JP2000273615A - 成膜装置における基板保持具の表面の堆積膜の除去方法及び成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板保持具に堆積した薄膜が剥離してパーテ
ィクルとなって基板に付着する問題を効果的に解決す
る。 【解決手段】 保持爪９１の表面に膜が堆積した基板保
持具９０は、成膜チャンバー５１，５２，５３，５４，
５０を含む複数の真空チャンバーを縦設した方形の搬送
路８０に対して真空が連通するように分岐させて設けた
膜除去チャンバー７０に、基板９を保持しない状態で移
動する。保持具本体９２に可動電極７４を介して高周波
電源７３が接続され、膜除去チャンバー７０内に高周波
電界が設定される。ガス導入系７２により導入されたガ
スに高周波放電が生じてプラズマが形成され、保持爪９
１の表面の堆積膜がイオン衝撃によりスパッタエッチン
グされて真空中で除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【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成膜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こと
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
において盛んに行われている。このような成膜装置は、
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、情報記録ディスク用基板の
成膜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用基板の
成膜装置の概略構成を示す平面図である。図９に示す装
置は、搬送路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
搬送路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の板面は搬送路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】上述した従来の成膜装
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１１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。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。

【００１２】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９
１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。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。

【００１３】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。

【００１４】

【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、真空圧力に維持され
る成膜チャンバー内で基板保持具により基板を保持しな
がら基板の表面に所定の薄膜を作成する成膜装置におい
て、前記基板保持具を、大気側に取り出すことなく、前
記成膜チャンバーに気密に接続された他の真空チャンバ
ー内又は前記成膜チャンバー内に位置させ、その基板保
持具の表面の堆積膜の除去を真空中で行うという構成を
有する。上記課題を解決するため、請求項２記載の発明
は、上記請求項１の構成において、前記基板保持具に前
記基板を保持させない状態で前記除去を行うという構成
を有する。上記課題を解決するため、請求項３記載の発
明は、上記請求項１又は２の構成において、前記基板保
持具は、前記基板を保持しながら、前記成膜チャンバー
と、前記成膜チャンバーに接続された他の真空チャンバ
ーとの間で前記基板を搬送するものであるという構成を
有する。上記課題を解決するため、請求項４記載の発明
は、上記請求項１、２又は３の構成において、前記除去
は、前記堆積膜に熱、光又は電気エネルギーを与えるこ
とにより基板保持具の表面から前記堆積膜を剥離させる
ことで行われるという構成を有する。上記課題を解決す
るため、請求項５記載の発明は、上記請求項１、２又は
３の構成において、前記除去は、前記堆積膜にイオンを
入射させ、イオン衝撃により前記堆積膜をスパッタエッ
チングして行うという構成を有する。上記課題を解決す
るため、請求項６記載の発明は、上記請求項１、２又は
３の構成において、前記除去は、前記堆積膜に反応性ガ
スを供給し、反応性ガスと前記堆積膜との反応を利用し
て行うという構成を有する。上記課題を解決するため、
請求項７記載の発明は、上記請求項１乃至６いずれかの
構成において、前記基板は、情報記録ディスク用基板で
あるという構成を有する。上記課題を解決するため、請
求項８記載の発明は、上記請求項７の構成において、前
記基板保持具は、前記基板の周縁を係止する保持爪と、
保持爪を固定した保持具本体とより成るものであり、前
記除去は保持爪の表面の堆積膜の除去であるという構成
を有する。上記課題を解決するため、請求項９記載の発
明は、スパッタリングによって基板の表面に所定の薄膜
を作成するスパッタチャンバーと、このスパッタチャン
バーに対して真空が連通するようにして直接又は間接に
接続された他の真空チャンバーと、スパッタチャンバー
における成膜の際に基板を保持する基板保持具とを有す
る成膜装置において、前記基板保持具の表面の堆積膜の
除去を真空中で行う膜除去機構が前記他の真空チャンバ
ー又は前記スパッタチャンバーに設けられているという
構成を有する。上記課題を解決するため、請求項１０記
載の発明は、基板の表面に所定の薄膜を作成する成膜チ
ャンバーと、この成膜チャンバーに対して真空が連通す
るようにして直接又は間接に接続された他の真空チャン
バーと、成膜チャンバーにおいて成膜中の基板を保持す
るとともに、前記成膜チャンバーと前記他の真空チャン
バーとの間で基板を搬送する基板保持具とを有する成膜
装置において、前記基板保持具の表面の堆積膜の除去を
真空中で行う膜除去機構が前記他の真空チャンバー又は
前記成膜チャンバーに設けられているという構成を有す
る。上記課題を解決するため、請求項１１記載の発明
は、上記請求項９又は１０の構成において、前記基板保
持具に前記基板を搭載するオートローダと、このオード
ローダを制御する制御部とを有しており、この制御部
は、前記膜除去機構が前記除去を行う際には当該基板保
持具が前記基板を保持しないよう制御を行うものである
という構成を有する。上記課題を解決するため、請求項
１２記載の発明は、上記請求項９、１０又は１１の構成
において、前記膜除去機構は、前記堆積膜に熱、光又は
電気エネルギーを与えることにより前記基板保持具の表
面から前記堆積膜を剥離させることで前記除去を行うも
のであるという構成を有する。上記課題を解決するた
め、請求項１３記載の発明は、上記請求項９、１０又は
１１の構成において、前記膜除去機構は、前記堆積膜に
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前記除去を行うものであるという構
成を有する。上記課題を解決するため、請求項１４記載
の発明は、上記請求項９乃至１３いずれかの構成におい
て、前記除去を専ら行う膜除去チャンバーが設けられて
おり、この膜除去チャンバーは、前記スパッタチャンバ
ー又は前記成膜チャンバーに対して真空が連通するよう
にして直接又は間接に接続されており、前記膜除去機構
がこの膜除去チャンバーに設けられているという構成を
有する。上記課題を解決するため、請求項１５記載の発
明は、上記請求項９乃至１４いずれかの構成において、
前記スパッタチャンバー又は前記成膜チャンバーと前記
他の真空チャンバーとは、無終端状の搬送路に沿って気
密に縦設されており、この搬送路に沿って前記基板保持
具を移動させる移動機構が設けられており、さらに、前
記膜除去チャンバーは、この搬送路から分岐するように
して前記スパッタチャンバーもしくは前記成膜チャンバ
ー、又は、前記他の真空チャンバーに対して気密に接続
されているという構成を有する。上記課題を解決するた
め、請求項１６記載の発明は、上記請求項１５の構成に
おいて、前記他の真空チャンバーのうちの一つは、基板
保持具に基板を搭載するロードロックチャンバーであ
り、前記膜除去チャンバーは、ロードロックチャンバー
から移動した基板保持具が最初に移動する処理用の真空
チャンバーとロードロックチャンバーとの間の搬送路の
部分から分岐して設けられているという構成を有する。
上記課題を解決するため、請求項１７記載の発明は、上
記請求項９乃至１６のいずれかの構成において、前記基
板は、情報記録ディスク用基板であるという構成を有す
る。上記課題を解決するため、請求項１８記載の発明
は、上記請求項１７の構成において、前記基板保持具
は、前記基板の周縁を係止する保持爪と、保持爪を固定
した保持具本体とより成るものであり、前記膜除去機構
は保持爪の表面の堆積膜の除去を行うものであるという
構成を有する。

【００１５】

【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、成膜装置の一例とし
て、同様に情報記録ディスク用基板の成膜装置を採り上
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、複数の真空チャンバーが方形の輪郭に沿って縦設
されており、これに沿って方形の搬送路８０が設定され
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に搭載されて搬送されるように
なっている。

【００１６】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。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。

【００１７】また、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。

【００１８】本実施形態の装置では、基板９を保持した
基板保持具９０を搬送路８０に沿って移動させる移動機
構が設けられている。本実施形態では、基板９は時計回
りに搬送されて順次処理されるようになっている。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。

【００１９】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。

【００２０】また、基板保持具９０の下側には、隔壁８
３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８
３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８
３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に示す方形の搬
送路８０に沿って設けられている。

【００２１】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。

【００２２】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。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。

【００２３】さて、本実施形態の成膜装置の大きな特徴
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とプリヒートチャンバー４との間に設
けられた最初の方向転換チャンバー（以下、第一方向転
換チャンバー）３１に対して気密に接続されている。図
１から分かるように、膜除去チャンバー７０は、方形の
搬送路８０に対して第一方向転換チャンバー３１のとこ
ろから分岐した状態となっている。尚、第一方向転換チ
ャンバー３１と膜除去チャンバー７０との間にはゲート
バルブ１０が設けられている。

【００２４】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７
０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^-8Ｔｏｒｒ程
度まで排気できるようになっている。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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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７
４８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。

【００２８】次に、請求項１から請求項８の方法の実施
形態の説明も兼ねて、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。

【００２９】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７
４１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。

【００３０】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。

【００３１】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
タエッチングにより弾き出された堆積膜の材料は、排気
系７１によって膜除去チャンバー７０から排出される。
スパッタエッチングを所定時間行った後、高周波電源７
３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。

【００３２】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５０〜１００ｃｃ／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０．０５〜０．１１Ｔｏｒｒ程
度に維持される。高周波電源７３は、周波数１３．５６
ＭＨｚ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。

【００３３】次に、請求項１から請求項８の方法の他の
実施形態の説明も兼ねて、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。

【００３４】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。

【００３５】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、同様に排気系７１によって膜
除去チャンバー７０から排出される。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。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。

【００４１】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。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。

【００４２】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。

【００４３】次に、成膜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。

【００４４】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
換構成について説明する。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６
１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。

【００４５】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８８
１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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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３
１，３２，３３，３４内のリークを防止している。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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度曲げられた搬送路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
た後の搬送路８０においても、基板９１の板面は搬送方
向の側方に向くようになっている。

【００５４】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２
１等を制御するようになっている。

【００５５】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。

【００５６】各成膜チャンバー５１，５２，５３，５
４，５０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。

【００５７】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^−８Ｔ
ｏｒｒ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５
９１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５
７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５１，５２，５３，５
４，５０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、ＣｏＣｒＴ
ａ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Ｃｏ
ＣｒＴａ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５
０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。保護膜作成チャンバー
５０は、ＣＨ_４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。

【００６４】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５
００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。

【００６５】次に、上記構成に係る本実施形態の装置の
動作について説明する。本実施形態の装置は、通常の運
転状態では、膜除去チャンバー７０を除き、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。

【００６６】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５
３、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、図１に示す方形の搬送
路８０を周回して、上述のような基板９の成膜処理に何
回も使用される。そして、所定の回数の成膜処理に利用
された後、基板保持具９０は、基板９を搭載することな
く膜除去チャンバー７０に移動する。即ち、不図示の制
御部は、特定の基板保持具９０について堆積膜の除去が
必要であると判断すると、搭載用ロボット１１に制御信
号を送り、基板９を搭載しないように制御する。そし
て、この基板保持具９０は、第一方向転換チャンバー３
１で方向転換されず、ゲートバルブ１０を通してこの基
板保持具９０を膜除去チャンバー７０に移動させる。そ
して、膜除去チャンバー７０では、前述したように保持
爪９１の表面の堆積膜が除去される。

【００６８】膜除去チャンバー７０での堆積膜の除去に
要する時間は、前述したタクトタイムより長いことが多
い。つまり、基板保持具９０は、数タクトタイム分の時
間、膜除去チャンバー７０内に位置して堆積膜の除去が
行われる。この間、他の基板保持具９０は、タクトタイ
ム毎に前述したように次に真空チャンバーに移動して作
業が行われる。従って、膜除去チャンバー７０内にある
基板保持具９０が位置していた場所は、いわゆる「歯抜
け」の状態となる。この歯抜けの状態で各基板保持具９
０は、タクトタイム毎に次の真空チャンバーに同時に移
動する。

【００６９】そして、膜除去チャンバー７０内での堆積
膜の除去が終了すると、制御部は、その基板保持具９０
を方形の搬送路８０に戻すよう制御する。例えば、各基
板保持具９０が方形の搬送路８０をほぼ一周して歯抜け
の位置が丁度ロードロックチャンバー１の位置に来た
際、制御部は、搭載用ロボット１１を制御して基板９の
搭載動作を行わないようにする。そして、次のタクトの
ための移動において、制御部は、膜除去チャンバー７０
にあった基板保持具９０を第一方向転換チャンバー３１
を経てプリヒートチャンバー４に搬送するよう移動機構
を制御する。この結果、膜除去チャンバー７０を除く各
真空チャンバー全てに基板保持具９０が位置した状態と
なり、同様に作業が繰り返される。

【００７０】また、歯抜けの部分が一周しない前に膜除
去チャンバー７０から基板保持具９０を戻す場合には、
歯抜けの部分を動かす制御を制御部は行う。即ち、制御
部は、その時点でプリヒートチャンバー４から歯抜けに
なっている真空チャンバーの一つ手前の真空チャンバー
までの各真空チャンバー内に位置する基板保持具９０
を、同時に一つ前方の真空チャンバーに移動させる。こ
の結果、プリヒートチャンバー４が歯抜けの状態とな
る。そして、制御部は、膜除去チャンバー７０にあった
基板保持具９０を、プリヒートチャンバー４に移動させ
る。その後、基板保持具９０が移動してきた各真空チャ
ンバーとプリヒートチャンバー４では、前述した作業が
行われる。このタクトの間、他の真空チャンバーでは作
業が行われず、待機状態を取る。そして、次のタクトの
際、全基板保持具９０が同時に移動し、同様の作業を繰
り返す。

【００７１】上述したように方形の搬送路８０に対して
膜除去チャンバー７０を分岐させる構成は、他の真空チ
ャンバーのタクトタイムとは無関係に膜除去の時間を定
めることができるという意義がある。つまり、もし、膜
除去チャンバー７０を方形の搬送路８０に沿った真空チ
ャンバーの一つとすると、膜除去チャンバー７０におけ
る処理時間は、タクトタイムによって制限される。膜除
去に要する時間が最も長くなると、それがタクトタイム
になる。この結果、タクトタイムが長くなって生産性が
低下する上、他の真空チャンバーでは膜除去チャンバー
７０内での膜除去が終了するまで待機状態となり、無駄
な時間が発生する。

【００７２】しかしながら、膜除去チャンバー７０を搬
送路８０から分岐させた状態で設けると、タクトタイム
には無関係に膜除去の時間を定めることができ、生産性
の低下や無駄な時間の発生が抑制される。尚、膜除去チ
ャンバー７０での膜除去に要する時間が現状のタクトタ
イム以下の短い場合には、膜除去チャンバー７０を方形
の搬送路８０上に割り込ませるようにしてもよい。例え
ば、アンロードロックチャンバー２とロードロックチャ
ンバー１との間の位置等が考えられる。尚、膜除去チャ
ンバー７０は、スパッタリングにより成膜を行う成膜チ
ャンバー５１，５２，５３，５４に対して直接接続する
ようにしてもよい。

【００７３】また、第一方向転換チャンバー３１のとこ
ろから分岐して膜除去チャンバー７０を設ける構成は、
成膜の再現性を確保する上で好適な構成となっている。
上記説明から分かるように、膜除去が終了した基板保持
具９０は、空のまま（基板９を保持しないまま）方形の
搬送路８０をほぼ一周する。そして、ロードロックチャ
ンバー１で基板９を保持した状態となって、次の一周に
おいて成膜処理が行われる。もし、膜除去チャンバー７
０が補助チャンバー３６とアンロードロックチャンバー
２との間の方向転換チャンバー（以下、第四方向転換チ
ャンバー）３４のところから分岐されており、膜除去チ
ャンバー７０で膜除去された基板保持具９０が、アンロ
ードロックチャンバー２を経由してすぐに基板９を保持
するよう構成されたとすると、基板保持具９０は、他の
基板保持具９０とはかなり異なる状態で基板９を保持す
る結果となる。

【００７４】この場合、最も問題なのは温度である。プ
リヒートチャンバー４等を経由していないため、この基
板保持具９０は他の基板保持具９０に比べて低い温度の
状態で基板９を保持する。この基板保持具９０に保持さ
れた基板９は、プリヒートチャンバー４で予備加熱され
て温度上昇するものの、基板保持具９０の温度が低いた
め、基板保持具９０に熱を奪われ、所定の条件で加熱し
ても基板９は予定された温度には達しない。このような
基板９が各成膜チャンバー３１，３２，３３，３４に送
られて成膜されると、多くの場合、成膜プロセスは温度
に依存するため、再現性が低下し、成膜速度の低下や膜
質の劣化といった問題を生ずる恐れがある。

【００７５】この問題を解決するには、プリヒートチャ
ンバー４における加熱条件をその基板９についてだけ変
えてやればよい。しかし、同じタクトタイム内で他の基
板９と同程度まで急激に加熱するのは実際上困難であ
る。また、別の方法として、基板９を保持しない状態で
第四方向転換チャンバー３４からその基板保持具９０を
一周移動させ、その上でアンロードロックチャンバー２
を経てロードロックチャンバー１で基板９を保持させる
方法もある。しかしながら、この方法では、前述した方
法に比べ、アンロードロックチャンバー２とロードロッ
クチャンバー１との部分だけ、空のままの移動距離が長
くなり、生産性の点で劣る。このような点から、膜除去
チャンバー７０は、第一方向転換チャンバー３１のとこ
ろで分岐させることが好ましい。これは、より一般的に
表現すれば、ロードロックチャンバー１から移動した基
板保持具９０が最初に移動する処理用の真空チャンバー
とロードロックチャンバー１との間で分岐させるという
ことになる。

【００７６】尚、本実施形態の装置は、前述したように
真空中で基板保持具９０を循環させて成膜を行うため、
大気中の酸素、水分、ゴミ等が基板保持具９０を介して
装置内に持ち込まれることがない。このため、基板９の
表面の汚損が低減されている。また、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、本実施形態の成膜装置は、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。

【００７７】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。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、他の真空
チャンバーが膜除去機構を備える構成とし、専用の膜除
去チャンバー７０を設けない構成としても良い。例え
ば、第一方向転換チャンバー３１に膜除去機構を設ける
ようにしてもよい。

【００７８】さらには、成膜チャンバー５１，５２，５
３，５４，５０に膜除去機構を設けるようにしてもよ
い。例えば、保護膜作成チャンバー５０は、ＣＶＤ用の
高周波電源を備えているので、保護膜作成チャンバー５
０のガス導入系にアルゴンガスを導入する機能を持たせ
るようにすれば、膜除去が保護膜作成チャンバー５０内
でできる場合もある。また、スパッタリングを行う成膜
チャンバー５１，５２，５３，５４でも、可動電極７４
を設けて基板保持具９０に高周波電圧を印加できるよう
にすれば、膜除去が可能である。この際、ターゲット５
７がスパッタエッチングされないよう、ターゲット５７
を接地電位に保つとともに、同様に接地電位であるシャ
ッターでターゲット５７を覆うようにする。

【００７９】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。

【００８０】

【発明の効果】以上説明した通り、本願の各請求項の発
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。そして、基板保持具を大気側に取り
出すことなくその表面の堆積膜が除去されるので、除去
後の基板保持具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り、生産性の著しい低下が防止され
る。また、請求項２の方法又は１１の装置によれば、上
記効果に加え、基板が保持されない状態で基板保持具の
表面の堆積膜が除去されるので、堆積膜の除去動作によ
って基板が損傷を受ける恐れがないという効果が得られ
る。また、請求項１５の装置によれば、上記効果に加
え、タクトタイムには無関係に膜除去の時間を定めるこ
とができ、膜除去の時間によってタクトタイムが決定さ
れることによる生産性の低下や無駄な時間の発生等が抑
制されるという効果が得られる。また、請求項１６の装
置によれば、上記効果に加え、堆積膜が除去された基板
保持具を他の基板保持具と同様の状態にすることができ
るため再現性の高い成膜が行え、またその際の生産性の
低下も抑制されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成
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３１，３２，３
３，３４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用基板の成膜装置の概
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 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｓ Ｆターム(参考） 4K029 AA24 BD11 CA05 DC28 DC35 DC39 FA04 JA01 KA03 KA09 4K057 DA01 DB11 DD10 DE01 DE06 DE20 DM35 DM40 DN01 5D112 AA24 FB21 FB25 KK01 5F103 AA08 DD30 LL20

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空圧力に維持される成膜チャンバー内
   で基板保持具により基板を保持しながら基板の表面に所
   定の薄膜を作成する成膜装置において、前記基板保持具
   を、大気側に取り出すことなく、前記成膜チャンバーに
   気密に接続された他の真空チャンバー内又は前記成膜チ
   ャンバー内に位置させ、その基板保持具の表面の堆積膜
   の除去を真空中で行うことを特徴とする基板保持具の表
   面の堆積膜の除去方法。
2. 【請求項２】 前記基板保持具に前記基板を保持させな
   い状態で前記除去を行うことを特徴とする請求項１記載
   の基板保持具の表面の堆積膜の除去方法。
3. 【請求項３】 前記基板保持具は、前記基板を保持しな
   がら、前記成膜チャンバーと、前記成膜チャンバーに接
   続された他の真空チャンバーとの間で前記基板を搬送す
   るものであることを特徴とする請求項１又は２記載の基
   板保持具の表面の堆積膜の除去方法。
4. 【請求項４】 前記除去は、前記堆積膜に熱、光又は電
   気エネルギーを与えることにより基板保持具の表面から
   前記堆積膜を剥離させることで行われることを特徴とす
   る請求項１、２又は３記載の基板保持具の表面の堆積膜
   の除去方法。
5. 【請求項５】 前記除去は、前記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
   グして行うことを特徴とする請求項１、２又は３記載の
   基板保持具の表面の堆積膜の除去方法。
6. 【請求項６】 前記除去は、前記堆積膜に反応性ガスを
   供給し、反応性ガスと前記堆積膜との反応を利用して行
   うことを特徴とする請求項１、２又は３記載の基板保持
   具の表面の堆積膜の除去方法。
7. 【請求項７】 前記基板は、情報記録ディスク用基板で
   あることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の
   基板保持具の表面の堆積膜の除去方法。
8. 【請求項８】 前記基板保持具は、前記基板の周縁を係
   止する保持爪と、保持爪を固定した保持具本体とより成
   るものであり、前記除去は保持爪の表面の堆積膜の除去
   であることを特徴とする請求項７記載の基板保持具の表
   面の堆積膜の除去方法。
9. 【請求項９】 スパッタリングによって基板の表面に所
   定の薄膜を作成するスパッタチャンバーと、このスパッ
   タチャンバーに対して真空が連通するようにして直接又
   は間接に接続された他の真空チャンバーと、スパッタチ
   ャンバーにおける成膜の際に基板を保持する基板保持具
   とを有する成膜装置において、 前記基板保持具の表面の堆積膜の除去を真空中で行う膜
   除去機構が前記他の真空チャンバー又は前記スパッタチ
   ャンバーに設けられていることを特徴とする成膜装置。
10. 【請求項１０】 基板の表面に所定の薄膜を作成する成
    膜チャンバーと、この成膜チャンバーに対して真空が連
    通するようにして直接又は間接に接続された他の真空チ
    ャンバーと、成膜チャンバーにおいて成膜中の基板を保
    持するとともに、前記成膜チャンバーと前記他の真空チ
    ャンバーとの間で基板を搬送する基板保持具とを有する
    成膜装置において、 前記基板保持具の表面の堆積膜の除去を真空中で行う膜
    除去機構が前記他の真空チャンバー又は前記成膜チャン
    バーに設けられていることを特徴とする成膜装置。
11. 【請求項１１】 前記基板保持具に前記基板を搭載する
    オートローダと、このオードローダを制御する制御部と
    を有しており、この制御部は、前記膜除去機構が前記除
    去を行う際には当該基板保持具が前記基板を保持しない
    よう制御を行うものであることを特徴とする請求項９又
    は１０記載の成膜装置。
12. 【請求項１２】 前記膜除去機構は、前記堆積膜に熱、
    光又は電気エネルギーを与えることにより前記基板保持
    具の表面から前記堆積膜を剥離させることで前記除去を
    行うものであることを特徴とする請求項９、１０又は１
    １記載の成膜装置。
13. 【請求項１３】 前記膜除去機構は、前記堆積膜にイオ
    ンを入射させ、イオン衝撃により前記堆積膜をスパッタ
    エッチングして前記除去を行うものであることを特徴と
    する請求項９、１０又は１１記載の成膜装置。
14. 【請求項１４】 前記除去を専ら行う膜除去チャンバー
    が設けられており、この膜除去チャンバーは、前記スパ
    ッタチャンバー又は前記成膜チャンバーに対して真空が
    連通するようにして直接又は間接に接続されており、前
    記膜除去機構がこの膜除去チャンバーに設けられている
    ことを特徴とする請求項９乃至１３いずれかに記載の成
    膜装置。
15. 【請求項１５】 前記スパッタチャンバー又は前記成膜
    チャンバーと前記他の真空チャンバーとは、無終端状の
    搬送路に沿って気密に縦設されており、この搬送路に沿
    って前記基板保持具を移動させる移動機構が設けられて
    おり、さらに、前記膜除去チャンバーは、この搬送路か
    ら分岐するようにして前記スパッタチャンバーもしくは
    前記成膜チャンバー、又は、前記他の真空チャンバーに
    対して気密に接続されていることを特徴とする請求項９
    乃至１４いずれかに記載の成膜装置。
16. 【請求項１６】 前記他の真空チャンバーのうちの一つ
    は、基板保持具に基板を搭載するロードロックチャンバ
    ーであり、前記膜除去チャンバーは、ロードロックチャ
    ンバーから移動した基板保持具が最初に移動する処理用
    の真空チャンバーとロードロックチャンバーとの間の搬
    送路の部分から分岐して設けられていることを特徴とす
    る請求項１５記載の成膜装置。
17. 【請求項１７】 前記基板は、情報記録ディスク用基板
    であることを特徴とする請求項９乃至１６いずれかに記
    載の成膜装置。
18. 【請求項１８】 前記基板保持具は、前記基板の周縁を
    係止する保持爪と、保持爪を固定した保持具本体とより
    成るものであり、前記膜除去機構は保持爪の表面の堆積
    膜の除去を行うものであることを特徴とする請求項１７
    記載の成膜装置。