(57)【要約】【課題】  インライン型成膜装置の設計及び製造にかかる時間とコストを削減するインライン型成膜装置及びそれに用いる成膜装置用ユニットを提供する。【解決手段】  往路部１００と、復路部２００と、復路部２００と往路部１００とのそれぞれの始端と終端とを接続する接続部１，１０と、往路部１００に配置された成膜用の複数の処理室２ａ〜９ａとを有するインライン型成膜装置において、往路部１００が複数の処理室２ａ〜９ａに対応させてサブ往路部１３ａに分割されるとともに復路部２００が各サブ往路部１３ａに対応させてサブ復路部１３ｂに分割され、互いに対応する各処理室２ａ〜９ａと各サブ往路部１３ａと各サブ復路部１３ｂとが成膜装置用ユニット２〜９として一体化され、各成膜装置用ユニット２〜９が連結されて構成されている、インライン型成膜装置である。【選択図】  図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
往路部と復路部と前記復路部の終端を前記往路部の始端に接続する始端側接続部と前記往路部の終端を前記復路部の始端に接続する終端側接続部とを有し各部を循環するようにキャリアを搬送するキャリア搬送路と、前記往路部に前記キャリアが順次通過するように配置された成膜用の複数の処理室とを有し、前記キャリアに基材を搭載して前記処理室を順次通過させることにより該基材上に成膜するインライン型成膜装置において、
前記往路部が前記複数の処理室に対応させてサブ往路部に分割されるとともに前記復路部が各前記サブ往路部に対応させてサブ復路部に分割され、互いに対応する前記各処理室と前記各サブ往路部と前記各サブ復路部とが成膜装置用ユニットとして一体化され、前記各成膜装置用ユニットが連結されて構成されている、インライン型成膜装置。
【請求項２】
前記往路部と前記復路部とが鉛直面内に配置されている請求項１に記載のインライン型成膜装置。
【請求項３】
前記復路部が、前記往路部の下部に配置されている請求項２に記載のインライン型成膜装置。
【請求項４】
前記複数の処理室が、入口槽、前真空槽、スパッタ槽、重合槽、後真空槽及び出口槽を構成している請求項１に記載のインライン型成膜装置。
【請求項５】
前記複数の処理室のうち先頭の処理室は基材搭載室が構成され、かつ、前記複数の処理室のうち最後尾の処理室は基材回収室が構成されている請求項４に記載のインライン型成膜装置。
【請求項６】
往路部と復路部と前記復路部の終端を前記往路部の始端に接続する始端側接続部と前記往路部の終端を前記復路部の始端に接続する終端側接続部とを有し各部を循環するようにキャリアを搬送するキャリア搬送路と、前記往路部に前記キャリアが順次通過するように配置された成膜用の複数の処理室とを有し、前記キャリアに基材を搭載して前記処理室を順次通過させることにより該基材上に成膜するインライン型成膜装置を構築するための成膜装置用ユニットであって、
前記各処理室を構築可能な共通処理室と、前記往路部を前記複数の処理室に対応させて分割してなるサブ往路部と、前記復路部を前記サブ往路部に対応させて分割してなるサブ復路部とを一体化してなる、成膜装置用ユニット。
【請求項７】
前記サブ往路部と前記サブ復路部とが鉛直面内に配置されている請求項６に記載の成膜装置用ユニット。
【請求項８】
前記サブ復路部が、前記サブ往路部の下部に配置されている請求項７に記載の成膜装置用ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インライン型成膜装置及びそれに用いる成膜装置用ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
基材の表面に成膜を行う従来の成膜装置は、成膜しようとする基材を成膜装置の真空槽内に搬入し、真空槽内でスパッタ装置等によって成膜を行い、成膜後、真空槽から基材を搬出するようになっている。また、従来のインライン型成膜装置では、基材をキャリアに搭載して、キャリアを往路部の真空槽等の処理室に順次搬送して、成膜作業を行い、成膜作業完了後にキャリアに搭載された基材を回収する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−３３１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来のインライン型成膜装置では、成膜層の数や厚さといった成膜条件に応じた往路部の設計と同時に、基材回収後のキャリアを再度、往路部始端に戻す復路部の設計も要し、インライン型成膜装置の設計及び製造にかかる時間とコストを押し上げていた。
【０００４】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、往路部と復路部の設計及び製造の標準化を図ることによって、インライン型成膜装置の設計及び製造にかかる時間とコストを削減するインライン型成膜装置及びそれに用いる成膜装置用ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係るインライン型成膜装置は、往路部と復路部と前記復路部の終端を前記往路部の始端に接続する始端側接続部と前記往路部の終端を前記復路部の始端に接続する終端側接続部とを有し各部を循環するようにキャリアを搬送するキャリア搬送路と、前記往路部に前記キャリアが順次通過するように配置された成膜用の複数の処理室とを有し、前記キャリアに基材を搭載して前記処理室を順次通過させることにより該基材上に成膜するインライン型成膜装置において、前記往路部が前記複数の処理室に対応させてサブ往路部に分割されるとともに前記復路部が各前記サブ往路部に対応させてサブ復路部に分割され、互いに対応する前記各処理室と前記各サブ往路部と前記各サブ復路部とが成膜装置用ユニットとして一体化され、各成膜装置用ユニットが連結されて前記往路部及び復路部に対応する部分が形成されている（請求項１）。かかる構成とすると、成膜装置用ユニットを連結させることで、往路部と復路部とも同時に構築できるので、インライン型成膜装置の設計を標準化することができ、インライン型成膜装置の設計及び製造にかかる時間とコストを削減することができる。
【０００６】
前記往路部と前記復路部とが鉛直面内に配置されているとよい（請求項２）。かかる構成とすると、往路部又は復路部の設置面積内に収容できるので、インライン型成膜装置の設置に要するスペースを少なくすることができる。
【０００７】
前記復路部が、前記往路部の下部に配置されているとよい（請求項３）。
【０００８】
前記複数の処理室が、入口槽、前真空槽、スパッタ槽、重合槽、後真空槽及び出口槽を構成しているとよい（請求項４）。
【０００９】
前記複数の処理室の先頭には、基材搭載室が配置され、前記複数の処理室の最後尾には基材回収室が配置されているとよい（請求項５）。
【００１０】
また、本発明に係る成膜装置用ユニットは、往路部と復路部と前記復路部の終端を前記往路部の始端に接続する始端側接続部と前記往路部の終端を前記復路部の始端に接続する終端側接続部とを有し各部を循環するようにキャリアを搬送するキャリア搬送路と、前記往路部に前記キャリアが順次通過するように配置された成膜用の複数の処理室とを有し、前記キャリアに基材を搭載して前記処理室を順次通過させることにより該基材上に成膜するインライン型成膜装置を構築するための成膜装置用ユニットであって、前記各処理室を構築可能な共通処理室と、前記往路部を前記複数の処理室に対応させて分割してなるサブ往路部と、前記復路部を前記サブ往路部に対応させて分割してなるサブ復路部とを一体化してなる（請求項６）。かかる構成とすると、成膜装置用ユニットを連結させることで、往路部と復路部とも同時に構築できるので、インライン型成膜装置の設計を標準化することができ、インライン型成膜装置の設計及び製造にかかる時間とコストを削減することができる。
【００１１】
前記サブ往路部と前記サブ復路部とが鉛直面内に配置されていてもよい（請求項７）。かかる構成とすると、往路部又は復路部の設置面積内に収容できるので、インライン型成膜装置の設置に要するスペースを少なくすることができる。
【００１２】
前記サブ復路部が、前記サブ往路部の下部に配置されているとよい（請求項８）。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明は、往路部と復路部の設計及び製造の標準化を図ることができるので、インライン型成膜装置の設計及び製造にかかる時間とコストを削減するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るインライン型成膜装置の全体構成を示す模式図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る成膜装置用ユニット２〜９の共通構造を有する成膜装置用ユニット２０の構成を概略的に示す斜視図であり、図３は、本発明の実施の形態に係るインライン型成膜装置のリフトアップブロック（始端側接続部）１及び先頭に位置する成膜装置用ユニット２の構成を概略的に示す斜視図であり、図４は、図１のIV−IV線断面を示す断面図である。
【００１５】
図１において、本実施の形態に係るインライン型成膜装置は、往路部１００と復路部２００と復路部２００の終端を往路部１００の始端に接続するリフトアップブロック１と往路部１００の終端を復路部２００の始端に接続するリフトダウンブロック（終端側接続部）１０とを有し各部を循環するようなキャリア搬送路が形成される。また、往路部１００にキャリアＣが順次通過するように配置された成膜用の複数の処理室２ａ〜９ａとを有している。往路部１００と復路部２００とは鉛直面内に配置されている。また、復路部２００は往路部１００の下部に配置されている。
【００１６】
また、それぞれの処理室２ａ〜９ａに対応したサブ往路部１３ａと、サブ復路部１３ｂとを一体化してなる成膜装置用ユニット２〜９が、処理室２ａ〜９ａ間に開閉手段１１ａ〜１１ｇを介して連結し、その両端にリフトアップブロック１及びリフトダウンブロック１０を備えて構成されている。
【００１７】
ここで、成膜装置用ユニット２〜９の共通構造について説明する。図２において、成膜装置用ユニット２０は、共通処理室２０ａと、サブ往路部１３ａと、サブ復路部１３ｂとを有している。なお、サブ復路部１３ｂには、サブ復路部ハウジング２ｂ〜９ｂが構成されている。これは、サブ復路部１３ｂを通行するキャリアＣの防塵のために設けられている。サブ復路部１３ｂは、ハウジング構造でなく、開口構造であってもよい。また、本実施の形態においては、サブ往路部１３ａとサブ復路部１３ｂとは鉛直面内に配置されている。さらに、サブ復路部１３ｂはサブ往路部１３ａの下部に配置されている。しかし、成膜装置用ユニット２０は、サブ往路部１３ａとサブ復路部１３ｂとが上下左右いずれかに隣接するように配設されていればよい。成膜装置用ユニット２０同士の連結時において、往路部１００及び復路部２００に対応する部分が形成されれば足りるからである。
【００１８】
共通処理室２０ａ及び復路部ハウジング２０ｂには、キャリアＣの搬送方向前後にそれぞれキャリアＣが通行できるような一対の開口部２０ｄ、２０ｄ及び開口部２０ｅ、２０ｅが形成されている。
【００１９】
共通処理室２０ａは、開口部２０ｄ、２０ｄを密閉すると密閉構造となるように構成され、かつ所定の装置を配設することができるように構成されている。所定の装置とは、成膜工程に必要な装置であり、例えば、真空装置、スパッタ装置あるいはプラズマ重合装置である。また、開口部２０ｄ、２０ｄの周囲面にはフランジ２０ｆを備えている。開口部に開閉手段を取り付けて密閉することができるようにするためである。
【００２０】
サブ往路部１３ａとサブ復路部１３ｂとは、キャリアＣ搬送用のローラ１３が配設されて構成されている。図４において、ローラ１３には、ガイドフランジ１３ｃが設けられている。キャリアＣの搭載位置を案内するためである。なお、図２ではガイドフランジ１３ｃは省略している。ローラ１３は、水平方向に所定の間隔以下の間隔で、キャリアＣを支持するように、配設されている。ここで、所定の間隔とは、キャリアＣが成膜装置用ユニット２〜９間を受け渡されるようにして搬送されるような間隔であり、具体的には、キャリアＣの進退方向全長において常に２つ以上のローラ１３がキャリアＣを支持するようになる間隔である。特に、連結時に成膜ハウジング間に介在する開閉手段１１ａ〜１１ｇの厚さも考慮して、ローラ１３が配設されている（図３参照）。サブ往路部１３ａとサブ復路部１３ｂとでは、キャリアＣの搬送方向１０１，１０２は互いに平行逆方向である。
【００２１】
なお、ローラ１３は搬送手段の一例であり、ローラ１３の代わりに、他の搬送手段を用いることができる。例えば、ベルトコンベアやラックアンドピニオン機構を用いることができる。
【００２２】
ここで、共通処理室２０ａから構築された各処理室２ａ〜９ａについて説明する。図１において、連結された成膜装置用ユニット２〜９の先頭に位置する成膜装置用ユニット２の処理室２ａ（基材搭載室）には、成膜前の基材Ｗを外部からキャリアＣに搭載することができるように基材投入口２ｃが処理室２ａの側面に形成されている。
【００２３】
成膜装置用ユニット２に連結されている成膜装置用ユニット３の処理室３ａ（入口槽）３ａには、真空装置３ｃを配設している。
【００２４】
成膜装置用ユニット３に連結されている成膜装置用ユニット４の処理室４ａ（前真空槽）には、真空装置４ｃを配設している。
【００２５】
成膜装置用ユニット４に連結されている成膜装置用ユニット５の処理室５ａ（スパッタ槽）には、真空装置５ｃ及びスパッタ装置５ｄを配設している。スパッタ装置５ｄは、ターゲット、放電用電源等のスパッタリングを行う手段を備えている。
【００２６】
成膜装置用ユニット５に連結されている成膜装置用ユニット６の処理室６ａ（重合槽）には、真空装置６ｃ及びプラズマ重合装置６ｄを配設している。プラズマ重合装置６ｄは、プラズマ生成用の電源、電極、反応ガス供給手段等のプラズマ重合を行う手段を備えている。
【００２７】
成膜装置用ユニット６に連結されている成膜装置用ユニット７の処理室７ａ（後真空槽）には、真空装置７ｃを配設している。
【００２８】
成膜装置用ユニット７に連結されている成膜装置用ユニット８の処理室８ａ（出口槽）には、真空装置８ｃを配設している。ここで、真空装置３ｃ〜８ｃは、排気ポンプ等の処理室内を減圧する手段を備えている。
【００２９】
成膜装置用ユニット８に連結され、成膜装置用ユニット２〜９の最後尾に位置する成膜装置用ユニット９の処理室９ａ（基材回収室）には、成膜後の基材ＷをキャリアＣから外部に回収することができるように基材回収口９ｃが基材回収室９ａの側面に形成されている。
【００３０】
このようにして、本発明に係るインライン型成膜装置においては、成膜層の種類、積層数、層の厚さ等の必要とされる成膜条件に対して、成膜装置用ユニット２０の連結数と、共通処理室２０ａに配設する装置の取捨選択を行うことによって対応することができる。これにより、成膜条件に応じた往路部１００を形成することができ、かつ、往路部１００に対応した復路部２００も同時に形成することができる。
【００３１】
次に、成膜装置用ユニット２〜９の連結構造について説明する。図３において、成膜装置用ユニット２と成膜装置用ユニット３とは、基材搭載室２ａの開口部２ｄに対し、入口槽３ａの開口部３ｄが対向し、復路部ハウジング２ｂの開口部２ｅに対し、復路部ハウジング３ｂの開口部３ｅが対向し、かつ、この対向する開口部２ｄと開口部３ｄとの間に開閉手段１１ａが介在するようにして連結されている。他の成膜装置用ユニット３〜９相互間も同様にして連結されている。
【００３２】
ここで、開閉手段１１ａ〜１１ｇには、密閉可能な開閉手段を用いている。例えば、ドア弁、ゲート弁などを用いることができる。
【００３３】
なお、処理室２０ａは、開口部２０ｄ、２０ｄに開閉手段を内蔵してもよい。かかる構造により、処理室２０ａは単独で密閉構造とすることができる。この場合、成膜装置用ユニット２０の連結において、開閉手段１１ａ〜１１ｇは不要となる。
【００３４】
リフトアップブロック１は、上昇リフト機構を有しており、リフトダウンブロック１０は、下降リフト機能を有している。例えば、図３において、リフトアップブロック１は、リフタ１ａと押出装置１ｂとを有するように構成されている。リフタ１ａは、復路部２００を搬送されてきたキャリアＣを受け止め、キャリアＣを往路部１００の位置までリフトアップするように配設され、押出装置１ｂは、リフトアップされたキャリアＣを往路部のローラ１３上に押し出すように配設されている。リフタ１ａは、リフタ１ａに設けられたガイドローラ（図示せず）が、ガイドレール１ｃに従いながら、チェーン１ｄにより昇降駆動されるような構造となっている。リフトダウンブロック１０においても同様にして、キャリアＣをリフトダウンできるように構成されている（図示せず）。
【００３５】
図５は、本発明の実施の形態に係るインライン型成膜装置のキャリアＣへの基材Ｗの搭載方法を概略的に示す斜視図である。キャリアＣには、冶具Ｊが、それぞれの嵌合凸部Ｃａと嵌合凹部Ｊａとが嵌合して据え付けられている。そして、冶具Ｊの係合凸部Ｊｂと基材Ｗの係合凹部Ｗａとが係合して、基材Ｗが、冶具Ｊに取り付けられている。
【００３６】
次に、このように構成された本発明の実施の形態に係るインライン型成膜装置の動作について説明する。
【００３７】
開閉手段１１ａ〜１１ｇは閉止している。すなわち、処理室３〜８は密閉状態にある。
【００３８】
冶具Ｊを載せたキャリアＣは複数台が往路部１００、復路部２００、リフトアップブロック１あるいはリフトダウンブロック１０上に待機している。
【００３９】
冶具Ｊを載せたキャリアＣは、順次、ローラ１３に駆動されて、基材搭載室２ａに搬送されてくる。ここで基材投入口２ｃ（図３参照）より、一対の基材Ｗが、冶具Ｊに取り付けられる（図５参照）。次に、開閉手段１１ａが開き、基材Ｗを搭載したキャリアＣは、入口槽３ａに搬送され、開閉手段１１ａは閉止される。これにより、入口槽３ａは密閉される。そして、真空装置３ｃによって真空粗引きされる。
【００４０】
真空粗引き後、入口槽３ａに連結されている開閉手段１１ｂが開き、基材Ｗを搭載したキャリアＣは、次の前真空槽４ａに搬送され、開閉手段１１ｂは閉止される。これにより、前真空槽４ａは密閉される。そして、真空装置４ｃによって真空引き（本引き）され、それにより、基材Ｗが脱ガス等される。
【００４１】
真空引き後、開閉手段１１ｃが開き、基材Ｗを搭載したキャリアＣは、次のスパッタ槽５ａに搬送され、開閉手段１１ｃは閉止される。これにより、スパッタ槽５ａは密閉される。そして、真空装置５ｃによってスパッタ槽５ａ内が所定の真空度に調整され、その後、スパッタ装置５ｄ（図４参照）によって、基材Ｗの成膜面にスパッタ膜が形成される。
【００４２】
スパッタ膜形成後、再度真空装置５ｃによって真空引きされた後、開閉手段１１ｄが開き、基材Ｗを搭載したキャリアＣは、次の重合槽６ａに搬送され、開閉手段１１ｄは閉止される。これにより、重合槽６ａは密閉される。そして、真空装置６ｃによって、重合槽６ａ内が所定の真空度に調整され、その後、プラズマ重合装置６ｄによって、基材Ｗの成膜面に重合膜が形成される。
【００４３】
重合膜形成後、再度真空装置６ｃによって真空引きされた後、開閉手段１１ｅが開き、基材Ｗを搭載したキャリアＣは、次の後真空槽７ａに搬送され、開閉手段１１ｅは閉止される。これにより、後真空槽７ａは密閉される。そして、真空装置７ｃによって成膜後の真空引きがされる。
【００４４】
成膜後の真空引き後、開閉手段１１ｆが開き、基材Ｗを搭載したキャリアＣは、次の出口槽８ａに搬送され、開閉手段１１ｆは閉止される。これにより、出口槽８ａは密閉される。そして、大気が出口槽８ａに導入される。
【００４５】
大気導入後、開閉手段１１ｇが開き、基材Ｗを搭載したキャリアＣは、基材回収室９ａに搬送され、開閉手段１１ｇは閉止される。なお、これにより、キャリアＣ不在の状態で密閉状態となった出口槽８ａにおいては、真空装置８ｃによって真空粗引きがされる。次の後真空槽７ａからのキャリアＣの搬入のための開閉手段１１ｆの開放に備えるためである。
【００４６】
基材回収室９ａにおいては、キャリアＣから、基材回収口９ｃより、基材Ｗが回収される。
【００４７】
基材Ｗが搭載されていないキャリアＣは、リフトダウンブロック１０に搬送され、復路部２００へと下降して移送される。
【００４８】
復路部２００に移送されたキャリアＣは、復路部２００をリフトアップブロック１まで搬送され、往路部１００へと上昇して移送される。
【００４９】
往路部１００に移送されたキャリアＣは、基材搭載部２ａに搬送されて循環することになる。
【００５０】
なお、本発明の実施の形態に係るインライン型成膜装置の動作は、制御装置３００によって、ローラ１３、開閉手段１１ａ〜１１ｇ、リフトアップブロック１，リフトダウンブロック１０及び各処理室３ａ〜８ａに接続される装置、例えば、真空装置３ｃ〜８ｃ、スパッタ装置５ｄ、プラズマ重合装置６ｄの動作を制御することによって、所定のタクト（例えば、４０秒間隔）でキャリアＣを間欠搬送することができる。また、タクトの制御において、開閉手段１１ｃ〜１１ｅの開閉時期が同期するようにタクトを設計することによって、前真空槽４ａ，スパッタ槽５ａ及び重合槽６ａの高い真空環境下にあるそれぞれのキャリアＣを一斉に次の処理層に搬送するように動作させることもできる。さらに、往路部１００に検出器を備え、キャリアＣの位置を検出し、制御装置３００の制御情報として活用することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
インライン型成膜装置の設計及び製造にかかる時間とコストを削減することができるインライン型成膜装置及びそれに用いる成膜装置用ユニットとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係るインライン型成膜装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る成膜装置用ユニットの共通構造を有する成膜装置用ユニットの構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るインライン型成膜装置のリフトアップブロック及び先頭に位置する成膜装置用ユニットの構成を概略的に示す斜視図である。
【図４】図１のIV−IV線断面を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るインライン型成膜装置のキャリアへの基材の搭載構成を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  リフトアップブロック
１ａ  リフタ
１ｂ  押出装置
１ｃ  ガイドレール
１ｄ  チェーン
２〜９  成膜装置用ユニット
２ａ  処理室（基材搭載室）
２ｂ〜９ｂ  復路部ハウジング
２ｃ  基材投入口
２ｄ  開口部
３ａ  処理室（入口槽）
３ｃ〜８ｃ  真空装置
４ａ  処理室（前真空槽）
５ａ  処理室（スパッタ槽）
５ｄ  スパッタ装置
６ａ  処理室（重合槽）
６ｄ  プラズマ重合装置
７ａ  処理室（後真空槽）
８ａ  処理室（出口槽）
９ａ  処理室（基材回収室）
９ｃ  基材回収口
１０  リフトダウンブロック
１１ａ〜１１ｇ  開閉手段
１２  閉止体
１３  ローラ
１３ａ  サブ往路部
１３ｂ  サブ復路部
１３ｃ  ガイドフランジ
２０  成膜装置用ユニット
２０ａ  共通処理室
２０ｂ  復路部ハウジング
２０ｄ  開口部
２０ｅ  開口部
２０ｆ  フランジ
１００  往路部
２００  復路部
３００  制御装置
Ｃ  キャリア
Ｃａ  嵌合凸部
Ｊ  冶具
Ｊａ  嵌合凹部
Ｊｂ  係合凸部
Ｗ  基材
Ｗａ  係合凹部
【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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