JP2014007410A - ワーク処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理チェンバーにワークを搬入・搬出する操作を効率化しうるワーク処理装置を提供する。
【解決手段】第１の給排口と第２の給排口とが設けられた処理チェンバー１０と、それぞれ第１の給排口および第２の給排口を介して、処理チェンバー１０に未処理のワークを搬入する操作と、処理チェンバーから処理後のワークを搬出する操作を行う第１の搬送機構５４および第２の搬送機構５４と、第１の搬送機構５４により処理チェンバー１０に搬入されて処理されたワークを第２の搬送機構５４に受け渡し、第２の搬送機構５４により処理チェンバー１０に搬入されて処理されたワークを第１の搬送機構５４に受け渡す交換手段５７と、第１の搬送機構５４と第２の搬送機構５４と交換手段５７とを制御し、第１の給排口と第２の給排口におけるワークの給排操作を交互に行う制御部２２とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は基板等のワークに成膜処理あるいはエッチング処理等の処理を施す処理装置および処理方法に関する。

太陽電池用パネルや液晶基板の製造工程においては、基板（ワーク）に成膜したり基板をエッチングしたりする操作として、プラズマＣＶＤ、プラズマエッチング等の種々の処理がなされる（たとえば、特許文献１参照）。これらの処理工程では、処理チェンバー間でワーク（基板）を搬送しながら成膜等の処理がなされる。これらの処理は完全に自動化されており、量産効率を向上させるために、各処理工程においてタクトタイムを短縮することが強く求められている。
ワーク（基板）を直線的に搬送して処理する方式の場合は、成膜等の処理を行う処理チェンバーの前後にロードロック室を設ける配置とされ、搬入側のロードロック室では処理チェンバーと遮断した状態でワークを搬入した後、真空排気して処理チェンバーに搬入され、搬出側のロードロック室では処理チェンバーから搬出されたワークを、処理チェンバーと遮断した状態でロードロック室において大気開放して搬出される。すなわち、処理装置の一方側から他方側へ一方向に、ワーク（基板）が搬送されて処理がなされる。

特開２００２−２７０８８０号公報 特開２０００−２０８５８７号公報

上記のように、ワークを直線的に搬送して所要の処理を施す処理装置の場合に、処理チェンバーにおける処理時間が十分に長い場合には処理チェンバーでの処理時間が生産性を規制するのであるが、ロードロック室におけるワークの搬入・搬出操作に要する時間にくらべて処理チェンバーにおける処理時間が短い場合は、ワークの搬入・搬出操作が生産性を規制することになる。
たとえば、太陽電池パネルの製造工程には、表面に反射防止膜を形成する工程があるが、この成膜に要する時間は２０〜５０秒程度である。したがって、ロードロック室を真空排気する時間や大気開放する時間がこの処理時間よりも長くなると、ワークの搬入・搬出に要する時間が生産性を規制することになる。

製品の生産効率を向上させるために、近年は、より大判のワークを使用して処理したり、より多くのワーク（基板）を一度に処理する方法がとられるようになってきている。このような処理形態の場合には、処理チェンバーでの処理時間は変わらないものの、ロードロック室は大型になるから、ロードロック室の真空排気・大気開放に要する時間が長くなることが避けられない。このような場合に、ワークの搬入・搬出操作に要する時間によって製品の生産効率が制約されることは問題である。

本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、処理チェンバーにワークを搬入・搬出する操作を効率化し、ワークの処理を効率化することを可能にするワーク処理装置およびワーク処理方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、それぞれが未処理のワークの搬入および処理後のワークの搬出に用いられる、第１の給排口と第２の給排口とが設けられた処理チェンバーと、前記第１の給排口を介して、処理チェンバーに未処理のワークを搬入する操作と、処理チェンバーから処理後のワークを搬出する操作を行う第１の搬送機構と、前記第２の給排口を介して、処理チェンバーに未処理のワークを搬入する操作と、処理チェンバーから処理後のワークを搬出する操作を行う第２の搬送機構と、前記第１の搬送機構により前記処理チェンバーに搬入されて処理されたワークを前記第２の搬送機構に受け渡し、前記第２の搬送機構により処理チェンバーに搬入されて処理されたワークを第１の搬送機構に受け渡す交換手段と、前記第１の搬送機構と前記第２の搬送機構と前記交換手段とを制御し、前記第１の給排口と前記第２の給排口におけるワークの給排操作を交互に行う制御部とを備えていることを特徴とする。

前記処理装置は、前記処理チェンバーの前記第１の給排口に連通して設けられた第１のロードロック室と、前記処理チェンバーの前記第２の給排口に連通して設けられた第２のロードロック室とを備え、前記第１のロードロック室および第２のロードロック室を介して前記処理チェンバーとの間でワークが給排される構成とすることによって、処理チェンバーにおける真空環境等の環境を保持して処理することができる。なお、処理チェンバーに対する第１のロードロック室と第２のロードロック室の配置位置関係については、処理チェンバーと同一平面配置とする、あるいは立体配置とするといったように、任意に設定することが可能である。
前記第１のロードロック室と、前記処理チェンバーと、前記第２のロードロック室とが直列に配置されている構成とすることによって、処理装置をコンパクトに形成し、かつ搬送機構の構成を簡素化することができる。

また、前記処理装置は、前記第１のロードロック室との間で未処理のワークの搬入と処理後のワークの搬出を行う第１のポートと、前記第２のロードロック室との間で未処理のワークの搬入と処理後のワークの搬出を行う第２のポートとを備え、前記第１の搬送機構は、前記第１のポートと処理チェンバーとの間でワークを搬送し、前記第２の搬送機構は、前記第２のポートと処理チェンバーとの間でワークを搬送する構成とすることもできる。

前記第１の搬送機構と第２の搬送機構は、未処理のワークと処理後のワークを、それぞれ異なる高さに支持する複数の支持棚を備えたキャリアを搬送する搬送手段とを備えることにより、ワークをキャリアの支持棚に支持して搬送することができる。この搬送方法は、大判のワークを搬送して処理する場合に有効である。
また、前記ワークを支持するトレイを備え、前記キャリアの支持棚にトレイが支持されてワークが搬送される構成とすることができる。この搬送方法は、個片に形成された複数枚のワークをトレイに支持して搬送処理する場合に有効である。

また、前記交換手段は、前記ワークを、ワーク搬入時にワークが支持されていた支持棚から、ワークの処理位置まで移動させる移動手段と、処理後のワークを、前記ワーク搬入時にワークが支持されていた支持棚とは異なる高さ位置の支持棚に移載する移載手段とを備えていることにより、未処理のワークを処理位置に移動させて所要の処理を施すことを可能とし、また未処理のワークと処理後のワークを交錯（干渉）させずに搬送することを可能とする。
また、前記第１のポートと第２のポートには、処理後のワークを収納部に収納する収納手段と、未処理のワークを前記キャリアに供給する供給手段とが設けられ、これによってワークの供給操作と収納操作とが行われる。

また、前記第１の搬送機構と前記第２の搬送機構は、ワークを異なる高さ位置で搬送する下段の搬送ローラおよび上段の搬送ローラと、前記下段の搬送ローラと上段の搬送ローラを駆動する駆動機構とで構成してもよい。これにより、ワークの搬送操作、給排操作を効率的に行うことが可能となる。
前記第１の搬送機構と前記第２の搬送機構は、下段の搬送ローラおよび上段の搬送ローラと、前記処理チェンバーに配された下段の搬送ローラおよび上段の搬送ローラとを備える構成とすることができる。

下段の搬送ローラおよび上段の搬送ローラを、前記第１の給排口と第２の給排口を介してワークを給排する操作に合わせて、搬送方向を交互に逆転して駆動する駆動機構を備えることによって、処理チェンバーとの間でのワークの給排操作がなされる。
また、前記第１の給排口を介してワークを給排操作する際には、前記第１の搬送機構の下段および上段の搬送ローラを同期させて駆動し、前記第２の給排口を介してワークを給排操作する際には、前記第２の搬送機構の下段および上段の搬送ローラを同期させて駆動する、駆動機構の制御部を備えることにより、第１の給排口と第２の給排口におけるワークの給排操作が的確になされる。

また、処理装置を、前記処理チェンバーの前記第１の給排口に連通して第１のロードロック室が設けられるとともに、前記処理チェンバーの前記第２の給排口に連通して第２のロードロック室が設けられ、前記第１のロードロック室に、下段の搬送ローラと上段の搬送ローラが設けられ、前記第２のロードロック室に、下段の搬送ローラと上段の搬送ローラが設けられた構成とすることができる。
また、処理装置を、前記第１のロードロック室との間で未処理のワークの搬入と処理後のワークの搬出を行う第１のポートと、前記第２のロードロック室との間で未処理のワークの搬入と処理後のワークの搬出を行う第２のポートとが設けられ、前記第１のロードロック室と前記第１のポートとにわたり、下段の搬送ローラと上段の搬送ローラが設けられ、前記第２のロードロック室と前記第２のポートとにわたり、下段の搬送ローラと上段の搬送ローラが設けられている構成とすることができる。

また、前記処理チェンバーには、前記交換手段として、ワークを、搬送高さ位置とワークの処理位置との間で昇降させる昇降手段を備える構成とすることによって、ワークの処理操作とワークの交換操作が的確に行われる。
また、前記第１のポートと第２のポートには、ワークを搬送高さ位置とワークの移載位置との間で昇降させる昇降手段と、該昇降手段によりワークを昇降させる際に、第１のポートと第２のポートに配された上段の搬送ローラをワークと干渉しない位置に退避させる退避手段とを備える構成とすることよって、第１のポートと第２のポートにおけるワークの移載操作を容易に行うことができる。
また、前記ワークを支持するトレイを備え、前記第１の搬送機構と第２の搬送機構は、トレイを支持する機構を備える構成とすることで、個片のワークの処理を効率的に行うことができる処理装置として提供することができる。

また、前記処理チェンバーにおける処理を制御する処理制御部が付設され、前記ロードロック室を真空排気する真空装置が付設されている構成とすることで、真空処理による各種処理が可能な装置として提供される。

また、ワークを処理する方法として、それぞれが未処理のワークの搬入と処理後のワークの搬出に用いられる、第１の給排口と第２の給排口とが設けられた処理チェンバーを用いてワークを処理する処理方法であって、前記第１の給排口から前記処理チェンバーに未処理のワークを搬入し、該処理チェンバーにおいて処理したワークを前記第２の給排口から搬出する操作と、前記第２の給排口から前記処理チェンバーに未処理のワークを搬入し、該処理チェンバーにおいて処理したワークを前記第１の給排口から搬出する操作とを、前記処理チェンバーにおけるワークの処理操作に合わせて、交互に行うことによりワークを処理することを特徴とする。

本発明に係る処理装置および処理方法によれば、処置チェンバーに設けた第１の給排口と第２の給排口から交互にワークを処理チェンバー内に搬入するとともに、第１の給排口から処理チェンバーに搬入されたワークは、処理後、第２の給排口から搬出され、第２の給排口から処理チェンバーに搬入されたワークは、処理後、第１の給排口から搬出する搬送操作とすることによって、効率的なワークの搬送を可能とし、かつ、第１の給排口と第２の給排口から交互に処理チェンバーにワークを搬入する方法によることで、各ポートにおいて、ワークの供給操作に要する時間に余裕をもたせることができ、処理チェンバーでの処理時間が短い処理の場合でも、効率的にワークを供給して処理することができる。

本発明に係る処理装置の全体構成を示す説明図である。 本発明に係る処理装置の構成例を示す平面図である。 トレイを支持するキャリアの構成を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。 キャリアとピニオンとの配置関係を示す図２のＢ−Ｂ線断面図である。 処理チェンバーにキャリアを搬入した状態の平面図である。 キャリア、昇降ロッド、トレイ、昇降ステージの位置関係を示す図２のＣ−Ｃ線位置における側面図である。 処理装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明に係る処理装置の他の構成例を示す平面図である。 処理装置の他の構成例での正面図である。 トレイの平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。 処理チェンバー内における構成を示す側面図である。 トレイを処理位置まで上昇させた状態を示す側面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面にしたがって詳細に説明する。
（処理装置の全体構成とその作用）
図１は、本発明に係る処理装置の全体構成を示す。この処理装置は、処理チェンバー１０の両側に、処理チェンバー１０を挟む配置に第１のロードロック室１２と第２のロードロック室１４を配置し、処理室全体を直列配置としている。

第１のロードロック室１２の端部、第１のロードロック室１２と処理チェンバー１０との仕切り部、処理チェンバー１０と第２のロードロック室１４との仕切り部、第２のロードロック室１４の端部にそれぞれゲートバルブ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが設けられている。
第１のロードロック室１２と第２のロードロック室１４には、それぞれ真空装置１８、１９が付設され、真空排気および大気開放操作がなされる。処理チェンバー１０には成膜用のガスの供給、成膜等の処理を制御する処理制御部２０が付設されている。なお、処理チェンバー１０における処理内容は成膜処理に限定されるものではない。また、ワークの搬送制御、ゲートバルブ１６ａ〜１６ｄの開閉制御、真空装置１８、１９の駆動制御、処理制御部２０の制御等の処理装置全体としての制御部２２が付設されている。

図１には、本発明の処理装置において特徴的なワークの搬送形態が示されている。まず、図１をもとに本発明におけるワークの処理方法について説明する。
本発明の処理装置において特徴的な構成は、処理装置の一端部と他端部の双方がワークの搬入口でありかつ搬出口となっていること、言い換えれば、処理チェンバー１０に第１の給排口と第２の給排口の２つのワークの給排口を設け、これら第１の給排口と第２の給排口の双方がワークの搬入と搬出に用いられることにある。すなわち、第１の給排口から処理チェンバー１０に搬入されたワークは処理チェンバーで処理された後、第２の給排口から搬出され、逆に、第２の給排口から処理チェンバー１０に搬入されたワークは処理後に第１の給排口から搬出される。

図１において、処理装置の一端側、すなわち第１のロードロック室１２側では、まず、未処理のワーク３０が第１のロードロック室１２に搬入され、第１のロードロック室１２で真空排気された後、処理チェンバー１０に搬入され、処理チェンバー１０で所要の処理が施される。処理後のワーク３０ａは、第２のロードロック室１４に搬入され、大気開放されて処理装置から搬出される。
一方、処理装置の他端側、すなわち第２のロードロック室１４側からも、未処理のワーク３２が第２のロードロック室１４に搬入され、第２のロードロック室１４から処理チェンバー１０に搬入されて所定の処理が施される。処理後のワーク３２ａは第１のロードロック室１２に搬入され、大気開放されて処理装置から搬出される。なお、ワークの動作の説明上、処理装置の一方側からワーク３０を供給し、他方側からワーク３２を供給するとしたが、ワーク３０、３２は同一製品である。

本装置においては、このように未処理のワーク３０、３２が処理装置の一方側と他方側からそれぞれ搬入されて処理されるのであるが、その際に、処理チェンバー１０と第１のロードロック室１２との間、処理チェンバー１０と第２のロードロック室１４との間でワークを受け渡しする操作が、２枚のワークを一度に交差させるようにして搬送させる点が特徴的である。
すなわち、第１のロードロック室１２と処理チェンバー１０との間では、未処理のワーク３０を処理チェンバー１０に搬入する操作と、処理後のワーク３２ａを処理チェンバー１０から第１のロードロック室１２に搬出する操作が１ステップの操作としてなされる。
第２のロードロック室１４と処理チェンバー１０との間においても同様である。処理後のワーク３０ａを処理チェンバー１０から第２のロードロック室１４に搬出する操作と、第２のロードロック室１４から未処理のワーク３２を処理チェンバー１０に搬入する操作が１ステップの操作によって行われる。

このように未処理のワーク３０、３２と処理済みのワーク３２ａ、３０ａとを入れ替えるように（交差させるように）して搬送する操作は、具体的には、ワークを搬送するキャリアに上下２段の支持棚を設け、上段と下段の支持棚でそれぞれワークを支持できるように構成し、未処理のワーク３０、３２と処理済みのワーク３２ａ、３０ａをそれぞれ別の支持棚にセットすることによって可能としている。キャリアの具体的な構成については後述する。

第１のロードロック室１２からワーク３０を処理チェンバー１０に搬入する操作が完了した状態では、第１のロードロック室１２に処理済みのワーク３２ａが搬出されているから、ゲートバルブ１６ｂを閉じ、第１のロードロック室１２を大気開放した後、第１のロードロック室１２から処理済みのワーク３２ａを搬出する。処理済みのワーク３２ａを搬出した後、次の未処理のワーク３０をキャリアにのせ、次回のワーク３０の供給操作がなされる。

第２のロードロック室１４においても同様である、処理チェンバー１０に未処理のワーク３２を搬入し、処理後のワーク３０ａを搬出する操作を行うことで、第２のロードロック室１４には処理後のワーク３０ａが残るから、ゲートバルブ１６ｃを閉じ、第２のロードロック室１４を大気開放して第２のロードロック室１４から処理後のワーク３０ａを搬出する。次いで、次の未処理のワーク３２をキャリアに支持し、次回のワーク３２の供給操作がなされる。

こうして、処理装置の一方側から未処理のワーク３０が処理装置に搬入され、処理装置を通過して他方側から処理後のワーク３０ａが搬出され、また、処理装置の他方側から未処理のワーク３２が処理装置に搬入され、処理装置を通過して一方側から処理後のワーク３２ａが搬出される。
この処理操作では、第１のロードロック室１２から処理チェンバー１０に未処理のワーク３０を供給する操作と、第２のロードロック室１４から処理チェンバー１０に未処理のワーク３２を供給する操作を交互に行ってワーク３０、３２を処理するから、処理装置の一つの供給側からみると、処理チェンバー１０において２回処理するごとに１回、ワークを供給すればよい。すなわち、処理チェンバー１０での処理操作ごとにワークを供給している従来方法と比較して、ワークを供給準備するための時間が２倍に延長される。

このように、本実施形態の処理方法によれば、処理チェンバー１０における処理時間が短い場合でも、ワークを供給する時間に余裕ができ、ワークの供給に要する時間によって処理装置のタクトタイムが規制されることを回避し、処理チェンバー１０を効率的に作動させて生産処理することが可能になる。

（処理装置の構成）
図２は、本発明に係る処理装置の例として、太陽電池パネルの表面に反射防止膜を成膜する装置として構成した例を示す。
本実施形態の処理装置は、上述した実施形態と同様に、処理チェンバー１０を挟む配置に第１のロードロック室１２と第２のロードロック室１４とを直列に配置し、第１のロードロック室１２と第２のロードロック室１４にそれぞれ隣接して、第１のポート４０と第２のポート４２とを配して構成されている。
第１のロードロック室１２および第２のロードロック室１４は、ゲートバルブ１６ａ〜１６ｄを閉じることにより外部から遮断された閉鎖空間となる。第１のロードロック室１２および第２のロードロック室１４にはそれぞれ真空装置（不図示）が連結されている。

本処理装置においては、トレイ５０にワーク８０を支持し、トレイ５０とともにワーク８０を処理チェンバー１０に搬送して所要の処理が施される。
図２では、説明上、第１のロードロック室１２、第２のロードロック室１４、処理チェンバー１０および第１、第２のポート４０、４２にトレイ５０が移動した状態を示す。

トレイ５０は、それぞれ４×４の整列配置に１６枚のワーク８０が支持されるように格子状に形成されている。なお、ワークが１枚ものの大判のワークの場合はトレイを使用せずに搬送することが可能である。
本実施形態の処理装置において特徴的な構成の一つは、トレイ５０を搬送するキャリア５４を、上位置と下位置の上下に離間した位置でトレイ５０を支持できるようにしたことにある。

図３は、第１のポート４０においてトレイ５０を支持するキャリア５４の構成をＡ−Ａ線断面方向から見た状態を示す。キャリア５４は、トレイ５０の前後方向の幅と略同じ長さに、側面形状がコの字形のバー状に形成されている。キャリア５４には、トレイ５０の搬送方向に平行な両側縁を支持する支持棚として、上部棚５５と下部棚５６が設けられる。上部棚５５と下部棚５６はそれぞれにトレイ５０を支持した際に、トレイ５０が相互に干渉しない間隔を上下方向に隔てて設けられている。

ワーク８０はトレイ５０に支持された状態でキャリア５４とともに第１のロードロック室１２、処理チェンバー１０、第２のロードロック室１４に移動する。したがって、上部棚５５と下部棚５６の間隔を狭く設定することにより、第１、第２のロードロック室１２、１４の内部容積を小さくすることができ、真空排気等の動作に要する時間を短縮して搬送のための準備時間を短縮することができる。

キャリア５４はラック・ピニオン構造により、水平高さ位置を維持した状態で、搬出入方向に往復動可能に支持される。
キャリア５４の下部棚５６の下面には、キャリア５４の側縁の全長にわたってラック５６ａが形成され、キャリア５４の下方にラック５６ａに係合するピニオン５８が配置される。ラック・ピニオン構造は、キャリア５４の水平高さ位置を一定として搬送する操作に適しており、搬送位置を正確に位置出しできるという利点を有する。ただし、キャリア５４を搬送する機構がラック・ピニオン構造に限られものではない。

図２に示すように、ピニオン５８は、処理装置におけるキャリア５４の搬送方向に等間隔に、具体的にはキャリア５４の側縁上の３個所の位置でキャリア５４を支持するように配されている。処理装置全体として、ピニオン５８は同一高さ位置に配置されており、ピニオン５８がキャリア５４のラック５６ａに係合することにより、各室間でキャリア５４が受け渡しされながら移動する。ピニオン５８には回転駆動機構（不図示）が連結され、各々のピニオンの回転駆動機構が制御されて、キャリア５４の搬送が制御される。

図３において、キャリア５４の側方位置にはトレイ５０を支持する支持手段を構成する昇降ロッド５７が配される。昇降ロッド５７の上端部には、トレイ５０の下面に係合するフック５７ａが設けられている。昇降ロッド５７には、フック５７ａがトレイ５０の内側に回動してトレイ５０に係合する位置と、トレイ５０の側方の退避位置に回動してトレイ５０とは係合しない位置との間で、昇降ロッド５７の軸線の回りで回動させる回動機構（不図示）が付設されている。
図３は、昇降ロッド５７が下位置に下降し、フック５７ａがトレイ５０の内側に回動した状態で、フック５７ａがキャリア５４の上部棚５５と下部棚５６の中間の高さ位置にある状態を示す。フック５７ａが回動した際にキャリア５４とフック５７ａとが干渉しないように、またフック５７ａが上部棚５５を超えて上位置に上昇する際に、キャリア５４とフック５７ａとが干渉しないように、キャリア５４には切欠５４ａが設けられている。

図３は、キャリア５４の下部棚５６にトレイ５０が支持された状態を示す。この下部棚５６にトレイ５０を支持した状態は、トレイ５０に未処理のワーク８０をセットし、第１のロードロック室１２にキャリア５４にトレイ５０を支持してワーク８０を搬入する状態に相当する。
また、図３において、キャリア５４の上部棚５５にトレイ５０が支持される状態は、処理後のワーク８０ａがトレイ５０に支持される状態に相当する。
すなわち、キャリア５４の下部棚５６は未処理のワーク８０の供給位置であり、キャリア５４の上部棚５５は処理後のワーク８０ａの搬出位置である。

図４は、図２におけるＢ−Ｂ線位置における、キャリア５４とピニオン５８の配置位置関係を示す側面図である。図は、ワーク８０が支持されたトレイ５０がキャリア５４とともに搬入された状態である。キャリア５４はピニオン５８に噛合して支持され、ピニオン５８が回転駆動されて、水平に第１のロードロック室１２に搬入される。第１のロードロック室１２は、未処理のワーク８０を搬入した際には真空排気処理され、処理チェンバー１０から処理後のワーク８０ａが搬出された際には、大気開放処理がなされる。キャリア５４の上部棚５５には処理後のワーク８０ａが支持される。第１のロードロック室１２の側面にはゲートバルブ１６ｂによって閉止される開口部１６１が設けられる。

図５は、トレイ５０を支持したキャリア５４を処理チェンバー１０に搬入した状態の平面図である。トレイ５０の搬送方向に平行な両側縁がキャリア５４に支持され、キャリア５４がピニオン５８によって下面側から支持されている。キャリア５４に切欠５４ａが設けられ、昇降ロッド５７に設けられたフック５７ａが、キャリア５４の外側に位置する退避位置とキャリア５４の内側に回動した係止位置との間で回動自在、かつ、上部棚５５を超えて上位置に移動可能となっている。
なお、キャリア５４は、第１のロードロック室１２から処理チェンバー１０に移動した後、処理後のワーク８０ａを支持したトレイとともに第１のロードロック室１２に戻り移動する。処理チェンバー１０の中央に配された昇降ステージ７０は下位置と上位置との間で昇降可能に設けられている。

図６は、図２のＣ−Ｃ線位置における、キャリア５４、昇降ロッド、トレイ５０および昇降ステージ７０の位置関係を示す側面図である。昇降ステージ７０は、キャリア５４によって搬入されたトレイ５０を下部棚５６から成膜処理が施される上位置まで上昇させて支持する移動手段を構成する。
昇降ロッド５７は、上位置で処理されたトレイ５０をキャリア５４の上部棚５５よりも若干上方で昇降ステージ７０から受け、次いで、キャリア５４の上部棚５５にセットする移載手段を構成する。

上記説明においては、図２に示す処理装置の一方側に配置された第１のポート４０と第１のロードロック室１２について説明したが、処理装置の他方側に配置された第２のポート４２と第２のロードロック室１４についての構成も、第１のポート４０および第１のロードロック室１２における構成とまったく同様である。

第１、第２のポート４０、４２には、トレイ５０を昇降する昇降ステージ７２が配される。この昇降ステージ７２は、キャリア５４の上部棚５５と下部棚５６との中間位置とキャリア５４よりも下位置との間で昇降駆動される。
また、第１、第２のポート４０、４２には、キャリア５４の搬送方向とは直交する方向に延びるガイドレール７４が配され、ガイドレール７４に沿って進退動する移動枠７５が設けられている。移動枠７５にはワーク８０を吸着支持する吸着パッド７６がトレイ５０上におけるワーク８０の一列の配置数および配置位置に合わせて設けられる。吸着パッド７６はエア吸着装置（不図示）が接続する。
ガイドレール７４の端部側には、トレイ５０におけるワーク８０の配置位置に位置合わせして、未処理のワーク８０が配列されて収納されたワークの供給部Ｄと、処理後のワーク８０ａを収納する収納部Ｅが配されている。

（処理装置の動作）
続いて、本実施形態の処理装置によりワーク８０を処理する動作について、主として図２を参照して説明する。
まず、第１のポート４０において、未処理のワーク８０がセットされたトレイ５０がキャリア５４の下部棚５６に支持された状態（図３）から動作開始する。キャリア５４の上部棚５５は空き状態である。
ゲートバルブ１６ａを開放し、ゲートバルブ１６ｂを閉止した状態で、キャリア５４とともにトレイ５０を第１のロードロック室１２に搬入する。この搬入操作は前述したラック・ピニオン機構によってなされる。

第１のロードロック室１２にトレイ５０を支持したキャリア５４を搬入した後、ゲートバルブ１６ａを閉止して、第１のロードロック室１２を真空排気する。
第１のロードロック室１２が所定の真空度になり、処理チェンバー１０での処理が終了したところで、ゲートバルブ１６ｂを開いて処理チェンバー１０にキャリア５４とともにワーク８０がセットされたトレイ５０を搬入する。

処理チェンバー１０においては、移動手段である昇降ステージ７０によりトレイ５０を上位置に支持した状態で成膜処理が施され、成膜処理が完了した後、昇降ステージ７０が下降し、その際に、昇降ステージ７０から移載手段である昇降ロッド５７にトレイ５０が受け渡される。図６に示す中心線（Ｐ−Ｐ’線）の右半部に示すように、トレイ５０は、昇降ロッド５７のフック５７ａがキャリア５４の上部棚５５よりも上位置で受け渡されて、キャリア５４の進入を待つ状態になる。昇降ステージ７０はキャリア５４よりも下位置に下降する。

処理チェンバー１０での成膜処理後に、第１のロードロック室１２からキャリア５４とともにトレイ５０が処理チェンバー１０に進入した状態は、図６において、キャリア５４の下部棚５６に未処理のワーク８０がセットされたトレイ５０が支持され、キャリア５４の上方に処理後のワーク８０ａが支持されたトレイ５０が昇降ロッド５７によって支持された状態になる。
この状態から昇降ロッド５７が下降し、昇降ロッド５７からキャリア５４の上部棚５５に、処理後のワーク８０ａがセットされたトレイ５０が受け渡される。昇降ロッド５７は下位置に下降した後、キャリア５４が移動する際にフック５７ａとキャリア５４とが干渉しないようにフック５７ａを外向きに回動させる。
同時に、キャリア５４の下位置にあった昇降ステージ７０が上昇し、下部棚５６に支持されたトレイ５０を下部棚５６と上部棚５５の中間位置まで持ち上げ、その位置で停止する。

この状態でキャリア５４を処理チェンバー１０から第１のロードロック室１２に移動させる。この戻り移動操作の際には、キャリア５４の上部棚５５に、処理後のワーク８０ａがセットされたトレイ５０が支持され、下部棚５６からは未処理のワーク８０がセットされたトレイ５０が抜け出て、下部棚５６が空き位置となっている。
処理チェンバー１０では、トレイ５０が昇降ステージ７０によって中間位置に支持された状態から、成膜処理が施される上位置に持ち上げられ、上位置で所要の成膜処理が施される。

本処理装置においては、第１のロードロック室１２から未処理のワーク８０がセットされたトレイ５０を処理チェンバー１０に供給した操作の次の供給操作は、第２のロードロック室１４から未処理のワーク８０がセットされたトレイ５０を供給することによって行われる。
第２のロードロック室１４から処理チェンバー１０に新たに未処理のワーク８０がセットされたトレイ５０を供給し、処理後のワーク８０ａがセットされたトレイ５０をキャリア５４に供給する操作は、上述した方法とまったく同様である。この場合に、処理チェンバー１０から第２のロードロック室１４へ搬出されるトレイ５０は、先の操作によって第１のロードロック室１２から処理チェンバー１０に供給されて処理されたワーク８０ａを支持するトレイ５０である。
すなわち、第１のロードロック室１２から供給されたワーク８０がセットされたトレイ５０は処理チェンバー１０での処理操作を経過して第２のロードロック室１４に搬出され、第２のロードロック室１４から処理チェンバー１０に供給されたワーク８０がセットされたトレイ５０は、処理後に、第１のロードロック室１２に搬出されることになる。

第１のロードロック室１２に搬出された処理後のワーク８０ａがセットされたトレイ５０はゲートバルブ１６ｂを閉止した後、第１のロードロック室１２を大気開放して、第１のロードロック室１２から第１のポート４０に搬出される。
第１のポート４０においては、第１のロードロック室１２から搬出されてくるトレイ５０とは別のトレイ５０に、事前に未処理のワーク８０をセットする操作がなされている。この操作は、セット手段である昇降ステージ７２にトレイ５０を支持した状態で、ワーク８０の供給部Ｄから、ワーク８０を一列ずつ４回、トレイ５０に供給する操作によってなされる。ワーク８０は、ガイドレール７４に沿って移動枠７５を供給部Ｄとトレイ５０上との間で移動させ、吸着パッド７６により吸着支持することによって移載される。

第１のロードロック室１２から第１のポート４０にキャリア５４とともにトレイ５０を搬出する際には、供給用の未処理のワーク８０がセットされたトレイ５０は、昇降ステージ７２によってキャリア５４の上部棚５５と下部棚５６の中間の高さに支持されている。したがって、キャリア５４が第１のポート４０に移動する動作によって、未処理のワーク８０がセットされたトレイ５０はキャリア５４の上部棚５５と下部棚５６との間に進入する。その状態で、昇降ステージ７２を下位置に移動させ、昇降ステージ７２からキャリア５４の下部棚５６に新たなトレイ５０を受け渡す。

一方、第１のポート４０に搬出されたキャリア５４の上部棚５５に支持された処理後のワーク８０がセットされたトレイ５０については、キャリア５４がガイドレール７４の側方位置まで移動したところで、昇降ロッド５７のフック５７ａを上部棚５５と下部棚５６の中間位置に進入させ、昇降ロッド５７を上昇させてトレイ５０をキャリア５４から離間する上方位置で支持する。
この操作によってキャリア５４には下部棚５６にのみトレイ５０が支持されるから、この状態で第１のロードロック室１２にキャリア５４とともにトレイ５０を搬入する。第１のロードロック室１２にトレイ５０を搬入した後の動作は上述したとおりである。

昇降ロッド５７に支持されたトレイ５０には処理後のワーク８０ａがセットされているから、昇降ロッド５７をワーク８０ａの移載位置まで下降させ、昇降ロッド５７から昇降ステージ７２にトレイ５０を受け渡す。この状態で、移動枠７５をガイドレール７４上で往復動させ、トレイ５０から処理後のワーク８０ａを収納部Ｅに移載する。

トレイ５０から処理後のワーク８０ａが供給部Ｅに移載した後、続いて、ワーク８０の供給部Ｄから未処理のワーク８０をトレイ５０に移載する。
トレイ５０と供給部Ｄおよび収納部Ｅとの間で、未処理のワーク８０と処理後のワーク８０ａを移載する際のトレイ５０の高さは、キャリア５４の上部棚５５と下部棚５６の中間位置に設定され、トレイ５０にワーク８０を移載完了した後、第１のロードロック室１２からキャリア５４が搬出されてくることにより、キャリア５４の上部棚５５と下部棚５６との間にトレイ５０が挿入される。
このトレイ５０に未処理のワーク８０と処理後のワーク８０ａをのせ替える操作は、トレイ５０が処理チェンバー１０まで移動して、第１のポート４０まで戻ってくる間に行えばよい。

第２のポート４２におけるワーク８０、８０ａの移載操作も、第１のポート４０における移載操作とまったく同様である。
すなわち、第２のポート４２にキャリア５４が搬出される操作によって、未処理のワーク８０がセットされた新たなトレイ５０がキャリア５４の下部棚５６に受け渡されて第２のロードロック室１４に搬送され、第２のポート４２で昇降ロッド５７に支持されて残されたトレイ５０から処理後のワーク８０ａが収納部Ｅに移載され、続いて、供給部Ｄから未処理のワーク８０がトレイ５０に移載されて、次回の供給操作が準備される。

（タイミングチャート）
図７は、本実施形態の処理装置の動作についてのタイミングチャートを示す。図では、第１のポート４０と第２のポート４２からワークを搬入開始する時点からの動作を示したものである。実線の矢印は第１のポート４０から供給されるワークを示し、破線の矢印は第２のポート４２から供給されるワークを示す。
まず、第１のポート４０から第１のロードロック室１２にワークが搬入され、第１のロードロック室１２が真空排気された後、処理チェンバー１０に搬入され、処理開始される。
一方、第２のポート４２からは、若干タイミングを遅らせて第２のロードロック室１４にワークが搬入され、第２のロードロック室１４が真空排気され、第２のロードロック室１４から処理チェンバー１０へのワークの搬送が準備される。

処理チェンバー１０でワークの処理が終了すると、処理後のワークは第２のロードロック室１４から供給されるワークと交換されて第２のロードロック室１４に搬出される。実線の矢印と破線の矢印が交差しているのは、処理後のワークが処理チェンバー１０から搬出され、未処理のワークが処理チェンバー１０に搬入される操作を示している。

第２のロードロック室１４から供給されたワークは処理チェンバー１０内で処理開始される。
一方、処理チェンバー１０から第２のロードロック室１４に搬出された処理後のワークは、第２のロードロック室１４と第２のポート４２との間ののせ替え操作によって、第２のポート４２に収納される。また、この操作により、第２のポート４２では次のワークが搬入される準備状態になる。

一方、先の第２のロードロック室１４から処理チェンバー１０に供給されたワークは、処理チェンバー１０内における処理後、第１のロードロック室１２から搬入されるワークと交換される。この交換操作により、処理チェンバー１０には第１のロードロック室１２から搬入されたワークが残り、処理チェンバー１０で処理されたワークは第１のロードロック室１２に受け渡される。
第１のロードロック室１２に受け渡されたワークは、第１のポート４０と第１のロードロック室１２との間ののせ替え操作によって、第１のポート４０に収納される。また、この操作により、第１のポート４０では次のワークが搬入される準備状態になる。

こうして、第１のポート４０と第２のポート４２では、ワークの供給タイミングを半周期ずつずらして、順次ワークが供給され、また同時に処理が完了したワークが受け取られる。図７からわかるように、第１のポート４０から供給されたワークは第２のポート４２に搬出され、逆に、第２のポート４２から供給されたワークは第１のポート４０に搬出される。

図示例のタイミングチャートは、処理チェンバー１０での処理時間を２５秒とし、交換操作を１０秒とした例である。この場合に、処理チェンバー１０のサイクルタイムは３５秒となる。処理装置に一方向からのみワークを供給する従来方法の場合に、処理チェンバー１０のサイクルタイム３５秒を維持するには、３５秒ごとに次のワークを供給する準備をしなければならない。これに対して、本実施形態の処理装置の場合は、第１のポート４０および第２のポート４２においては、７０秒ごとに次のワークを供給する準備を行えばよい。

このように、本実施形態の処理装置の構成によれば、ワークの供給に要する時間を２倍に延長することができるから、処理チェンバー１０での処理時間（サイクルタイム）が短くなってワークの供給操作が処理チェンバー１０のサイクルタイムを上回るようになってきたような場合に有効に利用することができる。本実施形態の太陽電池用パネルの表面に反射防止膜を成膜するような場合には、膜厚が０．８μｍ程度と薄いから、成膜に要する時間は２０〜５０秒程度である。このような、短時間の処理の場合には、本発明の処理装置の構成がとくに有効であり、生産効率を上げる上できわめて有効である。
上述したように、本実施形態の処理装置において使用する搬送系の構成は単純であり、複雑な機構を要しない点からも有用である。

また、処理チェンバー１０での処理時間が必ずしも短い場合に限らず、ワークを供給する操作に比較的時間を要するような製品を製造する場合にも有効に利用できる。ワークを供給するサイクルタイムに余裕をもたせることによって、確実に安定してワークを供給することが可能となり、信頼性の高い処理が可能となる。また、容量が小さく、処理性能が低い真空装置を使用することができ、装置の製造コストを削減することができる。

なお、上記実施形態においては、処理装置としての一例を示したものであり、具体的な構成としては種々の改変が可能である。たとえば、上記実施形態ではキャリア５４をバー状体に形成したが、キャリア５４の形態は種々変更可能である。また、キャリア５４はラック・ピニオン機構によって搬送する構成としたが、これに限るものではない。また、昇降ロッド５７、昇降ステージ７０の形態、第１ポート４０および第２ポート４２におけるワーク８０の供給、搬出機構も適宜選択可能である。

（処理装置の他の構成例）
図８は、上述した処理装置の他の構成例を示す。本実施形態の処理装置についても、前述した処理装置と同様に、処理チェンバー１０を挟む配置に第１のロードロック室１２と第２のロードロック室１４を配置した構成とされる。また、第１のロードロック室１２と第２のロードロック室１４に隣接して、第１のロードロック室１２、第２のロードロック室１４との間でワーク８０を給排する第１のポート４０と第２のポート４２が配置される。図中で、前述した処理装置と同一の構成、たとえばゲートバルブ１６ａ〜１６ｄ、昇降ステージ７０、７２等については同一の番号を付している。

本実施形態の処理装置においても、ワーク８０を処理する際におけるトレイ５０の基本的な搬送動作は、前述した処理装置におけるトレイ５０の搬送動作と同じである。すなわち、処理チェンバー１０に対して第１の給排口から搬入された未処理のワーク８０は、処理チェンバー１０で処理された後、処理チェンバー１０の第２の給排口から搬出され、逆に、第２の給排口から処理チェンバー１０に搬入された未処理のワーク８０は、処理チェンバー１０で処理された後、第１の給排口から搬出される。すなわち、未処理のワーク８０を支持するトレイ５０と、処理後のワーク８０を支持するトレイ５０は、処理チェンバー１０を通過する際に、交差するように移動しながら搬出入される。

本実施形態の処理装置において特徴的な構成は、前述した処理装置（図２）においては、キャリア５４を利用してトレイ５０を搬送したのに対して、本処理装置においては、トレイ５０の搬送機構として上下２段に搬送ローラを配し、キャリア５４を使用せずに、未処理のワーク８０と処理後のワーク８０を、交差させる向きに搬送して給排することにある。

図９に、処理装置を正面方向から見た状態を示す。図のように、第１のポート４０、第１のロードロック室１２、処理チェンバー１０、第２のロードロック室１４、第２のポート４２にわたり、上下に２段に搬送ローラ９０ａ〜９４ｂが配される。図では、上下の搬送ローラのうち、手前側の搬送ローラ９０ａ、９０ｂ、９２ａ、９２ｂ、９４ａ、９４ｂを示す。
下段の搬送ローラ９０ａ、９２ａ、９４ａと上段の搬送ローラ９０ｂ、９２ｂ、９４ｂは、ともに搬送高さ位置が水平となるように高さ位置が設定されている。

図８では、上下の搬送ローラのうち、下段の搬送ローラ９０ａ、９１ａ、９２ａ、９３ａ、９４ａ、９５ａを示した。手前側の搬送ローラ９０ａ、９２ａ、９４ａに対向して、トレイ５０の幅方向の間隔をあけて奥側に搬送ローラ９１ａ、９３ａ、９５ａが配置される。上段の搬送ローラ９０ｂ〜９５ｂについても、下段の搬送ローラ９０ａ〜９５ａと同様に配置される。

第１のポート４０と第１のロードロック室１２に配置される搬送ローラ９０ａ、９１ａ、９０ｂ、９１ｂは、搬送ローラの駆動部としての電動モータＭ２により、すべて同期して回転駆動される。この実施形態では、第１のポート４０と第１のロードロック室１２にそれぞれ配置された下段の１２個の搬送ローラ９０ａ、９１ａと、上段の１２個の搬送ローラ９０ｂ、９１ｂとを合わせた２４個の搬送ローラ９０ａ〜９１ｂが同期して回転駆動される。

処理チェンバー１０においては、処理チェンバー１０に配された下段の６個の搬送ローラ９２ａ、９３ａと、上段の６個の搬送ローラ９２ｂ、９３ｂ（不図示）を合わせた１２個の搬送ローラが、一つの電動モータＭ１によって、同期して回転駆動される。
第２のポート４２と第２のロードロック室１４に配される下段と上段の搬送ローラ９４ａ〜９５ｂについても、合わせて２４個の搬送ローラが、一つの電動モータＭ３により同期して回転駆動される。
電動モータＭ１はトレイ５０の搬送向きによって搬送ローラを一方向と他方向に回転駆動する。

手前側の搬送ローラ９０ａと奥側の搬送ローラ９１ａとを同期させて回転させるには、共通駆動軸を介して手前側の搬送ローラ９０ａの一つと奥側の対向位置にある搬送ローラ９１ａの一つとを連結し、他の搬送ローラ９０ａ、９１ａについては、共通駆動軸とプーリーを介して連繋すればよい。
下段の搬送ローラ９０ａと上段の搬送ローラ９０ｂとを同期させて回転させるには、下段の搬送ローラ９０ａの回転軸に取り付けたギアと上段の搬送ローラ９０ｂの回転軸に取り付けたギアとを噛合させて取り付ければよい。これによって、下段と上段の搬送ローラ９０ａ、９０ｂは、互いに逆向きに回転し、下段の搬送ローラ９０ａ、９１ａと上段の搬送ローラ９０ｂ、９１ｂによるトレイ５０の搬送方向（搬送向き）が逆向きになる。他の搬送ローラ９２ａ〜９５ｂも、同様に連繋される。

本実施形態においては、処理チェンバー１０を挟んで配置される、一方の、下段の搬送ローラ（９０ａ、９１ａ、９２ａ、９３ａ）と上段の搬送ローラ（９０ｂ、９１ｂ、９２ｂ、９３ｂ）が第１の搬送機構を構成し、他方の下段の搬送ローラ（９２ａ、９３ａ、９４ａ、９５ａ）と上段の搬送ローラ（９２ｂ、９３ｂ、９４ｂ、９５ｂ）が第２の搬送機構を構成する。また、これらの搬送ローラを駆動する電動モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３を制御する制御部が設けられている。

図１０は、本実施形態の処理装置において使用するトレイ５０の例を示す。図１０（ａ）が平面図、図１０（ｂ）が側面方向から見た図（カーボントレイ５０ａについては断面を示す）である。トレイ５０はワーク８０をセットするカーボントレイ５０ａと、カーボントレイ５０ａの両側縁に取り付けたガイドレール５０ｂとからなる。カーボントレイ５０ａにはワーク（たとえば、太陽電池パネル）８０をセットするセット凹部５０ｃが設けられている。

図１０（ｂ）に示すように、一方の搬送ローラ９０ａにはフランジ９０１を備えたローラ体が用いられ、トレイ５０の一方のガイドレール５０ｂの下端縁がフランジ９０１によってガイドされ、トレイ５０の搬送方向が規定される。他方の搬送ローラ９１ａにフランジが設けられていないのは、処理時にトレイ５０が加熱されて熱膨張することを妨げないようにするためである。

トレイ５０の構造、大きさ等はワーク８０に合わせて設定される。単なる平板状で大判に形成されたワークの場合には、トレイ５０を使用せずに単にワークを搬送ローラ９０ａ、９１ａに支持して搬送することができる。他の搬送ローラ９２ａ〜９５ｂについても、同様に構成される。なお、搬送ローラの構成については、搬送するワークの大きさや形態等に合わせて適宜構成の搬送ローラを使用することができる。

図１１は、処理チェンバー１０における搬送ローラ９２ａ、９２ｂ、９３ａ、９３ｂの取り付け例を示す。下段の搬送ローラ９２ａと上段の搬送ローラ９２ｂは、前述したように、それぞれの回転軸９６ａ、９６ｂに固定されたギア９７ａ、９７ｂを噛合させることによって連繋される。
本実施形態においては、処理チェンバー１０の上段に配置される搬送ローラ９２ｂ、９３ｂがトレイ５０の幅方向（トレイ５０が搬送される方向に直交する方向）に移動できるように構成される。搬送ローラ９２ｂ、９３ｂの回転軸９６ｂ、９６ｃにはＯリング等のシール材が介装され、回転軸９６ｂ、９６ｃは、処理チェンバー１０の隔壁に真空シールした状態で軸線方向に可動となっている。

上段のギア９７ｂと回転軸９６ｂとは、回転軸９６ｂの端部がスプライン軸９８に形成され、ギア９７ｂとスプライン軸９８とは、回転軸９６ｂの軸線方向には移動可能に、周方向には回転軸９６ｂとギア９７ｂとが一体回転するように設けられている。もちろん、回転軸９６ｂとギア９７ｂとの係合方法は、軸線方向に移動自在、かつ周方向には一体回転する方法であれば、スプライン軸を使用する方法に限られない。
回転軸９６ｂは回転軸９６ｂを軸線方向に押動する駆動部１００に連繋し、回転軸９６ｃは駆動部１０１に連繋して軸線方向に押動される。駆動部１００、１０１等が退避手段を構成する。

なお、第１のポート４０および第２のポート４２における上段の搬送ローラ９０ｂ、９１ｂ、９４ｂ、９５ｂについても、図１１に示したと同様に、トレイ５０の搬送方向に対して直交する方向に搬送ローラ９０ｂ、９１ｂ、９４ａ、９５ｂが移動する構成となる。これらの構成も、図１１に示した上段の搬送ローラ９２ｂ、９３ｂについての構成と同様である。

（処理装置の動作）
続いて、本実施形態の処理装置によりワーク８０を処理する動作について説明する。
まず、第１のポート４０において、未処理のワーク８０がセットされたトレイ５０が下段の搬送ローラ９０ａ、９１ａにセットされる。
次いで、電動モータＭ２を駆動し、第１のロードロック室１２にトレイ５０を搬入する。定常動作では、第１のロードロック室１２にトレイ５０を搬入する際に、第１のロードロック室１２から第１のポート４０に処理後のワーク８０を支持したトレイ５０が搬出される。すなわち、第１のロードロック室１２と第１のポート４０との間でトレイ５０を搬入・搬出する操作が同期して行われる。
前述したように、下段の搬送ローラ９０ａ、９１ａと上段の搬送ローラ９０ｂ、９１ｂは、逆向きに回転するから、電動モータＭ２により搬送ローラを駆動することによって、上段と下段のトレイ５０が逆向きに移動し、トレイ５０の搬入・搬出操作がなされる。

第１のロードロック室１２にトレイ５０を搬入した後、ゲートバルブ１６ａを閉止し、第１のロードロック室１２を真空排気する。これによって、処理チェンバー１０に未処理のワーク８０を搬入できる状態になる。
前工程で処理チェンバー１０に搬入されていたワーク８０についての処理が完了したら、ゲートバルブ１６ｂを開き、電動モータＭ１と電動モータＭ２を同期させて駆動し、処理チェンバー１０の下段の搬送ローラ９２ａ、９３ｂにトレイ（未処理ワーク）５０を搬入し、処理チェンバー１０の上段の搬送ローラ９２ｂ、９３ｂから、第１のロードロック室１２の上段の搬送ローラ９０ｂ、９１ｂにトレイ（処理後ワーク）５０を受け渡す。

下段と上段の搬送ローラ間でトレイ５０が受け渡されたら、ゲートバルブ１６ｂを閉止し、第１のロードロック室１２を大気開放し、電動モータＭ２を駆動して、第１のロードロック室１２から第１のポート４０にトレイ（処理後ワーク）５０を搬出し、同時に、第１のポート４０から第１のロードロック室１２にトレイ（未処理ワーク）５０を搬入する。処理後のワーク８０を支持するトレイ５０は上段の搬送ローラ９０ｂ、９１ｂによって搬出され、未処理のワーク８０を支持するトレイ５０は下段の搬送ローラ９０ａ、９１ａによって搬入される。

処理チェンバー１０と第１のロードロック室１２との間でトレイ５０を搬出入する操作の際には、処理チェンバー１０の昇降ステージ７０は下段の搬送ローラ９２ａ、９３ａよりも下方に位置している。トレイ５０が処理チェンバー１０に搬入されると、昇降ステージ７０によって、トレイ５０は上段の搬送ローラ９２ｂ、９３ｂの上方の処理位置まで持ち上げられる。昇降ステージ７０および昇降ステージ７０を昇降する駆動部が昇降手段を構成する。

図１２は、昇降ステージ７０によってトレイ５０を処理位置まで上昇させた状態を示す。昇降ステージ７０によってトレイ５０を持ち上げる際には、トレイ５０が搬送ローラ９２ｂ、９３ｂと干渉しないように、上段の搬送ローラ９２ｂ、９３ｂを横方向に退避させて行う。搬送ローラ９２ｂ、９３ｂの移動は駆動部１００、１０１によってなされる。
昇降ステージ７０によってトレイ５０を上位置に支持した状態でワーク８０に所要の処理が施される。

本実施形態においては、前述した実施形態とは異なり、キャリア５４から昇降ステージ７０にトレイ５０を移載するといった操作を行わない。したがって、処理チェンバー１０に未処理のワーク８０が導入されたら、すぐにゲートバルブ１６ｂを閉止し、昇降ステージ７０によってトレイ５０を持ち上げる操作に移行することができる。
プラズマ成膜処理では、ゲートバルブ１６ｂを閉めてから、処理チェンバー１０にガスを供給してガス環境を定常化させるに１０秒程度要する。したがって、この時間内に昇降ステージ７０を処理位置まで上昇させてしまえば、昇降ステージ７０を移動する時間がサイクルタイムに影響を及ぼすことがない。

また、ワーク８０に成膜処理等を施した後は、昇降ステージ７０にトレイ５０を載せたまま、上段の搬送ローラ９２ｂ、９３ｂを搬送位置（元位置）に復帰させた状態で、昇降ステージ７０を下降させることにより、上段の搬送ローラ９２ｂ、９３ｂにトレイ５０を移載することができる。この場合も、プラズマ処理を施した後、ガスを処理チェンバー１０から排出する（パージ）ために１０秒間程度要する。したがって、この時間内に、トレイ５０を上段の搬送ローラ９２ｂ、９３ｂに移載してしまえばよい。
搬送ローラ９２ｂの回転軸９６ｂはスプライン軸９８を介してギア９７ｂに係合するから、下段と上段の搬送ローラ９２ａ、９２ｂが同期して回転する状態が維持されている。

ロードロック室１２から処理チェンバー１０に搬入された未処理のワーク８０は、処理チェンバー１０で処理された後、第２のロードロック室１４に搬出される。処理チェンバー１０と第のロードロック室１４との間でトレイ５０を搬出入する操作は、処理チェンバー１０と第１のロードロック室１２との間でトレイ５０を搬出入する操作と同様である。また、第２のロードロック室１４と第２のポート４２との間でのトレイ５０の搬出入操作も、第１のロードロック室１２と第１のポート４０との間のトレイ５０の搬出入操作と同様である。

これによって、第１のロードロック室１２から処理チェンバー１０に搬入されたワーク８０は、処理後、第２のロードロック室１４に搬出され、逆に、第２のロードロック室１４から処理チェンバー１０に搬入されたワーク８０は、処理後、第１のロードロック室１２に搬出される。すなわち、未処理のワーク８０と処理後のワーク８０が処理チェンバー１０で交差するように移動して、搬出入操作がなされる。

第１のポート４０あるいは第２のポート４２では、上段の搬送ローラ９０ｂ、９１ｂ、９４ｂ、９５ｂに支持されたトレイ５０から吸着パッド７６によりワーク８０を吸着支持し、ガイドレール７４に沿って移動枠７５を移動させながら、最終的に収納部Ｅに処理後のワーク８０を収納する。
次いで、トレイ５０に供給部Ｄから未処理のワーク８０を供給し、昇降ステージ７２によってトレイ５０を支持した状態で、上段の搬送ローラ９０ｂ、９１ｂ、９４ｂ、９５ｂを横方向の退避位置に移動させ、昇降ステージ７２を下降させ、下段の搬送ローラ９０ａ、９１ａ、９４ａ、９５ａにトレイ５０を移載する。この昇降ステージ７２によって上段から下段の搬送ローラにトレイ５０を移載する操作も、キャリア５４を使用する方法とくらべると搬送時間を短縮することができる。

なお、第１のポート４０および第２のポート４２において、処理後のワーク８０を収納部Ｅに収納し、未処理のワーク８０を新たにトレイ５０に供給する方法には種々の方法が可能であり、上述した方法に限定されるものではない。たとえば、搬送用のトレイ５０を複数個用意しておき、未処理のワーク８０についてはあらかじめトレイ５０に整列させて用意しておき、搬送操作に合わせてこれらのトレイ５０を順次供給するといった方法も可能である。

また、本実施形態では、下段の搬送ローラによって未処理のワークを供給し、上段の搬送ローラによって処理後のワークを供給する構成としたが、これとは逆に、下段の搬送ローラによって処理後のワークを供給し、上段の搬送ローラによって未処理のワークを供給する構成とすることも可能である。この場合は、処理チェンバー１０において、上段の搬送ローラからトレイ５０を処理位置まで上昇させ、処理後は、下段の搬送ローラの位置まで処理後のトレイを下降させるようにすればよい。

（サイクルタイム）
上述したように、本実施形態の処理装置では、キャリア５４との間でトレイ５０を移載する操作を省略したことによって、処理チェンバーとの間でワークを搬出入する操作に要する時間を短縮することができる。この搬出入操作は、図７に示すタイミングチャートおける交換操作の部分である。
従来の搬送方法において、処理チェンバーとの間でワークを搬出入する際に要する時間は以下のとおりである。
（１）ゲートバルブを開ける時間：２秒
（２）処理チェンバーにキャリアとともにトレイを搬入する時間：４秒
（３）未処理のトレイをキャリアから昇降ステージに移載する時間（処理後のトレイをキャリアに移載）：４秒
（４）キャリアを処理チェンバーから搬出する時間：３秒
（５）ゲートバルブを閉める時間：２秒
（６）これらを合わせると、１５秒となる。

本実施形態の処理装置において、処理チェンバーとの間でワークを搬出入するに要する時間は以下のとおりである。
（１）ゲートバルブを開ける時間：２秒
（２）処理チェンバーにトレイを搬入し、処理チェンバーからトレイを搬出する時間：４秒
（３）ゲートバルブを閉める時間：２秒
（４）これらを合わせると、８秒となる。

製品の処理内容にもよるが、太陽電池の成膜処理の例では、処理チェンバーのゲートバルブを閉めてから、成膜処理し、ゲートバルブをあけるまでに約５０秒かかる（ガス定常化：１０秒、プラズマ処理：３０秒、ガスパージ：１０秒）。したがって、この例では、第１の実施形態の処理装置の場合では、１サイクルタイムが、５０秒＋１５秒＝６５秒であったものが、本実施形態の処理装置によれば、５０秒＋８秒＝５８秒に短縮される。この場合、サイクルタイムは１０％程度短縮される。大量生産品の場合に１０％の生産効率の向上は、きわめて重要である。また、ワークの処理時間がさらに短い処理の場合、たとえば処理時間が３０秒といった場合には、サイクルタイムの短縮率は１５％程度となる。

本実施形態の処理装置によれば、第１のロードロック室１２と第２のロードロック室１４とから交互に未処理のワーク８０を供給してワーク８０を処理する方法によることで、処理チェンバー１０におけるワーク８０の処理時間が短い場合であっても、ワーク８０を余裕をもって供給することができ、ワークを供給する搬送系によって生産性が制約されることを防止することができ、また、ワーク８０の搬送操作を効率化することによって生産性を効率的に向上させることができる。

１０ 処理チェンバー
１２ 第１のロードロック室
１４ 第２のロードロック室
１６ａ〜１６ｄ ゲートバルブ
１８、１９ 真空装置
２０ 処理制御部
２２ 制御部
３０、３２ ワーク
３０ａ、３２ａ ワーク
４０ 第１のポート
４２ 第２のポート
５０ トレイ
５４ キャリア
５４ａ 切欠
５５ 上部棚
５６ 下部棚
５６ａ ラック
５７ 昇降ロッド
５７ａ フック
５８ ピニオン
７０、７２ 昇降ステージ
８０、８０ａ ワーク
９０ａ、９１ａ、９２ａ、９３ａ、９４ａ、９５ａ 下段の搬送ローラ
９０ｂ、９１ｂ、９２ｂ、９３ｂ、９４ｂ、９５ｂ 上段の搬送ローラ
９６ａ、９６ｂ、９６ｃ 回転軸
９７ａ、９７ｂ ギア
９８ スプライン軸
１００、１０１ 駆動部
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ 電動モータ

本発明は基板等のワークに成膜処理あるいはエッチング処理等の処理を施すワーク処理装置に関する。

本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、処理チェンバーにワークを搬入・搬出する操作を効率化し、ワークの処理を効率化することを可能にするワーク処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係るワーク処理装置は、処理チェンバーと、該処理チェンバーの両側に位置して処理チェンバーを挟んで処理チェンバーと直列に配置された第１のロードロック室および第２のロードロック室と、前記第１のロードロック室の端部、前記第１のロードロック室と前記処理チェンバーとの間の仕切り部、前記処理チェンバーと前記第２のロードロック室との間の仕切り部、および前記第２のロードロック室の端部にそれぞれ設けられたゲートバルブと、ワークを搬送するキャリアに上下２段に設けられ、上段の棚と下段の棚でそれぞれワークを支持するように構成され、未処理のワークと処理済みのワークをそれぞれ別の棚にセットすることが可能な上下２段の支持棚と、ワークの搬送の制御、前記ゲートバルブの開閉制御を含み、処理装置全体を制御し、未処理のワークを処理装置の一端側から処理装置に搬入し、処理装置を通過させ、処理されたワークを他端側から排出し、加えて、未処理のワークを処理装置の他端側から処理装置に搬入し、処理装置を通過させ、処理されたワークを一端側から排出する制御部とを具備することを特徴とする。

また、請求項２は、未処理のワーク３０を第１のロードロック室から処理チェンバーに供給する操作と、未処理のワーク３２を第２のロードロック室から処理チェンバーに供給する操作とを行い、ワーク３０、３２を交互に処理することを特徴としている。

請求項３は、処理装置の一の供給側からみれば、処理チェンバーによる２回の処理毎に１回、ワークが供給されることを特徴としている。

請求項４は、ワークを支持するトレイを有し、ワークはトレイに支持され、トレイと共に処理チェンバー内に搬入されて所要の処理が行われることを特徴としている。

請求項５は、トレイが格子状に形成されていることを特徴としている。

請求項６は、トレイを搬送するキャリアが、上位置と下位置の上下に離間した位置でトレイを支持するように構成されていることを特徴としている。

請求項７は、処理チェンバーの中央に配置され、上位置と下位置との間で昇降する昇降ステージを有することを特徴としている。

請求項８は、第１のロードロック室と第２のロードロック室にそれぞれ隣接して位置し、それぞれワークを第１のロードロック室と第２のロードロック室の搬入、搬出する第１のポートと第２のポートを有することを特徴としている。

請求項９は、第１のポートおよび第２のポートにそれぞれ配置され、トレイを昇降する昇降ステージを有することを特徴としている。

請求項１０は、第１のポート、第１のロードロック室、処理チェンバー、第２のロードロック室、第２のポートに亘って、上下２段に設けられた搬送ローラを有することを特徴としている。

請求項１１は、第１のポートと第１のロードロック室に配置された半装置ローラが電動モータによって同期して回転駆動されることを特徴としている。

Claims (27)

1. それぞれが未処理のワークの搬入および処理後のワークの搬出に用いられる、第１の給排口と第２の給排口とが設けられた処理チェンバーと、
   前記第１の給排口を介して、処理チェンバーに未処理のワークを搬入する操作と、処理チェンバーから処理後のワークを搬出する操作を行う第１の搬送機構と、
   前記第２の給排口を介して、処理チェンバーに未処理のワークを搬入する操作と、処理チェンバーから処理後のワークを搬出する操作を行う第２の搬送機構と、
   前記第１の搬送機構により前記処理チェンバーに搬入されて処理されたワークを前記第２の搬送機構に受け渡し、前記第２の搬送機構により処理チェンバーに搬入されて処理されたワークを第１の搬送機構に受け渡す交換手段と、
   前記第１の搬送機構と前記第２の搬送機構と前記交換手段とを制御し、前記第１の給排口と前記第２の給排口におけるワークの給排操作を交互に行う制御部とを備えていることを特徴とするワーク処理装置。
2. 前記処理チェンバーの前記第１の給排口に連通して設けられた第１のロードロック室と、前記処理チェンバーの前記第２の給排口に連通して設けられた第２のロードロック室とを備え、
   前記第１のロードロック室および第２のロードロック室を介して前記処理チェンバーとの間でワークが給排されることを特徴とする請求項１記載のワーク処理装置。
3. 前記第１のロードロック室と、前記処理チェンバーと、前記第２のロードロック室とが直列に配置されていることを特徴とする請求項２記載のワーク処理装置。
4. 前記第１のロードロック室との間で未処理のワークの搬入と処理後のワークの搬出を行う第１のポートと、
   前記第２のロードロック室との間で未処理のワークの搬入と処理後のワークの搬出を行う第２のポートとを備え、
   前記第１の搬送機構は、前記第１のポートと処理チェンバーとの間でワークを搬送し、前記第２の搬送機構は、前記第２のポートと処理チェンバーとの間でワークを搬送することを特徴とする請求項２または３記載のワーク処理装置。
5. 前記第１の搬送機構と第２の搬送機構は、
   未処理のワークと処理後のワークを、それぞれ異なる高さに支持する複数の支持棚を備えたキャリアを搬送する搬送手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のワーク処理装置。
6. 前記ワークを支持するトレイを備え、該トレイが前記キャリアの支持棚に支持されることを特徴とする請求項５記載のワーク処理装置。
7. 前記ワークを、ワークが支持されていた支持棚から、ワークの処理位置まで移動させる移動手段と、
   処理後のワークを、前記ワーク搬入時にワークが支持されていた支持棚とは異なる高さ位置の支持棚に移載する移載手段とを備えていることを特徴とする請求項５または６記載のワーク処理装置。
8. 前記第１のポートと第２のポートには、
   前記キャリアから、処理後のワークを収納部に収納する収納手段と、
   未処理のワークを前記キャリアに供給する供給手段とが設けられていることを特徴とする請求項５記載のワーク処理装置。
9. ワークを異なる高さ位置で搬送する下段の搬送ローラおよび上段の搬送ローラと、
   前記下段の搬送ローラと上段の搬送ローラを駆動する駆動機構とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のワーク処理装置。
10. 前記第１の搬送機構と前記第２の搬送機構は、
    下段の搬送ローラおよび上段の搬送ローラと、
    前記処理チェンバーに配された下段の搬送ローラおよび上段の搬送ローラとを備えることを特徴とする請求項９記載のワーク処理装置。
11. 下段の搬送ローラおよび上段の搬送ローラを、前記第１の給排口と第２の給排口を介してワークを給排する操作に合わせて、搬送方向を交互に逆転して駆動する駆動機構を備えることを特徴とする請求項１０記載のワーク処理装置。
12. 前記第１の給排口を介してワークを給排操作する際には、前記第１の搬送機構の下段および上段の搬送ローラを同期させて駆動し、
    前記第２の給排口を介してワークを給排操作する際には、前記第２の搬送機構の下段および上段の搬送ローラを同期させて駆動する、駆動機構の制御部を備えることを特徴とする請求項１１記載のワーク処理装置。
13. 前記処理チェンバーの前記第１の給排口に連通して第１のロードロック室が設けられるとともに、前記処理チェンバーの前記第２の給排口に連通して第２のロードロック室が設けられ、
    前記第１のロードロック室に、下段の搬送ローラと上段の搬送ローラが設けられ、
    前記第２のロードロック室に、下段の搬送ローラと上段の搬送ローラが設けられていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項記載のワーク処理装置。
14. 前記第１のロードロック室との間で未処理のワークの搬入と処理後のワークの搬出を行う第１のポートと、
    前記第２のロードロック室との間で未処理のワークの搬入と処理後のワークの搬出を行う第２のポートとが設けられ、
    前記第１のロードロック室と前記第１のポートとにわたり、下段の搬送ローラと上段の搬送ローラが設けられ、
    前記第２のロードロック室と前記第２のポートとにわたり、下段の搬送ローラと上段の搬送ローラが設けられていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項記載のワーク処理装置。
15. 前記処理チェンバーには、前記交換手段として、ワークを、搬送高さ位置とワークの処理位置との間で昇降させる昇降手段を備えることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一項記載のワーク処理装置。
16. 前記第１のポートと第２のポートには、
    ワークを搬送高さ位置とワークの移載位置との間で昇降させる昇降手段と、
    該昇降手段によりワークを昇降させる際に、第１のポートと第２のポートに配された上段の搬送ローラをワークと干渉しない位置に退避させる退避手段とを備えることを特徴とする請求項１４記載のワーク処理装置。
17. 前記ワークを支持するトレイを備え、前記第１の搬送機構と第２の搬送機構は、トレイを支持する機構を備えることを特徴とする請求項９〜１６のいずれか一項記載のワーク処理装置。
18. 前記処理チェンバーにおける処理を制御する処理制御部と、
    前記ロードロック室を真空排気する真空装置とを具備することを特徴とする請求項２，３，４，１３または１４のいずれか一項記載のワーク処理装置。
19. 第１の給排口と連通する第１のロードロック室と、
    第２の給排口と連通する第２のロードロック室と、
    各第１のロードロック室と第２のロードロック室に供えられ、異なる高さ位置でワークを搬送する下段の搬送ローラおよび上段の搬送ローラと、
    下段の搬送ローラおよび上段の搬送ローラを駆動する駆動機構とを具備することを特徴とする請求項９記載のワーク処理装置。
20. 第１の給排口からワークを給排する際、第１のロードロック室内の下段のローラと上段のローラとを同期して駆動し、第２の給排口からワークを給排する際、第２のロードロック室内の下段のローラと上段のローラとを同期して駆動する制御部を具備することを特徴とする請求項１９記載のワーク処理装置。
21. 駆動機構は、第１の給排口と第２の給排口から交互にワークを処理チャンバーに搬送するように下段のローラと上段のローラを駆動することを特徴とする請求項１９記載のワーク処理装置。
22. 処理チャンバーが下段のローラと上段のローラを具備することを特徴とする請求項１９記載のワーク処理装置。
23. 第１のロードロック室と第２のロードロック室とが処理チャンバーの両側に配置され、処理チャンバーがそれらの間に位置することを特徴とする請求項２２記載のワーク処理装置。
24. トレイがカーボントレイであることを特徴とする請求項６記載のワーク処理装置。
25. 下段の搬送ローラと上段の搬送ローラとは互いに反対方向にワークを搬送することを特徴とする請求項９記載のワーク処理装置。
26. 昇降手段によりワークを昇降させる際に、処理チャンバーに配された上段の搬送ローラをワークと干渉しない位置に退避させる退避機構を備えることを特徴とする請求項１５記載のワーク処理装置。
27. それぞれが未処理のワークの搬入と処理後のワークの搬出に用いられる、第１の給排口と第２の給排口とが設けられた処理チェンバーを用いてワークを処理する処理方法であって、
    前記第１の給排口から前記処理チェンバーに未処理のワークを搬入し、該処理チェンバーにおいて処理したワークを前記第２の給排口から搬出する第１の操作と、
    前記第２の給排口から前記処理チェンバーに未処理のワークを搬入し、該処理チェンバーにおいて処理したワークを前記第１の給排口から搬出する第２の操作とを、
    交互に行うことによりワークを処理することを特徴とするワーク処理方法。