JP2000144402A - 成膜方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの温度及び温度分布の調整が高精度に
行え、また構成がシンプルで、メンテナンス性に優れた
成膜方法及び装置を提供する。 【解決手段】 成膜室１の上部にターゲット２を備えた
電極３が配設され、成膜室１内に、ワーク１０を保持し
たワーク搬送治具７を電極３下に搬送して位置決めする
搬送位置決め手段としてのターンテーブル６とワーク１
０を加熱する加熱手段が配設された成膜装置において、
ワーク保持治具７がワーク１０を保持する内トレー７ａ
と内トレー７ａを支持する外トレー７ｂとから構成さ
れ、電極３下の位置で内トレー７ａを外トレー７ｂより
分離して支持する温度調整機能を有する突き上げ機構５
を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品等の薄膜
デバイスを製造するためのスパッタリング方式や蒸着方
式による成膜に関し、特にワークを所定温度に保持しな
がら処理する成膜方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の成膜装置について、図４を参照し
て説明する。２１は成膜室で、図示していない真空排気
手段、ガス導入手段を有し、内部の圧力を調整できるよ
うに構成されている。成膜室２１内の上部には成膜材料
からなるターゲット２２を備えた電極２３が複数配設さ
れている。電極２３は直流電力あるいは高周波電力を印
加する電源（図示せず）に接続されている。２４は成膜
室２１と電極２３との間に介装された絶縁材である。ま
た、成膜室２１内にはワーク３０に対向して、ランプヒ
ータユニット２５が配置されている。２６はワーク３０
を保持する治具２７を搬送するターンテーブルである。
ワーク３０はランプヒータユニット２５に対向した位置
にある時温度調整され、その後電極２３に対向する位置
で成膜される。２８はワーク３０を投入取り出しするた
めのロードロック室である。

【０００３】次に、他の温度調整手段を用いた従来の装
置を図５を参照して説明する。この従来例では温度調整
ステージ２９がターンテーブル２６の電極２３に対向す
る位置に複数配置されている。ワーク３０はワーク保持
具２７を介して温度調整ステージ２９により温度調整さ
れながら電極２３に対向する位置で成膜される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年は薄膜
を応用した電子部品は多様化、高性能化しており、要求
される膜製作条件もより高精度のものとなっており、成
膜時の温度調整条件もより高精度な性能が要求されてい
る。また、膜構成も複雑化し、数種類の膜を同一装置で
成膜する必要がある場合が多くなっている。

【０００５】しかし、上記図４の従来例の構成では、ラ
ンプヒータユニット２５で温度調整を行いつつ成膜する
ものではなく、所定温度に対して的中させることが難し
く、また所定の温度分布を達成することが困難であると
いう問題があった。

【０００６】また、上記図５の従来例の構成では、特に
温度調整ステージ２９への配線３１の引回しにより装置
構成が複雑になり、メンテナンス性が悪いという問題が
ある。また、近年要望の多い異種の膜を積層させるデバ
イスを同一真空容器内にて製造するについて、それぞれ
の膜の温度条件が異なる場合に速やかに精度良く温度調
整するのが困難であるという問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ワー
クの温度及び温度分布の調整が高精度に行え、また構成
がシンプルで、メンテナンス性に優れ、また同一真空容
器内にて異種の膜を積層させるデバイスを製造する場合
において、それぞれの成膜時の温度調整が容易な成膜方
法及び装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の成膜方法は、ワ
ークを保持する内トレーと内トレーを支持する外トレー
とから構成されたワーク保持治具を、ターゲットを備え
た電極に対向する位置に位置決めする工程と、温度調整
機能を有する手段にてワーク保持治具の内トレーを外ト
レーより分離し、内トレーに保持されたワークを所定温
度に保持しながら成膜する工程とを備えたものであり、
内トレーを外トレー及びそれを支持する機構から離すこ
とにより、断熱効果が大きくかつ内トレーは小サイズで
熱容量が小さいために効率良くかつ精度良く温度調整す
ることができ、成膜時の温度調整条件を高精度に設定で
きるとともに、異種の膜を成膜するために温度条件が異
なる場合にも的確に温度調整ができる。

【０００９】また、本発明の成膜装置は、成膜室の上部
にターゲットを備えた電極が配設され、成膜室内に、ワ
ークを保持したワーク搬送治具を電極下に搬送して位置
決めする搬送位置決め手段とワークを加熱する加熱手段
が配設された成膜装置において、ワーク保持治具がワー
クを保持する内トレーと内トレーを支持する外トレーと
から構成され、電極下の位置で内トレーを外トレーより
分離して支持する温度調整機能を有する突き上げ機構を
備えたものであり、ワーク保持治具と温度調整機能を有
する突き上げ機構にて上記成膜方法を実施してその効果
を奏することができる。

【００１０】また、内トレーが、ワークを保持する熱容
量の小さいブロックと、ブロックを保持する線膨張係数
の小さいリングと、ブロックとリングを連結する熱伝導
率の小さいロッドで構成されていると、熱容量が小さく
かつロッドにて熱伝導が遮断されたブロックを集中して
温度調整するので、一層効率的にかつ精度良く温度調整
することができ、より大きな効果を発揮できる。

【００１１】また、内トレーの突き上げ機構に対向する
面と突き上げ機構の内トレーに対向する面の少なくとも
一方に、輻射率の大きい黒体化処理を施すと、さらに効
率良く温度調整することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
スパッタリング方式の成膜装置について、図１〜図３を
参照して説明する。

【００１３】図１において、１は成膜室で、図示してい
ない真空排気手段、ガス導入手段を有し、内部の圧力を
調整できるように構成されている。この成膜室１内の上
部に成膜材料からなるターゲット２を備えた電極３が中
心軸回りに複数配設されている。電極３は直流電力ある
いは高周波電力を印加する電源（図示せず）に接続され
ている。４は成膜室１と電極３との間に介装された絶縁
材である。

【００１４】また、成膜室１の底部の各電極３に対向す
る位置に温度調整機能を備えた突き上げ機構５がそれぞ
れ配設されている。６は成膜室１の中心を回転軸芯とし
て間欠回転し、ワーク１０を保持するワーク保持治具７
を搬送して各電極３の直下に位置決めするターンテーブ
ルである。ワーク保持治具７は、ワーク１０を保持する
内トレー７ａと内トレー７ａを支持する外トレー７ｂか
ら構成されている。

【００１５】成膜室１の上部の適所には電極３に代えて
開口部を介してロードロック室８が配設されている。ま
た、成膜室１の底部のロードロック室８と対向する位置
に突き上げ機構９が設けられており、ワーク保持治具７
をターンテーブル６から分離し、上昇移動させてその外
トレー７ｂを開口部の周壁に密着させ、この突き上げ機
構９と外トレー７ｂにてロードロック室８と成膜室１を
仕切ることができるように構成されている。

【００１６】内トレー７ａは、図２に詳細に示すよう
に、ワーク１０を保持する熱容量の小さい材料でできて
いるブロック１１と、ブロック１１を保持する線膨張係
数の小さいリング１２と、ブロック１１とリング１２を
連結する熱伝導率の小さいロッド１３で構成されてい
る。

【００１７】そして、図３に示すように、温度調整機能
を備えた突き上げ機構５はブロック１１のみに接触し、
ブロック１１のみを集中して温度調整を行うように構成
されている。リング１２は突き上げ機構５が内トレー７
ａを嵌合支持するためのガイド機能を奏するものであ
り、積極的な温度調整は行われない。また、ロッド１３
はブロック１１の熱が逃げるのを防いでいる。また、こ
のような構成によりブロック１１の接触面積が温度調整
機能を備えた突き上げ機構５より小さくできるため、特
に高温において温度分布が良くなる。

【００１８】次に、以上の構成による成膜方法につい
て、図１を参照して説明する。ワーク１０はロードロッ
ク室８内で、内トレー７ａに保持された状態で外トレー
７ｂに支持され、突き上げ機構９によりターンテーブル
６上に移載される。ターンテーブル６は回転し、ワーク
保持治具７を電極３の真下まで搬送する。次に、温度調
整された突き上げ機構５が上昇し、内トレー７ａを外ト
レー７ｂから離し、内トレー７ａ及びワーク１０の温度
調整を行う。温度調整後、成膜を行う。成膜は順次それ
ぞれの電極３下で行われる。

【００１９】このように内トレー７ａを突き上げ、他の
機構から離すことによる断熱効果と内トレー７ａのサイ
ズを最小にし、熱容量を低減することにより、効率良く
温度調整することが可能となる。また、内トレー７ａの
突き上げ機構５に対向する面、あるいは突き上げ機構５
の内トレー７ａに対向する面に輻射率の大きい黒体化処
理を施すことにより、さらに効率良く温度調整すること
ができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の成膜方法及び装置によれば、以
上のようにワークを保持する内トレーと内トレーを支持
する外トレーとから構成されたワーク保持治具を、ター
ゲットを備えた電極に対向する位置に位置決めし、温度
調整機能を有する手段にてワーク保持治具の内トレーを
外トレーより分離し、内トレーに保持されたワークを所
定温度に保持しながら成膜するので、内トレーを外トレ
ー及びそれを支持する機構から離すことにより、断熱効
果が大きくかつ内トレーは小サイズで熱容量が小さいた
めに効率良くかつ精度良く温度調整することができ、成
膜時の温度調整条件を高精度に設定できるとともに、異
種の膜を成膜するために温度条件が異なる場合にも的確
に温度調整ができる。

【００２１】また、内トレーが、ワークを保持する熱容
量の小さいブロックと、ブロックを保持する線膨張係数
の小さいリングと、ブロックとリングを連結する熱伝導
率の小さいロッドで構成されていると、熱容量が小さく
かつロッドにて熱伝導が遮断されたブロックを集中して
温度調整するので、一層効率的にかつ精度良く温度調整
することができ、より大きな効果を発揮できる。

【００２２】また、内トレーの突き上げ機構に対向する
面と突き上げ機構の内トレーに対向する面の少なくとも
一方に、輻射率の大きい黒体化処理を施すと、さらに効
率良く温度調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成膜装置の一実施形態であるスパッタ
リング装置の概略構成を示す縦断面図である。

【図２】同実施形態におけるワーク保持治具の内トレー
の平面図である。

【図３】同実施形態におけるワーク温度調整時の状態を
示す縦断面図である。

【図４】従来例のスパッタリング装置の概略構成を示す
縦断面図である。

【図５】他の従来例のスパッタリング装置の概略構成を
示す縦断面図である。

【符号の説明】 １ 成膜室 ２ ターゲット ３ 電極 ５ 温度調整機能付き突き上げ機構 ６ ターンテーブル（搬送位置決め手段） ７ ワーク保持治具 ７ａ 内トレー ７ｂ 外トレー １０ ワーク １１ ブロック １２ リング １３ ロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末吉 貴志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中野 喜之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 CA05 DA08 KA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを保持する内トレーと内トレーを
   支持する外トレーとから構成されたワーク保持治具を、
   ターゲットを備えた電極に対向する位置に位置決めする
   工程と、温度調整機能を有する手段にてワーク保持治具
   の内トレーを外トレーより分離し、内トレーに保持され
   たワークを所定温度に保持しながら成膜する工程とを備
   えたことを特徴とする成膜方法。
2. 【請求項２】 成膜室の上部にターゲットを備えた電極
   が配設され、成膜室内に、ワークを保持したワーク搬送
   治具を電極下に搬送して位置決めする手段とワークを加
   熱する手段が配設された成膜装置において、ワーク保持
   治具がワークを保持する内トレーと内トレーを支持する
   外トレーとから構成され、電極下の位置で内トレーを外
   トレーより分離して支持する温度調整機能を有する突き
   上げ機構を備えたことを特徴とする成膜装置。
3. 【請求項３】 内トレーは、ワークを保持する熱容量の
   小さいブロックと、ブロックを保持する線膨張係数の小
   さいリングと、ブロックとリングを連結する熱伝導率の
   小さいロッドで構成されていることを特徴とする請求項
   ２記載の成膜装置。
4. 【請求項４】 内トレーの突き上げ機構に対向する面と
   突き上げ機構の内トレーに対向する面の少なくとも一方
   に、輻射率の大きい黒体化処理を施したことを特徴とす
   る請求項２又は３記載の成膜装置。