JP2565022B2 - 連続成膜装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続成膜装置、特に、
それぞれ基板が保持された複数の基板カートを搬送しつ
つ、各基板に成膜処理を行う連続成膜装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】たとえばスパッタリング装
置等の成膜装置において、複数の基板に成膜処理を行う
ために、連続移動成膜方式が採用されている。この成膜
方式は、複数の基板のそれぞれをターゲットと対向させ
つつ、連続して移動させながら、ターゲットと各基板と
の間で放電を起こさせ、基板上に膜形成を行うものであ
る。

【０００３】このような成膜方式において、基板を移動
させるための搬送機構は、一般に、チャンバ内に設けら
れたコロと、コロを駆動するためのモータ及び歯車機構
等から構成される駆動系と、基板を保持するとともに前
記コロ上を移動する基板カートとから構成される。

【０００４】前述のような移動成膜を行う場合には、基
板上に形成される膜厚分布を均一にするために、基板の
移動速度、すなわち基板カート搬送速度を一定にする必
要がある。しかし、前記コロを用いた搬送機構では、コ
ロの摩擦や滑り等で搬送速度が変化し、膜厚分布を均一
化するのは困難である。

【０００５】そこで、チャンバ側のコロをピニオンで構
成するとともに、基板カート側にこれと噛み合うラック
を設け、これらのラック及びピニオンの噛み合いによっ
て搬送時の滑りをなくし、搬送速度を一定にしたものも
提案されている。

【０００６】前記ピニオン及びラックによる搬送機構を
用いて基板の搬送を行う場合、各ピニオンは複数の独立
した駆動系で駆動されることが多い。したがって、別々
の駆動系で駆動されているピニオン間を基板カートが移
動する際に、ピニオン及びラックの各歯の位相が合わ
ず、この結果、基板カートのラックがピニオン上に乗り
上げたりして、基板カートの移動がスムーズに行えない
という問題が生じる。

【０００７】一方、隣り合う各基板カート間に、ピニオ
ンのモジュールに応じた一定の隙間を設けることも考え
られるが、この隙間調整は容易ではない。

【０００８】本発明の目的は、ラック及びピニオンの噛
み合いをスムーズに行わせ、基板カートを一定速度で搬
送できる基板カート搬送機構を有する連続成膜装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る連続成膜装
置は、それぞれ基板が保持された複数の基板カートを搬
送しつつ、各基板に成膜処理を行うものである。この成
膜装置は、第１ラック列と、第２ラック列と、第１及び
第２ピニオンと、位置決め手段とを備えた基板カート搬
送機構を有している。

【００１０】第１ラック列は、各基板カートの裏面であ
って、搬送方向と平行に、かつ、基板カートの前端部か
ら搬送方向中間部を超えて後端部の手前まで延設されて
いる。第２ラック列は、各基板カートの裏面であって、
第１のラック列と平行に、かつ、基板カートの後端部か
ら搬送方向中間部を超えて前端部の手前まで延設されて
いる。第１及び第２ピニオンは、成膜装置側に設けら
れ、それぞれ第１及び第２ラック列とかみ合って回転可
能となっている。位置決め手段は、第１及び第２ピニオ
ンの各回転位置をそれぞれ位置決めするための手段であ
る。

【００１１】

【作用】本発明では、基板が保持された基板カートが成
膜装置内に搬入されると、成膜装置側の第１ピニオンが
基板カートの第１ラック列と噛み合う。そして、第１ピ
ニオンが回転することにより、基板カートが搬送され
る。また、第２ラック列は基板カート後端部から搬送方
向中央部に延びており、第１ピニオンによる基板カート
の搬送途中に、第２ピニオンが基板カートの第２ラック
列と噛み合う。そして、第２ピニオンの回転により基板
カートの搬送が行われる。

【００１２】一方、第１ラック列は基板カート前端部か
ら搬送方向中央部に設けられているので、第２ピニオン
及び第２ラック列による搬送途中に、第１ピニオンが第
１ラック列から離れる。この状態から、位置決め手段が
第１ピニオンの回転位置を所定位置に位置決めする。

【００１３】基板カートが連続して搬入される場合、次
に搬入された基板カートの第１ラック列と噛み合う第１
ピニオンは、上述のように、位置決め手段により所定の
回転位置に位置決めされる。したがって、第１ラック列
との噛み合いはスムーズに行われる。また、第２ピニオ
ンは、この基板カートの第２ラック列と噛み合うまでの
間に、同様に位置決め手段により所定の回転位置に位置
決めされる。したがって、第２ピニオンと第２ラック列
との噛み合いもスムーズに行われる。

【００１４】このように、各ピニオンの回転位置を位置
決めしつつ基板カートの搬送を行うので、ラック及びピ
ニオンの噛み合いをスムーズに行わせることができ、基
板カートの搬送を一定速度で行える。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の一実施例が採用されたスパッ
タリング装置を示している。ここでは、サイドスパッタ
型（基板縦置型）を例にとる。図１において、成膜室１
内の下部には、１対のローラ２が対向配置されている。
各ローラ２は、所定間隔を隔てて配置されており、それ
ぞれ回転自在に支持されている。また、図示していない
が、ローラ２は、基板カート搬送方向（図１の紙面直角
方向）に複数対設けられている。ローラ２の上方には、
１対のコロ３及び４が設けられている。各コロ３，４
は、それぞれ所定間隔を隔てて配置されており、上下方
向の軸の回りに回転自在になっている。また、成膜室１
内には、上下方向及び基板カート搬送方向に延びるター
ゲット５が設けられている。ターゲット５は、図示しな
いスパッタ電源に接続されている。

【００１６】成膜すべき基板６，７は、それぞれ上下に
配置された基板カート８，９に保持されている。基板カ
ート８，９は、その下部において基板カート基部１０に
支持されている。基板カート基部１０の下部には、基板
カート搬送方向に延びる脚部１１が左右に設けられてい
る。各脚部１１は、それぞれ各ローラ２上に載置されて
いる。これにより、基板カート８，９は、各ローラ２上
を図１の紙面直角方向に移動自在となっている。また、
各基板カート８，９の下部は、それぞれコロ３，３及び
コロ４，４の間に挿入されており、各コロ３及び４によ
って左右方向から支持されている。

【００１７】また、基板カート基部１０の下部には、そ
れぞれ基板カート搬送方向に延びるラック１５，１６が
配設されている。ラック１５は、図２に示すように、基
板カート基部１０の前端部１０ａから中央部にかけて配
設されている。また、ラック１６は、基板カート基部１
０の後端部１０ｂから中央部にかけて配設されている。
ラック１５の後方（図２左方）及びラック１６の前方
（同図右方）には、それぞれラックの延在しないスペー
スＳが形成されている。また、ラック１５の後端部及び
ラック１６の前端部は互いにオーバーラップしている。

【００１８】一方、基板カート基部１０の下方には、そ
れぞれラック１５及び１６と噛み合うピニオン１７，１
８が対向配置されている。各ピニオン１７，１８は、そ
れぞれ成膜室１下部に回転自在に支持されており、後述
する駆動モータにより駆動されるようになっている。ま
た、ピニオン１７，１８は、成膜室１内に搬入される複
数の基板カートの各々に対応してそれぞれ複数個設けら
れている。

【００１９】次に、ピニオン１７の駆動系及び位置決め
機構について図３及び図４を用いて説明する。なお、ピ
ニオン１８側についても同様の駆動系及び位置決め機構
が設けられており、ここではピニオン１７側についての
み説明する。

【００２０】成膜室１下部を貫通して回転軸２０が設け
られている。ピニオン１７は、この回転軸２０先端に固
定されている。また、回転軸２０は、成膜室１外部に設
けられた流体継手２１内を貫通しており、この流体継手
２１により回転自在に支持されている。回転軸２０の他
端には、カム２２が固定されている。

【００２１】カム２２は、図４に示すように、概ね円板
状の部材であり、その外周に円弧状の切欠き２２ａ，２
２ｂ，２２ｃ及び２２ｄが４か所に形成されている。こ
れらの切欠き２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び２２ｄは９０
°間隔で配置されている。また、ピニオン１７の刃数は
１２枚であり、ピニオン１７の歯数とカム２２の切欠き
数の比は整数比（３：１）になっている。

【００２２】カム２２の側方には、位置決めレバー２３
が設けられている。位置決めレバー２３の上端部には、
ハウジング２４（図３）に取り付けられたピン２５が装
着されている。位置決めレバー２３は、このピン２５の
回りに回動自在になっている。また、位置決めレバー２
３の中央部には、カムフォロワ２６が回転自在に取り付
けられている。カムフォロワ２６は、カム２２の各切欠
き２２ａ〜２２ｄ内に係止し得るようになっている。位
置決めレバー２３の下端は、ばね２７によって常時カム
２２側に付勢されている。

【００２３】カムフォロワ２６の上方には、エアシリン
ダ２８が設けられている。エアシリンダ２８のピストン
ロッド先端は、位置決めレバー２３に連結されている。
位置決めレバー２３下端には、光電スイッチ３０が設け
られている。この光電スイッチ３０は、位置決めレバー
２３がピン２５の回りに回動しカムフォロワ２６がカム
２２の切欠き２２ａ〜２２ｄから離れたことを検出する
ためのものである。

【００２４】また、回転軸２０の下方には、駆動軸３１
（図３）が配設されている。駆動軸３１は、ハウジング
２４の下部に設けられた支持部３２によって回転自在に
支持されている。駆動軸３１の一端には、ベベルギア３
３が固定されている。駆動軸３１側方には、図示しない
駆動モータが配置されている。この駆動モータの軸端に
は、ベベルギア３３と噛み合うベベルギアが取り付けら
れている。駆動軸３１には、駆動ギア３４が固定されて
いる。一方、回転軸２０上には、駆動ギア３４と噛み合
う伝達ギア３５が回転自在に設けられている。伝達ギア
３５側方において回転軸２０上には、電磁クラッチ３６
が設けられている。この電磁クラッチ３６のオン，オフ
によって、伝達ギア３５の回転力は回転軸２０に対して
伝達または遮断されるようになっている。

【００２５】次に、動作について説明する。成膜室１内
に基板カート８，９が搬入されていない状態では、図４
に示すように、位置決めレバー２３はばね２７によって
カム２２側に付勢され、カムフォロワ２６がカム２２の
いずれかの切欠き、たとえば切欠き２２ｄに係止してい
る。また、このとき、ピニオン１７は、図３に示すよう
に、いずれかの歯の歯先が真上にきた状態となってい
る。

【００２６】成膜室１内に搬入された基板カート８，９
がピニオン１７の位置にくると、ラック１５がピニオン
１７に噛み合って回転軸２０が回転する。この回転軸２
０の回転により、カム２２が回転する。これにより、カ
ムフォロワ２６がカム２２の切欠き２２ｄから抜け出
る。すると、位置決めレバー２３が、ばね２７のばね力
に抗して時計方向に回動する。この位置決めレバー２３
の回動は、光電スイッチ３０によって検出される。この
光電スイッチ３０からの検出信号によって、エアシリン
ダ２８が作動し、そのピストンロッドが突出する。これ
により、位置決めレバー２３がさらに時計方向に回動
し、カムフォロワ２６がカム２２の切欠き２２ｄから離
れる。これにより、以後の動作においてピニオン１７が
駆動された際に、ばね２７の付勢によってピニオン１７
の回転に余分な負荷が加わるのが回避されている。

【００２７】次に、基板カート８，９が移動してラック
１５がピニオン１７上方に配置されたことが、図示しな
い検出スイッチにより検出されると、この検出信号によ
り電磁クラッチ３６が通電され、電磁クラッチ３６がオ
ンする。これにより、電磁クラッチ３６を介して伝達ギ
ア３５と回転軸２０が連結される。一方、駆動モータが
駆動されており、駆動モータの回転力は、ベベルギア３
３、駆動軸３１及び駆動ギア３４を介して伝達ギア３５
に伝達され、さらに電磁クラッチ３６及び回転軸２０を
介してピニオン１７に伝達される。そして、ピニオン１
７の回転により、ラック１５を介して基板カート８，９
が搬送される。

【００２８】一方、ピニオン１７による搬送中には、ピ
ニオン１８が同様の位置決め機構によって位置決めされ
ており、そのいずれかの歯の歯先が真上に向いた状態と
なっている。ピニオン１７によって搬送されてきた基板
カート８，９がピニオン１８の位置にくると、ラック１
６がピニオン１８に噛み合い、ピニオン１８側の回転軸
が回転する。すると、上述したピニオン１７の場合と同
様に、ピニオン１８側のカムが回転し、ピニオン１８側
のカムフォロワがカムの切欠きから離れた状態となる。
そして、ピニオン１８側の駆動系が駆動されてピニオン
１８が回転を開始し、これによりラック１６を介して基
板カート８，９が搬送される。

【００２９】また、基板カート８，９の搬送により、ラ
ック１５後端部がピニオン１７から離れスペースＳ部分
がピニオン１７上方に位置すると、基板カート８，９の
位置が図示しない検出スイッチにより検出され、この検
出信号によりピニオン１７側の駆動モータがオフとな
る。また、上記検出信号によりエアシリンダ２８がオフ
になる。これにより、位置決めレバー２３がばね２７に
よってカム２２側に付勢され、カムフォロワ２６がカム
２２の外周面に当接する。そして、カムフォロワ２６が
カム２２の切欠き２２ａ〜２２ｄのいずれかに嵌まり込
むと、光電スイッチ３０がこれを検出する。この検出に
よって電磁クラッチ３６がオフとなり、この結果、伝達
ギア３５と回転軸２０との連結が解除され、カム２２及
びピニオン１７の回転が停止する。また、ピニオン１７
の停止時には、ピニオン１７のいずれかの歯の歯先が真
上に向いた状態となっている。

【００３０】なお、ピニオン１７及び１８による搬送途
中において、ターゲット５にスパッタ電源からの電圧が
印加され、基板カート８，９にそれぞれ保持された基板
６，７に成膜処理が行われる。

【００３１】成膜処理を連続して行う際には、次に処理
すべき基板が保持された各基板カート８，９が、成膜室
１内に次々と搬入される。搬入された基板カート８，９
のラック１５に対して、上述のようにピニオン１７は位
置決めされており、これによりピニオン１７とラック１
５との噛み合いがスムーズに行われる。同様に、ピニオ
ン１８がラック１６に対して位置決めされているので、
ピニオン１８とラック１６との噛み合いもスムーズに行
われる。これにより、成膜室１内に搬入される各基板カ
ート８，９について搬送速度にむらが生じることなく、
一定速度で搬送が行われる。

【００３２】このように、連続して成膜処理を行う際に
は、カム２２がカムフォロワ２６及び切欠き２２ａ〜２
２ｄによって常時一定の回転位置で位置決めされてお
り、しかもカム２２と各ピニオン１７，１８との歯数比
が整数比となっているので、カム２２と各ピニオン１
７，１８とが同位相となる。したがって、各ピニオン１
７，１８がそれぞれ基板カート１０のスペースＳ部分で
停止した際、各ピニオン１７，１８の各歯先がいずれも
真上に向いた姿勢となる。これにより、各ピニオン１
７，１８と各ラック１５，１６とのそれぞれの噛み合い
がスムーズに行われ、各基板カート８，９の搬送が一定
速度で行われる。

【００３３】また、基板カート８，９の各ピニオン１
７，１８上への乗り上げが防止されることから、成膜処
理すべき基板がガラス基板等の場合に基板の損傷が防止
される。さらに、基板カートの乗り上げ防止により、成
膜室１内でのダストの舞い上がりがなくなり、製品歩留
りが向上する。

【００３４】なお、前記実施例では、位置決め機構を構
成するカム２２の切欠きの個数を４個としたが、ピニオ
ン１７，１８の歯数に対して整数比であれば、たとえば
切欠きの個数が６個であってもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明では、各基板カートに第１及び第
２ラック列が設けられ、成膜装置側に、これらと噛み合
う第１及び第２ピニオンと、各ピニオンの位置決め手段
とが設けられるので、各ラック及びピニオンの噛み合い
をスムーズに行わせ、一定速度で基板カートを搬送でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が採用された成膜室の縦断側
面部分図。

【図２】前記実施例の底面図。

【図３】前記実施例の駆動系部分の縦断面部分図。

【図４】前記駆動系部分の位置決め機構の概略構成図。

【符号の説明】

１ 成膜室 ６，７ 基板 ８，９ 基板カート １５，１６ ラック １７，１８ ピニオン ２２ カム ２３ 位置決めレバー

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 14/56 Ｃ２３Ｃ 14/56 Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｓ 21/285 21/285 Ｓ 21/31 21/31 Ｆ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ基板が保持された複数の基板カー
   トを搬送しつつ、各基板に成膜処理を行う連続成膜装置
   において、 前記各基板カートの裏面であって、搬送方向と平行に、
   かつ、基板カートの前端部から搬送方向中間部を超えて
   後端部の手前まで延設された第１ラック列と、 前記各基板カートの裏面であって、第１のラック列と平
   行に、かつ、基板カートの後端部から搬送方向中間部を
   超えて前端部の手前まで延設された第２ラック列と、 成膜装置側に設けられ、それぞれ前記第１及び第２ラッ
   ク列とかみ合う回転可能な第１及び第２ピニオンと、 前記第１及び第２ピニオンの各回転位置をそれぞれ位置
   決めするための位置決め手段と、 を備えた基板搬送機構を有する連続成膜装置。