(57)【要約】【課題】基板保持具に堆積した膜の剥離などにより生ずるパーティクルの問題を解決する手法を提供する。【解決手段】成膜済みの基板９を基板保持具９０から回収するアンロードロックチャンバー２と、未成膜の基板９を基板保持具９０に搭載するロードロックチャンバー１との間のリターン移動路上に、膜剥離防止チャンバー７１０が、アンロードロックチャンバー２及びロードロックチャンバー１に対して気密に接続されている。膜剥離防止チャンバー７１０内には、基板保持具９０及び保持爪９１の表面の堆積膜の上にコーティングをする膜コーティング手段が設けられている。【選択図】図１
2009194360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中で基板上に所定の薄膜を作成する成膜チャンバーと、
基板を保持する基板保持具と、
前記成膜チャンバーに気密に接続され、未成膜の基板を前記成膜チャンバーに搬入する前に前記未成膜の基板を前記基板保持具に搭載するロードロックチャンバーと、
前記成膜チャンバーに気密に接続され、成膜済みの基板を搭載した前記基板保持具を前記成膜チャンバーから取り出して当該基板を前記基板保持具から回収するアンロードロックチャンバーと、
前記アンロードロックチャンバーにおいて成膜済みの基板が回収された前記基板保持具を前記ロードロックチャンバーに戻す為のリターン移動路と、
を無端状に配置し、前記基板保持具を移動させる移動手段が周回可能な薄膜作成装置において、
基板保持具に堆積した膜の剥離を防止する方法であって、
前記リターン移動路上で、前記基板保持具に堆積した膜をコーティング材料でコーティングする工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記コーティングする工程は、前記コーティング材料のターゲットをスパッタリングすることにより、前記基板保持具に堆積した膜を前記コーティング材料でコーティングする工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記コーティング材料は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎを含むグループから選択される材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記コーティングする工程によってコーティングされる膜の厚さは、１ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記基板保持具は、基板保持具本体と前記基板保持具本体の周縁に配置された保持爪とからなり、前記コーティングする工程は、前記保持爪及び前記基板保持具本体の表面に堆積した膜をコーティングする工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
真空中で基板上に所定の薄膜を作成する成膜チャンバーと、
基板を保持する基板保持具と、
前記成膜チャンバーに気密に接続され、未成膜の基板を前記成膜チャンバーに搬入する前に当該未成膜の基板を前記基板保持具に搭載するロードロックチャンバーと、
前記成膜チャンバーに気密に接続され、成膜済みの基板を搭載した前記基板保持具を前記成膜チャンバーから取り出して当該基板を前記基板保持具から回収するアンロードロックチャンバーと、
前記アンロードロックチャンバーにおいて成膜済みの基板が回収された前記基板保持具を前記ロードロックチャンバーに戻す為のリターン移動路と、
を無端状に配置し、前記基板保持具を移動させる移動手段が周回可能な薄膜作成装置において、基板保持具に堆積した膜の剥離を防止する方法であって、
前記リターン移動路上で、前記基板保持具に堆積した膜を除去する工程と、
前記基板保持具に堆積した膜をコーティング材料でコーティングする工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記膜を除去する工程と前記コーティングする工程とは、前記リターン移動路上に設けられ、前記アンロードロックチャンバー及び前記ロードロックチャンバーの間に気密に接続された膜剥離防止チャンバー内で、真空状態で行われることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記コーティングする工程は、前記コーティング材料のターゲットをスパッタリングすることにより、前記基板保持具に堆積した膜を前記コーティング材料でコーティングする工程を含むことを特徴とする請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
前記コーティング材料は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎを含むグループから選択される材料であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記コーティングする工程によってコーティングされる膜の厚さは、１ｎｍ以上であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板保持具は、基板保持具本体と前記基板保持具の周縁に配置された保持爪とからなり、前記膜を除去する工程及び前記コーティングする工程は、前記保持爪及び前記基板保持具本体の表面に堆積した膜を除去する工程、及びその後に前記保持爪及び前記基板保持具本体の表面に残った膜をコーティングする工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
真空中で基板上に所定の薄膜を作成する成膜チャンバーと、
基板を保持する基板保持具と、
前記成膜チャンバーに気密に接続され、未成膜の基板を前記成膜チャンバーに搬入する前に当該未成膜の基板を前記基板保持具に搭載するロードロックチャンバーと、
前記成膜チャンバーに気密に接続され、成膜済みの基板を搭載した前記基板保持具を前記成膜チャンバーから取り出して当該基板を前記基板保持具から回収するアンロードロックチャンバーと、
前記基板保持具を移動させる移動手段と、
前記アンロードロックチャンバーにおいて成膜済みの基板が回収された前記基板保持具を前記ロードロックチャンバーに戻す為のリターン移動路と、
を有する薄膜作成装置であって、
前記移動手段は、前記基板を搭載した前記基板保持具を、前記ロードロックチャンバー、前記成膜チャンバー、前記アンロードロックチャンバーの順に移動させ、
前記リターン移動路上に、前記基板保持具に堆積した膜をコーティング材料でコーティングする膜コーティング手段が設けられていることを特徴とする薄膜作成装置。
【請求項１３】
前記膜コーティング手段を有した膜剥離防止チャンバーが前記リターン移動路上に設けられ、前記基板保持具に堆積した膜のコーティングが真空中で行なえるようになっており、当該膜剥離防止チャンバーは、前記アンロードロックチャンバー及び前記ロードロックチャンバーの間に気密に接続されていることを特徴とする請求項１２記載の薄膜作成装置。
【請求項１４】
前記膜コーティング手段は、前記コーティング材料のターゲットをスパッタリングすることにより、前記基板保持具に堆積した膜を前記コーティング材料でコーティングを行なうことを特徴とする請求項１２または１３記載の薄膜作成装置。
【請求項１５】
前記コーティング材料は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎを含むグループから選択された材料であることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の薄膜作成装置。
【請求項１６】
前記膜コーティング手段によってコーティングされる膜の厚さは、１ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の薄膜作成装置。
【請求項１７】
前記基板保持具は、基板保持具本体と前記基板保持具本体の周縁に配置された保持爪とからなり、前記膜コーティング手段は、前記保持爪及び前記基板保持具本体の表面に堆積した膜をコーティングすることを特徴とする請求項１記載の薄膜作成装置。
【請求項１８】
真空中で基板上に所定の薄膜を作成する成膜チャンバーと、
基板を保持する基板保持具と、
前記成膜チャンバーに気密に接続され、未成膜の基板を成膜チャンバーに搬入する前に当該未成膜の基板を前記基板保持具に搭載するロードロックチャンバーと、
前記成膜チャンバーに気密に接続され、成膜済みの基板を搭載した前記基板保持具を前記成膜チャンバーから取り出して当該基板を前記基板保持具から回収するアンロードロックチャンバーと、
前記基板保持具を移動させる移動手段と、
前記アンロードロックチャンバーにおいて成膜済みの基板が回収された前記基板保持具を前記ロードロックチャンバーに戻す為のリターン移動路と、
を有する薄膜作成装置であって、
前記移動手段は、前記基板を搭載した前記基板保持具を、前記ロードロックチャンバー、前記成膜チャンバー、前記アンロードロックチャンバーの順に移動させ、
前記リターン移動路上に、前記基板保持具に堆積した膜を除去する膜除去手段と、前記基板保持具上に残った膜をコーティング材料でコーティングする膜コーティング手段とが設けられていることを特徴とする薄膜作成装置。
【請求項１９】
前記膜除去手段と前記膜コーティング手段とを有する膜剥離防止チャンバーが前記リターン移動路上に設けられ、前記基板保持具に堆積した膜の除去及び前記基板保持具上に残った膜に対する膜コーティングが真空中で行なえるようになっており、当該膜剥離防止チャンバーは、前記アンロードロックチャンバー及び前記ロードロックチャンバーの間に気密に接続されていることを特徴とする請求項１８記載の薄膜作成装置。
【請求項２０】
前記膜コーティング手段は、前記コーティング材料のターゲットをスパッタリングすることにより、前記基板保持具に堆積した膜を前記コーティング材料でコーティングすることを特徴とする請求項１８または１９記載の薄膜作成装置。
【請求項２１】
前記コーティング材料は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎを含むグループから選択される材料であることを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載の薄膜作成装置。
【請求項２２】
前記膜コーティング手段によってコーティングされる膜の厚さは、１ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれか１項に記載の薄膜作成装置。
【請求項２３】
前記基板保持具は、基板保持具本体と前記基板保持具本体の周縁に配置された保持爪とからなり、前記膜除去手段及び膜コーティング手段は、前記保持爪及び前記基板保持具本体の表面に堆積した膜を除去し、その後に前記保持爪及び前記基板保持具本体の表面に残った膜をコーティングすることを特徴とする請求項１記載の薄膜作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、基板の表面に所定の薄膜を作成する薄膜作成装置に関するものであり、特に、そのような装置において基板を保持する基板保持具の表面に堆積した膜を除去及びコーティングすることに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板の表面に所定の薄膜を作成する薄膜作成装置は、ＬＳＩ等の半導体デバイスや液晶ディスプレイ等の表示装置、ハードディスク等の情報記録ディスクの製造において盛んに使用されている。このような薄膜作成装置は、成膜を行なう成膜チャンバー内の所定位置に基板を保持するため、特定構成の基板保持具を備えている。薄膜は本来は基板のみに堆積させるべきであるが、薄膜を堆積させる粒子は基板の表面のみならず基板保持具にも付着してしまう。薄膜には応力の高い膜もあり、基板保持具に厚く堆積されていくにつれて剥離を生じ、基板処理の品質を損ねる等の問題が生じている。
【０００３】
このような場合、剥離した堆積膜は、ある程度の大きさの粒子(以下「パーティクル」という。)となって飛散する。このパーティクルが基板の表面に付着すると、局所的な膜厚異常が生じる。局所的な膜厚異常は、ハードディスクのような情報記録ディスクの場合は、セクタ不良などの欠陥を生じやすい。
【０００４】
近年では、基板保持具に堆積した膜が剥離する前に堆積膜を除去する方法及び装置が提案されている（特許文献１，２）。
【０００５】
特許文献１は、真空の成膜チャンバー内で基板保持具により基板を保持しながら基板の表面に所定の薄膜を作成する成膜装置を開示している。当該成膜装置は、基板保持具を大気中に取り出すことなく、成膜チャンバーに気密に接続された真空チャンバー内において、基板保持具の表面の堆積膜の除去を行うことを特徴としている。
【０００６】
特許文献２は、基板表面に薄膜を作成する成膜チャンバーに対して未成膜の基板を搬入する際に一時的に基板を格納するロードロックチャンバーと、成膜済みの基板を取り出す際に一時的に基板を格納するアンロードロックチャンバーとが、真空が連通するようにして気密に接続されている薄膜作成装置を開示している。当該薄膜作成装置は、さらに、基板を保持した基板保持具をロードロックチャンバー、成膜チャンバー、アンロードロックチャンバーの順に移動させる移動機構を有する。当該薄膜作成装置は、アンロードロックチャンバーにおいて基板を回収した後に基板保持具をロードロックチャンバーに戻すリターン移動路が形成されており、基板保持具の表面に堆積した膜を除去する膜除去機構を当該リターン移動路上に具備することを特徴としている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２７３６１５
【特許文献２】特開２００１−１５６１５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年の情報記録ディスクは、記録密度向上のため、セクタ間距離が狭くなってきている。このため、僅かな膜厚異常（例えば突起の形成）でも記録エラーとなり易く、パーティクルに対する管理が一層厳しくなってきている。
【０００９】
また、基板保持具を周回して成膜を行う装置においては、スループットを向上されるため、一つの処理チャンバーに滞在し処理を施す時間（タクトタイム）のさらなる短縮が要求されている。
しかし、こうしたタクトタイム短縮の要求を満たしながら、上述した従来の装置を用いて、基板保持具の表面に堆積された膜を完全に除去することは困難である。堆積膜が除去されず、基板保持具上に残されていると、この残された膜が剥離してパーティクルが発生し、製造される情報記録ディスク等の性能に悪影響を及ぼす。特に、基板保持具上にカーボン保護膜が堆積されている場合、カーボン保護膜は応力が高く剥離を起こしやすいため、このようなパーティクル発生の問題が大きくなる。
【００１０】
本願の発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、基板保持具に堆積した膜の剥離などにより生じるパーティクルの問題をより効果的に解決する方法及び装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態による基板保持具に堆積した膜の剥離を防止する方法は、真空中で基板上に所定の薄膜を作成する成膜チャンバーと、基板を保持する基板保持具と、成膜チャンバーに気密に接続され、未成膜の基板を成膜チャンバーに搬入する前に当該未成膜の基板を基板保持具に搭載するロードロックチャンバーと、成膜チャンバーに気密に接続され、成膜済みの基板を搭載した基板保持具を成膜チャンバーから取り出して当該基板を基板保持具から回収するアンロードロックチャンバーと、基板保持具を移動させる移動手段と、アンロードロックチャンバーにおいて成膜済みの基板が回収された前記基板保持具をロードロックチャンバーに戻す為のリターン移動路とを有する薄膜作成装置において行われる。そして、本方法は、リターン移動路上で、基板保持具に堆積した膜をコーティング材料でコーティングする工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
上記コーティングする工程は、リターン移動路上に設けられた、アンロードロックチャンバー及びロードロックチャンバーの間に気密に接続された膜剥離防止チャンバー内において、真空状態で行われる。
【００１３】
また、上記コーティングする工程は、コーティング材料のターゲットをスパッタリングすることにより、基板保持具に堆積した膜をコーティング材料でコーティングする工程を含んでもよい。
【００１４】
コーティングする工程によってコーティングされる膜の厚さは、好ましくは１ｎｍ以上とすることができる。また、上記基板は、例えば情報記録ディスク用基板である。
【００１５】
さらに、本発明において、基板保持具は、基板保持具本体と前記基板保持具本体の周縁に配置された保持爪とからなるように構成することができる。この場合、上記コーティングする工程は、保持爪及び基板保持具本体の表面に堆積した膜をコーティングする工程を含む。
【００１６】
本発明の別の実施形態による基板保持具に堆積した膜の剥離を防止する方法は、真空中で基板上に所定の薄膜を作成する成膜チャンバーと、基板を保持する基板保持具と、成膜チャンバーに気密に接続され、未成膜の基板を成膜チャンバーに搬入する前に当該未成膜の基板を基板保持具に搭載するロードロックチャンバーと、成膜チャンバーに気密に接続され、成膜済みの基板を搭載した基板保持具を成膜チャンバーから取り出して当該基板を基板保持具から回収するアンロードロックチャンバーと、基板保持具を移動させる移動手段と、アンロードロックチャンバーにおいて成膜済みの基板が回収された基板保持具をロードロックチャンバーに戻す為のリターン移動路とを有する薄膜作成装置において行われる。そして、本方法は、上記リターン移動路上において、基板保持具に堆積した膜を除去する工程と、基板保持具に堆積した膜をコーティング材料でコーティングする工程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
上記膜を除去する工程及びコーティングする工程は、リターン移動路上に設けられた、アンロードロックチャンバー及びロードロックチャンバーの間に気密に接続された膜剥離防止チャンバー内において、真空状態で行われる。
【００１８】
また、上記コーティングする工程は、コーティング材料のターゲットをスパッタリングすることにより、基板保持具に堆積した膜をコーティング材料でコーティングする工程を含んでもよい。
【００１９】
さらに、基板保持具は、基板保持具本体と前記基板保持具の周縁に配置された保持爪とからなるように構成することができる。この場合、膜を除去する工程及びコーティングする工程は、保持爪及び基板保持具本体の表面に堆積した膜を除去する工程、及びその後に保持爪及び基板保持具本体の表面に残った膜をコーティングする工程を含む。
【００２０】
上述の各実施形態による本発明の方法において、コーティング材料は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎを含むグループから選択することができる。コーティングする工程によってコーティングされる膜の厚さは、好ましくは１ｎｍ以上とすることができる。また、上記基板は、例えば情報記録ディスク用基板である。
【００２１】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態による薄膜作成装置は、真空中で基板上に所定の薄膜を作成する成膜チャンバーと、基板を保持する基板保持具と、成膜チャンバーに気密に接続され、未成膜の基板を成膜チャンバーに搬入する前に当該未成膜の基板を基板保持具に搭載するロードロックチャンバーと、成膜チャンバーに気密に接続され、成膜済みの基板を搭載した基板保持具を成膜チャンバーから取り出して当該基板を基板保持具から回収するアンロードロックチャンバーと、基板保持具を移動させる移動手段と、アンロードロックチャンバーにおいて成膜済みの基板が回収された基板保持具をロードロックチャンバーに戻す為のリターン移動路とを具備する。そして、上記移動手段が、基板を搭載した基板保持具をロードロックチャンバー、成膜チャンバー及びアンロードロックチャンバーの順に移動させ、リターン移動路上において、基板保持具に堆積した膜をコーティング材料でコーティングする膜コーティング手段が設けられていることを特徴とする。
【００２２】
膜コーティング手段を有した膜剥離防止チャンバーがリターン移動路上に設けられていてもよい。この構成において、基板保持具に堆積した膜のコーティングは真空中で行なえるようになっており、膜剥離防止チャンバーは、アンロードロックチャンバー及びロードロックチャンバーの間に気密に接続される。
【００２３】
また、膜コーティング手段は、コーティング材料のターゲットをスパッタリングすることにより、基板保持具に堆積した膜をコーティング材料でコーティングを行なうように構成される。
【００２４】
上記基板保持具は、基板保持具本体と基板保持具本体の周縁に配置された保持爪とからなるように構成することができる。この場合、膜コーティング手段は、保持爪及び基板保持具本体の表面に堆積した膜をコーティングする。
【００２５】
本発明の別の実施形態による薄膜作成装置は、真空中で基板上に所定の薄膜を作成する成膜チャンバーと、基板を保持する基板保持具と、成膜チャンバーに気密に接続され、未成膜の基板を成膜チャンバーに搬入する前に当該未成膜の基板を基板保持具に搭載するロードロックチャンバーと、成膜チャンバーに気密に接続され、成膜済みの基板を搭載した基板保持具を成膜チャンバーから取り出して当該基板を基板保持具から回収するアンロードロックチャンバーと、基板保持具を移動させる移動手段と、アンロードロックチャンバーにおいて成膜済みの基板が回収された基板保持具をロードロックチャンバーに戻す為のリターン移動路とを具備するように構成される。この薄膜作成装置は、上記移動手段が、基板を搭載した基板保持具をロードロックチャンバー、成膜チャンバー及びアンロードロックチャンバーの順に移動させること、並びに、リターン移動路上に、基板保持具に堆積した膜を除去する膜除去手段と、基板保持具上に残った膜をコーティング材料でコーティングする膜コーティング手段とが設けられていることを特徴とする。
【００２６】
膜除去手段と膜コーティング手段とを有する膜剥離防止チャンバーがリターン移動路上に設けられてもよい。この構成において、基板保持具に堆積した膜の除去及び基板保持具上に残った膜に対する膜コーティングが真空中で行なえるようになっており、膜剥離防止チャンバーは、アンロードロックチャンバー及びロードロックチャンバーの間に気密に接続される。
【００２７】
また、膜コーティング手段は、コーティング材料のターゲットをスパッタリングすることにより、基板保持具に堆積した膜をコーティング材料でコーティングするように構成される。
【００２８】
さらに、基板保持具は、基板保持具本体と基板保持具本体の周縁に配置された保持爪とからなるように構成することができる。この構成において、膜除去手段及び膜コーティング手段は、保持爪及び基板保持具本体の表面に堆積した膜を除去し、その後に保持爪及び基板保持具本体の表面に残った膜をコーティングする。
【００２９】
上述の各実施形態による薄膜作成装置において、コーティング材料は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎを含むグループから選択することができる。
【００３０】
膜コーティング手段によってコーティングされる膜の厚さは、好ましくは１ｎｍ以上とすることができる。また、上記基板は、例えば情報記録ディスク用基板である。
【００３１】
本発明によれば、基板保持具上に堆積した膜（特に、応力が高く剥離を起こしやすいカーボン保護膜）を除去し、さらにその上から密着性が良く剥離を起こしにくい膜によってコーティングをすることができる。これにより、基板保持具上に堆積した膜の剥離に起因したパーティクル発生などの問題を解決することが出来る。
【００３２】
また、膜除去手段及び膜コーティング手段が、アンロードロックチャンバーからロードロックチャンバーへのリターン移動路上において、真空が連通するようにして気密に接続されているため、基板保持具を大気側に取り出すことなく、剥離を起こしやすいカーボン保護膜などの堆積膜を基板保持具から除去できる。さらに、当該堆積膜が基板保持具上にわずかに残ったとしても、密着性が良く且つ剥離を起こしにくい膜にてその残った膜の上からコーティングをすることができる。したがって、基板保持具を介して大気中の汚染物質が装置内に持ち込まれることは無い。このため、基板や作成される薄膜の汚染が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。特に、本願発明を情報記録ディスク製造用の薄膜作成装置に適用した例につき詳細に説明する。しかし、本願発明はこのような実施形態のみに限定されるものではなく、その他多様な用途の薄膜作成装置にも適用することができる。
【００３４】
図１は本願発明の第１の実施形態に係る薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。本実施形態の装置では、複数の真空チャンバー１、２、４、３１−３４、５０−５４及び５００が方形の輪郭に沿って直列的に配置されている。各真空チャンバーは、専用または兼用の排気系によって排気される真空容器である。各真空チャンバーの境界部にはゲートバルブ１０が配置されている。基板９は、基板保持具９０に保持されて搬送されるようになっている。複数の直列的に配置された真空チャンバーに沿って方形の移動路８０が設置されており、この移動路８０に沿って基板保持具９０を移動させる移動手段が設けられている。基板保持具９０は基板９を保持したままこの移動手段により各チャンバー内を搬送されるようになっている。
【００３５】
複数の真空チャンバーのうち、方形の一辺に配置された二つの真空チャンバーが、基板保持具９０への基板９の搭載を行なうロードロックチャンバー１及び基板保持具９０からの基板９の回収を行なうアンロードロックチャンバー２になっている。尚、方形の移動路８０のうち、ロードロックチャンバー１とアンロードロックチャンバー２との間の部分は、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１に基板保持具９０を戻すリターン移動路になっている。ロードロックチャンバー1内には、基板９を基板保持具９０に搭載する搭載用ロボット１１、１１’が設けられている。搭載用ロボット１１’は、そのアームによって基板投入用チャンバー１２から複数（たとえば、５０枚）の基板９を同時に保持して基板投入用ストッカー１３に載置する。搭載用ロボット１１は、そのアームによって基板投入用ストッカー１３から基板９を２枚同時に保持して、基板保持具９０に搭載するよう構成されている。また、アンロードロックチャンバー２には、搭載用ロボット１１、１１’と同様の構成の回収用ロボット２１、２１’が設けられている。回収用ロボット２１は、そのアームによって基板保持具９０から基板９を２枚同時に保持して基板回収用ストッカー２３に載置する。回収用ロボット２１’は、そのアームによって基板回収用ストッカー２３から複数（例えば、５０枚）の基板９を同時に保持して基板回収チャンバー２２に回収するよう構成されている。なお、基板投入用ストッカー１３を設けたのは、基板投入用チャンバー１２内のすべての基板を基板投入用ストッカー１３に載置すれば、次の基板を基板投入用チャンバー１２に投入することが可能となり、生産性を向上させることができるからである。基板投回収用ストッカー２３についても同様である。
【００３６】
また、方形の他の三辺に配置された真空チャンバー４、３１−３４、５０−５４及び５００は、基板９に各種処理を行なう真空チャンバーである。方形の角の部分の真空チャンバー３１−３４は、搬送される基板保持具９０の向きを９０度方向転換する、方向転換手段を備えた方向転換チャンバー３１、３２、３３、３４である。本実施例において、真空チャンバー５００は予備チャンバー５００となっている。この予備チャンバー５００は、必要に応じて基板９を冷却したりするチャンバーとして構成される。この予備チャンバー５００を経た後、最後の方向転換チャンバー３４を経て基板９がアンロードロックチャンバー２に達するようになっている。
【００３７】
図１において、基板９を保持した基板保持具９０は、薄膜作成装置内を時計回りに搬送される。基板保持具９０に保持された基板９が一番最初に搬送される処理用の真空チャンバーは、成膜に先だって基板９を所定温度に予備加熱するプリヒートチャンバー４である。プリヒートチャンバー４での予備加熱の後、基板９は、基板９の表面に所定の薄膜を作成する１つ又は複数の成膜チャンバー内を搬送される。本実施例においては、方形の辺に沿って直列的に配置された複数の成膜チャンバー５１、５２、５３、５４、５０内が使用される。成膜チャンバー５１、５２，５３及び５４は、スパッタリングにより基板上に成膜を行うスパッタ成膜チャンバーであり、成膜チャンバー５０は保護膜作成チャンバーである。
【００３８】
また、膜剥離防止チャンバー７１０が、ロードロックチャンバー１とアンロードロックチャンバー２との間に設けられている。膜剥離防止チャンバー７１０もまた、薄膜を作成する成膜チャンバー５１、５２、５３、５４、５０と同様、排気系（図示せず）を備えた真空チャンバーである。
【００３９】
本第１実施形態の薄膜作成装置において、移動手段は、基板９を保持した基板保持具９０を移動路８０に沿って時計回りに移動させて基板９が順次処理されるようになっている。移動手段の例として、基板保持具９０を直線的に移動させる直線移動手段等について、図２及び図３を使用して説明する。
【００４０】
図２及び図３は、図１に示す装置における基板保持具９０及び移動手段の構成を説明する図であり、図２はその正面外略図、図３は側断面外略図である。
【００４１】
基板保持具９０の構成は、基板保持具本体９２と基板保持具本体９２の周縁に設けられた保持爪９１とからなる。保持爪９１は合計で六つ設けられており、三つが一組となって一枚の基板９を保持する。このような三つの保持爪９１のうち、下側に位置する保持爪９１は可動保持爪となっている。即ち、この保持爪９１をその弾性に逆らって押し下げるレバー９３が設けられている。基板９を基板保持具９０に搭載する際には、レバー９３によって下側の保持爪９１を押し下げ、基板９を保持具本体９２の円形の開口内に位置させる。そして、レバー９３を戻して下側の保持爪９１をその弾性によって元の姿勢に復帰させる。この結果、基板９が三つの保持爪９１によって係止され、基板保持具９０によって二枚の基板９が保持された状態となる。基板保持具９０から基板９を回収する場合には、これと全く逆の動作となる。また、基板保持具９０は同時に二枚の基板９を保持するようになっている。本第１実施形態における基板保持具９０は、図２に示すように、その下端部に磁石（以下「保持具側磁石」という。）９６を多数備えている。各保持具側磁石９６は、上下の面に磁極を有している。そしてこの保持具側磁石９６は、図２に示すように、配列方向に沿って、交互に逆の極性をもつように配置されている。
【００４２】
また、基板保持具９０の下側には、隔壁８３を挟んで磁気結合ローラ８１が設けられている。磁気結合ローラ８１は丸棒状の部材であり、図２に示すように、螺旋状に伸びる細長い磁石（以下「ローラ側磁石」という。）８２を有している。このローラ側磁石８２は互いに異なる磁極で二つ設けられており、二重螺旋状になっている。磁気結合ローラ８１は、ローラ側磁石８２が隔壁８３を挟んで保持具側磁石９６に向かい合うよう配置されている。隔壁８３は、透磁率の高い材料で形成されており、保持具側磁石９６とローラ側磁石８２とは、隔壁８３を通して磁気結合している。尚、隔壁８３の基板保持具９０側の空間は真空（各真空チャンバーの内部側）であり、磁気結合ローラ８１側の空間は大気である。このような磁気結合ローラ８１は、図１に示す方形の移動路８０に沿って設けられている。
【００４３】
また、図３に示すように、基板保持具９０は、水平な回転軸の回りに回転する主プーリー８４の上に載せられている。主プーリー８４は、基板保持具９０の移動方向に沿って多数設けられている。また、基板保持具９０の下端部分には、垂直な回転軸の回りに回転する一対の副プーリー８５、８５が当接している。この副プーリー８５、８５は、基板保持具９０の下端部分を両端から挟むように押さえて基板保持具９０の傾きを防止している。この副プーリー８５、８５も基板保持具９０の移動方向に多数設けられている。図３に示すように、磁気結合ローラ８１には傘歯車を介して駆動棒８６が連結されている。そして、駆動棒８６には移動用モータ８７が接続されており、駆動棒８６を介して磁気結合ローラ８１をその中心軸の周りに回転されるようになっている。
【００４４】
磁気結合ローラ８１が回転すると、図２に示す二重螺旋状のローラ側磁石８２も回転する。この際、ローラ側磁石８２が回転する状態は、保持具側磁石９６から見ると、交互に異なる磁極の複数の磁石が一列に並んでその並び方の方向に沿って一体に直線移動しているのと同様の状態となる。従って、ローラ側磁石８２に磁気結合している保持具側磁石９６は、ローラ側磁石８２の回転とともに直線移動し、この結果、基板保持具９０が全体として直線移動することになる。この際、図３に示す主プーリー８５、８５は従動する。
【００４５】
さて、本第１実施形態の薄膜作成装置の大きな特徴点は、基板保持具９０の表面への膜コーティングを真空中で行なう膜コーティング手段を備えた膜剥離防止チャンバー７１０が設けられている点である。図１に示すように、膜剥離防止チャンバー７１０は、ロードロックチャンバー１とアンロードロックチャンバー２との間に設けられ、真空が連通するようにして気密に接続されている。ロードロックチャンバー１と膜剥離防止チャンバー７１０の間、及び、膜剥離防止チャンバー７１０とアンロードチャンバー２の間にはそれぞれゲートバルブ１０が設けられている。
【００４６】
本発明の第一の実施形態に係る膜剥離防止チャンバー７１０及び膜コーティング手段の構成について図４を使用して詳しく説明する。図４は、図１に示す装置に設けられた膜剥離防止チャンバー７１０の構成について説明する側断面外略図である。本発明の第一の実施形態に係る膜剥離防止チャンバー７１０もまた、上述した処理チャンバー等と同様に気密な真空チャンバーである。膜剥離防止チャンバー７１０は排気系７１を有している。排気系７１は、膜剥離防止チャンバー７１０内を１×１０−６Ｐａ程度まで排気できるように構成される。
【００４７】
膜コーティング手段は、内部にプロセスガスを導入するガス導入系５６と、内部の空間に被スパッタ面を露出させて設けたターゲット５７と、ターゲット５７にスパッタ放電用の電圧を印加するスパッタ電源５８と、ターゲット５７の背後に設けられた磁石機構５９とを含むように構成される。本実施例では、ターゲット５７の材料として、タンタル（Ｔａ）を使用している。このほか、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、コバルト（Ｃｏ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム(Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などをターゲット５７の材料として使用してもよい。
【００４８】
排気系７１は膜剥離防止チャンバー７１０内を１×１０−６Ｐａ程度まで排気可能である。ガス導入系５６は、プロセスガスとしてアルゴン等のガスを所定の流量で導入できるように構成される。スパッタ電源５８は、ターゲット５７に−３００Ｖ〜−５００Ｖ程度の負の高電圧を印加できるよう構成される。磁石機構５９はマグネトロン放電を達成するためのものであり、中心磁石５９１と、この中心磁石５９１を取り囲むリング状の周辺磁石５９２と、中心磁石５９１及び周辺磁石５９２をつなぐ板状のヨーク５９３とから構成される。尚、ターゲット５７や磁石機構５９は、絶縁ブロック５７１を介して膜剥離防止チャンバー７１０に固定されている。膜剥離防止チャンバー７１０は電気的には接地されている。
【００４９】
ガス導入系５６によってプロセスガスを導入しながら排気系７１によって膜剥離防止チャンバー７１０内を所定の圧力に保ち、この状態でスパッタ電源５８を動作させる。この結果、スパッタ放電が生じてターゲット５７がスパッタされ、スパッタされたターゲット５７の材料であるＴａが基板保持具９０、及び基板保持爪９１に達して、基板保持具９０、及び保持爪９１の表面にＴａのコーティング膜が作成される。尚、図４に示すように、ターゲット５７、磁石機構５９及びスパッタ電源５８の組は、膜剥離防止チャンバー７１０内の基板保持具９０、及び保持爪９１を挟んで両側に設けてあり、基板保持具９０、及び保持爪９１の両側に同時にコーティング膜が作成されるようになっている。
【００５０】
図４に示すように、基板保持具９０は、ターゲット５７の正面に位置するように配置され、基板保持具９０全体をコーティングする。
【００５１】
次に上記構成にかかわる膜剥離防止チャンバー７１０及び膜コーティング手段の動作について説明する。基板９を保持しながら成膜チャンバー５１、５２、５３、５４及び５０内を搬送されて成膜に利用された基板保持具９０及び保持爪９１の表面には、薄膜が堆積している。また、これらの薄膜の中には応力が非常に高いカーボン保護膜も堆積され得る。本発明の薄膜作成装置によれば、アンロードロックチャンバー２において、基板保持具９０から成膜済みの基板９が回収され、この基板保持具９０は、基板９を保持しない状態で、移動手段により膜剥離防止チャンバー７１０に移動する。その後、ゲートバルブ１０が閉じられる。
【００５２】
膜剥離防止チャンバー７１０内は、排気系７１によって予め所定の真空圧力まで排気され、その圧力が維持されている。ゲートバルブ１０が閉じられた後、ガス導入系５６によってプロセスガスを導入しながら排気系７１によって排気を行ない、膜剥離防止チャンバー７１０内を所定の圧力に保つ。この状態でスパッタ電源５８を動作させる。この結果スパッタ放電が生じてターゲット５７がスパッタされ、スパッタされたターゲット５７の材料であるＴａが基板保持具９０及び保持爪９１に達して、基板保持具９０、保持爪９１の表面に応力の低いＴａ膜をコーティングする。これにより、基板保持具９０及び保持爪９１に付着していた応力の高い膜、特にカーボン保護膜等の膜厚がまだ薄いうちに、応力の低いＴａ膜によりコーティングすることができる。その結果、従来技術において問題となっていた、基板保持具９０及び保持爪９１からの堆積膜の剥離を抑制することができ、基板９表面へのパーティクルの付着を抑制することが出来る。
【００５３】
なお、コーティングされるＴａ膜の厚さが１ｎｍ以上の厚さとなるように、圧力、アルゴンガス流量、成膜時間等のスパッタ条件を調整することが好ましい。コーティングされる膜の厚さを１ｎｍ以上とした場合に、堆積膜の剥離を抑制する効果が大きくなることは、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、得られた知見である。
【００５４】
次に、本願発明の第２実施形態にかかる薄膜作成装置について説明する。当該薄膜作成装置の概略構成もまた図１に示されている。
【００５５】
第２実施形態の薄膜作成装置の大きな特徴は、上記膜剥離防止チャンバー７１０に、膜除去を真空中で行なう膜除去機構と、その後膜コーティングを真空中で行なう膜コーティング機構とが併設されており、この膜除去機構及びコーティング機構を備えた膜剥離防止チャンバー７２０が設けられている点である。
【００５６】
膜除去手段及びコーティング手段を備えた本発明の第二実施形態に係る膜剥離防止チャンバー７２０、膜除去手段及びコーティング手段の構成について図５を用いて詳しく説明する。図５は図１に示す装置に設けられた膜膜剥離防止チャンバー７２０の構成について説明する側断面概略図である。膜剥離防止チャンバー７２０も、上述した膜剥離防止チャンバー７１０等と同様に気密な真空チャンバーである。膜剥離防止チャンバー７２０は排気系７０１を有している。排気系７０１は、膜剥離防止チャンバー７２０内を１×１０−６Ｐａ程度まで排気できるようになっている。
【００５７】
膜除去手段は、内部にプロセスガスを導入するガス導入系７２と、導入されたガスに高周波放電を生じさせる高周波電源７３を含むように構成されている。
【００５８】
ガス導入系７２及び高周波電源７３により、膜剥離防止チャンバー７２０内に高周波放電を生じさせ、スパッタエッチングや酸素アッシングにより基板保持具９０に堆積された膜が除去される。基板保持具９０に堆積された膜をある程度除去した後、上記膜コーティング手段により、除去しきれなかった堆積膜の上に、応力が低く且つ密着性の高い膜によりコーティングが行なわれる。
【００５９】
ガス導入系７２はアルゴンのように化学的に不活性で放電を生じさせ易く且つスパッタ率の高いガスを導入する。また、カーボン膜除去の際にはガス導入系７２を介して酸素を導入してもよい。ガス導入系７２は流量調整器（図示せず）を備えており、所定の流量でガス導入ができるようになっている。高周波電源７３としては、例えば周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１００Ｗ〜１０００Ｗ程度のものが使用できる。一方、膜剥離防止チャンバー７２０内には、可動電極７４が設けられており、整合器７３１を介して高周波電源７３と可動電極７４とをつなぐようにして伝送線７３２が設けられている。伝送線７３２としては、例えば同軸ケーブルが使用される。
【００６０】
可動電極７４は、先端が基板保持具９０の保持具本体９２に接触する電極スプリング７４１と、絶縁材を介して電極スプリング７４１を先端に取り付けた電極駆動棒７４３と、電極駆動棒７４３に連結された電極駆動源７４４とを含むように構成されている。電極スプリング７４１は板バネ状になっている。
【００６１】
電極駆動棒７４３は、膜剥離防止チャンバー７２０に設けられた貫通孔を貫通している。電極駆動棒７４３は、膜剥離防止チャンバー７２０の外側(大気側)に位置する部分にフランジ部７４６を有する。そして、このフランジ部７４６と膜剥離防止チャンバー７２０の外壁面との間にはベローズ７４８が設けられている。ベローズ７４８は電極駆動棒７４３が膜剥離防止チャンバー７２０を貫通する部分などからの真空リークを防止している。また、電極駆動棒７４３は中空となっており、内部に絶縁性の緩衝材を介して高周波導入棒７４７が設けられている。高周波導入棒７４７の先端は、電極スプリング７４１に固定されている。そして、電極駆動棒７４３のベローズ７４８内に位置する部分には、開口が設けられている。高周波電源７３につながる伝送線７３２は、フランジ部７４６を気密に貫通するとともにこの開口を通して高周波導入棒７４７に接続されている。尚、電極駆動源７４４には、例えばエアシリンダーが使用されており、電極駆動棒７４３を所定のストロークで前後運動させるようになっている。
【００６２】
次に上記構成にかかわる膜除去手段の動作について説明する。前記したように、基板９を保持した状態で成膜チャンバー５１、５２、５３、５４及び５０内を搬送されて成膜に利用された基板保持具９０及び保持爪９１の表面には、薄膜が堆積している。また、これらの薄膜の中には応力が非常に高いカーボン保護膜も堆積され得る。アンロードロックチャンバー２において、基板保持具９０から成膜済みの基板９が回収される。その後、基板保持具９０は、基板９を保持しない状態で、移動手段により膜剥離防止チャンバー７２０に移動され、ゲートバルブ１０が閉じられる。
【００６３】
膜剥離防止チャンバー７２０内は、排気系７１によって予め所定の真空圧力まで排気され、その圧力が維持される、そして、電極駆動源７４４が駆動され、電極駆動棒７４３が所定のストロークだけ前進する。この結果、電極ホルダー７４２を介して電極スプリング７４１も前進し、図５に示すように保持具本体９２の側面に接触する。この際、電極スプリング７４１は、基板保持具本体９２に接触することによる衝撃を吸収する。このため電極スプリング７４１の磨耗等が抑制される。また、電極スプリング７４１の弾性のため、保持具本体９２への接触が確実に維持される。この状態で、高周波電源７３が動作し、伝送線７３２、高周波導入棒７４７及び電極スプリング７４１を介して、高周波電圧が保持具本体９２と保持爪９１に印加される。
【００６４】
保持具本体９２や保持爪９１に高周波電圧が印加されると、接地電位に維持されている膜剥離防止チャンバー７２０の器壁等との間に電界が形成され、膜剥離防止チャンバー７２０内に導入されているガスに高周波放電が生じ、高周波放電プラズマが形成される。この際、プラズマと高周波電源７３との間には、整合器７３１に含まれるコンデンサ又は別途設けられるコンデンサ（図示せず）等によるキャパシタンスが存在する。プラズマが形成されている空間にキャパシタンスを介して高周波電界を設定すると、プラズマ中の電子とイオンがキャパシタンスの充放電に作用する。この結果、電子とイオンの移動度の違いから、保持具本体９２と保持爪９２の表面に自己バイアス電圧と呼ばれる負の電流分の電圧が重畳される。
【００６５】
アルゴンガスを膜剥離防止チャンバー７２０内に導入した場合、プラズマ中のアルゴンイオンは、この負の自己バイアス電圧によって加速されて保持具本体９２と保持爪９１の表面の堆積膜に入射され、当該堆積膜に衝突する。これにより、堆積膜がスパッタエッチングされ、保持具本体９２と保持爪９１から除去される。
【００６６】
また、アルゴンガスの代わりに、膜剥離防止チャンバー７２０内に酸素ガスを導入した場合は、酸素プラズマが発生し、これにより活性酸素が生成される。この活性酸素は、前述の応力の高いカーボン保護膜と反応を起こし、一酸化炭素や二酸化炭素のような気体に変化して排出される。これにより、堆積膜が酸素アッシングされ、保持具本体９２と保持爪９１から除去される。
【００６７】
これらのスパッタエッチングやアッシングを所定時間行なった後、高周波電源７３の動作は停止される。その後、電極駆動源７４４を駆動して電極スプリング７４１を保持具本体９２から引き離す。
【００６８】
続いて、ガス導入系７２によってアルゴンガスを導入し、第１実施形態と同様にして前述の膜コーティング手段を起動させる。即ちスパッタ電源５８を動作させ、この結果スパッタ放電が生じてターゲット５７がスパッタされ、スパッタされたターゲット５７の材料であるＴａが基板保持具９０及び保持爪９１に達して、基板保持具９０及び保持爪９１の表面に応力の低いＴａ膜が厚さ１ｎｍ以上でコーティングされる。これにより基板保持具９０及び保持爪９１に付着していた応力の高い膜、特にカーボン保護膜等の膜厚が薄いうちに、応力の低いＴａ膜によりコーティングすることができる。この結果、従来問題となっていた、基板保持具９０及び保持爪９１からの堆積膜の剥離が抑制され、基板９の表面へのパーティクル付着を抑制することが出来る。
【００６９】
図６は、本発明の第３実施形態にかかわる薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。
【００７０】
本実施形態の薄膜作成装置の特徴は、図６に示すように、第２実施形態において説明したものと同様の膜除去手段と膜コーティング手段とを、別々のチャンバー（膜除去チャンバー７１及び膜コーティングチャンバー７２）に分けて配置している点である。
【００７１】
本実施形態の薄膜作成装置によれば、まず、アンロードロックチャンバー２において、基板保持具９０から成膜済みの基板９が回収される。この基板保持具９０は、基板９を保持しない状態で、移動手段により膜除去チャンバー７１に移動する。膜除去チャンバー７１において、膜除去手段を使用して、スパッタエッチングや酸素アッシングにより基板保持具９０上に堆積した膜が除去される。基板保持具９０は、さらに膜コーティングチャンバー７２へと移動し、除去しきれなかった堆積膜上に、応力が低く且つ密着性の高いＴａ膜により１ｎｍ以上の厚さでコーティングが行なわれる。
【００７２】
この結果、第２実施形態の薄膜作成装置と同様に、基板保持具９０及び保持爪９１からの堆積膜の剥離が抑制され、基板９の表面へのパーティクル付着を抑制することが出来る。
【００７３】
次に、図７と図８を参照して、成膜方法について説明する。
図７は、本願発明に係る薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。図８は、本願発明に係る薄膜作成装置により作成される膜構成の一例である。
成膜チャンバー６１、６２、６３、６４、６５は、いずれもスパッタリング装置であり、基板の両側にターゲットが配置された構成である。チャンバー６６は、ヒートチャンバーである。成膜チャンバー６７、６８は、ＣＶＤ装置である。チャンバー６９は、予備チャンバーである。それ以外の構成は、図１で示した薄膜作成装置で同一である。
【００７４】
ロードロックチャンバー１で基板保持具９０に搭載された基板９は、移動手段により、方向転換チャンバー３１を経由して、成膜チャンバー６１に到達する。成膜チャンバー６１では、スパッタリング成膜により、Ｃｒ系下地膜８０１が作成される。次に、基板９は、成膜チャンバー６２に搬送され、スパッタリングによりＳＵＬ(Soft under layer)層８０２が作成される。次に、基板９は成膜チャンバー６３に搬送され、スパッタリング成膜により、下地層８０３が成膜される。次に基板９は、方向転換チャンバー３２を経由して成膜チャンバー６４に到着し、Ｒｕターゲットを用いてスパッタリング成膜により中間層８０４（主にＲｕ層）が成膜される。次に、基板９は成膜チャンバー６５に搬送され、スパッタリング成膜によりＣｏ系磁性膜８０５が成膜される。次に、基板９は、ヒートチャンバー６６に搬送され、基板９が加熱される。次に、基板９は、方向転換チャンバー３３を経由して、成膜チャンバー６７および６８に搬送され、ＣＶＤ成膜により、ダイアモンドライクカーボンによる保護膜８０６が成膜される。成膜チャンバー６７および６８は、保護膜作成チャンバーであり、成膜チャンバー６７で、必要な厚さの半分の厚さの保護膜が作成され、次の成膜チャンバー６８で、残り半分の厚さの保護膜が作成される。
【００７５】
保護膜作成チャンバー６７、６８は、ＣＨ４等の有機化合物ガスを内部に導入する不図示のプロセスガス導入系と、プロセスガスに高周波エネルギーを与えてプラズマを形成する不図示のプラズマ形成手段等を備えている。有機化合物ガスがプラズマ中で分解し、基板９の表面にカーボンの薄膜が堆積するようになっている。
【００７６】
また、保護膜作成チャンバー６７、６８の次に基板９が搬送される真空チャンバーは、予備チャンバー６９となっている。この予備チャンバー６９は、必要に応じて基板９を冷却したりするチャンバーとして構成される。この予備チャンバー６９を経た後、最後の方向転換チャンバー３４を経て基板９がアンロードロックチャンバー２に達するようになっている。
【００７７】
次に、上記構成に係る本実施形態の装置の全体の動作について説明する。本実施形態の装置では、すべての真空チャンバーに基板保持具９０が常に位置している。そして、最も時間のかかる作業を行う真空チャンバー（律速チャンバー）での作業時間で決まるタクトタイムごとに、各真空チャンバー内の基板保持具９０は次の真空チャンバーに同時に移動する。特定の基板９の動きに注目すると、一つの基板９は、ロードロックチャンバー１で基板保持具９０に搭載された後、成膜チャンバー６１、成膜チャンバー６２、成膜チャンバー６３、成膜チャンバー６４、成膜チャンバー６５、ヒートチャンバー６６を経て、積層膜が作成される。その後、基板９は保護膜作成チャンバー６７、６８で保護膜が作成され、補助チャンバー６９を経てアンロードロックチャンバー２に達する。そして、アンロードロックチャンバー２で、基板９は基板保持具９０から回収される。
【００７８】
基板保持具９０は、アンロードロックチャンバー２で空（基板９を保持しない状態）となった後、リターン移動路に形成された膜剥離防止チャンバー７１０に到達する。膜剥離防止チャンバー７１０では、保護膜として使用したカーボンよりも応力が小さいターゲット（例えば、Ｃｒ）したようにコーティングを行う。ここで、使用するターゲットは、成膜チャンバー（スパッタリングチャンバー）６１、６２、６３、６４、６５で使用したターゲットと同一であることが好ましい。そして、その次のタクトタイムで、ロードロックチャンバー１に移動して、未成膜の基板９の搭載動作が行われる。このようにして、基板保持具９０は、図７に示す方形の移動路８０を周回して、成膜処理に何回も使用される。
【００７９】
このようにして基板保持具９０は、移動路８０を所定回数周回して所定回数の成膜処理に利用される。
なお、上述したように、基板保持具９０が周回する毎にコーティング動作を行うようにしてもよいが、基板保持具９０が所定回数（例えば２〜４回程度）の周回を繰り返した後にコーティング動作を行うようにしてもよい。
【００８０】
上述した構成及び動作に係る本実施形態の装置では、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１に戻すリターン移動路上に膜除去機構が設けられているので、装置の構成が簡略化されるメリットがある。即ち、前述した通り、膜除去の動作を行う際、基板９の損傷等を防止する観点から、基板保持具９０が基板９を保持しない状態（空の状態）とすることが好ましい。この場合、膜除去機構がリターン移動路上に配置されていない場合、例えばロードロックチャンバー１とプリヒートチャンバー４との間の移動路上にある場合、膜除去を行う基板保持具９０については、ロードロックチャンバー１で基板９の搭載動作を行わないよう構成することになる。この場合、ロードロックチャンバー１内の搭載用ロボット１１の駆動プログラムを修正することが必要になる。
【００８１】
また、基板９を保持しない基板保持具９０が成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０内に位置する際に成膜が行われると、保持爪９１の表面領域のうち基板９が陰になって本来は堆積しない領域にまで膜が堆積してしまう。このため、基板９を保持しない基板保持具９０が成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０に達した場合には、成膜動作が行われないよう成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０内の各部の動作を制御することが好ましい。しかし、これについても制御プログラムの修正が必要であり、また装置全体の動作が複雑になる欠点がある。さらに、リターン移動路以外の移動路上に膜除去機構を配置する構成では、膜除去が行われた後に基板保持具９０が空の状態でロードロックチャンバー１まで移動してから基板９の搭載動作が行われる。この部分の移動は、無駄な動きである。
【００８２】
一方、本実施形態のように、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１へのリターン移動路上に膜除去機構があると、成膜済みの基板９を回収した後に直ちに膜除去を行うことが可能で、膜除去後直ちに未成膜の基板９の搭載を行うことが可能である。このため、基板保持具９０の移動に無駄がなく、制御のためのプログラムの修正も非常に少ない。さらに、基板保持具９０が空の状態で処理チャンバーを移動することがないため、処理用の真空チャンバー４，５０〜５４の制御プログラムの修正も不要である。このようなことから、本実施形態では、装置の構成が簡略となっており、既存の装置への適用が容易である。尚、「リターン移動路」とは、成膜済みの基板が回収された基板保持具が、次の未成膜の基板の保持のために移動する際の経路の意味であって、その移動のための特別な機構の有無を問わない。
【００８３】
また、膜除去機構が膜除去チャンバー７０に設けられていて膜除去チャンバー７０がロードロックチャンバー１及びアンロードロックチャンバー２に対して真空が連通するようにして気密に接続されている点は、基板保持具９０の大気による汚損を防止するという技術的意義を有する。即ち、基板保持具９０が大気に晒されると、前述したように、基板保持具９０の表面に大気中の塵埃や酸素，水分等が付着することがある。このような汚損物質が基板保持具９０を介して装置内に持ち込まれると、基板９を汚損したり、作成される薄膜の品質を損なう恐れがある。しかしながら、本実施形態では、膜除去が真空中で行われる上、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１に戻るまでの過程で基板保持具９０が大気に晒されることがないので、このような汚損の恐れはない。
【００８４】
尚、このような大気中の汚損物質が基板保持具９０の表面に付着した場合でも、膜除去機構による膜除去の際、汚損物質も一緒に除去できる場合がある。従って、アンロードロックチャンバー２から膜除去チャンバー７０までの間では基板保持具９０が大気に晒されても良い場合がある。
【００８５】
また、本実施形態の装置は、リターン移動路の部分以外の移動路の部分でも、基板保持具９０は大気に晒されず、常に真空中で移動して成膜が行われるため、大気中の汚損物質が基板保持具９０を介して装置内に持ち込まれることがない。この点でも、基板９の汚損や薄膜の品質低下が低減されている。
【００８６】
さらに、表面に薄膜が堆積した基板保持具９０が大気側に取り出されると、薄膜の表面が酸化したり異物が付着したりする。そして、次の基板９が保持されて表面に薄膜が作成されると、そのような表面が酸化したり異物が付着したりした薄膜の上にさらに薄膜が堆積することになる。このような性質の異なる薄膜が積層されると、応力が高く、剥離し易い。従って、上記パーティクルの発生の恐れが高くなる。しかしながら、本実施形態の薄膜作成装置は、基板保持具９０が大気側には取り出されないので、このような問題はない。
【００８７】
上述した各実施形態では、保持爪９１の表面の堆積膜の除去について主に説明したが、保持具本体９２の表面の堆積膜も同様に除去されており、保持具本体９２の表面から放出されるパーティクルも低減されている。
【００８８】
また、上記各実施形態では、膜除去機構を備えた専用の膜除去チャンバー７０が設けられたが、これは必須の条件ではない。例えば、アンロードロックチャンバー２又はロードロックチャンバー１内に膜除去機構を設けるようにしてもよい。プラズマを形成して除去する構成の場合、搭載用ロボット１１又は回収用ロボット２１がプラズマに晒される恐れがあるので難しいが、光又は超音波等により除去する構成の場合、充分に実現性がある。但し、専用の膜除去チャンバー７０を用意すると、プラズマを形成したり、反応性ガスを使用したりというような構成を自由に選択できるメリットがある。尚、膜除去チャンバー７０は、ロードロックチャンバー１及びアンロードロックチャンバー２に直接隣接して設けられている必要はなく、間に別の真空チャンバーが介在していてもよい。要は、真空が連通するようになっていればよい。
【００８９】
以上の説明では、基板保持具９０は、保持爪９１によって基板９の周縁を係止するものであったが、情報記録ディスク用基板のように中央に円形の開口がある基板については、その中央の開口の縁を係止するようにしてもよい。但し、保持爪が中央の開口の縁を係止する構成では、保持爪を設ける構造上、基板の両面を同時に成膜することはできない。また、最近では、ノートパソコン用ハードディスクのように非常に小型の情報記録ディスクも多くなっているが、小型の基板については、中央の開口の縁で係止するのは困難である。従って、基板９の周縁で係止する構成は、基板９の両面同時成膜を可能にし、小型の基板にも対応できるというメリットがある。
【００９０】
尚、膜除去チャンバー７０において、複数の基板保持具９０が滞留する構成を採用することも可能である。即ち、膜除去を行う必要がある基板保持具９０を複数収容した後、膜除去機構を動作させ、複数の基板保持具９０に対して一括して膜除去を行うようにしてもよい。
【００９１】
以上説明した通り、本願の各請求項の発明によれば、基板保持具の表面の堆積膜が除去されるので、堆積膜の剥離に起因したパーティクルの発生などの問題が抑制される。そして、膜除去機構がアンロードロックチャンバーからロードロックチャンバーへのリターン移動路上に設けられているので、基板保持具の移動に無駄がなく、装置の構成が簡略化される。また、請求項２の発明によれば、上記効果に加え、基板保持具を大気側に取り出すことなくその表面の堆積膜が除去されるので、基板保持具を介して大気中の汚損物質が装置内に持ち込まれることが無い。このため、基板の汚損や作成される薄膜の汚損が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本願発明の第１及び第２の実施形態に係る薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す装置に設けられた基板保持具及び移動手段の構成を示す正面概略図である。
【図３】図１に示す装置に設けられた基板保持具及び移動手段の構成を示す側断面概略図である。
【図４】本願発明の第１実施形態に係る膜剥離防止チャンバーの構成を示す側断面概略図である。
【図５】本願発明の第２実施形態に係る膜剥離防止チャンバーの構成を示す側断面概略図である。
【図６】本願発明の第３実施形態に係る情報記録ディスク製造用の薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。
【図７】本願発明に係る薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。
【図８】本願発明に係る薄膜作成装置により作成される膜構成である。
【符号の説明】
【００９３】
１  ロードロックチャンバー
２  アンロードロックチャンバー
４  プリヒートチャンバー
９  基板
１０  ゲートバルブ
１１、１１'  搭載用ロボット
１２  基板投入用チャンバー
１３  基板投入用ストッカー
２１、２１'  回収用ロボット
２２  基板回収チャンバー
２３  基板回収用ストッカー
３１，３２，３３，３４  方向転換チャンバー
５１、５２，５３，５４  スパッタ成膜チャンバー
５０  保護膜作成チャンバー
７１  排気系
７２  ガス導入系
７３  高周波電源
７４  可動電極
８０  基板の移動路
９０  基板保持具
９１  保持爪
９２  保持具本体
９３  レバー
５００  予備チャンバー
７１０  第１実施形態の膜剥離防止チャンバー
７２０  第２実施形態の膜剥離防止チャンバー
【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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