(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面に排気口を有する真空槽と、
前記排気口に接続され、前記真空槽内を真空排気する真空排気部と、
前記真空槽内に配置され、成膜材料を保持する材料保持部と、
前記材料保持部に保持された前記成膜材料から前記成膜材料の粒子である成膜粒子を放出させる放出手段と、
前記成膜粒子が入射する位置に配置され、基板を保持する基板保持部と、
を有する成膜装置であって、
前記成膜粒子を溶解できる洗浄液に溶解しない素材で形成された中空のタンクを有し、
前記タンクの内部は前記真空槽の内部と接続され、
前記真空槽の底面には排液口が設けられ、
前記放出手段と前記基板保持部との間の空間を取り囲む防着板と、
前記真空槽内に前記成膜粒子と反応しない不活性ガスを導入する給気口と、
前記排気口に接続され、前記不活性ガスが排出される排気設備と、を有し、
前記給気口と前記排気口とは、前記防着板の上端よりも高い位置に配置された成膜装置。
【請求項２】
壁面に排気口を有する真空槽と、
前記排気口に接続され、前記真空槽内を真空排気する真空排気部と、
前記真空槽内に原料ガスを導入する原料ガス導入部と、
前記真空槽内に導入された前記原料ガスを化学反応させて成膜粒子を生成する反応手段と、
前記成膜粒子が入射する位置に配置され、基板を保持する基板保持部と、
を有する成膜装置であって、
前記成膜粒子を溶解できる洗浄液に溶解しない素材で形成された中空のタンクを有し、
前記タンクの内部は前記真空槽の内部と接続され、
前記真空槽の底面には排液口が設けられ、
前記原料ガス導入部と前記基板保持部との間の空間を取り囲む防着板と、
前記真空槽内に前記成膜粒子と反応しない不活性ガスを導入する給気口と、
前記排気口に接続され、前記不活性ガスが排出される排気設備と、を有し
前記給気口と前記排気口とは、前記防着板の上端よりも高い位置に配置された成膜装置。
【請求項３】
前記成膜粒子はＬｉ又はＬｉ3ＰＯ4のいずれか一方であり、前記洗浄液はＨ2Ｏを含有する請求項１記載の成膜装置。
【請求項４】
前記真空槽内に配置され、前記真空槽内を乾燥させる乾燥手段を有する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜装置。
【請求項５】
前記排液口に接続され、前記洗浄液の水素イオン指数を検出する検出部を有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の成膜装置。
【請求項６】
真空排気された真空槽内で、基板に成膜粒子を入射させ、前記基板に前記成膜粒子の薄膜を形成する成膜装置の洗浄方法であって、
前記真空槽内から前記基板を搬出した後、前記真空槽内に前記成膜粒子を溶解できる洗浄液を導入し、前記真空槽の内部に付着した前記成膜粒子に前記洗浄液を接触させ、前記成膜材料を前記洗浄液に溶解させ、前記洗浄液を前記真空槽から排出する洗浄工程と、
前記真空槽内に前記洗浄液を導入する前に、前記真空槽内に前記成膜粒子と反応しない不活性ガスを導入し、前記真空槽内の圧力を前記真空槽の外側の圧力以上にする不活性ガス導入工程を有し、
前記洗浄工程では、前記不活性ガスの導入を継続して前記真空槽内の圧力を前記真空槽の外側の圧力以上に維持しながら、前記真空槽内に前記洗浄液を注入し、前記真空槽内のガスを前記真空槽の外側に排出する成膜装置の洗浄方法。  
【請求項７】
前記真空槽内から排出された前記洗浄液の水素イオン指数を検出し、検出結果に基づいて、前記洗浄工程を繰り返すか又は前記洗浄工程を終了するかのいずれか一方に決定する請求項６記載の成膜装置の洗浄方法。
【請求項８】
前記洗浄工程を終了した後、前記真空槽内を乾燥させる乾燥工程を有する請求項６又は請求項７のいずれか１項記載の成膜装置の洗浄方法。
【請求項９】
前記成膜粒子はＬｉ又はＬｉ3ＰＯ4のいずれか一方であり、前記洗浄液はＨ2Ｏを含有する請求項６乃至請求項８のいずれか１項記載の成膜装置の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置及び成膜装置の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム電池は、他の電池と比べてエネルギー密度が大きく、放電安定性に優れ、作動温度範囲が広いという特徴を有し、現在、携帯情報端末や防犯センサ等の多様な電子機器で使用されている。リチウム電池の負電極には金属リチウム（Ｌｉ）が用いられている。
図４は従来のＬｉ膜の蒸着装置の内部構成図を示している。
蒸着装置１００は、真空槽１１１と、材料保持部１３２と、基板保持部１２２とを有している。
材料保持部１３２は抵抗加熱用のボートであり、真空槽１１１内に配置され、内側に蒸着材料（Ｌｉ）を保持できるように構成されている。
基板保持部１２２は材料保持部１３２の上方に配置され、基板保持部１２２の材料保持部１３２と対面する部分には複数の基板１２１が取り付けられている。
材料保持部１３２には電源装置１３３が電気的に接続されている。【０００３】
電源装置１３３から材料保持部１３２に直流電圧が印加されると、材料保持部１３２は抵抗加熱により発熱して、材料保持部１３２内の蒸着材料を加熱し、蒸着材料から成膜粒子を放出させる。蒸着材料から放出された成膜粒子の一部は基板保持部１２２に保持された基板１２１に入射し、基板１２１表面にＬｉの薄膜が形成される。
材料保持部１３２と基板保持部１２２との間の成膜空間の外側には、成膜材料から放出された成膜粒子が入射する位置に防着板１４１が配置され、蒸着材料から放出された成膜粒子が真空槽１１１の壁面に付着することが防止されている。
防着板１４１には成膜粒子が付着して堆積する。防着板１４１から付着した成膜粒子（以下付着物と呼ぶ）が剥離して基板１２１表面に付着すると、不純物になる。そのため、剥離が生じる前に、防着板１４１を洗浄して付着物を除去する必要がある。【０００４】
従来の成膜装置の洗浄方法では、真空槽１１１内を大気に開放して、防着板１４１を真空槽１１１の外側に取り出した後、大気中で防着板１４１を純水や薬液等の洗浄液に浸して、付着物を洗浄液に溶解させて除去していた。
しかしながら、付着物であるＬｉが付着した防着板１４１を大気に暴露させると、Ｌｉは大気中の窒素（Ｎ2）ガスと反応して窒化リチウム（ＬｉＮ）が生成される。防着板１４１を洗浄液に浸すと、ＬｉＮは洗浄液に含有されるＨ2Ｏと反応してアンモニア（ＮＨ3）ガスが発生する。
ＬｉＮ＋Ｈ2Ｏ→ＬｉＯＨ＋ＮＨ3
ＮＨ3ガスは人体に有毒なガスであり、洗浄作業者が危険に曝される虞があった。そのため、洗浄作業者の保護具や除害設備などの安全対策に大きなコストがかかるという問題があった。
また洗浄作業の際に真空槽内を大気に開放するため、成膜作業を再開するためには多くの時間と手間を要するという不都合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４０４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、洗浄作業者に安全であり、従来より短時間かつ低コストで真空槽内の付着物を洗浄できる成膜装置及び成膜装置の洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、壁面に排気口を有する真空槽と、前記排気口に接続され、前記真空槽内を真空排気する真空排気部と、前記真空槽内に配置され、成膜材料を保持する材料保持部と、前記材料保持部に保持された前記成膜材料から前記成膜材料の粒子である成膜粒子を放出させる放出手段と、前記成膜粒子が入射する位置に配置され、基板を保持する基板保持部と、を有する成膜装置であって、前記成膜粒子を溶解できる洗浄液に溶解しない素材で形成された中空のタンクを有し、前記タンクの内部は前記真空槽の内部と接続され、前記真空槽の底面には排液口が設けられ、前記放出手段と前記基板保持部との間の空間を取り囲む防着板と、前記真空槽内に前記成膜粒子と反応しない不活性ガスを導入する給気口と、前記排気口に接続され、前記不活性ガスが排出される排気設備と、を有し、前記給気口と前記排気口とは、前記防着板の上端よりも高い位置に配置された成膜装置である。
本発明は、壁面に排気口を有する真空槽と、前記排気口に接続され、前記真空槽内を真空排気する真空排気部と、前記真空槽内に原料ガスを導入する原料ガス導入部と、前記真空槽内に導入された前記原料ガスを化学反応させて成膜粒子を生成する反応手段と、前記成膜粒子が入射する位置に配置され、基板を保持する基板保持部と、を有する成膜装置であって、前記成膜粒子を溶解できる洗浄液に溶解しない素材で形成された中空のタンクを有し、前記タンクの内部は前記真空槽の内部と接続され、前記真空槽の底面には排液口が設けられ、前記原料ガス導入部と前記基板保持部との間の空間を取り囲む防着板と、前記真空槽内に前記成膜粒子と反応しない不活性ガスを導入する給気口と、前記排気口に接続され、前記不活性ガスが排出される排気設備と、を有し前記給気口と前記排気口とは、前記防着板の上端よりも高い位置に配置された成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記成膜粒子はＬｉ又はＬｉ3ＰＯ4のいずれか一方であり、前記洗浄液はＨ2Ｏを含有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記真空槽内に配置され、前記真空槽内を乾燥させる乾燥手段を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記排液口に接続され、前記洗浄液の水素イオン指数を検出する検出部を有する成膜装置である。
本発明は、真空排気された真空槽内で、基板に成膜粒子を入射させ、前記基板に前記成膜粒子の薄膜を形成する成膜装置の洗浄方法であって、前記真空槽内から前記基板を搬出した後、前記真空槽内に前記成膜粒子を溶解できる洗浄液を導入し、前記真空槽の内部に付着した前記成膜粒子に前記洗浄液を接触させ、前記成膜材料を前記洗浄液に溶解させ、前記洗浄液を前記真空槽から排出する洗浄工程と、前記真空槽内に前記洗浄液を導入する前に、前記真空槽内に前記成膜粒子と反応しない不活性ガスを導入し、前記真空槽内の圧力を前記真空槽の外側の圧力以上にする不活性ガス導入工程を有し、前記洗浄工程では、前記不活性ガスの導入を継続して前記真空槽内の圧力を前記真空槽の外側の圧力以上に維持しながら、前記真空槽内に前記洗浄液を注入し、前記真空槽内のガスを前記真空槽の外側に排出する成膜装置の洗浄方法である。  
本発明は成膜装置の洗浄方法であって、前記真空槽内から排出された前記洗浄液の水素イオン指数を検出し、検出結果に基づいて、前記洗浄工程を繰り返すか又は前記洗浄工程を終了するかのいずれか一方に決定する成膜装置の洗浄方法である。
本発明は成膜装置の洗浄方法であって、前記洗浄工程を終了した後、前記真空槽内を乾燥させる乾燥工程を有する成膜装置の洗浄方法である。
本発明は成膜装置の洗浄方法であって、前記成膜粒子はＬｉ又はＬｉ3ＰＯ4のいずれか一方であり、前記洗浄液はＨ2Ｏを含有する成膜装置の洗浄方法である。
【発明の効果】
【０００８】
ＮＨ3ガスが発生しないので、安全である。また洗浄作業中に発生するＨ2ガスは真空槽から直接排気設備へと排気されるので、発生するガスに洗浄作業者が暴露されることはない。従って、作業者の保護具や除害設備などの安全対策のコストが不要になる。
洗浄作業中に真空槽内を大気に開放しないので、洗浄作業後に短時間で成膜作業を再開することができ、ダウンタイムを短縮できる。
成膜に使用されなかったＬｉを回収することができ、成膜材料のコストを節約できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の真空蒸着装置である成膜装置の内部構成図
【図２】本発明のスパッタ装置である成膜装置の内部構成図
【図３】本発明のＣＶＤ装置である成膜装置の内部構成図
【図４】従来の成膜装置の内部構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜成膜装置の構造＞
本発明の成膜装置の構造を真空蒸着装置を例に説明する。
図１は真空蒸着装置である成膜装置１０ａの内部構成図を示している。
成膜装置１０ａは、壁面に排気口１６を有する真空槽１１と、排気口１６に接続され、真空槽１１内を真空排気する真空排気部１２と、真空槽１１内に配置され、成膜材料を保持する材料保持部３２ａと、材料保持部３２ａに保持された成膜材料から成膜材料の粒子である成膜粒子を放出させる放出手段３０ａと、成膜粒子が入射する位置に配置され、基板２１を保持する基板保持部２２ａとを有している。
排気口１６は真空槽１１の壁面のうち、後述する防着板４１の上端より高い位置に設けられている。
【００１１】
排気口１６には主排気管４５が気密に接続され、真空排気部１２は主排気バルブ４６を介して主排気管４５に接続されている。主排気バルブ４６を開くと、真空排気部１２は真空槽１１内を真空排気できるようになっている。
材料保持部３２ａはここでは抵抗加熱用のボートであり、ボートの内側に成膜材料を保持できるように構成されている。成膜材料は例えばＬｉ又はＬｉ3ＰＯ4のいずれか一方である。
基板保持部２２ａは材料保持部３２ａの上方に配置され、材料保持部３２ａと対面する部分に複数枚の基板２１を保持できるように構成されている。
【００１２】
放出手段３０ａは電源装置３３を有している。電源装置３３は材料保持部３２ａに電気的に接続されている。電源装置３３から材料保持部３２ａに直流電圧が印加されると、材料保持部３２ａは抵抗加熱により発熱して、材料保持部３２ａに保持された成膜材料を加熱し、成膜材料から成膜材料の粒子である成膜粒子を放出させるようになっている。
成膜装置１０ａのうち真空槽１１内で基板２１に成膜粒子を入射させる部分を成膜部５０ａと呼ぶと、成膜部５０ａはここでは基板保持部２２ａと、材料保持部３２ａと、放出手段３０ａとで構成されている。
材料保持部３２ａと基板保持部２２ａとの間の空間である放出空間の外側には、成膜材料から放出された成膜粒子が入射する位置に防着板４１が配置されている。
防着板４１は筒形状にされ、放出空間を取り囲むように配置されており、成膜材料から放出された成膜粒子が真空槽１１の壁面に付着することを防止している。
【００１３】
真空槽１１の外側には、成膜粒子を溶解できる洗浄液に溶解しない素材で形成された中空のタンク１９が配置されている。洗浄液は例えばＨ2Ｏを含有する液体である。タンク１９の内部（中空の部分）は給液バルブ４３を介して真空槽１１の内部と接続されている。
タンク１９の内部に洗浄液を蓄液し、給液バルブ４３を開くと、洗浄液は真空槽１１の内側に導入されるようになっている。
真空槽１１の底面には排液口１５が設けられ、排液口１５は排液バルブ４４を介して真空槽１１の外側に配置された排液設備６１に接続されている。
排液バルブ４４を閉じた状態で真空槽１１内に洗浄液を導入すると、洗浄液は真空槽１１の底から天井に向かって徐々に溜められるようになっており、排液バルブ４４を開くと、真空槽１１内に溜められた洗浄液は、排液口１５から真空槽１１の外側の排液設備６１に排出されるようになっている。
【００１４】
本実施例では、排液設備６１は、排出された洗浄液から成膜材料の元素を回収するように構成されている。
排液口１５には、水素イオン指数（ｐＨ）を検出する検出部１７が接続され、排液口１５から排出された洗浄液のｐＨを検出できるようになっている。
本発明の成膜装置１０ａの検出部１７は、排液口１５に接続された構造に限定されず、真空槽１１内に配置されていてもよいが、排液口１５に接続されている方が、装置の構造が単純であり、また真空槽１１内の洗浄液の濃度むらによらずに洗浄液のｐＨを検出できるので好ましい。
【００１５】
真空槽１１内には、真空槽１１内を乾燥させる乾燥手段３４が配置されている。
乾燥手段３４はここではシースヒーターであり、真空槽１１の内壁面に沿って配置されている。乾燥手段３４は更に防着板４１の裏面（真空槽１１の内壁面と対面する面）に沿って配置されていてもよい。
乾燥手段３４は電源装置３３に電気的に接続されている。電源装置３３から乾燥手段３４に直流電圧が印加されると、乾燥手段３４は発熱して、真空槽１１の内壁面や防着板４１の表面に付着した洗浄液の水分を蒸発させるように構成されている。
真空槽１１の壁面のうち、防着板４１の上端より高い位置には給気口１３が設けられている。
真空槽１１の外側には、真空槽１１内に成膜粒子と反応しない不活性ガスを導入する不活性ガス導入部１８が配置されている。不活性ガスは例えばＡｒガスである。不活性ガス導入部１８は給気バルブ４９を介して給気口１３に接続され、給気バルブ４９を開くと、不活性ガスは給気口１３から真空槽１１内に導入されるようになっている。
【００１６】
真空槽１１の外側には、大気圧にされた排気設備６２が配置されている。
主排気管４５には副排気管４７の一端が接続され、副排気管４７の他端は副排気バルブ４８を介して排気設備６２に接続されている。
主排気バルブ４６と副排気バルブ４８と給気バルブ４９と給液バルブ４３と排液バルブ４４とを全て閉じると、真空槽１１内は真空槽１１の外側の大気と絶縁されるようになっている。
主排気バルブ４６を閉じておき、真空槽１１内の圧力が真空槽１１の外側の圧力よりも高いときに、副排気バルブ４８を開くと、真空槽１１内のガスは排気口１６と副排気管４７を通って真空槽１１の外側の大気圧におかれた排気設備６２に排出されるようになっている。
本発明の成膜装置は、上述したような真空蒸着装置に限定されず、スパッタ装置などの他の物理蒸着装置も本発明に含まれる。
【００１７】
本発明の成膜装置の構造をスパッタ装置を例に説明する。
図２はスパッタ装置である成膜装置１０ｂの内部構成図を示している。符号１０ｂの成膜装置の構成のうち、符号１０ａの成膜装置の構成と同じ部分には同じ符号を付して示している。
符号５０ｂは成膜装置１０ｂの成膜部を示している。
成膜部５０ｂの構成は、符号１０ａの成膜装置の成膜部５０ａの構成と異なるが、他の部分の構成は符号１０ａの成膜装置の構成と同じである。符号１０ａの成膜装置の構成と同じ部分の説明は省略する。
成膜部５０ｂは、真空槽１１内に配置され、成膜材料３１を保持する材料保持部３２ｂと、材料保持部３２ｂに保持された成膜材料３１から成膜材料３１の粒子である成膜粒子を放出させる放出手段３０ｂと、成膜粒子が入射する位置に配置され、基板２１を保持する基板保持部２２ｂと、を有している。
【００１８】
材料保持部３２ｂはバッキングプレートであり、成膜材料３１はバッキングプレートの表面に密着して取り付けられている。成膜材料３１は例えばＬｉ又はＬｉ3ＰＯ4のいずれか一方である。
基板保持部２２ｂは平板形状に形成され、成膜材料３１と対面する位置に、成膜材料３１と平行に配置されている。基板保持部２２ｂは成膜材料３１と対面する面に基板２１を保持できるように構成されている。
【００１９】
放出手段３０ｂは、スパッタガス導入部５１と、電源装置３３とを有している。スパッタガス導入部５１は真空槽１１に接続され、真空槽１１内にスパッタガスを導入できるように構成されている。スパッタガスは例えばＡｒガスである。電源装置３３は材料保持部３２ｂと基板保持部２２ｂとに電気的に接続されている。
真空槽１１内を真空排気した後、真空槽１１内にスパッタガス導入部５１からスパッタガスを導入し、電源装置３３から材料保持部３２ｂと基板保持部２２ｂとの間に直流電圧又は交流電圧を印加すると、成膜材料３１と基板２１との間で放電が生じて、スパッタガスがプラズマ化される。スパッタガスのイオンは負電位にされた成膜材料３１に入射して、成膜材料３１をスパッタし、成膜材料３１から成膜粒子を放出させるようになっている。
【００２０】
図２では材料保持部３２ｂの上方に基板保持部２２ｂが配置されているが、成膜材料３１と基板２１とが対向して配置されるならば、本発明はこの構成に限定されず、材料保持部３２ｂの下方に基板保持部２２ｂが配置されていてもよいし、材料保持部３２ｂと基板保持部２２ｂとがそれぞれ鉛直に立てられた状態で横に並べて対向して配置されていてもよい。
本発明の成膜装置は、上述した真空蒸着装置やスパッタ装置などの物理蒸着装置に限定されず、化学蒸着装置（ＣＶＤ装置）も本発明に含まれる。
【００２１】
本発明の成膜装置の構造をＣＶＤ装置を例に説明する。
図３はＣＶＤ装置である成膜装置１０ｃの内部構成図を示している。符号１０ｃの成膜装置の構成のうち、符号１０ａ、１０ｂの成膜装置の構成と同じ部分には同じ符号を付して示している。
符号５０ｃは成膜装置１０ｃの成膜部を示している。
成膜部５０ｃの構成は符号１０ａ、１０ｂの成膜装置の成膜部５０ａ、５０ｂの構成と異なるが、他の部分の構成は符号１０ａ、１０ｂの成膜装置の構成と同じである。符号１０ａ、１０ｂの成膜装置の構成と同じ部分の説明は省略する。
成膜部５０ｃは、真空槽１１内に複数の原料ガスを導入するガス導入部３０ｃ1と、真空槽内に導入された原料ガスを化学反応させて成膜粒子を生成する反応手段３０ｃ2とを有している。
【００２２】
ガス導入部３０ｃ1は、一面に複数の放出孔が設けられた中空の放出容器５２と、複数の原料ガスを放出する原料ガス放出部５３とを有している。放出容器５２は真空槽１１内に配置されている。原料ガス放出部５３は真空槽１１の外側に配置され、真空槽１１の側壁を気密に貫通する配管５４を介して放出容器５２に接続されている。
基板保持部２２ｃは平板形状に形成され、放出容器５２の放出孔が設けられた面（以下放出面と呼ぶ）と対面する位置に、放出面と平行に向けられて配置され、放出面と対面する表面に基板２１を保持できるように構成されている。
反応手段３０ｃ2は、電熱器２３と、電源装置３３とを有している。電熱器２３は基板保持部２２ｃに取り付けられ、電源装置３３は電熱器２３に電気的に接続されている。
【００２３】
原料ガス放出部５３から放出容器５２内に原料ガスを導入すると、原料ガスは放出容器５２の放出孔から基板２１に向けて放出される。電源装置３３から電熱器２３に直流電圧を印加すると、電熱器２３は発熱して、基板保持部２２ｃに保持された基板２１は加熱され、基板２１上の原料ガスは基板２１の熱により化学反応して成膜粒子が生成されるようになっている。
【００２４】
図３では放出容器５２の放出面の下方に基板保持部２２ｃが配置されているが、放出容器５２の放出面と基板２１とが対向して配置されるならば、本発明はこの構成に限定されず、放出容器５２の放出面の上方に基板保持部２２ｃが配置されていてもよいし、放出容器５２の放出面と基板保持部２２ｃとがそれぞれ鉛直に立てられた状態で横に並べて対向して配置されていてもよい。
【００２５】
＜成膜装置を用いた成膜方法＞
図１を参照し、真空蒸着装置である成膜装置１０ａを用いた成膜方法を説明する。
給液バルブ４３と排液バルブ４４と給気バルブ４９と副排気バルブ４８とを閉じて、真空槽１１内を真空槽１１の外側の大気から絶縁させておく。
主排気バルブ４６を開いて、真空排気部１２により真空槽１１内を真空排気する。以後、真空排気を継続して真空槽１１内の真空雰囲気を維持する。
不図示の搬送ロボットにより、真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま、真空槽１１内に成膜材料としてここではＬｉ又はＬｉ3ＰＯ4のいずれか一方を搬入し、材料保持部３２ａ内に配置する。
不図示の搬送ロボットにより、真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま、真空槽１１内に基板２１を搬入し、基板保持部２２ａに保持させる。
【００２６】
電源装置３３から材料保持部３２ａに直流電圧を印加して、材料保持部３２ａを発熱させ、材料保持部３２ａ内の成膜材料を蒸発させる。
成膜材料から放出された成膜粒子の一部は基板２１に入射し、基板２１に成膜粒子の薄膜が形成される。他の成膜粒子は防着板４１や材料保持部３２ａに入射し、防着板４１や材料保持部３２ａに付着する。材料保持部３２ａに付着した成膜粒子は再び蒸発されるが、防着板４１に付着した成膜粒子は防着板４１に堆積する。
基板２１表面に所定の膜厚の薄膜を形成した後、電源装置３３から材料保持部３２ａへの電圧印加を停止する。
不図示の搬送ロボットにより、真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま、成膜した基板２１を真空槽１１の外側に搬出する。
次いで成膜した基板２１とは別の基板２１を、不図示の搬送ロボットにより、真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま、真空槽１１内に搬入し、上述の成膜作業を繰り返す。
【００２７】
図２を参照し、スパッタ装置である成膜装置１０ｂを用いた成膜方法を説明する。
給液バルブ４３と排液バルブ４４と給気バルブ４９と副排気バルブ４８とを閉じて、真空槽１１内を真空槽１１の外側の大気から絶縁させておく。
主排気バルブ４６を開いて、真空排気部１２により真空槽１１内を真空排気する。以後、真空排気を継続して真空槽１１内の真空雰囲気を維持する。
材料保持部３２ｂにはあらかじめ成膜材料３１であるＬｉ又はＬｉ3ＰＯ4のいずれか一方が密着して取り付けられている。
不図示の搬送ロボットにより、真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま、真空槽１１内に基板２１を搬入し、基板保持部２２ｂに保持させる。
スパッタガス導入部５１から真空槽１１内にスパッタガスとしてここではＡｒガスを導入し、電源装置３３から材料保持部３２ｂと基板保持部２２ｂとの間に直流電圧又は交流電圧を印加して、導入されたスパッタガスをプラズマ化し、成膜材料３１をスパッタする。
【００２８】
成膜材料３１から放出された成膜粒子の一部は基板２１に入射し、基板２１に成膜粒子の薄膜が形成される。他の成膜粒子は防着板４１や成膜材料３１に入射して付着する。成膜材料３１に付着した成膜粒子は再びスパッタされるが、防着板４１に付着した成膜粒子は防着板４１に堆積する。
基板２１表面に所定の膜厚の薄膜を形成した後、電源装置３３から基板保持部２２ｂと材料保持部３２ｂへの電圧印加を停止し、スパッタガス導入部５１からのスパッタガスの導入を停止する。
不図示の搬送ロボットにより、真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま、成膜した基板２１を真空槽１１の外側に搬出する。
次いで成膜した基板２１とは別の基板２１を、不図示の搬送ロボットにより、真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま、真空槽１１内に搬入し、上述の成膜作業を繰り返す。
【００２９】
図３を参照し、ＣＶＤ装置である成膜装置１０ｃを用いた成膜方法を説明する。
給液バルブ４３と排液バルブ４４と給気バルブ４９と副排気バルブ４８とを閉じて、真空槽１１内を真空槽１１の外側の大気から絶縁させておく。
主排気バルブ４６を開いて、真空排気部１２により真空槽１１内を真空排気する。以後、真空排気を継続して真空槽１１内の真空雰囲気を維持する。
不図示の搬送ロボットにより、真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま、真空槽１１内に基板２１を搬入し、基板保持部２２ｃに保持させる。
電源装置３３から電熱器２３に直流電圧を印加して、基板２１を加熱する。
原料ガス放出部５３から放出容器５２内に原料ガスを導入し、放出容器５２の放出孔から基板２１に向けて原料ガスを放出する。
原料ガスは基板２１の熱により化学反応して成膜粒子を生成する。生成された成膜粒子の一部は基板２１に付着し、基板２１に成膜粒子の薄膜が形成される。他の成膜粒子は防着板４１に付着して堆積する。
【００３０】
基板２１表面に所定の膜厚の薄膜を形成した後、原料ガス放出部５３からの原料ガスの供給を停止し、電源装置３３から電熱器２３への電圧印加を停止する。
不図示の搬送ロボットにより、真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま、成膜した基板２１を真空槽１１の外側に搬出する。
次いで成膜した基板２１とは別の基板２１を、不図示の搬送ロボットにより、真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま、真空槽１１内に搬入し、上述の成膜作業を繰り返す。
符号１０ａ〜１０ｃのいずれの成膜装置においても、成膜作業を繰り返すにつれて、防着板４１に付着した成膜粒子の膜厚は厚くなる。防着板４１から付着した成膜粒子が剥離して基板２１に付着すると、不純物になる。従って、防着板４１から付着した成膜粒子が剥離する前に、後述する洗浄方法により防着板４１から付着した成膜粒子を除去する。
【００３１】
＜成膜装置の洗浄方法＞
本発明の成膜装置１０ａ〜１０ｃの洗浄方法を説明する。
図１〜図３を参照し、タンク１９内に成膜粒子を溶解できる洗浄液をあらかじめ蓄液しておく。洗浄液にはここでは純水又はＨ2Ｏを含有する液体を使用する。
真空槽１１の内部で成膜粒子が付着した部分である付着領域を洗浄液に浸漬させる時間の長さと、洗浄工程を終了させるときの洗浄液のｐＨの閾値を、試験やシミュレーションによりあらかじめ定めておく。
【００３２】
真空槽１１内に基板２１が配置されている場合には、不図示の搬送ロボットにより、真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま、基板２１を真空槽１１の外側に搬出しておく。
主排気バルブ４６を閉じて、真空槽１１内の真空排気を停止する。給液バルブ４３と排液バルブ４４と給気バルブ４９と副排気バルブ４８とは予め閉じられており、真空槽１１内は真空槽１１の外側の大気から絶縁されている。
【００３３】
先ず不活性ガス導入工程として、給気バルブ４９を開いて、不活性ガス導入部１８から給気口１３を介して真空槽１１内に、成膜粒子と反応しない不活性ガスを導入し、真空槽１１内の圧力を真空槽１１の外側の圧力以上の大きさにする。不活性ガスはここではＡｒガスを使用する。
副排気バルブ４８を開いて、排気口１６を介して真空槽１１内の不活性ガスを真空槽１１の外側に排出する。
以後、真空槽１１内の圧力が真空槽１１の外側の圧力以上の大きさを維持するように、不活性ガス導入部１８からの不活性ガスの導入を継続する。
【００３４】
次いで洗浄工程として、給液バルブ４３を開いてタンク１９から真空槽１１内に洗浄液を導入する。
洗浄液が真空槽１１内の付着領域に付着した成膜粒子に接触すると、
Ｌｉ＋Ｈ2Ｏ→ＬｉＯＨ＋Ｈ2
の化学反応により、成膜粒子は洗浄液に溶解し、Ｈ2ガスが発生する。成膜粒子が溶解した洗浄液の水素イオン指数（ｐＨ）は成膜粒子が溶解する前より大きくなる。
発生したＨ2ガスは不活性ガスと共に排気口１６と副排気管４７を通って真空槽１１の外側に搬出される。従来とは異なりＮＨ3ガスが発生することはなく、洗浄作業者に安全である。また洗浄作業者は発生したＨ2ガスに暴露されることはなく、安全である。
【００３５】
真空槽１１内で成膜粒子が付着した部分全体に洗浄液が接触するように、洗浄液の水面の高さが防着板４１の上端より高くなるまで洗浄液を真空槽１１内に導入した後、給液バルブ４３を閉じて、洗浄液の導入を停止する。
排気口１６と給気口１３は防着板４１の上端より高い位置に配置されており、洗浄液が排気口１６や給気口１３に浸入することはなく、洗浄液を導入しながら、給気口１３からの不活性ガスの導入と、排気口１６からのガスの排気とを継続できるようになっている。
あらかじめ決めておいた時間、付着領域を洗浄液に浸漬させた後、排液バルブ４４を開いて真空槽１１内から洗浄液を排出する。
【００３６】
真空槽１１内から排出された洗浄液のｐＨを検出部１７により検出する。洗浄液を排出し終えたら、排液バルブ４４を閉じる。
検出部１７の検出結果があらかじめ決めておいた閾値より大きかったら、上述の不活性ガス導入工程と洗浄工程とを繰り返す。
検出部１７の検出結果が閾値以下であったら、洗浄工程を終了する。
洗浄工程を終了した後、乾燥工程として、乾燥手段３４により真空槽１１内に付着した洗浄液の水滴を蒸発させ、真空槽１１内を乾燥させる。洗浄液の水蒸気は不活性ガスと共に排気口１６と副排気管４７を通って真空槽１１の外側に搬出される。
【００３７】
次いで、給気バルブ４９を閉じて真空槽１１内への不活性ガスの導入を停止する。副排気バルブ４８を閉じて、真空槽１１内を真空槽１１の外側の大気から絶縁させる。
主排気バルブ４６を開き、真空排気部１２により真空槽１１内を真空排気する。真空槽１１内を大気に開放せずに洗浄作業を行うので、洗浄作業を終えてから真空排気するまでに要する時間が従来より短縮される。
真空排気された真空槽１１内を乾燥手段３４により再度乾燥させる。洗浄液の水蒸気は真空排気部１２により真空排気される。
真空槽１１内の真空雰囲気を維持したまま、不図示の搬送ロボットにより、未成膜の基板２１を真空槽１１内に搬入し、上述の成膜作業を再開する。
【００３８】
上記説明では、洗浄液に防着板４１を浸漬させて防着板４１に付着した成膜粒子を洗浄液に溶解させたが、本発明の成膜装置の洗浄方法は、真空槽１１内で防着板４１に付着した成膜粒子を洗浄液に溶解させて除去できるならばこの方法に限定されず、防着板４１にシャワー状に洗浄液を噴きかけて防着板４１に付着した成膜粒子を洗浄液に溶解させてもよい。
【００３９】
本発明の成膜装置の洗浄方法は、上述のように真空排気された真空槽１１内に洗浄液を導入する前に不活性ガスを導入する方法に限定されず、真空排気された真空槽１１内に不活性ガスを導入せずに真空槽１１内に洗浄液を導入し、発生するガスを真空排気部１２により真空槽１１の外側に排出してもよい。ただし、真空雰囲気中に洗浄液を導入すると予期せぬ問題が生じる虞があるので、不活性ガスを導入した後で洗浄液を導入する方が好ましい。
【符号の説明】
【００４０】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ……成膜装置
１１……真空槽
１２……真空排気部
１５……排液口
１７……検出部
１８……不活性ガス導入部
１９……タンク
２１……基板
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ……基板保持部
３０ａ、３０ｂ……放出手段
３０ｃ1……ガス導入部
３０ｃ2……反応手段
３１……成膜材料
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ……材料保持部
３４……乾燥手段
【図１】
0005553898.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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