JP6055229B2 - 被処理体の搬送機構および真空処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、被処理体の搬送機構および真空処理装置に係り、特に、いわゆるインライン式の成膜装置に用いて好適な技術に関する。

例えば、液晶ディスプレイに用いられるガラス基板や、フィルム基板を加工するには、真空下において、所望の温度まで昇温させる加熱工程や、スパッタリング、ＣＶＤ、或いは、エッチング等の加工手段で単層あるいは複数層の成膜をおこなう種々の成膜工程等が必要である。
従来より、種々の成膜工程に対応して様々な装置が実用に供されている。近年では、基板を略直立させて成膜等を行う縦型方式の成膜装置が用いられている。このような成膜装置としては、処理済みキャリア（基板トレー）を入り口であるＬ／ＵＬ（Load/Unload ：仕込／取出）室側に戻すために、特許文献１の図５に示すように、処理ラインとは別のラインを大気中に設けたものがある。これに対して、特許文献１の図６に示すように、装置のボリュームを削減可能なため２ラインを処理室内（処理雰囲気内）に設けたもののほうが好ましい。

図７は、従来の成膜装置の一例の基本構成を示す図である。
従来の成膜装置１００は、基板着脱室１２０、１線路（ライン）上に連結された第一乃至第三の３つの真空処理室（加熱室や成膜室を指す）２００、２２０、２４０、基板トレーを大気側と真空処理室２００、２２０、２４０間で搬送、搬送するＬ／ＵＬ（Load/Unload ：仕込／取出）室１４０と、を備えた構成である。
また、Ｌ／ＵＬ室１４０内及び各真空処理室２００、２２０、２４０内には、基板トレー０がＬ／ＵＬ室１４０から各真空処理室２００、２２０、２４０に搬送される往路となる第一の搬送経路１６０と、各真空処理室２００、２２０、２４０を経てＬ／ＵＬ室１４０に搬送される復路となる第二の搬送経路１８０の２つの搬送経路１６０、１８０が設けられている。

さらに、成膜装置１００は、最後部の第三の真空処理室２４０が、基板トレーを往路１６０から復路１８０に、２つの搬送経路１６０、１８０に対して横方向に移動させて移載する移載機構（図示せず）を備えている。この移載機構は、往路１６０上の基板トレーを一旦持ち上げ、復路１８０に移載する機構を有している。
なお、Ｌ／ＵＬ室１４０には真空排気装置３００が、加熱室には加熱装置及び真空排気装置３００が、各真空処理室２００、２２０、２４０には、スパッタリング装置等の成膜装置２１０、２３０、２５０及び真空排気装置３００がそれぞれ取り付けられている。

このような従来の成膜装置１００の基本動作について説明する。
基板着脱室１２０で、基板トレーに基板を載置されると、この基板トレーは、Ｌ／ＵＬ室１４０に搬送され、このＬ／ＵＬ室１４０が真空排気され、高真空化された後に、真空処理室２００内に用意されている、往路となる第一の搬送経路１６０に搬送される。
基板キャリアは、往路１６０を搬送されながら、真空処理室２００、２２２、２４０において、載置された基板が加熱や成膜等の真空処理を施される。
真空処理室２４０で基板が真空処理された後、基板キャリアは、図示しない移載機構により、復路となる第二の搬送経路１８０に移載され、真空処理室２００、２２０、２４０においてそれぞれ成膜等の真空処理がなされてＬ／ＵＬ室１４０に戻り、この基板キャリアは、真空処理された基板を載置した状態で、Ｌ／ＵＬ室１４０を経て、基板着脱室１２０で基板が取り外される。

しかし、往路用搬送経路１６０と復路用搬送経路１８０とでは、各基板トレーの成膜状態および製造工程上のステップに従って、これら基板トレーの位置および速度の制御を各個におこなうことが必要である。このため、往路用搬送経路１６０と復路用搬送経路１８０とのそれぞれに駆動系が設けられる。つまり、基板トレーの位置・速度制御を精細におこなうために、図８に示すように、往路用搬送経路１６０および復路用搬送経路１８０となる回転軸１６１および回転軸１８１のそれぞれに駆動ローラー１６２および駆動ローラー１８２を設けるとともに、これら駆動ローラー１６２および駆動ローラー１８２が、すべて、搬送経路の外側位置となるＬ／ＵＬ室１４０および真空処理室２００、２２２、２４０の両外側位置に設けられた駆動源(駆動モータ)等に接続される必要がある。

特開２００５−３４０４２５号公報

しかし、装置占有空間を削減する小型化と、装置コスト・製造コスト削減とに対する要求は未だ高いものがある。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、省スペース化を図るとともに、基板の搬送システムを改良し、生産性を向上させた成膜装置を安価に提供することを目的とする。

本発明の被処理体の搬送機構は、
往路となる第１の搬送経路と、該第１の搬送経路に並設されて復路となる第２の搬送経路とに対して、被処理体を載置して往復搬送する被処理体の搬送機構であって、
前記搬送経路の搬送方向に直交して複数並設された搬送軸を有し、
該搬送軸には、駆動源に接続されて前記被処理体に駆動力を伝達可能に設けられる駆動ローラーと、該駆動ローラーと同軸に並設されるとともに前記駆動ローラーと異なる回転状態が可能とされる支持ローラーと、が設けられるとともに、
往路となる前記第１の搬送経路で搬送駆動する往路駆動ローラーと復路支持ローラーとを有する第１の搬送軸と、復路となる前記第２の搬送経路で搬送駆動する復路駆動ローラーと往路支持ローラーとを有する第２の搬送軸と、によって前記第１の搬送経路と第２の搬送経路とが形成され、前記復路支持ローラーは復路を搬送される前記被処理体の移動に追従して回転し、前記往路支持ローラーは往路を搬送される前記被処理体の移動に追従して回転してなることにより上記課題を解決した。
本発明は、前記搬送経路に対して、立位の平板状とされる被処理体を載置して被処理面の面内方向に往復搬送することができる。
本発明の真空処理装置は、
立位の平板状とされる被処理体を真空処理するプロセス室と、
前記プロセス室側と大気側とで前記立位の被処理体を搬入・搬出するＬ／ＵＬ室と、
前記被処理体を前記Ｌ／ＵＬ室側から前記プロセス室側に搬送する往路となる前記第１の搬送経路と、
該第１の搬送経路に並設されて前記被処理体を前記プロセス室側から前記Ｌ／ＵＬ室側に搬送する復路となる前記第２の搬送経路の２つの搬送経路と、
前記被処理体を往路となる前記第１の搬送経路から、復路となる前記第２の搬送経路に移載するＴＲエリアと、を備え、
これら前記プロセス室と前記Ｌ／ＵＬ室と前記ＴＲエリアには、上記の被処理体の搬送機構が設けられていることにより上記課題を解決した。
本発明の前記プロセス室に隣接してバッファ室が設けられ、該バッファ室には、上記の被処理体の搬送機構が設けられていることができる。
本発明の前記プロセス室には、前記第１の搬送経路で搬送される前記被処理体を真空処理する第１の処理手段が設けられるとともに、前記第１の搬送経路と前記第２の搬送経路との間には、前記搬送機構の搬送軸より上側に前記第２の搬送経路で搬送される前記被処理体への影響を防止する防着板が設けられることが好ましい。
本発明の前記プロセス室には、前記第１の処理手段に対向して、前記第２の搬送経路で搬送される前記被処理体を真空処理する第２の処理手段が設けられることができる。
本発明の前記ＴＲエリアには、前記被処理体を横移動して前記第１の搬送経路から前記第２の搬送経路に移載する手段か、または、前記被処理体を裏返しに反転移動して前記第１の搬送経路から前記第２の搬送経路に移載する手段が設けられることができる。

本発明の被処理体の搬送機構は、
往路となる第１の搬送経路と、該第１の搬送経路に並設されて復路となる第２の搬送経路とに対して、被処理体を載置して往復搬送する被処理体の搬送機構であって、
前記搬送経路の搬送方向に直交して複数並設された搬送軸を有し、
該搬送軸には、駆動源に接続されて前記被処理体に駆動力を伝達可能に設けられる駆動ローラーと、該駆動ローラーと同軸に並設されるとともに前記駆動ローラーと異なる回転状態が可能とされる支持ローラーと、が設けられるとともに、
往路となる前記第１の搬送経路で搬送駆動する往路駆動ローラーと復路支持ローラーとを有する第１の搬送軸と、復路となる前記第２の搬送経路で搬送駆動する復路駆動ローラーと往路支持ローラーとを有する第２の搬送軸と、によって前記第１の搬送経路と第２の搬送経路とが形成されてなることにより、全ての前記搬送軸に対して前記駆動源を前記往路側または復路側となる搬送経路の一方側に設けることができる。これにより、第１の搬送経路と第２の搬送経路の搬送軸をそれぞれ別々に設けた場合や、駆動源を搬送経路の両側に配した場合に比べて、駆動源の設置数を大幅に削減することができる。従って、省スペース化を図り、同時にコスト削減を図ることができる。
さらに、前記搬送経路に対して、立位の平板状とされる被処理体を載置して被処理面の面内方向に往復搬送することで、駆動源の設置数を大幅に削減することができる。

本発明の真空処理装置は、
立位の平板状とされる被処理体を真空処理するプロセス室と、
前記プロセス室側と大気側とで前記立位の被処理体を搬入・搬出するＬ／ＵＬ室と、
前記被処理体を前記Ｌ／ＵＬ室側から前記プロセス室側に搬送する往路となる前記第１の搬送経路と、
該第１の搬送経路に並設されて前記被処理体を前記プロセス室側から前記Ｌ／ＵＬ室側に搬送する復路となる前記第２の搬送経路の２つの搬送経路と、
前記被処理体を往路となる前記第１の搬送経路から、復路となる前記第２の搬送経路に移載するＴＲエリアと、を備え、
これら前記プロセス室と前記Ｌ／ＵＬ室と前記ＴＲエリアには、前述の被処理体の搬送機構が設けられていることにより、駆動源の設置数を大幅に削減するとともに、真空雰囲気であるチャンバ内に配置される駆動ローラーへ外部から駆動力を伝える駆動軸（搬送軸）がチャンバ壁を貫通する箇所を削減して、リークの発生機会を低減し、処理雰囲気の設定を維持して、被処理体の製造歩留まりを改善し、被処理体の製造コストの削減を図ることができる。

本発明の前記プロセス室に隣接してバッファ室が設けられ、該バッファ室には、前述の被処理体の搬送機構が設けられていることで、駆動源の設置数を大幅に削減して、真空雰囲気内に配置される駆動ローラーへ外部から駆動力を伝える駆動軸（搬送軸）が連通する箇所を削減できるので、リーク発生の可能性低減、真空度の維持向上、被処理体製造歩留まり改善、被処理体の製造コスト削減を図ることができる。

本発明の前記プロセス室には、前記第１の搬送経路で搬送される前記被処理体を真空処理する第１の処理手段が設けられるとともに、前記第１の搬送経路と前記第２の搬送経路との間には、前記搬送機構の搬送軸より上側に前記第２の搬送経路で搬送される前記被処理体への影響を防止する防着板が設けられることにより、前記プロセス室内部において第１の処理をおこなう往路とそうでない復路が単一のチャンバ空間とされて、共通の真空排気系で前記プロセス室内部の排気をおこなうことが可能となる。

本発明の前記プロセス室には、前記第１の処理手段に対向して、前記第２の搬送経路で搬送される前記被処理体を真空処理する第２の処理手段が設けられることにより、少なくとも防着板の両側位置で、往路での第１処理と、復路とされる搬送経路によって搬送される被処理体に第２の真空処理と、をそれぞれおこなうことが可能となる。

本発明の前記ＴＲエリアには、前記被処理体を横移動して前記第１の搬送経路から前記第２の搬送経路に移載する手段が設けられることにより、前記プロセス室に第２の処理手段が設けられた場合に両面処理をおこなうことができ、または、前記ＴＲエリアには、前記被処理体を裏返しに反転移動して前記第１の搬送経路から前記第２の搬送経路に移載する手段が設けられることにより、前記プロセス室に第２の処理手段が設けられた場合に片面に複数回処理をおこなうことができる。

本発明によれば、省スペース化を図り、同時にコスト削減することができるという効果を奏することができる。

本発明に係る真空処理装置の一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る真空処理装置の一実施形態を示す模式側断面図（ａ）、平断面図（ｂ）、被処理体の動きを示す平断面図（ｃ）である。 本発明に係る搬送機構の一実施形態を示す斜視図である。 図１のＬ／ＵＬ室を示す模式正断面図である。 図１のプロセス室を示す模式正断面図である。 図１のＴＲエリアを示す模式正断面図である。 従来の真空処理装置を示す模式図である。 従来の搬送機構を示す斜視図である。

以下、本発明に係る真空処理装置の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために、例を挙げて説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明に用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、省略した部分がある。

図１は、本実施形態における真空処理装置を示す斜視図であり、図２は、本実施形態における真空処理装置を示す模式側断面図（ａ）、平断面図（ｂ）、キャリアの動きを示す平断面図（ｃ）であり、図において、符号１０は、真空処理装置である。

本実施形態の真空処理装置１０は、図１に示すように、基板着脱室１１、Ｌ／ＵＬ（Load/Unload ：仕込／取出室）室１２、バッファ室１３、プロセス室（スパッタ法を用いた成膜室）１４、ＴＲエリア１５を備えた構成である。
真空処理装置１０にはキャリア（被処理体）１６を往復搬送するための搬送機構２０として、往路となる搬送経路（第１の搬送経路）２０Ａと、搬送経路２０Ａに並設されて復路となる搬送経路（第２の搬送経路）２０Ｂとが設けられる。

図１，図２に示すように、基板着脱室１１、Ｌ／ＵＬ室１２、バッファ室１３、プロセス室１４、ＴＲエリア１５は、この順で直列に設置されるとともに、基板着脱室１１とＬ／ＵＬ室１２、Ｌ／ＵＬ室１２とバッファ室１３、バッファ室１３とプロセス室１４との間は開口によって連通され被処理体とされる基板を載置したキャリア１６がこれらの間を貫通する搬送機構２０により移動可能とされている。
プロセス室１４は、バッファ室１３側の加熱エリア１４Ａと、加熱エリア１４Ａに続いて真空処理をおこなう処理エリア１４Ｂと、処理エリア１４Ｂに続くＴＲエリア１５とに別れているが、これらが連通した単一の空間を有するチャンバとされており、この中にはバルブが設けられていない。

搬送機構２０としては、図２に示すように、基板着脱室１１から、Ｌ／ＵＬ室１２、バッファ室１３、プロセス室１４、ＴＲエリア１５へと移動する方向が往路２０Ａとされ、ＴＲエリア１５から、プロセス室１４、バッファ室１３、Ｌ／ＵＬ室１２、基板着脱室１１へと移動する方向が復路２０Ｂとされる。
本実施形態では、往路２０Ａと復路２０Ｂとは左側通行となっている。

搬送機構２０としては、図２に示すように、搬送経路２０Ａ，搬送経路２０Ｂの搬送方向に直交して並設された搬送軸（第１の搬送軸）２１Ａ，搬送軸（第２の搬送軸）２１Ｂが複数設けられる。
これら搬送軸２１Ａと搬送軸２１Ｂとは、いずれも搬送経路２０Ａ側のチャンバ壁１０Ａを貫通した外側に位置する図示しない駆動源によって回転駆動可能とされている。搬送軸２１Ａと搬送軸２１Ｂとは、いずれも搬送経路２０Ｂ側のチャンバ壁１０Ｂとは接触しないようになっている。

搬送軸２１Ａは、図２，図３に示すように、往路で搬送されるキャリア１６を駆動するものとされ、基端２１Ａａ側が往路側の真空処理装置１０チャンバ壁１０Ａを貫通して支持され、チャンバ壁１０Ａ外側に配された駆動源に接続されてキャリア１６に駆動力を伝達可能となるよう駆動軸（搬送軸）２１Ａと一体として駆動ローラー（往路駆動ローラー）２２Ａが回転可能に固定されている。
搬送軸２１Ａの駆動ローラー２２Ａより先端２１Ａｂ側には、復路となる搬送経路２０Ｂでキャリア１６を支持するように、搬送軸２１Ａの駆動回転とは関係なく回転可能とされた支持ローラー（復路支持ローラー）２３Ａが設けられている。

搬送軸２１Ｂは、図２，図３に示すように、復路で搬送されるキャリア１６を駆動するものとされ、基端２１Ｂａ側が往路側の真空処理装置１０チャンバ壁１０Ａを貫通して支持され、チャンバ壁１０Ａ外側に配された駆動源に接続されてキャリア１６に駆動力を伝達可能となるよう駆動軸（搬送軸）２１Ｂと一体として駆動ローラー（復路駆動ローラー）２２Ｂが搬送軸２１Ｂの先端２１Ｂｂ側に回転可能に固定されている。
搬送軸２１Ｂの駆動ローラー２２Ｂ側より基端２１Ｂａ側の軸方向中程には、往路となる搬送経路２０Ａでキャリア１６を支持するように、搬送軸２１Ｂの駆動回転とは関係なく回転可能とされた支持ローラー（往路支持ローラー）２３Ｂが設けられている。

搬送軸２１Ａと搬送軸２１Ｂとは、図２，図３に示すように、搬送方向に交互に配されるとともに、各処理室におけるキャリア１６の入口側には駆動ローラー２２Ａ、駆動ローラー２２Ｂが位置するように配される。
具体的には、図２（ｂ）で左側位置となる、Ｌ／ＵＬ室１２、バッファ室１３、ＳＰ室１４、ＴＲ室１５への第１の搬送経路２０Ａにおける進入位置（入口位置）には、いずれも、駆動ローラー２２Ａが位置するよう搬送軸２１Ａが配設され、図２（ｂ）で右側位置となる、Ｌ／ＵＬ室１２、バッファ室１３、ＳＰ室１４、ＴＲ室１５への第２の搬送経路２０Ｂにおける進入位置（入口位置）には、いずれも、駆動ローラー２２Ｂが位置するよう搬送軸２１Ｂが配設される。

従って、図２（ｂ）で右側位置となる、Ｌ／ＵＬ室１２、バッファ室１３、プロセス室１４、ＴＲエリア１５への第１の搬送経路２０Ａにおける退出位置（出口位置）には、いずれも、支持ローラー２３Ｂが位置するよう搬送軸２１Ｂが配設され、図２（ｂ）で左側位置となる、Ｌ／ＵＬ室１２、バッファ室１３、プロセス室１４、ＴＲエリア１５への第２の搬送経路２０Ｂにおける退出位置（出口位置）には、いずれも、支持ローラー２３Ａが位置するよう搬送軸２１Ａが配設される。

駆動ローラー２２Ａには、図３に示すように、軸方向外側位置の枠フランジ２２Ａａおよび枠フランジ２２Ａｂに挟まれたローラー溝中央位置にピニオン２２Ａｃが設けられており、ピニオン２２Ａｃがキャリア１６底部に設けられた図示しないラックと噛み合うようになっている。駆動ローラー２２Ａは、枠フランジ２２Ａａおよび枠フランジ２２Ａｂによって、搬送経路２０Ａ内におけるキャリア１６搬送位置を規定するとともに、ピニオン２２Ａｃにより搬送軸２１Ａの駆動力をキャリア１６に伝達可能とされている。

駆動ローラー２２Ｂも同様に、図３に示すように、軸方向外側位置の枠フランジ２２Ｂａおよび枠フランジ２２Ｂｂに挟まれたローラー溝中央位置にピニオン２２Ｂｃが設けられており、ピニオン２２Ｂｃがキャリア１６底部に設けられた図示しないラックと噛み合うようになっている。駆動ローラー２２Ｂは、枠フランジ２２Ｂａおよび枠フランジ２２Ｂｂによって、搬送経路２０Ｂ内におけるキャリア１６搬送位置を規定するとともに、ピニオン２２Ｂｃにより搬送軸２１Ｂの駆動力をキャリア１６に伝達可能とされている。

なお、搬送機構２０としては、ラック＆ピニオン以外にも、駆動力をキャリア１６に伝達可能なものであればスライダシャフト＆ローラー方式等、他の構成とすることも可能である。

支持ローラー２３Ａおよび支持ローラー２３Ｂは、搬送軸２１Ａおよび搬送軸２１Ｂの駆動力をキャリア１６に伝達しないように、例えば、転がり軸受け、ボール軸受けなどで、搬送軸２１Ａ，搬送軸２１Ｂに回転自在に接続されている。従って、搬送軸２１Ａ，搬送軸２１Ｂが駆動源によって回転駆動された場合でも、駆動ローラー２２Ａおよび駆動ローラー２２Ｂとは異なり、支持ローラー２３Ａおよび支持ローラー２３Ｂは駆動されないようになっている。従って、キャリア１６の移動に伴って支持ローラー２３Ａおよび支持ローラー２３Ｂは回転することができる。

真空処理装置１０には、図２に示すように、真空処理室であるプロセス室１４と、バッファ室１３と、Ｌ／ＵＬ（ロード・アンロード）室１２との間に、それぞれの空間内を気密に保つ仕切りバルブ（ドアバルブ）１７ｂ，１７ｃが設けられている。また、Ｌ／ＵＬ室１２と基板着脱室１１との間にも、Ｌ／ＵＬ室１２内を気密に保つ仕切りバルブ（ドアバルブ）１７ａが設けられている。これら仕切りバルブ１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、キャリア１６の移動時には開放され、キャリア１６の移動時以外は閉塞した状態とされる。

平板状の被処理体を真空処理装置１０内で移動させるキャリア１６は、平板状被処理体の一面が鉛直方向（図４〜図６参照）に沿うように被処理体（基板）を立位で垂直保持する、いわゆる縦型キャリアとされている。キャリア１６は、例えばガラスや、フィルム（シート）、シリコンなどからなる基板とされる被処理体のエッジ部分を保持して、ほぼ鉛直方向に立てた状態で搬送可能に保持するものとされる。

基板着脱室１１では、図１に示すように、寝た状態で外部から運ばれてきた基板（被処理体）の取り付けられたキャリア１６を略直立させて搬送経路２０Ａのトレー１６ａに固定保持し、その後、回転機構１１ｂによりＬ／ＵＬ室１２方向に方向転換され、Ｌ／ＵＬ室１２に往路となる第１の搬送経路２０Ａにより平行に搬入する。
また、後述するように、基板着脱室１１では、真空処理が終了された基板を載置したキャリア１６が、Ｌ／ＵＬ室１２から復路となる第２の搬送経路２０Ｂによって搬送されて来るので、このキャリア１６を搬送経路２０Ｂのトレー１６ａから取り外す。キャリア１６が取り外されたトレー１６ａは、次キャリア１６の搬送に利用される。なお、トレー１１ａとキャリア１６とは一体とされていてもよい。

Ｌ／ＵＬ室１２は、大気圧に開放された状態において、基板着脱室１１との間でキャリア１６の仕込みと取り出しを行う。Ｌ／ＵＬ室１２には、その内部を真空排気するための図示しない真空排気手段が設けられている。一般に、Ｌ／ＵＬ室では、キャリア１６の搬入搬出の他に、真空排気と大気圧開放が行われる。Ｌ／ＵＬ室におけるこの作業時間がプロセス室（加熱エリア１４Ａ及び処理エリア１４Ｂ）における真空処理（加熱、成膜）に要する加工時間よりも大幅に長い場合は、Ｌ／ＵＬ室１２と、加熱エリア１４Ａ、処理アリア１４Ｂに送られるキャリア１６、及び、Ｌ／ＵＬ室１２に送り出されるキャリア１６を一時的に貯蔵しておく手段として、バッファ室１３を設置することもできる。また、バッファ室１３には加熱手段を設け、プロセス室１４の前処理としてキャリア１６を加熱することもできる。

プロセス室１４は、Ｌ／ＵＬ室１２側から往路となる搬送経路２０Ａの搬送方向に向かって、加熱エリア１４Ａ、処理エリア１４Ｂ、ＴＲエリア１５を順に有する。
本実施形態におけるプロセス室１４でおこなう処理としては、真空処理としてスパッタによる成膜をおこなうが、これ以外にも、ＣＶＤによる成膜、蒸着による成膜、エッチング、アッシング、クリーニング、熱処理等を適用することができる。

加熱エリア１４Ａには、図２，図４に示すように、加熱手段としてシースヒータやランプヒータなどが採用されるヒータ１８ａが設けられており、往路である搬送経路２０Ａで搬送されるキャリア１６をその両サイドから挟むように加熱して真空処理（成膜）に適した温度まで昇温する。加熱エリア１４Ａ には、その内部を真空排気するための真空排気手段が設けられるが、これはプロセス室１４全体と共通の排気手段とされている。

処理エリア１４Ｂでは、図２，図５に示すように、成膜手段（処理手段）１８ｂ，１８ｃにより、キャリア１６に成膜処理をおこなう。
成膜手段１８ｂ，１８ｃは、スパッタ用のカソードとされるが、これに限定されるものではなく、真空処理によって、例えば、ＣＶＤ用の平行平板型の電極とすることなどもできる。成膜手段１８ｂによる処理条件と、成膜手段１８ｃによる処理条件とは、同一とすることもできるが、異なるものとすることもできる。この場合、連通したチャンバとされる処理エリア１４Ｂ内部において、防着板１８ｄで分離された搬送経路２０Ａ上と搬送経路２０Ｂ上における条件を制御可能な範囲で異なる処理条件を選択できる。

スパッタ用のカソード（成膜手段）１８ｂは、往路である搬送経路２０Ａにより搬送されるキャリア１６を移動しながら成膜処理するものとされ、カソード（成膜手段）１８ｃは、復路である搬送経路２０Ｂにより搬送されるキャリア１６を移動しながら成膜処理するものとされる。
処理エリア１４Ｂの両サイドに配置されたスパッタ用のカソード１８ｂ，１８ｃの中間位置には、平板状の防着板１８ｄが設けられる。

防着板１８ｄは、図２（ｃ）に示すように、処理エリア１４Ｂの搬送方向ほぼ全長にわたって搬送経路２０Ａと搬送経路２０Ｂとの間とされる位置に設けられる。同時に、防着板１８ｄは、往路である搬送経路２０Ａにより搬送されるキャリア１６へのカソード１８ｃからの影響を排除し、また、復路である搬送経路２０Ｂにより搬送されるキャリア１６へのカソード１８ｂからの影響を排除するように、防着板１８ｄの上方向端部位置が、少なくともカソード１８ｂ，１８ｃの上位置より上側となるよう側面視してカソード１８ｂ，１８ｃを覆うように設けられる。

また、防着板１８ｄの下端１８ｅは、図５に示すように、搬送軸２１Ａ，２１Ｂの列よりも上側に位置するとともに、駆動ローラー２２Ａ，２２Ｂ、および、支持ローラー２３Ａ，２３Ｂの上端よりも下側に位置するよう設けられる。つまり、枠フランジ２２Ａａ，２２Ａｂ，２２Ｂａ，２２Ｂｂ，２３Ａａ，２３Ａｂ，２３Ｂａ，２３Ｂｂの上端と、搬送軸２１Ａ，２１Ｂとの間に防着板１８ｄの下端１８ｅが位置する。
これにより、少なくともカソード１８ｂを復路である搬送経路２０Ｂで搬送されるキャリア１６から隠すとともに、また、カソード１８ｃを往路である搬送経路２０Ａで搬送されるキャリア１６から隠して、これらカソード１８ｂ，１８ｃからの不必要な成膜をおこなわないように設定される。

ＴＲエリア１５は、図２，図６に示すように、往路である搬送経路２０Ａから復路である搬送経路２０Ｂへキャリア１６を載置換えするトラバース機構（移載手段）１９を備えている。
トラバース機構１９は、搬送経路２０Ａ位置と搬送経路２０Ｂ位置との間で搬送方向に対してキャリア１６を横移動させる横移動手段１９Ａと、搬送経路２０Ａ位置と搬送経路２０Ｂ位置とに対してキャリア１６の高さ位置を移動させる上下移動手段１９Ｂとを有する。

横移動手段１９Ａは、図６に示すように、平面視して、駆動ローラー２２Ａおよび支持ローラ２３Ｂに載置された位置にあるキャリア１６を駆動ローラー２２Ｂおよび支持ローラ２３Ａに載置された位置に横移動するものとされ、キャリア１６を載置可能な支持部１９ａと、この支持部１９ａを真空を破らずに横移動可能に駆動するためにベローズ１９ｃ等を介して図示しないチャンバ外部の駆動シリンダに接続された横軸１９ｄとを有する。

上下移動手段１９Ｂは、図６に示すように、駆動ローラー２２Ａ，２２Ｂおよび支持ローラー２３Ａ，２３Ｂに載置された高さからキャリア１６を浮き上がらせるとともに、支持部１９ａが横移動可能な高さとなるように持ち上げたキャリア１６を保持可能とするとともに、支持部１９ａに載置された高さからキャリア１６を浮かせて支持部１９ａが横移動可能な高さとなるように持ち上げたキャリア１６を保持可能とする支持部１９ｂと、この支持部１９ｂを真空を破らずに上下動可能に駆動するためにベローズ１９ｃ等を介して図示しないチャンバ外部の駆動シリンダに接続された上下軸１９ｅとを有する。

トラバース機構１９は、往路である搬送経路２０Ａにおいて駆動ローラー２２Ａおよび支持ローラー２３Ｂに載置されたキャリア１６に対して、上下移動手段１９Ｂの上下軸１９ｅを駆動して、支持部１９ｂを搬送軸２１Ａ，２１Ｂの間から上昇させ、この支持部１９ｂに平面視して搬送経路２０Ａ位置としてキャリア１６を載置する。
次いで、横移動手段１９Ａの横軸１９ｄを駆動して、支持部１９ａを支持部１９ｂより低い状態で、この支持部１９ａを搬送軸２１Ａ，２１Ｂの間に侵入させる。この状態で、上下移動手段１９Ｂの上下軸１９ｅを駆動して、支持部１９ｂを支持部１９ａより低い位置まで下降させて、キャリアを支持部１９ａに載置する。

次いで、横移動手段１９Ａの横軸１９ｄを駆動して、支持部１９ａを平面視して搬送経路２０Ａ位置から平面視して搬送経路２０Ｂ位置、つまり、駆動ローラー２２Ｂおよび支持ローラー２３Ａの位置まで横移動させる。
次いで、上下移動手段１９Ｂの上下軸１９ｅを駆動して、支持部１９ｂを支持部１９ａより高く上昇させて、キャリア１６を支持部１９ｂに載置する。この状態で横移動手段１９Ａの横軸１９ｄを駆動して支持部１９ａを搬送軸２１Ａ，２１Ｂの間から搬送経路外の位置まで退避させる。

最後に上下移動手段１９Ｂの上下軸１９ｅを駆動して、支持部１９ｂを駆動ローラー２２Ｂおよび支持ローラー２３Ａより低い位置まで下降させて、復路である搬送経路２０Ｂへのキャリア１６の移載を完了する。

なお、トラバース機構１９は上記の構成に限定されるものではない。

例えば、上記の構成であると、キャリア１６はその面の向いた方向を変化させずに往路である搬送経路２０Ａから復路である搬送経路２０Ｂに移載に移載され、カソード１８ｂによるキャリア１６の処理面と、カソード１８ｃによるキャリア１６の処理面とが異なっている。この場合、キャリア１６の表面に往路２０Ａで搬送中に処理するとともに、キャリア１６の裏面を復路２０Ｂで搬送中に処理することができる。

これに対し、キャリア１６の面を裏返すように移載可能な構成としてもよい。この場合には、キャリア回転手段として、図１に示した回転機構１１ｂに対応する構成を備えることが可能である。この構成であると、キャリア１６はその面を反転して往路である搬送経路２０Ａから復路である搬送経路２０Ｂに移載に移載され、カソード１８ｂによるキャリア１６の処理面と、カソード１８ｃによるキャリア１６の処理面とが同一面となる。この場合、キャリア１６の表面に往路２０Ａで搬送中に処理するとともに、回転してキャリア１６の処理面に重ねて復路２０Ｂで搬送中に処理おこない、複数の層を積層することや、同一構造の層を積層して、厚さを大きくする成膜処理をおこなうことに対応できる。

次に、本実施形態の真空処理装置１０を用いて、キャリア１６に搭載された基板に成膜する際の動作を図に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、プロセス室１４において往路２０Ａおよび復路２０Ｂで成膜処理が施されるキャリア１６の移動について説明するが、復路２０Ｂで成膜処理を施さないこともできる。復路２０Ｂで成膜処理を施さない場合には、スパッタによる基板の温度上昇を抑制することなどができる。

まず、図１に示すように、基板がセットされたキャリア１６が他所から水平状態で真空処理装置１０の基板着脱室１１まで搬送されてくる。その後、横倒し（寝かせた）の状態とされたキャリア１６を垂直状態になるように立ち上げ、往路となる搬送経路２０Ａのトレー１６ａに載置する。

キャリア１６が搭載されたトレー１６ａが、復路となる搬送経路２０Ｂにあった場合には、回転機構１１ｂを介して搬送経路２０Ａへと搬送する。これによりキャリア１６をＬ／ＵＬ室１２へと搬送可能な方向にする。

そして、Ｌ／ＵＬ室１２のドアバルブ１７ａを開状態にした後、キャリア１６を往路となる搬送経路２０ＡによってＬ／ＵＬ室１２内部へと搬送する。
同時に、ドアバルブ１７ｂの開状態では、復路となる搬送経路２０Ｂにおいて、後述するように、真空処理が終了したキャリア１６がＬ／ＵＬ室１２に搬送されて来ており、この処理が終了したキャリア１６を復路となる搬送線路２０Ｂにて基板着脱室１１へと搬送する。

このとき、往路となる搬送経路２０Ａでは、キャリア１６を基板着脱室１１からＬ／ＵＬ室１２へ搬送する場合、搬送軸２１Ａを介して駆動源からの駆動力を駆動ローラー２２Ａに伝達しつつ、搬送軸２１Ｂの駆動されない支持ローラー２３Ｂは往路のキャリア１６の移動に追従して回転するが、往路のキャリア１６を支持するのみで、往路駆動ローラー２２Ａの駆動に影響を与えることはない。同時に、搬送軸２１Ａの駆動されない支持ローラー２３Ａは復路を搬送されるキャリア１６の移動に追従して回転するが、復路のキャリア１６を支持するのみで、同軸とされる駆動ローラー２２Ａの駆動状態に影響を与えることはない。

また、復路となる搬送経路２０Ｂでは、キャリア１６をＬ／ＵＬ室１２から基板着脱室１１へ搬送する場合、搬送軸２１Ｂを介して駆動源からの駆動力を駆動ローラー２２Ｂに伝達しつつ、搬送軸２１Ａの駆動されない支持ローラー２３Ａは復路を搬送されるキャリア１６の移動に追従して回転するが、復路のキャリア１６を支持するのみで、復路駆動ローラー２２Ｂに影響を与えることはない。同時に、搬送軸２１Ｂの駆動されない支持ローラー２３Ｂは往路のキャリア１６の移動に追従して回転するが、往路のキャリア１６を支持するのみで、同軸とされる駆動ローラー２２Ｂの駆動状態に影響を与えることはない。

往路となる搬送経路２０Ａでは、Ｌ／ＵＬ室１２に侵入したキャリア１６を最初に支持するのが搬送軸２１Ａであり、この搬送軸２１Ａの駆動ローラー２２Ａが最初にＬ／ＵＬ室１２に侵入したキャリア１６を搬送方向（図２の右方向）に駆動する。

復路となる搬送経路２０Ｂでは、Ｌ／ＵＬ室１２に侵入したキャリア１６を最初に支持するのが搬送軸２１Ｂであり、この搬送軸２１Ｂの駆動ローラー２２Ｂが最初にＬ／ＵＬ室１２に侵入したキャリア１６を搬送方向（図２の左方向）に駆動する。

往路２０Ａのキャリア１６がＬ／ＵＬ室１２へ搬送されると、ドアバルブ１７ａを閉状態にし、その後、図示しない真空排気手段によりＬ／ＵＬ室１２内を排気して、Ｌ／ＵＬ室１２を真空状態にする。Ｌ／ＵＬ室１２内が真空状態になった後、隣のバッファ室１３とのドアバルブ１７ｂを開状態にして、キャリア１６を搬送経路２０Ａによってバッファ室１３へと搬送する。
同時に、ドアバルブ１７ｂの開状態では、復路２０Ｂにおいて、後述するように、真空処理が終了したキャリア１６がバッファ室１３に搬送されて来ており、この処理が終了したキャリア１６を復路となる搬送線路２０ＢにてＬ／ＵＬ室１２へと搬送する。

Ｌ／ＵＬ室１２では、キャリア１６の搬送後は、バッファ室１３とのドアバルブ１７ｂを閉状態にし、再度大気圧に戻され、次のキャリア１６の搬送がおこなわれる。この際、Ｌ／ＵＬ室１２は、バッファ室１３とのドアバルブ１７ｂが閉じられた後に、大気圧に開放されるため、バッファ室１３の高真空は保たれる。

往路２０Ａのキャリア１６がバッファ室１３へ搬送されると、ドアバルブ１７ｂを閉状態にし、その後、必要であれば図示しない真空排気手段によりバッファ室１３内を排気し、バッファ室１３を真空状態にする。バッファ室１３内が真空状態になった後、隣のプロセス室１４とのドアバルブ１７ｃを開状態にして、キャリア１６を搬送経路２０Ａにてプロセス室１４へと搬送する。
同時に、ドアバルブ１７ｃの開状態では、復路２０Ｂに、後述するように、真空処理が終了したキャリア１６がプロセス室１４にあり、この処理が終了したキャリア１６を復路となる搬送線路２０Ｂにてバッファ室１３へと搬送する。

往路２０Ａのキャリア１６がプロセス室１４の加熱エリア１４Ａへ搬送されると、ドアバルブ１７ｃを閉状態にする。図示しないガス制御手段によりプロセス室１４内の雰囲気ガスを所定の状態となるよう制御する。
その後、加熱エリア１４Ａでは、往路２０Ａのキャリア１６をシースヒータ１８ａ，１８ａによって成膜に適した温度まで加熱する。キャリア１６が所定の状態に加熱されると、往路２０Ａのキャリア１６を往路２０Ａによって処理エリア１４Ｂまで搬送するとともに、処理エリア１４Ｂにおいては、成膜手段１８ｂにより、キャリア１６を成膜処理する。
ここで、この真空処理装置１０では、成膜室である処理エリア１４Ｂにおける成膜工程はキャリア１６を移動搬送させて成膜を行う連続成膜方式を採用している。この際、防着板１８ｄによって、復路２０Ｂのキャリア１６に対して成膜手段１８ｂから成膜がおこなわれることを防止する。

処理エリア１４Ｂにおいてカソード１８ｂに対応する成膜エリアを通過したキャリア１６は、カソード１８ｂにより成膜処理が終了するとともに、往路となる搬送経路２０ＡによってＴＲエリア１５へと搬送される。なお、プロセス室１４内部において、往路２０Ａのキャリア１６は、所定の値に設定された速度として加熱エリア１４Ａから処理エリア１４Ｂを介してＴＲエリアまで搬送経路２０Ａをずっと搬送されている。
ＴＲエリア１５においては、上述したトラバース機構１９によって、キャリア１６を往路となる搬送経路２０Ａから復路となる搬送経路２０Ｂに横移動して移載させるトラバース処理をおこなう。

その後、キャリア１６は、復路となる搬送経路２０Ｂを搬送されて、処理エリア１４Ｂでは、カソード（成膜手段）１８ｃによりキャリア１６が成膜処理される。この際、カソード１８ｃによる成膜処理の前に、ＴＲエリア１５にこのキャリア１６を加熱する加熱手段を設けることもできる。
処理エリア１４Ｂにおいてカソード１８ｃに対応する成膜エリアを通過したキャリア１６は、同時にカソード１８ｃにより成膜処理が終了し、復路となる搬送経路２０Ｂにより加熱エリア１４Ａへとプロセス室１４内を搬送される。搬送経路２０Ｂにおける加熱エリア１４Ａでは、キャリア１６は加熱されない。プロセス室１４内部において、復路２０Ｂのキャリア１６は、所定の値に設定された速度として搬送経路２０Ｂをずっと搬送されている。

その後、キャリア１６は復路となる搬送経路２０Ｂを搬送されて、ドアバルブ１７ｃを開状態として、キャリア１６をプロセス室１４からバッファ室１３へと搬送する。ドアバルブ１７ｃを閉状態とした後ドアバルブ１７ｂを開状態として、キャリア１６をバッファ室１３からＬ／ＵＬ室１２へと搬送する。
キャリア１６がＬ／ＵＬ室１２へ搬送されると、ドアバルブ１７ｂを閉状態とする。

キャリア１６をバッファ室１３からＬ／ＵＬ室１２に搬送する際は、Ｌ／ＵＬ室１２は真空排気手段により高真空に維持されているが、キャリア１６の搬送後は、バッファ室１３とのドアバルブ１７ｂが閉じられ、その後、Ｌ／ＵＬ室１２は大気圧に開放される。Ｌ／ＵＬ室１２が大気圧に戻ると、キャリア１６は、基板着脱室１１に搬送される。この際、Ｌ／ＵＬ室１２は、バッファ室１３とのドアバルブ１７ｂが閉じられてから大気圧に開放されるために、バッファ室１３の高真空は保たれる。
基板着脱室１１へと搬送された成膜済み基板のセットされたキャリア１６は、外部へと運び出される。

なお、搬送機構２０として、必要に応じて、支持ローラー２３Ａおよび支持ローラー２３Ｂが設けられた駆動されない搬送軸を設けることも可能である。

本実施形態における真空処理装置１０においては、搬送機構２０によって、被処理体である基板の載置されたキャリア１６を並行した往路と復路とに搭載して搬送しながら、このキャリア１６に加熱や成膜などの真空処理を施すことができる。

本実施形態の搬送機構２０は、駆動ローラー２２Ａ，２２Ｂの回転駆動に対して、支持ローラー２３Ａ，２３Ｂが回転フリーとなるように搬送軸２１Ａ，２１Ｂに取り付けられているので、往路となる搬送経路２０Ａおよび復路となる搬送経路２０Ｂにおいて確実にキャリア１６を支持しつつ、キャリア１６の駆動を確実におこなうことが可能となる。しかもこのような構成を搬送軸２１Ａと搬送軸２１Ｂとの２種類のみの単純な構成要素を複数配するだけで実現できる。

本実施形態の搬送機構２０は、真空処理装置１０において、大気中である基板着脱室１１、大気中／真空中であるＬ／ＵＬ室１２、真空中であるバッファ室１３、真空中で加熱状態であるプロセス室１４の加熱エリア１４Ａおよび処理エリア１４Ｂ、キャリア１６をトラバースさせるＴＲエリア１５の全てにわたって、搬送軸２１Ａと搬送軸２１Ｂとを交互に配するだけで、様々な搬送状態に対応してキャリア１６の搬送を確実におこなうとともに、搬送軸２１Ａと搬送軸２１Ｂの配置を設定するだけで、異なる搬送状態に対応することが可能となる。

本実施形態の搬送機構２０は、従来の搬送経路に対して、駆動源を半減させることができる。これにより、搬送機構２０の製造コストを抑制することが可能となる。同時に、従来の搬送経路に対して、チャンバ壁１０Ａを貫通する箇所を半減することができる。これにより、密閉手段を設ける個数を削減でき、搬送機構２０の製造コストを抑制するとともに、真空状態の維持を容易におこなうことが可能となり、製品の歩留まりを向上することができる。
また、搬送経路２０Ｂ側となるチャンバの片側の全長にわたって、搬送機構２０の駆動源を設ける必要がないため、省スペース化を図ることができ、また、メンテナンスの作業量の低減を図ることができる。さらに、このチャンバ壁１０Ｂをチャンバ内部のメンテナンス用に開閉可能な構成とすることも可能となる。

本実施形態の真空処理装置１０においては、各処理室１２，１３，１４における真空排気手段を、往路２０Ａと復路２０Ｂで共通として、各処理室に対応する個数設ければすむので、装置の製造コストを削減できる。

本実施形態では、上述したように往路２０Ａと復路２Ｂとを有する搬送機構２０を設けることにより、キャリア１６の搬送効率を向上することができる。また、Ｌ／ＵＬ室１２におけるキャリア１６の仕込みや取出を短時間で行うことができ、タクトを短縮することができる。これにより本実施形態の真空処理装置１０では、生産性を向上することができる。

また、本実施形態の真空処理装置１０では、プロセス室１４において防着板１８ｄの両側でそれぞれ成膜処理を行うことができるので、２枚のキャリア１６に対して同時に（並行して）成膜処理をおこなうことができ、生産性を向上することができる。また、装置を増設する必要がなく、装置の低コスト化、省スペース化を図ることができる。
その結果、本実施形態の真空処理装置１０は、省スペース化を図るとともに、キャリア１６の搬送システムを改良し、生産性を向上することが可能である。

本発明は、基板を縦型搬送するインライン式の成膜装置に広く適用可能である。

１０…真空処理装置、
１２…Ｌ／ＵＬ室、
１３…バッファ室、
１４…プロセス室、
１５…ＴＲエリア、
１６…キャリア（被処理体）、
１８ｄ…防着板、
１９…トラバース機構（移載手段）、
２０…搬送機構、
２０Ａ…搬送経路（往路）、
２０Ｂ…搬送経路（復路）、
２１Ａ…搬送軸（第１の搬送軸）、
２１Ｂ…搬送軸（第２の搬送軸）、
２２Ａ…駆動ローラー（往路駆動ローラー）、
２２Ｂ…駆動ローラー（復路駆動ローラー）、
２３Ａ…支持ローラー（復路支持ローラー）、
２３Ｂ…支持ローラー（往路支持ローラー）、

Claims (7)

1. 往路となる第１の搬送経路と、該第１の搬送経路に並設されて復路となる第２の搬送経路とに対して、被処理体を載置して往復搬送する被処理体の搬送機構であって、
   前記搬送経路の搬送方向に直交して複数並設された搬送軸を有し、
   該搬送軸には、駆動源に接続されて前記被処理体に駆動力を伝達可能に設けられる駆動ローラーと、該駆動ローラーと同軸に並設されるとともに前記駆動ローラーと異なる回転状態が可能とされる支持ローラーと、が設けられるとともに、
   往路となる前記第１の搬送経路で搬送駆動する往路駆動ローラーと復路支持ローラーとを有する第１の搬送軸と、復路となる前記第２の搬送経路で搬送駆動する復路駆動ローラーと往路支持ローラーとを有する第２の搬送軸と、によって前記第１の搬送経路と第２の搬送経路とが形成され、
   前記復路支持ローラーは復路を搬送される前記被処理体の移動に追従して回転し、
   前記往路支持ローラーは往路を搬送される前記被処理体の移動に追従して回転してなることを特徴とする被処理体の搬送機構。
2. 前記搬送経路に対して、立位の平板状とされる被処理体を載置して被処理面の面内方向に往復搬送することを特徴とする請求項1記載の被処理体の搬送機構。
3. 立位の平板状とされる被処理体を真空処理するプロセス室と、
   前記プロセス室側と大気側とで前記立位の被処理体を搬入・搬出するＬ／ＵＬ室と、
   前記被処理体を前記Ｌ／ＵＬ室側から前記プロセス室側に搬送する往路となる前記第１の搬送経路と、
   該第１の搬送経路に並設されて前記被処理体を前記プロセス室側から前記Ｌ／ＵＬ室側に搬送する復路となる前記第２の搬送経路の２つの搬送経路と、
   前記被処理体を往路となる前記第１の搬送経路から、復路となる前記第２の搬送経路に移載するＴＲエリアと、を備え、
   これら前記プロセス室と前記Ｌ／ＵＬ室と前記ＴＲエリアには、請求項２記載の被処理体の搬送機構が設けられていることを特徴とする真空処理装置。
4. 前記プロセス室に隣接してバッファ室が設けられ、該バッファ室には、請求項２記載の被処理体の搬送機構が設けられていることを特徴とする請求項３記載の真空処理装置。
5. 前記プロセス室には、前記第１の搬送経路で搬送される前記被処理体を真空処理する第１の処理手段が設けられるとともに、前記第１の搬送経路と前記第２の搬送経路との間には、前記搬送機構の搬送軸より上側に前記第２の搬送経路で搬送される前記被処理体への影響を防止する防着板が設けられることを特徴とする請求項４記載の真空処理装置。
6. 前記プロセス室には、前記第１の処理手段に対向して、前記第２の搬送経路で搬送される前記被処理体を真空処理する第２の処理手段が設けられることを特徴とする請求項５記載の真空処理装置。
7. 前記ＴＲエリアには、前記被処理体を横移動して前記第１の搬送経路から前記第２の搬送経路に移載する手段か、または、前記被処理体を裏返しに反転移動して前記第１の搬送経路から前記第２の搬送経路に移載する手段が設けられることを特徴とする請求項３記載の真空処理装置。

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