(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板搬送方向に配置されて基板に対し処理を行う複数の真空槽を備え、真空雰囲気中で前記基板を取り付けたキャリアを、該基板を鉛直に立てた状態で搬送しつつ該基板に対し成膜を行う真空搬送機構と、
前記キャリアを大気圧雰囲気中で前記真空搬送機構の基板搬送方向の逆の方向に、該基板を鉛直に立てた状態で搬送する大気圧側搬送機構と、を有し、
前記大気圧側搬送機構は、前記真空搬送機構と側壁のみで隔てられ、
前記真空搬送機構は、前記大気圧側搬送機構が接する前記側壁側に加熱部を備え、
前記加熱部は、前記真空雰囲気中で前記基板を加熱処理し、かつ、前記大気圧側搬送機構で搬送される前記基板を前記大気圧雰囲気中で加熱すること
を特徴とするインライン式成膜装置。
【請求項２】
前記大気圧側搬送機構は、前記大気圧雰囲気中に、低露点清浄空気、窒素、又は低露点清浄空気と窒素との混合ガスからなる乾燥ガスを導入するガス導入部と、前記大気圧雰囲気中の前記乾燥ガスを排出するガス排出部を備える請求項１に記載のインライン式成膜装置。
【請求項３】
前記大気圧側搬送機構の筐体に供給する乾燥ガスの露点をマイナス３０度以下とする請求項２に記載のインライン式成膜装置。
【請求項４】
基板搬送方向に配置されて基板に対し処理を行う複数の真空槽を備え、真空雰囲気中で前記基板を取り付けたキャリアを、該基板を鉛直に立てた状態で搬送しつつ該基板に対しＩＴＯ膜を成膜する真空搬送機構と、
前記キャリアを大気圧雰囲気中で前記真空搬送機構の基板搬送方向の逆の方向に、該基板を鉛直に立てた状態で搬送する大気圧側搬送機構と、を有し、
前記真空搬送機構は、前記基板を加熱する加熱室と、前記基板を加熱しながらスパッタ法でＩＴＯ膜を成膜する成膜室とを備え、
前記大気圧側搬送機構は、前記真空搬送機構と側壁のみで隔てられ、
前記加熱室および前記成膜室は各々、前記大気圧側搬送機構が接する前記側壁側に加熱部を備え、
前記加熱部は、前記真空雰囲気中で前記基板を加熱処理し、かつ、前記大気圧側搬送機
構で搬送される前記基板を前記大気圧雰囲気中で加熱すること
を特徴とするインライン式成膜装置。
【請求項５】
真空雰囲気中で基板を取り付けたキャリアを、該基板を鉛直に立てた状態で真空搬送しつつ該基板に対しＩＴＯ膜を成膜し、大気圧雰囲気中で、前記キャリアを前記真空搬送とは逆の方向に、該基板を立てた状態で搬送する成膜方法であって、
前記真空雰囲気の加熱室の加熱部で前記基板を加熱するステップと、
前記真空雰囲気の成膜室の加熱部で前記基板を加熱しながら、前記基板に前記ＩＴＯ膜を成膜するステップと、
前記基板を大気圧で乾燥ガスが導入された大気圧雰囲気中に搬出するステップと、
前記加熱室の加熱部と前記成膜室の加熱部とで加熱された前記大気圧雰囲気中で、前記基板を搬送するステップと、を有し、
前記加熱室および前記成膜室と、前記大気圧雰囲気とは、前記加熱室および前記成膜室の側壁のみで隔てられている
ことを特徴とする成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空雰囲気中で成膜を行うインライン式成膜装置、および、成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ、太陽電池、電子部品及び光学部品等の製造工程において、基板に対し金属膜、酸化膜や透明導電膜等を成膜する方法として、真空成膜法が用いられている。このうち最も生産性が高い真空成膜法は、インライン式真空成膜法である。
【０００３】
インライン式成膜装置は、基板を大気圧雰囲気中から真空雰囲気中に搬送するための仕込室、成膜室、基板を真空雰囲気中から大気圧雰囲気中へ取り出す取出室、及び基板をそれらの処理室に順次搬送させる搬送機構を少なくとも有している。基板は搬送用のキャリアに固定され、該キャリアは搬送機構によって仕込室、成膜室、及び取出室に順次搬送される。
【０００４】
一般的に、この種のインライン式成膜装置は、成膜後の基板を取出室側から仕込室側へ搬送するリターン機構を備える。このようなリターン機構を備えた装置として、例えば、キャリアの搬送経路である搬送路を方形に設定し、その搬送路に沿って複数の真空容器を並べる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、方形の搬送路の内側に空間が形成されるとともに、搬送路の４つの角の部分に、キャリアの回転のための回転室を設けられている。仕込室から送り出したキャリアは、第１の回転室によって９０度回転させて、成膜処理を行いながら第２の回転室まで搬送する。次いで、第２の回転室に搬送されたキャリアは、第２の回転室によって９０度回転させて、成膜処理を行いながら第３の回転室に向かって搬送する。さらに第３の回転室に搬送されたキャリアを９０度回転させて、成膜処理を行いながら第４の回転室に搬送する。第４の回転室に搬送されたキャリアは、取出室に搬送される。
【０００５】
また、図１０に示すように、基板を固定したキャリアを真空槽内で折り返す真空リターン方式の装置もある。この装置は、基板着脱機構１０５から搬送したキャリアに対し、第１の成膜プロセスを、キャリアを一方向に搬送する第１の真空搬送機構１０３で行う。そしてキャリア回転機構１０６によりキャリアを回転させ、第２の成膜プロセスを、第１の真空搬送機構１０３と平行に設けられたリターン側の真空搬送機構１０４で行う。このため、該装置は、２種類以上の物質の成膜や、ハイタクトで厚膜を形成する場合に適している。また、各真空搬送機構１０３，１０４を並列に配置するため、装置の設置面積を縮小することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２７４１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述したような方形の搬送路では、搬送路の内側に空間を有する分、装置本体の設置面積が大きくなる。また、図１０に示した真空リターン方式の装置の場合、メンテナンス等のために装置を停止させる場合には、装置内のヒータの余熱に起因する基板の破損等を避けるため、装置内部に滞在するキャリアを、キャリアストッカー１１０に一旦退避させる必要がある。このため、インライン式成膜装置の設置スペースにキャリアストッカー１１０を載置するスペースを確保しなければならない他、キャリアを装置内部から取り出す手間が生じる。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置全体の設置面積の縮小を図ることができるインライン式成膜装置、および、成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためのインライン式成膜装置は、基板搬送方向に配置されて基板に対し処理を行う複数の真空槽を備え、真空雰囲気中で前記基板を取り付けたキャリアを、該基板を鉛直に立てた状態で搬送しつつ該基板に対し成膜を行う真空搬送機構と、前記キャリアを大気圧雰囲気中で前記真空搬送機構の基板搬送方向の逆の方向に、該基板を鉛直に立てた状態で搬送する大気圧側搬送機構と、を有し、前記大気圧側搬送機構は、前記真空搬送機構と側壁のみで隔てられ、前記真空搬送機構は、前記大気圧側搬送機構が接する
前記側壁側に加熱部を備え、前記加熱部は、前記真空雰囲気中で前記基板を加熱処理し、かつ、前記大気圧側搬送機構で搬送される前記基板を前記大気圧雰囲気中で加熱する。
【００１０】
上記インライン式成膜装置によれば、大気圧搬送機構が、真空搬送機構の側壁に接して設けられているので、基板搬送方向に直交する方向に装置を小型化することができる。また、装置に大気圧搬送機構が設けられているため、装置停止の際に大気圧搬送機構に基板を固定したキャリアをストックすることができるので、装置停止時に基板を一時退避させるためのキャリアストッカーが不要となる。このため、装置の設置面積を縮小することができる。
【００１１】
上記課題を解決するためのインライン式成膜装置は、基板搬送方向に配置されて基板に対し処理を行う複数の真空槽を備え、真空雰囲気中で前記基板を取り付けたキャリアを、該基板を鉛直に立てた状態で搬送しつつ該基板に対しＩＴＯ膜を成膜する真空搬送機構と、前記キャリアを大気圧雰囲気中で前記真空搬送機構の基板搬送方向の逆の方向に、該基板を鉛直に立てた状態で搬送する大気圧側搬送機構と、を有し、前記真空搬送機構は、前記基板を加熱する加熱室と、前記基板を加熱しながらスパッタ法でＩＴＯ膜を成膜する成膜室とを備え、前記大気圧側搬送機構は、前記真空搬送機構と側壁のみで隔てられ、前記加熱室および前記成膜室は各々、前記大気圧側搬送機構が接する前記側壁側に加熱部を備え、前記加熱部は、前記真空雰囲気中で前記基板を加熱処理し、かつ、前記大気圧側搬送機構で搬送される前記基板を前記大気圧雰囲気中で加熱する。
【００１２】
上記課題を解決するための成膜方法は、真空雰囲気中で基板を取り付けたキャリアを、該基板を鉛直に立てた状態で真空搬送しつつ該基板に対しＩＴＯ膜を成膜し、大気圧雰囲気中で、前記キャリアを前記真空搬送とは逆の方向に、該基板を立てた状態で搬送する成膜方法であって、前記真空雰囲気の加熱室の加熱部で前記基板を加熱するステップと、前記真空雰囲気の成膜室の加熱部で前記基板を加熱しながら、前記基板に前記ＩＴＯ膜を成膜するステップと、前記基板を大気圧で乾燥ガスが導入された大気圧雰囲気中に搬出するステップと、前記加熱室の加熱部と前記成膜室の加熱部とで加熱された前記大気圧雰囲気中で、前記基板を搬送するステップと、を有し、前記加熱室および前記成膜室と、前記大気圧雰囲気とは、前記加熱室および前記成膜室の側壁のみで隔てられている。
【００１５】
上記インライン式成膜装置において、前記大気圧側搬送機構は、前記大気圧雰囲気中に、低露点清浄空気、窒素、又は低露点清浄空気と窒素との混合ガスからなる乾燥ガスを導入するガス導入部と、前記大気圧雰囲気中の前記乾燥ガスを排出するガス排出部を備えることも可能である。
【００１６】
上記インライン式成膜装置によれば、大気圧雰囲気中に、低露点清浄空気、窒素、又は低露点清浄空気及び窒素の混合ガスを流すため、成膜後の基板やキャリアに水分が吸着することを防止できる。また、基板やキャリアにそれらのガスを接触させ、基板やキャリアに付着した水分を除去することができる。従って、基板やキャリアから放出される水分によって、後の成膜工程に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００１７】
上記インライン式成膜装置において、前記大気圧側搬送機構の筐体に供給する乾燥ガスの露点をマイナス３０度以下とすることも可能である。
【００１８】
上記インライン式成膜装置によれば、乾燥ガスの露点がマイナス３０度以下とされるので、成膜後の基板やキャリアに水分が吸着することを防止できる。また、キャリアや基板に付着した水分量のうち、乾燥ガスによって除去される水分量が多くなる。従って、基板やキャリアから放出される水分によって、後の成膜工程に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のインライン式成膜装置を具体化した第１実施形態について、同装置全体を模式的に示す平面図。
【図２】（ａ）は同装置を構成する仕込室の断面図、（ｂ）は仕込室内の駆動系を示す拡大図。
【図３】同装置を構成する成膜室の断面図。
【図４】酸化インジウム錫（ＩＴＯ）薄膜からの放出ガス量を示すグラフ。
【図５】ＩＴＯ薄膜のシート抵抗と成膜工程の酸素流量との関係を示すグラフ。
【図６】同装置を構成する大気圧側搬送機構としてのリターン機構を流れる乾燥ガスの露点とＩＴＯ薄膜への吸着水分量との関係を示すグラフ。
【図７】本発明のインライン式成膜装置を具体化した第２実施形態について、同装置を構成する成膜室を模式的に示した断面図。
【図８】本発明のインライン式成膜装置の変形例を模式的に示す平面図。
【図９】本発明のインライン式成膜装置の変形例を模式的に示す断面図。
【図１０】従来のインライン式成膜装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化したインライン式成膜装置の一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。尚、インライン式成膜装置は、ガラスやセラミックスからなる基板に、金属膜、透明電極膜、絶縁膜又は光学膜等をスパッタ法、蒸着法又はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により成膜する装置として具体化できるが、本実施形態では、インライン式成膜装置を、ガラス基板に、ＩＴＯからなる薄膜をスパッタ法により形成する装置として説明する。
【００２１】
図１に示すように、インライン式成膜装置１１は、基板着脱機構１２と、仕込側トラバーサ１３と、基板Ｓに成膜のための各処理を行う真空搬送機構１４と、取出側トラバーサ１５と、大気圧側搬送機構としてのリターン機構１６とを備えている。また、インライン式成膜装置１１の設置スペースには、スパッタ電源や真空ポンプ、ガスボンベ等の部品１７が配設されている。このインライン式成膜装置１１は、仕込側トラバーサ１３から、真空搬送機構１４、取出側トラバーサ１５、リターン機構１６に亘って、基板Ｓを取り付けたキャリアＣを搬送する搬送路Ｒが設定されている。図２に示すように、キャリアＣの上部には、磁石３７が設置され、基板Ｓを鉛直に立てた状態、即ち基板Ｓの主面が鉛直方向と略平行となるような状態で搬送される。
【００２２】
基板着脱機構１２は、図示しないロボットによって、基板ＳをキャリアＣに取り付けるとともに、成膜された基板ＳをキャリアＣから取り外す機構である。尚、基板Ｓは、矩形状であって、例えば１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１３００ｍｍ等の大面積基板である。
【００２３】
仕込側トラバーサ１３は、ロボットによって成膜された基板Ｓが取り外され成膜前の基板Ｓが取り付けられたキャリアＣを、搬送路Ｒの搬送方向と略直交する方向に向かって、真空搬送機構１４側へ搬送する。また、仕込側トラバーサ１３と基板着脱機構１２とのアクセス部には、低露点清浄空気（クリーンドライエアー；ＣＤＡ）を５ｃｍ／ｓｅｃ以上で流すエアーカーテンが形成されている。
【００２４】
真空搬送機構１４は、搬送路Ｒに沿って７つの真空槽２０を備えている。真空槽２０は、金属等からなる真空材料から形成されている。各真空槽２０の境界は開口し、隣り合う真空槽２０と連結されることで、その内部空間である真空室２０ｓを連通させている。また、真空槽２０の境界のうち複数の位置には、ゲートバルブ２０ｖが設けられ、ゲートバルブ２０ｖで挟まれた真空槽２０内を封止可能となっている。真空槽２０は、ターボ分子ポンプ等からなる排気系をそれぞれ独立に備えるか、若しくは複数の真空槽２０が共通の排気系を備える。これらの真空槽２０は、仕込室２１、加熱室２２、成膜入口室２３、成膜室２４、成膜出口室２５、バッファー室２６及び取出室２７をそれぞれ構成する。
【００２５】
仕込室２１は、キャリアＣを大気圧雰囲気から真空雰囲気へと移動させるために設けられ、仕込側トラバーサ１３との境界と、加熱室２２との境界とにゲートバルブ２０ｖをそれぞれ備えている。また、仕込室２１は、内部を独立して真空排気する排気系と、基板Ｓをパーティクルから保護するクリーンガスを供給するクリーンガス供給系を備えている。この仕込室２１では、クリーンガスを流しながらスロー排気を行った後、排気系の駆動により急速に真空排気を行う。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、仕込室２１の真空槽２０は、架台３０の上に載置されている。真空室２０ｓには、基板Ｓを加熱室２２へ搬送するための駆動系３２が備えられている。図２（ｂ）に示すように、駆動系３２は、回転軸３３と、該回転軸３３に連動して回転するローラー３４を備えている。回転軸３３は、真空槽２０の底壁部に固定された支持台３５に回転可能に支持されている。また、回転軸３３の一端は、真空槽２０の外側に配設された伝達部３３ａを介して図示しないモーターに連結されている。
【００２７】
またローラー３４は、その周方向の側面に、断面略Ｕ字状に形成された凹部３４ａを備えている。上記モーターを駆動すると、モーターの回転が、伝達部３３ａを介して回転軸３３に伝達され、ローラー３４を回転させる。ローラー３４は、この凹部３４ａの表面とキャリアＣの下端部とを摺動させてキャリアＣを下方から支持しながら搬送する。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、真空槽２０内の上部には、吊設部が設けられている。吊設部は、キャリアＣを磁力で吸引することで、キャリアＣに設置された磁石３７を磁気的に吊る磁石３８と、該磁石３８を真空槽２０に固定する磁石固定部３６とが設けられている。即ち、基板Ｓを固定したキャリアＣは、該キャリアＣの上部に設置した磁石３７と真空槽２０内の上部に設置した磁石３８とによって直立姿勢を保持しつつ、ローラー３４によって搬送される。
【００２９】
また、架台３０には、リターン機構１６の筐体３９が設置されている。筐体３９は、断面略コの字状をなし、真空槽２０側が開口した形状をなしている。また、筐体３９内には、仕込室２１と同様に駆動系３２が備えられている。駆動系３２の回転軸３３は、真空搬送機構１４と反対側に設けられた図示しないモーターに連結されている。
【００３０】
そして、開口側を真空槽２０に取り付けることで、真空槽２０の側壁２０ａがリターン機構１６の筐体３９の側壁を構成し、この側壁２０ａと筐体３９とによって大気圧側搬送室３９ｓが区画される。換言すると、真空槽２０及び筐体３９は、真空槽２０内の真空雰囲気及と筐体３９内の大気圧雰囲気とを隔てる側壁を共有している。
【００３１】
仕込室２１だけでなく、加熱室２２、成膜入口室２３、成膜室２４、成膜出口室２５、バッファー室２６及び取出室２７の真空槽２０の側壁もまた、筐体３９の側壁を構成している。このため、真空搬送機構１４及びリターン機構１６の基板搬送方向に対して直交する方向に装置を小型化することができる。
【００３２】
また、図１に示すように、真空搬送機構１４は、リターン機構１６に比べ、スパッタ機構や排気系の部品等を備えているため、重量が大きい。従って、真空搬送機構１４とリターン機構１６との均衡をとるために、真空搬送機構１４及びリターン機構１６は、それらの重心が架台３０の幅方向における中心とほぼ一致するように配置されている。その結果、リターン機構１６は、架台３０の外側に若干張り出すように配置される。
【００３３】
次に、加熱室２２について説明する。図１に示すように、加熱室２２は、基板Ｓ及びキャリアＣを所定の成膜温度まで加熱するために備えられ、仕込室２１との境界及び成膜入口室２３との境界に、ゲートバルブ２０ｖを備えるとともに、加熱室２２内を独立して減圧する排気系（図示略）を備えている。加熱室２２の真空槽内には、一対の加熱部としてのヒーター２２ａ，２２ｂが備えられている。ヒーター２２ａ，２２ｂは、非接触式であって、平板状をなし、一方のヒーター２２ａはリターン機構１６側の側壁２０ａ近傍、又は側壁２０ａに接した状態で取り付けられ、他方のヒーター２２ｂは、リターン機構１６に対して反対側となる位置に取り付けられている。これらのヒーター２２ａ，２２ｂの間に、基板Ｓを固定したキャリアＣを通過させることで、キャリアＣや基板Ｓに付着した水分量を減少させる。
【００３４】
また、真空槽２０とリターン機構１６とが側壁２０ａのみで隔てられていることで、ヒーター２２ａの近傍の側壁２０ａを介して、ヒーター２２ａ，２２ｂの熱が大気圧側搬送室３９ｓに伝播しやすい。このため、大気圧側搬送室３９ｓの空気が昇温し、筐体３９に付着した水分等を揮発させる。その結果、大気圧側搬送室３９ｓの雰囲気中の含有水分量が低下する。
【００３５】
成膜入口室２３、成膜室２４及び成膜出口室２５は、加熱室２２との境界及びバッファー室２６との境界にゲートバルブ２０ｖを備えるとともに、共通の排気系を備えている。成膜入口室２３、成膜室２４及び成膜出口室２５は、仕込室２１及び加熱室２２と同様に、真空室２０ｓ内に上述した駆動系３２と吊設部とを備える。成膜入口室２３では、成膜室２４へ搬入するキャリアＣを一時待機させ、成膜出口室２５では、成膜室２４からバッファー室２６へ搬送するキャリアＣを一時待機させる。
【００３６】
成膜室２４は、本実施形態では、ＤＣスパッタ装置であって、図３に示すように、カソード４０、アルゴン及び酸素からなる混合ガスを供給するガス供給系、カソード４０に電圧を印加するための電源等（図示略）を有している。成膜室２４は、３つのカソード４０をリターン機構１６側とは反対側の側壁に備えている。カソード４０のうちキャリアＣと対向する側面には、ＩＴＯからなるターゲット４１が設けられている。ターゲット４１には、上記電源から直流電圧が供給される。また、成膜室２４のターゲット４１の交換等、メンテナンスを行う場合には、カソード４０が設けられた側壁を開閉する。さらにカソード４０の反対側となる側壁２０ａ側には、成膜温度を維持するためのヒーター４２が備えられる。
【００３７】
図１に示すように、バッファー室２６は、成膜出口室２５との境界及び取出室２７との境界にゲートバルブ２０ｖを備えるとともに、真空室２０ｓ内を独立して減圧する排気系（図示略）を備える。また、バッファー室２６は、１対の非接触式の冷却パネル２６ａ，２６ｂを備え、各冷却パネル２６ａ，２６ｂは、搬送路Ｒを挟んで対向するように配置されている。これらの冷却パネル２６ａ，２６ｂの間にキャリアＣを搬送させることで、基板Ｓ及びキャリアＣが冷却される。冷却した基板Ｓ及びキャリアＣは、取出室２７に搬送される。
【００３８】
取出室２７は、仕込室２１と同様に、クリーンガスを流すガスシャワー供給系を備えている。この取出室２７では、ガスシャワー供給系によりクリーンガスを流しながらスローベントを行った後、主ベントバルブによって主ベントを行い、真空雰囲気から大気圧雰囲気にする。
【００３９】
取出室２７から送り出されたキャリアＣは、取出側トラバーサ１５によって、搬送路Ｒの搬送方向と略直交する方向に向かって、リターン機構１６側へ搬送される。
リターン機構１６は、上述したように、筐体３９の内部に、複数の駆動系３２と吊設部とを備え、キャリアＣを、取出側トラバーサ１５から仕込側トラバーサ１３へ向かって搬送路Ｒに沿って搬送する。筐体３９内の大気圧側搬送室３９ｓは減圧されず、大気圧となっている。
【００４０】
また、取出側トラバーサ１５には、低露点清浄空気、窒素、又は低露点清浄空気及び窒素の混合ガスからなる乾燥ガスを導入するガス導入部１５ａが備えられている。さらに、仕込側トラバーサ１３には、リターン機構１６内を流れた乾燥ガスが排出されるガス排出部１３ａが備えられている。乾燥ガスを、ガス導入部１５ａから大気圧側搬送室３９ｓへ導入し、ガス排出部１３ａから排出することで、乾燥ガスは、大気圧側搬送室３９ｓ内で滞留することなく搬送路Ｒに沿って流れる。この乾燥ガスは、成膜後の基板ＳやキャリアＣに水分が吸着することを防止する。また、乾燥ガスは、大気圧側搬送室３９ｓを流れる過程で基板ＳとキャリアＣに接触し、それらに付着した水分を揮発させる。即ち、大気圧側搬送室３９ｓは大気圧となっているが、筐体３９外側の大気の含有水分量に比べ、その含有水分量が極めて小さい状態に維持されている。
【００４１】
また、メンテナンス等、装置を停止させる際には、リターン機構１６内のキャリアＣは大気圧側搬送室３９ｓ内に待機させる。一方、図１０に示すようにリターン側の真空搬送機構１０４を真空室から構成する場合には、キャリアＣをリターン側の真空搬送機構１０４から取り出して、装置全体の設置スペースに配設されるキャリアストッカーに収容しなければならない。これに対し、本実施形態の装置では、装置停止時に用いるキャリアストッカーと、キャリアストッカーの設置スペースが不要となる。
【００４２】
次に、上述したインライン式成膜装置１１を用いて、基板Ｓに成膜処理を行う動作について説明する。まず、基板着脱機構１２の上記ロボットにより、基板Ｓが鉛直に立てられた状態とされ、仕込側トラバーサ１３内のキャリアＣに固定される。
【００４３】
基板Ｓを固定したキャリアＣは、基板着脱機構１２側から真空搬送機構１４側に向かって真空搬送機構１４の搬送路Ｒと直交する方向へ平行移動する。そしてキャリアＣが真空搬送機構１４の搬送路Ｒの始端に到達すると、ゲートバルブ２０ｖが開状態とされ、仕込側トラバーサ１３から仕込室２１へ搬送される。
【００４４】
仕込室２１へキャリアＣが搬送されると、クリーンガスによりスロー排気を行った後、排気系の駆動により仕込室２１内が急速に真空排気される。さらに、仕込室２１と加熱室２２との間のゲートバルブ２０ｖが開状態とされ、キャリアＣが、加熱室２２に搬送される。加熱室２２にキャリアＣが搬送されると、仕込室２１と加熱室２２との間のゲートバルブ２０ｖが閉状態とされる。
【００４５】
加熱室２２に搬送されたキャリアＣは、駆動系３２によって搬送されながらヒーター２２ａ，２２ｂの間を通過する。ヒーター２２ａ，２２ｂの温度は、基板Ｓを成膜温度程度に昇温可能な温度に設定されている。加熱室２２での加熱処理により、基板Ｓ及びキャリアＣに付着した水分量が減少する。
【００４６】
加熱処理が完了すると、加熱室２２と成膜入口室２３との間のゲートバルブ２０ｖが開状態とされ、キャリアＣが加熱室２２から成膜入口室２３へ搬送される。キャリアＣが成膜入口室２３へ搬送されると、加熱室２２と成膜入口室２３との間のゲートバルブ２０ｖが閉状態とされる。キャリアＣは、成膜入口室２３の駆動系３２によって、成膜室２４へと搬送される。
【００４７】
成膜室２４には、アルゴン及び酸素の混合ガスが一定の流量で供給されている。基板Ｓがターゲット４１に対向する位置までキャリアＣを搬送すると、電源からターゲット４１に直流電圧が印加される。その結果、ターゲット４１と基板Ｓとの間のアルゴンがイオン化されてスパッタが行われ、基板ＳにＩＴＯからなる薄膜が形成される。尚、ターゲット４１を常時放電させ、キャリアＣを順次連続して搬送し、薄膜を形成してもよい。
【００４８】
成膜処理が終了すると、キャリアＣは、成膜出口室２５の駆動系３２により、バッファー室２６側に搬送され、成膜出口室２５とバッファー室２６との間のゲートバルブ２０ｖが開状態とされる。キャリアＣは、ゲートバルブ２０ｖを介して、バッファー室２６に搬送される。キャリアＣがバッファー室２６に搬送されると、成膜出口室２５とバッファー室２６との間のゲートバルブ２０ｖが閉状態とされる。
【００４９】
バッファー室２６に搬送されたキャリアＣは、駆動系３２によって駆動されながら冷却パネル２６ａ，２６ｂの間を通過する。基板Ｓは、冷却パネル２６ａ，２６ｂによって非接触的に冷却される。
【００５０】
さらにキャリアＣは、バッファー室２６と取出室２７との間のゲートバルブ２０ｖを介して、取出室２７に搬送される。取出室２７で大気圧雰囲気に曝されたキャリアＣは、取出側トラバーサ１５に搬送される。
【００５１】
取出側トラバーサ１５内に搬送されたキャリアＣは、リターン機構１６側に向かって搬送路Ｒと直交する方向へ平行移動する。そしてキャリアＣがリターン機構１６の搬送路Ｒの始端に到達すると、取出側トラバーサ１５からリターン機構１６へ搬送される。
【００５２】
リターン機構１６内には、上述したように取出側トラバーサ１５のガス導入部１５ａから供給された乾燥ガスが仕込側トラバーサ１３側へ向かって流れ、該乾燥ガスは、ガス排出部１３ａから排出されている。この乾燥ガスは、成膜後の基板ＳやキャリアＣに水分が吸着することを防止する。また、この乾燥ガスとキャリアＣ及び基板Ｓとが接触することにより、キャリアＣ及び基板Ｓに吸着した水分は、乾燥ガスに含有されてガス排出部１３ａから排出される。このように乾燥ガスを流すことで、成膜後の基板ＳやキャリアＣに水分が吸着することを防止するとともに、キャリアＣ及び基板Ｓに付着した水分量が減少するため、大気搬送後のキャリアＣや基板Ｓの加熱時間を長くしたり、加熱温度を上昇させる必要が無い。
【００５３】
一方、リターン機構１６に乾燥ガスを流さない場合、ＩＴＯ等の酸化物からなる薄膜は水分を吸収しやすい性質があるため、リターン機構１６の大気圧雰囲気中で水分を吸収する。図４に、ＴＤＳ（昇温脱離法）によって、ガラス基板を大気圧雰囲気中で放置したサンプルＡと、ＩＴＯ薄膜を備えた基板を大気圧雰囲気中で放置したサンプルＢ，Ｃとからの放出ガス量をそれぞれ測定した結果を示した。放置時間は２１０秒とし、ＩＴＯの膜厚は、サンプルＢを１５，０００Å、サンプルＣを１５０，０００Åとした。サンプルＢは、単なるガラス基板に比べ放出ガス量が２倍になった。また、放出ガスについてＲＧＡ（残留ガス分析計）によってガスの組成を調べたところ、主な放出ガスはＨ２Ｏであることがわかった。さらに、ＩＴＯ薄膜の厚さが１５０，０００Åになると、その放出ガス量は、１５，０００ÅのＩＴＯ薄膜からの放出ガス量の２０倍になった。
【００５４】
従って、リターン機構１６に乾燥ガスを流さない場合、成膜工程でキャリアＣに付着した酸化物等もリターン機構１６の大気圧雰囲気中で水分を吸収する。この付着物に吸収された水分は、キャリアＣが装置内を循環する過程で放出される。例えば成膜室２４で水分が放出された場合、その水分子は、成膜室２４内で発生したプラズマにより水素と酸素とに分解される。分解された酸素は、プラズマ中の酸素の比率を変えるため、成膜条件が変わってしまうという問題がある。
【００５５】
図５に、成膜対象をＩＴＯとした場合のスパッタプロセスにおける酸素導入量とＩＴＯ膜のシート抵抗値の関係を示す。酸素導入量、即ちプラズマ中の酸素の比率が大きくなると、シート抵抗は一旦減少するものの、極小値を介して上昇する。尚、シート抵抗が最小値になる際の酸素流量は、３ｓｃｃｍである。
【００５６】
また、リターン機構１６に流す乾燥ガスの露点温度を、マイナス３０度以下にすることが好ましい。マイナス３０度以下である場合、図６に示すように、ＩＴＯ薄膜を大気に曝したときに比べて、吸着水分量が、およそ０．２２（２／９）倍となる。これによって、キャリア交換なしでの連続運転時間を１４４時間（６日間）とすることができた。前述のように成膜室でキャリアから放出された水分は水素と酸素に分解される。この酸素量が３ｓｃｃｍに達するまでキャリアＣを交換しないで連続運転することができる。乾燥ガスの露点温度を、マイナス３０度以下にすることにより、キャリアに付着したＩＴＯ膜への吸着水分量が、大気に晒した場合と比べて約０．２２倍となりキャリア交換なしでの連続運転時間を１４４時間にすることができた。
【００５７】
キャリアＣがリターン機構１６の終端まで搬送されると、キャリアＣは仕込側トラバーサ１３に送られる。基板着脱機構１２は、仕込側トラバーサ１３に搬送されたキャリアＣから、ＩＴＯ薄膜が形成された基板Ｓを取り外す。基板Ｓは、乾燥ガスに曝されることにより、水分が吸着することが抑えられるとともに、吸着した水分量が減少する。このため、ＩＴＯ薄膜を形成した工程の次の成膜工程で、ＩＴＯ薄膜から蒸発する水分量が少なくなり、成膜条件に悪影響を及ぼすことが抑制される。一方、キャリアＣも、乾燥ガスに曝されることにより、水分が吸着することが抑えられるとともに、吸着した水分量が減少する。このため、次の成膜工程で、キャリアＣに意図せず付着したＩＴＯ膜から蒸発する水分が少なくなり、成膜条件に悪影響を及ぼすことが抑制される。加えて、基板着脱機構１２にて取り付けられた成膜前の基板Ｓは、仕込側トラバーサ１３で乾燥ガスに曝されることにより、吸着した水分量が減少する。これによって、成膜条件に悪影響を及ぼすことが抑制される。
【００５８】
第１実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１実施形態では、大気圧搬送機構であるリターン機構１６が、真空搬送機構１４の真空槽２０の側壁２０ａに接して設けられているので、真空搬送機構１４の基板搬送方向に直交する方向に装置を小型化することができる。また、装置に大気圧雰囲気のリターン機構１６が設けられているため、装置停止の際にリターン機構１６に基板Ｓを固定したキャリアＣをストックすることができるので、装置停止時に基板を一時退避させるためのキャリアストッカーが不要となる。このため、装置全体の設置面積を縮小することができる。
【００５９】
（２）第１実施形態では、リターン機構１６の筐体３９の側壁は、真空槽２０の側壁２０ａによって構成されているため、筐体３９の側壁の一部を省略することで、基板搬送方向に直交する方向にさらに装置を小型化することができる。また、筐体３９の側壁を省略することで、筐体３９を軽量化することができる。
【００６０】
（３）第１実施形態では、真空搬送機構１４は、該機構と接するリターン機構１６側にヒーター２２ａ，２２ｂ，４２を備えたため、リターン機構１６側へ熱が伝播しやすくなる。このため、リターン機構１６内の温度を上昇させ、該機構内の気体が含有する水分量を減少させることができる。従って、基板ＳやキャリアＣに付着する水分量が少なくなるため、後の成膜工程で放出される水分量を減少させることができる。このため、水分による膜質に対する悪影響を抑制することができる。
【００６１】
（４）第１実施形態では、リターン機構１６の筐体３９内に、低露点清浄空気、窒素、又は低露点清浄空気及び窒素の乾燥ガスを流すようにした。従って、キャリアＣがリターン機構１６内に搬送される過程で、基板Ｓ及びキャリアＣに乾燥ガスが接触するため、成膜後の基板ＳやキャリアＣに水分が吸着することを防止する。また、基板ＳやキャリアＣに付着した水分量を低下させることができる。即ち基板Ｓに付着した水分量を減少させることで、ＩＴＯ薄膜形成後の他の工程で、成膜条件等に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。また、装置内を循環するキャリアＣに付着した水分量を減少させることで、キャリアＣが真空搬送機構１４内に搬送される過程で放出される水分量が減少するため、ＩＴＯ薄膜の膜質に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。さらに基板着脱機構１２にて取り付けられた成膜前の基板Ｓは、仕込側トラバーサ１３で乾燥ガスに曝されることにより、吸着した水分量が減少する。これによって、成膜条件に悪影響を及ぼすことが抑制される。
【００６２】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化したインライン式成膜装置の第２実施形態を図７にしたがって説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態のリターン機構１６を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００６３】
図７に示すように、リターン機構１６の筐体３９は、上壁部、底壁部及び一対の側壁部を有し、駆動系３２及び磁石固定部等からなる吊設部を囲んでいる。即ち、筐体３９は、仕込側トラバーサ１３側及び取出側トラバーサ１５側で開口する筒状の形状を有している。
【００６４】
筐体３９は、その側壁が、真空搬送機構１４の真空槽２０に当接した状態で架台３０に設置されている。加熱室２２のヒーター２２ａ，２２ｂや成膜室２４のヒーター４２の熱も、真空槽２０の側壁及び筐体３９の側壁を介して、リターン機構１６へ伝播する。
【００６５】
第２実施形態によれば、第１実施形態に記載の効果に加えて以下のような効果を得ることができる。
（５）第２実施形態では、リターン機構１６を、その筐体３９の側壁が真空搬送機構１４の側壁に隣接した状態で架台３０に設置したので、真空搬送機構１４の基板搬送方向に直交する方向に装置を小型化することができる。また、筐体３９は筒状に形成されるため、筐体３９と各真空槽２０を接した状態で設置するだけでよく、筐体３９を各真空槽２０に取り付ける手間が軽減される。
【００６６】
尚、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、真空搬送機構１４の駆動系３２の回転軸３３をリターン機構１６とは反対側に配設されたモーターに連結し、リターン機構１６の駆動系３２の回転軸３３を真空搬送機構１４とは反対側に配設されたモーターに連結した。この構成以外に、図９に示すように、真空搬送機構１４の駆動系３２の回転軸３３をリターン機構１６を介して、リターン機構１６の外側まで延ばし、リターン機構１６の外側に配設されたモーターに連結させてもよい。即ち、真空搬送機構１４及びリターン機構１６の駆動源（モーター）を、リターン機構１６側にそれぞれ配置する。この際、真空搬送機構１４の回転軸３３及びリターン機構１６の回転軸３３を、歯車及びクラッチを介し、共通のモーターに連結してもよい。このようにすると、そもそも重量が大きい真空搬送機構１４が、モーターの分だけ軽量化されるため、真空搬送機構１４とリターン機構１６からなるユニットの重量の偏りを減らし、均衡をとりやすくすることができる。
【００６７】
・インライン式成膜装置は、基板着脱機構１２の位置、真空搬送機構１４の処理室の数及び種類は適宜変更してもよい。例えば、基板着脱機構１２と仕込側トラバーサ１３とを真空搬送機構１４の基板搬送方向に沿って並べてもよい。また、図８に示すように、リターン機構１６の長手方向の側壁に沿って、基板着脱機構１２を設けるようにしてもよい。また、図８に示すように、仕込室２１及び取出室２７にトラバーサ機構を設置し、大気圧雰囲気に設置する仕込側トラバーサ、取出側トラバーサを省略してもよい。また、装置の運用は、仕込室２１は、キャリアＣ及び基板Ｓがある状態で真空排気し、取出室２７は、キャリアＣ及び基板Ｓが無い状態で真空排気する。このため、取出室２７では、キャリアＣ及び基板Ｓからの放出ガスを考慮する必要が無く、またスロー排気する必要もない。よって、仕込室２１の容積よりも取出室２７の容積が大きくてもよいため、仕込室２１側に大気圧トラバーサを設置し、取出室２７側は大気圧トラバーサを省略し、取出室にトラバーサを設置した構成でもよい。さらに、真空搬送機構１４は、加熱室や搬送室等を複数設ける構成としてもよい。
【００６８】
・上記実施形態では、仕込室２１と成膜入口室２３との間に加熱室２２を設けたが、ヒーター２２ａ，２２ｂを省略して、バッファー室として構成してもよい。
・上記実施形態では、取出側トラバーサ１５にガス導入部１５ａを設けるとともに、仕込側トラバーサ１３にガス排出部１３ａを設け、このガス導入部１５ａからガス排出部１３ａへ乾燥ガスを流すようにしたが、要はリターン機構１６内に乾燥ガスを滞留させずに流すことができればよい。例えば、リターン機構１６の側壁のうち真空搬送機構１４と反対側の側壁に、ガス導入口及びガス排出口を設けてもよい。
【００６９】
・上記実施形態では、成膜室２４を、スパッタ装置に具体化したが、蒸着源から成膜材料を蒸発（昇華）させて基板に薄膜を形成する蒸着装置、化学気相成長により基板に薄膜を形成するＣＶＤ装置等に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１１…インライン式成膜装置、１３ａ…ガス排出部、１４，１０４…真空搬送機構、１５ａ…ガス導入部、１６…大気圧側搬送機構、２０…真空槽、２０ａ…側壁、２０ｓ…真空室、２２ａ，２２ｂ，４２…加熱部としてのヒーター、３２…駆動系、３９ｓ…大気圧側搬送室、３９…筐体、Ｃ…キャリア、Ｓ…基板。
【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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