JP2759028B2 - 磁性膜形成装置およびインライン成膜装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁界中で磁性膜を形成
するための成膜装置に係り、特に成膜等の処理室を複数
個備え、処理室から次の処理室へ基板を搬送する搬送機
構を備えた磁性膜形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインライン成膜装置を、図９を用
いて説明する。処理室１ａ、１ｂ、１ｃは、成膜前の基
板の加熱、スパッタリング成膜、イオンビームスパッタ
リング成膜、蒸着による成膜等の処理のいずれかを行な
うための装置を備えている。仕込室２、処理室１ａ、１
ｂ、１ｃ、取出室３の各室の間には、仕切弁８ａ、８
ｂ、８ｃ、８ｄが配置されている。また、基板１０１を
搬送するための搬送ライン５が、仕込室２、処理室１
ａ、１ｂ、１ｃ、取出室３を貫いて配置されている。

【０００３】この装置を用いて成膜を行なう場合には、
仕込室２に成膜する為の基板１０１を入れ、真空排気設
備９ａにより真空排気する。また、処理室１ａ、１ｂ、
１ｃ、取出室３は、それぞれ、真空排気設備９ｂ、９
ｃ、９ｄ、９ｅにより真空排気する。仕込室２を真空排
気した後、仕切弁８ａを開け、搬送ライン５を稼働し、
既に真空排気済の成膜等の処理室１ａに基板１０１を搬
送する。成膜等の処理室１ａでは、備えられている装置
によって、成膜前の基板の加熱や成膜等を行なう。所定
の処理後、仕切弁８ｂを開け、搬送ライン５にて次の成
膜等の処理室１ｂに基板１０１を搬送する。処理室１ｂ
の基板１０１の処理が完了したら、処理室１ｃに基板１
０１を搬送し、さらに基板を処理する。処理室１ｃでの
所定の処理が完了した後、取出室３に基板１０１を搬送
し、取出室３から基板１０１を取り出す。基板１０１は
仕込室２に多数枚入れることができ、成膜等の処理室１
ａ、１ｂ、１ｃに、次々と基板１０１を処理することが
できる。

【０００４】このような、インライン成膜装置で磁性膜
の磁場中成膜を行なう場合には、従来、処理室の外部ま
たは内部に、磁界発生手段を取り付けて、処理室内の基
板が配置される空間に磁界を印加する方法が用いられて
いた。

【０００５】例えば、従来のインライン装置においてス
パッタ成膜処理室の外部に磁界発生手段を取り付けた装
置を図７を用いて説明する。図７のように、処理室１ｄ
の外部にヘルムホルツ磁気コイル４ａ、４ｂ、４ｃ、４
ｄが配置されている。処理室１ｄには、磁性体ターゲッ
ト３と、磁性体ターゲットに電圧を印加するためのＲＦ
電源２とが備えられている。ヘルムホルツ磁気コイル４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、基板１０１が配置されている
空間に磁界６を形成する。磁性体ターゲット３から飛散
した磁性体スパッタ粒子は、磁界６の影響を受けて、基
板１０１上に磁気的に配向した膜を形成する。

【０００６】また、従来のインライン装置においてスパ
ッタ成膜処理室の内部に磁界発生手段を取り付けた装置
を図８を用いて説明する。図８のように、処理室１ｅの
内部の基板１０１の周辺に、磁石支持手段７によって支
持された永久磁石４ｅ、４ｆが配置されている。永久磁
石４ｅ、４ｆは、基板１０１が配置される空間に磁界６
を形成するので、磁性体ターゲット３から飛散したスパ
ッタ粒子は、磁界６の影響を受けて基板１０１上に磁気
的に配向した膜を形成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の磁界発生手段を
備えた成膜装置においては、以下のような問題があっ
た。

【０００８】従来の成膜装置では、成膜終了後に基板を
成膜装置から取り出すと、磁界発生手段の磁界から外れ
てしまう。そのため、成膜後完全に冷却されていない状
態で成膜装置から取り出すと、膜の磁気配向方向にずれ
が生じ、磁気特性が劣化する。これを防ぐためには、成
膜後完全に冷却するまで成膜装置内にとめておく必要が
あるが、完全に冷却するまでには時間がかかり装置の稼
働効率を極端に低下させることになるという問題があっ
た。

【０００９】また、従来の磁界発生手段を備えたインラ
イン装置を用いて、磁性膜の多層膜を形成する場合、以
下のような問題が生じていた。

【００１０】（１）多層膜を形成する場合、成膜源のこ
となる複数の成膜用処理室に、それぞれ磁界発生手段を
備える必要がある。この時、各処理室の磁界発生手段が
基板に印加する磁界の向きを、複数の処理室ですべて完
全に一致させることが非常に困難である。そのため、各
磁性膜の配向にずれが生じ、磁性膜の磁気的特性を劣化
させる原因となっていた。各処理室で磁界の向きを一致
させることができない大きな理由が、２つがある。第１
の理由は、各成膜用処理室の磁界発生手段の発生する磁
界の向きを完全に一致させるために、コイルや磁石の向
きを完全に一致させる必要があるが、複数の離れた位置
にあるコイルや磁石の向きを完全に一致させるのは、技
術的に非常に困難であり、これらの向きの調整に長時間
に渡って装置を停止させる必要があることである。ま
た、第２の理由は、基板を搬送する際に、基板が回転し
て基板の向きにずれが生じてしまうためである。

【００１１】（２）成膜室用処理室の外部に磁界発生手
段を設置する場合、処理室内部に磁界を生じさせる必要
があるため、大型の磁界発生手段を設置する必要があ
り、不経済である。

【００１２】（３）隣あった処理室の磁界発生手段の発
生する磁界が互いに影響を及ぼしあって、不均一な磁界
になるのをさけるために、処理室を離して配置する必要
がある。そのため、磁界発生手段を備えていない通常の
インライン装置よりも、ラインが長くなり設置上の問題
が生じる。

【００１３】（４）成膜後、隣の成膜用処理室に搬送す
る際には、一旦、磁界中からはずれてしまう。そのた
め、成膜後完全に冷却されていない状態でつぎの処理室
に搬送した場合、磁界からはずれた状態で冷却されるた
めに配向方向のずれが生じ、磁性体の磁気特性が劣化し
てしまう。これを防ぐためには、成膜後完全に冷却する
まで、処理室内に留めて置く必要があるが、冷却に時間
がかかるため、ラインの稼働効率を極端に低下させてし
まう。

【００１４】本発明は、装置内の基板に対して、常に一
定方向の磁界を印加することにより、高い磁気特性を有
する磁性膜を形成することのできる成膜装置を提供する
ことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の第１の態様では、磁性膜形成装置において、
真空容器内で基板を保持し、その状態で真空容器外に取
り出すことの可能な基板パレットを用い、基板に磁界を
印加するための磁界発生手段を、基板パレットに固定す
る構成にした。そして、真空容器内では、基板パレット
を支持する支持手段を用い、基板パレットごと基板を支
持する。基板パレットを真空容器外に取り出す場合に
は、磁界発生手段は、基板パレットとともに真空容器外
に取り出される。

【００１６】また、本発明の第２の態様では、基板を保
持する基板パレットと、真空容器内で基板パレットを搬
送する搬送手段を用い、基板に磁界を印加するための磁
界発生手段を、基板パレットに固定する構成にした。搬
送手段が基板パレットを搬送する場合には、磁界発生手
段は、基板パレットとともに真空容器内を搬送される。

【００１７】

【作用】本発明の第１の態様の磁性膜形成装置では、成
膜される基板は基板パレットに保持され、基板パレット
ごと真空容器内を移動させたり、真空容器から取り出し
たりすることができる。また、成膜時には、基板は、基
板パレットごと真空容器内の支持手段によって支持され
る。成膜手段は、支持手段によって支持された基板パレ
ット上の基板に成膜を行なう。磁界発生手段は、基板に
磁界を印加し、成膜時の膜の磁化方向を配向させる。

【００１８】本発明では、磁界印加手段を基板パレット
に固定する構成としているので、基板パレットから基板
が外れないかぎり、基板に対して常に一定方向の磁界が
印加される。従って、成膜時のみならず、基板パレット
を真空容器内で移動させたり、真空容器から取り出す間
にも、基板には常に一定方向の磁界が印加される。した
がって、基板が真空容器内のどの位置にあるかにかかわ
らず、また、真空容器内に位置するか真空容器外に位置
するかにかかわらず、基板パレットに基板が保持されて
いるかぎり磁界が印加されるため、膜が冷却される前に
基板を移動させても、膜の配向がずれることはない。さ
らに、磁界発生手段が、基板と同じ基板パレット上に搭
載されているので、至近距離から磁界を印加することが
可能である。よって、発生する磁界強度が小さな小型な
磁界発生手段で効果的に磁界を印加することができ、小
型な装置が実現可能である。なお、磁界発生手段は基板
パレットとともに装置外に取り出されるので、磁界の方
向を容易に調節することもできる。

【００１９】本発明の第２の態様の磁性膜形成装置は、
真空容器内で基板パレットを搬送する搬送手段を備えて
いる。また、真空容器を複数の処理室に分割することも
できる。このようなインライン型の磁性膜形成装置の構
成にした場合、処理室から処理室に、順次、基板を搬送
している間においても、基板パレット上の磁界発生手段
によって常に一定方向の磁界が基板に印加されるので、
従来のように処理室ごとに磁界の印加方向が微妙にずれ
る恐れがない。さらに、磁界発生手段が、基板 と同じ基
板パレット上に搭載されているので、至近距離から小型
な磁界発生手段で効果的に磁界を印加することができ、
小型なインライン型の磁性膜形成装置が実現可能であ
る。なお、磁界発生手段は基板パレットとともに装置外
に取り出されるので、複数の処理室を備えたインライン
型磁性膜形成装置であっても、磁界の方向を容易に調節
することもできる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例のインライン成膜装
置を図面により説明する。

【００２１】本実施例のインライン成膜装置の構成を図
３を用いて説明する。本実施例のインライン成膜装置
は、３つの成膜処理室１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、搬送
室１４とを備えている。また、搬送室１４の両端には、
仕込室１２と、取出室１３とが配置されている。

【００２２】搬送室１４内には、基板パレット２１をそ
れぞれ成膜処理室１１ａ、１１ｂ、１１ｃに出し入れす
るためのｙ方向搬送機構１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、基
板パレット２１をｘ方向に移動させるためのｘ方向搬送
機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃとが配置されている。仕込
室１２には、基板パレット２１を外部から仕込むための
開閉ドア１７ａと、仕込まれた基板パレット２１を搬送
室１４のｘ方向搬送機構１５ａに受け渡すための仕込室
搬送機構１５ｄとが備えられている。また、取出室１３
には、処理の終了した基板パレット２１を外部に取り出
すための開閉ドア１７ｂと、搬送室１４のｘ方向搬送機
構１５ｃから処理の終了した基板パレットを受け取るた
めの取出室搬送機構１５ｅとが備えられている。

【００２３】処理室１１ａ、１１ｂ、１１ｃと搬送室１
４との間には、各室を開閉可能に隔絶するために、それ
ぞれ仕切弁１８ａ、１８ｂ、１８ｃが配置されている。
また、仕込室１２と搬送室１４との間には、仕切弁１８
ｄが配置され、取出室１３と搬送室１４との間には、仕
切弁１８ｅが配置されている。また、処理室１１ａ、１
１ｂ、１１ｃには、真空排気設備１９ａ、１９ｂ、１９
ｃがそれぞれ接続されている。搬送室１４には、真空排
気設備１９ｄが接続されている。仕込室１２、取出室１
３は、それぞれ真空排気設備１９ｅ、１９ｆがそれぞれ
接続されている。

【００２４】次に、図２（ａ）、図２（ｂ）を用いて基
板パレット２１の構造について説明する。基板パレット
２１は、図２（ｂ）に示すように、中央部に貫通孔２１
ａが形成された板状のパレットである。貫通孔２１ａの
側面には段差が形成されていて、段差部で基板２４を保
持する。基板２４と貫通孔２１ａの側面には、図２
（ａ）のようにオリフラ１０が形成されており、基板２
４が回転するのを防止している。基板パレット２１上に
は、貫通孔２１ａを挟んで対向する位置に、２本の棒状
の永久磁石２８ａ、２８ｂが平行に配置されている。永
久磁石２８ａ、２８ｂは、基板２４に対して、オリフラ
１０と平行な方向の磁界６を印加する。

【００２５】次に、処理室１１ａ、１１ｂ、１１ｃの内
部の構造を図１を用いて説明する。処理室１１ａには、
基板パレット２１を支持するためのパレット支持機構２
５ａと、基板２４にスパッタ成膜するためのターゲット
２３ａと、ターゲット２３ａに電圧を印加するためのＲ
Ｆ電源２２ａとが配置されている。図１には、処理室１
１ａのみ示したが処理室１１ｂ、１１ｃも同様の構成で
ある。図示していないが処理室１１ｂには、処理室１１
ａと同様の配置で、パレット支持機構２５ｂと、ターゲ
ットと、ＲＦ電源とが配置されている。処理室１１ｃに
も、同様の配置で、パレット支持機構２５ｃと、ターゲ
ットと、ＲＦ電源とが配置されている。パレット支持機
構２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、ｚ方向に基板パレット２
１を駆動するための駆動機構（図示せず）を備えてい
る。

【００２６】次にｘ方向搬送機構１５ａ、１５ｂ、１５
ｃと、ｙ方向搬送機構１６ａ、１６ｂ、１６ｃとの構成
および動作について図４を用いて説明する。図４には、
ｘ方向搬送機構１５ｂ、１５ｃおよびｙ方向搬送機構１
６ｂ、１６ｃのみ示しているが、ｘ方向搬送機構１５ａ
およびｙ方向搬送機構１６ａも同様の構成である。ｘ方
向搬送機構１５ｂは、図４（ａ）に示すように、キャタ
ピラ３１ｂを有している。キャタピラ３１ｂの一方の車
軸には、ギア３２ｂを介してモータ３３ｂが接続されて
いて、キャタピラ３１ｂを駆動する。モータ３３ｂは、
制御装置４１の指示に従って、キャタピラ３１ｂを駆動
する。

【００２７】また、キャタピラの内側には、１対のセン
サ３４ｂ、３５ｂが配置されている。センサ３４ｂ、３
５ｂは、対象物に光を照射し、反射光を検出することに
より対象物の存在を検出するセンサである。センサ３４
ｂと３５ｂの間隔は、基板パレット２１の幅と等しく配
置されている。センサ３４ｂと３５ｂの出力信号は、制
御装置４１に入力される。制御装置４１は、センサ３４
ｂ、３５ｂの信号から、基板パレット２１がｘ方向搬送
機構１５ｂ上のどの位置にあるかを判断しながらモータ
３３ｂを駆動し、ｙ方向搬送機構１６ｂの正面で基板パ
レット２１を停止させる。ｘ方向搬送機構１５ｃも同様
に、キャタピラ３１ｃとギア３２ｃとモータ３３ｃとセ
ンサ３４ｃ、３５ｃとを備えて構成される。

【００２８】制御装置４１は、キャタピラ３１ｂ上の基
板パレット２１を、キャタピラ３１ｃ上に移動させる場
合には、モータ３３ｂとモータ３３ｃとを正方向に回転
させる。また、キャタピラ３１ｃ上の基板パレット２１
を、キャタピラ３１ｂ上に移動させる場合には、モータ
３３ｂとモータ３３ｃとを逆方向に回転させる。モータ
３３ｂと、モータ３３ｃと、図示しないｘ方向搬送機構
１５ａのモータとは、それぞれ独立に、異なる方向に回
転させることが可能である。したがって、ｘ方向搬送機
構１５ａを正方向に駆動して仕込室１２から基板パレッ
ト２１を取込みながら、ｘ方向搬送機構１５ｂ、１５ｃ
を逆方向に駆動して、例えば、ｘ方向搬送機構１５ｃ上
の基板パレット２１をｘ方向搬送機構１５ｂ上に移動さ
せることができる。

【００２９】ｙ方向搬送機構１６ｂは、キャタピラ３１
ｂの内側に配置されたリフト機構３６ｂと、基板パレッ
トを搭載して移動させるフォーク部材３８ｂと、ギアを
介してフォーク部材３８ｂをｙ方向に駆動する駆動装置
３９ｂとを備えている。ｙ方向搬送機構１６ｃは、リフ
ト機構３６ｃと、フォーク部材３８ｃと、駆動装置３９
ｃとを備えている。リフト機構３６ｂ、３６ｃには、こ
れらをｚ方向に駆動する駆動機構７１ｂ、７１ｃが接続
されている。

【００３０】ここで、基板パレット２１を搬送室１４か
ら処理室１１ｂに搬入する際の動作について説明する。
リフト機構３６ｂは、キャタピラ３１ｂに搭載されてい
るパレット２１をｚ方向（上下方向）に持ち上げて、キ
ャタピラ３１ｂから浮かせる。フォーク部材３８ｂは、
リフト機構３６ｂによって持ち上げられた基板パレット
２１と、キャタピラ３１ｂとの間に差し込まれる。この
状態でリフト機構３６ｂを下降させると、フォーク部材
３８ｂ上に基板パレット２１が搭載される。

【００３１】次に、駆動装置３９ｂを駆動して、基板パ
レット２１を搭載したフォーク部材３８ｂを、処理室１
１ｂまで移動させる。処理室１１ｂ内のパレット支持機
構２５ｂを、基板パレット２１が処理室１１ｂ内に搬入
された時に上昇させる。パレット支持機構２５ｂは、基
板パレット２１を支持し、フォーク部材３８ｂから基板
パレット２１を受けとる。再び駆動装置３９ｂを駆動
し、フォーク部材３８ｂを、搬送室１４に戻す。パレッ
ト支持機構２５ｂを、予め定められた成膜に適した高さ
まで上下動させ、成膜終了までその位置で基板パレット
２１を支持させる。成膜終了後は、上述の逆の動作で、
基板パレット２１を処理室１１ｂから搬送室１４のキャ
タピラ３１ｂ上に移動させる。駆動装置３９ｂ、３９
ｃ、搬送室１４のリフト機構３６ｂ、３６ｃの駆動機構
７１ｂ、７１ｃ、および、処理室１１ｂ、１１ｃのパレ
ット支持機構２５ｂ、２５ｃの駆動機構（図示せず）
は、すべて制御装置４１の指示に従って、上述のタイミ
ングで駆動する。

【００３２】仕切弁１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、基板パ
レット２１を搬送室１４と処理室１１ａ、１１ｂ、１１
ｃとの間で移動させる時のみ開放される。仕切弁１８ｄ
は、仕込室１２から搬送室１４へ基板パレット２１を搬
送するときのみ開放される。また、仕切弁１８ｅは、搬
送室１４から取出室１３へ基板パレット２１を搬送する
時のみ開放される。これら仕切弁１８ａ、１８ｂ、１８
ｃ、１８ｄ、１８ｅの開閉は制御手段４１によって制御
されている。

【００３３】つぎに、本実施例のインライン成膜装置を
用いて、３つの磁性材料Ａ，Ｂ，Ｃからなる膜が基板上
にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｂの順に積層された多層膜を、作製する
場合の装置の動作について説明する。まず、処理室１１
ａに材料Ａからなるターゲット２３ａを配置し、処理室
１１ｂに材料Ｂからなるターゲットを配置し、処理室１
１ｃに材料Ｃからなるターゲットを配置する。本実施例
のインライン成膜装置の各部の動作は制御装置４１によ
って、制御されている。

【００３４】まず、ユーザは、装置の外部で基板パレッ
ト２１に基板２４を搭載する。基板パレット２１には、
既述のように永久磁石２８ａ、２８ｂが搭載されている
ので、セットされた基板２４には磁界が印加される。つ
ぎに、ユーザは、仕込室１２の開閉ドア１７ａを空け
て、基板２４を搭載した基板パレット２１を仕込室搬送
機構１５ｄ上に置き、ドアを閉める。制御装置４１は、
真空排気設備１９ｅにより仕込室１２を真空排気する。
制御装置４１は、搬送室１４と、処理室１１ａ、１１
ｂ、１１ｃもそれぞれの真空設備１９ａ、１９ｂ、１９
ｃ、１９ｄによって、真空排気する。真空排気後、仕切
弁１８ｄを開け、仕込室搬送機構１５ｄとｘ方向搬送機
構１５ａとを正方向に駆動し、基板パレット２１を成膜
処理室１１ａの前面（ｙ方向搬送機構１６ａの正面）に
運ぶ。つぎに、ｙ方向搬送機構１６ａにより、既に真空
排気済の成膜処理室１１ａ内に搬入し、基板パレット支
持機構２５ａ上に基板パレット２１を置き、仕切弁１８
ａを閉止する。

【００３５】処理室１１ａ内に基板パレットが搬入され
たら、ＲＦ電源２２ａからターゲット２３ａに電圧を印
加して、スパッタを開始する。材料Ａのスパッタ粒子
は、基板２４のターゲット２３ａ側の面に衝突し、ここ
に材料Ａの膜を形成する。この時、基板パレット２１上
に固定された永久磁石２８ａ、２８ｂにより、基板２４
には磁界６が印加されているので、この磁界により、ス
パッタ粒子の磁気方向は揃えられ、磁気的に配向した膜
が形成される。

【００３６】成膜が終了した後、仕切弁１８ａを開放
し、ｙ方向搬送機構１６ａを駆動して、基板パレット２
１を搬送室１４内に取り出し、ｘ方向搬送機構１５ａに
基板パレットを受け渡す。つぎに、ｘ方向搬送機構１５
ａ、１５ｂとを同時に正方向駆動し、基板パレット２１
を成膜処理室１１ｂの前面（ｙ方向搬送機構１６ｂの正
面）に運ぶ。この間も永久磁石２８ａ、２８ｂから、磁
界６が基板２４に印加されているので、材料Ａの膜が完
全に冷却される前に処理室１１ａから取り出しても、膜
の配向が乱れることはない。そして、上述の動作を繰り
返して、処理室１１ｂにおいて、材料Ａの膜上に材料Ｂ
の膜を形成する。続けてさらに、上述の動作を繰返し、
処理室１１ｃにおいて、材料Ｂの膜上にさらに材料Ｃの
膜を形成する。

【００３７】処理室１１ｃの成膜処理が終了したら、ｘ
方向搬送機構１５ｃ、１５ｂを逆方向に同時に駆動し、
再び、処理室１１ｂの前面に基板パレット２１を搬送す
る。そして、再び、処理室１１ｂで成膜処理を行ない、
材料Ｃの膜上に材料Ｂの膜を形成する。処理後は、ｘ方
向搬送機構１５ｂ、１５ｃを正方向に駆動して、基板パ
レット２１を搬送する。基板パレット２１が仕切弁１８
ｅの前まで来たら仕切弁１８ｅを開放し、ｘ方向搬送機
構１５ｃと取出室搬送機構１５ｅとを同時に正方向に駆
動して、取出室１３に基板パレットを移動させ、仕切弁
１８ｅを閉じる。この時、予め取出室１３内は、真空排
気しておく。取出室１３を大気圧に戻した後、ユーザ
は、取出室１３の取り出し用ドア１７ｂを開けて外部に
基板２４を搭載した基板パレット２１を取り出す。

【００３８】本実施例で用いた基板パレット２１上に
は、永久磁石２８ａ、２８ｂが取り付けられているの
で、常に一定方向の磁界６が基板２４に印加される。し
たがって、搬送室１４で基板パレットを搬送している間
であっても、磁界６は常に基板２４に印加されている。
スパッタにより成膜すると基板２４が加熱されるが、従
来、完全に冷却されないまま磁界から外されて搬送され
ていたため、搬送中に磁界の外で冷却され磁性膜の配向
方向がずれてしまうことがあった。本実施例のインライ
ン成膜装置では、搬送中であっても磁界が印加されてい
るので、成膜した磁性膜の配向方向が乱れる恐れがな
い。

【００３９】また、本実施例のインライン成膜装置は、
基板パレット２１の永久磁石２８ａ、２８ｂによって、
終始基板２４に磁界を印加するので基板２４に対する磁
界の向きが途中で変化することがない。従って、従来の
ように、処理室ごとに配置された磁界発生手段の磁界の
向きを微調整して、完全に一致させるようなわずらわし
い動作は必要ない。また、途中で磁界の向きが変わって
しまうことによって、磁性膜の磁気的特性を劣化させる
ことがない。さらに、永久磁石２８ａ、２８ｂが、基板
２４と同じ基板パレット２１上に搭載されているので、
至近距離から磁界を印加することが可能である。よっ
て、発生する磁界強度が小さな小型な磁界発生手段すな
わち永久磁石等で効果的に磁界を印加することができ、
小型なインライン成膜装置が実現される。なお、磁界発
生手段は基板パレットとともに装置外に取り出されるの
で、磁界の方向を容易に調節することもできる。

【００４０】さらに本実施例のインライン成膜装置で
は、処理室１１ａ、１１ｂ、１１ｃ内に搬送機構を配置
せず、処理室１１ａ、１１ｂ、１１ｃと搬送室１４と仕
切弁１８ａ、１８ｂ、１８ｃによって隔絶し、この搬送
室１４内に搬送機構を配置する構造を用いている。これ
により、ｘ方向搬送機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび
ｙ方向搬送機構１６ａ、１６ｂ、１６ｃに処理室内のス
パッタ粒子が付着することがない。したがって、搬送機
構の駆動部にスパッタ粒子が付着することによって駆動
部分が固渋するなどの不具合を発生する恐れがない。こ
れにより、固着を防ぐための定期的なメンテナンスを行
なう必要が無く、長期間の連続運転が可能になる。

【００４１】また、本実施例のインライン成膜装置で
は、ｘ方向搬送機構１５ａ、１５ｂ、１５ｃを処理室１
１ａ、１１ｂ、１１ｃごとに分割し、それぞれ独立させ
て、異なる方向に基板パレット２１を搬送可能な構成と
した。これにより、複数の基板パレット２１を同時に装
置内に搬入した場合に、一部の基板パレット２１を正方
向に搬送しながら、別の搬送機構では他の基板パレット
２１を負方向に搬送することが可能になる。従って、同
じ材料Ｂの膜を間隔を空けて２度成膜するような多層膜
を成膜する場合に、一部の基板パレット２１を正方向に
駆動して別材料Ａの膜を成膜しながら、他の基板パレッ
ト２１を逆戻りさせて、材料Ｂで再成膜するという動作
が可能になる。従って、少ない処理室数で、効率良く多
層膜を成膜することができる。

【００４２】さらに、ｘ方向搬送機構１５ａ、１５ｂ、
１５ｃが処理室ごとに独立であるので、装置をユーザに
納品する際に、搬送機構を分割して輸送可能である。従
来、搬送機構は分割して輸送することができなかったた
めに、最大ライン長は輸送機関の長さに制限されてい
た。本実施例では、分割して輸送可能であるので、輸送
機関の長さに制限されることなく、ユーザに必要なだけ
十分に長いラインをもつインライン成膜装置を提供する
ことができる。

【００４３】尚、上述の実施例では、磁界発生手段とし
て永久磁石を用いたが、これに限定されるものではな
く、磁気コイルを用いることも可能である。さらに、イ
ンライン成膜装置の内部において、指示に応じて、基板
パレット上の永久磁石の向きを指示された方向に変化さ
せる駆動手段を設けることも可能である。このような永
久磁石の向きを変える手段を設けた場合、膜毎に、任意
の異なる方向の磁界を印加した多層膜を作製することが
できる。また、本実施例では、処理室としてすべて成膜
手段を備えた処理室を用いたが、これに限定されるもの
ではなく、加熱処理、エッチング、ミリング等の処理室
を設けることももちろん可能である。

【００４４】また、図５のように、処理室１１ａ、１１
ｂ、１１ｃを搬送室１４の両側に設けることも可能であ
る。このように、搬送室１４の両側に処理室を設置する
ことにより、ラインの全長を著しく短くすることが可能
である。

【００４５】上述のインライン成膜装置において、予備
室としてさらに３つの処理室１１ｇ、１１ｈ、１１ｉを
備えた装置の例を図６に示す。処理室１１ｇは、処理室
１１ａと同じ材料Ａのターゲットを備え、処理室１１ｈ
は、処理室１１ｂと同じ材料Ｂのターゲットを備え、処
理室１１ｉは、処理室１１ｃと同じ材料のターゲットを
備えている。搬送室１４内には、処理室１１ｇ、１１
ｈ、１１ｉ用のｘ方向搬送機構１５ｇ、１５ｈ、１５ｉ
と、ｙ方向搬送機構１６ｇ、１６ｈ、１６ｉが配置され
る。当初の多層膜の成膜は、処理室１１ａ、１１ｂ、１
１ｃにて実施する。処理室１１ａのターゲットが消耗し
てきた場合、処理室１１ａでの処理を処理室１１ｇに切
換え、処理室１１ｇ、１１ｂ、１１ｃにて多層膜の成膜
を実施する。処理室１１ｇ、１１ｂ、１１ｃにて成膜を
実施しながら、処理室１１ａのターゲットを交換する。
次に、処理室１１ｂ内の清掃の周期がきた場合、処理室
１１ｂでの処理は処理室１１ｈでの処理に切り換え、処
理室１１ｇ、１１ｈ、１１ｃにて多層膜の成膜を実施
し、この間に処理室１１ｂのターゲットを交換する。こ
のように、それぞれの処理室の予備室を備えることによ
り、処理室の不具合、保守等が必要なばあいにも、装置
の停止をなくすことが可能である。

【００４６】 また、本実施例では、搬送室１４と処理室
１１ａ、１１ｂ、１１ｃとが、仕切弁１８ａ、１８ｂ、
１８ｃで隔絶されているため、搬送室１４内にはスパッ
タ粒子等が付着しない。したがって、搬送室１４内の保
守点検の必要は従来より格段に低減され、さらに長期間
の連続運転が可能になる。

【００４７】また、上述の実施例では、インライン型の
成膜装置について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではない。例えば、１室のみの真空容器の内部
に、基板パレット２１を支持する支持機構を固定的に取
り付け、基板パレット２１を搭載する構成にすることも
できる。真空容器には、成膜手段としてスパッタターゲ
ットと、電源とを取り付けておく。基板パレット２１に
は、図２のように、永久磁石２８ａ、２８ｂを取り付け
ておく。このような１室のみの真空装置においても、本
実施例の基板パレット２１等を用いることにより、基板
を基板パレット２１ごと取り出すことができるので、真
空容器から基板上の膜が完全に冷却される前に取り出し
た場合であっても、永久磁石２８ａ、２８ｂから磁界が
印加され続けるため膜の配向が乱れることがない。ま
た、成膜後すぐに基板パレット２１を取り出すことがで
きるので、真空容器の稼働効率を高めることが可能であ
る。

【００４８】

【発明の効果】本発明の磁性膜形成装置では、基板が、
装置内のどこに位置しようとも、基板が基板パレットに
搭載されているかぎり、常に一定方向の磁界を印加する
ことができるため、磁気特性の優れた磁性膜を製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のインライン成膜装置の処理
室の断面図。

【図２】（ａ）図１のインライン成膜装置の基板パレッ
トの斜視図。（ｂ）図２（ａ）の基板パレットのｂ−ｂ
断面図。

【図３】図１のインライン成膜装置の全体の構成を示す
ブロック図。

【図４】図１のインライン成膜装置の搬送手段の構成を
示す部分断面図。

【図５】本発明の一実施例のインライン成膜装置の別の
構成を示すブロック図。

【図６】本発明の一実施例のインライン成膜装置のさら
に別の構成を示すブロック図。

【図７】磁界中成膜を行なうための従来の成膜装置の構
成を示す断面図。

【図８】磁界中成膜を行なうための従来の成膜装置の構
成を示す断面図。

【図９】従来のインライン成膜装置の全体の構成を示す
ブロック図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１
１ｇ、１１ｈ、１１ｉ…処理室、２、１２…仕込室、
３、１３…取出室、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ…ヘルムホ
ルツ磁気コイル、６…磁界、１０…オリフラ、１４…搬
送室、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｇ、１５ｈ、１５
ｉ…ｘ方向搬送機構、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６
ｇ、１６ｈ、１６ｉ…ｙ方向搬送機構、１８ａ、１８
ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ…仕切弁、１９ａ、１９
ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ…真空排気設備、
２１…基板パレット、２４…基板、３１ｂ、３１ｃ…キ
ャタピラ、３２ｂ、３２ｃ…ギア、３３ｂ、３３ｃ…モ
ータ、３４ｂ、３４ｃ、３５ｂ、３５ｃ…センサ、３６
ｂ、３６ｃ…リフト機構、３８ｂ、３８ｃ…フォーク部
材、３９ｂ、３９ｃ…駆動装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有松 啓治 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株 式会社 日立製作所 国分工場内 (72)発明者 萩谷 孝 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株 式会社 日立製作所 国分工場内 (72)発明者 山口 博右 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株 式会社 日立製作所 国分工場内 (56)参考文献 特開 平１−150260（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C23C 14/35,14/56

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空容器と、前記真空容器内で基板を保持
   し、その状態で前記真空容器外に取り出すことの可能な
   基板パレットと、前記真空容器内で前記基板パレットを
   支持する支持手段と、前記基板に成膜するための成膜手
   段と、前記基板に磁界を印加するための磁界発生手段と
   を有し、 前記磁界発生手段は、前記基板パレットに固定され、前
   記基板パレットを前記真空容器外に取り出す場合には前
   記基板パレットとともに前記真空容器外に取り出される
   ことを特徴とする磁性膜形成装置。
2. 【請求項２】真空容器と、基板を保持する基板パレット
   と、前記真空容器内で前記基板パレットを支持し、前記
   基板パレットを搬送する搬送手段と、前記基板に成膜す
   るための成膜手段と、前記基板に磁界を印加するための
   磁界発生手段とを有し、 前記磁界発生手段は、前記基板パレットに固定され、前
   記基板パレットを前記搬送手段が搬送する際には前記基
   板パレットとともに搬送されることを特徴とする磁性膜
   形成装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記磁界発生
   手段は、永久磁石であることを特徴とする磁性膜形成装
   置。
4. 【請求項４】請求項２において、前記真空容器は、前記
   基板に成膜するための処理室と、前記処理室に連結され
   た搬送室とを有し、 前記搬送手段は、前記搬送室に配置され、 前記搬送手段は、前記処理室内の基板パレットを前記搬
   送室内に搬入する搬入手段と、前記搬送室内の基板パレ
   ットを前記処理室内に搬出する搬出手段とを有すること
   を特徴とする磁性膜形成装置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記処理室は、複数の
   処理室から構成され、前記搬送手段の前記搬入手段およ
   び搬出手段は、それぞれ複数の処理室に対応して配置さ
   れ、 前記搬送手段は、ある処理室に対応する搬入手段および
   搬出手段から、他の処理室に対応する搬入手段および搬
   出手段まで、前記基板パレットを移動させる移動手段を
   さらに有することを特徴とする磁性膜形成装置。
6. 【請求項６】請求項５において、前記移動手段は、前記
   複数の処理室にそれぞれ対応する複数の部分に分割さ
   れ、 前記複数の部分は、それぞれ独立に駆動され、それぞれ
   正逆両方向に駆動可能であることを特徴とする磁性膜形
   成装置。
7. 【請求項７】基板に成膜するための複数の処理室と、前
   記基板を搬送するための搬送室と、前記基板を前記処理
   室から別の前記処理室に搬送するために前記搬送室に配
   置された搬送手段とを有し、 前記搬送手段は、前記基板を搬送する行程を複数の区間
   に分割して、それぞれの区間の搬送を受け持つ、複数の
   部分からなり、 前記複数の部分は、それぞれ独立に駆動され、それぞれ
   正逆両方向に駆動可能であることを特徴とするインライ
   ン成膜装置。
8. 【請求項８】搬送手段を備えた搬送室と、前記搬送室の
   長手方向に沿って配置され、前記搬送室に連結された複
   数の処理室と、前記複数の処理室に配置された成膜手段
   と、基板を保持しその状態で前記搬送手段で搬送される
   基板パレットとを有し、 前記基板パレットには、保持している基板に磁界を印加
   するための磁界発生手段が固定され、 前記磁界発生手段は、基板パレットとともに前記搬送手
   段により搬送されることを特徴とするインライン成膜装
   置。
9. 【請求項９】請求項８において、前記搬送手段は、前記
   搬送室内の基板パレットを前記処理 室へ搬入する搬入手
   段と、前記処理室内の基板パレットを前記搬送室へ搬出
   する搬出手段と、前記搬送室の長手方向に沿って前記基
   板パレットを移動させる移動手段とを有し、 前記搬入手段および搬出手段は、前記複数の処理室ごと
   に配置され、 前記移動手段は、前記複数の処理室にそれぞれ対応する
   複数の部分に分割され、 前記複数の部分は、それぞれ
   独立に駆動され、それぞれ正逆両方向に駆動可能である
   ことを特徴とするインライン成膜装置。