TWI643286B - 基板處理裝置 - Google Patents

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TWI643286B
TWI643286B TW104124225A TW104124225A TWI643286B TW I643286 B TWI643286 B TW I643286B TW 104124225 A TW104124225 A TW 104124225A TW 104124225 A TW104124225 A TW 104124225A TW I643286 B TWI643286 B TW I643286B
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井堀敦仁
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岩井治憲
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日商愛發科股份有限公司
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Abstract

基板處理裝置(10)具備濺鍍裝置(70)。濺鍍裝置具備:濺鍍腔;二個靶材(72),設於濺鍍腔內,用來以濺鍍形成薄膜於基板(15)的二個成膜面(15a、15b):以及搬送機構,沿著設於濺鍍腔內的搬送路(32)來搬送基板。二個靶材其中之一在搬送方向的前段被配置於搬送路的一側方,成為面對基板的二個成膜面其中之一,二靶材其中之另一在搬送方向的後段被配置於搬送路的另一側方,成為面對基板的二個成膜面其中另一。

Description

基板處理裝置
本發明是關於一種處理基板兩面的基板處理裝置。
近年來,為了達到電子機器的輕量化或薄形化等,載用例如薄膜狀基板於安裝電子部件的安裝基板等。
如薄膜狀基板的薄型基板,相較與以往普遍使用的玻璃基板等,耐熱性低。例如,以濺鍍法進行成膜於薄型基板的情況下,由於高能量的濺鍍粒子到達基板表面,基板表面溫度會上升。當基板表面的溫度超過基板材料的容許溫度,會導致基板的變形等,所以在成膜於薄型基板的情況下,需要在不超過基板材料的容許溫度的溫度範圍內成膜。
另一方面,為了達到電路圖案的高密度化等,會進行兩面成膜,即在基板兩面進行成膜。此時,基板兩面同時成膜,基板溫度比片面成膜還容易上升,所以需要分成兩次一片片地進行成膜。
做為一片片地成膜於基板兩面的裝置的一例,有藉由搬送電動機改變基板方向的裝置。例如,搬送電動機在完成對基板的一方的成膜面進行成膜,使基板旋轉,搬送進行成膜於該基板的另一方的成膜面的裝置。具備搬送電動機的基板處理裝置為例如專利文獻1所記載。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】特開2013-58565號公報
將搬送電動機等使基板旋轉的旋轉機構設置於基板處理裝置的情況下,旋轉機構負責基板旋轉及搬送至複數個基板處理室。藉此,成為旋轉機構的動作時間限制生產量的瓶頸。因此,在基板兩面一片片地形成薄膜 的基板處理裝置中,需要進一步提高生產效率。再者,如此課題,不限於將薄型基板做為基板處理對象的裝置,在需要冷卻基板的基板處理裝置,大致上也是共通課題。
本發明的目的在於提供一種基板處理裝置,可提高在兩面成膜的生產效率。
本發明的一態樣為一種基板處理裝置。基板處理裝置具備:濺鍍腔;二靶材,設於前述濺鍍腔內,用來以濺鍍形成薄膜於基板的二成膜面:以及搬送機構,沿著設於前述濺鍍腔內的搬送路來搬送基板,前述二靶材中的一者在前述基板的搬送方向的前段,被配置於前述搬送路的一側方成面對前述基板的二成膜面中的一者,前述二靶材中的他者在前述基板的搬送方向的後段,被配置於前述搬送路的他側方成面對前述基板的二成膜面中的他者。
根據上述結構,在濺鍍腔首先藉由配置於基板搬送方向前段的一靶材,形成薄膜於此靶材面對的基板的一成膜面。再者,藉由配置於基板搬送方向後段的另一靶材,形成薄膜於此靶材面對的基板的另一成膜面。因此,由於不用使基板旋轉,也可以一片片地成膜,所以可提高在兩面成膜的生產效率。
在上述基板處理裝置中,前述搬送方向的前段及後段並列設置的第一及第二濺鍍腔之一,在前述第一濺鍍腔內設置的前述二靶材及在前述第二濺鍍腔內設置的前述二靶材,在前述搬送方向被配置於彼此相異的位置,並在前述搬送路的一方側及他方側交互配置為較佳。
根據上述結構,前段的第一濺鍍腔的二靶材及後段的第二濺鍍腔的二靶材所組成的四靶材被交互配置於搬送路的一側方及他側方。因此,對於基板兩面進行兩次成膜時,不用使基板旋轉也可以一片片地成膜,所以可提高在兩面成膜的生產效率。
上述基板處理裝置,具備:反濺鍍腔,用來在搬送至前述濺鍍腔前,藉由搬送前述基板來清淨化前述基板的二成膜面;以及二偏壓電極,設於前述反濺鍍腔內,施加偏壓電壓,其中前述二偏壓電極被分開配 置於前述搬送方向的前段及後段,並被分開配置於前述搬送路的一側方及他側方為較佳。
根據上述結構,在反濺鍍腔,藉由配置於搬送路前段的偏壓電極,引入正離子至此偏壓電極相反側的成膜面,該成膜面被反濺鍍。再者,藉由後段所配置的偏壓電極,與偏壓電極相反側的成膜面被反濺鍍。因此,不用旋轉基板也可以一片片地反濺鍍,所以可提高在兩面成膜的生產效率。
上述基板處理裝置,具備:返路結構體,包含前述濺鍍腔;基板安裝部,被配置於前述返路結構體的搬出口側,安裝前述基板於基板保持部;以及往路結構體,從前述返路結構體的搬出口側,將安裝於前述基板保持部的前述基板搬送至前述返路結構體的搬入口側,其中前述往路結構體包含:加熱部將前述基板加熱至預設上限溫度以下為較佳。
根據上述結構,在安裝於基板保持部的基板從返路結構體的搬出側搬送至搬入口側間,可藉由設於往路結構體的加熱部來加熱基板。又,因為加熱部是加熱基板至預設的上限溫度以下,所以以上限溫度的設定可防止基板變形等,並可進行基板的脫氣處理。
在上述基板處理裝置中,前述搬送機構具備:控制裝置,控制前述基板搬送至前述往路結構體與從前述網路結構體搬送前述基板至前述返路結構體,前述控制裝置配合從返路結構體的前述基板搬出,進行從前述往路結構體搬入成膜前的前述基板至前述返路結構體為較佳。
根據上述結構,配合從返路結構體搬出基板,進行基板搬入至返路結構體。因此,在往路結構體預先加熱的基板,可以在返路結構體的可處理時機依序送出,所以可提高在兩面成膜的生產效率。
10‧‧‧基板處理裝置
11‧‧‧基板安裝部
12‧‧‧控制裝置
13‧‧‧第一基板升降部
14‧‧‧基板保持部
15‧‧‧薄膜基板
15a‧‧‧右側面
15b‧‧‧左側面
16‧‧‧框體
16a‧‧‧第一框體
16b‧‧‧第二框體
16c、16d‧‧‧被嵌合部
16e‧‧‧磁石
17、95‧‧‧基板固定具
17a、17b‧‧‧固定片
17c‧‧‧溝部
21‧‧‧往路結構體
21a‧‧‧殼體
22‧‧‧返路結構體
23‧‧‧往路搬送路
24‧‧‧搬送軌道
25‧‧‧搬送輥
26‧‧‧搬送馬達
30‧‧‧第二基板升降部
31、40‧‧‧加熱器
32‧‧‧返路搬送路
35‧‧‧搬入室
35a‧‧‧搬入口
36‧‧‧第一預備室
37‧‧‧第二預備室
38‧‧‧搬出室
38a‧‧‧搬出口
41~48‧‧‧閘閥
50‧‧‧反濺鍍裝置
50A、50B‧‧‧反濺鍍部
51‧‧‧反濺鍍腔
53、73、93‧‧‧靜電夾頭
54、80‧‧‧靜電夾頭移位部
56‧‧‧排氣部
57‧‧‧濺鍍氣體供給部
60、81‧‧‧絕緣板
61‧‧‧銅板
62‧‧‧偏壓電極
63、84‧‧‧正電極
64、85‧‧‧負電極
65、86‧‧‧正電極電源
66、87‧‧‧負電極電源
67‧‧‧偏壓用高頻電源
68、88‧‧‧冷媒通路
69、89‧‧‧冷媒循環部
70‧‧‧第一濺鍍裝置
70A、70B‧‧‧濺鍍部
71‧‧‧濺鍍腔
72‧‧‧第一陰極單元
74‧‧‧背板
75‧‧‧靶材
76‧‧‧靶材電源
77‧‧‧磁電路
78‧‧‧排氣部
79‧‧‧濺鍍氣體供給部
82‧‧‧冷卻板
90‧‧‧第二濺鍍裝置
92‧‧‧第二陰極單元
S‧‧‧電漿產生空間
第一圖表示基板處理裝置的一實施形態的概略結構的側面圖。
第二圖是在第一圖的基板處理裝置的安裝薄膜基板的基板保持部的斜視圖。
第三圖表示第二圖的基板保持部的一部份的剖面圖。
第四圖是在第一圖的基板處理裝置的搬送機構的概略圖。
第五圖表示第一圖的基板處理裝置的概略結構的平面圖。
第六圖表示在第一圖的基板處理裝置的反濺鍍裝置的結構的概略圖。
第七圖概略表示第六圖的設於反濺鍍裝置的靜電夾頭的剖面圖。
第八圖表示在第一圖的基板處理裝置的濺鍍裝置的結構的概略圖。
第九圖概略表示第八圖的設於濺鍍裝置的靜電夾頭的剖面圖。
第十圖表示變形例的基板保持部的正面圖。
以下,說明具體化本發明的基板處理裝置的一實施形態。在本實施形態,將基板處理裝置例示為以濺鍍法於安裝電子部件的基板的兩面形成成為配線基礎的密接層與用來以焊接形成配線的晶種層的裝置來說明。又,成為成膜對象的基板是薄膜狀基板(以下稱薄膜基板)。
薄膜基板以樹脂做為主成分。薄膜基板的材料使用例如丙烯酸類樹脂、聚酰胺樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酯樹脂、纖維素以及這些的共聚物樹脂等。或者是,薄膜基板的材料使用例如明膠以及酪蛋白等的有機天然化合物。
更詳細來說,薄膜基板的形成材料使用聚酯、聚對苯二甲酸乙酯、聚對苯二甲酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、三乙酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、金屬離子交聯的乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚氨酯、賽珞凡等。其中,薄膜基板的形成材料較佳為使用聚對苯二甲酸乙酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及三乙酸的任一者。
又,要提高本實施形態的效果,較佳為使用厚度為1mm以下的薄膜基板,更佳為使用厚度為100μm以下的薄膜基板。又,例如,薄膜基板具有一邊的長度(平面視角的寬及高)為500~600mm的大小。
參照第一~五圖來說明關於基板處理裝置10的概略結構。
基板處理裝置10具備:基板安裝部11及第一基板升降部13。基板安裝部11將成膜前的薄膜基板15安裝於基板保持部14,並從基板保持部14拆卸成膜後的薄膜基板15的裝置。基板安裝部11及第一基板升降部13被 控制裝置12所控制。
如第二圖所示,基板保持部14具備:框體16以及設於框體16內周面的基板固定具17。基板固定具17是由磁石組成,複數個設於框體16的四邊。
如第三圖所示,框體16是由第一框體16a及第二框體16b所構成。在第一框體16a及第二框體16b的內周面側,形成有溝狀的被嵌合部16c、16d。第一框體16a及第二框體16b被圖未顯示的固定具等彼此固定。又,在第一框體16a中的基板固定具17被配置的位置或第一框體16a的整個區域,埋設有磁石16e。基板固定具17是由一對固定片17a、17b所組成。又,基板固定具17其一端具備溝部17c。薄膜基板15的緣插入溝部17c。又,對應薄膜基板15的厚度可省略溝部17c。
薄膜基板15被安裝於基板保持部14時,例如將基板固定具17的固定片17b配置於第二框體16b的被嵌合部16d的狀態下,薄膜基板15配置在相對於第二框體16b的特定位置。又,配置固定片17a於第一框體16a的被嵌合部16c。此固定片17a被磁石16e的磁力向第一框體16a吸引。然後,在固定片17b上載置薄膜基板15的第二框體16b,重疊有配置固定片17a的第一框體16a。藉此,經由基板固定具17,薄膜基板15被固定於框體16。
如第一圖所示,以基板安裝部11被安裝於基板保持部14的薄膜基板15,藉由第一基板升降部13上升,被搬送至設在比基板安裝部11更鉛直方向上方的往路結構體21內。
往路結構體21具備:長尺狀的殼體21a以及設於殼體21a內的往路搬送路23。往路搬送路23將被安裝於基板保持部14的薄膜基板15,從第一基板升降部13向著被設於第一基板升降部13的相反側的第二基板升降部30。
如第四圖所示,往路搬送路23具備:搬送軌道24以及複數個搬送輥25。搬送輥25被設在可對於搬送軌道24旋轉的狀態。搬送輥25被搬送馬達26等的驅動源所驅動。搬送馬達26被控制裝置12所控制。搬送軌道24、搬送輥25、搬送馬達26以及控制裝置12構成搬送薄膜基板15 的搬送機構。
如第一圖所示,在殼體21a的長方向的一部份,設有複數個加熱器31。加熱器31被設於挾著往路搬送路23的兩側方,從兩側加熱沿著往路搬送路23搬送的薄膜基板15。又,複數個加熱器31是沿著殼體21a的長方向並列。薄膜基板15在材料特性上為吸濕性,所以藉由複數個加熱器31連續加熱來脫氣。
此加熱器31為例如經由絕緣體將發熱線收容於金屬管的護套式加熱器等所組成,藉由控制裝置12,調整溫度至可防止薄膜基板15的變形的上限溫度Tmax以下。此上限溫度Tmax是對應薄膜基板15的材料來設定。
又,加熱器31的個數被調整成在往路結構體21的加熱時間在薄膜基板15的脫氣所需時間以上或大致與該時間相同。
脫氣處理的薄膜基板15藉由被控制裝置12所控制的第二基板升降部30依序下降,被搬送至設於往路結構體21的鉛直方向下方的返路結構體22。
返路結構體22具備:反濺鍍裝置50、第一濺鍍裝置70以及第二濺鍍裝置90。反濺鍍裝置50是進行反濺鍍以清淨化薄膜基板15的兩面的裝置。第一濺鍍裝置70是形成密接層於薄膜基板15的裝置,第二濺鍍裝置90是形成晶種層於密接層上的裝置。
在第二基板升降部30與反濺鍍裝置50之間,設有:具有搬入口35a(參照第五圖)的搬入室35以及第一預備室36。在第二濺鍍裝置90與基板安裝部11之間,設有:搬出室38,具有第二預備室37以及搬出口38a(參照第五圖)。
在搬入室35、第一預備室36、反濺鍍裝置50、第一濺鍍裝置70、第二濺鍍裝置90、第二預備室37以及搬出室38,設有返路搬送路32。返路搬送路32與往路搬送路23一樣,具備搬送軌道24、搬送輥25。搬送輥25被連接於搬送馬達26。返路搬送路32的搬送馬達26也被控制裝置12所控制。薄膜基板15沿著此返路搬送路32,在返路結構體22內從第二基板升降部30向著基板安裝部11被直線狀地搬送。
在搬入室35的搬入口35a、以及搬入室35與第一預備室36之間、以及第一預備室36的出口,設有閘閥41~43。搬入室35及第一預備室36藉由圖未顯示的排氣部來調整至特定壓力範圍。又,在第二濺鍍裝置90及第二預備室37之間、第二預備室37及搬出室38之間、搬出室38的出口,設有閘閥46~48。第二預備室37及搬出室38藉由圖未顯示的排氣部調整至特定壓力範圍。
第一預備室36內,在夾著返路搬送路32相面對的兩側方設有加熱器40(參照第五圖)。加熱器40為例如護套式加熱器所組成,被控制裝置12調整溫度至上述上限溫度以下。在第一預備室36,藉由加熱薄膜基板15的兩面,進行成膜前的最後脫氣處理。
第一預備室36的加熱器40所設定的加熱溫度與往路結構體21的加熱器31所設定的加熱溫度,也可以彼此相同,也可以是彼此相異的溫度。又,在第一預備室36的加熱器40所設定的加熱溫度比往路結構體21的加熱器31所設定的加熱溫度更高的情況下,薄膜基板15的溫度在成膜前持續上昇,所以抑制因薄膜基板15的溫度下降所導致的氣體吸附。
如第五圖所示,反濺鍍裝置50具備兩個靜電夾頭53。靜電夾頭53具有供給高頻電力的偏壓電極。反濺鍍裝置50在反濺鍍腔51(參照第六圖)的內部空間,產生包含電子及濺鍍氣體的正離子的電漿,並藉由施加偏壓電壓至靜電夾頭53,將電漿中的正離子吸取至薄膜基板15表面,來除去薄膜基板15的附著物等。
一靜電夾頭53被設於薄膜基板15的搬送方向(基板搬送方向)的前段,另一靜電夾頭53被設於基板搬送方向的後段。從反濺鍍裝置50的入口側來看,前段的靜電夾頭53被設於左側,從入口側來看,後段的靜電夾頭53被設於右側。
第一濺鍍裝置70具備兩對具有靶材的第一陰極單元72及靜電夾頭73。靶材以例如鈦為主成分。其中一對的第一陰極單元72及靜電夾頭73被設於基板搬送方向的前段,另一對的第一陰極單元72及靜電夾頭73被設於基板搬送方向的後段。兩對的第一陰極單元72及靜電夾頭73在基板搬送方向被設於不重複的位置。前段的第一陰極單元72及後段的第一 陰極單元72被設在相對於返路搬送路32的彼此相異的側方。也就是說,兩個第一陰極單元72被設於在薄膜基板15的搬送方向的不同位置及在垂直於搬送方向的方向的不同位置。
第二濺鍍裝置90在與第一濺鍍裝置70之間,第二預備室 37之間,具備閘閥45、46。又,第二濺鍍裝置90具有兩對第二陰極單元92及靜電夾頭93。靶材是以例如銅為主成分。
其中一對第二陰極單元92及靜電夾頭93被設於基板搬送方向的前段,另一對的第二陰極單元92及靜電夾頭93被設於基板搬送方向的後段。兩對的第二陰極單元92及靜電夾頭93在基板搬送方向被設於不重複的位置。前段的第二陰極單元92及後段的第二陰極單元92被設在相對於返路搬送路32的彼此相異的側方。也就是說,兩個第二陰極單元92被設於在薄膜基板15的搬送方向上的不同位置,以及與搬送方向相垂直方向上的不同位置。
如此,第一濺鍍裝置70的兩個第一陰極單元72、第二濺鍍裝置90的兩個第二陰極單元92被交互地配置於薄膜基板15的搬送方向的一側方及另一側方。又,反濺鍍裝置50也是靜電夾頭53被交互地配置於搬送方向的側方。
藉由以控制裝置12進行搬送馬達26的控制,薄膜基板15在搬送軌道24上垂直站立的狀態下,通過反濺鍍裝置50、第一濺鍍裝置70、以及第二濺鍍裝置90。在反濺鍍裝置50,從反濺鍍裝置50的入口側來看,薄膜基板15是以一成膜面(右側面15a)、另一成膜面(左側面15b)的順序被反濺鍍。
在第一濺鍍裝置70,是以右側面15a、左側面15b的順序形成薄膜。然後,在第二濺鍍裝置90,是以右側面15a、左側面15b的順序形成薄膜。如此,在反濺鍍裝置50、第一濺鍍裝置70以及第二濺鍍裝置90被搬送的薄膜基板15是以右側面15a、左側面15b的順序交互地被進行基板處理。因此,在一成膜面被處理後,接著處理另一成膜面之間,成為其相反側的一成膜面被冷卻。
[反濺鍍裝置的結構]
接下來參照第六及七圖,來說明關於反濺鍍裝置50的結構及動作。
如第六圖所示,在反濺鍍腔內,設於入口側的閘閥43與設於出口側的閘閥44之間,直線狀延伸有返路搬送路32。
又,在反濺鍍腔51連接有將其內部空間排氣的排氣部56與供給包含氬的濺鍍氣體至內部空間的濺鍍氣體供給部57。做為濺鍍氣體,除了氬,也可以使用氮氣、氧氣及氫氣的任一者,也可以是混合包含氬的這些四種氣體的至少兩者的氣體。排氣部56及濺鍍氣體供給部57被控制裝置12所控制。
又,反濺鍍裝置50具有前段的反濺鍍部50A及後段的反濺鍍部50B。因為前段的反濺鍍部50A及後段的反濺鍍部50B是同樣結構,所以只說明關於前段的反濺鍍部50A。
反濺鍍部50A具有一個靜電夾頭53。又,從入口側來看,前段的靜電夾頭53被設於返路搬送路32的兩側方中的左側。又,從入口側來看,後段的靜電夾頭53被設於返路搬送路32的兩側方中的右側。
靜電夾頭53藉由與薄膜基板15間產生的力來吸附薄膜基板15。又,藉由以反濺鍍吸收溫度上昇的薄膜基板15的熱來冷卻薄膜基板15。在靜電夾頭53,連接有靜電夾頭移位部54,使靜電夾頭53在接觸返路搬送路32上的薄膜基板15的接觸位置以及不接觸返路搬送路32上的薄膜基板15的非接觸位置之間移位。
如第七圖所示,靜電夾頭53具有:積層體,積層有絕緣板60、銅板61以及偏壓電極62。設於最上層的絕緣板60具有氧化鋁等陶瓷或聚酰亞胺等樹脂等基材,形成為矩形狀且板狀。
在絕緣板60,埋設有複數個正電極63與複數個負電極64。正電極63與負電極64被形成為細長狀,彼此設置間隔來交互配置。在正電極63電連接有正電極電源65,在負電極64電連接有負電極電源66。正電極電源65將相對正電壓施加於正電極63。負電極電源66將相對負電壓施加於負電極64。當電壓被施加於正電極63及負電極64,薄膜基板15被吸附於絕緣板60。
在偏壓電極62連接有偏壓用高頻電源67。以偏壓用高頻電 源67供給高頻電力至偏壓電極62。做為高頻電力,較佳為具有例如1MHz以上6MHz以下的頻率。或者是,偏壓用高頻電源67也可以是供給相對高頻的高頻電力與相對低頻的高頻電力的結構。在此情況下,較佳為供給13MHz以上28MHz的高頻電力與100kHz以上1MHz以下的高頻電力。
又,在偏壓電極62形成有冷媒通過的冷媒通路68。冷媒通路68具有例如在板狀的偏壓電極62內複數次曲折的曲折形狀。在冷媒通路68連接有冷媒循環部69,冷媒循環部69在在冷媒通路68內使冷媒循環。冷媒使用冷卻水、氟系溶液以及乙二醇溶液等冷卻液,或是氦氣或氬氣等冷卻氣體。
當從閘閥43搬送安裝於基板保持部14的薄膜基板15至反濺鍍腔51內,藉由驅動搬送馬達26,薄膜基板15被配置於特定位置。又,靜電夾頭移位部54被驅動,靜電夾頭53移位至接觸位置。再者,從正電極電源65及負電極電源66供給電力至正電極63及負電極64,薄膜基板15被吸附至絕緣板60。
又,藉由驅動排氣部56,供給濺鍍氣體至電漿產生空間S,來調整反濺鍍腔51內至特定壓力。又,在調整反濺鍍腔51內至特定壓力的狀態下,以偏壓用高頻電源67供給高頻電力至偏壓電極62,在電漿產生空間S形成有包含濺鍍氣體的正離子及電子的電漿。電漿中的正離子被吸引至負電位狀態的薄膜基板15的表面。藉此,除去並清淨化接觸靜電夾頭53的面的相反側的成膜面的附著物等。
如此一來,當藉由前段反濺鍍部50A,對薄膜基板15的一成膜面(右側面15a)持續特定時間的反濺鍍,則靜電夾頭移位部54被驅動,從接觸位置移位至非接觸位置。
再者,藉由驅動搬送馬達26,薄膜基板15被配置在後段的反濺鍍部50B的特定位置。之後,即使在後段的反濺鍍部50B,也與前段的反濺鍍部50A一樣,對於另一成膜面(左側面15b)進行反濺鍍。其間,在前段的反濺鍍部50A被反濺鍍的一成膜面(右側面15a)因接觸靜電夾頭53而冷卻。
[濺鍍裝置的結構]
接下來,參照第八及九圖,說明關於第一濺鍍裝置70及第二濺鍍裝置90的結構及其動作。第一濺鍍裝置70及第二濺鍍裝置90只有標靶材料不同,其他結構相同,所以僅說明第一濺鍍裝置70的結構,省略第二濺鍍裝置90的結構說明。
在第一濺鍍裝置70內設有返路搬送部32,返路搬送部32從設於入口側的閘閥44向著設於出口側的閘閥45以直線狀延伸。此返路搬送部32被配置在與反濺鍍裝置50的返路搬送部32及第二濺鍍裝置90的返路搬送路32的同一直線上。
又,在濺鍍腔71連接有將其內部空氣排氣的排氣部78以及供給濺鍍氣體至內部空間的濺鍍氣體供給部79。濺鍍氣體可使用與反濺鍍裝置50相同者。
第一濺鍍裝置70具有前段的濺鍍部70A以及後段的濺鍍部70B。前段的濺鍍部70A以及後段的濺鍍部70B相對於返路搬送部32被配置在彼此不同的側方。前段的濺鍍部70A以及後段的濺鍍部70B是同樣結構,所以僅說明關於前段的濺鍍部70A的結構。
前段的濺鍍部70A具備一對第一陰極單元72及靜電夾頭73。靜電夾頭73經由電漿產生空間S面對第一陰極單元72。
第一陰極單元72具備背板74及以鈦為主成分的靶材75。靶材75被設於背板74中靠近靜電夾頭73側的面。再者,第二濺鍍裝置90的靶材75以銅為主成分。
靶材電源76被電連接於背板74。又,在背板74的背面側設有磁電路77,磁電路77形成磁場於電漿產生空間S。
靜電夾頭73因與薄膜基板15間產生的力來吸附薄膜基板15。又,藉由以濺鍍吸收溫度上昇的薄膜基板15的熱來冷卻薄膜基板15。在靜電夾頭73,連接有靜電夾頭移位部80,使靜電夾頭73在接觸返路搬送路32上的薄膜基板15的接觸位置以及不接觸返路搬送路32上的薄膜基板15的非接觸位置之間移位。
如第九圖所示,雖然第一濺鍍裝置70的靜電夾頭73與反濺鍍裝置50的靜電夾頭53是大致相同結構,但不具備偏壓電極62這點,與 反濺鍍裝置50的靜電夾頭53不同。
也就是說,第一濺鍍裝置70的靜電夾頭73具備埋設有正電極84及負電極85的絕緣板81與形成有冷媒通路88的冷卻板82。在正電極84電連接有正電極電源86,在負電極85電連接有負電極電源87。又,在冷媒通路88連接有冷媒循環部89。
當安裝於基板保持部14的薄膜基板15從閘閥44被搬送到濺鍍腔71內,則藉由驅動搬送馬達26,薄膜基板15被配置在面對前段的第一陰極單元72的位置(面對位置)。又,靜電夾頭移位部80被驅動,靜電夾頭73移位至接觸位置。再者,從正電極電源86及負電極電源87供給電力至正電極84及負電極85,薄膜基板15被吸附於絕緣板81。
又,藉由驅動排氣部78,供給濺鍍氣體至電漿產生空間S,來調整濺鍍腔71內至特定壓力。又,當供給高頻電力至靶材電源76,則在電漿產生空間S形成有包含濺鍍氣體的正離子及電子的電漿。電漿中的正離子被吸引至負電位狀態的靶材75的表面。藉此,靶材75的表面被正離子濺鍍,鈦粒子到達薄膜基板15的一成膜面(右側面15a),形成以鈦為主成分的薄膜(Ti層)。
再者,藉由驅動搬送馬達26,薄膜基板15被配置在面對後段的濺鍍部70B的第一陰極單元72的位置。之後,即使在後段的濺鍍部70B,與前段的濺鍍部70A一樣,對於另一成膜面(左側面15b)進行濺鍍。其間,即使在前段的濺鍍部70A形成Ti層的一成膜面(右側面15a),因接觸靜電夾頭73而冷卻。
[基板處理裝置整體動作]
接下來,參照第五圖,來說明關於以返路結構體22為中心的基板處理裝置10的動作。
控制裝置12使第一基板升降部13及搬送馬達26驅動,將以基板安裝部11安裝於基板保持部14的薄膜基板15搬入往路結構體21。
控制裝置12驅動往路結構體21的加熱器31,並控制往路結構體21的搬送馬達26,來加熱並搬送安裝於基板保持部14的薄膜基板15。因此,薄膜基板15在被搬入返路結構體22前,藉由在往路結構體21內搬送中預 先加熱來脫氣。
在此,往路結構體21僅搬送基板保持部14,在返路結構體22的入口側安裝薄膜基板15於基板保持部14的情況下,僅以第一預備室36的加熱器40來進行加熱處理。但是,在本實施形態,將薄膜基板15搬入第一濺鍍裝置70前的往路搬送間,在安裝於基板保持部14的狀態下加熱薄膜基板15。此時的加熱時間,比在第一預備室36的加熱時間更長。因此,可充分確保脫氣處理的時間。
又,當控制裝置12驅動搬送輥25等,從返路結構體22搬出一片薄膜基板15,則使第二基板升降部30驅動,來搬送到達往路結構體21的終端位置的薄膜基板15至返路結構體22。也就是說,存在於返路結構體22內的薄膜基板15的數量,被控制裝置12控制成大致固定。
控制裝置12藉由使搬送馬達26驅動,將位於搬入室35的入口前的薄膜基板15,經由搬入室35搬送到第一預備室36。控制裝置12調整溫度並驅動第一預備室36的加熱器40成上述上限溫度以下。藉此,進行成膜前的最終脫氣工序。
控制裝置12藉由使搬送馬達26驅動,將在第一預備室36加熱特定時間的薄膜基板15,搬送到反濺鍍裝置50內,將薄膜基板15搬送到基板搬送方向的前段的特定位置。然後,控制裝置12控制反濺鍍裝置50反濺鍍薄膜基板15的右側面15a。
當控制裝置12對於右側面15a進行反濺鍍持續特定時間,則藉由使搬送馬達26驅動,將薄膜基板15搬送到後段的特定位置。然後,控制裝置12控制反濺鍍裝置50,來反濺鍍薄膜基板15的左側面15b。
當反濺鍍工序結束,控制裝置12驅動搬送馬達26,將薄膜基板15搬送到第一濺鍍裝置70內,配置於面對前段的第一陰極單元72的面對位置。然後,控制裝置12控制第一濺鍍裝置70,在面對第一陰極單元72的右側面15a形成T1層。
當控制裝置12對於右側面15a進行濺鍍持續特定時間,則驅動返路結構體22的搬送馬達26,配置於面對後段的第一陰極單元72的位置。然後,控制裝置12控制第一濺鍍裝置70,在面對第一陰極單元72 的左側面15b形成T1層。
當結束對於左側面15b的Ti層成膜工序,則控制裝置12驅動返路結構體22的搬送馬達26,薄膜基板15搬送至第二濺鍍裝置90內,配置於面對前段的第二陰極單元92的面對位置。然後控制裝置12與第一濺鍍裝置7進行的Ti層成膜工序一樣,以右側面15a及左側面15b的順序形成Cu層。
當Cu層的成膜結束,控制裝置12驅動搬送馬達26,將薄膜基板15搬送到第二預備室37內。再者,控制裝置12驅動搬送馬達26,將第二預備室37的薄膜基板15,經由搬出室38搬送到基板安裝部11內。在基板安裝部11,從基板保持部14移除薄膜基板15。
如此,複數個薄膜基板15在往路結構體21及返路結構體22直線地被搬送。在返路結構體22平行地進行對於複數個薄膜基板15的反濺鍍處理、Ti層成膜處理、Cu層成膜處理。又,由於薄膜基板15是被第一濺鍍裝置70及第二濺鍍裝置90一片片地交互兩面成膜,所以不需要使薄膜基板15旋轉並使成膜面反轉。又,為了抑制音基板處理導致溫度上昇,即使不進行擴大陰極單元等之間的搬送距離、降低濺鍍裝置的輸出等,也可以抑制薄膜基板15的溫度上昇。因此,可以縮短將薄膜基板15搬入返路結構體22後到從返路結構體22搬出薄膜基板15為止的時間,在一片片地兩面成膜的情況下,可提高基板處理裝置10的生產效率。
又,在搬送基板保持部14至返路結構體22的入口為止之間,在往路結構體21加熱薄膜基板15。雖然加熱至上限溫度以下並除去被薄膜基板15吸收的水分等,需要加熱特定時間以上,但是藉由在往路結構體21加熱薄膜基板15,相較於做為加熱室僅設置第一預備室36的情況,可以縮短在第一預備室36的加熱時間。
再者,由於在濺鍍裝置的靜電夾頭設置偏壓電極,所以可使反濺鍍裝置50以及濺鍍裝置一體化。但是,在使反濺鍍裝置50以及濺鍍裝置一體化的情況下,需要在裝置內使薄膜基板15旋轉,或使薄膜基板15在與上述基板搬送方向的反方向搬送。但是,藉由將反濺鍍裝置50、第一濺鍍裝置70以及第二濺鍍裝置90做為其他的基板處理裝置,會不需要薄 膜基板15的旋轉或在與基板搬送方向相反方向搬送。
根據上述實施形態,可獲得以下效果。
(1)在第一濺鍍裝置70,藉由配置於返路搬送路32前段的第一陰極單元72,在面對此第一陰極單元72的薄膜基板15的一方的成膜面(右側面15a)形成薄膜。再者,薄膜基板15藉由配置於後段的第一陰極單元72,在面對此第一陰極單元72的薄膜基板15的另一成膜面(左側面15b)形成薄膜。又,即使是第二濺鍍裝置90,也與第一濺鍍裝置70一樣,一片片地形成薄膜。因此,不用使薄膜基板15旋轉,也可以對於兩個成膜面一片片地成膜,所以可提高在兩面成膜的生產效率。
(2)第一濺鍍裝置70的兩個第一陰極單元72及第二濺鍍裝置90的兩個第二陰極單元92所組成的四個成膜部,在返路搬送路32的一側方及另一側方交互地配置。因此,對於薄膜基板15的兩面進行兩次成膜時,不用使薄膜基板15旋轉,也可以一片片地成膜,所以可提高在兩面成膜的生產效率。
(3)在反濺鍍裝置50藉由配置於返路搬送路32前段的偏壓電極62,正離子被吸引至與此偏壓電極62相反側的成膜面,該成膜面會被反濺鍍。再者,藉由後段的偏壓電極62,與此偏壓電極62相反側的成膜面會被反濺鍍。因此,由於不用使基板旋轉,也可以一片片地反濺鍍,所以可提高在兩面成膜的生產效率。
(4)藉由從返路結構體22的搬出口側,將安裝於基板保持部14的薄膜基板15,搬送到返路結構體22的搬入口側的往路結構體21所設有的加熱器31,可以加熱薄膜基板15。又,由於加熱器31將薄膜基板15加熱至防止薄膜基板15變形的上限溫度以下,所以可防止薄膜基板15的變形等,並進行薄膜基板15的脫氣處理。
(5)藉由控制裝置12,配合從返路結構體22搬出的薄膜基板15,進行對返路結構體22搬入薄膜基板15。因此,由於在返路結構體22的可處理時機,可依序送出預先加熱的薄膜基板15,所以可提高在兩面成膜的生產效率。
再者,上述實施形態也可以如下方式進行變更。
‧基板保持部也可以是上述實施形態以外的結構。
例如,如第十圖所示,基板保持部14也可以具備:框體16以及四角框狀的基板固定具95,沿著框體16的內周面設置。由於基板固定具95遍及全周地固定薄膜基板15的緣,所以可強固地固定薄膜基板15。
‧雖然成膜對象的基板是由樹脂組成的薄膜基板15,但也可以由樹脂以外的材料形成。又,成膜對象的基板是構成印刷基板的基板,也可以是例如紙酚基板、玻璃環氧基板、鐵氟龍基板(鐵氟龍®)、氧化鋁等的陶瓷基板、低溫共燒陶瓷(LTCC)基板等的剛性基板。或者是,也可以是在這些基板形成有以金屬構成的配線層的印刷基板。又,雖然成膜對象的基板是用來安裝電子部件的基板,但也可以是構成薄膜二次電池的單電池結構的基板等,也可以是這些以外的基板。
‧在上述實施形態,雖然第一濺鍍裝置70的靶材75是以鈦為主成分,第二濺鍍裝置90的靶材75是以銅為主成分,但也可以是除此以外者。例如,第一濺鍍裝置70的靶材75及第二濺鍍裝置90的靶材75的任一者,也可以以鉻為主成分,也可以以鈦、銅及鉻中任兩者為主成分。
‧在上述實施形態,往路結構體21的加熱部是由在基板搬送方向並列的複數個加熱器31所構成,但是也可以由在往路結構體21的長方向延伸的加熱器來構成。
‧在薄膜基板15是由吸濕性低的材料所組成的情況等,也可以省略往路結構體21的加熱器31。
‧第一濺鍍裝置70及第二濺鍍裝置90也可以具有上述結構以外的結構。例如,第一濺鍍裝置70的靜電夾頭73及第二濺鍍裝置90的靜電夾頭93也可以是具備偏壓電極的結構。又,第一濺鍍裝置70及第二濺鍍裝置90也可以是省略磁電路77的結構。
雖然基板保持部14做為具備框體16及基板固定具17的結構,但若為可在兩方的成膜面進行成膜的結構也可以。例如,基板保持部也可以是在一對框體夾著薄膜基板15的緣部的結構,或具有露出成膜面的開口的托盤。
‧在上述實施形態,雖然基板處理裝置10做為具備反濺鍍 裝置50的結構,但在進行用來清淨化薄膜基板15的成膜面的情況下,也可以省略反濺鍍裝置50。
‧在上述實施形態,雖然連接兩個濺鍍裝置,但對應成膜的薄膜結構,可適當變更濺鍍裝置的數量。例如,濺鍍裝置也可以是一個。又,也可以連接三個以上的濺鍍裝置。
‧基板處理裝置10也可以是處理薄膜基板15等的薄型基板以外的基板。若做為處理對象的基板為相對低溫的成膜為較佳的基板,就可以獲得與本實施形態相同的效果。

Claims (5)

  1. 一種基板處理裝置,具備:濺鍍腔;二個靶材,設於前述濺鍍腔內,用來以濺鍍形成薄膜於基板的二個成膜面;搬送機構,沿著設於前述濺鍍腔內的搬送路來搬送基板;返路結構體,其包含前述濺鍍腔;以及往路結構體,其將前述基板從前述返路結構體的搬出口側搬送至前述返路結構體的搬入口側;前述往路結構體包含:長尺狀的殼體,其從前述返路結構體的搬出口側橫跨至前述返路結構體的搬入口側;以及加熱部,其係設於殼體內,將前述基板在預設上限溫度以下加熱;前述二個靶材其中之一在前述基板的搬送方向的前段,被配置於前述搬送路的一側方,成為面對前述基板的二個成膜面其中之一;前述二個靶材其中之另一在前述基板的搬送方向的後段,被配置於前述搬送路的另一側方,成為面對前述基板的二個成膜面其中另一。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置,其中前述濺鍍腔係為並列設置於前述搬送方向的前段及後段的第一及第二濺鍍腔其中之一;設置於前述第一濺鍍腔內的前述二個靶材,以及設置於前述第二濺鍍腔內的前述二個靶材,在前述搬送方向被配置於彼此相異的位置,並在前述搬送路的一方側及另一方側交互配置。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之基板處理裝置,具備:反濺鍍腔,用來在搬送至前述濺鍍腔前,藉由搬送前述基板來清淨化前述基板的二個成膜面;以及二個偏壓電極,設於前述反濺鍍腔內,以施加偏壓電壓;其中前述二個偏壓電極被分開配置於前述搬送方向的前段及後段,並被分開配置於前述搬送路的一側方及另一側方。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之基板處理裝置,具備:基板安裝部,被配置於前述返路結構體的搬出口側,安裝前述基板於基板保持部。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之基板處理裝置,其中前述搬送機構具備:控制裝置,控制前述基板至前述往路結構體之搬送,以及控制前述基板從前述網路結構體至前述返路結構體之搬送;其中前述控制裝置係配合前述基板從前述返路結構體之搬出,以進行成膜前之前述基板從前述往路結構體至前述返路結構體之搬入。
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