(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対し所定の処理を行う処理室が直列に複数接続されてなる真空処理装置において、
前記真空処理装置には、真空処理装置の複数の処理室間にわたって設けられた第１の基板搬送路と、第１の基板搬送路に対して並列に設けられ、基板を搬送すると共に各処理室での所定の処理が基板に対して行われる第２の基板搬送路とが設けられ、かつ、前記複数の処理室のうち、少なくとも２つの処理室に、基板を第１の基板搬送路及び第２の基板搬送路間で移動させるための搬送路変更手段が設けられ、
前記真空処理装置が、ロードロック室と、加熱室と、第１成膜処理室と、第２成膜処理室とを備え、第１成膜処理室と第２成膜処理室とに、前記搬送路変更手段が設けられると共に、第１成膜処理室と第２成膜処理室とは、互いに異なる膜が形成されるように構成されていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記処理室のうち、直列に接続された最後部の処理室と、最後部の処理室以外の少なくとも１つの処理室とに前記搬送路変更手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
基板に対し所定の処理を行う処理室が直列に複数接続されており、この複数の処理室間にわたって設けられた第１の基板搬送路と、第１の基板搬送路に対して並列に設けられ、前記基板を搬送すると共に各処理室での基板に対して所定の処理が行われる第２の基板搬送路とが設けられ、かつ、前記複数の処理室のうち、少なくとも２つの処理室に、基板を第１の基板搬送路及び第２の基板搬送路間で移動させるための搬送路変更手段が設けられて、前記処理室は、ロードロック室と、加熱室と、第１成膜処理室と、第２成膜処理室とであり、第１成膜処理室と第２成膜処理室とに、前記搬送路変更手段が設けられると共に、第１成膜処理室と第２成膜処理室とは、互いに異なる膜が形成されるように構成されている真空処理装置を用いて、各処理室において基板に対し所定の処理を行う基板処理方法であって、
所定の成膜処理室において、２回以上、基板を搬送路変更手段により第１の基板搬送路及び第２の基板搬送路間を移動させると共に、この所定の成膜処理室で前記基板に対して２回以上所定の処理を行うことを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
前記第１成膜処理室において、前記第１の基板搬送路を介して搬送された第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第一移動工程と、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第一基板処理工程と、前記第２の基板搬送路を介して前記第一基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板が搬送された前記第２成膜処理室において、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第二基板処理工程と、前記第２成膜処理室において所定の処理がなされた第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第二移動工程と、前記第１の基板搬送路を介して前記第二基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板が搬送された前記第１成膜処理室において、前記第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第三移動工程と、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第三基板処理工程と、前記第三基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板を前記第２の基板搬送路を介して前記第１成膜処理室から搬出する工程とを具備することを特徴とする、請求項３記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記第１成膜処理室において、前記第２の基板搬送路を介して搬送された第１の基板に対して所定の処理を行う第一基板処理工程と、前記第２の基板搬送路を介して前記第一基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板が搬送された前記第２成膜処理室において、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第二基板処理工程と、前記第２成膜処理室において所定の処理がなされた第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第一移動工程と、前記第１の基板搬送路を介して前記第二基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板が搬送された前記第１成膜処理室において、前記第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第二移動工程と、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第三基板処理工程と、前記第三基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第三移動工程と、前記第三基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板を前記第１の基板搬送路を介して前記第１成膜処理室から搬出する工程とを具備する、請求項３記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記第１成膜処理室において、前記第１の基板搬送路を介して搬送された第１の基板に対して前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第一移動工程と、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第一基板処理工程と、前記第一基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第二移動工程と、前記第１の基板搬送路を介して前記第一基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板が搬送された前記第２成膜処理室において、前記第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第三移動工程と、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第二基板処理工程と、前記第２の基板搬送路を介して前記第二基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板が搬送された前記第１成膜処理室において、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第三基板処理工程と、前記第三基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板を前記第２の基板搬送路を介して前記第１成膜処理室から搬出する工程とを具備することを特徴とする、請求項３記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラズマディスプレイ用等の大型基板に成膜する真空処理装置としては、いわゆる縦型搬送式の真空処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。この装置は、３つの成膜室と、基板キャリアと、ロードロック室とを具備した縦型真空処理装置であり、ロードロック室内及び３つの成膜室内に、往路、復路の２つの搬送経路を設けるとともに、基板キャリアをこれらの搬送経路に対して横移動させて、往路となる第１の搬送経路から、復路となる第２の搬送経路に移載する移載機構を、最後部の成膜室に備えている構成としている。即ち、この装置においては、各成膜処理毎に真空処理室が設けられており、基板上に３つの膜を積層するように構成されている。【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４０４２５号公報（請求項１及び図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記成膜装置では、２つの搬送経路の間に加熱装置を取り付け、最後部の真空処理室に移載機構を備えるようにすると、省スペース化、低コスト化が可能である。【０００５】
しかしながら、基板のさらなる大型化にともない、より省スペースでコンパクトな装置が望まれている。また、上記成膜装置では処理ルートが１ルートのため中間の処理室でのルート変更ができなかった。このため、各成膜室の成膜時間が異なる場合、成膜時間が長い成膜室の稼動中に他の成膜室に待ち時間が生じ、装置全体として稼働率が下がる場合があるという問題があった。また、最後部の成膜室に移載機構を備えているので、この最後部の成膜室まで基板が搬送されないと基板キャリアが搬送経路を変更できない。これにより、基板キャリアを往路から復路へ移動させることができず、他の成膜室に異常がなくても、最後部の成膜室をメンテナンスする場合には、装置を稼働させることができないという問題がある。【０００６】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点に鑑みて、よりコンパクトな真空処理装置を提供することにある。また、稼働性が高く、機能性に優れた真空処理装置を提供しようとするものである。さらにまた、本発明の別の課題は、この真空処理装置を用いてタクトタイムを延長せずに基板を処理できる基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の真空処理装置は、基板に対し所定の処理を行う処理室が直列に複数接続されてなる真空処理装置において、前記真空処理装置には、真空処理装置の複数の処理室間にわたって設けられた第１の基板搬送路と、第１の基板搬送路に対して並列に設けられ、基板を搬送すると共に各処理室での所定の処理が基板に対して行われる第２の基板搬送路とが設けられ、かつ、前記複数の処理室のうち、少なくとも２つの処理室に、基板を第１の基板搬送路及び第２の基板搬送路間で移動させるための搬送路変更手段が設けられ、前記真空処理装置が、ロードロック室と、加熱室と、第１成膜処理室と、第２成膜処理室とを備え、第１成膜処理室と第２成膜処理室とに、前記搬送路変更手段が設けられると共に、第１成膜処理室と第２成膜処理室とは、互いに異なる膜が形成されるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の真空処理装置は、少なくとも２つの処理室に搬送路変更手段を設けたことで、この搬送路変更手段が設けられた処理室において、基板搬送時に基板が第１の基板搬送路上にあったとしても、所定の処理が行われる第２の基板搬送路で移動させることができるので、同じ処理を複数回行うことが可能である。従って、同じ処理を行う処理室を複数設ける必要がないため、本発明の装置はコンパクトである。例えば、Ａ膜、Ｂ膜、Ａ膜の順で３層形成する場合、従来の縦型搬送式の真空処理装置ではＡ膜用処理室、Ｂ膜用処理室、及びＡ膜用処理室の順で接続された３つの成膜処理室を必要としていたが、本件ではＡ膜用処理室とＢ膜用処理室の２つの成膜処理室があればよいことになる。
また、前記真空処理装置が、ロードロック室と、加熱室と、第１成膜処理室と、第２成膜処理室とを備え、第１成膜処理室と第２成膜処理室とに、前記搬送路変更手段が設けられると共に、第１成膜処理室と第２成膜処理室とは、互いに異なる膜が形成されるように構成されている。かかる構成によれば、２つの成膜処理室により、３層の膜を形成することが可能である。
【０００９】
前記処理室のうち、直列に接続された最後部の処理室と、最後部の処理室以外の少なくとも１つの成膜処理室とに前記搬送路変更手段が設けられたことが好ましい。最後部の処理室だけでなく、最後部ではない成膜処理室に前記搬送路変更手段を設けることで、同一の膜については１つの成膜処理室で形成することができるので、同一の膜を複数形成する成膜方法を実施する場合に真空処理装置１つに対して複数の成膜処理室を設ける必要がない。この場合に、成膜処理室を構成するには、大型の電源や成膜手段等が必要であるので、成膜処理室を省略することができれば、よりコンパクトで、かつユーティリティが少なく、さらに低コスト化が可能である。【００１４】
また、本発明の別の基板処理方法は、基板に対し所定の処理を行う処理室が直列に複数接続されており、この複数の処理室間にわたって設けられた第１の基板搬送路と、第１の基板搬送路に対して並列に設けられ、前記基板を搬送すると共に各処理室での基板に対して所定の処理が行われる第２の基板搬送路とが設けられ、かつ、前記複数の処理室のうち、少なくとも２つの処理室に、基板を第１の基板搬送路及び第２の基板搬送路間で移動させるための搬送路変更手段が設けられて、前記処理室は、ロードロック室と、加熱室と、第１成膜処理室と、第２成膜処理室とであり、第１成膜処理室と第２成膜処理室とに、前記搬送路変更手段が設けられると共に、第１成膜処理室と第２成膜処理室とは、互いに異なる膜が形成されるように構成されている真空処理装置を用いて、各処理室において基板に対し所定の処理を行う基板処理方法であって、所定の成膜処理室において、２回以上、基板を搬送路変更手段により第１の基板搬送路及び第２の基板搬送路間を移動させると共に、この所定の成膜処理室で前記基板に対して２回以上所定の処理を行うことを特徴とする。本発明の基板処理方法によれば、上記真空処理装置を用いて、搬送路変更手段により２回以上第１の基板搬送路及び第２の基板搬送路間を移動させることで、同一の処理室で所定の処理を２回行うことができる。
ここで、前記第１成膜処理室において、前記第１の基板搬送路を介して搬送された第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第一移動工程と、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第一基板処理工程と、前記第２の基板搬送路を介して前記第一基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板が搬送された前記第２成膜処理室において、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第二基板処理工程と、前記第２成膜処理室において所定の処理がなされた第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第二移動工程と、前記第１の基板搬送路を介して前記第二基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板が搬送された前記第１成膜処理室において、前記第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第三移動工程と、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第三基板処理工程と、前記第三基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板を前記第２の基板搬送路を介して前記第１成膜処理室から搬出する工程とを具備することが好ましい。
また、前記第１成膜処理室において、前記第２の基板搬送路を介して搬送された第１の基板に対して所定の処理を行う第一基板処理工程と、前記第２の基板搬送路を介して前記第一基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板が搬送された前記第２成膜処理室において、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第二基板処理工程と、前記第２成膜処理室において所定の処理がなされた第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第一移動工程と、前記第１の基板搬送路を介して前記第二基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板が搬送された前記第１成膜処理室において、前記第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第二移動工程と、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第三基板処理工程と、前記第三基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第三移動工程と、前記第三基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板を前記第１の基板搬送路を介して前記第１成膜処理室から搬出する工程とを具備することが好ましい。
また、前記第１成膜処理室において、前記第１の基板搬送路を介して搬送された第１の基板に対して前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第一移動工程と、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第一基板処理工程と、前記第一基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第二移動工程と、前記第１の基板搬送路を介して前記第一基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板が搬送された前記第２成膜処理室において、前記第１の基板を前記第１の基板搬送路及び前記第２の基板搬送路間で移動させる第三移動工程と、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第二基板処理工程と、前記第２の基板搬送路を介して前記第二基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板が搬送された前記第１成膜処理室において、前記第１の基板に対して所定の処理を行う第三基板処理工程と、前記第三基板処理工程で所定の処理がなされた第１の基板を前記第２の基板搬送路を介して前記第１成膜処理室から搬出する工程とを具備することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の真空処理装置は、処理室が少ないので、よりコンパクトである。かつ、２つ以上の処理室に搬送路変更手段が設けられているため、様々な成膜方法を実施することができるので、機能性に優れ、かつ、稼働性に優れているという優れた効果を奏する。また、本発明の真空処理装置を用いた基板処理方法によれば、よりコンパクトな装置を用いて、タクトタイムを延長せずに成膜できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の真空処理装置１の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の成膜方法を用いて成膜した基板の断面模式図である。
【図３】本発明の成膜方法を説明するための（ａ）タイミングチャートと（ｂ）基板の搬送経路を示す模式図である。
【図４】本発明の成膜方法における基板の搬送経路を説明するための模式図である。
【図５】本発明の成膜方法を説明するためのタイミングチャートであり、（ａ）第１の成膜方法の場合（ｂ）第２の成膜方法の場合、（ｃ）第３の成膜方法の場合を示す。
【図６】本発明の第２の成膜方法を説明するための（ａ）タイミングチャートと（ｂ）基板の搬送経路を示す模式図である。
【図７】本発明の第２の成膜方法における基板の搬送経路を説明するための模式図である。
【図８】本発明の第３の成膜方法を説明するための（ａ）タイミングチャートと（ｂ）基板の搬送経路を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１７】
１            真空処理装置
２            基板キャリア
１１            ロードロック室
１２            加熱室
１３            第１成膜室
１４            第２成膜室
１５            第１搬送路
１６            第２搬送路
１７            経路変更手段
Ｓ            基板
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の縦型真空処理装置の構成を示す模式的断面図である。縦型真空処理装置１は、基板Ｓを枠状の基板キャリア２によって略垂直に保持しながら、基板Ｓに対して処理を行う縦型搬送式の真空処理装置であり、ロードロック室１１と、加熱室１２と、第1成膜室１３と、第２成膜室１４とをこの順で備えている。各室間には、ゲートバルブ１０が設けられて、各室はそれぞれ独立に真空中で処理を行うことが可能である。【００１９】
縦型真空処理装置１には、ロードロック室１１から第２成膜室１４にわたって、基板を搬送する互いに平行な第１搬送路１５及び第２搬送路１６が設けられている。第２搬送路１６は、第1成膜室１３及び第２成膜室１４に設けられた成膜手段１３１及び１４１側に設置されている。第1搬送路１５及び第２搬送路１６には、それぞれ２本のレールが敷設されて、基板キャリア２は、このレール上を基板キャリア底部に設けられた車輪で移動するように構成されている。この場合、基板キャリア２の下面にラックが設けられると共に、ロードロック室１１、加熱室１２、第1成膜室１３、及び第２成膜室１４にモータの回転力で回転するピニオンギアが設けられているので、このラックとピニオンギアをかみ合わせて、モータの駆動力が基板キャリア２に伝達されて、基板キャリア２が搬送される。【００２０】
ロードロック室１１は、図示しない真空ポンプが設けられ、ロードロック室１１内を所定の真空度になるまで真空排気し、その真空度を保持することができるように構成されている。【００２１】
加熱室１２は、図示しない真空ポンプが設けられ、加熱室１２内を所定の真空度になるまで真空排気し、その真空度を保持することができるとともに、加熱手段１２１により第２搬送路１６または第１搬送路１５上の基板を所定の温度まで昇温できるように構成されている。【００２２】
第１成膜室１３及び第２成膜室１４には、図示しない真空ポンプが設けられ、第１成膜室１３及び第２成膜室１４内を所定の真空度になるまで真空排気し、その真空度を保持することができるように構成されている。また、第１成膜室１３には、成膜手段１３１が、第２成膜室１４には、成膜手段１４１が設けられている。成膜手段としては、公知の成膜手段を用いることができ、例えば、スパッタ法により成膜する場合には、ターゲット及びスパッタガス導入手段を設置して、成膜することができるように構成されている。また、ＣＶＤ法により成膜する場合には、成膜ガス導入手段を設置して、成膜することができるように構成されている。これらの成膜手段１３１及び１４１により成膜されるのは、第２搬送路１６上の成膜位置１３２及び１４２にある基板Ｓであり、第１搬送路１５上の基板は成膜されないように構成されている。【００２３】
さらにまた、第１成膜室１３及び第２成膜室１４には、基板キャリア２を第１搬送路１５及び第２搬送路１６間で移動させることができる経路変更手段１７が設けられている。経路変更手段１７は、詳細には図示しないが、例えば、基板キャリア２の外枠に設けられた保持部で基板キャリア２を支持して、基板キャリア２を第１搬送路１５及び第２搬送路１６間で平行移動させて搬送路を変更させることができるように構成されている。【００２４】
本発明の縦型真空処理装置においては、上述のように構成された基板キャリア２によって基板Ｓを各第１搬送路１５及び第２搬送路１６上で搬送させ、各室内で基板Ｓに対し所定の処理を行うことが可能である。また、第１成膜室においては、基板Ｓが第１搬送路１５上にある場合であっても、経路変更手段１７により基板Ｓを第２搬送路１６上に移動させ、所定の処理を行うことが可能であるので、同一の成膜を複数回行う成膜方法においては同一の成膜を行う成膜室を省略することができる。即ち、従来の真空処理装置では、最後部の処理室にのみ経路変更手段が設けられていたので、最前部のロードロック室から最後部の第２成膜室まで第２搬送路上を基板が通過して一連の処理工程が終わった後に、経路変更手段で第１搬送路に変更し、第１搬送路上に移動させていた。基板は、第１搬送路に移動された後は第２搬送路には戻れず、そのため、例えば途中でもう一度第２搬送路に戻して同一の成膜工程を繰り返すことができなかった。従って、成膜方法の処理工程の数だけ処理室が必要であった。しかし、本件では経路変更手段１７が途中の処理室にも設けられているので、第１搬送路１５上に基板Ｓがあっても、所定の処理を行いたい場合には、経路変更手段１７により第２搬送路１６に基板を移動させ、所定の処理を行うことができる。従って、成膜工程数より少ない処理室数で同一の膜を形成できるので、本発明の真空処理装置１は、従来に比べ、よりコンパクトな装置構成となっている。【００２５】
本発明の縦型真空処理装置を用いた成膜方法について、以下説明する。【００２６】
本発明の縦型真空処理装置１を用いれば、第２搬送路１６上を搬送させて、ロードロック室１１から搬入し、第１成膜室１３及び第２成膜室１４で成膜した後に、第２成膜室１４において経路変更手段１７により第１搬送路１５へ移動させて、第２成膜室１４、第１成膜室１３、加熱室１２及びロードロック室１１を通過させて基板を取り出すことで、基板Ｓ上に２層の膜を形成することができる。【００２７】
さらにまた、本発明の縦型真空処理装置１を用いれば、図２に示す３層の膜を形成することもできる。図２は、成膜後の基板Ｓの断面模式図であり、基板Ｓ上には、第１の膜３１と、第２の膜３２と、第３の膜３３とがこの順で成膜されている。第１の膜３１と第３の膜３３とは同一の膜であり、第２の膜３２のみが異なる膜となっている。また、第２の膜３２は、第１の膜３１及び第３の膜３３に比べると必要な成膜時間が長い。例えば図中においては、第２の膜３２は、第１の膜３１及び第３の膜３３に比べ膜厚が厚いので成膜時間が長い。このような３層の膜構造を真空処理装置１を用いて形成する方法について、図３を用いて詳細に説明する。【００２８】
図３（ａ）は本発明の真空処理装置１を用いて３層の膜を形成する場合のタイミングチャート及び図３（ｂ）は真空処理装置１内での基板Ｓの搬送経路を示す模式図である。タイミングチャートにおいて縦軸は基板Ｓ１の位置、横軸は時間を示す。なお、ここではロードロック室１１については省略している。【００２９】
ｔ＝０では基板Ｓ１が加熱室１２に第１搬送路１５から搬入され、ｔ＝ｔ１で所定の温度まで加熱されると、第１搬送路１５を介して第１成膜室１３に搬入される。次いで、ｔ＝ｔ２〜ｔ３間で基板Ｓ１は、第1成膜室１３において経路変更手段１７により第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動され、ｔ＝ｔ３〜ｔ４間で第1の膜３１が成膜される。その後、基板Ｓ１は、ｔ＝ｔ４〜ｔ５で第２成膜室１４へ搬入され、ｔ＝ｔ５から第２の膜３２の成膜が開始される。ｔ＝ｔ６で成膜終了後、基板Ｓ１は、ｔ＝ｔ６〜ｔ７で経路変更手段１７により第２搬送路１６から第１搬送路１５へ移動した後に、第１搬送路１５を介して第２成膜室１４から第１成膜室１３へ搬送される。第１成膜室１３において、基板Ｓ１は、ｔ＝ｔ８〜ｔ９で経路変更手段１７により第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動され、ｔ＝ｔ９から第３の膜３３の成膜が開始される。ｔ＝ｔ１０で成膜が終了すると、基板Ｓ１は、ｔ＝ｔ１０〜ｔ１１で加熱室１２へ搬出される。かかる成膜方法により、基板上には、ｔ＝ｔ３〜ｔ４間で第１の膜３１が、ｔ＝ｔ５〜ｔ６で第１の膜３１及び第３の膜３３より厚い第２の膜３２が、ｔ＝ｔ９〜ｔ１０で第１の膜と同一の第３の膜が、形成される。【００３０】
このように、本発明の縦型真空処理装置１を用いれば、第１の膜３１と同一の第３の膜３３を成膜する場合に、第３の膜を成膜するための成膜室を設置することなく、同一の第１成膜室１３において基板Ｓ上に３層の膜を成膜することができる。従って、本真空処理装置１では、３層成膜する場合であっても、成膜室を３つ備える必要はなく、２つ備えていればよいので、コンパクトであるとともに、低コストで作製できる。
【００３１】
上記では、一枚の基板Ｓ１のみ注目して説明したが、図４及び図５（ａ）を用いて他の基板の動きも含めて本発明の第１の成膜方法について詳細に説明する。【００３２】
図４は、本発明の縦型真空処理装置を用いた成膜方法を説明するための加熱室１２と、第1成膜室１３と、第２成膜室１４とにおける基板Ｓ１〜Ｓ５の搬送経路を時間（１）〜（１１）毎に示す模式図である。なお、図４（１）以降において、基板を示す参照符号と処理室を示す参照符号以外は省略する。また、図５（ａ）は、図４に対応して基板Ｓ１〜Ｓ５の搬送状態を示したタイミングチャートであり、図４（１）〜（１１）と対応する箇所に（１）〜（１１）を付している。以下、図４を中心にして説明する。【００３３】
図４（１）では、具体的には、基板Ｓ３は、すでに第１成膜室１３で第１の膜３１が成膜されており、第２搬送路１６における第２成膜室１４の成膜位置１４２に設置されて第２の膜３２が成膜されている状態である。基板Ｓ２は、すでに第１成膜室１３で第１の膜３１が成膜され、かつ第２成膜室１４で第２の膜３２が成膜され、その後、第２搬送路１６における第１成膜室１３の成膜位置１３２に設置されて第３の膜３３が成膜されている状態である。基板Ｓ１は、ロードロック室１１から第１搬送路を介して加熱室１２に搬送され、加熱室１２において所定の温度まで加熱され、保持されている。【００３４】
基板Ｓ１の加熱と、基板Ｓ２に対する第３の膜３３の成膜とが終了すると、加熱室１２と第１成膜室１３との間のゲートバルブが開放されて、基板Ｓ２は加熱室１２へ搬入され、かつ、基板Ｓ１は第１成膜室１３へ搬入される（図４（２）参照）。【００３５】
次いで、基板Ｓ２は第１の膜３１〜第３の膜３３まで成膜されたので、加熱室１２からロードロック室１１へそのまま搬出される。基板Ｓ１は、経路変更手段１７により、第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動され、成膜位置１３２に設置される。成膜位置１３２に設置された基板Ｓ１は第１の膜３１の成膜が開始される（図４（３）参照）。【００３６】
基板Ｓ１の成膜中に、図４（１）の時点から第２の膜３２の成膜中であった基板Ｓ３に対する成膜が終了すると、基板Ｓ３は、経路変更手段１７により、第２搬送路１６における成膜位置１４２から、第１搬送路１５へ移動される（図４（４）参照）。【００３７】
基板Ｓ１の成膜が終了すると、第２成膜室１４と第１成膜室１３との間のゲートバルブが開放されて、基板Ｓ３は第１搬送路１５を介して第１成膜室１３に搬入され、かつ、基板Ｓ１は第２搬送路１６を介して第２成膜室１４に搬入される（図４（５）参照）。【００３８】
その後、基板Ｓ１は、第２成膜室１４の成膜位置１４２に設置され、成膜が開始される。基板Ｓ３は、経路変更手段１７により、第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動され、成膜位置１３２に設置され、基板Ｓ３には第１成膜室１３において第３の膜３３の成膜が開始される。この基板Ｓ３に対する第３の膜３３の成膜中に、基板Ｓ４がロードロック室１１から第１搬送路１５を介して加熱室１２に搬送される（図４（６）参照）。【００３９】
基板Ｓ４の加熱と、基板Ｓ３に対する第３の膜３３の成膜とが終了すると、加熱室１２と第１成膜室１３との間のゲートバルブが開放されて、基板Ｓ３は第２搬送路１６を介して加熱室１２へ搬出され、かつ、基板Ｓ４は第１搬送路を介して第１成膜室１３に搬入される（図４（７）参照）。【００４０】
基板Ｓ３は第１の膜３１〜第３の膜３３まで成膜されたので、加熱室１２からロードロック室１１へそのまま搬出される。基板Ｓ４は、経路変更手段１７により、第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動され、成膜位置１３２に設置され、基板Ｓ４に対する第１の膜３１の成膜が開始される。基板Ｓ１は、基板Ｓ１に対する第２の膜３２の成膜が終了すると、経路変更手段１７により、第２搬送路１６における成膜位置１４２から、第１搬送路１５へ移動される（図４（８）参照）。【００４１】
その後、基板Ｓ４に対する成膜が終了すると、第２成膜室１４と第１成膜室１３との間のゲートバルブが開放されて、基板Ｓ４は第２搬送路１６を介して第２成膜室１４に搬入され、かつ、基板Ｓ１は第１搬送路１５を介して第１成膜室１３に搬入される（図４（９）参照）。【００４２】
基板Ｓ１は、経路変更手段１７により、第１成膜室１３において第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動され、成膜位置１３２に設置され、第３の膜３３の成膜が開始される。基板Ｓ４は、第２成膜室１４の成膜位置１４２に設置され、成膜が開始される。この基板Ｓ１に対する第３の膜３３の成膜中に、基板Ｓ５がロードロック室１１から第１搬送路１５を介して加熱室１２に搬送される（図４（１０）参照）。【００４３】
最後に、基板Ｓ５の加熱と、基板Ｓ１に対する第３の膜３３の成膜とが終了すると、加熱室１２と第１成膜室１３との間のゲートバルブが開放されて、基板Ｓ１は第２搬送路１６を介して加熱室１２へ搬出され、かつ、基板Ｓ５は第１搬送路１５を介して第１成膜室１３に搬入される。基板Ｓ５は、経路変更手段１７により、第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動される（図４（１１）参照）。その後、基板Ｓ１は第１の膜３１〜第３の膜３３まで成膜されたので、加熱室１２からロードロック室１１へそのまま搬出される。なお、基板Ｓ１〜Ｓ３のみならず、基板Ｓ４及びＳ５についても基板Ｓ１〜Ｓ３同様に３層成膜されるのはいうまでもない。【００４４】
このように、本発明の縦型真空処理装置は、経路変更手段１７により基板搬送路を変更できるので、縦型搬送方式の装置でありながら、基板Ｓ１〜Ｓ５に対して第２成膜室１４で基板上に成膜時間が長い第２の膜３２を成膜している間に、第１成膜室において他の基板上に第１の膜３１及び第３の膜３３を成膜することができる。従ってタクトタイムを延長することなく、３層構造の膜を２つの成膜室からなる処理装置を用いて成膜することができる。【００４５】
以下、本発明の縦型真空処理装置を用いた第２の成膜方法について、図６を用いて説明する。【００４６】
第２の成膜方法は、上記の第１の成膜方法とは、基板Ｓの搬送経路が異なるが、図２に示す膜を同様に形成することが可能である。図６（ａ）は本発明の装置を用いて３層の膜を形成する場合のタイミングチャート及び図６（ｂ）基板の搬送経路を示す模式図である。タイミングチャートにおいて縦軸は基板Ｓの位置、横軸は時間を示す。なお、ここでもロードロック室１１については省略している。【００４７】
ｔ＝０では基板Ｓ１が加熱室１２に第２搬送路１６から搬入され、所定の温度まで加熱されると、ｔ＝ｔ１〜ｔ２で基板Ｓ１は、第２搬送路１６を介して第1成膜室１３に搬入される。次いで、ｔ＝ｔ２から基板Ｓ１には、第１成膜室１３において第1の膜３１が成膜される。ｔ＝ｔ３で成膜終了後、基板Ｓ１は、ｔ＝ｔ３〜ｔ４で第１成膜室１３から第２成膜室１４へ搬送され、ｔ＝ｔ４から第２の膜３２の成膜が開始される。ｔ＝ｔ５で成膜終了後、基板Ｓ１は、ｔ＝ｔ５〜ｔ６で経路変更手段１７により第２搬送路１６から第１搬送路１５へ移動した後に、第２成膜室１４から第１成膜室１３へ搬送される。次いで、基板Ｓ１は、ｔ＝ｔ７〜ｔ８で第１成膜室１３において、経路変更手段１７により第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動され、ｔ＝ｔ８から第３の膜３３の成膜が開始される。ｔ＝ｔ９で成膜が終了すると、ｔ＝ｔ９〜ｔ１０で経路変更手段１７により第２搬送路１６から第１搬送路１５へ移動された後に、ｔ＝ｔ１０〜ｔ１１で基板Ｓ１は、加熱室１２へ搬出される。【００４８】
かかる成膜方法により、基板上には、ｔ＝ｔ２〜ｔ３で第１の膜３１が、ｔ＝ｔ４〜ｔ５で第１の膜及び第３の膜より厚い第２の膜３２が、ｔ＝ｔ８〜ｔ９で第１の膜と同一の第３の膜３３が形成される。【００４９】
この膜の形成方法について、図７及び図５（ｂ）を用いて他の基板の動きも含めて詳細に説明する。【００５０】
図７は、本発明の縦型真空処理装置を用いた成膜方法を説明するための加熱室１２と、第1成膜室１３と、第２成膜室１４とにおける基板Ｓ１〜Ｓ５の搬送経路を時間（１）〜（１１）毎に示す模式図である。なお、図７（１）以降において、基板を示す参照符号と処理室を示す参照符号以外は省略する。また、図５（ｂ）は、図７に対応して基板Ｓ１〜Ｓ５の搬送及び成膜状態を示したタイミングチャートであり、図７（１）〜（１１）と対応する箇所に（１）〜（１１）を付している。以下、図７を中心に説明する。
【００５１】
図７（１）では、基板Ｓ３は、すでに第１成膜室１３で第１の膜３１が成膜された後に、第２搬送路１６における第２成膜室１４の成膜位置１４２に設置されて第２の膜３２が成膜されている状態である。基板Ｓ２は、すでに第１成膜室１３で第１の膜３１が成膜され、かつ第２成膜室１４で第２の膜３２が成膜され、その後、第１成膜室１３で第３の膜３３が成膜され、経路変更手段１７により第２搬送路１６から第１搬送路へ移動されている状態である。基板Ｓ１は、ロードロック室１１から第２搬送路１６を介して加熱室１２に搬送され、加熱室１２において所定の温度まで加熱され、保持されている。【００５２】
基板Ｓ１の加熱と、基板Ｓ２の移動とが終了すると、加熱室１２と第１成膜室１３との間のゲートバルブが開放されて、基板Ｓ２は第１搬送路１５を介して加熱室１２へ搬出され、かつ、基板Ｓ１は第２搬送路１６を介して第１成膜室１３へ搬入される（図７（２）参照）。【００５３】
次いで、基板Ｓ１は、成膜位置１３２に設置され、第１の膜３１の成膜が開始される。基板Ｓ２は第１の膜３１〜第３の膜３３まで成膜されたので、加熱室１２からロードロック室１１へそのまま搬出される。基板Ｓ１の成膜中に、図７（１）の時点から第２の膜３２の成膜中であった基板Ｓ３に対する成膜が終了すると、基板Ｓ３は、経路変更手段１７により、第２搬送路１６における成膜位置１４２から、第１搬送路１５へ移動される（図７（３）参照）。【００５４】
基板Ｓ１の成膜が終了すると、第２成膜室１４と第１成膜室１３との間のゲートバルブが開放されて、基板Ｓ３は第１搬送路１５を介して第１成膜室１３に搬入され、かつ、基板Ｓ１は第２搬送路１６を介して第２成膜室１４に搬入される（図７（４）参照）。【００５５】
その後、基板Ｓ１は、第２成膜室１４の成膜位置１４２に設置され、成膜が開始される。基板Ｓ３は、経路変更手段１７により、第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動され、成膜位置１３２に設置され、第３の膜３３の成膜が開始される。この基板Ｓ１に対する第２の膜３２の成膜中に、基板Ｓ４がロードロック室１１から第２搬送路１６を介して加熱室１２に搬送される（図７（５）参照）。【００５６】
基板Ｓ３に対する第３の膜３３の成膜が終了すると、基板Ｓ３は経路変更手段１７により、第２搬送路１６から第１搬送路１５へ移動される（図７（６）参照）。【００５７】
基板Ｓ３の経路変更と基板Ｓ４の加熱とが終了すると、加熱室１２と第１成膜室１３との間のゲートバルブが開放されて、基板Ｓ３は第１搬送路１５を介して加熱室１２へ搬出され、かつ、基板Ｓ４は第２搬送路を介して第１成膜室１３に搬入され、成膜が開始される。また、基板Ｓ１に対する第２の膜３２の成膜が終了すると、基板Ｓ１は経路変更手段１７により、第２搬送路１６から第１搬送路１５へ移動される（図７（７）参照）【００５８】
基板Ｓ３は第１の膜３１〜第３の膜３３まで成膜されたので、加熱室１２からロードロック室１１へ第１搬送路１５を介して搬出される。基板Ｓ４に対する第１の膜３１の成膜が終了すると、第２成膜室１４と第１成膜室１３との間のゲートバルブが開放されて、基板Ｓ４は第２搬送路１６を介して第２成膜室１４に搬入され、成膜位置１４２において成膜が開始される。かつ、基板Ｓ１は第１搬送路１５を介して第１成膜室１３に搬入される
（図７（８）参照）。【００５９】
基板Ｓ１は、経路変更手段１７により、第１成膜室１３において第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動され、成膜位置１３２に設置され、第３の膜３３の成膜が開始される。基板Ｓ４に対する第２の膜３２の成膜中に、基板Ｓ５がロードロック室１１から第２搬送路１６を介して加熱室１２に搬送され、加熱が開始される（図７（９）参照）。【００６０】
基板Ｓ１に対する第３の膜３３の成膜が終了すると、経路変更手段１７により、基板Ｓ１は第１成膜室１３において第２搬送路１６から第１搬送路１５へ移動される（図７（１０）参照）。【００６１】
最後に、基板Ｓ５の加熱と、基板Ｓ１の移動とが終了すると、加熱室１２と第１成膜室１３との間のゲートバルブが開放されて、基板Ｓ１は第１搬送路１５を介して加熱室１２へ搬出され、かつ、基板Ｓ５は第２搬送路１６を介して第１成膜室１３に搬入される。基板Ｓ４は、経路変更手段１７により、第２搬送路１６から第１搬送路１５へ移動される（図７（１１）参照）。その後、基板Ｓ１は第１の膜３１〜第３の膜３３まで成膜されたので、加熱室１２からロードロック室１１へ搬出される。なお、基板Ｓ１〜Ｓ３のみならず、基板Ｓ４及びＳ５についても基板Ｓ１〜Ｓ３同様に３層成膜されるのはいうまでもない。【００６２】
このように、本発明の縦型真空処理装置は、経路変更手段１７により基板搬送路を変更できるので、縦型搬送方式の装置でありながら、第２成膜室１４で基板上に成膜時間が長い第２の膜３２を成膜している間に、第１成膜室において他の基板上に第１の膜３１及び第３の膜３３を成膜することができる。従ってタクトタイムが延長されることなく、３層構造の膜を２つの成膜室からなる処理装置を用いて成膜することができる。【００６３】
さらにまた、第３の成膜方法として、第２の成膜方法においては第２搬送路１６から基板を搬入して成膜を行ったが、第１搬送路１５から基板を搬入しても同様に図１に示す処理装置を用いて３層成膜を行うことが可能である。図８を用いてこの点を説明する。【００６４】
図８（ａ）は本発明の装置を用いて３層の膜を形成する場合のタイミングチャート及び図８（ｂ）基板の搬送経路を示す模式図である。タイミングチャートにおいて縦軸は基板Ｓの位置、横軸は時間を示す。なお、ここでもロードロック室１１については省略している。【００６５】
ｔ＝０で基板Ｓ１が加熱室１２に第１搬送路１５から搬入され、所定の温度まで加熱されると、ｔ＝ｔ１〜ｔ２で第１搬送路１５を介して第1成膜室１３に搬入される。次いで、基板Ｓ１は、ｔ＝ｔ２〜ｔ３で第１成膜室１３において、経路変更手段１７により第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動され、ｔ＝ｔ３から第１の膜３１の成膜が開始される。ｔ＝ｔ４で成膜が終了すると、基板Ｓ１は、経路変更手段１７により第２搬送路１６から第１搬送路１５へ移動される。移動終了後、ｔ＝ｔ５〜ｔ６で基板Ｓ１は、第１成膜室１３から第２成膜室１４へ搬送され、ｔ＝ｔ６〜ｔ７で経路変更手段１７により第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動され、ｔ＝ｔ７から第２の膜３２の成膜が開始される。ｔ＝ｔ８で成膜終了後、基板Ｓ１は、ｔ＝ｔ８〜ｔ９で第２成膜室１４から第１成膜室１３へ搬送される。次いで、ｔ＝ｔ９で第１成膜室１３において、基板Ｓ１に対し第３の膜３３の成膜が開始される。ｔ＝１０で成膜が終了すると、基板Ｓ１は、ｔ＝ｔ１０〜ｔ１１で第２搬送路１６を介して加熱室１２へ搬出される。【００６６】
かかる成膜方法により、基板上には、ｔ＝ｔ３〜ｔ４で第１の膜３１が、ｔ＝ｔ７〜ｔ８で第１の膜及び第３の膜より厚い第２の膜３２が、ｔ＝ｔ９〜ｔ１０で第１の膜と同一の第３の膜３３が、形成される。【００６７】
なお、図８においては他の基板の搬送経路を示す図は省略するが、図５（ｃ）に示したようにこの場合においても、図５（ａ）に示す第１の成膜方法及び図５（ｂ）に示す第２の成膜方法と同様のタクトタイムで成膜を行うことが可能である。【００６８】
即ち、本発明の各成膜方法においては、経路変更手段１７が第１成膜室１３にも設けられていることで、第１搬送路１５上の基板Ｓも第２搬送路１６に移動させることができるので、第１成膜室１３において、２回成膜することができる。この場合に、第２の膜３２の成膜時間が長いので、第２の膜３２の成膜中に、第１の膜３１及び第３の膜３３を成膜することができるので、成膜工程において無駄な時間が少ない。【００６９】
また、本発明の真空処理装置１では、加熱手段は加熱室１２に設けたが、経路変更手段１７を設けていない室の第１搬送路１５及び第２搬送路１６との間に加熱手段を設けてもよい。【００７０】
また、上記実施の形態においては、真空処理装置１の第１成膜室１３及び第２成膜室１４に経路変更手段１７を設けているが、最後部の処理室と、成膜工程において同じ処理を２回行う処理室とにそれぞれ経路変更手段１７を設ければよい。例えば、成膜処理でなくても、プラズマ曝露工程が２回あるような成膜方法を実施する場合には、プラズマ発生室を真空処理装置１に設け、このプラズマ発生室に経路変更手段１７を設ければよい。【００７１】
上述した本発明の各成膜方法において、基板の搬入・搬出のタイミングは、成膜方法や、膜の種類等、装置構成によって変更することも可能である。【００７２】
また、選択的に基板上に１層のみを成膜したい場合には、基板Ｓをロードロック室１１から第２搬送路１６上を搬送し、第１成膜室１３でのみ成膜を行い、経路変更手段１７によって基板Ｓを第２搬送路から第1搬送路１５へ移動させて、第１成膜室１３、加熱室１２及びロードロック室１１を通過させて基板Ｓを取り出すことで、基板Ｓ上に１層の膜を形成することもできる。従って、本発明の縦型真空処理装置１によれば、成膜工程に応じて装置の作動を変化させることができる。また、第２成膜室を２室設けた場合、端の第２成膜室がメンテナンス中であっても、第１成膜室１３側の第２成膜室で成膜を行い、この成膜室の経路変更手段１７によって基板Ｓを第２搬送路から第１搬送路１５へ移動させることで運転を継続することができる。
【実施例１】
【００７３】
本実施例においては、図１に示す縦型真空処理装置１において、図５と同様の成膜方法により、基板に成膜した。成膜手段１３１としては、Ｍｏターゲットを成膜位置１３２に設置された基板と対向するように設けると共に、スパッタリングガスとしてＡｒガスを第１成膜室内に導入するように構成した。成膜手段１４１としては、Ａｌターゲットを成膜位置１４２に設置された基板と対向するように設けると共に、スパッタリングガスとしてＡｒガスを第２成膜室内に導入するように構成した。基板としては、２２００ｍｍ×２４００ｍｍ×ｔ０．７ｍｍのガラス基板を用いた。【００７４】
初めに基板Ｓ１が加熱室１２に第１搬送路１５から搬入され、所定の温度（約１００℃）まで加熱した後、基板Ｓ１を、第１搬送路１５を介して第１成膜室１３に搬入した。次いで、基板Ｓ１を、第1成膜室１３において経路変更手段１７により第1搬送路１５から第２搬送路１６へ移動させた後、スパッタガスを導入して、Ｍｏ膜の成膜を開始した。約１０秒経過後、成膜を終了し、第１の成膜室の排気を行った。次いで、基板Ｓ１を、第２成膜室１４へ搬入し、スパッタガスを導入して、Ａｌ膜の成膜を開始した。約５０秒経過してＡｌ膜の成膜が終了した後、基板Ｓ１を、経路変更手段１７により第２搬送路１６から第１搬送路１５へ移動した後に、第２成膜室１４内部の排気を行った。次に、基板Ｓ１を第２成膜室１４から第１成膜室１３へ搬送した。第１成膜室１３において、基板Ｓ１を、経路変更手段１７により第１搬送路１５から第２搬送路１６へ移動し、スパッタガスを導入して再度Ｍｏ膜の成膜を開始した。約１０秒経過後、成膜を終了し、排気を行った後に基板Ｓ１を加熱室１２へ搬出した。かかる成膜方法により、基板上には、第１の膜３１としてのＭｏ膜と、第２の膜３２としてのＡｌ膜と、第３の膜３３としてのＭｏ膜が形成された。各膜の厚さは、それぞれ約５０ｎｍ、約３００ｎｍ、約５０ｎｍであった。また、他の基板についてもそれぞれ３層構造の膜を基板上に成膜することができた。
【実施例２】
【００７５】
本実施例においては、実施例１とは、第１成膜室においてスパッタガスとしてのＡｒガスにＮ２ガスを適量混ぜた点以外は同様に成膜した。基板上には、第１の膜３１としての窒化Ｍｏ膜と、第２の膜３２としてのＡｌ膜と、第３の膜としての窒化Ｍｏ膜が形成された。各膜の厚さは、それぞれ約５０ｎｍ、約３００ｎｍ、約５０ｎｍであった。この場合には、成膜前に行われるスパッタ圧力調整の時間に基板を移動させることができたので、成膜においてタクトタイムは同一であった。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の縦型真空処理装置によれば、大型の基板であっても処理できるのでディスプレイ製造分野において利用可能である。
【図１】
0005419708.tif 000002
【図２】
0005419708.tif 000003
【図３】
0005419708.tif 000004
【図４】
0005419708.tif 000005
【図５】
0005419708.tif 000006
【図６】
0005419708.tif 000007
【図７】
0005419708.tif 000008
【図８】
0005419708.tif 000009