(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物の被成膜面以外に形成された膜の剥離を十分に抑制することができる成膜装置を提供する。【解決手段】所定雰囲気のチャンバー内において材料源から飛来する粒子を対象物に付着させることによって前記対象物に成膜する成膜装置であって、前記チャンバー内には、複数の防着層５１を積層させた防着部が当該チャンバーの壁部に着脱可能に設けられており、複数の前記防着層５１は、それぞれ前記粒子を付着させる付着部５２を有しており、前記付着部５２の分布密度は、複数の前記防着層５１の間で互いに異なっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定雰囲気のチャンバー内において材料源から飛来する粒子を対象物に付着させることによって前記対象物に成膜する成膜装置であって、
前記チャンバー内には、複数の防着層を積層させた防着部が当該チャンバーの壁部に着脱可能に設けられており、
複数の前記防着層は、それぞれ前記粒子を付着させる付着部を有しており、
前記付着部の分布密度は、複数の前記防着層の間で互いに異なっている
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
複数の前記防着層のうち少なくとも１つは、前記付着部が線状部材を用いてメッシュ状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
メッシュ状に形成された前記付着部を有する前記防着層が少なくとも２つ設けられ、
当該防着層同士は、前記線状部材の延在方向が互いに異なるように配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
複数の前記防着層のうち少なくとも１つは、前記粒子の飛来する密度に応じた位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項５】
最も前記壁部側に配置される前記防着層は、前記付着部が全面に形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記付着部は、表面に粗面部が形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記壁部は、磁性体を含んだ材料からなり、
前記防着部は磁石部を有し、当該磁石部の磁力によって前記壁部に着脱可能に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターゲットや蒸着材等の材料源から放出された粒子を基板に付着・堆積させる成膜装置が広く用いられている。このような成膜装置では、例えば、真空雰囲気とされたチャンバー内に基板を配置した状態で材料源から粒子を放出させ、その放出粒子を基板の対象物の被成膜面に到達させることによって、その被成膜面上にその材料からなる膜を成膜させる。こうした成膜技術としては、例えば、蒸着法、スパッタ法等が知られている。
【０００３】
成膜装置では、材料源から放出された粒子は、対象物方向に限らず広範囲に放出される。このため、チャンバーの壁部等にも成膜されてしまう。このようにチャンバーの壁部等の対象物の被成膜面以外の箇所に形成された膜は、徐々に堆積し、ある程度の膜厚まで成長した膜は膜応力が高くなり容易に剥離するため、パーティクルの発生源となる。剥離し飛散したパーティクルが被成膜面に付着すると、膜にピンホール等の欠陥が生じ、デバイスの歩留まり低下を招く。これに対して、チャンバー内に取り出し可能な防着板を設置し、膜が形成された防着板を交換あるいはメンテナンスする方法が一般的に行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１８８１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この方法では、防着板に膜が形成されてしまうため、防着板に形成される膜の膜応力が高くなり、チャンバーの壁部に膜が付着した場合と同様、膜が剥離し、パーティクルの発生源となってしまう。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、対象物の被成膜面以外に形成された膜の剥離を十分に抑制することができる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る成膜装置は、所定雰囲気のチャンバー内において材料源から飛来する粒子を対象物に付着させることによって前記対象物に成膜する成膜装置であって、前記チャンバー内には、複数の防着層を積層させた防着部が当該チャンバーの壁部に着脱可能に設けられており、複数の前記防着層は、それぞれ前記粒子を付着させる付着部を有しており、前記付着部の分布密度は、複数の前記防着層の間で互いに異なっていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、防着層を複数積層させた防着部が、チャンバーの壁部に着脱可能に設けられており、複数の防着層がそれぞれ粒子を付着させる付着部を有しており、付着部の分布密度が複数の防着層の間で互いに異なっていることとしたので、各防着層において粒子の付着量が異なるように当該粒子を各防着層に分散させて付着させることができる。各防着層には粒子の膜が分断された状態で形成されることとなるため、膜の剥離を十分に抑制することができる。
【０００９】
上記の成膜装置は、複数の前記防着層のうち少なくとも１つは、前記付着部が線状部材を用いてメッシュ状に形成されていることを特徴とする。  
本発明によれば、複数の防着層のうち少なくとも１つは付着部が線状部材を用いてメッシュ状に形成されていることとしたので、粒子の膜を確実に分断することができる。メッシュ状としては、例えば線状部材を縦横交互に織り込んだ金網状の構成などが挙げられる。
【００１０】
上記の成膜装置は、メッシュ状に形成された前記付着部を有する前記防着層が少なくとも２つ設けられ、当該防着層同士は、前記線状部材の延在方向が互いに異なるように配置されていることを特徴とする。  
本発明によれば、メッシュ状に形成された付着部を有する防着層同士が、線状部材の延在方向が互いに異なるように配置されているので、メッシュの目を埋めるように線状部材を配置することができる。このため、粒子を確実に捕捉することができ、チャンバーの壁部まで粒子が通過してしまうのを防ぐことができる。
【００１１】
上記の成膜装置は、複数の前記防着層のうち少なくとも１つは、前記粒子の飛来する密度に応じた位置に配置されていることを特徴とする。  
防着層を複数配置することにより、本発明のように粒子の飛来する密度に応じた位置に防着層を配置し、効率的に粒子の膜を分断する構成とすることが可能となる。
【００１２】
上記の成膜装置は、最も前記壁部側に配置される前記防着層は、前記付着部が全面に形成されていることを特徴とする。  
本発明によれば、最も壁部側に配置される防着層には、付着部が全面に形成されていることとしたので、粒子がチャンバーの壁部に付着するのを確実に防ぐことができる。
【００１３】
上記の成膜装置は、前記付着部は、表面に粗面部が形成されていることを特徴とする。  
本発明によれば、付着部の表面に粗面部が形成されているので、付着部に粒子を付着させやすくすることができる。粗面部については、例えば付着部の表面にブラスト処理を施すことによって形成することができる。
【００１４】
上記の成膜装置は、前記壁部は、磁性体を含んだ材料からなり、前記防着部は磁石部を有し、当該磁石部の磁力によって前記壁部に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。  
本発明によれば、壁部が磁性体を含んだ材料からなり、防着部が磁石部を有し、磁石部の磁力によって壁部に着脱可能に取り付けられていることとしたので、防着部の着脱を容易に行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る成膜装置の構成を概略的に示す図。
【図２】防着板の一部の構成を示す平面図。
【図３】防着板の構成を示す分解斜視図。
【図４】防着板の構成を示す断面図。
【図５】防着部材の一部の構成を示す写真図。
【図６】本発明に係る成膜装置に設けられる他の防着板の構成を示す図。
【図７】本発明に係る成膜装置に設けられる他の防着板の構成を示す図。
【図８】本発明に係る成膜装置に設けられる他の防着板の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る成膜装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材の認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１７】
図１は、本実施形態の成膜装置の概略構成を示した模式図である。  
【００１８】
成膜装置ＡＰＲは、チャンバー１と、基板ホルダー２と、ターゲット３（材料源）と、イオンガン４と、防着板（防着部）５とを備えている。成膜装置ＡＰＲは、チャンバー内を所定雰囲気とし、ターゲット３から飛来する粒子を対象物に対して付着させることによって対象物に成膜する装置である。本実施形態では、成膜装置ＡＰＲとして、イオンビームスパッタ装置を例に挙げて説明する。
【００１９】
チャンバー１は、成膜の対象物である基板Ｘの基板面Ｘ１（被成膜面）に対して成膜を行う成膜室である。チャンバー１には排気系１１が接続されており、排気系１１を稼動させることでチャンバー１の内を減圧させることができるようになっている。
【００２０】
チャンバー１の上部には、基板ホルダー２が設置されている。基板ホルダー２は、基板面Ｘ１を下方に向けた状態で基板Ｘを支持するためのものである。チャンバー１内において基板ホルダー２の下方には、ターゲット３が設置されている。ターゲット３は、粒子の放出源となる材料源であり、例えば、様々な無機材料（無機酸化物、無機窒化物、金属酸化物、金属窒化物）が用いられる。具体的には、例えば、ＳｉＯ２ 、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ２、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などが用いられる。
【００２１】
イオンガン４は、独立したイオン源にスパッタ用のガスを導入し、そのガスをイオン化しかつ加速させて放出口４１から所定幅のイオンビーム４２として引き出すものである。イオンガン４は、ターゲット３の上方に配置されている。イオンガン４の放出口４１は、チャンバー１の内部でターゲット３の表面であるスパッタ面３１に向けられている。
【００２２】
スパッタ用のガスとしては、例えば、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等や、この他にターゲット３に対して不活性な様々な不活性ガスを用いることができる。例えば、窒素などの分子イオン、中性粒子、クラスターイオン等を用いても良い。イオンガン４とは別に、成膜前または成膜時の基板Ｘに、アシスト用のイオン照射を行ったり、アシスト用のレーザ照射を行ったりするアシスト機構を備えている構成であっても構わない。
【００２３】
防着板５は、チャンバー１の側壁部１２及び天井部１３を覆うように配置されている。防着板５は、複数の防着層を積層させた構成となっている。本実施形態では、防着板５は、複数の防着部材５１が重ね合わされた構成となっている。防着板５は、側壁部１２及び天井部１３に対して着脱可能に設けられている。重ね合わされた各防着部材５１は、メッシュ状に形成された付着部５２を有している。
【００２４】
図２（ａ）〜図２（ｃ）は、側壁部１２に設けられた防着板５の各防着部材５１の構成を示す平面図である。図３は、防着部材５１が重ね合わされた状態を示す分解斜視図である。図４は、防着板５が側壁部１２に取り付けられた状態を示す断面図である。
【００２５】
図２〜図４に示すように、防着部材５１は、ターゲット３側から側壁部１２側へ、本実施形態では例えば３枚重ね合わされた状態になっている（防着部材５１Ａ、５１Ｂ及び５１Ｃ）。各防着部材５１は、図中上下方向及び左右方向に線状部材５３が配置されており、当該線状部材５３の配置によってメッシュ状の付着部５２が構成されている。線状部材５３を構成する材料としては、例えばステンレス、チタン、銅、アルミニウムなどの金属材料が挙げられる。本実施形態では、防着部材５１Ａ〜５１Ｃのいずれもメッシュの目が同一方向（図中上下方向及び左右方向）に配列されるように線状部材５３が配置されている。
【００２６】
各付着部５２は、３枚のうち最もターゲット３側に配置される防着部材５１Ａから最も側壁部１２側に配置される防着部材５１Ｃにかけて、隣接する線状部材５３の間隔が段階的に狭くなっている。したがって、防着部材５１Ａから防着部材５１Ｃにかけて徐々に粒子Ｒが付着しやすい構成となっている。線状部材５３の間隔は、図中縦方向の間隔及び図中横方向の間隔のうちいずれを狭くしても構わない。縦横の一方のみを狭くしても構わないし、両方を狭くしても構わない。
【００２７】
本実施形態では、具体的には、防着部材５１Ｂにおける線状部材５３の間隔は、防着部材５１Ａにおける線状部材５３の間隔に比べて、図中縦方向の間隔が例えば０．３倍〜０．７倍程度になっており、図中横方向の間隔は同一になっている。防着部材５１Ｃにおける線状部材５３の間隔は、防着部材５１Ｂにおける線状部材５３の間隔に比べて、縦方向及び横方向の両方向についてそれぞれ例えば０．３倍〜０．７倍程度になっている。
【００２８】
したがって、３枚の防着部材５１のうち最もターゲット３に近い防着部材５１Ａでは、隣接する線状部材５３の間隔が最も広くなっている。また、最も側壁部１２に近い防着部材５１Ｃでは、隣接する線状部材５３の間隔が最も狭くなっている。線状部材５３の間隔が狭くなる分、側壁部１２側では線状部材５３が高密度で分布されていることになる。
【００２９】
図５は、防着部材５１の線状部材５３を拡大して示す図である。  
【００３０】
同図に示すように、図中上下方向に延在する１つの線状部材５３が、図中左右方向に延在する線状部材５３に交差する場合に、交差する線状部材５３の上側及び下側に交互に配置された状態になっている。メッシュを形成する線状部材５３の表面には、粗面部５４が形成されている。粗面部５４は、線状部材５３の断面の寸法に対して小さい凹凸が形成された部分である。粗面部５４は、線状部材５３の表面のほぼ全面に亘って形成されている。粗面部５４は、例えば線状部材５３の表面にブラスト処理などを施すことによって形成することができる。ブラスト処理としては、例えば３０番手〜３００番手の砂を用いたサンドブラスト処理などが挙げられる。ブラスト処理に用いられるブラストの番手は、線状部材５３の構成材料に応じて適宜選択することができる。
【００３１】
上記のように構成された成膜装置ＡＰＲにおいては、イオンガン４からのイオンビーム４２がターゲット３のスパッタ面３１に入射すると、そのビーム幅に応じた広さの領域がスパッタリングされ、粒子がチャンバー１内に放射状に放出される。基板Ｘに到達した粒子が基板面Ｘ１に堆積することによって、基板面Ｘ１に膜が形成される。
【００３２】
一方、基板Ｘとは異なる方向に射出された粒子は、防着板５に到達する。防着板５上には、上記のように配置された防着部材５１の付着部５２によって粒子Ｒが捕捉され、付着部５２上に粒子Ｒが堆積される。防着部材５１が複数重ね合わされ、各防着部材５１の付着部５２がメッシュ状に構成されているため、粒子Ｒは各防着部材５１のそれぞれに分散して付着することとなる。側壁部１２側に至るほど線状部材５３の分布密度が高くなっているため、防着部材５１Ａ〜５１Ｃのそれぞれにおいてバランス良く粒子Ｒが付着することとなる。したがって、防着部５の全面に膜が形成される場合に比べて、各防着部材５１では膜応力が低減された状態となる。このため、基材５１上に形成された膜の剥離が抑制されることとなる。
【００３３】
粒子Ｒの堆積によって各防着部材５１に一定以上の膜が形成された場合、例えば防着部５ごと各防着部材５１を側壁部１２から取り外して交換することにより、チャンバー１内をより清浄な状態に保つようにする。
【００３４】
このように、本実施形態によれば、防着部材５１を複数重ね合わせた防着部５が、チャンバー１の側壁部１２に着脱可能に設けられており、複数の防着部材５１がそれぞれ粒子Ｒを付着させる付着部５２を有しており、付着部５２の分布密度が複数の防着部材５１の間で互いに異なっていることとしたので、各防着部材５１において粒子Ｒの付着量が異なるように当該粒子Ｒを各防着部材５１に分散させて付着させることができる。各防着部材５１には粒子Ｒの膜が分断された状態で形成されることとなるため、膜の剥離を十分に抑制することができる。
【００３５】
加えて、本実施形態では、複数の防着部材５１の付着部５２がメッシュ状に形成されていることとしたので、各防着部材５１においては粒子Ｒを通過させることができ、粒子Ｒの膜を確実に分断することができる。
【００３６】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
【００３７】
例えば、上記実施形態では、チャンバー１の側壁部１２に設けられる防着部５の構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば天井部１３に配置する防着部５の構成についても、本発明の適用は可能である。
【００３８】
また、上記実施形態では、各防着部材５１において付着部５２に形成されるメッシュの目の配列方向が同一であるとして説明したが、これに限られることは無く、例えば図６に示すように、防着部材５１ごとにメッシュの目の配列方向が異なるように防着部５を構成しても構わない。これにより、粒子Ｒを確実に捕捉することができ、チャンバー１の側壁部１２まで粒子が通過してしまうのを防ぐことができる。
【００３９】
また、上記実施形態においては、各防着部材５１が側壁部１２のほぼ全面を覆う領域に亘って形成されている構成としたが、これに限られることは無い。粒子Ｒを効率的に捕獲するため、例えば図７に示すように、粒子Ｒの飛来する密度に応じた領域に配置する構成としても構わない。
【００４０】
粒子Ｒの飛来する密度については、図１に示すように、側壁部１２であれば防着部５のうちターゲット３側（図中下側）において粒子Ｒの飛来する密度が高くなり、ターゲット３側から遠くなるにつれて粒子Ｒの飛来する密度が低くなることがわかる。したがって、例えば側壁部１２の下側半分を覆う位置に防着部材５１Ａを配置する構成とすることができる。
【００４１】
また、天井部１３であれば、防着部５のうち左右方向の中央部において粒子Ｒの飛来する密度が高くなっており、側壁部１２側に至るほど粒子Ｒの飛来する密度が低下していることがわかる。したがって、例えば天井部１３の中央部近傍を覆う位置に防着部材５１Ａを配置する構成とすることができる。また、防着部材５１Ａに限られず、防着部材５１Ｂ及び防着部材５１Ｃについても、同様の配置とすることができる。
【００４２】
この場合、粒子Ｒがチャンバー１内に付着するのを防ぐため、少なくとも最も側壁部１２側の防着部材５１Ｃについては側壁部１２のほぼ全面を覆う構成とすることが好ましい。したがって、ターゲット３に近い側（例えば防着部材５１Ａ、防着部材５１Ｂ）のいずれかを上記配置とすることが好ましい。
【００４３】
また、上記実施形態では、各防着部材５１の付着部５２が全てメッシュ状に形成されている構成としたが、これに限られることは無い。例えば図８に示すように、最も側壁部１２側（あるいは天井部１３側）に配置される防着部材５１については、付着部５２の全部分を板状に形成する構成としても構わない。
【００４４】
また、上記実施形態の構成に加えて、磁性体を含んだ材料によってチャンバー１を形成し、防着部５に磁石部を配置する構成としても構わない。この場合、防着部５は、チャンバー１の側壁部１２及び天井部１３に対して、磁石部の磁力によって着脱可能に取り付けられることとなる。これにより、防着部５の着脱動作を容易に行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、付着部５２を構成する部材として線状部材５３を用いる構成としたが、これに限られることは無い。例えば、線状部材５３に代えて帯状部材を用いる構成であっても構わない。
【００４６】
また、各防着部材５１の付着部５２を板状部材とし、当該板状部材に開口部を設ける構成としても構わない。この場合、開口部の開口面積を防着部材５１ごとに異なるように設定することで、各防着部材５１ごとの付着部５２の分布密度を異ならせるようにすることができる。
【符号の説明】
【００４７】
ＡＰＲ…成膜装置  Ｘ…基板（対象物）  Ｒ…粒子  １…チャンバー  １２…側壁部（壁部）  １３…天井部（壁部）  ５…防着板  ５１…防着部材（防着層）  ５２…付着部  ５３…線状部材  
【図１】
2010174345.tif 000003
【図２】
2010174345.tif 000004
【図３】
2010174345.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010174345.tif 000007
【図６】
2010174345.tif 000008
【図７】
2010174345.tif 000009
【図８】
2010174345.tif 000010