JP3644556B2

JP3644556B2 - 成膜装置

Info

Publication number: JP3644556B2
Application number: JP07691996A
Authority: JP
Inventors: 真佐々木; 傑窪田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2016-03-29
Also published as: JPH09263944A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成膜装置に係る。より詳細には、成膜装置の内部への不純物コンタミを防止できる成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の成膜装置として、図１に複数の室１０１〜１０７を有する成膜装置を示す。図６は、図１のＡ−Ａ’部分の模式的な断面図である。また、図７は、図６のＤ−Ｄ’部分の模式的な平面図であり、図８は、図６のＥ領域の拡大図である。
【０００３】
ここでは、図１のうち搬送室１０７と成膜室１０４のシール部を例にとって説明する。従来のシール部は、図８に示すとおり、成膜室の壁部材６０４’と成膜室の蓋６０４”を、一重のＯリング６３２（図７）をもって封止していた。そのため、成膜室６０４（１０４）の内部を減圧した場合、Ｏリングを通して大気成分が透過するため、あるいはＯリング自体からガス放出があるため、成膜室内の到達真空度を十分に下げることが困難であった。したがって、成膜室内に配置した基体の表面上には、有機系不純物や水分子が付着しやすい状況にあった。その結果、このような基体上に膜を形成すると、膜の諸特性が悪く、かつそのバラツキも大きくなるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】
本発明は、成膜装置の内部への不純物コンタミを防止できる成膜装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の成膜装置は、シール部に各々がシール機能を有する二重のＯリングを有し、前記二重のＯリングの間を排気するための排気手段を備え、前記二重のＯリングを構成する外側Ｏリングの断面径が内側Ｏリングの断面径以上であるため、成膜装置の内部への不純物コンタミ量を低減できる。
また、各Ｏリングの接触部において、Ｏリングがシールする隙間は内側の方が狭いことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の成膜装置は、前記内側Ｏリングの断面径を前記外側Ｏリングの断面径で割った値が０．２５以上であるため、不純物コンタミ量が低くてかつ安定な状態が得られる。
【０００７】
【実施例】
以下に実施例をあげて本発明をより詳細に説明するが、本発明がこれら実施例に限定されることはない。
【０００８】
（実施例１）
本例の成膜装置（図２）は、図１に示した成膜装置において、少なくとも搬送室１０７と成膜室１０４のシール部に、各々二重のＯリング１３１ａ，１３１ｂおよび１３２ａ，１３２ｂを設置した点が、従来の成膜装置（図６）と異なる。
【０００９】
図３は、図２のＢ−Ｂ’部分の模式的な平面図であり、図４は、図２のＣ領域の拡大図である。本例のシール部は、図４に示すとおり、成膜室の壁部材１０４’と成膜室の蓋１０４”を、二重のＯリング１３２ａ，１３２ｂ（図３）をもって封止した。二重のＯリングを構成する内側Ｏリング１３２ａと外側Ｏリング１３２ｂの断面径を一致させ、５ｍｍのものを用いた。また、二重のＯリング１３２ａ，１３２ｂの全周の長さは約２０００ｍｍであり、二重のＯリング１３２ａ，１３２ｂの材質はフッ素系ゴム（製品名、バイトン）とした（図３）。さらに、二重のＯリングを構成する内側Ｏリング１３２ａと外側Ｏリング１３２ｂの間には、不図示の排気手段（例えば、真空ポンプ）に通ずる配管１３３を設け、二重Ｏリングの間の空間１３４を約１Ｔｏｒｒに減圧した（図４）。
【００１０】
このようなシール部を有する成膜室１０４で、基体１２５上にアルミニウム膜を形成し、膜中に含まれるコンタミ量を調べた。基体１２５としては、１０ｍｍ角のガラス基板（コーニング社製、＃７０５９）を用いた。
【００１１】
以下では、実験手順にしたがって説明する。
【００１２】
（１）次の▲１▼及び▲２▼に示した処理を順次行い、基体を洗浄した。
▲１▼基体が入ったカセット（材質：シリコン樹脂）を超純水（比抵抗：１８ＭΩ）浸漬させ、超純水中に超音波振動（０．８ＭＨｚ）を１０分間加えた。
▲２▼上記▲１▼の処理を終えた基体をスピン乾燥（８５０ｒｐｍ、２分間）した。
【００１３】
（２）上記（１）の処理を終えた基体１２１が入ったカセット１２２をロード室１０１内へ挿入した後、ロード室内を１×１０^-6Ｔｏｒｒまで減圧した。
【００１４】
（３）ロード室１０１内において、不図示のＵＶランプ（波長が２５０ｎｍ〜６００ｎｍを有するダニエルソン社製、型番ＰＳＳ−２７５）で基体上に紫外線を１０分間照射した後、次の条件で不図示のオゾンガスをロード室内に導入することでオゾンガスに基体１２１を曝した。
・供給ガス：Ｏ₃１００ｐｐｍ／Ｏ₂：Ｎ₂＝１：４
・オゾンガスの不純物濃度：１ｐｐｂ以下
・気密室の内圧：７００Ｔｏｒｒ
・供給時間：１０分間
但し、Ｏ₃、Ｏ₂及びＮ₂以外のガス成分がオゾンガスに含まれる不純物であり、例えばＨ₂Ｏ、ＣＯ₂、ＣＨ₄が挙げられる。
【００１５】
（４）上記（３）の処理を終えた基体１２１は、基体搬送手段１２３を用いて、前もって超高真空に排気してある搬送室１０７を介して、前もって超高真空に排気してある成膜室１０４に移した。搬送室及び成膜室の到達圧力は１×１０^-8Ｔｏｒｒ以下、Ｈ₂Ｏ分圧は１×１０^-9Ｔｏｒｒ以下とした。
【００１６】
（５）成膜室１０４において、電力密度１．５Ｗ／ｃｍ²、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力（又は、電力密度４Ｗ／ｃｍ²の直流電力）を、Ａｌターゲット１２７が配置されたカソード１２８に供給し、プラズマを発生させ、加熱された基体（１５０℃）１２５上に厚さ２００ｎｍのアルミニウム膜を形成した。
【００１７】
（６）上記（５）で作製したアルミニウム膜に含有させるコンタミ量を、ＳＩＭＳ（パーキンエルマ社製、ＳＩＭＳ６６００）で調べた。
【００１８】
（比較例１）
本例では、二重のＯリング（図１〜図４）の代わりに一重のＯリング（図６〜図８）６３１、６３２を用いた点が実施例１と異なる。すなわち、実施例１の中間排気を行わなかった。
他の点は、実施例１と同様とした。
【００１９】
（比較例２）
本例では、二重のＯリングの間の空間１３４を排気手段で排気しなかった点が実施例１と異なる。
他の点は、実施例１と同様とした。
【００２０】
（実施例２）
本例では、外側Ｏリング１３２ｂの断面径は５ｍｍに固定したまま、内側Ｏリング１３２ａの断面径を外側Ｏリング１３２ｂの断面径で割った値が０．８となる内側Ｏリング１３２ａ用いた点が実施例１と異なる。
他の点は、実施例１と同様とした。
【００２１】
（実施例３）
本例では、外側Ｏリング１３２ｂの断面径は５ｍｍに固定したまま、内側Ｏリング１３２ａの断面径を外側Ｏリング１３２ｂの断面径で割った値が０．５となる内側Ｏリング１３２ａ用いた点が実施例１と異なる。
他の点は、実施例１と同様とした。
【００２２】
（実施例４）
本例では、外側Ｏリング１３２ｂの断面径は５ｍｍに固定したまま、内側Ｏリング１３２ａの断面径を外側Ｏリング１３２ｂの断面径で割った値が０．２５となる内側Ｏリング１３２ａ用いた点が実施例１と異なる。
他の点は、実施例１と同様とした。
【００２３】
（実施例５）
本例では、外側Ｏリング１３２ｂの断面径は５ｍｍに固定したまま、内側Ｏリング１３２ａの断面径を外側Ｏリング１３２ｂの断面径で割った値が２となる内側Ｏリング１３２ａ用いた点が実施例１と異なる。
他の点は、実施例１と同様とした。
【００２４】
（実施例６）
本例では、外側Ｏリング１３２ｂの断面径は５ｍｍに固定したまま、内側Ｏリング１３２ａの断面径を外側Ｏリング１３２ｂの断面径で割った値が３となる内側Ｏリング１３２ａ用いた点が実施例１と異なる。
他の点は、実施例１と同様とした。
【００２５】
図５は、各実施例及び比較例で作製したアルミニウム膜に含まれたコンタミ量を測定した結果である。図５において、●印は炭素原子、▲印は酸素原子、■印は窒素原子の値を示す。但し、縦軸は、比較例１の試料で観測された量（炭素原子＝４×１０¹⁸［ａｔｍｓ／ｃｍ³］、酸素原子＝５×１０¹⁸［ａｔｍｓ／ｃｍ³］、窒素原子＝２×１０¹⁷［ａｔｍｓ／ｃｍ³］）で規格化した数値で示した。
【００２６】
図５から、以下の点が明らかとなった。
【００２７】
（ａ）一重のＯリング（比較例１）を二重のＯリング（比較例２）に代えただけではコンタミ量は変化せず、さらに二重のＯリングの間の空間１３４を排気する排気手段を設けた（実施例１）ときコンタミ量が減少することが分かった。
【００２８】
（ｂ）内側Ｏリングの断面径を外側Ｏリングの断面径で割った値が１より大きい場合（実施例５、６）は、一重のＯリング（比較例１）の場合よりコンタミ量が増加する。一方、内側Ｏリングの断面径を外側Ｏリングの断面径で割った値が１以下の場合（実施例１〜４）は、コンタミ量が減少する。特に、内側Ｏリングの断面径を外側Ｏリングの断面径で割った値が０．２５以上の時、不純物コンタミ量が低くてかつ安定な状態が得られることが分かった。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、成膜装置の内部への不純物コンタミを防止できる成膜装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る、少なくとも搬送室と成膜室に二重Ｏリングを設置したクラスターツール型の成膜装置の模式的な平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’部分の模式的な断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ’部分の模式的な平面図である。
【図４】図２のＣ領域の拡大図である。
【図５】各実施例及び比較例で作製したアルミニウム膜に含まれたコンタミ量の測定結果を示すグラフである。
【図６】比較例１に係る、少なくとも搬送室と成膜室に一重Ｏリングを設置したクラスターツール型の成膜装置の模式的な断面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ’部分の模式的な平面図である。
【図８】図６のＥ領域の拡大図である。
【符号の説明】
１０１、６０１ロード室、
１０２アンロード室、
１０３〜１０６、６０４成膜室、
１０４’、６０４’ 成膜室の壁部材、
１０４”、６０４” 成膜室の蓋、
１０７、６０７搬送室
１０７’、６０７’ 搬送室の壁部材、
１０７”、６０７” 搬送室の蓋、
１１１〜１１４、６１１、６１４ゲートバルブ、
１１７〜１１９、６１７〜６１９排気手段、
１２１、１２５、６２１、６２５基体、
１２３、６２３基体搬送手段、
１２６、６２６基体処理台、
１２７、６２７Ａｌターゲット、
１２８、６２８カソード電極、
１２９、６２９ガス配管、
１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂ二重のＯリング、
１３３不図示の中間排気手段に通ずる配管、
１３４二重のＯリングの間の空間、
６３１、６３２一重のＯリング。

Claims

シール部に各々がシール機能を有する二重のＯリングを有し、前記二重のＯリングの間を排気するための排気手段を備え、前記二重のＯリングを構成する外側Ｏリングの断面径が内側Ｏリングの断面径以上であることを特徴とする成膜装置。
各Ｏリングの接触部において、Ｏリングがシールする隙間は内側の方が狭いことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
前記内側Ｏリングの断面径を前記外側Ｏリングの断面径で割った値が、０．２５以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。