JPH11304629A

JPH11304629A - 真空容器の漏洩検出方法及び成膜品質監視装置及び連続式真空成膜装置

Info

Publication number: JPH11304629A
Application number: JP11544098A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Tanaka; 正治田中; Tatsuya Sato; 達哉佐藤; Tomoaki Sugawara; 智明菅原; Yuji Miura; 裕司三浦; Kiyoto Shibata; 清人柴田; Yasutomo Aman; 康知阿萬
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 1999-11-05
Anticipated expiration: 2018-04-24
Also published as: JP3731027B2

Abstract

(57)【要約】【課題】真空成膜装置の複数の真空容器の大気漏洩を検
出する際に、トレースガスとして用いられるヘリウムガ
スの使用量を削減することができる漏洩検出方法を提供
する。また複数の真空容器に付設されるスパッタリング
用カソード部位の漏洩箇所の特定がごく短時間で実施で
きる構成の真空成膜装置を提供する。【解決手段】本発明の漏洩検出方法では、真空成膜装置
の複数の真空容器１〜８への外部からの大気漏洩を検知
する際に、トレースガスとしてヘリウムとネオンの混合
ガスを使用し、個々の真空容器に吹き付けるトレースガ
スのヘリウムとネオンの混合比率を真空容器毎に異なら
せる。また本発明の真空成膜装置では、複数の真空容器
に付設されるスパッタリング用カソード９の外部からの
大気漏洩を検出する際に、スパッタリング用カソードの
大気側を密閉容器１０で密閉し、この密閉容器にヘリウ
ムとネオンの混合ガスをトレースガスとして供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空成膜装置（ス
パッタリング等のＰＶＤ、プラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ
等により成膜を行う装置）や真空を使用したプロセス装
置、測定装置に使用される真空容器の漏洩検出方法、及
びその漏洩検出方法を応用した成膜品質監視装置、及び
連続式真空成膜装置に関する。そして本発明は特に、複
数の真空容器から構成される連続式真空成膜装置に搭載
するスパッタリング用カソードに発生した大気漏洩（真
空リーク）の場所を特定する効率的な技術に関し、高速
真空成膜装置の生産性向上に寄与するものであり、主な
応用としては、相変化型光ディスクの枚葉式真空成膜装
置、及びＬＣＤ用透明電極膜（ガラス基板、プラスチッ
ク基板、カラーフィルターへの透明導電膜形成）を複数
の成膜用真空容器を用いてインライン成膜を行う場合の
スパッタリングターゲットの交換後のダウンタイムを大
幅に削減できる技術に関するものであり、また、大気漏
洩の確認と共に、質量分析計を用いることによって、基
板搬入時の真空系の残留ガスの検出もできるのでプロセ
ス条件の均質化に大いに寄与できる技術に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】真空容器の漏洩検出方法等に関する従来
技術としては、例えば、特開平８−４５８５６号公報「減圧処理方法および装
置」：減圧ＣＶＤ装置の処理室に質量分析装置が接続さ
れ、処理室の酸素分圧および窒素分圧を測定し外部リー
クチェックを短時間で実施する、特開平５−２９９３５９号公報「膜質管理装置及び膜
質管理方法」：膜堆積時の真空チャンバーのリークをそ
の場で分圧測定手段により検出してアラームを出す装置
と方法、特開平７−１０３８４３号公報「真空漏洩検出方法お
よび同装置」：ヘリウムスプレーガンによっ密封真空容
器にトレースガスとしてのヘリウムを吹き付け、真空容
器内の気体を抽出しヘリウムリークディテクタによって
トレースガスの漏入の有無を検知する、特開平９−１０１２２９号公報「真空容器の漏洩空気
量測定方法」：水蒸気を含む真空容器の気密確認を、真
空を破壊することなく、かつ蓋いを使用することなく残
留ガス分析装置を用いて行う、特開平５−２４０７２９号公報「漏れ検査装置」：漏
れ検査装置の感度構成等に用いるマスターリークの漏れ
量の測定として、真空排気ポンプにより真空室を所定の
真空圧まで掃引した後、トレースガス供給源からマスタ
ーリークにより真空室へトレースガスを定流量で所定時
間リークさせ、ガスセンサ（質量分析計）により真空室
のトレースガス濃度を測定する、特開平６−７４８５５号公報「真空漏洩検出方法、お
よび同装置」、等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、電子機器、特に
情報通信技術の革新的な進展に伴いこの周辺機器として
情報の表示や情報の記録に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
や光ディスク装置が急速に利用され始めており、これら
のデバイスの製造には真空成膜装置が必須のものとして
利用されている。一例を挙げれば、液晶ディスプレイで
は透明電極基板が使用されており、これはガラスやプラ
スチックの基板に対して、あるいはその基板にカラーフ
ィルターを成膜した基板に対して、真空成膜装置により
それらの基板上に透明電極用の透明導電膜を成膜する。
また、透明導電膜として例えばＩＴＯ（Ｉndium Ｔin
Ｏxide）や必要に応じて透明導電膜の下層、上層に保護
用透明無機薄膜を真空成膜法、例えばスパッタリング法
によって連続的に低コストで製造する装置が一般化して
いる。

【０００４】これらのデバイスの製造にあたって製造コ
ストを下げるために、如何に一度に大量に処理するか、
あるいは装置のダウンタイムを如何に短縮するか、ある
いは両者の相乗効果でコストを削減することが大きな命
題の一つとなっている。この課題を解決する手段として
は、複数の真空容器を直列に接続し成膜処理すべき基板
を単数もしくは複数搭載する基板キャリアーを水平もし
くは垂直に搬送しながら連続的に成膜処理するインライ
ン式成膜装置がある。このインライン式成膜装置では、
基板キャリアーを搬入する基板仕込み室（以下、ロード
ロック室と言う）があり、そこから複数の真空容器を経
由して所望の薄膜を遅滞することなく連続的に成膜しな
がら最後の基板取り出し室（以下、アンロード室と言
う）から処理された基板を取り出す構成となっている。

【０００５】一方、光ディスク装置では、記録のための
デバイスである光ディスクメディア（記録媒体）は５イ
ンチの透明樹脂製の薄い円盤に記録材料や反射材料を塗
布もしくは真空成膜法で形成する。近年注目される書き
換え可能な光ディスクの一つである相変化型光ディスク
を一例に取ると、光記録材料や反射材料が多層にわたっ
て成膜され、成膜のタクトタイムを縮減し製造コストを
下げるため枚葉処理が一般的になっている。相変化型光
ディスクメディアを製造する装置は最近では枚葉処理を
高速で行うため、メディア用基板を取り入れ・取り出し
する真空容器、および成膜用スパッタリング用カソード
を搭載した真空容器が複数個円周状に配置され、円周の
中心部には各真空容器の仕切を兼ね、かつメディア用基
板を把持するアームが各真空容器の数だけ設けられた基
板搬送機構があり、回転しながらメディア基板に順次薄
膜を成膜する方式が多くなっている。

【０００６】上記の二つの例ではいずれも複数の真空容
器にそれぞれ搭載されるスパッタリング用カソードを用
いて高速に所望の薄膜を形成する、いわゆるハイレート
スパッタリングを行う装置であって、スパッタリング用
カソードに搭載される薄膜材料いわゆるターゲット材料
を頻繁に交換する必要がある。上記の二例のうち相変化
型光ディスクを製造する枚葉式スパッタリング装置を例
に取ると、メディア用基板を真空内に受け取り、一連の
成膜後に真空外に取り出す真空容器（以下、ロード／ア
ンロード室と言う）に該基板を入れ真空排気後、次に続
く３つの真空容器で誘電体薄膜をそれぞれＲＦマグネト
ロンスパッタリング法で成膜する。続いて次の真空容器
ではＤＣマグネトロンスパッタリング法で光記録材料で
ある相変化材料の薄膜を形成した後、次の真空容器で再
び誘電体薄膜を形成する。その後に続く２つの真空容器
では反射その他の作用をするアルミ合金の薄膜をＤＣマ
グネトロンスパッタリング法により成膜して、最後にロ
ード／アンロード室から一連の成膜処理を終えた基板が
搬出される。

【０００７】上記の相変化型光ディスク製造装置の例で
は、成膜時に基板が過大に温度上昇しないように、また
必要とされる薄膜の膜厚を効率的に成膜できるように、
誘電体薄膜（例えば、ＺｎＳ・ＳｉＯ₂ 複合ターゲット
材料）、アルミ合金薄膜（例えば、ＡｌとＣｒの合金）
はそれぞれ３つあるいは２つの真空容器に分けて連続的
に成膜されるが、このような枚葉処理は各真空容器で高
速にスパッタリングされるため、一つの基板がロード／
アンロード室に投入され一連の成膜処理を終えて再びロ
ード／アンロード室から取り出されるまでのタクトタイ
ムが７秒台、長くても１０秒以下の時間で処理できる高
速な処理装置である。この例で明らかなように、相変化
型光ディスク製造装置では、複数のスパッタリング用カ
ソードを同時に用い高速成膜されるため、スパッタリン
グ用カソードに搭載されるターゲット材料の消耗が大き
く、本発明者らが経験した実際の量産では２ないし３日
に１回の頻度でターゲット材料を交換する必要が生じ
る。

【０００８】このように、複数のスパッタリング用カソ
ードを具備する成膜装置では、頻繁に成膜材料であるス
パッタリング用ターゲットを交換する。通常、ターゲッ
トはスパッタリング用カソード上に設置され、スパッタ
リング用カソードは真空容器にオーリング（Ｏ−リン
グ）等のシール材を介して気密シールされる。ところが
一般にスパッタリングにより薄膜形成するとターゲット
材料の一部はパーティクル（微粉体）となって真空容器
内に飛散、堆積し、気密シール部に付着して気密性を阻
害する一因となっており、誘電体薄膜ではこのパーティ
クル発生が顕著である。そして気密性が阻害されると微
小なリークであっても薄膜の品質に決定的な欠陥を与え
ることが多い。気密性が悪化する原因としてパーティク
ルの他にオーリング等のシール材の劣化、容器の溶接部
の劣化など様々であるが、頻繁にスパッタリング用カソ
ードを開閉してターゲットを交換する場合には、これら
の原因を除去した上で早急に通常の真空状態に復帰しな
いと装置のダウンタイムによる損失が大きくなってしま
い、特に枚葉式で連続処理する装置では影響が大きい。
先に挙げた二例のうち、ＬＣＤ用の透明導電膜の製造装
置はインライン式が多様されているが、この場合もライ
ン状（直線的）に多数の真空容器が配置され、成膜用に
多数のスパッタリング用カソードが搭載されており、Ｉ
ＴＯ膜や保護膜（例えば、ＳｉＯ₂ ）はセラミックス系
の薄膜であるためパーティクルの発生が多く、各真空容
器で高速にスパッタリングを行うためターゲットの交換
も頻繁であり、事情は相変化型光ディスク製造装置の上
述の例と同様である。

【０００９】上述の二例の薄膜製造装置に象徴されるよ
うに、最近の真空成膜装置はデバイス用のためプロセス
に敏感な薄膜を製造しており、複数の真空容器で複数の
スパッタリング用カソードを搭載して連続的かつ高速に
成膜処理する。そのため、真空容器への外部からの大気
漏洩（外部リーク）の防止と外部リークの発見、特定、
修復が生産コストに寄与する度合いが非常に大きい。最
近の傾向としてはデバイス用基板にプラスチック（合成
樹脂基板）が使用されることが多く、外部リークの有無
や基板投入時の真空容器の残留ガスの管理が成膜プロセ
ス上管理すべき必須の要件となっている。真空容器の外
部からのリークに対しては、一般的には、（１）真空排
気後の密閉容器の圧力上昇をみる、（２）石鹸水等の泡
の発生でリークを検知する、（３）外部からトレースガ
ス（主にヘリウムガス）を密閉容器に吹き付けリークを
検知する、（４）質量分析計でリークに関わる分圧を検
知する、など種々の方法があるが、いずれも外部リーク
の発生の検知や発生箇所の特定に時間を要し装置のダウ
ンタイムが大きくなってしまう欠点があった。

【００１０】これらの従来の方法の欠点を解消するため
に、特に操業度を要求される真空容器の外部リーク検知
方法として、例えば特開平８−４５８５６号公報に示さ
れるように、減圧ＣＶＤ装置の処理室に質量分析装置が
接続され、処理室の酸素分圧および窒素分圧を測定し外
部リークチェックを短時間で実施する方法や、特開平５
−２９９３５９号公報に示されるような、膜堆積時の真
空チャンバーのリークをその場で分圧測定手段により検
出してアラームを出す装置と方法などがある。これらの
方法は、真空容器に接続された質量分析計により装置稼
働中でも外部からリークする気体（大気）の分圧を検知
する方法であり、リーク検知の精度と時間短縮には有効
な手段ではあるが、以下のような欠点がある。

【００１１】（ｉ）単数の真空容器を用いた真空成膜装
置、特にバッチ式の装置には対応可能であるが、複数の
真空容器で構成される真空成膜装置には質量分析計が高
価な計測器であるため、外部リーク検知のために個々の
真空容器に設置することは費用対効果の面でメリットが
ない。（ii）外部からのトレースガスを使用しないで真空容器
内部の残留ガス分圧、具体的には大気漏洩の場合には真
空容器内の酸素、窒素の分圧で判断することは、真空容
器壁面から放出されるガスや処理基板等の内蔵物から発
生するガスの影響が除去できない。具体的には質量スペ
クトルについて、酸素分圧の主ピークはｍ／ｅ＝３２、
窒素分圧の主ピークはｍ／ｅ＝２８に現われるが、この
ピークが全て大気中の酸素、窒素に由来するものとは限
らない。真空容器内で残留していた酸素、水素、炭素や
これらから生成した化合物、あるいは内蔵物から出てく
るガスが基板の種類によっては大きく現われ、ｍ／ｅ＝
３２，２８の中で例えばｍ／ｅ＝２８については炭化水
素のフラグメントピーク（Ｃ₂Ｈ₄+）や一酸化炭素（Ｃ
Ｏ+）が現われる質量数であるため、大気リークからの
窒素に由来するスペクトルと即断できない状況がある。
これらの影響を除去するためには、いわゆるバッククラ
ウンドスペクトルを極小に抑える必要があるが、生産装
置にあっては上記の処置を予め行うことは事実上不可能
であり、かつそこまで行う手段が一般には必要性からみ
て具備されていない。

【００１２】上に示された典型的な従来技術例を引き合
いに出すまでもなく、質量分析計を直接真空容器に接続
する方法は便利ではあるが、リークチェックや残留ガス
分圧測定による真空の質の確認という両方の面で有効な
方法である反面、大まかで曖昧な検知結果をもたらす恐
れがある。一方、質量分析計を用いた他の方法では、例
えば特開平７−１０３８４３号公報に示されるような、
ヘリウムスプレーガンによって密封真空容器にトレース
ガスとしてのヘリウムを吹き付け、真空容器内の気体を
抽出しヘリウムリークディテクタによってトレースガス
の漏入の有無を検知する方法や、特開平９−１０１２２
９号公報に示されるような、水蒸気を含む真空容器の気
密確認を真空を破壊せず、かつ蓋いを使用することなく
残留ガス分析装置を用いて行う方法、その他、特開平５
−２４０７２９号公報、特開平６−７４８５５号公報な
どの従来技術がある。トレースガスを用いて検出を質量
分析計もしくは質量分析型ヘリウムリークディテクタに
よって行い外部リークを検出する方法は、リーク箇所の
特定のために多大の時間と高価なヘリウムガスの消費を
伴う上に真空容器内部の真空の品質までは判断できな
い。さらに、複数の真空容器が連続的に稼働するような
装置では、外部リークをチェックするために検出装置の
つなぎ替えなどの手間が非常に大きく操業度が極端に低
下する。

【００１３】次に従来技術の欠点及び各請求項記載の発
明が解決しようとする課題について述べる。

【００１４】１．従来による真空容器の大気漏洩（外部
リーク）検知は基本的には真空容器毎に個別対応したチ
ェック（検知）を基本としたものであり、個別の真空容
器にトレースガスとしてヘリウムガスを吹き付け真空容
器に漏入するトレースガスを検出していた。また、複数
の真空容器で構成される真空成膜装置の大気漏洩検知に
おいては、高価なヘリウムガスを大量に消費したり、検
出装置である質量分析計やヘリウムリークディテクタを
つなぎ替えたりする手間が非常に大きく、装置全体の操
業度を大きく低下させる原因になっていた。

【００１５】請求項１に記載の発明は上記事情に鑑みな
されたものであり、トレースガスとして用いられるヘリ
ウムガスの使用量を削減することができる漏洩検出方法
を提供することを課題（目的）とする。

【００１６】２．質量分析計によって分圧を測定し大気
漏洩を検知する場合、従来はトレースガスとしてヘリウ
ムガスを使用することが一般的な技術であったが、この
方法では複数の真空容器で構成される真空成膜装置にお
いては、その都度大量のヘリウムガスを消費し、各真空
容器を順次個別に漏洩検知するか、全ての真空容器の真
空を連通して全体の真空系に対してリークの発生の可能
性がある部位に順次同一のトレースガスを吹き付けて逐
次漏洩をチェックするため、リーク発生部位の特定に時
間がかかっていた。何故ならば、ヘリウム単独である
と、ヘリウムは質量数４の非常に軽い希ガスであり真空
中で拡散しやすく、リークによって全ての真空容器から
ヘリウムが検出される場合には、どの真空容器からのヘ
リウムか判別がつかない上、ヘリウムの残留によって次
の検知開始までに時間をおく必要があり、時間的ロスを
生じてしまう。

【００１７】請求項２に記載の発明は上記事情に鑑みな
されたものであり、真空成膜装置の各真空容器を同時に
検査できるようにして、外部からの大気漏洩箇所の特定
が非常に早くできる漏洩検出方法を提供することを課題
（目的）とする。

【００１８】３．質量分析計によって分圧を測定し大気
漏洩を検出する場合、従来はトレースガスとしてヘリウ
ムガスを使用することが一般的な技術であったが、この
方法では複数の真空容器で構成される真空成膜装置にお
いては、その都度大量のヘリウムガスを消費し、各真空
容器を順次個別に漏洩検知するか、全ての真空容器の真
空を連通して全体の真空系に対してリークの発生の可能
性がある部位に順次トレースガスを吹き付けて逐次漏洩
をチェックする必要があり膨大な時間を要し、装置稼働
中に大気漏洩を検知することは事実上不可能であった。
そのため装置のダウンタイムが単純には真空容器の数だ
け乗算され極度に稼働率の低い装置とならざるを得なか
った。

【００１９】請求項３に記載の発明は上記事情に鑑みな
されたものであり、大量のヘリウムガスを消費すること
なく、装置稼働中であっても大気漏洩を検知することが
できる漏洩検出方法を提供することを課題（目的）とす
る。

【００２０】４．真空容器を用いた生産装置のモニタ系
に多用される質量分析計は真空容器内の気体中のガス分
子を電子衝撃法によってイオン化しイオンの質量／電荷
の比（ｍ／ｅ）として分離（質量分離）するものが一般
的である。電子衝撃法によるイオン化では同一のイオン
化電圧であってもイオン化するガス種のイオン化確率が
異なるため、例えばヘリウムとネオンでは質量分析計の
スペクトル感度が異なって現われる。したがって、得ら
れるガス種ごとのスペクトル強度比がそのまま真空中の
各ガス種の存在量を反映しているわけではない。混合ガ
スをトレースガスとして用いる場合、例えばヘリウムと
ネオンではガス分子の大きさ、質量が異なるため、真空
容器のリーク箇所から侵入する量の違いを予め調べてお
く必要がある。そのためにはガス種に対する質量分析計
の感度をとり、基準とするガス種に対する比感度を求め
てスペクトル強度の校正をしないと真空容器内の真の物
理量として反映されない。しかしながら、従来の技術で
はトレースガスの検出や残留ガス分圧の測定による外部
リークの検知方法にあってもこうした校正を考慮しない
定性的な手段に頼らざるを得なかった。

【００２１】請求項４に記載の発明は上記事情に鑑みな
されたものであり、ヘリウムとネオンの混合ガスをトレ
ースガスに用いた場合に、真空容器内のヘリウムとネオ
ンの存在比を正確に把握することができ、この存在比の
データを基に外部リークの発生箇所をごく短時間で特定
することができる漏洩検出方法を提供することを課題
（目的）とする。

【００２２】５．真空を利用したプロセス装置は真空容
器の大気漏洩をなくすことがプロセスの安定を確保する
上で必須の要件である。質量分析計を用い残留気体の分
圧計測によって大気漏洩を検知する特開平８−４５８５
６号公報等に代表される従来技術は主に外部リークの検
知には有効な方法であるが、漏れ検査の対象となる真空
容器の真空度（圧力）が限定されており、対象となる真
空容器に残留ガスと外部侵入ガスが存在する比較的低い
圧力下での分圧をリアルタイムに検知して外部リークの
有無を判断するだけの手段に過ぎない。しかし、真空成
膜のプロセスによっては真空圧力の程度が異なるため、
そのプロセスに固有の真空圧力に従来の方式では応えら
れない。質量分析計が設置される真空空間を真空排気す
る場合の真空ポンプの大きさも限度があるので、外部リ
ークをチェックする対象となる真空容器の真空圧力が高
い場合には、それに応じて質量分析計側に流入するガス
量を制限する必要がある。また、真空容器で成膜を行う
場合のプロセスガスを充満させる前に真空容器に残った
残留ガスの質、いわゆるバッククラウンドを確認してお
くことは真空成膜された薄膜の品質を確保するために必
要であるが、こうした基本的な考慮が一切なされていな
いのが現状である。

【００２３】請求項５に記載の発明は上記事情に鑑みな
されたものであり、漏れ検査の対象となる真空容器の真
空度（圧力）に限定されなく、外部リークをチェックす
る際の真空容器の真空圧力が高い場合にはそれに応じて
質量分析計側に流入するガス量を制限して分圧測定を行
うことができ、また、真空容器で成膜プロセスを行う前
の残留ガスの質、いわゆるバックグラウンドを測定する
ことができ、成膜品質の安定化を図ることができる成膜
品質監視装置を提供することを課題（目的）とする。

【００２４】６．複数の真空容器が使用され、所望の薄
膜を、真空を開放することなく連続的に成膜するインラ
イン式真空成膜装置や被処理物を枚葉で連続処理する枚
葉式真空成膜装置等の連続式真空成膜装置のうち、高速
成膜によって生産性が高いスパッタリング装置は複数の
スパッタリング用カソードを使用している。この場合、
スパッタリング用カソード上に設置したターゲットの消
耗が大きいので頻繁にターゲットの交換が必要であり、
その都度真空容器を大気開放する。その上、薄膜形成時
のパーティクル発生が多く真空容器の外部リークの原因
となることが多かった。外部リークをチェックするため
に、従来は質量分析計を用いて酸素、窒素の分圧によっ
て外部リークを検知する方法（特開平８−４５８５６号
公報）やトレースガスを真空容器に吹き付けてトレース
ガスを検知する方法（特開平７−１０３８４３号公報）
がある。しかし従来の方法では、複数の真空容器の全て
に質量分析計を接続するには装置コストがかかりすぎた
り、トレースガスとして使われる高価なヘリウムガスを
大量に消費するという欠点があった。また、このような
連続式真空成膜装置では、ターゲットを頻繁に交換する
ために大気開放されるスパッタリング用カソードのごと
く、外部リーク発生の可能性がある部位が予め推測され
るため、これに的を絞って高価なヘリウムガスの消費を
減らすことが必要であるが、このようなことが看過され
てきた。

【００２５】請求項６に記載の発明は上記事情に鑑みな
されたものであり、複数の真空容器に付設されるスパッ
タリング用カソード部位の外部リーク箇所の特定がごく
短時間で実施でき、個別の真空容器ごとに質量分析計な
どの検出装置を設置したり、検出装置を真空容器ごとに
つなげ替えたりする手間が全くかからない構成の連続式
真空成膜装置を提供することを課題（目的）とする。

【００２６】７．インライン式真空成膜装置や被処理物
を枚葉で連続処理する枚葉式真空成膜装置等の連続式真
空成膜装置のうち、高速成膜によって生産性が高いスパ
ッタリング装置は複数のスパッタリング用カソードを使
用している。このようなスパッタリング装置では、外部
リークをチェックするために、従来は質量分析計を用い
て酸素、窒素の分圧によって外部リークを検知する方法
やトレースガスを真空容器に吹き付けてトレースガスを
検知する方法があった。しかし従来の方法のように、複
数の真空容器の全てに質量分析計を接続するには装置コ
ストがかかりすぎたり、トレースガスとして使われる高
価なヘリウムガスを大量に消費するという欠点があっ
た。真空容器の数が多い上記のような連続式真空成膜装
置では、外部リークが起こりうるあらゆる箇所を同一の
手法で丹念に検査することは連続かつ高速稼働の装置で
は操業度が極端に低下するという不具合があった。

【００２７】請求項７に記載の発明は上記事情に鑑みな
されたものであり、質量分析計を１箇所のみ接続して装
置全体の外部リーク検知を容易に実施することができ、
従来技術のように装置の成膜動作を中断して質量分析計
をつなぎ替える必要もなく、装置が稼働中のまま効率的
に漏洩検出を行うことができる連続式真空成膜装置を提
供することを課題（目的）とする。

【００２８】８．インライン式真空成膜装置や被処理物
を枚葉で連続処理する枚葉式真空成膜装置等の連続式真
空成膜装置のうち、高速成膜によって生産性が高いスパ
ッタリング装置は複数のスパッタリング用カソードを使
用している。このようなスパッタリング装置では、スパ
ッタリング用カソードを大気開放することが多いためか
なりの頻度で起こりうる外部リークをチェックするため
に、従来は質量分析計を用いて酸素、窒素の分圧によっ
て外部リークを検知する方法やトレースガスを真空容器
に吹き付けてトレースガスを検知する方法があった。し
かし従来は外部リーク検知の手法と成膜品質チェックの
ための残留ガス分析とは別個のタスクとして実施される
ことが多かった。つまり、外部リークの発生で真空到達
度が低い場合、質量分析型ヘリウムリークディテクタを
用いてヘリウムガスを真空容器外部から吹き付けて丹念
に漏れ探しを行い、別途成膜品質を問題とする場合に
は、真空容器に直接接続された質量分析計によって該真
空容器に残留するバックグラウンドをモニターするとい
う手法が一般的であった。そのため外部リーク検知用機
器とバックグラウンド測定用機器を別個に準備するとい
う二重の設備投資が一般的であった。

【００２９】請求項８に記載の発明は上記事情に鑑みな
されたものであり、外部リーク検知用機器とバックグラ
ウンド測定用機器を別個に準備するという二重の設備投
資を不要にし、外部リークがある場合はそれが発生して
いるスパッタリング用カソード部位が即座に特定できる
と共に、外部リークが無い場合には成膜プロセス中のバ
ックグラウンドのモニタリングがインライン（インプロ
セス）で実施できる連続式真空成膜装置を提供すること
を課題（目的）とする。

【００３０】９．インライン式真空成膜装置や被処理物
を枚葉で連続処理する枚葉式真空成膜装置等の連続式真
空成膜装置のうち、高速成膜によって生産性が高いスパ
ッタリング装置は複数のスパッタリング用カソードを使
用している。このようなスパッタリング装置では、スパ
ッタリング用カソードを大気開放することが多いためか
なりの頻度で起こりうる外部リークをチェックするため
に、従来は質量分析計を用いて酸素、窒素の分圧によっ
て外部リークを検知する方法やトレースガスを真空容器
に吹き付けてトレースガスを検知する方法があった。し
かし従来の方法のように、複数の真空容器に全て質量分
析計を接続するには装置コストがかかりすぎたり、トレ
ースガスとして使われる高価なヘリウムガスを大量に消
費するという欠点があった。真空容器の数が多い上記の
ような生産装置では、外部リークが起こりうる複数の真
空容器のあらゆる箇所を同一の手法で丹念に検査するこ
とは連続かつ高速稼働の装置では操業度が極端に低下す
るという不具合があった。また、比較的大きな外部リー
クが複数ある場合にはトレースガスであるヘリウムガス
がリークされ、かなりの時間残存するため、別の外部リ
ークを探す際の障害となる場合があり、これもリーク検
知時間が多大にかかる原因の一つとなっていた。また、
上記のような連続式真空成膜装置では、ターゲットを頻
繁に交換するために大気開放されるスパッタリング用カ
ソードのごとく、外部リーク発生の可能性がある部位が
予め推測されるため、これに的を絞って高価なヘリウム
ガスの消費を減らすことが必要であるが、このようなこ
とが看過されてきた。

【００３１】請求項９に記載の発明は上記事情に鑑みな
されたものであり、高価なヘリウムガスの消費量を削減
することができ、そのうえ外部リークの発生部位を即座
に特定することができ、真空容器ごとに検出装置をつな
ぎ替える必要もなく設備投資も少なくてすみ、成膜装置
稼働中でも外部リークを検知でき、操業度と歩留りの向
上が同時に実現できる連続式真空成膜装置を提供するこ
とを課題（目的）とする。

【００３２】１０．高速成膜によって生産性が高いスパ
ッタリング用カソードを使用している透明導電膜基板製
造用インライン式真空成膜装置や相変化型光ディスク基
板を枚葉で連続処理する枚葉式真空成膜装置等の連続式
真空成膜装置にあっては、一つの基板に真空成膜するタ
クトタイムが数秒から数十秒であり連続運転されてい
る。ターゲット材料の交換も頻繁であり、外部リークの
発生は被処理基板の品質不良に直結する。ターゲット交
換直後に外部リークが発生する場合もあれば、交換直後
は異常がなくとも或るとき突然外部リークが発生するケ
ースもありえる。そのため、複数の真空容器を同時に外
部リークのチェックを行い、発生箇所を即座に特定しな
いと、せっかく処理した基板がその後は不良品質のまま
処理され続け、大きな損失を招く結果になってしまうこ
とが多かった。従来の技術ではターゲット交換直後にそ
の対象となった真空容器に対してのみ真空圧力のチェッ
クや質量分析計で酸素、窒素の分圧測定により判断され
ることが多く、装置全体の系の状態変化を捉えることは
不可能であった。

【００３３】請求項１０に記載の発明は上記事情に鑑み
なされたものであり、高速度で成膜処理される連続式真
空成膜装置の稼働を停止することなく外部リークの発生
箇所が特定でき、かつ警報により確認でき、それによ
り、せっかく処理した基板がその後は不良品質のまま処
理され続け大きな損失を招くというトラブルを未然に防
止することができる連続式真空成膜装置を提供すること
を課題（目的）とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１に記載の発明は、複数の真空容
器で構成される真空成膜装置において上記真空容器の漏
洩を検出する漏洩検出方法であって、それぞれの真空容
器への外部からの大気漏洩を検知する際に、トレースガ
スを用い、そのトレースガスとしてヘリウム（Ｈｅ）と
ネオン（Ｎｅ）の混合ガスを使用することを特徴とした
ものである。

【００３５】請求項２に記載の発明は、複数の真空容器
で構成される真空成膜装置において上記真空容器の漏洩
を検出する漏洩検出方法であって、それぞれの真空容器
への外部からの大気漏洩を検知する際に、個々の真空容
器に吹き付けるトレースガスのヘリウムとネオンの混合
比率が真空容器毎に異なることを特徴としたものであ
る。

【００３６】請求項３に記載の発明は、複数の真空容器
で構成される真空成膜装置において上記真空容器の漏洩
を検出する漏洩検出方法であって、真空容器の外部から
の大気漏洩を検出する際に、被処理物が搬入または搬出
あるいは真空成膜処理される個々の真空容器とは別に、
各真空容器と連通する共通の真空空間を有し、各真空容
器からこの真空空間に漏洩した大気及びトレースガスの
分圧を質量分析計によって検出することを特徴としたも
のである。

【００３７】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の真空容器の漏洩検出方法において、上記真空空間に漏
洩するトレースガスの分圧を検出する前に、ヘリウムと
ネオンがモル比で等量含まれる（混合比率が１：１の）
トレースガスを該真空空間に流し、予めヘリウムとネオ
ンのガス種に対する質量分析計の感度係数を取ってお
き、分圧の質量スペクトル強度の感度校正を行ってから
トレースガスの分圧を検出することを特徴としたもので
ある。

【００３８】請求項５に記載の発明は、複数の真空容器
で構成される真空成膜装置において上記真空容器の漏洩
を請求項３または４に記載の漏洩検出方法を用いて検出
し、成膜品質を監視する成膜品質監視装置であって、各
真空容器と連通する共通の真空空間内の残留ガス及びこ
の真空空間に漏洩する大気、トレースガスを検出する際
に質量分析計を用い、かつ該質量分析計には真空容器内
のガスの一部を減圧しながら取り込むための細孔（オリ
フィス）を有するガス採取経路と細孔を有さないガス採
取経路の両方を備え、かつ該質量分析計が設置される真
空空間には差動排気装置が具備されていることを特徴と
したものである。

【００３９】請求項６に記載の発明は、複数の真空容器
で構成される連続式真空成膜装置であって、上記真空容
器に付設されるスパッタリング用カソードの外部からの
大気漏洩を検出する際に、該スパッタリング用カソード
の大気側を密閉容器で密閉し、この密閉容器に大気漏洩
検出用のトレースガスを供給し、このトレースガスがヘ
リウムとネオンの混合ガスであることを特徴としたもの
である。

【００４０】請求項７に記載の発明は、複数の真空容器
で構成される連続式真空成膜装置であって、上記真空容
器に付設されるスパッタリング用カソードの外部からの
大気漏洩を検出する際に、被処理物が搬入または搬出あ
るいは真空成膜処理される個々の真空容器とは別に、各
真空容器と連通する共通の真空空間を有し、各真空容器
からこの真空空間に漏洩した大気及びトレースガスの分
圧を質量分析計によって検出することを特徴としたもの
である。

【００４１】請求項８に記載の発明は、複数の真空容器
で構成される連続式真空成膜装置であって、被処理物が
搬入または搬出あるいは真空成膜処理される個々の真空
容器とは別に、各真空容器と連通する共通の真空空間を
有し、該真空空間内の残留ガス分圧及び該真空空間に漏
洩する大気、トレースガスを検出する際に、請求項５に
記載される成膜品質監視装置を具備したことを特徴とし
たものである。

【００４２】請求項９に記載の発明は、複数の真空容器
で構成される連続式真空成膜装置であって、上記真空容
器に付設されるスパッタリング用カソードの外部からの
大気漏洩を検出する際に、被処理物が搬入または搬出あ
るいは真空成膜処理される個々の真空容器とは別に、各
真空容器と連通する共通の真空空間を有し、各真空容器
からこの真空空間に漏洩した大気及びトレースガスの分
圧を質量分析計によって検出し、個々の真空容器に吹き
付けるトレースガスのヘリウムとネオンの混合比率が真
空容器毎に異なることによって、大気漏洩が発生してい
るスパッタリング用カソードを即座に特定することを特
徴としたものである。

【００４３】請求項１０に記載の発明は、複数の真空容
器で構成される連続式真空成膜装置であって、上記真空
容器に付設されるスパッタリング用カソードの外部から
の大気漏洩を検出する際に、被処理物が搬入または搬出
あるいは真空成膜処理される個々の真空容器とは別に、
各真空容器と連通する共通の真空空間を有し、各真空容
器からこの真空空間に漏洩した大気及びトレースガスの
分圧を質量分析計によって検出し、個々の真空容器に吹
き付けるトレースガスのヘリウムとネオンの混合比率が
真空容器毎に異なることによって、大気漏洩が発生して
いるスパッタリング用カソードを即座に特定すると共
に、質量分析計の測定結果をもとに大気漏洩が検出され
たスパッタリング用カソードを識別し警報を発する監視
装置を備えたことを特徴としたものである。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
の実施例に基づいて詳細に説明する。

【００４５】［実施例１］図１は本発明の一実施例を示
す図であって、複数の真空容器で構成され、被処理基板
に連続的に成膜を行う連続式真空成膜装置の概略構成図
である。以下、図１に示す構成の連続式真空成膜装置を
相変化型光ディスクメディア基板の成膜に適用した例
と、該真空成膜装置の真空容器の漏洩検出方法の実施例
について説明する。

【００４６】図１はｃｈ１からｃｈ８の８つの真空容器
１〜８が円周状に接続され被処理基板の枚葉処理を行う
連続式真空成膜装置であり、ｃｈ１の真空容器１は、ロ
ボット等の基板供給・排出機構から成膜装置に基板を搬
入・搬出するロード／アンロード室である。すなわち、
真空容器１はいわゆるロードロックを行う真空容器であ
り、バルブ１５とロータリーポンプ１４で真空排気動作
を行う。ｃｈ１の真空容器１に投入された樹脂基板（相
変化型光ディスクメディア基板の場合、ポリカーボネー
トが一般に使われる）は、基板移送機構に設置された各
真空容器とは接離自由な伸縮する基板受渡し回転アーム
１３で受け取られ、基板移送室１２の中で図中の矢印方
向に１／８回転して隣の真空容器２であるｃｈ２に移さ
れ、基板受渡し回転アーム１３が伸びて真空容器２に真
空シールされる。基板移送室１２はターボ分子ポンプ２
１で常時高真空状態に保持されており、基板移送中に基
板から放出されるガスを真空排気する。

【００４７】ｃｈ２の真空容器２ではターボ分子ポンプ
で予め高真空に排気されてアルゴンガス雰囲気でスパッ
タリングが可能なように待機している。そして真空容器
２では誘電体薄膜をそれぞれＲＦマグネトロンスパッタ
リング法で成膜する。そのため真空容器２のスパッタリ
ング用カソード９には、例えばＺｎＳ・ＳｉＯ₂ のター
ゲット材料が設置される。ここでは、約１１０Å／秒の
成膜速度で３秒以内で所定の膜厚までの成膜を行い、同
様の動作でｃｈ３、及びｃｈ４の真空容器３，４で同じ
誘電体薄膜をＲＦマグネトロンスパッタリング法で成膜
し、ｃｈ２からｃｈ４までの真空容器２〜４での合計で
誘電体薄膜を約１１００Åの膜厚にわたって形成する。

【００４８】続いて次ぎのｃｈ５の真空容器５に基板を
移送し、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により光記
録層である相変化材料の薄膜を（例えばＧｅ，Ｓｂ，Ｔ
ｅを含む合金ターゲットを用いて）約２１０Å形成す
る。この場合、成膜速度は５５Å／秒であるので、成膜
時間は４秒に満たない。次のｃｈ６の真空容器６では、
ｃｈ２の真空容器２と同様に誘電体薄膜（例えば、Ｚｎ
Ｓ・ＳｉＯ₂ ）をＲＦマグネトロンスパッタリング法で
３８０Å成膜する。続いて、ｃｈ７とｃｈ８の真空容器
７，８では、反射層と放熱層を兼ねたアルミ合金（例え
ば、ＡｌとＣｒの合金）の薄膜を合計で１６００Å成膜
する。このｃｈ７とｃｈ８の真空容器７，８ではＤＣマ
グネトロンスパッタリング法で薄膜形成を行い、成膜速
度は２３０Å／秒であるため、それぞれの真空容器での
成膜時間は約３．５秒程度である。

【００４９】尚、図１では成膜用真空容器２〜８に設置
されるスパッタリング用カソードを共通に符号９で表
し、該スパッタリング用カソード９に付設される密閉容
器１０、ガス導入口１１は同じものであるため同一の呼
称とした。一方、成膜用真空容器２〜８は個別にターボ
分子ポンプで高真空に排気されており、図１ではｃｈ８
の真空容器８にのみ代表して表示している。ここで、符
号１７はｃｈ８用のターボ分子ポンプであり、その背後
をバルブ１８を介してメカニカルブースターポンプ１９
とロータリーポンプ２０で真空排気される。尚、メカニ
カルブースターポンプ１９とロータリーポンプ２０はｃ
ｈ２〜ｃｈ８の真空容器２〜８と基板移送室１２に共通
して使用される背後（バック排気用）排気系である。ま
た、符号２３，２４，２５などはターボ分子ポンプ排気
系を示しており、ｃｈ８の真空容器８に接続されたター
ボ分子ポンプ１７やバルブ１８と同様な構成が他の成膜
用真空容器２〜７と上記背後（バック排気用）排気系１
９，２０の間に接続されていることを簡単に示すもので
ある。また、各真空容器に接続されるリーク用窒素ガ
ス、スパッタリング用アルゴンガスの導入系、真空度を
測定する真空計などの図示は省略している。

【００５０】さて、このような連続式成膜装置はターゲ
ットの交換が頻繁であり、上記の装置ではＲＦマグネト
ロンスパッタリングが５ｋＷ前後、ＤＣマグネトロンス
パッタリングが最大６ｋＷ前後（相変化材料の薄膜は２
ｋＷ未満）で高速度で成膜されるため、基板の処理数が
多い分、ターゲットの消耗が早く、本発明者らの経験で
は殆ど毎日どこかの成膜用ターゲットの交換作業が発生
していた。そのため、交換時の作業と、交換によるトラ
ブルで装置のダウンタイムが操業度低下の大きな原因と
なっていた。このトラブルの大半は真空容器への大気漏
洩（外部リーク）である。ただ、装置が年数を経ると予
期せぬ箇所に外部リークが発生するため、この外部リー
ク発生の箇所の特定は大きな課題となっていた。

【００５１】本発明者らはこの外部リークを効率的に特
定するため、全てのスパッタリング用カソード９の大気
側に密閉容器１０を設置し、そこに外部リーク検知用ト
レースガス（プローブガスと呼称する場合もある）のガ
ス導入口１１を設けた。ここで、スパッタリング用カソ
ード９と密閉容器１０の部分の構成例を図３に示す。図
３は上記の各成膜用真空容器に使用したマグネトロン型
スパッタリング用カソードの概要を示す要部断面図であ
り、符号２０２がスパッタリング用カソード本体、２０
４がターゲット材料、２０８が図１の１０と同じ密閉容
器、２０９が図１の１１と同じガス導入口を示してい
る。図３においては、冷却水系（冷却水導入管２０６、
冷却水２０７）やマグネット２１０が内蔵されたスパッ
タリング用カソード本体２０２が絶縁物２１２を介して
真空容器壁２０１に設置されている。ターゲット材料４
は銅製バッキングプレート２０３にボンディングされ、
これがスパッタリング用カソード本体２０２に付設され
直接水冷されている。また、符号２０５は、銅製バッキ
ングプレート２０３、カソード本体２０２、密閉容器２
０８に必要なシール部であり、通常Ｏ−リングでシール
される。２１１はアースシールド板である。尚、スパッ
タリング用カソード本体２０２へのＲＦまたはＤＣ電圧
供給用電極部は図３では図示を省略した。

【００５２】このようにスパッタリング用カソード本体
２０２を密閉容器２０８（図１の１０）で密閉し、ガス
導入口２０９（図１の１１）にはヘリウム（Ｈｅ）ガス
及び／またはヘリウムとネオン（Ｎｅ）の混合ガスが所
定の圧力で封入される。尚、図３には図示しないが、密
閉容器２０８にはスプリング式の弁が付いており、密閉
容器２０８内が大気圧を超えると大気圧まで減圧する仕
組みになっている。図３のガス導入口２０９に導入され
るガスは、図４で示されるようなガス導入系から供給さ
れる形態である。すなわち、図４に示すガス導入系は、
ヘリウム（Ｈｅ）ガス単独の容器と、ヘリウムガス及び
ネオン（Ｈｅ＋Ｎｅ）が任意の混合比で混合された混合
ガス容器から構成され、個々のガス容器には減圧弁が付
いている（図示せず）。また、個々の容器には遮断用圧
空駆動弁（電磁弁でも良い）が設けられている。

【００５３】さて、図１の連続式真空成膜装置に戻る
と、基板移送室１２はロータリーポンプ１４とバルブ１
５及びバルブ１６で粗引き排気された後、ターボ分子ポ
ンプ２１で高真空に排気され基板移送中でも１０~⁵Torr
台の真空に保持されている。尚、符号２２はターボ分子
ポンプ２１のバックをメカニカルブースターポンプ１９
とロータリーポンプ２０で排気する場合のバルブであ
る。

【００５４】一方、基板移送室１２は基板受渡し回転ア
ーム１３が各真空容器をシールしていない時、つまり各
真空容器から離れている時は共通の真空空間となってい
る。この基板移送室１２にはオリフィス（細孔）管２６
とバルブ２７，２８で構成されるガス導入配管を経由し
て質量分析計分析部（分析管と言う）３０が接続されて
おり、２９はその分析管３０を入れるための真空室（マ
ニホールドまたはエンベロープと呼ばれる）である。こ
のマニホールド２９にはターボ分子ポンプを主排気ポン
プとする差動排気装置３１が付設されている。また、３
２は質量分析部の制御及びデータ処理を行う質量分析計
処理装置である。質量分析計は、好ましくは小型で質量
掃引速度が早く検出感度が高い、四重極型質量分析装置
が最適である。実際には日本真空技術（株）製四重極型
質量分析計ＭＳＱ−１５０Ａ型を使用した。

【００５５】本発明では、図１に示す構成の連続式真空
成膜装置のスパッタリングターゲット交換時の作業と、
交換によるトラブルで装置のダウンタイムを改善するた
め、以下に示す手順で外部リーク（大気漏洩）の検出を
行い、外部リークの発生が無い場合は、質量分析計を用
いて基板移送室１２のバックグラウンドガスモニターを
行うことによって、成膜品質の安定化を図った。

【００５６】《手順１》：トレースガスの質量分析計に
対する感度校正．図１の符号３４で示される感度校正用ガス導入系を用い
て、使用する質量分析計分析管３０のトレースガスに対
する感度を取っておく。これは同じ希ガスでもヘリウム
とネオンのイオン化効率（電離効率）が異なるためであ
り、等量の混合比で混合された希ガスを同一電離条件で
イオン化しても、それぞれの希ガスの得られる質量スペ
クトルの電流値の総和が同量にならないからである。実
際にはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン
（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）の５
種の希ガスを等モル比（２０％ずつ等量）混合した混合
ガスを質量分析計で分析した。これらの個々の希ガスの
随伴ピークは主ピークに比較して小さいので無視し、主
ピークを対象にイオン電流値で表されるピーク値を比較
する。この条件下で同様に窒素ガスとヘリウム、あるい
は窒素ガスとネオンを等量混合したガスの分析を行い、
上の５種の希ガス分析結果と合わせて、窒素ガス（Ｎ
₂+；ｍ／ｅ＝２８）を１．００（基準）とした相対感度
をグラフ化すると図５に例示されるものが得られる（質
量数はガス分子のイオンの質量／電荷の比（ｍ／ｅ）で
表している）。この例では窒素ガス（ｍ／ｅ＝２８）を
１．００とした場合の電離効率はヘリウム（ｍ／ｅ＝
４）は０．１９であり、ネオン（ｍ／ｅ＝２０）は０．
２９である。この数値は窒素を基準とした場合の比感度
係数であり、ヘリウムガスはネオンガスに比べ約１．５
倍電離しにくいことになる。これらの希ガスに対し、あ
る測定条件下での比感度係数を予め取っておき、図１の
質量分析計の制御・データ処理用の質量分析計処理装置
３２の中のメモリにデータを入力しておく。

【００５７】《手順２》：各真空容器へのトレースガス
の割り付け．各真空容器のスパッタリング用カソード９外部の密閉容
器１０（図３の２０８）に接続するガス導入口１１（図
３の２０９）からヘリウムガス、ヘリウム／ネオン混合
ガスを供給するが、ヘリウム／ネオン混合ガスの混合比
を以下のように割り当てた。ｃｈ（ｎ）・・・Ｈｅ：Ｎｅ＝１：ｎ（ｎ＝１ｔｏ
８）この場合、ヘリウム（ｍ／ｅ＝４）の比感度係数γ(Ｈ
ｅ)＝０．１９、ネオン（ｍ／ｅ＝２０）の比感度係数
γ(Ｎｅ)＝０．２９である。そのため、例えば、Ｈｅ：
Ｎｅ＝１：２の混合ガスの分圧を測定すると、図６
（ａ）のごとくなり、得られた分圧ピークのイオン電流
値を比感度係数で割ると規格化（窒素換算）された分圧
ピークの値が得られる。

【００５８】すなわち、規格化された分圧ピーク値Ｉ
［Ａ］は、測定で得られた分圧値をｉ［Ａ］とすると、
Ｉ＝ｉ／γであり、Ｉ(Ｈｅ)＝１．１×１０~¹²／０．１９＝５．７×１０~¹² Ｉ(Ｎｅ)＝３．２×１０~¹²／０．２９＝１．１×１０~¹¹ となる。よって、Ｉ(Ｎｅ)／Ｉ(Ｈｅ)＝１．９３となる。同様に、Ｈｅ：Ｎｅ＝１：４の混合ガスでは、
図６（ｂ）から、Ｉ(Ｈｅ)＝１．２×１０~¹²／０．１９＝６．３×１０~¹² Ｉ(Ｎｅ)＝７．４×１０~¹²／０．２９＝２．５５×１０~¹¹ となる。よって、Ｉ(Ｎｅ)／Ｉ(Ｈｅ)＝４．０５となる。

【００５９】上述の実施例ではある電離条件下の測定を
定めておき、得られた分圧値を校正して元の混合ガスの
混合比を推定するが、測定誤差を考慮して、下記の表１
に示すようにデータ処理法を予め決めておく。すなわち
下記の表１に示すようなデータ処理を図１の質量分析計
処理装置３２で行い、その処理結果に基づいて混合比を
特定する。

【００６０】

【表１】

【００６１】《手順３》：外部リーク検査（１）．図１に示される装置でスパッタリング用カソードのター
ゲット材料を交換したものに図４で示されるガス導入系
のバルブＭを開け、その真空容器に対応する混合比のヘ
リウム／ネオン混合ガスを供給し、その他の（ターゲッ
ト交換をしていない）スパッタリング用カソードには図
４で示されるガス導入系のバルブＳを開けヘリウムガス
を供給する。図１の基板移送室１２に接続された質量分
析装置（質量分析計分析管３０，質量分析計処理装置３
２）でヘリウム、ネオンの質量スペクトルを調べるが、
この際には各真空容器とは接離自在な（伸縮する）基板
受渡し回転アーム１３は、各真空容器をシールしていな
い状態にしておく。基板移送室１２の圧力が５．０×１
０~⁵Torr以下の時は図１のバルブ２８を開放し、直接質
量分析計分析管３０に検査するガスを導入するが、大き
な外部リークのため基板移送室１２の圧力が５．０×１
０~⁵Torr以下の圧力まで到達しない時には、バルブ２８
を閉じてオリフィス（細孔）管２６とバルブ２７を介し
て導入するガス量を制限して質量分析装置の動作に支障
がない圧力まで真空を良くする。本例では、大きなリー
クがあり、基板移送室１２の圧力が４．０×１０~⁴Torr
の圧力しか到達しない場合にはオリフィス（細孔）管２
６の開口径を０．５mmとしてガス導入を行った。

【００６２】この分圧の測定によって、ｉ）ネオンとヘリウムの分圧ピークが同時に観測された
場合は、ターゲットが交換されたスパッタリング用カソ
ードに外部リークがある（外部リークの特定）、ii）ネ
オンの分圧ピークが観測されず、ヘリウムの分圧ピーク
だけが観測された場合は、ターゲットが交換されたスパ
ッタリング用カソードには外部リークは無く、ターゲッ
トが交換されていないその他の部位に外部リークが発生
している（ターゲット交換箇所以外の外部リークの可能
性）、という判定がなされる。

【００６３】上記のｉ）の場合には、ヘリウムとネオン
の校正されたピークの比、Ｒ＝Ｉ(Ｎｅ)／Ｉ(Ｈｅ) によってリーク発生箇所の特定とリーク監視装置３３に
よってランプ表示で発生箇所の表示を行い警報を発生す
る。また、上記のｉ）とii）の判定までの所要時間は、
図４のガス導入系からのガス導入をしてから２７秒であ
った。

【００６４】《手順４》：外部リーク検査（２）．上述の《手順３》でii）と判定された場合には、ターゲ
ット交換されていない複数のスパッタリング用カソード
のうち外部リークが発生している箇所を特定するために
《手順３》と同様な操作、すなわち着目するスパッタリ
ング用カソードにはヘリウム／ネオンの混合ガスを、そ
の他のスパッタリング用カソードにはヘリウムガスを供
給して《手順３》の操作を繰り返して外部リーク箇所の
特定を行い、リーク監視装置３３によって表示する。こ
の一連のデータ収集、データ処理、判定は質量分析装置
３２で行われる。図１で示される装置の外部リークは上
記の方法で特定でき、その所要時間は多くとも４分以内
であった。

【００６５】従来の技術ではこのような外部リーク発生
の特定までに、真空技術に精通した熟練者でも検査装置
の接続などの段取り時間を含めて、運がよい場合でも２
時間、場合によっては５時間以上の時間を必要とされて
おり、成膜装置の操業度が著しく低下していたが、本発
明の漏洩検出方法では格段に少ない時間で外部リークを
発見でき、修復までの時間を大幅に短縮できた。何故な
らば、検査対象の真空容器ごとに検査装置を付け替える
必要が無く、常に検査装置（質量分析装置）をスタンバ
イ状態にしておくことが容易で、トレースガスをむやみ
に色々な箇所に吹き付ける必要がないからである。ま
た、ヘリウムは高価なガスであるが、本発明ではヘリウ
ムとネオンの混合ガスを使用するため、ヘリウムの使用
ガス量は従来の１／３０以下でできたため、大幅な費用
削減と時間の短縮ができた。

【００６６】《残留ガスのインプロセス分析》図１に示
される連続式真空成膜装置は、樹脂基板に機能性薄膜を
形成する装置であり、成膜される薄膜はデバイス用薄膜
であるためプロセス条件に大きく依存する特性をもつ。
特に樹脂基板は内包あるいは付着するガス分子がガラス
基板と比較して脱離しにくい。何故ならばガラス基板の
ように高温度で加熱脱気、脱ガスできないからである。
そのため、排気速度が大きいクリーンな真空ポンプで真
空排気しながら成膜するが、基板の状態によっては特に
表面に付着する水分等のガスが場合によっては多く出る
ことがある。そのため、真空排気中のプロセス中の雰囲
気、特に水分、酸素、炭化水素系のガス種のバックグラ
ウンド量をプロセス中に監視することが成膜品質の安定
化に必要であった。図１に示される装置では、外部リー
クの発生が無い場合には、質量分析計を成膜品質監視装
置として機能させ上記のインプロセスモニタリングを行
った。この場合には図１のバルブ２８側のガス採取経路
を介して成膜稼働中に基板移送室１２の雰囲気を質量分
析計（質量分析計分析管３０、質量分析計処理装置３
２）で常時モニタリングした。そして、着目する水（Ｈ
₂Ｏ+）や酸素（Ｏ₂+）の許容バックグラウンドピーク値
を予め質量分析計処理装置３２で設定しておき、稼働中
にその許容値を超えた場合には、リーク監視装置３３に
警報を発する機能を持たせた。

【００６７】［実施例２］図２は本発明の別の実施例を
示す連続式真空成膜装置の概略構成図であり、液晶表示
素子（ＬＣＤ）用の透明導電膜の製造に用いられる成膜
装置の概要を表したものである。本発明者らが扱う真空
成膜装置の一つはこのようなインライン式のスパッタリ
ング装置であり、この場合もライン状（直線的）に多数
の真空容器（ｃｈ１〜ｃｈ６）１０１〜１０６が配置さ
れ、成膜用に多数のスパッタリング用カソードが搭載さ
れており、ＩＴＯ膜や保護膜（例えばＳｉＯ₂ ）等のセ
ラミックス系の薄膜を連続的に（真空を開放することな
く）形成する生産装置である。この装置では各真空容器
で高速にスパッタリングを行うためターゲットの交換も
頻繁であり、外部リーク等に関する事情は［実施例１］
で挙げた相変化型光ディスク用の枚葉式スパッタリング
装置と同様である。

【００６８】図２において、ｃｈ１からｃｈ６までの６
つの真空容器１０１〜１０６は直線状に接続され、相接
する真空容器はゲートバルブ１０７，１０８，１０９，
１１０，１１１で遮断または連通される。被処理基板は
単数または複数枚が基板キャリア１１６にセットされ
る。符号１０１は基板搬入側の１段目の真空容器（ｃｈ
１）を示し、１０６は基板排出側の６段目の真空容器
（ｃｈ６）を示す。また、ｃｈ２〜ｃｈ５の真空容器１
０２〜１０５が成膜用真空容器である。ｃｈ１の真空容
器１０１はいわゆるロードロック室で基板キャリア１１
６に基板をセットして適当な温度で真空脱気、脱ガスを
行う。本実施例の装置で扱う基板は、高分子フィルム基
板やそのフィルム基板にカラーフィルターが形成された
基板である。尚、図２では基板キャリア搬送機構、基板
加熱機構、真空容器リーク用窒素ガス、スパッタリング
用ガスの導入系、真空計等は図示を省略している。

【００６９】１段目の真空容器（ｃｈ１）１０１で事前
処理（前処理）された基板は基板キャリア１１６によっ
て２段目の真空容器（ｃｈ２）１０２に搬送され、真空
容器１０２では下地層（保護層）のＳｉＯ₂ 薄膜が３０
０Å程度成膜される。ここではＲＦマグネトロンスパッ
タリング法で成膜速度は８０Å／秒であるので４秒以内
に成膜が完了する。その後、３段目から５段目の真空容
器（ｃｈ３〜ｃｈ５）１０３〜１０５までは透明導電膜
であるＩＴＯ薄膜がＤＣマグネトロンスパッタリング法
を用いて成膜される。この場合、各真空容器で５００Å
ずつ成膜されるので合計膜厚は１５００Åとなる。

【００７０】本実施例では、ＩＴＯの成膜速度は１７Å
／秒であるから真空容器１０３，１０４，１０５での成
膜時間はそれぞれ３０秒前後である。成膜を終えた基板
キャリア１１６は６段目の真空容器（ｃｈ６）１０６に
搬送され取り出される。この真空容器１０６はいわゆる
アンロード室である。成膜を行う真空容器１０２〜１０
５には図２中の符号１１３で示されるスパッタリング用
カソードが搭載されており、その大気側には密閉容器１
１４とガス導入系１１５が付設されている。このスパッ
タリング用カソード１１３と密閉容器１１４の部分の構
成は、図３で示されるものと同様な構成となっており、
図３のスパッタリング用カソード２０２、密閉容器２０
８と対応している。また、ガス導入系１１５は図４に示
される構成となっており、密閉容器１１４には図４に示
されるガス導入系からトレースガスが供給される。これ
は図１に示した［実施例１］の場合と同様である。

【００７１】本実施例の装置では、各真空容器１０１〜
１０６に対して通常はバルブで遮断されているが必要な
場合は各真空容器が全て連通できるような共通真空室１
１２が設けられており、この共通真空室１１２にはター
ボ分子ポンプ１１７及びそれ用のバルブ１１８とロータ
リーポンプ１１９が付設されている。また、共通真空室
１１２と各真空容器１０１〜１０６とはバルブ１２０〜
１２５を介して接続されている。

【００７２】共通真空室１１２には、図１に示した［実
施例１］の装置と同様にオリフィス（細孔）管１２６と
バルブ１２７を設けたガス採取経路や、ガス導入用バル
ブ１２８が設けられたガス採取経路が接続され、その先
には、真空室（マニホールドまたはエンベロープと呼ば
れる）１２９に入れられた質量分析計分析部（分析管）
１３０と差動排気装置１３１が接続されている。また、
質量分析計分析管１３０には質量分析計処理装置１３２
とリーク監視装置１３３が接続され、共通真空室１１２
には感度校正用ガス導入系１３４が接続されているが、
これらの構成は図１に示した［実施例１］の質量分析計
処理装置３２とリーク監視装置３３、感度校正用ガス導
入系３４の構成と同じである。

【００７３】図２のＬＣＤ用の透明導電膜の製造装置
（成膜装置）は、［実施例１］の装置と同様に高速で連
続的なスパッタリングを行うため、ターゲット材料の消
耗が多く、ターゲット交換を頻繁に行わなければならな
いため、スパッタリング用カソード部分の外部リーク
（大気漏れ）が発生しやすい。形成する薄膜はセラミッ
クス系薄膜であり、パーティクルの発生が多くこれも真
空容器の外部リークの原因となっている。スパッタリン
グ用カソード部分の外部リーク検知方法は［実施例１］
と同じ方法と手順であるから詳細は省略するが、リーク
検知時は１２０〜１２５で示されるバルブは全て開いた
状態にしておくことは言うまでもない。

【００７４】外部リークの発生が全く無い場合には、ｃ
ｈ１で示される真空容器１０１での基板の前処理状態を
残留ガスを測定することによってモニタリングできる。
この場合はバルブ１２１〜１２５は全て閉じておき、真
空容器１０１内の残留ガスのモニタリングを行うことに
より、装置稼働中でも基板からの放出ガスや前処理の状
態（真空脱ガス処理のエンドポイントの判定など）を分
析することができる。また、真空容器１０１内のガス放
出が大きく圧力が高い場合は、オリフィス（細孔）管１
２６とバルブ１２７を設けた側のガス採取経路を用いて
質量分析装置の質量分析計分析管１３０に導入するガス
量を制限することができる。

【００７５】インライン式の真空成膜装置の場合、従来
の漏洩検出方法ではスパッタリング用カソード部分の外
部リーク検知を行いリーク発生箇所を特定するのに、各
真空容器に個別にヘリウムリークディテクタを接続して
トレースガスで検査していたので、短い場合でも段取り
時間を含めて２時間以上の検査時間を要していた。しか
し、図２に示す装置構成として本発明の漏洩検出方法を
適用した結果、質量分析計を稼働状態にしておけば、全
真空容器のリーク検知を終了するまでには５分も要せず
に実施することができ、検査時間を大幅に短縮すること
ができた。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
真空成膜装置の複数の真空容器の大気漏洩を検出する漏
洩検出方法においては、それぞれの真空容器への外部か
らの大気漏洩を検知する際に、トレースガスを用い、そ
のトレースガスとしてヘリウム（Ｈｅ）とネオン（Ｎ
ｅ）の混合ガスを使用しているので、ヘリウムの使用量
を削減することができ、実施例１に示されるように、従
来技術による漏洩検出方法と比較してヘリウムの使用量
を１／３０以下に削減させることができた。

【００７７】請求項２に記載の真空成膜装置の複数の真
空容器の大気漏洩を検出する漏洩検出方法においては、
それぞれの真空容器への外部からの大気漏洩を検知する
際に、個々の真空容器に吹き付けるトレースガスのヘリ
ウムとネオンの混合比率が真空容器毎に異なっているの
で、各真空容器を同時に検査することができるため、単
一のヘリウムを使って検知する場合と比較して外部から
の大気漏洩箇所の特定が非常に早くでき、実施例１に示
されるように、従来技術による漏洩検出方法では最低で
も２時間必要であったが、本発明の方法では４分以内に
全真空容器の大気漏洩検査が実施できた。

【００７８】請求項３に記載の真空成膜装置の複数の真
空容器の大気漏洩を検出する漏洩検出方法においては、
複数の真空容器の外部からの大気漏洩を検出する際に、
被処理物が搬入または搬出あるいは真空成膜処理される
個々の真空容器とは別に、各真空容器と連通する共通の
真空空間を有し、各真空容器からこの真空空間に漏洩し
た大気及びトレースガスの分圧を質量分析計によって検
出しているので、各真空容器を順次個別に漏洩検知した
り、全ての真空容器の真空を連通して全体の真空系に対
してリークの発生の可能性がある部位に順次トレースガ
スを吹き付けて逐次漏洩をチェックする必要がない。し
たがって、大量のヘリウムガスを消費することなく、装
置稼働中であっても大気漏洩を検知することができる。
また、質量分析計を用いてトレースガスの分圧ピークを
検知しているので、窒素と酸素の分圧でリークの判断を
する場合と異なり、真空容器内に残留する窒素、酸素分
圧の影響を全く受けなくてすむ。

【００７９】請求項４に記載の漏洩検出方法において
は、請求項３に記載の漏洩検出方法において、共通の真
空空間に漏洩するトレースガスの分圧を検出する前に、
ヘリウムとネオンがモル比で等量含まれる（混合比率が
１：１の）トレースガスを共通の真空空間に流し、予め
ヘリウムとネオンのガス種に対する質量分析計の感度係
数を取っておき、分圧の質量スペクトル強度の感度校正
を行ってからトレースガスの分圧を検出するので、電離
電圧（イオン化電圧）等の分析条件が変化した場合でも
正確にヘリウムとネオンの分圧比が得られ、これを基に
真空容器内のヘリウムとネオンガスの存在比を把握する
ことができる。また、この存在比のデータを基に外部リ
ークの発生箇所を実施例１、実施例２に示されるように
ごく短時間で特定することができる。

【００８０】請求項５に記載の成膜品質監視装置におい
ては、複数の真空容器で構成される真空成膜装置におい
て上記真空容器の漏洩を請求項３または４に記載の漏洩
検出方法を用いて検出し、成膜品質を監視するものであ
って、各真空容器と連通する共通の真空空間内の残留ガ
ス及びこの真空空間に漏洩する大気、トレースガスを検
出する際に質量分析計を用い、かつ該質量分析計には真
空容器内のガスの一部を減圧しながら取り込むための細
孔（オリフィス）を有するガス採取経路と細孔を有さな
いガス採取経路の両方を備え、かつ該質量分析計が設置
される真空空間には差動排気装置が具備されているの
で、漏れ検査の対象となる真空容器の真空度（圧力）に
限定されなく、外部リークをチェックする際の真空容器
の真空圧力が高い場合にはそれに応じて質量分析計側に
流入するガス量を制限して分圧測定を行うことができ
る。また、真空容器で成膜プロセスを行う前の残留ガス
の質、いわゆるバックグラウンドを測定することが実施
例１、実施例２のごとくインプロセスでできるため、成
膜品質の安定化が容易である。

【００８１】請求項６に記載の複数の真空容器で構成さ
れる連続式真空成膜装置においては、複数の真空容器に
付設されるスパッタリング用カソードの外部からの大気
漏洩を検出する際に、該スパッタリング用カソードの大
気側を密閉容器で密閉し、この密閉容器にヘリウムとネ
オンの混合ガスを大気漏洩検出用のトレースガスとして
供給しているので、実施例１に見られるようにスパッタ
リング用カソード部位の外部リーク箇所の特定がごく短
時間で実施できる。また、個別の真空容器ごとに質量分
析計などの検出装置を設置したり、検出装置を真空容器
ごとにつなぎ替えたりする手間が全くかからないので、
真空成膜装置の操業度を向上する手段として経済効果が
大きい。

【００８２】請求項７に記載の複数の真空容器で構成さ
れる連続式真空成膜装置においては、複数の真空容器に
付設されるスパッタリング用カソードの外部からの大気
漏洩を検出する際に、被処理物が搬入または搬出あるい
は真空成膜処理される個々の真空容器とは別に、各真空
容器と連通する共通の真空空間を有し、各真空容器から
この真空空間に漏洩した大気及びトレースガスの分圧を
質量分析計によって検出することで、質量分析計を１箇
所のみ接続して装置全体の外部リーク検知を容易に実施
することができる。また、従来技術のように装置の成膜
動作を中断して質量分析計をつなぎ替える必要もなく、
装置が稼働中のまま効率的に漏洩検知を行うことができ
る。

【００８３】請求項８に記載の複数の真空容器で構成さ
れる連続式真空成膜装置においては、被処理物が搬入ま
たは搬出あるいは真空成膜処理される個々の真空容器と
は別に、各真空容器と連通する共通の真空空間を有し、
該真空空間内の残留ガス分圧及び該真空空間に漏洩する
大気、トレースガスを検出する際に、請求項５に記載さ
れる成膜品質監視装置を具備することによって、外部リ
ーク検知用機器とバックグラウンド測定用機器を別個に
準備するという二重の設備投資が不要になり、外部リー
クがある場合はそれが発生しているスパッタリング用カ
ソード部位が即座に特定できるとともに、外部リークが
無い場合には成膜プロセス中のバックグラウンドのモニ
タリングがインプロセスで実施できる。

【００８４】請求項９に記載の複数の真空容器で構成さ
れる連続式真空成膜装置においては、上記真空容器に付
設されるスパッタリング用カソードの外部からの大気漏
洩（外部リーク）を検出する際に、被処理物が搬入また
は搬出あるいは真空成膜処理される個々の真空容器とは
別に、各真空容器と連通する共通の真空空間を有し、各
真空容器からこの真空空間に漏洩した大気及びトレース
ガスの分圧を質量分析計によって検出し、個々の真空容
器に吹き付けるトレースガスのヘリウムとネオンの混合
比率が真空容器毎に異なることによって、大気漏洩が発
生しているスパッタリング用カソードを即座に特定する
ので、高価なヘリウムガスの消費量を削減することがで
きる。その上、分圧測定時のヘリウムとネオンのピーク
強度比によって外部リークの発生部位を即座に特定する
ことができる。また、真空容器ごとに検出装置をつなぎ
替える必要もなく設備投資も少なくてすみ、成膜装置の
稼働中でも検知することができるので、操業度と歩留り
の向上が同時に実現できる。尚、具体的な効果は実施例
１、実施例２に示されるごとくである。

【００８５】請求項１０に記載の複数の真空容器で構成
される連続式真空成膜装置においては、上記真空容器に
付設されるスパッタリング用カソードの外部からの大気
漏洩（外部リーク）を検出する際に、被処理物が搬入ま
たは搬出あるいは真空成膜処理される個々の真空容器と
は別に、各真空容器と連通する共通の真空空間を有し、
各真空容器からこの真空空間に漏洩した大気及びトレー
スガスの分圧を質量分析計によって検出し、個々の真空
容器に吹き付けるトレースガスのヘリウムとネオンの混
合比率が真空容器毎に異なることによって、大気漏洩が
発生しているスパッタリング用カソードを即座に特定す
ると共に、質量分析計の測定結果をもとに大気漏洩が検
出されたスパッタリング用カソードを識別し警報を発す
る監視装置を備えたことにより、高速度で成膜処理され
る連続式真空成膜装置の稼働を停止することなく外部リ
ークの発生箇所が特定でき、警報により確認することが
できる。そのため、せっかく処理した基板がその後は不
良品質のまま処理され続け大きな損失を招くというトラ
ブルを未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す連続式真空成膜装置の
概略構成図である。

【図２】本発明の別の実施例を示す連続式真空成膜装置
の概略構成図である。

【図３】図１または図２に示す真空成膜装置の成膜用真
空容器に設置されるスパッタリング用カソード及び密閉
容器の構成例を示す要部断面図である。

【図４】図３に示す密閉容器のガス導入口に接続される
ガス導入系の一例を示す図である。

【図５】質量分析計による５種の希ガス（Ｈｅ，Ｎｅ，
Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ）の分析結果を示す図であって、５種
の希ガスの質量数（ｍ／ｅ）と、窒素ガスを１．０（基
準）とした相対感度の関係を示すグラフである。

【図６】ヘリウム（Ｈｅ）とネオン（Ｎｅ）の混合ガス
の分圧の測定結果を示す図であって、（ａ）はＨｅ：Ｎ
ｅ＝１：２の混合ガスの質量数（ｍ／ｅ）に対する分圧
を示すグラフ、（ｂ）はＨｅ：Ｎｅ＝１：４の混合ガス
の質量数（ｍ／ｅ）に対する分圧を示すグラフである。

【符号の説明】

１〜８：真空容器９：スパッタリング用カソード１０：密閉容器１１：ガス導入口（ＨｅまたはＨｅ／Ｎｅ混合ガス導入
口）１２：基板移送室１３：基板受渡し回転アーム１４：ロータリーポンプ１５：バルブ１６：粗引きバルブ１７：ターボ分子ポンプ（ｃｈ８用）１８：バルブ１９：メカニカルブースターポンプ２０：ロータリーポンプ２１：ターボ分子ポンプ２２：バルブ２３〜２５：ターボ分子ポンプ排気系２６：オリフィス（細孔）管２７：バルブ２８：バルブ２９：真空室（マニホールド）３０：質量分析計分析管３１：差動排気装置３２：質量分析計処理装置３３：リーク監視装置３４：感度校正用ガス導入系３５：Ｏ−リング１０１〜１０６：真空容器１０７〜１１１：ゲートバルブ１１２：共通真空室１１３：スパッタリング用カソード１１４：密閉容器１１５：ガス導入口（ＨｅまたはＨｅ／Ｎｅ混合ガス導
入口）１１６：基板キャリア１１７：ターボ分子ポンプ１１８：バルブ１１９：ロータリポンプ１２０〜１２５：バルブ１２６：オリフィス（細孔）管１２７：バルブ１２８：バルブ１２９：真空室（マニホールド）１３０：質量分析計分析管１３１：差動排気装置１３２：質量分析計処理装置１３３：リーク監視装置１３４：感度校正用ガス導入系２０１：真空容器壁２０２：スパッタリング用カソード本体２０３：バッキングプレート２０４：ターゲット材料２０５：Ｏ−リングシール部２０６：冷却水導入管２０７：冷却水２０８：密閉容器２０９：ガス導入口（ＨｅまたはＨｅ／Ｎｅ混合ガス導
入口）２１０：マグネット２１１：シールド板（アースシールド）２１２：絶縁板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三浦裕司東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内 (72)発明者柴田清人東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内 (72)発明者阿萬康知東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の真空容器で構成される真空成膜装置
において上記真空容器の漏洩を検出する漏洩検出方法で
あって、それぞれの真空容器への外部からの大気漏洩を
検知する際に、トレースガスを用い、そのトレースガス
としてヘリウム（Ｈｅ）とネオン（Ｎｅ）の混合ガスを
使用することを特徴とする真空容器の漏洩検出方法。
【請求項２】複数の真空容器で構成される真空成膜装置
において上記真空容器の漏洩を検出する漏洩検出方法で
あって、それぞれの真空容器への外部からの大気漏洩を
検知する際に、個々の真空容器に吹き付けるトレースガ
スのヘリウムとネオンの混合比率が真空容器毎に異なる
ことを特徴とする真空容器の漏洩検出方法。
【請求項３】複数の真空容器で構成される真空成膜装置
において上記真空容器の漏洩を検出する漏洩検出方法で
あって、真空容器の外部からの大気漏洩を検出する際
に、被処理物が搬入または搬出あるいは真空成膜処理さ
れる個々の真空容器とは別に、各真空容器と連通する共
通の真空空間を有し、各真空容器からこの真空空間に漏
洩した大気及びトレースガスの分圧を質量分析計によっ
て検出することを特徴とする真空容器の漏洩検出方法。
【請求項４】請求項３に記載の真空容器の漏洩検出方法
において、上記真空空間に漏洩するトレースガスの分圧
を検出する前に、ヘリウムとネオンがモル比で等量含ま
れるトレースガスを該真空空間に流し、予めヘリウムと
ネオンのガス種に対する質量分析計の感度係数を取って
おき、分圧の質量スペクトル強度の感度校正を行ってか
らトレースガスの分圧を検出することを特徴とする真空
容器の漏洩検出方法。
【請求項５】複数の真空容器で構成される真空成膜装置
において上記真空容器の漏洩を請求項３または４に記載
の漏洩検出方法を用いて検出し、成膜品質を監視する成
膜品質監視装置であって、各真空容器と連通する共通の
真空空間内の残留ガス及びこの真空空間に漏洩する大
気、トレースガスを検出する際に質量分析計を用い、か
つ該質量分析計には真空容器内のガスの一部を減圧しな
がら取り込むための細孔（オリフィス）を有するガス採
取経路と細孔を有さないガス採取経路の両方を備え、か
つ該質量分析計が設置される真空空間には差動排気装置
が具備されていることを特徴とする成膜品質監視装置。
【請求項６】複数の真空容器で構成される連続式真空成
膜装置であって、上記真空容器に付設されるスパッタリ
ング用カソードの外部からの大気漏洩を検出する際に、
該スパッタリング用カソードの大気側を密閉容器で密閉
し、この密閉容器に大気漏洩検出用のトレースガスを供
給し、このトレースガスがヘリウムとネオンの混合ガス
であることを特徴とする連続式真空成膜装置。
【請求項７】複数の真空容器で構成される連続式真空成
膜装置であって、上記真空容器に付設されるスパッタリ
ング用カソードの外部からの大気漏洩を検出する際に、
被処理物が搬入または搬出あるいは真空成膜処理される
個々の真空容器とは別に、各真空容器と連通する共通の
真空空間を有し、各真空容器からこの真空空間に漏洩し
た大気及びトレースガスの分圧を質量分析計によって検
出することを特徴とする連続式真空成膜装置。
【請求項８】複数の真空容器で構成される連続式真空成
膜装置であって、被処理物が搬入または搬出あるいは真
空成膜処理される個々の真空容器とは別に、各真空容器
と連通する共通の真空空間を有し、該真空空間内の残留
ガス分圧及び該真空空間に漏洩する大気、トレースガス
を検出する際に、請求項５に記載される成膜品質監視装
置を具備したことを特徴とする連続式真空成膜装置。
【請求項９】複数の真空容器で構成される連続式真空成
膜装置であって、上記真空容器に付設されるスパッタリ
ング用カソードの外部からの大気漏洩を検出する際に、
被処理物が搬入または搬出あるいは真空成膜処理される
個々の真空容器とは別に、各真空容器と連通する共通の
真空空間を有し、各真空容器からこの真空空間に漏洩し
た大気及びトレースガスの分圧を質量分析計によって検
出し、個々の真空容器に吹き付けるトレースガスのヘリ
ウムとネオンの混合比率が真空容器毎に異なることによ
って、大気漏洩が発生しているスパッタリング用カソー
ドを即座に特定することを特徴とする連続式真空成膜装
置。
【請求項１０】複数の真空容器で構成される連続式真空
成膜装置であって、上記真空容器に付設されるスパッタ
リング用カソードの外部からの大気漏洩を検出する際
に、被処理物が搬入または搬出あるいは真空成膜処理さ
れる個々の真空容器とは別に、各真空容器と連通する共
通の真空空間を有し、各真空容器からこの真空空間に漏
洩した大気及びトレースガスの分圧を質量分析計によっ
て検出し、個々の真空容器に吹き付けるトレースガスの
ヘリウムとネオンの混合比率が真空容器毎に異なること
によって、大気漏洩が発生しているスパッタリング用カ
ソードを即座に特定すると共に、質量分析計の測定結果
をもとに大気漏洩が検出されたスパッタリング用カソー
ドを識別し警報を発する監視装置を備えたことを特徴と
する連続式真空成膜装置。