(57)【要約】【課題】ターゲットの冷却を効率よく行うとともに、ワーク交換のためのロードロック室等を省略し、成膜装置の小型化を図る。【解決手段】真空室１内に設けられた回転テーブル６に複数のターゲットＴおよび圧力分離用の蓋５を搭載する。ワークＷの成膜面に面した真空室１の開口部に対応するスパッタ位置に逐次ターゲットＴを移動させ、その裏面側に、冷却水流路を有するスパッタ駆動源８を押圧して、多層膜の成膜を行い、ワークＷの交換時には蓋５によって真空室１の開口部を閉じる。スパッタ駆動源８は、大気側に配設されたスパッタ駆動源移動手段によって矢印Ｒ方向へ移動し、ターゲット支持板３に押圧される。【選択図】図１
2006219687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに向かって開口する開口部を備えた真空室と、前記真空室内に１個または複数のターゲットを支持し、前記ターゲットを逐次前記開口部に対応するスパッタ位置に移動させるターゲット移動手段と、前記スパッタ位置におけるターゲットに対向するように配設されたスパッタ駆動源と、前記スパッタ駆動源を前記スパッタ位置におけるターゲットの裏面側に押圧してスパッタリングを行うためのスパッタ駆動源移動手段と、前記ターゲットとともに前記ターゲット移動手段によって支持され、前記スパッタ位置において前記真空室の前記開口部を閉じるように構成された圧力分離用の蓋と、を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記ターゲット移動手段が、ターゲットと圧力分離用の蓋とを同一平面内において円周方向に所定の間隔で支持していることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記スパッタ駆動源移動手段が、真空室の外に配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記スパッタ駆動源が、冷却水を流動させるための冷却水流路を備えていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項５】
前記スパッタ駆動源が、ターゲットの裏面側に均一に当接するためのティルト機構を備えていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項６】
前記スパッタ駆動源が、真空室と大気の圧力差によって変形自在である冷却板を有し、前記冷却板を介してターゲットの裏面側に押圧されるように構成されていることを特徴とする請求項４または５記載の成膜装置。
【請求項７】
前記冷却板の厚みｔ（ｍ）が以下の式で表わされる関係を満たすように設定されていることを特徴とする請求項６記載の成膜装置。
【数１】
2006219687.tif 000004
ここで、ｐ［Ｐａ］：冷却板に作用する圧力差
ｒ［ｍ］  ：圧力差が作用する円の半径
ｖ［ｎｏｎ］：冷却板材料のポアソン比
Ｅ［Ｐａ］：冷却板材料のヤング率
δ［ｍ］：加熱側平面の変形量
【請求項８】
前記冷却板の表面に環状の溝が形成されていることを特徴とする請求項６または７記載の成膜装置。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか１項記載の成膜装置によってワークにスパッタリング成膜を行う成膜方法であって、
真空室の開口部に対応するスパッタ位置にターゲットを逐次移動させてスパッタ駆動源を押圧し、スパッタリングを行う工程と、
スパッタ位置に圧力分離用の蓋を移動させて真空室の開口部を閉じた状態でワークの交換を行う工程と、を有することを特徴とする成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの反射防止膜等を製作するための成膜装置および成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズ等の対象物に反射防止膜等の多層膜を形成するために、多層膜の材料となるターゲットを複数枚設置した多元スパッタリング装置が用いられる。このような多元スパッタリング装置では、一般に各ターゲットにマグネトロン等を有するスパッタ駆動源が一体化された構成となっており、ターゲットの数と同じ数のスパッタ駆動源が必要となる。
【０００３】
しかし、このような構成では、複数のターゲットと各ターゲットに対応した複数のスパッタ駆動源のうち、実際に放電が生じているのは、１組だけであり、他のスパッタ駆動源は作動していない。また、スパッタ駆動源には、スパッタ時のターゲットの発熱を抑制するために冷却機能が必須であり、スパッタ駆動源がマグネットを有するマグネトロンスパッタの場合は、それぞれ冷却機能を備えた複数のマグネットが必要である。このように複雑な構造のスパッタ駆動源が複数のうち１つしか動作していないという状況はコスト的に無駄である。
【０００４】
そこで、特許文献１に開示された多元スパッタリング装置においては、個々に揺動可能に保持した複数のターゲットと、ターゲットを裏面側から押圧するための移動手段を有した各ターゲットに共用のスパッタ駆動源と、ターゲットをスパッタ駆動源上部のスパッタ位置に移動する移動手段と、を備えることで、装置を低コスト化し生産性の向上を図ることが提案されている。
【０００５】
また、スパッタリングによる成膜中にターゲットの発熱による固定部のボンディング材溶融によるターゲット脱落や、ターゲットからの輻射熱によるワークの昇温を防ぐために設けられるターゲット冷却機構として最も一般的なものは、ターゲットまたはターゲットが溶着されたターゲット支持板の裏面に直接冷却水を触れさせて冷却する機構である。これは、ターゲットを冷却するための方法としては最も冷却効率の高い方法であるが、複数枚のターゲットを有した多元スパッタリング装置では、個々のターゲットごとに冷却能力を有したスパッタ駆動源を装備するとコスト高となるため、複数のターゲットに対して冷却機構を１つで済ます方法として、前述のように、ターゲットと冷却機構を有するスパッタ駆動源を分離した構成をとり、冷却機構を有するスパッタ駆動源上に、複数のターゲットを順次移動させてスパッタをする多元スパッタリングを行う。
【０００６】
このような分離構造の場合、ターゲットと冷却機構が分離しているため、ターゲットまたはターゲットが溶着されたターゲット支持板（バッキングプレート）の裏面に直接冷却水を触れさせて冷却することはできず、ターゲット裏面またはターゲット支持板裏面と、スパッタ駆動源の表面を接触させて、間接的に冷却せざるを得ない。
【０００７】
真空雰囲気下の間接冷却については、特許文献２に開示されたように、ターゲットまたはターゲット支持板（バッキングプレート）と冷却部材の真空中での接触面積を増加させて間接冷却を効率よく行う方法が知られている。これは、ターゲットまたはターゲット支持板の裏面中央に、タップ加工により有底ネジ孔を形成し、冷却側平面に螺着されるネジによって結合・加圧することで、両者の接触面積を増加させる構成であるため、多元スパッタリング装置においては、各ターゲットに冷却機構を設けることが必要となる。
【特許文献１】特開平３−１５８４６１号公報
【特許文献２】特開２００１−２１４２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された構成は、ワーク交換を行うには、ターゲットを大気にさらすか、ゲートバルブを利用したロードロック室を設ける必要があり、それぞれ、前者の場合はターゲットの酸化が、後者の場合はスペースおよびコストの増加が問題となる。
【０００９】
加えて、スパッタ駆動源が複数のターゲットに囲まれており、スパッタ駆動源の移動手段を真空中におく必要があるため、スパッタ駆動源への冷却手段の導入が困難で、ターゲット発熱の抑制が大きな問題となる。またスパッタ時にスパッタ駆動源を直動させ、Ｏリングを常につぶした状態にするために、移動手段の直動アクチュエータを常に稼働させておく必要があった。
【００１０】
また、真空中では、対流が生じないため、伝熱は、接触部を通した熱伝導と輻射の２形態によって行われ、真空中で熱伝導による伝熱量を増やすためには、２平面間を隙間無く接触させる必要がある。従って、ターゲットとスパッタ駆動源を分離した構成の多元スパッタリング装置では、２平面の接触面積が大きくなるように平面度および表面粗さを小さくする必要があり、加工コストが高くなる。加えて、ターゲットとターゲット支持板の溶着過程で熱膨張差に起因して、両者に撓み変形が生じてしまうため、ターゲット支持板裏面である加熱側平面と冷却側平面との接触が部分的なものになってしまい冷却効率が低いという課題があった。実際に実験により、加熱側平面および冷却側平面の平面度が０．００２ｍｍの場合と０．０５ｍｍの場合で比較したところ、平面度０．０５ｍｍの場合の冷却効率は平面度０．００２ｍｍの場合の２０％であった。
【００１１】
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、成膜中のターゲットの冷却を効率よく行い、また、簡便で低コストなワーク交換を可能にすることで装置の小型化および低コスト化を促進できる成膜装置および成膜方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の成膜装置は、ワークに向かって開口する開口部を備えた真空室と、前記真空室内に１個または複数のターゲットを支持し、前記ターゲットを逐次前記開口部に対応するスパッタ位置に移動させるターゲット移動手段と、前記スパッタ位置におけるターゲットに対向するように配設されたスパッタ駆動源と、前記スパッタ駆動源を前記スパッタ位置におけるターゲットの裏面側に押圧してスパッタリングを行うためのスパッタ駆動源移動手段と、前記ターゲットとともに前記ターゲット移動手段によって支持され、前記スパッタ位置において前記真空室の前記開口部を閉じるように構成された圧力分離用の蓋と、を有することを特徴とする。
【００１３】
前記スパッタ駆動源が、真空室と大気の圧力差によって変形自在である冷却板を有し、前記冷却板を介してターゲットの裏面側に押圧されるように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
ターゲットの発熱を効率的に抑制でき、かつ、複数のターゲットに対するスパッタ駆動源の共有化が可能となるため、装置の低コスト化を促進することができる。また、ワーク交換時にターゲットを大気にさらすことなくワークを交換できるため、ロードロック室やゲートバルブを省略することができる。これによって、さらなる装置の低コスト化および小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に示すように、真空室１の開口部にワーク室２内のワークＷを搬送する搬送手段と、それぞれターゲットＴを保持した１つまたは複数のターゲット支持板３と、真空室１の開口部を密封するためのシール手段４を有する圧力分離用の蓋５と、ターゲット支持板３および蓋５を周方向に等間隔でそれぞれ揺動自在に支持する回転テーブル６と、回転テーブル６の回転軸６ａを回転駆動するターゲット移動手段である図示しないモータと、ベローズ７を介して大気側に配設されたスパッタ駆動源移動手段である直動アクチュエータによって矢印Ｒで示す方向に往復駆動されるスパッタ駆動源８を有し、スパッタ駆動源８は、ターゲット支持板３または蓋５の裏面側から前記揺動方向に押圧し、真空室１の前記開口部に当接する。
【００１６】
回転テーブル６は、各ターゲット支持板３および蓋５を前記開口部に対応するスパッタ位置に移動させるもので、複数のターゲット支持板３によってそれぞれターゲットＴを支持し、スパッタ駆動源８の上部に順次移動させる。スパッタ駆動源８はターゲットＴの裏面側に押圧され、ワークＷの成膜面にスパッタリングによる成膜を行う。ワークＷの交換時には、真空室１の開口部を閉じる蓋５をスパッタ位置へ移動させ、蓋５をスパッタ駆動源８で押し上げて、シール手段４を真空室１の開口部に押し付けることで、スパッタ駆動源８およびターゲットＴが配設された真空室１内の空間とワークＷがおかれた空間を分離して、別々に圧力制御することを可能とする。
【００１７】
このように、ワーク交換時にはワーク室２とターゲットＴの置かれた真空室１を圧力分離することで、ターゲットＴを真空中に保ったままワーク室２を大気開放してワークＷを交換することが可能となるため、ロードロック室やゲートバルブを設置する必要がない。これによって装置を小型化し、装置コストを大幅に低減できる。
【００１８】
また、ターゲット支持板３と蓋５が回転テーブル６上の同一平面に円周配置されているため、回転テーブル６を回転駆動することで順次スパッタ位置にターゲットＴまたは蓋５を位置合わせすることができる。
【００１９】
さらに、ベローズ７を介して真空室１の外からスパッタ駆動源８を移動するスパッタ駆動源移動手段を備えることで、スパッタ駆動源８をターゲットＴまたは圧力分離用の蓋５に押し付ける際には大気圧による力を利用することができ、直動アクチュエータによる力を外部から加える必要がないという利点もある。
【００２０】
スパッタ駆動源には冷却機構を設けて、スパッタ駆動源の表面とターゲット裏面側を接触させることでターゲットを冷却し、ターゲットの昇温を抑制する。加えて、スパッタ駆動源にティルト機構を設けることで、ターゲットの傾き等に倣ってスパッタ駆動源が傾くことができるように構成すれば、成膜中の冷却を効率よく行うことが可能となる。
【実施例１】
【００２１】
図１ないし図８は実施例１を示すもので、回転テーブル６にターゲットＴが３種類と圧力分離用の蓋５が載置されている。スパッタ時には、図１に示すように各ターゲットＴをスパッタ駆動源８の上部に順次回転位置合わせし、位置合わせ後にスパッタ駆動源８を矢印Ｒ方向に直動し、図２に示すようにターゲットＴを支持しているターゲット支持板３の裏面にスパッタ駆動源８を接触させることで、スパッタ駆動源８からターゲットＴに通電して、ワーク室２内のワークＷの成膜面にスパッタリング成膜を行い、この間、接触を介してターゲットＴの冷却も同時に行うことができる。ターゲット支持板３および蓋５は、それぞれ、回転テーブル６に板ばね６ｂを介して揺動自在に支持されており、また、スパッタ駆動源８はティルト機構を有しているため、ターゲット支持板３や蓋５とスパッタ駆動源８の接触面はかじることなく全面が接触する。
【００２２】
ワーク交換のためにワーク室２を真空室１から圧力分離する時には、図３に示すように、圧力分離用の蓋５をスパッタ駆動源８の上部に回転位置合わせし、位置合わせ後にスパッタ駆動源８を直動し、スパッタ駆動源８を圧力分離用の蓋５の裏面に押圧し、シール手段４であるＯリングを介して蓋５を真空室１の開口部のフランジに押し付けることで圧力分離を行う。圧力分離後、大気圧としたワーク室２内でワークＷの交換を行う。このような圧力分離方法によれば、従来から必要であったロードロック室やゲートバルブを省略し、装置の小型化および低コスト化を図ることできる。
【００２３】
なお、ターゲットＴは３種類に限らず、１種類でも複数種類でもよい。本実施例ではスパッタ駆動源８にマグネトロンユニットを用いているがその他の構成でもかまわない。また、スパッタ駆動源８の直動シールにベローズ７を用いているがОリングなどの方法でもかまわない。
【００２４】
スパッタ駆動源８の直動シールにベローズ７を用いた場合は、ベローズ７内は大気となるため、スパッタ駆動源８にはターゲットＴまたは圧力分離用の蓋５を押す方向に常時圧力がかかる。従って、図１に示すように、回転テーブル６を回転させスパッタ駆動源８にターゲットＴを位置合わせするときは、スパッタ駆動源８にはターゲット支持板３からスパッタ駆動源８を引き離す方向に直動力を作用させる必要がある。
【００２５】
図２に示すスパッタ時には、スパッタ駆動源８がターゲット支持板３に押し付けられて接触した状態となるが、ベローズ７内は大気であるため、スパッタ駆動源８をターゲット支持板３に接触させる方向に大気圧が作用し、スパッタ駆動源８を直動させるために特別に駆動力を与える必要はない。このようにスパッタ駆動源８の直動シールにベローズ７を用いた構造とすると、回転テーブル６の回転時および圧力分離時にワーク室２を大気開放したときにのみ、スパッタ駆動源８に直動力を与えればよい。この時の所要力は、スパッタ駆動源８にかかる大気圧に対向してスパッタ駆動源８を引き戻す力または圧力分離のためにシール手段４を構成するＯリングをつぶす力のどちらか大きい方の力となる。
【００２６】
これに対して、スパッタ駆動源８を直動させるスパッタ駆動源移動手段を真空室１内に配置した場合には、必要な駆動力として、圧力分離のために大気圧となるワーク室２からの逆圧をキャンセルする力と、圧力分離用の蓋５の表面のＯリングをつぶすための力の合力が必要となる。
【００２７】
本実施例のようにスパッタ駆動源８の移動を真空室１の外から行うことで、スパッタ駆動源８の移動に必要な力をスパッタ駆動源８を直動させるスパッタ駆動源移動手段が真空室１内にある場合の半分ほどに低減できる。これによって装置コストをより一層低減できる。
【００２８】
図４に示すようにワーク室２を省略し、低コスト化を図るために、ワークＷの着脱を一体的に行うドアプレート１２を設けてもよい。真空室１とドアプレート１２の境目には図示しないＯリングなどが設けられる。このような構造にすることで、真空引きするスペースが減少し、ポンプの排気速度も小さいもので済むため、装置の小型化と低コスト化のうえでより一層有利となる。
【００２９】
図５および図６は、ターゲット支持板３およびスパッタ駆動源８の詳細な構成と動作を示すもので、図５はスパッタ前のターゲットＴの位置合わせ時、図６はスパッタ時の状態を示す。スパッタ駆動源８は、磁石８ａ、８ｂ、ヨーク８ｃ、アースシールド８ｄ等を有するマグネトロンユニットを備え、該マグネトロンユニットには冷却水流路９が設けられている。スパッタ時には図６に示すように、スパッタ駆動源８をターゲット支持板３に接触させることで、配管９ａ、９ｂによって冷却水流路９内に供給、還流される冷却水による冷却を行い、ターゲットＴの昇温を抑制する。
【００３０】
ターゲット支持板３との接触面の片当たりを防ぐために、前述のようにスパッタ駆動源８にはティルト機構がついており、ターゲット支持板３は板ばね６ｂにより弾性的に回転テーブル６に保持されている。また、スパッタするための通電時に真空中での放電を防ぐために、アースシールド３ａ、３ｂがターゲット支持板３のワーク側の表面以外を覆う構造となっている。
【００３１】
図７は、図６のＡ−Ａ線に沿ったスパッタ駆動源８のマグネトロンユニットの断面を示すもので、ターゲットＴの表面へ漏洩磁界を形成するために、マグネトロンユニットの中央部と外周部に、それぞれ中央部磁石８ａと外周部磁石８ｂが配設され、これらは互いに反対の極が上になるように配置される。なお、外周部磁石８ｂは図７では円柱磁石を環状に配置しているが、円環の一体型磁石でもかまわない。漏洩磁界の影響で、電子はターゲットＴの表面近傍をトロイダル曲線を描きながら、磁界中を周回、これにより電子軌道に沿って強いプラズマが発生し、この部分が集中的にスパッタされる。スパッタによる発熱を効率的に抑えるために、配管９ａ、９ｂによって供給、還流される冷却水を流動させる冷却水流路９を、スパッタの集中がおこる中央部磁石８ａと外周部磁石８ｂの間に配設している。
【００３２】
図８は、ターゲット支持板３を回転テーブル６に揺動自在に結合する板ばね６ｂを拡大して示すもので、板バネ６ｂはスパッタ駆動源８をターゲット支持板３に押圧したときに変形し、ターゲット支持板３とスパッタ駆動源８のアースシールド３ｂ、８ｄの繋ぎ目での放電防止は、アースシールド３ｂ、８ｄをターゲット支持板３とスパッタ駆動源８の接触時に交差させるように配置することで防止する。
【実施例２】
【００３３】
図９ないし図１２は実施例２を示すもので、本実施例は、実施例１と同様のターゲット・スパッタ駆動源分離型の多元スパッタリング装置において、スパッタ駆動源８の表面を円形の冷却板１０によって覆い、マグネトロン上面に環状の凹所として形成された冷却水流路９を冷却板１０により封止する構成となっている。この冷却板１０は、図１０に示す厚みｔ（ｍ）に関して以下の式を満たすものである。
【００３４】
【数２】
2006219687.tif 000003
ここで、ｐ［Ｐａ］：冷却板に作用する圧力差
ｒ［ｍ］  ：圧力差が作用する円の半径
ｖ［ｎｏｎ］：冷却板材料のポアソン比
Ｅ［Ｐａ］：冷却板材料のヤング率
δ［ｍ］：加熱側平面の変形量
【００３５】
冷却板１０の図示上方が真空側、図示下方が大気側であり、その圧力差により冷却板１０は真空側に押されて変形を起す。加熱側平面であるターゲット支持板３の裏面には、ターゲットＴとターゲット支持板３をボンディングする際の熱膨張差に起因した変形が生じていることが多く、変形による接触面積低減のためターゲットＴの冷却効率に悪影響を与えていた。このような熱膨張差に起因した変形の場合、ターゲット支持板３の裏面中央部が最大変形部となったうねりの少ない変形形状となることが多い。そのためターゲット支持板３の裏面中央部の最大変形量を加熱側平面の変形量δとして、前記計算式に基づいた冷却板１０の形状とすることで、冷却板１０はターゲット支持板３の裏面の変形形状に倣い、加熱側平面と冷却側平面の接触面積を稼ぎ、冷却効率を高めることができる。冷却効率をさらに高めたい場合には、板強度が耐えられる範囲内でδの値をターゲット支持板３の裏面中央部の最大変形量の数倍に設定すればよい。
【００３６】
スパッタ時には、図１に示すように複数のターゲットＴをスパッタ駆動源８の上部に順次回転位置合わせし、位置合わせ後にスパッタ駆動源８を直動し、図２に示すように、スパッタ駆動源８とターゲットＴを固定しているターゲット支持板３を接触させることでスパッタ駆動源８からターゲットＴに通電しスパッタを行う。このとき、冷却水流路９を流動する冷却水によってスパッタ駆動源８を冷却し、冷却板１０との接触を介してターゲットＴの冷却も同時に行う。ターゲットＴおよびターゲット支持板３は回転テーブル６に板ばね６ｂを介して固定されており、また、スパッタ駆動源８はティルト可能な機構を有しているため、ターゲット支持板３とスパッタ駆動源８の接触面はかじることなく接触する。
【００３７】
また、ワーク交換のための圧力分離時には、図３に示すように、圧力分離用の蓋５をスパッタ駆動源８の上部に回転位置合わせし、位置合わせ後にスパッタ駆動源８を直動し、スパッタ駆動源８と圧力分離用の蓋５を接触させ、さらにシール手段４を介して圧力分離用の蓋５を開口部のフランジに押し付けることで圧力分離を行う。
【００３８】
ターゲットＴは３種類に限らず、１種類でも複数種類でもよい。本実施例ではスパッタ駆動源８にマグネトロンユニットを用いているがその他の方法でもかまわない。また、スパッタ駆動源８の直動シールにベローズ７を用いているが、Оリングなどの方法でもかまわない。
【００３９】
スパッタ駆動源８の直動シールにベローズ７を用いた場合、ベローズ７内は大気となるため、真空室１内のスパッタ駆動源８にはターゲットＴまたは圧力分離用の蓋５を押す方向に圧力がかかる。回転テーブル６を回転させスパッタ駆動源８にターゲットＴを位置合わせするときは、スパッタ駆動源８にはターゲット支持板３からスパッタ駆動源８を引き離す方向に直動力を作用させる必要がある。スパッタ時には、スパッタ駆動源８がターゲット支持板３に押し付けられて接触し、ベローズ７内は大気であるため、スパッタ駆動源８をターゲット支持板３に接触させる方向に大気圧が作用するため、スパッタ駆動源８を直動させるために特別に駆動力を与える必要はない。
【００４０】
このようにスパッタ駆動源３の直動シールにベローズ７を用いた構造とすると、テーブル６の回転時および圧力分離時にワーク室２を大気開放したときのみスパッタ駆動源８に直動力を与えればよい。所要力はスパッタ駆動源８にかかる大気圧に対向してスパッタ駆動源８を引き戻す力または圧力分離のためにＯリングのシール手段４をつぶす力のどちらか大きい方の力となる。
【００４１】
これに対して、スパッタ駆動源８を移動させるスパッタ駆動源移動手段を真空室１の内部に配置した場合には、必要な駆動力として、圧力分離のために大気圧となるワーク室２からの逆圧をキャンセルする力と圧力分離用の蓋５の表面のＯリングをつぶすための力の合力が必要となる。
【００４２】
これに比べて、本実施例のようにスパッタ駆動源８の移動を真空室１の外から行うことで、スパッタ駆動源８の移動に必要な駆動力を、スパッタ駆動源の移動機構が真空室内にある場合の半分ほどに低減でき、装置の低コスト化を図ることができる。
【００４３】
本実施例の真空内冷却機構は、冷却板１０を挟んで上部が真空側、下部が大気側であり、冷却板１０の厚みｔを前述の計算式により与えることで、冷却板１０をターゲット支持板３に倣わせることができる。すなわち、冷却水が環状の冷却水流路９を流れており、この冷却水による水圧を利用して、冷却板１０をさらに撓ませることで、接触面積の増加を図ることができる。
【００４４】
スパッタ駆動源に冷却板を設けることなく、冷却水流路はスパッタ駆動源に掘り込むことで形成された場合は、冷却面となるスパッタ駆動源の上面は平面度、表面粗さともになるべく小さくなるように加工され、真空と大気圧の圧力差による変形が生じにくい構造であるため、ターゲット支持板の裏面が平面度、表面粗さともに良好であれば、接触面積も大きくなり、高い冷却効率が得られるが、ターゲット支持板が撓んでいた場合は、接触面積は小さくなり、冷却効率を向上させるのが難しい。
【００４５】
図１１および図１２は、冷却板１０に同心円状の溝１０ａを形成したものである。このような溝１０ａを設けることで、冷却板１０の強度を保ちつつ、板厚の薄い部分をつくることができるため、冷却板１０の撓み性が向上し、冷却側平面と加熱側平面の面同士が互いに倣いやすくすることができる。また冷却側平面と加熱側平面の間へのゴミ混入の影響を低減することができ、必要な冷却性能を安定して得ることが可能となる。
【００４６】
本実施例によれば、真空中で加熱された物体を、加熱物体平面部と分離独立し冷却された物体平面に接触させることで、加熱物体を冷却する冷却機構において、大気圧と真空の圧力差を利用することで、冷却側平面を加熱側平面に撓ませ、加熱側平面に倣わせることで接触面積を増やし、加熱物体を効率よく冷却することができる。すなわち、真空室内外の圧力差を利用して、冷却側平面を撓ます力を得ており、安定した力を安価に与えることが可能である。また、冷却側平面を
冷却水により加圧することで加熱側平面との接触面積を増やし、加熱物体を冷却することができる。
【００４７】
前述の計算式を用いて冷却側の板厚を定めることで、冷却側平面を加熱側平面の変形量以上に撓み変形するように設定できる。その結果、冷却側平面が平らであった場合において、加熱側平面との間に生じたであろう隙間を冷却側平面の変形により吸収することができ、冷却効率を高めることができる。
【００４８】
上記の圧力差および水圧に加えて、スパッタ駆動源を移動する直動アクチュエータによる加圧力を利用することで、冷却側平面と加熱側平面の接触面積をさらに増加させることができる。
【００４９】
また、冷却側平面に同心円状の溝を入れることで、溝を入れなかった場合の強度を保ちつつ、板厚の薄い部分をつくることができるため、撓み性が向上し、冷却側平面と加熱側平面の面同士が互いにならいやすくなるとともに、加熱側平面と冷却側平面間へのゴミ挟み込みによる接触面積低減の影響を小さくすることができる。例えば加熱側平面がうねっていた場合やゴミが混入した場合に、冷却側平面に溝がないとうねりの頂上部分またはゴミ部分でのみしか接触しないことが考えられるが、冷却側平面に溝を入れて局所的に変形しやすくすることで、加熱側平面の大変形およびうねりに対する追従性が高まり、溝間の陸部で確実に両平面を接触させることができる。例えば、冷却対象の接触部分について、実際の品物に比べて高い平面度の出ている面同士を接触させたときの冷却効率を実験的に同定しておき、実際に必要な冷却効率との差の分だけ溝を入れて、陸部分の接触の確実性を高めることで、溝を入れなかった場合に比べて必要な冷却効率を確実に得ることが可能となる。
【００５０】
加熱側平面または冷却側平面のいずれかにグラファイトシートを固定してもよい。一般に、スパッタリング装置において、ターゲットを溶着したターゲット支持板や冷却機構を有するスパッタ駆動源を形成する材料は、冷却効率を高めるという観点から、熱伝導率の良好な銅を材質としている。銅に比べて硬度の低いグラファイトシートを加熱側平面と冷却側平面の間に挟み込むことで、両平面の微小なうねりをグラファイトシートに吸収させて、冷却効率を高めることができる。大きなうねり要素は冷却板の撓み変形を利用して吸収し、そこで吸収しきれない微小なうねり要素をグラファイトシートの挟み込みによって吸収することで、冷却効率をより高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１による成膜装置を示すもので、（ａ）はその模式断面図、（ｂ）は（ａ）の回転テーブルのみを示す平面図である。
【図２】図１の装置をスパッタ時の状態で示す図である。
【図３】図１の装置を圧力分離時の状態で示す図である。
【図４】実施例１の一変形例を示す図である。
【図５】ターゲット支持板およびスパッタ駆動源の構成を示す断面図である。
【図６】図５の装置をスパッタ時の状態で示す断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。
【図８】板ばねの変形状態を拡大して示す説明図である。
【図９】実施例２を示すもので、（ａ）はターゲット支持板とスパッタ駆動源のみを示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。
【図１０】図９のスパッタ駆動源の構成を示す断面図である。
【図１１】実施例２の一変形例を示す断面図である。
【図１２】図１１の冷却板を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    真空室
２    ワーク室
３    ターゲット支持板
４    シール手段
５    蓋
６    回転テーブル
７    ベローズ
８    スパッタ駆動源
９    冷却水流路
１０    冷却板
１２    ドアプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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