JP7262293B2

JP7262293B2 - 真空処理装置

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Publication number: JP7262293B2
Application number: JP2019086494A
Authority: JP
Inventors: 昌男西口; 大輔岩瀬
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2023-04-21
Anticipated expiration: 2039-04-26
Also published as: JP2020183548A

Description

本発明は、被処理基板の処理面に対して所定の真空処理を連続して施す真空処理装置に関し、より詳しくは、ガラス基板などの被処理基板を垂直姿勢とし、成膜処理、熱処理、エッチング処理といった各種の真空処理を施す真空雰囲気の複数の処理チャンバ内を連続して移送し、各処理チャンバを通過する間に処理面に対して各種の真空処理を施すものに関する。

上記種の真空処理装置（所謂、縦型真空処理装置）は例えば特許文献１で知られている。このものは、水平面内で互いに直交する二方向をＸ軸方向及びＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する鉛直方向をＺ軸方向とし、被処理基板をその処理面をＺ軸方向に向けた水平姿勢で搬入される第１ロードロックチャンバを備える。Ｘ軸方向で第１ロードロックチャンバには、ハンドリングチャンバを介して第１姿勢変更チャンバ（スイングモジュール）が連設され、第１姿勢変更チャンバにて、被処理基板が水平姿勢から、その処理面が水平方向を向く垂直姿勢に姿勢変更される。Ｘ軸方向で第１姿勢変更チャンバには、複数個の処理チャンバ（移送チャンバ）が連設されている。そして、垂直姿勢の被処理基板が真空雰囲気の各処理チャンバを通過する間で所定の真空処理が施される。

Ｘ軸方向で最下流側に位置する処理チャンバには、第２姿勢変更チャンバが連設され、第２姿勢変更チャンバにて被処理基板が垂直姿勢から水平姿勢に戻される。そして、Ｘ軸方向で姿勢変更チャンバには、ハンドリングチャンバを介して第２ロードロックチャンバが連設され、大気雰囲気に戻した第２ロードロックチャンバから処理済みの基板が回収されるようになっている。ここで、処理面に対し真空処理としての成膜処理を施すとき、その成膜範囲を規制するためにマスクプレートを装着する場合がある。このような場合、上記従来例の真空処理装置では、Ｘ軸方向一方で処理前の被処理基板を仕込み、Ｘ軸方向他方で処理済みの被処理基板を回収するため、マスクプレートを一旦大気雰囲気に取り出さざるを得ない。

このようなマスクプレートは、製造コストや量産性等を考慮すると、その表面が汚染されるまで使い回しされるものである。このため、マスクプレートが一旦大気雰囲気に曝されると、大気雰囲気中の水分や酸素といった真空排気され難い原子、分子がその表面に付着する。このようなマスクプレートを再装着した被処理基板に対して処理チャンバにて成膜処理を施すと、その膜質（ひいては、製作しようとするデバイスの性能）に悪影響を及ぼすといった問題を招来する。このことから、被処理基板にマスクプレートを装着した状態で各種の成膜処理を施すような場合には、被処理基板に対するマスクプレートの装着と、処理済みの被処理基板からのマスクプレートの離脱（回収）とを真空雰囲気中で実施できると共に当該マスクプレートを複数回使い回しができ、しかも、水平姿勢で搬送されてくる被処理基板を真空雰囲気中で垂直姿勢とし、各種の真空処理を施した後に、水平姿勢に戻した処理後の被処理基板を回収するという一連の基板搬送を効率よく行うことができる真空処理装置の開発が望まれている。

特表２０１７－５０６７０３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、上記一連の基板搬送を効率よく行うことができる真空処理装置を提供することをその課題とするものである。

上記課題を解決するために、被処理基板に対して所定の真空処理を連続して施す本発明の真空処理装置は、水平面内で互いに直交する二方向をＸ軸方向及びＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する鉛直方向をＺ軸方向とし、被処理基板の処理面をＺ軸方向に向けた水平姿勢で被処理基板が搬出入されるロードロックチャンバと、ロードロックチャンバにゲートバルブを介して連設されて、水平姿勢と、処理面が水平方向を向く垂直姿勢との間で被処理基板の姿勢変更を可能とする姿勢変更手段を有する姿勢変更チャンバと、姿勢変更チャンバに連設されて、垂直姿勢の被処理基板のＺ軸回りの回転を可能とする回転手段と、回転手段をＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に所定ストロークで往復動する駆動手段とを有する回転チャンバと、Ｘ軸方向で回転チャンバに連設されて、被処理基板に対して所定の真空処理を施す処理手段を夫々有する複数の処理チャンバと、Ｘ軸方向で回転チャンバから最離間した処理チャンバを中間チャンバとし、中間チャンバに連設されて、Ｙ軸方向一方を向く姿勢で中間チャンバから搬入される被処理基板を、Ｙ軸方向他方を向く姿勢に反転させた状態で中間チャンバに搬出するターンバック手段を有するターンバックチャンバとを備え、姿勢変更チャンバと回転チャンバとに跨ってのびる少なくとも２本の搬送路が備えられていることを特徴とする。

本発明においては、前記姿勢変更チャンバ内に、垂直姿勢の被処理基板をＸ軸方向前後に移送する移送手段と、姿勢変更手段からＸ軸方向前方に間隔を存して配置され、処理面に対しその処理範囲を規制するマスクプレートの装着または脱離を可能とする着脱手段とが設けられる構成を採用することができる。他方で、前記姿勢変更チャンバと回転チャンバとの間にマスク着脱チャンバを更に備え、マスク着脱チャンバ内に、前記搬送路に沿って搬送される基板をこの搬送路の長手方向と直交する方向前後に移送する他の移送手段と、処理面に対しその処理範囲を規制するマスクプレートの装着または脱離を可能とする着脱手段とが設けられる構成を採用することもできる。

以上によれば、大気雰囲気のロードロックチャンバに、処理前の被処理基板が水平姿勢で搬入される。ロードロックチャンバを真空排気した後、例えば真空搬送ロボットにより水平姿勢の被処理基板が姿勢変更チャンバに搬送される。姿勢変更チャンバでは、姿勢変更手段により被処理基板が水平姿勢から垂直姿勢に変更される。ここで、本発明において「垂直姿勢」には、被処理基板の処理面が厳密に鉛直方向に沿っている場合だけでなく、鉛直方向に対して所定角度で傾いているような場合も含む。そして、垂直姿勢に変更された被処理基板は、移送手段によってＸ軸方向前方の所定位置に移送され、着脱手段によって処理面に対してマスクプレートが装着される。この状態では、マスクプレートが装着された被処理基板はＸ軸方向前方を向く姿勢となっている。

マスクプレートが装着された被処理基板は、姿勢変更チャンバから一方の搬送路に沿って回転チャンバの回転手段へと移送され、回転手段によってＺ軸回りに回転され、マスクプレートが装着された被処理基板の処理面がＹ軸方向一方を向く姿勢とされる。この状態で、被処理基板が処理チャンバへと移送される。このとき、処理済みの被処理基板が回転チャンバに隣接する処理チャンバにあるような場合には、処理チャンバから処理済みの被処理基板の回転チャンバへの移送と、回転チャンバから処理前の被処理基板の処理チャンバへの移送とが同時に行われる。そして、被処理基板が各処理チャンバを通過する間で所定の真空処理が施され、ターンバックチャンバに到達する。ターンバックチャンバでは、処理面がＹ軸方向他方を向く姿勢に反転されて、処理チャンバへと再び移送され、同様に処理チャンバを通過する間で所定の真空処理が施されて、処理済みの被処理基板が回転チャンバの回転手段へと再度到達する。回転チャンバでは、回転手段によりＺ軸回りに回転されて、マスクプレートが装着された処理面がＸ軸方向一方を向く姿勢とされる。

一方、上記のようにして被処理基板に対して真空処理を施す間には、上記と同様の手順で次の処理前の被処理基板がロードロックチャンバに搬入され、姿勢変更チャンバにて、処理面に対してマスクプレートが装着された被処理基板が待機した状態とする。姿勢変更チャンバに次の処理前の被処理基板が待機した状態になると、先ず、処理済みの被処理基板が設置されている回転手段がＸ軸方向後方に移動され、処理済みの被処理基板が回転チャンバから他方の搬送路に沿って回転チャンバの回転手段へと移送され、次に、回転手段がＸ軸方向前方に移動された後、処理前の被処理基板が姿勢変更チャンバから一方の搬送路に沿って回転チャンバの回転手段へと移送される。姿勢変更手段に処理済みの被処理基板が移送されると、移送手段によってＸ軸方向前方の所定位置に移送され、着脱手段によってマスクプレートが脱離され、姿勢変更手段によって水平姿勢に戻された後、ロードロックチャンバに戻され、大気雰囲気のロードロックチャンバから回収される。

このように本発明では、真空雰囲気の姿勢変更チャンバにて被処理基板に対してマスクプレートが着脱されるため、大気雰囲気に取り出すことなく、所定の処理回数だけマスクプレートを使い回しすることができる。しかも、姿勢変更チャンバと回転チャンバとに、処理前の被処理基板と、処理済みの被処理基板とを夫々移送する少なくとも２本の搬送路が備えられているため、姿勢変更チャンバでのマスクプレートの着脱やその姿勢変更と、回転チャンバと処理チャンバとの間での被処理基板の受け渡しとの動作をオーバーラップさせて実施でき、処理済みの被処理基板の回転チャンバへの移送と、回転チャンバから処理前の被処理基板の処理チャンバへの移送とが同時に行われることと相俟って、一連の基板搬送を効率よく行うことができる。

本発明の実施形態の真空処理装置の模式横断面図。姿勢変更チャンバの模式縦断面図であり、（ａ）～（ｃ）は、基板の処理面へのマスクプレートの装着を説明する図。姿勢変更チャンバと回転チャンバとの間のキャリアの移送を説明する図１の真空処理装置の部分拡大図。回転チャンバと処理チャンバとの間のキャリアの移送を説明する図１の真空処理装置の部分拡大図。回転チャンバと姿勢変更チャンバとの間のキャリアの移送を説明する図１の真空処理装置の部分拡大図。本発明の他の実施形態の真空処理装置の一部を拡大して示す模式横断面図。

以下、図面を参照して、被処理基板を矩形の輪郭を持つガラス基板（以下、「基板Ｓｗ」という）、所定の真空処理を基板Ｓｗの一方の面（処理面）にマスクプレートＭｐ越しに所定薄膜を成膜する成膜処理とし、４個の処理チャンバを通過させて所定の薄膜を順次積層する場合を例に本発明の真空処理装置ＶＭ_１の実施形態を説明する。以下においては、水平面内で互いに直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する鉛直方向をＺ軸方向とする。

図１及び図２を参照して、本実施形態の真空処理装置ＶＭ_１は、平面視略正方形の輪郭を持つ搬送チャンバＴｃを備え、搬送チャンバＴｃの互いに隣接する二側面には、ロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２がゲートバルブＧｖを介して連設されると共に、搬送チャンバＴｃの他の二側面には、基板Ｓｗの姿勢を変更する姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２がゲートバルブＧｖを介して連設されている。ロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２には、特に図示して説明しないが、真空ポンプからの排気管とベントガスを導入するベントガスラインとが夫々接続され、各ロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２内を真空雰囲気と大気雰囲気とに適宜切り換えることができるようにしている。また、各ロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２には、基板Ｓｗをその一方の面（処理面）を開放した状態で保持する金属製で矩形の輪郭を持つキャリアＣａが設置されている。

各ロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２では、その内部を大気雰囲気とした状態で、図外の大気搬送ロボットにより処理面をＺ軸方向上方に向けた水平姿勢で基板Ｓｗが搬出入され（以下において、「基板Ｓｗ１」という場合は処理前のものを、「基板Ｓｗ２」という場合は処理済みのものを指すものとする）、キャリアＣａにセットされる。なお、キャリアＣａの形態やキャリアＣａに対する基板Ｓｗ１のセット方法は、クランプを利用したもの等、公知のものが利用できるため、ここでは説明を省略する。また、後述の処理チャンバ内では、常時、基板Ｓｗ１を保持するキャリアＣａ１の複数個が移送されている一方で、ロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２と後述の回転チャンバＲｃとの間では、基板Ｓｗ１と基板Ｓｗ２とを夫々保持する２個のキャリアＣａ１，Ｃａ２のみが移送されるようになっている。

搬送チャンバＴｃには、図外の真空ポンプからの排気管が夫々接続され、それらの内部を所定圧力の真空雰囲気に維持できるようにしている。搬送チャンバＴｃ内には、フォーク状のロボットハンドＲｈを持つ公知の真空搬送ロボット（図示せず）が配置され、ロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２と姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２との間で、基板Ｓｗ１，Ｓｗ２が夫々セットされたキャリアＣａ（以下において、「キャリアＣａ１」という場合、基板Ｓｗ１がセットされたものを、「キャリアＣａ２」という場合、基板Ｓｗ２がセットされたものを指すものとする）を水平姿勢のまま搬送できるようになっている。各姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２は、同一の構成を有し、その内部には、水平姿勢と、その処理面が水平方向を向く垂直姿勢との間でキャリアＣａ１，Ｃａ２の姿勢を変更する姿勢変更手段１と、基板Ｓｗ１，Ｓｗ２の処理面に対しその処理範囲を規制するマスクプレートＭｐを着脱する着脱手段２とが設けられている。

搬送チャンバＴｃのＸ軸方向前方（図１中、右側をいう）に連設された姿勢変更チャンバＡｃ１を例に説明すると、姿勢変更手段１は、図２に示すように、Ｙ軸方向に間隔を置いて立設した２本のフレーム１１と、各フレーム１１間に軸架された回転軸１２と、回転軸１２に取り付けられた回転テーブル１３とを備える。そして、上記真空搬送ロボットにより水平姿勢の回転テーブル１３上にキャリアＣａ１がセットされると、図外のモータにより回転軸１２を回転させて回転テーブル１３が９０度回転されて、キャリアＣａ１は、基板Ｓｗ１の処理面がＸ軸方向前方を向く垂直姿勢となる。なお、特に図示して説明しないが、回転テーブル１３の所定位置には、垂直姿勢のキャリアＣａ１を保持する受け部が形成され、回転テーブル１３を回転させてキャリアＣａ１を垂直姿勢にしても、キャリアＣａ１が回転テーブル１３から脱落しないようになっている。また、姿勢変更チャンバＡｃ１には、単軸ロボット１４ａとそのスライダ１４ｂとから構成される移送手段１４が設けられ、各スライダ１４ｂで各フレーム１１が夫々支持され、Ｘ軸方向前後に回転テーブル１３で保持されたキャリアＣａ１が所定ストロークで往復動自在となっている。

着脱手段２は、姿勢変更チャンバＡｃ１のＸ軸方向前方の内壁面に設けられる電磁石２１と、電磁石２１への通電時に発生する磁力より弱く設定した永久磁石２２とを備える。マスクプレートＭｐとしては、インバー、アルミやステンレス等の金属製のものが用いられ、処理面に成膜しようとするパターンに応じて板厚方向に貫通する開口（図示せず）が形成されている。図２（ａ）に示す着脱手段２の待機状態では、電磁石２１に図外の電源から通電されて電磁石２１に永久磁石２２が吸着され、永久磁石２２がマスクプレートＭｐの外周縁部に吸着されることでマスクプレートＭｐが保持された状態となっている。基板Ｓｗ１の処理面に対してマスクプレートＭｐを装着する場合、キャリアＣａ１を保持した回転テーブル１３が移送手段１４によりＸ軸方向前方に移送され、図２（ｂ）に示す着脱手段２の着脱位置では、マスクプレートＭｐの外周縁部がキャリアＣａ１の外周縁に当接し、永久磁石２２の磁力によってマスクプレートＭｐがキャリアＣａ１に吸着される。この状態で、電磁石２１への通電を停止した後、移送手段１４により回転テーブル１３がＸ軸方向後方（図１中、左側をいう）に向けて移送を開始すると、電磁石２１と永久磁石２２との吸着が解除され、永久磁石２２によってマスクプレートＭｐがキャリアＣａ１に吸着保持された状態となり、キャリアＣａ１の回転チャンバＲｃへの移送を可能とする図２（ｃ）に示す移送位置に到達する。なお、特に図示して説明しないが、姿勢変更チャンバＡｃ１（Ａｃ２）にはＣＣＤカメラなどの撮像手段が設けられ、撮像手段で撮像した画像データを基に基板Ｓｗ１の処理面に対するマスクプレートＭｐの位置を相対移動させてアライメントされるようになっている。

姿勢変更チャンバＡｃ１のＹ軸方向及び姿勢変更チャンバＡｃ２のＸ軸方向には、単一の回転チャンバＲｃが連設されている。なお、姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２に順次連設される回転チャンバＲｃ、各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４及びターンバックチャンバＢｃは、キャリアＣａ１，Ｃａ２の通過を許容する通過開口Ｐｏを介して互いに連通し、図外の真空ポンプにより所定圧力に維持されるようになっている。また、姿勢変更チャンバＡｃ１と回転チャンバＲｃとには、通過開口Ｐｏを介して両チャンバＡｃ１，Ｒｃに跨ってＹ軸方向にのびる２本の第１搬送路Ｒ１１，Ｒ１２がＸ軸方向に間隔を置いて設けられている。そして、移送位置にあるキャリアＣａ１が、Ｘ軸方向前方に位置する一方の第１搬送路Ｒ１１を介して回転チャンバＲｃに移送される。搬送路としては、以下に説明するものを含め、例えば、非接触給電によりキャリアＣａ１，Ｃａ２を磁気浮上させ、搬送路に沿ってキャリアＣａ１，Ｃａ２を移送する公知のものが利用できるため、これ以上の説明は省略する。

回転チャンバＲｃには、垂直姿勢のキャリアＣａ１をＺ軸回りに回転する回転手段としての回転ステージ３１が設けられている。回転ステージ３１の上面には、一方向に長手の２本の第２搬送路Ｒ２１，Ｒ２２が間隔を置いて設けられている。本実施形態では、第１搬送路Ｒ１１，Ｒ１２及び第２搬送路Ｒ２１，Ｒ２２とで、姿勢変更チャンバＡｃ１と回転チャンバＲｃとに跨ってのびる搬送路が構成されるようにしている。また、回転テーブル１３の下面には、回転ステージ３１を所定のストロークでＸ軸方向及びＹ軸方向に夫々往復動する駆動手段としてのＸ－Ｙステージ３２が設けられている。そして、姿勢変更チャンバＡｃ１との間でキャリアＣａ１が受け渡される回転ステージ３１の第１受渡位置（図１中、実線で示す状態）では、第２搬送路Ｒ２１，Ｒ２２が、Ｙ軸方向で第１搬送路Ｒ１１，Ｒ１２の延長線上に夫々位置し、Ｘ軸方向前方の第１の搬送路Ｒ１１を介してキャリアＣａ１を回転ステージ３１上の所定位置に移送できるようになっている。このとき、Ｘ軸方向後方の第１搬送路Ｒ１２は、キャリアＣａ２を回転ステージ３１から姿勢変更チャンバＡｃ１に移送するように利用されるようになる。回転チャンバＲｃのＸ軸方向一方の側面には４個の処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４が順次連設されている。

通過開口Ｐｏを介して互いに連通する各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４は、仕切壁４１によってＹ軸方向で（図１中、上下方向をいう）２室４２ａ，４２ｂに夫々分離されている。第１室４２ａ及び第２室４２ｂには、各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４を跨いでＸ軸方向にのびる第３搬送路Ｒ３１、Ｒ３２が夫々設けられ、回転ステージ３１を第１受渡位置から（例えば、図１中、半時計方向に９０度）回転させた第２受渡位置では、第２搬送路Ｒ２１，Ｒ２２が、第３搬送路Ｒ３１，Ｒ３２の延長線上に位置するようになっている。そして、キャリアＣａ１を第３搬送路Ｒ３１，Ｒ３２を介して各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４を通過する間で、基板Ｓｗ１の処理面に対してマスクプレートＭｐ越しに成膜処理されるようになっている。成膜処理としては、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の公知のものが利用でき、その成膜法に応じて、蒸着源、スパッタリングカソードやプロセスガス導入手段といった各種の装備が各室４２ａ，４２ｂ内に成膜手段４３ａ，４３ｂとして設けられる。なお、これらの成膜処理及びそれに必要は装備については公知のものが利用できるため、ここでは詳細な説明は省略する。

中間チャンバとしての処理チャンバＰｃ４には、処理チャンバＰｃ４から搬入されるキャリアＣａ１を、Ｙ軸方向他方（図１中、下方）を向く姿勢に反転させた状態で中間チャンバＰｃ４に搬出するターンバックチャンバＢｃが連設されている。ターンバックチャンバＢｃには、Ｚ軸回りに回転自在なターンバック手段としての回転ステージ５が設けられ、回転ステージ５には、一方向に長手の第４搬送路Ｒ４が設けられている。そして、回転ステージ５の受取位置では、第４搬送路Ｒ４がＹ軸方向上側に位置する一方の第３搬送路Ｒ３１の延長上に位置し、この状態で処理チャンバＰｃ４からターンバックチャンバＢｃの回転ステージ５上の所定位置に、Ｙ軸方向一方を向く姿勢のキャリアＣａ１を受け取る。そして、回転ステージ５を１８０度回転させた受渡位置では、第４搬送路Ｒ４が他方の第３搬送路Ｒ３２の延長上に位置し、Ｙ軸方向他方を向く姿勢に反転されたキャリアＣａ１がターンバックチャンバＢｃから処理チャンバＰｃ４へと受け渡される。以下に、図３～図５も参照して、上記真空処理装置ＶＭ_１により実施される真空処理として成膜処理を例に説明するが、その説明の簡素化のため、ロードロックチャンバＬｃ１で処理前の基板Ｓｗ１を仕込むと共に、処理済の基板Ｓｗ２を回収する場合を例とする。

図１に示すように、大気雰囲気の一方のロードロックチャンバＬｃ１に、基板Ｓｗ１がその処理面がＺ軸方向上方を向く水平姿勢で搬入されてキャリアＣａ１に基板Ｓｗ１がセットされると、ロードロックチャンバＬｃ１内が真空排気される。このとき、搬送チャンバＴｃ、姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２、回転チャンバＲｃ、各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４並びにターンバックチャンバＢｃもまた所定圧力まで真空排気された状態となっており、また、各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４には、複数個のキャリアＣａ１が事前に仕込まれ、処理チャンバＰｃ４の第２室４２ｂには、処理面がＹ軸方向他方（図１中、下側）を向く姿勢の処理済みの基板Ｓｗ２を保持するキャリアＣａ２があるものとする。

ロードロックチャンバＬｃ１内が所定圧力に達すると、ゲートバルブＧｖを開けて、搬送チャンバＴｃ、ロードロックチャンバＬｃ１及び姿勢変更チャンバＡｃ１を互いに連通した状態とし、ロボットハンドＲｈを持つ真空搬送ロボットにより水平姿勢のキャリアＣａ１を姿勢変更チャンバＡｃ１の回転ステージ１３へと搬送する。回転ステージ１３へのキャリアＣａ１の搬送が終了すると、ゲートバルブＧｖを閉じて、搬送チャンバＴｃ、ロードロックチャンバＬｃ１及び姿勢変更チャンバＡｃ１が互いに隔絶される。

次に、回転テーブル１３でキャリアＣａ１が保持されると、図外のモータにより回転軸１２を介して回転テーブル１３を反時計回りに９０度回転させ、キャリアＣａ１を垂直姿勢にする（図２（ａ）参照）。なお、「垂直姿勢」には、基板Ｓｗの処理面が厳密に鉛直方向に沿っている場合だけでなく、鉛直方向に対して所定角度で傾いているような場合も含む。そして、キャリアＣａ１を保持した回転テーブル１３を移送手段１４によりＸ軸方向前方（図１中、右側）に移送し、マスクプレートＭｐの外周縁部をキャリアＣａ１の外周縁に当接させる（図２（ｂ）参照）。この状態で、電磁石２１への通電を停止した後、回転テーブル１３をＸ軸方向後方に移送して図２（ｃ）に示す移送位置まで戻す。この状態では、永久磁石２２によってマスクプレートＭｐがキャリアＣａ１に吸着保持された状態となる。このとき、回転チャンバＲｃの回転ステージ３１は、第２搬送路Ｒ２１，Ｒ２２が第１搬送路Ｒ１１，Ｒ１２の延長線上に位置する第１受渡位置にある。そして、図３に示すように、Ｘ軸方向前方の第１搬送路Ｒ１１及び第２搬送路Ｒ２１を介してキャリアＣａ１が回転ステージ３１の所定位置に移送される。

次に、図４に示すように、回転ステージ３１が反時計方向でＺ軸回りに９０度回転され、第２搬送路Ｒ２１，Ｒ２２が第３搬送路Ｒ３１，Ｒ３２の延長線上に夫々位置する第２受渡位置となり、キャリアＣａ１は、基板Ｓｗ１の処理面がＹ軸方向一方（図１中、上側）を向く姿勢とされる。そして、回転ステージ３１の第２受渡位置にて、Ｙ軸方向上側の第２搬送路Ｒ２１及び第３搬送路Ｒ３１を介してキャリアＣａ１が回転チャンバＲｃから処理チャンバＰｃ１に移送されると同時に、Ｙ軸方向下側の第３搬送路Ｒ３２及び第２搬送路Ｒ２２を介してキャリアＣａ２が処理チャンバＰｃ１から回転チャンバＲｃに移送される。

処理チャンバＰｃ１に移送されたキャリアＣａ１は、第３搬送路Ｒ３１を介して、中間チャンバとしての処理チャンバＰｃ４へと連続して移送され、各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４の第１室４２ａを通過する間で成膜手段４３ａによりマスクプレートＭｐ越しに成膜処理が施される。このとき、ターンバックチャンバＢｃ内の回転ステージ５は、図１に示すように、第４搬送路Ｒ４がＹ軸方向一方の第３搬送路Ｒ３１の延長線上に位置する受取位置にある。そして、処理チャンバＰｃ４を通過したキャリアＣａ１が、第３搬送路Ｒ３１及び第４搬送路Ｒ４を介してターンバックチャンバＢｃ内の回転ステージ５上の所定位置まで移送される。

キャリアＣａ１が回転ステージ５の所定位置まで移送されると、回転ステージ５がＺ軸回りに回転され、第４搬送路Ｒ４がＹ軸方向他方の第３搬送路Ｒ３２の延長線上に位置する受取位置となる。そして、第４搬送路Ｒ４及び第３搬送路Ｒ３１を介してキャリアＣａ１が処理チャンバＰｃ４から処理チャンバＰｃ１へと連続して移送され、各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４の第２室４２ｂを通過する間で成膜手段４３ａによりマスクプレートＭｐ越しに成膜処理が施されながら、処理済みの基板Ｓｗ２を保持するキャリアＣａ２が処理チャンバＰｃ１に到達する。

一方、第３搬送路Ｒ３２及び第２搬送路Ｒ２２を介して処理チャンバＰｃ１から回転チャンバＲｃの回転ステージ３１上の所定位置にキャリアＣａ２が移送されると、図５に示すように、回転ステージ３１が反時計方向でＺ軸回りに９０度回転された後、Ｘ－Ｙステージ３２により回転ステージ３１がＸ軸方向他方に移動される。この状態では、キャリアＣａ２はその処理面がＸ軸方向前方を向く姿勢であり、また、第２搬送路Ｒ２２がＸ軸方向後方の第１搬送路Ｒ１２の延長線上に位置する。そして、キャリアＣａ２が、第２搬送路Ｒ２２及び第１搬送路Ｒ１２を介して回転チャンバＲｃから姿勢変更チャンバＡｃ１へと移送される。なお、第２搬送路Ｒ２２からキャリアＣａ２が移送されると、回転ステージ３１がＸ－Ｙステージ３２によりＸ軸方向一方に移動されて第１受渡位置に戻る。この場合、第２搬送路Ｒ２２に、次のキャリアＣａ１を受け取ることになる。

次に、キャリアＣａ２が回転チャンバＲｃから姿勢変更チャンバＡｃ１へと移送されると、垂直姿勢の回転テーブル１３の所定位置に受け渡される。その後、移送手段１４によりキャリアＣａ２をＸ軸方向前方に移送し、マスクプレートＭｐに吸着する永久磁石２２を電磁石２１に一旦当接させる。この状態で、電磁石２１に通電した後、移送手段１４によりキャリアＣａ２をＸ軸方向後方に移送すると、キャリアＣａ２からマスクプレートＭｐが脱離される（図２（ａ）に示す状態）。そして、上記と逆の手順で、回転テーブル１３を時計回りに９０度回転させて、キャリアＣａ２を水平姿勢にした後、キャリアＣａ２が真空搬送ロボットにより搬送チャンバＴｃを経てロードロックチャンバＬｃ１に搬送され、ロードロックチャンバＬｃ１を大気開放した後、基板Ｓｗ２が回収される。なお、ロードロックチャンバＬｃ２においても、上記と同手順で、処理前の基板Ｓｗ１を仕込み、処理済みの基板Ｓｗ２を回収することができる。

以上の実施形態によれば、真空雰囲気の姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２にて基板Ｓｗに対してマスクプレートＭｐが着脱されるため、大気雰囲気に取り出すことなく、所定の処理回数だけ使い回しすることができる。しかも、姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２と回転チャンバＲｃとに、処理前の基板Ｓｗ１と、処理済みの基板Ｓｗ２とを夫々移送する少なくとも２本の第１搬送路Ｒ１１，Ｒ１２が備えられているため、姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２でのマスクプレートＭｐの着脱やその姿勢変更と、回転チャンバＲｃと処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４での基板Ｓｗ１，Ｓｗ２との受渡動作をオーバーラップさせて実施でき、基板Ｓｗ１の回転チャンバＲｃへの移送と、回転チャンバＲｃから基板Ｓｗ２の処理チャンバＰｃ１への移送とが同時に行われることと相俟って、一連の基板搬送を効率よく行うことができる。しかも、ターンバックチャンバＢｃを設けて、ターンバックチャンバＢｃから回転チャンバＲｃに向けて移送される間にも、基板Ｓｗ１の処理面に対して所定の真空処理を施すことができるため、基板Ｓｗ１に対して所定の真空処理を実施するのに必要な処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４の数を実質的に半減させて、真空処理装置ＶＭ_１の設置面積を減少させることができ、有利である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術思想の範囲を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。上記実施形態では、所定の真空処理を成膜処理としたものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、熱処理やエッチング処理など真空雰囲気で実施されるものであれば、その処理内容は問わず、また、連設される処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４も上記に限定されるものではない。

また、上記実施形態では、搬送チャンバＴｃと２個のロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２とを備えるものを例に説明したが、搬送チャンバＴｃは省略することができ、また、ロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２の数も上記に限定されるものではない。また、上記実施形態では、回転チャンバＲｃに処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ４を順次連設したものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、バッファチャンバ（図示せず）を回転チャンバＲｃと処理チャンバＰｃ１との間に介設してもよい。また、上記実施形態では、電磁石２１と永久磁石２２とで着脱手段２を構成したものを例に説明したが、マスクプレートＭｐの基板Ｓｗへの着脱ができるものであれば、上記のものに限定されるものではない。

上記実施形態では、姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２と回転チャンバＲｃとに跨ってのびる第１搬送路Ｒ１１，Ｒ１２を２本とし、姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２に着脱手段２を設けるものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、搬送路を３本として、基板搬送の効率をより一層高めるようにしてもよい。即ち、他の実施形態に係る真空処理装置ＶＭ_２は、図６に一部を拡大して説明するように、搬送チャンバＴｃに連設された２個の姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２には、姿勢変更手段１のみが設けられている。各姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２は、夫々マスク着脱チャンバＭｃ１，Ｍｃ２を介して単一の回転チャンバＲｃに連設されている。姿勢変更チャンバＡｃ１とマスク着脱チャンバＭｃ１，Ｍｃ２とには、各通過開口Ｐｏを介してこれらのチャンバに跨って線状にのびる２本の第１搬送路Ｒ１０１，Ｒ１０２がＸ軸方向に間隔を置いて設けられている。また、マスク着脱チャンバＭｃ１，Ｍｃ２内に位置する各第１搬送路Ｒ１０１，Ｒ１０２の部分は、第１搬送路Ｒ１０１，Ｒ１０２の長手方向に対して直交する方向に進退するように構成され、その進退方向に位置するマスク着脱チャンバＭｃ１，Ｍｃ２の壁面にマスクプレートＭｐの着脱手段２が設けられている。また、回転チャンバＲｃの回転テーブル１３には、所定間隔を置いて３本の第２搬送路Ｒ２０１，Ｒ２０２，Ｒ２０３が設けられている。

以上の真空処理装置ＶＭ_２によれば、マスク着脱チャンバＭｃ１，Ｍｃ２にて基板Ｓｗに対してマスクプレートＭｐを脱着することで、処理チャンバＰｃ１から回転チャンバＲｃへのキャリアＣａ２の移送と、回転チャンバＲｃから処理チャンバＰｃ１へのキャリアＣａ１の移送とが同時に行われることに加えて、マスク着脱チャンバＭｃ１，Ｍｃ２から回転チャンバＲｃへのキャリアＣａ１の移送と、回転チャンバＲｃからマスク着脱チャンバＭｃ１，Ｍｃ２へのキャリアＣａ２の移送とも同時実施することができ、より一層基板搬送の効率を高めることができてよい。

Ｂｃ…ターンバックチャンバ、Ｇｖ…ゲートバルブ、Ｌｃ１，Ｌｃ２…ロードロックチャンバ、Ｍｐ…マスクプレート、Ｐｃ１～Ｐｃ４…処理チャンバ、Ｐｃ４…処理チャンバ（中間チャンバ）、Ｒｃ…回転チャンバ、Ｓｗ…基板（被処理基板）ＶＭ_１，ＶＭ_２…真空処理装置、１…姿勢変更手段、１４…移送手段、２…着脱手段、３１…回転ステージ（回転手段）、３２…Ｘ－Ｙステージ（駆動手段）、４３ａ，４３ｂ…成膜手段（処理手段）５…回転ステージ（ターンバック手段）。

Claims

被処理基板に対して所定の真空処理を連続して施す真空処理装置において、
水平面内で互いに直交する二方向をＸ軸方向及びＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する鉛直方向をＺ軸方向とし、被処理基板の処理面をＺ軸方向に向けた水平姿勢で被処理基板が搬出入されるロードロックチャンバと、
ロードロックチャンバにゲートバルブを介して連設されて、水平姿勢と、処理面が水平方向を向く垂直姿勢との間で被処理基板の姿勢変更を可能とする姿勢変更手段を有する姿勢変更チャンバと、
姿勢変更チャンバに連設されて、垂直姿勢の被処理基板のＺ軸回りの回転を可能とする回転手段と、回転手段をＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に所定ストロークで往復動する駆動手段とを有する回転チャンバと、
Ｘ軸方向で回転チャンバに連設されて、被処理基板に対して所定の真空処理を施す処理手段を夫々有する複数の処理チャンバと、
Ｘ軸方向で回転チャンバから最離間した処理チャンバを中間チャンバとし、中間チャンバに連設されて、Ｙ軸方向一方を向く姿勢で中間チャンバから搬入される被処理基板を、Ｙ軸方向他方を向く姿勢に反転させた状態で中間チャンバに搬出するターンバック手段を有するターンバックチャンバとを備え、
姿勢変更チャンバと回転チャンバとに跨ってのびる少なくとも２本の搬送路が備えられ、
前記姿勢変更チャンバ内に、垂直姿勢の被処理基板をＸ軸方向前後に移送する移送手段と、姿勢変更手段からＸ軸方向前方に間隔を存して配置され、処理面に対しその処理範囲を規制するマスクプレートの装着または脱離を可能とする着脱手段とが設けられていることを特徴とする真空処理装置。
被処理基板に対して所定の真空処理を連続して施す真空処理装置において、
水平面内で互いに直交する二方向をＸ軸方向及びＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する鉛直方向をＺ軸方向とし、被処理基板の処理面をＺ軸方向に向けた水平姿勢で被処理基板が搬出入されるロードロックチャンバと、
ロードロックチャンバにゲートバルブを介して連設されて、水平姿勢と、処理面が水平方向を向く垂直姿勢との間で被処理基板の姿勢変更を可能とする姿勢変更手段を有する姿勢変更チャンバと、
姿勢変更チャンバに連設されて、垂直姿勢の被処理基板のＺ軸回りの回転を可能とする回転手段と、回転手段をＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に所定ストロークで往復動する駆動手段とを有する回転チャンバと、
Ｘ軸方向で回転チャンバに連設されて、被処理基板に対して所定の真空処理を施す処理手段を夫々有する複数の処理チャンバと、
Ｘ軸方向で回転チャンバから最離間した処理チャンバを中間チャンバとし、中間チャンバに連設されて、Ｙ軸方向一方を向く姿勢で中間チャンバから搬入される被処理基板を、Ｙ軸方向他方を向く姿勢に反転させた状態で中間チャンバに搬出するターンバック手段を有するターンバックチャンバとを備え、
姿勢変更チャンバと回転チャンバとに跨ってのびる少なくとも２本の搬送路が備えられ、
前記姿勢変更チャンバと回転チャンバとの間にマスク着脱チャンバを更に備え、マスク着脱チャンバ内に、前記搬送路に沿って搬送される基板をこの搬送路の長手方向と直交する方向前後に移送する他の移送手段と、処理面に対しその処理範囲を規制するマスクプレートの装着または脱離を可能とする着脱手段とが設けられることを特徴とする真空処理装置。