JP2859632B2 - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents

成膜装置及び成膜方法

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JP2859632B2 JP1091633A JP9163389A JP2859632B2 JP 2859632 B2 JP2859632 B2 JP 2859632B2 JP 1091633 A JP1091633 A JP 1091633A JP 9163389 A JP9163389 A JP 9163389A JP 2859632 B2 JP2859632 B2 JP 2859632B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は成膜装置及び成膜方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、例えば金属，合金，高分子，セラミクス等の膜
を基体上に形成する場合には、例えばスパッタ法、蒸着
法等の物理気相堆積（PVD）法や、例えば放電熱，光等
のエネルギーを利用した化学気相堆積（CVD）法等が通
常行なわれてきた。
これ等の方法により、成膜を行なうと膜を形成すべき
基体上に成膜するのみならず成膜室の内壁面上にも成膜
物質が付着した付着物が形成されるのを完全に避けるこ
とはできない。この付着物は成膜の回数を重ねる度にそ
の厚さを増し、ある程度の厚さになると自らの内部応力
により膜剥れを起こす傾向があり、この膜剥れにより、
微細のホコリを成膜室内に発生させる（発ジン）ので、
形成過程にある膜が前記微細なホコリを付着し、球状突
起の形成等の膜質を低下させる要因となっていた。
この発ジンを防ぐために、例えば、成膜室内壁に形成
された付着物を成膜終了後エッチング等により除去する
方法（特開昭59−142839号公報）や成膜室内壁面への付
着物の形成を防ぐ防着板と呼ばれる板状体を取り付ける
方法（小林等、「真空」、28巻、第５号、184−186、
（1985））等がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながらエッチング等により付着物を除去する方
法では例えば成膜室内に配されている部材の材料によっ
ては、装置の寿命を短くしてしまったり、付着物の除去
の終点の見極めが困難である、付着物の除去に長時間必
要である等の欠点を有していた。
これに対して第８図に示すような防着板を成膜室内に
取り付ける方法は発ジンにより基体あるいは形成過程の
膜が汚染される前に発ジンの原因となる付着物の付いて
いない新しい防着板に交換するため装置の寿命を短くす
ることなう成膜の汚染を容易に防ぐことができる利点を
有している。
しかしながら第８図に示すように、防着板を交換する
際には、おのおのの防着板を１枚ずつ取り外すために、
成膜室11を大きく開放しなければならない。
以下第８図を参照し、防着板の設置例を説明する。
第８図は従来の典型的な成膜装置内の防着板の設置状
態を模式的に示す略図であって、図中１は成膜室11奥壁
面用防着板を示し、２は右側壁面用、３は左側壁面用、
４は天井壁面用、５は手前ターゲット壁面用、の防着板
である。６は成膜用基体（円板状基体）のホルダーであ
って奥壁面側へ12のシャフト部を回転させることによっ
て倒れこみ、水平状態になったところで奥壁面の開口ゲ
ートバルブ（図示せず）から搬入される円板状基体を保
持、再び立ち上って（第８図の状態）ターゲット16と向
い合う状態で基体に膜形成を行なう。７は基体ホルダー
６への膜堆積を最少に抑える為に放電空間中に固定する
補助防着板であり、８は成膜室11底面用の防着板であ
る。13は１枚々々の防着板を固定するナットである。
この方法では大気に成膜室11の内壁がさらされるので
成膜室11の内壁面に大気中に含まれる例えば窒素，酸
素，二酸化炭素，水等のガス吸着が起るため防着板の交
換後成膜室11内を減圧しても、再び成膜を開始するため
の所望の真空度に達するまでに長時間を要することもあ
った。
また、例えば成膜室11内に配されている金属，高分
子，セラミクス等のターゲットや蒸着原料等の成膜原料
の表面が酸化等の化学反応を受け、成膜原料の組成が変
化して、形成される膜の組成が変化してしまうことがあ
った。そのため防着板の交換後、所望の組成を有した膜
を形成するためには例えば組成の変化した、ターゲット
表面をスパッタリングによって除去、あるいは蒸着原料
の蒸発による除去等の処理を行なわねばならない場合が
あった。
そのため膜の組成の均一性の低下、成膜装置の稼動率
の低下をまねく大きな要因に防着板の交換は成ってい
た。
本発明の主たる目的は前記課題を解決する成膜装置及
び成膜方法を提供することである。
本発明の他の目的は装置の稼動率の高い成膜装置及び
成膜方法を提供することである。
本発明の他の目的は成膜室の汚染を防止した成膜装置
及び成膜方法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、基体に膜を形成するための減圧可能な成膜
室と、前記基体を成膜室に投入するための減圧可能な投
入室と、前記成膜室と投入室との間にあって、前記成膜
室と投入室との気密を保つ第１の開閉手段と、前記基体
を成膜室から取り出すための排出室と、前記成膜室と排
出室との間にあって、前記成膜室と排出室との気密を保
つ第２の開閉手段と、前記成膜室の内壁面上に付着物が
付着するのを防ぐ防着部材と、前記防着部材を交換する
ために防着部材を搬送する搬送手段とを備えた成膜装置
において、前記防着部材を交換するため前記投入室及び
排出室とは別個に設けられた減圧可能な真空室と、前記
成膜室と真空室との間にあって、前記成膜室と真空室と
の気密を保つ第３の開閉手段とを有し、前記搬送手段は
前記真空室と成膜室との間で、防着部材を基体とは異な
る搬送経路で搬送することを特徴とする成膜装置であ
り、 また、基体に膜を形成するための減圧可能な成膜室
と、前記基体を成膜室に投入するための減圧可能な投入
室と、前記成膜室と投入室との間にあって、前記成膜室
と投入室との気密を保つ第１の開閉手段と、前記基体を
成膜室から取り出すための排出室と、前記成膜室と排出
室との間にあって、前記成膜室と排出室との気密を保つ
第２の開閉手段と、前記成膜室の内壁面上に付着物が付
着するのを防ぐ防着部材と、前記防着部材を交換するた
めに防着部材を搬送する搬送手段とを備えた成膜装置を
用い、防着部材を交換して成膜を行なう成膜方法におい
て、前記成膜装置に、防着部材を交換するため前記投入
室及び排出室とは別個の減圧可能な真空室と、前記成膜
室と真空室との間にあって、前記成膜室と真空室との気
密を保つ第３の開閉手段とを設け、前記搬送手段によっ
て、前記真空室と成膜室との間で、防着部材を基体とは
異なる搬送経路で搬送することを特徴とする成膜方法で
ある。
以下本願発明について図面を用いてその実施態様につ
いて説明する。
まず第１図に本願発明の成膜装置の好適な例の模式図
を示す。第１図に示した成膜装置は基体233に膜を形成
するための成膜室302及び防着部材100の交換のための真
空室306を、成膜室と真空室の気密を保つための開閉手
段325を介して配置したものである。そして、ポンプP1,
P2に接続された排気系の排気バルブ211及び212を開閉す
ることによりおのおの室内は所望の圧力に減圧される。
防着部材100は例えばエレベータ，回転コロ，チャッ
ク等の搬送手段260により、真空室から成膜室へ、また
は成膜室から真空室へと搬送される。
開閉手段325は搬送を行なう時には開き、防着部材100
の搬送を妨げず、それ以外の時には閉じ、成膜室と真空
室とを空間的に隔離する。
以下、装置の構成と動作について詳述する。
防着部材100を大気圧に開放した真空室306内に位置
合せして配置する。
真空室306内を排気バルブ211を開け所望圧まで減圧
する。この時防着部材100表面に吸着した大気中のガス
の脱離をより短時間に行なうためのベーキング手段250
を真空室306内に設けてもよい。真空室306には、ベーキ
ングによる防着部材100の温度上昇により成膜室302内の
温度が好ましくない分布を起こさぬようにベーキング後
の防着部材100の冷却手段を合わせて設けてもよい。
開閉手段325を開け、公知の搬送手段260により防着
部材100を真空室306内より成膜室302内へ搬送し、成膜
室302内へ防着部材100を設置し、開閉手段325を閉じ
る。
減圧された成膜室302内に配された基体233上に所望
の材料から成る膜を形成するため後述するような成膜処
理を施す。
成膜室は単数でも、第２図に示すように複数であって
もよく、特に基体上に多層膜を形成する場合には形成す
る膜ごとに異なる成膜室を設けるのが好ましく、本発明
においては、成膜室が複数の場合にはおのおのの成膜室
の間を真空を破ることなく基体が搬送されるのが望まし
い。また、一回の成膜処理終了後に引き続き次の基体に
連続的に成膜処理を行うための基体の投入室300及び排
出室304が設けられている（第２図参照）。この時、前
記投入室300及び前記排出室304は成膜室内と同様の圧力
に減圧し得るように構成されている。また前記投入室は
基体を所望の基体温度へ加熱する手段を有してもよく、
また、基体および投入室内壁等をベーキングする手段を
有してもよい。
成膜処理により防着部材100内壁に付着した付着物
の厚さが付着物の剥離を起こす厚さとなる前に開閉手段
325を開け防着部材100を前記成膜室302内より前記真空
室306内へ搬送する。前記搬送は、１回の成膜処理が終
了する度ごとに行ってもよく、複数介の成膜処理が終了
してから行ってもよい。
前記防着部材100の搬送後、前記開閉手段325を閉
じ、前記真空室306内の圧力を例えばドライエアー等で
大気圧に開放し、真空室内の前記防着部材100を新たな
防着部材と交換する。
以下乃至の工程と同様にして新たな防着部材を成
膜室302内に設置する。
尚、上記した例においては防着部材100の交換を単数
の真空室306を用いて行うものであるが、本願は上記例
に限定されるものではなく、より成膜装置の稼動率を上
げ生産性の向上を計るためには、例えば第３図（ａ）に
示すように防着部材405を成膜室401内へ搬入するための
真空室402と防着部材405を成膜室401外へ搬送するため
の真空室412とを設けてもよい。また搬送手段はマニピ
ュレータ450,451,452であってもよい。
また、更に好ましくは成膜室内の雰囲気と真空室内の
雰囲気の混合を極力抑え、形成される膜の組成のバラツ
キをより抑え、装置の稼動率をさらに高め防着部材の交
換直後にも再び成膜処理を行うためには防着部材の搬送
の際の成膜室内の圧力と真空室内の圧力との差が小さこ
とが好ましく、より子呑ましくは前記圧力の差がないこ
とが望ましい。
同様に、隣接する成膜室の間あるいは投入室と成膜室
との間、あるいは成膜室と排出室との間で基体を搬送す
る装置を用いる場合にも、おのおのの室内の圧力の差が
小さいことが好ましく、より好ましくは前記圧力の差が
ないことが望ましい。
上述した防着部材の搬送及び基体の搬送を行う際に、
互いの室内の雰囲気の混合による成膜室内壁の汚染を極
力避けるた搬送を行う室内の圧力は低く減圧するのが望
ましく、好ましくは500Pa以下、より好ましくは2Pa以
下、最適には６×10-3Pa以下が望ましい。
本発明における前記成膜処理としては、例えばスパッ
タリング法，蒸着法，熱CVD法，光CVD法，プラズマCVD
法，イオンプレーティング法等による成膜処理が挙げら
れる。
本願発明の成膜装置及び成膜方法にて形成される膜の
例としてはFe,Ni,Co,Cr,Au,Ag,Cu,Al,Zn等の金属及びこ
れらの金属や炭化物，窒化物，珪化物，硼化物，酸化
物，硫化物，ハロゲン化物等の無機材料あるいはポリイ
ミド，ポリエチレン，フェノール樹脂等の有機材料が挙
げられる。
基体上に上記の材料から成る膜を形成する条件は膜の
材料及び成膜処理の方法により異なるが、成膜室内の圧
力範囲については、例えばスパッタリング法の場合好ま
しくは３×10-2Pa以上10Pa以下、より好ましくは５×10
-2Pa以上5Pa以下、最適には８×10-2Pa以上3Pa以下が望
ましい。
また、例えば熱CVD法の場合には1Pa以上３×104Pa以
下が好ましく、より好ましくは5Pa以上８×103Pa以下、
最適には10Pa以上１×103Pa以下の圧力範囲が望まし
い。
また、例えばイオンプレーティングの場合には、１×
10-3Pa以上10Pa以下が好ましく、より好ましくは５×10
-3Pa以上5Pa以下、最適には２×10-2Pa以上1Pa以下が望
ましい。
また、基体の温度範囲は30℃以上800℃以下が好まし
く、より好ましくは50℃以上600℃以下、最適には80℃
以上500℃以下が好ましい。
本発明において用いられる防着部材について、以下詳
述する。
第４図（ａ）及び第４図（ｂ）に本発明に使用し得る
好適な防着部材の例を模式的に示す。
本発明に用いられる防着部材は従来用いられていた防
着板（第８図）とは異なり成膜室の内壁面を覆う部材は
全て一体に形成されているのが好ましい。それによって
成膜室の内壁面を覆う部材を別々に取りはずし、取り付
けていた従来の防着板に比べ一度で取りはずし、一度で
取り付けることができるので、本発明は交換の操作性の
向上が計れる。
また本発明の防着部材は成膜室内壁面に付着物が形成
されるのを防ぎ、基体上へ膜が形成されるのを防げない
よう基体側開口110、成膜原料の導入用の開口111を有し
ている。ここで防着部材はさらに防着部材中に例えば酸
化性雰囲気，還元性雰囲気，中性雰囲気等の雰囲気形成
用のガスを導入するための開口を設けてもよいし、この
雰囲気形成用ガスを導入するための導入管等のガス導入
手段105を通す開口106を設けてもよい。
加えて、成膜室内を減圧する際望ましくない圧力分布
が生じず、防着部材内の圧力をより低い排気抵抗で、よ
り均一な排気状態を維持するために防着部材には成膜室
の排気口付近に開口130を設けてもよい。ここで前記排
気口付近に開口130を設ける場合には付着物が形成され
易い排気口付近から微細なホコリが生じたとしても、そ
のホコリが防着部材内に進入するのを防止し、しかも排
気抵抗を低く抑えるよう、例えばルーバー状等の形状の
開口とするのがより望ましい。
また、防着部材を搬送する際に微細なホコリが生じ、
成膜室内を汚染するのを防止するためには防着部材の開
口に成膜処理を施す時だけ開き、それ以外の時には閉じ
るシャッター101を設けてもよい。このシャッター101は
例えば防着部材外の駆動系103により防着部材内のシャ
ッター開閉シャフト102に駆動力を伝達し、開閉され
る。
また、防着部材は成膜室内に防着部材を固定するため
に例えばフック，固定ピン受け，固定溝，固定板等の固
定手段120を有してもよい。
本発明における防着部材を形成する材料は、成膜処理
を施す際の成膜条件下で変形したり化学的に反応を起こ
さない材料であれば大概のものが使用される。好ましく
は上記した材料の中で熱膨張系数の小さな例えばMo,Ta,
W等の金属材料が付着物のハガレ、ホコリと発生をより
抑制するためには望ましい。
本発明においては前述した通り真空室を用いて防着部
材を変換し得るものであるが、前記真空室はあらかじめ
複数の防着部材を収容し得るものであってもよく、その
場合には新しい防着部材を成膜室内へ搬送するための搬
送手段まで移動させる手段と、使用後の防着部材を搬送
手段から移動させる手段とを有することが望ましい。
更に真空室は複数の室から成っていてもよく、その場
合には例えば防着部材の投入室、脱気処理室、冷却室、
成膜室内に搬送される前の防着部材の複数あるいは単数
を格納する格納室、成膜室と真空室との間で防着部材を
搬送する搬送手段を有する搬送室、使用済みの防着部材
を排出するための排出室等があってもよい。さらに使用
済みの防着部材の表面に付着した付着物を除去し再び防
着部材を使用できるようエッチング処理等を行う再生室
を設けた場合には閉じた系で防着部材を再生し繰り返し
防着部材を使用できるようにしてもよい。
以下、本発明を図面を参照しながら実施例により説明
するが、本発明は以下に示す実施例のみに何等限定され
るものではない。
実施例１ 以下、第１図，第２図，第４図，第５図を参照し本発
明の成膜装置及び成膜方法の説明を行う。
第２図は本発明によるポリカーボネート基板上にチッ
化シリコン層、TbFeCo層、チッ化シリコン層の多層膜を
形成するインライン式磁気記録媒体成膜装置である。
尚、本実施例は多層膜を形成するために複数の成膜室を
有する装置の例を示すものであるが本発明は、成膜室が
単数のものであってもよい。
300は媒体の基体であるポリカーボネート（PC）基板
のホルダー（第５図）投入室であり、301は保護層であ
るチッ化シリコン層成膜室、302は記録層であるTbFeCo
層成膜室、303は301と同様保護層であるチッ化シリコン
成膜室、304は基板ホルダーの排出室である。また305は
成膜室301内に設置される防着箱（第４図（ａ））を投
入、排出及びベーキングする為の真空室であり、306,30
7も各々302,303に対する同様の真空室である。各室間に
はゲートバルブ320,321,322,323,324,325,326が設けら
れており両者の間の気密性を確保している。301,302,30
3の３つの成膜室はターゲット交換時を除いては常時ク
ライオポンプに接続された排気バルブを有する排気系に
て排気されており、他の炉は必要に応じて排気バルブを
開閉し排気および雰囲気ガスの導入によりリークされ
る。
第５図は、PC基板33およびそのホルダー30、そして基
板の内側および外側をマスキングするための内周マスク
31と外周マスク32を示したのである。
以下、具体的に本実施例の防着箱の構成を第４図を参
照して述べる。
第４図（ｂ）は、本実施例による防着箱100の説明の
ための模式図である。これは一体化し、箱形として容易
に搬送できるようにしてあり、成膜の際におのおのの成
膜室301,302,303の中に置かれる。
図中101は成膜時に開閉するシャッターであり、シャ
ッター開閉は防着箱上面の開閉シャフト102とカップリ
ングした駆動シャフト103を成膜室外から回転させるこ
とで行なう。駆動シャフト103は成膜室内に設置されて
おり、防着板がエレベータ260で成膜室に搬入されると
開閉シャフト102とカップリングする。
また駆動シャフト103同様、Arガス供給巻105が成膜室
内に設置されており、防着板が成膜室に搬入されると、
防着板上面のガス供給管挿入口106から防着坂内に抽入
される。110は基体側開口、111はターゲット側開口、13
0は排気口からの成膜粒子の飛散防止用ルーバーであ
る。
また、120は防着板固定ピン受けで、防着板がエレベ
ータ260で搬入されると成膜室の両側面からこの固定ピ
ン受けに防着板支持固定ピン（図示せず）が挿入され
て、防着板を成膜室内の定位置に固定する。
続いて成膜の手順を第２図を参照しながら説明する。
まずPC基体33を装着した基体ホルダー30（第５図）を
第２図に示す投入室300に投入して、続いて前記投入室3
00内を排気し不図示のガス供給管よりアルゴンガスを導
入し、前記投入室300内の圧力を1.5Paに保った。
次に前記基体ホルダー30に不図示のRF電力供給端子を
押し当て13.56MHz,150Wの電力を印加し、前記基体33に
逆スパッタを１分間施し前記基体33表面に吸着したガス
の脱離処理を行った。
続いて投入室300内へのアルゴンガスの供給を停止し、
前記投入室300内の圧力が５×10-5Pa以下に減圧した
後、５×10-5Pa以下に減圧された成膜室301と前記投入
炉300との間のゲートバルブ320を開けて基体ホルダー30
0を前記成膜室301へ搬送した。
搬送終了後前記ゲートバルブ320を閉じ、防着箱内に
ガス供給手段よりアルゴンガスを導入し成膜室301内の
圧力を３×10-1Paとした。
次にスパッタリング用のターゲットに13.56MHz,500W
のRF電力を印加して放電を開始させ、放電状態が安定し
たところで駆動シャフト103よりシャッター101を開閉す
る駆動力をシャッター開閉シャフトへ伝達しシャッター
101を開き基体上に厚さ800ÅのSi3N4膜を形成した。
続いてシャッターを閉じ、RF電力の供給を停止し、成
膜室301内へのアルゴンガス導入を停止し、前記成膜室3
01内の圧力を５×10-5Pa以下に減圧した。
成膜室302内の圧力を前記成膜室301内の圧力と同様に
５×10-5Pa以下に減圧し、ゲートバルブ321を開け基体
ホルダー30を前記成膜室302内へ搬送し、前記ゲートバ
ルブ321を閉じた。
成膜室302内の防着箱100内にガス供給手段によりアル
ゴンガスを導入し成膜室内の圧力を２×10-1Paに保った
後、スパッタリング用のTbFeCoターゲットに13.56MHz,5
20WのRF電力を印加し、放電を起こし、前述したとおり
シャッターを開き、前記Si3N4を形成した基体上にTbFeC
o膜を800Å厚に形成し、シャッターを閉じ、RF電力供給
を停止した。
成膜室302内へのアルゴンガスの供給を停止し、前述
した基体の搬送手順と同様にして基体ホルダーを５×10
-5Pa以下に減圧された成膜室303内へ搬送した。
成膜室303内へ搬送した基体上に成膜室301内でのスパ
ッタ法と同様に800ÅのSi3N4膜を基体上に形成した。
成膜室303内へのアルゴンガスの供給を停止し、前述
した基体の搬送手順と同様にして基体ホルダーを排出炉
304内へ搬送し、ゲートバルブ323を閉じ、前記排出炉30
4内をドライエアーで大気圧までリークし、不図示の開
閉トビラを開け基体ホルダーを取り出した。
次に防着箱の交換手順を第１図を参照し説明する。
ドライエアーで大気圧にリークした真空室306内に防
着箱100を位置合せして配し、排気バルブ211を開き、真
空室内の圧力を１×10-3Pa以下の圧力とし、防着箱およ
び真空室の壁面に吸着したガスを脱離するためのベーキ
ング用ヒーター250により前記防着箱100の表面温度およ
び真空室の内壁温度を150℃に上昇させ、３時間ベーキ
ング処理を行った。
真空室外壁に巻いた冷却用の水冷管（不図示）に冷却
水を流し、防着箱を室温まで冷却した。
真空室内の圧力と成膜室内の圧力とを５×10-5Pa以下
に減圧し、開閉手段であるゲートバルブ325を開き、防
着箱の搬送手段であるエレベーター260により防着箱を
真空室より成膜室へ搬送した。
前記防着箱は成膜室内の固定部材である固定ピン（不
図示）により成膜室内に固定した。
成膜室内に配された基体233に前述したように成膜処
理を施した後、前述した防着箱の搬送、固定の逆の手順
で成膜室内の防着箱を真空室内へ搬送し、ゲートバルブ
を閉じ前記真空室内をドライエアーで大気圧へリーク
し、真空室内の防着箱を新たな清浄な表面を有する防着
箱と交換し、前述した防着手段のベーキング、搬送、固
定の手順で成膜室内の防着手段を交換した。
以上の説明においては、成膜室302および真空室306に
ついて述べたが、成膜室301および真空室305、並びに成
膜室303および真空室307における防着箱の交換手順も全
く同様である。
以上が本発明のインライン式スパッタ成膜装置を用い
た成膜及び防着箱交換手段であるが、この方法に依れば
従来の成膜室をリークしてのそれに必要であった長時間
の成膜室の脱気及びターゲットの表面酸化、吸湿層除去
の為のプレスパッタリングが不必要であり、防着箱交換
作業終了直後の成膜においても交換直前に成膜したディ
スクと同等の特性を有し付着物による膜の汚染もなく密
着性、屈折率、キュリー温度等の特性を有する十分に良
好な膜室を有したディスクの成膜が可能であった。
具体的には膜の汚染により敏感にその値が変化する屈
折率変化によるチッ化シリコン膜の膜質評価を行ったと
ころ第６図（ａ）に示すように、防着箱の交換直後から
2.49程度の高い屈折率を示しており、この屈折率を安定
して保っていた。
また、膜の汚染により敏感にその値が変化するTbFeCo
合金膜のキュリー温度変化による膜質評価を行なったと
ころ、第６図（ｂ）に示すように防着箱交換直後から、
170℃程度の安定したキュリー温度を保っており、前述
したチッ化シリコン膜も前記TbFeCo合金膜も防着箱交換
による膜の汚染は認められなかった。
比較例１ 成膜室を大気にリークして防着部材交換を行う他は実
施例１と同様に成膜を行った。
形成された膜中への成膜室内壁の付着物による汚染は
みられなかったが、交換後20時間の排気及びその後に通
常成膜パワーで２時間のプレスパッタリングを行なわな
ければチッ化シリコン膜では屈折率の低下、PC基板への
密着性の低下が起こり、TbFeCo膜ではキュリー温度の低
下が回復しなかった。
実施例２ 第３図（ａ），（ｂ）に示す成膜装置は減圧可能な成
膜室401と、防着部材405を成膜室401内へ搬送するため
の減圧可能な真空室402と、成膜室401内から防着部材を
搬送するための減圧可能な真空室412と、基体433を成膜
室401内の真空をやぶることなく成膜室401内へ投入する
ための減圧可能な投入室403と、基体を成膜室401内の真
空をやぶることなく成膜室401内から排出するための減
圧可能な排出室413と、おのおのの室の気密性を保つ開
閉手段であるゲートバルブ420〜423と、防着部材の搬送
及び固定を行うマニピュレーター450,451,452とを有し
ている。
基体433は基体加熱用ヒーター（不図示）により所望
の温度に加熱されるようになっており、RF電力を前記防
着部材405と前記基体433との間に印加し、プラズマを形
成することができる。雰囲気形成用のガス及びガス状の
成膜原料はガス供給手段441,442,443よりガス導入手段4
40を通して成膜室401内に導入される。
次に成膜の手順について述べる。
投入室403内と成膜室401内との圧力を10-5Paまで減圧
し、ゲートバルブ421を開け基体433を成膜室401内に投
入し、ゲートバルブ421を閉じ、成膜室401内のガス供給
手段443よりガス導入手段440を通してヘリウムを導入
し、成膜室内の圧力を0.8Paとした。
次に基体加熱用ヒーターより10cm四方のアルミニウム
板よりなる基体433を280℃に保持し、ガス供給手段441,
442よりシラン（SiH4）ガス、ジシラン（Si2H6）ガスを
50:1の流量比で導入し成膜室401内を0.01Paの圧力に維
持し、基体433と防着部材405との間に13.56MHz,60Wの電
力を印加し、プラズマを生起させ基体433上に８μｍの
アモルファスシリコン膜を形成した。
成膜終了後RF電力の印加を停止し、成膜室401内に導
入されていた全てのガスの導入を停止し、成膜室401内
の圧力と排出室413内の圧力とを２×10-4Paまで減圧
し、ゲートバルブ423を開き基体433を排出室413内へ搬
送し、ゲートバルブ423を閉じ、排出室413内の圧力を大
気圧にリークし、アモルファスシリコン膜の形成された
基体を取り出した。
次いで、真空室412とあらかじめベーキング処理され
た防着部材が配された真空室402とを２×10-4Paまで減
圧し、ゲートバルブ422を開け、不図示のマニピュレー
ターにより防着部材405を真空室412内へと搬送し、ゲー
トバルブ422を閉じた後ゲートバルブ420を開け、不図示
のマニピュレーターにより交換用防着部材を成膜室401
内に搬送、固定し、ゲートバルブ420を閉じた。この手
順を繰り返して１回の成膜を行うごとに防着部材を交換
しながらアルミニウム板上に厚さ８μｍのアモルファス
シリコン膜を連続的に形成した。本実施例の成膜装置は
防着部材の交換にかかる時間をより短縮でき、しかも成
膜室内壁を大気にさらすことによる汚染もなく、成膜室
内壁の付着物のハガレによる汚染もないので装置の稼動
率を高めると共に汚染による組成のバラツキのない均一
組成であり、内包物等による表面荒れもない膜を連続し
て大量に形成し得た。
実施例３ 第７図に示す成膜装置は減圧可能な膜を形成するため
の基体833を配した成膜室801と、成膜室内壁に付着物が
付着するのを防止するための防着部材803と、防着部材
を交換するための真空室802と、成膜室と真空室の間の
開閉手段としてのゲートバルブ820と、防着部材搬送用
の回転コロ860を有している。
成膜室801内にガス状の成膜原料供給するガス供給手
段841,842,843と前記ガス状の成膜原料を導入するガス
導入手段840及び基体と防着部材との間に電力を印加す
る電源が成膜室801に接続されている。
第７図に示す装置を用いてPIN型アモルファスシリコ
ン光起電力素子を以下の手順で形成した。
ドライエアー大気圧にリークされた真空室802内に防
着部材803を位置合せして搬入し、真空室802内を２×10
-4Paまで減圧し、ベーキング用の加熱手段である500Wの
ハロゲンランプ850を２時間点灯し、ベーキングによる
脱気処理を行った。
次に成膜室801内を２×10-4Paまで減圧し、ゲートバ
ルブ820を開き、Al製の防着部材803を搬送手段である回
転コロ860により成膜室801内に搬送し、ゲートバルブ82
0を閉じる。ここで、防着部材803は成膜室801内に搬入
されることによりプラズマ生起用の電力供給ピン808と
電気的に接触し、放電電極としても機能する。
次に成膜室内にSiH4/B2H6（Arガスで80ppmに稀釈）/H
2を1:2:6の流量比でガス導入手段840を通して導入し、
成膜室内の圧力を７×10-3Paに維持し、防着部材803と
基体の間に13.56MHz,70Wの電力を印加し、基体833上に9
00Åのｐ型の水素化アモルファスシリコン層を形成し
た。
次いで成膜室801内の圧力と真空室802内の圧力を１×
10-3Paまで減圧し、防着部材803を前述した搬送手順と
は逆の手順で真空室802内へ搬送した。
前記防着部材803を新たな防着部材と交換し、前述し
た脱気処理、搬送を行い成膜室内に配した。
次いで成膜室にSiH4/H2を2:7の流量比で前述したよう
に導入し、７×10-3Pa,13.56MHz,70Wの条件で1.1μｍ厚
のＩ型の水素化アモルファスシリコン層を形成した。
次いで前述した手段で防着部材を新しい防着部材と交
換した後成膜室801内にSiH4/PH3（Heガスで100ppmに希
釈）/H2を2:3:5の流量比で導入し、７×10-3Pa,13.56MH
z,65Wの条件で1000Å厚のｎ型の水素化アモルファスシ
リコン層を形成した。
SiH4,PH3,H2のガス導入を停止した後（CH3）3In（He
希釈）と酸素ガスとを成膜室801内に導入し、70Pa,13.5
6MHz,50Wの条件でIn2O3透明電極を形成した。
こうして形成された光起電力素子は成膜室内壁の付着
物のハガレにより発生する微細なホコリの膜中への混入
もなく、大気及び成膜室内壁の付着物による汚染のない
均一な組成の膜を有するものであり高い感度と均一な光
電的特性を有していた。
〔発明の効果〕
本発明により稼動率の高い成膜装置及び成膜方法、ま
た成膜室の汚染を防止した成膜装置及び成膜方法が得ら
れた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の成膜装置の好適な例を示す模式図、 第２図は本発明の成膜装置の他の好適な例を示す模式
図、 第３図は本発明の成膜装置の他の好適な例を示す模式
図、 第４図（ａ），（ｂ）は防着部材を示す模式図、 第５図は基体ホルダーの概略図、 第６図（ａ），（ｂ）は得られた膜の特性を示す図、 第７図は本発明の成膜装置の他の好適な例を示す模式
図、 第８図は従来の成膜装置の成膜室への防着板の設置状態
を示す模式図である。 １〜５……防着板、６……基体ホルダー ７……補助防着板、８……防着板 11……成膜室、12……シャフト 13……ナット、16……ターゲット 30……ホルダー、31……内周マスク 32……外周マスク、33……PC基板 100……防着箱、101……シャッター 102……シャフト、103……駆動系 105……ガス導入手段、106……開口 110,111……開口、120……固定手段 130……開口 211,212……排気バルブ 233……基体、240……ターゲット 250……ベーキング手段、260……搬送手段 300……投入室、301〜303……成膜室 304……排出室、305〜307……真空室 320〜326……開閉手段、401……成膜室 402……真空室、403……投入室 405……防着部材、412……真空室 413……排出室、420〜423……開閉手段 433……基体、440……ガス導入手段 441〜443……ガス供給手段 450〜452……マニピュレータ 801……成膜室、802……真空室 803……防着部材、808……電力供給ピン 820……開閉手段、833……基体 840……ガス導入手段 841〜843……ガス供給手段 850……加熱手段、860……回転コロ P,P1,P2……ポンプ

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基体に膜を形成するための減圧可能な成膜
    室と、前記基体を成膜室に投入するための減圧可能な投
    入室と、前記成膜室と投入室との間にあって、前記成膜
    室と投入室との気密を保つ第１の開閉手段と、前記基体
    を成膜室から取り出すための排出室と、前記成膜室と排
    出室との間にあって、前記成膜室と排出室との気密を保
    つ第２の開閉手段と、前記成膜室の内壁面上に付着物が
    付着するのを防ぐ防着部材と、前記防着部材を交換する
    ために防着部材を搬送する搬送手段とを備えた成膜装置
    において、前記防着部材を交換するため前記投入室及び
    排出室とは別個に設けられた減圧可能な真空室と、前記
    成膜室と真空室との間にあって、前記成膜室と真空室と
    の気密を保つ第３の開閉手段とを有し、前記搬送手段は
    前記真空室と成膜室との間で防着部材を基体とは異なる
    搬送経路で搬送することを特徴とする成膜装置。
  2. 【請求項２】前記真空室がベーキング手段を有すること
    を特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
  3. 【請求項３】前記真空室が冷却手段を有することを特徴
    とする請求項１に記載の成膜装置。
  4. 【請求項４】前記成膜装置が複数の成膜室を有すること
    を特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
  5. 【請求項５】前記防着部材が一体に形成されていること
    を特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
  6. 【請求項６】前記防着部材は基体側に開口を有すること
    を特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
  7. 【請求項７】前記防着部材を前記成膜室から搬送するた
    めの真空室と、前記防着部材を前記成膜室へ搬送するた
    めの真空室とを有することを特徴とする請求項１に記載
    の成膜装置。
  8. 【請求項８】基体に膜を形成するための減圧可能な成膜
    室と、前記基体を成膜室に投入するための減圧可能な投
    入室と、前記成膜室と投与室との間にあって、前記成膜
    室と投入室との気密を保つ第１の開閉手段と、前記基体
    を成膜室から取り出すための排出室と、前記成膜室と排
    出室との間にあって、前記成膜室と排出室との気密を保
    つ第２の開閉手段と、前記成膜室の内壁面上に付着物が
    付着するのを防ぐ防着部材と、前記防着部材を交換する
    ために防着部材を搬送する搬送手段とを備えた成膜装置
    を用い、防着部材を交換して成膜を行なう成膜方法にお
    いて、前記成膜装置に、防着部材を交換するため前記投
    入室及び排出室とは別個の減圧可能な真空室と、前記成
    膜室と真空室との間にあって、前記成膜室と真空室との
    気密を保つ第３の開閉手段とを設け、前記搬送手段によ
    って、前記真空室と成膜室との間で、防着部材を基体と
    は異なる搬送経路で搬送することを特徴とする成膜方
    法。
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