JP6053117B2 - 真空処理装置 - Google Patents

真空処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6053117B2
JP6053117B2 JP2012200895A JP2012200895A JP6053117B2 JP 6053117 B2 JP6053117 B2 JP 6053117B2 JP 2012200895 A JP2012200895 A JP 2012200895A JP 2012200895 A JP2012200895 A JP 2012200895A JP 6053117 B2 JP6053117 B2 JP 6053117B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature control
substrate
vacuum processing
cam
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012200895A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014056944A (ja
Inventor
嘉規 大胡
嘉規 大胡
太田 淳
淳 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Priority to JP2012200895A priority Critical patent/JP6053117B2/ja
Publication of JP2014056944A publication Critical patent/JP2014056944A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6053117B2 publication Critical patent/JP6053117B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

本発明は、真空状態で基板を処理する真空処理室を備えた真空処理装置に関する。
従来から、例えば、半導体製造工程等において、種々の真空処理装置が利用されている。真空処理装置の一例としては、スパッタリング法や蒸着法等により膜を形成するための真空処理室を備えた真空成膜装置が挙げられる。また真空成膜装置としては、高タクト且つ真空一貫での成膜が可能であり、また設置面積を小さくすることができる等の理由から、インライン式、インターバック式又はマルチチャンバー式のものが生産現場において多く用いられている。
ところで、真空成膜装置においては、基板の温度制御が重要な要素である。例えば、成膜時の基板温度は、膜質に大きな影響を及ぼす。具体的には、酸化物透明半導体で知られているITOは、成膜温度によって薄膜構造がアモルファスから微結晶まで変化し、それに伴って硬度や比抵抗等の物理特性が変化する。したがって、真空処理装置において、基板温度は高精度に制御されていることが望ましい。
真空成膜装置において基板等の温度を制御する方法としては、近赤外線ランプによる輻射熱によって加熱する、シースヒーターによってチャンバー全体を加熱する、加熱ガスの導入による伝熱によって温調する、冷媒を金属物に流すことによって冷却する等の様々な方法がある(例えば、特許文献1参照)。
特開2011−044537号公報
しかしながら、上記のような方法では、真空成膜装置における基板温度の制御が難しい場合がある。真空下における熱伝導は大気中に比べて劣るため、真空成膜装置において基板温度を所定温度に変化させるためには、大気中における基板温度の制御に比べて多くの電力量や時間を要するという問題がある。したがって、高タクトになると基板温度を制御するのが難しくなってしまう。
またインライン式やインターバック式等の装置には、1枚または複数枚の基板をトレイに搭載した状態で搬送するものがある。このような装置においては、トレイの温度が基板の温度に影響するため、特に、基板温度を制御するのが難しい。
勿論、このような問題は、基板に対して成膜処理を行う真空成膜装置だけでなく、基板に対して他の処理を行う真空処理装置においても、同様に生じる虞がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基板温度を比較的容易且つ高精度に制御することができる真空処理装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、基材に対して真空状態で所定の処理を行う真空処理室と、所定間隔で配された複数の回転部材を有し該回転部材を回転させることで前記回転部材上に載置された前記基材を少なくとも含む被処理部材を前記真空処理室内に搬送する搬送手段と、を備える真空処理装置において、前記真空処理室に設けられる温度制御部材を有し、該温度制御部材に前記被処理部材を接触させることで前記基材を加熱又は冷却する温度制御手段を備え、前記搬送手段が、回転中心から端面までの距離が変化する外形を有するカム状部材を前記回転部材として備え、当該カム状部材の回転に伴って前記被処理部材が前記温度制御部材に対して接離するように構成され、且つ前記回転部材に対向して設けられ、前記カム状部材の回転に伴って前記被処理部材が前記温度制御部材から離間した状態で当接するガイド部材を備えることを特徴とする真空処理装置にある。
本発明の第2の態様は、前記温度制御部材が、前記被処理部材の下面に当接するように前記真空処理室内に設けられていることを特徴とする第1の態様の真空処理装置にある。
本発明の第3の態様は、前記温度制御部材が前記カム状部材間に設けられ、前記温度制御部材の前記カム状部材の回転中心に対する下面の高さが、前記カム状部材の回転中心から端面までの最短距離以上最長距離以下であることを特徴とする第2の態様の真空処理装置にある。
本発明の第の態様は、前記温度制御部材は、その内部に温調媒体が供給される供給路を備えていることを特徴とする第1〜の何れか一つの態様の真空処理装置にある。
かかる本発明の真空処理装置によれば、真空下においても、基板の温度を短時間で所定温度に変化させることができる。したがって、高タクトになっても、基板温度を高精度に制御することができる。
本発明に係る真空処理装置の全体構成を示す概略図である。 本発明に係る基板トレイを示す概略斜視図である。 本発明に係る回転部材を示す概略図である。 本発明に係る搬送室の構成を示す概略図である。 本発明に係る成膜室の変形例を示す概略図である。 本発明に係る搬送室の変形例を示す概略図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る真空処理装置10は、いわゆるインライン方式の真空成膜装置であり、複数の処理室を備えている。具体的には、真空処理装置10は、基板(基材)Sを保持する基板トレイ(被処理部材)50の搬送方向上流側(図中左側)から順に、ロードロック室12と、加熱室13と、成膜室14と、搬送室15と、アンロード室16とを備えている。ロードロック室12の上流側及びアンロード室16の下流側、並びにロードロック室12と、加熱室13と、成膜室14と、搬送室15との間にはそれぞれゲートバルブ17が設けられている。
ここで、真空成膜装置10は、真空状態で基板Sに対して成膜処理を施すものであり、各室には、室内を真空状態に保持するための真空ポンプ18がそれぞれ接続されている。加熱室13、成膜室14及び搬送室15は、真空成膜装置10が稼働されている間は常に真空状態に保たれている。
このような真空成膜装置10では、まず基板Sが固定された基板トレイ50をロードロック室12の上流側のゲートバルブ17を開いてロードロック室12に搬送し、ゲートバルブ17を閉じて真空ポンプ18を稼働させロードロック室12内を真空状態にする。次いで、ロードロック室12の下流側のゲートバルブ17を開いて加熱室13へ基板トレイ50を搬送する。この加熱室13において各種ヒーター(例えば、シースヒーター)により基板トレイ50に保持された基板Sを所定温度、例えば、200℃程度まで加熱する。その後、基板トレイ50を成膜室14内に搬送して、例えば、スパッタリング法により基板Sの表面に薄膜を形成する。成膜処理が終了すると、基板トレイ50を、搬送室15に搬送する。詳しくは後述するが、本実施形態では、この搬送室15において基板トレイ50に保持された基板Sを所定温度、例えば、100℃程度まで冷却している。その後、基板トレイ50をアンロード室16に搬送してアンロード室16を大気圧に戻し、アンロード室16の下流側のゲートバルブ17を開放して基板トレイ50を外部に取り出す。これにより真空成膜装置10における一連の成膜処理が終了する。
なお基板Sが保持される基板トレイ50は、例えば、図2に示すように、マトリクス状に配された複数の凹部51を備え、各凹部51に基板Sが保持されるように構成されている。つまり基板トレイ(被処理部材)50が、ロードロック室12からアンロード室16まで順次搬送されることで、複数枚の基板Sに対して一度に成膜処理が施されることになる。
また真空成膜装置10は、基板トレイ50を各室に搬送するための搬送手段を備えている。本実施形態では、真空成膜装置10を構成する成膜室14等の各室内に、図3及び図4に示すように、シャフト19によって支持された複数の回転部材20が、基板トレイ50の搬送方向に沿って所定の間隔で配されている。これらの回転部材20は、図示しないモーター等の駆動手段に接続され、駆動手段の駆動力によって回転する。基板トレイ50は、これらの回転部材20上に載置され、駆動手段によって回転部材20を回転させることで、ロードロック室12からアンロード室16まで連続的に搬送される。
ここで、ロードロック室12、加熱室13及び成膜室14及びアンロード室16の各室には、図3に示すように、回転部材20として、略円形の外形を有するローラー20Aが設けられている。このローラー20Aの回転によって、基板トレイ50は搬送方向(図中左右方向)に沿ってのみ移動することになる。
これに対して、搬送室15内には、図4に示すように、回転部材20として、回転中心から端面までの距離が変化する外形を有するカム状部材20Bが設けられている。このため搬送室15内においては、カム状部材20Bの回転に伴って、基板トレイ50は搬送方向(水平方向)に沿って移動すると共に、搬送方向とは交差する方向(上下方向)にも移動することになる。
また真空成膜装置10は、成膜処理が施された基板Sの温度を冷却する温度制御手段を備えている。温度制御手段は、具体的には、冷却可能に構成された温度制御部材21を搬送室15内に備え、基板Sが保持された基板トレイ50を温度制御部材21に所定時間だけ接触させることで基板Sを所定温度に冷却する。
温度制御部材21は、例えば、金属等の材料で形成され、図示は省略するが、内部に水(液体)や冷却ガス(気体)等の温調媒体(冷媒)が供給される供給管を備える。すなわち温度制御部材21は内部に設けられた供給管に冷媒を供給することにより冷却可能に構成されている。勿論、温度制御部材21は、その表面温度を変化させることができれば、その構造は特に限定されるものではない。
本実施形態では、このような温度制御部材21は、搬送室15内の各カム状部材20Bの間にそれぞれ配されている。そして真空成膜装置10は、カム状部材20Bの回転に伴って基板トレイ50が各温度制御部材21に対して接離するように構成されている。すなわち基板トレイ50は、上述のように搬送室15内においてカム状部材20Bの回転に伴って上下方向にも移動し、その際、基板トレイ50の下面が温度制御部材21に当接する。
より詳細には、温度制御部材21は、カム状部材20Bの回転中心C1に対する高さh1が、カム状部材20Bの回転中心C1から端面までの最短距離W1以上最長距離W2以下となるように、カム状部材20B間に配されている。
すなわち、カム状部材20Bによって基板トレイ50が搬送される際に、基板トレイ50が上下方向に移動し、温度制御部材21の表面位置P1が、このような基板トレイ50の上下運動のトップP2とボトムP3との間に位置している。
温度制御部材21がこのような位置に設けられていることで、図4(a)に示すように、カム状部材20Bの回転に伴って、カム状部材20Bの基板トレイ50側の幅Wが温度制御部材21の高さh1以上となると、カム状部材20Bが基板トレイ50に接触して基板トレイ50が移動する。一方、カム状部材20Bの幅Wが温度制御部材21の高さh1よりも小さくなると、図4(b)に示すように、基板トレイ50は複数の各温度制御部材21上に載置されることになる。この状態で、カム状部材20Bの回転を停止することにより、その間、温度制御部材21によって基板トレイ50が冷却され、それと共に基板トレイ50に保持されている各基板Sが所定温度まで急速に冷却される。勿論、カム状部材20Bの回転は、必ずしも停止しなくてもよく、必要に応じて停止すればよい。
このような本実施形態の構成では、基板Sを保持した基板トレイ50を温度制御部材21に接触させることによって基板Sを冷却しているため、例えば、搬送室15内全体を冷却する方法等に比べて、基板Sを効果的に短時間で冷却することができる。したがって、高タクトになっても基板温度を高精度に制御することができる。
なお本実施形態では、温度制御部材21を搬送室15に設けるようにしたが、温度制御部材21は、他の真空処理室に設けられていてもよい。例えば、図5に示すように、天井部にスパッタリングターゲット23を備える成膜室14内に、搬送手段を構成するカム状部材20Bと共に、温度制御部材21が設けられていてもよい。
このように温度制御部材21を設けた成膜室14において、図5(a)に示すように、基板Sを温度制御部材21に接触させた状態(実施例)と、図5(b)に示すように、基板Sを温度制御部材21に接触させない状態(比較例)とで、基板Sに対して成膜処理を施した場合の温度変化について調べた。
(実施例)
到達圧力を5.8×10−4Pa、スパッタリングターゲット23と基板Sとの距離TSを70mm、パワー密度を4.2W/cm、Ar流量を100sccm、成膜圧力を0.97Paとし、スパッタリング法により膜厚1000nmを目標としてアルミニウムの薄膜を成膜した。このとき、温度制御部材21にはヘリウムを冷媒として供給し、その温度を112Kとした。また基板トレイ50としては厚さ5mmのものを使用し、市販のヒートラベルによって基板Sの温度測定を行った。
その結果、基板Sの温度は、120℃以上130℃以下の温度範囲であった。
(比較例)
到達圧力を3.8×10−4Pa、スパッタリングターゲット23と基板Sとの距離TSを70mm、パワー密度を4.2W/cm、Ar流量を100sccm、成膜圧力を0.97Paとし、スパッタリング法により膜厚1000nmを目標としてアルミニウムの薄膜を成膜した。このとき、温度制御部材21にはヘリウムを冷媒として供給し、その温度を111Kとした。また基板トレイ50としては厚さ5mmのものを使用し、市販のヒートラベルによって基板Sの温度測定を行った。
その結果、基板Sの温度は、190℃以上200℃以下の温度範囲であった。
実施例及び比較例の結果から明らかなように、基板トレイ50を温度制御部材21に接触させることにより、基板Sを極めて効果的に冷却することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述の実施形態では、温度制御部材21が搬送室15内に設けられた構成において、搬送室15内に設けられた複数のカム状部材20Bによって基板トレイ50を搬送しているが、搬送手段の構成は特に限定されるものではない。搬送手段は、例えば、図6に示すように、カム状部材20Bと、カム状部材20Bに対向して設けられるガイド部材であるガイドローラー24とを、搬送室15内に備えていてもよい。ガイドローラー24を設けることで、基板トレイ50の傾き等を抑制してカム状部材20Bによって基板トレイ50をさらに良好に搬送することができる。
また上述の本実施形態では、冷媒が供給された温度制御部材21によって基板Sを冷却するようにした構成を例示したが、温度制御部材21には温媒を供給することもできる。したがって、温度制御部材21及びカム状部材20Bを加熱室13内に設け、カム状部材20Bの回転によって基板トレイ50を温度制御部材21に接触させることで基板Sを所定温度に加熱するようにしてもよい。
また上述の実施形態では、被処理部材である基板トレイ50として複数枚の基板Sを保持した構成を例示したが、勿論、基板トレイ50は1枚の基板Sを保持するものであってもよい。さらにこの基板トレイ50は必ずしも使用しなくてもよく、搬送手段によって基板(基材)S自体を搬送するようにしてもよい。この場合、基板(基材)S自体が被処理部材にも相当する。また上述の実施形態では、基板Sを横置きの状態で搬送する横型の真空成膜装置を例示したが、本発明は、縦型の真空成膜装置(真空処理装置)に採用することもできる。
また本発明は、真空状態で基板(基材)に対して成膜処理を施す真空成膜装置だけでなく、真空状態で基材に対してあらゆる処理を施す真空処理装置にも適用することができるものである。
10 真空処理装置(真空成膜装置)
12 ロードロック室
13 加熱室
14 成膜室
15 搬送室
16 アンロード室
17 ゲートバルブ
18 真空ポンプ
19 シャフト
20 回転部材
20A ローラー
20B カム状部材
21 温度制御部材
23 スパッタリングターゲット
24 ガイドローラー
50 基板トレイ
51 凹部
S 基板

Claims (4)

  1. 基材に対して真空状態で所定の処理を行う真空処理室と、
    所定間隔で配された複数の回転部材を有し該回転部材を回転させることで前記回転部材上に載置された前記基材を少なくとも含む被処理部材を前記真空処理室内に搬送する搬送手段と、
    を備える真空処理装置において、
    前記真空処理室に設けられる温度制御部材を有し、該温度制御部材に前記被処理部材を接触させることで前記基材を加熱又は冷却する温度制御手段を備え、
    前記搬送手段が、回転中心から端面までの距離が変化する外形を有するカム状部材を前記回転部材として備え、当該カム状部材の回転に伴って前記被処理部材が前記温度制御部材に対して接離するように構成され、且つ前記回転部材に対向して設けられ、前記カム状部材の回転に伴って前記被処理部材が前記温度制御部材から離間した状態で当接するガイド部材を備える
    ことを特徴とする真空処理装置。
  2. 前記温度制御部材が、前記被処理部材の下面に当接するように前記真空処理室内に設けられている
    ことを特徴とする請求項1に記載の真空処理装置。
  3. 前記温度制御部材が前記カム状部材間に設けられ、前記温度制御部材の前記カム状部材の回転中心に対する下面の高さが、前記カム状部材の回転中心から端面までの最短距離以上最長距離以下である
    ことを特徴とする請求項2に記載の真空処理装置。
  4. 前記温度制御部材は、その内部に温調媒体が供給される供給路を備えていることを特徴とする請求項1〜の何れか一項に記載の真空処理装置。
JP2012200895A 2012-09-12 2012-09-12 真空処理装置 Active JP6053117B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012200895A JP6053117B2 (ja) 2012-09-12 2012-09-12 真空処理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012200895A JP6053117B2 (ja) 2012-09-12 2012-09-12 真空処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014056944A JP2014056944A (ja) 2014-03-27
JP6053117B2 true JP6053117B2 (ja) 2016-12-27

Family

ID=50614025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012200895A Active JP6053117B2 (ja) 2012-09-12 2012-09-12 真空処理装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6053117B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101608341B1 (ko) 2014-07-25 2016-04-01 (주)나인테크 인라인 화학기상증착시스템
JP6480823B2 (ja) 2015-07-23 2019-03-13 東芝メモリ株式会社 半導体装置の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3461434B2 (ja) * 1997-07-25 2003-10-27 東レエンジニアリング株式会社 ガラス基板の冷却装置
JP3316174B2 (ja) * 1997-11-25 2002-08-19 株式会社ノリタケカンパニーリミテド ガラスパネルの冷却方法、及びその装置
JP3638119B2 (ja) * 2000-09-21 2005-04-13 パイオニアプラズマディスプレイ株式会社 基板冷却装置
JP2004171845A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Seiko Epson Corp ワーク搬送装置及びこれを備えるワーク処理装置
JP2004189443A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Dainippon Printing Co Ltd 板材搬送装置
JP2008544485A (ja) * 2005-06-10 2008-12-04 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 直線真空堆積システム
CN101801815B (zh) * 2007-09-19 2012-05-30 平田机工株式会社 基板输送系统
CN103109363B (zh) * 2010-09-17 2015-11-25 株式会社爱发科 真空处理装置
JP2012151258A (ja) * 2011-01-19 2012-08-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014056944A (ja) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230395402A1 (en) Chamber for degassing substrates
JP4761326B2 (ja) 薄膜形成装置システムおよび薄膜形成方法
KR101225312B1 (ko) 프로세스 장치
US11512386B2 (en) Film formation device for cutting tool provided with coating film, and film formation method for cutting tool provided with coating film
JP6053117B2 (ja) 真空処理装置
KR101898340B1 (ko) 로드록 장치에 있어서의 기판 냉각 방법, 기판 반송 방법, 및 로드록 장치
KR20180056989A (ko) 막 증착 장치 및 방법
JP5517372B2 (ja) 真空処理装置
KR20110042218A (ko) 스퍼터링 장치, 박막 형성 방법 및 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법
JP2008285698A (ja) 成膜装置
JP5896047B1 (ja) 成膜装置、コーティング膜付き切削工具の製造方法
JP2014077161A (ja) 成膜装置及び基板ホルダ
KR102595812B1 (ko) 홀더, 적어도 2개의 홀더들을 포함하는 캐리어, 장치들 및 방법들
JP2005281784A (ja) 基板の冷却構造
JP5832372B2 (ja) 真空処理装置
KR101958411B1 (ko) 막 증착 장치 및 방법
WO2013118397A1 (ja) 成膜装置
TWI465594B (zh) Film forming apparatus and film forming substrate manufacturing method
KR101914771B1 (ko) 막 증착 방법
JP5186300B2 (ja) 冷却室
JP2013133523A (ja) 成膜装置
JP2009200078A (ja) 基板処理装置
JP2005330530A (ja) 大気開放型化学気相析出装置
JP2013197401A (ja) ロードロックチャンバ

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20150422

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150629

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150804

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160601

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6053117

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250