JP4652051B2 - 基板の真空処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は真空処理装置の技術分野に関し、特にたとえば真空析出(deposition)の分野に関する。
さらに詳しくは、本発明が解決しようとする問題は、低コストで多数の部品を処理することである。
この目的を達成するため、当業者は、「インライン装置」として知られるものを考案した。この装置では、析出プロセスの別個の連続ステップが専用チャンバー内で実施される。このチャンバーは順に配置され、そしてそれらを分離可能にするバルブを用いて連結される。この結果、処理される部品は、ある囲壁(enclosure)から次の囲壁へと連続的に通過する。概して、連続する囲壁の数は、プロセスの別個のステップの数と同じである。
この種の装置は、プロセスの全てのステップが概ね同じ継続時間の場合に非常に適している。だが、ステップの一つの継続時間が他のそれよりもかなり長い場合（これは一般的な事例である）、当該ステップは、シーケンス全体の動態(kinetics)を、したがって装置の生産性を決定することになる。その結果、こうした装置は非常に限定された規模でのみ使用されてきた。
本発明の目的は、簡単で、信頼でき、効果的で、しかも合理的な手法で、上記欠点を克服することである。
本発明が解決しようとする問題は、特に金属の真空析出の場合に、一方では、最も長い時間に基づかずに最も短い時間に基づいて処理速度を調整できるという目的（これは明らかに処理全体の継続時間をかなりの程度低減することを可能にする）、および他方では、現在使用される技術的解決方法のような固定方式に代わってモジュールである処理アセンブリを形成することにより処理に高度の柔軟性を持たせるという目的とともに、別個の基板の連続処理を提供することである。
この問題を解決しかつ上記目的を達成するため、互いに整列しかつ連通する複数の同一の独立モジュールからなる本装置が案出され、発展させられた。各モジュールそれ自体は、処理チャンバーおよび移送チャンバーからなる。


好ましくは（ただしそれに限定されない）、処理チャンバーは移送チャンバー上に配置され、処理チャンバーは、この移送チャンバーと、あるチャンバーから次のチャンバーへの処理される部品の移送を可能にするため適当な手段によって折り畳むことが可能な真空気密ドアを介して連通する。
本発明の他の特徴によれば、別個のモジュールは、それらが移送チャンバーによって互いに連通するよう整列させられる。ここで、二つの連続した移送チャンバーはドアによって分離させられることもある（ただし必須ではない）。
本発明の基本的特徴によれば、処理される部品は処理チャンバーから他のチャンバーへと連続的に移動させることが可能であり、しかもこのとき隣接する処理チャンバーを通過しない。ゆえに、従来型インライン装置の主たる欠点が排除される。
好ましい（ただし限定するものではない）本発明の実施形態においては、基板をあるモジュールから次のモジュールへと容易に移送し、かつ基板を当該真空処理チャンバー内に配置する上記問題を解決するため、移送手段は二つの積極的に駆動されるエンドレスベルトおよびチェーンを具備し、これは基板サポートの相補的形状部と相互作用する突出部を備え、プラットフォームは上記ベルト間に設けられ、かつ真空処理チャンバーに向かって垂直にそれを移動させるための要素によって操作される。これによって基板が上記チャンバー内に移送される。
基板のあるモジュールから次のモジュールへの容易な移送を可能にする上記問題を解決するため、プラットフォームは、基板サポートおよび基板の、あるモジュールから次のモジュールへの直線移動の間、エンドレスベルトまたはチェーンの駆動突出部によって規定される平面の下方に位置させられる。
プラットフォームが上側ポジションにあるとき（ここで基板は真空処理チャンバー内に導入される）、このプラットフォームは真空処理チャンバーの密閉ドアとして機能する。このポジションでは、そのサポート上に載置された基板は、常時、エンドレスベルトまたはチェーンの突出部によって駆動可能であり、当該真空処理チャンバーの密閉囲壁を形成するためのポジションに上述したように配置されたプラットフォームの下方で移動させられる。
当該真空処理チャンバー内に基板を導入する上記問題を解決するため、プラットフォームを垂直移動させるための要素は、ジャッキタイプの少なくとも一つの作動機構によって操作されるリンクおよびレバーの集合体からなる。
各モジュールの独特の設計の観点から、移送手段を有するレベルは、上記手段をその下側部分に含む支持構造体を形成する。一方、その上側部分は真空処理チャンバーの密閉要素用の支持面を有し、この面は基板の係合用の開口を有する。
所望の数のモジュールからなる装置全体内に真空を形成する上記問題を解決するため、移送手段を収容する各モジュールの一部は密閉囲壁からなり、この内部に真空を形成できる。真空は、複数のモジュールが互いに接合された後、別個の囲壁内に同時に形成される。
以下、添付図面を用いて本発明をさらに完全に説明する。
本発明の基本的特徴によれば、本装置は複数の独立しかつ一列に並べられたモジュールから形成され、このモジュールは概して（Ｍ）によって指し示される。各モジュール（Ｍ）はその原理が同じであり、かつ二つの整列させられたレベル（Ａ）および（Ｂ）からなり、これらは一方が他方の上に重ねられている。
たとえば、上側レベル（Ａ）は真空処理チャンバー（Ｃ）を有し、一方、下側レベル（Ｂ）は移送チャンバーとして機能し、かつ基板（Ｓ）を、別個のチャンバー（Ｃ）の一つの中で、またはあるチャンバーから、それに直接隣接してあるいは少なくとも一つのモジュールによって分離させられて下流または上流に配置された他のチャンバーへと移送する手段を有する。
各モジュール（Ｍ）の設計、および特にその移送手段の設計は、基板が特定の処理のためにあるチャンバー内にあるとき、他の基板が他の処理を受けるために別のチャンバー内に移送されることが可能であるよう決定される。
以下に説明するように、異なるモジュール（Ｍ）は、それらが連通するように並置されかつ整列させられるよう設計される。二つの隣接モジュールの移送手段はまた、協働で、あるモジュールから次のモジュールへと基板（Ｓ）を移送するよう構成される。並置後、別個のモジュール（Ｍ）は、特にその下側レベル（Ｂ）において、適切な公知の手段、特に簡単なネジ接続によって互いに接合可能である。
各モジュールに関して、その移送手段は、二つの積極的に駆動される平行なエンドレスベルトまたはチェーン（１）および（２）を具備する。たとえば、ベルト（１）および（２）は、共通接続シャフト（５）および（６）によって、二つ一組となるよう接続された駆動ホイール（３）および（４）と相互作用する。接続シャフト（５）はベアリング内に自由に取り付けられており、一方、接続シャフト（６）はモーター機構（７）に連結されている。明らかなことであるが、エンドレスベルト（１）および（２）の駆動のための説明しかつ図示した例は、指針としてのみ提供したものであり、限定するものではない。
各ベルト（１）および（２）は、互いに向き合いかつ前記ベルト（１）および（２）によって画定された空間内に向けられた突出部（８）が取り付けられている。これら突出部（８）は、基板サポート（９）に形成された相補的形状部（９ａ）と相互作用するよう意図されている。たとえば、この基板サポート（９）は単一の水平プレートからなる。相補的形状部（９ａ）は切欠きからなる。添付図面において、処理される基板または基板群は、平行六面体によって示されている。
こうした構造が、その切欠き（９ａ）が突出部（８）と相互作用するサポート（９）上に載置された基板（Ｓ）の直線移動を可能にすることがわかるであろう。複数のモジュールの接続および並置の後、基板（Ｓ）はあるモジュールから他のモジュールへと容易に移動（特定の移動方向に）させることができ、たとえばモーター（７）の回転方向を逆にすることによって再び後戻りさせることができる。
プラットフォーム（１０）はベルト（１）および（２）の間に設けられ、しかもそれを真空処理チャンバー（Ｃ）に向かって垂直移動させるための、特にそれを上昇させるための要素によって操作される。これによって、サポート（９）上で基板は上記チャンバー（Ｃ）内に移送される。
たとえばプラットフォーム（１０）はフレーム（１１）によって支持され、このフレーム（１１）は、上記プラットフォーム（１０）のそれぞれの側に、エンドレスベルト（１）および（２）の取り込みおよび通行を可能とするため平行に形成された二つのスペース（１１ａ）および（１１ｂ）を画定する。
たとえば、フレーム（１１）はリンク（１２）およびレバー（１３）の集合体によって操作されるが、このレバーはフレーム（１１）の前後方向サイドの各端部に、かつ各モジュールのシャーシの固定部分上で回動可能に取り付けられており、一方、リンク（１２）は、たとえばフレーム（１１）と相互作用するローラー（１８）と組み合わされた状態で、レバー（１３）に回動可能に取り付けられている。
リンク（１２）およびレバー（１３）の集合体は、フレーム（１１）およびプラットフォーム（１０）からなるアセンブリのガイドされた垂直移動（上方および下方の両方）を、そのロッド（１４ａ）の動きによって可能にするため、たとえば、各モジュールのシャーシの固定部に回動可能に取り付けられた、特にジャッキ（１４）によって操作される。
下側ポジションでは、プラットフォーム（１０）は、エンドレス駆動ベルトまたはチェーン（１）および（２）の突出部によって規定される上側面の下方に位置させられる。この下側ポジションでは、サポートおよび基板（Ｓ）からなるアセンブリを、プラットフォーム（１０）に妨害されずにスムーズに移送することができる。この上側ポジションでは、プラットフォーム（１０）は当該真空処理チャンバー用の密閉ドアとして機能する。
基板（Ｓ）のサポート（９）用の異なる移動および移送手段は、たとえば下側レベルに設けられる。各モジュール（Ｍ）は走行メンバー（１５)と組み合わされた構造体（１６）からなる。たとえば、構造体（１６）は概して平行六面体形状の箱を形成する。もし必要とあれば、構造体の上部は、真空処理チャンバー（Ｃ）の適当な密閉固定用の支持面（１６ｂ）を有していてもよい。この支持面は、サポート（９）および基板（Ｓ）からなるアセンブリの係合用の開口（１６ａ）を有する。下側レベル（Ｂ）と上側レベル（Ａ）との間のこの連通開口（１６ａ）は、基板（Ｓ）の処理の間、プレート（９）および基板（Ｓ）からなるアセンブリ用のサポートとして機能するプラットフォーム（１０）によって密閉状態で閉塞される。
各モジュールの下側レベル（Ｂ）の構造体（１６）（これは移動および移送手段を収容する）は、密閉ボックスすなわち囲壁を形成し、この内部に真空が形成される。複数のモジュールが互いに接続された後、当業者には公知の適当な手段によって、真空が別個の囲壁（１６）内に同時に形成される。
図３、図４、図５および図６を参照すると、これらは、あるモジュールに関して、あるモジュールから次のモジュールへの基板の直線移動および当該真空処理チャンバーのレベルへのその移送の原理を示す。
図３は下側ポジションにおけるプラットフォーム（１０）とともにモジュールを示す。プラットフォーム（１０）は二つのエンドレスベルトまたはチェーン（１）および（２）の間にあり、このベルト（１）および（２）の駆動突出部によって形成された上側面の下方に位置させられている。サポート（９）に載置された基板（Ｓ）は、当該処理モジュールへの入口に示されている。
図４において、プレート（９）および基板（Ｓ）からなるアセンブリは、切欠き（９ａ）によって駆動突出部（８）と相互作用し、基板アセンブリがエンドレスベルト（１）および（２）によって直線移動させられ、プラットフォーム（１０）は、基板アセンブリの直線移動に干渉しないよう依然として下部に位置させられている。基板アセンブリが当該真空処理チャンバーの開口（１６ｂ）と対向しかつそれと整列するよう位置させられたとき、作動ジャッキ（１４）は、リンク（１２）および湾曲レバー（１３）の集合体に作用し、これによってサポートプレート（９）および基板（Ｓ）とともにプラットフォーム（１０）を垂直移動させる（図５および図６）。
上側ポジション（図６）において、プラットフォーム（１０）は、真空処理チャンバーの開口（１６ａ）の密閉囲壁を形成する。
プラットフォームがこの上側ポジションにある間、他の基板をあるモジュールから次のモジュールへと直線移動させることが可能であり、この間、他のモジュールでは処理（基板（Ｓ１）、図１）が実施されている点に注意することが重要である。
明らかなことであるが、当該処理サイクルにしたがって、上記条件において基板を移動および移送するためのさまざまな作動手段は、いかなるタイプのプログラム可能な制御装置によっても制御可能である。行われる処理に特有の処理囲壁のある付属物を除いて、別個のモジュールは全て等しい。
こうした構成より、従来技術の解決法とは対照的に、あるモジュールの処理時間が長い場合でも、これは処理サイクル全体を本質的に低下させない。たとえば、基板が複数の１０分処理および一つの３０分処理を要する場合、本発明によれば、３０分に対応する処理時間を管理するために、この３０分の処理時間のために本装置は、最終的処理時間がインプット当たり１０分となるよう三つの厳密に同一のモジュールを備えることになる。この結果、システム全体の処理速度は、最も長い処理時間よりもむしろ最も短い処理時間によって決定される。
利点は上記説明により明らかである。
本発明による処理装置の作動原理を示す純然たる概略図である。 複数の隣接モジュールの接続によって形成された装置の実施形態の一例の斜視図である。 基板の移動および移送の原理を示すモジュールの実施形態の斜視図である。 基板の移動および移送の原理を示すモジュールの実施形態の斜視図である。 基板の移動および移送の原理を示すモジュールの実施形態の斜視図である。 基板の移動および移送の原理を示すモジュールの実施形態の斜視図である。
符号の説明
Ａ，Ｂ レベル
Ｃ 真空処理チャンバー
Ｍ モジュール
Ｓ 基板
１，２ エンドレスベルトまたはチェーン
３，４ 駆動ホイール
５，６ 共通接続シャフト
７ モーター機構
８ 突出部
９ 基板サポート
９ａ 相補的形状部
１０ プラットフォーム
１１ フレーム
１１ａ，１１ｂ スペース
１２ リンク
１３ レバー
１４ ジャッキ
１４ａ ロッド
１５ 走行メンバー
１６ 構造体
１６ａ 開口
１６ｂ 支持面
１８ ローラー

Claims (7)

  1. 機能的に同一である、複数の整列した独立したモジュールのみを含む基板の真空処理装置であって、これら複数のものの各独立したモジュールは、上下方向に関して互いに隣接して配置された真空処理チャンバーおよび移送チャンバーを具備してなり、
    独立したモジュールの各移送チャンバーは、
    前記モジュールの前記移送チャンバーと前記真空処理チャンバーとの間で両方向に基板を移送するための第１の移送手段であって、前記第１の移送手段は前記移送チャンバー内に収容されている第１の移送手段と、
    異なるモジュールの移送チャンバーへと前記モジュールの前記移送チャンバーから両方向に基板を移送するための第２の移送手段であって、前記第２の移送手段は前記移送チャンバー内に収容されている第２の移送手段と、
    所定の処理スケジュールに従って、独立したモジュールから、下流方向にあるいは上流方向に、隣接するモジュールへと、あるいは前記複数のモジュールのうちの遠隔モジュールへと、単一の移送ステップで、基板を選択的に移送するために前記複数の独立したモジュールの前記第２の移送手段を作動させるための制御装置と、を備え、
    各独立したモジュールにおいて、前記第１の移送手段は、前記第１の移送手段が前記モジュールの前記真空処理チャンバーへと他の基板を移送してしまったとき、前記モジュールの前記第２の移送手段による基板の移送を可能とするよう構成されており、
    各独立したモジュールの前記第２の移送手段は、前記複数のものの他のモジュールの第２の移送手段とは別個に作動させられるよう構成されており、
    各モジュールの前記真空処理チャンバーは、非閉塞可能開口を介して、互いに直接流体連通状態となっていることを特徴とする装置。
  2. 前記第２の移送手段は、基板サポート（９）の相補的形状部（９ａ）と相互作用する突出部（８）が取り付けられた、二つの積極的に駆動されるエンドレスベルトまたはチェーン（１）および（２）を具備し、プラットフォーム（１０）は前記ベルト（１）および（２）の間に嵌るとともに、それを垂直移動させかつ前記真空処理チャンバーへと上昇させるための要素によって制御され、これによって前記基板を前記真空処理チャンバー内に移送することを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 前記プラットフォーム（１０）は、あるモジュールから次のモジュールへの前記基板サポート（９）および前記基板（Ｓ）の直線移動の間、エンドレス駆動ベルトまたはチェーン（１）および（２）の前記突出部によって規定される平面の下方に位置させられることを特徴とする請求項２に記載の装置。
  4. 前記プラットフォーム（１０）は前記真空処理チャンバーの密閉ドアとして機能することを特徴とする請求項２に記載の装置。
  5. 前記プラットフォームを垂直移動させるための前記要素は、少なくとも一つのジャッキタイプの作動機構（１４）によって操作されるリンク（１２）および湾曲レバー（１３）の集合体からなることを特徴とする請求項２に記載の装置。
  6. 前記移送手段を有するレベル（Ｂ）は、その下部に前記手段を含む支持構造体を形成し、一方、その上部は、前記真空処理チャンバーの密閉要素用の支持面を有し、前記面は前記基板の係合用の開口を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
  7. 前記移送手段を収容する各モジュールの前記レベル（Ｂ）は、内部に真空を形成できる密閉囲壁からなり、真空は、複数のモジュール（Ｍ）が互いに接合された後、別個の前記囲壁内に同時に形成されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
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