JP2006077279A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 タクトを短縮して、生産性を向上させるとともに、省スペース化、低コスト化した真空処理装置を提供する。
【解決手段】 真空処理装置１０において、基板キャリア１２Ａ、１２Ｂを複数の予備室３０Ａ、３０Ｂの基板入れ替え口３０Ａａ、３０Ｂａの前面にそれぞれ１又は２以上配置可能な構成とした。
また、基板キャリア１２Ａ、１２Ｂに基板２４を着脱する際には、少なくとも１つの基板キャリア１２Ａを水平面上に回転させる基板キャリア干渉防止機構５０を備えると、省スペース化が容易になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、いわゆるインライン式の真空処理装置に係り、特に、タクトタイムを短縮し生産性を向上すると共に、省スペース化、低コスト化した、１ｍ級以上の大型基板用の縦型方式の真空処理装置に関する。

例えば、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイに用いられる大型ガラス基板を加工するには、真空下において、所望の温度まで昇温させる加熱工程や、スパッタリングやＣＶＤなどの成膜工程、或いは、エッチング等の加工手段が必要である。

ここで、以下、これら真空下における複数層の成膜工程の他、この成膜工程に付随する加熱工程等の真空下における処理工程を総括的に真空処理と呼び、また、真空槽内にスパッタリング装置やＣＶＤ、エッチングの他、加熱等の真空処理機構を具備し、基板を真空処理する機能を有する真空室を真空処理室と総括的に呼ぶこととする。

特許文献１に示されるように、従来より、種々の真空処理装置が実用に供されている。
特許文献１のインライン型スパッタリング装置は、基板はローディング室の搬送手段に装着され、成膜室内で成膜処理されて、アンローディング室で回収されるワンスルータイプである（特許文献図１０参照）。

一方、従来の真空処理装置の例として、特許文献１とは異なる真空リターンタイプの縦型の真空処理装置を図４を用いて説明する。
図４は、従来の真空処理装置の主要構成を示す平面図である。

図４に示すように、従来の真空処理装置１００は、基板着脱部１１０、複数（図示のものでは３）の真空処理室１３０、１３２、１３４と、基板１１２を載置して搬送する基板キャリア１４０と、基板１１２を前記基板キャリア１４０に載せた状態で、大気側と真空側との間で搬入、搬出するための予備室１２０とを備えている。
また、同図において、１５０は真空排気装置である。

なお、基板１１２を、大気側と真空側との間で搬入、搬出するための予備室１２０については、以下、単に「予備室」、「ロード／アンロード室」、或いは、単に「Ｌ／ＵＬ室」という場合がある。
また、この従来装置１００では、予備室１２０の基板入れ替え口１２０ａの前には、基板キャリア１４０が配置されている。

図４に示すように、基板着脱部１１０には、基板キャリア１４０に基板１１２を移載する移載ロボット１１４が配置されている。
また、図示による説明は省略するが、基板着脱部１１０には、基板カセットから水平搬送ロボットにより基板１１２を取り出し、移載ロボット１１４に受け渡すため、一旦、基板１１２を載置する受け台が設けられている。

基板キャリア１４０が水平に倒れると、この状態で基板着脱部１１０内の受け台の基板１１２を、移載ロボット１１４により基板キャリア１４０に移載し、移載後は基板キャリア１４０が垂直に立ち上がり、基板キャリア１４０は、略直立した状態で基板１１２を搬送する。

また、図示は省略するが、各真空処理室１３０、１３２、１３４内には、基板キャリア１４０が下流側に搬送される往路となる第１の搬送経路と、上流側に搬送される復路となる第２の搬送経路の２つの搬送経路が設けられている。
更に、従来の真空処理装置１００は、最後部（図中右端）の第３の真空処理室１３４が、基板キャリア１４０を往路から復路に、この２つの搬送経路に対して横方向に移動させて移載する移載機構（図示せず）を備えている。

以上の構成において、次に、従来の真空処理装置１００の基本動作について、図４を用いて説明する。
先ず、基板着脱部１１０では、上述したように、移載ロボット１１４が、基板着脱部１１０内の所定位置にストックされた未処理基板１１２を取り込み、基板キャリア１４０に移載する。
基板着脱部１１０で、基板キャリア１４０に基板１１２が載置されると、この基板キャリア１４０は、ロード／アンロード室（Ｌ／ＵＬ室）１２０に搬入される。

Ｌ／ＵＬ室１２０に基板キャリア１４０が入室すると、このＬ／ＵＬ室１２０が真空排気され、高真空化された後に、第１の真空処理室１３０内に用意されている往路となる第１の搬送経路に搬出される。
基板キャリア１４０は、往路を搬送されながら、第１乃至第３の真空処理室１３０、１３２、１３４において、載置された基板が加熱や成膜等の真空処理が施される。

第３の真空処理室１３４で基板が真空処理された後は、基板キャリア１４０は復路となる第２の搬送経路に、図示しない移載機構により移載され、第３乃至第１の真空処理室１３４、１３２、１３０においてそれぞれ成膜等の真空処理がなされて、基板キャリア１４０は、真空処理された基板１１２を載置した状態で、Ｌ／ＵＬ室１２０を経て、基板着脱部１１０で基板１１２が取り外される。
即ち、この従来例は、真空中で基板１１２がＬ／ＵＬ室１２０に帰還してくる真空リターン方式である点に特徴を有している。

特開２０００−１２９４３６

ところで、一般に、Ｌ／ＵＬ室では、基板キャリアの搬入、搬出の他に、真空排気と大気圧開放が行われる。
従って、真空処理装置のタクトは、このＬ／ＵＬ室の排気、ベント時間により影響を受ける。

しかし、従来の真空処理装置では、Ｌ／ＵＬ室の基板入れ替え口には、基板キャリアが単数しか配置されていなかったために、基板着脱部において、基板キャリアが未処理基板の載置或いは処理基板の取り外しを行っている間、Ｌ／ＵＬ室では基板の仕込みや取出が行えない滞留時間が長くなり、タクトに悪影響が生じて、基板の真空処理効率が低下する問題を備えている。

また、従来の真空処理装置では、基板着脱部には、基板カセットから水平搬送ロボットにより基板を取り出し、多関節ロボットである移載ロボットに受け渡すため、一旦、基板を受け台に載置し、それから移載ロボットより基板キャリアに移載する方式のために、水平搬送ロボットと移載ロボットの２台のロボットが必要であり、装置全体のコスト増に繋がっていた。

本発明は、上記従来の課題を解決し、タクトを短縮して、生産性を向上させるとともに、省スペース化、低コスト化した真空処理装置を提供することを目的とする。

本発明の真空処理装置は、請求項１に記載のものでは、基板を真空処理する真空処理室と、前記基板を載置して搬送する基板キャリアと、前記基板を大気側と真空側との間で搬入、搬出するための予備室とを具備した真空処理装置において、前記基板キャリアを前記予備室の大気側基板キャリア入れ替え口の前面に２以上配置可能とされている構成とした。

請求項２に記載の真空処理装置は、基板を真空処理する真空処理室と、前記基板を載置して搬送する基板キャリアと、前記基板を大気側と真空側との間で搬入、搬出するための複数の予備室と、前記予備室及び前記真空処理室の間に配置され、前記基板キャリアを前記予備室及び前記真空処理室の搬出入位置に移動させる基板キャリアスライド室とを具備した真空処理装置において、前記基板キャリアを前記複数の予備室の大気側基板キャリア入れ替え口の前面にそれぞれ１又は２以上配置可能とされている構成とした。

請求項３に記載の真空処理装置は、上記真空処理装置は、上記基板を略直立させた状態で真空処理を行う縦型方式であり、かつ、上記基板キャリアに基板を着脱する際には、当該基板キャリアを一旦水平に倒す方式の真空処理装置であって、前記複数の基板キャリア同士の干渉を防止する基板キャリア干渉防止機構を備えている構成とした。

請求項４に記載の真空処理装置は、上記基板キャリア干渉防止機構としては、上記基板キャリアに基板を着脱する際には、少なくとも１つの基板キャリアを水平面上で回転させ、当該基板キャリアは、他の基板キャリアとは反対側方向に水平に倒す機構である構成とした。

請求項５に記載の真空処理装置は、上記基板キャリア干渉防止機構としては、上記基板キャリアに基板を着脱する際には、少なくとも１つの基板キャリアを、上記予備室への移動方向とは直交する方向に水平に移動させる機構であり、他の基板キャリアと所定の間隙を設けて同方向に水平に倒す機構である構成とした。

請求項６に記載の真空処理装置は、基板移載ロボットとして、上記基板を上記基板キャリアに水平に着脱する水平搬送ロボットを用いている構成とした。

本発明の真空処理装置は、上述のように構成したために、以下のような優れた効果を有する。
（１）請求項１に記載したように構成すると、一つの基板キャリアが予備室に入室している間に、他の基板キャリアに基板の移載が行われ、予備室における真空排気或いはベントのブランクタイムが削減されるので、真空処理のタクトを短くすることができ、生産効率が向上する。

（２）請求項２に記載したように構成すると、一つの基板キャリアが一つの予備室に入室している間に、他の基板キャリアに基板の移載が行われ、予備室における真空排気或いはベントのブランクタイムが削減されるので、真空処理のタクトを短くすることができ、生産効率が向上する。

（３）請求項３に記載したように構成すると、基板が巨大化した場合でも、設置スペースを抑えた状態で、複数の基板キャリアが配置でき、生産性を向上することができる。

（４）請求項４に記載したように構成すると、基板が巨大化した場合、基板にかかる風圧の影響を抑えて、動作時間の短い基板キャリア干渉防止機構を備えた真空処理装置とすることができる。

（５）請求項５に記載したように構成すると、基板の大きさが中程度の場合、簡単な構成の基板キャリア干渉防止機構を備えた真空処理装置とすることができる。

（６）請求項６に記載したように構成すると、水平搬送ロボット１台で、基板の着脱が可能になり、装置のコストダウンが可能になる。

以下、本発明の真空処理装置の一実施の形態を、図１乃至図３を用いて説明する。
図１は、本発明の真空処理装置の一実施の形態の構成を示す平面図である。
図２及び図３は、本発明の真空処理装置の一実施の形態の特徴を説明する一部裁断平面図である。

先ず、本実施の形態の真空処理装置１０の主要構成を図１を用いて説明する。
図１に示すように、本実施の形態の真空処理装置１０は、従来の真空処理装置１００同様に、基板着脱部２０と複数（図示のものは３）の真空処理室１３０、１３２、１３４及び真空排気装置１５０を備えている。

一方、本実施の形態の真空処理装置１０の構成上の第１の特徴として、複数（図示のものでは２）のＬ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂを有すると共に、このＬ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂの基板入れ替え口３０Ａａ、３０Ｂａに、それぞれ基板キャリア１２Ａ、１２Ｂが用意されている。
また、Ｌ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂが複数であるため、基板キャリア１２Ａ、１２Ｂを、Ｌ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂと、第１の真空処理室１３０の搬出入ポジションに位置制御する基板スライド室４０を配置している。

また、本実施の形態の真空処理装置１０の構成上の第２の特徴としては、基板キャリア１２Ａ、１２Ｂが基板２４の着脱のため、水平に倒される際に、複数の基板キャリア１２Ａ、１２Ｂ同士が接触し合わないようにする、基板キャリア干渉防止機構５０を備えている。

この機構５０を備えていない場合は、図２に示すように、基板キャリア１２Ａ、１２Ｂ同士の接触を避けるためには、２つのＬ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂをある程度離しておかなければならない。
これは、基板２４が小さい場合は、装置１０全体の設置スペースに大きな影響は与えないが、基板２４が２ｍ級以上のものになると、２つのＬ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂに隣接する基板キャリアスライド室４０が巨大化するとともに、装置１０全体が過大になり、クリーンルームに配置できる真空処理装置１０の台数に制限が加えられ、クリーンルームの建設コスト、維持コスト等のコストが増大する恐れを有している。

そこで、本実施の形態では、基板キャリア干渉防止機構５０としては、図１の矢印に示すように、一方の基板キャリア１２Ａを水平面上で回転させて、基板キャリア１２Ａを水平に倒して基板２４を着脱する際には、他方の基板キャリア１２Ｂとは反対方向に水平に倒し、基板２４の着脱が完了すると、元の位置に復元する回転方式を採用している。

このように、基板キャリア干渉防止機構５０を構成すると、基板２４が２ｍ級以上と巨大化した場合でも、Ｌ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂの間隙を、基板の大きさに連動させてして大きくする必要はなく、隣接する基板キャリアスライド室４０の大きさも最小限に抑えられ、同時に、真空処理装置１０の設置スペースを小さく抑えることができる。

また、特に、２ｍ級以上の巨大な基板２４を真空処理する場合、図３に示すように、基板キャリア１２Ａを波線から実線で示すように、矢印方向にスライドさせて、基板キャリア１２Ａ、１２Ｂ同士の接触を避ける場合よりも空気抵抗が少なくて済むため、安定した動作が可能となる。

次に、本実施の形態の真空処理装置１０の基本動作を図１を用いて説明する。
複数の基板キャリア１２Ａ、１２Ｂの内、例えば、一つの基板キャリア１２Ａは、基板着脱部２０において、図１に示すように、基板キャリア干渉防止機構５０により水平に回転させられ、基板キャリア１２Ａが水平に倒されると、未処理基板を単独の水平搬送ロボットである移載ロボット２２から移載され、大気開放されている複数のＬ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂのいずれかに入室する。

基板キャリア１２ＡがいずれかのＬ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂに入室すると、このＬ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂは真空排気され、所定の真空度となったところで、基板キャリアスライド室とのゲート（図示せず）が開けられ、基板キャリアスライド室４０に退出する。

基板キャリア１２Ａが、基板キャリアスライド室４０に入室すると、基板キャリアスライド室４０の図示しない位置制御機構により、基板キャリア１２Ａは第１の真空処理室１３０の入室ポジションに位置制御され、真空処理室１３０に送り出される。
その後、従来の真空処理装置１００同様に、第１乃至第３の真空処理室１３０、１３２、１３４により、成膜等の真空処理が施されて、基板キャリアスライド室４０に帰還し、Ｌ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂのいずれかの入室ポジションに位置制御されて、Ｌ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂのいずれかに入室する。

基板キャリア１２ＡがＬ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂのいずれかに入室すると、そのＬ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂは大気開放されて、基板キャリア１２Ａは基板着脱部２０に退出し、基板移載ロボット２２により処理基板２４が取り外される。

ところで、本実施の形態の真空処理装置１０では、１つの基板キャリア１２ＡがいずれかのＬ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂに入室し真空排気がなされている間に、他の基板キャリア１２Ｂには、水平搬送ロボット２２により未処理基板２４の移載を行うことができる。
従って、本実施の形態の真空処理装置１０では、従来のものでは、基板キャリア１４０のＬ／ＵＬ室１２０から真空側への搬送、及び、Ｌ／ＵＬ室１２０の真空排気には時間がかかっていたが、この時間のブランクが少なくすることができ、タクトを短くすることができ、生産効率を向上させることができる特徴を有している。

また、上述したように、基板キャリア干渉防止機構５０により、基板２４の大きさが巨大化した場合でも、それに連動して、Ｌ／ＵＬ室３０Ａ、３０Ｂの間隔を大きくする必要はないので、基板キャリアスライド室４０の大きさも最小限に抑えられ、また、装置１０の省スペース化が可能となる。

本発明の真空処理装置は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。
例えば、上記実施の形態の真空処理装置では、複数のＬ／ＵＬ室のそれぞれに、単数の基板キャリアを配置した例で説明したが、本発明の第１の特徴は、基板キャリアを複数配置し、一つの基板キャリアがＬ／ＵＬ室内で真空排気或いは大気開放している間に、他の基板キャリアでは移載ロボットにより基板の着脱を行うことで、Ｌ／ＵＬ室のブランクタイムの問題を解消することであるので、単数のＬ／ＵＬ室の基板入れ替え口の前面に複数の基板キャリアを配置した場合、若しくは、複数のＬ／ＵＬ室の基板入れ替え口の前面に複数の基板キャリアを配置した場合についても、本発明に含まれるのは勿論のことである。

また、上記実施の形態では、基板干渉防止機構としては、基板を着脱する際に、一つの基板キャリアを水平面上で回転させ、他の基板キャリアとは反対方向に基板キャリアを水平に倒す構成のもので説明した。
これは、上述したように、特に、２ｍ級以上の巨大な基板を大気中で移載する場合、風圧を考慮すると、このような反転させる構成のものが有利である。
しかし、中程度の基板を移載する場合等、あまり風圧の影響を考慮しなくてすむ場合などでは、例えば、一つの基板キャリアをスライドさせて、他の基板キャリアとは干渉しないようにしてから、基板を着脱するするようにしても良いので、基板キャリア干渉防止機構は、必ずしも上記実施の形態で説明したものに限定されるものではない。

本発明の一実施の形態の真空処理装置の主要構成を示す平面図である。 本発明の真空処理装置の特徴を説明する一部裁断平面図である。 本発明の真空処理装置の特徴を説明する一部裁断平面図である。 従来の真空処理装置の主要構成を示す平面図である。

符号の説明

１０：真空処理装置
１２Ａ、１２Ｂ：基板キャリア
２０：基板着脱部
２２：水平搬送ロボット
３０Ａ、３０Ｂ：Ｌ／ＵＬ室（予備室）
３０Ａａ、３０Ｂａ：基板入れ替え口
４０：基板キャリアスライド室
５０：基板キャリア干渉防止機構
１３０、１３２、１３４：真空処理室

Claims (6)

1. 基板を真空処理する真空処理室と、前記基板を載置して搬送する基板キャリアと、前記基板を大気側と真空側との間で搬入、搬出するための予備室とを具備した真空処理装置において、
   前記基板キャリアを前記予備室の大気側基板キャリア入れ替え口の前面に２以上配置可能とされていることを特徴とする真空処理装置。
2. 基板を真空処理する真空処理室と、前記基板を載置して搬送する基板キャリアと、前記基板を大気側と真空側との間で搬入、搬出するための複数の予備室と、前記予備室及び前記真空処理室の間に配置され、前記基板キャリアを前記予備室及び前記真空処理室の搬出入位置に移動させる基板キャリアスライド室とを具備した真空処理装置において、
   前記基板キャリアを前記複数の予備室の大気側基板キャリア入れ替え口の前面にそれぞれ１又は２以上配置可能とされていることを特徴とする真空処理装置。
3. 上記真空処理装置は、上記基板を略直立させた状態で真空処理を行う縦型方式であり、かつ、上記基板キャリアに基板を着脱する際には、当該基板キャリアを一旦水平に倒す方式の真空処理装置であって、
   前記複数の基板キャリア同士の干渉を防止する基板キャリア干渉防止機構を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空処理装置。
4. 上記基板キャリア干渉防止機構としては、上記基板キャリアに基板を着脱する際には、少なくとも１つの基板キャリアを水平面上で回転させ、当該基板キャリアは、他の基板キャリアとは反対側方向に水平に倒す機構であることを特徴とする請求項３に記載の真空処理装置。
5. 上記基板キャリア干渉防止機構としては、上記基板キャリアに基板を着脱する際には、少なくとも１つの基板キャリアを、上記予備室への移動方向とは直交する方向に水平に移動させる機構であり、他の基板キャリアと所定の間隙を設けて同方向に水平に倒す機構であることを特徴とする請求項３に記載の真空処理装置。
6. 上記真空処理装置は、基板移載ロボットとして、上記基板を上記基板キャリアに水平に着脱する水平搬送ロボットを用いていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の真空処理装置。

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