JPH01272768A - 縦トレイ搬送式スパッタ装置 - Google Patents

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］ 従来この種の装置としては、基板を収容したトレイを搬
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。

縦トレイ式インラインスパッタ装置の真空チャンバーの
内部にはトレイの搬送系、ヒーター、カソード、防着板
、ゲートバルブ等が組み込まれており、それらは定期的
にクリーニング、交換等のメンテナンスを行なう必要が
ある。この場合従来は、各ユニット真空チャンバーの側
壁面を扉状に間き、内部機構に作業者が接近してそのメ
ンテナンスの作業を行なうような構造が一般的であった
。

第５図は従来の装置構成の一例であって、縦トレイ式イ
ンラインスパッタ装置の一部を構成するスパッタユニッ
ト真空チ船ンバー６０と、基板７１を収容しほぼ垂直姿
勢をとりながら搬送されるトレイ組立７０、真空容器の
側壁を構成する側壁板６５、さらにはそれらを全体とし
てその上に固定し載せているフレーム６８を示す。

真空容器側面の上部および下部に設けられたブラケット
α、側壁板６５の上部および下部に設けられたブラケッ
トβ、と両者のブラケットに支えられて回転するシャフ
トγの組合わせにより、側壁板６５を矢印Ｂで示す方向
に扉状に開閉することができる。

このような側壁板とその開閉機構は、外側の広い領域か
ら内部に接近してメンテナンス作業をするのに適してい
る。しかし、扉である側壁板に組み込まれた、例えばカ
ソード６などを、交換したりクリーニングしたりするメ
ンテナンス作業の場合には、装置が大型であればあるほ
ど、はぼ垂直状態の側壁板に組み込まれたそれら機構を
取り付けたり外したりする作業は重労働となりやすい。

また扉の回転シャフトに近い部分は、チャンバー６０と
扉の位置が近いために空間が十分とれず、作業性が悪い
場合もある。

［発明の目的］ 本発明の目的は上述の問題を解決し、大型の樅トレイ搬
送式スパッタ装置において、メンテナンス作業を簡単で
容易に行なうことができるような、新規な側壁板の移動
機構を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ロードロック、サブロードロック、バッファ
ー、ベーク、スパッター、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・電力等の電
力を供給する水冷配管・ガス配管・電気配線を備え、基
板を収容するためのトレイ組立はほぼ垂直姿勢をとりな
がら搬送される縦にルビ搬送式スパッタ装置において、
そのユニット真空チャンバーの少なくとも一つのチャン
バーの側面壁を構成する、ポンプ、カソード、ヒーター
等の所要機構が組み込まれた側面フランジは壁板ユニッ
トの一部を構成し、該壁面ユニットは該チャンバーを載
せているフレーム上を移動可能な架台を備えてチャンバ
ーから水平に離れる方向に移動し、かつ、チャンバーか
ら離れた場所で前記側面フランジを水平軸の回りに約９
０°回転させることにより、それに組み込まれた前記所
要機構をクリーニング、交換等のメンテナンス操作のた
めにほぼ水平にする機構を備えている。

［実施例］ 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れるべき縦トレイ搬送式スパッ
タ装置の構成を示す。図において装置全体は６個のゲー
トバルブ１１．　１２．　１−３．　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５
０、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から構成される装る
。

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２
１に押し入れられて、順次与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７０の、２枚のトレイ７１が一対になって懸
垂されている状態については、本発明の要旨と離れるの
で説明を省略するが、本願とほぼ同時に出願される特許
出願にその詳細構造が述べられている。

またトレイ組立７０が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
の中にあるときに、ヒーター８および９はトレイ７１に
収容された基板の裏面および表面から加熱を行なう。殊
に２枚−組のトレイ７１の間にはさまれたヒーター８が
基板を加熱する機構とその効用については、特許６１−
２８９６１０に述べられている。

スパッタチャンバー６０では片側に２個のカソード６が
設けられており、トレイ組立７０の基板のそれぞれの表
面にスパッタ膜が付着される。

１組のトレイを収容するトレイ組立７０が、装置から処
理されて出てくる時間間隔（タクトタイム）が約３分径
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１１．１２（１
５，１６）を閉めてから低真空まで排気し、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）４１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、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本図の如
く別々に設ける必要はなく、これらを共通にして１個の
チャンバーですませることができる。同様に、タクトタ
イムが十分長く排気時間に余裕がある場合にはアンロー
ドロックチャンバー２２とサブアンロードロックチャン
バー３２も別々に設ける必要はなく、これらを共通にし
て１個のチャンバーですませることができる。

基板加熱を行なわないとすれば、サブロードロックチャ
ンバー３１、スパッタチャンバー６０のヒーター８は不
要であり、また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やこ際して・ガス、
冷却水、電気の供給が必要であるがそれらは図示されて
いない。

バッファーチャンバー（１）４１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図はスパッタチャンバー６０の外観図、第３図は垂
直断面図、第４図は第３図における矢視１−Ｉの垂直断
面図を示す。以下では第２図、第３図、第４図により本
発明の特徴とする、真空チャンバーの壁板ユニットの構
造と作用を説明する。

スパッタチャンバー６０は、一対の基板７１をその薄膜
を作製すべき表面が背面を向かい合うように配置して、
トレイキャリア７４に懸垂された状態で基板面をほぼ垂
直にして搬送される。

スパッタチャンバー６０の上部壁面６１にはトレイキャ
リアを搬送する駆動源７５が設けられ、トレイキャリア
を支持するサポート機構７７と組み合わせてトレイの搬
送を行なうことができる。

スパッタチャンバー底部６１′には、トレイ組立７０の
搬送中モの姿勢を゛矯正するためのガイド組立７８が設
けられている。スパッタチャンバー６０は、基本的には
、上部壁面６１、下部壁面ｉ１′と、トレイ組立７０の
進行方向に垂直な側壁面６２．６２′、およびトレイ組
立７０の進行方向に平行な側壁面６３．６３′　（図示
しない）、からなる六面体である。

トレイ組立７０の進行方向に垂直な側壁面６２゜６２′
には、トレイ組立７０が、隣接するベーキングチャンバ
ー５０、バッファーチャンバー（２）４２の間を往来す
るのに支障なきよう、切欠き６２１．６２１’　　＜図
示しない）、が設けられている。他方、トレイ組立７０
の進行方向に平行な側壁面６３には、大きな切欠き窓６
３′が設けられ、この部には外部より切欠き窓６３′の
大きさよりもひとまわり大きな側面フランジ６５が、０
リング６４を介して真空封止した状態で取り付けられる
。

側面フランジ６５には、その内側にトレイ７１上の基板
の表面に対向するようにターゲットを備えたカソード６
が鞘み込志れる。カソード６の大気側は電極カバー６６
で覆われている。側面フランジ６５は、カソード６を組
み込んだ状態でスパッタチャンバー６０の内部が真空に
排気されるときにはチャンバーの側壁面を構成しチャン
バーに固定されるが、スパッタチャンバーを大気に開放
するときには、側壁移動架台６７に支持されスパッタチ
ャンバー６０から離すことができるようになっていて、
本発明の壁面ユニットの要部を構成している。即ち側面
フランジ６５には一対のブラケット６５１が溶接固定さ
れており、一方側壁移動架台６７の台座６７４に固定さ
れた別のブラケット６７１と回転軸６５２を介して結合
している。

他方、側面フランジ６５のブラケット６５１の上方から
出た支持板は、拮動受金具６５３を介してエアシリンダ
ー６７のシャフト６７３と結合している。エアシリンダ
ー６７は、やはり側壁移動架台６７の台座６７４と別の
捲動受金具６７０を介して別の端部で結ばれていて、上
述の全体が本発明の壁面ユニットを構成している。

スパッタチャンバー６０は、全体としてフレーム６８の
上に載せられ固定されているが、壁面ユニットの側壁移
動架台６７は第４図にその断面を示す如く、台座６７４
と直線運動軸受機構６７５と６７６により、そのフレー
ム６８の上に載せられかつその上を移動することができ
る。

第３図において、実線で示す側面フランジ６５と側壁移
動架台６７はフレーム上のほぼ右端部に位置するが、こ
れを矢印Ｂの方向に移動して、はぼ左端部に、スパッタ
チャンバー６０からかなり大きな距離を隔てて、２点鎖
線で示すように位置させることができる。この２点鎖線
の位置においてエアシリンダー６７２を動作せしめて、
そのシャフト６７３を引っ張ると、矢印Ｃに示す方向の
力が働いて、側面フランジ６５を水平軸の回りに約９０
°回転して、第２図に示す如く、フランジ面がほぼ水平
姿勢をとるようにすることができる。

この状態でカソード組立を構成する防着板を外したり、
ターゲットの変換作業を行なったりする。

従来の第５図の装置の、側面扉をほぼ垂直にした状態で
の作業に比べると・、操作が簡単で重量物ｉ・ を受は取る必要が少なくなり、また上側からターゲット
をバッキングプレートと一緒に取り外すことになるので
、作業によってチャンバー内とか壁面とかを水洩れによ
り汚染する等の危険性を極めて少々くすることができる
。

ターゲットの交換作業が終了して側面フランジ６５にカ
ソードが組み込まれると、エアシリンダー６７２を動作
させてそのシャフト６７３を矢印Ｃ′の方向に伸ばすと
、フランジ面は再びほぼ垂直になり第３図の２点鎖線で
示すような状態となる。そして直線運動軸受機構６７５
，６７６の上を滑らせながら矢印Ｂ′の方向に移動して
チャンバー６０の側面部に密着させることができる。

以上の説明では、スパッタチャンバー６０の片側の側面
フランジとその移動用架台等について述べたが、スパッ
タチャンバーの他の側面も、全く同様な構造と作用を果
たす側面フランジと架台等を組み合わせた構成にするこ
とができる。

またスパッタチャンバー６０のみならず、第１図に示す
ユニット真空チャンバー内−べてについ＋− て、同様に、側壁を側面フランジと移動用架台等の組合
わせで作られた側面ユニットで構成することができる。

その場合に、側面フランジにバルブ２とクライオポンプ
５を刊み込んだり、ヒーター９を組み込んだりすること
によって、それぞれの組み込んだユニットのメンテナン
ス操作を容易にすることができる。

また、すべての側壁面を側面フランジと移動用架台の組
合わせにするのではなく、メンテナンス操作で比較的問
題の少ない部分は、第５図に示すような従来の扉構造に
することもでき、その方が経済的に有利な場合がある。

［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
くメンテナンス操作の容易なスパッタ装置が与えられた
。

本発明による縦搬送方式の装置構成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べ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図のスパッタチャンバー６０の外観図。 第３図はスパッタチャンバー６０の垂直断面構成図。 第４図は、第３図の矢視Ｉ−Ｉから見た側面フランジ移
動架台の一部断面構成図。 第５図は従来の縦インラインスパッタ装置のスパッタチ
ャンバーの一例を示す外観図である。 ２・・・バルブ、　　３・・・ルーツブロアーポンプ、
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、１１
．１２，１３．　１４，１５．　１６・・・ゲートバル
ブ、 ２１・・・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、３１・・・
サブロードロックチャンバー、３２・・・サブアンロー
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、 ６１・・・スパッタチャンバー上部壁面、６１′・・・
スパッタチャンバー下部壁面、６２．６２”・・・スパ
ッタチャンバー側壁面、６３・・・スパッタチャンバー
側壁面、６５・・・側面フランジ、　　６７・・・側壁
移動架台、６８・・・フレーム。　　　　７０・・・ト
レイ組立、７１・・・基板、　　　　　　７４・・・ト
レイキャリア、特許出願人　日電アネルバ株０式会社 代理人　　　弁理士　　　村上　健次

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ［１］ロードロック、サブロードロック、バッファー、
   ベーク、スパッター、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・電気配線を備え、基板を
   収容するためのトレイ組立はほぼ垂直姿勢をとりながら
   搬送される縦トレイ搬送方式スパッタ装置において、該
   ユニット真空チャンバーのうち少なくとも一つのチャン
   バーの側面壁を構成する、ポンプ、カソード、ヒーター
   等の所要機構が組み込まれた側面フランジは壁板ユニッ
   トの一部を構成し、該壁面ユニットは該チャンバーを載
   せるフレーム上を移動可能な架台を備えて、該チャンバ
   ーから水平に離れる方向に移動し、かつ、該チャンバー
   から離れた場所で前記側面フランジを水平軸の回りに約
   ９０゜回転させることにより、それに組み込まれている
   前記所要機構をクリーニング、交換等のメンテナンス操
   作のためにほぼ水平にする機構を備えることを特徴とす
   る縦トレイ搬送式スパッタ装置。