JPH0524989B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、真空中で薄膜を作製するためのスパ
ツタ装置に関するものである。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ツタ装
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つて、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つてきた。縦トレイ搬送方式
としては従来、チヤ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つていた。こ
の上部ガイドローラー付下部駆動ローラー方式は
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
定性に問題があり、上部ローラーからゴミの落下
があつたときトレイ７０の表面に沿つて落下する
危険性があつた。また下部駆動部にゴミが入つた
場合のクリーニング、メンテナンス作業がわずら
わしかつた。

さらに下部駆動部には当然スパツタ膜が剥離し
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つた。

また、別の縦トレイ搬送方式としては、自立式
のトレイキヤリアを、チヤンバー下部に設けたラ
ツ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
かつ自立式であつ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
に沿つ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、キヤ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
リング、メンテナンス等の作業が煩わしいばかり
でなく、下部のラツクピニオン部分に上方から重
力で落下してくるスパツ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］ 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縦
トレイ搬送方式スパツ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］ 本発明においては、ロードロツク、サブロード
ロツク、バツフアー、ベーク、スパツタ、サブア
ンロードロツク、アンロードロツクの各ユニツト
真空チヤンバーとゲートバルブが縦列接続され、
各チヤンバを排気するための真空ポンプ、スパツ
タ電極に電力を供給するスパツタ電源及び装置全
体に冷却水・ガス・電力を供給する水冷配管・ガ
ス配管・電気配線を含んで構成されるスパツタ装
置において、基板を収容するための一対の縦姿勢
をとるトレイを前記基板の模作用面が互いに反対
になるように配置し、前記トレイを搬送するため
の駆動源がフランジを介して気密封止したチヤン
バー外に接続されており、前記駆動源に取り付け
られチヤンバー内に延設されたシヤフトに駆動ギ
アを取り付け、サポート板と該サポート板を介し
て組み込まれた複数のコロからなるサポート機構
をチヤンバー内上部壁に取り付け、前記サポート
機構に支えられて水平方向に搬送するトレイキヤ
リアがスライダーとフツクとからなり、前記スラ
イダーの一方の側面にはロツクが形成されており
前記スライダーの下側にはフツクが取り付けられ
ており、前記トレイを前記フツクを介して懸垂
し、前記サポート機構の下部に前記トレイキヤリ
アを挟むような形で一対のカバーを設け、前記ラ
ツクと前記駆動ギア各々とかみあう歯車をチヤン
バー内上壁部に取り付け、前記基板を支持する基
板ホルダーの下端で基板を作成しない面側に接触
ガイドベアリングを取り付け、前記基板ホルダー
の基板を作成する面側に非接触ガイドベアリング
を取り付け、前記駆動ギア、前記歯車、前記ラツ
クのかみあわせによる運動によりトレイを搬送し
ながら薄膜を作成する装置構成をとる。

［作用］ 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
小さな駆動ギア、歯車、ラツクとによる駆動メカ
ニズムが達成され、搬送系の信頼性が高くなる。

また、チヤンバー上部の駆動メカニズムを用い
てはいるが一対のトレイをトレイキヤリアにフツ
クを介して懸垂し、前記トレイキヤリアを挟む形
で一対のカバーを設けているため、かりに上部の
駆動部でゴミが発生してもトレイの裏面にそつて
落下し、トレイの表面にそつて落下することを防
止できる。

また、本発明は、駆動ギア、歯車、ラツクのか
みわせにより運動するメカニズムを用いているた
め、重力でチヤンバー下部に落下してきたスパツ
タ剥離膜を粉砕する危険性がないばかりでなくチ
ヤンバー下部のクリーニング、メンテナンスは非
常に簡単できる。

［実施例］ 次に図を用いて本発明の実施例の説明をする。

第１図は本発明の適用さえるべき縦トレイ搬送
式スパツ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１１，１２，１３，１
４，１５，１６と８個の真空ユニツトチヤンバー
即ちロードロツクチヤンバー２１、サブロードロ
ツクチヤンバー３１、バツフアーチヤンバー(1)，
４１、ベーキングチヤンバー５０、スパツタチヤ
ンバー６０、バツフアチヤンバー(2)，４２、サブ
アンロードロツクチヤンバー３２、およびアンロ
ードロツクチヤンバー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ツク
チヤンバー２１に押し入られて順次各真空のユニ
ツトチヤンバーを通過し、基板加熱および膜付処
理をされた後にアンロードロツクチヤンバー２２
から大気側へ送り出される。各チヤンバーにはバ
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７０の２枚のトレイ７２が一対になつて懸垂さ
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ツフアーチヤンバー
(1)，４１、ベーキングチヤンバー５０、スパツタ
チヤンバー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61−289610に述べられてい
るので省略する。さらにベーキングチヤンバー５
０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。スパツタ
チヤンバー６０では片側に２個のカソード６が設
けられておりトレイ組立７０のそれぞれの表面か
らスパツタ膜が付着される。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
ロードロツクチヤンバー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ツクチヤンバー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、さらにバツフアーチヤンバー(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ツクチヤン
バーとサブロードロツクチヤンバーを別々に設け
る必要はなく共通にして１個のチヤンバーですま
せることができる。同様にタクトタイムが十分長
い場合にはアンロードロツクチヤンバーとサブロ
ードロツクチヤ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
ロードロツクチヤンバー３１、スパツタチヤンバ
ー６０のヒーター８は不要であり、なおベーキン
グチヤンバー５０も不要である。なおこのスパツ
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。バツフア
ーチヤンバー(1)，４１はトレイ組立７０をサブロ
ードロツクチヤンバー３１から移送してベーキン
グチヤンバー５０とスパツタチヤンバー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づけるための早送りをする
空間として必要である。同様にバツフアーチヤン
バー(2)，４２はスパツタ膜付処理が終了したトレ
イ組立をサブアンロードロツクチヤンバー３２へ
早送りするために必要である。

第２図はロードロツクチヤンバー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−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ヤリア７４の外観
を示す。チヤンバー上部壁２１１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７
６、サポート機構７７が取り付けられている。チ
ヤンバー下部壁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はトレイキヤリア７４に懸
垂し、トレイキヤ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
気密封止してチヤンバーに接続されている。真空
側のシヤフト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、ブラケツト７６１
を介してチヤンバー上部側壁２１１に取り付けら
れシヤフト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
ラケツト７７１によりチヤンバー上部壁２１１に
取り付けられ、サポート板７７２にベアリング７
７３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
ヤリア７４が載せられている。トレイキヤリア７
４のスライダー７４１の一方の側面にはラツク７
４２が切られており、トレイキヤリアがコロに載
つた状態でラツク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とフツク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がフツク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によつてほぼ垂直状態の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がシヤフト７８１１のまわりに回転
するようブラケツト７８１２を介してチヤンバー
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がシヤフト７８２１のまわり
に回転するようブラケツト７８２２を介してチヤ
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
味をもつている。

サポート機構７７の下部にはトレイキヤリアを
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
イキヤリア７４に取り付けられたトレイ組立が搬
送されるとき、歯車とラツクの摩擦、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
生する確率がある。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
へ沿つ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図によりロードロツ
クチヤ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ヤンバーにおける搬
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
ヤンバーの間では、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、
トレイキヤリア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］ 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ツタ装置が与えられ
た。

本発明による基盤搬送方式はスパツタ装置に限
定されず真空中で薄膜の形成および加工処理をす
る地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べき縦インラインス
パツタ装置の構成例を示す図。第２図は、第１図
のロードロツク室の垂直断面図、第３図は第１図
の矢視−の垂直断面図、第４図はトレイキヤ
リアの外観図、第５図ａおよび第５図ｂ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……ロードロツクチヤンバー、３
１……サブロードロツクチヤンバー、４１，４２
……バツフアーチヤンバー、５０……ベーキング
チヤンバー、６０……スパツタチヤンバー、３２
……サブアンロードロツクチヤンバー、２２……
アンロードロツクチヤンバー、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、
７４……トレイキヤリア、７５……駆動源、７６
……アイドラー、７７……サポート機構、７８…
…ガイド組立。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロードロツク、サブロードロツク、バツフア
   ー、ベーク、スパツタ、サブアンロードロツク、
   アンロードロツクの各ユニツト真空チヤンバーと
   ゲートバルブが縦列接続され、各チヤンバを排気
   するための真空ポンプ、スパツタ電極に電力を供
   給するスパツタ電源及び装置全体に冷却水・ガ
   ス・電力を供給する水冷配管・ガス配管・電気配
   線を含んで構成されるスパツタ装置において、基
   板を収容するための一対の縦姿勢をとるトレイを
   前記基板の膜作用面が互いに反対になるように配
   置し、前記トレイを搬送するための駆動源がフラ
   ンジを介して気密封止したチヤンバー外に接続さ
   れており、前記駆動源に取り付けられチヤンバー
   内に延設されたシヤフトに駆動ギアを取り付け、
   サポート板と該サポート板を介して組み込まれた
   複数のコロからなるサポート機構をチヤンバー内
   上部壁に取り付け、前記サポート機構に支えられ
   て水平方向に搬送するトレイキヤリアがスライダ
   ーとフツクとからなり、前記スライダーの一方の
   側面にはラツクが形成されており前記スライダー
   の下側にはフツクが取り付けられており、前記ト
   レイを前記フツクを介して懸垂し、前記サポート
   機構の下部に前記トレイキヤリアを挟むような形
   で一対のカバーを設け、前記ラツクと前記駆動ギ
   ア各々とかみあう歯車をチヤンバー内上壁部に取
   り付け、前記基板を支持する基板ホルダーの下端
   で基板を作成しない面側に接触ガイドベアリング
   を取り付け、前記基板ホルダーの基板を作成する
   面側に非接触ガイドベアリングを取り付け、前記
   駆動ギア、前記歯車、前記ラツクのかみあわせに
   よる運動によりトレイを搬送しながら薄膜を作成
   することを特徴とするスパツタ装置。