JP5727820B2 - 成膜装置および成膜方法 - Google Patents

Description

本発明は、成膜装置および成膜方法に関し、詳しくは、成膜時のメンテナンス性を向上させる技術に関する。

現在の太陽電池は単結晶シリコン（Ｓｉ）型および多結晶シリコン型で大半を占めているが、Ｓｉの材料不足などが懸念されており、近年では、製造コストが低く、材料不足のリスクが小さい薄膜Ｓｉ層が形成された薄膜太陽電池の需要が高まっている。さらに、従来型のａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）層のみの薄膜太陽電池に加え、最近ではａ−Ｓｉ層とμｃ−Ｓｉ（微結晶シリコン）層を積層することにより変換効率の向上を図るタンデム型薄膜太陽電池の要求が高まっている。

この薄膜太陽電池の薄膜シリコン層（半導体層）の成膜にはプラズマＣＶＤ装置を用いることが多い。プラズマＣＶＤ装置としては、例えば、枚葉式ＰＥ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）装置、インライン型ＰＥ−ＣＶＤ装置、バッチ式ＰＥ−ＣＶＤ装置などが存在する。

こうしたプラズマＣＶＤ装置を用いて、基板に薄膜シリコン層などを成膜する際には、キャリアと称される基板保持機構に基板を保持させてから、このキャリアごとプラズマＣＶＤ装置の成膜室に搬入して基板に成膜を行う（例えば、特許文献１、２参照）。

国際公開第２００９／１４８０８７号 国際公開第２００９／１４８１１７号

しかしながら、上述したような従来の成膜装置では、基板を保持させたキャリアごと成膜室に搬入して成膜を行うために、キャリアの基板を保持している部分の周辺領域にも成膜物が堆積してしまう。こうした成膜物が堆積したキャリアを用いて繰り返し基板に成膜を行っていると、キャリアに堆積した成膜物が剥離して基板に再付着し、基板を汚染したり、搬出されたキャリアから堆積物が剥離してロードロック室やクリーンルーム内を汚染してしまったりする懸念がある。

このため、一回ないし複数回の成膜を行うごとに基板を保持するキャリアをクリーニングする必要があった。キャリアに堆積した成膜物を除去する手間がかかり、効率的に成膜を行うための障害となっていた。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、基板を保持するキャリアのクリーニングを行わない、もしくはクリーニング回数を削減しても、高品質な被膜を基板に対して成膜することが可能であり、かつ、効率的な成膜を可能とする成膜装置および成膜方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は次のような成膜装置、および成膜方法を提供する。
即ち、本発明の成膜装置は、カソードユニットとアノードユニットとを成膜室内に備える成膜装置であって、
基板を保持し、前記成膜室外と前記成膜室内との間で移動し、前記カソードユニットと前記アノードユニットとの間に位置する成膜空間に前記基板を搬入・搬出するキャリアを備え、
前記キャリアは、前記基板の被成膜面が前記カソードユニットと対向するように前記基板を保持する第一保持部と、前記基板を前記キャリアと前記アノードの間で移動させる基板移動手段を有し
前記アノードユニットは、前記基板を保持する第二保持部を有し、
前記第二保持部は、前記基板を前記アノードユニットに押しつけて保持する押さえ部材を有し、
前記キャリアは、前記押さえ部材の解除を行う制御部材を有し、
成膜時には、前記成膜空間から前記キャリアを外すことを特徴とする。

前記アノードユニットを前記カソードユニットに対して水平に移動させるアノード移動装置を有することを特徴とする。

前記基板移動手段は、前記基板を上下させる機構であり、
前記成膜室外に、前記基板移動手段を駆動する第一駆動源を備えたことを特徴とする。

前記第一保持部材は前記基板の側面を前記キャリア側に支えるサイドクランプ機構を有し、前記サイドクランプ機構は保持状態と解除状態との間で移動し、
前記成膜室外に、前記サイドクランプ機構を駆動する第二駆動源を備えたことを特徴とする。

前記成膜室外に、前記押さえ部材を駆動する第三駆動源を備えたことを特徴とする。

前記成膜室は、一対の前記アノードユニット間に前記カソードユニットを配して構成される第一成膜ユニットを複数備えたことを特徴とする。

前記成膜室は、前記カソードユニットと前記アノードユニットから構成される第二成膜ユニットを複数備えたことを特徴とする。

前記成膜室は、前記基板の被成膜面に垂直な方向に並列に複数の前記キャリアを収容可能であることを特徴とする。

本発明の成膜方法は、前記第一保持部に基板を保持させたキャリアを、成膜室外から成膜室内に搬入する工程Ａと、
前記第一保持部に保持されている基板を、前記成膜室のアノードユニットに付設された前記第二保持部に移載させる工程Ｂと、
前記成膜室外に前記キャリアを搬出させる工程Ｃと、
前記アノードユニットを前記カソードユニットに接近させ、前記第二保持部に保持された前記基板に成膜を行う工程Ｄと、
を行うことを特徴とする。

前記工程Ｄの後、キャリアを成膜室外から成膜室内へ搬入する工程Ｅと、
前記第二保持部に保持されている成膜後の基板を、前記第一保持部に移載させる工程Ｆと、
を更に備えたことを特徴とする。

本発明の成膜装置、成膜方法によれば、キャリアは、基板を成膜室に搬送した後、アノードユニット、例えばアノードユニットを構成するヒータに対して基板を移載し、このヒータに基板を保持させる。そして、キャリアを成膜室から搬出させた後に、基板に対して成膜を行う。これによって、キャリアに対して成膜物が堆積することがない。即ち、従来の成膜装置、成膜方法では、基板を保持したキャリアが成膜室に入っている状態で成膜を行っていた。このため、キャリアにも成膜物が付着してしまっていた。

しかしながら、本発明の成膜装置、成膜方法のように、キャリアを成膜室から搬出させた後に、基板に対して成膜を行うことによって、キャリアに堆積した成膜物を除去するキャリアクリーニング工程が不要もしくは削減することができる。これによって、一定回数ごとに行っていたキャリアのメンテナンス（クリーニング）が不要もしくは削減され、生産効率を大幅に向上させることが可能になる。

本発明の成膜装置で製造した薄膜太陽電池の概略断面図である。 本発明の実施形態における成膜装置の概略構成図である。 本発明の実施形態における成膜室の斜視図である。 本発明の実施形態における成膜室の別の角度からの斜視図である。 本発明の実施形態における成膜室の側面図である。 本発明の実施形態における電極ユニットの斜視図である。 本発明の実施形態における電極ユニットの別の角度からの斜視図である。 本発明の実施形態における電極ユニットの一部分解斜視図である。 本発明の実施形態における電極ユニットのカソードユニットおよびアノードユニットの部分断面図である。 本発明の実施形態における仕込・取出室の斜視図である。 本発明の実施形態における仕込・取出室の別の角度からの斜視図である。 本発明の実施形態におけるプッシュ−プル機構の概略構成図である。 本発明の実施形態における基板脱着室の概略構成図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。 本発明の実施形態における基板収容カセットの斜視図である。 本発明の概要を示す概略図である。 本発明の実施形態におけるキャリアの斜視図である。 本発明の実施形態におけるキャリアの構成を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるキャリアの構成を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるキャリアの構成を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるキャリアの構成を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるキャリアの構成を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるプッシュ−プル機構の動きを示す説明図である。 本発明の実施形態におけるキャリアの構成を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるキャリアの構成を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるプッシュ−プル機構の動きを示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の一例を示したフローチャートである。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜方法の過程を示す説明図である。 本発明の実施形態における成膜装置の別の態様を示す概略構成図である。 本発明の実施形態における成膜装置の別の配置方法を示す概略構成図である。 本発明の実施形態における成膜装置のさらに別の配置方法を示す概略構成図である。

以下、本発明に係る成膜装置および成膜方法について、図面に基づき説明する。なお、本実施形態は発明の趣旨をより良く理解させるために、一例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（薄膜太陽電池）
まず最初に、本発明の成膜装置によって好適に製造可能な薄膜太陽電池の構成を説明する。
図１は薄膜太陽電池の一構成例を示す断面図である。
薄膜太陽電池１００は、表面を構成する基板（ガラス基板）Ｗと、基板Ｗ上に設けられた透明導電膜からなる上部電極１０１と、アモルファスシリコンで構成されたトップセル１０２と、マイクロクリスタルシリコンで構成されたボトムセル１０４と、透明導電膜からなるバッファ層１０５と、金属膜からなる裏面電極１０６とが積層されてなる。

こうした構成の薄膜太陽電池１００は、ａ−Ｓｉ／マイクロクリスタルＳｉタンデム型太陽電池となっている。このようなタンデム構造の薄膜太陽電池１００では、短波長光をトップセル１０２で、長波長光をボトムセル１０４でそれぞれ吸収することで発電効率の向上を図ることができる。

トップセル１０２のｐ層（１０２ｐ）、ｉ層（１０２ｉ）、ｎ層（１０２ｎ）の３層構造がアモルファスシリコンで形成されている。また、ボトムセル１０４のｐ層（１０４ｐ）、ｉ層（１０４ｉ）、ｎ層（１０４ｎ）の３層構造がマイクロクリスタルシリコンで構成されている。

このような構成の薄膜太陽電池１００は、太陽光がｉ層に当たると光起電力効果により、電子と正孔（ｈｏｌｅ）が発生し、電子はｎ層、正孔はｐ層に向かって移動する。この光起電力効果により発生した電子を上部電極１０１と裏面電極１０６により取り出して、光エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。

また、基板Ｗ側から入射した太陽光は、各層を通過して裏面電極１０６で反射される。薄膜太陽電池１００には光エネルギーの変換効率を向上させるために、上部電極１０１に入射した太陽光の光路を伸ばすプリズム効果と光の閉じ込め効果を目的としたテクスチャ構造を採用している。

（成膜装置）
図２は本発明の一構成例である成膜装置を示す概略構成図である。
図２に示すように、成膜装置１０は、成膜室１１と、仕込・取出室１３と、基板脱着室１５と、とを備えている。基板Ｗは、キャリア２１（図９ｂ参照）に置載され、成膜室１１、仕込・取出室１３、基板脱着室１５の間を移動する。
成膜室１１は例えば複数の基板Ｗに対して同時にマイクロクリスタルシリコンで構成されたボトムセル１０４（半導体層）をプラズマＣＶＤ法を用いて成膜する。
仕込・取出室１３は、大気と真空間を搬送するためのロードロック室で、成膜室１１に搬入される成膜処理前基板Ｗ１と、成膜室１１から搬出された成膜処理後基板Ｗ２と、を同時に収容することができる。
基板脱着室１５は、キャリア２１（図９ｂ参照）に対して基板Ｗ（成膜処理前基板Ｗ１および成膜処理後基板Ｗ２）を脱着させる。

また、基板Ｗをキャリア２１（図９ｂ参照）から脱着するための基板脱着ロボット１７と、基板Ｗを別の処理工程との搬送のために収容する基板収容カセット（搬送手段）１９と、を備えている。

なお、本実施形態では成膜室１１、仕込・取出室１３および基板脱着室１５で構成される基板成膜ライン１６が、例えば４つ並列に設けられている。また、基板脱着ロボット１７は床面に敷設されたレール１８上を移動できるようになっており、全ての基板成膜ライン１６への基板Ｗの受け渡しを１台の基板脱着ロボット１７でできるようになっている。さらに、成膜室１１と仕込・取出室１３とで構成されるプロセスモジュール１４は一体化されており、例えばトラックに積載可能な大きさで形成されている。

図３は成膜室の概略構成図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）とは別の角度からの斜視図、（ｃ）は側面図である。図３に示すように、成膜室１１は、例えば箱型に形成されている。成膜室１１の仕込・取出室１３と接続される側面２３には、基板Ｗが保持されたキャリア２１が通過可能なキャリア搬出入口２４が３箇所形成されている。

また、キャリア搬出入口２４にはキャリア搬出入口２４を開閉するドアバルブ２５が設けられている。このドアバルブ２５を閉止したときには、キャリア搬出入口２４は気密性を確保して閉止される。側面２３と対向する側面２７には基板Ｗに成膜を施すための電極ユニット３１が、例えば３基取り付けられている。電極ユニット３１は、成膜室１１から着脱可能に構成されている。また、成膜室１１の側面下部２８には成膜室１１内を真空排気するための排気管２９が接続されており、排気管２９には真空ポンプ３０が設けられている。

図４は電極ユニット３１の概略構成図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）とは別の角度からの斜視図、（ｃ）は電極ユニット３１の一部分解斜視図、（ｄ）はカソードユニットおよびアノードユニットの部分断面図である。電極ユニット３１は、成膜室１１の側面２７に形成された３箇所の開口部２６に着脱可能構成されている（図３（ｂ）参照）。電極ユニット３１は、下部に車輪６１が設けられており床面上を移動可能に構成されている。また、車輪６１が取り付けられた底板部６２には側板部６３が鉛直方向に立設されている。この側板部６３は、成膜室１１の側面２７の開口部２６を閉塞する大きさを有している。

なお、こうした電極ユニット３１全体が成膜室１１に対して着脱可能になっている必要は無く、その一部、例えばカソードユニットやアノードユニットが成膜室１１に着脱可能にされた構成であっても良い。

図４（ｃ）に示すように、車輪６１付の底板部６２は、電極ユニット３１と分離・接続可能な台車構造としてもよい。このように分離可能な台車構造とすることで、電極ユニット３１を成膜室１１に接続した後は、台車を分離し、共通の台車として、他の電極ユニット３１の移動に使用できる。

側板部６３は成膜室１１の壁面の一部を成している。側板部６３の一方の面（成膜室１１の内部を向く面）６５には、成膜を施す際に基板Ｗの両面に位置するアノードユニット９０とカソードユニット６８とが設けられている。本実施形態の電極ユニット３１には、カソードユニット６８を挟んで両側に離間してアノードユニット９０がそれぞれ配置された第一成膜ユニットを構成しており、一つの電極ユニット３１で２枚の基板Ｗを同時に成膜できるようになっている。

なお、カソードユニット６８とアノードユニット９０は、上述した一対のアノードユニット間にカソードユニットを配して構成した第一成膜ユニットを複数備え、複数の基板Ｗを同時に成膜できる構成以外にも、成膜室に一のカソードユニットと一のアノードユニットから構成される第二成膜ユニットを複数備え、複数の基板Ｗを同時に成膜できる構成であってもよい。こうした第一成膜ユニットや第二成膜ユニットを複数、成膜室に形成することによって、多数の基板を同時に効率よく成膜することができる。

したがって、基板Ｗは、鉛直方向に沿った状態でカソードユニット６８の両面側にそれぞれ対向配置され、２つのアノードユニット９０は、各基板Ｗの厚さ方向外側に各基板Ｗとそれぞれ対向した状態で配置されている。なお、アノードユニット９０は、板状のアノード６７とアノードユニット９０に設けられたヒータＨを有している。

また、側板部６３の他方の面６９には、アノードユニット９０を移動させるためのアノード移動装置７１と、成膜を施す際にカソードユニット６８のカソード中間部材７６に給電するためのマッチングボックス７２と、が取り付けられている。さらに、側板部６３には、カソードユニット６８に成膜ガスを供給する配管用の接続部（不図示）が形成されている。

アノードユニット９０には、基板Ｗの温度を制御する温度制御手段として、ヒータＨが内蔵されている。こうしたヒータＨを含む２つのアノードユニット９０，９０は、側板部６３に設けられたアノード移動装置７１により、互いに近接・離反する方向（水平方向）に移動可能に構成される。

具体的には、キャリア２１とアノードユニット９０の間で基板Ｗを授受する際には、アノードユニット９０が成膜室１１に搬入されたキャリア２１に接近する位置（第二位置）に移動する。また、キャリア２１との間で基板Ｗを授受した後、キャリア２１を成膜室１１から搬出させる際には、アノードユニット９０が側板部６３に向かってキャリア２１から退避する位置（第三位置）に移動する。

更に、キャリア２１を成膜室１１から搬出した後、基板Ｗに対して成膜を行う際には、アノードユニット９０は基板Ｗを保持してカソードユニット６８に近接する位置（第一位置）に移動する。この際、基板Ｗとカソードユニット６８との離隔距離は所望の距離に調節され、基板Ｗに成膜を行う。そして、成膜終了後は、成膜室１１にキャリア２１が搬入可能な位置（第三位置）まで、アノードユニット９０，９０が互いに離反する方向に移動する。
なお、こうしたキャリア２１やアノードユニット９０が基板Ｗを保持し、また授受するための構成は後ほど詳述する。

さらに、アノードユニット９０は、アノード移動装置７１にヒンジ（不図示）を介して取りつけられており、電極ユニット３１を成膜室１１から引き抜いた状態で、アノードユニット９０（アノード６７）のカソードユニット６８側の面６７Ａが側板部６３の一方の面６５と略平行になるまで回動できる（開く）ようになっている。つまり、アノードユニット９０は平面視において略９０°回動できるようになっている（図４（ａ）参照）。

カソードユニット６８は、シャワープレート７５（＝カソード）、カソード中間部材７６、排気ダクト７９、浮遊容量体８２を有している。
カソードユニット６８には、アノードユニット９０（アノード６７）に対向する面にそれぞれ小孔（不図示）が複数形成されたシャワープレート７５が配置されており、成膜ガスを基板Ｗに向かって噴出できるようになっている。さらに、シャワープレート７５，７５は、マッチングボックス７２と接続されたカソード（高周波電極）である。２枚のシャワープレート７５，７５の間には、マッチングボックス７２と接続されたカソード中間部材７６が設けられている。

すなわち、シャワープレート７５は、カソード中間部材７６の両側面に、このカソード中間部材７６と電気的に接続された状態で配置されている。カソード中間部材７６とシャワープレート（カソード）７５は導電体で形成され、高周波はカソード中間部材７６を介してシャワープレート（カソード）７５に印加される。このため、２枚のシャワープレート７５，７５には、プラズマ発生のための同電位・同位相の電圧が印加される。

カソード中間部材７６はマッチングボックス７２と図示しない配線により接続されている。カソード中間部材７６とシャワープレート７５との間には空間部７７が形成されており、ガス供給装置（不図示）よりこの空間部７７に成膜ガスが供給されるようになっている。空間部７７は、カソード中間部材７６で分離され、それぞれのシャワープレート７５，７５毎に対応して別々に形成され、各シャワープレート７５，７５から放出されるガスが独立して制御されるように構成されている。すなわち、空間部７７は、ガス供給路の役割を有している。この実施形態にあっては、空間部７７がそれぞれのシャワープレート７５、７５毎に対応して別々に形成されているので、カソードユニット６８は、２系統のガス供給路を有していることになる。

また、カソードユニット６８の周縁部には略全周に亘って中空状の排気ダクト７９が設けられている。排気ダクト７９には、成膜空間８１の成膜ガスや反応副生成物（パウダー）を排気するための排気口８０が形成されている。具体的には、成膜を施す際の基板Ｗとシャワープレート７５との間に形成される成膜空間８１に面して排気口８０が形成されている。排気口８０はカソードユニット６８の周縁部に沿って複数形成されており、全周に亘って略均等に排気できるように構成されている。

また、カソードユニット６８の下部における排気ダクト７９の成膜室１１内へ向いた面８２には開口部（不図示）が形成されており、排気した成膜ガスなどを成膜室１１内へ排出できるようになっている。成膜室１１内へ排出されたガスは成膜室１１の側面下部２８に設けられた排気管２９より外部へ排気されるようになっている。

また、排気ダクト７９とカソード中間部材７６との間には、誘電体および／もしくは積層空間を有する浮遊容量体８２が設けられている。排気ダクト７９は、設置電位に接続されている。排気ダクト７９は、カソード７５およびカソード中間部材７６からの異常放電を防止するためのシールド枠としても機能する。

さらに、カソードユニット６８の周縁部には、排気ダクト７９の外周部からシャワープレート７５（＝カソード）の外周部に至る部位を覆うようにマスク７８が設けられている。このマスク７８は、成膜空間８１の成膜ガスやパーティクルを排気ダクト７９に導くためのガス流路Ｒを形成している。すなわち、キャリア２１とシャワープレート７５との間、および排気ダクト７９との間にガス流路Ｒが形成されている。

このような電極ユニット３１を設けることにより、一つの電極ユニット３１で、基板Ｗが挿入されるアノードユニット９０とカソードユニット６８との隙間が２箇所形成される。したがって、２枚の基板Ｗを一つの電極ユニット３１で同時に成膜することもできる。

また、アノードユニット９０とカソードユニット６８との間に基板Ｗが配され、アノードユニット９０（アノード６７）は、基板Ｗと当接するとともに、基板Ｗとカソードユニット６８との離隔距離を調整するために移動可能となっている。このため、基板Ｗに薄膜Ｓｉ層をプラズマＣＶＤ法により成膜する際には、基板Ｗとカソードユニット６８との隙間を５〜１５ｍｍ程度に狭く設定し、成膜前後には、アノード６７とカソードユニット６８との離隔距離を広げて、基板Ｗの出し入れを容易にすることができる。これにより、基板Ｗを出し入れする際に基板Ｗがアノード６７またはカソードユニット６８に接触して損傷するのを防止することができる。

さらに、アノード６７と基板Ｗとを当接させることができるため、基板ＷをヒータＨで加熱しながら成膜するが、そのヒータＨの熱を効果的に基板Ｗに伝熱することができる。したがって、高品質な成膜を施すことができる。

さらに、電極ユニット３１のカソードユニット６８およびアノードユニット９０は堆積した膜の除去などのために定期的にメンテナンスする必要があるが、電極ユニット３１を成膜室１１から着脱可能に構成したため、容易にメンテナンスを行うことができる。また、予備の電極ユニット３１を用意しておけば、成膜室１１から電極ユニット３１をメンテナンスで取り外しても予備の電極ユニット３１を代わりに取り付けることで、製造ラインを停止させずにメンテナンスをすることができる。したがって、生産効率を向上することができる。結果として、低レートの半導体層を基板Ｗに成膜する際にも、高スループットを実現することができる。

図２に戻り、成膜室１１と仕込・取出室１３との間、および、仕込・取出室１３と基板脱着室１５との間をキャリア２１が移動できるように移動レール３７が成膜室１１〜基板脱着室１５間に敷設されている。なお、移動レール３７は成膜室１１と仕込・取出室１３との間で分離され、キャリア搬出入口２４はドアバルブ２５を閉じることで密閉可能である。

図５は仕込・取出室１３の概略構成図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）とは別の角度からの斜視図である。図５に示すように、仕込・取出室１３は、箱型に形成されている。側面３３は成膜室１１の側面２３と気密性を確保して接続されている。側面３３には３つのキャリア２１が挿通可能な開口部３２が形成されている。側面３３と対向する側面３４は基板脱着室１５に接続されている。側面３４には基板Ｗが搭載されたキャリア２１が通過可能なキャリア搬出入口３５が３箇所形成されている。キャリア搬出入口３５には気密性を確保できるドアバルブ（第二開閉部）３６が設けられている。なお、移動レール３７は仕込・取出室１３と基板脱着室１５との間で分離され、キャリア搬出入口３５はドアバルブ３６を閉じることで密閉可能である。

また、仕込・取出室１３には、キャリア２１を移動レール３７に沿って成膜室１１と仕込・取出室１３との間を移動させるためのプッシュ−プル機構３８が設けられている。図６に示すように、このプッシュ−プル機構３８は、キャリア２１を係止するための係止部４８と、係止部４８の両端に設けられ、移動レール３７と略平行に配されたガイド部材４９と、係止部４８をガイド部材４９に沿って移動させるためのキャリア移動装置５０と、を備えている。こうした仕込・取出室１３は、成膜室１１で基板Ｗに対して成膜を行う間、成膜室１１に基板Ｗを搬送したキャリア２１を成膜室１１から退避させるエリアでもある。

さらに、仕込・取出室１３内において、成膜処理前基板Ｗ１および成膜処理後基板Ｗ２を同時に収容させるために、キャリア２１を平面視において移動レール３７の敷設方向と略直交する方向に所定距離移動させるための搬送機構（不図示）が設けられている。そして、仕込・取出室１３の側面下部４１には仕込・取出室１３内を真空排気するための排気管４２が接続されており、排気管４２には真空ポンプ４３が設けられている。

図７は基板脱着室の概略構成図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。図７に示すように、基板脱着室１５は、フレーム枠状に形成されており、仕込・取出室１３の側面３４に接続されている。基板脱着室１５では、移動レール３７に配されているキャリア２１に対して成膜処理前基板Ｗ１を取り付けることができる。さらに、成膜処理後基板Ｗ２をキャリア２１から取り外すことができるようになっている。基板脱着室１５にはキャリア２１が３個並列配置できるように構成されている。

基板脱着ロボット１７は、駆動アーム４５を有しており（図２参照）、駆動アーム４５の先端に基板Ｗを吸着できるようになっている。また、駆動アーム４５は基板脱着室１５に配されたキャリア２１と基板収容カセット１９との間を駆動できるようになっており、基板収容カセット１９から成膜処理前基板Ｗ１を取り出し、基板脱着室１５に配されたキャリア（第一キャリア）２１に成膜処理前基板Ｗ１を取り付ける作業、および成膜処理後基板Ｗ２を基板脱着室１５に戻ってきたキャリア（第二キャリア）２１から取り外し、基板収容カセット１９へ搬送することができるようになっている。

図８は基板収容カセット１９の斜視図である。図８に示すように、基板収容カセット１９は、箱型に形成されており、基板Ｗを複数枚収容可能な大きさを有している。基板Ｗは被成膜面を水平方向と略並行を成すようにした状態で上下方向に複数枚積層して収容できるようになっている。また、基板収容カセット１９の下部にはキャスター４７が設けられており、別の処理装置へと移動できるようになっている。なお、基板収容カセット１９において、基板Ｗの被成膜面を重力方向と略並行を成すようにした状態で左右方向に複数枚収容できるようにしてもよい。

図９ａは、本発明の要部を簡潔に示した概要図である。
本発明の成膜装置１０では、平行平板型電極として機能し、互いに対向して配されたカソードユニット６８とアノードユニット９０とを成膜室１１内に備えてなる。
キャリア２１は、成膜室１１外と成膜室１１内との間で基板Ｗを搬入出させる。キャリア２１は、カソードユニット６８とアノードユニット９０との間に位置する成膜空間８１において、基板Ｗの被成膜面Ｗａがカソードユニット６８と対向するように基板Ｗを保持する第一保持部５１を備えている。また、アノードユニット９０は、キャリア２１から受け渡された基板Ｗを保持する第二保持部９５を備えている。

こうした成膜装置１０では、基板Ｗへの成膜の際には、第一保持部５１に基板Ｗを保持させたキャリア２１を図９ａ中の紙面奥行き方向Ｘ１に向けて搬入させる。そして、キャリア２１に形成された基板移動手段５８によって、キャリア２１の第一保持部５１に保持された基板Ｗを、アノードユニット６８の第二保持部９５に移載させる。その後、キャリア２１を紙面手前方向Ｘ２に向けて、成膜室１１の外に搬出させる。その後、アノードユニット６８に保持された基板Ｗの被成膜面Ｗａに対して成膜を行う。

以下、こうした成膜工程での各部の詳細な構成や動きを詳述する。
図９ｂはキャリアの斜視図である。図９ｂに示すように、キャリア２１は、基板Ｗの一面が略鉛直方向に沿うように保持することが可能な額縁状のフレーム５１を一対備えている。つまり、一つのキャリア２１に基板Ｗを２枚取り付けることができるようになっている。基板Ｗは、フレーム５１に形成された開口部５６で被成膜面が露出される。

２個のフレーム５１，５１は、その上部において連結部材５２により一体化されている。また、連結部材５２の上方には移動レール３７に載置される車輪５３が設けられており、移動レール３７上を車輪５３が転がることで、キャリア２１が移動できるようになっている。

フレーム５１は、鉛直方向の下部に溝状のフレームホルダ（第一保持部材）５４を備えている。具体的には、このフレームホルダ（第一保持部材）５４は、基板Ｗの鉛直方向下側の両角部を保持するＬ字状の溝部材である。

また、図１０に示すように、フレーム５１の下部には、フレームホルダ５４に対して基板Ｗを挿脱させる基板上下動部材（基板移動手段）５８が形成されている。基板上下動部材（基板移動手段）５８は、フレームホルダ５４に対して鉛直方向に上下動可能に取り付けられ（図１０（ａ）参照）、基板Ｗの下辺に当接して基板Ｗを上方向に移動させることによって、フレームホルダ（第一保持部材）５４に嵌合していた基板Ｗをフレームホルダ５４から離脱させることができる（図１０（ｂ）参照）。

図１１に示すように、フレーム５１は、基板Ｗの周縁領域、例えば基板Ｗの鉛直方向上側の両角部を保持可能なサイドクランプ機構（第一保持部材）５９を備えている。このサイドクランプ機構５９は、例えば鉛直方向に沿って回動可能に取り付けられており、基板Ｗの上側の両角部を保持した保持状態（図１１（ａ）参照）と、基板Ｗから退避した解除状態（図１１（ｂ）参照）との間で回動する。

図１２は、サイドクランプ機構（第一保持部材）５９の構成例を示す斜視図である。サイドクランプ機構５９は、例えば、先端で基板Ｗを係止する係止バー５９ａ，ピニオン５９ｂ〜５９ｄ、ラック５９ｅ、連動棒５９ｆなどから構成される。そして連動棒５９ｆを上下動させることによって、ラック５９ｅからピニオン５９ｂ〜５９ｄを介して、係止バー５９ａを回動させることができる。なお、連動棒５９ｆは、後述する第二駆動部材（第二駆動源）９２（図１５ｂ参照）によって上下動させることができる。すなわち、基板Ｗをフレーム５１に保持するための第一保持部材は、フレームホルダ５４とサイドクランプ機構５９とを有している。

さらに、図１３に示すように、フレーム５１には、連動部材（制御部材）５５が形成されている。この連動部材（制御部材）５５は、後述するアノードユニット９０に形成された基板クランプ（第二保持部）９５の一端をを押し下げる係合位置（図１３（ａ）参照）と、係合解除位置（図１３（ｂ）参照）との間で回動可能とされている。こうした連動部材（制御部材）５５の回動によって、基板クランプ（第二保持部）を基板係止位置（基板の固定位置）と基板開放位置（基板の開放位置）との間で動かすことができる。連動部材５５は、図１４に示すように、基板Ｗの４辺にそれぞれ相当する位置に形成され、フレーム５１中央の連動板５５ａや、これに繋がる複数のリンク棒５５ｂなどによって、全ての連動部材５５が一括して駆動される。

図１５は、キャリア２１が挿入された状態の成膜室１１を示す平面図（図１５（ａ））、斜視図（図１５（ｂ））である。成膜室１１の鉛直方向下面には、第一駆動部材（第一駆動源）９１、第二駆動部材（第二駆動源）９２、および第三駆動部材（第三駆動源）９３が形成されている。これら第一駆動部材９１、第二駆動部材９２、および第三駆動部材９３は、成膜室外に設置された駆動用の動力源を有し、上下動を成膜室内に伝達させる。

第一駆動部材（第一駆動源）９１は、フレーム５１に形成された基板上下動部材（基板移動手段）５８を上下動させる。
また、第二駆動部材（第二駆動源）９２は、連動棒などを介してサイドクランプ機構５９に繋がり、このサイドクランプ機構５９を基板Ｗの保持状態と解除状態との間で回動させる。更に、第三駆動部材（第三駆動源）９３は、連動部材５５を係合位置と、係合解除位置との間で回動させる。こうした第一駆動部材９１、第二駆動部材９２、および第三駆動部材９３は、例えばエアシリンダーなどを有する。

図１６に示すように、アノードユニット９０には基板クランプ（第二保持部）９５が形成されている。基板クランプ（第二保持部）９５は、一端側が基板Ｗをアノードユニット９０に押しつけて保持する押さえ部材９５ａ、他端側がキャリア２１に形成された連動部材５５と係合する連動部材係合部９５ｂとされる。

この基板クランプ（第二保持部）９５は、図１７（ａ）に示す基板係止位置と、図１７（ｂ）に示す基板開放位置との間で回動可能にされる。基板クランプ（第二保持部）９５は、キャリア２１の連動部材５５が図１７（ａ）に示す係合解除位置にあるときは、例えばバネによる付勢によって、押さえ部材９５ａが基板Ｗをアノードユニット９０に押し付けて挟持する。

一方、連動部材５５が図１７（ｂ）に示す係合位置に移動すると、基板クランプ９５の連動部材係合部９５ｂが連動部材５５と当接して押される。これによって、押さえ部材９５ａが基板Ｗから離間する方向に回動し、基板Ｗはアノードユニット９０に対する係合を解除される。
さらにアノードユニット９０には、基板を載置する基板受け部材９６（図３１参照）を有している。すなわち、アノードユニット９０に基板を保持する第二保持部は、基板Ｗをアノードユニット９０に押さえる基板クランプ９５と、基板Ｗを載置して下から支える基板受け部材９６を有している。

以上のような構成の本実施形態の成膜装置１０では、上述した成膜室１１、仕込・取出室１３および基板脱着室１５とで構成される基板成膜ライン１６が、例えば４つ配置構成されているため、２４枚の基板Ｗを略同時に成膜することができるようになっている。

（成膜方法）
次に、上述した構成の成膜装置の作用、および本発明の成膜方法の一例を説明する。なお、以下の説明においては、一つの基板成膜ライン１６のうち、一方の面の基板に着目して説明するが、他の三つの基板成膜ライン１６も略同一の流れで基板を成膜する。
また、以下の説明においては、アノードユニット９０を構成するヒータＨが基板Ｗを保持する構成を例示する。

まず、図１８に示すように、成膜処理前基板Ｗ１を複数枚収容した基板収容カセット１９を所定の位置に配置する。次に、図１９に示すように、基板脱着ロボット１７の駆動アーム４５を動かして、基板収容カセット１９から成膜処理前基板Ｗ１を一枚取り出し、成膜処理前基板Ｗ１を基板脱着室１５に設置されているキャリア２１に取り付ける。このとき、基板収容カセット１９に水平方向に配置された成膜処理前基板Ｗ１を、鉛直方向に向きを変えてキャリア２１に取り付ける。

こうした動作をもう一度繰り返し、一つのキャリア２１に２枚の成膜処理前基板Ｗ１を取り付ける。さらに、この動作を繰り返して、基板脱着室１５に設置されている残り二つのキャリア２１にも成膜処理前基板Ｗ１をそれぞれ取り付ける。つまり、この段階で成膜処理前基板Ｗ１を６枚取り付ける。

図２０に示すように、成膜処理前基板Ｗ１が取り付けられた３個のキャリア２１を移動レール３７に沿って略同時に移動させ、仕込・取出室１３内に収容する。仕込・取出室１３にキャリア２１を収容した後、仕込・取出室１３のキャリア搬出入口３５のドアバルブ３６を閉じる。その後、仕込・取出室１３の内部を、真空ポンプ４３を用いて真空状態に保持する。

図２１に示すように、３個のキャリア２１を平面視において移動レール３７が敷設された方向と直交する方向に移動機構を用いてそれぞれ所定距離（半ピッチ）移動させる。なお、この所定距離とは一つのキャリア２１が隣接する移動レール３７，３７間に位置する距離である。

図２２に示すように、成膜室１１のドアバルブ２５を開状態にし、成膜室１１で成膜が終了した成膜処理後基板Ｗ２が取り付けられたキャリア２１Ａを仕込・取出室１３にプッシュ−プル機構３８を用いて移動させる。このとき、キャリア２１とキャリア２１Ａとが平面視において交互に並列するようになっている。そして、この状態を所定時間保持することで成膜処理後基板Ｗ２に蓄熱されている熱が成膜処理前基板Ｗ１に伝熱させるのが好ましい。これによって、成膜前基板Ｗ１が予熱される。

ここで、プッシュ−プル機構３８の動きを説明する。なお、ここでは成膜室１１に位置しているキャリア２１Ａを仕込・取出室１３へ移動させる際の動きを説明する。
図２３（ａ）に示すように、プッシュ−プル機構３８の係止部４８に成膜処理後基板Ｗ２が取り付けられたキャリア２１Ａを係止する。そして、係止部４８に取り付けられているキャリア移動装置５０に接続された移動アーム５７を揺動させる。

このとき移動アーム５７の長さは可変する。すると、キャリア２１Ａが係止された係止部４８はガイド部材４９に案内されるように移動し、図２３（ｂ）に示すように、仕込・取出室１３内へと移動する。つまり、キャリア２１Ａが成膜室１１から仕込・取出室１３へと移動される。このように構成することで、成膜室１１内にキャリア２１Ａを駆動させるための駆動源が不要になる。なお、上述した動きの逆の動きをさせることで、仕込・取出室１３のキャリアを成膜室１１へ移動させることができる。

図２４に示すように、キャリア２１およびキャリア２１Ａを移動機構により移動レール３７と直交する方向に移動し、処理前基板Ｗ１を保持したキャリア２１が移動レール３７に沿う位置まで移動させる。

図２５は、基板を成膜室に搬入して成膜を行うまでの手順を段階的に示したフローチャートである。
図２６に示すように、プッシュ−プル機構３８を用いて処理前基板Ｗ１を保持したキャリア２１を成膜室１１に移動させる。なお、移動完了後もドアバルブ２５は開状態にされている。また、成膜室１１は真空状態が保持されている。キャリア２１に取り付けられた成膜処理前基板Ｗ１は、成膜室１１内において、アノードユニット９０とカソードユニット６８との間に一面が鉛直方向と略並行を成すように挿入される。

図２７は、キャリア２１の挿入を示す斜視図（図２７（ａ））、拡大断面図（図２７（ｂ））である。キャリア２１の搬入時には、アノードユニット９０を構成するヒータＨは、側板部６３に向かってキャリア２１が搬入される領域から退避する第三位置（キャリア搬送ポジション）に移動している。そして、成膜室１１内にキャリア２１が搬入される（図２５：Ｓ１）（工程Ａ）。

成膜室１１に移動した直後のキャリア２１は、基板上下動部材５８が図１０（ａ）に示す下降位置にあって、基板Ｗの下側の両角部はフレームホルダ５４に嵌合している。また、サイドクランプ機構５９が図１１（ａ）に示す保持状態にあって、基板Ｗの上側の両角部を保持している。これによって、基板Ｗはキャリア２１に保持された状態となっている。

成膜室１１にキャリア２１が搬入されると、図２８（ａ）に示すように、基板上下動部材５８が押し上げられる（図２５：Ｓ２）。即ち、第一駆動部材（第一動力源）９１（図１５参照）によって、基板上下動部材５８を上昇させる（図２８（ｂ））。これによって、基板Ｗの下側の両角部がフレームホルダ５４から離脱する（図２８（ｃ））。

次に、図２９に示すように、第三駆動部材（第三動力源）９３（図１５参照）によって、連動部材５５を係合位置に回動させる（図２９（ａ））。連動部材５５が係合位置に来ると（図２９（ｂ），（ｄ））、ヒータＨに設けられた基板クランプ（第二保持部）９５の連動部材係合部９５ｂが連動部材５５に押し下げられ（図２９（ｃ），（ｅ））、基板開放位置に回動する（図２５：Ｓ３）。

次に、図３０に示すように、ヒータＨは、キャリア２１との間で基板Ｗを授受するために、キャリア２１に接近する第二位置（基板受け渡しポジション）に水平移動する（図２５：Ｓ４）（図３０（ａ））。この時、基板クランプ（第二保持部）９５は、ヒータＨの水平移動に伴って、連動部材係合部９５ｂの上面が連動部材５５に対して摺動するように移動する（図３０（ｂ））。

ヒータＨの移動により、図３１に示すように、基板Ｗは、ヒータＨに形成された基板受け部材９６の上部に位置する。（図３１（ａ）参照）。そして、基板上下動部材（基板移動手段）５８を降下させることにより、基板Ｗは基板受け部材９６に基板Ｗの下端が嵌合する位置まで降下する（図２５：Ｓ５）。これによって、基板ＷはヒータＨ側に移載される（図３１（ｂ）参照）。

次に、図３２（ａ）に示すように、サイドクランプ機構５９が動作する（図２５：Ｓ６）。即ち、第二駆動部材９２（図１５参照）によって、サイドクランプ機構５９を、基板Ｗの上側の両角部を保持した保持状態（図３２（ｂ））から基板Ｗから退避した解除状態（図３２（ｃ））に向けて回動させる。

次に、図３３（ａ）に示すように、第三駆動部材（第三駆動源）９３（図１５参照）を下げて、連動部材５５を係合解除位置に回動させる。図３３（ｂ），（ｄ）に示す連動部材５５の係合位置から係合解除位置に回動すると、基板クランプ（第二保持部）９５は、例えばバネによる付勢によって基板係合位置に回動する（図３３（ｃ），（ｅ））。これによって、ヒータＨに移載された基板Ｗは、基板クランプ９５の押さえ部材９５ａでヒータＨに押し付けられて挟持される（図２５：Ｓ７）（工程Ｂ）。

次に、図３４に示すように、キャリア２１に接近する第二位置（図３４（ａ）参照）にあったヒータＨは、基板Ｗを保持した状態で再び水平移動に移動して、キャリア２１から離れる方向に退避する第三位置（図３４（ｂ）参照）に移動する（図２５：Ｓ８）。

次に、図３５に示すように、解除状態（図３５（ａ））にあったサイドクランプ機構５９を再び回動させて、保持状態に戻す（図３５（ｂ））（図２５：Ｓ９）。これは、次のキャリア２１を搬出させる際にサイドクランプ機構５９が成膜室１１の開口等に引っかかることを防止するためである。

以上の工程を経て基板Ｗがキャリア２１からヒータＨ（アノードユニット９０）に移載された後、図３６に示すように、キャリア２１は成膜室１１から搬出される（図２５：Ｓ１０）（工程Ｃ）。基板ＷをヒータＨに渡した後のキャリア２１は、この後の成膜中は、例えば、仕込・取出室１３内で待機すればよい。この後、成膜室１１と仕込・取出室１３とを隔てるドアバルブ２５を閉状態にする。

成膜室１１からキャリア２１が搬出した後、図３７に示すように、ヒータＨがカソードユニット６８に近接する第一位置（成膜ポジション）に移動する（図２５：Ｓ１１）。即ち、キャリア２１の搬出時に第三位置（図３７（ａ））にあったヒータＨは、第二位置（図３７（ｂ））を経由して、更にカソードユニット６８に近接する第一位置（図３７（ｃ））まで水平移動する。
なお、この時、第一位置での基板Ｗとカソードユニット６８との離隔距離は、所望の距離、即ち成膜に最適な距離に調節される。成膜処理前基板Ｗ１とカソードユニット６８のシャワープレート７５との隙間（成膜距離）は５〜１５ｍｍで、例えば５ｍｍ程度である。

以上の工程を経てヒータＨ（アノードユニット９０）が基板Ｗを保持し、カソードユニット６８に対面した状態で、基板Ｗに対して成膜を行う（工程Ｄ）。
即ち、図３８に示すように、カソードユニット６８のシャワープレート７５から成膜ガスを噴出させるとともに、カソードユニット６８のシャワープレート（＝カソード）７５に電圧を印加することで、成膜空間８１にプラズマを発生させ、成膜処理前基板Ｗ１の表面ＷＯに成膜を施す。このとき、ヒータＨにより成膜処理前基板Ｗ１が所望の温度に加熱される。

ここで、アノードユニット９０は成膜処理前基板Ｗ１が所望の温度に達すると加熱を停止する。しかしながら、カソードユニット６８に電圧が印加されることによって成膜空間８１にプラズマが発生する。時間の経過に伴い、プラズマからの入熱によりアノードユニット９０が加熱を停止しても成膜処理前基板Ｗ１の温度が所望の温度よりも上昇してしまう虞がある。この場合、アノードユニット９０を、温度上昇しすぎた成膜処理前基板Ｗ１を冷却するための放熱板として機能させることもできる。したがって、成膜処理前基板Ｗ１は成膜処理時間の時間経過に関わらず所望の温度に保持される。
なお、一度の成膜処理工程で複数の層を成膜する際には、供給する成膜ガス材料を所定時間毎に切り替えることで実施することができる。

成膜中および成膜後に、カソードユニット６８の周縁部に形成された排気口８０より成膜空間８１のガスやパーティクルを排気するとともに、排気されたガスは、ガス流路Ｒを介してカソードユニット６８の周縁部の排気ダクト７９から開口部（カソードユニット６８の下部における排気ダクト７９の成膜室１１内へ向いた面８２に形成された開口部）を通過させて、成膜室１１の排気管から外部へと排気する。

そして、基板Ｗに対して成膜が終了したら、今度は図２５に示すフローチャートを逆向きに実行する。即ち、キャリア２１を第三位置まで移動させた後、成膜室１１に基板を保持していないキャリア２１を搬入し（工程Ｅ）、ヒータＨに保持されている成膜処理後基板Ｗ２をキャリア２１に移載する（工程Ｆ）。そして、図３９に示すように、成膜処理後基板Ｗ２を保持したキャリア２１を成膜室１１から取り出す。

このとき仕込・取出室１３は排気され、次に成膜される成膜処理前基板Ｗ１を取り付けたキャリア２１Ｂが既に位置している。そして、仕込・取出室１３内で成膜処理後基板Ｗ２に蓄熱されている熱を成膜処理前基板Ｗ１へ伝熱し、成膜処理後基板Ｗ２の温度を下げる。

図４０に示すように、キャリア２１Ｂが成膜室１１内へと移動した後、移動機構によりキャリア２１を移動レール３７上に配置される位置まで戻す。

図４１に示すように、ドアバルブ２５を閉状態にし、成膜処理後基板Ｗ２が所定温度まで低下した後に、ドアバルブ３６を開状態にして、キャリア２１を基板脱着室１５へと移動させる。

図４２に示すように、基板脱着室１５において成膜処理後基板Ｗ２を基板脱着ロボット１７によりキャリア２１から取り外し、基板収容カセット１９へと搬送する。全ての成膜処理後基板Ｗ２の取り外しが完了したら、基板収容カセット１９を次工程の場所まで移動させることで、処理が終了する。

本実施形態の成膜装置、成膜方法によれば、キャリア２１は、基板Ｗを成膜室１１に搬送した後、アノードユニット９０、例えばヒータＨに対して基板Ｗを移載し、このヒータに基板Ｗを保持させる。そして、キャリア２１を成膜室１１から搬出させた後に、基板に対して成膜を行う。これによって、キャリア２１に対して成膜物が堆積することがない。即ち、従来の成膜装置、成膜方法では、基板を保持したキャリアが成膜室に入っている状態で成膜を行っていた。このため、キャリアにも成膜物が付着してしまっていた。

しかしながら、本発明の成膜装置、成膜方法のように、キャリア２１を成膜室１１から搬出させた後に、基板に対して成膜を行うことによって、キャリア２１に堆積した成膜物を除去するキャリアクリーニング工程が不要となる。これによって、一定回数ごとに行っていたキャリアのメンテナンス（クリーニング）が不要になり、生産効率を大幅に向上させることが可能になる。

また、キャリアに成膜物が堆積することが無いので、キャリアを繰り返し使用してもキャリアから剥離した堆積物（成膜物）が成膜室１１内に拡散し、基板Ｗを汚染してしまうことも確実に防止できる。これによって、より一層、高品質な被膜を基板Ｗに成膜することが可能になる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

例えば、本実施形態では一つの成膜室に一つの仕込・取出室を連接した場合の説明をしたが、一つの大きな仕込・取出室に対して複数の成膜室を並列配置させて連接したプロセスモジュール１１４を設け、その仕込・取出室内をキャリアが移動できるようにしてもよい（図４３参照）。

このように構成することで、仕込・取出室内をキャリアに取り付けられた基板が移動できるため、各成膜室で異なる成膜材料を供給できるようにすることで、基板に成膜材料の異なる複数の層をより効率よく成膜することができる。

また、成膜装置の配置構成を図４４のようにしてもよい。この例では基板脱着ロボット１７に、成膜室１１、仕込・取出室１３、基板脱着室１５からなるモジュールが放射状に設置される。このように構成することで、基板脱着ロボットがレール上を移動する時間を無くすことができる。つまり、基板脱着ロボットの動作時間を短縮して、タクトタイムを短縮することができる。

さらに、成膜装置の配置構成を図４５のようにしてもよい。この例では基板脱着ロボット１７の両側に、成膜室１１、仕込・取出室１３、基板脱着室１５からなるモジュールが設置される。このように構成することで、省スペース、かつ、基板脱着ロボットの動作時間の短縮を図ることができる。

そして、本実施形態では一台の基板脱着ロボットを配置して基板の脱着をするように構成したが、二台の基板脱着ロボットを配置し、一方を基板の取り付け専用とし、他方を基板の取り外し専用としてもよい。また、一台の基板脱着ロボットに二本の駆動アームを設け、二枚の基板を同時に取り付け、取り外しをするように構成してもよい。

１０ 成膜装置、１１ 成膜室、２１ キャリア 、５８ 基板上下動部材（基板移動手段）、Ｗ 基板。

Claims (10)

1. カソードユニットとアノードユニットとを成膜室内に備える成膜装置であって、
   基板を保持し、前記成膜室外と前記成膜室内との間で移動し、前記カソードユニットと前記アノードユニットとの間に位置する成膜空間に前記基板を搬入・搬出するキャリアを備え、
   前記キャリアは、前記基板の被成膜面が前記カソードユニットと対向するように前記基板を保持する第一保持部と、前記基板を前記キャリアと前記アノードの間で移動させる基板移動手段を有し、
   前記アノードユニットは、前記基板を保持する第二保持部を有し、
   前記第二保持部は、前記基板を前記アノードユニットに押しつけて保持する押さえ部材を有し、
   前記キャリアは、前記押さえ部材の解除を行う制御部材を有し、
   成膜時には、前記成膜空間から前記キャリアを外すことを特徴とする成膜装置。
2. 前記アノードユニットを前記カソードユニットに対して水平に移動させるアノード移動装置を有することを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
3. 前記基板移動手段は、前記基板を上下させる機構であり、
   前記成膜室外に、前記基板移動手段を駆動する第一駆動源を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
4. 前記第一保持部材は前記基板の側面を前記キャリア側に支えるサイドクランプ機構を有し、前記サイドクランプ機構は保持状態と解除状態との間で移動し、
   前記成膜室外に、前記サイドクランプ機構を駆動する第二駆動源を備えたことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の成膜装置。
5. 前記成膜室外に、前記押さえ部材を駆動する第三駆動源を備えたことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
6. 前記成膜室は、一対の前記アノードユニット間に前記カソードユニットを配して構成される第一成膜ユニットを複数備えたことを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の成膜装置。
7. 前記成膜室は、前記カソードユニットと前記アノードユニットから構成される第二成膜ユニットを複数備えたことを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の成膜装置。
8. 前記成膜室は、前記基板の被成膜面に垂直な方向に並列に複数の前記キャリアを収容可能であることを特徴とする請求項６または７記載の成膜装置。
9. 請求項１ないし８いずれか１項記載の成膜装置を用いてなる成膜方法であって、
   前記第一保持部に基板を保持させたキャリアを、成膜室外から成膜室内に搬入する工程Ａと、
   前記第一保持部に保持されている基板を、前記成膜室のアノードユニットに付設された前記第二保持部に移載させる工程Ｂと、
   前記成膜室外に前記キャリアを搬出させる工程Ｃと、
   前記アノードユニットを前記カソードユニットに接近させ、前記第二保持部に保持された前記基板に成膜を行う工程Ｄと、
   を行うことを特徴とする成膜方法。
10. 前記工程Ｄの後、キャリアを成膜室外から成膜室内へ搬入する工程Ｅと、
    前記第二保持部に保持されている成膜後の基板を、前記第一保持部に移載させる工程Ｆと、
    を更に備えたことを特徴とする請求項９記載の成膜方法。

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