JP3971081B2

JP3971081B2 - 真空処理装置

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Publication number: JP3971081B2
Application number: JP2000114621A
Authority: JP
Inventors: 均池田; 秀幸小田木; 正志菊池
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2020-04-17
Also published as: JP2001298067A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空中で種々の基板に所定の処理を行う真空処理装置に関し、特に基板を搬送するための基板搬送機構を備えた真空処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の真空処理装置の一例を示す概略構成図である。
図７に示すように、この真空処理装置１０１は、搬送室１０２を中心としてその周囲に仕込取出室１０３、第１の処理室１０４、第２の処理室１０５、第３の処理室１０６、第４の処理室１０７等が配設されている。
【０００３】
これらの搬送室１０２、仕込取出室１０３、第１〜第４の処理室１０４〜１０７は気密に接続され、独立して真空雰囲気を維持できるように構成されている。
【０００４】
また、搬送室１０２内には基板搬送機構１０８が配設され、この基板搬送機構１０８によって搬送室１０２、仕込取出室１０３及び第１〜第４の処理室１０４〜１０７間において、成膜及びエッチング対象物である基板（図示せず）の搬出入を自由に行えるようになっている。
【０００５】
このような真空処理装置１０１を用いて基板の表面の処理を行う場合には、基板を仕込取出室１０３内に装填し、真空処理装置１０１の内部を真空雰囲気にした後、基板搬送機構１０８によって基板を第１の処理室１０４内に移送する。そして、第１の処理室１０４内において所定の処理を行った後、基板搬送機構１０８によって基板を第２の処理室内に移送する。さらに、順次、基板を第２の処理室１０５〜第４の処理室１０７内に移送して所定の処理を行った後、仕込取出室１０３内に基板を移送する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の真空処理装置１０１においては、次のような問題があった。
すなわち、従来の真空処理装置１０１の場合、各処理室１０４〜１０７について頻繁に大気開放及び真空排気を行わないようにするため基板搬送機構１０８を有する搬送室１０２を設ける必要があることから、装置の設置スペースが大きくなるとともに、基板搬送機構１０８の構成が複雑になるという問題があった。
【０００７】
また、このような従来技術の構成では、タクトタイムを短くすることが困難で、しかも大型基板への対応が困難になっていた。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、設置スペースが小さく、簡素な構成の基板搬送機構を有する真空処理装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、タクトタイムが短く、大型基板に対応可能な真空処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本発明は、それぞれ仕切りバルブを介して隣接して直線的に配設された複数の処理室と、該処理室のうち所定の処理室に対して隣接配置され、仕切りバルブによって該所定の処理室に対して仕切られるように構成された収容部と、処理対象物を支持する支持部が前記収容部に収容され、かつ、該収容部と前記所定の処理室と該所定の処理室に隣接配置された処理室との間を移動可能に構成された基板搬送機構とを備えたことを特徴とする真空処理装置である。
本発明では、前記複数の処理室のうち複数の所定の処理室に対して前記収容部がそれぞれ隣接配置され、前記支持部が前記収容部のそれぞれに収容され、かつ、該収容部と前記所定の処理室と該所定の処理室に隣接配置された処理室との間を移動可能に構成された基板搬送機構を備えることもできる。
本発明の場合、隣接して直線的に配設された複数の処理室のうち所定の処理室に対して隣接配置された収容部とこの所定の処理室とこの所定の処理室に隣接配置された処理室の間を基板搬送機構の支持部を移動可能にするとともに、当該所定の処理室と収容部とを仕切りバルブによって仕切るように構成したことから、仕込取出室と処理室とを兼ねることができ、これによりインライン方式の真空処理装置において仕込取出室を省略して装置の設置スペースを小さくすることができる。また、本発明によれば、タクトタイムを短縮することが可能になる。
また、本発明において、基板搬送機構が処理室の基板搬送方向両側部に設けられている場合には、基板搬送機構の支持部によって基板の両縁部を支持することができるため、基板搬送機構の構成を簡素なものとすることができることに加え、大型の基板を確実に支持することができる。
さらにまた、本発明において、基板搬送機構が複数の支持部を有している場合には、例えば各処理室に設けられている複数の基板昇降機構と組み合わせることによって、複数の基板の搬送（搬入及び搬出）を同時に行うことができ、これにより更に処理のタクトタイムを短縮することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る真空処理装置の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態の真空処理装置の概略構成を示す平面図である。
図１に示すように、本実施の形態の真空処理装置１は、基板（処理対象物）２の搬入及び搬出を行うとともに所定の真空処理を行う第１の処理室３を有しており、この第１の処理室３は、図示しない真空排気系に接続されている。また、第１の処理室３内には、基板２を昇降させるための基板昇降機構３０が配設されている。
【００１２】
本実施の形態の場合、基板昇降機構３０は、２種類の基板昇降機構３０ａ、３０ｂからなり、例えば、特開平８−２０３９８６号公報に記載されたプロセス室における基板受け渡し機構と同様の構成のものが用いられる。
【００１３】
ここで、第１の処理室３の大気側近傍には、昇降自在のハンド５０を有する大気側基板搬送ロボット５が配設されている。そして、第１の処理室３の大気側基板搬送ロボット５側の部位には、ロボット側仕切りバルブ３１が設けられている。
【００１４】
また、第１の処理室３の大気側基板搬送ロボット５と反対側には、第１の処理室３と異なる処理を行う第２の処理室４が設けられている。この第２の処理室４は、処理室側仕切りバルブ３２を介して第１の処理室３と接続されている。また、第２の処理室４内には、基板２を昇降させるための基板昇降機構４０が配設されている。
【００１５】
この基板昇降機構４０は、２種類の基板昇降機構４０ａ、４０ｂからなり、上述した基板昇降機構３０ａ、３０ｂと同様の構成を有している。
【００１６】
そして、本実施の形態にあっては、第１の処理室３の両側部に、以下に説明するような基板搬送機構６が配設されている。
【００１７】
図２は、本実施の形態における基板搬送機構の構成を示す斜視図である。
図２に示すように、本実施の形態の基板搬送機構６は、第１の処理室３に連通された収容ケース（収容部）６０を有し、この収容ケース６０内に配置された搬送部６１と、収容ケース６０の外部に配置された駆動部６２とから構成されている。
【００１８】
この収容ケース６０は、図示しない真空排気系に接続されるとともに、図１に示すように、搬送機構側仕切りバルブ６３により第１の処理室３に対して仕切られるように構成されている。
【００１９】
また、図２に示すように、基板搬送機構６の搬送部６１と駆動部６２とはベローズ継手６４を介して連結され、これにより搬送部６１が真空雰囲気中で移動できるようになっている。
【００２０】
搬送部６１には、第１の処理室３から第２の処理室４に向かう方向（Ｙ方向）に延びるボールねじ６６が設けられている。
【００２１】
このボールねじ６６は、所定のガイド部材６５によってＸ方向（Ｙ方向と直交する方向）又はその反対方向に移動できるように支持され、駆動部６２に配置されたモータ６９の動力によって正逆方向に回転するように構成されている。
【００２２】
そして、ボールねじ６６には、ガイド機構６７を介して基板搬送アーム（支持部）６８が取り付けられている。
【００２３】
この基板搬送アーム６８は、駆動部６２に配置されたシリンダー７０の駆動によって、ガイド部材６５に沿って矢印Ｘ方向及びその反対方向に移動できるように構成されている。
【００２４】
また、基板搬送アーム６８は、ボールねじ６６の回転によって矢印Ｙ方向に動作して第１の処理室３と第２の処理室４との間を往復できるように構成されている。
【００２５】
図２に示すように、本実施の形態の基板搬送アーム６８は、ボールねじ６６に対して平行に延びるＬ字状の上段アーム６８ａと下段アーム６８ｂを有し、これら上段アーム６８ａと下段アーム６８ｂのそれぞれに基板２（２ａ、２ｂ）を載置できるようになっている。
【００２６】
図３（ａ）〜（ｃ）及び図４（ｄ）〜（ｆ）は、本実施の形態の動作を示す説明図である。
本実施の形態において真空処理を行う場合には、まず、第１の処理室３が大気圧の状態で大気側基板搬送ロボット５によってローディングカセット（図示せず）から基板２を受け取る。この時点では、第１の処理室３の搬送機構側仕切りバルブ６３を閉じておく。
【００２７】
次いで、第１の処理室３のロボット側仕切りバルブ３１を開くとともに、大気側基板搬送ロボット５のハンド５０を旋回させ、図３（ａ）（ｂ）に示すように、未処理の基板２ｂを第１の処理室３内に挿入する。
【００２８】
そして、第１の処理室３内の基板昇降機構３０ａを上昇させ、未処理の基板２ｂを大気側基板搬送ロボット５のハンドより高い位置に持ち上げる。
【００２９】
この状態で大気側基板搬送ロボット５のハンド５０を第１の処理室３から取り出してロボット側仕切りバルブ３１を閉じ、第１の処理室３の真空排気を開始する。そして、所定の圧力に到達した後に、搬送機構側仕切りバルブ６３を開き、基板搬送機構６のシリンダー７０を駆動することにより、図３（ｃ）に示すように、基板搬送アーム６８を第１の処理室３内に挿入する。
【００３０】
さらに、第１の処理室３内の基板昇降機構３０ａを下降させ、搬送部６１の基板搬送アーム６８の下段アーム６８ｂに未処理の基板２ｂを載せる。
【００３１】
この状態で処理室側仕切りバルブ３２を開き、基板搬送機構６のモータ６９を駆動してボールねじ６６を回転させる。これにより、図４（ｄ）に示すように、未処理の基板２ｂを載せた基板搬送アーム６８が矢印Ｙ方向に移動し、第２の処理室４内に挿入される。
【００３２】
この場合、第２の処理室４室内では、基板昇降機構４０ｂを駆動し基板受け用のフックの回転と上昇により処理済みの基板２ａを上昇させておく。そして、基板搬送アーム６８が第２の処理室４内に挿入された後に、一方の基板昇降機構４０ｂを下降させて基板搬送アーム６８の上段アーム６８ａに処理済みの基板２ａを載せるとともに、他方の基板昇降機構４０ａによって未処理の基板２ｂを上昇させて基板搬送アーム６８上から離脱させる。
【００３３】
その後、図４（ｅ）に示すように、基板搬送アーム６８を第２の処理室４から第１の処理室３に移動させ、処理側仕切りバルブ３２を閉じる。そして、第２の処理室４において所定の処理を行う。
【００３４】
一方、第１の処理室３内においては、処理済みの基板２ａを基板昇降機構３０ｂを駆動し基板受け用のフックの回転と上昇によって上昇させてこれを支持するとともに、図４（ｆ）に示すように、基板搬送アーム６８を第１の処理室３から収容ケース６０に移動させる。そして、搬送機構側仕切りバルブ６３を閉じるとともに、必要に応じて第１の処理室３内にて再処理を行い、その後ベントを行ってロボット側仕切りバルブ３１を開く。
【００３５】
以上述べたように本実施の形態にあっては、第１の処理室３に対して隣接配置された収容ケース６０と第１の処理室３との間を基板搬送機構６の基板搬送アーム６８を移動可能にするとともに、第１の処理室３と収容ケース６０とを搬送機構側仕切りバルブ６３によって仕切るようにしたことから、仕込取出室と処理室とを兼ねることができ、これにより仕込取出室を省略して装置の設置スペースを小さくすることができ、また、タクトタイムを短縮することができる。
【００３６】
また、本実施の形態の場合、基板搬送機構６は第１の処理室３の両側部に配設されているため、大気側基板搬送ロボット５の動作が遮られることはない。
【００３７】
さらに、本実施の形態の基板搬送機構６は、基板搬送アーム６８によって基板２の両縁部を支持するものであるため簡素な構成であり、しかも大型の基板を確実に支持することができるものである。
【００３８】
さらにまた、本実施の形態にあっては、上段アーム６８ａ及び下段アーム６８ｂによって２枚の基板２ａ、２ｂを同時に搬送することができるので、処理のタクトタイムをきわめて短くすることができる。
【００３９】
図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る真空処理装置の他の実施の形態の概略構成を示すものであり、以下、上記実施の形態と対応する部分については、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、本実施の形態の真空処理装置１Ａにあっては、３つ以上（例えば５つ）の処理室３Ａ〜３Ｅが隣接して直線的に配列されている。そして、一つ置きの処理室、すなわち、第１の処理室３Ａ、第３の処理室３Ｃ及び第５の処理室３Ｅの両側部に、図示しない仕切りバルブを介して上記同様の基板搬送機構６（６Ａ、６Ｃ、６Ｅ）が設けられている。
【００４１】
ここで、基板２の搬入及び搬出は、第１の処理室３において行うようになっている。また、各処理室３Ａ〜３Ｅの間には、図示しない仕切りバルブが配設されている。
【００４２】
図５（ｂ）に示すように、本実施の形態の場合は、第１の処理室３Ａの両側部に設けられた基板搬送機構６Ａの基板搬送アーム６８Ａが第１の処理室３Ａから第２の処理室３Ｂへ挿入できるように、また、第５の処理室３Ｅの両側部に設けられた基板搬送機構６Ｅの基板搬送アーム６８Ｅが第５の処理室３Ｅから第４の処理室３Ｄへ挿入できるように構成されている。
【００４３】
一方、図５（ｃ）に示すように、第３の処理室３Ｃの両側部に設けられた基板搬送機構６Ｃは、それぞれ第３の処理室３Ｃから第２の処理室３Ｂに挿入可能な基板搬送アーム６８Ｃ₁と、第３の処理室３Ｃから第４の処理室３Ｄに挿入可能な基板搬送アーム６８Ｃ₂を有している。
【００４４】
このような構成を有する本実施の形態によれば、インライン方式の真空処理装置１Ａにおいて仕込室及び取出室を省略することができるため、装置の設置スペースを小さくすることができるとともに、タクトタイムを短縮することができる。
【００４５】
また、本実施の形態にあっては、基板搬送機構６の数は処理室３Ａ〜３Ｅの数より少なくて済むものである。その他の構成及び作用効果については上記実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
【００４６】
図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る真空処理装置のさらに他の実施の形態の概略構成を示すものであり、以下、上記実施の形態と対応する部分については、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００４７】
図６（ａ）に示すように、本実施の形態の真空処理装置１Ｂにおいても、３つ以上（例えば５つ）の処理室３Ａ〜３Ｅが隣接して直線的に配列されている。そして、第５の処理室３Ｅを除く第１〜第４の処理室３Ａ〜３Ｄの両側部に、図示しない仕切りバルブを介して上記同様の基板搬送機構６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ）が設けられている。
【００４８】
ここで、各基板搬送機構６Ａ〜６Ｄの基板搬送アーム６８Ａ〜６８Ｄは、同じ方向（本実施の形態の場合は第１の処理室３Ａから第５の処理室３Ｅへ向かう方向）の隣接する処理室３Ｂ〜３Ｅ内に挿入できるように構成されている。
【００４９】
なお、基板２の搬入は、第１の処理室３Ａにおいて行うようになっており、各処理室３Ａ〜３Ｄの間には、図示しない仕切りバルブが配設されている。また、基板２の搬出は、第５の処理室３Ｅにおいて行うようになっている。
【００５０】
一方、図６（ｂ）に示す真空処理装置１Ｃにあっては、第４の処理室３Ｄを除く第１〜第３の処理室３Ａ〜３Ｃ及び第５の処理室３Ｅの両側部に、図示しない仕切りバルブを介して上記同様の基板搬送機構６（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｅ）が設けられている。
【００５１】
この真空処理装置１Ｃの場合は、第１〜第３の処理室３Ａ〜３Ｃについての基板搬送機構６Ａ〜６Ｃの基板搬送アーム６８Ａ〜６８Ｃが、第１の処理室３Ａから第５の処理室３Ｅへ向かう方向の隣接する処理室３Ｂ〜３Ｄ内に挿入できるように構成される一方で、第５の処理室３Ｅの基板搬送機構６Ｅについては、これらの反対方向である第４の処理室３Ｄ内に挿入できるように構成されている。
【００５２】
なお、基板２の搬入は、第１の処理室３Ａにおいて行うようになっており、各処理室３Ａ〜３Ｅ間には、図示しない仕切りバルブが配設されている。また、基板２の搬出は、第５の処理室３Ｅあるいは第４の処理室３Ｄの側部から行うようになっており、それぞれのプロセスに応じて臨機応変に対応できる構成となっている。
【００５３】
このような構成を有する本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様、インライン方式の真空処理装置１Ｂにおいて専用の仕込室及び取出室を省略することができるため、装置の設置スペースを小さくすることができるとともに、タクトタイムを短縮することができる。
【００５４】
特に、本実施の形態においては、各基板搬送機構６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｅの構成を簡素なものとすることができるものである。その他の構成及び作用効果については上記実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
【００５５】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、処理室の数、配置等は処理の内容に応じて適宜変更することができる。
【００５６】
特に、インライン方式の真空処理装置を構成する場合には、上記実施の形態にあるように直線的に配列する場合のほか、例えば図６（ｂ）に示す真空処理装置１Ｃを応用して、処理室３Ｄから処理室を曲線的に配置することも可能である。
【００５７】
また、本発明は、真空中で処理を行う装置であればインターバック方式や種々の装置にも適用しうるものである。
【００５８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、装置の設置スペースを小さくすることができるとともに、タクトタイムを短縮することができる。
また、本発明によれば、基板搬送機構を簡素な構成にすることができるとともに、大型の基板を確実に支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空処理装置の実施の形態の概略構成を示す平面図
【図２】同実施の形態における基板搬送機構の構成を示す斜視図
【図３】（ａ）〜（ｃ）：同実施の形態の動作を示す説明図（その１）
【図４】（ｄ）〜（ｆ）：同実施の形態の動作を示す説明図（その２）
【図５】（ａ）〜（ｃ）：本発明に係る真空処理装置の他の実施の形態の概略構成を示す平面図
【図６】（ａ）（ｂ）：本発明に係る真空処理装置のさらに他の実施の形態の概略構成を示す平面図
【図７】従来の真空処理装置の一例を示す概略構成図
【符号の説明】
１…真空処理装置２、２ａ、２ｂ…基板（処理対象物）３…第１の処理室４…第２の処理室６…基板搬送機構６０…収容ケース（収容部）６１…搬送部６２…駆動部６８…基板搬送アーム（支持部）６８ａ…上段アーム６８ｂ…下段アーム

Claims

それぞれ仕切りバルブを介して隣接して直線的に配設された複数の処理室と、
該処理室のうち所定の処理室に対して隣接配置され、仕切りバルブによって該所定の処理室に対して仕切られるように構成された収容部と、
処理対象物を支持する支持部が前記収容部に収容され、かつ、該収容部と前記所定の処理室と該所定の処理室に隣接配置された処理室との間を移動可能に構成された基板搬送機構とを備えたことを特徴とする真空処理装置。
前記基板搬送機構が処理室の基板搬送方向両側部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
前記複数の処理室のうち複数の所定の処理室に対して前記収容部がそれぞれ隣接配置され、前記支持部が前記収容部のそれぞれに収容され、かつ、該収容部と前記所定の処理室と該所定の処理室に隣接配置された処理室との間を移動可能に構成された基板搬送機構を備えたことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の真空処理装置。
前記複数の処理室のそれぞれには、基板を昇降させるための基板昇降機構が配設されていることを特徴とする請求項３記載の真空処理装置。
前記基板搬送機構が、前記収容部内に配置された搬送部を有し、該搬送部が前記所定の処理室から前記隣接配置された処理室に向かう方向に延びるボールねじと該ボールねじを回転させる駆動部とから構成され、該ボールねじにはガイド機構を介して前記支持部が取り付けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項記載の真空処理装置。
基板搬送機構が複数の支持部を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の真空処理装置。