(57)【要約】【課題】本件は、ＲＦ−ＣＶＤ法により基板表面に成膜を行なう成膜方法に関し、基板の特性劣化を防ぎつつ成膜の生産効率を高める。【解決手段】チャンバ内に基板を搬入しチャンバ内に成膜ガスを導入してさらにＲＦ放電による成膜ガスのプラズマを発生させることにより基板表面に成膜し成膜後の基板をチャンバ内から搬出する成膜工程と、基板搬出後のチャンバ内にクリーニングガスを導入しＲＦ放電によるクリーニングガスのプラズマを発生させることによりチャンバ内をクリーニングするクリーニング工程とを有し、このクリーニング工程がさらに、チャンバ内のクリーニングの終了後に、チャンバ内に、クリーニングガスとの反応によりそのクリーニングガスに起因する基板の特性低下を防止するための無害化ガスを導入しＲＦ放電によるクリーニングガスと無害化ガスとの混合ガスのプラズマを発生させてクリーニングガスと無害化ガスを反応させる無害化工程を有する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に基板を搬入し該チャンバ内に成膜ガスを導入してさらにＲＦ放電による該成膜ガスのプラズマを発生させることにより該基板表面に成膜し成膜後の基板を該チャンバ内から搬出する成膜工程と、
前記基板搬出後の前記チャンバ内にクリーニングガスを導入しＲＦ放電による該クリーニングガスのプラズマを発生させることにより該チャンバ内をクリーニングするクリーニング工程とを有し、
前記クリーニング工程が、前記チャンバ内のクリーニングの終了後に、該チャンバ内に、前記クリーニングガスとの反応により該クリーニングガスに起因する前記基板の特性低下を防止するための無害化ガスを導入し、ＲＦ放電による該クリーニングガスと該無害化ガスとの混合ガスのプラズマを発生させて、該クリーニングガスと該無害化ガスを反応させる無害化工程を含むことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記無害化工程が前記チャンバ内から前記クリーニングガスを排気しながら実行される工程であることを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】
前記クリーニングガスが酸化性ガスであり、前記無害化ガスが環元性ガスであることを特徴とする請求項１又は２記載の成膜方法。
【請求項４】
前記無害化工程が、前記無害化ガスとして、前記成膜ガスと同一種類のガスを用いる工程であることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の成膜方法。
【請求項５】
前記成膜工程の一回以上実行と、前記クリーニング工程および無害化工程の一回以上の実行とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の成膜方法。
【請求項６】
前記成膜工程が、前記チャンバ内に、情報の磁気的な記録および再生を担う磁気ディスク媒体の製造途中の、積層済の層を保護するための保護膜成膜直前の基板を搬入して該基板表面に該保護膜を成膜する工程であることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、ＲＦ−ＣＶＤ法により基板表面に成膜する成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば磁気ディスク装置に搭載されて情報の磁気的な記録／再生を担う磁気ディスク媒体は、ベース基板上に磁性膜、保護膜、潤滑膜等の複数の膜が積層されている。ここで、この磁気ディスク媒体の製造にあたり、保護膜の成膜には、ＲＦ−ＣＶＤ法が採用されている。このＲＦ−ＣＶＤ法では、磁性膜成膜後、保護膜成膜前の基板がＣＶＤチャンバ内に搬入され、そのＣＶＤチャンバ内に保護膜成膜用のガスが導入され、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）放電によるプラズマを発生させて基板表面に保護膜が成膜される。
【０００３】
ここで、ＣＶＤチャンバ内が成膜により汚れるため成膜工程とクリーニング工程が交互に繰り返される。クリーニング工程では、ＣＶＤチャンバ内に、反応性の高い例えば酸素ガス等のクリーニングガスが導入され、ＲＦ放電によりクリーニングガスのプラズマを発生させる処理が行なわれる。クリーニング工程終了後、成膜工程に再度移行する際にＣＶＤチャンバ内にクリーニングガスが残留していると、保護膜成膜前の基板の磁性膜表面が酸化されて磁気特性が低下する。このため、クリーニングガスの排気には十分な排気時間を確保する必要がある。しかしながら、十分な排気時間を確保しようとすると、クリーニング工程を挟んだ、成膜工程と成膜工程との間の時間が延び、磁気ディスク媒体の製造効率が低下する結果となる。
【０００４】
この成膜工程どうしの時間を短縮するために、ＣＶＤチャンバ内へのクリーニングガスの導入を早めに停止し、停止後のＣＶＤチャンバ内の余圧でプラズマを引き続き発生させることにより、クリーニングガスのプラズマ発生時間を確保しつつクリーニングガスの排気開始を早めることが提案されている。
【０００５】
また、成膜工程間の時間短縮とは無関係であるが、クリーニング工程でクリーニングガスとしてフッ化ガスを導入することで、ＣＶＤチャンバ内の汚染を除去する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３４８３３９号公報
【特許文献２】特開平５−２９２８５号公報
【特許文献３】特開平２−１９０４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本件開示の成膜方法の課題は、基板の特性低下を防ぎつつ成膜の生産効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本件開示の成膜方法は、成膜工程と、クリーニング工程とを有し、さらにクリーニング工程は無害化工程を含む。
【０００９】
成膜工程は、チャンバ内に基板を搬入しチャンバ内に成膜ガスを導入してさらにＲＦ放電による成膜ガスのプラズマを発生させることにより基板表面に成膜し、成膜後の基板をチャンバ内から搬出する工程である。
【００１０】
クリーニング工程は、基板搬出後のチャンバ内にクリーニングガスを導入しＲＦ放電によるクリーニングガスのプラズマを発生させることによりチャンバ内をクリーニングする工程である。さらに、このクリーニング工程に含まれる無害化工程は、チャンバ内のクリーニング終了後に、チャンバ内に、クリーニングガスとの反応によりクリーニングガスに起因する基板の特性低下を防止するための無害化ガスを導入しＲＦ放電によるクリーニングガスと無害化ガスとの混合ガスのプラズマを発生させてクリーニングガスと無害化ガスを反応させる工程である。
【発明の効果】
【００１１】
本件開示の成膜方法によれば、クリーニング工程を挟んだ、成膜工程間の時間間隔を短縮して、成膜の生産効率を高めることができ、あるいは成膜工程間の時間を延長することなく基板の特性向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＲＦ−ＣＶＤ装置の概要図である。
【図２】従来の成膜方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】成膜方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図４】直列に並んだ、保護膜成膜用の２つのＣＶＤチャンバを示す概念図である。
【図５】図４に示す２つのＣＶＤチャンバを使ったときの比較例と実施例を示す図である。
【図６】図５に示す比較例と実施例における実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本件の実施形態を説明する。ここでは磁気ディスク媒体製造過程における保護膜の成膜を例に挙げて説明する。
【００１４】
図１は、ＲＦ−ＣＶＤ装置の概要図である。
【００１５】
ＣＶＤチャンバ１０内には、保護膜成膜直前の基板２０がホルダ２１に保持されて搬入される。このＣＶＤチャンバ１０は、ガス導入口１１を有する。また、このＣＶＤチャンバ１０内には、ＲＦ放電用の電極１４と、基板２０にバイアス電圧を印加するための電極１５が備えられている。ＣＶＤチャンバ１０内に導入されたガスは、真空ポンプ１３により、このＣＶＤチャンバ１０の外に排気される。また、このＣＶＤチャンバ１０の周囲には、ＲＦ電源３１と、ＲＦ電源３１からのＲＦ周波数帯の電力を電極１４に伝えるためのインピーダンスマッチングを行なうマッチングボックス３２が備えられている。さらに、電極１５を介して基板２０にバイアス電圧を印加するためのバイアス電源３３も備えられている。
【００１６】
次に、このＲＦ−ＣＶＤ装置１０を用いた保護膜の成膜方法を説明する。ここでは、先ず、従来の成膜方法の一例を比較例として説明し、次いで、本件の一実施形態としての成膜方法を説明する。
【００１７】
図２は、従来の成膜方法の一例を示すフローチャートである。この図２とともに図１を参照して、従来の成膜方法を説明する。
【００１８】
先ず、ＣＶＤチャンバ１０内に保護膜成膜前の基板２０が搬入され（ステップＳ１１）、ＣＶＤチャンバ１０内に成膜ガスが導入される（ステップＳ１２）。ここでは成膜ガスとしてエチレンを主成分とするガスが用いられている。
【００１９】
さらに、ＲＦ電源３１からマッチングボックス３２を介して電極１４にＲＦ電圧を供給しＲＦ放電を行なわせて成膜ガスプラズマを発生させ、さらにバイアス電源３３から電極１５を介して基板２０にバイアス電圧を印加する。こうすることにより、プラズマ中のカーボンを基板２０に引き寄せ基板２０の表面にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）からなる保護膜が成膜される（ステップＳ１３）。保護膜成膜が終了すると、ＲＦ電源３１によるＲＦ電力の供給およびバイアス電源３３によるバイアス電圧の印加を停止し、ＣＶＤチャンバ１０内の基板がＣＶＤチャンバ１０の外に搬出される（ステップＳ１４）。
【００２０】
図２の一点鎖線Ａに示すように、クリーニングプロセスに移る前に以上の成膜プロセス（ステップＳ１１〜Ｓ１４）を複数回繰り返してもよい。
【００２１】
次に、ＣＶＤチャンバ１０内から成膜ガスが排出されるとともにＣＶＤチャンバ１０内にクリーニングガスが導入され（ステップＳ２１）、さらに、ＲＦ電源３１からのＲＦ電力の供給によりＲＦ放電が行なわれてＣＶＤチャンバ１０にクリーニングガスのプラズマを発生させる。これによりＣＶＤチャンバ１０内のクリーニングが行なわれる（ステップＳ２２）。ここでは、クリーニングガスとして、例えば酸素ガスが使用される。
【００２２】
次に、ＣＶＤチャンバ１０内からクリーニングガスを排気しながらＣＶＤチャンバ１０内に成膜プロセスガスが導入される（ステップＳ２３）。この成膜ガスは、成膜ガス（ステップＳ１２参照）と同種のガスであり、ここでは例えばエチレンガスが用いられる。このステップＳ２３ではクリーニングガスが十分に排気され、ＣＶＤチャンバ１０内が全て成膜プロセスガスに置き換わるまで十分な時間が確保される。クリーニングプロセスを繰り返すときは、図２の一点鎖線Ｂに示すようにステップＳ２１〜Ｓ２３が繰返される。
【００２３】
ここで、クリーニングプロセスを繰り返すにあたり、ＣＶＤチャンバ１０内に一回のクリーニングのたびに成膜プロセスガスを導入するのは、基板２０がＣＶＤチャンバ１０内を通過できるようにするためである。詳細は図４を参照しながら説明する。
【００２４】
次に、再度、ＣＶＤチャンバ１０内に保護膜成膜前の基板２０が搬入され（ステップＳ１１）、成膜ガスが導入され（ステップＳ１２）、ＲＦ放電による成膜が行なわれる（ステップＳ１３）など、上記の成膜プロセスと同じ成膜プロセスが実行される。
【００２５】
図２に示す従来の成膜方法の場合、ステップＳ２３では十分な時間をかけてクリーニングガスをほぼ完全に排気しており、このため成膜プロセスと次の成膜プロセスとの間に長時間を要し、成膜の生産性が低下する。成膜の生産性を上げようとしてステップＳ２３でのクリーニングガスの排気が不充分になると、そのクリーニングガスが保護膜成膜前の基板上の磁性膜等を酸化させ、その基板で形成された磁気ディスク媒体の磁気特性を低下させる原因となる。
【００２６】
図３は、本件の成膜方法の一実施形態を示すフローチャートである。図２に示す従来の成膜方法との相違点について説明する。
【００２７】
図３に示す成膜方法における、ステップＳ１１〜Ｓ２２までは、図２に示す従来の成膜方法における同じ符号の各ステップＳ１１〜Ｓ２２とそれぞれ同一であり、重複説明は省略する。
【００２８】
図３のステップＳ３１では、ＣＶＤチャンバ１０内からクリーニングガス（ここでは酸素ガス）を排気しながらＣＶＤチャンバ１０内に環元性ガスが導入され、さらにＲＦ放電が行なわれる（ステップＳ３２）。
【００２９】
これを行なうことにより、クリーニングガスの排気とともに、残留するクリーニングガスが環元性ガスで還元されて基板に対し無害化となり、保護膜成膜前の基板に触れても磁気特性の劣化を避けることができるガスとなる。したがって、図２に示すステップＳ２３と比べステップＳ３１およびＳ３２の実行に要する時間を短縮することができ、あるいは、同一の時間を費やした場合、磁性ディスク媒体としての磁気特性を高めることができる。
【００３０】
環元性ガスとしては、例えば炭化水素（ＣＸＨＹ）、水素（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）等のガスを用いることができる。本実施形態では、成膜ガスとして炭化水素ガスの一種であるエチレン（Ｃ２Ｈ４）ガスを用いており、環元性ガスとして同じエチレンガスを用いてもよい。その場合、ステップＳ１２での、環元性ガスから成膜ガスへの入れ替えを行なわなくてもよく、成膜の生産性がさらに向上する。
【００３１】
クリーニングプロセスを繰り返すときは、図３に示す一点鎖線Ｂに示すように、ステップＳ２１〜Ｓ３２が繰り返される。
【００３２】
図４は、直列に並んだ、保護膜成膜用の２つのＣＶＤチャンバを示す概念図である。
【００３３】
ここでは、この図４を参照してもう１つの比較例および実施形態を説明する。
【００３４】
成膜装置には複数のチャンバが直列に並んでおり、それらのチャンバのうちの２つのチャンバが保護膜成膜用として使用される。図示しない上流側のチャンバを使った前工程で保護膜の直前まで成膜が行なわれ、その基板が２つのＣＶＤチャンバ１０Ａ，１０Ｂのうちのいずれか一方のＣＶＤチャンバに搬入されて保護膜の成膜が行なわれる。ここに示す２つのＣＶＤチャンバ１０Ａ，１０Ｂのうちの上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａで保護膜の成膜が行なわれる基板については、ＣＶＤチャンバ１０Ａで保護膜が成膜された後、下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂを素通りして次工程に運ばれる。一方、下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂで成膜が行なわれる基板については上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａを素通りして下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂに搬入されて保護膜が成膜され、その後、次工程に運ばれる。
【００３５】
具体的には、上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａでは、順次、２５枚の基板について保護膜の成膜が行なわれ、その上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａでの成膜に合わせて下流側のＣＶＤチャンバ１０Ａではクリーニングが繰り返される。上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａで２５枚の基板への成膜が終了すると、今度は、下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂでの成膜に移る。
【００３６】
下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂで成膜する際には、上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａではクリーニングが繰り返される。これらのクリーニングでは、一回のクリーニングが終了した段階、すなわち、上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａ内のクリーニングガスが排気されて、比較例の場合は成膜プロセスガスに置き換わった段階（図２ステップＳ２３参照）で、また図２の実施形態の場合は環元性ガスに置き換わった段階（図３ステップＳ３１，Ｓ３２参照）で、前工程から搬送されてきた基板が上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａを素通りして下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂに搬入され、下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂ内で保護膜の成膜が行なわれる。下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂでの保護膜成膜も２５枚の基板について順次に行なわれ、その後、再度、上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａでの成膜に移行し、これが交互に繰り返される。尚、下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂで成膜される２５枚の基板のうちの最初の１枚は、上流側ＣＶＤチャンバ１０Ａのクリーニングが開始される前の状態の上流側ＣＶＤチャンバ１０Ａを素通りして、下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂに搬入される。
【００３７】
以上のようにして、前工程から順次送られてくる基板への保護膜成膜は、連続する２５枚について上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａで行なわれ、続く２５枚は下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂで行なわれ、これが交互に繰返される。下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂで保護膜成膜が行なわれる２５枚の基板のうちの２４枚は、保護膜成膜前の状態の、上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａを通過する。その通過の際に上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａにクリーニングガス（酸素ガス）が残留していると通過中の基板がその残留しているクリーニングガスに触れ、磁気特性の劣化が引き起こされることになる。
【００３８】
図５は、図４を参照して説明した２つのＣＶＤチャンバで保護膜を２５枚ずつ交互に成膜する場合の比較例と、図４を参照して説明した実施形態における実施例を示す図である。
【００３９】
上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａおよび下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂでは基板２５枚ずつ交互に、この図５に示す条件で、保護膜の成膜とクリーニングとが交互に繰り返される。
【００４０】
この図５中、「排気前酸素ＯＦＦ（ｓｅｃ）」は、クリーニングガスである酸素ガスのＣＶＤチャンバ内への導入を停止した後の、クリーニングガス排気開始までの時間を表わしている。この図５における比較例と実施例の相違点は、クリーニングガスの排気中にＲＦ放電を行なっているか否かであり、実施例の場合、成膜時のＲＦパワー（２０００Ｗ）よりも弱いＲＦパワー（５００Ｗ）でＲＦ放電を行なっている。
【００４１】
図６は、図５に示す比較例と実施例における実験結果を示す図である。
【００４２】
ここでは、磁気ディスク媒体の磁気特性の１つである保磁力Ｈｃ（単位Ｏｅ）についてのデータを示してある。
【００４３】
ＣＶＤ−１，ＣＶＤ−２は、保護膜の成膜を、図４に示す、それぞれ上流側のＣＶＤチャンバ１０Ａで行なった基板，下流側のＣＶＤチャンバ１０Ｂで行なった基板についてのデータを表わしている。
【００４４】
比較例の場合、平均値で見るとＣＶＤ−２は、ＣＶＤ−１よりも保磁力Ｈｃが低下しており、ＣＶＤチャンバ間の差は２１．０Ｏｅである。これに対し、実施例の場合、ＣＶＤ−１とＣＶＤ−２とで保磁力Ｈｃの差はほとんど見られない。また、保磁力の基板間のばらつきを表わす標準偏差も実施例の方が小さくなっている。
【００４５】
この実施例に示すように、本実施形態によれば、磁気ディスク媒体の磁気特性を安定化させることができ、また磁気特性の同じ程度のばらつきを許せば成膜効率を上げることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０，１０Ａ，１０Ｂ    ＣＶＤチャンバ
１１    ガス導入口
１３    真空ポンプ
１４，１５    電極
２０    基板
２１    ホルダ
３１    ＲＦ電源
３２    マッチングボックス
３３    バイアス電源
【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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