JP2957513B2 - インライン式成膜装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長尺なチャンバの
中央に配置された陽極板に対向し両壁に取り付けられる
ターゲットである成膜ユニットを有し、陽極板の両側に
二列に並び長尺方向に移動するトレイに保持される非導
電性基板に連続的に成膜するインライン式成膜装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図４（ａ）および（ｂ）は従来のインラ
イン式成膜装置の一例を説明するための平面図およびＡ
Ａ断面図である。従来、この種の成膜装置は、図４に示
すように、両壁に取付けられるターゲットである成膜ユ
ニット７と底部より上方に伸び成膜ユニット７の中間に
配置される陽極板であるセンタパネル８とを具備する長
尺のチャンバ９と、このチャンバ９の上部の軌道に沿っ
て移動するトレイハンガー１１と、センタパネル８を挟
んで二列に並べて複数枚の非導電性の基板１７を保持し
トレイハンガー１１に吊り下げられるトレイ１０とを備
えている。

【０００３】また、トレハンガー１１は、チャンバ９の
内壁から垂下する部材に取り付けられる搬送コロ１２に
乗せられ、モータ１４により回転するピニオン１３でト
レイハンガー１１のラックが駆動され長尺方向に一定速
度で移動される。さらに、トレイ１０は、トレイハンガ
ー１１から垂下する支柱１１ａのピン１１ｂに乗せられ
ている。そして、センタパネル８に内蔵されるヒータに
より基板１７が３００°Ｃ程度加熱され、成膜ユニット
７とセンタパネル８とのグロー放電により導入されるガ
スがプラズマ化し、そのプラズマイオンが成膜ユニット
７に衝突し、その衝突により成膜ユニット７から成膜ユ
ニット７の分子や原子がスパッタされ、トレイハンガー
１１によって移動する非導電性の基板１７に堆積し基板
１７に連続的に膜が形成される。

【０００４】なお、放電の際に、センタパネル８を境に
し両室での放電の干渉や矢印で示すプラズマ雲の侵入の
防止のためと搬送系の発塵による塵芥の侵入の阻止のた
めにトレハンガー１１や搬送コロ１２のある軌道部は上
部シールド１５で囲まれている。また、トレイ１０の下
方にも下部シールド１６が設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインラ
イン式成膜装置では、陽極板であるセンタパネルが上部
の搬送機構と離間させなければならないことと、トレイ
を吊り下げて移動させる機構とシールド部とが互に干渉
しないことの理由のため、上部シールドとトレイとの間
に隙間をもたせてある。しかしながら、左右の成膜室の
圧力差により、ピンを取付ける支柱間の隙間からいずれ
かの成膜室のプラズマが流れ込み、イオンが衝突し異常
放電をもたらす。この異常放電が基板に成膜された素子
部を破壊するという問題を起していた。

【０００６】また、トレイハンガーは搬送コロで直線的
に送られるものの、トレイの下部の横方向を規制する板
材は移動に支障のないようにある間隔をもたせており、
さらに、隣接するトレイの間に数ｍｍ程度の隙間がある
ので、搬送コロの摩耗や調整具合によってトレイハンガ
ーが蛇行し、トレイが横方向に揺れ互にがぶつかったり
する。このため、シリコン酸化膜等の絶縁膜を基板に成
膜するＲＦスパッタリングする際に、各トレイおよび各
トレイ毎の非導電性の基板に誘電膜が堆積し、導電性が
低下しトレイ自体が帯電するようになる。しかも各トレ
イ間に電位差を生じさせる。その結果、前述のトレイハ
ンガーの蛇行による隣接するそれぞれのトレイが揺れて
互にぶつかることで、トレイ間で放電しその放電により
基板の成膜の素子部を電気的損傷させる問題がある。

【０００７】さらに、トレイの基板に帯電することによ
り基板と最も近いアース経路の金属部と沿面放電が起
き、基板の膜に形成された回路素子を破壊させるという
問題があった。このような基板やトレイの帯電による沿
面放電が起きることを避ける方法として、特開平４一９
９２７５号公報に開示されている。この方法は、上述し
た従来のトレイ搬送方法と異なり、チャンバの底部にあ
る搬送レールを走行し基板ホルダを固定するキャリア本
体に絶縁部材を設け、トレイである基板ホルダとキャリ
ア本体とを絶縁し、基板を電気的に浮した状態にしてい
る。しかしながら、もし、この技術を本願の装置に適用
したとすると、通常の金属膜を形成する場合は、膜形成
時間がかかり、帯電したまま走行するトレイがアース経
路途中の最も近い金属物などと放電を引き起す懸念があ
る。

【０００８】左右スパッタ室への相互のプラズマ流出入
による異常放電や基板からの沿面放電などなく安定した
グロー放電を維持しかつトレイを揺らさずに移送し成膜
できるインライン成膜装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、両壁に
取付けられる成膜ユニットと底部より上方に伸び前記成
膜ユニットの中間に配置される陽極板とを具備するチャ
ンバと、このチャンバの上部の軌道に沿って移動するト
レイハンガーと、前記陽極板を挟んで二列に並べて複数
枚の非導電性基板を保持し前記トレイハンガーに吊り下
げられるトレイとを備えるインライン式成膜装置におい
て、両側の前記トレイを吊り下げるピンを固定する前記
トレイハンガーの支柱部間と前記トレイの上部との隙間
を遮蔽する遮蔽板を備えるインライン式成膜装置であ
る。また、隣接する前記遮蔽板の側端部を互にはめ合い
面接触し連結されることが望ましい。さらに、前記トレ
イハンガーと前記軌道との間のアース経路途中に絶縁部
材を介在させ、前記トレイと電気的接触する接触子と、
該接触子と接地線との回路を入切するスイッチを備える
ことが望ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。

【００１１】図１（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施
の形態におけるインライン式成膜装置を説明するための
部分側面図および断面図である。このインライン式成膜
装置は、図１に示すように、トレイハンガー１１に取付
けられるトレイ１０吊下げ用のピン１１ｂを取付ける際
に、支柱１１ａにアルミニューム製の軽量な遮蔽板１を
支柱１１ａを覆うように取付けたことである。すなを
ち、従来、隙間があった支柱１１ａ間を遮蔽しプラズマ
の流出入を阻止したことである。勿論、この遮蔽板１は
センタパネルの方向に垂下させ、センタパネル８との間
で放電が起きない程度まで伸ばすことが望ましい。

【００１２】図２は図１の隣接する遮蔽板の繋ぎの状態
を示す図である。図１の遮蔽板１は、それぞれ独立して
トレイハンガー１１に取付けられている。このため、隣
接する遮蔽板１の繋ぎ部分に隙間が生じる恐れがある。
ガス圧力が数ｍＴｏｒｒという中間流に近い状態では、
この隙間からプラズマイオンが侵入し易い。また、トレ
イハンガー１１を移動する際に、、トレイハンガー１１
が蛇行しないように、片方の遮蔽板１の側端部をＶ字状
溝２にし、他方の遮蔽板１の側端をＶ字状突起３を設
け、互にはめ込む連結構造にすることが望ましい。勿
論、Ｖ字状でなくＲをもたせたはめ込み構造にすること
でも良い。要は、互いに面接触させガタつきを無くしか
つ良好な電気的に接触が得られることにある。

【００１３】このように、左右のスパッタ室をセンタパ
ネル８と遮蔽板１とでプラズマの流出入を仕切ることで
異常放電が無くなり、安定したグロー放電により基板１
７に成膜を施すことができた。

【００１４】図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の他の実施の
形態におけるインライン成膜装置を説明するための図で
ある。Ｃｒ等のなど導電膜を形成するＤＣスパッタリン
グ以外に、例えば、ＩＴＯ等の誘電膜を形成するＤＣス
パッタリングあるいはシリコン酸化膜を形成するＲＦス
パッタリングがある。しかし、これらの誘電膜を形成す
る場合、非導電性基板は帯電し易くなる。特に、ＲＦス
パッタリングの場合のように基板へのイオンの入射量が
多いので、帯電量も大きい。ここで、トレイが帯電した
とすると、帯電の違いによる電位差をもつ各トレイどう
しは図２のように接触しているので、同電位となりトレ
イどうしの放電は起きない。

【００１５】しかしながら、基板と近くアース経路でも
あるピンなどと基板との間に放電が起き、基板の膜に形
成された回路素子にダメージを与えることになる。そこ
で、本実施の形態におけるインライン成膜装置は、図３
（ａ）および（ｂ）に示すように、トレイ１０を支える
ピン４の軸体４ｂの外表面を絶縁部材４ａで被覆し、ト
レイ１０を電気的に浮したことである。このことにより
基板１７とピン４間の放電は皆無となった。

【００１６】また、配線用の金属膜のように導電体膜を
形成する場合、トレイ１０がフローティングであると、
成膜するのに時間がかかり、そればかりか、基板１７を
含めてトレイ全体が帯電することになる。従って、トレ
イ１０と最も近い上部シールド１５との間で放電を引き
起すことになる。そこで、金属膜など導電体膜を形成す
る場合は、トレイ１０と常に接触している接触子５を設
け、この接触子５とアース線の間に設けられたスイッチ
６を入りすることである。さらに、再び、誘電膜を形成
するときは、スイッチ６を切り、フローティングの状態
で成膜させる。

【００１７】なお、この接触子５は、図３（ｃ）に示す
ように、トレイハンガー１１の下部に取り付けられた銅
製の固定部材５ｂに板ばね５ａを取付けている。この板
ばね５ａは、マルテンサイト系ステンレスあるいはリン
青銅など高温耐えばね性を失わない材料で製作すること
が望ましい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、左右スパ
ッタ室に流出入するプラズマを遮断する遮蔽板を設ける
ことによりプラズマの異常放電を無くし、帯電するトレ
イ間の放電を隣接するトレイの走行を規制する遮蔽板の
側端部を常に接触させることによって解消するとともに
トレイ自体を電気的に浮せ基板と近接する金属物との沿
面放電をも無くすことによって、これら異常放電が無く
なることにより基板の成膜に形成された素子の破壊を防
止し、安定したグロー放電を維持し膜厚および膜質が得
られ、成膜の歩留りが向上するという効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるインライン式成
膜装置を説明するための部分側面図および断面図であ
る。

【図２】図１の隣接する遮蔽板の繋ぎの状態を示す図で
ある。

【図３】本発明の他の実施の形態におけるインライン成
膜装置を説明するための図である。

【図４】従来のインライン式成膜装置の一例を説明する
ための平面図およびＡＡ断面図である。

【符号の説明】

１ 遮蔽板 ２ Ｖ字状溝 ３ Ｖ字状突起 ４，１１ｂ ピン ４ａ 絶縁部材 ４ｂ 軸体 ５ 接触子 ５ａ 板ばね ５ｂ 固定部材 ６ スイッチ ７ 成膜ユニット ８ センタパネル ９ チャンバ １０ トレイ １１ トレイハンガー １２ 搬送コロ １３ ピニオン １４ モータ １５ 上部シールド １６ 下部シールド １７ 基板

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両壁に取付けられる成膜ユニットと底部
   より上方に伸び前記成膜ユニットの中間に配置される陽
   極板とを具備するチャンバと、このチャンバの上部の軌
   道に沿って移動するトレイハンガーと、前記陽極板を挟
   んで二列に並べて複数枚の非導電性基板を保持し前記ト
   レイハンガーに吊り下げられるトレイとを備えるインラ
   イン式成膜装置において、両側の前記トレイを吊り下げ
   るピンを固定する前記トレイハンガーの支柱部間と前記
   トレイの上部との隙間を遮蔽する遮蔽板を備えることを
   特徴とするインライン式成膜装置。
2. 【請求項２】 隣接する前記遮蔽板の側端部を互にはめ
   合い面接触し連結されることを特徴とする請求項１記載
   のインライン式成膜装置。
3. 【請求項３】 前記トレイハンガーと前記軌道との間の
   アース経路途中に絶縁部材を介在させ、前記トレイと電
   気的接触する接触子と、該接触子と接地線との回路を入
   切するスイッチを備えることを特徴とする請求項１およ
   び２記載のインライン式成膜装置。