TWI503868B - Vacuum processing device - Google Patents
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Description
本發明，係關於具備有以真空狀態處理基板的真空處理室之真空處理裝置。
以往，例如在半導體製造製程等中，利用各種的真空處理裝置。作為真空處理裝置之一例，係可舉出具備有用以藉由濺鍍法或蒸鍍法等來形成膜的真空處理室之成膜裝置。又，成膜裝置，係具備有用以將在真空處理室被成膜後之基板搬出於外部之卸載室。該卸載室，係為了將真空處理室保持於真空而使其不與大氣連通所設置。具體上，在真空處理室成膜後之基板，係從真空處理室被搬運至真空狀態的卸載室，且封閉真空處理室之後，將卸載室回復到大氣壓而將基板取出。
於此，在將卸載室回復到大氣壓之際，藉由將所謂排氣導入於卸載室內，而逐漸地將真空破壞。又，被導入於卸載室之排氣係有時亦兼具有冷卻基板之作用。
例如，在卸載室，沿著被送進的基板之寬度方向設置通氣管，且從沿著基板之長邊方向所設置的通氣管之複數個噴出孔，使排氣噴出至基板之高度方向中央部分的技術是已知的(參照專利文獻1)。
專利文獻1：日本特開2003-64478號公報
如此地在將排氣導入於卸載室之際，使排氣噴至基板時，會有因其氣流使基板變形(震動)而發生傷痕或裂痕之問題。專利文獻1之裝置中，由於以重厚的基板作為處理對象，因此即使將排氣噴至基板或許也不成問題，但例如基板之厚度越薄，並且基板越大型化，這樣的問題則越容易產生。更且，例如，即使為對於玻璃基板噴出排氣也不成問題之情況，例如將排氣噴至矽基板等之結晶系的基板時會有產生傷痕或裂痕的問題之虞。
如此的問題，係可藉由控制被導入於卸載室的排氣之流速來解決，但會有產能降低而生產性大幅地降低之問題。
本發明，係有鑑於如此的情況而完成者，其目的係提供一種不會使產能降低並可有效地抑制基板的傷痕或裂痕之真空處理裝置。
解決上述問題之本發明的第1樣態，係在於：具備有：以真空狀態處理基板之真空處理室、及用以將在該真空處理室被處理後之基板搬出於外部之卸載室，之真空處理裝置，其特徵為：上述基板，係在該基板之外周部藉由基板保持器支承之狀態下從上述真空處理室被搬運至上述卸載室，而在上述卸載室內，以與被搬運至上述卸載室內的基板之表面相對向而覆蓋該基板之方式設置有：用以限制從氣體源供給之排氣的流動之整流板，並且與上述整流板之表面相對向而設置有：用以將排氣導入於該卸載室內之導入口。
如此的第1樣態中，即使以較快的流速將排氣從導入口導入於卸載室，排氣也會藉由衝撞於整流板而流速變慢之後流至基板的表面附近。因此，可控制因排氣之流動(氣流)所導致的基板之變形(震動)。
本發明的第2樣態，係在於：如第1樣態之真空處理裝置，其中，將上述整流板，與上述基板之兩面分別相對向而設置，且將上述導入口，與各整流板分別相對向而設置。
如此的第2樣態中，由於排氣以大致均等的流速流動於基板的兩面側，因此即使藉由氣流對於基板施予壓力之情況時，也會在基板的兩面產生相同程度之壓力。因此，可更確實地控制因排氣之流動(氣流)所導致的基板之變形(震動)。
本發明的第3樣態，係在於：如第1或2樣態之真空處理裝置，其中，在上述整流板之外周部，設置有朝向上述基板側傾斜之簷部。
如此的第3樣態中，將流入於基板的表面附近之排氣的流速更進一步減速。
本發明的第4樣態，係在於：如第1、2或3樣態之真空處理裝置，其中，在上述基板保持器，保持有複數片上述基板，且在上述整流板，於與上述基板間相對向之位置設置有疏通孔。
如此的第4樣態中，即使使用較大型的基板保持器之情況時，也由於將複數個各基板暴露於大致均等的流速之排氣，因此可更確實地控制因氣流所導致的基板之變形(震動)。
根據如此的本發明之真空處理裝置，在將卸載室回復到大氣壓之際，不會使產能降低而將排氣導入於卸載室內，且可有效地抑制基板的傷痕或裂痕之發生。例如，即使為較易破裂之結晶系的基板亦可良好地進行處理。
以下，參照圖面而詳細說明關於本發明之實施形態。
如第1圖所示，本實施形態之成膜裝置10，係所謂管道方式之成膜裝置，從保持基板S之基板保持器11的搬運方向上游側(圖中左側)依序地具備有：裝載鎖定室12、加熱室13、真空成膜室(真空處理室)14、搬運室15、以及卸載室16。並且在裝載鎖定室12之上游側及卸載室16之下游側、以及在裝載鎖定室12與加熱室13、真空成膜室14、搬運室15之間分別設置有閘閥17，且裝載鎖定室12、加熱室13、真空成膜室14、搬運室15及卸載室16係分別具備有未圖示之排氣手段，可使內部保持於真空狀態。
如此的成膜裝置10中，首先打開裝載鎖定室12的上游側之閘閥17而將固定有基板S之基板保持器11搬運至裝載鎖定室12，且在關閉閘閥17而將裝載鎖定室12予以排氣之後，打開裝載鎖定室12的下游側之閘閥17而將基板保持器11搬運至加熱室13。在加熱室13中藉由各種加熱器(例如，套筒式加熱器)將被固定在基板保持器11之基板S加熱到預定溫度。之後，將基板保持器11搬運至真空成膜室14內，而藉由濺鍍在基板S之表面形成薄膜。成膜後，基板保持器11係經由搬運室15而被搬運至卸載室16。詳細後述之，之後，將排氣導入於卸載室16而將卸載室16回復到大氣壓。並且那時，也有時藉由排氣來冷卻基板S。接著，卸載室16回復到大氣壓之後，從卸載室16的下游側之閘閥17將基板保持器11取出至外部。
於此，本實施形態之成膜裝置10中，在基板保持器11固定有成為處理對象之複數片基板S。藉由將該基板保持器11從裝載鎖定室12到卸載室16依序地搬運，而可將複數片之基板S一次地處理。
基板保持器11，係如第2圖及第3圖所示，形成有可將各基板S收容之凹部18，且在該凹部18之底面形成有讓基板S的表面露出之貫通孔19。因此各基板S，係在只有外周部抵接於凹部18的底面之狀態下被保持於基板保持器11。又，本實施形態之基板保持器11，係保持複數片之基板S者，但當然亦可為保持1片之基板者。
又，在成膜裝置10內，沿著基板保持器11之搬運方向而以預定之間隔配置有可將複數個滾子20固定之軸21。在基板保持器11固定有一對之軌條構件22，且基板保持器11係夾介該軌條構件22而被載置於滾子20上。在滾子20(軸21)連接有未圖示之馬達，利用該馬達而使滾子20(軸21)旋轉，藉此則可將基板保持器11從裝載鎖定室12到卸載室16連續地搬運。
又，將如此之基板保持器11搬運至卸載室16時，如上述地會將排氣導入於卸載室16內而將卸載室16內回復到大氣壓。此時，藉由排氣之流動(氣流)，可能使基板S變形而於基板S產生傷痕或裂痕。如上述地，在各基板S之外周部抵接於凹部18的底面部之狀態下被保持於基板保持器11時，即基板保持器11具備有貫通孔19時，藉由氣流容易使基板S發生變形，且與其伴隨的傷痕或裂痕也容易產生。例如，如第4圖所示，藉由來自上方的氣流使基板S發生往下凸之變形(翹曲)時，就會將與貫通孔的周緣部19a相對應之部分強力地按壓於基板保持器11，而在該部分特別容易發生傷痕或裂痕。又例如，在使用矽基板等之結晶系的基板來製造太陽電池之情況時，由於基板S之厚度係100～300μm程度極薄，因此容易產生因氣流所導致的基板S之傷痕或裂痕之這種問題。製造太陽電池之情況時，有時因在基板S之表面有傷痕而效率降低就會達到數%程度，因此抑制基板S之傷痕或裂痕係極為重要。
因此本發明中，如以下說明地，藉由朝向被配置在卸載室16內之整流板而導入排氣，來抑制因氣流所導致的基板S之變形，且防止與其伴隨的基板S之傷痕或裂痕。
如第3圖所示，在卸載室16，於從真空成膜室14被搬運的基板保持器11之兩面分別設置有相對向之一對整流板23。該整流板23，係用以限制(整流)被導入至卸載室16內的排氣之流動者，且由覆蓋基板保持器11的大小(覆蓋被保持在基板保持器11之複數片基板S的大小)之平板所構成。
接著，將用以導入排氣於卸載室16內之導入口24，與該等之整流板23相對向而分別設置。即，在本實施形態中，導入口24係分別被設置在卸載室16之上面及下面。又，圖示係省略，但在該等之導入口24，透過氣體管而連接充有排氣之氣體源。
如此的卸載室16之構成中，將從氣體源供給的排氣從各導入口24導入至卸載室16內時，如第3圖中以箭頭記號所示，排氣就會衝撞於整流板23。藉此，排氣之流速係急遽地變慢。之後，排氣係沿著整流板23之表面朝向整流板23之外周部流動，並從整流板23之外側流入至基板保持器11與整流板23之間。此時，被保持於基板保持器11之各基板S，即使有藉由氣流而產生稍微的變形(震動)之情況，其變形量也極小。因此，可有效地抑制起因於氣流之基板S的傷痕或裂痕之發生。尤其，在對於矽基板等之結晶系的基板進行成膜處理之情況時極為有效。
又，因使排氣環繞整流板23之外周部而流入至基板保持器11與整流板23之間的空間，故排氣係大致沿著整流板23而流動於基板保持器11與整流板23之間的空間。因此，因氣流所導致的各基板S之變形(震動)可控制得更小，並可實質地防止起因於氣流之基板S的傷痕或裂痕之發生。
更且，本實施形態中，由於在基板保持器11之兩面側同時設置有整流板23及導入口24，因此排氣以大致均等的流速流動於基板保持器11之兩面側。因此，即使藉由氣流對於基板S施予稍微的壓力，也會從上下面施予同等之壓力，而基板S之變形可控制得極小。
如以上地，根據本發明，即使以較快的流速將排氣導入至卸載室16內，排氣也會藉由衝撞於整流板23而流速大幅度地變慢。因此，不會使產能實質地降低而將卸載室16內回復到大氣壓，且可有效地抑制起因於氣流之基板S的傷痕或裂痕之發生。
於此，各導入口24，係只要與整流板23相對向而設置即可，其位置並未特別限定，但本實施形態中，係作成使各導入口24分別設置在與整流板23之中央部相對向之位置。藉此，在基板保持器11與整流板23之間，排氣遍及整流板之周方向而以大致均等的流速流入。藉此，可更有效地抑制起因於氣流之基板S的傷痕或裂痕之發生。更且，對於藉由排氣來冷卻各基板S之情況，複數片之各基板S可冷卻至大致均等的溫度。
又，上述之實施形態中，雖舉例說明由平板所構成之整流板23，但整流板23之形狀並非被限定於此。例如，如第5圖所示，亦可在整流板23之外周部，設置朝向卸載室16的上下方向中央部傾斜之簷部25。藉此，流入至基板保持器11與整流板23之間的排氣之流速則變得更慢，並可更進一步地抑制起因於氣流之基板S的傷痕或裂痕之發生。
又，對於整流板23，如第6圖及為第6圖的A-A’截面圖之第7圖所示，亦可設置複數個疏通孔26。在整流板23設置疏通孔26之位置並未特別被限定，但設置在與各基板S間相對向之位置較為理想。要是將疏通孔26與基板S相對向而設置時，藉由流入至疏通孔26之排氣的壓力而有可能基板S會大為變形之緣故。
如此地藉由在整流板23設置疏通孔26，即使例如隨著基板S之大型化而整流板23變得大型化之情況時，亦可以大致均等的流速將排氣流入至基板保持器11之中央部及外周部。
又，疏通孔26，亦可遍及整流板23之全面而以大致均等的間隔來設置，但以越靠近中央部側而疏通孔26之間隔越窄之方式來作成較為理想。或者亦可以將疏通孔26遍及整流板23之全面而以大致均等的間隔來設置，且越靠近中央部側而將疏通孔26之直徑變得越大之方式來作成。藉此，可將排氣大致均等地流動於卸載室16內整體，且即使例如藉由排氣來冷卻基板S之情況，亦可大致均等地冷卻各基板S。
又，上述之實施形態中，係與如此的整流板23相對向而分別設置一個導入口24，但導入口24之數量係並未特別被限定，亦可對於一片整流板23設置複數個導入口24。
更且，上述之實施形態中，係將導入口24分別設置在基板保持器11之兩面側，但導入口24亦可只被設置在基板保持器11之單面側。即使作為如此之結構，亦可抑制起因於排氣流動之基板S的傷痕或裂痕之發生。
以上，說明了關於本發明之實施形態，但當然，本發明係並非被限定於上述之實施形態，在不脫離其主旨之範圍可適當變更。
例如，上述之實施形態中，係舉例說明了作為基板保持器11來保持複數片的基板S之結構，但當然，基板保持器11亦可為保持1片的基板S者。又例如，上述之實施形態中，係舉例說明了將基板S以橫放之狀態進行搬運之橫型的成膜裝置，但本發明，當然亦可採用於縱型的成膜裝置(真空處理裝置)。
10．．．成膜裝置
11．．．基板保持器
12．．．裝載鎖定室
13．．．加熱室
14．．．真空成膜室
15．．．搬運室
16．．．卸載室
17．．．閘閥
18．．．凹部
19．．．貫通孔
20．．．滾子
21．．．軸
22．．．軌條構件
23．．．整流板
24．．．導入口
25．．．簷部
26．．．疏通孔
S．．．基板
第1圖，係顯示本發明之成膜裝置的整體結構之概略圖。
第2圖，係顯示本發明之含有基板保持器之成膜裝置的搬運系之概略立體圖。
第3圖，係顯示本發明之卸載室的概略結構之截面圖。
第4圖，係顯示基板的變形狀態之截面圖。
第5圖，係顯示本發明之整流板的變形例之截面圖。
第6圖，係顯示本發明之整流板的變形例之平面圖。
第7圖，係顯示本發明之整流板的變形例之截面圖。
11．．．基板保持器
16．．．卸載室
18．．．凹部
19．．．貫通孔
20．．．滾子
21．．．軸
22．．．軌條構件
23．．．整流板
24．．．導入口
S．．．基板
Claims (3)
- 一種真空處理裝置，係具備有：以真空狀態處理基板之真空處理室、及用以將在該真空處理室被處理後之基板搬出於外部之卸載室，其特徵為：上述基板，係在該基板之外周部藉由基板保持器支承之狀態下從上述真空處理室被搬運至上述卸載室，在上述卸載室內，以與被搬運至上述卸載室內的基板之表面相對向而覆蓋該基板之方式設置有：用以限制從氣體源供給之排氣的流動之整流板，並且與上述整流板之表面相對向而設置有：用以將排氣導入於該卸載室內之導入口；將上述整流板，與上述基板之兩面分別相對向而設置，且將上述導入口，與各整流板分別相對向而設置。
- 如申請專利範圍第1項之真空處理裝置，其中，在上述整流板之外周部，設置有朝向上述基板側傾斜之簷部。
- 如申請專利範圍第1或2項之真空處理裝置，其中，在上述基板保持器，保持有複數片上述基板，在上述整流板，於與上述基板間相對向之位置設置有疏通孔。
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