特許 6346286 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6346286

(24)【登録日】2018年6月1日

(45)【発行日】2018年6月20日

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20180611BHJP

   H01L 21/285 20060101ALI20180611BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/34 J

   C23C14/34 K

   C23C14/34 C

   H01L21/285 S

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-538297(P2016-538297)

(86)(22)【出願日】2015年7月23日

(86)【国際出願番号】JP2015070905

(87)【国際公開番号】WO2016017510

(87)【国際公開日】20160204

【審査請求日】2017年1月23日

(31)【優先権主張番号】特願2014-156605(P2014-156605)

(32)【優先日】2014年7月31日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】藤長 徹志

(72)【発明者】

【氏名】井堀 敦仁

(72)【発明者】

【氏名】松本 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】谷 典明

(72)【発明者】

【氏名】岩井 治憲

【審査官】 末松 佳記

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−１２２２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３８２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０５８５６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｈ０１Ｌ ２１／２０３

Ｈ０１Ｌ ２１／２８５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スパッタチャンバを含む復路構造体と、
前記復路構造体の搬出口側に配置され、基板を基板保持部に装着する基板装着部と、
前記基板保持部に装着された前記基板を前記復路構造体の搬出口側から前記復路構造体の搬入口側に搬送する往路構造体と、を備え、
前記往路構造体は、前記基板を予め設定された上限温度以下で加熱する加熱部を含む、
基板処理装置。

【請求項2】

前記往路構造体への前記基板の搬送と、前記往路構造体から前記復路構造体への前記基板の搬送とを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記復路構造体からの前記基板の搬出に合わせて、前記往路構造体から前記復路構造体への成膜前の前記基板の搬入を行う、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記スパッタチャンバ内に設けられ、前記基板の２つの成膜面にスパッタにより薄膜を形成するための２つのターゲットと、
前記スパッタチャンバ内に設けられた搬送路に沿って前記基板を搬送する搬送機構と、を備え、
前記２つのターゲットのうちの一方は、前記基板の搬送方向の前段において、前記基板の２つの成膜面のうちの一方に対向するように前記搬送路の一側方に配置され、
前記２つのターゲットのうちの他方は、前記基板の搬送方向の後段において、前記基板の２つの成膜面のうちの他方に対向するように前記搬送路の他側方に配置される、
請求項１又は２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記スパッタチャンバは、前記搬送方向の前段及び後段に並べて設けられる第１及び第２スパッタチャンバのうちの一つであり、
前記第１スパッタチャンバ内に設けられた前記２つのターゲット、及び前記第２スパッタチャンバ内に設けられた前記２つのターゲットは、前記搬送方向において互いに異なる位置に配置されるとともに、前記搬送路の一側方及び他側方に交互に配置される、
請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記スパッタチャンバへの搬送に先立って前記基板が搬送されることで前記基板の２つの成膜面を清浄化するための逆スパッタチャンバと、
前記逆スパッタチャンバ内に設けられ、バイアス電圧が印加される２つのバイアス電極と、を備え、
前記２つのバイアス電極は、前記搬送方向の前段及び後段に分かれて配置されるとともに、前記搬送路の一側方及び他側方に分かれて配置される
請求項３又は４に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板の両面を処理する基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子機器の軽量化や薄型化等を図るために、電子部品が実装される実装基板等に、例えばフィルム状の基板が採用されつつある。
フィルム状の基板のような薄型の基板は、従来多用されていたガラス基板等に比べると、耐熱性が低い。例えば、薄型の基板にスパッタ法により成膜を行う場合、高いエネルギーのスパッタ粒子が基板の表面に到達することによって、基板表面の温度が上昇する。基板表面の温度が基板材料の許容温度を超えると、基板の変形等を招くことがあるため、薄型の基板に成膜する場合には、基板材料の許容温度を超えない温度範囲で成膜する必要がある。

【0003】

一方、回路パターンの高密度化等を図るために、基板の両面に成膜を行う両面成膜が行われることがある。この際、基板の両面を同時に成膜すると、片面成膜と比べて基板温度が上昇しやすいため、２回にわけて片面ずつ成膜を行う必要がある。

【0004】

基板の両面に片面ずつ成膜を行う装置の一例として、搬送ロボットによって基板の向きを変える装置がある。例えば、搬送ロボットは、基板の一方の成膜面への成膜が完了すると、基板を回転させ、その基板の他方の成膜面に成膜を行う成膜装置に搬入する。搬送ロボットを備えた基板処理装置は、例えば特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−５８５６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

搬送ロボット等の基板を回転させる回転機構を基板処理装置に設ける場合、回転機構が基板の回転、及び複数の基板処理室への搬送を担うことになる。これにより、回転機構の動作時間が生産量を制限するボトルネックとなる。このため、基板の両面に片面ずつ薄膜を形成する基板処理装置において、生産効率をさらに高めることができるものが要請されている。尚、こうした課題は、薄型の基板を基板処理対象とする装置に限らず、基板の冷却が必要となる基板処理装置においては、概ね共通したものである。

【0007】

本発明の目的は、両面成膜における生産効率を高めることができる基板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】

【0008】

本発明の一態様は、基板処理装置である。基板処理装置は、スパッタチャンバと、前記スパッタチャンバ内に設けられ、基板の２つの成膜面にスパッタにより薄膜を形成するための２つのターゲットと、前記スパッタチャンバ内に設けられた搬送路に沿って基板を搬送する搬送機構とを備え、前記２つのターゲットのうちの一方は、前記基板の搬送方向の前段において、前記基板の２つの成膜面のうちの一方に対向するように前記搬送路の一側方に配置され、前記２つのターゲットのうちの他方は、前記基板の搬送方向の後段において、前記基板の２つの成膜面のうちの他方に対向するように前記搬送路の他側方に配置される。

【0009】

上記構成によれば、スパッタチャンバでは、まず基板搬送方向の前段に配置された一方のターゲットによって、このターゲットと対向する基板の一方の成膜面に薄膜が形成される。さらに、基板搬送方向の後段に配置された他方のターゲットによって、このターゲットと対向する基板の他方の成膜面に薄膜が形成される。このため、基板を回転させることなく片面ずつ成膜することができるので、両面成膜における生産効率を高めることができる。

【0010】

上記基板処理装置において、前記スパッタチャンバは、前記搬送方向の前段及び後段に並べて設けられる第１及び第２スパッタチャンバのうちの一つであり、前記第１スパッタチャンバ内に設けられた前記２つのターゲット、及び前記第２スパッタチャンバ内に設けられた前記２つのターゲットは、前記搬送方向において互いに異なる位置に配置されるとともに、前記搬送路の一側方及び他側方に交互に配置されることが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、前段の第１スパッタチャンバの２つのターゲット及び後段の第２スパッタチャンバの２つのターゲットからなる４つのターゲットが、搬送路の一側方及び他側方に交互に配置される。このため、基板の両面に対し成膜が２回ずつ行われる際も、基板を回転させることなく片面ずつ成膜することができるので、両面成膜における生産効率を高めることができる。

【0012】

上記基板処理装置は、前記スパッタチャンバへの搬送に先立って前記基板が搬送されることで前記基板の２つの成膜面を清浄化するための逆スパッタチャンバと、前記逆スパッタチャンバ内に設けられ、バイアス電圧が印加される２つのバイアス電極とを備え、前記２つのバイアス電極は、前記搬送方向の前段及び後段に分かれて配置されるとともに、前記搬送路の一側方及び他側方に分かれて配置されることが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、逆スパッタチャンバでは、搬送路の前段に配置されたバイアス電極によって、このバイアス電極とは反対側の成膜面に正イオンが引き込まれ、その成膜面が逆スパッタされる。さらに、後段に配置されたバイアス電極によって、バイアス電極と反対側の成膜面が逆スパッタされる。このため、基板を回転させることなく片方ずつ逆スパッタすることができるので、両面成膜における生産効率を高めることができる。

【0014】

上記基板処理装置は、前記スパッタチャンバを含む復路構造体と、前記復路構造体の搬出口側に配置され、前記基板を基板保持部に装着する基板装着部と、前記基板保持部に装着された前記基板を、前記復路構造体の搬出口側から前記復路構造体の搬入口側に搬送する往路構造体と、を備え、前記往路構造体は、前記基板を予め設定された上限温度以下で加熱する加熱部を含むことが好ましい。

【0015】

上記構成によれば、基板保持部に装着された基板を、復路構造体の搬出側から搬入口側に搬送する間、往路構造体に設けられた加熱部により基板を加熱することができる。また、加熱部は、予め設定された上限温度以下で基板を加熱するため、上限温度の設定次第で基板の変形等を防止しつつ、基板の脱ガス処理を行うことができる。

【0016】

上記基板処理装置において、前記搬送機構は、前記往路構造体への前記基板の搬送と、前記往路構造体から前記復路構造体への前記基板の搬送とを制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記復路構造体からの前記基板の搬出に合わせて、前記往路構造体から前記復路構造体への成膜前の前記基板の搬入を行うことが好ましい。

【0017】

上記構成によれば、復路構造体からの基板の搬出に合わせて、復路構造体への基板の搬入が行われる。このため、往路構造体で予め加熱した基板を、復路構造体での処理が可能となったタイミングで順次送り出すことができるため、両面成膜における生産効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】基板処理装置の一実施形態の概略構成を示す側面図。

【図2】図１の基板処理装置におけるフィルム基板を装着した基板保持部の斜視図。

【図3】図２の基板保持部の一部を示す断面図。

【図4】図１の基板処理装置における搬送機構の模式図。

【図5】図１の基板処理装置の概略構成を示す平面図。

【図6】図１の基板処理装置における逆スパッタ装置の構成を示す模式図。

【図7】図６の逆スパッタ装置に設けられた静電チャックを模式的に示す断面図。

【図8】図１の基板処理装置におけるスパッタ装置の構成を示す模式図。

【図9】図８のスパッタ装置に設けられた静電チャックを模式的に示す断面図。

【図10】変形例の基板保持部を示す正面図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を具体化した基板処理装置の一実施形態を説明する。本実施形態では、基板処理装置を、電子部品を実装する基板の両面に、配線の下地となる密着層と、配線をめっきによって形成するためのシード層とをスパッタ法により形成する装置に例示して説明する。また、成膜対象となる基板は、フィルム状の基板（以下、フィルム基板）である。

【0020】

フィルム基板は、樹脂を主成分とする。フィルム基板の材料には、例えば、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース、および、これらの共重合樹脂等が用いられる。又はフィルム基板の材料には、ゼラチン、及びカゼイン等の有機天然化合物が用いられる。

【0021】

より詳しくは、フィルム基板の形成材料には、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチレンメタクリレート、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、トリアセテート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、エチレン‐酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、金属イオン架橋エチレン‐メタクリル酸共重合体、ポリウレタン、セロファン等が用いられる。このうち、フィルム基板の形成材料には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチレンメタクリレート、及び、トリアセテートのいずれかが用いられることが好ましい。

【0022】

なお、本実施形態による効果を高めるうえでは、厚さが１ｍｍ以下のフィルム基板が用いられることが好ましく、厚さが１００μｍ以下のフィルム基板が用いられることが更に好ましい。また、例えば、フィルム基板は、一辺の長さ（平面視での幅及び高さ）が５００ｍｍ〜６００ｍｍの大きさを有する。

【0023】

図１〜図５を参照して、基板処理装置１０の概略構成について説明する。
基板処理装置１０は、基板装着部１１、及び第１基板昇降部１３を備える。基板装着部１１は、成膜前のフィルム基板１５を基板保持部１４に装着するとともに、成膜後のフィルム基板１５を基板保持部１４から取り外す装置である。基板装着部１１及び第１基板昇降部１３は、制御装置１２によって制御される。

【0024】

図２に示すように、基板保持部１４は、枠体１６と、枠体１６の内周面に設けられた基板固定具１７を備えている。基板固定具１７は、磁石からなり、枠体１６の４辺に複数設けられる。

【0025】

図３に示すように、枠体１６は、第１枠体１６ａ及び第２枠体１６ｂから構成されている。第１枠体１６ａ及び第２枠体１６ｂの内周面側には、溝状の被嵌合部１６ｃ，１６ｄが形成されている。第１枠体１６ａ及び第２枠体１６ｂは、図示しない固定具等により互いに固定される。また、第１枠体１６ａのうち基板固定具１７が配置される位置、又は第１枠体１６ａの全域には、磁石１６ｅが埋設されている。基板固定具１７は、一対の固定片１７ａ，１７ｂからなる。また、基板固定具１７は、その一端に溝部１７ｃを備えている。溝部１７ｃには、フィルム基板１５の縁が差し込まれる。なお、フィルム基板１５の厚さに応じて溝部１７ｃは省略できる。

【0026】

基板保持部１４にフィルム基板１５が装着される際には、例えば第２枠体１６ｂの被嵌合部１６ｄに基板固定具１７の固定片１７ｂを配置した状態で、フィルム基板１５を第２枠体１６ｂに対する所定の位置に配置する。また、第１枠体１６ａの被嵌合部１６ｃに固定片１７ａを配置する。この固定片１７ａは磁石１６ｅの磁力により第１枠体１６ａに向かって吸引される。そして、固定片１７ｂ上にフィルム基板１５を載置した第２枠体１６ｂに、固定片１７ａを配置した第１枠体１６ａを重ねる。これにより枠体１６に基板固定具１７を介してフィルム基板１５が固定される。

【0027】

図１に示すように、基板装着部１１で基板保持部１４に装着されたフィルム基板１５は、第１基板昇降部１３によって上昇し、基板装着部１１よりも鉛直方向上方に設けられた往路構造体２１内に搬送される。

【0028】

往路構造体２１は、長尺状の筐体２１ａと、筐体２１ａ内に設けられた往路搬送路２３とを備えている。往路搬送路２３は、基板保持部１４に装着されたフィルム基板１５を、第１基板昇降部１３から、第１基板昇降部１３と反対側に設けられた第２基板昇降部３０に向かって搬送する。

【0029】

図４に示すように、往路搬送路２３は、搬送レール２４と、複数の搬送ローラ２５とを備えている。搬送ローラ２５は、搬送レール２４に対し回転ができる状態で設けられている。搬送ローラ２５は、搬送モータ２６等の駆動源によって駆動される。搬送モータ２６は、制御装置１２によって制御される。搬送レール２４、搬送ローラ２５、搬送モータ２６及び制御装置１２は、フィルム基板１５を搬送する搬送機構を構成する。

【0030】

図１に示すように、筐体２１ａの長手方向における一部には、複数のヒータ３１が設けられている。ヒータ３１は、往路搬送路２３を挟んだ両側方に設けられ、往路搬送路２３に沿って搬送されるフィルム基板１５を両側から加熱する。また複数のヒータ３１は、筐体２１ａの長手方向に沿って並べられている。フィルム基板１５は、材料の特性上、吸湿性であるため、複数のヒータ３１によって連続的に加熱されることによって脱ガスされる。

【0031】

このヒータ３１は、例えば、発熱線を、絶縁体を介して金属パイプに収容したシーズヒータ等からなり、制御装置１２によって、フィルム基板１５の変形を防止できる上限温度Ｔｍａｘ以下に温度調整される。この上限温度Ｔｍａｘは、フィルム基板１５の材料に応じて設定される。

【0032】

また、ヒータ３１の個数は、往路構造体２１における加熱時間が、フィルム基板１５の脱ガスに必要な時間以上、またはその時間とほぼ同じとなるように調整されている。
脱ガス処理されたフィルム基板１５は、制御装置１２によって制御される第２基板昇降部３０によって順次下降して、往路構造体２１の鉛直方向下方に設けられた復路構造体２２に搬送される。

【0033】

復路構造体２２は、逆スパッタ装置５０、第１スパッタ装置７０、及び第２スパッタ装置９０を備える。逆スパッタ装置５０は、フィルム基板１５の両面を清浄化する逆スパッタを行う装置である。第１スパッタ装置７０は、フィルム基板１５に密着層を形成する装置であり、第２スパッタ装置９０は、密着層の上にシード層を形成する装置である。

【0034】

第２基板昇降部３０と逆スパッタ装置５０との間には、搬入口３５ａ（図５参照）を有する搬入室３５、及び第１予備室３６が設けられている。第２スパッタ装置９０と基板装着部１１との間には、第２予備室３７、及び搬出口３８ａ（図５参照）を有する搬出室３８が設けられている。

【0035】

搬入室３５、第１予備室３６、逆スパッタ装置５０、第１スパッタ装置７０、第２スパッタ装置９０、第２予備室３７、及び搬出室３８には、復路搬送路３２が設けられている。復路搬送路３２は、往路搬送路２３と同様に、搬送レール２４、搬送ローラ２５を備えている。搬送ローラ２５は、搬送モータ２６に接続されている。復路搬送路３２の搬送モータ２６もまた、制御装置１２によって制御される。フィルム基板１５は、この復路搬送路３２に沿って、復路構造体２２内を第２基板昇降部３０から基板装着部１１に向かって直線状に搬送される。

【0036】

搬入室３５の搬入口３５ａ、及び搬入室３５と第１予備室３６との間、及び第１予備室３６の出口にはゲートバルブ４１〜４３が設けられている。搬入室３５及び第１予備室３６は、図示しない排気部によって所定の圧力範囲に調整される。また、第２スパッタ装置９０及び第２予備室３７の間、第２予備室３７及び搬出室３８の間、搬出室３８の出口には、ゲートバルブ４６〜４８が設けられている。第２予備室３７及び搬出室３８は、図示しない排気部によって所定の圧力範囲に調整される。

【0037】

第１予備室３６内であって、復路搬送路３２を挟んで対向する両側方にはヒータ４０が設けられている（図５参照）。ヒータ４０は、例えばシーズヒータ等からなり、制御装置１２によって、上述した上限温度以下に温度調整される。第１予備室３６では、フィルム基板１５の両面を加熱することによって、成膜前における最終的な脱ガス処理を行う。

【0038】

第１予備室３６のヒータ４０に設定される加熱温度と、往路構造体２１のヒータ３１に設定される加熱温度とは、互いに同じであってもよいし、互いに異なる温度であってもよい。なお、第１予備室３６のヒータ４０に設定される加熱温度が、往路構造体２１のヒータ３１に設定される加熱温度よりも高い場合には、フィルム基板１５の温度が成膜の直前まで上がり続けるため、フィルム基板１５の温度が下がることによるガスの吸着も抑えられる。

【0039】

図５に示すように、逆スパッタ装置５０は、静電チャック５３を２つ備えている。静電チャック５３は、高周波電力が供給されるバイアス電極を有している。逆スパッタ装置５０は、逆スパッタチャンバ５１（図６参照）の内部空間に、電子及びスパッタガスの正イオンを含むプラズマを生成するとともに、静電チャック５３にバイアス電圧を印加することで、プラズマ中の正イオンをフィルム基板１５の表面に引き込んで、フィルム基板１５の付着物等を除去する。

【0040】

一方の静電チャック５３は、フィルム基板１５の搬送方向である基板搬送方向の前段に設けられ、他方の静電チャック５３は、基板搬送方向の後段に設けられている。前段の静電チャック５３は、逆スパッタ装置５０の入口側からみて左側に設けられ、後段の静電チャック５３は、入口側から見て右側に設けられている。

【0041】

第１スパッタ装置７０は、ターゲットを有する第１カソードユニット７２及び静電チャック７３を２対備えている。ターゲットは、例えばチタンを主成分とする。一方の対の第１カソードユニット７２及び静電チャック７３は、基板搬送方向の前段に設けられ、他方の対の第１カソードユニット７２及び静電チャック７３は、基板搬送方向の後段に設けられている。２対の第１カソードユニット７２及び静電チャック７３は、基板搬送方向において重複しない位置に設けられている。前段の第１カソードユニット７２及び後段の第１カソードユニット７２は、復路搬送路３２に対して互いに異なる側方に設けられている。即ち、２つの第１カソードユニット７２は、フィルム基板１５の搬送方向において相違する位置、及び搬送方向と直交する方向において相違する位置に設けられている。

【0042】

第２スパッタ装置９０は、第１スパッタ装置７０との間、第２予備室３７との間にゲートバルブ４５，４６を備えている。また、第２スパッタ装置９０は、ターゲットを有する第２カソードユニット９２及び静電チャック９３を２対備えている。ターゲットは、例えば銅を主成分とする。

【0043】

一方の対の第２カソードユニット９２及び静電チャック９３は、基板搬送方向の前段に設けられ、他方の対の第２カソードユニット９２及び静電チャック９３は、基板搬送方向の後段に設けられている。２対の第２カソードユニット９２及び静電チャック９３は、基板搬送方向において重複しない位置に設けられている。前段の第２カソードユニット９２及び後段の第２カソードユニット９２は、復路搬送路３２に対して互いに異なる側方に設けられている。即ち、２つの第２カソードユニット９２は、フィルム基板１５の搬送方向において相違する位置、及び搬送方向と直交する方向において相違する位置に設けられている。

【0044】

このように、第１スパッタ装置７０の２つの第１カソードユニット７２、第２スパッタ装置９０の２つの第２カソードユニット９２は、フィルム基板１５の搬送方向の一側方及び他側方に交互に配置されている。また、逆スパッタ装置５０も、静電チャック５３が搬送方向の側方に交互に配置されている。

【0045】

制御装置１２による搬送モータ２６の制御によって、フィルム基板１５は、搬送レール２４上に垂直に立てられた状態で、逆スパッタ装置５０、第１スパッタ装置７０、及び第２スパッタ装置９０を通過する。逆スパッタ装置５０では、フィルム基板１５は、逆スパッタ装置５０の入口側からみて、一方の成膜面である右側面１５ａ、他方の成膜面である左側面１５ｂの順に逆スパッタされる。

【0046】

第１スパッタ装置７０では、右側面１５ａ、左側面１５ｂの順に薄膜が形成される。続いて第２スパッタ装置９０では、右側面１５ａ、左側面１５ｂの順に薄膜が形成される。このように、逆スパッタ装置５０、第１スパッタ装置７０、及び第２スパッタ装置９０を搬送されるフィルム基板１５は、右側面１５ａ、左側面１５ｂの順に交互に基板処理される。このため、一方の成膜面が処理された後、続けて他方の成膜面を処理する間は、その反対側となる一方の成膜面は冷却される。

【0047】

［逆スパッタ装置の構成］
次に図６及び図７を参照して、逆スパッタ装置５０の構成及び動作について説明する。
図６に示すように、逆スパッタチャンバ５１内であって、入口側に設けられたゲートバルブ４３と出口側に設けられたゲートバルブ４４との間には、復路搬送路３２が直線状に延びている。

【0048】

また、逆スパッタチャンバ５１には、その内部空間を排気する排気部５６と、内部空間にアルゴンを含むスパッタガスを供給するスパッタガス供給部５７が接続されている。スパッタガスとしては、アルゴンの他に、窒素ガス、酸素ガス、及び水素ガスのいずれかを用いてもよく、アルゴンを含むこれら４種のガスの少なくとも２つが混合されたガスでもよい。排気部５６、及びスパッタガス供給部５７は、制御装置１２により制御される。

【0049】

また、逆スパッタ装置５０は、前段の逆スパッタ部５０Ａ及び後段の逆スパッタ部５０Ｂを有する。前段の逆スパッタ部５０Ａ及び後段の逆スパッタ部５０Ｂは同様の構成であるため、前段の逆スパッタ部５０Ａの構成のみについて説明する。

【0050】

逆スパッタ部５０Ａは、１つの静電チャック５３を有する。なお、前段の静電チャック５３は、復路搬送路３２の両側方のうち、入口側からみて左側に設けられている。また後段の静電チャック５３は、復路搬送路３２の入口側からみて右側に設けられている。

【0051】

静電チャック５３は、フィルム基板１５との間に発生する力によってフィルム基板１５を吸着する。また、逆スパッタにより温度が上昇したフィルム基板１５の熱を吸収することによってフィルム基板１５を冷却する。静電チャック５３には、静電チャック変位部５４が連結され、静電チャック５３を、復路搬送路３２上のフィルム基板１５と接触する接触位置、及び復路搬送路３２上のフィルム基板１５と接触しない非接触位置との間で変位させる。

【0052】

図７に示すように、静電チャック５３は、絶縁プレート６０、銅プレート６１、及びバイアス電極６２が積層された積層体を有する。最上層に設けられた絶縁プレート６０は、酸化アルミニウム等のセラミックスや、ポリイミド等の樹脂等の基材を有し、矩形状且つ板状に形成されている。

【0053】

絶縁プレート６０には、複数の正電極６３と複数の負電極６４とが埋設されている。正電極６３及び負電極６４は、細長状に形成されおり、互いに間隔を設けて交互に配置されている。正電極６３には正電極電源６５が電気的に接続され、負電極６４には負電極電源６６が電気的に接続されている。正電極電源６５は、相対的に正の電圧を正電極６３に印加する。負電極電源６６は、相対的に負の電圧を負電極６４に印加する。正電極６３及び負電極６４に電圧が印加されると、フィルム基板１５が絶縁プレート６０に吸着される。

【0054】

バイアス電極６２には、バイアス用高周波電源６７が接続されている。バイアス電極６２には、バイアス用高周波電源６７によって高周波電力が供給される。高周波電力としては、例えば１ＭＨｚ以上６ＭＨｚ以下の周波数を有することが好ましい。あるいは、バイアス用高周波電源６７は、相対的に高い周波数の高周波電力と、相対的に低い周波数の高周波電力とを供給する構成でもよい。この場合には、１３ＭＨｚ以上２８ＭＨｚ以下の高周波電力と、１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の高周波電力とを供給することが好ましい。

【0055】

また、バイアス電極６２には、冷媒が通過する冷媒通路６８が形成されている。冷媒通路６８は、例えば、板状のバイアス電極６２内を複数回屈曲する屈曲形状を有している。冷媒通路６８には冷媒循環部６９が接続され、冷媒循環部６９は冷媒通路６８内において冷媒を循環させる。冷媒は、冷却水、フッ素系溶液、及びエチレングリコール溶液等の冷却液や、ヘリウムガスやアルゴンガス等の冷却ガスが用いられる。

【0056】

ゲートバルブ４３から基板保持部１４に装着されたフィルム基板１５が逆スパッタチャンバ５１内に搬送されると、搬送モータ２６が駆動されることにより、フィルム基板１５が、所定の位置に配置される。また、静電チャック変位部５４が駆動され、静電チャック５３が接触位置まで変位する。さらに、正電極電源６５及び負電極電源６６から正電極６３及び負電極６４に電力が供給され、フィルム基板１５が絶縁プレート６０に吸着される。

【0057】

また、排気部５６が駆動され、プラズマ生成空間Ｓにスパッタガスが供給されることにより逆スパッタチャンバ５１内が所定の圧力に調整される。また、逆スパッタチャンバ５１内が所定の圧力に調整された状態で、バイアス用高周波電源６７によりバイアス電極６２に高周波電力が供給されると、プラズマ生成空間Ｓにはスパッタガスの正イオン及び電子を含むプラズマが形成される。プラズマ中の正イオンは、負電位の状態のフィルム基板１５の表面に引き込まれる。これにより、静電チャック５３に接触する面とは反対側の成膜面の付着物等が取り除かれて、清浄化される。

【0058】

こうして前段の逆スパッタ部５０Ａによって、フィルム基板１５の一方の成膜面（右側面１５ａ）に対し逆スパッタが所定時間継続されると、静電チャック変位部５４が駆動され、接触位置から非接触位置に変位する。

【0059】

さらに搬送モータ２６が駆動されることにより、フィルム基板１５は、後段の逆スパッタ部５０Ｂにおける所定の位置に配置される。以降、後段の逆スパッタ部５０Ｂでも、前段の逆スパッタ部５０Ａと同様に、他方の成膜面（左側面１５ｂ）に対し逆スパッタが行われる。この間、前段の逆スパッタ部５０Ａで逆スパッタされた一方の成膜面（右側面１５ａ）は、静電チャック５３に接触することにより冷却される。

【0060】

［スパッタ装置の構成］
次に図８及び図９を参照して、第１スパッタ装置７０及び第２スパッタ装置９０の構成及びその動作について説明する。第１スパッタ装置７０及び第２スパッタ装置９０は、ターゲットの材料のみが相違し、その他の構成は同様であるため、第１スパッタ装置７０の構成のみを説明し、第２スパッタ装置９０の構成の説明は省略する。

【0061】

第１スパッタ装置７０内には、入口側に設けられたゲートバルブ４４から出口側に設けられたゲートバルブ４５に向かって直線状に延びる復路搬送路３２が設けられている。この復路搬送路３２は、逆スパッタ装置５０の復路搬送路３２及び第２スパッタ装置９０の復路搬送路３２と同一直線上に配置されている。

【0062】

また、スパッタチャンバ７１には、その内部空間を排気する排気部７８と、内部空間にスパッタガスを供給するスパッタガス供給部７９が接続されている。スパッタガスは、逆スパッタ装置５０と同じものを用いることができる。

【0063】

また、第１スパッタ装置７０は、前段のスパッタ部７０Ａ及び後段のスパッタ部７０Ｂを有する。前段のスパッタ部７０Ａ及び後段のスパッタ部７０Ｂは、復路搬送路３２に対して互いに異なる側方に配置される。前段のスパッタ部７０Ａ及び後段のスパッタ部７０Ｂは同様の構成であるため、前段のスパッタ部７０Ａの構成のみについて説明する。

【0064】

前段のスパッタ部７０Ａは、第１カソードユニット７２及び静電チャック７３を１対備えている。第１カソードユニット７２には、プラズマ生成空間Ｓを介して、静電チャック７３が対向している。

【0065】

第１カソードユニット７２は、バッキングプレート７４、及びチタンを主成分とするターゲット７５を備えている。ターゲット７５は、バッキングプレート７４のうち静電チャック７３に近い側の面に設けられている。なお、第２スパッタ装置９０のターゲット７５は、銅を主成分とする。

【0066】

バッキングプレート７４には、ターゲット電源７６が電気的に接続されている。また、バッキングプレート７４の裏面側には、プラズマ生成空間Ｓに磁場を形成する磁気回路７７が設けられている。

【0067】

静電チャック７３は、フィルム基板１５との間に発生する力によってフィルム基板１５を吸着する。また、スパッタにより温度が上昇したフィルム基板１５の熱を吸収することによってフィルム基板１５を冷却する。静電チャック７３には、静電チャック変位部８０が連結され、静電チャック７３を、復路搬送路３２上のフィルム基板１５と接触する接触位置、及び復路搬送路３２上のフィルム基板１５と接触しない非接触位置との間で変位させる。

【0068】

図９に示すように、第１スパッタ装置７０の静電チャック７３は、逆スパッタ装置５０の静電チャック５３とほぼ同じ構成であるが、バイアス電極６２を備えていない点で逆スパッタ装置５０の静電チャック５３と異なる。

【0069】

即ち、第１スパッタ装置７０の静電チャック７３は、正電極８４及び負電極８５が埋設された絶縁プレート８１、冷媒通路８８が形成された冷却プレート８２を備える。正電極８４には、正電極電源８６が電気的に接続され、負電極８５には負電極電源８７が電気的に接続されている。また、冷媒通路８８には、冷媒循環部８９が接続されている。

【0070】

ゲートバルブ４４から基板保持部１４に装着されたフィルム基板１５がスパッタチャンバ７１内に搬送されると、搬送モータ２６が駆動されることにより、フィルム基板１５が、前段の第１カソードユニット７２に対向する位置である対向位置に配置される。また、静電チャック変位部８０が駆動され、静電チャック７３が接触位置まで変位する。さらに、正電極電源８６及び負電極電源８７から正電極８４及び負電極８５に電力が供給され、フィルム基板１５が絶縁プレート８１に吸着される。

【0071】

また、排気部７８が駆動され、プラズマ生成空間Ｓにスパッタガスが供給されることによりスパッタチャンバ７１内が所定の圧力に調整される。また、ターゲット電源７６に高周波電力が供給されると、プラズマ生成空間Ｓにはスパッタガスの正イオン及び電子を含むプラズマが形成される。プラズマ中の正イオンは、負電位の状態のターゲット７５の表面に引き込まれる。これにより、ターゲット７５の表面が正イオンによってスパッタされ、チタン粒子がフィルム基板１５の一方の成膜面（右側面１５ａ）に到達してチタンを主成分とする薄膜であるＴｉ層を形成する。

【0072】

さらに搬送モータ２６が駆動されることにより、フィルム基板１５は、後段のスパッタ部７０Ｂの第１カソードユニット７２に対向する位置に配置される。以降、後段のスパッタ部７０Ｂでも、前段のスパッタ部７０Ａと同様に、他方の成膜面（左側面１５ｂ）に対しスパッタが行われる。この間、前段のスパッタ部７０ＡでＴｉ層が形成された一方の成膜面（右側面１５ａ）は、静電チャック７３に接触することにより冷却される。

【0073】

［基板処理装置全体の動作］
次に、図５を参照して、復路構造体２２を中心に基板処理装置１０の動作について説明する。

【0074】

制御装置１２は、第１基板昇降部１３及び搬送モータ２６を駆動させて、基板装着部１１で基板保持部１４に装着されたフィルム基板１５を、往路構造体２１に搬入する。
制御装置１２は、往路構造体２１のヒータ３１を駆動するとともに往路構造体２１の搬送モータ２６を制御して、基板保持部１４に装着されたフィルム基板１５を加熱しながら搬送する。従って、フィルム基板１５は、復路構造体２２に搬入される前に往路構造体２１内での搬送中に予め加熱されることによって脱ガスされる。

【0075】

ここで、往路構造体２１が基板保持部１４のみを搬送し、復路構造体２２の入口側で基板保持部１４にフィルム基板１５を装着する場合には、第１予備室３６のヒータ４０のみによって加熱処理が行われることとなる。しかし、本実施形態では、第１スパッタ装置７０にフィルム基板１５が搬入される前の往路搬送の間、基板保持部１４に装着された状態でフィルム基板１５が加熱される。このときの加熱時間は、第１予備室３６における加熱時間よりも長い。このため、脱ガス処理の時間が十分確保できる。

【0076】

また、制御装置１２は、搬送ローラ２５等を駆動して、復路構造体２２から１つのフィルム基板１５を搬出すると、第２基板昇降部３０を駆動させて、往路構造体２１の終端位置に到達したフィルム基板１５を復路構造体２２に搬送する。即ち、復路構造体２２内に存在するフィルム基板１５の数は、ほぼ一定となるように制御装置１２によって制御されている。

【0077】

制御装置１２は、搬送モータ２６を駆動させることによって、搬入室３５の入口手前にあるフィルム基板１５を、搬入室３５を介して、第１予備室３６に搬送する。また、制御装置１２は、第１予備室３６のヒータ４０を、上述した上限温度以下となるように温度調整しながら駆動する。これにより、成膜前の最終的な脱ガス工程が行われる。

【0078】

制御装置１２は、搬送モータ２６を駆動させることによって、第１予備室３６で所定時間加熱されたフィルム基板１５を、逆スパッタ装置５０内に搬送し、フィルム基板１５を、基板搬送方向における前段の所定の位置に搬送する。そして、制御装置１２は、逆スパッタ装置５０を制御して、フィルム基板１５の右側面１５ａを逆スパッタする。

【0079】

制御装置１２は、右側面１５ａに対する逆スパッタを所定時間継続すると、搬送モータ２６を駆動させることによって、フィルム基板１５を、後段の所定の位置に搬送する。そして、制御装置１２は、逆スパッタ装置５０を制御して、フィルム基板１５の左側面１５ｂを逆スパッタする。

【0080】

逆スパッタ工程が終了すると、制御装置１２は、搬送モータ２６を駆動して、フィルム基板１５を第１スパッタ装置７０内に搬送し、前段の第１カソードユニット７２に対向する対向位置に配置する。そして、制御装置１２は、第１スパッタ装置７０を制御して、第１カソードユニット７２に対向する右側面１５ａにＴｉ層を形成する。

【0081】

制御装置１２は、右側面１５ａに対するスパッタを所定時間継続すると、復路構造体２２の搬送モータ２６を駆動して、後段の第１カソードユニット７２に対向する位置に配置する。そして、制御装置１２は、第１スパッタ装置７０を制御して、第１カソードユニット７２に対向する左側面１５ｂにＴｉ層を形成する。

【0082】

左側面１５ｂに対するＴｉ層の成膜工程が終了すると、制御装置１２は、復路構造体２２の搬送モータ２６を駆動して、フィルム基板１５を第２スパッタ装置９０内に搬送し、前段の第２カソードユニット９２に対向する対向位置に配置する。そして、制御装置１２は、第１スパッタ装置７０によるＴｉ層の成膜工程と同様に、右側面１５ａ及び左側面１５ｂの順にＣｕ層を形成する。

【0083】

Ｃｕ層の成膜が終了すると、制御装置１２は、搬送モータ２６を駆動して、フィルム基板１５を、第２予備室３７内に搬送する。さらに、制御装置１２は、搬送モータ２６を駆動して、第２予備室３７のフィルム基板１５を、搬出室３８を介して、基板装着部１１内に搬送する。基板装着部１１では、基板保持部１４からフィルム基板１５が取り外される。

【0084】

このように、複数のフィルム基板１５は、往路構造体２１及び復路構造体２２を直線的に搬送される。復路構造体２２では、複数のフィルム基板１５に対する逆スパッタ処理、Ｔｉ層の成膜処理、Ｃｕ層の成膜処理が平行して行われる。また、フィルム基板１５は、復路構造体２２の第１スパッタ装置７０及び第２スパッタ装置９０によって、片面ずつ交互に両面成膜されるため、フィルム基板１５を回転させて成膜面を反転させる必要がない。また、基板処理による温度上昇を抑えるために、カソードユニット等の間の搬送距離の拡大、スパッタ装置の出力の低下等を行わなくても、フィルム基板１５の温度上昇を抑制することができる。従って、復路構造体２２にフィルム基板１５を搬入してから、復路構造体２２からフィルム基板１５を搬出するまでの時間を短縮化し、片面ずつ両面成膜する場合において基板処理装置１０の生産効率を高めることができる。

【0085】

また、基板保持部１４を復路構造体２２の入口に搬送するまでの間、往路構造体２１においてフィルム基板１５が加熱される。フィルム基板１５に吸収された水分等を上限温度以下で加熱しながら除去するには所定の時間以上の加熱する必要があるが、往路構造体２１でフィルム基板１５が加熱されることによって、加熱室として第１予備室３６のみを設ける場合と比較して、第１予備室３６での加熱時間を短縮化することができる。

【0086】

さらに、スパッタ装置の静電チャックにバイアス電極を設けることにより、逆スパッタ装置５０及びスパッタ装置を一体化させることは可能である。しかし、逆スパッタ装置５０及びスパッタ装置を一体化させた場合、装置内でフィルム基板１５を回転させるか、フィルム基板１５を上記した基板搬送方向と逆方向に搬送させる必要がある。しかし、逆スパッタ装置５０、第１スパッタ装置７０及び第２スパッタ装置９０を別の基板処理装置とすることで、フィルム基板１５の回転や、基板搬送方向とは逆方向に搬送させたりすることも不要となる。

【0087】

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１スパッタ装置７０では、復路搬送路３２の前段に配置された第１カソードユニット７２によって、この第１カソードユニット７２と対向するフィルム基板１５の一方の成膜面（右側面１５ａ）に薄膜が形成される。さらに、フィルム基板１５は、後段に配置された第１カソードユニット７２によって、この第１カソードユニット７２と対向するフィルム基板１５の他方の成膜面（左側面１５ｂ）に薄膜が形成される。また、第２スパッタ装置９０でも、第１スパッタ装置７０と同様に、片面ずつ薄膜が形成される。このため、フィルム基板１５を回転させることなく、２つの成膜面に対し片方ずつ成膜することができるので、両面成膜における生産効率を高めることができる。

【0088】

（２）第１スパッタ装置７０の２つの第１カソードユニット７２及び第２スパッタ装置９０の２つの第２カソードユニット９２からなる４つの成膜部が、復路搬送路３２の一側方及び他側方に交互に配置される。このため、フィルム基板１５の両面に対し成膜が２回ずつ行われる際も、フィルム基板１５を回転させることなく、片面ずつ成膜することができるので、両面成膜における生産効率を高めることができる。

【0089】

（３）逆スパッタ装置５０では、復路搬送路３２の前段に配置されたバイアス電極６２によって、このバイアス電極６２とは反対側の成膜面に正イオンが引き込まれ、その成膜面が逆スパッタされる。さらに、後段のバイアス電極６２によって、このバイアス電極６２とは反対側の成膜面が逆スパッタされる。このため、基板を回転させることなく、片方ずつ逆スパッタすることができるので、両面成膜における生産効率を高めることができる。

【0090】

（４）基板保持部１４に装着されたフィルム基板１５を復路構造体２２の搬出口側から復路構造体２２の搬入口側に搬送する往路構造体２１に設けられたヒータ３１によりフィルム基板１５を加熱することができる。また、ヒータ３１は、フィルム基板１５の変形が防止される上限温度以下でフィルム基板１５を加熱するため、フィルム基板１５の変形等を防止しつつ、フィルム基板１５の脱ガス処理を行うことができる。

【0091】

（５）制御装置１２によって、復路構造体２２からのフィルム基板１５の搬出に合わせて、復路構造体２２へのフィルム基板１５の搬入が行われる。このため、予め加熱したフィルム基板１５を、復路構造体２２での処理が可能となったタイミングで順次送り出すことができるため、両面成膜における生産効率を高めることができる。

【0092】

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・基板保持部は、上記実施形態以外の構成であってもよい。
例えば図１０に示すように、基板保持部１４は、枠体１６と、枠体１６の内周面に沿って設けられる四角枠状の基板固定具９５とを備えていてもよい。基板固定具９５は、フィルム基板１５の縁を全周に亘って固定するため、フィルム基板１５を強固に固定できる。

【0093】

・成膜対象の基板を、樹脂からなるフィルム基板１５としたが、樹脂以外の材料から形成されていてもよい。また、成膜対象の基板は、プリント基板を構成する基板、例えば、紙フェノール基板、ガラスエポキシ基板、テフロン基板（テフロンは登録商標）、アルミナ等のセラミックス基板、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板等のリジッド基板であってもよい。あるいは、これらの基板に金属で構成された配線層が形成されたプリント基板であってもよい。また、成膜対象の基板は、電子部品を実装するための基板としたが、薄膜二次電池のセルを構成する基板等、これ以外の基板であってもよい。

【0094】

・上記実施形態では、第１スパッタ装置７０のターゲット７５を、チタンを主成分とするものとし、第２スパッタ装置９０のターゲット７５を、銅を主成分とするものとしたが、これ以外のものであってもよい。例えば、第１スパッタ装置７０のターゲット７５及び第２スパッタ装置９０のターゲット７５のいずれか一方を、クロムを主成分とするものとしてもよいし、チタン、銅、及びクロムのうち少なくとも２つを主成分とするものとしてもよい。

【0095】

・上記実施形態では、往路構造体２１の加熱部を基板搬送方向に並べられた複数のヒータ３１から構成したが、往路構造体２１の長手方向に延びるヒータから構成してもよい。
・フィルム基板１５が吸湿性の低い材料からなる場合等には、往路構造体２１のヒータ３１を省略してもよい。

【0096】

・第１スパッタ装置７０及び第２スパッタ装置９０は、上記した構成以外の構成を有していてもよい。例えば、第１スパッタ装置７０の静電チャック７３、及び第２スパッタ装置９０の静電チャック９３は、バイアス電極を備える構成であってもよい。また第１スパッタ装置７０及び第２スパッタ装置９０は、磁気回路７７を省略した構成であってもよい。

【0097】

・基板保持部１４は、枠体１６及び基板固定具１７を備える構成としたが、両方の成膜面に成膜を行うことができる構成であればよい。例えば、基板保持部は、一対の枠体にフィルム基板１５の縁部を挟む構成や、成膜面を露出する開口を有するトレイであってもよい。

【0098】

・上記実施形態では、基板処理装置１０は、逆スパッタ装置５０を備える構成としたが、フィルム基板１５の成膜面の清浄化のための前処理が行われる場合には、逆スパッタ装置５０を省略してもよい。

【0099】

・上記実施形態では、スパッタ装置を２つ連結したが、成膜する薄膜の構造に応じてスパッタ装置の数は適宜変更可能である。例えば、スパッタ装置は１つでもよい。また、３つ以上のスパッタ装置を連結してもよい。

【0100】

・基板処理装置１０は、フィルム基板１５等の薄型基板以外の基板を処理するものであってもよい。処理対象となる基板は、比較的低い温度での成膜が好ましい基板であれば、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0101】

１０…基板処理装置、１１…基板装着部、１２…制御装置、１３…第１基板昇降部、１４…基板保持部、１５…フィルム基板、１６…枠体、１７…基板固定具、２１…往路構造体、２２…復路構造体、２３…往路搬送路、２４…搬送機構の一部である搬送レール、２５…搬送機構の一部である搬送ローラ、２６…搬送機構の一部である搬送モータ、３０…第２基板昇降部、３１…ヒータ、３２…復路搬送路、３５…搬入室、３５a…搬入口、３
６…第１予備室、３７…第２予備室、３８…搬出室、３８a…搬出口、４０…ヒータ、５
０…逆スパッタ装置、５３…静電チャック、６２…バイアス電極、６７…バイアス用高周波電源、６８…冷媒通路、６９…冷媒循環部、７０…第１スパッタ装置、７２…第１カソードユニット、７３…静電チャック、７４…バッキングプレート、７５…ターゲット、７６…ターゲット電源、８８…冷媒通路、８９…冷媒循環部、９０…第２スパッタ装置、９２…第２カソードユニット、９３…静電チャック、Ｓ…プラズマ生成空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】