JPH03170670A - 成膜装置の基板保持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、真空チャンバ内に保持される基板上に薄膜
を形成ずるための戒膜装置の基板保持機構に関する。

〔従来の技術〕

基板上に薄膜を形成する装置とし゜Ｃ、従来よりスパッ
タリング装置やプラズマＣＶＤ装置等の成膜装置が用い
られている。ここでは、スパッタリング装置を例にとっ
て説明する。スパッタリング装置は、第２図に示すよう
に、真空チャンバ５０内の上方に配置され基４Ｉｉ．５
１を保持ずるための基板ホルダ５２と、基仮５２の下方
に対向配置されたターゲット５４とを備えている。また
、５４反５ｌは、クランプ５３により、基板ホルダ５２
に着脱自在に装着されるようになっている。なお、図示
していないが、基板ホルダ５２とターゲット５４との間
には、開閉自在なシャッターが設けられている。また、
装置外部には、基板ホルダ５２及びターゲット５４に高
周波電圧を切替え接続するためのスパッタ電源回路が設
けられている。

戒膜時には、基板５１を基板ホルダ５２に保持させた状
態で、真空チャンバ５０内に所定のガスを封入する。そ
して、基板５ｌとターゲッ！・５４との間にスバッタ電
源による電圧を印加してグロー放電を起こさセ、ターゲ
ット５４にガスイオンを衝突させてスバッタされたター
ゲット原子を基板５１表面に付着させる。これにより、
基板５１上に薄膜が形戒される。

また、戒膜の前には、通常、逆スバッタを行っている。

この逆スパッタにより、基板表面に付着していた不純物
が除去され、基＋Ｆｘクリーニングが行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

逆スパッタ時には、前記スバッタ電源からの電圧は基板
ホルダ５２に印加される。このとき、クランプ５３は基
１反ホルダ５２と同電位になる。このため、クランプ５
３が真空チャンバ５０内に露出している前記従来の構成
では、クランプ５３と真空チャンパ５０どの間や、クラ
ンプ５３とその駆動部との間で異常放電が起こる場合が
ある。この結果、逆スパッタ時の放電エネルギーが分敗
されて放電エネルギーを基板表面に集中さ・已ることが
できず、逆スバッタ効率が低下するという問題が生じる
。

この発明の目的は、異常放電を防止でき、逆スバッタ時
の放電エネルギーを基板に集中させることができる成膜
装置の基板保持機構を提供することにある， 〔課題を解決するための手段〕 本発明に係る基板保持機構は、真空チャンバ内に保持さ
れる基機上に薄膜を形威ずるための成膜装置の基板保持
機構であって、基板を保持する丞仮ホルダと、前記基仮
ホルダに基板を着脱自在に保持させるクランプ機構と、
サブホルダ部材と、アースシールド部材とを備えている
。前記サブホルダ部材は、クランプｎ．構の周囲に設け
られクランプ機構と同電位の部材である。前記アースシ
ールド部材は、サブホルダ部材の周囲に設けられた部材
である。

〔作用〕

本発明に係る基板保持機構では、真空チャンパ内に搬入
された基板は、クランプ機構により基板ホルダに保持さ
れる。そして、逆スバッタ時には、基板ホルダにスバッ
タ電源からの電圧を印力１１Ｌ、基板とその対向電極と
の間で放電を起こさせる。

これにより基板表面に付着していた不純物が除夫され、
逆スパッタが行われる。

この逆スバック時において、クランプｎ構の周囲には、
サブホルダ部材を介してアースシールド部材が設けられ
ている。また、このサブホルダ部材は、クランプ機構と
同電位に保たれている。したがって、逆スパッタ時にク
ランプｍ構と真空チャンバ等との間の異常放電が防止さ
れ、放電エネルギーが基板表面に集中する。

〔実施例〕

第ｌ図は、本発明の一実施例による基板保持機構が採用
されたスパッタリング装置を示している。

図において、真空チャンバｌ内には、基仮５を保持する
基板ホルダ６が設けられている。基板ホルダ６の上部は
平板部材７に固定され゛Ｃいる。また、基板５は、クラ
ンプ機構ＩＯにより基板ホルダ６に着脱自在に装着され
るようになっている。

このクランプ機構１０は、基板５の端面を保持ずる３個
の爪部１０ａと、爪部１　０　ａ　Ｊ二面に固定され上
下方向に延びる支軸１０ｂと、支軸１０ｂの上端面に固
定された上仮部材１０ｃと、上仮部材１０ｃ上面に突出
して設けられた軸１０（量とから構成されている。また
、支軸１０ｂは、平板部ｔ，Ｊ７を貫通して上下方向に
移動自在に設けられている．そして、上板部材１０ｃと
平板部材７との問の支軸１０ｂには、コイルスプリング
１１が袈着されている。このコイルスプリング１ｌのば
ね力により、クランプｌｉ＋？Ｎｏは常特上方に付勢さ
れ、先端の爪部１０ａにより基板５が保持されるように
なっている。

一方、真空チャンバ１の上部には、軸２が回転自在に支
持されている。この軸２は、図示しない駆動機構により
回転駆動されるようになっている。

軸２の下端には、クランプ機構１０の周囲を囲むサブホ
ルダ部材３が設けられている。このサブホルダ部材３は
、基板ホルダ６及びクランプ機構ＩＯと同電位に保たれ
ている。また、このサブホルダ部材３の内部には、クラ
ンプｍ構１０の近傍に支柱４が設けられており、平板部
月７はこの支柱４に固定されている。また、サブホルダ
部拐３の周囲には、所定間隔を介してアースシールド部
材２０が設けられている。アースシールド部材２０は、
軸２及び１０ｄのチャンバ内露出部分にも連続して形威
されーＣいる。また、アースシールド部材２０は、基板
ホルダ２と一休的に回転ずるように支持されている。そ
の支持部２０ａは、ブラシ８を介してアースに接続され
ている。また、輔１０ｄ上方には、軸１０ｄ上端面と当
接し得るプッシュロッド１７が上下方向に移動自在に設
けられている。このプッシュロッドｌ７は、真空チャン
バ１外部に設けられた駆動部ｌ５により駆動されるよう
になっ゛ζいる。また、プッシュ口ッド１７が駆動され
ていない場合には、プッシュロッ１・川７下端と軸１０
ｄ上端との間の隙間Ｓは、約５ｍｆｆｌに設定されてい
る。

真空チャンバｌ内の下方には、基板５と対向し得る位置
に基板５との間で逆スバッタを行うための対向電極２３
が配置されている。この対向電掘２３は、アースに接続
されている。また、対向電極２３から離れた、基板５と
対向し得る位置にターゲット２ｌが設けられている。タ
ーゲット２１は、ターゲットホルダ２２に保持されてい
る。

真空チャンバ１の外部には、スバッタ電源回路３０が設
けられている。スパッタ電源回路３０は、切換え自在な
スイッチ３１を有している。そして、接点３０ａは軸２
に接続されており、また接点３０ｂはターゲットホルダ
２２に接続されている。

スイッヂ３ｌの切換えにより、スパッタ電源同路３０か
らの電圧は、逆スバッタ時には軸２を介して基板５に印
加され、またスパッタリング時にはターゲット２ｌに印
加されるようになっている。

なお、真空チャンバｌには、ガス導入系３２及びガス排
気系３３が接続されている。

次に、木成ＩｌΔ装置の作動について説明する。

まず、図示しない搬送カートにより真空チャンバｌ内に
基板を搬入し、基板ホルダ６下方に配置させる。そして
、駆動部ｌ５を駆動してプッシュロッドｌ７を下降させ
る。プッシュロッド１７の下降により、軸１０ｄを介し
てクランプ機構１０が下降する。この状熊で、図示しな
い昇降機構により基板を搬送カートから持上げ、基仮ホ
ルダ６に密着させる。そして、駆動部１５を駆動してブ
ッシュロッド１７を上昇さ・仕る。すると、コイルスプ
リング１ｌのばね力によりクランプ機構１０が−ヒ昇し
、爪部１０ａにより、基板５が基板ホルダ６に保持され
．る。

次に、逆スバッタ及びプレスパッタを行う。この場合に
は、軸２を回転さゼて基板５を対向電極２３に対向させ
る。また、この時、ターゲッ１・２ｌには、アースシー
ルド部拐２０の下部２０ｂが対向している。この状態か
ら、スバッタ電源Ｉ１１１路３０のスインチ３ｌを接点
３０ａ側に切り換える。

すると、軸２を介して基板５に高周波電圧が印加され、
基仮５と対向電極２３との間で逆スパッタが行われる。

これにより、基板５表面に付着していた不純物が除去さ
れ、基板５表面のクリーニングが行われる。

また、この逆スパッタ時において、クランプ機構ｌＯと
真空チャンバｌとの間には、基板ホルダ６及びクランプ
機構１０と同電位のサブホルダ部材３を介してアースシ
ールド部材２０が設けら゛ζいる。これにより、クラン
プ機構１０とその周囲の部材との間の異常放電を防止で
き、逆スパッタ時の放電エネルギーを基板５表面に集中
させることができる。なお、アースシールド部材２０は
り−ブホルダ部材３を介して設けられるので、その形状
を簡単にすることができる。さらに、この逆スバッタ時
において、クランプ機構１０の軸１０ｄとプッシュロッ
ドｌ７との間の隙間は所定問隔Ｓに保たれている。これ
により、逆スパッタ時にクランプ機構ＩＯと駆動部ｌ５
との間の異常放電を防止でき、逆スバッタ時の放電エネ
ルギーを基板５表面に一層集中させることができる。

逆スバッタ終了後、スパンタ電源回路３０のスイッヂ３
工を接点３０ｂ側に切り換える。すると、ターゲット２
１に高周波電圧が印加され、ターゲット２ｌとアースシ
ールド部材下部２０ａとの間でプレスパッタが行われる
。これにより、ターゲット２１表面のクリーニングが行
われる。

成膜時には、軸２を回転させて基板５をターゲット２１
に対向させる。次に、ターゲット２１にスバッタ電源回
路３０からの高周波電圧を印加する。すると、ターゲッ
ト２ｌと基板５との問でグロー放電が発生し、ターゲッ
ト２ｌからスバソタされたターゲット原子が基板５上に
付着して膜形戊が行われる。

〔他の実施例〕

（ａ）　　前記実施例では、本発明をスパッタリング装
置に適用した場合について説明したが、本発明はプラズ
マＣＶＤ装置等にも同様に適用することができる。

（ｂ）　　第Ｌ図装置は、基板５及びターゲッ１・２１
等が横置きされたいわゆる横置型のスバックリング装置
であるが、本発明は、これらが縦置きされたいわゆるサ
イドスパッタ型の装置にも同様に適用することができる
。

〔発明の効果］ 本発明に係る基板保持機構では、クランプ機構の周囲に
クランプ機構と同電位のサブホルダ部＋４が設けられる
ので、異常放電を肪止でき、逆スバッタ時の放電エネル
ギーを基板に集中させることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例が採用されたスパッタリング
装置の縦断面概略図、第２図は従来装置の第１図に相当
する図である。 １・・・真空チャンバ、３・・・サブホルダ部材、５・
・・基板、６・・・基板ホルダ、ｌＯ・・・クランプ機
構、２０・・・アースシールド部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空チャンバ内に保持される基板上に薄膜を形成
   するための成膜装置の基板保持機構であって、基板を保
   持する基板ホルダと、前記基板ホルダに基板を着脱自在
   に保持させるクランプ機構と、前記クランプ機構の周囲
   に設けられクランプ機構と同電位のサブホルダ部材と、
   前記サブホルダ部材の周囲に設けられたアースシールド
   部材とを備えた成膜装置の基板保持機構。