JP7303060B2

JP7303060B2 - 真空処理装置

Info

Publication number: JP7303060B2
Application number: JP2019144898A
Authority: JP
Inventors: 昌男西口; 大輔岩瀬; 潤一郎小池
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2019-08-06
Filing date: 2019-08-06
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2039-08-06
Also published as: JP2021025102A

Description

本発明は、キャリアにセットした被処理基板をその処理面が水平方向を向く垂直姿勢で移送しながら、この被処理基板に対して、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処理装置に関する。

例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造工程においては、ガラスなどの板状の被処理基板（以下、「基板」という）の一方の面（処理面）に、下部電極、単層又は多層の有機膜（有機発光層）、上部電極や保護層を形成する工程がある。これらの工程は、製品歩留まりを可及的に高めるために真空雰囲気で一貫して実施することが一般であり、例えば特許文献１で知られている真空処理装置が利用される（例えば、図１０に示す従来例のものを参照）。このものは、基板がその処理面を鉛直上方に向けた水平姿勢で搬入される第１のロードロックチャンバを備え、第１のロードロックチャンバには、ゲートバルブを介して真空搬送ロボットを配置する搬送チャンバが連設されている。搬送チャンバには、ゲートバルブを介して準備チャンバが設けられ、準備チャンバにて、真空搬送ロボットにより真空雰囲気の第１のロードロックチャンバから搬送チャンバを経て搬送されてくる基板が、基板の処理面に対しその処理範囲を規制するマスクを備えるキャリア（パレット）に位置決めした状態でセットされるようになっている。

準備チャンバには、各種の真空処理（例えば、蒸着による成膜処理）を施す複数個の処理チャンバが連設され、各処理チャンバを移送される間に、基板に対してマスク越しに各種の真空処理が施される。最下流側に位置する処理チャンバには、キャリアと基板との分離を可能とする分離チャンバが連設され、分離チャンバには、各ゲートバルブを介して真空搬送ロボットを配置する搬送チャンバと、第２のロードロックチャンバとが連設されている。そして、真空搬送ロボットにより処理済みの基板のみを搬出し、適宜他の真空処理を施した後、第２のロードロックチャンバに搬送されて大気雰囲気の第２の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。分離チャンバにはまた、移送チャンバが連設され、移送チャンバが準備チャンバに連設されて、基板が分離されたキャリアのみを準備チャンバに戻すことができるようにしている。

上記従来例のものでは、少なくとも一つの処理チャンバの両側に、夫々が第１及び第２の各ロードロックチャンバに連設される準備チャンバと分離チャンバとを設けているため、基板が分離されたキャリアのみを準備チャンバに戻すための搬送経路が長くなる。このため、第１のロードロックチャンバに順次搬入される基板を効率よく処理チャンバに搬送して所定の真空処理をするには、基板より多い数のキャリアが必要となるという問題がある。

ところで、基板に対して真空雰囲気で一貫して各種の真空処理を施すとき、より一層製品歩留まりを高めるために、ロードロックチャンバから処理チャンバに移送される経路にて、基板を水平姿勢からその処理面を水平方向に向けた垂直姿勢に姿勢変更することが一般に知られている。上記従来例のものに適用する場合、準備チャンバにてキャリアに基板をセットした後、垂直姿勢に変更し、準備チャンバにマスク装着チャンバを連設してこのマスク装着チャンバにて垂直姿勢の基板の処理面にマスクを装着することになる。そして、分離チャンバにてキャリアと共にマスクも回収することになるが、回収したマスクをマスク装着チャンバに移送するための他の移送チャンバが必要になり、これでは、装置コストがアップし、しかも、上記同様、使用するマスクの数も多くなるという問題を招来する。

特開２００９－２２４２３１号公報

本発明は、以上の点に鑑み、キャリアやマスクの使用枚数を可及的に少なくでき、効率よく（即ち、短いタクトタイムで）被処理基板に対して各種の真空処理を施す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、キャリアにセットした被処理基板をその処理面が水平方向を向く垂直姿勢で移送しながら、この被処理基板に対して所定の真空処理を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第１及び第２の各ロードロックチャンバと、第１及び第２の各ロードロックチャンバのＹ軸方向一方にゲートバルブを介して夫々連設され、真空搬送ロボットが配置される第１及び第２の各搬送チャンバと、第１及び第２の各搬送チャンバのＹ軸方向一方に連設され、キャリアが設置されて水平姿勢と垂直姿勢との間で被処理基板がセットされたキャリア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、姿勢変更チャンバのＸ軸方向一方に連設され、キャリアにセットされた垂直姿勢の被処理基板の処理面に対しその処理範囲を規制するマスクの装着または脱離を可能とするマスク着脱手段を備えるマスク着脱チャンバと、マスク着脱チャンバのＸ軸方向一方に連設されて、キャリアにセットされて垂直姿勢で移送される被処理基板に対してマスク越しに所定の真空処理を施す処理手段を有する少なくとも一つの処理チャンバと、を備え、姿勢変更手段が、Ｘ軸方向に並設された、キャリアを保持するＸ軸回りに回転自在な少なくとも２個の保持ステージを有し、各保持ステージ相互の間でキャリアをＸ軸方向に移動可能な移動手段が姿勢変更チャンバ内に設けられ、処理チャンバ内が、Ｘ軸方向にのびる仕切壁で処理空間と搬送空間との２室に分離され、姿勢変更チャンバからマスク着脱チャンバを経て処理チャンバの処理空間へと線状にのびて垂直姿勢のキャリアのＸ軸方向一方への移送を可能とする第１搬送路と、処理チャンバの搬送空間からマスク着脱チャンバを経て姿勢変更チャンバへと線状にのびて垂直姿勢のキャリアのＸ軸方向他方への移送を可能とする第２搬送路とを更に有し、マスク着脱チャンバにて処理前の被処理基板の処理面にマスクが装着された状態のキャリアが第１搬送路に沿ってＸ軸方向一方に移送されて被処理基板の処理面に対してマスク越しに所定の真空処理が施され、その後に第１搬送路のキャリアが第２搬送路へと受け渡されて第２搬送路に沿ってＸ軸方向他方に移送され、マスク着脱チャンバにて成膜済み被処理基板からマスクを取り外し、この取り外したマスクを処理前の被処理基板に再度装着するように構成したことを特徴とする。

本発明においては、Ｘ軸方向最下流側に位置する前記処理チャンバに連設されるレーンチェンジチャンバを更に備え、レーンチェンジチャンバ内に、前記第１搬送路を移送されてきたキャリアを受け取り、被処理基板の姿勢を維持した状態でキャリアを前記第２搬送路に受け渡すレーンチェンジ手段を設けた構成を採用できる。

以上によれば、大気雰囲気の第１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。第１のロードロックチャンバを真空排気した後、真空搬送ロボットにより水平姿勢の被処理基板が第１の搬送チャンバを経て姿勢変更チャンバに搬送される。このとき、一方の保持ステージは水平姿勢とされ、その上面にはキャリアが予め位置決め設置され、キャリアに、真空搬送ロボットにより搬送されてきた被処理基板がその処理面を上方に向けた姿勢でセットされる。その後、姿勢変更手段としての保持ステージがＸ軸回りに例えば９０度回転されて、被処理基板がセットされたキャリアが水平姿勢から垂直姿勢に変更される。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。

次に、被処理基板がセットされた垂直姿勢のキャリアが第１搬送路に受け渡された後、第１搬送路によりマスク着脱チャンバに移送される。マスク着脱チャンバ内では、マスク着脱手段によって被処理基板の処理面に対してマスクが装着される。この状態では、被処理基板がＹ軸方向一方を向く姿勢となる。第１搬送路により被処理基板及びマスクがセットされた垂直姿勢のキャリアが処理チャンバの処理空間へと移送され、少なくとも一つの処理チャンバの処理空間を通過する間で所定の真空処理がマスク越しに施され、レーンチェンジチャンバに到達する。レーンチェンジチャンバでは、処理済みの被処理基板がＹ軸方向一方を向く姿勢を維持したまま第２搬送路へと受け渡される。そして、Ｘ軸方向他方で処理チャンバの搬送空間を通ってマスク着脱チャンバに移送される。マスク着脱チャンバでは、マスク着脱手段によって処理済みの被処理基板の処理面からマスクが脱離される。この脱離されたマスクは、第１搬送路により次に搬送されてくる被処理基板に装着される。

第２搬送路により処理済みの被処理基板がセットされたキャリアが姿勢変更チャンバ内の所定位置に移送されたとき、姿勢変更チャンバでは他方の保持ステージが垂直姿勢で待機しており、この保持ステージに垂直姿勢のキャリアが受け渡されて保持される。その後、保持ステージがＸ軸回りに例えば９０度回転されて、キャリアが垂直姿勢から水平姿勢に戻される。この状態で、真空搬送ロボットにより処理済みの被処理基板のみが例えば第２の搬送チャンバを経て第２のロードロックチャンバに戻され、大気雰囲気の第２のロードロックチャンバから回収される。これに併せて、被処理基板が取り除かれた水平姿勢で空のキャリアは移動手段により他方の保持ステージから一方の保持ステージへと移動される。このとき、他の処理前の被処理基板が大気雰囲気の第１のロードロックチャンバに搬入された後、第１のロードロックチャンバが真空排気した状態で待機しており、以降、上記手順を繰り返して、複数枚の被処理基板に対して真空処理が施される。

このように本発明では、姿勢変更チャンバ内に、キャリアを保持する少なくとも２個の保持ステージをＸ軸方向に並設すると共に、各保持ステージ相互の間でキャリアを移動自在としたため、例えば、一方の保持ステージで保持されたキャリアから処理済みの被処理基板を搬出した後、空のキャリアを他方の保持ステージに移動させれば、第１のロードロック室への処理済みの被処理基板の搬出と、第２のロードロック室からの処理前の被処理基板の搬入とを同時に実施できて効率的であり、しかも、空のキャリアには、処理前の被処理基板を速やかにセットできる。この場合、キャリアは、真空処理装置内を移送される被処理基板と同一の数だけあれば済み、上記従来例のように余分のキャリアは必要ない。また、処理チャンバのＸ軸方向の延長線上に位置する一箇所のマスク着脱チャンバで被処理基板に対するマスクの着脱を行う構成を採用しているため、処理チャンバ（レーンチェンジチャンバを含む）を移送されている被処理基板の数だけマスクがあれば済み、上記従来例のように余分のマスクも必要なく、このとき、回収したマスクを再度利用するために、搬送するといったことを不要にできる。

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）及び（ｂ）は、水平姿勢から垂直姿勢にして第１搬送路へ受け渡す場合を説明する図。マスク着脱チャンバの模式縦断面図。本発明の他の実施形態の真空処理装置の模式横断面図。本発明の他の実施形態の真空処理装置の模式横断面図。本発明の他の実施形態の真空処理装置の模式横断面図。本発明の他の実施形態の真空処理装置の模式横断面図。

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Ｍｓ越しに所定薄膜を成膜する成膜処理とし、３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は、基板Ｓｗの処理面をＺ軸方向上方に向けた水平姿勢で基板Ｓｗが搬出入される第１及び第２の各ロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２を備える。各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。そして、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が搬出入される（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）。

各ロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２のＹ軸方向一側（図１中、上側）には、ゲートバルブＧｖを介して、平面視略正方形の輪郭を持つ第１及び第２の各搬送チャンバＴｃ１，Ｔｃ２が夫々連設されている。各搬送チャンバＴｃ１，Ｔｃ２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。各搬送チャンバＴｃ１，Ｔｃ２にはまた、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、真空搬送ロボットにより真空雰囲気の各ロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２と、後述の姿勢変更チャンバＡｃとの間で基板Ｓｗ１，Ｓｗ２を搬送できるようにしている。

各搬送チャンバＴｃ１，Ｔｃ２のＹ軸方向一側（図１中、上側）には、基板Ｓｗの姿勢を変更する単一の姿勢変更チャンバＡｃが連設されている。姿勢変更チャンバＡｃには、図外の真空ポンプからの排気管が夫々接続され、そ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。この場合、各搬送チャンバＴｃ１，Ｔｃ２と姿勢変更チャンバＡｃとの間にはゲートバルブを設けるようにしてもよい。姿勢変更チャンバＡｃには、一対の姿勢変更手段１ａ，１ｂが設けられている。各姿勢変更手段１ａ，１ｂは、同一の形態を有し、Ｘ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（Ｘ軸回りに）回転自在に取り付けられた保持ステージ１３とを備え（図２参照）、各姿勢変更手段１ａ，１ｂの保持ステージ１３，１３が、Ｘ軸方向に並設されるようにしている。

一方の姿勢変更手段１ａ（１ｂ）の保持ステージ１３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が保持されている。上記真空搬送ロボットにより水平姿勢の保持ステージ１３上に設置されているキャリアＣａに基板Ｓｗ１がセットされると、図外のモータにより回転軸１２を回転させて保持ステージ１３が９０度回転されて、キャリアＣａが、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、保持ステージ１３の回転時、キャリアＣａの保持ステージ１３からの脱落を防止する保持方法としては、電磁石を用いたもの等、公知のものが利用でき、また、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。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。

また、姿勢変更チャンバＡｃ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動手段１４が設けられている。各姿勢変更手段１ａ，１ｂのフレーム１１は各スライダ１４ｂで夫々支持され、Ｙ軸方向前後（図１中、上下方向）に保持ステージ１３，１３で保持されたキャリアＣａが往復動自在となっている。姿勢変更チャンバＡｃにはまた、単軸ロボット１５ａとそのスライダ１５ｂとから構成される他の移動手段１５が設けられている。キャリアＣａが設置される保持ステージ１３の面は、キャリアＣａの面積より小さく設定され、保持ステージ１３からＹ軸方向に夫々突出したキャリアＣａの裏面にスライダ１５ｂが設けられ、キャリアＣａが、Ｘ軸方向にて両姿勢変更手段１ａ，１ｂの保持ステージ１３，１３相互の間で往復動自在となっている。

姿勢変更チャンバＡｃのＸ軸方向一側（図１中、右側）には、単一のマスク着脱チャンバＭｃが連設されている。マスク着脱チャンバＭｃには、図外の真空ポンプからの排気管が夫々接続され、そ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。マスク着脱チャンバＭｃ内には、キャリアＣａ１にセットされた垂直姿勢の基板Ｓｗ１の処理面にマスクＭｓを装着し、または、キャリアＣａ２にセットされた垂直姿勢の基板Ｓｗ２の処理面からマスクＭｓを脱離するマスク着脱手段２が設けられている。マスク着脱手段２は、マスク着脱チャンバＭｃのＹ軸方向の一側内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Ｍｓ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、基板Ｓｗ１の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。

マスク着脱手段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Ｍｓの外周縁部に吸着されることでマスクＭｓ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Ｍｓを装着する場合、キャリアＣａ１をＹ軸方向一方（図１中、上方）に移動させてマスクＭｓの外周縁部をキャリアＣａ１の外周縁に当接させる。この状態で、永久磁石２２の磁力によってマスクＭｓがキャリアＣａ１に吸着される。そして、電磁石２１への通電を停止した後、キャリアＣａ１をＹ軸方向他方（図１中、下方）に移動させると、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ＭｓがキャリアＣａ１に吸着保持された状態となる。一方、基板Ｓｗ２の処理面からマスクＭｓを脱離する場合は、マスクＭｓの外周縁部をキャリアＣａ２の外周縁に当接させた後、電磁石２１への通電を開始すればよい。なお、特に図示して説明しないが、マスク着脱チャンバＭｃ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Ｍｓ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。

マスク着脱チャンバＭｃのＸ軸方向一側（図１中、右側）には、３個の処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ３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～Ｐｃ３は、Ｘ軸方向にのびる仕切壁３１によってＹ軸方向（図１中、上下方向）で２室に夫々分離され、各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ３のＹ軸方向一方（図１中、上方）の室が処理空間３２を、また、そのＹ軸方向他方（図１中、下方）の室が搬送空間３３を区画するようになっている。そして、マスクＭｓが装着された基板Ｓｗ１の処理面がＹ軸方向一方（図１中、上方）を向く垂直姿勢にてキャリアＣａ１が各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ３の処理空間３２を通過する間で、基板Ｓｗ１の処理面に対してマスクＭｓ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処理空間３２内に成膜手段（処理手段）４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。

最下流側に位置する処理チャンバＰｃ３のＸ軸方向一側には、レーンチェンジチャンバＲｃが連設されている。レーンチェンジチャンバＲｃには、Ｙ軸方向に移動自在なレーンチェンジ手段としての移動ステージ５が設けられ、後述の第１搬送路６１を移送されてきたキャリアＣａ２を受け取り、基板Ｓｗ２の姿勢を維持した状態でキャリアＣａ２を後述の第２搬送路６２に受け渡すようになっている。また、真空処理装置ＶＭは、姿勢変更チャンバＡｃから、マスク着脱チャンバＭｃと各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ３とを通って、レーンチェンジチャンバＲｃまで線状にのびるように、Ｙ軸方向に間隔をおいて２本の第１搬送路６１と第２搬送路６２とが設けられ、垂直姿勢のキャリアＣａ１，Ｃａ２を順次移送できるようになっている。第１搬送路６１及び第２搬送路６２としては、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６１，６２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。以下に、上記真空処理装置ＶＭを用いた基板Ｓｗに対する成膜処理の手順を説明する。

先ず、大気雰囲気の第１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、両搬送チャンバＴｃ１，Ｔｃ２、姿勢変更チャンバＡｃ、各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ３並びに、レーンチェンジチャンバＲｃもまた所定圧力まで真空排気された状態となっている。以下においては、各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ３の処理空間３２及び搬送空間３３に夫々キャリアＣａ１，Ｃａ２が事前に仕込まれ、マスク着脱チャンバＭｃ内には、第２搬送路６２上に位置してマスクＭｓが脱離された処理済みの基板Ｓｗ２を保持するキャリアＣａ２があるものとする。また、姿勢変更チャンバＡｃ内の一方の姿勢変更手段１ａの保持ステージ１３が水平姿勢であり、その上面（設置面）にキャリアＣａが位置決め保持され、他方の姿勢変更手段１ｂの保持ステージ１３が垂直姿勢であり、キャリアＣａを保持していないものとする。

第１の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、第１の搬送チャンバＴｃ１、第１のロードロックチャンバＬｃ１（及び姿勢変更チャンバＡｃ）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基板Ｓｗ１を姿勢変更チャンバＡｃの一方の姿勢変更手段１ａの保持ステージ１３上に存するキャリアＣａへと搬送する。基板Ｓｗ１のキャリアＣａ１への搬送が終了すると、ゲートバルブＧｖを閉じて、第１の搬送チャンバＴｃと第１のロードロックチャンバＬｃ１とを互いに隔絶する。

次に、図外のモータにより回転軸１２を介して保持ステージ１３を所定方向に９０度回転させ、キャリアＣａ１を基板Ｓｗ１がＹ軸方向一方（図１中、上方）を向く垂直姿勢にする（図２（ａ）中、仮想線で示すもの参照）。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を保持した保持ステージ１３が一方の移動手段１４によりＹ軸方向一方（図１中、上方）に移送され（図２（ｂ）参照）、キャリアＣａ１の保持を解消してキャリアＣａ１が保持ステージ１３から第１搬送路６１に受け渡され、第１搬送路６１によりキャリアＣａ１がマスク着脱チャンバＭｃへと移送される。これに同期させて、第２搬送路６２によりキャリアＣａ２がマスク着脱チャンバＭｃから姿勢変更チャンバＡｃ内の他方の姿勢変更手段１ｂの保持ステージ１３に対峙する位置へと移送される。

マスク着脱チャンバＭｃの所定位置にキャリアＣａ１が移送されると（図３参照）、キャリアＣａ１がＹ軸方向一方（図１中、上方）に移動され、マスクＭｓの外周縁部をキャリアＣａ１の外周縁に当接させる。この状態で、電磁石２１への通電を停止した後、キャリアＣａ１をＹ軸方向他方（図１中、下方）に移動して第１搬送路６１の所定位置に戻す。この状態では、永久磁石２２によってマスクＭｓがキャリアＣａ１に吸着保持された状態となる。マスクＭｓが装着されると、キャリアＣａ１が、第１搬送路６１に沿って処理チャンバＰｃ１の処理空間３２から処理チャンバＰｃ３の処理空間３２へと連続して移送され、各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ３の処理空間３２を通過する間で成膜手段４によりマスクＭｓ越しに成膜処理が施される。その後、処理済みの基板Ｓｗ２を保持するキャリアＣａ２が、最下流側の処理チャンバＰｃ３から、レーンチェンジチャンバＲｃ内の移動ステージ５に受け渡される。

次に、移動ステージ５がＹ軸方向他方に移動された後、キャリアＣａ２が、レーンチェンジチャンバＲｃ内の移動ステージ５から最下流側の処理チャンバＰｃ３の第２搬送路６２へと受け渡され、第２搬送路６２により各処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ３の処理空間３２を経てマスク着脱チャンバＭｃへと連続して移送される。マスク着脱チャンバＭｃに移送されると、キャリアＣａ２がＹ軸方向一方（図１中、上方）に移動され、マスクＭｓの外周縁部をキャリアＣａ１の外周縁に当接させる。この状態で、電磁石２１への通電を開始した後、キャリアＣａ１をＹ軸方向他方（図１中、下方）に移動して第２搬送路６２の所定位置に戻す。この状態では、電磁石２１に永久磁石２２を介してマスクＭｓが吸着された状態となる。

一方、他方の姿勢変更手段１ｂの保持ステージ１３に対峙する位置へと移送されたキャリアＣａ２は、移動手段１４によりＹ軸方向他方（図１中、下方）に移動されている保持ステージ１３に受け渡され、保持ステージ１３で保持される。この状態で、図外のモータにより回転軸１２を介して保持ステージ１３を所定方向に９０度回転させて、キャリアＣａ２を基板Ｓｗ２がＺ軸方向一方を向く水平姿勢に戻した後、保持ステージ１３が移動手段１４によりＹ軸方向一方に移動される。そして、ゲートバルブＧｖを開けて、第２の搬送チャンバＴｃ２、第２のロードロックチャンバＬｃ２及び姿勢変更チャンバＡｃ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基板Ｓｗ２を第２のロードロックチャンバＬｃ２に搬送し、ロードロックチャンバＬｃ２を大気開放した後、基板Ｓｗ２が回収される。基板Ｓｗ２が取り除かれた空のキャリアＣａは、他の移動手段１５により姿勢変更チャンバＡｃに移動される。このとき、第１のロードロックチャンバＬｃ１には基板Ｓｗ１が搬入された後、真空排気されて待機状態となっており、以降、上記手順を繰り返して、複数枚の基板Ｓｗ１に対して真空処理が施される。

以上の実施形態によれば、姿勢変更チャンバＡｃ内に、キャリアＣａを保持する２個の保持ステージ１３，１３をＸ軸方向に並設すると共に、各保持ステージ１３，１３相互の間でキャリアＣａを移動自在としたため、例えば、他方の姿勢変更手段１ｂの保持ステージ１３で保持されたキャリアＣａから処理済みの基板Ｓｗ２を搬出した後、空のキャリアＣａを一方の姿勢変更手段１ａの保持ステージ１３に移動させれば、第２のロードロック室Ｌｃ２への処理済みの基板Ｓｗ２の搬出と第１のロードロック室Ｌｃ１からの次の処理前の基板Ｓｗ１の搬入とを同時に実施できて効率的であり、しかも、空のキャリアＣａには基板Ｓｗ１を速やかにセットできる。このため、キャリアＣａは、真空処理装置ＶＭ内を移送される基板Ｓｗと同一の数だけあれば済み、上記従来例のように余分のキャリアは必要ない。また、処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ３のＸ軸方向の延長線上に位置する一箇所のマスク着脱チャンバＭｃで基板Ｓｗ１，Ｓｗ２に対するマスクＭｓの着脱を行う構成を採用しているため、処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ３（レーンチェンジチャンバＲｃを含む）を移送されている基板Ｓｗ１，Ｓｗ２の数だけマスクＭｓがあれば済み、上記従来例のように余分のマスクも必要なく、このとき、回収したマスクを再度利用するために、搬送するといったことを不要にできる。

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～Ｐｃ３の数も上記に限定されるものではない。

上記実施形態では、２個の搬送チャンバＴｃ１，Ｔｃ１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、各ロードロックチャンバＬｃ１，Ｌｃ２に真空搬送ロボットを配置して１個の搬送チャンバを兼用するようにしたものでもよい。また、上記実施形態では、マスク着脱チャンバＭｃに処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ３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）を介設してもよく、更に、上記実施形態では、電磁石２１と永久磁石２２とでマスク着脱手段２を構成したものを例に説明したが、マスクＭｓ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、第１及び第２の各搬送チャンバＴｃ１，Ｔｃ２に単一の姿勢変更チャンバＡｃを連設し、姿勢変更チャンバＡｃに一対の姿勢変更手段１ａ，１ｂを設けたものを例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示す真空処理装置ＶＭ２のように、各搬送チャンバＴｃ１，Ｔｃ２に連設される姿勢変更チャンバＡｃにおいて、一対の（２個の）姿勢変更手段１０ａ，１０ｄの間に、キャリアＣａ２から基板Ｓｗ２を脱離させる（これにより空のキャリアＣａ１が得られる）基板脱離手段１０ｃと、空のキャリアＣａ１に処理前の基板Ｓｗ１をセット（装着）する基板装着手段１０ｂとしての保持ステージ１３とを設けて、基板処理のタクトタイムがより短くなるように構成することもできる。また、図５に示す真空処理装置ＶＭ３のように、姿勢変更チャンバＡｃのＸ軸方向他側（図５中、左側）にレーンチャンバＲｃを連設し、姿勢変更チャンバＡｃから第２搬送路６２で搬送されてきた垂直姿勢のキャリアＣａ１を受け取り、基板Ｓｗ１の姿勢を維持した状態でキャリアＣａ１を第１搬送路６１に受け渡すように構成してもよい。

また、前後工程の中間に本発明の真空処理装置を接続する場合、同一の部材または要素を同一の符号を用いる図６に示すように、真空処理装置ＶＭ４を構成することもできる。変形例に係る真空処理装置ＶＭ４では、処理チャンバＰｃ１～Ｐｃ３のＸ軸方向両側にマスク着脱チャンバＭｃ１，Ｍｃ１が夫々連設されると共に、マスク着脱チャンバＭｃに姿勢変更チャンバＡｃ１，Ａｃ２が夫々連設されている。そして、一方の姿勢変更チャンバＡｃ１において、一対（２個）の姿勢変更手段１０ａ，１０ｄの間に基板装着手段１０ｂを設けると共に、他方の姿勢変更チャンバＡｃ２において、一対（２個）の姿勢変更手段１０ａ，１０ｄの間に基板脱離手段１０ｃを設けることで、基板処理のタクトタイムがより短くなるように構成することもできる。また、図７に示すように、姿勢変更チャンバＡｃ１のＸ軸方向他側（図７中、左側）にレーンチャンバＲｃ１を連設し、姿勢変更チャンバＡｃ１から第２搬送路６２で搬送されてきた垂直姿勢のキャリアＣａ１を受け取り、基板Ｓｗ１の姿勢を維持した状態でキャリアＣａ１を第１搬送路６１に受け渡し、姿勢変更チャンバＡｃ２のＸ軸方向一側（図７中、右側）にレーンチャンバＲｃ２を連設し、姿勢変更チャンバＡｃ２から第１搬送路６１で搬送されてきた垂直姿勢のキャリアＣａ２を受け取り、基板Ｓｗ２の姿勢を維持した状態でキャリアＣａ２を第２搬送路６２に受け渡すように構成してもよい。

Ｃａ…キャリア、Ｇｖ…ゲートバルブ、Ｌｃ１，Ｌｃ２…ロードロックチャンバ、Ｍｃ…マスク着脱チャンバ、Ｍｓ…マスク、Ｐｃ１～Ｐｃ３…処理チャンバ、Ｒｃ…レーンチェンジチャンバ、Ｓｗ，Ｓｗ１，Ｓｗ２…基板（被処理基板）、Ｔｃ１，Ｔｃ２…搬送チャンバ、ＶＭ，ＶＭ２…真空処理装置、１ａ，１ｂ…姿勢変更手段、２…マスク着脱手段、４…成膜手段（処理手段）、５…移動ステージ（レーンチェンジ手段）、１３…保持ステージ、１４…移動手段、３１…仕切壁、３２…処理空間、３３…搬送空間、６１…第１搬送路、６２…第２搬送路。

Claims

キャリアにセットした被処理基板をその処理面が水平方向を向く垂直姿勢で移送しながら、この被処理基板に対して所定の真空処理を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第１及び第２の各ロードロックチャンバと、
第１及び第２の各ロードロックチャンバのＹ軸方向一方にゲートバルブを介して夫々連設され、真空搬送ロボットが配置される第１及び第２の各搬送チャンバと、
第１及び第２の各搬送チャンバのＹ軸方向一方に連設され、キャリアが設置されて水平姿勢と垂直姿勢との間で被処理基板がセットされたキャリア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、
姿勢変更チャンバのＸ軸方向一方に連設され、キャリアにセットされた垂直姿勢の被処理基板の処理面に対しその処理範囲を規制するマスクの装着または脱離を可能とするマスク着脱手段を備えるマスク着脱チャンバと、
マスク着脱チャンバのＸ軸方向一方に連設されて、キャリアにセットされて垂直姿勢で移送される被処理基板に対してマスク越しに所定の真空処理を施す処理手段を有する少なくとも一つの処理チャンバと、を備え、
姿勢変更手段が、Ｘ軸方向に並設された、キャリアを保持するＸ軸回りに回転自在な少なくとも２個の保持ステージを有し、各保持ステージ相互の間でキャリアをＸ軸方向に移動可能な移動手段が姿勢変更チャンバ内に設けられ、
処理チャンバ内が、Ｘ軸方向にのびる仕切壁で処理空間と搬送空間との２室に分離され、姿勢変更チャンバからマスク着脱チャンバを経て処理チャンバの処理空間へと線状にのびて垂直姿勢のキャリアのＸ軸方向一方への移送を可能とする第１搬送路と、処理チャンバの搬送空間からマスク着脱チャンバを経て姿勢変更チャンバへと線状にのびて垂直姿勢のキャリアのＸ軸方向他方への移送を可能とする第２搬送路とを更に有し、
マスク着脱チャンバにて処理前の被処理基板の処理面にマスクが装着された状態のキャリアが第１搬送路に沿ってＸ軸方向一方に移送されて被処理基板の処理面に対してマスク越しに所定の真空処理が施され、その後に第１搬送路のキャリアが第２搬送路へと受け渡されて第２搬送路に沿ってＸ軸方向他方に移送され、マスク着脱チャンバにて成膜済み被処理基板からマスクを取り外し、この取り外したマスクを処理前の被処理基板に再度装着するように構成したことを特徴とする真空処理装置。
Ｘ軸方向最下流側に位置する前記処理チャンバに連設されるレーンチェンジチャンバを更に備え、レーンチェンジチャンバ内に、前記第１搬送路を移送されてきたキャリアを受け取り、被処理基板の姿勢を維持した状態でキャリアを前記第２搬送路に受け渡すレーンチェンジ手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。