JP2002184706A

JP2002184706A - 真空処理装置

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Publication number: JP2002184706A
Application number: JP2000385116A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kikuchi; 正志菊池
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2002-06-28
Anticipated expiration: 2020-12-19
Also published as: JP4531247B2

Abstract

(57)【要約】【課題】設置面積の小さい真空処理装置を提供する。【解決手段】主真空槽１１の内部に往復移動可能なハン
ド１２、１３を設け、主真空槽１１の天井の上のハンド
１２、１３の移動軌跡上の位置に複数の処理室４０、５
０₁、５０₂を並べる。各処理室４０、５０₁、５０₂の下
方位置には上下移動可能な昇降装置４４、５４₁、５４₂
を配置し、いずれか一方又は両方のハンド１２、１３に
よって搬送された基板を昇降装置４４、５４₁、５４₂上
に乗せ、処理室４０、５０₁、５０₂内に搬入し、真空処
理を行う。主真空槽１１の上に処理室４０、５０₁、５
０₂が配置されているので、搬送室が不要であり、設置
面積が少なくて済む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は真空処理装置の技術
分野に関し、特に、マルチチャンバ型とは異なる形式の
真空処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、図３５の符号１５０は従来のマ
ルチチャンバ型の真空処理装置を示している。この真空
処理装置１５０は、搬送室１５９の周囲に複数の処理室
１５１〜１５５が配置されており、基板移載ロボット１
１０のハンド１１３上に基板を乗せ、搬出入室１５６内
に搬入し、搬出入室１５６を真空排気した後、搬送室内
の基板搬送ロボット１２０によって、搬出入室１５６内
の基板を所望の処理室１５１〜１５５に移動させ、薄膜
の形成処理を行うようになっている。

【０００３】処理室１５１〜１５５には、薄膜を形成す
る成膜処理室の他、加熱室やエッチング室も用いること
ができるため、必要に応じた種類の処理室を設け、所望
の真空処理装置１５０を構成させることができる。

【０００４】しかしながら上記の真空処理装置１５０で
は搬送室１５９が大きいため、設置面積に比べて処理室
の数が少ない。処理室の数を多くしようとすると、搬送
室１５６を大きくしなければならず、いずれにしろ、面
積の利用効率が低い。従って、マルチチャンバ型の真空
処理装置１５０は、運転コストが高くなってしまう。

【０００５】また、搬送室１５９内の基板搬送ロボット
１２０の動作は複雑であり、大型のガラス基板に対応さ
せようとすると、基板搬送ロボット１２０が高価になっ
てしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、面積の利用効率の高い装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、主真空槽と、前記主真空槽
内に配置されたハンドと、前記ハンドを前記真空槽内で
水平方向に往復移動させる搬送機構と、前記主真空槽の
上部であって、前記各ハンドの移動軌跡の上方位置に配
置された複数の処理室と、前記主真空槽内の前記各処理
室の下方位置に配置され、上下移動可能に構成された昇
降装置とを有する真空処理装置である。請求項２記載の
発明は、請求項１記載の真空処理装置であって、前記昇
降装置に挿通され、上下動可能な昇降ピンとを有し、前
記昇降ピンを上昇させると、該昇降ピン先端は、前記昇
降装置表面から突き出されるように構成された真空処理
装置である。請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２のいずれか１項記載の真空処理装置であって、前記
昇降装置の下方位置には、前記昇降ピンの下端部を押圧
し、前記昇降ピンを上昇させる押圧ピンが配置された真
空処理装置である。請求項４記載の発明は、請求項１乃
至請求項３のいずれか１項記載の真空処理装置であっ
て、前記ハンドを前記処理室の下方位置から退避させた
状態で、前記昇降装置を上昇させると、前記昇降装置が
前記処理室の下端部を塞ぎ、前記処理室の内部を前記主
真空槽の内部から分離させるように構成された真空処理
装置である。請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項４のいずれか１項記載の真空処理装置であって、前記
ハンドは上下に２個設けられ、前記搬送機構は、前記２
個のハンドを平行な方向に独立して往復移動させるよう
に構成された真空処理装置である。請求項６記載の発明
は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の真空処
理装置であって、前記主真空槽には基板搬出入室が設け
られ、該基板搬出入内に配置された基板を少なくとも一
方の前記ハンド上に乗せ、且つ、少なくとも他方の前記
ハンド上に乗っている基板を前記基板搬出入室内に搬入
可能に構成された真空処理装置である。請求項７記載の
発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の真
空処理装置であって、前記複数の処理室のうち、少なく
とも１室は、該処理室内に搬入した基板表面に薄膜を形
成する成膜装置である真空処理装置である。請求項８記
載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載
の真空処理装置であって、前記複数の処理室のうち、少
なくとも１室は、該処理室内に搬入した基板を加熱する
加熱処理室である真空処理装置である。請求項９記載の
発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の真
空処理装置であって、前記主真空槽の内部には、前記基
板を冷却する冷却装置が設けられた真空処理装置であ
る。

【０００８】本発明は上記のように構成されており、ハ
ンド上に基板を乗せると、主真空槽内で基板を水平方向
に搬送でき、また、昇降装置上に基板を乗せると、主真
空槽内で基板を上下方向に移動させられるようになって
いる。

【０００９】各昇降装置には、昇降ピンが挿通されてお
り、昇降装置上に基板が乗った状態で昇降ピンを上昇さ
せると基板は昇降ピン上に移し替えられる。また、基板
が配置されたハンドを昇降装置上に位置させ、昇降ピン
を上昇させると、昇降ピンはハンドにぶつからずに基板
の裏面に当接され、昇降ピンが更に上昇すると、ハンド
上の基板は昇降ピン上に移し替えられる。

【００１０】ハンドには、例えば移動方向に沿って切れ
目が設けられており、ハンド上から昇降ピン上に基板が
移し替えられた後、ハンドを切れ目の開口とは逆方向に
移動させると、ハンドが昇降装置上から退避される。ハ
ンドの水平移動や昇降装置の上下移動は、主真空槽内の
真空雰囲気を維持した状態で行えるようになっている。

【００１１】また、本発明の真空処理装置には、２個の
ハンドが上下二段に設けられており、それぞれ主真空槽
内を互いに平行な方向に水平移動するようになってい
る。各ハンドは、それぞれ処理室の下方位置を通過する
ようになっている。

【００１２】この２個のハンドのうち、一方のハンド
を、基板搬出入室から主真空槽の末端の処理室への搬送
に使用し、他方のハンドを、末端の処理室から基板搬出
入室へ戻すのに使用することができる。

【００１３】また、本発明の真空処理装置では、スパッ
タリング装置、ＣＶＤ装置、エッチング装置を処理室と
することができる。

【００１４】昇降装置上に基板を乗せた状態で昇降装置
を上昇させると、基板を処理室内部に配置することがで
きる。

【００１５】処理室がスパッタリング装置である場合に
は、処理室内にスパッタリングガスが導入され、基板表
面に薄膜が形成される。また、ＣＶＤ装置である場合に
は、材料ガスが導入され、同様に基板表面に薄膜が形成
される。また、エッチング装置である場合には処理室内
部にエッチングガスが導入され、基板表面に形成された
薄膜がエッチングされる。脱ガス室である場合には、処
理室内部の基板が加熱されたり、基板表面にプラズマが
照射され、基板から処理室内部にガスが放出される。

【００１６】昇降装置が上昇した場合、昇降装置が各処
理室の下端部に当接され、各処理室は昇降装置によって
蓋をされた状態になる。この状態では、処理室の内部雰
囲気は主真空槽の内部雰囲気から分離されており、処理
室内に導入したガスや、処理室内部に放出されたガスは
主真空槽内に侵入しないようになっている。

【００１７】処理室内部にプラズマを形成する場合に
は、昇降装置に電極を配置することができる。また、処
理室内で基板を加熱する場合には、昇降装置に加熱装置
を配置することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図２８を参照し、符号２は工場内
に配置された真空処理ラインの一部を上方から見た図で
あり、搬送ライン４上には複数の基板７₁〜７₆が乗せら
れており、ここでは、各基板７₁〜７₆は、紙面上方から
紙面下方に向けて搬送されている。

【００１９】この搬送ライン４の側方位置には、各基板
７₁〜７₆の移動方向に沿って、本発明の一例の真空処理
装置３₁〜３₅が複数台配置されている。

【００２０】各真空処理装置３₁〜３₅と搬送ライン４と
の間には、それぞれ基板移載ロボット５₁〜５₅が一台ず
つ配置されており、基板移載ロボット５₁〜５₅によっ
て、搬送ライン４上の基板７₁〜７₆のうち、未処理の基
板を真空処理装置３₁〜３₅に移動させ、また、真空処理
装置３₁〜３₅内で処理が終了した基板を搬送ライン４上
に戻すようになっている。

【００２１】図２８の符号８₁、８₂は、基板移載ロボッ
ト５₁〜５₅のアーム先端上に乗せられ、移載中の基板を
示している。

【００２２】上記複数の真空処理装置３₁〜３₅のうち、
１台を代表して図１の符号３に示す。この真空処理装置
３は、水平方向に細長い主真空槽１１を有しており、主
真空槽１１はの長手方向は、搬送ライン４上の基板７₁
〜７₆の移動方向に対して垂直に配置されている。

【００２３】主真空槽１１の天井の上には、搬送ライン
４に近い位置から、搬出入室２０と、加熱処理室４０
と、複数の成膜処理室５０₁、５０₂とがこの順序で設け
られている(ここでは、成膜処理室は二室が示されてい
る)。

【００２４】主真空槽１１内部のうち、搬入室２０下方
位置と加熱処理室４０下方位置の間の部分の底壁上に
は、後述する冷却装置３７を有する固定台３４が配置さ
れており、主真空槽１１内部の固定台３４の上方部分が
冷却室３０にされている。

【００２５】また、この主真空槽１１では、搬送ライン
４から最も遠い成膜処理室５０₂よりも更に搬送ライン
４から遠い部分の上には処理室は設けられておらず、こ
の部分が、後述するハンド１２、１３が退避する退避室
６０になっている。

【００２６】搬出入室２０と加熱処理室４０と成膜処理
室５０₁、５０₂は、それぞれ副真空槽２１、４１、５１
₁、５１₂を有している。各副真空槽２１、４１、５
１₁、５１₂は、それぞれ主真空槽１１の天井上に固定さ
れており、各副真空槽２１、４１、５１₁、５１₂が位置
する部分の主真空槽１１の天井には、貫通孔から成る通
路２２、４２、５２₁、５２₂が設けられている。従っ
て、主真空槽１１と各副真空槽２１、４１、５１₁、５
１₂とは、通路２２、４２、５２₁、５２₂によって、内
部が接続されるようになっている。

【００２７】各通路２２、４２、５２₁、５２₂のうち、
搬出入室２０の通路２２には、開閉可能な真空バルブ２
５が取り付けられている。また、搬出入室２２の副真空
槽２１の側壁には、搬出入口２３が設けられており、こ
の搬出入口２３にも、開閉可能な扉２４が取り付けられ
ている。

【００２８】バルブ２５によって通路２２を閉じた場合
は、搬出入室２０の副真空槽２１の内部は主真空槽１１
の内部から遮断される。また、扉２４によって搬出入口
２３を閉じた場合には、搬入室２０の内部は、大気から
遮断されるようになっている。

【００２９】各副真空槽２１、４１、５１₁、５１₂は、
主真空槽１１に気密に接続されており、搬出入室２０の
扉２４を閉じた状態では、主真空槽１１の内部と各副真
空槽２１、４１、５１₁、５１₂の内部とは、大気から遮
断されるようになっている。

【００３０】主真空槽１１の側壁には、搬出入室２０の
下方位置から退避室６０の内部まで、２本の搬送機構１
４、１５が水平に延設されている。

【００３１】この搬送機構１４、１５は互いに上下に配
置されており、それぞれハンド１２、１３が取り付けら
れている。

【００３２】このハンド１２、１３を上方から見た図
を、図２９(ａ)に示す。各ハンド１２、１３は、搬送機
構１４、１５に沿って、主真空槽１１の内部をそれぞれ
独立に水平移動できるように構成されており、その移動
方向に沿う向きに切れ目１７が形成されている。

【００３３】冷却室３０の下方位置の主真空槽１１の底
壁上には、上述した固定台３４が固定されており、ま
た、加熱処理室４０と成膜処理室５０₁、５０₂の下方位
置の主真空槽１１の底壁上には、上下動可能な昇降装置
４４、５４₁、５４₂がそれぞれ配置されている。

【００３４】また、搬出入室２０の下方位置と、固定台
３４及び昇降装置４４、５４₁、５４₂の下方位置には、
昇降軸２８、３８、４８、５８₁、５８₂が鉛直に配置さ
れている。

【００３５】搬出入室２０の下方と固定台３４の下方に
位置する昇降軸２８、３８の先端は複数本に分岐されて
いる。固定台３４には貫通孔が設けられており、昇降軸
３８の分岐された先端部分は、固定台３４の下側から、
固定台３４の貫通孔内に挿入されている。

【００３６】各昇降軸２８、３８、４８、５８₁、５８₂
の下端部は、主真空槽１１の外部に気密に導出されてお
り、その部分には、モータ６１〜６５がそれぞれ接続さ
れている。各モータ６１〜６５を動作させると、昇降軸
２８、３８、４８、５８₁、５８₂は、主真空槽１１内の
真空雰囲気を維持した状態で、それぞれ個別に上下移動
できるように構成されている。

【００３７】また、各昇降軸２８、３８、４８、５
８₁、５８₂のうち、昇降装置４４、５４ ₁、５４₂の下方
に位置する昇降軸４８、５８₁、５８₂の上部先端部分に
は、支持板８５、８６₁、８６₂がそれぞれ取り付けられ
ている。

【００３８】成膜処理室５０₁下方の昇降装置５４₁、及
び昇降軸５８₁を図３０に示す。図３０及び後述する図
３２〜図３４は、昇降装置５４₁の構造を説明するため
の図であり、主真空槽１１を昇降装置５４₁及びその周
囲の部材と共に、主真空槽１１の長手方向とは直角の方
向に切断し、退避室６０に近い成膜処理室５０₂の位置
から、切断した部分を見た状態を示している。

【００３９】この他の処理室４０、５０₂に配置されて
いる昇降装置４４、５４₂や、その周囲の部材も、図３
０〜図３４に示した昇降装置５４₁及びその周囲の部材
と同じ構造である。

【００４０】各昇降装置４４、５４₁、５４₂は、蓋部材
４７、５７₁、５７₂と、電極板４６、５６₁、５６₂と、
加熱板４５、５５₁、５５₂とを有している。蓋部材４
７、５７₁、５７₂と、電極板４６、５６₁、５６₂と、加
熱板４５、５５₁、５５₂とは下方からこの順序で重ねら
れており、互いに固定されている。

【００４１】主真空槽１１の底壁には、複数の昇降機構
８０が設けられており、各昇降装置４４、５４₁、５４₂
は、それぞれ異なる昇降機構８０に取り付けられてい
る。

【００４２】昇降機構８０には、不図示のモータが取り
付けられており、主真空槽１１内の真空雰囲気を維持し
たまま、上下移動可能に構成されている。従って、昇降
機構８０を上下移動させると、主真空槽１１内部の真空
雰囲気を維持したまま、昇降装置４４、５４₁、５４₂を
主真空槽１１内で上下移動できるようになっている。

【００４３】各昇降機構８０は、搬送機構１４、１５と
は反対側の側壁近傍に配置されており、昇降機構８０が
上方に移動した状態でも、昇降機構８０が障害になるこ
となく、ハンド１２、１３が水平方向に移動できるよう
になっている。

【００４４】また、蓋部材４７、５７₁、５７₂と、電極
板４６、５６₁、５６₂と、加熱板４５、５５₁、５５₂に
は、互いに連通する位置に複数の貫通孔が形成されてお
り、各昇降装置４４、５４₁、５４₂に、上下方向に貫通
する複数の貫通孔が形成されている。

【００４５】各昇降装置４４、５４₁、５４₂の貫通孔の
内部には、昇降ピン４９、５９₁、５９₂がそれぞれ挿通
されている。その昇降ピン４９、５９₁、５９₂には、不
図示のストッパーが設けられており、貫通孔の内部から
各昇降ピン４９、５９₁、５９₂が落下しないようにされ
ている。

【００４６】各昇降ピン４９、５９₁、５９₂がストッパ
ーによって貫通孔内部に保持された状態では、各昇降ピ
ン４９、５９₁、５９₂の先端は加熱板４５、５５₁、５
５₂の表面よりも低い位置にあり、昇降ピン４９、５
９₁、５９₂の先端が昇降装置４４、５４₁、５４₂の表面
から突き出ないようにされている。

【００４７】各支持板８５、８６₁、８６₂は、各昇降装
置４４、５４₁、５４₂底面の蓋部材４７、５７₁、５７₂
に対して平行に配置されており、それら支持板８５、８
６₁、８６₂表面の、昇降ピン４９、５９₁、５９₂が挿通
された位置に対応する位置には、図１や図３０に示すよ
うに、押圧ピン８７、８８₁、８８₂が立設されている
(後述する図２〜図２７では、符号８７、８８₁、８８₂
は省略する)。

【００４８】各昇降装置４４、５４₁、５４₂に形成され
た貫通孔は、下端部の直径が上端部よりも大きくなって
おり、昇降軸４８、５８₁、５８₂に取り付けられたモー
タ６３〜６５を動作させ、支持板８５、８６₁、８６₂を
上方に移動させると、押圧ピン８７、８８₁、８８₂は各
昇降装置４４、５４₁、５４₂の貫通孔の下端部内に押し
込まれる。上昇する各押圧ピン８７、８８₁、８８₂の上
部は、昇降ピン４９、５９₁、５９₂の下端部に当接さ
れ、昇降ピン４９、５９₁、５９₂を押し上げるようにな
っている。

【００４９】押し上げられた昇降ピン４９、５９₁、５
９₂の上端部は、昇降装置４４、５４ ₁、５４₂の表面上
に突き出される。押圧ピン８７、８８₁、８８₂を昇降装
置４４、５４₁、５４₂内に挿入し終わり、昇降ピン４
９、５９₁、５９₂が最上方まで突き出された状態では、
各昇降ピン４９、５９₁、５９₂の上端部と昇降装置４
４、５４₁、５４₂表面との間の距離は、上方のハンド１
２又は下方のハンド１３を挿入できるだけ離間するよう
になっている。

【００５０】図３１は、昇降機構８０によって昇降装置
５４₁を降下させた状態で、下方のハンド１３がその昇
降装置５４₁の真上位置から退避され、上方のハンド１
２が昇降装置５４₁の真上位置に静止された状態を示し
ている。

【００５１】このハンド１２上には基板７が乗せられて
おり、昇降機構８０によって昇降装置５４₁を上方に移
動させると共に、昇降軸５８₁によって支持板８６₁を上
方に移動させ、押圧ピン８８₁によって昇降ピン５９₁を
上方に押し上げると、ハンド１２上の基板７が昇降ピン
５９₁の上端部に移し替えられる。図３２はその状態を
示している。

【００５２】次に、上方のハンド１２を退避させた後、
昇降ピン５９₁を下方に移動させると昇降ピン５９₁上の
基板７は昇降装置５４₁上に移し替えられる。図３３は
その状態を示している。昇降装置５４₁上に配置された
基板７を上方のハンド１２又は下方のハンド１３に移載
する場合には、上記と逆の手順となる。

【００５３】各昇降装置４４、５４₁、５４₂の蓋部材４
７、５７₁、５７₂は、電極板４６、５６₁、５６₂や加熱
板４５、５５₁、５５₂よりも大きく成形されており、各
昇降装置４４、５４₁、５４₂を上方に移動させると、各
処理室４０、５０₁、５０₂の下端位置に蓋部材４７、５
７₁、５７₂が当接される。この状態では、各処理室４
０、５０₁、５０₂下端に設けられたＯリングが蓋部材４
７、５７₁、５７₂に密着し、各処理室４０、５０₁、５
０₂は、蓋部材４７、５７₁、５７₂によって蓋をされ
る。

【００５４】このとき、昇降装置４４、５４₁、５４₂の
貫通孔は、昇降ピン４９、５９₁、５９₂のストッパーに
よって塞がれており、各処理室４０、５０₁、５０₂の内
部雰囲気が、主真空槽１１の内部雰囲気から分離されて
いる。

【００５５】各処理室４０、５０₁、５０₂が、蓋部材４
７、５７₁、５７₂によって蓋をされた状態では、加熱板
４５、５５₁、５５₂の表面は、各処理室４０、５０₁、
５０₂内部に位置している。

【００５６】ここでは、昇降装置５４₁上に基板７が乗
せられた状態で蓋部材５７₁が成膜処理室５５₁の下端位
置に当接されており、加熱板５５₁上に載置された基板
７が、成膜処理室５５₁内部に配置されている。図３４
はその状態を示している。

【００５７】上記の真空処理装置３を用い、基板７表面
に薄膜を形成する工程を説明する。主真空槽１１と、搬
出入室２０と、加熱処理室４０と、成膜処理室５０₁、
５０₂は、それぞれ真空排気系７１に接続されており、
待機状態では、その真空排気系７１によって、主真空槽
１１と、搬出入室２０と、加熱処理室４０と、成膜処理
室５０₁、５０₂の内部はそれぞれ真空排気されている。

【００５８】先ず、真空バルブ２５を閉じ、搬出入室２
０の内部と主真空槽１１の内部との間を遮断した後、図
２に示すように、基板移載ロボット５のアーム先端１８
上に基板７_aを乗せ、扉２４を開けてアーム先端１８を
搬出入室２０内に挿入する。

【００５９】搬出入室２０内には、フック２６、２７が
上下二段に設けられており、基板７ _aを一方のフック２
６上に乗せた後、アーム先端１８を戻し、図３に示すよ
うに扉２４を閉じ、搬出入室２０内部を真空排気する。

【００６０】次に、ハンド１２、１３を搬出入室２０の
下方位置から待避させた状態で、真空バルブ２５を開
け、搬入室２０下方位置の昇降軸２８を上昇させ、その
上部を搬出入室２０内に挿入する。そして、図４に示す
ように、昇降軸２８の上部先端に基板７_aを乗せる。

【００６１】次いで、フック２６を退避させ、昇降軸２
８を降下させると、基板７_aはフック２６に接触するこ
となく降下する。

【００６２】図５は、昇降軸２８上に乗った基板７_aが
主真空槽１１内に搬入され、基板７_aが上側のハンド１
２よりも高い位置で静止した状態を示している。

【００６３】次いでハンド１２を基板７_aの真下位置に
向けて移動させると、図６に示すように、ハンド１２
は、昇降軸２８の分岐された部分の間に挿入される。

【００６４】図２９(ｂ)は、ハンド１２を基板７の真下
位置に移動させる前の状態を示しており、同図(ｃ)は、
ハンド１２を昇降軸２８の分岐された部分の間に挿入し
た状態を示している。

【００６５】その状態で昇降軸２８を降下させると、図
７に示すように、基板７_aは上段のハンド１２上に乗せ
られる。

【００６６】次いで、上段の搬送機構１４を動作させ、
ハンド１２を移動させ、図８に示すように、基板７_aが
加熱処理室４０の真下位置まで移動したところで静止さ
せる。

【００６７】次いで、加熱処理室４０の下方に位置する
昇降装置４４と支持板８５を上昇させ、図９に示すよう
に、昇降ピン４９の上部に、基板７_aを乗せる。この状
態では、ハンド１２は、基板７_aと昇降装置４４の間に
位置しており、ハンド１２の表面は、基板７_aから離れ
ている。

【００６８】上記のように基板７_aが昇降ピン４９上に
乗った後、ハンド１２を退避室６０の方向に移動させる
と、図１０に示すように、ハンド１２は基板７_aと昇降
装置４４の間から抜去される。

【００６９】次いで、支持板８５を降下させ、昇降ピン
４９を昇降装置４４の貫通孔内に収容するか、又は、昇
降装置４４を上昇させると、基板７_aは昇降装置４４上
に乗せられる。この状態で昇降装置４４を上昇させる
と、図１１に示すように、基板７_aは加熱処理室４０内
に配置される。このとき、基板７_aは昇降装置４４の加
熱板４５上に乗っている。

【００７０】各昇降装置４４、５４₁、５４₂の加熱板４
５、５５₁、５５₂の内部には、静電吸着用の電極が配置
されており、その静電吸着用電極に電圧を印加し、基板
７_aを加熱板４５表面に静電吸着すると共に、加熱板４
５を発熱させると、基板７_aは、加熱板４５からの熱伝
導によって加熱される。

【００７１】この状態では、Ｏリング等の図示しない気
密材料を介して、昇降装置４４が加熱処理室４０の下端
部分に密着されており、通路４２は蓋部材４７によって
塞がれている。従って、この状態では、加熱処理室４０
の内部は、主真空槽１１の内部から分離されている。

【００７２】加熱処理室４０は、主真空槽１１とは別個
に真空排気系７１に接続されており、加熱によって基板
７_aから放出されたガスは、主真空槽１１内部に侵入す
ることなく加熱処理室４０内から真空排気される。

【００７３】なお、加熱処理室４０内で、上記のような
基板７_aの脱ガス処理を行っている間に、搬出入室２０
内に、次の基板７_bを搬入しておく。

【００７４】所定時間加熱による脱ガス処理を行った
後、昇降装置４４を降下させ、昇降ピン４９によって基
板７_aを持ち上げた状態で、その基板７_aと昇降装置４４
の間に上側のハンド１２を挿入し、次いで、昇降ピン４
９を降下させると、基板７_aはそのハンド１２上に移載
される。

【００７５】その後、ハンド１２を水平方向に移動さ
せ、基板７_aを初段の成膜処理室５０₁の真下位置に静止
させる。図１２はその状態を示している。

【００７６】その状態で、初段の成膜処理室５０₁の真
下位置の昇降装置５４₁及び支持板８６₁を上昇させ、図
１３に示すように、昇降ピン５９₁の上端部に基板７_aを
乗せる。

【００７７】次いで、図１４に示すように、ハンド１２
を、基板７_aと昇降装置５４₁の間から抜去し、図１５に
示すように、基板７_aを乗せた状態の昇降装置５４₁を上
方に移動させ、蓋部材５７₁によって成膜処理室５０₁の
通路５２₁を塞ぎ、初段の成膜処理室５０₁の内部雰囲気
を主真空槽１１の内部雰囲気から分離させる。この状態
では、基板７_aは初段の成膜処理室５０₁内に配置されて
いる。

【００７８】加熱板５５₁内部の静電吸着用電極に電圧
を印加し、基板７_aを静電吸着すると共に、加熱板５５₁
を発熱させ、基板７_aを昇温させる。

【００７９】各成膜処理室５０₁、５０₂内部の天井側に
は、シャワー電極５３₁、５３₂が配置されている。真空
処理装置３の外部には、ガス導入系７３₁、７３₂が配置
されており、各シャワー電極５３₁、５３₂は、それぞれ
ガス導入系７３₁、７３₂に接続されている。

【００８０】蓋部材５７₁、５７₂によって、成膜処理室
５０₁、５０₂の通路５２₁、５２₂が塞がれた状態では、
各成膜処理室５０₁、５０₂の内部(副真空槽５１₁、５１
₂の内部)は、主真空槽１１の内部から分離されている。

【００８１】従って、成膜処理室５０₁内に基板７₁を配
置し、蓋部材５７₁で通路５２₁を塞いだ状態で、シャワ
ー電極５３₁から薄膜の材料ガスを副真空槽５１₁内に導
入すると、副真空槽５１₁内は、導入した材料ガスで充
満される。昇降装置５４₁、５４₂の貫通孔は、昇降ピン
５９₁、５９₂のストッパー部材によって塞がれているか
ら、成膜処理室５０₁、５０₂の副真空槽５１₁、５１₂内
に導入された材料ガスは、主真空槽１１内部に侵入しな
いようになっている。

【００８２】副真空槽５１₁、５１₂の外側の、シャワー
電極５３₁、５３₂に近接した位置には、ＲＦ電源７
７₁、７７₂が配置されている。昇降装置５４₁、５４₂が
有する電極板５６₁、５６₂は主真空槽１１と同電位にお
かれており、ＲＦ電源７７₁、７７₂によってシャワー電
極５３₁、５３₂と電極板５６₁、５６₂との間に高周波電
圧が印加されるようになっている。

【００８３】基板７_aが配置された副真空槽５１₁内に材
料ガスを導入した後、ＲＦ電源６７ ₁を起動し、シャワ
ー電極５３₁と電極板５６₁の間にＲＦ電圧を印加する
と、基板７_a表面近傍に材料ガスのプラズマが生成さ
れ、基板７_a表面に薄膜が成長する。

【００８４】各成膜処理室５０₁、５０₂は、上述したよ
うに、主真空槽１１とは独立してそれぞれ真空排気系７
１に接続されているから、副真空槽５１₁、５１₂内に導
入した材料ガスや、反応生成物のガスは、主真空槽１１
内に侵入することなく、真空排気系７１によって真空排
気される。

【００８５】成膜処理室５０₁内で最初の基板７_aの表面
に薄膜を成長させている間に、図１６に示すように、二
枚目の基板７_bを昇降装置４４上に乗せ、加熱処理室４
０内に配置し、最初の基板７_aと同様の手順によって加
熱し、脱ガスを行う。また、三枚目の基板７_cを搬出入
室２０内に搬入し、搬出入室２０内を真空排気してお
く。

【００８６】初段の成膜処理室５０₁内で基板７_a表面に
所定膜厚まで薄膜が形成された後、昇降装置５４₁、５
４₂とハンド１２によって、その基板７_aを次段の成膜処
理室５０₂内に搬入し、一層目の薄膜の表面に二層目の
薄膜を成長させる。

【００８７】このとき、図１７に示すように、初段の成
膜処理室５０₁と、加熱処理室４０と、搬出入室２０の
内部に、それぞれ基板７_b〜７_dを搬入する。初段の成膜
処理室５０₁内では、二枚目の基板７_b表面に薄膜を形成
し、加熱処理室４０内では三枚目の基板７_cの脱ガス処
理を行う。

【００８８】次段の成膜処理室５０₂内で、最初の基板
７_aの表面に二層目の薄膜が所定膜厚に形成されると、
成膜処理室５０₂内の材料ガス及び生成ガスは真空排気
される。次いで、昇降装置５４₂上に二層目の薄膜を形
成した基板７_aを乗せ、昇降装置５４₂を降下させ、基板
７_aを一旦下段のハンド１３よりも下に位置させた後、
昇降軸５８₂を上昇させ、押圧ピン８６₂によって、昇降
ピン５９₂を押し上げ、図１８に示すように、基板７_aを
下段のハンド１３よりも上に位置させる。

【００８９】その状態で、図１９に示すように、下段の
ハンド１３を、基板７_aと昇降装置５４₂の間に挿入し、
次いで、昇降ピン５９₂を降下させると、図２０に示す
ように、基板７_aは下段のハンド１３上に移載される。

【００９０】基板７_aが乗った下段のハンド１３を、図
２１に示すように、冷却室３０の位置まで移動させ、固
定台３４の真上に静止させ、次いで、固定台３４に挿通
された昇降軸３８を上昇させ、ハンド１３上の基板７_a
を昇降軸３８の上端で持ち上げた後、ハンド１３を基板
７_aの下方位置から抜去し、昇降軸３８を降下させる
と、図２１に示すように、基板７_aは固定台３４上に載
置される。

【００９１】この固定台３４は、冷却装置３７と、該冷
却装置３７上に配置された静電吸着装置３５とを有して
おり、静電吸着装置３５内の電極に電圧を印加すると、
基板７_aは静電吸着装置３５の表面に静電吸着される。

【００９２】他方、冷却装置３７内には冷却水の循環路
３２が設けられており、基板７_aを静電吸着装置３５表
面に静電吸着した状態で循環路３２内に冷却水を循環さ
せると、昇温していた基板７_aは冷却される。

【００９３】その基板７_aの冷却中には、初段の成膜処
理室５０₁内と、加熱処理室４０内と、搬出入室２０内
にそれぞれ位置していた二枚目〜四枚目の基板７_b〜７_d
は、各室の次段に当たる成膜処理室５０₂、５０₁と加熱
処理室４０内に搬入される。

【００９４】基板７_aの冷却が終了すると、その基板下
段のハンド１３上に移載した後、図２３に示すように、
搬出入室２０の真下位置まで移動させ、バルブ２５を開
け、搬出入室２０真下位置の昇降軸２８を上昇させ、昇
降軸２８上に基板７_aを乗せ、通路２２を通して、搬出
入室２０内に搬入する。

【００９５】搬入された基板７_aは、下段のフック２７
上に乗せた後、昇降軸２８を降下させ、搬出入室２０内
から抜去した後、真空バルブ２５を閉じる。図２４はそ
の状態を示している。

【００９６】次に、図２５に示すように、扉２４を開
け、基板移載ロボット５のアーム先端１８に未処理の基
板７_eを乗せ、搬出入室２０内に搬入し、その未処理の
基板７_eを上段のフック２６上に乗せた後、一旦アーム
先端１８を搬出入室２０から抜去し、アーム先端１８を
降下させた後、アーム先端１８を下段のフック２７の下
方位置に挿入する。

【００９７】その状態でアーム先端１８を上方に移動さ
せると、図２６に示すように、下段のフック２７上に載
置されていた基板(薄膜が形成された基板)７_aは、アー
ム先端１８上に移載される。

【００９８】次いで、アーム先端１８を搬出入室２０内
から抜去し、扉２４を閉じ、搬出入室２０内を真空排気
する。搬出入室２０内部の圧力が主真空槽１１内部の圧
力と同程度まで真空排気されると、バルブ２５が開けら
れる状態になる。

【００９９】この状態の搬出入室２０は、図１７に示し
たのと同様の状態であり、真空処理装置３全体では、成
膜処理室５０₂、５０₁、加熱処理室４０、搬出入室２０
内にそれぞれ基板７_b〜７_eが１枚ずつ配置されている。
成膜処理室５０₂内で二枚目の基板７_bに二層目の薄膜が
所定膜厚に形成されると、上記手順と同じ手順により、
成膜処理室５０₂から冷却室３０内に移送され、冷却室
３０内で冷却された後、搬出入室２０を通って、真空処
理装置３の外部に搬出される。この搬出際には、未処理
の新しい基板が搬出入室２０内に搬入される。

【０１００】以上説明したように、本発明の真空処理装
置３は、細長い主真空槽１１の一端から搬入された基板
７が、主真空槽１１内を往復する間に真空処理が行わ
れ、搬入した位置に戻った後、真空処理装置３の外部に
搬出される。

【０１０１】従って、搬送ライン４上に乗って運ばれて
くる基板７を真空処理装置３内で連続して真空処理した
後、同じ搬送ライン４に戻すことができる。これによ
り、搬送ライン４の搬送方向に沿って真空処理装置３を
複数台配置することで、搬送ライン４上を搬送される基
板７を全数真空処理することができるので、後工程で
は、次々送られてくる基板７を後処理することで、基板
７の一貫した処理が可能になっている。

【０１０２】なお、上記真空処理装置３は、搬出入室２
０を主真空槽１１の上部に配置したが、本発明はそれに
限定されるものではなく、主真空槽１１の長手方向を形
成する側面の端部や、主真空槽１１の端部を構成する側
面に接続してもよい。

【０１０３】また、主真空槽１１内部に冷却室３０を設
けたが、主真空槽１１の上部に設け、各処理室４０、５
０₁、５０₂内に搬出入したのと同様に、基板７を搬出入
してもよい。他方、本発明の真空処理装置３は必ずしも
冷却室を必要とするものではなく、冷却装置を有さない
ものも含まれる。

【０１０４】更にまた、搬入室と搬出室とを分け、主真
空槽１１の長手方向の一端側に搬入室を配置し、他端側
に搬出室を配置し、基板が搬入室から搬出室に運ばれる
間に、真空処理をするようにしてもよい。この場合、基
板の搬送ライン４は、一本だけ設けてもよく、また、二
本設け、搬送の効率を上げてもよい。

【０１０５】また、上記実施例では下方のハンド１３
を、基板７を最後の処理室５０₂から戻すのに使用した
が、上方のハンド１２を基板７を戻すのに使用し、下方
のハンド１３を搬出入室２０から、各処理室４０、５０
₁、５０₂に搬送するのに使用してもよい。

【０１０６】また、両方のハンド１２、１３を用いて基
板７を、順次次段の処理室に送ったり、基板７を搬出入
室２０に戻すようにしてもよい。

【０１０７】

【発明の効果】基板が主真空槽内の処理室の下方を往復
移動する間に処理が終了しており、処理室とは別に、搬
送室を設けるためのスペースを必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空処理装置の内部構造と使用方法を
説明するための図(１)

【図２】その真空処理装置の使用方法を説明するための
図(２)

【図３】その真空処理装置の使用方法を説明するための
図(３)

【図４】その真空処理装置の使用方法を説明するための
図(４)

【図５】その真空処理装置の使用方法を説明するための
図(５)

【図６】その真空処理装置の使用方法を説明するための
図(６)

【図７】その真空処理装置の使用方法を説明するための
図(７)

【図８】その真空処理装置の使用方法を説明するための
図(８)

【図９】その真空処理装置の使用方法を説明するための
図(９)

【図１０】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(１０)

【図１１】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(１１)

【図１２】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(１２)

【図１３】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(１３)

【図１４】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(１４)

【図１５】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(１５)

【図１６】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(１６)

【図１７】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(１７)

【図１８】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(１８)

【図１９】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(１９)

【図２０】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(２０)

【図２１】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(２１)

【図２２】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(２２)

【図２３】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(２３)

【図２４】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(２４)

【図２５】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(２５)

【図２６】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(２６)

【図２７】その真空処理装置の使用方法を説明するため
の図(２７)

【図２８】本発明の真空処理装置が複数台配置された製
造ラインを示す図

【図２９】(ａ)〜(ｃ)：本発明の真空処理装置のハンド
及び搬送機構を説明するための図

【図３０】主真空槽及び成膜処理室を長手方向とは直角
方向に切断した状態を模式的に示す断面図

【図３１】その断面図であって基板が上方のハンド上に
乗った状態を示す図

【図３２】その断面図であって昇降ピンが上昇した状態
を示す図

【図３３】その断面図であって基板が昇降装置上に配置
された状態を示す図

【図３４】その断面図であって昇降装置が上昇した状態
を示す図

【図３５】マルチチャンバ型の従来技術の真空処理装置
を示す図

【符号の説明】

３……真空処理装置７_a〜７_e……基板１１……主真空槽１２、１３……ハンド１４、１５……搬送機構２０……基板搬出入室３４……冷却装置４０、５０₁、５０₂……処理室(４０……加熱処理室、
５０₁、５０₂……成膜処理室) ４４、５４₁、５４₂……昇降装置４７、５７₁、５７₂……蓋部材４８、５８₁、５８₂……昇降軸４９、５９₁、５９₂……昇降ピン８７、８８₁、８８₂……押圧ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｊ 19/08 Ｂ０１Ｊ 19/08 ＦＢ６５Ｇ 49/00 Ｂ６５Ｇ 49/00 ＡＣ２３Ｃ 14/56 Ｃ２３Ｃ 14/56 Ｇ 16/44 16/44 ＦＨ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/68 ＡＦターム(参考） 4G075 AA24 BA02 BC02 BC04 BC06 BD14 CA02 CA03 CA25 CA47 CA65 DA01 DA02 DA08 EA02 EA05 EB01 EB41 EC13 EC21 ED13 EE13 FA01 4K029 CA05 DA01 DA08 KA01 KA09 4K030 FA01 FA10 GA12 KA08 KA24 KA26 KA28 5F031 CA02 FA01 GA48 MA02 MA03 MA06 MA09 MA28 MA29 MA30 MA32 5F045 AA08 BB10 DQ15 EB08 EH05 EJ02 EJ09 EK07 EM05 EM10 EN04 HA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主真空槽と、前記主真空槽内に配置されたハンドと、前記ハンドを前記真空槽内で水平方向に往復移動させる
搬送機構と、前記主真空槽の上部であって、前記各ハンドの移動軌跡
の上方位置に配置された複数の処理室と、前記主真空槽内の前記各処理室の下方位置に配置され、
上下移動可能に構成された昇降装置とを有する真空処理
装置。
【請求項２】前記昇降装置に挿通され、上下動可能な昇
降ピンとを有し、前記昇降ピンを上昇させると、該昇降ピン先端は、前記
昇降装置表面から突き出されるように構成された請求項
１記載の真空処理装置。
【請求項３】前記昇降装置の下方位置には、前記昇降ピ
ンの下端部を押圧し、前記昇降ピンを上昇させる押圧ピ
ンが配置された請求項１又は請求項２のいずれか１項記
載の真空処理装置。
【請求項４】前記ハンドを前記処理室の下方位置から退
避させた状態で、前記昇降装置を上昇させると、前記昇
降装置が前記処理室の下端部を塞ぎ、前記処理室の内部
を前記主真空槽の内部から分離させるように構成された
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の真空処理装
置。
【請求項５】前記ハンドは上下に２個設けられ、前記搬送機構は、前記２個のハンドを平行な方向に独立
して往復移動させるように構成された請求項１乃至請求
項４のいずれか１項記載の真空処理装置。
【請求項６】前記主真空槽には基板搬出入室が設けら
れ、該基板搬出入内に配置された基板を少なくとも一方
の前記ハンド上に乗せ、且つ、少なくとも他方の前記ハ
ンド上に乗っている基板を前記基板搬出入室内に搬入可
能に構成された請求項１乃至請求項５のいずれか１項記
載の真空処理装置。
【請求項７】前記複数の処理室のうち、少なくとも１室
は、該処理室内に搬入した基板表面に薄膜を形成する成
膜装置である請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載
の真空処理装置。
【請求項８】前記複数の処理室のうち、少なくとも１室
は、該処理室内に搬入した基板を加熱する加熱処理室で
ある請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の真空処
理装置。
【請求項９】前記主真空槽の内部には、前記基板を冷却
する冷却装置が設けられた請求項１乃至請求項８のいず
れか１項記載の真空処理装置。