(57)【要約】基材に少なくとも一つの加工作業を実施するための装置を提供する。本装置には、少なくとも一つのプロセスチャンバ（２）と、夫々のプロセスチャンバ内の減圧を失うことなく、基材をプロセスチャンバ内に周囲から配置する目的の真空ロック（１）とを含み、この真空ロックは、多数の壁（５、６）によって境界付けられ且つ真空ポンプ（４）が連結された真空チャンバを含み、壁のうちの一方に少なくとも一つの供給開口部（７）が設けられており、プロセスチャンバのため、夫々のプロセスチャンバに属するプロセスチャンバ開口部が一つの壁に設けられており、少なくとも一つの供給開口部は外側を外カバー（１０）で閉鎖することができるとともに、真空チャンバから内カバー（１０）で閉鎖することができる。このような装置と、基材を真空ロックの供給開口部に供給し且つここから取り出すための運搬装置とのアッセンブリが開示してある。【選択図】図１
2004502869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に少なくとも一つの加工作業を実施するための装置において、使用時に減圧下で加工作業が内部で行われる少なくとも一つのプロセスチャンバと、夫々のプロセスチャンバ内の減圧を失うことなく、基材を周囲から前記プロセスチャンバ内に配置する目的の真空ロックとを含み、この真空ロックは、多数の壁によって境界付けられ且つ真空ポンプが連結された真空チャンバを含み、前記壁のうちの一つに少なくとも一つの供給開口部が設けられており、前記プロセスチャンバのため、夫々のプロセスチャンバに属するプロセスチャンバ開口部が一つの壁に設けられており、前記少なくとも一つの供給開口部は外カバーによって外側から閉鎖することができるとともに、内カバーによって前記真空チャンバから閉鎖することができ、前記内カバーは、更に、基材支持体として役立ち、前記真空チャンバ内で前記プロセスチャンバ開口部まで変位することができる、装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つの供給開口部の開口部縁部、前記内カバー及び前記外カバーが閉鎖位置にある場合にこれらによって境界付けられた空間は、前記外カバーの閉鎖後に所望の減圧に合わせて再調節されるべき前記空間の容積が最小であるように、装置によって処理されるべき基材の寸法とぴったりと合った寸法を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロセスチャンバ開口部は、前記内カバーによって前記真空チャンバからぴったりと閉鎖することができる、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記内カバーは、前記真空チャンバ内に配置されたテーブルに配置されており、このテーブルは、前記真空ロックの前記真空チャンバに含まれた駆動装置によって変位することができる、請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記内カバーは、前記テーブルに対して垂直方向に変位可能であるように前記テーブルに連結されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記テーブルと前記内カバーとの間の連結部はばねを含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記内カバーと前記テーブルとの間の前記ばね連結体は、前記内カバーが装着される中央開口部を持つディスク状プレートによって形成されており、このディスク状プレートは、その外周縁によって前記テーブルに取り付けられており、前記ディスク状プレートには、同心の円形セグメント状凹所が設けられており、この凹所により、前記中央開口部は、前記外周縁に対し、前記プレートの平面に垂直方向に変位することができ、この際、前記中央開口部の前記縁部と前記外周縁とは正確に平行なままである、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記テーブルには一連の磁石が取り付けられており、前記真空ロックの壁には少なくとも一つの電磁コイルが取り付けられており、前記コイルは、前記テーブルを変位する目的で交互の磁界を形成するため、制御自在の電源に接続されている、請求項４乃至７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記真空ロックは、実質的に円筒形の周壁及び実質的に平らな二つの端壁を有し、これらの端壁のうちの一方には少なくとも一つの供給開口部及び少なくとも一つのプロセスチャンバ開口部が設けられ、前記二つの端壁は、前記円筒形周壁と隣接しており且つこの周壁の中央にある中央支持体によって互いに連結されている、請求項１乃至８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記テーブルは、前記中央支持体及び前記円筒形周壁に回転自在にベアリング取り付けされた実質的に円形のディスクを含む、請求項９及び４乃至８のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記円筒形周壁又はこの周壁と隣接して、均等に分配された周方向位置に電磁コイルが取り付けられており、前記テーブルの円形の周縁部と隣接して前記一連の磁石が配置されている、請求項８又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記テーブルにはエンコーダが配置されており、このエンコーダにより、前記真空チャンバの前記壁に関する前記テーブルの相対的な位置を決定することができる、請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの内カバーには、前記内カバーの前記周囲に沿って延びる磁性体製の閉鎖リングが設けられており、少なくとも一つの供給開口部及び少なくとも一つのプロセスチャンバ開口部の縁部の周囲及びこれらの縁部と隣接して少なくとも一つの電磁コイルが配置されており、このコイルは、制御可能な電源に接続されており、この電源は、前記内カバーを閉鎖する目的で、前記コイルに電磁界を発生し、前記コイルは前記閉鎖リングに引力の作用を及ぼす、請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記プロセスチャンバは、このプロセスチャンバに連結されたプロセスチャンバポンプを有する、請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記プロセスチャンバには、プラズマ化学蒸着を行う目的で少なくとも一つのプラズマ源が設けられている、請求項１乃至１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記プロセスチャンバには、少なくとも一つの物理蒸着源が設けられている、請求項１乃至１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
前記プロセスチャンバには化学蒸着を行うための手段が設けられている、請求項１乃至１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記プロセスチャンバには、前記基材を焼鈍するための手段が設けられている、請求項１乃至１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれかに記載の装置と、基材を真空ロックの供給開口部に供給し且つここから取り出すための運搬装置とを含むアッセンブリにおいて、前記運搬装置には、前記基材と係合するため、運搬機構によって変位可能な少なくとも一つの支持ヘッドが設けられている、アッセンブリ。
【請求項２０】
プロセスが施されるべき前記基材は、例えばＣＤやＤＶＤを製造する目的のために中央開口部を有し、前記運搬装置は、処理されるべき基材の前記中央開口部にクランプすることができる緩いクランプ部品を有し、このクランプ部品は前記少なくとも一つの支持ヘッドによって係合することができる、請求項１９に記載のアッセンブリ。
【請求項２１】
前記クランプ部品は、磁性体から製造されており、前記少なくとも一つの支持ヘッドには電磁コイルが配置されており、このコイルは制御可能な電源に接続されており、前記電源は、前記クランプ部品及び従って前記基材を保持する目的で前記コイルに電磁場を発生し、この電磁場がクランプ部品に引力を及ぼす、請求項２０に記載のアッセンブリ。
【請求項２２】
前記クランプ部品は、前記プロセスチャンバでのプロセス中に前記基材の前記中央部分をスクリーニングするための内マスクとして役立つディスク状部分を含む、請求項２０又は２１に記載のアッセンブリ。
【請求項２３】
前記真空ロックの前記基材支持体には、前記クランプ部品に引力を及ぼす永久磁石が配置されている、請求項２１又は２２に記載のアッセンブリ。
【請求項２４】
前記少なくとも一つの支持ヘッドは、前記外カバーを更に支持する、請求項１９乃至２３のいずれかに記載のアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの加工作業を基材に施すための装置に関する。
【０００２】
例えばスパッタプロセスや物理蒸着法（ＰＶＤ）や化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）等の蒸着プロセスで層を付けたり、特定の性質を得る目的で基材に焼鈍を施すといった加工作業を基材に施すことが知られている。
【０００３】
一般的には、基材をいわゆるバッチ式で加工することが知られている。この場合、プロセスチャンバ内で多数の基材に同じプロセスを同時に加える。このようなバッチ式のプロセスには、加工能力が大きいという利点がある。しかしながら、問題は、プロセスチャンバ内の全ての基材に同じ処理条件を確保するということである。
【０００４】
この問題点を解決するため、各場合に一枚の基材をプロセスチャンバに導入し、そこで処理を加えるいわゆる単基材加工が知られている。この場合、プロセスチャンバ内の条件をプロセスチャンバ内の一枚の基材に合わせて正確に調整することができ、これによりプロセスを良好に制御することができる。
【０００５】
本発明は、一枚の基材を加工するための装置及びアッセンブリに関する。
【０００６】
単基材加工では、装置の加工能力について、基材を様々なプロセスチャンバから及びプロセスチャンバに運搬するのに必要な時間が非常に重要である。一般的には、加工作業では、基材をかなりの減圧下に置くことが必要とされる。従って、基材を入れるためにプロセスチャンバを開放するときにプロセスチャンバ内の減圧が失われないのが望ましい。プロセスチャンバ内にかなりの減圧を再度発生させるにはかなりの時間が必要であり、その理由だけでも、単基材プロセスは経済的に引き合う方法で実施するのが困難である。更に、プロセスチャンバの汚染を回避しなければならず、そのため、プロセスチャンバの開放はいわゆるクリーンルーム内でしか行うことができない。一つの加工作業から次の加工作業への基材の運搬も、好ましくは、クリーンルーム内で行わなければならない。クリーンルームに要する費用は特に高く、そのため、知られている単基材加工は、基材を加工する上で特に費用がかかる加工であり、これは製造されるべき基材に非常に高度な要求が課される場合に使用される。
【０００７】
本発明の目的は、一つの又は多数の単基材加工作業を経済的に引き合う方法で実施することができる単基材加工装置を提供することである。
【０００８】
この目的のため、本発明は、基材に少なくとも一つの加工作業を実施するための装置において、使用時に減圧下で加工作業が内部で行われる少なくとも一つのプロセスチャンバと、夫々のプロセスチャンバ内の減圧を失うことなく、基材を周囲からプロセスチャンバ内に配置する目的で真空ロックとが設けられている。この真空ロックは、多数の壁によって境界付けられた真空チャンバを含み、この真空チャンバには真空ポンプが連結されている。壁のうちの一方には少なくとも一つの供給開口部が設けられており、プロセスチャンバのため、夫々のプロセスチャンバに属するプロセスチャンバ開口部が一つの壁に設けられており、少なくとも一つの供給開口部が外カバーによって外側から閉鎖することができ、内カバーによって真空チャンバから閉鎖することができ、内カバーは、更に、基材支持体として役立ち、真空チャンバ内でプロセスチャンバ開口部まで変位することができる、装置を提供する。
【０００９】
本発明による装置では、真空が維持される真空ロックの真空チャンバでプロセスチャンバ開口部が終端するため、プロセスチャンバの開放時に減圧がプロセスチャンバ内に存在し続ける。随意であるが、幾つかのプロセスチャンバを真空ロックに連結することができ、そのため、基材に様々な加工作業を行う目的で真空チャンバから離す必要なしに、基材に様々な加工作業を行うことができる。詳細には、プロセスチャンバ内で行われるべき様々な加工作業間での運搬中、基材が存在する空間が清浄であることが非常に重要である。本発明による装置では、基材は、真空ロックの真空チャンバ内又はプロセスチャンバ内のいずれかにあるため、本発明による装置が配置される空間の清浄性は、専らクリーンルームで行われる現在知られている単基材加工におけるよりも遙かに良い。
【００１０】
供給開口部に内カバー及び外カバーが設けられているため、基材を真空チャンバ内に置く時に内カバーと外カバーとの間の空間を必要な減圧に合わせて再度調整するだけでよい。基材を置く手順は以下の通りである。
【００１１】
夫々の供給開口部の内カバーを閉鎖し、外カバーを開放し、加工されるべき基材を基材支持体として役立つ内カバーに置き、外カバーを閉鎖し、内カバーを開放し、これによって基材を取り出す。再度排気する必要があるのは、内カバーと外カバーとの間の容積だけである。基材支持体として役立つ内カバーは、その上に基材を載せた状態で、その後、プロセスチャンバ開口部まで迅速に運搬することができる。
【００１２】
新たな基材の挿入後に真空チャンバ内で所望の真空を得るのに必要な時間を最小にするため、本発明の別の実施態様によれば、少なくとも一つの供給開口部の開口部縁部及び内カバー及び外カバーが閉鎖位置にある場合にこれらによって境界付けられた空間は、外カバーの閉鎖後に所望の減圧に合わせて再調節されるべき空間の容積が最小であるように、装置によって処理されるべき基材の寸法とぴったりと合った寸法を有するのが特に望ましい。
【００１３】
この空間の寸法が処理されるべき基材の寸法とぴったりと合っていればいる程、真空チャンバを所望の減圧に合わせて再調整するのに要する時間が短くなる。このように時間が短縮されると、加工能力が向上する。このことは、費用の観点から見て望ましい。
【００１４】
少なくとも一つのプロセスチャンバ内で行われた加工作業により真空チャンバが汚染されることがないようにするため、本発明の別の実施態様によれば、プロセスチャンバ開口部を内カバーによって真空チャンバから実質的に閉鎖することができるのが望ましい。
【００１５】
この目的のため、好ましくは、内カバーは、真空チャンバ内に配置されたテーブルに配置されており、このテーブルは、真空ロックの真空チャンバに含まれた駆動装置によって変位することができる。
【００１６】
テーブルの駆動装置が真空チャンバに含まれているため、真空チャンバの閉鎖に回転シャフトや軸線方向に移動自在のロッドを設ける目的でリードを通す必要がない。これにより大きな利点が得られる。このような真空密リード通し設備は一般的に高価であり、多くの場合に漏れを生じ、磨耗を受け、かなりの摩擦を生じ、比較的大型のモータを必要とし、そればかりかテーブルを移動させる速度を大幅に制限する。この最後の問題点は、装置の加工能力に悪影響を及ぼす。
【００１７】
テーブルを変位可能な設計で制作できるようにするため、内カバーを供給開口部又はプロセスチャンバ開口部の壁から遠ざかる方向に移動させることができることが重要である。この目的のため、本発明の別の実施態様によれば、少なくとも一つの内カバーは、テーブルに対して垂直方向に変位可能であるようにテーブルに連結されている。テーブルと内カバーとの間のこのような連結はばねを含んでいてもよい。本発明の別の実施態様によれば、内カバーとテーブルとの間のばね連結体は、内カバーが装着される中央開口部を持つディスク状プレートによって形成されており、このディスク状プレートは、その外周縁によってテーブルに取り付けられており、ディスク状プレートには、同心の円形セグメント状凹所が設けられており、この凹所により、中央開口部は、外周縁に対し、プレートの平面に垂直方向に変位することができ、この際、中央開口部の縁部と外周縁とは正確に平行なままである。
【００１８】
本発明の別の実施態様によれば、テーブルには一連の磁石が取り付けられており、真空ロックの壁には少なくとも一つの電磁コイルが取り付けられており、コイルは、テーブルを変位する目的で交互の磁界を形成するため、制御自在の電源に接続される。真空チャンバの内部に配置されたかくして形成された駆動装置により、非常に高い変位速度を得ることができる。高い変位速度により加工能力が向上し、これにより基材の製造費が低下する。
【００１９】
カバーの真空密閉鎖における問題点は、真空ロックの変形であり、更に詳細には真空ロックの壁の変形である。存在する圧力差により、大きな壁面にかなりの力が加わり、供給開口部及びプロセスチャンバ開口部を持つ壁の既に存在する僅かな湾曲により、内カバー又は外カバーに漏れが生じる。こうした問題点を解決するため、本装置は、本発明の別の実施態様によれば、実質的に円筒形の周壁及び実質的に平らな二つの端壁を持つ真空ロックを有し、これらの端壁のうちの一方には少なくとも一つの供給開口部及び少なくとも一つのプロセスチャンバ開口部が設けられ、二つの端壁は、円筒形周壁の近くにあり且つこの周壁の中央にある中央支持体によって互いに連結されていることを特徴とする。
【００２０】
円筒形端壁自体は、既に固有の強度を有し、更に、その変形はあまり重要でない。中央支持体により、端壁はかなりの剛性を有し、その結果、その変形が最小であるが、様々なプロセスチャンバを取り付けるため、又は基材を供給し且つ取り出すための様々なアクセス通路を形成するため、多数の供給開口部及びプロセスチャンバ開口部を端壁に設けることができる。このようなドーナッツ形状真空ロックが備えている特に高い剛性は、閉鎖の問題と関連して非常に有利である。
【００２１】
真空ロックのこのような設計では、テーブルは、中央支持体及び隣接した円筒形周壁に回転自在にベアリング取り付けされた実質的に円形のディスクを含むのが特に望ましい。本発明の別の実施態様によれば、円筒形周壁は、均等に分配された周方向位置に電磁コイルが取り付けられていることに加え、テーブルの円形の周縁部と隣接して配置された上述した一連の磁石を含み、テーブルを１８０°に亘って非常に迅速に回転させることができる。基材がＣＤ又はＤＶＤの大きさを備えている以下に説明する例示の実施の形態では、１８０°に亘るこのような回転を０．３秒以内に行うことができる。このような運搬方法により、装置の能力が非常に高くなるということは明らかである。
【００２２】
本発明の別の実施態様によれば、プロセスチャンバにはプロセスチャンバポンプが連結されている。このような別体のプロセスチャンバポンプにより、真空チャンバ内の圧力と異なる圧力をプロセスチャンバ内に発生させることができる。更に、基材の加工中に排出されたプロセスガスを排出するためにプロセスチャンバポンプを使用することができる。
【００２３】
本発明による装置は様々なプロセスで有用であり、かくして、本発明の別の実施態様によれば、プロセスチャンバには、プラズマ化学蒸着法を行う目的で少なくとも一つのプラズマ源を設けることができ、又は少なくとも一つの物理的蒸着源を設けることができ、又は化学蒸着を実施するための手段を設けることができ、又は基材を焼鈍するための手段を設けることができる。
【００２４】
本発明は、更に、基材を真空ロックの供給開口部に供給し且つここから取り出すための運搬装置を備えた、請求項１乃至１８のいずれかに記載の装置のアッセンブリに関する。本発明によれば、アッセンブリの運搬装置には、基材と係合するため、運搬機構によって変位可能な少なくとも一つの支持ヘッドが設けられている。このようなアッセンブリにより、本装置は、装置への基材の装填及び装置からの加工済み基材の取り外しを無人で行うことができる。
【００２５】
プロセスが施されるべき基材が、例えばＣＤやＤＶＤを製造する目的のために中央開口部を有する場合、本発明の別の実施態様によれば、運搬装置は、加工されるべき基材の中央開口部にクランプすることができる緩いクランプ部品を有し、クランプ部品は少なくとも一つの支持ヘッドによって係合することができるのが特に好ましい。次いで、基材をクランプ部品とともに真空チャンバに導入することができ、基材に加工作業が加えられている最中に基材に連結されたままである。この場合、クランプ部品は、磁性体から製造されており、少なくとも一つの支持ヘッドには電磁コイルが配置されており、このコイルは制御可能な電源に接続されており、電源は、クランプ部品及び従って基材を保持する目的でコイルに電磁場を発生し、この電磁場がクランプ部品に引力を及ぼす。かくして、非常に簡単な方法で、基材を支持ヘッドで取り上げて送出することができる。
【００２６】
本発明の別の実施態様によれば、クランプ部品は、プロセスチャンバでの加工作業中に基材の中央部分をスクリーニングするための内マスクとして役立つディスク状部分を含む。
【００２７】
随意であるが、磁性体製の緩いクランプ部品を使用する場合、真空ロックの内カバーに永久磁石を配置することができ、こうした永久磁石は、クランプ部品に引力を及ぼす。かくして、基材を内カバーの中央に確実に配置することができる。
【００２８】
供給開口部の閉鎖における作業の数を制限するため、及び従って、基材を真空チャンバに置くために必要な期間を最小にするため、本発明の別の実施態様によれば、運搬装置の少なくとも一つの支持ヘッドは、外カバーを更に支持するのが特に望ましい。
【００２９】
本発明を例示の実施の形態に基づいて添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【００３０】
図１乃至図３は、二つのプロセスチャンバ２、３が取り付けられた真空ロック１の例示の実施の形態を示す。プロセスチャンバ２のカバーは開放位置で示してあり、プロセスチャンバ３のカバーは閉鎖位置で示してある。これらの図示のプロセスチャンバは、その内部でスパッタプロセスを実施するようになっている。このようなプロセスはそれ自体知られたものであり、ここに詳述する必要はないであろう。更に、図１は、真空ロック１及びプロセスチャンバ２、３内に真空を発生させることができるポンプ区分４を示す。「真空」は、本願では、スパッタプロセスを実施する上で適当な圧力を意味するものと理解されるべきである。添付図面は、更に、真空ロック１に上壁５及び円筒形周壁６が設けられていることを明瞭に示す。上壁５には二つの供給開口部７が設けられており、これらの開口部７は、基材をこれらの開口部を介して基材支持体に置くための開口部である。更に、上壁５には二つのプロセスチャンバ開口部８が設けられている。これらの開口部８は、図４及び図５に最もよく示してある。
【００３１】
図３は、真空ロックの内部を示す。上壁５と、円筒形周壁６と、基材を真空ロック１に供給し取り出すために上壁に設けられた供給開口部７とを明瞭に見ることができる。更に、上壁５にはプロセスチャンバ開口部８が設けられており、ここにいわゆる外マスク９が配置される。供給開口部７は、図９、図１１及び図１２に示す外カバー１０で閉鎖することができる。更に、供給開口部７は内カバー１１で閉鎖することができる。内カバー１１は、図６及び図７に更に詳細に示す実質的にディスク形状のテーブル１２に受け入れられている。真空ロック１及び更に詳細にはその壁が真空チャンバ１３を境界付ける。真空チャンバには所望の減圧が存在する。ディスク状テーブル１２は、ベアリング１４、１５によって真空チャンバ１３に回転自在にベアリング取り付けされている。内ベアリング１４は、真空ロックの上壁１５を真空ロック１の底壁１７に連結する中央支持体１６に載っている。この中央支持体１６により、上壁５は、変化する圧力の作用で上壁５が変形することがないようにするかなりの剛性を有する。
【００３２】
図５は、テーブル１２を真空ロック１に設ける方法及び内カバー１１をテーブル１２に連結する方法を更に明瞭に示す。図６にもこの連結が明瞭に示してある。内カバー１１は、テーブル１２の平面に対して垂直方向にテーブル１２に対して変位自在であるようにテーブル１２に連結されている。現在の例示の実施の形態では、この連結部は、図８の平面図に示すばね連結体１８によって形成されている。現在の例示の実施の形態では、ばね連結体１８は、内カバー１１が嵌まる中央開口部１９を持つディスク状プレート１８として設計されている。このディスク状プレート１８は、その外周縁２０がテーブル１２に取り付けられる。ディスク状プレート１８には、円形セグメント状凹所２１が設けられており、これにより、中央開口部１９の縁部２２及び外周縁２０が正確に平行のままで、中央開口部１９を外周縁２０に対してプレート１８の平面に対して垂直方向に変位させることができる。更に、図５は、電磁コイル２３、２４が上壁５に供給開口部７及びプロセスチャンバ開口部８の周囲にくるように配置されていることを明瞭に示す。更に、内カバー１１に、その周囲に沿って延びる閉鎖リング２５が設けられていることが明瞭に視認することができる。この閉鎖リング２５は、磁性体から製造される。電磁コイル２３、２４は制御可能な電源に接続されており、この電源により、内カバー１１を閉鎖する目的でコイル２３、２４に電磁場を発生させることができ、この電磁場が閉鎖リング２５に引力の作用を及ぼす。閉鎖リング２５は、電磁コイル２３、２４の励起時に上方に引っ張られ、真空ロック１の上壁５に当たる。電磁コイル２３、２４の励起が終了すると、内カバー１１は、このカバーに及ぼされた外側空気圧により自動的に開放する。図７には、ディスク状テーブル１２が平面図で示してある。このテーブルには、ベアリング１４が配置される中央開口部２６が設けられていることが明瞭に示してある。更に、平面図には、テーブル１２に四つの内カバー１１が設けられることが明瞭に示してある。更に、閉鎖リング２５及び一連の永久磁石２７が明瞭に示してある。これらの永久磁石２７は、磁界の方法が逆になるように交互に取り付けられている。図５は、真空ロック１に設けられた三つの電磁コイル２８のうちの二つを示す。これらのコイル２８は真空ロックの底壁１７に連結されている。コイル２８は、テーブル１２を変位させ、更に詳細には回転させる目的で交互の磁界を形成するために制御可能な電源に接続されている。一連の永久磁石２７及びコイル２８によって形成されたテーブル１２の駆動装置が真空ロック１の真空チャンバ１３に設けられているため、可動部品用のリードを通した設備を真空ロックの壁に設ける必要がない。これは、保守及び真空技術の観点から見て大きな利点である。図示の例示の実施の形態では、テーブル１２は、０．３秒で１８０度に亘って回転させることができる。更に、図３、図５及び図６には、エンコーダリング２９が明瞭に示してある。このエンコーダリングは、真空ロック１の中央支持体１６に配置されたエンコーダセンサ（図示せず）と協働する。エンコーダリング２９及びエンコーダセンサにより、真空チャンバ１３内でのテーブル１２の位置が各場合で分かる。
【００３３】
図９は、真空ロック１を取り付けることができる開口部３１が設けられた取り付けプレート３０を示す。この取り付けプレート３０には運搬装置３２が連結されている。現在の例示の実施の形態では、この運搬装置３２は、中央軸線３３を中心として回転することができるアーム３４からなる星型として設計されている。真空ロック１の供給開口部７を閉鎖するのに役立つ外カバー１０がこれらのアーム３４の端部から、吊り下げられている。外カバー１０が真空ロック１の供給開口部７に配置されている場合、及び夫々の供給開口部７の内カバー１１が閉鎖位置にある場合には、供給開口部７の縁部３５及び内カバー１１及び外カバー１０によって境界付けられた空間は、加工されるべき基材がその中にぴったりと受入れられる寸法を備えており、そのため、外カバーの閉鎖後に所望の減圧に合わせて再調節されるべき空間の容積は最小である。図１１及び図１２に更に詳細に示す外カバー１０には、基材と係合するための支持ヘッド３６が設けられている。この例示の実施の形態では、基材には中央開口部が設けられており、これらの基材は、更に詳細には、ＣＤ又はＤＶＤを製造するための基材である。運搬装置３２は緩いクランプ部品３７を有し、これらのクランプ部品は、支持ヘッド３６に取り外し自在に連結されており、処理されるべき基材の中央開口部にクランプすることができる。好ましくは例示の実施の形態では、図１０に更に詳細に示すクランプ部品３７は磁性体から製造される。支持ヘッド３６の各々には、制御可能な電源に接続された電磁コイル３８が設けられている。電源は、クランプ部品及び従って基材を保持する目的でコイルに磁界を発生し、この磁界がクランプ部品３７に引力を及ぼす。更に、クランプ部品３７には、プロセスチャンバ２、３での加工中に基材の中央部分をスクリーニングするための内マスクとして役立つディスク状部分３８が設けられている。内カバー１１には、基材を内カバー１１上で中央に保持する目的でクランプ部品３７をクランプするため、永久磁石３９が設けられている。
【００３４】
装置の作動は以下の通りである。
クランプ部品３７を装着した基材を運搬装置３２を使用して取り上げ、真空ロック１の供給開口部７まで運搬する。次に、運搬装置３２によって外カバー１０を供給開口部内に下ろす。外カバー１０、内カバー１１及び供給開口部７の周縁部３５によって境界付けられた閉鎖された装着空間に基材を置く。この工程で、電磁コイル２３を励起することにより、夫々の内カバー１１の閉鎖リング２５をコイル２３に当接させ、内カバー１１を閉鎖状態にさせる。その後、コイル２３の励起を終了し、その結果、上述した空間内の圧力の作用で内カバー１１が開放する。このとき、内カバー１１は真空ロック１の上壁５の下の平面内にある。次いで、テーブル１２の駆動装置の電磁コイル２８を励起してテーブル１２を回転させ、夫々の内カバー１１をプロセスチャンバ開口部８の下まで移動させることができる。テーブル１２の位置は、エンコーダリング２９及びこれと関連したエンコーダセンサによって正確に計測される。夫々の内カバー１１がプロセスチャンバ開口部８の下に置かれたとき、そこに配置された閉鎖コイル２４を励起させ、内カバー１１を真空ロックの上壁５に引き付ける。次に、内カバー１１上に配置された基材にプロセスチャンバ２、３内で処理を加える。加工作業が完了したとき、閉鎖コイル２４の励起を終了することができ、これにより、テーブル１２を回転させることができる。そのため、夫々の内カバー１１を別のプロセスチャンバ開口部に運んでそこで別の処理を加えることができ、又は夫々の内カバー１１を供給開口部７まで運んで基材を真空ロック１から取り出すことができる。基材を取り出す目的で、夫々の供給開口部７の周囲を延びる閉鎖コイル２３を再度励起し、その後、外カバー１０と内カバー１１との間に配置された空間に空気を吹き込み、周囲空気で充満させる。このような場合、運搬装置３２を用いて外カバー１０を持ち上げることができ、これによって、基材を取り出す。次いで、支持ヘッド３６の電磁コイル３８の励起を終了することによって、基材を運搬装置３２で別の位置に送出することができる。
【００３５】
本発明は、ここに説明した例示の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲によって定義された本発明の範疇で様々な変更を行うことができるということは明らかである。かくして、プロセスチャンバでは、スパッタプロセスの代わりに、例えば様々な形態の物理的蒸着法（ＰＶＤ）や化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、焼鈍等の異なる加工作業を行うことができる。随意であるが、プロセスチャンバには、供給された又は加工作業中に形成されたプロセスチャンバガスを排気するために別体のプロセスチャンバポンプが連結されていてもよい。随意であるが、制御可能であってもよいし或いは制御不能であってもよい制限部を持つバイパスラインをプロセスチャンバと真空チャンバ１３との間に組み込んで、処理プロセス中にプロセスチャンバと真空チャンバ１３との間に圧力差を維持することもできる。このような状態では、随意であるが、別のプロセスチャンバポンプをなくすことができる。更に、上述した装置及び上述したアッセンブリに関し、様々なプロセスを連続して行うことができるということは明らかである。この目的のため、様々なプロセスチャンバを真空ロックに連結しなければならないということは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
この例示の実施の形態においてスパッタプロセスチャンバとして設計された二つのプロセスチャンバを持つ真空ロックの斜視図である。
【図２】
図１に示す例示の実施の形態の平面図である。
【図３】
図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】
スパッタプロセスチャンバを取り外した図１、図２及び図３に示す真空ロックの平面図である。
【図５】
図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】
真空ロックに設けられたテーブルの図７のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】
図６に示すテーブルの平面図である。
【図８】
内カバーをテーブルに連結する連結ばねの平面図である。
【図９】
図１、図２及び図３に示す真空ロックと協働するように構成された運搬装置の斜視図である。
【図１０】
クランプ部品の斜視図である。
【図１１】
クランプ部品が取り付けられた外カバーの断面図である。
【図１２】
図１１に示すカバーの平面図である。
【国際公開パンフレット】
2004502869.tif 000003
2004502869.tif 000004
2004502869.tif 000005
2004502869.tif 000006
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2004502869.tif 000029
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2004502869.tif 000031
2004502869.tif 000032
2004502869.tif 000033
2004502869.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成14年3月10日(2002.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【書類名】明細書
【発明の名称】基材に少なくとも一つのプロセスを実施するための装置及びアッセンブリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に少なくとも一つの加工作業を実施するための装置であって、使用時に減圧下で加工作業が内部で行われる少なくとも一つのプロセスチャンバと、夫々のプロセスチャンバ内の減圧を失うことなく、基材を周囲から前記プロセスチャンバ内に配置する目的の真空ロックとを含み、この真空ロックは、多数の壁によって境界付けられ且つ真空ポンプが連結された真空チャンバを含み、前記壁のうちの一つに少なくとも一つの供給開口部が設けられており、前記プロセスチャンバのため、夫々のプロセスチャンバに属するプロセスチャンバ開口部が一つの壁に設けられており、前記少なくとも一つの供給開口部は外カバーによって外側から閉鎖することができるとともに、内カバーによって前記真空チャンバから閉鎖することができ、前記内カバーは、更に、基材支持体として役立ち、前記真空チャンバ内で前記プロセスチャンバ開口部まで変位することができ、前記内カバーは、前記真空チャンバ内に配置されたテーブルに配置されており、このテーブルは駆動装置によって変位することができる、装置において、前記駆動装置は、前記真空ロックの前記真空チャンバに含まれており、前記駆動装置は前記テーブルに取り付けられた一連の磁石及び前記真空ロックの壁に取り付けられた少なくとも一つの電磁コイルを含み、このコイルは、前記テーブルを変位する目的で交互の磁界を形成するため、制御自在の電源に接続されている、ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記真空ロックは、実質的に円筒形の周壁及び実質的に平らな二つの端壁を有し、これらの端壁のうちの一方には少なくとも一つの供給開口部及び少なくとも一つのプロセスチャンバ開口部が設けられ、前記二つの端壁は、前記円筒形周壁と隣接しており且つこの周壁の中央にある中央支持体によって互いに連結されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記テーブルは、前記中央支持体及び前記円筒形周壁に回転自在にベアリング取り付けされた実質的に円形のディスクを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記円筒形周壁又はこの周壁と隣接して、均等に分配された周方向位置に電磁コイルが取り付けられており、前記テーブルの円形の周縁部と隣接して前記一連の磁石が配置されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記テーブルにはエンコーダが配置されており、このエンコーダにより、前記真空チャンバの前記壁に関する前記テーブルの相対的な位置を決定することができる、請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
前記内カバーは、前記テーブルに対して垂直方向に変位可能であるように前記テーブルに連結されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記テーブルと前記内カバーとの間の連結部はばねを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記内カバーと前記テーブルとの間の前記ばね連結体は、前記内カバーが装着される中央開口部を持つディスク状プレートによって形成されており、このディスク状プレートは、その外周縁によって前記テーブルに取り付けられており、前記ディスク状プレートには、同心の円形セグメント状凹所が設けられており、この凹所により、前記中央開口部は、前記外周縁に対し、前記プレートの平面に垂直方向に変位することができ、この際、前記中央開口部の前記縁部と前記外周縁とは正確に平行なままである、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも一つの内カバーには、前記内カバーの前記周囲に沿って延びる磁性体製の閉鎖リングが設けられており、少なくとも一つの供給開口部及び少なくとも一つのプロセスチャンバ開口部の縁部の周囲及びこれらの縁部と隣接して少なくとも一つの電磁コイルが配置されており、このコイルは、制御可能な電源に接続されており、この電源は、前記内カバーを閉鎖する目的で、前記コイルに電磁界を発生し、前記コイルは前記閉鎖リングに引力の作用を及ぼす、請求項１乃至８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記プロセスチャンバは、このプロセスチャンバに連結されたプロセスチャンバポンプを有する、請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記プロセスチャンバには、プラズマ化学蒸着を行う目的で少なくとも一つのプラズマ源が設けられている、請求項１乃至１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記プロセスチャンバには、少なくとも一つの物理蒸着源が設けられている、請求項１乃至１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記プロセスチャンバには化学蒸着を行うための手段が設けられている、請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記プロセスチャンバには、前記基材を焼鈍するための手段が設けられている、請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの供給開口部の開口部縁部、前記内カバー及び前記外カバーが閉鎖位置にある場合にこれらによって境界付けられた空間は、前記外カバーの閉鎖後に所望の減圧に合わせて再調節されるべき前記空間の容積が最小であるように、装置によって処理されるべき基材の寸法とぴったりと合った寸法を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記プロセスチャンバ開口部は、前記内カバーによって前記真空チャンバからぴったりと閉鎖することができる、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の装置と、基材を真空ロックの供給開口部に供給し且つここから取り出すための運搬装置とを含むアッセンブリにおいて、前記運搬装置には、前記基材と係合するため、運搬機構によって変位可能な少なくとも一つの支持ヘッドが設けられている、アッセンブリ。
【請求項１８】
プロセスが施されるべき前記基材は、例えばＣＤやＤＶＤを製造する目的のために中央開口部を有し、前記運搬装置は、処理されるべき基材の前記中央開口部にクランプすることができる緩いクランプ部品を有し、このクランプ部品は前記少なくとも一つの支持ヘッドによって係合することができる、請求項１７に記載のアッセンブリ。
【請求項１９】
前記クランプ部品は、磁性体から製造されており、前記少なくとも一つの支持ヘッドには電磁コイルが配置されており、このコイルは制御可能な電源に接続されており、前記電源は、前記クランプ部品及び従って前記基材を保持する目的で前記コイルに電磁場を発生し、この電磁場がクランプ部品に引力を及ぼす、請求項１８に記載のアッセンブリ。
【請求項２０】
前記クランプ部品は、前記プロセスチャンバでのプロセス中に前記基材の前記中央部分をスクリーニングするための内マスクとして役立つディスク状部分を含む、請求項１８又は１９に記載のアッセンブリ。
【請求項２１】
前記真空ロックの前記基材支持体には、前記クランプ部品に引力を及ぼす永久磁石が配置されている、請求項１９又は２０に記載のアッセンブリ。
【請求項２２】
前記少なくとも一つの支持ヘッドは、前記外カバーを更に支持する、請求項１７乃至２１のいずれかに記載のアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの加工作業を基材に施すための装置に関する。この装置には少なくとも幾つかのプロセスチャンバが設けられており、このチャンバでは、使用時に加工作業が減圧下で行われる。装置には、更に、夫々のプロセスチャンバ内の減圧を失うことなく、基材を周囲からプロセスチャンバ内に置く目的で真空ロックが設けられている。この真空ロックは、多数の壁によって境界付けられた真空チャンバを含み、この真空チャンバには真空ポンプが連結されている。壁の一つには少なくとも一つの供給開口部が設けられており、プロセスチャンバのため、夫々のプロセスチャンバに属するプロセスチャンバ開口部が一つの壁に設けられており、少なくとも一つの開口部が外カバーによって外側から閉鎖することができるとともに、内カバーによって真空チャンバから閉鎖することができ、内カバーは、更に、基材支持体として役立ち、真空チャンバ内で前記プロセスチャンバ開口部まで変位自在であり、内カバーは真空チャンバに置かれたテーブルに配置されており、テーブルは駆動装置により変位することができる。
【０００２】
このような装置は、欧州特許第ＥＰ−Ａ−０　４４８　７８２号で知られている。この装置の駆動装置によるテーブルの駆動方法は開示されていない。欧州特許第ＥＰ−Ａ−０　９０５　２７５号から、駆動装置が真空チャンバの外側に取り付けられており駆動装置のシャフトが真空チャンバの底壁を通って延びる同様の装置が知られている。
【０００３】
例えばスパッタプロセスや物理蒸着法（ＰＶＤ）や化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）等の蒸着プロセスで層を付けたり、特定の性質を得る目的で基材に焼鈍を施すといった加工作業を基材に施すことは知られている。
【０００４】
一般的には、基材をいわゆるバッチ式で加工することが知られている。この場合、プロセスチャンバ内で多数の基材に同じプロセスを同時に加える。このようなバッチ式のプロセスには、加工能力が大きいという利点がある。しかしながら、問題は、プロセスチャンバ内の全ての基材で同じ処理条件を確保するということである。
【０００５】
この問題点を解決するため、各場合に一枚の基材をプロセスチャンバに導入し、そこで処理を加えるいわゆる単基材加工が知られている。この場合、プロセスチャンバ内の条件をプロセスチャンバ内の一枚の基材に合わせて正確に調整することができ、これによりプロセスを良好に制御することができる。前記欧州特許第ＥＰ−Ａ−０　４４８　７８２号は、単基材加工に関する。
【０００６】
本発明は、更に、一枚の基材を加工するための装置及びアッセンブリに関する。
【０００７】
単基材加工では、装置の加工能力について、基材を様々なプロセスチャンバから及びプロセスチャンバに運搬するのに必要な時間が非常に重要である。一般的には、加工作業では、基材をかなりの減圧下に置くことが必要とされる。従って、基材を入れるためにプロセスチャンバを開放するときにプロセスチャンバ内の減圧が失われないのが望ましい。プロセスチャンバ内にかなりの減圧を再度発生させるにはかなりの時間が必要であり、その理由だけでも、単基材プロセスは経済的に引き合う方法で実施するのが困難である。更に、プロセスチャンバの汚染を回避しなければならず、そのため、プロセスチャンバの開放はいわゆるクリーンルーム内でしか行うことができない。一つの加工作業から次の加工作業への基材の運搬も、好ましくは、クリーンルーム内で行わなければならない。クリーンルームに要する費用は特に高く、そのため、知られている単基材加工は、基材を加工する上で特に費用がかかる加工であり、これは製造されるべき基材に非常に高度な要求が課される場合に使用される。
【０００８】
これらの問題点は、欧州特許第ＥＰ−Ａ−０　４４８　７８２号によって解決された。
【０００９】
知られている装置では、真空が維持される真空ロックの真空チャンバでプロセスチャンバ開口部が終端するため、プロセスチャンバの開放時に減圧がプロセスチャンバ内に存在し続ける。
【００１０】
本発明によれば、真空ロックの真空チャンバに駆動装置が含まれており、この駆動装置は、テーブルに取り付けられた一連の磁石及び真空ロックの壁に取り付けられた少なくとも一つの電磁コイルを含み、コイルは、テーブルを変位する目的で交互の磁界を形成するため、制御自在の電源に接続される。
【００１１】
テーブルの駆動装置が真空チャンバに含まれているため、真空チャンバの閉鎖に回転シャフトや軸線方向に移動自在のロッドを設ける目的でリードを通す必要がない。これにより大きな利点が得られる。このような真空密リード通し設備は一般的に高価であり、多くの場合に漏れを生じ、磨耗を受け、かなりの摩擦を生じ、比較的大型のモータを必要とし、そればかりかテーブルを移動させる速度を大幅に制限する。この最後の問題点は、装置の加工能力に悪影響を及ぼす。
【００１２】
真空チャンバの内部に配置されたかくして形成された駆動装置により、非常に高い変位速度を得ることができる。高い変位速度により加工能力が向上し、これにより基材の製造費が低下する。
【００１３】
カバーの真空密閉鎖における問題点は、真空ロックの変形であり、更に詳細には真空ロックの壁の変形である。存在する圧力差により、大きな壁面にかなりの力が加わり、供給開口部及びプロセスチャンバ開口部を持つ壁の既に存在する僅かな湾曲により、内カバー又は外カバーに漏れが生じる。こうした問題点を解決するため、本装置は、本発明の別の実施態様によれば、実質的に円筒形の周壁及び実質的に平らな二つの端壁を持つ真空ロックを有し、これらの端壁のうちの一方には少なくとも一つの供給開口部及び少なくとも一つのプロセスチャンバ開口部が設けられ、二つの端壁は、円筒形周壁の近くにあり且つこの周壁の中央にある中央支持体によって互いに連結されていることを特徴とする。
【００１４】
円筒形端壁自体は、既に固有の強度を有し、更に、その変形はあまり重要でない。中央支持体により、端壁はかなりの剛性を有し、その結果、その変形が最小であるが、様々なプロセスチャンバを取り付けるため、又は基材を供給し且つ取り出すための様々なアクセス通路を形成するため、多数の供給開口部及びプロセスチャンバ開口部を端壁に設けることができる。このようなドーナッツ形状真空ロックが備えている特に高い剛性は、閉鎖の問題と関連して非常に有利である。
【００１５】
真空ロックのこのような設計では、テーブルは、中央支持体及び隣接した円筒形周壁に回転自在にベアリング取り付けされた実質的に円形のディスクを含むのが特に望ましい。本発明の別の実施態様によれば、円筒形周壁は、均等に分配された周方向位置に電磁コイルが取り付けられていることに加え、テーブルの円形の周縁部と隣接して配置された上述した一連の磁石を含み、テーブルを１８０°に亘って非常に迅速に回転させることができる。基材がＣＤ又はＤＶＤの大きさを備えている以下に説明する例示の実施の形態では、１８０°に亘るこのような回転を０．３秒以内に行うことができる。このような運搬方法により、装置の能力が非常に高くなるということは明らかである。
【００１６】
テーブルを変位可能な設計で制作できるようにするため、内カバーを供給開口部又はプロセスチャンバ開口部の壁から遠ざかる方向に移動させることができることが重要である。この目的のため、本発明の別の実施態様によれば、少なくとも一つの内カバーは、テーブルに対して垂直方向に変位可能であるようにテーブルに連結されている。テーブルと内カバーとの間のこのような連結はばねを含んでいてもよい。本発明の別の実施態様によれば、内カバーとテーブルとの間のばね連結体は、内カバーが装着される中央開口部を持つディスク状プレートによって形成されており、このディスク状プレートは、その外周縁によってテーブルに取り付けられており、ディスク状プレートには、同心の円形セグメント状凹所が設けられており、この凹所により、中央開口部は、外周縁に対し、プレートの平面に垂直方向に変位することができ、この際、中央開口部の縁部と外周縁とは正確に平行なままである。
【００１７】
本発明の別の実施態様によれば、プロセスチャンバにはプロセスチャンバポンプが連結されている。このような別体のプロセスチャンバポンプにより、真空チャンバ内の圧力と異なる圧力をプロセスチャンバ内に発生させることができる。更に、基材の加工中に排出されたプロセスガスを排出するためにプロセスチャンバポンプを使用することができる。
【００１８】
本発明による装置は様々なプロセスで有用であり、かくして、本発明の別の実施態様によれば、プロセスチャンバには、プラズマ化学蒸着法を行う目的で少なくとも一つのプラズマ源を設けることができ、又は少なくとも一つの物理的蒸着源を設けることができ、又は化学蒸着を実施するための手段を設けることができ、又は基材を焼鈍するための手段を設けることができる。
【００１９】
随意であるが、幾つかのプロセスチャンバを真空ロックに連結することができ、そのため、基材に様々な加工作業を行う目的で真空チャンバから離す必要なしに、基材に様々な加工作業を行うことができる。詳細には、プロセスチャンバ内で行われるべき様々な加工作業間での運搬中、基材が存在する空間が清浄であることが非常に重要である。本発明による装置では、基材は、真空ロックの真空チャンバ内又はプロセスチャンバ内のいずれかにあるため、本発明による装置が配置される空間の清浄性は、専らクリーンルームで行われる現在知られている単基材加工におけるよりも遙かに良い。
【００２０】
供給開口部に内カバー及び外カバーが設けられているため、基材を真空チャンバ内に置く時に内カバーと外カバーとの間の空間を必要な減圧に合わせて再度調整するだけでよい。基材を置く手順は以下の通りである。
【００２１】
夫々の供給開口部の内カバーを閉鎖し、外カバーを開放し、加工されるべき基材を基材支持体として役立つ内カバーに置き、外カバーを閉鎖し、内カバーを開放し、これによって基材を取り出す。再度排気する必要があるのは、内カバーと外カバーとの間の容積だけである。基材支持体として役立つ内カバーは、その上に基材を載せた状態で、その後、プロセスチャンバ開口部まで迅速に運搬することができる。
【００２２】
新たな基材の挿入後に真空チャンバ内で所望の真空を得るのに必要な時間を最小にするため、本発明の別の実施態様によれば、少なくとも一つの供給開口部の開口部縁部及び内カバー及び外カバーが閉鎖位置にある場合にこれらによって境界付けられた空間は、外カバーの閉鎖後に所望の減圧に合わせて再調節されるべき空間の容積が最小であるように、装置によって処理されるべき基材の寸法とぴったりと合った寸法を有するのが特に望ましい。
【００２３】
この空間の寸法が処理されるべき基材の寸法とぴったりと合っていればいる程、真空チャンバを所望の減圧に合わせて再調整するのに要する時間が短くなる。このように時間が短縮されると、加工能力が向上する。このことは、費用の観点から見て望ましい。
【００２４】
少なくとも一つのプロセスチャンバ内で行われた加工作業により真空チャンバが汚染されることがないようにするため、本発明の別の実施態様によれば、プロセスチャンバ開口部を内カバーによって真空チャンバから実質的に閉鎖することができるのが望ましい。
【００２５】
本発明は、更に、基材を真空ロックの供給開口部に供給し且つここから取り出すための運搬装置を備えた、請求項１乃至１６のいずれかに記載の装置のアッセンブリに関する。本発明によれば、アッセンブリの運搬装置には、基材と係合するため、運搬機構によって変位可能な少なくとも一つの支持ヘッドが設けられている。このようなアッセンブリにより、本装置は、装置への基材の装填及び装置からの加工済み基材の取り外しを無人で行うことができる。
【００２６】
プロセスが施されるべき基材が、例えばＣＤやＤＶＤを製造する目的のために中央開口部を有する場合、本発明の別の実施態様によれば、運搬装置は、加工されるべき基材の中央開口部にクランプすることができる緩いクランプ部品を有し、クランプ部品は少なくとも一つの支持ヘッドによって係合することができるのが特に好ましい。次いで、基材をクランプ部品とともに真空チャンバに導入することができ、基材に加工作業が加えられている最中に基材に連結されたままである。この場合、クランプ部品は、磁性体から製造されており、少なくとも一つの支持ヘッドには電磁コイルが配置されており、このコイルは制御可能な電源に接続されており、電源は、クランプ部品及び従って基材を保持する目的でコイルに電磁場を発生し、この電磁場がクランプ部品に引力を及ぼす。かくして、非常に簡単な方法で、基材を支持ヘッドで取り上げて送出することができる。
【００２７】
本発明の別の実施態様によれば、クランプ部品は、プロセスチャンバでの加工作業中に基材の中央部分をスクリーニングするための内マスクとして役立つディスク状部分を含む。
【００２８】
随意であるが、磁性体製の緩いクランプ部品を使用する場合、真空ロックの内カバーに永久磁石を配置することができ、こうした永久磁石は、クランプ部品に引力を及ぼす。かくして、基材を内カバーの中央に確実に配置することができる。
【００２９】
供給開口部の閉鎖における作業の数を制限するため、及び従って、基材を真空チャンバに置くために必要な期間を最小にするため、本発明の別の実施例によれば、運搬装置の少なくとも一つの支持ヘッドは、外カバーを更に支持するのが特に望ましい。
【００３０】
本発明を例示の実施態様に基づいて添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【００３１】
図１乃至図３は、二つのプロセスチャンバ２、３が取り付けられた真空ロック１の例示の実施の形態を示す。プロセスチャンバ２のカバーは開放位置で示してあり、プロセスチャンバ３のカバーは閉鎖位置で示してある。これらの図示のプロセスチャンバは、その内部でスパッタプロセスを実施するようになっている。このようなプロセスはそれ自体知られたものであり、ここに詳述する必要はないであろう。更に、図１は、真空ロック１及びプロセスチャンバ２、３内に真空を発生させることができるポンプ区分４を示す。「真空」は、本願では、スパッタプロセスを実施する上で適当な圧力を意味するものと理解されるべきである。添付図面は、更に、真空ロック１に上壁５及び円筒形周壁６が設けられていることを明瞭に示す。上壁５には二つの供給開口部７が設けられており、これらの開口部７は、基材をこれらの開口部を介して基材支持体に置くための開口部である。更に、上壁５には二つのプロセスチャンバ開口部８が設けられている。これらの開口部８は、図４及び図５に最もよく示してある。
【００３２】
図３は、真空ロックの内部を示す。上壁５と、円筒形周壁６と、基材を真空ロック１に供給し且つ取り出すために上壁に設けられた供給開口部７とを明瞭に見ることができる。更に、上壁５にはプロセスチャンバ開口部８が設けられており、ここにいわゆる外マスク９が配置される。供給開口部７は、図９、図１１及び図１２に示す外カバー１０で閉鎖することができる。更に、供給開口部７は内カバー１１で閉鎖することができる。内カバー１１は、図６及び図７に更に詳細に示す実質的にディスク形状のテーブル１２に受け入れられている。真空ロック１及び更に詳細にはその壁が真空チャンバ１３を境界付ける。真空チャンバには所望の減圧が存在する。ディスク状テーブル１２は、ベアリング１４、１５によって真空チャンバ１３に回転自在にベアリング取り付けされている。内ベアリング１４は、真空ロックの上壁１５を真空ロック１の底壁１７に連結する中央支持体１６に載っている。この中央支持体１６により、上壁５は、変化する圧力の作用で上壁５が変形することがないようにするかなりの剛性を有する。
【００３３】
図５は、テーブル１２を真空ロック１に設ける方法及び内カバー１１をテーブル１２に連結する方法を更に明瞭に示す。図６にもこの連結が明瞭に示してある。内カバー１１は、テーブル１２の平面に対して垂直方向にテーブル１２に対して変位自在であるようにテーブル１２に連結されている。現在の例示の実施の形態では、この連結部は、図８の平面図に示すばね連結体１８によって形成されている。現在の例示の実施の形態では、ばね連結体１８は、内カバー１１が嵌まる中央開口部１９を持つディスク状プレート１８として設計されている。このディスク状プレート１８は、その外周縁２０がテーブル１２に取り付けられる。ディスク状プレート１８には、円形セグメント状凹所２１が設けられており、これにより、中央開口部１９の縁部２２及び外周縁２０が正確に平行のままで、中央開口部１９を外周縁２０に対してプレート１８の平面に対して垂直方向に変位させることができる。更に、図５は、電磁コイル２３、２４が上壁５に供給開口部７及びプロセスチャンバ開口部８の周囲にくるように配置されていることを明瞭に示す。更に、内カバー１１には、その周囲に沿って延びる閉鎖リング２５が設けられていることが明瞭に視認することができる。この閉鎖リング２５は、磁性体から製造される。電磁コイル２３、２４は制御可能な電源に接続されており、この電源により、内カバー１１を閉鎖する目的でコイル２３、２４に電磁場を発生させることができ、この電磁場が閉鎖リング２５に引力の作用を及ぼす。閉鎖リング２５は、電磁コイル２３、２４の励起時に上方に引っ張られ、真空ロック１の上壁５に当たる。電磁コイル２３、２４の励起が終了すると、内カバー１１は、このカバーに及ぼされた外側空気圧により自動的に開放する。図７には、ディスク状テーブル１２が平面図で示してある。このテーブルには、ベアリング１４が配置される中央開口部２６が設けられていることが明瞭に示してある。更に、平面図には、テーブル１２に四つの内カバー１１が設けられることが明瞭に示してある。更に、閉鎖リング２５及び一連の永久磁石２７が明瞭に示してある。これらの永久磁石２７は、磁界の方法が逆になるように交互に取り付けられている。図５は、真空ロック１に設けられた三つの電磁コイル２８のうちの二つを示す。これらのコイル２８は真空ロックの底壁１７に連結されている。コイル２８は、テーブル１２を変位させ、更に詳細には回転させる目的で交互の磁界を形成するために制御可能な電源に接続されている。一連の永久磁石２７及びコイル２８によって形成されたテーブル１２の駆動装置が真空ロック１の真空チャンバ１３に設けられているため、可動部品用のリードを通した設備を真空ロックの壁に設ける必要がない。これは、保守及び真空技術の観点から見て大きな利点である。図示の例示の実施の形態では、テーブル１２は、０．３秒で１８０度に亘って回転させることができる。更に、図３、図５及び図６には、エンコーダリング２９が明瞭に示してある。このエンコーダリングは、真空ロック１の中央支持体１６に配置されたエンコーダセンサ（図示せず）と協働する。エンコーダリング２９及びエンコーダセンサにより、真空チャンバ１３内でのテーブル１２の位置が各場合で分かる。
【００３４】
図９は、真空ロック１を取り付けることができる開口部３１が設けられた取り付けプレート３０を示す。この取り付けプレート３０には運搬装置３２が連結されている。現在の例示の実施の形態では、この運搬装置３２は、中央軸線３３を中心として回転することができるアーム３４からなる星型として設計されている。真空ロック１の供給開口部７を閉鎖するのに役立つ外カバー１０がこれらのアーム３４の端部から、吊り下げられている。外カバー１０が真空ロック１の供給開口部７に配置されている場合、及び夫々の供給開口部７の内カバー１１が閉鎖位置にある場合には、供給開口部７の縁部３５及び内カバー１１及び外カバー１０によって境界付けられた空間は、加工されるべき基材がその中にぴったりと受入れられる寸法を備えており、そのため、外カバーの閉鎖後に所望の減圧に合わせて再調節されるべき空間の容積は最小である。図１１及び図１２に更に詳細に示す外カバー１０には、基材と係合するための支持ヘッド３６が設けられている。この例示の実施の形態では、基材には中央開口部が設けられており、これらの基材は、更に詳細には、ＣＤ又はＤＶＤを製造するための基材である。運搬装置３２は緩いクランプ部品３７を有し、これらのクランプ部品は、支持ヘッド３６に取り外し自在に連結されており、処理されるべき基材の中央開口部にクランプすることができる。好ましくは例示の実施の形態では、図１０に更に詳細に示すクランプ部品３７は磁性体から製造される。支持ヘッド３６の各々には、制御可能な電源に接続された電磁コイル３８が設けられている。電源は、クランプ部品及び従って基材を保持する目的でコイルに磁界を発生し、この磁界がクランプ部品３７に引力を及ぼす。更に、クランプ部品３７には、プロセスチャンバ２、３での加工中に基材の中央部分をスクリーニングするための内マスクとして役立つディスク状部分３８が設けられている。内カバー１１には、基材を内カバー１１上で中央に保持する目的でクランプ部品３７をクランプするため、永久磁石３９が設けられている。
【００３５】
装置の作動は以下の通りである。
クランプ部品３７を装着した基材を運搬装置３２を使用して取り上げ、真空ロック１の供給開口部７まで運搬する。次に、運搬装置３２によって外カバー１０を供給開口部内に下ろす。外カバー１０、内カバー１１及び供給開口部７の周縁部３５によって境界付けられた閉鎖された装着空間に基材を置く。この工程で、電磁コイル２３を励起することにより、夫々の内カバー１１の閉鎖リング２５をコイル２３に当接させ、内カバー１１を閉鎖状態にさせる。その後、コイル２３の励起を終了し、その結果、上述した空間内の圧力の作用で内カバー１１が開放する。このとき、内カバー１１は真空ロック１の上壁５の下の平面内にある。次いで、テーブル１２の駆動装置の電磁コイル２８を励起してテーブル１２を回転させ、夫々の内カバー１１をプロセスチャンバ開口部８の下まで移動させることができる。テーブル１２の位置は、エンコーダリング２９及びこれと関連したエンコーダセンサによって正確に計測される。夫々の内カバー１１がプロセスチャンバ開口部８の下に置かれたとき、そこに配置された閉鎖コイル２４を励起させ、内カバー１１を真空ロックの上壁５に引き付ける。次に、内カバー１１上に配置された基材にプロセスチャンバ２、３内で処理を加える。加工作業が完了したとき、閉鎖コイル２４の励起を終了することができ、これにより、テーブル１２を回転させることができる。そのため、夫々の内カバー１１を別のプロセスチャンバ開口部に運んでそこで別の処理を加えることができ、又は夫々の内カバー１１を供給開口部７まで運んで基材を真空ロック１から取り出すことができる。基材を取り出す目的で、夫々の供給開口部７の周囲を延びる閉鎖コイル２３を再度励起し、その後、外カバー１０と内カバー１１との間に配置された空間に空気を吹き込み、周囲空気で充満させる。このような場合、運搬装置３２を用いて外カバー１０を持ち上げることができ、これによって、基材を取り出す。次いで、支持ヘッド３６の電磁コイル３８の励起を終了することによって、基材を運搬装置３２で別の位置に送出することができる。
【００３６】
本発明は、ここに説明した例示の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲によって定義された本発明の範疇で様々な変更を行うことができるということは明らかである。かくして、プロセスチャンバでは、スパッタプロセスの代わりに、例えば様々な形態の物理的蒸着法（ＰＶＤ）や化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、焼鈍等の異なる加工作業を行うことができる。随意であるが、プロセスチャンバには、供給された又は加工作業中に形成されたプロセスチャンバガスを排気するために別体のプロセスチャンバポンプが連結されていてもよい。随意であるが、制御可能であってもよいし或いは制御不能であってもよい制限部を持つバイパスラインをプロセスチャンバと真空チャンバ１３との間に組み込んで、処理プロセス中にプロセスチャンバと真空チャンバ１３との間に圧力差を維持することもできる。このような状態では、随意であるが、別のプロセスチャンバポンプをなくすことができる。更に、上述した装置及び上述したアッセンブリに関し、様々なプロセスを連続して行うことができるということは明らかである。この目的のため、様々なプロセスチャンバを真空ロックに連結しなければならないということは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
この例示の実施の形態においてスパッタプロセスチャンバとして設計された二つのプロセスチャンバを持つ真空ロックの斜視図である。
【図２】
図１に示す例示の実施の形態の平面図である。
【図３】
図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】
スパッタプロセスチャンバを取り外した図１、図２及び図３に示す真空ロックの平面図である。
【図５】
図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】
真空ロックに設けられたテーブルの図７のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】
図６に示すテーブルの平面図である。
【図８】
内カバーをテーブルに連結する連結ばねの平面図である。
【図９】
図１、図２及び図３に示す真空ロックと協働するように構成された運搬装置の斜視図である。
【図１０】
クランプ部品の斜視図である。
【図１１】
クランプ部品が取り付けられた外カバーの断面図である。
【図１２】
図１１に示すカバーの平面図である。
【国際調査報告】
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