JPH083744A - 真空処理装置、真空処理装置の中で基板を処理する方法、及び、真空処理装置用のロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フラットパネルディスプレイ用の基板を取り
扱い且つ処理するため真空処理装置を提供する。 【構成】 真空処理装置は、基板６６を装置の中へ装填
するためのロードロック２６と、基板６６を処理するた
めの複数の処理チャンバ１０、１２、１４、１６、１
８、２０と、装置から基板６６を積み卸すためのアンロ
ードロック２８と、ロードロック、各々の処理チャン
バ、及びアンロードロックにゲート弁４０、４２、５
０、５２、５４、５６、５８、６０を介して接続される
中央のバッファチャンバ２４とを備えている。バッファ
チャンバ２４は、垂直軸線の周囲で回転可能な回転テー
ブル７０を有している。真空処理装置は、ロードロッ
ク、処理チャンバ、アンロードロック及びバッファチャ
ンバを真空排気するための手段と、回転テーブルを垂直
軸線７２の周囲で回転させるためのモータと、２又はそ
れ以上の基板キャリア６４と、基板キャリアをロードロ
ックと回転テーブルとの間で搬送する搬送機構と、モー
タ及び搬送機構を制御するための制御装置９２とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フラットパネルディス
プレイを処理するための自動化された装置に関し、より
詳細には、生産量が高く汚染が最小限の状態で、ガラス
パネルを真空中で取り扱い且つ処理するための方法及び
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フラットパネルディスプレイの製造は、
インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）及び金属を含む種々の
フィルムを大きなガラスパネルに堆積させる工程を含ん
でいる。一般的には矩形状であるガラスパネルは、４５
０ｍｍ×５５０ｍｍあるいはそれ以上の寸法を有するこ
とができる。ＩＴＯ及び金属は、堆積されるべき材料の
ターゲットからスパッタリングすることにより、ガラス
パネルに堆積される。ＩＴＯの如き幾つかの場合におい
ては、ターゲット材料は、スパッタリングチャンバの中
で、酸素の如き気体と反応することができる。スパッタ
リングは一般に、基板を加熱する工程と、所望のフィル
ムを上記加熱された基板に堆積させる工程とを含んでい
る。上記基板は、スパッタリングを行う前に、別のチャ
ンバの中で予熱することができる。

【０００３】ガラスパネルにフィルムをスパッタリング
堆積させるための製造装置は、基板ハンドリングが自動
化され、生産量が高く、微粒子の汚染が最小限で、フロ
アスペースが小さく、信頼性が高いものでなければなら
ない。フラットパネル型ディスプレイにスパッタリング
堆積を行うためのある既存の装置は、いわゆる「インラ
イン（”ｉｎｌｉｎｅ”」装置であり、このインライン
装置においては、基板は、直線形状又はＵ字形状の経路
に沿って、種々の処理チャンバを通って移動する。その
ような装置の１つの欠点は、製造設備に大きなフロアス
ペースを必要とすることである。また、そのような装置
の柔軟性は限られており、直列的な処理だけが可能であ
り、並行的な処理を行うことは全くできない。

【０００４】フラットパネル型ディスプレイのスパッタ
リング堆積を行うための他の既存の装置は、いわゆる
「クラスタ・ツール（”ｃｌｕｓｔｅｒ ｔｏｏｌ”）
である。クラスタ・ツールにおいては、中央チャンバの
周囲に複数のチャンバが設けられる。基板は、上記中央
チャンバから選択された処理チャンバへ搬送される。既
存の装置は、基板が水平な向きになるような形態を用い
ており、従って、微粒子による汚染が増大する。既存の
装置はまた、生産量（スループット）が限定されてい
る。

【０００５】フラットパネル型ディスプレイを製造する
ための既存の装置は総て、１又はそれ以上のの欠点を有
しており、例えば、微粒子による汚染のために歩留が低
下し、生産量が少なく、頻繁な清掃並びにターゲットの
交換のために休止時間が長く、大きなパネルを処理する
能力がなく、プロセスの監視が貧弱であり、広いフロア
スペースを必要とし、大きなクリーンルームを必要とす
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の欠点を解消し、フラットパネルディスプレイ用の基板
を取り扱い且つ処理するための方法及び装置を提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの特徴によ
れば、真空処理装置が提供される。この真空処理装置
は、基板を装置の中へ装填するすなわち積み込むための
ロードロックと、基板を処理するための複数の処理チャ
ンバと、装置から基板を積み卸すためのアンロードロッ
クと、上記ロードロック、各々の処理チャンバ、及びア
ンロードロックにゲート弁を介して接続される中央のバ
ッファチャンバとを備えている。上記バッファチャンバ
は、垂直軸線の周囲で回転可能な回転テーブルを備えて
いる。真空処理装置は更に、回転テーブルを垂直軸線の
周囲で回転させるための回転手段と、基板が当該真空処
理装置を通して搬送されて処理される際に該基板を垂直
方向の向きで各々支持する２又はそれ以上の基板キャリ
アと、上記基板キャリアを上記ロードロック及び回転テ
ーブルに向けておよびこれらの間で、また、上記回転テ
ーブル及び選択された処理チャンバに向けておよびこれ
らの間で、更に、上記回転テーブル及びアンロードロッ
クに向けておよびこれらの間で搬送するための搬送手段
とを更に備えている。真空処理装置は更に、上記回転手
段及び搬送手段を制御し、前記各々の基板キャリアが、
選択された経路に従って真空処理装置を移動するように
する制御手段を備えている。

【０００８】上記回転テーブルは、該回転テーブルの垂
直な回転軸線から距離Ｄだけ等しく隔置された第１及び
第２の基板キャリア位置を有するのが好ましい。搬送手
段は、ロードロックと回転テーブルの第１及び第２の基
板キャリア位置との間で上記基板キャリアを移動させる
ための手段を備えている。搬送手段は更に、上記回転テ
ーブル上の第１及び第２の基板キャリア位置と上記処理
チャンバとの間で上記基板キャリアを移動させるための
手段を備えている。搬送手段は更に、回転テーブル上の
第１及び第２の基板キャリア位置と上記アンロードロッ
クとの間で上記基板キャリアを移動させるための手段を
備えている。

【０００９】ロードロックは、基板を保持するための保
持手段を有するドアを備えている。上記ドアが閉止され
且つ上記ロードロックが排気された後に、基板キャリア
の１つが、ロードロックの中へ搬送され、上記基板は、
上記保持手段から基板キャリア上へ搬送される。アンロ
ードロックは、基板を保持するための手段を有するドア
を備えている。基板及び基板キャリアは、回転テーブル
からアンロードロックの中へ搬送され、上記基板は、基
板キャリアから保持手段へ搬送され、上記基板キャリア
は、アンロードロックが通気される前に、バッファチャ
ンバへ戻される。その結果、基板キャリアが大気に露呈
されることはなく、従って、基板キャリアへの堆積物に
よる汚染は最小限にされる。

【００１０】ロードロック及びアンロードロックは各
々、ロックチャンバを形成するケーシングと、ロックチ
ャンバ及び中央のバッファチャンバに向けておよびこれ
らの間で基板キャリアを搬送するためのキャリア搬送ア
センブリと、ドア、基板サポートアーム、及び、サポー
トアーム及び基板キャリアに向けておよびこれらの間で
基板を搬送するための搬送機構を有するドアアセンブリ
と、サポートアームに向けてあるいは該サポートアーム
から基板が搬送される開位置とサポートアーム及び基板
キャリアに向けておよびこれらの間で基板が搬送される
閉位置との間で上記ドアアセンブリを直線的に移動させ
るための直線駆動機構とを備えている。

【００１１】典型例においては、基板は矩形又は方形の
ガラス基板である。基板キャリアは、基板が真空処理装
置を通って搬送されて処理される際に、該基板の縁部を
水平に対して約４５°にした状態で、上記基板を垂直方
向の向きで保持する。

【００１２】好ましい実施例においては、中央のバッフ
ァチャンバの周囲に６つの処理チャンバが設けられ、ま
た、基板を真空処理装置を通して搬送するために６つの
基板キャリアが使用される。処理チャンバは、３つのス
パッタリングチャンバ、及び、３つの予熱チャンバを備
えることができる。

【００１３】本発明の他の特徴によれば、真空処理装置
の中で基板を処理するための方法が提供される。真空処
理装置は、中央のバッファチャンバと、ロードロック
と、アンロードロックと、上記バッファチャンバの周囲
に設けられ且つ上記バッファチャンバに接続された２又
はそれ以上の処理チャンバと、真空処理装置の中で基板
を搬送するための２又はそれ以上の基板キャリアとを備
える。本方法は、基板をロードロックの中へ装填し、ロ
ードロックを排気する工程と、上記基板を上記基板キャ
リアの１つへ搬送する工程と、上記基板及び基板キャリ
アを上記ロードロックから上記バッファチャンバ内の回
転テーブルの上へ搬送する工程と、上記回転テーブルを
垂直な回転軸線の周囲で回転させ、選択された処理チャ
ンバに整合させる工程と、上記基板及び基板キャリアを
上記回転テーブルから上記選択された処理チャンバの中
へ搬送する工程と、上記基板を上記選択された処理チャ
ンバの中で処理する工程と、基板及び基板キャリアを上
記選択された処理チャンバから回転テーブルの上へ搬送
する工程と、上記回転テーブルを回転させてアンロード
ロックに整合させる工程と、基板及び基板キャリアを上
記回転テーブルからアンロードロックの中へ搬送する工
程と、アンロードロックを通気させ、上記基板をアンロ
ードロックから取り出す工程とを備える。上記各工程
は、２又はそれ以上の基板に関して時間多重的に繰り返
され、２又はそれ以上の基板が、真空処理装置によって
同時平行的に処理されるようにする。

【００１４】

【実施例】本発明をより良く理解するために、図面を参
照して本発明の実施例を以下に詳細に説明する。

【００１５】本発明の一実施例による真空処理装置の配
置が図１に示されている。この装置の概略的な断面図は
図２に示されている。システム制御装置、動力分配制御
機器、真空ポンプ用の制御機器等を収容し、本装置の一
部を形成するキャビネットは、図面の理解を容易にする
ために図１及び図２から省略してある。本装置は、フラ
ットパネル型ディスプレイ用の矩形又は方形のガラスパ
ネルをハンドリングして処理するように設計されてい
る。より詳細には、本装置は、そのようなガラスパネル
にスパッタリング堆積を行うように設計されている。本
装置は基本的には、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）フ
ィルム及び金属フィルムのスパッタリング堆積を行うよ
うに設計されているが、そのようなフィルムに限定され
るものではない。

【００１６】本発明の真空処理装置は、クラスタの形態
を用いており、この形態においては、種々の処理ステー
ションが、中央のバッファチャンバの周囲に配置されて
いる。図１及び図２に示すように、処理ステーション１
０、１２、１４、１６、１８、２０は、中央のバッファ
チャンバ２４の周囲に設けられている。処理チャンバは
一般に、加熱チャンバ及びスパッタリング堆積チャンバ
を備えており、また、高周波エッチング（ＲＦ ｅｔｃ
ｈ）又は高周波バイアス（ＲＦ ｂｉａｓ）の如き追加
の機能を含むことができる。基板は、ロードロック２６
を介して装置の中へ装填され、また、アンロードロック
２８を介して装置から取り出される。ロードロック２６
及びアンロードロック２８は共に、バッファチャンバ２
４に接続されている。基板は、ロボット３０によって、
ロードカセット３２からロードロック２６の中へ装填さ
れる。基板は、ロボット３０によって、アンロードロッ
ク２８からアンロードカセット３４へ積み卸しされる。

【００１７】基板は、装置の中でハンドリング及び処理
を受けている間は常に、垂直方向（正確に９０°ではな
くわずかに傾けてもよい）の向きに保持される。その結
果、微粒子による汚染は最小限にされる。基板は、時間
多重式にハンドリング及び処理され、これにより、複数
の基板を同時に処理することができる。２５００オング
ストロームの厚みを有するＩＴＯフィルムに関して、１
時間当たり１００を越える基板の生産量を達成すること
ができる。

【００１８】ロードロック２６及びアンロードロック２
８は、それぞれゲート弁４０、４２を介して、中央のバ
ッファチャンバ２４に連通している。同様に、真空チャ
ンバ１０、１２、１４、１６、１８、２０は、それぞれ
ゲート弁５０、５２、５４、５６、５８、６０を介し
て、中央のバッファチャンバ２４に連通している。ロー
ドロック２６、アンロードロック２８、各々の処理チャ
ンバ、及び中央のバッファチャンバ２４は、別々の真空
排気装置によって排気される。図１の例においては、ロ
ードロック２６及びアンロードロック２８は、粗引き・
ポンプすなわち一次ポンプ４３、及び、クライオポンプ
４４、４５によって、真空排気される。処理チャンバ１
０は、クライオポンプ４６によって排気される。各々の
処理チャンバ１２、１４、１６、１８、２０は、ターボ
ポンプ４７及びフォアラインポンプ４８によって排気さ
れる。バッファチャンバ２４は、クライオポンプ４９に
よって排気される。本発明の範囲内において種々の真空
排気形態を用いることができることは理解されよう。例
えば、特定の用途の要件に応じて、各々の処理チャンバ
を真空排気するために、ターボポンプあるいはクライオ
ポンプを用いることができる。運転のいずれの時点にお
いても、ゲート弁の１つだけが開き、従って、処理チャ
ンバとロードロック及びアンロードロックとの間の隔離
が確実に行われる。

【００１９】基板は、基板キャリア６４に乗って装置を
通って搬送される。各々の基板キャリア６４は、基板６
６を垂直方向の向きにして支持する。基板キャリア６４
を以下に詳細に説明する。基板６６を保持する基板キャ
リア６４は、キャリア搬送アセンブリによって、個々の
チャンバと垂直軸線７２の周囲で回転するようにバッフ
ァチャンバ２４の中に設けられた回転テーブル７０との
間で装置を通って搬送される。回転テーブル７０は、該
回転テーブル７０が回転している間に基板キャリア６４
を保持する基板キャリア位置７４、７６を備えている。
図２においては、空の基板キャリア６４が位置７６にあ
り、位置７４は空である。回転テーブル７０上の基板キ
ャリア位置７４、７６は、垂直軸線７２から等しい距離
Ｄだけ隔置されている。距離Ｄは、基板キャリア位置７
４、７６を処理チャンバ１０、１２、１４、１６、１
８、２０の基板処理位置、並びに、ロードロック２６及
びアンロードロック２８のそれぞれロード位置及びアン
ロード位置に確実に整合させるように選択される。この
構成は、基板キャリア６４が、基板キャリア位置７６と
ロードロック２６との間、及び、基板キャリア位置７６
と処理チャンバ１４との間で、直線的な線に沿って搬送
されることを許容する。同様に、基板キャリア６４は、
基板キャリア位置７４と回転テーブル７０との間、及
び、基板キャリア位置７４と処理チャンバ１６との間で
も、直線的な線に沿って搬送されることが可能である。
回転テーブル７０が１８０°回転すると、位置７４及び
７６が反転する。回転テーブル７０が、図２に示す向き
から時計方向に９０°だけ回転すると、基板キャリア位
置７６が処理チャンバ１２、１８と整合し、これによ
り、位置７６にある基板キャリア６４は、上記処理チャ
ンバの方へあるいは該処理チャンバから搬送できる。同
様に、位置７４は、処理チャンバ１０、２０に整合さ
れ、位置７４にある基板キャリア６４は、上記処理チャ
ンバの方へあるいは該処理チャンバから搬送できる。回
転テーブル７０を図２に示す向きから反時計方向に９０
°だけ回転させると、位置７４、７６が反転する。

【００２０】図２に示す回転テーブルの構造は、基板及
び基板キャリアが、ロードロック２６から回転テーブル
７０上の基板キャリア位置７４、７６の１つに搬送し、
該位置からいずれかの選択された処理チャンバの中へ搬
送することを可能とする。基板及び基板キャリアは、選
択された処理チャンバの中での処理の後に、第２の処理
チャンバ又はアンロードロック２８へ搬送することがで
きる。従って、本装置は、完全な柔軟性を有し、また、
後述するように、幾つかの基板を同時に処理して高い生
産量を達成することができる。

【００２１】第１の実施例においては、ロードロック２
６は、基板６６用のホルダ８２を有するドア８０を備え
ている。同様に、アンロードロック２８は、基板用のホ
ルダ８８を有するドア８６を備えている。ロードロック
２６のドア８０は、開位置にある状態で図２に示されて
おり、アンロードロック２８のドア８６は、閉位置にあ
る状態で図２に示されている。以下に説明するある実施
例においては、ロードロック２６及びアンロードロック
２８は、ドア８０及び８６を開位置と閉位置との間で動
かすための往復枢動機構を備えており、上記開位置にお
いては、基板６６は、クリーンルームの壁部を９０を介
してアクセスすることができ、また、上記閉位置におい
ては、基板６６は、それぞれのロックの中にシールされ
る。他のドア構造を用いることができることは理解され
よう。

【００２２】制御装置９２が、ゲート弁、キャリア搬送
アセンブリ、ロードロック及びアンロードロック、処理
チャンバ、回転テーブル、並びに、本装置の他の総ての
要素を本明細書に記載する作用に従って制御する。制御
装置９２は、作動シーケンス、プロセス情報等を記憶す
ると共に上述の要素を制御するためのコンピュータを備
えるのが好ましい。

【００２３】ゲート弁４０、４２、５０、５２、５４、
５６、５８、６０は、基板キャリア６４及び基板６６の
通過を許容する細長いスリットを有している。ゲート弁
は、高い生産量を達成するために、約０．５乃至０．７
秒で作動する必要がある。そのようなゲート弁は、本明
細書で参照する１９９４年１月１１日出願の米国特許出
願シリアル番号０８／１８０，２０５号において、詳細
に説明されている。

【００２４】次に、基板をハンドリング及び処理するた
めの代表的なシーケンスを説明する。基板６６は、ロボ
ット３０によって、ロードカセット３２からロードロッ
ク２６のドア８０上のホルダ８２まで搬送される。次
に、ドア８０が、シールされた閉位置へ枢動し、ロード
ロック２６が所望の圧力レベルまで排気される。所望の
圧力レベルに達すると、ゲート弁４０が開き、基板キャ
リア６４が回転テーブル７０上の位置７６からロードロ
ック２６へ搬送される。基板６６は、ホルダ８２からキ
ャリア６４上へ搬送され、該キャリア６４は、ゲート弁
４０を介して、回転テーブル７０へ搬送される。次に、
ゲート弁４０が閉じて回転テーブル７０が回転し、これ
により、位置７６にある基板及び基板キャリア６４が、
例えば処理チャンバ１２の如き選択された処理チャンバ
に整合される。次に、ゲート弁５２が開き、基板及び基
板キャリア６４が、回転テーブル７０から処理チャンバ
１２の中へ搬送される。ゲート弁５２が閉じ、基板は処
理チャンバ１２の中で処理される。チャンバ１２の中の
処理は、基板を予熱する工程を含むことができる。ゲー
ト弁５２が閉じているので、上記基板が処理チャンバ１
２の中で処理されている間に、他の基板及び基板キャリ
アを動かすことができる。チャンバ１２の中の処理が完
了すると、ゲート弁５２が開き、基板及び基板キャリア
６４は回転テーブル７０上に搬送される。回転テーブル
７０は一般に、第２の選択された処理チャンバ、例えば
処理チャンバ１４、に整合するように回転される。ゲー
ト弁５４が開き、基板及び基板キャリア６４は、回転テ
ーブル７０から処理チャンバ１４の中へ搬送される。ゲ
ート弁５４が閉じ、基板はチャンバ１４の中で処理を受
ける。チャンバ１４の中の処理は、ＩＴＯフィルム又は
金属フィルムのスパッタリング堆積を行う工程を含むこ
とができる。チャンバ１４の中の処理が完了すると、ゲ
ート弁５４が開き、基板及び基板キャリア６４は回転テ
ーブル７０上へ搬送される。ゲート弁５４が閉じ、回転
テーブル７０は、アンロードロック２８に整合するよう
に回転される。ゲート弁４２が開き、基板及び基板キャ
リア６４はアンロードロック２８の中へ搬送される。基
板は、基板キャリア６４からホルダ８８へ搬送され、ま
た、基板キャリア６４は、回転テーブル７０へ戻され
る。次に、ゲート弁４２が閉じ、アンロードロック２８
は大気圧に通気される。最後に、ドア８６が、ドア８０
に関して図示した位置に相当する位置まで開き、ロボッ
ト３０が、基板をホルダ８８からアンロードカセット３
４へ搬送する。

【００２５】単一の基板のハンドリング及び処理は上述
の如くである。図１及び図２に示す実施例においては、
装置は、６つの処理チャンバと、６つの基板キャリアと
を備えている。回転テーブル７０は、２つの基板キャリ
ア位置７４、７６を有している。ある特別の実施例にお
いては、処理チャンバ１０、１２は、基板を予熱するた
めに使用され、また、チャンバ１４、１６、１８、２０
は、基板をスパッタリング被覆するために用いられる。
更に、処理チャンバ１０、１２、１４、１６、１８、２
０、並びに、ロードロック２６及びアンロードロック２
８は、各ゲート弁によってバッファチャンバ２４から隔
離されている。この構成は、複数の基板を多重時間式に
同時にハンドリングして処理することを可能とし、従っ
て、高い生産速度を達成する。例えば、ゲート弁５４
は、基板が処理チャンバ１４の中で処理されている時間
の間は、閉じている。この時間の間に、追加の基板をロ
ードロックから他の処理チャンバへ搬送し、基板をある
処理チャンバから他の処理チャンバへ搬送し、更に、基
板を処理チャンバからアンロードロックへ搬送すること
ができる。処理装置の完全サイクルの一例が、下の表１
に示されている。この例においては、一回の完全サイク
ルにおいて４つの基板が処理される。表１においては、
各々のステップが、特定の処理チャンバへの、あるい
は、その処理チャンバからの、あるいはロードロックか
らの、あるいはアンロードロックへの基板の運動を表し
ている。

【００２６】表 １ チャンバ２０を出る アンロードロック２８へ チャンバ１２を出る チャンバ２０へ入る ロードロック２６から チャンバ１２へ入る チャンバ１８を出る アンロードロック２８へ チャンバ１０を出る チャンバ１８へ入る ロードロック２６から チャンバ１０へ入る チャンバ１６を出る アンロードロック２８へ チャンバ１２を出る チャンバ１６へ入る ロードロック２６から チャンバ１２へ入る チャンバ１４を出る アンロードロック２８へ チャンバ１０を出る チャンバ１４へ入る ロードロック２６から チャンバ１０へ入る 基板キャリア６４、並びに、該基板キャリア６４を搬送
するためのキャリア搬送アセンブリの概略図が図３に示
されている。キャリア搬送アセンブリは、図４にも示さ
れている。基板キャリア６４は、ステンレス鋼の如き金
属プレートであるのが好ましく、各キャリア搬送アセン
ブリのローラに着座するための下縁部１００と、基板６
６を支持するための上縁部１０２、１０４とを有してい
る。使用に際しては、基板キャリア６４の金属プレート
及び基板６６は、垂直方向の向きを有している。上縁部
１０２、１０４は、直角を形成すると共に、基板６６の
縁部を収容するためのＶ字形状の溝を有している。好ま
しい実施例においては、基板キャリア６４の溝付きの上
縁部１０２、１０４は、水平に対して約４５°をなして
配列されている。基板６６は、基板キャリア６４によっ
て、２つの縁部に沿って支持されている。基板キャリア
６４は更に、縁部１０２、１０４から下方へ伸長するＵ
字形状のノッチ１０６を有している。ノッチ１０６は、
ロードロック・ドア８０のホルダ８２、及び、アンロー
ドロック・ドア８６のホルダ８８を収容する寸法になさ
れている。基板６６は、該基板が装置の中へ導入されて
いる時に、ホルダ８２によって基板キャリア６４の上へ
降下される。また、基板６６は、処理が完了した後に、
ホルダ８８によって基板キャリア６４から持ち上げられ
る。好ましい実施例においては、基板キャリア６４は、
寸法が４５０ｍｍ×５５０ｍｍで厚みが１．１ｍｍまで
の矩形のガラス基板を受け入れるような寸法を有してい
る。しかしながら、基板キャリア６４が、別の寸法及び
厚みを有する基板を受け入れるように設計することがで
きることは理解されよう。

【００２７】基板６６を支持しあるいは支持しない基板
キャリア６４が、キャリア搬送アセンブリの装置によっ
て、図１及び図２に示す真空処理装置の中で搬送され
る。各々の処理チャンバ１０、１２、１４、１６、１
８、２０、ロードロック２６、及び、アンロードロック
２８は、キャリア搬送アセンブリを備えている。また、
キャリア搬送アセンブリは、基板を位置７４、７６へあ
るいはこれら位置から搬送するための回転テーブル７０
上に設けられている。回転テーブル７０上のキャリア搬
送アセンブリは、上記回転テーブルと共に回転し、選択
された処理チャンバのキャリア搬送アセンブリ、ロード
ロック又はアンロードロックに整合することができる。

【００２８】図３においては、キャリア搬送アセンブリ
１１０は、バッファチャンバ２４の中に位置することが
でき、また、キャリア搬送アセンブリ１１２は、ロード
ロック２６、アンロードロック２８、又は、処理チャン
バ１０、１２、１４、１６、１８、２０の１つの中に位
置することができる。バッファチャンバ２４の中のキャ
リア搬送アセンブリ１１０は、処理チャンバ、ロードロ
ック及びアンロードロックの中のキャリア搬送アセンブ
リから物理的に分離されており、その理由は、そのよう
なチャンバは、基板キャリア６４がこれらチャンバの間
を搬送されている時を除いて、それぞれのゲート弁によ
ってバッファチャンバから隔離されているからである。
また、バッファチャンバ２４の中のキャリア搬送アセン
ブリ１１０の少なくとも一部は、回転テーブル（図４）
に設けられて該回転テーブルと共に回転し、これによ
り、基板キャリア６４は、選択された処理チャンバ、ロ
ードロック２６、あるいは、アンロードロック２８に整
合することができる。

【００２９】各々のキャリア搬送アセンブリ１１０及び
１１２は、複数のローラ１１６を有している。基板キャ
リアの下縁部１００は、ローラ１１６に着座している。
キャリア搬送アセンブリ１１２のローラ１１６は、モー
タ１２０によって駆動され、また、キャリア搬送アセン
ブリ１１０のローラ１１６は、モータ１２２によって駆
動される。基板キャリア６４は、モータ１２０、１２２
を付勢させることにより、いずれかの方向に搬送するこ
とができる。キャリア搬送アセンブリ１１０、１１２の
間の間隔は十分に小さく、これにより、基板キャリア６
４は、一方のキャリア搬送アセンブリから他方のキャリ
ア搬送アセンブリへ阻害されることなく円滑に搬送され
ることができる。キャリア搬送アセンブリ１１０は更
に、基板キャリア６４の前方及び後方の側部において直
立する平行な側壁１２４（一方の側壁だけが図３に示さ
れている）を備えている。平行な側壁１２４に設けられ
たガイド輪１２８が、基板キャリア６４の前方及び後方
の側部に当接している。ガイド輪１２８は、モータ１２
２によって駆動される。従って、ガイド輪１２８は、基
板キャリア６４を垂直方向の向きに保持し、かつ基板キ
ャリア６４が装置を通して搬送されるのを助ける。同様
に、キャリア搬送アセンブリ１１２は、駆動されるガイ
ド輪１２８を有する直立した側壁１２６を備えている。

【００３０】基板キャリア６４及びキャリア搬送アセン
ブリ１１０、１１２は、装置の中で基板がハンドリング
され且つ処理されている間全体を通じて、基板６６を垂
直方向の向きに保持する。従って、ハンドリング及び処
理の間に基板が水平方向の向きに保持される装置に比較
して、微粒子による汚染の可能性は大幅に減少される。
基板を水平方向にして処理する装置においては、基板の
上面に粒子が堆積し、従って、基板を汚染することがあ
る。また、基板６６は、その縁部が保持され、従って、
ハンドリングの間に基板の表面が損傷を受ける可能性を
最小限にする。最後に、基板６６は、キャリア搬送アセ
ンブリ１１０、１１２の上方に保持され、これにより、
キャリア搬送アセンブリの可動部品からの粒子が基板を
汚染する可能性を最小限にする。

【００３１】処理の間に、基板６６は、基板キャリア６
４によって処理チャンバの１つの中で静止した状態に保
持される。スパッタリングチャンバの中では、基板６６
に堆積される材料のコーティングが、少なくとも上縁部
１０２、１０４付近の部分の基板キャリア６４にも堆積
される。上記コーティングは、基板キャリア６４が複数
の基板を担持するために使用される時間経過と共に形成
される。基板キャリア６４が、新しい基板が装置の中へ
装填される度毎に大気に露出された場合には、上記コー
ティングは、窒素、酸素、水蒸気及び他の気体を吸収す
ることになる。基板キャリア６４が、新しい基板と共に
処理チャンバへ戻ると、コーティングからのガスの発生
が、処理チャンバを汚染する可能性がある。この問題を
避けるために、基板キャリア６４は、真空処理装置を使
用している間は大気に全く露呈されない。特に、基板キ
ャリア６４は、基板がロードロック２６の中へ装填され
ている時には、ゲート弁４０が閉じている状態のバッフ
ァチャンバ２４の中に位置する。ゲート弁４０は、ロー
ドロック２６が真空排気された後にだけ開かれ、基板を
受け入れるために基板キャリア６４がロードロック内に
搬送される。同様に、アンロードロック２８は、基板キ
ャリア６４が基板をホルダ８８へ搬送している時には、
高真空に保持される。アンロードロックは、基板キャリ
ア６４がアンロードロック２８から回転テーブル７０へ
搬送され且つゲート弁４２が閉じた後にだけ、基板を取
り出すために大気に通気される。従って、基板キャリア
６４には、後に処理チャンバの中で発生する恐れのある
大気ガスを吸収する機会が与えられない。

【００３２】バッファチャンバ２４及び回転テーブル７
０の概略的な断面図が図４に示されている。回転テーブ
ル７０は、垂直軸線７２の周囲で回転するように、バッ
ファチャンバ２４の中に設けられている。回転テーブル
７０は、バッファチャンバ２４の真空ケーシングの外方
に位置し且つ回転型の真空フィードスルー１４４によっ
て回転テーブル７０に接続された回転テーブル・モータ
１４２によって回転される。キャリア搬送アセンブリ１
５０が、回転テーブル７０の基板キャリア位置７４に位
置し、また、キャリア搬送アセンブリ１５２が、回転テ
ーブル７０の基板キャリア位置に位置している。各々の
キャリア搬送アセンブリ１５０、１５２は、被動ローラ
１５４及び被動ガイド輪１５６を備えており、該被動ロ
ーラおよび被動ガイド輪は、図３に関して上に説明した
ように、基板キャリア６４を垂直方向の向きで支持し、
基板キャリア６４を所望の方向に搬送する。バッファチ
ャンバ２４の真空ケーシングの外部に設けられたモータ
１６０が、回転型の真空フィードスルー及び直角の駆動
アセンブリ１６２を介して、キャリア搬送アセンブリ１
５２に接続されている。バッファチャンバ２４の真空ケ
ーシングの外部に設けられているモータ１６４が、回転
型の真空フィードスルー及び直角の駆動アセンブリ１６
６を介して、キャリア搬送アセンブリ１５０に接続され
ている。キャリア搬送アセンブリ１５０、１５２は、回
転テーブル７０と共に回転し、上述のように、選択され
た処理チャンバ、ロードロック、又はアンロードロック
に整合する。

【００３３】図２に示すように、処理チャンバ１４、１
６、１８、２０は、スパッタ源１４Ａ、１６Ａ、１８
Ａ、２０Ａをそれぞれ備えている。各々の処理チャンバ
の中では、基板キャリア及び基板が、スパッタ源に対し
て相対的に静止した状態で保持され、所望の組成及び所
望の厚みを有するフィルムが、基板に堆積される。

【００３４】各々のスパッタ源１４Ａ、１６Ａ、１８
Ａ、２０Ａを代表するスパッタ源の断面図が、図５に示
されている。このスパッタ源は、４５０ｍｍ×５５０ｍ
ｍの矩形のガラスパネル全体に、±３％の厚みの均一性
を有するフィルムを堆積させるようになされている。ス
パッタ源はまた、高い堆積速度を生じる約２９％程度の
高い収集効率を達成するように設計されている。スパッ
タ源は、ＩＴＯフィルム及び金属フィルムを堆積させる
ようになされているが、そのようなフィルムに限定され
るものではない。

【００３５】スパッタ源は、同心円状の３つのターゲッ
トリングを備えており、該ターゲットリングは、内側の
ターゲットリング２００と、中間のターゲットリング２
０２と、外側のターゲットリング２０４とを有してい
る。ターゲットリング２００、２０２、２０４の中心は
軸線２０６上にある。ターゲットリングは、基板２１０
に堆積される材料、あるいは、スパッタリングチャンバ
の中の気体と反応して基板に堆積される材料を形成する
材料から製造される。従って、例えばＩＴＯが基板上に
堆積されている時に、ターゲットリング２００、２０
２、２０４は、代表的には、インジウムが９０％で錫が
１０％の比である、インジウム錫金属、あるいは、イン
ジウム及び錫の酸化物を含む。４５０ｍｍ×５５０ｍｍ
の矩形のガラスパネルのスパッタリングコーティングの
例においては、内側ターゲットリング２００は、１９５
ｍｍの直径及び５０ｍｍの幅を有し、中間ターゲットリ
ング２０２は、４３１ｍｍの直径及び５０ｍｍの幅を有
し、外側ターゲットリング２０４は、６９２ｍｍの直径
及び５０ｍｍの幅を有している。

【００３６】電磁アセンブリ２２０が、内側ターゲット
リング２００付近に磁界を形成する。内側ターゲットリ
ング２００及び電磁アセンブリ２２０の拡大断面図が、
図６に示されている。電磁アセンブリ２２０は、環状の
巻線を有する電磁コイル２２２と、電磁コイル２２２に
よって発生される磁界を内側ターゲットリング２００の
領域に集中させるためのポールアセンブリとを備えてい
る。ポールアセンブリは、環状の後方ポールピース２２
４と、概ね円筒形のポールピース２２６、２２８と、隔
置された環状のポールピース２２６、２２８とを備えて
おり、これら環状のポールピースは、ターゲットリング
付近の磁界を整形するためにターゲットリング２００の
直ぐ後方に設けられている。電磁コイル２２２は、導線
２３４によって、電源（図示せず）に接続されている。

【００３７】電磁アセンブリ２３６、２３８は、中間タ
ーゲットリング２０２及び外側ターゲットリング２０４
のそれぞれの付近に磁界を発生する。電磁アセンブリ２
３６、２３８は、電磁アセンブリ２２０と同様である
が、対応するターゲットリングの直径に相当する一連の
大きな直径を有している。電磁アセンブリは、ターゲッ
トリングの付近に約３００ガウスの磁界を形成する。

【００３８】スパッタ源は更に、円形の形態を有すると
共にターゲットリング２００、２０２、２０４から隔置
されたアノード２４０、２４２、２４４を備えている。
プラズマ電源（図示せず）が、各々のターゲットリング
と対応するアノードとの間に接続されている。これらの
アノードは一般に接地され、ターゲットリングは一般
に、約５００ボルトで作動する。

【００３９】各々のターゲットリング２００、２０２、
２０４は水冷される。図６を参照すると、ポールピース
２２６、２２８は、電磁コイル２２２とターゲットリン
グ２００との間に包囲された通路２５０、２５１を形成
する。通路２５０、２５１は、環状の水通路リング２５
２によって分離されている。冷却水は、入口２５４を介
して通路２５０の中へ導入される。水通路リング２５２
とターゲットリング２００との間には小さなギャップす
なわち隙間が存在する。冷却水は、上記ギャップを介し
て通路２５０から通路２５１へ半径方向に流れ、ターゲ
ットリング２００から熱を取り除く。上記水は、出口２
５６を介して通路２５１から排出される。

【００４０】スパッタ源はまた、ターゲットリングと基
板２１０との間に反応性のガスを導入するための反応性
ガスディフューザを備えている。反応性ガスディフュー
ザ２６０が、スパッタ源の中央に設けられており、ま
た、環状の反応性ガスディフューザ２６２が、中間ター
ゲットリング２０２と外側ターゲットリング２０４との
間に設けられている。反応性ガスディフューザ２６０
は、反応性ガスを導入するための空所２６３を備えてい
る。この空所２６３は、複数の穴２６４を有するプレー
トによって覆われており、上記複数の穴は、ガスを上記
空所からスパッタ源と基板との間の領域に分散させる。
反応性ガスディフューザ２６２は、同様な構造を有して
いる。一例として、ＩＴＯの堆積の間に、酸素が基板の
領域に導入される。

【００４１】ターゲットリング２００、２０２、２０４
と基板２１０との間に位置する基板シールド２６６が、
基板キャリア上の堆積を制限する。矩形の基板に対して
は、基板シールド２６６は、基板の寸法に相当する寸法
を有する矩形の開口を備える。

【００４２】スパッタリング堆積チャンバは、１ミリト
ール乃至２０ミリトールの範囲の圧力のアルゴンで作動
される。各々のターゲットリング２００、２０２、２０
４の表面で交差する電界及び磁界が、アルゴン原子をイ
オン化する。アルゴンイオンが、ターゲットリングを衝
撃し、各々のターゲットリングからターゲット材料の原
子を侵食する。スパッタリングされたターゲット材料
は、基板の表面にフィルムとして堆積される。反応スパ
ッタリングの場合には、スパッタリングされたターゲッ
ト原子が、ターゲット表面あるいは基板上のガスと反応
し、所望の分子を形成する。図５及び図６のスパッタ源
においては、各々のターゲットリング２００、２０２、
２０４の電界及び磁界は、独立して制御することができ
る。各々のターゲットリングからのスパッタリング速度
は、特定のターゲットリングへのスパッタリングパワー
を調節することにより調節され、これにより、基板面全
体にわたって均一な厚みのフィルムを形成することがで
きる。

【００４３】図５及び図６に示し上に説明したスパッタ
源の構造は、約±３％の均一性を有するフィルムを４５
０ｍｍ×５５０ｍｍの寸法を有する矩形の基板の表面上
に堆積させることができる。基板２１０は、２９％程度
の収集効率を達成するために、約１００ｍｍだけターゲ
ットリングから隔置される。上記均一性及び収集効率を
得るために、外側ターゲットリング２０４の外径は、矩
形の基板の対角線の寸法に概ね等しくするのが好まし
い。この形態を用いた場合には、１２キロワットの全パ
ワーに設定されたインジウム及び錫の酸化物ターゲット
を用いて、２，５００オングストロームの厚みを有する
ＩＴＯフィルムを約４６秒間で堆積させることができ
る。

【００４４】スパッタ源の第２の実施例（図示せず）
は、スパッタリングターゲットの背後の回転マグネトロ
ン場を利用する。このマグネトロン場は、概ね心臓型
（カーディオイド型）の形状を有しており、その幾何学
的形状及び磁界は、スパッタリングターゲットを均一に
侵食するように選定される。好ましいターゲットは、約
６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の厚み、及び、約８２
５．５ｍｍ（３２．５０インチ）の直径を有している。
この汎用型のスパッタ源は、１９９１年２月２６日にア
ンダーソン外（Ａｎｄｅｒｓｏｎ ｅｔ ａｌ）に発行
された米国特許第４，９９５，９５８号、及び、１９９
３年１０月１２日にデマレー外（Ｄｅｍａｒａｙ ｅｔ
ａｌ）に発行された米国特許第５，２５２，１９４号
に開示されている。

【００４５】処理チャンバ１０、１２（図２）に対応す
る予熱チャンバの単純化した断面図が、図７に示されて
いる。基板６６を保持する基板キャリア６４が、処理チ
ャンバ１０の中に位置している。ヒータは、石英ランプ
とすることのできる管状のランプ３００から成る列を備
えている。ランプ３００は、上記列の中において互いに
平行に設けられている。ランプ列は、基板６６を均一に
加熱するに十分な大きさを有している。加熱チャンバ１
０、１２においては、ランプ３００は、基板６６を直接
照射する。一般に、ヒータは、各々のスパッタリング堆
積チャンバにおいても使用され、スパッタリング堆積の
間に基板の温度を維持する。スパッタリングチャンバの
中において、ヒータは、基板よりスパッタ源とは反対側
に設けられ、基板の裏側を加熱する。スパッタリングチ
ャンバの中においては、ランプ３００と基板との間にモ
リブデン（Ｍｏ）シールドが使用され、ランプをスパッ
タリング堆積から遮蔽している。モリブデンシールド
は、上記ランプによって加熱され、該シールドは、基板
６６の裏側を加熱する。上記シールドはまた、温度の均
一性を改善するために、銅又はグラファイト（石墨）か
ら形成することもできる。ガラス基板は一般に、それ以
前に堆積された材料の温度特性に応じて、２５０°Ｃ及
び４５０°Ｃの間の温度まで加熱される。

【００４６】本装置に採用することのできる他のオプシ
ョンは、いわゆるＲＦエッチング又はＲＦバイアスであ
る。ＲＦエッチングは、分離したＲＦエッチングチャン
バの中において基板にＲＦ場を与える工程を含む。ＲＦ
電圧が、基板と概ね同じ寸法を有すると共に該基板に近
接して隔置された導電性プレートに付与される。ＲＦ場
は、チャンバの中のアルゴン原子のイオン化、並びに、
基板表面の衝撃を生じさせる。ＲＦバイアスの場合に
は、導電性プレートが、スパッタリング堆積チャンバの
中の基板の裏側に近接して隔置される。導電性プレート
に付与されたＲＦ電圧は、基板上にＤＣバイアスを生じ
させる。このＤＣバイアスは、基板に堆積されているイ
オンを加速させる。

【００４７】ロードロック２６及びアンロードロック２
８の作用を図８乃至図１０を参照して説明する。最初
に、図１０に示すように、基板６６をロードロック・ド
ア８０に置き、ホルダ８２によって支持する。好ましい
実施例においては、ホルダ８２は、基板６６の縁部を収
容するためのＶ字形状の溝を有するホイールすなわち輪
を備えている。次に図８を参照すると、基板の基板キャ
リア６４への搬送が示されている。ホルダ８２は、基板
６６が基板キャリア６４の真上に来るまで、ドアから離
れる方向に（図８の紙面に直交して）外方へ伸長する。
次に、基板キャリア６４は垂直方向に上昇され、基板６
６をホルダ８２から持ち上げる。次に、ホルダ８２はド
アまで後退し、基板キャリア６４は、基板６６を縁部１
０２、１０４で支持した状態で、ローラ１１６の元の位
置へ降下される。これにより、基板キャリア６４及び基
板６６は、上述の如く真空処理装置の中へ搬送される準
備が整う。アンロードロック２８に同様の機構を用い
て、基板キャリア６４からドア８６のホルダ８８まで基
板６６を搬送する。

【００４８】ロードロック２６及びアンロードロック２
８用のドア開放機構の例を図９及び図１０を参照して説
明する。このドア開放機構を設ける目的は、ロックの１
つの中で基板がシールされる閉位置から、例えば、クリ
ーンルームを介して装置へ又は装置から基板を搬送する
開位置へ移動することである。図９においては、アンロ
ードロック・ドア８６が、閉位置と開位置との間の中間
位置にある状態で示されている。ドア８６は、アーム３
７０、３７２によって支持されており、これらアーム
は、それぞれのドア８６の頂部の中央及び底部の中央に
接続されている。アーム３７０は、軸線３７４の周囲で
枢動する。アーム３７０、３７２が軸線３７４の周囲で
枢動すると、ドア８６は、軸線３７８の周囲で９０°回
転し、これにより、所望の運動を生じさせる。他のドア
開放機構は、本発明の範囲内で用いることができること
は理解されよう。

【００４９】上述の真空処理装置用のロードロック及び
アンロードロックの好ましい実施例が、図１１乃至図１
４に示されている。ロードロック４００が、ゲート弁５
０を介して、バッファチャンバ２４（図１及び図２）に
接続されている。アンロードロック４０２が、ゲート弁
４２を介して、バッファチャンバ２４に接続されてい
る。上述の装置においては、ロードロック４００が、ロ
ードロック２６と置き換わり、また、アンロードロック
４０２が、アンロードロック２８と置き換わっている。

【００５０】ロードロック４００は、真空密なケーシン
グ４０４と、ドアアセンブリ４０６と、直線駆動機構４
０７とを備えている。アンロードロック４０２は、真空
密なケーシング４０８と、ドアアセンブリ４１０と、直
線駆動機構４１１とを備えている。一般に、アンロード
ロック４０２は、ロードロック４００と鏡像関係にあ
る。従って、以下においては、アンロードロック４０２
だけを詳細に説明する。

【００５１】アンロードロック４０２のドアアセンブリ
４１０は、ケーシング４０８の開口４１８を封止するた
めのドア４１６を備えている。ドアアセンブリ４１０は
更に、基板サポートアーム４２０と、該基板サポートア
ーム４２０を制御するための搬送機構４２２とを備えて
いる。ドアアセンブリ４１０は、図１２に実線で示す開
位置と図１２に破線で示す閉位置との間で運動可能であ
る。図１１を参照すると、ドアアセンブリ４０６は、閉
位置にある状態で示されており、また、ドアアセンブリ
４１０は、開位置にある状態で示されている。ドアアセ
ンブリ４１０は、直線駆動機構４１１によって、開位置
と閉位置との間で移動する。ドアアセンブリ４１０及び
直線駆動機構４１１は、ケーシング４０８に取り付けら
れた構造部材４３０によって支持されている。直線駆動
機構４１１は、直線駆動モータ４３２と、直線駆動ベル
ト４３４と、アイドルローラ４３６とを備えている。キ
ャリッジ４３８が、ドアアセンブリ４１０及び駆動ベル
ト４３４に取り付けられており、これにより、ドアアセ
ンブリは、直線駆動モータ４３２が励起された時に、ガ
イドロッド４３７、４３９に沿って、開位置と閉位置と
の間で移動することができる。

【００５２】基板サポートアーム４２０は、直交する脚
部４４２、４４４を備えており、これら脚部には、基板
６６を支持するためのＶ字形状の溝を有する３つのホイ
ール４４０すなわち輪が取り付けられている。ホイール
４４０は、基板６６がその側部を水平に対して約４５°
をなすように位置決めされている。

【００５３】アンロードロック４０２は、真空処理装置
から基板を取り出すために使用される。基板を装置から
取り出すために、ドアアセンブリ４１０は最初に閉位置
にあり、これにより、アンロードロック４０２のケーシ
ング４０８が真空密にシールされる。アンロードロック
のケーシング４０８は、ゲート弁４０を閉位置にした状
態で、真空排気装置によって排気され、該真空排気装置
は、粗引きポンプすなわちラフ・ポンプ４３、及び、ク
ライオポンプ４４、４５を備えることができる。アンロ
ードロックのケーシング４０８を排気した後に、ゲート
弁４０が開放され、基板キャリア４４６が、キャリア搬
送アセンブリ４５０によって、バッファチャンバ２４か
らアンロードロック４０２の中へ移動される。図３に関
して上に説明したように、キャリア搬送アセンブリ４５
０は、ローラ４５２と、ガイド輪４５４とを備えてお
り、該ガイド輪は、モータ４５６によって駆動され、基
板キャリア４４６を水平な経路に沿ってバッファチャン
バ２４とアンロードロック４０２との間で動かす。同様
のキャリア搬送アセンブリが、バッファチャンバ２４の
中に設けられている。

【００５４】ドアアセンブリ４１０が閉位置にあり、ま
た、アンロードロックのケーシング４０８が排気された
状態で、基板６６は、下に詳細に説明する搬送機構４２
２によって、基板キャリア４４６からサポートアーム４
２０へ搬送される。基板６６は、サポートアーム４２０
によって、基板キャリア４４６から持ち上げられて保持
される。次に、基板キャリア４４６は、キャリア搬送ア
センブリ４５０によって、水平な経路に沿ってバッファ
チャンバ２４へ戻され、ゲート弁４０が閉じる。次に、
アンロードロックのケーシング４０８が大気に通気さ
れ、ドアアセンブリ４１０は、直線駆動モータ４２３を
励起することにより、開位置へ移動される。基板６６
は、ドアアセンブリ４１０によって、その平面に平行に
移動され、これにより、ドア４１６及び開口４１８が、
比較的小さい寸法を有することを可能にすると共に、空
気の移動を減少させる。ドアアセンブリ４１０が開位置
にある時に、基板６６は、ロボットによって、サポート
アーム４２０から取り除かれる。

【００５５】好ましい実施例においては、基板キャリア
４４６は金属プレートを備え、該金属プレートには、３
つのサポートＶホイール４５１、及び、３つの拘束Ｖホ
イール４５３が取り付けられている。各々のＶホイール
４５１、４５３は、金属プレートの平面に対して直交す
る軸線の周囲で回転するように、基板キャリア４４６の
金属プレートに取り付けられており、また、その外周部
には、基板を受け入れるためのＶ字溝を有している。３
つのサポートＶホイール４５１は、基板６６をその側部
が水平に対して約４５°をなして垂直方向の向きで支持
する。拘束Ｖホイール４５３は、例えば約０．１２７ｍ
ｍ（０．００５インチ）の如き小さな距離だけ、その主
要な位置にある基板６６から隔置され、基板がその値だ
け湾曲した場合のための拘束手段として作用する。Ｖホ
イール４５１、４５３の形態は、加熱の間に基板が膨張
した時に支持点に生ずる大きな摩擦を減少させる。基板
キャリア４４６は更に、基板が搬送される間に、基板サ
ポートアーム４２０上のホイール４４０を受け入れる開
口４５５を有している。

【００５６】基板６６は、搬送機構４２２によって、基
板キャリア４４６からサポートアーム４２０まで搬送さ
れる。ロードロック４００においては、基板６６は、上
述の作用と同様で且つ反対の手順で、サポートアームか
ら基板キャリアへ搬送される。図１２及び図１４に最も
良く示すように、搬送機構４２２は、運動可能なキャリ
ッジ４６２に機械的に接続されたカム作用モータ４６０
を備えている。基板サポートアーム４２０は、キャリッ
ジ４６２に堅固に取り付けられている。キャリッジ４６
２は、平行な垂直シャフト４６６、４６７に沿って運動
することができる直線軸受け４６４を備えている。シャ
フト４６６、４６７の上方及び下方の端部は、接続ブロ
ック４７０に取り付けられており、該接続ブロックは、
平行な水平シャフト４７２、４７３に沿って運動可能な
直線軸受を備えている。シャフト４７２、４７３は、静
止型のブラケット４７４、４７５にそれぞれ取り付けら
れている。従って、キャリッジ４６２は、モータ４６０
の制御を受けて、垂直方向及び水平方向に運動可能であ
る。

【００５７】モータ４６０のシャフト４８２、並びに、
キャリッジ４６２の水平スロット４８６の中で運動可能
なカム従動子４８４に、クランクアーム４８０が取り付
けられている。静止型のカム従動子４９０が、キャリッ
ジ４６２のガイドスロット４９２を貫通している。ガイ
ドスロット４９２は、モータ４６０がクランクアーム４
８０を回転させる時に、キャリッジ４６２及び基板サポ
ートアーム４２０の運動経路を確立する。ガイドスロッ
ト４９２は、３つの区間、すなわち、垂直な中央区間
と、該中央区間から離れる方向に約４５°の角度をなし
て伸長する上方区間と、上記中央区間から離れる方向に
約４５°の角度をなして伸長する下方区間とを有するの
が好ましい。ガイドスロット４９２は、アンロードロッ
ク４０２内の基板キャリア４４６から基板を取り除く際
（また、ロードロック４００内のキャリア４４６へ基板
を動かす際）の基板サポートアーム４２０の運動を画定
する。モータ４６０が励起されると、クランクアーム４
８０が１８０°回転し、キャリッジ４６２は、図１４に
実線で示す位置から破線で示す位置まで持ち上げられ
る。静止型のカム従動子４９０及びガイドスロット４９
２が、キャリッジ４６２をその下方位置及び上方位置の
間の経路４９４に従わせる。図１３に示すように、サポ
ートアーム４２０が、経路４９４の下方区間に沿って移
動し、ホイール４４０を基板６６の下で基板キャリア４
４６に向かって動かす。次に、サポートアーム４２０
が、経路４９４の垂直区間に沿って移動し、基板６６を
基板キャリア４４６から持ち上げる。最後に、サポート
アーム４２０が、経路４９４の上方区間に沿って移動
し、基板６６を基板キャリア４４６から離れる方向に動
かす。サポートアーム４２０の運動は、図１３及び図１
４に示す経路４９４に限定されないことは理解されよ
う。

【００５８】基板６６がロードロック４００内の基板キ
ャリア４４６へ搬送されると、サポートアーム４２０
は、経路４９４を反対の方向に移動する。すなわち、基
板６６は、キャリア４４６の上を移動して次に下降し、
これにより、基板６６は、キャリア４４６のＶホイール
４５１の中に着座する。次に、サポートアーム４２０
は、基板キャリア４４６から離れる方向に移動する。

【００５９】上述のように、ロードロック４００及びア
ンロードロック４０２は、鏡像関係にあり、同様の態様
で作動する。図１１乃至図１４に示して上に説明したロ
ードロック及びアンロードロックは、比較的小さなドア
を有するという利点を有しており、従って、微粒子によ
る汚染の危険性を減少させる。また、基板のハンドリン
グの間に比較的小さな質量が移動し、また、関連する空
気の移動量が比較的小さい。本装置は、ロードロック及
びアンロードロックがクリーンルームの中に設けられ、
また、ドアアセンブリ４０６、４１０が、ロボット装置
によって基板の積み込み（ロード）及び積み卸し（アン
ロード）を行えるようにクリーンルーム壁９０を貫通す
るように組み立てることができる。

【００６０】本発明の真空処理装置は、６つの処理チャ
ンバ及び６つの基板キャリアを備えるものとして説明し
た。しかしながら、特定の用途に応じて、別の数の処理
チャンバを装置に設けることができることは理解されよ
う。処理チャンバは、上述のプロセスすなわち工程以外
のプロセスを実行するように構成することができる。異
なる処理チャンバを任意に組み合わせたものを使用する
ことができる。また、生産量及び処理チャンバの数に応
じて、別の数の基板キャリアを装置に設けることもでき
る。更に、装置を通して基板を垂直方向の向きで搬送す
るために、いかなる適宜な機構を用いることもできる。
結局、基板を装置に装填しまた基板を該装置から取り出
すためにいかなる適宜な技術をも用いることができる。

【００６１】本発明の現時点において好ましい実施例を
図示し且つ説明したが、本発明の範囲から逸脱すること
なく、当業者が、種々の改良及び変更を行うことができ
ることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空処理装置の配置図である。

【図２】基板の取り扱い及び処理を示すために図１の装
置を切断して平面で示す概略断面図である。

【図３】本真空処理装置に使用される基板キャリア及び
キャリア搬送アセンブリを示す概略立面図である。

【図４】本真空処理装置に使用されるバッファチャンバ
及び回転テーブルを示す概略的な垂直断面図である。

【図５】本真空処理装置に使用されるスパッタ源の断面
図である。

【図６】スパッタ源の拡大部分断面図である。

【図７】予熱チャンバ及びスパッタリング堆積チャンバ
で使用されるヒータの概略図である。

【図８】基板キャリアへあるいは該基板キャリアから基
板を搬送するためにロードロック及びアンロードロック
で使用されるアセンブリを示す概略図である。

【図９】アンロードロック・ドアの開位置及び閉位置の
間の運動を示す概略図である。

【図１０】ロックドアが開位置にある状態を示す概略図
である。

【図１１】ロードロック及びアンロードロックの別の実
施例を示す平面図である。

【図１２】図１１の線１２−１２に沿ってアンロードロ
ックを示す断面図である。

【図１３】図１２の線１３−１３に沿ってアンロードロ
ックを示す概略断面図である。

【図１４】図１２の線１４−１４に沿ってドアアセンブ
リを示す断面図である。

【符号の説明】

１０、１２、１４、１６、１８、２０ 処理チャンバ １４Ａ、１６Ａ、１８Ａ、２０Ａ スパッタ源 ２４ バッファチャンバ ２６ ロードロック ２８ アンロードロック ３０ ロボット ４０、４２、５０、５２、５４、５６、５８、６０ ゲ
ート弁 ４３ ラフポンプ ４４、４５、４９ クライオポンプ ４７ ターボポンプ ４８ フォアポンプ ６４ 基板キャリア ６６ 基板 ７０ 回転テーブル ７４、７６ 基板キャリア位置 ８０、８６ ドア ８２、８８ ホルダ ９２ 制御装置 １１０、１１２ キャリア搬送アセンブリ １１６ ローラ １２０、１２２ モータ １５０、１５２ キャリア搬送アセンブリ ２００、２０２、２０４ ターゲットリング

フロントページの続き (72)発明者 ジョージ・エル・コード アメリカ合衆国カリフォルニア州94549, ラファイエット，マドローン・ドライブ 3641 (72)発明者 エリック・シー・ローソン アメリカ合衆国カリフォルニア州94087, サニーヴェール，ハンプトン・ドライブ 1430 (72)発明者 ジョン・レスター・ヒューズ アメリカ合衆国カリフォルニア州94572, ロデオ，コーラル・ドライブ 857

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空処理装置において、 当該装置の中へ基板を装填するためのロードロックと、 前記基板を処理するための複数の処理チャンバと、 当該装置から前記基板を積み卸すためのアンロードロッ
   クと、 前記ロードロック、前記各々の処理チャンバ、及び、前
   記アンロードロックにゲート弁を介して接続されると共
   に、垂直軸線の周囲で回転可能な回転テーブルを有する
   中央のバッファチャンバと、 前記ロードロック、前記処理チャンバ、前記アンロード
   ロック及び前記中央のバッファチャンバを真空排気する
   ための真空排気手段と、 前記回転テーブルを前記垂直軸線の周囲で回転させるた
   めの回転手段と、 ２又はそれ以上の基板キャリアであって、基板が当該装
   置の中で搬送される際に前記基板を垂直方向の向きで各
   々支持すると共に、前記基板が処理される際に、前記回
   転テーブル及び前記バッファチャンバとは独立して、前
   記基板を前記処理チャンバの選択された１つの中で垂直
   方向の向きで各々支持する２又はそれ以上の基板キャリ
   アと、 前記基板キャリアを前記ロードロック及び回転テーブル
   へ向けておよびこれらの間で、また、前記回転テーブル
   及び前記処理チャンバの前記選択された１つへ向けてお
   よびこれらの間で、更に、前記回転テーブル及び前記ア
   ンロードロックへ向けておよびこれらの間で水平方向に
   搬送するための搬送手段と、 前記基板キャリアの各々が当該装置を通る選択された経
   路に従って移動し、これにより、２又はそれ以上の基板
   が当該装置を通して搬送され、同時に且つ独立して処理
   されることを可能とするように、前記回転手段及び前記
   搬送手段を制御するための制御手段とを備えることを特
   徴とする真空処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１の真空処理装置において、前記
   回転テーブルが、該回転テーブルの垂直軸線から距離Ｄ
   だけ各々隔置された第１及び第２の基板キャリア位置を
   有しており、また、前記搬送手段が、前記基板キャリア
   を前記ロードロックと前記回転テーブルの前記基板キャ
   リア位置との間で移動させるための手段を備えているこ
   とを特徴とする真空処理装置。
3. 【請求項３】 請求項２の真空処理装置において、前記
   搬送手段が更に、前記基板キャリアを前記回転テーブル
   の前記第１及び第２の基板キャリア位置と前記処理チャ
   ンバとの間で移動させるための手段を備えていることを
   特徴とする真空処理装置。
4. 【請求項４】 請求項３の真空処理装置において、前記
   搬送手段が更に、前記基板キャリアを前記回転テーブル
   上の前記第１及び第２の基板キャリア位置と前記アンロ
   ードロックとの間で移動させるための手段を備えている
   ことを特徴とする真空処理装置。
5. 【請求項５】 請求項４の真空処理装置において、前記
   処理チャンバが、前記バッファチャンバの周囲で対をな
   してグループ分けされており、前記各々の処理チャンバ
   が、前記回転テーブルの垂直な回転軸線から前記距離Ｄ
   だけ隔置された直線上にある基板処理位置を有すること
   を特徴とする真空処理装置。
6. 【請求項６】 請求項１の真空処理装置において、前記
   ロードロックが、基板ホルダを有するドアを備えてお
   り、前記ロードロックは更に、前記ドアが閉じて前記ロ
   ードロックが排気された後に、前記基板を前記基板ホル
   ダから前記基板キャリアの１つへ搬送し、これにより、
   前記基板キャリアが、当該装置が作動している間は常に
   高真空に維持されるようにする手段を備えていることを
   特徴とする真空処理装置。
7. 【請求項７】 請求項６の真空処理装置において、前記
   制御手段は、前記ロードロックが排気されている時にだ
   け前記基板を受け入れるように前記搬送手段が前記基板
   キャリアの前記１つを前記ロードロックへ搬送可能とす
   る手段を備えていることを特徴とする真空処理装置。
8. 【請求項８】 請求項１の真空処理装置において、前記
   アンロードロックが、基板ホルダを有するドアを備えて
   おり、前記アンロードロックは更に、前記アンロードロ
   ックが通気される前に、前記基板を前記基板キャリアの
   １つから前記基板ホルダへ搬送し、これにより、当該装
   置が作動している時には常に、前記基板キャリアが高真
   空に維持されるようにする手段を備えていることを特徴
   とする真空処理装置。
9. 【請求項９】 請求項８の真空処理装置において、前記
   制御手段は、前記基板を取り出すために前記アンロード
   ロックが通気される前に、前記搬送手段が前記基板キャ
   リアの前記１つを前記アンロードロックから前記バッフ
   ァチャンバへ搬送することを可能とする手段を備えてい
   ることを特徴とする真空処理装置。
10. 【請求項１０】 請求項１の真空処理装置において、前
    記各々の基板キャリアは、矩形のガラス基板を、その縁
    部を水平に対して約４５°にした状態で、垂直方向の向
    きで保持するための手段を備えていることを特徴とする
    真空処理装置。
11. 【請求項１１】 請求項１の真空処理装置において、６
    つの処理チャンバが前記バッファチャンバの周囲に配列
    され、また、６つの基板キャリアが前記基板を当該装置
    の中で搬送するために使用されることを特徴とする真空
    処理装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１の真空処理装置において、
    前記処理チャンバが、１又はそれ以上のスパッタリング
    チャンバと、１又はそれ以上の予熱チャンバとを備える
    ことを特徴とする真空処理装置。
13. 【請求項１３】 請求項１の真空処理装置において、前
    記搬送手段が、複数のローラと、これらローラを回転さ
    せるための手段とを備えることを特徴とする真空処理装
    置。
14. 【請求項１４】 請求項１３の真空処理装置において、
    前記ローラが、前記基板の下方に設けられ、これによ
    り、前記基板が微粒子による汚染を受けないようにして
    いることを特徴とする真空処理装置。
15. 【請求項１５】 請求項１の真空処理装置において、前
    記回転テーブルが、該回転テーブルの垂直な回転軸線か
    ら距離Ｄだけ等しく隔置された第１及び第２の基板キャ
    リア位置を有することを特徴とする真空処理装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５の真空処理装置において、
    前記各々の処理チャンバは、前記回転テーブルの垂直な
    回転軸線から前記距離Ｄだけ隔置された直線に沿って設
    けられた基板処理位置を有しており、これにより、前記
    基板キャリアが、前記直線に沿って、前記回転テーブル
    の第１及び第２の基板キャリア位置と前記基板処理位置
    との間で運動できることを特徴とする真空処理装置。
17. 【請求項１７】 請求項１の真空処理装置において、前
    記各々の基板キャリアは、直角をなして交差する第１及
    び第２の上縁部を有するプレートを備えており、前記第
    １及び第２の上縁部は、前記基板を受け入れるための溝
    を各々有することを特徴とする真空処理装置。
18. 【請求項１８】 請求項１７の真空処理装置において、
    前記搬送手段が、前記プレートが着座する複数のローラ
    と、前記ローラを回転させて前記プレートを搬送するた
    めの手段とを備えていることを特徴とする真空処理装
    置。
19. 【請求項１９】 請求項１８の真空処理装置において、
    前記搬送手段は更に、前記プレートが当該装置を通って
    搬送される際に、該プレートの側部に当接して該プレー
    トを垂直な向きに保持するガイド輪を備えていることを
    特徴とする真空処理装置。
20. 【請求項２０】 請求項１の真空処理装置において、前
    記ロードロック及び前記アンロードロックが各々、 ロックチャンバを形成するケーシングと、 前記ロックチャンバ及び前記中央のバッファチャンバへ
    向けておよびこれらの間で基板キャリアを搬送するため
    のキャリア搬送アセンブリと、 ドア、基板サポートアーム、及び、前記サポートアーム
    及び前記基板キャリアへ向けておよびこれらの間で基板
    を搬送するための搬送機構を有するドアアセンブリと、 基板を前記サポートアームへ又は該サポートアームから
    搬送するための開位置と前記基板を前記サポートアーム
    及び前記基板キャリアへ向けておよびこれらの間で搬送
    するための閉位置との間で直線的に移動させるための直
    線駆動機構とを備えることを特徴とする真空処理装置。
21. 【請求項２１】 請求項２０の真空処理装置において、
    前記搬送機構は、堅固に取り付けられた前記基板サポー
    トアームを有する運動可能なキャリッジと、駆動モータ
    と、該駆動モータと前記運動可能なキャリッジとの間に
    接続され、前記キャリッジ及び前記基板サポートアーム
    を所定の経路に沿って動かすカムリンク機構とを備える
    ことを特徴とする真空処理装置。
22. 【請求項２２】 請求項２１の真空処理装置において、
    前記所定の経路は、前記サポートアームが前記基板キャ
    リアに向かって移動する第１の区間と、前記サポートア
    ームが垂直に移動して前記基板を上昇あるいは下降させ
    る第２の区間と、前記サポートアームを前記基板キャリ
    アから離れる方向へ移動させる第３の区間とを有するこ
    とを特徴とする真空処理装置。
23. 【請求項２３】 真空処理装置の中で基板を取扱うため
    の方法において、 （ａ）中央のバッファチャンバと、ロードロックと、ア
    ンロードロックと、前記バッファチャンバの周囲に設け
    られ且つ前記バッファチャンバに接続された２又はそれ
    以上の処理チャンバと、当該真空処理装置の中で基板を
    搬送するための２又はそれ以上の基板キャリアとを備え
    る真空処理装置であって、前記各々の基板キャリアが、
    基板が真空処理装置の中で搬送される際に基板を垂直の
    向きで支持するようになされた真空処理装置を準備する
    工程と、 （ｂ）基板を前記ロードロックに装填し、前記ロードロ
    ックを排気する工程と、 （ｃ）前記基板を前記基板キャリアの１つへ搬送する工
    程と、 （ｄ）前記基板及び基板キャリアを前記ロードロックか
    ら前記バッファチャンバ内の回転テーブルの上へ搬送す
    る工程と、 （ｅ）前記回転テーブルを垂直な回転軸線の周囲で回転
    させ、前記処理チャンバの選択された処理チャンバに整
    合させる工程と、 （ｆ）前記基板及び基板キャリアを前記回転テーブルか
    ら水平方向に搬送して前記選択された処理チャンバの中
    へ入れる工程と、 （ｇ）前記基板キャリアが、前記回転テーブル及び前記
    バッファチャンバとは独立して、前記基板を前記処理チ
    ャンバの中で垂直方向の向きで支持した状態で、前記基
    板を前記選択された処理チャンバの中で処理する工程
    と、 （ｈ）前記基板を前記選択された処理チャンバから前記
    回転テーブルの上へ水平方向に搬送する工程と、 （ｉ）前記回転テーブルを回転させて前記アンロードロ
    ックに整合させる工程と、 （ｊ）前記基板及び基板キャリアを前記回転テーブルか
    ら前記アンロードロックの中へ搬送する工程と、 （ｋ）前記基板を前記基板キャリアから前記アンロード
    ロックへ搬送する工程と、 （ｌ）前記基板キャリアを前記アンロードロックから前
    記中央のバッファチャンバの回転テーブルの上へ搬送す
    る工程と、 （ｍ）前記アンロードロックを通気させ、前記基板を前
    記アンロードロックから取り出す工程と、 （ｎ）２又はそれ以上の基板に関して時間多重的に前記
    工程（ｂ）乃至（ｍ）を繰り返し、２又はそれ以上の基
    板を前記真空処理装置によって同時平行的に処理する工
    程とを備えることを特徴とする方法。
24. 【請求項２４】 請求項２３の基板を処理する方法にお
    いて、２又はそれ以上の処理チャンバに関して、前記工
    程（ｅ）乃至（ｈ）を繰り返す工程を更に備えることを
    特徴とする方法。
25. 【請求項２５】 請求項２４の基板を処理する方法にお
    いて、前記回転テーブルの上に第１及び第２の基板キャ
    リア位置を準備する工程を更に備え、前記第１及び第２
    の基板キャリア位置が、前記回転テーブルの垂直な回転
    軸線から距離Ｄだけ等しく隔置されることを特徴とする
    方法。
26. 【請求項２６】 真空処理チャンバへあるいは該真空処
    理チャンバから基板を搬送するためのロックにおいて、 ロックチャンバを形成するロックケーシングであって、
    前記ロックチャンバを前記真空処理チャンバに接続する
    封止可能な開口を有するロックケーシングと、 基板を垂直方向の向きで支持する基板キャリアを前記ロ
    ックチャンバ及び前記真空処理チャンバに向けておよび
    その間で搬送するためのキャリア搬送アセンブリと、 ドア、基板サポートアーム、及び、前記基板を前記サポ
    ートアーム及び前記基板キャリアに向けておよびその間
    で搬送するための搬送機構を有するドアアセンブリと、 前記基板を前記サポートアームに向けてあるいは該サポ
    ートアームから搬送するための開位置と前記基板を前記
    サポートアーム及び前記基板キャリアに向けておよびそ
    の間で搬送するための閉位置との間で前記ドアアセンブ
    リを直線的に移動させるための直線駆動機構と、 前記ドアアセンブリが前記閉位置にある時に、前記ロッ
    クチャンバを真空排気するための手段とを備えることを
    特徴とするロック。
27. 【請求項２７】 請求項２６のロックにおいて、前記搬
    送機構が、堅固に取り付けられた前記基板サポートアー
    ムを有する運動可能なキャリッジと、駆動モータと、前
    記駆動モータと前記運動可能なキャリッジとの間に接続
    され、前記キャリッジ及び前記基板サポートアームを所
    定の経路に沿って移動させるカムリンク機構とを備える
    ことを特徴とするロック。
28. 【請求項２８】 請求項２７のロックにおいて、前記所
    定の経路は、前記サポートアームが前記基板キャリアの
    方へ移動する第１の区間と、前記サポートアームが垂直
    方向に移動して前記基板を上昇あるいは下降させる第２
    の区間と、前記サポートアームを前記基板キャリアから
    離れる方向へ移動させる第３の区間とを備えることを特
    徴とするロック。