(57)【要約】【課題】基板が、成膜室に設けられたターゲットの前を通過することで成膜処理を行う成膜装置あって、コストを上げることなく膜厚分布の均一な薄膜形成が可能となる成膜装置を提供する。【解決手段】前室２から成膜室３方向に設けられたレール（図示せず）およびキャリア４は、基板５または膜厚分布補正板７を保持するホルダー６を搭載し移送する手段を備える。また、成膜室３には、膜厚分布補正板７を装着および脱着する手段（図示せず）を備えるインライン式スパッタ装置。【効果】基板１と膜厚分布補正板７の移送手段の共通化をすることで、装置サイズを抑えるとともに装置コストを抑えた成膜装置を提供することが可能となる。また、成膜室内で膜厚分布補正板の脱着および装着可能となり、装置能力を落とすことなく、膜厚分布の均一が可能な成膜装置を提供することが可能となる。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも前室と、成膜室と、前記前室から前記成膜室方向に設けられたレールと、基板を保持するホルダーと、前記ホルダーを搭載し前記レール上を搬送するキャリアと、前記成膜室の前記基板が通過する方向に沿って配置されたターゲットと、前記成膜室を通過する前記基板と前記ターゲットとの間の所定の位置に配置された膜厚分布補正板とを備え、前記ホルダーで保持された前記基板が前記膜厚分布補正板の前を通過する間に、前記基板上に成膜が行われるインライン式スパッタ装置であって、
前記ホルダーは、前記膜厚分布補正板を保持する機能を備え、
前記成膜室内に、前記膜厚分布補正板を前記ホルダーと前記所定の位置との間で相互に受け渡す手段と、前記膜厚分布補正板を前記所定の位置に固定する手段とを備えることを特徴とするインライン式スパッタ装置。
【請求項２】
前記膜厚分布補正板は、経時変化による機能の劣化および前記基板の所望する膜厚分布に対応して、成膜室を大気に曝すことことなく適時交換されることを特徴とする、請求項１に記載のインライン式スパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば金属薄膜、圧電体薄膜あるいは誘電体薄膜等の薄膜形成に用いられるスパッタ装置であって、基板がターゲットの前を通過することにより成膜が行われるインライン式スパッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属薄膜や圧電体薄膜等の様々な薄膜を形成するために、数多くの成膜装置が提案されている。成膜装置による薄膜形成においては、近年、移動体通信の発展にともなう電子機器の高精度化が進められるなか、その得られる薄膜の膜厚がより均一であることが強く求められる。
【０００３】
そこで、成膜装置として、成膜する基板の膜厚分布を改善する方法として、成膜室と、成膜室に連設した前室と、基板とターゲットとの間に設けられた薄膜の膜厚分布を均一にするための膜厚補正板とを備える成膜装置が提案されている。この成膜装置においては、膜厚補正板を成膜室と前室との間で移送する移送手段を有し、成膜室を大気に曝すことなく膜厚補正板の交換を可能にした構成が採られている。（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３１７１３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術による成膜装置においては、以下の問題点が存在する。
【０００６】
特許文献１においては、成膜される基板は、その基板を保持するホルダーをキャリアに搭載し、専用の搬送ローラーにより移送される。また、成膜装置における膜厚分布を改善するための膜厚補正板も、専用の搬送ローラーを用いて成膜室と前室間を移送される。しかし、この構造は、成膜室および前室に、基板および膜厚補正板を移送するための手段をそれぞれ設ける必要がある。これは、成膜室および前室の内容積の拡大につながる。成膜装置における内容積の拡大は、各室を真空にするため、それに対応した能力の高い真空ポンプの設定が必要となる。
【０００７】
また、成膜室と前室との間に設けられるゲートバルブのサイズおよび成膜装置自身のサイズを大きくする必要が生じることから、成膜装置コストのアップになるとの課題を有する。更には、真空ポンプの能力によっては、排気時間の関係から成膜装置の処理能力に影響するとの課題を有する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明のインライン式スパッタ装置は、少なくとも前室と、成膜室と、前室から成膜室方向に設けられたレールと、基板を保持するホルダーと、レール上をホルダーを搭載し搬送するキャリアとを有することを特徴とする。そして、成膜室の基板が通過する方向に沿って配置されたターゲットと、成膜室を通過する基板とターゲットとの間の所定の位置に配置された膜厚分布補正板とを備え、ホルダーで保持された基板が膜厚分布補正板の前を通過する間に、基板上に成膜が行われる。
【０００９】
また、ホルダーは、膜厚分布補正板を保持する機能を備える。更に、成膜室内に、膜厚分布補正板をホルダーとターゲットに対向する所定の位置との間で相互に受け渡す手段と、膜厚分布補正板をその所定の位置で固定する手段とを備える。
【００１０】
また、本発明のインライン式スパッタ装置においては、膜厚分布補正板は、経時変化による機能の劣化および基板の所望する膜厚分布に対応し、成膜室を大気の曝すことなく適時交換されることを特徴とする。
【００１１】
これによって本発明においては、装置コストを抑え、装置能力を落とすことなのない高性能化な電子機器の高精度化に対応した膜厚分布の均一なインライン式スパッタ装置を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付図に基いて詳細を説明する。
【００１３】
図１に、本発明のインライン式スパッタ装置における一実施例の概略平面図を示す。
【００１４】
図１に示したインライン式スパッタ装置５０は、準備室１と、前室２と、成膜室３とを有する。また、準備室１、前室２および成膜室３には、ホルダー６を搭載したキャリア４を搬送するレールが配置されている（図示せず）。
【００１５】
準備室１には、ホルダー６を搭載した複数のキャリア４が配置されている。ホルダー６は、搬送する基板５または膜厚分布補正板７を保持している。準備室１は、前室２に搬送される、または前室２から搬出される基板５および膜厚分布補正板７の事前準備室として構成されている。更に、準備室１では、図示しない駆動機構により所望するキャリア４を前室に搬送する位置に移動することができる。
【００１６】
前室２では、先ず、大気に開放した状態で、準備室１から、ゲートバルブ８を介してキャリア４の搬送がなされる。キャリア４には、基板５を保持したホルダー６が搭載されている。次にゲートバルブ８を閉じ、図示しない真空ポンプにより所定の圧力まで真空引きされる。次に図示しないスパッタガス導入経路よりスパッタガスが導入され、成膜室３と同じ所定のスパッタガス圧に調圧される。その後、ゲートバルブ９を介して成膜室３にキャリア４が搬送される。
【００１７】
成膜室３には、側壁ａ、ｂにおいて、搬送方向に沿って複数のターゲット１０が配置されている。尚、ターゲット１０については、数を限定するものではなく、所望する成膜条件に対応した構成が選択される。
【００１８】
基板５は、キャリア４の移動とともにこのターゲット１０の前を通過する段階で、ターゲット１０から叩き出されたターゲット材が成膜される。この時、膜厚分布補正板７は、通過する基板５とターゲット１０との間となる所定の位置に設置されており、基板５に対する成膜は膜厚分布補正板７を介して行われる。膜厚分布補正板７は、ターゲット１０から叩き出されたターゲット材が基板５の成膜に寄与するエリアを補正する機能を有する。膜厚分布補正板７は、その中央部に開口部を備え、基板５の膜厚が所望の分布を得られるように開口部エリアが調整されている。
【００１９】
成膜後のプロセスについて簡単に説明する。成膜処理された基板５を保持したホルダー６を搭載したキャリア４は、成膜室３と同じ所定のスパッタガス圧に調圧された前室２にゲートバルブ９を介して搬送される。次に、ゲートバルブ９を閉じ、前室２を大気に開放する。次にゲートバルブ８を介して、準備室１に搬送され成膜プロセスが終了する。
【００２０】
ここで、図２に図１におけるＡ−Ａ部断面図を示す。
【００２１】
図２に示した成膜室３は、側壁ａ、ｂにターゲットホルダー１８に設置されたターゲット１０と、膜厚分布補正板７と、膜厚分布補正板取付けピン１４とを備える。キャリア４は、レール１１上に設置された搬送用ローラー１２を有し、基板５を保持したホルダー６を搭載している。また、ターゲット１０およびターゲットホルダー１８の成膜に影響しない外側に固定板１５を有する。膜厚分布補正板７は、膜厚分布補正板取付けピン１４に保持される。更に、膜厚分布補正板取付けピン１４により成膜室３の側壁側から固定板１５に押し付けられる状態で固定される。
【００２２】
また、成膜室３内には、後述する膜厚分布補正板７の成膜室３内における所定の位置とホルダー６との受け渡し機能として、ターゲット１０およびターゲットホルダー１８の成膜に影響しない外側に複数のプッシャーピン１６を有する。更に、膜厚分布補正板７が対向する中央部の成膜室３の下面にカム１７を備える。
【００２３】
尚、図３に示すように、基板５は、ホルダー６に保持され、搬送用のレール１１に配置されたキャリア４に搭載される。膜厚分布補正板７の搬送は、キャリア４に設けられた搬送用ローラー１２をレール１１上に配置し、図示しないモーター等の駆動装置によりキャリア４に連動したラックアンドピニオン１３により駆動し搬送される。
【００２４】
次に、膜厚分布補正板７の交換の説明の前に、先ず、基板５または膜厚分布補正板７を保持したホルダー６がキャリア４に搭載された状態の詳細を説明する。
【００２５】
図４にキャリア４に搭載された膜厚分布補正板７を保持するホルダー６の概略側面図を示す。
【００２６】
図４に示すように、膜厚分布補正板７は、ホルダー６に保持され、搬送用のレール１１に配置されたキャリア４に搭載される。駆動搬送機構については、図３にて示した内容と同様であることから、記載を省略する。用いられるキャリア４は、共通にて使用可能である。
【００２７】
以下に図５、図６を用いて、膜厚分布補正板７を成膜室３内における所定の位置とホルダー６との間で受け渡すプロセスについて詳細に説明する。
【００２８】
図５（ａ）は、ホルダー６に保持された膜厚分布補正板７がホルダーから取り外される前の状態を示す。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、ホルダー６に保持された膜厚分布補正板７が、キャリア４に搭載され、ターゲット１０に対向する位置に搬送されている。成膜室３内の他の構成については、図２に示した内容と同様であるから詳細な説明は省略する。
【００３０】
図５（ｂ）は、ホルダー６に保持された膜厚分布補正板７を膜厚分布補正板取付けピン１４へと受け渡す状態を示す。図５（ｂ）に示すように、ホルダー６に保持された膜厚分布補正板７に対して、ターゲット１０の成膜に影響しない近傍に配置された、より具体的にはターゲット１０およびターゲットホルダー１８の外側四ヶ所に配置された膜厚分布補正板取付けピン１４が、図示しない駆動機構により押し出される。押し出された膜厚分布補正板取付けピン１４は、膜厚分布補正板７と接続する。この接続は、膜厚分布補正板取付けピン１４の先端に設けられたピンが膜厚分布補正板７に設けられた穴（図示せず）に当接することによりなされる。
【００３１】
更に、キャリア４の下部に設置されているカム１７が上方方向の膜厚分布補正板７の中央部近傍に、図示しない駆動機構により押し出される。押し出されたカム１７は、回転機構を備える。また、カム１７の形状は直角方向で径が異なる形状を備えている。
【００３２】
次に図６（ａ）に示すように、直角方向で径が異なる形状を備えるカム１７を回転させることにより、カム部１７にて膜厚分布補正板７を膜厚分布取付けピン１４側へ押し出す。これによってホルダー６により保持されていた膜厚分布補正板７を、膜厚分布補正板取付けピン１４へと受け渡す。膜厚分布補正板取付けピン１４は、先端に設けられたピンが膜厚分布補正板７に設けられた穴と勘合することによって、膜厚分布補正板７を保持する。
【００３３】
更に、膜厚分布補正板取付けピン１４が引っ込んで図２にて示した所定の位置に移動することで膜厚分布補正板７が所定の位置に設置される。この後、膜厚分布補正板７は、固定板１５により固定されることになる。これは、膜厚分布補正板取付けピン１４により成膜室３の側壁側から固定板１５に押し付けられる状態で固定される。
【００３４】
最後に図６（ｂ）に所定位置にセットされていた膜厚分布補正板７を、ホルダー６へと受け渡す状態を示す。図６（ｂ）に示すように、膜厚分布補正板７を固定する固定板１５が解除され、膜厚分布補正板７を保持している膜厚分布補正板保持ピン１４が、図示しない駆動機構によりホルダー６側に押し出される。この時、ターゲット１０の成膜に影響しない近傍に配置された、より具体的にはターゲット１０およびターゲットホルダー１８の基板搬送方向に両側に設置されたプッシャーピン１６がホルダー６の方向に、図示しない駆動機構により押し出される。押し出されたプッシャーピン１６が、膜厚分布補正板７をホルダー６に押し付けることにより、ホルダー６に設けられた保持ピン（図示せず）と膜厚分布補正板７に設けられた穴（図示せず）により保持される。保持ピンは、樹脂等の弾性係数の小さな材料を使用することが好ましい。
【００３５】
また、補正板７に設けられた穴との嵌め合いを適度にし、更に適度な摩擦を備えることでキャリア搬送時の膜厚分布補正板７の落下を防止することが可能となる。更に、キャリアピンと膜厚分布補正板取付けピン１４との受け渡しもスムーズに行えることになる。
【００３６】
尚、基板５および膜厚分布補正板７の予備室１から前室２および成膜室３への搬送、および成膜室３、前室２から予備室１への搬送は、共通のレール１１が使用される。また、搬送するキャリア４についても共通であることが好ましい。
【００３７】
上記のプロセスにより、膜厚分布補正板の経時変化による機能の劣化、また成膜する基板サイズが異なる等その基板の所望する膜厚分布に対応して、成膜室を大気に曝すことなく膜厚分布補正板を適時交換することが可能となる。また、基板と膜厚分布補正板の移送手段を共通化することで、最小の装置サイズで膜厚分布補正板の交換が可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のような本発明のインライン式スパッタ装置によれば、基板と膜厚分布補正板の移送手段の共通化をすることで、装置サイズを抑えるとともに装置コストを抑えた成膜装置を提供することが可能となる。また、成膜室内で膜厚分布補正板の脱着および装着可能となり、装置能力を落とすことなく、膜厚分布の均一が可能な成膜装置を提供することが可能となる。
【００３９】
よって、本発明のインライン式スパッタ装置により、電子機器の高性能化に対応した、高精度の電子部品に対応した所望の薄膜をコストを向上させることなく形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインライン式スパッタ装置の一実施例を示す概略平面図である。
【図２】本発明のインライン式スパッタ装置の一実施例を示す横断面図である。
【図３】本発明のインライン式スパッタ装置における基板を保持するホルダーを含むキャリアの一実施例を示す平面概略図である。
【図４】本発明のインライン式スパッタ装置における膜厚分布補正板を保持するホルダーを含むキャリアの一実施例を示す平面概略図である。
【図５】本発明のインライン式スパッタ装置における膜厚分布補正板の脱着の一実施例を示す平面図である。
【図６】本発明のインライン式スパッタ装置における膜厚分布補正板の脱着の別の実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
１…準備室
２…前室
３…成膜室
４…キャリア
５…基板
６…ホルダー
７…膜厚分布補正板
８、９…ゲートバルブ
１０…ターゲット
１１…レール
１２…ローラー
１３…ラックアンドピニオン
１４…膜厚分布補正板取付けピン
１５…固定板
１６…プッシャーピン
１７…カム
１８…ターゲットホルダー
１９…保持ピン
ａ、ｂ…側壁
５０…インライン式スパッタ装置
【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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【図６】
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