JP6255544B2 - 真空処理装置 - Google Patents
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Description
このような真空処理装置としては、環状の搬送経路を有するものも知られており、また従来技術では、被処理基板を移載する工程において、被処理基板を搬送経路に導入(ローディング)し、既処理基板を搬送経路から排出(アンローディング)していることも示されている。
その結果、このような従来技術では、処理すべき基板表面のみならず、移載を含む付帯設備の面積も水平方向に加算される(処理面と平行な面内に環状軌道が設けられていれば、それが鉛直方向でも加算される)。
本発明では、前記基板保持器搬送機構は、前記搬送経路の往路及び復路のそれぞれに前記処理領域を有する場合にも効果的である。
本発明では、前記基板保持器搬送機構は、前記基板保持器を前記搬送経路の往路から復路へ折り返して搬送する搬送折り返し部を有し、当該搬送折り返し部は、前記基板保持器の当該搬送方向に対する前後関係を維持した状態で当該基板保持器を搬送するように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記基板保持器搬送機構は、前記基板保持器を前記搬送経路の往路から復路へ折り返して搬送する搬送折り返し部を有し、当該搬送折り返し部は、前記基板保持器の当該搬送方向に対する前後関係を反転した状態で当該基板保持器を搬送するように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記基板保持器搬送機構は、処理前に前記基板を保持した前記基板保持器を加熱する加熱機構を有する場合にも効果的である。
本発明では、前記基板保持器搬送機構は、前記真空槽に対して着脱自在のフレーム構造体に一体的に組み付けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記真空槽に対して雰囲気が連通又は隔離可能に構成され、当該真空槽に基板を搬入し且つ当該真空槽から基板を搬出するための基板搬入搬出室を有するとともに、前記真空槽内には、処理前の基板を保持した基板保持器を前記基板搬入搬出室内から当該真空槽内に搬入し、かつ、処理後の基板を保持した基板保持器を前記基板搬入搬出室に搬入する基板搬入搬出機構と、前記処理前の基板を保持した基板保持器を前記基板搬入搬出機構から前記基板保持器搬送機構の基板保持器導入部に受け渡し、かつ、前記処理後の基板を保持した基板保持器を前記基板保持器搬送機構の基板保持器排出部から取り出して前記基板搬入搬出機構に受け渡す搬送ロボットとを有する場合にも効果的である。
本発明では、前記基板搬入搬出機構は、処理前の基板を保持した前記基板保持器を前記基板保持器搬送機構の基板保持器導入部に受け渡す基板保持器受け渡し位置と、処理後の基板を保持した前記基板保持器を前記基板保持器搬送機構の基板保持器排出部から取り出す基板保持器取り出し位置との間を移動する基板保持器支持部を有し、当該基板保持器支持部上に前記搬送ロボットが配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記基板搬入搬出機構の基板保持器支持部は、前記真空槽と前記基板搬入搬出室とが連通する位置に移動可能に構成され、当該基板保持器支持部を前記連通する位置に移動させ当該基板保持器支持部によって前記真空槽と前記基板搬入搬出室の連通口を塞ぐことにより、前記真空槽に対して前記基板搬入搬出室の雰囲気が隔離されるように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記真空槽と前記基板搬入搬出室とが連通する位置に対する前記基板保持器受け渡し位置の距離が、前記真空槽と前記基板搬入搬出室とが連通する位置に対する前記基板保持器取り出し位置の距離より小さい場合にも効果的である。
本発明では、前記搬送経路が、鉛直面に対して投影した場合に環状となるように形成されている場合にも効果的である。
図1は、本発明に係る真空処理装置の実施の形態の全体を示す概略構成図である。
真空槽2の内部には、後述する基板保持器11を搬送経路に沿って搬送する基板保持器搬送機構3が設けられている。
ここで、基板保持器搬送機構3は、その詳細な構成は後述するが、例えばスプロケット等からなる円形の第1及び第2の駆動輪31、32を有し、これら第1及び第2の駆動輪31、32が、それぞれの回転軸線を平行にした状態で所定距離をおいて配置されている。
本実施の形態では、第1及び第2の駆動輪31、32に、図示しない駆動機構から回転駆動力が伝達されて動作するように構成されている。
このガイド部材38は、一連のレール状に形成され、第1の駆動輪31の上部の基板保持器導入部30Aから搬送折り返し部30Bを経て第1の駆動輪31の下部の基板保持器排出部30Cに渡って、搬送駆動部材33と平行に設けられている。
本実施の形態では、基板保持器搬送機構3を挟んで真空槽2内の上部に例えばスパッタリングターゲット(処理源)4Tを有する第1の処理領域4が設けられ、真空槽2の下部に例えばスパッタリングターゲット(処理源)5Tを有する第2の処理領域5が設けられている。
この基板搬入搬出室2Aは、例えば上述した基板搬入搬出機構6の支持部62の上方の位置に連通口2Bを介して設けられており、例えば基板搬入搬出室2Aの上部には、開閉可能な蓋部2aが設けられている。
さらに、この加熱冷却機構7bと同様の冷却機能を有する追加の冷却機構(図示せず)を第1の処理領域4の下方に設け、処理中の加熱されている基板10の非処理面を冷却するように構成することもできる。
そして、この加熱冷却機構7a、7bによって、第1の処理領域4による処理後の基板10bの処理面及び非処理面の両方あるいは処理面又は非処理面の一方の冷却を行うように構成することもできる。
さらにまた、第2の処理領域5による処理後の基板10bに対し、その処理面及び非処理面の両方あるいは処理面又は非処理面の一方の冷却を行うように構成することもできる。
また、図5(a)(b)は、本例の基板保持器搬送機構の搬送折り返し部の構成を示すもので、図5(a)は平面図、図5(b)は、図5(a)のA−A線断面図である。
そして、この基板保持器搬送機構3Aは、フレーム構造体8に設けられた取付部17によって真空槽2内に着脱自在に取り付けられるようになっている。
ここで、第1の駆動輪31は、搬送方向に対して直交する方向の回転軸線を中心として回転する駆動軸31aを有し、この駆動軸31aを中心として回転するようになっている。
そして、本実施の形態の基板保持器搬送機構3は、各搬送駆動部材33の上側に位置する往路側搬送部33aと、各搬送駆動部材33の下側に位置する復路側搬送部33cとがそれぞれ対向し、鉛直方向に関して重なるように構成されている(図1、図2参照)。
これら保持駆動部36は、基板保持器11Aを保持して搬送駆動するためのもので、搬送駆動部材33の外方側に突出するように搬送駆動部材33に取り付けられ、その先端部には、図3に示すように、例えば搬送方向下流側に向けて形成された例えばJフック形状(搬送方向下流側の突部の高さが搬送方向上流側の突部の高さより低い形状)の保持凹部37が設けられている。
各基板保持器支持機構18は、例えば複数のローラ等の回転可能な部材からなるもので、それぞれ搬送駆動部材33の近傍に設けられている。
このガイド部材38は、一連のレール状に形成され、図3に示すように、第1の駆動輪31の近傍の基板保持器導入部30Aから第2の駆動輪32の近傍の搬送折り返し部30Bを経由して第1の駆動輪31の近傍の基板保持器排出部30Cに渡って設けられている。
このガイド部材38は、図3に示すように、第1の駆動輪31の図1に示す基板搬入搬出機構6側の領域には設けられていない。
基板保持器11Aの本体部110の長手方向の両端部で且つ幅方向即ち搬送方向の一方の端部には、支持軸12がそれぞれ設けられている。
まず、図3及び図5(a)(b)に示すように、基板保持器搬送機構3Aにおける第2の駆動輪32に対して第1の駆動輪31側の隣接する位置には、基板10を折り返して搬送する際に基板保持器11Aを支持してその姿勢を制御する姿勢制御機構20が設けられている。
そして、この駆動軸21に、一対の基板保持器支持機構18の間隔より小さい間隔をおいて、一対の支持アーム22が取り付けられている(図5(a)参照)。
これらの支持アーム22は、直線棒状の部材からなり、その両端部にそれぞれ支持ローラ23が設けられている(図5(b)参照)。
なお、本例では、理解を容易にするため、一つの基板保持器11Aに基板10を保持して処理を行う場合を例にとって説明する。
また、本例では、基板保持器11Aの支持軸12が設けられた側を前方にして基板保持器11Aの基板保持器導入部30Aへの導入動作を行う(図4参照)。
これにより、図9(a)に示すように、基板保持器11Aの下面11bが往路側基板保持器支持機構18aによって支持される。
本例では、上述したように、搬送駆動部材33の保持駆動部36によって基板保持器11Aの支持軸12が保持されるとともに、基板保持器11Aの下面11bが往路側基板保持器支持機構18aによって支持された状態で搬送折り返し部30Bに向って搬送される(図9(a)(b)参照)。
この姿勢制御機構20の一対の支持アーム22は、上述したように、第2の駆動輪32と同期して第2の駆動輪32と同一方向に回転するように構成されている。
この移動の際、基板保持器11Aの支持軸12は第2の駆動輪32の周囲を円弧状に移動して下降するが、本例では、その際、姿勢制御機構20の一対の支持アーム22の一方の端部の支持ローラ23によって基板保持器11Aの後端部側の下面11bを支持し、基板保持器11Aの姿勢がほぼ水平状態に保たれるように、姿勢制御機構20の支持アーム22の寸法及び回転角度を設定している。
その結果、本例では、搬送折り返し部30Bを通過する際に、基板保持器11Aが搬送駆動部材33の保持駆動部36から脱落することはない。
この動作の際、基板保持器11A及び片面のみ処理した処理前の基板10aに対し、図7に示す第2の処理領域5の位置を通過する際に第2の処理源5Tによって所定の処理(例えば成膜)を行う。
これにより、処理前の基板10aに対する各工程が終了し、第1及び第2の処理面に所定の処理が行われた処理後の基板10bを用いることができる。
さらにまた、本実施の形態においては、基板保持器搬送機構3Aが、真空槽2に対して着脱自在のフレーム構造体8に一体的に組み付けられていることから、製造工程及びメンテナンスを容易に行うことができる。
以下、上述した第1例の基板保持器搬送機構3Aと対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
これら保持駆動部36と補助支持部39とは対となって構成されている。
なお、本例の基板保持器11Bは、基板10の片面に膜を形成するためのもので、基板10の両面が露出されるように構成する必要はない。
ここで、一対の支持軸12A、12Bのうち、基板搬送方向に対して前方側のものを前方側支持軸12Aとし、後方側のものを後方側支持軸12Bと称する。
なお、本例では、理解を容易にするため、一つの基板保持器11Bに基板10を保持して処理を行う場合を例にとって説明する。
これにより、図19(a)に示すように、基板保持器11Bの下面11bが往路側基板保持器支持機構18aによって支持される。
そして、その状態で、基板保持器11Bが搬送駆動部材33の往路側搬送部33a上を搬送折り返し部30Bに向って搬送される。
本例においては、図20(a)に示すように、搬送駆動部材33の保持駆動部36によって基板保持器11Bの前方側支持軸12Aが保持されるとともに、搬送駆動部材33の補助支持部39によって基板保持器11Bの後方側支持軸12Bが支持された状態で搬送折り返し部30Bに向って搬送される。
これにより、処理前の基板10aに対する各工程が終了し、一方の処理面に所定の処理が行われた(例えば2層の膜が形成された)処理後の基板10bを用いることができる。
その他の効果は第1例の場合と同一であるのでその詳細な説明は省略する。
例えば上記実施の形態においては、搬送駆動部材33のうち上側の部分を往路側搬送部33aとするとともに、搬送駆動部材33のうち下側の部分を復路側搬送部33cとするようにしたが、本発明はこれに限られず、これらの上下関係を逆にすることもできる。
また、基板10を鉛直方向に配置して水平面に対して環状となるような搬送経路を形成することもできる。
この場合、第1及び第2の処理領域4、5には、異なる処理を行う処理源を設けることもできる。
さらに、上述した動作及び工程を繰り返すことにより、基板10に対して3回以上の処理を行うことも可能である。
図25(a)(b)に示すように、本例の搬送ロボット9は、基板搬入搬出機構6と基板保持器搬送機構3の近傍に設けられるもので、基板保持器搬送機構3の上部の基板保持器導入部30Aと同等の高さ位置に配置された基板保持器導入機構40と、基板保持器搬送機構3の下部の基板保持器排出部30Cと同等の高さ位置に配置された基板保持器排出機構50とを有している。
そして、一対の導入支持部材42によって例えば基板保持器11Bの前方側支持軸12A及び後方側支持軸12Bを両側部側から支持した状態で搬送するように構成されている。
すなわち、排出支持部材52は、例えば平板状に形成され、水平面と平行に向けられて例えば一対となって配置されている。
そして、一対の排出支持部材52によって例えば上記第2例の基板保持器搬送機構3Bに用いる基板保持器11Bの前方側支持軸12A及び後方側支持軸12Bを両側部側から支持した状態で搬送するように構成されている。
そして、この状態で、基板保持器導入機構40の導入支持部材42を導入レール41に沿って基板保持器搬送機構3側に移動させ、導入支持部材42上に支持された基板保持器11Bを基板保持器搬送機構3の基板保持器導入部30Aに配置する。
なお、上述した動作の際には、基板保持器排出機構50の排出支持部材52は、例えば基板保持器搬送機構3の基板保持器排出部30Cの位置に配置しておく。
そして、所定の処理が終了して搬送されてきた基板保持器11Bを、基板保持器搬送機構3の基板保持器排出部30Cにおいて、基板保持器排出機構50の排出支持部材52に受け渡して支持させる。
その一方で、この基板保持器11B内に保持された基板10に対して複数回の処理を行う場合には、基板搬入搬出機構6の支持部62を上昇させて基板保持器受け渡し位置に配置し、図26(a)(b)を参照して説明した動作を行って基板保持器11を基板保持器導入機構40の導入支持部材42に受け渡して支持させ、さらに、導入支持部材42を動作させて基板保持器11Bを基板保持器搬送機構3の搬送経路に導入すればよい。
すなわち、本例の搬送ロボット9を構成する基板保持器導入機構40及び基板保持器排出機構50は、基板保持器11Bを支持する支持部材(導入支持部材42、排出支持部材52)をレール(導入レール41、排出レール51)に沿って直線移動させることにより、基板保持器11Bを、基板保持器搬送機構3と基板搬入搬出機構6の支持部62との間において搬送するように構成されており、この点、基板保持器11A(11B)を搬送する搬送ロボット64を上下動可能な支持部62上に設けた上記基板搬入搬出機構6とは異なる構成を有している。
2…真空槽
2A…基板搬入搬出室
3…基板保持器搬送機構
3A…第1例の基板保持器搬送機構
3B…第2例の基板保持器搬送機構
4…第1の処理領域(処理領域)
5…第2の処理領域(処理領域)
6…基板搬入搬出機構
7a、7b…加熱冷却機構
8…フレーム構造体
9…搬送ロボット
10…基板
10a…処理前の基板
10b…処理後の基板
11、11A、11B…基板保持器
12…支持軸
12A…前方側支持軸
12B…後方側支持軸
30A…基板保持器導入部
30B…搬送折り返し部
30C…基板保持器排出部
33…搬送駆動部材
33a…往路側搬送部
33b…折り返し部
33c…復路側搬送部
36…保持駆動部
37…保持凹部
38…ガイド部材
39…補助支持部
40…基板保持器導入機構
41…導入レール
42…導入支持部材
50…基板保持器排出機構
51…排出レール
52…排出支持部材
62…支持部(基板保持器支持部)
63…シール部材
64…搬送ロボット
Claims (11)
- 単一の真空雰囲気が形成される真空槽と、
前記真空槽内に設けられ、基板の平面的な処理面上に処理を行う処理源を有する処理領域と、
前記真空槽内に設けられ、前記処理領域を通過するように前記基板を搬送する搬送経路と、
前記基板の搬送方向に対して直交する搬送直交方向に複数の基板を並べて保持する基板保持器を、前記搬送経路に沿って搬送するように構成された基板保持器搬送機構とを有し、
前記搬送経路は、当該搬送経路を搬送される前記基板の処理面上の任意点についての法線と、前記処理領域を直線的に通過する際に前記基板の処理面上の任意点が描く軌跡線分とを含む平面に対して投影した場合に一連の環状となるように形成され、
前記基板保持器搬送機構に、処理前の基板を保持した前記基板保持器を当該基板保持器搬送機構に受け渡すための基板保持器導入部と、処理後の基板を保持した前記基板保持器を当該基板保持器搬送機構から取り出すための基板保持器排出部とが設けられ、
前記基板保持器は、前記搬送直交方向の両端部に当該搬送直交方向に延びる支持軸を有するとともに、前記基板保持器搬送機構において、当該基板保持器の支持軸が、前記搬送経路を構成する駆動部材に設けられた保持駆動部に、前記搬送直交方向に延びる回転軸線を中心として回転可能で着脱自在に保持されるように構成され、
前記保持駆動部が前記駆動部材の外方に設けられるとともに、当該保持駆動部の前記駆動部材からの脱落を阻止するためのガイド部材が設けられ、当該ガイド部材は、前記基板保持器が前記基板保持器搬送機構の基板保持器導入部において前記保持駆動部に保持され、かつ、前記基板保持器が前記基板保持器搬送機構の基板保持器排出部において前記保持駆動部から離脱されるように構成されている真空処理装置。 - 前記基板保持器搬送機構は、前記搬送経路の往路及び復路のそれぞれに前記処理領域を有する請求項1記載の真空処理装置。
- 前記基板保持器搬送機構は、前記基板保持器を前記搬送経路の往路から復路へ折り返して搬送する搬送折り返し部を有し、当該搬送折り返し部は、前記基板保持器の当該搬送方向に対する前後関係を維持した状態で当該基板保持器を搬送するように構成されている請求項2記載の真空処理装置。
- 前記基板保持器搬送機構は、前記基板保持器を前記搬送経路の往路から復路へ折り返して搬送する搬送折り返し部を有し、当該搬送折り返し部は、前記基板保持器の当該搬送方向に対する前後関係を反転した状態で当該基板保持器を搬送するように構成されている請求項2記載の真空処理装置。
- 前記基板保持器搬送機構は、処理前に前記基板を保持した前記基板保持器を加熱する加熱機構を有する請求項1記載の真空処理装置。
- 前記基板保持器搬送機構は、前記真空槽に対して着脱自在のフレーム構造体に一体的に組み付けられている請求項1記載の真空処理装置。
- 前記真空槽に対して雰囲気が連通又は隔離可能に構成され、当該真空槽に基板を搬入し且つ当該真空槽から基板を搬出するための基板搬入搬出室を有するとともに、前記真空槽内には、処理前の基板を保持した基板保持器を前記基板搬入搬出室内から当該真空槽内に搬入し、かつ、処理後の基板を保持した基板保持器を前記基板搬入搬出室に搬入する基板搬入搬出機構と、前記処理前の基板を保持した基板保持器を前記基板搬入搬出機構から前記基板保持器搬送機構の基板保持器導入部に受け渡し、かつ、前記処理後の基板を保持した基板保持器を前記基板保持器搬送機構の基板保持器排出部から取り出して前記基板搬入搬出機構に受け渡す搬送ロボットとを有する請求項1記載の真空処理装置。
- 前記基板搬入搬出機構は、処理前の基板を保持した前記基板保持器を前記基板保持器搬送機構の基板保持器導入部に受け渡す基板保持器受け渡し位置と、処理後の基板を保持した前記基板保持器を前記基板保持器搬送機構の基板保持器排出部から取り出す基板保持器取り出し位置との間を移動する基板保持器支持部を有し、当該基板保持器支持部上に前記搬送ロボットが配置されている請求項7記載の真空処理装置。
- 前記基板搬入搬出機構の基板保持器支持部は、前記真空槽と前記基板搬入搬出室とが連通する位置に移動可能に構成され、当該基板保持器支持部を前記連通する位置に移動させ当該基板保持器支持部によって前記真空槽と前記基板搬入搬出室の連通口を塞ぐことにより、前記真空槽に対して前記基板搬入搬出室の雰囲気が隔離されるように構成されている請求項7又は8のいずれか1項記載の真空処理装置。
- 前記真空槽と前記基板搬入搬出室とが連通する位置に対する前記基板保持器受け渡し位置の距離が、前記真空槽と前記基板搬入搬出室とが連通する位置に対する前記基板保持器取り出し位置の距離より小さい請求項9記載の真空処理装置。
- 前記搬送経路が、鉛直面に対して投影した場合に環状となるように形成されている請求項1記載の真空処理装置。
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