JPH0959776A - スパッタリング方法、及び基板保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大面積基板に膜質のよい薄膜を成膜するスパ
ッタリング方法と、そのスパッタリング方法に適した基
板保持装置を提供する。 【解決手段】 成膜室４２内にターゲットをほぼ鉛直に
配置し、基板をそれに対向させてスパッタリングする
際、基板搬送ロボット３１で搬送されてきた基板を基板
保持板３上に乗せてクランプし、前記基板を前記基板保
持板３と一緒に起立させて前記ターゲットと対向させ
る。基板を垂直にして成膜するので、基板表面へのダス
トの落下がない。その場合、前記基板保持板３に基板仮
置機構を設けて成膜が終了した基板と未成膜の基板とを
交換するようにすれば、前記基板搬送ロボット３１の動
きに無駄がなくなる。また、前記基板保持板にヒーター
を設けておけばスパッタリングの際に基板を加熱するこ
とができるので、そりや歪みを生じさせずに結晶性のよ
い薄膜を成膜することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ターゲットと基板
を鉛直にして薄膜を成膜するスパッタリング技術にかか
り、特に、基板を水平移動させる基板搬送ロボットに対
応したスパッタリング方法と、そのスパッタリング方法
に適した基板保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜を成膜するためのスパッタリング方
法は、半導体素子や液晶素子を製造するために欠かせな
い技術となっており、特に、装置の組合せが柔軟であ
り、ダストの発生が少ないことから、基板搬送ロボット
を使用した枚葉式スパッタリング方法が主流となってい
る。

【０００３】図８に、そのような従来技術の枚葉式のス
パッタリング装置１０１を示すと、該スパッタリング装
置１０１は、基板の搬出入を行うL/UL室１０２と、基板
搬送ロボット１０７が設けられた搬送室１０８と、ター
ゲット１１１が天井に設けられたスパッタ室１０６とが
この順で配置され構成されている。前記L/UL室１０２と
前記搬送室１０８との間と、前記搬送室１０８と前記ス
パッタ室１０６との間は、それぞれ仕切バルブ１０５、
１０９によって仕切られており、個別に真空排気できる
ように構成されている。

【０００４】前記L/UL室１０２にはカセット昇降機構１
１４が設けられており、前記スパッタ室１０６に基板を
搬入するためには、先ず、前記L/UL室１０２と大気との
間に設けられた扉１０３を開け、成膜対象の基板が満載
されたカセット１２０を前記L/UL室１０２内に装着す
る。そして、前記扉１０３を閉じ、図示しない真空ポン
プを起動して前記L/UL室１０２を真空排気した後、前記
仕切バルブ１０５を開け、前記基板搬送ロボット１０７
と前記カセット昇降機構１１４とを用いて、前記カセッ
ト１２０から基板を１枚ずつ取り出す。次いで、前記仕
切バルブ１０９を開け、前記基板搬送ロボット１０７の
ハンド上に乗せた基板を前記スパッタ室１０６内に搬入
する。

【０００５】前記スパッタ室１０６内の底面には複数の
支持棒１０４が立設されており、前記ハンド上に乗せた
基板を前記ターゲット１１１と前記各支持棒１０４の間
に位置させ、前記各支持棒１０４の下端に設けられた基
板昇降機構１１２を動作させて前記各支持棒１０４を持
ち上げると前記基板は前記各支持棒１０４の上端部分に
乗せられる。

【０００６】その状態で前記スパッタ室１０６から前記
基板搬送ロボット１０７のハンドを抜き出すと、基板と
前記ターゲット１１１とが対向配置されるので、前記仕
切バルブ１０９を閉じてスパッタリングガスを導入して
スパッタリングを開始できる状態になる。図８の符号１
１３は前記各支持棒１０４に乗せられた状態の基板であ
る。

【０００７】このスパッタリング装置１０１では、前記
スパッタ室１０６の底面に平板状のヒーター１１０が配
置されており、前記基板昇降機構１１２を動作させ、前
記各支持棒１０４を下げると前記基板１１３は前記ヒー
ター１１０上に置かれるので、加熱しながら薄膜を成長
させることができるものである。

【０００８】しかしながら、前記支持棒１０４は基板を
水平に支持するため、前記スパッタ室１０６内でダスト
が発生すると、前記基板１１３表面に落下してしまう。
このスパッタ室１０６の場合、前記ターゲット１１１が
前記スパッタ室の天井に配置されているので、ターゲッ
ト１１１の保持枠等に堆積したターゲット材が剥離する
と、前記成膜中の基板１１３の表面に落下し、薄膜に欠
陥が生じ、歩留まりが悪くなってしまう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたもので、その目的
は、膜欠陥や基板のそり、歪みを生じさせずに大面積基
板に薄膜を成膜することができるスパッタリング方法
と、そのスパッタリング方法に適した基板保持装置を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明方法は、成膜室内にほぼ鉛直に配
置されたターゲットに基板を平行に対向させて保持し、
前記ターゲットをスパッタリングして前記基板表面に薄
膜を成膜するスパッタリング方法であって、基板搬送ロ
ボットのハンド上に乗せられて水平に搬入された基板
を、水平に配置された基板保持板上に乗せ、前記基板保
持板に設けられた基板クランプ機構によって前記基板を
クランプして前記基板保持板と密着させ、前記基板保持
板と共に前記基板を起立させることを特徴とし、

【００１１】請求項２記載の発明方法は、請求項１記載
のスパッタリング方法であって、前記基板保持板に設け
られたヒーターによって前記基板を加熱しながら薄膜の
成膜を行うことを特徴とする。

【００１２】また、請求項３記載の発明装置は、成膜室
内にほぼ鉛直に配置されたターゲットをスパッタリング
して基板表面に薄膜を成膜するスパッタリング方法に用
いられる基板保持装置であって、基板搬送ロボットのハ
ンド上に乗せられて水平に搬入された基板を水平に乗せ
る基板保持板と、前記基板保持板上に乗せられた基板を
クランプする基板クランプ機構と、前記基板保持板を起
立させる回転機構とを有することを特徴とし、

【００１３】請求項４記載の発明装置は、請求項３記載
の基板保持装置であって、前記基板保持板が起立された
時に、前記クランプされた基板が前記ターゲットに平行
に対向するように構成されたことを特徴とし、

【００１４】請求項５記載の発明装置は、請求項３又は
請求項４のいずれか１項記載の基板保持装置であって、
前記ハンド上に乗せられた基板が前記基板保持板上に位
置するときに、その基板を持ち上げて上下移動させる第
１の基板仮置機構と、前記基板保持板上に乗せられた基
板を持ち上げて上下移動させる第２の基板仮置機構とを
有し、前記ハンド上の基板と前記基板保持板上の基板と
を前記第１、第２の基板仮置機構上に仮に置いて交換で
きるように構成されたことを特徴とし、

【００１５】請求項６記載の発明装置は、請求項３乃至
請求項５記載のいずれか１項記載の基板保持装置であっ
て、前記基板保持板は基板を加熱できるヒーターを有す
ることを特徴とする。

【００１６】このような本発明方法の構成によると、基
板搬送ロボットを用いて基板を水平に移動させて搬入す
る際、基板を水平にしたままで基板保持板上に乗せてク
ランプし、次いで前記基板保持板を起立させるので、基
板を脱落することなく鉛直にすることができ、そして、
成膜室内にほぼ鉛直に配置されたターゲットと平行に対
向させてスパッタリングを行えば、成膜の際に基板表面
にダストが落下することはない。

【００１７】前記基板保持板にヒーターを設ければ、鉛
直にされた基板を加熱しながら膜成長をさせることがで
きるので、結晶性のよい薄膜を成膜することが可能とな
る。また、前記基板は前記基板保持板に密着されている
ので、加熱しても基板にそりや歪みが生じることがな
い。

【００１８】このような本発明方法を行う際、基板搬送
ロボットのハンド上に乗せられて水平に移動されて搬入
された基板を水平のまま乗せる基板保持板と、前記基板
保持板上に乗せられた基板をクランプする基板クランプ
機構と、前記基板保持板を起立させる回転機構とが設け
られた基板保持装置を使用すると基板を簡単に鉛直にで
きて都合がよい。

【００１９】また、この基板保持装置で基板を鉛直にし
たときに、成膜室内にほぼ鉛直に配置されたターゲット
と基板とが直ちに平行に対向されるようにしておけば、
鉛直にした状態で基板を移動させなくて済み、装置の構
成が簡単になる。

【００２０】ところで、一般に広く用いられている真空
用基板搬送ロボットでは、ハンド上に基板を乗せて水平
に移動させることはできるが、ハンドを上下に動かし
て、基板を上下に移動させることはできないのが普通で
ある。そこで、前記ハンド上に乗せられた基板が前記基
板保持板上に位置するときに、その基板を持ち上げて上
下移動させる第１の基板仮置機構と、前記基板保持板上
に乗せられた基板を持ち上げて上下移動させる第２の基
板仮置機構とをこの基板保持装置に設けておけば、前記
第１、第２の基板仮置機構の動作と前記ハンドの動作に
よって、前記ハンド上にある未成膜の基板と前記基板保
持板上にある成膜が終了した基板とを、それぞれ前記第
１、第２の基板仮置機構に置いて交換できるようになる
ので、基板搬送ロボットに無駄な動きがなくなって、基
板交換時間、ひいては成膜処理時間を短縮させることが
可能となる。

【００２１】その際、前記基板保持板にヒーターを設
け、密着された基板を加熱しながらスパッタリングを行
えば、そりや歪みを生じさせずに結晶性のよい薄膜を得
ることができて好ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明方法の実施の形態を、その
方法に用いられる基板保持装置の発明の実施の形態と共
に図面を用いて説明する。

【００２３】図１を参照し、２は本発明の基板保持装置
であり、外周が四辺形の保持板回転枠５とシャフト２１
とを有している。前記シャフト２１は水平に配置されて
おり、前記保持板回転枠５は前記シャフト２１に取り付
けられ、この図１では水平にされている。

【００２４】この基板保持装置２は、図２に示すような
成膜室４２内に配置されており、前記保持板回転枠５の
内側には矩形形状に形成された基板保持板３がはめ込ま
れ、前記成膜室４２内であって前記基板保持板３の下方
にはベース１７が水平に配置され、前記成膜室４２の外
部であって前記ベース１７の下方には、基板昇降板１２
が水平に配置されている。

【００２５】前記基板昇降板１２は、図示しないモータ
ーによって上下移動自在に構成されており、該基板昇降
板１２と前記ベース１７とは、４つの中空円筒の支柱１
９で連結されて一緒に上下移動できるようにされてい
る。前記各支柱１９は、それぞれ伸縮自在な金属ベロー
ズ１１で気密に覆われており、前記基板昇降板１２と前
記ベース１７の上下移動させたときでも、前記成膜室４
２内に大気が侵入しないようにされている。

【００２６】前記ベース１７の前記各支柱１９が固定さ
れている部分には丸穴１４が開けられており、前記各丸
穴１４を通して前記各支柱１９内に支持棒８が１本ずつ
挿入されている。前記各支持棒８の下端部分は前記基板
昇降板１２に気密に挿通され、先端が前記基板昇降板１
２の裏面から突き出た部分には、それぞれプーリー２５
が設けられている。他方、前記各支持棒８の上端部分の
上方には前記保持板回転枠５が位置するようにされてお
り、該保持板回転枠５の、前記各支持棒８の上方に位置
する部分には、孔１３が開けられており、前記基板昇降
板１２を下方から上昇させたときに、前記各支持棒８が
前記孔１３に挿通され、前記各支持棒８の先端部分が前
記保持板回転枠５上に出られるようにされている。

【００２７】前記各支持棒８の高さは同じになるように
揃えられて、それらの先端には爪部９がそれぞれ設けら
れており、また、前記孔１３は前記基板保持板３の四隅
付近に位置するように配置されている。従って、前記各
保持棒８を前記孔１３上に出し、前記各爪部９を前記基
板保持板３上に位置するように向けた場合には、前記各
爪部９上に前記基板保持板３とほぼ同じ大きさの基板を
一時的に乗せることができるので、前記保持棒８と前記
爪部９とで第１の基板仮置機構が構成されていることに
なる。

【００２８】また、前記ベース１７には８本のピン７が
立設されており、前記各ピン７は、それらの上方に前記
基板保持板３の縁が位置するように配置されている。前
記基板保持板３の縁の、前記各ピン７の上方の位置する
部分には孔１５が開けられており、前記ベース１７を下
方から上昇させたときに、前記各ピン７が前記孔１５に
挿通され、それらの先端部分が前記基板保持板３の縁上
に出られるようにされている。

【００２９】前記各ピン７の高さは同じになるように揃
えられ、それらの先端には爪部１０がそれぞれ設けられ
ており、また、前記孔１５は前記基板保持板３の相対す
る２つの縁上に３個ずつと、残りの２辺の縁上に１個ず
つ配置されており、前記各ピン７を前記基板保持板３上
に出せば、前記各爪部１０上に前記基板保持板３とほぼ
同じ大きさの基板を一時的に乗せることができるので、
前記各ピン７と前記各爪部１０とで第２の基板仮置機構
が構成されていることになる。

【００３０】前記基板昇降板１２の表面にはロータリー
アクチュエーター２４が設けられており、該基板昇降板
１２は前記ロータリーアクチュエーター２４の回転軸が
貫通され、その裏面に突き出た部分と前記プーリー２５
にはベルト２６が掛けられており、前記ロータリーアク
チュエーター２４の回転力が前記各支持棒８に伝達さ
れ、前記各支持棒８が回動できるように構成されてい
る。

【００３１】そのロータリーアクチュエーター２４によ
って、前記各支持棒８を回動させる際、前記支持棒８先
端の前記爪部９は、４つ全部が前記基板保持板３の縁に
沿う方向に向けられるか、前記基板保持板３の内側に向
けられるかのいずれか一方の状態となるようにされてお
り、前記各爪部９を縁に沿う方向に向ければ前記爪部９
は前記孔１３に引っかからず、前記保持棒８を前記孔１
３から出し入れができ、他方、前記各爪部９を内側に向
けたときは、前記各爪部９は前記基板保持板３上に位置
するようにされており、前記ロータリーアクチュエータ
ー２４を動作させて前記各支持棒８を回動させると、一
方の状態から他方の状態へ切り替えられるようにされて
いる。

【００３２】また、前記爪部９の位置よりも前記爪部１
０の位置が低く、前記爪部９の高さと前記爪部１０の高
さとの間には、基板搬送ロボットのハンドを挿入できる
程度の差が設けられている。

【００３３】前記シャフト２１には、モーター２３と、
該モーター２３の回転方向を変換するウォームギア２７
とで構成された回転機構が設けられており、該回転機構
を動作させ、前記シャフト２１を回転させると前記保持
板回転枠５と前記基板保持板３とを水平にも鉛直にもで
きるようにされており、前記保持棒８と前記ピン７とを
前記孔１３、１５から抜き出して前記シャフト２１を回
転させれば、前記基板保持板３が前記ピン７や前記支持
棒８とぶつかることがないようにされている。

【００３４】また、前記保持板回転枠５には基板クラン
プ機構４が設けられており、水平にされた前記基板保持
板３を起立させる際、その基板保持板３に基板を水平に
乗せ、前記基板クランプ機構４によって基板をクランプ
しておけば、前記基板保持板３が略鉛直な状態にされて
も基板が脱落しないようにされている。

【００３５】他方、前記シャフト２１上には、前記保持
板回転枠５よりもわずかに大きめに形成されたマスク回
転枠６が鉛直に配置されており、該マスク回転枠６は２
本の支持腕３６に固定され、前記２本の支持腕３６は、
前記シャフト２１に回転可能に取り付けられ、また、ク
ランク機構３８と成形ベローズ３５とを介して前記成膜
室４２外に配置された圧空シリンダ３４にも気密に接続
されている。従って、前記マスク回転枠６は前記シャフ
ト２１で支持されているが、前記クランク機構３８を静
止させておけば、前記シャフト２１が回転した場合で
も、前記保持板回転枠６は回転せず、鉛直状態を維持で
きるように構成されている。

【００３６】このマスク回転枠６の内側は成膜対象の基
板よりもやや小さめの矩形形状にくりぬかれ、それによ
って窓部１６が形成されており、前記保持板回転枠５が
起立され、略鉛直にされて前記基板保持板３にクランプ
された基板が前記マスク回転枠６に重ねられる際、その
基板の無効領域である周辺部分は前記マスク回転枠６で
遮蔽され、一方、基板表面の成膜領域は前記窓部１６で
露出されるようにされている。また、前記カソード電極
３３に略鉛直に設けられた図示しないスパッタリングタ
ーゲット(例えばＩＴＯ材)に対し、前記略鉛直にされた
基板は、直ちに所定間隔で平行に対向するようにされて
いる。

【００３７】このような成膜室４２が、図７に示すよう
なマルチチャンバー型の成膜装置４１に複数設けられて
おり、更に、該成膜装置４１には、基板の搬出入を行う
L/UL室４４₁、４４₂と、基板の脱ガスを行う予備加熱室
４３も設けられており、各室は、基板搬送ロボット３１
が配置された基板搬送室４５を中心としてその周囲に配
置されている。

【００３８】前記基板搬送室４５とその周囲に配置され
た各室との間には開閉可能な仕切板が設けられており、
中心の前記基板搬送室４５とその周囲の各室とは、それ
ぞれが独立に高真空状態を維持できるように構成されて
いる。

【００３９】この成膜装置４１で処理する基板は大型の
ガラス基板(例えば５５０×６５０ｍｍ²)であり、前記L
/UL室４４₁、４４₂と大気雰囲気との間に設けられた仕
切板を開け、未処理のガラス基板が満載されたカセット
を前記L/UL室４４₁、４４₂のどちらかに装着し、仕切板
を閉じた後真空排気し、前記基板搬送ロボット３１を動
作させてそのハンド３２の先端を前記カセットに挿入
し、前記L/UL室４４₁、４４₂に設けられたカセット昇降
機構を動作させ、前記カセットから前記ハンド３２上に
基板を１枚だけ移す。

【００４０】次いで、前記L/UL室４４₁、又は前記L/UL
室４４₂から前記ハンド３２を抜き出し、前記予備加熱
室４３に基板を搬入する。所定時間が経過し、前記予備
加熱室４３での加熱・脱ガス処理が終了すると、その基
板を前記ハンド３２で取り出し、前記成膜室４２の正面
まで運ぶ。図３はその状態を示している。前記ハンド３
２上には加熱・脱ガスが終了した未成膜基板５１が乗せ
られている。ここでは、前記成膜室４２内の成膜作業は
終了しており、図３に鉛直状態で示された前記保持板回
転枠５内には所定膜厚の薄膜が成膜された成膜終了基板
５２がクランプされているものとする。

【００４１】前述の図３は、いわば基板の入れ替え準備
段階であり、引き続き行われる前記未成膜基板５１と前
記成膜終了基板５２との交換作業を、図４(ａ)〜図６
(ｎ)を用いて説明する。この図４(ａ)〜図６(ｎ)では、
見やすいように前記未成膜基板５１と前記成膜終了基板
５２以外の符号を省略してある。

【００４２】先ず、図３の入れ替え準備段階から、前記
成膜室４２と前記基板搬送室４５との間の仕切板を開け
ると共に前記基板クランプ機構４によって成膜終了基板
５２をクランプしながら前記基板保持板３を転倒させ、
前記成膜終了基板５２を水平にする(図４(ａ)：転倒動
作)。

【００４３】次に、前記クランプを解除し、前記基板昇
降板１２を上昇させると前記各支持棒８は前記孔１３に
挿通される。このとき、前記各支持棒８先端の前記爪部
９を前記基板保持板３の縁に沿った方向に向けておけば
前記各爪部９は前記基板保持板３上に置かれた前記成膜
終了基板５２には当たることはなく、前記各爪部９を前
記成膜終了基板５２よりも高い位置まで上昇させること
ができる(同図(ｂ)：フックアップ動作(１))。

【００４４】そして、前記ロータリーアクチュエーター
２４を動作させ、前記各爪部９を前記基板保持板３の内
側に向けると前記各爪部９は前記基板保持板３上に位置
される(同図(ｂ)：フックイン動作)。

【００４５】その状態を維持しながら前記ハンド３２を
前記成膜室４２内に入れ、その先端に乗せられた前記未
成膜基板５１を前記各爪部９上まで移動させ(同図
(ｄ)：ハンドイン動作(１))、前記各支持棒８を更に持
ち上げると、前記ハンド３２の先端に乗せられていた前
記未成膜基板５１は前記各爪部９上に移しかえられる
(図５(ｅ)：フックアップ動作(２))。すると、前記ハン
ド３２は空の状態となるので、そのハンド３２を前記基
板保持板３上から抜き出す(同図(ｆ)：ハンドアウト動
作(１))。

【００４６】次に、前記ベース１７を上昇させて前記各
ピン７を持ち上げると、前記各ピン７先端の爪部１０に
前記成膜終了基板５２が乗せられる(同図(ｇ)：ピンア
ップ動作)。このとき、前記成膜終了基板５２を、前記
ハンド３２の高さよりも高くなるまで持ち上げておき、
前記空のハンド３２を前記成膜終了基板５２の下に挿入
する(同図(ｈ)：ハンドイン動作(２))。

【００４７】次に、前記各ピン７を下げると前記成膜終
了基板５２は前記爪部１０上から前記ハンド３２上に移
しかえられる(同図(ｉ)：ピンダウン動作)。前記ハンド
３２を前記成膜室４２外へ抜き出すと(同図(ｊ)：ハン
ドアウト動作(２))、前記成膜室４２から前記成膜終了
基板５２を搬出することができる。

【００４８】前記孔１３には、前記各爪部９を内側に向
けたままで収納できるように、前記基板保持板３に達す
る切り欠きが設けられているので、前記各支持棒８を下
げ、前記孔１３の切り欠きに内側に向けたままの前記爪
部９を収納すると、前記爪部９上にあった前記未成膜基
板５１は前記基板保持板３に移しかえられる(図６
(ｋ)：フックダウン動作)。

【００４９】前記各爪部９を前記孔１３内に収納したま
ま前記基板保持板３の縁に沿った方向に向け(同図
(ｌ)：フックアウト動作)、その後前記基板昇降板１２
を下げると前記各支持棒８と前記各ピン７とが前記孔１
３、１５から抜き出される(同図(ｍ)：分離動作)。

【００５０】そして前記基板クランプ機構４によって、
前記基板保持板３上に置かれた前記未成膜基板５１をク
ランプしながら起立させ(同図(ｎ)：起立動作)、前記成
膜室４２と前記基板搬送室４５との間の仕切板を閉じた
状態にしてスパッタリングガスを導入し、前記カソード
電極３３に電圧を印加すると前記ターゲットのスパッタ
リングが開始され、前記起立された未成膜基板５１への
薄膜の成膜が行われる。

【００５１】このとき、前記鉛直にされた前記未成膜基
板５１は前記基板クランプ機構４によって前記基板保持
板３に密着されており、また、前記基板保持板３はサン
ドイッチ構造に形成され、その中間の層がヒーターで構
成されているので、前記ターゲットのスパッタリングの
際、前記ヒーターに通電し、前記未成膜基板５１を加熱
しながら薄膜を成長させると、基板にそりや歪みを生じ
ることなく、結晶性のよい薄膜を得ることができた。

【００５２】他方、前記ハンド３２に乗せられた前記成
膜終了基板５２は、前記基板搬送室４５と前記L/UL室４
４₁、又は前記L/UL室４４₂との間の仕切板が開けられた
後、その中に装着されたカセットの空いているところに
納められる。そして、空になったハンド３２先端には、
前記カセット昇降機構によって未処理の基板が乗せら
れ、その未処理の基板は前記予備加熱室４３で加熱・脱
ガス処理が終了した未成膜基板と交換され、未成膜基板
として前記ハンド３２上に乗せられて、まもなく成膜が
終了する成膜室４２の前面で図３のように待機され、前
記成膜室４２において、引き続き図４(ａ)から図６(ｎ)
の一連の交換作業が行われる。このような一連の基板交
換動作は、成膜すべき基板がなくなるまで繰り返され
る。

【００５３】なお、前記圧空シリンダ３４を動作させる
と、通常では垂直に配置されている前記マスク回転枠１
６を水平にすることができ、水平にされた前記マスク回
転枠１６を前記各支持棒８で持ち上げて前記ハンド３２
上に乗せると、前記L/UL室４４₁、４４₂に移送すること
ができ、それによって前記マスク回転枠１６を大気中に
取り出すことができる。また、それとは逆に、新しいマ
スク回転枠１６を前記基板搬送ロボット３１によって前
記L/UL室室４４₁、４４₂から前記成膜室４２内に搬入
し、前記各支持棒８上に乗せた場合には、前記支持腕３
６に装着できるようにされている。従って、この基板保
持装置２では、前記成膜室４２の高真空状態を維持した
まま、表面にターゲット材が付着したマスク回転枠を新
しいマスク回転枠と交換することができる。

【００５４】なお、前記シャフト２１の両端部分は磁性
流体でシールされて前記成膜室４２の外部に取り出され
ており、前記成膜室４２の高真空状態を維持しながら回
転できるようにされている。その両端部分に設けられた
カバー３８を取れば、前記基板保持板３にヒーターを入
れたり、その温度を測定するための熱電対を挿入できる
ように構成されている。

【００５５】以上説明したように、基板を略鉛直にして
スパッタリングを行うので、ターゲットやその周囲で発
生したダストが基板上に落下することがなく、また、基
板保持板で保持しながら大面積基板を加熱するので、基
板にそりや歪みを生じさせずに結晶性のよい薄膜を成長
させることができる。

【００５６】また、上述のような未成膜基板と成膜終了
基板との交換を行う結果、基板搬送ロボットに無駄な動
作がなくなり、基板の交換時間が短縮でき、全体の処理
時間も短くすることが可能となる。

【００５７】更にまた、基板を第１、第２の基板仮置機
構上に置いて交換するので、基板交換の際にも基板が擦
られることがなく、ダストが発生しない。なお、上記実
施の形態は、支持棒８を４本、ピンを８本設けたが、本
数はそれに限定されるものではなく、基板を安定に支持
できる本数であればよい。

【００５８】

【発明の効果】基板にダストが落下せず、また、大型基
板にそりや歪みを生じさせずに結晶性のよい薄膜を成膜
することができる。基板交換が効率的に行えるので、処
理時間が短縮する。装置が大型化しないのでコストアッ
プすることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の基板保持装置の好ましい実施の形態
を示す図

【図２】 その基板保持装置が配置される成膜室の一例
を示す図

【図３】 その基板保持装置と基板搬送ロボットとが入
換準備段階にある状態を示す図

【図４】 本発明方法の一例の以下の動作を説明するた
めの図 (ａ)：転倒動作 (ｂ)：フックアップ動作 (ｃ)：
フックイン動作 (ｄ)：ハンドイン動作

【図５】 図４(ｄ)に続く以下の動作を説明するための
図 (ｅ)：フックアップ動作 (ｆ)：ハンドアウト動作
(ｇ)：ピンアップ動作 (ｈ)：ハンドイン動作 (ｉ)：ピンダウン動作
(ｊ)：ハンドアウト動作

【図６】 図５(ｊ)に続く以下の動作を説明するための
図 (ｋ)：フックダウン動作 (ｌ)：フックアウト動作
(ｍ)：分離動作 (ｎ)：起立動作

【図７】 本発明の基板加熱装置が用いられる成膜装置
の一例を示す図

【図８】 従来技術の成膜方法とそれに用いられる基板
保持装置を説明するための図

【符号の説明】

２……基板保持装置 ３……基板保持板 ４……基
板クランプ機構 ７……ピン ８……支持棒 ９、１０……爪部 ３１……基板搬送ロボット ３２……ハンド ４２
……成膜室

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成膜室内にほぼ鉛直に配置されたターゲ
   ットに基板を平行に対向させて保持し、前記ターゲット
   をスパッタリングして前記基板表面に薄膜を成膜するス
   パッタリング方法であって、 基板搬送ロボットのハンド上に乗せられて水平に搬入さ
   れた基板を、水平に配置された基板保持板上に乗せ、前
   記基板保持板に設けられた基板クランプ機構によって前
   記基板をクランプして前記基板保持板と密着させ、前記
   基板保持板と共に前記基板を起立させることを特徴とす
   るスパッタリング方法。
2. 【請求項２】 前記基板保持板に設けられたヒーターに
   よって前記基板を加熱しながら薄膜の成膜を行うことを
   特徴とする請求項１記載のスパッタリング方法。
3. 【請求項３】 成膜室内にほぼ鉛直に配置されたターゲ
   ットをスパッタリングして基板表面に薄膜を成膜するス
   パッタリング方法に用いられる基板保持装置であって、 基板搬送ロボットのハンド上に乗せられて水平に搬入さ
   れた基板を水平に乗せる基板保持板と、前記基板保持板
   上に乗せられた基板をクランプする基板クランプ機構
   と、前記基板保持板を起立させる回転機構とを有するこ
   とを特徴とする基板保持装置。
4. 【請求項４】 前記基板保持板が起立された時に、前記
   クランプされた基板が前記ターゲットに平行に対向する
   ように構成されたことを特徴とする請求項３記載の基板
   保持装置。
5. 【請求項５】 前記ハンド上に乗せられた基板が前記
   基板保持板上に位置するときに、その基板を持ち上げて
   上下移動させる第１の基板仮置機構と、 前記基板保持板上に乗せられた基板を持ち上げて上下移
   動させる第２の基板仮置機構とを有し、 前記ハンド上の基板と前記基板保持板上の基板とを前記
   第１、第２の基板仮置機構上に仮に置いて交換できるよ
   うに構成されたことを特徴とする請求項３又は請求項４
   のいずれか１項記載の基板保持装置。
6. 【請求項６】 前記基板保持板は基板を加熱できるヒー
   ターを有することを特徴とする請求項３乃至請求項５記
   載のいずれか１項記載の基板保持装置。