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JP2011046990A - Voltage-applying device and substrate-treating apparatus - Google Patents

Voltage-applying device and substrate-treating apparatus Download PDF

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JP2011046990A
JP2011046990A JP2009195110A JP2009195110A JP2011046990A JP 2011046990 A JP2011046990 A JP 2011046990A JP 2009195110 A JP2009195110 A JP 2009195110A JP 2009195110 A JP2009195110 A JP 2009195110A JP 2011046990 A JP2011046990 A JP 2011046990A
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JP
Japan
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substrate
power supply
substrate holder
diaphragm
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009195110A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Majima
和之 馬島
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Canon Anelva Corp
Original Assignee
Canon Anelva Corp
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Publication date
Application filed by Canon Anelva Corp filed Critical Canon Anelva Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage-applying device which has an improved efficiency of voltage application to a substrate holder and can be stably used for a long period of time. <P>SOLUTION: The voltage-applying device includes: a vacuum treatment chamber; the substrate holder 20 provided in the vacuum treatment chamber; a power-feeding member 13 for applying voltage to the substrate holder; a diaphragm type power-feeding part 22 provided at a tip of the power-feeding member; and a movable mechanism 18 which is provided outside the vacuum treatment chamber and moves the power-feeding member so as to bring the diaphragm type power-feeding part into contact with the substrate holder or detach the part from the holder. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電圧印加装置に関し、特に搬送可能な基板ホルダに対して、電力を供給する電圧印加装置を用いた基板処理装置に関するものである。   The present invention relates to a voltage application apparatus, and more particularly to a substrate processing apparatus using a voltage application apparatus that supplies power to a transportable substrate holder.

従来、例えば磁気記録媒体の製造においては、アルミニウムの合金基板上にNiPメッキ層による下地層膜を設け、この下地層膜の上にCr下地層及びCo合金層による磁性層膜を夫々スパッタリング法により設け、更にこの磁性層膜の上にカーボンスパッタ膜等による保護層膜を設けるようにしている。磁性膜のスパッタリングにおいては、基板にバイアスを印加して保持力、耐食性等を向上することが行われている。 Conventionally, for example, in the manufacture of a magnetic recording medium, a base layer film made of a NiP plating layer is provided on an aluminum alloy substrate, and a magnetic layer film made of a Cr base layer and a Co alloy layer is formed on the base layer film by sputtering. Further, a protective layer film such as a carbon sputtered film is provided on the magnetic layer film. In sputtering of a magnetic film, a bias is applied to a substrate to improve holding power, corrosion resistance, and the like.

また、アルミニウム合金基板の代わりにガラスその他の絶縁材製の基板を用いた磁気記録媒体も知られている。絶縁材製の基板を用いた磁気記録媒体の製造では、前記下地層膜の形成も、スパッタリング法で行っており、まず、基板を真空処理室内に導入して、約5×10−6Torr以下の圧力に排気した後、Arガスを導入して約2×10−5Torrの圧力に調整して、DCマグネトロンスパッタ法により、下地層として金属膜(例えばNiP、Cr等)を成膜し、その後基板を加熱してからCr膜およびCo合金膜による磁性層膜並びに保護層膜の製膜を順次成膜するようにしている。磁性層膜の成膜中には、約300Vの負電圧によるバイアス印加が行われる。 A magnetic recording medium using a substrate made of glass or other insulating material instead of an aluminum alloy substrate is also known. In the manufacture of a magnetic recording medium using a substrate made of an insulating material, the underlayer film is also formed by a sputtering method. First, the substrate is introduced into a vacuum processing chamber, and about 5 × 10 −6 Torr or less. After evacuating to the pressure of Ar, introducing Ar gas and adjusting the pressure to about 2 × 10 −5 Torr, a DC magnetron sputtering method is used to form a metal film (eg, NiP, Cr, etc.) as an underlayer, Thereafter, the substrate is heated, and then a magnetic layer film and a protective layer film made of a Cr film and a Co alloy film are sequentially formed. During the formation of the magnetic layer film, bias application with a negative voltage of about 300 V is performed.

インライン装置基板処理装置では、基板を搭載したホルダが真空処理室間を搬送路に沿って移動し、各真空処理室にて各種処理される為、ホルダに高圧を印加する為の給電部材は、給電時にはホルダに接触し、ホルダ移動時には非接触になるように可動できるようになっており、且つ給電部材には、弾性を有する部材として板バネを使用している。   In the inline apparatus substrate processing apparatus, the holder on which the substrate is mounted moves along the transfer path between the vacuum processing chambers and is subjected to various processes in each vacuum processing chamber. A plate spring is used as an elastic member for the power supply member so that it can be moved so as to be in contact with the holder during power supply and non-contact when the holder is moved.

特許文献1には、搬送機構によって移送可能な基板ホルダーに、スパッタリング中、バイアス印加電源を介して、バイアス電源を与える旨が記載されている。
特許文献2には、非導電性の基板に磁性層を成膜する際に、基板を負の電荷に帯電させておくために、基板に磁性層等の各種層を成膜する際に前記基板を保持する磁気記録媒体製造用の基板ホルダにおいて、3点以上の支持体で前記基板を垂直に支える保持部と、前記基板が保持されるべき領域の下側に設けられ、下端部に作用する上方向の力により上方の端に取りつけられたバイアス電圧印加用端子を前記基板の下側の端面に接触させる動作をし、下端部と前記バイアス電圧印加用端子とが電気的に接続された導電性可動部と、を有することを特徴とする基板ホルダが開示されている。
Patent Document 1 describes that a bias power source is applied to a substrate holder that can be transferred by a transport mechanism via a bias application power source during sputtering.
In Patent Document 2, when a magnetic layer is formed on a non-conductive substrate, the substrate is charged with various layers such as a magnetic layer so that the substrate is charged with a negative charge. In a substrate holder for manufacturing a magnetic recording medium that holds the substrate, a holding portion that vertically supports the substrate with three or more supports, and a lower portion that is provided below the region where the substrate is to be held Conducting operation in which a bias voltage application terminal attached to an upper end by an upward force is brought into contact with the lower end surface of the substrate, and a lower end portion and the bias voltage application terminal are electrically connected. A substrate holder characterized by having a movable part.

特開平5−334648号公報JP-A-5-334648 特開平9−7174号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-7174

従来技術では、バイアス印加の給電部構造として、板バネを基板ホルダに接触させていたが、板バネも基板ホルダも板状なので、しっかり押し付けたとしても、微視的には板バネの接触させている面積に対して、変形や偏りなどで実際に接触している部分少なくなり、電圧の印加効率が悪い。最悪の場合には、微小なギャップが出来て、そこでアーク放電して板バネが溶ける等の問題も発生する恐れがあった。   In the prior art, the plate spring is brought into contact with the substrate holder as the structure for feeding the bias application, but both the plate spring and the substrate holder are plate-like, so even if they are pressed firmly, the plate spring is contacted microscopically. The actual contact area is reduced due to deformation or bias with respect to the area, and the voltage application efficiency is poor. In the worst case, a minute gap is formed, and there is a possibility that problems such as arc discharge and melting of the leaf spring may occur.

従来技術では板バネと基板ホルダーとの接触をなるべく均等にする為に、設置位置等の調整を行う必要があり、また板バネがホルダに平行に接触するように板バネの変形量に合わせてストローク量も調整が必要となる。その為板バネの繰り返し荷重寿命まで使用した場合等、板バネの交換作業が必要となる。この交換作業に時間が掛かることで、装置のダウンタイムに影響し生産性が低下するという問題があった。   In the prior art, in order to make the contact between the leaf spring and the substrate holder as uniform as possible, it is necessary to adjust the installation position, etc., and also according to the deformation amount of the leaf spring so that the leaf spring contacts the holder in parallel. The stroke amount also needs to be adjusted. Therefore, it is necessary to replace the leaf spring when it is used up to the repeated load life of the leaf spring. Since this replacement work takes time, there is a problem that the downtime of the apparatus is affected and productivity is lowered.

本発明の目的は、電圧の印加効率を向上するとともに、長時間に渡って安定的に使用可能で、調整等に必要な装置のダウンタイムを低減することができる電圧印加装置および基板処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a voltage application device and a substrate processing apparatus that can improve the voltage application efficiency, can be used stably over a long period of time, and can reduce downtime of an apparatus necessary for adjustment and the like. It is to provide.

本発明に係る電圧印加装置は、真空処理チャンバーと、前記真空処理チャンバ内に設けられた基板ホルダーと前記基板ホルダに電圧を印加するための給電部材と、前記給電部材の先端部に設けられた、ダイヤフラム式給電部と、前記真空処理チャンバーの外部に設けられ、かつ前記給電部材を可動して、前記ダイヤフラム式給電部を前記基板ホルダに接触又は非接触させる可動機構と、を備えることを特徴とする。 A voltage application apparatus according to the present invention is provided in a vacuum processing chamber, a substrate holder provided in the vacuum processing chamber, a power supply member for applying a voltage to the substrate holder, and a tip portion of the power supply member A diaphragm-type power supply unit; and a movable mechanism that is provided outside the vacuum processing chamber and moves the power-feeding member so that the diaphragm-type power supply unit contacts or does not contact the substrate holder. And

本発明によれば、ダイヤフラムが基板ホルダに変形して接触するので、接触面積が増えることで、基板ホルダへの電圧印加効率を向上できる。また、接触不良による給電部の交換頻度が減り、長期に渡って安定的に使用することができる。さらに、設置位置等をシビアに調整する必要が無くなるため、装置ダウンタイムが短縮でき、装置の生産性を向上させることができる。   According to the present invention, since the diaphragm deforms and contacts the substrate holder, the voltage application efficiency to the substrate holder can be improved by increasing the contact area. In addition, the frequency of replacing the power supply unit due to poor contact is reduced, and the power supply unit can be used stably for a long period of time. Furthermore, since it is not necessary to adjust the installation position or the like severely, the apparatus downtime can be shortened and the productivity of the apparatus can be improved.

本発明に係る薄膜形成装置の一実施形態を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing one embodiment of a thin film formation device concerning the present invention. 本発明に係る基板処理装置の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the substrate processing apparatus which concerns on this invention. 図2の基板ホルダ20付近を詳細に示す構成図である。It is a block diagram which shows the board | substrate holder 20 vicinity of FIG. 2 in detail. 本発明の他の実施形態に係るダイヤフラム式給電部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the diaphragm type electric power feeding part which concerns on other embodiment of this invention.

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態では、本発明を磁気記録ディスクを製造する装置に適用した場合の例について説明する。     Next, the best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiment, an example in which the present invention is applied to an apparatus for manufacturing a magnetic recording disk will be described.

図1は本発明に係る薄膜形成装置の一実施形態の構成を示す平面図である。本実施形態の装置は、インライン式の装置である。インライン式とは、複数のチャンバが一列に縦設され、それらのチャンバを経由して基板9の搬送路が設定されている装置の総称である。本実施形態では、複数のチャンバ1,80,81,82,83,84,85,87,88,89,800が方形の輪郭に沿って縦設されており、これに沿って方形の搬送路が設定されている。これら複数のチャンバは真空連結されている。   FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an embodiment of a thin film forming apparatus according to the present invention. The apparatus of this embodiment is an inline type apparatus. The in-line type is a general term for apparatuses in which a plurality of chambers are vertically arranged in a line, and a transport path for the substrate 9 is set via the chambers. In the present embodiment, a plurality of chambers 1, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 87, 88, 89, 800 are provided vertically along a rectangular outline, and a rectangular conveyance path is formed along this. Is set. The plurality of chambers are connected by vacuum.

各チャンバ1,80,81,82,83,84,85,87,88,89,800は、専用又は兼用の排気系によって排気される真空チャンバである。各チャンバ1,80,81,82,83,84,85,87,88,89,800の境界部分には、ゲートバルブ10が設けられている。基板9はキャリア2に搭載され、図1中の不図示の搬送機構によって搬送路に沿って搬送される。   Each of the chambers 1, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 87, 88, 89, and 800 is a vacuum chamber that is evacuated by a dedicated or dual-purpose exhaust system. A gate valve 10 is provided at the boundary between the chambers 1, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 87, 88, 89, and 800. The substrate 9 is mounted on the carrier 2 and is transported along the transport path by a transport mechanism (not shown) in FIG.

複数のチャンバ1,80,81,82,83,84,85,87,88,89,800のうち、方形の一辺に隣接して配置されたチャンバ81が、キャリア2への基板9の搭載を行うロードロックチャンバである。82がキャリア2からの基板9の回収を行うアンロードロックチャンバである。   Of the plurality of chambers 1, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 87, 88, 89, 800, the chamber 81 arranged adjacent to one side of the square mounts the substrate 9 on the carrier 2. The load lock chamber to perform. An unload lock chamber 82 collects the substrate 9 from the carrier 2.

また、方形の他の三辺に配置されたチャンバ1,80,83,84,85,88,89,800は、各種処理を行う処理チャンバである。具体的には、83は薄膜の作製前に基板9を予め加熱するプリヒートチャンバ、1は異方性付与層を作製する異方性付与層形成チャンバである。   The chambers 1, 80, 83, 84, 85, 88, 89, and 800 arranged on the other three sides of the square are processing chambers for performing various processes. Specifically, 83 is a preheating chamber for preheating the substrate 9 before the thin film is formed, and 1 is an anisotropy layer forming chamber for preparing the anisotropy layer.

84は異方性付与層の上に下地層を作製する下地層形成チャンバ、88は下地層上に中間層を形成する中間層形成チャンバ、80は中間層の上に磁気記録層を形成する磁気記録層形成チャンバである。   84 is an underlayer forming chamber for forming an underlayer on the anisotropy imparting layer, 88 is an intermediate layer forming chamber for forming an intermediate layer on the underlayer, and 80 is a magnetic for forming a magnetic recording layer on the intermediate layer. It is a recording layer forming chamber.

更に、85は磁気記録層の上に保護層を作製する保護層形成チャンバ、800はエッチングチャンバである。また、方形の角の部分のチャンバ87は基板9の搬送方向を90度転換する方向転換機構を備えた方向転換チャンバ87である。処理チャンバ89は予備のものである。   Reference numeral 85 denotes a protective layer forming chamber for forming a protective layer on the magnetic recording layer, and 800 denotes an etching chamber. The square corner chamber 87 is a direction changing chamber 87 provided with a direction changing mechanism for changing the transport direction of the substrate 9 by 90 degrees. The processing chamber 89 is a spare.

キャリア2は、基板9の周縁を数カ所で接触保持して基板9を保持するものである。搬送機構は、磁気結合方式により動力を真空側に導入してキャリア2を移動させる。キャリア2は搬送ラインに沿って並べられた多数の従動ローラに支持されながら移動する。このようなキャリア2及び搬送機構の構成としては、例えば、特開平8−274142号公報に開示された構成を採用することができる。   The carrier 2 holds the substrate 9 by holding the periphery of the substrate 9 in contact with several places. The transport mechanism moves the carrier 2 by introducing power to the vacuum side by a magnetic coupling method. The carrier 2 moves while being supported by a number of driven rollers arranged along the transport line. As the configuration of the carrier 2 and the transport mechanism, for example, the configuration disclosed in JP-A-8-274142 can be employed.

図2は磁気記録層形成チャンバ80の側面断面図を示す。本実施形態では磁気記録層形成チャンバ80を基板処理装置として説明するが、本発明は基板に成膜する場合にバイアス印加が必要になる他の真空チャンバにも使用することが可能である。なお、図2では図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。磁気記録層形成チャンバ80は、磁気記録層をスパッタリングするものである。図2(A)は基板ホルダ20にダイヤフラム式給電部22を接触させた状態を示し、図2(B)は基板ホルダ20からダイヤフラム式給電部22を離した状態を示す。   FIG. 2 is a side sectional view of the magnetic recording layer forming chamber 80. In the present embodiment, the magnetic recording layer forming chamber 80 is described as a substrate processing apparatus, but the present invention can also be used in other vacuum chambers that require bias application when forming a film on a substrate. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. The magnetic recording layer forming chamber 80 is for sputtering the magnetic recording layer. FIG. 2A shows a state in which the diaphragm power supply unit 22 is in contact with the substrate holder 20, and FIG. 2B shows a state in which the diaphragm power supply unit 22 is separated from the substrate holder 20.

具体的には、磁気記録層形成チャンバ80は、内部を排気する排気系11と、内部にプロセスガスを導入するガス導入系12と、基板9の両面に対して対向して設けられ一対のたスパッタリングカソード100とを備えている。また、基板9を保持するための金属製等の導電性を有する基板ホルダ20を備えている。基板ホルダ10の材質としては、A5052等のアルミニウム合金製であり、その表面は、スパッタリング等による付着膜が剥離しゴミが発生することを防止するために、ブラスト加工が施されている。
また、基板ホルダ10に電圧を印加するための電圧印加装置として、真空処理チャンバー80と、真空処理チャンバ80内に設けられた基板ホルダー20と、基板ホルダ20に電圧を印加するための給電部材13と、給電部材13の先端部に設けられた、ダイヤフラム式給電部22と、真空処理チャンバー80の外部に設けられ、かつ給電部材13を可動して、ダイヤフラム式給電部22を基板ホルダ20に接触又は非接触させる可動機構18と、を備える。
Specifically, the magnetic recording layer forming chamber 80 is provided with a pair of tanks that are opposed to both surfaces of the substrate 9 and an exhaust system 11 that exhausts the inside, a gas introduction system 12 that introduces a process gas into the interior, A sputtering cathode 100. Moreover, the board | substrate holder 20 which has the electroconductivity of metal etc. for hold | maintaining the board | substrate 9 is provided. The material of the substrate holder 10 is made of an aluminum alloy such as A5052, and the surface thereof is subjected to blasting in order to prevent the adhered film from being peeled off by sputtering or the like and generating dust.
Further, as a voltage application device for applying a voltage to the substrate holder 10, a vacuum processing chamber 80, a substrate holder 20 provided in the vacuum processing chamber 80, and a power supply member 13 for applying a voltage to the substrate holder 20. And the diaphragm type power supply unit 22 provided at the tip of the power supply member 13 and the outside of the vacuum processing chamber 80, and the power supply member 13 is movable so that the diaphragm type power supply unit 22 contacts the substrate holder 20. Or a movable mechanism 18 to be non-contacted.

可動機構18は、気密封止のシール部材としてのベローズ14と、ベローズ14の内側に設けられた導体棒15とを備えており、導体棒15の先端に給電部材13が固着又は一体に形成されており、その先端にダイヤフラム式給電部22が固着又は一体に形成されている。この構造では、ベローズ14により導体棒15を図面上左右方向に駆動することで、ダイヤフラム式給電部22が基板ホルダ20に対して接触又は非接触となる。   The movable mechanism 18 includes a bellows 14 as a hermetically sealed seal member and a conductor rod 15 provided inside the bellows 14, and the power supply member 13 is fixed or integrally formed at the tip of the conductor rod 15. A diaphragm type power feeding portion 22 is fixed or integrally formed at the tip thereof. In this structure, when the conductor rod 15 is driven in the left-right direction in the drawing by the bellows 14, the diaphragm-type power feeding unit 22 comes into contact with or is not in contact with the substrate holder 20.

ダイヤフラム式給電部22は、弾性を有する導電性(金属)の部材(例えば、インコネル、ステンレス合金鋼、Co−Ni合金等)をダイヤフラム状に形成してある。つまり、ダイヤフラム式給電部22と、ダイヤフラム式給電部22に電圧を供給する給電部材23との間には、空洞部25が設けられている。
駆動部18の駆動により基板ホルダ20にダイヤフラム式給電部22が接触することで、導体棒15に接続されたバイアス印加電源16から基板ホルダ20に高圧を印加することができる。
The diaphragm type power supply unit 22 is formed of a conductive (metal) member having elasticity (for example, Inconel, stainless alloy steel, Co—Ni alloy, etc.) in a diaphragm shape. That is, the cavity 25 is provided between the diaphragm power supply unit 22 and the power supply member 23 that supplies a voltage to the diaphragm power supply unit 22.
A high voltage can be applied to the substrate holder 20 from the bias application power source 16 connected to the conductor rod 15 by bringing the diaphragm power supply unit 22 into contact with the substrate holder 20 by driving the driving unit 18.

給電部材には、空洞部25と真空処理チャンバ80内部とを連通している通気口23が設けられている。この通気口23により、ダイヤフラム式給電部22の外側と内側を同圧にでき、真空中においても、ダイヤフラムの弾性を確保することができる。ダイヤフラム式給電部22を、基板ホルダー20と接触させた状態(図2(A)に示す状態)で、バイアス印加電源16から給電部材23に電力を供給することで、電圧印加効率の向上を図ることができる。   The power supply member is provided with a vent 23 that communicates the cavity 25 and the inside of the vacuum processing chamber 80. The vent 23 enables the outside and inside of the diaphragm type power supply section 22 to have the same pressure, and the elasticity of the diaphragm can be ensured even in a vacuum. By supplying power from the bias application power supply 16 to the power supply member 23 in a state where the diaphragm power supply unit 22 is in contact with the substrate holder 20 (the state shown in FIG. 2A), the voltage application efficiency is improved. be able to.

排気系11は、クライオポンプ等の真空ポンプを備えており、磁気記録層形成チャンバ80内を10−5Pa程度まで排気可能に構成されている。本実施形態では、基板9の両面に同時にスパッタリングするため、キャリア2に保持された基板9の両側にスパッタリングカソード100が配置されている。 The exhaust system 11 includes a vacuum pump such as a cryopump, and is configured to be able to exhaust the inside of the magnetic recording layer forming chamber 80 to about 10 −5 Pa. In the present embodiment, the sputtering cathodes 100 are disposed on both sides of the substrate 9 held by the carrier 2 in order to simultaneously perform sputtering on both surfaces of the substrate 9.

ガス導入系12によってアルゴンガスを導入しながら排気系11によって磁気記録層形成チャンバ80内を所定の圧力に保ち、この状態で、図2中不図示のスパッタリングカソード電源を作動させる。この結果、スパッタリングが生じて基板9に成膜する。本実施形態では、カソード電源が作動中、または作動の直前において、不図示の制御部(コンピュータ)によってダイヤフラム式給電部22が基板ホルダ20と接触するように駆動部18を制御される。即ち、スパッタリングカソードを駆動して基板9に成膜している間又は成膜する直前に基板ホルダ20にダイヤフラム式給電部22を接触させることにより、基板ホルダ20にバイアス電圧を印加しながら、成膜することができる。   While the argon gas is being introduced by the gas introduction system 12, the inside of the magnetic recording layer forming chamber 80 is maintained at a predetermined pressure by the exhaust system 11, and in this state, the sputtering cathode power supply (not shown in FIG. 2) is operated. As a result, sputtering occurs and a film is formed on the substrate 9. In the present embodiment, the drive unit 18 is controlled so that the diaphragm power supply unit 22 contacts the substrate holder 20 by a control unit (computer) (not shown) while the cathode power supply is operating or just before the operation. That is, while the sputtering cathode is driven to form a film on the substrate 9 or immediately before the film formation, the diaphragm-type power feeding unit 22 is brought into contact with the substrate holder 20 to apply a bias voltage to the substrate holder 20. Can be membrane.

次に、図3を参照して基板ホルダ20の詳細な構成を説明する。図3は基板ホルダ20の周辺を詳細に示す図である。図3(A)は正面図、図3(B)は側面図である。図3では図1、図2と同一部分には同一符号を付している。図中20aは基板ホルダ20の上端部、20bは下端部を示す。5は基板9を基板ホルダ20に保持するための爪、21はシールドである。   Next, a detailed configuration of the substrate holder 20 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a view showing the periphery of the substrate holder 20 in detail. 3A is a front view and FIG. 3B is a side view. 3, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. In the figure, 20a represents the upper end of the substrate holder 20, and 20b represents the lower end. Reference numeral 5 denotes a claw for holding the substrate 9 on the substrate holder 20, and reference numeral 21 denotes a shield.

基板ホルダ20を複数のチャンバ間を移動させるため、基板ホルダ20はキャリア2に搭載されている。基板ホルダ20とキャリア2とは、絶縁石300によって電気的に絶縁電位になるように構成されている。これは、様々な基板処理の際に基板電位を変更してスパッタリングやイオンビームエッチング等の基板処理をするためである。   The substrate holder 20 is mounted on the carrier 2 in order to move the substrate holder 20 between a plurality of chambers. The substrate holder 20 and the carrier 2 are configured to be electrically insulated by the insulating stone 300. This is because substrate processing such as sputtering or ion beam etching is performed by changing the substrate potential during various substrate processing.

図3(B)に示すように、シールド21は、処理チャンバ内を、基板処理空間と排気空間とに分割している。基板処理空間とは、基板ホルダー20に保持された基板9が位置され、基板処理が行なわれる空間である。排気空間は、基板ホルダー20に保持された基板9が位置されておらず、排気手段11と接続された空間である。基板ホルダ20は、排気空間で、シールド21の下方に延設された下端部20bを有し、この下端部20bにダイヤフラム式給電部22を接触させることにより、基板ホルダ20へバイアスを印加するものである。基板9を保持する基板ホルダ20の上端部20aにダイヤフラム式給電部22を接触させないのは、基板処理の邪魔にならないようにしたり、或いは基板ホルダ20とダイヤフラム式給電部22との接触により発生するゴミが基板に付着するのを減少させたりするためである。   As shown in FIG. 3B, the shield 21 divides the inside of the processing chamber into a substrate processing space and an exhaust space. The substrate processing space is a space where the substrate 9 held by the substrate holder 20 is positioned and the substrate processing is performed. The exhaust space is a space where the substrate 9 held by the substrate holder 20 is not located and is connected to the exhaust means 11. The substrate holder 20 has a lower end portion 20b extending below the shield 21 in the exhaust space, and applies a bias to the substrate holder 20 by bringing the diaphragm power feeding portion 22 into contact with the lower end portion 20b. It is. The diaphragm-type power feeding unit 22 is not brought into contact with the upper end portion 20a of the substrate holder 20 that holds the substrate 9 so as not to interfere with the substrate processing or due to the contact between the substrate holder 20 and the diaphragm-type power feeding unit 22. This is to reduce the adhesion of dust to the substrate.

また、弾性を持つダイヤフラム式給電部22を使用したり、接触時の速度制御を行ったりすることにより、下端部20bへの接触時の衝撃を減らし、ゴミの発生を減少させている。   Further, by using a diaphragm type power supply unit 22 having elasticity or performing speed control at the time of contact, the impact at the time of contact with the lower end portion 20b is reduced and the generation of dust is reduced.

本実施形態では、以上のようにスパッタリングカソードから基板9にスパッタリングをして成膜している間又は成膜する直前に基板ホルダ20にダイヤフラム式給電部22を接触させることにより基板9へバイアスを印加するものである。この構成では、ダイヤフラムによる基板ホルダ20への接触面積を十分に確保でき、異常な放電等による給電部の破損が減少し、長期間に渡って安定して使用することが可能となる。   In the present embodiment, a bias is applied to the substrate 9 by bringing the diaphragm-type power feeding portion 22 into contact with the substrate holder 20 while the film is formed by sputtering from the sputtering cathode to the substrate 9 as described above or immediately before the film formation. To be applied. In this configuration, a sufficient contact area of the diaphragm with the substrate holder 20 can be secured, damage to the power feeding unit due to abnormal discharge or the like can be reduced, and stable use over a long period of time can be achieved.

また、設置位置等をシビアに調整する必要が無くなるため、装置ダウンタイムが短縮できる。装置の生産性を向上することができる。   In addition, since it is not necessary to adjust the installation position or the like severely, the apparatus downtime can be shortened. The productivity of the apparatus can be improved.

図4は本発明の他の実施形態に係るダイヤフラム式給電部の断面図を示す。図4では図2と同一部分には同一符号を付している。図4は図2のダイヤフラム式給電部22構成に給電用ベローズ24を追加した例を示す。   FIG. 4 shows a cross-sectional view of a diaphragm type power feeding unit according to another embodiment of the present invention. 4, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. FIG. 4 shows an example in which a power supply bellows 24 is added to the configuration of the diaphragm power supply unit 22 of FIG.

この実施形態では、ダイヤフラムの弾性と金属製ベローズの弾性とを組み合わせることで、ダイヤフラム式給電部22による基板ホルダ20との接触面積の確保と、金属製ベローズよるストローク調整や位置調整を同時に実現することができる。ベローズのバネ定数を適宜選択することで、機能を分担することが可能となり、より最適な構造とすることができる。本実施例に係る金属製ベローズの材質としては、ステンレス合金鋼(SUS316L等)、AM350、ハステロイ、又はインコネル等を採用でき、これは、溶接可能で真空中で使用できる材料である。   In this embodiment, by combining the elasticity of the diaphragm and the elasticity of the metal bellows, the contact area with the substrate holder 20 by the diaphragm power supply unit 22 and the stroke adjustment and position adjustment by the metal bellows are realized at the same time. be able to. By appropriately selecting the spring constant of the bellows, it becomes possible to share the functions, and a more optimal structure can be obtained. As a material of the metal bellows according to the present embodiment, stainless alloy steel (SUS316L or the like), AM350, Hastelloy, Inconel, or the like can be adopted, which is a material that can be welded and used in a vacuum.

また、ダイヤフラム式給電部22の内部に形成された空洞部25は、ベローズ24と給電部材13の内部に形成された通気口23により、処理チャンバ80内部の空間と通じている。こうすることで、ダイヤフラム式給電部22の外側と内側を同圧にでき、真空中においても、ダイヤフラムの弾性を確保することができる。 Further, the cavity 25 formed inside the diaphragm type power supply unit 22 communicates with the space inside the processing chamber 80 by the bellows 24 and the vent 23 formed inside the power supply member 13. By doing so, the outer side and the inner side of the diaphragm type power feeding section 22 can be made the same pressure, and the elasticity of the diaphragm can be ensured even in a vacuum.

以上の実施形態では、本発明の基板処理装置としてスパッタリングカソードを用いて成膜処理を行う磁気記録層形成チャンバ80を例として説明したが、本発明は、他の真空チャンバの成膜を行う基板処理装置にも使用することができる。例えば、図1に示す薄膜形成装置において、異方性付与層を形成する異方性付与層形成チャンバ1に使用することが可能である。   In the above embodiment, the magnetic recording layer forming chamber 80 that performs film formation using a sputtering cathode has been described as an example of the substrate processing apparatus of the present invention. However, the present invention is a substrate that forms a film in another vacuum chamber. It can also be used in processing equipment. For example, the thin film forming apparatus shown in FIG. 1 can be used in the anisotropy layer forming chamber 1 for forming the anisotropy layer.

また、異方性付与層の上に下地層を作製する下地層形成チャンバ84、下地層上に中間層を形成する中間層形成チャンバ88、中間層の上に磁気記録層を形成する磁気記録層形成チャンバ80にも使用可能である。更に、磁気記録層の上に保護層を作製する保護層形成チャンバ85にも使用可能である。   Also, an underlayer forming chamber 84 for forming an underlayer on the anisotropy imparting layer, an intermediate layer forming chamber 88 for forming an intermediate layer on the underlayer, and a magnetic recording layer for forming a magnetic recording layer on the intermediate layer It can also be used for the forming chamber 80. Further, it can be used in a protective layer forming chamber 85 for forming a protective layer on the magnetic recording layer.

また、イオンビームを用いてエッチング処理を行うエッチングチャンバ800にも使用可能である。ただしこの場合は、バイアス印加としてではなく、基板ホルダ20をアースに接地することを目的として、バイアス印加電源16をアースに接地した構造をとることで、同様の構成で使用可能である。   Further, the present invention can also be used for an etching chamber 800 that performs an etching process using an ion beam. However, in this case, it is possible to use the same configuration by adopting a structure in which the bias application power source 16 is grounded for the purpose of grounding the substrate holder 20 to the ground, not for bias application.

本発明は真空薄膜層形成を基板の両面から同時に実施可能なインライン型基板処理装置に利用可能である。   The present invention can be used in an in-line type substrate processing apparatus capable of simultaneously forming a vacuum thin film layer from both sides of a substrate.

1 異方性付与層形成チャンバ
2 キャリア
5 爪
9 基板
10 ゲートバルブ
11 排気手段
12 ガス供給手段
13 給電部材
14 ベローズ
15 導体棒
16 バイ明日印加電源
17 接触部
18 可動機構
20 基板ホルダ
21 シールド
22 ダイヤフラム式給電部
23 通気穴
24 給電用ベローズ
25 空洞部
80 磁気記録層形成チャンバ
81 ロードロックチャンバ
82 アンロードロックチャンバ
83 プリヒートチャンバ
84 下地層形成チャンバ
85 保護層形成チャンバ
87 方向転換チャンバ
88 中間層形成チャンバ
89 予備チャンバ
100 スパッタリングカソード
300 絶縁石


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anisotropy provision layer formation chamber 2 Carrier 5 Claw 9 Substrate 10 Gate valve 11 Exhaust means 12 Gas supply means 13 Power supply member 14 Bellows 15 Conductor rod 16 By tomorrow application power source 17 Contact part 18 Movable mechanism 20 Substrate holder 21 Shield 22 Diaphragm Type power feeding section 23 vent hole 24 power feeding bellows 25 cavity 80 magnetic recording layer forming chamber 81 load lock chamber 82 unload lock chamber 83 preheat chamber 84 underlayer forming chamber 85 protective layer forming chamber 87 direction change chamber 88 intermediate layer forming chamber 89 Preliminary chamber 100 Sputtering cathode 300 Insulating stone


Claims (4)

真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に設けられた基板ホルダと
前記基板ホルダに電圧を印加するための給電部材と、
前記給電部材の先端部に設けられた、ダイヤフラム式給電部と、
前記真空チャンバの外部に設けられ、かつ前記給電部材を可動して、前記ダイヤフラム式給電部を前記基板ホルダに接触又は非接触させる可動機構と、
を備えることを特徴とする電圧印加装置。
A vacuum chamber;
A substrate holder provided in the vacuum chamber and a power supply member for applying a voltage to the substrate holder;
A diaphragm-type power feeding unit provided at the tip of the power feeding member;
A movable mechanism that is provided outside the vacuum chamber and moves the power supply member so as to contact or non-contact the diaphragm power supply unit with the substrate holder;
A voltage applying apparatus comprising:
前記ダイヤフラム式給電部と前記給電部材との間には、空洞部が設けられ、
前記給電部材には、該空洞部と前記真空処理チャンバ内部とを連通する通気口が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電圧印加装置。
Between the diaphragm type power supply unit and the power supply member, a cavity is provided,
The voltage application apparatus according to claim 1, wherein the power supply member is provided with a vent hole that communicates the cavity and the inside of the vacuum processing chamber.
前記給電部材と前記ダイヤフラム式給電部の間には、ベローズが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電圧印加装置。 The voltage application apparatus according to claim 1, wherein a bellows is provided between the power supply member and the diaphragm power supply unit. 互いに連結された複数の真空チャンバと、
前記複数の真空チャンバに沿って、基板ホルダを搬送する搬送手段と、
を備え、
前記複数の真空チャンバのうちの一つは、請求項1に記載の電圧印加装置であることを特徴とする基板処理装置。




A plurality of vacuum chambers connected to each other;
Conveying means for conveying the substrate holder along the plurality of vacuum chambers;
With
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein one of the plurality of vacuum chambers is the voltage applying apparatus according to claim 1.




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