KR20070011536A - 진공 처리 장치 - Google Patents

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KR20070011536A
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시바우라 메카트로닉스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 진공 처리 장치에 관한 것으로서, 진공으로 배기 가능한 챔버(11, 21) 내에 피처리물의 반송로를 형성하는 회전 반송 테이블(15, 25)과 회전 반송 테이블의 회전축을 중심으로 하는 원주를 따라서 배치되어 반송되는 상기 피처리물에 막을 퇴적하는 성막실(12, 22)을 구비하는 성막 처리부(10, 20)를 복수개 구비하고, 이들 성막 처리부를 챔버사이의 진공 공간을 공통으로 하도록 연결하여 성막 처리부 사이에서 처리되는 피처리물을 진공 중에서 상호 수수하는 연결부(30)를 구비하고, 성막 처리부 중 어느 하나 또는 연결부에 로드록 기구(14)를 설치하여 여러 가지 종류, 두께의 막을 효율적으로 신뢰성 높게 적층하고, 처리 공정의 증가, 복잡화에 따른 성막실 수의 증가에 의해 장치가 대형이 되는 것을 억제시켜 제조 장치의 소형화를 도모하고, 이에 의해 다양한 생산 공정에 대응 가능한 진공 처리 장치를 얻는 것을 특징으로 한다.

Description

진공 처리 장치{VACUUM PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 광디스크나 광학부품 등의 기판에 다층막을 연속적으로 퇴적하는 진공 처리 장치에 관한 것이다.
최근, CD(Compact Disk)나 DVD(Digital Versatile Disk) 등의 광디스크가 다양화되고, 판독 전용의 정보 매체로 또 기록 가능한 광정보 매체로서의 유용성이 높아지고 있다. 디스크 기판의 재료로서 성형 수축률이나 팽창 계수가 낮은 합성수지, 대표적으로는 폴리카보네이트가 이용되고, 판독 전용 디스크의 경우는 기판면에 정보를 피트열로 형성시키고, 기록 가능한 디스크의 경우는 기판면에 레이저용 트랙이 되는 안내 홈을 형성시켜 그 면 위에 기록층을 포함하는 다층막을 퇴적시켜 구성한다.
도 11은 기록 가능한 광디스크의 구조의 일례를 나타내며, 투명한 0.6mm 두께의 폴리카보네이트 기판(101)의 한쪽 면에 광헤드의 레이저광을 안내하는 안내홈(101a)이 형성되고, 그 면 위에 차례로 제 1 유전체층(102), 상변화 기록층(103), 제 2 유전체층(104) 및 반사층(105)이 퇴적되고, 또한 UV 경화 오버코트층(106)이 도포되어 있다. 또한, 이 다층막 기판을 적층 접착층(107)을 통해 다른 0.6mm 두께의 폴리카보네이트 기판(110)을 적층함으로써 약 1.2mm 두께의 광디스크 가 얻어진다.
디스크로 기록하는 정보량의 증대 때문에 기록 정보의 고밀도화, 판독 속도의 고속화를 위한 확실한 판독을 가능하게 하는 막 구조가 요구되고 있다(일본 공개특허공보 2001-209974호). 이와 같은 요구에 따르기 위해, 다층막의 층수를 증가시키거나 막 두께를 미세하게 조절하는 등, 막을 형성하는 장치에 대해 더욱 성능 향상을 도모하는 것이 요구되고 있다.
예를 들면 도 12는 DVD-RAM형의 층 구조를 나타내며, 디스크 기판(201)의 그루브(201a)를 형성한 표면에 차례로 제 1 유전체막층(202), 제 1 계면층(203), 상변화 기록층(204), 제 2 계면층(205), 제 2 유전체막층(206), 열완충층(207), 반사층(208), 오버코트층(209), 접착층(210) 및 커버로 되는 폴리카보네이트 디스크 기판(211)이 적층 형성되어 있다. 이들 중 제 1 보호층(202)으로부터 반사층(208)까지가 한개의 진공 처리 장치 중에서 일괄하여 퇴적되지만, 다층막의 층수의 증가에 따라서 각 층을 퇴적하는 성막실 수를 증가시키지 않으면 안된다.
도 13은 종래의 다층막 형성용 진공 처리 장치의 일례를 도시한 것이다. 진공으로 유지 가능한 챔버(120)로 로드록 기구(121)가 설치되고, 또한 챔버 내에서 원주를 따르도록 제 1 내지 제 8 성막실(122a~122g)이 로드록 기구(121)를 포함하여 원주의 45도 간격으로 위치하도록 배치되어 있다. 챔버(120)의 중앙에 기판을 반송하는 아암을 갖는 회전 테이블(123)이 배치되고, 배기구를 구비한 축(124)에 의해 수평면에서 간헐적으로 회전한다. 로드록 기구(121)로부터 반입된 디스크 기판은 제 1 성막실(122a)로 이송되고, 스퍼터링(sputtering)에 의해 막(202)이 퇴적 된다. 계속해서 제 2 성막실(122b) 이하, 차례로 이송되어 다층막이 퇴적되고 로드록 기구(121)로 복귀하여 챔버(120)로부터 외부로 반출된다. 반출된 다층막 형성 기판에 오버코트층(209)이 도포되고, 적층 접착층(210)을 통해 다른 0.6mm 두께의 폴리카보네이트 기판(211)을 적층시킴으로써 광디스크가 얻어진다. 이상에서 다층막 형성 택트(tact)는 성막에서 가장 시간을 요하는 성막실에 의해 제한된다.
일반적인 진공 처리 장치는 챔버 내에 배치한 회전 테이블상에 피처리물인 디스크 기판을 탑재하고, 원주상에 간격을 두고 배치한 성막실로 이송되어 성막을 겹쳐지게 하는 것이지만, 다층막 수가 증가함에 따라 성막실의 수를 증가시키므로 원주의 반경이 증대한다. 이 때문에 반송 테이블을 내장하는 챔버의 크기가 확대되어 배기 용량이 현저히 증가하고, 진공으로 배기하는 배기계의 용량도 필요 이상으로 증가하게 되어 대형화된다. 이와 마찬가지로 회전 테이블상의 피처리물의 반송 원주가 확장되고, 택트의 단축을 위한 테이블의 고속화 시에 피처리물에 가해지는 원심력을 무시할 수 없게 된다. 또한, 회전 테이블의 간헐 구동 제어가 복잡해진다.
(발명의 개시)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
종래의 진공 처리 장치에서는 진공 반송 공간 중에서 수평 회전 간헐 반송하고, 일련의 성막 처리를 하는 장치에서 성막 처리실의 수를 증가시키려고 하면 대형으로 된다. 또한, 다양한 막 구조에 대처하기 위해 성막 수가 적은 다층막을 제작할 경우는 쓸모없는 처리실이 된다. 또한, 복수대의 처리 장치를 나열하여 성막하는 것도 고려할 수 있지만 처리 중에 피처리물은 진공 공간으로부터 대기 중으로 취출되므로 제품 품질을 안정적으로 얻기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 여러 가지 종류, 두께의 막을 효율적이고 신뢰성 높게 적층할 수 있고, 또한 처리 공정의 증가, 복잡화에 따른 성막실 수의 증가에 의해 장치가 대형화되는 것을 억제시켜 제조 장치의 소형화를 도모하고, 다양한 생산 공정에 대응 가능한 진공 처리 장치를 얻는 것이다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명의 일 태양에 의하면 진공 상태로 배기 가능한 제 1 챔버와, 상기 제 1 챔버 내에 배치되고, 피처리물을 탑재하는 복수의 서셉터를 일정한 각도 간격으로 구비하여 상기 피처리물의 반송로를 형성하는 제 1 회전 반송 테이블과, 상기 제 1 챔버 내에 상기 회전 반송 테이블의 회전축을 중심으로 하는 원주를 따라서 배치되어 상기 회전 반송 테이블에 의해 반송되는 상기 피처리물에 다층으로 막을 퇴적하는 복수의 성막실을 구비한 제 1 성막 처리부와,
진공 상태로 배기 가능한 제 2 챔버와, 상기 제 2 챔버 내에 배치되고, 피처리물을 탑재하는 복수의 서셉터를 일정한 각도 간격으로 구비하여 상기 피처리물의 반송로를 형성하는 제 2 회전 반송 테이블과, 상기 제 2 챔버 내에 상기 제 2 회전 반송 테이블의 회전축을 중심으로 하는 원주를 따라서 배치되어 상기 제 2 회전 반송 테이블에 의해 반송되는 상기 피처리물에 막을 퇴적하는 적어도 1 개의 성막실을 구비하는 제 2 성막 처리부와,
상기 제 1 성막 처리부와 상기 제 2 성막 처리부를 연결하고, 이들 제 1 및 제 2 성막 처리부에서 처리되는 피처리물을 교대로 주고 받는 연결부와,
상기 제 1 성막 처리부, 상기 제 2 성막 처리부 및 상기 연결부 중 어느 하나에 설치되고, 상기 피처리물을 상기 챔버의 내외로 진공 상태를 유지하면서 반출입하는 로드록 기구를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 처리장치에 있다.
또한, 상기 제 1 성막실과 상기 제 2 성막실의 수를 다르게 할 수 있다.
또한, 필요하게 되는 성막 처리실 수에 따라서 상기 2 개의 성막 처리부를 연결하여 일련의 처리를 실시하거나, 상기 2 개의 성막 처리부에서 동일 처리를 병행하여 제어를 실시할 수 있다.
또한, 상기 제 1 성막 처리부와 상기 제 2 성막 처리부는 각각의 성막실 사이에 피처리물을 냉각하는 냉각실을 배치할 수 있다.
또한, 상기 로드록 기구가 상기 제 1 성막 처리부에 배치되고, 상기 로드록 기구로부터 상기 제 1 챔버로 반입된 피처리물은 상기 제 1 회전 테이블에 의해 반송되어 상기 제 1 성막실에서 성막되고, 상기 연결부로 이송되어 상기 연결부로부터 상기 제 2 성막 처리부의 제 2 챔버의 상기 제 2 회전 테이블에 의해 반송되어 상기 제 2 성막실에서 성막되고, 성막된 피처리물은 상기 연결부를 통해 상기 제 1 회전 테이블로 반송되어 상기 제 1 성막실에서 성막되어 상기 로드록 기구로부터 취출되도록 제어하는 가동 제어부를 구비할 수 있다.
상기 로드록 기구가 상기 연결부에 설치되고, 상기 연결부는 상기 피처리물의 수수(授受) 기구를 구비하고, 상기 수수 기구는 상기 로드록 기구를 겸할 수 있다.
상기 연결부는 상기 제 1 성막 처리부와 상기 제 2 성막 처리부에 피처리물을 수수하는 포지션을 갖고, 적어도 한쪽의 수수 포지션이 냉각실을 겸할 수 있다. 또한, 상기 제 1 성막 처리부 및 상기 제 2 성막 처리부 중 적어도 한쪽에 제 3 성막 처리부가 연결되고,
상기 제 3 성막 처리부는 진공 상태로 배기 가능한 제 3 챔버와, 상기 제 3 챔버 내에 배치되고, 피처리물을 탑재하는 복수의 서셉터를 일정한 각도 간격으로 구비하여 상기 피처리물의 반송로를 형성하는 제 3 회전 반송 테이블과, 상기 제 3 챔버 내에 상기 회전 반송 테이블의 회전축을 중심으로 하는 원주를 따라서 배치되어 상기 회전 반송 테이블에 의해 반송되는 상기 피처리물에 막을 퇴적하는 제 3 성막실이 배치된다.
(발명의 효과)
본 발명은 여러 가지 종류, 두께의 막을 효율적으로 신뢰성 높게 적층할 수 있다. 또한, 처리 공정의 증가, 복잡화에 따른 성막실 수의 증가에 따라 장치가 대형화되는 것을 억제시켜 제조 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 이에 의해 다양한 생산 공정에 대응 가능한 진공 처리 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서 진공이라는 것은 대기보다도 감압된 상태를 의미하고, 진공 처리라는 것은 감압하에서 스퍼터 성막 등의 처리를 실시하는 것을 의미하고 있다.
이하, 도면에 의해 본 발명의 실시형태를 설명한다. 본 발명은 진공 상태로 배기 가능한 챔버 내에 반송 테이블, 성막실을 구비한 복수의 성막 처리부를 연결하고, 1 개의 피처리물을 이들 성막 처리부로 반송하여 연속 공정으로 다층으로 성막하는 진공 처리 장치이며, 실시형태에 의해 상세히 설명한다.
(실시형태 1)
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시형태를 도시한 것이다. 도 1에 도시한 바와 같이 진공으로 배기 가능한 메인 챔버(1)는 본체(2)와 상부 덮개체(3)에 의해 수평 방향으로 얕게 연장되는 기타 형상(guitar-shaped) 진공실(4)을 형성하고 있다. 상기 한쪽의 팽창부(swelled portion)를 구성하는 제 1 챔버(11)에 제 1 성막 처리부(10)를 구획하고, 다른 팽창부를 구성하는 제 2 챔버(21)에 제 2 성막 처리부(20)를 구획하고, 기타 형상 넥 부분에 제 1 성막 처리부(10)와 제 2 성막 처리부(20)를 연결하고, 제 1 및 제 2 챔버 사이를 공통의 진공 공간으로 형성하는 연결부(30)를 구획한다. 진공도는 성막실의 최적 방전 조건에 맞추는 것이 바람직하며, 예를 들면 10-1Pa 정도로 한다.
제 1 성막 처리부(10)는 제 1 챔버(11)의 중앙 부근을 중심으로 하는 소정 반경(r1)의 원주(c1)상에 4 개의 성막실(12a, 12b, 12c, 12d) 중심이 위치하도록 구비되고, 이들 성막실 사이의 4군데를 실간(室間) 포지션으로 한다. 이 중 성막실(12a, 12b) 사이에 냉각실(13a)이 배치되고, 성막실(12c, 12d) 사이에 냉각 실(13b)이 배치되어 있다. 또한, 성막실(12d, 12a) 사이에 로드록 기구(14)가 배치되고, 성막실(12b, 12c) 사이에 연결부(30)의 제 1 수수 포지션(31)이 배치되어 있다. 로드록 기구의 로드록실(14a)과 제 1 수수 포지션(31)은 제 1 챔버(11)의 중심에 대해 대향하는 위치에서 메인 챔버 본체(1)를 도시 상하로 나누는 선 대칭 위치로 배치되어 있다. 이 로드록실(14a)은 냉각실을 겸할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이 제 1 챔버(11)의 중심에 예를 들면 화살표 방향으로 회전하는 회전축을 갖는 반송 회전 테이블(15)이 설치되어 있다. 회전 테이블은 상기 성막실, 냉각실, 로드록실 및 수수 포지션에 대응하는 원주를 8등분하는 45도 간격으로 원주(c1)에 중심이 오도록 서셉터(16)를 배치하고 있다. 서셉터(16)는 마스크(51, 52)를 포함하는 피처리물인 디스크 기판(50)을 탑재하여 각 포지션에 반송하고, 또한 성막실 및 냉각실의 개구부를 막아 기밀 유지 가능한 덮개체로서 기능하는 것으로 서셉터 기체(16a)와 그 위에 피처리물을 탑재하는 홀더(16b)를 배치한 구조이다.
이들 서셉터(16)는 반송 회전 테이블(15)의 테이블판(15a)의 원주를 따라서 설치되어 있는 서셉터 수용 구멍(15b)에 상하 이동 가능하게 장착된다. 제 1 챔버의 각 포지션에 대응하는 챔버 하부(2)에 푸셔(17)라고 칭해진 서셉터 밀어올림 기구가 장착되고, 푸셔 피스톤(17a)이 도시한 화살표와 같이 위쪽으로 구동되면 그 위치에 도래한 서셉터(16)가 밀어 올려져 도 2에서는 성막실(12b)과 로드록실(14a)의 개구부를 밀봉한다.
실제 장치의 가동에서는 푸셔에 의해 냉각실 포지션을 포함하는 전체 8 개의 서셉터가 동기하여 동시에 밀어 올려진다. 태스크 종료와 함께 푸셔가 하강하여 서셉터(16)는 스프링(16c)에 의해 테이블판(15a)상으로 복귀하여 테이블은 45도만 간헐 회전하여 다음 포지션에 서셉터를 이동시킨다. 다음 포지션에서 다시 푸셔(17)가 구동되어 처리가 이루어지게 된다.
챔버의 배기는 반송 회전 테이블의 회전축(15c)에 형성된 배기로(15d)에 연결된 외부 배기 펌프(도시하지 않음)로 실시된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 피처리물의 디스크 기판(50)은 DVD 디스크의 경우는 직경 120φ, 두께 0.6mm의 합성수지, 즉 폴리카보네이트의 디스크로 형성되고, 중앙부에 구멍이 있고, 중앙부 부근과 둘레 테두리부는 막 형성을 실행하지 않는다. 이 때문에 중앙부에 디스크 형상 센터 마스크(51), 둘레 테두리부에 링형상 아우터 마스크(52)를 장착한 상태로 일체로 반송되어 성막된다. 양 마스크는 자성체로 형성되고, 센터 마스크의 하부는 기계적 스토퍼(53)를 구비하여 디스크 구멍에 삽입되어 디스크를 이 스토퍼로 유지하고 있다. 따라서, 센터 마스크를 전자 척으로 승강시키면 디스크도 동시에 승강된다.
성막실(12(12a~12d))은 반입된 디스크 기판상에 스퍼터링에 의해 피막을 퇴적한다. 스퍼터링은 타겟(121)측의 전극과 디스크 기판측 근방에 배치한 전극 사이에 직류 또는 교류의 전압을 인가하여 성막실 내에 글로우 방전을 발생시켜 생성된 이온을 타겟에 충돌시킴으로써 미세한 타겟 물질을 산란시켜 디스크 기판에 퇴적시켜 형성하는 것이다.
냉각실(13(13a, 13b))은 실내에 냉각 플레이트를 배치하여 반입되는 디스크 기판과 대치시키고, 냉매 가스를 도입하여 디스크 기판의 열을 냉각 플레이트측으로 전열하여 냉각하는 구조체를 갖고 있다. 전(前) 공정의 성막실의 스퍼터링으로 디스크 기판이 가열되어 승온되면 진공 중에서는 냉각이 매우 어렵다. 이 때문에 진공 연속 처리의 성막 공정 사이에 진공 냉각 공정을 편입함으로써 다음 공정의 성막을 원하는 디스크 기판 온도에서 실시할 수 있도록 하고 있다.
로드록 기구(14)는 대기 중에 있는 디스크 기판을 진공 챔버 내에 진공을 파괴하지 않고 반출입시키는 기구이고, 회전 가능한 픽앤드플레이스 아암(pick-and-place-arm)(14b)의 양 단부에 로드록 상부 덮개(14c1, 14c2)를 설치하여 교대로 로드록실(14a)과 외부 컨베이어 사이를 반송한다. 처리되는 디스크 기판(50)을 전자 척(14d)을 이용해 이송해 온 로드록 상부 덮개(14c2)가 로드록의 외부 개구부(14a1)를 기밀하게 밀봉하면, 푸셔(17)에 의해 밀어 올려진 서셉터(16)가 로드록 내측 개구부(14a2)을 밀봉하고 동시에 마스크 부착 디스크 기판(50)을 수취한다. 로드록실(14a)이 부속 배기계(도시하지 않음)에 의해 배기되어 챔버 내의 진공도와 동일한 정도의 진공도가 되면 푸셔가 하강하여 로드록실(14a)은 챔버 측으로 개구되고, 미처리의 디스크 기판(50)이 반송 회전 기판(15)에 올려진다.
최종 성막실(12d)에서 다층막을 퇴적한 처리 완료된 디스크 기판(50)은 회전 테이블에 의해 로드록실(14a) 포지션으로 반송된다. 이 포지션의 푸셔(17)가 디스크 기판(50)을 탑재한 서셉터(16)를 밀어 올려 서셉터를 로드록실의 내측 개구부(14a2)로 기밀 밀착시키면 동시에 상부 덮개(14c2)로 마스크 부착 디스크 기판이 전자 척된다. 이 상태에서 로드록실(14a)이 부속 배기계에 의해 대기압으로 리크되면 상부 덮개(14c2)가 해제되고 아암(14b)에 의해 승강되어져 컨베이어 위치로 이송된다. 동시에 다른쪽 상부 덮개(14c1)가 마스크를 장착한 새로운 미처리 디스크(50)를 로드록실(14a)로 외측 개구부(14a1)로부터 운반하여 로드록실을 대기로부터 밀봉한다. 이하, 상기 공정으로 제 1 성막실(12a)로 반송된다.
제 2 성막 처리부(20)는 제 1 성막 처리부(10)와 로드록실을 구비하지 않은 점을 제외하고 동일한 구조체를 갖고 있다. 원형 팽창부로 형성된 제 2 챔버(21)의 거의 중앙부를 중심으로 한 소정 반경(r2)의 원주를 따라서 4개의 성막실(22a~22d)과 3 개의 냉각실(23a~23c)을 교대로 배치하고, 제 1 성막실(22a)과 제 4 성막실(22d) 사이의 냉각 포지션 위치에 연결부(30)의 제 2 수수 포지션(32)을 배치한 구조이다. 챔버 내에 챔버 중앙에 회전축을 갖는 반송 회전 테이블(25)(도 3)을 배치하고, 수수 포지션(32)으로 반송되어 온 디스크 기판을 각 성막실(22a~22d)로 반송한다. 즉, 성막실(22a), 냉각실(23a), 성막실(22b), 냉각실(23b), 성막실(22c), 냉각실(23c), 성막실(22d)로 차례로 순회하여 성막한 후, 다시 수수 포지션(32)으로 운반하여 연결부(30)를 통해 제 1 성막 처리부(10)측의 제 1 수수 포지션으로 복귀한다.
또한 챔버의 배기는 제 1 성막 처리부의 배기계와 공동으로 반송 회전 테이블의 회전축(도시하지 않음)에 형성된 배기로에 연결된 외부 배기 펌프(도시하지 않음)로 실시된다.
연결부(30)는 제 1 챔버(11)와 제 2 챔버(21)로부터 연속되는 챔버 벽(33)으 로 둘러싸인 챔버의 연결 공간에 의해 양 챔버(11, 21)의 진공 공간을 공통으로 연결한다. 연결부(30)는 제 1 성막 처리부(10)측에 제 1 수수 포지션(31)과 제 2 성막 처리부측(20)에 제 2 수수 포지션(32)을 구비하여 그 사이에 수수 기구(34)(도 3)가 배치된다. 수수 기구는 중앙부에 회전축(35)을 갖는 픽앤드플레이스 아암(36)과 그 양측에 설치된 전자 척(37)으로 이루어지고, 회전축에 연결된 모터(38)에 의해 아암(36)을 회전 제어한다. 전자 척(37)은 센터 마스크용(371)과 아우터 마스크용(372)으로 이루어지며, 센터 마스크 위치는 원주(c3)가 되고, 회전 테이블(15, 25)의 원주(c1, c2)에 접해 있다.
제 1 챔버(11)측의 수수 포지션(31)에 설치된 푸셔(171)를 구동하고, 제 1 회전 테이블(15)측의 한쪽 척(37A)에 마스크 부착 디스크 기판(501)이 흡착된다. 동시에 제 2 챔버(21)측의 제 2 수수 포지션(32)의 푸셔(172)가 작동하여 제 2 챔버측 서셉터(26)가 밀어 올려져 마스크 부착 기판(502)이 다른쪽 전자 척(37B)에 흡착된다. 양 기판이 아암(36)측에 흡착되면 양 푸셔는 아래쪽으로 수축되어 각각의 서셉터는 회전 테이블상으로 복귀된다. 계속해서 아암(36)이 180도 회전하여 기판(501)과 기판(502)이 배치되어 있는 포지션 위치를 바꾼다. 다시 푸셔(171, 172)가 작동되고 상승하여 각 서셉터를 밀어 올려 상기 바꾼 디스크 기판에 접촉시키고, 한편, 전자 척의 작동을 정지시킴으로써 각각의 마스크 기판이 서셉터에 탑재된다. 이 동작의 반복에 의해 진공 중에서 연속적으로 양 챔버들의 기판의 전환이 용이하게 이루어진다.
이상과 같이 본 실시형태의 진공 처리장치는 4 개의 성막실, 2 개의 냉각실, 및 1 개의 로드록실을 구비한 제 1 성막 처리부(10)와 4 개의 성막실, 3 개의 냉각실을 구비한 제 2 성막 처리부(20)를 구비하고, 양 처리부를 연결부로 공통 진공 공간으로 연결한 구조체가 얻어진다.
다층 성막을 2 개의 성막 처리부에서 연속 형성함으로써 장치 전체를 콤팩트화할 수 있다. 회전 테이블을 이용한 진공 연속막 형성에 있어서 성막 포지션이나 냉각 포지션을 증가시키면 회전 테이블 반경은 포지션 수에 따라서 비례적으로 확대되고, 챔버 용적은 그의 약 제곱으로 증가한다. 본 실시형태는 연결부의 공간을 약간 증가시키는 것만으로 진공 공간을 최소한으로 억제할 수 있고, 배기 효율을 높일 수 있다. 또한, 반송 회전 테이블의 직경이 작아져 구동 모터의 제어를 용이하게 하고, 신속한 간헐 회전을 가능하게 한다.
계속해서 도 12에 도시한 다층막을 구비한 광디스크를 제조하는 경우의 본 실시형태의 장치의 가동에 대해 도 5를 이용하여 설명한다.
다층막은 7층이지만 제 1 유전체막(202)은 ZnS-SiO2 등의 절연물 재료만으로도 다른 층에 비해 두께가 필요하므로 2 개의 성막실을 이용하여 분담하여 성막한다. 분담 성막에 의해 택트를 단축할 수 있다.
진공 처리 장치의 각 성막 처리부 및 연결부는 가동 제어부(60)에 의해 일괄 제어된다.
(1) 제 1 성막 처리부(10)
1-1 로드록 기구(14)-스탬퍼기로 성형된 그루브 부착 폴리카보네이트 기판을 마스크를 부착하여 로드록실(14a)로 반입한다.
1-2 제 1 성막실(1(12a))-반입 기판에 제 1 유전체막의 일부를 스퍼터링 성막한다.
1-3 냉각실(13a)-제 1 성막실(1)로부터 취출된 기판을 냉각한다.
1-4 제 1 성막실(2(12b))-반입 기판에 제 1 유전체막의 나머지의 일부를 스퍼터링 하여 소정 두께로 성막한다.
1-5 제 1 수수 포지션으로 제 1 유전체막층이 성막된 기판을 옮긴다.
1-6 제 1 수수 포지션에서 제 2 성막실(4)에서 제 2 유전체막층이 성막된 다층 기판을 제 1 성막실(3)로 반송한다.
1-7 제 1 성막실(3)(12c)-반송된 기판에 열완충층을 스퍼터링 성막한다.
1-8 냉각실(13b)-제 1 성막실(3)로부터 취출된 기판을 냉각한다.
1-9 제 1 성막실(4)(12d)-반송된 기판에 금속 반사층을 스퍼터링 성막한다.
1-10 제 1 성막실(4)로부터 취출된 기판을 로드록실(14a)로 운반한다.
1-11 로드록실(14a)로부터 다층 성막된 기판을 취출한다.
(2) 연결부(30)
2-1 제 1 수수 포지션(31)으로 반송된 기판을 제 2 수수 포지션(32)으로 바꿔 옮긴다(?).
2-2 동시에 2 수수 포지션(32)으로 반송된 기판을 제 1 수수 포지션(31)으 로 바꿔 옮긴다.
(3) 제 2 성막 처리부(20)
3-1 제 2 수수 포지션에 반입된 기판을 제 2 성막실(1)로 반송한다.
3-2 제 2 성막실(1)(22a)-반송된 기판에 제 1 계면층을 스퍼터링 성막한다.
3-3 냉각실(23a)-제 2 성막실(1)로부터 취출된 기판을 냉각한다.
3-4 제 2 성막실(2)(22b)-반송된 기판에 기록층을 스퍼터링 성막한다.
3-5 냉각실(23b)-제 2 성막실(2)로부터 취출된 기판을 냉각한다.
3-6 제 2 성막실(3)(22c)-반송된 기판에 제 2 계면층을 스퍼터링 성막한다.
3-7 냉각실(23c)-제 2 성막실(3)로부터 취출된 기판을 냉각한다.
3-8 제 2 성막실(4)(22d)-반송된 기판에 제 2 유전체막층을 스퍼터링 성막한다.
3-9 성막된 기판을 제 2 수수 포지션으로 반송한다.
1장의 디스크 기판의 제조 과정은 제 1 성막 처리부(10)의 공정(1-6)~(1-11)이 제 2 성막 처리부(20)의 처리 공정의 후공정이 된다.
또한, 본 실시형태에서 제 1 성막 처리부와 제 2 성막 처리부의 회전 테이블의 회전 방향을 동일 방향으로 하고 있지만, 상술한 회전 방향은 각 성막 처리부에 대해 상호 자유롭고, 피처리물에 따라서 설정할 수 있다. 또한, 각 서셉터의 동작도 개별로 제어하여 필요한 처리를 실시할 수 있다.
본 실시형태에 의하면 소형화된 장치 내에 성막실과 냉각실의 조합 등 많은 스텝을 설치할 수 있으므로, 매엽식(sheet-fed system)으로 처리되는 다층막 기판 을 다양한 조건으로 처리할 수 있고, 막두께의 균일성, 막 품질의 균질성을 높여 고품질의 다층막 기판을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태의 구성에 의하면, 다양한 생산 공정의 변화에 대응할 수 있다.
도 11에 도시한 CD-R4층 구성의 다층막의 제조에 대해서는, 제 1 성막 처리부(10)만을 가동시켜 성막하거나 제 1 및 제 2의 2 개의 성막 처리부에서 동일한 성막 처리를 병행하여 가동시켜 성막할 수도 있다. 또한, 다층막의 종류에 따라서 한쪽의 성막 처리부를 2번 회전시킬 수 있다.
이와 같이 광디스크의 품종에 대응하여 유연하게 공정의 전환이 가능해지고, 필요없는 성막실 없이 생산할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태는 도 6에 도시한 바와 같이, 제 1 성막 처리부(10)와 제 2 성막 처리부(20)의 배치는 실시형태 1과 동일하지만, 제 2 성막 처리부(20)에서의 성막실 수는 실시형태 1과 달리 3 개(22a~22c)로 하고, 냉각실을 2개(23a, 23b)로 하고 있다. 다른 부분은 동일하며, 동일 부분은 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 광디스크의 다양한 품종에 대응하여 제 1 성막 처리부(10)에 비해 제 2 성막 처리부(20)의 성막실 수를 줄임으로써 챔버 용적을 필요최소한으로 설정할 수 있고, 또한 콤팩트화, 설치 면적의 축소, 제어의 용이성을 높일 수 있다. 또한 수수 포지션(31, 32)의 적어도 한쪽에 냉각실을 겸하게 할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태는 도 7에 도시한 바와 같이, 제 1 성막 처리부(10)와 제 2 성막 처리부(20)의 배치는 실시형태 1과 동일하지만, 로드록 기구(14A)를 실시형태 1의 냉각실(13a)의 위치에 배치하고, 실시형태 1의 로드록 기구(14A)의 포지션에 냉각실(13c)을 설치한 구성이다. 다른 부분은 동일하며, 동일 부분은 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 본 실시형태에서도 실시형태 1과 동일하게 동작시킬 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태는 도 8에 도시한 바와 같이, 제 1 성막 처리부(10)와 제 2 성막 처리부(20)의 배치는 실시형태 1과 동일하지만, 로드록 기구(14B)를 실시형태 1의 제 1 성막실(2)(12b)의 위치에 배치한 구성이다. 실시형태 1의 로드록실(14a)의 포지션에 냉각실(13c)을 설치한 것은 실시형태 3과 동일하다. 다른 부분은 실시형태 1과 동일하며, 동일 부분은 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 본 실시형태에서도 실시형태 1과 동일하게 동작시킬 수 있다.
(실시형태 5)
본 실시형태는 도 9에 도시한 바와 같이, 로드록 기구(70)를 연결부(30)에 설치한 구성이다. 또한, 실시형태 1과 동일 부분은 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 로드록 기구(70)는 본래의 로드록 기구와 제 1 성막 처리부와 제 2 성막 처리부 사이의 기판의 수수 기능을 겸하며, 연결부에 배치한 로드록실(71)과, 상기 로드록실(71), 제 1 성막 처리부(10)측의 제 1 수수 포지션(31) 및 제 2 성막 처리부(20)측의 제 2 수수 포지션(32)의 3 방향으로 연장하여 각 120도 간격으로 배치 된 3개 아암을 갖는 픽앤드플레이스 아암(72)을 구비하고 있다.
각 성막 처리부의 반송 회전 테이블이 연직 방향으로 회전축을 갖는 수평 회전 테이블 형식에서는 각 서셉터에 탑재되는 피처리 기판은 상부에 놓인 상태로 반송된다. 따라서, 픽앤드플레이스 아암(72)의 각 아암에 장착되는 전자 척을 아래쪽을 향해 구비하고, 각 수수 포지션 및 로드록실에 도래한 피처리물은 아암의 상하 이동에 따라서 서셉터 위쪽에 매달린 상태로 고정되고, 아암의 120도 회전에 의해 다른 포지션으로 인도된다. 로드록실(71)은 챔버의 아래쪽으로 개구되고, 아래쪽으로부터 비처리 기판을 반출입시킨다. 픽앤드플레이스 아암(72)을 도시한 화살표 방향으로 회전시킬 경우는 제 2 성막 처리부(20)로부터 성막을 개시하고, 연결부를 통해 제 1 성막 처리부(10)에서 후반의 성막 처리가 이루어진다. 성막 처리된 기판은 다시 제 1 수수 포지션(31)으로 반송되고 계속해서 로드록실(71)로 운반되어 외부로 반출된다. 또한, 회전 방향은 각 성막 처리부, 연결 기구에 있어서 각각 임의의 방향으로 선택할 수 있다.
본 실시형태는 제 1, 제 2 성막 처리부 사이에 로드록 기구를 배치하고 있으므로 성막 처리부의 독립성을 높일 수 있고, 광디스크의 품종에 대응하는 공정의 전환을 하기 쉬워진다.
(실시형태 6)
본 실시형태는 도 10에 도시한 바와 같이, 로드록 기구(14C)를 구비한 제 1 성막 처리부(10)에 제 2 성막 처리부(20) 외에 제 3 성막 처리부(80)를 분기시켜 설치한 것이다. 제 3 성막 처리부(80)는 반송 회전 테이블, 성막실을 구비하여 연 결부(81)에 의해 제 1 성막 처리부(10)와 연결되어 있다. 또한, 실시형태 1과 동일 부분은 동일 부호를 붙이고 설명을 생략하다. 본 예에서는 제 1 성막 처리부(10)의 제 1 성막실을 4 개(12a~12d), 냉각실(13a)을 1 개, 제 2 성막 처리부(20)의 제 2 성막실 수를 3 개(22a~22c), 제 3 성막 처리부(80)의 제 3 성막실 수를 2 개(82a, 82b)로 하고 있다. 본 실시형태에 의해 적층되는 다층막의 종류에 따라서 성막 처리부를 할당함으로써 정밀한 스퍼터링 제어가 가능해지고, 또한 택트를 결합하는 것이 용이해지며, 또한 스퍼터링 물질의 챔버 내에서의 피착도 한정적이므로 클리닝 등의 보수도 용이해진다.
이상, 본 발명을 실시형태에 의해 설명했지만, 이들 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명을 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능한 것은 물론이다.
(도면의 간단한 설명)
도 1은 실시형태 1의 평면 개략도,
도 2는 도 1을 A-A선을 따라서 절단한 단면 개략도,
도 3은 도 1을 B-B선을 따라서 절단한 단면 개략도,
도 4는 마스크를 장착한 디스크 기판의 단면 개략도,
도 5는 실시형태 1의 가동을 설명하는 공정도,
도 6은 실시형태 2의 평면 개략도,
도 7은 실시형태 3의 평면 개략도,
도 8은 실시형태 4의 평면 개략도,
도 9는 실시형태 5의 평면 개략도,
도 10은 실시형태 6의 평면 개략도,
도 11은 광디스크의 다층막 구조를 설명하는 단면 개략도,
도 12는 광디스크의 다층막 구조를 설명하는 단면 개략도 및
도 13은 종래 장치의 평면 개략도이다.
(부호의 설명)
1 : 메인 챔버 10 : 제 1 성막 처리부
11 : 제 1 챔버 12(12a, 12b, 12c, 12d) : 제 1 성막실
13 : 냉각실 14 : 로드록 기구
14a : 로드록실 15 : 제 1 반송 회전 테이블
16 : 서셉터 16a : 서셉터 기체
16b : 홀더 17 : 푸셔
17a : 푸셔 피스톤 20 : 제 2 성막 처리부
21 : 제 2 챔버 22(22a, 22b, 22c, 22d) : 제 2 성막실
23(23a, 23b, 23c) : 냉각실 25 : 제 2 반송 회전 테이블
30 : 연결부 31 : 제 1 수수 포지션
32 : 제 2 수수 포지션 34 : 수수 기구
35 : 회전축 36 : 픽앤드플레이스 아암
37(37A, 37B) : 전자 척 50 : 디스크 기판
51 : 센터 마스크 52 : 아우터 마스크
60 : 가동 제어부

Claims (8)

  1. 진공 상태로 배기 가능한 제 1 챔버와, 상기 제 1 챔버 내에 배치되고 상기 피처리물의 반송로를 형성하는 제 1 회전 반송 테이블과, 상기 제 1 챔버 내에 상기 제 1 회전 반송 테이블의 회전축을 중심으로 하는 원주를 따라서 배치되어 상기 제 1 회전 반송 테이블에 의해 반송되는 상기 피처리물에 막을 퇴적하는 적어도 1 개의 제 1 성막실을 구비한 제 1 성막 처리부,
    상기 제 1 챔버와 진공 공간을 공통으로 갖는 제 2 챔버와, 상기 제 2 챔버 내에 배치되고 상기 피처리물의 반송로를 형성하는 제 2 회전 반송 테이블과, 상기 제 2 챔버 내에 상기 제 2 회전 반송 테이블의 회전축을 중심으로 하는 원주를 따라서 배치되어 상기 제 2 회전 반송 테이블에 의해 반송되는 상기 피처리물에 막을 퇴적하는 적어도 1개의 제 2 성막실을 구비한 제 2 성막 처리부,
    상기 제 1 성막 처리부와 상기 제 2 성막 처리부를 상기 진공 공간을 공통으로 하도록 연결하고, 이들 제 1 및 제 2 성막 처리부에서 처리되는 피처리물을 교대로 수수하는 연결부, 및
    상기 제 1 성막 처리부, 상기 제 2 성막 처리부 및 상기 연결부 중 어느 하나에 설치되고, 상기 피처리물을 상기 챔버의 내외로 진공 상태를 유지하면서 반출입시키는 로드록 기구를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성막실과 상기 제 2 성막실의 수가 다른 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    필요로 하는 성막 처리실 수에 따라서 상기 2 개의 성막 처리부를 연결하여 일련의 처리를 실시하거나, 또는 상기 2 개의 성막 처리부에서 동일한 처리를 병행하여 제어를 실시할 수 있는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성막 처리부와 상기 제 2 성막 처리부는 각각의 성막실 사이에 피처리물을 냉각시키는 냉각실을 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드록 기구는 상기 제 1 성막 처리부에 배치되어 있고, 상기 로드록 기구로부터 상기 제 1 챔버로 반입된 피처리물은 상기 제 1 회전 테이블에 의해 반송되어 상기 제 1 성막실에서 성막되고, 상기 연결부로 이송되어 상기 연결부로부터 상기 제 2 성막 처리부의 제 2 챔버의 상기 제 2 회전 테이블에 의해 반송되어 상기 제 2 성막실에서 성막되고, 성막된 피처리물은 상기 연결부를 통해 상기 제 1 회전 테이블로 반송되어 상기 제 1 성막실에서 성막되어 상기 로드록 기구로부터 취출되도록 제어하는 가동 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드록 기구는 상기 연결부에 설치되고, 상기 연결부는 상기 피처리물의 수수 기구를 구비하고, 상기 수수 기구는 상기 로드록 기구를 겸하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 제 1 성막 처리부와 상기 제 2 성막 처리부에 피처리물을 수수하는 포지션을 갖고, 적어도 한쪽의 수수 포지션이 냉각실을 겸하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성막 처리부 및 상기 제 2 성막 처리부 중 적어도 한쪽에 제 3 성막 처리부가 연결되고,
    상기 제 3 성막 처리부는 진공 상태로 배기 가능한 제 3 챔버와, 상기 제 3 챔버 내에 배치되고 피처리물의 반송로를 형성하는 제 3 회전 반송 테이블과, 상기 제 3 챔버 내에 상기 회전 반송 테이블의 회전축을 중심으로 하는 원주를 따라서 배치되어 상기 회전 반송 테이블에 의해 반송되는 상기 피처리물에 막을 퇴적하는 제 3 성막실을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
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