JP2002088473A - Sputtering apparatus - Google Patents

Sputtering apparatus

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JP2002088473A
JP2002088473A JP2000276805A JP2000276805A JP2002088473A JP 2002088473 A JP2002088473 A JP 2002088473A JP 2000276805 A JP2000276805 A JP 2000276805A JP 2000276805 A JP2000276805 A JP 2000276805A JP 2002088473 A JP2002088473 A JP 2002088473A
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JP
Japan
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substrate
load lock
lock chamber
holding means
chamber
Prior art date
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JP2000276805A
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Japanese (ja)
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Minoru Okoba
稔 大古場
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Original Assignee
TDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-chamber type sputtering apparatus capable of improving its productivity by shortening the carrying time when a base board is carried in and carried out of a vacuum chamber. SOLUTION: This sputtering apparatus comprises a vacuum chamber device 41 having one load lock chamber 30 and more then one process chambers 31-35, and a carrying mechanism 20 for carrying the base board in order to deliver the base board to the load lock chamber. The carrying mechanism 20 comprises at least three loaders 21-23 capable of holding the base board in an attachable/ detachable manner and a rotating unit 24 for rotating the loaders, and the sputtering film-deposited base board can be taken out of another loader substantially simultaneously with the fitting of the base board before the sputtering film is deposition to the loader.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体等の製
造のための1以上のプロセスチャンバを持つマルチチャ
ンバ型のスパッタリング装置に関するものである。
The present invention relates to a multi-chamber type sputtering apparatus having one or more process chambers for manufacturing an optical recording medium or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】スパッタリングは目的とする材料を用い
て基体に目的の薄膜を形成する公知の方法であるが、従
来のスパッタリング装置を図4により説明する。図4の
従来例は、複数の真空チャンバを持つマルチチャンバ型
のスパッタリング装置であって、基板の雰囲気を大気か
ら高真空状態へ変化させる前室(ロードロック)81
と、前室81から基板をホルダ84により取り出し高真
空中を搬送するメインチャンバ83と、メインチャンバ
83を移動してきた基板に成膜するために高真空状態に
保たれた1以上のプロセスチャンバ82と、基板を保持
しながら大気中を搬送し前室81で基板の受け渡しを行
う搬送部90とを備える。搬送部90は、基板を保持す
る一対のローダ91,92と、ローダ91,92を回転
させる回転部93と、ローダ91,92を伸縮させるア
ーム94とを有する。
2. Description of the Related Art Sputtering is a known method for forming a target thin film on a substrate using a target material. A conventional sputtering apparatus will be described with reference to FIG. The conventional example of FIG. 4 is a multi-chamber type sputtering apparatus having a plurality of vacuum chambers, and a front chamber (load lock) 81 for changing the atmosphere of the substrate from the atmosphere to a high vacuum state.
A main chamber 83 for taking out the substrate from the front chamber 81 by the holder 84 and transporting the substrate in a high vacuum, and one or more process chambers 82 maintained in a high vacuum state for forming a film on the substrate which has moved the main chamber 83. And a transport unit 90 that transports the substrate in the atmosphere while holding the substrate and transfers the substrate in the front chamber 81. The transfer unit 90 includes a pair of loaders 91 and 92 for holding substrates, a rotating unit 93 for rotating the loaders 91 and 92, and an arm 94 for expanding and contracting the loaders 91 and 92.

【0003】図5により搬送部90の動作を説明する。
ローダ92に成膜前のディスク基板Dを装着してから
(a)、ローダ91,92を回転部93により180度
回転させ(b)、次にアーム94を前室81内まで伸ば
してメインチャンバ内のホルダ84に保持させる
(c)。これにより、基板をメインチャンバ内に搬入す
ることができる。一方、成膜後のディスク基板D’をメ
インチャンバ内から搬出する場合には、ローダ92が前
室81で基板D’を保持してからアーム94を縮め
(d)、次にローダ91,92を回転部93により18
0度回転させてアーム94を伸ばして基板D’を取り出
す(e)。このように、例えば図5(e)のローダ92
では成膜後の基板D’を取り外してからでないと、次の
成膜前の基板をローダ92に装着することができない。
The operation of the transport unit 90 will be described with reference to FIG.
After the disk substrate D before film formation is mounted on the loader 92 (a), the loaders 91 and 92 are rotated by 180 degrees by the rotating unit 93 (b), and then the arm 94 is extended to the inside of the front chamber 81 and the main chamber is moved to the main chamber 81. (C). Thereby, the substrate can be carried into the main chamber. On the other hand, when unloading the disk substrate D 'after film formation from the main chamber, the loader 92 holds the substrate D' in the front chamber 81, and then contracts the arm 94 (d). To 18
The substrate 94 is taken out by rotating the arm 94 by rotating it by 0 degrees (e). As described above, for example, the loader 92 shown in FIG.
In this case, the substrate before the next film formation cannot be mounted on the loader 92 without removing the substrate D ′ after the film formation.

【0004】また、実際のスパッタリングでは薄膜の種
類やその厚さによってスパッタリングに要する時間が変
化する。例えば、コンパクトディスク(CD)の反射膜
として用いられるアルミニウムのスパッタリングは、一
般的に3kW/hのスパッタリングパワーで3秒程度の
時間で行われる。スパッタリング装置は、生産性の向上
のためにその速度が種々の改良により高速化してきてお
り、アルミニウムのスパッタリングでは、更にパワーを
上げて短時間で成膜すれば、1秒程度で目的の膜厚を得
ることが可能である。
[0004] In actual sputtering, the time required for sputtering varies depending on the type and thickness of the thin film. For example, sputtering of aluminum used as a reflection film of a compact disk (CD) is generally performed at a sputtering power of 3 kW / h for about 3 seconds. Sputtering equipment has been sped up by various improvements to improve productivity. In aluminum sputtering, if the power is further increased and the film is formed in a short time, the target film thickness can be reduced to about one second. It is possible to obtain

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】スパッタリングにおけ
る生産サイクルは、成膜時間と基板の搬送時間の和であ
るが、上述のように基板の搬送において成膜後の基板を
ローダから取り外し、そのローダに次の新しい基板をロ
ーダへ装着するという2つの動作を行わなければならな
いため、搬送時間が長くかかってしまう。また、ローダ
における基板の装着及び取り外しを含めた搬送動作の速
さの改善は、基板を落下等させないように慎重に行わな
ければならず限界がある。そのため、上述のように成膜
時間を短縮できスパッタリング速度が高速化しても、結
局、生産サイクルが長くなってしまい、スパッタリング
装置における生産性を向上させることができなかった。
The production cycle in sputtering is the sum of the film formation time and the substrate transfer time. As described above, the substrate after film formation is removed from the loader in the substrate transfer, and Since two operations of mounting the next new substrate on the loader must be performed, the transport time is long. Further, the improvement of the speed of the transfer operation including the loading and unloading of the substrate in the loader must be performed carefully so as not to drop the substrate, and there is a limit. Therefore, even if the film formation time is reduced and the sputtering speed is increased as described above, the production cycle is eventually lengthened, and the productivity in the sputtering apparatus cannot be improved.

【0006】本発明は、上述のような従来技術の問題に
鑑み、真空チャンバに対し基板を搬入し搬出する際の搬
送時間を短縮して生産性を向上させることのできるマル
チチャンバ型のスパッタリング装置を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention is a multi-chamber type sputtering apparatus capable of shortening the transfer time when loading and unloading a substrate into and out of a vacuum chamber and improving productivity. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるマルチチャンバ型のスパッタリング装
置は、1つのロードロックチャンバと1以上のプロセス
チャンバとを備える複数の真空チャンバと、前記ロード
ロックチャンバに対し基体の受け渡しを行うために基体
を搬送する搬送手段と、を備え、前記搬送手段が前記基
体を着脱可能に保持する3以上の基体保持手段を有する
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a multi-chamber type sputtering apparatus according to the present invention comprises a plurality of vacuum chambers each including one load lock chamber and one or more process chambers; Transport means for transporting the substrate to transfer the substrate to the lock chamber, wherein the transport means has three or more substrate holding means for detachably holding the substrate.

【0008】このスパッタリング装置によれば、基体を
装着する動作と基体を取り出す動作とを別々の基体保持
手段に分けて行わせることができるので、両動作を同時
進行させることができ、ロードロックチャンバに対し基
体の受け渡しを行うための基体の搬送時間を短縮するこ
とができる。これにより、スパッタリング速度の高速化
と相俟ってスパッタリングの生産サイクルを短縮でき、
生産性を向上させることができる。
[0008] According to this sputtering apparatus, the operation of mounting the substrate and the operation of removing the substrate can be performed separately by separate substrate holding means. In contrast, the transfer time of the substrate for transferring the substrate can be reduced. As a result, the production cycle of sputtering can be shortened in conjunction with the increase in the sputtering speed,
Productivity can be improved.

【0009】この場合、前記搬送手段は、前記基体保持
手段へのスパッタリング成膜前の基体の装着とほぼ同時
に前記別の基体保持手段からのスパッタリング成膜後の
基体の取り出しができるように構成される。
In this case, the transporting means is configured to be able to take out the substrate after the sputtering film formation from the another substrate holding means almost simultaneously with the mounting of the substrate before the sputtering film formation on the substrate holding means. You.

【0010】具体的には、前記各基体保持手段は、第1
の基体保持手段が前記ロードロックチャンバに対し基体
の受け渡しを行う基体受渡し位置にあるとき、第2の基
体保持手段が基体取出し位置にあり、第3の基体保持手
段が基体装着位置にあるように構成される。
Specifically, each of the substrate holding means is provided with a first
When the substrate holding means is at the substrate transfer position for transferring the substrate to the load lock chamber, the second substrate holding means is at the substrate take-out position and the third substrate holding means is at the substrate mounting position. Be composed.

【0011】また、前記搬送手段は前記各基体保持手段
に連結された回転部を備え、前記各基体保持手段は、前
記回転部の回転により基体を搬送し、前記回転部が停止
したときの各停止位置で前記ロードロックチャンバに対
する基体の受け渡し、スパッタリング成膜後の基体の取
出し及びスパッタリング成膜前の基体の装着をそれぞれ
行うように構成されることが好ましい。この場合、回転
部の周囲にほぼ等角度間隔に配置された各基体保持手段
が搬送時に回転部により一方向に回転されるとき、スパ
ッタリング成膜後の基体の取出し位置の下流側にスパッ
タリング成膜前の基体の装着位置を配置する。
[0011] Further, the transporting means includes a rotating portion connected to each of the substrate holding means, and each of the substrate holding means transports the substrate by rotation of the rotating portion, and each of the rotating portions stops when the rotating portion stops. It is preferable that the transfer of the substrate to the load lock chamber, the removal of the substrate after the sputtering deposition, and the mounting of the substrate before the sputtering deposition are performed at the stop position. In this case, when each of the substrate holding units arranged at substantially equal angular intervals around the rotating unit is rotated in one direction by the rotating unit during transport, the sputtering film is formed on the downstream side of the substrate removing position after the sputtering film formation. The mounting position of the front substrate is arranged.

【0012】また、1つのロードロックチャンバと1以
上のプロセスチャンバとを備える別の真空チャンバ装置
を更に備え、4以上の前記基体保持手段を有し、前記各
基体保持手段は、第1の基体保持手段が前記ロードロッ
クチャンバに対し基体の受け渡しを行う基体受渡し位置
にあるとき、第2の基体保持手段が前記別の真空チャン
バ装置の前記ロードロックチャンバに対し基体の受け渡
しを行う基体受渡し位置にあり、第3の基体保持手段が
基体取出し位置にあり、第4の基体保持手段が基体装着
位置にあるように構成できる。このように、別に備えら
れた真空チャンバ装置へ基体保持手段により真空チャン
バ装置でスパッタリング成膜後の基体を搬送して更にス
パッタリング成膜を行うことにより、更に多層膜を基体
上に形成することができるが、各ロードロックチャンバ
に対し基体の受け渡しを行うための基体の搬送時間を短
縮することができる。なお、搬送手段は各基体保持手段
に連結された回転部を備え、各基体保持手段は、回転部
の回転により基体を搬送し、回転部が停止したときの各
停止位置で真空チャンバ装置のロードロックチャンバに
対する基体の受け渡し、別の真空チャンバ装置のロード
ロックチャンバに対する基体の受け渡し、スパッタリン
グ成膜後の基体の取出し及びスパッタリング成膜前の基
体の装着をそれぞれ行うように構成されることが好まし
い。この場合、回転部の周囲にほぼ等角度間隔に配置さ
れた各基体保持手段が搬送時に回転部により一方向に回
転されるとき、真空スパッタリング装置位置の下流側に
別の真空チャンバ装置を配置する。
In addition, the apparatus further comprises another vacuum chamber device having one load lock chamber and one or more process chambers, and has four or more substrate holding means, wherein each of the substrate holding means is a first substrate When the holding means is at a substrate delivery position for transferring the substrate to the load lock chamber, the second substrate holding means is at a substrate delivery position for transferring the substrate to the load lock chamber of the another vacuum chamber device. In this case, the third substrate holding means may be located at the substrate removal position, and the fourth substrate holding means may be located at the substrate mounting position. As described above, by transporting the substrate after the sputtering deposition in the vacuum chamber device by the substrate holding means to the separately provided vacuum chamber device and further performing the sputtering deposition, it is possible to further form a multilayer film on the substrate. Although it is possible, it is possible to reduce the transport time of the substrate for transferring the substrate to each load lock chamber. The transfer means includes a rotating unit connected to each substrate holding means. Each of the substrate holding means transfers the substrate by rotating the rotating unit, and loads the vacuum chamber apparatus at each stop position when the rotating unit stops. It is preferable that the transfer of the substrate to the lock chamber, the transfer of the substrate to the load lock chamber of another vacuum chamber device, the removal of the substrate after sputtering deposition, and the mounting of the substrate before sputtering deposition are performed. In this case, when each of the substrate holding units arranged at substantially equal angular intervals around the rotating unit is rotated in one direction by the rotating unit during transfer, another vacuum chamber device is arranged downstream of the position of the vacuum sputtering device. .

【0013】また、前記ロードロックチャンバにおける
基体の受け渡し時に前記基体保持手段が前記ロードロッ
クチャンバに向けて移動して前記ロードロックチャンバ
の壁面の一部を構成することが好ましい。
It is preferable that the substrate holding means moves toward the load lock chamber to form a part of the wall surface of the load lock chamber when the substrate is transferred in the load lock chamber.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて図面を用いて説明する。図1は本発明の実施の形
態を示すマルチチャンバ型のスパッタリング装置全体の
平面的構成を概略的に示す平面図であり、図2は図1の
スパッタリング装置の搬送機構の動作を説明するための
平面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view schematically showing the planar structure of the entire multi-chamber type sputtering apparatus showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining the operation of the transfer mechanism of the sputtering apparatus shown in FIG. It is a top view.

【0015】図1に示すように、スパッタリング装置4
0は真空チャンバ装置41と搬送機構20とを備える。
真空チャンバ装置41は、ディスク状の基体の搬入及び
搬出のため基体を受け渡すための前室としてのロードロ
ックチャンバ30と、基体表面に順次に複数成膜するた
めの複数のプロセスチャンバ31〜35とを備え、平面
的に略正多角形を構成するように各チャンバ30〜35
が配置されている。搬送機構20は、ロードロックチャ
ンバ30に対し基体の受け渡しを行うために基体を大気
中で搬送する。
[0015] As shown in FIG.
0 includes a vacuum chamber device 41 and a transport mechanism 20.
The vacuum chamber device 41 includes a load lock chamber 30 as a front chamber for transferring a substrate for loading and unloading a disk-shaped substrate, and a plurality of process chambers 31 to 35 for sequentially depositing a plurality of films on the substrate surface. And each of the chambers 30 to 35 is formed so as to form a substantially regular polygon in plan view.
Is arranged. The transport mechanism 20 transports the substrate in the atmosphere in order to transfer the substrate to the load lock chamber 30.

【0016】真空チャンバ装置41の各チャンバ30〜
35の内側にはメインチャンバ36が各チャンバ30〜
35に連通可能に配置されており、メインチャンバ36
内にはロードロックチャンバ30から搬入された基体を
保持する基体ホルダ38が各チャンバ30〜35に対応
して複数配置されている。各基体ホルダ38は、伸縮自
在のアーム部39を介して回転駆動部37に連結されて
おり、基体を保持しながら回転駆動部37の回転方向r
への回転により各プロセスチャンバ31〜35に順次に
移動して基体を搬送し、各プロセスチャンバ31〜35
で基体表面に対しスパッタリングによる成膜が順番に行
われる。ロードロックチャンバ30は第1の真空排気装
置(図示省略)に接続され、メインチャンバ36は第2
の真空排気装置(図示省略)に接続されており、メイン
チャンバ36内はロードロックチャンバ30よりも高真
空状態とされるようになっている。
Each of the chambers 30 to 30 of the vacuum chamber device 41
A main chamber 36 is provided inside each chamber 30 to 30.
35 so as to communicate with the main chamber 36.
Inside, a plurality of substrate holders 38 for holding the substrates carried from the load lock chamber 30 are arranged corresponding to the respective chambers 30 to 35. Each of the base holders 38 is connected to a rotation drive unit 37 via a telescopic arm 39 so that the rotation direction r of the rotation drive unit 37 while holding the base.
, The substrate is sequentially moved to each of the process chambers 31 to 35 to transport the substrate.
Thus, film formation by sputtering is sequentially performed on the substrate surface. The load lock chamber 30 is connected to a first evacuation device (not shown), and the main chamber 36 is connected to a second
The main chamber 36 is set to a higher vacuum state than the load lock chamber 30.

【0017】スパッタリング装置40の搬送機構20
は、基体の中心孔に係合部28が係合して基体を着脱自
在に保持する基体保持手段としての第1のローダ21
と、同じく基体保持手段としての第2のローダ22と、
同じく基体保持手段としての第3のローダ23と、各ロ
ーダ21〜23を回転軸24aを中心にして略等角度間
隔(約120度)に配置し水平方向に伸縮自在のアーム
部25,26,27によりそれぞれ連結し、その略等角
度で各ローダ21〜23を間欠的にDDモータ等により
回転方向Rに回転させる回転部24とを備える。各ロー
ダ21〜23は基体の受け渡し時にロードロックチャン
バ30の壁面の一部を構成できるようになっている。な
お、基体保持手段としての各ローダ21〜23は基体の
中心孔近傍を吸引部が負圧により吸引して基体を着脱自
在に保持する構成でもよく、この場合、基体の外周部を
吸引保持してもよい。
The transport mechanism 20 of the sputtering device 40
A first loader 21 serving as substrate holding means for detachably holding the substrate by engaging the engaging portion 28 with the center hole of the substrate.
A second loader 22 also serving as a substrate holding unit;
Similarly, a third loader 23 serving as a base holding means, and the loaders 21 to 23 are arranged at substantially equal angular intervals (about 120 degrees) about the rotation shaft 24a to be capable of extending and contracting in the horizontal direction. And a rotating unit 24 for intermittently rotating the loaders 21 to 23 at a substantially equal angle in the rotation direction R by a DD motor or the like. Each of the loaders 21 to 23 can constitute a part of the wall surface of the load lock chamber 30 when transferring the base. Each of the loaders 21 to 23 as the substrate holding means may have a configuration in which the suction unit sucks the vicinity of the center hole of the substrate by negative pressure and detachably holds the substrate. In this case, the outer peripheral portion of the substrate is suction-held. You may.

【0018】図1の状態において、第1のローダ21が
ロードロックチャンバ30の前面に対向しロードロック
チャンバ30との間で基体の受け渡しを行う基体受け渡
し位置にあり、第2のローダ22がスパッタリングによ
る成膜後の基体を取り出す基体取り出し位置にあり、そ
の回転方向Rの下流側に第3のローダ23が成膜前の基
体を装着する基体装着位置にある。
In the state shown in FIG. 1, the first loader 21 is located at the substrate transfer position where the first loader 21 faces the front surface of the load lock chamber 30 and transfers the substrate to and from the load lock chamber 30. Is located at a substrate take-out position for taking out the substrate after film formation, and the third loader 23 is at a substrate mounting position where the substrate before film formation is mounted downstream of the rotation direction R.

【0019】図1のスパッタリング装置40の動作につ
いて図1及び図2により説明する。図2(a)のよう
に、基体受け渡し位置にある第1のローダ21がアーム
部25の収縮によりロードロックチャンバ30から成膜
後基体D’を引き出して保持し、第2のローダ22が基
体取り出し位置にありそこから成膜後基体D’を取り外
し、ほぼ同時に第3のローダ23が基体装着位置にあり
そこに成膜前の新たな基体Dを装着する。
The operation of the sputtering apparatus 40 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2A, the first loader 21 at the substrate transfer position pulls out and holds the substrate D ′ after film formation from the load lock chamber 30 by the contraction of the arm 25, and the second loader 22 At the take-out position, the substrate D 'is removed from the substrate after film formation, and almost simultaneously, the third loader 23 is at the substrate mounting position and a new substrate D before film formation is mounted there.

【0020】図2(a)の状態から、回転部24が回転
軸24aを中心に約120度回転方向Rに回転して停止
すると、図2(b)のように、第1のローダ21が基体
取り出し位置に移り、第2のローダ22が基体装着位置
に移るとともに、成膜前基体Dを装着した第3のローダ
23が基体受け渡し位置に移り、アーム部27の伸長に
よりロードロックチャンバ30内に移動することによ
り、成膜前基体Dがロードロックチャンバ30内に搬入
される。そして、第3のローダ23がロードロックチャ
ンバ30の壁面の一部30aを構成し、ロードロックチ
ャンバ30が密閉される。続いて、ロードロックチャン
バ30内は成膜前基体Dが図1の基板ホルダ38に保持
された状態で第1の真空排気装置(図示省略)により排
気される。
When the rotating unit 24 rotates from the state shown in FIG. 2A in the rotation direction R about 120 degrees about the rotating shaft 24a and stops, the first loader 21 is turned off as shown in FIG. 2B. The second loader 22 moves to the substrate removal position, the second loader 22 moves to the substrate mounting position, and the third loader 23 mounted with the substrate D before film formation moves to the substrate transfer position. , The substrate D before film formation is carried into the load lock chamber 30. The third loader 23 forms a part 30a of the wall surface of the load lock chamber 30, and the load lock chamber 30 is sealed. Subsequently, the inside of the load lock chamber 30 is evacuated by a first vacuum exhaust device (not shown) while the substrate D before film formation is held by the substrate holder 38 of FIG.

【0021】次に、成膜前基体Dは、第2の真空排気装
置(図示省略)により排気されてロードロックチャンバ
30内よりも高真空状態となっているメインチャンバ3
6内に図1のアーム部39の収縮により移動し、メイン
チャンバ36内で回転駆動部37及びアーム部39の作
動により搬送され、プロセスチャンバ31で所定のスパ
ッタリングによる成膜が行われ、次にプロセスチャンバ
32に移されて次のスパッタリングによる成膜が行われ
るといったように、順次に各プロセスチャンバ33,3
4,35でスパッタリングによる成膜が行われる。
Next, the base chamber D before film formation is evacuated by a second evacuation device (not shown) so that the main chamber 3 is in a higher vacuum state than in the load lock chamber 30.
1 is moved by the contraction of the arm unit 39 in FIG. 1 and is conveyed in the main chamber 36 by the operation of the rotation drive unit 37 and the arm unit 39. In the process chamber 31, a film is formed by predetermined sputtering. Each of the process chambers 33 and 3 is sequentially moved so that the film is transferred to the process chamber 32 and the next film formation is performed by sputtering.
At steps 4 and 35, a film is formed by sputtering.

【0022】上述のようにして、複数のプロセスチャン
バ31〜35でスパッタリングによる成膜が行われた基
体D’は、図2(c)のようにアーム部27の伸長によ
りロードロックチャンバ30の壁面の一部30aを構成
している第3のローダ23に移されて保持され、ロード
ロックチャンバ30が密閉されてから、アーム部27の
収縮により大気中に搬出される。
As described above, the substrate D 'on which the film is formed by the sputtering in the plurality of process chambers 31 to 35 is attached to the wall surface of the load lock chamber 30 by the extension of the arm 27 as shown in FIG. After being transferred to and held by the third loader 23 constituting a part 30a of the armature 30 and the load lock chamber 30 is sealed, the arm portion 27 contracts and is carried out to the atmosphere.

【0023】次に、図2(d)のように、第3のローダ
23は回転部24が約120度だけ回転方向Rに回転す
ると基体取り出し位置に移り、ここで成膜後基体D’が
取り外されるとほぼ同時に基体装着位置にある第1のロ
ーダ21に成膜前基体Dが装着される。
Next, as shown in FIG. 2D, the third loader 23 moves to the substrate removal position when the rotating unit 24 rotates in the rotation direction R by about 120 degrees, where the substrate D 'is deposited. Substantially at the same time, the pre-film-forming substrate D is mounted on the first loader 21 at the substrate mounting position.

【0024】以上のようにして、成膜前基体Dがローダ
に保持されてロードロックチャンバ30内に搬入され、
各プロセスチャンバス31〜35でスパッタリングが行
われ、成膜後基体D’がローダに保持されてロードロッ
クチャンバ30内から搬出される一方、基板取り出し位
置にあるローダから成膜後基体D’を取り外し、ほぼ同
時にその回転方向Rの下流側の基板装着位置にあるロー
ダに新しい成膜前基体Dを装着することができるので、
基板取り出し動作と基板装着動作をほぼ同時進行させる
ことができ、ロードロックチャンバに対し基体の受け渡
しを行うための基体の搬送時間を短縮することができ
る。これにより、スパッタリング速度の高速化と相俟っ
てスパッタリングの生産サイクルを短縮でき、生産性を
向上させることができる。
As described above, the substrate D before film formation is held by the loader and carried into the load lock chamber 30.
Sputtering is performed in each of the process chambers 31 to 35, and after the film formation, the substrate D ′ is held by the loader and is carried out of the load lock chamber 30. Meanwhile, the substrate D ′ is removed from the loader at the substrate unloading position. It is possible to mount the new pre-film-forming base D on the loader at the substrate mounting position on the downstream side in the rotation direction R almost simultaneously with the removal.
The substrate unloading operation and the substrate mounting operation can proceed almost simultaneously, and the substrate transport time for transferring the substrate to the load lock chamber can be reduced. Accordingly, the production cycle of sputtering can be shortened in conjunction with the increase in the sputtering speed, and the productivity can be improved.

【0025】本実施の形態における効果を実際の各動作
に要する時間により説明する。図4のような従来のスパ
ッタリング装置によれば、従来の大気搬送時間は、ロー
ダの回転に0.1秒、次の動作に移る遅延時間に0.3
秒、基体取り出しに0.5秒、次の動作に移る遅延時間
に0.3秒、新たな基板装着に0.5秒及び次の動作に
移る遅延時間に0.3秒だけそれぞれ要し、計2.0秒
である。これに対し、図1のスパッタリング装置によれ
ば、本実施の形態の大気搬送時間は、ローダの回転に
0.1秒、次の動作に移る遅延時間に0.3秒、基体取
り出し及び新たな基板装着に0.5秒及び次の動作に移
る遅延時間に0.3秒だけそれぞれ要し、計1.2秒で
ある。このように、基体の取り出し及び新たな基板の装
着毎に0.8秒だけ搬送時間を短縮することが、40%
の搬送時間短縮を実現できる。
The effect of the present embodiment will be described with reference to the time required for each actual operation. According to the conventional sputtering apparatus as shown in FIG. 4, the conventional atmospheric transfer time is 0.1 seconds for the rotation of the loader and 0.3 seconds for the delay time for the next operation.
Seconds, 0.5 seconds to take out the base, 0.3 seconds to delay the next operation, 0.5 seconds to mount a new substrate and 0.3 seconds to the delay time to move to the next operation, respectively. 2.0 seconds in total. On the other hand, according to the sputtering apparatus of FIG. 1, the atmospheric transfer time of the present embodiment is 0.1 seconds for the rotation of the loader, 0.3 seconds for the delay time for the next operation, and the removal of the substrate and a new time. It takes 0.5 seconds for mounting the substrate and 0.3 seconds for the delay time required for the next operation, which is 1.2 seconds in total. Thus, reducing the transport time by 0.8 seconds for each removal of the base and mounting of a new substrate is 40%.
Can be shortened.

【0026】次に、図3により図1のスパッタリング装
置の変形例について説明する。図3のスパッタリング装
置70は、搬送機構50にローダを1つ追加したもので
ある。即ち、搬送機構50は、基体の中心孔に係合部2
8aが係合して基体を着脱自在に保持する基体保持手段
としての第1のローダ51と、同じく基体保持手段とし
ての第2のローダ52と、同じく基体保持手段としての
第3のローダ53と、同じく基体保持手段としての第4
のローダ54と、各ローダ51〜54を回転軸55aを
中心にして略等角度間隔(約90度)に配置し水平方向
に伸縮自在のアーム部56,57,58,59によりそ
れぞれ連結し、その略等角度で各ローダ51〜54を間
欠的にDDモータ等により回転方向Rに回転させる回転
部55とを備える。各ローダ51〜54は基体の受け渡
し時にロードロックチャンバ30の壁面の一部を構成で
きるようになっている。
Next, a modification of the sputtering apparatus of FIG. 1 will be described with reference to FIG. The sputtering device 70 of FIG. 3 is obtained by adding one loader to the transport mechanism 50. That is, the transport mechanism 50 has the engaging portion 2 in the center hole of the base.
A first loader 51 serving as a base holding means for detachably holding the base by engaging the base 8a, a second loader 52 also serving as a base holding means, and a third loader 53 also serving as a base holding means. And a fourth as a substrate holding means.
, And the loaders 51 to 54 are arranged at substantially equal angular intervals (about 90 degrees) about the rotation shaft 55a, and connected by arm portions 56, 57, 58, and 59 which can be extended and contracted in the horizontal direction, respectively. And a rotating unit 55 for intermittently rotating the loaders 51 to 54 at a substantially equal angle in the rotation direction R by a DD motor or the like. Each of the loaders 51 to 54 can constitute a part of the wall surface of the load lock chamber 30 at the time of transferring the base.

【0027】図3の状態において、第1のローダ51が
ロードロックチャンバ30の前面に対向しロードロック
チャンバ30との間で基体の受け渡しを行う基体受け渡
し位置にあり、第2のローダ52がスパッタリングによ
る成膜後の基体を取り出す基体取り出し位置にあり、そ
の回転方向Rの下流側に第4のローダ54が成膜前の基
体を装着する基体装着位置にある。
In the state shown in FIG. 3, the first loader 51 is located at the substrate transfer position where the first loader 51 faces the front surface of the load lock chamber 30 and transfers the substrate to and from the load lock chamber 30. The substrate is at a substrate take-out position where the substrate after film formation is removed, and the fourth loader 54 is at a substrate mounting position where the substrate before film formation is mounted downstream of the rotation direction R.

【0028】上述の搬送機構50を備えるスパッタリン
グ装置70によれば、図1及び図2と同様に、成膜前基
体がローダに保持されてロードロックチャンバ30内に
搬入され、各プロセスチャンバス31〜35でスパッタ
リングが行われ、成膜後基体がローダに保持されてロー
ドロックチャンバ30内から搬出される一方、基板取り
出し位置にあるローダから成膜後基体を取り外し、ほぼ
同時にその回転方向Rの下流側の基板装着位置にあるロ
ーダに新しい成膜前基体を装着することができるので、
基板取り出し動作と基板装着動作を同時進行させること
ができ、ロードロックチャンバに対し基体の受け渡しを
行うための基体の搬送時間を短縮することができる。こ
れにより、スパッタリング速度の高速化と相俟ってスパ
ッタリングの生産サイクルを短縮でき、生産性を向上さ
せることができる。
According to the sputtering apparatus 70 having the above-described transfer mechanism 50, the substrate before film formation is held by the loader and carried into the load lock chamber 30 as in FIGS. Sputtering is performed at steps 35 to 35, and after the film is formed, the substrate is held by the loader and is carried out of the load lock chamber 30. On the other hand, the substrate after the film is removed from the loader at the substrate unloading position, and almost simultaneously in the rotation direction R. A new pre-film-forming substrate can be mounted on the loader at the substrate mounting position on the downstream side,
The substrate unloading operation and the substrate mounting operation can proceed at the same time, and the substrate transport time for transferring the substrate to the load lock chamber can be reduced. Accordingly, the production cycle of sputtering can be shortened in conjunction with the increase in the sputtering speed, and the productivity can be improved.

【0029】なお、図3の状態における第3のローダ5
3の位置は、諸動作を行わない位置とすることができる
が、例えば基板取り出し位置として、その回転方向Rの
上流側の基板取り出し位置と併用しまたはその代わりに
使用することができ、また、基板装着位置として、その
下流側の基板装着位置と併用しまたはその代わりに使用
することができる。
The third loader 5 in the state shown in FIG.
The position 3 may be a position where various operations are not performed. For example, the position 3 may be used together with or instead of the substrate removal position on the upstream side in the rotation direction R as the substrate removal position. The substrate mounting position can be used together with or instead of the substrate mounting position on the downstream side.

【0030】次に、図6により、図3のスパッタリング
装置に別の真空チャンバ装置を追加し、多層膜を形成し
た基体上に更に多層膜を形成できるようにしたスパッタ
リング装置を説明する。
Next, referring to FIG. 6, a description will be given of a sputtering apparatus in which another vacuum chamber apparatus is added to the sputtering apparatus of FIG. 3 so that a multilayer film can be further formed on a substrate on which a multilayer film has been formed.

【0031】図6に示すように、スパッタリング装置8
0は図3のスパッタリング装置に別の真空チャンバ装置
81を備える。この真空チャンバ装置81は、ディスク
状の基体の搬入及び搬出のため基体を受け渡すための前
室としてのロードロックチャンバ60と、基体に順次に
複数成膜するための複数のプロセスチャンバ61〜65
とを備え、平面的に略正多角形を構成するように各チャ
ンバ60〜65が配置されている。
As shown in FIG.
Numeral 0 is provided with another vacuum chamber device 81 in the sputtering device of FIG. The vacuum chamber device 81 includes a load lock chamber 60 as a front chamber for transferring a substrate for loading and unloading a disk-shaped substrate, and a plurality of process chambers 61 to 65 for sequentially depositing a plurality of films on the substrate.
Each of the chambers 60 to 65 is arranged so as to form a substantially regular polygon in a plane.

【0032】真空チャンバ装置81の各チャンバ60〜
65の内側にはメインチャンバ66が各チャンバ60〜
65に連通可能に配置されており、メインチャンバ66
内にはロードロックチャンバ60から搬入された基体を
保持する基体ホルダ68が各チャンバ60〜65に対応
して複数配置されている。各基体ホルダ68は、伸縮自
在のアーム部69を介して回転駆動部67に連結されて
おり、基体を保持しながら回転駆動部67の回転方向r
への回転により各プロセスチャンバ61〜65に順次に
移動して基体を搬送し、各プロセスチャンバ61〜65
で基体表面に対しスパッタリングによる成膜が順番に行
われる。ロードロックチャンバ60は第1の真空排気装
置(図示省略)に接続され、メインチャンバ66は第2
の真空排気装置(図示省略)に接続されており、メイン
チャンバ66内はロードロックチャンバ30よりも高真
空状態とされるようになっている。
Each of the chambers 60 to 60 of the vacuum chamber device 81
A main chamber 66 is provided inside each chamber 60 to 65.
65 so as to communicate with the main chamber 66.
Inside, a plurality of substrate holders 68 for holding the substrates carried from the load lock chamber 60 are arranged corresponding to the respective chambers 60 to 65. Each base holder 68 is connected to a rotation drive section 67 via a telescopic arm section 69, and holds the base while rotating the rotation drive section 67 in the rotation direction r.
The substrate is sequentially moved to each of the process chambers 61 to 65 by the rotation of
Thus, film formation by sputtering is sequentially performed on the substrate surface. The load lock chamber 60 is connected to a first evacuation device (not shown), and the main chamber 66 is connected to a second
The main chamber 66 is in a higher vacuum state than the load lock chamber 30.

【0033】図6の状態において、第1のローダ51が
真空チャンバ装置41のロードロックチャンバ30の前
面に対向しロードロックチャンバ30との間で基体の受
け渡しを行う基体受け渡し位置にあり、第2のローダ5
2が別の真空チャンバ装置81のロードロックチャンバ
60の前面に対向しロードロックチャンバ60との間で
基体の受け渡しを行う基体受け渡し位置にあり、第3の
ローダ53がスパッタリングによる成膜後の基体を取り
出す基体取り出し位置にあり、第4のローダ54が成膜
前の基体を装着する基体装着位置にある。各ローダ51
〜54は回転方向Rに回転しながら基体を搬送する。
In the state shown in FIG. 6, the first loader 51 is located at the substrate transfer position where the first loader 51 faces the front surface of the load lock chamber 30 of the vacuum chamber device 41 and transfers the substrate to and from the load lock chamber 30. Loader 5
2 is located at a substrate transfer position opposite to the front surface of the load lock chamber 60 of another vacuum chamber device 81 for transferring the substrate to and from the load lock chamber 60, and the third loader 53 is provided with a substrate after film formation by sputtering. The fourth loader 54 is at the substrate mounting position where the substrate before film formation is mounted. Each loader 51
To 54 convey the substrate while rotating in the rotation direction R.

【0034】図6のスパッタリング装置80によれば、
真空チャンバ装置41で形成された成膜後基体を真空チ
ャンバ装置81に搬送し、真空チャンバ装置81で更に
多層膜を形成し、その基体を基体取り出し位置で取り外
し、ほぼ同時に基体装着位置で新たな基体を装着し、真
空チャンバ装置41へと搬入することができる。このよ
うに、基板取り出し動作と基板装着動作を同時進行させ
ることができ、ロードロックチャンバ30,60に対し
基体の受け渡しを行うための基体の搬送時間を短縮する
ことができる。これにより、スパッタリング速度の高速
化と相俟ってスパッタリングの生産サイクルを短縮で
き、生産性を向上させることができる。また、真空チャ
ンバ装置41に真空チャンバ装置81を追加したので、
更に多層膜を基体に形成することができる。
According to the sputtering apparatus 80 shown in FIG.
The substrate after film formation formed by the vacuum chamber device 41 is transferred to the vacuum chamber device 81, a multilayer film is further formed by the vacuum chamber device 81, the substrate is removed at the substrate take-out position, and almost simultaneously with a new one at the substrate mounting position. The base can be mounted and carried into the vacuum chamber device 41. As described above, the substrate taking-out operation and the substrate mounting operation can be performed at the same time, and the transfer time of the substrate for transferring the substrate to the load lock chambers 30 and 60 can be reduced. Accordingly, the production cycle of sputtering can be shortened in conjunction with the increase in the sputtering speed, and the productivity can be improved. Also, since the vacuum chamber device 81 is added to the vacuum chamber device 41,
Further, a multilayer film can be formed on the substrate.

【0035】なお、真空チャンバ装置41,81におい
てプロセスチャンバの数は目的とする基体の膜構成に応
じて適宜増減可能である。また、図6において搬送機構
50に更にローダを追加し、更に別の真空チャンバ装置
を追加し、基体上にスパッタリングで形成する膜の数を
更に増やすことも可能である。また、図5の搬送機構5
0のローダ部分が真空状態となるように構成することに
より、真空チャンバ41から真空チャンバ81へ成膜後
の基体を搬送する際の成膜表面の酸化を防止することが
できる。
The number of process chambers in the vacuum chamber devices 41 and 81 can be appropriately increased or decreased according to the target substrate film configuration. In FIG. 6, it is also possible to add a loader to the transport mechanism 50, add another vacuum chamber device, and further increase the number of films formed by sputtering on the base. Further, the transport mechanism 5 shown in FIG.
By configuring the zero loader portion to be in a vacuum state, it is possible to prevent oxidation of the film formation surface when the substrate after film formation is transferred from the vacuum chamber 41 to the vacuum chamber 81.

【0036】以上のように本発明を実施の形態により説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能であ
る。例えば、本実施の形態では、基体保持手段としての
ローダの個数を3または4としたが、これに限定されず
5以上であってもよい。また、本発明によるスパッタリ
ング装置は、CD、DVDやMD等の光記録媒体の製造
に用いて好適であり、この場合、基体はディスク状の透
光性のプラスチック樹脂板であるが、他の材料であって
もよく、また、光記録媒体以外でも基体上に薄膜を形成
する場合に適用できることは勿論である。
As described above, the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments.
Various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention. For example, in the present embodiment, the number of loaders as the substrate holding means is three or four, but is not limited to this and may be five or more. Further, the sputtering apparatus according to the present invention is suitable for use in the production of optical recording media such as CDs, DVDs and MDs. In this case, the substrate is a disk-shaped translucent plastic resin plate, but other materials are used. Alternatively, the present invention can be applied to a case where a thin film is formed on a substrate other than an optical recording medium.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、真空チャンバ装置に対
し基板を搬入し搬出する際の搬送時間を短縮して生産性
を向上させることのできるマルチチャンバ型のスパッタ
リング装置を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a multi-chamber type sputtering apparatus capable of shortening the transfer time when loading and unloading a substrate into and out of a vacuum chamber apparatus and improving productivity.

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

【図1】本発明の実施の形態によるマルチチャンバ型の
スパッタリング装置を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a multi-chamber type sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のスパッタリング装置の搬送機構の各動作
(a)〜(d)を説明するための図である。
FIG. 2 is a view for explaining each operation (a) to (d) of a transfer mechanism of the sputtering apparatus of FIG.

【図3】図1のスパッタリング装置の変形例を示す平面
図である。
FIG. 3 is a plan view showing a modification of the sputtering apparatus of FIG.

【図4】従来のマルチチャンバ型のスパッタリング装置
を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a conventional multi-chamber type sputtering apparatus.

【図5】図4の従来のスパッタリング装置の各動作
(a)〜(d)を説明するための図である。
5 is a view for explaining each operation (a) to (d) of the conventional sputtering apparatus of FIG.

【図6】図3のスパッタリング装置の変形例を示す平面
図である。
FIG. 6 is a plan view showing a modification of the sputtering apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

40,70,80 スパッタリング装置 41 真空チャンバ装置 81 別の真空チャンバ装置 20,50 搬送機構(搬送手段) 21〜23 第1〜第3のローダ(基体保持手
段) 24,55 回転部 25〜27 アーム部 28,28a 係合部 51〜54 第1〜第4のローダ(基体保持手
段) 56〜59 アーム部 30 ロードロックチャンバ 30a ロードロックチャンバ30の壁面
の一部 31〜35 複数のプロセスチャンバ 36 メインチャンバ 60 ロードロックチャンバ 61〜65 複数のプロセスチャンバ 66 メインチャンバ D 成膜前の基体 D’ 成膜後の基体
40, 70, 80 Sputtering apparatus 41 Vacuum chamber apparatus 81 Another vacuum chamber apparatus 20, 50 Transport mechanism (transport means) 21 to 23 First to third loaders (substrate holding means) 24, 55 Rotating section 25 to 27 arm Parts 28, 28a Engaging parts 51 to 54 First to fourth loaders (base holding means) 56 to 59 Arm part 30 Load lock chamber 30a Part of wall surface of load lock chamber 30 31 to 35 Plural process chambers 36 Main Chamber 60 Load lock chamber 61-65 Plural process chambers 66 Main chamber D Substrate before film formation D 'Substrate after film formation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1つのロードロックチャンバと1以上の
プロセスチャンバとを備える真空チャンバ装置と、前記
ロードロックチャンバに対し基体の受け渡しを行うため
に基体を搬送する搬送手段と、を備えるマルチチャンバ
型のスパッタリング装置において、 前記搬送手段が前記基体を着脱可能に保持する3以上の
基体保持手段を有することを特徴とするスパッタリング
装置。
1. A multi-chamber type comprising: a vacuum chamber device including one load lock chamber and one or more process chambers; and a transfer unit that transfers a substrate to transfer the substrate to the load lock chamber. 2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the transfer unit includes three or more substrate holding units that detachably hold the substrate.
【請求項2】 前記搬送手段は、前記基体保持手段への
スパッタリング成膜前の基体の装着とほぼ同時に前記別
の基体保持手段からのスパッタリング成膜後の基体の取
り出しができるように構成されたことを特徴とする請求
項1に記載のスパッタリング装置。
2. The transfer means is configured to take out the substrate after the sputtering deposition from the another substrate holding means almost simultaneously with the mounting of the substrate before the sputtering deposition on the substrate holding means. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記各基体保持手段は、第1の基体保持
手段が前記ロードロックチャンバに対し基体の受け渡し
を行う基体受渡し位置にあるとき、第2の基体保持手段
が基体取出し位置にあり、第3の基体保持手段が基体装
着位置にあるように構成されたことを特徴とする請求項
1または2に記載のスパッタリング装置。
3. When each of the substrate holding units is at a substrate transfer position where the first substrate holding unit transfers a substrate to the load lock chamber, the second substrate holding unit is at a substrate unloading position. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the third substrate holding unit is configured to be at a substrate mounting position.
【請求項4】 前記搬送手段は前記各基体保持手段に連
結された回転部を備え、 前記各基体保持手段は、前記回転部の回転により基体を
搬送し、前記回転部が停止したときの各停止位置で前記
ロードロックチャンバに対する基体の受け渡し、スパッ
タリング成膜後の基体の取出し及びスパッタリング成膜
前の基体の装着をそれぞれ行うように構成されたことを
特徴とする請求項1,2または3に記載のスパッタリン
グ装置。
4. The transporting means includes a rotating part connected to each of the substrate holding means, wherein each of the substrate holding means transports the substrate by rotation of the rotating part, and each of the parts when the rotating part stops. 4. The method according to claim 1, wherein the transfer of the substrate to the load lock chamber, the removal of the substrate after sputtering deposition, and the mounting of the substrate before sputtering deposition are performed at a stop position. The sputtering apparatus as described in the above.
【請求項5】 1つのロードロックチャンバと1以上の
プロセスチャンバとを備える別の真空チャンバ装置を更
に備え、4以上の前記基体保持手段を有し、前記各基体
保持手段は、第1の基体保持手段が前記ロードロックチ
ャンバに対し基体の受け渡しを行う基体受渡し位置にあ
るとき、第2の基体保持手段が前記別の真空チャンバ装
置の前記ロードロックチャンバに対し基体の受け渡しを
行う基体受渡し位置にあり、第3の基体保持手段が基体
取出し位置にあり、第4の基体保持手段が基体装着位置
にあるように構成されたことを特徴とする請求項1また
は2に記載のスパッタリング装置。
5. A vacuum chamber apparatus further comprising one load lock chamber and one or more process chambers, further comprising four or more said substrate holding means, wherein each said substrate holding means is a first substrate When the holding means is at a substrate delivery position for transferring the substrate to the load lock chamber, the second substrate holding means is at a substrate delivery position for transferring the substrate to the load lock chamber of the another vacuum chamber device. 3. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein said third substrate holding means is located at a substrate take-out position, and said fourth substrate holding means is located at a substrate mounting position.
【請求項6】 前記ロードロックチャンバにおける基体
の受け渡し時に前記基体保持手段が前記ロードロックチ
ャンバに向けて移動して前記ロードロックチャンバの壁
面の一部を構成することを特徴とする請求項1〜5のい
ずれか1項に記載のスパッタリング装置。
6. The load lock chamber according to claim 1, wherein said substrate holding means moves toward said load lock chamber to form a part of a wall surface of said load lock chamber when said substrate is transferred in said load lock chamber. 6. The sputtering apparatus according to any one of items 5 to 5.
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