JPWO2009153856A1 - 防着カバー付きキャリアおよび防着カバー着脱装置 - Google Patents

Abstract

キャリアを起因として発生する付着膜の剥離を抑制し、キャリアの交換周期を長くする。基板２を支える基板ホルダ３を搬送するための機構を有するスライダー７から構成されるキャリア１で、基板ホルダ３を覆うことが可能な成膜される基板２と同等かそれ以上の開口を持つ防着カバー２０ａ、２０ｂが、基板ホルダ３の両面に設置される。この際、基板ホルダ３、支持爪４、固定部６は、防着カバー２０により隠れる配置となる。成膜室において、防着カバー２０により覆われたキャリア１は、基板２に所定の成膜を行うため、成膜室にてプラズマ空間に曝され成膜が行われるが、防着カバー２０により覆われた基板ホルダ３、支持爪４、固定部６には、膜の堆積を抑えることができる。このため、爪のたわみによる膜剥がれや、固定部６などの鋭角部からの膜剥がれを抑制し、キャリア１の交換周期を長くすることができる。

Description

本発明は、基板の表面に所定の処理を施す成膜装置において、基板を支えるための支持爪を有するキャリアに関する。

様々な基板表面に成膜を行うことは盛んに行われている。このような成膜装置は、図１、図１３に示すように、成膜を行なう成膜室内の所定位置に基板２を保持するため、支持爪４と固定部６とを有する基板ホルダ３と、基板ホルダを搬送するための機構を有するスライダー７から構成されるキャリア１を備えている。成膜は、本来は基板２のみに堆積させるべきであるが、キャリア１にも付着してしまう。この成膜された膜には応力の高い膜もあり、キャリア１、とくに基板２を支持する支持爪４にも厚く堆積されていく。付着物を除去するため、基板ホルダー３がスライダ７から取外され、分解・再生洗浄された後、再び基板ホルダー３は使用される（図１３参照）。
公表特許公報、国際公開No：W001/056758があり、これには縦型のキャリアが記載されている。この構造は基板を支えるための支持爪及び前記支持爪を固定する固定部が露出している。
国際公開No：W001/056758

更に、従来は、図２のように成膜室１０内の成膜源１１とキャリア１２の間に成膜室１０に固定したシールド１３を配することにより、キャリア１２への膜付着を軽減していたが、キャリアを成膜室へ搬送する際、接触しないよう隙間を設けてあった。このため、支持爪４及び固定部６にも膜付着が生じていた（特表２００２−５１２６５８号公報参照）。
特表２００２−５１２６５８号公報

前記キャリア１の基板ホルダ３以外にも、図３のような基板１５近傍まで支持爪１７を基板ホルダ１６内部に組み込む基板支持ホルダ１８も存在するが、基板を脱着するため支持爪先端部は露出している。また、前記支持爪の固定部なども露出している構造となっており、これらの部位には膜付着が生じていた（特表２００６−５１７３２４号公報参照）。
特表２００６−５１７３２４号公報

図１、図１３に示すような前記キャリア１においては、支持爪４及び固定部６が露出しているため、基板２を成膜した際に支持爪４及び固定部６に膜が付着、複数回連続処理すると、爪のたわみによる膜剥がれや、固定部の鋭角部からの膜剥がれが生じパーティクルの原因となる。

図３Ａ、３Ｂに示すような基板１５近傍まで支持爪１７を基板ホルダ１６内部に組み込む基板支持ホルダ１８や図２のような成膜室１０内のキャリア１２近傍に成膜室１０に固定したシールド１３を配する方法のものでも、支持爪先端や固定部には、膜が堆積することには変わりは無く、前記理由により同様のパーティクルが発生する。

前記パーティクルが基板の表面に付着すると、局所的な膜厚異常が生じる。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は、不良セクタなどの欠陥を生じやすい。

ここで「セクタ」とは、ハードディスク中のプラッタと呼ばれる回転する円盤上の最小記録単位である。このセクタの磁性が極端に弱くなれば、記録された磁気情報は読み書きすることができなくなる。原因は磁性の劣化に限らず、前記の膜厚異常などによっても同様の症状となる。これらの読み書き不良のセクタを不良セクタという。

さらに最近の情報記録ディスクは、記録密度向上のため、セクタが小さくなってきている。このため、僅かな膜厚異常（例えば突起の形成）でも、不良となり易い。

上記理由により、従来の成膜装置では、複数回連続処理したキャリアは、新品ないしは再生洗浄済みの新たなキャリアに交換をせざるえなかった。

本発明は上記パーティクルの問題を解決するためになされたものであり、また、キャリア交換周期をも延ばすことを目的とする。

本発明の防着カバーは、基板ホルダ、支持爪、固定具の全てを覆うことが可能な大きさであり、防着カバーには、成膜される基板と同等かそれ以上の開口を有する。前記防着カバーは、基板ホルダの両面、もしくは片面に設置され得る。

防着カバーは、基板ホルダと共に基板ホルダを搬送するための機構を有するスライダーに接続され、キャリアストッカーや成膜装置に投入される。

防着カバーには、固定するための鍵型の金具があり、これを基板ホルダの角穴に引っ掛けることにより防着カバーと基板ホルダ３を固定する。また、ネジやマグネットなどによる固定など他の方法でも可能である。

防着カバーは、膜の応力緩和のため、できるだけ鋭角構造を排し、素材が異なる組立式のものは避けることが好ましい。また、熱伝導率が高い素材を選定することにり、入熱部近傍とそれ以外の場所での熱膨張による膜応力を緩和することが可能となる。

さらに、防着カバーに付着した膜を剥がれ難くするため、表面をサンドブラストや溶射により粗すことは、付着した膜の物理的な付着力を上げることになり、効果が期待される。これは、キャリアにも同様の効果が期待できる。

防着カバー着脱装置は、防着カバーを交換するために防着カバー着脱用ロボットの設けられたロボット室とキャリア搬送室と防着カバーを収納するための収納エリアを配したカバー収納室とから成立する。

本発明のキャリア１及び防着カバー２０により、キャリア１が原因で発生する付着膜の剥離を抑制するとともに、キャリア１の交換周期を長くすることが可能となる。また、図５の防着カバー着脱装置を用いることにより、真空状態を破壊せず防着カバー２０の着脱が可能となるため、キャリア１を大気に曝すことにより発生するパーティクルなど、基板２に悪影響を及ぼす物質を抑制できる。

従来のキャリアの正面図である。 従来の成膜室及びキャリアの断面図である。 従来の支持爪内部組込型の基板支持ホルダの正面図である。 図３Ａの拡大図である。 実施形態のキャリアと防着カバーの側面図である。 図４Ａのキャリアと防着カバーの正面図である。 本発明の防着カバー着脱装置の拡大図である。 図５の防着カバー着脱装置の側断面図である。 本発明の実施形態に関わる情報記録ディスク製造用の成膜装置の平面図である。 成膜装置に防着カバー着脱装置を併設した図である。 別な構成の成膜装置であって、基板供給室、基板排出室の間にある防着カバー着脱装置を示す図である。 別な構成の成膜装置であって、キャリアストッカーに併設して防着カバー着脱装置(真空着脱)を配置した図である。 別な構成の成膜装置であって、キャリアストッカーに併設して防着カバー着脱装置(大気着脱)を配置した図である。 キャリア搬送室を基板ホルダクリーニング処理室とした配置を示す図である。 従来の基板ホルダーの斜視図である。 本発明の基板ホルダーの斜視図である。 図１４Ａの基板ホルダーの防着カバーを分解した図である。

符号の説明

１ キャリア
２ 基板
３ 基板ホルダ
４ 支持爪
５ 角穴
６ 固定部
７ スライダー
１０ 成膜室
１１ 成膜源
１２ キャリア
１３ シールド
１５ 基板
１６ 基板ホルダ
１７ 支持爪
１８ 基板ホルダ
２０ａ、ｂ 共に防着カバー組立前
２１ 防着カバー開口
２２ 固定金具
２３ キャリア
３０ 防着カバー着脱装置
３１ 防着カバー着脱ロボット
３２ ロボット室
３３ 防着カバー収納カセット
３４ カバー収納室
３５ キャリア搬送室
３６ 真空仕切り弁
３７ 大気仕切り弁
３８ 真空ポンプ
３９ 基板
４０ 真空室仕切り弁
４１ 基板供給室
４２ 基板排出室
４３、４４、４５、４６ 方向転換室
４７ キャリアストッカー
５０ 防着カバー着脱室
５１ 基板供給室
５２ 基板排出室
５３ 基板
５４ キャリア
６０ 防着カバー着脱室
６１ 成膜室
６２ キャリア収納室
６３ 防着カバー着脱ロボット
７０ 防着カバー着脱室
７１ 成膜室
７２ キャリア収納室
７３ 待機室
７４ 真空排気機構
８０ キャリア搬送室
８１ 電極駆動棒
８２ 基板ホルダ
８３ 整合器
８４ 高周波電源
８５ 伝送線
８６ 高周波導入棒
８７ 電極スプリング
８８ Ｇａｓ
９０ 方向転換室
９１ 防着カバー着脱装置

以下、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では成膜装置の一例として、同様に情報記録ディスク製造用の成膜装置をとり上げて説明する。

図７は本発明の実施形態にかかわる成膜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、複数の真空室が方形の輪郭に沿って縦設されている。各真空室は、専用または兼用の排気系よって排気される真空容器である。各真空室の境界部には真空室仕切り弁４０が配置されている。前記の成膜装置内を、図１の基板２は、キャリア１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室内に方形の移動路が設置されており、この移動路に沿ってキャリア１を移動させる移動機構が設けられている。キャリア１は基板２を保持したままこの移動機構により各室を搬送するようになっている。
複数の真空室のうち、方形の一辺に配置された二つの真空室が、キャリア１への基板２の搭載を行なう基板供給室４１及びキャリア１からの基板２の回収を行なう基板排出室４２になっている。尚、方形の移動路のうち、基板供給室４１と基板排出室４２との間の部分は、基板排出室４２から基板供給室４１にキャリア１を戻すリターン移動路になっている。
また、他の真空室は、基板２に各種処理を行なう真空室になっている。方形の角の部分の真空室は、キャリア１の搬送を９０度方向転換する、方向転換機構を備えた方向転換室４３、４４、４５、４６になっている。
キャリア１の新品や再生・洗浄済み品を収納でき、成膜装置内にて膜の堆積したキャリア１を入れ替えることができるキャリアストッカー４７が、方向転換室に併設されている。前記キャリアストッカー４７により、生産を止めることなくキャリア１を入れ替えることが可能となる。

図４Ａ、４Ｂは、本発明の実施形態のキャリア２３及び防着カバー２０の側面図及び正面図であり、キャリア２３は図１のように、基板ホルダ３、基板ホルダ３を搬送するためのスライダー７、支持爪４、固定具６を有し、基板ホルダ３には、防着カバー２０ａ、２０ｂを設置するための角穴５などが開いている。防着カバー２０ａ、２０ｂは、固定用金具２２を有し、この固定用金具２２により基板ホルダ３に固定される。この防着カバー２０ａ、２０ｂを基板ホルダ３に固定する方法は、差込、引掛け、ネジ止めなど方法は問われない。図１４Ａは、本発明の第１実施形態のキャリア２３の斜視図であり、図１４Ｂは防着カバー２０ａ、２０ｂを取り外した様子を示す。基板ホルダー３が２つの防着カバー２０ａ、２０ｂでサンドウィッチされる。

図５は本発明の防着カバー着脱装置３０であり、防着カバー２０を交換するために防着カバー着脱用ロボット３１の設けられたロボット室３２、防着カバーを収納するための収納エリア３３を配したカバー収納室３４、キャリア搬送室３５を有し、真空仕切り弁３６と大気仕切り弁３７と真空ポンプ３８を有する。また、前記防着カバー着脱装置３０は、キャリア搬送室３５を挟み、基板３９に対して両面に配することも可能である。
図５のような構成とすることにより、真空中での防着カバーが着脱可能となり、キャリア１を大気に曝すことにより発生するパーティクルなど、基板２に悪影響を及ぼす物質を抑制できるという効果を奏する。

図６は図５記載の防着カバー着脱装置の側断面図である。前記防着カバー収納室３４内の交換用の防着カバー収納エリア３３は、上下左右に配置する事もでき、本図は上下に配置した例である。
図６のような構成とすることにより、交換前の防着カバーの収納と、交換後の防着カバーを別に収納する事ができ、交換前の防着カバーへのパーティクル付着を低減できるという効果を奏する。

図８は、成膜装置の方向転換室９０に防着カバー着脱装置９１が併設されている。図８のような構成とすることにより、防着カバー着脱装置９１をロードロック室として使用できるという効果を奏する。

図９は別な配置を示し、防着カバー着脱装置５０を基板供給装置５１、基板排出装置５２の間に配することにより、キャリア５４上に基板５３が無い状態での防着カバー２０の着脱を可能とする。

図１０は別な配置を示し、防着カバー着脱装置６０を、成膜装置６１に設置されるキャリアストッカー６２に併設することにより、成膜装置６１内の成膜状態、タクトを乱すことなく、キャリアを交換可能としたものであり、成膜装置６１内のキャリアに設置された防着カバー２０に膜付着した場合、この膜付着したキャリアをキャリアストッカー６２に予め配してあったキャリアと交換することが可能となる。また、キャリアストッカー６２に収納された膜付着したキャリアは、防着カバー着脱装置６０に搬送され、防着カバー２０は防着カバー着脱ロボット６３により交換され、再びキャリアストッカー６２にキャリアと共に収められる。これにより、支持爪など、基板に直接影響を及ぼす部位を有するキャリアを交換することなく、成膜を続けることが可能となる。

図１１は別な配置を示し、防着カバー着脱装置７０を、成膜装置７１に設置されるキャリアストッカー７２に真空排気機構７４を有する待機室７３を介して設置することにより、大気中にて防着カバーを着脱することが可能となる。このため、比較的安価に防着カバー着脱装置７０を制作することも可能となる。また、この状態での着脱は、ロボットなどによる自動化をされなくともよく、手動での交換も可能となる。

図１２は、キャリア搬送室を基板処理室、とくに基板ホルダクリーニングと兼用した例の側断面図である。キャリア搬送室８０内に高周波導入経路８１を設け、別途設けた排気系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、電極駆動棒８１が所定のストロークだけ前進する。この結果、基板ホルダ８２に、高周波電源８４からの電圧が、伝送線８５、高周波導入棒８６、電極スプリング８７を介して印加される。
基板ホルダ８２に高周波電圧が印加されると、設置電位に維持されているキャリア搬送室８０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８４との間には、整合器８３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、電子とイオンの移動度の違いから基板ホルダ８２の表面に自己バイアス電圧と呼ばれる負の電流分の電圧が発生する。
アルゴンガス８８をキャリア搬送室８０内に導入した場合、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基板ホルダ８２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、基板ホルダ８２から除去される。
また、酸素ガスをアルゴンガスの代わりに、キャリア搬送室８０内に導入した場合は、酸素プラズマが発生し、これにより活性酸素が生成され、この活性酸素により、カーボンなどによる保護膜と反応を起こし、一酸化炭素、二酸化炭素のような気体に変化し排出される。これにより、堆積膜が酸素アッシングされ、基板ホルダ８２から除去される。
スパッタエッチングやアッシングを所定時間行なった後、高周波電源８４の動作を停止する。その後、電極駆動棒８１を駆動して電極スプリング８７を基板ホルダ８２から引き離す。
図１２のようにキャリア搬送室と基板処理室とを兼用することにより、基板処理室を低減することができ、フットプリントを低減するという効果を奏する。

Claims (10)

1. 基板を保持するための基板支持爪を有する基板ホルダと該基板ホルダを搬送するためのスライダーとからなるキャリアであって、前記基板支持爪に膜が付着するのを防ぐための防着カバーを前記基板ホルダに設けたことを特徴とするキャリア。
2. 前記防着カバーは基板ホルダの両面、もしくは片面に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のキャリア。
3. 別途設けられた前記防着カバーを交換するための防着カバー着脱装置により、防着カバーが着脱されることを特徴とする請求項１から２記載のキャリア。
4. 基板を保持するための基板支持爪を有する基板ホルダと、前記基板支持爪に膜が付着するのを防ぐため前記基板ホルダに着脱可能に取り付けられた防着カバーと、該基板ホルダを搬送するためのスライダーとからなるキャリアであって、前記防着カバーを着脱するための防着カバー着脱装置が、防着カバーを収納するための防着カバー収納室と、前記防着カバーを交換するための防着カバー着脱用ロボットが設けられたロボット室と、前記防着カバーが装着されたキャリアを搬送するためのキャリア搬送室とからなることを特徴とする防着カバー着脱装置。
5. 前記防着カバー収納室は、前記防着カバーの交換前と後で別の収納室とすることを特徴とする請求項４記載の防着カバー着脱装置。
6. 前記防着カバー収納室と前記ロボット室とが、キャリア搬送室の搬送方向の片側面ないしは両側面に設けられていることを特徴とする請求項4記載の防着カバー着脱装置。
7. 前記キャリアを回収・収納・排出するキャリアストッカー室を接続したことを特徴とする請求項４ないし６記載の防着カバー着脱装置。
8. 前記防着カバー着脱装置は、インライン型処理装置の基板供給室と基板排出室との間に接続されていることを特徴とする請求項４ないし６記載の防着カバー着脱装置。
9. 前記防着カバー着脱装置と前記キャリアストッカーとの間に設けられた、真空排気・ベント機構を有し、かつキャリア搬送機構を有する待機室に、接続されていることを特徴とする請求項６又は７記載の防着カバー着脱装置。
10. 前記防着カバー着脱装置のキャリア搬送室が基板処理室と兼用していることを特徴とする請求項４ないし８記載の防着カバー着脱装置。

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