(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を真空排気可能な真空搬送室と、前記真空搬送室の外周に隣接して配置された複数の真空処理室と、前記各真空処理室の前記真空搬送室に面した側に形成された各開口部と、前記真空搬送室の内部に設けられ、前記開口部を閉塞可能な可動蓋と、前記可動蓋の内面側に回転可能に設けられ、被処理基板を回転保持するための複数の基板ホルダーと、複数の前記基板ホルダーと前記可動蓋との間に取り外し自在に設けられた汚損防止手段と、を備え、
前記汚損防止手段は、前記可動蓋の内面の略全体を覆う第１防着板と、複数の前記基板ホルダーに囲まれた、前記第１防着板の表面中央部に取り外し自在に設けられた第２防着板と、を有することを特徴とする、汚損防止手段を備えた成膜装置。
【請求項２】
前記第２防着板の表面は、前記基板ホルダーの表面と裏面との間の高さに位置していることを特徴とする請求項１記載の汚損防止手段を備えた成膜装置。
【請求項３】
前記第２防着板は、付着した膜の剥離を防止するように拡大された頭部を有する第２防着板取付ボルトによって前記第１防着板に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の汚損防止手段を備えた成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空下において被処理基板を成膜処理するための成膜装置であって、特に、装置内部の汚損及び被処理基板の汚損を防止するための汚損防止手段を備えた成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体製造工程、液晶表示パネル製造工程、或いはディスク製造工程等の各種の製造工程において、シリコンウエハ、液晶表示基板、光ディスクやミニディスク等の被処理基板の成膜処理を行うために成膜装置が使用されている。
【０００３】
成膜装置には各種のタイプがあるがその代表的なものとして、被処理基板を真空下において処理するための真空処理室の内部にプラズマを形成し、このプラズマによってターゲットをスパッタリングし、ターゲットから放出されたターゲット原子によって被処理基板の表面に薄膜を形成するようにしたスパッタリング装置がある。
【０００４】
また、プラズマを利用するスパッタリング装置にもいろいろなタイプのものがあるが、そのうちの１つに磁場を利用して真空処理室の内部にプラズマを形成するタイプがある。
【０００５】
図６は、このタイプのスパッタリング装置の真空処理室部分を示した側断面図であり、図６において符号２Ａは真空処理室を示し、この真空処理室２Ａは真空ポンプ（ターボ分子ポンプ）１２によって真空排気可能である。真空処理室２Ａは開口部２ａを備えており、この開口部２ａは、バルブ開閉機構２７によって開閉駆動されるバルブ円板よりなる可動蓋２６によって閉塞されている。
【０００６】
また、図６に示したように可動蓋２６の内面２６ａの下部には可動蓋側電気接続部３０が取り付けられている。また、真空処理室２Ａには、可動蓋側電気接続部３０に対向する位置に処理室側電気接続部３１が取り付けられている。
【０００７】
これらの可動蓋側及び処理室側電気接続部３０、３１は、被処理基板Ｄの処理中に膜付着等の汚損を受けないようにリフレクター３６によって保護されている。また、処理室側電気接続部３１は、電源３２及びスパッタリング装置の制御部３３に電気的に接続されている。
【０００８】
そして、図６から分かるように、可動蓋２６が真空処理室２Ａの開口部２ａを閉塞した状態においては、可動蓋側電気接続部３０と処理室側電気接続部３１とが接触して電気的に接続されている。
【０００９】
可動蓋２６は内面２６ａを有し、この内面２６ａにはディスクである被処理基板Ｄを保持するための４個の基板ホルダー２８が回転可能に設けられている。また、真空処理室２Ａには、所定の成膜処理を行うためのスパッタ源１４Ａが設置されている。このスパッタ源１４Ａは、被処理基板Ｄに対向するようにして配置されたターゲットＴと、真空処理室２Ａの内部にプラズマを生成するためのマグネット（図示せず）とを備えている。
【００１０】
そして、このスパッタリング装置において被処理基板Ｄの成膜処理を実施する際には、真空排気された真空処理室２Ａの内部に所定のガスを導入すると共に、マグネットによる磁場を利用しながら真空処理室２Ａの内部に導入されたガスをプラズマ化する。
【００１１】
真空処理室２Ａの内部にプラズマが形成されると、このプラズマによってターゲットＴの表面からターゲット原子がスパッタされ、被処理基板Ｄに向かってターゲット原子が放出される。被処理基板Ｄに向かって放出されたターゲット原子は被処理基板Ｄの表面に付着して堆積し、これによって被処理基板Ｄの表面に所望の膜が形成される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、図６に示した成膜装置（スパッタリング装置）においては、スパッタリングによってターゲットＴの表面から放出されたターゲット原子が被処理基板Ｄの表面に付着して膜が形成されるが、放出されたターゲット原子は被処理基板Ｄ以外の部分にも付着して膜を形成し、成膜装置の内部が汚損されてしまう。特に、可動蓋２６の内面２６ａの汚損が顕著である。成膜装置の内部に付着した膜はパーティクルの発生源となり、被処理基板Ｄの汚染原因となり得る。
【００１３】
そこで、可動蓋２６の内面２６ａにおける成膜を防止するために、図７及び図８に示したように可動蓋２６の内面２６ａと基板ホルダー２８との間に円盤状の防着板４２を、スペーサ５２を有するボルト５３によって取り外し自在に設ける方法が考えられる。
【００１４】
なお、図７及び図８において、符号３４は真空モータを示し、符号３５は回転軸を示し、符号４０はインナーマスクを示し、符号４１はアウターマスクを示している。
【００１５】
このようにすれば、放出されたターゲット原子は防着板４２の表面に付着するので、可動蓋２６ａの内面２６ａが汚損されることがなく、また、防着板４２が汚損された場合には交換することができる。
【００１６】
ところが、前記のごとく防着板４２を設けた場合であっても、基板ホルダー２８の裏面と防着板４２の表面との間隙を通してターゲット原子が基板ホルダー２８の裏面側に回り込み、基板ホルダー２８の裏面を汚損してしまうという問題があった。
【００１７】
また、ターゲット原子の付着率は防着板４２の全体で一様ではなく、図８において符号４３で示した防着板４２の表面中央部における付着率が他の部分に比べて非常に大きい。このため、防着板４２の表面中央部４３の膜厚が厚くなった場合にはその他の部分の膜厚がそれほどではなくても防着板４２全体を交換する必要があった。
【００１８】
さらに、ターゲット原子の付着率が大きい部分はプラズマによる加熱率が高いため、防着板４２の中央部分が大きく熱変形して回転中の基板ホルダー２８の裏面に接触してしまう恐れがあった。なお、防着板４２の熱変形を防止するために、防着板４２の中央部分をボルト等によって可動蓋２６に固定することが考えられるが、装置のメンテナンスの都合上からこの構造を採用することは極めて困難である。
【００１９】
本発明は、上述した種々の問題点を解決すべくなされたものであって、成膜装置の汚損及び被処理基板の汚損を確実に防止できる汚損防止手段を備えた成膜装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明による汚損防止手段を備えた成膜装置は、内部を真空排気可能な真空搬送室と、前記真空搬送室の外周に隣接して配置された複数の真空処理室と、前記各真空処理室の前記真空搬送室に面した側に形成された各開口部と、前記真空搬送室の内部に設けられ、前記開口部を閉塞可能な可動蓋と、前記可動蓋の内面側に回転可能に設けられ、被処理基板を回転保持するための複数の基板ホルダーと、複数の前記基板ホルダーと前記可動蓋との間に取り外し自在に設けられた汚損防止手段と、を備え、前記汚損防止手段は、前記可動蓋の内面の略全体を覆う第１防着板と、複数の前記基板ホルダーに囲まれた、前記第１防着板の表面中央部に取り外し自在に設けられた第２防着板と、を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の発明による汚損防止手段を備えた成膜装置は、前記第２防着板の表面は、前記基板ホルダーの表面と裏面との間の高さに位置していることを特徴とする。
【００２２】
請求項３記載の発明による汚損防止手段を備えた成膜装置は、前記第２防着板は、付着した膜の剥離を防止するように拡大された頭部を有する第２防着板取付ボルトによって前記第１防着板に取り付けられていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による汚損防止手段を備えた成膜装置について図１乃至図５を参照して説明する。
【００２４】
まず初めに、本実施形態による成膜装置であるスパッタリング装置の全体構成について図１を参照して説明する。
【００２５】
図１はスパッタリング装置の平断面図であり、平面形状がほぼ八角形のハウジング１０の内側には、内部を真空排気可能な真空搬送室３が形成されている。この真空搬送室３の一辺には、真空搬送室３の内部に被処理基板Ｄを搬入し又は搬出するためのロードロック室１が形成され、残りの７辺には７個の真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇが等角度間隔で配置形成されている。
【００２６】
そして、これらの真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇの内部で、被処理基板Ｄに対してスパッタリングによる成膜処理が施される。なお、被処理基板Ｄはコンパクトディスク（ＣＤ）、ミニディスク（ＭＤ）等の円形基板であり、中央部に円形開口が形成されたものである。
【００２７】
ロードロック室１及び真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇの真空搬送室３に面する側には、被処理基板Ｄを出し入れするための同形同大の開口部１ａ、２ａがそれぞれ形成されている。また、各真空処理室２には、真空ポンプであるターボ分子ポンプ１２（図２参照）が接続されて内部を真空排気できると共に、所定の成膜処理を行うためのスパッタ源１４Ａ、１４Ｂ…１４Ｇが設置されている。
【００２８】
真空搬送室３の底部には、環状の回転テーブル１５が回転可能に配置され、この回転テーブル１５の外周には大歯車１８が形成されている。この大歯車１８には駆動小歯車１９が噛み合っている。
【００２９】
回転テーブル１５の上面には８台のバルブ機構２５が回転テーブル１５の円周方向に沿って配設されており、これらのバルブ機構２５はロードロック室１と７個の真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇに対応するように配置されている。各バルブ機構２５は、ロードロック室１及び真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇのそれぞれの開口部１ａ、２ａを閉塞可能なバルブ円板よりなる可動蓋２６と、この可動蓋２６を開閉駆動するバルブ開閉機構２７とを備えている。
【００３０】
各可動蓋２６は、ロードロック室１及び真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇの各開口部１ａ、２ａを閉塞したときにロードロック室１及び真空処理室２Ａ、２Ｂ…２Ｇの内部に面する内面２６ａを有し、この内面２６ａには、被処理基板Ｄを回転保持するための４個の基板ホルダー２８が回転（自転）可能に設けられている。
【００３１】
また、ロードロック室１の搬入側には、被処理基板Ｄをロードロック室１内に搬入するための搬送装置２９が設けられており、この搬送装置２９によってロードロック室１の内部に４枚一組で被処理基板Ｄが搬入され又は搬出される。
【００３２】
図２は、可動蓋２６によって真空処理室２Ａを閉塞した状態を示した側断面図である。図２に示したように可動蓋２６の内面２６ａの下部には可動蓋側電気接続部３０が取り付けられている。また、真空処理室２Ａの真空搬送室３に面した側には、可動蓋側電気接続部３０に対向する位置に処理室側電気接続部３１が取り付けられている。
【００３３】
これらの可動蓋側及び処理室側電気接続部３０、３１は、被処理基板Ｄの処理中に膜付着等の汚損を受けないようにリフレクター３６によって保護されている。また、処理室側電気接続部３１は、電源３２及びスパッタリング装置の制御部３３に電気的に接続されている。
【００３４】
そして、図２から分かるように、可動蓋２６が真空処理室２Ａの開口部２ａを閉塞した状態においては、可動蓋側電気接続部３０と処理室側電気接続部３１とが接触して電気的に接続されている。
【００３５】
また、図２に示したようにスパッタ源１４Ａは、被処理基板Ｄに対向するようにして配置されたターゲットＴと、真空処理室２Ａの内部にプラズマを生成するためのマグネット（図示せず）とを備えている。
【００３６】
なお、図２は１つの真空処理室２Ａ及び１つの可動蓋２６を例示したものであり、他の真空処理室２Ｂ、２Ｃ…２Ｇ及び他の可動蓋２６、２６…２６についても同様に、可動蓋側電気接続部３０及び処理室側電気接続部３１がそれぞれ取り付けられている。
【００３７】
このスパッタリング装置において被処理基板Ｄの成膜処理を実施する際には、真空排気された真空処理室２Ａの内部に所定のガスを導入すると共に、マグネットによる磁場を利用しながら真空処理室２Ａの内部に導入されたガスをプラズマ化する。
【００３８】
真空処理室２Ａの内部にプラズマが形成されると、このプラズマによってターゲットＴの表面からターゲット原子がスパッタされ、被処理基板Ｄに向かってターゲット原子が放出される。被処理基板Ｄに向かって放出されたターゲット原子は被処理基板Ｄの表面に付着して堆積し、これによって被処理基板Ｄの表面に所望の膜が形成される。
【００３９】
そして、本実施形態による成膜装置は、図２において符号５０で示した汚損防止手段を備えている。以下、本実施形態の特徴部分であるこの汚損防止手段５０について、図３乃至図５を参照して詳細に説明する。なお、図３において符号３４は真空モータを示し、符号３５は回転軸を示し、符号４０はインナーマスクを示し、符号４１はアウターマスクを示している。
【００４０】
図３及び図４に示したように汚損防止手段５０は、可動蓋２６の内面２６ａの略全体を覆う円形の第１防着板５１を備えており、この第１防着板５１は、基板ホルダー２８の裏面２８ａと可動蓋２６の内面２６ａとの間に、スペーサー５２を有する複数の第１防着板取付ボルト５３によって取り外し自在に取り付けられている。
【００４１】
また、複数の基板ホルダー２８によって囲まれた、第１防着板５１の表面中央部には、第２防着板取付ボルト５４及びナット５５によって第２防着板５６が取り外し自在に設けられている。図４に示したようにこの第２防着板５６は各基板ホルダー２８の外形に略対応するような形状、すなわち星形の形状を備えている。
【００４２】
また、第２防着板５６を第１防着板５１に取り付けるための第２防着板取付ボルト５４は、膜との密着性の高い材料によって形成されており、また、付着した膜の剥離を防止するように、標準のボルトの頭部よりも拡大された頭部５４ａを有している。
【００４３】
このように、第２防着板取付ボルト５４の頭部５４ａを拡大してその表面積を大きくすると共に、膜との密着性が高い材料を使用することによって、頭部５４ａに付着した膜と頭部５４ａの表面との密着力が大きくなり、膜の剥離によるパーティクルの発生を防止することができる。
【００４４】
また、図５に示したように、第２防着板５６の表面５６ａは、基板ホルダー２８の表面２８ｂと裏面２８ａとの間の高さに位置しており、第２防着板５６と基板ホルダー２８との間隙から基板ホルダー２８の裏面２８ａ側にターゲット原子が回り込みにくい構造となっている。
【００４５】
さらに、第２防着板５６を固定する第２防着板取付ボルト５４が、基板ホルダー２８の表面２８ｂよりもターゲットＴ側へ出っ張らないように構成されており、このため、第２防着板取付ボルト５４が被処理基板Ｄの膜厚分布等の特性に悪影響を与えることがない。
【００４６】
なお、第１防着板５１及び第２防着板５６はステンレス鋼、銅、アルミニウム等の材料によって形成することができ、特に、熱伝導性に優れる銅によって形成することが好ましい。
【００４７】
また、汚損防止手段５０を構成する第１防着板５１、第２防着板５６、第１防着板取付ボルト５３、第２防着板取付ボルト５４等はすべてサンドブラストなどの表面処理が施されており、この表面処理によって膜の剥離が生じにくくなっている。
【００４８】
次に、本実施形態による成膜装置における汚損防止手段５０の作用及び効果について説明する。
【００４９】
取り外し自在の第１防着板５１によって可動蓋２６の内面２６ａの略全体が覆われているので、放出されたターゲット原子によって可動蓋２６の内面２６ａが汚損されてパーティクルの発生源となることを防止できると共に、交換を要する程に第１防着板５１が汚損された場合にはこの第１防着板５１を適宜交換することができる。
【００５０】
また、ターゲット原子の付着率が大きい第１防着板５１の表面中央部には第２防着板５６が取り外し自在に設けられているので、交換を要する程に第２防着板５６が汚損された場合には第２防着板５６のみを交換することが可能であり、メンテナンス性に優れる。
【００５１】
また、ターゲット原子の付着率が大きい第１防着板５１の表面中央部はプラズマによる加熱率が高く、高温となる部分であるが、第２防着板５６が第１防着板５１の変形に対する補強部材として作用するので熱変形が抑制される。このため、変形した第１防着板５１が回転する基板ホルダー２８の裏面２８ａに接触するようなことがない。
【００５２】
また、第２防着板５６を固定する第２防着板取付ボルト５４の頭部５４ａを拡大してその表面積を大きくすると共に、膜との密着性が高い材料を使用するようにしたので、付着した膜と頭部５４ａの表面との密着力が大きくなり、膜の剥離によるパーティクルの発生を防止することが可能であり、ひいては被処理基板Ｄの汚損を防止することができる。
【００５３】
また、第２防着板５６の表面５６ａは基板ホルダー２８の表面２８ｂと裏面２８ａとの間に位置するようにしたので、第２防着板５６と基板ホルダー２８との間隙から基板ホルダー２８の裏面２８ａ側にターゲット原子が回り込みにくく、基板ホルダー２８の裏面２８ａがターゲット原子によって汚損されることを防止することができる。
【００５４】
さらに、第２防着板５６を固定する第２防着板取付ボルト５４が、基板ホルダー２８の表面２８ｂよりもターゲットＴ側へ出っ張らないように構成されているので、第２防着板取付ボルト５４が被処理基板Ｄの膜厚分布等の特性に悪影響を与えることがない。
【００５５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明による汚損防止手段を備えた成膜装置によれば、取り外し自在の第１防着板によって可動蓋の内面の略全体が覆われているので、放出されたターゲット原子によって可動蓋の内面が汚損されてパーティクルの発生源となることを防止できると共に、交換を要する程に第１防着板が汚損された場合にはこの第１防着板を適宜交換することができる。
【００５６】
また、ターゲット原子の付着率が大きい第１防着板の表面中央部には第２防着板が取り外し自在に設けられているので、交換を要する程に第２防着板が汚損された場合には第２防着板のみを交換することが可能であり、メンテナンス性に優れる。
【００５７】
また、ターゲット原子の付着率が大きい第１防着板の表面中央部はプラズマによる加熱率が高く、高温となる部分であるが、第２防着板が変形に対する補強部材として作用して熱変形が抑制されるので、変形した第１防着板が回転する基板ホルダーの裏面に接触するようなことがない。
【００５８】
また、第２防着板を固定するボルトの頭部を拡大してその表面積を大きくしたので、付着した膜と頭部の表面との密着力が大きくなり、膜の剥離によるパーティクルの発生を防止することが可能であり、ひいては被処理基板の汚損を防止することができる。
【００５９】
また、第２防着板の表面は基板ホルダーの表面と裏面との間に位置するようにしたので、第２防着板と基板ホルダーとの間隙から基板ホルダーの裏面側にターゲット原子が回り込みにくく、基板ホルダーの裏面がターゲット原子によって汚損されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による汚損防止手段を備えた成膜装置の全体構成を示した平断面図。
【図２】図１に示した成膜装置の真空処理室を可動蓋によって閉塞した状態を示した側断面図。
【図３】図１に示した成膜装置の可動蓋の部分を拡大して示した側面図。
【図４】図１に示した成膜装置の可動蓋を真空処理室側から見た斜視図。
【図５】図１に示した成膜装置の第１防着板の中央付近を拡大して示した縦断面図。
【図６】従来のスパッタリング装置の真空処理室部分を示した側断面図。
【図７】図６に示したスパッタリング装置の可動蓋に防着板を取り付けた状態を示した側面図。
【図８】図６に示したスパッタリング装置の可動蓋に防着板を取り付けた状態を示した正面図。
【符号の説明】
２Ａ、２Ｂ…２Ｇ  真空処理室
２ａ  開口部
３  真空搬送室
２６  可動蓋
２６ａ  可動蓋の内面
２８  基板ホルダー
２８ａ  基板ホルダーの裏面
２８ｂ  基板ホルダーの表面
５０  汚損防止手段
５１  第１防着板
５４  第２防着板取付ボルト
５４ａ  第２防着板取付ボルトの頭部
５６  第２防着板
５６ａ  第２防着板の表面
Ｄ  被処理基板
【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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【図７】
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【図８】
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