(57)【要約】【課題】成膜時に基板に塵が付着することを防止できる成膜装置を提供する。【解決手段】基板１が内部に配置されるチャンバー１０と、チャンバー１０の内部を吸引する吸引口１１を設けた吸引装置と、チャンバー１０の内部に配置され成膜材料を収容する蒸着源１４と、チャンバー１０の内部に配置され塵を吸着する帯電部材１７と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が内部に配置されるチャンバーと、
前記チャンバーの内部を吸引する吸引装置と、
前記チャンバーの内部に配置され成膜材料を収容する蒸着源と、
前記チャンバーの内部に配置され塵を吸着する帯電部材と、を備える
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記帯電部材は、通電することにより帯電することを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記基板を設置する基板設置部材が前記チャンバー内部に設置され、
前記帯電部材は前記蒸着源より前記基板設置部材に近い位置に配置されている
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記帯電部材は前記蒸着源と前記基板とを結ぶ線分からはずれた位置に配置されている
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４において、
前記基板設置部材は周状であり、
前記帯電部材は前記基板設置部材の周縁部に沿って配置されている
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記帯電部材はリング状の連続した部材、あるいは、リング状に断続的に配置された複数の部材を含む
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記帯電部材は、金属製である
ことを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜装置としては、従来、真空槽、真空槽の底面に配置され蒸着材料を蒸発させるための蒸発源、蒸発源に対向配置され成膜対象基板を保持する基板保持部、基板保持部を蒸発源から遮蔽する可動のシャッターを備えた真空蒸着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の真空蒸着装置を用いて成膜するには、まず、基板保持部に処理対象基板を設置し、蒸発源に成膜に応じた蒸着材料が充填される。次に、真空槽内部が高真空領域まで排気されるとともに、シャッターを閉じた状態で成膜前段階の溶かし込み工程を行う。さらに、成膜に必要な蒸着レートが得られるまで蒸着材料を再度加熱溶融する。シャッターが開放されて成膜工程が開始されると、蒸着材料が真空槽内部で飛散し、それが成膜対象基板上に堆積することで薄膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６１８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の成膜装置では、成膜対象の基板が配置された真空槽の内部を真空にするが、真空操作をした直後では、真空槽の内部が急減に減圧されるので、真空槽の内部にある塵が舞い上がってしまう。したがって、成膜時に塵が基板に付着することになるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、成膜時に基板に塵が付着することを防止できる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［適用例１］
本適用例に係る成膜装置は、基板が内部に配置されるチャンバーと、前記チャンバーの内部を吸引する吸引装置と、前記チャンバーの内部に配置され成膜材料を収容する蒸着源と、前記チャンバーの内部に配置され塵を吸着する帯電部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成の本適用例では、成膜装置が帯電部材を備えているので、吸引装置によってチャンバー内を吸引した際に、チャンバー内の塵が舞い上がっても、舞い上がった塵を帯電部材で電気的に吸着し、基板に塵が付着することを防止できる。
【０００８】
［適用例２］
本適用例に係る成膜装置は、前記帯電部材は、通電することにより帯電することを特徴とする。
この構成の本適用例では、帯電部材は通電することにより帯電するので、塵を帯電部材で電気的に吸着することができるともに、通電を制御することにより、塵の吸着を制御できる。
【０００９】
［適用例３］
本適用例に係る成膜装置は、前記基板を設置する基板設置部材が前記チャンバー内部に設置され、前記帯電部材は前記蒸着源より前記基板設置部材に近い位置に配置されていることを特徴とする。
この構成の本適用例では、帯電部材が蒸着源よりも基板設置部材に近い位置に配置されているので、基板設置部材付近に飛散する塵を帯電部材で電気的に吸着することができ、塵が基板に付着することを効果的に防止できる。
【００１０】
［適用例４］
本適用例に係る成膜装置は、前記帯電部材は前記蒸着源と前記基板とを結ぶ線分からはずれた位置に配置されていることを特徴とする。
この構成の本適用例では、帯電部材は、蒸着源と基板とを結ぶ線分からはずれた位置に配置されているので、帯電部材が成膜の妨げとなることがなく、成膜効率を維持することができる。
【００１１】
［適用例５］
本適用例に係る成膜装置は、前記基板設置部材は周状であり、前記帯電部材は前記基板設置部材の周縁部に沿って配置されていることを特徴とする。
この構成の本適用例では、基板設置部材は周状であり、帯電部材は、基板設置部材の周縁部に沿って配置されているので、成膜の妨げとなることなく、成膜効率を維持することができるとともに、基板設置部材に対して広く、効率的に塵の吸着を行うことができる。
【００１２】
［適用例６］
本適用例に係る成膜装置は、前記帯電部材はリング状の連続した部材、あるいは、リング状に断続的に配置された複数の部材を含むことを特徴とする。
この構成の本適用例では、帯電部材はリング状であるので、基板設置部材の周縁部に簡単に設けることができ、効率的に塵の吸着を行うことができるとともに、成膜効率を維持することができる。
【００１３】
［適用例７］
本適用例に係る成膜装置は、前記帯電部材は、金属製であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、帯電部材が金属製であるので、耐熱性がよく、成膜時の高温環境下においても問題なく用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る成膜装置の一部を示した図。
【図２】本実施形態に係る成膜装置の基板設置部材の斜視図。
【図３】（Ａ）本実施形態に係る帯電部材の一例を示した斜視図、（Ｂ）本実施形態に係る帯電部材の他の例を示した斜視図。
【図４】本発明の変形例に係る成膜装置の一部を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態において、成膜装置は、基板１の表面に光学薄膜等を成膜する装置である。
全体を図示しない成膜装置は、図１に示すように、アースされたチャンバー１０と、チャンバー１０の内部を吸引する吸引口１１が設けられた図示しない吸引装置と、チャンバー１０の天井部分に回動自在に支持され、成膜対象となる基板１が設置された基板設置部材１２と、成膜材料を収容する蒸着源１４と、チャンバー１０内部において塵を吸着する帯電部材１７とを備えている。
なお、チャンバー１０の壁面には、チャンバー１０内の塵を吸着可能な吸着壁１０１が設けられている。
【００１６】
ここで、基板１は、平面矩形状の板材であり、その大きさは、例えば、約７０ｍｍ×７０ｍｍであり、その厚みは、例えば、約０．５ｍｍから１．０ｍｍ程度である。基板１の材質は、光学素子として用いられる材質であり、例えば、ガラス、シリコン、水晶等である。基板１は、成膜治具２を介して基板設置部材１２に設置されている。
【００１７】
吸引口１１は、チャンバー１０内を真空にする吸引口であり、チャンバー１０の背面に設けられ、図示しない吸引装置に接続されている。
基板設置部材１２は、図２にも示すように円錐型ドーム状の本体１２１に複数の窓１２２が形成された構造である。これらの窓１２２は、基板設置部材１２の頂部から周縁部１２５へ向かって放射状に形成されており、基板１が取り付けられた際に、基板１の成膜面が基板設置部材１２の内表面１２３側に露出するように形成されている。ここで、基板設置部材１２の内表面１２３側とは円錐型ドームの重心に近い面であり、外表面１２４側とは逆に当該重心よりも遠い面を意味する。この基板設置部材１２は、その中央部に設けられた回転軸１２６を介してモーター１３により回動される。
【００１８】
蒸着源１４は、第一蒸着源１４１と第二蒸着源１４２からなり、基板１に対向するようにチャンバー１０の下部に設けられている。第一蒸着源１４１には酸化ケイ素が収納され、第二蒸着源１４２には、酸化ジルコニウム、酸化タンタルまたは酸化チタンの金属酸化物が収納されている。
これらの第一蒸着源１４１と第二蒸着源１４２との間にはイオン源１５と電子銃１６とが配置されている。イオン源１５はイオンを放出してアシストするものである。電子銃１６は電子ビームを照射するものである。第一蒸着源１４１と第二蒸着源１４２とには、それぞれ電子ビームが照射されることで、内部に収納される酸化ケイ素や酸化ジルコニウム、酸化タンタル、または酸化チタンが溶かされる。
【００１９】
帯電部材１７は、帯電部材１７に通電する図示しない通電機構を備え、当該通電機構は、帯電部材１７への通電と非通電を制御可能に構成されている。
そして、帯電部材１７は、基板設置部材１２と蒸着源１４との間であって、基板設置部材１２に近い位置、かつ蒸着源１４と基板１とを結ぶ線分Ｐからはずれた位置に設けられている。帯電部材１７を基板設置部材１２に近い位置に設けることにより、基板への塵の付着を効果的に防止することができ、蒸着源１４と基板１とを結ぶ線分Ｐからはずれた位置に設けることにより、帯電部材１７が成膜の妨げとなることがない。より具体的には、帯電部材１７は、基板設置部材１２の周縁部１２５に沿って配置されている。ただし、基板設置部材１２と帯電部材１７は、基板設置部材１２が帯電してしまうことを防ぐため、接触しないよう設けられている。なお、必要に応じて、帯電部材１７と基板設置部材１２との間に非導電性部材を介装してもよい。
【００２０】
帯電部材１７は、図３（Ａ）に示すようにリング状に形成された連続した環状部材１７１から構成されるか、図３（Ｂ）に示すようにリング状に断続的に配置された複数のブロック部材１７２から構成される。帯電部材１７がリング状であれば、基板設置部材１２の周縁部１２５に簡単に設けることができる。特に帯電部材１７が連続した環状部材１７１であれば、設置が簡単である。また、帯電部材１７が複数のブロック部材１７２から構成される場合には、基板設置部材１２の大きさや形状に合わせて、帯電部材１７を調整することができる。
帯電部材１７の断面は、図１で示されるように、矩形である他、三角形、円形、楕円形等、各種形状とすることができる。
帯電部材１７の材質としては、成膜時の耐熱性および洗浄性を考慮し、金属製であることが好ましい。金属としては、銅やステンレスを用いることができる。洗浄に強いことから、ステンレスであることがより好ましい。
【００２１】
次に、成膜方法について説明する。
この構成の成膜装置を用いて基板１に膜を形成するには、基板１が取り付けられた成膜治具２を基板設置部材１２の窓１２２に装着する。そして、基板設置部材１２および蒸着源１４をチャンバー１０の内部にセットする。このとき、帯電部材１７は、基板設置部材１２の周縁部１２５に沿って配置され、図示しない通電機構により通電される。
次いで、吸引装置を作動して、減圧排気を行う。減圧排気にともない、チャンバー１０内の圧力が急激に変動するため、チャンバー１０内にある塵や、過去の成膜時にチャンバー１０の吸着壁１０１に吸着された膜が剥がれて塵となり、舞い上がる。このとき、基板設置部材１２の周縁部１２５において帯電部材１７が、この塵を電気的に吸着するので、基板１に塵が付着することを防止できる。
【００２２】
その後、基板設置部材１２を回転させながら、電子銃１６で電子ビームを照射して第一蒸着源１４１に収納される酸化ケイ素や第二蒸着源１４２に収納される酸化ジルコニウム、酸化タンタル、または酸化チタンを蒸着させる。この際、イオン源１５からイオン化した酸素を加速照射することにより、基板１の上に酸化ケイ素層と酸化ジルコニウム、酸化タンタルまたは酸化チタンの金属酸化物の層とを交互に成膜する。
【００２３】
成膜後、チャンバー１０の圧力を大気圧に戻し、基板設置部材１２をチャンバー１０から搬出する。チャンバー１０内の圧力が変動すると、再び、成膜中に剥がれ落ちた膜や、チャンバー１０の吸着壁１０１に吸着された膜が剥がれて塵が発生し、舞い上がることがあるが、帯電部材１７に吸着されるので、基板１に塵が付着することを防止できる。
【００２４】
したがって、本実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
（１）成膜装置が、塵を吸着する帯電部材１７を備えるので、吸引装置によってチャンバー１０内を吸引した際に、チャンバー１０内の塵が舞い上がっても、塵を帯電部材１７で吸着し、基板１に塵が付着することを防止できる。
（２）帯電部材１７は、通電することにより帯電するので、チャンバー１０内で舞い上がった塵を帯電部材１７で電気的に吸着することができる。また、通電を制御することにより、塵の吸着を制御できる。
（３）帯電部材１７が基板設置部材１２の周縁部１２５に沿って配置されているので、基板設置部材１２付近に飛散する塵を効率的に帯電部材１７で吸着することができ、塵が基板１に付着することを防止できる。また、帯電部材１７が成膜の妨げとなることがなく、成膜効率を維持することができる。
【００２５】
（４）帯電部材１７をリング状に設けたので、帯電部材１７を基板設置部材１２の周縁部１２５に沿って簡単に設けることができる。
（５）帯電部材１７が金属製であるので、耐熱性がよく、成膜時の高温環境下においても問題なく用いることができるとともに、洗浄性もよく、繰り返し用いることができる。
【００２６】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
例えば、上述した実施形態では、基板設置部材１２を円錐型ドーム状としたが、これにかぎらず、図４に示す基板設置部材１２Ａを設けてもよい。基板設置部材１２Ａは、２つの円皿状の本体１２１Ａを備え、本体１２１Ａは、チャンバー１０内において凹状の内表面１２３Ａが向かい合い、ドームを形成するように設けられている。本体１２１Ａの内表面１２３Ａには、複数の基板１が着脱自在に取り付けられている。そして、本体１２１Ａは、その中央部に設けられた回転軸１２６を介してモーター１３により回動される。基板設置部材１２Ａを設けた場合においても、帯電部材１７を、蒸着源１４と基板設置部材１２Ａとの間であって、基板設置部材１２Ａの周縁部に近い位置に設ければ、本発明の実施形態と同様の効果が得られる。
【００２７】
また、基板設置部材１２は、窓１２２を備え、この窓１２２を基板１の成膜面が基板設置部材１２の内表面１２３側に露出するように形成したが、図４に示す基板設置部材１２Ａと同様に、基板１が内表面１２３Ａ側に着脱自在に取り付けられる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１…基板、１０…チャンバー、１２…基板設置部材、１４…蒸着源、１７…帯電部材、１２５…周縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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