JP3723003B2 - 真空処理システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被処理基板を真空雰囲気内で処理するための真空処理システムに関し、例えばガラス基板の表面に対して、プラズマを用いて、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、ドライエッチング等のプラズマ処理を施すための真空処理システム内に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、ドライエッチング等のプラズマ処理を施すための真空処理システム内において、ガラス基板を真空処理室に対して出し入れを行なう場合、基板を基板ホルダ（トレイ）に固定し、該ホルダを基板と一緒に搬送する方法、即ち「トレイ基板搬送方式」が一般的に採用されている。
【０００３】
図１は従来のプラズマ処理装置を示す斜視図である。
【０００４】
図１図示の如く、このプラズマ処理は、基板Ｓを処理するための処理室を形成する真空容器１１を有する。真空容器１１の開閉自在の扉１２には電極１３が配設される。真空容器１１内に単数若しくは複数の基板Ｓを収容するため、
基板ホルダ（トレイ）１５が使用される。ホルダ１５は基板Ｓを取付けた状態で、真空容器１１内の上部に配設された基板搬送部材１６に吊り下げられる。
真空容器１１の中央には基板Ｓを加熱するためのヒータ１７が配設される。
【０００５】
基板Ｓ及びホルダ１５は、移動装置（図示せず）によって搬送部材１６と共に移動される。搬送部材１６に吊り下げられたホルダ１５がヒータ１７と電極１３との間へ移動され、ここに停止配置される。この状態で、基板Ｓの表面に対してプラズマ処理が施される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術に係るプラズマ処理装置においては、処理用ホルダ１５に起因して、種々の問題（基板セット用の複雑なロボット、加熱冷却速度低下、基板割れ、不純物汚染）を伴うだけでなく、高いスループットを得ることが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、より高いスループットを得ることが可能な新規な真空処理システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の視点は、被処理基板を処理するための真空処理システムであって、
前記システム内を走行するための台車と、前記被処理基板を支持するため、
前記台車上に配設された支持機構と、を有する搬送装置と、
前記被処理体を支持した状態の前記搬送装置が内部を移動可能なロードロック室として構成された共通搬送室と、
前記共通搬送室に対してゲート弁を介して夫々接続され、前記搬送装置により前記被処理基板を搬出入される複数の真空処理室と、
前記共通搬送室に対してゲート弁を介して接続されると共に前記被処理体を搬入するためのロードロック室として構成されたロード室と、
前記共通搬送室に対してゲート弁を介して接続されると共に前記被処理体を搬出するためのロードロック室として構成されたアンロード室と、
前記共通搬送室に対して接続されると共に前記搬送装置を内部に収容可能な台車室と、
を具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の視点は、第１の視点の真空処理システムにおいて、前記ロード室と前記アンロード室とは互いに隣合って配設することが可能であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の視点は、第１または第２の視点の真空処理システムにおいて、前記ゲート弁が同一の取付け寸法を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の視点は、第１乃至第３のいずれかの視点の真空処理システムにおいて前記共通搬送室に対してゲート弁を介して接続されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第５の視点は、第１乃至第４のいずれかの視点の真空処理システムにおいて、前記真空処理室、前記ロード室、前記アンロード室、及び前記台車室は、前記共通搬送室を中心として放射状に配列されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第６の視点は、第１乃至第４のいずれかの視点の真空処理システムにおいて、前記共通搬送室は矩形形状を有し、前記真空処理室、前記ロード室、前記アンロード室、及び前記台車室は、前記共通搬送室の中心軸に対して平行に配列されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第７の視点は、第６の視点の真空処理システムにおいて、前記真空処理室は前記共通搬送室の一側面に接続され、前記ロード室及び前記アンロード室は、前記一側面と対向する前記共通搬送室の他側面に接続されることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第８の視点は、第１乃至第７のいずれかの視点の真空処理システムにおいて、
前記システム内を走行するための台車と、前記被処理基板を支持するため、
前記台車上に配設された支持機構と、を有する第２の搬送装置と、
前記被処理基板が互いに受け渡し可能となるように前記共通搬送室に対して接続されると共に前記被処理体を支持した状態の前記第２の搬送装置が内部を移動可能なロードロック室として構成された第２の共通搬送室と、
前記第２の共通搬送室に対してゲート弁を介して夫々接続され、前記第２の搬送装置により前記被処理基板を搬出入される複数の真空処理室と、
を具備することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第９視点は、第１乃至第８のいずれかの視点の真空処理システムにおいて、
前記被処理基板は多角形板状をなすことと、
前記搬送装置の前記支持機構は、前記被処理基板が垂線に対して７°乃至１２°の角度で傾斜するように、前記被処理基板を支持することと、
前記支持機構は、前記被処理基板の底端面に接触するための底接触面と、前記被処理基板の裏面に接触するための第１及び第２裏接触面とを有することと、
前記第１及び第２裏接触面は、前記被処理基板の搬送方向において互いに独立した第１及び第２支柱に支持された第１及び第２パッド上に夫々形成されることと、
前記第１及び第２裏接触面は、前記搬送方向における前記被処理基板の両端部に沿って夫々配置されることと、
前記第１及び第２裏接触面は、前記被処理基板の重心より上で前記被処理基板の前記裏面と接触する部分を夫々有することと、
を特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１８】
図２は本発明の実施の形態に係る真空処理システムで使用可能な搬送装置２０を示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）正面図である。
【００１９】
図２図示の如く、搬送装置２０は、システム内を走行するための台車２１と、２枚の同一寸法の矩形のガラス基板Ｓ１、Ｓ２を同時に支持するため、台車２１上に配設された支持機構２２と、を有する。なお、システム構成の上から、支持機構２２は、基板１枚のみを支持する支持機構とすることも可能である。
【００２０】
台車２１は、例えば、図２（ａ）図示の如く、システム内、即ち台車室や真空処理室内の床面上に敷設されたレール２９またはガイドローラ等に沿って移動される。この場合、移動手段の一例として、台車２１の側面にラックを取付けると共に、レール２９にピニオンドライバを配設し、ラックとピニオンとの噛合により、台車２１を駆動することができる。
【００２１】
支持機構２２は、搬送方向Ｄ１に沿った台車２１の中心軸を挟んで、２枚の基板Ｓ１、Ｓ２が垂線に対して約１０°の角度θ１で互いに反対側に傾斜するように、２枚の基板Ｓ１、Ｓ２を支持する。また、後述するように、支持機構２２は、各基板Ｓ１、Ｓ２の重心より上でその裏面を接触支持する部分を有する。このような構成の結果、基板Ｓ１、Ｓ２は、自重により安定した状態で支持機構２２上に保持される。
【００２２】
なお、基板Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度θ１は、それらの重心と支持位置との関係で決まる。即ち、基板Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度θ１が浅いと（＜７°）、搬送時に生じた振動等で基板Ｓ１、Ｓ２の保持の安定性を失いやすい。逆に、基板Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度θ１が深いと（１２°＜）、真空容器のデッドスペース増加と真空容器間に設置されるゲート弁の大型化とを招き、全体装置としてデメリットとなる。このような観点から、基板Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度θ１は７°〜１２°の範囲に設定される。
【００２３】
支持機構２２は、より具体的には、台車２１上に垂直に固定された互いに独立する同一形状の２つのＶ字型のフレーム２３ａ、２３ｂを有する。２つのＶ字型のフレーム２３ａ、２３ｂは、台車２１の両端部近傍に夫々配置され、両者間の間隔は、基板Ｓ１、Ｓ２の長さより幾分小さくなるように設定される。
【００２４】
各フレーム２３ａ、２３ｂのＶ字型は、搬送方向Ｄ１に沿った台車２１の中心軸に対して左右対称となるように配設された２本の支柱２４ｆ、２４ｒにより形成される。支柱２４ｆ、２４ｒは、夫々垂線に対して夫々７°〜１２°、望ましくは約１０°の角度θ１をなし、従って、２本の支柱２４ｆ、２４ｒ間の角度はその倍となる。２つのフレーム２３ａ、２３ｂの左側の支柱２４ｆの対により基板Ｓ１が支持され、右側の支柱２４ｒの対により基板Ｓ２が支持される。
【００２５】
４つの支柱２４ｆ、２４ｒの夫々の内面の下側には、段部２５が形成される。全ての段部２５は同じ高さに配置され、基板Ｓ１、Ｓ２の底端面に接触するための底接触面を規定する。
【００２６】
４つの支柱２４ｆ、２４ｒの夫々の上側及び中間には、基板Ｓ１、Ｓ２に接触するパッドとして機能する上側梁２６及び中間梁２７が付設される。上側梁２６及び中間梁２７は、全て、支柱２４ｆ、２４ｒから搬送方向Ｄ１に沿って外側に水平に延在する。上側梁２６及び中間梁２７の内面は、支柱２４ｆ、２４ｒの内面より幾分突出し、基板Ｓ１、Ｓ２の裏面に接触するための裏接触面を規定する。
【００２７】
上側梁２６及び中間梁２７の内面により規定される裏接触面は、搬送方向Ｄ１における基板Ｓ１、Ｓ２の両端部に沿って配置される。また、上側梁２６の内面により規定される裏接触面の上縁部は、基板Ｓ１、Ｓ２の重心より上で基板Ｓ１、Ｓ２の裏面と接触するように配置される。
【００２８】
なお、システム構成の上から、基板１枚（Ｓ１）のみを搬送する台車を使用することもできる。この場合、４つの支柱２４ｆ、２４ｒの片方のみ、例えば、支柱２４ｆのみから構成されるフレームを台車２１の両端部近傍に夫々配設することで対応することができる。
【００２９】
図３は、本発明に至る過程で開発された関連技術に係る真空プラズマ処理システム３０の平面レイアウトの一例を概略的に示す図である。
【００３０】
図３図示の如く、処理システム３０は、プラズマ成膜処理等の真空処理を行うための３つの真空処理室３１を具備する。処理システム３０はまた、搬送装置２０を収容して待機させるように設計された４つの台車室３２ａ、３２ｂ、３２を有する。各台車室３２ａ、３２ｂ、３２は、予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成される。
【００３１】
３つの真空処理室３１及び４つの台車室３２ａ、３２ｂ、３２は、交互に且つ間にゲート弁３９を挟んで直列に接続される。最上流の台車室３２ａ及び最下流の台車室３２ｂは、夫々ロード室及びアンロード室として機能する。
【００３２】
ロード室３２ａの上流側には、搬送装置２０内に被処理基板を積込むためのロボットであるローダ３５が、ゲート弁３９を介して配設される。ローダ３５は、他の処理システムとのインターフェースとして機能するカセットステーション３７に隣接して配設される。
【００３３】
アンロード室３２ｂの下流には、搬送装置２０内から被処理基板を取出すためのロボットであるアンローダ３６が、ゲート弁３９を介して配設される。アンローダ３６で取出した処理済みの基板をローダ３５に戻すため、基板リターン機構３３が配設される。
【００３４】
図３図示の真空処理システム３０においては、次のような改善すべき課題が見出されている。
【００３５】
第１の課題：処理済みの基板を基板の搬入位置近くに戻そうとすると、図３図示の基板リターン機構３３、例えばコンベアローラ等による基板搬送装置が必要となる。
【００３６】
第２の課題：処理（例えば成膜処理）速度の遅い真空処理室があると、システム全体の処理速度がこの遅い真空処理室で決定される速度で律速される。これを回避するため、例えば成膜速度の遅い膜を２〜３室の真空処理室に分割して成膜処理することが可能である。しかし、この場合、半導体デバイス用の膜ではこの積層界面によるデバイス特性への影響が懸念される。
【００３７】
第３の課題：いづれかの真空処理室にトラブル発生したりメンテナンスを施す場合、システム全体を停止させる必要がある。これは、システムの稼動率を低下させる要因となる。
【００３８】
第４の課題：搬送装置が待機するための台車室が真空処理室１つにつき１つ必要となる。このため設置スペース及びシステムコストが上昇する要因となる。
【００３９】
図４は、上記の４つの課題を解決するために提案された、本発明の実施の形態に係る真空プラズマ処理システム５０の平面レイアウトを概略的に示す図である。
【００４０】
図４図示の如く、処理システム５０は、図２図示の搬送装置２０からなる３つの搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃを使用する。処理システム５０は、中央に、被処理体を支持した状態の搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃが内部を移動可能な共通搬送室５１を有する。共通搬送室５１の床５２の上には、搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃが移動するための一例としてレール２９（図２参照）が敷設される。共通搬送室５１は予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成される。ここで、ロードロック室とは、窒素等の不活性ガスの供給部材と、同室内を排気する排気部材とを有し、不活性ガスによる内部雰囲気の置換、減圧、加圧を独立して行える室を意味する。
【００４１】
共通搬送室５１には、被処理基板、例えばガラス基板に対してプラズマ成膜処理等の真空処理を行うための５つの真空処理室５３ａ〜５３ｅがゲート弁５９を介して接続される。真空処理室５３ａ〜５３ｅは、共通搬送室５１側から接近及び離反する搬送装置により被処理基板を搬出入される。各真空処理室５３において、搬送装置により搬送されてきた被処理基板は、真空処理室５３内に配設されたハンドリングアーム（図示せず）を介して基板支持部材（図示せず）上に移載される。そして、被処理基板は同基板支持部材により所定位置に保持され、この状態で被処理基板の裏面または表面に対してプラズマ処理が施される。
【００４２】
共通搬送室５１には、また、被処理体を支持した状態の搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃが内部を通過可能なロード室５４及びアンロード室５５がゲート弁５９を介して接続される。ロード室５４及びアンロード室５５は夫々ゲート弁５９を介して外部雰囲気、例えばクリーンルーム内雰囲気に接続される。共通搬送室５１には、更に、搬送装置２０ｂを（必要に応じて搬送装置２０ａ、２０ｃも）収容して待機させるように設計された台車室５６がゲート弁５９を介して接続される。ロード室５４、アンロード室５５、及び台車室５６は予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成される。
【００４３】
真空処理室５３ａ〜５３ｅ、ロード室５４、アンロード室５５、及び台車室５６は、共通搬送室５１を中心として放射状に配列される。このため、共通搬送室５１は、正８角形の平面形状を有し、８つの側面にゲート弁５９を装着するための開口及び取付け座が形成される。全ての開口及び取付け座は同一寸法に設定され、いずれの取付け座にも、同一寸法及び同一規格のゲート弁５９を介して室５３ａ〜５３ｅ、５４、５５、５６を選択的に取付けることができる。図示の例では、ロード室５４及びアンロード室５５は、共通搬送室５１の互いに隣合った側面に接続される。また、台車室５６はアンロード室５５と対向する側面に接続される。
【００４４】
図４図示の処理システム５０においては、先ず、被処理基板が外部から搬送装置２０ａによりロード室５４を通して共通搬送室５１へ搬入され、ロード室５４と共通搬送室５１との間のゲート弁５９が閉鎖される。なお、全てのゲート弁５９の開閉は、真空処理室５３ａ〜５３ｅ、共通搬送室５１、及び台車室５６が真空状態を維持できるように制御される。
【００４５】
共通搬送室５１内で、例えば床５２に取付けた搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃを移動するための機構がターンテーブルのように回転されることにより搬送装置２０ａがθ方向に回転され、その向きが設定される。搬送装置２０ａは、例えば、先ず、第１真空処理室５３ａへの搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、第１真空処理室５３ａのゲート弁５９が開放され、基板が搬送装置２０ａにより第１真空処理室５３ａ内へ搬入される。
【００４６】
基板が第１真空処理室５３ａの所定位置にセットされた後、搬送装置２０ａは共通搬送室５１へ戻され、第１真空処理室５３ａのゲート弁５９は閉鎖される。次に、搬送装置２０ａは共通搬送室５１内でロード室５４への搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、ロード室５４と共通搬送室５１との間のゲート弁５９が開放され、搬送装置２０ａがロード室５４内に戻された後、同ゲート弁５９が閉鎖される。ロード室５４内の搬送装置２０ａは、別の被処理基板を外部から順次搬入するため、上記の搬入手順を繰返す。
【００４７】
第１真空処理室５３ａで処理例えば成膜処理が完了すると、第１真空処理室５３ａの雰囲気が高真空に保持される。この時、台車室５６のゲート弁５９が開放され、基板を支持していない搬送装置、例えば搬送装置２０ｂが台車室５６から共通搬送室５１へ移動される。次に、搬送装置２０ｂは共通搬送室５１内で第１真空処理室５３ａへの搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、第１真空処理室５３ａのゲート弁５９が開放され、処理済みの基板が第１真空処理室５３ａから搬送装置２０ｂに移載される。
【００４８】
処理済みの基板を受取った搬送装置２０ｂは共通搬送室５１へ戻され、第１真空処理室５３ａのゲート弁５９は閉鎖される。次に、搬送装置２０ｂは共通搬送室５１内で、例えば第２真空処理室５３ｂへの搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、第２真空処理室５３ｂのゲート弁５９が開放され、第１真空処理室５３ａで処理を受けた基板が搬送装置２０ｂにより第２真空処理室５３ｂ内へ搬入される。
【００４９】
基板が第２真空処理室５３ｂの所定位置にセットされた後、搬送装置２０ｂは共通搬送室５１へ戻され、第２真空処理室５３ｂのゲート弁５９は閉鎖される。次に、搬送装置２０ｂは共通搬送室５１内で台車室５６への搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、台車室５６のゲート弁５９が開放され、搬送装置２０ｂが台車室５６に戻された後、同ゲート弁５９が閉鎖される。
【００５０】
第２真空処理室５３ｂで処理例えば成膜処理が完了すると、予め定めたプログラムに従い、上述と同様な手順で、処理済みの基板が第１乃至第５真空処理室５３ａ〜５３ｅのいずれかに移送され、更に処理例えば成膜処理が行われる。そして、最後の処理、例えば第５真空処理室５３ｅで処理が完了すると、アンロード室５５と共通搬送室５１との間のゲート弁５９が開放され、基板を支持していない搬送装置２０ｃがアンロード室５５から共通搬送室５１へ移動される。次に、搬送装置２０ｃは共通搬送室５１内で第５真空処理室５３ｅへの搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、第５真空処理室５３ｅのゲート弁５９が開放され、処理済みの基板が第５真空処理室５３ｅから搬送装置２０ｃに移載される。
【００５１】
処理済みの基板を受取った搬送装置２０ｃは共通搬送室５１へ戻され、第５真空処理室５３ｅのゲート弁５９は閉鎖される。次に、搬送装置２０ｃは共通搬送室５１内で、アンロード室５５への搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、アンロード室５５と共通搬送室５１との間のゲート弁５９が開放され、全ての処理が完了した基板が搬送装置２０ｃによりアンロード室５３ｅ内へ搬出される。
【００５２】
なお、図３図示の共通搬送室５１の形状は８角形であるが、これは、基板サイズや処理の必要数に応じて６乃至１０角形の中から適切なものを選択することができる。また、共通搬送室５１の取付け座の内、使用する必要のないものが生じた場合、盲板で一時的に閉鎖するか、或いは基板予熱などの別処理をする室を取付けることが可能となる。更に、搬送装置２０は、基板を２枚搬送する支持機構２２を有するが、基板サイズや処理条件により基板を１枚のみ処理する方が有効となる場合がある。この場合、図２図示の支持機構２２の片側半分のみ支持機構を有する搬送装置を使用するように真空処理システムを設計することができる。また、図３図示の台車室５６は１室のみであるが、基板処理速度の観点から搬送装置２０の数が不足する場合は、台車室数を増設して対応することができる。
【００５３】
図４図示の処理システム５０によれば、図３図示の処理システム３０における４つの課題を次のように解決することができる。
【００５４】
第１の課題について：ロード室５４とアンロード室５５とが互いに隣合うように配設されるため、図３図示の基板リターン機構３３が不要となる。
【００５５】
第２の課題について：処理（例えば成膜処理）速度の遅い処理については、
複数の真空処理室５３ａ〜５３ｅを並行して使用することが可能となる。
【００５６】
第３の課題について：メンテナンスが必要な真空処理室５３ａ〜５３ｅは、
ゲート弁５９を閉鎖することにより、独立して作業を施すことができ、同メンテナンス中、他の真空処理室は処理を行うことが可能である。このため処理速度の低下はあってもシステム全体を停止する必要がなく、稼動率の低下を最小に抑えることができる。
【００５７】
第４の課題について：図３図示の複数の台車室３２を共通搬送室５１及び１個の台車室５６で置き換えることができる。真空処理室数が３以上において、
室数が多い程この利点は有効であり、設置スペース及びシステムコストの低減が可能となる。
【００５８】
図５は、本発明の別の実施の形態に係る真空プラズマ処理システム６０の平面レイアウトを概略的に示す図である。
【００５９】
図５図示の如く、処理システム６０は、図４図示の処理システム５０を２つ並べたような構造を有する。即ち、処理システム６０は、図４図示の処理システム５０の共通搬送室５１に対して台車室兼中継室６４を介して接続された第２の共通搬送室６１を有する。第２の共通搬送室６１は第１の共通搬送室５１と同一の構成を有し、従って、これに接続される室６４、５３ｆ〜６３ｋ、６６（下記参照）もまた、第２の共通搬送室６１を中心として放射状に配列される。なお、処理システム６０は、図２図示の搬送装置２０からなる４つの搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを使用する。
【００６０】
中継室６４は、図４図示の処理システム５０の台車室５６を置換して配置され、搬送装置２０ｂを（必要に応じて搬送装置２０ａ、２０ｃ、２０ｄのいずれかも）収容して待機させるように設計される。中継室６４は、予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成され、第１及び第２の共通搬送室５１、６１に対してゲート弁５９を介して接続される。搬送装置２０ｂにより、被処理基板が、中継室６４を通して第１及び第２の共通搬送室５１、６１間で搬送される。
【００６１】
第２の共通搬送室６１には、被処理基板、例えばガラス基板に対してプラズマ成膜処理等の真空処理を行うための６つの真空処理室５３ｆ〜５３ｋがゲート弁５９を介して接続される。真空処理室５３ｆ〜５３ｋは、第２の共通搬送室６１側から接近及び離反する搬送装置により被処理基板を搬出入される。
【００６２】
第２の共通搬送室６１には、また、搬送装置２０ｄを（必要に応じて搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃのいずれかも）収容して待機させるように設計された台車室６６がゲート弁５９を介して接続される。台車室６６は予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成される。搬送装置２０ｄ、搬送装置２０ｂにより、被処理基板が、真空処理室５３ｆ〜５３ｋ間で搬送される。
【００６３】
図５図示の処理システム６０においては、中継室６４を通して第１及び第２の共通搬送室５１、６１間で被処理基板を搬送することにより、１１個の真空処理室５３ａ〜５３ｋを任意に使用して処理を行うことができる。即ち、処理システム６０によれば、図４図示の処理システム５０を２台設置する場合と比べて、ロード室、アンロード室を共用できるので、設置スペースと低コスト化が可能となる。
【００６４】
例えば、図５図示の処理システム６０においては、複数の真空処理を並行して行うように構成することができ、システム全体の処理速度を格段に向上させることができる。具体的には２枚の基板を２つの真空処理室で別々に成膜すれば、時間当りの処理能力が２倍に向上することとなる。代わりに、多数の真空処理を連続的に行うように構成することもでき、この場合、例えば複雑な多層成膜プロセスを実施することが可能となる。
【００６５】
図６は、本発明の更に別の実施の形態に係る真空プラズマ処理システム７０の平面レイアウトを概略的に示す図である。
【００６６】
図６図示の如く、処理システム７０は、図２図示の搬送装置２０からなる３つの搬送装置２０ｅ、２０ｆ、２０ｇを使用する。処理システム７０は、中央に、被処理体を支持した状態の搬送装置２０ｅ、２０ｆ、２０ｇが内部を移動可能な共通搬送室７１を有する。共通搬送室７１の床７２の上には、搬送装置２０ｅ、２０ｆ、２０ｇが移動するための一例としてレール２９（図２参照）が敷設される。共通搬送室７１は予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成される。
【００６７】
共通搬送室７１には、被処理基板、例えばガラス基板に対してプラズマ成膜処理等の真空処理を行うための５つの真空処理室７３ａ〜７３ｅがゲート弁７９を介して接続される。真空処理室７３ａ〜７３ｅは、共通搬送室７１側から接近及び離反する搬送装置により被処理基板を搬出入される。
【００６８】
共通搬送室７１には、また、被処理体を支持した状態の搬送装置２０ｅ、２０ｆ、２０ｇが内部を通過可能なロード室７４及びアンロード室７５がゲート弁７９を介して接続される。ロード室７４及びアンロード室７５は夫々ゲート弁７９を介して外部雰囲気、例えばクリーンルーム内雰囲気に接続される。共通搬送室７１には、更に、搬送装置２０ｂを（必要に応じて搬送装置２０ａ、２０ｃのいずれかも）収容して待機させるように設計された台車室７６がゲート弁７９を介して接続される。ロード室７４、アンロード室７５、及び台車室７６は予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成される。
【００６９】
共通搬送室７１は矩形形状を有し、図６図示の例では５室からなる真空処理室７３ａ〜７３ｅは、共通搬送室７１の一側面に沿って共通搬送室７１の長手方向中心軸に対して平行に配列される。また、ロード室７４、アンロード室７５、及び台車室７６は、真空処理室７３ａ〜７３ｅと対向する他側面に沿って共通搬送室７１の長手方向中心軸に対して平行に配列される。
【００７０】
このため、共通搬送室７１は、上記一側面の５個所及び上記他側面の３箇所にゲート弁７９を装着するための開口及び取付け座が形成される。全ての開口及び取付け座は同一寸法に設定され、いずれの取付け座にも、同一寸法及び同一規格のゲート弁７９を介して室７３ａ〜７３ｅ、７４、７５、７６を選択的に取付けることができる。
【００７１】
共通搬送室７１の床７２上に配設された移動手段の一例としてのレール２９（図２参照）は、搬送装置２０ｅ、２０ｆ、２０ｇがＸ及びＹ方向へ移動することができるように設計される。即ち、搬送装置２０ｅ、２０ｆ、２０ｇは、
図４及び図５図示の如く、θ方向に回転されることなく、Ｘ及びＹ方向へ直線的に移動されることにより、各室７３ａ〜７３ｅ、７４、７５、７６への搬送ラインへ合致するよう操作される。
【００７２】
図６図示の処理システム７０によれば、図４図示の処理システム５０で得られる効果に加え、搬送装置の回転の動作が不要であるため、共通搬送室７１の大きさを、搬送装置がＸ及びＹ方向への移動を行うに必要な最小限のもとのすることができる。また、図４図示の放射状の配置に比べ、真空処理室７３ａ〜７３ｅ間のスペースの無駄がないため、設置スペースの低減が可能となる。
【００７３】
なお、図６図示の真空処理室は５室で、台車室は１室であるが、処理効率等の理由で、更に夫々の室数を増設することが可能である。
【００７４】
【発明の効果】
本発明に係る真空処理システムによれば、複数の真空処理室のために共通搬送室が配設されると共に、該共通搬送室にロード室、アンロード室、及び台車室が接続される。そして、被処理基板は、台車室を待機位置とする台車型の搬送装置によりこれらの室間で搬送される。従って、スループット（処理速度）を向上させると共に、処理室間のクロスコンタミネーションを低減し、プロセスの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプラズマ処理装置を示す斜視図。
【図２】本発明の実施の形態に係る真空処理システムで使用可能な搬送装置を示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）正面図。
【図３】本発明に至る過程で開発された関連技術に係る真空プラズマ処理システムの平面レイアウトを概略的に示す図。
【図４】本発明の実施の形態に係る真空プラズマ処理システムの平面レイアウトを概略的に示す図。
【図５】本発明の別の実施の形態に係る真空プラズマ処理システムの平面レイアウトを概略的に示す図。
【図６】本発明の更に別の実施の形態に係る真空プラズマ処理システムの平面レイアウトを概略的に示す図。
【符号の説明】
２０、２０ａ〜２０ｇ…搬送装置
２１…台車
２２…支持機構
５０、６０、６０…真空処理システム
５１、６１、７１…共通搬送室
５３ａ〜５３ｋ、７３ａ〜７３ｅ…真空処理室
５４、７４…ロード室
５５、７５…アンロード室
５６、６６、７６…台車室
５９…ゲートバルブ
６４…中継室
【発明の属する技術分野】
本発明は被処理基板を真空雰囲気内で処理するための真空処理システムに関し、例えばガラス基板の表面に対して、プラズマを用いて、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、ドライエッチング等のプラズマ処理を施すための真空処理システム内に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、ドライエッチング等のプラズマ処理を施すための真空処理システム内において、ガラス基板を真空処理室に対して出し入れを行なう場合、基板を基板ホルダ（トレイ）に固定し、該ホルダを基板と一緒に搬送する方法、即ち「トレイ基板搬送方式」が一般的に採用されている。
【０００３】
図１は従来のプラズマ処理装置を示す斜視図である。
【０００４】
図１図示の如く、このプラズマ処理は、基板Ｓを処理するための処理室を形成する真空容器１１を有する。真空容器１１の開閉自在の扉１２には電極１３が配設される。真空容器１１内に単数若しくは複数の基板Ｓを収容するため、
基板ホルダ（トレイ）１５が使用される。ホルダ１５は基板Ｓを取付けた状態で、真空容器１１内の上部に配設された基板搬送部材１６に吊り下げられる。
真空容器１１の中央には基板Ｓを加熱するためのヒータ１７が配設される。
【０００５】
基板Ｓ及びホルダ１５は、移動装置（図示せず）によって搬送部材１６と共に移動される。搬送部材１６に吊り下げられたホルダ１５がヒータ１７と電極１３との間へ移動され、ここに停止配置される。この状態で、基板Ｓの表面に対してプラズマ処理が施される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術に係るプラズマ処理装置においては、処理用ホルダ１５に起因して、種々の問題（基板セット用の複雑なロボット、加熱冷却速度低下、基板割れ、不純物汚染）を伴うだけでなく、高いスループットを得ることが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、より高いスループットを得ることが可能な新規な真空処理システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の視点は、被処理基板を処理するための真空処理システムであって、
前記システム内を走行するための台車と、前記被処理基板を支持するため、
前記台車上に配設された支持機構と、を有する搬送装置と、
前記被処理体を支持した状態の前記搬送装置が内部を移動可能なロードロック室として構成された共通搬送室と、
前記共通搬送室に対してゲート弁を介して夫々接続され、前記搬送装置により前記被処理基板を搬出入される複数の真空処理室と、
前記共通搬送室に対してゲート弁を介して接続されると共に前記被処理体を搬入するためのロードロック室として構成されたロード室と、
前記共通搬送室に対してゲート弁を介して接続されると共に前記被処理体を搬出するためのロードロック室として構成されたアンロード室と、
前記共通搬送室に対して接続されると共に前記搬送装置を内部に収容可能な台車室と、
を具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の視点は、第１の視点の真空処理システムにおいて、前記ロード室と前記アンロード室とは互いに隣合って配設することが可能であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の視点は、第１または第２の視点の真空処理システムにおいて、前記ゲート弁が同一の取付け寸法を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の視点は、第１乃至第３のいずれかの視点の真空処理システムにおいて前記共通搬送室に対してゲート弁を介して接続されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第５の視点は、第１乃至第４のいずれかの視点の真空処理システムにおいて、前記真空処理室、前記ロード室、前記アンロード室、及び前記台車室は、前記共通搬送室を中心として放射状に配列されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第６の視点は、第１乃至第４のいずれかの視点の真空処理システムにおいて、前記共通搬送室は矩形形状を有し、前記真空処理室、前記ロード室、前記アンロード室、及び前記台車室は、前記共通搬送室の中心軸に対して平行に配列されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第７の視点は、第６の視点の真空処理システムにおいて、前記真空処理室は前記共通搬送室の一側面に接続され、前記ロード室及び前記アンロード室は、前記一側面と対向する前記共通搬送室の他側面に接続されることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第８の視点は、第１乃至第７のいずれかの視点の真空処理システムにおいて、
前記システム内を走行するための台車と、前記被処理基板を支持するため、
前記台車上に配設された支持機構と、を有する第２の搬送装置と、
前記被処理基板が互いに受け渡し可能となるように前記共通搬送室に対して接続されると共に前記被処理体を支持した状態の前記第２の搬送装置が内部を移動可能なロードロック室として構成された第２の共通搬送室と、
前記第２の共通搬送室に対してゲート弁を介して夫々接続され、前記第２の搬送装置により前記被処理基板を搬出入される複数の真空処理室と、
を具備することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第９視点は、第１乃至第８のいずれかの視点の真空処理システムにおいて、
前記被処理基板は多角形板状をなすことと、
前記搬送装置の前記支持機構は、前記被処理基板が垂線に対して７°乃至１２°の角度で傾斜するように、前記被処理基板を支持することと、
前記支持機構は、前記被処理基板の底端面に接触するための底接触面と、前記被処理基板の裏面に接触するための第１及び第２裏接触面とを有することと、
前記第１及び第２裏接触面は、前記被処理基板の搬送方向において互いに独立した第１及び第２支柱に支持された第１及び第２パッド上に夫々形成されることと、
前記第１及び第２裏接触面は、前記搬送方向における前記被処理基板の両端部に沿って夫々配置されることと、
前記第１及び第２裏接触面は、前記被処理基板の重心より上で前記被処理基板の前記裏面と接触する部分を夫々有することと、
を特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１８】
図２は本発明の実施の形態に係る真空処理システムで使用可能な搬送装置２０を示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）正面図である。
【００１９】
図２図示の如く、搬送装置２０は、システム内を走行するための台車２１と、２枚の同一寸法の矩形のガラス基板Ｓ１、Ｓ２を同時に支持するため、台車２１上に配設された支持機構２２と、を有する。なお、システム構成の上から、支持機構２２は、基板１枚のみを支持する支持機構とすることも可能である。
【００２０】
台車２１は、例えば、図２（ａ）図示の如く、システム内、即ち台車室や真空処理室内の床面上に敷設されたレール２９またはガイドローラ等に沿って移動される。この場合、移動手段の一例として、台車２１の側面にラックを取付けると共に、レール２９にピニオンドライバを配設し、ラックとピニオンとの噛合により、台車２１を駆動することができる。
【００２１】
支持機構２２は、搬送方向Ｄ１に沿った台車２１の中心軸を挟んで、２枚の基板Ｓ１、Ｓ２が垂線に対して約１０°の角度θ１で互いに反対側に傾斜するように、２枚の基板Ｓ１、Ｓ２を支持する。また、後述するように、支持機構２２は、各基板Ｓ１、Ｓ２の重心より上でその裏面を接触支持する部分を有する。このような構成の結果、基板Ｓ１、Ｓ２は、自重により安定した状態で支持機構２２上に保持される。
【００２２】
なお、基板Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度θ１は、それらの重心と支持位置との関係で決まる。即ち、基板Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度θ１が浅いと（＜７°）、搬送時に生じた振動等で基板Ｓ１、Ｓ２の保持の安定性を失いやすい。逆に、基板Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度θ１が深いと（１２°＜）、真空容器のデッドスペース増加と真空容器間に設置されるゲート弁の大型化とを招き、全体装置としてデメリットとなる。このような観点から、基板Ｓ１、Ｓ２の傾斜角度θ１は７°〜１２°の範囲に設定される。
【００２３】
支持機構２２は、より具体的には、台車２１上に垂直に固定された互いに独立する同一形状の２つのＶ字型のフレーム２３ａ、２３ｂを有する。２つのＶ字型のフレーム２３ａ、２３ｂは、台車２１の両端部近傍に夫々配置され、両者間の間隔は、基板Ｓ１、Ｓ２の長さより幾分小さくなるように設定される。
【００２４】
各フレーム２３ａ、２３ｂのＶ字型は、搬送方向Ｄ１に沿った台車２１の中心軸に対して左右対称となるように配設された２本の支柱２４ｆ、２４ｒにより形成される。支柱２４ｆ、２４ｒは、夫々垂線に対して夫々７°〜１２°、望ましくは約１０°の角度θ１をなし、従って、２本の支柱２４ｆ、２４ｒ間の角度はその倍となる。２つのフレーム２３ａ、２３ｂの左側の支柱２４ｆの対により基板Ｓ１が支持され、右側の支柱２４ｒの対により基板Ｓ２が支持される。
【００２５】
４つの支柱２４ｆ、２４ｒの夫々の内面の下側には、段部２５が形成される。全ての段部２５は同じ高さに配置され、基板Ｓ１、Ｓ２の底端面に接触するための底接触面を規定する。
【００２６】
４つの支柱２４ｆ、２４ｒの夫々の上側及び中間には、基板Ｓ１、Ｓ２に接触するパッドとして機能する上側梁２６及び中間梁２７が付設される。上側梁２６及び中間梁２７は、全て、支柱２４ｆ、２４ｒから搬送方向Ｄ１に沿って外側に水平に延在する。上側梁２６及び中間梁２７の内面は、支柱２４ｆ、２４ｒの内面より幾分突出し、基板Ｓ１、Ｓ２の裏面に接触するための裏接触面を規定する。
【００２７】
上側梁２６及び中間梁２７の内面により規定される裏接触面は、搬送方向Ｄ１における基板Ｓ１、Ｓ２の両端部に沿って配置される。また、上側梁２６の内面により規定される裏接触面の上縁部は、基板Ｓ１、Ｓ２の重心より上で基板Ｓ１、Ｓ２の裏面と接触するように配置される。
【００２８】
なお、システム構成の上から、基板１枚（Ｓ１）のみを搬送する台車を使用することもできる。この場合、４つの支柱２４ｆ、２４ｒの片方のみ、例えば、支柱２４ｆのみから構成されるフレームを台車２１の両端部近傍に夫々配設することで対応することができる。
【００２９】
図３は、本発明に至る過程で開発された関連技術に係る真空プラズマ処理システム３０の平面レイアウトの一例を概略的に示す図である。
【００３０】
図３図示の如く、処理システム３０は、プラズマ成膜処理等の真空処理を行うための３つの真空処理室３１を具備する。処理システム３０はまた、搬送装置２０を収容して待機させるように設計された４つの台車室３２ａ、３２ｂ、３２を有する。各台車室３２ａ、３２ｂ、３２は、予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成される。
【００３１】
３つの真空処理室３１及び４つの台車室３２ａ、３２ｂ、３２は、交互に且つ間にゲート弁３９を挟んで直列に接続される。最上流の台車室３２ａ及び最下流の台車室３２ｂは、夫々ロード室及びアンロード室として機能する。
【００３２】
ロード室３２ａの上流側には、搬送装置２０内に被処理基板を積込むためのロボットであるローダ３５が、ゲート弁３９を介して配設される。ローダ３５は、他の処理システムとのインターフェースとして機能するカセットステーション３７に隣接して配設される。
【００３３】
アンロード室３２ｂの下流には、搬送装置２０内から被処理基板を取出すためのロボットであるアンローダ３６が、ゲート弁３９を介して配設される。アンローダ３６で取出した処理済みの基板をローダ３５に戻すため、基板リターン機構３３が配設される。
【００３４】
図３図示の真空処理システム３０においては、次のような改善すべき課題が見出されている。
【００３５】
第１の課題：処理済みの基板を基板の搬入位置近くに戻そうとすると、図３図示の基板リターン機構３３、例えばコンベアローラ等による基板搬送装置が必要となる。
【００３６】
第２の課題：処理（例えば成膜処理）速度の遅い真空処理室があると、システム全体の処理速度がこの遅い真空処理室で決定される速度で律速される。これを回避するため、例えば成膜速度の遅い膜を２〜３室の真空処理室に分割して成膜処理することが可能である。しかし、この場合、半導体デバイス用の膜ではこの積層界面によるデバイス特性への影響が懸念される。
【００３７】
第３の課題：いづれかの真空処理室にトラブル発生したりメンテナンスを施す場合、システム全体を停止させる必要がある。これは、システムの稼動率を低下させる要因となる。
【００３８】
第４の課題：搬送装置が待機するための台車室が真空処理室１つにつき１つ必要となる。このため設置スペース及びシステムコストが上昇する要因となる。
【００３９】
図４は、上記の４つの課題を解決するために提案された、本発明の実施の形態に係る真空プラズマ処理システム５０の平面レイアウトを概略的に示す図である。
【００４０】
図４図示の如く、処理システム５０は、図２図示の搬送装置２０からなる３つの搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃを使用する。処理システム５０は、中央に、被処理体を支持した状態の搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃが内部を移動可能な共通搬送室５１を有する。共通搬送室５１の床５２の上には、搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃが移動するための一例としてレール２９（図２参照）が敷設される。共通搬送室５１は予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成される。ここで、ロードロック室とは、窒素等の不活性ガスの供給部材と、同室内を排気する排気部材とを有し、不活性ガスによる内部雰囲気の置換、減圧、加圧を独立して行える室を意味する。
【００４１】
共通搬送室５１には、被処理基板、例えばガラス基板に対してプラズマ成膜処理等の真空処理を行うための５つの真空処理室５３ａ〜５３ｅがゲート弁５９を介して接続される。真空処理室５３ａ〜５３ｅは、共通搬送室５１側から接近及び離反する搬送装置により被処理基板を搬出入される。各真空処理室５３において、搬送装置により搬送されてきた被処理基板は、真空処理室５３内に配設されたハンドリングアーム（図示せず）を介して基板支持部材（図示せず）上に移載される。そして、被処理基板は同基板支持部材により所定位置に保持され、この状態で被処理基板の裏面または表面に対してプラズマ処理が施される。
【００４２】
共通搬送室５１には、また、被処理体を支持した状態の搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃが内部を通過可能なロード室５４及びアンロード室５５がゲート弁５９を介して接続される。ロード室５４及びアンロード室５５は夫々ゲート弁５９を介して外部雰囲気、例えばクリーンルーム内雰囲気に接続される。共通搬送室５１には、更に、搬送装置２０ｂを（必要に応じて搬送装置２０ａ、２０ｃも）収容して待機させるように設計された台車室５６がゲート弁５９を介して接続される。ロード室５４、アンロード室５５、及び台車室５６は予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成される。
【００４３】
真空処理室５３ａ〜５３ｅ、ロード室５４、アンロード室５５、及び台車室５６は、共通搬送室５１を中心として放射状に配列される。このため、共通搬送室５１は、正８角形の平面形状を有し、８つの側面にゲート弁５９を装着するための開口及び取付け座が形成される。全ての開口及び取付け座は同一寸法に設定され、いずれの取付け座にも、同一寸法及び同一規格のゲート弁５９を介して室５３ａ〜５３ｅ、５４、５５、５６を選択的に取付けることができる。図示の例では、ロード室５４及びアンロード室５５は、共通搬送室５１の互いに隣合った側面に接続される。また、台車室５６はアンロード室５５と対向する側面に接続される。
【００４４】
図４図示の処理システム５０においては、先ず、被処理基板が外部から搬送装置２０ａによりロード室５４を通して共通搬送室５１へ搬入され、ロード室５４と共通搬送室５１との間のゲート弁５９が閉鎖される。なお、全てのゲート弁５９の開閉は、真空処理室５３ａ〜５３ｅ、共通搬送室５１、及び台車室５６が真空状態を維持できるように制御される。
【００４５】
共通搬送室５１内で、例えば床５２に取付けた搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃを移動するための機構がターンテーブルのように回転されることにより搬送装置２０ａがθ方向に回転され、その向きが設定される。搬送装置２０ａは、例えば、先ず、第１真空処理室５３ａへの搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、第１真空処理室５３ａのゲート弁５９が開放され、基板が搬送装置２０ａにより第１真空処理室５３ａ内へ搬入される。
【００４６】
基板が第１真空処理室５３ａの所定位置にセットされた後、搬送装置２０ａは共通搬送室５１へ戻され、第１真空処理室５３ａのゲート弁５９は閉鎖される。次に、搬送装置２０ａは共通搬送室５１内でロード室５４への搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、ロード室５４と共通搬送室５１との間のゲート弁５９が開放され、搬送装置２０ａがロード室５４内に戻された後、同ゲート弁５９が閉鎖される。ロード室５４内の搬送装置２０ａは、別の被処理基板を外部から順次搬入するため、上記の搬入手順を繰返す。
【００４７】
第１真空処理室５３ａで処理例えば成膜処理が完了すると、第１真空処理室５３ａの雰囲気が高真空に保持される。この時、台車室５６のゲート弁５９が開放され、基板を支持していない搬送装置、例えば搬送装置２０ｂが台車室５６から共通搬送室５１へ移動される。次に、搬送装置２０ｂは共通搬送室５１内で第１真空処理室５３ａへの搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、第１真空処理室５３ａのゲート弁５９が開放され、処理済みの基板が第１真空処理室５３ａから搬送装置２０ｂに移載される。
【００４８】
処理済みの基板を受取った搬送装置２０ｂは共通搬送室５１へ戻され、第１真空処理室５３ａのゲート弁５９は閉鎖される。次に、搬送装置２０ｂは共通搬送室５１内で、例えば第２真空処理室５３ｂへの搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、第２真空処理室５３ｂのゲート弁５９が開放され、第１真空処理室５３ａで処理を受けた基板が搬送装置２０ｂにより第２真空処理室５３ｂ内へ搬入される。
【００４９】
基板が第２真空処理室５３ｂの所定位置にセットされた後、搬送装置２０ｂは共通搬送室５１へ戻され、第２真空処理室５３ｂのゲート弁５９は閉鎖される。次に、搬送装置２０ｂは共通搬送室５１内で台車室５６への搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、台車室５６のゲート弁５９が開放され、搬送装置２０ｂが台車室５６に戻された後、同ゲート弁５９が閉鎖される。
【００５０】
第２真空処理室５３ｂで処理例えば成膜処理が完了すると、予め定めたプログラムに従い、上述と同様な手順で、処理済みの基板が第１乃至第５真空処理室５３ａ〜５３ｅのいずれかに移送され、更に処理例えば成膜処理が行われる。そして、最後の処理、例えば第５真空処理室５３ｅで処理が完了すると、アンロード室５５と共通搬送室５１との間のゲート弁５９が開放され、基板を支持していない搬送装置２０ｃがアンロード室５５から共通搬送室５１へ移動される。次に、搬送装置２０ｃは共通搬送室５１内で第５真空処理室５３ｅへの搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、第５真空処理室５３ｅのゲート弁５９が開放され、処理済みの基板が第５真空処理室５３ｅから搬送装置２０ｃに移載される。
【００５１】
処理済みの基板を受取った搬送装置２０ｃは共通搬送室５１へ戻され、第５真空処理室５３ｅのゲート弁５９は閉鎖される。次に、搬送装置２０ｃは共通搬送室５１内で、アンロード室５５への搬入ラインに合致するまでθ方向に回転される。そして、アンロード室５５と共通搬送室５１との間のゲート弁５９が開放され、全ての処理が完了した基板が搬送装置２０ｃによりアンロード室５３ｅ内へ搬出される。
【００５２】
なお、図３図示の共通搬送室５１の形状は８角形であるが、これは、基板サイズや処理の必要数に応じて６乃至１０角形の中から適切なものを選択することができる。また、共通搬送室５１の取付け座の内、使用する必要のないものが生じた場合、盲板で一時的に閉鎖するか、或いは基板予熱などの別処理をする室を取付けることが可能となる。更に、搬送装置２０は、基板を２枚搬送する支持機構２２を有するが、基板サイズや処理条件により基板を１枚のみ処理する方が有効となる場合がある。この場合、図２図示の支持機構２２の片側半分のみ支持機構を有する搬送装置を使用するように真空処理システムを設計することができる。また、図３図示の台車室５６は１室のみであるが、基板処理速度の観点から搬送装置２０の数が不足する場合は、台車室数を増設して対応することができる。
【００５３】
図４図示の処理システム５０によれば、図３図示の処理システム３０における４つの課題を次のように解決することができる。
【００５４】
第１の課題について：ロード室５４とアンロード室５５とが互いに隣合うように配設されるため、図３図示の基板リターン機構３３が不要となる。
【００５５】
第２の課題について：処理（例えば成膜処理）速度の遅い処理については、
複数の真空処理室５３ａ〜５３ｅを並行して使用することが可能となる。
【００５６】
第３の課題について：メンテナンスが必要な真空処理室５３ａ〜５３ｅは、
ゲート弁５９を閉鎖することにより、独立して作業を施すことができ、同メンテナンス中、他の真空処理室は処理を行うことが可能である。このため処理速度の低下はあってもシステム全体を停止する必要がなく、稼動率の低下を最小に抑えることができる。
【００５７】
第４の課題について：図３図示の複数の台車室３２を共通搬送室５１及び１個の台車室５６で置き換えることができる。真空処理室数が３以上において、
室数が多い程この利点は有効であり、設置スペース及びシステムコストの低減が可能となる。
【００５８】
図５は、本発明の別の実施の形態に係る真空プラズマ処理システム６０の平面レイアウトを概略的に示す図である。
【００５９】
図５図示の如く、処理システム６０は、図４図示の処理システム５０を２つ並べたような構造を有する。即ち、処理システム６０は、図４図示の処理システム５０の共通搬送室５１に対して台車室兼中継室６４を介して接続された第２の共通搬送室６１を有する。第２の共通搬送室６１は第１の共通搬送室５１と同一の構成を有し、従って、これに接続される室６４、５３ｆ〜６３ｋ、６６（下記参照）もまた、第２の共通搬送室６１を中心として放射状に配列される。なお、処理システム６０は、図２図示の搬送装置２０からなる４つの搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを使用する。
【００６０】
中継室６４は、図４図示の処理システム５０の台車室５６を置換して配置され、搬送装置２０ｂを（必要に応じて搬送装置２０ａ、２０ｃ、２０ｄのいずれかも）収容して待機させるように設計される。中継室６４は、予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成され、第１及び第２の共通搬送室５１、６１に対してゲート弁５９を介して接続される。搬送装置２０ｂにより、被処理基板が、中継室６４を通して第１及び第２の共通搬送室５１、６１間で搬送される。
【００６１】
第２の共通搬送室６１には、被処理基板、例えばガラス基板に対してプラズマ成膜処理等の真空処理を行うための６つの真空処理室５３ｆ〜５３ｋがゲート弁５９を介して接続される。真空処理室５３ｆ〜５３ｋは、第２の共通搬送室６１側から接近及び離反する搬送装置により被処理基板を搬出入される。
【００６２】
第２の共通搬送室６１には、また、搬送装置２０ｄを（必要に応じて搬送装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃのいずれかも）収容して待機させるように設計された台車室６６がゲート弁５９を介して接続される。台車室６６は予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成される。搬送装置２０ｄ、搬送装置２０ｂにより、被処理基板が、真空処理室５３ｆ〜５３ｋ間で搬送される。
【００６３】
図５図示の処理システム６０においては、中継室６４を通して第１及び第２の共通搬送室５１、６１間で被処理基板を搬送することにより、１１個の真空処理室５３ａ〜５３ｋを任意に使用して処理を行うことができる。即ち、処理システム６０によれば、図４図示の処理システム５０を２台設置する場合と比べて、ロード室、アンロード室を共用できるので、設置スペースと低コスト化が可能となる。
【００６４】
例えば、図５図示の処理システム６０においては、複数の真空処理を並行して行うように構成することができ、システム全体の処理速度を格段に向上させることができる。具体的には２枚の基板を２つの真空処理室で別々に成膜すれば、時間当りの処理能力が２倍に向上することとなる。代わりに、多数の真空処理を連続的に行うように構成することもでき、この場合、例えば複雑な多層成膜プロセスを実施することが可能となる。
【００６５】
図６は、本発明の更に別の実施の形態に係る真空プラズマ処理システム７０の平面レイアウトを概略的に示す図である。
【００６６】
図６図示の如く、処理システム７０は、図２図示の搬送装置２０からなる３つの搬送装置２０ｅ、２０ｆ、２０ｇを使用する。処理システム７０は、中央に、被処理体を支持した状態の搬送装置２０ｅ、２０ｆ、２０ｇが内部を移動可能な共通搬送室７１を有する。共通搬送室７１の床７２の上には、搬送装置２０ｅ、２０ｆ、２０ｇが移動するための一例としてレール２９（図２参照）が敷設される。共通搬送室７１は予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成される。
【００６７】
共通搬送室７１には、被処理基板、例えばガラス基板に対してプラズマ成膜処理等の真空処理を行うための５つの真空処理室７３ａ〜７３ｅがゲート弁７９を介して接続される。真空処理室７３ａ〜７３ｅは、共通搬送室７１側から接近及び離反する搬送装置により被処理基板を搬出入される。
【００６８】
共通搬送室７１には、また、被処理体を支持した状態の搬送装置２０ｅ、２０ｆ、２０ｇが内部を通過可能なロード室７４及びアンロード室７５がゲート弁７９を介して接続される。ロード室７４及びアンロード室７５は夫々ゲート弁７９を介して外部雰囲気、例えばクリーンルーム内雰囲気に接続される。共通搬送室７１には、更に、搬送装置２０ｂを（必要に応じて搬送装置２０ａ、２０ｃのいずれかも）収容して待機させるように設計された台車室７６がゲート弁７９を介して接続される。ロード室７４、アンロード室７５、及び台車室７６は予備真空空間を形成するためのロードロック室として構成される。
【００６９】
共通搬送室７１は矩形形状を有し、図６図示の例では５室からなる真空処理室７３ａ〜７３ｅは、共通搬送室７１の一側面に沿って共通搬送室７１の長手方向中心軸に対して平行に配列される。また、ロード室７４、アンロード室７５、及び台車室７６は、真空処理室７３ａ〜７３ｅと対向する他側面に沿って共通搬送室７１の長手方向中心軸に対して平行に配列される。
【００７０】
このため、共通搬送室７１は、上記一側面の５個所及び上記他側面の３箇所にゲート弁７９を装着するための開口及び取付け座が形成される。全ての開口及び取付け座は同一寸法に設定され、いずれの取付け座にも、同一寸法及び同一規格のゲート弁７９を介して室７３ａ〜７３ｅ、７４、７５、７６を選択的に取付けることができる。
【００７１】
共通搬送室７１の床７２上に配設された移動手段の一例としてのレール２９（図２参照）は、搬送装置２０ｅ、２０ｆ、２０ｇがＸ及びＹ方向へ移動することができるように設計される。即ち、搬送装置２０ｅ、２０ｆ、２０ｇは、
図４及び図５図示の如く、θ方向に回転されることなく、Ｘ及びＹ方向へ直線的に移動されることにより、各室７３ａ〜７３ｅ、７４、７５、７６への搬送ラインへ合致するよう操作される。
【００７２】
図６図示の処理システム７０によれば、図４図示の処理システム５０で得られる効果に加え、搬送装置の回転の動作が不要であるため、共通搬送室７１の大きさを、搬送装置がＸ及びＹ方向への移動を行うに必要な最小限のもとのすることができる。また、図４図示の放射状の配置に比べ、真空処理室７３ａ〜７３ｅ間のスペースの無駄がないため、設置スペースの低減が可能となる。
【００７３】
なお、図６図示の真空処理室は５室で、台車室は１室であるが、処理効率等の理由で、更に夫々の室数を増設することが可能である。
【００７４】
【発明の効果】
本発明に係る真空処理システムによれば、複数の真空処理室のために共通搬送室が配設されると共に、該共通搬送室にロード室、アンロード室、及び台車室が接続される。そして、被処理基板は、台車室を待機位置とする台車型の搬送装置によりこれらの室間で搬送される。従って、スループット（処理速度）を向上させると共に、処理室間のクロスコンタミネーションを低減し、プロセスの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプラズマ処理装置を示す斜視図。
【図２】本発明の実施の形態に係る真空処理システムで使用可能な搬送装置を示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）正面図。
【図３】本発明に至る過程で開発された関連技術に係る真空プラズマ処理システムの平面レイアウトを概略的に示す図。
【図４】本発明の実施の形態に係る真空プラズマ処理システムの平面レイアウトを概略的に示す図。
【図５】本発明の別の実施の形態に係る真空プラズマ処理システムの平面レイアウトを概略的に示す図。
【図６】本発明の更に別の実施の形態に係る真空プラズマ処理システムの平面レイアウトを概略的に示す図。
【符号の説明】
２０、２０ａ〜２０ｇ…搬送装置
２１…台車
２２…支持機構
５０、６０、６０…真空処理システム
５１、６１、７１…共通搬送室
５３ａ〜５３ｋ、７３ａ〜７３ｅ…真空処理室
５４、７４…ロード室
５５、７５…アンロード室
５６、６６、７６…台車室
５９…ゲートバルブ
６４…中継室
Claims (9)
- 被処理基板を処理するための真空処理システムであって、
前記システム内を走行するための台車と、前記被処理基板を鉛直方向に対して７°乃至１２°の角度で傾斜した状態で支持するように前記台車上に配設された支持機構と、を有する搬送装置と、
前記被処理基板を支持した状態の前記搬送装置が内部を移動可能なロードロック室として構成された共通搬送室と、前記共通搬送室内に前記台車が走行するためのレールまたはガイドローラが配設されることと、
前記共通搬送室に対してゲート弁を介して夫々接続され、前記搬送装置により前記被処理基板を搬出入される複数の真空処理室と、各処理室内に前記被処理基板を移載するためのハンドリングアームが配設されることと、
前記共通搬送室に対してゲート弁を介して接続されると共に前記被処理基板を搬入するためのロード室と、前記ロード室は前記被処理基板を支持した状態の前記搬送装置が内部を通過可能なロードロック室として構成されることと、
前記共通搬送室に対してゲート弁を介して接続されると共に前記被処理基板を搬出するためのアンロード室と、前記アンロード室は前記被処理基板を支持した状態の前記搬送装置が内部を通過可能なロードロック室として構成されることと、
を具備することを特徴とする真空処理システム。 - 前記ロード室と前記アンロード室とは互いに隣り合って配設されることを特徴とする請求項１に記載の真空処理システム。
- 前記ゲート弁が同一の取付け寸法を有することを特徴とする請求項１または２に記載の真空処理システム。
- 前記共通搬送室に対して接続されると共に前記搬送装置を内部に収容可能な台車室を更に具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の真空処理システム。
- 前記真空処理室、前記ロード室、及び前記アンロード室は、前記共通搬送室を中心として放射状に配列されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の真空処理システム。
- 前記共通搬送室は矩形形状を有し、前記真空処理室、前記ロード室、及び前記アンロード室は、前記共通搬送室の中心軸線に対して平行に配列されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の真空処理システム。
- 前記真空処理室は前記共通搬送室の一側面に接続され、前記ロード室及び前記アンロード室は、前記一側面と対向する前記共通搬送室の他側面に接続されることを特徴とする請求項６に記載の真空処理システム。
- 前記システム内を走行するための第２の台車と、前記被処理基板を鉛直方向に対して７°乃至１２°の角度で傾斜した状態で支持するように前記第２の台車上に配設された第２の支持機構と、を有する第２の搬送装置と、
前記被処理基板が互いに受け渡し可能となるように前記共通搬送室に対して接続されると共に前記被処理体を支持した状態の前記第２の搬送装置が内部を移動可能なロードロック室として構成された第２の共通搬送室と、
前記第２の共通搬送室に対してゲート弁を介して夫々接続され、前記第２の搬送装置により前記被処理基板を搬出入される複数の真空処理室と、
を具備することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の真空処理システム。 - 前記被処理基板は多角形板状をなすことと、
前記支持機構は、前記被処理基板の底端面に接触するための底接触面と、前記被処理基板の裏面に接触するための第１及び第２裏接触面とを有することと、
前記第１及び第２裏接触面は、前記被処理基板の搬送方向において互いに独立した第１及び第２支柱に支持された第１及び第２パッド上に夫々形成されることと、
前記第１及び第２裏接触面は、前記搬送方向における前記被処理基板の両端部に沿って夫々配置されることと、
前記第１及び第２裏接触面は、前記被処理基板の重心より上で前記被処理基板の前記裏面と接触する部分を夫々有することと、
を特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の真空処理システム。
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