JP4856308B2 - 基板処理装置及び経由チャンバー - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、液晶ディスプレイ等の表示装置の製造に好適に使用される基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の各種表示装置の製造においては、装置の元になる板状物（以下、基板と総称する）に対して表面処理等の処理を施すことが必要である。例えば、液晶ディスプレイでは、ガラス製の基板の板面（端面でない面）に透明電極を形成する処理等が必要となる。
このような処理に用いられる基板処理装置は、所定の雰囲気で基板を処理するため、真空に排気したり又は内部に所定のガスを導入したりすることができるよう構成されたチャンバーを備えている。そして、異なる処理を連続して行ったり、大気圧から徐々に圧力を下げる必要などから、複数のチャンバーを備えた構成とされる。
【０００３】
このような従来の基板処理装置は、チャンバーのレイアウトの考え方から、大きく二つに分けられる。一つはインライン型と呼ばれるものであり、もう一つは、クラスターツール型と呼ばれるものである。
図９は、従来の代表的な基板処理装置の一つとして、インライン型の装置の概略構成を示したものである。インライン型では、一直線上に複数のチャンバー１１，２，３，１２を縦設した構成である。複数のチャンバー１１，２，３，１２を貫くようにして、基板９を搬送させる搬送系が設けられる。また、各チャンバー１１，２，３，１２間には、ゲートバルブ１０が設けられる。
【０００４】
基板９は、トレイ９１に載せられた状態で搬送系によって各チャンバーに順次搬送され、処理が行われる。複数のチャンバーのうちの一つは、基板９の搬入の際に大気に開放されるロードロックチャンバー１１、別の一つは、基板９の搬出の際に大気に開放されるアンロードロックチャンバー１２である。残りのチャンバーのうちの幾つかは、処理用のチャンバー（以下、処理チャンバー）２である。また、処理チャンバー２とロードロックチャンバー１１又はアンロードロックチャンバー１２との間に設けられたチャンバー３は、調圧用チャンバーである。この調圧用チャンバー３は、ロードロックチャンバー１１（又はアンロードロックチャンバー１２）と処理チャンバー２との圧力差が大きいため、その中間の圧力に雰囲気を維持して調節するものである。
【０００５】
図９に示すように、搬送系は、基板９を載せたトレイ９１を搬送コロ４１により移動させる構成とされる。搬送コロ４１は、搬送方向に垂直で水平な方向に伸びる回転軸の両端に設けられた一対の小さな円盤状の部材である。回転軸及び一対の搬送コロ４１の組を、搬送方向に所定間隔をおいて多数設けることにより、搬送系は構成される。図９から解るように、基板９は水平な姿勢で搬送され、処理される
【０００６】
一方、図１０は、従来の代表的な基板処理装置の別の一つとして、クラスターツール型の装置の概略構成を示したものである。クラスターツール型では、内部に搬送ロボット４２を設けた搬送チャンバー５の周囲に、ロードロックチャンバー１１や複数の処理チャンバー２を設けた構造である。図１０に示す例では、ロードロックチャンバー１１は二つ設けられている。また、搬送チャンバー５と各ロードロックチャンバー１１及び各処理チャンバー２との間には、ゲートバルブ１０が設けられている。
【０００７】
搬送ロボット４２は、一方のロードロックチャンバー１１から基板９を取り出して各処置チャンバーに順次搬送する。そして、搬送ロボット４２は、処理終了後、一方又は他方のロードロックチャンバー１１に基板９を戻す。尚、図１０に示すロードロックチャンバー１１は、図９に示す装置におけるアンロードロックチャンバー１２の機能も有するものであるが、「ロードロックチャンバー」の名称をそのまま使用する。
【０００８】
搬送ロボット４２は、多関節型のロボットであり、そのアームの先端に基板９を載せて搬送するようになっている。搬送ロボット４２は、アームの伸縮、回転、上下の各運動を行って基板９を所定の位置まで搬送する。基板９は、水平な姿勢でアームに載せられて搬送される。また、処理チャンバー２内でも、基板９は水平な姿勢を維持して処理される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような基板処理装置では、基板の大型化が顕著な傾向となっている。例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイの技術は、コンピュータの表示部用のみならず、壁掛けテレビとしても本格的な普及が近いとみられるが、壁掛けテレビの場合、コンピュータ用のディスプレイ等に比べて表示面積が大きくなる。このため、基板も大型化する。また、一般的な傾向として、一つの基板から二以上の製品を製造するようにして生産性を向上させたり製造コストを低減させたりすることが多くなっており、これに伴い基板は大型化している。
このような基板の大型化を背景として、上述した従来の基板処理装置は、以下のような問題を現状抱えている、又は、将来抱えると予想される。
【００１０】
まず、インライン型であれ、クラスターツール型であれ、従来の装置では、基板は、搬送中及び処理中水平な姿勢を維持する。従って、基板が大型化すると、チャンバーの水平方向の占有面積（以下、単に占有面積）も必然的に大きくなる。この結果、装置全体の占有面積も大きくなってしまう。
そして、図９に示すインライン型の装置では、各チャンバー１１，２，３，１２が大型化すると、ライン方向の長さが長くなってしまう。現在、壁掛けテレビ等の家庭用テレビの製造では、１ｍＸ１．２ｍ程度の大きさの基板を処理することが必要になっており、この程度の基板を処理する装置をインライン型で構成すると、ライン方向の長さは、１０数メートルにも達してしまう。
また、図１０に示すクラスターツール型の装置でも、基板９の大型化は各チャンバーの占有面積の増大に直結し、装置全体の占有面積の増大につながる。クラスターツール型の装置で深刻なのは、搬送チャンバー５の大型化である。
【００１１】
図１０から解るように、搬送チャンバー５では、搬送ロボット４２の回転運動の中心軸は搬送チャンバー５の中央に設定されているものの、基板９はアームの先端に載るため、基板９は搬送チャンバー５の中央から偏心した位置で回転軸の周りを回転する。従って、基板９の回転に要する水平方向のスペースの半径（以下、必要回転半径）は、基板９の長辺又は短辺の長さの２倍以上となる。このため、基板９が大型化すると、必要回転半径は倍増し、ますます搬送チャンバー５が大型化してしまう。例えば前述した１ｍＸ１．２ｍ程度の大きさの基板９を処理する場合、必要回転半径は、ゆうに２メートルを越えてしまう。
【００１２】
搬送チャンバー５は、往々にして排気系によって真空に排気する必要があるが、搬送チャンバー５が大型化すると、所定の真空に排気するまでに長時間を要したり、排気系の構成が大がかりになって高コストとなる問題がある。また、このような搬送チャンバー５は、基板９の処理には本質的には不必要なものである。このようなものが、装置の占有面積の大部分を占めることは、装置の設計としては好ましくない。
【００１３】
基板の大型化を背景とした別の問題は、搬送の際の基板の撓みである。液晶ディスプレイ等の表示装置では、表示面積の増大とともに薄型化が市場の強い要求である。このため、基板も、大型化する一方で厚さはそれほど厚くなっていない。むしろ、薄くなる傾向にある。前述した例でいうと、１ｍＸ１．２ｍ程度の大きさでも厚さは０．７ｍｍ程度（数年前は０．９ｍｍ程度）である。
【００１４】
この程度に大きく且つ薄い基板９を水平な姿勢で搬送したり処理したりすると、自重による基板の撓みの問題が顕在化してくる。例えば、インライン型の装置では、前述したようにトレイ９１を搬送コロ４１により移動させることで搬送されるが、搬送コロ４１に当たっていない部分でトレイ９１が撓むことにより基板９も下方に垂れるようにして撓み易い。また、クラスターツール型の装置でも、アームに接触していない両側の部分で基板９は下方に垂れて撓む。
このような撓みが生じた状態で処理が行われると、処理が不均一となり、表示ムラ等の製品の性能に障害を与える恐れがある。また、基板に不均一な内部応力が残留する結果、基板の割れ等の破損が生じやすくなり、製品の信頼性を低下させる恐れもある。
【００１５】
また、クラスターツール型では、大型化する基板９を搬送ロボット４２で搬送することは、現実的に不可能になりつつある。つまり、大型の基板９を保持するには、アームの大きさや剛性等を充分にする必要がある。そして、そのような大がかりなアームを高い精度で伸縮、回転、上下運動させる必要があるが、そのような運動機構を充分な精度で製作することは、非常に難しい。従って、多関節アームロボットによる搬送は、近い将来、限界に達すると考えられる。
【００１６】
基板の大型化を背景としたさらに別の問題は、メンテナンス上の問題である。
即ち、装置を構成するチャンバーは、メンテナンスのため、内部を開放できる構造とされる。例えば、何らかの事情でチャンバー内で搬送エラーが生じた場合、装置の運転を止め、チャンバーの内部を点検する。そして、例えば基板９が搬送コロ４１の上に正しく載っていなかったり、もしくは、アームの上に正しく載っていなかったりするのを発見した場合、基板９を正しい位置に復帰させて装置の運転を再開する。
【００１７】
チャンバーは、このようなメンテナンスのため、開閉扉を有する。通常、チャンバーの上板部を蝶番を介して取り付け、開閉扉とする。上板部を開閉扉とするのは、開閉扉を開けることで、処理対象である基板の板面のチェックを行えるようにするためである。開閉扉を開けて、基板の板面に異物等が載っていないか、目視でチェックする。
【００１８】
しかしながら、基板が大型化してチャンバーが大型化すると、開閉扉も大きくなる。前述した程度の大きさに基板が大型化すると、開閉扉の大きさも１メートル角を越える大きさとなってしまう。この程度まで開閉扉が大型化すると、もはや作業者の力では開閉することが困難となってしまい、クレーンのような大がかりな機構が必要になってしまう。
【００１９】
本願の発明は、基板の大型化を背景とした上記諸課題を解決するためになされたものであり、占有面積の増大の抑制、基板の撓みの問題の解消、メンテナンスの容易化等の顕著な技術的意義を有するものである。
【００２０】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の基板処理装置は、内部で基板に所定の処理を施す真空チャンバーである処理チャンバーと、処理チャンバーの周囲に気密に接続された真空チャンバーである経由チャンバーと、経由チャンバーに気密に接続された真空チャンバーである中間チャンバーと、中間チャンバーに気密に接続された真空チャンバーであるロードロックチャンバーと、経由チャンバーを経由して処理チャンバーに順次基板を搬送する搬送系とを備えた基板処理装置であって、搬送系は、基板をその板面が水平方向に対して４５度以上９０度以下の保持角度になるよう立てて保持する基板保持具と、基板保持具を、経由チャンバーを経由して各真空チャンバーに移動させる水平移動機構と、から成り、ロードロックチャンバー内における基板保持具の搬送経路は、第１の方向に基板保持具を搬送するものであり、水平移動機構は、経由チャンバー内において、処理チャンバーとの間で基板保持具を移動させる際に、基板保持具を水平方向に対して垂直な回転軸の周りに回転させ、基板保持具を移動させようとする処理チャンバーの方向に基板保持具の向きを一致させるように転換する方向転換機構を有し、さらに中間チャンバー内において、基板保持具の基板を保持する面が第1の方向に平行になるように複数の基板保持具を並列させ、第1の方向に並列している複数の基板保持具を、第1の方向に垂直な水平方向である第２の方向に同時に移動させることができ、中間チャンバーからロードロックチャンバーへ基板保持具を移動させる際には、複数の基板保持具のうちの１つをロードロックチャンバー内の搬送経路の延長線上に移動した後に、第1の方向に移動してロードロックチャンバー内に搬送し、中間チャンバーから経由チャンバーへ基板保持具を移動させる際には、複数の基板保持具のうちの１つを経由チャンバー内の搬送経路の延長線上に移動した後に、第1の方向に移動して経由チャンバー内に搬送することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態（以下、実施形態）について説明する。
まず、図１を使用して、第一の実施形態の基板処理装置の全体の構成について説明する。図１は、第一の実施形態の基板処理装置の平面概略図である。
図１に示す基板処理装置は、内部で基板９に所定の処理を施す処理チャンバー２１，２２，２３，２４を含む複数の真空チャンバーを気密に接続した構造である。そして、装置は、複数の真空チャンバーに順次基板９を搬送する搬送系を有している。
【００２２】
複数の真空チャンバーのうちの二つは、大気側との間の基板９の出し入れの際に基板９が一時的に滞留するロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒとなっている。また、複数の真空チャンバーのうちの別の一つは、基板９の搬送方向を転換する方向転換機構８０を備えた方向転換チャンバー８となっている。そして、方向転換チャンバー８の周囲に四つの処理チャンバー２１，２２，２３，２４が接続されている。さらに、方向転換チャンバー８とロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒとの間には、中間チャンバー７が設けられている。
【００２３】
これらのチャンバー１１Ｌ，１１Ｒ，２１，２２，２３，２４，７，８は、図１中不図示の排気系を備えた真空チャンバーである。排気系は、ターボ分子ポンプやクライオポンプにより、１０−３Ｐａ〜１０−５Ｐａ程度まで排気できる構成とされる。各チャンバー１１Ｌ，１１Ｒ，２１，２２，２３，２４，７，８は、ゲートバルブ１０を介して気密に接続されている。ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒの外側には、基板保持具に未処理の基板９を搭載したり、処理済みの基板９を基板保持具から回収したりする場所である不図示のロードステーションが設けられている。
【００２４】
本実施形態では、基板９を垂直又は垂直に近い角度で保持して搬送及び処理するようになっている。具体的には、搬送系は、基板９をその板面が水平に対して４５度以上９０度以下の保持角度になるよう立てて保持する基板保持具と、基板保持具を水平方向に移動させて基板９を搬送する水平移動機構とを有している。
基板保持具及び水平移動機構の構成について、図２を使用して説明する。図２は、図１の装置における搬送系の構成について説明する斜視概略図である。
【００２５】
図２に示す基板保持具９２は、水平な姿勢の中間板９２１と、中間板９２１に固定された一対の受け板９２２，９２３と、中間板９２１の下面から下方に延びる支持板９２４とから主に構成されている。中間板９２１は、方形（長方形又は正方形）である。一対の受け板９２２，９２３は、その下端が折れ曲がり、その折れ曲がった部分（以下、下端部）が中間板９２１に固定され、上方に延びている。一対の受け板９２２，９２３の上方に延びた部分（以下、主部）は、互いに向かい合っており、横から見ると「ハ」の字を形成している。一対の受け板９２２，９２３の主部の水平に対する角度（図２にθで示す）は、４５度以上９０度以下となっている。
【００２６】
受け板９２２，９２３の主部には、図２に示すように、方形の開口９２５が設けられている。本実施形態では方形の基板９を搬送して処理することが想定されている。基板９は、受け板９２２，９２３の開口９２５よりも少し大きい。基板９は、図２に示すように、下縁が受け板９２２，９２３の下端部の上に載り、板面が受け板９２２，９２３の主部に接触した形で（もたれかかった形で）受け板９２２，９２３に保持される。尚、基板９は、受け板９２２，９２３の開口９２５を塞ぐ位置で保持される。
【００２７】
支持板９２４は、その上端面が中間板９２１の下面の中央に固定され、垂直に下方に延びている。横から見ると、支持板９２４と中間板９２１とによってＴ字が形成されている。支持板９２４の中間板９２１に固定された辺の方向は、中間板９２１の一辺に対して平行であり、保持された基板９の上縁及び下縁もこれと平行である。
【００２８】
水平移動機構は、本実施形態では、ラックアンドピニオン機構により基板保持具９２を移動させるようになっている。具体的に説明すると、支持板９２４の両側の側面には、ラック４３が設けられている。ラック４３が延びる方向は水平な方向であり、上述した中間板９２１の一辺の方向に一致している。
水平移動機構は、上記ラック４３に噛み合う複数のピニオン４４と、ピニオン４４を駆動させるピニオン駆動機構４５とから構成されている。ピニオン駆動機構４５は、各ピニオン４４に駆動軸を介して連結された駆動ギヤ４５１と、駆動ギヤ４５１に懸架されたタイミングベルト４５２と、駆動ギヤ４５１の一つに連結されたモータ４５３と、残りの駆動ギヤ４５１の駆動軸を受ける軸受け４５４とから主に構成されている。
【００２９】
図２において、モータ４５３が動作すると、タイミングベルト４５２を介して駆動ギヤ４５１が回転し、この回転が駆動軸により各ピニオン４４に伝えられる。そして、各ピニオン４４の回転により、ラック４３が水平方向に直線移動し、基板保持具９２も全体に直線的に水平移動する。この結果、基板保持具９２に保持されている基板９が搬送される。
【００３０】
また、図２に示すように、基板保持具９２全体を支えるとともに基板保持具９２の移動をガイドするガイドレール４８が設けられている。ガイドレール４８は、支持板９２４の下端が填り込んだ溝を有する。基板保持具９２の直線移動の方向に長い部材である。ガイドレール４８の内面には、不図示のベアリング等が設けられており、支持板９２４の下端の移動をスムーズなものにしている。尚、磁気浮上機構を採用して支持板９２４の下端とガイドレール４８との非接触にすると、塵や埃等の発生が防げるので好適である。
【００３１】
このような水平移動機構は、各ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒ、中間チャンバー７、方向転換チャンバー８、各処理チャンバー２１，２２，２３，２４、及び、不図示のロードステーションに設けられている。そして、それぞれの場所でピニオン駆動機構４５がピニオン４４を駆動することで、基板保持具９２が、ラック４３の長さ方向に移動し、ロードステーション、ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒ、中間チャンバー７、方向転換チャンバー８、処理チャンバー２１，２２，２３，２４の順に基板９が移動するようになっている。
【００３２】
以下の説明では、ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒの中心と中間チャンバー７の中心とを結ぶ水平方向を、「第一の方向」と呼ぶ。搬送系は、中間チャンバー７内において、第一の方向の搬送に加え、第一の方向に垂直な水平方向である第二の方向に基板９を搬送できるようになっている。以下、この点について、図３及び図４を使用して説明する。図３は、図１に示す中間チャンバー７内における搬送系の構成を示した正面概略図、図４は、図１に示す中間チャンバー７内に設けられた水平移動機構の斜視概略図である。
【００３３】
図３に示すように、中間チャンバー７内では、ピニオン４４、ピニオン駆動機構４５及びガイドレール４８の組は、二組設けられていて左右に配されている。各組のピニオン４４、ピニオン駆動機構４５及びガイドレール４８には、それらを上面に固定したベース板４６が設けられている。各ベース板４６は水平な姿勢であり、同一平面上に設けられている。図３に示す右側のピニオン４４、ピニオン駆動機構４５、ガイドレール４８及びベース板４６の組（以下、右側水平移動機構４Ｒ）と、左側のピニオン４４、ピニオン駆動機構４５、ガイドレール４８及びベース板４６の組（以下、左側水平移動機構４Ｌ）は、基本的に同じ構成である。尚、図４は、図３に示す右側水平移動機構４Ｒを示したものとなっている。
【００３４】
図３に示すように、両水平移動機構のベース板４６の下側には、ガイドロッド４７１が設けられている。図４に示すように、ガイドロッド４７１は、二本平行に設けられており、その間隔は、ベース板４６の幅よりも少し短い。そして、各ベース板４６の下面には、ガイドロッド４７１を挿通させたリニア軸受け４７２が設けられている。リニア軸受け４７２は、各ベース板４６の下面の四隅に設けられている。
【００３５】
そして、図３に示すように、右側水平移動機構４Ｒのベース板４６の右端には、右側固定板４７３を介して右側駆動ロッド４７５が固定され、左側水平移動機構４Ｌのベース板４６の左端には、左側固定板４７４を介して左側駆動ロッド４７６が固定されている。右側駆動ロッド４７５にはエアシリンダのような右側直線駆動源４７７が接続されており、左側駆動ロッド４７６にも同様の左側直線駆動源４７８が接続されている。
【００３６】
右側直線駆動源４７７が動作すると、右側駆動ロッド４７５を介して右側水平移動機構４Ｒ全体がガイドロッド４７１にガイドされながら直線移動する。この結果、右側水平移動機構４Ｒ上にある基板保持具９２も一体に移動し、この基板保持具９２に保持された基板９はこの方向に搬送される。また、左側直線駆動源４７８が動作すると、左側駆動ロッド４７６を介して左側水平移動機構４Ｌ全体がガイドロッド４７１にガイドされながら直線移動する。この結果、左側水平移動機構４Ｌ上にある基板保持具９２も一体に移動し、この基板保持具９２に保持された基板９はこの方向に搬送される。
【００３７】
この際の基板９の搬送方向は、ガイドロッド４７１の延びる方向に一致している。上記説明から解る通り、ガイドロッド４７１の延びる方向は第一の方向に垂直な水平方向（以下、第二の方向）である。即ち、基板９は、中間チャンバー７内で、第一の方向と第二の方向に搬送されることが可能となっている。
【００３８】
また、本実施形態では、処理チャンバー２１，２２，２３，２４内での処理に先立ち、基板９が上記中間チャンバー７内でヒータにより予め所定温度まで加熱されるようになっている。本実施形態では、ヒータ６としてセラミックヒータが使用されている。セラミックヒータは、パネル状であり、基板保持具９２に保持された基板９に対して平行になるよう同じ角度で傾けて設けられている。
【００３９】
上記ヒータ６は、図３に示すように、ヒータ取付具６１によって左側搬送機構４Ｌのベース板４６に取り付けられている。ヒータ取付具６１は、左側搬送機構４Ｌのベース板４６の上面に固定された支柱部６１１と、支柱部６１１の先端に設けられたヒータ取付部６１２とから成っている。図３に示すように、支柱部６１１の上側は、水平に折れ曲がっており、その先端にヒータ取付部６１２が形成されている。
【００４０】
ヒータ取付部６１２は、パネル状のヒータ６を上下で保持している。ヒータ取付具６１は、不図示のヒータ電源とヒータ６とを接続するケーブルを内部に収容している。尚、図３に示すように、ヒータ取付部６１２は左右対称であり、左右にヒータ６を保持している。従って、二つの基板９が同時に加熱されるようになっている。また、基板保持具９２の受け板９２２，９２３には、前述したように開口９２５が設けられており、ヒータ６から輻射線が基板９に充分に達するようになっている。
【００４１】
次に、図５及び図６を使用して、方向転換チャンバー８内の構成について説明する。図５は、図１に示す方向転換チャンバー８内に設けられた水平移動機構及び方向転換転換機構の斜視概略図、図６は、図１に示す方向転換チャンバー８の正面断面概略図である。
【００４２】
図５に示すように、方向転換チャンバー８内の水平移動機構も、水平なベース板４６によって全体が保持されている。方向転換チャンバー８内のベース板４６は、図５に示すように円盤状である。図５及び図６から解るように、ガイドレール４８は、ベース板４６の径方向（即ちベース板４６の中心を通る方向）となっている。また、図６から解るように、ベース板４６の中心軸は方向転換チャンバー８の中心軸に一致している。
【００４３】
方向転換機構８０は、ベース板４６の下面中央に固定された回転駆動軸８１と、回転駆動軸８１を回転させる回転駆動部８２とから構成されている。回転駆動軸８１は、垂直に延びて方向転換チャンバー８の底板部を貫通しており、その下端には回転駆動部８２が設けられている。回転駆動部８２は、ベルト等の動力伝達機構やモータ等の駆動源を含んでいる。回転駆動軸８１の貫通部分には、磁性流体を用いたメカニカルシールのような真空シール８３が設けられている。
【００４４】
回転駆動部８２により回転駆動軸８１が回転すると、ベース板４６上の水平移動機構が全体に回転する。この際の回転軸は、ベース板４６の中心軸に一致し、従って方向転換チャンバー８の中心軸に一致している。尚、ベース板４６と方向転換チャンバー８の底板部との間には、ベアリング８３が設けられている。ベアリング８３は、ベース板４６を支えつつ、ベース板４６の回転を許容している。
【００４５】
図６に示すように、基板９を保持した基板保持具９２が方向転換チャンバー８内に移動してガイドレール４８上に停止する。この状態で、回転駆動部８２が動作すると、水平移動機構とともに基板保持具９２も一体に回転する。回転駆動部８２は、ガイドレール４８がいずれかの処理チャンバー２１，２２，２３，２４に向いた姿勢で回転を停止する。回転を停止した際のガイドレール４８は、方向転換チャンバー８の中心軸といずれかの処理チャンバー２１，２２，２３，２４の中心軸とを結ぶ方向に向くようになっている。
【００４６】
四つの処理チャンバー２１，２２，２３，２４の構成は、基板９に施す処理の内容に応じて最適化される。例えば、スパッタリングによる成膜を行う場合、処理チャンバー２１，２２，２３，２４内に被スパッタ面を露出させてターゲットを設ける。ターゲットは、二枚の基板９に同時に成膜できるよう、一対のものを対向させて設ける。各ターゲットは、処理チャンバー２１，２２，２３，２４内の所定位置で停止した基板９に対して平行で同軸となるよう設けられることが好ましい。そして、ターゲットの背後にマグネトロンスパッタリングを可能にする磁石ユニットを設ける。ガス導入系によりアルゴン等のスパッタ用ガスを導入しながら、ターゲットに負の直流電圧又は高周波電圧を印加する。スパッタ放電が生じてターゲットがスパッタされ、ターゲットの材料の薄膜が基板９の表面に堆積する。
【００４７】
また、ＣＶＤ（化学蒸着）による成膜処理を行うよう構成する場合もある。この場合は、気相反応により膜堆積作用のある原料ガスを導入するガス導入系を設ける。プラズマＣＶＤを行う場合には、高周波放電等を生じさせて原料ガスのプラズマを形成し、プラズマ中での気相反応を利用して基板９の表面に薄膜を作成する。例えば、アモルファスシリコン膜を作成する場合、シランと水素の混合ガスを原料ガスとして導入し、プラズマＣＶＤにより水素化アモルファスシリコン膜を基板９の表面に作成する。その他、熱ＣＶＤによる成膜を行う場合もある。
【００４８】
さらに、エッチング処理を行う場合もある。エッチング処理を行う場合、フッ素系ガスなどのエッチング作用のあるガスを導入する。プラズマエッチングを行う場合、同様に高周波等によりプラズマを形成し、プラズマ中で生成される活性種やイオンの作用により基板９の表面をエッチングする。
【００４９】
次に、上記構成に係る本実施形態の装置の全体の動作について、図７を使用して説明する。図７は、図１乃至図６に示す実施形態の装置における搬送系の動作について説明する平面概略図である。図７では、搬送系による基板保持具９２の動きを説明するため、基板保持具９２の位置を一本の線（実線又は破線）で示している。また、説明の便宜上、二つのロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒを、左ロードロックチャンバー１１Ｌ、右側ロードロックチャンバー１１Ｒとする。さらに、四つの処理チャンバー２１，２２，２３，２４を、第一処理チャンバー２１、第二処理チャンバー２２、第三処理チャンバー２３、第四処理チャンバー２４と呼ぶ。
【００５０】
まず、不図示のロードステーションで未処理の二枚の基板９が搭載された基板保持具９２は、左側ロードロックチャンバー１１Ｌ内に搬入される。そして、この基板保持具９２は、図７（１）に示すように、中間チャンバー７内に移動する。より具体的に説明すると、図３に示す左側駆動源４７８が予め動作しており、左側水平移動機構４Ｌが、左側ロードロックチャンバー１１Ｌ内の水平移動機構に対して同一直線上に並ぶ位置にしている。
【００５１】
この状態で、左側ロードロックチャンバー１１Ｌ内の水平移動機構と、中間チャンバー７内の左側水平移動機構４Ｌが同時に動作して、基板保持具９２が左側ロードロックチャンバー１１Ｌ内の搬送機構から中間チャンバー７内の左側水平移動機構４Ｌに受け渡される。基板保持具９２が左側水平移動機構４Ｌのベース板４６上の所定位置に達した時点で、各ピニオン駆動機構４５が動作を停止する。
中間チャンバー７内の左側水平移動機構４Ｌに受け渡された基板保持具９２に保持された基板９に対しては、図３に示すように、ヒータ６が向かい合う状態となる。ヒータ６は、未処理の基板９がこのようにして中間チャンバー７内に搬入されると動作し、基板９を予備加熱する。
【００５２】
予備加熱が終了すると、左側水平移動機構４Ｌは、この基板保持具９２を方向転換チャンバー８に移動させる。即ち、図３に示す左側直線駆動源４７８が再び動作し、基板保持具９２を中間チャンバー７の中央の位置まで移動させる。一方、方向転換チャンバー８では、方向転換チャンバー８の中心軸と中間チャンバー７の中心軸とを結ぶ方向に方向転換チャンバー８内の水平移動機構のガイドレール４８が向くよう回転駆動部８２が方向転換チャンバー８内の水平移動機構を予め回転させている。
【００５３】
この状態で、左側水平移動機構４Ｌと方向転換チャンバー８内の水平移動機構とを同時に動作させ、図７（２）に示すように基板保持具９２を方向転換チャンバー８内に移動させる。並行して、左側ロードロックチャンバー１１Ｌには、未処理の基板９を保持した次の基板保持具９２が搬入される。
【００５４】
そして、回転駆動部８２が動作し、方向転換チャンバー８内で基板保持具９２が方向転換して第一処理チャンバー２１に向く姿勢を取る。即ち、図７（３）に示すように９０度反時計回りに回転する。その後、第一処理チャンバー２１内の水平移動機構と方向転換チャンバー８内の水平移動機構を同時に動作させ、基板保持具９２を第一処理チャンバー２１内に移動させる。そして、第一処理チャンバー２１内で基板９に対して処理が行われる。並行して、次の基板保持具９２が、図７（３）に示すように中間チャンバー７に移動し、同様に基板９の予備加熱が行われる。
【００５５】
第一処理チャンバー２１内での処理が終了すると、基板保持具９２は、図７（４）に示すように、方向転換チャンバー８を経由して第二処理チャンバー２２に移動する。即ち、第一処理チャンバー２１内の水平移動機構と方向転換チャンバー８内の水平移動機構とが同時に動作して基板保持具９２が方向転換チャンバー８内に移動し、その後、回転駆動部８２が動作して方向転換チャンバー８内の水平移動機構を反時計回りに９０度回転させる。そして、方向転換チャンバー８内の水平移動機構と第二処理チャンバー２２内の水平移動機構が同時に動作し、基板保持具９２が第二処理チャンバー２２内に移動する。その後、第二処理チャンバー２２内で基板９に対して処理が行われる。
この際、次の基板保持具９２は、図７（４）に示すように、中間チャンバー７内の中央に移動する。また、左側ロードロックチャンバー１１Ｌ内にさらに次の基板保持具９２が搬入される。
【００５６】
第二処理チャンバー２２内での処理が終了すると、第二処理チャンバー２２内の水平移動機構と第三処理チャンバー２３内の水平移動機構とが同時に動作し、基板保持具９２が図７（５）に示すように第三処理チャンバー２３に移動する。並行して、次の基板保持具９２が、同様に方向転換チャンバー８を経由して第一処理チャンバー２１に移動する。そして、第三処理チャンバー２３内及び第一処理チャンバー２１内で並行して処理が行われる。この際、さらに次の基板保持具９２は、中間チャンバー７内に移動し、基板９の予備加熱が行われる。
【００５７】
第三処理チャンバー２３内での処理が終わると、基板保持具９２は、図７（６）に示すように第二処理チャンバー２２内及び方向転換チャンバー８内を経由して、第四処理チャンバー２４に移動する。また、左側ロードロックチャンバー１１Ｌにはさらに次に基板保持具９２が搬入される。
【００５８】
第四処理チャンバー２４内での処理が終了すると、基板保持具９２は、図７（７）に示すように、方向転換チャンバー８内を経由して中間チャンバー７内の中央位置に移動する。この際、右側直線駆動源４７７が動作し、中間チャンバー７内の右側水平移動機構４Ｒは、中間チャンバー７内の中央位置に予め移動し、基板保持具９２を受け取る。
【００５９】
その後、図７（８）に示すように、基板保持具９２は右側水平移動機構４Ｒにより右側ロードロックチャンバー１１Ｒに搬出される。即ち、右側直線駆動源４７７が動作し、右側水平移動機構４Ｒが右側ロードロックチャンバー１１Ｒ内の水平移動機構に対して同一直線上となる位置で停止する。そして、右側水平移動機構４Ｒと右側水平移動機構とが同時に動作して、基板保持具９２が右側ロードロックチャンバー１１Ｒに搬出される。
並行して、第一処理チャンバー２１での処理が終了した次の基板保持具９２は、同様に方向転換チャンバー８を経由して第二処理チャンバー２２に移動する。そして、次の基板保持具９２が保持した基板９に対して第二処理チャンバー２２内で処理が行われる。
【００６０】
最初の基板保持具９２は、図７（９）に示すように、右側ロードロックチャンバー１１Ｒから大気側のロードステーションに搬出される。並行して、第二処理チャンバー２２内での処理が終了すると、次の基板保持具９２は、第三処理チャンバー２３に移動して処理が行われる。また、さらに次の基板保持具９２は、同様に方向転換チャンバー８を経由して第一処理チャンバー２１に移動して処理が行われる。
【００６１】
そして、図７（１０）に示すように、第三処理チャンバー２３内で処理が終了すると、次の基板保持具９２が同様に第四処理チャンバー２４に移動し、さらに次の基板保持具９２が中間チャンバー７内に移動する。以下、このような動作を繰り返し、基板保持具９２は、中間チャンバー７や方向転換チャンバー８を経由して第一処理チャンバー２１、第二処理チャンバー２２、第三処理チャンバー２３、第四処理チャンバー２４の順に移動し、基板９に対して順次処理が行われる。尚、ゲートバルブ１０は、基板保持具９２の移動の際には開けられるが、それ以外では閉じられている。
【００６２】
上記動作において、左側ロードロックチャンバー１１Ｌは未処理の基板９の搬入用に使用され、右側ロードロックチャンバー１１Ｒは処理済みの基板９の搬出用に使用されているが、これは必須ではない。左右のロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒとも、搬入用及び搬出用に兼用して用いることができる。但し、左側水平移動機構４Ｌと右側ロードロックチャンバー１１Ｒとの間で基板保持具９２の受け渡しを行う場合、右側水平搬送機構４Ｒはその位置よりさらに右側に退避できるようにする必要がある。また、右側水平移動機構４Ｒと左側ロードロックチャンバー１１Ｌとの間で基板保持具９２の受け渡しを行う場合、左側水平搬送機構４Ｌはその位置よりさらに左側に退避できるようにする必要がある。
【００６３】
上述した構成及び動作に係る本実施形態の装置は、以下のような顕著な技術的意義を有する。
【００６４】
まず第一に、基板９が垂直又は垂直に近い角度で保持された状態で搬送されて処理される構成は、装置の占有面積増大の抑制に顕著な効果を有する。即ち、基板９が垂直又は垂直に近い角度で保持された状態で搬送されて処理されるので、ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒや中間チャンバー７、処理チャンバー２１，２２，２３，２４の占有面積は、基板９が水平に搬送されて処理される場合に比べて格段に小さくて済む。特に、基板９が水平に搬送されて処理される場合には、基板９が大型化するとその分だけ各チャンバーの占有面積が大きくならざるを得ないが、本実施形態では、垂直方向のスペースは多く必要になるものの、占有面積は本質的に大きくなることはない。このため、装置全体の占有面積も大きくなることはない。
【００６５】
本実施形態のような装置は、クリーンルーム内に配置されることが多い。装置の占有面積が増大するとことは、それだけ大きなクリーンルームを必要とすることにつながり、施工コストやランニングコストが高くなってしまう欠点がある。本実施形態の装置によれば、占有面積の増大が抑制されるため、クリーンルームの施工コストやランニングコストの低減に有利である。
【００６６】
また、基板９が垂直又は垂直に近い角度で保持された状態で搬送されて処理される構成は、基板９の撓みを防止する上でも顕著な技術的意義を有する。即ち、本実施形態では、前述したように基板９は基板保持具９２にもたれかかった状態で載置されて保持されるので、水平な姿勢で保持される場合のような自重による撓みは発生しない。このため、処理の不均一化や表示ムラ等の製品の性能障害、不均一な残留内部応力による基板９の割れ等の破損が生じる恐れがない。
【００６７】
さらに、基板９が垂直又は垂直に近い角度で保持された状態で搬送されて処理される構成は、装置のメンテナンスを容易にするという技術的意義を有する。前述したように、装置を構成する各チャンバーは、内部のメンテナンスのため開閉扉を設ける必要があるが、チャンバーの占有面積が小さくなるため、上板部に開閉扉を設けても、開閉扉がそれ程大きくなることはない。また、基板９の板面が側方に向いていることから、開閉扉はチャンバーの側板部に設けてもよく、この場合には大きな開閉扉であっても開閉は容易である。
【００６８】
上記実施形態において、基板９の保持角度θは４５度〜９０度であるとしたが、これは、４５度以下であると、水平に近くなり、上述したような技術的意義が充分に得られないからである。尚、この範囲において、θは、７０度〜８５度とすることが、より好ましい。θが８５度を超えると、９０度にあまりにも近くなり、基板保持具９２にもたれかかった状態のみでは基板９の保持が充分でなくなる恐れがある。つまり、何らかの衝撃により基板９が倒れる可能性が高くなる。これを防止するには、基板９を基板保持具９２に押さえつけるクランプ機構等が別途設けると良いが、構造が複雑になるし、基板９の着脱動作が煩雑になる欠点がある。また、θが７０度より大きくしておくと、上述した垂直保持の技術的意義がより大きくなる。
【００６９】
また、基板保持具９２が二枚の基板９を同時に保持するものであり、二枚の基板９を同時に搬送及び処理することができるようになっているので、一枚保持の場合に比べて生産性が倍増している。この場合、基板９の保持角度θは、６０度以上とすることが好ましい。６０度より小さくなると、二枚分の水平方向の占有面積は、基板９が水平な姿勢である場合の一枚分の占有面積に比べて大きくなってしまうからである。
【００７０】
また、前述したような方向転換チャンバー８を採用する本実施形態の構成は、クラスターツール型のチャンバーレイアウトの思想を一部取り入れたものである。即ち、経由チャンバーの周りに複数の真空チャンバーを接続し、経由チャンバーを経由して各真空チャンバー間の基板９の搬送を行うようにする思想である。このようなクラスターツール型の装置は、経由チャンバーの周りに任意の処理チャンバーやロードロックチャンバーを設けることができ、設計の自由度が高く、またプロセスの変更にも柔軟に対応できるというメリットがある。しかしながら、前述したように、基板９の大型化に伴い必要回転半径が増大し、経由チャンバーの大型化、搬送ロボットによる搬送の限界、基板９の撓み等の問題も生じると予想される。
【００７１】
一方、本実施形態のように、基板９を垂直保持する構成では、回転軸から近い位置で基板９を回転させることができるので、基板９が大型化しても必要回転半径はそれほど増大しない。従って、経由チャンバー（本実施形態では方向転換チャンバー８）はそれほど増大しない。また、アームの先端に基板９を載せて保持する搬送ロボットではなく、水平移動機構全体を垂直な回転軸の周りに回転させて方向を転換する機構なので、アームの剛性等の搬送ロボットを使用する場合の問題からも無縁である。さらに、基板９が垂直に保持されるので、基板９の撓みの問題もない。従って、本実施形態の構成は、クラスターツール型のメリットを生かしつつ、基板９の大型化に対応した優れた構成であるということができる。
【００７２】
また、中間チャンバー７内で基板９が第一の方向に加え第二の方向に移動可能である点は、以下のような技術的意義を有する。
【００７３】
まず第一に、基板９が第一の方向にしか移動できない場合、中間チャンバー７に対してロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒや処理チャンバー２１，２２，２３，２４を縦設する以外のレイアウトは採用し得ない。つまり、図９に示す従来のインライン型のレイアウトしか採用できない。この構成では、前述したように、基板９の大型化によってライン方向の長さが長くなる問題が顕著となる。
しかしながら、本実施形態のように、第一の方向に垂直で水平な第二の方向に基板９の搬送が可能な場合、左右のロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒのように、中間チャンバー７に対して複数の別のチャンバーを横に並べて設ける（並設する）ことができる。このため、ライン方向の長さを長くすることなくチャンバーの数を増やすことができる。この点は、異なる処理を連続して多く行う場合や、圧力差のためにチャンバーが多く必要である場合などに特に有効である。
【００７４】
また、本実施形態のように、基板９が中間チャンバー７内で第二の方向に移動可能である構成は、中間チャンバー７にバッファ機能を持たせることができるという点でも顕著な技術的意義がある。即ち、基板９が第一の方向にしか移動できない場合、一つの基板９が処理チャンバー２１，２２，２３，２４に搬入されて処理され、同じ経路を戻って大気側に出た後でしか、次の基板９を搬入動作を行うことができない。一方、本実施形態構成によれば、最初の基板９の処理チャンバー２１，２２，２３，２４での処理中に次の基板９を中間チャンバー７に搬入したり、最初の基板９の大気側への搬出動作の間に次の基板９の処理チャンバー２１，２２，２３，２４への搬送動作や次の基板９の処理を行うことができる。従って、生産性が高い。尚、この技術的意義は、ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒが一つの場合でも基本的に同様である。勿論、二つのロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒを有する本実施形態では、基板９の搬入搬出動作の効率が倍増しており、生産性が高い。
【００７５】
また、図２から解る通り、水平移動機構による基板保持具９２の移動の方向は、基板９の板面とともに保持角度θを成す水平な方向に対して直角な水平方向である。この構成は、搬送に要する水平方向のスペースの占有面積を小さくする技術的意義がある。即ち、移動方向が、基板９の板面とともに保持角度θを成す水平な方向に一致している場合、基板９の板面を移動方向に対して前方又は後方に向けた状態で搬送することになる。この構成だと、搬送に要するスペースの幅は、基板９の板面の幅に一致してしまう。従って、搬送に要する水平方向のスペースの大きさは、本実施形態の場合に比べて大きくなってしまう。このため、装置全体の大型化につながり、これは基板９が大型化した場合により深刻となる。一方、本実施形態の構成によれば、このような問題はなく、搬送に要する水平方向のスペースは最小化される。
【００７６】
また、上記構成は、ゲートバルブ１０の簡略化にも貢献している。即ち、移動方向が、基板９の板面とともに保持角度θを成す水平な方向に一致する構成の場合、ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒや処理チャンバー２１，２２，２３，２４はその方形の輪郭のうちの長辺の部分で中間チャンバー７に接続される構成となる。このため、ゲートバルブ１０が開閉すべき開口の大きさが大きくなってしまう。従って、バルブ開閉に大きな駆動力を必要とする等、ゲートバルブ１０が大がかりとなる。一方、本実施形態の構成によれば、このような問題はなく、ゲートバルブ１０を簡略化できる。
【００７７】
また、本実施形態では、処理チャンバー２１，２２，２３，２４内で処理された基板９が、中間チャンバー７を経由していずれか一方のロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒに戻ってくる構成（いわゆるインターバック型の一種の構成）となっている。この構成では、装置への基板９の搬入搬出が装置の同じ側で行える。従って、既存の製造ラインへの組み込みが容易である。
一方、前述したインライン型の装置の場合、装置への基板９の搬入搬出が左右に分かれるため、既存の製造ラインにおいて、左右の幅が広く開いている必要がある。従って、限られたスペースの製造ラインでは、前述したインライン型の装置は組み込みが難しい。
【００７８】
上記説明から解るように、本実施形態では、装置内に三つないし四つのの基板保持具９２が同時に搬入されており、処理チャンバー２１，２２，２３，２４内での処理中に、基板９の予備加熱や、左右のロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒを経由した基板９の搬送を行っている。従って、生産性が高い。
【００７９】
また、本実施形態では、上記のようなバッファ機能を有する中間チャンバー７に基板９を予備加熱するヒータ６が設けられている。従って、予備加熱用のチャンバーを別途設ける必要がなく、装置の占有面積を低減させたり装置コストを低減させたりする技術的意義がある。そして、予備加熱を前の基板９の処理中に行えることから、リードタイムが短縮され、この点で生産性も向上している。
【００８０】
また、上記中間チャンバー７に、調圧チャンバーの機能を持たせることも可能である。即ち、ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒと処理チャンバー２１，２２，２３，２４との圧力差が大きい場合、中間チャンバー７内をその中間の圧力に維持して調節すると好適である。また、第四処理チャンバー２４は、必要に応じて基板９を冷却する冷却チャンバーとすることができる。
【００８１】
尚、上記構成において、ガイドレール４８の入り口側の構成は、基板保持具９２の支持板９２４の下端を受け入れやすくするようにすることが好ましい。即ち、搬送動作において、基板保持具９２は、手前側のガイドレール４８から前方のガイドレール４８に乗り移るようにして移動するが、この際、前方のガイドレール４８に支持板９２４の下端が正しく填り込まないと、搬送エラーになってしまう。これを防止するには、ガイドレール４８の入り口側の溝の側面にテーパを設けて入り口側の開口を広げる等して、支持板９２４の下端を受け入れやすくすると良い。
【００８２】
上記実施形態では、二つの処理チャンバー２２，２３を縦設したが、三つ又はそれ以上の処理チャンバーを縦設しても良い。また、縦設された二つの処理チャンバー２２，２３において、例えば第三処理チャンバー２３内のガスが第二処理チャンバー２２に拡散することによる雰囲気汚損の問題がある場合、第三処理チャンバー２３の圧力が第二処理チャンバー２２の圧力に比べて常に低くなるように排気する差動排気を行うことがある。
【００８３】
次に、本願発明の第二の実施形態について説明する。図８は、第二の実施形態の基板処理装置の平面概略図である。図８に示すように、第二の実施形態の基板処理装置は、複数の方向転換チャンバー（この実施形態では三つ）８０１，８０２，８０３がインライン型の装置のように縦設されている。各方向転換チャンバー８０１，８０２，８０３の構成は、図１に示す第一の実施形態における方向転換チャンバー８と同様である。三つの方向転換チャンバーを第一方向転換チャンバー８０１、第二方向転換チャンバー８０２、第三方向転換チャンバー８０３とすると、第一方向転換チャンバー８０１が第一の実施形態の方向転換チャンバー８と同様に中間チャンバー７に接続され、第二方向転換チャンバー８０２が第一方向転換チャンバー８０１に接続され、第三方向転換チャンバー８０３が第二方向転換チャンバー８０２に接続されている。
【００８４】
そして、第一第二方向転換チャンバー８０１，８０２にはそれぞれ両側に処理チャンバー２が接続され、第三方向転換チャンバー８０３には両側及び第二方向転換チャンバー８０２とは反対側に処理チャンバー２が接続されている。従って、本実施形態では、処理チャンバー２が７つ設けられている。各処理チャンバー２への基板９の搬送は、前述した第一の実施形態と同様に各方向転換チャンバー８０１，８０２，８０３を経由して行う。
【００８５】
この第二の実施形態の構成は、前述したインライン型のチャンバーレイアウトの思想を一部に取り入れたものとなっている。ただ、本実施形態では、処理チャンバー２そのものを一列に縦設するのではなく、方向転換チャンバー８０１，８０２，８０３を縦設し、その方向転換チャンバー８０１，８０２，８０３に処理チャンバー２を接続している。従って、ライン方向の長さをそれほど長くすることなく多くの処理チャンバー２を設けることができる。
【００８６】
上記各実施形態では、基板保持具９２を水平方向に移動させる水平移動機構は、ラックアンドピニオン機構を採用するものであったが、これに限られるものではない。例えば、垂直な軸の回り回転する駆動ローラを水平な移動方向に沿って多数設け、各駆動ローラが支持板９２４の両側面に適当な摩擦力で接触するようにする。そして、両側の各駆動ローラを互いに逆向きに同時に回転させれば、基板保持具９２を水平方向に直線移動させることができる。また、基板保持具９２を牽引するワイヤー等の線状部材を基板保持具の前端と後端にそれぞれ設け、いずれか一方の線状部材を巻き取り機構等によって引っ張るようにして移動させる機構でも良い。
【００８７】
また、請求項１又は２の発明の実施に際しては、経由チャンバーを前述したような方向転換チャンバー８とする必要はない。即ち、基板保持具９２を回転させなくとも経由チャンバーを経由した基板９の搬送は可能である。例えば、基板保持具９２が常に第二の方向に向くようにしておき、この状態で各処理チャンバー２１，２２，２３，２４間を基板保持具９２が移動するようにしても良い。この場合には、経由チャンバー間の搬送や経由チャンバーと中間チャンバー７との間の搬送には、前述した中間チャンバー７内の水平移動機構と同様に、ガイドロッドにガイドさせながら水平移動機構全体を直線移動させる構成が採用できる。但し、基板保持具９２とともに水平移動機構を一体に回転させる構成は、機構的に簡略であり、方向転換チャンバー８が小型化できるメリットがある。
【００８８】
また、方向転換機構８０が、方向転換チャンバー８の中心軸に一致した回転軸の周りに基板保持具９２と水平移動機構を回転させる構成は、必要回転半径を小さくする技術的意義を有し、従って、方向転換チャンバー８をさらに小型化する技術的意義を有する。
【００８９】
次に、請求項７及び８の発明の実施形態について説明する。
請求項７及び８の発明の実施形態は、上述した基板処理装置の発明の各実施形態における方向転換チャンバー８の構成がそのまま該当する。請求項７及び８の発明の実施形態は、このような方向転換チャンバー８が、単独で売買されることを想定している。
【００９０】
即ち、クラスターツール型のチャンバーレイアウトの思想は、異なる装置メーカーあるいは異なるプロセスの統合や、デバイスメーカーにおける独自プロセスモジュールの組み込み等を可能にする思想から発生している（日本半導体製造装置協会編，日刊工業新聞社刊，「半導体製造装置用語辞典」，第２版１３１頁参照）。従って、水平移動機構及び方向転換機構８０を組み込んだ方向転換チャンバー８を単独でデバイスメーカーが購入し、異種装置メーカーの処理チャンバーを接続したり、独自に開発した処理チャンバーを接続したりすることが想定される。
この場合にも、上述したような構成の方向転換チャンバー８とすることで、占有面積の増大の抑制、基板の撓みの問題の解消、メンテナンスの容易化等の効果とともに、ライン長を長くすることなしに処理チャンバーの数を増やせる等の効果が得られる。
【００９１】
尚、本願発明において処理される基板９としては、半導体デバイス製造用の半導体ウェーハ、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の表示装置用の基板９、ハードディスク等の情報記録媒体用の基板９、プリント配線盤用の基板９等が挙げられる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本願の請求項１記載の発明によれば、基板が垂直又は垂直に近い角度で保持された状態で搬送されて処理されるので、占有面積の増大の抑制、基板の撓みの問題の解消、メンテナンスの容易化等の顕著な効果が得られる。また、経由チャンバーの周囲に処理チャンバーを含む複数の真空チャンバーが気密に接続されているので、真空チャンバーの数を増やした場合でも、インライン型の装置のように装置が特定の方向に長くなることはない。
また、請求項２記載の発明によれば、同様に、基板が垂直又は垂直に近い角度で保持された状態で搬送されて処理されるので、占有面積の増大の抑制、基板の撓みの問題の解消、メンテナンスの容易化等の顕著な効果が得られる。また、縦設された複数の経由チャンバーのそれぞれの周囲に処理チャンバーが接続されているので、請求項１の装置に比べてさらに処理チャンバーの数を増やすことができ、この場合でも、装置はインライン型の装置のように特定の方向にそれほど長くなることはない。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、経由チャンバーは、水平移動機構による移動の方向を転換する方向転換機構を備えた方向転換チャンバーであり、方向転換機構は、基板保持具とともに水平移動機構を垂直な回転軸の周りに回転させることで移動方向を転換するものであるので、方向転換機構の構成が簡略化される。このため、方向転換チャンバーを小型化できる。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、方向転換機構は、方向転換チャンバーの中心軸に一致した回転軸の周りに基板保持具及び水平移動機構を回転させるものであるので、方向転換チャンバーがさらに小型化できる。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、基板保持具が二枚の基板を同時に保持するので、一枚の場合に比べて生産性が倍増する。
また、請求項６記載の発明によれば、上記効果に加え、基板保持具が６０度以上の角度で基板を保持するので、二枚保持ではあっても一枚保持に比べて水平方向の占有面積が大きくなることはない。
また、請求項７記載の発明によれば、上記効果に加え、占有面積の増大の抑制、基板の撓みの問題の解消、メンテナンスの容易化等の効果とともに、ライン長を長くすることなしに処理チャンバーの数を増やせる等の効果が得られる。
また、請求項８記載の発明によれば、上記効果に加え、真空チャンバーがさらに小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態の基板処理装置の平面概略図である。
【図２】図１の装置における搬送系の構成について説明する斜視概略図である。
【図３】図１に示す中間チャンバー７内における搬送系の構成を示した正面概略図である。
【図４】図１に示す中間チャンバー７内に設けられた水平移動機構の斜視概略図である。
【図５】図１に示す方向転換チャンバー８内に設けられた水平移動機構及び方向転換転換機構の斜視概略図である。
【図６】図１に示す方向転換チャンバー８の正面断面概略図である。
【図７】図１乃至図６に示す第一の実施形態の装置の動作について説明する平面概略図である。
【図８】第二の実施形態の基板処理装置の平面概略図である。
【図９】従来の代表的な基板処理装置の一つとして、インライン型の装置の概略構成を示したものである。
【図１０】従来の代表的な基板処理装置の別の一つとして、クラスターツール型の装置の概略構成を示したものである。
【符号の説明】
１１Ｌ ロードロックチャンバー
１１Ｒ ロードロックチャンバー
２ 処理チャンバー
２１ 処理チャンバー
２２ 処理チャンバー
２３ 処理チャンバー
２４ 処理チャンバー
４３ ラック
４４ ピニオン
４５ ピニオン駆動機構
４６ ベース板
４７１ ガイドロッド
４８ ガイドレール
６ ヒータ
７ 中間チャンバー
８ 方向転換チャンバー
８０ 方向転換機構
８１ 回転駆動軸
８２ 回転駆動部
９ 基板
９２ 基板保持具
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、液晶ディスプレイ等の表示装置の製造に好適に使用される基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の各種表示装置の製造においては、装置の元になる板状物（以下、基板と総称する）に対して表面処理等の処理を施すことが必要である。例えば、液晶ディスプレイでは、ガラス製の基板の板面（端面でない面）に透明電極を形成する処理等が必要となる。
このような処理に用いられる基板処理装置は、所定の雰囲気で基板を処理するため、真空に排気したり又は内部に所定のガスを導入したりすることができるよう構成されたチャンバーを備えている。そして、異なる処理を連続して行ったり、大気圧から徐々に圧力を下げる必要などから、複数のチャンバーを備えた構成とされる。
【０００３】
このような従来の基板処理装置は、チャンバーのレイアウトの考え方から、大きく二つに分けられる。一つはインライン型と呼ばれるものであり、もう一つは、クラスターツール型と呼ばれるものである。
図９は、従来の代表的な基板処理装置の一つとして、インライン型の装置の概略構成を示したものである。インライン型では、一直線上に複数のチャンバー１１，２，３，１２を縦設した構成である。複数のチャンバー１１，２，３，１２を貫くようにして、基板９を搬送させる搬送系が設けられる。また、各チャンバー１１，２，３，１２間には、ゲートバルブ１０が設けられる。
【０００４】
基板９は、トレイ９１に載せられた状態で搬送系によって各チャンバーに順次搬送され、処理が行われる。複数のチャンバーのうちの一つは、基板９の搬入の際に大気に開放されるロードロックチャンバー１１、別の一つは、基板９の搬出の際に大気に開放されるアンロードロックチャンバー１２である。残りのチャンバーのうちの幾つかは、処理用のチャンバー（以下、処理チャンバー）２である。また、処理チャンバー２とロードロックチャンバー１１又はアンロードロックチャンバー１２との間に設けられたチャンバー３は、調圧用チャンバーである。この調圧用チャンバー３は、ロードロックチャンバー１１（又はアンロードロックチャンバー１２）と処理チャンバー２との圧力差が大きいため、その中間の圧力に雰囲気を維持して調節するものである。
【０００５】
図９に示すように、搬送系は、基板９を載せたトレイ９１を搬送コロ４１により移動させる構成とされる。搬送コロ４１は、搬送方向に垂直で水平な方向に伸びる回転軸の両端に設けられた一対の小さな円盤状の部材である。回転軸及び一対の搬送コロ４１の組を、搬送方向に所定間隔をおいて多数設けることにより、搬送系は構成される。図９から解るように、基板９は水平な姿勢で搬送され、処理される
【０００６】
一方、図１０は、従来の代表的な基板処理装置の別の一つとして、クラスターツール型の装置の概略構成を示したものである。クラスターツール型では、内部に搬送ロボット４２を設けた搬送チャンバー５の周囲に、ロードロックチャンバー１１や複数の処理チャンバー２を設けた構造である。図１０に示す例では、ロードロックチャンバー１１は二つ設けられている。また、搬送チャンバー５と各ロードロックチャンバー１１及び各処理チャンバー２との間には、ゲートバルブ１０が設けられている。
【０００７】
搬送ロボット４２は、一方のロードロックチャンバー１１から基板９を取り出して各処置チャンバーに順次搬送する。そして、搬送ロボット４２は、処理終了後、一方又は他方のロードロックチャンバー１１に基板９を戻す。尚、図１０に示すロードロックチャンバー１１は、図９に示す装置におけるアンロードロックチャンバー１２の機能も有するものであるが、「ロードロックチャンバー」の名称をそのまま使用する。
【０００８】
搬送ロボット４２は、多関節型のロボットであり、そのアームの先端に基板９を載せて搬送するようになっている。搬送ロボット４２は、アームの伸縮、回転、上下の各運動を行って基板９を所定の位置まで搬送する。基板９は、水平な姿勢でアームに載せられて搬送される。また、処理チャンバー２内でも、基板９は水平な姿勢を維持して処理される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような基板処理装置では、基板の大型化が顕著な傾向となっている。例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイの技術は、コンピュータの表示部用のみならず、壁掛けテレビとしても本格的な普及が近いとみられるが、壁掛けテレビの場合、コンピュータ用のディスプレイ等に比べて表示面積が大きくなる。このため、基板も大型化する。また、一般的な傾向として、一つの基板から二以上の製品を製造するようにして生産性を向上させたり製造コストを低減させたりすることが多くなっており、これに伴い基板は大型化している。
このような基板の大型化を背景として、上述した従来の基板処理装置は、以下のような問題を現状抱えている、又は、将来抱えると予想される。
【００１０】
まず、インライン型であれ、クラスターツール型であれ、従来の装置では、基板は、搬送中及び処理中水平な姿勢を維持する。従って、基板が大型化すると、チャンバーの水平方向の占有面積（以下、単に占有面積）も必然的に大きくなる。この結果、装置全体の占有面積も大きくなってしまう。
そして、図９に示すインライン型の装置では、各チャンバー１１，２，３，１２が大型化すると、ライン方向の長さが長くなってしまう。現在、壁掛けテレビ等の家庭用テレビの製造では、１ｍＸ１．２ｍ程度の大きさの基板を処理することが必要になっており、この程度の基板を処理する装置をインライン型で構成すると、ライン方向の長さは、１０数メートルにも達してしまう。
また、図１０に示すクラスターツール型の装置でも、基板９の大型化は各チャンバーの占有面積の増大に直結し、装置全体の占有面積の増大につながる。クラスターツール型の装置で深刻なのは、搬送チャンバー５の大型化である。
【００１１】
図１０から解るように、搬送チャンバー５では、搬送ロボット４２の回転運動の中心軸は搬送チャンバー５の中央に設定されているものの、基板９はアームの先端に載るため、基板９は搬送チャンバー５の中央から偏心した位置で回転軸の周りを回転する。従って、基板９の回転に要する水平方向のスペースの半径（以下、必要回転半径）は、基板９の長辺又は短辺の長さの２倍以上となる。このため、基板９が大型化すると、必要回転半径は倍増し、ますます搬送チャンバー５が大型化してしまう。例えば前述した１ｍＸ１．２ｍ程度の大きさの基板９を処理する場合、必要回転半径は、ゆうに２メートルを越えてしまう。
【００１２】
搬送チャンバー５は、往々にして排気系によって真空に排気する必要があるが、搬送チャンバー５が大型化すると、所定の真空に排気するまでに長時間を要したり、排気系の構成が大がかりになって高コストとなる問題がある。また、このような搬送チャンバー５は、基板９の処理には本質的には不必要なものである。このようなものが、装置の占有面積の大部分を占めることは、装置の設計としては好ましくない。
【００１３】
基板の大型化を背景とした別の問題は、搬送の際の基板の撓みである。液晶ディスプレイ等の表示装置では、表示面積の増大とともに薄型化が市場の強い要求である。このため、基板も、大型化する一方で厚さはそれほど厚くなっていない。むしろ、薄くなる傾向にある。前述した例でいうと、１ｍＸ１．２ｍ程度の大きさでも厚さは０．７ｍｍ程度（数年前は０．９ｍｍ程度）である。
【００１４】
この程度に大きく且つ薄い基板９を水平な姿勢で搬送したり処理したりすると、自重による基板の撓みの問題が顕在化してくる。例えば、インライン型の装置では、前述したようにトレイ９１を搬送コロ４１により移動させることで搬送されるが、搬送コロ４１に当たっていない部分でトレイ９１が撓むことにより基板９も下方に垂れるようにして撓み易い。また、クラスターツール型の装置でも、アームに接触していない両側の部分で基板９は下方に垂れて撓む。
このような撓みが生じた状態で処理が行われると、処理が不均一となり、表示ムラ等の製品の性能に障害を与える恐れがある。また、基板に不均一な内部応力が残留する結果、基板の割れ等の破損が生じやすくなり、製品の信頼性を低下させる恐れもある。
【００１５】
また、クラスターツール型では、大型化する基板９を搬送ロボット４２で搬送することは、現実的に不可能になりつつある。つまり、大型の基板９を保持するには、アームの大きさや剛性等を充分にする必要がある。そして、そのような大がかりなアームを高い精度で伸縮、回転、上下運動させる必要があるが、そのような運動機構を充分な精度で製作することは、非常に難しい。従って、多関節アームロボットによる搬送は、近い将来、限界に達すると考えられる。
【００１６】
基板の大型化を背景としたさらに別の問題は、メンテナンス上の問題である。
即ち、装置を構成するチャンバーは、メンテナンスのため、内部を開放できる構造とされる。例えば、何らかの事情でチャンバー内で搬送エラーが生じた場合、装置の運転を止め、チャンバーの内部を点検する。そして、例えば基板９が搬送コロ４１の上に正しく載っていなかったり、もしくは、アームの上に正しく載っていなかったりするのを発見した場合、基板９を正しい位置に復帰させて装置の運転を再開する。
【００１７】
チャンバーは、このようなメンテナンスのため、開閉扉を有する。通常、チャンバーの上板部を蝶番を介して取り付け、開閉扉とする。上板部を開閉扉とするのは、開閉扉を開けることで、処理対象である基板の板面のチェックを行えるようにするためである。開閉扉を開けて、基板の板面に異物等が載っていないか、目視でチェックする。
【００１８】
しかしながら、基板が大型化してチャンバーが大型化すると、開閉扉も大きくなる。前述した程度の大きさに基板が大型化すると、開閉扉の大きさも１メートル角を越える大きさとなってしまう。この程度まで開閉扉が大型化すると、もはや作業者の力では開閉することが困難となってしまい、クレーンのような大がかりな機構が必要になってしまう。
【００１９】
本願の発明は、基板の大型化を背景とした上記諸課題を解決するためになされたものであり、占有面積の増大の抑制、基板の撓みの問題の解消、メンテナンスの容易化等の顕著な技術的意義を有するものである。
【００２０】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の基板処理装置は、内部で基板に所定の処理を施す真空チャンバーである処理チャンバーと、処理チャンバーの周囲に気密に接続された真空チャンバーである経由チャンバーと、経由チャンバーに気密に接続された真空チャンバーである中間チャンバーと、中間チャンバーに気密に接続された真空チャンバーであるロードロックチャンバーと、経由チャンバーを経由して処理チャンバーに順次基板を搬送する搬送系とを備えた基板処理装置であって、搬送系は、基板をその板面が水平方向に対して４５度以上９０度以下の保持角度になるよう立てて保持する基板保持具と、基板保持具を、経由チャンバーを経由して各真空チャンバーに移動させる水平移動機構と、から成り、ロードロックチャンバー内における基板保持具の搬送経路は、第１の方向に基板保持具を搬送するものであり、水平移動機構は、経由チャンバー内において、処理チャンバーとの間で基板保持具を移動させる際に、基板保持具を水平方向に対して垂直な回転軸の周りに回転させ、基板保持具を移動させようとする処理チャンバーの方向に基板保持具の向きを一致させるように転換する方向転換機構を有し、さらに中間チャンバー内において、基板保持具の基板を保持する面が第1の方向に平行になるように複数の基板保持具を並列させ、第1の方向に並列している複数の基板保持具を、第1の方向に垂直な水平方向である第２の方向に同時に移動させることができ、中間チャンバーからロードロックチャンバーへ基板保持具を移動させる際には、複数の基板保持具のうちの１つをロードロックチャンバー内の搬送経路の延長線上に移動した後に、第1の方向に移動してロードロックチャンバー内に搬送し、中間チャンバーから経由チャンバーへ基板保持具を移動させる際には、複数の基板保持具のうちの１つを経由チャンバー内の搬送経路の延長線上に移動した後に、第1の方向に移動して経由チャンバー内に搬送することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態（以下、実施形態）について説明する。
まず、図１を使用して、第一の実施形態の基板処理装置の全体の構成について説明する。図１は、第一の実施形態の基板処理装置の平面概略図である。
図１に示す基板処理装置は、内部で基板９に所定の処理を施す処理チャンバー２１，２２，２３，２４を含む複数の真空チャンバーを気密に接続した構造である。そして、装置は、複数の真空チャンバーに順次基板９を搬送する搬送系を有している。
【００２２】
複数の真空チャンバーのうちの二つは、大気側との間の基板９の出し入れの際に基板９が一時的に滞留するロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒとなっている。また、複数の真空チャンバーのうちの別の一つは、基板９の搬送方向を転換する方向転換機構８０を備えた方向転換チャンバー８となっている。そして、方向転換チャンバー８の周囲に四つの処理チャンバー２１，２２，２３，２４が接続されている。さらに、方向転換チャンバー８とロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒとの間には、中間チャンバー７が設けられている。
【００２３】
これらのチャンバー１１Ｌ，１１Ｒ，２１，２２，２３，２４，７，８は、図１中不図示の排気系を備えた真空チャンバーである。排気系は、ターボ分子ポンプやクライオポンプにより、１０−３Ｐａ〜１０−５Ｐａ程度まで排気できる構成とされる。各チャンバー１１Ｌ，１１Ｒ，２１，２２，２３，２４，７，８は、ゲートバルブ１０を介して気密に接続されている。ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒの外側には、基板保持具に未処理の基板９を搭載したり、処理済みの基板９を基板保持具から回収したりする場所である不図示のロードステーションが設けられている。
【００２４】
本実施形態では、基板９を垂直又は垂直に近い角度で保持して搬送及び処理するようになっている。具体的には、搬送系は、基板９をその板面が水平に対して４５度以上９０度以下の保持角度になるよう立てて保持する基板保持具と、基板保持具を水平方向に移動させて基板９を搬送する水平移動機構とを有している。
基板保持具及び水平移動機構の構成について、図２を使用して説明する。図２は、図１の装置における搬送系の構成について説明する斜視概略図である。
【００２５】
図２に示す基板保持具９２は、水平な姿勢の中間板９２１と、中間板９２１に固定された一対の受け板９２２，９２３と、中間板９２１の下面から下方に延びる支持板９２４とから主に構成されている。中間板９２１は、方形（長方形又は正方形）である。一対の受け板９２２，９２３は、その下端が折れ曲がり、その折れ曲がった部分（以下、下端部）が中間板９２１に固定され、上方に延びている。一対の受け板９２２，９２３の上方に延びた部分（以下、主部）は、互いに向かい合っており、横から見ると「ハ」の字を形成している。一対の受け板９２２，９２３の主部の水平に対する角度（図２にθで示す）は、４５度以上９０度以下となっている。
【００２６】
受け板９２２，９２３の主部には、図２に示すように、方形の開口９２５が設けられている。本実施形態では方形の基板９を搬送して処理することが想定されている。基板９は、受け板９２２，９２３の開口９２５よりも少し大きい。基板９は、図２に示すように、下縁が受け板９２２，９２３の下端部の上に載り、板面が受け板９２２，９２３の主部に接触した形で（もたれかかった形で）受け板９２２，９２３に保持される。尚、基板９は、受け板９２２，９２３の開口９２５を塞ぐ位置で保持される。
【００２７】
支持板９２４は、その上端面が中間板９２１の下面の中央に固定され、垂直に下方に延びている。横から見ると、支持板９２４と中間板９２１とによってＴ字が形成されている。支持板９２４の中間板９２１に固定された辺の方向は、中間板９２１の一辺に対して平行であり、保持された基板９の上縁及び下縁もこれと平行である。
【００２８】
水平移動機構は、本実施形態では、ラックアンドピニオン機構により基板保持具９２を移動させるようになっている。具体的に説明すると、支持板９２４の両側の側面には、ラック４３が設けられている。ラック４３が延びる方向は水平な方向であり、上述した中間板９２１の一辺の方向に一致している。
水平移動機構は、上記ラック４３に噛み合う複数のピニオン４４と、ピニオン４４を駆動させるピニオン駆動機構４５とから構成されている。ピニオン駆動機構４５は、各ピニオン４４に駆動軸を介して連結された駆動ギヤ４５１と、駆動ギヤ４５１に懸架されたタイミングベルト４５２と、駆動ギヤ４５１の一つに連結されたモータ４５３と、残りの駆動ギヤ４５１の駆動軸を受ける軸受け４５４とから主に構成されている。
【００２９】
図２において、モータ４５３が動作すると、タイミングベルト４５２を介して駆動ギヤ４５１が回転し、この回転が駆動軸により各ピニオン４４に伝えられる。そして、各ピニオン４４の回転により、ラック４３が水平方向に直線移動し、基板保持具９２も全体に直線的に水平移動する。この結果、基板保持具９２に保持されている基板９が搬送される。
【００３０】
また、図２に示すように、基板保持具９２全体を支えるとともに基板保持具９２の移動をガイドするガイドレール４８が設けられている。ガイドレール４８は、支持板９２４の下端が填り込んだ溝を有する。基板保持具９２の直線移動の方向に長い部材である。ガイドレール４８の内面には、不図示のベアリング等が設けられており、支持板９２４の下端の移動をスムーズなものにしている。尚、磁気浮上機構を採用して支持板９２４の下端とガイドレール４８との非接触にすると、塵や埃等の発生が防げるので好適である。
【００３１】
このような水平移動機構は、各ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒ、中間チャンバー７、方向転換チャンバー８、各処理チャンバー２１，２２，２３，２４、及び、不図示のロードステーションに設けられている。そして、それぞれの場所でピニオン駆動機構４５がピニオン４４を駆動することで、基板保持具９２が、ラック４３の長さ方向に移動し、ロードステーション、ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒ、中間チャンバー７、方向転換チャンバー８、処理チャンバー２１，２２，２３，２４の順に基板９が移動するようになっている。
【００３２】
以下の説明では、ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒの中心と中間チャンバー７の中心とを結ぶ水平方向を、「第一の方向」と呼ぶ。搬送系は、中間チャンバー７内において、第一の方向の搬送に加え、第一の方向に垂直な水平方向である第二の方向に基板９を搬送できるようになっている。以下、この点について、図３及び図４を使用して説明する。図３は、図１に示す中間チャンバー７内における搬送系の構成を示した正面概略図、図４は、図１に示す中間チャンバー７内に設けられた水平移動機構の斜視概略図である。
【００３３】
図３に示すように、中間チャンバー７内では、ピニオン４４、ピニオン駆動機構４５及びガイドレール４８の組は、二組設けられていて左右に配されている。各組のピニオン４４、ピニオン駆動機構４５及びガイドレール４８には、それらを上面に固定したベース板４６が設けられている。各ベース板４６は水平な姿勢であり、同一平面上に設けられている。図３に示す右側のピニオン４４、ピニオン駆動機構４５、ガイドレール４８及びベース板４６の組（以下、右側水平移動機構４Ｒ）と、左側のピニオン４４、ピニオン駆動機構４５、ガイドレール４８及びベース板４６の組（以下、左側水平移動機構４Ｌ）は、基本的に同じ構成である。尚、図４は、図３に示す右側水平移動機構４Ｒを示したものとなっている。
【００３４】
図３に示すように、両水平移動機構のベース板４６の下側には、ガイドロッド４７１が設けられている。図４に示すように、ガイドロッド４７１は、二本平行に設けられており、その間隔は、ベース板４６の幅よりも少し短い。そして、各ベース板４６の下面には、ガイドロッド４７１を挿通させたリニア軸受け４７２が設けられている。リニア軸受け４７２は、各ベース板４６の下面の四隅に設けられている。
【００３５】
そして、図３に示すように、右側水平移動機構４Ｒのベース板４６の右端には、右側固定板４７３を介して右側駆動ロッド４７５が固定され、左側水平移動機構４Ｌのベース板４６の左端には、左側固定板４７４を介して左側駆動ロッド４７６が固定されている。右側駆動ロッド４７５にはエアシリンダのような右側直線駆動源４７７が接続されており、左側駆動ロッド４７６にも同様の左側直線駆動源４７８が接続されている。
【００３６】
右側直線駆動源４７７が動作すると、右側駆動ロッド４７５を介して右側水平移動機構４Ｒ全体がガイドロッド４７１にガイドされながら直線移動する。この結果、右側水平移動機構４Ｒ上にある基板保持具９２も一体に移動し、この基板保持具９２に保持された基板９はこの方向に搬送される。また、左側直線駆動源４７８が動作すると、左側駆動ロッド４７６を介して左側水平移動機構４Ｌ全体がガイドロッド４７１にガイドされながら直線移動する。この結果、左側水平移動機構４Ｌ上にある基板保持具９２も一体に移動し、この基板保持具９２に保持された基板９はこの方向に搬送される。
【００３７】
この際の基板９の搬送方向は、ガイドロッド４７１の延びる方向に一致している。上記説明から解る通り、ガイドロッド４７１の延びる方向は第一の方向に垂直な水平方向（以下、第二の方向）である。即ち、基板９は、中間チャンバー７内で、第一の方向と第二の方向に搬送されることが可能となっている。
【００３８】
また、本実施形態では、処理チャンバー２１，２２，２３，２４内での処理に先立ち、基板９が上記中間チャンバー７内でヒータにより予め所定温度まで加熱されるようになっている。本実施形態では、ヒータ６としてセラミックヒータが使用されている。セラミックヒータは、パネル状であり、基板保持具９２に保持された基板９に対して平行になるよう同じ角度で傾けて設けられている。
【００３９】
上記ヒータ６は、図３に示すように、ヒータ取付具６１によって左側搬送機構４Ｌのベース板４６に取り付けられている。ヒータ取付具６１は、左側搬送機構４Ｌのベース板４６の上面に固定された支柱部６１１と、支柱部６１１の先端に設けられたヒータ取付部６１２とから成っている。図３に示すように、支柱部６１１の上側は、水平に折れ曲がっており、その先端にヒータ取付部６１２が形成されている。
【００４０】
ヒータ取付部６１２は、パネル状のヒータ６を上下で保持している。ヒータ取付具６１は、不図示のヒータ電源とヒータ６とを接続するケーブルを内部に収容している。尚、図３に示すように、ヒータ取付部６１２は左右対称であり、左右にヒータ６を保持している。従って、二つの基板９が同時に加熱されるようになっている。また、基板保持具９２の受け板９２２，９２３には、前述したように開口９２５が設けられており、ヒータ６から輻射線が基板９に充分に達するようになっている。
【００４１】
次に、図５及び図６を使用して、方向転換チャンバー８内の構成について説明する。図５は、図１に示す方向転換チャンバー８内に設けられた水平移動機構及び方向転換転換機構の斜視概略図、図６は、図１に示す方向転換チャンバー８の正面断面概略図である。
【００４２】
図５に示すように、方向転換チャンバー８内の水平移動機構も、水平なベース板４６によって全体が保持されている。方向転換チャンバー８内のベース板４６は、図５に示すように円盤状である。図５及び図６から解るように、ガイドレール４８は、ベース板４６の径方向（即ちベース板４６の中心を通る方向）となっている。また、図６から解るように、ベース板４６の中心軸は方向転換チャンバー８の中心軸に一致している。
【００４３】
方向転換機構８０は、ベース板４６の下面中央に固定された回転駆動軸８１と、回転駆動軸８１を回転させる回転駆動部８２とから構成されている。回転駆動軸８１は、垂直に延びて方向転換チャンバー８の底板部を貫通しており、その下端には回転駆動部８２が設けられている。回転駆動部８２は、ベルト等の動力伝達機構やモータ等の駆動源を含んでいる。回転駆動軸８１の貫通部分には、磁性流体を用いたメカニカルシールのような真空シール８３が設けられている。
【００４４】
回転駆動部８２により回転駆動軸８１が回転すると、ベース板４６上の水平移動機構が全体に回転する。この際の回転軸は、ベース板４６の中心軸に一致し、従って方向転換チャンバー８の中心軸に一致している。尚、ベース板４６と方向転換チャンバー８の底板部との間には、ベアリング８３が設けられている。ベアリング８３は、ベース板４６を支えつつ、ベース板４６の回転を許容している。
【００４５】
図６に示すように、基板９を保持した基板保持具９２が方向転換チャンバー８内に移動してガイドレール４８上に停止する。この状態で、回転駆動部８２が動作すると、水平移動機構とともに基板保持具９２も一体に回転する。回転駆動部８２は、ガイドレール４８がいずれかの処理チャンバー２１，２２，２３，２４に向いた姿勢で回転を停止する。回転を停止した際のガイドレール４８は、方向転換チャンバー８の中心軸といずれかの処理チャンバー２１，２２，２３，２４の中心軸とを結ぶ方向に向くようになっている。
【００４６】
四つの処理チャンバー２１，２２，２３，２４の構成は、基板９に施す処理の内容に応じて最適化される。例えば、スパッタリングによる成膜を行う場合、処理チャンバー２１，２２，２３，２４内に被スパッタ面を露出させてターゲットを設ける。ターゲットは、二枚の基板９に同時に成膜できるよう、一対のものを対向させて設ける。各ターゲットは、処理チャンバー２１，２２，２３，２４内の所定位置で停止した基板９に対して平行で同軸となるよう設けられることが好ましい。そして、ターゲットの背後にマグネトロンスパッタリングを可能にする磁石ユニットを設ける。ガス導入系によりアルゴン等のスパッタ用ガスを導入しながら、ターゲットに負の直流電圧又は高周波電圧を印加する。スパッタ放電が生じてターゲットがスパッタされ、ターゲットの材料の薄膜が基板９の表面に堆積する。
【００４７】
また、ＣＶＤ（化学蒸着）による成膜処理を行うよう構成する場合もある。この場合は、気相反応により膜堆積作用のある原料ガスを導入するガス導入系を設ける。プラズマＣＶＤを行う場合には、高周波放電等を生じさせて原料ガスのプラズマを形成し、プラズマ中での気相反応を利用して基板９の表面に薄膜を作成する。例えば、アモルファスシリコン膜を作成する場合、シランと水素の混合ガスを原料ガスとして導入し、プラズマＣＶＤにより水素化アモルファスシリコン膜を基板９の表面に作成する。その他、熱ＣＶＤによる成膜を行う場合もある。
【００４８】
さらに、エッチング処理を行う場合もある。エッチング処理を行う場合、フッ素系ガスなどのエッチング作用のあるガスを導入する。プラズマエッチングを行う場合、同様に高周波等によりプラズマを形成し、プラズマ中で生成される活性種やイオンの作用により基板９の表面をエッチングする。
【００４９】
次に、上記構成に係る本実施形態の装置の全体の動作について、図７を使用して説明する。図７は、図１乃至図６に示す実施形態の装置における搬送系の動作について説明する平面概略図である。図７では、搬送系による基板保持具９２の動きを説明するため、基板保持具９２の位置を一本の線（実線又は破線）で示している。また、説明の便宜上、二つのロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒを、左ロードロックチャンバー１１Ｌ、右側ロードロックチャンバー１１Ｒとする。さらに、四つの処理チャンバー２１，２２，２３，２４を、第一処理チャンバー２１、第二処理チャンバー２２、第三処理チャンバー２３、第四処理チャンバー２４と呼ぶ。
【００５０】
まず、不図示のロードステーションで未処理の二枚の基板９が搭載された基板保持具９２は、左側ロードロックチャンバー１１Ｌ内に搬入される。そして、この基板保持具９２は、図７（１）に示すように、中間チャンバー７内に移動する。より具体的に説明すると、図３に示す左側駆動源４７８が予め動作しており、左側水平移動機構４Ｌが、左側ロードロックチャンバー１１Ｌ内の水平移動機構に対して同一直線上に並ぶ位置にしている。
【００５１】
この状態で、左側ロードロックチャンバー１１Ｌ内の水平移動機構と、中間チャンバー７内の左側水平移動機構４Ｌが同時に動作して、基板保持具９２が左側ロードロックチャンバー１１Ｌ内の搬送機構から中間チャンバー７内の左側水平移動機構４Ｌに受け渡される。基板保持具９２が左側水平移動機構４Ｌのベース板４６上の所定位置に達した時点で、各ピニオン駆動機構４５が動作を停止する。
中間チャンバー７内の左側水平移動機構４Ｌに受け渡された基板保持具９２に保持された基板９に対しては、図３に示すように、ヒータ６が向かい合う状態となる。ヒータ６は、未処理の基板９がこのようにして中間チャンバー７内に搬入されると動作し、基板９を予備加熱する。
【００５２】
予備加熱が終了すると、左側水平移動機構４Ｌは、この基板保持具９２を方向転換チャンバー８に移動させる。即ち、図３に示す左側直線駆動源４７８が再び動作し、基板保持具９２を中間チャンバー７の中央の位置まで移動させる。一方、方向転換チャンバー８では、方向転換チャンバー８の中心軸と中間チャンバー７の中心軸とを結ぶ方向に方向転換チャンバー８内の水平移動機構のガイドレール４８が向くよう回転駆動部８２が方向転換チャンバー８内の水平移動機構を予め回転させている。
【００５３】
この状態で、左側水平移動機構４Ｌと方向転換チャンバー８内の水平移動機構とを同時に動作させ、図７（２）に示すように基板保持具９２を方向転換チャンバー８内に移動させる。並行して、左側ロードロックチャンバー１１Ｌには、未処理の基板９を保持した次の基板保持具９２が搬入される。
【００５４】
そして、回転駆動部８２が動作し、方向転換チャンバー８内で基板保持具９２が方向転換して第一処理チャンバー２１に向く姿勢を取る。即ち、図７（３）に示すように９０度反時計回りに回転する。その後、第一処理チャンバー２１内の水平移動機構と方向転換チャンバー８内の水平移動機構を同時に動作させ、基板保持具９２を第一処理チャンバー２１内に移動させる。そして、第一処理チャンバー２１内で基板９に対して処理が行われる。並行して、次の基板保持具９２が、図７（３）に示すように中間チャンバー７に移動し、同様に基板９の予備加熱が行われる。
【００５５】
第一処理チャンバー２１内での処理が終了すると、基板保持具９２は、図７（４）に示すように、方向転換チャンバー８を経由して第二処理チャンバー２２に移動する。即ち、第一処理チャンバー２１内の水平移動機構と方向転換チャンバー８内の水平移動機構とが同時に動作して基板保持具９２が方向転換チャンバー８内に移動し、その後、回転駆動部８２が動作して方向転換チャンバー８内の水平移動機構を反時計回りに９０度回転させる。そして、方向転換チャンバー８内の水平移動機構と第二処理チャンバー２２内の水平移動機構が同時に動作し、基板保持具９２が第二処理チャンバー２２内に移動する。その後、第二処理チャンバー２２内で基板９に対して処理が行われる。
この際、次の基板保持具９２は、図７（４）に示すように、中間チャンバー７内の中央に移動する。また、左側ロードロックチャンバー１１Ｌ内にさらに次の基板保持具９２が搬入される。
【００５６】
第二処理チャンバー２２内での処理が終了すると、第二処理チャンバー２２内の水平移動機構と第三処理チャンバー２３内の水平移動機構とが同時に動作し、基板保持具９２が図７（５）に示すように第三処理チャンバー２３に移動する。並行して、次の基板保持具９２が、同様に方向転換チャンバー８を経由して第一処理チャンバー２１に移動する。そして、第三処理チャンバー２３内及び第一処理チャンバー２１内で並行して処理が行われる。この際、さらに次の基板保持具９２は、中間チャンバー７内に移動し、基板９の予備加熱が行われる。
【００５７】
第三処理チャンバー２３内での処理が終わると、基板保持具９２は、図７（６）に示すように第二処理チャンバー２２内及び方向転換チャンバー８内を経由して、第四処理チャンバー２４に移動する。また、左側ロードロックチャンバー１１Ｌにはさらに次に基板保持具９２が搬入される。
【００５８】
第四処理チャンバー２４内での処理が終了すると、基板保持具９２は、図７（７）に示すように、方向転換チャンバー８内を経由して中間チャンバー７内の中央位置に移動する。この際、右側直線駆動源４７７が動作し、中間チャンバー７内の右側水平移動機構４Ｒは、中間チャンバー７内の中央位置に予め移動し、基板保持具９２を受け取る。
【００５９】
その後、図７（８）に示すように、基板保持具９２は右側水平移動機構４Ｒにより右側ロードロックチャンバー１１Ｒに搬出される。即ち、右側直線駆動源４７７が動作し、右側水平移動機構４Ｒが右側ロードロックチャンバー１１Ｒ内の水平移動機構に対して同一直線上となる位置で停止する。そして、右側水平移動機構４Ｒと右側水平移動機構とが同時に動作して、基板保持具９２が右側ロードロックチャンバー１１Ｒに搬出される。
並行して、第一処理チャンバー２１での処理が終了した次の基板保持具９２は、同様に方向転換チャンバー８を経由して第二処理チャンバー２２に移動する。そして、次の基板保持具９２が保持した基板９に対して第二処理チャンバー２２内で処理が行われる。
【００６０】
最初の基板保持具９２は、図７（９）に示すように、右側ロードロックチャンバー１１Ｒから大気側のロードステーションに搬出される。並行して、第二処理チャンバー２２内での処理が終了すると、次の基板保持具９２は、第三処理チャンバー２３に移動して処理が行われる。また、さらに次の基板保持具９２は、同様に方向転換チャンバー８を経由して第一処理チャンバー２１に移動して処理が行われる。
【００６１】
そして、図７（１０）に示すように、第三処理チャンバー２３内で処理が終了すると、次の基板保持具９２が同様に第四処理チャンバー２４に移動し、さらに次の基板保持具９２が中間チャンバー７内に移動する。以下、このような動作を繰り返し、基板保持具９２は、中間チャンバー７や方向転換チャンバー８を経由して第一処理チャンバー２１、第二処理チャンバー２２、第三処理チャンバー２３、第四処理チャンバー２４の順に移動し、基板９に対して順次処理が行われる。尚、ゲートバルブ１０は、基板保持具９２の移動の際には開けられるが、それ以外では閉じられている。
【００６２】
上記動作において、左側ロードロックチャンバー１１Ｌは未処理の基板９の搬入用に使用され、右側ロードロックチャンバー１１Ｒは処理済みの基板９の搬出用に使用されているが、これは必須ではない。左右のロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒとも、搬入用及び搬出用に兼用して用いることができる。但し、左側水平移動機構４Ｌと右側ロードロックチャンバー１１Ｒとの間で基板保持具９２の受け渡しを行う場合、右側水平搬送機構４Ｒはその位置よりさらに右側に退避できるようにする必要がある。また、右側水平移動機構４Ｒと左側ロードロックチャンバー１１Ｌとの間で基板保持具９２の受け渡しを行う場合、左側水平搬送機構４Ｌはその位置よりさらに左側に退避できるようにする必要がある。
【００６３】
上述した構成及び動作に係る本実施形態の装置は、以下のような顕著な技術的意義を有する。
【００６４】
まず第一に、基板９が垂直又は垂直に近い角度で保持された状態で搬送されて処理される構成は、装置の占有面積増大の抑制に顕著な効果を有する。即ち、基板９が垂直又は垂直に近い角度で保持された状態で搬送されて処理されるので、ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒや中間チャンバー７、処理チャンバー２１，２２，２３，２４の占有面積は、基板９が水平に搬送されて処理される場合に比べて格段に小さくて済む。特に、基板９が水平に搬送されて処理される場合には、基板９が大型化するとその分だけ各チャンバーの占有面積が大きくならざるを得ないが、本実施形態では、垂直方向のスペースは多く必要になるものの、占有面積は本質的に大きくなることはない。このため、装置全体の占有面積も大きくなることはない。
【００６５】
本実施形態のような装置は、クリーンルーム内に配置されることが多い。装置の占有面積が増大するとことは、それだけ大きなクリーンルームを必要とすることにつながり、施工コストやランニングコストが高くなってしまう欠点がある。本実施形態の装置によれば、占有面積の増大が抑制されるため、クリーンルームの施工コストやランニングコストの低減に有利である。
【００６６】
また、基板９が垂直又は垂直に近い角度で保持された状態で搬送されて処理される構成は、基板９の撓みを防止する上でも顕著な技術的意義を有する。即ち、本実施形態では、前述したように基板９は基板保持具９２にもたれかかった状態で載置されて保持されるので、水平な姿勢で保持される場合のような自重による撓みは発生しない。このため、処理の不均一化や表示ムラ等の製品の性能障害、不均一な残留内部応力による基板９の割れ等の破損が生じる恐れがない。
【００６７】
さらに、基板９が垂直又は垂直に近い角度で保持された状態で搬送されて処理される構成は、装置のメンテナンスを容易にするという技術的意義を有する。前述したように、装置を構成する各チャンバーは、内部のメンテナンスのため開閉扉を設ける必要があるが、チャンバーの占有面積が小さくなるため、上板部に開閉扉を設けても、開閉扉がそれ程大きくなることはない。また、基板９の板面が側方に向いていることから、開閉扉はチャンバーの側板部に設けてもよく、この場合には大きな開閉扉であっても開閉は容易である。
【００６８】
上記実施形態において、基板９の保持角度θは４５度〜９０度であるとしたが、これは、４５度以下であると、水平に近くなり、上述したような技術的意義が充分に得られないからである。尚、この範囲において、θは、７０度〜８５度とすることが、より好ましい。θが８５度を超えると、９０度にあまりにも近くなり、基板保持具９２にもたれかかった状態のみでは基板９の保持が充分でなくなる恐れがある。つまり、何らかの衝撃により基板９が倒れる可能性が高くなる。これを防止するには、基板９を基板保持具９２に押さえつけるクランプ機構等が別途設けると良いが、構造が複雑になるし、基板９の着脱動作が煩雑になる欠点がある。また、θが７０度より大きくしておくと、上述した垂直保持の技術的意義がより大きくなる。
【００６９】
また、基板保持具９２が二枚の基板９を同時に保持するものであり、二枚の基板９を同時に搬送及び処理することができるようになっているので、一枚保持の場合に比べて生産性が倍増している。この場合、基板９の保持角度θは、６０度以上とすることが好ましい。６０度より小さくなると、二枚分の水平方向の占有面積は、基板９が水平な姿勢である場合の一枚分の占有面積に比べて大きくなってしまうからである。
【００７０】
また、前述したような方向転換チャンバー８を採用する本実施形態の構成は、クラスターツール型のチャンバーレイアウトの思想を一部取り入れたものである。即ち、経由チャンバーの周りに複数の真空チャンバーを接続し、経由チャンバーを経由して各真空チャンバー間の基板９の搬送を行うようにする思想である。このようなクラスターツール型の装置は、経由チャンバーの周りに任意の処理チャンバーやロードロックチャンバーを設けることができ、設計の自由度が高く、またプロセスの変更にも柔軟に対応できるというメリットがある。しかしながら、前述したように、基板９の大型化に伴い必要回転半径が増大し、経由チャンバーの大型化、搬送ロボットによる搬送の限界、基板９の撓み等の問題も生じると予想される。
【００７１】
一方、本実施形態のように、基板９を垂直保持する構成では、回転軸から近い位置で基板９を回転させることができるので、基板９が大型化しても必要回転半径はそれほど増大しない。従って、経由チャンバー（本実施形態では方向転換チャンバー８）はそれほど増大しない。また、アームの先端に基板９を載せて保持する搬送ロボットではなく、水平移動機構全体を垂直な回転軸の周りに回転させて方向を転換する機構なので、アームの剛性等の搬送ロボットを使用する場合の問題からも無縁である。さらに、基板９が垂直に保持されるので、基板９の撓みの問題もない。従って、本実施形態の構成は、クラスターツール型のメリットを生かしつつ、基板９の大型化に対応した優れた構成であるということができる。
【００７２】
また、中間チャンバー７内で基板９が第一の方向に加え第二の方向に移動可能である点は、以下のような技術的意義を有する。
【００７３】
まず第一に、基板９が第一の方向にしか移動できない場合、中間チャンバー７に対してロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒや処理チャンバー２１，２２，２３，２４を縦設する以外のレイアウトは採用し得ない。つまり、図９に示す従来のインライン型のレイアウトしか採用できない。この構成では、前述したように、基板９の大型化によってライン方向の長さが長くなる問題が顕著となる。
しかしながら、本実施形態のように、第一の方向に垂直で水平な第二の方向に基板９の搬送が可能な場合、左右のロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒのように、中間チャンバー７に対して複数の別のチャンバーを横に並べて設ける（並設する）ことができる。このため、ライン方向の長さを長くすることなくチャンバーの数を増やすことができる。この点は、異なる処理を連続して多く行う場合や、圧力差のためにチャンバーが多く必要である場合などに特に有効である。
【００７４】
また、本実施形態のように、基板９が中間チャンバー７内で第二の方向に移動可能である構成は、中間チャンバー７にバッファ機能を持たせることができるという点でも顕著な技術的意義がある。即ち、基板９が第一の方向にしか移動できない場合、一つの基板９が処理チャンバー２１，２２，２３，２４に搬入されて処理され、同じ経路を戻って大気側に出た後でしか、次の基板９を搬入動作を行うことができない。一方、本実施形態構成によれば、最初の基板９の処理チャンバー２１，２２，２３，２４での処理中に次の基板９を中間チャンバー７に搬入したり、最初の基板９の大気側への搬出動作の間に次の基板９の処理チャンバー２１，２２，２３，２４への搬送動作や次の基板９の処理を行うことができる。従って、生産性が高い。尚、この技術的意義は、ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒが一つの場合でも基本的に同様である。勿論、二つのロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒを有する本実施形態では、基板９の搬入搬出動作の効率が倍増しており、生産性が高い。
【００７５】
また、図２から解る通り、水平移動機構による基板保持具９２の移動の方向は、基板９の板面とともに保持角度θを成す水平な方向に対して直角な水平方向である。この構成は、搬送に要する水平方向のスペースの占有面積を小さくする技術的意義がある。即ち、移動方向が、基板９の板面とともに保持角度θを成す水平な方向に一致している場合、基板９の板面を移動方向に対して前方又は後方に向けた状態で搬送することになる。この構成だと、搬送に要するスペースの幅は、基板９の板面の幅に一致してしまう。従って、搬送に要する水平方向のスペースの大きさは、本実施形態の場合に比べて大きくなってしまう。このため、装置全体の大型化につながり、これは基板９が大型化した場合により深刻となる。一方、本実施形態の構成によれば、このような問題はなく、搬送に要する水平方向のスペースは最小化される。
【００７６】
また、上記構成は、ゲートバルブ１０の簡略化にも貢献している。即ち、移動方向が、基板９の板面とともに保持角度θを成す水平な方向に一致する構成の場合、ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒや処理チャンバー２１，２２，２３，２４はその方形の輪郭のうちの長辺の部分で中間チャンバー７に接続される構成となる。このため、ゲートバルブ１０が開閉すべき開口の大きさが大きくなってしまう。従って、バルブ開閉に大きな駆動力を必要とする等、ゲートバルブ１０が大がかりとなる。一方、本実施形態の構成によれば、このような問題はなく、ゲートバルブ１０を簡略化できる。
【００７７】
また、本実施形態では、処理チャンバー２１，２２，２３，２４内で処理された基板９が、中間チャンバー７を経由していずれか一方のロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒに戻ってくる構成（いわゆるインターバック型の一種の構成）となっている。この構成では、装置への基板９の搬入搬出が装置の同じ側で行える。従って、既存の製造ラインへの組み込みが容易である。
一方、前述したインライン型の装置の場合、装置への基板９の搬入搬出が左右に分かれるため、既存の製造ラインにおいて、左右の幅が広く開いている必要がある。従って、限られたスペースの製造ラインでは、前述したインライン型の装置は組み込みが難しい。
【００７８】
上記説明から解るように、本実施形態では、装置内に三つないし四つのの基板保持具９２が同時に搬入されており、処理チャンバー２１，２２，２３，２４内での処理中に、基板９の予備加熱や、左右のロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒを経由した基板９の搬送を行っている。従って、生産性が高い。
【００７９】
また、本実施形態では、上記のようなバッファ機能を有する中間チャンバー７に基板９を予備加熱するヒータ６が設けられている。従って、予備加熱用のチャンバーを別途設ける必要がなく、装置の占有面積を低減させたり装置コストを低減させたりする技術的意義がある。そして、予備加熱を前の基板９の処理中に行えることから、リードタイムが短縮され、この点で生産性も向上している。
【００８０】
また、上記中間チャンバー７に、調圧チャンバーの機能を持たせることも可能である。即ち、ロードロックチャンバー１１Ｌ，１１Ｒと処理チャンバー２１，２２，２３，２４との圧力差が大きい場合、中間チャンバー７内をその中間の圧力に維持して調節すると好適である。また、第四処理チャンバー２４は、必要に応じて基板９を冷却する冷却チャンバーとすることができる。
【００８１】
尚、上記構成において、ガイドレール４８の入り口側の構成は、基板保持具９２の支持板９２４の下端を受け入れやすくするようにすることが好ましい。即ち、搬送動作において、基板保持具９２は、手前側のガイドレール４８から前方のガイドレール４８に乗り移るようにして移動するが、この際、前方のガイドレール４８に支持板９２４の下端が正しく填り込まないと、搬送エラーになってしまう。これを防止するには、ガイドレール４８の入り口側の溝の側面にテーパを設けて入り口側の開口を広げる等して、支持板９２４の下端を受け入れやすくすると良い。
【００８２】
上記実施形態では、二つの処理チャンバー２２，２３を縦設したが、三つ又はそれ以上の処理チャンバーを縦設しても良い。また、縦設された二つの処理チャンバー２２，２３において、例えば第三処理チャンバー２３内のガスが第二処理チャンバー２２に拡散することによる雰囲気汚損の問題がある場合、第三処理チャンバー２３の圧力が第二処理チャンバー２２の圧力に比べて常に低くなるように排気する差動排気を行うことがある。
【００８３】
次に、本願発明の第二の実施形態について説明する。図８は、第二の実施形態の基板処理装置の平面概略図である。図８に示すように、第二の実施形態の基板処理装置は、複数の方向転換チャンバー（この実施形態では三つ）８０１，８０２，８０３がインライン型の装置のように縦設されている。各方向転換チャンバー８０１，８０２，８０３の構成は、図１に示す第一の実施形態における方向転換チャンバー８と同様である。三つの方向転換チャンバーを第一方向転換チャンバー８０１、第二方向転換チャンバー８０２、第三方向転換チャンバー８０３とすると、第一方向転換チャンバー８０１が第一の実施形態の方向転換チャンバー８と同様に中間チャンバー７に接続され、第二方向転換チャンバー８０２が第一方向転換チャンバー８０１に接続され、第三方向転換チャンバー８０３が第二方向転換チャンバー８０２に接続されている。
【００８４】
そして、第一第二方向転換チャンバー８０１，８０２にはそれぞれ両側に処理チャンバー２が接続され、第三方向転換チャンバー８０３には両側及び第二方向転換チャンバー８０２とは反対側に処理チャンバー２が接続されている。従って、本実施形態では、処理チャンバー２が７つ設けられている。各処理チャンバー２への基板９の搬送は、前述した第一の実施形態と同様に各方向転換チャンバー８０１，８０２，８０３を経由して行う。
【００８５】
この第二の実施形態の構成は、前述したインライン型のチャンバーレイアウトの思想を一部に取り入れたものとなっている。ただ、本実施形態では、処理チャンバー２そのものを一列に縦設するのではなく、方向転換チャンバー８０１，８０２，８０３を縦設し、その方向転換チャンバー８０１，８０２，８０３に処理チャンバー２を接続している。従って、ライン方向の長さをそれほど長くすることなく多くの処理チャンバー２を設けることができる。
【００８６】
上記各実施形態では、基板保持具９２を水平方向に移動させる水平移動機構は、ラックアンドピニオン機構を採用するものであったが、これに限られるものではない。例えば、垂直な軸の回り回転する駆動ローラを水平な移動方向に沿って多数設け、各駆動ローラが支持板９２４の両側面に適当な摩擦力で接触するようにする。そして、両側の各駆動ローラを互いに逆向きに同時に回転させれば、基板保持具９２を水平方向に直線移動させることができる。また、基板保持具９２を牽引するワイヤー等の線状部材を基板保持具の前端と後端にそれぞれ設け、いずれか一方の線状部材を巻き取り機構等によって引っ張るようにして移動させる機構でも良い。
【００８７】
また、請求項１又は２の発明の実施に際しては、経由チャンバーを前述したような方向転換チャンバー８とする必要はない。即ち、基板保持具９２を回転させなくとも経由チャンバーを経由した基板９の搬送は可能である。例えば、基板保持具９２が常に第二の方向に向くようにしておき、この状態で各処理チャンバー２１，２２，２３，２４間を基板保持具９２が移動するようにしても良い。この場合には、経由チャンバー間の搬送や経由チャンバーと中間チャンバー７との間の搬送には、前述した中間チャンバー７内の水平移動機構と同様に、ガイドロッドにガイドさせながら水平移動機構全体を直線移動させる構成が採用できる。但し、基板保持具９２とともに水平移動機構を一体に回転させる構成は、機構的に簡略であり、方向転換チャンバー８が小型化できるメリットがある。
【００８８】
また、方向転換機構８０が、方向転換チャンバー８の中心軸に一致した回転軸の周りに基板保持具９２と水平移動機構を回転させる構成は、必要回転半径を小さくする技術的意義を有し、従って、方向転換チャンバー８をさらに小型化する技術的意義を有する。
【００８９】
次に、請求項７及び８の発明の実施形態について説明する。
請求項７及び８の発明の実施形態は、上述した基板処理装置の発明の各実施形態における方向転換チャンバー８の構成がそのまま該当する。請求項７及び８の発明の実施形態は、このような方向転換チャンバー８が、単独で売買されることを想定している。
【００９０】
即ち、クラスターツール型のチャンバーレイアウトの思想は、異なる装置メーカーあるいは異なるプロセスの統合や、デバイスメーカーにおける独自プロセスモジュールの組み込み等を可能にする思想から発生している（日本半導体製造装置協会編，日刊工業新聞社刊，「半導体製造装置用語辞典」，第２版１３１頁参照）。従って、水平移動機構及び方向転換機構８０を組み込んだ方向転換チャンバー８を単独でデバイスメーカーが購入し、異種装置メーカーの処理チャンバーを接続したり、独自に開発した処理チャンバーを接続したりすることが想定される。
この場合にも、上述したような構成の方向転換チャンバー８とすることで、占有面積の増大の抑制、基板の撓みの問題の解消、メンテナンスの容易化等の効果とともに、ライン長を長くすることなしに処理チャンバーの数を増やせる等の効果が得られる。
【００９１】
尚、本願発明において処理される基板９としては、半導体デバイス製造用の半導体ウェーハ、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の表示装置用の基板９、ハードディスク等の情報記録媒体用の基板９、プリント配線盤用の基板９等が挙げられる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本願の請求項１記載の発明によれば、基板が垂直又は垂直に近い角度で保持された状態で搬送されて処理されるので、占有面積の増大の抑制、基板の撓みの問題の解消、メンテナンスの容易化等の顕著な効果が得られる。また、経由チャンバーの周囲に処理チャンバーを含む複数の真空チャンバーが気密に接続されているので、真空チャンバーの数を増やした場合でも、インライン型の装置のように装置が特定の方向に長くなることはない。
また、請求項２記載の発明によれば、同様に、基板が垂直又は垂直に近い角度で保持された状態で搬送されて処理されるので、占有面積の増大の抑制、基板の撓みの問題の解消、メンテナンスの容易化等の顕著な効果が得られる。また、縦設された複数の経由チャンバーのそれぞれの周囲に処理チャンバーが接続されているので、請求項１の装置に比べてさらに処理チャンバーの数を増やすことができ、この場合でも、装置はインライン型の装置のように特定の方向にそれほど長くなることはない。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、経由チャンバーは、水平移動機構による移動の方向を転換する方向転換機構を備えた方向転換チャンバーであり、方向転換機構は、基板保持具とともに水平移動機構を垂直な回転軸の周りに回転させることで移動方向を転換するものであるので、方向転換機構の構成が簡略化される。このため、方向転換チャンバーを小型化できる。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、方向転換機構は、方向転換チャンバーの中心軸に一致した回転軸の周りに基板保持具及び水平移動機構を回転させるものであるので、方向転換チャンバーがさらに小型化できる。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、基板保持具が二枚の基板を同時に保持するので、一枚の場合に比べて生産性が倍増する。
また、請求項６記載の発明によれば、上記効果に加え、基板保持具が６０度以上の角度で基板を保持するので、二枚保持ではあっても一枚保持に比べて水平方向の占有面積が大きくなることはない。
また、請求項７記載の発明によれば、上記効果に加え、占有面積の増大の抑制、基板の撓みの問題の解消、メンテナンスの容易化等の効果とともに、ライン長を長くすることなしに処理チャンバーの数を増やせる等の効果が得られる。
また、請求項８記載の発明によれば、上記効果に加え、真空チャンバーがさらに小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態の基板処理装置の平面概略図である。
【図２】図１の装置における搬送系の構成について説明する斜視概略図である。
【図３】図１に示す中間チャンバー７内における搬送系の構成を示した正面概略図である。
【図４】図１に示す中間チャンバー７内に設けられた水平移動機構の斜視概略図である。
【図５】図１に示す方向転換チャンバー８内に設けられた水平移動機構及び方向転換転換機構の斜視概略図である。
【図６】図１に示す方向転換チャンバー８の正面断面概略図である。
【図７】図１乃至図６に示す第一の実施形態の装置の動作について説明する平面概略図である。
【図８】第二の実施形態の基板処理装置の平面概略図である。
【図９】従来の代表的な基板処理装置の一つとして、インライン型の装置の概略構成を示したものである。
【図１０】従来の代表的な基板処理装置の別の一つとして、クラスターツール型の装置の概略構成を示したものである。
【符号の説明】
１１Ｌ ロードロックチャンバー
１１Ｒ ロードロックチャンバー
２ 処理チャンバー
２１ 処理チャンバー
２２ 処理チャンバー
２３ 処理チャンバー
２４ 処理チャンバー
４３ ラック
４４ ピニオン
４５ ピニオン駆動機構
４６ ベース板
４７１ ガイドロッド
４８ ガイドレール
６ ヒータ
７ 中間チャンバー
８ 方向転換チャンバー
８０ 方向転換機構
８１ 回転駆動軸
８２ 回転駆動部
９ 基板
９２ 基板保持具
Claims (6)
- 内部で基板に所定の処理を施す真空チャンバーである処理チャンバーと、該処理チャンバーの周囲に気密に接続された真空チャンバーである経由チャンバーと、該経由チャンバーに気密に接続された真空チャンバーである中間チャンバーと、該中間チャンバーに気密に接続された真空チャンバーであるロードロックチャンバーと、前記経由チャンバーを経由して前記処理チャンバーに順次基板を搬送する搬送系とを備えた基板処理装置であって、
前記搬送系は、前記基板をその板面が水平方向に対して４５度以上９０度以下の保持角度になるよう立てて保持する基板保持具と、該基板保持具を、前記経由チャンバーを経由して各真空チャンバーに移動させる水平移動機構と、から成り、
前記ロードロックチャンバー内における前記基板保持具の搬送経路は、第１の方向に前記基板保持具を搬送するものであり、
前記水平移動機構は、
前記経由チャンバー内において、前記処理チャンバーとの間で前記基板保持具を移動させる際に、前記基板保持具を水平方向に対して垂直な回転軸の周りに回転させ、前記基板保持具を移動させようとする前記処理チャンバーの方向に前記基板保持具の向きを一致させるように転換する方向転換機構を有し、
さらに前記中間チャンバー内において、
前記基板保持具の前記基板を保持する面が、前記第1の方向に平行になるように複数の前記基板保持具を並列させ、前記第1の方向に並列している複数の前記基板保持具を、前記第1の方向に垂直な水平方向である第２の方向に移動させることができ、
前記中間チャンバーから前記ロードロックチャンバーへ前記基板保持具を移動させる際には、複数の前記基板保持具のうちの１つを前記ロードロックチャンバー内の搬送経路の延長線上に移動した後に、前記第１の方向に移動して前記ロードロックチャンバー内に搬送し、
前記中間チャンバーから前記経由チャンバーへ前記基板保持具を移動させる際には、複数の前記基板保持具のうちの１つを前記経由チャンバー内の搬送経路の延長線上に移動した後に、前記第１の方向に移動して前記経由チャンバー内に搬送することを特徴とする基板処理装置。 - 前記ロードロックチャンバーは、第１ロードロックチャンバーと第２ロードロックチャンバーとからなり、
前記第１ロードロックチャンバー内、及び前記第２ロードロックチャンバー内における前記基板保持具の搬送方向はいずれも第１の方向であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記方向転換機構は、前記方向転換チャンバーの中心軸に一致した回転軸の周りに前記基板保持具及び前記水平移動機構を回転させるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持具は、基板を同時に２枚保持するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
- 前記基板保持具は、各基板をその板面が水平に対して６０度以上９０度以下の保持角度になるよう立てて保持するものであることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
- 気密に縦設された複数の前記経由チャンバーを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
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