过靶材7的表面附近再次回到位于磁铁单元9的内部的磁轭14的外周磁铁16,此时在靶材7的表面附近形成磁场。
[0049]另外,在该说明中磁铁单元9是长方形的形状,但也可以将外周磁铁中的配置在端部的短尺寸的板磁铁16S做成圆弧状的形状,是跑道状的外形形状。
[0050]阴极体10是能够收容上述磁铁单元9的方形的容器。在阴极体10的表面上形成有朝向靶材7侧开口的凹部17。该凹部17在上下方向及左右方向上具备比磁铁单元9稍大的内尺寸,在内部能够收容磁铁单元9。此外,凹部17的深度、换言之前后方向的凹部17的内尺寸通常是磁铁单元9的厚度左右,但也可以是能够通过与其他部件的组合来收容磁铁单元9的尺寸。
[0051]在比凹部17靠左右方向的外侧的阴极体10中,形成有供给冷却水的冷却水给排配管18。该冷却水给排配管18将阴极体10在厚度方向(前后方向)上贯通,在凹部17的周围设有至少两处(图示是4处)。这4处冷却水给排配管18中的位于磁铁单元9的左侧的冷却水给排配管18被作为供给冷却前的冷却水的导入管使用,位于磁铁单元9的右侧的冷却水给排配管18被作为将冷却后的冷却水排水的导出管使用。
[0052]在图示的例子中,冷却水给排配管18处于4处,将背板的冷却通过两个独立的系统进行。或者,也可以使冷却水给排配管18为两处,相应地用水路来控制冷却水的流动。
[0053]顺便说一下,第I实施方式的成膜装置I在阴极体10与背板8之间具有配备在两部件之间、将两者隔离(分离)的水路板11。在该水路板11的表面上形成有流路槽13,只要将水路板11与背板8叠合,就能够在磁铁单元9与背板8分离而成的空间中形成能够流通冷却水的冷却水流路12。
[0054]接着,对作为本发明的成膜装置I的特征的冷却水流路12及水路板11进行说明。
[0055]水路板11配备在阴极体10的前侧,是将阴极体10的凹部17的开口封闭的结构,是作为凹部17的盖发挥功能的部件。水路板11的尺寸与阴极体10的外尺寸大致相同,能够将阴极体10的前表面遍及整面覆盖。在水路板11的内部,形成有使冷却水流通的冷却水流路12。
[0056]冷却水流路12为使经由阴极体10的左侧的冷却水给排配管18供给的冷却水一边在水路板11的内部贯流一边进行冷却、将冷却后的冷却水从阴极体10的右侧的冷却水给排配管18排出的结构。具体而言,该冷却水流路12从与左侧的冷却水给排配管18的连接部位以将水路板11的内部在前后方向上贯通的方式朝向前侧延伸。接着,延伸到水路板11的前表面的冷却水流路12在水路板11的前表面改变朝向,在背板8与水路板11之间的间隙中沿着左右方向延伸。最后,冷却水流路12以将水路板11的内部在前后方向上贯通的方式朝向后侧延伸,从右侧的冷却水给排配管18将冷却水向水路板11的外侧排出。
[0057]上述冷却水流路12中的沿着水路板11的前表面的部分为使冷却水沿着左右方向流通的流路槽13。该流路槽13朝向前侧开口,使冷却水直接接触在重叠于水路板11之上的背板8的表面上,能够将背板8效率良好地冷却。此外,水路板11的表面上的形成有流路槽13的范围将磁铁单元9的前表面遍及全域覆盖,能够将在与磁铁单元9对应的位置从等离子接受热量输入的靶7经由背板8冷却。
[0058]如果如上述那样在磁铁单元9与背板8之间配备水路板11、在该水路板11中设置冷却水流路12,则能够将背板8与水路板11在预先连结的状态下从阴极体10拆下。
[0059]另一方面,例如在图6A及图6B所示的以往的蒸发源102中,以将磁铁单元109的内部在前后方向上贯通的方式形成有冷却水配管112,为将经由左侧的冷却水配管112供给的冷却水向形成在中央磁铁115与外周磁铁116之间的朝向左右方向的水路引导、经由背板108将靶材107冷却的构造;在冷却中使用的冷却水经由右侧的冷却水配管112被排水。
[0060]如果想要在该蒸发源中变更磁铁单元109的尺寸,则如图6C所示,阴极体的冷却水配管112的位置与磁铁单元109的冷却水配管112的位置不再匹配,所以不再能够供给冷却水。因而,在以往的蒸发源中不能变更磁铁单元的尺寸。
[0061]但是,在第I实施方式的蒸发源2中,由于不论基材W的宽度如何都在固定的阴极体10和水路板11中形成有冷却水流路12,所以即使对应于窄幅基材的宽度将靶材7及磁铁单元9的宽度变更,也没有冷却水流路12的位置变化的情况,冷却也不会变得不充分。
[0062]例如如图3A所示,在通常基材的情况下,只要准备比通常基材的基材宽度稍宽的宽度的靶材7和磁铁单元9,就能够经由冷却水配管112使冷却水流通,夹着背板8将靶材7冷却,对于通常基材能够进行稳定的成膜。
[0063]另一方面,如图3B所示,在对宽度比通常基材窄的窄幅基材进行成膜的情况下,对应于窄幅基材的基材宽度而准备短尺寸的靶材7和磁铁单元9。即使这样,对于背板8的背面也能够经由冷却水配管12使冷却水流通。如果这样,则对于宽度与通常基材不同的窄幅基材也能够进行靶材的浪费较少的成膜。
[0064]S卩,如果对于靶材7及磁铁单元9的两者对应于窄幅基材而预先准备短尺寸的基材,则不将蒸发源2全套全部替换,而仅通过将构成蒸发源2的磁铁单元9及靶材7替换,也能够对应于基材W的尺寸变更进行没有浪费的成膜。
[0065]进而,如果在上述背板8与阴极体10之间配备水路板11,则能够与背板8 一起将水路板11从阴极体10容易地拆卸,还能够以较少的螺栓根数进行水密的密封构造。
[0066]进而,在第I实施方式的成膜装置I中,由于冷却水流路12在阴极体10与水路板11的内部贯流,所以冷却水不会接触到磁铁单元9。所以,能够提高对于水较弱的磁铁单元9的耐久性,能够持续长期间进行稳定的成膜。
[0067]接着,使用图4A?图4C对第2实施方式的成膜装置I进行说明。
[0068]如图4A?图4C所示,第2实施方式的成膜装置I其特征在于,不是在磁铁单元9的两侧的阴极体10中设置向背板8的背面供给冷却水的冷却水流路12的冷却水给排配管18,而是以将磁铁单元9的中央贯通的方式设置。
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