JP2017057444A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 真空容器の容積を省スペースにしつつ、真空容器内を大気解放することなく、マスク交換できるスパッタリング装置を提供すること。
【解決手段】
真空容器２内で処理対象物７を真空処理室１５とロードロック室との間で搬送する搬送機構５は、真空処理室１５で処理対象物７に真空処理を行うときには、処理対象物７を処理対象物保持部８に保持した状態で搬送する。一方、真空処理室１５における真空処理時に真空処理源５０と処理対象物７との間に設けられるマスク３０をマスク固定部４０に対して着脱するときには、搬送機構５は、マスク搬送部材９０を介して処理対象物保持部８にマスク３０を保持した状態で搬送し、マスク着脱手段８０によってマスク固定部４０に対してマスク３０の着脱を行なう。
【選択図】 図３

Description

本発明の実施の形態は真空処理装置に関する。

従来、プラスチック成型品や基板などの処理対象物に薄膜を被覆する真空処理装置としては、成膜費用の安価なバッチ式の真空蒸着装置またはスパッタリング装置が多く使用されている。

上記の真空処理装置には、薄膜を処理対象物に成膜することができる真空容器の隣に、ロードロック室を持つものがある。ロードロック室は、真空容器との間に密閉可能な扉が設けられており、真空容器とは独立して内部の気圧を制御できる部屋である。ロードロック室を用いると、真空容器内部を減圧したまま処理対象物を出し入れすることができる。

ところで、このような真空処理装置では、薄膜を処理対象物上の希望する面に被膜させるため、開口部を有する遮蔽板、いわゆる、マスクを真空処理源と基板との間に配置したものがある。上記のマスクは、処理対象物の形状や、薄膜を被覆したい面が変更となる場合に交換する必要がある。しかし、作業者が現在使用しているマスクを取り出し、別のマスクを取り付けるには、真空容器を大気解放して、真空容器の外から作業しなければならない。つまり、マスク交換作業のために真空容器を大気解放する必要がある。

また、真空容器を大気解放後、成膜可能な真空度になるまで真空容器を再び減圧することは、時間がかかるという不具合が生じる。

このような不具合を解消する技術として、真空容器内に、複数種類のマスクを収納する遮蔽板保管庫を設け、マスクを自動交換可能に構成しているものが知られている。（特許文献１参照）

特開２００４−４３８８０号公報

しかし、真空容器内に遮蔽板の保管庫を設けるためには、真空容器を大きくする必要があり、装置が大型化してしまう。

本発明が解決しようとする課題は、真空容器の容積を省スペースにしつつ、真空容器内を大気解放することなく、マスクの交換をすることができる真空処理装置を提供することである。

本発明にかかる実施の形態の真空処理装置は、
処理対象物に真空処理が行なわれる真空処理室を有し、大気圧よりも減圧された雰囲気に減圧可能な真空容器と、
前記真空容器に接続され、前記真空容器とは独立して減圧可能なロードロック室と、
前記処理対象物を前記真空処理室と前記ロードロック室との間で搬送する搬送機構と、
前記真空処理室に配置され、前記処理対象物に対して真空処理を施す真空処理源と、
前記真空処理源と前記真空処理室に対して位置付けられた前記処理対象物との間でマスクを支持する支持部を備えたマスク固定部と、
を備える真空処理装置において、
前記処理対象物は、前記処理対象物を保持する処理対象物保持部に保持された状態で、前記搬送機構によって搬送され、
前記搬送機構は、前記マスクを、前記マスクを支持する支持部材を備えたマスク搬送部材を介して前記処理対象物保持部に保持した状態で搬送可能とし、
前記マスク搬送部材が前記真空処理室に対して位置付けられた状態で、前記マスク固定部との間で前記マスクを着脱するマスク着脱手段
を有することを特徴とする真空処理装置である。

第１の実施の形態における真空処理装置の概略図である。 第１の実施の形態における成膜対象物の搬送時の装置状態を示す模式図である。 第１の実施の形態におけるマスクの取外し時の装置状態を示す模式図である。 第１の実施の形態におけるマスク搬送部材を概念的に表す模式図である。 第１の実施の形態におけるマスクを取り外す前の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第１の実施の形態におけるマスクを取り外し後の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第１の実施の形態におけるマスク固定部の動作を表す斜視図である。 第１の実施の形態におけるマスクを取り付け前の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第１の実施の形態におけるマスクを取り付け後の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第２の実施の形態におけるマスクを取り付け前の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第２の実施の形態におけるマスクを取り付け後の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第２の実施の形態におけるマスクを取り外し前の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第２の実施の形態におけるマスクを取り外し後の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第３の実施の形態におけるマスクを取り付け前の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第３の実施の形態におけるマスクを取り付け途中の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第３の実施の形態におけるマスクを取り付け後の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第３の実施の形態におけるマスクを取り外し途中の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第３の実施の形態におけるマスクを取り外し後の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第４の実施の形態におけるマスクを取り付け前の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第４の実施の形態におけるマスクを取り付け後の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第４の実施の形態におけるマスクを取り外し前の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。 第４の実施の形態におけるマスクを取り外し後の真空処理用開口部の状態を表す模式図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明にかかる第１の実施の形態の真空処理装置について図１、２、５を用いて説明する。なお、本実施の形態において、真空処理装置は、具体的には、枚葉式マグネトロンスパッタ装置である。

本実施の形態の真空処理装置１は、図１に示すように、真空容器としての略円形のメインチャンバ２を有する。メインチャンバ２は、本体２ａと上蓋２ｂとで構成される。メインチャンバ２の内部空間Ｓは図示しない真空排気系により真空排気される。

そして、メインチャンバ２の内部の中央には、メインチャンバ２の底壁を貫通して垂直に延在する回転軸３が設けられる。この回転軸３の下端は、メインチャンバ２の下面に固定されたモータ４と連結され、回転軸３の上端は、円板状の回転テーブル５の中心と連結される。回転テーブル５には、複数の円形開口が形成されている。この複数の円形開口は、回転軸３を中心とした同心円上に配置される。

本実施の形態では、円形開口は、２つである。それぞれの円形開口は、回転テーブル５の回転中心に対して点対称の位置に配置される。

各円形開口上には、底を有する円筒状のワークチャンバ６がそれぞれ支持される。ワークチャンバ６には、上部開口６ａと下部開口６ｂとがそれぞれ設けられている。

なお、図１では図示を省略しているが、処理対象物としての成膜対象物７は、図２に示すような、底を有する円筒状のホルダ（処理対象物保持部）８に収容された状態で供給される。したがって、図１でワークチャンバ６に保持される成膜対象物７は、ホルダ８に収容された状態でワークチャンバ６に保持されている。ここで、回転テーブル５は、搬送機構として機能する。

メインチャンバ２の下面には、回転軸３を挟んでアクチュエータ９、１０が設けられる。各アクチュエータ９、１０は、メインチャンバ２の底壁を貫通し、内部空間Ｓ中で上下に往復運動するロッド９ａ、１０ａを備えている。各ロッド９ａ、１０ａの先端には、回転テーブル５の円形開口を通過し、ワークチャンバ６を支持した状態で昇降するプッシャ９ｂ、１０ｂが設けられる。

図１は、ロッド９ａ、１０ａがそれぞれ下がった状態を示す。

一方、メインチャンバ２の上蓋２ｂには、真空処理用開口部２ｃとロードロック用開口部２ｄとが設けられている。真空処理用開口部２ｃとロードロック用開口部２ｄとは、回転テーブル５の円形開口が配置された同心円上であり、回転テーブル５の回転中心に対して点対称の位置に形成されている。これにより、回転テーブル５の一方の円形開口が真空処理用開口部２ｃと対向する位置に回転移動すると、もう一方の円形開口がロードロック用開口部２ｄと対向する位置となる。

上述したアクチュエータ９、１０のうち、アクチュエータ９は、真空処理用開口部２ｃの下方に位置し、アクチュエータ１０は、ロードロック用開口部２ｄの下方に位置している。

また、上蓋２ｂの真空処理用開口部２ｃ上には、真空処理室１５が設けられる。すなわち、チャンバ２は、真空処理室を有する。

ワークチャンバ６がアクチュエータ９より上方に持ち上げられた状態において、真空処理用開口部２ｃとワークチャンバ６および真空処理室１５とで形成される空間は、成膜対象物７の真空処理スペース１１として作用する。また、ワークチャンバ６がアクチュエータ１０により上方に持ち上げられた状態において、ロードロック用開口部２ｄとワークチャンバ６とで形成されるワークチャンバ６の内部空間は、ロードロックスペース１２として作用する。

ロードロック用開口部２ｄの上方に、メインチャンバ２の外部に設置された外部搬送機構２０の水平アーム２１の一端が位置される。水平アーム２１の両端には、真空蓋２３ａ、２３ｂが設けられている。ロードロック用開口部２ｄは、真空蓋２３ａ、２３ｂのうち、開口部２ｄ上に位置付けられた真空蓋によって、気密に閉塞される。つまり、ロードロック用開口部２ｄ、ワークチャンバ６、真空蓋２３ａ、２３ｂによって、ロードロック室が形成される。

また、真空蓋２３ａ、２３ｂは、図２に示すように、ホルダ８を保持する機能を有し、ホルダ８を内部空間Ｓ中のワークチャンバ６へと供給する。

なお、真空蓋２３ａ、２３ｂによってロードロック用開口部２ｄが閉じられたときには、ロードロックスペース１２は、前述の真空排気系とは別の図示しない排気ポンプにより真空排気され、真空蓋２３ａ、２３ｂによってロードロック用開口部２ｄが開放されるときには、図示しない真空破壊弁によりロードロックスペース１２は大気解放される。

ところで、真空処理用開口部２ｃの側壁には、メインチャンバ２の内壁およびワークチャンバ６の内壁へスパッタ粒子が付着するのを防ぐための概略円環形状のリフレクタ（防着板）１３が配置される。リフレクタ１３には、図５に示すように、マスク３０を保持固定する複数のマスク固定部４０が設けられている。本実施の形態では、３つのマスク固定部４０が１２０°間隔で同心円状に配置される。

真空処理室１５の上の上部には、真空処理源としての成膜用スパッタ源５０が接続される。成膜用スパッタ源５０は、ターゲット５１、磁石装置５２、ガス導入口５３を備えている。

ターゲット５１は、成膜物質からなるディスク状の形状をしており、成膜用スパッタ源５０の上壁内面に図示しないバッキングプレート等を介して固定される。

磁石装置５２は、成膜用スパッタ源５０の上面に設けられ、モータ５４により、ターゲット５１の中心軸まわりに回転される。この磁石装置５２の回転によって、ターゲット５１のスパッタされる面に回転磁界が与えられ、スパッタによるターゲット５１の侵食が面内で均一にされる。

ガス導入口５３は、成膜用スパッタ源５０の壁部に形成され、ガス導入口５３に接続されたガス導入管６１を介して、例えばアルゴン（Ａｒ）ガス等の放電ガスがメインチャンバ２に導入される。このメインチャンバ２への放電ガスの導入量は、ガス導入管６１の途中に設けられたバルブ６２を介してマスフローコントローラ６３で制御することにより調整される。

メインチャンバ２の外部に電源６４と制御装置６５が設けられる。電源６４は、例えば直流電源であり、電力供給線６６を介してターゲット５１に電力を供給する。制御装置６５は、例えばマイクロプロセッサを含む回路装置であり、モータ４やアクチュエータ９、１０、マスフローコントローラ６３、電源６４の動作を制御する。

次に、上記真空処理装置１を用いた成膜処理について図１と図２を用いて説明する。

図２に示すように、成膜対象物７は、外部搬送機構２０によりメインチャンバ２内に搬入される。具体的には、水平アーム２１の真空蓋２３ａが、その下面にホルダ８（成膜対象物７が載置されている。）を保持した状態でロードロック用開口部２ｄの上に移動する。そして、ロードロック用開口部２ｄは、真空蓋２３ａにより気密に閉塞される。

ロードロック用開口部２ｄが気密に閉塞されると、メインチャンバ２内部において、アクチュエータ１０のロッド１０ａが上昇する。そして、ロッド１０ａの先端部に取り付けられたプッシャ１０ｂにより、ワークチャンバ６（成膜対象物７を載置していない）が持ち上げられてロードロック用開口部２ｄの下側縁部に密着される。これにより、ワークチャンバ６の上部開口６ａは気密に閉塞される。一方、下部開口６ｂは、プッシャ１０ｂによって気密に閉塞される。

この状態で、ロードロックスペース１２は、図示しない排気ポンプによって減圧される。このとき、真空蓋２３ａに保持されていたホルダ８は、ワークチャンバ６内へ載置される。

ロードロックスペース１２が十分減圧、好ましくは、メインチャンバ内の圧力まで減圧された後、ロッド１０ａは下降して、ホルダ８を載置したワークチャンバ６は、回転テーブル５により支持される。

なお、内部空間Ｓは、常に図示しない真空排気系により減圧下にある。

モータ４により回転軸３が回転され、これにより回転テーブル５が水平面内で回転される。ロードロック用開口部２ｄに対向する位置にある、ホルダ８を支持したワークチャンバ６は、回転テーブル５の上に支持された状態で回転テーブル５の回転に伴い、円形の軌跡を移動し、真空処理用開口部２ｃに対向する位置に移動される。

ここで、アクチュエータ９のロッド９ａが上昇され、プッシャ９ｂによってワークチャンバ６（ホルダ８を載置している）は、持ち上げられる。プッシャ９ｂによって最高上昇位置まで持ち上げられたワークチャンバ６の上部開口６ａと真空処理用開口部２ｃの下側縁部との間には、数ｍｍの間隔が設けられる。この数ｍｍの間隔を設けることで、真空処理スペース１１は、図示しない真空排気系により常に減圧される。なお、真空処理用開口部２ｃの下側縁部との間隔を介して減圧する代わりに、真空処理スペース１１に真空排気系を付設して排気可能としてもよい。例えば、アクチュエータ９のプッシャ９ｂに真空排気機能を付設し、排気可能としてもよい。

真空処理スペース１１には、放電ガスとして、例えば、アルゴンガスがガス導入管６１およびガス導入口５３を介して導入される。ガス流量は、例えば２０〜４０[ｓｃｃｍ]である。ワークチャンバ６がプッシャ９ｂによって最高上昇位置まで持ち上げられた後、真空処理スペース１１内の圧力が所望の圧力（例えば、０．５〜１[Ｐａ]）に安定したところで、電源６４をオンさせ、ターゲット５１に電力を供給する。この電力の供給により、ターゲット５１をカソード、真空処理スペース１１の壁部をアノードとする放電が生じ、アルゴンガスが電離して真空処理スペース１１内にプラズマが生起され、加速されたアルゴンイオンによってターゲット５１がスパッタされる。ターゲット５１の材質は、例えばＡｇ、Ａｌなどである。

スパッタされたターゲット５１の構成原子は、マスク３０を介して、成膜対象物７の成膜面に付着堆積され、成膜対象物７にターゲット材料の膜が形成される。

成膜処理が終了すると、ロッド９ａが下降され、ワークチャンバ６は回転テーブル５上に戻される。次いで、回転テーブル５が回転され、処理を終えた成膜対象物７を保持したホルダ８は、ロードロック用開口部２ｄに対向する位置にワークチャンバ６ごと回転移動される。そして、ホルダ８を載置したワークチャンバ６は、ロッド１０ａの上昇に伴い、プッシャ１０ｂにより持ち上げられ、ロードロック用開口部２ｄの下側縁部に密着する。この後、ロードロックスペース１２は、大気開放される。

大気解放後、ホルダ８は、水平アーム２１の真空蓋２３ａの下面に保持される。水平アーム２１は、真空蓋２３ａの下面に処理済みの成膜対象物７を保持したホルダ８を保持し、真空蓋２３ｂの下面に処理前の成膜対象物７を保持したホルダ８を保持する。この状態で、水平アーム２１は、水平面内で回転され、これにより、処理済みの成膜対象物７がメインチャンバ２の外部に搬出されると共に、処理前の成膜対象物７がロードロック用開口部２ｄに臨む位置に移動される。ロードロック用開口部２ｄに臨む位置に移動された処理前の成膜対象物７に対しては、上述と同様の動作および処理が行われる。以上のことが繰り返され、成膜対象物７は１枚ずつ次々と成膜処理される。

ところで、このような真空処理装置１においては、成膜対象物７の形状や、薄膜を被覆したい領域が変更となる場合等がある。このとき、マスク３０は、これらの変更に対応した開口部を持つマスク３０へと交換される必要がある。

そこで、本実施の形態の真空処理装置１は、真空槽内を大気解放すること無く、かつ、真空槽内に遮蔽板保管庫を設ける必要が無い、マスク３０を着脱するためのマスク着脱手段を備える。

以下、マスク３０を着脱するためのマスク着脱手段について図３〜図７を用いて説明する。

本実施の形態におけるマスク着脱手段は、マスク３０を支持する支持部材７０を備えたマスク搬送部材９０（以下、単に「搬送部材９０」という。）と、真空処理用開口部２ｃの側壁に設けられたマスク固定部４０に作用し、マスク３０を着脱する着脱部材８０と、マスク３０をメインチャンバ２の外部とメインチャンバ２の内部の真空処理用開口部２ｃとの間で搬送するための手段とによって構成される。

図３に示すように、支持部材７０と、着脱部材８０とは、搬送部材９０に設けられ、搬送部材９０は、マスク３０の着脱の際に、成膜対象物７に代えてホルダ８に載置される。

マスク３０をメインチャンバ２の外部とメインチャンバ２の内部の真空処理用開口部２ｃとの間で搬送するための手段は、外部搬送機構２０と回転テーブル５、およびアクチュエータ９、１０が兼ねる。搬送部材９０が載置されたホルダ８が、外部搬送機構２０と回転テーブル５、およびアクチュエータ９、１０により、メインチャンバの外部とメインチャンバの内部の真空処理用開口部との間を成膜処理の場合と同様に搬送される。

次に搬送部材９０の構成について詳細に説明する。

図４に示すように、搬送部材９０は、円板状の本体９１を持つ。この本体９１の外形は、ホルダ８の内壁の平面形状と相似形であり、ホルダ８内に丁度入る大きさである。

ホルダ８の内壁と本体９１とには、ホルダ８内にて搬送部材９０の回転方向の位置を規制する不図示の位置決め部材が設けられる。なお、ホルダ８内部の底に凹部を設け、この凹部と後述する支持部材７０ａ〜７０ｃが嵌め合うことで位置を決めても良い。

本体９１の一方の面には、支持部材７０ａ〜７０ｃと、取外し部材８１ａ〜８１ｃとがそれぞれ３つずつ設けられ、もう一方の面には、支持部材７０ａ〜７０ｃと、取付け部材８２ａ〜８２ｃとがそれぞれ３つずつ設けられる。本実施の形態では、一方の面の支持部材７０ａ〜７０ｃと他方の面の支持部材７０ａ〜７０ｃとは、同一形状であるから同じ符号を付している。また、取外し部材８１ａ〜８１ｃと取付け部材８２ａ〜８２ｃとは、着脱部材８０を構成する。

支持部材７０ａ〜７０ｃは、円柱形状の部材であり、本体９１の中央を円の中心とした同心円上に等間隔（ここでは、１２０°間隔）で配置され、一方の面と他方の面とでそれぞれ同じ位置に配置される。

支持部材７０ａ〜７０ｃは、マスク３０を支持する機能の他に、搬送部材９０の脚としての機能も持つ。ホルダ８内部の底と向かい合う本体９１の面に設けられた支持部材７０ａ〜７０ｃをホルダ８の底に当接させて搬送部材９０をホルダ８に載置する。

この状態で、上側に位置する支持部材７０ａ〜７０ｃ上にマスク３０を支持させると、マスク３０の下面がホルダ８の上側縁に対してほぼ同じ高さとなる。

一方、取外し部材８１ａ〜８１ｃと取付け部材８２ａ〜８２ｃとは、円柱形状であり、本体９１と接続していない方の端部、つまり、自由端部に、傾斜面が形成されている。

取外し部材８１ａ〜８１ｃと取付け部材８２ａ〜８２ｃの高さは、ワークチャンバ６が、プッシャ９ｂによって最高上昇位置まで持ち上げられた状態において、取外し部材８１ａ〜８１ｃ、取付け部材８２ａ〜８２ｃがリフレクタ１３と接触しない高さに決定される。そして、傾斜面の傾斜角度は、ワークチャンバ６が回転テーブル５に載置されている状態から、プッシャ９ｂによって最高上昇位置まで持ち上げられるまでの間に、後述するマスク固定部４０ａ〜４０ｃの解除動作が完了するように、傾斜面の傾斜角と長さが決定される。

取外し部材８１ａ〜８１ｃは、本体９１の中央を円の中心とした同心円上であり、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの取り付け位置に合わせて等間隔、つまり、１２０°間隔で配置される。

なお、ホルダ８の内壁と搬送部材９０の本体９１とには、ホルダ８内にて搬送部材９０の回転方向に対する位置を規制する不図示の位置決め部材が設けられる。これによって、搬送部材９０は、ホルダ８内で予め設定された向きで保持される。また、外部搬送機構２０の真空蓋２３ａ、２３ｂとホルダ８とには、真空蓋２３ａ、２３ｂに対してホルダ８を予め設定した向きで保持させるための不図示の位置決め部材が設けられている。これによって、ホルダ８は、真空蓋２３ａ、２３ｂに予め設定された向きで保持される。

これらによって、ホルダ８内に保持されて、真空処理用開口部２ｃに対向する位置に搬送された搬送部材９０は、その取外し部材８１ａ〜８１ｃがマスク固定部４０ａ〜４０ｃに当接する位置に位置付けられることとなる。

なお、取外し部材８１ａは、支持部材７０ａと７０ｂとの中間の位置に配置される。これは、マスク固定部４０ａ〜４０ｃと支持部材７０ａ〜７０ｃとが接触するのを防ぐためである。取外し部材８１ｂ、８１ｃも同様である。

また、取外し部材８１ａ〜８１ｃは、自由端部の傾斜面を本体９１の外周方向へ向けて配置される。

取付け部材８２ａ〜８２ｃも、取外し部材８１ａ〜８１ｃと同様に、本体９１の中央を円の中心とした同心円上に等間隔、つまり、１２０°間隔で配置されるが、同心円の半径は、取外し部材８１ａ〜８１ｃよりも大きい。さらに、取付け部材８２ａ〜８２ｃの自由端部の傾斜面は、本体９１の中央方向へ向けて配置される。そして、取付け部材８２ａと取外し部材８１ａとは、本体９１の半径方向において同一直線上に配置される。取付け部材８２ｂと取外し部材８１ｂ、取付け部材８２ｃと取外し部材８１ｃも同様に本体９１の半径方向において同一直線上に配置される。この取付け部材８２ａ〜８２ｃについても、取外し部材８１ａ〜８１ｃと同様に、ホルダ８の内壁と搬送部材９０の本体９１との間の位置決め部材、および、真空蓋２３ａ、２３ｂとホルダ８との間の位置決め部材によって、マスク固定部４０ａ〜４０ｃに当接する位置に位置付けられることとなる。

ここで、搬送部材９０にマスク３０を支持させる構成について説明する。

マスク３０は、搬送部材９０に、支持部材７０ａ〜７０ｃの上端に載せられた状態で支持される。このとき、マスク３０を搬送部材９０に対して、本体９１の面に沿う方向と回転方向に位置決めするために、搬送部材９０には、不図示のガイド部材が設けられる。ガイド部材は、マスク３０に設けられた、ガイド部材の係合部（不図示）に係合することで、マスク３０を位置決めする。マスク３０は、この位置決めされた状態で、その外周に等間隔（本実施の形態では１２０°間隔）で設けられた切欠き部３１ａ〜３１ｃが、取付け部材８２ａ〜８２ｃや取外し部材８１ａ〜８１ｃの真上に位置付けられるようになっている。

ガイド部材は、例えばピン部材であり、マスク３０の外形に沿った位置に配置される。

また、ガイド部材として、マスク３０に、支持部材７０ａ〜７０ｃが嵌り込む凹部や筒状の凸部を設けてもよい。

なお、上述したように、真空蓋２３ａ、２３ｂに対してホルダ８が位置決めされ、ホルダ８に対して搬送部材９０が位置決めされ、搬送部材９０に対してマスク３０が位置決めされることで、ホルダ８が真空処理用開口部２ｃに対向する位置に搬送されたときに、マスク３０の外周がマスク固定部４０ａ〜４０ｃに対して、図５に示すような、予定された位置関係で配置される。

ホルダ８の内壁と搬送部材９０の本体９１とには、ホルダ８内にて搬送部材９０の回転方向の位置を規制する不図示の位置決め部材が設けられる。これによって、搬送部材９０は、ホルダ８内で予め設定された向きで保持される。

次に、マスク３０を着脱する動作について説明する。

図３に示すように、取外し部材８１ａ〜８１ｃを上にした状態の搬送部材９０を保持したホルダ８が、成膜対象物７と同様に外部搬送機構２０によりメインチャンバ２内に搬入され、ワークチャンバ６に載置される。

図示しない排気ポンプによって、ロードロックスペース１２内が十分減圧された後、ロッド１０ａが下降して、ホルダ８を載置したワークチャンバ６は、回転テーブ５により支持される。

モータ４により回転軸３が回転され、回転テーブル５も水平面内で回転する。回転テーブル５に支持されたワークチャンバ６およびこれに支持されたホルダ８は、ロードロック用開口部２ｄに対向する位置から、図５に示すように、真空処理用開口部２ｃに対向する位置へ移動する。

図６に示すように、アクチュエータ９のロッド９ａが上昇し、プッシャ９ｂにより、ワークチャンバ６（搬送部材４３）が持ち上げられる。

搬送部材９０の取外し部材８１ａ〜８１ｃの上昇に伴い、リフレクタ１３に取り付けられたマスク固定部４０ａ〜４０ｃは、反時計回り方向に回転移動する。

具体的には、マスク固定部４０ａとそれに対応する取外し部材８１ａに着目して説明すると、図７に示すように、マスク固定部４０ａは、本体４１、回転軸４２、凸部４３（受動部）で構成される。

本体４１は、Ｌ字の形状をしており、Ｌ字の面でマスク３０を保持固定する。

本体４１の一端に回転軸４２が設けられている。この回転軸４２は、リフレクタ１３と本体４１とを回転可能に接続する。

本体４１の他端側面には、取外し部材８１ａ(マスク３０を取り付ける場合は、取付け部材８２ａ)と当接する円柱状の凸部４３が設けられている。

搬送部材９０に設けられた取外し部材８１ａは、プッシャ９ｂによるワークチャンバ６の上昇に伴って上昇する。この上昇過程で、取外し部材８１ａの傾斜面がマスク固定部４０ａの凸部４３に当接する。マスク固定部４０ａの凸部４３が、取外し部８１ａの傾斜面に当接後、マスク固定部４０ａは、取外し部材８１ａの上昇に伴い、取外し部材８１ａの傾斜面に沿って反時計回り方向に回転移動される。つまり、マスク固定部４０ａは、回転軸４２を基準にマスク３０の固定を解除する方向に回転される（解除動作）。

固定を解除されたマスク３０は、図６に示すように、搬送部材の支持部材７０ａ〜７０ｃによって支持される。

マスク３０の取外しが終了すると、ロッド９ａが下降され、ワークチャンバ６は回転テーブル５上に戻される。次いで、回転テーブル５が回転され、ホルダ８（マスク３０を支持している）は、ロードロック用開口部２ｄに対向する位置にワークチャンバ６ごと回転移動される。そして、ロッド１０ａが上昇され、プッシャ１０ｂによりワークチャンバ６は、ホルダ８を載置した状態で持ち上げられてロードロック用開口部２ｄの下側縁部に密着され、ホルダ８は水平アーム２１の真空蓋２３ａ、２３ｂに移される。水平アーム２１は、真空蓋２３ａ、２３ｂにホルダ８を保持した状態で回転され、マスク３０が搬出される。

一方、マスク３０を取外し後に、新たなマスク３０を取付ける場合は、搬送部材９０を取り外し時とは上下反対にしてホルダ８に載置する。ここで、上下反対とは、搬送部材９０の取付け部材８２ａ〜８２ｃが上になる位置のことである。

搬送部材９０の支持部材７０ａ〜７０ｃには、新たなマスク３０が支持される。このとき、マスク３０は、ガイド部材（不図示）によって、位置決めされる。

マスク３０の取外し時と同様に、ホルダ８は、外部搬送機構２０および回転テーブル５によって搬送され、図８に示すように、真空処理用開口部２ｃに対向する位置に移動される。

図９に示すように、アクチュエータ９のロッド９ａが上昇し、プッシャ９ｂにより、ワークチャンバ６が持ち上げられる。

このワークチャンバ６、つまり、搬送部材９０の上昇過程で、リフレクタ１３に取り付けられたマスク固定部４０ａ〜４０ｃは、搬送部材９０の取付け部材８２ａ〜８２ｃによって取外し時とは反対方向（時計回り方向）に回転される。そして、マスク固定部４０ａ〜４０ｃは、マスク３０を固定する位置に移動される。

マスク固定部４０ａとそれに対応する取付け部材８２ａに着目して説明すると、搬搬送部材９０の上昇過程で、取付け部８２ａの傾斜面がマスク固定部４０ａの凸部４３に当接する。凸部４３が取付け部８２ａの傾斜面に当接後、搬送部材９０の上昇に伴い、マスク固定部４０ａが取付け部８２ａの傾斜面に沿って時計回り方向に回転移動される。これにより、マスク固定部４０ａは、回転軸４２を基準にマスク３０を固定する位置に回転される。（固定動作）
マスク固定部４０ａ〜４０ｃが固定動作を開始するとき、マスク３０は、搬送部材９０の支持部材７０ａ〜７０ｃに支持された状態で、マスク固定部４０ａ〜４０ｃよりも上の位置に配置されている。

マスク固定部４０ａ〜４０ｃの固定動作が終了すると、ロッド９ａが下降され、ワークチャンバ６は、回転テーブル５上に戻される。この下降過程で、マスク３０は、マスク固定部４０ａ〜４０ｃ上に支持される。

この後、回転テーブル５が回転され、ホルダ８（マスク３０を支持していない）は、ロードロック用開口部２ｄを介して外部搬送機構２０の真空蓋２３ａ、２３ｂに移され、メインチャンバ２の外部に搬出される。これにより、マスク３０のメインチャンバ２の内部への搬入が完了する。

本実施の形態における真空処理装置１では、搬送部材９０、着脱部材８０、外部搬送機構２０と回転テーブル５、およびアクチュエータ９、１０が、マスク着脱手段として機能する。

このため、メインチャンバ２内の真空を保持しつつマスク３０の着脱を行うために、大型の着脱機構、例えばロボットアームを新たに装置内に設ける必要がなく、交換用のマスク３０をメインチャンバ２内に保管する必要もない。つまり、メインチャンバ２の容積を省スペースにしつつ、真空容器内を大気解放することなく、マスク３０の交換をすることができる。

また、１度マスク３０の脱ガスを行えば、以後、次のマスク交換を行うまで、マスク３０の脱ガスを行う必要が無く、生産に必要なマスク３０は、少なくとも、使用するマスク３０と、交換するマスク３０の２個あればよく、省資源である。

また、本実施の形態の搬送部材９０を用いると、１つの搬送部材９０でマスク３０の着脱が可能となる。
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について図１０〜図１３を用いて説明する。なお、上記第１の実施の形態と同じ構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第２の実施の形態は、マスク３０と搬送部材９０の構成が、第１の実施の形態と相違する。また、第１の実施の形態では、マスク固定部４０ａ〜４０ｃに受動部としての凸部４３を設けていたが、第２の実施の形態では、マスク３０に受動部を設け、マスク固定部４０ａ〜４０ｃを固定配置した点で相違する。

マスク３０は、第１の実施の形態と同様に、円板状の形状に形成されているが、本実施の形態においては、その外周部に、３つの凸部３２ａ〜３２ｃが等間隔、つまり、１２０°間隔で設けられ、３つの凹部３３ａ〜３３ｃが１２０°間隔で設けられる。なお、凸部３２ａ〜３２ｃと凹部３３ａ〜３３ｃとは、６０°ずれて設けられている。ここで、凸部３２ａ〜３２ｃと凹部３３ａ〜３３ｃは、それぞれ受動部として機能する。また、凸部３２ａ〜３２ｃは、円柱状で、その軸線方向がマスク３０の半径方向と平行になるように設けられている。

搬送部材９０は、本体９１の一方の面に、３つの取外し部材８１ａ〜８１ｃを、マスク３０の凹部３３ａ〜３３ｃと同一直径の配置となるように有している。

この取外し部材８１ａ〜８１ｃは、径の異なる大小二つの円柱状部材が同軸で接合された形状に形成されている。大径の円柱状部材が本体９１に接合され、小径の円柱状部材の先端（自由端）は傾斜面となっている。そして、取外し部８１ａ〜８１ｃは、傾斜面が反時計回り方向を向くように設けられる。また、小径の円柱状部材の直径は、マスク３０の凹部３３ａ〜３３ｃに丁度嵌り込むことができる程度の大きさに形成される。大径の円柱状部材の直径は、小径の円柱状部材との間の段差８３によってマスク３０を支持可能で、搬送部材９０の外周よりも外側にはみ出さない程度の大きさとなっている。

搬送部材９０は、第１の実施の形態と同様に、本体９１の両面にそれぞれ３つの支持部材７０ａ〜７０ｃ、７１ａ〜７１ｃを備える。ただし、取外し部材８１ａ〜８１ｃが設けられていない側の面に設けられた支持部材７１ａ〜７１ｃは、本体９１に対して着脱可能に設けられる。具体的には、支持部材７１ａ〜７１ｃにおける本体９１に取り付けられる側の端部には、雄ねじ部が形成され、本体９１における支持部材７１ａ〜７１ｃの取り付け部には雌ねじ部が設けられており、支持部材７１ａ〜７１ｃは、ねじ込み式で着脱自在とされている。

なお、本実施の形態では、第１の実施の形態よりも支持部材７０ａ〜７０ｃ、７１ａ〜７１ｃの長さが長く形成されている。

また、搬送部材９０が、位置決め部材によってホルダ８に対して位置決めされるようになっている点、マスク３０が、ガイド部材によって搬送部材９０に対して位置決めされるようになっている点については、第１の実施の形態と同様である。

また、本実施の形態では、搬送部材９０に取付け部材を設けない代わりに、図１０（ｂ）に示すように、リフレクタ１３の、平面形状が正六角形に形成されている内壁のうち、マスク固定部４０ａ〜４０ｃが設けられている面に、取付け部材８２ａ〜８２ｃをそれぞれ設けている。これらの取付け部材８２ａ〜８２ｃは、四角柱状の形状であり、その下面が傾斜面となっている。また、各取付け部材８２ａ〜８２ｃは、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの上側で、傾斜面のほぼ中央がマスク固定部４０ａ〜４０ｃの上面（マスク３０の支持部）と対向する位置関係で固定されている。上下方向においては、取付け部材８２ａ〜８２ｃの下端（傾斜面の先端）が、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの上端と同じ高さとなるように配置される。

ここで、マスク固定部４０ａ〜４０ｃは、高さより幅が大きく、直交する側面同士の面積が異なる直方体である。このマスク固定部４０ａ〜４０ｃは、側面のうち、面積が大きい側面の一方でリフレクタ１３の内壁に固定されている。マスク固定部４０ａ〜４０ｃの上面は、マスク３０の凸部３２ａ〜３２ｃの支持部となっており、長手方向の両端部から中央に向かって低くなる傾斜面となっている。

次に、マスク３０を着脱する動作について説明する。なお、マスク３０の搬送について詳細な説明は省略する。

まず、マスク３０を取り付ける動作について説明する。

図１０に示すように、支持部材７０ａ〜７０ｃ上にマスク３０を支持した状態の搬送部材９０を保持したホルダ８が、成膜対象物７と同様にして、外部搬送機構２０によりメインチャンバ２内に搬入され、ワークチャンバ６内に載置される。

このとき、マスク３０は、図示しないガイド部材によって搬送部材９０に対して位置決めされている。また、第１の実施の形態と同様に、搬送部材９０は、不図示の位置決め部材によってホルダ８に対して位置決めされ、ホルダ８も、不図示の位置決め部材によって、外部搬送機構２０の真空蓋２３ａ、２３ｂに対して位置決めされている。このことによって、ワークチャンバ６内に、搬送部材９０、つまり、マスク３０を予定された向きで載置することができるようになっている。

ワークチャンバ６内に搬送部材９０が載置されたら、回転テーブル５が回転し、搬送部材９０が載置されたワークチャンバ６は、真空処理用開口部２ｃに対向する位置に移動される。この状態で、マスク３０は、前述の予定された向きにあることにより、凸部３２ａ〜３２ｃが取付け部材８２ａ〜８２ｃの直下に位置されている。

ここで、アクチュエータ９のロッド９ａが上昇され、プッシャ９ｂによってワークチャンバ６が持ち上げられる。この上昇過程で、マスク３０の凸部３２ａ〜３２ｃが、取付け部材８２ａ〜８２ｃの傾斜面に当接し、その後は、傾斜面に沿って反時計周り方向に移動しつつ上昇する。ワークチャンバ６の上昇が終了した時、図１１に示すように、マスク３０の凸部３２ａ〜３２ｃは、マスク固定部４０ａ〜４０ｃ上に位置する。この後、ロッド９ａが下降され、ワークチャンバ６は、回転テーブル５上に戻される。この途中で、マスク３０の凸部３２ａ〜３２ｃがマスク固定部４０ａ〜４０ｃに支持される。このように、マスク３０の凸部３２ａ〜３２ｃが受動部となり、マスク３０が回転する。

この後、回転テーブル５および外部搬送機構２０によって、搬送部材９０は、メインチャンバ２の外部へと搬出される。

次に、マスク３０を取り外す動作について説明する。

マスク３０を取り外す場合、図１２（ｂ）に示すように、搬送部材９０は、取外し部材８１ａ〜８１ｃが配置された面を上にしてホルダ８に載置される。また、支持部材７１ａ〜７１は、取り外しておく。この状態のホルダ８を外部搬送機構２０によってメインチャンバ２内に搬入し、ワークチャンバ６内に載置する。

この状態から回転テーブル５が回転されて、ホルダ８を載置したワークチャンバ６は、真空処理用開口部２ｃに対向する位置へ移動する。

ワークチャンバ６が真空処理用開口部２ｃに対向する位置に位置付けられた状態で、搬送部材９０の取外し部材８１ａ〜８１ｃは、マスク固定部４０ａ〜４０ｃに支持されたマスク３０の凹部３３ａ〜３３ｃにおける、反時計回り方向側の縁部に、傾斜面の上端付近が対向するようになっている。これは、搬送部材９０とマスク３０との間のガイド部材（不図示）、ホルダ８と搬送部材９０との間の位置決め部材（不図示）、真空蓋２３ａ、２３ｂとホルダ８との間の位置決め部材（不図示）の作用によるものである。

次に、アクチュエータ９のロッド９ａが上昇され、プッシャ９ｂによってワークチャンバ６は持ち上げられる。

図１２および図１３に示すように、このワークチャンバ６の上昇過程で、取外し部材８１ａ〜８１ｃの傾斜面が、マスク３０の凹部３３ａ〜３３ｃの縁（反時計回り方向側の縁）に当接する。その後、マスク３０は、取外し部材８１ａ〜８１ｃの上昇と共に持ち上げられるが、凹部３３ａ〜３３ｃの縁は、傾斜面に支持されているから、傾斜面に沿って、反時計回り方向に回転しながら滑り落ちる。つまり、マスク３０は、傾斜面に沿って滑りながら反時計回り方向へ回転する。マスク３０の凹部３３ａ〜３３ｃの縁が取外し部材８１ａ〜８１ｃの傾斜面の下端に到達したときには、マスク３０の凸部３２ａ〜３２ｃは、図１３（ａ）に示すように、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの上から外れた位置に移動している。そのため、マスク３０は、取外し部材８１ａ〜８１ｃの小径の円柱状部に沿って下降して、大径の円柱状部との間の段差８３によって支持される。

この後、回転テーブル５および外部搬送機構２０によって、取り外したマスク３０を支持した搬送部材９０は、メインチャンバ２の外部へと搬出される。

本実施の形態では、搬送部材９０、リフレクタ１３の取付け部材８２ａ〜８２ｃ、搬送部材９０の取外し部材８１ａ〜８１ｃ、外部搬送機構２０と回転テーブル５、およびアクチュエータ９、１０が、マスク着脱手段として機能する。

本実施の形態における真空処理装置１によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について図１４〜図１８を用いて説明する。なお、上記第１および第２の実施の形態と同じ構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第３の実施の形態は、マスク３０に受動部としての凸部３４ａ〜３４ｃを設け、マスク固定部４０ａ〜４０ｃを固定配置した点では第２の実施の形態と共通するが、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃとマスク固定部４０ａ〜４０ｃの形状、および搬送部材９０の構成が、第２の実施の形態と相違する。

マスク３０は、第２の実施の形態と同様に、円板状に形成されており、その外周部に、３つの凸部３４ａ〜３４ｃが等間隔、つまり、１２０°間隔で設けられているが、本実施の形態においては、凹部は設けていない。ここで、凸部３４ａ〜３４ｃは、受動部として機能する。

凸部３４ａ〜３４ｃは、四角柱であり、側面視において上下面が傾斜し、幅より高さが大きく形成されている四角形を成している。なお、凸部３４ａ〜３４ｃにおける上面３５の傾斜は下面３６の傾斜よりも大きく設定されている。

凸部３４ａ〜３４ｃの上面３５は、マスク３０の円周方向において、時計回り方向に低くなる傾斜面となっている。この傾斜面の傾斜角は４５°に設定している。また、凸部３４ａ〜３４ｃの下面３６も、マスク３０の円周方向において、時計回り方向に低くなる傾斜面となっており、その傾斜角は３０°に設定している。

本実施の形態において、凸部３４ａ〜３４ｃの円周方向における幅は、マスク３０の円周の長さの１／３６倍程度の大きさとなっている。

次に搬送部材９０の構成について詳細に説明する。

搬送部材９０には、取付け部材および取外し部材としての３つの着脱部材８０ａ〜８０ｃが、１２０°間隔の同心円状の配置で取付けられる。

着脱部材８０ａ〜８０ｃは、内径部と外径部とを有する、平面視で円弧状の四角柱である。着脱部材８０ａ〜８０ｃの円周方向における幅は、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの６倍程度に設定されている。

また、内径部と外径部の円弧の半径は、本体９１の中心からの距離と等しい。さらに、着脱部材８０ａ〜８０ｃは、その内径部で囲われる円の大きさが、マスク３０の外径よりも若干大きくなるように、配置されている。

着脱部材８０ａ〜８０ｃの半径方向の幅は、マスク３０とリフレクタ１３とを同軸上に配置した状態において、マスク３０の外周からリフレクタ１３の内壁までの距離の半分よりも若干小さな長さとなっている。

着脱部材８０ａ〜８０ｃの上面には、時計回りの順に、取付け部８４、取外し部８５、凸部８６が形成されている。

取付け部８４は、時計回り方向へ向かって低くなる傾斜面を持ち、この傾斜面は、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの下面３６と平行な傾斜面となっている。取付け部８４の円周方向の幅は、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの円周方向の幅の２倍程度の幅となっている。

取外し部８５も取付け部８４の傾斜面に平行な傾斜面を持つ。取外し部８５の上端（傾斜面の先端）は、取付け部８４の上端（傾斜面の先端）より高い位置にあり、取付け部８４の下端（傾斜面の最も低い位置）と垂直な側面を介して接続される。取外し部８５の円周方向の幅は、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの円周方向の幅の３倍程度の幅となっている。

この取外し部８５の側面と取付け部８４の傾斜面とで、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの支持部を形成する。

凸部８６は、取外し部８５の上端（傾斜面の先端）と同じ程度の高さで、取外し部８５の下端（傾斜面の最も低い位置）と垂直な側面を介して接続される。凸部８６の円周方向の幅は、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの円周方向の幅と同じ程度の幅となっている。

凸部８６の側面と取外し部８５の傾斜面とで、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの支持部を形成する。

本実施の形態では、着脱部材８０ａ〜８０ｃの取付け部８４が、第２の実施の形態における、取付け部材８２ａ〜８２ｃとして機能し、取外し部８５が、取外し部材８１ａ〜８１ｃとして機能する。

搬送部材９０は、本体９１の着脱部材８０ａ〜８０ｃが配置された面とは異なる面に、第２の実施の形態と同様に、支持部材７０ａ〜７０ｃが配置されている。本実施の形態では、着脱部材８０ａ〜８０ｃが取付け部８４または取外し部８５でマスク３０を支持するため、着脱どちらの場合においても、支持部材７０ａ〜７０ｃが搬送部材９０の脚として機能する。このため、支持部材７１ａ〜７１ｃは使用しない。

また、搬送部材９０が、位置決め部材（不図示）によってホルダ８に対して位置決めされるようになっている点は、第２の実施の形態と同様である。

リフレクタ１３は、円形の内壁を備えており、この内壁には、マスク固定部４０ａ〜４０ｃが等間隔、つまり、１２０°間隔で配置されている。

マスク固定部４０ａ〜４０ｃは、内径部と外形部とを有する、平面視で円弧状の四角柱に形成されている。マスク固定部４０ａ〜４０ｃの周方向の長さは、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの円周方向の幅の３倍程度の幅である。そして、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの半径方向の幅は、着脱部材８０ａ〜８０ｃと同じ幅となっている。

このため、リフレクタ１３の内壁に対して搬送部材９０を同軸上に配置させた状態では、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの内径部よりも、着脱部材８０ａ〜８０ｃの外径部が内側に位置することになり、両者が干渉することなく、着脱部材８０ａ〜８０ｃがリフレクタ内に侵入することが可能となる。

また、リフレクタ１３の内壁に対してマスク３０を同軸上に配置させた状態では、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの半径方向の幅は、マスク３０の外周からマスク固定部４０ａ〜４０ｃの内周部までの距離より大きく、リフレクタ１３の内壁までの距離より小さい幅である。

マスク固定部４０ａ〜４０ｃの上面は、時計回り順に支持部４４、凸部４５を持つ。

支持部４４は、時計回り方向に低くなる傾斜面を持ち、この傾斜面は、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの下面３６と平行な傾斜面となっている。そして、支持部４４の円周方向の幅は、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの円周方向の幅の２倍程度に形成されている。

凸部４５も支持部４４に平行な傾斜面を持つ。凸部４５の上端（傾斜面の先端）は、支持部４４の上端（傾斜面の先端）と同じ程度の高さの位置にあり、支持部４４の下端（傾斜面の最も低い位置）と垂直な側面を介して接続される。そして、凸部４５の円周方向の幅は、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの円周方向の幅と同じ程度の幅に形成される。

また、マスク固定部４０ａ〜４０ｃにおける支持部４４の下側の面は、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの上面３５と平行な傾斜面４６を持つ。

ここで、着脱部材８０ａ〜８０ｃの円周方向における幅がマスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの幅の６倍程度の幅となることについて説明する。

マスク３０を着脱する動作の詳細な説明は後述するが、マスク３０を取り付ける場合に、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃが、着脱部材８０ａ〜８０ｃに支持される位置からマスク固定部４０ａ〜４０ｃの側面に沿う位置へ移動し、再度着脱部材８０ａ〜８０ｃに支持される位置へ戻る。その後、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの支持部４４上の所定の位置へと移動する。

また、マスク３０を取り外す場合には、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃは、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの支持部４４に支持されている位置から凸部４５を通り過ぎ、着脱部材８０ａ〜８０ｃの取外し部８５と凸部８６とで形成される支持部へと移動する。

この着脱動作のために、着脱部材８０ａ〜８０ｃの円周方向における幅は、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの幅の６倍程度の幅が必要となる。

次に、マスク３０を着脱する動作について説明する。なお、マスク３０の搬送について詳細な説明は省略する。

まず、マスク３０を取り付ける動作について説明する。

図１４に示すように、着脱部材８０ａ〜８０ｃの取付け部８４の傾斜面上でマスク３０の凸部３３ａ〜３３ｃを支持した状態の搬送部材９０を保持したホルダ８が、成膜対象物７と同様にして、外部搬送機構２０によりメインチャンバ２内に搬入され、ワークチャンバ６内に載置される。ここで、図１４（ｂ）は、マスク固定部４０ａと着脱部材８０ａとの位置関係を拡大して模式的に示した側面図であり、リフレクタ１３は二点鎖線で示しており、マスク固定部４０ａにおけるリフレクタ１３との接合面には斜線を付している。

このとき、マスク３０は、着脱部材８０ａ〜８０ｃの取付け部８４の傾斜面上、具体的には、取外し部８５の側面と取付け部８４の傾斜面とで形成される支持部に支持されることによって、搬送部材９０に対して位置決めされている。また、第２の実施の形態と同様に、搬送部材９０は、位置決め部材（不図示）によってホルダ８に対して位置決めされ、ホルダ８も、位置決め部材（不図示）によって、外部搬送機構２０の真空蓋２３ａ、２３ｂに対して位置決めされる。このことによって、ワークチャンバ６内に、搬送部材９０、つまり、マスク３０を予定された向きで載置することができるようになっている。

ワークチャンバ６内に搬送部材９０が載置されたら、回転テーブル５が回転し、搬送部材９０が載置されたワークチャンバ６は、真空処理用開口部２ｃに対向する位置に移動される。この状態で、マスク３０は、前述の予定された向きにあることにより、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃが、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの下面にある傾斜面４６の直下に位置されている。

ここで、アクチュエータ９のロッド９ａが上昇され、プッシャ９ｂによってワークチャンバ６が持ち上げられる。この上昇過程で、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの上面３５が、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの傾斜面４６に当接する。その後、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃは、着脱部材８０ａ〜８０ｃの取付け部８４の傾斜面に支持されているから、マスク３０は、傾斜面に沿って反時計回り方向に移動しながら上昇する。マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃは、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの端に達すると、図１５に示すように、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの側面に沿って上昇する。

ワークチャンバ６の上昇が終了した時、図１６に示すように、着脱部材８０ａ〜８０ｃの取付け部８４の傾斜面は、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの支持部４４よりも上の位置となる。

マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃは、マスク３０の自重によって着脱部材８０ａ〜８０ｃの取付け部８４の傾斜面に沿って時計回り方向に下降し、取外し部８５の側面に当接する。これによって、マスク３０は、搬送部材９０に再び支持される。

この後、ロッド９ａが下降され、ワークチャンバ６は、回転テーブル５上に戻される。この途中で、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃが、搬送部材９０上からマスク固定部４０ａ〜４０ｃの支持部４４上へ移動する。マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃは、支持部４４の傾斜面に沿って時計回り方向に移動しつつ、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの凸部４５の側面に当接する。これによって、マスク３０は、マスク固定部４０ａ〜４０ｃに位置決めされて支持される。

このように、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃが受動部となり、マスク３０が回転する。

この後、回転テーブル５および外部搬送機構２０によって、搬送部材９０は、メインチャンバ２の外部へと搬出される。

次に、マスク３０を取り外す動作について説明する。

マスク３０を取り外す場合、搬送部材９０は、マスク３０を取り付けた場合と同様にホルダ８に載置される。ただし、マスク３０は、支持されていない。この状態のホルダ８を外部搬送機構２０によって、メインチャンバ２内に搬入し、ワークチャンバ６内に載置する。

この状態から回転テーブル５が回転されて、ホルダ８を載置したワークチャンバ６は、真空処理用開口部２ｃに対向する位置へ移動する。

ワークチャンバ６が、真空処理用開口部２ｃに対向する位置に位置付けられた状態で、搬送部材９０は、マスク３０を取り付けた場合と同じ位置関係でマスク固定部４０ａ〜４０ｃに対して配置される。

次に、アクチュエータ９のロッド９ａが上昇され、プッシャ９ｂによってワークチャンバ６は持ち上げられる。

図１７に示すように、このワークチャンバ６の上昇過程で、着脱部材８０ａ〜８０ｃの取外し部８５の傾斜面が、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃの下面３６に当接する。その後、マスク３０は、着脱部材８０ａ〜８０ｃの上昇と共に持ち上げられ、取外し部８５の傾斜面に沿って滑りながら時計回り方向へ回転する。

ワークチャンバ６の上昇が終了した時、着脱部材８０ａ〜８０ｃの取外し部８５の傾斜面は、マスク固定部４０ａ〜４０ｃより上の位置にある。そして、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃが着脱部材８０ａ〜８０ｃの凸部８６の側面と当接し、搬送部材９０に支持される。ここで、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃが支持される位置は、マスク固定部４０ａ〜４０ｃの上から外れた位置である。

次いで、アクチュエータ９によってワークチャンバ６が下降される。このとき、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃは、マスク固定部４０ａ〜４０ｃから外れた位置にあるので、図１８に示すように、マスク３０は、搬送部材９０と一緒に下降する。

この後、回転テーブル５および外部搬送機構２０によって、取り外したマスク３０を支持した搬送部材９０は、メインチャンバ２の外部へと搬出される。

本実施の形態では、搬送部材９０、着脱部材８０ａ〜８０ｃの取付け部８４、取外し部８５、マスク３０の凸部３４ａ〜３４ｃ、リフレクタ１３のマスク固定部４０ａ〜４０ｃ、外部搬送機構２０と回転テーブル５、およびアクチュエータ９、１０が、マスク着脱手段として機能する。

本実施の形態における真空処理装置１によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、マスク３０の取外し部材および取付け部材の機能を単一の着脱部材８０ａ〜８０ｃが兼ね備えているから、マスク３０の着脱時に、搬送部材９０の同じ面を使用できる。そのため、搬送部材９０の表裏間違いによる不具合を低減させることができる。また、着脱部材８０ａ〜８０ｃの取付け部８４の傾斜面と取外し部８５の側面とで、搬送部材９０に対してマスク３０を位置決めするようにしたので、着脱部材８０ａ〜８０ｃとマスク３０との間のガイド部材を用いる手間を省ける。

なお、本実施の形態では、３つの着脱部材８０ａ〜８０ｃを用いたが、着脱部材は、３つより少なくてもよいし、４つ以上の複数個であってもよい。

また、着脱部材８０ａ〜８０ｃを搬送部材９０に設けたものとしたが、これに限られるものではなく、着脱部材８０ａ〜８０ｃを個別にホルダ８に取付けおよび取外し可能に構成するようにしても良い。
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態について図１９〜図２２を用いて説明する。なお、上記第１〜第３の実施の形態と同じ構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第４の実施の形態は、第１の実施の形態と、マスク３０の構成とマスク固定部４０ａ〜４０ｃの構成、取外し部材８１ａ〜８１ｃおよび取付け部材８２ａ〜８２ｃに代えて、ワークチャンバ６を真空処理用開口部２ｃの直下で自転させる回転機構１００を真空処理装置１に設ける点で相違する。

マスク３０は、本実施の形態においては、正六角形に形成され、その６つの辺のうち、隣り合わない３辺それぞれの中央に、凸部３７ａ〜３７ｃが形成されている。

凸部３７ａ〜３７ｃは、四角柱に形成されており、その高さは、マスク３０の高さと同じである。マスク３０は、この凸部３７ａ〜３７ｃでマスク固定部４０ａ〜４０ｃに支持される。

また、以下の説明においては、説明の便宜上、凸部３７ａ〜３７ｃの両側面の周辺の空間、具体的には、平面視において、マスク３０の凸部３７ａ〜３７ｃを有する辺の頂点と、凸部３７ａ〜３７ｃの側面の一端、凸部３７ａ〜３７ｃの側面の他端とを結んだ空間を、反時計回り順に凹部３８ａ〜３８ｃ、凹部３９ａ〜３９ｃとして説明する。

つまり、マスク３０の隣り合わない３辺には、反時計回り順に凹部３８ａ〜３８ｃ、凸部３７ａ〜３７ｃ、凹部３９ａ〜３９ｃが形成されている。

搬送部材９０は、第１の実施形態と同様に、本体９１の両面に、それぞれ３つの支持部材７０ａ〜７０ｃを備える。

なお、搬送部材９０が、位置決め部材によってホルダ８に対して位置決めされるようになっている点、マスク３０が、ガイド部材によって搬送部材９０に対して位置決めされるようになっている点については、第１の実施の形態と同様である。

また、本実施の形態では、搬送部材９０に取外し部材８１ａ〜８１ｃおよび取付け部材８２ａ〜８２ｃを設けない代わりに、真空処理用開口部２ｃ直下で、ワークチャンバ６を回転させる回転機構１００を設けている。

回転機構１００は、モータ１０１、回転軸１０２、プッシャ１０３で構成されている。

モータ１０１は、メインチャンバ２の下側に設けられ、その上面に、メインチャンバ２の底壁を貫通して垂直に延在する回転軸３が配置される。回転軸１０２の自由端には、プッシャ９ｂと同じ形状のプッシャ１０３が設けられ、プッシャ１０３は、ワークチャンバ６を保持できる。モータ１０１により回転軸１０２は、時計回り方向に回転される。回転軸１０２の回転に伴い、プッシャ１０３も回転する。このことにより、プッシャ１０３に保持されたワークチャンバ６が、真空処理用開口部２ｃに対向した位置で自転可能となる。

回転機構１００は、プッシャ９ｂにより保持されている。回転機構１００は、プッシャ９ｂと接続したロッド９ａを介してアクチュエータ９によって昇降される。このことにより、ワークチャンバ６は、第１乃至第３の実施の形態と同様に、真空処理用開口部２ｃに対向した位置で昇降可能となる。

リフレクタ１３には、マスク固定部４０ａ〜４０ｃが同心円上に等間隔、つまり、１２０°間隔で配置されている。

マスク固定部４０ａ〜４０ｃは、本体４７とピン４８とで構成される。

本体４７は、水平方向に長尺な四角柱である。

ピン４８は、円柱状の形状であり、その一端が本体４７の一端と接続し、他端がリフレクタ１３と接続している。なお、本体４７は、リフレクタ１３の長手方向が真空処理用開口部２ｃの中心を向くように設けられる。

ここで、マスク３０の中心と凸部３７ａ〜３７ｃの自由端の頂点とを結ぶ直線の距離は、マスク３０とリフレクタ１３とを同軸上に配置した状態で、マスク３０の中心からリフレクタ１３までの距離よりも若干小さくなるよう設計されている。

次に、マスク３０を着脱する動作について説明する。なお、マスク３０の搬送についての詳細な説明は省略する。

まず、マスク３０を取り付ける動作について説明する。

図１９に示すように、支持部材７０ａ〜７０ｃ上にマスク３０を支持した状態の搬送部材９０を保持したホルダ８が、外部搬送機構２０によりメインチャンバ２内に搬入され、ワークチャンバ６内に載置される。

このとき、マスク３０は、図示しないガイド部材によって搬送部材９０に対して位置決めされる。また、第１の実施の形態と同様に、搬送部材９０は、不図示の位置決め部材によってホルダ８に対して位置決めされ、ホルダ８も、不図示の位置決め部材によって、外部搬送機構２０の真空蓋２３ａ、２３ｂに対して位置決めされる。このことによって、ワークチャンバ６内に、搬送部材９０、つまり、マスク３０を予定された向きで載置することができるようになっている。

なお、搬送部材９０は、支持部材７０ａ〜７０ｃが設けられた両面のどちらを上に向けてホルダ８に保持されてもよい。

ワークチャンバ６内に搬送部材９０が載置されたら、回転テーブル５が回転し、搬送部材９０が載置されたワークチャンバ６は、真空処理用開口部２ｃに対向する位置に移動される。この状態で、マスク３０は、前述の予定された向きにあることにより、凹部３８ａ〜３８ｃがマスク固定部４０ａ〜４０ｃに対応した位置にある。

ここで、アクチュエータ９のロッド９ａが上昇され、プッシャ９ｂによってワークチャンバ６が持ち上げられる。マスク３０は、凹部３８ａ〜３８ｃがマスク固定部４０ａ〜４０ｃに対応した位置にあるから、マスク固定部４０ａ〜４０ｃと接触すること無く通過する。

ワークチャンバ６の上昇が終了した時、図１９に示すように、マスク３０は、固定部４０ａ〜４０ｃよりも高い位置に位置する。その後、図２０に示すように、回転機構１００のモータ１０１により回転軸１０２が時計回り方向に回転され、ワークチャンバ６は、マスク３０の凸部３７ａ〜３７ｃがマスク固定部４０ａ〜４０ｃの直上に位置するまで自転される。

この後、ロッド９ａが下降され、ワークチャンバ６は、回転テーブル５上に戻される。この途中で、マスク３０の凸部３７ａ〜３７ｃがマスク固定部４０ａ〜４０ｃに支持される。

この後、回転テーブル５および外部搬送機構２０によって、搬送部材９０は、メインチャンバ２の外部へと搬出される。

次に、マスク３０を取り外す動作について説明する。

マスクを取り外す場合、搬送部材９０は、マスク３０を取り付けた場合と同様にホルダ８に載置される。ただし、マスク３０は、支持されていない。この状態のホルダ８を外部搬送機構２０によってメインチャンバ２内に搬入し、ワークチャンバ６内に載置する。

この状態から回転テーブル５が回転されて、ホルダ８を載置したワークチャンバ６は、真空処理用開口部２ｃに対向する位置へ移動する。

ワークチャンバ６が真空処理用開口部２ｃに対向する位置に位置付けられた状態で、搬送部材９０は、マスク３０を取り付けた場合と同じ位置関係でマスク固定部４０ａ〜４０ｃに対して配置される。

次に、アクチュエータ９のロッド９ａが上昇され、プッシャ９ｂによってワークチャンバ６は、持ち上げられる。

図２１に示すように、このワークチャンバ６の上昇過程で、支持部材７０ａ〜７０ｃがマスク３０を支持する。

ワークチャンバ６の上昇が終了した時、マスク３０は、固定部４０ａ〜４０ｃの上に位置する。その後、図２２に示すように、回転機構１００のモータ１０１により回転軸１０２が時計回り方向に回転され、ワークチャンバ６は、マスク３０の凹部３９ａ〜３９ｃがマスク固定部４０ａ〜４０ｃの直上に移動するまで自転される。この状態でプッシャ９ｂによりワークチャンバ６が下降されることで、マスク３０は、マスク固定部４０ａ〜４０ｃと接触することなく、マスク固定部４０ａ〜４０ｃから取り外される。

この後、回転テーブル５および外部搬送機構２０によって、取り外したマスク３０を支持した搬送部材９０は、メインチャンバ２の外部へと搬出される。

本実施の形態では、回転機構１００が着脱手段となっている。

本実施の形態における真空処理装置１によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、着脱部材８０と当接して着脱動作を行う受動部を設ける必要がない。したがって、着脱部材８０と受動部とが当接することで破損する不具合を低減させることができる。

以上説明した、いずれの実施の形態の真空処理装置でも、メインチャンバ２内の真空を保持しつつマスク３０の着脱を行うために、大型の着脱機構、例えばロボットアームを新たに装置内に設ける必要がなく、交換用のマスク３０をメインチャンバ２内に保管する必要もない。つまり、メインチャンバ２の容積を省スペースにしつつ、真空容器内を大気解放することなく、マスク３０の交換をすることができる。

また、１度マスク３０の脱ガスを行えば、以後、次のマスク交換を行うまで、マスク３０の脱ガスを行う必要が無く、生産に必要なマスク３０は、少なくとも、使用するマスク３０と、交換するマスク３０の２個あればよく、省資源である。

また、本実施の形態の搬送部材９０を用いると、１つの搬送部材９０でマスク３０の着脱が可能となる。

なお、本実施の形態では、真空処理としての枚葉式マグネトロンスパッタ装置の成膜処理について述べた。しかし、真空処理としては、他にも、エッチング、表面加工、表面改質などがあり、成膜処理に限定されない。

本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 真空処理装置
２ メインチャンバ
２ａ 本体
２ｂ 上蓋
３ 回転軸
４ モータ
５ 回転テーブル
６ ワークチャンバ
６ａ 上部開口
６ｂ 下部開口
７ 成膜対象物
８ ホルダ
９ アクチュエータ
９ａ ロッド
９ｂ プッシャ
１０ アクチュエータ
１０ａ ロッド
１０ｂ プッシャ
１１ 真空処理スペース
１２ ロードロックスペース
１３ リフレクタ
１５ 真空処理室
２０ 外部搬送機構
２１ 水平アーム
２３ 真空蓋
３０ マスク
３１ 切欠き部
３２ 凸部
３３ 凹部
３４ 凸部
３５ 上面
３６ 下面
３７ 凸部
３８ 凹部
３９ 凹部
４０ マスク固定部
４１ 本体
４２ 回転軸
４３ 凸部
４４ 支持部
４５ 凸部
４６ 傾斜面
４７ 本体
４８ ピン
５０ スパッタ源
５１ ターゲット
５２ 磁石装置
５３ ガス導入口
５４ モータ
６１ ガス導入管
６２ バルブ
６３ マスフローコントローラ
６４ 電源
６５ 制御装置
６６ 供給線
７０ 支持部材
７１ 支持部材
８０ 着脱部材
８１ 取外し部材
８２ 取付け部材
８３ 段差
８４ 取付け部
８５ 取外し部
８６ 凸部
９０ 搬送部材
９１ 本体
９２ 搬送部材
１００ 回転機構
１０１ モータ
１０２ 回転軸
１０３ プッシャ
Ｓ メインチャンバ内部空間

Claims (6)

1. 処理対象物に真空処理が行なわれる真空処理室を有し、大気圧よりも減圧された雰囲気に減圧可能な真空容器と、
   前記真空容器に接続され、前記真空容器とは独立して減圧可能なロードロック室と、
   前記処理対象物を前記真空処理室と前記ロードロック室との間で搬送する搬送機構と、
   前記真空処理室に配置され、前記処理対象物に対して真空処理を施す真空処理源と、
   前記真空処理源と前記真空処理室に対して位置付けられた前記処理対象物との間でマスクを支持する支持部を備えたマスク固定部と、
   を備える真空処理装置において、
   前記処理対象物は、前記処理対象物を保持する処理対象物保持部に保持された状態で、前記搬送機構によって搬送され、
   前記搬送機構は、前記マスクを、前記マスクを支持する支持部材を備えたマスク搬送部材を介して前記処理対象物保持部に保持した状態で搬送可能とし、
   前記マスク搬送部材が前記真空処理室に対して位置付けられた状態で、前記マスク固定部との間で前記マスクを着脱するマスク着脱手段
   を有することを特徴とする真空処理装置。
2. 前記マスク着脱手段は、マスクをマスク固定部に支持させるべく、マスクとマスク固定部とを相対的に移動させる取付け部材と、
   マスクをマスク固定部から取り外すべく、マスクとマスク固定部とを相対的に移動させる取外し部材と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
3. 前記マスク着脱手段は、前記マスク搬送部材の一方の面に設けられた取付け部材と、
   前記マスク搬送部材の他方の面に設けられた取外し部材とを備え、前記マスク固定部材は、回動自在に設けられ、前記取付け部材および前記取外し部材に当接可能な受動部を備え、
   前記マスク固定部は、前記取付け部と前記受動部との当接によって前記マスクを支持する位置に位置付けられ、前記取外し部と前記受動部との当接によって前記マスクの支持を解除する位置に位置付けられること、
   を特徴とする請求項１または２記載の真空処理装置。
4. 前記マスク着脱手段は、前記マスク固定部における前記マスクの支持部と対向する位置に設けられた取付け部材と、前記マスク搬送部材の一方の面に設けられた取外し部材とを備えて構成され、
   前記マスクは、その外周部に受動部を備え、
   前記マスクは、前記取付け部と前記受動部との当接によって前記マスク固定部に支持される向きに回動され、前記取外し部と前記受動部との当接によって前記マスク固定部の支持を解除される向きに回動されること、
   を特徴とする請求項１または２記載の真空処理装置。
5. 前記マスク着脱手段は、前記マスク搬送部材の周方向に沿う一方向に傾斜した傾斜面を備えた取付け部と、この取付け部の傾斜面と同方向に傾斜した傾斜面を備え前記取付け部の傾斜面の下端側で前記取付け部に隣接して配置された取外し部とを備え、前記マスク搬送部材の一方の面に設けられた着脱部材を備えて成り、
   前記マスク固定部は、前記取付け部の傾斜面と平行な傾斜面を備えた前記マスクの支持部と、この支持部の傾斜面の下端側で前記支持部に隣接して配置された凸部と、前記支持面とは反対側に位置し、前記取付け部の傾斜面よりも大きな傾斜の傾斜面とを有し、
   前記マスクは、前記取付け部によって支持される側の端部に形成された、前記取付け部の傾斜面と平行な傾斜面と、前記端部とは反対側の端部に形成された、前記取付け部の傾斜面よりも大きな傾斜の傾斜面とを備えた凸部を外周部に有すること、
   を特徴とする請求項１または２記載の真空処理装置。
6. 前記マスク着脱手段は、前記処真空理室に対して位置付けられた状態で、前記処理対象物保持部を回転させる回転機構を備え、
   前記マスク搬送部材を介して前記マスクを回動させることで、前記マスク固定部に対して前記マスクを着脱すること、
   を特徴とする請求項１記載の真空処理装置。

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