(57)【要約】【課題】  危険なガスを導入して成膜等のプロセスを行う場合、或いはチャンバー内部を密閉した状態で成膜を行う場合において、チャンバー内部の雰囲気に影響を与えることなく、また、人体等に悪影響を与えることなく速やかに基板等の交換を行う方法を提供する。【手段】  成膜チャンバーに基板を導入する為のロードロックチャンバーを複数段設けることにより、チャンバー内部の雰囲気をできるだけ維持した状態で、基板等の交換を行う。また、交換の際に、カソードに印加される電力を増加させることにより、成膜チャンバー内部の圧力を増加させて、基板交換時に減少するであろう成膜チャンバー内の圧力損失を補う。更に、別途圧力調整チャンバーを設け圧力調整バルブよりチャンバー内の雰囲気を移送調整することにより、連続して基板交換を行う場合であっても、同一条件で安定的に成膜をすることができる。【選択図】  図１                                                                 
2005264195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系が接続された成膜チャンバー内に、基板と、電界を印加して放電させることによりプラズマを発生させることが可能なカソードとを有し、前記カソード上に金属又はフッ素化合物からなるターゲットを設置し、必要に応じてフッ素ガス又はフッ素を成分に含む化合物からなるガスを導入し、プラズマを発生させてフッ素化合物膜を基板上に成膜する成膜装置において、
基板を搬送し入れ替えをするための真空排気可能な第１のロードロックチャンバー及び、第１のロードロックチャンバーに基板を搬送し入れ換えをするための真空排気可能な第２のロードロックチャンバーを設けたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
排気系が接続された成膜チャンバー内に、基板と、電界を印加して放電させることによりプラズマを発生させることが可能なカソードとを有し、前記カソード上に固体化合物からなるターゲットを設置し、成膜チャンバーを密閉した状態で、プラズマを発生させて固体化合物を基板上に成膜する成膜装置において、
基板を搬送し入れ替えをするための真空排気可能な第１のロードロックチャンバー及び、第１のロードロックチャンバーに基板を搬送し入れ換えをするための真空排気可能な第２のロードロックチャンバーを設けたことを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載されたいずれかの成膜装置において、前記第２のロードロックチャンバーに、前記基板を搬送し入れ換えをするための真空排気可能な第３のロードロックチャンバーを設けたことを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項１から３に記載されたいずれかの成膜装置において、チャンバー間は基板が移動可能なロードロックバルブが設けられており、前記ロードロックバルブを開く際には、双方のチャンバー内の排気が行われていないことを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
請求項１から４に記載されたいずれかの成膜装置において、
前記成膜チャンバーと前記第１のロードロックチャンバーとの間に第１のロードロックバルブが設けられており、前記第１のロードロックバルブを開く際、第１のロードロックチャンバー内の圧力が成膜チャンバー内の圧力よりも低圧であることを特徴とする成膜装置。
【請求項６】
請求項１から５に記載されたいずれかの成膜装置において、
前記第１のロードロックチャンバーと前記第２のロードロックチャンバーとの間に第２のロードロックバルブが設けられており、前記第２のロードロックバルブを開く際、第２のロードロックチャンバー内の圧力が第１のロードロックチャンバー内の圧力よりも低圧であることを特徴とする成膜装置。
【請求項７】
排気系が接続された成膜チャンバー内に、基板と、電界を印加して放電させることによりプラズマを発生させることが可能なカソードとを有し、前記カソード上に固体化合物からなるターゲットを設置し、成膜チャンバーを密閉した状態で、プラズマを発生させて固体化合物を基板上に成膜する成膜装置であって、基板を搬送し入れ替えるための真空排気可能な第１のロードロックチャンバーと、第１のロードロックチャンバーと成膜チャンバーの間に第１のロードロックバルブが設けられた成膜装置において、
前記第１のロードロックバルブを開く際に、双方のチャンバー内の排気を行うことなく、かつ、前記カソードのうち少なくとも一つのカソードの印加電力を上昇させることを特徴とする成膜装置。
【請求項８】
排気系が接続された成膜チャンバー内に、基板と、電界を印加して放電させることによりプラズマを発生させることが可能なカソードとを有し、前記カソード上に
固体化合物からなるターゲットを設置し、成膜チャンバーを密閉した状態で、プラズマを発生させて固体化合物を基板上に成膜する成膜装置であって、基板を搬送し入れ替えるための真空排気可能な第１のロードロックチャンバーと、第１のロードロックチャンバーと成膜チャンバーの間に第１のロードロックバルブが設けられた成膜装置において、
前記成膜チャンバーに隣接して圧力調整チャンバーが設けられ、
成膜チャンバーと圧力調整チャンバーとの間に圧力調整バルブが設けられ、前記圧力調整チャンバー内には、放電可能なカソードと固体化合物が設置され、カソードに電界を印加して放電させることにより、前記成膜チャンバー内の圧力よりも前記圧力調整チャンバーの圧力の方が高く設定されており、
前記第１のロードロックバルブを開く際に、或いは開いた後に、前記圧力調整バルブを開くことを特徴とする成膜装置。
【請求項９】
請求項１から７に記載されたいずれかの成膜装置において、
前記成膜チャンバーに隣接して圧力調整チャンバーが設けられ、
成膜チャンバーと圧力調整チャンバーとの間に圧力調整バルブが設けられ、前記圧力調整チャンバー内には、放電可能なカソードと固体化合物が設置され、カソードに電界を印加して放電させることにより、前記成膜チャンバー内の圧力よりも前記圧力調整チャンバーの圧力の方が高く設定されており、
前記第１のロードロックチャンバーと前記成膜チャンバーの間に設けられたバルブを開く際に、或いは開いた後に、前記圧力調整バルブを開くことを特徴とする成膜装置。
【請求項１０】
請求項９に記載された成膜装置において、
前記成膜チャンバーと、前記圧力調整チャンバーには各々圧力計が設けられており、双方の圧力計の値を計測して、これに基づき前記圧力調整バルブの開閉状況を調整することを特徴とする成膜装置。
【請求項１１】
請求項２から１０に記載されたいずれかの成膜装置において、
前記固体化合物が金属フッ素化合物であることを特徴とする成膜装置。
【請求項１２】
請求項２から１１に記載されたいずれかの成膜装置において、
前記成膜チャンバー内に放電させる為のガスを導入するガス導入バルブと、
成膜チャンバー内のガスを外部に放出するための排気バルブとを備え、
前記基板に成膜を行う際に、ガス導入バルブと排気バルブとを閉じる制御を行う制御機構を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項１３】
請求項１から１２に記載されたいずれかの成膜装置において、前記成膜チャンバーから前記第１のロードロックチャンバーの間に設けられた前記第１のロードロックバルブを開く際、前記成膜チャンバー内の圧力が、０．１〜１００Ｐａの範囲にあることを特徴とする成膜装置。
【請求項１４】
請求項１から１３に記載されたいずれかの成膜装置において、
前記成膜チャンバー内部の成膜するための前記カソードに代えて、前記基板をエッチングする機構を設けたことを特徴とするエッチング装置。
【請求項１５】
請求項１から１３に記載されたいずれかの成膜装置において、
前記成膜チャンバー内部の成膜するための前記カソードに代えて、前記基板を洗浄する機構を設けたことを特徴とする基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板等にフッ化物等の化合物をスパッタリングにより成膜するための成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板等に酸化物等の化合物や金属等の薄膜を成膜する手法として、真空蒸着、スパッタリング等の手法がある。真空蒸着に比べスパッタリングでは、緻密な膜が低温で成膜可能であることから、幅広く各種成膜に利用されている。
【０００３】
一般に、スパッタリングではＡｒ等の希ガスをスパッタガスとして導入してスパッタリングを行う。成膜される材料が酸化物やフッ化物等の化合物である場合、スパッタターゲットとして化合物のターゲットを用いスパッタリングする方法がある。この場合、Ａｒ等の希ガスのみでスパッタリングをおこなうとガス成分の欠損を生じた膜となってしまい、本来の化学量論比を満たす膜と比べて、物性の異なった膜となり、所望の特性を得ることができない。具体的には、フッ化物の場合、Ａｒガスのみでスパッタリング成膜したのでは、フッ素欠損により光学的に吸収を有する膜となり、光学薄膜としては用いることができない。このため、Ａｒガスの他に酸素やフッ素等の反応性ガスを導入しスパッタリングが行われており、欠損の生じた成分が導入されたガス成分により補われる為、欠損のない膜を成膜することが可能となる。しかしながら導入されるガスが安全なガスであれば良いが、フッ素ガスは極めて危険であり、その取扱には慎重をきすべき必要がある。即ち、フッ素ガスをスパッタガスとして導入した場合、装置や人体にも悪影響を与え、甚大な被害を及ぼす可能性がある。また、フッ素ガスについては、ガス導入に慎重を期すのみならず、排気系についても除害設備を設ける必要があるが、この除害設備は非常に高額で、経済的な面からもフッ素ガスを用いたプロセスを導入する際の妨げとなっている。
【０００４】
また、フッ素ガスに限らず、その他の反応性ガスを導入する場合には、ガス導入機構を設ける必要があり、通常のＡｒガス等の希ガスのみでスパッタリングを行う場合と比べて、設備費用が高価になるといった問題点もある。このことは、金属ターゲットを用いスパッタガスとして反応性ガスを導入し化合物膜を成膜する手法であるリアクティブスパッタの場合も同様である。
【０００５】
このため、これらの問題点を解決したプロセスとして、チャンバー内部を密閉状態でスパッタリングを行うプロセスを開発した。
【特許文献１】国際公開第０１／５５４７７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、チャンバー内を密閉した状態でスパッタリングを行うプロセスでは、フッ化物等の化合物膜をフッ素ガス等の反応性ガスを流すことなく成膜することができる。しかしながら、このプロセスではチャンバー内部の圧力を安定化させる必要から、成膜を開始するまでに放電開始後３０分から４０分の時間を要していた。従って、このプロセスにおいてはスループットの向上が重要課題となっていた。
【０００７】
本発明の目的は、このような化合物膜のスパッタリング成膜において、安全、かつ、簡易に、高スループットで連続して基板への成膜することが可能な成膜装置を提供するものである。
【０００８】
又、本発明の目的は、フッ素ガスを導入することなく安全で、かつ、高スループットでフッ素ガスによるエッチング、または洗浄を行うエッチング装置、洗浄装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。
【００１０】
第１の発明は、排気系が接続された成膜チャンバー内に、基板と、電界を印加して放電させることによりプラズマを発生させることが可能なカソードとを有し、前記カソード上に金属又はフッ素化合物からなるターゲットを設置し、必要に応じてフッ素ガス又はフッ素を成分に含む化合物からなるガスを導入し、プラズマを発生させてフッ素化合物膜を基板上に成膜する成膜装置において、
基板を搬送し入れ替えをするための真空排気可能な第１のロードロックチャンバー及び、第１のロードロックチャンバーに基板を搬送し入れ換えをするための真空排気可能な第２のロードロックチャンバーを設けたことを特徴とする成膜装置である。
【００１１】
第２の発明は、排気系が接続された成膜チャンバー内に、基板と、電界を印加して放電させることによりプラズマを発生させることが可能なカソードとを有し、前記カソード上に固体化合物からなるターゲットを設置し、成膜チャンバーを密閉した状態で、プラズマを発生させて固体化合物を基板上に成膜する成膜装置において、基板を搬送し入れ替えをするための真空排気可能な第１のロードロックチャンバー及び、第１のロードロックチャンバーに基板を搬送し入れ換えをするための真空排気可能な第２のロードロックチャンバーを設けたことを特徴とする成膜装置である。
【００１２】
第３の発明は、第１または第２の発明のいずれかの成膜装置において、前記第２のロードロックチャンバーに、前記基板を搬送し入れ換えをするための真空排気可能な第３のロードロックチャンバーを設けたことを特徴とする成膜装置である。
【００１３】
第４の発明は、第１から３の発明のいずれかの成膜装置において、チャンバー間は基板が移動可能なロードロックバルブが設けられており、前記ロードロックバルブを開く際には、双方のチャンバー内の排気が行われていないことを特徴とする成膜装置である。
【００１４】
第５の発明は、第１から４の発明のいずれかの成膜装置において、前記成膜チャンバーと前記第１のロードロックチャンバーとの間に第１のロードロックバルブが設けられており、前記第１のロードロックバルブを開く際、第１のロードロックチャンバー内の圧力が成膜チャンバー内の圧力よりも低圧であることを特徴とする成膜装置である。
【００１５】
第６の発明は、第１から５の発明のいずれかの成膜装置において、前記第１のロードロックチャンバーと前記第２のロードロックチャンバーとの間に第２のロードロックバルブが設けられており、前記第２のロードロックバルブを開く際、第２のロードロックチャンバー内の圧力が第１のロードロックチャンバー内の圧力よりも低圧であることを特徴とする成膜装置である。
【００１６】
第７の発明は、排気系が接続された成膜チャンバー内に、基板と、電界を印加して放電させることによりプラズマを発生させることが可能なカソードとを有し、前記カソード上
に固体化合物からなるターゲットを設置し、成膜チャンバーを密閉した状態で、プラズマを発生させて固体化合物を基板上に成膜する成膜装置であって、基板を搬送し入れ替えるための真空排気可能な第１のロードロックチャンバーと、第１のロードロックチャンバーと成膜チャンバーの間に第１のロードロックバルブが設けられた成膜装置において、前記第１のロードロックバルブを開く際に、双方のチャンバー内の排気を行うことなく、かつ、前記カソードのうち少なくとも一つのカソードの印加電力を上昇させることを特徴とする成膜装置である。
【００１７】
第８の発明は、排気系が接続された成膜チャンバー内に、基板と、電界を印加して放電させることによりプラズマを発生させることが可能なカソードとを有し、前記カソード上に固体化合物からなるターゲットを設置し、成膜チャンバーを密閉した状態で、プラズマを発生させて固体化合物を基板上に成膜する成膜装置であって、基板を搬送し入れ替えるための真空排気可能な第１のロードロックチャンバーと、第１のロードロックチャンバーと成膜チャンバーの間に第１のロードロックバルブが設けられた成膜装置において、前記成膜チャンバーに隣接して圧力調整チャンバーが設けられ、成膜チャンバーと圧力調整チャンバーとの間に圧力調整バルブが設けられ、前記圧力調整チャンバー内には、放電可能なカソードと固体化合物が設置され、カソードに電界を印加して放電させることにより、前記成膜チャンバー内の圧力よりも前記圧力調整チャンバーの圧力の方が高く設定されており、前記第１のロードロックバルブを開く際に、或いは開いた後に、前記圧力調整バルブを開くことを特徴とする成膜装置である。
【００１８】
第９の発明は、第１から７の発明のいずれかの成膜装置において、前記成膜チャンバーに隣接して圧力調整チャンバーが設けられ、成膜チャンバーと圧力調整チャンバーとの間に圧力調整バルブが設けられ、前記圧力調整チャンバー内には、放電可能なカソードと固体化合物が設置され、カソードに電界を印加して放電させることにより、前記成膜チャンバー内の圧力よりも前記圧力調整チャンバーの圧力の方が高く設定されており、前記第１のロードロックチャンバーと前記成膜チャンバーの間に設けられたバルブを開く際に、或いは開いた後に、前記圧力調整バルブを開くことを特徴とする成膜装置である。
【００１９】
第１０の発明は、第９の発明の成膜装置において、前記成膜チャンバーと、前記圧力調整チャンバーには各々圧力計が設けられており、双方の圧力計の値を計測して、これに基づき前記圧力調整バルブの開閉状況を調整することを特徴とする成膜装置である。
【００２０】
第１１の発明は、第２から１０の発明のいずれかの成膜装置において、前記固体化合物が金属フッ素化合物であることを特徴とする成膜装置である。
【００２１】
第１２の発明は、第２から１１の発明のいずれかの成膜装置において、前記成膜チャンバー内に放電させる為のガスを導入するガス導入バルブと、成膜チャンバー内のガスを外部に放出するための排気バルブとを備え、前記基板に成膜を行う際に、ガス導入バルブと排気バルブを閉じる制御を行う制御機構を備えたことを特徴とする成膜装置である。
【００２２】
第１３の発明は、第１から１２の発明のいずれかの成膜装置において、前記成膜チャンバーから前記第１のロードロックチャンバーの間に設けられた前記第１のロードロックバルブを開く際、前記成膜チャンバー内の圧力が、０．１〜１００Ｐａの範囲にあることを特徴とする成膜装置である。
【００２３】
第１４の発明は、第１から１３の発明のいずれかの成膜装置において、前記成膜チャンバー内部の成膜するための前記カソードに代えて、前記基板をエッチングする機構を設けたことを特徴とするエッチング装置である。
【００２４】
第１５の発明は、第１から１３の発明のいずれかの成膜装置において、前記成膜チャンバー内部の成膜するための前記カソードに代えて、前記基板を洗浄する機構を設けたことを特徴とする基板洗浄装置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の成膜装置によれば、成膜中に反応性ガスを導入することなく、また、排出することなく、高スループットで基板に化合物膜の成膜をすることができる。よって、フッ素等の危険なガス成分を構成元素とするような膜であっても、環境や人体に悪影響を与えず環境汚染の問題もなく、化学両論比を満たす膜の成膜を行うことができる効果がある。
【００２６】
又、フッ素ガスを導入することなく安全に、かつ、高スループットでフッ素ガスによる基板のエッチング、または、洗浄を行うことができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
【実施例１】
【００２８】
本発明に係る成膜装置の実施例の構成図を図１に示す。本成膜装置は成膜プロセスを行う成膜チャンバー１と、成膜チャンバー１内の排気を行う真空ポンプ２と、成膜チャンバー１内にプラズマ放電用のガスを導入するガスボンベ４を備えている。成膜チャンバー１と真空ポンプ２との間には、成膜チャンバー１内の排気を制御する為の排気バルブ３が設けられており、排気バルブ駆動機構（不図示）により開閉する。また、成膜チャンバー１とガスボンベ４の間にはガス導入バルブ５が設けられており、ガス導入バルブ５はガス導入バルブ駆動機構（不図示）により開閉する。また、真空チャンバー１には、成膜をするためのマグネトロンカソード６及びフッ化マグネシウムからなる金属フッ化物のターゲット７が設置され、また、フッ素成分を供給するためのマグネトロンカソード９及びフッ化マグネシウムからなる金属フッ化物のターゲット１０も設置されている。マグネトロンカソード６、９には電界を印加する為に各々高周波電源（ＲＦ）（不図示）が接続されている。このマグネトロンカソード９には、金属フッ化物が成膜チャンバー１内に飛散することがなくフッ素成分が供給されるようシャッター１１が設けられ、この他、成膜チャンバー１の内部の圧力が測定できるように真空計８が設けられている。
【００２９】
成膜チャンバー１には、基板１５を入れ替えるための第１のロードロックチャンバー１２が接続されており、第１のロードロックバルブ１３の開閉により、基板１５が成膜チャンバー１内で成膜可能となる。第１のロードロックチャンバー１２は、排気するための真空ポンプ１７が接続され、排気バルブ１８により排気制御が可能となっている。第１のロードロックチャンバー１２と、第２のロードロックチャンバー２１とは、壁面１４の一部を介し接続されている。第２のロードロックチャンバー２１には、搬送機構２０と次に成膜される基板２２が設けられておりにより、第２のロードロックチャンバー２１内部において基板搬送し、交換可能な構成となっている。基板ホルダー１６は壁面１４に設けられているOリングにより密着する構成となっており、この部分がロードロックバルブとして機能している（第２のロードロックバルブとなる）。第１のロードロックバルブ１３が閉じた状態では、第１のロードロックチャンバー１２は独立なチャンバーとなり、排気ポンプ１７により内部を独立に排気可能である。尚、第１のロードロックチャンバー１２には内部の圧力を計測する為、真空計１９が設けられている。
【００３０】
第２のロードロックチャンバー２１は、基板ホルダー１６と壁面１４が密着し、第３のロードロックバルブ２５が閉じた状態では、真空ポンプ２３により独立して排気可能である。尚、第２のロードロックチャンバー２１内部の真空ポンプ２３による排気の制御は、
排気バルブ２４の開閉により制御され、第２のロードロックチャンバー２１の圧力は真空計２６により測定される。また、外部から第２のロードロックチャンバー２１への基板の搬送は、第３のロードロックバルブ２５を開き搬入される。
【００３１】
本成膜装置を用い成膜する方法について説明する。
【００３２】
まず、真空ポンプ２を起動させ、排気バルブ３を開きチャンバー１内部の排気を行い真空状態にする。このときの真空チャンバー１内部の圧力は１×１０-4Ｐａ以下となっている。
【００３３】
次いで、ガス導入バルブ５を開き、ガスボンベ４からアルゴンガスを真空チャンバー１内に導入する。この際、排気バルブ３とガス導入バルブ５を調整して、チャンバー１内部の圧力を１Ｐａに調整する。
【００３４】
次いで、ＲＦ電源（不図示）によりマグネトロンカソード６、９に電界を印加して、マグネトロンカソード６、９上に設置された金属フッ化物のターゲット７、１０であるフッ化マグネシウム上でプラズマを発生させる。このとき第１のロードロックバルブ１３は閉じた状態である。
【００３５】
次に、ガス導入バルブ５を閉じて真空チャンバー１内へのアルゴンガスの導入を停止するとともに、プラズマ放電を維持させたままの状態で排気バルブ３を閉じる。この状態では、真空チャンバー１内部は密閉された状態となっており、このとき真空チャンバー１内部の圧力は０．５Ｐａになっている。この後、４０分間放電を続けることにより、真空チャンバー１内の圧力は、２Ｐａとなる。
【００３６】
次に、成膜される基板の搬送工程について説明する。成膜される基板は、装置外の大気中から第３のロードロックバルブ２５を開き搬入される。この際、第２のロードロックチャンバー２１内の圧力は窒素によるベントにより大気圧となっており、第１のロードロックチャンバー１２は真空ポンプ１７により真空に排気されている。基板を第２のロードロックチャンバー２１内の基板２２が置かれている位置に搬送した後、第３のロードロックバルブ２５を閉じ、排気バルブ２４を開き真空ポンプ２３により、第２のロードロックチャンバー２１内の排気を行う。第２のロードロックチャンバー２１内の圧力は真空計２６により常にモニターされており、第１のロードロックチャンバー１２内の圧力よりも低い圧力になった後に排気バルブ２４は閉じられ、第２のロードロックチャンバー２１内部は密閉された状態となる。この後、搬送機構２０により壁面１４に密着して設置されている成膜の終了した基板１５及び基板ホルダー１６を基板２２のある位置まで移動させ、この位置で基板ホルダー１６に装着されていた膜が成膜された基板と、まだ膜が成膜されていない基板とを交換する。基板交換した後、再び、壁面１４に基板の装着された基板ホルダー１６を密着させる。この際、第１のロードロックバルブ１３は閉じられており、密閉状態であるため、成膜チャンバー１から第２のロードロックチャンバー２１には直接気体が移動することはない。
【００３７】
第１のロードロックチャンバー１２は、排気バルブ１８を開くことにより真空ポンプ１７により排気が開始される。真空計１９により第１のロードロックチャンバー１２内の圧力をモニターし、第１のロードロックチャンバー１２内の圧力が、成膜チャンバー１内の圧力よりも低くなったときに排気バルブ１８を閉じ、第１のロードロックバルブ１３を開く、この第１のロードロックバルブ１３が開くと同時に、マグネトロンカソード６上に設置されたフッ化マグネシウムのターゲット７からのスパッタ粒子が成膜され、基板１５上にフッ化マグネシウム膜が堆積する。所定の膜厚が堆積した後、第１のロードロックバル
ブ１３を閉じる。
【００３８】
この成膜が行われている間に、第２のロードロックチャンバー２１内に存在している成膜がなされた基板と装置の外部に存在しているまだ成膜のなされていない基板とが交換される。このため、第２のロードロックチャンバー２１内は、大気圧と同じ圧力になるまで窒素ガスによるベントがなされ、この後、第３のロードロックバルブ２５を開き、大気中に存在している成膜されていない基板と交換する。基板の入れ換えをした後は、再び、第３のロードロックバルブ２５を閉じ、第２のロードロックチャンバー２１内を密閉した状態で、排気バルブ２４を開き、真空ポンプ２３により第２のロードロックチャンバー２１内の排気を行う。基板の搬入搬出動作に関しては、これらチャンバー間のバルブの開閉と基板の搬送を繰り返すことによってなされ、殆ど時間的ロスがなく連続した成膜が可能となる。
【００３９】
第１のロードロックチャンバー１２は、成膜チャンバー１と比べ容積は十分に小さいことから、第１のロードロックバルブ１３の開閉により、成膜チャンバー１内の気体の一部が第１のロードロックチャンバー１２に流入するが、成膜チャンバー１内の圧力変動は殆どない。
【００４０】
また、成膜チャンバー１に基板を搬送するために、第１のロードロックチャンバー１２と、第２のロードロックチャンバー２１と２段のロードロックチャンバーを介して搬入する為、大気中の水分やその他の気体が、成膜チャンバー１内に流入することをできる限り防ぐことができることから、成膜チャンバー１内の雰囲気の維持を図ることができる。
【００４１】
このように、２段のロードロックチャンバーを介して成膜チャンバー１に基板の入れ換えをすることにより、迅速、かつ、成膜チャンバー１内部の雰囲気に全く影響を与えることなく基板交換が可能である。よって、成膜チャンバー１内部を密閉した状態で成膜を行う成膜プロセスのように成膜に至るまでの条件に時間のかかるようなプロセスであっても、迅速な連続成膜が可能となる。また、フッ化物の成膜を行った場合、成膜チャンバー１内部は危険なフッ素が残留している場合があり、基板の搬入搬出の際に大気中にフッ素が拡散するのを防止することができ、人体や環境に与える影響を防止することができる。
【００４２】
従って、成膜チャンバー１を密閉させて成膜を行う場合に限らず、危険なフッ素ガス等のガスを流しながらスパッタリングを行う場合であっても有効である。基板の取り出し等を行う際に、成膜チャンバー１内の気体が装置外に殆ど漏れることがなく人体等に悪影響を与えることがないからである。
【実施例２】
【００４３】
実施例１において、第１のロードロックバルブ１３を開く際、マグネトロンカソード９に印加する電力を増加させる。具体的には、マグネトロンカソード６，９には２００ＷのＲＦ電界が印加されており、第１のロードロックバルブ１３を開く際には、マグネトロンカソード９に印加するＲＦ電力を２１０Ｗとする。これは、密閉した成膜チャンバー１内で印加する電力を増加させると、成膜チャンバー１内の圧力が上昇するという経験則に基づくものである。この後、真空計８により成膜チャンバー１内の圧力をモニターし、マグネトロンカソード９に印加する電力を次第に減少させていく。このように、第１のロードロックバルブ１３を開く際には、マグネトロンカソード９に印加するＲＦ電力を増加させることにより、成膜チャンバー１内の圧力を更に安定化することができる。
【実施例３】
【００４４】
本発明に係る成膜装置の実施例の構成図を図２に示す。本成膜装置は成膜プロセスを行う成膜チャンバー１０１と、成膜チャンバー１０１内の排気を行う真空ポンプ１０２と、成膜チャンバー１０１内にプラズマ放電用のガスを導入するガスボンベ１０４を備えている。成膜チャンバー１０１と真空ポンプ１０２との間には、成膜チャンバー１０１内の排気を制御する為の排気バルブ１０３が設けられており、排気バルブ駆動機構（不図示）により開閉する。また、成膜チャンバー１０１とガスボンベ１０４の間にはガス導入バルブ１０５が設けられており、ガス導入バルブ１０５はガス導入バルブ駆動機構（不図示）により開閉する。また、真空チャンバー１０１には、成膜をするためのマグネトロンカソード１０６及びフッ化マグネシウムからなる金属フッ化物のターゲット１０７が設置され、また、フッ素成分を供給するためのマグネトロンカソード１０９及びフッ化マグネシウムからなる金属フッ化物のターゲット１１０も設置されている。マグネトロンカソード１０６、１０９には電界を印加する為に各々高周波電源（ＲＦ）（不図示）が接続されている。このマグネトロンカソード１０９には、金属フッ化物が成膜チャンバー１０１内に飛散することがなくフッ素成分が供給されるようシャッター１１１が設けられ、この他、成膜チャンバー１０１の内部の圧力が測定できるように真空計１０８が設けられている。
【００４５】
成膜チャンバー１０１には、基板１１５を入れ換えのための第１のロードロックチャンバー１１２が接続されており、第１のロードロックバルブ１１３の開閉により、基板１１５が成膜チャンバー１０１内で成膜可能となる。第１のロードロックチャンバー１１２は、排気するための真空ポンプ１１７が接続され、排気バルブ１１８により排気制御が可能となっている。第１のロードロックチャンバー１１２と、第２のロードロックチャンバー１２１とは、壁面１１４の一部を介し接続されている。第２のロードロックチャンバー１２１には、搬送機構１２０と次に成膜される基板１２２が設けられておりにより、第２のロードロックチャンバー１２１内部において基板搬送し、交換可能な構成となっている。基板ホルダー１１６は壁面１１４に設けられているOリングにより密着する構成となっており、この部分がロードロックバルブとして機能している（第２のロードロックバルブとなる）。第１のロードロックバルブ１１３が閉じた状態では、第１のロードロックチャンバー１１２は独立なチャンバーとなり、排気ポンプ１１７により内部を独立に排気可能である。尚、第１のロードロックチャンバー１１２には内部の圧力を計測する為、真空計１１９が設けられている。
【００４６】
第２のロードロックチャンバー１２１も同様に、基板ホルダー１１６と壁面１１４が密着し、第３のロードロックバルブ１２５が閉じた状態では、真空ポンプ１２３により独立して排気可能である。尚、第２のロードロックチャンバー１２１内部の真空ポンプ１２３による排気の制御は、排気バルブ１２４の開閉により制御され、第２のロードロックチャンバー１２１の圧力は真空計１２６により測定される。
【００４７】
第３のロードロックチャンバー１２７から第２のロードロックチャンバー１２１への基板の搬送は、第３のロードロックバルブ１２５を開き搬入される。第３のロードロックチャンバー１２７には、真空ポンプ１２８が接続されており、排気バルブ１２９により排気の制御がなされている。第３のロードロックチャンバーには、第３のロードロックチャンバー１２７内部には、第２のロードロックチャンバー１２１に搬入させる為の基板１３０が設置されており、この基板１３０は、第４のロードロックバルブ１３２の開閉により装置外から搬入される。尚、第３のロードロックチャンバー１２７内部の圧力を計測するため、真空計１３１が設けられている。
【００４８】
本実施例における成膜プロセスについては、実施例１の場合と同様である。以下、成膜チャンバー１０１において基板１１５に膜が成膜されている間の基板の搬送について説明する。
【００４９】
成膜される基板は、装置外の大気中から第４のロードロックバルブ１３２を開き搬入される。この際、第３のロードロックチャンバー１２７内の圧力は窒素ガスによるベントにより大気圧となっており、第２のロードロックチャンバー１２１は真空ポンプ１２３により真空に排気されている。第３のロードロックチャンバー１２７内における基板１３０の位置に基板を搬送した後、第４のロードロックバルブ１３２を閉じ、排気バルブ１２９を開き真空ポンプ１２８により、第３のロードロックチャンバー１２７内の排気を行う。第３のロードロックチャンバー１２７内の圧力は真空計１３１により常にモニターされており、第２のロードロックチャンバー１２１内の圧力よりも低い圧力になった後、排気バルブ１２８は閉じられ、第３のロードロックチャンバー１２７内部は密閉された状態となる。
【００５０】
この後、第２のロードロックチャンバー１２１の排気バルブ１２４も閉じられ、第２のロードロックチャンバー１２１も密閉状態となる。この後、第３のロードロックバルブ１２５が開き、基板を第３のロードロックチャンバー１２７から第２のロードロックチャンバー１２１に搬入する。
【００５１】
このとき、第１のロードロックチャンバー１１２は、真空ポンプ１１７により真空に排気されている。第２のロードロックチャンバー１２１内における基板１２２の位置に基板を搬送した後、第３のロードロックバルブ１２５を閉じ、排気バルブ１２４を開き真空ポンプ１２３により、第２のロードロックチャンバー１２１内の排気を行う。第２のロードロックチャンバー１２１内の圧力は真空計１２６により常にモニターされており、第１のロードロックチャンバー１１２内の圧力よりも低い圧力になった後に、排気バルブ１２４は閉じられ、第２のロードロックチャンバー１２１内部は密閉された状態となる。
【００５２】
この後、搬送機構１２０により壁面１１４に密着して設置されている成膜の終了している基板１１５及び基板ホルダー１１６を基板１２２のある位置まで移動させ、この位置で基板ホルダー１１６に装着されている成膜された基板と、まだ成膜されていない基板とを交換する。基板交換した後、再び、壁面１１４に基板の装着された基板ホルダー１１６を密着させる。この際、第１のロードロックバルブ１１３は閉じられており密閉状態であるため、成膜チャンバー１０１から第２のロードロックチャンバー１２１には直接気体が移動することはない。
【００５３】
第１のロードロックチャンバー１１２は、排気バルブ１１８を開くことにより真空ポンプ１１７により排気が開始される。真空計１１９により第１のロードロックチャンバー１１２内の圧力をモニターし、第１のロードロックチャンバー１１２内の圧力が、成膜チャンバー１０１内の圧力よりも低くなったときに排気バルブ１１８を閉じ、第１のロードロックバルブ１１３を開く、この第１のロードロックバルブ１１３が開くと同時に、マグネトロンカソード１０６上に設置されたフッ化マグネシウムターゲット１０７からのスパッタ粒子が成膜され、基板１１５上にフッ化マグネシウム膜が堆積する。所定の膜厚が堆積した後、第１のロードロックバルブ１１３を閉じる。
【００５４】
この成膜が行われている間に、第２のロードロックチャンバー１２１内に存在している成膜がなされた基板と第３のロードロックチャンバー１２７内に存在しているまだ成膜がされていない基板と入れ換えがなされる。この際、排気バルブ１２４は閉じたままであり、第２のロードロックチャンバー１２１は密閉されており、同様に、排気バルブ１２９も閉じたままで、第３のロードロックチャンバー１２７も密閉された状態となっている。この後、第３のロードロックバルブ１２５が開き基板の入れ換えがなされる。基板の入れ換えが終わった後、第３のロードロックバルブ１２５が閉じられる。この後、装置の外部に存在しているまだ成膜のなされていない基板とが交換される。このため、第３のロードロックチャンバー１２７内は、大気圧と同じ圧力になるまで窒素ガスによるベントがなされ
、この後、第４のロードロックバルブ１３２を開き、大気中に存在している成膜されていない基板と交換する。基板の入換した後は、再び、第４のロードロックバルブ１３２を閉じ、第３のロードロックチャンバー１２７内を密閉した状態で、排気バルブ１２９を開き、真空ポンプ１２８により第３のロードロックチャンバー１２７内の排気を行う。基板の搬入搬出動作に関しては、これらチャンバー間のバルブの開閉と基板の搬送を繰り返すことによってなされ、時間的ロスが殆どなく、連続した成膜が可能となる。
【００５５】
このように、ロードロックチャンバーを３段にすることにより、実施例１の場合よりも成膜チャンバー１０１の雰囲気が基板の搬入搬出により変動することをより抑えることができる。
【実施例４】
【００５６】
本発明に係る成膜装置の実施例の構成図を図３に示す。本成膜装置は成膜プロセスを行う成膜チャンバー２０１と、成膜チャンバー２０１内の排気を行う真空ポンプ２０２と、成膜チャンバー２０１内にプラズマ放電用のガスを導入するガスボンベ２０４を備えている。成膜チャンバー２０１と真空ポンプ２０２との間には、成膜チャンバー２０１内の排気を制御する為の排気バルブ２０３が設けられており、排気バルブ駆動機構（不図示）により開閉する。また、成膜チャンバー２０１とガスボンベ２０４の間にはガス導入バルブ２０５が設けられており、ガス導入バルブ２０５はガス導入バルブ駆動機構（不図示）により開閉する。また、真空チャンバー２０１には、成膜をするためのマグネトロンカソード２０６及びフッ化マグネシウムからなる金属フッ化物のターゲット２０７が設置され、また、フッ素成分を供給するためのマグネトロンカソード２０９及びフッ化マグネシウムからなる金属フッ化物のターゲット２１０も設置されている。マグネトロンカソード２０６、２０９には電界を印加する為に各々高周波電源（ＲＦ）（不図示）が接続されている。このマグネトロンカソード２０９には、金属フッ化物が成膜チャンバー２０１内に飛散することがなくフッ素成分が供給されるようシャッター２１１が設けられ、この他、成膜チャンバー２０１の内部の圧力が測定できるように真空計２０８が設けられている。
【００５７】
成膜チャンバー２０１には、基板２１５を入れ換えのための第１のロードロックチャンバー２１２が接続されており、第１のロードロックバルブ２１３の開閉により、基板２１５が成膜チャンバー２０１内で成膜可能となる。第１のロードロックチャンバー２１２と、第２のロードロックチャンバー２１７とは、壁面２１４の一部を介し接続されている。第２のロードロックチャンバー２１７には、搬送機構２２４が設けられ、内部において基板を搬送し交換することができる機能を有している。基板ホルダー２１６は壁面２１４に設けられているOリングにより密着する構成となっており、この部分がロードロックバルブとして機能している（第２のロードロックバルブとなる）。第１のロードロックバルブ２１３が閉じた状態では、第１のロードロックチャンバー２１２は独立なチャンバーとなる。
【００５８】
第２のロードロックチャンバー２１７は、第３のロードロックバルブ２２３により第３のロードロックチャンバー２１８と接続されており、更に、第２のロードロックチャンバーチャンバー２１７は、第４のロードロックバルブ２３０により第４のロードロックチャンバー２２５と接続されている。
本実施例における成膜プロセスについては、実施例１の場合と同様である。以下、基板の搬送について説明する。
【００５９】
第３のロードロックチャンバー２１８には成膜されていない基板２２１が複数枚収められている。この際、第３のロードロックバルブ２２３は閉じられており、排気バルブ２２
０を開き真空ポンプ２１９により第３のロードロックチャンバー２１８内を排気する。第３のロードロックチャンバー２１８内の圧力は真空計２２２により計測されており、成膜チャンバー２０１内の圧力よりも低くなった後に、排気バルブ２２０を閉じ第３のロードロックチャンバー２１８内は密閉された状態となる。この後、第３のロードロックバルブ２２３を開き第２のロードロックチャンバー２１７内に基板を搬送する。この後、第３のロードロックバルブ２２３は閉じられ、第１ロードロックバルブ２１３も閉じられた後、基板２１５の装着された基板ホルダー２１６が上昇し、壁面２１４から離される。この後、第２のロードロックチャンバー２１７内で、既に成膜がなされた基板が基板ホルダー２１６から離され、第３のロードロックチャンバー２１８から搬送された成膜のされていない基板とが交換される。この後、基板ホルダー２１６は壁面２１４と密着し、第１のロードロックバルブ２１３が開くことにより基板２１５に成膜がなされる。ここで、第２のロードロックチャンバー２１７内にある既に成膜のされた基板は搬送系２２４により移動し、第４のロードロックチャンバー２２５内に収納される。第４のロードロックチャンバー２２５は、成膜終了後の基板２２８のみ収納するチャンバーであり、そのため最初は第４のロードロックチャンバー２２５内には基板は存在していない。この第４のロードロックチャンバー２２５は、最初排気バルブ２２７を開き真空ポンプ２２６により排気されている。真空計２２９により第４のロードロックチャンバー２２５内部の圧力が計測され、成膜チャンバー２０８の圧力よりも低くなった後、排気バルブ２２７は閉じられ密閉された状態となっている。第２のロードロックチャンバー２１７に存在している成膜終了後の基板は、この後、第４のロードロックバルブ２３０を開くことにより第４のロードロックチャンバー２２５に搬入される。基板が搬入し終わった後、第４のロードロックバルブ２３０は閉じられる。
【００６０】
尚、本実施例では、成膜チャンバー２０１の他、第１のロードロックチャンバー２１２、第２のロードロックチャンバー２１７、第３のロードロックチャンバー２１８、第４のロードロックチャンバー２２５の全てが一度排気された後は、成膜チャンバー２０１と第１のロードロックチャンバー２１２との間で基板の入れ換えを行う場合でも、第３のロードロックチャンバー２１８内の基板２２１がなくなるまでは、真空を破る必要がないため、第１のロードロックチャンバー２１２においては基板交換の際には排気は行わない。
【００６１】
この基板搬送プロセスを繰り返すことにより、第１のロードロックチャンバー２１２を経由して成膜チャンバー２０１内に連続して基板が供給されるため、時間的なロスなく成膜が可能である。
【実施例５】
【００６２】
本発明に係る成膜装置の実施例の構成図を図４に示す。本成膜装置は成膜プロセスを行う成膜チャンバー３０１と、成膜チャンバー３０１内の排気を行う真空ポンプ３０２と、成膜チャンバー３０１内にプラズマ放電用のガスを導入するガスボンベ３０４を備えている。成膜チャンバー３０１と真空ポンプ３０２との間には、成膜チャンバー３０１内の排気を制御する為の排気バルブ３０３が設けられており、排気バルブ駆動機構（不図示）により開閉する。また、成膜チャンバー３０１とガスボンベ３０４の間にはガス導入バルブ３０５が設けられており、ガス導入バルブ３０５はガス導入バルブ駆動機構（不図示）により開閉する。また、真空チャンバー３０１には、成膜をするためのマグネトロンカソード３０６及びフッ化マグネシウムからなる金属フッ化物のターゲット３０７が設置され、また、フッ素成分を供給するためのマグネトロンカソード３０９及びフッ化マグネシウムからなる金属フッ化物のターゲット３１０も設置されている。マグネトロンカソード３０６、３０９には電界を印加する為に各々高周波電源（ＲＦ）（不図示）が接続されている。このマグネトロンカソード３０９には、金属フッ化物が成膜チャンバー３０１内に飛散することがなくフッ素成分が供給されるようシャッター３１１が設けられ、この他、成膜
チャンバー３０１の内部の圧力が測定できるように真空計３０８が設けられている。
【００６３】
成膜チャンバー３０１には、基板３１５を入れ換えのための第１のロードロックチャンバー３１２が接続されており、第１のロードロックバルブ３１３の開閉により、基板３１５が成膜チャンバー３０１内で成膜可能となる。第１のロードロックチャンバー３１２は、排気するための真空ポンプ３１７が接続され、排気バルブ３１８により排気制御が可能となっている。第１のロードロックチャンバー３１２へは、壁面３１４の一部を介し、基板が搬入される構成となっている。基板の搬入のための搬送機構３２０により、まだ成膜のされていない基板３２１と成膜された基板３１５とが交換可能な構成となっている。基板ホルダー３１６は壁面３１４に設けられているOリングにより密着する構成となっており、
この部分がロードロックバルブとして機能している（第２のロードロックバルブとなる）。第１のロードロックバルブ３１３が閉じた状態では、第１のロードロックチャンバー３１２は独立なチャンバーとなり、排気ポンプ３１７により内部を独立に排気可能である。尚、第１のロードロックチャンバー３１２には内部の圧力を計測する為、真空計３１９が設けられている。
【００６４】
また、成膜チャンバー３０１は圧力調整バルブ３２９を介して圧力調整チャンバー３２２と接続されており、圧力調整チャンバー３２２は、真空ポンプ３２３が接続され、排気バルブ３２４により排気が制御され、真空計３２５により圧力の計測がなされる。圧力調整チャンバー３２２内には、カソード３２６上にフッ化マグネシウムからなるフッ化物ターゲット３２７が設置されており、マグネトロンカソード３２６を放電させた際圧力調整チャンバー３２２内の汚染防止のためにシャッター３２８が設けられている。
【００６５】
本実施例における成膜プロセスについては、実施例１の場合と同様である。以下、成膜チャンバー３０１における基板３１５の搬送に関し説明する。
【００６６】
まず、圧力調整チャンバー３２２内は排気バルブ３２４を開き真空ポンプ３２３により排気する。排気完了後、成膜チャンバー３０１のマグネトロンカソード３０６、３０９を放電させる際に、圧力調整バルブ３２９を開き、ガスボンベ３０４から成膜チャンバー３０１内に導入したＡｒガスを圧力調整チャンバー３２７内にも導入する。この後、フッ化マグネシウムからなるフッ化物のターゲット３２７が設置されたマグネトロンカソード３２６を放電させた後、圧力調整バルブ３２９は閉じられる。マグネトロンカソード３２６では放電が続けられ、圧力調整チャンバー３２２の圧力が成膜チャンバー３０１の圧力よりも高くなるように、マグネトロンカソード３２６に２５０ＷのＲＦ電界が印加され、このときの圧力調整チャンバー３２２内の圧力は３．５Ｐａである。
【００６７】
搬送機構３２０により壁面３１４に密着して置かれている成膜された基板３１５及び基板ホルダー３１６を基板３２２のある位置まで移動させ、この位置で基板ホルダー３１６に装着されている既に成膜された基板と、まだ成膜されていない基板とを交換する。具体的には、第１のロードロックバルブ３１３を閉じ、第１のロードロックチャンバー３１２内部を密閉した後、第１のロードロックチャンバー３１２内に窒素ガスを大気圧になるまで導入する。大気圧になったところで、壁面３１４に密着していた基板３１５及び基板ホルダー３１６を搬送機構３２０により移動させ成膜されていない基板と成膜された基板との交換を行う。この後、壁面３１４に基板ホルダー３１６密着させて、第１のロードロックチャンバー３１２は、排気バルブ３１８を開くことにより真空ポンプ３１７により排気が開始される。真空計３１９により第１のロードロックチャンバー３１９内の圧力をモニターし、第１のロードロックチャンバー３１２内の圧力が、成膜チャンバー３０１内の圧力よりも低くなったときに排気バルブ３１８を閉じ、第１のロードロックバルブ３１３を開く、このとき同時に、圧力調整バルブ３２９も開く、成膜チャンバー３０１内の圧力は
第１のロードロックバルブ３１３が開く前は２Ｐａであり、この圧力を維持するべく圧力調整チャンバー３２２からガスを流入させる。この際、必要以上にガスが流入しないよう圧力調整バルブ３２９により流入量が制御されている。成膜チャンバー３０１内の圧力が２Ｐａのとなったところで、圧力調整バルブ３２９は閉じられ、第１のロードロックバルブ３１３が全開して、マグネトロンカソード３０６上に設置されたフッ化マグネシウムターゲット３０７からのスパッタ粒子が成膜され、基板３１５上にフッ化マグネシウム膜が堆積する。所定の膜厚が堆積した後、第１のロードロックバルブ３１３を閉じる。
【００６８】
この後、第１のロードロックチャンバー３１２内に窒素ガスを大気圧になるまで導入する。第１のロードロックチャンバー内部が大気圧になった後、基板３１５及び基板ホルダー３１６を搬送機構３２０により密着している壁面３１４から離脱させ、まだ成膜されていない基板と成膜された基板を交換した後、再び基板ホルダー３１６を壁面３１４に密着させて、真空ポンプ３１７により第１のロードロックチャンバー３１２内部の排気を行う。この動作を繰り返すことにより、連続した成膜が可能となる。
【００６９】
本実施例では、成膜チャンバー３０１内に基板を搬入する際、圧力調整バルブ３２９を開き、成膜チャンバー３０１内の圧力を調整することができるため、同一条件での連続成膜が可能となる。
【実施例６】
【００７０】
本発明に係る成膜装置の実施例の構成図を図５に示す。本成膜装置は成膜プロセスを行う成膜チャンバー４０１と、成膜チャンバー４０１内の排気を行う真空ポンプ４０２と、成膜チャンバー４０１内にプラズマ放電用のガスを導入するガスボンベ４０４を備えている。成膜チャンバー４０１と真空ポンプ４０２との間には、成膜チャンバー４０１内の排気を制御する為の排気バルブ４０３が設けられており、排気バルブ駆動機構（不図示）により開閉する。また、成膜チャンバー４０１とガスボンベ４０４の間にはガス導入バルブ４０５が設けられており、ガス導入バルブ４０５はガス導入バルブ駆動機構（不図示）により開閉する。また、真空チャンバー４０１には、成膜をするためのマグネトロンカソード４０６及びフッ化マグネシウムからなる金属フッ化物のターゲット４０７が設置され、また、フッ素成分を供給するためのマグネトロンカソード４０９及びフッ化マグネシウムからなる金属フッ化物のターゲット４１０も設置されている。マグネトロンカソード４０６、４０９には電界を印加する為に各々高周波電源（ＲＦ）（不図示）が接続されている。このマグネトロンカソード４０９には、金属フッ化物が成膜チャンバー４０１内に飛散することがなくフッ素成分が供給されるようシャッター４１１が設けられ、この他、成膜チャンバー４０１の内部の圧力が測定できるように真空計４０８が設けられている。
【００７１】
成膜チャンバー４０１には、基板４１５を入れ換えのための第１のロードロックチャンバー４１２が接続されており、第１のロードロックバルブ４１３を介し、基板４１５が成膜チャンバー４０１内で成膜可能となる。第１のロードロックチャンバー４１２は、排気するための真空ポンプ４１７が接続され、排気バルブ４１８により排気制御が可能となっている。第１のロードロックチャンバー４１２と、第２のロードロックチャンバー４２１とは、壁面４１４の一部を介し接続されている。第２のロードロックチャンバー４２１には、搬送機構４２０と次に成膜される基板４２２が設けられておりにより、第２のロードロックチャンバー４２１内部において基板搬送し、交換可能な構成となっている。基板ホルダー４１６は壁面４１４に設けられているOリングにより、密着する構成となっており、この部分がロードロックバルブとして機能している（第２のロードロックバルブとなる）。第１のロードロックバルブ４１３が閉じた状態では、第１のロードロックチャンバー４１２は独立なチャンバーとなり、排気ポンプ４１７により内部を独立に排気可能である。尚、第１のロードロックチャンバー４１２には内部の圧力を計測する為、真空計４１９
が設けられている。
【００７２】
第２のロードロックチャンバー４２１も同様に、基板ホルダー４１６と壁面４１４が密着し、第３のロードロックバルブ４２５が閉じた状態では、真空ポンプ４２３により独立して排気可能である。尚、第２のロードロックチャンバー４２１内部の真空ポンプ４２３による排気の制御は、排気バルブ４２４の開閉により制御され、第２のロードロックチャンバー４２１の圧力は真空計４２６により測定される。
【００７３】
また、成膜チャンバー４０１は圧力調整バルブ４３４を介して圧力調整チャンバー４２７と接続されており、圧力調整チャンバー４２７は、真空ポンプ４２８が接続され、排気バルブ４２９により排気が制御され、真空計４３０により圧力の計測がなされる。圧力調整チャンバー４２７内には、マグネトロンカソード４３１上にフッ化マグネシウムからなるフッ化物ターゲット４３２が設置されており、マグネトロンカソード４３１を放電させた際チャンバー内の汚染防止のためにシャッター４３３が設けられている。
【００７４】
本実施例における成膜プロセスについては、実施例１の場合と同様である。以下、成膜チャンバー４０１における基板４１５の搬送に関し説明する。
【００７５】
まず、圧力調整チャンバー４２７内は排気バルブ４２９を開き真空ポンプ４２８により排気する。排気完了後、成膜チャンバー４０１内のマグネトロンカソード４０６、４０９を放電させる際に、圧力調整バルブ４３４を開き、ガスボンベ４０４から成膜チャンバー４０１内に導入したＡｒガスを圧力調整チャンバー４２７内にも導入する。この後、フッ化マグネシウムからなるフッ化物のターゲット４３２を設置したマグネトロンカソード４３１を放電させた後、圧力調整バルブ４３４は閉じられる。マグネトロンカソード４３１では放電が続けられ、圧力調整チャンバー４３４の圧力が成膜チャンバー４０１の圧力よりも高くなるように、マグネトロンカソード４３１に２５０ＷのＲＦ電界が印加され、圧力調整チャンバー４３４内の圧力は３．５Ｐａとなるように調整されている。
【００７６】
成膜される基板は、装置外の大気中から第３のロードロックバルブ４２５を開き搬入される。この際、第２のロードロックチャンバー４２１内の圧力は窒素によりベントされており大気圧となっている。第２のロードロックチャンバー４２１内における基板４２２の位置に基板を搬送した後、第３のロードロックバルブ４２５を閉じ、排気バルブ４２４を開き真空ポンプ４２３により、第２のロードロックチャンバー４２１内の排気を行う。第２のロードロックチャンバー４２１内の圧力は真空計４２６により常にモニターされており、第１のロードロックチャンバー４２１内の圧力よりも低い圧力になった際に、排気バルブ４２４は閉じられ、第２のロードロックチャンバー４２１内部は密閉された状態となる。
【００７７】
この後、搬送機構４２０により壁面４１４に密着して設置されている基板４１５及び基板ホルダー４１６を基板４２２のある位置まで移動させ、この位置で基板ホルダー４１６に搭載されていた膜が成膜された基板と、まだ膜が成膜されていない基板とを交換する。基板交換した後、再び、壁面４１４に基板の装着された基板ホルダー４１６を密着させる。この際、第１のロードロックバルブ４１３は閉じられており、密閉状態であるため、成膜チャンバー４０１から第２のロードロックチャンバー４２１には直接気体が移動することはない。
【００７８】
第１のロードロックチャンバー４１２は、排気バルブ４１８を開くことにより真空ポンプ４１７により排気が開始される。真空計４１９により第１のロードロックチャンバー４１２内の圧力をモニターし、第１のロードロックチャンバー４１２内の圧力が、成膜チャンバー４０１内の圧力よりも低くなったときに排気バルブ４１８を閉じ、第１のロードロ
ックバルブ４１３を開く、このとき同時に圧力調整バルブ４３４も開く、成膜チャンバー４０１内の圧力は第１のロードロックバルブ４１３が開く前は２Ｐａであり、この圧力を維持するべく圧力調整チャンバー４２７からガスが流入する。この際、必要以上にガスが流入しないよう圧力調整バルブ４３４により流入量が制御されている。成膜チャンバー４０１内の圧力が２Ｐａのとなったところで、圧力調整バルブ４３４を閉じ、第１のロードロックバルブ４１３を全開して、カソード４０６上に設置されたフッ化マグネシウムターゲット４０７からのスパッタ粒子が成膜され、基板４１５上にフッ化マグネシウム膜が堆積する。所定の膜厚が堆積した後、第１のロードロックバルブ４１３を閉じる。
【００７９】
この成膜が行われている間に、第２のロードロックチャンバー４２１内に存在している成膜がなされた基板と装置の外部に存在しているまだ成膜のなされていない基板とが交換される。このため、第２のロードロックチャンバー４２１内は、大気圧と同じ圧力になるまで窒素ガスによるベントがなされ、この後、第３のロードロックバルブ４２５を開き、大気中に存在している成膜されていない基板と交換する。基板の入換した後は、再び、第３のロードロックバルブ４２５を閉じ、第２のロードロックチャンバー４２１内を密閉した状態で、排気バルブ４２４を開き、真空ポンプ４２３により第２のロードロックチャンバー４２１内の排気を行う。基板の搬入搬出動作に関しては、これらチャンバー間のバルブの開閉と基板の搬送を行うことによってなされ、この動作を繰り返すことにより、連続した成膜が可能となる。
【００８０】
本実施例では、成膜チャンバー４０１内に基板を搬入する際、圧力調整バルブ４３４を開き、成膜チャンバー４０１内の圧力を調整することができるため、同一条件での連続成膜が可能となる。
【００８１】
以上、成膜装置に関して説明を行ったが、エッチング装置や基板洗浄装置についても同様に機構により基板の交換が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例１に係る成膜装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例３に係る成膜装置の概念図である。
【図３】本発明の実施例４に係る成膜装置の概念図である。
【図４】本発明の実施例５に係る成膜装置の概念図である。
【図５】本発明は実施例６に係る成膜装置の概念図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  真空チャンバー
２  真空ポンプ
3  排気バルブ
4  ガスボンベ
5  ガス導入バルブ
６  マグネトロンカソード
７  ターゲット
８  真空計
９  マグネトロンカソード
１０  ターゲット
１１  シャッター
１２  第１のロードロックチャンバー
１３  第１のロードロックバルブ
１４  壁面
１５  基板
１６  基板ホルダー
１７  真空ポンプ
１８  排気バルブ
１９  真空計
２０  搬送機構
２１  第２のロードロックチャンバー
２２  基板
２３  真空ポンプ
２４  排気バルブ
２５  第３のロードロックバルブ
２６  真空計
【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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