JP2002158273A

JP2002158273A - 真空処理装置

Info

Publication number: JP2002158273A
Application number: JP2000355810A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Takahashi; 信行高橋
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】基板に対して加熱処理および冷却処理を行う
ことができ、スループットの向上が可能で、しかも装置
の小型化が可能な真空処理装置。【解決手段】内部に基板を一枚収納し、加熱手段また
は冷却手段を具えたロードロック室１８（１８ａおよび
１８ｂ）を複数配置してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、真空処理装置に
関するもので、特にスパッタリングおよび化学蒸着等の
成膜処理やエッチング処理が行われる真空処理装置の構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的な真空処理装置は、少なく
とも、大気雰囲気と真空雰囲気との間で基板の搬入出が
行われるロードロック室と、基板に対して成膜やエッチ
ング等の処理が行われる処理室と、ロードロック室から
処理室、あるいは処理室からロードロック室へ基板を搬
送する搬送手段を具えた搬送室とを有している。

【０００３】また、真空処理装置では、上記成膜やエッ
チングの処理の他に、基板を加熱したり冷却したりする
温度調節処理を行う必要があるので、真空処理装置には
加熱室および／または冷却室が設けられてあったり、真
空処理室に加熱あるいは冷却手段が設けられていたりす
る。

【０００４】例えば、文献１（特許第2575285号公報）
および文献２（特許第2766744号公報）には、加熱チャ
ンバと冷却チャンバとを、他のプロセスチャンバ（処理
室）とはそれぞれ個別に設けて、他のプロセスチャンバ
で基板処理を行っている間に、別の基板に加熱または冷
却などの熱処理を並行して行うことのできる装置が提案
されている。

【０００５】また、文献３（特開2000-119848号公報）
には、一つの仕込み取り出し室（ロードロック室／アン
ロードロック室に相当する。）の内部を、仕込み区画と
取出し区画とに区画し、仕込み区画に加熱手段を設け、
取出し区画に冷却手段を設けた真空成膜装置が開示され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、真空処理装置に
おいては、製造される製品のコスト低減を図るために、
スループットの向上および装置の小型化が求められてい
る。

【０００７】しかしながら、文献１および文献２に開示
されている真空処理装置のように、加熱手段および／ま
たは冷却手段を具えた熱処理室が、上記処理室とは別の
室として個別に設けられていると、装置の小型化は図れ
ず装置自体の価格が増加してしまう。さらに、熱処理室
を設けることによって全体の処理室数が増加すると、特
にガラス基板等の大型基板を処理する装置においては、
搬送ロボットのスピードに制限がある。また、熱処理室
および処理室のみでの温度調節では、処理時間が長時間
にわたるおそれがある。この結果、スループットが低く
なるという問題がある。

【０００８】また、文献３に開示されている真空処理装
置の仕込み区画および取出し区画では、ともに、一枚の
基板処理しか行うことができず、したがって、１つの仕
込み取出し室内では、加熱１枚および冷却１枚の合計最
大２枚の基板しか同時処理できないので、この装置のス
ループットには限界がある。

【０００９】また、複数枚の基板を収納するロードロッ
ク室の場合、ロードロック室の容積が大きいので、室内
の排気あるいは大気開放に要する時間が長くなってしま
う。また、基板間の干渉により悪影響が生じたり、複数
枚の基板を全て処理するのに加熱もしくは冷却時間が長
時間に及んでしまう。したがって、この装置のスループ
ットは低くなる。

【００１０】このため、基板に対して加熱処理および冷
却処理を行うことができ、スループットの向上が可能
で、しかも装置の小型化が可能な真空処理装置の出現が
望まれていた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、この発明の真
空処理装置によれば、少なくともロードロック室と、処
理室と、搬送室とを具え、ロードロック室は、搬送室の
周囲に複数配置されており、内部に基板を一枚収納し、
加熱手段または冷却手段を具えていることを特徴とす
る。

【００１２】この真空処理装置においては、ロードロッ
ク室に加熱手段または冷却手段が設けられているので、
文献１および文献２のように、加熱処理および／または
冷却処理が行われる、いわゆる熱処理室を、成膜やエッ
チング処理を行う真空処理室以外に設ける必要がない場
合もある。例えば、基板温度がそれほど高くなく、ロー
ドロック室での加熱処理と真空処理室での微調整とで処
理に必要な基板温度を実現できる、例えば比較的低温で
成膜を行う場合である。このような場合には、加熱処理
室を設けない分、装置の小型化が図れる。また、１つの
ロードロック室では１枚の基板に対して加熱処理あるい
は冷却処理が行うことができるので、基板間の干渉によ
る悪影響はなく、一度の加熱または冷却処理にかかる時
間は短くて済む。また、各ロードロック室の容積は、基
板１枚を収納しているだけなので容積が小さくて済む。
したがってロードロック室内の排気あるいは大気開放に
要する時間は短い。しかも、ロードロック室は複数設け
られているので、一度に複数枚の基板に対して加熱ある
いは冷却処理を行うことが出来る。よって、スループッ
トの向上が図れる。

【００１３】また、ロードロック室に加熱手段または冷
却手段が設けられており、熱処理室と、加熱手段および
／または冷却手段が設けられた真空処理室とを具えた真
空処理室においては、例えば、基板温度を３００℃以上
に設定して成膜処理を行う処理を行う場合、まず、ロー
ドロック室で基板を例えば１００℃の温度に予備加熱を
行う。次に熱処理室に基板を搬送した後、基板を３００
℃周辺温度にまで加熱する。この後、真空処理室に基板
を搬送して、所望の基板温度に微調整を行った後、この
基板に対して所望の成膜処理を行うことができる。この
場合、熱処理を３段階に分けて行っているが、ロードロ
ック室に加熱手段が設けられていないと、加熱処理室で
予備加熱から処理温度周辺の高い温度にするための加熱
まで行わなければならない。基板として加熱に時間のか
かるガラス基板を用いた場合には、加熱処理室での熱処
理に非常に時間を要してしまうため、スループットの向
上は図れない。よって、ロードロック室に加熱手段ある
いは冷却手段が設けられていることによって、特に上記
のような場合にスループットの向上を図ることができ
る。

【００１４】したがって、ロードロック室に加熱手段ま
たは冷却手段を設けることによって、真空処理装置にお
いて行われる処理の幅を広げることができる。すなわ
ち、様々な処理に対応可能な装置を構成することができ
る。

【００１５】また、好ましくは、ロードロック室は、互
いに離間した状態で鉛直方向に重ねて配置されているの
がよい。このとき、ロードロック室内で基板は水平保持
されていてもよいし、垂直保持されていてもよい。

【００１６】基板が水平保持されている場合には、ロー
ドロック室の占有面積は水平面において広く、鉛直方向
およびロードロック室と真空処理室とを結ぶ方向によっ
て形成される鉛直面において狭くなる。よって、複数の
ロードロック室が鉛直方向に重ねて配置されていること
により、水平面におけるロードロック室の配置面積は、
大体ロードロック室１つ分の水平面の占有面積となる。
したがって、複数のロードロック室を有していても、そ
の水平面の配置面積は１つ分で済む。

【００１７】また、基板が垂直保持されている場合に
は、ロードロック室の占有面積は、水平面においてに狭
く、鉛直方向およびロードロック室と真空室とを結ぶ方
向によって形成される鉛直面において広くなる。よっ
て、複数のロードロック室が鉛直方向に重ねて配置され
ていることにより、水平面におけるロードロック室の配
置面積は、ロードロック室１つ分の上記鉛直方向の占有
面積となる。したがって、水平保持している場合よりも
配置面積は少なくて済む。ただし、鉛直方向に配置され
るロードロック室の数は装置が設置される工場等の室内
の天井高さなどによって制限される。

【００１８】また、好ましくは、ロードロック室は、互
いに離間した状態で、水平方向（略水平面内とも称す
る。）に配置されているのがよい。このとき、各ロード
ロック室は、それぞれ一枚の基板を垂直保持させるのが
よい。この結果、水平面（水平方向）におけるロードロ
ック室の配置面積は、１つのロードロック室の狭い占有
面積にロードロック室数を掛け合わせた面積となる。し
たがって、基板を水平保持するロードロック室を水平面
内に配置するよりはずっと配置面積を小さくすることが
できる。

【００１９】また、このような真空処理装置において、
加熱処理の必要な基板を多数処理する場合には、加熱手
段を具えたロードロック室のみを複数配置してあっても
よい。

【００２０】同様に、冷却処理の必要な基板を多数処理
する場合には、冷却手段を具えたロードロック室のみを
複数配置してあるのがよい。

【００２１】これにより、各熱処理におけるスループッ
トを高くすることができる。

【００２２】複数のロードロック室のうち、加熱手段を
具えたロードロック室の数および冷却手段を具えたロー
ドロック室の数は、装置全体の処理能力および処理条件
に応じて、適宜設定される。

【００２３】また、この発明の真空処理装置において、
好ましくは、ロードロック室が、基板の搬入出に用いら
れるゲートバルブ（仕切り弁）とは別に、各々少なくと
も１つの開閉手段を具えているのがよい。

【００２４】この開閉手段は、ロードロック室の仕切り
弁が設けられている壁面とは異なる壁面に、例えば、
扉、引き出しなど着脱可能な開閉手段であるのが好まし
い。また、例えば壁面の一部あるいは一面が蓋部とな
り、ロードロック室の蓋部以外の壁面が筐体となって、
筐体に蓋部がボルト等の固定手段で固定されているよう
な構成としてあってもよい。

【００２５】このような開閉手段が設けられていること
により、ロードロック室内およびロードロック室内の加
熱または冷却手段の保守点検を容易に行うことができ
る。また、ロードロック室が複数設けられているので、
処理条件等によっては１つのロードロック室の保守点検
中に、他のロードロック室を用いて真空処理が可能であ
る。よって、装置のダウンタイムの短縮化が図れる。

【００２６】また、この真空処理装置において、特にガ
ラス基板に対する熱処理を行う場合に、処理温度が比較
的低温のときには、この熱処理をロードロック室内で行
うことができるので、真空処理装置の処理室数を増加さ
せる必要はない。よって、処理室増加による搬送ロボッ
トのスピードの制約を受けずに従来と同じスループット
で処理を行うことができる。また、熱処理室と本発明の
加熱あるいは冷却手段を有する複数個のロードロック室
とを具えた構成にすることにより、従来以上のスループ
ットを得ることが可能である。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図を参照してこの発明の実
施の形態につき説明する。なお、各図は発明を理解でき
る程度に各構成成分の形状、大きさおよび配置関係を概
略的に示してあるに過ぎず、したがってこの発明を図示
例に限定するものではない。

【００２８】まず、この発明が適用される真空処理装置
の一構成例の概略について、簡単に説明する。

【００２９】この発明は、枚葉式のスパッタリング装置
やＣＶＤ装置、エッチング装置等の真空処理装置等に適
用可能である。このような枚葉式の装置では、搬送室の
周囲にロードロック室、複数個のスパッタリング用ある
いはＣＶＤ用の各種目的に応じた真空処理室、搬送室等
の全部あるいは所要の一部分の真空処理室が所定の順序
に配設されている。いずれの装置においても、周知の通
り、基板はロードロック室から所要の真空処理室に送ら
れて、所要の処理を済ませてから最終的にロードロック
室から外部に取り出される。その間の基板の移送は、周
知の搬送機構を用いて行われる。また、周知の通り、基
板への成膜処理の前後あるいは成膜と成膜との間に、基
板への加熱あるいは冷却という熱処理が行われる。

【００３０】上述した構成要素については、その構成お
よび動作は周知であるので、その詳細な説明は、特に必
要がある場合を除き、ここでは省略する。

【００３１】＜第１の実施の形態＞以下、この発明の一
構成例につき、図１〜図３を参照してより詳細に説明す
る。

【００３２】図１はこの発明の真空処理装置の構成例を
示す説明図である。また、図２は、図１のI−I線に沿っ
て切った断面図である。図３は、図１のV−V線に沿って
切った断面図である。

【００３３】図１に示す真空処理装置１０は、枚葉式装
置であって搬送機構を具える搬送室１２に隣接させて、
第１および第２真空処理室１４および１６が配置されて
いる。また、搬送室１２に隣接させて、ロードロック室
１８も配置されている。

【００３４】これら搬送室１２と真空処理室１４および
１６との間、搬送室１２とロードロック室１８との間
は、基板の搬入および搬出ができ、かつ、各室をそれぞ
れ隔離するように、それぞれ仕切り弁（ゲートバルブ）
２０で仕切られている。また、各ロードロック室１８と
大気側との間にも仕切り弁２０が設けられている、な
お、この例では、真空処理室が２つ設けられているが、
図１の点線で示すように、基板に対して行う処理の種類
に応じてもう１つ処理室を増設することが可能である。
この処理室は、基板に対する加熱処理あるいは冷却処理
を行う熱処理室としてもよい。

【００３５】また、図２の断面図から明らかなように、
この真空処理装置１０において、ロードロック室１８は
２つ設けられている。これら２つのロードロック室１８
ａおよび１８ｂは搬送室１２に、互いに離間した状態で
鉛直方向（図２のＺ方向）に重ねて配置されている。ま
た、各ロードロック室１８ａ（１８ｂ）は、基板１９を
水平保持している。すなわち、基板１９の面積の広い被
処理面１９ｘが水平面と平行となっており、かつ基板の
面積の狭い側面１９ｙが鉛直方向（Ｚ方向）と平行とな
るように保持されている。なお、水平面は、図１のＸ方
向とＹ方向とで形成される平面（ＸＹ面と称する場合も
ある。）とする。

【００３６】ロードロック室１８ａ（１８ｂ）は、１枚
の基板を収納し、排気や大気開放、基板の温度調節にな
るべく時間がかからないように最低限の容積で構成され
ている。このため、ロードロック室１８ａ（１８ｂ）
は、基板の形状に沿った箱形に形成されている。したが
って、ロードロック室１８ａ（１８ｂ）は水平面（ＸＹ
面）において広く、鉛直方向（Ｚ方向）およびロードロ
ック室と真空処理室とを結ぶ方向（Ｙ方向）で形成され
る鉛直面（ＹＺ面とも称する。）において狭い占有面積
を有している。しかしながら、複数の（ここでは２つ）
ロードロック室は鉛直方向（Ｚ方向）に重ねて配置され
ているので、水平面（ＸＹ面）におけるロードロック室
の占有面積はロードロック１つ分の面積で済む。

【００３７】また、第１ロードロック室１８ａは加熱手
段を具え、第２ロードロック室１８ｂは冷却手段を具え
ている。第１ロードロック室１８ａは、加熱手段とし
て、例えば加熱ガスを供給するガス供給系およびこれら
ガスを排気する排気系や、加熱ヒータ、加熱パイプ、ヒ
ートポンプ等、直接または間接的な適当な加熱手段を具
えることができる。また、第２ロードロック室１８ｂ
は、冷却手段として、例えば冷却ガスを供給するガス供
給系およびこれらガスを排気する排気系、冷媒の循環部
を具えた冷却ステージ等、適当な冷却手段を具えてい
る。

【００３８】また、各ロードロック室１８は、それぞれ
ゲートバルブ２０とは別に開閉手段２２を具えている。
図３（Ａ）は、図１のV−V線に沿って切った断面図であ
る。図３（Ａ）によれば、第１ロードロック室１８ａお
よび第２ロードロック室１８ｂは、それぞれ開閉手段２
２として、基板１９の搬入出に用いられるゲートバルブ
とは別に、扉状部材２２が、例えばロードロック室１８
ａおよび１８ｂの側面壁に、例えば蝶番２４等の部材に
よって蝶着されている。図３（Ａ）において、点線で扉
状部材２２を閉じた状態を示しており、実線で扉状部材
２２を開いた状態を示している。このように、開閉手段
２２が設けられていることによって、ロードロック室１
８内の保守点検を行うことができる。また、この開閉手
段２２から、加熱手段あるいは冷却手段を取り出して、
これら手段の保守点検を行ったり、これら手段を交換し
たりすることが容易である。

【００３９】また、開閉手段２２は、図３（Ｂ）に示す
ような構造であってもよい。図３（Ｂ）では、１つのロ
ードロック室を例に挙げて説明する。ロードロック室１
８の側面の一面を開閉手段２２としての蓋部材とし、筐
体状のロードロック室１８にこの蓋部材２２をボルト等
で固定してある（ボルトは図示せず。）。ボルトで固定
した状態を点線で示し、ボルトを外して蓋部材２２を取
り外した状態を実線で示している。なお、この蓋部材２
２は、側面一面としてもよいし、ロードロック室１８内
の加熱あるいは冷却手段が取り出せる程度の大きさおよ
び形状の側面の一部の領域としてもよい。

【００４０】また、図３（Ａ）および図３（Ｂ）では、
基板の搬入出方向からみて側面に開閉手段を設けている
が、開閉手段を設ける位置は側面に限られるものではな
い。基板の搬入出方向から見て、ロードロック室の上面
および下面に設けてあってもよい。したがって、開閉手
段は、保守点検が容易となるような位置で、装置の構成
上取付けが可能で、かつ開閉手段の開閉が自在に行える
ような位置に設ける。

【００４１】次に、この真空処理装置の真空処理室で成
膜処理が行われる場合には、基板処理は、加熱→成膜→
冷却の順で行われる。当然のことながら、必要に応じて
この処理の順序が入れ替わる場合や、処理が繰り返され
る場合もあり得る。

【００４２】よって、第１ロードロック室１８ａに搬送
された基板は、第１ロードロック室１８ａを所定圧力ま
で真空排気した後あるいは真空排気を行いながら、この
第１ロードロック室１８ａ内で所定の温度に加熱処理さ
れる。その後、搬送室１２に搬送される。そして、搬送
室１２から所要の成膜処理を行うため、基板は第１真空
処理室１４に送られる。第１真空処理室１４では、この
第１真空処理室１４内の加熱或いは冷却手段によって、
所望の基板温度に微調整した後、成膜またはエッチング
等の処理が行われる。第１真空処理室１４での処理終了
後、基板は搬送室１２に戻される。第１真空処理室１４
での処理に連続して第２真空処理室１６で成膜を行うプ
ロセス条件の場合には、基板は、次に搬送室１２から第
２真空処理室１６に搬送されて第２真空処理室１６内で
第２層目の成膜処理が行われる。第２真空処理室１６で
の処理終了後、基板は、搬送室１２を経由して第２ロー
ドロック室１８ｂに搬送される。基板冷却が必要な場合
には、第２ロードロック室１８ｂ内の冷却手段を用いて
所定温度にまで冷却される。冷却が不要な場合には、基
板は、搬送室１２から第２ロードロック室１８ｂに搬送
された後、第２ロードロック室１８ｂを大気雰囲気に戻
して大気中に取り出される。

【００４３】この図１に示した装置において、ロードロ
ック室１８ａでの加熱が行われていないと、基板を所望
の温度にするためには、長時間を要するが、この装置に
おいては、ロードロック室１８ａで予め加熱処理が行わ
れているので、第１真空処理室１４では短時間の微調整
を行うだけで済む。

【００４４】また、図１の装置が、点線で示した処理室
を加熱処理室として具えている場合には、上述したより
もさらに高温の基板温度での処理をスループットを向上
させて行うことが可能となる。例えば、３００℃の温度
でガラス基板に対して成膜処理を行う場合を例に挙げて
説明する。

【００４５】まず、第１ロードロック室１８ａに搬送さ
れた基板を、第１ロードロック室１８ａ内を真空排気し
た後あるいは真空排気を行いながら、例えば１００℃の
基板温度となるまで予備加熱する。次に、加熱処理室に
基板を搬送して、基板を３００℃付近の温度にまで加熱
する。この後、基板を第１真空処理室１４に搬送して、
第１真空処理室１４の加熱手段あるいは冷却手段を用い
て成膜に必要な基板温度となるように微調整して、成膜
処理を行う。

【００４６】したがって、ロードロック室に加熱手段が
設けられていない場合には１つの加熱処理室で基板温度
が３００℃になるまで１枚のガラス基板を加熱しなけれ
ばならず、加熱に時間がかかるが、このように、成膜処
理に必要とされる基板温度に基板を加熱するのに、例え
ばロードロック室と加熱処理室と真空処理室とで３段階
の加熱を行うことによって、例えば、加熱処理室で加熱
処理を行っている間に、別の基板に対してロードロック
室で予備加熱を行うことができる。

【００４７】さらに、冷却処理室が設けられている場合
には、処理済の基板を、３００℃程度の高温状態から大
気に曝すことが可能となる温度まで冷却する処理を、冷
却処理室とロードロック室の冷却手段とで行うことがで
きる。

【００４８】したがって、装置のスループットを向上さ
せることができる。また、様々な処理条件に対応させる
ことができる。

【００４９】図４は図１の装置を応用したものである。
図４では、第１および第２ロードロック室１８ａおよび
１８ｂとは別に第３および第４ロードロック室１８ｃお
よび１８ｄが設けられている。例えば第３ロードロック
室１８ｃは加熱手段を具え、第４ロードロック室１８ｄ
は冷却手段を具えているものとする。これにより、第１
および第３ロードロック室１８ａおよび１８ｃでそれぞ
れ加熱処理を行うことができ、同様に第２および第４ロ
ードロック室１８ｂおよび１８ｄでそれぞれ冷却処理を
行うことができるので、装置の処理能力を向上させるこ
とができる。これら第１〜第４ロードロック室１８ａ〜
１８ｄは、搬送室１２の１つの壁面１２ａにそれぞれゲ
ートバルブ２０を介して設けられており、互いに離間し
た状態で鉛直方向（Ｚ方向：垂直方向とも称する。）に
重ねて配置されている（図４）。

【００５０】ロードロック室の数は、上限が４つに限定
されるものではなく、配置に余裕があり、目標のスルー
プットを達成するのに必要であれば、これ以上設けてあ
ってもよい。

【００５１】また、真空処理装置で行う処理で冷却処理
を行う必要が無い場合には、第１〜第４ロードロック室
１８ａ〜１８ｄのうちの全ての室を加熱手段を具えたロ
ードロック室としてもよい。逆に加熱処理を行う必要が
無い場合には、第１〜第４ロードロック室１８ａ〜１８
ｄのうちの全ての室を冷却手段が設けられたロードロッ
ク室としてもよい。加熱手段および冷却手段は、ヒート
ポンプその他の好適な加熱または冷却手段とする。複数
のロードロック室のうち、加熱手段を設ける室の数およ
び冷却手段を設ける室の数の設定は、装置の処理能力お
よび処理条件によって、適宜設定すればよい。

【００５２】次に図５に示す構成の真空処理装置３０で
は、搬送室１２に隣接させて、第１〜第４真空処理室３
２，３４，３６，３８、基板搬入用ロードロック室（単
にロードロック室とも称する。）４０および基板搬出用
ロードロック室（単にアンロードロック室とも称す
る。）４２が配設されている。

【００５３】この構成例のロードロック室４０および４
２は、互いに離間した状態で水平方向（Ｘ方向：ロード
ロック室と真空処理室とを結ぶ方向（Ｙ方向）に直交す
る方向）に並べて配置されている。また、この例では、
水平方向（Ｘ方向）に並べて配置されたロードロック室
４０および４２のうち、一方を基板搬入用ロードロック
室（ロードロック室）４０とし、他方を基板搬出用ロー
ドロック室（アンロードロック室）４２とする。

【００５４】これらロードロック室４０，４２と搬送室
１２との間、各真空処理室３２，３４，３６，３８と搬
送室１２との間は、基板の搬入および搬出ができるよう
に、それぞれ仕切り弁（ゲートバルブ）２０で仕切られ
ている。

【００５５】このような真空処理装置３０での基板処理
は、例えば、まず、基板をロードロック室４０に搬送し
た後、このロードロック室４０内を所定圧力まで真空排
気する。次に、このロードロック室４０内で基板に対す
る加熱処理を行った後、基板を搬送手段により搬送室１
２を介して例えば第１真空処理室３２に搬送する。この
装置には真空処理室が４つ設けられているが、基板に対
して行う処理に応じて処理室を選ぶことができる。この
例では、第１真空処理室３２を選択する。第１真空処理
室３２で基板に対して所望の処理が行われた後、基板
は、搬送室１２に戻される。その後、基板に対して次に
行う処理に応じて、搬送手段により第２真空処理室３
４、第３真空処理室３６および第４真空処理室３８のう
ちのいずれかの処理室に基板を搬送する。また、１つの
処理室での処理終了後、他の処理室での処理を必要とし
ない場合には、搬送手段により基板をアンロードロック
室４２に搬送する。基板に対する所望の処理が行われた
後は、搬送手段を用いて基板をアンロードロック室４２
に搬送する。その後、アンロードロック室４２で必要が
あれば、基板に対して冷却処理を行う。その後、アンロ
ードロック室４２内を真空雰囲気から大気圧雰囲気に戻
して、処理済の基板を取り出す。

【００５６】上記第１〜第４真空処理室３２，３４，３
６，３８は、それぞれ基板に対して異なる処理が行われ
る処理室であってもよいし、同じ処理が行われる処理室
であってもよい。また、第１〜第４真空処理室３２，３
４，３６，３８内で、基板に対する処理を順次に行って
もよいし、必要な処理を、第１〜第４真空処理室３２，
３４，３６，３８から任意に選んで行ってもよい。ま
た、真空処理室のうち、少なくとも１つ以上を熱処理室
とする構成も当然可能である。

【００５７】また、ロードロック室４０を図６（Ａ）に
示すように、２つ、互いに離間した状態で垂直方向に重
ねて配置してもよい。これを第１ロードロック室４０ａ
および第２ロードロック室４０ｂとする。同様に、図６
（Ｂ）に示すように、アンロードロック室４２として、
第１アンロードロック室４２ａおよび第２アンロードロ
ック室４２ｂの２つの室を、互いに離間した状態で垂直
方向（Ｚ方向）に重ねて配置してあってもよい。なお、
第１および第２ロードロック室４０ａおよび４０ｂは加
熱手段を具え、第１および第２アンロードロック室４２
ａおよび４２ｂは冷却手段を具えている。

【００５８】ロードロック室４０は、第１および第２ロ
ードロック室４０ａおよび４０ｂの２つに限られるもの
ではなく、垂直方向（Ｚ方向）にさらに設けることが出
来る。アンロードロック室４２についても同様である。

【００５９】以上、このような装置を用いることによっ
て、ロードロック室内で、基板を１つずつ加熱処理およ
び／または冷却処理することができる。また、ロードロ
ック室およびアンロードロック室を複数設けてあるの
で、スループットを向上させることができる。また、ロ
ードロック室およびアンロードロック室は、装置の鉛直
（垂直）方向（Ｚ方向）に重ねて配置されているので配
置面積は小さくて済む。よって装置の小型化が図れる。

【００６０】以上説明した実施の形態では、それぞれ、
基板取り入れ専用のロードロック室、基板取り出し専用
のアンロードロック室としたが、基板の取り入れに用い
たロードロック室に処理済の基板を搬入させて、取り出
すような構成としてもよい。

【００６１】＜第２の実施の形態＞以下、この発明の第
１の実施の形態とは異なる構成例につき、図７および図
８を参照して説明する。

【００６２】図７は、第２の実施の形態の真空処理装置
の構成例を示す図である。また、図８は図７のIV−IV線
に沿って切った断面を概略的に示す図である。

【００６３】図７の真空処理装置５０は、第１の実施の
形態で説明した装置と同様に、枚葉式の真空処理装置で
あって、縦型搬送用の搬送機構を具える搬送室１２に隣
接させて、第１および第２真空処理室１４および１６が
配置されている。また、搬送室１２に隣接させて、ロー
ドロック室５２（５２ａおよび５２ｂ）も配置されてい
る。

【００６４】これら搬送室１２と真空処理室１４または
１６との間および搬送室１２とロードロック室５２ａま
たは５２ｂとの間には、基板の搬入出ができ、かつ、各
室をそれぞれ隔離するように、仕切り弁（ゲートバル
ブ）２０で仕切られている。また、ロードロック室５２
と大気側との間にも仕切り弁２０が設けられている。

【００６５】また、図７から明らかなように、この実施
の形態の装置において、ロードロック室５２は２つ設け
られている。これら２つのロードロック室５２ａおよび
５２ｂは、搬送室１２の周囲の略水平面内（水平方向）
に、互いに離間した状態で配置されている。上記水平面
は、図７のＹ方向（ロードロック室と真空処理室とを結
ぶ方向）とＸ方向（Ｙ方向と直交する方向）とで構成さ
れる平面（ＸＹ面）とする。

【００６６】また、各ロードロック室５２ａおよび５２
ｂは基板５４を垂直保持している（図７および図８）。
すなわち、基板５４の面積の広い被処理面５４ｘが、鉛
直方向（Ｚ方向）とＹ方向とで形成される鉛直面（ＹＺ
面）と平行となっており、かつ基板５４の面積の狭い側
面５４ｙが水平面（ＸＹ面）と平行となるように保持さ
れている。このため、１枚の基板を収納しているロード
ロック室は、水平面（ＸＹ面）において狭く、鉛直面
（ＹＺ面）において広い占有面積を有している（図７お
よび図８参照。）。なお、ここでは、基板が水平面に対
して９０°の保持角度で保持されている場合、および、
４５°〜９０°の角度で保持されている場合に垂直保持
と称している。また、この角度について好ましくは、７
０°〜９０°の範囲内の角度とするのがよい。

【００６７】また、この実施の形態の装置においては、
第１ロードロック室５２ａは加熱手段を具え、第２ロー
ドロック室５２ｂは冷却手段を具えている。加熱手段お
よび冷却手段として具体的には、第１の実施の形態で説
明したと同様の適当な手段を用いればよい。

【００６８】また、図示しないが、この実施の形態の装
置のロードロック室５２ａおよび５２ｂにも、第１の実
施の形態の装置と同様に、開閉手段が基板の搬入出する
面以外の好適な位置に設けられている。これにより、ロ
ードロック室内および加熱・冷却手段の保守点検を容易
に行うことができる。

【００６９】また、この真空処理装置５０の真空処理室
１４および１６で、例えば成膜処理が行われる場合の基
板への処理の順序の一例としては、加熱→成膜→冷却の
順とすることが考えられる。

【００７０】この場合、まず、第１ロードロック室５２
ａに搬送された基板５４は、第１ロードロック室５２ａ
が所定圧力となるまで真空排気された後、あるいは真空
排気しながら、この第１ロードロック室５２ａ内で所定
の温度に加熱処理される（この加熱は予備加熱の場合も
ある。）。その後、搬送室１２に搬送される。そして、
搬送室１２から所定の成膜処理を行うために、基板は第
１真空処理室１４に送られる。第１真空処理室１４で、
行われる処理において必要な温度に基板温度を微調整し
た後、成膜処理を行う（図示していないが、加熱処理室
を具えた装置であれば、予備加熱後の基板を、第１真空
処理室１４に送る前に、加熱処理室で加熱処理する場合
もある。）。第１真空処理室１４での処理に連続して第
２真空処理室１６で成膜を行うプロセス条件の場合に
は、基板は、次に搬送室１２から第２真空処理室１６に
搬送されて、第２真空処理室１６内で第２層目の膜の成
膜処理が行われる。第２真空処理室１６での処理終了後
（２層目の膜を成膜しない場合には第１真空処理室１４
での処理終了後）、基板は、搬送室１２を経由して第２
ロードロック室５２ｂに搬送される。基板に対して強制
的な冷却処理が必要な場合には、第２ロードロック室５
２ｂ内の冷却手段を用いて所定温度にまで基板を冷却す
る。冷却終了後（あるいは強制冷却が不要な場合、例え
ば搬送過程での自然な冷却で十分である場合には、基板
が第２ロードロック室５２ｂに搬送された後）、第２ロ
ードロック室５２ｂを大気雰囲気に戻して、基板が大気
中に取り出される。

【００７１】また、この真空処理装置において、第１の
実施の形態と同様に、加熱処理室および／または冷却処
理室としての熱処理室が設けられてあってもよい。

【００７２】なお、この実施の形態の装置における基板
の搬送は、通常の縦搬送方式を用いる。

【００７３】図９は図７の装置を応用したものである。
図９では、第１および第２ロードロック室５２ａおよび
５２ｂとは別に、第３および第４ロードロック室５２ｃ
および５２ｄが設けられている。例えば、第３ロードロ
ック室５２ｃは加熱手段を具え、第４ロードロック室５
２ｄは冷却手段を具えているものとする。これにより、
第１および第３ロードロック室５２ａおよび５２ｃでそ
れぞれ加熱処理を行うことができ、同様に第２および第
４ロードロック室５２ｂおよび５２ｄでそれぞれ冷却処
理を行うことができる。したがって、装置の処理能力を
さらに向上させることができる。これら第１〜第４ロー
ドロック室５２ａ〜５２ｄは、搬送室１２の１つの壁面
１２ａにそれぞれゲートバルブ２０を介して設けられて
おり、互いに離間した状態で水平方向（Ｘ方向）に並べ
て配置されている（図９）。この水平方向は、ロードロ
ック室と真空処理室とを結ぶ方向（Ｙ方向）に直交する
方向である。

【００７４】ロードロック室５２の数は、上限が４つに
限定されるものではなく、配置に余裕があればこれ以上
設けてあってもよい。また、ロードロック室５２は、搬
送室１２の１つの壁面１２ａだけではなく、真空処理室
１４および１６が設けられていない搬送室１２の周囲の
面に設けてもよい。

【００７５】また、この実施の形態では、搬送室１２の
外形は上から見て四角形であるが、これに限られるもの
ではない。多角形や円形にしてもよい。搬送室の外形を
円形とする場合には、円の周囲に沿って、ロードロック
室を複数設ければよい。

【００７６】以上、このような装置を用いることによっ
て、加熱もしくは冷却手段を具えたロードロック室５２
を複数設けてあるので、第１の実施の形態と同様に、ス
ループットを向上させることができる。また、ロードロ
ック室５２は、基板５４を垂直保持しており、装置の一
水平面（ＸＹ面）内に互いに離間して配置されている。
このため、水平面（ＸＹ面）において１つのロードロッ
ク室が占める配置面積は少なくて済む。水平面のロード
ロック室の占有面積は、基板５４の面積の狭い側面５４
ｙの面積に対応した面積となるので、基板５４の面積の
広い被処理面５４ｘに対応する鉛直面（ＹＺ面）のロー
ドロック室の配置面積よりずっと狭くなる。したがっ
て、ロードロック室を複数配置しても、水平面（ＸＹ
面）においてロードロック室が占める配置面積はそれほ
ど大きくならない。よって、装置の小型化も図れる。

【００７７】以上、上記第１および第２の実施の形態で
説明した装置においては、基板を一枚収納するロードロ
ック室を複数設けてあり、各々のロードロック室の容積
が小さくなるように構成されている。よって、ロードロ
ック室内の排気あるいは大気開放に要する時間を短くす
ることができる。このため、スループットを向上させる
ことができる。また、ロードロック室で予備加熱を行う
ことができるので、基板温度の調整にかかる時間の短縮
が図れる。これによってもスループットを向上させるこ
とができる。また、水平方向のロードロック室が占める
配置面積は小さいので、装置を上から見た平面における
装置の外形を小さくすることができる。さらに、幅広い
処理条件の基板処理に対応可能である。

【００７８】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の真空処理装置によれば、内部に基板を一枚収納
し、加熱手段または冷却手段を具えたロードロック室を
複数配置してあることを特徴とする。この真空処理装置
においては、ロードロック室に加熱手段または冷却手段
が設けられている。よって、比較的低温での基板処理を
行う場合には、加熱処理および／または冷却処理を行
う、いわゆる熱処理室を、成膜やエッチング処理を行う
真空処理室以外に設ける必要がない。したがって、装置
の小型化が図れる。また、熱処理室（加熱処理室および
／または冷却処理室）を設ける場合には、ロードロック
室、熱処理室および真空処理室の、それぞれの加熱ある
いは冷却手段によって、高スループットでかつ幅広い処
理条件に対応可能な真空処理装置を提供できる。また、
１つのロードロック室では１枚の基板に対して加熱処理
あるいは冷却処理が行われるので、基板間の干渉による
悪影響はなく、一度の加熱または冷却処理に係る時間は
短くて済む。しかも、ロードロック室は複数設けられて
おり、各ロードロック室内の排気時間および大気開放に
要する時間は短くて済むため、スループットの向上が図
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の真空処理装置の概略的な構
成図である。

【図２】図１の装置の拡大図であり、図１のI−I線に沿
って切った断面図である。

【図３】（Ａ）は、図１の装置の拡大図であり、図１の
V−V線に沿って切った断面図である。（Ｂ）は、図３
（Ａ）とは別の開閉手段の構成説明図である。

【図４】第１の実施の形態の応用例を示すロードロック
室の構成断面図である。

【図５】第１の実施の形態の応用例を示す真空処理装置
の構成図である。

【図６】（Ａ）は、図５のII−II線に沿って切った断面
図であり、（Ｂ）は、図５のIII−III線に沿って切った
断面図である。

【図７】第２の実施の形態の真空処理装置の概略的な構
成図である。

【図８】図７のIV−IV線に沿って切った断面図である。

【図９】第２の実施の形態の応用例を示す真空処理装置
の構成図である。

【符号の説明】

１０，３０，５０，：真空処理装置１２：搬送室１２ａ：壁面１４，３２：第１真空処理室１６，３４：第２真空処理室１８，５２：ロードロック室１８ａ，４０ａ，５２ａ：第１ロードロック室１８ｂ，４０ｂ，５２ｂ：第２ロードロック室１８ｃ，５２ｃ：第３ロードロック室１８ｄ，５２ｄ：第４ロードロック室１９，５４：基板１９ｘ，５４ｘ：被処理面１９ｙ，５４ｙ：側面２０：仕切り弁（ゲートバルブ）２２：開閉手段（扉状部材、蓋部材）２４：蝶番３６：第３真空処理室３８：第４真空処理室４０：基板搬入用ロードロック室（ロードロック室）４２：基板搬出用ロードロック室（アンロードロック
室）４２ａ：第１アンロードロック室４２ｂ：第２アンロードロック室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 ＢＦターム(参考） 4K029 AA09 DA01 DA08 KA09 4K030 CA06 GA12 KA08 KA22 5F004 AA16 BB25 BB26 BC05 BC06 BD04 BD05 CA04 5F031 CA02 FA01 FA07 FA15 GA37 MA02 MA04 MA06 MA28 MA29 MA32 NA09 5F045 AA01 AA03 AA06 AA19 AF07 DP02 EB02 EB08 EJ02 EK06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大気雰囲気と真空雰囲気との間で基板の
搬入出を行うロードロック室と、内部で前記基板に対し
て所定の処理がなされる処理室と、前記ロードロック室
と前記処理室との間で前記基板を搬送する搬送系を備え
た搬送室とを具える真空処理装置において、前記ロードロック室は、前記搬送室の周囲に複数配置さ
れており、内部に基板を一枚収納し、加熱手段または冷
却手段を具えていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の真空処理装置におい
て、前記ロードロック室は、互いに離間した状態で鉛直方向
に重ねて配置されていることを特徴とする真空処理装
置。
【請求項３】請求項２に記載の真空処理装置におい
て、前記ロードロック室は、一枚の基板を水平保持している
ことを特徴とする真空処理装置
【請求項４】請求項１に記載の真空処理装置におい
て、前記ロードロック室は、互いに離間した状態で水平方向
に配置されていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項５】請求項２または請求項４に記載の真空処
理装置において、前記ロードロック室は、一枚の基板を垂直保持している
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか一項に記載の真
空処理装置において、前記加熱手段を具えたロードロック室のみが配置されて
いることを特徴とする真空処理装置。
【請求項７】請求項１〜５のいずれか一項に記載の真
空処理装置において、前記冷却手段を具えたロードロッ
ク室のみが配置されていることを特徴とする真空処理装
置。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか一項に記載の真
空処理装置において、前記ロードロック室は、仕切り弁の他に各々少なくとも
１つの開閉手段を具えていることを特徴とする真空処理
装置。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか一項に記載の真
空処理装置において、該真空処理装置では、ガラス基板の処理が行われること
を特徴とする真空処理装置。