JPH07310183A - Film forming device - Google Patents

Film forming device

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Publication number
JPH07310183A
JPH07310183A JP9897894A JP9897894A JPH07310183A JP H07310183 A JPH07310183 A JP H07310183A JP 9897894 A JP9897894 A JP 9897894A JP 9897894 A JP9897894 A JP 9897894A JP H07310183 A JPH07310183 A JP H07310183A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tray
load lock
substrate
film forming
lock chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP9897894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Hashimoto
一 橋本
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.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP9897894A priority Critical patent/JPH07310183A/en
Publication of JPH07310183A publication Critical patent/JPH07310183A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a film forming device which is simplified in the constitution over the entire part, is correspondingly inexpensively produced and is capable of attaining the desired through-put by efficiently using individual load locking chambers. CONSTITUTION:Three pieces of substrate supporting trays 2 are arranged in a vacuum film forming vessel 1 successively provided with the two load locking chambers 17. These trays 2 are formed commonly as caps to close the openings on the inner side of the load locking chambers 17. The trays 2 are successively transported by means of horizontal turning arms 301 having tray supporting parts 302 at both ends. Films are formed on the substrate S carried in from the one (other) locking chamber 17 and, thereafter, the substrate is carried out of the other (one) load locking chamber 17.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はイオンビーム等によるス
パッタリングの手法で成膜するイオンビームスパッタリ
ング成膜(IBS)、スパッタリング等による真空蒸着
にイオンビーム照射を併用したイオン蒸着薄膜形成(I
VD)等の物理的蒸着法などによる基板への成膜装置、
特に量産装置として有利な成膜装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion beam sputtering film formation (IBS) for forming a film by a sputtering method using an ion beam or the like, and an ion vapor deposition thin film formation (IBS) using an ion beam irradiation in combination with vacuum vapor deposition such as sputtering.
VD) film forming apparatus on a substrate by a physical vapor deposition method,
Particularly, the present invention relates to a film forming apparatus which is advantageous as a mass production apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種半導体デバイスの製造、各種機械部
品の耐摩耗性能の向上等のために基板上に目的に適った
膜を形成することが行われている。主として量産目的で
用いられているものの代表例としてIBS成膜装置をと
りあげ、その1例を図7〜図9を参照して説明する。図
7は装置全体の構成を上方から見て概略的に示した図で
あり、図8は一部の断面図であり、図9は装置主要部の
動作タイミングを示すタイムチャートである。
2. Description of the Related Art A film suitable for a purpose is formed on a substrate in order to manufacture various semiconductor devices and improve wear resistance of various mechanical parts. An IBS film forming apparatus will be taken up as a typical example mainly used for mass production, and one example thereof will be described with reference to FIGS. 7 to 9. FIG. 7 is a diagram schematically showing the configuration of the entire apparatus as seen from above, FIG. 8 is a partial sectional view, and FIG. 9 is a time chart showing the operation timing of the main part of the apparatus.

【0003】この成膜装置は図7に示すように、真空成
膜容器1を含んでいる。容器1内にはスパッタターゲッ
ト11が配置され、これに対しイオンを照射するイオン
源12が設けられている。ターゲット11の下方には成
膜対象基板Sへの成膜位置Pがあり、その周囲に容器1
内壁へ続くカバー壁部13(図8も参照)が形成されて
いる。また、容器1には図示しない排気装置が接続され
ており、それによって容器1内が所定の成膜真空度とさ
れる。
This film forming apparatus includes a vacuum film forming container 1 as shown in FIG. A sputter target 11 is arranged in the container 1, and an ion source 12 that irradiates the sputter target 11 is provided. Below the target 11, there is a film formation position P on the film formation target substrate S, and the container 1 is provided around it.
A cover wall portion 13 (see also FIG. 8) is formed to extend to the inner wall. Further, an exhaust device (not shown) is connected to the container 1, whereby the inside of the container 1 is set to a predetermined film forming vacuum degree.

【0004】容器1のうちカバー壁部13を境にしてイ
オン源12等とは反対側の部分(図示例では壁部13よ
り下方部分)の側面に合計四つのロードロック室14が
連設されている。各ロードロック室14は左右の向きや
配置位置が異なる等の点を除けば、いずれも図8に示す
構造のものである。各ロードロック室14の外部に通じ
る開口141は扉15にて開閉される。扉15は閉扉
時、開口周囲部分の上端面に装着したオーリング151
に気密に接する。各ロードロック室14の容器1に通じ
る内側開口142は角型のゲートバルブ16にて気密に
閉じられ、又は開かれる。また、各ロードロック室14
には、排気管14a及びベント管14bが接続されてお
り、排気管14aは図示しない排気装置に、ベント管1
4bは図示しないベントガス供給部に接続されている。
A total of four load lock chambers 14 are continuously provided on the side surface of the container 1 on the side opposite to the ion source 12 and the like (below the wall 13 in the illustrated example) with the cover wall 13 as a boundary. ing. Each of the load lock chambers 14 has the structure shown in FIG. 8 except that the left-right direction and the arrangement position are different. An opening 141 communicating with the outside of each load lock chamber 14 is opened and closed by a door 15. When the door 15 is closed, the O-ring 151 is attached to the upper end surface around the opening.
Airtightly contact. The inner opening 142 communicating with the container 1 of each load lock chamber 14 is hermetically closed or opened by the square gate valve 16. In addition, each load lock chamber 14
An exhaust pipe 14a and a vent pipe 14b are connected to the exhaust pipe 14a.
4b is connected to a vent gas supply unit (not shown).

【0005】成膜対象基板Sを支持する基板支持トレイ
2は4個用いられる。各トレイ2は上部円板部21とそ
れに一体で該円板部より小外径の下部円筒脚部22を有
し、円板部21の上面には基板Sを載置する円形凹部2
3を形成してある。また、容器1には各ロードロック室
14に対しそれぞれトレイ搬送アーム機構3が設けられ
ている。各アーム機構3は、屈曲水平アーム31を有
し、これは縦方向の軸棒32の上端部に片持ち支持さ
れ、自由端部にリングの一部を欠除した円形リング状の
トレイ支持部311を有している。トレイ2は、その脚
部22においてトレイ支持部311に上方から嵌まり乗
ることができる。また、その状態で下方から突き上げら
れることで、トレイ支持部311の上方へ離れ、上昇す
ることができる。前記の軸棒32は容器1外側に設けた
回転駆動部33にて往復回動される。アーム31に支持
されたトレイ2は、駆動部33の運転にて対応する一つ
のロードロック室14内の基板受け取り位置Q3に臨む
位置Q1と容器1内の成膜位置Pに臨む位置Q2とを往
復できる。
Four substrate support trays 2 for supporting the substrate S for film formation are used. Each tray 2 has an upper disc portion 21 and a lower cylindrical leg portion 22 that is integral with the upper disc portion 21 and has an outer diameter smaller than that of the disc portion. On the upper surface of the disc portion 21, a circular concave portion 2 for mounting the substrate S thereon.
3 is formed. Further, the container 1 is provided with a tray transfer arm mechanism 3 for each load lock chamber 14. Each arm mechanism 3 has a bent horizontal arm 31, which is cantilevered at the upper end of a vertical shaft rod 32, and has a circular ring-shaped tray support with a free end partially lacking a ring. 311 is included. The tray 2 can be fitted onto the tray supporting portion 311 at the leg portion 22 thereof from above and can be mounted thereon. Further, by being pushed up from below in this state, the tray support 311 can be lifted up and away from the tray support 311. The shaft rod 32 is reciprocally rotated by a rotation drive unit 33 provided outside the container 1. The tray 2 supported by the arm 31 has a position Q1 facing the substrate receiving position Q3 in one load lock chamber 14 and a position Q2 facing the film forming position P in the container 1 corresponding to the operation of the driving unit 33. You can make a round trip.

【0006】各ロードロック室14にはトレイ昇降機構
4を設けてあり、該機構4はトレイ2を、その下面に当
接して下方から支持するトレイ支持部材41、該部材を
上端部で支持する縦方向の軸棒42、軸棒42を昇降さ
せる室外の駆動部43を含む。トレイ支持部材41は搬
送アーム機構3の水平アーム31におけるトレイ支持部
311を貫通して昇降できる形状、サイズのものであ
る。搬送アーム機構3のアーム31のトレイ支持部31
1に支持されて位置Q1に置かれたトレイ2は、装置4
の駆動部43の運転にてトレイ支持部材41が上昇する
ことでそれに支持されて突き上げられ、成膜対象基板S
を受け取る位置Q3に配置保持される。また、その位置
から駆動部43を逆運転することで、位置Q3のトレイ
2を下降させ、下で待ち受けるトレイ支持部311に載
置することができる。
A tray elevating mechanism 4 is provided in each load lock chamber 14, and the mechanism 4 supports a tray 2 by a tray supporting member 41 that abuts the lower surface of the tray 2 from below and supports the member at its upper end portion. It includes a vertical shaft rod 42 and an outdoor drive unit 43 for raising and lowering the shaft rod 42. The tray support member 41 has such a shape and size that it can pass through the tray support portion 311 of the horizontal arm 31 of the transport arm mechanism 3 and ascend and descend. The tray support portion 31 of the arm 31 of the transfer arm mechanism 3
The tray 2 supported at 1 and placed at the position Q1 is
When the tray support member 41 is lifted by the operation of the drive unit 43, the tray support member 41 is supported by the tray support member 41 and is pushed up.
Is held at a position Q3 for receiving Further, by operating the drive unit 43 in the reverse direction from that position, the tray 2 at the position Q3 can be lowered and placed on the tray support unit 311 waiting below.

【0007】搬送アーム機構3のトレイ支持部311に
支持されて成膜位置Pに臨む位置Q2に配置されるトレ
イ2は、もう一つのトレイ昇降機構5によって位置Q2
から成膜位置Pまでを昇降駆動される。昇降機構5は、
水平アーム51を有し、これは縦方向の軸棒52の上端
部に片持ち支持され、自由端部に軸受部54にてトレイ
ホルダー53を回転自在に支持している。トレイホルダ
ー53は、トレイ搬送アーム機構3の水平アーム31に
おけるトレイ支持部311を貫通昇降できる形状、サイ
ズのものであり、トレイ2を、その下面に当接して下方
から支持できる。軸棒52は容器1外の駆動部55にて
昇降駆動される。アーム31のトレイ支持部311に支
持されて位置Q2に置かれたトレイ2は、昇降機構5の
駆動部55の運転にてホルダー53が上昇することでそ
れに支持されて成膜位置Pまで突き上げられ、トレイ2
に支持された基板Sは位置Pに配置保持される。また、
その状態から駆動部55を逆運転することで位置Pの基
板S及びこれを支持するトレイ2を下降させ、下で待ち
受けるトレイ支持部311に載置することができる。
The tray 2 supported by the tray supporting portion 311 of the transfer arm mechanism 3 and arranged at the position Q2 facing the film forming position P is moved to the position Q2 by another tray elevating mechanism 5.
To the film forming position P are driven up and down. The lifting mechanism 5
It has a horizontal arm 51, which is cantilevered at the upper end of a vertical shaft rod 52, and rotatably supports a tray holder 53 by a bearing 54 at its free end. The tray holder 53 has a shape and size capable of penetrating up and down the tray supporting portion 311 of the horizontal arm 31 of the tray transport arm mechanism 3, and can support the tray 2 from below by abutting the lower surface thereof. The shaft rod 52 is driven up and down by a drive unit 55 outside the container 1. The tray 2 supported at the tray support portion 311 of the arm 31 and placed at the position Q2 is supported by the holder 53 being raised by the operation of the drive portion 55 of the elevating mechanism 5, and pushed up to the film formation position P. , Tray 2
The substrate S supported by is placed and held at the position P. Also,
By operating the drive unit 55 in this state in the reverse direction, the substrate S at the position P and the tray 2 supporting the substrate S can be lowered and placed on the tray support unit 311 waiting below.

【0008】基板Sは位置Pに配置されたとき、その周
縁部が前述のカバー壁部13にて覆われ、成膜すべき部
分はターゲット11に対し露出せしめられる。なおこの
例では、基板S周縁部は、基板Sを成膜中回転させるた
めに、カバー壁部13に接触することなく、それに接近
配置される。位置Pに配置されたトレイ2は、成膜操作
中、回転駆動機構6にて回転され、それによって該トレ
イ2に支持された基板Sも回される。
When the substrate S is placed at the position P, the peripheral portion of the substrate S is covered with the above-mentioned cover wall portion 13 and the portion where the film is to be formed is exposed to the target 11. In this example, the peripheral edge of the substrate S is disposed close to the cover wall 13 without contacting the cover wall 13 in order to rotate the substrate S during film formation. The tray 2 arranged at the position P is rotated by the rotation driving mechanism 6 during the film forming operation, so that the substrate S supported by the tray 2 is also rotated.

【0009】機構6は、トレイ昇降機構5のホルダー5
3をアーム51に回転自在に支持する軸受部54を構成
要素の一部とするもので、さらに、ホルダー53を支持
する回転軸531にスプライン軸機構による伸縮継手6
1を介して連結された縦軸棒62及び該軸棒に連結され
た容器1外の回転駆動部63を含んでいる。すなわち、
成膜位置Pに上昇せしめられたトレイ2は、駆動部63
の運転にて回転駆動され、それによって基板Sも回さ
れ、その表面に均一に膜形成される。
The mechanism 6 is a holder 5 of the tray lifting mechanism 5.
The bearing 54 that rotatably supports the arm 3 on the arm 51 is a part of the components, and the rotary shaft 531 that supports the holder 53 further includes an expansion joint 6 by a spline shaft mechanism.
It includes a vertical axis rod 62 connected via 1 and a rotation drive unit 63 outside the container 1 connected to the vertical axis rod 62. That is,
The tray 2 that has been raised to the film formation position P has the drive unit 63.
In this operation, the substrate S is rotated and the substrate S is also rotated, and a film is uniformly formed on the surface thereof.

【0010】以上説明した成膜装置によると、図9に示
すタイムチャートに従って成膜が行われる。このタイム
チャートにおいてハンドリングマシンAは図7に示すよ
うに、隣り合う二つのロードロック室14、14に対し
その近傍に設置されているもので、これから成膜しよう
とする基板Sを図示しない基板搬送ラインからロードロ
ック室14における基板受け取り位置Q3のトレイ2上
に搬入するとともに同位置にあるトレイ2から成膜済の
基板Sを搬出するものである。また、ハンドリングマシ
ンBは図1に示すように、隣り合う他のロードロック室
14、14に対しその近傍に設置されているもので、マ
シンAと同様のものである。
According to the film forming apparatus described above, film formation is performed according to the time chart shown in FIG. In this time chart, as shown in FIG. 7, the handling machine A is installed in the vicinity of two adjacent load lock chambers 14, 14, and the substrate S on which a film is to be formed is not shown. The substrate S is carried out from the line onto the tray 2 at the substrate receiving position Q3 in the load lock chamber 14, and the film-formed substrate S is carried out from the tray 2 at the same position. As shown in FIG. 1, the handling machine B is installed in the vicinity of the other adjacent load lock chambers 14, 14 and is the same as the machine A.

【0011】また、タイムチャートにおいてロードロッ
ク室1、ロードロック室2、角型バルブ1、搬送アーム
1等の部品名のあとの数字は、その部品が、「1」につ
いては一つ目のロードロック室14に関係するものであ
ることを示し、同様に、「2」については二つ目のロー
ドロック室に、「3」については三つ目のロードロック
室に、「4」については四つ目のロードロック室にそれ
ぞれ関係するものであることを示している。四つあるロ
ードロック室14のうち一つ目、二つ目、三つ目、四つ
目のものは図7において(1)、(2)、(3)、
(4)で示してある。また、「ロードロック室昇降機
構」はロードロック室14におけるトレイ昇降機構4
を、「ホルダー昇降機構」は容器1に対するトレイ昇降
機構5を示し、「角型バルブ」はロードロック室14に
おける角型のゲートバルブ16を、「搬送アーム」はト
レイ搬送アーム機構3における水平アーム31(或いは
そのトレイ支持部311)を示している。
Further, in the time chart, the numbers after the parts names of the load lock chamber 1, the load lock chamber 2, the rectangular valve 1, the transfer arm 1 and the like are the first load when the part is "1". It is related to the lock chamber 14, and similarly, “2” is in the second load lock chamber, “3” is in the third load lock chamber, and “4” is in the fourth load lock chamber. It is shown that each is related to the second load lock room. Of the four load lock chambers 14, the first, second, third, and fourth ones are (1), (2), (3), and
It is indicated by (4). The “load lock chamber lifting mechanism” is the tray lifting mechanism 4 in the load lock chamber 14.
The “holder lifting mechanism” indicates the tray lifting mechanism 5 for the container 1, the “square valve” indicates the square gate valve 16 in the load lock chamber 14, and the “transport arm” indicates the horizontal arm in the tray transport arm mechanism 3. 31 (or its tray support portion 311) is shown.

【0012】成膜にあたり真空成膜容器1内は図示しな
い排気装置により所定の成膜真空度にされる。そして当
初、各部は図7に示し、次に説明する状態におかれる。
一つ目及び二つ目のロードロック室14(1)、14
(2)について。扉15、ゲートバルブ16は閉めら
れ、トレイ搬送アーム機構3のアーム31は容器1内の
ゲートバルブ近傍待機位置に置かれる。室14(1)、
14(2)ではトレイ2がトレイ昇降機構4に支持さ
れ、基板受け取り位置Q3に配置される。室14
(1)、14(2)は大気圧である。三つ目のロードロ
ック室14(3)について。
When forming a film, the inside of the vacuum film forming container 1 is set to a predetermined film forming vacuum degree by an exhaust device (not shown). Initially, each part is placed in the state shown in FIG. 7 and described next.
First and second load lock chambers 14 (1), 14
Regarding (2). The door 15 and the gate valve 16 are closed, and the arm 31 of the tray transfer arm mechanism 3 is placed in the container 1 at the standby position near the gate valve. Chamber 14 (1),
In 14 (2), the tray 2 is supported by the tray lifting mechanism 4 and is arranged at the substrate receiving position Q3. Room 14
(1) and 14 (2) are atmospheric pressure. About the third load lock chamber 14 (3).

【0013】扉15、ゲートバルブ16は閉められる。
トレイ搬送アーム機構3のアーム31は容器1内のゲー
トバルブ近傍待機位置に置かれる。室14(3)ではト
レイ2がトレイ昇降機構4に支持され、基板受け取り位
置Q3に配置される。室14(3)は排気管14aを介
して図示しない排気装置により容器1内と略同等の真空
度とされる。
The door 15 and the gate valve 16 are closed.
The arm 31 of the tray transfer arm mechanism 3 is placed in a standby position near the gate valve in the container 1. In the chamber 14 (3), the tray 2 is supported by the tray lifting mechanism 4 and is arranged at the substrate receiving position Q3. The chamber 14 (3) is made to have a vacuum degree substantially equal to that in the container 1 by an exhaust device (not shown) via the exhaust pipe 14 a.

【0014】四つ目のロードロック室14(4)につい
て。扉15は閉められ、ゲートバルブ16は開けられ
る。トレイ搬送アーム機構3のアーム31は容器1内側
へ回動され、そのトレイ支持部311は成膜位置Pの下
方に配置される。室14(4)ではトレイ昇降機構4の
トレイ支持部材41が空のまま(トレイ2を支持しない
で)下降位置におかれる。室14(4)内は容器1内と
同じ真空圧である。容器1に対するトレイ昇降機構5に
ついて。
Regarding the fourth load lock chamber 14 (4). The door 15 is closed and the gate valve 16 is opened. The arm 31 of the tray transfer arm mechanism 3 is rotated to the inside of the container 1, and the tray support portion 311 thereof is arranged below the film formation position P. In the chamber 14 (4), the tray supporting member 41 of the tray elevating mechanism 4 is left in an empty position (without supporting the tray 2). The inside of the chamber 14 (4) has the same vacuum pressure as the inside of the container 1. About the tray elevating mechanism 5 for the container 1.

【0015】そのトレイホルダー53がトレイ2を支持
して成膜位置Pに保持している。但し当初は基板Sを支
持していない。フローチャートによると、この時点で成
膜が行われているが、当初については成膜操作は実行さ
れない。以上の当初状態から、例えば一つ目のロードロ
ック室14(1)については、扉15を開け、ハンドリ
ングマシンAにて基板Sを搬入し、トレイ2に載置す
る。次いで扉15を閉じ、ロードロック室14(1)内
を排気管14aを介して排気し、te秒かけて容器1内
と略同等の真空度にする。引き続きゲートバルブ16を
開け、室14(1)に対応するアーム31を該室内へ回
動移動し、該アームのトレイ支持部311をトレイ2の
下方位置Q1に配置し、該支持部311にトレイ2を載
置する。その後アーム31を復帰回動させ、さらに回し
てトレイ支持部311及びそれに支持された基板Sを成
膜位置P下方の位置Q2に配置する。
The tray holder 53 supports the tray 2 and holds it at the film forming position P. However, the substrate S is not initially supported. According to the flowchart, the film formation is being performed at this point, but the film forming operation is not initially performed. From the above initial state, for example, for the first load lock chamber 14 (1), the door 15 is opened, the substrate S is loaded by the handling machine A, and placed on the tray 2. Next, the door 15 is closed, the load lock chamber 14 (1) is evacuated through the exhaust pipe 14a, and a vacuum degree substantially equal to that in the container 1 is obtained in te seconds. Subsequently, the gate valve 16 is opened, the arm 31 corresponding to the chamber 14 (1) is pivotally moved into the chamber, the tray support portion 311 of the arm is arranged at the lower position Q1 of the tray 2, and the tray 311 is attached to the tray 311. Place 2. After that, the arm 31 is returned and rotated, and further rotated to dispose the tray support portion 311 and the substrate S supported thereby at the position Q2 below the film formation position P.

【0016】なお、このような操作と並行して、ロード
ロック室14(4)に係わるトレイ2を、容器1におけ
るトレイ昇降機構5のトレイホルダー53を下降させる
ことで成膜位置Pから下降させ、室14(4)に対応す
るアーム31のトレイ支持部311に載置し、該アーム
を回動させてロードロック室14(4)へ移動させてお
く。
In parallel with such an operation, the tray 2 relating to the load lock chamber 14 (4) is lowered from the film forming position P by lowering the tray holder 53 of the tray elevating mechanism 5 in the container 1. Then, the arm 31 is placed on the tray support portion 311 corresponding to the chamber 14 (4), and the arm is rotated to be moved to the load lock chamber 14 (4).

【0017】位置Q2に配置された、ロードロック室1
4(1)に係わるトレイ2は、昇降機構5においてホル
ダー53を上昇させることで成膜位置Pまで上昇させ、
かくして基板Sもその位置に配置する。ここでイオン源
12からスパッタターゲット11にイオン照射し、発生
したスパッタ粒子を基板S表面に飛来させて成膜する。
また、この成膜中、トレイ2を回転駆動機構6にて回
し、それによって基板Sを回して該基板表面に均一に膜
形成する。成膜時間は数秒程度である。
Load lock chamber 1 located at position Q2
The tray 2 related to 4 (1) is raised to the film forming position P by raising the holder 53 in the raising / lowering mechanism 5.
Thus, the substrate S is also arranged at that position. Here, the sputtering target 11 is irradiated with ions from the ion source 12, and the generated sputtered particles are made to fly to the surface of the substrate S to form a film.
Further, during this film formation, the tray 2 is rotated by the rotation drive mechanism 6 and thereby the substrate S is rotated to form a uniform film on the surface of the substrate. The film formation time is about several seconds.

【0018】トレイ2の基板を支持していない部分や他
の機構部分等への着膜はカバー壁部13により防止す
る。成膜が終了すると、ホルダー53を下降させ、基板
支持トレイ2をアーム31におけるトレイ支持部311
に載置する。そのあと、アーム31を元のロードロック
室14(1)内へ回動移動し、トレイ2を位置Q1に配
置し、ここでトレイ昇降機構4のトレイ支持部材41を
上昇させ、それによってトレイ2をアーム31から分離
して位置Q3まで上昇させる。その後アーム31を待機
位置まで後退回動させ、アーム31が出たあとゲートバ
ルブ16を閉じ、室14(1)内にベント管14bを介
してベントガスを供給し、室内圧力を大気圧とし、その
あと扉15を開け、成膜済み基板Sをハンドリングマシ
ンAにより搬出し、次の基板Sを搬入して再び扉15を
閉める。
The cover wall portion 13 prevents film deposition on the portion of the tray 2 which does not support the substrate or other mechanical portions. When the film formation is completed, the holder 53 is lowered to move the substrate supporting tray 2 to the tray supporting portion 311 of the arm 31.
Place on. After that, the arm 31 is pivotally moved into the original load lock chamber 14 (1), the tray 2 is arranged at the position Q1, and the tray supporting member 41 of the tray elevating mechanism 4 is raised here, whereby the tray 2 is moved. Is separated from the arm 31 and is raised to the position Q3. After that, the arm 31 is rotated backward to the standby position, the gate valve 16 is closed after the arm 31 is ejected, the vent gas is supplied into the chamber 14 (1) through the vent pipe 14b, and the room pressure is set to the atmospheric pressure. After that, the door 15 is opened, the film-formed substrate S is carried out by the handling machine A, the next substrate S is carried in, and the door 15 is closed again.

【0019】一つのロードロック室に関する基板の搬
入、成膜、基板の搬出は以上のとおりであり、この操作
を順次追いかけるようにして他のロードロック室に関し
てもタイムチャートに示すタイミングで同様の手順で基
板の搬入、成膜、基板の搬出が行われる。その結果、成
膜位置Pにおける成膜操作についてみれば、一つの成膜
終了後、次の基板が成膜位置に配置され、それに対し成
膜を行い、該成膜が終了するまでの成膜1サイクルの時
間はタイムチャートに示すようにt秒であり、換言すれ
ば、スループットは基板1枚/t秒である。
The substrate loading, film deposition, and substrate unloading for one load lock chamber are as described above, and the same procedure is performed for the other load lock chambers at the timings shown in the time chart by sequentially following these operations. The substrate is loaded, the film is formed, and the substrate is unloaded. As a result, regarding the film forming operation at the film forming position P, after the completion of one film forming, the next substrate is placed at the film forming position, and the film is formed on the next substrate until the film forming is completed. The time for one cycle is t seconds as shown in the time chart, in other words, the throughput is 1 substrate / t second.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
成膜装置によると、所望のスループットを達成するため
に、ロードロック室14、トレイ搬送アーム機構3、ロ
ードロック室のトレイ昇降機構4、ゲートバルブ16が
4セット必要であり、それだけコスト高につき、また、
個々のロードロック室14についてみたとき、そこから
基板Sが真空成膜容器1内へ搬出され、成膜され、再び
該室に戻ってくるまでの間、該室は空の状態で待機して
いなくてはならず、その間の時間が無駄に消費されると
いう問題がある。
However, according to such a film forming apparatus, in order to achieve a desired throughput, the load lock chamber 14, the tray transfer arm mechanism 3, the tray lifting mechanism 4 of the load lock chamber 4, and the gate valve 16 are provided. 4 sets are required, which is expensive, and
Looking at each load lock chamber 14, the substrate S is unloaded and waits until the substrate S is unloaded into the vacuum film deposition container 1 to form a film and returns to the chamber again. It is necessary, and there is a problem that the time during that time is wasted.

【0021】そこで本発明は、全体の構成が簡素化さ
れ、それだけ安価に製作でき、個々のロードロック室を
効率よく使用して所望のスループットを達成できる成膜
装置を提供することを課題とする。
[0021] Therefore, an object of the present invention is to provide a film forming apparatus in which the entire structure is simplified, can be manufactured at that low cost, and can efficiently use individual load lock chambers to achieve a desired throughput. .

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の成膜装置は、成膜対象基板を搬入搬出する二つのロ
ードロック室をそれぞれ連設された真空成膜容器と、前
記容器内に配置され、前記ロードロック室の該容器内に
通じる内側開口を開閉する内蓋を兼ねる複数の基板支持
トレイと、前記ロードロック室のそれぞれにつき設けら
れたトレイ搬送アーム機構であって、両端部にトレイ支
持部を設けたアームを有し、一方のトレイ支持部が対応
するロードロック室の内側開口に臨むと同時に他方のト
レイ支持部が成膜位置に臨むことができるように該アー
ムが設置され、回転駆動されるものと、前記ロードロッ
ク室のそれぞれにつき設けられたトレイ昇降機構であっ
て、対応する前記トレイ搬送アーム機構におけるアーム
上のトレイ支持部に支持されてロードロック室内側開口
に臨む位置に配置されるトレイを該トレイ支持部から上
昇させて内側開口閉じ位置に配置保持でき、逆に該閉じ
位置に配置したトレイを下降させて該内側開口に臨む位
置に配置される前記アーム上のトレイ支持部に載置でき
るものと、前記真空成膜容器に対し設けられたトレイ昇
降機構であって、一方のトレイ搬送アーム機構における
アーム上のトレイ支持部に支持されて前記成膜位置に臨
む位置に配置されるトレイを該トレイ支持部から上昇さ
せて成膜位置に配置保持でき、逆に該成膜位置に配置し
たトレイを下降させて該成膜位置に臨む位置に配置され
る他方のトレイ搬送アーム機構におけるアーム上のトレ
イ支持部に載置できるものとを備えたことを特徴とす
る。
[Means for Solving the Problems] A film forming apparatus of the present invention for solving the above problems comprises a vacuum film forming container in which two load lock chambers for loading and unloading a substrate to be filmed are respectively provided in series, and the inside of the container. A plurality of substrate supporting trays that are also disposed in the load lock chamber and that also serve as an inner lid that opens and closes an inner opening that communicates with the inside of the container of the load lock chamber, and a tray transfer arm mechanism provided for each of the load lock chambers. And an arm provided with a tray support part on one side, and the arm is installed so that one tray support part can face the inner opening of the corresponding load lock chamber and the other tray support part can face the film formation position at the same time. And a tray raising / lowering mechanism provided for each of the load lock chambers, which is rotatably driven, and a tray supporting portion on the arm in the corresponding tray transport arm mechanism. The tray, which is supported and arranged at a position facing the opening on the inside of the load lock, can be raised from the tray supporting portion to be arranged and held at the inner opening closed position, and conversely, the tray arranged at the closed position can be lowered to lower the inner opening. Which can be placed on the tray support part on the arm arranged at a position facing the tray, and a tray lifting mechanism provided for the vacuum film forming container, wherein the tray support on the arm in one tray transfer arm mechanism is provided. It is possible to raise the tray supported at the film forming position and face the film forming position from the tray supporting part to be arranged and held at the film forming position, and conversely lower the tray arranged at the film forming position to lower the tray. The other tray transport arm mechanism arranged at a position facing the film position can be mounted on the tray support portion on the arm.

【0023】各基板支持トレイにロードロック室内側開
口を確実に気密に閉じさせるために、該内側開口の周囲
部分に、又はトレイ自身に気密シール用の弾性リング、
例えばオーリングを装着することが望ましい。トレイ自
身に気密シール用弾性リングを装着する場合、前記成膜
位置に、該位置に配置される基板の周縁部に当接すると
ともに該基板を支持しているトレイの該気密シール用弾
性リングを気密に接触させて該基板をトレイとの間に挟
持するリング部材を臨設し、このリング部材を、通常他
部への膜形成を防止するために設けられる成膜位置周囲
のカバー部に支持機構を介して回転自在に配置すること
が考えられる。かかる支持機構としては、簡単なものと
して、例えば外輪が該カバー部に固定され、内輪が前記
リング部材を支持するボールベアリングを含む機構が考
えられる。
An elastic ring for airtight sealing is provided around the inner opening or on the tray itself in order to ensure that each substrate supporting tray closes the load lock chamber inner side opening airtightly.
For example, it is desirable to wear an O-ring. When the airtight sealing elastic ring is mounted on the tray itself, the airtight sealing elastic ring of the tray that supports the substrate is hermetically sealed at the film formation position while contacting the peripheral edge of the substrate placed at the position. A ring member for contacting the substrate with the tray and sandwiching the substrate with the tray is provided, and the ring member is provided with a support mechanism around the film forming position, which is usually provided to prevent film formation on other parts. It is conceivable that it is rotatably arranged through. As such a supporting mechanism, as a simple mechanism, for example, a mechanism including a ball bearing in which an outer ring is fixed to the cover portion and an inner ring supports the ring member can be considered.

【0024】このような構造を採用することで、成膜位
置に配置される基板は、その周縁部が、該回転自在のリ
ング部材に当接する一方、該基板を支持するトレイに装
着された気密シール用弾性リングが該リング部材に弾力
的に気密に接することで該リング部材とトレイとの間に
挟持され、成膜操作中トレイが回転駆動されると、該シ
ール用弾性リングと前記リング部材との摩擦力でリング
部材が従動回転し、かくして、基板はリング部材とトレ
イに挟持された状態でトレイに対しすべることなく回転
駆動され、所望の高速回転が達成される。また、気密シ
ール用弾性リングがリング部材に気密に接することで、
トレイ搬送アーム機構やトレイ昇降機構等、さらにはロ
ードロック室内側開口の閉塞に携わる該気密シール用弾
性リングの面への着膜が防止される。
By adopting such a structure, the substrate arranged at the film formation position has its peripheral portion abutting against the rotatable ring member, and the airtight plate mounted on the tray supporting the substrate. The elastic ring for sealing is elastically and airtightly contacted with the ring member so as to be sandwiched between the ring member and the tray, and when the tray is rotationally driven during the film forming operation, the elastic ring for sealing and the ring member. The ring member is driven to rotate by the frictional force with the substrate. Thus, the substrate is rotatably driven without being slipped on the tray while being sandwiched between the ring member and the tray, and a desired high speed rotation is achieved. In addition, since the elastic ring for airtight sealing contacts the ring member airtightly,
Film deposition on the surface of the elastic ring for airtight sealing, which is involved in closing the opening of the load lock chamber, such as the tray transfer arm mechanism and the tray lifting mechanism, is prevented.

【0025】また、このような構造を採用する場合、基
板周縁部が前記リング部材に当接せしめられるときの基
板への衝撃を緩和するため、トレイの基板載置部に、例
えば弾性ゴムシートのようなクッションシートを敷設し
ておくことが考えられる。
Further, in the case of adopting such a structure, in order to reduce the impact on the substrate when the peripheral edge of the substrate is brought into contact with the ring member, for example, an elastic rubber sheet is attached to the substrate mounting portion of the tray. It is possible to lay such a cushion sheet.

【0026】[0026]

【作用】次に本発明に係る成膜装置の動作を説明する
が、理解を容易にするため、後述する実施例における部
品符号を参考に括弧書きして説明する。但し、本発明は
後述する実施例に限定されるものではない。本発明成膜
装置によると、当初は、各ロードロック室(17
(1)、17(2))の室外に通じる開口を開閉する扉
(171)を閉じ、各ロードロック室においてトレイ
(2)をトレイ昇降機構(4)に支持してロードロック
室内側開口を閉じる位置(Q3)に保持する。また、各
トレイ搬送アーム機構(30)におけるアーム(30
1)を真空成膜容器(1)内の待機位置(Q41、Q4
2)に配置する。 また、真空成膜容器(1)において
そこのトレイ昇降機構(5)のホルダー(53)を上昇
させ、空トレイ(2)を成膜位置に保持させる。当初は
未だ成膜操作は実施しない(以上図1参照)。
Next, the operation of the film forming apparatus according to the present invention will be described, but in order to facilitate understanding, it will be described in parentheses with reference to the reference numerals of parts in the embodiments described later. However, the present invention is not limited to the examples described below. According to the film forming apparatus of the present invention, initially, each load lock chamber (17
The doors (171) for opening and closing the openings of (1) and 17 (2) that open to the outside of the room are closed, and the tray (2) is supported by the tray elevating mechanism (4) in each load lock chamber to open the inside of the load lock chamber. Hold at the closed position (Q3). In addition, the arm (30
1) to the standby position (Q41, Q4) in the vacuum film forming container (1).
Place in 2). Further, the holder (53) of the tray elevating mechanism (5) in the vacuum film forming container (1) is raised to hold the empty tray (2) at the film forming position. Initially, the film forming operation is not yet carried out (see FIG. 1 above).

【0027】成膜にあたり真空成膜容器(1)内を排気
装置により所定の成膜真空度に排気する。そして一方の
ロードロック室(17(1))の扉(171)を開け、
これから成膜しようとする基板(S)を搬入してトレイ
(2)に載置し、該扉を閉じ、そのロードロック室内を
排気し、真空成膜容器内と略同等の真空度とする。その
真空度が達成される頃、該ロードロック室(17
(1))に対応するトレイ搬送アーム機構(30)のア
ーム(301)の一方のトレイ支持部(302)を成膜
位置(P)のトレイ(2)に臨む位置(Q2)に回動移
動させるとともに、他方のトレイ支持部(302)をロ
ードロック室(17(1))の前記基板(S)を載置さ
れたトレイ(2)に臨む位置(Q1)に回動移動させ
る。引き続きトレイ昇降機構(5)を下降させて成膜位
置の空トレイ(2)を前記一方のトレイ支持部(30
2)に載置するとともに、一方のロードロック室(17
(1))においてトレイ昇降機構(4)により基板
(S)載置済みのトレイ(2)を下降させ、前記他方の
トレイ支持部(302)に載置する。
When forming a film, the inside of the vacuum film forming container (1) is evacuated to a predetermined film forming vacuum degree by an exhaust device. And open the door (171) of one of the load lock chambers (17 (1)),
The substrate (S) on which a film is to be formed is carried in and placed on the tray (2), the door is closed, the load lock chamber is evacuated, and the degree of vacuum is substantially the same as that in the vacuum film forming container. When the degree of vacuum is achieved, the load lock chamber (17
One of the tray support portions (302) of the arm (301) of the tray transfer arm mechanism (30) corresponding to (1)) is rotated to a position (Q2) facing the tray (2) at the film formation position (P). At the same time, the other tray support part (302) is pivotally moved to a position (Q1) facing the tray (2) on which the substrate (S) in the load lock chamber (17 (1)) is placed. Then, the tray elevating mechanism (5) is lowered to move the empty tray (2) at the film forming position to the one tray supporting portion (30).
2) and the load lock chamber (17)
In (1)), the tray elevating mechanism (4) lowers the tray (2) on which the substrate (S) has been placed and places it on the other tray support portion (302).

【0028】その後該アーム(301)を回転させ、該
他方のトレイ支持部(302)及びそこに支持された基
板載置トレイ(2)を成膜位置(P)に臨む位置(Q
2)に配置するとともに前記一方のトレイ支持部(30
2)をロードロック室(17(1))の内側開口に臨む
位置(Q1)に配置する。ここで容器(1)に対し設け
たトレイ昇降機構(5)により該基板載置トレイ(2)
を前記他方のトレイ支持部(302)から上昇させ、成
膜位置(P)に配置保持するとともに、ロードロック室
(17(1))に配置さた前記一方のトレイ支持部(3
02)から、該室のトレイ昇降機構(4)により空トレ
イ(2)を上昇させ、ロードロック室内側開口を閉じる
位置(Q3)に保持する。次いで空になったアーム(3
01)を前述の待機位置(Q41)へ戻す一方、成膜位
置(P)に置かれた基板(S)に対し成膜を開始する。
この成膜中、前記一方のロードロック室(17(1))
において、室内圧力を大気圧と略同等にベント操作し、
前述と同様にして次の基板(S)を搬入し、トレイ
(2)に載置して次の成膜に備える。
After that, the arm (301) is rotated so that the other tray supporting portion (302) and the substrate mounting tray (2) supported by the other tray supporting portion (302) face the film forming position (P) (Q).
2) and the one tray support part (30
2) is arranged at a position (Q1) facing the inner opening of the load lock chamber (17 (1)). Here, the substrate loading tray (2) is provided by the tray lifting mechanism (5) provided for the container (1).
Is raised from the other tray support part (302) to be arranged and held at the film forming position (P), and the one tray support part (3) arranged in the load lock chamber (17 (1)) is also held.
02), the empty tray (2) is lifted by the tray lifting mechanism (4) of the chamber, and is held at the position (Q3) where the opening inside the load lock chamber is closed. The empty arm (3
01) is returned to the standby position (Q41) described above, and film formation is started on the substrate (S) placed at the film formation position (P).
During the film formation, the one load lock chamber (17 (1))
At, the indoor pressure was vented to be approximately equal to atmospheric pressure,
In the same manner as described above, the next substrate (S) is loaded and placed on the tray (2) in preparation for the next film formation.

【0029】以上の操作中、一方のロードロック室(1
7(1))においてトレイ(2)への基板載置後、該室
内が容器(1)内と略同等の所定真空度とされた頃、他
方のロードロック室(17(2))において、一方のロ
ードロック室(17(1))における場合と同様にして
トレイ(2)への基板載置を完了させ、前記成膜位置
(P)に配置された基板(S)への成膜終了と同じ頃、
該他方のロードロック室(17(2))における真空排
気も完了させ、さらに該他方のロードロック室(17
(2))に対応するトレイ搬送アーム機構(30)のア
ーム(301)の一方のトレイ支持部(302)を該他
方のロードロック室(17(2))を閉じているトレイ
(2)に臨む位置(Q1)に配置するとともに該アーム
の他方の空のトレイ支持部(302)を成膜位置トレイ
(2)の下方位置(Q2)に配置する。
During the above operation, one of the load lock chambers (1
7 (1)), after the substrate is placed on the tray (2), when the inside of the chamber is brought to a predetermined vacuum degree substantially equal to the inside of the container (1), in the other load lock chamber (17 (2)), Similar to the case in one of the load lock chambers (17 (1)), the substrate placement on the tray (2) is completed, and the film formation on the substrate (S) arranged at the film formation position (P) is completed. Around the same time as
The evacuation of the other load lock chamber (17 (2)) is also completed, and the other load lock chamber (17 (2)) is also completed.
The tray supporting portion (302) of one of the arms (301) of the tray transfer arm mechanism (30) corresponding to (2)) is attached to the tray (2) that closes the other load lock chamber (17 (2)). It is arranged at the facing position (Q1) and the other empty tray support portion (302) of the arm is arranged at the lower position (Q2) of the film forming position tray (2).

【0030】かくして成膜位置の成膜終了した基板
(S)を支持しているトレイ(2)を容器(1)におけ
るトレイ昇降装置(5)により下降させ、待機するトレ
イ支持部(302)に載置すると同時的に、他方のロー
ドロック室(17(2))においてそこのトレイ昇降装
置(4)により、次の基板(S)が載置されたトレイ
(2)を下降させ、待ち受けるトレイ支持部(302)
に載置する。
Thus, the tray (2) supporting the substrate (S) on which the film formation is completed at the film formation position is lowered by the tray elevating device (5) in the container (1) and placed on the tray support section (302) which stands by. Simultaneously with loading, the tray (2) on which the next substrate (S) is loaded is lowered by the tray lifting device (4) in the other load lock chamber (17 (2)) and waits for the tray. Support (302)
Place on.

【0031】その後、該アーム(301)を回転させ、
成膜済み基板(S)は他方のロードロック室(17
(2))に臨む位置(Q1)に配置するとともに次の基
板(S)を成膜位置(P)に臨む位置(Q2)に配置す
る。引き続き他方のロードロック室(17(2))にお
けるトレイ昇降機構(4)により成膜済み基板支持トレ
イ(2)を上昇させ、該ロードロック室(17(2))
の内側開口を閉じる位置(Q3)に配置するとともに成
膜位置(P)に臨んでいるトレイ(2)を上昇させ、そ
の上の基板(S)を成膜位置(P)に配置し、成膜開始
する。ここでアーム(301)を容器(1)内の待機位
置(Q42)へ回動する。他方のロードロック室(17
(2))では室内圧力を大気圧と略同等になるまでベン
ト操作し、その扉(171)を開け、成膜済み基板
(S)を搬出する一方、次の基板(S)を搬入してトレ
イ(2)に載置し、再び該扉(171)を閉める。
Then, the arm (301) is rotated,
The substrate on which the film has been formed (S) is placed in the other load lock chamber (17).
The second substrate (S) is arranged at a position (Q1) facing the (2)) and at a position (Q2) facing the film forming position (P). Subsequently, the tray elevating mechanism (4) in the other load lock chamber (17 (2)) raises the substrate support tray (2) for which film formation has been completed, and the load lock chamber (17 (2))
The tray (2) facing the film formation position (P) is moved up and the substrate (S) is placed at the film formation position (P). Start the membrane. Here, the arm (301) is rotated to the standby position (Q42) in the container (1). The other load lock chamber (17
In (2)), the venting operation is performed until the room pressure becomes substantially equal to the atmospheric pressure, the door (171) is opened, the film-formed substrate (S) is unloaded, and the next substrate (S) is loaded. It is placed on the tray (2) and the door (171) is closed again.

【0032】そして前記2番目の基板(S)の成膜が終
了すると、それは一方のロードロック室(17(1))
に対応するトレイ搬送アーム機構(30)のアーム(3
01)におけるトレイ支持部(302)に載置して該一
方のロードロック室(17(1))側へ搬送し、該ロー
ドロック室から搬出する。また、これと入れ代わりに、
該一方のロードロック室(17(1))において既に準
備されていたさらに次の基板(S)を支持したトレイ
(2)を成膜位置(P)側へ搬入する。
When the film formation of the second substrate (S) is completed, it is set in one of the load lock chambers (17 (1)).
Of the tray transfer arm mechanism (30) corresponding to
01), is placed on the tray support portion (302), is conveyed to the one side load lock chamber (17 (1)) side, and is discharged from the load lock chamber. Also, instead of this,
The tray (2) supporting the next substrate (S) that has already been prepared in the one load lock chamber (17 (1)) is loaded to the film formation position (P) side.

【0033】以上の操作が繰り返され、基板はいずれか
一方のロードロック室から搬入され、成膜後は他方のロ
ードロック室から搬出される。そして、各ロードロック
室は効率良く利用される。
The above operation is repeated, and the substrate is carried in from one of the load lock chambers and, after the film formation, is carried out of the other load lock chamber. Then, each load lock chamber is efficiently used.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1から図5は本発明の1実施例を示すもので、
図1は1実施例の全体の構成を上方から見て概略的に示
した図である。図2は図1に示す成膜装置の一部の断面
図であり、基板支持トレイを成膜位置直下に配置してい
る状態を示している。図3は図1に示す成膜装置の一部
の断面図であり、基板支持トレイを成膜位置に配置した
状態を示している。図4は図1に示す装置の動作説明図
であり、図5は図1に示す装置主要部の動作タイミング
を示すタイムチャートである。図6は本発明の他の実施
例の一部を示す断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 5 show an embodiment of the present invention,
FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of one embodiment as viewed from above. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the film forming apparatus shown in FIG. 1, showing a state in which the substrate support tray is arranged immediately below the film forming position. FIG. 3 is a sectional view of a part of the film forming apparatus shown in FIG. 1, showing a state in which the substrate support tray is arranged at the film forming position. FIG. 4 is an operation explanatory view of the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a time chart showing operation timing of the main part of the apparatus shown in FIG. FIG. 6 is a sectional view showing a part of another embodiment of the present invention.

【0035】図1から図5に示す成膜装置はIBS成膜
装置である。この成膜装置は、図1に示すように、成膜
対象基板Sを搬入搬出する二つのロードロック室17を
それぞれ連設された真空成膜容器10と、容器10内に
配置された3個の基板支持トレイ2と、各ロードロック
室17に対し設けられた合計2台のトレイ搬送アーム機
構30と、各ロードロック室17に対し設けられた合計
2台のトレイ昇降機構4と、真空成膜容器10に対し設
けられたトレイ昇降機構5と、成膜中、トレイ2及びそ
れに支持された基板Sを回転させる回転駆動機構6とを
備えている。
The film forming apparatus shown in FIGS. 1 to 5 is an IBS film forming apparatus. As shown in FIG. 1, this film forming apparatus includes a vacuum film forming container 10 in which two load-lock chambers 17 for loading and unloading a film-forming target substrate S are provided in series, and three vacuum film forming containers 10 arranged in the container 10. Substrate supporting trays 2, a total of two tray transfer arm mechanisms 30 provided for each load lock chamber 17, a total of two tray lifting mechanisms 4 provided for each load lock chamber 17, and a vacuum chamber. A tray elevating mechanism 5 provided for the film container 10 and a rotation driving mechanism 6 for rotating the tray 2 and the substrate S supported by the tray 2 during film formation.

【0036】容器10内にはスパッタターゲット11が
配置され、これに対しイオンを照射するイオン源12が
設けられている。ターゲット11の下方には成膜対象基
板Sへの成膜位置Pがあり、その周囲に容器1内壁へ続
くカバー壁部130(図2及び図3参照)が形成されて
いる。また、容器10には図示しない排気装置が接続さ
れており、それによって容器10内が所定の成膜真空度
とされる。
A sputter target 11 is arranged in the container 10, and an ion source 12 for irradiating the sputter target 11 is provided. Below the target 11, there is a film formation position P on the film formation target substrate S, and a cover wall portion 130 (see FIGS. 2 and 3) continuing to the inner wall of the container 1 is formed around the film formation position P. Further, an exhaust device (not shown) is connected to the container 10, whereby the inside of the container 10 is set to a predetermined film forming vacuum degree.

【0037】各ロードロック室17は左右の向きや配置
位置が異なる等の点を除けば、いずれも図2及び図3に
示す構造のものである。各ロードロック室17の外部に
通じる開口172は扉171にて開閉される。扉171
は閉扉時、開口周囲部分の上端面に装着したオーリング
173に気密に接する。各ロードロック室17の容器1
に通じる内側開口174はトレイ2によって開閉され
る。また、各ロードロック室17には、排気管175及
びベント管176が接続されており、排気管175は図
示しない排気装置に、ベント管176は図示しないベン
トガス供給部に接続されている。さらに、扉171の下
面には負圧作用で基板Sを保持できる基板保持管177
が設けられている。この扉17は、図1に示すように各
ロードロック室17近傍に設置されたハンドリングマシ
ン1a(2a)のハンドリングアームを兼ねるもので、
該マシンはこれから成膜しようとする基板Sを図示しな
い基板搬送ラインからロードロック室17に搬入する一
方、該ロードロック室17から基板を搬出することがで
き、搬入搬出操作後は扉17によりロードロック室17
を気密に閉じることができる。
Each of the load lock chambers 17 has the structure shown in FIGS. 2 and 3, except that the left-right direction and the arrangement position are different. An opening 172 communicating with the outside of each load lock chamber 17 is opened and closed by a door 171. Door 171
When the door is closed, is in airtight contact with the O-ring 173 mounted on the upper end surface around the opening. Container 1 of each load lock chamber 17
The inner opening 174 leading to the tray is opened and closed by the tray 2. An exhaust pipe 175 and a vent pipe 176 are connected to each load lock chamber 17, the exhaust pipe 175 is connected to an exhaust device (not shown), and the vent pipe 176 is connected to a vent gas supply unit (not shown). Further, a substrate holding tube 177 capable of holding the substrate S by a negative pressure action is provided on the lower surface of the door 171.
Is provided. This door 17 also serves as a handling arm of the handling machine 1a (2a) installed near each load lock chamber 17 as shown in FIG.
The machine can carry in a substrate S from which a film is to be formed into a load lock chamber 17 from a substrate transfer line (not shown), and can carry out the substrate from the load lock chamber 17. Lock room 17
Can be closed airtightly.

【0038】各トレイ2は先に説明した従来のトレイと
略同構造のものであり、上部円板部21とそれに一体で
該円板部より小外径の下部円筒脚部22を有し、円板部
21の上面には基板Sを載置する円形凹部23を形成し
てある。但しこのトレイでは、凹部23が従来のものよ
り深く形成され、その底にクッションゴムシート24を
敷設してあり、この上に基板Sが載置される。また、基
板支持凹部23の周囲部分上面に気密シール用オーリン
グ20を装着してある。このオーリング20はトレイ2
でロードロック室の内側開口174を閉じるとき、該開
口周囲部分に気密に接する。
Each tray 2 has substantially the same structure as the conventional tray described above, and has an upper disc portion 21 and a lower cylindrical leg portion 22 integrally formed with the upper disc portion 21 and having a smaller outer diameter than the disc portion. A circular recess 23 for mounting the substrate S is formed on the upper surface of the disc portion 21. However, in this tray, the concave portion 23 is formed deeper than the conventional one, and the cushion rubber sheet 24 is laid on the bottom thereof, and the substrate S is placed thereon. Further, the airtight sealing O-ring 20 is mounted on the upper surface of the peripheral portion of the substrate supporting recess 23. This O-ring 20 is tray 2
When the inner opening 174 of the load lock chamber is closed, the airtight contact is made with the peripheral portion of the opening.

【0039】各トレイ搬送アーム機構30は、水平アー
ム301を有し、これはその中央部が縦方向の軸棒30
3の上端部に支持され、各自由端部にリングの一部を欠
除した円形リング状のトレイ支持部302を有してい
る。トレイ2は、その脚部22においてトレイ支持部3
02に上方から嵌まり乗ることができる。また、その状
態で下方から突き上げられることで、トレイ支持部30
2の上方へ離れ、上昇することができる。前記の軸棒3
03は容器1外側に設けた回転駆動部304にて回動さ
れる。さらに説明すると、アーム301は回転駆動部3
04にて、その一方の(又は他方の)トレイ支持部30
2が対応するロードロック室17の容器1内に通じる内
側開口174に臨む位置Q1に位置すると同時に、他方
の(又は一方の)トレイ支持部302が成膜位置Pに臨
む位置Q2に位置することができ、また、両トレイ支持
部302が容器1内の待機位置Q41(Q42)に位置
することができるように回動される。
Each tray transfer arm mechanism 30 has a horizontal arm 301, which has a shaft bar 30 whose central portion is in the vertical direction.
3 has a circular ring-shaped tray support portion 302 which is supported by the upper end portion of each of the free end portions and has a ring portion partially cut away. The tray 2 has a tray support 3 at its legs 22.
02 can be fitted from above and can be boarded. Further, in this state, the tray supporting portion 30 is pushed up from below.
It is possible to move away from above 2 and rise. The shaft rod 3
03 is rotated by a rotation drive unit 304 provided outside the container 1. To explain further, the arm 301 is composed of the rotary drive unit 3
At 04, one (or the other) tray support 30
2 is located at the position Q1 facing the inner opening 174 communicating with the container 1 of the corresponding load lock chamber 17, and at the same time, the other (or one) tray support part 302 is located at the position Q2 facing the film forming position P. Further, both tray support parts 302 are rotated so that they can be located at the standby position Q41 (Q42) in the container 1.

【0040】なお、トレイ支持部302は、後述するト
レイ昇降機構4の昇降軸棒42が上昇しているときで
も、該トレイ支持部における前記欠除部分で該軸棒に対
し外嵌し、又は外嵌状態から外れるように移動できる。
各ロードロック室17におけるトレイ昇降機構4は既述
の従来装置におけるロードロック室のトレイ昇降機構4
と同様の構造、作用のものである。この機構4は、トレ
イ支持部材41を上端部で支持する縦方向の軸棒42、
軸棒42を昇降させる室外の駆動部43を含む。トレイ
搬送アーム機構30のアーム301のトレイ支持部30
2に支持されて位置Q1に置かれたトレイ2は、装置4
の駆動部43の運転にてトレイ支持部材41が上昇する
ことでそれに支持されて突き上げられ、ロードロック室
内側開口174を閉じる位置Q3に配置保持される。ま
た、その位置から駆動部43を逆運転することで、位置
Q3のトレイ2を下降させ、下で待ち受けるトレイ支持
部302に載置することができる。トレイ支持部材41
の形状、サイズは前記搬送アーム機構30におけるトレ
イ支持部302を貫通昇降できるものである。
It should be noted that the tray support portion 302 is externally fitted to the shaft rod at the cutout portion of the tray support portion even when the lifting shaft rod 42 of the tray lifting mechanism 4 described later is raised, or It can be moved so that it will not fit.
The tray elevating mechanism 4 in each load lock chamber 17 is the tray elevating mechanism 4 of the load lock chamber in the above-described conventional device.
It has the same structure and operation as. The mechanism 4 includes a vertical shaft rod 42 that supports the tray support member 41 at its upper end portion,
An outdoor drive unit 43 for raising and lowering the shaft rod 42 is included. Tray support portion 30 of arm 301 of tray transfer arm mechanism 30
The tray 2 supported by 2 and placed at the position Q1 is
When the tray support member 41 is raised by the driving of the drive unit 43, the tray support member 41 is supported and pushed up by the tray support member 41, and is arranged and held at the position Q3 that closes the opening 174 inside the load lock chamber. Further, by operating the drive unit 43 in the reverse direction from that position, the tray 2 at the position Q3 can be lowered and placed on the tray support unit 302 waiting below. Tray support member 41
The shape and size of the above can pass through the tray support portion 302 of the transfer arm mechanism 30 and can be raised and lowered.

【0041】また、容器1について設けたトレイ昇降機
構5についても、既述の従来装置におけるトレイ昇降機
構5と同様の構造、作用のものである。この機構5は、
水平アーム51を有し、これは縦方向の軸棒52の上端
部に片持ち支持され、自由端部に軸受部54にてトレイ
ホルダー53を回転自在に支持している。トレイホルダ
ー53は、トレイ搬送アーム機構30のアーム301に
おけるトレイ支持部302を貫通昇降できる形状、サイ
ズのものであり、トレイ2を、その下面に当接して下方
から支持できる。軸棒52は容器1外の駆動部55にて
昇降駆動される。アーム301のトレイ支持部302に
支持されて位置Q2におかれたトレイ2は、昇降機構5
の駆動部55の運転にてホルダー53が上昇することで
それに支持されて成膜位置Pまで突き上げられ、トレイ
2に支持された基板Sは位置Pに配置保持される。ま
た、その状態から駆動部55を逆運転することで位置P
の基板S及びこれを支持するトレイ2を下降させ、下で
待ち受けるトレイ支持部302に載置することができ
る。
The tray elevating mechanism 5 provided for the container 1 has the same structure and operation as the tray elevating mechanism 5 in the above-mentioned conventional apparatus. This mechanism 5
It has a horizontal arm 51, which is cantilevered at the upper end of a vertical shaft rod 52, and rotatably supports a tray holder 53 by a bearing 54 at its free end. The tray holder 53 has a shape and size capable of penetrating up and down the tray support portion 302 of the arm 301 of the tray transport arm mechanism 30, and can support the tray 2 from below by abutting the lower surface thereof. The shaft rod 52 is driven up and down by a drive unit 55 outside the container 1. The tray 2 placed at the position Q2 supported by the tray support portion 302 of the arm 301 has the lifting mechanism 5
When the holder 53 is raised by the operation of the driving unit 55, the holder 53 is supported by the holder 53 and pushed up to the film formation position P, and the substrate S supported by the tray 2 is arranged and held at the position P. In addition, by driving the drive unit 55 in the reverse direction from that state, the position P
The substrate S and the tray 2 supporting the substrate S can be lowered and placed on the tray support portion 302 waiting below.

【0042】成膜中、トレイ2及びそれに支持された基
板Sを回転させる回転駆動機構6についても、既述の従
来装置における回転駆動機構6と同構造、作用のもので
ある。ここではその説明を省略する。従来のものと同じ
部品については同じ参照符号を付してある。また、前記
の成膜位置Pには円形リング部材7を臨設し、これを支
持機構8を介してカバー壁部130に回転自在に支持さ
せてある。
The rotation drive mechanism 6 for rotating the tray 2 and the substrate S supported by the tray 2 during film formation has the same structure and operation as the rotation drive mechanism 6 in the above-mentioned conventional apparatus. The description is omitted here. The same parts as the conventional ones are given the same reference numerals. Further, a circular ring member 7 is provided at the film forming position P and is rotatably supported by the cover wall portion 130 via a support mechanism 8.

【0043】円形リング部材7は内周縁部下面に基板S
周縁部上面に当接する浅い段部71を有するとともに該
段部71に連続する平坦下面72を有している。平坦下
面72はトレイ2上のオーリング20が圧接される部分
である。支持機構8はカバー付きボールベアリング81
を含み、その外輪811は円形リングの形状の支持部材
911により外周面及び下面を抱かれるとともに、該支
持部材にネジ留めされた円形リング形の押さえ部材91
2により上面を押さえられている。そして支持部材91
1はカバー壁部130にネジで固定されている。
The circular ring member 7 has a substrate S on the lower surface of the inner peripheral edge.
It has a shallow step portion 71 that abuts the upper surface of the peripheral portion and a flat lower surface 72 that is continuous with the step portion 71. The flat lower surface 72 is a portion on which the O-ring 20 on the tray 2 is pressed. The support mechanism 8 is a ball bearing 81 with a cover.
The outer ring 811 includes an outer peripheral surface and a lower surface of the circular ring-shaped support member 911, and the circular ring-shaped pressing member 91 is screwed to the support member.
The upper surface is pressed by 2. And the support member 91
1 is fixed to the cover wall portion 130 with a screw.

【0044】ベアリング81の内輪812は円形リング
形の支持部材913で上面及び内周面を抱かれており、
前記のリング部材7はこの部材にネジで固定されてい
る。リング部材7の後部73の上面は浅い段部に形成さ
れており、この段部は内輪812の下面に押しつけられ
ている。かくして、リング部材7はボールベアリング8
1を介してカバー壁部130に回転自在に支持されてい
る。
The inner ring 812 of the bearing 81 has an upper surface and an inner peripheral surface surrounded by a circular ring-shaped support member 913.
The ring member 7 is fixed to this member with screws. The upper surface of the rear portion 73 of the ring member 7 is formed in a shallow step portion, and this step portion is pressed against the lower surface of the inner ring 812. Thus, the ring member 7 is the ball bearing 8
It is rotatably supported by the cover wall portion 130 via 1.

【0045】以上説明した成膜装置によると、図4に示
す動作説明及び図5に示すタイムチャートに従って成膜
が行われる。図5のタイムチャートにおいてロードロッ
ク室1、ロードロック室2、角型バルブ1、搬送アーム
1等の部品名のあとの数字は、その部品が、「1」につ
いては一つ目のロードロック室17に関係するものであ
ることを示し、同様に、「2」については二つ目のロー
ドロック室17に関係するものであることを示してい
る。二つのロードロック室17のうち一つ目、二つ目の
ものは図1において(1)、(2)で示してある。ま
た、「ロードロック室昇降機構」はロードロック室17
におけるトレイ昇降機構4を、「ホルダー昇降機構」は
容器1に対するトレイ昇降機構5を示し、「搬送アー
ム」はトレイ搬送アーム機構30における水平アーム3
01(或いはそのトレイ支持部302)を示している。
According to the film forming apparatus described above, film formation is performed according to the operation description shown in FIG. 4 and the time chart shown in FIG. In the time chart of FIG. 5, the numbers after the parts names of the load lock chamber 1, the load lock chamber 2, the rectangular valve 1, the transfer arm 1, etc. are the parts, and the number "1" is the first load lock chamber. 17 is related to the second load lock chamber 17. Similarly, “2” is related to the second load lock chamber 17. The first and second of the two load lock chambers 17 are shown by (1) and (2) in FIG. In addition, the "load lock chamber lifting mechanism" is the load lock chamber 17
The tray elevating mechanism 4 in FIG. 1, the “holder elevating mechanism” indicates the tray elevating mechanism 5 for the container 1, and the “transport arm” indicates the horizontal arm 3 in the tray transport arm mechanism 30.
01 (or its tray support portion 302) is shown.

【0046】また、図5のタイムチャートにおいてハン
ドリングマシン1a、2aの動作ラインが上下2重に描
かれているのは、該マシンが一方ではロードロック室に
対し基板搬入搬出動作をする一方、図示しない基板搬送
ラインに対し基板の受け渡し動作をするからである。当
初は、各ロードロック室17(1)、17(2)の室外
に通じる開口172を開閉する扉171を閉じ、各ロー
ドロック室においてトレイ2をトレイ昇降機構4に支持
してロードロック室内側開口174を閉じる位置Q3に
保持する。また、各トレイ搬送アーム機構30における
アーム301を真空成膜容器1内の待機位置Q41、Q
42に配置する。また、真空成膜容器1においてそこの
トレイ昇降機構5のホルダー53を上昇させ、空トレイ
2を成膜位置Pに保持させる。当初は未だ成膜操作は実
施しない(以上図1参照)。
In the time chart of FIG. 5, the operation lines of the handling machines 1a and 2a are shown in double layers, that is, while the machine is carrying in and out the substrate to and from the load lock chamber. This is because the substrate is transferred to and from the substrate transfer line. Initially, the door 171 that opens and closes the opening 172 that communicates with the outside of each load lock chamber 17 (1), 17 (2) is closed, and the tray 2 is supported by the tray elevating mechanism 4 in each load lock chamber. The opening 174 is held at the closing position Q3. Further, the arm 301 in each tray transfer arm mechanism 30 is set to the standby positions Q41, Q in the vacuum film forming container 1.
42. Further, in the vacuum film forming container 1, the holder 53 of the tray elevating mechanism 5 is raised to hold the empty tray 2 at the film forming position P. Initially, the film forming operation is not yet carried out (see FIG. 1 above).

【0047】成膜にあたり真空成膜容器1内を図示しな
い排気装置により所定の成膜真空度に排気する。そして
一方のロードロック室17(1)の扉171を開け、こ
れから成膜しようとする基板Sをハンドリングマシン1
aで搬入してトレイ2に載置し、該扉を閉じ、そのロー
ドロック室内を排気管175を介して図示しない排気装
置により従来装置と同様にte秒かけて排気し、真空成
膜容器内と略同等の真空度とする。
Upon film formation, the inside of the vacuum film formation container 1 is evacuated to a predetermined film formation vacuum degree by an exhaust device (not shown). Then, the door 171 of one of the load lock chambers 17 (1) is opened, and the substrate S on which a film is to be formed is handled by the handling machine 1
In a, the tray 2 is loaded, the door is closed, the load lock chamber is evacuated through an exhaust pipe 175 by an exhaust device (not shown) for te seconds in the same manner as the conventional device, and the inside of the vacuum film forming container is closed. The degree of vacuum is approximately equal to.

【0048】その真空度が達成される頃、該ロードロッ
ク室17(1)に対応するトレイ搬送アーム機構30の
アーム301の一方のトレイ支持部302を成膜位置P
のトレイ2に臨む位置Q2に回動移動させるとともに、
他方のトレイ支持部302をロードロック室17(1)
の前記基板Sを載置されたトレイ2に臨む位置Q1に回
動移動させる(図4(A)参照)。なお、図4(A)に
は基板に関し「OUT」、「成膜」との記載があり、図
5のタイムチャートでも「成膜」状態であるが、この時
点では基板の搬出「OUT」も成膜も行われない。
Around the time when the degree of vacuum is reached, one of the tray supporting portions 302 of the arm 301 of the tray transfer arm mechanism 30 corresponding to the load lock chamber 17 (1) is placed at the film forming position P.
And move it to the position Q2 facing the tray 2 of
The other tray support 302 is attached to the load lock chamber 17 (1).
The substrate S is pivotally moved to a position Q1 facing the mounted tray 2 (see FIG. 4A). Note that in FIG. 4A, “OUT” and “film formation” are described for the substrate, and the film formation state is also in the time chart of FIG. 5, but at this point, the substrate “out” is also “OUT”. No film is formed.

【0049】引き続きトレイ昇降機構5のホルダー53
を下降させて成膜位置の空トレイ2を一方のトレイ支持
部302に載置するとともに、ロードロック室17
(1)においてトレイ昇降機構4により基板S載置済み
のトレイ2を下降させ、他方のトレイ支持部302に載
置する(図4(B)参照)。その後該アーム301を反
対方向に180度回転させ、該他方のトレイ支持部30
2及びそこに支持された基板載置トレイ2を成膜位置P
に臨む位置Q2に配置するとともに一方のトレイ支持部
302をロードロック室17(1)の内側開口174に
臨む位置Q1に配置する(図4(C)参照)。
Subsequently, the holder 53 of the tray lifting mechanism 5
And the empty tray 2 at the film formation position is placed on one tray support portion 302, and the load lock chamber 17
In (1), the tray elevating mechanism 4 lowers the tray 2 on which the substrate S has been placed, and places it on the other tray supporting portion 302 (see FIG. 4B). After that, the arm 301 is rotated 180 degrees in the opposite direction, and the other tray support portion 30 is rotated.
2 and the substrate mounting tray 2 supported thereon at the film forming position P
The tray support portion 302 is arranged at a position Q1 facing the inner opening 174 of the load lock chamber 17 (1) (see FIG. 4C).

【0050】ここで容器1に対し設けたトレイ昇降機構
5のホルダー53を上昇させて基板載置トレイ2を他方
のトレイ支持部302から上昇させ、成膜位置Pに配置
保持するとともに、ロードロック室17(1)に配置さ
た前記一方のトレイ支持部302から、該室のトレイ昇
降機構4により空トレイ2を上昇させ、ロードロック室
内側開口174を閉じる位置Q3に保持する(図4
(D)参照)。
Here, the holder 53 of the tray elevating mechanism 5 provided for the container 1 is raised to raise the substrate mounting tray 2 from the other tray supporting portion 302, and is arranged and held at the film forming position P and the load lock. The empty tray 2 is raised from the one tray support portion 302 arranged in the chamber 17 (1) by the tray elevating mechanism 4 of the chamber and is held at the position Q3 where the load lock chamber inside opening 174 is closed (FIG. 4).
(D)).

【0051】次いで空になったアーム301を前述の待
機位置Q41へ戻す一方、成膜位置Pに置かれた基板S
に対し成膜を開始する(図4(E)参照)。成膜はイオ
ン源12からスパッタターゲット11にイオン照射し、
発生したスパッタ粒子を基板S表面に飛来させて行う。
この成膜中、ロードロック室17(1)において、ベン
ト管176を介して図示しないベントガス供給部からベ
ントガスを供給することで室内圧力を大気圧と略同等に
し、前述と同様にして次の基板Sを搬入し、トレイ2に
載置して次の成膜に備える(図4(F)参照。「IN」
は基板搬入を示す。)。なお、図4(E)には「OU
T」の記載があるが、このときは未だ基板の搬出はな
い。
Next, the empty arm 301 is returned to the standby position Q41, while the substrate S placed at the film forming position P is returned.
Then, film formation is started (see FIG. 4E). The film is formed by irradiating the sputtering target 11 with ions from the ion source 12,
The sputtered particles thus generated are carried over to the surface of the substrate S.
During this film formation, in the load lock chamber 17 (1), a vent gas is supplied from a vent gas supply unit (not shown) through the vent pipe 176 to make the chamber pressure substantially equal to the atmospheric pressure, and the next substrate is processed in the same manner as described above. S is carried in and placed on the tray 2 to prepare for the next film formation (see FIG. 4 (F). “IN”)
Indicates loading of the substrate. ). In addition, in FIG.
Although there is a description of "T", at this time, the substrate has not been carried out yet.

【0052】以上の操作中、ロードロック室17(1)
においてトレイ2への最初の基板載置後、該室内が容器
1内と略同等の所定真空度とされた頃、ロードロック室
17(2)において、室17(1)における場合と同様
にしてトレイ2への基板載置を完了させ(図4(B)参
照)、成膜位置Pに配置された基板Sへの成膜終了と同
じ頃、室17(2)における真空排気も完了させ、さら
に室17(2)に対応するトレイ搬送アーム機構30の
アームの一方のトレイ支持部302を室17(2)を閉
じているトレイ2に臨む位置Q1に配置するとともに該
アームの他方の空のトレイ支持部302を成膜位置トレ
イ2の下方位置Q2に配置する(図4の(A)〜(E)
参照)。
During the above operation, the load lock chamber 17 (1)
In the load lock chamber 17 (2), after the first substrate placement on the tray 2 at a predetermined vacuum level substantially equal to that in the container 1, in the same manner as in the chamber 17 (1). The substrate placement on the tray 2 is completed (see FIG. 4B), and the vacuum exhaust in the chamber 17 (2) is completed at the same time as the completion of the film formation on the substrate S arranged at the film formation position P. Further, one tray support portion 302 of the arm of the tray transfer arm mechanism 30 corresponding to the chamber 17 (2) is arranged at a position Q1 facing the tray 2 closing the chamber 17 (2), and the other of the arms is empty. The tray support portion 302 is arranged at the lower position Q2 of the film formation position tray 2 ((A) to (E) of FIG. 4).
reference).

【0053】かくして成膜位置の成膜終了した基板Sを
支持しているトレイ2をトレイ昇降装置5のホルダー5
3を下降させることで待機するトレイ支持部302に載
置すると同時的に、ロードロック室17(2)において
そこのトレイ昇降装置4により、次の基板Sが載置され
たトレイ2を下降させ、待ち受けるトレイ支持部302
に載置する(図4(F)参照)。
Thus, the tray 2 supporting the substrate S on which the film has been formed at the film forming position is held by the holder 5 of the tray elevating device 5.
At the same time when the tray 3 is placed on the tray support portion 302 which stands by by lowering 3, the tray elevating device 4 in the load lock chamber 17 (2) lowers the tray 2 on which the next substrate S is placed. , Awaiting tray support 302
(See FIG. 4 (F)).

【0054】その後、該アーム301を回転させ、成膜
済み基板Sはロードロック室17(2)に臨む位置Q1
に配置するとともに次の基板Sを成膜位置Pに臨む位置
Q2に配置する(図4(G)参照)。引き続きロードロ
ック室17(2)におけるトレイ昇降機構4により成膜
済み基板支持トレイ2を上昇させ、該ロードロック室の
内側開口174を閉じる位置Q3に配置するとともに成
膜位置Pに臨んでいるトレイ2を上昇させ、その上の基
板Sを成膜位置Pに配置し(図4(H)参照)、成膜開
始する。また、ここでアーム301を容器1内の待機位
置Q42へ回動する。さらに、ロードロック室17
(2)では室内圧力を大気圧と略同等になるまでベント
操作し、その扉171を開け、ハンドリングマシン2a
で成膜済み基板Sを搬出する一方、次の基板Sを搬入し
てトレイ2に載置し、再び該扉171を閉める(図4
(I)及び(J)参照)。
After that, the arm 301 is rotated to move the film-formed substrate S to the position Q1 facing the load lock chamber 17 (2).
And the next substrate S at the position Q2 facing the film formation position P (see FIG. 4G). Then, the tray elevating mechanism 4 in the load lock chamber 17 (2) raises the film-forming substrate support tray 2 to dispose the inner opening 174 of the load lock chamber at the closing position Q3 and at the film formation position P. 2 is raised, the substrate S on it is placed at the film formation position P (see FIG. 4 (H)), and film formation is started. Further, here, the arm 301 is rotated to the standby position Q42 in the container 1. Furthermore, the load lock chamber 17
In (2), the venting operation is performed until the indoor pressure becomes substantially equal to the atmospheric pressure, the door 171 is opened, and the handling machine 2a is opened.
While the film-formed substrate S is carried out by, the next substrate S is carried in and placed on the tray 2, and the door 171 is closed again (FIG. 4).
(See (I) and (J)).

【0055】そして2番目の基板Sの成膜が終了する
と、ロードロック室17(1)に対応するトレイ搬送ア
ーム機構30のアームのトレイ支持部302に載置して
ロードロック室17(1)側へ搬送し、該ロードロック
室から搬出する。また、これと入れ代わりに、ロードロ
ック室17(1)において既に準備されていたさらに次
の基板Sを支持したトレイ2を成膜位置P側へ搬入する
(図4(I)〜(L)参照)。
When the film formation on the second substrate S is completed, the second substrate S is placed on the tray support portion 302 of the arm of the tray transfer arm mechanism 30 corresponding to the load lock chamber 17 (1) and the load lock chamber 17 (1). To the side of the load lock chamber. Further, instead of this, the tray 2 supporting the next substrate S already prepared in the load lock chamber 17 (1) is carried in to the film formation position P side (see FIGS. 4 (I) to (L)). ).

【0056】以上の操作が繰り返され、基板Sはいずれ
か一方のロードロック室17(1)(17(2))から
搬入され、成膜後は他方のロードロック室17(2)
(17(1))から搬出される。そして、各ロードロッ
ク室は効率良く利用される。スループットは基板1枚/
t秒で、装置構成が従来よりも簡素化されているにもか
かわらず従来装置と同じスループットが達成される。
The above operation is repeated, the substrate S is carried in from one of the load lock chambers 17 (1) and 17 (2), and after the film formation, the other load lock chamber 17 (2).
It is carried out from (17 (1)). Then, each load lock chamber is efficiently used. Throughput is 1 substrate /
In t seconds, the same throughput as that of the conventional apparatus can be achieved even though the apparatus configuration is simpler than the conventional one.

【0057】以上の成膜装置についてさらに説明する
と、基板S表面に均一に膜形成するため、基板Sを支持
して成膜位置に保持されるトレイ2は成膜中、回転駆動
機構6により回転される。この場合、位置Q2に配置さ
れ、トレイ昇降機構5にて下から支持され、突き上げら
れて成膜位置Pに配置される基板Sは、その周縁部上面
が、カバー壁部130に支持機構8にて回転自在に支持
されたリング部材7の内周縁段部71に当接する一方、
基板Sを支持するトレイ2に装着された気密シール用オ
ーリング20がリング部材7の平坦下面72に弾力的に
気密に接することで該リング部材7とトレイ2との間に
挟持され、成膜操作中トレイ2が回転駆動されると、該
シール用オーリング20とリング部材7との摩擦力でリ
ング部材7が従動回転し、かくして、基板Sはリング部
材7とトレイ2に挟持された状態でトレイ2に対してす
べることなく回転駆動され、所望の高速回転が達成さ
れ、基板Sに均一に膜形成される。
To further explain the film forming apparatus described above, in order to form a uniform film on the surface of the substrate S, the tray 2 supporting the substrate S and held at the film forming position is rotated by the rotation drive mechanism 6 during film formation. To be done. In this case, the upper surface of the peripheral edge of the substrate S placed at the position Q2, supported by the tray elevating mechanism 5 from below, pushed up and placed at the film forming position P is supported by the support mechanism 8 on the cover wall portion 130. Abutting on the inner peripheral edge step 71 of the ring member 7 rotatably supported by
The airtight sealing O-ring 20 mounted on the tray 2 supporting the substrate S elastically and airtightly contacts the flat lower surface 72 of the ring member 7 to be sandwiched between the ring member 7 and the tray 2 to form a film. When the tray 2 is rotationally driven during operation, the ring member 7 is driven to rotate by the frictional force between the sealing O-ring 20 and the ring member 7, and thus the substrate S is sandwiched between the ring member 7 and the tray 2. Thus, the tray 2 is rotationally driven without slipping, a desired high speed rotation is achieved, and a film is uniformly formed on the substrate S.

【0058】また、オーリング20がリング部材7に気
密に接することで、機構30、5、6等への着膜が確実
に防止されるとともに、ロードロック室内側開口174
の閉塞に携わるトレイ上の気密シール用オーリング20
の面への着膜も防止され、それによってトレイ2による
ロードロック室内側開口174の気密閉塞も確実に行わ
れる。
Further, since the O-ring 20 is in airtight contact with the ring member 7, film formation on the mechanisms 30, 5, 6 and the like is reliably prevented, and the load lock chamber inner opening 174 is formed.
O-ring 20 for airtight seal on tray involved in blockage
Film is also prevented from being deposited on the surface of the load lock chamber, so that the tray 2 can surely close the load lock chamber inside opening 174 in an airtight manner.

【0059】また、トレイ2には基板Sの下にクッショ
ンゴムシート24を敷設してあるから、基板Sがリング
部材7に当接せしめられるときの基板Sへの衝撃がこれ
によって緩和される。以上1実施例について説明した
が、図6に他の実施例を示す。この実施例は、次の点を
除いて前記実施例と同じ構造、作用のものであり、前記
実施例と同じ部品については同じ参照符号を付してあ
る。
Further, since the cushion rubber sheet 24 is laid under the substrate S on the tray 2, the impact on the substrate S when the substrate S is brought into contact with the ring member 7 is alleviated thereby. Although one embodiment has been described above, FIG. 6 shows another embodiment. This embodiment has the same structure and operation as the above embodiment except for the following points, and the same parts as the above embodiment are designated by the same reference numerals.

【0060】この実施例では、カバー壁部130に代え
て従来装置におけると同様のカバー壁部13を採用して
いる。そして、各トレイ2に気密シール用のオーリング
20を設けることに代えて、各ロードロック室17の内
側開口174の周囲部分に位置Q3のトレイ2の周縁部
上面が気密に接するオーリング200を装着してある。
また、各トレイ2は従来装置におけるものと同じ構造の
ものであり、成膜時、このトレイに支持される基板Sは
その周縁部上面がカバー壁部13の内周部分に接近配置
される。
In this embodiment, instead of the cover wall portion 130, the same cover wall portion 13 as in the conventional apparatus is used. Then, instead of providing the O-ring 20 for airtight sealing on each tray 2, an O-ring 200 in which the peripheral upper surface of the tray 2 at the position Q3 airtightly contacts the peripheral portion of the inner opening 174 of each load lock chamber 17. It is installed.
Each tray 2 has the same structure as in the conventional apparatus, and the upper surface of the peripheral edge of the substrate S supported by this tray is arranged close to the inner peripheral portion of the cover wall 13 during film formation.

【0061】以上説明した実施例装置は、イオンビーム
スパッタリングによる成膜装置であるが、本発明はイオ
ン蒸着薄膜形成(IVD)装置等の成膜装置にも適用で
きる。
The apparatus of the embodiment described above is a film forming apparatus by ion beam sputtering, but the present invention can also be applied to a film forming apparatus such as an ion vapor deposition thin film forming (IVD) apparatus.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明によると、全体の構成が簡素化さ
れ、それだけ安価に製作でき、個々のロードロック室を
効率よく使用して所望のスループットを達成できる成膜
装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a film forming apparatus in which the entire structure is simplified and can be manufactured at a low cost, and the individual load lock chambers can be efficiently used to achieve a desired throughput. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の1実施例の全体の構成を上方から見て
概略的に示した図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an embodiment of the present invention when viewed from above.

【図2】図1に示す成膜装置の一部の断面図であり、基
板支持トレイを成膜位置直下に配置している状態を示し
ている。
2 is a cross-sectional view of a part of the film forming apparatus shown in FIG. 1, showing a state in which a substrate support tray is arranged immediately below a film forming position.

【図3】図1に示す成膜装置の一部の断面図であり、基
板支持トレイを成膜位置に配置した状態を示している。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the film forming apparatus shown in FIG. 1, showing a state in which a substrate support tray is arranged at a film forming position.

【図4】図1に示す装置の動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the apparatus shown in FIG.

【図5】図1に示す装置主要部の動作タイミングを示す
タイムチャートである。
5 is a time chart showing the operation timing of the main part of the apparatus shown in FIG.

【図6】本発明の他の実施例の一部を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of another embodiment of the present invention.

【図7】従来の成膜装置例の全体の構成を上方から見て
概略的に示した図である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing the overall configuration of a conventional film forming apparatus as viewed from above.

【図8】図7に示す装置の一部の断面図である。8 is a cross-sectional view of a portion of the device shown in FIG.

【図9】図7に示す装置の主要部の動作タイミングを示
すタイムチャートである。
9 is a time chart showing operation timings of main parts of the apparatus shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空成膜容器 11 スパッタターゲット 12 イオン源 13、130 カバー壁部 17 ロードロック室 171 ロードロック室の扉 S 基板 2 基板支持トレイ 20、200 気密シール用オーリング 23 基板載置凹部 24 クッションゴムーシート 30 トレイ搬送アーム機構 301 機構30の水平アーム 302 アーム301のトレイ支持部 4 トレイ昇降機構 41 機構4のトレイ支持部材 5 トレイ昇降機構 53 機構5のトレイホルダー 6 回転駆動機構 7 リング部材 71 部材7の基板当接段部 72 部材7のオーリング当接平坦面 8 リング部材7の支持機構 81 ボールベアリング 811 ベアリング外輪 812 ベアリング内輪 1a、2a ハンドリングマシン P 成膜位置 Q1 ロードロック室内側開口に臨む位置 Q2 成膜位置Pに臨む位置 Q3 トレイ2によるロードロック室内側開口閉じ位置 Q41、Q42 アーム301の待機位置 1 Vacuum Film Forming Container 11 Sputter Target 12 Ion Source 13, 130 Cover Wall 17 Load Lock Chamber 171 Load Lock Chamber Door S Substrate 2 Substrate Support Tray 20, 200 Airtight Seal O-ring 23 Substrate Placement Recess 24 Cushion Rubber Sheet 30 tray transfer arm mechanism 301 horizontal arm of mechanism 30 302 tray support part of arm 301 4 tray elevating mechanism 41 tray supporting member of mechanism 5 tray elevating mechanism 53 tray holder of mechanism 5 6 rotation drive mechanism 7 ring member 71 member 7 Substrate abutting stepped portion 72 O-ring abutting flat surface of the member 7 Support mechanism of the ring member 7 81 Ball bearing 811 Bearing outer ring 812 Bearing inner ring 1a, 2a Handling machine P Film forming position Q1 Position facing inner opening of load lock Q2 film formation position Close the load lock chamber side opening of the position Q3 tray 2 facing the P position Q41, Q42 standby position of the arm 301

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 成膜対象基板を搬入搬出する二つのロー
ドロック室をそれぞれ連設された真空成膜容器と、 前記容器内に配置され、前記ロードロック室の該容器内
に通じる内側開口を開閉する内蓋を兼ねる複数の基板支
持トレイと、 前記ロードロック室のそれぞれにつき設けられたトレイ
搬送アーム機構であって、両端部にトレイ支持部を設け
たアームを有し、一方のトレイ支持部が対応するロード
ロック室の内側開口に臨むと同時に他方のトレイ支持部
が成膜位置に臨むことができるように該アームが設置さ
れ、回転駆動されるものと、 前記ロードロック室のそれぞれにつき設けられたトレイ
昇降機構であって、対応する前記トレイ搬送アーム機構
におけるアーム上のトレイ支持部に支持されてロードロ
ック室内側開口に臨む位置に配置されるトレイを該トレ
イ支持部から上昇させて内側開口閉じ位置に配置保持で
き、逆に該閉じ位置に配置したトレイを下降させて該内
側開口に臨む位置に配置される前記アーム上のトレイ支
持部に載置できるものと、 前記真空成膜容器に対し設けられたトレイ昇降機構であ
って、一方のトレイ搬送アーム機構におけるアーム上の
トレイ支持部に支持されて前記成膜位置に臨む位置に配
置されるトレイを該トレイ支持部から上昇させて成膜位
置に配置保持でき、逆に該成膜位置に配置したトレイを
下降させて該成膜位置に臨む位置に配置される他方のト
レイ搬送アーム機構におけるアーム上のトレイ支持部に
載置できるものとを備えたことを特徴とする成膜装置。
1. A vacuum film forming container in which two load lock chambers for loading and unloading a film formation target substrate are respectively provided in series, and an inner opening of the load lock chamber communicating with the inside of the load lock chamber. A plurality of substrate support trays that also serve as inner lids that are opened and closed, and a tray transfer arm mechanism provided for each of the load lock chambers, each arm having tray support portions at both ends, and one tray support portion Of the load lock chamber, the arm is installed so that the other tray supporting portion can face the film forming position at the same time as facing the inner opening of the corresponding load lock chamber. A tray raising / lowering mechanism that is supported by a tray supporting portion on the arm of the corresponding tray transport arm mechanism and is located at a position facing the load lock indoor opening. The tray support part on the arm can be raised from the tray support part to be arranged and held at the inner opening closed position, and conversely, the tray arranged at the closed position can be lowered to be arranged at a position facing the inner opening. And a tray elevating mechanism provided for the vacuum film forming container, the tray elevating mechanism being disposed at a position facing the film forming position by being supported by a tray supporting portion on an arm of one tray transfer arm mechanism. The tray can be raised from the tray support portion to be arranged and held at the film forming position, and conversely, the tray arranged at the film forming position is lowered to be arranged at a position facing the film forming position. A film forming apparatus comprising: a mechanism that can be placed on a tray support portion on an arm of the mechanism.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011091430A (en) * 2003-10-16 2011-05-06 Varian Semiconductor Equipment Associates Inc Wafer handler method and system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011091430A (en) * 2003-10-16 2011-05-06 Varian Semiconductor Equipment Associates Inc Wafer handler method and system

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