JPH051378A - インライン成膜装置における基板ホルダの搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インライン成膜装置１において、基板Ｗと共
に成膜される基板ホルダ４１に大気中の水分や不純物が
付着して、次の基板Ｗの成膜時に成膜装置１内に持ち込
まれるのを防ぎ、成膜品質の向上等を図る。 【構成】 成膜装置１の真空槽２の出入口部を真空搬送
経路５，６，７，９，１１，１３でループ状に接続し
て、その内部に基板ホルダ４１の搬送ラインを形成し、
真空搬送経路５，６，７，９，１１，１３の一部を基板
着脱ステーションにして、そこで真空ロボット２１によ
り基板Ｗ，Ｗ，…の基板ホルダ４１に対する着脱を行
う。基板着脱ステ―ションはロ―ドロック槽１６を介し
て大気と接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、インライン成膜装置
で基板を成膜する場合において基板ホルダを搬送する搬
送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスクや液晶ディスプレイパネル
等の製品を製造する技術分野においては、成膜しようと
する基板を基板ホルダに保持して成膜装置の真空槽内に
搬入し、そこで基板の成膜が終了すると、真空槽から基
板ホルダを搬出し、そのホルダから成膜基板を取り外す
ようになっている。このとき、従来、成膜前の基板のホ
ルダへのセット及び成膜基板のホルダからの取外しは、
いずれも大気中で行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように大
気中で基板を基板ホルダに対し着脱すると、以下の問題
が生じる。すなわち、基板ホルダは成膜装置において基
板と同様に成膜されるが、この成膜された基板ホルダが
大気中に出ると、その成膜部分に空気中の水分やガス等
の不純物が吸着され、これら不純物が、次に基板を成膜
する際に基板ホルダと共に真空槽内に持ち込まれて、真
空槽内で放出されるため、成膜条件が悪化する。

【０００４】また、多数回の成膜の繰返しにより基板ホ
ルダに多層の成膜部分が形成されると、各層の成膜部分
に吸収された水分により、ついにはその成膜部分全体が
真空槽内でホルダから剥離して発塵することがあり、成
膜品質を著しく低下させる。そして、今日では成膜製品
としての磁気ディスクに例えば高い記憶密度等が要求さ
れており、これを満たすためには上記問題を確実に解決
することが望まれる。

【０００５】さらには、上記基板ホルダを基板着脱のた
めに大気中に出すので、その都度、真空槽等の排気時間
が長くなり、生産速度が低下するという問題もある。

【０００６】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、基板ホルダに対する基板の着脱システ
ムを改良することで、大気中で基板を基板ホルダから着
脱しないようにし、成膜品質及び生産性の向上を図るこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の発明では、成膜装置の真空槽の出入口部
を真空空間でループ状に接続して、その内部に基板ホル
ダの搬送ラインを形成し、真空空間の一部で基板の基板
ホルダに対する着脱を行うようにした。

【０００８】具体的には、この発明では、成膜装置の入
口部と出口部とは真空搬送経路でループ状に接続され、
該真空搬送経路内には基板ホルダを真空槽との間で循環
搬送する搬送ラインが設けられ、真空搬送経路の途中に
は基板の基板ホルダに対する着脱を行う基板着脱ステー
ションが設けられ、このステーションには、基板を給排
するカートリッジを通過させるロードロック槽が接続さ
れ、上記基板着脱ステーションには、ロードロック槽か
ら供給された成膜前の基板を搬送ライン上の基板ホルダ
に供給するとともに、成膜後の基板を基板ホルダからカ
ートリッジに移載する移載手段が設けられていることを
特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１の発明では、基板ホルダは搬送ライン
により、成膜装置の出口部を出た後、成膜装置の入口部
に戻るように真空搬送経路内を循環しており、常に真空
空間内を移動する。成膜前の基板はカートリッジにより
ロードロック槽に搬入され、このロードロック槽が真空
状態になった後、真空搬送経路の基板着脱ステーション
に搬入される。基板着脱ステーションでは、ロードロッ
ク槽から供給された成膜前の基板が移載ロボットにより
搬送ライン上の基板ホルダに移載され、該基板ホルダは
基板を保持して搬送ラインにより成膜装置に供給され
る。一方、成膜装置で成膜された基板は基板着脱ステー
ションで移載ロボットにより基板ホルダからカートリッ
ジに移載され、このカートリッジはロードロック槽を経
て大気中に搬出される。このように、基板の基板ホルダ
に対する着脱を真空搬送経路内で行うことで、基板ホル
ダは大気中に出されることがなく、その成膜部分に大気
中の水分やガス、その他の不純物が付着しなくなる。そ
の結果、基板ホルダを繰返し使用してもこれら不純物が
成膜装置に持ち込まれず、よって成膜品質を大きく向上
させることができる。また、真空搬送経路は常に真空状
態に保たれるので、その排気時間が短くなり、生産性が
向上する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１１】図１は本発明をインラインスパッタリング
装置に適用した実施例の全体構成を示す。１は真空槽２
を有するスパッタリング装置で、上記真空槽２内で円板
状基板Ｗ，Ｗ，…が基板ホルダ４１に保持されてスパッ
タリングされる。上記基板ホルダ４１は、図３に示す如
く、ホルダ本体４２に円形孔からなる多数の保持孔４
３，４３，…が形成されたもので、各保持孔４３の下側
周縁部には基板Ｗの下端部を係合する係合凹部４４が形
成されており、基板Ｗはその下端部を係合凹部４４に嵌
挿係合することで、保持孔４３内でホルダ本体４２に沿
って立った状態で保持される。

【００１２】上記真空槽２は、図示しないが、基板Ｗ，
Ｗ，…を保持した基板ホルダ４１を真空槽２内に搬入す
るための入口部と、搬出するための出口部とを有し、こ
の入口部及び出口部はそれぞれゲート弁３，４により開
閉される。真空槽２の出口側には２つの加熱槽５，６が
順に接続され、真空槽２から遠い側の加熱槽６には上下
方向に延びる上昇リフタ７が接続されている。この上昇
リフタ７はハウジング８内に上昇リフト機構（図示せ
ず）を内蔵している。

【００１３】一方、真空槽２の入口側には加熱槽９及び
基板着脱真空槽１０が順に隣接状態で接続され、この基
板着脱真空槽１０の真空槽２と反対側には上下方向に延
びる下降リフタ１１が隣接配置され、この下降リフタ１
１は、上記上昇リフタ７と同様に、ハウジング１２内
に、基板ホルダ４１を下降移動させる下降リフト機構
（図示せず）を内蔵している。さらに、上記両リフタ
７，１１のハウジング８，１２上部同士は上記真空槽
２、加熱槽５，６，９及び基板着脱真空槽１０の上方を
水平に延びるリターンコンベア１３により接続され、こ
のリターンコンベア１３はハウジング１４内に、基板ホ
ルダ４１を水平移動させるリターン搬送機構１５を内蔵
している。そして、上記加熱槽５，６，９、基板着脱真
空槽１０、両リフタ７，１１のハウジング８，１２内及
びリターンコンベア１３のハウジング１４内はいずれも
真空状態にあり、この構造により、スパッタリング装置
１における真空槽２の入口部と出口部とは加熱槽５，
６，９、基板着脱真空槽１０、両リフタ７，１１のハウ
ジング８，１２内及びリターンコンベア１３のハウジン
グ１４で構成される真空搬送経路によりループ状に接続
されている。

【００１４】また、図示しないが、上記真空槽２、加熱
槽５，６，９及び基板着脱真空槽１０内には基板ホルダ
４１を順に搬送するフィード搬送機構が設置されてお
り、このフィ―ド搬送機構、両リフタ７，１１内のリフ
ト機構及びリターンコンベア１３内のリターン搬送機構
１５により、複数の基板ホルダ４１を直列に並べて所定
のタクト（例えば２．５分）で間欠搬送する搬送ライン
が構成されている。

【００１５】上記基板着脱真空槽１０は、搬送ラインに
おいて基板Ｗ，Ｗ，…の出入れを行う基板着脱ステーシ
ョンに構成されている。この基板着脱真空槽１０には、
基板ホルダ４１の搬送方向と直交方向に位置するロード
ロック槽１６が真空側ゲート弁１７を介して接続され、
このロードロック槽１６は大気側ゲート弁１８を介して
大気側に連通している。

【００１６】また、上記ロードロック槽１６の底面に
は、基板着脱真空槽１０内に向かって延びるカートリッ
ジ供給及び排出コンベア１９，２０が互いに平行に設置
され、図２に示すように、カートリッジ供給コンベア１
９の下流端部及びカートリッジ排出コンベア２０の上流
端部は基板着脱真空槽１０内に位置しており、スパッタ
リング前の多数枚の基板Ｗ，Ｗ，…をセットしたカート
リッジ４６を供給コンベア１９により基板着脱真空槽１
０内に供給し、スパッタリング後の基板Ｗ，Ｗ，…をセ
ットしたカートリッジ４６を排出コンベア２０により真
空槽１０内から取り出すようになっている。

【００１７】そして、図２に示す如く、上記基板着脱真
空槽１０内には真空ロボット２１が収容されている。こ
のロボット２１は３軸タイプのもので、真空槽１０内の
底面に搬送ラインと平行に設置されたベース２２と、こ
のベース２２上に水平移動可能に立設されたマスト２３
と、該マスト２３の側面に昇降可能に支持されたアーム
２４と、このアーム２４の搬送ライン側端部に搬送ライ
ンに対し接離可能に支持されたハンド２５とを有し、ハ
ンド２５の先端には基板Ｗ，Ｗ，…を掴むクランプ部２
６が設けられている。また、上記マスト２３の水平移動
機構、アーム２４の昇降機構及びハンド２５の水平移動
機構（いずれも図示せず）はそれぞれ駆動軸２７ａ〜２
９ａを介して真空槽１０外に配置した駆動モータ２７〜
２９に駆動連結されており、この各駆動モータ２７〜２
９の作動によりロボット２１のマスト２３の水平移動、
アーム２４の昇降移動及びハンド２５の水平移動を真空
槽外１０から遠隔操作し、カートリッジ供給コンベア１
９上のカートリッジ４６に乗せられているスパッタリン
グ前の基板Ｗ，Ｗ，…を、１枚ずつ搬送ライン上におけ
る基板ホルダ４１の各保持孔４３，４３，…にそれぞれ
セットするとともに、スパッタリング後の基板Ｗ，Ｗ，
…を基板ホルダ４１の各保持孔４３から順に取り出して
カートリッジ排出コンベア２０上のカートリッジ４６に
移載するようになっている。

【００１８】次に、上記実施例の作用について説明す
る。基板Ｗ，Ｗ，…をスパッタリングする場合、多数の
基板Ｗ，Ｗ，…をカートリッジ４６に載置し、このカー
トリッジ４６をカートリッジ供給コンベア１９により基
板着脱真空槽１０内に供給する。このとき、先ず、真空
側ゲート弁１７が閉じ、かつ大気側ゲート弁１８が開い
てロードロック槽１６が大気側に開放され、その状態で
ロードロック槽１６内にカートリッジ４６が搬入され
る。次いで、上記大気側ゲート弁１８の閉弁によりロー
ドロック槽１６内が密閉され、ロードロック槽１６内が
真空状態にされた後、真空側ゲート弁１７が開き、ロー
ドロック槽１６内のカートリッジ４６が基板着脱真空槽
１０内に搬入され、搬入後に真空側ゲート弁１７が再び
閉じる。この基板着脱真空槽１０内では、上記カートリ
ッジ４６上の基板Ｗ，Ｗ，…が真空ロボット２１におけ
るハンド２５先端のクランプ部２６に１枚ずつ掴まれ
て、搬送ライン上の基板ホルダ４１の各保持孔４３にそ
れぞれセットされ、全ての基板Ｗ，Ｗ，…が基板ホルダ
４１に移載されると、フィード搬送機構が作動して基板
ホルダ４１が搬送ラインに沿って搬送される。尚、図２
に矢印にて示すように、空になったカートリッジ４６は
供給コンベア１９から排出コンベア２０上に移され、基
板着脱ステーションに搬入されてきた基板ホルダ４１か
らスパッタリング後の基板Ｗ，Ｗ，…の受取りを待つ。

【００１９】上記基板Ｗ，Ｗ，…を保持した基板ホルダ
４１は、搬送ラインのタクト運転により基板着脱真空槽
１０から加熱槽９内で所定温度に加熱された後、スパッ
タリング装置１の真空槽２内に搬入され、そこで基板
Ｗ，Ｗ，…のスパッタリング処理が行われる。このスパ
ッタリングが終了すると、基板ホルダ４１はフィード搬
送機構により加熱槽５，６を通過し、その後、フィード
搬送機構の終端で上昇リフタ７に移行し、そのハウジン
グ８内を上昇してリターンコンベア１３に移り、該コン
ベア１３のハウジング１４内をそれまでとは逆方向に搬
送される。このリターンコンベア１３の終了端で基板ホ
ルダ４１は下降リフタ１１に移載され、そのハウジング
１２内を下降して上記フィード搬送機構の始端に移り、
該フィード搬送機構の作動により上記基板着脱真空槽１
０に搬入される。

【００２０】このようにしてスパッタリング後の基板
Ｗ，Ｗ，…を保持した基板ホルダ４１が基板着脱真空槽
１０内に搬入されると、基板ホルダ４１上の基板Ｗ，
Ｗ，…が真空ロボット２１のクランプ部２６に掴まれて
保持孔４３，４３，…から１枚ずつ取り出され、排出コ
ンベア２０上のカートリッジ４６に移載される。基板ホ
ルダ４１の全ての基板Ｗ，Ｗ，…がカートリッジ４６に
移載されると、該カートリッジ４６は基板着脱真空槽１
０から外部に搬出される。そのとき、上記供給時とは逆
に、先ず、真空側ゲート弁１７のみが開いてロードロッ
ク槽１６が真空側に開放され、その状態でカートリッジ
４６が基板着脱真空槽１０からロードロック槽１６内に
搬入される。次いで、上記真空側ゲート弁１７の閉弁に
よりロードロック槽１６内が密閉され、しかる後、大気
側ゲート弁１８が開いてロードロック槽１６が大気側に
開放され、ロードロック槽１６内のカートリッジ４６が
外部に取り出される。以上で、１つの基板ホルダ４１に
ついての動作及びカートリッジ４６の給排動作が終了
し、以後は同様の動作が繰り返される。

【００２１】この実施例では、基板ホルダ４１は搬送ラ
インにより加熱槽５，６，９、基板着脱真空槽１０、両
リフタ７，１１のハウジング８，１２内及びリターンコ
ンベア１３のハウジング１４内の真空搬送経路を循環
し、その一部である基板着脱真空槽１０内で基板Ｗ，
Ｗ，…の基板ホルダ４１に対する着脱が行われるので、
基板ホルダ４１が基板Ｗ，Ｗ，…と共にスパッタリング
されても、そのスパッタリング部分に大気中の水分やガ
ス、その他の不純物が付着することはない。その結果、
これら不純物はスパッタリング装置１の真空槽２内には
全く持ち込まれず、よって基板Ｗ，Ｗ，…に対するスパ
ッタリング膜の品質を大きく向上させることができる。

【００２２】また、基板ホルダ４１が循環する加熱槽
５，６，９、基板着脱真空槽１０、両リフタ７，１１の
ハウジング８，１２内及びリターンコンベア１３のハウ
ジング１４内は常に真空状態に保たれるので、その排気
時間が短くなり、生産性が向上する。

【００２３】尚、上記実施例では、カートリッジ４６上
のスパッタリング前の基板Ｗ，Ｗ，…を基板ホルダ４１
へセットする動作、及びスパッタリング後の基板Ｗ，
Ｗ，…を基板ホルダ４１から取り出してカートリッジ４
６に移載する動作をいずれも１つの真空ロボット２１に
より行うようにしているが、それぞれの動作を専用のロ
ボットやその他の装置により行うようにすることもでき
る。

【００２４】また、上記実施例は基板Ｗ，Ｗ，…をスパ
ッタリングする場合であるが、この発明は勿論、蒸着等
の他のインライン成膜装置にも適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、成膜装置の真空槽の出入口部を真空搬送経路で
ループ状に接続し、その内部に基板ホルダの搬送ライン
を設け、真空搬送経路の一部に基板着脱ステーションを
形成してロードロック槽を接続し、基板着脱ステーショ
ンで基板の基板ホルダに対する着脱を行うようにしたこ
とにより、基板の基板ホルダに対する着脱を大気に晒す
ことなく真空空間で行うことができ、基板ホルダの成膜
部分に大気中の水分やガス、その他の不純物が付着する
のをなくして、基板に対する成膜品質の向上を図ること
ができるとともに、真空搬送経路を常に真空状態に保っ
てその排気時間を短くでき、生産性の向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インラインスパッタリング装置の全体構成を示
す斜視図である。

【図２】基板着脱ステーションにおける真空ロボットの
拡大斜視図である。

【図３】基板ホルダの拡大正面図である。

【符号の説明】

１…スパッタリング装置（成膜装置） ２…真空槽 ５，６，９…加熱槽 ７…上昇リフタ １１…下降リフタ １３…リターンコンベア １０…基板着脱真空槽 １６…ロードロック槽 ２１…真空ロボット（移載手段） ４１…基板ホルダ Ｗ…基板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 インライン成膜装置で成膜される基板を
   保持する基板ホルダの搬送装置であって、成膜装置の入
   口部と出口部とは真空搬送経路でループ状に接続され、
   該真空搬送経路内には基板ホルダを成膜装置との間で循
   環させる搬送ラインが設けられ、真空搬送経路の途中に
   は基板の基板ホルダに対する着脱を行う基板着脱ステー
   ションが設けられ、このステーションには、基板を給排
   するカートリッジを通過させるロードロック槽が接続さ
   れ、上記基板着脱ステーションには、ロードロック槽か
   ら供給された成膜前の基板を搬送ライン上の基板ホルダ
   に供給するとともに、成膜後の基板を基板ホルダからカ
   ートリッジに移載する移載手段が設けられているインラ
   イン成膜装置における基板ホルダの搬送装置。