JP4264423B2 - 真空処理装置及び処理室増設方法 - Google Patents

Description

本発明は、真空処理装置及び処理室増設方法に関し、特に、プラズマＣＶＤ装置、ドライエッチング装置、スパッタリング装置に例示される真空処理装置、すなわち、基板や製膜済の基板に真空または減圧雰囲気のもとで処理を実施する真空処理装置及びその真空処理装置に処理室を増設する処理室増設方法に関する。

プラズマを用いて半導体をガス化し、加熱した基板にその半導体の薄膜を形成する真空処理装置としてプラズマＣＶＤ装置が知られている。ガラス基板に製膜されたシリコン系薄膜においてｐ層、ｉ層、ｎ層を積層製膜してｉ層に照射された光を電力に変換する薄膜シリコン太陽電池が知られている。その太陽電池は、主として生産性の観点からそのガラス基板がより大きいことが望まれている。真空処理装置は、大きい基板に、独立して半導体膜を製膜する処理室をより多く備え、設置される場所がより狭いことが望まれている。

特許２１４１３７９号公報には、独立分離型の半導体装置製造装置をさらに改良し、温度精度も３００±１℃以下におさえ、加えて１回のロ−ディング数量を５０〜５００枚にすることを可能とした低価格、高品質の半導体装置を多量に製造せんとする被膜作製装置が開示されている。その被膜作製装置は、複数の反応室と、該複数の反応室の全てに連結された共通室とを有している。

特開２０００−１８３１２９号公報には、より高いスループットを得ることが可能な新規な真空処理システムが開示されている。その真空処理システムは、被処理基板を処理するための真空処理システムであって、前記システム内を走行するための台車と、前記被処理基板を支持するため、前記台車上に配設された支持機構と、を有する搬送装置と、前記被処理体を支持した状態の前記搬送装置が内部を移動可能な台車回転室として構成された共通搬送室と、前記共通搬送室に対してゲート弁を介して夫々接続され、前記搬送装置により前記被処理基板を搬出入される複数の真空処理室と、前記共通搬送室に対してゲート弁を介して接続されると共に前記被処理体を搬入するためのロードロック室として構成されたロード室と、前記共通搬送室に対してゲート弁を介して接続されると共に前記被処理体を搬出するためのロードロック室として構成されたアンロード室と、前記共通搬送室に対して接続されると共に前記搬送装置を内部に収容可能な台車室と、を具備することを特徴としている。

特開２００１−０８１５５７号公報には、セミトレイを使用することにより、真空搬送を容易にし、基板位置決め精度を向上した、ある一部の処理室のトラブルやメンテナンスの影響が他の処理室まで及ばない高稼働率のマルチチャンバ型真空処理システム及び基板搬送装置が開示されている。そのマルチチャンバ型真空処理システムは、複数の処理室に被処理基板を次々に搬送して処理するマルチチャンバ型真空処理システムであって、走行可能に設けられた台車と、この台車上で基板を斜めに支持する支持部材と、を有する支持搬送機構と、この支持搬送機構が被処理基板を支持し搬送することが可能な共通搬送室と、この共通搬送室に対してゲート弁を介して連通可能に設けられ、被処理基板を真空雰囲気下で処理する複数の真空処理室と、前記共通搬送室に対してゲート弁を介して連通可能に設けられ、被処理基板が搬入されるロード室と、前記共通搬送室に対してゲート弁を介して連通可能に設けられ、被処理基板が搬出されるアンロード室と、を具備することを特徴としている。

特開２００１−１１８９０７号公報には、温度分布やバイアス分布を生じることなく大型基板に均一な製膜処理をすることができるトレイレス斜め基板搬送装置が開示されている。そのトレイレス斜め基板搬送装置は、基板を減圧下で処理する真空処理室と、この真空処理室との間で基板を受け渡しする搬送台車と、この搬送台車上で基板を斜めに立て掛け支持する基板保持機構と、前記真空処理室に設けられた両面型の製膜ユニットと、この製膜ユニットの両側にそれぞれ配置され、それぞれが前記製膜ユニットに対して可動である該ヒータ発熱面を覆うヒータカバーを有する一対のヒータユニットと、前記ヒータ発熱面と平面での平行関係を保ちながら前記ヒータカバーを前記ヒータ発熱面に実質的に直交する方向に移動させ、前記ヒータカバーを基板に密着させるヒータカバー移動手段と、を具備することを特徴としている。

特開２００１−１２７１３３号公報には、各真空処理室に基板を迅速に搬送することができ、搬送台車を円滑かつ迅速に待機状態から使用状態に移行させることができる高スループットのクラスタ型真空処理システムが開示されている。そのクラスタ型真空処理システムは、複数の処理室に基板を次々に搬送して処理するクラスタ型真空処理システムであって、中央に位置する共通搬送室と、この共通搬送室の周囲に配置され、共通搬送室に対してゲート弁を介してそれぞれ連通可能に設けられ、基板を真空雰囲気下でそれぞれ処理する複数の真空処理室と、前記共通搬送室に対してゲート弁を介して連通可能に設けられ、基板が搬入されるロード室と、前記共通搬送室に対してゲート弁を介して連通可能に設けられ、基板が搬出されるアンロード室と、前記真空処理室、前記共通搬送室、前記ロード室、前記アンロード室の相互間で基板を搬送するための少なくとも３つの搬送台車と、を具備することを特徴としている。

特開２００２−１６７０３５号公報には、大型基板を真空処理室外の基板受け渡しステージで、及び、減圧下で処理する真空処理室内の基板受け渡し位置で、基板を受け渡しさせる搬送台車と、この搬送台車上で基板を保持する基板保持機構とを具えた大型基板搬送装置において、真空室の真空維持が容易な、真空室の大きさを極力コンパクトにすることが可能な、基板受け渡し動作の信頼性の高い、駆動源の小さな基板受け渡し機構を前記基板保持機構に組み込んだ大型基板搬送装置が開示されている。その大型基板搬送装置は、大型基板を真空処理室外の基板受け渡しステージで、及び、減圧下で処理する真空処理室内の基板受け渡し位置で、基板を受け渡しさせる搬送台車と、この搬送台車上で基板を保持する基板保持機構とを具えた大型基板搬送装置において、傾斜安定角で起立させた基板の上下両端部を係合把持させる少なくとも一対の係合把持手段と、該係合把持手段の少なくとも一方を基板両端より離隔・開放する方向若しくは基板両端へ接近・把持するに方向に移動させるリンク機構と、外部駆動手段より駆動力を伝えてリンク機構を移動する移動手段と、前記係合把持手段が基板係合位置で位置保持される位置保持手段からなる基板受け渡し機構を、前記基板保持機構に組み込んだことを特徴としている。

特開２００２−１６７０３６号公報には、基板を傾斜安定角まで起立したり倒したりするとき、基板が基板保持機構に把持されている部分に荷重が集中してかからず、安定した動作で起立転倒可能な基板受渡す機構及び方法が開示されている。その基板を受渡す機構は、大型基板を真空処理室外の基板受け渡しステージで基板を受け渡しさせる搬送台車と、この搬送台車上で基板を保持する基板保持機構とを具えた大型基板搬送装置において、基板搬送ローラーの基板受け渡しステージでの基板受渡しの機構において、基板を傾斜安定角まで起立したり倒したりするとき、基板搬送ローラーの基板受け渡しステージ位置にあるローラーフレームが他の基板搬送ローラー部と分離して傾斜安定角度まで起立し、搬送台車の基板保持機構に基板の受渡しをする可倒式基板受渡し機構を搬送ローラーに組み込んだことを特徴としている。

特開２００２−１７０８６１号公報には、複数の処理室に基板を次々に搬送して処理するクラスタ型真空処理システムにおいて、２基の搬送台車と回転台と回転台上に敷設された該搬送台車を載せる２組のレールと動力伝達機構と回転台回転モーターと搬送台車進退モーターとを備え、大型基板台車を真空に保たれた共通搬送室内で回転し、且つ真空に保たれた複数の室に進退させる回転搬送装置であって、モーター類が特殊仕様でなく且つ静止固定可能で、配線上、操作上の難点ない大型基板搬送台車共通搬送室内回転搬送装置および方法の提供をし、大形基板製造装置のコスト低減、大形基板製造における操作性の向上による更なる生産性の向上を目的とする大型基板搬送台車共通搬送室内回転搬送装置が開示されている。その大型基板搬送台車共通搬送室内回転搬送装置は、複数の処理室に基板を次々に搬送して処理するクラスタ型真空処理システムにおいて、２基の搬送台車と回転台と回転台上に敷設された該搬送台車を載せる２組のレールと動力伝達機構と回転台回転モーターと搬送台車進退モーターとを備え、大型基板台車を真空に保たれた共通搬送室内で回転し、且つ真空に保たれた複数の室に進退させる回転搬送装置であって、回転台の下側に動力伝達機構収納部を設け、該収納部に収納された動力伝達機構の入力端がシール部を介して共通搬送室外に突出して共通搬送室の外部に配置した前記モーターと連結し、回転台回転と搬送台車進退を行うよう構成したことを特徴としている。

特許２１４１３７９号公報 特開２０００−１８３１２９号公報 特開２００１−０８１５５７号公報 特開２００１−１１８９０７号公報 特開２００１−１２７１３３号公報 特開２００２−１６７０３５号公報 特開２００２−１６７０３６号公報 特開２００２−１７０８６１号公報

本発明は、プラズマＣＶＤ装置、ドライエッチング装置、スパッタリング装置など、基板や製膜済の基板に真空または減圧雰囲気のもとで処理を実施する真空処理装置に関するものであるが、説明を判り易くするために、プラズマＣＶＤ装置の製膜処理を例として説明を行う。
本発明の課題は、より大きな基板に半導体膜などの薄膜を製膜する処理室をより多く備え、設置される場所の広さをより低減する真空処理装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、より大きな基板に半導体膜を製膜する処理室をより多く備え、設置される場所の広さをより低減し、処理室の歪みが小さい真空処理装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、より大きな基板に半導体膜などの薄膜を製膜する処理室をより多く備え、設置される場所の広さをより低減し、より速く基板に製膜する真空処理装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、より大きな基板に半導体膜などの薄膜を製膜する処理室をより多く備え、設置される場所の広さをより低減し、処理室の増設をより容易にする真空処理装置を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、処理室をより容易に増設する処理室増設方法を提供することにある。

以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による真空処理装置（１）は、搬送室（２）と、搬送室（２）に接続されて基板（１２０）を鉛直方向より傾斜させて支持して真空処理する複数の処理室（３−１〜３−６）と、搬送室（２）の内を移動する基板搬送装置（６）とを備えている。基板搬送装置（６）は、複数の処理室（３−１〜３−６）のうちの１つの処理室から搬送室（２）に基板（１２０）を傾斜させて支持して搬出し、複数の処理室（３−１〜３−６）のうちの他の処理室に搬送室（２）から基板（１２０）を鉛直方向より傾斜させて支持して搬入する。複数の処理室（３−１〜３−６）は、複数の右側処理室（３−１〜３−３）と、搬送室（２）を隔てて右側処理室（３−１〜３−３）の反対側にそれぞれ配置される複数の左側処理室（３−４〜３−６）とから形成される。さらに、右側処理室（３−１〜３−３）と、左側処理室（３−４〜３−６）の基板搬送に伴う取り合い位置関係は、搬送室（２）を隔てて面対称の関係にある。このため、基板（１２０）は、同一方向に傾斜し、製膜処理する方向が同一である。すなわち、搬送室（２）内において、基板（１２０）は同一方向への垂直より傾斜のままで右側処理室（３−１〜３−３）と左側処理室（３−４〜３−６）へと搬入と搬出をして処理することができる。このため、基板搬送装置（６）に基板傾斜方向を変える機構が不要となり、基板搬送装置（６）の小型化と搬送室（２）の小型化が可能となる。

本発明による真空処理装置（１）は、複数の処理室（３−１〜３−６）がクラスター型に配置されるときより、狭い場所に設置することができる。これは、クラスター型構造では複数の処理室を多数設ける際には、中央搬送室の周長が長く取れるように、中央搬送室を大きくする必要が発生し、このために中央搬送室内部に無駄空間が発生するとともに、装置全体の大型化を生じてしまうからである。

真空処理装置（１）は、処理室（３−１〜３−６）において製膜処理時に基板（１２０）をヒータで加熱することや、プラズマが発生することにより、構成部材の温度が上昇することがある。更には、加熱で温度が上昇した基板（１２０）を搬送することで、搬送室（２）の温度が上昇することがある。複数の処理室（３−１〜３−６）は、それぞれ、搬送室（２）から離れる方向に平行移動可能に支持されている。このため、複数の処理室（３−１〜３−６）または搬送室（２）が熱により膨張することに対しての、互いの拘束が少なく処理室の歪みが小さく、好ましい。

複数の右側処理室（３−１〜３−３）のうちの第１処理室が実行する第１プロセスは、複数の左側処理室（３−４〜３−６）のうちの搬送室（２）を隔てて第１処理室に対向する第２処理室が実行する第２プロセスの直後に実行される。真空処理装置（１）は、基板（１２０）に第２プロセスと第１プロセスとを実施するときに、基板搬送装置（６）が搬送室（２）の長手方向（ｘ）に移動する必要がなく、左側処理室（３−４〜３−６）と右側処理室（３−１〜３−３）とに基板（１２０）を搬出または搬入するので、速く基板（１２０）を処理することができる。

本発明による真空処理装置（１）は、搬送室（２）に接続されて基板（１２０）を外部から搬送室（２）に搬入するロード室（４）と、搬送室（２）に接続されて基板（１２０）を搬送室（２）から外部に搬出するアンロード室（５）とを更に備えている。ロード室（４）とアンロード室（５）はロードロック室として構成されている。ロード室（４）は、搬送室（２）を隔ててアンロード室（５）に対向して配置されている。このとき、真空処理装置（１）が設置される工場内で、真空処理室（１）に搬入時と搬出時の基板（１２０）の位置は、直線的に移動させることができ、工場内の装置レイアウトの自由度が高くなり、好ましい。

搬送室（２）と複数の処理室（３−１〜３−６）とは、置換することができるように互いに構造が等しい複数のユニット（２６−１〜２６−３）を含んでいる。搬送室（２）は、複数の処理室部分（２２−１〜２２−３）から形成され、複数のユニット（２６−１〜２６−３）の各々は、複数の処理室部分（２２−１〜２２−３）のうちの１つの部分と、複数の右側処理室（３−１〜３−３）のうちの１つの部分に連結される処理室と、複数の左側処理室（３−４〜３−６）のうちの１つの部分に連結される処理室とこれらを支持する地盤とから形成される。このような複数のユニット（２６−１〜２６−３）は、同一仕様のもとで数多く生産可能であり、より安価に生産することができる。

本発明による処理室増設方法は、本発明による真空処理装置（１）に処理室を増設する方法であり、ユニットと構造が等しい増設ユニットを製造するステップと、真空処理装置（１）に増設ユニットを増設するステップとを備えている。このような処理室増設方法によれば、真空処理装置（１）は、容易に処理室の数を増加させることができ、製膜層の増加や製膜処理能力の向上に対応ができるため、好ましい。

真空処理装置（１）は、搬送室（２）に接続されて基板（１２０）を外部から搬送室（２）に搬入するロード室（４）と、搬送室（２）に接続されて基板（１２０）を搬送室（２）から外部に搬出するアンロード室（５）と更に備えている。ロード室（４）は、搬送室（２）を隔ててアンロード室（５）に対向して配置されている。このとき、増設ユニットに含まれる増設処理室は、ロード室（４）とアンロード室（５）とから複数のユニット（２６−１〜２６−３）より離れた部位に増設される処理室増設方法。このような処理室増設方法によれば、既設の処理室は、処理室を増設するときに、分解、移動、再組立をする必要がなく、真空処理装置（１）は、容易に処理室を増設することができ、好ましい。

本発明による真空処理装置は、より大きな基板に半導体膜などの薄膜を製膜する処理室をより多く備え、設置される場所の広さをより低減することができる。本発明による処理室増設方法は、処理室をより容易に増設することができる。

図面を参照して、本発明による真空処理装置の実施の形態を記載する。その真空処理装置１は、図１に示されているように、搬送室２と複数の処理室３−１〜３−６とロード室４とアンロード室５とを備えている。ロード室４とアンロード室５はロードロック室として構成されている。搬送室２は、内部を環境から密閉する容器であり、その内部が水平方向に平行であるｘ方向に長くなるように形成されている。処理室３−１〜３−６は、それぞれ、内部を環境から密閉する容器である。処理室３−１〜３−６は、それぞれ、製膜を行う場合に、プラズマを用いて例えばＳｉＨ_４などの材料ガスをラジラルに分解し、内部に支持される基板にその半導体などの薄膜を製膜する。

処理室３−１は、搬送室２を隔てて処理室３−４の反対側に配置されている。処理室３−２は、搬送室２を隔てて処理室３−５の反対側に配置されている。処理室３−３は、搬送室２を隔てて処理室３−６の反対側に配置されている。各処理室３−ｉ（ｉ＝１、２、３、…、６）は、基板を垂直方向より同一方向へ傾斜させて支持するようになっている。すなわち、右側処理室３−１〜３−３と、左側処理室３−４〜３−６の基板搬送に伴う取り合い位置関係は、搬送室２を隔てて面対称の関係にあるため、基板は同一方向にの垂直から傾斜のままで右側処理室３−１〜３−３と左側処理室３−４〜３−６に搬入と搬出をして処理することができる。なお、処理室３−ｉは、製膜以外の真空処理をするものであってもかまわないで、たとえば、スパッタリング、ドライエッチング、熱処理に例示される真空または減圧雰囲気で基板もしくは製膜済基板を処理するものであってもかまわない。

複数の処理室３−１〜３−６と搬送室２とロード室４とアンロード室５は、ステンレス系材料により形成されることが、耐食性と部材強度を満足する点で好ましい。処理室３−１〜３−６は、更に、非磁性または弱磁性材料であるステンレス系材料（例えばＳＵＳ３０４）により形成されることがプラズマ発生を阻害しない点で好ましい。なお、複数の処理室３−１〜３−６と搬送室２とロード室４とアンロード室５は、真空雰囲気での処理内容や設計的考慮により他材質（例えばアルミニウム合金や表面をメッキ処理した鉄系材料など）も使用可能である。

各処理室３−ｉ（ｉ＝１，２，３，…，６）は、ゲート弁７−ｉを備えている。ゲート弁７−ｉは、搬送室２と処理室３−ｉとの間に介設され、搬送室２の内部と処理室３−ｉの内部とを接続するゲートを閉鎖し、または、開放する。搬送室２は、真空雰囲気に保持され、ゲート弁７−ｉは、インターロック制御が設けられている。そのインターロック制御は、各処理室３−ｉの内部が真空雰囲気になっているときにのみゲート弁７−ｉを開放するように制御し、搬送室２を経由しての処理室間のコンタミを抑制している。さらに、処理室３−１は、搬送室２やゲート弁７−ｉの取り合い寸法や基板搬送に係る各種基準寸法が、処理室３−２、３−３と同様に構成されている。処理室３−４は、搬送室２やゲート弁７−ｉの取り合い寸法や基板搬送に係る各種基準寸法が、処理室３−５、３−６と同様に構成され、処理室３−１と面対称に構成されている。

ロード室４は、内部を環境から密閉する容器であり、ゲート弁１１とローダ大気側挿入装置１２とゲート弁１３とを備えている。ゲート弁１１は、搬送室２とロード室４との間に介設され、搬送室２の内部とロード室４の内部とを閉鎖し、または、開放する。ゲート弁１１は、インターロック制御が設けられている。そのインターロック制御は、ロード室４が真空雰囲気になっているときにのみゲート弁１１を開放するように制御し、搬送室２を経由してのロード室４のベントガスのコンタミを抑制している。ゲート弁１３は、大気圧環境とロード室４との間に介設されている。ゲート弁１３は、ロード室４の内部が大気圧環境のときに開放し、ロード室４の内部が真空雰囲気のときに閉鎖する。

ローダ大気側挿入装置１２は、図２に示されているように、持ち上げ機構１８−１と基板搬送機構１８−２とを備えている。持ち上げ機構１８−１は、ロード室４の入口に専用に設置され、水平位置にある基板を傾斜位置に持ち上げる。このような持ち上げ機構１８−１は、特開２００２−１６７０３６号公報に詳細に示されている。基板搬送機構１８−２は、ロード室４の入口に専用に設置され、傾斜位置にある基板をｙ方向に移動する。基板搬送機構１８−２は後述する基板搬送装置６におけるＢ架台３３とＣ架台３４と同様な構造で構成され、基板をｙ方向に移動してロード室４内部にと搬入する。すなわち、ローダ大気側挿入装置１２は、ロード室４の独自の処理作業を行うことに並行して、持ち上げ機構１８−１を用いて水平位置にある基板を傾斜位置に持ち上げて、基板を基板搬送機構１８−２に受け渡しておいてある状態で、ゲート弁１３が大気圧環境とロード室４の内部とを開放しているときに、基板搬送機構１８−２により、傾斜位置にある基板を大気圧環境からロード室４の内部に搬入する。

アンロード室５は、内部を環境から密閉する容器であり、図１に示されているように、ゲート弁１５とアンローダ大気側取出し装置１６とゲート弁１７とを備えている。ゲート弁１５は、搬送室２とアンロード室５との間に介設され、搬送室２の内部とアンロード室５の内部とを閉鎖し、または、開放する。ゲート弁１５は、インターロック制御が設けられている。そのインターロック制御は、アンロード室５が真空雰囲気になっているときにのみゲート弁１５を開放するように制御し、搬送室２を経由してのアンロード室５のベントガスのコンタミを抑制している。ゲート弁１７は、大気圧環境とアンロード室５との間に介設されている。ゲート弁１７は、アンロード室５の内部が大気圧環境のときに開放し、アンロード室５の内部が真空雰囲気のときに閉鎖する。

アンローダ大気側取出し装置１６は、図２に示されているように、基板搬送機構１９−１と持ち下げ機構１９−２とを備えている。基板搬送機構１９−１は、アンロード室５の出口に専用に設置され、傾斜位置にある基板をｙ方向に移動する。基板搬送機構１９−１は、後述する基板搬送装置６におけるＢ架台３３とＣ架台３４と同様な構造で構成され、基板をｙ方向に移動してアンロード室５内部から搬出する。持ち下げ機構１９−２は、アンロード室５の出口に専用に設置され、傾斜位置にある基板を水平位置に下ろす。すなわち、アンローダ大気側取出し装置１６は、ローダ大気側挿入装置１２と逆の動作を行い、ゲート弁１７が大気圧環境とアンロード室５の内部とを開放しているときに、基板搬送機構１９−１により基板をアンロード室５の内部から大気圧環境に搬出し、ゲート弁１７を閉じる。アンロード室５は独自の処理作業を行うことに並行して、アンローダ大気側取出し装置１６は、持ち下げ機構１９−２を用いて傾斜位置にある基板を水平位置に戻す。

搬送室２は、その内部に基板搬送装置６を備えている。基板搬送装置６は、ｘ方向に平行に移動することができる。基板搬送装置６は、さらに、ゲート弁７−ｉが処理室３−ｉの内部と搬送室２の内部とを接続するゲートを開放しているときに、基板を処理室３−ｉから搬送室２に搬出し、基板を搬送室２から処理室３−ｉに搬入する。基板搬送装置６は、ゲート弁１１がロード室４の内部と搬送室２の内部とを接続するゲートを開放しているときに、基板をロード室４から搬送室２に搬出する。基板搬送装置６は、さらに、ゲート弁１５がアンロード室５の内部と搬送室２の内部とを接続するゲートを開放しているときに、基板を搬送室２からアンロード室５に搬入する。

工場内では、各機器のレイアウトの自由度を高め、各装置間の移載搬送を簡易化させるために、製品を直線上に移動させることが望まれている。真空処理装置は、ロード室４とアンロード室５とが搬送室２を隔てて対向している。基板は、ロード室４とアンロード室５とをその直線状に配置することにより、直線的に移動させることができ、好ましい。

真空処理装置１は、図２に示されているように、さらに、レール２１−１〜２１−６を備えている。レール２１−１〜２１−６は、それぞれ、水平方向に平行であり、かつ、ｘ方向に垂直になるように真空処理装置１を支える地盤に配置され、すなわち、ｙ方向に平行になるようにその地盤に配置されている。各レール２１−ｉは、処理室３−ｉをｙ方向に移動可能に処理室３−ｉをその地盤に支持している。処理室３−ｉは、製膜処理するときに、基板を加熱したり、プラズマが発生したりすることにより処理室全体の温度が上がり易い。搬送室２は、昇温された基板を搬送することにより温度が上がる。このとき、処理室３−ｉと搬送室２とは、温度上昇速度も整定時温度も互いに異なる。真空処理装置１は、処理室３−ｉがｙ方向に移動可能に支持されることにより、搬送室２または処理室３−ｉが熱膨張するときに、処理室３−ｉが変形することを低減することができ、好ましい。

搬送室２は、複数の処理室部分２２−１〜２２−３とロード室部分２４と蓋２５とから形成され、複数の処理室部分２２−１〜２２−３とロード室部分２４と蓋２５とに分割可能である。処理室部分２２−１は、処理室部分２２−２、２２−３と同様な取り合い構造に形成されている。処理室部分２２−１は、搬送室２のうちの処理室３−１と処理室３−４とに接続されている部分である。処理室部分２２−２は、搬送室２のうちの処理室３−２と処理室３−５とに接続されている部分である。処理室部分２２−３は、搬送室２のうちの処理室３−３と処理室３−６とに接続されている部分である。ロード室部分２４は、搬送室２のうちのロード室４とアンロード室５とに接続されている部分である。

蓋２５は、矩形断面を持つ筒状の処理室部分２２−１の一端を気密に閉鎖し、取外しが可能である。処理室部分２２−１は、その他端が処理室部分２２−２の一端に接続されている。処理室部分２２−２は、その他端が処理室部分２２−３の一端に接続されている。処理室部分２２−３は、その他端がロード室部分２４に接続されている。

真空処理装置１は、複数のユニット２６−１〜２６−３に分割することができる。すなわち、ユニット２６−１は、処理室部分２２−１と処理室３−１とレール２１−１と処理室３−４とレール２１−４とこれを支える地盤とから形成されている。ユニット２６−２は、処理室部分２２−２と処理室３−２とレール２１−２と処理室３−５とレール２１−５とこれを支える地盤とから形成されている。ユニット２６−３は、処理室部分２２−３と処理室３−３とレール２１−３と処理室３−６とレール２１−６とこれを支える地盤とから形成されている。すなわち、複数のユニット２６−１〜２６−３は、互いに取り合いとなる基準寸法と構造が等しく、置換可能である。たとえば、ユニット２６−１は、ユニット２６−２またはユニット２６−３に置換することができる。このようなユニット２６−１〜２６−３は、同一の設計仕様のもとで共通部材が多くなり、量生産可能であり、より安価に生産することができる。

クラスター型の真空処理装置は、より多くの処理室を備えるときに中央搬送室の周辺長を長くして処理室との接続部を確保する必要があり、中央の搬送室の占有面積が極端に大きくなり、基板搬送に不要な無駄空間が増加して、装置全体の占有床面積を増加する必要がある。これに対して、このような真空処理装置１は、設置場所をｘ方向に延長し、ユニット２６−１〜２６−３の個数を増加することにより多くの処理室を備えることができる。このような真空処理装置１は、より多くの処理室を備えるときに、処理室がクラスター型に配置されるときより狭い場所に設置することができる。

基板搬送装置６は、図３に示されているように、スライドベース３１とＡ架台３２とＢ架台３３とＣ架台３４とから形成されている。基板搬送装置６は、ステンレス系材料が耐食性と部材強度を満足し、熱膨張率も多大でない点で好ましい。そのステンレス系材料としては、ＳＵＳ３０４が例示される。なお、基板搬送装置６は、設計的考慮により他材質でも使用可能である。その他材質としては、アルミニウム合金や表面をメッキ処理した鉄系材料が例示される。Ａ架台３２、Ｂ架台３３、Ｃ架台３４は、ｙ方向右側、左側のいずれの処理室３−ｉにも基板の搬入、搬出ができるように、各架台が互いにすり抜けが可能な支持構造である。搬送室２は、レール３６−１〜３６−２と中央レール３９とを底面に備えている。レール３６−１〜３６−２と中央レール３９とは、それぞれ、ｘ方向に平行になるように、その底面に配置されていて、処理部分２２−１、２２−２、２２−３で分割できるようになっている。

スライドベース３１は、図４に示されているように、４つの棒状の部材が長方形状に組まれた枠から形成されている。その棒状の部材は、部材３１−１と部材３１−２と部材３１−３と部材３１−４とから形成されている。部材３１−１と部材３１−２とは、ｘ方向に平行になるように配置されている。部材３１−３と部材３１−４とは、レール状に形成され、ｙ方向に平行になるように配置されている。スライドベース３１は、スライダ３５−１〜３５−２を備えている。スライダ３５−１は、スライドベース３１の部材３１−３と部材３１−４とに同体に接合され、レール３６−１に沿ってｘ方向に移動することができる。スライダ３５−２は、スライドベース３１の部材３１−３と部材３１−４とに同体に接合され、レール３６−２に沿ってｘ方向に移動することができる。すなわち、スライドベース３１は、スライダ３５−１〜３５−２により、レール３６−１〜３６−２に沿ってｘ方向に平行に摺動可能に搬送室２の底面に支持されている。

搬送室２は、底面に、回転駆動モータ１３１と磁性流体シール付き軸受け１３２とピニオン１３３とを備えている。また、スライドベース３１は、下部に、部材３１−３と部材３１−４とに同体に接合されたラック１３４が取付けてある。回転駆動モータ１３１は、搬送室２の外側に固定されて配置され、電力を回転動力に変換する。磁性流体シール付き軸受け１３２は、搬送室２の底面に配置され、搬送室２の内部を真空に保持しながら、回転駆動モータ１３１により生成される回転動力をピニオン１３３に伝達する。ピニオン１３３は、ラック１３４と噛み合い、回転することにより、ラック１３３をｘ方向に移動させる。すなわち、スライドベース３１は、回転駆動モータ５０によりピニオンが回転されることにより、ｘ方向に移動可能である。回転駆動モータ１３１と磁性流体シール付き軸受け１３２とピニオン１３３とは、搬送室２に複数が設置され、ｘ方向に平行な直線上にラック１３４の長さ毎に配置されている。

Ａ架台３２は、図５に示されているように、複数の棒状の部材が組まれて形成されている。その棒状の部材は、部材３２−１〜３２−１２から形成されている。部材３２−１〜３２−４は、Ａ架台３２の下端に長方形状に形成され、水平方向に平行になるように配置されている。部材３２−５〜３２−８は、Ａ架台３２の上端に長方形状に形成され、水平方向に平行になるように配置されている。部材３２−９〜３２−１０は、Ａ架台３２の上端の枠と下端の枠との間に配置され、鉛直方向に平行になるように配置されている。部材３２−１１〜３２−１２は、図６に示されているように、Ａ架台３２の上端の枠と下端の枠との間に配置され、鉛直方向に平行になるように配置されている。そのｚ方向は、ｙ方向に垂直であり、ｚ方向と鉛直方向とのなす角は、１０度である。すなわち、Ａ架台３２の部材３２−１１〜３２−１２が形成する平面と鉛直方向とのなす角は、１０度である。部材３２−１、３２−２の長さは、部材３２−５、３２−７の長さより長い。

なお、ｚ方向と鉛直方向とのなす角は、１０度と異なる角に置換することができ、たとえば、７度〜１２度の範囲に含まれる角に置換することができる。この傾斜角度である１０度は、基板を傾斜させて支持、搬送する角度と同一または近い角度である。特開２００２−１６７０３５号公報にあることと同様に、基板自重を利用して基板の上部と下部を支持することで、基板を過剰に拘束することなく安定して搬送が可能である。尚、この角度は、７度未満では基板自重による安定性に乏しく、１２度を超えると基板傾斜に伴うデッドスペース増加により装置設置面積が増加するので好ましくない。

Ａ架台３２は、図５に示されているように、スライダ３７とスライダ３８とを備えている。スライダ３７は、Ａ架台３２の部材３２−１〜３２−４に同体に接合され、スライドベース３１に沿ってｙ方向に移動することができる。すなわち、Ａ架台３２は、スライダ３７により、ｙ方向に平行に移動可能にスライドベース３１に支持されている。スライダ３８は、Ａ架台３２に固定され、中央レール３９を挟む２個のローラから形成されている。スライダ３８は、中央レール３９に沿ってｘ方向に移動することができる。すなわち、Ａ架台３２は、スライダ３８により、ｘ方向に平行に移動可能に中央レール３９に支持されている。

Ｂ架台３３は、図７に示されているように、４つの棒状の部材が長方形状に組まれた枠から形成され、その枠が形成する平面がｚ方向とｙ方向とに平行になるように配置されている。その棒状の部材は、部材３３−１〜３３−４から形成されている。部材３３−１〜３３−２は、ｙ方向に平行に配置されている。部材３３−３〜３３−４は、部材３３−１〜３３−２との間に配置され、ｚ方向に平行に配置されている。

Ａ架台３２は、さらに、図６に示されているように、支持部材４１−１〜４１−２を備えている。支持部材４１−１は、それぞれ、Ａ架台３２の部材３２−１１、３２−１２に同体に接合され、Ｂ架台３３の部材３３−１をｙ方向に移動することができるように支持している。

支持部材４１−２は、図８に示されているように、それぞれ、Ａ架台３２の部材３２−１１と部材３２−１２とにｚ方向に移動することができるように支持され、Ｂ架台３３の部材３３−２をｙ方向に移動することができるように支持している。すなわち、Ｂ架台３３は、支持部材４１−１〜４１−２により、ｙ方向に平行に移動可能にＡ架台３２に支持されている。さらに、支持部材４１−２は、Ｂ架台３３の機械的誤差を吸収することができ、加熱された基板から熱流束を受けて、支持部材温度が上昇した際にも、Ｂ架台３３がｚ方向に熱膨張による変形を吸収することができる。すなわち、支持部材４１−２は、Ｂ架台３３が長方形と異なる形状に変形することを低減することができ、基板受渡し時に基準となる基板下部位置での位置変異を抑制し、Ａ架台３２、Ｂ架台３３、Ｃ架台３４の各動作時のスティックを発生することなく、安定した基板搬送が可能となる。

Ｃ架台３４は、図３に示されているように、棒状の部材が長方形状に組まれた枠から形成され、その枠が形成する平面がｚ方向とｙ方向とに平行になるように配置されている。Ｂ架台３３は、スライダ４４と支持部材４５とスライダ４６−１、４６−２とを備えている。スライダ４４は、Ｂ架台３３の部材３３−１に沿ってｙ方向に移動することができる。支持部材４５は、スライダ４４に同体に接合され、Ｃ架台３４の下端の枠の中央に同体に接合されている。スライダ４６−１は、Ｂ架台３３の部材３３−２に沿ってｙ方向に移動することができ、Ｃ架台３４の上端の枠に同体に接合されている。スライダ４６−２は、Ｂ架台３３の部材３３−２に沿ってｙ方向に移動することができ、Ｃ架台３４の上端の枠に同体に接合されている。すなわち、Ｃ架台３４は、スライダ４４と支持部材４５とスライダ４６−１、４６−２とにより、ｙ方向に平行に移動可能にＢ架台３３に支持されている。さらに、Ｃ架台３４の上端の枠のスライダ４６−１が接合される位置とスライダ４６−２が接合される位置とは、Ｃ架台３４の下端の枠の中央に対して対称である。

図９は、スライダ４４と支持部材４５とスライダ４６−１、４６−２とを示している。スライダ４６−１は、ばねを備えている。そのばねは、スライダ４６−１がＣ架台３４に接する接点がＢ架台３３に対して、Ｃ架台３４が形成する平面の法線平行に移動するように弾性変形する。スライダ４６−２は、ばねを備えている。そのばねは、スライダ４６−２がＣ架台３４に接する接点がＢ架台３３に対して、Ｃ架台３４が形成する平面の法線平行に移動するように弾性変形する。このとき、Ｃ架台３４は、スライダ４４を通り、ｙ方向に平行である回転軸７２を中心に微小に回転することができる。さらに、支持部材４５は、Ｃ架台３４に接する接点を通り、ｚ方向に平行である回転軸７１を中心にＣ架台３４が回転するように支持部材４５を支持し、すなわち、Ｃ架台３４をその接点でピン支持している。なお、支持部材４５は、支持部材４５がＣ架台３４に接する接点を通り、ｚ方向に平行である回転軸７１を中心にＣ架台３４が回転するように弾性変形する他の部材に置換することもできる。このとき、Ｃ架台３４は、Ｃ架台３４が形成する平面の法線の向きが所定の範囲だけ変化し、Ａ架台３２またはＢ架台３３が温度分布に伴う熱変形などで少し変形したときであっても、所定の平面に沿わせることができ、好ましい。

図１０は、中央レール３９を示し、Ａ架台３２のｙ方向の駆動とそのガイド機構を示している。中央レール３９は、移動レール５１と固定レール５２とから形成されている。移動レール５１は、長さがスライダ３８のｘ方向の幅より少し大きく、ゲート弁７−１〜７−６のｘ方向の位置に配置され、搬送室２の底面に対してｙ方向に移動可能に支持されている。固定レール５２は、中央レール３９の移動レール５１を除く部分であり、搬送室２の底面に固定されている。

中央レール３９は、さらに、ボールネジ５３と駆動装置５４とスライダ５５とを備えている。ボールネジ５３は、らせん状に形成された歯が表面に形成され、ｙ方向に平行になるように搬送室２の底面に配置されている。ボールネジ５３は、さらに、ｙ方向と平行な軸を中心に回転可能に搬送室２の底面に支持されている。駆動装置５４は、搬送室２の外側に設置され、供給される電力を回転運動に変換するモータであり、搬送室２の外側から例えば磁性流体シール付き軸受けにより真空を保持しながら回転を導入してボールネジ５３を回転させる。スライダ５５は、移動レール５１に同体に接合され、ボールネジ５３に形成される歯に噛み合っている。ボールネジ５３とスライダ５５とは、ボールネジ５３の回転運動をスライダ５５の平行移動に変換する機構を形成している。すなわち、移動レール５１は、駆動装置５４によりボールネジ５３が回転することにより、ｙ方向に平行に移動する。

搬送室２は、さらに、ガイド５８とガイド５９とを備えている。ガイド５８とガイド５９とは、移動レール５１が移動する経路に沿って、ｙ方向に平行になるように搬送室２の底面に配置されている。このとき、ガイド５８とガイド５９とは、移動レール５１が固定レール５２の延長線上に配置されているときに、スライダ３８が中央レール３９に沿ってｘ方向に移動することを妨げないように中央レール３９の周辺を除く範囲に配置されている。ガイド５８とガイド５９とは、図１１に示されているように、スライダ３８をｘ方向に両側から挟むように配置されている。すなわち、基板搬送装置６のＡ架台３２に取付けたスライダ３８が固定レール５２の延長線上に配置されていないときに、スライダ３８がｘ方向に移動することを防止している。これにより、基板受渡し動作中の基板搬送機構６のｘ方向に対するメカニカルストッパー機能となり、信頼性が向上する。

図１２は、Ａ架台３２に対してＢ架台３３をｙ方向に駆動する機構を示している。Ａ架台３２は、回転部材６３を備えている。回転部材６３は、ｚ方向に平行である回転軸６２を中心に回転可能にＡ架台３２に支持されている。回転部材６３は、ピニオン６４とピニオン６５とが形成されている。Ｂ架台３３は、下端の枠にラック６１が形成されている。スライドベース３１は、ラック６７が形成されている。ラック６７は、ピニオン６５にかみ合っている。ラック６１は、ピニオン６４にかみ合っている。このため、回転部材６３は、スライドベース３１に対してＡ架台３２がｙ方向に移動すると回転し、Ｂ架台３３は、回転部材６３が回転するとＡ架台３２に対してｙ方向に移動する。

基板搬送装置６は、さらに、図３に示されているように、滑車４７−１、４７−２とベルト４８−１、４８−２とを備えている。滑車４７−１は、回転軸がＢ架台３３の左端の枠に固定されている。滑車４７−２は、回転軸がＢ架台３３の右端の枠に固定されている。ベルト４８−１は、滑車４７−１にかけられて、一端がＡ架台３２に接合され、他端がＣ架台３４に接合されている。ベルト４８−２は、滑車４７−２にかけられて、一端がＡ架台３２に接合され、他端がＣ架台３４に接合されている。Ｃ架台３４は、Ｂ架台３３がＡ架台３２に対してｙ方向にある移動量だけ移動するときに、その移動量だけＢ架台３３に対してｙ方向に移動する。すなわち、Ｃ架台３４は、Ａ架台３２に対して、Ｂ架台３３が移動する移動量の２倍の量だけ移動し、処理室３−ｉに対して、Ａ架台３２移動量の３倍の量を移動する。このような動作によれば、基板移動速度を向上でき、タクトタイムを短縮し処理能力が向上する。またスライドベース３１のｙ方向移動量は、Ｃ架台３４に比べてが少ないので基板搬送装置６の振動が少なく、ガラス基板に加わる衝撃を低減しガラス基板の破損を抑制でき、好ましい。また、Ｃ架台３４の移動量がＡ架台３２の移動量の３倍となるので、基板搬送装置６を小型化し搬送室２を小型化できるので、設置場所を低減でき、好ましい。

図１３は、Ｃ架台３４を示している。Ｃ架台３４は、レバー８１−１〜８１−２と軸８２−１〜８２−２と可動爪８３−１〜８３−４と可動爪８４−１〜８４−４とを備えている。レバー８１−１は、Ｃ架台３４の上端の枠に支持されている。軸８２−１は、Ｃ架台３４の上端の枠の近傍にｙ方向に平行になるように配置され、回転可能にＣ架台の上端の枠に支持されている。可動爪８３−１は、ガラス基板を挟む溝が形成され、Ｃ架台３４の左上に配置されている。可動爪８３−１は、ｚ方向に平行に移動することができるようにＣ架台３４の左端の枠に支持されている。可動爪８４−１は、ガラス基板を挟む溝が形成され、Ｃ架台３４の左上に配置されている。可動爪８４−１は、ｙ方向に平行に移動することができるようにＣ架台３４の左端の枠に支持されている。可動爪８３−２は、ガラス基板を挟む溝が形成され、Ｃ架台３４の右上に配置されている。可動爪８３−２は、ｚ方向に平行に移動することができるようにＣ架台３４の右端の枠に支持されている。可動爪８４−２は、ガラス基板を挟む溝が形成され、Ｃ架台３４の右上に配置されている。可動爪８４−２は、ｙ方向に平行に移動することができるようにＣ架台３４の右端の枠に支持されている。ガラス基板は、その四隅が上下方向を可動爪８３−１、８３−２、８３−３、８３−４で、左右方向を可動爪８４−１、８４−２、８４−３、８４−４で支持されているため、ガラス基板の搬送中の揺れが少なく、ガラス基板に加わる衝撃を低減しガラス基板の破損を抑制でき、好ましい。

レバー８１−２は、Ｃ架台３４の下端の枠に支持されている。軸８２−２は、Ｃ架台３４の下端の枠の近傍にｙ方向に平行になるように配置され、回転可能にＣ架台の下端の枠に支持されている。可動爪８３−３は、ガラス基板を挟む溝が形成され、Ｃ架台３４の左下に配置されている。可動爪８３−３は、ｚ方向に平行に移動することができるようにＣ架台３４の左端の枠に支持されている。可動爪８４−３は、ガラス基板を挟む溝が形成され、Ｃ架台３４の左下に配置されている。可動爪８４−３は、ｙ方向に平行に移動することができるようにＣ架台３４の左端の枠に支持されている。可動爪８３−４は、ガラス基板を挟む溝が形成され、Ｃ架台３４の右下に配置されている。可動爪８３−４は、ｚ方向に平行に移動することができるようにＣ架台３４の右端の枠に支持されている。可動爪８４−４は、ガラス基板を挟む溝が形成され、Ｃ架台３４の右下に配置されている。可動爪８４−４は、ｙ方向に平行に移動することができるようにＣ架台３４の右端の枠に支持されている。

レバー８１−２は、図１４に示されているように、軸８２−２に接続されている。このとき、軸８２−２は、レバー８１−２がＣ架台３４の内側方向に押されて、回転する。軸８２−２は、リンク機構８６を介して可動爪８３−４と可動爪８４−４とに接続されている。リンク機構８６は、ピニオン１４１、１４２とラック１４３、１４４、１４５とを備えている。ピニオン１４１は、軸８２−２に同体に接合され、軸８２−２とともに回転する。ラック１４３は、可動爪８３−４に同体に接合され、ピニオン１４１に噛み合っている。ラック１４３は、ピニオン１４１が回転すると、ｚ方向に平行移動して可動爪８３−４をｚ方向に平行移動させる。ラック１４４は、ラック１４３に同体に接合され、ラック１４３とともに平行移動する。ピニオン１４２は、ラック１４４に噛み合い、ラック１４４が平行移動すると回転する。ラック１４５は、可動爪８４−４に同体に接合され、ピニオン１４２に噛み合っている。ラック１４５は、ピニオン１４２が回転すると、ｚ方向に平行移動して可動爪８４−４をｙ方向に平行移動させる。

このとき、リンク機構８６は、軸８２−２の回転運動を可動爪８３−４のｚ方向の平行移動に変換し、可動爪８４−４のｙ方向の平行移動に変換する。すなわち、レバー８１−２がＣ架台３４の内側方向に押されると、軸８２−２は、図中の矢印方向（Ｃ架台３４の内側方向）に回転して、可動爪８３−４は、ピニオン１４１の回転がｚ方向のラック１４３の直進動に変換されてｚ方向に平行にＣ架台３４の外側（図１４では下側方向）に移動し、可動爪８４−４は、可動爪８３−４の直進動を、ピニオン１４２を介してｚ方向と直角方向であるｙ方向のラック１４５の直進動に変換されてｙ方向に平行にＣ架台３４の外側（図１４では右側方向）に移動する。

レバー８１−２は、さらに、図１４に図示されていない反対方向に設けた可動爪８３−３と８４−３も移動させる。すなわち、軸８２−２の内側方向の回転動作は、ピニオンとラックを組み合わせたリンク機構８６を介して可動爪８３−４と可動爪８４−４と同様にして、可動爪８３−３と可動爪８４−３とに接続されている。すなわち、レバー８１−２がＣ架台３４の内側方向に押されると、可動爪８３−３は、ｚ方向に平行にＣ架台３４の外側に移動し、可動爪８４−３は、ｙ方向に平行にＣ架台３４の外側に移動する。

レバー８１−１は、レバー８１−２と同様にして、可動爪８３−１、８３−２と可動爪８３−１、８３−２とに接続されている。すなわち、レバー８１−１がＣ架台３４の内側方向に押されると、可動爪８３−１は、ｚ方向に平行にＣ架台３４の外側に移動し、可動爪８４−１は、ｙ方向に平行にＣ架台３４の外側に移動し、可動爪８３−２は、ｚ方向に平行にＣ架台３４の外側に移動し、可動爪８４−２は、ｙ方向に平行にＣ架台３４の外側に移動する。

リンク機構８６は、さらに、戻り機構用ばね８７−１〜８７−４を備えている。戻り機構用ばね８７−４は、図１４に示されているように、一端がＣ架台３４に同体に接合され、他端が可動爪８３−４に同体に接合されている。戻り機構用ばね８７−４は、可動爪８３−４が閉じる方向に移動するように、可動爪８３−４に弾性力を与えている。戻り機構用ばね８７−１は、戻り機構用ばね８７−４と同様にして、可動爪８３−１が閉じる方向に移動するように可動爪８３−１に弾性力を与えている。戻り機構用ばね８７−２は、戻り機構用ばね８７−４と同様にして、可動爪８３−２が閉じる方向に移動するように可動爪８３−２に弾性力を与えている。戻り機構用ばね８７−３は、戻り機構用ばね８７−４と同様にして、可動爪８３−３が閉じる方向に移動するように可動爪８３−３に弾性力を与えている。

レバー８１−２は、Ｃ架台３４の内側方向に押すことを中止すると、可動爪８３−３、８３−４に取付けた戻り機構用ばね８７−３、８７−４により、可動爪８３−３、８３−４は閉じる方向に移動し、ガラス基板を保持する形態となる。レバー８１−１は、Ｃ架台３４の内側方向に押すことを中止すると、可動爪８３−１、８３−２に取付けた戻り機構用ばね８７−１、８７−２により、可動爪８３−１、８３−２は閉じる方向に移動し、ガラス基板を保持する形態となる。

このとき、基板搬送装置６は、板状の部材を用いて形成されているときより、軽く、好ましい。さらに、基板搬送装置６は、板状の部材から形成されているときより、吸着するガスを低減することができ、好ましい。さらに、基板搬送装置６によれば、基板の上下左右の四隅部分を面接触して支持することより、基板周辺に近接する部材が最小限に限られて、基板表面から周囲への熱伝達率の差が少なく基板に温度のムラがつきにくく、基板変形や基板の破損、次の処理工程での基板温度分布均一化がはかられ、好ましい。

図１５は、処理室３−ｉを示している。処理室３−ｉは、ケーシング１０１と基板テーブル１０２と電極１０３と防着板１０４とを備えている。ケーシング１０１は、内部に空洞を形成している。基板テーブル１０２と電極１０３と防着板１０４とは、ケーシング１０１の内部に配置されている。基板テーブル１０２は、長方形状の板状に形成されている。防着板１０４は、器状に形成され、凹んでいる面が基板テーブル１０２に対向している。電極１０３は、複数の棒状電極を組合せ、内部から材料ガスを噴出し可能としたラダー型電極である。基板テーブル１０２と防着板１０４との間に配置されている。電極１０３は、さらに、防着板１０４に電気的に絶縁され、ケーシング１０１に同体に接合されて固定されている。処理室３−ｉは、さらに、基板テーブル移動機構とクランプ機構と基板搬送装置操作機構を備えている。

その基板テーブル移動機構は、４つの棒１０５と連結具１０６と駆動装置１０７とを備えている。４つの棒１０５は、それぞれ、一端が基板テーブル１０２の四隅に同体に接合されている。４つの棒１０５は、さらに、それぞれ、ケーシング１０１に形成される穴１０８を貫通している。穴１０８は、図示されていないＯリングを備えている。そのＯリングは、棒１０５と穴１０８との隙間を介して外部空気が漏入することを防止し、ケーシング１０１内の真空を保持している。連結具１０６は、ｙ方向に垂直であり、かつ、ｚ方向に垂直である方向に平行移動可能にケーシング１０１に支持されている。４つの棒１０５は、それぞれ、基板テーブル１０２に接合されている端と反対側の他端が連結具１０６に同体に接合されている。駆動装置１０７は、エアーシリンダから形成され、ｙ方向に垂直であり、かつ、ｚ方向に垂直である方向に連結具１０６を平行移動する。

そのクランプ機構は、４つの棒１１１と４つの駆動装置１１２とを備えている。４つの棒１１１は、それぞれ、一端に支持爪１１４を備えている。４つの棒１１１は、さらに、それぞれ、ケーシング１０１に形成される穴１１３を貫通している。穴１１３は、図示されていないＯリングを備えている。そのＯリングは、棒１１１と穴１１３との隙間を介して外部空気が漏入することを防止し、ケーシング１０１内の真空を保持している。４つの棒１１１は、さらに、それぞれ、防着板１０４と干渉しないように防着板１０４のｙ方向の両横設置し、ケーシング１０１に形成される穴を貫通している。駆動装置１１２は、それぞれ、エアーシリンダから形成されている。駆動装置１１２は、それぞれ、ｙ方向に垂直であり、かつ、ｚ方向に垂直である方向に棒１１１を平行移動する。駆動装置１０７は、防着板１０４の移動距離が短いこと、防着板１０４移動の位置と速度とに高い精度を必要としないことから、エアーシリンダを適用して簡易化することが好ましい。

その基板搬送装置操作機構は、棒９１−１、９１−２と駆動装置９２−１、９２−２とを備えている。棒９１−１は、ケーシング１０１の上部に形成される穴９３−１を貫通している。穴９３−１は、図示されていないＯリングを備えている。そのＯリングは、棒９１−１と穴９３−１との隙間を介して外部空気が漏入することを防止し、ケーシング１０１内の真空を保持している。駆動装置９２−１は、それぞれ、ｚ方向に平行である方向に棒９１−１を平行移動する。棒９１−２は、ケーシング１０１の下部に形成される穴９３−２を貫通している。穴９３−２は、図示されていないＯリングを備えている。そのＯリングは、棒９１−２と穴９３−２との隙間を介して外部空気が漏入することを防止し、ケーシング１０１内の真空を保持している。駆動装置９２−２は、それぞれ、ｚ方向に平行である方向に棒９１−２を平行移動する。

基板テーブル１０２と支持爪１１４とは、基板搬送装置６のＣ架台３４が処理室３−ｉの中に配置されると、互いに近づくように移動して、基板搬送装置６のＣ架台３４を基板テーブル１０２と支持爪１１４との間に挟んで固定する。

図１６は、Ａ架台３２がスライドベース３１の右端に移動したときの基板搬送装置６を示している。基板搬送装置６は、スライダ３８が移動レール５１に配置されるときに、移動レール５１がボールネジ５３と駆動装置５４によりｙ方向に移動することにより、Ａ架台３２がｙ方向に移動する。基板搬送装置６は、Ａ架台３２がｙ方向に移動することにより、Ｂ架台３３がｙ方向に移動する。基板搬送装置６は、Ｂ架台３３がｙ方向に移動することにより、Ｃ架台３４がｙ方向に移動する。基板搬送装置６は、移動レール５１が中央から最も離れたときに、Ｃ架台３４が処理室３−ｉの中の所定の位置に配置される。また、Ａ架台３２、Ｂ架台３３、Ｃ架台３４は、各架台が互いにすり抜けが可能な支持構造であるため、図１６に示した右側移動とは反対側の左側にも移動可能であり、同一の基板搬送装置６により搬送室２の左右両側に設置したいずれの処理室３−ｉにも基板の搬入、搬出ができる。このような動作によれば、基板搬送装置６の駆動機構が簡易となり、好ましい。

レバー８１−１は、Ｃ架台３４が処理室３−ｉの中の所定の位置に配置されたときに、棒９１−１が移動することにより押されることができる位置に配置される。レバー８１−２は、Ｃ架台３４が処理室３−ｉの中の所定の位置に配置されたときに、棒９１−２が移動することにより押されることができる位置に配置される。

図１７は、基板テーブル１０２を示している。基板テーブル１０２は、窪み１２１と支持爪１２２とが防着板１０４に対向する面に鉛直方向から１０度傾斜して形成されている。窪み１２１は、基板テーブル１０２により支持される基板１２０の四隅が配置される位置に４つ形成されている。支持爪１２２は、基板テーブル１０２により支持される基板１２０の下端の辺の窪み１２１に重なっていない部分の両端に配置され、その基板１２０の下端の辺に接するように形成されている。すなわち、基板１２０は、下端の縁が支持爪１２２により荷重を支持され、基板面は基板テーブル１０２に寄りかかることで、基板テーブル１０２の所定の位置に支持される。

可動爪８３−４は、Ｃ架台３４が基板テーブル１０２と支持爪１１４との間に挟まれて固定されるときに、図１８に示されているように、窪み１２１の中に配置される。窪み１２１は、可動爪８３−１、８３−２と可動爪８３−１、８３−２とがガラス基板１２０を支持したり、解放したりするために移動することができるように、十分に深く大きい。

基板搬送装置６が基板１２０を搬送する動作は、セット動作とアンセット動作とから形成される。処理室３−ｉの基板傾斜方向は搬送室２を挟んで面対称の関係にあるので、右側設置の処理室と左側設置の処理室のいずれにも基板の搬入搬出が可能である。

そのセット動作は、基板搬送装置６が支持する基板１２０を搬送室２から処理室３−ｉに搬入する動作である。そのセット動作では、まず、Ｃ架台３４に基板１２０が保持されている。基板搬送装置６は、ｘ方向の位置が基板１２０を搬入する処理室３−ｉの位置に一致するまでｘ方向に平行移動する。この位置は、Ａ架台３２に取付けたスライダ３８がガイド５９に挟まれた位置であり、Ａ架台がｙ方向に移動中にＡ架台３２はｘ方向に移動しないので、ｘ方向搬送機構をクランプして固定する必要がない。基板搬送装置６は、ゲート弁７−ｉが開放された後に、移動レール５１が処理室３−ｉに向かってｙ方向に平行に移動することにより、Ａ架台３２とＢ架台３３とＣ架台３４とがｙ方向に平行に処理室３−ｉに向かって移動する。

処理室３−ｉは、Ｃ架台３４が処理室３−ｉの中の所定の位置に配置された後に、基板テーブル１０２と支持爪１１４と互いに近づくように移動して、Ｃ架台３４を基板テーブル１０２と支持爪１１４との間に挟んで固定する。処理室３−ｉは、次いで、棒９１−１、９１−２を用いてレバー８１−１、８１−２をＣ架台３４の内側方向に押す。基板搬送装置６は、レバー８１−１、８１−２が押されると、可動爪８３−１〜８３−４と可動爪８４−１〜８４−４とをＣ架台３４の外側に移動し、支持している基板１２０を解放する。基板１２０は、このようにしてＣ架台３４から基板テーブル１０２に受け渡される。

処理室３−ｉは、基板搬送装置６が基板１２０を解放した後に、基板テーブル１０２と支持爪１１４とが互いに離れるように移動して、Ｃ架台３４を解放する。処理室３−ｉは、基板１２０が基板搬送装置６の可動爪８３−１〜８３−４と可動爪８４−１〜８４−４とから解放された後に、棒９１−１、９１−２をレバー８１−１、８１−２から離す。基板搬送装置６は、レバー８１−１、８１−２が棒９１−１、９１−２から離れた後に、移動レール５１が搬送室２の中央に向かってｙ方向に平行に移動することにより、Ａ架台３２とＢ架台３３とＣ架台３４とが搬送室２の中央に移動する。処理室３−ｉは、Ｃ架台３４が処理室３−ｉを出た後に、ゲート弁７−ｉを閉鎖する。

そのアンセット動作は、基板搬送装置６が処理室３−ｉに支持されている基板１２０を搬送室２に搬出する動作である。そのアンセット動作では、基板搬送装置６は、まず、ｘ方向の位置がその処理室３−ｉの位置に一致するまでｘ方向に平行移動する。基板搬送装置６は、ゲート弁７−ｉが開放された後に、移動レール５１が処理室３−ｉに向かってｙ方向に平行に移動することにより、Ａ架台３２とＢ架台３３とＣ架台３４とがｙ方向に平行に処理室３−ｉに向かって移動する。

処理室３−ｉは、Ｃ架台３４が処理室３−ｉの中の所定の位置に配置された後に、棒９１−１、９１−２を用いてレバー８１−１、８１−２をＣ架台３４の内側方向に押す。基板搬送装置６は、レバー８１−１、８１−２が押されることにより、可動爪８３−１〜８３−４と可動爪８４−１〜８４−４とをＣ架台３４の外側に移動する。処理室３−ｉは、次いで、基板テーブル１０２と支持爪１１４と互いに近づくように移動して、Ｃ架台３４を基板テーブル１０２と支持爪１１４との間に挟んで固定する。

処理室３−ｉは、Ｃ架台３４が固定された後に、棒９１−１、９１−２をレバー８１−１、８１−２から離す。基板搬送装置６は、レバー８１−１、８１−２が棒９１−１、９１−２から離れることにより、可動爪８３−１〜８３−４に取付けた戻り機構用ばね８７−１〜８７−４により、可動爪８３−１〜８３−４と可動爪８４−１〜８４−４とがＣ架台３４の内側に移動し、基板１２０を支持する。基板１２０は基板テーブル１０２からＣ架台３４に受け渡される。処理室３−ｉは、基板搬送装置６が基板１２０を支持した後に、基板テーブル１０２と支持爪１１４とが互いに離れるように移動して、Ｃ架台３４を解放する。基板搬送装置６は、Ｃ架台３４が解放された後に、移動レール５１が搬送室２の中央に向かってｙ方向に平行に移動することにより、Ａ架台３２とＢ架台３３とＣ架台３４とが搬送室２の中央に移動する。処理室３−ｉは、Ｃ架台３４が処理室３−ｉを出た後に、ゲート弁７−ｉを閉鎖する。このような動作によれば、基板搬送装置６は基板受渡しの駆動機構が簡単で確実になり、好ましい。

基板搬送装置６がロード室４に支持されている基板１２０を搬送室２に搬出する動作は、そのアンセット動作と同様にして実行され、基板搬送装置６が支持する基板１２０を搬送室２からアンロード室５に搬入する動作は、そのセット動作と同様にして実行される。

このような動作によれば、基板１２０の受渡しに際して、上側の可動爪８３−１〜８３−２と下側の可動爪８３−３〜８３−４の両方を開閉させるので、下側の可動爪８３−３〜８３−４だけを移動させてＣ架台３４から基板テーブル１０２に基板１２０を受け渡すときと比較して、下側の可動爪８３−３〜８３−４の可動ストロークを少なくできる。すなわち基板１２０を受渡し時に行う基板１２０の上下動作が小さくなるので、基板１２０が基板テーブル１０２に接する面において基板テーブル１０２と擦れて発生するキズの長さが短く、キズの発生を低減することができる。

真空処理装置１は、隣接する２つプロセスを向かい合う２つの処理室に割り当てることが好ましい。たとえば、真空処理装置１は、あるプロセスを処理室３−１に割り当て、そのプロセスの直後に実行されるプロセスを処理室３−４に割り当てることができる。このとき、基板搬送装置６は、処理室３−１から基板６を搬出して処理室３−４に搬入するときに、ｘ方向に移動する必要がなく、速く基板６を処理することができ、真空処理装置１の処理速度が向上する。

本発明による処理室増設方法の実施の形態は、真空処理装置１を用いて実行される。その処理室増設方法では、まず、増設ユニットが製造される。その増設ユニットは、ユニット２６−１〜２６−３と取り合いとなる基準位置と取り合い構造が等しく、ユニット２６−１〜２６−３と同様な取り合い形状に製造される。真空処理装置１は、搬送室２の内部が大気圧まで増圧され、蓋２５が取り外される。次いで、真空処理装置１は、ユニット２６−１の蓋２５が設置されていた処理室部分にその増設ユニットが設置され、その増設ユニットの解放部分に蓋２５が設置される。

クラスター型の真空処理装置は、処理室を増設するときに、中央の搬送室を予め増設される処理室の分だけ大きく設計する必要がある。真空処理装置１は、設置場所を確保するだけで、このような処理室増設方法により容易に処理室を増設することができる。このため真空処理装置１を設置した後から処理製膜層の増加などのプロセスの増加や、製膜処理能力の向上などに対して、ロード室４とアンロード室５を移動させることなく対応が可能となり、好ましい。

増設ユニットを蓋２５とユニット２６−１との間に増設することによれば、複数のユニット２６−１〜２６−３は、増設時に分解、移動、再組み立てをする必要がなく、より容易に処理室を増設することができる。なお、増設ユニットは、蓋２５とユニット２６−１との間以外の場所に増設することもできる。たとえば、増設ユニットは、ユニット２６−１とユニット２６−２との間に、ユニット２６−２とユニット２６−３との間に、または、ユニット２６−３とロードロック部分２４との間に増設することができる。

図１は、本発明による真空処理装置の実施の形態を示すブロック図である。 図２は、本発明による真空処理装置の実施の形態を示す斜視図である。 図３は、基板搬送装置を示す正面図である。 図４は、スライドベースを示す斜視図である。 図５は、Ａ架台を示す斜視図である。 図６は、基板搬送装置を示す側面図である。 図７は、Ｂ架台を示す斜視図である。 図８は、支持部材を示す斜視図である。 図９は、Ｃ架台を示す斜視図である。 図１０は、中央レールを示す斜視図である。 図１１は、ガイドを示す断面図である。 図１２は、Ｂ架台を駆動する機構を示す斜視図である。 図１３は、Ｃ架台を示す正面図である。 図１４は、可動爪を駆動する機構を示す斜視図である。 図１５は、処理室を示す断面図である。 図１６は、基板搬送装置を示す正面図である。 図１７は、基板テーブルを示す正面図である。 図１８は、基板テーブルを示す断面図である。

符号の説明

１ ：真空処理装置
２ ：搬送室
３−１〜３−６：処理室
４ ：ロード室
５ ：アンロード室
６ ：基板搬送装置
７−１〜７−６：ゲート弁
１１ ：ゲート弁
１２ ：ローダ大気側挿入装置
１３ ：ゲート弁
１５ ：ゲート弁
１６ ：アンローダ大気側挿入装置
１７ ：ゲート弁
１８−１：持ち上げ機構
１８−２：ローダ用基板搬送装置
１９−１：アンローダ用基板搬送装置
１９−２：持ち上げ機構
２１−１〜２１−６：レール
２２−１〜２２−３：処理室部分
２４ ：ロード室部分
２５ ：蓋
２６−１〜２６−３：ユニット
３１ ：スライドベース
３２ ：Ａ架台
３３ ：Ｂ架台
３４ ：Ｃ架台
３５−１〜３５−２：スライダ
３６−１〜３６−２：レール
３７ ：スライダ
３８ ：スライダ
３９ ：中央レール
１３１：回転駆動モータ
１３２：磁性流体シール付き軸受け
１３３：ピニオン
１３４：ラック
４１−１〜４１−２：支持部材
４４ ：スライダ
４５ ：支持部材
４６−１〜４６−２：スライダ
４７−１〜４７−２：滑車
４８−１〜４８−２：ベルト
５１ ：移動レール
５２ ：固定レール
５３ ：ボールネジ
５４ ：駆動装置
５５ ：スライダ
５８ ：ガイド
５９ ：ガイド
６１ ：ラック
６２ ：回転軸
６３ ：回転部材
６４ ：ピニオン
６５ ：ピニオン
６７ ：ラック
７１ ：回転軸
７２ ：回転軸
８１−１〜８１−２：レバー
８２−１〜８２−２：軸
８３−１〜８３−４：可動爪
８４−１〜８４−４：可動爪
８６ ：リンク機構
１４１：ピニオン
１４２：ピニオン
１４３：ラック
１４４：ラック
１４５：ラック
８７−１〜８７−４：戻り機構用ばね
９１−１〜９１−２：棒
９２−１〜９２−２：駆動装置
９３−１〜９３−２：穴
１０１：ケーシング
１０２：基板テーブル
１０３：電極
１０４：防着板
１０５：棒
１０６：連結具
１０７：駆動装置
１１１：棒
１１２：駆動装置
１１３：穴
１１４：支持爪
１２０：基板
１２１：くぼみ
１２２：支持爪

Claims (8)

1. 搬送室と、
   前記搬送室に接続されて基板を鉛直方向から傾斜させて支持して真空処理する複数の処理室と、
   前記搬送室の内を移動するとともに、前記基板の傾斜方向を変えずに前記搬送室の内部と前記複数の処理室の内部とを移動する方向へ前記基板を平行移動させて搬送する基板搬送装置とを具備し、
   前記複数の処理室は、
   複数の右側処理室と、
   前記搬送室を隔てて前記右側処理室の反対側にそれぞれ配置される複数の左側処理室とから形成され、
   前記基板搬送装置は、
   前記基板を傾斜させて支持した状態で前記搬送室の内を移動して基板を平行移動させ、
   全ての前記処理室に前記基板を搬出入する際に、前記基板を傾斜させて支持した状態で前記基板を平行移動させて搬出入する真空処理装置。
2. 請求項１において、
   前記複数の処理室は、それぞれ、前記搬送室に接続された状態で、熱膨張による変形量に応じて前記搬送室から離れる方向に平行移動可能に支持される真空処理装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記複数の右側処理室または前記複数の左側処理室のうちの第１処理室が実行する第１プロセスは、前記複数の左側処理室または前記複数の右側処理室のうちの前記搬送室を隔てて前記第１処理室に対向する第２処理室が実行する第２プロセスの直後に実行されることを可能とする真空処理装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかにおいて、
   前記搬送室に接続されて前記基板を外部から前記搬送室に搬入するロード室と、
   前記搬送室に接続されて前記基板を前記搬送室から前記外部に搬出するアンロード室と更に具備し、
   前記ロード室は、前記搬送室を隔てて前記アンロード室に対向して配置され、搬入する前記基板と搬出する前記基板を直線的に移動可能とする真空処理装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかにおいて、
   前記搬送室と前記複数の処理室とは、互いに構造が等しい複数のユニットを含み、
   前記搬送室は、複数の処理室部分から形成され、
   前記複数のユニットの各々は、
   前記複数の処理室部分のうちの１つの部分と、
   前記複数の右側処理室のうちの前記１つの部分に連結される処理室と、
   前記複数の左側処理室のうちの前記１つの部分に連結される処理室とから形成される真空処理装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかにおいて、
   少なくとも１つの前記処理室でプラズマＣＶＤ法により前記基板に薄膜を形成する真空処理装置。
7. 請求項５に記載される真空処理装置に処理室を増設する処理室増設方法であり、
   前記ユニットと取り合い構造が等しい増設ユニットを製造するステップと、
   前記真空処理装置に増設ユニットを増設するステップとを具備する処理室増設方法。
8. 請求項７において、
   前記真空処理装置は、
   前記搬送室に接続されて前記基板を外部から前記搬送室に搬入するロード室と、
   前記搬送室に接続されて前記基板を前記搬送室から前記外部に搬出するアンロード室と更に備え、
   前記ロード室は、前記搬送室を隔てて前記アンロード室に対向して配置され、
   前記増設ユニットに含まれる増設処理室は、
   前記ロード室と前記アンロード室とから前記複数のユニットより離れた部位に増設される処理室増設方法。

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