特許 7395360 基板ホルダ及び成膜装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-01

(45)【発行日】2023-12-11

(54)【発明の名称】基板ホルダ及び成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20231204BHJP

   C23C 14/50 20060101ALI20231204BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20231204BHJP

【ＦＩ】

C23C14/34 J

C23C14/50 D

H01L21/68 N

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020000464

(22)【出願日】2020-01-06

(65)【公開番号】P2021109985

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2022-11-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】110003339

【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100144211

【弁理士】

【氏名又は名称】日比野 幸信

(72)【発明者】

【氏名】林 利典

(72)【発明者】

【氏名】岩井 治憲

(72)【発明者】

【氏名】細田 郁雄

(72)【発明者】

【氏名】柳坪 秀典

【審査官】今井 淳一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２０７２６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／３４

Ｃ２３Ｃ １４／５０

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸を中心に回転する回転ドラム機構の側部に設置される基板ホルダであって、
前記基板ホルダの少なくとも一部は、前記中心軸に向かって突き出るように歪曲し、
前記基板ホルダが基板を保持する保持領域面と、前記保持領域面外の領域面とが連続面で構成され、
前記回転ドラム機構が回転する回転方向において、前記側部に２つの前記基板ホルダが並設されたとき、一方の基板ホルダの両端部の中、他方の基板ホルダの側に位置する第１端部が他方の基板ホルダの両端部の中、前記一方の基板ホルダの側に位置する第２端部に沿うように並設され、
前記基板ホルダは、前記回転ドラム機構に固定される第１部分と、前記第１部分外であって前記保持領域面を含む第２部分とを有し、
前記第２部分は、前記中心軸の方向と直交する方向において、前記第１部分の幅よりも狭い幅を含む領域を有する
基板ホルダ。

【請求項2】

請求項１に記載の基板ホルダであって、
前記基板ホルダは、前記回転ドラム機構に着脱可能である
基板ホルダ。

【請求項3】

中心軸を中心に回転する回転ドラム機構と、
前記回転ドラム機構の側部に設置される基板ホルダと、
前記側部に対向する成膜源と
を具備し、
前記基板ホルダの少なくとも一部は、前記中心軸に向かって突き出るように歪曲し、
前記基板ホルダが基板を保持する保持領域面と、前記保持領域面外の領域面とが連続面で構成され、
前記回転ドラム機構が回転する回転方向において、前記側部に２つの前記基板ホルダが並設されたとき、一方の基板ホルダの両端部の中、他方の基板ホルダの側に位置する第１端部が他方の基板ホルダの両端部の中、前記一方の基板ホルダの側に位置する第２端部に沿うように並設され、
前記基板ホルダは、前記回転ドラム機構に固定される第１部分と、前記第１部分外であって前記保持領域面を含む第２部分とを有し、
前記第２部分は、前記中心軸の方向と直交する方向において、前記第１部分の幅よりも狭い幅を含む領域を有する
成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板ホルダ及び成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ドラム回転方式のスパッタリング装置で、基板に形成される膜の厚みの分布を調整する場合、スパッタリングターゲットの表面から基板へ到達するスパッタリング粒子を意図的に阻害する遮蔽板をスパッタリングターゲットと基板との間に配置する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、スパッタリング成膜中には、基板は、一般的に基板ホルダに保持される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－２０４３０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、基板が平坦でなく歪曲している場合、基板の形状に合させて基板ホルダの一部を凹ませると、凹ませた部分と、該部分外の平坦部分との段差が遮蔽となり、成膜粒子の基板への飛遊が阻害される場合がある。これにより、歪曲した基板を用いた場合、基板に形成される膜の厚みがばらつく現象が起きる。

【0005】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、歪曲された基板に形成される膜の厚みのばらつきを抑制する基板ホルダ及び成膜装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る基板ホルダは、中心軸を中心に回転する回転ドラム機構の側部に設置される。
上記基板ホルダの少なくとも一部は、上記中心軸に向かって突き出るように歪曲する。
上記基板ホルダが基板を保持する保持領域面と、上記保持領域面外の領域面とが連続面で構成される。
上記回転ドラム機構が回転する回転方向において、上記側部に２つの上記基板ホルダが並設されたとき、一方の基板ホルダの両端部の中、他方の基板ホルダの側に位置する第１端部が他方の基板ホルダの両端部の中、上記一方の基板ホルダの側に位置する第２端部に沿うように並設される。

【0007】

このような基板ホルダによれば、歪曲された基板を用いたとしても、基板に形成される膜の厚みのばらつきが抑制される。

【0008】

上記の基板ホルダにおいては、上記基板ホルダは、上記回転ドラム機構に固定される第１部分と、上記第１部分外であって上記保持領域面を含む第２部分とを有し、上記第２部分は、上記中心軸の方向と直交する方向において、上記第１部分の幅よりも狭い幅を含む領域を有してもよい。

【0009】

このような基板ホルダによれば、第２部分は、第１部分の幅よりも狭い幅を含む領域を有するため、複数の基板ホルダが回転ドラム機構の側部に敷き詰められ、成膜源として用いられるターゲット部材の汚染が抑制される。

【0010】

上記の基板ホルダにおいては、上記基板ホルダは、上記回転ドラム機構に着脱可能であってもよい。

【0011】

このような基板ホルダによれば、基板ホルダの回転ドラム機構に着脱が簡便になる。

【0012】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る成膜装置は、中心軸を中心に回転する回転ドラム機構と、上記回転ドラム機構の側部に設置される上記基板ホルダと、上記側部に対向する成膜源とを具備する。

【0013】

このような成膜装置によれば、歪曲された基板を用いたとしても、基板に形成される膜の厚みのばらつきが抑制される。

【発明の効果】

【0014】

以上述べたように、本発明によれば、歪曲された基板に形成される膜の厚みのばらつきを抑制する基板ホルダ及び成膜装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図（ａ）は、本実施形態の基板ホルダが適用された成膜装置の模式的上面図である。図（ｂ）は、本実施形態の成膜装置の模式的断面図である。

【図2】基板ホルダを示す模式的斜視図である。

【図3】回転ドラム機構に複数の基板ホルダが設置された場合の模式的斜視図である。

【図4】回転ドラム機構に設置された基板ホルダを上から見たときの模式的上面図である。

【図5】回転ドラム機構に参考例に係る基板ホルダが設置された場合の模式的斜視図である。

【図6】回転ドラム機構に別の参考例に係る基板ホルダが設置された場合の模式的斜視図である。

【図7】基板に形成される膜の膜厚分布を示す分布図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。また、本実施形態で例示さる基板ホルダ、基板の形状は、一例であり、以下に例示される形態に限られない。

【0017】

図１（ａ）は、本実施形態の基板ホルダが適用された成膜装置の模式的上面図である。図１（ｂ）は、本実施形態の成膜装置の模式的断面図である。図１（ｂ）には、図１（ａ）のＡ１－Ａ２線に沿った断面が示されている。

【0018】

成膜装置１は、スパッタリング法によって基板９０に膜を形成するスパッタリング装置である。成膜装置１は、例えば、真空容器１０と、複数のターゲット機構２０、２１と、酸素プラズマ発生源２５と、回転ドラム機構３０と、基板ホルダ４０と、搬送室５０と、電源５１、５２、５５とを具備する。

【0019】

真空容器１０は、減圧状態が維持可能な容器である。真空容器１０は、開口１０１、１０２を介して、例えば、ターボ分子ポンプ、排気管等を含む真空排気系によって、その内部の気体が排気される。また、真空容器１０には、開口１０１、１０２に限らず、適宜他の排気口が設けられてもよい。

【0020】

真空容器１０をＺ軸方向から上面視した場合、その外形は、例えば、多角形になっている。真空容器１０は、複数のターゲット機構２０、２１と、回転ドラム機構３０と、基板ホルダ４０とを収容する。真空容器１０には、内部圧力を計測する圧力計が設けられてもよい。

【0021】

ターゲット機構２０は、複数のスパッタリングターゲット（以下、ターゲットとする。）を有する。ターゲット機構２０は、回転ドラム機構３０の側部に対向するように、真空容器１０に固定されている。例えば、ターゲット機構２０は、ターゲット２０１と、ターゲット２０２と、ターゲット２０３と、ターゲット２０４とを有する。ターゲット２０１、２０２、２０３、２０４のそれぞれの平面形状は、例えば、円形である。

【0022】

ターゲット２０１、２０２、２０３、２０４のそれぞれの径は、例えば、同径であってもよく、異なってもよい。例えば、本実施形態では、ターゲット２０１、２０２、２０３、２０４のそれぞれの径が同径の場合が例示される。なお、ターゲット機構２０が保有するターゲットの数は、この例に限らず、適宜変更される。

【0023】

ターゲット２０１は、ターゲット部材２０１ｔとバッキングプレート２０１ｂとを有する。ターゲット２０２は、ターゲット部材２０２ｔとバッキングプレート２０２ｂとを有する。ターゲット２０３は、ターゲット部材２０３ｔとバッキングプレート２０３ｂとを有する。ターゲット２０４は、ターゲット部材２０４ｔとバッキングプレート２０４ｂとを有する。

【0024】

例えば、ターゲット部材２０１ｔ、２０２ｔ、２０３ｔ、２０４ｔは、シリコン（Ｓｉ）材で構成される。バッキングプレート２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０４ｂは、Ｃｕ、Ｔｉ等の金属で構成される。バッキングプレート２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０４ｂのそれぞれの内部または裏側には、磁石が配置されてもよい。これにより、マグネトロンスパッタリングが実現する。

【0025】

複数のターゲット２０１、２０２、２０３、２０４のそれぞれは、回転ドラム機構３０の側部に対向する。複数のターゲット２０１、２０２、２０３、２０４のそれぞれは、回転ドラム機構３０の中心軸３０１が延在する方向に並設される。中心軸３０１が延在する方向は、本実施形態では、Ｚ軸方向に対応している。複数のターゲット２０１、２０２、２０３、２０４は、例えば、Ｚ軸方向において直列状に並ぶ。Ｚ軸方向における複数のターゲット２０１、２０２、２０３、２０４のピッチは、同じであってもよく、異なってもよい。複数のターゲット２０１、２０２、２０３、２０４のそれぞれには、電源５１から電力が印加される。

【0026】

ターゲット２０１の近傍には、Ａｒ等の放電ガスを供給するためのガス供給機構２０１ｇが設けられる。ターゲット２０２の近傍には、Ａｒ等の放電ガスを供給するためのガス供給機構２０２ｇが設けられる。ターゲット２０３の近傍には、Ａｒ等の放電ガスを供給するためのガス供給機構２０３ｇが設けられる。ターゲット２０４の近傍には、Ａｒ等の放電ガスを供給するためのガス供給機構２０４ｇが設けられる。ガス供給機構２０１ｇ、２０２ｇ、２０３ｇ、２０４ｇのそれぞれには、ガス流量を調整するガス流量計が設けられてもよい。

【0027】

また、ターゲット機構２１は、回転ドラム機構３０の側部に対向するように真空容器１０に固定されている。ターゲット機構２１は、回転ドラム機構３０の回転方向Ｒにおいてターゲット機構２０に並ぶ。ターゲット機構２１は、ターゲット機構２０と同様に、複数のターゲットを有し、それぞれのターゲットに電源５２から電力が供給される。これらの複数のターゲットは、Ｚ軸方向に並ぶ。また、ターゲット機構２１における複数のターゲットのそれぞれの近傍には、同様にガス供給機構が配置されている。但し、ターゲット機構２１におけるターゲット部材は、例えば、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ等の金属材で構成される。本実施形態では、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ等の金属材を総括的にＭとする。

【0028】

以下、ターゲットについては、主に、複数のターゲット２０１、２０２、２０３、２０４を例にあげる。

【0029】

回転ドラム機構３０は、中心軸３０１を中心として回転方向Ｒに回転する。回転ドラム機構３０の回転速度は、一例として、１００ｒｐｍである。これにより、回転方向Ｒにおける基板９０とターゲット機構２０（または、ターゲット機構２１）との相対距離が変わるとともに、ある瞬間においては、基板９０とターゲット機構２０（または、ターゲット機構２１）とが対向する。なお、回転ドラム機構３０が回転しながら基板９０に成膜を試みる方式をドラム回転方式と呼称する場合がある。

【0030】

回転ドラム機構３０は、例えば、基板ホルダ４０と、下部回転体３１１と、上部回転体３１２と、回転軸３１３と、フレーム部材３１４と、吸着体３２０とを有する。下部回転体３１１と上部回転体３１２とは、Ｚ軸方向に離れ、互いに対向する。回転軸３１３は、上部回転体３１２の中心に取り付けられる。

【0031】

下部回転体３１１と、上部回転体３１２との間には、補強材としての複数のフレーム部材３１４が介設されている。複数のフレーム部材３１４のそれぞれは、Ｚ軸方向に延在する。例えば、フレーム部材３１４の下端は、下部回転体３１１に固定され、フレーム部材３１４の上端は、上部回転体３１２に固定される。複数のフレーム部材３１４は、例えば、中心軸３０１の周りに並設される。また、下部回転体３１１及び上部回転体３１２のそれぞれは、回転軸３１３に軸支されている。これにより、下部回転体３１１及び上部回転体３１２は、同じ回転速度で同じ回転方向に回転する。

【0032】

Ｚ軸方向から下部回転体３１１及び上部回転体３１２を見た場合、その外径は、多角形でもよく、円形でもよい。下部回転体３１１の外周端と、上部回転体３１２の外周端との間には、基板ホルダ４０が設置されている。基板ホルダ４０には、吸着体３２０が設けられている。

【0033】

基板ホルダ４０は、回転ドラム機構３０の側部に設置される。ここで、回転ドラム機構３０の側部とは、回転ドラム機構３０における下部回転体３１１と上部回転体３１２との間の領域と、下部回転体３１１及び上部回転体３１２のそれぞれの周端部とを含む領域である。基板ホルダ４０は、回転ドラム機構３０に着脱可能である。

【0034】

例えば、基板ホルダ４０は、回転ドラム機構３０に、固定されたり、基板ホルダ４０から取り外されたりする。固定としては、係止、嵌合、ボルト止等があげられる。また、回転ドラム機構３０に保持される基板ホルダ４０は、１つに限らず、複数の基板ホルダ４０が保持される。複数の基板ホルダ４０のそれぞれの中心から中心軸３０１までの距離は、同じである。

【0035】

基板ホルダ４０は、基板９０を保持する。例えば、図１（ｂ）の例では、基板ホルダ４０に設けられた吸着体３２０が基板９０の裏面９０２を吸着することで、基板ホルダ４０が基板９０を保持する。ここで、吸着とは、例えば、粘着パットによる吸着、あるいは静電吸着等が該当する。基板９０が基板ホルダ４０に保持される態様は、吸着体３２０による吸着に限らず、例えば、係止、嵌合等の手法を用いてもよい。また、吸着体３２０の数は、図示された数に限らす、複数設けられてもよい。

【0036】

基板ホルダ４０のその他の詳細については後述する。

【0037】

基板９０は、基板ホルダ４０に保持される。基板９０は、成膜面９０１と、成膜面９０１とは反対側の裏面９０２とを有する。ここで、成膜面９０１の少なくとも一部は、歪曲している。図１（ｂ）の例では、中心軸３０１に向けて凸となった基板９０が回転ドラム機構３０に保持されている。基板９０は、例えば、ガラス基板、樹脂基板、金属基板等である。基板９０が回転ドラム機構３０に保持された場合、その裏面９０２の少なくとも一部は、中心軸３０１と交わり直交する方向において、中心軸３０１に向いている。すなわち、基板９０の背後には、中心軸３０１が位置している。

【0038】

回転ドラム機構３０が回転し、基板９０が一組のターゲット２０１、２０２、２０３、２０４と重複する間には、基板９０の成膜面９０１が一組のターゲット２０１、２０２、２０３、２０４に重複する。これにより、基板９０の成膜面９０１に、ターゲット２０１、２０２、２０３、２０４のそれぞれから放出されるスパッタリング粒子が堆積し、成膜面９０１にスパッタリング膜が形成される。ここで、スパッタリング膜とは、例えば、Ｓｉ膜、金属Ｍで構成された金属膜である。

【0039】

また、基板ホルダ４０は、回転ドラム機構３０に複数設置され得る。これにより、成膜装置１内には、複数の基板９０が設置される。例えば、複数の基板９０の少なくとも２つは、中心軸３０１の周りに並設される。また、複数の基板９０のそれぞれの中心から中心軸３０１までの距離は、同じである。複数の基板９０の数は、図示された数に限らず、適宜変更される。さらに、基板９０は、一体物とは限らず、Ｚ軸方向において分割保持されてもよい。

【0040】

また、Ｚ軸方向において、複数のターゲット２０１、２０２、２０３、２０４の配列長は、基板９０の長さよりも長い。すなわち、Ｚ軸方向において、ターゲット機構２０で最上位に位置するターゲット２０１の一部及び最下位に位置するターゲット２０４の一部は、基板９０からはみ出ている。

【0041】

ここで、「配列長」とは、Ｚ軸方向における、例えば、ターゲット２０１の上端と、ターゲット２０４の下端との間の距離とする。また、基板９０の長さとは、基板９０がターゲット機構２０に対向し、ターゲット機構２０から基板９０を見た場合の基板９０の長手方向における長さとする。例えば、その長さは、数ｍに及ぶ。一例として、その長さは、１．５ｍである。

【0042】

酸素プラズマ発生源２５は、例えば、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）アンテナと、酸素ガス供給源とを有するプラズマ発生源である。電源５５からＥＣＲアンテナに高周波が重畳されると、酸素プラズマ発生源２５は、ＥＣＲ条件下で高密度の酸素プラズマを発生する。

【0043】

回転ドラム機構３０の回転によって酸素プラズマ発生源２５にＳｉまたは金属Ｍが形成された基板９０が重なると、酸素プラズマと、基板９０に形成されたＳｉまたは金属Ｍとが反応して、基板９０にＳｉＯ_ｘまたはＭＯ_ｘで構成された膜が形成される。基板９０に形成される膜は、ＳｉＯ_ｘまたはＭＯ_ｘで構成された単層の酸化膜でもよく、ＳｉＯ_ｘとＭＯ_ｘとが交互に積層した積層膜でもよい。

【0044】

なお、ターゲット機構２０（または、ターゲット機構２１）の周辺には、酸素プラズマ発生源２５からの酸素プラズマの巻き込みを防止するためのチムニー板１１０、１１１が設けられている。チムニー板１１０、１１１は、ターゲット機構２０またはターゲット機構２１からのスパッタリング粒子を直接的に真空容器１０の内壁に付着させにくい防着板としても機能する。

【0045】

また、ターゲット機構２０（または、ターゲット機構２１）の周辺に、酸素が巻き込まれると、ターゲット部材が酸素によって酸化される可能性がある。このため、本実施形態では、ターゲット機構２０（または、ターゲット機構２１）の上下に開口１０１と、開口１０２とを設け、ターゲット機構２０（または、ターゲット機構２１）の周辺に漏れた酸素を開口１０１、１０２を介して即座に排気する。

【0046】

なお、基板９０は基板ホルダ４０に保持されたまま、基板９０が基板ホルダ４０とともに搬送室５０を介して真空容器１０に搬入されたり、真空容器１０から搬出されたりする。

【0047】

基板ホルダ４０の詳細について、さらに説明する。

【0048】

図２は、基板ホルダを示す模式的斜視図である。図２には、基板ホルダ４０のほか、基板ホルダ４０がターゲット機構２０に対向したときの、基板ホルダ４０と、基板９０、ターゲット機構２０及び中心軸３０１との配置関係が示されている。

【0049】

基板ホルダ４０は、回転ドラム機構３０（図１（ｂ）参照）に固定・支持され、回転ドラム機構３０の回転に応じて中心軸３０１の周りに回転する。基板ホルダ４０は、所定の回転位置で、複数のターゲット２０１、２０２、２０３、２０４に対向する。

【0050】

基板ホルダ４０は、上下の第１部分４０ａと、第１部分４０ａ外の第２部分４０ｂとを有する。第２部分４０ｂは、保持領域面４０１を含む。

【0051】

第１部分４０ａは、回転ドラム機構３０に固定・支持される領域を有する。第２部分４０ｂは、Ｚ軸方向において、上下の第１部分４０ａの間に設けられる。第１部分４０ａは、第２部分４０ｂと交差する。これにより、第１部分４０ａと第２部分４０ｂとにより鈍角の頂が形成される。第１部分４０ａは、第２部分４０ｂに連設されている。

【0052】

保持領域面４０１は、基板９０を保持する領域面である。例えば、保持領域面４０１には、吸着体３２０が設けられている。

【0053】

基板ホルダ４０の少なくとも一部は、例えば、中心軸３０１に向かって突き出るように歪曲している。例えば、基板ホルダ４０の第２部分４０ｂは、中心軸３０１に向けて凸となって突き出ている。例えば、第２部分４０ｂの全体は、弓状に湾曲している。このような基板ホルダ４０の形状は一例であって、基板ホルダ４０における歪曲した部分の曲率、歪曲する部分の数は、図示した例に限らない。例えば、第２部分４０ｂの一部が弓状に湾曲したり、第２部分４０ｂの一部が所定の角度で屈曲したりしてもよい。また、基板ホルダ４０内の屈曲角は、複数あってもよい。このような基板ホルダ４０の形状は、基板９０の形状に合わせて設定される。

【0054】

基板ホルダ４０は、保持領域面４０１のほかに、保持領域面４０１外の領域面４０２を有する。領域面４０２は、第１部分４０ａのほか第２部分４０ｂにまで及ぶ。すなわち、領域面４０２は、第１部分４０ａと第２部分４０ｂとに属す。領域面４０２は、保持領域面４０１に連設されている。また、第２部分において保持領域面４０１と、領域面４０２とは、連続面を構成する。例えば、第２部分４０ｂには、基板ホルダ４０を貫通する貫通孔が設けられていない。

【0055】

基板ホルダ４０がターゲット機構２０と対向し、ターゲット機構２０の側から基板ホルダ４０を見たときに（すなわち、基板ホルダ４０を正面から見たとき）、第２部分４０ｂは、第１部分４０ａの幅よりも狭い幅を含む領域を有する。ここで、基板ホルダ４０の幅とは、中心軸３０１が延在する方向と直交する方向における幅とする。例えば、第２部分４０ｂにおいては、基板ホルダ４０の中心４０ｃほど、基板ホルダ４０の幅が徐々に狭くなっている。上下の第１部分４０ａは、例えば、平板で構成される。

【0056】

基板９０は、基板ホルダ４０の保持領域面４０１に保持される。基板９０の少なくとも一部は、歪曲している。例えば、基板９０の全体は、弓状に湾曲し、中心軸３０１に向けて凸となっている。換言すれば、基板９０の形状に適合するように、基板ホルダ４０の形状が設定される。

【0057】

図３は、回転ドラム機構に複数の基板ホルダが設置された場合の模式的斜視図である。

【0058】

回転ドラム機構３０の側部３０ｗには、側部３０ｗの全周にわたって複数の基板ホルダ４０が周設され得る。例えば、回転ドラム機構３０の側部３０ｗは、複数の基板ホルダ４０によって埋めつくされる。

【0059】

ここで、回転方向Ｒにおいて、回転ドラム機構３０の側部３０ｗに並設された複数の基板ホルダ４０から、任意に選択した互いに隣接する基板ホルダ４０を基板ホルダ４０－１（４０）、基板ホルダ４０－２（４０）とする。また、基板ホルダ４０の両端部の中、右側の端部を端部４１０（第１端部）、左側の端部を端部４２０（第２端部）とする。

【0060】

本実施形態では、基板ホルダ４０－１、４０－２は、一方の基板ホルダ４０－１の両端部の中、他方の基板ホルダ４０－２の側に位置する端部４１０が基板ホルダ４０－２の両端部の中、基板ホルダ４０－１の側に位置する端部４２０に沿うように回転方向Ｒに並設される。

【0061】

例えば、基板ホルダ４０－１、４０－２のそれぞれの第１部分４０ａは、端部４１０と、端部４２０とが互いに沿うように回転方向Ｒに並設される。また、基板ホルダ４０－１、４０－２のそれぞれの第２部分４０ｂは、端部４１０と、端部４２０とが互いに沿うように回転方向Ｒに並設される。すなわち、基板ホルダ４０－１の端部４１０と、基板ホルダ４０－２の端部４２０とは、回転方向Ｒにおいて対向する。

【0062】

ここで、図４は、回転ドラム機構に設置された基板ホルダを上から見たときの模式的上面図である。

【0063】

回転ドラム機構３０に設置された複数の基板ホルダ４０を中心軸３０１の方向から見た場合、任意に選択されたいずれかの基板ホルダ４０の両端部（端部４１０、４２０）は、中心軸３０１から両端部にまで延ばした放射線に沿って設定される。

【0064】

これにより、基板ホルダ４０の第２部分４０ｂが中心軸３０１に向かって歪曲しても、回転方向Ｒに隣接する基板ホルダ４０は互いに噛み合うことなく、基板ホルダ４０の端部４１０、４２０のいずれもが隣接する基板ホルダ４０の端部に沿うことになる。例えば、回転ドラム機構３０の側部３０ｗの全周が複数の基板ホルダ４０によって埋めつくされたとき、回転方向Ｒに隣り合う基板ホルダ４０間には、所定のクリアランスが形成される。

【0065】

このような基板ホルダ４０を成膜装置１に適用した場合の作用を説明する前に、参考例に係る基板ホルダを成膜装置に適用した場合に起き得る現象について説明する。

【0066】

図５は、回転ドラム機構に参考例に係る基板ホルダが設置された場合の模式的斜視図である。

【0067】

例えば、基板ホルダ４６は、基板ホルダ４０の保持領域面４０１と同じ曲率、同じ面積の保持領域面４６１を有する。但し、基板ホルダ４６においては、その幅がＺ軸方向において同じになっている。このような場合、複数の基板ホルダ４６を回転ドラム機構３０の側部に敷き詰めると、隣り合う基板ホルダ４６の第２部分４６ｂ同士がそれぞれ接触し、隣り合う基板ホルダ４６の第１部分４６ａ間に開口４６０が形成されてしまう。開口４６０は、第２部分４６ｂ間にも形成される。

【0068】

また、図６は、回転ドラム機構に別の参考例に係る基板ホルダが設置された場合の模式的斜視図である。

【0069】

また、基板ホルダ４７は、縦長の平板であり、その幅がＺ軸方向において同じになっている。但し、基板ホルダ４７は、基板９０を中心軸３０１側に埋め込み保持する保持領域面４７１と、保持領域面４７１外であって平坦な領域面４７２とを有している。ここで、保持領域面４７１の曲率は、基板９０の曲率と同じであるとする。

【0070】

このような場合でも、基板ホルダ４７には、保持領域面４７１と、領域面４７２との間に、開口４７０が形成される。開口４７０は、基板ホルダ４７の内部に形成された貫通孔である。

【0071】

このような開口４６０、４７０が回転ドラム機構３０の側部に形成されると、酸素プラズマ発生源２５において生成される活性酸素、酸素等が開口４６０または開口４７０を通じて回転ドラム機構３０内を通過する場合がある。そして、活性酸素、酸素等は、ターゲット機構２０、２１にまで到達し、ターゲット機構２０、２１のターゲット部材を酸化してしまう。あるいは、逆にターゲット機構２０、２１から放たれたスパッタリング粒子が回転ドラム機構３０の内部に堆積して、発塵の要因になる場合もある。

【0072】

また、基板ホルダ４７では、保持領域面４７１と領域面４７２とにより、段差が形成されている。従って、スパッタリング粒子にとっては、段差付近の領域面４７２が遮蔽板となって、スパッタリング粒子の基板９０への入射が段差により阻害される。これにより、基板９０に形成される膜の厚みがばらついてしまう。

【0073】

これに対し、本実施形態の基板ホルダ４０では、基板ホルダ４０の少なくとも一部が中心軸３０１に向かって突き出るように歪曲し、保持領域面４０１と、領域面４０２とが連続面になっている。さらに、回転方向Ｒにおいて隣り合う基板ホルダ４０においては、一方の基板ホルダ４０の両端部の中、他方の基板ホルダ４０の側に位置する端部（例えば、端部４１０）が他方の基板ホルダ４０の両端部の中、一方の基板ホルダ４０の側に位置する端部（例えば、端部４２０）に沿うように並設される。

【0074】

これにより、隣り合う基板ホルダ４０間及び基板ホルダ４０の内部には、開口４６０、４７０が形成されないため、酸素プラズマ発生源２５において生成される活性酸素、酸素等が回転ドラム機構３０内を通過してターゲット機構２０、２１のターゲット部材を酸化汚染する現象が起きにくい。また、回転ドラム機構３０の内部には、スパッタリング粒子が堆積しにくい。

【0075】

これにより、基板ホルダ４０を用いることにより、基板９０には、良質な膜が形成される。なお、開口とは、開口４６０、４７０のような開口であって、例えば、ドラム回転機構３０に固定されるために必然的に基板ホルダ４０に要される孔部（例えば、ボルト止め用の孔部）等は除かれる。

【0076】

また、中心軸３０１の方向に延びた長い基板９０を用いたとしても、複数のターゲット２０１、２０２、２０３、２０４が中心軸３０１の方向に並設されることから、基板９０に形成される膜の膜厚分布は、中心軸３０１の方向においても良好になる。

【0077】

図７（ａ）（ｂ）は、基板に形成される膜の膜厚分布を示す分布図である。図７（ａ）には、図６で例示された形態の基板ホルダ４７が用いられ、図７（ｂ）では、本実施形態の基板ホルダ４０が用いられている。図７（ａ）、（ｂ）のそれぞれには、中心軸３０１の方向における基板９０の端部付近のＳｉＯ_２膜の膜厚分布が示されている。ここで、測定箇所は、基板９０の幅方向に等間隔で６本のライン（PosA～PosF）、基板９０の端部から等間隔で８本のライン（Pos1～Pos8）が交差する計４２点で行われている。また、縦軸は、膜厚（ｎｍ）に対応している。膜厚の測定は、光学的手法で行った。

【0078】

図７（ａ）に示すように、基板ホルダ４７を用いた場合には、膜厚分布のばらつきが大きいことが分かる。特に、図７（ａ）のグラフでは、周辺部と中央部との膜厚の差が著しい。このようなばらつきの要因の１つとして、基板９０の外周では、開口４７０が形成されることによる段差によりスパッタリング粒子が遮蔽されていると考えられる。例えば、図７（ａ）の例では、（膜厚最大値－膜厚最小値）／（膜厚最大値＋膜厚最小値）から導かれた値Ａを百分率に換算した膜厚分布値は、４．０％であった。

【0079】

これに対して、本実施形態の基板ホルダ４０を用いた結果（図７（ｂ））では、膜厚分布のばらつきが図７（ａ）に比べて改善されていることが分かる。例えば、グラフの周辺部と中央部との膜厚の差が図７（ａ）に比べて小さくなっている。例えば、図７（ｂ）の例では、値Ａを百分率に換算した膜厚分布値が１．１％にまで減少した。

【0080】

このように、本実施形態によれば、基板ホルダ４０を用いることで、少なくとも一部が歪曲された基板９０に形成される膜の厚みばらつきが抑制される。

【0081】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。

【符号の説明】

【0082】

１…成膜装置
１０…真空容器
２０、２１…ターゲット機構
２５…酸素プラズマ発生源
３０…回転ドラム機構
３０ｗ…側部
４０、４６、４７…基板ホルダ
４０ａ、４６ａ…第１部分
４０ｂ、４６ｂ…第２部分
４０ｃ…中心
５０…搬送室
５１、５２、５５…電源
９０…基板
１０１、１０２…開口
１１０、１１１…チムニー板
２０１、２０２、２０３、２０４…ターゲット
２０１ｔ、２０１ｔ、２０３ｔ、２０４ｔ…ターゲット部材
２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０４ｂ…バッキングプレート
２０１ｇ、２０２ｇ、２０３ｇ、２０４ｇ…ガス供給機構
３０１…中心軸
３１１…下部回転体
３１２…上部回転体
３１３…回転軸
３１４…フレーム部材
３２０…吸着体
４０１、４６１、４７１…保持領域面
４０２、４７２…領域面
４１０、４２０…端部
４６０、４７０…開口
９０１…成膜面
９０２…裏面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】