JPH04137522A - マルチチャンバ式成膜装置 - 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〕 本発明は、ｆｊｉ！Ｉ！トランジスタ（ＴＰＴ）等を形
成するためのマルチチャンバ式成膜装置に関する。

〔従来の技術］ 従来、薄膜トランジスタ等を形成する場合には、プラズ
マＣＶＤ装置やスパッタリング装置等が用いられる。こ
れらの装置において、生産性を向上するためにインライ
ン式が用いられている。インライン式の成膜装置は、連
続して配置された複数の成膜室と、これらの複数の成膜
室の間を、移動する基板カートを備えている。そして、
基板カートに基板を保持し、複数の成膜室間を移動させ
て、連続した工程で膜形成を行う。

さらに生産性を向上するために、縦型２面方式が従来か
ら用いられている。この縦型２面方式は、基板カートに
、２つの基板が、対向するようにかつ縦姿勢で保持され
る。また、各成膜室においては、基板カートに保持され
た２つの基板のそれぞれに対向するようにターゲットや
平行平板電極が設置される。

このようなインライン式で、しかも縦型２面方式を採用
することにより、連続して成膜が行えるとともに、２つ
の基板に対して同時に成膜を行うことができ、生産性が
著しく向上する。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来のインライン式継型２面方弐の成膜装置では、
前述のように成膜中においては非常に高い生産性を有し
ている。しかし、複数の成膜室のうちの１つが故障した
り、あるいは１つの成膜室の汚れがひどいためにメンテ
ナンスを行わなければならない場合には、装置全体を停
止しなければならない。このため、装置の稼動率は５０
％前後となり、スループットは良好であるが長期的にみ
た生産性は良くないという問題がある。

また、インライン式の成膜装置では、成膜工程の変更に
よりチャンバの取り外しや拡張が非常に困難であり、多
種多様な成膜を容易に行うことができない。

ここで、従来、中間室と、その周囲に成膜室を配置した
マルチチャンバ弐の成膜装置も提供されている。しかし
、従来のマルチチャンバ式成膜装置では、基板を水平姿
勢で搬送しなから成膜を行うようにしており、このよう
な従来のマルチチャンバ式成膜装置では大型の基板に対
して成膜を行うことは非常に困難である。

本発明の目的は、装置の稼動率を向上でき、しかも生産
性が良く、さらには多種多様な成膜にも容易に対応可能
なマルチチャンバ式成膜装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１の発明に係るマルチチャンバ式成膜装置は、中間室
と、中間室の周囲に配置された複数の成膜室と、中間室
と複数の成膜室との間を移動する基板カートとを備えて
いる。そして、前記基板カートは、２つの基板を、対向
するようにかつ縦姿勢で保持するように構成されている
。

第２の発明に係るマルチチャンバ式成膜装置は、中間室
と、中間室の周囲に配置された複数の成膜室とを備えて
いる。そして前記複数の成膜室は、同種の成膜工程が可
能な少なくとも２＆ｌＩの室群で構成されている。

〔作用〕

第１の発明においては、中間室を中心に複数の成膜室が
その周囲に配置されている。したがって、そのうちの１
つの成膜室に故障が発生したり、あるいは１つの成膜室
に対してメンテナンスを行う必要がある場合には、この
メンテナンスが必要な成膜室のみを中間室から分離し、
作業を行うことができる。

したがって、他の成膜室を用いて膜形成を行うことがで
き、従来のインライン式に比較して装置の稼動率が向上
する。しかも、中間室と成膜室との間を縦型２面式の基
板カートを移動させるので、スループットはインライン
式に比較して劣るものの、長期的にみた場合には前記稼
動率の向上によって生産性も向上する。

さらに、中間室に対して成膜室を独立して着脱できるた
め、成膜プロセスの拡張や縮小を容易に行うことができ
、多種多様の成膜を比較的簡単に行うことができる。

第２の発明においては、前記と同様の作用に加えて、同
種の成膜工程が可能な少なくとも２組の室群を有してい
るので、１組のうちの成膜室の運転が不可能になった場
合にも、もう一方の組の室群を利用して成膜工程を続け
ることができ、装置の稼動率を１００％に近づけること
が可能となる。

したがって、前記同様に、スループットはインライン式
に比較して劣るものの、長期的にみた生産性はインライ
ン式に比較して向上する。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例によるマルチチャンバ式成膜
装置の平面図である。

図において、本装置の中央には基板カート搬送室（中間
室）■が配置されている。この搬送室Ｉは、８角柱状に
形成されており、同様に８角形状の主ベース部２の中央
上面に固定されている。また、搬送室ｌの各側面１ａ〜
１ｈのそれぞれには、放射状に連絡室３ａ〜３ｈが固定
されている。この連絡室３ａ〜３ｈの下部は、主ベース
部２に固定されている。各連絡室３ａ〜３ｈの他端側に
は、仕切り弁室４を介してロード室５と、アンロード室
６と、成膜室７ａ、７ｂ、７ｅ、７ｆ、７ｇ。

７ｈがそれぞれ設けられている。ロード室５、アンロー
ド室６及び各成膜室７ａ、７ｂ、７ｅ〜７ｈは、それぞ
れ主ベース部２の周囲に配置された副ベース部８の上面
に設置されている。そして、前記各室１．３ａ　〜３ｈ
、５，６．７ａ、７ｂ。

７ｅ〜７ｈは、後述するような縦型２面式の基板カート
が移動可能なように、断面長方形状となっている。

なお、この実施例では薄膜トランジスタを成膜する装置
の例を示しており、成膜室７ｅ及び７ｆではＳｉＮｘ膜
が成膜され、成膜室７ｇ及び７ｈではａ−Ｓｉ膜が成膜
され、成膜室７ａ及び７ｂではｎ“ａ−３ｉ膜が成膜さ
れるようになっている。

搬送室１とその周囲の室との間を移動する基板カートを
第２図に示す。第２図では、たとえば成膜室７ａの例を
示しているが、他の成膜室においても同様の構成となっ
ている。成膜室７ａの両側壁には、搬送されてきた基板
を加熱するためのヒータ１０ａ、１０ｂがそれぞれ設け
られている。

また成膜室７ａの中央部分には、高周波電圧が印加され
る電極１１が配置されている。なお、この電極１１は絶
縁部材１２によって成膜室７ａに支持されている。また
、成膜室７ａの下部には、成膜室７ａ内に基板カート１
３を搬入し、また搬出するための駆動機構１４が設けら
れている。駆動機構１４は、基板カート１３の下部側方
に設けられたラック１５に噛み合うピニオン１６と、こ
のピニオン１６にモータ１７の回転を伝達するための歯
車列１８とから構成されている。

基板カート１３は、Ｕ字状に形成されており、２つの基
板１９ａ及び１９ｂを、対向するように、かつ縦姿勢で
保持することができるようになっている。また、基板カ
ート１３の下部には、コロ２０が設けられている。

次に、搬送室ｌ内に設けられた、基板カート１３を旋回
し搬送するための機構を第３図に示す。

搬送室１内にはターンテーブル２１が設けられている。

ターンテーブル２１上には基板搬送カート１３が載置さ
れ得るようになっており、ターンテーブル２１の高さは
、各連絡室（第３図では連絡室３ｂ及び３ｆ）の通路高
さと同じ位置に設定されている。ターンテーブル２１の
中央部下面には、筒状部材２２が固定されている。筒状
部材２２は、主ベース部２内に下方に延びて設けられて
いる。筒状部材２２の下端にはドリブンギア２３が固定
されている。このドリブンギア２３には駆動ピニオン２
４が噛み合っており、駆動ピニオン２４はターンテーブ
ル旋回用のモータ２５のモータ軸に固定されている。

一方、ターンテーブル２１の上面には水平軸２６が回転
自在に支持されている。この水平軸２６の中央部及び両
端にはベベルギア２７が固定されている。そして、筒状
部材２２の内部には回転軸２８が挿通しており、この回
転軸２８の上端に固定されたベベルギア２９が前記水平
軸２６中央部に固定されたベベルギア２７に噛み合って
いる。

回転軸２８の下端には１、基板カート１３搬送用のモー
タ３０が連結されている。また、第３図の平面図である
第４図で示すように、水平軸２６の両端部分には、水平
軸２６と直行する方向にビニオン軸３１が回転自在に設
けられている。このビニオン軸３１の一端には、前記水
平軸２６の両端のベベルギア２７に噛み合うベベルギア
３２が固定されており、また他端には基板カート１３の
ラック１５と噛み合う駆動ビニオン３３が固定されてい
る。

次に動作について説明する。

まず、基板１９ａ及び１９ｂが装着された基板カート１
３を、外部からロード室５に搬入する。

そして、ターンテーブル旋回用モータ２５を駆動し、駆
動ピニオン２４及びドリブンギア２３を介して筒状部材
２２及びターンテーブル２１を旋回させ、ターンテーブ
ル２１の水平軸２６が連絡室３ｄと平行になるような位
１で停止させる。このような状態で基板カート搬送用モ
ータ３０を回転し、各へヘルギア２９，２７．３２を介
して駆動ピニオン３３を回転させる。次に基板カート１
３をロード室５内の搬送機構で搬送室ｌ内に送り込むと
、基板カート１３のラック１５が、回転している駆動ピ
ニオン３３に噛み合い、搬送室１内に引き込まれる。

次に、ターンテーブル旋回用モータ２５を駆動し、前記
同様にしてターンテーブル２１を旋回させ、基板搬送カ
ート１３が連絡室３ｅに進入し得るような姿勢とする。

この状態で基板カート搬送用モータ３０を前記とは逆回
転に駆動し、回転軸２８及び各ベベルギアを介して駆動
ビニオン３３を回転させると、基板搬送カート１３は連
絡室３ｅ内に送り込まれる。この後、連絡室３ｅ及び成
膜室７ｅの搬送機構により、成膜室７ｅ内に基板カート
１３が送り込まれる。

この後、従来と同様の縦型２面方式の成膜を行い、基板
１９ａ及び１９ｂに５ｉＮｘｌｌｌを形成する。

次に、前記と同様の動作によって基板搬送カートＩ３を
一旦搬送室ｌ内に取り込み、ターンテーブル２１を旋回
させて基板カート１３が連絡室３ｇ内に進入し得るよう
な位置で停止させる。そして、基板搬送カート１３を連
絡室３ｇを介して成膜室７ｇ内に送り込み、この成膜室
７ｇで、ＳｉＮｘ膜の形成された基板１９ａ、１９ｂ上
にａＳｉ膜を形成する。

成膜室７ｇでの成膜終了後は、前記同様にして基板搬送
カート１３を搬送室ｌを経由して成膜室７ａ内に搬入し
、ここで基板１９ａ及び１９ｂ上に、さらにｎ″ａ−３
ｉｌｌｌを形成する。その後、アンロ−ド室６に基板カ
ート１３を搬出し、薄膜トランジスタの１サイクルの成
膜工程を終了する。

成膜室７ｅ、７ｇ、７ａにおいてメンテナンスの必要が
生じた場合には、別の組の成膜室、すなわち成膜室７ｆ
、７ｈ、７ｂを用いて前記同様に、ＳｉＮｘ膜−＋ａ−
３ｔ膜−＋ｎ”ａ−３ｉ膜を順に形成していく。

このように、本実施例では第２図の実線矢印で示す成膜
経路と、−点鎖線の矢印で示す成膜経路とを有している
。したがって、一方の成膜経路中の成膜室においてメン
テナンス作業の必要性が生じた場合にも、他方の成膜経
路を用いて運転を行うことができ、装置の稼動率を向上
することができる。

また、成膜工程において、たとえば成膜室７ｇの工程が
不要となった場合には、ターンテーブル２１の回転位置
を制御するだけで対応することができる。また、一連の
成膜工程中における一部の膜の種類を変更する場合にも
、単に成膜室を交換するだけでよく、対応が容易になる
。さらに、プロセスを拡張する場合にも、従来のインラ
イン式に比較して、対応が容易となる。

さらに、本実施例では搬送室ｌと各成膜室との間を連絡
室３ａ〜３ｈによって連結しているため、搬送室と各成
膜室とを直接に連結する場合に比較して搬送室ｌを小型
化することができ、装置の輸送等に際して便利となる。

〔他の実施例〕

（ａ）　　前記実施例では、成膜室において、プラズマ
ＣＶＤ法により成膜を行う場合を例にとって説明したが
、スパッタリング法により成膜を行う場合にも本発明を
同様に適用することができる。

（ｂ）　　前記実施例では、搬送室１の周囲にロード室
５、アンロード室６及び成膜室を設けたが、他にＨ２プ
ラズマによるクリーニング室を設けたり、あるいは基板
カート冷却時間を短縮するためにクーリング室を設けた
りすることもできる。

〔発明の効果〕

以上のように第１の発明では、マルチチャンバ式の成膜
装置において縦型２面方弐を採用したので、従来、量産
性に乏しかったマルチチャンバ方式の生産性を向上して
量産機にも適用することが可能となる。

また第２の発明では、マルチチャンバ式成膜装置におい
て、同種の成膜工程が可能な少なくとも２組の室群で複
数の成膜室を構成したので、メンテナンス作業を行いな
がら成膜を行うことができ、稼動率を著しく向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるマルチチャンバ式成膜
装置の平面図、第２図はその成膜室及び基板カートの断
面構成図、第３図は前記成膜装置の搬送室及び搬送機構
を示す概略断面構成図、第４図は第３図の一部平面図で
ある。 １・・−搬送室（中間室）、７ａ、７ｂ、７ｅ　〜７ｈ
・・・成膜室、１３・・・基板カート、１９ａ、１９ｂ
基板。 特許出願人　株式会社島津製作所 代理人　弁理士　小　野　由己男

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中間室と、 前記中間室の周囲に配置された複数の成膜室と、２つの
   基板を、対向するようにかつ縦姿勢で保持し、前記中間
   室と複数の成膜室との間を移動する基板カートと、 を備えたマルチチャンバ式成膜装置。
2. （２）中間室と、 前記中間室の周囲に配置された複数の成膜室とを備え、 前記複数の成膜室は、同種の成膜工程が可能な少なくと
   も２組の室群で構成されている、マルチチャンバ式成膜
   装置。