JP4531247B2 - 真空処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は真空処理装置の技術分野に関し、特に、マルチチャンバ型とは異なる形式の真空処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来は、図35の符号150は従来のマルチチャンバ型の真空処理装置を示している。この真空処理装置150は、搬送室159の周囲に複数の処理室151〜155が配置されており、基板移載ロボット110のハンド113上に基板を乗せ、搬出入室156内に搬入し、搬出入室156を真空排気した後、搬送室内の基板搬送ロボット120によって、搬出入室156内の基板を所望の処理室151〜155に移動させ、薄膜の形成処理を行うようになっている。
【0003】
処理室151〜155には、薄膜を形成する成膜処理室の他、加熱室やエッチング室も用いることができるため、必要に応じた種類の処理室を設け、所望の真空処理装置150を構成させることができる。
【0004】
しかしながら上記の真空処理装置150では搬送室159が大きいため、設置面積に比べて処理室の数が少ない。処理室の数を多くしようとすると、搬送室156を大きくしなければならず、いずれにしろ、面積の利用効率が低い。従って、マルチチャンバ型の真空処理装置150は、運転コストが高くなってしまう。
【0005】
また、搬送室159内の基板搬送ロボット120の動作は複雑であり、大型のガラス基板に対応させようとすると、基板搬送ロボット120が高価になってしまう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、面積の利用効率の高い装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、主真空槽と、前記主真空槽内に配置されたハンドと、前記ハンドを前記真空槽内で水平方向に往復移動させる搬送機構と、前記主真空槽の上部であって、前記各ハンドの移動軌跡の上方位置に配置された複数の処理室と、前記主真空槽内の前記各処理室の下方位置に配置され、上下移動可能に構成された昇降装置と、前記昇降装置に挿通され、上下動可能な昇降ピンとを有し、前記昇降ピンを上昇させると、該昇降ピン先端は、前記昇降装置表面から突き出されるように構成され、前記ハンドは上下に2個設けられ、前記搬送機構は、前記2個のハンドを平行な方向に独立して往復移動させるように構成され、前記ハンドは、移動方向に沿う向きに切れ目が形成され、前記各処理室の真下に位置することができ、前記昇降ピンを上昇させ、前記ハンド上の基板を前記昇降ピン上に移し替えた後、前記ハンドを前記基板の下方から退避できるように構成された真空処理装置である。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の真空処理装置であって、前記昇降装置の下方位置には、前記昇降ピンの下端部を押圧し、前記昇降ピンを上昇させる押圧ピンが配置された真空処理装置である。
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の真空処理装置であって、前記ハンドを前記処理室の下方位置から退避させた状態で、前記昇降装置を上昇させると、前記昇降装置が前記処理室の下端部を塞ぎ、前記処理室の内部を前記主真空槽の内部から分離させるように構成された真空処理装置である。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の真空処理装置であって、前記主真空槽には基板搬出入室が設けられ、該基板搬出入内に配置された基板を少なくとも一方の前記ハンド上に乗せ、且つ、少なくとも他方の前記ハンド上に乗っている基板を前記基板搬出入室内に搬入可能に構成された真空処理装置である。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の真空処理装置であって、前記複数の処理室のうち、少なくとも1室は、該処理室内に搬入した基板表面に薄膜を形成する成膜装置である真空処理装置である。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の真空処理装置であって、前記複数の処理室のうち、少なくとも1室は、該処理室内に搬入した基板を加熱する加熱処理室である真空処理装置である。
請求項7記載の発明は、請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載の真空処理装置であって、前記主真空槽の内部には、前記基板を冷却する冷却装置が設けられた真空処理装置である。
【0008】
本発明は上記のように構成されており、ハンド上に基板を乗せると、主真空槽内で基板を水平方向に搬送でき、また、昇降装置上に基板を乗せると、主真空槽内で基板を上下方向に移動させられるようになっている。
【0009】
各昇降装置には、昇降ピンが挿通されており、昇降装置上に基板が乗った状態で昇降ピンを上昇させると基板は昇降ピン上に移し替えられる。また、基板が配置されたハンドを昇降装置上に位置させ、昇降ピンを上昇させると、昇降ピンはハンドにぶつからずに基板の裏面に当接され、昇降ピンが更に上昇すると、ハンド上の基板は昇降ピン上に移し替えられる。
【0010】
ハンドには、例えば移動方向に沿って切れ目が設けられており、ハンド上から昇降ピン上に基板が移し替えられた後、ハンドを切れ目の開口とは逆方向に移動させると、ハンドが昇降装置上から退避される。ハンドの水平移動や昇降装置の上下移動は、主真空槽内の真空雰囲気を維持した状態で行えるようになっている。
【0011】
また、本発明の真空処理装置には、2個のハンドが上下二段に設けられており、それぞれ主真空槽内を互いに平行な方向に水平移動するようになっている。各ハンドは、それぞれ処理室の下方位置を通過するようになっている。
【0012】
この2個のハンドのうち、一方のハンドを、基板搬出入室から主真空槽の末端の処理室への搬送に使用し、他方のハンドを、末端の処理室から基板搬出入室へ戻すのに使用することができる。
【0013】
また、本発明の真空処理装置では、スパッタリング装置、CVD装置、エッチング装置を処理室とすることができる。
【0014】
昇降装置上に基板を乗せた状態で昇降装置を上昇させると、基板を処理室内部に配置することができる。
【0015】
処理室がスパッタリング装置である場合には、処理室内にスパッタリングガスが導入され、基板表面に薄膜が形成される。また、CVD装置である場合には、材料ガスが導入され、同様に基板表面に薄膜が形成される。また、エッチング装置である場合には処理室内部にエッチングガスが導入され、基板表面に形成された薄膜がエッチングされる。脱ガス室である場合には、処理室内部の基板が加熱されたり、基板表面にプラズマが照射され、基板から処理室内部にガスが放出される。
【0016】
昇降装置が上昇した場合、昇降装置が各処理室の下端部に当接され、各処理室は昇降装置によって蓋をされた状態になる。この状態では、処理室の内部雰囲気は主真空槽の内部雰囲気から分離されており、処理室内に導入したガスや、処理室内部に放出されたガスは主真空槽内に侵入しないようになっている。
【0017】
処理室内部にプラズマを形成する場合には、昇降装置に電極を配置することができる。また、処理室内で基板を加熱する場合には、昇降装置に加熱装置を配置することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図28を参照し、符号2は工場内に配置された真空処理ラインの一部を上方から見た図であり、搬送ライン4上には複数の基板71〜76が乗せられており、ここでは、各基板71〜76は、紙面上方から紙面下方に向けて搬送されている。
【0019】
この搬送ライン4の側方位置には、各基板71〜76の移動方向に沿って、本発明の一例の真空処理装置31〜35が複数台配置されている。
【0020】
各真空処理装置31〜35と搬送ライン4との間には、それぞれ基板移載ロボット51〜55が一台ずつ配置されており、基板移載ロボット51〜55によって、搬送ライン4上の基板71〜76のうち、未処理の基板を真空処理装置31〜35に移動させ、また、真空処理装置31〜35内で処理が終了した基板を搬送ライン4上に戻すようになっている。
【0021】
図28の符号81、82は、基板移載ロボット51〜55のアーム先端上に乗せられ、移載中の基板を示している。
【0022】
上記複数の真空処理装置31〜35のうち、1台を代表して図1の符号3に示す。
この真空処理装置3は、水平方向に細長い主真空槽11を有しており、主真空槽11はの長手方向は、搬送ライン4上の基板71〜76の移動方向に対して垂直に配置されている。
【0023】
主真空槽11の天井の上には、搬送ライン4に近い位置から、搬出入室20と、加熱処理室40と、複数の成膜処理室501、502とがこの順序で設けられている(ここでは、成膜処理室は二室が示されている)。
【0024】
主真空槽11内部のうち、搬入室20下方位置と加熱処理室40下方位置の間の部分の底壁上には、後述する冷却装置37を有する固定台34が配置されており、主真空槽11内部の固定台34の上方部分が冷却室30にされている。
【0025】
また、この主真空槽11では、搬送ライン4から最も遠い成膜処理室502よりも更に搬送ライン4から遠い部分の上には処理室は設けられておらず、この部分が、後述するハンド12、13が退避する退避室60になっている。
【0026】
搬出入室20と加熱処理室40と成膜処理室501、502は、それぞれ副真空槽21、41、511、512を有している。各副真空槽21、41、511、512は、それぞれ主真空槽11の天井上に固定されており、各副真空槽21、41、511、512が位置する部分の主真空槽11の天井には、貫通孔から成る通路22、42、521、522が設けられている。従って、主真空槽11と各副真空槽21、41、511、512とは、通路22、42、521、522によって、内部が接続されるようになっている。
【0027】
各通路22、42、521、522のうち、搬出入室20の通路22には、開閉可能な真空バルブ25が取り付けられている。また、搬出入室22の副真空槽21の側壁には、搬出入口23が設けられており、この搬出入口23にも、開閉可能な扉24が取り付けられている。
【0028】
バルブ25によって通路22を閉じた場合は、搬出入室20の副真空槽21の内部は主真空槽11の内部から遮断される。また、扉24によって搬出入口23を閉じた場合には、搬入室20の内部は、大気から遮断されるようになっている。
【0029】
各副真空槽21、41、511、512は、主真空槽11に気密に接続されており、搬出入室20の扉24を閉じた状態では、主真空槽11の内部と各副真空槽21、41、511、512の内部とは、大気から遮断されるようになっている。
【0030】
主真空槽11の側壁には、搬出入室20の下方位置から退避室60の内部まで、2本の搬送機構14、15が水平に延設されている。
【0031】
この搬送機構14、15は互いに上下に配置されており、それぞれハンド12、13が取り付けられている。
【0032】
このハンド12、13を上方から見た図を、図29(a)に示す。各ハンド12、13は、搬送機構14、15に沿って、主真空槽11の内部をそれぞれ独立に水平移動できるように構成されており、その移動方向に沿う向きに切れ目17が形成されている。
【0033】
冷却室30の下方位置の主真空槽11の底壁上には、上述した固定台34が固定されており、また、加熱処理室40と成膜処理室501、502の下方位置の主真空槽11の底壁上には、上下動可能な昇降装置44、541、542がそれぞれ配置されている。
【0034】
また、搬出入室20の下方位置と、固定台34及び昇降装置44、541、542の下方位置には、昇降軸28、38、48、581、582が鉛直に配置されている。
【0035】
搬出入室20の下方と固定台34の下方に位置する昇降軸28、38の先端は複数本に分岐されている。固定台34には貫通孔が設けられており、昇降軸38の分岐された先端部分は、固定台34の下側から、固定台34の貫通孔内に挿入されている。
【0036】
各昇降軸28、38、48、581、582の下端部は、主真空槽11の外部に気密に導出されており、その部分には、モータ61〜65がそれぞれ接続されている。各モータ61〜65を動作させると、昇降軸28、38、48、581、582は、主真空槽11内の真空雰囲気を維持した状態で、それぞれ個別に上下移動できるように構成されている。
【0037】
また、各昇降軸28、38、48、581、582のうち、昇降装置44、541、542の下方に位置する昇降軸48、581、582の上部先端部分には、支持板85、861、862がそれぞれ取り付けられている。
【0038】
成膜処理室501下方の昇降装置541、及び昇降軸581を図30に示す。図30及び後述する図32〜図34は、昇降装置541の構造を説明するための図であり、主真空槽11を昇降装置541及びその周囲の部材と共に、主真空槽11の長手方向とは直角の方向に切断し、退避室60に近い成膜処理室502の位置から、切断した部分を見た状態を示している。
【0039】
この他の処理室40、502に配置されている昇降装置44、542や、その周囲の部材も、図30〜図34に示した昇降装置541及びその周囲の部材と同じ構造である。
【0040】
各昇降装置44、541、542は、蓋部材47、571、572と、電極板46、561、562と、加熱板45、551、552とを有している。蓋部材47、571、572と、電極板46、561、562と、加熱板45、551、552とは下方からこの順序で重ねられており、互いに固定されている。
【0041】
主真空槽11の底壁には、複数の昇降機構80が設けられており、各昇降装置44、541、542は、それぞれ異なる昇降機構80に取り付けられている。
【0042】
昇降機構80には、不図示のモータが取り付けられており、主真空槽11内の真空雰囲気を維持したまま、上下移動可能に構成されている。従って、昇降機構80を上下移動させると、主真空槽11内部の真空雰囲気を維持したまま、昇降装置44、541、542を主真空槽11内で上下移動できるようになっている。
【0043】
各昇降機構80は、搬送機構14、15とは反対側の側壁近傍に配置されており、昇降機構80が上方に移動した状態でも、昇降機構80が障害になることなく、ハンド12、13が水平方向に移動できるようになっている。
【0044】
また、蓋部材47、571、572と、電極板46、561、562と、加熱板45、551、552には、互いに連通する位置に複数の貫通孔が形成されており、各昇降装置44、541、542に、上下方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。
【0045】
各昇降装置44、541、542の貫通孔の内部には、昇降ピン49、591、592がそれぞれ挿通されている。その昇降ピン49、591、592には、不図示のストッパーが設けられており、貫通孔の内部から各昇降ピン49、591、592が落下しないようにされている。
【0046】
各昇降ピン49、591、592がストッパーによって貫通孔内部に保持された状態では、各昇降ピン49、591、592の先端は加熱板45、551、552の表面よりも低い位置にあり、昇降ピン49、591、592の先端が昇降装置44、541、542の表面から突き出ないようにされている。
【0047】
各支持板85、861、862は、各昇降装置44、541、542底面の蓋部材47、571、572に対して平行に配置されており、それら支持板85、861、862表面の、昇降ピン49、591、592が挿通された位置に対応する位置には、図1や図30に示すように、押圧ピン87、881、882が立設されている(後述する図2〜図27では、符号87、881、882は省略する)。
【0048】
各昇降装置44、541、542に形成された貫通孔は、下端部の直径が上端部よりも大きくなっており、昇降軸48、581、582に取り付けられたモータ63〜65を動作させ、支持板85、861、862を上方に移動させると、押圧ピン87、881、882は各昇降装置44、541、542の貫通孔の下端部内に押し込まれる。上昇する各押圧ピン87、881、882の上部は、昇降ピン49、591、592の下端部に当接され、昇降ピン49、591、592を押し上げるようになっている。
【0049】
押し上げられた昇降ピン49、591、592の上端部は、昇降装置44、541、542の表面上に突き出される。押圧ピン87、881、882を昇降装置44、541、542内に挿入し終わり、昇降ピン49、591、592が最上方まで突き出された状態では、各昇降ピン49、591、592の上端部と昇降装置44、541、542表面との間の距離は、上方のハンド12又は下方のハンド13を挿入できるだけ離間するようになっている。
【0050】
図31は、昇降機構80によって昇降装置541を降下させた状態で、下方のハンド13がその昇降装置541の真上位置から退避され、上方のハンド12が昇降装置541の真上位置に静止された状態を示している。
【0051】
このハンド12上には基板7が乗せられており、昇降機構80によって昇降装置541を上方に移動させると共に、昇降軸581によって支持板861を上方に移動させ、押圧ピン881によって昇降ピン591を上方に押し上げると、ハンド12上の基板7が昇降ピン591の上端部に移し替えられる。図32はその状態を示している。
【0052】
次に、上方のハンド12を退避させた後、昇降ピン591を下方に移動させると昇降ピン591上の基板7は昇降装置541上に移し替えられる。図33はその状態を示している。昇降装置541上に配置された基板7を上方のハンド12又は下方のハンド13に移載する場合には、上記と逆の手順となる。
【0053】
各昇降装置44、541、542の蓋部材47、571、572は、電極板46、561、562や加熱板45、551、552よりも大きく成形されており、各昇降装置44、541、542を上方に移動させると、各処理室40、501、502の下端位置に蓋部材47、571、572が当接される。この状態では、各処理室40、501、502下端に設けられたOリングが蓋部材47、571、572に密着し、各処理室40、501、502は、蓋部材47、571、572によって蓋をされる。
【0054】
このとき、昇降装置44、541、542の貫通孔は、昇降ピン49、591、592のストッパーによって塞がれており、各処理室40、501、502の内部雰囲気が、主真空槽11の内部雰囲気から分離されている。
【0055】
各処理室40、501、502が、蓋部材47、571、572によって蓋をされた状態では、加熱板45、551、552の表面は、各処理室40、501、502内部に位置している。
【0056】
ここでは、昇降装置541上に基板7が乗せられた状態で蓋部材571が成膜処理室551の下端位置に当接されており、加熱板551上に載置された基板7が、成膜処理室551内部に配置されている。図34はその状態を示している。
【0057】
上記の真空処理装置3を用い、基板7表面に薄膜を形成する工程を説明する。
主真空槽11と、搬出入室20と、加熱処理室40と、成膜処理室501、502は、それぞれ真空排気系71に接続されており、待機状態では、その真空排気系71によって、主真空槽11と、搬出入室20と、加熱処理室40と、成膜処理室501、502の内部はそれぞれ真空排気されている。
【0058】
先ず、真空バルブ25を閉じ、搬出入室20の内部と主真空槽11の内部との間を遮断した後、図2に示すように、基板移載ロボット5のアーム先端18上に基板7aを乗せ、扉24を開けてアーム先端18を搬出入室20内に挿入する。
【0059】
搬出入室20内には、フック26、27が上下二段に設けられており、基板7aを一方のフック26上に乗せた後、アーム先端18を戻し、図3に示すように扉24を閉じ、搬出入室20内部を真空排気する。
【0060】
次に、ハンド12、13を搬出入室20の下方位置から待避させた状態で、真空バルブ25を開け、搬入室20下方位置の昇降軸28を上昇させ、その上部を搬出入室20内に挿入する。そして、図4に示すように、昇降軸28の上部先端に基板7aを乗せる。
【0061】
次いで、フック26を退避させ、昇降軸28を降下させると、基板7aはフック26に接触することなく降下する。
【0062】
図5は、昇降軸28上に乗った基板7aが主真空槽11内に搬入され、基板7aが上側のハンド12よりも高い位置で静止した状態を示している。
【0063】
次いでハンド12を基板7aの真下位置に向けて移動させると、図6に示すように、ハンド12は、昇降軸28の分岐された部分の間に挿入される。
【0064】
図29(b)は、ハンド12を基板7の真下位置に移動させる前の状態を示しており、同図(c)は、ハンド12を昇降軸28の分岐された部分の間に挿入した状態を示している。
【0065】
その状態で昇降軸28を降下させると、図7に示すように、基板7aは上段のハンド12上に乗せられる。
【0066】
次いで、上段の搬送機構14を動作させ、ハンド12を移動させ、図8に示すように、基板7aが加熱処理室40の真下位置まで移動したところで静止させる。
【0067】
次いで、加熱処理室40の下方に位置する昇降装置44と支持板85を上昇させ、図9に示すように、昇降ピン49の上部に、基板7aを乗せる。この状態では、ハンド12は、基板7aと昇降装置44の間に位置しており、ハンド12の表面は、基板7aから離れている。
【0068】
上記のように基板7aが昇降ピン49上に乗った後、ハンド12を退避室60の方向に移動させると、図10に示すように、ハンド12は基板7aと昇降装置44の間から抜去される。
【0069】
次いで、支持板85を降下させ、昇降ピン49を昇降装置44の貫通孔内に収容するか、又は、昇降装置44を上昇させると、基板7aは昇降装置44上に乗せられる。この状態で昇降装置44を上昇させると、図11に示すように、基板7aは加熱処理室40内に配置される。このとき、基板7aは昇降装置44の加熱板45上に乗っている。
【0070】
各昇降装置44、541、542の加熱板45、551、552の内部には、静電吸着用の電極が配置されており、その静電吸着用電極に電圧を印加し、基板7aを加熱板45表面に静電吸着すると共に、加熱板45を発熱させると、基板7aは、加熱板45からの熱伝導によって加熱される。
【0071】
この状態では、Oリング等の図示しない気密材料を介して、昇降装置44が加熱処理室40の下端部分に密着されており、通路42は蓋部材47によって塞がれている。従って、この状態では、加熱処理室40の内部は、主真空槽11の内部から分離されている。
【0072】
加熱処理室40は、主真空槽11とは別個に真空排気系71に接続されており、加熱によって基板7aから放出されたガスは、主真空槽11内部に侵入することなく加熱処理室40内から真空排気される。
【0073】
なお、加熱処理室40内で、上記のような基板7aの脱ガス処理を行っている間に、搬出入室20内に、次の基板7bを搬入しておく。
【0074】
所定時間加熱による脱ガス処理を行った後、昇降装置44を降下させ、昇降ピン49によって基板7aを持ち上げた状態で、その基板7aと昇降装置44の間に上側のハンド12を挿入し、次いで、昇降ピン49を降下させると、基板7aはそのハンド12上に移載される。
【0075】
その後、ハンド12を水平方向に移動させ、基板7aを初段の成膜処理室501の真下位置に静止させる。図12はその状態を示している。
【0076】
その状態で、初段の成膜処理室501の真下位置の昇降装置541及び支持板861を上昇させ、図13に示すように、昇降ピン591の上端部に基板7aを乗せる。
【0077】
次いで、図14に示すように、ハンド12を、基板7aと昇降装置541の間から抜去し、図15に示すように、基板7aを乗せた状態の昇降装置541を上方に移動させ、蓋部材571によって成膜処理室501の通路521を塞ぎ、初段の成膜処理室501の内部雰囲気を主真空槽11の内部雰囲気から分離させる。この状態では、基板7aは初段の成膜処理室501内に配置されている。
【0078】
加熱板551内部の静電吸着用電極に電圧を印加し、基板7aを静電吸着すると共に、加熱板551を発熱させ、基板7aを昇温させる。
【0079】
各成膜処理室501、502内部の天井側には、シャワー電極531、532が配置されている。真空処理装置3の外部には、ガス導入系731、732が配置されており、各シャワー電極531、532は、それぞれガス導入系731、732に接続されている。
【0080】
蓋部材571、572によって、成膜処理室501、502の通路521、522が塞がれた状態では、各成膜処理室501、502の内部(副真空槽511、512の内部)は、主真空槽11の内部から分離されている。
【0081】
従って、成膜処理室501内に基板71を配置し、蓋部材571で通路521を塞いだ状態で、シャワー電極531から薄膜の材料ガスを副真空槽511内に導入すると、副真空槽511内は、導入した材料ガスで充満される。昇降装置541、542の貫通孔は、昇降ピン591、592のストッパー部材によって塞がれているから、成膜処理室501、502の副真空槽511、512内に導入された材料ガスは、主真空槽11内部に侵入しないようになっている。
【0082】
副真空槽511、512の外側の、シャワー電極531、532に近接した位置には、RF電源771、772が配置されている。昇降装置541、542が有する電極板561、562は主真空槽11と同電位におかれており、RF電源771、772によってシャワー電極531、532と電極板561、562との間に高周波電圧が印加されるようになっている。
【0083】
基板7aが配置された副真空槽511内に材料ガスを導入した後、RF電源671を起動し、シャワー電極531と電極板561の間にRF電圧を印加すると、基板7a表面近傍に材料ガスのプラズマが生成され、基板7a表面に薄膜が成長する。
【0084】
各成膜処理室501、502は、上述したように、主真空槽11とは独立してそれぞれ真空排気系71に接続されているから、副真空槽511、512内に導入した材料ガスや、反応生成物のガスは、主真空槽11内に侵入することなく、真空排気系71によって真空排気される。
【0085】
成膜処理室501内で最初の基板7aの表面に薄膜を成長させている間に、図16に示すように、二枚目の基板7bを昇降装置44上に乗せ、加熱処理室40内に配置し、最初の基板7aと同様の手順によって加熱し、脱ガスを行う。また、三枚目の基板7cを搬出入室20内に搬入し、搬出入室20内を真空排気しておく。
【0086】
初段の成膜処理室501内で基板7a表面に所定膜厚まで薄膜が形成された後、昇降装置541、542とハンド12によって、その基板7aを次段の成膜処理室502内に搬入し、一層目の薄膜の表面に二層目の薄膜を成長させる。
【0087】
このとき、図17に示すように、初段の成膜処理室501と、加熱処理室40と、搬出入室20の内部に、それぞれ基板7b〜7dを搬入する。初段の成膜処理室501内では、二枚目の基板7b表面に薄膜を形成し、加熱処理室40内では三枚目の基板7cの脱ガス処理を行う。
【0088】
次段の成膜処理室502内で、最初の基板7aの表面に二層目の薄膜が所定膜厚に形成されると、成膜処理室502内の材料ガス及び生成ガスは真空排気される。次いで、昇降装置542上に二層目の薄膜を形成した基板7aを乗せ、昇降装置542を降下させ、基板7aを一旦下段のハンド13よりも下に位置させた後、昇降軸582を上昇させ、押圧ピン862によって、昇降ピン592を押し上げ、図18に示すように、基板7aを下段のハンド13よりも上に位置させる。
【0089】
その状態で、図19に示すように、下段のハンド13を、基板7aと昇降装置542の間に挿入し、次いで、昇降ピン592を降下させると、図20に示すように、基板7aは下段のハンド13上に移載される。
【0090】
基板7aが乗った下段のハンド13を、図21に示すように、冷却室30の位置まで移動させ、固定台34の真上に静止させ、次いで、固定台34に挿通された昇降軸38を上昇させ、ハンド13上の基板7aを昇降軸38の上端で持ち上げた後、ハンド13を基板7aの下方位置から抜去し、昇降軸38を降下させると、図21に示すように、基板7aは固定台34上に載置される。
【0091】
この固定台34は、冷却装置37と、該冷却装置37上に配置された静電吸着装置35とを有しており、静電吸着装置35内の電極に電圧を印加すると、基板7aは静電吸着装置35の表面に静電吸着される。
【0092】
他方、冷却装置37内には冷却水の循環路32が設けられており、基板7aを静電吸着装置35表面に静電吸着した状態で循環路32内に冷却水を循環させると、昇温していた基板7aは冷却される。
【0093】
その基板7aの冷却中には、初段の成膜処理室501内と、加熱処理室40内と、搬出入室20内にそれぞれ位置していた二枚目〜四枚目の基板7b〜7dは、各室の次段に当たる成膜処理室502、501と加熱処理室40内に搬入される。
【0094】
基板7aの冷却が終了すると、その基板下段のハンド13上に移載した後、図23に示すように、搬出入室20の真下位置まで移動させ、バルブ25を開け、搬出入室20真下位置の昇降軸28を上昇させ、昇降軸28上に基板7aを乗せ、通路22を通して、搬出入室20内に搬入する。
【0095】
搬入された基板7aは、下段のフック27上に乗せた後、昇降軸28を降下させ、搬出入室20内から抜去した後、真空バルブ25を閉じる。図24はその状態を示している。
【0096】
次に、図25に示すように、扉24を開け、基板移載ロボット5のアーム先端18に未処理の基板7eを乗せ、搬出入室20内に搬入し、その未処理の基板7eを上段のフック26上に乗せた後、一旦アーム先端18を搬出入室20から抜去し、アーム先端18を降下させた後、アーム先端18を下段のフック27の下方位置に挿入する。
【0097】
その状態でアーム先端18を上方に移動させると、図26に示すように、下段のフック27上に載置されていた基板(薄膜が形成された基板)7aは、アーム先端18上に移載される。
【0098】
次いで、アーム先端18を搬出入室20内から抜去し、扉24を閉じ、搬出入室20内を真空排気する。搬出入室20内部の圧力が主真空槽11内部の圧力と同程度まで真空排気されると、バルブ25が開けられる状態になる。
【0099】
この状態の搬出入室20は、図17に示したのと同様の状態であり、真空処理装置3全体では、成膜処理室502、501、加熱処理室40、搬出入室20内にそれぞれ基板7b〜7eが1枚ずつ配置されている。成膜処理室502内で二枚目の基板7bに二層目の薄膜が所定膜厚に形成されると、上記手順と同じ手順により、成膜処理室502から冷却室30内に移送され、冷却室30内で冷却された後、搬出入室20を通って、真空処理装置3の外部に搬出される。この搬出際には、未処理の新しい基板が搬出入室20内に搬入される。
【0100】
以上説明したように、本発明の真空処理装置3は、細長い主真空槽11の一端から搬入された基板7が、主真空槽11内を往復する間に真空処理が行われ、搬入した位置に戻った後、真空処理装置3の外部に搬出される。
【0101】
従って、搬送ライン4上に乗って運ばれてくる基板7を真空処理装置3内で連続して真空処理した後、同じ搬送ライン4に戻すことができる。これにより、搬送ライン4の搬送方向に沿って真空処理装置3を複数台配置することで、搬送ライン4上を搬送される基板7を全数真空処理することができるので、後工程では、次々送られてくる基板7を後処理することで、基板7の一貫した処理が可能になっている。
【0102】
なお、上記真空処理装置3は、搬出入室20を主真空槽11の上部に配置したが、本発明はそれに限定されるものではなく、主真空槽11の長手方向を形成する側面の端部や、主真空槽11の端部を構成する側面に接続してもよい。
【0103】
また、主真空槽11内部に冷却室30を設けたが、主真空槽11の上部に設け、各処理室40、501、502内に搬出入したのと同様に、基板7を搬出入してもよい。他方、本発明の真空処理装置3は必ずしも冷却室を必要とするものではなく、冷却装置を有さないものも含まれる。
【0104】
更にまた、搬入室と搬出室とを分け、主真空槽11の長手方向の一端側に搬入室を配置し、他端側に搬出室を配置し、基板が搬入室から搬出室に運ばれる間に、真空処理をするようにしてもよい。この場合、基板の搬送ライン4は、一本だけ設けてもよく、また、二本設け、搬送の効率を上げてもよい。
【0105】
また、上記実施例では下方のハンド13を、基板7を最後の処理室502から戻すのに使用したが、上方のハンド12を基板7を戻すのに使用し、下方のハンド13を搬出入室20から、各処理室40、501、502に搬送するのに使用してもよい。
【0106】
また、両方のハンド12、13を用いて基板7を、順次次段の処理室に送ったり、基板7を搬出入室20に戻すようにしてもよい。
【0107】
【発明の効果】
基板が主真空槽内の処理室の下方を往復移動する間に処理が終了しており、処理室とは別に、搬送室を設けるためのスペースを必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の真空処理装置の内部構造と使用方法を説明するための図(1)
【図2】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(2)
【図3】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(3)
【図4】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(4)
【図5】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(5)
【図6】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(6)
【図7】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(7)
【図8】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(8)
【図9】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(9)
【図10】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(10)
【図11】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(11)
【図12】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(12)
【図13】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(13)
【図14】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(14)
【図15】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(15)
【図16】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(16)
【図17】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(17)
【図18】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(18)
【図19】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(19)
【図20】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(20)
【図21】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(21)
【図22】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(22)
【図23】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(23)
【図24】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(24)
【図25】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(25)
【図26】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(26)
【図27】その真空処理装置の使用方法を説明するための図(27)
【図28】本発明の真空処理装置が複数台配置された製造ラインを示す図
【図29】(a)〜(c):本発明の真空処理装置のハンド及び搬送機構を説明するための図
【図30】主真空槽及び成膜処理室を長手方向とは直角方向に切断した状態を模式的に示す断面図
【図31】その断面図であって基板が上方のハンド上に乗った状態を示す図
【図32】その断面図であって昇降ピンが上昇した状態を示す図
【図33】その断面図であって基板が昇降装置上に配置された状態を示す図
【図34】その断面図であって昇降装置が上昇した状態を示す図
【図35】マルチチャンバ型の従来技術の真空処理装置を示す図
【符号の説明】
3……真空処理装置
7a〜7e……基板
11……主真空槽
12、13……ハンド
14、15……搬送機構
20……基板搬出入室
34……冷却装置
40、501、502……処理室(40……加熱処理室、501、502……成膜処理室)
44、541、542……昇降装置
47、571、572……蓋部材
48、581、582……昇降軸
49、591、592……昇降ピン
87、881、882……押圧ピン
Claims (7)
- 主真空槽と、
前記主真空槽内に配置されたハンドと、
前記ハンドを前記真空槽内で水平方向に往復移動させる搬送機構と、
前記主真空槽の上部であって、前記各ハンドの移動軌跡の上方位置に配置された複数の処理室と、
前記主真空槽内の前記各処理室の下方位置に配置され、上下移動可能に構成された昇降装置と、
前記昇降装置に挿通され、上下動可能な昇降ピンとを有し、
前記昇降ピンを上昇させると、該昇降ピン先端は、前記昇降装置表面から突き出されるように構成され、
前記ハンドは上下に2個設けられ、
前記搬送機構は、前記2個のハンドを平行な方向に独立して往復移動させるように構成され、
前記ハンドは、移動方向に沿う向きに切れ目が形成され、前記各処理室の真下に位置することができ、
前記昇降ピンを上昇させ、前記ハンド上の基板を前記昇降ピン上に移し替えた後、前記ハンドを前記基板の下方から退避できるように構成された真空処理装置。 - 前記昇降装置の下方位置には、前記昇降ピンの下端部を押圧し、前記昇降ピンを上昇させる押圧ピンが配置された請求項1記載の真空処理装置。
- 前記ハンドを前記処理室の下方位置から退避させた状態で、前記昇降装置を上昇させると、前記昇降装置が前記処理室の下端部を塞ぎ、前記処理室の内部を前記主真空槽の内部から分離させるように構成された請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の真空処理装置。
- 前記主真空槽には基板搬出入室が設けられ、該基板搬出入内に配置された基板を少なくとも一方の前記ハンド上に乗せ、且つ、少なくとも他方の前記ハンド上に乗っている基板を前記基板搬出入室内に搬入可能に構成された請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の真空処理装置。
- 前記複数の処理室のうち、少なくとも1室は、該処理室内に搬入した基板表面に薄膜を形成する成膜装置である請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の真空処理装置。
- 前記複数の処理室のうち、少なくとも1室は、該処理室内に搬入した基板を加熱する加熱処理室である請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の真空処理装置。
- 前記主真空槽の内部には、前記基板を冷却する冷却装置が設けられた請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載の真空処理装置。
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