JP2011117085A - ロードロック室及びそれを備えた薄膜形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、基板の冷却効果及び、加熱効率を高めた、省スペースのロードロック室を提供する。
【解決手段】 ロードロック室は、未処理基板を搬入し、処理基板を搬入するロードロック室であって、ロードロック室内部の上方に設けられた基板加熱手段と、ロードロック室内部であって、かつ基板加熱手段の下方に対向配置された、基板冷却手段と、ロードロック室を区画するように設けられ、基板加熱手段に接近可能な第1ステージと、第1ステージに設けられ、基板を支持する複数の第1ピンと、基板冷却手段を備えた第2ステージと、前記第2ステージに設けられ、基板を支持する複数の第2ピンと、を備え、基板加熱手段によって基板を加熱する際には、第1ピンは第1ステージ内に収納されず、基板冷却手段によって基板を冷却する際には、第2ピンは第2ステージ内に収納されることを特徴とする。
【選択図】 図4
Description
薄膜形成装置は、基板上に積層膜を連続して形成する薄膜形成装置であって、複数のターゲットを有するスパッタ室2つと、鉛直方向に移動可能な基板加熱処理部と基板冷却処理部とを有するロードロック室2つとが、該スパッタ室及びロードロック室との間で基板の移送を行う2つの基板把持ハンドを有するロボットを配置した基板移送室の周りに、連結されていることを特徴とする。
かかる構成とすることにより、1つのスパッタ室で2種又は3種類の膜の多層構造膜を形成することが可能となり、従来の積層膜形成装置における各構成膜の処理時間の違いに起因する各構成装置の非稼働状態の無駄をなくすとともに、装置全体の小型化及び設置面積の低減をはかることが可能となる。また、ロードロック室に基板の加熱処理部を設けることにより従来の基板加熱室を省略でき、装置全体の一層の小型化、低コスト化が可能となる。さらに、加熱処理部と冷却処理部とを上下に設け、昇降自在とすることにより、ロードロック室を小型化でき、排気、ベント、加熱、冷却に要する時間の短縮化が可能となる。
薄膜形成装置は、以上のスパッタ室2つと、ロードロック室2つを配置することにより、各室における非稼働時間の無駄をなくして各室での処理時間の整合性をはかることができ、さらに、2つのハンドを有するロボットを用いることにより、基板移送時のハンド回転時間及び基板の取り出し、送り込み時間を短縮できることから、各室での処理時間が適合し、従来装置に比べて、極めて高いスループットを達成することが可能となる。
以上構成により、同様に、従来型装置に比べて、装置の小型化、低コスト化とともに、スループットを向上させることができる。
この基板ホルダを用いることにより、各構成膜のスパッタ間での基板移動時間を短縮することができ、特に、基板ホルダを回転して次のターゲットに基板を対向させる際に、基板ホルダを水平な位置まで戻す必要がなくなることから、一層の時間短縮を図ることができ、より高いスループットに対応したスパッタ室となる。
図1は本発明の薄膜形成装置の一構成例を示す模式的平面図である。図に示すように、薄膜形成装置は、2つのロードロック室200,300と2つのスパッタ装置400,500が基板移送装置100の周りにゲートバルブ201,301、401,501を介して連結されている。なお、各室には、それぞれ、独立した真空排気装置(不図示)が取り付けられている。
基板ホルダ411は、回転シャフト410に固定され、回転シャフトの回転により、基板ホルダは水平姿勢から起立姿勢へと相互に変化する。
基板ホルダ411及び回転シャフト410は円筒状支持体413により支持されており、この支持体413により囲まれた内部空間414は大気圧にあり、内部にモータ423等が配設されている。なお、この空間414は、磁性流体シール415,415’により成膜室との気密が保たれ、成膜室を高真空雰囲気に維持することができる。また、円筒状支持体413はその下部で、磁性流体シール416を介して、スパッタ装置底壁417に固定されている。なお、支持体413はモータ(不図示)に水平方向で回転可能に連結されている。
ルダを水平方向に対する任意の角度で停止させ、その状態を保持することができる。
下に移動する。
なお、図には示していないが、スパッタ室の基板ホルダと同様に、基板加熱処理部及び冷却処理部のステージには、基板の取り出し及び載置時に、ロボットハンドが進入できるように基板を上方に押し上げるピンが複数取り付けられている。冷却処理部のピンは、基板載置後はピンはステージ内に収納され、ステージと基板との熱伝導による基板冷却効果を高める構成としているが、加熱処理部のステージに設けられたピンは、基板載置後も完全には収納されず、基板がステージ直接接触しない構成として、ランプ214による基板加熱効率を高めている。
このAの時点では、例えば、第1スパッタ室(SP1)400は成膜処理中であり、第2スパッタ室(SP2)500では成膜が終了し基板の取り出し可能な状態にある。また、第1の基板把持ハンドには第1ロードロック室(LL1)200の基板加熱部から取り出された未処理の基板が載置されて、第2のハンドは空の状態で、この空のハンドが第2スパッタ室に向けられている。第1ロードロック室200では基板冷却処理部に処理後の基板が載置されている状態である。第2ロードロック室300では未処理の基板が加熱されている状態にある。
この時点でゲートバルブ501は閉じられ、基板の交換を終了する。
了後、次の膜をスパッタ可能状態とするまでの時間は、基板を所定角度まで倒す時間に1秒、基板を水平方向に90゜回転するに要する時間に4秒、及び再び基板を起立させる時間に1秒の計6秒で行うことが可能となり、真空排気、ガス導入等は、これらの時間内で十分行うことができるため、スパッタ室のタクトタイムは大幅に短縮されることになる。
本発明の薄膜形成装置は、2台のスパッタ室を設け、しかもロードロック室、基板移送室との整合性をとることができるため、スループット60枚/時間を容易に達成することができ、また、上記タクトタイム90秒の場合では、スループット80枚/時間が可能となる。
本発明の薄膜形成装置は、このように高いスループットを達成することができるにもかかわらず、従来型装置に比べて大幅な小型化を達成することができる。例えば、図7に示す構成の装置では設置面積が6.5x8.3mであるのに対し、図1の装置では4.5x5.7mとなる。
101 基板移送ロボット、
200,300 ロードロック室、
201,301、401,501 ゲートバルブ、
210 基板加熱処理部、
211 基板冷却処理部、
214 ランプ、
213 支持棒、
215 ベローズ、
216 上下移動板、
217 ガイド、
218 ボールネジ、
219 モータ、
400,500 スパッタ装置、
402,403,404 マグネトロンカソード、
410 回転シャフト、
411 基板ホルダ、
412 回転駆動アーム、
413 円筒状支持体、
415,415’、416 磁性流体シール、
420、424 ピン、
421 トラベラー、
422 ボールネジ、
423 モータ、
600 基板加熱室。
Claims (3)
- 未処理基板を搬入し、処理基板を搬入するロードロック室であって、
該ロードロック室内部の上方に設けられた基板加熱手段と、
該ロードロック室内部であって、かつ前記基板加熱手段の下方に対向配置された、基板冷却手段と、
該ロードロック室を区画するように設けられ、前記基板加熱手段に接近可能な第1ステージと、
前記第1ステージに設けられ、基板を支持する複数の第1ピンと、
前記基板冷却手段を備えた第2ステージと、
前記第2ステージに設けられ、基板を支持する複数の第2ピンと、
を備え、
前記基板加熱手段によって基板を加熱する際には、前記第1ピンは前記第1ステージ内に収納されず、
前記基板冷却手段によって基板を冷却する際には、前記第2ピンは前記第2ステージ内に収納されることを特徴とするロードロック室。 - 前記ロードロック室の側部に設けられた第1ゲートバルブと、
前記第1ゲートバルブとは反対側の側部に設けられた第2ゲートバルブと、を備え、
前記第1ステージ及び第2ステージは、前記第1ゲートバルブ、及び第2ゲートバルブの高さの位置に、昇降可能であることを特徴とする請求項1に記載のロードロック室。 - 請求項1又は2に記載のロードロック室と、
前記ロードロック室で加熱された基板を移送するための移送手段と、
前記移送手段によって移送された基板に成膜処理を施す成膜手段とを備える薄膜形成装置。
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JP2011052534A JP2011117085A (ja) | 2011-03-10 | 2011-03-10 | ロードロック室及びそれを備えた薄膜形成装置 |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06283493A (ja) * | 1993-03-29 | 1994-10-07 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板冷却装置 |
JP2001257250A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-09-21 | Applied Materials Inc | デュアル基板ロードロック・プロセス装置 |
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2011
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