CN110473758B - 基板处理装置以及电子零件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基板处理装置以及电子零件的制造方法，在一个腔室内具有多个处理区域的基板处理装置中，用于抑制处理区域间的气氛气体的混合。基板处理装置具有如下构造的腔室，即，该腔室设有对基板进行第一处理的第一区域和对所述基板进行第二处理的第二区域，且所述第一区域与所述第二区域之间在空间上开放，其中，所述腔室具有：第一导入口，向所述第一区域导入在所述第一处理中使用的第一气体；第二导入口，向所述第二区域导入在所述第二处理中使用的第二气体；以及排气口，设置在所述第一区域与所述第二区域的交界部或该交界部的附近。

Description

基板处理装置以及电子零件的制造方法
技术领域
本发明涉及基板处理装置以及电子零件的制造方法。
背景技术
广泛利用在减压腔室内配置基板，在规定的气体的气氛下进行基板表面的处理的基板处理装置。例如，有通过溅射在基板表面进行成膜的装置、利用离子束或等离子体进行基板表面的清洗(异物去除)、蚀刻的装置等。
以往，在对一张基板实施多种处理的情况下，为了防止各个处理中的气氛气体的混合，一般采用针对每个处理使用各自的(即被完全隔离的)腔室的方法。另外，在专利文献1中公开了如下结构：在通过隔壁将两个腔室之间隔开，向一个腔室导入氩气，向另一腔室导入氩和氧的混合气体，在基板上制作金属和氧的复合化膜的装置中，通过向连通两个腔室的空间部导入比两个腔室高的气压的氩气，防止两个腔室之间的气体的混合。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本特开2016-108602号公报
本发明人为了提高基板处理装置的生产量，研究了通过在一个腔室内设置前处理区域、成膜区域等多个处理区域，将基板依次搬送到各个处理区域而连续地执行多个处理的方式的装置。这种方式也被称为直列型。在直列型的装置中，为了确保基板的搬送路径，无法将处理区域彼此在空间上隔开。因此，容易产生处理区域间的气氛气体的混合，由此可能对基板处理的进行、品质等产生影响。
例如，在前处理中使用氧、氮等活性气体的情况下，如果该活性气体流入成膜区域，则存在活性气体与靶反应而使靶表面的成分变化(氧化、氮化等)的可能性。因此，在现有装置中，在将基板导入成膜区域之前需要实施充分的时间(例如几分钟以上)的预溅射，并清洗靶表面，这导致生产量的降低。
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种在一个腔室内具有多个处理区域的基板处理装置中，用于抑制处理区域间的气氛气体的混合的技术。
[用于解决课题的技术方案]
本发明的第一技术方案提供一种基板处理装置，该基板处理装置具有如下构造的腔室，即，该腔室设有对基板进行第一处理的第一区域和对所述基板进行第二处理的第二区域，且所述第一区域与所述第二区域之间在空间上开放，其特征在于，所述腔室具有：第一导入口，向所述第一区域导入在所述第一处理中使用的第一气体；第二导入口，向所述第二区域导入在所述第二处理中使用的第二气体；以及排气口，设置在所述第一区域与所述第二区域的交界部或该交界部的附近。
根据该结构，由于第一区域内的气体从排气口排出，因此能够抑制第一区域内的气体流入第二区域内。另外，在第二区域内的气体也从排气口排出的情况下，能够抑制第二区域内的气体流入第一区域内。因此，能够抑制区域间的气氛气体的混合。
本发明的第二技术方案提供一种电子零件的制造方法，其特征在于，该电子零件的制造方法具有以下的工序：向腔室的内部搬入构成电子零件的基板的工序，该腔室具有设有第一区域和第二区域且所述第一区域与所述第二区域之间在空间上开放的构造；向所述第一区域搬送所述基板的工序；在从设置于所述腔室的第一导入口导入到所述第一区域的第一气体的气氛下，对所述基板进行第一处理的工序；在所述第一处理之后，向所述第二区域搬送所述基板的工序；以及在从设置于所述腔室的第二导入口导入到所述第二区域的第二气体的气氛下，对所述基板进行第二处理的工序，所述腔室内的气体从设置在所述第一区域和所述第二区域的交界部或该交界部的附近的排气口被排出。
[发明效果]
根据本发明，在一个腔室内具有多个处理区域的基板处理装置中，能够抑制处理区域间的气氛气体的混合。
附图说明
图1A是示意性地表示直列型的基板处理装置的内部结构的俯视图，图1B是基板处理装置的侧视图。
图2是表示基板处理装置的动作的流程图。
图3A是从与基板2的搬送方向平行的方向观察前处理区域13A的图，图3B是从与基板2的搬送方向平行的方向观察成膜区域13B的图。
图4是示意性地表示基板处理装置的其它结构的俯视图。
附图标记说明
1：基板处理装置；2：基板；13：处理室(腔室)；13A：前处理区域(第一区域)；13B：成膜区域(第二区域)；130A：第一导入口；130B：第二导入口；131：排气口。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的优选的实施方式和实施例。但是，以下的实施方式和实施例仅例示地表示本发明的优选的结构，本发明的范围不限定于这些结构。此外，以下的说明中的、装置的硬件结构和软件结构、处理流程、制造条件、尺寸、材质、形状等、只要没有特别特定的记载，本发明的范围就不限定于此。
(基板处理装置的整体结构)
参照图1A和图1B，说明本发明的实施方式的基板处理装置1的结构。图1A是示意性地表示基板处理装置1的整体的内部结构的俯视图，图1B是基板处理装置1的侧视图。
基板处理装置1具备收容多个基板2的储料室11、通过加热器121进行基板2的加热处理的准备室12、对基板2的表面进行前处理、成膜处理的处理室(腔室)13。在处理室13的内部设置有对基板2进行前处理的前处理区域13A和对基板2进行成膜处理的成膜区域13B。前处理区域13A和成膜区域13B之间在空间上开放(即，未被隔壁等隔开)，在各个区域设置有用于搬送基板2的搬送路径(轨道)。在前处理区域13A设置有用于在成膜处理之前进行基板2的处理面的前处理的前处理装置14，在成膜区域13B设置有作为对基板2的处理面进行成膜处理的成膜处理部的溅射装置15。在本实施方式中，作为对基板2实施的第一处理的一例，例示基于等离子体的前处理(基板清洗处理)，作为对基板2实施的第二处理的一例，例示金属溅射。另外，设置在成膜区域13B与准备室12之间的空间是使基板2待命的空间。本实施方式的基板处理装置1具有对基板2进行支承以及搬送、实施加热～前处理～成膜这样的一连串处理的所谓的直列型的结构。
如图1B所示，在处理室13的上表面(顶部)设置有用于向处理室13内导入气体的导入口130A、130B和用于从处理室13排出气体的排气口131以及排气泵132。这里，导入口130A是用于将在前处理中使用的第一气体导入前处理区域13A的路径。作为第一气体，例如能够例示氧气、氮气等活性气体。另一方面，导入口130B是用于将成膜处理中使用的第二气体导入成膜区域13B的路径。作为第二气体，例如能够例示氩气、氖气等稀有气体(惰性气体)。排气口131配置在前处理区域13A和成膜区域13B的交界部或其附近，兼作前处理区域13A内的气体和成膜区域13B内的气体这两者的排气路径。通过这样的构造，能够抑制前处理区域13A内的气体流入成膜区域13B，另外，能够抑制成膜区域13B内的气体流入前处理区域13A。
在本实施方式的基板处理装置1中，导入口130A设置在相对于前处理区域13A设置有排气口131的位置的相反侧的位置。换言之，导入口130A配置在前处理区域13A的一个端部，排气口131配置在前处理区域13A的另一个端部(或前处理区域13A与成膜区域13B的交界部)。通过这样的配置，能够使从导入口130A导入的气体遍及整个前处理区域13A。同样地，导入口130B设置在相对于成膜区域13B设置有排气口131的位置的相反侧的位置。换言之，导入口130B配置于成膜区域13B的一个端部，排气口131配置于成膜区域13B的另一个端部(或前处理区域13A与成膜区域13B的交界部)。通过这样的配置，能够使从导入口130B导入的气体遍及整个成膜区域13B。
(基板处理装置的动作)
图2是表示基板处理装置1的动作的流程图。以下，以作为第一气体的氧气、作为第二气体的氩气为例，对基板处理的流程进行说明。
在储料室11中收容有多张基板2。其中，作为处理对象的基板2从储料室11向准备室12搬送(步骤S101)，由加热器121加热(步骤S102)。在本实施方式中，通过约10分钟左右的加热处理，将基板2加热到100℃～180℃左右。之后，基板2从准备室12向处理室13的前处理区域13A搬送(步骤S103)。然后，开始从导入口130A向前处理区域13A导入第一气体(氧气)(步骤S104)，并且开始从导入口130B向成膜区域13B导入第二气体(氩气)(步骤S105)。
然后，在前处理区域13A中，通过前处理装置14进行使用了等离子体的基板表面的清洗处理(步骤S106)。此时，导入前处理区域13A内的氧气的剩余量从排气口131排出，因此能够抑制氧气向成膜区域13B的流入。而且，在本实施方式中，即使在未进行成膜处理的情况下，在进行前处理的期间(即，从导入口130A导入第一气体的期间)，也从导入口130B向成膜区域13B持续导入氩气。由此，由于成膜区域13B充满氩气，因此能够进一步抑制氧气向成膜区域13B的流入。
与前处理的结束同步地，溅射装置15实施预溅射处理(步骤S107)。在本实施方式的基板处理装置1中，虽说氧气向成膜区域13B的流入被抑制，但无法使氧气向成膜区域13B的流入完全为零。因此，流入的氧气与靶金属反应，有可能使靶的表面氧化。因此，在将基板2搬入成膜区域13B之前，实施预溅射处理，去除靶表面的氧化物层。在对氧气向成膜区域流入没有采取特别对策的现有装置的情况下，靶表面的氧化程度大，预溅射处理需要几分钟左右。与此相对，在本实施方式中，由于停留在靶的极表面的氧化，因此能够将预溅射处理的时间缩短到十几秒～1分钟左右的时间。
在预溅射处理结束后，将基板2搬入成膜区域13B(步骤S108)，实施基于溅射的成膜处理(步骤S109)。至此，对基板2的处理结束。处理结束后的基板2被排出至储料室11(步骤S110)。
本实施方式的基板处理装置1例如能够应用于伴随前处理的各种电极形成。作为具体例，例如可列举出面向FC-BGA(Flip-Chip Ball Grid Array)安装基板的电镀籽晶膜、面向SAW(Surface Acoustic Wave)器件的金属层叠膜的成膜。另外，还可列举出LED的结合部中的导电性硬质膜、MLCC(Multi-Layered Ceramic Capacitor)的端子部膜的成膜等。此外，还能够应用于电子零件封装中的电磁屏蔽膜、片式电阻器的端子部膜的成膜。基板2的尺寸没有特别限定，在本实施方式中，例示出200mm×200mm左右尺寸的基板2。另外，基板2的材料是任意的，例如使用聚酰亚胺、玻璃、硅、金属、陶瓷等基板。在本实施方式中，使用在陶瓷的两面进行了聚酰亚胺类的树脂涂敷的基板。另外，作为金属溅射的靶材料，例如可以使用Ti(钛)、Al(铝)、Cu(铜)等金属、ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)等金属氧化物等。
(本实施方式的优点)
以上所述构造的基板处理装置1具有如下优点。第一，采用将导入口130A配置于前处理区域13A，将导入口130B配置于成膜区域13B，将排气口131配置于前处理区域13A与成膜区域13B的交界部(或交界部的附近)的结构，因此能够抑制前处理用的气体与成膜处理用的气体的混合。其结果，例如，能够尽可能地抑制前处理用的氧气、氮气引起的溅射靶的氧化、氮化，因此能够大幅缩短预溅射的时间，能够提高基板处理装置1的生产量。另外，还能够抑制由于通过预溅射从靶表面飞来的材料的蔓延引起的前处理区域13A的污染、由于前处理从基板2的表面去除的异物对靶的污染，因此还能够实现基板处理的品质提高。
另外，如本实施方式那样，在基板2被铅垂地支承的状态下进行前处理以及成膜处理的结构中，如图3A以及图3B所示，在腔室的侧面配置有附着防止板、溅射靶、电源类。因此，难以确保用于在腔室的侧面配置气体的导入口、排气口的空间，或者即使能够配置在侧面，气体的流动也会被附着防止板等构造物遮挡，可能会阻碍气体的导入、排出。关于这一点，在本实施方式中，由于在构造物较少的腔室的上表面配置气体的导入口及排气口，因此能够避免上述那样的问题。另外，图3A是从与基板2的搬送方向平行的方向观察前处理区域13A的图，图3B是从与基板2的搬送方向平行的方向观察成膜区域13B的图。
另外，在本实施方式中，通过使一个排气口131兼作第一气体的排气口和第二气体的排气口，能够简化排气系统的结构。假设在分别设置第一气体的排气口和第二气体的排气口的情况下，由于需要2组排气管和排气泵，因此导致成本的增大和装置的大型化。另外，也可采用使从各个排气口延伸的排气管合流而与一个排气泵连接的结构，但若采用这种结构，则存在从排气口到排气泵的距离变长，排气性能降低(泵的效率降低)这样的不利情况。因此，本实施方式的排气系统的结构无论从成本方面考虑还是从排气性能方面考虑都是有利的。
另外，在本实施方式中，采用将处理后的基板2再次返回储料室13的所谓的返回方式，在处理室13的里侧(远离储料室11的一侧)配置前处理区域13A，在处理室13的近前侧(靠近储料室11的一侧)配置成膜区域13B。通过采用这样的配置，能够使成膜后的基板2不通过前处理区域13A而排出至储料室11。因此，能够避免成膜后的基板表面由于前处理区域13A的气氛气体而受到氧化或其它污染，具有能够进行高品质的成膜处理这样的优点。另外，如图4所示，在处理室13的下游侧设置取出室40和第二储料室41，将处理后的基板2向第二储料室41排出的方式的基板处理装置1的情况下，以在处理室13的近前侧(靠近储料室11的一侧)配置前处理区域13A，在处理室13的里侧(远离储料室11的一侧)配置成膜区域13B为佳。
[其它]
上述实施方式仅是本发明的优选具体例之一。本发明的范围并不限定于上述实施方式，能够在其技术思想的范围内适当变形。
例如，在上述实施方式中，作为第一处理的一例，例示了基于等离子体的前处理(基板清洗处理)，作为第二处理的一例，例示了金属溅射，但对基板的处理不限于此，只要是在规定的气氛气体下进行的处理，则可以是任意的处理。例如，作为前处理，也可以进行通过照射离子束来清洗或蚀刻基板的表面的处理。另外，对基板的处理可以进行3种以上，也可以对基板的两面同时进行处理。
另外，在上述实施方式中，仅设置了一个排气口，但也可以是设置多个排气口的结构。同样地，也可以在各个处理区域设置多个导入口。另外，导入口、排气口的配置也不限于图示的例子，例如也可以在腔室的侧面配置导入口、排气口。另外，在上述实施方式中，例示了在铅垂地支承基板2的状态下进行搬送以及处理的装置结构，但也可以是在水平或倾斜地支承基板2的状态下进行搬送以及处理的装置结构。

Claims (13)

1.一种电子零件的制造方法，其特征在于，
该电子零件的制造方法具有以下的工序：
向腔室的内部搬入构成电子零件的基板的工序，该腔室具有如下构造，其设置有第一区域和第二区域且为了能够在所述第一区域与所述第二区域之间搬送基板而在空间上不分隔开所述第一区域与所述第二区域；
向所述第一区域搬送所述基板的工序；
在进行从设置于所述腔室的第二导入口向所述第二区域的第二气体的导入和从设置于所述腔室的第一导入口向所述第一区域的第一气体的导入的同时，进行在所述第一区域的第一气体的气氛下，对所述基板进行第一处理的工序；
在所述第一处理之后，向所述第二区域搬送所述基板的工序；以及
在所述第二区域的所述第二气体的气氛下，对所述基板进行第二处理的工序，
所述腔室内的气体从设置在所述第一区域和所述第二区域的交界部或该交界部的附近的排气口被排出，
所述第一处理是对所述基板的表面进行清洗或蚀刻的处理，
所述第二处理是在所述基板的表面形成膜的成膜处理。
2.根据权利要求1所述的电子零件的制造方法，其特征在于，
所述第一导入口设置在相对于所述第一区域设置有所述排气口的位置的相反侧的位置。
3.根据权利要求1或2所述的电子零件的制造方法，其特征在于，
所述第二导入口设置在相对于所述第二区域设置有所述排气口的位置的相反侧的位置。
4.根据权利要求1或2所述的电子零件的制造方法，其特征在于，
在所述第一区域以及所述第二区域中，所述基板在被铅垂地支承的状态下被进行所述第一处理以及所述第二处理，
所述第一导入口、所述第二导入口以及所述排气口设置在所述腔室的上表面。
5.根据权利要求1或2所述的电子零件的制造方法，其特征在于，
所述排气口兼作从所述腔室内排出所述第一气体的排气口和从所述腔室内排出所述第二气体的排气口。
6.根据权利要求1或2所述的电子零件的制造方法，其特征在于，
所述第一气体和所述第二气体是包含不同成分的气体。
7.根据权利要求1或2所述的电子零件的制造方法，其特征在于，
所述第一气体为活性气体，所述第二气体为非活性气体。
8.根据权利要求1或2所述的电子零件的制造方法，其特征在于，
所述第一气体是氧气或氮气。
9.根据权利要求1或2所述的电子零件的制造方法，其特征在于，
所述第二气体是稀有气体。
10.根据权利要求1或2所述的电子零件的制造方法，其特征在于，
所述第一处理和所述第二处理是使用等离子体或离子的处理。
11.根据权利要求1或2所述的电子零件的制造方法，其特征在于，
所述第二处理是金属溅射。
12.根据权利要求11所述的电子零件的制造方法，其特征在于，
该电子零件的制造方法具有在所述第一处理之后且向所述第二区域搬送所述基板之前，进行对在所述金属溅射中所使用的靶的表面进行清洁的预溅射处理的工序。
13.根据权利要求1或2所述的电子零件的制造方法，其特征在于，
通过利用设置于所述腔室内的搬送部件将所述基板从所述第一区域向所述第二区域依次搬送，对所述基板连续地进行所述第一处理和所述第二处理。
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