(57)【要約】【課題】冷却媒体の温度を検出することによって、異常を早期に発見して対処できるとともに、冷却系統の所要スペース及びコストを節約可能な真空処理装置を提供する。【解決手段】バッキングプレート２２の溝２２ａに吸排水を行なうための給水部もしくは排水部に、温度センサ３０を設ける。この温度センサ３０を、測定装置３１に接続する。冷却水の流量が減少したり、流通しなくなった場合には、循環している冷却水の温度が上昇して、これが温度センサ３０によって検出される。すると、判定部３１ｂが基準温度との比較で、冷却水温度が異常であると判定する。そして、動作指示部３１ｃが、表示部３３や音声出力部３４に、警告用の情報を出力させる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜処理のために真空とすることが可能な室中に配設された複数の部材と、前記複数の部材にそれぞれ設けられ、冷却媒体が流通する冷却系統とを備えた真空処理装置において、
前記冷却系統に流通する冷却媒体の温度を検出する温度検出手段を備えたことを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記温度検出手段によって検出された温度が、あらかじめ設定された基準値との比較において、正常か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果を出力する判定結果出力手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記温度検出手段は、非接触式温度計であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空の室内で、スパッタリングによりターゲットから放出された粒子によって、基板表面に成膜処理を施すための真空処理装置に係り、特に、冷却系統に改良を施した真空処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程、液晶表示基板製造工程、ディスク製造工程などにおいては、成膜装置を使用して基板表面への成膜処理が実施される。例えば、デジタル化された音声信号や画像情報を大量に記録するのにコンパクトディスク（以下、ＣＤと称する。）やデジタルビデオディスク（以下、ＤＶＤと称する。）などのディスクが広く使用されているが、これらのディスクは、ポリカーボネイト等の透明な合成樹脂をドーナツ状の円盤型とした基板の表面に、光反射率の高いアルミニウム等の薄膜を形成して記録面としたものである。
【０００３】
このような成膜を行なう装置の一つとして、スパッタリング装置があり、その代表例としてはプレーナ型マグネトロンスパッタリング装置が挙げられる。プレーナ型マグネトロンスパッタリング装置においては、真空状態下での放電により発生したイオン（例えばアルゴンイオン）を陰極であるターゲットに衝突させ、ターゲットを構成する粒子をスパッタリングによって放出させる。基板は、ターゲットに離間対向して配置されるとともに、陽極を構成しており、ターゲットから放出された粒子が基板の表面に堆積することにより、成膜処理が施される。但し、ディスクを構成する基板の外周部と内周部には、記録面を形成する必要がないので、これらの部分を除いた面にのみ成膜を形成する必要がある。このため、成膜作業は、基板の内周と外周をマスキングして行われる。
【０００４】
かかるスパッタリング装置を備えた真空処理装置の一例を、図３を参照して具体的に説明する。すなわち、装置本体１は、真空処理室としてのスパッタ室３と、このスパッタ室３へ基板２の出し入れを行なうロードロック室４とを有している。スパッタ室３は、支持部材６、外周マスク７、上蓋８、内周マスク９及びターゲット１０等を備えている。
【０００５】
支持部材６は、その上部に基板２が載置され、リフト５により上下動可能に設けられている。外周マスク７は、支持部材６の周縁部上方に配置され、基板２の外周をマスクする当接部７ａを有している。上蓋８は、装置本体１の上部を封止している。内周マスク９は、上蓋８の中心に対応する位置から下方に突出しており、その下端に基板２の内周をマスクする銅製の傘状部９ａを有している。ターゲット１０は、上蓋８の下部に絶縁材を介して配置されている。さらに、スパッタ室３の上方には、モータ１１ａにより偏芯回転する磁石１１が設けられている。
【０００６】
一方、ロードロック室４は、大気側に配置された搬送装置２０，２１から搬送された基板２を受け取り、リフト１２により上下動する支持部材１３と、支持部材１３が受け取った基板２が載置され、これを支持部材６に渡す環状のホルダ１４等により構成されている。なお、図３において、１５はロードロック室４を閉じる上蓋、１６は基板２を保持する機械的チャックである。
【０００７】
以上のような真空処理装置においては、ロードロック室４からスパッタ室３に搬送された基板２が、支持部材６上に載置されて押し上げられる。さらに押し上げが進むと、基板２の中央部が内周マスク９の傘状部９ａに当たるとともに、基板２の周縁部も外周マスク７の当接部７ａに当たる。この状態で、スパッタ室３内が所定の真空度に達したら、装置を作動してターゲット１０から微粒子を放出させ、基板２の表面に被膜を形成する。
【０００８】
ところで、使用中のターゲットは高温になるため、適当な冷却手段によってターゲットを冷却する必要がある。そこで、従来は、ターゲットの裏面側にバッキングプレートを配置し、このバッキングプレートを冷却して低温とすることにより、ターゲットを裏面側から冷却するようにしていた。ここで、図４は、従来のスパッタリング装置のターゲット１０及びその周辺を示した縦断面図である。すなわち、円盤状のターゲット１０の裏面に、バッキングプレート２２が配設されている。このバッキングプレート２２には、冷却水が流通する溝２２ａが形成されている。溝２２ａは、バッキングプレート２２を均一に冷却できるように、渦巻き状に形成されており、その両端が給水部及び排水部となっている。
【０００９】
また、スパッタリング中の内周マスク９及び外周マスク７も高温になるため、冷却する必要がある。但し、上述のように、ターゲット１０側は陰極を構成し、基板２は陽極を構成するので、基板２に接する内周マスク９及び外周マスク７はプラス電位とし、マイナス電位のターゲット１０やバッキングプレート２２との絶縁を維持した状態で冷却されなければならない。
【００１０】
このため、内周マスク９の上端には、ターゲット１０及びバッキングプレート２２から絶縁された水冷ジャケット２３が配設されている。この水冷ジャケット２３は、図５に示すように、給水パイプ２５と排水パイプ２６が接続された円筒状の容器２３ａと、給水側から排水側への流れを形成する流通孔２３ｂができるように配設された仕切板２３ｃとを備えており、内周マスク９の上端に接することによって、容器２３ａを流通する冷却水によって冷却されるように構成されている。
【００１１】
さらに、外周マスク７の周囲には、外枠部２４が配設されており、この外枠部２４には、冷却水が流通する穴２４ａが形成されている。なお、バッキングプレート２２、水冷ジャケット２３及び外枠部２４という複数系統に流通させる冷却水は、図示しない共通の供給源から循環供給されるものとする。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の真空処理装置においては、冷却水の流量が減少したり、流通しなくなった場合には、冷却水不足によって、ターゲット１０、外周マスク７及び内周マスク９の少なくとも一部が高温となり、部材の劣化や破損の原因となる。これに対処するため、冷却水の流通経路に、フロースイッチを配設して冷却水の流量を監視する方法が提案されている。しかし、かかる方法では、複数の系統毎にフロースイッチを設けなければならないため、流通経路の継手部分が増えることになり、所要スペースが拡大するとともに、コスト高となる。
【００１３】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、冷却媒体の温度を検出することによって、異常を早期に発見して対処できるとともに、冷却系統の所要スペース及びコストを節約できる真空処理装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、請求項１記載の発明は、成膜処理のために真空とすることが可能な室中に配設された複数の部材と、前記複数の部材にそれぞれ設けられ、冷却媒体が流通する冷却系統とを備えた真空処理装置において、前記冷却系統に流通する冷却媒体の温度を検出する温度検出手段を備えたことを特徴とする。
以上のような請求項１記載の発明では、温度検出手段によって、冷却媒体の温度を検出し、監視することができるので、冷却媒体不足による温度上昇等の異常を早期に発見して対処できる。また、複数の冷却系統にそれぞれフロースイッチを配設するよりも、所要スペース及びコストを節約できる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の真空処理装置において、前記温度検出手段によって検出された温度が、あらかじめ設定された基準値との比較において、正常か否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果を出力する判定結果出力手段とを有することを特徴とする。
以上のような請求項２記載の発明では、冷却媒体の温度によって異常を自動的に判定して、その結果を出力するので、監視者は容易且つ速やかに異常を認識して対処することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の真空処理装置において、前記温度測定手段は、非接触式温度計であることを特徴とする。
以上のような請求項３記載の発明では、温度測定手段として、非接触式温度計を使用したので、測定時間が短く、素早く正確な異常検出が可能となるとともに、既存の装置に設置し易い。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
〔実施形態の構成〕
まず、実施形態の構成を、図１を参照して説明する。なお、上述の従来技術で示した部材に対応する部材は、同一の符号を付す。すなわち、本実施形態においては、バッキングプレート２２の溝２２ａに吸排水を行なうための給水部もしくは排水部に、温度センサ３０が設けられている。この温度センサ３０は、図２に示すように、測定装置３１に接続されている。測定装置３１は、温度センサ３０の検出温度に基づいて、異常を知らせる装置であり、以下のような各機能ブロックを実現するプログラムによって動作するコンピュータ等を用いることができる。すなわち、測定装置３１は、基準温度格納部３１ａ、判定部３１ｂ、動作指示部３１ｃを有し、図示しないインタフェースを介して、入力部３２、表示部３３、音声出力部３４が接続されている。
【００１８】
基準温度格納部３１ａは、あらかじめ正常な冷却水温度の上限を、基準温度として格納したメモリ等の記憶手段である。判定部３１ｂは、温度センサ３０で検出した冷却水の温度と、基準温度とを比較して、正常な冷却水温度を超えているか否かを判定する手段である。動作指示部３１ｃは、判定部３１ｂによって、異常と判定された場合に、表示部３３及び音声出力部３４に、あらかじめ警告用に設定された情報（注意を促す発光や画面表示、アラーム、合成音声等）の出力を指示する手段である。表示部３３としては、ＬＥＤ等の発光部材、ＣＲＴやＬＣＤその他のディスプレイ等を用いることができ、音声出力部３４としては、スピーカ等を用いることができる。
【００１９】
〔実施形態の作用〕
以上のような本実施形態の作用は、以下の通りである。すなわち、ロードロック室４から搬送された基板２は、支持部材６上に載置されて押し上げられる。さらに押し上げがすすむと、基板２の中央部が内周マスク９の当接部に当たるとともに、基板２の周縁部も外周マスク７の当接部に当たる。この状態でロードロック室４内が所定の真空度に達したら、装置を作動してターゲット１０からの微粒子を放出させ、基板２の表面に被膜が形成される。
【００２０】
かかるスパッタリングの過程で、バッキングプレート２２、水冷ジャケット２３及び外枠部２４の各冷却系統を循環流通する冷却水によって、ターゲット１０、内周マスク９、外周マスク７からの熱が奪われて冷却される。冷却水の温度は、温度センサ３０によって検出され、測定装置３１において監視される。つまり、冷却水の流量が減少したり、流通しなくなった場合には、循環している冷却水の温度が上昇して、これが温度センサ３０によって検出される。すると、判定部３１ｂが基準温度との比較で、冷却水温度が異常であると判定する。そして、動作指示部３１ｃが、表示部３３や音声出力部３４に、警告用の情報を出力させる。表示画面や音声を認識した監視者は、装置を停止、点検する等の対処を行なう。
【００２１】
〔実施形態の効果〕
以上のような本実施形態によれば、１箇所の温度センサ３０によって、冷却水の温度を検出し、監視することができるので、複数の冷却系統にそれぞれフロースイッチを配設するよりも、所要スペース及びコストを節約できる。特に、測定装置３１が異常を自動的に判定して、その結果を出力するので、監視者は容易且つ速やかに異常を認識して対処することができる。
【００２２】
〔他の実施形態〕
本発明は上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、
温度検出手段は、複数の冷却系統のいずれかに設置されていればよい。また、温度検出手段を複数箇所に設置して、異常温度のさらなる早期検出を図ってもよい。かかる場合であっても、フロースイッチのような継手部分の増加はないので、所要スペースは小さくて済む。さらに、温度検出手段の種類は自由である。例えば、測定対象の表面から放射される赤外線エネルギーを受光し、その量を温度に換算して測定する非接触式温度計を用いることもできる。かかる場合には、測定時間が短く、素早く正確な異常検出が可能となるとともに、既存の装置に設置し易い。
【００２３】
また、測定装置は表示部に温度を表示するのみとし、異常の判断は監視者が行なう単純な構成としてもよい。さらに、測定装置において異常と判定された場合には、スパッタリング装置を自動的に停止させるように設定してもよい。また、本発明において使用する冷却用の媒体は、必ずしも冷却水には限定されず、成膜対象はＣＤやＤＶＤには限定されない。
【００２４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、冷却媒体の温度を検出することによって、異常を早期に発見して対処できるとともに、冷却系統の所要スペース及びコストを節約可能な真空処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空処理装置の実施形態におけるターゲット周辺を示す縦断面図である。
【図２】図１の実施形態における測定装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】従来の真空処理装置の一例を示す縦断面図である。
【図４】図３の従来技術におけるターゲット周辺を示す縦断面図である。
【図５】図３の従来技術における水冷ジャケットを示す斜視図である。
【符号の説明】
１…装置本体
２…基板
３…スパッタ室
４…ロードロック室
５…リフト
６…支持部材
７…外周マスク
７ａ…当接部
８…上蓋
９…内周マスク
９ａ…傘状部
１０…ターゲット
１１…磁石
１１ａ…モータ
１２…リフト
１３…支持部材
１４…ホルダ
２２…バッキングプレート
２２ａ…溝
２３…水冷ジャケット
２３ａ…容器
２３ｂ…流通孔
２３ｃ…仕切板
２４…外枠部
２４ａ…穴
２５…給水パイプ
２６…排水パイプ
３０…温度センサ
３１…測定装置
３１ａ…基準温度格納部
３１ｂ…判定部
３１ｃ…動作指示部
３１ｄ…表示部
３２…入力部
３３…表示部
３４…音声出力部
２０，２１…搬送装置
【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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