JP2008277334A - ロードロックチャンバ及び成膜方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】少なくとも従来と同様の成膜工程を実行可能であり、かつ従来よりも小型な成膜システムを実現する。
【解決手段】基板6a、6bが収納される第1及び第2の収納室5a、5bと、第1の収納室5a内を加熱して、第1の収納室5aに収納された基板6aを加熱する加熱手段と、を有する。また、第2の収納室5b内を冷却して、第2の収納室5bに収納された基板6bを冷却する冷却手段を有する。さらに、第1の収納室5aと第2の収納室5bとを熱的に分離する断熱板9を有する。
【選択図】図1
【解決手段】基板6a、6bが収納される第1及び第2の収納室5a、5bと、第1の収納室5a内を加熱して、第1の収納室5aに収納された基板6aを加熱する加熱手段と、を有する。また、第2の収納室5b内を冷却して、第2の収納室5bに収納された基板6bを冷却する冷却手段を有する。さらに、第1の収納室5aと第2の収納室5bとを熱的に分離する断熱板9を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、基板に対する成膜処理が行われるプロセスチャンバ内を真空に保持したまま、処理前後の基板をプロセスチャンバに搬入・搬出するために設置されるロードロックチャンバに関する。
図3は、従来の成膜システムの構成概略を示す模式的平面図である。図示されている成膜システムは、2つのロードロックチャンバ(真空室)110a、110bと、加熱室140と、3つのプロセスチャンバ(成膜室)120a、120b、120cと、トランスファー室130とを有する。真空室110a、110b、加熱室140、成膜室120a〜120cは、トランスファー室130を取り囲むように配置されている。トランスファー室130には、周囲に配置された各室間で不図示の基板を移動させるための基板搬送装置80が設置されている。
各真空室110a、110bには、所定数の基板を収納可能な基板棚が多段に設けられている。不図示の基板は、不図示のシーケンス制御装置によって選定された真空室110aまたは110bのいずれか一方に、外部の搬送手段(不図示)によって搬送される。以下の説明では、シーケンス制御装置によって選定された真空室を真空室110と呼んで区別する。
選定された真空室110に所定数の基板が収納されると、該真空室110のゲートバルブ150が閉じられ、該真空室110内の空気が排気される。真空室110内が所定圧にまで減圧されると、セパレーションバルブ160が開かれ、基板は基板搬送装置80によって加熱室140に搬送され、所定温度まで加熱される。加熱された基板は、基板搬送装置80によって加熱室140から成膜室120a〜120cのいずれかに搬送される。いずれの成膜室に搬送されるかは、成膜条件によって異なる。
搬送先の成膜室120a、120bまたは120c内で膜付けされた基板は、基板搬送装置80によって真空室110に搬送され(戻され)、冷却される。ここで、膜付け直後の基板を直ちに大気圧雰囲気に戻すと、基板温度が高い場合には酸化などの反応が起こる。そこで、一度真空室110に戻し、基板温度が下がってから大気圧雰囲気に戻している。
特許第2766774号公報
しかしながら、複数のロードロックチャンバ(真空室)を設けると、成膜システム全体が大型化し、大きな設置スペースが必要となる。また、排気装置や搬送装置も大型化したり、複雑化したりする。
本発明の目的は、少なくとも従来と同様の生産能力を有し、かつ、従来よりもコンパクトな成膜システムを実現することである。
本発明のロードロックチャンバは、基板が収納される第1及び第2の収納室と、前記第1の収納室に収納された前記基板を加熱する加熱手段とを有する。また、前記第2の収納室に収納された前記基板を冷却する冷却手段を有する。さらに、前記第1の収納室と前記第2の収納室とを熱的に分離する断熱手段を有する。
本発明の成膜方法は、基板が収納されたロードロックチャンバを減圧しながら、該ロードロックチャンバに収納された基板を加熱する工程を有する。また、前記加熱された基板をプロセスチャンバに搬送して膜付けを行う工程を有する。また、前記プロセスチャンバ内で膜付けされた前記基板を前記ロードロックチャンバに搬送する工程を有する。さらに、前記ロードロックチャンバに搬送された膜付け後の前記基板を冷却しながら前記ロードロックチャンバの圧力を大気圧に戻す工程を有する。
従来よりも小型でありながら、従来と同様かそれ以上の生産能力を有する成膜システムを実現することができる。
以下、本発明のロードロックチャンバの実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本例のロードロックチャンバ1の構造を示す模式的断面図である。図2は、図1に示すロードロックチャンバ1を備えた成膜システムの構成概略を示す模式的平面図である。
図1に示すように、本例のロードロックチャンバ1は、セパレーションバルブ2及びゲートバルブ3が設けられた真空チャンバ4を有する。そして、真空チャンバ4内には、2つの基板収納空間(第1の収納室5a、第2の収納室5b)が上下に重ねて設けられ、同時に2枚の基板を収納することができる。図1には、第1の収納室5aに基板6aが、第2の収納室5bに基板6bがそれぞれ収納された状態を図示してある。尚、基板6a、6bはガラス基板である。
ここで、第1の収納室5aには、該収納室5aに収納された基板6aを加熱するための加熱手段が設けられている。一方、第2の収納室5bには、該収納室5bに収納された基板6bを冷却するための冷却手段が設けられている。要するに、本例のロードロックチャンバ1は、基板を加熱する加熱室と基板を冷却する冷却室とを併せ持っている。もっとも、加熱手段または冷却手段をどちらの収納室に設けるかは任意に決定することができる。
次に、加熱手段を備える第1の収納室5aについて具体的に説明する。第1の収納室5aは、基板6aを収納可能な間隔で対向する底板7a及び天井板7bと、これら底板7aと天井板7bとを連結する一組の側壁部(不図示)とによって形成されている。また、底板7aの上には、基板6aが載置される支持台8が設けられている。
上記側壁部は、底板7a及び天井板7bの対応する長辺同士を連結している。すなわち、第1の収納室5aは、その4面が底板7a、天井板7b及び側壁部によって囲まれ、対向する残りの2面が開口している。そして、開口している2面が第1の収納室5aに基板6aを搬入、搬出するための出し入れ口とされている。
ここで、上記加熱手段は側壁部を加熱し、側壁部の熱は底板7a及び天井板7bに伝導する。そして、底板7a、天井板7b及び側壁部から熱が放射されることによって、第1の収納室5a内の温度が上昇し、収納されている基板6aが加熱される。従って、底板7a、天井板7b及び側壁部は、熱伝導率の高い素材によって形成することが望ましい。一方、支持台8は断熱素材によって形成されている。尚、底板7a、天井板7b及び側壁部は熱的に接続されていればよく、機械的に連結されていなくてもよい。
次に、冷却手段を備える第2の収納室5bについて具体的に説明する。もっとも、第2の収納室5bの構造は、第1の収納室5aと基本的に同一であるので、同一の構成については図中に同一の符号を付すことによって説明に代える。
第2の収納室5bでは、上記冷却手段によって側壁部が冷却される。また、側壁部が冷却されることによって、該側壁部と熱的に接続されている底板7a及び天井板7bも冷却される。その結果、第2の収納室5b内の温度が低下し、収納されている基板6bが冷却される。
以上の構造を有する第1の収納室5aと第2の収納室5bとは、不図示の昇降装置によって一体化されており、図中矢印方向に一体的に昇降される。もっとも、第1の収納室5aと第2の収納室5bとの間、具体的には、第1の収納室5aの底板7aと第2の収納室5bの天井板7bとの間には、第1の収納室5aと第2の収納室5bとを熱的に分離する断熱手段としての断熱板9が設置されている。このように、第1の収納室5aと第2の収納室5bとが熱的に分離されているので(断熱されているので)、仮に2枚の基板の一方を加熱しながら他方を冷却しても何ら問題はない。
昇降装置は、第1の収納室5aまたは第2の収納室5bの出し入れ口をセパレーションバルブ2及びゲートバルブ3に合わせる。すなわち、第1の収納室5aに基板6aを搬入あるいは搬出する際には、昇降装置が第1の収納室5a及び第2の収納室5bを上昇あるいは降下させ、第1の収納室5aの出し入れ口の高さと、セパレーションバルブ2及びゲートバルブ3の高さとを一致させる。一方、第2の収納室5bに基板6bを搬入あるいは搬出する際には、昇降装置が第1の収納室5a及び第2の収納室5bを上昇あるいは降下させ、第2の収納室5bの出し入れ口の高さと、セパレーションバルブ2及びゲートバルブ3の高さとを一致させる。
上記加熱手段は、第1の収納室5aの側壁部内に設けてもよい。また、上記冷却手段は、第2の収納室5bの側壁部内に設けてもよい。加熱手段の具体例としては、例えば、側壁部内に設けられたランプヒータが挙げられる。冷却手段の具体例としては、第2の収納室5bの側壁部内に設けられた流路に冷媒を循環させることによって、第2の収納室5bを冷却するものが挙げられる。流路に冷媒を循環させる動力源にはポンプが好適に用いられる。また、流路内に循環させる冷媒は、水であってもよく、その他の液体であってもよい。また、冷却の温度を効率的に下げるべく、冷媒が循環する流路の途中にヒートシンクなどを設けることもできる。
次に、主に図2を参照しながらロードロックチャンバ1を備えた成膜システムについて説明する。図示されている成膜システムは、基板搬送装置8が配置されたトランスファー室13の周囲に、ロードロックチャンバ(真空室)1と、2つのプロセスチャンバ(成膜室)12a、12bが配置されている。
次に、図2に示す成膜システムの動作について説明する。まず、上記昇降装置が、加熱手段を備える第1の収納室5a(図1)の出し入れ口の高さと、ゲートバルブ3の高さとが一致するまで、第1の収納室5a及び第2の収納室5bを上昇あるいは降下させる。次に、ゲートバルブ3が開かれ、不図示の搬送手段によって第1の収納室5a内に不図示の基板が搬入される。もっとも、ゲートバルブ3を開いてから第1の収納室5aの出し入れ口の高さと、ゲートバルブ3の高さとを一致させてもよく、バルブ3を開きながら両者の高さを一致させてもよい。
第1の収納室5a内に基板が搬入されると、ゲートバルブ3が閉じられ、ロードロックチャンバ1内の空気が排気される。これによって、それまで大気圧と同圧であったロードロックチャンバ1内の圧力が所定圧力まで減圧される。
ロックチャンバ1内の圧力が所定圧力まで減圧されると、上記加熱手段によって第1の収納室5a内の温度が上げられ、搬入された基板が加熱される。もっとも、基板の搬入前から加熱手段を作動させて、第1の収納室5a内の温度を上げておいてもよく、減圧しながら温度を上げてもよい。
基板の温度が所定温度に達すると、セパレーションバルブ2が開かれ、基板搬送装置8によって第1の収納室5aから成膜室12aまたは12bに基板が搬送される。搬送先の成膜室は、不図示のシーケンス制御装置によって選定される。シーケンス制御装置は、成膜条件に応じて搬送先の成膜室を選定する。
搬送先の成膜室12aまたは12b内で膜付けされた基板は、基板搬送装置8によって冷却手段を備える第2の収納室5bに搬送される。このとき、第1の収納室5aには、膜付けを待つ次の基板が収納され、加熱されている。よって、膜付けされた基板を第2の収納室5bに搬入した基板搬送装置8は、第1の収納室5a内の基板を成膜室12aまたは12bに搬送する。また、第2の収納室5bへの基板の搬入または第1の収納室5aからの基板の搬出に合わせて、収納室5a、5bが昇降装置によって昇降されることは勿論である。
第1の収納室5aから次の基板が搬出されると、セパレーションバルブ2が閉じられ、ロードロックチャンバ1内に大気または窒素ガスなどが導入され、ロードロックチャンバ1内の圧力が大気圧に戻される。この間、第2の収納室5内は、上記冷却手段によって冷却されており、ここに収納されている膜付け後の基板が冷却される。もっとも、基板の搬入前から冷却手段を作動させて、第2の収納室5b内の温度を下げておいてもよく、大気または窒素ガスなどを導入しながら第2の収納室5b内の温度を下げてもよい。
その後、ゲートバルブ3が開かれ、上記不図示の搬送手段によって、基板が第2の収納室5bから搬出される。
以上のように、本例の成膜システムが備えるロードロックチャンバ1は、加熱手段及び冷却手段を備え、成膜前と成膜後の基板を各1枚ずつ合計2枚収納することができる。よって、従来システムで必要であった加熱室140(図3)に相当する室が不要となる。従って、システム全体がコンパクトになり、設置スペースも縮小される。
さらに、加熱室140に相当する室への基板の搬入・搬出工程が不要となるので、その分だけ基板への接触回数も減る。基板への接触回収が減ることは、基板にゴミなどが付着する可能性が低減されることを意味する。加えて、基板の搬送回数が少なければ、基板の搬送速度を遅くしても同じ生産量を維持することができる。従って、搬送速度を遅くして、搬送時に基板にかかるストレス(振動など)の低減を図ることも可能である。
1 ロードロックチャンバ
2 セパレーションバルブ
3 ゲートバルブ
4 真空チャンバ
5a 第1の収納室
5b 第2の収納室
6a、6b 基板
7a 底板
7b 天井板
8 基板搬送装置
12a、12b プロセスチャンバ(成膜室)
13 トランスファー室
2 セパレーションバルブ
3 ゲートバルブ
4 真空チャンバ
5a 第1の収納室
5b 第2の収納室
6a、6b 基板
7a 底板
7b 天井板
8 基板搬送装置
12a、12b プロセスチャンバ(成膜室)
13 トランスファー室
Claims (6)
- 基板が収納される第1及び第2の収納室と、
前記第1の収納室に収納された前記基板を加熱する加熱手段と、
前記第2の収納室に収納された前記基板を冷却する冷却手段と、
前記第1の収納室と前記第2の収納室とを熱的に分離する断熱手段と、を有するロードロックチャンバ。 - 前記加熱手段は前記第1の収納室の側壁部を加熱し、前記冷却手段は前記第2の収納室の側壁部を冷却する請求項1記載のロードロックチャンバ。
- 前記加熱手段は前記第1の収納室の側壁部内に設けられ、前記冷却手段は前記第2の収納室の側壁部内に設けられている請求項1記載のロードロックチャンバ。
- 前記加熱手段がランプヒータである請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のロードロックチャンバ。
- 前記冷却手段は、前記第2の収納室の前記側壁部内に設けられた流路に冷媒を循環させることによって、前記第2の収納室を冷却する請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のロードロックチャンバ。
- 基板が収納されたロードロックチャンバを減圧しながら、該ロードロックチャンバに収納された基板を加熱する工程と、
前記加熱された基板をプロセスチャンバに搬送して膜付けを行う工程と、
前記プロセスチャンバ内で膜付けされた前記基板を前記ロードロックチャンバに搬送する工程と、
前記ロードロックチャンバに搬送された膜付け後の前記基板を冷却しながら前記ロードロックチャンバの圧力を大気圧に戻す工程と、を有する成膜方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007115746A JP2008277334A (ja) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | ロードロックチャンバ及び成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007115746A JP2008277334A (ja) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | ロードロックチャンバ及び成膜方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008277334A true JP2008277334A (ja) | 2008-11-13 |
Family
ID=40054988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007115746A Pending JP2008277334A (ja) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | ロードロックチャンバ及び成膜方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2008277334A (ja) |
-
2007
- 2007-04-25 JP JP2007115746A patent/JP2008277334A/ja active Pending
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RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
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