JP6335689B2 - 成膜装置及び成膜装置のメンテナンス方法 - Google Patents

Description

本発明は、成膜装置及び成膜装置のメンテナンス方法に関する。

蒸着装置やスパッタ装置等の成膜装置では、真空チャンバー等の基板以外の部材への成膜材料の付着を抑制するために、防着板が設けられている。
成膜工程後には防着板には成膜材料が堆積するが、堆積量が多くなるとパーティクルとなって基板の成膜領域に付着するおそれもあるため、防着板のメンテナンスが定期的に行われている。

一般的に、防着板のメンテナンスを行う際は、低圧状態の真空チャンバーを大気圧に近い圧力まで復帰させる。そして、真空チャンバー内が大気圧に近い圧力に到達すると、真空チャンバーを開放して、防着板を取り出す等の作業を行う。また、メンテナンスを完了した後に成膜工程を再開する際は、真空チャンバー内を目標圧力まで減圧するのに時間を要する。このように防着板のメンテナンスは時間や手間を要するため、管理・保守のしやすさであるメンテナンス性を高めることができる成膜装置が要請されていた。

メンテナンスの頻度の低減を図る装置として、防着板へ付着する成膜材料の付着量を予測する付着量予測部を備える装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１６８８２５号公報

しかし、防着板の大きさや形状は成膜装置によって変化し、しかも成膜材料の防着板への付着量は均一とはならないため、上述した装置であってもパーティクルの発生を抑制しつつメンテナンスの頻度の低減を図ることには限界があった。尚、こうした課題は、上述した構成の装置に限らず、成膜装置においては概ね共通したものである。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、メンテナンス性を向上することができる成膜装置及び成膜装置のメンテナンス方法を提供することにある。

上記課題を解決する成膜装置は、真空チャンバーと、前記真空チャンバー内に配置される成膜源と、前記真空チャンバー内に設けられる防着板と、前記防着板を加熱する加熱部と、前記防着板の鉛直方向の下方に配置された回収部とを備える。

上記課題を解決する成膜装置のメンテナンス方法は、真空チャンバー内に設けられた成膜源から成膜材料を前記真空チャンバー内に拡散する成膜工程、又はその成膜工程後に、前記真空チャンバー内に設けられた防着板を加熱し、加熱することによって前記防着板から落ちた成膜材料を前記防着板の鉛直方向の下方に配置された回収部によって回収する。

上記構成によれば、防着板が加熱されることによって防着板への成膜材料の堆積が抑制される。このため、防着板のメンテナンスの頻度を低下させることができる。さらに、回収部によって、流動化した成膜材料等、防着板から落ちた成膜材料を回収することができる。このため、防着板の加熱によって真空チャンバーの底部や他の部材に防着板から落ちた成膜材料が付着することを防ぐことができる。従って、成膜装置のメンテナンス性を高めることができる。

この成膜装置について、前記回収部を、前記真空チャンバーに設けられた開口から前記真空チャンバーの外部へ搬送する搬送機構を備えることが好ましい。
上記構成によれば、回収部は真空チャンバーの外部へ搬送することができるので、回収部の重量が大きく作業者が運び出すことが困難な場合でも、メンテナンス作業が容易になる。

この成膜装置について、前記回収部は、前記搬送機構により、前記真空チャンバーに連結されたグローブボックスに搬送されることが好ましい。
上記構成によれば、回収部はグローブボックスに搬送されるので、成膜材料が、例えば大気との接触が好ましくない材料であったとしても、グローブボックス内の雰囲気下で成膜材料の回収作業を行うことができる。

この成膜装置について、前記成膜源は、蒸発容器を有する載置部を備え、当該載置部には、前記回収部へ向かって傾斜する傾斜面を備えることが好ましい。
上記構成によれば、傾斜面に付着した成膜材料等が回収部に導かれるので、載置部にも成膜材料が堆積しにくい。

この成膜装置について、前記防着板は、前記回収部側へ傾斜する天井部と、当該天井部に連続して設けられてその端部が前記回収部の開口の鉛直方向上方に配置される側壁部とを有し、前記加熱部は、前記天井部及び前記側壁部を加熱することが好ましい。

上記構成によれば、天井部は回収部側へ傾斜し、側壁部の端部は回収部の開口の鉛直方向上方に設けられるので、流動化した成膜材料を回収部に向かって流れ落ちやすくすることができる。

一実施形態の基板処理システムの概略図。 同実施形態における成膜装置を正面側からみた斜視図。 同実施形態における成膜装置の側面図。 同実施形態における成膜装置を背面側からみた斜視図。 同実施形態における成膜装置の内部構造を示す斜視図。 同実施形態における成膜源の一部を示す分解斜視図。 同実施形態における成膜装置の内部構造を示す斜視図。 同実施形態における成膜源及び防着板の一部を示す断面図。

以下、本発明を具体化した成膜装置の一実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。本実施形態では、成膜装置を、成膜材料を加熱して蒸発又は昇華させることにより基板に薄膜を形成する蒸着装置に具体化して説明する。成膜の対象は、幅及び高さが１ｍを超える大型の基板等とする。また、成膜材料は、Ｌｉ（リチウム）等のアルカリ金属及びその化合物を主成分とする。

図１に示すように、基板処理システム１は、搬送部２、ロードロック室３、前処理室４、成膜装置１０、後処理室５を備える。搬送部２は、基板１００をトレイ（図示略）に載置してロードロック室３に基板１００を搬送する。ロードロック室３は、基板１００の搬送方向（Ｘ方向、反Ｘ方向）に応じて大気圧／低圧状態を切り替える。基板１００が成膜装置１０に向かってＸ方向に搬送されるとき、ロードロック室３は低圧状態に調整されている。ロードロック室３を介して搬送された成膜前の基板１００は、前処理室４に搬送される。前処理室４で加熱等の前処理が行われた後、基板１００は成膜装置１０に搬送される。成膜装置１０では、基板１００に対して成膜が行われる。成膜工程後、基板１００は、後処理室５に搬送されて冷却される。冷却された基板１００は、成膜装置１０、前処理室４、ロードロック室３を介して、搬送部２まで搬送される。

次に、成膜装置１０の全体の構成について説明する。
図１に示すように、成膜装置１０は、成膜機構１１と、メンテナンスを行うためのグローブボックス２０とを備えている。また成膜装置１０は、メンテナンスのための制御等を実行する制御装置１８を備えている。

成膜機構１１は、長尺状の成膜源１５を備えている。成膜装置１０は、成膜源１５を真空チャンバー１２及びグローブボックス２０の間で、真空チャンバー１２からグローブボックス２０に向かう方向及びその反対方向に搬送する搬送機構を備えている。

図２に示すように、真空チャンバー１２の入口及び出口には、ゲートバルブ１３，１４がそれぞれ設けられている。真空チャンバー１２は、基板１００を収容可能な大きさを有しており、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプ（図示略）を備えている。基板１００は、一方のゲートバルブ１３と他方のゲートバルブ１４との間で搬送される。また、真空チャンバー１２には、図示しないガス供給機構が設けられ、アルゴン等の不活性ガスを真空チャンバー１２内に供給する。

また、真空チャンバー１２のうち、ゲートバルブ１３，１４が設けられていない側面の一つには、開口としての連通口１７が設けられている。真空チャンバー１２の連通口１７側には、グローブボックス２０が連結されている。

グローブボックス２０は、金属材等からなる筐体２１を備えている。筐体２１は、真空チャンバー１２側に、連通口１７に接続する連通部２２を有する。
連通部２２の内側には、封止部２５が設けられている。封止部２５は、封止位置と、退避位置との間で移動可能である。真空チャンバー１２が所定の圧力に調整される成膜時には、封止部２５は、封止位置に配置される。また蓋部２６が退避位置に配置されると、真空チャンバー１２の内部空間は開放され、グローブボックス２０の内部空間と連通される。

また、筐体２１の正面には、透光性材料からなる窓部３０が取り付けられている。窓部３０の幅は、成膜源１５の長手方向に沿った幅とほぼ同じか、その幅以上の長さを有している。窓部３０には、作業者が手を入れる挿入口３１が形成されている。窓部３０には、複数の挿入口３１が、窓部３０の幅方向に沿って形成されている。また、窓部３０には、複数の挿入口３１からなる列が、窓部３０の高さ方向に複数形成されている。本実施形態では、５つの挿入口３１からなる列が、２列形成されているが、挿入口３１の数及び位置は、筐体２１の大きさ等に応じて調整される。

図３に示すように、挿入口３１には、グローブ３２が装着されている。作業者１０１は、グローブ３２に指先から上腕部までを入れ、メンテナンス位置に配置された成膜源１５に対してメンテナンス作業を行う。

また、筐体２１の背面側には、パスボックス３３が設けられている。パスボックス３３は、トレイ３８を収容する収容ケース３４を備えている。収容ケース３４には、トレイ入口３５とトレイ出口３６とが形成されている。またグローブボックス２０の筐体２１のうち、収容ケース３４のトレイ出口３６に対応する箇所には貫通孔（図示略）が形成され、貫通孔とトレイ出口３６との間には、ゲートバルブ等、大気側と真空側とを連通するバルブ３７が設けられている。

また収容ケース３４の側壁部には、ガイドレール（図示略）が設けられている。このガイドレールには、トレイ３８を支持するトレイ支持部４０が摺動可能に設けられている。トレイ３８は板状であって、トレイ支持部４０の上側に設けられている。

トレイ支持部４０及びトレイ３８は、トレイ入口３５から突出する位置と、トレイ出口３６から突出した筐体２１内の位置との間で移動可能である。メンテナンスの際は、トレイ支持部４０及びトレイ３８を収容ケース３４から引き出して、成膜材料が密封された容器等をトレイ３８に載置した後、そのトレイ３８をバルブ３７を介して筐体２１内に挿入する。なお、トレイ支持部４０及びトレイ３８は、図示しないモータにより駆動される。

図４に示すように、筐体２１には、内部空間を所定の圧力に調整する減圧ポンプ２３が設けられている。また、筐体２１には、上記ガス供給機構によりアルゴン、窒素等の不活性ガスが供給される。メンテナンスの際には、グローブボックス２０の内部空間は、成膜工程における真空チャンバー１２の圧力とほぼ同じ、又は若干高い圧力（例えば０．５ｋＰａ〜３ｋＰａ）に調整されることによって、低圧及び低湿度に保たれる。

（成膜源）
次に、成膜源１５について説明する。
図５に示すように、成膜源１５は、成膜材料を載置する載置部５０を有している。容器支持部５２の下方には、ヒータを備えた材料加熱部５３が設けられている。

図６に示すように、載置部５０は、蒸発容器５１と、容器支持部５２と、フレーム部５９を有している。蒸発容器５１は、カップ状に形成され、その開口端に設けられたフランジ部５１ａを上側に向けて蒸発容器５１に配置される。本実施形態では、載置部５０は、７つの蒸発容器５１を有している。

容器支持部５２は、互いに連結可能な７つのカバー５２ａを有している。これらのカバー５２ａは、上壁部５２ｂと、上壁部５２ｂの一対の端部にそれぞれ設けられた側壁部５２ｃとをそれぞれ有する。

上壁部５２ｂの中央部には、円形状の貫通孔５２ｄが形成されている。貫通孔５２ｄは、上方に突出した環状突部５２ｅによって囲まれている。蒸発容器５１は、環状突部５２ｅにフランジ部５１ａを当接させ、貫通孔５２ｄの内側に底部を配置した状態で容器支持部５２に支持される。容器支持部５２に支持された状態の蒸発容器５１は、その底部が、貫通孔５２ｄを介して材料加熱部５３によって加熱される。

上壁部５２ｂの表面は、貫通孔５２ｄが形成された中央から各側壁部５２ｃが形成された端部に向かって、斜め下方に傾斜した傾斜面となっている。即ち、上壁部５２ｂのうち、貫通孔５２ｄが形成された中央部が最も高く、側壁部５２ｃが形成された端部が最も低い。

カバー５２ａは、側壁部５２ｃが形成されていない端部に連結構造を有している。各カバー５２ａは、連結構造を対向させることにより互いに固定される。７つのカバー５２ａは、連結されて一列にされている。

フレーム部５９は、一対の回収部９０を有する。回収部９０は、細長い形状の箱体状をなし、上部に開口を有している。回収部９０の内側には、回収空間９０ａが設けられている。各回収部９０の間には梁部９０ｂが設けられ、各回収部９０は、空間を隔てた状態で互いに連結されている。梁部９０ｂは取り外し可能に設けられている。梁部９０ｂを外すことによって、各回収部９０を独立して取り出すことができる。

カバー５２ａをフレーム部５９に装着する際は、カバー５２ａの一対の側壁部５２ｃの間に、一方の回収部９０の内側の側壁部と、他方の回収部９０の内側の側壁部とを挟んだ状態で配置する。即ち、カバー５２ａの側壁部５２ｃを、回収部９０の回収空間９０ａに配置する。これにより、各回収部９０の間に設けられた空間が、カバー５２ａの上壁部５２ｂによって覆われる。また、カバー５２ａの側壁部５２ｃは、回収部９０の内側の側壁部に接しているため、回収空間９０ａの上部開口は、カバー５２ａによって被覆されない。

また図５に示すように、成膜源１５の台座５５は、長尺且つ板状のベース６１に固定されている。ベース６１の長手方向の一端には、封止部２５を構成する蓋部２６が、ベース６１に対して垂直に立てられた状態で支持されている。蓋部２６は、板状に形成され、その縁部を真空チャンバー１２の側壁に当接させることにより真空チャンバー１２の連通口１７を封止可能な大きさを有している。

また、蓋部２６の側面２６ｂのうち下側には、側面２６ｂから突出する板部６２が設けられている。この板部６２の底面には、ガイド部６４及び車輪６５が設けられている。ガイド部６４は、グローブボックス２０内に敷設された１対のレール６６の内側を摺動する。車輪６５は、それらのレール６６に沿って回転する。レール６６は、成膜源１５の長手方向の幅よりも大きい長さを有している。成膜源１５及び蓋部２６は、ガイド部６４の案内及び車輪６５の回転によりレール６６に沿って移動することができる。

蓋部２６のうち成膜源１５側の側面２６ａには、成膜源１５から引き出された冷却チューブ５４が差し込まれている。蓋部２６の他方の側面２６ｂには、冷却チューブ５４に連結する冷却回路連結器５６が設けられている。この冷却回路連結器５６は、グローブボックス２０内に設けられた図示しないチューブ等を介して、グローブボックス２０外、又は真空チャンバー１２外に設けられた外部冷却回路に接続される。

さらに、蓋部２６の側面２６ｂには、上述したヒータに電力を供給する電力線に連結する電力線連結器５７と、熱電対からの信号を出力する信号線に連結する信号線連結器５８とが設けられている。なお、上記電力線及び上記信号線は、電力供給用の外部電気回路、信号出力用の外部電気回路を構成する。

電力線連結器５７は、グローブボックス２０内に設けられた図示しない外部電力線を介して、電源に接続される。また、信号線連結器５８は、グローブボックス２０内に設けられた図示しない外部信号線を介して、成膜源１５の温度の異常を検知する検知装置等に接続される。

また、蓋部２６の側面２６ｂには、蓋部２６の端部を押圧するエアシリンダ６３が設けられている。エアシリンダ６３は、作動状態において、蓋部２６に対し連通口１７側に押圧力を付与する。エアシリンダ６３から付与される押圧力によって、蓋部２６の側面２６ａに設けられたシール部材（図示略）が、蓋部２６と真空チャンバー１２の側壁との間で押し潰される。

蓋部２６には、３つのエアシリンダ６３が設けられている。一つは、蓋部２６の上部に配設され、残りの二つは、蓋部２６の左端部及び右端部にそれぞれ配設されている。この３つのエアシリンダ６３が作動することによって、蓋部２６が、高さ方向に沿った中心軸Ｙを中心に回転方向Ｙθ（図７参照）に僅かに回転したり、歪んだりしている場合等でも、蓋部２６を真空チャンバー１２の側壁に密着させて連通口１７を封止することができる。

一方、真空チャンバー１２内には、蒸着位置の成膜源１５を支持する支持フレーム６０が設けられている。支持フレーム６０は、長尺状に形成され、成膜源１５の長手方向に沿った幅以上の長さを有し、メンテナンス位置に配置された成膜源１５を下方から支持する。

（搬送機構）
次に、成膜源１５を搬送する搬送機構１６について説明する。
搬送機構１６は、動力源である搬送モータ２７と、搬送モータ２７の軸部に設けられたピニオン（図示略）と、ピニオンと噛合するラック（図示略）とを備えている。ラックは、例えばベース６１の底面の長手方向に沿って延びており、成膜源１５の移動範囲（成膜位置とメンテナンス位置との間の範囲）と同等の長さを有している。

ピニオン及びラックが噛合した状態で、搬送モータ２７が駆動することによって、搬送モータ２７の回転が、成膜源１５及び封止部２５を搬送路に沿って移動させる直線運動に変換される。搬送モータ２７が正方向に回転すると、成膜源１５及び封止部２５は、成膜位置からメンテナンス位置に向かう方向に移動し、搬送モータ２７が逆方向に回転すると、成膜源１５及び封止部２５は、メンテナンス位置から成膜位置へ向かう方向に移動する。

また、グローブボックス２０内には、ロック機構６８が設けられている。ロック機構６８は、回動軸７０を中心に回動可能なアーム６９を有している。アーム６９は、所定の角度範囲だけ、真空チャンバー１２側及びその反対側に回動可能である。

図７に示すように、アーム６９は、その先端に、成膜源１５側に連結する連結部７１（図７参照）を備える。連結部７１は、成膜源１５がグローブボックス２０内であって、メンテナンス位置の手前の所定の位置に到達した際に、ベース６１の底面等に形成された被連結部に連結される。

メンテナンス位置の手前の所定の位置で連結部７１と成膜源１５とが連結した後も、アーム６９は成膜源１５との連結を維持したまま、真空チャンバー１２側と反対側に回転する。そしてアーム６９が、回転角度が最大となる回動終端位置に到達したとき、成膜源１５及び封止部２５はメンテナンス位置に配置される。

また搬送モータ２７が逆方向に回転し、成膜源１５及び封止部２５がメンテナンス位置から成膜位置へ向かって移動すると、アーム６９は成膜源１５との連結を維持したまま、真空チャンバー１２側に回転する。そして、アーム６９が回動始端位置に到達したとき、アーム６９の連結部７１と成膜源１５との連結が解除される。

（防着板）
次に、真空チャンバー１２内に設けられた防着板９１について説明する。
図７に示すように、防着板９１は、成膜源１５から成膜材料が拡散する方向に設けられており、本実施形態では、成膜位置に配置された成膜源１５の鉛直方向上方に設けられている。

防着板９１は、鉛直方向下方であって、成膜位置の成膜源１５側に開口部を有する筒状に形成されている。防着板９１の長手方向の幅は、成膜源１５の幅以上の長さであり、成膜源１５の上方を覆うことができる。防着板９１は、例えばアルミニウムやＳＵＳ等の金属材からなる。この防着板９１は、真空チャンバー１２内に固定され、成膜源１５が搬送機構によって搬送れるときも真空チャンバー１２内に配置される。

図８に示すように、防着板９１は、天井部９１ａと、側壁部９１ｂとを有する。防着板９１の鉛直方向下方であって、開口端９１ｃ側には、回収部９０を含む載置部５０が配置される。側壁部９１ｂの開口端９１ｃの相対距離Ｄは、フレーム部５９の短手方向の長さとほぼ同じか、又はそれよりも短くなっている。側壁部９１ｂの開口端９１ｃは、回収空間９０ａ内に収容するか、回収部９０の上部開口に近接させることが好ましい。この防着板９１及び載置部５０によって蒸着空間９４が区画される。

側壁部９１ｂは、段差部を有し、開口端９１ｃ側から天井部９１ａ側に向かうにつれて、各側壁部９１ｂの相対距離が増大している。また、側壁部９１ｂの上部には、防着板９１の内側に基板１００を搬送するための基板搬送口９１ｄが形成されている。

また、天井部９１ａの外側、及び側壁部９１ｂの外側には、加熱部としての防着板ヒータ９２が設けられている。防着板ヒータ９２は、例えばシーズヒータ等を屈曲させたもの等からなり、蓋部２６にも受けられた電力線連結器５７に接続された電力線等を通じて電力が供給されている。この防着板ヒータ９２は、図示しない温度検出部と、温度調整部とを備えている。温度調整部は、防着板９１の温度を、真空チャンバー１２内の圧力下における成膜材料の融点以上の温度、又は成膜材料が流動化（液状化）する温度以上に調整することが好ましい。また温度調整部は、防着板９１の温度を、成膜材料の沸点以下に調整することが好ましい。本実施形態では、温度調整部は、防着板９１の温度を、成膜材料の融点以上、沸点以下の温度範囲に調整している。

側壁部９１ｂに隣設される防着板ヒータ９２ａは、側壁部９１ｂの高さとほぼ同じ高さを有している。また、この防着板ヒータ９２ａの幅は、筒状の防着板９１の長手方向の幅とほぼ同じ長さになっている。又は、防着板９１の幅よりも短い幅を有する複数の防着板ヒータ９２が、防着板９１の長手方向に沿って並べられている。この構成により、防着板９１の側壁部９１ｂの全域を加熱することができる。

天井部９１ａに隣設される防着板ヒータ９２ｂは、天井部９１ａの短手方向の長さである奥行方向の長さと、ほぼ同じ奥行き方向の長さを有している。また、この防着板ヒータ９２の幅は、筒状の防着板９１の長手方向の幅とほぼ同じ長さになっている。又は、防着板９１の幅よりも短い幅を有する複数の防着板ヒータ９２が、防着板９１の長手方向に沿って並べられている。この構成により、防着板９１の天井部９１ａの全域を加熱することができる。

次に防着板９１及び防着板ヒータ９２の作用について説明する。成膜工程では、防着板ヒータ９２が駆動して、防着板９１を加熱する。成膜源１５は、防着板９１の内側の空間で成膜材料を蒸発又は昇華させる。また、基板１００は、搬送ローラ９３等により、基板搬送口９１ｄから防着板９１の内側の空間に搬送される。防着板９１の内側の空間に拡散された成膜材料が、基板１００の成膜領域に付着することによって、薄膜が形成される。この際、防着板９１の内側の空間に拡散した成膜材料は、防着板９１やカバー５２ａにも付着する。

防着板９１は、防着板ヒータ９２によって、成膜源１５から成膜材料が蒸発又は昇華する成膜時、若しくは、１枚又は所定枚数の基板１００に対する成膜が完了する度に加熱される。防着板９１は、真空チャンバー１２内の圧力下の成膜材料の融点以上沸点以下に加熱されているため、成膜材料は、防着板９１に付着しても、その大部分が、流動化して重力により防着板９１の側壁部９１ｂを伝って流れ落ちる。また成膜材料の一部は、防着板９１からの熱によって蒸発又は昇華される。

流れ落ちた成膜材料は、回収部９０の回収空間９０ａに貯められる。また、カバー５２ａに付着した成膜材料も、斜め下方に傾斜した上壁部５２ｂを伝って回収部９０に流れる。このため、防着板９１に成膜材料が堆積することを抑制するとともに、防着板９１から流れ落ちた成膜材料が、真空チャンバー１２の底部等に付着することを防ぐことができる。また、防着板９１を加熱しても、成膜条件には大きく影響しないので、基板１００に形成される薄膜への影響も抑制される。

成膜工程が完了すると、成膜源１５及び防着板ヒータ９２は駆動を停止する。成膜源１５及び防着板ヒータ９２が駆動を停止した後は、回収空間９０ａに貯められた成膜材料は、融点未満の温度になるため固化している。成膜材料を固化させることにより、メンテナンス作業が行いやすくなる。

次に、メンテナンスの際の成膜装置１０の動作について説明する。
成膜装置１０のメンテナンスの際には、例えば制御装置１８の入力操作部が操作される。この操作又は操作が行われる前段階で、制御装置１８は、グローブボックス２０内の減圧ポンプ２３を駆動し、上記ガス供給機構により不活性ガスをグローブボックス２０内に供給して、所定の圧力に調整する。

そして、グローブボックス２０内が所定の圧力に調整されると、制御装置１８は、パスボックス３３のトレイ３８がグローブボックス２０内に挿入されているか否かを判断する。例えば、トレイ３８に赤外線等の光線を射出するランプを設け、蓋部２６にランプの光を受光可能なセンサを設けること等によって、トレイ３８がグローブボックス２０内に挿入されているか否かを検知することができる。

制御装置１８は、トレイ３８がグローブボックス２０内に挿入されていると判断すると、制御装置１８の出力部によってエラーを通知する。また、制御装置１８は、トレイ３８がグローブボックス２０内に挿入されていないと判断すると、エアシリンダ６３を非作動状態とし、搬送モータ２７を正方向に回転する。その結果、搬送モータ２７の軸部に設けられたピニオンと、成膜源１５の底部に設けられたラックとの噛合により、成膜源１５及び封止部２５が、グローブボックス２０内に搬送される。

封止部２５が封止位置から離間することによって、上述したヒータを駆動する電力線に連結する電力線連結器５７が、外部電力線から外れる。このため、材料加熱部５３のヒータの駆動が停止する。また、防着板ヒータ９２が、電力線連結器５７に連結された電力線に接続している場合には、このタイミングで防着板ヒータ９２も駆動停止する。さらに、熱電対からの信号を送受信する信号線に連結する信号線連結器５８が、外部信号線から外れる。このため、熱電対からの信号の上記検知装置への出力が停止される。また、冷却チューブ５４に連結する冷却回路連結器５６が、外部冷却回路から外れるので、ヒータの駆動停止中に、冷媒が冷却回路を循環することが停止される。

成膜源１５がグローブボックス２０内の所定の位置まで搬送されると、成膜源１５とアーム６９とが連結されることによりアーム６９が回動し、成膜源１５をメンテナンス位置でロックする。成膜源１５がメンテナンス位置に配置されると、作業者はグローブ３２に手を入れて、メンテナンスの作業を行う。

例えば、成膜材料を補充する場合には、作業者は、パスボックス３３のトレイ３８に、容器や袋等に密封された成膜材料を載せる。トレイ３８は、蒸発容器５１や、カバー５２ａを載置可能な大きさを有しているため、交換用の空の蒸発容器５１やカバー５２ａを載置してもよい。そしてパスボックス３３のトレイ３８をグローブボックス２０内に挿入する。

作業者１０１は、窓部３０の上側の挿入口３１からグローブ３２に手を入れて、トレイ３８に載せられた成膜材料を容器や袋等から取出し、蒸発容器５１に載置する。又は蒸発容器５１やカバー５２ａを交換し、交換した新たな蒸発容器５１に成膜材料を載置する。成膜材料の補充が終わると、トレイ３８をパスボックス３３内に戻す。

また、成膜源１５がグローブボックス２０に搬送されているので、グローブボックス２０の正面に設けられた窓部３０から成膜源１５全体を視認することができる。このため、成膜源１５の異常の有無等を確認することができる。さらに、窓部３０の下側の挿入口３１からグローブ３２に手を入れることによって、載置部５０よりも下方の材料加熱部５３等のメンテナンスを行うこともできる。

また、回収部９０に貯められた成膜材料を回収する作業を行うこともできる。防着板９１は真空チャンバー１２内に固定されているので、回収部９０にグローブ３２に挿入した手が届き、回収部９０の上部開口も露出されている。このため、蒸発容器５１及びカバー５２ａを取り外した上で、回収部９０全体を取り出して、グローブボックス２０内に予め準備した新たな回収部９０と交換してもよいし、回収部９０に貯められた成膜材料を、道具を用いて集めて、予め準備した回収容器に回収してもよい。この際、グローブボックス２０内で回収作業の少なくとも一部を行うことができるため、アルカリ金属のような大気との接触が好ましくない材料を回収する場合であっても、作業者の装備、成膜装置１０を設置する室内の換気設備等を特別なものとする必要がなく、作業自体も容易なものにすることができる。

メンテナンスの終了後は、搬送モータ２７が逆方向に回転する。成膜源１５は、グローブボックス２０から真空チャンバー１２に向かって搬送される。成膜源１５が成膜位置に配置されると、封止部２５が封止位置に配置される。制御装置１８は、エアシリンダ６３を作動させて、蓋部２６を連通口１７側に押圧する。

蓋部２６が封止位置に配置されると、作業者１０１は、グローブ３２に手を入れて、電力線連結器５７に外部電力線を連結するとともに、信号線連結器５８に外部信号線を連結する。さらに、冷却回路連結器５６に、外部冷却回路に接続するチューブを連結する。外部電力線、外部信号線及びチューブを接続すると、成膜工程に移行する。

このようにグローブボックス２０内で成膜源１５のメンテナンス作業が行えるため、所定の圧力に調整された真空チャンバー１２の内部空間を、メンテナンスのたびに大気に開放する必要がない。また、アルカリ金属のような大気との接触が好ましくない材料を、低圧及び低湿度下で扱うことができる。このため、基板処理システム１が設置された室内の気流や湿度、作業者の装備等に関して、特殊な設備や装備を不要とすることができる。

また、成膜源１５がグローブボックス２０内に搬送されるので、グローブボックス２０の大きさやグローブ３２の位置等さえ調整できれば、大型の基板１００に成膜を行う成膜源１５であっても、成膜源１５の各所にグローブ３２を介して簡単に手が届くため、作業が容易となる。さらに回収部９０自体がグローブボックス２０内の作業者の手が届く位置に搬送されるので、回収作業の容易性も高められる。また、加熱されて流動化した成膜材料は、回収部９０に回収されるので、基板１００以外の部材への成膜材料の付着を抑制することができる。

従って、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）防着板ヒータ９２により、防着板９１が加熱されることによって防着板９１への成膜材料の堆積が抑制される。従って、防着板９１に堆積した成膜材料がパーティクルとなって基板１００の成膜領域に付着することを抑制することで、防着板９１のメンテナンスの頻度を低下させることができる。さらに、回収部９０によって、防着板９１の加熱によって防着板９１から落ちた成膜材料を回収することができる。このため、真空チャンバーの底部や他の部材に防着板９１から落ちた成膜材料が付着することを防ぐことができる。従って、成膜装置１０のメンテナンス性を高めることができる。

（２）回収部９０は、真空チャンバー１２の外部であるグローブボックス２０へ搬送することができるので、回収部９０の重量が大きく作業者が運び出すことが困難な場合でも、メンテナンス作業が容易になる。

（３）回収部９０は、グローブボックス２０に搬送されるので、成膜材料が、例えばアルカリ金属のような大気との接触が好ましくない材料であったとしても、グローブボックス２０内の雰囲気下で成膜材料の回収作業を行うことができる。

（４）容器支持部５２のカバー５２ａは、回収部９０側へ向かって斜め下方に傾斜する上壁部５２ｂを有する。このため、上壁部５２ｂに付着した成膜材料は、回収部９０へ導かれる。このため、カバー５２ａにも成膜材料が堆積しにくい。

（５）防着板９１の天井部９１ａは回収部９０側へ傾斜し、側壁部９１ｂの開口端９１ｃは、回収部９０の上部開口の鉛直方向上方に設けられる。このため、防着板９１に付着した成膜材料を流れ落ちやすくするとともに、流れ落ちた成膜材料が、真空チャンバーの底部や他の部材に付着することを防ぐことができる。

尚、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・蒸発容器５１近傍から、成膜材料との反応性を有しないガスを供給して、成膜材料を基板１００に吹き付けてもよい。

・防着板ヒータ９２は、防着板９１に内蔵されていてもよい。
・カバー５２ａを加熱するヒータを設けてもよい。このヒータは、カバー５２ａに内蔵するか、カバー５２ａの側壁部５２ｃの間等に設けることが好ましい。

・防着板９１は、上述した形状以外のものであってもよい。例えば、防着板９１は、天井部９１ａを備えない構成でもよい。この場合、防着板９１の上方に基板１００を通過させることによって、基板１００の成膜領域に成膜材料を付着させる。また、側壁部９１ｂは、斜めに傾斜していてもよい。

・防着板９１は、上述した位置以外に配置されていてもよい。例えば、真空チャンバー１２の上壁部のみに配置されていてもよく、基板近傍に配置されるものでもよい。また、基板の成膜領域以外の領域を覆うものであってもよい。

・真空チャンバー１２は上述した構成以外のものであってもよい。例えば鉛直方向の上部又は下部に封止部２５を備えてもよい。またグローブボックス２０又は予備室を、この封止部２５に連通させて設けてもよい。その際、グローブボックス２０及び予備室の形状は、作業者の作業位置に合わせて適宜変更可能である。

・回収部９０は、防着板９１の形状や大きさに合わせて、防着板９１を伝って流れ落ちた成膜材料が回収できる位置に配置されていれば、防着板９１の鉛直方向の真下に配置されてもよく、斜め下方に配置されていてもよい。

・真空チャンバー１２に収容される成膜源１５を、複数に分割してもよい。分割された成膜源をそれぞれ搬送可能な複数のグローブボックスを真空チャンバー１２に連通してもよい。上記構成によれば、回収部９０も分割されるため、回収部９０を軽量化することができるので、回収部９０の取り外しが容易となる。

・成膜源１５は、蒸発容器５１を一列に並べた構成としたが、グローブボックス２０内に搬送可能であれば、複数列に並べた構成であってもよい。防着板９１は、成膜源１５の構成に合わせて、載置部５０を覆うことができる形状であればよい。

・成膜源１５は、蒸発容器５１を一列に並べた構成としたが、グローブボックス２０内に搬送可能であれば、複数列に並べた構成であってもよい。
・上記実施形態では、蒸着源全体をグローブボックス２０内に搬送したが、その一部をグローブボックス２０内に搬送する構成であってもよい。例えば、載置部５０のみをグローブボックス２０内に搬送し、材料加熱部５３を真空チャンバー１２に固定してもよい。

・ヒータに電力を供給する電力線は、真空チャンバー１２の蓋部２６以外の側壁等から外部に引き出されてもよい。また、この構成において、成膜源１５の移動の際、制御装置１８によって自動的に電力の供給が遮断されてもよい。

・熱電対からの信号を出力する信号線は、真空チャンバー１２の蓋部２６以外の側壁等から外部に引き出されてもよい。また、この構成において、成膜源１５の移動の際、制御装置１８によって自動的に信号の出力が遮断されてもよい。

・冷却回路に冷媒を循環させる冷却チューブは、真空チャンバー１２の蓋部２６以外の側壁等から外部に引き出されてもよい。また、この構成において、成膜源１５の移動の際、制御装置１８によって自動的に冷媒の循環が遮断されてもよい。

・蓋部２６は、エアシリンダ６３以外のアクチュエータにより連通口１７側に押し付けられてもよい。
・上記実施形態では、蓋部２６を成膜源１５とともにグローブボックス２０内に搬送することによって退避位置に配置したが、蓋部２６をこれ以外の方向に移動することによって退避位置に配置してもよい。例えば、蓋部２６に回動軸を設け、回動軸を中心に回動させることにより退避位置及び封止位置との間を移動可能にしてもよい。さらに、蓋部２６が連通口１７に対して、上方向、下方向、右方向及び左方向のいずれかにスライドすることで、退避位置に配置してもよい。

・上記実施形態では、成膜装置１０を、アルカリ金属を主成分とする成膜材料を蒸着する装置としたが、アルカリ金属に限られず、他の成膜材料を用いる装置であってもよい。上述した構成の成膜装置１０は、低融点で粘性率の低い成膜材料を用いる装置であることが好ましい。また、例えば、アルカリ金属の化合物含む成膜材料や、可燃性の成膜材料、空気に曝されることにより発火するおそれのある自然発火性の成膜材料、禁水性の成膜材料等を用いる場合には、特に効果を発揮できる。

・成膜装置１０を、蒸着を行う蒸着装置に具体化したが、スパッタ装置であってもよい。この場合には、成膜源１５は、ターゲット、カソード等を備え、防着板は、ターゲットの周囲に設けられる。

・上記実施形態では、成膜源１５をグローブボックス２０内に搬送したが、真空チャンバー１２に隣設された予備室等に搬送してもよい。
・上記実施形態では、成膜源１５をグローブボックス２０内に搬送したが、大気との接触が好ましくない材料以外を成膜材料とする場合には、成膜源１５を真空チャンバー１２外へ搬送しなくてもよい。

１０…成膜装置、１２…真空チャンバー、１５…成膜源、１６…搬送機構、１７…開口としての連通口、２０…グローブボックス、２５…封止部、２６…蓋部、５０…載置部、５２ｂ…傾斜面を有する上壁部、９０…回収部、９１…防着板、９１ａ…天井部、９１ｂ…側壁部、９２…加熱部としての防着板ヒータ。

Claims (6)

1. 真空チャンバーと、
   前記真空チャンバー内に配置される成膜源と、
   前記真空チャンバー内に設けられる防着板と、
   前記防着板を加熱する加熱部と、
   前記防着板の鉛直方向の下方に配置された回収部と、
   前記回収部及び前記成膜源を一体に、前記真空チャンバーに設けられた開口から前記真空チャンバーの外部に搬送する搬送機構と、
   を備える成膜装置。
2. 前記回収部及び前記成膜源は、前記搬送機構により、前記真空チャンバーに連結されたグローブボックスに搬送される
   請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記グローブボックスに接続され、前記成膜源に供給する成膜材料を載せて前記グローブボックスに挿入されるトレイを有するパスボックスを備える
   請求項２に記載の成膜装置。
4. 前記成膜源は、蒸発容器を有する載置部を備え、当該載置部には、前記回収部へ向かって傾斜する傾斜面を備える
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
5. 前記防着板は、前記回収部側へ傾斜する天井部と、当該天井部に連続して設けられてその端部が前記回収部の開口の鉛直方向上方に配置される側壁部と、前記側壁部の上部に設けられ、基板を搬送するための基板搬送口とを有し、
   前記加熱部は、前記天井部及び前記側壁部を加熱する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜装置。
6. 成膜装置のメンテナンス方法において、
   真空チャンバー内に設けられた成膜源から成膜材料を前記真空チャンバー内に拡散する成膜工程、又はその成膜工程後に、前記真空チャンバー内に設けられた防着板を加熱し、加熱することによって前記防着板から落ちた成膜材料を前記防着板の鉛直方向の下方に配置された回収部によって回収し、
   前記回収部及び前記成膜源を一体に、前記真空チャンバーに設けられた開口から前記真空チャンバーの外部に搬送し、前記回収された成膜材料を回収し、前記成膜源に成膜材料を供給する成膜装置のメンテナンス方法。

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