JP2005187114A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の両面に対する種々の真空処理の要求に対して柔軟に応えることができ、しかも装置構成が簡潔な真空処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 被処理物（Ｗ）を真空処理する真空処理装置であって、大気よりも減圧された雰囲気を維持可能なメインチャンバ（１０）と、これに付設され前記被処理物に真空処理を施す真空処理部（２０）と、前記メインチャンバ内に収容され、被処理物を前記真空処理部により真空処理される位置に搬送する回転搬送機構（４０）と、前記回転搬送機構に載置された前記被処理物の表裏を反転可能な反転機構（５０）と、を備え、前記反転機構により前記真空処理の前後あるいは途中において前記被処理物を反転させることにより前記被処理物の表面側と裏面側とをそれぞれ真空処理可能とする真空処理装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、真空処理装置に関し、基板の両面に対して、薄膜の形成や表面改質あるいはエッチングなどの各種の真空処理を円滑に行うことができる真空処理装置に関する。

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が採用されつつある。これらの用途のうちで、薄膜堆積やエッチングなどの処理を、基板の両面に対して行う必要がある場合がある。
このようなものとしては、例えば、水晶板の両面に電極を形成する必要がある水晶振動子その他の各種電子部品、あるいは、基板の両面に記録層を設けた各種記録媒体などを挙げることができる。
従来、このような用途においては、スパッタソースなどの真空処理手段を対向配置した真空処理装置が用いられてきた（例えば、特許文献１）
図１３は、このような従来の真空処理装置の要部構成を表す概念図である。すなわち、同図（ａ）及び（ｂ）は、真空処理装置のメインチャンバの全体構成を表し、同図（ａ）は同図（ｂ）のｙ−ｙ線断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のｘ−ｘ線断面図である。

この装置の場合、真空チャンバ１１０の対向面に、スパッタソース１２０Ａ、１２０Ｂがそれぞれ設けられ、これらの間に基板１４０が配置される。つまり、一対のスパッタソース１２０Ａ及びＢを稼働させることにより、基板１４０の両面に同時に薄膜を堆積することができる。
特開平５−２９５５３８号公報

しかし、図１３に例示したような従来の真空処理装置の場合、２台のスパッタソース１２０Ａ、１２０Ｂを設けるために、装置構成が大がかりかつ複雑となり、コストも高くなるという問題があった。

また、２台のスパッタソース１２０Ａ、１２０Ｂを設けることにより、故障やメンテナンスの手間の倍増し、スパッタターゲットの交換や清掃、保守、維持などの手間が増えるという問題もあった。

またさらに、ある基板に対しては、その表面と裏面とに同一の処理を施し、またある基板に対しては、その表面と裏面とで異なる処理を施したいような要求に対する柔軟性に欠けるという問題もあった。

一方、このような装置の場合、スパッタリングの対称性を確保するため、いわゆる「縦型」の装置構成を採用することが望ましく、このためには、図示したように基板１４０を「立てた」状態で搬送する必要が生ずる。しかし、このように基板を立てた状態で搬送、保持することは容易でなく、真空中での保持、移動機構が複雑になりやすいという問題もあった。

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、基板の両面に対する種々の真空処理の要求に対して柔軟に応えることができ、しかも装置構成が簡潔な真空処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の真空処理装置は、被処理物を真空処理する真空処理装置であって、大気よりも減圧された雰囲気を維持可能なメインチャンバと、前記メインチャンバに付設され前記被処理物に真空処理を施す真空処理部と、前記メインチャンバ内に収容され、被処理物を前記真空処理部により真空処理される位置に搬送する回転搬送機構と、前記回転搬送機構に載置された前記被処理物の表裏を反転可能な反転機構と、を備え、
前記反転機構により前記真空処理の前後あるいは途中において前記被処理物を反転させることにより前記被処理物の表面側と裏面側とをそれぞれ真空処理可能としたことを特徴とする。

上記構成によれば、簡潔な装置構成で被処理物の両面に真空処理を施すことができる。

ここで、前記反転機構は、前記真空処理部により真空処理される位置とは異なる位置において、前記被処理物の表裏を反転させることができる。

または、前記反転機構は、前記真空処理部により前記被処理物が真空処理される位置においてその被処理物の表裏を反転させることもできる。
また、前記真空処理部により真空処理される位置において、前記被処理物を前記真空処理部に向けて上昇させる上昇機構をさらに備えたものとすることもできる。
また、前記反転機構は、前記真空処理部により真空処理される位置において、前記被処理物を前記真空処理部に向けて上昇させつつ前記反転させるようにしてもよい。

また、前記反転機構は、前記真空処理の間、前記被処理物を前記真空処理部により真空処理される位置において前記真空処理部に対して斜めに傾斜させた状態に保持することもできる。

また、前記反転機構は、前記真空処理の間、前記真空処理部により真空処理される位置において前記真空処理部に対して前記被処理物の表裏が連続的あるいは間欠的に入れ替わるように回転させることもできる。

なお、本願明細書において、「真空処理」とは、大気よりも減圧の雰囲気において被処理物に実施されるあらゆる処理を意味し、例えば、成膜、エッチング、表面加工、表面改質、評価などの各種の処理を含むものである。

成膜としては、例えば、蒸着、スパッタリング、化学気相堆積（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）、イオンプレーティングなどを挙げることができる。
エッチング・表面加工としては、反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching：ＲＩＥ）、化学ドライエッチング（Chemical Dry Etching：ＣＤＥ）、イオンミリング（Ion Milling）、プラズマエッチング、収束イオンビームエッチング（Focused Ion Beam ecthing：ＦＩＢ）、反応性イオンビームエッチングなどを挙げることができる。
表面改質としては、例えば、プラズマ照射処理、イオン打ち込み、電子線照射処理、真空加熱処理などを挙げることができる。

評価としては、被処理物の表面を清浄に維持する必要がある各種の評価や、被処理物に電子線を照射する評価、あるいは被処理物から放出される電子線を検出する評価、イオンビームを用いる評価などを挙げることができる。具体的には、例えば、オージェ電子分光分析、２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）、電子エネルギー損失分光（ＥＬＳ）ＥＳＣＡ、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）、紫外線光電子分光（ＵＰＳ）、Ｘ線プローブマイクロ分析（ＸＭＡ）、イオン後方散乱、高速電子線回折（ＨＥＥＤ）、低速電子線回折（ＬＥＥＤ）、透過型あるいは走査型の電子顕微鏡観察（ＴＥＭ、ＳＥＭ）などを挙げることができる。

本発明は、以下に説明する効果を奏する。
まず、本発明によれば、真空処理部と、反転機構と、これらの間で基板を搬送する回転搬送機構と、を設けることにより、基板の表面と裏面とにそれぞれ所望の真空処理を施すことができる。
また、本発明によれば、ひとつのプロセス室のみで基板の両面に対する真空処理を行うことができ、従来の装置と比較して装置構成を簡略とし、装置コストを大幅に下げることができる。
また、本発明によれば、基板を水平にした状態で搬送できるため、搬送機構を簡略化し、基板の形状や大きさを変えた場合にも柔軟に対応できるという点で有利である。

また、本発明によれば、基板の表面と裏面とに同一の真空処理を行う場合や、基板の表面と裏面とで異なる真空処理を行う場合などの各種の要求に柔軟に対応することができる。
またさらに、本発明によれば、基板を斜めに傾斜させた状態で真空処理を行うことも可能となり、また基板を連続的あるいは簡潔的に回転させた状態で真空処理を行うことも可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、シンプルな装置構成により連続的かつ柔軟に基板の両面に対する真空処理を実施できるようになり、産業上のメリットは多大である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる真空処理装置の要部平面構成を概念的に例示する模式図である。

本発明の真空処理装置は、メインチャンバ１０の中に、プロセス室（真空処理部）２０Ａ、２０Ｂと基板反転機構５０とがそれぞれ設けられ、基板Ｗ１〜Ｗ４は、回転搬送機構４０によりこれらにそれぞれ搬送可能とされている。

プロセス室２０Ａ、２０Ｂは、薄膜堆積、エッチング、プラズマ処理、表面改質、物性測定などの各種の真空処理を施す役割を有する。
基板反転機構５０は、基板Ｗ１〜Ｗ４を１８０度反転させて表面と裏面とをひっくり返す役割を有する。
回転搬送機構４０は、基板Ｗ１〜Ｗ４を載せ、それぞれを所定のプロセス室あるいは反転機構に搬送する役割を有する。
なお、図１においては、２つのプロセス室２０Ａ、２０Ｂと１つの反転機構５０と４つの基板Ｗ１〜Ｗ４を有する真空処理装置を例示したが、本発明はこれには限定されず、それぞれの数は適宜変更可能である。

その動作について説明すると、以下の如くである。すなわち、まず、メインチャンバ１０は、図示しない排気口を介して、ターボ分子ポンプ、クライオ・ポンプ、油拡散ポンプなどの真空排気系により所定の真空度まで排気可能とされている。

そして、基板Ｗ１〜Ｗ４は、例えば、図示しないロードロック機構によりメインチャンバ１０の中に導入され、回転搬送機構４０の上の所定位置（例えば、Ｗ１の位置）に配置される。このためには、図示しないロードロック・チャンバや基板搬送機構などを適宜設けることができる。

回転搬送機構４０の上に配置された基板は、矢印Ｒの方向（あるいはその逆方向）に順次回転搬送され、例えば、プロセス室２０Ａにおいてまずその表面側に薄膜堆積などの真空処理が施される。しかる後に、その基板は、基板反転機構５０に回転搬送され、ここで、反転されて表面と裏面とが入れ替わる。

次に、この基板はプロセス室２０Ｂに回転搬送され、ここで裏面側に真空処理が施される。あるいは、この基板をプロセス室２０Ａに戻して裏面側に同様の真空処理を施すこともできる。

このようにして表面と裏面とに所定の真空処理が施された基板は、例えば、図１のＷ１の位置に再び回転搬送され、ここで図示しない基板搬送機構により取り出される。

以上説明したように、本実施形態によれば、プロセス室と、基板反転機構と、これらの間で基板を搬送する回転搬送機構と、を設けることにより、基板の表面と裏面とにそれぞれ所望の真空処理を施すことができる。

本発明の最も簡潔な構成としては、プロセス室としてひとつのプロセス室２０Ａのみを有する構成を挙げることができる。この場合、両面処理のためのシーケンスは以下に例示した如くである。

回転搬送機構４０への基板の搬送
↓
プロセス室２０Ａにおける表面側の真空処理
↓
基板反転機構５０における基板の反転動作
↓
プロセス室２０Ａにおける裏面側の真空処理
↓
回転搬送機構４０からの基板の取り出し

つまり、ひとつのプロセス室のみで基板の両面に対する真空処理を行うことができる。この点で、図１３に例示した従来の装置と比較して装置構成を簡略とし、装置コストを大幅に下げることができる。

また一方、例えば図１に表した具体例の場合、２つのプロセス室２０Ａ及び２０Ｂにおいて同一の真空処理を実行可能とした場合、以下のシーケンスが可能となる。

回転搬送機構４０への基板の搬送
↓
プロセス室２０Ａにおける表面側の真空処理
↓
基板反転機構５０における基板の反転動作
↓
プロセス室２０Ｂにおける裏面側の真空処理
↓
回転搬送機構４０からの基板の取り出し

つまり、回転搬送機構４０から処理済みの基板を取り出し、同時に未処理の基板を送り込む動作を順次繰り返すことにより、基板の表面及び裏面に対する同一の真空処理を連続的に実行することができる。
このようにした場合、図１３に例示した従来の装置と比べると、基板を水平にした状態で搬送できるため、搬送機構を簡略化し、基板の形状や大きさを変えた場合にも柔軟に対応できるという点で有利である。

また一方、本実施形態において、プロセス室２０Ａと２０Ｂとでそれぞれ異なる真空処理を施すこととすると、さらに柔軟な対応が可能となる。例えば、基板の表面と裏面とに同一の真空処理を行いたい場合には、以下のシーケンスで処理を実行することができる。

回転搬送機構４０への基板の搬送
↓
プロセス室２０Ａ（２０Ｂ）における表面側の真空処理
↓
基板反転機構５０における基板の反転動作
↓
プロセス室２０Ａ（２０Ｂ）における裏面側の真空処理
↓
回転搬送機構４０からの基板の取り出し

一方、基板の表面と裏面とで異なる真空処理を実行させたい場合には、以下のシーケンスによればよい。

回転搬送機構４０への基板の搬送
↓
プロセス室２０Ａにおける表面側の真空処理
↓
基板反転機構５０における基板の反転動作
↓
プロセス室２０Ｂにおける裏面側の真空処理
↓
回転搬送機構４０からの基板の取り出し

つまり、シーケンスを適宜変更することにより、基板の表面と裏面とに同一の真空処理を施すこともできるし、異なる真空処理を実行することもできる。

またさらに、基板の同一面に対してプロセス室２０Ａと２０Ｂとによる処理を重ねることもできる。具体的には、以下のシーケンスを挙げることができる。

回転搬送機構４０への基板の搬送
↓
プロセス室２０Ａにおける表面側の真空処理
↓
プロセス室２０Ｂにおける裏面側の真空処理
↓
基板反転機構５０における基板の反転動作
↓
プロセス室２０Ａにおける表面側の真空処理
↓
プロセス室２０Ｂにおける裏面側の真空処理
↓
回転搬送機構４０からの基板の取り出し

例えば、プロセス室２０Ａにおいては材料Ａを堆積し、プロセス室２０Ｂにおいては材料Ｂを堆積可能とした場合、上記シーケンスに従えば、基板の両面に材料Ａの層と材料Ｂの層とを積層させることができる。

または、プロセス室Ａにおいてエッチングやクリーニングなどの前処理を実行させ、プロセス室Ｂにおいて薄膜の堆積などの処理を実行させる場合にも、上記シーケンスに従えば、前処理と薄膜堆積とをそれぞれ基板の表面と裏面に対して実行させることができる。

このように、本実施形態によれば、基板反転機構５０により基板を適宜反転させて所定のプロセス室に搬送し真空処理を実行させることにより、基板の表面と裏面とに、それぞれ所望の真空処理を施すことができる。

次に、基板反転機構５０の具体例について説明する。

図２は、基板反転機構５０の第１の具体例を表す平面図である。

また、図３（ａ）は、その要部を表すｘ−ｘ線断面図であり、同図（ｂ）はその平面図である。これらの図については、図１と同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本具体例においては、基板Ｗ１〜Ｗ４は、基板ホルダ３０に設置される。基板ホルダ３０には、シャフト３３の周りに回転可能な一対の支持体３２、３２が設けられ、基板Ｗ１〜Ｗ４は、この支持体３２、３２に保持された状態で、基板ホルダ３０に配置される。

基板反転機構５０は、チャンバ１０の側壁に設けられた回転導入端子５４とその回転軸に接続された結合部５２を有する。真空処理装置の回転搬送機構４０が回転すると、基板ホルダのシャフト３３は図３（ｂ）の矢印Ａの方向に移動し、その先端３３Ａが結合部５２Ａに設けられたスリット内に入り込んだ状態となる。この状態において、回転導入端子５４の結合部５２を１８０度回転させることにより、シャフト３３を介して基板Ｗ１〜Ｗ４を１８０度反転させることができる。

なお、図３においては、回転導入端子５４の回転軸がＯリング１００により気密を維持した状態で真空側に導入された構造を例示したが、本発明はこれに限定されず、回転導入機構としては、磁気結合方式やベローズを用いた回転導入方式、あるいは磁気シールを用いた回転導入方式などを用いてもよい。

またここで、基板ホルダ３０には、基板Ｗ１〜Ｗ４が水平方向において固定されるようになストッパ３６が適宜設けられる。このストッパは、例えば、図４に例示したような、ピンを圧接させる構造とすることができる。すなわち、基板ホルダ３０の端からスプリング３５によりストッパ３６を突出させ、その先端を支持体３２の端部に設けられた凹部３２Ａに圧接させる。このようにすれば、反転の前後において基板Ｗ１〜Ｗ４を水平位置に固定できる。

基板Ｗ１〜Ｗ４が反転された後は、再び回転搬送機構４０が符号Ｒの方向（あるいはその反対の方向）に回転することにより、基板側のシャフト３３は矢印Ａの方向に移動し、基板反転機構５０の結合部５２から外れる。

図５は、基板反転機構の第２の具体例を表す模式図である。同図についても、図１乃至図４に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本具体例の場合、基板を回転させるシャフト３３の先端にピニオンギア５５が設けられている。そして、このピニオンギア５５と係合するように、ラックギア５６がチャンバ１０に固定的に設けられている。つまり、基板反転機構５０は、ピニオンギア５５とラックギア５６とを有する。回転搬送機構が符号Ｒの方向（あるいはその反対方向）に回転すると、ピニオンギア５５は基板反転機構５０に設けられたラックギア５６と係合して回転する。ここで、ラックギア５６の上を一回走行すると、シャフト３３が１８０度回転するように、ピニオンギア５５とラックギア５６の歯数が設定されている。このようにしても基板Ｗ１〜Ｗ４を反転させることができる。
本具体例の場合、チャンバの外部から回転運動などを導入する必要がないので、機構を簡略にできる。

また、図５において、ラックギア５６に図示しない上下機構を付与すれば、ラックギア５６を上昇させた時にはピニオンギア５５と係合させて基板を反転させ、ラックギア５６を降下させた時にはピニオンギア５５から逃がして基板を反転させないようにすることもできる。

また一方、本発明においては、基板に上下機構を付与してもよい。
図６は、基板Ｗの上下機構を設けた真空処理装置を例示する断面図である。同図についても、図１乃至図５に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本具体例の場合、例えばスパッタ成膜やエッチングなどを行うプロセス室２０の下に、上下駆動部７０が設けられ、そのシリンダ７２が上下方向に駆動される。一方、基板ホルダ３０は、回転搬送機構４０に対して、シャフト３７により上下可動に配置されている。

基板ホルダ３０がプロセス室２０の位置に搬送された状態において、シャフト３７とシリンダ７２とが整合し、上下駆動部７０によって、基板ホルダ３０がプロセス室２０の方向に持ち上げられる。そして、このように基板Ｗを上昇させた状態で、成膜やエッチングなどの真空処理を実行することができる。
このように基板Ｗをプロセス室２０の入り口付近まで持ち上げ、あるいはプロセス室２０の内部に挿入した状態で真空処理を行えば、プロセス室２０において生ずる堆積物やエッチング生成物、あるいはガス雰囲気などがチャンバ１０の全体に飛散することを防ぐことが可能となる。つまり、プロセス室２０とチャンバ１０との間の「クロスコンタミネーション」を防ぐことができる。この効果は、チャンバ１０に多種のプロセス室を設ける場合に、プロセス室同士のクロスコンタミネーションも防止できる点で顕著である。

また一方、プロセス室２０においてスパッタリングなどを実施する場合にも、プロセス室２０の入り口付近のコンダクタンスを絞ることにより、差動排気効果が得られ、チャンバ１０を高真空状態に維持しつつ、プロセス室２０の内部のみをスパッタリングなどに適した低真空状態にすることが可能となる。

またさらに、本発明においては、基板の上下機構と反転機構とを組み合わせることもできる。
図７は、基板の上下機構と反転機構とを組み合わせた真空処理装置の要部断面構造を表す模式図である。同図についても、図１乃至図６に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

この真空処理装置の場合、基板Ｗを反転させるシャフト３３の先端にピニオンギア５７が設けられ、回転搬送機構４０に固定されたラックギア５８と係合している。そして、上下駆動部７０によりシリンダ７２が上昇するとピニオンギア５７が回転して基板Ｗを反転させる。この時に、シリンダ７２の上昇のストロークに合わせて基板Ｗが１８０度反転するように、ピニオンギア５７とラックギア５８の歯数が設定すればよい。このようにすれば、上下機構と基板反転機構とを組み合わせることができる。

本具体例の装置の場合、同一のプロセス室２０を用いて、基板Ｗを上昇させない状態でその表面側を真空処理し、基板Ｗを上昇させた状態でその裏面側を真空処理することができる。この場合、それぞの真空処理に際して、プロセス室２０と基板Ｗとの距離が異なるが、プロセス条件を調節することにより、処理条件を実質的に同一にすることもできる。例えばスパッタ成膜を行う場合には、成膜時間を調節したり、あるいはスパッタ源への投入電力やガス圧力などを調節することにより、基板Ｗとの距離が異なる条件でも基板の両面に同一の膜厚の薄膜を形成することができる。

図８は、本発明のさらなる変型例にかかる真空処理装置の断面構造を表す模式図である。同図についても、図１乃至図７に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本変型例の場合、複数のプロセス室２０Ａ、２０Ｂが設けられ、それぞれの高さがずれている。つまり、プロセス室２０Ａは、基板Ｗ１が上下駆動のストロークの下端にある状態に対応して設けられ、プロセス室２０Ｂは、基板Ｗ２の上下駆動のストロークの上端にある状態に対応して設けられている。

基板がＷ１の位置にある状態では、その表面側がプロセス室２０Ａにより真空処理される。そして、基板が回転搬送機構４０によってＷ２の位置に搬送され、上下駆動部７０のシリンダ７２により上昇され反転された状態においては、その裏面側がプロセス室２０Ｂにより真空処理される。

本変型例の場合、プロセス室２０Ａと基板Ｗ１との間隔が、プロセス室２０ＢとＷ２と間隔と同一となるように配置されているので、これらにおける真空処理の条件を同一にすることができる。従って、基板Ｗ１、Ｗ２の表面側と裏面側に同一の真空処理を実行することが容易となるという利点がある。

図９は、本発明のさらなる変型例にかかる真空処理装置の断面構造を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）はそのチャンバ内の要部構成を表す平面図、同図（ｂ）は正面図である。同図についても、図１乃至図８に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本変型例の場合、基板Ｗ１、Ｗ２はそれぞれ基板ホルダ３０に固定された状態で、モータ８０の回転シャフト８２に固定されている。モータ８０に接続される電気配線８４は、回転搬送機構４０の回転軸４２を介して外部に導出される。

基板Ｗ１、Ｗ２は、モータ８０の回転動作により１８０度反転可能とされ、その両面に所定の真空処理を施すことができる。また、電気配線８４の「ねじれ」を防ぐためには、回転搬送機構４０を一方向のみに連続的に回転させるのではなく、矢印Ａにより例示したように、正逆両方向の回転動作を組み合わせて基板Ｗ１、Ｗ２を所定の位置に搬送するようにすればよい。

図１０も、本発明のさらなる変型例にかかる真空処理装置の断面構造を表す模式図である。同図についても、図１乃至図９に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

すなわち、同図に例示した真空処理装置の場合、４つのプロセス室２０Ａ〜２０Ｄと、３つの基板反転機構５０Ａ〜５０Ｃが交互に配置され、回転搬送機構４０によってこれらの間で８つの基板Ｗ１〜Ｗ８を搬送可能としている。プロセス室２０Ａ〜２０Ｄは、それぞれ薄膜堆積やエッチング、クリーニング、前処理、後処理あるいは評価などの真空処理を実行する。そして、基板反転機構５０Ａ〜５０Ｃは、それぞれ必要に応じて基板を反転させて表面と裏面とを入れ替える。

回転搬送機構４０は、必要とされる順番で真空処理や基板反転が実行されるように、矢印Ｒあるいはその反対方向に回転し、基板を搬送する。
また、基板反転機構５０Ａ〜５０Ｃのそれぞれは、図２乃至図９に関して前述した具体例をはじめとした各種の構造のいずれかとすることかできる。
図１０に例示したように、複数のプロセス室と基板反転機構とを設けることにより、装置構成を変えることなく、種々の真空処理を実行させることができ、表面と裏面毎、あるいは基板毎に真空処理の内容が異なるような複雑な要求に対しても柔軟に応ずることができる。

以上、本発明の真空処理装置において、真空処理の前後に基板を反転させることにより、その表面と裏面とにそれぞれ成膜やエッチングなどの真空処理を行う態様について説明した。
一方、本発明の真空処理装置においては、基板を傾斜させた状態で成膜やエッチングなどの真空処理を行うことも可能である。
図１１は、基板を傾斜させた状態で真空処理を行う状態を表す模式図である。同図についても、図１乃至図１０に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

すなわち、同図に例示した真空処理装置の場合、基板Ｗ１、Ｗ２は、プロセス室２０Ａ、２０Ｂの下において、それぞれモータ８０によって斜めに傾斜した状態で保持され成膜やエッチングなどの真空処理を施される。この際の基板の傾斜角度は、モータ８０による回転シャフト８２の回転角度により自由に調節できる。

このように基板を斜めに傾斜させた状態での真空処理が可能となると、プロセスの自由度が増して便利である場合が多い。
例えば、「段差」、「ステップ」あるいは「凹凸」が設けられた基板の上に被覆性（カバレッジ）を良好に薄膜を堆積するような場合には、基板面に対して垂直方向から堆積粒子を入射させるよりも斜め方向から入射させたほうが有利な場合が多い。

また、液晶表示装置に用いる「配向膜」のように、特定の方向に結晶粒構造や組織が配向した構造を形成する場合にも、基板面に対して斜め方向から堆積粒子を入射させると有利である。

また、エッチングに際して、マスクの端部の下をアンダーカットしたいような場合にも、基板面に対して斜め方向からエッチング粒子を入射させると有利である。

本発明によれば、基板反転機構５０を利用することにより、基板を斜めに傾斜させた状態で成膜やエッチングなどの真空処理を施すことができるようになり、これらの用途においても顕著な効果が得られる。
また、この際に用いる基板反転機構５０の具体的な構成としては、図２及び図３に例示したものでもよく、図６に例示したものでもよい。

一方、本発明の真空処理装置においては、基板反転機構５０により基板を連続的あるいは間欠的に回転させながら成膜やエッチングなどの真空処理を行うことも可能である。

図１２は、基板を回転させながら真空処理を行う状態を表す模式図である。同図についても、図１乃至図１１に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

同図に例示しように、プロセス室２０Ａ、２０Ｂの下において、基板Ｗ１、Ｗ２をモータ８０によって矢印Ａの方向に連続的あるいは間欠的に回転しながら成膜やエッチングなどの真空処理を施すことができる。この場合、矢印Ａで表した方向のいずれか一方に連続的あるいは間欠的に回転させることもでき、あるいは、矢印Ａで表した正逆両方向に交互に間欠的に回転させることもできる。

このように基板を回転させながら成膜やエッチングなどの真空処理を行えば、基板の両面に同時に処理することができる。さらに、図１１に関して前述したように基板に「段差」や「ステップ」などがある場合のカバレッジも良好になり、またエッチングの際のアンダーカットなどを確実に形成することもできる。
本具体例に関しても、基板を回転させる手段はモータ８０には限定されず、図２及び図３に例示したものでもよく、図６に例示したものでもよい。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
例えば、本発明の真空処理装置が備えるプロセス室の数や配置及びそれぞれの真空処理の内容は、上記具体例に限定されず、当業者が適宜選択採用したものも本発明の範囲に包含される。
より具体的には、例えば、プロセス室２０は、回転搬送機構４０の上側でなく、下側に設けられていてもよい。この場合には、基板Ｗは、上側からではなく、下側から真空処理を施されることとなる。

同様に、回転搬送機構が収容する基板の数、形状、サイズなどに関しても具体例には限定されない。例えば、本発明において用いる基板としては、例示したもの以外にも、半導体ウェーハなどの略円板状のもの、ガラスや石英あるいは水晶体などの矩形状のもの、その他有機材料や金属、無機材料などからなる各種の平板状のものや立体的な形状を有する成型品なども同様に基板として用いることができる。

また、基板を反転させるための機構についても、上記具体例には限定されず、当業者が適宜選択採用しうる全ての反転機構を備えたものは本発明の範囲に包含される。

本発明の実施の形態にかかる真空処理装置の要部平面構成を概念的に例示する模式図である。 基板反転機構５０の第１の具体例を表す平面図である。 （ａ）は、結合部の要部を表すｘ−ｘ線断面図であり、（ｂ）はその平面図である。 ストッパの一例を表す模式図である。 基板反転機構の第２の具体例を表す模式図である。 基板Ｗの上下機構を設けた真空処理装置を例示する断面図である。 基板の上下機構と反転機構とを組み合わせた真空処理装置の要部断面構造を表す模式図である。 発明のさらなる変型例にかかる真空処理装置の断面構造を表す模式図である。 本発明のさらなる変型例にかかる真空処理装置の断面構造を表す模式図である。 本発明のさらなる変型例にかかる真空処理装置の断面構造を表す模式図である。 基板を傾斜させた状態で真空処理を行う状態を表す模式図である。 基板を回転させながら真空処理を行う状態を表す模式図である。 従来の真空処理装置の要部構成を表す概念図である。

符号の説明

１０ メインチャンバ
２０、２０Ａ〜２０Ｄ プロセス室
３０ 基板ホルダ
３２ 支持体
３２Ａ 凹部
３３ シャフト
３３Ａ 先端
３５ スプリング
３６ ストッパ
３７ シャフト
４０ 回転搬送機構
４２ 回転軸
５０、５０Ａ〜５０Ｃ 基板反転機構
５２ 結合部
５２Ａ 結合部
５４ 回転導入端子
５５、５７ ピニオンギア
５６、５８ ラックギア
７０ 上下駆動部
７２ シリンダ
８０ モータ
８２ 回転シャフト
８４ 電気配線
１００ Ｏリング
１１０ 真空チャンバ
１２０Ａ，Ｂ スパッタソース
１４０ 基板
Ｗ、Ｗ１〜Ｗ４ 基板

Claims (7)

1. 被処理物を真空処理する真空処理装置であって、
   大気よりも減圧された雰囲気を維持可能なメインチャンバと、
   前記メインチャンバに付設され前記被処理物に真空処理を施す真空処理部と、
   前記メインチャンバ内に収容され、被処理物を前記真空処理部により真空処理される位置に搬送する回転搬送機構と、
   前記回転搬送機構に載置された前記被処理物の表裏を反転可能な反転機構と、
   を備え、
   前記反転機構により前記真空処理の前後あるいは途中において前記被処理物を反転させることにより前記被処理物の表面側と裏面側とをそれぞれ真空処理可能としたことを特徴とする真空処理装置。
2. 前記反転機構は、前記真空処理部により真空処理される位置とは異なる位置において、前記被処理物の表裏を反転させることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
3. 前記反転機構は、前記真空処理部により前記被処理物が真空処理される位置においてその被処理物の表裏を反転させることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
4. 前記真空処理部により真空処理される位置において、前記被処理物を前記真空処理部に向けて上昇させる上昇機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の真空処理装置。
5. 前記反転機構は、前記真空処理部により真空処理される位置において、前記被処理物を前記真空処理部に向けて上昇させつつ前記反転させることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
6. 前記反転機構は、前記真空処理の間、前記被処理物を前記真空処理部により真空処理される位置において前記真空処理部に対して斜めに傾斜させた状態に保持することを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
7. 前記反転機構は、前記真空処理の間、前記真空処理部により真空処理される位置において前記真空処理部に対して前記被処理物の表裏が連続的あるいは間欠的に入れ替わるように回転させることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
   
   

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