JP2014015633A - 成膜装置、及び成膜装置用搬送トレイ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動機構の簡素化を図ると共に、パーティクルの基板への付着のおそれを低減し成膜基板の品質低下を抑制することが可能な成膜装置を提供する。
【解決手段】基板１０１を搬送する複数の搬送ローラー１１を備えた搬送装置１０を有する成膜装置１００とし、簡素な構成とする。また、搬送ローラー１１を基板１０１の下端側に配置する。これにより、搬送ローラー１１の回転に伴ってパーティクルが生じたとしても、搬送ローラー１１よりも上方に配置された基板１０１へのパーティクルが付着する可能性は低くなる。また、保持具１０の上端部に形成された溝部３０の壁面に当接して回転する従動ローラー１２を備える構成とする。上方から保持具の位置を規制することができ、保持具及び基板１０１を安定して円滑に搬送することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、成膜装置及び搬送装置用搬送トレイに関する。

例えば、基板などの対象物に成膜を行う成膜装置では、基板がトレイ上に載置（保持）されて搬送される。基板は、複数の真空チャンバー間を移動し、成膜などの処理が施される。近年、太陽電池、及び液晶表示パネルなどの大型化に伴って、基板も大型化されている。大型化された基板に対応可能な成膜装置において、基板及びトレイを縦姿勢で搬送する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の装置では、真空チャンバーの上部側に駆動ギアが設けられ、この駆動ギアと噛み合うラックがトレイの上端側に形成されていた。真空チャンバー側の駆動ギアを回転させることで、水平方向にトレイを移動させていた。基板は、トレイと共に真空チャンバー内を移動する。

特開平１−２６８８７０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、ラックピニオン方式の駆動機構が採用され構造が複雑であるため、簡素化が求められている。また、上記の従来技術では、ラックピニオン方式の駆動機構が基板より上方に配置されているため、駆動機構で生じたパーティクルが落下する際に基板に付着し、成膜の品質を低下させるおそれがある。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、駆動機構の簡素化を図ると共に、パーティクルの基板への付着のおそれを低減し成膜基板の品質低下を抑制することが可能な成膜装置、および成膜装置用搬送トレイを提供することを目的とする。

本発明は、基板に成膜処理を行う成膜装置であって、基板を収容可能な真空容器と、真空容器内で、基板の板厚方向が水平方向となるように、基板を直立させた状態又は直立させた状態から傾斜した状態で、基板を保持する搬送トレイを板厚と交差する搬送方向に搬送する搬送手段と、を備え、搬送手段は、基板の下端側に配置され、板厚方向に沿って延在する第１の軸線回りに回転し、搬送トレイを搬送する複数の搬送ローラーと、基板の上端側に配置され、板厚方向及び搬送方向と交差する方向に沿って延在する第２の軸線回りに回転する複数の従動ローラーと、を有し、搬送トレイの上端面には、搬送方向に沿って連続する溝部が形成され、従動ローラーは、溝部内の壁面に当接し、搬送トレイの移動に伴って回転する成膜装置を提供する。

このような成膜装置によれば、基板を搬送する複数の搬送ローラーを備えた搬送装置を有する構成であるため、簡素な構成の装置とすることができる。例えば、従来のラックピニオン方式の搬送機構と比較して、簡素な構成とすることができる。また、成膜装置は、搬送ローラーが基板の下端側に配置されているので、搬送ローラーの回転に伴ってパーティクルが生じたとしても、搬送ローラーよりも上方に配置された基板にパーティクルが付着する可能性は低い。これにより、パーティクルが基板に付着するおそれを低減し、成膜基板の品質低下を抑えることができる。また、従動ローラーが、搬送トレイの上端部に形成された溝部内の壁面と当接して回転する構成であるため、上方から搬送トレイの位置を規制することができ、搬送トレイ及び基板を安定して円滑に搬送することができる。

搬送トレイの下端面には、搬送方向に延在し、搬送ローラーの周面に当接可能なレール部が設けられている構成でもよい。搬送トレイの下端面にレール部が設けられていると、搬送トレイの走行を安定化させることができる。

ここで、複数の従動ローラーは、溝部内の一対の壁面の一方と当接する第１従動ローラーと、溝部内の一対の壁面の他方と当接する第２従動ローラーと、を備え、第１従動ローラー及び第２従動ローラーは、搬送方向において交互に配置されていることが好ましい。この構成の成膜装置では、第１従動ローラーが、搬送トレイの溝部内の一対の壁面の一方のみに当接し、第２従動ローラーが、搬送トレイの溝部内の一対の壁面の他方のみに当接する。これにより、第１従動ローラー及び第２従動ローラーは、常にそれぞれ異なる方向へ回転するため、従動ローラーの回転方向が逆方向へ切り換わることが防止される。そのため、搬送トレイ２０が搬送される際の摩擦抵抗を少なくすることができるので、搬送トレイの円滑な搬送を実現することができる。

また、板厚方向において、第１従動ローラーの周面の最も一対の壁面の一方側の位置と、第２従動ローラーの周面の最も一対の壁面の他方側の位置との距離が、溝部の一対の壁面間の距離よりも小さいと好適である。この構成の成膜装置によれば、従動ローラーに対する搬送トレイの位置ずれを許容し、安定して円滑に搬送トレイ及び基板を搬送することができ、更に、従動ローラーと溝部の壁面との摩擦抵抗を軽減し、搬送速度を向上させ易くなる。

また、搬送ローラーは、当該搬送ローラーの径方向の外側へ張り出すと共に、第１の軸線方向に対向し搬送トレイの両側を挟むように配置された一対のつば部を有することが好ましい。この構成の成膜装置によれば、搬送トレイの下端部を板厚方向の両側から挟むように配置された一対のつば部が、搬送ローラーに形成されているため、搬送ローラーに対する搬送トレイの位置を安定させることができる。これにより、搬送トレイ及び基板の姿勢を安定させて、円滑に搬送させることができる。

成膜装置は、真空容器の基板が通過する開口部を密閉可能な弁体を備えたゲートバルブ部を備え、ゲートバルブ部には、従動ローラーが設けられている構成でもよい。この構成の成膜装置は、ゲートバルブ部内に従動ローラーが配置されているため、搬送トレイ及び基板の姿勢を安定させて、円滑に搬送させることができる。

本発明は、基板の板厚方向が水平方向となるように、基板を直立させた状態又は直立させた状態から傾斜した状態で、板厚方向と交差する方向に搬送する際に、基板を保持可能な成膜装置用搬送トレイであって、基板の上端部を保持する上端部保持部と、基板の下端部を保持する下端部保持部と、上端部保持部及び下端部保持部を連結する連結部と、を備え、上端部保持部の上端面には、搬送方向に連続する溝部が形成されている成膜装置用搬送トレイを提供する。

このような成膜装置用搬送トレイは、上記の成膜装置に適用可能である。この成膜装置用搬送トレイは、上端部保持部の上端面に、搬送方向に連続する溝部が形成されているため、上記の成膜装置の従動ローラーを溝部に配置させることができる。搬送トレイの搬送に伴って、溝部の壁面と、従動ローラーとが当接し、従動ローラーが回転する。従動ローラーは、基板搬送時において、搬送トレイの搬送方向を好適に案内することができる。

溝部の搬送方向における端部には、当該溝部の幅が端部に向かって広がるように形成された傾斜部が形成されていることが好適である。この構成の成膜装置用搬送トレイでは、従動ローラーが溝部に進入する際の入口側の端部の幅が広く、搬送方向の内側へ進むほど狭くなるので、位置ずれの影響を軽減して円滑に搬送することができる。従動ローラーに対する搬送トレイの位置ずれが生じても、従動ローラーの突っ掛かりを防止し、搬送を行うことができる。

下端部保持部の下端面には、搬送方向に延在するレール部が設けられている構成でもよい。搬送トレイの下端面にレール部が設けられていると、搬送トレイの走行を安定化させることができる。

本発明は、駆動機構の簡素化を図ると共に、パーティクルの基板への付着のおそれを低減し成膜基板の品質低下を抑制することが可能な成膜装置を提供することができる。

また、本発明は、上記の成膜装置に適用可能であり、成膜装置の駆動機構の簡素化を図ると共に、パーティクルの基板への付着のおそれを低減し成膜基板の品質低下を抑制することが可能な成膜装置用搬送トレイを提供することができる。

本発明の実施形態に係る成膜装置を示す概略側面図である。 チャンバー内を側方から示す断面図である。 チャンバー内を搬送方向の前方から示す断面図である。 搬送トレイの上端部を示す断面図である。 搬送トレイの下端部を示す断面図である。 搬送トレイの上端部を示す断面図である。 搬送トレイの上端部に形成された傾斜部を示す平面図である。

本発明に係る成膜装置について図面を参照して説明する。なお、「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示される状態に基づいており、便宜的なものである。また、図１〜図７には、説明を容易にする為にＸＹＺ直交座標系も示されている。

（成膜装置）
図１は、本発明の実施形態に係る成膜装置１００を示す概略側面図である。図１では、基板１０１（図２参照）の搬送方向Ｙの側方から示している。図１に示す成膜装置１００は、基板１０１（例えばガラス基板）に対して成膜等の処理を施すためのものである。成膜装置１００は、例えばＲＰＤ法（反応性プラズマ蒸着法）による成膜を行う装置である。成膜装置１００は、プラズマを生成するプラズマガン（１４０）を備え、生成されたプラズマを用いて、成膜材料をイオン化し、成膜材料の粒子を基板１０１の表面に付着させることにより成膜を行う。

成膜装置１００は、例えば、太陽電池を製造する太陽電池製造装置、液晶表示素子を製造する液晶表示素子製造装置、平面入力素子（タッチパネル）を製造する平面入力素子製造装置などに適用することができる。

成膜装置１００は、ロードロックチャンバー１２１、バッファチャンバー１２２、成膜チャンバー（成膜室）１２３、バッファチャンバー１２４、ロードロックチャンバー１２５を備えている。これらのチャンバー１２１〜１２５は、この順に並んで配置されている。全てのチャンバー１２１〜１２５が真空容器にて構成され、チャンバー１２１〜１２５の出入口には、開閉ゲート１３１〜１３６が設けられている。成膜装置１００は、バッファチャンバー１２２，１２４、成膜チャンバー１２３が複数並べられている構成でもよい。

各真空チャンバー１２１〜１２５には、内部を適切な圧力とするための真空ポンプ（不図示）が接続されている。また、各真空チャンバー１２１〜１２５には、チャンバー内の圧力を監視するための真空計（不図示）が複数（例えば２個）設置されている。各チャンバー１２１〜１２５には、真空ポンプに接続された真空排気管が連通され、この真空排気管に真空計が設置されている。

図２に示すように、成膜装置１００には、基板１０１を保持する搬送トレイ２０を搬送するための搬送装置１０が設けられている。搬送装置１０は、真空チャンバー１２１〜１２５内で、基板１０１及び搬送トレイ２０を直立させた状態で搬送する装置である（詳しくは後述する）。

次に、図１を参照して各種真空チャンバー１２１〜１２５について説明する。ロードロックチャンバー１２１は、入口側に設けられた開閉ゲート１３１を開放することで、大気開放され、処理される基板１０１、及びこの基板１０１を保持する搬送トレイ２０が導入されるチャンバーである。ロードロックチャンバー１２１の出口側は、開閉ゲート１３２を介して、バッファチャンバー１２２の入口側に接続されている。

バッファチャンバー１２２は、入口側に設けられた開閉ゲート１３２を開放することで、ロードロックチャンバー１２１と連通され、ロードロックチャンバー１２１を通過した基板１０１が導入される圧力調整用チャンバーである。バッファチャンバー１２２の出口側は、開閉ゲート１３３を介して、成膜チャンバー１２３の入口側に接続されている。また、バッファチャンバー１２２には、基板１０１を加熱するためのヒーター（不図示）が設けられている。このヒーターは、基板１０１の成膜面（成膜される面）を加熱すべく、成膜面と対向して配置されている。本実施形態では、基板１０１は直立状態で配置されているため、成膜面は、上下方向に沿って配置されている。バッファチャンバー１２２では、基板温度が例えば２００℃程度になるように加熱する。バッファチャンバー１２２は、成膜チャンバー１２３の前段に設置され、基板１０１を加熱する加熱用チャンバーとして機能する。

ヒーターとしては、例えばランプヒーターを使用することができる。ランプヒーターは、棒状を成し、上下方向Ｚに延在している。ランプヒーターは、バッファチャンバー１２２内に複数本（例えば１２本）設置され、搬送方向Ｙに所定の間隔を空けて配置されている。ヒーターの熱は基板１０１に伝熱され、基板１０１が加熱される。

成膜チャンバー１２３は、入口側に設けられた開閉ゲート１３３を開放することで、バッファチャンバー１２２と連通され、バッファチャンバー１２２を通過した基板１０１及び搬送トレイ２０が導入され、基板１０１に薄膜層を成膜する処理チャンバーである。成膜チャンバー１２３の出口側は、開閉ゲート１３４を介して、バッファチャンバー１２４の入口側に接続されている。図３に示すように、成膜チャンバー１２３には、基板１０１に成膜材料（薄膜層）を成膜するための蒸着装置１４０が設置されている。蒸着装置１４０は、成膜材料を保持する主ハース、プラズマビームを主ハースへ照射するプラズマガン等で構成される。また、成膜チャンバー１２３には、基板１０１を加熱するためのヒーターが設けられている。このヒーターは、例えば基板１０１を背面１０１ｆ（成膜面１０１ｅと反対側の面）側から基板１０１を加熱するように設置されている。成膜チャンバー１２３では、基板温度が例えば２００℃程度に維持される。

図１に示すバッファチャンバー１２４は、入口側に設けられた開閉ゲート１３４を開放することで、成膜チャンバー１２３と連通され、成膜チャンバー１２３によって成膜された基板１０１及びこれを保持する搬送トレイ２０が導入される圧力調整用チャンバーである。バッファチャンバー１２４の出口側は、開閉ゲート１３５を介して、ロードロックチャンバー１２５の入口側に接続されている。また、バッファチャンバー１２４には、基板１０１を冷却するための冷却板（不図示）が設けられている。この冷却板は、基板１０１の成膜面を冷却すべく、基板１０１の成膜面に対向して配置されている。基板１０１の背面１０１ｆ側から、基板１０１を冷却する冷却板を備える構成でもよい。バッファチャンバー１２４では、基板温度が例えば１２０℃程度になるように冷却される。バッファチャンバー１２４は、成膜チャンバー１２３の後段に設置され、基板１０１を冷却する冷却用チャンバーとして機能する。なお、バッファチャンバー１２４に冷却手段が設置されていない構成でもよい。真空チャンバーから出た後の大気圧環境において、基板１０１を大気により冷却（空冷）する構成でもよい。

冷却板は、基板１０１を冷却する冷却手段として機能するものである。冷却板は、例えば銅板から形成され、板状を成し、基板１０１と対面するように配置されている。冷却板には、冷却水が通水される冷却管（不図示）が設けられている。基板１０１の熱は、冷却板９３に伝熱され、冷却板に伝達された熱が冷却管に伝熱され、冷却管は管内を流れる冷却水により冷却される。これにより、冷却板が冷却されて基板１０１が冷却される。

ロードロックチャンバー１２５は、入口側に設けられた開閉ゲート１３５を開放することで、バッファチャンバー１２４と連通され、バッファチャンバー１２４を通過した基板１０１が導入されるチャンバーである。ロードロックチャンバー１２５の出口側には、開閉ゲート１３６が設けられ、開閉ゲート１３６を開放することで、ロードロックチャンバー１２５が大気開放される。ロードロックチャンバー１２５では、大気開放により空冷し、チャンバー外へ基板１０１が搬送される時点で、１００℃以下に冷却される。

（搬送トレイ）
次に、図２〜図７を参照して、本実施形態の成膜装置１００で使用される搬送トレイ２０について説明する。搬送トレイ２０は、基板１０１を直立させた状態で搬送する際に、基板１０１を保持する。基板１０１を直立させた状態とは、基板１０１の板厚方向Ｘが水平方向となる状態である。このとき、基板１０１の成膜面は、上下方向Ｚに沿って配置される。なお、基板１０１が直立した状態から傾斜した状態で、基板１０１を保持する構成でもよい。基板１０１の板厚方向Ｘが略水平な方向でもよく、水平方向より傾斜していてもよい。方向Ｘは、垂直方向Ｚと直交し、且つ、基板１０１の搬送方向Ｙと直交する方向である。

搬送トレイ２０は、図２示すように、基板１０１の端部を保持する矩形の枠体として形成されている。搬送トレイ２０は、基板１０１の上端部１０１ａを保持する上端部保持部２１と、基板１０１の下端部１０１ｂを保持する下端部保持部２２と、基板１０１の側端部１０１ｃを保持する一対の側端部保持部２３と、を備えている。本実施形態の搬送トレイ２０は、１枚の基板１０１を保持するように構成されている。搬送トレイ２０は、複数（例えば２枚）の基板１０１を保持可能な構成でもよい。搬送トレイは、基板１０１の縁部の全周を保持するものでもよく、基板１０１の縁部を部分的に保持するものでもよい。上端部保持部２１、下端部保持部２２、側端部保持部２３の材質としては、例えばステンレス鋼を用いることができる。

（上端部保持部）
上端部保持部２１は、基板１０１の上端部１０１ａに沿って配置されている。上端部保持部２１は、図４に示すように、基板１０１を支持する支持板２１ａと、支持板２１ａに対して基板１０１を保持するための基板押さえ部材２１ｂとを備えている。

支持板２１ａは、基板１０１の成膜面１０１ｅとは反対側から、基板１０１の上端部１０１ａを支持する。基板押さえ部材２１ｂは、基板１０１の上端部１０１ａを成膜面１０１ｅ側から押さえることで、基板１０１を保持する。基板１０１の上端部１０１ａは、板厚方向Ｘの両側から、支持板２１ａ及び基板押さえ部材２１ｂによって挟まれている。上端部保持部２１は、基板１０１の位置ズレを防止可能な構成であればよい。

（ガイド溝）
図４、図６、図７に示すように、上端部保持部２１の天面（上端面）２１ｃには、搬送トレイ２０の搬送方向（Ｙ方向）を規定するためのガイド溝３０が形成されている。ガイド溝３０は、後述する従動ローラー１２，１３（ガイドローラー）が進入可能な構成とされている。ガイド溝３０は、Ｙ方向において、上端部保持部２１の全長にわたり形成されている。ガイド溝３０は、下方へ凹むように形成されている。ガイド溝３０は、例えば、上端部保持部２１の天面２１ｃを切削することで形成されていてもよく、複数の部材を組み付けることで形成されていてもよい。

上端部保持部２１は、基板１０１を支持する支持板２１ａより上方へ張り出す一対のガイド板３２，３３を有する。一対のガイド板３２，３３は、Ｘ方向に対向して配置されている。一対のガイド板３２，３３の対向する壁面３２ａ，３３ａが、ガイド溝３０内の一対の壁面である。一対のガイド板３２は、例えばボルト３４によって、本体３１に固定されている。なお、図６及び図７では、ボルト３４の図示を省略している。

（傾斜部）
図７は、搬送トレイ２０の上端部に形成された傾斜部を示す平面図である。図７に示すように、上端部保持部２１のガイド溝３０には、傾斜部３２ｂ，３３ｂが形成されている。傾斜部３２ｂ，３３ｂは、一対のガイド板３２，３３のＹ方向の端部に形成されている。傾斜部３２ｂ，３３ｂは、ガイド溝３０の幅が、Ｙ方向の端部に向かって広がるように形成されている。傾斜部３２ｂ，３３ｂは、ガイド溝３０の幅が、Ｙ方向の中央に向かって狭まるように形成されている。ガイド板３２，３３の対向する壁面３２ａ，３３ａは、テーパー部３２ｂ，３３ｂ以外では、平行に形成されている。

（下端部保持部）
図２に示すように、下端部保持部２２は、基板１０１の下端部１０１ｂに沿って配置されている。下端部保持部２２は、上端部保持部２１と、上下方向（Ｚ方向）に対向して配置されている。下端部保持部２２は、図５に示すように、基板１０１を支持する支持板２２ａと、支持板２２ａに対して基板１０１を保持するための基板押さえ部材２２ｂとを備えている。

支持板２２ａは、基板１０１の成膜面１０１ｅとは反対側から、基板１０１の下端部１０１ｂを支持する。基板押さえ部材２２ｂは、基板１０１の下端部１０１ｂを成膜面１０１ｅ側から押さえることで、基板１０１を保持する。基板１０１の下端部１０１ｂは、板厚方向Ｘの両側から、支持板２２ａ及び基板押さえ部材２２ｂによって挟まれている。下端部保持部２２は、基板１０１の位置ズレを防止可能な構成であればよい。

下端部保持部２２の下端面には、搬送方向Ｙに延在し、搬送ローラー１１の周面１１ｂに当接可能なレール部２６が設けられている。レール部２６は、搬送トレイ２０の長手方向Ｙの全長にわたり直線的に形成されている。搬送トレイ２０には、レール部２６が設けられているので、搬送トレイ２０の搬送を安定化させることができる。レール部２６の材質としては、例えばステンレス鋼を用いることができる。

（側端部保持部）
側端部保持部２３（連結部）は、基板１０１の側端部１０１ｃに沿って配置されている。側端部保持部２３は、例えば、上端部保持部２１及び下端部保持部２２と同様に、基板１０１を支持する支持板と、支持板に対して基板１０１を保持するための基板押さえ部材とを備えている。側端部保持部２３は、基板１０１の位置ズレや変形を防止可能な構成であればよい。そして、一対の側端部保持部２３は、上端部保持部２１及び下端部保持部２２のＹ方向の端部同士を連結し、矩形の枠体を形成している。上端部保持部２１、下端部保持部２２、及び側端部保持部２３は、一体成形されたものでもよく、別体のものを接続したものでもよい。

搬送トレイ２０には、図２〜図５に示すように、基板１０１の背面１０１ｆ（成膜面１０１ｅとは反対側の面）を露出させる開口部２５が形成されている。開口部２５は、例えば、上端部保持部２１、下端部保持部２２、及び一対の側端部保持部２３によって囲まれて形成されている。搬送トレイ２０に開口部２５が形成されているので、基板１０１の加熱効率及び冷却効率を向上させることができる。

（真空チャンバー）
次に、図２及び図３を参照して真空チャンバー１２１〜１２５について説明する。真空チャンバー１２１〜１２５は、箱型を成し、天板５１、底板５２、正面壁５３（図１参照）、背面壁５４、入側壁５５、及び出側壁５６を備えている。天板５１及び底板５２は、上下方向Ｚに対向して配置された壁体である。入側壁５５及び出側壁５６は、搬送方向Ｙに対向して配置された壁体である。入側壁５５は、基板１０１及び搬送トレイ２０が真空チャンバー１２１〜１２５内に搬入される側である入口側の壁体である。出側壁５６は、基板１０１及び搬送トレイ２０が真空チャンバー１２１〜１２５外へ搬出される側である出口側の壁体である。正面壁５３及び背面壁５４は、基板１０１の板厚方向Ｘに対向して配置された壁体である。なお、図３では、正面壁５３の図示を省略している。

入側壁５５には、搬送トレイ２０及び基板１０１を、真空チャンバー１２１〜１２５内へ搬入させるための入口（開口部）５５ａが形成されている。出側壁５６には、搬送トレイ２０及び基板１０１を、真空チャンバー１２１〜１２５外へ搬出させるための出口（開口部）５６ａが形成されている。

図３では、成膜チャンバー１２３の断面を示している。成膜チャンバー１２３は、背面壁５４が、外方（基板１０１と反対側へ）に張り出すように配置されることで、凹部５４ａが形成されている。この凹部５４には、上記の蒸着装置１４０が配置されている。成膜チャンバー１２３では、プラズマガンによってプラズマを生成し、主ハースに保持された成膜材料を加熱して蒸発させる。成膜材料が蒸発してイオン化され、成膜材料の粒子が凹部５４ａ内に拡散する。凹部５４ａ内に拡散した成膜材料の粒子は、基板１０１に向けて飛行し、基板１０１の表面（成膜面１０１ｅ）に付着する。

天板５１及び底板５２は、搬送方向Ｙの一方の端部において、入側壁５５と接合され、搬送方向Ｙの他方の端部において、出側壁５６と接合されている。正面壁５３及び背面壁５４は、搬送方向Ｙの一方の端部において、入側壁５５と接合され、搬送方向Ｙの他方の端部において、出側壁５６と接合されている。天板５１及び底板５２は、正面側で正面壁５５と接合され、背面側で背面壁５６と接合されている。これらの壁体５１〜５６は、例えば溶接により一体的に結合されている。なお、成膜チャンバー１２３内のメンテナンスを行うために、一部の壁体（例えば、正面壁５３）をヒンジ結合して、開閉自在な構成にしても良い。

（搬送装置）
次に、基板１０１を搬送する搬送装置１０について説明する。搬送装置１０は、図２及び図３に示すように、基板１０１の下端側に配置された複数の搬送ローラー１１と、基板１０１の上端側に配置された複数の従動ローラー１２，１３とを備えている。

複数の搬送ローラー１１は、図２、図３及び図５に示すように、搬送方向Ｙに所定の間隔で配置されている。搬送ローラー１１は、図５に示すように、Ｘ方向に延在する回転軸１４に固定されている。回転軸１４は、一対の軸受け６２によって回転可能支持されている。底板５２には、一対の軸受け６２を支持するための支持部６１が固定されている。

真空チャンバー１２１〜１２５の背面壁５４には、図３に示すように、回転軸１４を挿通するための開口部５４ａが形成されている。開口部５４ａには、回転軸１４を回転可能に支持し真空チャンバー内と外部環境との間を封止する軸封装置１５が設けられている。軸封装置１５として、例えば磁性流体軸受けを使用することができる。回転軸１４は、背面壁５４を貫通して、真空チャンバー１２１〜１２５の内部から外部まで延在している。なお、回転軸１４は、一体物として構成されているものでもよく、複数の部材を軸線方向に連結することで構成されているものでもよい。

真空チャンバー１２１〜１２５の外部には、回転軸１４を回転駆動するための駆動源（例えば電動モーター）１６が設置されている。駆動源１６から出力された駆動力は、ベルト車１７及び無端ベルト１８を有する動力伝達機構によって複数の回転軸１４に伝達される。回転軸１４の真空チャンバー１２１〜１２５の外部に配置された端部には、複数のベルト車１７が取り付けられている。搬送方向Ｙに隣接する回転軸１４に設けられたベルト車１７には、無端ベルト１８が架け渡されている。同様に、駆動源１６の出力軸には、ベルト車１７が取り付けられ、出力軸のベルト車１７及び隣接する回転軸１４に取り付けられたベルト車１７には、無端ベルト１８が架け渡されている。これにより、駆動源１６から出力された駆動力を分配して、複数の回転軸１４を回転駆動させることができる。なお、動力伝達機構は、ベルト１８及びベルト車１７を備えるものに限定されず、その他の動力伝達機構でもよい。例えば、チェーン及びスプロケットを備えるものでもよく、その他の動力伝達軸などを備えるものでもよい。

また、搬送ローラー１１は、図５に示すように、当該搬送ローラー１１の径方向の外側へ張り出すと共に、回転軸１４の軸線方向（Ｘ方向）に対向し搬送トレイ２０の下端部保持部２２（レール部２６）の両側を挟むように配置された一対のつば部１１ａを有する。つば部１１ａは、搬送トレイ２０のレール部２６の側面（Ｘ方向に対向する面）に当接して、搬送トレイ２０の位置を規制する。

次に、従動ローラー１２，１３について説明する。従動ローラー１２，１３は、搬送方向Ｙに所定の間隔で配置されている。従動ローラー１２（１３）は、図４に示すように、Ｚ方向延在する固定軸７１に回転可能に支持されている。なお、図４では、第１従動ローラー１２のみを示しているが、第２従動ローラー１３も同様の構成である。従動ローラー１２，１３として、ころがり軸受けを使用することができる。固定軸７１は、図２及び図３に示すように、天板５１に固定された支持部材７２に支持されている。支持部材７２は、搬送方向Ｙに延在し、複数の固定軸７１を支持している。従動ローラー１２，１３は、ころがり軸受けに限定されず、その他の回転体でもよい。従動ローラー１２，１３は、搬送トレイ２０との接触時の回転を衝撃なく円滑に行うため、回転慣性が小さい方が好ましい。

図６に示すように、従動ローラー１２，１３は、Ｘ方向において異なる位置に配置された第１従動ローラー１２及び第２従動ローラー１３を有する。従動ローラー１２，１３は、Ｚ方向から見ると、千鳥配置されている。第１従動ローラー１２は、Ｘ方向の一方側に配置されたガイド板３２の壁面３２ａと当接可能な位置に配置されている。第２従動ローラー１３は、Ｘ方向の他方側に配置されたガイド板３３の壁面３３ａと当接可能な位置に配置されている。従動ローラー１２，１３は、駆動装置に連結されていない。従動ローラー１２，１３は、搬送トレイ２０の壁面３２ａ，３３ａと接触した場合には、その周面に当接する搬送トレイ２０の壁面３２ａ，３３ａの移動に従って回転する。

第１従動ローラー１２の回転中心Ｏ_１２は、軸線Ｌ_１２上に配置され、第２従動ローラー１３の回転中心Ｏ_１３は、軸線Ｌ_１３上に配置されている。軸線Ｌ_１２，Ｌ_１３は、Ｘ方向において異なる位置に配置されている。

第１従動ローラー１２は、ガイド板３２の壁面３２ａに当接し、搬送トレイ２０の移動に伴って回転する。第２従動ローラー１３は、ガイド板３３の壁面３３ａに当接し、搬送トレイ２０の移動に伴って回転する。第１従動ローラー１２及び第２従動ローラー１３は、搬送方向Ｙにおいて交互に配置されている。第１従動ローラー１２及び第２従動ローラー１３は、搬送方向Ｙにおいて交互に配置されていないものでもよい。例えば、搬送方向Ｙにおいて、第１従動ローラー１２を２個配置した後に、第２従動ローラー１３を２個配置してもよい。

第１従動ローラー１２及び第２従動ローラー１３の外径は、ガイド溝３０の幅Ｗ_３０よりも小さい。第１従動ローラー１２とガイド板３３との間には、所定の隙間ｄ_１が形成されている。第２従動ローラー１３とガイド板３２との間には、所定の隙間ｄ_２が形成されている。

また、Ｘ方向において、第１従動ローラー１２の周面の最も壁面３２ａ側（溝部の一対の壁面の一方側）の位置と、第２従動ローラー１３の周面の最も壁面３３ａ側（溝部に一対の壁面の他方側）の位置との距離Ｗ_１が、ガイド溝３０の一対のガイド板３２，３３間（溝部の一対の壁面間）の距離Ｗ_３０よりも小さい。

次に、本実施形態の成膜装置１００の作用について説明する。まず、基板１０１が、ロードロックチャンバー１２１内に導入される。ロードロックチャンバー１２１内は、開閉ゲート１３１，１３２が閉じられて密閉状態とされ、所定の圧力まで減圧される。基板１０１は、ロードロックチャンバー１２１内を搬送され、隣接するバッファチャンバー１２２内に導入される。

成膜装置１００は、基板１０１が導入されたバッファチャンバー１２２内で基板１０１を加熱する。例えば、バッファチャンバー１２２内は、基板１０１が導入される前に所定の温度まで加熱されている。

基板１０１は、バッファチャンバー１２２内に導入される。バッファチャンバー１２２内は、開閉ゲート１３２，１３３が閉じられて密閉状態とされ、所定の圧力（成膜チャンバー１２３と同圧）まで減圧される。基板１０１が、成膜に適した温度まで加熱された後、基板１０１は、バッファチャンバー１２２内を搬送され、隣接する成膜チャンバー１２３内に導入される。

成膜チャンバー１２３内は、基板１０１が導入される前に、成膜に適正な減圧状態とされている。基板１０１が成膜チャンバー１２３内に導入されると、開閉ゲート１３３，１３４が閉じられて密閉状態とされる。また、成膜チャンバー１２３内は、ヒーターによって加熱されて、基板温度が維持された状態となる。そして、基板１０１上に成膜処理が行われ、基板１０１上に金属膜（薄膜層）が成膜される。

成膜装置１００は、基板１０１が導入されたバッファチャンバー１２４内で基板１０１を冷却する。例えば、バッファチャンバー１２４内は、基板１０１が導入される前に所定の温度まで冷却されている。なお、バッファチャンバー１２４内で冷却を実行しなくてもよい。

基板１０１は、バッファチャンバー１２４内に導入される。バッファチャンバー１２４内は、開閉ゲート１３４，１３５が閉じられて密閉状態とされ、所定の圧力に減圧されている。基板１０１が、冷却された後、基板１０１は、バッファチャンバー１２４内を搬送され、隣接するロードロックチャンバー１２５内に導入される。

ロードロックチャンバー１２５内は、開閉ゲート１３６が開放されて、大気開放により基板１０１が、冷却される。基板１０１が、冷却された後、基板１０１は、ロードロックチャンバー１２５内を搬送され、ロードロックチャンバー１２５外へ導出される。

成膜装置１００では、駆動源１６から出力された駆動力がベルト車１７及びベルト１８を用いて伝達され、搬送ローラー１１が回転する。搬送ローラー１１を回転駆動することで、基板１０１を保持する搬送トレイ２０を搬送する。搬送トレイ２０は、搬送方向Ｙに配置された複数の搬送ローラー１１によって駆動されて、各真空チャンバー１２１〜１２５内を移動する。

成膜装置１００では、真空チャンバー１２１〜１２５の上部側に配置された従動ローラー１２，１３が、ガイド板３２，３３と接触した場合には、搬送トレイ２０の搬送に伴って回転する。このとき、第１従動ローラー１２は、一方のガイド板３２のみに当接して回転する。すなわち、第１従動ローラー１２は、同一方向に回転することになる。第２従動ローラー１３は、他方のガイド板３３のみに当接して回転する。すなわち、第２従動ローラー１３は、同一方向に回転することになる。同一の従動ローラー１２，１３が、同一方向のみに回転することで、基板搬送を妨げずに搬送トレイ２０を安定的に案内させる。

第１従動ローラー１２が、ガイド溝３０の壁面３２ａに当接し、第２従動ローラー１３が、ガイド溝３０の壁面３３ａに当接することで、直立状態の搬送トレイ２０及び基板１０１の姿勢を安定させることができる。

このような成膜装置１００では、基板１０１及び搬送トレイ２０を搬送する複数の搬送ローラー１１を備えているため、簡素な構成の装置とすることができる。従来のラックピニオン方式の搬送機構と比較して、簡素な構成とすることができる。また、成膜装置１００は、搬送ローラー１１が真空チャンバー１２１〜１２５の底板５２側（基板１０１の下端よりも下方）に配置されているので、搬送ローラー１１の回転に伴ってパーティクルが生じたとしても、搬送ローラー１１よりも上方に配置された基板１０１にパーティクルが付着する可能性が低くなる。これにより、パーティクルが基板１０１に付着するおそれを低減し、成膜基板の品質低下を抑えることができる。

搬送ローラー１１には、つば部１１ａが形成されているので、搬送ローラー１１に対する搬送トレイ２０の位置を安定させることができる。これにより、搬送トレイ２０及び基板１０１の姿勢を安定させて、円滑に搬送させることができる。搬送ローラー１１につば部１１ａが設けられているので、基板１０１の下部側にＸ方向の位置を規定するための、サイドローラーやその他のガイドローラー設置する必要がない。そのため、簡素な構成とすることができる。

成膜装置１００は、従動ローラー１２，１３が、搬送トレイ２０の上端部に形成された一対のガイド板３２，３３と当接して回転する構成であるため、上方から搬送トレイ２０の位置を規制し、搬送トレイ２０の倒れを防止することができる。これにより、搬送トレイ２０及び基板１０１を安定して円滑に搬送することができる。

また、従動ローラー１２，１３がガイド溝３０内に配置される構成であり、成膜されていない部分に従動ローラー１２，１３が当接することになる。成膜チャンバー１２３を通過した後の搬送トレイ２０の外面側には、成膜材料が付着しているため、搬送トレイ２０の外面にローラーが当たると、成膜材料が剥離して、パーティクルが発生する。本実施形態では、従動ローラー１２，１３がガイド溝３０内の壁面３２ａ，３３ａに当たるため、パーティクルの発生を抑制することができる。

複数の従動ローラー１２，１３は、一方のガイド板３２と当接する第１従動ローラー１２と、他方のガイド板３３と当接する第２従動ローラー１３と、を備え、第１従動ローラー１２及び第２従動ローラー１３は、搬送方向Ｙにおいて交互に配置されているので、搬送中の搬送トレイ２０が、第１従動ローラー１２及び第２従動ローラー１３に交互に当接することになる。これにより、搬送トレイ２０及び基板１０１の姿勢を一層、安定させて円滑に搬送することができる。これにより、搬送速度の向上を図ることができる。従動ローラー１２，１３は、回転する際に、常にそれぞれ異なる方向へ回転するため、従動ローラー１２、１３の回転方向が逆回転へ切り換わることがなく、搬送トレイ２０が搬送される際の摩擦抵抗を少なくすることができる。そのため、搬送トレイ２０の円滑な搬送を実現することができる。

成膜装置１００は、Ｘ方向において、第１従動ローラー１２の周面の最も壁面３２ａ側の位置と、第２従動ローラー１３の周面の最も壁面３３ａ側の位置との距離Ｗ_１が、ガイド溝３０の一対の壁面３２ａ，３３ａ間の距離Ｗ_３０よりも小さくなっている。これにより、従動ローラー１２，１３に対する搬送トレイ２０の位置ずれを許容し、安定して円滑に搬送トレイ２０及び基板１０１を搬送することができる。更に、従動ローラー１２，１３とガイド溝３０の壁面３２ａ，３３ａとの摩擦抵抗を軽減し、搬送速度を向上させることもできる。

本実施形態の搬送トレイ２０は、上端面２１ｃに、搬送方向Ｙに連続するガイド溝が形成されているため、成膜装置１００の従動ローラー１２，１３をガイド溝３０に配置させることができる。基板搬送に伴って、ガイド溝３０の壁面３２ａ，３３ａと、従動ローラー１２，１３とが当接し、従動ローラー１２，１３が回転するので、搬送トレイ２０の搬送を好適に案内することができる。

また、搬送トレイ２０のガイド溝３０には、傾斜部３２ｂ，３３ｂが形成されているため、従動ローラー１２，１３がガイド溝３０に進入する際の入口側の端部の幅を広く、搬送方向の内側へ進むほど狭くすることができる。これにより、従動ローラー１２，１３に対する搬送トレイ２０の位置ずれが生じても、従動ローラー１２，１３の突っ掛かりを防止し、搬送を行うことができる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の成膜装置は、イオンプレーティング法に限定されず、その他の成膜法（例えばスパッタリング法など）を適用してもよい。

本発明の成膜装置及び成膜装置用トレイは、基板を直立させて搬送するものに限定されず、基板を傾斜させて搬送するものでもよい。例えば、上記の成膜装置及び搬送トレイを傾けることで、傾斜した基板を搬送する構成でもよい。例えば、搬送ローラーの周面が、回転軸線と交差するように形成されているものでもよい。基板を傾斜させて支持する搬送トレイを用いて、基板を搬送する成膜装置でもよい。基板を傾ける場合の傾斜角度は、鉛直方向に対して０°〜１５°程度とすることができる。

また、成膜装置は、その筐体内に真空容器の開口部を封止する弁体を備えたゲートバルブ部を有し、当該ゲートバルブ部の筐体内に、従動ローラーを備える構成でもよい。従来は、真空容器間に配置されたゲートバルブ部の筐体内は、スペースが小さいため、搬送手段を設けることができなかった。本発明の成膜装置では、ゲートバルブ部の筐体内に、従動ローラーを設け、搬送トレイ及び基板の搬送方向を好適に案内することができる。

また、従動ローラーの外径を小径化することで、搬送トレイ２０の厚さを薄くすることができる。これにより、搬送トレイ２０が通過する開口部の大きさを抑制することができる。

１０…搬送装置、１１…搬送ローラー、１１ａ…つば部、１１ｂ…周面、１２，１３…従動ローラー、１４…回転軸、２０…搬送トレイ、２１…上端部保持部、２２…下端部保持部、２３…側端部保持部（連結部）、２６…レール部、３０…ガイド溝、３２，３３…ガイド板、３２ａ，３３ａ…壁面（溝部内の壁面）、５１…天板、５２…底板、５３…正面壁、５４…背面壁、５５…入側壁、５６…出側壁、１００…成膜装置、１０１…基板、１２１，１２５…ロードロックチャンバー（真空容器）、１２２，１２４…バッファチャンバー（真空容器）、１２３…成膜チャンバー（真空容器）、１４０…蒸着装置。

Claims (9)

1. 基板に成膜処理を行う成膜装置であって、
   前記基板を収容可能な真空容器と、
   前記真空容器内で、前記基板の板厚方向が水平方向となるように、前記基板を直立させた状態又は直立させた状態から傾斜した状態で、前記基板を保持する搬送トレイを前記板厚方向と交差する搬送方向に搬送する搬送手段と、を備え、
   前記搬送手段は、
   前記基板の下端側に配置され、前記板厚方向に沿って延在する第１の軸線回りに回転し、前記搬送トレイを搬送する複数の搬送ローラーと、
   前記基板の上端側に配置され、前記板厚方向及び前記搬送方向と交差する方向に沿って延在する第２の軸線回りに回転する複数の従動ローラーと、を有し、
   前記搬送トレイの上端面には、前記搬送方向に沿って連続する溝部が形成され、
   前記従動ローラーは、前記溝部内の壁面に当接し、前記搬送トレイの移動に伴って回転する成膜装置。
2. 前記搬送トレイの下端面には、前記搬送方向に延在し、前記搬送ローラーの周面に当接可能なレール部が設けられている請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記複数の従動ローラーは、
   前記溝部内の一対の壁面の一方と当接する第１従動ローラーと、
   前記溝部内の一対の壁面の他方と当接する第２従動ローラーと、を備え、
   前記第１従動ローラー及び前記第２従動ローラーは、前記搬送方向において交互に配置されている請求項２記載の成膜装置。
4. 前記板厚方向において、前記第１従動ローラーの周面の最も前記一対の壁面の一方側の位置と、前記第２従動ローラーの周面の最も前記一対の壁面の他方側の位置との距離が、前記溝部の一対の壁面間の距離よりも小さい請求項３記載の成膜装置。
5. 前記搬送ローラーは、当該搬送ローラーの径方向の外側へ張り出すと共に、前記第１の軸線方向に対向し前記搬送トレイの両側を挟むように配置された一対のつば部を有する請求項１〜４の何れか一項に記載の成膜装置。
6. 前記真空容器の前記搬送トレイが通過する開口部を密閉可能な弁体を備えたゲートバルブ部を備え、
   前記ゲートバルブ部には、前記従動ローラーが設けられている請求項１〜５の何れか一項に記載の成膜装置。
7. 基板の板厚方向が水平方向となるように、前記基板を直立させた状態又は直立させた状態から傾斜した状態で、前記板厚方向と交差する搬送方向に搬送する際に、前記基板を保持可能な成膜装置用搬送トレイであって、
   前記基板の上端部を保持する上端部保持部と、
   前記基板の下端部を保持する下端部保持部と、
   前記上端部保持部及び下端部保持部を連結する連結部と、を備え、
   前記上端部保持部の上端面には、搬送方向に連続する溝部が形成されている成膜装置用搬送トレイ。
8. 前記溝部の前記搬送方向における端部には、当該溝部の幅が前記端部に向かって広がるように形成された傾斜部が形成されている請求項７に記載の成膜装置用搬送トレイ。
9. 前記下端部保持部の下端面には、前記搬送方向に延在するレール部が設けられている請求項７又は８に記載の成膜装置用搬送トレイ。

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