特許 6490523 スパッタ装置及びスパッタ装置の駆動方法

(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】6490523

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】スパッタ装置及びスパッタ装置の駆動方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20190318BHJP

   C23C 14/00 20060101ALI20190318BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/34 J

   C23C14/00 B

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-141191(P2015-141191)

(22)【出願日】2015年7月15日

(65)【公開番号】特開2017-20097(P2017-20097A)

(43)【公開日】2017年1月26日

【審査請求日】2018年5月9日

(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】岩田 賢二

(72)【発明者】

【氏名】岩井 治憲

(72)【発明者】

【氏名】谷 典明

(72)【発明者】

【氏名】松本 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】藤長 徹志

(72)【発明者】

【氏名】井堀 敦仁

【審査官】 有田 恭子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−０１１４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４６４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０５７２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０９７２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０４９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２８２４７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャンバと、
前記チャンバに搭載されたターゲットと、
基板を含む第１の対象と、コリメータを含む第２の対象とが搬送対象であり、前記チャンバの外部と、前記チャンバの内部における第１位置とを結ぶ経路が搬送経路であり、前記第１の対象と前記第２の対象とを共通する前記搬送経路で搬送する搬送部と、
前記ターゲットと前記第１位置の間の位置であって、前記搬送経路から外れた位置である第２位置と、前記第１位置との間で、前記第２の対象を移動させる移動部と、を備え、
前記移動部は、前記第１位置において前記第２の対象をほぼ鉛直方向に沿う方向である第１の方向に沿って移動させる第１の駆動部と、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って前記第２の対象を移動させて、前記第１位置と前記第２位置との間で前記第２の対象を移動させる第２の駆動部と、を備え、
前記第１の駆動部が前記第２の対象を前記第１の方向に沿って移動させ、かつ、前記第２の駆動部が、前記第２の方向に沿って前記第２の対象を移動させて、前記第１位置において、前記第１の駆動部から前記第２の対象を載せ替える
スパッタ装置。

【請求項2】

前記搬送部は、前記第１の対象及び前記第２の対象がほぼ鉛直方向に沿って立つように、前記第１の対象及び前記第２の対象を支持しながら搬送し、
前記移動部は、前記第２の対象がほぼ鉛直方向に沿って立つように前記第２位置に配置させる
請求項１に記載のスパッタ装置。

【請求項3】

基板を含む第１の対象と、コリメータを含む第２の対象とが搬送対象であり、
チャンバの外部と、前記チャンバの内部における第１位置とを結ぶ経路が搬送経路であって、前記第１の対象と前記第２の対象とが共通する前記搬送経路で搬送され、
前記第２の対象を前記チャンバの外部と前記第１位置との間で搬送する搬送工程と、
ターゲットと前記第１位置の間の位置であって、前記搬送経路から外れた位置である第２位置と、前記第１位置との間で、前記第２の対象を移動させる移動工程と、を備え、
前記移動工程は、
前記第１位置において、第１の駆動部により前記第２の対象をほぼ鉛直方向に沿う方向である第１の方向に沿って移動させる第１移動工程と、
前記第１の駆動部によって前記第２の対象を前記第１の方向に沿って移動させ、かつ、第２の駆動部によって前記第１の方向とは交差する第２の方向に沿って前記第２の対象を移動させて、前記第１位置において、前記第１の駆動部から前記第２の駆動部に前記第２の対象を載せ替える載せ替え工程と、
前記第２の駆動部により、前記第２の対象を前記第１位置から前記第２位置に向けて移動させる取付工程と、を備える
スパッタ装置の駆動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板などの表面に薄膜を形成するスパッタ装置、及びスパッタ装置を駆動させるためのスパッタ装置の駆動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

スパッタ装置において、ターゲットから放出されたスパッタ粒子の進行方向を整えるコリメータが、ターゲットと成膜対称である基板との間に設けられた装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。コリメータは、スパッタ粒子の進行経路における途中に配置されていることから、コリメータにはスパッタ粒子が付着する。コリメータに付着したスパッタ粒子の量が多くなると、付着したスパッタ粒子がパーティクルとして基板の成膜領域に付着するおそれがあるため、コリメータのメンテナンスが定期的に行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−２６３３０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、コリメータのメンテナンスを作業者が行うとき、作業者はチャンバを一度大気に開放し、次いで、チャンバに固定されたコリメータをチャンバから取り外し、そして、取り外されたコリメータをチャンバ外へ搬出する。また、作業者は、メンテナンス後のコリメータをチャンバ内に搬入し、そして、搬入されたコリメータをチャンバに取り付け、その後、チャンバ内を所定の圧力まで減圧する。このようにコリメータのメンテナンスを作業者が行うときには、コリメータの取り外し、コリメータの搬出や搬入、コリメータの取り付けという負荷を作業者は強いられる。そのため、これらの負荷を低減することができるスパッタ装置が要請されている。

【0005】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コリメータのメンテナンスに要する負荷を低減させることができるスパッタ装置及びスパッタ装置の駆動方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するためのスパッタ装置は、チャンバと、前記チャンバに搭載されたターゲットと、基板を含む第１の対象と、コリメータを含む第２の対象とが搬送対象であり、前記チャンバの外部と、前記チャンバの内部における第１位置とを結ぶ経路が搬送経路であり、前記第１の対象と前記第２の対象とを共通する前記搬送経路で搬送する搬送部と、前記ターゲットと前記第１位置の間の位置であって、前記搬送経路から外れた位置である第２位置と、前記第１位置との間で、前記第２の対象を移動させる移動部と、を備える。

【0007】

上記課題を解決するためのスパッタ装置の駆動方法は、基板を含む第１の対象と、コリメータを含む第２の対象とが搬送対象であり、チャンバの外部と、前記チャンバの内部における第１位置とを結ぶ経路が搬送経路であって、前記第１の対象と前記第２の対象とが共通する前記搬送経路で搬送される。前記第２の対象を前記チャンバの外部と前記第１位置との間で搬送する搬送工程と、ターゲットと前記第１位置の間の位置であって、前記搬送経路から外れた位置である第２位置と、前記第１位置との間で、前記第２の対象を移動させる移動工程と、を備える。

【0008】

上記構成によれば、搬送部による第２の対象の搬送と、移動部による第２の対象の位置の移動とによって、コリメータを第２位置に位置させること、及び、第２位置から移動させることができる。そのため、コリメータを第２位置に位置させるための作業や、第２位置から移動させるための作業を行う必要がなく、結果として、コリメータのメンテナンスに要する負荷を低減することができる。

【0009】

上記スパッタ装置において、前記搬送部は、前記第１の対象及び前記第２の対象がほぼ鉛直方向に沿って立つように、前記第１の対象及び前記第２の対象を支持しながら搬送し、前記移動部は、前記第２の対象がほぼ鉛直方向に沿って立つように前記第２位置に配置させる。

【0010】

上記スパッタ装置によれば、基板やコリメータがほぼ鉛直方向に沿って立てられることで、水平方向における専有面積を減らすことができるようになる。また、基板とコリメータとが鉛直方向に沿って並ばないことからコリメータから離脱したパーティクルが基板上に到達することが抑制される。

【0011】

上記スパッタ装置において、前記移動部は、前記第１位置において前記第２の対象をほぼ鉛直方向に沿う方向である第１の方向に沿って移動させる第１の駆動部と、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って移動させて、前記第１位置と前記第２位置との間で前記第２の対象を移動させる第２の駆動部と、を備える。

【0012】

上記スパッタ装置の駆動方法において、前記移動工程は、前記第１位置において、第１の駆動部により前記第２の対象をほぼ鉛直方向に沿う方向である第１の方向に沿って移動させる第１移動工程と、前記第１の駆動部によって前記第２の対象を前記第１の方向に沿って移動させ、かつ、第２の駆動部によって前記第１の方向とは交差する第２の方向に沿って前記第２の対象を移動させて、前記第１位置において、前記第１の駆動部から前記第２の駆動部に前記第２の対象を載せ替える載せ替え工程と、前記第２の駆動部により、前記第２の対象を前記第１位置から前記第２位置に向けて移動させる取付工程と、を備える。

【0013】

上記構成によれば、第１の方向と第２の方向とが交差するため、第１の方向に沿って第１の駆動部が搬送部から移動させた第２の対象は、第１の方向と第２の方向とが交差する位置にて、第１の駆動部から第２の駆動部に載せ替えられる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】スパッタ装置の一実施形態について、その上面視した概略構成をスパッタ装置の処理の対象である基板とともに模式的に示す上面図である。

【図2】同実施形態における基板及びコリメータの搬送部及び移動部の正面構造を、基板を装着した基板キャリアの正面構造とともに示す正面図である。

【図3】同実施形態におけるコリメータを装着したキャリアの正面構造を示す正面図である。

【図4】同実施形態における基板及びコリメータの搬送部及び移動部の側面構造を示す側面図である。

【図5】同実施形態におけるコリメータの取り付け又は取り外しにおける移動部の動作を模式的に説明する模式図であって、（ａ）はコリメータの取り付け前又は取り外し後の状態を示す図、（ｂ）はコリメータが搬送経路の搬送位置にある状態を示す図、（ｃ）はコリメータが搬送位置において第１の方向における成膜高さに移動された状態を示す図、（ｄ）は移動部が搬送位置にある状態を示す図、（ｅ）は搬送位置にてコリメータが移動部に設置されている状態を示す図、（ｆ）はコリメータが取付位置に取り付けされている状態を示す図、（ｇ）は取付位置にコリメータが取り付けられているとともに、搬送位置に基板が位置している状態を示す図、（ｈ）は取付位置にコリメータが取り付けられているとともに、搬送位置の基板が第１の方向における成膜高さに移動された状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、スパッタ装置及びスパッタ装置の駆動方法を具体化した一実施形態を説明する。本実施形態のスパッタ装置は、スパッタ法により基板などに薄膜を形成する。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。

【0016】

フィルム基板は、樹脂を主成分とする。また、本実施形態のフィルム基板は、正方形状を有し、フィルム基板における一辺の長さは、例えば５００ｍｍ〜６００ｍｍである。また、フィルム基板の厚さは、例えば、１ｍｍ以下である。

【0017】

［スパッタ装置の構成］
図１を参照してスパッタ装置の構成の一例を説明する。
図１が示すように、スパッタ装置１０では、搬出入室１１及びスパッタ用のチャンバとしてのスパッタ室１３が一列に連結されている。搬出入室１１及びスパッタ室１３はそれぞれ真空槽である。搬出入室１１の搬出入口側には室内外を区分するゲートバルブ１２が取り付けられ、搬出入室１１とスパッタ室１３との間にも各室を区分するゲートバルブ１４が取り付けられている。
スパッタ装置１０には、連結方向に沿って延びる搬送部としての搬送レーン３０が搬出入室１１からスパッタ室１３に渡って設けられている。

【0018】

搬出入室１１は、成膜前の成膜面１ｆを有する基板１が固定された基板キャリア４０をスパッタ装置１０の外部から搬入し、成膜後の成膜面１ｆを有する基板１を含む基板キャリア４０をスパッタ装置１０の外部に搬出する。本実施形態では、基板１と基板キャリア４０とによって第１の対象が構成される。

【0019】

スパッタ室１３の一側面には、搬出入室１１とスパッタ室１３との連結方向に沿って２つの排気部１５が取り付けられ、連結方向における２つの排気部１５の間に、冷却部１６が設けられている。排気部１５は、例えばターボ分子ポンプであって、スパッタ装置１０の備える制御装置１００によって制御される。また、冷却部１６は、冷却源としてのクライオポンプを備え、制御装置１００によって制御される。

【0020】

制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他の記憶装置を有するコンピュータを含む。制御装置１００は、ＲＯＭや記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵで演算処理することにより、所定の処理を行う。本実施形態では、制御装置１００は、スパッタ法に関する処理や、スパッタ装置１０において基板キャリア４０などを搬出入する処理などを行う。

【0021】

スパッタ室１３の一側面とは反対側の他側面には、成膜部２０が配置され、成膜部２０は、成膜材料を主成分とするターゲット２２を備えている。スパッタ室１３において、ターゲット２２と搬送レーン３０との間のうち、搬送レーン３０よりもターゲット２２に近い位置にコリメータ６０を含むコリメータキャリア５０が配置される。スパッタ室１３は、ターゲット２２のスパッタによって、基板１の表面に所定の薄膜、例えば、銅膜などの金属膜や金属化合物膜などを形成する。

【0022】

図２が示すように、搬送レーン３０は、スパッタ装置１０の底壁に配置され、その上部に基板キャリア４０やコリメータキャリア５０を配置させて搬送する。搬送レーン３０は、連結方向に沿って延びるレール３１と、レール３１に沿って所定の間隔で取り付けられる複数のローラ３２と、ローラ３２を正回転及び逆回転させるモータ３３とを備えている。

【0023】

レール３１は、スパッタ室１３の外部であって、搬出入室１１の外部と、スパッタ室１３の内部において基板１に対する成膜処理が行われる搬送位置とを結ぶ経路である搬送経路に沿って延びている。搬送レーン３０は、第１の対象と第２の対象とを共通する搬送経路で搬送する。モータ３３は、制御装置１００に接続された電動モータであって、その回転速度及び回転方向が制御装置１００によって制御される。

【0024】

搬送レーン３０は、基板キャリア４０をほぼ鉛直方向に沿って立たせた状態で搬送し、これにより、基板キャリア４０に固定された成膜前、成膜中あるいは成膜後の基板１をほぼ鉛直方向に沿って立たせた状態で搬送する。また、搬送レーン３０は、コリメータキャリア５０をほぼ鉛直方向に沿って立たせた状態で搬送し、これにより、使用前あるいは使用後のコリメータ６０をほぼ鉛直方向に沿って立たせた状態で搬送する。

【0025】

スパッタ装置１０は、外部から搬出入室１１に基板キャリア４０やコリメータキャリア５０を搬入すると、搬出入室１１における搬送レーン３０に基板１やコリメータキャリア５０を搬送可能に配置する。そして、スパッタ装置１０は、搬出入室１１からスパッタ室１３に向けて搬送レーン３０に沿って基板キャリア４０やコリメータキャリア５０を搬送する。または、スパッタ装置１０は、スパッタ室１３から搬出入室１１に向けて搬送レーン３０に沿って基板キャリア４０やコリメータキャリア５０を搬出する。そして、スパッタ装置１０は、基板キャリア４０やコリメータキャリア５０を搬出入室１１から外部に搬出する。

【0026】

基板キャリア４０は、枠形状を有した枠体４１内に固定具４２を介して基板１を固定している。なお、基板キャリア４０は、キャリアに基板１を保持できる構成であって、例えば、キャリアの枠体と基板１との間にホルダなどの部材を介して基板１を保持する構成であってもよい。

【0027】

基板キャリア４０は、搬送レーン３０によって支持されるとともに、搬送レーン３０によって搬送される基部４３を備えている。基部４３は、ローラ３２による支持及び搬送が可能な形状に形成されている。基板キャリア４０は、基部４３が搬送レーン３０に支持されることでほぼ鉛直方向に沿って立つとともに、ほぼ鉛直方向に沿って立った状態で搬送される。こうして基板キャリア４０がほぼ鉛直方向に沿って立つことを通じて、基板キャリア４０に固定される基板１もほぼ鉛直方向に立った状態で支持及び搬送される。

【0028】

図３が示すように、コリメータキャリア５０は、枠形状を有した枠体５１を備え、その枠体５１内にホルダ５５を介してコリメータ６０を固定している。なお、コリメータキャリア５０は、ホルダ５５を介さずにコリメータ６０を固定することができる構成であってもよい。また、基板キャリア４０とコリメータキャリア５０とは、同様の構成であってもよい。この場合には、ホルダ５５をコリメータ６０と基板１との違いを吸収する構成とすれば、ホルダ５５を介してコリメータ６０を基板キャリア４０に固定することもできる。なお、本実施形態では、コリメータ６０と、ホルダ５５と、コリメータキャリア５０とによって第２の対象が構成される。

【0029】

コリメータキャリア５０は、搬送レーン３０によって支持されるとともに、搬送レーン３０によって搬送される基部５３を備えている。基部５３は、基板キャリア４０の基部４３と同様に、ローラ３２による支持及び搬送が可能な形状に形成されている。コリメータキャリア５０は、基部５３が搬送レーン３０に支持されることでほぼ鉛直方向に沿って立つとともに、ほぼ鉛直方向に沿って立った状態で搬送される。こうしてコリメータキャリア５０がほぼ鉛直方向に沿って立つことを通じて、コリメータキャリア５０に固定されるコリメータ６０もほぼ鉛直方向に沿って立った状態で支持及び搬送される。

【0030】

ホルダ５５は、コリメータ６０をコリメータキャリア５０に固定する部材であって、枠形状の枠体５６を有している。ホルダ５５は、その枠体５６の一部に設けられる取付部５７を介してコリメータキャリア５０の上部枠５２へ取り付けられる。ホルダ５５は、枠内にコリメータ６０を固定するための複数の固定具５８，５９を備え、複数の固定具５８，５９はコリメータ６０をホルダ５５に固定する。

【0031】

コリメータ６０は、ターゲット２２から放出されるスパッタ粒子の進行方向と、基板１の法線方向とが形成する角度である放出角度を所定の範囲内に整えるものであって、枠部６１と、枠部６１に囲まれる枠内部の全体に配置される調整部６２とを備える。枠部６１は、調整部６２をコリメータキャリア５０に固定する部分である。調整部６２は、ターゲット２２から放出されたスパッタ粒子のうち、放出角度が所定の範囲内であるスパッタ粒子を選択的に通過させる複数の通路を備えている。放出角度が所定の範囲内であるスパッタ粒子によれば、所定の特性を有する薄膜を基板１に成膜することができる。

【0032】

また、コリメータ６０には、スパッタ粒子のうち、放出角度が所定の範囲外であるスパッタ粒子が接触することで付着し、付着したスパッタ粒子がコリメータ６０から離脱してパーティクルを形成する。パーティクルは基板１の成膜面に付着する場合があるため、コリメータ６０には、１枚の基板１に対する成膜処理、もしくは、複数枚の基板１に対する成膜処理毎に、コリメータ６０に付着した成膜材料を除去するためのメンテナンスが行われる。つまり、スパッタ室１３では、コリメータ６０に対するメンテナンスが行われる都度、スパッタ室１３からコリメータ６０が取り外され、また、メンテナンスが行われたコリメータ６０がスパッタ室１３に取り付けられる。

【0033】

図４が示すように、スパッタ室１３において、成膜部２０が対向する位置には、スパッタ室１３内に接続部１７を介して支持される温調ステージ１８が配置されている。温調ステージ１８は、板状に形成され、接続部１７を介して冷却源を含む冷却部１６に接続されている。接続部１７は、金属などの熱伝導性の高い材料からなり、スパッタ室１３の壁部に設けられた挿通部に対して摺動可能に設けられている。なお、温調ステージ１８の冷却源は、クライオポンプの他、温調ステージ１８に極低温の冷媒を導入して冷却する機構などでもよい。

【0034】

冷却部１６のクライオポンプは、図示しない冷凍機ユニットなどを備え、例えば−１５０℃〜−１００℃の極低温に到達する極低温面を有する。接続部１７は、その一端が、クライオポンプの極低温面に接続され、他端が温調ステージ１８の底面に接続されている。このため、温調ステージ１８の熱が接続部１７を介してクライオポンプに伝わることにより、温調ステージ１８の温度が極低温域まで低下する。冷却部１６のクライオポンプは、制御装置１００によって制御される。

【0035】

成膜部２０は、バッキングプレート２１、ターゲット２２、及び防着板２３を備えている。ターゲット２２は、基板１に形成される薄膜の主成分から形成され、バッキングプレート２１が有する面のうち、温調ステージ１８と対向する面に固定されている。バッキングプレート２１には、図示しないターゲット電源が電気的に接続されている。防着板２３は、スパッタ粒子が不必要な方向に進行することを抑え、例えば、基板キャリア４０やコリメータキャリア５０へのスパッタ粒子の付着を軽減させる。

【0036】

スパッタ室１３には、スパッタ室１３内にプラズマを生成するためのガスであるスパッタガスを供給するスパッタガス供給部（図示略）が接続されている。スパッタガスは、例えばアルゴンガスであるが、その他の希ガスであってもよい。

【0037】

［移動部の構成］
上述したように、コリメータのメンテナンスを作業者が行うとき、作業者には、チャンバを大気に開放すること、メンテナンス前のコリメータをチャンバから取り外して、チャンバ外に搬出すること、及び、メンテナンス後のコリメータをチャンバ内に搬入して、チャンバに取り付けるという負荷が強いられる。

【0038】

また、コリメータのメンテナンスには、基板に形成する薄膜に求められる特性、例えば基板に形成された孔におけるサイズの変更、特に、孔におけるアスペクト比の変更が伴うサイズの変更などに応じたコリメータの変更も含まれる。この場合にも、上述した負荷が作業者には強いられる。

【0039】

以下では、本実施形態において、コリメータ６０のメンテナンスにおける負荷を低減させるための構成について説明する。
図２及び図４が示すように、スパッタ室１３は、ほぼ鉛直方向に延びるシリンダを有する第１の駆動部としての昇降用駆動部７０と、搬送レーン３０から成膜部２０へ向かう方向に延びるシリンダを有する第２の駆動部としての取付用駆動部８０とを備えている。昇降用駆動部７０及び取付用駆動部８０はそれぞれ、シリンダから伸び、また、シリンダに向けて縮むロッド７１，８１を備えている。昇降用駆動部７０と取付用駆動部８０とはそれぞれ制御装置１００に接続されており、それぞれのシリンダに対してロッド７１，８１の伸縮する長さが制御装置１００によって制御される。本実施形態では、昇降用駆動部７０と取付用駆動部８０とから移動部が構成される。

【0040】

昇降用駆動部７０は、搬送レーン３０に対して基板キャリア４０が搬送される領域とは反対側である下方の領域に含まれる位置であって、かつ、複数のローラ３２のうち、いずれか２つのローラ３２の間の位置に設けられている。また昇降用駆動部７０は、そのロッド７１の先端部を、搬送レーン３０の位置を含む第１の方向Ｘ１に沿って移動させることができるように配置されている。なお、第１の方向Ｘ１は、鉛直方向とほぼ平行な方向である。

【0041】

取付用駆動部８０は、搬送レーン３０よりも下方、かつ、搬送レーン３０に対して成膜部２０とは反対側の領域に含まれる位置に設けられている。また、取付用駆動部８０は、ロッド８１の先端部８２を、搬送レーン３０の位置を含む第１の方向Ｘ１に対して傾斜を有した状態で移動させることができるように、すなわち、第１の方向Ｘ１に対して交差する第２の方向Ｙ１に沿って移動させることができるように配置されている。

【0042】

各ロッド７１，８１の先端部の位置は、シリンダに対してロッド７１，８１の伸縮する長さにより定まる。ロッド７１の先端部は、ロッド７１が最も縮んだ位置である待機高さＬ０から、搬送レーン３０と同じ高さにある第１位置である搬送位置Ｐ１（搬送高さＬ１）を介して成膜に適した位置である成膜高さＬ２までの間を移動する。すなわち、昇降用駆動部７０は、搬送位置Ｐ１においてコリメータキャリア５０をほぼ鉛直方向に沿って移動させる。

【0043】

ロッド８１の先端部８２は、ロッド８１が最も縮んだ位置である待機位置Ｐ０から、搬送レーン３０と同じ位置である搬送位置Ｐ１を介してコリメータ６０を取り付ける位置である第２位置としての取付位置Ｐ２までの間を移動する。なお、取付位置Ｐ２は、ターゲット２２と搬送位置Ｐ１との間の位置であって、上述した搬送経路から外れた位置である。

【0044】

なおロッド８１は、第２の方向Ｙ１に沿って伸縮する。ロッド８１の先端部が配置される位置のうち、待機位置Ｐ０の高さは待機高さＬ３であり、搬送位置Ｐ１の高さは搬送レーン３０と同じ高さの搬送高さＬ１であり、取付位置Ｐ２の高さは成膜高さＬ２と同じ高さである。

【0045】

また、搬送位置Ｐ１から取付位置Ｐ２までの間の距離は、基板１の成膜面１ｆにコリメータ６０に起因する成膜のむらなどが生じない距離に設定される。一方、コリメータ６０の取付位置Ｐ２はターゲット２２の近くに設定される。そして、取付位置Ｐ２からターゲット２２までの間の距離は、搬送位置Ｐ１から取付位置Ｐ２までの間の距離よりも小さい。

【0046】

すなわち、昇降用駆動部７０は、制御装置１００の制御に基づくロッド７１の伸縮によって、搬送レーン３０の搬送位置Ｐ１に搬送された基板キャリア４０を、搬送位置Ｐ１の搬送高さＬ１と成膜高さＬ２との間で昇降させる。例えば、昇降用駆動部７０は、ロッド７１の先端部をシリンダから離れる方向に沿って移動させることより、搬送レーン３０に配置された基板キャリア４０の基部４３を押し上げて、基板キャリア４０を搬送レーン３０から離脱させるとともに、成膜高さＬ２まで上昇させる。また、昇降用駆動部７０は、ロッド７１の先端部をシリンダに近づく方向に沿って移動させることにより、基板キャリア４０を成膜高さＬ２から搬送位置Ｐ１の搬送高さＬ１に下降させることで、基板キャリア４０の基部４３を搬送レーン３０に配置させる。

【0047】

また、取付用駆動部８０はロッド８１の伸縮によって、搬送レーン３０の搬送位置Ｐ１まで搬送されたコリメータキャリア５０を、搬送位置Ｐ１と取付位置Ｐ２との間で移動させる。また、取付用駆動部８０は、取付位置Ｐ２に移動させたコリメータキャリア５０を、取付位置Ｐ２に保持することでスパッタ室１３に取り付ける。さらに、取付用駆動部８０は、コリメータキャリア５０を取付位置Ｐ２に保持しているとき、搬送レーン３０による基板キャリア４０の搬送に干渉しない位置にロッド８１が配置されるように設定されている。また、取付用駆動部８０は、待機位置Ｐ０にあるロッド８１の先端部８２を搬送レーン３０に対応する搬送位置Ｐ１に移動させる。よって、取付用駆動部８０は、搬送位置Ｐ１にて搭載したコリメータキャリア５０を、基部５３を支持しつつ、搬送レーン３０から離脱させるとともに、斜め上方に移動させて取付位置Ｐ２に設置する。また、取付用駆動部８０は、ロッド８１の先端部８２をシリンダに向けて移動させることにより、取付位置Ｐ２から搬送位置Ｐ１にコリメータキャリア５０を移動させることで、コリメータキャリア５０の基部５３を搬送レーン３０に配置させる。これにより、コリメータキャリア５０の取付位置Ｐ２での保持、及び搬送レーン３０によるコリメータキャリア５０の搬送を可能にする。

【0048】

なお、ロッド８１の先端部８２は、搬送レーン３０の搬送位置Ｐ１を斜めに横切るように移動する。このため、搬送レーン３０の搬送位置Ｐ１にコリメータキャリア５０が配置された状態では、コリメータキャリア５０の基部５３を搬送レーン３０から先端部８２の基部支持部８３に載せ替えることができない。よって、搬送レーン３０と先端部８２との間でのコリメータキャリア５０の載せ替えでは、搬送位置Ｐ１において昇降用駆動部７０がコリメータキャリア５０を一旦上昇させてから、取付用駆動部８０が、先端部８２を待機位置Ｐ０から搬送位置Ｐ１に向けて移動させる、又は、搬送位置Ｐ１から待機位置Ｐ０に向けて移動させる。一方、取付用駆動部８０のロッド８１の先端部が待機位置Ｐ０から搬送位置Ｐ１に向けて移動するとき、ロッド８１が搬送レーン３０の搬送位置Ｐ１（搬送高さＬ１）よりも低い位置を横切るように取付用駆動部８０が設定されている。そのため、待機位置Ｐ０と搬送位置Ｐ１との間においてロッド８１が存在するか否かは、搬送レーン３０による基板キャリア４０やコリメータキャリア５０の搬送に影響を与えない。

【0049】

［コリメータの取り付け動作及び取り外し動作］
図５（ａ）〜図５（ｈ）を参照して、スパッタ装置１０にコリメータ６０を取り付ける動作、及びスパッタ装置１０からコリメータ６０を取り外す動作について説明する。図５（ａ）〜図５（ｈ）は、スパッタ室１３の側面を模式的に示す図である。まず、図５（ａ）〜図５（ｈ）を昇順に参照して、コリメータ６０を取り付ける動作を説明し、次に、図５（ａ）〜図５（ｈ）を降順に参照して、コリメータ６０を取り外す動作を説明する。

【0050】

なお、上述したように、昇降用駆動部７０は、制御装置１００の制御に基づいて、基板キャリア４０やコリメータキャリア５０を第１の方向Ｘ１に沿って移動させる。また、取付用駆動部８０は、制御装置１００の制御に基づいて、コリメータキャリア５０を搬送位置Ｐ１と取付位置Ｐ２とを結んだ方向であって、第２の方向Ｙ１に沿って移動させる。そして、制御装置１００は、昇降用駆動部７０と取付用駆動部８０とを協働させる制御によって、基板キャリア４０やコリメータキャリア５０を適宜目的の位置に移動させる。

【0051】

まず、スパッタ室１３にコリメータ６０を取り付ける動作を説明する。
図５（ａ）が示すように、制御装置１００は、取付位置Ｐ２にコリメータ６０を含むコリメータキャリア５０が取り付けられていないとき、先端部８２を待機位置Ｐ０に配置させている。また、制御装置１００は、搬送位置Ｐ１にコリメータ６０が配置されていないことから、コリメータキャリア５０を搬送位置Ｐ１に搬入する。

【0052】

よって、図５（ｂ）が示すように、制御装置１００は、各モータ３３を制御して、スパッタ装置１０の外部に位置するコリメータキャリア５０を搬送位置Ｐ１まで搬入する（搬送工程）。

【0053】

続いて、図５（ｃ）が示すように、搬送位置Ｐ１にコリメータキャリア５０が搬送されると、制御装置１００は、搬送位置Ｐ１においてコリメータキャリア５０を搬送高さＬ１から成膜高さＬ２に上昇させる（第１移動工程）。なお、コリメータキャリア５０の高さは、コリメータキャリア５０を昇降用駆動部７０から先端部８２に載せ替えることができる高さであれば、成膜高さＬ２より低くてもよいし、高くてもよい。

【0054】

そして、図５（ｄ）が示すように、制御装置１００は、コリメータキャリア５０を上昇させることで空いた搬送位置Ｐ１に待機位置Ｐ０に配置されていた先端部８２を移動させる。

【0055】

それから、図５（ｅ）が示すように、制御装置１００は、コリメータキャリア５０を成膜高さＬ２から搬送高さＬ１に下降させる。この下降によって、コリメータキャリア５０の基部５３が先端部８２の基部支持部８３に配置されて、先端部８２によってコリメータキャリア５０がほぼ鉛直方向に沿って立つように保持される（載せ替え工程）。

【0056】

最後に、図５（ｆ）が示すように、制御装置１００は、コリメータキャリア５０を搬送位置Ｐ１から取付位置Ｐ２まで第２の方向Ｙ１に沿って移動させる（取付工程）。この移動によってコリメータキャリア５０が取付位置Ｐ２に移動されるとともに、スパッタ室１３へのコリメータ６０の取付が完了される。なお、本実施形態では、第１移動工程と、載せ替え工程と、取付工程とが移動工程に含まれる。

【0057】

次に、成膜処理が行われる基板１を含む基板キャリア４０の搬出入動作を説明する。
図５（ｇ）が示すように、スパッタ室１３にコリメータ６０が取り付けられると、制御装置１００は、搬出入室１１に基板キャリア４０を搬入する。そして、制御装置１００は、搬出入室１１に搬入した基板キャリア４０をスパッタ室１３の搬送位置Ｐ１に搬入する（搬入工程）。

【0058】

そして、図５（ｈ）が示すように、制御装置１００は、搬送位置Ｐ１にて基板キャリア４０を成膜高さＬ２にまで上昇させて保持する。そして、基板キャリア４０が成膜高さＬ２に保持された状態で基板１への成膜が行われる。

【0059】

成膜が終了すると、図５（ｇ）が示すように、制御装置１００は、基板キャリア４０を成膜高さＬ２から搬送高さＬ１まで下降させ、図５（ｆ）が示すように、下降させた基板キャリア４０をスパッタ室１３から搬出入室１１へ搬出する。これにより１枚の基板１への成膜が終了される。

【0060】

ところで、ターゲット２２と基板１との間において、ターゲット２２に近い位置である取付位置Ｐ２に配置されたコリメータ６０には、基板１に成膜が行われる都度、スパッタ粒子が付着する。このため、１枚の基板１もしくは複数枚の基板１に対する成膜が行われると、コリメータ６０に付着したスパッタ粒子を除去するメンテナンスを行うために、コリメータ６０は、スパッタ室１３から取り外され、かつ、スパッタ装置１０外に搬出される。

【0061】

そこで、次に、スパッタ室１３からコリメータ６０を取り外す動作を説明する。
まず、図５（ｆ）が示すように、制御装置１００は、基板キャリア４０をスパッタ室１３から搬出入室１１へ搬出する。
次に、図５（ｅ）が示すように、制御装置１００は、コリメータキャリア５０を取付位置Ｐ２から搬送位置Ｐ１まで第２の方向Ｙ１に沿って移動させることで、スパッタ室１３からコリメータ６０を取り外す（取り外し工程）。

【0062】

そして、図５（ｄ）が示すように、制御装置１００は、コリメータキャリア５０を搬送位置Ｐ１の搬送高さＬ１から成膜高さＬ２まで第１の方向Ｘ１に沿って上昇させる。この移動によって、コリメータキャリア５０の基部５３が先端部８２の基部支持部８３から離脱して、昇降用駆動部７０のロッド７１に配置される（載せ替え工程）。なお、コリメータキャリア５０の高さは、コリメータキャリア５０の基部５３を先端部８２から離脱させるとともに、先端部８２を待機位置Ｐ０へ移動させることが可能な高さであればよい。
つまり、図５（ｃ）が示すように、制御装置１００は、コリメータキャリア５０を離脱させた先端部８２を待機位置Ｐ０まで移動させる。

【0063】

そして、図５（ｂ）が示すように、制御装置１００は、コリメータキャリア５０を成膜高さＬ２から搬送高さＬ１に下降させる（第２移動工程）。これにより、コリメータキャリア５０の基部５３が搬送レーン３０に配置され、搬送レーン３０による搬送が可能になる。なお、本実施形態では、取り外し工程、載せ替え工程、及び、第２移動工程が、移動工程に含まれる。

【0064】

最後に、図５（ａ）が示すように、制御装置１００は、コリメータキャリア５０をスパッタ室１３の搬送位置Ｐ１からスパッタ装置１０の外部に搬出する（搬送工程）。そして、コリメータ６０に対するメンテナンス作業が行われる。

【0065】

なお、複数のコリメータキャリア５０が準備されていれば、１つのコリメータキャリア５０をスパッタ装置１０の外部へ搬出した後、他のコリメータキャリア５０をスパッタ装置１０に搬入し、取付位置Ｐ２に取り付けることで基板１への成膜を迅速に再開することができる。また、他のコリメータキャリア５０が使用されている間、スパッタ装置１０から搬出したコリメータ６０のメンテナンスを行うことができる。

【0066】

このように、上述したスパッタ装置１０によれば、コリメータのメンテナンスに際して、作業者に強いられる負荷、すなわち、コリメータ６０の取り付け及び取り外し、コリメータ６０の搬出入が、軽減される。

【0067】

上記実施形態における本実施形態のスパッタ装置及びスパッタ装置の駆動方法によれば、以下に列記する効果を得ることができる。
（１）搬送レーン３０によるコリメータキャリア５０の搬送と、昇降用駆動部７０及び取付用駆動部８０によるコリメータキャリア５０の位置の移動とによって、コリメータ６０を取付位置Ｐ２に位置させること、及び、取付位置Ｐ２から移動させることができる。そのため、コリメータ６０を取付位置Ｐ２に位置させるための作業や、取付位置Ｐ２から移動させるための作業を行う必要がなく、結果として、コリメータ６０のメンテナンスに要する負荷を低減することができる。

【0068】

（２）基板１やコリメータ６０がほぼ鉛直方向に沿って立てられることで、水平方向における専有面積を減らすことができるようになる。また、基板１とコリメータ６０とが鉛直方向に沿って並ばないことから、コリメータ６０から離脱したパーティクルが基板１上に到達することが抑制される。

【0069】

（３）第１の方向Ｘ１と第２の方向Ｙ１とが交差するため、第１の方向Ｘ１に沿って昇降用駆動部７０が搬送レーン３０から移動させたコリメータキャリア５０は、第１の方向Ｘ１と第２の方向Ｙ１とが交差する位置にて、昇降用駆動部７０から取付用駆動部８０に載せ替えられる。

【0070】

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・基板キャリア４０やコリメータキャリア５０は、基部４３，５３によって搬送レーン３０や先端部８２の基部支持部８３に支持されるが、搬送位置や取付位置において、枠の上部などが支持装置によりさらに支持されてもよい。例えば、基板キャリアが成膜高さに配置されたとき、搬送位置の上方から下降する支持体が基板キャリアの上部を支持、固定するようにしてもよい。また、例えば、コリメータキャリアが取付位置に配置されたとき、取付位置の上方から下降する支持体がコリメータキャリアの上部を支持、固定するようにしてもよい。
・昇降用駆動部７０が１つである場合について例示したが、これに限らず、スパッタ室１３は、複数の昇降用駆動部を備えていてもよい。

【0071】

・取付用駆動部８０が２つである場合について例示したが、これに限らず、コリメータキャリアをコリメータの配置位置に配置させることができるのであれば、取付用駆動部は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

【0072】

・コリメータキャリア５０を昇降用駆動部７０で昇降させることで、昇降用駆動部７０と取付用駆動部８０との間でコリメータキャリア５０を授受する場合について例示した。これに限らず、昇降用駆動部を用いず、取付用駆動部のみで搬送レーンと取付用駆動部との間でコリメータキャリアを授受するようにしてもよい。つまり、取付用駆動部のロッドを第２の方向Ｙ１に沿って移動させるだけで、取付用駆動部と搬送レーン３０との間でコリメータキャリアが授受されてもよい。

【0073】

例えば、取付用駆動部の先端部にフォーク状を有するピンを設け、コリメータキャリアの基部に斜め方向の穴を設け、搬送位置に搬送されたコリメータキャリアに取付用駆動部の先端部を待機位置から近づけることで取付用駆動部の先端部がコリメータキャリアを受け取るようにしてもよい。これにより、取付用駆動部の動作だけでコリメータキャリアを搬送レーンと取付用駆動部の先端部との間での載せ替えが可能にもなる。この場合、移動部は、取付用駆動部により構成される。

【0074】

・搬送レーン３０において基板１とコリメータ６０とが別々に搬送される場合について例示した。これに限らず、搬送レーンにおいて一つの基板キャリアによって基板とコリメータとを一緒に搬送してもよい。

【0075】

例えば、基板キャリアの基板の成膜面側に、コリメータを着脱可能に配置させる。こうした構成では、例えば、コリメータを基板キャリアの上部からぶら下げる態様に基板キャリアに設置することで基板キャリアに対して着脱可能に配置させることができる。また、スパッタ室は、コリメータを搬送位置から取付位置まで移動させる取付用駆動部を成膜部側に設ける。そして、搬送位置に搬送された基板キャリアを上昇させてから、取付用駆動部のロッドをコリメータに設けられた受け渡し部分の下まで延出させ、次いで、基板キャリアを下降させることで、コリメータの受け渡し部分を取付用駆動部のロッドに受け渡し、かつ、基板キャリアから取り外す。そして、コリメータを受け取ったロッドをコリメータの取付位置まで移動させることで、スパッタ室にコリメータを取り付ける。なお、コリメータは、ホルダを介して基板キャリアに取り付けられてもよい。また、スパッタ室に取り付けられたコリメータは、上述した取り付け手順を降順に行うことでスパッタ室から取り外される。
・上記実施形態では、正方形状を有する基板１を例示したが、これに限らず、基板は、長方形状やその他の形状を有してもよい。

【0076】

・基板１は、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）、アルミナなどのセラミックス基板、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板などのリジッド基板であってもよい。あるいは、基板は、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。
・基板１は、ガラス基板など、フィルム基板などの薄型基板以外の基板であってもよい。

【0077】

・第１の対象は、基板１と、基板キャリア４０とにより構成される場合について例示した。これに限らず、第１の対象は、基板のみであったり、基板とキャリア以外の部材を含んで構成されたりしてもよい。

【0078】

・第２の対象は、コリメータ６０と、ホルダ５５と、コリメータキャリア５０とにより構成される場合について例示した。これに限らず、第２の対象は、コリメータのみであったり、コリメータとコリメータキャリアから構成されたり、コリメータ、ホルダ及びコリメータキャリア以外の部材を含んで構成されたりしてもよい。

【0079】

・スパッタ室１３では、コリメータキャリア５０の取り付け、及び、コリメータキャリア５０の取り外しのいずれか一方のみが搬送レーン３０、昇降用駆動部７０、及び、取付用駆動部８０を用いて行われる一方で、他方が、他の方法、例えば作業者によって行われてもよい。こうした構成であっても、コリメータのメンテナンスにおける負荷を低減することはできる。

【0080】

・基板１に対して成膜処理が行われるときには、昇降用駆動部７０が基板キャリア４０を搬送高さＬ１から成膜高さＬ２に上昇させなくてもよい。こうした構成では、昇降用駆動部７０が基板キャリア４０を上昇させずとも、基板キャリア４０が、搬送レーン３０上に位置する基板１の全体がターゲット２２と対向する位置に配置するように構成されていることが好ましい。

【0081】

・搬送レーン３０は、搬出入室１１とスパッタ室１３とに設けられている場合について例示した。これに限らず、搬送レーンは、スパッタ室のみに設けられていてもよい。このとき、搬出入室とスパッタ室との間では、クレーンや搬送ロボットなどの搬送レーン以外の機構によって基板キャリアやコリメータキャリアを搬送してもよい。そして、搬送レーンはスパッタ室に対する基板キャリアなどの搬出入位置と搬送位置との間で、基板キャリアなどを搬送することができる。なお、こうした構成では、搬送レーンと、クレーンなどの搬送レーン以外の機構とが、搬送部を構成する。

【0082】

・スパッタ装置１０は搬出入室１１とスパッタ室１３とを備える場合について例示した。これに限らず、スパッタ装置は少なくともスパッタ室を備える構成であればよい。例えば、スパッタ装置は、１つのスパッタ室のみを備えていてもよいし、複数のスパッタ室を備えてもよい。また、スパッタ装置は、１つ以上の前処理室を備えてもよい。さらに、スパッタ装置は、前処理室に加えて、もしくは、前処理室に代えて他の処理室などを備えていてもよい。なお、スパッタ室、前処理室、他の処理室などが複数設けられている場合、それらの構成に応じて、各室間には、ゲートバルブを設けてもよいし、設けなくてもよい。

【0083】

・スパッタ室が真空槽である場合について例示したが、これに限らず、スパッタ室の雰囲気が大気圧であってもよい。例えば、スパッタ室の雰囲気が大気圧であるときはゲートバルブを耐圧性の高くない扉などとしてもよい。

【符号の説明】

【0084】

１…基板、１ｆ…成膜面、１０…スパッタ装置、１１…搬出入室、１２…ゲートバルブ、１３…スパッタ室、１４…ゲートバルブ、１５…排気部、１６…冷却部、１７…接続部、１８…温調ステージ、２０…成膜部、２１…バッキングプレート、２２…ターゲット、２３…防着板、３０…搬送レーン、３１…レール、３２…ローラ、３３…モータ、４０…基板キャリア、４１…枠体、４２…固定具、４３…基部、５０…コリメータキャリア、５１…枠体、５２…上部枠、５３…基部、５５…ホルダ、５６…枠体、５７…取付部、５８…固定具、５９…固定具、６０…コリメータ、６１…枠部、６２…調整部、７０…昇降用駆動部、７１…ロッド、８０…取付用駆動部、８１…ロッド、８２…先端部、８３…基部支持部、１００…制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】