(57)【特許請求の範囲】
【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該基板を垂直方向の向きでかつ基板の長さ方向に収容する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各々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個々に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、
前記基板キャリアとは別体よりなり、該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かつ基板の長さ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、前記搬送手段、前記各ゲート弁及び各真空排気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。
【請求項２】
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、該バッファチャンバ内で垂直軸線の周囲で回転可能に設けられた回転テーブルと、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際に基板を支持するための２又はそれ以上の基板キャリアと、真空処理装置の中で基板キャリアを搬送するため該基板キャリアとは別体よりなる搬送装置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）前記基板を前記ロードロック内で基板キャリアの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基板の長さ方向に搬送する工程と、
（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かつ基板の長さ方向に搬送して
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かつ基板の長さ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基板キャリアを前記アンロードロックに基板の長さ方向に整合させる工程
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。
【請求項３】
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基板の長さ方向に搬送するための該基板キャリアとは別体よりなる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。
【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、４５０ｍｍ×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１０、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  ｅｔｃｈ）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２４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２８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１０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６６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７４、７６を処理チャンバ１０、１２、１４、１６、１８、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２６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１２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３４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、２０、並びに、ロードロック２６及びアンロードロック２８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６６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、１８、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６４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１２２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６４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７０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１５０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１５２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１６６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、１６、１８、２０は、スパッタ源１４Ａ、１６Ａ、１８Ａ、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、１８Ａ、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×５５０ｍｍ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２０２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、２０２、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、１９５ｍｍ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２２４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２３６、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２５２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２５６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、２０４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４５０ｍｍ×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８２５．５ｍｍ（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、１９９３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１０、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２８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６６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１０２、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２８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３７０、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１４に示されている。ロードロック４００が、ゲート弁５０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４０７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４５０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４２２によって、基板キャリア４４６からサポートアーム４２０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０．１２７ｍｍ（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４６２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４８０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４８０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４９２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４４６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１４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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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