(57)【要約】【課題】  基板に対して高いスループットで均一な成膜を実行することが可能な真空成膜装置を提供する。【解決手段】  通常のトレイＴの搬送速度より、トレイＴに支持された基板が成膜部Ｐ１、Ｐ２と対向する成膜領域を通過するときのトレイＴの搬送速度を遅くすることで、トレイＴが成膜室ＣＢ３における成膜領域を通過するときに、複数のトレイＴを互いに隣接する状態で成膜領域を通過させる。【選択図】        図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を支持するトレイと、減圧状態で基板を成膜処理する成膜室と、前記成膜室に対して前記トレイの搬送方向の上流側に配設された上流側圧力調整部と、前記成膜室に対して前記トレイの搬送方向の下流側に配設された下流側圧力調整部と、前記上流側圧力調整部と前記成膜室との間に配設されたゲートバルブと、前記成膜室と前記下流側圧力調整部との間に配設されたゲートバルブと、前記成膜室、前記上流側圧力調整部および前記下流側圧力調整部の圧力を個別に調整する圧力調整機構と、前記トレイを前記上流側圧力調整部、前記成膜室、前記下流側圧力調整部に順次搬送する搬送機構と、を備えた真空成膜装置であって、
前記成膜室は、前記トレイに支持された基板に対して成膜を実行する成膜領域と、当該成膜領域の両側に形成された上流側と下流側の非成膜領域とから構成され、
前記搬送機構は、前記上流側圧力調整部、前記成膜室における上流側の非成膜領域、前記成膜室における成膜領域、前記成膜室における下流側の非成膜領域および前記下流側圧力調整部における前記トレイの搬送速度を個別に制御可能であり、前記トレイに支持された基板が前記上流側圧力調整部、前記成膜室における上流側の非成膜領域、前記成膜室における下流側の非成膜領域および前記下流側圧力調整部を通過するときの前記トレイの搬送速度より、前記トレイに支持された基板が前記成膜領域を通過するときの前記トレイの搬送速度を遅くすることで、前記トレイが前記成膜室における成膜領域を通過するときに、前記トレイを互いに隣接する状態で前記成膜領域を通過させることを特徴とする真空成膜装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空成膜装置において、
前記上流側圧力調整部は、前記成膜室に対して前記トレイの搬送方向の上流側に配設された上流側圧力調整室と、当該上流側圧力調整室に対して前記トレイの搬送方向の上流側に配設された上流側ロードロック室と、前記上流側圧力調整室と前記上流側ロードロック室との間に配設されたゲートバルブと、から構成されるとともに、
前記下流側圧力調整部は、前記成膜室に対して前記トレイの搬送方向の下流側に配設された下流側圧力調整室と、当該下流側圧力調整室に対して前記トレイの搬送方向の下流側に配設された下流側ロードロック室と、前記下流側圧力調整室と前記下流側ロードロック室との間に配設されたゲートバルブと、から構成され、
前記圧力調整機構は、前記上流側圧力調整室、前記上流側ロードロック室、前記下流側圧力調整室および前記下流側ロードロック室の圧力を個別に調整する真空成膜装置。
【請求項３】
請求項２に記載の真空成膜装置において、
前記搬送機構は、前記上流側ロードロック室、前記上流側圧力調整室、前記下流側圧力調整室および前記下流側ロードロック室においては前記トレイを間欠的に搬送し、前記成膜室においては前記トレイを連続的に搬送する真空成膜装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の真空成膜装置において、
前記搬送機構は、前記トレイを支持して回転する複数の搬送ローラを有する真空成膜装置。
【請求項５】
減圧状態で基板を成膜処理する成膜室と、前記成膜室に対して前記基板の搬送方向の上流側に配設された上流側圧力調整部と、前記成膜室に対して前記基板の搬送方向の下流側に配設された下流側圧力調整部と、前記上流側圧力調整部と前記成膜室との間に配設されたゲートバルブと、前記成膜室と前記下流側圧力調整部との間に配設されたゲートバルブと、前記成膜室、前記上流側圧力調整部および前記下流側圧力調整部の圧力を個別に調整する圧力調整機構と、前記基板を前記上流側圧力調整部、前記成膜室、前記下流側圧力調整部に順次搬送する搬送機構と、を備えた真空成膜装置であって、
前記成膜室は、前記基板に対して成膜を実行する成膜領域と、当該成膜領域の両側に形成された上流側と下流側の非成膜領域とから構成され、
前記搬送機構は、前記上流側圧力調整部、前記成膜室における上流側の非成膜領域、前記成膜室における成膜領域、前記成膜室における下流側の非成膜領域および前記下流側圧力調整部における前記基板の搬送速度を個別に制御可能であり、前記基板が前記上流側圧力調整部、前記成膜室における上流側の非成膜領域、前記成膜室における下流側の非成膜領域および前記下流側圧力調整部を通過するときの前記基板の搬送速度より、前記基板が前記成膜領域を通過するときの前記基板の搬送速度を遅くすることで、前記基板が前記成膜室における成膜領域を通過するときに、前記基板を互いに隣接する状態で前記成膜領域を通過させることを特徴とする真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を搬送しながらスパッタリングやＣＶＤ等の真空成膜を実行する真空成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、太陽電池用パネル基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、半導体ウエハ等の基板に対して真空成膜を行う場合に、基板を成膜室に対して連続的に通過させることにより、基板に対する成膜を実行する真空成膜装置が使用されている。特許文献１には、入口室と、第１スパッタ室と、雰囲気分離部と、第２スパッタ室と、出口室とを備え、基板を複数の搬送ローラにより入口室、第１スパッタ室、雰囲気分離部、第２スパッタ室および出口室を通過させることにより基板に対してスパッタリングを実行するスパッタ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８５３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような真空成膜装置において、例えば、太陽電池用パネル基板等を効率的に成膜処理するためには、複数の基板を支持するトレイが利用される。そして、このような真空成膜装置は、例えば、減圧状態で基板を成膜処理する成膜室と、成膜室に対してトレイの搬送方向の上流側に配設された上流側圧力調整部と、成膜室に対してトレイの搬送方向の下流側に配設された下流側圧力調整部と、上流側圧力調整部と成膜室との間に配設されたゲートバルブと、成膜室と下流側圧力調整部との間に配設されたゲートバルブと、成膜室、上流側圧力調整部および下流側圧力調整部の圧力を個別に調整する圧力調整機構と、トレイを上流側圧力調整部、成膜室、下流側圧力調整部に順次搬送する搬送機構とを備えている。
【０００５】
このような真空成膜装置においては、上流側圧力調整部と成膜室、あるいは、成膜室と下流側圧力調整部との間においては、互いの圧力を調整した上でトレイを搬送する構成であることから、トレイを間欠的に搬送する必要がある。このようにトレイが間欠送りになると、各トレイ間に間隔が生ずることになる。このため、真空成膜のためのスループットが低下することになる。
【０００６】
また、各トレイ間に間隔が生じた場合には、成膜時のプラズマの状態が変化し、成膜プロセスが不安定となることから、均一な成膜ができない場合がある。さらに、各トレイ間に間隔が生じた場合には、各トレイ間の間隔を通過した成膜成分が堆積し、成膜成分が基板に再付着して歩留まりを低下させたり、成膜室の清掃間隔を短くして装置の稼働率を低下させたりするという問題が生ずる。
【０００７】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、基板に対して高いスループットで均一な成膜を実行することが可能な真空成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、複数の基板を支持するトレイと、減圧状態で基板を成膜処理する成膜室と、前記成膜室に対して前記トレイの搬送方向の上流側に配設された上流側圧力調整部と、前記成膜室に対して前記トレイの搬送方向の下流側に配設された下流側圧力調整部と、前記上流側圧力調整部と前記成膜室との間に配設されたゲートバルブと、前記成膜室と前記下流側圧力調整部との間に配設されたゲートバルブと、前記成膜室、前記上流側圧力調整部および前記下流側圧力調整部の圧力を個別に調整する圧力調整機構と、前記トレイを前記上流側圧力調整部、前記成膜室、前記下流側圧力調整部に順次搬送する搬送機構と、を備えた真空成膜装置であって、前記成膜室は、前記トレイに支持された基板に対して成膜を実行する成膜領域と、当該成膜領域の両側に形成された上流側と下流側の非成膜領域とから構成され、前記搬送機構は、前記上流側圧力調整部、前記成膜室における上流側の非成膜領域、前記成膜室における成膜領域、前記成膜室における下流側の非成膜領域および前記下流側圧力調整部における前記トレイの搬送速度を個別に制御可能であり、前記トレイに支持された基板が前記上流側圧力調整部、前記成膜室における上流側の非成膜領域、前記成膜室における下流側の非成膜領域および前記下流側圧力調整部を通過するときの前記トレイの搬送速度より、前記トレイに支持された基板が前記成膜領域を通過するときの前記トレイの搬送速度を遅くすることで、前記トレイが前記成膜室における成膜領域を通過するときに、前記トレイを互いに隣接する状態で前記成膜領域を通過させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記上流側圧力調整部は、前記成膜室に対して前記トレイの搬送方向の上流側に配設された上流側圧力調整室と、当該上流側圧力調整室に対して前記トレイの搬送方向の上流側に配設された上流側ロードロック室と、前記上流側圧力調整室と前記上流側ロードロック室との間に配設されたゲートバルブと、から構成されるとともに、前記下流側圧力調整部は、前記成膜室に対して前記トレイの搬送方向の下流側に配設された下流側圧力調整室と、当該下流側圧力調整室に対して前記トレイの搬送方向の下流側に配設された下流側ロードロック室と、前記下流側圧力調整室と前記下流側ロードロック室との間に配設されたゲートバルブと、から構成され、前記圧力調整機構は、前記上流側圧力調整室、前記上流側ロードロック室、前記下流側圧力調整室および前記下流側ロードロック室の圧力を個別に調整する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記搬送機構は、前記上流側ロードロック室、前記上流側圧力調整室、前記下流側圧力調整室および前記下流側ロードロック室においては前記トレイを間欠的に搬送し、前記成膜室においては前記トレイを連続的に搬送する。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記搬送機構は、前記トレイを支持して回転する複数の搬送ローラを有する。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、減圧状態で基板を成膜処理する成膜室と、前記成膜室に対して前記基板の搬送方向の上流側に配設された上流側圧力調整部と、前記成膜室に対して前記基板の搬送方向の下流側に配設された下流側圧力調整部と、前記上流側圧力調整部と前記成膜室との間に配設されたゲートバルブと、前記成膜室と前記下流側圧力調整部との間に配設されたゲートバルブと、前記成膜室、前記上流側圧力調整部および前記下流側圧力調整部の圧力を個別に調整する圧力調整機構と、前記基板を前記上流側圧力調整部、前記成膜室、前記下流側圧力調整部に順次搬送する搬送機構と、を備えた真空成膜装置であって、前記成膜室は、前記基板に対して成膜を実行する成膜領域と、当該成膜領域の両側に形成された上流側と下流側の非成膜領域とから構成され、前記搬送機構は、前記上流側圧力調整部、前記成膜室における上流側の非成膜領域、前記成膜室における成膜領域、前記成膜室における下流側の非成膜領域および前記下流側圧力調整部における前記基板の搬送速度を個別に制御可能であり、前記基板が前記上流側圧力調整部、前記成膜室における上流側の非成膜領域、前記成膜室における下流側の非成膜領域および前記下流側圧力調整部を通過するときの前記基板の搬送速度より、前記基板が前記成膜領域を通過するときの前記基板の搬送速度を遅くすることで、前記基板が前記成膜室における成膜領域を通過するときに、前記基板を互いに隣接する状態で前記成膜領域を通過させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１から請求項４に記載の発明によれば、成膜領域において基板を連続して搬送しながら成膜を事項することから、高いスループットで成膜を実行することが可能となる。そして、トレイが成膜領域を通過するときに、トレイが互いに隣接する状態で成膜領域を通過することから、各トレイ間の成膜成分の堆積を防止しつつ、均一な成膜を実行することが可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、トレイを使用せずに直接基板を搬送する場合において、成膜領域において基板を連続して搬送しながら成膜を実行することから、高いスループットで成膜を実行することが可能となる。そして、基板が成膜領域を通過するときに、基板が互いに隣接する状態で成膜領域を通過することから、各基板間の成膜成分の堆積を防止しつつ、均一な成膜を実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明に係る真空成膜装置の側面概要図である。
【図２】この発明に係る真空成膜装置の平面概要図である。
【図３】トレイＴが、上流側ロードロック室ＣＢ１、上流側圧力調整室ＣＢ２、成膜室ＣＢ３、下流側圧力調整室ＣＢ４および下流側ロードロック室ＣＢ５を通過するときの、トレイＴに対する減圧状態を説明する説明図である。
【図４】複数の基板Ｓを支持したトレイＴが、複数の搬送ローラ１１により、上流側ロードロック室ＣＢ１、上流側圧力調整室ＣＢ２、成膜室ＣＢ３、下流側圧力調整室ＣＢ４および下流側ロードロック室ＣＢ５を搬送される状態を示す斜視図である。
【図５】成膜室ＣＢ３における成膜領域Ｆ付近を示す概要図である。
【図６】成膜部Ｐ１（Ｐ２）を示す概要図である。
【図７】この発明に係る真空成膜装置の制御系を示すブロック図である。
【図８】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図９】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図１０】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図１１】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図１２】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図１３】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図１４】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図１５】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図１６】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図１７】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図１８】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図１９】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図２０】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図２１】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図２２】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【図２３】トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る真空成膜装置の側面概要図であり、図２は、その平面概要図である。
【００１７】
この真空成膜装置は、導入コンベアＣＶ１と、上流側ロードロック室ＣＢ１と、上流側圧力調整室ＣＢ２と、成膜室ＣＢ３と、下流側圧力調整室ＣＢ４と、下流側ロードロック室ＣＢ５と、払出コンベアＣＶ２とを備える。なお、図１および図２においては、複数の太陽電池用パネル基板（以下、単に「基板」という）を支持した最初のトレイＴ１（複数のトレイを総称するときには、単に「トレイＴ」という）が上流側ロードロック室ＣＢ１にある状態を示している。トレイＴは、トレイＴをその下方から支持して回転する複数の搬送ローラ１１の作用により、導入コンベアＣＶ１、上流側ロードロック室ＣＢ１、上流側圧力調整室ＣＢ２、成膜室ＣＢ３、下流側圧力調整室ＣＢ４、下流側ロードロック室ＣＢ５および払出コンベアＣＶ２を順次搬送される。
【００１８】
図１に示すように、導入コンベアＣＶ１と上流側ロードロック室ＣＢ１との間には、ゲートバルブＧ１が配設されている。また、上流側ロードロック室ＣＢ１と上流側圧力調整室ＣＢ２との間には、ゲートバルブＧ２が配設されている。また、上流側圧力調整室ＣＢ２と成膜室ＣＢ３との間には、ゲートバルブＧ３が配設されている。また、成膜室ＣＢ３と下流側圧力調整室ＣＢ４との間には、ゲートバルブＧ４が配設されている。また、下流側圧力調整室ＣＢ４と下流側ロードロック室ＣＢ５の間には、ゲートバルブＧ５が配設されている。さらに、下流側ロードロック室ＣＢ５と払出コンベアＣＶ２との間には、ゲートバルブＧ６が配設されている。これらのゲートバルブＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６は、後述するゲートバルブ開閉部９０の作用により、トレイＴを通過させるときにのみ開放される。
【００１９】
上流側ロードロック室ＣＢ１は、前段の処理工程から導入コンベアＣＶ１により搬送されてきたトレイＴを大気圧下で搬入し、真空バルブＶ１を介して接続された真空ポンプＶＰ１の作用により、室内を短時間で成膜時の設定真空圧に近い圧力とするものである。この上流側ロードロック室ＣＢ１には、室内の真空圧を測定するための真空圧力計ＶＧ１が配設されている。
【００２０】
上流側圧力調整室ＣＢ２は、上流側ロードロック室ＣＢ１からトレイＴを搬入し、室内を成膜時の設定圧力とするためのものである。この上流側圧力調整室ＣＢ２においては、最初は真空ポンプＶＰ２に接続されたコントロールバルブＳＶ１を全開にして室内を短時間で成膜時の設定圧力以下とし、しかる後、コントロールバルブＳＶ１で圧力調整を行い、室内を成膜時の設定圧力と一致させる。この上流側圧力調整室ＣＢ２には、室内の真空圧を測定するための真空圧力計ＶＧ２が配設されている。なお、この上流側圧力調整室ＣＢ２を、トレイＴに支持された基板の加熱室として利用してもよい。
【００２１】
成膜室ＣＢ３は、上流側圧力調整室ＣＢ２からトレイＴを搬入し、成膜時の設定圧力で成膜を実行するものである。この成膜室ＣＢ３においては、真空ポンプＶＰ３に接続されたコントロールバルブＳＶ２の作用により、室内を成膜時の設定圧力に常に一致させる。この成膜室ＣＢ３には、室内の真空圧を測定するための真空圧力計ＶＧ３が配設されている。また、この成膜室ＣＢ３には、後述する一対の成膜部Ｐ１およびＰ２が配設されている。
【００２２】
下流側圧力調整室ＣＢ４は、成膜室ＣＢ３からトレイＴを搬入し、下流側ロードロック室ＣＢ５に搬出するためのものである。この下流側圧力調整室ＣＢ４には、真空ポンプＶＰ４に接続されたコントロールバルブＳＶ３の作用により、室内を所定の真空圧とする構成を有する。この下流側圧力調整室ＣＢ４には、室内の真空圧を測定するための真空圧力計ＶＧ４が配設されている。なお、この下流側圧力調整室ＣＢ４を、トレイＴに支持された基板の冷却室として利用してもよい。
【００２３】
下流側ロードロック室ＣＢ５は、下流側圧力調整室ＣＢ４からトレイＴを搬入し、装置外部に搬出するためのものである。この下流側ロードロック室ＣＢ５においては、真空バルブＶ２を介して接続された真空ポンプＶＰ５の作用により、室内を所定の真空圧とする構成を有する。この下流側ロードロック室ＣＢ５には、室内の真空圧を測定するための真空圧力計ＶＧ５が配設されている。
【００２４】
図３は、トレイＴが、上流側ロードロック室ＣＢ１、上流側圧力調整室ＣＢ２、成膜室ＣＢ３、下流側圧力調整室ＣＢ４および下流側ロードロック室ＣＢ５を通過するときの、トレイＴに対する減圧状態を説明する説明図である。なお、図３においては、Ａは大気圧の状態を、Ｅは圧力の調整を行っている状態を、Ｖは成膜時の設定圧力となった状態を、Ｖ０は設定圧力に近い圧力となった状態を、各々、示している。
【００２５】
トレイＴが導入コンベアＣＶ１から上流側ロードロック室ＣＢ１に搬入されたときには、上流側ロードロック室ＣＢ１は大気圧Ａとなっている。この状態から、真空バルブＶ１を介して接続された真空ポンプＶＰ１の作用により室内を短時間で設定圧力に近い圧力Ｖ０とする。このときには、上流側圧力調整室ＣＢ２は、コントロールバルブＳＶ１で圧力調整を行うことにより、成膜時の設定圧力Ｖとなっている。この状態で、ゲートバルブＧ２を開放し、トレイＴを上流側ロードロック室ＣＢ１から上流側圧力調整室ＣＢ２に搬送する。上流側圧力調整室ＣＢ２においては、コントロールバルブＳＶ１により、ゲートバルブＧ２を開放したことによる圧力変動を調整する。
【００２６】
上流側圧力調整室ＣＢ２の圧力が成膜時の設定圧力Ｖとなれば、ゲートバルブＧ３を開放し、トレイＴを上流側圧力調整室ＣＢ２から成膜室ＣＢ３に搬送する。このときには、上流側圧力調整室ＣＢ２内の圧力は成膜時の設定圧力Ｖとなっていることから、成膜室ＣＮ３内の圧力が変動することはない。この設定圧力Ｖの下で、トレイＴに支持された基板に対して成膜が実行される。
【００２７】
トレイＴに支持された基板への成膜が終了すれば、ゲートバルブＧ４を開放して、トレイＴを成膜室ＣＢ３から下流側圧力調整室ＣＢ４に搬送する。このときには、コントロールバルブＳＶ３の作用により、下流側圧力調整室ＣＢ４内の圧力は成膜時の設定圧力Ｖとなっていることから、成膜室ＣＢ３内の圧力が変動することはない。
【００２８】
次に、ゲートバルブＧ５を開放し、トレイＴを下流側圧力調整室ＣＢ４から下流側ロードロック室ＣＢ５に搬送する。このときには、下流側ロードロック室ＣＢ５内の圧力は、真空バルブＶ２を介して接続された真空ポンプＶＰ５の作用により、予め、設定圧力に近い圧力Ｖ０となっている。トレイＴが下流側ロードロック室ＣＢ５に移動すれば、ゲートバルブＧ５を閉鎖し、コントロールバルブＳＶ３の作用により、下流側圧力調整室ＣＢ４内の圧力を成膜時の設定圧力Ｖに復帰させる。
【００２９】
そして、ゲートバルブＧ６を開放し、トレイＴを下流側ロードロック室ＣＢ５から払出コンベアＣＶ２に搬送する。トレイＴが払出コンベアＣＶ２に移動すれば、ゲートバルブＧ６を閉鎖し、真空バルブＶ２を介して接続された真空ポンプＶＰ５の作用により、室内を短時間で設定真空圧に近い圧力Ｖ０とする。
【００３０】
図４は、複数の基板Ｓを支持したトレイＴが、複数の搬送ローラ１１により、上流側ロードロック室ＣＢ１、上流側圧力調整室ＣＢ２、成膜室ＣＢ３、下流側圧力調整室ＣＢ４および下流側ロードロック室ＣＢ５を搬送される状態を示す斜視図である。
【００３１】
矩形状のトレイＴには、９個の開口部が形成されており、これらの開口部には、各々、矩形状の基板Ｓが、爪部材１３により支持された状態で配設されている。このトレイＴは、複数の搬送ローラ１１により支持される。これらの搬送ローラ１１は、鍔部が形成された構成を有し、一対の側板１２に各々が支持されている。トレイＴは、複数の搬送ローラ１１により、複数の搬送ローラ１１が同期して回転することにより搬送される。
【００３２】
なお、図２に示すように、導入コンベアＣＶ１における搬送ローラ１１はモータＭ１の駆動を受け回転し、上流側ロードロック室ＣＢ１における搬送ローラ１１はモータＭ２の駆動を受け回転し、上流側圧力調整室ＣＢ２における搬送ローラ１１はモータＭ３の駆動を受け回転し、成膜室ＣＢ３の後述する成膜領域の上流側の非成膜領域における搬送ローラ１１はモータＭ４の駆動を受け回転し、成膜室ＣＢ３の成膜領域における搬送ローラ１１はモータＭ５の駆動を受け回転し、成膜室ＣＢ３の成膜領域の下流側の非成膜領域における搬送ローラ１１はモータＭ６の駆動を受け回転し、下流側圧力調整室ＣＢ４における搬送ローラ１１はモータＭ７の駆動を受け回転し、下流側ロードロック室ＣＢ５における搬送ローラ１１はモータＭ８の駆動を受け回転し、払出コンベアＣＶ２における搬送ローラ１１はモータＭ９の駆動を受け回転する。
【００３３】
このため、これらのモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８、Ｍ９の回転を制御することにより、トレイＴを各領域で各々異なる速度で、間欠的に、または、連続的に、所定の速度で搬送することが可能となる。
【００３４】
次に、上述した一対の成膜部Ｐ１およびＰ２の構成について説明する。図５は、成膜室ＣＢ３における成膜領域Ｆ付近を示す概要図である。
【００３５】
成膜室ＣＢ３には、一対の成膜部Ｐ１およびＰ２が配設されている。これらの成膜部Ｐ１、Ｐ２は、搬送ローラ１１の作用により搬送されるトレイＴに支持された複数の基板Ｓに対して、その下面から成膜を実行する。なお、成膜室ＣＢ３における成膜部Ｐ１の上流側の端部から成膜部Ｐ２の下流側の端部に亘る領域が成膜領域Ｆとなり、成膜室ＣＢ３におけるその他の領域が非成膜領域となる。
【００３６】
図６は、成膜部Ｐ１（Ｐ２）を示す概要図である。
【００３７】
この成膜部Ｐ１は、ターゲット２１と、カソードを構成するベース板２２と、スパッタ用電源２９と、磁石２４と、アノード２３と、誘導結合型プラズマ発生部３２とを備える。また、この成膜部Ｐ１は、ターゲット２１、ベース板２２および誘導結合型プラズマ発生部３２の誘導結合型アンテナ２５等を冷却するための図示を省略した冷却機構を備えている。
【００３８】
ここでは、ターゲット２１の材質としては、アルミニウム（Ａｌ）が使用される。ターゲット２１は、図示しない保持部により、成膜室ＣＢ３とは絶縁された状態で、トレイＴの搬送経路から所定の距離だけ離隔した位置に水平姿勢で保持される。これにより、ターゲット２１は、トレイＴに支持された基板Ｓに対して平行となる状態で対向配置されることになる。
【００３９】
ベース板２２は、ターゲット２１の下方からターゲット２１に当接される。また、スパッタ用電源２９は、ベース板２２に、スパッタ電圧を印加する。ここで、スパッタ電圧は、例えば、負電圧の直流電圧であってもよく、負電圧と正電圧とからなるパルス状の電圧であってもよく、負のバイアス電圧が添加された交流のスパッタ電圧であってもよい。ベース板２２を介してターゲット２１にスパッタ電圧が印加されることによって電界が生成し、この電界によりプラズマが発生する。
【００４０】
磁石２４は、ベース板２２の下方に配置される。磁石２４は、マグネトロンスパッタ用の磁石であり、例えば、永久磁石により形成され、ターゲット２１の表面近傍に静磁場（マグネトロン磁場）を形成する。この静磁場が形成されることによって、ターゲット２１の表面近傍に、電界によって発生したプラズマが閉じこめられる。また、アノード２３は、ベース板２２の側方に配置される。アノード２３の上方は、ターゲット２１の側面と非接触状態で近接配置されている。
【００４１】
誘導結合型プラズマ発生部３２は、誘導結合タイプの高周波アンテナである誘導結合型アンテナ２５を２個備える。各誘導結合型アンテナ２５は、金属製のパイプ状導体をＵ字形状に曲げたものを、石英などの誘電体で覆ったものである。この誘導結合型アンテナ２５は、トレイＴの搬送方向に対してターゲット２１をの上流側と下流側に一対配置される。各誘導結合型アンテナ２５は、ターゲット２１の側面に沿って配置される。また、各誘導結合型アンテナ２５の突出側の端部付近が、ターゲット２１の上面の側方に配置されるように、誘導結合型アンテナ２５とターゲット２１との高さ位置が調整される。これらの誘導結合型アンテナ２５は、成膜室ＣＢ３とは絶縁された状態で成膜室ＣＢ３内に固定される。
【００４２】
各誘導結合型アンテナ２５の一端は、整合回路３０を介して、高周波電源３１に接続されている。また、各誘導結合型アンテナ２５の他端は接地されている。高周波電源３１から各誘導結合型アンテナ２５に高周波電流が流されると、誘導結合型アンテナ２５の周囲の電界（高周波誘導電界）により電子が加速されて、誘導結合プラズマが発生する。このプラズマは、上述した電界により発生したプラズマとともに、磁石２４がターゲット２１の近傍に形成している静磁場によって、ターゲット２１の表面部分に閉じこめられる。
【００４３】
上述したように、誘導結合型アンテナ２５は、Ｕ字形状となっている。このようなＵ字形状の誘導結合型アンテナ２５は、巻数が１回未満の誘導結合アンテナに相当し、巻数が１回以上の誘導結合アンテナよりもインダクタンスが低いため、誘導結合型アンテナ２５の両端に発生する高周波電圧が低減され、生成するプラズマへの静電結合に伴うプラズマ電位の高周波揺動が抑制される。このため、対地電位へのプラズマ電位揺動に伴う過剰な電子損失が低減され、プラズマ電位が特に低く抑えられる。
【００４４】
また、各誘導結合型アンテナ２５とターゲット２１との間に、吐出口２８が形成されており、この吐出口２８は、図示しないガス供給部と接続されている。ガス供給部から吐出口２８に供給されたガスは、成膜部Ｐ１が配置されている処理空間に供給される。これらの吐出口２８は、２個の誘導結合型アンテナ２５と対応する位置に設けられることが好ましい。
【００４５】
また、２個の誘導結合型アンテナ２５の外側には、一対の遮蔽板２６が配設されている。これらの遮蔽板２６は、成膜部Ｐ１にて発生されるプラズマやスパッタの飛散範囲を制限するシールドとして機能する。
【００４６】
このような成膜部Ｐ１においては、吐出口２８から一対の遮蔽板２６間の領域に対し、スパッタガスであるアルゴンと反応性ガスである酸素とを供給する。そして、高周波電源３１から誘導結合型アンテナ２５に高周波電流を流すとともに、スパッタ用電源２９からベース板２２にスパッタ電圧を印加する。すると、誘導結合型アンテナ２５の周囲の高周波誘導電界により、誘導結合プラズマが発生する。また、ベース板２２にスパッタ電圧が印加されることによって、ターゲット２１付近に高密度プラズマが生成する。これら２種類のプラズマは、磁石２４がターゲット２１の近傍に形成している静磁場によって、ターゲット２１の表面部分に閉じこめられる。そして、プラズマ雰囲気中のイオンがターゲット２１に衝突して、ターゲット２１からアルミニウム（Ａｌ）原子を飛び出させる。このアルミニウムの原子により、基板Ｓの下面にアルミニウムの層が形成され、成膜がなされる。
【００４７】
図７は、この発明に係る真空成膜装置の制御系を示すブロック図である。
【００４８】
この真空成膜装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭおよび論理演算を実行するＣＰＵを備え、装置全体を制御する制御部１００を備える。この制御部１００は、上述したモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８、Ｍ９と接続されており、これらのモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８、Ｍ９の回転を制御する。また、この制御部１００は、上述した真空圧力計ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３、ＶＧ４、ＶＧ５と接続されている。また、この制御部１００は、上述した真空バルブＶ１、Ｖ２およびコントロールバルブＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３と接続されている。さらに、この制御部１００は、上述したゲートバルブＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６を開閉駆動するためのゲートバルブ開閉部９０に接続されており、ゲートバルブ開閉部９０を介してゲートバルブＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６を開閉制御する。
【００４９】
次に、上述した真空成膜装置によるトレイＴの搬送制御動作について説明する。図８から図２３は、トレイＴの搬送制御動作を示す説明図である。なお、図８、図１０、図１２、図１４、図１６、図１８、図２０、図２２は真空成膜装置の側面を示し、図９、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１、図２３は真空成膜装置の平面を示している。なお、これらの図は、上述した図１および図２と対応するものであるが、図１および図２に示す一部の符号を省略している。
【００５０】
図１および図２に示すように、複数の基板Ｓを支持した最初のトレイＴ１は、導入コンベアＣＶ１から上流側ロードロック室ＣＢ１に搬送される。このときのトレイＴ１の搬送速度は、成膜時の搬送速度Ｓ１よりも速い速度である搬送速度Ｓ２となっている。このトレイＴ１は、図１および図２に示すように、上流側ロードロック室ＣＢ１において一旦搬送を停止され、上流側ロードロック室ＣＢ１内の圧力が調整される。
【００５１】
次に、図８および図９に示すように、トレイＴ１は、上流側ロードロック室ＣＢ１から上流側圧力調整室ＣＢ２に搬送される。このときのトレイＴ１の搬送速度も、成膜時の搬送速度Ｓ１よりも速い速度である搬送速度Ｓ２となっている。このトレイＴ１は、図８および図９に示すように、上流側圧力調整室ＣＢ２において一旦搬送を停止され、上流側圧力調整室ＣＢ２内の圧力が調整される。
【００５２】
次に、図１０および図１１に示すように、トレイＴ１は、上流側圧力調整室ＣＢ２から成膜室ＣＢ３に搬送される。この搬送時において詳細には、トレイＴ１に支持された基板Ｓの先端(すなわち、トレイＴ１により支持された複数の基板Ｓのうち、搬送方向の先頭の基板Ｓにおける搬送方向の先頭の端部）が図５に示す成膜領域Ｆに到達するまでは、トレイＴ１は成膜時の搬送速度Ｓ１よりも速い速度である搬送速度Ｓ２で搬送される。一方、トレイＴ１に支持された基板Ｓの先端が成膜領域Ｆに到達した後、トレイＴ１に支持された基板Ｓの後端（すなわち、トレイＴ１に支持された複数の基板Ｓのうち、搬送方向の最後尾の基板Ｓにおける搬送方向の後ろ側の端部）が成膜領域Ｆから離隔するまでの間、トレイＴ１は成膜時の搬送速度Ｓ１で搬送される。すなわち、トレイＴ１は、トレイＴ１に支持された基板Ｓが成膜室ＣＢ３における成膜領域Ｆを通過するときに、成膜時の搬送速度Ｓ１で搬送される。
【００５３】
また、図１０および図１１に示すように、次のトレイＴ２が、導入コンベアＣＶ１から上流側ロードロック室ＣＢ１に搬送される。
【００５４】
図１２および図１３に示すように、最初のトレイＴ１が成膜室ＣＢ３における成膜領域Ｆを低速の成膜時の搬送速度Ｓ１で搬送されて成膜処理がなされている間に、次のトレイＴ２は、上流側ロードロック室ＣＢ１から上流側圧力調整室ＣＢ２に搬送されるとともに、さらに次のトレイＴ３が導入コンベアＣＶ１から上流側ロードロック室ＣＢ１に搬送される。これらのトレイＴ２、Ｔ３は、トレイＴ１と同様、間欠的に搬送され、その搬送速度もトレイＴ１と同様、成膜時の搬送速度Ｓ１よりも速い速度である搬送速度Ｓ２となっている。
【００５５】
そして、最初のトレイＴ１が成膜室ＣＢ３における成膜領域Ｆを低速の成膜時の搬送速度Ｓ１で搬送されて成膜処理がなされている間に、次のトレイＴ２が上流側圧力調整室ＣＢ２から成膜室ＣＢ３に搬送される。このときのトレイＴ２の搬送速度は、上述したように、成膜時の搬送速度Ｓ１よりも速い速度である搬送速度Ｓ２である。このため、図１４および図１５に示すように、成膜室ＣＢ３において、最初のトレイＴ１と次のトレイＴ２とが互いに当接する。この当接位置は、トレイＴ２に支持された基板Ｓの先端が成膜領域Ｆに達したときのトレイＴ１とトレイＴ２の位置となる。そして、当接後においては、トレイＴ２の搬送速度は成膜時の搬送速度Ｓ１となる。これにより、トレイＴ１とトレイＴ２とは、互いに隣接する状態で、成膜領域Ｆを通過する。このときには、さらに次のトレイＴ３が、導入コンベアＣＶ１から上流側ロードロック室ＣＢ１に搬送される。
【００５６】
図１６および図１７に示すように、トレイＴ１とトレイＴ２とが、互いに隣接する状態で、成膜時の搬送速度Ｓ１で成膜領域Ｆを通過している間に、トレイＴ３は、上流側ロードロック室ＣＢ１から上流側圧力調整室ＣＢ２に搬送され、さらに次のトレイＴ４が導入コンベアＣＶ１から上流側ロードロック室ＣＢ１に搬送される。このときのトレイＴ３、Ｔ４の搬送は、トレイＴ１、Ｔ２と同様、間欠的であり、また、このときの搬送速度は、成膜時の搬送速度Ｓ１よりも速い速度である搬送速度Ｓ２となっている。
【００５７】
トレイＴ１とトレイＴ２とが互いに隣接する状態で、成膜室ＣＢ３における成膜領域Ｆを低速の成膜時の搬送速度Ｓ１で搬送されて成膜処理がなされている間に、次のトレイＴ３が上流側圧力調整室ＣＢ２から成膜室ＣＢ３に搬送される。このときのトレイＴ３の搬送速度は、成膜時の搬送速度Ｓ１よりも速い速度である搬送速度Ｓ２である。このため、図１８および図１９に示すように、成膜室ＣＢ３において、互いに隣接する状態で搬送されているトレイＴ１およびトレイＴ２のうちトレイＴ２に、その次のトレイＴ３が当接する。この当接位置は、トレイＴ３に支持された基板Ｓの先端が成膜領域Ｆに達したときのトレイＴ２とトレイＴ３の位置となる。そして、当接後においては、トレイＴ３の搬送速度は成膜時の搬送速度Ｓ１となる。これにより、トレイＴ１とトレイＴ２と、トレイＴ２とトレイＴ３とは、互いに隣接する状態で、成膜領域Ｆを通過する。このときには、さらに次のトレイＴ４が、導入コンベアＣＶ１から上流側ロードロック室ＣＢ１に搬送される。
【００５８】
最初のトレイＴ１に支持された基板Ｓの後端が成膜室ＣＢ３における成膜領域Ｆから離隔すれば、トレイＴ１の搬送速度は成膜時の搬送速度Ｓ１よりも速い速度である搬送速度Ｓ２に切り替えられる。したがって、トレイＴ２およびトレイＴ３によって支持された基板Ｓの成膜領域Ｆの通過時におけるトレイＴ２およびトレイＴ３の搬送速度は、成膜時の搬送速度Ｓ１となっている。このため、図２０および図２１に示すように、トレイＴ１、トレイＴ２、およびトレイＴ３は、互いに隣接する状態が解除され、トレイＴ１がトレイＴ２およびトレイＴ３より離隔する。そして、トレイＴ１は、成膜時の搬送速度Ｓ１よりも速い速度である搬送速度Ｓ２で、成膜室ＣＢ３から下流側圧力調整室ＣＢ４に搬送される。しかる後、トレイＴ１は、下流側圧力調整室ＣＢ４において一旦搬送を停止され、下流側圧力調整室ＣＢ４内の圧力が調整される。このときにも、後段のトレイＴ２およびトレイＴ３は、成膜時の搬送速度Ｓ１で搬送され、この２つのトレイによって支持された基板Ｓに対する成膜が継続される。
【００５９】
次に、図２２および図２３に示すように、トレイＴ１は、下流側圧力調整室ＣＢ４から下流側ロードロック室ＣＢ５に搬送される。その後、下流側ロードロック室ＣＢ５において一旦搬送を停止され、下流側ロードロック室ＣＢ５内の圧力が調整（大気解放）される。この下流側圧力調整室ＣＢ４から下流側ロードロック室ＣＢ５へのトレイＴ１の搬送速度は、成膜時の搬送速度Ｓ１よりも速い速度である搬送速度Ｓ２である。また、トレイＴ１の下流側圧力調整室ＣＢ４から下流側ロードロック室ＣＢ５への搬送と同期して、トレイＴ４が上流側ロードロック室ＣＢ１から上流側圧力調整室ＣＢ２に搬送され、さらに次のトレイＴ５が導入コンベアＣＶ１から上流側ロードロック室ＣＢ１に搬送される。このトレイＴ４およびトレイＴ５の搬送速度は、成膜時の搬送速度Ｓ１よりも速い速度である搬送速度Ｓ２であり、その搬送は先行するトレイＴと同様、間欠的に行われる。
【００６０】
しかる後、最初のトレイＴ１が、下流側ロードロック室ＣＢ５から払出コンベアＣＶ２に搬送される。これにより、トレイＴ１に支持された複数の基板Ｓの成膜処理が完了する。以下、同様の動作により、後段のトレイＴに支持された複数の基板Ｓの成膜処理が実行される。
【００６１】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。上述した実施形態においては、複数の基板Ｓを支持したトレイＴを搬送ローラ１１により搬送する構成を採用していたが、他の実施形態として、基板ＳをトレイＴで支持する代わりに、基板Ｓを、搬送ローラにより直接支持して搬送する構成を採用することができる。このような構成を採用した場合にも、基板Ｓが成膜領域Ｆを通過する間は成膜時の搬送速度Ｓ１で搬送を行い、それ以外のときはそれよりも速い搬送速度Ｓ２で搬送を行うことにより、基板Ｓが成膜領域Ｆを通過するときに複数の基板Ｓが互いに隣接する状態で成膜領域Ｆを通過させることにより、上述した実施形態と同様の作用・効果を得ることが可能となる。このような実施形態においては、上述した各図において図示されたトレイＴのかわりに、基板Ｓそのものが複数の搬送ローラ１１により搬送されることになる。
【００６２】
なお、上述した実施形態においては、上流側ロードロック室ＣＢ１と上流側圧力調整室ＣＢ２により、成膜室ＣＢ３の上流側の上流側圧力調整部を構成し、下流側ロードロック室ＣＢ４と下流側圧力調整室ＣＢ５により、成膜室ＣＢ３の下流側の下流側圧力調整部を構成している。しかしながら、上流側圧力調整部と下流側圧力調整部とを、各々、単一の室として構成してもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１１            搬送ローラ
１２            側板
１３            爪部材
２１            ターゲット
２２            ベース板
２３            アノード
２４            磁石
２５            誘導結合型アンテナ
２９            スパッタ用電源
３２            誘導結合型プラズマ発生部
９０            ゲートバルブ開閉部
１００          制御部
ＣＢ１          上流側ロードロック室
ＣＢ２          上流側圧力調整室
ＣＢ３          成膜室
ＣＢ４          下流側圧力調整室
ＣＢ５          下流側ロードロック室
ＣＶ１          導入コンベア
ＣＶ２          払出コンベア
Ｆ              成膜領域
Ｇ１〜Ｇ６      ゲートバルブ
Ｍ１〜Ｍ９      モータ
Ｐ１            成膜部
Ｐ２            成膜部
Ｓ              基板
ＳＶ１          コントロールバルブ
ＳＶ２          コントロールバルブ
ＳＶ３          コントロールバルブ
Ｔ              トレイ
Ｖ１            真空バルブ
Ｖ２            真空バルブ
ＶＧ１〜ＶＧ５  真空圧力計
ＶＰ１〜ＶＰ５  真空ポンプ
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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