(57)【要約】      （修正有）【課題】大気開放することなくチャンバー内で防着シールドのクリーニングを行うことができ、メンテナンスコストの低減を図ることができる成膜装置を提供する。【解決手段】真空処理装置は、基板に対してスパッタリング成膜処理を行うときは、カソード１４に電力を印加するとともに、シリンダー部３２を伸ばしてアース電極４１を防着シールド２０に電気的に接続させ、防着シールドをクリーニングするときは、防着シールドに高周波電流を印加するとともに、シリンダー部を縮ませてアース電極と防着シールドを電気的に絶縁することができるように構成されている。【選択図】図４
2011149094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に設けられたカソード部と、
前記カソード部の周囲に設けられたシールド部と、
前記シールド部の電位状態を切り替える切替え部とを備え、
前記切替え部は、所定の電位状態にされた電極部を有するとともに、前記電極部を前記シールド部に当接する位置又は前記シールド部と離間する位置に移動可能に構成されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記カソード部は、真空容器内に配置される基板の表面と裏面のそれぞれに対向するように設けられた一対のカソードからなり、
前記シールド部は、前記一対のカソードの周囲にそれぞれ配設された一対の付着部と、前記一対の付着部を電気的に連結する連結部とを有して構成されていることを特徴とする請求項１に記載された成膜装置。
【請求項３】
前記電極部は、弾性変形する材質で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載された成膜装置。
【請求項４】
前記シールド部は高周波電流を印加できる電源に接続されている請求項１乃至３に記載の成膜装置を用いたシールド部のクリーニング方法であって、
前記シールド部に高周波電流を印加するとともに、前記電極部を前記シールド部から離間することを特徴とするクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は防着シールドを備える成膜装置及び該防着シールドのクリーニング方法に係り、特に防着シールドがカソードの周囲に配設された成膜装置及び該防着シールドのクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来カソードを搭載したスパッタリング装置において、スパッタリングによりカソード又はチャンバー内部の壁面に成膜材料が付着することを防止するためチャンバー内に防着シールドが設置されている（例えば、特許文献１，２参照）。スパッタリングを繰り返すことでターゲット材が防着シールドに付着物として堆積していくことになる。
【０００３】
そのため、防着シールドに堆積した付着物を定期的にクリーニングして除去する必要がある。例えば、特許文献１に記載されたスパッタリング装置においては、付着物が堆積した防着シールドを、メンテナンスの際に予めストックしてある予備の防着シールドと交換し、取り外した防着シールドをチャンバー外でクリーニングしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８７８３５号公報
【特許文献２】特開平１０−２７５６９４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、特許文献１に記載されたスパッタリング装置では、防着シールドをクリーニングする際に予めストックしてある予備の防着シールドと交換する必要があるため、防着シールドの交換作業及び予備の防着シールドの保守と確保が不可欠であった。また、メンテナンスの際にチャンバーを大気開放するためメンテナンス後の排気やベーキングを行う必要があった。従って、メンテナンスに要する時間が長く、メンテナンスコストの低減が困難であるという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、大気開放することなくチャンバー内で防着シールドのクリーニングを行うことができ、メンテナンスコストの低減を図ることができる成膜装置及び防着シールドのクリーニング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る成膜装置は、真空容器内に設けられたカソード部と、カソード部の周囲に設けられたシールド部と、シールド部の電位状態を切り替える切替え部とを備え、切替え部は、所定の電位状態にされた電極部を有するとともに、電極部を前記シールド部に当接する位置又はシールド部と離間する位置に移動可能に構成されていることを特徴とする。
或いは、本発明に係るシールド部のクリーニング方法は、シールド部は高周波電流を印加できる電源に接続されている上述の成膜装置を用いたシールド部のクリーニング方法であって、シールド部に高周波電流を印加するとともに、電極部をシールド部から離間することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の成膜装置或いは防着シールドのクリーニング方法を用いることによりチャンバーを大気開放せずにチャンバー内部のターゲット材付着防止シールドのクリーニングが可能になる。また、使用済みの防着シールドをチャンバーの内側でクリーニングするために保守部品へ交換する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプロセスチャンバーの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るシールドクリーニング装置の概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るシールドクリーニング装置のシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００１１】
本願明細書中では、成膜装置として真空処理装置Ｓ（インライン型のスパッタリング成膜装置）を例に挙げて説明するが本発明はこの限りではない。例えば、他のＰＶＤ装置やＣＶＤ装置などにも本発明に搭載されたシールドクリーニング装置３０やアース装置４０は好適に適用可能である。
【００１２】
図１〜４は本発明の一実施形態に係るバイアス印加装置又は真空処理装置について説明した図であり、図１は真空処理装置の概略図、図２はプロセスチャンバーの断面図、図３はシールドクリーニング装置の概略図、図４はシールドクリーニング装置のシステム構成図である。なお、図面の煩雑化を防ぐため一部を除いて省略されている。
【００１３】
図１に示す真空処理装置Ｓは、インライン型のスパッタリング成膜装置（成膜装置）であり、ロードチャンバＬＬ、アンロードチャンバＵＬ、成膜室（プロセスチャンバー）Ｓ１やその他の処理室などとして機能する複数のチャンバーが四角形状にゲートバルブＧＶを介して連結されている。真空処理装置Ｓには各チャンバーを貫通する基板搬送路１２を有する基板搬送装置Ｔが設けられており、基板９を搭載したキャリア１０が基板搬送路１２に沿って各チャンバー内を所定方向（図１中の矢印方向）に順次搬送することができる。
【００１４】
本実施形態における基板９としては、磁気ディスクや光ディスクなどの記憶メディアに用いられる円板状部材が好適に用いられるが、キャリア１０に取り付けられた基板ホルダ１１を交換することにより、種々の形状のガラス基板、アルミニウム若しくはアルミニウム合金などの金属基板、シリコン基板、樹脂基板などを用いることができる。
【００１５】
図２に示す成膜室Ｓ１は、インライン式成膜装置Ｓを構成するプロセスチャンバー（真空容器）の一つであり、成膜室Ｓ１内側（真空容器内）には、真空ポンプ４に接続されるとともに基板９を搭載したキャリア１０を搬送可能な基板搬送路１２を有する基板搬送装置Ｔ、カソード部としてのスパッタリングカソード（カソード）１４が備えられており、さらにカソード１４の周囲にはシールド部としての防着シールド２０、シールドクリーニング装置３０とアース装置４０（切替え部）を有している。
【００１６】
基板搬送装置Ｔは、いわゆる縦型搬送機構であり、基板９を垂直姿勢でキャリア１０に搭載した状態で基板搬送路１２に沿って搬送できるように構成されている。また、キャリア１０は基板搬送路１２側に配置されるスライダーと、カソード１４側の空間に基板９を支持する基板ホルダとから構成されている。一つのスライダーに対して２つの基板ホルダが搭載されているため、１つのキャリア１０は２つの基板９を搭載することができる。
【００１７】
成膜室Ｓ１側面の左右の壁面にはカソード１４が２つずつ配置されており、２つのカソード１４（一対のカソード）は、キャリア１０に搭載された基板が配置される位置（停止位置）で基板ホルダに搭載された基板９の表裏面にそれぞれ対向する位置に対応している。すなわち、成膜室Ｓ１では、２枚の基板９の表面と裏面（表裏面）に対して同時にスパッタリングによる成膜処理を行うことができるように構成されている。
【００１８】
カソード１４は、カソードボディの内側にカソードマグネットと裏板が配設されて構成されており、裏板の基板側表面にはターゲット材料がボンディングされている。なお、カソードボディは成膜室Ｓ１の壁面側に固定されている。
【００１９】
それぞれのカソードの周囲には、基板９以外の場所に成膜材料がスパッタされることを防ぐための防着シールド２０が取り付けてある。防着シールド２０は、成膜室Ｓ１の壁面に対して電位的に分離されており、カソード１４の側面を囲む筒状部２１と、カソード１４のターゲット前面の周囲を囲むリング部２２（付着部）と、カソードボディに固定される取り付け部２３とから構成されている。また、対向するカソード１４の周囲に配置された２つの防着シールド２０の取り付け部２３同士は、連結部２４によって電気的に接続されている。連結部２４は防着シールド２０と同じ材質で形成された板状部材であり、２つの取り付け部２３の上側を連結している。さらに、防着シールド２０はシールドクリーニング装置３０にＲＦ印加ケーブル３６を介して接続されており、また、アース装置４０とも接続可能に構成されている。
【００２０】
シールドクリーニング装置３０は、防着シールド２０の取り付け部２３の下側に高周波電流を印加する装置であり、電源３４と整合器ＭＢとＲＦ印加ケーブル３６を有して構成されている。シールドクリーニング装置３０は、ＲＦ印加ケーブル３６を介して防着シールド２０に常時接続されている。防着シールド２０（取り付け部２３）とＲＦ印加ケーブル３６との接続部の拡大断面図を図３に、シールドクリーニング装置３０のシステム構成図を図４に示す。防着シールド２０は、チャンバー（成膜室Ｓ１）に対して電気的に分離しており、シールドクリーニング装置３０から高周波電流が印加されることによりエッチングされて、防着シールド２０に付着したターゲット材が除去される。
【００２１】
ＲＦ印加ケーブル３６は、銅板や銅線などの導電性材料から構成されたケーブルであり、一端部を整合器ＭＢに接続され、他端部を取り付け部２３に溶接やネジによって固着されている。
電源３４は、整合器ＭＢとＲＦ印加ケーブル３６を介して防着シールド２０に印加する高周波電流を発生させるＲＦ電源装置（電源）であり、公知のものを適宜用いることができる。高周波電流は防着シールド２０をクリーニングするために印加されるＲＦ電流である。整合器ＭＢは、電源で発生させた高周波電流を低損失でバイアス機構と防着シールド２０に印加する装置であり、公知のものを適宜用いることができる。
【００２２】
シールドクリーニング装置３０による防着シールド２０のクリーニング処理（クリーニング方法）は、カソード１４のＯＦＦ（オフ）時に行われるのでカソード１４の電源としてＲＦ電源が使われている場合には、カソード１４の電源をシールドクリーニング装置３０の電源として流用できる。また、整合器ＭＢも同様にカソード用のものを流用できる。しかし、整合器ＭＢと電流導入部については、防着シールド２０と隣接している方が望ましいので、カソード１４用のものを流用することは原則的に行わないものとする。
【００２３】
切替え部としてのアース装置４０は、防着シールド２０の電位状態を切り替える装置であり、本実施形態においては、防着シールド２０を所定のタイミングでアース電位に切り替えることができる。カソード１４によりスパッタリング処理する際に、アース電位とされたアース電極４１（電極部）を防着シールド２０の取り付け部２３に接触させるシリンダー部３２を備えている。シリンダー部３２は、取り付け部３２に向けて進退動するシリンダーとシールのためのベローズとを有して構成されている。シリンダーは接地されている。なお、シリンダーに変えて進退動可能な他の装置（例えば、リニアアクチュエータ）を用いることができることはもちろんである。
【００２４】
基板９に対してスパッタリングされる際にだけシリンダーを伸長させて、シリンダー部３２の先端に取り付けられたアース電極４１を取り付け部２３に電気的に接続することにより防着シールド２０をアース電位にすることができる。なお、上述したシールドクリーニング装置３０から防着シールド２０に高周波電流が印加される際には、シリンダー部３２は縮められた状態とされ、アース電極４１と取り付け部２３が接続されないようにする。
【００２５】
シリンダー部３２の先端に取り付けられたアース電極４１は、板ばね状になっている。そのため、アース装置４０のシリンダー部３２が伸長し、アース電極４１が防着シールド２０に接触すると板ばね状部分が弾性変形して防着シールド２０に所定圧力で押し付けられる。アース電極４１を板ばね状にすることによって、シリンダー部３２の進退動するストロークのみを管理すればよく、シリンダー部３２の押圧力を管理する必要がなくなるという利点がある。
【００２６】
ここで、シールドクリーニング装置３０による防着シールド２０のクリーニング処理の方法について説明する。
まず、基板９に対してカソード１４からスパッタリング処理を行う際には、カソード１４に対して電流が印加されている状態である。このとき、シールドクリーニング装置３０からは高周波電流は印加されない。一方、スパッタリング処理中は、アース装置４０のシリンダー部３２は伸長してアース電極４１が取り付け部２３に接続されており、防着シールド２０全体はアース電位にされている。
【００２７】
シールドクリーニング装置３０を使用する際には、まず、アース装置４０のシリンダー部３２を縮めて、アース電極４１が取り付け部２３から離れた後、電源３４から高周波電流の印加を開始する。ほぼ同時にクリーニング用のプロセスガスをチャンバー内に導入する。プロセスガスはＣＦ４ガスやＡｒ混合ガスを用いることができる。なお、シールドクリーニング装置３０は、基板９に対して成膜処理を行っていないとき、すなわち、基板９及びキャリア１０がチャンバー内に存在せず、カソード１４がＯＦＦのときに使用されることを想定している。
【００２８】
ＲＦ印加ケーブル３６を介して取り付け部２３に印加された高周波電流は、取り付け部２３と電気的に接続されている防着シールド２０全体に印加される。もちろん、連結部２４を介して対向する位置に配置されている防着シールド２０にも高周波電流は印加される。対向する２つの防着シールド２０に同時に高周波電流が印加されるため、２つの防着シールド２０の隙間にプラズマが発生することになる。
【００２９】
このとき、２つの防着シールド２０の隙間に生じたプラズマから入射するイオンにより防着シールド側がエッチングされることにより、防着シールド２０表面の付着物がクリーニングされる。ところで、防着シールド２０は、カソード１４のターゲット前面の周囲を囲むリング部２２が対向するカソード１４に面しているため、このリング部２２に付着物が堆積しやすいことが知られている。そして本発明に係る防着シールド２０は２つが対向して配置されているため、対向する２つのリング部２２の間にプラズマが発生している。従って、付着物の多いリング部２２の表面のクリーニングが効率的に行われることになる。クリーニング処理が終了したら、電源３４からの高周波電流の供給を停止する。
【００３０】
本発明に係るシールドクリーニング装置３０によれば、チャンバーを大気開放することなくその内部に固定された防着シールド２０をクリーニング処理することができる。すなわち、防着シールド２０の交換作業をせずに、付着物の除去などのクリーニングができる。また、このような防着シールド２０のクリーニング処理には、防着シールド２０の交換用保守部品を用いる必要がなく、結果としてメンテナンスコストの低減を図ることができる。
【００３１】
本発明に係るアース装置４０は、防着シールド２０の基板の高さよりも下側でシリンダー部３２（アース電極４１）に接触させるため、取り付け部２３とアース電極４１の接触の際にパーティクルが発生しても基板９に悪影響を及ぼすことが少ない。
また、本発明においては、カソード１４周辺の防着シールド２０に接続されるシールドクリーニング装置３０及びアース装置４０について記載したが、ＣＶＤチャンバーなどの防着シールドにも本発明のシールドクリーニング装置３０及びアース装置４０を適用可能であることはもちろんである。
【００３２】
また、本発明の成膜装置によれば、基板９に対して成膜処理を行うときは、シリンダー部３２を伸ばしてアース電極４１を防着シールド２０に電気的に接続させ、防着シールド２０をクリーニングするときは、シリンダー部３２を縮ませてアース電極４１と防着シールド２０を電気的に分離することができるアース装置４０を備えることにより、防着シールド２０の電位状態（ＲＦ印加状態とアース電位）を必要に応じて切り替えることができる。このため、チャンバーを大気開放せずにチャンバー内部のターゲット材が付着した防止シールド２０のクリーニングが可能になる。
【００３３】
また、使用済みの防着シールド２０をチャンバーの内側でクリーニングするために保守部品へ交換する必要がなくなる。さらに、対向して配置されている２つの防着シールドは連結部２４によって電気的に連結されているため、１つのシールドクリーニング装置３０で２つの防着シールド２０のクリーニングを同時に行うことができる。
【００３４】
上述のように本発明は、アース電極４１を移動させることによって、防着シールド２０と導通する接触状態と導通しない離間状態とを適宜切り替えることができることが特徴の一つである。アース電極４１に替えて、任意の電力を印加する電極を用いることにより、クシールドリーニング以外の用途にも応用可能である。例えば、アース電極４１とは別にアース電極４１と同様な動作をする可動電極と設けて、その可動電極ＲＦ印加ケーブルを接続すると、防着シールド２０はアース状態、フローティング状態、ＲＦ印加状態の３種類の状態を任意に選択することが可能になる。
【符号の説明】
【００３５】
Ｓ  真空処理装置
Ｓ１  成膜室
ＬＬ  ロードチャンバ
ＵＬ  アンロードチャンバ
ＧＶ  ゲートバルブ
Ｔ  基板搬送装置
ＭＢ  整合器（Ｍ．ＢＯＸ）
４  真空ポンプ
９  基板
１０  キャリア
１２  基板搬送路
１４  カソード
２０  防着シールド
２１  円筒部
２２  リング部
２３  取り付け部
２４  連結部
３０  シールドクリーニング装置
３２  シリンダー部
３４  電源
３６  ＲＦ印加ケーブル
４０  アース装置
４１  アース電極
【図１】
2011149094.tif 000003
【図２】
2011149094.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011149094.tif 000006