(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に所定の薄膜を作成する成膜手段を備えた成膜チャンバーと、大気側と成膜チャンバー内との間の基板の搬入搬出の際に基板が一時的に配置される補助チャンバーとを縦設し、基板を載せたトレイを成膜チャンバー内に搬入して成膜を行うトレイ搬送式成膜装置であって、
トレイへの薄膜の付着を防止するようトレイを覆うマスクと、
マスクの着脱を行う機構とを備えており、
このマスクは、最初の基板への成膜処理の後に次の基板への成膜処理を行う複数回の成膜処理の間に大気側に取り出されず成膜チャンバー内又は成膜チャンバー内と補助チャンバー内に位置して複数回の成膜処理の際にトレイへの薄膜の付着を防止するものであり、
マスクの着脱を行う機構は、成膜処理が終了した最初の基板を載せたトレイからマスクを取り外し、そのマスクを大気側に取り出すことなく、未成膜の次の基板を載せたトレイをそのマスクが覆う状態とするものであることを特徴とするトレイ搬送式成膜装置。
【請求項２】
前記トレイは、１回又は複数回の成膜処理のたびごとに大気側に取り出されるものであり、大気側に取り出された際に別の種類のトレイに交換可能なものであることを特徴とする請求項１記載のトレイ搬送式成膜装置。
【請求項３】
前記トレイ又は前記別の種類のトレイは、複数の基板に同時に成膜ができるよう複数の基板を載せることが可能なものであることを特徴とする請求項２記載のトレイ搬送式成膜装置。
【請求項４】
前記マスクは、前記トレイへの薄膜の付着の防止とともに、基板の表面の特定の領域にのみ薄膜を付着させる基板用マスクにも兼用されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のトレイ搬送式成膜装置。
【請求項５】
前記補助チャンバー内又は前記補助チャンバーとは別に設けられた他のチャンバー内には、成膜チャンバーでの成膜の前に前記基板又は前記基板と前記トレイもしくは前記マスクとに対して加熱を行う加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のトレイ搬送式成膜装置。
【請求項６】
基板の表面に所定の薄膜を作成する成膜手段を備えた成膜チャンバーを備え、基板を載せたトレイを成膜チャンバー内に搬入して成膜を行うトレイ搬送式成膜装置において、大気側と成膜チャンバー内との間の基板の搬入搬出の際に基板を内部に一時的に配置するために成膜チャンバーに対して縦設される補助チャンバーであって、
トレイへの薄膜の付着を防止するようトレイを覆うマスクの着脱を行う機構を内部に備えており、
このマスクは、最初の基板への成膜処理の後に次の基板への成膜処理を行う複数回の成膜処理の間に大気側に取り出されず成膜チャンバー内と補助チャンバー内に位置して複数回の成膜処理の際にトレイへの薄膜の付着を防止するものであり、
マスクの着脱を行う機構は、成膜処理が終了した最初の基板を載せたトレイからマスクを取り外し、そのマスクを大気側に取り出すことなく、未成膜の次の基板を載せたトレイをそのマスクが覆う状態とするものであることを特徴とする補助チャンバー。
【請求項７】
基板を載せたトレイを成膜チャンバー内に搬入して成膜を行うトレイ搬送式成膜装置であって、基板の表面に所定の薄膜を作成する成膜手段を備えた成膜チャンバーと、請求項６記載の補助チャンバーとを備えていることを特徴とするトレイ搬送式成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、基板をトレイに載せて搬送して基板の表面に所定の薄膜を作成するトレイ搬送式の成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板の表面に薄膜を作成する成膜装置には、真空蒸着装置、スパッタリング装置、ＣＶＤ（化学的気相成長）装置等の各種のタイプのものが知られている。これらの装置では、基板をトレイに載せて搬送して基板の表面に所定の薄膜を作成するトレイ搬送式の装置が従来より知られている。図７は、従来のトレイ搬送式成膜装置の構成を説明する正面断面概略図である。
【０００３】
図７に示す装置は、水平な姿勢のトレイ１の上に基板２を載せ、このトレイ１をトレイ搬送系３によって水平に搬送させる。具体的には、トレイ搬送ラインに沿って、複数の真空チャンバー４１，４２，４３が縦設されている。各々の真空チャンバー４１，４２，４３はゲートバルブ４０を介して気密に接続されている。各々の真空チャンバー４１，４２，４３は、トレイ１の搬送順に、仕込みチャンバー４１、成膜チャンバー４２、回収チャンバー４３になっている。
【０００４】
成膜チャンバー４２は、成膜の方式に従って構成された成膜手段５を備えている。成膜手段５は、例えば真空蒸着により成膜を行う場合、電子ビーム加熱方式等の蒸発源で構成され、成膜チャンバー４２内に成膜材料よりなる蒸気流を発生させて基板２に到達させ、成膜を行うようにする。
基板２は、トレイ１に搭載されて仕込みチャンバー４１に搬入され、トレイ搬送系３がトレイ１を搬送することで成膜チャンバー４２に移動する。そして、上記のような成膜の後、トレイ１及び基板２は、回収チャンバー４３から搬出され、その後基板２はトレイ１から回収される。従って、トレイ１は、大気側、真空雰囲気、大気側の順に送られることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のトレイ搬送式成膜装置では、薄膜は基板の表面のみならずトレイの表面にも付着して堆積する。また、トレイは、大気側、真空雰囲気、大気側の順に送られる。即ち、トレイは大気側と成膜チャンバーとを交互に行き来する。このため、薄膜が堆積したトレイを大気に開放して基板を搭載する際、大気中の水分や有機物によって薄膜が汚染され、薄膜の表面に汚染層が形成される。
この場合、このトレイが再び成膜チャンバーに搬入されて成膜に使用されると、表面の汚染層の上にさらに薄膜が堆積し、汚染層の界面を持った膜が積層されることになる。このように汚染層の界面がある膜は剥がれ易く、剥がれた膜はパーティクルとなって成膜チャンバー中を浮遊し、基板に付着することによって膜の表面欠陥等の重大な問題を生ずることになる。
【０００６】
このような問題を解決するには、トレイを常に真空雰囲気に配置し、大気側に取り出さないようにすることが有効である。例えば、仕込みチャンバー、成膜チャンバー及び回収チャンバーを通る無終端の循環路に沿ってトレイを順次搬送し、その循環路の一部において基板がトレイの上に載って成膜されるようにする構成が考えられる。
しかしながら、トレイが常に真空雰囲気にある場合、トレイを別の種類に換えるためには、トレイのあるチャンバーを大気に開放してチャンバーからトレイを取り出す必要がある。そして、別の種類のトレイをチャンバー内に配置した後、チャンバーを再び真空排気しなければならない。このため、トレイの交換のために装置の動作を長期間にわたり停止しなければならず、生産性低下の原因となる。
【０００７】
本願の発明は、このような点を解決課題として成されたものであり、トレイへの薄膜の堆積を抑制して薄膜の剥離によるパーティクルの発生を防止するとともに、トレイを交換する必要がある場合にも、生産性の低下しない実用的なトレイ搬送式成膜装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、基板の表面に所定の薄膜を作成する成膜手段を備えた成膜チャンバーと、大気側と成膜チャンバー内との間の基板の搬入搬出の際に基板が一時的に配置される補助チャンバーとを縦設し、基板を載せたトレイを成膜チャンバー内に搬入して成膜を行うトレイ搬送式成膜装置であって、
トレイへの薄膜の付着を防止するようトレイを覆うマスクと、
マスクの着脱を行う機構とを備えており、
このマスクは、最初の基板への成膜処理の後に次の基板への成膜処理を行う複数回の成膜処理の間に大気側に取り出されず成膜チャンバー内又は成膜チャンバー内と補助チャンバー内に位置して複数回の成膜処理の際にトレイへの薄膜の付着を防止するものであり、
マスクの着脱を行う機構は、成膜処理が終了した最初の基板を載せたトレイからマスクを取り外し、そのマスクを大気側に取り出すことなく、未成膜の次の基板を載せたトレイをそのマスクが覆う状態とするものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、上記請求項１の構成において、前記トレイは、１回又は複数回の成膜処理のたびごとに大気側に取り出されるものであり、大気側に取り出された際に別の種類のトレイに交換可能なものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、上記請求項２の構成において、前記トレイ又は前記別の種類のトレイは、複数の基板に同時に成膜ができるよう複数の基板を載せることが可能なものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、上記請求項１、２又は３の構成において、前記マスクは、前記トレイへの薄膜の付着の防止とともに、基板の表面の特定の領域にのみ薄膜を付着させる基板用マスクにも兼用されているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、上記請求項１、２、３又は４の構成において、前記補助チャンバー内又は前記補助チャンバーとは別に設けられた他のチャンバー内には、成膜チャンバーでの成膜の前に前記基板又は前記基板と前記トレイもしくは前記マスクとに対して加熱を行う加熱手段が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、基板の表面に所定の薄膜を作成する成膜手段を備えた成膜チャンバーを備え、基板を載せたトレイを成膜チャンバー内に搬入して成膜を行うトレイ搬送式成膜装置において、大気側と成膜チャンバー内との間の基板の搬入搬出の際に基板を内部に一時的に配置するために成膜チャンバーに対して縦設される補助チャンバーであって、
トレイへの薄膜の付着を防止するようトレイを覆うマスクの着脱を行う機構を内部に備えており、
このマスクは、最初の基板への成膜処理の後に次の基板への成膜処理を行う複数回の成膜処理の間に大気側に取り出されず成膜チャンバー内又は成膜チャンバー内と補助チャンバー内に位置して複数回の成膜処理の際にトレイへの薄膜の付着を防止するものであり、
マスクの着脱を行う機構は、成膜処理が終了した最初の基板を載せたトレイからマスクを取り外し、そのマスクを大気側に取り出すことなく、未成膜の次の基板を載せたトレイをそのマスクが覆う状態とするものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、基板を載せたトレイを成膜チャンバー内に搬入して成膜を行うトレイ搬送式成膜装置であって、基板の表面に所定の薄膜を作成する成膜手段を備えた成膜チャンバーと、請求項６記載の補助チャンバーとを備えているという構成を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１から図５は、本願発明の実施形態の構成を説明する図である。このうち、図１は実施形態のトレイ搬送式成膜装置の構成を説明する正面概略図、図２は図１の装置で成膜される基板と成膜に使用されるトレイ及びマスクの構成を説明する斜視概略図、図３は搬送機構の主要部の構成を示した斜視概略図、図４は昇降手段を備えた搬送機構の主要部の構成を示した斜視概略図、図５はマスクの着脱動作を説明した側断面概略図である。
図１に示す装置は、いわゆるインライン式の装置であり、複数の真空チャンバー４４，４５，４２，４６を基板２の搬送ラインに沿って気密に縦設した構成となっている。複数の搬送チャンバー４４，４５，４２，４６は、図１上、左から順に、ロードロックチャンバー４４、第一の補助チャンバー４５、成膜チャンバー４２、第二の補助チャンバー４６の順となっている。尚、各チャンバー４４，４５，４２，４６は、専用又は兼用の不図示の排気系によって所定の圧力まで排気可能となっている。また、各チャンバー４４，４５，４２，４６の境界部分には、ゲートバルブ４０が設けられている。
【００１０】
ロードロックチャンバー４４は、大気側と真空側との基板２の出し入れの際に基板２が一時的に位置するチャンバーである。基板２は、ロードロックチャンバー４４外でトレイ１に載せられ、ロードロックチャンバー４４に搬入されるようになっている。
【００１１】
図２を使用してトレイ１の構成について説明する。図２に示すように、本実施形態形態では、方形の基板２を成膜処理するようになっている。トレイ１は、基板２を填め込むことが可能な方形の枠状の部材である。
基板２は、ロードロックチャンバー４４外に設けられた装着ロボットのフィンガ５に支持されながら、トレイ１に填め込まれる。トレイ１には、フィンガ５の退避スペースとなる凹部が形成されている。
【００１２】
このようにトレイ１に載せられた基板２は、搬送機構によって、ロードロックチャンバー４４、第一の補助チャンバー４５、成膜チャンバー４２、第二の補助チャンバー４６、再び成膜チャンバー４２の順に搬送され、二回目に成膜チャンバー４２に搬入された際に成膜処理が行われるようになっている。
尚、図１から分かるように、基板２は、上側の水平な搬送ライン（以下、上側搬送ライン）上を搬送されて第二の補助チャンバー４６に達し、第二の補助チャンバー４６内で所定距離下降する。そして、基板２は、上側搬送ラインよりも低い水平な搬送ライン（以下、下側搬送ライン）上を搬送されて成膜が行われ、第一の補助チャンバー４５に戻る。そして、第一の補助チャンバー４５内で少し上昇した後、上側搬送ラインと下側搬送ラインとの間の高さの水平な搬送ライン（搬出用搬送ライン）上を搬送されてロードロックチャンバー４４に戻るようになっている。
【００１３】
次に、上記搬送を行う搬送機構の構成について、図３を使用して説明する。
本実施形態の装置では、搬送機構は、トレイ１に載せられた基板２を水平方向に搬送するようになっている。搬送機構は、各チャンバー４４，４５，４２，４６内に設けられている。搬送機構の詳細は各チャンバー４４，４５，４２，４６によって多少異なるが、主要部の構成は同じである。
【００１４】
図３に示すように、搬送機構は、基板２の搬送ライン上に左右に設けられた多数の搬送コロ６１と、各搬送コロ６１を先端に保持した回転軸６２と、ベアリングを介在させながら回転軸６２を保持した保持板６３と、回転軸６２の後端に固定されたプーリ６４と、プーリ６４に巻かれたベルト６５と、選択されたプーリ６４に固定された駆動軸６６と、駆動軸６６を回転させる回転駆動源６７とから主に構成されている。図３では、片側の機構のみが示されているが、搬送機構は左右対称であり、もう片方にも同様の機構が設けられている。
【００１５】
保持板６３は、チャンバー４４，４５，４２，４６内に設けられた不図示の固定部に固定されている。駆動軸６６は、チャンバー４４，４５，４２，４６の側壁を気密に貫通している。貫通部分には、磁性流体を使用したメカニカルシール６６１が設けられている。尚、回転駆動源６７は、減速器６７１を介して駆動軸６６を回転させるようになっている。
【００１６】
次に、図４を使用して第二の補助チャンバー４６内の搬送機構の構成について補足して説明する。図１から分かるように、基板２は、第二の補助チャンバー４６内で下降した後、成膜チャンバー４２に再び搬入されるようになっている。従って、第二の補助チャンバー４６内の搬送機構は、昇降手段６８を有している。図４には、この昇降手段６８の構成が示されている。即ち、図３と図４とを比較すると分かるように、図４の搬送機構では、保持板６３の中央には、支柱６８１の先端が固定されている。支柱６８１は、保持板６３を介して多数の搬送コロ６１及び回転軸６２等を一体に支持した状態となっている。
【００１７】
そして、支柱６８１は、下方に延びて第二の補助チャンバー４６の底板を気密に貫通し、第二の補助チャンバー４６の下方に設けられた上下駆動源６８２に接続されている。上下駆動源６８２は、エアシリンダ等の直線駆動源であり、支柱６８１を上下動させることによって各搬送コロ６１、回転軸６２、保持板６３、プーリ６４及びベルト６５が一体に上下動させるようになっている。
尚、支柱６８１が第二の補助チャンバー４６の底板を貫通する部分には、やはりメカニカルシール６８３が設けられており、支柱の上下動を許容しつつ、気密シールを確保している。また、昇降手段６８は、両側の搬送コロ６１等に同様に設けられており、両側の各搬送コロ６１、回転軸６２、保持板６３、プーリ６４及びベルト６５が一体に上下動するようになっている。
【００１８】
また、図４に示す搬送機構では、駆動軸６６に着脱ジョイント６６２が設けられている。着脱ジョイント６６２は、上記搬送コロ６１、回転軸６２、保持板６３、プーリ６４及びベルト６５（以下、コロユニットと呼ぶ）を一体に移動させた際に、コロユニットを駆動軸６６から取り外したり、駆動軸６６に装着したりするためのものである。着脱ジョイント６６２は、駆動軸６６の先端が嵌合する形状の部材であり、駆動軸６６が垂直方向に移動することで嵌合が解除されるようになっている。
【００１９】
図４には示されていないが、第二の補助チャンバー４６内には、駆動軸６６、減速器６７１及び回転駆動源６７の組が図示されたものの上側にもう一つ設けられている。そして、不図示の上側の駆動軸６６にも、着脱ジョイント６６２が同様に設けられている。図４に示す状態で、上下駆動源６８２が駆動されると、コロユニットが全体に上昇して着脱ジョイント６６２における駆動軸６６の先端の嵌合が解除される。そして、不図示の上側の組の高さまでコロユニットが上昇すると、この上側の組の着脱ジョイント６６２にコロユニットが装着される。この結果、この上の組の回転駆動源６７により各搬送コロ６１が回転する状態となる。
【００２０】
次に、本実施形態の装置の大きな特徴点を成すマスク７の構成について図２及び図５を使用して説明する。本実施形態の装置では、トレイ１への薄膜の付着を防止するようトレイ１の表面がマスク７が覆われるようになっている。マスク７は、図２に示すように、トレイ１の下側からトレイ１を覆うものである。マスク７は、トレイ１とほぼ同じ大きさの方形の枠状の部材である。マスク７の一辺の断面形状はＬ字状であり、その段差部分にトレイ１が落とし込まれるようになっている。
【００２１】
上記マスク７によるトレイ１の被覆動作は、第一の補助チャンバー４５内で行われる。マスク７で被覆されたトレイ１は、基板２への成膜処理の後、再び第一の補助チャンバー４５に戻り、第一の補助チャンバー４５内でマスク７が取り外され、被覆が解除されるようになっている。このマスク７の着脱動作について、図５を使用して説明する。
マスク７の着脱は、第一の補助チャンバー４５内に設けられた搬送機構によって行われるようになっている。第一の補助チャンバー４５内の搬送機構は、図３に示す搬送機構と本質的には同じであるが、マスク７で被覆されたトレイ１を搬送する第一の搬送機構６Ａと、トレイ１のみを搬送する第二の搬送機構６Ｂとが備えられている。
【００２２】
第一の搬送機構６Ａは、左右の多数の搬送コロ６１と、各搬送コロ６１を回転させる回転軸６２と、各回転軸６２に固定されたプーリ６４と、プーリ６４に巻かれたベルト６５と、選択されたプーリ６４に固定された駆動軸６６を回転させる回転駆動源６７とを備えている。図５から分かるように、各搬送コロ６１は、マスク７の下面に接触するよう設けられている。回転駆動源６７によって各搬送コロ６１が回転すると、マスク７が水平方向に移動し、この結果、マスク７に落とし込まれたトレイ１及びトレイ１に載せられた基板２も水平方向に移動するようになっている。
そして、上記回転駆動源６７は、ベース板６７２の上に取り付けられており、ベース板６７２を支持する支柱６７３を上下動させる上下駆動源６７４が設けられている。上下駆動源６７４が駆動されると、搬送コロ６１、回転軸６２、プーリ６４及び回転駆動源６７等が一体に上下動するようになっている。
【００２３】
また、第二の搬送機構６Ｂは、左右の多数の搬送コロ６１と、各搬送コロ６１を回転させる回転軸６２と、各回転軸６２に固定されたプーリ６４と、プーリ６４に巻かれたベルト６５と、選択されたプーリ６４に固定された駆動軸６６を回転させる回転駆動源６７とを備えている。図５に示すように、各搬送コロ６１は、トレイ１の鍔の部分の下面に接触するよう設けられている。尚、図５に示すように、回転駆動源６７は、第一の補助チャンバー４５外に設けられており、駆動軸６６は第一の補助チャンバー４５の側壁に気密に貫通している。そして、この貫通部分には、同様にメカニカルシール６６３が設けられている。
【００２４】
第二の搬送機構６Ｂは、図４に示す搬送機構と同様に、保持板６３が支柱６３１によって支持され、支柱６３１には上下駆動源６３２が設けられている。この結果、コロユニットが上下動するようになっている。また、駆動軸６６には、図４に示すものと同様の着脱ジョイント６６４が設けられている。そして、図５に示すように、第二の搬送機構６Ｂの回転駆動源６７及び駆動軸６６は、図１に示す搬出用搬送ラインの高さの位置に設けられている。
【００２５】
マスク７の着脱動作について、図５を使用して説明すると、第二の搬送機構６Ｂの上下駆動源６３２は、通常はコロユニットを下方の待機位置に位置させている。成膜が終了した基板２がトレイ１に載せられてマスク７に落とし込まれて搬送されてくると、第二の駆動機構６Ｂの上下駆動源６３２が動作し、コロユニットを上昇させる。この結果、第二の駆動機構６Ｂのコロユニットがトレイ１の鍔の部分に接触してトレイ１を持ち上げる。この結果、マスク７による被覆が解除される。さらに上下駆動源６３２が駆動され、コロユニットは、搬出用搬送ラインの高い位置に達して停止する。この結果、駆動軸６６の着脱ジョイント６６４にコロユニットが装着される。そして、回転駆動源６７が動作して、各搬送コロ６１がトレイ１を移動させ、第一の補助チャンバー４５からロードロックチャンバー４４に搬出する。
【００２６】
次に、第一の搬送機構６Ａの上下駆動機構６７４が駆動され、コロユニットが一体に上昇する。この結果、取り残されていたマスク７が上昇する。上側搬送ラインには、基板２を載せたトレイ１が図３に示すような搬送機構によって搬送されて停止している。第一の搬送機構６Ａの上下駆動源６７４は、マスク７を上側搬送ラインまで上昇させ、トレイ１の下側がマスク７で覆われるようにする。そして、第一の搬送機構６Ａの回転駆動源６７が動作し、マスク７、トレイ１及び基板２が一体に成膜チャンバー４２に向けて搬送される。
【００２７】
次に、成膜チャンバー４２内の構成について補足して説明する。本実施形態では、真空蒸着により薄膜を作成するようになっている。即ち、成膜チャンバー４２内には、成膜する材料を溜めた坩堝４２１と、坩堝４２１内の材料を加熱して蒸発させる蒸発手段４２２とを備えている。蒸発手段４２２としては、熱電子ビームを坩堝４２１内の材料に照射して加熱する熱電子ビーム源が採用される。そして、熱電子ビームを磁場の効果により偏向させる磁石４２３が設けられる。
【００２８】
また、上述した通り、基板２は第一の補助チャンバー４５から第二の補助チャンバー４６に搬送される際に一時的に成膜チャンバー４２内に位置する。この際、基板２に対して成膜材料が到達して薄膜が堆積すると、膜厚のコントロールが難しくなるので、この際には成膜材料が到達しないようにしている。具体的には、成膜チャンバー４２の上側搬送ラインと下側搬送ラインとの間には、防着板４２４が設けられており、成膜材料が上側搬送ラインの基板２には到達しないようになっている。
【００２９】
また、第一の補助チャンバー４５、第二の補助チャンバー４６及び成膜チャンバー４２内は、不図示の加熱手段が設けられている。加熱手段としては、赤外線ランプ等の輻射加熱手段が好適に使用される。基板２を所定の温度に加熱して成膜を行うと、膜の成長に熱エネルギーが利用されて成膜速度が向上する効果がある。しかしながら、後述するようなガラス製の基板２の場合、急激に加熱すると熱衝撃により破損する恐れがあり、Δ２０℃毎分を越えない程度の低い温度勾配で加熱する必要がある。このため、本実施形態の装置では、成膜チャンバー４２のみならず、第一の補助チャンバー４５や第二の補助チャンバー４６内にも加熱手段を設けて加熱時間が長く取れるようにしている。このような構成によって、基板２の破損を防止しつつ所定の温度に加熱できるようになっている。尚、基板２を加熱した後に成膜を行うと、基板２の表面の吸着ガスや内部の吸蔵ガスが予め放出されて薄膜の品質が良好となる効果もある。
【００３０】
成膜の一例について説明すると、本実施形態では、プラズマディスプレイ用の基板の成膜を行うことが想定されている。基板２の材質は、旭硝子（株）製のＰＤ２００のようなソーダライムガラス等であり、作成する薄膜はＭｇＯ膜等である。前述した第一の補助チャンバー４５、第二の補助チャンバー４５及び成膜チャンバー４２までの搬送の間で加熱されて維持される基板２の加熱温度は、２００〜２５０℃程度である。
【００３１】
上記説明から分かる通り、本実施形態の装置では、トレイ１の表面がマスク７によって覆われた状態で成膜が行われる。このため、トレイ１への薄膜の付着が抑えられ、トレイ１が大気側に取り出される場合でも薄膜が大気中の水分や有機物によって汚染された状態で再び成膜に使用されることに起因する問題は発生しない。
また、トレイ１を大気側に取り出すことができるため、トレイ１を別の種類に換える場合にも、チャンバーを大気に開放する必要がない。従って、トレイ１の交換のために装置の動作を長期間にわたり停止する必要がなく、生産性低下の原因は発生しない。
【００３２】
尚、上記説明から分かる通り、マスク７は各チャンバー４４，４５，４２，４６を通して設定された搬送ラインに沿って循環し、次の基板２の成膜処理に使用されるようになっている。つまり、本実施形態の装置では、マスク７は、複数回の成膜処理の間に大気側に取り出されずに真空側にあって複数回の成膜処理の際にトレイ１を覆うよう構成されている。トレイ１と同じように一回の処理のたびにマスク７が大気側に取り出されてしまうと、マスク７の表面には薄膜の付着が避けられないから、マスク７の表面の薄膜が汚損されて従来と同様の問題が生ずる。
【００３３】
どの程度の処理回数繰り返してマスク７が使用されるかは、マスク７への薄膜の累積付着量がどの程度になるかによって決められる。即ち、薄膜の累積付着量が多くなって膜厚が厚くなると、膜厚内のストレスや自重等によって薄膜が剥がれ易くなる。薄膜が剥がれると、パーティクルと呼ばれる塵埃が生じ、基板２の表面に達して局部的な膜厚異常等の欠陥を生じさせる原因となる。そこで、マスク７の表面の膜厚がある程度の量に達する程度の成膜処理を繰り返した後、マスク７は大気側に取り出される。そして、マスク７を新品のものと交換したり、表面の薄膜を除去したりするメンテナンスが行われる。
【００３４】
尚、上記説明では、トレイ１は一回の処理のたびごとに大気側に取り出されたが、複数回の処理のたびに取り出されるようにしてもよい。具体的には、マスク７の場合と同様の機構でトレイ１を循環させ、複数回の成膜処理に使用されるようにする。そして、例えば別の種類のトレイ１に交換する必要がある場合にのみトレイ１を大気側に取り出すようにする。マスク７によって覆われているもののトレイ１に対して僅かな薄膜の付着がある場合、トレイ１を大気側に取り出す回数を減らすと、この僅かな薄膜に対しても汚損が抑制されるので、さらに好適となる。
【００３５】
次に、トレイ１の他の構成について説明する。図６は、トレイ１の他の構成について説明する斜視概略図である。このトレイ１は、複数の基板２を同時に載せることができるよう構成されている。具体的には、形の異なる三つの方形の基板２を同時に載せることができるよう構成されている。トレイ１は板状であり、三つの基板２の形状に適した開口が設けられている。各々の開口の縁には、各基板２の縁が載る段差が設けられており、この段差に落とし込まれるようにして各基板２がトレイ１に載るようになっている。
【００３６】
プラズマディスプレイ用の基板２や液晶ディスプレイ用の基板２への成膜においては、作成する薄膜の種類は同じであるものの、基板２の寸法形状は製造されるディスプレイの種類により異なる場合が多い。この場合、寸法形状の異なる複数の基板２をトレイ１に載せて同時に成膜できるようにしておくと、多品種少量生産に適したものとなるので、大変好適である。勿論、同じ寸法形状の基板２を複数同時に載せて成膜する場合においても、生産性の向上の効果が得られることは言うまでもない。
【００３７】
尚、上述した実施形態のマスク７は、基板２の表面の特定の領域にのみ薄膜を付着させる基板用マスクにも兼用されている。具体的には、マスク７の方形の開口は、基板２の大きさから少し小さい相似形になっている。このため、基板２の周縁から一定の幅のマージンの部分については薄膜が堆積しないようになっている。このマージンの部分は、後の工程で基板２を保持したり、この基板２がディスプレイとして組み立てられる際に固定したりする部分である。この部分に薄膜が堆積していると、保持や固定の際に薄膜が剥がれれ塵埃が発生し易い。このため、マスク７を基板用マスクとして使用し、マージンへの薄膜堆積を防止している。基板用マスクの別の例としては、ハードディスク等の情報記録用基板における中央部分の膜堆積防止や、プリント基板等における所定の回路パターンの膜堆積があげられる。
【００３８】
また、上述した実施形態では、マスク７内にトレイ１が落とし込まれる構成を採り上げたが、この構成は必須ではなく、単に一枚の板状の部材が下又は上からトレイ１を覆う構成でもよい。
尚、マスク７は、無終端状の搬送路に沿って循環して複数回の成膜処理に使用されるものであったが、例えばロードロックチャンバーと成膜チャンバーと別のロードロックチャンバとが一直線上に気密に接続されたチャンバー配置である場合、マスク７は、ロードロックチャンバーと成膜チャンバーと別のロードロックチャンバとを結ぶ一直線上の搬送路を前後運動しながら複数回の成膜処理に利用されるよう構成される場合もある。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本願発明によれば、トレイへの薄膜の付着を防止するようトレイを覆うマスクが備えられており、このマスクは、最初の基板への成膜処理の後に次の基板への成膜処理を行う複数回の成膜処理の間に大気側に取り出されず成膜チャンバー内又は成膜チャンバー内と補助チャンバー内に位置して複数回の成膜処理の際にトレイへの薄膜の付着を防止するので、トレイが大気側に取り出される場合でも薄膜が大気中の水分や有機物によって汚染された状態で再び成膜に使用されることに起因する問題は発生しない。また、トレイを大気側に取り出すことができるため、トレイを別の種類に換える場合にも、チャンバーを大気に開放する必要がない。従って、トレイの交換のために装置の動作を長期間にわたり停止する必要がなく、生産性低下の原因は発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施形態のトレイ搬送式成膜装置の構成を説明する正面概略図である。
【図２】図２は、図１の装置で成膜される基板と成膜に使用されるトレイ及びマスクの構成を説明する斜視概略図である。
【図３】図１の装置に使用された搬送機構の主要部の構成を示した斜視概略図である。
【図４】図４は、昇降手段を備えた搬送機構の主要部の構成を示した斜視概略図である。
【図５】マスクの着脱動作を説明した側断面概略図である。
【図６】トレイの他の構成について説明する斜視概略図である。
【図７】従来のトレイ搬送式成膜装置の構成を説明する正面断面概略図である。
【符号の説明】
１  トレイ
２  基板
４０  ゲートバルブ
４２  成膜チャンバー
４２１  坩堝
４２２  蒸発手段
４２３  磁石
４２４  防着板
４４  ロードロックチャンバー
４５  第一の補助チャンバー
４６  第二の補助チャンバー
６Ａ  第一の搬送機構
６Ｂ  第二の搬送機構
６１  搬送コロ
６２  回転軸
６３  保持板
６４  プーリ
６５  ベルト
６６  駆動軸
６７  回転駆動源
７  マスク
【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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