JPH09279341A

JPH09279341A - トレイ搬送式インライン成膜装置

Info

Publication number: JPH09279341A
Application number: JP11974996A
Authority: JP
Inventors: Koji Shimokawa; 宏治下川; Masahiko Tanaka; 雅彦田中
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 1997-10-28
Anticipated expiration: 2016-04-17
Also published as: JP3909888B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トレイの大気開放をなくして大気中の水分等
のトレイへの付着を防止するとともに、基板加熱の際の
時間やエネルギーロスを減少させる。【解決手段】基板１の搬送の順に基板搬入チャンバー
４４、成膜チャンバー４２、基板搬出チャンバー４５が
縦設されており、基板１は、トレイ搬送系によって成膜
チャンバー４２内で循環するトレイ１に載せられて成膜
手段により成膜される。基板１は搬入側基板搬送系６に
よって基板搭載位置に送られ、搬出側基板搬送系７によ
って基板回収位置から搬出される。トレイ搬送系は、基
板搭載位置に配設された搭載側受け板機構３１、搭載側
トレイ搬送機構３２及び搭載側垂直移動機構３３と、基
板搭載位置から基板回収位置までトレイを搬送する往路
搬送機構３４と、基板回収位置に配設された回収側受け
板機構３５、回収側垂直移動機構３６及び回収側トレイ
搬送機構３７と、基板回収位置から基板搭載位置にトレ
イ１を戻す復路搬送機構３８とによって構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、基板をトレイ
に載せて搬送して基板の表面に所定の薄膜を作成するト
レイ搬送式の成膜装置であって、成膜チャンバーを含む
複数の真空チャンバーを搬送の方向に沿って縦設したイ
ンライン式の成膜装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板の表面に薄膜を作成する成膜装置に
は、真空蒸着装置、スパッタリング装置、ＣＶＤ（化学
的気相成長）装置等の各種のタイプのものが知られてい
る。これらの装置では、基板をトレイに載せて搬送して
基板の表面に所定の薄膜を作成するトレイ搬送式の装置
が従来より知られている。また、成膜チャンバーを含む
複数の真空チャンバーを搬送の方向に沿って縦設したイ
ンライン式の装置も従来より知られている。図９は、従
来のトレイ搬送式インライン式成膜装置の構成を説明す
る正面断面概略図である。図９に示す装置は、水平な姿
勢のトレイ１の上に基板２を載せ、このトレイ１をトレ
イ搬送系３によって水平に搬送させる。

【０００３】具体的には、トレイ搬送ラインに沿って、
複数の真空チャンバー４１，４２，４３が縦設されてい
る。各々の真空チャンバー４１，４２，４３はゲートバ
ルブ４０を介して気密に接続されている。各々の真空チ
ャンバー４１，４２，４３は、トレイ１の搬送順に、仕
込みチャンバー４１、成膜チャンバー４２、回収チャン
バー４３になっている。成膜チャンバー４２は、成膜の
方式に従って構成された成膜手段５を備えている。成膜
手段５は、例えば真空蒸着により成膜を行う場合、電子
ビーム加熱方式等の蒸発源で構成され、成膜チャンバー
４２内に成膜材料よりなる蒸気流を発生させて基板２に
到達させ、成膜を行うようにする。

【０００４】基板２は、トレイ１に搭載されて仕込みチ
ャンバー４１に搬入され、トレイ搬送系３がトレイ１を
搬送することで成膜チャンバー４２に移動する。そし
て、上記のような成膜の後、トレイ１及び基板２は、回
収チャンバー４３から搬出され、その後基板２はトレイ
１から回収される。従って、トレイ１は、大気側、真空
雰囲気、大気側の順に送られることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の通り、従来のト
レイ搬送式インライン成膜装置では、トレイは、大気
側、真空雰囲気、大気側の順に送られる。即ち、大気側
と成膜チャンバーとを交互に行き来する。このため、大
気側に出た際に大気中の水分や有機物がトレイに付着
し、基板に作成される膜中にこれらが取り込まれて不純
物となる。この問題を解決するには、トレイを成膜チャ
ンバーに搬入した後、充分な時間をかけて成膜チャンバ
ーを排気し、成膜チャンバー内をかなり低い真空圧力に
してから成膜を開始する方法がある。しかし、この方法
ではタクトタイムが非常に長くかかり、生産性が低下す
る欠点がある。

【０００６】また、膜は基板のみならずトレイの表面に
も堆積するが、このように膜が堆積したトレイを大気に
開放して基板を搭載する際、大気中の水分や有機物によ
って膜が汚染され、膜の表面に汚染層が形成される。そ
して、このトレイを再び成膜チャンバーに搬入して成膜
に使用すると、表面の汚染層の上にさらに膜が堆積し、
汚染層の界面を持った膜が積層されることになる。この
ように汚染層の界面のある膜は剥がれ易く、剥がれた膜
はパーティクルとなって成膜チャンバー中を浮遊し、基
板に付着することによって膜の表面欠陥等の重大な問題
を生ずることになる。

【０００７】一方、成膜の際に基板を１００℃から３０
０℃程度に加熱することが多い。この場合、基板温度の
均一性を確保するため、トレイも基板温度と同様の温度
まで加熱する必要がある。従来の装置では、基板をトレ
イに搭載する際には基板もトレイも常温であり、成膜チ
ャンバーに搬入してから基板とトレイとを同時に加熱す
るようにしている。しかし、この方式では、熱容量の大
きなトレイを必要な温度に加熱するのに長い時間がかか
り、また基板のみを加熱する場合に比べ大きな電力が必
要になる。また、トレイは、大気中の常温と真空中の高
温との熱サイクルを繰り返すことになって大きなエネル
ギー損失が生ずる他、トレイに堆積した膜がトレイとの
熱膨張率の差によって剥がれやすくなり、剥がれた膜は
前述と同様にパーティクルを発生させる。

【０００８】本願の発明は、このような点を解決課題と
して成されたものであり、トレイが大気に開放されるこ
となくしてトレイへの基板の搭載やトレイからの基板の
回収を可能し、大気中の水分等のトレイへの付着を防止
するとともに、基板を加熱する場合にも大きな電力を必
要とせずエネルギーロスの少ない装置を提供することを
目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項１記載の発明は、基板の表面に所定の
薄膜を作成する成膜手段を備えた成膜チャンバーと、大
気側から成膜チャンバーに基板を搬入する際に基板が一
時的に配置される基板搬入チャンバーと、成膜された基
板を大気側に搬出する際に基板が一時的に配置される基
板搬出チャンバーとを含む複数の真空チャンバーを基板
の搬送の方向に沿って縦設し、基板を水平に載せたトレ
イを搬送ラインに沿って搬送して成膜を行うトレイ搬送
式インライン成膜装置であって、トレイへの基板の搭載
及びトレイからの基板の回収の動作の際に大気に開放さ
れない前記成膜チャンバー又は成膜チャンバーを含む複
数の真空チャンバー内を通過するようにして一つ又は複
数のトレイを無終端状のトレイ搬送ラインに沿って循環
させて搬送するトレイ搬送系と、トレイ搬送ライン上の
基板搭載位置に基板搬入チャンバーから基板を搬送する
搬入側基板搬送系と、トレイ搬送ライン上の基板回収位
置から基板搬出チャンバーまで基板を搬送する搬出側基
板搬送系とを具備し、基板搭載位置で基板がトレイに搭
載されて基板回収位置まで搬送される間に当該トレイは
前記成膜チャンバー中に位置して基板が成膜されるとと
もに、当該トレイは基板回収位置で基板が回収された後
に基板搭載位置まで戻るよう構成されている。同様に上
記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、上記請
求項１の構成において、前記トレイ搬送系は、基板回収
位置から基板搭載位置までトレイを戻す際に、成膜の際
にトレイが位置する場所を挟んで成膜手段とは反対側の
位置を通過するようにしてトレイを戻すよう構成されて
いる。同様に上記課題を解決するため、請求項３記載の
発明は、上記請求項１又は２の構成において、前記トレ
イ搬送系は、基板搭載位置から基板回収位置までトレイ
を水平な姿勢のまま移動させる往路側水平移動機構と、
基板回収位置においてトレイを水平な姿勢のまま上方又
は下方に移動させる回収側垂直移動機構と、基板回収位
置から基板搭載位置までトレイを水平な姿勢のまま移動
させる復路側水平移動機構と、基板搭載位置においてト
レイを水平な姿勢のまま下方又は上方に移動させる搭載
側垂直移動機構とから構成されている。同様に上記課題
を解決するため、請求項４記載の発明は、上記請求項
１、２又は３の構成において、前記基板回収位置から前
記基板搭載位置までに戻るトレイ搬送ライン上において
トレイを加熱する加熱手段が設けられている。同様に上
記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、上記請
求項４の構成において、前記加熱手段は、成膜が行われ
る位置のトレイに対しても加熱が行えるよう構成されて
いる。同様に上記課題を解決するため、請求項６記載の
発明は、上記請求項１、２、３、４又は５の構成におい
て、前記トレイ搬送系は、成膜チャンバーを構成する一
つの真空チャンバーの内部でトレイを搬送するよう構成
されている。同様に上記課題を解決するため、請求項７
記載の発明は、上記請求項１、２、３、４、５又は６の
構成において、前記トレイは、基板の成膜する領域の形
状に応じた開口を有して成膜面を下方に向けて基板を載
せることが可能になっており、前記成膜手段は、このト
レイの開口を通して成膜材料を下方から基板の表面に到
達させることが可能に構成されている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて説明する。図１から図６は、本願発明の実施形態の
構成を説明する図である。このうち、図１は実施形態の
トレイ搬送式インライン成膜装置の構成を説明する正面
概略図、図２は、図１の装置における搬入側基板搬送系
の構成を説明する斜視概略図である。また、図３は、図
１の装置におけるトレイの構成を説明する斜視概略図、
図４は、トレイへの基板の受け渡しを行う受け板機構の
構成を説明する斜視概略図である。また、図５から図８
は、図１の装置におけるトレイ搬送系の構成を例示する
図である。このうち、図５は、図１の装置における搭載
側垂直移動機構及び搭載側トレイ搬送機構の構成を説明
する斜視概略図、図６及び図７は、トレイへの基板の搭
載動作を説明する側面概略図、図８はトレイからの基板
の回収動作を説明する側面概略図である。

【００１１】まず、図１に示す通り、本実施形態の装置
は、大気側から基板２を搬入する基板搬入チャンバー４
４と、基板２の表面の所定の薄膜を作成する成膜手段５
を備えた成膜チャンバー４２と、成膜された基板２を搬
出する基板搬出チャンバー４５とを基板２の搬送の方向
に沿って縦設した構成となっている。基板搬入チャンバ
ー４４、成膜チャンバー４２、基板搬出チャンバー４５
の各々の境界部分、基板搬入チャンバー４４の入り口
側、及び、基板搬出チャンバー４５の出口側には、それ
ぞれゲートバルブ４０が配設されており、トレイ１に載
せられた基板２は、これらのゲートバルブ４０を通し
て、基板搬入チャンバー４４、成膜チャンバー４２、基
板搬出チャンバー４５の順に搬送されるようになってい
る。尚、各チャンバー４４，４２，４５には、不図示の
排気系が接続され、所定の圧力まで排気可能に構成され
ている。

【００１２】本実施形態の装置では、基板２及びトレイ
１の搬送の構成に大きな特徴の一つがあるので、以下の
説明では、この点に重点をおいて説明する。本実施形態
では、基板２は、基板搬入チャンバー４４に搬入された
後、搬入側基板搬送系６によって基板搭載位置まで搬送
され、搭載側受け板機構３１を使用してトレイ１に搭載
されるようになっている。そして、トレイ１が搭載側ト
レイ搬送機構３２及び往路搬送機構３４によって成膜チ
ャンバー４２内を往路搬送ラインに沿って搬送される過
程で、トレイ１上の基板２に所定の成膜が行われ、基板
回収位置において回収側受け板機構３５を使用して基板
２がトレイ１から回収されて、搬出側基板搬送系７によ
って基板搬出チャンバー４５に搬送されるようになって
いる。そして、トレイ１は、回収側垂直移動機構３６に
よって上昇した後、往路搬送ラインの上側に設定された
復路搬送ラインを回収側トレイ搬送機構３７及び復路搬
送機構３８によって搬送され、その後搭載側垂直移動機
構３３によって基板搭載位置に戻るようになっている。
従って、正面から見ると、トレイ１は、長方形状の循環
経路に沿って循環するようになっている。

【００１３】まず、図２を使用して基板２及びトレイ１
の構成について説明する。本実施形態の装置によって成
膜される基板２は、図２に示すように長方形のものであ
る。具体的には、例えばプラズマディスプレイ用のガラ
ス基板等が想定されている。基板２の大きさは、例えば
１０００ｍｍ×６５０ｍｍ程度であり、厚さは例えば３
ｍｍ程度である。

【００１４】トレイ１は、図２に示すような長方形の枠
状のものである。即ち、トレイ１は中央に長方形の開口
を有する。トレイ１の内側の縁には、図２に示すような
段差が設けられており、この段差の部分に基板２を落と
し込むようになっている。尚、本実施形態では、基板２
の成膜を行う表面（以下、成膜面）が下側を向くように
して基板２がトレイ１に載せられるようになっており、
下方から成膜材料を成膜面に到達させて成膜を行うよう
になっている。また、トレイ１は、長辺の部分の両側に
三つずつ均等間隔で受け板用凹部１１が形成されてい
る。尚、基板２は、長辺の方向に搬送されるようになっ
ており、また基板２を載せたトレイ１も基本的に基板２
の長辺の方向に搬送されるようになっている。

【００１５】次に、図３を使用して受け板機構３１，３
５の構成について説明する。受け板機構３１，３５は、
トレイ１への基板２の受け渡しの際に使用されるもので
あり、搭載側受け板機構３１も回収側受け板機構３５も
同様な構成になっている。搭載側受け板機構３１は、図
３に示すような左右一対の受け板ユニット３１１，３１
２から構成されている。受け板ユニット３１１，３１２
は、基板２の長辺の方向に長い帯板状の受け板保持板３
１１１，３１２１と、受け板保持板３１１１，３１２１
に固定された受け板３１１２，３１２２とから構成され
ている。受け板３１１２，３１２２は、トレイ１の受け
板用凹部１１の位置に相当するように三つずつ設けられ
ており、基板２の長辺部分の端部の図３に示すように支
えるよう構成されている。尚、受け板ユニット３１１，
３１２には、図６及び図７に示すように、受け板移動棒
３１３を介して受け板駆動源３１４が接続されており、
受け板駆動源３１４によって、両側の受け板ユニット３
１１，３１２が接近する向きと遠ざかる向きとで直線移
動することが可能に構成されている。

【００１６】次に、図１及び図４を使用して搬入側基板
搬送系６について説明する。搬入側基板搬送系６は、基
板搬入チャンバー４４から基板搭載位置まで基板２を搬
送するためのものである。この搬入側基板搬送系６は、
基板搬入チャンバー４４に配設された搬入側第一基板搬
送機構６１と、成膜チャンバー４２内の基板搭載位置に
配設された搬入側第二基板搬送機構６２とから主に構成
されている。

【００１７】図４には、搬入側第二基板搬送機構６２の
構成が示されている。搬入側第二基板搬送機構６２は、
搬送方向に沿って両側に配設された一対の基板搬送ユニ
ットによって構成されている。この基板搬送ユニット６
２０は、複数の搬送コロ６２１と、各搬送コロ６２１を
軸支する様搬送コロ６２１を先端に固定したコロ軸６２
２と、ベアリングを介在させて各コロ軸６２２を貫通さ
せて保持した保持板６２３と、各コロ軸６２２に固定さ
れたプーリ６２４とから主に構成されている。

【００１８】プーリ６２４のうちの一つは、プーリ駆動
軸６２５が固定された駆動プーリになっており、他のプ
ーリ６２４は従動プーリになっている。プーリ駆動軸６
２５は、スライドジョイント６２６を介して導入棒６２
７に連結されており、導入棒６２７は、成膜チャンバー
４２の器壁４２０を気密に貫通し、成膜チャンバー４２
外に配設されたモータ等のコロ回転駆動源６２８に連結
されている。そして、各プーリ６２５にはベルト６２９
が架けられており、コロ回転駆動源６２８が駆動される
と、スライドジョイント６２６を介して駆動プーリ６２
４が回転し、この回転がベルト６２９によって従動プー
リ６２４に伝えられ、これによって、すべての搬送コロ
６２１が同じ向きに回転するようになっている。

【００１９】尚、プーリ駆動軸６２５は、減速器やクラ
ッチ等を備えた運動伝達機構６２８１を介してコロ回転
駆動源６２８に連結されている。また、スライドジョイ
ント６２６は、基板搬送ユニット６２０の直線移動を許
容しつつ導入棒６２７とプーリ駆動軸６２５とを連結
し、回転運動を伝えるためのものである。尚、他方の側
の基板搬送ユニット６２０も同様な構成であり、両側に
並んだ搬送コロ６２１の回転によって搬送コロ６２１の
上に載った基板２を搬送するようになっている。

【００２０】また、保持板６２３の搬送コロ６２１の側
とは反対側の面には、保持体移動棒６２３１が固定され
ている。この保持体移動棒６２３１は、成膜チャンバー
４２の器壁に気密に貫通しており、成膜チャンバー４２
外に配設されたエアシリンダ等の直線駆動源６２３２に
連結されている。直線駆動源６２３２が駆動されると、
保持体移動棒６２３１によって保持体が移動し、一対の
基板搬送ユニット６２０が互いに接近する向きと互いに
遠ざかる向きとに直線移動するよう構成されている。
尚、基板搬送ユニット６２０の移動を直線性よくガイド
する不図示のリニアガイドが設けられている。

【００２１】尚、基板搬入チャンバー４４に設けられた
搬入側第一基板搬送機構６１は、上記保持体移動棒６２
３１及び直線駆動源６２３２が設けられていない点を除
き、上記搬入側第二基板搬送機構６２と同様の構成であ
る。また、搬出側基板搬送系７も、上記搬入側基板搬送
系６と同様の構成であり、基板搬出チャンバー４５に配
置された搬出側第一基板搬送機構７１と、基板回収位置
に配設された搬出側第二基板搬送機構７２とから構成さ
れている。そして、搬出側第二基板搬送機構７２は、上
述のものと同様の保持体移動棒及び直線駆動源を備えて
いる。

【００２２】次に、図１及び図５を使用して、搭載側垂
直移動機構３３及び搭載側トレイ搬送機構３２の構成を
説明する。本実施形態では、搭載側垂直移動機構３３に
よってトレイ１を垂直移動させながら、受け板３１１
２，３１２２から基板２を受け取ってトレイ１に載せ、
搭載側トレイ搬送機構３２によって成膜チャンバー４２
内の搬送を開始するよう構成されている。まず、搭載側
トレイ搬送機構３２は、上述した搬入側第二基板搬送機
構６２と類似した構成になっており、搬送方向に沿って
両側に配設された一対のトレイ搬送ユニット３２０によ
って構成されている。即ち、トレイ搬送ユニット３２０
は、複数の搬送コロ３２１と、各搬送コロ３２１を軸支
するよう搬送コロ３２１を先端に固定したコロ軸３２２
と、ベアリングを介在させて各コロ軸３２２を貫通させ
て保持した保持板３２３と、各コロ軸３２２に固定され
たプーリ３２４とから主に構成されている。

【００２３】そして、プーリ３２４のうちの一つは、プ
ーリ駆動軸３２５が固定された駆動プーリになってお
り、他のプーリ３２４は従動プーリになっている。プー
リ駆動軸３２５は、ユニバーサルジョイントのような着
脱ジョイント３２６を介して導入棒３２７に連結されて
おり、導入棒３２７は、成膜チャンバー４２の器壁４２
０を気密に貫通し、成膜チャンバー４２外に配設された
モータ等のコロ回転駆動源３２８に連結されている。

【００２４】また、各プーリ３２４にはベルト３２９が
架けられており、コロ回転駆動源３２８が駆動される
と、着脱ジョイント３２６を介して駆動プーリ３２４が
回転し、ベルト３２９によってこの回転が伝えられて従
動プーリ３２９が回転し、これによってすべての搬送コ
ロ３２１が同じ向きに回転するようになっている。尚、
導入棒３２７は、減速器やクラッチ等を備えた運動伝達
機構３２８１を介してコロ回転駆動源３２８に連結され
ている。また、他方の側のトレイ搬送ユニット３２０も
同様な構成であり、両側に並んだ搬送コロ３２１の回転
によって搬送コロ３２１の上に載ったトレイ１を搬送す
るようになっている。

【００２５】そして、搭載側垂直移動機構３３は、各々
のトレイ搬送ユニット３２０全体を垂直に移動させ、こ
れによってトレイ１を垂直に移動させるようになってい
る。搭載側垂直移動機構３３は、保持板３２３の中央部
分を支持するＬ字状の小さな板材からなる支持体３３１
と、支持体３３１の下面に先端が固定されるとともに成
膜チャンバー４２の底面の器壁４２０に気密に貫通した
垂直移動棒３３２と、垂直移動棒３３２に連結されたエ
アシリンダ等の垂直駆動源３３３等から主に構成されて
いる。垂直駆動源３３４が駆動されると、垂直駆動棒３
３２がトレイ搬送ユニット３２０全体を垂直方向に移動
させ、これによってトレイ１が垂直移動を行うようにな
っている。尚、トレイ搬送ユニット３２０の垂直移動を
直線性よくガイドする不図示のリニアガイドが設けられ
ている。

【００２６】また、回収側直線移動機構３６及び回収側
トレイ搬送機構３７の構成も上述とほぼ同様である。但
し、後述するように、回収側トレイ搬送機構３７のコロ
回転駆動源３７８及び導入棒３７７は、搭載側トレイ搬
送機構３２のものよりも高い位置、具体的には復路搬送
ラインの高さの位置に設けられている。尚、図１に示す
往路搬送機構３４及び復路搬送機構３８は、具体的に示
されていないが、図５に示す搭載側トレイ搬送機構３２
とほぼ同様の構成である。但し、トレイ１を垂直移動さ
せることはないので、搭載側垂直移動機構３３のような
ものは設けられていない。

【００２７】次に、図６及び図７を使用して、トレイ１
への基板２の搭載動作について説明する。図６及び図７
には、片方の側の基板搬送ユニット６２０、トレイ搬送
ユニット３２０、搭載側受け板機構３１及び搭載側垂直
移動機構３３等が示されている。まず、搬入側基板搬送
系６によって基板２が基板搭載位置まで搬送される。こ
の際、搬入側第二基板搬送機構６２の基板搬送ユニット
６２０は、図６中に二点鎖線で示す位置に位置してい
る。不図示のセンサによって基板２が所定位置に達した
ことを検出すると、基板搬送ユニット６２０のコロ回転
駆動源６２８が停止し、基板２を停止させる。次に、搭
載側受け板機構３１が駆動され、一対の受け板ユニット
３１１，３１２（受け板ユニット３１２は図６及び図７
中不図示）が互いに接近する方向に移動し、図６に示す
ように、基板２の長辺方向の端部を支持する位置まで移
動して停止する。この際、各受け板３１１２，３１２２
は、基板搬送ユニット６２０の各搬送コロ６２１の間を
進入し、搬送コロ６２１にはぶつからないようになって
いる。

【００２８】次に、基板搬送ユニット６２０の直線駆動
源６２８が駆動され、一対の基板搬送ユニット６２０が
互いに遠ざかる向きに移動する。図６に示す片側の基板
搬送ユニット６２０は、実線で示す位置に位置する。こ
の状態では、基板２は、受け板３１１２，３１２２のみ
で支持された状態となっている。そして次に、搭載側垂
直移動機構３３が駆動され、下方の待機位置にあったト
レイ搬送ユニット３２０が上昇し、トレイ搬送ユニット
３２０上のトレイ１に基板２が載るか又はその僅か下方
の位置に達すると移動を停止する。この際、受け板３１
１２，３１２２は、前述したようにトレイ１に形成され
た受け板用凹部１１内に位置した状態となる。

【００２９】次に、搭載側受け板機構３１が再び駆動さ
れ、受け板ユニット３１１，３１２を互い遠ざかる向き
に移動させる。これによって、図７に示すように、基板
２はトレイ１上に完全に載った状態となり、受け板ユニ
ット３１１，３１２は、図７に示すように退避位置まで
移動して停止する。そして、搭載側垂直移動機構３３が
再び駆動され、トレイ搬送ユニット３２０を所定位置ま
で上昇させる。この所定位置とは、成膜の際の搬送ライ
ンである復路搬送ラインの高さの位置である。この位置
に達すると、図７中に示すように、トレイ搬送ユニット
３２０のプーリ駆動軸３２５が、着脱ジョイント３２６
を介して導入棒３２７に連結された状態となるようにな
っている。従って、トレイ搬送ユニット３２０がこの位
置に達した後、コロ回転駆動源３２８が駆動されて各搬
送コロ３２１が回転し、これによってトレイ１は往路搬
送ラインに沿って成膜チャンバー４２内を搬送されてい
くことになる。

【００３０】次に、図８を使用して、トレイ１からの基
板２の回収動作について説明する。図８は、図６及び図
７と同様に、片方の側の基板搬送ユニット６４０、回収
側受け板機構３５、回収側垂直移動機構３６及び回収側
トレイ搬送機構３７のトレイ搬送ユニット３７０を示し
ている。尚、図８に示す基板搬送ユニット６４０は、基
板回収位置に配設された搬出側第二基板搬送機構６４の
ものを示している。往路搬送ラインに沿ってトレイ１が
搬送されて成膜が完了すると、トレイ１は基板回収位置
に達して停止する。この停止動作は、不図示のセンサの
信号等によって行う。トレイ１が基板回収位置に達した
際には、トレイ搬送ユニット３７０は、図８中にＡで示
す往路搬送ラインの高さの位置に位置している。この状
態で、まず回収側垂直移動機構３６が動作し、トレイ搬
送ユニット３７０をＢの位置まで下降させる。このＢの
位置は、トレイ１上の基板２が、搬出側基板搬送系７の
基板搬送ラインの高さの位置になるような位置である。

【００３１】次に、回収側受け板機構３５が動作し、退
避位置にあった一対の受け板ユニット３５１，３５２
（受けユニット３５２は図８中不図示）を互いに接近す
る向きに移動させる。そして、受け板３５１２，３５２
２（受け板３５２２は図８中不図示）がトレイ１の受け
板用凹部１１に進入しながら基板２の長辺方向の端部を
支持する位置に達すると、受け板ユニット３５１，３５
２の移動は停止される。

【００３２】次に、回収側垂直移動機構３６が再び動作
し、トレイ搬送ユニット３７０をさらに下降させ、図８
にＣで示す下方の退避位置まで移動させて停止させる。
これによって、トレイ１は基板２を載置しない空の状態
となるとともに、基板２は受け板３５１２，３５２２の
上に載って受け板３５１２，３５２２のみで支持された
状態となる。

【００３３】そして次に、基板搬送ユニット３７０の直
線駆動源３７８が動作して一対の基板搬送ユニット３７
０が互いに接近する向きに移動し、先端の搬送コロ３７
１が基板２の長辺方向の端部の下方に達すると移動を停
止する。この状態で、回収側受け板機構３５が再び駆動
され、一対の受け板ユニット３５１，３５２が互いに遠
ざかる向きに移動し、当初の待機位置に復帰する。これ
によって、受け板３５１２，３５２２に支持されていた
基板２は、基板搬送ユニット６４０の搬送コロ６４１の
上に移る。この状態で、基板搬送ユニット６４０のコロ
回転駆動源６４８が駆動され、搬送コロ６４１は、成膜
チャンバー４２から基板搬出チャンバー４５へ基板２を
送る。

【００３４】基板２が基板搬出チャンバー４５まで送ら
れると、基板回収位置にある一対の基板搬送ユニット３
７０は互いに遠ざかる向きに移動し、当初の待機位置に
復帰する。そして、回収側垂直移動機構３６が再び駆動
され、トレイ搬送ユニット３７０を図８にＤで示す位置
まで上昇させる。このＤの位置は、往路搬送ラインより
も高い位置に設定された復路搬送ラインの位置である。
このＤの位置にトレイ搬送ユニット３７０が達すると、
図８に二点鎖線で示すように、プーリ駆動軸３７５と導
入棒３７７とが着脱ジョイント３７６によって連結され
た状態となる。従って、この状態でコロ回転駆動源３７
８が駆動されることにより、空のトレイ１は、復路搬送
ラインに沿って搬送されていくことになる。

【００３５】往路搬送ラインに沿って設けられた往路搬
送系３４及び復路搬送ラインに沿って設けられた復路搬
送系３８については、具体的に図示されていないが、図
５に示すトレイ搬送ユニット３２０と同様の構成が採用
されている。即ち、搬送ラインの両側に設けられた複数
の搬送コロをプーリ及びベルトからなる駆動機構によっ
て回転させて搬送する構成が採用されている。尚、往路
搬送系３４及び復路搬送系３８には、図５に示す搭載側
垂直移動機構３３のような構成は設けられていない。ま
た、基板搬入チャンバー４４への基板２の搬入及び基板
搬出チャンバー４５からの基板２の搬出については、不
図示の搬送ロボットを使用して行われるか、もしくは、
搬送コロを使用した搬送機構を別途配設して行われる。
場合によって、オペレーターが直接手で基板２を持って
行う場合もある。

【００３６】次に、本実施形態の別の特徴点である成膜
手段５及び加熱手段の構成について説明する。本実施形
態の装置は、真空蒸着によって成膜を行うよう構成され
ており、成膜手段５は、成膜チャンバー４２にゲートバ
ルブ４０を介して接続された蒸発源チャンバー５１と、
蒸発源チャンバー５１内に配設された蒸発源５２と、蒸
発源５２からの蒸気流を遮断するシャッタ５３等から主
に構成されている。成膜チャンバー４２の底面の中央に
は、図１に示すような大きな開口４２１が設けられてお
り、この開口４２１を通して蒸発材料を供給するように
蒸発源チャンバー５１が気密に接続されている。成膜チ
ャンバー４２内の蒸発源５２には、例えば電子ビーム加
熱方式又は抵抗加熱方式のるつぼが採用されており、内
部に収容した材料を加熱して蒸発させるようになってい
る。

【００３７】蒸発した材料は、蒸発源チャンバー５１か
ら成膜チャンバー４２に進入し、トレイ１上の基板２の
成膜面に達して所定の膜が作成される。本実施形態で
は、成膜面が下方を向いており、下方から成膜材料を到
達させている。この構成は、成膜チャンバー４２内に存
在する塵や埃、パーティクル等が成膜面に付着しづらく
し、膜の欠陥を生じにくくするという点に大きく貢献し
ている。次に、加熱手段は、成膜の際の基板２の温度を
所定温度まで高くして、成膜速度を上げたり、膜質を向
上させたりするためのものである。この加熱手段には、
本実施形態では、輻射加熱ランプ８が採用されており、
輻射加熱によって基板２を加熱するようになっている。
輻射加熱ランプ８は、棒状のものであり、搬送方向に直
角な方向に延びるようして搬送方向に複数並べて設けら
れるとともに、往路搬送ラインを挟んで蒸着チャンバー
５１と向かい合うようにして配設されている。

【００３８】上記加熱手段の構成によれば、基板２がト
レイ１に載せられて往路搬送ラインを搬送されてくる
と、上側に設けられた輻射加熱ランプ８によって基板２
及びトレイ１が加熱され、所定の高温になり、この状態
で成膜が行われる。そして、本実施形態の加熱手段の大
きな特徴は、復路搬送ラインに沿って搬送されるトレイ
１も、加熱手段によって加熱される点である。即ち、図
１に示すように、復路搬送ラインは、加熱手段である輻
射加熱ランプ８群のすぐ上側に設定されており、輻射加
熱ランプ８の直上をトレイ１が通過するようになってい
る。従って、復路搬送ラインに沿ってトレイ１が搬送さ
れる過程で、輻射加熱ランプ８によってトレイ１は加熱
される。尚、輻射加熱ランプ８群の上側を覆うようにし
て均熱板を配設し、輻射加熱ランプ８からの輻射線によ
って均熱板を加熱してこの均熱板からの輻射線によって
トレイ１を加熱するようにすると、広範な復路搬送ライ
ン上の場所で均一にトレイ１を加熱することができる。

【００３９】このような加熱手段によって、トレイ１は
基板２の搭載前に予め加熱されるようになっている。従
って、トレイ１に基板２を載せた後の加熱時間が短縮化
でき、温度均一性に優れた良質な成膜処理を高い生産性
で行うことができる。また、トレイ１は大気中に取り出
されず成膜室内で循環しているので、トレイ１の温度は
相当程度高い領域で小さな昇降を繰り返すことになり、
大気中に取り出して一旦常温にする従来に比べ、加熱の
エネルギー効率の格段に向上している。成膜の具体例に
ついて説明すると、例えばプラズマディスプレイ用のガ
ラス基板について、表面保護用の薄膜をＭｇＯを材料と
して作成することができる。膜厚は例えば５０００オン
グストローム程度である。この際のガラス基板の加熱温
度は、例えば２５０℃程度である。

【００４０】以上説明した本実施形態の装置の構成にお
いて、トレイ１は一枚の基板２を載置するものであった
が、二枚もしくはそれ以上の基板２を載置するようにし
てもよい。また、一つのトレイ１だけが循環する場合で
も、充分発明の効果が得られる。また、成膜手段５の構
成としては、前述した蒸発源チャンバー５１の構成に加
えて、基板２の近傍に所定のガスを供給する手段を付加
し、蒸発させた材料とガスとを反応させて所望の薄膜を
作成する場合があるし、高周波電力供給手段等を付加し
てガスにエネルギーを与えながら成膜する場合もある。

【００４１】さらに、蒸発源の構成としては、前述した
個体ソースとしてのるつぼの他、ガスソースや液体を加
熱蒸発させて供給する液体ソース等も使用できる。さら
に、蒸発源にイオンソースを使用してイオンビーム蒸着
を行ったり、分子線源を使用して分子線エピタキシャル
成長を行うようにすることも可能である。さらにまた、
真空蒸着以外の方式の成膜手段５を採用することも可能
である。例えば、成膜手段５として、スパッタリングカ
ソードとスパッタ用ガス導入手段を採用してスパッタリ
ングにより成膜する構成としたり、気相成長用の反応性
ガスを導入するガス導入手段と熱又は高周波電力等のエ
ネルギーを供給するエネルギー供給手段を採用して化学
的気相成長法（ＣＶＤ）により成膜する構成とすること
も可能である。

【００４２】また、上記実施形態の装置では、トレイ１
は一つの真空チャンバー即ち成膜チャンバー４２内のみ
で循環するよう構成されたが、成膜チャンバー４２の前
後に別の真空チャンバーを接続し、これら複数の真空チ
ャンバーにまたがって循環するよう構成してもよい。但
し、一つの真空チャンバー内を循環するようにすると、
トレイ搬送系の構成が簡略化される他、装置全体の小型
化にも貢献できる。尚、成膜手段５が配設された部分と
は反対側の部分に復路搬送ラインが設定され、成膜手段
５とは反対側の部分を回ってトレイ１が基板搭載位置に
復帰する本実施形態の構成は、復路搬送ラインに沿った
搬送系の構成が複雑にならず、装置全体がコンパクトに
できる効果があるが、これに限られるものではない。ま
た、加熱手段の構成としては、輻射加熱ランプ８以外の
輻射加熱手段（例えば、赤外線セラミックヒータ等）や
接触加熱を行う加熱手段等を使用することができる。加
熱手段が成膜中の基板２を加熱するとともに復路搬送ラ
インにあるトレイ１をも加熱する上記実施形態の構成
は、加熱手段を兼用しているので、装置が簡略化され、
コストが安くなるメリットがあるが、これに限られるも
のではない。

【００４３】さらに、トレイ搬送系の構成としては、水
平移動と水平な姿勢を保ったままの垂直移動とを組み合
わせた前述の構成の他、トレイ１の搬送方向を転換する
転換機構を採用して、トレイ１の基板載置面が常に搬送
方向に沿うようにして搬送する機構も考えられる。但
し、水平移動と水平な姿勢を保ったままの垂直移動とを
組み合わせた前述の構成は、搬送のための機構に要する
スペースが小さくでき、装置全体の大型化を抑制できる
メリットがある。

【００４４】また、基板搬入チャンバー４４と基板搬出
チャンバー４５を一つの真空チャンバーで兼用すること
も可能である。例えば、成膜チャンバー４２にゲートバ
ルブを介して気密に接続した真空チャンバー内に、基板
１を多数収容可能な基板カセットと搬送ロボットとを配
設し、搬送ロボットによって基板１を一枚ずつ基板カセ
ットから基板搭載位置に搬送するとともに、成膜が終わ
った基板１を一枚ずつ取り出して基板カセットに収容す
る構成が考えられる。本願の発明は、上述のように各種
の機構を使用しているが、これらの機構は、上記実施形
態の構成に限られるものではない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項１の発
明によれば、トレイへの基板の搭載及びトレイからの基
板の回収の動作の際に大気圧に開放されない真空チャン
バー内をトレイが循環するよう構成されているので、ト
レイが大気に触れて水分等を吸着することによる問題が
発生せず、良質な成膜処理を高い生産性で行うことがで
きる。また、請求項２の発明によれば、上記請求項１の
効果に加え、成膜の際にトレイが位置する場所を挟んで
成膜手段５とは反対側の位置を通過するようにしてトレ
イが基板搭載位置に戻るよう構成されているので、装置
の構成が簡略化されるというメリットがある。また、請
求項３の発明によれば、上記請求項１又は２の効果に加
え、水平移動と水平な姿勢を保ったままの垂直移動とを
組み合わせたトレイ搬送系の構成を採用しているので、
搬送のための機構に要するスペースが小さくでき、装置
全体の大型化を抑制できるメリットがある。また、請求
項４の発明によれば、上記請求項１、２又は３の効果に
加え、基板搭載位置までに戻るトレイ搬送ライン上にお
いてトレイを加熱する加熱手段が設けられているので、
基板２を加熱しながら処理する際の処理時間が短くでき
るとともに加熱のエネルギー効率も格段に向上する。ま
た、請求項５の発明によれば、上記請求項４の効果に加
え、加熱手段が成膜の際の加熱にも兼用されているの
で、加熱手段の構成が簡略化され、コスト的にもメリッ
トが大きい。また、請求項６の発明によれば、上記請求
項１、２、３、４又は５の効果に加え、成膜チャンバー
を構成する一つの真空チャンバーの内部でトレイが搬送
されるので、トレイ搬送系の構成が簡略化される他、装
置全体の小型化にも貢献できる。また、請求項７の発明
によれば、上記請求項１、２、３、４、５又はの６の効
果に加え、基板の成膜面が下方を向き、成膜材料を下方
から成膜面に到達させる成膜するので、成膜面への塵や
埃の付着が抑制され、成膜の質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態のトレイ搬送式インライン
成膜装置の構成を説明する正面概略図である。

【図２】図１の装置における搬入側基板搬送系の構成を
説明する斜視概略図である。

【図３】図１の装置におけるトレイの構成を説明する斜
視概略図である。

【図４】図１の装置においてトレイへの基板の受け渡し
を行う受け板機構の構成を説明する斜視概略図である。

【図５】図１の装置におけるトレイ搬送系を構成する搭
載側垂直移動機構及び搭載側トレイ搬送機構の構成を説
明する斜視概略図である。

【図６】図１の装置におけるトレイへの基板の搭載動作
を説明する側面概略図である。

【図７】図１の装置におけるトレイへの基板の搭載動作
を説明する側面概略図である。

【図８】図１の装置におけるトレイからの基板の回収動
作を説明する、側面概略図である。

【図９】従来のトレイ搬送式インライン式成膜装置の構
成を説明する正面断面概略図である。

【符号の説明】１トレイ２基板３１搭載側受け板機構３２搭載側トレイ搬送機構３３搭載側垂直移動機構３４往路搬送機構３５回収側受け板機構３６回収側垂直移動機構３７回収側トレイ搬送機構３８復路搬送機構４２成膜チャンバー４４基板搬入チャンバー４５基板搬出チャンバー５成膜手段６搬入側基板搬送系７搬出側基板搬送系８加熱手段としての輻射加熱ランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の表面に所定の薄膜を作成する成膜
手段を備えた成膜チャンバーと、大気側から成膜チャン
バーに基板を搬入する際に基板が一時的に配置される基
板搬入チャンバーと、成膜された基板を大気側に搬出す
る際に基板が一時的に配置される基板搬出チャンバーと
を含む複数の真空チャンバーを基板の搬送の方向に沿っ
て縦設し、基板を水平に載せたトレイを搬送ラインに沿
って搬送して成膜を行うトレイ搬送式インライン成膜装
置であって、トレイへの基板の搭載及びトレイからの基板の回収の動
作の際に大気に開放されない前記成膜チャンバー又は成
膜チャンバーを含む複数の真空チャンバー内を通過する
ようにして一つ又は複数のトレイを無終端状のトレイ搬
送ラインに沿って循環させて搬送するトレイ搬送系と、
トレイ搬送ライン上の基板搭載位置に基板搬入チャンバ
ーから基板を搬送する搬入側基板搬送系と、トレイ搬送
ライン上の基板回収位置から基板搬出チャンバーまで基
板を搬送する搬出側基板搬送系とを具備し、基板搭載位
置で基板がトレイに搭載されて基板回収位置まで搬送さ
れる間に当該トレイは前記成膜チャンバー中に位置して
基板が成膜されるとともに、当該トレイは基板回収位置
で基板が回収された後に基板搭載位置まで戻るよう構成
されていることを特徴とするトレイ搬送式インライン成
膜装置。
【請求項２】前記トレイ搬送系は、基板回収位置から
基板搭載位置までトレイを戻す際に、成膜の際にトレイ
が位置する場所を挟んで成膜手段とは反対側の位置を通
過するようにしてトレイを戻すよう構成されていること
を特徴とする請求項１記載のトレイ搬送式インライン成
膜装置。
【請求項３】前記トレイ搬送系は、基板搭載位置から
基板回収位置までトレイを水平な姿勢のまま移動させる
往路側水平移動機構と、基板回収位置においてトレイを
水平な姿勢のまま上方又は下方に移動させる回収側垂直
移動機構と、基板回収位置から基板搭載位置までトレイ
を水平な姿勢のまま移動させる復路側水平移動機構と、
基板搭載位置においてトレイを水平な姿勢のまま下方又
は上方に移動させる搭載側垂直移動機構とから構成され
ていることを特徴とする請求項１又は２記載のトレイ搬
送式インライン成膜装置。
【請求項４】前記基板回収位置から前記基板搭載位置
までに戻るトレイ搬送ライン上においてトレイを加熱す
る加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項
１、２又は３記載のトレイ搬送式インライン成膜装置。
【請求項５】前記加熱手段は、成膜が行われる位置の
トレイに対しても加熱が行えるよう構成されていること
を特徴とする請求項４記載のトレイ搬送式インライン成
膜装置。
【請求項６】前記トレイ搬送系は、成膜チャンバーを
構成する一つの真空チャンバーの内部でトレイを搬送す
るよう構成されていることを特徴とする請求項１、２、
３、４又は５記載のトレイ搬送式インライン成膜装置。
【請求項７】前記トレイは、基板の成膜する領域の形
状に応じた開口を有して成膜面を下方に向けて基板を載
せることが可能になっており、前記成膜手段は、このト
レイの開口を通して成膜材料を下方から基板の表面に到
達させることが可能に構成されていることを特徴とする
請求項１、２、３、４、５又は６記載のトレイ搬送式イ
ンライン成膜装置。