KR20050002862A - 기판처리장치 및 처리방법 - Google Patents

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KR20050002862A KR10-2004-7014556A KR20047014556A KR20050002862A KR 20050002862 A KR20050002862 A KR 20050002862A KR 20047014556 A KR20047014556 A KR 20047014556A KR 20050002862 A KR20050002862 A KR 20050002862A
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우네하라요시후미
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Abstract

본 발명은, 캐리어를 통한 처리실 분위기의 오염을 억제하고 안정적인 반송 및 고품질의 기판처리를 계속할 수 있는 기판처리장치 및 처리방법으로서, 이후 점점 대형화되는 기판에 대응할 수 있고, 또한 각종 기판 치수에 대응할 수 있는 범용성이 높은 기판처리장치 및 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 기판을 탑재한 캐리어를 반입하는 로드로크실과, 캐리어 사이에서 기판을 이송시키는 이송기구를 갖는 기판이송실과, 기판에 소정 처리를 실시하는 기판처리실을 구비하고, 상기 로드로크실 및 상기 기판이송실 사이를 이동하는 제 1 캐리어와, 상기 기판이송실 및 상기 기판처리실 사이를 이동하는 제 2 캐리어를 구비하며, 상기 이송기구에 의해 상기 제 1 캐리어 및 상기 제 2 캐리어 사이에서 기판을 이송하는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.

Description

기판처리장치 및 처리방법{SUBSTRATE PROCESSING DEVICE AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
기판처리장치의 종래예로서, 도 7 에 나타낸 생산용 증착 장치에 관해 설명한다. 종래의 증착 장치는, 도 7 에 나타낸 바와 같이 캐리어 반입용 로드로크실 (10), 가열실 (70), 증착실 (30), 캐리어 반출용 로드로크실 (10') 이 게이트 밸브 (41∼43) 를 통하여 연결되고, 각 실에는 캐리어 (2) 의 반송 유닛 (4) 이 설치되어 있다. 반송 유닛 (4) 으로는, 보통 다수의 반송 굴림대의 열이 2 열 형성되고, 구동계에 의해 굴림대를 회전시킴으로써 굴림대열 위에 탑재되는 캐리어를 이동시키는 구성인 것이 바람직하게 사용된다. 기판 (3) 은 대기 중에서 캐리어 (2) 에 탑재되며, 캐리어 (2) 를 로드로크실 (10) 로부터 가열실 (70) 로 반송하여 기판을 소정 온도로 가열한 후 증착실 (30) 로 보내어 박막을 형성한다.그 후 캐리어 (2) 는 로드로크실 (10') 로 보내져 대기 중으로 나온다. 처리 종료 기판 (3') 이 회수된 후, 캐리어 (2) 에는 다시 미처리기판 (3) 이 탑재되어 로드로크실 (10) 로 돌아간다. 이들 조작을 반복함으로써 다수의 기판 상에 박막을 연속하여 형성할 수 있다.
이 종래 방식에서는, 기판반송용 캐리어 (2) 는 대기 중과 진공 중 사이를 반복 반송한다. 그 때문에 캐리어에 부착된 막에 대기 중의 수분과 같은 오염물이 흡착되고, 다시 이 위에 막이 부착되면 밀착성이 저하하여 막은 쉽게 박리된다. 막 박리에 의해 발생한 파티클은 막 내로 들어가 막의 결함이 되기 때문에, 수율 저하의 원인이 되었다.
또, 도 7 의 증착 장치를 플라즈마 디스플레이 (PDP) 의 MgO 막의 형성에 적용하면, 표시성능상 큰 문제가 된다는 것을 알 수 있었다. 기판에 대한 막 형성을 반복 실시하면 도 8 에 나타내는 바와 같이 증착실 내의 수분압은 상승하고, 이에 따라 MgO 의 막질이 변화되는 것을 알았다. 즉, 250회 정도의 막 형성을 반복하면 증착실의 수분압은 3×10-4Pa 정도가 되고, 얻어지는 MgO 막은 도 9 의 X 선 회절패턴에 나타내는 바와 같이 (111)면에 (200)면 및 (220)면이 혼재된 형태의 막이 되는 것을 알 수 있다. MgO 막의 2 차 전자 방출 계수는 결정면에 따라 다르기 때문에, 결정면이 혼재되면 휘도 편차가 생겨 PDP 의 표시성능은 크게 저하하게 된다. 따라서, 고성능의 표시성능을 안정적으로 얻기 위해서는 증착실의 수분압을 3×1O-4Pa 이하로 유지할 필요가 있다.
이상의 부착막 박리의 문제 및 수분 등이 증착실로 들어가는 문제를 해결하는 증착 장치가 일본 공개특허공보 평9-279341호에 제안되어 있다. 이 증착 장치는, 도 10 에 나타내는 바와 같이 기판 반입용 로드로크실 (10), 증착실 (30) 및 기판 반출용 로드로크실 (10') 이 게이트 밸브 (41, 42) 로 연결되고, 증착실 (30) 은 로드로크실 (10) 로부터 반송되는 기판 (3) 을 캐리어 (트레이 ; 2) 에 탑재하는 기판탑재부 (31), 증착부 (32) 및 처리 종료 기판을 로드로크실 (10') 로 보내는 기판회수부 (33) 로 이루어지며, 캐리어 (2) 는 탑재부, 증착부 및 회수부 사이를 순환하여 대기에 노출되지 않은 구성으로 되어 있다. 즉, 기판 (3) 은 로드로크실 (10) 에 반입된 후, 상기 서술한 반송 굴림대열로 이루어지는 반송 유닛 (4) 에 의해 기판탑재부 (31) 의 캐리어 (트레이 ; 2) 상에 탑재되어 증착부 (32) 로 보내지고, 가열기구 (도시 생략) 에 의해 소정 온도로 가열되어 MgO 막이 형성된다. 그 후, 캐리어 (2) 는 기판회수부 (33) 로 반송되고 캐리어 (2) 에서 처리 종료 기판 (3') 을 분리하여 기판만 로드로크실 (10') 로 나간다. 한편, 캐리어 (2) 는 상부의 반송로를 따라 기판탑재부 (31) 로 돌아간다. 이렇게 하여 캐리어는 항상 진공 중에서 반송되기 때문에 부착막은 대기에 접촉되지는 않아 파티클 발생이 크게 억제되는 동시에 수분 등이 들어가는 것이 억제되는 결과, 기판 전체면을 통해 동일한 결정면을 갖는 균질한 MgO 막을 형성할 수 있어, 고성능 PDP 에 대응할 수 있다는 것을 알았다.
본 발명은 기판을 탑재한 캐리어를 처리실에 연속하여 반송시켜 소정 처리를 하는 기판처리장치 및 처리방법에 관한 것으로, 특히 캐리어가 처리실과 대기 사이를 이동하는 것에 기인하는 처리실 분위기 오염 문제를 해소하여, 품질이 우수한 박막 형성 및 에칭 등의 처리를 안정적으로 실시할 수 있는 기판처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명의 기판처리장치의 기본적인 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 2 는 PDP 의 MgO 막의 증착 장치의 구성을 설명하는 개략도이다.
도 3 은 기판의 이송을 설명하는 개략도이다.
도 4 는 본 발명에 의해 막형성한 MgO 막의 결정 배향성을 나타내는 X 선 회절도이다.
도 5 는 증착 장치의 다른 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 6 은 기판처리장치의 다른 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 7 은 종래의 증착 장치의 구성을 설명하는 개략도이다.
도 8 은 막퇴적기판의 생산 장수와 수분압의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9 는 종래 장치에 의해 막형성한 MgO 막의 결정 배향성을 나타내는 X 선 회절도이다.
도 10 은 대기 중 수분의 영향을 억제한 증착 장치의 종래예를 나타내는 개략도이다.
도면에 있어서 1, 1', 2 는 캐리어를 나타내고, 3, 3' 는 기판, 4 는 반송 유닛, 5 는 기판이송기구, 6 은 로봇, 10, 10' 는 로드로크실, 20 은 기판이송실, 21, 22 는 캐리어 유지기구, 23 은 기판 유지기구, 30 은 처리실, 34 는 MgO 를 수납하는 하스, 35 는 증착 수단, 40∼46 은 게이트 밸브, 50 은 제 1 보조실, 60 은 제 2 보조실, 70 은 제 1 가열실, 80 은 제 2 가열실을 나타낸다.
그러나 도 10 에 나타낸 증착 장치로는 기판의 대형화 등에 대응하는 것은실제로 매우 곤란하다는 것을 알았다. 즉, 기판 단체를 반송하는 반송방법에서는 기판의 양단을 반송 굴림대에 실어 반송하기 때문에, 기판이 대형화되면 기판이 크게 휜다. 그 결과 반송이 불안정해지고, 최악의 경우에는 기판이 깨져, 고정세ㆍ고성능 PDP 의 안정적인 생산이 곤란해진다는 문제가 생겼다. 이 문제는, 택트 향상을 위해 기판 폭방향으로 기판을 반송하고자 하면 한 층 더 현재화된다. 게다가, 기판의 크기에 의해 반송 굴림대열 사이의 간격 등 각종 번잡한 설정이 필요해지기 때문에, 다품종의 기판에 대응하는 것은 실제로 불가능해 범용성이 낮다는 결점이 있었다.
이와 같이 기판의 대형화, 다양화에 대응하기 위해서는, 기판 반입시부터 기판을 소정 크기의 캐리어에 탑재해 두는 장치 구성으로 하는 것이 불가결하다는 것을 알 수 있어, 이 장치 구성으로 막 박리 및 막질 유지를 더욱 검토하였다. 그 중에 막 형성시에 캐리어를 마스크로 덮어 캐리어에 대한 막부착을 억제하여, 마스크는 외부로 꺼내지 않고 진공실 내에 두는 구성의 증착 장치를 개발하였는데 (일본 공개특허공보 평11-131232호), 도 7 의 장치 구성과 비교하여 개선되었지만 고정세ㆍ고성능의 대형 PDP 에 대응하기에는 불충분하다는 것을 알았다. 예를 들어, 마스크 개구부가 캐리어 개구부보다도 크면 캐리어에 막이 부착되어 상기 서술한 것과 동일한 문제가 일어나고, 반대로 마스크 개구부가 작으면 기판 외주부에 증착 재료가 들어가 퇴적되기 때문에, 막두께가 얇고 또 결정면이 혼재하는 형태가 되어 휘도 편차가 발생한다는 문제가 있다는 것을 알았다.
이상 서술한 문제는 MgO 의 증착 장치에 한하지 않고, 여러 가지 박막 형성에 사용하는 스퍼터나 CVD 등의 막형성장치나 에칭 등의 처리장치에서도 마찬가지로 일어나는 문제이며, 진공기판 처리 분야에서는 막질, 처리성능에 영향을 주지 않고 계속하여 안정적인 처리를 가능하게 하는 기판반송방법이 요망되고 있었다.
이러한 상황하에서, 본 발명은 캐리어를 통한 처리실 분위기의 오염을 억제하여 안정적인 기판반송 및 고품질 기판처리를 계속할 수 있는 기판처리장치 및 처리방법이며, 이후 점점 대형화되는 기판에 대응할 수 있고, 또한 여러 가지 기판 치수에 대응할 수 있는 범용성이 높은 기판처리장치 및 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기판처리장치는, 기판을 탑재한 캐리어를 반입하는 로드로크실과, 캐리어 사이에서 기판을 이송 (또는 이재 (移載)) 시키는 이송기구를 갖는 기판이송실과, 기판에 소정 처리를 실시하는 기판처리실을 구비하는 기판처리장치로서, 상기 로드로크실 및 상기 기판이송실 사이를 이동하는 제 1 캐리어와, 상기 기판이송실 및 상기 기판처리실 사이를 이동하는 제 2 캐리어를 구비하며, 상기 이송기구에 의해 상기 제 1 캐리어 및 상기 제 2 캐리어 사이에서 기판을 이송하는 구성으로 한 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 로드로크실로 처리 종료 기판을 탑재한 상기 제 1 캐리어가 반출되는 것을 특징으로 한다.
이들에 의해, 예를 들어 막 형성시에 기판을 유지하는 캐리어는 대기에 노출되지 않아도 되므로, 대기 중에서 캐리어 부착막에 흡착, 흡장되어 증착실로 들어가는 수분 등에 기인하는 박막의 막질 불균질화나 막 박리를 크게 저감시킬 수 있고, 결함이 없으며 균질한 고품질 박막을 다수의 기판 상에 연속하여 제작하는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서, 상기 이송기구는, 복수의 캐리어 유지대를 구비하여 서로 교체 가능한 캐리어 유지기구와 기판 유지기구 각각 2 개와, 그 2 개의 캐리어 유지기구의 유지대 사이에서 캐리어를 이동시키는 이동기구에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 상기 유지대 위의 상기 제 1 및 제 2 캐리어로부터 기판을 상기 유지기구에 의해 유지한 상태로 캐리어를 상기 2 개의 유지기구 사이에서 이동시키고, 그 상태로 다시 캐리어에 기판을 탑재시킴으로써 기판을 이송시킬 수 있다. 이 구성은, 대형기판이라 해도 스루풋이 높은 이송을 확실하게 실시할 수 있기 때문에, 생산성이 높은 기판처리장치를 실현할 수 있다. 게다가, 로봇 등에 의한 이송방법에 비하여 장치 면적을 대폭 삭감시킬 수 있는 점에서 기판처리장치 전체에서 대폭적인 비용 저감을 달성할 수 있다.
또 상기 기판 유지기구로는, 진공흡착 또는 정전흡착기구를 사용하는 것이 바람직하다. 이 유지기구는 기판을 이면에서 유지할 수 있기 때문에, 대형기판뿐만 아니라 여러 가지 크기의 기판을 표면의 막퇴적면을 더럽히거나 흠이 나지 않게 확실하게 유지하여, 대기측 캐리어와 진공측 캐리어 사이에서 기판 이송을 용이하고 확실하게 실시할 수 있다.
또한, 상기 기판이송실은 건조 기체 분위기로 유지하는 것을 특징으로 하며, 예를 들어 N2가스가 사용된다. 이것에 의해 기판이송기구 및 처리장치 구성을 간소화할 수 있다.
또한 상기 캐리어는 기판의 4 변을 지지하는 것이 바람직하며, 기판이 대형화되더라도 기판이 휘는 것을 억제하여 전체면에 균질한 박막을 형성할 수 있다. 또한 본 발명은, MgO 막 등 흡습성이 높은 막의 형성에 특히 바람직하게 사용된다.
본 발명의 기판처리방법은, 기판을 탑재한 캐리어를 반출입하는 로드로크실과, 캐리어 사이에서 기판을 이송시키는 기판이송실과, 기판에 소정 처리를 실시하는 기판처리실을 연결 배치하고, 상기 로드로크실 및 상기 기판이송실 사이를 이동하는 제 1 캐리어와 상기 기판이송실 및 상기 기판처리실 사이를 이동하는 제 2 캐리어를 배치하여, 상기 기판이송실에 있어서, 제 1 캐리어 및 상기 제 2 캐리어 사이에서 기판을 이송시켜 상기 기판처리실에 반출입되는 상기 제 2 캐리어를 대기에 노출시키지 않고 연속하여 기판처리하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 서술한 바와 같이 상기 이송기구는, 복수의 캐리어 유지대를 구비하여 서로 교체 가능한 캐리어 유지기구와 기판 유지기구 각각 2 개와, 그 2 개의 캐리어 유지기구의 유지대 사이에서 캐리어를 이동시키는 이동기구로 구성하여, 상기 유지대 위의 상기 제 1 및 제 2 캐리어로부터 기판을 상기 기판 유지기구에 의해 유지한 상태로 캐리어를 상기 2 개의 유지기구 사이에서 이동시키고, 그 상태로 다시 캐리어에 기판을 탑재시킴으로써 기판을 이송시키는 것이 바람직하다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
본 발명의 기판처리장치의 기본구성을 도 1 의 모식도로 나타낸다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 기판처리장치는 로드로크실 (10), 기판이송실 (20) 및 처리실 (30) 이 게이트 밸브 (41, 42) 를 통하여 연결된 구조를 가지며,로드로크실 (10) 및 기판이송실 (20) 사이에서 제 1 캐리어 (1) 가 이동하여 기판을 반송하고, 기판이송실 (20) 및 처리실 (30) 사이에서 제 2 캐리어 (1') 가 이동하여 기판을 반송한다. 여기에서 기판이송실 (20) 은 N2가스 등의 건조가스 분위기 또는 진공으로 유지되며, 기판이송기구 (5) 가 부착되어 있다.
대기 중에서 제 1 캐리어 (1) 에 기판 (3) 이 탑재되고 로드로크실 (10) 로 반입되어 진공으로 한 후 (기판이송실이 N2가스 분위기인 경우는 N2가스를 더 충전한 후), 게이트 밸브 (41) 가 열려 기판이송실 (20) 로 보내진다. 기판이송실 (20) 에서 기판이송기구 (5) 에 의해 제 1 캐리어 (1) 로부터 제 2 캐리어 (1') 로 기판 (3) 이 이송되고, 기판 (3) 을 탑재한 제 2 캐리어 (1') 가 처리실 (30) 로 보내져 소정 처리가 실시된 후 기판이송실 (20) 로 돌아간다. 기판이송실에서는 처리 종료 기판 (3') 이 제 2 캐리어 (1') 로부터 제 1 캐리어 (1) 로 이송되고, 제 1 캐리어 (1') 는 로드로크실 (10) 을 통하여 대기 중으로 꺼내지며, 처리 종료 기판 (3') 과 미처리기판 (3) 이 교환되어 다시 로드로크실 (10) 로 돌아간다. 이렇게 하여 처리실 (30) 로 들어가는 제 2 캐리어는 대기에 접촉하지 않고, 더구나 기판 (3, 3') 은 항상 캐리어에 의해 반송되는 구성으로 하였기 때문에, 대형기판이라 해도 안정적인 반송 및 처리를 반복하여 계속하는 것이 가능해진다.
이하에, 본 발명의 바람직한 실시형태를 PDP 의 MgO 막 증착 장치에 대해 첨부 도면에 기초하여 보다 상세하게 설명한다. 도 2 는 본 발명에 관한 MgO 막의 제작방법이 실시되는 증착 장치의 개략구성도, 도 3 은 기판이송실에서의 기판의 이송방법의 일례를 설명하는 개략도이다. 본 실시형태에서는, 로드로크실 (10), 제 1 보조실 (50), 기판이송실 (20), 제 2 보조실 (60), 제 1 가열실 (70), 증착실 (30) 및 캐리어의 반송방향을 변환하고, 또 기판도 가열하는 제 2 가열실 (80) 로 구성되어 있다. 각 실 사이에는 게이트 밸브 (41∼46) 가 배치되어 있다. 제 1 및 제 2 가열실에는 각각 기판을 소정 온도로 가열하기 위한 가열기구 (도시 생략) 가 형성되어 있다.
본 실시형태에서는, 로드로크실 (10), 제 1 보조실 (50), 제 2 보조실 (60), 제 1 가열실 (70) 및 증착실 (30) 에는 도면의 오른쪽 방향으로 캐리어를 반송하는 상부 반송 유닛과 왼쪽 방향으로 반송하는 하부 반송 유닛이 각각 배치되어 있다. 각 반송 유닛 (4) 은, 예를 들어 일본 공개특허공보 평9-279341호에 기재된 2 열의 반송 굴림대열로 이루어지고, 굴림대를 구동계에 의해 회전시킴으로써 굴림대 위에 탑재된 캐리어가 반송되는 구성인 것이 바람직하게 사용된다. 또한, 제 2 가열실 (80) 에는 1 개의 반송 유닛이 상하 이동 가능하게 부착되며, 이것에 의해 캐리어를 상부 반송로에서 하부 반송로로 이동시킬 수 있다. 이 반송 유닛의 상하 이동 기구도 일본 공개특허공보 평9-279341호에 기재된 것이 바람직하게 사용되고, 반송 유닛을 벨로우즈를 통하여 예를 들어 실린더로 상하 이동시키는 구조인 것이 사용된다.
또한, 기판이송실 (20) 에는 캐리어 유지선반이 되는 상기 서술한 반송 유닛 (4) 이 2 단으로 겹쳐져 상하로 이동하는 구조의 캐리어 유지기구 (21, 22) 가 좌우에 2 세트 배치되어 있으며, 2 개의 캐리어 유지기구의 반송 유닛 사이에서 캐리어 (1, 1') 의 이동이 가능한 구성으로 되어 있다. 또, 상하 이동기구로는 예를 들어 상기 서술한 일본 공개특허공보 평9-279341호에 기재된 것을 사용된다. 또한, 기판이송실 (20) 의 천장에는 기판을 진공 흡착하는 공지된 흡착기구로 이루어지는 기판 유지기구 (23) 가 형성되어 있다.
증착실 (30) 의 저벽부에는 개구부가 형성되어 있고, 그 하부에 증착수단 (예를 들어 추가이로공업주식회사 제조 플라즈마원 ; 35) 및 MgO 를 수납하는 하스 (34) 가 장비되어 있다. 또, 막질 조절을 위해 개구부 근처에 산소 가스 도입기구가 배치된다.
유리기판 (예를 들어, 42 인치 TV 용) 은 수평 자세의 캐리어에 실려 반송계에 의해 수평 반송된다. 이하에 그 반송방법을 설명한다. 또, 기판을 4 변에서 유지하며, 기판의 한 면 (본 실시형태에서는 하측) 에 막이 형성된다.
제 1 캐리어 (1) 는 대기 중, 로드로크실 (10) 및 기판이송실 (20) 사이를 순환하고, 제 2 캐리어 (1') 는 기판이송실 (20) 과 제 2 가열실 (80) 사이를 순환한다.
먼저, 유리기판 (3) 은 제 1 캐리어 (1) 에 탑재되어 로드로크실 (10) 에 반입된다. 로드로크실 (10) 은 소정의 압력 (10-5Pa 대) 까지 배기된다. 그 후, 게이트 밸브 (41) 를 열어 제 1 캐리어 (1) 는 제 1 보조실 (50) 로 반송된다. 제 1 보조실 (50) 에 반입된 제 1 캐리어 (1) 는 가열기구 (도시생략) 에 의해 150℃ 정도까지 가열되어 탈가스 처리된다. 가열을 정지시켜 10-4P a 대에 도달시킨 후 건조 N2가스를 대기압까지 도입한다.
이 때, 제 2 보조실 (60) 의 하부 반송 유닛 상에는 처리 종료 기판 (3') 을 탑재한 제 2 캐리어 (1') 가 대기하고 있고, 실내에는 N2가스가 도입되어 있다.
또, 기판이송실은 대기압력의 N2가스에 의해 채워져 있다.
이 상태로부터 기판이송실 (20) 에서의 기판 이송 동작을 도 3 을 참조하여 설명한다.
도 3(a) 의 상태로부터, 게이트 밸브 (42) 를 열어 제 1 캐리어 (1) 는 기판이송실 (20) 의 제 1 캐리어 유지기구 (21) 의 상단 선반에 반송된다. 한편, 게이트 밸브 (43) 가 열리고, 막형성 종료 기판 (3') 을 탑재한 제 2 캐리어 (1') 가 제 2 보조실 (60) 로부터 제 2 캐리어 유지기구 (22) 의 하단 선반으로 반송된다 (b).
기판이송실의 천벽으로부터 진공흡착기구 (23) 가 도시 생략된 실린더에 의해 벨로우즈를 통하여 밀려 내려오고, 각각의 기판과 접촉하여 진공흡착된 후 밀려 올라간다. 여기서, 제 1 및 제 2 캐리어 유지기구 (21, 22) 가 동일한 높이로 이동한 후 반송 굴림대를 회전시켜 제 1 및 제 2 캐리어가 각각 반대의 캐리어 유지기구의 유닛으로 이동한다 (c). 계속해서, 진공흡착수단 (23) 이 다시 밀려 내려오고, 제 1 캐리어 (1) 에 처리 종료 기판 (3') 이, 제 2 캐리어 (1') 에 미처리기판 (3) 이 탑재된다 (d). 다음에, 제 1 및 제 2 캐리어가 각각 반대측 유닛으로 이동한다 (e). 계속해서, 제 1 및 제 2 캐리어 유지기구가 상하 이동하고 게이트 밸브 (42, 43) 가 열려 제 1 캐리어 (1) 는 제 1 보조실 (50) 의 하부 반송 유닛으로, 제 2 캐리어 (1') 는 제 2 보조실 (60) 의 상부 반송 유닛으로 보내진다 (f).
다음에, 제 2 보조실 (6O) 에서는 소정의 압력 10-5Pa 대까지 배기된 후 게이트 밸브 (44) 가 열리고, 제 2 캐리어는 제 1 가열실 (70) 로 반송된다. 제 1 가열실 (70) 에서는 가열기구 (도시생략) 에 의해 300℃ 까지 가열한다. 그 압력이 10-3Pa 대에 도달할 때까지 탈가스를 실시한다. 그 후, 게이트 밸브 (45) 를 열고, 제 2 캐리어는 증착실 (30) 을 통해 제 2 가열실 (80) 로 보내져 소정 시간 가열된다. 제 2 가열실 (80) 에서는 캐리어를 탑재한 반송 유닛 (4) 이 예를 들어 일본 공개특허공보 평9-979341호에 개시되어 있는 상하 이동 기구에 의해 하강되어 게이트 밸브 (46) 가 다시 열리고, 제 2 캐리어는 반입방향과 반대로 이동하여 증착실 (30) 에 반입된다.
또, 기판 가열은 이상의 실시형태에 한하지 않으며, 로드로크실 (10) 이나 제 2 보조실에서 실시해도 된다.
증착실 (30) 에 있어서, 제 2 캐리어 (1') 에 탑재된 기판 (3) 상에 소정의 막형성 조건으로 MgO 막이 퇴적된다. 즉, 증착실에는 산소 가스가 80sccm 도입되고, 또한 압력 0.1 Pa 까지 Ar 가스를 도입하고 플라즈마 증착원을 구동하여 기판 상에 MgO 막을 퇴적한다.
그 후, 제 2 캐리어 (1') 는 제 1 가열실 (70), 제 2 보조실 (60) 을 통하여 기판이송실 (20) 로 보내지고, 상기 서술한 바와 같이 제 1 및 제 2 캐리어 사이에서 기판의 이송이 이루어진다.
제 1 캐리어 (1) 에 탑재된 처리 종료 기판 (3') 은, 제 1 보조실 (50) 을 지나 로드로크실 (10) 로 반송된다. 대기 도입후 제 1 캐리어는 대기 중으로 나와 처리 종료 기판 (3') 이 회수되고, 미처리기판 (3) 이 제 1 캐리어 (1) 에 다시 탑재된다.
이상과 같이 하여 연속적으로 기판상에 MgO 막이 퇴적된다. 그 동안 제 2 캐리어 (1') 는 대기와 접촉하는 일은 없기 때문에 막박리는 잘 일어나지 않아 결함이 없는 MgO 막을 안정적으로 형성할 수 있다. 또한, 얻어진 MgO 막의 X 선 회절패턴은 3000회 막형성을 반복해도 도 4 에 나타내는 바와 같이 주로 (111) 결정면을 갖는 것이 되어, 휘도 편차가 없는 고성능 PDP 를 계속하여 제작하는 것이 가능해졌다. 또, B, A 및 C 는 기판 중심 및 기판단에서 3㎝ 떨어진 위치에서의 회절패턴을 나타낸다.
도 1 의 장치 구성은 하나의 로드로크실에서 캐리어를 반입, 반출하는 구성으로 하였지만, 로드로크실을 2 개 형성하여 한 쪽에서 반입하고 다른 쪽에서 반출하는 구성으로 해도 된다. 이 일례를 도 5 에 나타낸다. 도 5 의 장치에서는, 처리실 (30) 의 양측에 기판이송실 (20, 20') 및 로드로크실 (10, 10') 이 배치되며, 제 1 기판이송실 (20) 과 제 1 로드로크실 (10) 및 대기 사이 및 제 2 기판이송실 (20) 과 제 2 로드로크실 (10) 및 대기 사이를 이동하는 제 1 캐리어 (1)2 세트와, 제 1 기판이송실 (20), 처리실 (30) 및 제 2 기판이송실 (20') 사이를 이동하는 제 2 캐리어 (1') 가 배치된다.
또, 본 발명에 있어서 기판처리장치의 처리실, 보조실 등의 수 및 배치 등, 그리고 기판처리장치 내를 동시에 순환하는 캐리어의 수 등은 예를 들어 각 실에서의 택트 타임 등에 따라 적절히 선택하면 된다.
또, 본 실시형태에서는 기판이송실의 기판 유지기구로서 진공흡착수단을 사용하였지만, 공지된 정전흡착수단이나 일본 공개특허공보 평9-279341호에 개시되어 있는 기판의 단부를 유지하는 기계적 유지기구를 사용해도 된다. 또, 기판이송기구로는 이상의 것에 한정하지 않고, 예를 들어 회전축 주위에 2 개의 기판 유지기구를 부착하여 제 1 및 제 2 캐리어의 기판을 유지한 후, 180°회전축을 회전시켜 그 상태로 기판을 캐리어 상에 탑재하는 구성으로 해도 되고, 또한 로봇에 의해 기판을 이송시키는 구성으로 해도 된다. 그리고, 이상은 기판을 수평으로 하여 반송, 이송하는 경우 등에 관해 서술해 왔으나 이것에 한정하지 않고, 기판을 수직으로 하여 반송, 이송, 처리하는 등의 구성으로 해도 된다.
이상의 실시형태에서는 인 라인 방식의 증착 장치에 대해 설명해 왔지만, 본 발명은 예를 들어 도 6 에 나타내는 바와 같이 클러스터 방식 등의 증착 장치에도 적용된다. 이 경우, 제 1 캐리어 (1) 는 로드로크실 (10) 과 기판이송실 (20) 사이를 이동하고, 제 2 캐리어 (1') 는 기판이송실 (20) 과 처리실 (30) (30', 30") 사이를 이동한다. 이송실에서는 예를 들어 2 개의 핸드를 갖는 로봇 (6) 에 의해 제 1 및 제 2 캐리어의 기판을 이송한다.
그리고, 상기 서술한 바와 같이 본 발명은 증착 장치에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 스퍼터링 방법에 의해 노광용 블랭크스로서 Cr 산화막을 제작하는 장치에 바람직하게 사용되는 것 외에, 에칭 처리 등 여러 가지 처리장치에 응용할 수 있다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면 종래 기판을 반송할 때 발생하던 오염 문제를 저감시켜, 품질이 우수한 막을 안정적으로 형성할 수 있고, 특히 산화마그네슘과 같은 흡습성 유전체막을 고속으로 제작하는 장치를 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 기판을 탑재한 캐리어를 반입하는 로드로크실과, 캐리어 사이에서 기판을 이송시키는 이송기구를 갖는 기판이송실과, 기판에 소정 처리를 실시하는 기판처리실을 구비하는 기판처리장치로서,
    상기 로드로크실 및 상기 기판이송실 사이를 이동하는 제 1 캐리어와, 상기 기판이송실과 상기 기판처리실 사이를 이동하는 제 2 캐리어를 구비하며,
    상기 이송기구에 의해 상기 제 1 캐리어와 상기 제 2 캐리어 사이에서 기판을 이송하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    처리 종료 기판을 탑재한 상기 제 1 캐리어를 상기 로드로크실로 반출하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이송기구는, 복수의 캐리어 유지대를 구비하여 서로 교체 가능한 캐리어 유지기구와 기판 유지기구 각각 2 개와, 그 2 개의 캐리어 유지기구의 유지대 사이에서 캐리어를 이동시키는 이동기구로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지기구는, 진공흡착 또는 정전흡착기구인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판이송실은 건조 기체 분위기로 유지하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어는 기판의 4 변을 지지하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박막은 MgO 막인 것을 특징으로 하는 기판처리장치.
  8. 기판을 탑재한 캐리어를 반출입하는 로드로크실과, 캐리어 사이에서 기판을 이송시키는 기판이송실과, 기판에 소정 처리를 실시하는 기판처리실을 연결 배치하고, 상기 로드로크실과 상기 기판이송실 사이를 이동하는 제 1 캐리어 및 상기 기판이송실 과 상기 기판처리실 사이를 이동하는 제 2 캐리어를 배치하여, 상기 기판이송실에 있어서, 상기 제 1 캐리어와 상기 제 2 캐리어 사이에서 기판을 이송시켜, 상기 기판처리실에 반출입되는 상기 제 2 캐리어를 대기에 노출시키지 않고 연속하여 기판처리하는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 이송기구는, 복수의 캐리어 유지대를 구비하여 서로 교체 가능한 캐리어 유지기구와 기판 유지기구 각각 2 개와, 상기 2 개의 캐리어 유지기구의 유지대 사이에서 캐리어를 이동시키는 이동기구로 구성되며,
    상기 유지대 위의 상기 제 1 및 제 2 캐리어로부터 기판을 상기 기판 유지기구에 의해 유지한 상태로 캐리어를 상기 2 개의 유지기구 사이에서 이동시키고, 그 상태로 다시 캐리어에 기판을 탑재시킴으로써 기판을 이송시키는 것을 특징으로 하는 기판처리방법.
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