JPH01268870A

JPH01268870A - 縦トレイ搬送式スパッタ装置

Info

Publication number: JPH01268870A
Application number: JP9488788A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Hirota; 広田　喜弘; Tetsuo Nanbu; 南部　哲雄; Yoshifumi Azehara; 吉史畦原
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1988-04-18
Publication date: 1989-10-26
Also published as: JPH0524989B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、真空中で薄膜を作製するためのスパッタ装置
に間するものである。特に大面積の平板状基板を大量に
処理するための大型のスパッタ装置の構成と構造に関す
るものである。

［従来の技術］従来のこの種の装置としては、基板を取り付けたトレイ
を搬送しながら薄膜を作製するトレイ式インライン装置
が知られている。トレイの搬送中の姿勢により、水平ト
レイ搬送式と縦（垂直）トレイ搬送式に分類できるが、
基板面積の拡大と生産性に対する要求が高まるに従って
、縦トレイ搬送方式の大型装置が、装置全体の床面積の
上からもまたゴミ発生による損害防止の上からも有利と
考えられるようになってきた。縦トレイ搬送方式として
は従来、チャンバー下部から駆動するのが一般的であり
、例えばその構成を第５図ａ（側断面図）および第５図
ｂ（正面断面図）に示す如く基板７１を収容したトレイ
７０を下部駆動ローラー７４および下部ガイドローラー
７９と、上部ガイドローラー７８ではさむようにしてほ
ぼ垂直に保持しながら駆動機構７５より導入する回転運
動を傘歯車を介して下部駆動ローラー７４に伝達してト
レイ７０の水平方向移送を行なっていた。この上部ガイ
ドローラー付下部駆動ローラ一方式はトレイとローラー
の間の摩擦による搬送を利用するので、からまわりによ
る送り速度の信頼性・安全性に問題があり、上部ローラ
ーからゴミの落下があったときトレイ７００表面に沿っ
て落下する危険性があった。また下部駆動部にゴミが入
った場合のクリーニング、メンテナンス作業がわずられ
しかった。

さらに下部駆動部には当然スパッタ膜が剥離して紛れ込
むことがあり、その場合粉砕されて２次的なゴミ発生原
因となる危険性が大きかった。

また、別の縦トレイ搬送方式としては、自立式のトレイ
キャリアを、チャンバー下部に設けたラックピニオン式
の駆動機構により水平方向に移送するものも知られてい
る。この場合は、前例のようなローラーがないので、か
らまわりによる送りの信頼性、安全性の面では改善され
ており、なおかつ自立式であって上部のガイドローラー
が不要なため、上側の摩擦によりゴミが発生しトレイ面
に沿って降下するという危険性も解消される。

しかし特に大面積のトレイを、その面が移送中に大きく
振れることのないように安定に動かすためには、キャリ
アの重量を大きくし、また下部に位置ずれを防止するた
めのガイドを設ける等の複雑な駆動メカニズムが必要で
ある。またこの下部の駆動のメカニズムが複雑になるた
めに、クリーニング、メンテナンス等の作業が煩わしい
ばかりでなく、下部のラックピニオン部分に上方から重
力で落下してくるスパッタ剥離膜が侵入して粉砕され、
二次的ゴミの発生原因となる危険性は依然として解消さ
れていない。

［発明の目的コ本発明の目的は上述の問題を解決し、走行面の振れが少
なく安定で信頼性の高い大面積基板用樅トレイ搬送方式
スパッタ装置の構造を与えることである。

［課題を解決するための手段］本発明において一対の縦トレイは膜形成基板面が互いに
反対向き背中合わせになるようにほぼ平行にトレイキャ
リアにフックを介して垂直状に懸垂して、トレイキャリ
アはサポート機構に支えられ、真空容器上部壁面より釣
り下げられ、各真空チャンバー上部に設けた駆動ギアと
アイドルギアおよびトレイキャリアラックの三者の歯車
を介した運動によりトレイをトレイキャリアと一緒に水
平移送して搬送する装置構成をとる。

［作用コ重力によりトレイは常にほぼ垂直姿勢を保つ傾向にある
ので大面積で薄いトレイと簡潔で寸法の小さな駆動メカ
ニズムが達成され搬送系の信頼性が高くなる。また上部
駆動メカニズムを用いてはいるが一対のトレイの適切な
位置配置とサポート機構カバーを設けることにより、か
りに上部駆動部でゴミが発生してもトレイの裏面に沿っ
て落下し、トレイの表面に沿）て落下することを防止で
きる。また本発明の上部駆動メカニズムを採用すること
によりトレイ下部には非常に簡単なガイドを設けるだけ
ですむために重力でチャンバー下部に落下してきたスパ
ッタ剥離膜を粉砕する危険性がないばかりでなくチャン
バー下部のクリーニング、メンテナンスは非常に簡単に
できる。

［実施例コ次に図を用いて本発明の詳細な説明をする。

第１図は本発明の適用さえるべき縦トレイ搬送式スパッ
タ装置の構成を示す。図において装置本体は６個のゲー
トバルブ１１．　１２．　１３．　１４゜１５．１６と
８個の真空ユニットチャンバー即ちロードロックチャン
バー２１、サブロードロックチャンバー３１、バッファ
ーチャンバー（１）４１、ベーキングチャンバー５０、
スパッタチャンバー６０、バッファーチャンバー（２）
４２、サブアンロードロックチャンバー３２、およびア
ンロードロックチャンバー２２から構成されている。

トレイ組立７０は矢印Ａの示す方向に大気側よりゲート
バルブの開いている状態でロードロックチャンバー２１
に押し入れられて順次各真空のユニットチャンバーを通
過し、基板加熱および膜付処理をされた後にアンロード
ロックチャンバー２２から大気側へ送り出される。各チ
ャンバーにはバルブ２を介してメカニカルブースターポ
ンプ３、油回転ポンプ４、あるいはクライオポンプ５な
どが接続され排気を行なうことができる。トレイ組立７
００２枚のトレイ７２が一対になフて懸垂されている状
態については第２図、第３図等により後に詳しく述べる
。

２枚の一組のトレイはバッファーチャンバー（１）４１
、ベーキングチャンバー５０、スパッタチャンバー６０
の中にあるときそれらトレイの間にヒーター８を挟むよ
うに位置することができそれぞれの位置で基板の裏面か
ら加熱される。その作用については、特願６１−２８９
６１０に述べられているので省略する。ざらにベーキン
グチャンバー５０の中にあるときにはトレイはヒーター
９によりその表面からも加熱することができる。

スパッタチャンバー６０では片側に２個のカソード６が
設けられておリドレイ組立７０のそれぞれの表面からス
パッタ膜が付着される。１組のトレイ組立が装置から処
理されてでてくる時間間隔（タクトタイム）が約３分程
度の短い場合には、本図の如くロードロックチャンバー
２１でトレイ組立７０を入れてバルブ１１を閉めてから
低真空まで排気して次いでサブロードロックチャンバー
３１にトレイ組立７０を移送して高真空ないし超高真空
に排気し、さらにバッファーチャンバー（１）へ移送す
る。しかしタクトタイムが十分長く排気時間に余裕があ
る場合には本図の如くロードロックチャンバーとサブロ
ードロックチャンバーを別々に設ける必要はなく共通に
して１個のチャンバーですませることができろ。同様に
タクトタイムが十分長い場合にはアンロードロックチャ
ンバーとサブロードロックチャンバーを共通にして１個
ですませることができる。基板加熱が不要な場合にはサ
ブロードロックチャンバー３１、スパッタチャンバー６
０のヒーター８は不要であり、なおベーキングチャンバ
ー５０も不要である。なおこのスパッタ装置を運転する
に際してガス、冷却水、電気の供給が必要であるが図示
されていない。バッファーチャンバー（１）４．１はト
レイ組立７０をサブロードロックチャンバー３１から移
送してベーキングチャンバー５０とスパッタチャンバ・
−６０の中で、隣り合うトレイ組立７０が殆んど隙間な
く連続して移動するよう近ずけるための早送りをする空
間として必要である。同様にバッファーチャンバー（２
）４２はスパッタ膜付処理が終了したトレイ組立をサブ
アンロードロックチャンバー３２へ早送りするために必
要である。

第２図はロードロックチャンバー２１の正面断面図（垂
直断面構造）を示す。また第３図は第２図の矢視Ｉ−Ｉ
の垂直断面図を示す。第４図は第２図、第３図における
トレイキャリア７４の外観を示す。チャンバー上部壁２
１１にはトレイ組立７０を搬送するための駆動源７５、
アイドラー７６、サポート機構７７が取り付けられてい
る。チャンバー下部壁２１２には排気口２２が設けられ
またトレイ下部ガイド組立７８が取り付けられている。

トレイ組立７０はトレイキャリア７４に懸垂し、トレイ
キャリアは全体としてサポート機構にささえられて水平
方向に矢印Ａに示す如く搬送される。駆動源７５はモー
ター７５１の付いた回転導入機７５２からなりフランジ
７５３を介して気密封止してチャンバーに接続されてい
る。真空側のシャフト７５４の先端には駆動ギヤ７５６
が固定されており、モーター７５１の駆動により回転さ
れる。アイドラー７６は、ブラケット７６１を介してチ
ャンバー上部壁２１１に取り付けられシャフト７６２の
回りに歯車７６３を回転することができる。一方一対の
サポート機構７７はブラケット７７１によりチャンバー
上部壁２１１に取り付けられ、サポート板７７２にベア
リング７７３を介して組み込まれた複数のコロ７７４か
ら成る。複数のコロ７７４に接するようにトレイキャリ
ア７４が載せられている。トレイキャリア７４のスライ
ダー７４１の一方の側面にはラック７４２が切られてお
り、トレイキャリアがコロに載った状態でラック７４２
とアイドラー７６の歯車７６３とが噛み合う。スライダ
ー７４１の下側にはつり板７４４とフック７４５が取り
付けられており、１個のスライダーに対して２枚の基板
ホルダー７２がフック７４５を介して懸垂できる。基板
ホルダー７２は薄膜をその上に形成する対象物である基
板７１を裏板７３を用いて収容している。

基板と基板および基板ホルダーの固定方法には様々な方
法と構造があるが、ここでは本発明の要旨から外れるの
で省略する。

基板ホルダー７２の下端に近い部分はガイド組立７８に
よってほぼ垂直状態の２枚の基板の面が大きく振れない
よう位置の制約がされる。即ち２枚の基板ホルダー７２
の裏側には接触ガイドベアリング７８１がシャフト７８
１１のまわりに回転するようブラケッ）７８１２を介し
てチャンバー底面壁２１２に取り付けられる。一方非接
触ガイドベアリング７８２がシャフト７８２１のまわり
に回転するようブラケット７８２２を介してチャンバー
底面壁２１２に取り付けられる。トレイ組立７０が搬送
されるときに基板ホルダー７２の裏面下部は重力の分力
のために接触ガイドベアリング７８１を押して移動する
が、非接触ガイドベアリング′７８２には通常は、触れ
ない。非接触ガイドベアリング７８は予期せぬ事故など
により基板ホルダーが大きく振れたり変形して移送進行
途中で邪魔な物体と衝突したりする危険性を防止する意
味をもっている。

サポート機構７７の下部にはトレイキャリアを挟むよう
な形で一対のカバー７７５が設けられている。

駆動源７５によりアイドラー７６を介してトレイキャリ
ア７４に取り付けられたトレイ組立が搬送されるとき、
歯車とラックの摩擦、および、コロとスライダー下面と
の回転接触によりゴミの発生ずる確率がある。しかし仮
にゴミが発生したとしてもカバー７７５はゴミが下方に
散乱するのを防止し落下するにしても２枚の基板ホルダ
ー７２の裏面に挟まれた空間へ降下して基板７１の表面
へ沿った降下が起こらないようにして、膜が形成される
基板表面へのゴミの付着の危険性を抑制している。

また基板ホルダーの下部のガイドも、基板ホルダーの裏
面で回転接触するのみで通常は表面では接触しないから
ここでのゴミの発生の危険性も極めて少ない。

以上第２図、第３図、第４図によりロードロックチャン
バーにおけるトレイ組立７０の搬送について説明したが
それ以外のチャンバーにおける搬送も全く同様である。

ゲートバルブを間にはさんだ隣接する２個のチャンバー
の間では、サポート機構７７を継ぐことができずある間
隔を開けることが必要であるが、トレイキャリア７４の
水平方向の長さにくらべてその間隔が十分短かければ完
全に連続していない２個のサポート機構の間をトレイ組
立を搬送することのさまたげにはならない。

［発明の効果コ本発明により縦搬送方式の大型基板処理用の信頼性が高
い、またゴミ発生の危険性が少なくかつメンテナンスの
容易なスパッタ装置が与えられた。

本発明による基板搬送方式はスパッタ装置に限定されず
真空中で薄膜の形成および加工処理をする他の方式の装
置としても有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用さるへき縦インラインスパッタ装
置の構成例を示す図。第２図は、第１図のロードロック室の垂直断面図、第３
図は第１図の矢視Ｉ−Ｉの垂直断面図、第４図はトレイ
キャリアの外観図、第５図ａおよび第５図すは従来の下
部駆動ローラーと上部ガイドローラーによる縦トレイ搬
送方式を示す側断面図および正面断面図である。１１．１２，１３．　１４，１５，１６・・・ゲートバ
ルブ、　２１・・・ロードロックチャンバー、　３１・
・・サブロードロックチャンバー、　４１．４２・・・
バッファーチャンバー、　５０・・・ベーキングチャン
バー、　６０・・・スパッタチャンバー、　３２・・・
サブアンロードロックチャンバー、　２２・・・アンロ
ードロックチャンバー、　２・・・バルブ、　３・・・
メカニカルブースターポンプ、　４・・・油回転ポンプ
、　５・・・クライオポンプ、　６・・・カソード、　
８，９・・・ヒーター、　７０・・・トレイ組立、　７
４・・・トレイキャリア、７５・・・駆動源、　７６・
・・アイドラー、　７７・・・サポート機構、　７８・
・・ガイド組立。特許出願人　日電アネルバ株式会社代理人　　　弁理士　　　村上　健次ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

［１］ロードロック、サブロードロック、バッファー、
ベーク、スパッタ、サブアンロードロック、アンロード
ロック等々の各機能を果たすユニット真空チャンバーと
ゲートバルブが縦列接続され、各チャンバーを排気する
ための真空ポンプ、スパッタ電極に電力を供給するスパ
ッタ電源と装置全体に冷却水・ガス・電力等の要力を供
給する水冷配管・ガス配管・電気配線からなるスパッタ
装置において、基板を収容するための一対の縦姿勢をと
るトレイは基板の膜作成面を互いに反対にして背中合わ
せにフックを利用してサポート機構に支えられたトレイ
キャリヤーに懸垂して配置され、各ユニット真空チャン
バー上部に設けた駆動ギアとアイドルギアおよびトレイ
キャリアラックの三者の歯車を介した運動によりトレイ
をトレイキャリアと一緒に水平移送して搬送しながら薄
膜を作成することを特徴とするスパッタ装置。