專利名稱：旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在金屬、絕緣物的成膜中廣泛使用的濺鍍裝置，尤其涉及用于對(duì)液晶顯示裝置基板、半導(dǎo)體基板等被處理體實(shí)施規(guī)定的表面處理的處理裝置、即利用旋轉(zhuǎn)磁鐵的磁控濺鍍裝置。
背景技術(shù)：
濺鍍裝置在光盤的制造，液晶顯示元件、半導(dǎo)體元件等的電子裝置的制造，其他一般性的金屬薄膜、絕緣物薄膜的制作中被廣泛地使用。濺鍍裝置以薄膜形成用的原材料作為標(biāo)的物，利用直流高電壓或高頻電力使氬氣等進(jìn)行等離子化，利用該等離子化氣體使標(biāo)的物活化而使之熔解、飛濺，粘附在被處理基板上。在濺鍍成膜法中，為了高速成膜，主要采用如下的基于磁控濺鍍裝置的成膜法， 即，通過在標(biāo)的物的背側(cè)配置磁鐵，使磁力線與標(biāo)的物表面平行，從而利用將等離子體困入標(biāo)的物表面而得到高密度的等離子體。為了提高標(biāo)的物利用效率而降低生產(chǎn)成本、可以穩(wěn)定地長期運(yùn)轉(zhuǎn)，本發(fā)明人等首先提出了旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置。其是如下的一種劃時(shí)代的濺鍍裝置其構(gòu)成為在柱狀旋轉(zhuǎn)軸上連續(xù)地配設(shè)多個(gè)板磁鐵，并通過使柱狀旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)、從而標(biāo)的物表面的磁場圖案隨著時(shí)間變動(dòng)，大幅提高標(biāo)的物材料的使用效率，并且消除由等離子體所致的充電損傷、離子照射損傷(參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 :W02007/04;3476 號(hào)公報(bào)一般地，在磁控濺鍍法中，為了增加成膜率而提高吞吐率，增大等離子體激發(fā)電力是有效的。此時(shí)，若增大等離子體激發(fā)電力，則由于等離子體熱流增大，存在不能避免標(biāo)的物及支承該標(biāo)的物的背板成為高溫的狀況。因此，存在將標(biāo)的物和背板粘結(jié)的銦層熔解進(jìn)而標(biāo)的物脫落、背板的變形等的危險(xiǎn)。專利文獻(xiàn)1中所示的濺鍍裝置中也考慮了冷卻標(biāo)的物等的必要性，在背板的端部 (保持標(biāo)的物的部分的外側(cè))設(shè)置制冷劑的通路。然而，從有效地進(jìn)行冷卻之類的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選進(jìn)一步改良冷卻機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種濺鍍裝置，其將標(biāo)的物及背板有效率地進(jìn)行冷卻，能夠應(yīng)付等離子體激發(fā)電力的增大。進(jìn)而，本發(fā)明的目的在于提供一種濺鍍裝置，其通過選擇冷卻介質(zhì)流動(dòng)的位置，能夠有效地進(jìn)行冷卻。根據(jù)本發(fā)明的第一方式，獲得一種旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，該裝置是包括載置被處理基板的被處理基板設(shè)置臺(tái)、將標(biāo)的物以與該被處理基板對(duì)置的方式固定設(shè)置的背板、以及相對(duì)于標(biāo)的物的設(shè)置部分設(shè)置在上述被處理基板設(shè)置臺(tái)的相反側(cè)的磁鐵，并且利用該磁鐵在標(biāo)的物表面形成磁場，從而在標(biāo)的物表面困入等離子體的濺鍍裝置，其特征在于，上述磁鐵包括在柱狀旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置有多個(gè)板磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁鐵組；以及在旋轉(zhuǎn)磁鐵組的周邊與標(biāo)的物面平行地設(shè)置的固定外周板磁鐵或固定外周強(qiáng)磁性體，構(gòu)成為通過使上述旋轉(zhuǎn)磁鐵組與上述柱狀旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)，從而使上述標(biāo)的物表面的磁場圖案隨時(shí)間移動(dòng)，在上述旋轉(zhuǎn)磁鐵組與背板之間具有供冷卻用的介質(zhì)流動(dòng)的流路。根據(jù)本發(fā)明的其他方式得到的上述方式的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)磁鐵組為，在上述柱狀旋轉(zhuǎn)軸將板磁鐵以N極和S極的任一個(gè)極朝向柱狀旋轉(zhuǎn)軸的徑向外側(cè)的方式粘貼成螺旋狀，從而形成一個(gè)或多個(gè)螺旋板磁鐵組。根據(jù)本發(fā)明的其他方式得到的上述任一個(gè)方式的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，在上述柱狀旋轉(zhuǎn)軸具備偶數(shù)個(gè)上述旋轉(zhuǎn)螺旋磁鐵組，在上述柱狀旋轉(zhuǎn)軸的軸向上鄰接的螺旋彼此為在上述柱狀旋轉(zhuǎn)軸的徑向外側(cè)形成相互不同的磁極、即形成N極和S極的螺旋狀板磁鐵組。根據(jù)本發(fā)明的其他方式得到的上述任一個(gè)方式的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，上述固定外周板磁鐵或上述固定強(qiáng)磁性體在從上述標(biāo)的物側(cè)來看是具有包圍上述旋轉(zhuǎn)磁鐵組的構(gòu)造的磁鐵，且在上述標(biāo)的物側(cè)形成N極和S極的任一方的磁極。根據(jù)本發(fā)明的其他方式得到的上述實(shí)施的方式的任一個(gè)中所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，上述流路構(gòu)成為使上述冷卻用的介質(zhì)在多個(gè)螺旋板磁鐵組之間的空間成螺旋狀流動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的其他方式得到的上述任一個(gè)方式的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，將上述冷卻用的介質(zhì)的雷諾數(shù)設(shè)定為1000到5000之間而進(jìn)行流動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的其他方式得到的上述任一個(gè)方式的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，上述流路包括由上述螺旋板磁鐵組的側(cè)壁、上述柱狀旋轉(zhuǎn)軸、以及設(shè)置在上述螺旋板磁鐵組的外側(cè)的遮蔽板包圍的空間，上述冷卻用的介質(zhì)沿著上述螺旋板磁鐵組而成螺旋狀流動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的其他方式得到的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，在上述任一個(gè)方式的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置中，上述遮蔽板的至少一部分為強(qiáng)磁性體。根據(jù)本發(fā)明的其他方式得到的濺鍍方法，其特征在于，使用上述任一個(gè)方式的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，一邊使上述柱狀旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，一邊在被處理基板進(jìn)行上述標(biāo)的物的材料的成膜。根據(jù)本發(fā)明的其他方式得到的電子裝置的制造方法，其特征在于，包括使用上述方式的濺鍍方法，在被處理基板進(jìn)行濺鍍成膜的工序。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置中，提高冷卻效率，能夠增大等離子體激發(fā)的電力可施加量，且實(shí)現(xiàn)成膜率、吞吐率的提高。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的磁鐵旋轉(zhuǎn)濺鍍裝置的冷卻裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的磁鐵旋轉(zhuǎn)濺鍍裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖3是用于對(duì)圖2所示的磁鐵旋轉(zhuǎn)濺鍍裝置的磁鐵部分進(jìn)行更為詳細(xì)的說明的立體圖。圖4是對(duì)圖2所示的磁鐵旋轉(zhuǎn)濺鍍裝置中等離子體環(huán)的形成進(jìn)行說明的圖。圖5是用于對(duì)圖1所示的磁鐵旋轉(zhuǎn)濺鍍裝置的冷卻水流路進(jìn)行更為詳細(xì)的說明的背板的俯視圖。圖6是用于對(duì)圖2所示的磁鐵旋轉(zhuǎn)濺鍍裝置的冷卻水流路進(jìn)行更為詳細(xì)的說明的側(cè)視(局部剖視)圖。
具體實(shí)施例方式以下，利用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。(第一實(shí)施方式)參照?qǐng)D1，對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置中的冷卻機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明。在此，僅簡略地表示旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置中與冷卻機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)的部分。圖1中，401是背板，402是旋轉(zhuǎn)磁鐵，403是標(biāo)的物部，404是冷卻水流路。該實(shí)施方式中，構(gòu)成冷卻機(jī)構(gòu)的冷卻水流路404設(shè)在在背板401內(nèi)、且與標(biāo)的物部403重合的部分。如圖所示，標(biāo)的物部403設(shè)置在背板401的一個(gè)表面，旋轉(zhuǎn)磁鐵402設(shè)在背板401的與標(biāo)的物部403的設(shè)置面相反的相反側(cè)。圖5是從上面觀察背板的圖。以與標(biāo)的物部403重合的方式，設(shè)置冷卻水流路404。502是冷卻水入口，504是冷卻水出口。通過這樣在標(biāo)的物正上方設(shè)置冷卻水流路，能夠提高冷卻效率。如后所述，旋轉(zhuǎn)磁鐵402具備在柱狀旋轉(zhuǎn)軸上安裝多個(gè)螺旋狀板磁鐵組的結(jié)構(gòu)，通過該旋轉(zhuǎn)磁鐵402進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在設(shè)于旋轉(zhuǎn)磁鐵402的外周的固定強(qiáng)磁性體部之間，封閉的等離子體區(qū)域在標(biāo)的物部403上連續(xù)地生成，且該等離子體區(qū)域隨著旋轉(zhuǎn)磁鐵402的旋轉(zhuǎn)，沿著柱狀旋轉(zhuǎn)軸移動(dòng)。因此，該結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置具備能夠有效地利用標(biāo)的物部403這樣的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，為了提升成膜率、提高吞吐率，增大等離子體激發(fā)電力時(shí)，等離子體熱流增大。就來自等離子體的熱流而言，由于在進(jìn)行等離子體激發(fā)的標(biāo)的物部403最多，所以為了提高冷卻效率，在該實(shí)施方式中，在與標(biāo)的物部403鄰接的背板401內(nèi)設(shè)置有冷卻水流路404作為冷卻機(jī)構(gòu)。這樣，冷卻水流路404設(shè)為與和標(biāo)的物部403的接觸面鄰接，所以能夠有效地進(jìn)行冷卻。此時(shí)，冷卻水流路404優(yōu)選盡可能地與標(biāo)的物部403鄰接。因此，需要將背板401 設(shè)為比較厚。另一方面，為了提高等離子體激發(fā)效率，需要加強(qiáng)標(biāo)的物部403表面的磁場強(qiáng)度。 優(yōu)選等離子體環(huán)內(nèi)的水平磁場強(qiáng)度(磁場強(qiáng)度的與標(biāo)的物面平行方向的成分)設(shè)為500高斯以上。為此，圖1所示的旋轉(zhuǎn)磁鐵402與標(biāo)的物部403表面的距離(T/S距離)405設(shè)為 30mm以內(nèi)，優(yōu)選設(shè)為20mm以內(nèi)。實(shí)際上，將T/S距離設(shè)為20mm，并在背板401內(nèi)設(shè)置冷卻水路404時(shí)，將背板401 的厚度設(shè)為12mm，另外，為使背板401和旋轉(zhuǎn)磁鐵402不接觸而間隔1mm。此時(shí)判定，標(biāo)的物部403的厚度優(yōu)選設(shè)為7mm左右。
在此，標(biāo)的物部403和背板401通過銦層而粘結(jié)。將冷卻水流路404設(shè)置在背板 401內(nèi)的圖1的結(jié)構(gòu)中，確認(rèn)出能夠防止背板401的變形等。這樣，根據(jù)第一實(shí)施方式，由于在背板401內(nèi)設(shè)置有冷卻水流路404，所以能夠防止因等離子體熱流的增大所致的背板401的變形、或標(biāo)的物層403的脫落。接著，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。參照?qǐng)D2，圖2是本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的磁鐵旋轉(zhuǎn)濺鍍裝置的結(jié)構(gòu)。圖2中，1是標(biāo)的物，2是柱狀旋轉(zhuǎn)軸，3是在旋轉(zhuǎn)軸2的表面配置成螺旋狀的多個(gè)螺旋狀板磁鐵組，4是配置在3的外周的固定外周板磁鐵、或固定外周強(qiáng)磁性體(以下，作為固定外周板磁鐵進(jìn)行說明)，5是粘結(jié)有標(biāo)的物1的背板，6是用于除去來自等離子體的熱流的冷卻用的介質(zhì)(本實(shí)施例中是冷卻水)，7是用于形成冷卻水流路的第一遮蔽板，8是用于形成冷卻水流路的第二遮蔽板，16是調(diào)整冷卻水的流路截面積的板，9是用于等離子體激發(fā)的RF電源，10是用于控制等離子體激發(fā)以及標(biāo)的物直流電壓的直流電源，11是用于向背板及標(biāo)的物供給電力的鋁制遮蔽板，12是絕緣材料，13是被處理基板，14是設(shè)置被處理基板的設(shè)置臺(tái)，15是形成處理室的外壁(例如鋁、或鋁合金制)。RF電源9的電力頻率是13. 56MHz，本實(shí)施例中采用了可以疊加施加直流電源的 RF-DC結(jié)合放電方式，但也可以僅是直流電源的DC放電濺鍍，也可以僅是RF電源的RF放電濺鍍。作為柱狀旋轉(zhuǎn)軸2的材質(zhì)，可以是通常的不銹鋼等，但優(yōu)選為由磁阻低的強(qiáng)磁性體、例如M-Fe系高磁導(dǎo)率合金、鐵構(gòu)成一部分或全部。本實(shí)施方式中，由鐵構(gòu)成柱狀旋轉(zhuǎn)軸2。柱狀旋轉(zhuǎn)軸2能夠通過未圖示的齒輪單元以及電動(dòng)機(jī)而旋轉(zhuǎn)。利用圖3，對(duì)圖2所示的螺旋狀板磁鐵組3及外周固定磁鐵4進(jìn)行更為具體的說明。柱狀旋轉(zhuǎn)軸2的截面為正16邊形，一邊的長度為18mm。在各個(gè)面安裝多個(gè)菱形的板磁鐵，多個(gè)螺旋狀板磁鐵組3隨著柱狀旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。因此，即，螺旋狀板磁鐵組 3構(gòu)成旋轉(zhuǎn)磁鐵。在多個(gè)螺旋狀板磁鐵組3的相互之間存在螺旋狀的間隔。柱狀旋轉(zhuǎn)軸2是在外周安裝磁鐵的構(gòu)造，易于變粗，且是能夠應(yīng)付由磁鐵的磁力所致的彎曲的構(gòu)造。為了穩(wěn)定地產(chǎn)生強(qiáng)磁場，構(gòu)成螺旋狀板磁鐵組3的各板磁鐵優(yōu)選剩余磁通密度、矯頑力、能積高的磁鐵，例如剩余磁通密度為1. IT左右的Sm-Co系燒結(jié)磁鐵、更優(yōu)選剩余磁通密度有1. 3T左右的Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵等。本實(shí)施方式中，使用Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵。螺旋狀板磁鐵組3的各板磁鐵在其板面的垂直方向進(jìn)行磁化，在柱狀旋轉(zhuǎn)軸2 成螺旋狀粘貼而形成多個(gè)螺旋，在柱狀旋轉(zhuǎn)軸的軸向上鄰接的螺旋彼此在上述柱狀旋轉(zhuǎn)軸的徑向外側(cè)形成相互不同的磁極，即形成N極和S極。如果從標(biāo)的物1觀察固定外周板磁鐵4，則具有包圍由螺旋狀板磁鐵組3構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)磁鐵組的構(gòu)造，以標(biāo)的物2側(cè)成為S極的方式進(jìn)行磁化。對(duì)于固定外周板磁鐵4，也因與螺旋狀板磁鐵組3的各板磁鐵同樣的理由，使用Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵。接著，利用圖4對(duì)本實(shí)施方式中有關(guān)等離子體形成的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。如上所述，在通過將多個(gè)板磁鐵配置在柱狀旋轉(zhuǎn)軸2而構(gòu)成螺旋狀板磁鐵組3的情況下，如果從標(biāo)的物側(cè)看螺旋狀板磁鐵組3，則近似地配置成板磁鐵的N極被其他板磁鐵的S極包圍的周圍。圖3是其概念圖。在這樣的構(gòu)成下，從螺旋狀板磁鐵組3的N極產(chǎn)生的磁力線到周邊的S極終止。作為其結(jié)果，在距各板磁鐵面一定距離的標(biāo)的物1面形成了多個(gè)封閉的等離子體區(qū)域301。并且，通過使柱狀旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)，從而多個(gè)等離子體區(qū)域301隨著旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)。在圖4中，等離子體區(qū)域301向箭頭所示的方向移動(dòng)。另外，在螺旋狀板磁鐵組3的端部，等離子體區(qū)域301從端部的一方依次產(chǎn)生，在另一方的端部依次消失。另外，在上述的例子中，將一方的螺旋狀板磁鐵組3的表面作為N極，將與該螺旋狀板磁鐵組3相鄰的另一方的螺旋狀板磁鐵組3的表面以及螺旋狀板磁鐵組3的周圍的固定磁鐵4的表面作為S極，以將第一螺旋體的表面的N極環(huán)繞成環(huán)狀的方式配置S極，但也可以將其N極和S極相反地設(shè)置，即便是強(qiáng)磁性體而不是預(yù)先對(duì)與一方的螺旋狀板磁鐵組 3鄰接的另一方的螺旋狀板磁鐵組3的板磁鐵和/或旋轉(zhuǎn)磁鐵的周圍的固定磁鐵進(jìn)行磁化的磁鐵，也能得到將第一螺旋體的表面的N極(或S極)環(huán)繞成環(huán)狀這樣的環(huán)狀的平面磁場，其結(jié)果，得到環(huán)狀的等離子體。設(shè)置有被處理基板13的設(shè)置臺(tái)14具有在標(biāo)的物1的下方通過的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，在標(biāo)的物表面激發(fā)等離子體期間，通過使被處理基板13移動(dòng)，從而成膜(參照?qǐng)D2)?；氐綀D2，本發(fā)明的第二實(shí)施例所涉及的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置所包括的螺旋狀板磁鐵組3及柱狀旋轉(zhuǎn)軸2由銅制的第一遮蔽板7及作為強(qiáng)磁性體的鐵制的第二遮蔽板8包圍， 冷卻水6是在被包圍的空間流動(dòng)的構(gòu)造。即，該實(shí)施方式所涉及的冷卻機(jī)構(gòu)以包圍安裝在柱狀旋轉(zhuǎn)軸2上的螺旋狀板磁鐵組3的方式進(jìn)行設(shè)置，在該例子的情況下，構(gòu)成以與背板5 接觸的方式設(shè)置的第一遮蔽板7，及在從背板5分離的位置設(shè)置成與第一遮蔽板7連結(jié)的第二遮蔽板8。并且，第一遮蔽板7由作為非磁性體的銅形成，第二遮蔽板8由作為強(qiáng)磁性體的鐵形成，但第二遮蔽體8也可以由非磁性體或順磁性體形成。這樣，利用由第一及第二遮蔽板7及8形成的冷卻機(jī)構(gòu)，包圍螺旋狀板磁鐵組3的外側(cè)，從而能夠在螺旋狀板磁鐵組3的側(cè)壁(即，螺旋狀板磁鐵組3相互間的空間)和上述柱狀旋轉(zhuǎn)軸2之間，形成螺旋狀的流路。圖示的實(shí)施方式中，通過使冷卻水6在由螺旋狀的空間規(guī)定的流路流動(dòng)，能夠冷卻背板5及標(biāo)的物部1。此時(shí)，冷卻水6沿著螺旋板磁鐵組3之間的螺旋狀空間成螺旋狀流動(dòng)。這樣，通過構(gòu)成為使冷卻水6在由螺旋狀的空間規(guī)定的流路流動(dòng)的構(gòu)造，與如第一實(shí)施方式那樣，在背板5內(nèi)部設(shè)置冷卻水流路的情況相比較，能夠?qū)⒗鋮s水路遍布更廣的面積而設(shè)置，能夠進(jìn)一步提高冷卻效率。因此，能夠比第一實(shí)施方式增大成膜率。并且，通過使用本發(fā)明的冷卻機(jī)構(gòu)，由于不需要如第一實(shí)施方式那樣在背板5內(nèi)部設(shè)置冷卻水路，所以與第一實(shí)施方式相比，能夠使背板5變薄，并且，與設(shè)置冷卻水路的情況相比較，能夠增加背板5的強(qiáng)度。進(jìn)而，通過能夠使背板5變薄，從而與第一實(shí)施方式相比，能夠使標(biāo)的物1變厚，與第一實(shí)施方式相比，能夠減少標(biāo)的物的更換頻率、提高生產(chǎn)效率。此時(shí)，背板5的厚度能夠薄到5mm左右為止，作為結(jié)果，在標(biāo)的物1的厚度的背板5內(nèi)部，冷卻水路能夠厚到14mm為止。但是，等離子體激發(fā)電力進(jìn)一步變大，且需要進(jìn)一步冷卻的情況下，也可以并用上述的冷卻機(jī)構(gòu)和在背板5內(nèi)部設(shè)置冷卻水路的結(jié)構(gòu)。銅制的第一遮蔽板7和背板5為了確保熱傳導(dǎo)，需要使它們緊密地接觸。并且，第二遮蔽板8是由作為強(qiáng)磁性體的鐵形成，還兼具形成固定外周磁鐵4和旋轉(zhuǎn)磁鐵部之間的
8磁回路的作用，能夠在標(biāo)的物表面形成強(qiáng)磁場強(qiáng)度。第一遮蔽板7處在靠近標(biāo)的物1的位置，所以由強(qiáng)磁性體形成它時(shí)，則不會(huì)向標(biāo)的物1表面形成強(qiáng)磁場，所以使用不是強(qiáng)磁性體的材質(zhì)的、熱傳導(dǎo)優(yōu)異的銅。圖6中表示了在本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的冷卻構(gòu)造中包括旋轉(zhuǎn)磁鐵的軸的面的縱方向剖視圖(局部剖視側(cè)視圖)。旋轉(zhuǎn)磁鐵具有在柱狀旋轉(zhuǎn)軸2安裝螺旋狀板磁鐵組3的構(gòu)造，靠近旋轉(zhuǎn)磁鐵表面配置背板5，在其相反側(cè)粘結(jié)標(biāo)的物1。604是冷卻水入口，605是冷卻水出口，606是用于轉(zhuǎn)動(dòng)柱狀旋轉(zhuǎn)軸2的軸，607是0型環(huán)軸密封件，16是安裝在螺旋磁鐵側(cè)壁的調(diào)整流路截面積的板，8是遮蔽板。為了密閉冷卻水，旋轉(zhuǎn)部使用0型環(huán)軸密封件607而使冷卻水不向外側(cè)漏出，并且遮蔽板8等也適當(dāng)?shù)赝ㄟ^0型環(huán)密封件而進(jìn)行安裝(省略圖示)。從冷卻水入口 604導(dǎo)入的冷卻水首先向旋轉(zhuǎn)磁鐵端部的空間610 導(dǎo)入之后，向由螺旋磁鐵側(cè)壁彼此、遮蔽板等形成的冷卻水流路611供給且進(jìn)行冷卻。然后再向另一側(cè)的旋轉(zhuǎn)磁鐵端部的空間612導(dǎo)入之后從冷卻水出口 605排出。冷卻水流路611 的冷卻水即使在旋轉(zhuǎn)軸不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，也在旋轉(zhuǎn)磁鐵之間成螺旋狀流動(dòng)，從而形成紊流，提高冷卻效果，但旋轉(zhuǎn)磁鐵進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，更激烈地?cái)嚢?，進(jìn)一步提高冷卻效率。為了密閉冷卻水6，遮蔽板7也通過0型環(huán)密封件而安裝。柱狀旋轉(zhuǎn)軸2也使用0 型環(huán)軸密封件607而使冷卻水6不向外側(cè)漏出。優(yōu)選使第一及第二遮蔽板7、8盡可能靠近螺旋狀板磁鐵組3，從而使冷卻水6實(shí)質(zhì)上在螺旋板磁鐵組3彼此之間流動(dòng)。由此，冷卻水6為了沿著螺旋板磁鐵組3成螺旋狀流動(dòng)，在背板5附近冷卻標(biāo)的物1，從而溫度上升的冷卻水6迅速地向背板5的相反側(cè)輸送，所以極有效率地除去熱。進(jìn)而，為了使本發(fā)明所涉及的冷卻機(jī)構(gòu)中冷卻效率最大化，重要的是考慮冷卻水的雷諾數(shù)。雷諾數(shù)Re按Re = VXdzV定義。在此，V是流體(此處為冷卻水)的速度，d是管徑，ν是動(dòng)粘性系數(shù)。將作為區(qū)分紊流和層流的指標(biāo)而使用的、流速上升而層流變化為紊流時(shí)的雷諾數(shù)稱為臨界雷諾數(shù)。圓管內(nèi)的水流中2000 4000為臨界雷諾數(shù)。一般在流速小的層流的情況下，冷卻效率低，提高流速到紊流域時(shí)，則冷卻效率提高。但是，即使提高到紊流域以上的流速，冷卻效率微增但是冷卻水的壓力損耗變大，用于使冷卻水流動(dòng)的能量增大，從而不優(yōu)選。作為結(jié)果，以臨界雷諾數(shù)附近的流速使冷卻水流動(dòng)時(shí)，能夠最有效地進(jìn)行冷卻。即，將雷諾數(shù)設(shè)定為1000到5000，優(yōu)選為2000到4000之間。本實(shí)施方式中，為了控制雷諾數(shù)，如圖2、圖6的16所示那樣，將調(diào)整冷卻水的流路截面積的板設(shè)置在螺旋磁鐵側(cè)壁，將流路截面積設(shè)為72mm2 (等價(jià)直徑9. 6mm)。冷卻水流路有8條，所以冷卻水每分鐘流動(dòng)10升時(shí)的流速為0. 29m/s,雷諾數(shù)設(shè)為約觀00 (水的動(dòng)態(tài)粘性系數(shù)約為10_6m2/s)。這樣提高冷卻效率的結(jié)果，相對(duì)于利用現(xiàn)有方式的冷卻中，向標(biāo)的物部1能夠施加的最大電力密度為5W/cm2左右，本發(fā)明能夠施加lOW/cm2以上。以上，通過實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但冷卻水量等的各種設(shè)定并不限定于實(shí)施方式。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明所涉及的磁控濺鍍裝置，不僅能夠使用到在半導(dǎo)體晶片等中形成絕緣膜或?qū)щ娦阅?，也能夠?yīng)用到對(duì)平板顯示器裝置的玻璃等的基板上形成多種覆膜，能夠使用到存儲(chǔ)裝置、其他的電子裝置的制造中的濺鍍成膜中。
符號(hào)說明1...標(biāo)的物；2...柱狀旋轉(zhuǎn)軸；3...螺旋狀板磁鐵組；4...固定外周板磁鐵； 5...背板；6...冷卻介質(zhì)；7、8...構(gòu)成冷卻介質(zhì)通路的遮蔽版；9. . . RF電源；10. . . DC電源；11...處理室內(nèi)空間；12...絕緣材料；13...被處理基板；14...設(shè)置臺(tái)；15...處理室外壁。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，是包括載置被處理基板的被處理基板設(shè)置臺(tái)、將標(biāo)的物以與所述被處理基板對(duì)置的方式固定設(shè)置的背板、以及相對(duì)于標(biāo)的物的設(shè)置部分設(shè)置在所述被處理基板設(shè)置臺(tái)的相反側(cè)的磁鐵，并且利用該磁鐵在標(biāo)的物表面形成磁場，從而在標(biāo)的物表面困入等離子體的濺鍍裝置，其特征在于，所述磁鐵包括在柱狀旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置有多個(gè)板磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁鐵組；以及在旋轉(zhuǎn)磁鐵組的周邊與標(biāo)的物面平行地設(shè)置的固定外周板磁鐵或固定外周強(qiáng)磁性體，構(gòu)成為通過使所述旋轉(zhuǎn)磁鐵組與所述柱狀旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)，從而使所述標(biāo)的物表面的磁場圖案隨時(shí)間移動(dòng)，在所述旋轉(zhuǎn)磁鐵組與背板之間具有供冷卻用的介質(zhì)流動(dòng)的流路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)磁鐵組為，在所述柱狀旋轉(zhuǎn)軸將板磁鐵以N極和S極的任一個(gè)極朝向柱狀旋轉(zhuǎn)軸的徑向外側(cè)的方式粘貼成螺旋狀，從而形成一個(gè)或多個(gè)螺旋板磁鐵組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，在所述柱狀旋轉(zhuǎn)軸具備偶數(shù)個(gè)所述旋轉(zhuǎn)螺旋磁鐵組，在所述柱狀旋轉(zhuǎn)軸的軸向上鄰接的螺旋彼此為，在所述柱狀旋轉(zhuǎn)軸的徑向外側(cè)形成相互不同的磁極、即形成N極和S極的螺旋狀板磁鐵組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，所述固定外周板磁鐵或所述固定強(qiáng)磁性體在從所述標(biāo)的物側(cè)來看是具有包圍所述旋轉(zhuǎn)磁鐵組的構(gòu)造的磁鐵，且在所述標(biāo)的物側(cè)形成N極和S極的任一方的磁極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，所述流路構(gòu)成為使所述冷卻用的介質(zhì)在多個(gè)螺旋板磁鐵組之間的空間成螺旋狀流動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，將所述冷卻用的介質(zhì)的雷諾數(shù)設(shè)定為1000到5000之間而進(jìn)行流動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，所述流路包括由上述螺旋板磁鐵組的側(cè)壁、所述柱狀旋轉(zhuǎn)軸、以及設(shè)置在所述螺旋板磁鐵組的外側(cè)的遮蔽板包圍的空間，所述冷卻用的介質(zhì)沿著所述螺旋板磁鐵組而成螺旋狀流動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，所述遮蔽板的至少一部分為強(qiáng)磁性體。
9.一種濺鍍方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，一邊使所述柱狀旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)， 一邊在被處理基板進(jìn)行所述標(biāo)的物的材料的成膜。
10.一種電子裝置的制造方法，其特征在于，包括使用權(quán)利要求9所述的濺鍍方法，在被處理基板進(jìn)行濺鍍成膜的工序。
11.一種旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，具有支承標(biāo)的物部的背板；設(shè)在所述背板的與支承所述標(biāo)的物部的面相反的一側(cè)的柱狀旋轉(zhuǎn)軸；在該柱狀旋轉(zhuǎn)軸上相互留出螺旋狀的空間地配置的多個(gè)螺旋狀板磁鐵組；以及使冷卻介質(zhì)在所述多個(gè)螺旋狀板磁鐵組之間的螺旋狀的空間流動(dòng)的冷卻機(jī)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，所述冷卻機(jī)構(gòu)包括與所述背板接觸地設(shè)置的第一遮蔽板；與所述第一遮蔽板連結(jié)、 且以包圍所述多個(gè)螺旋狀板磁鐵組的方式設(shè)置的第二遮蔽板。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于， 所述第一遮蔽板由非磁性體形成，而第二遮蔽板由磁性體形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于， 所述第一遮蔽板的非磁性體是銅，第二遮蔽板的磁性體是鐵。
15.一種旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置，其特征在于，具備支承標(biāo)的物部的背板；設(shè)在所述背板的與支承所述標(biāo)的物部的面相反的一側(cè)的柱狀旋轉(zhuǎn)軸；以及在該柱狀旋轉(zhuǎn)軸上相互留出螺旋狀的空間地配置的多個(gè)螺旋狀板磁鐵組，從所述背板的所述標(biāo)的物來看，在該背板與所述標(biāo)的物重合的部分設(shè)置有冷卻用流路。
16.一種旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置的冷卻方法，是在柱狀旋轉(zhuǎn)軸上具備相互留出螺旋狀的空間地配置的多個(gè)螺旋狀板磁鐵組的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置的冷卻方法，其特征在于，以包圍所述多個(gè)螺旋狀板磁鐵組之間的螺旋狀的空間的方式，形成冷卻介質(zhì)用流路， 且通過使冷卻介質(zhì)流動(dòng)于該冷卻介質(zhì)用流路而進(jìn)行冷卻。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種減少因伴隨離子體激發(fā)電力增大的標(biāo)的物部等的加熱所致的壞的影響的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)磁鐵濺鍍裝置具有通過使冷卻用介質(zhì)在多個(gè)螺旋狀板磁鐵組之間形成的螺旋狀的空間流動(dòng)、或者在支承標(biāo)的物部的背板上設(shè)置冷卻用流路，來對(duì)標(biāo)的物部進(jìn)行除熱的構(gòu)造。
文檔編號(hào)C23C14/35GK102421932SQ20108002111
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者后藤哲也, 大見忠弘, 松岡孝明 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社, 國立大學(xué)法人東北大學(xué)