JP2005146362A - 成膜装置及び成膜装置における光学窓の保護方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学窓からチャンバー内に光を導入して成膜を行う成膜装置において、光学窓への膜物質の付着を低減することができるようにし、アパチャーの開口部を広くでき、光軸を合わせ易くする。
【解決手段】 成膜を行うチャンバー１に取り付けたガラス製の光学窓４の内側に合成磁場１７が形成されるように、磁場形成手段として磁石１６を配置する。そして、その合成磁場１７によって、プラズマ１０やプルーム１１などに含まれる膜形成に関与する粒子、つまり膜物質が光学窓４の表面へ飛来することを抑え、光学窓４に着く膜物質を低減させる。上記の磁場形成手段は、永久磁石でも電磁コイルでも良く、その配置もチャンバー１の内側、外側を問わない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学窓からチャンバー内に光を導入して成膜を行う成膜装置及びその光学窓の保護方法に関するものである。

図３は光学窓からチャンバー内に光を導入して成膜を行う成膜装置の一例を示す図である。

同図において、１は成膜室となるチャンバーで、ガスの導入口２と排気口３が設けられている。４はチャンバー１内にレーザ光５を導入するための光学窓で、首長形状の取付部６の端部に設けられている。７はアパチャー、８は支持部材９により支持されたターゲット、１０はプラズマ、１１はプルーム、１２は基板、１３、１４はホルダ（電極）、１５は高周波電源である。

上記のような成膜装置においては、成膜を行うチャンバー１内にレーザなどの光を光学窓４から導入する際、光学窓４に不純物である膜物質が付着するのを防いで光の透過性を維持することが重要である。この光学窓４への膜物質の付着を妨げるために、光学窓４の取付部６を首長形状にしてチャンバー１から遠ざけたり、光学窓４の内側にアパチャー７等を設けて開口部を狭くし、プラズマ１０などから発生した成膜に関与する粒子（イオンやラジカル等）を飛来しづらくする手法が用いられている。また、飛来粒子を少なくするためには、アパチャー７を複数にしたり、開口部を小さくするとより効果的である。

また、ワイパーにより光学素子の表面を掃くようにした光学窓遮蔽機構付きのチャンバーを有する成膜装置も提案され（例えば、特許文献１参照。）、更に、光学窓の内側に透明な防着部材を配置した成膜装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特許第２８４４７８７号公報 特開２００２−２８３０９０号公報

しかしながら、上記のような従来の成膜装置にあっても、完全に光学窓への膜物質の付着を妨げられるわけではなく、依然として膜物質の付着が多く、光学窓の保護が難しいという問題点があった。

また、開口部が小さいアパチャーは、光軸に合わせて作製もしくは設置するのが難しかった。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、光学窓への膜物質の付着を低減することができ、また、アパチャーの開口部を広くでき、光軸を合わせ易い成膜装置及びその光学窓の保護方法を提供することを目的としている。

上記の問題点を解決するために、本発明は次のように構成した。

（１）光学窓から成膜チャンバー内に光を導入して成膜を行う成膜装置において、前記光学窓の内側に磁場を形成する磁場形成手段を設けた。

（２）前記磁場形成手段に永久磁石もしくは電磁コイルを用いた。

（３）前記光学窓の内側に複数の開口部を有した回転板を備えた。

（４）前記光学窓の内側に該光学窓に膜物質が付着するのを妨げる透明板を備えた。

（５）光学窓から成膜チャンバー内に光を導入して成膜を行う成膜装置における光学窓の保護方法であって、前記光学窓の内側に磁場を形成して該光学窓への膜物質の付着を低減させるようにした。

本発明によれば、光学窓への膜物質の付着を低減することができ、またアパチャーの開口部を広くできるので、光軸を合わせ易い。

本発明は、電子やイオンといった荷電粒子が磁力線に巻き込まれて運動する現象を利用して、成膜時における光学窓への膜物質の付着を防止したものである。以下、本発明の実施例を図面について説明する。

図１は本発明の実施例の構成を示す断面図であり、前述の従来例と同様、光学窓からチャンバー内に光を導入して成膜を行うプラズマ成膜装置の概略構成を示し、図３と同一符号は同一構成要素を示している。

同図において、１は成膜室であるチャンバー、２はガスの導入口、３は排気口、４はチャンバー１内にレーザ光５を導入するための光学窓で、首長形状の取付部６の端部に設けられている。７は取付部６の内側に設けられたアパチャー、８は支持部材９により支持されたターゲット、１０はチャンバー１内に発生したプラズマ、１１はプルーム、１２は成膜が行われる基板、１３、１４はホルダ（電極）で、高周波電源１５に接続されている。１６はチャンバー１内の光学窓４とアパチャー７の間に設置された磁石、１７は磁石１６によって光学窓４の内側に形成された合成磁場である。

上記のように構成された成膜装置においては、光学窓４を通してレーザ光５をチャンバー１内に導入し、アパチャー７を経てターゲット８に照射させる。これにより、ターゲット８から膜物質が分離し、この膜物質が基板１２上に堆積し、薄膜が形成される。その際、チャンバー１内に反応ガスが導入され、またプラズマ１０、プルーム１１が利用されるが、この成膜の工程については周知であるので、ここでは省略する。

本実施例では、チャンバー１に取り付けたガラス製の光学窓４の内側に、図中に示すような合成磁場１７が形成されるように磁場形成手段として磁石１６が配置されている。このため、プラズマ１０やプルーム１１などに含まれる膜形成に関与する粒子、つまり膜物質がその磁場１７によって光学窓４の表面へ飛来することが抑えられ、光学窓４に着く膜物質を低減させることができる。また、このことによりアパチャー７の開口部を広くすることができ、レーザ光５の光軸を合わせ易くなる。

ここで、上記の磁場形成手段は、永久磁石でも電磁コイルでも良く、その配置もチャンバー１の内側、外側を問わない。

図２は上記磁場形成手段の設置例を示したものである。同図の（ａ）は図１と同じくチャンバー１の取付部６の内側に磁石（永久磁石）１６を設置した例を示している。図中の１８は磁石１６による磁力線を示している。（ｂ）はチャンバー１の取付部６の外側に磁石（永久磁石）１６を設置した例を示している。また、（ｃ）は磁石１６に代えて電磁コイル１９を取付部６の周囲に巻回した例を示しており、この電磁コイル１９に電流Ｉを流すことにより合成磁場１７が発生する。

また、上述の実施例の成膜装置において、光学窓４の内側に複数の開口部を有した回転板を備え、この回転板を回転させて必要なとき以外は光学窓４を遮蔽して汚染を防止するようにしても良い。この場合、回転板にワイパーを取り付けて光学窓４を掃くようにすることもできる。

更に、上記の光学窓４の内側に該光学窓４に膜物質が付着するのを妨げる透明板を備えるようにしても良い。このような構成とすることで、光学窓４を確実に保護することができる。

本発明は、成膜装置において光学窓のガラスを保護するものであり、レーザアブレーション装置や、プラズマ発光分光分析装置、放射温度計測装置など、チャンバーに光学窓を必要とする成膜装置や分析装置などへ広く応用することができる。

本発明の実施例の構成を示す断面図 実施例の磁場形成手段の設置例を示す説明図 従来例の構成を示す断面図

符号の説明

１ チャンバー
４ 光学窓
５ レーザ光
７ アパチャー
８ ターゲット
１０ プラズマ
１１ プルーム
１２ 基板
１５ 高周波電源
１６ 磁石
１７ 合成磁場
１８ 磁力線
１９ 電磁コイル

Claims (8)

1. 光学窓から成膜チャンバー内に光を導入して成膜を行う成膜装置において、前記光学窓の内側に磁場を形成する磁場形成手段を設けたことを特徴とする成膜装置。
2. 前記磁場形成手段に永久磁石を用いたことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記磁場形成手段に電磁コイルを用いたことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
4. 前記光学窓の内側に複数の開口部を有した回転板を備えたことを特徴とする請求項１ないし３何れかに記載の成膜装置。
5. 前記光学窓の内側に該光学窓に膜物質が付着するのを妨げる透明板を備えたことを特徴とする請求項１ないし４何れかに記載の成膜装置。
6. 光学窓から成膜チャンバー内に光を導入して成膜を行う成膜装置における光学窓の保護方法であって、前記光学窓の内側に磁場を形成して該光学窓への膜物質の付着を低減させるようにしたことを特徴とする成膜装置における光学窓の保護方法。
7. 前記光学窓の内側に永久磁石を用いて磁場を形成するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の成膜装置における光学窓の保護方法。
8. 前記光学窓の内側に電磁コイルを用いて磁場を形成するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の成膜装置における光学窓の保護方法。

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