【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロードロック室を経由して大気側と成膜処理室との間で被成膜処理物の搬送を行う搬送機構を備えた成膜処理装置に関し、例えば、機械部品、軸受、刃物、工具、光学部品、磁気記録装置、磁気記録媒体、光学記録装置、光学記録媒体、半導体、光学部品、光触媒製品などで用いられる部品表面の成膜処理に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、真空中における薄膜形成、エッチングあるいは表面改質などの様々な処理技術が急速に発達し、幅広い産業分野において各種の真空処理を被成膜処理物に施す為の成膜処理装置が利用されている。特に代表的な分野では、半導体製造分野、光学式情報記録ディスク面の成膜処理、磁気記録ディスク面の成膜処理、容器内面のコーティングなどがある。
【０００３】
例えば、基板（シリコンウエハ等）に成膜処理を行うような成膜処理装置には、内部で基板に対して所定の処理がなされる成膜処理室と、成膜処理室に対して気密に連続しているロードロック室と、ロードロック室を経由して大気側と成膜処理室との間で基板の搬送を行う搬送機構とを備えた構成がある。
【０００４】
上記構成の成膜処理装置を用いて基板の処理を行う場合には、先ず、大気開放された上記ロードロック室に基板を搬入し、成膜処理室と同程度にまでこのロードロック室を減圧する。その後、ロードロック室と成膜処理室を連通させた状態で、ロードロック室から成膜処理室に基板を搬入する。これによって、成膜処理室内を大気開放することなく減圧状態に維持し、基板を成膜処理室内に搬入することが可能にする。
【０００５】
上記構成の成膜処理装置においては、生産性を考慮して一度に複数枚の基板を処理できるバッチ式の装置が広く用いられている。
【０００６】
バッチ式の成膜処理装置は、枚葉式の装置と比較して成膜処理室やロードロック室等の減圧室の容積が大きくなる。ロードロック室内を所定の減圧状態にまで排気するのに要する時間は、減圧室の容積と排気手段の排気性能に依存している。このため、容積の広いロードロック室内のガスを所定の減圧状態になるまで排気するには、それだけ長い時間を必要とすることになり、スループットの向上を妨げる要因になっている。
【０００７】
例えば、上記課題を解決するような成膜処理装置の構成として、過熱手段を有し第１および第２の高真空排気手段が連結された成膜処理室と、所定の処理を行う基板を成膜処理室に真空状態にて搬送可能とした少なくとも第１および第２のロードロック室を有しており、第１のロードロック室には、第３の高真空排気手段が連結されている構成のバッチ式の成膜処理装置がある。この装置によれば、大気に開放されるロードロック室に、高排気速度のポンプを併用することで、排気に要する時間の短縮を可能にするものである。（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、上記課題を解決するような成膜処理装置の構成として、内部で基板に対して所定の処理がなされる成膜処理室と、成膜処理室に対して気密に連続しているロードロック室と、ロードロック室を経由して大気側と成膜処理室との間で基板の搬送を行う搬送機構とを備えており、前記ロードロック室は１枚の基板のみを収容可能なものであるとともに内部を排気する兼用又は専用の排気系を有しており、さらに、各ロードロック室の内部空間の幅および奥行きは、基板の幅および奥行きに比べて３０ｍｍ〜５０ｍｍ大きくなっており、各ロードロック室の内部空間の高さは３０ｍｍ〜５０ｍｍであるという構成の枚葉式の成膜処理装置がある。この装置によれば、各ロードロック室が１枚の基板を収容するのみであり、各ロードロック室が充分に小型化されているので、従来に比べて大気から所定の真空圧力までの排気する回数は増えるものの、１回の排気に要する時間は格段に短くなっている為、ロードロック室の排気に要する全体の時間が短くなる。（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１８２９６６号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２３５５１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のバッチ式の装置においては、高排気速度のポンプをロードロック室の排気に用いると、通常、高排気速度のポンプは高価であり、大気圧からの排気には使用できない為、大気圧から排気できるポンプと合わせて、２個以上のポンプを使用することになり、装置のコスト高および複雑化の恐れがある。
【００１１】
また、従来の枚葉式の装置においては、ロードロック室内を所定の真空圧力まで排気するのに要する時間は短くなるが、ロードロック室を減圧後、基板を成膜処理室に搬送する回数が増えてしまい、装置全体としては、スループットを低下させてしまう恐れがある。
【００１２】
また、ロードロック室内の排気される容積は、複数枚を同時に収容した方が基板１枚当りの排気すべき容積が少なくなる為、同じ数量を１枚ずつ処理するよりも、複数枚を同時に処理する方が効率的であり、上記の装置構成ではスループットの向上が十分にされていない。
【００１３】
さらには、上述した従来の成膜処理装置は、薄肉形状の基材に対して所定の処理を行う装置であり、円筒形状などの立体形状をした基材に成膜処理を行う場合には、量産化するのに適さない構成となっている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する為に、本発明の成膜処理装置は、大気圧から減圧させるロードロック室と、前記ロードロック室を減圧する為の排気手段と、所定圧力まで減圧可能な成膜処理室と、前記成膜処理室にガスを供給する為のガス供給手段と、前記成膜処理室を減圧する為の排気手段と、プラズマを発生させる為の電力供給手段を備えた、基材の表面に成膜処理を行う為の成膜処理装置であって、複数の基材を配置することができ、且つ、大気側との圧力を遮断できる開閉可能な第１の圧力隔壁と、真空側との圧力を遮断できる開閉可能な第２の圧力隔壁を設け、
内壁と基材の間、又は基材同士の間にできる空間を小さくさせる為に、基材１個毎もしくは複数個毎に形成した減圧空間を内部に設ける構成、または、内壁と基材の間、又は基材同士の間にできる空間を小さくさせる為の部材を内部に挿入することが可能な構成、または、前記第１の圧力隔壁が、内壁と基材の間、又は基材同士の間にできる空間を小さくさせる為の形状を形成する構成のいずれかの構成のロードロック室を少なくとも１室以上有することを特徴とする成膜処理装置である。
好ましくは、内部に複数の基材を同一平面上に配置することができ、真空側に基材を搬出または搬入する為の開口を設けた前記ロードロック室を備え、さらに、少なくとも前記平面と垂直方向に摺動可能である基材搬送手段と、前記基材搬送手段上に搭載させ、前記ロードロック室の開口と隣接して真空側との圧力を遮断できる開閉可能な第２の圧力隔壁をなす基材搬送トレイを備え、前記基材搬送トレイ上に載置された前記基材を前記基材搬送手段の直動動作により、前記ロードロック室の開口から基材の搬出または搬入が可能となることを特徴とする成膜処理装置である。
【００１５】
本発明によれば、バッチ式のロードロック室を備えた成膜処理装置において、前記ロードロック室の構成を変更することで、容積の広いロードロック室内を排気するのに要する時間を短くすることが可能であり、さらには、基材搬送トレイからのガス放出量も減少させることができる為、高真空領域の排気に要する時間も短くすることが可能である。また、使用する真空ポンプの小型化も可能となる。さらには、立体形状の基材に対しても同様の効果が得られる為、上述の課題を解決し、スループットを向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の成膜処理装置は、大気圧から減圧させるロードロック室と、前記ロードロック室を減圧する為の排気手段と、所定圧力まで減圧可能な成膜処理室と、前記成膜処理室にガスを供給する為のガス供給手段と、前記成膜処理室を減圧する為の排気手段と、プラズマを発生させる為の電力供給手段を備えた、基材の表面に成膜処理を行う為の成膜処理装置であって、複数の基材を配置することができ、且つ、大気側との圧力を遮断できる開閉可能な第１の圧力隔壁と、真空側との圧力を遮断できる開閉可能な第２の圧力隔壁を設け、内壁と基材の間、又は基材同士の間にできる空間を小さくさせる為に、基材１個毎もしくは複数個毎に形成した減圧空間を内部に設けるロードロック室を少なくとも１室以上有することを特徴としたものである。
これにより、ロードロック室内の不要な空間を取り除くことが可能となり、前記ロードロック室内の容積は減少する為、前記ロードロック室の排気に要する時間を短くすることができるという作用を有する。
また、好ましくは前記ロードロック室を２室以上備えることによって、前記ロードロック室内への基材の搬入、搬出が同時にできるという作用も有する。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の成膜処理装置は、請求項１に記載の成膜処理装置において、前記ロードロック室には、前記第１の圧力隔壁が、基材１個毎もしくは複数個毎に独立に形成された減圧空間毎に設けられ、さらに、前記減圧空間毎に排気手段を備えることを特徴としたものである。
これにより、基材の搬入出を行わない前記減圧空間は、減圧状態を維持することが可能となり、前記ロードロック室内の容積は減少する為、前記ロードロック室の排気に要する時間を短くすることができるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の成膜処理装置は、大気圧から減圧させるロードロック室と、前記ロードロック室を減圧する為の排気手段と、所定圧力まで減圧可能な成膜処理室と、前記成膜処理室にガスを供給する為のガス供給手段と、前記成膜処理室を減圧する為の排気手段と、プラズマを発生させる為の電力供給手段を備えた、基材の表面に成膜処理を行う為の成膜処理装置であって、複数の基材を配置することができ、且つ、大気側との圧力を遮断できる開閉可能な第１の圧力隔壁と、真空側との圧力を遮断できる開閉可能な第２の圧力隔壁を設け、内壁と基材の間、又は基材同士の間にできる空間を小さくさせる為の部材を内部に挿入することが可能な構成のロードロック室を少なくとも１室以上有することを特徴としたものである。
これにより、ロードロック室内の不要な空間を取り除くことが可能となり、前記ロードロック室内の容積は減少する為、前記ロードロック室の排気に要する時間を短くすることができるという作用を有する。
また、好ましくは前記ロードロック室を２室以上備えることによって、前記ロードロック室内への基材の搬入、搬出が同時にできるという作用も有する。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の成膜処理装置は、請求項３に記載の成膜処理装置において、前記ロードロック室は、基材の形状、大きさ、収容個数、又は配置場所の変更時に、内壁と基材の間、又は基材同士の間にできる空間に、部材の形状を変更して挿入することが可能な構成を特徴としたものである。
これにより、前記ロードロック室に配置する被成膜処理基材の形状、大きさ、収容個数、又は配置場所を変更した場合にも、同様に、前記ロードロック室内の不要な空間を取り除くことができ、前記ロードロック室内の容積は減少する為、前記ロードロック室の排気に要する時間を短くすることができるという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項５に記載の成膜処理装置は、大気圧から減圧させるロードロック室と、前記ロードロック室を減圧する為の排気手段と、所定圧力まで減圧可能な成膜処理室と、前記成膜処理室にガスを供給する為のガス供給手段と、前記成膜処理室を減圧する為の排気手段と、プラズマを発生させる為の電力供給手段を備えた、基材の表面に成膜処理を行う為の成膜処理装置であって、複数の基材を配置することができ、且つ、大気側との圧力を遮断できる開閉可能な第１の圧力隔壁と、真空側との圧力を遮断できる開閉可能な第２の圧力隔壁を設け、前記第１の圧力隔壁が、内壁と基材の間、又は基材同士の間にできる空間を小さくさせる為の形状を形成するロードロック室を少なくとも１室以上有することを特徴としたものである。
これにより、ロードロック室内の不要な空間を取り除くことが可能となり、前記ロードロック室内の容積は減少する為、前記ロードロック室の排気に要する時間を短くすることができるという作用を有する。
また、好ましくは前記ロードロック室を２室以上備えることによって、前記ロードロック室内への基材の搬入、搬出が同時にできるという作用も有する。
【００２１】
本発明の請求項６に記載の成膜処理装置は、請求項１〜５に記載の成膜処理装置において、内部に複数の基材を同一平面上に配置することができ、真空側に基材を搬出または搬入する為の開口を設けた前記ロードロック室を備え、さらに、少なくとも前記平面と垂直方向に摺動可能である基材搬送手段と、前記基材搬送手段上に搭載させ、前記ロードロック室の開口と隣接して真空側との圧力を遮断できる開閉可能な第２の圧力隔壁をなす基材搬送トレイを備え、前記基材搬送トレイ上に載置された前記基材を前記基材搬送手段の直動動作により、前記ロードロック室の開口から基材の搬出または搬入が可能となることを特徴としたものである。
これにより、立体形状をした複数の基材を１回の動作で、ロードロック室と真空側との間で搬送を行うことが可能となり、基材の搬送に要する時間を短縮できるという作用を有する。
さらには、複数の基材を同時に搬送することが可能な為、複数個の基材の成膜処理を同時に行うことが可能となるという作用も有する。
【００２２】
本発明の請求項７に記載の成膜処理装置は、請求項６に記載の成膜処理装置において、前記基材搬送トレイ上に載置した基材に、同時に成膜処理を行うことが可能である構成の成膜処理室、および、前記ロードロック室が、第２の圧力隔壁である前記基材搬送トレイを介し、隣接して構成され、前記基材搬送手段の直動動作によって、前記基材搬送トレイ上に載置された基材を前記成膜処理室へ搬入または搬出することを特徴としたものである。
これにより、立体形状をした複数の基材を１回の動作で、ロードロック室から成膜処理室へ搬送を行うことが可能となり、基材の搬送に要する時間を短縮できるという作用を有する。
また、装置構成は、基材搬送手段として、垂直方向に直動動作を行う１つの基材搬送手段のみを設ける構成になる為、装置の簡略化が可能となるという作用を有する。
さらには、複数の基材を同時に搬送することが可能な為、複数個の基材の成膜処理を同時に行うことが可能となるという作用も有する。
【００２３】
本発明の請求項８に記載の成膜処理装置は、請求項６に記載の成膜処理装置において、複数の基材を同一平面上に載置した基材支持パレットを１枚だけ搬入出することが可能な前記ロードロック室を備え、前記基材支持パレットは、前記基材搬送トレイ上に搭載され、前記基材搬送手段により、真空側に搬出または搬入することを特徴としたものである。
これにより、大気開放した前記ロードロック室に、複数個の基材を１回の動作で搬入又は搬出することが可能となり、複数の基材の搬入又は搬出にかかる時間を短縮することができるという作用を有する。
さらには、複数の基材を同時に搬送することが可能な為、複数個の基材の成膜処理を同時に行うことが可能となるという作用も有する。
【００２４】
本発明の請求項９に記載の成膜処理装置は、請求項６又は７に記載の成膜処理装置において、前記ロードロック室は、真空側に基材を搬出または搬入する為の開口を基材１個毎、又は複数個毎に形成したことを特徴としたものである。
これにより、前記基材搬送トレイは、大気中に露出する面積を減少させることが可能となり、水分子の吸着を減少させることができる為、
成膜処理室に前記基材搬送トレイを搬入し、前記成膜処理室を高真空に排気する場合に、排気に要する時間を短くすることができるという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項１０に記載の成膜処理装置は、請求項７に記載の成膜処理装置において、前記ロードロック室は、さらに真空側との圧力を遮断できる開閉可能な第３の圧力隔壁を設け、前記基材搬送手段によって基材を成膜処理室に搬出した際に、前記第３の圧力隔壁を閉めることによって成膜処理室との圧力を遮断できる構成を特徴としたものである。
これにより、前記ロードロック室の内壁から放出されるガスの影響を受けずに、成膜処理室の排気を行うことが可能となり、前記成膜処理室の排気に要する時間を短くすることができるという作用を有する。
さらには、成膜処理室で、被成膜処理基材に成膜処理を行った場合に、ロードロック室内にプラズマが入り込むのを防ぐ役割を果たすので、ロードロック室の汚染を防ぐという作用も有する。
【００２６】
（実施の形態１）
以下に、本発明の請求項１〜６、８、９に記載された発明の良好な実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００２７】
図１（ａ）、（ｂ）に示す装置は、本発明における成膜処理装置の構成を示したものである。
【００２８】
１は、ロードロック室を示している。ロードロック室１は、内部に複数の基材２ａ〜２ｄを同一平面上に配置できる構成であり、ロードロック室の容積は、真空引き時間を長くする要素となるので、可能な限り容積は小さい方が好ましく、内部に基材１個毎に形成した減圧空間を設けている。本例の図において、ロードロック室１は１室のみとなっているが、２室以上のロードロック室を設けて、基材の搬入、搬出が同時にできる構成が好ましい。
【００２９】
ロードロック室１には、大気側との圧力を遮断し、基材を投入または取出す為の蓋５が設けられているが、ゲートバルブも用いることも可能である。４ａ〜４ｄは、排気バルブであり、ロードロック室１は、この排気バルブ４ａ〜４ｄを介して、減圧または昇圧を行う。本例の図において、ロードロック室１の独立な減圧空間毎に排気バルブ４ａ〜４ｄを設ける構成となっているが、ロードロック室１の各減圧空間が独立に形成されてなければ、排気バルブは１つでもよい。
【００３０】
また、ロードロック室１は、基材搬送室７へ基材を搬入または搬出する為の開口を設けている。この開口は、基材１個毎に形成され、減圧雰囲気下で基材２ａ〜２ｈを搬送する基材搬送トレイ６ａ、６ｂの大気にさらされる面積を減少させることが可能である。
【００３１】
さらに、ロードロック室１は、基材搬送室７から取り外すことができ、基材の形状、大きさ、収容個数又は配置場所の変更に伴い、ロードロック室の形状を最適化したものに交換することが可能であり、基材搬送室７内の搬送トレイ６ａ、６ｂの交換も行うことも可能である。
【００３２】
７は、基材搬送室を示している。基材搬送室７には、垂直方向に摺動可能である昇降ステージ９ａ、９ｂと、昇降ステージ９ａ、９ｂ上に搭載させ、ロードロック室１の開口または成膜処理室１０の開口に隣接して基材搬送室７との圧力を遮断する基材搬送トレイ６ａ、６ｂと、基材搬送トレイ６ａ、６ｂ上に載置された基材２ａ〜２ｈをロードロック室１から成膜処理室１０へ旋回させて搬送する旋回テーブル８を備えている。ロードロック室１から成膜処理室１０へ搬送する基材搬送手段は、移載用ロボットや直動移載方式等の他の基材搬送手段を用いることも可能である。１１は、排気バルブであり、基材搬送室７は、排気バルブ１１を介して所定の圧力まで真空排気を行う。本例の図において、基材搬送トレイ６ａ、６ｂには、複数の基材２ａ〜２ｈを載置する為に、複数の基材支持台３ａ〜３ｈを設けているが、基材搬送トレイ６ａ、６ｂが基材２ａ〜２ｈを載置できる構造であれば、基材支持台３ａ〜３ｈは無くてもよい。
【００３３】
１０は、成膜処理室を示している。成膜処理室１０は、複数の基材２ａ〜２ｈに同時に成膜処理を行うことが可能な構成である。成膜処理室１０には、成膜処理に必要な原料ガスやスパッタ用ガスなどが供給できるガス供給口（図示せず）と、基材に対して成膜に必要な電力を供給できる電極（図示せず）と、所定の圧力まで真空排気を行う排気バルブ１２を備え、内部に基材を搬入する為の開口を設けている。
排気バルブ１２は、原料ガスを供給しながら、成膜処理室１０の圧力を測定しながら所定の圧力になるように制御して真空処理を行う場合には、排気バルブの開口面積を制御することのできるコンダクタンスバルブやゲートバルブが好ましい。
本例の図では、成膜処理室１０は１室のみであるが、スパッタやＣＶＤ等の異なる所定の処理プロセスごとに複数の成膜処理室を設ける構成が好ましい。
【００３４】
図２（ａ）、（ｂ）に示す装置は、図１で説明した構成の成膜処理装置において、ロードロック室１に設けている蓋５をロードロック室内の独立した減圧空間毎に設け、減圧空間毎に排気バルブ４ａ〜４ｄを備えた構成である。減圧空間毎に蓋５ａ〜５ｄを設けることによって、基材の搬入出を行わない減圧空間は、減圧状態を維持することが可能となり、ロードロック室１内の容積は減少する為、ロードロック室１の排気に要する時間を短くすることが可能となる。
上記以外は、図１と同様なので説明は省略する。
【００３５】
図３（ａ）、（ｂ）に示す装置は、図１で説明した構成の成膜処理装置において、
ロードロック室１は、内部に複数の基材２ａ〜２ｈを同一平面上に配置できる構成であり、ロードロック室の容積は、真空引き時間を長くする要素となるので、可能な限り容積は小さい方が好ましく、ロードロック室１の内壁と基材２ａ〜２ｈとの間、又は基材２ａ〜２ｈ同士の間にできる空間を小さくさせる為の部材１３を挿入する構成であり、このロードロック室１は、被処理物の形状、大きさ、収容個数又は配置場所の変更に伴い、部材１３の形状を変更し挿入することで、ロードロック室１内の容積を減少させることができ、排気に要する時間を短くすることが可能となる。
上記以外は、図１と同様なので説明は省略する。
【００３６】
図４（ａ）、（ｂ）に示す装置は、図１で説明した構成の成膜処理装置において、ロードロック室１は、蓋５に、内壁と基材２ａ〜２ｈの間、又は基材２ａ〜２ｈ同士の間にできる空間を小さくさせる為の形状を形成させ、その蓋５を基材搬送室７に隣接させることで減圧可能な空間を形成させるという構成であり、ロードロック室１内の容積を小さくすることが可能となる。また、ロードロック室１内に、複数の基材２ａ〜２ｈを同一平面上に載置した基材搬送パレット１４を収容する事ができる為、複数個の基材２ａ〜２ｈをロードロック室に１回の動作で収容することができ、基材２ａ〜２ｈの搬入出にかかる時間を短くすることが可能となる。
【００３７】
本実施形態の装置において、ロードロック室は立体形状の基材を複数個収容できる構成であり、ロードロック室の内壁と基材との間、又は基材同士の間にできる空間を小さくする構成であるので、従来に比べて大気から所定の真空圧力までの排気を行う回数は減少し、ロードロック室の一回の排気に要する時間も排気する容積が格段に減少している為に短くなっている。また、基材搬送トレイの大気にさらされる面積を減少することが可能な為、基材搬送室または成膜処理室の真空排気に要する時間を短くすることができる。さらに、複数の基材を同じに搬送できる構成であるので、装置のスループットが向上する。
【００３８】
（実施の形態２）
以下に、本発明の請求項１、２、７、９、１０に記載された発明の良好な実施の形態について、図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００３９】
図５（ａ）、（ｂ）に示す装置は、本発明における成膜処理装置の構成を示したものである。
【００４０】
１は、ロードロック室を示している。ロードロック室１は、内部に複数の基材２ａ〜２ｄを同一平面上に配置できる構成であり、ロードロック室の容積は、真空引き時間を長くする要素となるので、可能な限り容積は小さい方が好ましく、内部に基材１個毎に形成した減圧空間を設けている。
【００４１】
ロードロック室１には、大気側との圧力を遮断し、基材２ａ〜２ｈを投入または取出す為の蓋５が設けられているが、ゲートバルブも用いることも可能である。４ａ〜４ｄは、排気バルブであり、ロードロック室１は、この排気バルブ４ａ〜４ｄを介して、減圧または昇圧を行う。本例の図において、ロードロック室１の独立な減圧空間毎に排気バルブ４ａ〜４ｄを設ける構成となっているが、ロードロック室１の各減圧空間が独立に形成されてなければ、排気バルブは１つでもよい。また、ロードロック室１は、成膜処理室１０へ基材２ａ〜２ｈを搬入または搬出する為の開口を設けている。この開口は、基材１個毎に形成され、減圧雰囲気下で基材２ａ〜２ｄを搬送する基材搬送トレイ６の大気にさらされる面積を減少させることが可能である。
【００４２】
１０は、成膜処理室を示している。成膜処理室１０は、複数の基材２ａ〜２ｄに同時に成膜処理を行うことが可能であり、ロードロック室１と、圧力隔壁である基材搬送トレイ６を介して隣接して構成されている。成膜処理室１０には、垂直方向に摺動可能である昇降ステージ９と、昇降ステージ９上に搭載させ、ロードロック室１の開口に隣接して成膜処理室１０との圧力を遮断する基材搬送トレイ６と、成膜処理に必要な原料ガスやスパッタ用ガスなどが供給できるガス供給口（図示せず）と、基材に対して成膜に必要な電力を供給できる電極（図示せず）と、所定の圧力まで真空排気を行う排気バルブ１２を備えている。
排気バルブ１２は、原料ガスを供給しながら、成膜処理室１０の圧力を測定しながら所定の圧力になるように制御して真空処理を行う場合には、排気バルブの開口面積を制御することのできるコンダクタンスバルブやゲートバルブが好ましい。
本例の図では、成膜処理室１０は１室のみであるが、スパッタやＣＶＤ等の異なる所定の処理プロセスごとに複数の成膜処理室を設ける構成が好ましい。
ロードロック室１と成膜処理室１０の間には、ゲートバルブ１５を設けている。昇降ステージ９によって基材２ａ〜２ｄを成膜処理室１０に搬出した際に、ゲートバルブ１５を閉めることによってロードロック室１と成膜処理室１０との圧力を遮断できる構成である。これにより、ロードロック室１の内壁から放出されるガスの影響を受けずに、成膜処理室１０の排気を行うことが可能となり、成膜処理室１０の排気に要する時間を短くすることができ、さらには、成膜処理室１０で、基材２ａ〜２ｄに成膜処理を行った場合に、ロードロック室１内にプラズマが入り込むのを防ぐ役割を果たすので、ロードロック室１の汚染を防ぐことができる。
【００４３】
本実施形態の装置においても、ロードロック室は立体形状の基材を複数個収容できる構成であり、ロードロック室の内壁と基材との間、又は基材同士の間にできる空間を小さくする構成であるので、従来に比べて大気から所定の真空圧力までの排気を行う回数は減少し、ロードロック室の一回の排気に要する時間も排気する容積が格段に減少している為に短くなっている。また、基材搬送トレイの大気にさらされる面積を減少することが可能な為、基材搬送室または成膜処理室の真空排気に要する時間を短くすることができる。さらに、複数の基材を同じに搬送できる構成であるので、装置のスループットが向上する。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ロードロック室は立体形状の基材を複数個収容できる構成であり、ロードロック室の内壁と基材との間、又は基材同士の間にできる空間を小さくする構成であるので、従来に比べて大気から所定の真空圧力までの排気を行う回数は減少し、ロードロック室の容積が格段に減少している為に、一回の排気に要する時間も短くなるという効果がある。また、基材搬送トレイからのガス放出量を減少させることが可能となり、成膜処理室に基材搬送トレイを搬入し、成膜処理室を高真空に排気する場合に、排気に要する時間を短くすることができる。また、排気する容積、ガス放出量が少なくなるので、小型のポンプを使用することができ、装置のコスト低下につながるという効果がある。さらには、本発明の成膜処理装置の構成により、複数機種生産や機種切り替え時間の短縮などのトータルとしての装置稼働率を高くできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる成膜処理装置における全体構成の一例を側面から見た構成（ａ）、およびロードロック室を上から見た構成（ｂ）を示す図
【図２】本発明に関わる成膜処理装置における全体構成の一例を側面から見た構成（ａ）、およびロードロック室を上から見た構成（ｂ）を示す図
【図３】本発明に関わる成膜処理装置における全体構成の一例を側面から見た構成（ａ）、およびロードロック室を上から見た構成（ｂ）を示す図
【図４】本発明に関わる成膜処理装置における全体構成の一例を側面から見た構成図
【図５】本発明に関わる成膜処理装置において、基材がロードロック室に収容している状態の構成（ａ）、および基材が成膜処理室に搬送された状態の構成（ｂ）を示す図
【符号の説明】
１ ロードロック室
２ａ〜２ｈ 基材
３ａ〜３ｈ 基材支持台
４ａ〜４ｄ 排気バルブ
５、５ａ〜５ｄ 蓋
６、６ａ、６ｂ 基材搬送トレイ
７ 基材搬送室
８ 旋回テーブル
９、９ａ、９ｂ 昇降ステージ
１０ 成膜処理室
１１ 排気バルブ
１２ 排気バルブ
１３ 部材
１４ 基材搬送パレット
１５ ゲートバルブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a film formation processing apparatus provided with a transfer mechanism for transferring a film formation processing object between an atmosphere side and a film formation processing chamber via a load lock chamber, and includes, for example, a mechanical component, a bearing, and a blade. , Tools, optical components, magnetic recording devices, magnetic recording media, optical recording devices, optical recording media, semiconductors, optical components, photocatalyst products, and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various processing techniques such as thin film formation in a vacuum, etching or surface modification have been rapidly developed, and a wide variety of industrial fields have used a film forming apparatus for performing various kinds of vacuum processing on a film to be processed. ing. Particularly typical fields include a semiconductor manufacturing field, a film forming process on an optical information recording disk surface, a film forming process on a magnetic recording disk surface, and a coating on the inner surface of a container.
[0003]
For example, in a film forming apparatus that performs a film forming process on a substrate (such as a silicon wafer), a film forming process chamber in which a predetermined process is performed on a substrate, and a film forming process chamber are hermetically sealed. There is a configuration including a continuous load lock chamber and a transfer mechanism for transferring a substrate between the atmosphere side and the film formation processing chamber via the load lock chamber.
[0004]
When processing a substrate using the film formation processing apparatus having the above configuration, first, the substrate is loaded into the load lock chamber that is opened to the atmosphere, and the pressure in the load lock chamber is reduced to about the same level as the film formation processing chamber. I do. Thereafter, with the load lock chamber and the film formation processing chamber being in communication with each other, the substrate is carried into the film formation processing chamber from the load lock chamber. Thus, the pressure in the film formation processing chamber is maintained at a reduced pressure without opening to the atmosphere, and the substrate can be carried into the film formation processing chamber.
[0005]
In the film forming apparatus having the above-described configuration, a batch-type apparatus capable of processing a plurality of substrates at once is widely used in consideration of productivity.
[0006]
In a batch type film forming apparatus, the volume of a decompression chamber such as a film forming chamber and a load lock chamber is larger than that of a single wafer type apparatus. The time required to exhaust the load lock chamber to a predetermined reduced pressure state depends on the volume of the reduced pressure chamber and the exhaust performance of the exhaust means. Therefore, it takes a long time to exhaust the gas in the load lock chamber having a large volume until the gas reaches a predetermined reduced pressure, which hinders an improvement in throughput.
[0007]
For example, as a configuration of a film formation processing apparatus that solves the above-described problem, a film formation processing chamber having a heating unit to which first and second high vacuum exhaust units are connected, and a substrate that performs predetermined processing are configured. A structure in which at least a first and a second load lock chamber capable of being transported in a vacuum state to the film processing chamber are provided, and a third high vacuum exhaust means is connected to the first load lock chamber. There is a batch type film forming apparatus. According to this device, it is possible to shorten the time required for exhaust by using a pump with a high exhaust speed in combination with the load lock chamber opened to the atmosphere. (For example, see Patent Document 1).
[0008]
In addition, as a configuration of a film formation processing apparatus that solves the above-described problem, a film formation processing chamber in which predetermined processing is performed on a substrate, and a load lock that is airtightly continuous with the film formation processing chamber. And a transfer mechanism for transferring the substrate between the atmosphere side and the film formation processing chamber via the load lock chamber. The load lock chamber is capable of accommodating only one substrate. There is also a dual or exclusive exhaust system for exhausting the inside, and the width and depth of the internal space of each load lock chamber is 30 mm to 50 mm larger than the width and depth of the substrate. There is a single-wafer type film forming apparatus having a configuration in which the height of the internal space of the load lock chamber is 30 mm to 50 mm. According to this device, each load lock chamber accommodates only one substrate, and each load lock chamber is sufficiently miniaturized. Although the number of times is increased, the time required for one exhaust is significantly shorter, so that the entire time required for exhausting the load lock chamber is reduced. (For example, see Patent Document 2).
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2000-182966 A
[Patent Document 2]
JP 2000-323551 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional batch-type apparatus, if a pump with a high pumping speed is used for exhausting the load lock chamber, the pump with a high pumping speed is usually expensive and cannot be used for exhausting from atmospheric pressure. The use of two or more pumps together with the pump that can evacuate may increase the cost and complexity of the device.
[0011]
Further, in the conventional single-wafer processing apparatus, although the time required to evacuate the load lock chamber to a predetermined vacuum pressure is reduced, the number of times the substrate is transported to the film formation processing chamber after the load lock chamber is depressurized. There is a risk that the throughput will decrease as a whole.
[0012]
Also, since the volume to be evacuated in the load lock chamber is smaller when a plurality of substrates are accommodated at the same time, the volume to be evacuated per substrate is smaller than when the same quantity is processed one by one. This is more efficient, and the above-described apparatus configuration does not sufficiently improve the throughput.
[0013]
Furthermore, the above-described conventional film forming apparatus is an apparatus that performs a predetermined process on a thin-walled base material, and when performing a film forming process on a three-dimensional base material such as a cylindrical shape, The configuration is not suitable for mass production.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a film-forming processing apparatus according to the present invention includes a load-lock chamber for reducing the pressure from atmospheric pressure, an exhaust unit for reducing the pressure of the load-lock chamber, and a film-forming processing chamber capable of reducing the pressure to a predetermined pressure. A surface of a substrate, comprising: gas supply means for supplying a gas to the film formation processing chamber; exhaust means for depressurizing the film formation processing chamber; and power supply means for generating plasma. A first pressure bulkhead capable of disposing a plurality of base materials, and capable of shutting off pressure with the atmosphere side, and an openable and closable first pressure partition, and a vacuum side. Providing an openable and closable second pressure partition that can shut off the pressure of
In order to reduce the space between the inner wall and the base material or between the base materials, a structure in which a reduced pressure space formed for each base material or for each base material is provided, or between the inner wall and the base material. Or a configuration in which a member for reducing the space formed between the substrates can be inserted therein, or the first pressure partition wall is between the inner wall and the substrate, or between the substrates. A film forming apparatus comprising at least one or more load lock chambers having a configuration for forming a shape for reducing a space that can be formed.
Preferably, a plurality of base materials can be arranged on the same plane inside, and the load lock chamber provided with an opening for carrying out or carrying in the base material on the vacuum side is further provided, and further, at least perpendicular to the plane. A substrate transfer means slidable in the direction, and an openable and closable second pressure partition mounted on the substrate transfer means and capable of shutting off a pressure on the vacuum side adjacent to the opening of the load lock chamber. The substrate transport tray comprises a substrate, and the substrate placed on the substrate transport tray can be directly loaded or unloaded from the opening of the load lock chamber by a linear motion of the substrate transport unit. This is a film forming apparatus characterized in that:
[0015]
According to the present invention, in a film formation processing apparatus having a batch type load lock chamber, the time required to exhaust a large volume load lock chamber can be reduced by changing the configuration of the load lock chamber. In addition, since the amount of gas released from the substrate transport tray can be reduced, the time required for evacuation in the high vacuum region can be shortened. Also, the size of the vacuum pump used can be reduced. Furthermore, since the same effect can be obtained for a three-dimensional base material, the above-described problem can be solved and the throughput can be improved.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The film formation processing apparatus according to claim 1 of the present invention includes a load lock chamber configured to reduce the pressure from the atmospheric pressure, an exhaust unit configured to reduce the pressure of the load lock chamber, and a film formation processing chamber configured to reduce the pressure to a predetermined pressure. A gas supply means for supplying a gas to the film formation processing chamber, an exhaust means for reducing the pressure of the film formation processing chamber, and a power supply means for generating plasma are formed on the surface of the substrate. A film forming apparatus for performing film processing, wherein a plurality of base materials can be arranged, and an openable and closable first pressure partition which can shut off a pressure with an atmosphere side, and a pressure with a vacuum side A pressure reducing space formed for each base material or for each base material in order to reduce the space formed between the inner wall and the base material or between base materials by providing an openable and closable second pressure partition wall capable of blocking It has at least one or more load lock chambers with It is obtained by the.
Thus, unnecessary space in the load lock chamber can be removed, and the volume of the load lock chamber is reduced, so that the time required for exhausting the load lock chamber can be shortened.
Further, preferably, by providing two or more load lock chambers, there is an effect that the loading and unloading of the base material into and from the load lock chamber can be performed simultaneously.
[0017]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the film forming apparatus according to the first aspect, wherein the load lock chamber includes the first pressure partition wall for each base material or a plurality of the first pressure partition walls. Each of the decompression spaces is provided independently for each of the decompression spaces, and an exhaust means is provided for each of the decompression spaces.
Thereby, the decompression space in which the substrate is not carried in and out can be maintained in a decompressed state, and the volume of the load lock chamber is reduced, so that the time required for exhausting the load lock chamber is shortened. It has the effect of being able to.
[0018]
The film forming apparatus according to claim 3 of the present invention includes a load lock chamber configured to reduce the pressure from the atmospheric pressure, an exhaust unit configured to reduce the pressure in the load lock chamber, and a film forming processing chamber configured to reduce the pressure to a predetermined pressure. A gas supply means for supplying a gas to the film formation processing chamber, an exhaust means for reducing the pressure of the film formation processing chamber, and a power supply means for generating plasma are formed on the surface of the substrate. A film forming apparatus for performing film processing, wherein a plurality of base materials can be arranged, and an openable and closable first pressure partition which can shut off a pressure with an atmosphere side, and a pressure with a vacuum side A load lock chamber having a structure capable of inserting a member for reducing a space formed between an inner wall and a base material or between base materials, which is provided with an openable and closable second pressure partition wall capable of shutting off the inside. At least one or more rooms.
Thus, unnecessary space in the load lock chamber can be removed, and the volume of the load lock chamber is reduced, so that the time required for exhausting the load lock chamber can be shortened.
Further, preferably, by providing two or more load lock chambers, there is an effect that the loading and unloading of the base material into and from the load lock chamber can be performed simultaneously.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the film forming apparatus according to the third aspect, wherein the load lock chamber is provided when a shape, a size, a stored number, or an arrangement location of the base material is changed. The configuration is characterized in that the shape of the member can be changed and inserted into a space formed between the inner wall and the base material or between the base materials.
Accordingly, even when the shape, size, accommodation number, or location of the film formation processing base material disposed in the load lock chamber is changed, similarly, unnecessary space in the load lock chamber can be removed. Since the volume of the load lock chamber is reduced, the time required for exhausting the load lock chamber can be shortened.
[0020]
The film forming apparatus according to claim 5 of the present invention includes a load lock chamber configured to reduce the pressure from the atmospheric pressure, an exhaust unit configured to reduce the pressure of the load lock chamber, and a film forming processing chamber configured to reduce the pressure to a predetermined pressure. A gas supply means for supplying a gas to the film formation processing chamber, an exhaust means for reducing the pressure of the film formation processing chamber, and a power supply means for generating plasma are formed on the surface of the substrate. A film forming apparatus for performing film processing, wherein a plurality of base materials can be arranged, and an openable and closable first pressure partition which can shut off a pressure with an atmosphere side, and a pressure with a vacuum side A load lock chamber in which an openable and closable second pressure partition is provided, the first pressure partition forming a shape for reducing a space formed between an inner wall and a base material or between base materials. At least one or more rooms.
Thus, unnecessary space in the load lock chamber can be removed, and the volume of the load lock chamber is reduced, so that the time required for exhausting the load lock chamber can be shortened.
Further, preferably, by providing two or more load lock chambers, there is an effect that the loading and unloading of the base material into and from the load lock chamber can be performed simultaneously.
[0021]
In the film forming apparatus according to claim 6 of the present invention, in the film forming apparatus according to claims 1 to 5, a plurality of substrates can be arranged on the same plane inside, and The load lock chamber provided with an opening for carrying out or carrying in the material, further comprising a substrate transporting means slidable at least in a direction perpendicular to the plane, and mounted on the substrate transporting means, A base material transport tray that forms an openable and closable second pressure partition that can shut off the pressure on the vacuum side adjacent to the opening of the load lock chamber, and the base material placed on the base material transfer tray is provided. According to a feature of the present invention, the substrate can be carried out or carried in from the opening of the load lock chamber by the linear motion of the substrate carrying means.
Thus, a plurality of three-dimensional substrates can be transported between the load lock chamber and the vacuum side in one operation, and the time required for transporting the substrates can be reduced. .
Further, since a plurality of substrates can be simultaneously transferred, there is an effect that a film forming process on a plurality of substrates can be performed simultaneously.
[0022]
The film forming apparatus according to claim 7 of the present invention, in the film forming apparatus according to claim 6, can perform a film forming process simultaneously on the substrates placed on the substrate transfer tray. And the load lock chamber is configured to be adjacent to the load lock chamber via the base material transfer tray that is a second pressure partition, and the base material transfer means operates by a linear motion. The method is characterized in that a substrate placed on a substrate transport tray is carried into or out of the film formation processing chamber.
Accordingly, a plurality of three-dimensionally shaped substrates can be transported from the load lock chamber to the film formation processing chamber in a single operation, and the time required for transporting the substrates can be reduced.
In addition, the apparatus configuration has a configuration in which only one substrate transport unit that performs a linear motion in the vertical direction is provided as the substrate transport unit, and thus has an effect that the apparatus can be simplified.
Further, since a plurality of substrates can be simultaneously transferred, there is an effect that a film forming process on a plurality of substrates can be performed simultaneously.
[0023]
In the film forming apparatus according to the present invention, only one substrate supporting pallet in which a plurality of substrates are placed on the same plane is carried in and out. Wherein the substrate support pallet is mounted on the substrate transport tray, and is loaded or unloaded to the vacuum side by the substrate transport means. .
Thus, a plurality of substrates can be loaded or unloaded into the load lock chamber opened to the atmosphere in one operation, and the time required for loading or unloading the plurality of substrates can be reduced. Has an action.
Further, since a plurality of substrates can be simultaneously transferred, there is an effect that a film forming process on a plurality of substrates can be performed simultaneously.
[0024]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the film forming apparatus according to the sixth or seventh aspect, wherein the load lock chamber has an opening through which a substrate is unloaded or loaded into the vacuum side. It is characterized in that it is formed for each material or for a plurality of materials.
Thereby, the substrate transfer tray can reduce the area exposed to the atmosphere, and can reduce the adsorption of water molecules.
When the substrate transport tray is carried into the film forming chamber and the film forming chamber is evacuated to a high vacuum, the time required for the evacuation can be shortened.
[0025]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the film forming apparatus according to the seventh aspect, wherein the load lock chamber is further capable of shutting off a pressure with a vacuum side. And when the base material is carried out to the film formation processing chamber by the base material transfer means, the pressure with the film formation processing chamber can be shut off by closing the third pressure partition. .
This makes it possible to evacuate the film formation chamber without being affected by the gas released from the inner wall of the load lock chamber, and to shorten the time required for evacuating the film formation chamber. It has the action of:
Furthermore, when a film formation process is performed on a substrate to be film-formed in a film formation processing chamber, it plays a role of preventing plasma from entering the load lock chamber, and thus has an effect of preventing contamination of the load lock chamber. Have.
[0026]
(Embodiment 1)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention described in claims 1 to 6, 8, and 9 of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0027]
The apparatus shown in FIGS. 1A and 1B shows the configuration of a film forming apparatus according to the present invention.
[0028]
Reference numeral 1 denotes a load lock chamber. The load lock chamber 1 has a configuration in which a plurality of base materials 2a to 2d can be arranged on the same plane, and the volume of the load lock chamber is as small as possible because the load lock chamber is an element for elongating the evacuation time. It is more preferable that a decompression space formed for each base material is provided inside. In the drawing of this example, only one load lock chamber 1 is provided. However, it is preferable that two or more load lock chambers are provided so that loading and unloading of the base material can be performed simultaneously.
[0029]
The load lock chamber 1 is provided with a lid 5 for shutting off the pressure from the atmosphere side and for loading or unloading the base material. However, a gate valve can also be used. Reference numerals 4a to 4d denote exhaust valves, and the load lock chamber 1 performs pressure reduction or pressure increase through the exhaust valves 4a to 4d. In the drawing of the present example, the exhaust valves 4a to 4d are provided for each independent decompression space of the load lock chamber 1. However, if each decompression space of the load lock chamber 1 is not formed independently, the exhaust valve May be one.
[0030]
Further, the load lock chamber 1 is provided with an opening for loading or unloading the substrate into or from the substrate transfer chamber 7. This opening is formed for each substrate, and can reduce the area of the substrate transport trays 6a and 6b that transport the substrates 2a to 2h under reduced pressure atmosphere, which is exposed to the atmosphere.
[0031]
Further, the load lock chamber 1 can be detached from the substrate transfer chamber 7, and is replaced with an optimized one of the shape of the load lock chamber in accordance with a change in the shape, size, number of storages, or location of the base material. It is also possible to exchange the transfer trays 6a and 6b in the base material transfer chamber 7.
[0032]
Reference numeral 7 denotes a substrate transfer chamber. The substrate transfer chamber 7 is mounted on the vertically movable stages 9a and 9b, which are vertically slidable, and is adjacent to the opening of the load lock chamber 1 or the opening of the film forming processing chamber 10. The substrate transport trays 6a and 6b for shutting off the pressure with the substrate transport chamber 7 and the substrates 2a to 2h placed on the substrate transport trays 6a and 6b are transferred from the load lock chamber 1 to the film forming processing chamber 10 A swivel table 8 is provided for swiveling and transporting. As the substrate transfer means for transferring from the load lock chamber 1 to the film formation processing chamber 10, another transfer means such as a transfer robot or a direct transfer method can be used. Reference numeral 11 denotes an exhaust valve, and the substrate transfer chamber 7 evacuates to a predetermined pressure via the exhaust valve 11. In the drawing of the present example, a plurality of substrate supports 3a to 3h are provided on the substrate transport trays 6a and 6b to place a plurality of substrates 2a to 2h. , 6b need not have the base supports 3a to 3h as long as the bases 2a to 2h can be placed thereon.
[0033]
Reference numeral 10 denotes a film formation processing chamber. The film formation processing chamber 10 is configured to be capable of simultaneously forming a film on a plurality of substrates 2a to 2h. The film forming chamber 10 has a gas supply port (not shown) for supplying a source gas and a sputtering gas necessary for the film forming process, and an electrode (for supplying electric power necessary for film forming to the substrate). (Not shown), and an exhaust valve 12 for evacuating to a predetermined pressure, and an opening for introducing a substrate therein is provided therein.
The exhaust valve 12 controls the opening area of the exhaust valve when performing vacuum processing by controlling the pressure of the film forming processing chamber 10 to a predetermined pressure while supplying the source gas while measuring the pressure. A conductance valve and a gate valve which can be used are preferable.
In the drawing of this example, the number of the film formation processing chambers 10 is only one. However, it is preferable that a plurality of film formation processing chambers are provided for different predetermined processing processes such as sputtering and CVD.
[0034]
In the apparatus shown in FIGS. 2A and 2B, in the film formation processing apparatus having the configuration described with reference to FIG. 1, the lid 5 provided in the load lock chamber 1 is provided for each independent depressurized space in the load lock chamber. In this configuration, exhaust valves 4a to 4d are provided for each decompression space. By providing the lids 5a to 5d for each of the decompression spaces, the decompression space in which the substrate is not carried in and out can maintain the decompression state, and the volume in the load lock chamber 1 is reduced. This makes it possible to shorten the time required for the first exhaust.
Except for the above, it is the same as FIG.
[0035]
The apparatus shown in FIGS. 3A and 3B is a film forming apparatus having the configuration described with reference to FIG.
The load lock chamber 1 has a configuration in which a plurality of base materials 2a to 2h can be arranged on the same plane, and the volume of the load lock chamber is as small as possible because it becomes an element for elongating the evacuation time. It is preferable to insert a member 13 for reducing a space formed between the inner wall of the load lock chamber 1 and the base materials 2a to 2h or between the base materials 2a to 2h. 1 can reduce the volume in the load lock chamber 1 by changing and inserting the member 13 in accordance with a change in the shape, size, accommodation number, or location of the object to be processed, thereby reducing the volume in the load lock chamber 1 and reducing exhaust. The required time can be shortened.
Except for the above, it is the same as FIG.
[0036]
The apparatus shown in FIGS. 4A and 4B is a film-forming apparatus having the configuration described with reference to FIG. 1, wherein the load lock chamber 1 has a lid 5 provided between the inner wall and the substrates 2a to 2h or the substrate. This is a configuration in which a shape for reducing the space formed between 2a to 2h is formed, and a space that can be decompressed is formed by making the lid 5 adjacent to the base material transfer chamber 7. Can be reduced in volume. Further, since the substrate transport pallet 14 in which the plurality of substrates 2a to 2h are placed on the same plane can be accommodated in the load lock chamber 1, the plurality of substrates 2a to 2h can be stored in the load lock chamber. It can be accommodated in one operation, and the time required for loading and unloading the substrates 2a to 2h can be shortened.
[0037]
In the device of the present embodiment, the load lock chamber is configured to accommodate a plurality of three-dimensionally shaped substrates, and is configured to reduce the space formed between the inner wall of the load lock chamber and the substrate or between the substrates. Therefore, the number of times of evacuation from the atmosphere to a predetermined vacuum pressure is reduced as compared with the related art, and the time required for one evacuation of the load lock chamber is also shortened because the volume of evacuation is significantly reduced. ing. Further, since the area of the substrate transport tray exposed to the atmosphere can be reduced, the time required for evacuation of the substrate transport chamber or the film forming chamber can be shortened. Further, since the configuration is such that a plurality of substrates can be transported in the same manner, the throughput of the apparatus is improved.
[0038]
(Embodiment 2)
Preferred embodiments of the present invention described in claims 1, 2, 7, 9, and 10 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b).
[0039]
The apparatus shown in FIGS. 5A and 5B shows the configuration of a film forming apparatus according to the present invention.
[0040]
Reference numeral 1 denotes a load lock chamber. The load lock chamber 1 has a configuration in which a plurality of base materials 2a to 2d can be arranged on the same plane, and the volume of the load lock chamber is as small as possible because the load lock chamber is an element for elongating the evacuation time. It is more preferable that a decompression space formed for each base material is provided inside.
[0041]
The load lock chamber 1 is provided with a lid 5 for shutting off the pressure with the atmosphere and for loading or unloading the base materials 2a to 2h, but a gate valve can also be used. Reference numerals 4a to 4d denote exhaust valves, and the load lock chamber 1 performs pressure reduction or pressure increase through the exhaust valves 4a to 4d. In the drawing of the present example, the exhaust valves 4a to 4d are provided for each independent decompression space of the load lock chamber 1. However, if each decompression space of the load lock chamber 1 is not formed independently, the exhaust valve May be one. Further, the load lock chamber 1 is provided with an opening for loading or unloading the base materials 2a to 2h into or out of the film formation processing chamber 10. This opening is formed for each substrate, and can reduce the area of the substrate transport tray 6 that transports the substrates 2a to 2d under the reduced pressure atmosphere, which is exposed to the atmosphere.
[0042]
Reference numeral 10 denotes a film formation processing chamber. The film formation processing chamber 10 is capable of simultaneously performing a film formation process on a plurality of substrates 2a to 2d, and is configured to be adjacent to the load lock chamber 1 via a substrate transfer tray 6 that is a pressure partition. ing. An elevating stage 9 slidable in the vertical direction is mounted in the film forming chamber 10, and the elevating stage 9 is mounted on the elevating stage 9, and the pressure between the film forming chamber 10 and the opening of the load lock chamber 1 is shut off. A substrate transport tray 6, a gas supply port (not shown) for supplying a source gas and a sputtering gas necessary for the film formation process, and an electrode (FIG. (Not shown), and an exhaust valve 12 for evacuating to a predetermined pressure.
The exhaust valve 12 controls the opening area of the exhaust valve when performing vacuum processing by controlling the pressure of the film forming processing chamber 10 to a predetermined pressure while supplying the source gas while measuring the pressure. A conductance valve and a gate valve which can be used are preferable.
In the drawing of this example, the number of the film formation processing chambers 10 is only one. However, it is preferable that a plurality of film formation processing chambers are provided for different predetermined processing processes such as sputtering and CVD.
A gate valve 15 is provided between the load lock chamber 1 and the film forming chamber 10. When the substrates 2 a to 2 d are carried out to the film formation processing chamber 10 by the elevating stage 9, the pressure between the load lock chamber 1 and the film formation processing chamber 10 can be shut off by closing the gate valve 15. This makes it possible to exhaust the film formation processing chamber 10 without being affected by the gas released from the inner wall of the load lock chamber 1, thereby shortening the time required for exhausting the film formation processing chamber 10. Further, when the film forming process is performed on the base materials 2a to 2d in the film forming process chamber 10, since the role of preventing the plasma from entering the load lock chamber 1, the load lock chamber 1 is contaminated. Can be prevented.
[0043]
Also in the apparatus of the present embodiment, the load lock chamber has a configuration capable of accommodating a plurality of three-dimensional base materials, and reduces the space formed between the inner wall of the load lock chamber and the base material or between the base materials. Because of the configuration, the number of times of evacuation from the atmosphere to a predetermined vacuum pressure is reduced as compared to the conventional one, and the time required for one evacuation of the load lock chamber is also shortened because the volume to be evacuated is significantly reduced. Has become. Further, since the area of the substrate transport tray exposed to the atmosphere can be reduced, the time required for evacuation of the substrate transport chamber or the film forming chamber can be shortened. Further, since the configuration is such that a plurality of substrates can be transported in the same manner, the throughput of the apparatus is improved.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the load lock chamber has a configuration capable of accommodating a plurality of three-dimensional base materials, and can be formed between the inner wall of the load lock chamber and the base material or between the base materials. Since the space is reduced, the number of times of evacuation from the atmosphere to a predetermined vacuum pressure is reduced as compared with the conventional case, and the volume of the load lock chamber is remarkably reduced. This has the effect of shortening the time. In addition, it is possible to reduce the amount of gas released from the substrate transfer tray, and when the substrate transfer tray is loaded into the film formation processing chamber and the film formation processing chamber is evacuated to a high vacuum, the time required for evacuation is reduced. Can be shorter. Further, since the volume to be evacuated and the amount of released gas are reduced, a small-sized pump can be used, which has the effect of reducing the cost of the apparatus. Further, the configuration of the film forming apparatus of the present invention has an effect that the total apparatus operation rate such as production of a plurality of models and reduction of the time for switching models can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration (a) of an example of an overall configuration of a film forming apparatus according to the present invention when viewed from a side, and a configuration (b) when a load lock chamber is viewed from above.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration (a) of an example of an overall configuration of a film forming apparatus according to the present invention when viewed from a side, and a configuration (b) when a load lock chamber is viewed from above.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration (a) of an example of the entire configuration of a film forming apparatus according to the present invention as viewed from a side, and a configuration (b) of a load lock chamber as viewed from above.
FIG. 4 is a side view illustrating an example of the overall configuration of a film forming apparatus according to the present invention.
FIGS. 5A and 5B show a configuration in which a substrate is accommodated in a load lock chamber and a configuration in which a substrate is transported to a deposition chamber in a film forming apparatus according to the present invention. FIGS. Figure showing
[Explanation of symbols]
1 load lock room
2a-2h base material
3a-3h Substrate support
4a-4d exhaust valve
5, 5a-5d lid
6, 6a, 6b Substrate transport tray
7 Substrate transfer chamber
8 Turning table
9, 9a, 9b lifting stage
10 Deposition processing chamber
11 Exhaust valve
12 Exhaust valve
13 members
14 Substrate transport pallet
15 Gate valve
