JP2008285698A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】必要とされるメンテナンスエリアが可及的に小さな成膜装置を実現する。
【解決手段】トレイ２３に搭載された基板２０ａに膜付けを行う成膜チャンバ１２と、成膜チャンバ１２に送り込まれるトレイ２３の進行方向が変換される第１の方向変換チャンバ１０とを有する。成膜チャンバ１２から送り出されたトレイ２３の進行方向が変換される第２の方向変換チャンバ１４を有する。各チャンバ１０、１２、１４の間でトレイ２３を循環させる無端搬送路１５を有する。ゲートバルブ２１を介して大気側と無端搬送路１５とに連通する搬出入チャンバ１６と、搬出入チャンバ１６内の膜付け前の基板２０ａをトレイ２３に搭載し、トレイ２３に搭載されている膜付け後の基板２０ｂを回収する搬出入手段とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板の表面に所定の薄膜を形成する成膜装置に関するものである。

基板の表面に所定の薄膜を形成する成膜装置としては、真空蒸着装置、スパッタリング装置、ＣＶＤ装置などの各種タイプの装置が知られている。これら成膜装置では、基板を搬送用のトレイに載せて搬送するトレイ方式が採用されることが多かった。さらには、トレイ方式の中でも、成膜用のチャンバを含む複数のチャンバがトレイの移動方向（基板の搬送方向）に沿って直列的に配置されたインライン方式が採用されることが多かった。搬送路上に設けられる成膜用のチャンバ以外のチャンバとしては、基板を加熱する加熱手段を備えたチャンバと、基板を冷却する冷却手段を備えたチャンバとが一般的である。

トレイ方式を採用した従来の成膜装置には次のような課題があった。即ち、成膜用のチャンバを含む複数のチャンバがトレイの移動方向（基板の搬送方向）に沿って直列的に配置されているので、搬送路の両側に、該搬送路の略全長に亙ってメンテナンスエリアを確保しなくてはならず、大きな専有面積を必要とする。

また、基板を加熱する手段と基板を冷却する手段とを有する成膜装置では、加熱手段及び冷却手段が同一のチャンバに設けられているので、加熱と冷却のいずれか遅い方によって生産性が規定されてしまう。

本発明の目的は、必要とされるメンテナンスエリアが小さな成膜装置を実現することである。

本発明の成膜装置は、基板をトレイに載せて搬送し、搬送される基板に膜付けを行う成膜装置である。本発明の成膜装置は、前記トレイに搭載された前記基板に膜付けを行う成膜手段を備えた成膜チャンバと、前記成膜チャンバに送り込まれる前記トレイの進行方向が変換される第１の方向変換チャンバとを有する。また、前記成膜チャンバから送り出された前記トレイの進行方向が変換される第２の方向変換チャンバを有する。さらに、前記成膜チャンバ、前記第１の方向変換チャンバ及び前記第２の方向変換チャンバの間で前記トレイを循環させる無端搬送路を有する。また、ゲートバルブを介して大気側と前記無端搬送路とに連通する搬出入チャンバを有する。さらに、前記搬出入チャンバ内の膜付け前の前記基板を前記トレイに搭載し、前記トレイに搭載されている膜付け後の前記基板を該トレイから回収する搬出入手段を有する。

必要とされるメンテナンスエリアが可及的に小さな成膜装置が実現される。

（実施形態１）
以下、本発明の成膜装置の実施形態の一例について詳細に説明する。図１は、本例の成膜装置の全体構成を示す模式的斜視図である。

図１に示すように、本例の成膜装置は、第１の方向変換チャンバ１０、加熱チャンバ１１、成膜チャンバ１２、冷却チャンバ１３及び第２の方向変換チャンバ１４と、これらチャンバ間でトレイを循環させる無端搬送路１５とを有する。さらに、大気側と無端搬送路１５とに連通する搬出入チャンバ１６を有する。上記各チャンバは、少なくとも排気手段を備えた真空チャンバである。また、無端搬送路１５は、概ね矩形の搬送路（周回路）を形成している。

膜付け前の基板２０ａは、不図示の搬送手段によって搬出入チャンバ１６に搬入される。搬出入チャンバ１６の大気側及び無端搬送路１５側には、それぞれゲートバルブ２１、２２が設けられている。従って、基板２０ａの搬入時には、大気側のゲートバルブ２１が開放され、無端搬送路１５側のゲートバルブ２２が閉じられ、開放されたゲートバルブ２１を通して搬出入チャンバ１６内に膜付け前の基板２０ａが送り込まれる。その後、大気側のゲートバルブ２１が閉じられ、搬出入チャンバ１６内が排気され、所定圧力まで減圧される。搬出入チャンバ１６内が所定圧力まで減圧されると、無端搬送路１５側のゲートバルブ２２が開放され、不図示の搬出入手段によって、無端搬送路１５上のトレイ２３に膜付け前の基板２０ａが搭載される。

尚、搬出入手段は、搬出入チャンバ１６内または搬出入チャンバ１６と無端搬送路１５との間に設けられている。搬出入手段は、搬出入チャンバ１６内の膜付け前の基板２０ａをトレイ２３に搭載し、無端搬送路１５上のトレイ２３に搭載されている膜付け後の基板２０ｂをトレイ２３から回収して搬出入チャンバ１６に戻す。

ここで、トレイ２３は、少なくとも基板を１枚搭載可能であればよく、その寸法や形状は特に限定されない。例えば、２枚の基板を上下二段に搭載可能な構造を備えたトレイを使用することもできる。

いずれにしても、膜付け前の基板２０ａが搭載されたトレイ２３は、無端搬送路１５上を第１の方向変換チャンバ１０に向けて移動される。第１の方向変換チャンバ１０に到達したトレイ２３は、該チャンバ１０内において、その進行方向が９０度変換される。

第１の方向変換チャンバ１０内で進行方向が変換されたトレイ２３は、無端搬送路１５上を加熱チャンバ１１に向けて移動され、加熱チャンバ１１内に進入する。加熱チャンバ１１内には、ランプヒータその他の加熱手段（不図示）が設けられており、進入したトレイ２３に搭載されている基板２０ａが所定の温度に加熱される。基板２０ａの加熱は、基板２０ａ（トレイ２３）の進行を止めることなく行ってもよいし、基板２０ａを加熱チャンバ１１内に所定時間だけ滞留させて行ってもよい。もっとも、成膜条件によっては加熱工程が省略される場合もある。その場合は、加熱手段を停止させればよい。

尚、基板２０ａの加熱前、加熱後または加熱中に、該基板２０ａが搭載されているトレイ２３の進行方向が加熱チャンバ１１内で９０度変換される。

加熱チャンバ１１内で進行方向が変換されたトレイ２３は、無端搬送路１５上を成膜チャンバ１２に向けて移動され、成膜チャンバ１２内に進入する。成膜チャンバ１２には、基板２０ａの表面に所定の薄膜を形成する成膜手段（不図示）が設けられており、トレイ２３に搭載された状態のままで基板２０ａに膜付けが行われる。尚、具体的な成膜手段は、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤなどの各種タイプの成膜手段のうちから、成膜条件や目的とする膜の種類などに応じて適宜選択することができる。

基板２０ａへの膜付けが終了すると、トレイ２３は、無端搬送路１５上を冷却チャンバ１３に向けて移動され、冷却チャンバ１３に進入する。冷却チャンバ１３には冷却手段（不図示）が設けられており、進入したトレイ２３に搭載されている膜付け後の基板２０ｂが所定の温度に冷却される。基板２０ｂの冷却は、基板２０ｂ（トレイ２３）の進行を止めることなく行ってもよいし、基板２０ｂを冷却チャンバ１３内に所定時間だけ滞留させて行ってもよい。もっとも、成膜条件によっては冷却工程が省略される場合もある。その場合は、冷却手段を停止させればよい。

尚、基板２０ｂの冷却前、冷却後または冷却中に、該基板２０ｂが搭載されているトレイ２３の進行方向が冷却チャンバ１３内で９０度変換される。

冷却チャンバ１３内で進行方向が変換されたトレイ２３は、無端搬送路１５上を第２の方向変換チャンバ１４に向けて移動され、第２の方向変換チャンバ１４内に進入する。第２の方向変換チャンバ１４内に進入したトレイ２３は、該チャンバ１４内で進行方向が９０度変換され、第１の方向変換チャンバ１０に向けて移動される。

第２の方向変換チャンバ１４から第１の方向変換チャンバ１０に向けて移動される途中で、上記搬出入手段によって、トレイ２３から膜付け後の基板２０ｂが回収され、搬出入チャンバ１６に移される。具体的には、膜付け後の基板２０ｂが搭載されたトレイ２３が搬出入チャンバ１６と無端搬送路１５との連結エリアに到達すると、上記搬出入手段によって、トレイ２３から膜付け後の基板２０ｂが回収され、搬出入チャンバ１６に移される。このとき、トレイ２３を一時停止させてもよく、させなくてもよい。いずれの場合も、搬出入チャンバ１６の無端搬送路１５側のゲートバルブ２２が開放され、大気側のゲートバルブ２１が閉じられ、開放されたゲートバルブ２２を通して搬出入チャンバ１６内に膜付け後の基板２０ｂが送り込まれる。その後、無端搬送路１５側のゲートバルブ２２が閉じられ、搬出入チャンバ１６内が排気され、所定圧力まで減圧される。搬出入チャンバ１５内が所定圧力まで減圧されると、大気側のゲートバルブ２１が開放され、上記搬送手段によって膜付け後の基板２０ｂが回収される。

これまでは、搬出入チャンバ１６に設けられたゲートバルブ２１、２２の動作についてのみ説明したが、無端搬送路１５上にも複数のゲートバルブ３０が設けられており、必要に応じて開け閉めされる。

以上のように、本例の成膜装置は、各チャンバが無端搬送路（周回路）によって繋がれているので、該搬送路に囲まれたエリアをメンテナンスエリアとすれば、搬送路及び各チャンバのメンテナンスが可能であり、従来に比べてメンテナンスエリアが縮小される。

また、加熱チャンバと冷却チャンバとが別々に設けられているので、熱と冷却のいずれか遅い方によって生産性が規定されてしまうことがない。
（実施形態２）
以下、本発明の成膜装置の実施形態の他例について、図２を参照しながら説明する。もっとも、本例の成膜装置の基本構成は、実施形態１の成膜装置と同一である。そこで、同一の構成については図２中に同一の符号を付すことで説明に代える。

本例の成膜装置が実施形態１の成膜装置と異なる点は、大気側と第１の方向変換チャンバ１０とに連通する搬入チャンバ４０と、大気側と第２の方向変換チャンバ１４とに連通する搬出チャンバ４１とを備えている点である。

換言すれば、実施形態１の成膜装置は、成膜前後の基板を１つのロード・アンロードチャンバを介して出し入れする。これに対し、本例の成膜装置は、ロードチャンバとアンロードチャンバを別々に備え、成膜前の基板をロードチャンバ（搬入チャンバ４０）を介して受け入れ、成膜後の基板をアンロードチャンバ（搬出チャンバ４１）を介して送り出す。以下、実施形態１の成膜装置との相違点である搬入チャンバ４０及び搬出チャンバ４１について詳しく説明する。

搬入チャンバ４０は、ゲートバルブ５１を介して大気側と連通し、ゲートバルブ５２を介して第１の方向変換チャンバ１０と連通している。一方、搬出チャンバ４１は、ゲートバルブ６１を介して大気側と連通し、ゲートバルブ６２を介して第２の方向変換チャンバ１４と連通している。

膜付け前の基板２０ａは、不図示の搬送手段によって搬入チャンバ４０に搬入される。具体的には、搬入チャンバ４０の大気側のゲートバルブ５１が開放され、第１の方向変換チャンバ１４側のゲートバルブ５２が閉じられ、開放されたゲートバルブ５１を通して搬入チャンバ４０内に膜付け前の基板２０ａが送り込まれる。その後、大気側のゲートバルブ５１が閉じられ、搬入チャンバ４０内が排気され、所定圧力まで減圧される。搬入チャンバ４０内が所定圧力まで減圧されると、第１の方向変換チャンバ１４側のゲートバルブ５２が開放され、不図示の搬入手段によって、第１の方向変換チャンバ１０内のトレイ２３に膜付け前の基板２０ａが搭載される。

尚、搬入手段は、搬入チャンバ４０内または搬入チャンバ４０と第１の方向変換チャンバ１０との間に設けられている。

一方、冷却チャンバ１３を通過して第２の方向変換チャンバ１４に送り込まれた膜付け後の基板２０ｂは、不図示の搬出手段によって搬出チャンバ４１に送り込まれる。具体的には、搬出チャンバ４１の第２の方向変換チャンバ１４側のゲートバルブ６２が開放され、大気側のゲートバルブ６１が閉じられ、搬出手段によって、開放されたゲートバルブ６２を通して搬出チャンバ４１内に膜付け後の基板２０ｂが送り込まれる。その後、第２の方向変換チャンバ１４側のゲートバルブ６２が閉じられ、搬出チャンバ４１内が排気され、所定圧力まで減圧される。搬出チャンバ４１内が所定圧力まで減圧されると、大気側のゲートバルブ６１が開放され、不図示の搬送手段によって、搬出チャンバ４１内から膜付け後の基板２０ｂが回収される。

尚、搬出手段は、搬出チャンバ４１内または搬出チャンバ４１と第２の方向変換チャンバ１４との間に設けられている。

本例の成膜装置によっても実施形態１の成膜装置と同様の作用効果が得られる他、搬入チャンバと搬出チャンバが独立している本例の成膜装置によれば、搬入工程と搬出工程のいずれか時間がかかる工程によって生産性が規定されることがない。

本発明の成膜装置の実施形態の一例を示す模式図である。 本発明の成膜装置の実施形態の他例を示す模式図である。

符号の説明

１０ 第１の方向変換チャンバ
１１ 加熱チャンバ
１２ 成膜チャンバ
１３ 冷却チャンバ
１４ 第２の方向変換チャンバ
１５ 無端搬送路
１６ 搬出入チャンバ
２０ａ、２０ｂ 基板
２１、２２、３０、５１、５２、６１、６２ ゲートバルブ
２３ トレイ
４０ 搬入チャンバ
４１ 搬出チャンバ

Claims (4)

1. 基板をトレイに載せて搬送し、搬送される基板に膜付けを行う成膜装置であって、
   前記トレイに搭載された前記基板に膜付けを行う成膜手段を備えた成膜チャンバと、
   前記成膜チャンバに送り込まれる前記トレイの進行方向が変換される第１の方向変換チャンバと、
   前記成膜チャンバから送り出された前記トレイの進行方向が変換される第２の方向変換チャンバと、
   前記成膜チャンバ、前記第１の方向変換チャンバ及び前記第２の方向変換チャンバの間で前記トレイを循環させる無端搬送路と、
   ゲートバルブを介して大気側と前記無端搬送路とに連通する搬出入チャンバと、
   前記搬出入チャンバに搬入された膜付け前の前記基板を前記トレイに搭載し、前記トレイに搭載されている膜付け後の前記基板を前記トレイから回収する搬出入手段と、
   を有することを特徴とする成膜装置。
2. 基板をトレイに載せて搬送し、搬送される基板に膜付けを行う成膜装置であって、
   前記トレイに搭載された前記基板に膜付けを行う成膜手段を備えた成膜チャンバと、
   前記成膜チャンバに送り込まれる前記トレイの進行方向が変換される第１の方向変換チャンバと、
   前記成膜チャンバから送り出された前記トレイの進行方向が変換される第２の方向変換チャンバと、
   前記成膜チャンバ、前記第１の方向変換チャンバ及び前記第２の方向変換チャンバの間で前記トレイを循環させる無端搬送路と、
   ゲートバルブを介して大気側と前記第１の方向変換チャンバとに連通する搬入チャンバと、
   ゲートバルブを介して大気側と前記第２の方向変換チャンバとに連通する搬出チャンバと、
   前記搬入チャンバに搬入された膜付け前の前記基板を前記トレイに搭載する搬入手段と、
   前記トレイに搭載されている膜付け後の前記基板を該トレイから回収する搬出手段と、
   を有することを特徴とする成膜装置。
3. 前記基板を加熱する加熱手段を備えたチャンバが前記無端搬送路の上に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の成膜装置。
4. 前記基板を冷却する冷却手段を備えたチャンバが前記無端搬送路の上に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の成膜装置。

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