(57)【要約】      （修正有）【課題】成膜処理の生産性の向上を図ることができ、且つキャリアの洗浄回数を減らすことができる等のキャリアの管理コストの低減に寄与する真空処理装置を提供する。【解決手段】真空処理装置は、ロードロックチャンバＬＬとプロセスチャンバＰＣの間で移送されるキャリア７と、プロセスチャンバＰＣ内に移送されたキャリア７から基板７を受け取るフック１９を備えており、基板５への真空処理はキャリア７がロードロックチャンバＬＬに退避した後に行われる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の真空処理が基板に行われるプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバに接続されたロードロックチャンバと、
前記基板を搭載でき、前記ロードロックチャンバと前記プロセスチャンバの間で移送されるキャリアと、を備え、
前記プロセスチャンバは、前記プロセスチャンバ内に移送された前記キャリアから前記基板を受け取る係止部を有し、
前記キャリアが前記ロードロックチャンバに移送された後に、前記基板に前記真空処理が行われることを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記プロセスチャンバに接続されたアンロードチャンバと、
前記基板を搭載でき、前記プロセスチャンバと前記アンロードチャンバとの間で移送される第２キャリアと、をさらに備え、
前記係止部は、
前記キャリアから受け取り、前記真空処理が行われた前記基板を、前記プロセスチャンバ内に移送された前記第２キャリアに搭載することを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記係止部を介して前記基板にバイアス電力を印加できることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状又は板状の基板に対する真空処理に適した真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板などの基板に対して１〜３層程度の成膜を行う場合には、１室のプロセスチャンバ（ＰＣ）に１室のロードロック（ＬＬ）が連結された成膜装置を用いることあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような、プロセスチャンバ（ＰＣ）とロードロック（ＬＬ）が１室ずつで構成された成膜装置では、ロードロック室（ＬＬ）で基板の交換が行われる間はプロセスチャンバ（ＰＣ）で成膜することができないため、実質的な設備稼率を向上するには限界があり、成膜処理の生産性（スループット）向上を図ることが困難であった。
【０００４】
また、プロセスチャンバ（ＰＣ）とロードロック（ＬＬ）が１室ずつで構成された成膜装置において、基板をキャリアに保持した状態で真空容器内を移送する装置が用いられることがある。このような装置では、キャリアを真空容器から取り出した状態で、基板の取付けと取り外しを行うことがあり、基板の取付けと取り外しの作業に要する工数が多く生産性の向上が課題となっていた。
【０００５】
そこで、ロードロック室（ＬＬ）での作業時間短縮を図るために、プロセスチャンバ（ＰＣ）を挟んで上流側と下流側にそれぞれロードロック室（ＬＬ）を配置し、基板を一方方向に通過させる方法が採用されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
例えば、特許文献２に開示された技術は、ＬＯＡＤチャンバとＵＮＬＯＡＤチャンバの間に複数のプロセスチャンバが配設された真空処理装置を用いた方法である。この真空処理装置では基板をキャリアに保持した状態で移送することができるため、連続的に基板上に多層膜を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２７２９７９号公報
【特許文献２】特開平７−２４３０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献２の技術では、基板を保持するキャリア（若しくはホルダ）を真空容器内で移送するための機構が複雑であり、成膜装置の低コスト化が困難であるという問題があった。また、キャリアに基板を保持した状態で真空処理を行うことから、キャリアを適切に管理する必要があり、多くの場合、キャリアを定期的にクリーニングしていた。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、キャリアの管理コストの低減に寄与する真空処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る真空処理装置は、所定の真空処理が基板に行われるプロセスチャンバと、プロセスチャンバに接続されたロードロックチャンバと、基板を搭載でき、ロードロックチャンバとプロセスチャンバの間で移送されるキャリアと、を備え、プロセスチャンバは、プロセスチャンバ内に移送されたキャリアから基板を受け取る係止部を有し、キャリアがロードロックチャンバに移送された後に、基板に前記真空処理が行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
プロセスチャンバに、キャリアが存在しない状態で真空処理を行うため、キャリアの洗浄回数を減らすことができるため、メンテナンスコストの低減が容易な真空処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る真空処理装置の概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る真空処理装置の動作説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る真空処理装置の概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る真空処理装置の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の各実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変できることは勿論である。なお、図面の煩雑化を防ぐため一部を除いて省略している。
【００１４】
本願明細書中では、真空処理装置としてＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）を成膜するＣＶＤ成膜装置（真空処理装置１）を例に挙げて説明するが本発明はこの限りではない。例えば、スパッタリング装置や他のＰＶＤ装置若しくは他のＣＶＤ装置などにも本発明は好適に適用可能である。本発明は成膜装置以外の処理装置、例えばドライエッチング装置若しくはアッシング装置、熱処理装置などの装置にも好適に適用可能である。
【００１５】
（第１実施形態）
図１に基づいて真空処理装置１の概略構成を説明する。真空処理装置１はＣＶＤ装置であり、ロードロックチャンバＬＬとプロセスチャンバＰＣがゲートバルブＧＶ２を介して連結されている。また、真空処理装置１は各チャンバ間で基板５を移送するための移送装置Ｔを備えている。
【００１６】
基板５として導電性の板状若しくはシート状のものが用いられる。例えば、ステンレス板などの金属板に好適に適用することができる。基板５には後述するフック（係止部）を係止するための係止孔５ａが形成されている。なお、プロセスチャンバＰＣ内で、後述するバイアス印加など基板に電力を導通させないプロセスを行う場合は不導体の基板に本発明を適用することができる。
【００１７】
プロセスチャンバＰＣは、ロードロックチャンバＬＬから基板５を導入され、真空処理後に、ロードロックチャンバＬＬを介して基板５を大気側に排出する。プロセスチャンバＰＣは、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）を成膜するためのＣＶＤ成膜チャンバであり、図示しないがガス導入系と電力供給系及び排気系などを備えている。ガス導入系７から導入されるガスはＣｘＨｙ（炭化水素系ガス），Ｈ２，Ｎ２，Ａｒなどである。その他にも、プロセス中の圧力をモニターする真空計がプロセスチャンバＰＣに備えられている。また、プロセスチャンバＰＣには、ＤＬＣ膜を成膜するＣＶＤ処理装置の他にアッシング処理装置及び基板５を所定温度に加熱するヒータが備えられている。
【００１８】
ロードロックチャンバＬＬは基板５を大気側から導入するチャンバであり、プロセスチャンバＰＣにゲートバルブＧＶを介して接続されている。ロードロックチャンバＬＬには不図示のガス導入系や排気系が備えられている。
【００１９】
移送装置Ｔについて説明する。移送装置Ｔは、ラックアンドピニオン機構を用いて構成されており、基板５を搭載したキャリア７をロードロックチャンバＬＬとプロセスチャンバＰＣとの間で移送することができる。
【００２０】
キャリア７は、基板５を立てた状態で保持するホルダ１１の底部にラック１３とローラー１５が設けられて構成されている。また、ロードロックチャンバＬＬにはモーター（動力源）に連結されているピニオン１７が２箇所に設けられている。また、ローラー１５は回転自在なベアリングを介してホルダ１１側に取り付けられている。なお、基板５を立てた状態とは基板５の被成膜面が水平方向の両側に向いた状態をいうものとする。
【００２１】
ラック１３に歯合しているピニオン１７を回転させることでキャリア７をロードロックチャンバＬＬとプロセスチャンバＰＣとの間で移送させることができる。なお、２つのピニオン１７は、プロセスチャンバＰＣに近い方をピニオン１７ａとし、プロセスチャンバＰＣから遠い方をピニオン１７ｂとする。なお、２つのピニオン１７ａ，１７ｂは同一の動力源に連結されているため同期回転する。
【００２２】
キャリア７がプロセスチャンバＰＣ内に位置しているときにも、ラック１３はピニオン１７ａと歯合する寸法に構成されている。同様に、キャリア７がロードロックチャンバＬＬの基板移載位置Ａに位置しているときにも、ラック１３はピニオン１７ｂと歯合する寸法に構成されている。このような構成では、プロセスチャンバＰＣ内にピニオン１７がないため、ピニオン１７に成膜などの真空処理がされることがなく、メンテナンスが容易である。
【００２３】
なお、基板移載位置Ａとは、ロードロックチャンバＬＬのゲートバルブＧＶ１の大気側であり、基板移載位置Ａにキャリア７が位置するときに、キャリア７に未処理の基板５を搭載し、又はキャリア７から処理済の基板５を取り外すように構成されている。
【００２４】
プロセスチャンバＰＣには、係止部としてのフック１９が設けられている。フック１９は、基板５の係止孔５ａに係止して、プロセスチャンバＰＣ内で基板５を支持するための手段であり、駆動源１９ａによって動作させることができる。駆動源１９ａは、フック１９の先端（係止孔５ａに挿入される部分）を進退動、及び上下動させることができる装置である。
【００２５】
未処理の基板５を搭載したキャリア７がプロセスチャンバＰＣ内に移送されたときに、駆動源１９ａによってフック１９の先端を基板５の係止孔５ａに挿入し、上昇させて基板５をプロセスチャンバＰＣ内に保持する。また、真空処理が終わった後に、基板５を搭載していないキャリア７がプロセスチャンバＰＣ内に移送されたときに、フック１９を降下させて、キャリア７の搭載位置に基板５を載せてからフック１９の先端を係止孔５ａから抜くことで、処理済の基板５をキャリア７に再び搭載することができる。
【００２６】
また、本実施形態のフック１９は、タングステン製などの高融点金属であり、バイアス電源２９から電力（バイアス電力）を印加できる。そのため、フック１９が基板５を保持した状態でフック１９に電力を印加すると、基板５にバイアス電力を印加することができる。
【００２７】
図２に基づいて真空処理装置１での処理工程について説明する。
まず、ロードロックチャンバＬＬのゲートバルブＧＶ１を開放し、キャリア７を基板移載位置Ａに移送し、基板５をキャリア７に搭載する。そして、ピニオン１７ｂを動作させてキャリア７をロードロックチャンバＬＬ内に移送してＧＶ１を閉鎖し、ロードロックチャンバＬＬ内を真空排気する。このときが図１の状態である。
【００２８】
次に、ロードロックチャンバＬＬとプロセスチャンバＰＣの間のゲートバルブＧＶ２を開放し、ピニオン１７（１７ａ）を動作させてキャリア７をプロセスチャンバＰＣ内に移送する（図２（ａ）参照）。そして、フック１９を基板５の係止孔５ａに係止し、キャリア７をロードロックチャンバＬＬ内に移送し、ＧＶ２を閉鎖する。その後、プロセスチャンバＰＣ内での真空処理を行う（図２（ｂ）参照）。真空処理中のプロセスチャンバＰＣ内にはキャリア７は存在していない。本実施形態ではＣＶＤプロセスにより、基板５の両面に硬質カーボン膜（ＤＬＣ膜）を成膜する。このとき、基板５にはフック１９を介してバイアス電力が印加される。
【００２９】
真空処理が終了したら、ゲートバルブＧＶ２を開放し、ピニオン１７ａを動作させて、キャリア７をプロセスチャンバＰＣ内に移送させる。そして、フック１９を動作させて、処理済の基板５をキャリア７に搭載させた後、キャリア７をロードロックチャンバＬＬ内に戻す。ＧＶ２を閉鎖し、ベント操作の後ＧＶ１を開放し、キャリア７を基板移載位置Ａに移送させて基板５の交換を行う。
【００３０】
本実施形態の真空処理装置１によれば、プロセスチャンバＰＣに、キャリア７が存在しない状態で真空処理を行うため、キャリア７が真空処理により汚染されることがない。そのため、キャリア７の洗浄回数を減らすことができる。また、真空処理装置１はプロセスチャンバＰＣ内にキャリア７が存在しない状態で真空処理を行うため、キャリア７からパーティクルが生じることがない。
【００３１】
（第２実施形態）
図３に本発明の第２実施形態に係る真空処理装置２を示す。
真空処理装置２は、ロードロックチャンバＬＬとプロセスチャンバＰＣとアンロードチャンバＵＬを連結したものである。アンロードチャンバＵＬはゲートバルブＧＶ３を介してプロセスチャンバＰＣに連結されている。なお、第１実施形態と同様の部材、配置等には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３２】
真空処理装置２は、ロードロックチャンバＬＬに供給された未処理の基板５を、プロセスチャンバＰＣで真空処理し、処理済みの基板５をアンロードチャンバＵＬから排出する構成である。真空処理装置２の移送装置Ｔ２は、ロードロックチャンバＬＬとプロセスチャンバＰＣの間でのみ移送するキャリア７（第１キャリア）と、プロセスチャンバＰＣとアンロードチャンバＵＬの間でのみ移送するキャリア８（第２キャリア）とを有している。
【００３３】
図４に基づいて真空処理装置１での処理工程について説明する。まず、ロードロックチャンバＬＬのゲートバルブＧＶ１を開放し、キャリア７を基板移載位置（不図示）に移送し、基板５をキャリア７に搭載する。そして、ピニオン１７ｂを動作させてキャリア７をロードロックチャンバＬＬ内に移送してＧＶ１を閉鎖し、ロードロックチャンバＬＬ内を真空排気する。このときが図３の状態である。
【００３４】
次に、ロードロックチャンバＬＬとプロセスチャンバＰＣの間のゲートバルブＧＶ２を開放し、ピニオン１７ａを動作させてキャリア７をプロセスチャンバＰＣ内に移送する（図４（ａ）参照）。そして、フック１９を基板５の係止孔５ａに係止し、キャリア７をロードロックチャンバＬＬ内に移送し、ＧＶ２を閉鎖する。その後、プロセスチャンバＰＣ内での真空処理を行う（図４（ｂ）参照）。真空処理中のプロセスチャンバＰＣ内にはキャリア７は存在していない。本実施形態ではＣＶＤプロセスにより、基板５の両面に硬質カーボン膜（ＤＬＣ膜）を成膜する。このとき、基板５にはフック１９を介してバイアス電力が印加される。
【００３５】
一方、プロセスチャンバＰＣで真空処理を行っている間にキャリア７に次の未処理の基板５を搭載する。ＧＶ２の閉鎖後、ＧＶ１を開放し、キャリア７を基板移載位置（不図示）に移送し、基板５をキャリア７に搭載しておく（図４（ｂ）参照）。
【００３６】
真空処理が終了したら、ゲートバルブＧＶ３を開放し、ピニオン１８ａを動作させて、キャリア８をプロセスチャンバＰＣ内に移送する。そして、フック１９を動作させて、処理済の基板５をキャリア８に搭載させた後、キャリア８をアンロードチャンバＵＬ内に戻す。ＧＶ３を閉鎖し、ベント操作の後ＧＶ４を開放し、キャリア８に搭載された基板５を排出する。そして、ＧＶ３を閉鎖後、ＧＶ２を開放して次に処理する基板５をプロセスチャンバＰＣ内に移送する。
【００３７】
真空処理の終了後のキャリア７，８の操作手順として、上述の手順に替えてキャリア７，８を同時に動作させるようにしてもよい。すなわち、処理済の基板５を搭載したキャリア８をアンロードチャンバＵＬ内に戻すと同時に、次に処理する基板５を搭載したキャリア７をプロセスチャンバＰＣ内に移送する制御を行う。この場合、ＧＶ３とＧＶ２が同時に開放されるタイミングを有する。スループットをさらに向上できる。
【００３８】
真空処理装置１，２では、基板５をプロスチャンバＰＣ内に係止する係止部としてフック１９を有している。しかしながら、下方から基板５を支持できる係止部をフック１９に替えて用いてもよい。下方から基板５を支持する係止部を使用する際には、キャリア７，８は基板５の上部（例えば係止孔５ａ）を支持するものを使用してもよい。
【００３９】
本実施形態の真空処理装置２によれば、未処理の基板５を、ロードロックチャンバＬＬに供給し、プロセスチャンバＰＣで真空処理した後、アンロードチャンバＵＬから排出する構成である。そのため、プロセスチャンバＰＣで真空処理中に次に処理する基板５を、ロードロックチャンバＬＬのキャリア７に搭載できるので、プロセスチャンバＰＣの稼働率を向上できる。真空処理装置２によれば、上述した真空処理装置１の効果に加えて、スループットを向上できる。
【符号の説明】
【００４０】
ＬＬ  ロードロックチャンバ
ＰＣ  プロセスチャンバ
ＧＶ  ゲートバルブ
Ｔ  移送装置
１，２  真空処理装置
５  基板
５ａ  係止孔
７，８  キャリア
１１  ホルダ
１３  ラック
１５  ローラー
１７，１７ａ，１７ｂ，１８，１８ａ，１８ｂ  ピニオン
１９  フック
１９ａ  駆動源
２９  バイアス電源
【図１】
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【図２】
2013098188.tif 000004
【図３】
2013098188.tif 000005
【図４】
2013098188.tif 000006