(57)【要約】【課題】金属膜を成膜するための成膜装置の真空チャンバーを大気開放する際に、金属膜が発火するおそれを短時間で低減することを目的とする。【解決手段】基板１０６に金属膜を成膜するための成膜装置の真空チャンバー１０１に配備された構成部品であるチムニー１０４や防着板１０７の外面に開口する多数のガス供給孔を設ける。構成部品の表面に付着した金属膜に対して、前記ガス供給孔から酸素を含むガスを供給し、金属膜を裏面側からも酸化させる。これにより、真空チャンバー１０１から構成部品を大気中に出して金属膜の除去処理を行っても発火しなくなる。【選択図】図１
2012041602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属膜を成膜するための成膜装置の真空チャンバー内に配備された構成部品に付着した金属膜の剥離方法であって、
前記構成部品の外面に開口する多数のガス供給孔を通じて酸素を含むガスを前記金属膜に対して供給して前記ガスにより前記金属膜を裏面側からも酸化させる工程と、
前記真空チャンバーを大気開放したのちに前記金属膜を剥離する工程と、
を順に行うことを特徴とする金属膜の剥離方法。
【請求項２】
金属膜を成膜するための成膜装置の真空チャンバー内に配備された構成部品において、
前記構成部品の外面に開口する多数のガス供給孔を設け、前記構成部品の外面に付着した金属膜に対して前記ガス供給孔から酸素を含むガスを供給し、前記金属膜を裏面側からも酸化することを可能としたことを特徴とする成膜装置用の構成部品。
【請求項３】
金属膜を成膜するための成膜装置の真空チャンバー内に配備された構成部品において、
前記構成部品の前記真空チャンバー側の壁面を多孔質構造とし、前記多孔質構造の壁面に付着した前記金属膜に対して前記多孔質構造の壁面を通じて前記金属膜に対して酸素を含むガスを供給し、前記金属膜を裏面側からも酸化することを可能としたことを特徴とする成膜装置用の構成部品。
【請求項４】
前記構成部品は、酸素を含むガスを供給する際に加熱する加熱手段を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の成膜装置用の構成部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空中で成膜を行う装置内に配置された成膜装置用の構成部品に付着した金属膜の剥離方法及び成膜装置用の構成部品に関する。なお、ここで言う真空中で成膜を行う装置とは、大気圧よりも低い圧力下で成膜を行う装置を言い、蒸着装置、スパッタ装置、ＣＶＤ装置などが含まれる。以下では、これらの装置を単に「成膜装置」と表記する。
【背景技術】
【０００２】
成膜装置で基板表面に金属膜を成膜する工程を繰り返し行うと、成膜装置の壁面や成膜装置内の構成部品表面に金属膜が付着してしまう。スパッタ装置におけるターゲットや、蒸着装置における蒸着源などの、いわゆる成膜材料源の近くでは前記金属膜が特に厚く付着する。
【０００３】
また、基板を固定する部品の基板の陰に相当する部分であっても、金属膜の回り込み現象によって金属膜が付着することもある。このようにして付着した金属膜は、剥離してコンタミとして金属膜中に混入したり、思わぬところで電気導通を引き起こしたりするなどと、様々な問題の原因となる。従って、成膜装置用の構成部品は定期的にメンテナンスを行い、付着した金属膜を除去、洗浄する必要がある。
【０００４】
ところで、金属膜の除去処理方法としては、金属膜が付着した部品を取り出し、サンドブラストなどの物理的除去方法、もしくは洗浄液などの化学的除去方法を用いるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０７２９２０号公報
【特許文献２】特開２００７−１８９１７５号公報
【特許文献３】特許第４０４９４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
成膜装置内で堆積する金属膜は、その材料や成膜環境によって性質が異なる。例えばＬａのように非常に反応性の高い材料を用いて成膜した場合、金属膜が付着した防着板などの構成部品を真空中から大気へ取り出す際に、金属膜が酸素と激しく反応して発火する場合がある。また、Ｓｉのようにそれほど反応性が高くない材料であっても、成膜装置の到達圧力が０．１Ｐａ以下になるような高真空の装置であった場合、付着した金属膜は純金属となって、高い反応性を有することがあり、同様に発火する恐れがある。金属膜の発火は、突然起こる上に連鎖的に拡がるため、金属膜の発火を抑える対策が必要となる。
【０００７】
特許文献１や特許文献２に開示された構成部品に付着した金属膜の除去に関する従来技術は、構成部品を成膜装置外に取り出してから除去作業を行うものであり、金属膜の発火を抑える対策には適用できない。
【０００８】
特許文献３に開示されたものは、成膜装置内に付着した銅を除去するもので、成膜装置から構成部品を取り出すことなく金属膜を除去することができる。具体的には、まず銅を洗浄液にて酸化させ、次に特殊なガスで錯体化させ、最後に昇華させるというステップを踏む。しかし、この従来技術は、銅以外の材料で同様の手段を講じることができる保証はない。また、成膜材料源自体にも同様の処理が施されてしまい、成膜材料源の消耗、汚染が懸念される。
【０００９】
また、金属膜が付着した構成部品を長時間大気中に晒してから取り出し作業を行うことも考えられるが、この場合、まず酸化されるのは厚い金属膜の表層付近のみで、金属膜の内部まで酸化を進行させるには莫大な時間を要してしまう。
【００１０】
本発明の目的は、付着した金属膜が発火することを短時間で防止することが可能な金属膜の剥離方法及び成膜装置用の構成部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の金属膜の剥離方法は、金属膜を成膜するための成膜装置の真空チャンバー内に配備された構成部品に付着した金属膜の剥離方法であって、前記構成部品の外面に開口する多数のガス供給孔を通じて酸素を含むガスを前記金属膜に対して供給して前記ガスにより前記金属膜を裏面側からも酸化させる工程と、前記真空チャンバーを大気開放したのちに前記金属膜を剥離する工程と、を順に行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の成膜装置用の構成部品は、金属膜を成膜するための成膜装置の真空チャンバー内に配備された構成部品において、前記構成部品の外面に開口する多数のガス供給孔を設け、前記構成部品の外面に付着した金属膜に対して前記ガス供給孔から酸素を含むガスを供給し、前記金属膜を裏面側からも酸化することを可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を用いることにより、成膜装置のメンテナンスの際に金属膜が発火するおそれを短時間で低減することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の構成部品が用いられる成膜装置の概略図である。
【図２】本発明の第一の実施形態による成膜装置用の構成部品の模式断面図である。
【図３】本発明の第二の実施形態による成膜装置用の構成部品の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の構成部品が用いられる成膜装置の概略図である。真空チャンバー１０１は基板１０６を固定、回転させるための基板固定冶具１０５とターゲットユニット１０２を備えている。ターゲットユニット１０２の各面にはそれぞれターゲット１０３とチムニー１０４が付いており、ターゲットユニット１０２を回転させることで、任意のターゲットを基板側へ向けることが可能である。真空チャンバー１０１はメインバルブ１０８を介して真空排気手段１１２で真空引きされ、その到達圧力は１．０Ｅ−５Ｐａ程度である。
【００１７】
成膜を行う際には、真空チャンバー１０１の外に設けられたスパッタガス供給手段１０９からガス管１１１を通じてスパッタガスを供給し、電力印加手段１１４からターゲットへ２００Ｗ程度の電力を与える。成膜中も真空排気手段１１２からの排気は継続して行い、真空チャンバー内の圧力は約０．０３Ｐａに保たれる。また、図示は省略するが、真空チャンバー１０１には、ゲートバルブを介してロードロックチャンバーが併設されており、成膜を終えた基板はロードロックチャンバーへ自動的に移送される。基板を取り出す際は、ゲートバルブを閉めて真空チャンバー１０１とロードロックチャンバーを空間的に切り離した状態でロードロックチャンバーのみを大気開放する。これにより、真空チャンバー１０１は常に真空を保った状態で、基板の出し入れが可能となる。
【００１８】
この成膜装置を使って繰り返し成膜を行うと、ターゲットに近い構成部品であるチムニー１０４の表面には厚い金属膜が付着する。また、他の構成部品であるチャンバー内壁用の防着板１０７にも金属膜の付着が見られる。
【００１９】
真空チャンバー内に配備された構成部品であるチムニー１０４と防着板１０７には、酸素供給手段１１０から一方のガス管１１１、他方のガス管１１３を通じて酸素を供給することが可能である。また、成膜中にスパッタガス供給手段１０９からスパッタガスを供給することもできる。一方のガス管１１１には、スパッタガスを流す場合と酸素を流す場合とを切り分けるためにバルブ１１６が備えられている。防着板１０７については、酸素供給時に加熱できるよう、チャンバー外壁に防着板１０７を加熱するための加熱手段１１５が備えられている。
【００２０】
本発明を実施して成膜装置のメンテナンスを行う方法を、以下に順を追って説明する。まず成膜装置を用いてＭｏとＳｉから成る多層膜をガラス基板上に成膜した。多層膜は、ＭｏとＳｉをそれぞれ４０回ずつ交互に成膜したものであり、Ｍｏ一層当りの成膜時間は約３分、Ｓｉの成膜時間は約５分である。成膜を終えた基板はロードロックチャンバーへ自動的に移送され、真空チャンバー１０１の外に取り出される。このような多層膜の成膜を繰り返し、計５０枚作成した。
【００２１】
５０枚目の多層膜成膜を終えて基板を取り出した後にはチムニー１０４やチャンバー内壁用の防着板１０７などに厚い金属膜が付着していたため、真空チャンバー内部のメンテナンスを行った。まず、真空チャンバー１０１を真空排気手段１１２で排気した状態で、酸素供給手段１１０から酸素を１００ｓｃｃｍ流し、付着した金属膜の裏面側からも酸化させた。このときの圧力は約０．０３Ｐａであった。この状態を約１０分間保持した。
【００２２】
次に、酸素の供給を停止し、真空チャンバー１０１を大気開放した。チムニー１０４と防着板１０７を取り外し、サンドブラストをかけて金属膜を剥離した。
【００２３】
最後に、金属膜を剥離した構成部品をアルコールで拭いた後、成膜装置に設置して真空引きを行った。
【００２４】
以上の行程を順に行うことにより、短時間でチムニー１０４や防着板１０７が発火するおそれを低減することが可能となる。
【００２５】
図２は、本発明の第一の実施形態による構成部品であるチムニー１０４の模式断面図である。チムニー１０４は内部に中空部２０１を有し、中空部２０１から外面へ貫通する形で開口する多数のガス供給孔２０２があけられている。これにより、チムニー１０４の外面には、成膜中にはスパッタガスが、金属膜の剥離作業の前には酸素ガスが、ガス管１１１を通じて供給される。
【００２６】
なお、ガス供給孔２０２の直径は約１ｍｍとした。これは、直径が小さすぎると金属膜によって孔が塞がれてしまうことと、直径が大きすぎると多量の金属膜がガス供給孔の内部にまで侵入してしまうこととを考慮した上で決定した。そして、隣り合うガス供給孔の間隔は約５ｍｍとし、成膜中に流すスパッタガスの流量は２０ｓｃｃｍとした。
【００２７】
図３は、本発明の第二の実施形態による構成部品である防着板の模式断面図である。防着板１０７の表面にはスポンジ状チタン３０３を図示しないネジで固定し、その裏側からはガス管１１３を通じて酸素を供給することができる。
【００２８】
本実施形態は実施形態１と酸素供給の形態が異なる。実施形態１では整然と並んだ直径約１ｍｍのガス供給孔から酸素が供給される。一方、実施形態２では、中空部３０１から外面へ貫通する複数のガス供給孔３０２の開口から出た酸素を含むガスが、真空チャンバー側の多孔質構造の壁面であるスポンジチタン３０３で拡散されて供給される。これにより、金属膜の裏面側のより広い面積を酸化することができる。また、金属膜の付着によってガス供給孔が塞がれる可能性も低くなる。
【００２９】
まず、真空チャンバー１０１のメンテナンスを開始する前に、真空排気手段１１２で排気した状態で、酸素供給手段１１０から酸素を１００ｓｃｃｍ流す。このときの圧力は約０．０３Ｐａである。その際、加熱手段１１５を用いて防着板１０７を約１００℃に加熱する。この状態を約１０分間保持する。
【００３０】
次に、酸素の供給を停止し、防着板１０７が常温に戻るまで約１０分待った後、真空チャンバー１０１を大気開放する。チムニー１０４と防着板１０７を取り外し、チムニー１０４はサンドブラストをかけて金属膜を剥離する。防着板１０７は、スポンジチタン３０１を新しいものに交換する。
【００３１】
最後に、金属膜を剥離した構成部品であるチムニー１０４、防着板１０７をアルコールで拭いた後、成膜装置に設置して真空引きを行う。
【００３２】
以上の方法でメンテナンスを行うことにより、短時間で成膜装置用の構成部品であるチムニー１０４や防着板１０７が発火するおそれを低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００３３】
１０１    真空チャンバー
１０２    ターゲットユニット
１０３    ターゲット
１０４    チムニー
１０５    基板固定冶具
１０６    基板
１０７    防着板
１０８    メインバルブ
１０９    スパッタガス供給手段
１１０    酸素供給手段
１１１    ガス管
１１２    真空排気手段
１１３    ガス管
１１４    電力印加手段
１１５    加熱手段
１１６    バルブ
２０１，３０１    中空部
２０２，３０２    ガス供給孔
３０３    スポンジ状チタン
【図１】
2012041602.tif 000003
【図２】
2012041602.tif 000004
【図３】
2012041602.tif 000005