專利名稱：濺射方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及連續(xù)對多塊基板進行真空處理的技術(shù)。
以一間處理室153為例地說明內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在處理室153壁面中的與輸送室150相連的壁面上，開設有輸送口124。該輸送口上設有未示出的閘閥，當通過該閘閥堵塞輸送口124時，輸送室150的內(nèi)部氣氛與處理室153的內(nèi)部氣氛被分隔開，當打開閘閥時，變成輸送室150內(nèi)的內(nèi)部氣氛與處理室153的內(nèi)部氣氛連通的狀態(tài)。在處理室153壁面中的與形成輸送口124的壁面相對的壁面上，設置著靶托123。
在處理室153的底壁上設置基板保持裝置110?；灞３盅b置110具有轉(zhuǎn)軸114、保持板111、升降板113，轉(zhuǎn)軸114水平地設置在靶托123附近。保持板111被安裝在轉(zhuǎn)軸114上并且能夠處于可使轉(zhuǎn)軸114轉(zhuǎn)動的水平姿勢和垂直姿勢下。圖20示出了處于水平姿勢的保持板111。
基板輸送機械手140設置在輸送室150內(nèi)。基板輸送機械手140具有轉(zhuǎn)軸、主體部被裝在該轉(zhuǎn)軸上的臂141、被裝在臂141的前端上的手143，能夠使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動、使臂141伸縮并在水平面內(nèi)使手143移動地構(gòu)成該基本輸送機械手。
當在上述真空處理裝置102中進行成膜作業(yè)時，基板105承載于手143上，打開閘閥并把手伸入處理室153內(nèi)并使基板靜止在處于水平姿勢的保持板111上。升降板113設置在處于水平姿勢的保持板111的下方，在升降板113的表面上，垂直設有多個銷117。在保持板111上設有多個孔118，當使升降板113上移時，各銷117插入處于水平姿勢的保持板111的孔118內(nèi)。于是，當銷117繼續(xù)上升時，銷117的上端分別從手143之間凸出到上面，結(jié)果，基板105就承載在銷117的上端上。圖20示出了這個狀態(tài)。接著，當使手143返回輸送室150并使升降板113下降時，基板105承載在保持板111上。圖21示出了這個狀態(tài)。通過設置于保持板111上的未示出的保持機構(gòu)，將基板105保持在保持板111上，當使轉(zhuǎn)軸114轉(zhuǎn)動并使保持板111豎起時，基板105如圖22所示地與保持板111一起豎立起來。在靶托123內(nèi)，未示出的靶豎放著，當基板105處于豎立姿勢時，基板105的表面相對靶處于平行對置狀態(tài)。在這個狀態(tài)下，關(guān)閉閘閥并使處理室153的內(nèi)部與輸送室150隔絕，在處理室153內(nèi)輸入濺射氣體并對靶施加電壓地進行濺射，從而在基板105表面上形成薄膜。
當制造出有預定厚度的薄膜后，從處理室153中排出濺射氣體，在處理室153內(nèi)部的壓力被降低到與輸送室150內(nèi)的壓力一樣的程度后，打開處理室153和輸送室150之間的閘閥，處理室153的內(nèi)部氣氛與輸送室150的內(nèi)部氣氛連通，基板輸送機械手140的手143伸入處理室153中，形成有薄膜的基板105承載于手143上并從處理事153中撤出基板并送往后續(xù)工序的處理室中。在從手143上卸下形成有薄膜的基板105后，使手143伸入前工序的處理室和輸入室內(nèi)并抓住未示出的基板，經(jīng)過輸送室150的內(nèi)部地將其送如處理室153并進行濺射作業(yè)。
如上所述，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的濺射方法，必須在從處理室153內(nèi)部取出形成有薄膜的基板后，把未處理的基板裝載于手143上地送入處理室153并開始對該基板進行濺射作業(yè)。在已處理完的基板與未示出的基板進行交換時，由于無法進行在處理室153內(nèi)的成膜作業(yè)，所以交換所需的時間被白白浪費了。
為了實現(xiàn)上述目的，如權(quán)利要求1所述的技術(shù)方案是這樣的濺射方法，其中把第一基板送入垂直設有靶的處理室內(nèi)，使該第一基板與該靶平行并且把濺射氣體輸入該處理室中地進行濺射，從而在該第一基板表面上形成膜，在該第一基板的濺射中，把隨后要進行濺射的第二基板送入該處理室中。
如權(quán)利要求2所述的技術(shù)方案是這樣的根據(jù)權(quán)利要求1的濺射方法，其中輸送室通過閘閥與該處理室連通的情況下，打開所述閘閥地把位于該輸送室內(nèi)的所述第二基板送如該處理室中，在打開該閘閥前，在該輸送室內(nèi)輸入輔助氣體，在使該輸送室的內(nèi)部壓力與該處理室的內(nèi)部壓力大致一致后，打開該閘閥地把第二基板送入該處理室。
在如上所述地構(gòu)成本發(fā)明的情況下，當在第一基板豎立于該處理室內(nèi)的狀態(tài)下進行濺射時，把隨后要進行濺射處理的第二基板送入處理室內(nèi)，由此在結(jié)束濺射處理后，與交換基板的場合相比，處理時間縮短了。
由于在濺射過程中打開閘閥并且輸送室內(nèi)部與處理室內(nèi)部連通，所以在打開閘閥前保持輸送室內(nèi)部壓力大致等于處理室內(nèi)部壓力的情況下，即便是就在打開閘閥之后，處理室內(nèi)的壓力也不發(fā)生波動，從而能夠穩(wěn)定地進行濺射。
與在濺射處理結(jié)束后進行基板交換的場合相比，能夠縮短處理時間。
圖2說明用于該真空處理裝置的基板保持裝置。
圖3說明該基板保持裝置的動作(1)。
圖4說明該基板保持裝置的動作(2)。
圖5說明該基板保持裝置的動作(3)。
圖6說明該基板保持裝置的動作(4)。
圖7說明使處于豎立姿勢的上基板座和下基板座的高度保持一致的場合。
圖8說明本發(fā)明方法的順序(1)。
圖9說明本發(fā)明方法的順序(2)。


圖10說明本發(fā)明方法的順序(3)。
圖11說明本發(fā)明方法的順序(4)。
圖12說明本發(fā)明方法的順序(5)。
圖13說明本發(fā)明方法的順序(6)。
圖14說明本發(fā)明方法的順序(7)。
圖15說明本發(fā)明方法的順序(8)。
圖16說明本發(fā)明方法的順序(9)。
圖17說明本發(fā)明方法的順序(10)。
圖18說明本發(fā)明方法的順序(11)。
圖19說明用于現(xiàn)有技術(shù)的濺射方法的真空處理裝置。
圖20說明現(xiàn)有技術(shù)的濺射方法的順序(1)。
圖21說明現(xiàn)有技術(shù)的濺射方法的順序(2)。
圖22說明現(xiàn)有技術(shù)的濺射方法的順序(3)。
符號說明5、5a、5b-基板；26-靶；50-輸送室；53-處理室；
該真空處理裝置2具有輸送室50、進出室51、處理室52-56。進出室51和各處理室52-56分別通過閘閥71-76與輸送室50的側(cè)面連通。
在輸送室50、進出室51、處理室52-56中，分別連接有抽真空系統(tǒng)60-66、氣體輸入系統(tǒng)80-86，當關(guān)閉各閘閥71-76并使抽真空系統(tǒng)60-66工作時，能夠單獨地將進出室51和輸送室50和各處理室52-56的內(nèi)部抽成真空。
與各處理室52-56相連的氣體輸入系統(tǒng)82-86與對應于在處理室52-56內(nèi)進行的處理的氣瓶相連。例如，在濺射處理的情況下，是氬氣，在CVD的情況下是薄膜的原料氣體和載體氣體，在蝕刻的情況下，是有機鹵素等的蝕刻氣體。
另一方面，與輸送室50相連的氣體輸入系統(tǒng)80與充填有氮氣和氬氣的惰性輔助氣體氣瓶相連。
在輸送室50中，設有基板輸送機械手40?；遢斔蜋C械手40具有轉(zhuǎn)軸44、臂42和手43并且它是如此構(gòu)成的，即轉(zhuǎn)軸是垂直設置的并且臂42的一端安裝在其上，手43被安裝在臂42的另一端上，通過轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動，臂42伸縮移動，伴隨著這種伸縮移動，手43在水平面內(nèi)移動。手43的前端分開成鉤狀，并且后述的銷17插入手43中。
圖2是為了說明本發(fā)明而省略了處理室52、54-56的真空處理裝置2的斜視圖，其中示出了輸送室50、進出室51和一間處理室53。
基板保持裝置10設置在該輸送室53中。該基板保持裝制0具有上基板座11、下基板座12、上轉(zhuǎn)軸14、下轉(zhuǎn)軸15、升降板13。
上轉(zhuǎn)軸14水平設置在處理室53內(nèi)，而下轉(zhuǎn)軸15可相對上轉(zhuǎn)軸14水平離開并位于下方并設置成于上轉(zhuǎn)軸14平行。符號22表示上轉(zhuǎn)軸14的轉(zhuǎn)動軸線，符號25表示下轉(zhuǎn)軸15的轉(zhuǎn)動軸線。上轉(zhuǎn)軸14與下轉(zhuǎn)軸15被制成能夠分別以轉(zhuǎn)動軸線22、25為中心地轉(zhuǎn)動。
上基板座11和下基板座12是四角形板，其一邊沿軸線方向分別安置在上轉(zhuǎn)軸14和下轉(zhuǎn)軸15上。
圖2表示上基板座11和下基板座12分別處于靜止于水平狀態(tài)下的水平姿勢的場合。在上基板座11和下基板座12都處于水平姿勢時，它們彼此有間隔地相互重疊。
升降板13水平地設置在處于水平姿勢的下基本座12的垂直下方位置上。在升降板13的表面上，垂直設置多個銷17。升降板13被構(gòu)造成可相對上基板座11和下基板座12上下移動。隨著升降板13的上下移動，銷17也上下移動。
在處于水平姿勢的上基板座11和下基板座12的各銷17的垂直上方位置上，分別開設有孔18、19。因此，當使上基板座11和下基板座12處于水平姿勢并使升降板13向上移動時，銷17插入孔18、19中。
另外，圖2示出了通過基板輸送機械手40從進出室51內(nèi)取出要處理的基板5并將其送如處理室53前的狀態(tài)。
在圖2中，在輸送室50和處理室53之間的閘閥73被打開的狀態(tài)下，輸送室50與處理室53通過輸送口24而內(nèi)部連通。
該處理室53是濺射室，在處理室53壁面中的一個與形成有輸送口24壁面相對的壁面上，設有靶托23。上基板座11和下基板座12和升降板13被構(gòu)造成能夠在水平面一起轉(zhuǎn)動。在圖2中，上轉(zhuǎn)軸14位于輸送口24側(cè)，下轉(zhuǎn)軸15靜止于位于靶托23側(cè)的狀態(tài)下。
當從這個狀態(tài)起在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動180度時，如圖3所示，下轉(zhuǎn)軸15位于輸送口24側(cè)，上轉(zhuǎn)軸14位于靶托23側(cè)。
圖4表示從這個狀態(tài)起使上轉(zhuǎn)軸14轉(zhuǎn)動90度并使原處于水平姿勢的上基板座11處于垂直豎立姿勢的狀態(tài)。處于豎立姿勢的上基板座11平行面對著在靶托23內(nèi)的靶。
圖5與圖4相反地示出了這樣的狀態(tài)，即下轉(zhuǎn)軸15位于靶托23側(cè)，上轉(zhuǎn)軸14位于輸送口24側(cè)，在這種情況下，下基板座12處于豎立姿勢，上基板座11處于水平姿勢。呈豎立姿勢的下基板座12平行面對著在靶托23內(nèi)的靶。
在上轉(zhuǎn)軸14和下轉(zhuǎn)軸15被構(gòu)造成可上下移動的情況下，如圖7所示，上基板座11處于豎立姿勢時(圖7左邊的狀態(tài))的高度與下基板座12處于豎立姿勢時(圖7右邊的狀態(tài))高度能夠保持一致。
圖6示出了這樣的情況，即在上基板座11如圖5所示地處于水平姿勢且下基板座12處于豎立姿勢的狀態(tài)下，升降板13可向上移動，而銷17的前端突出到上基板座11的孔17外。
接著，說明利用上述基本保持裝置10的且在處理室53內(nèi)進行本發(fā)明的濺射方法的順序。
首先，參見圖8，下基板座12處于豎立姿勢且上基板座11處于水平姿勢，在通過濺射法形成薄膜的過程中的基板5a被豎立地保持在下基板座12上。
圖8和后述的圖9-18中的符號26表示垂直設置在靶托23內(nèi)的靶，圖8的狀態(tài)是在借助濺射法的成膜作業(yè)中，基板5a面對靶26。
在這個狀態(tài)下，關(guān)閉處理室53和輸送室50之間的閘閥73，氬氣等濺射氣體一邊通過質(zhì)量流量控制器等控制流量，一邊被輸入處理室53內(nèi)，內(nèi)部變?yōu)?0-1Pa-10+1Pa左右的壓力。
另一方面，輸送室50的內(nèi)部通過抽真空系統(tǒng)60被降低到比處理室53更低的壓力。
在這個狀態(tài)下，是基板輸送機械手40動作并從進出室51和其它處理室52、54-56取出基板，切換到關(guān)閉輸送室50和進出室51之間的以及輸送室50和處理室52-56之間的閘閥71-76的狀態(tài)，輸送室50的內(nèi)部氣氛與各處理室51-56的內(nèi)部氣氛被隔絕開。
接著，通過與輸送室50相連的氣體輸入系統(tǒng)80，一邊通過質(zhì)量流量控制器等控制流量，一邊將輔助氣體送入輸送室50內(nèi)，使輸送室50的內(nèi)部氣氛的壓力提高到與濺射中的處理室53的內(nèi)部氣氛壓力一樣的程度。
被輸入輸送室50內(nèi)的輔助氣體是惰性氣體，因而即便它進入處理室53內(nèi)，也不回影響到在處理室53內(nèi)進行的濺射等真空處理。例如，采用氮氣和氬氣等惰性氣體。在這里，作為輔助氣體地輸入與輸入處理室53內(nèi)的濺射氣體一樣的氬氣。
在消除輸送室50和處理室53之間的壓差后，打開輸送室與處理室之間的閘閥，輸送室50的內(nèi)部氣氛與處于濺射中的處理室53的內(nèi)部氣氛連通，接著，通過濺射而形成有薄膜的基板承載于手43上并通過輸送口24地將手43伸入處理室53內(nèi)。圖9示出了這個狀態(tài)，手43位于處于水平姿勢的上基板座11的上方。符號5b表示在承載于手43上后形成有薄膜的基板。
接著，如圖10所示，當升降板13向上移動時，銷17的前端突出到上基板座11的表面高度上，當繼續(xù)上升時，它接觸到手43觸不到的基板5b內(nèi)面。結(jié)果，基板5b從手43上被轉(zhuǎn)移到銷17的上端上。
在這個狀態(tài)下，如圖11所示，手43返回輸送室50內(nèi)，當使升降板13如圖12所示地下降時，在升降銷17上端上的基板5b承載于處于水平姿勢的上基板座11上。接著，使未示出的保持機構(gòu)動作，基板5b被緊密地保持在上基板座11上。
在手43返回輸送室50后，輸送室50和處理室53之間的閘閥73被關(guān)閉，輸送室50的內(nèi)部氣氛與濺射中的處理室53的內(nèi)部氣氛分隔開。
在這個狀態(tài)下，停止向輸送室50內(nèi)輸送輔助氣體，使輸送室50內(nèi)部處于低壓，在其它處理室52、54-56和進出室51之間，進行基板的送入送出。
在處理室53內(nèi)，即便閘閥73關(guān)閉了，繼續(xù)進行濺射，當在基板5a上形成有預定厚度的薄膜后，停止給靶26施加電壓并停止給處理室53輸入濺射氣體，使濺射過程結(jié)束。
在濺射結(jié)束后，使上基板座11和下基板座12轉(zhuǎn)動并如圖13所示地使下基板座12位于輸送口24側(cè)且上基板座11位于靶26側(cè)，接著，如圖14所示，使上基板座11豎起并把濺射氣體輸入處理室53內(nèi)，開始借助靶26濺射的給基板5b表面成膜的作業(yè)。
接著，在下基板座12如圖15所示地處于水平姿勢后，如圖16所示地使升降板13上升，使完成薄膜成形的基板5a承載于銷17上。
此時，基板為裝載于基板輸送機械手40的手43上，在關(guān)閉輸送室50和進出室51及處理室52-56之間的閘閥71-76的情況下，在輸送室50內(nèi)輸入輔助氣體，其壓力被提高到與處理室53的內(nèi)部壓力一樣的程度。
在該狀態(tài)下，打開閘閥73，在濺射中的處理室53的內(nèi)部氣氛與輸送室50的內(nèi)部氣氛連通，如圖17所示，基板輸送機械手40的手43被插入基板5a和下基板座12之間。
接著，使升降板13降低，如圖18所示，在形成有薄膜的基板5a被裝載于手43上后，當使手43退讓到輸送室50內(nèi)時，基板保持裝置10與圖8所示情況一樣地轉(zhuǎn)變到在一塊基板的表面上形成薄膜的狀態(tài)。
在這個狀態(tài)下，完成了處理的基板5a從下基板座12上被取下，當通過基板輸送機械手40把在處理室53內(nèi)形成有薄膜的基板運走時，可以一個接一個地在基板表面上形成薄膜。
權(quán)利要求
1.濺射方法，其中把第一基板送入垂直設有靶的處理室中并且使該第一基板平行于該靶，在所述處理室內(nèi)輸入濺射氣體地濺射該靶并由此在該第一基板的表面上形成膜，其中，在該第一基板的濺射過程中，把隨后要進行濺射處理的第二基板送入該處理室中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中輸送室通過閘閥與該處理室連接的情況下，打開該閘閥地被把位于該輸送室內(nèi)的該第二基板送入該處理室內(nèi)，其中，在打開閘閥前，在該輸送室內(nèi)輸入輔助氣體，在大致使該輸送室的內(nèi)部壓力與該處理室的內(nèi)部壓力一致后，打開該閘閥地把第二基板送入該處理室中。
全文摘要
提供連續(xù)進行濺射處理的技術(shù)。在使處理室內(nèi)的保持板12處于豎立姿勢，濺射靶26地在保持于保持板12上的基板5a的表面上形成薄膜，在此過程中，使未處理的基板5b承載于在輸送室內(nèi)的基板輸送機械手的手43上，使輸送室內(nèi)壓力與處理室內(nèi)壓力變成一樣并把基板5b送入處理室中，并將基板承載于處于水平姿勢的保持板11上。由于在濺射中在處理室中送入未處理的基板，所以送入時間沒有白白浪費掉。
文檔編號C23C14/34GK1414134SQ0214704
公開日2003年4月30日 申請日期2002年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月26日
發(fā)明者末代政輔, 宍倉真人, 大空弘樹 申請人:株式會社愛發(fā)科