特許 6616892 成膜装置

(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】6616892

(24)【登録日】2019年11月15日

(45)【発行日】2019年12月4日

(54)【発明の名称】成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/50 20060101AFI20191125BHJP

   C23C 16/46 20060101ALI20191125BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20191125BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20191125BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20191125BHJP

   B05C 9/14 20060101ALN20191125BHJP

   B05C 13/02 20060101ALN20191125BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/50 E

   C23C16/46

   H01L21/31 B

   H01L21/68 N

   H01L21/68 A

   !B05C9/14

   !B05C13/02

【請求項の数】11

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2018-513976(P2018-513976)

(86)(22)【出願日】2016年4月26日

(86)【国際出願番号】JP2016063018

(87)【国際公開番号】WO2017187503

(87)【国際公開日】20171102

【審査請求日】2018年5月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】織田 容征

(72)【発明者】

【氏名】平松 孝浩

【審査官】 谷本 怜美

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−１６６２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０９０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１４２４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５１３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３３２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７２３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１１４３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１９３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１５８１７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １６／００−１６／５６

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板（１０）を載置し、載置した基板を主要加熱温度で加熱する主要加熱機構（３２）を有する基板載置部（３）と、
基板投入部（５）に載置された成膜対象の基板を把持し、把持した状態で移動し、前記基板載置部上に基板を載置する基板投入動作を実行する第１の把持器（４Ａ）と、
成膜処理領域(Ｒ１)内の前記基板載置部に載置された基板に対して薄膜を成膜する成膜処理を実行する成膜処理実行部（１）と、
前記基板載置部を移動させて前記成膜処理領域内を通過させる搬送動作を実行する基板載置部移載装置（８）と、
前記成膜処理が実行され薄膜が成膜された前記基板載置部上の基板を把持し、把持した状態で移動し、基板取出部（６）上に載置する基板取出動作を実行する第２の把持器（４Ｂ）とを備え、
前記第１及び第２の把持器のうち、少なくとも１つの把持器は基板の把持状態時に、把持した基板を予備加熱温度で加熱する予備加熱機構（４２Ａ，４２Ｂ）を有し、
前記第２の把持器において、基板を把持する把持面の材質が、前記薄膜と同一の材質であることを特徴とする、
成膜装置。

【請求項2】

請求項１記載の成膜装置であって、
前記予備加熱温度は前記主要加熱温度より低く、前記基板投入部に載置された基板の初期温度より高いことを特徴とする、
成膜装置。

【請求項3】

請求項２記載の成膜装置であって、
前記予備加熱機構は、
前記第１の把持器に設けられ、把持した基板を第１の予備加熱温度で加熱する第１の予備加熱機構（４２Ａ）と、
前記第２の把持器に設けられ、把持した基板を第２の予備加熱温度で加熱する第２の予備加熱機構（４２Ｂ）とを含み、
前記予備加熱温度は前記第１及び第２の予備加熱温度を含み、
前記第１の予備加熱温度と前記第２の予備加熱温度とは異なることを特徴とする、
成膜装置。

【請求項4】

請求項３記載の成膜装置であって、
前記第１の予備加熱温度より前記第２の予備加熱温度が高いことを特徴とする、
成膜装置。

【請求項5】

請求項４記載の成膜装置であって、
前記第１及び第２の把持器はそれぞれ、基板を把持する把持面（４１Ｓ）は、基板の把持状態時において、基板が把持面からはみ出る最大寸法が１０ｍｍ以内になる形状を有することを特徴とする、
成膜装置。

【請求項6】

請求項５記載の成膜装置であって、
前記第１及び第２の把持器はそれぞれ真空吸着によって基板を吸着して把持する吸着機構（４１Ａ，４１Ｂ）をさらに有し、
前記基板載置部は載置した基板を真空吸着によって吸着する吸着機構（３１）をさらに有する、
成膜装置。

【請求項7】

請求項６記載の成膜装置であって、
前記第１把持器は前記基板投入動作の実行時に基板を把持状態から解放する基板解放処理を、基板に解放用ガスを吹き出すことにより行い、
前記解放用ガスのガス温度が前記第１の予備加熱温度以上で前記主要加熱温度以下に設定される、
成膜装置。

【請求項8】

請求項７記載の成膜装置であって、
前記第１の把持器は、前記基板解放処理の実行直前における、前記基板載置部の上面と把持状態の基板の下面との距離である解放時移動距離が０ｍｍを超え、１０ｍｍ以下であることを特徴とする、
成膜装置。

【請求項9】

請求項３から請求項８のうち、いずれか１項に記載の成膜装置であって、
前記第１及び第２の把持器は、基板を把持する把持面の材質が、前記第１及び第２の予備加熱温度以上の耐熱温度を有する第１及び第２の非金属材であることを特徴とする、
成膜装置。

【請求項10】

請求項３から請求項８のうち、いずれか１項に記載の成膜装置であって、
前記基板載置部に載置された基板はシリコン基板である、
成膜装置。

【請求項11】

請求項３から請求項８のうち、いずれか１項に記載の成膜装置であって、
前記成膜処理実行部は、原料溶液をミスト化して得られる原料ミスト（ＭＴ）を大気中に噴射して前記成膜処理を実行するミスト噴射部を含み、
前記成膜処理領域は前記原料ミストの噴射領域である、
成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、太陽電池、電子デバイス等に用いられ、基板上に薄膜を成膜する成膜装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、熱エネルギーを必要とする薄膜製造装置等の成膜装置で薄膜を成膜する際、基板に対して加熱処理を行う必要がある。この場合、一方で高い処理能力（短いタクトタイム）が求められるため、基板の加熱処理は出来る限り短時間で行うことが望ましい。予め加熱した基板積載ステージに常温の基板を移載する場合、基板積載ステージ上にて比較的短時間で基板に対する加熱処理を実行することができるが、その場合、基板における上面と下面との間に温度勾配が生じ、基板が反ったり、破損したりするという問題があった。

【0003】

このため、従来の成膜装置では、薄膜形成処理室の前に予備加熱室を別途設け、予め加熱した後に薄膜形成処理室に搬送して処理することで、薄膜形成処理時における加熱時間を短縮し、高い成膜処理の処理能力（スループット）を実現している。このような予備加熱室を設けた成膜装置として、例えば特許文献１で開示されたスパッタリング装置や特許文献２で開示されたＣＶＤ装置がある。

【0004】

特許文献１で開示されたスパッタリング装置では、成膜処理部の前に上記予備加熱室として加熱室を２つ具備しており、特許文献２で開示されたＣＶＤ装置では、ループ状のベルトコンベアで基板を搬送し、その経路に上記予備加熱室として機能する基板予熱ゾーンとＣＶＤ加熱ゾーンを具備している。

【0005】

また、加熱機構を有しつつ基板を積載するヒータブロックを多数具備し、それらを循環させている半導体製造装置が例えば特許文献３に開示されている。この半導体製造装置は多数のヒータブロックを循環させることにより、高い処理能力を測りながら、比較的緩やかに加熱処理を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平３−１９１０６３号公報

【特許文献2】特開２００７−９２１５２号公報

【特許文献3】特開昭６３−１６６２１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１や特許文献２で開示された装置では、予備加熱室（加熱室（特許文献１）、基板予熱ゾーン（特許文献２））を別途設けることによって製造コストが増大し、フットプリント（製造装置の占有面積）が大きくなるという問題点があった。

【0008】

また、特許文献３で開示された半導体製造装置では、ヒータブロックを連続的にガス供給ノズル下に搬送する必要性から、多数（図１から８個以上）のヒータブロックを具備する必要となり、さらに、多数のヒータブロック用の電源配線や真空配管の接続が複雑になる分、フットプリントが大きくなると共に装置コストが高くなるという問題点があった。また、ヒータブロックの数を増加させると成膜処理時間が必要以上に長くなって成膜時における処理能力の低下を招く懸念があった。

【0009】

加えて、特許文献３で開示された半導体製造装置では、ヒータブロック上に基板（ウェハ）を単純に載置した状態で加熱処理を行っているため、基板内に温度勾配が生じると直ちに基板に反りや割れが発生してしまうという問題点の解決を図っていない。

【0010】

本発明では、上記のような問題点を解決し、装置コストを最小限に抑えつつ、成膜対象の基板に反りや割れが発生する現象を効果的に抑制した成膜装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この発明に係る成膜装置は、基板を載置し、載置した基板を主要加熱温度で加熱する主要加熱機構を有する基板載置部と、基板投入部に載置された成膜対象の基板を把持し、把持した状態で移動し、前記基板載置部上に基板を載置する基板投入動作を実行する第１の把持器と、成膜処理領域内の前記基板載置部に載置された基板に対して薄膜を成膜する成膜処理を実行する成膜処理実行部と、前記基板載置部を移動させて前記成膜処理領域内を通過させる搬送動作を実行する基板載置部移載装置と、前記成膜処理が実行され薄膜が成膜された前記基板載置部上の基板を把持し、把持した状態で移動し、基板取出部上に載置する基板取出動作を実行する第２の把持器とを備え、前記第１及び第２の把持器のうち、少なくとも１つの把持器は基板の把持状態時に、把持した基板を予備加熱温度で加熱する予備加熱機構を有し、前記第２の把持器において、基板を把持する把持面の材質が、前記薄膜と同一の材質であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

この発明における成膜装置の基板載置部は主要加熱温度で加熱する主要加熱機構を有するため、載置した基板を主要加熱温度で加熱することができる。加えて、第１及び第２の把持器のうち、少なくとも１つの把持器は基板の把持状態の時、把持した基板を予備加熱温度で加熱する予備加熱機構を有しているため、基板投入動作及び基板取出動作のうち少なくとも一つの動作中においても基板を加熱することができる。

【0013】

その結果、長期間に亘って基板に対する加熱処理（予備加熱温度及び主要加熱温度による加熱処理）を実行することができるため、加熱処理を急速に行う必要性がなくなる結果、加熱処理を短期間で行うことによって基板に反りや割れが発生する現象を効果的に抑制することができる。

【0014】

また、本願発明の成膜装置の主要な追加構成箇所は、基板投入動作及び基板取出動作に必要な第１及び第２の把持器のうち少なくとも一つに予備加熱機構を設けるだけであるため、装置コストを最小限に抑えることができる。

【0015】

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】この発明に実施の形態である成膜装置の概略構成を示す説明図である。

【図2】基板移載機構及びその周辺を模式的に示す断面図である。

【図3】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その１）である。

【図4】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その２）である。

【図5】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その３）である。

【図6】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その４）である。

【図7】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その５）である。

【図8】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その６）である。

【図9】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その７）である。

【図10】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その８）である。

【図11】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その９）である。

【図12】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その１０）である。

【図13】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その１１）である。

【図14】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その１２）である。

【図15】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その１３）である。

【図16】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その１４）である。

【図17】本実施の形態の成膜装置による２つの基板積載ステージの搬送動作を示す説明図（その１５）である。

【図18】本実施の形態の吸着把持器の基板投入動作を示す説明図である。

【図19】従来の成膜装置の構成を模式的に示す説明図である。

【図20】従来の成膜装置における従来の基板投入動作を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１はこの発明に実施の形態である成膜装置の概略構成を示す説明図である。同図に示すように、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂ（第１及び第２の基板載置部）はそれぞれ上面に複数の基板１０を載置している。なお、図１及び以降で示す図２〜図１７及び図１９にはＸＹＺ直交座標系を示している。

【0018】

基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂはそれぞれ真空吸着による吸着機構３１を有し、この吸着機構３１により、載置した複数の基板１０それぞれの下面全体を、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂそれぞれの上面上に吸着することができる。さらに、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂはそれぞれ吸着機構３１の下方に加熱機構３２が設けられており、この加熱機構３２により上面に載置した複数の基板１０に対する加熱処理を実行することができる。

【0019】

以下、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂを総称し「基板積載ステージ３」と称して説明する場合がある。

【0020】

成膜処理実行部として機能する薄膜形成ノズル１（ミスト噴射部）は噴射面１Ｓに設けられた噴射口から下方に原料ミストＭＴを噴射することにより、噴射領域Ｒ１（成膜処理領域）内の基板積載ステージ３の上面に載置された基板１０上に薄膜を成膜する成膜処理を実行する。この際、噴射面１Ｓと基板１０との距離であるミスト噴射距離Ｄ１は１ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定される。なお、噴射領域Ｒ１の周辺は図示しないチャンバ等で覆われているのが一般的である。

【0021】

なお、成膜処理及びその前後の期間で基板積載ステージ３の加熱機構３２（主要加熱機構）による主要加熱処理が併せて実行される。本実施の形態では、加熱機構３２による加熱処理時における加熱温度として４００℃程度としている。

【0022】

なお、原料ミストＭＴは原料溶液をミスト化して得られるミストであり、原料ミストＭＴを大気中に噴射することができる。

【0023】

基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂは後述する基板移載機構８（基板載置部移載装置）によって搬送される。基板移載機構８は基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂを移動させて噴射領域Ｒ１内を速度Ｖ０（成膜時移動速度）で順次通過させる搬送動作を実行する。

【0024】

上記搬送動作は、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂのうち、載置した全ての基板１０が噴射領域Ｒ１を通過した基板載置部である一方の基板載置ステージ（例えば、基板積載ステージ３Ａ）を、巡回速度で他方の基板載置ステージ（例えば、基板積載ステージ３Ｂ）の後方に巡回配置させる巡回搬送処理を含んでいる。

【0025】

なお、薄膜形成ノズル１の上流側に設けられた基板投入部５は成膜処理前の基板１０を上部に載置しており、後述する吸着把持器４Ａによる基板投入動作Ｍ５によって、基板投入部５上の基板１０が基板積載ステージ３の上面上に配置される。

【0026】

また、薄膜形成ノズル１の下流側に基板取出部６が設けられており、後述する吸着把持器４Ｂ（第２の把持器）による基板取出動作Ｍ６によって、基板積載ステージ３上の成膜処理後の基板１０が基板取出部６上に配置される。

【0027】

なお、本明細書において、薄膜形成ノズル１に対して、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂが噴射領域Ｒ１を通過する際の搬送方向（＋Ｘ方向）側を下流側とし、搬送方向と反対方向となる反搬送方向（−Ｘ方向）側を上流側としている。

【0028】

図２は図１のＡ−Ａ断面における基板移載機構８及びその周辺を模式的に示す断面図である。支持板８５上に設けられた基板移載機構８は、互いに独立した動作する一方移載機構８Ｌ及び他方移載機構８Ｒの組み合わせにより構成され、他方移載機構８Ｒは基板積載ステージ３Ａの搬送用に設けられ、一方移載機構８Ｌは基板積載ステージ３Ｂの搬送用に設けられる。なお、支持板８５は基板投入部５による搬送動作が必要なＸＹ平面で規定される搬送平面領域を少なくとも含んだ平面形状を呈している。

【0029】

一方移載機構８Ｌは昇降機構８１及び横行機構８２により構成される。横行機構８２は断面視Ｌ字状の支持部材８２ｓと、支持部材８２ｓの水平板８２ｓｈ（Ｌ字の横棒部分）の下面に設けられた移動機構８２ｍとにより構成される。移動機構８２ｍは例えば直動ガイドと動力伝達ネジで構成されており、モータの駆動力によって支持板８５上をＸ方向に沿って移動可能に設けられる。

【0030】

昇降機構８１は昇降部材８１ｍ及び昇降軸８１ｘより構成され、昇降軸８１ｘは支持部材８２ｓの垂直板８２ｓｖ（Ｌ字の縦棒部分）に固着して立設され、昇降部材８１ｍは昇降軸８１ｘに対し昇降自在に取り付けられている。そして、昇降部材８１ｍに連結してステージ固定部材８０が設けられ、ステージ固定部材８０の上面上に基板積載ステージ３Ｂの下面が固定される。

【0031】

なお、昇降部材８１ｍの昇降動作は、例えば、図示しない回転駆動部の回転駆動力を、昇降軸８１ｘ内に設けられ昇降部材８１ｍに連結された図示しないチェーン等の伝達機構に上下運動として伝達する態様が考えられる。その結果、上述した伝達機構の上下運動によって昇降部材８１ｍの昇降動作を実現することができる。

【0032】

したがって、一方移載機構８Ｌは、移動機構８２ｍのＸ方向（＋Ｘ方向あるいは−Ｘ方向）に沿った横行動作により、基板積載ステージ３Ｂを搬送方向（＋Ｘ方向）に沿って移動させたり、反搬送方向（−Ｘ方向）に沿って移動させたりすることができる。

【0033】

さらに、一方移載機構８Ｌは、昇降部材８１ｍのＺ方向（＋Ｚ方向あるいは−Ｚ方向）に沿った昇降動作により、基板積載ステージ３Ｂを上昇及び下降させることができる。

【0034】

他方移載機構８Ｒは図２のＺＸ平面に対して一方移載機構８Ｌと対称に設けられ、一方移載機構８Ｌと等価な構成を有している。したがって、他方移載機構８Ｒは、一方移載機構８Ｌと同様に、横行機構８２の横行動作によって基板積載ステージ３Ａを搬送方向及び反搬送方向に沿って移動させたり、昇降機構８１の昇降動作によって基板積載ステージ３Ａを上昇及び下降させたりすることができる。なお、上述した移載機構８Ｌ及び８Ｒの横行動作及び昇降動作によって、基板積載ステージ３Ａ及び３ＢのＹ方向における位置は変化しない。

【0035】

このように、一方移載機構８Ｌ及び他方移載機構８Ｒは、支持部材８２ｓの垂直板８２ｓｖ及び昇降軸８１ｘのＹ方向の形成位置が互いに異なるものの、共に片持ち支持構造によって、基板積載ステージ３Ｂ及び基板積載ステージ３Ａを支持しているため、上述した横行動作及び昇降動作を適切に組み合わせることにより、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂ間で干渉を生じさせることなく、互いに独立した搬送動作（巡回搬送処理を含む）を実行することができる。

【0036】

なお、図２に示す例では、基板積載ステージ３上においてＹ方向に沿って２個の基板１０が載置可能な構成を示している。

【0037】

図３〜図１７は本実施の形態の成膜装置による基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂの搬送動作を示す説明図である。なお、搬送動作は図２で示した基板移載機構８（一方移載機構８Ｌ＋他方移載機構８Ｒ）によって行われる。

【0038】

図３に示すように、移載機構８Ｒ及び８Ｌの横行動作によって、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂは共に速度Ｖ０で搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送されており、噴射領域Ｒ１にある基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂの上面上の基板１０に対して原料ミストＭＴが噴射され、当該基板１０の上面に薄膜を成膜する成膜処理が実行される。なお、図３及び以降の図４〜図１７において、噴射領域Ｒ１よりさらに上流側の領域を成膜準備領域Ｒ２とする。

【0039】

図３で示す状態は、基板積載ステージ３Ａの最後尾の基板１０ｘと、基板積載ステージ３Ｂの最前部の基板１０ｙが共に噴射領域Ｒ１に存在しており、基板積載ステージ３Ｂの上面上において基板１０ｙより上流側の基板１０は成膜準備領域Ｒ２に存在し、成膜処理前の状態である。

【0040】

ただし、基板積載ステージ３Ｂは加熱機構３２を有しているため、基板１０が成膜準備領域Ｒ２に存在する状況下においても加熱処理を実行することができ、この際、吸着機構３１により基板１０の下面全体が基板積載ステージ３Ｂの上面上に吸着されているため、加熱処理によって基板１０に多少の温度勾配が生じても、基板１０に反りや割れが生じることはない。

【0041】

なお、基板投入部５上に載置された成膜処理前の基板１０は吸着把持器４Ａ（第１の把持器）による基板投入動作Ｍ５によって、適宜、基板積載ステージ３Ｂの上面上（成膜準備領域Ｒ２に存在）に配置され、吸着把持器４Ｂによる基板取出動作Ｍ６によって、基板積載ステージ３Ａ上において、噴射領域Ｒ１を通過した成膜処理後の基板１０が基板取出部６上に配置される。

【0042】

図１８は吸着把持器４Ａの基板投入動作Ｍ５の詳細を示す説明図である。以下、図１８を参照しつつ、基板投入動作Ｍ５について詳述する。

【0043】

まず、図１８(a),(b) に示すように、吸着把持器４Ａ（第１の把持器）は基板投入部５の上部に載置された基板１０の上方に接近した後、吸着機構４１Ａにより基板１０の上面を把持面４１Ｓに吸着し把持する。

【0044】

そして、基板１０を把持した状態で吸着把持器４Ａを基板積載ステージ３の上面における基板１０が載置されていない基板未載領域の上方（後述する移動距離条件を満足する解放時移動距離分、上方）に移動させる。

【0045】

そして、図１８(c) に示すように、上記状態で吸着把持器４Ａの吸着機構４１Ａによる基板１０の把持面４１Ｓでの把持状態を解放する基板解放処理を実行し、基板積載ステージ３の上記基板未載領域上に基板１０を配置する。以上の動作が基板投入動作Ｍ５である。

【0046】

なお、基板投入動作Ｍ５の実行後は、図１８(d) に示すように、吸着把持器４Ａは基板投入部５の上方に移動する。また、吸着機構４１Ａは真空吸着によって基板１０を吸着し、基板解放処理は吸着機構４１Ａから解放用ガスを基板１０の上面に吹き出すことにより行われる。

【0047】

次に、基板取出動作Ｍ６について詳述する。まず、噴射領域Ｒ１を通過した成膜処理後の基板１０の上方に吸着把持器４Ｂ（第２の把持器）を移動させ、この状態で吸着機構４１Ｂにより、基板積載ステージ３上の基板１０の上面を把持面４１Ｓ（図１８で示した吸着把持器４Ａの把持面４１Ｓと同様に形成）に吸着して把持する。そして、基板１０を把持した状態で吸着把持器４Ｂを基板取出部６の基板が載置されていない基板未載領域の上方（吸着機構４１Ｂによる基板１０の吸着が可能な位置）に移動させ、この状態で吸着把持器４Ｂの吸着機構４１Ｂによる把持面４１Ｓでの基板１０の把持状態を解放する基板解放処理を実行し、基板取出部６の上記基板未載領域上に基板１０を配置する。以上の動作が基板取出動作Ｍ６である。なお、吸着機構４１Ｂは真空吸着によって基板１０を吸着し、基板解放処理は吸着機構４１Ｂから解放用ガスを基板の上面に吹き出すことにより行われる。

【0048】

吸着把持器４Ａ及び４Ｂは吸着機構４１Ａ及び４１Ｂの上方に加熱機構４２Ａ及び４２Ｂ（第１及び第２の予備加熱機構）をさらに有している。したがって、基板投入動作Ｍ５及び基板取出動作Ｍ６それぞれにおいて、吸着把持器４Ａ及び４Ｂによる基板１０の把持状態時においても、加熱機構４２Ａ及び４２Ｂによって基板１０を加熱する第１及び第２の予備加熱処理を行うことができる。

【0049】

なお、本実施の形態では、吸着把持器４Ａは基板投入動作Ｍ５の実行時に、加熱機構４２Ａによって１８０℃程度の投入把持温度で第１の予備加熱処理を実行する。一方、吸着把持器４Ｂは基板取出動作Ｍ６の実行時に、加熱機構４２Ｂによって２４０℃程度の取出把持温度で第２の予備加熱処理を実行する。

【0050】

その後、図４に示すように、基板積載ステージ３Ａの上面上の最後尾の基板１０ｘが噴射領域Ｒ１を通過すると、基板積載ステージ３Ａの上面上に載置した全ての基板１０が噴射領域Ｒ１を通過したことになる。

【0051】

この状態の基板積載ステージ３Ａに対し、速度Ｖ１〜Ｖ５（巡回速度）による巡回搬送処理が実行される。まず、他方移載機構８Ｒは横行動作による搬送速度を速度Ｖ０から速度Ｖ１（＞Ｖ０）に上昇させる。この際、基板積載ステージ３Ａの上面上の全ての基板１０が吸着把持器４Ｂによる基板取出動作Ｍ６によって基板取出部６上に移動される。

【0052】

一方、基板積載ステージ３Ｂは、一方移載機構８Ｌの横行動作によって、速度Ｖ０の搬送速度を維持する。

【0053】

その後、図５に示すように、基板積載ステージ３Ａの上面上の基板１０が全て取り出された後、他方移載機構８Ｒは横行動作から昇降動作に切り替え、基板積載ステージ３Ａを速度Ｖ２（＞Ｖ０）で下降させる。一方、噴射領域Ｒ１内に基板１０が存在する基板積載ステージ３Ｂは、一方移載機構８Ｌの横行動作によって速度Ｖ０で搬送方向に沿って搬送される。

【0054】

その後、図６に示すように、基板積載ステージ３Ａを下降させることにより、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂ間にＺ方向において互いに干渉しない高低差を設けた後、他方移載機構８Ｒは昇降動作から横行動作に切り替える。

【0055】

そして、他方移載機構８Ｒの横行動作によって、基板積載ステージ３Ａを速度Ｖ３（＞Ｖ０）で反搬送方向（−Ｘ方向）に沿って水平移動させる。一方、噴射領域Ｒ１内に基板１０が存在する基板積載ステージ３Ｂは速度Ｖ０で搬送方向に沿った搬送が維持される。

【0056】

その後、図７に示すように、基板積載ステージ３ＢとＸ方向において干渉しない上流側に基板積載ステージ３Ａを水平移動させた後、他方移載機構８Ｒは横行動作から昇降動作に切り替える。

【0057】

そして、他方移載機構８Ｒの昇降動作によって、基板積載ステージ３Ａを速度Ｖ４（＞Ｖ０）で上昇させる。一方、噴射領域Ｒ１内に基板１０が存在する基板積載ステージ３Ｂは速度Ｖ０で搬送方向に沿って搬送が維持される。

【0058】

次に、図８に示すように、基板積載ステージ３Ａが基板積載ステージ３Ｂと同一高さに達した後、他方移載機構８Ｒは昇降動作から横行動作に切り替える。

【0059】

そして、他方移載機構８Ｒの横行動作によって、基板積載ステージ３Ａを速度Ｖ５（＞Ｖ０）で搬送方向に沿って搬送させる。

【0060】

並行して、図８に示すように、吸着把持器４Ａによる基板投入動作Ｍ５が実行される。具体的には、吸着把持器４Ａは基板投入部５から成膜処理前の基板１０を把持し、把持した基板１０が基板積載ステージ３Ａと干渉しない高低差（距離Ｌ１２（図１０参照））を維持しつつ速度Ｖ１１（＞Ｖ５）で距離Ｌ１１分、搬送方向に沿って水平移動する。

【0061】

その後、図９に示すように、基板積載ステージ３Ａの搬送方向先端領域の上方に達すると、速度Ｖ１１から速度Ｖ５に落とし、基板積載ステージ３Ａと同じ速度で搬送方向に沿って水平移動する。

【0062】

そして、図１０に示すように、吸着把持器４Ａは搬送方向への速度Ｖ５の水平移動と併せて、速度Ｖ１２の下降動作を行い、把持した基板１０の下面と基板積載ステージ３Ａの上面との（Ｚ方向に沿った垂直）距離である解放時移動距離が、吸着把持器４Ａによる基板１０の基板解放処理を精度良く実行可能な移動距離条件｛０ｍｍを超え、１０ｍｍ以下である｝を満足すると、下降動作を止め基板解放処理を実行する。その後、速度Ｖ１３で上昇動作を行い、基板積載ステージ３Ａとの干渉しない十分な高低差（距離Ｌ１２）に戻す。したがって、上記移動距離条件を満足して吸着把持器４Ａの下降動作が停止した時の解放時移動距離が、基板解放処理の実行直前における解放時移動距離となる。

【0063】

そして、図１１に示すように、吸着把持器４Ａは速度Ｖ１４で距離Ｌ１４分、反搬送方向に水平移動し基板投入部５の上方の初期位置に戻る。その結果、１つ目の基板１０に対する基板投入動作Ｍ５が終了する。

【0064】

続いて、図１２に示すように、吸着把持器４Ａは基板投入部５から成膜処理前の基板１０を把持し、基板積載ステージ３Ａと干渉しない高低差（距離Ｌ１２（図１４参照））を維持しつつ速度Ｖ１５（＞Ｖ５）で距離Ｌ１５分、搬送方向に沿って水平移動する。

【0065】

その後、図１３に示すように、基板積載ステージ３Ａの搬送方向先端領域上に載置された基板１０αの隣接領域の上方に達すると、速度Ｖ１５から速度Ｖ５に落とし、基板積載ステージ３Ａと同じ速度で搬送方向に沿って水平移動する。

【0066】

そして、図１４に示すように、吸着把持器４Ａは搬送方向への速度Ｖ５の水平移動と併せて、速度Ｖ１２の下降動作を行い、上記解放時移動距離が上述した移動距離条件を満足すると、下降動作を止め基板解放処理を実行する。その後、速度Ｖ１３で上昇動作を行い、基板積載ステージ３Ａとの干渉しない十分な高低差（距離Ｌ１２）に戻す。

【0067】

その後、図１５に示すように、吸着把持器４Ａは速度Ｖ１６で距離Ｌ１６分、反搬送方向に水平移動し、図１６に示すように、基板投入部５の上方の初期位置に戻る。その結果、２つ目の基板１０に対する基板投入動作Ｍ５が終了する。

【0068】

以降、図８〜図１６で示した基板投入動作Ｍ５を３つ目以降の基板１０に対しても繰り返し実行し、基板積載ステージ３Ａの上面上の載置予定領域に予定された基板載置枚数の基板１０を載置する。

【0069】

なお、基板投入動作Ｍ５は、少なくとも基板積載ステージ３Ａ上の載置予定領域が噴射領域Ｒ１に到達する前に基板１０を基板積載ステージ３Ａ上に載置できるように実行する必要がある。

【0070】

また、図８〜図１６で示した状況化では、噴射領域Ｒ１内に基板１０が存在する基板積載ステージ３Ｂは速度Ｖ０で搬送方向に沿った搬送が維持され、巡回搬送処理を終えていない基板積載ステージ３Ａは速度Ｖ５で搬送方向に水平移動されている。

【0071】

そして、図１６に示すように、基板積載ステージ３Ａが基板積載ステージ３Ｂの後方に必要最小限の間隔を隔てて配置されると、基板積載ステージ３Ａの巡回搬送処理が完了する。

【0072】

このように、巡回搬送処理は、速度Ｖ１の＋Ｘ方向移動（搬送方向への水平移動）、速度Ｖ２の−Ｚ方向移動（下降移動）、速度Ｖ３の−Ｘ方向移動（反搬送方向への水平移動）、速度Ｖ４の＋Ｚ方向移動（上昇移動）及び速度Ｖ５の＋Ｘ方向の移動（搬送方向への水平移動）の組み合わせによって実行され、基板積載ステージ３Ｂ（他方の基板載置部）の上面上の複数の基板１０が全て噴射領域Ｒ１を通過するまでに完了する。

【0073】

その後、図１７に示すように、巡回搬送処理が完了した基板積載ステージ３Ａに対し、他方移載機構８Ｒは横行動作による搬送速度を速度Ｖ５から速度Ｖ０に低下させる。

【0074】

その結果、基板積載ステージ３Ａは速度Ｖ０（成膜時移動速度）で搬送方向に沿って搬送される。以降、基板積載ステージ３Ａに基板１０をさらに載置する必要がある場合、吸着把持器４Ａによる基板投入動作Ｍ５によって、適宜、基板積載ステージ３Ａの上面上（成膜準備領域Ｒ２内に存在）に成膜処理前の基板１０が配置される。

【0075】

一方、噴射領域Ｒ１内に一部が存在する基板積載ステージ３Ｂは速度Ｖ０で搬送方向に沿って搬送される。

【0076】

以降、基板積載ステージ３Ｂの上面上の全ての基板１０が噴射領域Ｒ１を通過した後、基板積載ステージ３Ｂに対し、図４〜図１６で示した基板積載ステージ３Ａと同様に巡回搬送処理が実行される。この際、基板積載ステージ３Ａは搬送方向に沿って速度Ｖ０で搬送される。

【0077】

このように、移載機構８Ｌ及び８Ｒからなる基板移載機構８によって、２つの基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂを順次巡回させながら、噴射領域Ｒ１内に常に成膜処理前の基板１０が存在するように、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂに対する搬送動作（巡回搬送処理を含む）が実行される。

【0078】

本実施の形態の成膜装置における基板積載ステージ３（基板載置部）は主要加熱温度で加熱する加熱機構３２（主要加熱機構）を有するため、載置した基板１０を加熱することができる。加えて、吸着把持器４Ａ及び４Ｂ（第１及び第２の把持器）は、共に基板１０の把持状態の時、把持した基板１０を第１及び第２の予備加熱温度で加熱する加熱機構４２Ａ及び４２Ｂ（第１及び第２の予備加熱機構）を有しているため、基板投入動作Ｍ５及び基板取出動作Ｍ６の動作中においても把持状態の基板１０を加熱することができる。

【0079】

例えば、第１の予備加熱温度及び主要加熱温度により加熱処理が実現される場合は比較的緩やかな温度変化で基板１０の温度を高めることができ、主要加熱温度及び第２の予備加熱温度による加熱処理が実現される場合は比較的緩やかな温度変化で基板１０の温度を低くすることができる結果、基板１０内に発生する温度勾配を効果的に抑制できるため、基板１０が反って最悪割れる現象を効果的に回避することができる。

【0080】

その結果、長期間に亘って基板１０に対する加熱処理（第１及び第２の予備加熱温度並びに主要加熱温度による加熱処理）を実行することができるため、加熱処理を急速に行う必要性がなくなる結果、加熱処理を短期間で行うことによって基板１０に発生する温度勾配を抑制し、基板１０に反りや割れが発生する現象を効果的に抑制することができる。

【0081】

また、基板１０に発生する温度勾配の抑制に関し、本実施の形態の成膜装置の主要な追加構成箇所は、基板投入動作Ｍ５及び基板取出動作Ｍ６用に元々必要な吸着把持器４Ａ及び４Ｂのうち少なくとも一つにおいて、加熱機構４２Ａあるいは加熱機構４２Ｂを追加するだけであるため、装置コストを最小限に抑えることができる。

【0082】

なお、本実施の形態では、吸着把持器４Ａ及び４Ｂに加熱機構４２Ａ及び４２Ｂを設けたが、吸着把持器４Ａ及び４Ｂのうち一方の把持器のみに加熱機構４２Ａあるいは加熱機構４２Ｂを設ける変形構成も可能である。上記変形構成の場合、基板積載ステージ３による主要加熱温度での基板１０の加熱に加え、基板投入動作Ｍ５及び基板取出動作Ｍ６のうち一方の動作中において基板１０を加熱することができるため、加熱処理を基板積載ステージ３のみで行う場合に比べ、長期間に亘って加熱処理を行うことができる。このため、基板１０に発生する温度勾配を低く抑え、基板１０に反りや割れが発生する現象を抑制する効果を発揮できる。また、上記変形構成は加熱機構４２Ａあるいは加熱機構４２Ｂを省略できる分、装置コストのさらなる低減化を図ることができる。

【0083】

なお、吸着把持器４Ａの加熱機構４２Ａよる第１の予備加熱温度を１８０℃程度、吸着把持器４Ｂによる第２の加熱温度を２４０℃程度にして、基板投入部５に載置された基板１０の初期温度（常温：外気温程度）より低下させず、かつ主要加熱温度（４００℃程度）以上に基板１０を上昇させることなく、基板投入動作Ｍ５及び基板取出動作Ｍ６の動作を実行することができる。

【0084】

さらに、主要加熱温度（４００℃）より第１及び第２の予備加熱温度を低くし、吸着把持器４Ａの加熱機構４２Ａによる第１の予備加熱温度（１８０℃）と吸着把持器４Ｂの加熱機構４２Ｂによる第２の予備加熱温度（２４０℃＞１８０℃）と異なる温度に設定することにより、第１の予備加熱温度、主要加熱温度及び第２の予備加熱温度をそれぞれ基板１０上への薄膜の成膜に適した温度に設定することができる。

【0085】

なお、本実施の形態では、図１８で示したように、吸着把持器４Ａ及び４Ｂの吸着機構４１Ａ及び４１Ｂそれぞれの把持面４１Ｓは基板１０の上面全体を覆い（平面視完全重複し）、基板１０の上面より広い形状で形成されている。

【0086】

したがって、吸着把持器４Ａ及び４Ｂ（第１及び第２の把持器）による把持面４１Ｓでの基板１０の把持状態時における第１及び第２の予備加熱温度での加熱処理時を保温性良く行うことができる。

【0087】

なお、保温性効果を達成するには、少なくとも、把持面４１Ｓは基板１０の把持状態時において、基板の上面が把持面４１Ｓからはみ出る最大寸法が１０ｍｍ以内になる形状で、把持面４１Ｓを形成することが望ましい。

【0088】

本実施の形態の成膜装置における基板積載ステージ３（基板載置部）は吸着機構３１をさらに有しているため、主要加熱温度による加熱処理を基板１０の下面を吸着した状態で行うことができる。加えて、吸着把持器４Ａ及び４Ｂ（第１及び第２の把持器）は基板１０の上面を把持面４１Ｓで吸着して把持する吸着機構４１Ａ及び４１Ｂをさらに有するため、第１及び第２の予備加熱温度による加熱処理を基板１０を吸着した状態で行うことができる。

【0089】

その結果、第１及び第２の予備加熱温度並びに主要加熱温度による加熱処理時に基板１０内に多少の温度勾配が生じても、反りが発生する現象を効果的に抑制することができる。

【0090】

吸着把持器４Ａは基板投入動作Ｍ５の実行時に基板１０を把持状態から解放する基板解放処理を、吸着機構４１Ａから基板１０の上面に解放用ガスを吹き出すことにより行っている。この際、解放用ガスのガス温度を第１の予備加熱温度以上で主要加熱温度以下に設定することが望ましい。

【0091】

上記のように解放用ガスのガス温度を設定することにより、吸着把持器４Ａによる基板解放処理の実行に伴い、基板１０の温度が第１の予備加熱温度以下に低下したり、主要加熱温度以上に上昇したりすることはない。このため、本実施の形態では、解放用ガスによる急激な冷却で、基板１０が割れることを確実に防止でき、成膜処理に何ら悪影響を及ぼすことなく基板解放処理を実行することができる。

【0092】

なお、図１０で示したように、吸着把持器４Ａによる基板１０の基板解放処理を行う際の解放時移動距離は、移動距離条件｛０ｍｍを超え１０ｍｍ以下である｝を満足している。

【0093】

距離Ｌ１２が上記移動距離条件を満足することにより、吸着把持器４Ａの基板投入動作Ｍ５によって、基板積載ステージ３上に位置ズレなく基板１０を載置することができる。

【0094】

なお、同様に、吸着把持器４Ｂによる基板１０の基板解放処理時の解放時移動距離も上記移動距離条件を満足させることにより、吸着把持器４Ｂの基板取出動作Ｍ６によって、基板取出部６上に位置ズレなく基板１０を載置することができる。

【0095】

また、吸着把持器４Ｂ（第２の把持器）において、基板１０の上面を把持する把持面４１Ｓの材質が、基板１０に成膜される薄膜と同一の材質である第１の材質条件を満足することが望ましい。例えば、薄膜として酸化アルミウムを成膜する場合、把持面４１Ｓの材質を酸化アルミニウムにすることが望ましい。

【0096】

吸着把持器４Ｂの把持面４１Ｓは上記第１の材質条件を満足することにより、吸着把持器４Ｂによる基板取出動作Ｍ６の実行時に基板１０上に形成された薄膜に異物が混入するコンタミ(contamination)の発生を効果的に抑制することができる。

【0097】

また、吸着把持器４Ａ及び４Ｂにおける把持面４１Ｓの材質は、第１及び第２の予備加熱温度以上の耐熱温度を有する非金属材（第１及び第２の非金属材）であるという第２の材質条件を満足することが望ましい。

【0098】

吸着把持器４Ａ及び４Ｂは、上記第２の材質条件を満足することにより、第１及び第２の予備加熱温度による加熱処理時に把持面４１Ｓに支障を生じさせることなく基板投入動作Ｍ５及び基板取出動作Ｍ６を実行することができる。

【0099】

また、基板１０としてシリコン基板が考えられる。この場合、本実施の形態の成膜装置は成膜処理時において、シリコン基板への加熱処理を比較的長期間で行い、かつ、シリコン基板に対し吸着した状態で加熱処理を行うことによって、シリコン基板に反りや割れが発生する現象を効果的に抑制することができる。

【0100】

本実施の形態では、成膜処理実行部として薄膜形成ノズル１（ミスト噴射部）を用い、成膜処理領域を噴射領域Ｒ１としている。

【0101】

このため、実施の形態の成膜装置は、原料ミストＭＴの噴射による成膜処理時において、基板１０への加熱処理を比較的長期間で行い、かつ、基板１０に対し吸着した状態で加熱処理を行うことによって、基板１０に反りや割れが発生する現象を効果的に抑制し、かつ、原料ミストＭＴの噴射による成膜処理における処理能力の向上を図ることができる。

【0102】

また、本実施の形態の成膜装置における基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂ（第１及び第２の基板載置部）はそれぞれ吸着機構３１及び加熱機構３２を有しており、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂがそれぞれ噴射領域Ｒ１（成膜処理領域）に達するまでの、成膜準備領域Ｒ２に存在する準備期間に載置した成膜処理前の基板１０を加熱することにより基板１０を急速に加熱する必要性をなくしている。加えて、基板積載ステージ３が内蔵する吸着機構３１により基板１０の下面を吸着した状態で加熱処理を実行している。その結果、本実施の形態の成膜装置は、仮に吸着把持器４Ａ及び４Ｂが共に加熱機構４２Ａ及び４２Ｂを有さない場合であっても、加熱処理時に基板１０内に発生する温度勾配を低く抑え、さらに、吸着状態で基板１０を加熱することによって、基板１０に反りや割れが発生する現象を抑制する効果を発揮することができる。

【0103】

加えて、移載機構８Ｌ及び８Ｒからなる基板移載機構８（基板載置部移載装置）は、噴射領域Ｒ１を通過した一方の基板積載ステージ３（図３〜図１６の基板積載ステージ３Ａ）を、巡回速度Ｖ１〜Ｖ５で他方の基板積載ステージ３（図３〜図１６の基板積載ステージ３Ｂ）の後方に配置させる巡回搬送処理を実行している。その結果、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂを巡回させながら、基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂを効率的に移動させて、載置した基板１０を噴射領域Ｒ１内に順次通過させることができるため、成膜処理における処理能力の向上を図ることができる。

【0104】

さらに、本実施の形態では、各々が吸着機構３１及び加熱機構３２を有する基板積載ステージ３の数を必要最小限の２つ（基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂ）に抑えており、基板移載機構８は基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂそれぞれを独立に移動させる移載機構８Ｒ及び８Ｌからなる比較的簡単な構成で実現できる。したがって、本実施の形態の成膜装置はフットプリントを抑制しつつ、装置コストを最小限に抑えることができる。

【0105】

図１９は複数の基板１０を従来のコンベア５３による搬送処理で行った場合の従来の成膜装置の構成を模式的に示す説明図である。

【0106】

同図に示すように、ローラ５１及びベルト５２からなるコンベア５３によってベルト５２上の複数の基板１０を搬送方向（Ｘ方向）に沿って搬送している。従来の成膜装置では、ベルト５２の下方に３台の加熱ステージ５０Ａ〜５０Ｃを設けることにより、ベルト５２を介して基板１０を加熱する加熱処理を行っている。

【0107】

また、薄膜形成ノズル１から原料ミストＭＴを噴射領域Ｒ１内で噴射させ、上流側の基板投入部５上の基板１０を基板投入動作Ｍ１５によりベルト５２上に載置し、噴射領域Ｒ１を通過後のベルト５２上の基板１０は基板取出動作Ｍ１６により下流側の基板取出部６上に取り出される。

【0108】

従来の成膜装置において、コンベア５３により複数の基板１０が順次、噴射領域Ｒ１を通過させることができ、３台の加熱ステージ５０Ａ〜５０Ｃを設けることにより、成膜処理前、成膜処理中、成膜処理後における比較的長期間の基板１０に対する加熱処理を可能にしている。

【0109】

このように、図１９で示した従来の成膜装置はベルト５２上に基板１０を載置しているにすぎないため、加熱ステージ５０Ａ〜５０Ｃによる加熱処理時に、基板１０内に温度勾配が生じると反りが発生するという問題点がある。

【0110】

さらに、基板１０に対する長期間の加熱処理を実現するために、比較的大きな加熱ステージ５０Ａ〜５０Ｃを３つも設ける必要があり、装置コストが高くなるという問題点もある。

【0111】

このように、本実施の形態の成膜装置は、装置コストを最小限に抑えつつ、成膜対象の基板１０に反りや割れを発生させることなく、高い処理能力を発揮できるという、従来の成膜装置から達成不可能な効果を奏している。

【0112】

図２０は図１９で示した従来の成膜装置における従来の基板投入動作Ｍ１５を示す説明図である。なお、図２０において加熱ステージ５０Ａ〜５０Ｃを総称して、加熱機構５６を有する加熱ステージ５０を示している。

【0113】

以下、図２０を参照しつつ、従来の吸着把持部１４による基板投入動作Ｍ１５について詳述する。

【0114】

まず、図２０(a),(b) に示すように、吸着把持部１４は基板投入部５の上部に載置された基板１０の上方に接近した後、吸着機構４４により基板１０の上面を把持面４４Ｓに吸着し把持する。そして、基板１０を把持した状態で吸着把持部１４をベルト５２の上面における基板未載領域の上方に移動させる。

【0115】

そして、図２０(c) に示すように、上記状態で吸着把持部１４の吸着機構４４による基板１０の把持面４４Ｓでの把持状態を解放する基板解放処理を実行し、ベルト５２の上記基板未載領域上に基板１０を配置する。以上の動作が基板投入動作Ｍ１５である。

【0116】

そして、基板投入動作Ｍ１５の実行後は、図２０(d) に示すように、吸着把持部１４は基板投入部５の上方に移動する。このように、吸着把持部１４は加熱機構を有さない場合、基板投入動作Ｍ１５の実行中は基板１０に対する加熱処理を実行することができない。

【0117】

同様にして、加熱機構を有さない従来の吸着把持部１４で基板取出動作Ｍ１６を行う場合においても、基板取出動作Ｍ１６の実行中は基板１０に対する加熱処理を実行することができない。

【0118】

このように、加熱機構を有さない吸着把持部１４によって基板投入動作Ｍ１５及び基板取出動作Ｍ１６が実行される場合、加熱ステージ５０の上方においてベルト５２が基板１０を載置している期間にのみ、基板１０に対する加熱処理が実行されることになる。

【0119】

したがって、図２０(d) に示すように、加熱ステージ５０の加熱機構５６によって始めて基板１０の加熱処理が実行されることになるため、必然的に基板１０の加熱処理が短期間で行われる結果、基板１０内に比較的高い温度勾配が生じることになり、基板１０に反りや割れが発生してしまう可能性が高くなる。

【0120】

一方、図１９に示すような従来の成膜装置においても、基板投入動作Ｍ１５及び基板取出動作Ｍ１６に置き換え、加熱機構４２Ａ及び４２Ｂを有する吸着把持器４Ａ及び４Ｂによる基板投入動作Ｍ５及び基板取出動作Ｍ６を実行するようにすれば、比較的長期間に亘って基板に対する加熱処理（加熱機構４２Ａ及び４２Ｂ並びに加熱機構５６による加熱処理）を実行することができる。

【0121】

その結果、加熱処理を急速に行う必要性が低くなるため、従来の成膜装置においても、基板投入動作Ｍ５及び基板取出動作Ｍ６を実行する吸着把持器４Ａ及び４Ｂを採用することにより、基板１０に発生する温度勾配を低く抑えることができるため、基板１０に反りや割れが発生する現象を抑制する効果が期待できる。

【0122】

但し、装置コストの低減化、処理能力の向上、及び基板１０を常に吸着した状態で加熱処理を行うことにより基板１０に反りや割れが発生するという問題点の確実な解消を図るためには、基板移載機構８（８Ｌ、８Ｒ）及び基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂを備える本実施の形態の搬送機構を用いることが望ましい。

【0123】

また、実施の形態の成膜装置は、巡回速度Ｖ１〜Ｖ５を成膜時移動速度Ｖ０より高速にすることにより、巡回搬送処理により、一方の基板積載ステージ３を速やかに他方の基板積載ステージ３の後方に配置させることができる。上記効果は、少なくとも巡回速度Ｖ１〜Ｖ５全体の平均値を成膜時移動速度Ｖ０より高速にすることにより達成することができる。

【0124】

以下、速度Ｖ０と巡回速度Ｖ１〜Ｖ５について詳述する。ここで、速度Ｖ０〜Ｖ５と関連がある距離Ｌ０〜Ｌ５について説明する。

【0125】

図４に示すように、搬送方向（Ｘ方向）における基板積載ステージ３の形成長ＳＬ３から噴射領域Ｒ１の長さを差し引いた距離を距離Ｌ０とし、基板積載ステージ３Ａが速度Ｖ１の搬送方向への水平移動動作を行う前後における水平距離を距離Ｌ１とする。

【0126】

また、図５に示すように、基板積載ステージ３Ａが速度Ｖ２の下降動作を行う前後における高低差を距離Ｌ２とする。さらに、図６に示すように、基板積載ステージ３Ａが速度Ｖ３の反搬送方向への水平移動動作を行う前後における水平距離を距離Ｌ３とする。

【0127】

さらに、図７に示すように、基板積載ステージ３Ａが速度Ｖ４の上昇動作を行う前後における高低差を距離Ｌ４とし、図１７に示すように、基板積載ステージ３Ａが速度Ｖ５の水平移動動作を行う前後における水平距離を距離Ｌ５とする。

【0128】

したがって、図３〜図１７で示した実施の形態の成膜装置の動作例において、基板積載ステージ３Ｂ（他方の基板載置部）に載置した全ての基板１０が成膜処理領域である噴射領域Ｒ１を通過するまでに、基板積載ステージ３Ａ（一方の基板載置部）の巡回搬送処理が完了するためには、以下の式(1)を満足する必要がある。

【0129】

Ｌ０／Ｖ０≧Ｌ１／Ｖ１＋Ｌ２／Ｖ２＋Ｌ３／Ｖ３＋Ｌ４／Ｖ４＋Ｌ５／Ｖ５…(1)

【0130】

この際、距離Ｌ０は、噴射領域Ｒ１が予め決定されている場合、基板積載ステージ３の搬送方向への形成長ＳＬ３によって決定する。そして、基板積載ステージ３の形成長ＳＬ３によって上面上に載置する基板１０の数（基板載置枚数）が決定する。

【0131】

また、距離Ｌ１〜Ｌ５、速度Ｖ０〜Ｖ５を成膜処理時間、成膜装置の規模等を鑑みて、予め設定されている場合、式(1)を満足する最小の形成長ＳＬ３の基板積載ステージ３の上面上に最大載置可能な基板１０の数が最適基板載置枚数となる。

【0132】

例えば、１５６ｍｍ角形の矩形状の基板１０を使用する際、式(1)を満足するＸ方向に沿った最小の形成長ＳＬ３が８００ｍｍであったとすると、Ｘ方向の形成長ＳＬ３が８００ｍｍの基板積載ステージ３上にＸ方向に沿って５個の基板１０を載置することができるため、図２で示したようにＹ方向に沿って２個の基板１０が載置可能な場合、１０個（５×２）が最適基板載置枚数となる。

【0133】

このように、本実施の形態の成膜装置の基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂ（第１及び第２の基板載置部）はそれぞれ上記最適基板載置枚数（所定数）の基板１０を搭載している。すなわち、最適基板載置枚数は、他方の基板載置部（図３〜図１７の基板積載ステージ３Ｂ）の全ての基板１０が成膜処理領域である噴射領域Ｒ１を通過するまでに、一方の基板載置部（図３〜図１７の基板積載ステージ３Ａ）の巡回搬送処理が完了するように、設定されている。

【0134】

実施の形態は、上記最適基板載置枚数の基板１０を基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂそれぞれの上面上に配置することにより、搬送動作によって基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂの上面上に載置した基板１０を連続的に噴射領域Ｒ１に到達させることができるため、成膜処理における処理能力の向上を最大限に発揮することができる。

【0135】

本実施の形態では、薄膜形成ノズル１から原料ミストを噴射するミスト噴出口が形成される噴射面１Ｓと基板１０の上面との間隔であるミスト噴射距離Ｄ１（図１参照）が、１ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定されている。

【0136】

このように、本実施の形態の成膜装置は、薄膜形成ノズル１のミスト噴射距離Ｄ１を１ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定することにより、原料ミストＭＴの噴射による成膜処理をより精度よく行うことができる。

【0137】

＜その他＞
なお、本実施の形態では、基板載置部として２つの基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂを示したが、移載機構８Ｌ及び８Ｒにそれぞれ２つの基板積載ステージ３を設ける等の改良により、４つ以上の基板積載ステージ３を用いて成膜装置を実現することも可能である。ただし、本実施の形態のように、２つの基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂのみで成膜装置を実現する方が、基板積載ステージ３の数を最小限に抑え、基板載置部移載装置である基板移載機構８の構成の簡略化、巡回搬送処理の制御内容の容易性等、装置コスト面で優れている。

【0138】

また、本実施の形態の成膜装置による基板１０に反りや割れが発生する現象を効果的に抑制することができる効果についての主要構成部は、加熱機構４２Ａ及び４２Ｂを有する吸着把持器４Ａ及び４Ｂ並びに加熱機構３２を有する基板積載ステージ３である。このため、基板移載機構８は少なくとも１つの基板積載ステージ３を移動させて噴射領域Ｒ１を通過させる搬送動作を実行すれば、上記効果を達成することができる。

【0139】

但し、装置コストを抑えながら成膜処理における処理能力の向上を図るためには、基板移載機構８（８Ｌ、８Ｒ）によって、２つの基板積載ステージ３Ａ及び３Ｂに対し巡回搬送処理を含む搬送動作を実行する本実施の形態の構成が望ましい。

【0140】

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

【符号の説明】

【0141】

１ 薄膜形成ノズル
３，３Ａ，３Ｂ 基板積載ステージ
４Ａ，４Ｂ 吸着把持器
５ 基板投入部
６ 基板取出部
８ 基板移載機構
１０ 基板
３１ 吸着機構
３２ 加熱機構
４１Ａ，４１Ｂ 吸着機構
４２Ａ，４２Ｂ 加熱機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】