JP4550959B2 - 薄膜作成装置 - Google Patents
薄膜作成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4550959B2 JP4550959B2 JP33287499A JP33287499A JP4550959B2 JP 4550959 B2 JP4550959 B2 JP 4550959B2 JP 33287499 A JP33287499 A JP 33287499A JP 33287499 A JP33287499 A JP 33287499A JP 4550959 B2 JP4550959 B2 JP 4550959B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- film
- substrate holder
- substrate
- lock chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、基板の表面に所定の薄膜を作成する薄膜作成装置に関するものであり、特に、そのような装置において基板を保持する基板保持具の表面に堆積した膜の除去に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板の表面に所定の薄膜を作成する薄膜作成装置は、ＬＳＩ等の半導体デバイスや液晶ディスプレイ等の表示装置、ハードディスク等の情報記録ディスクの製造において盛んに使用されている。このような薄膜作成装置は、成膜を行う成膜チャンバー内の所定位置に基板を保持するため、特定の構成の基板保持具を備えている。薄膜は、本来は基板のみに堆積させるべきであるが、薄膜を堆積させる粒子は基板の表面のみならず基板保持具の表面にも付着してしまう。このため、基板保持具の表面にも薄膜が堆積してしまう。このような基板保持面への膜堆積が原因で、処理の品質を損ねる等の問題が生じている。以下、この点について、情報記録ディスク製造用の薄膜作成装置を例にして説明する。
【０００３】
図９は、従来の情報記録ディスク製造用の薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。図９に示す装置は、移動路８０に沿って気密に縦設された複数の真空チャンバー１，２，５０１から成る構成である。また、基板９を保持する基板保持具９０と、基板保持具９０を移動路８０に沿って移動させる不図示の移動機構が設けられている。
【０００４】
図１０は、図９に示す基板保持具９０の構成を示す正面概略図である。基板保持具９０は、板状の保持具本体９２と、保持具本体９２に取り付けられた保持爪９１とから主に構成されている。保持爪９１は、三つが一組となって一枚の基板９を保持するようになっている。各保持爪９１はＬ字状に折り曲げられた金属製の板バネである。保持具本体９２は、図１０に示すように、基板９より少し大きな円形の開口を二つ有している。保持具本体９２は、円形の開口から延びるようにしてほぼＬ字状の開口を有しており、この開口内に各保持爪９１が位置している。
保持爪９１は、ネジ止めによって保持具本体９２に固定されており、その先端に基板９の縁が係止されるようになっている。保持爪９１の先端は、Ｖ字状になっている。そして、基板９の縁がこのＶ字状の先端に落とし込まれるようになっている。
【０００５】
このような三つの保持爪９１のうち、下側に位置する保持爪９１は可動保持爪となっている。即ち、この保持爪９１をその弾性に逆らって押し下げるレバー９３が設けられている。基板９を基板保持具９０に搭載する際には、レバー９３によって下側の保持爪９１を押し下げ、基板９を保持具本体９２の中央の円形の開口内に位置させる。そして、レバー９３を戻して下側の保持爪９１をその弾性によって元の姿勢に復帰させる。この結果、基板９が三つの保持爪９１によって係止され、基板保持具９０によって二枚の基板９が保持された状態となる。基板保持具９０から基板９を回収する場合には、これと全く逆の動作となる。
尚、図１０から分かるように、基板９は垂直に立った姿勢で基板保持具９０に保持される。そして、基板保持具９０に保持された基板９の板面は移動路８０の側方に向くようになっている。
【０００６】
一方、図９に示す複数の真空チャンバーのうちの一つは、基板保持具９０に基板９を搭載するロードロックチャンバー１になっており、別の一つは、基板保持具９０から基板９を回収するアンロードロックチャンバー２になっている。また、さらに別の真空チャンバー５０１の一つは、基板９の表面に所定の薄膜を作成する成膜チャンバーになっている。尚、残りの真空チャンバー５０１は、成膜に先だって基板９を加熱する加熱チャンバーとして構成されたり、多層膜を形成する場合には第二の成膜チャンバーとして構成されたりする。
【０００７】
尚、図９に示す装置では、アンロードロックチャンバー２で基板９が回収された機構をロードロックチャンバー１に戻す不図示のリターン機構が大気側に設けられている。従って、基板保持具９０は、複数の真空チャンバー１，２，５０１とリターン機構とを通って循環し、何回も基板９の保持に使用されるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の薄膜作成装置において、基板９は基板保持具９０に保持された状態で成膜チャンバー５０１に移動し、基板９の表面が成膜される。このため、薄膜は、基板９の表面のみならず、基板保持具９０の表面にも堆積する。このため、次のような問題があった。この点を図１１を使用して説明する。図１１は、従来の技術の問題点を説明した図である。
【０００９】
図１１には、図１０に示す保持爪９１の先端と、その先端に係止された基板９の周縁が示されている。まず、図１１（１）に示すように、薄膜９４は、基板９の表面のみならず、保持爪９１の表面にも堆積する。より具体的には、薄膜９４は、保持爪９１から基板９の周縁にまたがって堆積する。従って、成膜後に基板９が基板保持具９０から回収されると、図１１（２）に示すように、保持爪９１の先端のＶ字状の表面のうち、基板９が位置していた部分を除いて薄膜９４が残った状態となる。基板保持具９０は、前述したように何回も基板９の保持に使用されるが、次に基板９が搭載される際には、前回の位置と全く同じ位置に保持されることは殆ど無い。即ち、図３（３）に示すように、基板９の周縁が、堆積している薄膜９４の上に載ってしまう。
【００１０】
この際、基板９が載る衝撃で薄膜９４は剥離し、剥離した薄膜９４は、ある程度の大きさの粒子（以下、パーティクル）９５となって飛散する。このパーティクル９５が基板９の表面に付着すると、局所的な膜厚異常を生じる。局所的な膜厚異常は、ハードディスクのような情報記録ディスクの場合には、セクタ不良などの欠陥を生じ易い。
【００１１】
特に、最近の情報記録ディスクは、記録容量の向上のため、基板９の表面のうち、周縁付近のぎりぎりの領域まで使用するようになってきている。上述したパーティクルは、周縁から限られた距離の隅の部分に付着することが多く、中央よりの部分に付着することは少ない。このため、周縁付近の部分を使用しなかった以前ではあまり問題とならなかったが、周縁付近のぎりぎりまで使用する最近では、深刻な問題となってきている。
【００１２】
さらに、最近の情報記録ディスクは、記録密度の向上のため、セクタ間距離が狭くなってきている。このため、僅かな膜厚異常（例えば突起の形成）でも、記録エラーとなり易い。例えば、２０ギガビット／平方インチ程度の高密度記録のハードディスクの場合、直径がわずか０．２μｍ程度の小さなパーティクルが付着しただけでも、記録エラーとなってしまう。
【００１３】
このような問題を解決する手段としては、基板保持具９０の表面に堆積した薄膜９４が剥離しにくくなるようにすることが考えられる。例えば、保持爪９１の表面をブラスト処理（砂等の微粒子を吹き付ける処理）を行って表面に細かな凹凸を形成するようにする。堆積する薄膜が凹凸に食い込んだ状態となるので、薄膜が剥がれにくくなる。別の方法としては、融解金属等を熔射して表面に凹凸を形成する方法もある。
【００１４】
しかしながら、ブラスト処理や熔射処理等を行うと、保持爪９１が傷み易い。
保持爪９１は、成膜の際に基板９の表面に対する成膜材料の到達を遮蔽しないよう、できるだけ薄いものが採用される。従って、ブラスト処理や熔射処理のような処理を行うと、保持爪９１が変形したり、弾性が無くなってしまったりする問題がある。
【００１５】
本願の発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、基板保持具に堆積した薄膜の剥離に起因した問題を効果的に解決する技術的意義を有する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、ロードロックチャンバーと、
前記ロードロックチャンバーと気密に接続された成膜チャンバーと、
前記成膜チャンバーと気密に接続されたアンロードロックチャンバーと、
前記アンロードロックチャンバーと前記ロードロックチャンバーの間に真空が連通するようにして気密に接続して設けられ、かつ膜除去機構を備えたエッチングチャンバーと、
基板保持具を、前記ロードロックチャンバー、前記成膜チャンバー、前記アンロードロックチャンバー、及び前記エッチングチャンバーの順に移動させる移動機構とを備えており、
前記移動機構は、前記ロードロックチャンバー内にある前記基板保持具を前記成膜チャンバーに移動させ、前記成膜チャンバー内にある前記基板保持具を前記アンロードロックチャンバーに移動させ、前記アンロードロックチャンバーにある前記基板保持具を前記エッチングチャンバーに移動させ、前記エッチングチャンバーにある前記基板保持具を前記ロードロックチャンバーに移動させる動作を、タクトタイムごとに行う機構であり、
前記エッチングチャンバーは前記アンロードロックチャンバーに隣接して設けられているとともに、前記ロードロックチャンバーは前記エッチングチャンバーに隣接して設けられており、前記移動機構は、あるタクトタイムにおいて前記アンロードロックチャンバーから前記エッチングチャンバーに前記基板保持具を移動させるとともに、次のタクトタイムにおいて当該基板保持具を前記ロードロックチャンバーに移動させるものであり、
前記膜除去機構は、前記基板保持具に堆積した堆積膜にイオンを入射させ、イオン衝撃により前記堆積膜をスパッタエッチングして除去するものであり、
前記基板保持具は、前記エッチングチャンバー内において接地電位から絶縁されて絶縁電位となっており、
前記膜除去機構は、前記エッチングチャンバー内において前記基板保持具に接触可能な可動電極と、高周波電源と、キャパシタンスを介して高周波電源と可動電極とをつなぐ伝送線とから成っており、高周波電源が印加する高周波電界によって形成されたプラズマ中の電子とイオンの移動度の違いから前記基板保持具に自己バイアス電圧を生じさせることでプラズマ中のイオンを入射させるものであるという構成を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、薄膜作成装置の一例として、同様に情報記録ディスク製造用の薄膜作成装置を採り上げて説明する。
図１は、本願発明の実施形態に係る薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。本実施形態の装置では、複数の真空チャンバーが方形の輪郭に沿って縦設されている。各真空チャンバーは、専用又は兼用の排気系によって排気される真空容器である。各真空チャンバーの境界部分には、ゲートバルブ１０が設けられている。基板９は、基板保持具９０に保持されて搬送されるようになっている。複数の縦設された真空チャンバーに沿って方形の移動路８０が設定されており、この移動路８０に沿って基板保持具９０を移動させる移動機構が設けられている。
基板保持具９０は、移動機構による移動の途中で基板９を保持して搬送するようになっている。
【００１８】
複数の真空チャンバーのうち、方形の一辺に配置された二つの真空チャンバーが、基板保持具９０への基板９の搭載を行うロードロックチャンバー１及び基板保持具９０からの基板９の回収を行うアンロードロックチャンバー２になっている。尚、方形の移動路８０のうち、ロードロックチャンバー１とアンロードロックチャンバー２との間の部分は、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１に基板保持具９０を戻すリターン移動路になっている。
【００１９】
また、方形の他の三辺に配置された真空チャンバーは、各種処理を行う真空チャンバーになっている。方形の角の部分の真空チャンバーは、基板９の搬送方向を９０度転換する方向転換機構を備えた方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４になっている。
【００２０】
基板保持具９０に保持された基板９が一番最初に搬送される処理用の真空チャンバーは、成膜に先だって基板９を所定温度に予備加熱するプリヒートチャンバー４となっている。プリヒートチャンバー４での予備加熱の後に基板９が順次搬送される真空チャンバーが、基板９の表面に所定の薄膜を作成する成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０となっている。
【００２１】
本実施形態の装置では、移動機構は、基板９を保持した基板保持具９０を移動路８０に沿って時計回りに移動させて基板９が順次処理されるようにしている。
移動機構は、基板保持具９０を直線移動させる直線移動機構と、前述した方向転換機構によって主に構成されている。
基板保持具９０を直線移動させる直線移動機構等について、図２及び図３を使用して説明する。図２及び図３は、図１に示す装置における基板保持具９０及び移動機構の構成を説明する図であり、図２はその正面概略図、図３は側断面概略図である。
【００２２】
基板保持具９０の構成は、図１０に示すものとほぼ同様であり、保持具本体９２と保持具本体９２に設けられた保持爪９１とからなる構成である。保持爪９１は合計で六つ設けられており、三つが一組となって一枚の基板９を保持する。従って、基板保持具９０は同時に二枚の基板９を保持するようになっている。
本実施形態における基板保持具９０は、図２に示すように、その下端部には小さな磁石（以下、保持具側磁石）９６を多数備えている。各保持具側磁石９６は、上下の面に磁極を有している。そしてこの保持具側磁石９６は、図２に示すように、配列方向に交互に逆の磁極になっている。
【００２３】
また、基板保持具９０の下側には、隔壁８３を挟んで磁気結合ローラ８１が設けられている。磁気結合ローラ８１は丸棒状の部材であり、図２に示すように、螺旋状に延びる細長い磁石（以下、ローラ側磁石）８２を有している。このローラ側磁石８２は互いに異なる磁極で二つ設けられており、二重螺旋状になっている。
磁気結合ローラ８１は、ローラ側磁石８２が隔壁８３を挟んで保持具側磁石９６に向かい合うよう配置されている。隔壁８３は、透磁率の高い材料で形成されており、保持具側磁石９６とローラ側磁石８２とは、隔壁８３を通して磁気結合している。尚、隔壁８３の基板保持具９０側の空間は真空側（各真空チャンバーの内部側）であり、磁気結合ローラ８１側の空間は大気側である。このような磁気結合ローラ８１は、図１に示す方形の移動路８０に沿って設けられている。
【００２４】
また、図３に示すように、基板保持具９０は、水平な回転軸の回りに回転する主プーリ８４の上に載せられている。主プーリ８４は、基板保持具９０の移動方向に沿って多数設けられている。また、基板保持具９０の下端部分には、垂直な回転軸の回りに回転する一対の副プーリ８５，８５が当接している。この副プーリ８５，８５は、基板保持具９０の下端部分を両側から挟むように押さえて基板保持具９０の転倒を防止している。この副プーリ８５，８５も基板保持具９０の移動方向に多数設けられている。
図３に示すように、磁気結合ローラ８１には傘歯車を介して駆動棒８６が連結されている。そして、駆動棒８６には移動用モータ８７が接続されており、駆動棒８６を介して磁気結合ローラ８１をその中心軸の周りに回転させるようになっている。
【００２５】
磁気結合ローラ８１が回転すると、図２に示す二重螺旋状のローラ側磁石８２も回転する。この際、ローラ側磁石８２が回転する状態は、保持具側磁石９６から見ると、交互に異なる磁極の複数の小さな磁石が一列に並んでその並びの方向に沿って一体に直線移動しているのと等価な状態となる。従って、ローラ側磁石８２に結合している保持具側磁石９６は、ローラ側磁石８２の回転とともに直線移動し、この結果、基板保持具９０が全体に直線移動することになる。この際、図３に示す主プーリ８４及び副プーリ８５，８５は従動する。
【００２６】
さて、本実施形態の薄膜作成装置の大きな特徴点は、基板保持具９０の表面の堆積膜の除去を真空中で行う膜除去機構が設けられており、この膜除去機構を備えた膜除去チャンバー７０が設けられている点である。図１に示すように、膜除去チャンバー７０は、ロードロックチャンバー１とアンロードロックチャンバー２との間に設けられている。
膜除去チャンバー７０は、排気系（図１中不図示）を備えた真空チャンバーである。この膜除去チャンバー７０は、ロードロックチャンバー１及びアンロードロックチャンバー２に対して真空が連通するようにして気密に接続されている。
ロードロックチャンバー１と膜除去チャンバーの間、及び、膜除去チャンバーとアンロードロックチャンバー２の間には、それぞれゲートバルブ１０が設けられている。
【００２７】
膜除去チャンバー７０及び膜除去機構の構成について、図４を使用してさらに詳しく説明する。図４は、図１に示す装置に設けられた膜除去チャンバー７０の構成について説明する側断面概略図である。
膜除去チャンバー７０も、上述した処理チャンバー等と同様に気密な真空チャンバーである。膜除去チャンバー７０は、排気系７１を有している。排気系７１は、クライオポンプ又はターボ分子ポンプ等の真空ポンプから構成されており、膜除去チャンバー７０内を１０- ６Ｐａ程度まで排気できるようになっている。
【００２８】
膜除去機構は、膜除去チャンバー７０内に高周波放電を生じさせ、スパッタエッチングにより基板保持具９０の表面の堆積膜を除去するようになっている。具体的には、膜除去機構は、膜除去チャンバー７０内に所定のガスを導入するガス導入系７２と、導入されたガスに高周波放電を生じさせる高周波電源７３等から構成されている。
【００２９】
ガス導入系７２は、アルゴンのように化学的に不活性で放電を生じさせ易くかつスパッタ率の高いガスを導入するようになっている。ガス導入系７２は、不図示の流量調整器を備えており、所定の流量でガス導入できるようになっている。
高周波電源７３としては、周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１００Ｗ〜３００Ｗ程度のものが使用できる。一方、膜除去チャンバー７０内には、可動電極７４が設けられており、整合器７３１を介して高周波電源７３と可動電極７４とをつなぐようにして伝送線７３２が設けられている。伝送線７３２としては、例えば同軸ケーブルが使用される。
【００３０】
可動電極７４は、先端が基板保持具９０の保持具本体９２に接触する電極ロッド７４１と、電極ロッド７４１を保持した電極ホルダー７４２と、絶縁材を介して電極ホルダー７４２を先端に取り付けた電極駆動棒７４３と、電極駆動棒７４３に連結された電極駆動源７４４とから主に構成されている。電極ロッド７４１はほぼ円柱状であり、電極ホルダー７４２は内部に電極ロッド７４１を収容した円筒状である。電極ロッド７４１の先端は電極ホルダー７４２の先端から少し突出している。また、電極ホルダー７４２内には電極ロッド７４１の後端と電極ホルダー７４２の内面との間には挟まれるようにしてコイルスプリング７４５が設けられている。
【００３１】
また、電極駆動棒７４３は、膜除去チャンバー７０に設けられた貫通孔を貫通している。電極駆動棒７４３は、膜除去チャンバー７０の外側（大気側）に位置する部分にフランジ部７４６を有する。そして、このフランジ部７４６と膜除去チャンバー７０の外壁面との間にはベローズ７４８が設けられている。ベローズ７４８は、電極駆動棒７４３の貫通部分等からの真空リークを防止している。
また、電極駆動棒７４３は中空となっており、内部に絶縁性の緩衝材を介して高周波導入棒７４７が設けられている。高周波導入棒７４７の先端は、電極ロッド７４１に固定されている。そして、電極駆動棒７４３のベローズ７４８内に位置する部分には、開口が設けられている。高周波電源７３につながる伝送線７３２は、フランジ部７４６を気密に貫通するとともにこの開口を通して高周波導入棒７４７に接続されている。尚、電極駆動源７４４には、例えばエアシリングが使用されており、電極駆動棒７４３を所定のストロークで前後運動させるようになっている。
【００３２】
次に、上記構成に係る膜除去チャンバー７０及び膜除去機構の動作について説明する。
基板９を保持しながら成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０内に移動し、成膜に利用された基板保持具９０は、前述したように保持爪９１の表面に薄膜が堆積している。この基板保持具９０から、アンロードロックチャンバー２で成膜済みの基板９が回収され、この基板保持具９０は基板９を保持しない状態で、移動機構により膜除去チャンバー７０内に移動させられる。基板保持具９０が膜除去チャンバー７０に移動した後、ゲートバルブ１０は閉じられる。
【００３３】
膜除去チャンバー７０内は、排気系７１によって予め所定の真空圧力まで排気され、その圧力が維持される。そして、電極駆動源７４４が駆動され、電極駆動棒７４３が所定のストロークだけ前進する。この結果、電極ホルダー７４２を介して電極ロッド７４１も前進し、図４に示すように保持具本体９２の側面に接触する。この際、コイルスプリング７４５は、電極ロッド７４１が保持具本体９２に接触することによる衝撃を吸収する。このため、電極ロッド７４１の摩耗等が抑制される。また、コイルスプリング７４５による弾性のため、保持具本体９２への電極ロッド７４１の接触が確実に維持される。この状態で、高周波電源７３が動作し、電極ロッド７４１、高周波導入棒７４７及び伝送線７３２を介して高周波電圧が保持具本体９２に印加される。尚、保持具本体９２と同様に保持爪９１も金属製であり、保持具本体９２を介して保持爪９１にも高周波電圧が印加される。
【００３４】
保持具本体９２や保持爪９１に高周波電圧が印加されると、接地電位に維持されている膜除去チャンバー７０の器壁等との間に電界が設定され、導入されているガスに高周波放電が生じ、高周波放電プラズマが形成される。この際、プラズマと高周波電源７３との間には、整合器７３１に含まれるコンデンサ又は別途設けられる不図示のコンデンサ等によるキャパシタンスが存在する。プラズマが形成されている空間にキャパシタンスを介して高周波電界を設定すると、キャパシタンスの充放電にプラズマ中の電子とイオンが作用する。この結果、電子とイオンとの移動度の違いから保持爪９１の表面に自己バイアス電圧と呼ばれる負の直流分の電圧が重畳される。尚、主プーリ８４や副プーリ８５，８５の表面は絶縁物となっており、従って、基板保持具９０は接地電位から絶縁されて絶縁電位となっている。
【００３５】
プラズマ中のイオンは、この自己バイアス電圧によって加速されて保持爪９１の表面の堆積膜に入射して堆積膜を衝撃する。これにより、堆積膜がスパッタエッチングされ、保持爪９１から除去される。スパッタエッチングを所定時間行った後、高周波電源７３の動作を停止する。その後、電極駆動源７４４を駆動して電極ロッド７４１を保持具本体９２から引き離す。そして、膜除去チャンバー７０内を再度排気した後、基板保持具９０を膜除去チャンバー７０から搬出する。
尚、膜除去チャンバー７０内には、エッチングにより弾き出された堆積膜の粒子を付着させて集める不図示の集着板が設けられている。集着板に集められた量がある程度の量に達すると、膜除去チャンバー７０を大気圧に戻して開放し、集着板を交換する。
【００３６】
より具体的な条件について説明する。情報記録ディスク用基板の成膜では、基板９の表面に磁性膜や保護膜を作成する。従って、保持爪９１の表面にはこれらの薄膜が堆積しており、これらの薄膜を除去することを想定して説明する。尚、保持爪９１の材料はインコネル等である。
ガス導入系７２からはアルゴンガスが導入され、その流量は５０〜１００ｃｍ３／分に設定される。排気系７１の排気速度調整器を制御して、膜除去チャンバー７０内の圧力は５〜１０Ｐａ程度に維持される。高周波電源７３は、周波数１３．５６ＭＨｚ出力２００Ｗ程度に設定される。このような条件で高周波放電プラズマを形成し、スパッタエッチングを行う。この条件で堆積膜の除去を行うと、４ｎｍ／分程度のエッチング速度で除去が可能であり、一日に一回程度の頻度でこの作業を行うことで、問題となる基板９の表面へのパーティクルの付着を充分に抑制することができる。
【００３７】
次に、膜除去機構の別の構成について説明する。図５は、膜除去機構の別の構成について説明する側断面概略図である。
この例の膜除去機構は、保持爪９１の表面の堆積膜に光照射して堆積膜を除去するようになっている。具体的に説明すると、膜除去チャンバー７０の器壁には光導入窓７５１が気密に設けられている。膜除去機構は、所定の波長の光を放つ光源７５２と、光源７５２からの光を膜除去チャンバー７０内の各保持爪９１に所定のパターンで照射するように導く光学系７５３とから構成されている。光学系７５３は、レーザー等の光源７５２からの光を分割し、各保持爪９１の先端部分よりも少し大きなパターンになるよう光をレンズで集光する構成となっている。
【００３８】
この例では、光照射を熱エネルギーを与える手段として用いている。保持爪９１の表面の堆積膜は、大きな内部応力を持って堆積する場合が多い。これは、保持爪９１が前述したように複雑な形状であるという理由によるとも考えられる。
このように内部応力が高い薄膜は、急激な加熱によって熱歪みを生じて剥離する。従って、光源７５２に赤外線レーザーや赤外線ランプを採用し、光学系によって集光して保持爪９１に照射するようにすれば、急激な加熱により表面の堆積膜が剥離する。
【００３９】
尚、光エネルギーそのものを利用する例も考えられる。例えば、光アッシング等のように、紫外線の照射により堆積膜を分解することで保持爪９１から堆積膜を剥離するようにする場合もあり得る。いずれにしても、剥離した堆積膜は、同様に不図示の集着板を介して膜除去チャンバー７０から排出される。もしくは、排気系７１により排出される。
【００４０】
膜除去機構のさらに別の例について、図６を使用して説明する。図６は、膜除去機構のさらに別の例について説明する平面断面概略図である。この例では、保持爪９１の表面の堆積膜は、反応性ガスの作用によって除去されるようになっている。即ち、膜除去機構は、反応性ガスを導入するガス導入系７６１によって構成されている。
反応性ガスとしては、例えば酸素ガスが使用される。磁性薄膜等の金属系の薄膜は、酸素ガス、フッ素ガス又は塩素ガス等の活性の高い反応性ガスに触れると急激に反応し（腐食し）、ぼろぼろになって保持爪９１から剥離する。尚、保持爪９１や保持具本体９２には、そのような反応性ガスによって化学的に損傷を受けないよう、保護膜で覆われている。
【００４１】
尚、反応性ガスの導入だけて薄膜を除去する場合もあるが、除去を短時間に行うため、薄膜にエネルギーを与える構成が採用されている。具体的には、膜除去チャンバー７０内に放電を形成し、放電による衝撃を利用して膜を除去する構成となっている。膜除去チャンバー７０内には、高周波電極７６２が設けられている。高周波電極７６２は、膜除去チャンバー７に気密に填め込まれた絶縁ブロック７６３に取り付けられている。高周波電極７６２は内部が中空であり、前面にガス吹き出し孔を有する。ガス導入系７６１は、この高周波電極７６２の内部空間を経由して膜除去チャンバー４内に反応性ガスを導入する。
【００４２】
そして、高周波電極７６２に高周波電圧を印加して高周波放電を生じさせる高周波電源７６４が設けられている。反応性ガスと反応した薄膜は、高周波放電の衝撃によって容易に剥離する。尚、図６に示す構成は、図１に示す保護膜作成チャンバー５０の構成としても応用が可能である。ガス導入系７６１がＣＨ4 等の有機化合物ガスと水素ガスとの混合ガスを導入するよう構成すれば、有機化合物ガスの分解により基板９の表面にカーボン保護膜が作成される。
【００４３】
膜除去機構の構成としては、電気エネルギーを利用するものも考えられる。例えば、保持爪９１の表面の薄膜が導電性である場合、瞬間的に大きな電流を薄膜に流し、通電による衝撃により薄膜を剥離させる構成が考えられる。薄膜は前述した通り内部応力が高いので、瞬間的な大電流の通電により容易に剥離する。この構成では、膜除去チャンバー７０内に自動的に移動する一対のプローブを設ける。一対のプローブの先端を保持爪９１に接触させ、両者に電圧を印加して保持爪９１を通電するように構成する。
【００４４】
この他、超音波によって薄膜を除去する構成も考えられる。例えば、保持爪９１の両側を一対の超音波振動子で挟み、超音波を印加して薄膜を振動させて剥離させるようにする。
上記いずれの構成によっても、保持爪９１の表面の堆積膜を膜除去チャンバー７０内という真空中で除去することができる。このように堆積膜を真空中で除去することは、次のような技術的意義を有する。
【００４５】
即ち、基板保持具９０の表面の堆積膜を除去するには、基板保持具９０を大気側に取り出し、手作業にて堆積膜を削り取る方法が考えられる。しかしながら、基板保持具９０を大気側に取り出すと、大気中の酸素、水分、ゴミ等が基板保持具９０に付着し、そのまま基板保持具９０を装置内に搬入すると、基板保持具９０を介してこれらの物質が装置内に持ち込まれてしまう。この結果、基板９の表面が酸化等によって汚染されたり、作成される薄膜が酸化されてしまったり、薄膜が水分やゴミ等を異物を含んだものとなってしまったりする問題が生ずる。
【００４６】
このような問題を防止するため、大気側に基板保持具９０を取り出して堆積膜を削除した後、表面のクリーニング等の処理を行った後に装置に搬入しなければならない。このため、非常に手間がかかり、生産性が著しく低下してしまう。その上、基板保持具９０を搬入した後、真空チャンバーを再度排気し、真空チャンバーが所定の圧力に維持されていることを確認した後に処理を再開する必要があり、処理の再開まで非常に長い時間を要してしまう。この点も、生産性を著しく低下させる原因となる。
一方、本実施形態の方法のように、堆積膜を真空中で除去するようにすれば、除去後の基板保持具９０のクリーニングや大気圧からの再度排気等の手順が不要になる。このため、生産性を著しく低下させることがない。
【００４７】
次に、薄膜作成装置の実施形態の各部の構成について、再び図１を使用して説明する。
まず、ロードロックチャンバー１内には、搭載用ロボット１１が設けられている。搭載用ロボット１１は、そのアームによって搭載用補助チャンバー１２から基板９を一枚ずつ保持して基板保持具９０に搭載するよう構成されている。また、アンロードロックチャンバー２には、搭載用ロボット１１と同様の構成の回収用ロボット２１が設けられている。回収用ロボット２１は、そのアームによって基板保持具９０から基板９を一枚ずつ保持して回収用補助チャンバー２２内に搬入するよう構成されている。
【００４８】
方形の角の部分の四つの方向転換チャンバー３は、基板９の搬送方向を９０度転換する不図示の方向転換機構を備えている。図７を使用して、この方向転換機構について説明する。図７は、図１に示す方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４に設けられた方向転換機構の構成を説明する側面概略図である。図７に示す方向転換機構は、上述した構成と同様の磁気結合ローラ（図７中不図示）等を含む直線移動機構を全体に保持した保持体６１と、この保持体６１を回転させて保持体６１全体を回転させる回転用モータ６２とから主に構成されている。
【００４９】
まず、図７中不図示の磁気結合ローラの軸には、駆動棒８６が傘歯車等の運動転換機構を介して連結されている。この駆動棒８６の後端には、図７に示すように別の傘歯車８６１が設けられている。この別の傘歯車８６１には、鉛直な姿勢の動力伝達棒８８が連結されている。即ち、動力伝達棒８８の先端には傘歯車８８１が設けられて駆動棒８６の後端の傘歯車８６１に螺合している。動力伝達棒８８の後端は、移動用モータ８７の出力軸が連結されている。
【００５０】
一方、方向転換機構を構成する保持体６１は、円柱状又は円筒状の部材であり、その軸方向を鉛直にして配置されている。保持体６１は、図７に示すように、鉛直方向に長い貫通孔を有し、この貫通孔に挿通された状態で上記動力伝達棒８８が配置されている。貫通孔の内面と動力伝達棒８８との間の間隙部分には、ベアリング８８２が配置され、動力伝達棒８８の回転を許容しつつ貫通孔の部分に動力伝達棒８８を保持している。
上記保持体６１は、より大きな径のほぼ円筒状の保持具カバー６２の内側に配置されている。この保持具カバー６２は、内側に保持体６１を収納して保持するとともに方向転換機構が配置された方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４の底板部分３００に取り付けられている。即ち、方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４の底板部分３００には、保持具カバー６２の外径に適合する大きさの円形の開口を有し、この開口に保持具カバー６２をはめ込んで固定している。
保持具カバー６２と底板部分３００との接触面にはＯリング等のシール材が設けられている。
【００５１】
また、保持具カバー６２とその内側の保持体６１との間の間隙には、上下に並べて設けた四つのベアリング６３と、上側の二つのベアリング６３の間に挟み込むようにして設けたメカニカルシール６４とが設けられている。メカニカルシール６４は、保持体６１の回転を許容しつつ保持体６１と保持具カバー６２との間の間隙を真空シールするためのものであり、磁性流体を使用したシール機構等が好適に使用できる。
【００５２】
また一方、保持体６１の下面にはプーリ取付具６５１が設けられており、このプーリ取付具６５１の下端に保持具側プーリ６５が固定されている。保持具側プーリ６５は、保持体６１の中心軸と同心状に配置されたものである。さらに、保持具側プーリ６５と同じ高さの位置には、モータ側プーリ６６が配置されている。このモータ側プーリ６６には、上方に突出させた回転用モータ６２の出力軸が連結されている。また、モータ側プーリ６６と保持具側プーリ６５とを連結するようにして、ベルト６７が張架されている。具体的には、保持具側プーリ６５及びモータ側プーリ６６はタイミングプーリから構成され、ベルトはタイミングベルトから構成されている。
【００５３】
また、保持体６１の上面には、図７に示すような保持枠６８が固定されている。保持枠６８は、図２に示す基板保持具９０や磁気結合ローラ８１等を全体に保持するためのものである。保持枠６８の下側部分の先端には、図７に示すように支柱６８１が数本配置されており、この支柱６８１によって前述した主プーリ８４や一対の副プーリ８５，８５が保持されている。そして、保持枠６８と保持体６１との間は真空シールされており、保持枠６８の内部からの方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４内のリークを防止している。
【００５４】
このような方向転換チャンバーの方向転換機構の動作について説明する。
まず、移動用モータ８７が駆動されると、動力伝達棒８８及び駆動棒８６を介して図７中不図示の磁気結合ローラに回転駆動が伝達され、磁気結合ローラが回転する。これによって、上方の基板保持具９０が直線移動する。
基板保持具９０が移動して方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４内の所定位置に達すると、回転用モータ６２が駆動される。回転用モータ６２の動力は、モータ側プーリ６６からベルト６７によって保持具側プーリ６５に伝えられ、保持具側プーリ６５を回転させる。これによって、上方の保持体６１が回転し、保持体６１上に保持されていた直線移動機構が全体に回転する。この結果、基板保持具９０も回転する。回転角度が９０度に達すると回転用モータ６２は駆動を停止し、基板保持具９０の回転も停止する。これによって、基板保持具９０の搬送の向きが９０度曲げられる。
【００５５】
次に、所定の制御信号を受けた後さらに直線移動機構が駆動され、９０度曲げられた移動路８０に沿って基板保持具９０を移動させ、次の真空室チャンバーまで基板保持具９０を搬送させる。従って、曲げられた後の移動路８０においても、基板９の板面は搬送方向の側方に向くようになっている。
上記構成に係る方向転換機構の構成において、９０度等の所定角度の回転の制御は、回転用モータ６２の制御によって行っても良いし、保持体６１が所定角度回転したのを検出する不図示のセンサ機構等によって行ってもよい。
尚、本実施形態の装置は、装置全体を制御する不図示の制御部を備えている。
制御部は、前述した移動機構、搭載用ロボット１１、回収用ロボット２１等を制御するようになっている。
【００５６】
次に、プリヒートチャンバー４の構成について説明する。プリヒートチャンバー４におけるプリヒートは、脱ガス即ち基板９の吸蔵ガスを放出させる目的で行われる。脱ガスを行わないで成膜を行うと、成膜時の熱による吸蔵ガスの放出によって膜中に気泡が形成されたり、発泡によって膜の表面が粗くなったりする問題がある。このため、プリヒートチャンバー４で、基板９を１００〜３００℃程度まで予め加熱するようになっている。
プリヒートチャンバー４は、内部に窒素などの不活性ガスを導入する不図示のガス導入系と、搬入された基板９を加熱する加熱手段が設けられている。加熱手段としては、通常、赤外線ランプ等の輻射加熱手段が採用される。
【００５７】
各成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０は、スパッタリング又はＣＶＤ（化学蒸着）により所定の薄膜を作成するようになっている。一例として、最初に基板９が搬送される成膜チャンバーである第一下地膜作成チャンバー５１を例にして説明する。図８は、第一下地膜作成チャンバー５１の構成を示す平面断面概略図である。
第一下地膜作成チャンバー５１は、スパッタリングにより下地膜を作成するようになっている。第一下地膜作成チャンバー５１は、内部を排気する排気系５５と、内部にプロセスガスを導入するガス導入系５６と、内部の空間に被スパッタ面を露出させて設けたターゲット５７と、ターゲット５７にスパッタ放電用の電圧を印加するスパッタ電源５８と、ターゲット５７の背後に設けられた磁石機構５９とから主に構成されている。
【００５８】
排気系５５は、クライオポンプ等の真空ポンプを備えて第一下地膜作成チャンバー内を１０−６Ｐａ程度まで排気可能に構成される。ガス導入系５６は、プロセスガスとしてアルゴン等のガスを所定の流量で導入できるよう構成される。
スパッタ電源５８は、ターゲット５７に−３００Ｖ〜−５００Ｖ程度の負の高電圧を印加できるよう構成される。磁石機構５９は、マグネトロン放電を達成するためのものであり、中心磁石５９１と、この中心磁石５９１を取り囲むリング状の周辺磁石５９２と、中心磁石５９１と周辺磁石５９２とをつなぐ板状のヨーク５９３とから構成される。尚、ターゲット５７や磁石機構５９は、絶縁ブロック５７１を介して第一下地膜作成チャンバー５１に固定されている。第一下地膜作成チャンバー５１は、電気的には接地されている。
【００５９】
ガス導入系５６によってプロセスガスを導入しながら排気系５５によって第一下地膜作成チャンバー５１内を所定の圧力に保ち、この状態でスパッタ電源５８を動作させる。この結果、スパッタ放電が生じてターゲット５７がスパッタされ、スパッタされたターゲット５７の材料が基板９に達して基板９の表面に所定の下地膜が作成される。尚、図８から分かるように、ターゲット５７、磁石機構５９及びスパッタ電源５８の組は、第一下地膜作成チャンバー５１内の基板９の配置位置を挟んで両側に設けられており、基板９の両面に同時に下地膜が作成されるようになっている。
【００６０】
また、図８に示すように、各ターゲット５７の大きさは、一枚の基板９よりも少し大きい程度となっている。二枚の基板９を保持した基板保持具９０は、第一下地膜作成チャンバー５１内で移動し、二枚の基板９が順次ターゲット５７の正面に位置するようになっている。即ち、最初は搬送方向前方の基板９がターゲット５７の正面に位置する状態となってこの基板９に成膜が行われる。そして、その後、所定距離前進して搬送方向後方の基板９がターゲット５７の正面に位置する状態となり、この基板９への成膜が行われる。
【００６１】
各成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０のより具体的な構成例について、基板９の搬送順に説明する。前述した第一下地膜作成チャンバー５１は、下地膜としてＣｒ膜が作成されるようになっている。また、第一下地膜作成チャンバー５１の次に基板９が搬送される成膜チャンバーは、スパッタリングにより磁性膜を作成する第一磁性膜作成チャンバー５２になっている。磁性膜としては、本実施形態では、ＣｏＣｒＴａ膜が作成されるようになっている。
【００６２】
本実施形態の装置では、下地膜と磁性膜とを二層にわたって形成できるようになっている。即ち、第一磁性膜作成チャンバー５２の次に基板９が搬送される成膜チャンバーは第二下地膜作成チャンバー５３になっており、その次に基板９が搬送される成膜チャンバーは第二磁性膜作成チャンバー５４になっている。第二下地膜作成チャンバー５３は、第一下地膜作成チャンバー５１と同様にＣｒ膜を下地膜として作成するチャンバーであり、第二磁性膜作成チャンバー５４は、同様にＣｏＣｒＴａ膜を磁性膜として作成するチャンバーである。
【００６３】
そして、第二磁性膜作成チャンバー５４の次に基板９が搬送される成膜チャンバーは、ＣＶＤによりカーボン保護膜を作成する保護膜作成チャンバー５０である。保護膜作成チャンバー５０は二つ設けられている。最初に基板９が搬送される保護膜作成チャンバー５０で必要な厚さの半分の厚さの保護膜が作成され、次の保護膜作成チャンバー５０で残りの半分の厚さの保護膜が作成されるようになっている。
【００６４】
保護膜作成チャンバー５０は、ＣＨ４等の有機化合物ガスを内部に導入する不図示のプロセスガス導入系と、プロセスガスに高周波エネルギーを与えてプラズマを形成する不図示のプラズマ形成手段等を備えている。有機化合物ガスがプラズマ中で分解し、基板９の表面にカーボンの薄膜が堆積するようになっている。
【００６５】
また、保護膜作成チャンバー５０の次に基板９が搬送される真空チャンバーは、予備チャンバー５００となっている。この予備チャンバー５００は、必要に応じて基板９を冷却したりするチャンバーとして構成される。この予備チャンバー５００を経た後、最後の方向転換チャンバー３４を経て基板９がアンロードロックチャンバー２に達するようになっている。
【００６６】
次に、上記構成に係る本実施形態の装置の全体の動作について説明する。
本実施形態の装置では、すべての真空チャンバーに基板保持具９０が常に位置している。そして、最も時間のかかる作業を行う真空チャンバー（律速チャンバー）での作業時間で決まるタクトタイムごとに、各真空チャンバー内の基板保持具９０は次の真空チャンバーに同時に移動する。
特定の基板９の動きに注目すると、一つの基板９は、ロードロックチャンバー１で基板保持具９０に搭載された後、プリヒートチャンバー４で予備加熱される。その後、第一下地膜作成チャンバー５１、第一磁性膜作成チャンバー５２、第二下地膜作成チャンバー５３、第二磁性膜作成チャンバー５４を経て、下地膜と磁性膜との積層膜が二層にわたって作成される。その後、基板９は保護膜作成チャンバー５０で保護膜が作成され、補助チャンバー５００を経てアンロードロックチャンバー２に達する。そして、アンロードロックチャンバー２で基板保持具９０から回収される。
【００６７】
基板保持具９０は、アンロードロックチャンバー２で空（基板９を保持しない状態）となった後、リターン移動路を通ってロードロックチャンバー１に戻る。より具体的には、空になった基板保持具９０は、次のタクトタイムで膜除去チャンバー７０に移動する。そして、その次のタクトタイムで、ロードロックチャンバー１に移動して、未成膜の基板９の搭載動作が行われる。このようにして、基板保持具９０は、図１に示す方形の移動路８０を周回して、成膜処理に何回も使用される。尚、図１に示すように、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１へのリターン移動路は、折れ曲がらずに直線状に延びており、膜除去チャンバー７０及びロードロックチャンバー１はこの折れ曲がらずに直線状に延びるリターン移動路上に設けられている。
【００６８】
このようにして移動路８０を所定回数周回して所定回数の成膜処理に利用された基板保持具９０が膜除去チャンバー７０に移動すると、前述したように膜除去機構が動作し、保持爪９１の表面の堆積膜の除去が行われる。どの程度の周回を繰り返した後に膜除去が行われるべきかは、基板９に作成する薄膜の厚さ等によるので一概に決められないが、例えば２〜４回程度周回した後に膜除去が行われるようにする。勿論、毎回の周回毎に膜除去を行うようにしてもよい。
【００６９】
上述した構成及び動作に係る本実施形態の装置では、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１に戻すリターン移動路上に膜除去機構が設けられているので、装置の構成が簡略化されるメリットがある。即ち、前述した通り、膜除去の動作を行う際、基板９の損傷等を防止する観点から、基板保持具９０が基板９を保持しない状態（空の状態）とすることが好ましい。この場合、膜除去機構がリターン移動路上に配置されていない場合、例えばロードロックチャンバー１とプリヒートチャンバー４との間の移動路上にある場合、膜除去を行う基板保持具９０については、ロードロックチャンバー１で基板９の搭載動作を行わないよう構成することになる。この場合、ロードロックチャンバー１内の搭載用ロボット１１の駆動プログラムを修正することが必要になる。
【００７０】
また、基板９を保持しない基板保持具９０が成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０内に位置する際に成膜が行われると、保持爪９１の表面領域のうち基板９が陰になって本来は堆積しない領域にまで膜が堆積してしまう。このため、基板９を保持しない基板保持具９０が成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０に達した場合には、成膜動作が行われないよう成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０内の各部の動作を制御することが好ましい。しかし、これについても制御プログラムの修正が必要であり、また装置全体の動作が複雑になる欠点がある。さらに、リターン移動路以外の移動路上に膜除去機構を配置する構成では、膜除去が行われた後に基板保持具９０が空の状態でロードロックチャンバー１まで移動してから基板９の搭載動作が行われる。この部分の移動は、無駄な動きである。
【００７１】
一方、本実施形態のように、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１へのリターン移動路上に膜除去機構があると、成膜済みの基板９を回収した後に直ちに膜除去を行うことが可能で、膜除去後直ちに未成膜の基板９の搭載を行うことが可能である。このため、基板保持具９０の移動に無駄がなく、制御のためのプログラムの修正も非常に少ない。さらに、基板保持具９０が空の状態で処理チャンバーを移動することがないため、処理用の真空チャンバー４，５０〜５４の制御プログラムの修正も不要である。このようなことから、本実施形態では、装置の構成が簡略となっており、既存の装置への適用が容易である。尚、「リターン移動路」とは、成膜済みの基板が回収された基板保持具が、次の未成膜の基板の保持のために移動する際の経路の意味であって、その移動のための特別な機構の有無を問わない。
【００７２】
また、膜除去機構が膜除去チャンバー７０に設けられていて膜除去チャンバー７０がロードロックチャンバー１及びアンロードロックチャンバー２に対して真空が連通するようにして気密に接続されている点は、基板保持具９０の大気による汚損を防止するという技術的意義を有する。即ち、基板保持具９０が大気に晒されると、前述したように、基板保持具９０の表面に大気中の塵埃や酸素，水分等が付着することがある。このような汚損物質が基板保持具９０を介して装置内に持ち込まれると、基板９を汚損したり、作成される薄膜の品質を損なう恐れがある。しかしながら、本実施形態では、膜除去が真空中で行われる上、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１に戻るまでの過程で基板保持具９０が大気に晒されることがないので、このような汚損の恐れはない。
【００７３】
尚、このような大気中の汚損物質が基板保持具９０の表面に付着した場合でも、膜除去機構による膜除去の際、汚損物質も一緒に除去できる場合がある。従って、アンロードロックチャンバー２から膜除去チャンバー７０までの間では基板保持具９０が大気に晒されても良い場合がある。
【００７４】
また、本実施形態の装置は、リターン移動路の部分以外の移動路の部分でも、基板保持具９０は大気に晒されず、常に真空中で移動して成膜が行われるため、大気中の汚損物質が基板保持具９０を介して装置内に持ち込まれることがない。
この点でも、基板９の汚損や薄膜の品質低下が低減されている。
【００７５】
さらに、表面に薄膜が堆積した基板保持具９０が大気側に取り出されると、薄膜の表面が酸化したり異物が付着したりする。そして、次の基板９が保持されて表面に薄膜が作成されると、そのような表面が酸化したり異物が付着したりした薄膜の上にさらに薄膜が堆積することになる。このような性質の異なる薄膜が積層されると、応力が高く、剥離し易い。従って、上記パーティクルの発生の恐れが高くなる。しかしながら、本実施形態の薄膜作成装置は、基板保持具９０が大気側には取り出されないので、このような問題はない。
【００７６】
上述した各実施形態では、保持爪９１の表面の堆積膜の除去について主に説明したが、保持具本体９２の表面の堆積膜も同様に除去されており、保持具本体９２の表面から放出されるパーティクルも低減されている。
【００７７】
また、上記各実施形態では、膜除去機構を備えた専用の膜除去チャンバー７０が設けられたが、これは必須の条件ではない。例えば、アンロードロックチャンバー２又はロードロックチャンバー１内に膜除去機構を設けるようにしてもよい。プラズマを形成して除去する構成の場合、搭載用ロボット１１又は回収用ロボット２１がプラズマに晒される恐れがあるので難しいが、光又は超音波等により除去する構成の場合、充分に実現性がある。但し、専用の膜除去チャンバー７０を用意すると、プラズマを形成したり、反応性ガスを使用したりというような構成を自由に選択できるメリットがある。
尚、膜除去チャンバー７０は、ロードロックチャンバー１及びアンロードロックチャンバー２に直接隣接して設けられている必要はなく、間に別の真空チャンバーが介在していてもよい。要は、真空が連通するようになっていればよい。
【００７８】
以上の説明では、基板保持具９０は、保持爪９１によって基板９の周縁を係止するものであったが、情報記録ディスク用基板のように中央に円形の開口がある基板については、その中央の開口の縁を係止するようにしてもよい。但し、保持爪が中央の開口の縁を係止する構成では、保持爪を設ける構造上、基板の両面を同時に成膜することはできない。また、最近では、ノートパソコン用ハードディスクのように非常に小型の情報記録ディスクも多くなっているが、小型の基板については、中央の開口の縁で係止するのは困難である。従って、基板９の周縁で係止する構成は、基板９の両面同時成膜を可能にし、小型の基板にも対応できるというメリットがある。
【００７９】
尚、膜除去チャンバー７０において、複数の基板保持具９０が滞留する構成を採用することも可能である。即ち、膜除去を行う必要がある基板保持具９０を複数収容した後、膜除去機構を動作させ、複数の基板保持具９０に対して一括して膜除去を行うようにしてもよい。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本願発明によれば、基板保持具の表面の堆積膜が除去されるので、堆積膜の剥離に起因したパーティクルの発生などの問題が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施形態に係る薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す装置における基板保持具９０及び移動機構の構成を説明する正面概略図である。
【図３】図１に示す装置における基板保持具９０及び移動機構の構成を説明する側断面概略図である。
【図４】図１に示す装置に設けられた膜除去チャンバー７０の構成について説明する側断面概略図である。
【図５】膜除去機構の別の構成について説明する側断面概略図である。
【図６】膜除去機構のさらに別の例について説明する平面断面概略図である。
【図７】図１に示す方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４に設けられた方向転換機構の構成を説明する側面概略図である。
【図８】第一下地膜作成チャンバー５１の構成を示す平面断面概略図である。
【図９】従来の情報記録ディスク製造用の薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。
【図１０】図９に示す基板保持具９０の構成を示す正面概略図である。
【図１１】従来の技術の問題点を説明した図である。
【符号の説明】
１０ ゲートバルブ
１ ロードロックチャンバー
２ アンロードロックチャンバー
３１ 方向転換チャンバー
３２ 方向転換チャンバー
３３ 方向転換チャンバー
３４ 方向転換チャンバー
４ プリヒートチャンバー
５１ 第一下地膜作成チャンバー
５２ 第一磁性膜作成チャンバー
５３ 第二下地膜作成チャンバー
５４ 第二磁性膜作成チャンバー
５０ 保護膜作成チャンバー
７０ 膜除去チャンバー
７１ 排気系
７２ ガス導入系
７３ 高周波電源
７４ 可動電極
９ 基板
９０ 基板保持具
９１ 保持爪
９２ 保持具本体
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、基板の表面に所定の薄膜を作成する薄膜作成装置に関するものであり、特に、そのような装置において基板を保持する基板保持具の表面に堆積した膜の除去に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板の表面に所定の薄膜を作成する薄膜作成装置は、ＬＳＩ等の半導体デバイスや液晶ディスプレイ等の表示装置、ハードディスク等の情報記録ディスクの製造において盛んに使用されている。このような薄膜作成装置は、成膜を行う成膜チャンバー内の所定位置に基板を保持するため、特定の構成の基板保持具を備えている。薄膜は、本来は基板のみに堆積させるべきであるが、薄膜を堆積させる粒子は基板の表面のみならず基板保持具の表面にも付着してしまう。このため、基板保持具の表面にも薄膜が堆積してしまう。このような基板保持面への膜堆積が原因で、処理の品質を損ねる等の問題が生じている。以下、この点について、情報記録ディスク製造用の薄膜作成装置を例にして説明する。
【０００３】
図９は、従来の情報記録ディスク製造用の薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。図９に示す装置は、移動路８０に沿って気密に縦設された複数の真空チャンバー１，２，５０１から成る構成である。また、基板９を保持する基板保持具９０と、基板保持具９０を移動路８０に沿って移動させる不図示の移動機構が設けられている。
【０００４】
図１０は、図９に示す基板保持具９０の構成を示す正面概略図である。基板保持具９０は、板状の保持具本体９２と、保持具本体９２に取り付けられた保持爪９１とから主に構成されている。保持爪９１は、三つが一組となって一枚の基板９を保持するようになっている。各保持爪９１はＬ字状に折り曲げられた金属製の板バネである。保持具本体９２は、図１０に示すように、基板９より少し大きな円形の開口を二つ有している。保持具本体９２は、円形の開口から延びるようにしてほぼＬ字状の開口を有しており、この開口内に各保持爪９１が位置している。
保持爪９１は、ネジ止めによって保持具本体９２に固定されており、その先端に基板９の縁が係止されるようになっている。保持爪９１の先端は、Ｖ字状になっている。そして、基板９の縁がこのＶ字状の先端に落とし込まれるようになっている。
【０００５】
このような三つの保持爪９１のうち、下側に位置する保持爪９１は可動保持爪となっている。即ち、この保持爪９１をその弾性に逆らって押し下げるレバー９３が設けられている。基板９を基板保持具９０に搭載する際には、レバー９３によって下側の保持爪９１を押し下げ、基板９を保持具本体９２の中央の円形の開口内に位置させる。そして、レバー９３を戻して下側の保持爪９１をその弾性によって元の姿勢に復帰させる。この結果、基板９が三つの保持爪９１によって係止され、基板保持具９０によって二枚の基板９が保持された状態となる。基板保持具９０から基板９を回収する場合には、これと全く逆の動作となる。
尚、図１０から分かるように、基板９は垂直に立った姿勢で基板保持具９０に保持される。そして、基板保持具９０に保持された基板９の板面は移動路８０の側方に向くようになっている。
【０００６】
一方、図９に示す複数の真空チャンバーのうちの一つは、基板保持具９０に基板９を搭載するロードロックチャンバー１になっており、別の一つは、基板保持具９０から基板９を回収するアンロードロックチャンバー２になっている。また、さらに別の真空チャンバー５０１の一つは、基板９の表面に所定の薄膜を作成する成膜チャンバーになっている。尚、残りの真空チャンバー５０１は、成膜に先だって基板９を加熱する加熱チャンバーとして構成されたり、多層膜を形成する場合には第二の成膜チャンバーとして構成されたりする。
【０００７】
尚、図９に示す装置では、アンロードロックチャンバー２で基板９が回収された機構をロードロックチャンバー１に戻す不図示のリターン機構が大気側に設けられている。従って、基板保持具９０は、複数の真空チャンバー１，２，５０１とリターン機構とを通って循環し、何回も基板９の保持に使用されるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の薄膜作成装置において、基板９は基板保持具９０に保持された状態で成膜チャンバー５０１に移動し、基板９の表面が成膜される。このため、薄膜は、基板９の表面のみならず、基板保持具９０の表面にも堆積する。このため、次のような問題があった。この点を図１１を使用して説明する。図１１は、従来の技術の問題点を説明した図である。
【０００９】
図１１には、図１０に示す保持爪９１の先端と、その先端に係止された基板９の周縁が示されている。まず、図１１（１）に示すように、薄膜９４は、基板９の表面のみならず、保持爪９１の表面にも堆積する。より具体的には、薄膜９４は、保持爪９１から基板９の周縁にまたがって堆積する。従って、成膜後に基板９が基板保持具９０から回収されると、図１１（２）に示すように、保持爪９１の先端のＶ字状の表面のうち、基板９が位置していた部分を除いて薄膜９４が残った状態となる。基板保持具９０は、前述したように何回も基板９の保持に使用されるが、次に基板９が搭載される際には、前回の位置と全く同じ位置に保持されることは殆ど無い。即ち、図３（３）に示すように、基板９の周縁が、堆積している薄膜９４の上に載ってしまう。
【００１０】
この際、基板９が載る衝撃で薄膜９４は剥離し、剥離した薄膜９４は、ある程度の大きさの粒子（以下、パーティクル）９５となって飛散する。このパーティクル９５が基板９の表面に付着すると、局所的な膜厚異常を生じる。局所的な膜厚異常は、ハードディスクのような情報記録ディスクの場合には、セクタ不良などの欠陥を生じ易い。
【００１１】
特に、最近の情報記録ディスクは、記録容量の向上のため、基板９の表面のうち、周縁付近のぎりぎりの領域まで使用するようになってきている。上述したパーティクルは、周縁から限られた距離の隅の部分に付着することが多く、中央よりの部分に付着することは少ない。このため、周縁付近の部分を使用しなかった以前ではあまり問題とならなかったが、周縁付近のぎりぎりまで使用する最近では、深刻な問題となってきている。
【００１２】
さらに、最近の情報記録ディスクは、記録密度の向上のため、セクタ間距離が狭くなってきている。このため、僅かな膜厚異常（例えば突起の形成）でも、記録エラーとなり易い。例えば、２０ギガビット／平方インチ程度の高密度記録のハードディスクの場合、直径がわずか０．２μｍ程度の小さなパーティクルが付着しただけでも、記録エラーとなってしまう。
【００１３】
このような問題を解決する手段としては、基板保持具９０の表面に堆積した薄膜９４が剥離しにくくなるようにすることが考えられる。例えば、保持爪９１の表面をブラスト処理（砂等の微粒子を吹き付ける処理）を行って表面に細かな凹凸を形成するようにする。堆積する薄膜が凹凸に食い込んだ状態となるので、薄膜が剥がれにくくなる。別の方法としては、融解金属等を熔射して表面に凹凸を形成する方法もある。
【００１４】
しかしながら、ブラスト処理や熔射処理等を行うと、保持爪９１が傷み易い。
保持爪９１は、成膜の際に基板９の表面に対する成膜材料の到達を遮蔽しないよう、できるだけ薄いものが採用される。従って、ブラスト処理や熔射処理のような処理を行うと、保持爪９１が変形したり、弾性が無くなってしまったりする問題がある。
【００１５】
本願の発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、基板保持具に堆積した薄膜の剥離に起因した問題を効果的に解決する技術的意義を有する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、ロードロックチャンバーと、
前記ロードロックチャンバーと気密に接続された成膜チャンバーと、
前記成膜チャンバーと気密に接続されたアンロードロックチャンバーと、
前記アンロードロックチャンバーと前記ロードロックチャンバーの間に真空が連通するようにして気密に接続して設けられ、かつ膜除去機構を備えたエッチングチャンバーと、
基板保持具を、前記ロードロックチャンバー、前記成膜チャンバー、前記アンロードロックチャンバー、及び前記エッチングチャンバーの順に移動させる移動機構とを備えており、
前記移動機構は、前記ロードロックチャンバー内にある前記基板保持具を前記成膜チャンバーに移動させ、前記成膜チャンバー内にある前記基板保持具を前記アンロードロックチャンバーに移動させ、前記アンロードロックチャンバーにある前記基板保持具を前記エッチングチャンバーに移動させ、前記エッチングチャンバーにある前記基板保持具を前記ロードロックチャンバーに移動させる動作を、タクトタイムごとに行う機構であり、
前記エッチングチャンバーは前記アンロードロックチャンバーに隣接して設けられているとともに、前記ロードロックチャンバーは前記エッチングチャンバーに隣接して設けられており、前記移動機構は、あるタクトタイムにおいて前記アンロードロックチャンバーから前記エッチングチャンバーに前記基板保持具を移動させるとともに、次のタクトタイムにおいて当該基板保持具を前記ロードロックチャンバーに移動させるものであり、
前記膜除去機構は、前記基板保持具に堆積した堆積膜にイオンを入射させ、イオン衝撃により前記堆積膜をスパッタエッチングして除去するものであり、
前記基板保持具は、前記エッチングチャンバー内において接地電位から絶縁されて絶縁電位となっており、
前記膜除去機構は、前記エッチングチャンバー内において前記基板保持具に接触可能な可動電極と、高周波電源と、キャパシタンスを介して高周波電源と可動電極とをつなぐ伝送線とから成っており、高周波電源が印加する高周波電界によって形成されたプラズマ中の電子とイオンの移動度の違いから前記基板保持具に自己バイアス電圧を生じさせることでプラズマ中のイオンを入射させるものであるという構成を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、薄膜作成装置の一例として、同様に情報記録ディスク製造用の薄膜作成装置を採り上げて説明する。
図１は、本願発明の実施形態に係る薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。本実施形態の装置では、複数の真空チャンバーが方形の輪郭に沿って縦設されている。各真空チャンバーは、専用又は兼用の排気系によって排気される真空容器である。各真空チャンバーの境界部分には、ゲートバルブ１０が設けられている。基板９は、基板保持具９０に保持されて搬送されるようになっている。複数の縦設された真空チャンバーに沿って方形の移動路８０が設定されており、この移動路８０に沿って基板保持具９０を移動させる移動機構が設けられている。
基板保持具９０は、移動機構による移動の途中で基板９を保持して搬送するようになっている。
【００１８】
複数の真空チャンバーのうち、方形の一辺に配置された二つの真空チャンバーが、基板保持具９０への基板９の搭載を行うロードロックチャンバー１及び基板保持具９０からの基板９の回収を行うアンロードロックチャンバー２になっている。尚、方形の移動路８０のうち、ロードロックチャンバー１とアンロードロックチャンバー２との間の部分は、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１に基板保持具９０を戻すリターン移動路になっている。
【００１９】
また、方形の他の三辺に配置された真空チャンバーは、各種処理を行う真空チャンバーになっている。方形の角の部分の真空チャンバーは、基板９の搬送方向を９０度転換する方向転換機構を備えた方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４になっている。
【００２０】
基板保持具９０に保持された基板９が一番最初に搬送される処理用の真空チャンバーは、成膜に先だって基板９を所定温度に予備加熱するプリヒートチャンバー４となっている。プリヒートチャンバー４での予備加熱の後に基板９が順次搬送される真空チャンバーが、基板９の表面に所定の薄膜を作成する成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０となっている。
【００２１】
本実施形態の装置では、移動機構は、基板９を保持した基板保持具９０を移動路８０に沿って時計回りに移動させて基板９が順次処理されるようにしている。
移動機構は、基板保持具９０を直線移動させる直線移動機構と、前述した方向転換機構によって主に構成されている。
基板保持具９０を直線移動させる直線移動機構等について、図２及び図３を使用して説明する。図２及び図３は、図１に示す装置における基板保持具９０及び移動機構の構成を説明する図であり、図２はその正面概略図、図３は側断面概略図である。
【００２２】
基板保持具９０の構成は、図１０に示すものとほぼ同様であり、保持具本体９２と保持具本体９２に設けられた保持爪９１とからなる構成である。保持爪９１は合計で六つ設けられており、三つが一組となって一枚の基板９を保持する。従って、基板保持具９０は同時に二枚の基板９を保持するようになっている。
本実施形態における基板保持具９０は、図２に示すように、その下端部には小さな磁石（以下、保持具側磁石）９６を多数備えている。各保持具側磁石９６は、上下の面に磁極を有している。そしてこの保持具側磁石９６は、図２に示すように、配列方向に交互に逆の磁極になっている。
【００２３】
また、基板保持具９０の下側には、隔壁８３を挟んで磁気結合ローラ８１が設けられている。磁気結合ローラ８１は丸棒状の部材であり、図２に示すように、螺旋状に延びる細長い磁石（以下、ローラ側磁石）８２を有している。このローラ側磁石８２は互いに異なる磁極で二つ設けられており、二重螺旋状になっている。
磁気結合ローラ８１は、ローラ側磁石８２が隔壁８３を挟んで保持具側磁石９６に向かい合うよう配置されている。隔壁８３は、透磁率の高い材料で形成されており、保持具側磁石９６とローラ側磁石８２とは、隔壁８３を通して磁気結合している。尚、隔壁８３の基板保持具９０側の空間は真空側（各真空チャンバーの内部側）であり、磁気結合ローラ８１側の空間は大気側である。このような磁気結合ローラ８１は、図１に示す方形の移動路８０に沿って設けられている。
【００２４】
また、図３に示すように、基板保持具９０は、水平な回転軸の回りに回転する主プーリ８４の上に載せられている。主プーリ８４は、基板保持具９０の移動方向に沿って多数設けられている。また、基板保持具９０の下端部分には、垂直な回転軸の回りに回転する一対の副プーリ８５，８５が当接している。この副プーリ８５，８５は、基板保持具９０の下端部分を両側から挟むように押さえて基板保持具９０の転倒を防止している。この副プーリ８５，８５も基板保持具９０の移動方向に多数設けられている。
図３に示すように、磁気結合ローラ８１には傘歯車を介して駆動棒８６が連結されている。そして、駆動棒８６には移動用モータ８７が接続されており、駆動棒８６を介して磁気結合ローラ８１をその中心軸の周りに回転させるようになっている。
【００２５】
磁気結合ローラ８１が回転すると、図２に示す二重螺旋状のローラ側磁石８２も回転する。この際、ローラ側磁石８２が回転する状態は、保持具側磁石９６から見ると、交互に異なる磁極の複数の小さな磁石が一列に並んでその並びの方向に沿って一体に直線移動しているのと等価な状態となる。従って、ローラ側磁石８２に結合している保持具側磁石９６は、ローラ側磁石８２の回転とともに直線移動し、この結果、基板保持具９０が全体に直線移動することになる。この際、図３に示す主プーリ８４及び副プーリ８５，８５は従動する。
【００２６】
さて、本実施形態の薄膜作成装置の大きな特徴点は、基板保持具９０の表面の堆積膜の除去を真空中で行う膜除去機構が設けられており、この膜除去機構を備えた膜除去チャンバー７０が設けられている点である。図１に示すように、膜除去チャンバー７０は、ロードロックチャンバー１とアンロードロックチャンバー２との間に設けられている。
膜除去チャンバー７０は、排気系（図１中不図示）を備えた真空チャンバーである。この膜除去チャンバー７０は、ロードロックチャンバー１及びアンロードロックチャンバー２に対して真空が連通するようにして気密に接続されている。
ロードロックチャンバー１と膜除去チャンバーの間、及び、膜除去チャンバーとアンロードロックチャンバー２の間には、それぞれゲートバルブ１０が設けられている。
【００２７】
膜除去チャンバー７０及び膜除去機構の構成について、図４を使用してさらに詳しく説明する。図４は、図１に示す装置に設けられた膜除去チャンバー７０の構成について説明する側断面概略図である。
膜除去チャンバー７０も、上述した処理チャンバー等と同様に気密な真空チャンバーである。膜除去チャンバー７０は、排気系７１を有している。排気系７１は、クライオポンプ又はターボ分子ポンプ等の真空ポンプから構成されており、膜除去チャンバー７０内を１０- ６Ｐａ程度まで排気できるようになっている。
【００２８】
膜除去機構は、膜除去チャンバー７０内に高周波放電を生じさせ、スパッタエッチングにより基板保持具９０の表面の堆積膜を除去するようになっている。具体的には、膜除去機構は、膜除去チャンバー７０内に所定のガスを導入するガス導入系７２と、導入されたガスに高周波放電を生じさせる高周波電源７３等から構成されている。
【００２９】
ガス導入系７２は、アルゴンのように化学的に不活性で放電を生じさせ易くかつスパッタ率の高いガスを導入するようになっている。ガス導入系７２は、不図示の流量調整器を備えており、所定の流量でガス導入できるようになっている。
高周波電源７３としては、周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１００Ｗ〜３００Ｗ程度のものが使用できる。一方、膜除去チャンバー７０内には、可動電極７４が設けられており、整合器７３１を介して高周波電源７３と可動電極７４とをつなぐようにして伝送線７３２が設けられている。伝送線７３２としては、例えば同軸ケーブルが使用される。
【００３０】
可動電極７４は、先端が基板保持具９０の保持具本体９２に接触する電極ロッド７４１と、電極ロッド７４１を保持した電極ホルダー７４２と、絶縁材を介して電極ホルダー７４２を先端に取り付けた電極駆動棒７４３と、電極駆動棒７４３に連結された電極駆動源７４４とから主に構成されている。電極ロッド７４１はほぼ円柱状であり、電極ホルダー７４２は内部に電極ロッド７４１を収容した円筒状である。電極ロッド７４１の先端は電極ホルダー７４２の先端から少し突出している。また、電極ホルダー７４２内には電極ロッド７４１の後端と電極ホルダー７４２の内面との間には挟まれるようにしてコイルスプリング７４５が設けられている。
【００３１】
また、電極駆動棒７４３は、膜除去チャンバー７０に設けられた貫通孔を貫通している。電極駆動棒７４３は、膜除去チャンバー７０の外側（大気側）に位置する部分にフランジ部７４６を有する。そして、このフランジ部７４６と膜除去チャンバー７０の外壁面との間にはベローズ７４８が設けられている。ベローズ７４８は、電極駆動棒７４３の貫通部分等からの真空リークを防止している。
また、電極駆動棒７４３は中空となっており、内部に絶縁性の緩衝材を介して高周波導入棒７４７が設けられている。高周波導入棒７４７の先端は、電極ロッド７４１に固定されている。そして、電極駆動棒７４３のベローズ７４８内に位置する部分には、開口が設けられている。高周波電源７３につながる伝送線７３２は、フランジ部７４６を気密に貫通するとともにこの開口を通して高周波導入棒７４７に接続されている。尚、電極駆動源７４４には、例えばエアシリングが使用されており、電極駆動棒７４３を所定のストロークで前後運動させるようになっている。
【００３２】
次に、上記構成に係る膜除去チャンバー７０及び膜除去機構の動作について説明する。
基板９を保持しながら成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０内に移動し、成膜に利用された基板保持具９０は、前述したように保持爪９１の表面に薄膜が堆積している。この基板保持具９０から、アンロードロックチャンバー２で成膜済みの基板９が回収され、この基板保持具９０は基板９を保持しない状態で、移動機構により膜除去チャンバー７０内に移動させられる。基板保持具９０が膜除去チャンバー７０に移動した後、ゲートバルブ１０は閉じられる。
【００３３】
膜除去チャンバー７０内は、排気系７１によって予め所定の真空圧力まで排気され、その圧力が維持される。そして、電極駆動源７４４が駆動され、電極駆動棒７４３が所定のストロークだけ前進する。この結果、電極ホルダー７４２を介して電極ロッド７４１も前進し、図４に示すように保持具本体９２の側面に接触する。この際、コイルスプリング７４５は、電極ロッド７４１が保持具本体９２に接触することによる衝撃を吸収する。このため、電極ロッド７４１の摩耗等が抑制される。また、コイルスプリング７４５による弾性のため、保持具本体９２への電極ロッド７４１の接触が確実に維持される。この状態で、高周波電源７３が動作し、電極ロッド７４１、高周波導入棒７４７及び伝送線７３２を介して高周波電圧が保持具本体９２に印加される。尚、保持具本体９２と同様に保持爪９１も金属製であり、保持具本体９２を介して保持爪９１にも高周波電圧が印加される。
【００３４】
保持具本体９２や保持爪９１に高周波電圧が印加されると、接地電位に維持されている膜除去チャンバー７０の器壁等との間に電界が設定され、導入されているガスに高周波放電が生じ、高周波放電プラズマが形成される。この際、プラズマと高周波電源７３との間には、整合器７３１に含まれるコンデンサ又は別途設けられる不図示のコンデンサ等によるキャパシタンスが存在する。プラズマが形成されている空間にキャパシタンスを介して高周波電界を設定すると、キャパシタンスの充放電にプラズマ中の電子とイオンが作用する。この結果、電子とイオンとの移動度の違いから保持爪９１の表面に自己バイアス電圧と呼ばれる負の直流分の電圧が重畳される。尚、主プーリ８４や副プーリ８５，８５の表面は絶縁物となっており、従って、基板保持具９０は接地電位から絶縁されて絶縁電位となっている。
【００３５】
プラズマ中のイオンは、この自己バイアス電圧によって加速されて保持爪９１の表面の堆積膜に入射して堆積膜を衝撃する。これにより、堆積膜がスパッタエッチングされ、保持爪９１から除去される。スパッタエッチングを所定時間行った後、高周波電源７３の動作を停止する。その後、電極駆動源７４４を駆動して電極ロッド７４１を保持具本体９２から引き離す。そして、膜除去チャンバー７０内を再度排気した後、基板保持具９０を膜除去チャンバー７０から搬出する。
尚、膜除去チャンバー７０内には、エッチングにより弾き出された堆積膜の粒子を付着させて集める不図示の集着板が設けられている。集着板に集められた量がある程度の量に達すると、膜除去チャンバー７０を大気圧に戻して開放し、集着板を交換する。
【００３６】
より具体的な条件について説明する。情報記録ディスク用基板の成膜では、基板９の表面に磁性膜や保護膜を作成する。従って、保持爪９１の表面にはこれらの薄膜が堆積しており、これらの薄膜を除去することを想定して説明する。尚、保持爪９１の材料はインコネル等である。
ガス導入系７２からはアルゴンガスが導入され、その流量は５０〜１００ｃｍ３／分に設定される。排気系７１の排気速度調整器を制御して、膜除去チャンバー７０内の圧力は５〜１０Ｐａ程度に維持される。高周波電源７３は、周波数１３．５６ＭＨｚ出力２００Ｗ程度に設定される。このような条件で高周波放電プラズマを形成し、スパッタエッチングを行う。この条件で堆積膜の除去を行うと、４ｎｍ／分程度のエッチング速度で除去が可能であり、一日に一回程度の頻度でこの作業を行うことで、問題となる基板９の表面へのパーティクルの付着を充分に抑制することができる。
【００３７】
次に、膜除去機構の別の構成について説明する。図５は、膜除去機構の別の構成について説明する側断面概略図である。
この例の膜除去機構は、保持爪９１の表面の堆積膜に光照射して堆積膜を除去するようになっている。具体的に説明すると、膜除去チャンバー７０の器壁には光導入窓７５１が気密に設けられている。膜除去機構は、所定の波長の光を放つ光源７５２と、光源７５２からの光を膜除去チャンバー７０内の各保持爪９１に所定のパターンで照射するように導く光学系７５３とから構成されている。光学系７５３は、レーザー等の光源７５２からの光を分割し、各保持爪９１の先端部分よりも少し大きなパターンになるよう光をレンズで集光する構成となっている。
【００３８】
この例では、光照射を熱エネルギーを与える手段として用いている。保持爪９１の表面の堆積膜は、大きな内部応力を持って堆積する場合が多い。これは、保持爪９１が前述したように複雑な形状であるという理由によるとも考えられる。
このように内部応力が高い薄膜は、急激な加熱によって熱歪みを生じて剥離する。従って、光源７５２に赤外線レーザーや赤外線ランプを採用し、光学系によって集光して保持爪９１に照射するようにすれば、急激な加熱により表面の堆積膜が剥離する。
【００３９】
尚、光エネルギーそのものを利用する例も考えられる。例えば、光アッシング等のように、紫外線の照射により堆積膜を分解することで保持爪９１から堆積膜を剥離するようにする場合もあり得る。いずれにしても、剥離した堆積膜は、同様に不図示の集着板を介して膜除去チャンバー７０から排出される。もしくは、排気系７１により排出される。
【００４０】
膜除去機構のさらに別の例について、図６を使用して説明する。図６は、膜除去機構のさらに別の例について説明する平面断面概略図である。この例では、保持爪９１の表面の堆積膜は、反応性ガスの作用によって除去されるようになっている。即ち、膜除去機構は、反応性ガスを導入するガス導入系７６１によって構成されている。
反応性ガスとしては、例えば酸素ガスが使用される。磁性薄膜等の金属系の薄膜は、酸素ガス、フッ素ガス又は塩素ガス等の活性の高い反応性ガスに触れると急激に反応し（腐食し）、ぼろぼろになって保持爪９１から剥離する。尚、保持爪９１や保持具本体９２には、そのような反応性ガスによって化学的に損傷を受けないよう、保護膜で覆われている。
【００４１】
尚、反応性ガスの導入だけて薄膜を除去する場合もあるが、除去を短時間に行うため、薄膜にエネルギーを与える構成が採用されている。具体的には、膜除去チャンバー７０内に放電を形成し、放電による衝撃を利用して膜を除去する構成となっている。膜除去チャンバー７０内には、高周波電極７６２が設けられている。高周波電極７６２は、膜除去チャンバー７に気密に填め込まれた絶縁ブロック７６３に取り付けられている。高周波電極７６２は内部が中空であり、前面にガス吹き出し孔を有する。ガス導入系７６１は、この高周波電極７６２の内部空間を経由して膜除去チャンバー４内に反応性ガスを導入する。
【００４２】
そして、高周波電極７６２に高周波電圧を印加して高周波放電を生じさせる高周波電源７６４が設けられている。反応性ガスと反応した薄膜は、高周波放電の衝撃によって容易に剥離する。尚、図６に示す構成は、図１に示す保護膜作成チャンバー５０の構成としても応用が可能である。ガス導入系７６１がＣＨ4 等の有機化合物ガスと水素ガスとの混合ガスを導入するよう構成すれば、有機化合物ガスの分解により基板９の表面にカーボン保護膜が作成される。
【００４３】
膜除去機構の構成としては、電気エネルギーを利用するものも考えられる。例えば、保持爪９１の表面の薄膜が導電性である場合、瞬間的に大きな電流を薄膜に流し、通電による衝撃により薄膜を剥離させる構成が考えられる。薄膜は前述した通り内部応力が高いので、瞬間的な大電流の通電により容易に剥離する。この構成では、膜除去チャンバー７０内に自動的に移動する一対のプローブを設ける。一対のプローブの先端を保持爪９１に接触させ、両者に電圧を印加して保持爪９１を通電するように構成する。
【００４４】
この他、超音波によって薄膜を除去する構成も考えられる。例えば、保持爪９１の両側を一対の超音波振動子で挟み、超音波を印加して薄膜を振動させて剥離させるようにする。
上記いずれの構成によっても、保持爪９１の表面の堆積膜を膜除去チャンバー７０内という真空中で除去することができる。このように堆積膜を真空中で除去することは、次のような技術的意義を有する。
【００４５】
即ち、基板保持具９０の表面の堆積膜を除去するには、基板保持具９０を大気側に取り出し、手作業にて堆積膜を削り取る方法が考えられる。しかしながら、基板保持具９０を大気側に取り出すと、大気中の酸素、水分、ゴミ等が基板保持具９０に付着し、そのまま基板保持具９０を装置内に搬入すると、基板保持具９０を介してこれらの物質が装置内に持ち込まれてしまう。この結果、基板９の表面が酸化等によって汚染されたり、作成される薄膜が酸化されてしまったり、薄膜が水分やゴミ等を異物を含んだものとなってしまったりする問題が生ずる。
【００４６】
このような問題を防止するため、大気側に基板保持具９０を取り出して堆積膜を削除した後、表面のクリーニング等の処理を行った後に装置に搬入しなければならない。このため、非常に手間がかかり、生産性が著しく低下してしまう。その上、基板保持具９０を搬入した後、真空チャンバーを再度排気し、真空チャンバーが所定の圧力に維持されていることを確認した後に処理を再開する必要があり、処理の再開まで非常に長い時間を要してしまう。この点も、生産性を著しく低下させる原因となる。
一方、本実施形態の方法のように、堆積膜を真空中で除去するようにすれば、除去後の基板保持具９０のクリーニングや大気圧からの再度排気等の手順が不要になる。このため、生産性を著しく低下させることがない。
【００４７】
次に、薄膜作成装置の実施形態の各部の構成について、再び図１を使用して説明する。
まず、ロードロックチャンバー１内には、搭載用ロボット１１が設けられている。搭載用ロボット１１は、そのアームによって搭載用補助チャンバー１２から基板９を一枚ずつ保持して基板保持具９０に搭載するよう構成されている。また、アンロードロックチャンバー２には、搭載用ロボット１１と同様の構成の回収用ロボット２１が設けられている。回収用ロボット２１は、そのアームによって基板保持具９０から基板９を一枚ずつ保持して回収用補助チャンバー２２内に搬入するよう構成されている。
【００４８】
方形の角の部分の四つの方向転換チャンバー３は、基板９の搬送方向を９０度転換する不図示の方向転換機構を備えている。図７を使用して、この方向転換機構について説明する。図７は、図１に示す方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４に設けられた方向転換機構の構成を説明する側面概略図である。図７に示す方向転換機構は、上述した構成と同様の磁気結合ローラ（図７中不図示）等を含む直線移動機構を全体に保持した保持体６１と、この保持体６１を回転させて保持体６１全体を回転させる回転用モータ６２とから主に構成されている。
【００４９】
まず、図７中不図示の磁気結合ローラの軸には、駆動棒８６が傘歯車等の運動転換機構を介して連結されている。この駆動棒８６の後端には、図７に示すように別の傘歯車８６１が設けられている。この別の傘歯車８６１には、鉛直な姿勢の動力伝達棒８８が連結されている。即ち、動力伝達棒８８の先端には傘歯車８８１が設けられて駆動棒８６の後端の傘歯車８６１に螺合している。動力伝達棒８８の後端は、移動用モータ８７の出力軸が連結されている。
【００５０】
一方、方向転換機構を構成する保持体６１は、円柱状又は円筒状の部材であり、その軸方向を鉛直にして配置されている。保持体６１は、図７に示すように、鉛直方向に長い貫通孔を有し、この貫通孔に挿通された状態で上記動力伝達棒８８が配置されている。貫通孔の内面と動力伝達棒８８との間の間隙部分には、ベアリング８８２が配置され、動力伝達棒８８の回転を許容しつつ貫通孔の部分に動力伝達棒８８を保持している。
上記保持体６１は、より大きな径のほぼ円筒状の保持具カバー６２の内側に配置されている。この保持具カバー６２は、内側に保持体６１を収納して保持するとともに方向転換機構が配置された方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４の底板部分３００に取り付けられている。即ち、方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４の底板部分３００には、保持具カバー６２の外径に適合する大きさの円形の開口を有し、この開口に保持具カバー６２をはめ込んで固定している。
保持具カバー６２と底板部分３００との接触面にはＯリング等のシール材が設けられている。
【００５１】
また、保持具カバー６２とその内側の保持体６１との間の間隙には、上下に並べて設けた四つのベアリング６３と、上側の二つのベアリング６３の間に挟み込むようにして設けたメカニカルシール６４とが設けられている。メカニカルシール６４は、保持体６１の回転を許容しつつ保持体６１と保持具カバー６２との間の間隙を真空シールするためのものであり、磁性流体を使用したシール機構等が好適に使用できる。
【００５２】
また一方、保持体６１の下面にはプーリ取付具６５１が設けられており、このプーリ取付具６５１の下端に保持具側プーリ６５が固定されている。保持具側プーリ６５は、保持体６１の中心軸と同心状に配置されたものである。さらに、保持具側プーリ６５と同じ高さの位置には、モータ側プーリ６６が配置されている。このモータ側プーリ６６には、上方に突出させた回転用モータ６２の出力軸が連結されている。また、モータ側プーリ６６と保持具側プーリ６５とを連結するようにして、ベルト６７が張架されている。具体的には、保持具側プーリ６５及びモータ側プーリ６６はタイミングプーリから構成され、ベルトはタイミングベルトから構成されている。
【００５３】
また、保持体６１の上面には、図７に示すような保持枠６８が固定されている。保持枠６８は、図２に示す基板保持具９０や磁気結合ローラ８１等を全体に保持するためのものである。保持枠６８の下側部分の先端には、図７に示すように支柱６８１が数本配置されており、この支柱６８１によって前述した主プーリ８４や一対の副プーリ８５，８５が保持されている。そして、保持枠６８と保持体６１との間は真空シールされており、保持枠６８の内部からの方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４内のリークを防止している。
【００５４】
このような方向転換チャンバーの方向転換機構の動作について説明する。
まず、移動用モータ８７が駆動されると、動力伝達棒８８及び駆動棒８６を介して図７中不図示の磁気結合ローラに回転駆動が伝達され、磁気結合ローラが回転する。これによって、上方の基板保持具９０が直線移動する。
基板保持具９０が移動して方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４内の所定位置に達すると、回転用モータ６２が駆動される。回転用モータ６２の動力は、モータ側プーリ６６からベルト６７によって保持具側プーリ６５に伝えられ、保持具側プーリ６５を回転させる。これによって、上方の保持体６１が回転し、保持体６１上に保持されていた直線移動機構が全体に回転する。この結果、基板保持具９０も回転する。回転角度が９０度に達すると回転用モータ６２は駆動を停止し、基板保持具９０の回転も停止する。これによって、基板保持具９０の搬送の向きが９０度曲げられる。
【００５５】
次に、所定の制御信号を受けた後さらに直線移動機構が駆動され、９０度曲げられた移動路８０に沿って基板保持具９０を移動させ、次の真空室チャンバーまで基板保持具９０を搬送させる。従って、曲げられた後の移動路８０においても、基板９の板面は搬送方向の側方に向くようになっている。
上記構成に係る方向転換機構の構成において、９０度等の所定角度の回転の制御は、回転用モータ６２の制御によって行っても良いし、保持体６１が所定角度回転したのを検出する不図示のセンサ機構等によって行ってもよい。
尚、本実施形態の装置は、装置全体を制御する不図示の制御部を備えている。
制御部は、前述した移動機構、搭載用ロボット１１、回収用ロボット２１等を制御するようになっている。
【００５６】
次に、プリヒートチャンバー４の構成について説明する。プリヒートチャンバー４におけるプリヒートは、脱ガス即ち基板９の吸蔵ガスを放出させる目的で行われる。脱ガスを行わないで成膜を行うと、成膜時の熱による吸蔵ガスの放出によって膜中に気泡が形成されたり、発泡によって膜の表面が粗くなったりする問題がある。このため、プリヒートチャンバー４で、基板９を１００〜３００℃程度まで予め加熱するようになっている。
プリヒートチャンバー４は、内部に窒素などの不活性ガスを導入する不図示のガス導入系と、搬入された基板９を加熱する加熱手段が設けられている。加熱手段としては、通常、赤外線ランプ等の輻射加熱手段が採用される。
【００５７】
各成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０は、スパッタリング又はＣＶＤ（化学蒸着）により所定の薄膜を作成するようになっている。一例として、最初に基板９が搬送される成膜チャンバーである第一下地膜作成チャンバー５１を例にして説明する。図８は、第一下地膜作成チャンバー５１の構成を示す平面断面概略図である。
第一下地膜作成チャンバー５１は、スパッタリングにより下地膜を作成するようになっている。第一下地膜作成チャンバー５１は、内部を排気する排気系５５と、内部にプロセスガスを導入するガス導入系５６と、内部の空間に被スパッタ面を露出させて設けたターゲット５７と、ターゲット５７にスパッタ放電用の電圧を印加するスパッタ電源５８と、ターゲット５７の背後に設けられた磁石機構５９とから主に構成されている。
【００５８】
排気系５５は、クライオポンプ等の真空ポンプを備えて第一下地膜作成チャンバー内を１０−６Ｐａ程度まで排気可能に構成される。ガス導入系５６は、プロセスガスとしてアルゴン等のガスを所定の流量で導入できるよう構成される。
スパッタ電源５８は、ターゲット５７に−３００Ｖ〜−５００Ｖ程度の負の高電圧を印加できるよう構成される。磁石機構５９は、マグネトロン放電を達成するためのものであり、中心磁石５９１と、この中心磁石５９１を取り囲むリング状の周辺磁石５９２と、中心磁石５９１と周辺磁石５９２とをつなぐ板状のヨーク５９３とから構成される。尚、ターゲット５７や磁石機構５９は、絶縁ブロック５７１を介して第一下地膜作成チャンバー５１に固定されている。第一下地膜作成チャンバー５１は、電気的には接地されている。
【００５９】
ガス導入系５６によってプロセスガスを導入しながら排気系５５によって第一下地膜作成チャンバー５１内を所定の圧力に保ち、この状態でスパッタ電源５８を動作させる。この結果、スパッタ放電が生じてターゲット５７がスパッタされ、スパッタされたターゲット５７の材料が基板９に達して基板９の表面に所定の下地膜が作成される。尚、図８から分かるように、ターゲット５７、磁石機構５９及びスパッタ電源５８の組は、第一下地膜作成チャンバー５１内の基板９の配置位置を挟んで両側に設けられており、基板９の両面に同時に下地膜が作成されるようになっている。
【００６０】
また、図８に示すように、各ターゲット５７の大きさは、一枚の基板９よりも少し大きい程度となっている。二枚の基板９を保持した基板保持具９０は、第一下地膜作成チャンバー５１内で移動し、二枚の基板９が順次ターゲット５７の正面に位置するようになっている。即ち、最初は搬送方向前方の基板９がターゲット５７の正面に位置する状態となってこの基板９に成膜が行われる。そして、その後、所定距離前進して搬送方向後方の基板９がターゲット５７の正面に位置する状態となり、この基板９への成膜が行われる。
【００６１】
各成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０のより具体的な構成例について、基板９の搬送順に説明する。前述した第一下地膜作成チャンバー５１は、下地膜としてＣｒ膜が作成されるようになっている。また、第一下地膜作成チャンバー５１の次に基板９が搬送される成膜チャンバーは、スパッタリングにより磁性膜を作成する第一磁性膜作成チャンバー５２になっている。磁性膜としては、本実施形態では、ＣｏＣｒＴａ膜が作成されるようになっている。
【００６２】
本実施形態の装置では、下地膜と磁性膜とを二層にわたって形成できるようになっている。即ち、第一磁性膜作成チャンバー５２の次に基板９が搬送される成膜チャンバーは第二下地膜作成チャンバー５３になっており、その次に基板９が搬送される成膜チャンバーは第二磁性膜作成チャンバー５４になっている。第二下地膜作成チャンバー５３は、第一下地膜作成チャンバー５１と同様にＣｒ膜を下地膜として作成するチャンバーであり、第二磁性膜作成チャンバー５４は、同様にＣｏＣｒＴａ膜を磁性膜として作成するチャンバーである。
【００６３】
そして、第二磁性膜作成チャンバー５４の次に基板９が搬送される成膜チャンバーは、ＣＶＤによりカーボン保護膜を作成する保護膜作成チャンバー５０である。保護膜作成チャンバー５０は二つ設けられている。最初に基板９が搬送される保護膜作成チャンバー５０で必要な厚さの半分の厚さの保護膜が作成され、次の保護膜作成チャンバー５０で残りの半分の厚さの保護膜が作成されるようになっている。
【００６４】
保護膜作成チャンバー５０は、ＣＨ４等の有機化合物ガスを内部に導入する不図示のプロセスガス導入系と、プロセスガスに高周波エネルギーを与えてプラズマを形成する不図示のプラズマ形成手段等を備えている。有機化合物ガスがプラズマ中で分解し、基板９の表面にカーボンの薄膜が堆積するようになっている。
【００６５】
また、保護膜作成チャンバー５０の次に基板９が搬送される真空チャンバーは、予備チャンバー５００となっている。この予備チャンバー５００は、必要に応じて基板９を冷却したりするチャンバーとして構成される。この予備チャンバー５００を経た後、最後の方向転換チャンバー３４を経て基板９がアンロードロックチャンバー２に達するようになっている。
【００６６】
次に、上記構成に係る本実施形態の装置の全体の動作について説明する。
本実施形態の装置では、すべての真空チャンバーに基板保持具９０が常に位置している。そして、最も時間のかかる作業を行う真空チャンバー（律速チャンバー）での作業時間で決まるタクトタイムごとに、各真空チャンバー内の基板保持具９０は次の真空チャンバーに同時に移動する。
特定の基板９の動きに注目すると、一つの基板９は、ロードロックチャンバー１で基板保持具９０に搭載された後、プリヒートチャンバー４で予備加熱される。その後、第一下地膜作成チャンバー５１、第一磁性膜作成チャンバー５２、第二下地膜作成チャンバー５３、第二磁性膜作成チャンバー５４を経て、下地膜と磁性膜との積層膜が二層にわたって作成される。その後、基板９は保護膜作成チャンバー５０で保護膜が作成され、補助チャンバー５００を経てアンロードロックチャンバー２に達する。そして、アンロードロックチャンバー２で基板保持具９０から回収される。
【００６７】
基板保持具９０は、アンロードロックチャンバー２で空（基板９を保持しない状態）となった後、リターン移動路を通ってロードロックチャンバー１に戻る。より具体的には、空になった基板保持具９０は、次のタクトタイムで膜除去チャンバー７０に移動する。そして、その次のタクトタイムで、ロードロックチャンバー１に移動して、未成膜の基板９の搭載動作が行われる。このようにして、基板保持具９０は、図１に示す方形の移動路８０を周回して、成膜処理に何回も使用される。尚、図１に示すように、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１へのリターン移動路は、折れ曲がらずに直線状に延びており、膜除去チャンバー７０及びロードロックチャンバー１はこの折れ曲がらずに直線状に延びるリターン移動路上に設けられている。
【００６８】
このようにして移動路８０を所定回数周回して所定回数の成膜処理に利用された基板保持具９０が膜除去チャンバー７０に移動すると、前述したように膜除去機構が動作し、保持爪９１の表面の堆積膜の除去が行われる。どの程度の周回を繰り返した後に膜除去が行われるべきかは、基板９に作成する薄膜の厚さ等によるので一概に決められないが、例えば２〜４回程度周回した後に膜除去が行われるようにする。勿論、毎回の周回毎に膜除去を行うようにしてもよい。
【００６９】
上述した構成及び動作に係る本実施形態の装置では、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１に戻すリターン移動路上に膜除去機構が設けられているので、装置の構成が簡略化されるメリットがある。即ち、前述した通り、膜除去の動作を行う際、基板９の損傷等を防止する観点から、基板保持具９０が基板９を保持しない状態（空の状態）とすることが好ましい。この場合、膜除去機構がリターン移動路上に配置されていない場合、例えばロードロックチャンバー１とプリヒートチャンバー４との間の移動路上にある場合、膜除去を行う基板保持具９０については、ロードロックチャンバー１で基板９の搭載動作を行わないよう構成することになる。この場合、ロードロックチャンバー１内の搭載用ロボット１１の駆動プログラムを修正することが必要になる。
【００７０】
また、基板９を保持しない基板保持具９０が成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０内に位置する際に成膜が行われると、保持爪９１の表面領域のうち基板９が陰になって本来は堆積しない領域にまで膜が堆積してしまう。このため、基板９を保持しない基板保持具９０が成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０に達した場合には、成膜動作が行われないよう成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，５０内の各部の動作を制御することが好ましい。しかし、これについても制御プログラムの修正が必要であり、また装置全体の動作が複雑になる欠点がある。さらに、リターン移動路以外の移動路上に膜除去機構を配置する構成では、膜除去が行われた後に基板保持具９０が空の状態でロードロックチャンバー１まで移動してから基板９の搭載動作が行われる。この部分の移動は、無駄な動きである。
【００７１】
一方、本実施形態のように、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１へのリターン移動路上に膜除去機構があると、成膜済みの基板９を回収した後に直ちに膜除去を行うことが可能で、膜除去後直ちに未成膜の基板９の搭載を行うことが可能である。このため、基板保持具９０の移動に無駄がなく、制御のためのプログラムの修正も非常に少ない。さらに、基板保持具９０が空の状態で処理チャンバーを移動することがないため、処理用の真空チャンバー４，５０〜５４の制御プログラムの修正も不要である。このようなことから、本実施形態では、装置の構成が簡略となっており、既存の装置への適用が容易である。尚、「リターン移動路」とは、成膜済みの基板が回収された基板保持具が、次の未成膜の基板の保持のために移動する際の経路の意味であって、その移動のための特別な機構の有無を問わない。
【００７２】
また、膜除去機構が膜除去チャンバー７０に設けられていて膜除去チャンバー７０がロードロックチャンバー１及びアンロードロックチャンバー２に対して真空が連通するようにして気密に接続されている点は、基板保持具９０の大気による汚損を防止するという技術的意義を有する。即ち、基板保持具９０が大気に晒されると、前述したように、基板保持具９０の表面に大気中の塵埃や酸素，水分等が付着することがある。このような汚損物質が基板保持具９０を介して装置内に持ち込まれると、基板９を汚損したり、作成される薄膜の品質を損なう恐れがある。しかしながら、本実施形態では、膜除去が真空中で行われる上、アンロードロックチャンバー２からロードロックチャンバー１に戻るまでの過程で基板保持具９０が大気に晒されることがないので、このような汚損の恐れはない。
【００７３】
尚、このような大気中の汚損物質が基板保持具９０の表面に付着した場合でも、膜除去機構による膜除去の際、汚損物質も一緒に除去できる場合がある。従って、アンロードロックチャンバー２から膜除去チャンバー７０までの間では基板保持具９０が大気に晒されても良い場合がある。
【００７４】
また、本実施形態の装置は、リターン移動路の部分以外の移動路の部分でも、基板保持具９０は大気に晒されず、常に真空中で移動して成膜が行われるため、大気中の汚損物質が基板保持具９０を介して装置内に持ち込まれることがない。
この点でも、基板９の汚損や薄膜の品質低下が低減されている。
【００７５】
さらに、表面に薄膜が堆積した基板保持具９０が大気側に取り出されると、薄膜の表面が酸化したり異物が付着したりする。そして、次の基板９が保持されて表面に薄膜が作成されると、そのような表面が酸化したり異物が付着したりした薄膜の上にさらに薄膜が堆積することになる。このような性質の異なる薄膜が積層されると、応力が高く、剥離し易い。従って、上記パーティクルの発生の恐れが高くなる。しかしながら、本実施形態の薄膜作成装置は、基板保持具９０が大気側には取り出されないので、このような問題はない。
【００７６】
上述した各実施形態では、保持爪９１の表面の堆積膜の除去について主に説明したが、保持具本体９２の表面の堆積膜も同様に除去されており、保持具本体９２の表面から放出されるパーティクルも低減されている。
【００７７】
また、上記各実施形態では、膜除去機構を備えた専用の膜除去チャンバー７０が設けられたが、これは必須の条件ではない。例えば、アンロードロックチャンバー２又はロードロックチャンバー１内に膜除去機構を設けるようにしてもよい。プラズマを形成して除去する構成の場合、搭載用ロボット１１又は回収用ロボット２１がプラズマに晒される恐れがあるので難しいが、光又は超音波等により除去する構成の場合、充分に実現性がある。但し、専用の膜除去チャンバー７０を用意すると、プラズマを形成したり、反応性ガスを使用したりというような構成を自由に選択できるメリットがある。
尚、膜除去チャンバー７０は、ロードロックチャンバー１及びアンロードロックチャンバー２に直接隣接して設けられている必要はなく、間に別の真空チャンバーが介在していてもよい。要は、真空が連通するようになっていればよい。
【００７８】
以上の説明では、基板保持具９０は、保持爪９１によって基板９の周縁を係止するものであったが、情報記録ディスク用基板のように中央に円形の開口がある基板については、その中央の開口の縁を係止するようにしてもよい。但し、保持爪が中央の開口の縁を係止する構成では、保持爪を設ける構造上、基板の両面を同時に成膜することはできない。また、最近では、ノートパソコン用ハードディスクのように非常に小型の情報記録ディスクも多くなっているが、小型の基板については、中央の開口の縁で係止するのは困難である。従って、基板９の周縁で係止する構成は、基板９の両面同時成膜を可能にし、小型の基板にも対応できるというメリットがある。
【００７９】
尚、膜除去チャンバー７０において、複数の基板保持具９０が滞留する構成を採用することも可能である。即ち、膜除去を行う必要がある基板保持具９０を複数収容した後、膜除去機構を動作させ、複数の基板保持具９０に対して一括して膜除去を行うようにしてもよい。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本願発明によれば、基板保持具の表面の堆積膜が除去されるので、堆積膜の剥離に起因したパーティクルの発生などの問題が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施形態に係る薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す装置における基板保持具９０及び移動機構の構成を説明する正面概略図である。
【図３】図１に示す装置における基板保持具９０及び移動機構の構成を説明する側断面概略図である。
【図４】図１に示す装置に設けられた膜除去チャンバー７０の構成について説明する側断面概略図である。
【図５】膜除去機構の別の構成について説明する側断面概略図である。
【図６】膜除去機構のさらに別の例について説明する平面断面概略図である。
【図７】図１に示す方向転換チャンバー３１，３２，３３，３４に設けられた方向転換機構の構成を説明する側面概略図である。
【図８】第一下地膜作成チャンバー５１の構成を示す平面断面概略図である。
【図９】従来の情報記録ディスク製造用の薄膜作成装置の概略構成を示す平面図である。
【図１０】図９に示す基板保持具９０の構成を示す正面概略図である。
【図１１】従来の技術の問題点を説明した図である。
【符号の説明】
１０ ゲートバルブ
１ ロードロックチャンバー
２ アンロードロックチャンバー
３１ 方向転換チャンバー
３２ 方向転換チャンバー
３３ 方向転換チャンバー
３４ 方向転換チャンバー
４ プリヒートチャンバー
５１ 第一下地膜作成チャンバー
５２ 第一磁性膜作成チャンバー
５３ 第二下地膜作成チャンバー
５４ 第二磁性膜作成チャンバー
５０ 保護膜作成チャンバー
７０ 膜除去チャンバー
７１ 排気系
７２ ガス導入系
７３ 高周波電源
７４ 可動電極
９ 基板
９０ 基板保持具
９１ 保持爪
９２ 保持具本体
Claims (1)
- ロードロックチャンバーと、
前記ロードロックチャンバーと気密に接続された成膜チャンバーと、
前記成膜チャンバーと気密に接続されたアンロードロックチャンバーと、
前記アンロードロックチャンバーと前記ロードロックチャンバーの間に真空が連通するようにして気密に接続して設けられ、かつ膜除去機構を備えたエッチングチャンバーと、
基板保持具を、前記ロードロックチャンバー、前記成膜チャンバー、前記アンロードロックチャンバー、及び前記エッチングチャンバーの順に移動させる移動機構とを備えており、
前記移動機構は、前記ロードロックチャンバー内にある前記基板保持具を前記成膜チャンバーに移動させ、前記成膜チャンバー内にある前記基板保持具を前記アンロードロックチャンバーに移動させ、前記アンロードロックチャンバーにある前記基板保持具を前記エッチングチャンバーに移動させ、前記エッチングチャンバーにある前記基板保持具を前記ロードロックチャンバーに移動させる動作を、タクトタイムごとに行う機構であり、
前記エッチングチャンバーは前記アンロードロックチャンバーに隣接して設けられているとともに、前記ロードロックチャンバーは前記エッチングチャンバーに隣接して設けられており、前記移動機構は、あるタクトタイムにおいて前記アンロードロックチャンバーから前記エッチングチャンバーに前記基板保持具を移動させるとともに、次のタクトタイムにおいて当該基板保持具を前記ロードロックチャンバーに移動させるものであり、
前記膜除去機構は、前記基板保持具に堆積した堆積膜にイオンを入射させ、イオン衝撃により前記堆積膜をスパッタエッチングして除去するものであり、
前記基板保持具は、前記エッチングチャンバー内において接地電位から絶縁されて絶縁電位となっており、
前記膜除去機構は、前記エッチングチャンバー内において前記基板保持具に接触可能な可動電極と、高周波電源と、キャパシタンスを介して高周波電源と可動電極とをつなぐ伝送線とから成っており、高周波電源が印加する高周波電界によって形成されたプラズマ中の電子とイオンの移動度の違いから前記基板保持具に自己バイアス電圧を生じさせることでプラズマ中のイオンを入射させるものであることを特徴とする薄膜作成装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33287499A JP4550959B2 (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 薄膜作成装置 |
| TW089102793A TW552306B (en) | 1999-03-26 | 2000-02-18 | Method of removing accumulated films from the surfaces of substrate holders in film deposition apparatus, and film deposition apparatus |
| US09/453,886 US6251232B1 (en) | 1999-03-26 | 2000-02-22 | Method of removing accumulated films from the surface of substrate holders in film deposition apparatus, and film deposition apparatus |
| KR10-2000-0014456A KR100367340B1 (ko) | 1999-03-26 | 2000-03-22 | 성막장치에 있어서의 기판유지구의 표면의 퇴적막의제거방법 및 성막장치 그리고 박막작성장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33287499A JP4550959B2 (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 薄膜作成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001156158A JP2001156158A (ja) | 2001-06-08 |
| JP4550959B2 true JP4550959B2 (ja) | 2010-09-22 |
Family
ID=18259781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33287499A Expired - Fee Related JP4550959B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-11-24 | 薄膜作成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4550959B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4691896B2 (ja) * | 2003-04-04 | 2011-06-01 | パナソニック株式会社 | プラズマディスプレイパネルの製造方法 |
| JP4447279B2 (ja) | 2003-10-15 | 2010-04-07 | キヤノンアネルバ株式会社 | 成膜装置 |
| JP4706203B2 (ja) * | 2004-08-06 | 2011-06-22 | パナソニック株式会社 | プラズマディスプレイパネルの製造方法 |
| JP5014603B2 (ja) | 2005-07-29 | 2012-08-29 | 株式会社アルバック | 真空処理装置 |
| WO2009034610A1 (ja) * | 2007-09-11 | 2009-03-19 | Canon Anelva Corporation | 薄膜作成装置における基板保持具上の堆積膜の剥離防止方法及び薄膜作成装置 |
| JP2010176781A (ja) * | 2009-02-02 | 2010-08-12 | Showa Denko Kk | 成膜装置及び磁気記録媒体の製造方法 |
| JP5666248B2 (ja) | 2010-11-02 | 2015-02-12 | キヤノンアネルバ株式会社 | 磁気記録媒体の製造装置 |
| JP5247847B2 (ja) * | 2011-03-29 | 2013-07-24 | キヤノンアネルバ株式会社 | 成膜装置及び成膜装置用ストックチャンバー |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161636A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | Toshiba Corp | プラズマ気相成長システム |
| JP2948842B2 (ja) * | 1989-11-24 | 1999-09-13 | 日本真空技術株式会社 | インライン型ｃｖｄ装置 |
| JPH04254349A (ja) * | 1991-02-06 | 1992-09-09 | Sony Corp | マルチチャンバプロセス装置 |
| JPH06173000A (ja) * | 1992-12-07 | 1994-06-21 | Hitachi Ltd | 連続式成膜装置 |
| JP2842551B2 (ja) * | 1995-02-28 | 1999-01-06 | 三洋電機株式会社 | 半導体薄膜の製造装置 |
| JP3732250B2 (ja) * | 1995-03-30 | 2006-01-05 | キヤノンアネルバ株式会社 | インライン式成膜装置 |
| JPH09165683A (ja) * | 1995-12-14 | 1997-06-24 | Ulvac Japan Ltd | 枚葉式真空処理装置 |
-
1999
- 1999-11-24 JP JP33287499A patent/JP4550959B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001156158A (ja) | 2001-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100367340B1 (ko) | 성막장치에 있어서의 기판유지구의 표면의 퇴적막의제거방법 및 성막장치 그리고 박막작성장치 | |
| US6176932B1 (en) | Thin film deposition apparatus | |
| US8147664B2 (en) | Sputtering apparatus | |
| JP4268303B2 (ja) | インライン型基板処理装置 | |
| US6455101B1 (en) | Method for depositing a protective carbon coating on a data recording disk | |
| JP4482170B2 (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
| JPH03120362A (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| JP5480290B2 (ja) | スパッタリング装置、及び電子デバイスの製造方法 | |
| JPH083744A (ja) | 真空処理装置、真空処理装置の中で基板を処理する方法、及び、真空処理装置用のロック | |
| JP4268234B2 (ja) | 情報記録ディスク用成膜装置 | |
| JP4550959B2 (ja) | 薄膜作成装置 | |
| CN112159967B (zh) | 一种用于红外金属膜的离子束沉积设备及薄膜沉积方法 | |
| JP2010077483A (ja) | 光学フィルターの製造方法 | |
| US5304405A (en) | Thin film deposition method and apparatus | |
| JP4473410B2 (ja) | スパッタリング装置及び成膜方法 | |
| JPH1187098A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPH07273092A (ja) | プラズマ処理装置及びそのクリーニング方法 | |
| US11365475B2 (en) | Physical vapor deposition chamber cleaning processes | |
| JP4364335B2 (ja) | スパッタリング装置 | |
| JPH0892764A (ja) | スパッタ装置 | |
| JP3905584B2 (ja) | スパッタ装置及びコリメータ付着物の処理方法 | |
| JPH0586475A (ja) | 真空成膜装置 | |
| JP2001185598A (ja) | 基板処理装置 | |
| JP2895505B2 (ja) | スパッタリング成膜装置 | |
| JP2009194360A (ja) | 薄膜作成装置における基板保持具上の堆積膜の剥離防止方法及び薄膜作成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061018 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090119 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090127 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090330 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090507 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090706 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100119 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100414 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100507 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20100527 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100615 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100709 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4550959 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130716 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |