JP4471487B2

JP4471487B2 - Vacuum processing equipment, vacuum processing method

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Publication number: JP4471487B2
Application number: JP2000356965A
Authority: JP
Inventors: 浩一松本; 進新井
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: TW516336B; KR100831906B1; KR20020040620A; JP2002164399A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は処理室及び真空処理装置に関し、特に、処理対象物を予め加熱し、成膜を行う真空処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より基板表面に、基板表面に薄膜を成膜する装置として、図１５の符号１００に示すような真空処理装置が多く用いられている。
この真空処理装置１００は、搬送室１０２と、２台の搬出入室１１０₁、１１０₂と、複数の処理室１０３₁〜１０３₄とを有している。各処理室１０３₁〜１０３₄と搬出入室１１０₁、１１０₂は、真空バルブ１０７₁〜１０７₆を介してそれぞれ搬送室１０２に接続されている。
【０００３】
搬出入室１１０₁、１１０₂の真空バルブ１０７₁、１０７₂が取り付けられた側とは反対側の壁には、基板を真空処理装置１００に搬入・搬出するための扉１１５₁、１１５₂がそれぞれ設けられている。２台の搬出入室１１０₁、１１０₂のうち、一方は基板の搬入に用いられ、他方は基板の搬出に用いられている。
【０００４】
各処理室１０３₁〜１０３₄はスパッタ装置などの成膜装置で構成されており、これらの処理室１０３₁〜１０３₄を用いて基板表面に多層薄膜を形成するには、先ず、全ての真空バルブ１０７₁〜１０７₆及び扉１１５₁、１１５₂を閉じ、搬送室１０２、及び、各処理室１０３₁〜１０３₄の内部を真空排気して所定の真空度とする。
【０００５】
次いで、真空バルブ１０７₁〜１０７₆を閉じた状態で、搬入側の搬出入室１１０₁の扉１１５₁を開け、搬出入室１１０₁内に大気を導入した後、この搬出入室１１０₁内に基板を配置し、再び扉１１５₁を閉める。
次に、その搬出入室１１０₁内部を所定の真空度にまで真空排気した後、搬出入室１１０₁と搬送室１０２との間の真空バルブ１０７₁を開け、搬出入室１１０₁内部と搬送室１０２内部とを接続する。
【０００６】
搬送室１０２の内部には基板を搬送するロボット１０６が配置されており、このロボット１０６を用いて基板を搬出入室１１０₁から搬送室１０２へ取り出した後、再び、真空バルブ１０７₁を閉じ、搬出入室１１０₁の扉１１５₁を開けて大気を導入し、搬出入室１１０₁内に新たな基板を搬入する。
【０００７】
搬送室１０２内へ運ばれた基板は、搬送ロボット１０６によって最初の処理室１０３₁に運ばれる。最初の処理室１０３₁で所定時間成膜作業を行うと基板表面には所定膜厚の薄膜が形成される。
次いで、基板を最初の処理室１０３₁から次の処理室１０３₂へ送り、最初の処理室１０３₁と同様の成膜作業を行った後、残りの処理室１０３₃、１０３₄へ順次基板を送って成膜作業を行うと、最後の処理室１０３₅での成膜作業終了後、基板表面に多層薄膜が形成される。
【０００８】
次いで、搬出側の搬出入室１１０₂の真空バルブ１０７₆を開け、多層薄膜が形成された基板を搬送室１０２からその搬出入室１１０₂内に移し、再び真空バルブ１０７₆を閉じる。
次いで、搬出側の搬出入室１１０₂の扉１１５₂を開け、多層膜が形成された基板を真空処理装置１０１から取り出す。
【０００９】
ところで、近年、精度の高い多層薄膜が求められており、成膜作業を高精度に行うためには、基板を各処理室１０３₁〜１０３₄へ送る前に、予め、加熱しておく必要がある。
【００１０】
上記のような真空処理装置に基板を加熱する装置を設ける方法としては、例えば、真空処理装置の搬送室を大きくし、搬出入室と処理室との間に新たに、基板を加熱する加熱室を設ける方法や、２個の搬送室を接続し、一方の搬送室に加熱室を接続する方法などが提案されている。
【００１１】
しかしながら、いずれの場合も、真空処理装置が大型化し、真空処理装置、及び、それを用いた基板の製造コストが高くなるという問題がある。
また、基板としてシリコン基板を用いる場合には、搬入側の搬出入室内にランプヒーターを設け、基板を搬出入室１１０₁に搬入後、真空排気しながらランプヒーターの輻射熱で基板を加熱する方法がある。
【００１２】
この方法では装置を大型化しないですむが、透明な基板はランプヒーターの輻射熱では加熱されないので、ガラス基板を成膜処理に用いることができないという問題がある。
【００１３】
【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、成膜対象基板を加熱し、且つ、対象基板としてガラス基板を用いることの可能な真空処理装置を提供することにある。
【００１４】
【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、真空槽と、前記真空槽内に配置された複数の搬送機構と、前記複数の搬送機構下方位置に一列に並べられた複数の載置台と、前記載置台内にそれぞれ設けられた温度制御手段と、前記載置台内にそれぞれ挿通された移載機構とを有し、前記真空槽内に搬入された矩形の処理対象物を、前記搬送機構から前記移載機構へ移し変えた後、前記載置台上に載置し、前記温度制御手段によって前記処理対象物を温度制御した後、前記移載機構によって前記載置台から前記搬送機構に移し変え、前記搬送機構によって前記一列に並べられた各載置台へ順次送る温度制御室であって、前記一列に並べられた載置台のうち、少なくとも一端に位置する載置台は水平面内で向きを変えられるように構成された二つの温度制御室と、水平面内で回転又は伸縮するアームを有する搬送ロボットが設けられた搬送室と、前記搬送室に接続された処理室と、前記処理対象物を搬出入する二つの搬出入室とを有し、前記搬送室には前記二つの温度制御室が互いに隣接して接続され、前記温度制御室には前記二つの搬出入室が各々接続され、各温度制御室の前記搬送室が接続された部分には、前記水平面内で向きを変えられる載置台が配置され、前記矩形の処理対象物が、一方の前記搬出入室から一方の前記温度制御室の一列に配置された複数の載置台上に順次送られ、前記搬送室に搬入される前に、前記向きを変えられる載置台が回転して前記処理対象物の相対する二辺が前記搬送ロボットの回転軸の中心から延びる放射線と直交するように回転され、前記搬送ロボットに移し変えられ、前記処理室へ搬送されて処理を施された後、前記搬送室、他方の前記温度制御室、他方の前記搬出入室の順で搬送される真空処理装置であって、前記温度制御室の一方は、温度制御手段が加熱手段である加熱に用いられる温度制御室であり、前記温度制御室の他方は、温度制御手段が冷却手段である冷却に用いられる温度制御室であり、前記加熱に用いられる温度制御室の前記載置台の並べられた列と、前記冷却に用いられる前記載置台の並べられた列が、互いに平行にされた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を用い、平面形状が矩形の前記処理対象物を、搬出入室から前記加熱手段が配置された温度制御室を通って搬送室まで移動させる間に前記処理対象物を前記加熱手段で加熱し、前記搬送室内に配置された前記搬送ロボットを用い、該搬送ロボットの前記回転軸を回動させ、該搬送ロボットの腕を縮めることで前記処理対象物を前記搬送室内に搬入する処理対象物の真空処理方法であって、前記搬送室に搬入する前に、前記処理対象物を水平面内で向きを変え、前記処理対象物の相対する二辺を前記搬送ロボットの前記回転軸の中心から延びる放射線と直交させた後、前記処理対象物を前記搬送ロボットに移し変える真空処理方法である。
請求項３記載の発明は、平面形状が矩形の処理対象物を、搬送室内に配置された搬送ロボットを用い、該搬送ロボットの回転軸を回動させ、該搬送ロボットの腕を伸ばすことで前記処理対象物を温度制御室に搬送し、前記処理対象物を前記冷却手段が配置された前記温度制御室内を通って搬出入室まで移動させる間に冷却する真空処理方法であって、前記処理対象物を前記搬送室から前記冷却手段が配置された前記温度制御室へ搬送する際には、前記処理対象物の相対する二辺を前記回転軸から延びる放射線と直交させた状態で搬送し、次いで、前記処理対象物の向きを変え、搬出入室へ向かって直線上を移動させる請求項２記載の真空処理方法である。
【００１５】
本発明は上記のように構成されており、本発明の温度制御室では、処理対象物が真空雰囲気下で温度制御されるので、処理対象物を高温まで加熱することが可能である。
温度制御手段によって載置台を昇温させた状態で処理対象物を載置すれば、処理対象物が熱伝導によって加熱される。また、これとは逆に、冷却手段によって載置台の温度を処理対象物の温度よりも低くし、この載置台上に処理対象物を載置すれば、処理対象物が冷却される。
【００１６】
載置台内に静電吸着装置を設けておき、処理対象物を載置した状態で、静電吸着装置を起動すれば、処理対象物が載置台に静電吸着されるので、処理対象物が効率良く加熱、冷却される。
【００１７】
一般に、処理対象物を搬送室に搬出入する搬送ロボットのアームには、処理対象物を保持するハンドが取りつけられている。このハンドは常に回転軸の中心から延びる一放射線の延びる方向に向けられており、回転軸の回転によってアームが伸縮すると、ハンドが回転軸の中心から伸びる放射線上を往復するように構成されている。
【００１８】
従って、平面形状が矩形の処理対象物を搬送する場合、処理対象物の相対する二辺がハンドの方向に対して斜めにされていると、処理対象物をハンドに載置することができない。
しかしながら、本発明の温度制御室では、回転軸の中心が処理対象物が温度制御室内で送られる方向と離間している場合でも、搬送室に隣接する載置台の向きを変えることで、処理対象物の搬送室に対向する二辺をハンドの移動する方向に直交配置されるので、処理対象物を安定した状態でハンドに載置することができる。
【００１９】
従って、処理対象物が送られる複数の載置台の列を、搬送ロボットの回転軸中心から伸びる放射線上に配置しなくても良いので、真空処理装置の設置スペースが小さくて済み、その製造コストが安価になる。
【００２０】
一つの温度制御室内に複数の載置台を設けた場合、各載置台の温度を、処理対象物が送られる順に高くすれば、処理対象物が段階的に加熱されるので、処理対象物が最終的に昇温させる温度が高温である場合も、熱膨張により処理対象物が損傷しない。
【００２１】
また、冷却対象である処理対象物が高温な場合、冷却手段内に温水を循環させておけば、処理対象物が載置台に載置され、冷却されるときに、処理対象物が熱収縮によって損傷することが無い。
【００２２】
このように、本発明の真空処理装置を用いれば、複数の基板を連続して高温まで加熱すると同時に、成膜処理を行うことができるので、処理のタクトタイムを短縮することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下で図１を参照し、符号５₁と符号５₂は、それぞれ本発明の一例の温度制御室を示している。
同図の符号１は本発明の一例の真空処理装置であり、この真空処理装置１は、上記の２台の温度制御室５₁、５₂と、搬送室２と、２台の搬出入室１０₁、１０₂と、複数台の処理室３₁〜３₄とを有している。
【００２４】
各温度制御室５₁、５₂は真空槽９₁、９₂と、複数の載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆と、複数の搬送機構２６₁〜２６₃、２６₄〜２６₆と、複数の移載機構２１₁〜２１₃、２１₄〜２１₆とをそれぞれ有している。ここでは各温度制御室が３個の載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆を有している。
【００２５】
真空槽９₁、９₂は細長に形成されている。真空槽９₁、９₂の長手方向の一端部と、処理室３₁〜３₄の一側面は、それぞれ真空バルブ７₂〜７₇を介して搬送室２に接続されており、真空槽９₁、９₂の他端部には真空バルブ７₁、７₈を介して搬出入室１０₁、１０₂に接続されている。
【００２６】
載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆はそれぞれ真空槽９₁、９₂内に配置されており、これらの載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆は、真空槽９₁、９₂の搬送室２と接続された端部と、搬出入室１０₁、１０₂に接続された端部の間に、真空槽９₁、９₂の長手方向に沿って一列に並んでいる。
【００２７】
各載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆の平面形状は正方形又は長方形などの矩形であり、それらの載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆の相対する二辺は真空槽９₁、９₂の両壁面に対して平行にされている。
【００２８】
図３、図４は、各温度制御室５₁、５₂の真空槽９₁、９₂の内部を示す概略図である。各載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆には、それぞれ表面から裏面まで貫通する孔２５₁〜２５₃、２５₄〜２５₆が設けられている。
【００２９】
移載機構２１₁〜２１₃、２１₄〜２１₆はそれぞれ各載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆の下方に配置されている。移載機構２１₁〜２１₃、２１₄〜２１₆は先端部が複数本に分岐したピンから成り、その先端部はそれぞれ各載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆の下方から孔２５₁〜２５₃、２５₄〜２５₆内に挿通されている。
【００３０】
各真空槽９₁、９₂内に配置された載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆のうち、搬送室２に隣接する載置台１１_3、１１₄以外の載置台１１₁、１１₂、１１₅、１１₆はそれぞれ真空槽９₁、９₂の底壁に固定されており、これらの載置台１１₁、１１₂、１１₅、１１₆の下方に配置された移載機構２１₁、２１₂、２１₅、２１₆は、その下端部がそれぞれ真空槽９₁、９₂の底壁に気密に導出され、不図示の昇降機構に接続されている。
【００３１】
他方、搬送室２に隣接する載置台１１₃、１１₄は、真空槽９₁、９₂外部から気密に導入された回転軸４２₁、４２₂上に取り付けられており、これらの回転軸４２₁、４２₂には支持台４５₁、４５₂が設けられている。
【００３２】
搬送室２に隣接する載置台１１₃、１１₄の下方に配置された移載機構２１₁、２１₂は、その下端部が支持台４５₁、４５₂に取り付けられており、回転軸４２₁、４２₂が回転すると、支持台４５₁、４５₂、載置台１１₃、１１₄と共に、水平面内で向きを変えるよう構成されている。移載機構２１₃、２１₄の支持台４５₁、４５₂に取り付けられた下端部には、不図示の昇降機構が取り付けられている。
【００３３】
搬送機構２６₁〜２６₃、２６₄〜２６₆は真空槽９₁、９₂の壁面のうち、真空槽９₁、９₂の長手方向に沿った両壁面にそれぞれ設けられている。搬送機構２６₁〜２６₃、２６₄〜２６₆は、軸２７₁〜２７₃、２７₄〜２７₆と、ロール２８₁〜２８₃、２８₄〜２８₆とを有している。軸２７₁〜２７₃、２７₄〜２７₆はそれぞれ真空槽９₁、９₂外部から真空槽９₁、９₂内部へ気密に導入されており、ロール２８₁〜２８₃、２８₄〜２８₆は各軸２７₁〜２７₃、２７₄〜２７₆の導入された先端に取り付けられている。各ロール２８₁〜２８₃、２８₄〜２８₆は載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆の平坦な表面よりも高い位置にある。
【００３４】
搬送機構２６₁〜２６₃、２６₄〜２６₆の軸２７₁〜２７₃、２７₄〜２７₆のうち、真空槽９₁、９₂外に気密に導出された部分は、不図示の駆動機構に取り付けられており、この駆動機構を動作させると、軸２７₁〜２７₃、２７₄〜２７₆の真空槽９₁、９₂内に位置する部分が真空槽９₁、９₂を気密に保った状態で真空槽９₁、９₂壁面に対して直角に伸縮するように構成されている。
【００３５】
図１０（ａ）は軸２７₁〜２７₃、２７₄〜２７₆が縮んだ状態を示しており、この状態では、ロール２８₁〜２８₃、２８₄〜２８₆が載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆上方から退避されている。また、図１０（ｂ）は軸２７₁〜２７₃、２７₄〜２７₆が伸びた状態を示しており、この状態では、ロール２８₁〜２８₃、２８₄〜２８₆が各載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆表面の四隅の上方に位置するようになっている。
【００３６】
各載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆の表面近傍には、一対の電極２３₁〜２３₃、２３₄〜２３₆がそれぞれ内蔵されており、これら一対の電極２３₁〜２３₃、２３₄〜２３₆に正負の電圧を印加すると、載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆の表面に処理対象物を載置した場合に、静電吸着力が発生するように構成されている。
【００３７】
これら載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆のうち、図３に示すように、一方の温度制御室５₁の載置台１１₁〜１１₃には、カーボンヒーターから成る加熱手段２９₁〜２９₃がそれぞれ内蔵されており、図４に示すように、他方の温度制御室５₂の各載置台１１₄〜１１₆には、温水循環装置から成る冷却手段３９₁〜３９₃がそれぞれ内蔵されている。
【００３８】
載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆はこれらの加熱手段２９₁〜２９₃、又は、冷却手段３９₁〜３９₃によって、加熱、又は、冷却されるように構成されているので、載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆表面に静電吸着された処理対象物は、熱伝導によって加熱、又は、冷却される。
従って、温度制御室５₁、５₂のうち、一方の温度制御室５₁は処理対象物の加熱に用いられ、他方の温度制御室５₂は処理対象物の冷却に用いられる。
【００３９】
各搬出入室１０₁、１０₂の壁面には扉１５₁、１５₂が設けられており、加熱に用いられる温度制御室５₁と接続された搬出入室１０₁を搬入側として、扉１５₁を開けて処理対象物を搬入し、冷却に用いられる温度制御室５₂に接続された搬出入室１０₂を搬出側とし、扉１５₂を開けて処理対象物を搬出する。
【００４０】
これらの搬出入室１０₁、１０₂の両壁面には、ロール１８₁、１８₂と軸１７₁、１７₂とを有する送り機構１６₁、１６₂が設けられており、これらのロール１８₁、１８₂は、温度制御室５₁、５₂のロール２８₁〜２８₃、２８₄〜２８₆と同じ高さに位置している。
【００４１】
搬送室２の中心部には、搬送ロボット６が配置されており、この搬送ロボット６は、回転軸９１とアーム９２（腕）とハンド９３とを有している。回転軸９１は搬送室２の底壁から直立して配置されており、アーム９２はこの回転軸９１に取り付けられている。
【００４２】
ハンド９３はアーム９２の先端に取り付けられており、ハンド９３は、常に搬送ロボット６の回転軸９１の中心８から延びる放射線の方向に向けられている。回転軸９１を回転させると、その回転によってアーム９２がハンド９３と共に、水平面内で回転移動する、又は、アーム９２が伸縮し、ハンド９３が搬送ロボット６の回転軸９１中心８から伸びる放射線上で移動するように構成されている。
【００４３】
このような真空処理装置１を用いて平面形状が矩形の基板（処理対象物）表面に多層薄膜を成膜するには、先ず、全ての真空バルブ７₁〜７₈と扉１５₁、１５₂とを閉める。
各搬出入室１０₁、１０₂、各温度制御室５₁、５₂、搬送室２、及び、各処理室３₁〜３₄には真空排気系３０が接続されており、各真空バルブ７₁〜７₈を閉じた状態で、真空排気系３０によって、各温度制御室５₁、５₂、搬送室２及び各処理室３₁〜３₄内を真空排気する。
【００４４】
次いで、真空バルブ７₁〜７₈を閉めた状態で、搬入側の搬出入室１０₁の扉１５₁を開け、この搬出入室１０₁内に大気を導入すると共に、平面形状が矩形のガラスから成る基板４（処理対象物）を搬出入室１０₁内に搬入し、その搬出入室１０₁のロール１８₁上に基板４を載せる。次いで、扉１５₁を閉め、真空排気系３０により、搬出入室１０₁内の真空排気を開始する。
【００４５】
図５はこの状態を示す断面図である。この搬出入室１０₁の天井側には、ランプヒーター１９が設けられており、このランプヒーター１９に対し、ロール１８₁上の基板４は対向配置されるので、真空排気をしながらランプヒーター１９に通電すると、基板４が輻射熱によって加熱される（予備加熱）。
【００４６】
搬出入室１０₁が所定の真空度以下になったところで、真空バルブ７₁を開け、搬出入室１０₁と温度制御室５₁とを接続する。このとき、温度制御室５₁のロール２８₁〜２８₃は、図１０（ｂ）に示したように、載置台１１₁〜１１₃の上方に位置しており、この状態で、搬出入室１０₁のロール１８₁と温度制御室５₁のロール２８₁〜２８₃を回転させると、基板４は温度制御室５₁に向かって水平に移動し（図６）、搬出入室１０₁と隣接する載置台１１₁の上方に位置するロール２８₁上に載せられれる（図７（ａ））。
【００４７】
次いで、その載置台１１₁の孔２５₁に挿通された移載機構２１₁を上昇させ、分岐した先端部を載置台１１₁上方ロール２８₁よりも高い位置にまで突き出すと、基板４がロール２８₁からその先端部に移され、ロール２８₁よりも高い位置まで持ち上げられる（図７（ｂ））。
次いで、ロール２８₁を載置台１１₁上方から退避させ、移載機構２１₁を降下させると、基板４が載置台１１₁表面に載せられる（図７（ｃ））。
【００４８】
この載置台１１₁の加熱手段２９₁は基板４が搬出入室１０₁に搬入される前に通電されており、この加熱手段によって２９₁載置台１１₁が、第一の加熱温度（ここでは１００℃）以上になるよう昇温されている。
従って、図７（ｃ）に示す状態で、載置台１１₁内の一対の電極２３₁にそれぞれ正負の電圧を印加し、基板４を載置台１１₁表面と密着させると、基板４が熱伝導によって加熱される。
【００４９】
基板４の表面にはガス成分が付着しており、基板４が加熱されると、温度制御室５₁の真空槽９₁内にガスが放出されるが、この真空槽９₁内は真空排気系３０によって常に真空排気されているため、放出されたガスは真空槽９₁外に排気される。又、真空バルブ７₂によってこの真空槽９₁と搬送室２とは遮断されているので、放出されたガスが搬送室２に浸入することも無い。
【００５０】
基板４が第一の加熱温度以上に昇温された後、電極２３₁への印加を停止して静電吸着を解除し、移載機構２１₁を上昇させ、基板４をロール２８₁よりも高い位置まで持ち上げた後、ロール２８₁を載置台１１₁上方に配置し、移載機構２１₁を再び下降させて基板４をロール２８₁上に載せる。
【００５１】
次いで、温度制御室５₁のロールを再び回転させ、基板４を搬出入室１０₁に隣接する載置台１１₁からこの載置台１１₁の搬送室２側に隣接配置された載置台１１₂の上方に移動させる。その載置台１１₂は加熱手段２９₂によって予め第二の加熱温度（ここでは２００℃）以上に昇温されており、図７（ａ）〜（ｃ）に示した工程で、基板４をこの載置台１１ ₂ に載置し、基板４が第二の加熱温度（ここでは２００℃）に昇温するまで加熱する。
【００５２】
次いで、上記と同様の工程で、基板４を載置台１１₂からロール２８₂に移し、再び温度制御室５₁のロール２８₁〜２８₃を回転させると、基板４が搬送室２と隣接する載置台１１₃上方のロール２８₃に移される。
搬送室に隣接する載置台１１₃は加熱手段２９₃によって予め第三の加熱温度（ここでは３００℃）以上に昇温されており、基板４は上記図７（ａ）〜（ｃ）と同じ工程で、この載置台１１₃に載置され、第三の加熱温度にまで昇温される。
【００５３】
このように、加熱に用いられる温度制御室５₁では、基板４を搬送室２に送る際に、載置台１１₁〜１１₃が搬出入室１０₁側から搬送室２側へ配置された順に高い温度に昇温されているので、基板４が搬出入室１０₁から搬送室２へ送られる際に、これらの載置台１１₁〜１１₃によって段階的に昇温される。従って、基板４を高温に加熱するような場合でも、基板４が熱膨張によって損傷しない。
【００５４】
図１１（ａ）は基板４が第三の加熱温度まで昇温された状態を示す平面図である。同図の符号Ａ₁は温度制御室５₁に一列に配置された各載置台１１₁〜１１₃の中心を通る直線を示しており、同図の符号Ｂは、搬送ロボット６のアーム９２の伸縮により、ハンド９３が温度制御室５₁に向かって移動する方向を示している。
搬送室２に隣接する載置台１１₃上の基板４は、その相対する二辺が載置台１１₃の相対する二辺と平行にされており、ハンド９３の移動する方向Ｂに対しては斜めにされている。
【００５５】
図８は図１１（ａ）に示した部分の断面を示す概略図である。第三の温度にまで加熱された基板４は載置台１１₃内の一対の電極２３₃によって静電吸着されており、この状態で、回転軸４２₁を回転させ、図１１（ｂ）に示すように、載置台１１₃と共に基板４及び移載機構２１₃の向きを変え、基板４の搬送室２と対向する二辺を、搬送ロボット６のハンド９３が移動する方向Ｂと直交させる。
【００５６】
次いで、移載機構２１₃を上昇させると、上記基板４の二辺が搬送ロボット６のハンド９３が移動する方向Ｂと直交した状態で、載置台１１₃から持ち上げられる。このとき、搬送ロボット６のハンド９３は、加熱に用いられる温度制御室５₁に向けて配置されており、真空バルブ７₂を開けて温度制御室５₁と搬送室２とを接続し、搬送ロボット６のアーム９２を伸ばすと、ハンド９３が温度制御室５₁に向かって移動し、基板４の下方に挿入される。
【００５７】
次いで、移載機構２１₃を下降させると、基板４の搬送室２と対向する二辺が、取り付け部９５に対して平行、即ち、ハンド９３が温度制御室５₁に向かって移動する方向に対して直交した状態で、基板４がハンド９３の載置部９６に載せられれる。
【００５８】
図９（ａ）はこのハンド９３の拡大平面図である。ハンド９３は、基板４が載置される載置部９６と、載置部９６をアーム９２に接続する取り付け部９５とを有しており、取り付け部９５は、アーム９２の伸縮によってハンド９３が移動する方向に対して直交されている。又、載置部９６の先端は突起９７が設けられている。突起９７と取り付け部９５の表面は、載置部９６の基板４が載置される表面よりも高くされており、図９（ｂ）に示したように、ハンド９３に載せられた基板４はこれら突起９７と取り付け部９５との間に配置されるので、基板４が安定した状態でハンド９３に保持される。
【００５９】
次いで、アーム９２を縮めると、基板４がハンド９３と共に搬送ロボット６の回転軸９１の中心８に向かって移動し、温度制御室５₁から搬送室２内へ移される。次いで、真空バルブ７₂を閉じて温度制御室５₁と搬送室２とを遮断し、搬送ロボット６の回転軸９１を回転させ、アーム９２と共に、ハンド９３と基板４とを、最初の処理室３₁に向けて配置する。
【００６０】
次いで、真空バルブ７₃を開けて最初の処理室３₁と搬送室２とを接続し、基板４を最初の処理室３₁に搬入する。
各処理室３₂〜３₄はそれぞれ成膜装置から成り、最初の処理室３₁内で所定時間成膜作業を行うと、基板４の表面に薄膜が形成される。
このとき、未処理の基板４が搬入側の搬出入室１０₁から順次搬入され、温度制御室５₁内の載置台１１₁〜１１₃で段階的に加熱され、搬送室２に送られる。
【００６１】
最初の処理室３₁にて基板４表面に薄膜を形成後、搬送ロボット６を用いて再び基板４を搬送室２へ取りだし、次の処理室３₂へ基板４を搬入し、再び成膜作業を行う。次いで、基板４を他の処理室３₃、３₄に順次送り、同様に成膜作業を行うと、最後の処理室３₄での成膜作業終了後、基板４表面に多層薄膜が形成される。
【００６２】
このとき、温度制御室５₁で加熱された基板４が順次搬送室２に搬入され、各処理室３₁〜３₃内で成膜処理される。
基板４表面に多層薄膜を成膜後、基板４を搬送ロボット６のハンド９３に載置、して処理室３₄から搬送室２に取り出し、搬送ロボット６の回転軸９１の回動によってアーム９２を水平面内で回転させ、ハンド９３と共に基板４を、冷却に用いられる温度制御室５₂に向けて配置する。
【００６３】
このとき、冷却に用いられる温度制御室５₂の搬送室２に隣接する載置台１１₄は、搬送室２に対向する二辺が、搬送ロボット６のハンド９３が移動する方向に対して直交するように配置されており、この温度制御室５₂と搬送室２とを接続し、搬送ロボット６のアーム９２を伸ばすと、基板４がハンド９３と共に、載置台１１₄上方に配置される。
この状態では、載置台１１₄の二辺と、この載置台１１₄上方に配置された基板４の二辺はそれぞれ平行にされている。
【００６４】
次いで、移載機構２１₄を上昇させ、基板４を移載機構２１₄へ移しかえた後、搬送ロボット６のアーム９２を縮めてハンド９３を搬送室２に戻し、次いで、真空バルプ７₇を閉じ、搬送室２内と温度制御室５₂内を再び遮断する。
次いで、移載機構２１₄を下降させると、基板４が載置台１１₄からはみ出さない状態で、その表面に載せられる（図１２）。
【００６５】
ここでは、冷却に用いられる載置台１１₄〜１１₆の、冷却手段３９₁〜３９₃内にそれぞれ１００℃未満の温水を循環させた。成膜処理後の基板４は冷却手段３９₁〜３９₃内の温水の温度よりも高温（ここでは３００℃以上）にされているので、図１２に示した状態で、載置台１１₄内の一対の電極２３₄を用いて基板４を静電吸着し、基板４と載置台１１₄とを所定時間密着させると、基板４が、先ず、第一の冷却温度（ここでは３００℃）未満まで冷却される。
【００６６】
図１の符号Ａ₂は、冷却に用いられる温度制御室５₂の載置台１１₄〜１１₆の中心を通る直線を示しており、搬送室２に隣接する載置台１１₄上で基板４を冷却後、回転軸４２₂を回転させ、載置台１１₄の相対する二辺と、基板４の相対する二辺とをそれぞれその直線Ａ₂と直交するように配置する。
【００６７】
このとき、冷却に用いられる温度制御室５₂のロール２８₄〜２８₆は、載置台１１₄表面上方から退避されており、基板４と載置台１１₄の向きを変えた後、静電吸着を解除し、移載機構２１₄を上昇させると、基板４が搬送機構２６₄のロール２８₄より高い位置まで持ち上げられる。
【００６８】
次いで、ロール２８₄を載置台１１₄の表面四隅に位置するように搬送機構２６₄の軸２７₄を突き出し、移載機構２１₄を下降させると、基板４がロール２８₄に再び載せられる。この状態でロール２８₄〜２８₆を回転させると、基板４を搬出入室１０₂に向かって移動し、搬出入室１０₂側に隣接配置された載置台１１₅上方のロール２８₅に送られる。
【００６９】
次いで、上記と同様の工程で、基板４をロール２８₅からその下方に位置する載置台１１₅に移しかえる。
図１３はその状態を示しており、この載置台１１₅上で所定時間静電吸着された基板４は、第二の冷却温度（ここでは２００℃）未満まで冷却される。
【００７０】
次いで、上記と同様の工程で、基板４を再び載置台１１₅上方のロール２８₅に移し変え、ロール２８₄〜２８₆回転させると、基板４が搬出入室１０₂と隣接する載置台１１₆上方に送られ、この載置台１１₆上で所定時間密着配置されると、第三の冷却温度（ここでは１００℃）未満まで冷却される。
【００７１】
このように、冷却に用いられる温度制御室５₂では、各冷却手段３９₁〜３９₃内を循環する温水の温度は同じにされている場合でも、高温に加熱された基板４は各載置台１１₄〜１１₆に所定時間ずつ密着されることで段階的に冷却される。
また、冷却手段３９₁〜３９₃内には冷水では無く、温水が流されているので、搬送室２から送られた基板４が、熱収縮によってひび割れることが無い。
【００７２】
基板４を第三の冷却温度以下まで冷却後、基板４を再び載置台１１₆上方のロール２８₆に移し替える。
このとき、搬出側の搬出入室１０₂は扉１５₂が閉められ、真空排気系３０によって予め所定の真空度以下にされており、真空バルブ７₈を開けて搬出入室１０₂と温度制御室５₂とを接続した後、ロール２８₆を回転させて基板４を搬出入室１０₂に送れば、基板４が搬出入室１０₂のロール１８₂上に移される。
【００７３】
次いで、真空バルブ７₈を再び閉じ、温度制御室５₂と搬出入室１０₂とを遮断した状態で扉１５₂を開ければ、成膜後の基板４を真空処理装置１外へ取り出すことができる。
このとき、各処理室３₁〜３₄に送られ、最後の処理室３₄で多層薄膜が形成された基板４は、搬送室２に戻された後、冷却に用いられる温度制御室５₂に送られ、各載置台１１₄〜１１₆で段階的に冷却される。
【００７４】
このように、本発明の真空処理装置１を用いれば、図２に示すように、各温度制御室５₁、５₂で段階的温度を調整しながら、各処理室３₁〜３₄で成膜処理を行うことが可能であり、複数の基板４₁〜４₁₂を連続して処理することができる。
また、各温度制御室５₁、５₂は真空排気系３０によって常に真空排気されているので、搬出入室１０₁、１０₂から温度制御室５₁、５₂に大気が浸入されたとしても、真空排気系３０によって真空排気され、温度制御室５₁、５₂、及び、これら温度制御室５₁、５₂に接続される搬送室２に大気が浸入することが無い。
【００７５】
以上は、各温度制御室５₁、５₂に複数の載置台１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでは無く、基板の材質、及び、目的加熱温度に合せて、各温度制御室の載置台の数を増減することが可能である。
【００７６】
図１４は本発明の他の例の温度制御室５５₁、５５₂を用いた真空処理装置５１を示しており、この真空処理装置５１は、上記の２台の温度制御室５５₁、５５₂と、図１に示した真空処理装置１と同じ搬送室２、各処理室３₁〜３₄、搬出入室１０₁、１０₂とを有している。
【００７７】
各温度制御室５５₁、５５₂は真空槽９₁、９₂底壁に直接固定された載置台を有しておらず、回転軸上に配置された載置台６１₁、６１₂のみを有している。
従って、温度制御室５５₁、５５₂から基板を搬送室２に搬出入する際に、回転軸によって基板と載置台６１₁、６１₂との向きを変えることができる。
【００７８】
なお、上記の真空処理装置１では、搬送室２の平面形状が六角形に形成されているが、搬送室２の形状はこれに限られるものではなく、例えば七角形や八角形などでもよい。
また加熱手段もカーボンヒーターに限定されるものではなく、例えば、アルミヒーターなども用いることができる。
【００７９】
カーボンヒーターとしては、例えば、発熱源であるヒーター線を、ヒーター板内に配置させたものや、２枚のヒーター板でヒーター線を挟み込んだもの等を用いることができるが、その構造は特に限定されるものでは無い。
また、加熱手段２９₁〜２９₃として用いるカーボンヒーターに温度センサーを設ければ、各載置台１１₁〜１１₃の温度を調整して、基板の温度制御（加熱、冷却）をより正確に行うことが可能になる。
【００８０】
温度センサーを設ける位置は、特に限定されるものでは無く、例えば、ヒーター線と同様に、ヒーター板内に配置したり、２枚のヒーター板で挟み込んだ状態で配置することができる。
【００８１】
また、冷却に用いる載置台１１₄〜１１₆に温度センサーを設けることもできる。この場合も、温度センサーの取り付けられる位置は特に限定されるものでは無いが、例えば、冷却手段３９₁〜３９₃内の温水を循環させる温水循環器に取り付けることができる。
【００８２】
また、基板を加熱する際には、予め、基板４の温度が各載置台１１₁〜１１₃上で所定温度（第一〜第三の加熱温度）まで昇温するのに要する時間（載置時間）を求めておけば、処理に用いる基板４に温度センサーなどを取り付けなくても、基板４の温度制御を正確に行うことができる。
【００８３】
載置時間を求める方法としては、例えば、温度センサーを取り付けた温度モニター基板を用意し、この温度モニター基板を所定の温度に昇温された載置台上に配置した状態で、温度モニター基板の温度の経時的変化をその温度センサーによって測定して加熱時間とモニター基板の温度の関係を示すグラフを作成し、そのグラフに基づいて求める方法がある。
また、基板を冷却する際も、上記と同じ工程で、予め基板の載置時間と温度変化との関係のグラフを作成しておけば、基板が所定温度まで冷却されるのに要する載置時間を求めることができる。
【００８４】
以上は、加熱に用いられる各載置台２９₁〜２９₃の温度を、それぞれ１００℃以上、２００℃以上、３００℃以上とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでは無く、載置台２９₁〜２９₃の温度、及び、それら載置台２９₁〜２９₃上で加熱される基板４の温度（第一〜第三の加熱温度）は、目的に応じて変えることができる。
【００８５】
冷却手段３９₁〜３９₃内を循環させる温水の温度は特に限定されるものでは無いが、基板４の処理温度が高い場合には、搬送室２から搬入される基板４が最初に載置される載置台１１₄の冷却手段３９₁の温度を約１００度と高くしておけば、基板４の温度と載置台１１₄の温度との温度差が少ないので、基板４にひび割れが生じ難い。また、図１に示したように、冷却に用いる温度制御室に複数の載置台を設けた場合、各載置台上の冷却手段毎に、循環させる温水の温度を変えることができる。いずれの場合にしても、冷却手段内３９₁〜３９₃に循環させる温水の温度は１００℃以下の範囲にあることが好ましい。
【００８６】
以上は、冷却手段３９₁〜３９₃内に温水を循環させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでは無く、温水以外にも種々の熱媒体を用いることができる。
【００８７】
【発明の効果】
ガラス基板を高温まで加熱処理して成膜に用いることができる。真空処理装置の設置スペースを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例の温度制御室を用いた真空処理装置を説明する平面図
【図２】本発明の一例の温度制御室を用いた真空処理装置で基板を連続して処理する状態を説明するための平面図
【図３】本発明の温度制御室のうち、加熱に用いられる温度制御室の断面図
【図４】本発明の温度制御室のうち、冷却に用いられる温度制御室の断面図
【図５】搬入側の搬出入室に基板を搬入した状態を説明するための断面図
【図６】基板を搬出入室から温度制御室へ送る状態を説明するための断面図
【図７】（ａ）〜（ｃ）：基板を載置台に載せる工程を説明するための断面図
【図８】加熱に用いられる載置台のうち、回転軸に取り付けられた載置台を説明するための断面図
【図９】（ａ）、（ｂ）：搬送ロボットのハンドに基板を載置する工程を説明するための図
【図１０】（ａ）、（ｂ）：温度制御室の移載機構を説明するための断面図
【図１１】（ａ）、（ｂ）：回転軸に取り付けられた載置台の回動を説明するための断面図
【図１２】冷却に用いられる載置台のうち、回転軸に取り付けられた載置台を説明するための断面図
【図１３】冷却に用いられる載置台のうち、真空槽底壁上に取り付けられた載置台を説明するための図
【図１４】本発明の他の例の温度制御室と真空処理装置とを説明するための図
【図１５】従来の真空処理装置を説明する平面図
【符号の説明】
１……真空処理装置
２……搬送室
４₁〜４₁₂……処理対象物（基板）
５₁……温度制御室（加熱に用いられる温度制御室）
５₂……温度制御室（冷却に用いらられる温度制御室）
９₁、９₂……真空槽
１０₁、１０₂……搬出入室
１１₁〜１１₃、１１₄〜１１₆……載置台
２１₁〜２１₃、２１₄〜２１₆……移載機構
２６₁〜２６₃、２６₄〜２６₆……搬送機構
２９₁〜２９₃……加熱手段（温度制御手段）
３９₁〜３９₃……冷却手段（温度制御手段）
６……搬送ロボット
８……搬送ロボットの回転軸の中心
９１……搬送ロボットの回転軸
９２……アーム（腕）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing chamber and a vacuum processing apparatus, and more particularly, to a vacuum processing apparatus that forms a film by heating a processing object in advance.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an apparatus for forming a thin film on a substrate surface, a vacuum processing apparatus as indicated by reference numeral 100 in FIG. 15 has been used.
The vacuum processing apparatus 100 includes a transfer chamber 102 and two carry-in / out chambers 110.₁110₂And a plurality of processing chambers 103₁~ 103_FourAnd have. Each processing chamber 103₁~ 103_FourAnd loading / unloading room 110₁110₂The vacuum valve 107₁~ 107₆Are respectively connected to the transfer chamber 102.
[0003]
Carry-in / out room 110₁110₂The vacuum valve 107₁107₂A door 115 for loading / unloading the substrate to / from the vacuum processing apparatus 100 is provided on the wall opposite to the side on which the substrate is attached.₁115₂Are provided. 2 units 110₁110₂Of these, one is used for carrying in the substrate and the other is used for carrying out the substrate.
[0004]
Each processing chamber 103₁~ 103_FourIs constituted by a film forming apparatus such as a sputtering apparatus.₁~ 103_FourIn order to form a multilayer thin film on a substrate surface using₁~ 107₆And door 115₁115₂The transfer chamber 102 and each processing chamber 103 are closed.₁~ 103_FourThe inside is evacuated to a predetermined degree of vacuum.
[0005]
Next, the vacuum valve 107₁~ 107₆With the door closed, the loading / unloading chamber 110 on the loading side₁Door 115₁Open the loading / unloading room 110₁After introducing the atmosphere into the room, the loading / unloading chamber 110₁Place the board in the door 115 again₁Close.
Next, the carry-in / out room 110₁After evacuating the interior to a predetermined degree of vacuum, the loading / unloading chamber 110₁Valve 107 between the transfer chamber 102 and the transfer chamber 102₁Open the loading / unloading room 110₁The inside and the inside of the transfer chamber 102 are connected.
[0006]
Inside the transfer chamber 102, a robot 106 for transferring the substrate is disposed, and the robot 106 is used to transfer the substrate into and out of the loading / unloading chamber 110.₁After taking out from the transfer chamber 102 to the vacuum chamber 107 again.₁, And the loading / unloading chamber 110₁Door 115₁Open the atmosphere to introduce the atmosphere, carry-in / out chamber 110₁A new board is carried in.
[0007]
The substrate carried into the transfer chamber 102 is transferred to the first processing chamber 103 by the transfer robot 106.₁Carried to. First processing chamber 103₁When a film forming operation is performed for a predetermined time, a thin film having a predetermined film thickness is formed on the substrate surface.
The substrate is then transferred to the first process chamber 103.₁To the next processing chamber 103₂To the first processing chamber 103₁After performing the same film forming operation as in FIG._Three, 103_FourWhen the substrate is sequentially transferred to the film forming operation, the final processing chamber 103 is obtained._FiveAfter completion of the film forming operation at, a multilayer thin film is formed on the substrate surface.
[0008]
Next, the carry-out / entry room 110 on the carry-out side₂The vacuum valve 107₆And a substrate on which the multilayer thin film is formed is transferred from the transfer chamber 102 to the load / unload chamber 110.₂Into the vacuum valve 107 again₆Close.
Next, the carry-out / entry room 110 on the carry-out side₂Door 115₂And the substrate on which the multilayer film is formed is taken out from the vacuum processing apparatus 101.
[0009]
Incidentally, in recent years, a highly accurate multilayer thin film has been demanded, and in order to perform a film forming operation with high accuracy, a substrate is attached to each processing chamber 103.₁~ 103_FourIt is necessary to heat in advance before sending to.
[0010]
As a method of providing an apparatus for heating a substrate in the vacuum processing apparatus as described above, for example, the transfer chamber of the vacuum processing apparatus is enlarged, and a heating chamber for heating the substrate is newly provided between the loading / unloading chamber and the processing chamber. There have been proposed a method of providing, a method of connecting two transfer chambers, and a method of connecting a heating chamber to one of the transfer chambers.
[0011]
However, in any case, there is a problem that the vacuum processing apparatus becomes large and the manufacturing cost of the vacuum processing apparatus and the substrate using the same increases.
When a silicon substrate is used as the substrate, a lamp heater is provided in the loading / unloading chamber on the loading side, and the substrate is loaded / unloading chamber 110.₁There is a method in which the substrate is heated by radiant heat of a lamp heater while being evacuated after being carried in.
[0012]
This method does not increase the size of the apparatus, but a transparent substrate is not heated by the radiant heat of the lamp heater, so that there is a problem that the glass substrate cannot be used for film formation.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention was created to solve the above-described disadvantages of the prior art, and an object of the present invention is to provide a vacuum processing apparatus capable of heating a film formation target substrate and using a glass substrate as the target substrate. There is to do.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 includes a vacuum chamber, a plurality of transport mechanisms arranged in the vacuum chamber, and a plurality of loads arranged in a row at positions below the plurality of transport mechanisms. It is provided in the table and in the table aboveWarmThe degree control means and the above-mentioned mounting table are inserted respectively.TransferAnd has been loaded into the vacuum chamberRectangularAfter the processing object is transferred from the transport mechanism to the transfer mechanism, it is placed on the mounting table, and the temperature control means controls the temperature of the processing object.didAfter, by the transfer mechanismSaidA temperature control chamber that is transferred from the mounting table to the transport mechanism and is sequentially sent to the mounting tables arranged in a row by the transport mechanism, wherein the mounting table is positioned at least at one end of the mounting tables arranged in a row. Place the table in the horizontal planeIsConfigured totwoTemperature control roomAnd a transfer chamber provided with a transfer robot having an arm that rotates or expands or contracts in a horizontal plane, a processing chamber connected to the transfer chamber, and two loading / unloading chambers for loading and unloading the processing object, The two temperature control chambers are connected to the transfer chamber adjacent to each other, the two carry-in / out chambers are connected to the temperature control chamber, and the portions of the temperature control chambers to which the transfer chamber is connected A mounting table whose direction is changed in the horizontal plane is arranged, and the rectangular processing object is sequentially sent from one of the loading / unloading chambers to a plurality of mounting tables arranged in a row of the one temperature control chamber. Before being carried into the transfer chamber, the mounting table whose direction is changed is rotated so that the two opposite sides of the object to be processed are orthogonal to the radiation extending from the center of the rotation axis of the transfer robot. Move to the transfer robot A vacuum processing apparatus which is transported in the order of the transport chamber, the other temperature control chamber, and the other loading / unloading chamber after being transported to the processing chamber and subjected to processing. One of these is a temperature control chamber used for heating in which the temperature control means is a heating means, and the other of the temperature control chambers is a temperature control chamber used for cooling in which the temperature control means is a cooling means, and the heating A vacuum processing apparatus in which a row of the mounting tables arranged in the temperature control chamber used in the above and a column of the mounting tables used in the cooling are arranged in parallel to each other.
  Claim2The described inventionUsing the vacuum processing apparatus according to claim 1,From the loading / unloading chamber, the processing object having a rectangular planar shapeThe heating means is arrangedWhile moving through the temperature control chamber to the transfer chamberThe object to be treated is heated by the heating means.Heated and placed in the transfer chamberSaidUsing a transfer robot, the transfer robotSaidBy rotating the rotating shaft and shrinking the arm of the transfer robot, the object to be processed is carried into the transfer chamber.Vacuum processingThe method is to change the direction of the processing object in a horizontal plane before carrying it into the transfer chamber, so that the two opposite sides of the processing object areSaidAfter being orthogonal to the radiation extending from the center of the rotation axis, the processing object is transferred to the transfer robot.Vacuum processingIs the method.
  According to a third aspect of the present invention, the object to be processed having a rectangular planar shape is rotated by rotating the rotation axis of the transfer robot and extending the arm of the transfer robot by using a transfer robot disposed in the transfer chamber. The processing object is transported to the temperature control room, and the processing object isThe cooling means is arrangedCool while moving through the temperature control chamber to the loading / unloading chamberVacuum processingA method, wherein the object to be treated is removed from the transfer chamberThe cooling means is arrangedWhen transporting to the temperature control chamber, the processing object is transported in a state where the two opposite sides of the processing object are orthogonal to the radiation extending from the rotation axis, and then the direction of the processing object is changed to the loading / unloading chamber. Move on a straight lineThe vacuum processing according to claim 2Is the method.
[0015]
The present invention is configured as described above. In the temperature control chamber of the present invention, the temperature of the processing object is controlled in a vacuum atmosphere, so that the processing object can be heated to a high temperature.
If the processing object is placed in a state where the temperature of the mounting table is raised by the temperature control means, the processing object is heated by heat conduction. Conversely, if the temperature of the mounting table is made lower than the temperature of the processing object by the cooling means and the processing object is mounted on the mounting table, the processing object is cooled.
[0016]
If an electrostatic adsorption device is provided in the mounting table and the electrostatic adsorption device is activated in a state where the processing target is placed, the processing target is electrostatically attracted to the mounting table. Heated and cooled efficiently.
[0017]
In general, a hand for holding a processing object is attached to an arm of a transfer robot that carries the processing object into and out of the transfer chamber. This hand is always directed in the direction in which one radiation extending from the center of the rotating shaft extends, and when the arm expands and contracts due to the rotation of the rotating shaft, the hand reciprocates on the radiation extending from the center of the rotating shaft. .
[0018]
Therefore, when a processing object having a rectangular planar shape is conveyed, the processing object cannot be placed on the hand if the two opposite sides of the processing object are inclined with respect to the direction of the hand.
However, in the temperature control chamber of the present invention, even when the center of the rotating shaft is separated from the direction in which the processing target is sent in the temperature control chamber, the direction of the mounting table adjacent to the transfer chamber can be changed to change the processing target. Since the two sides facing the object transfer chamber are arranged orthogonal to the direction in which the hand moves, the object to be processed can be placed on the hand in a stable state.
[0019]
Therefore, it is not necessary to arrange a plurality of mounting table rows to which the processing object is sent on the radiation extending from the center of the rotation axis of the transfer robot, so the installation space for the vacuum processing apparatus can be reduced, and the manufacturing cost is reduced. It will be cheaper.
[0020]
When a plurality of mounting tables are provided in one temperature control chamber, if the temperature of each mounting table is increased in the order in which the processing objects are sent, the processing objects are heated in stages, so that the processing objects are final. Even when the temperature to be raised is high, the processing object is not damaged by thermal expansion.
[0021]
In addition, when the object to be cooled is a high temperature, if hot water is circulated in the cooling means, the object to be treated is cooled by heat shrinkage when the object to be treated is placed on the mounting table and cooled. There is no damage.
[0022]
As described above, when the vacuum processing apparatus of the present invention is used, a plurality of substrates can be continuously heated to a high temperature and at the same time a film forming process can be performed, so that the tact time of the process can be shortened.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following, referring to FIG.₁And 5₂These show the temperature control chamber of an example of this invention, respectively.
Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a vacuum processing apparatus according to an example of the present invention. The vacuum processing apparatus 1 includes the two temperature control chambers 5 described above.₁5₂And a transfer chamber 2 and two carry-in / out chambers 10₁10₂And multiple processing chambers 3₁~ 3_FourAnd have.
[0024]
Each temperature control room 5₁5₂Is a vacuum chamber 9₁, 9₂And a plurality of mounting tables 11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆And a plurality of transport mechanisms 26₁~ 26_Three, 26_Four~ 26₆And a plurality of transfer mechanisms 21.₁~ 21_Three, 21_Four~ 21₆Respectively. Here, each temperature control chamber has three mounting tables 11.₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆have.
[0025]
Vacuum chamber 9₁, 9₂Is formed in an elongated shape. Vacuum chamber 9₁, 9₂One end in the longitudinal direction of the₁~ 3_FourOne side of each is a vacuum valve 7₂~ 7₇Connected to the transfer chamber 2 via the vacuum chamber 9₁, 9₂The other end of the vacuum valve 7₁, 7₈Carry-in / out room 10 through₁10₂It is connected to the.
[0026]
Mounting table 11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆Are each vacuum chamber 9₁, 9₂These mounting tables 11 are arranged in the inside.₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆Is a vacuum chamber 9₁, 9₂An end portion connected to the transfer chamber 2 and a carry-in / out chamber 10₁10₂Between the ends connected to the vacuum chamber 9₁, 9₂Are arranged in a line along the longitudinal direction.
[0027]
Each mounting table 11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆The planar shape is a rectangle such as a square or a rectangle, and the mounting table 11 thereof.₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆The two opposite sides of the vacuum chamber 9₁, 9₂Are parallel to both wall surfaces.
[0028]
3 and 4 show the temperature control chambers 5.₁5₂Vacuum chamber 9₁, 9₂It is the schematic which shows the inside. Each mounting table 11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆Each includes a hole 25 penetrating from the front surface to the back surface.₁~ 25_Three, 25_Four~ 25₆Is provided.
[0029]
Transfer mechanism 21₁~ 21_Three, 21_Four~ 21₆Is each mounting table 11.₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆It is arranged below. Transfer mechanism 21₁~ 21_Three, 21_Four~ 21₆Consists of a pin whose tip is branched into a plurality of pins, each of which has a respective tip 11.₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆Hole 25 from below₁~ 25_Three, 25_Four~ 25₆It is inserted in.
[0030]
Each vacuum chamber 9₁, 9₂Placement table 11 arranged inside₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆Among these, the mounting table 11 adjacent to the transfer chamber 2_3,11_FourOther mounting table 11₁, 11₂, 11_Five, 11₆Are each vacuum chamber 9₁, 9₂These mounting tables 11 are fixed to the bottom wall of the₁, 11₂, 11_Five, 11₆The transfer mechanism 21 arranged below₁, 21₂, 21_Five, 21₆The lower end of each is a vacuum chamber 9₁, 9₂It is led out to the bottom wall of the airtightly and is connected to a lifting mechanism (not shown).
[0031]
On the other hand, the mounting table 11 adjacent to the transfer chamber 2._Three, 11_FourIs a vacuum chamber 9₁, 9₂Rotating shaft 42 airtightly introduced from the outside₁, 42₂These rotating shafts 42 are mounted on₁, 42₂There is a support base 45₁45₂Is provided.
[0032]
A mounting table 11 adjacent to the transfer chamber 2_Three, 11_FourThe transfer mechanism 21 arranged below₁, 21₂The lower end of the support base 45₁45₂Attached to the rotary shaft 42₁, 42₂Is rotated, the support 45₁45₂The mounting table 11_Three, 11_FourAt the same time, it is configured to change direction in a horizontal plane. Transfer mechanism 21_Three, 21_FourSupport base 45₁45₂A lifting mechanism (not shown) is attached to the lower end attached to the.
[0033]
Transport mechanism 26₁~ 26_Three, 26_Four~ 26₆Is a vacuum chamber 9₁, 9₂Of the wall of the vacuum chamber 9₁, 9₂Are provided on both wall surfaces along the longitudinal direction. Transport mechanism 26₁~ 26_Three, 26_Four~ 26₆The shaft 27₁~ 27_Three, 27_Four~ 27₆And roll 28₁~ 28_Three, 28_Four~ 28₆And have. Shaft 27₁~ 27_Three, 27_Four~ 27₆Are each vacuum chamber 9₁, 9₂Vacuum tank 9 from outside₁, 9₂It is airtightly introduced into the interior and roll 28₁~ 28_Three, 28_Four~ 28₆Each axis 27₁~ 27_Three, 27_Four~ 27₆It is attached to the introduced tip. Each roll 28₁~ 28_Three, 28_Four~ 28₆Is the mounting table 11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆Higher than the flat surface.
[0034]
Transport mechanism 26₁~ 26_Three, 26_Four~ 26₆Axis 27₁~ 27_Three, 27_Four~ 27₆Among them, vacuum tank 9₁, 9₂The portion led out in an airtight manner is attached to a drive mechanism (not shown), and when this drive mechanism is operated, the shaft 27₁~ 27_Three, 27_Four~ 27₆Vacuum chamber 9₁, 9₂The part located inside is the vacuum chamber 9₁, 9₂The vacuum chamber 9 is kept airtight.₁, 9₂It is configured to expand and contract at right angles to the wall surface.
[0035]
FIG. 10A shows the shaft 27.₁~ 27_Three, 27_Four~ 27₆Indicates a contracted state, and in this state, the roll 28₁~ 28_Three, 28_Four~ 28₆Is the mounting table 11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆It has been evacuated from above. FIG. 10B shows the shaft 27.₁~ 27_Three, 27_Four~ 27₆In this state, the roll 28 is stretched.₁~ 28_Three, 28_Four~ 28₆Each mounting table 11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆It is located above the four corners of the surface.
[0036]
Each mounting table 11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆Near the surface of the pair of electrodes 23₁~ 23_Three, 23_Four~ 23₆Are built in, and a pair of these electrodes 23₁~ 23_Three, 23_Four~ 23₆When a positive or negative voltage is applied to the mounting table 11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆When an object to be processed is placed on the surface, electrostatic attraction force is generated.
[0037]
These mounting tables 11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆Of these, as shown in FIG.₁Mounting table 11₁~ 11_ThreeIncludes a heating means 29 comprising a carbon heater.₁~ 29_Three, And the other temperature control chamber 5 as shown in FIG.₂Each mounting table 11_Four~ 11₆Includes a cooling means 39 comprising a hot water circulation device.₁~ 39_ThreeAre built in.
[0038]
Mounting table 11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆These heating means 29₁~ 29_ThreeOr cooling means 39₁~ 39_ThreeTherefore, the mounting table 11 is heated or cooled.₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆The processing object electrostatically adsorbed on the surface is heated or cooled by heat conduction.
Therefore, the temperature control chamber 5₁5₂One of the temperature control chambers 5₁Is used for heating the object to be processed, and the other temperature control chamber 5 is used.₂Is used for cooling the object to be treated.
[0039]
Each loading / unloading room 10₁10₂Door 15 on the wall₁, 15₂The temperature control chamber 5 used for heating is provided.₁Loading / unloading room 10 connected to₁Door 15₁The temperature control chamber 5 is used for cooling and opening the object to be processed and cooling it.₂Loading / unloading room 10 connected to₂And the door 15₂Open the object to be processed.
[0040]
These carry-in / out rooms 10₁10₂On both walls, roll 18₁, 18₂And shaft 17₁, 17₂A feed mechanism 16 having₁, 16₂These rolls 18 are provided.₁, 18₂The temperature control room 5₁5₂Roll of 28₁~ 28_Three, 28_Four~ 28₆Located at the same height.
[0041]
A transfer robot 6 is disposed at the center of the transfer chamber 2, and the transfer robot 6 includes a rotation shaft 91, an arm 92 (arm), and a hand 93. The rotating shaft 91 is arranged upright from the bottom wall of the transfer chamber 2, and the arm 92 is attached to the rotating shaft 91.
[0042]
The hand 93 is attached to the tip of the arm 92, and the hand 93 is always directed in the direction of radiation extending from the center 8 of the rotation shaft 91 of the transport robot 6. When the rotation shaft 91 is rotated, the arm 92 rotates and moves in the horizontal plane together with the hand 93 by the rotation, or the arm 93 expands and contracts, and the hand 93 extends on the radiation extending from the center 8 of the rotation axis 91 of the transport robot 6. Is configured to move.
[0043]
In order to form a multilayer thin film on the surface of a substrate (processing object) having a rectangular planar shape using such a vacuum processing apparatus 1, first, all the vacuum valves 7 are formed.₁~ 7₈And door 15₁, 15₂And close.
Each loading / unloading room 10₁10₂, Each temperature control room 5₁5₂, Transfer chamber 2 and each processing chamber 3₁~ 3_FourA vacuum exhaust system 30 is connected to each vacuum valve 7.₁~ 7₈Each temperature control chamber 5 is closed by the vacuum exhaust system 30 in a closed state.₁5₂, Transfer chamber 2 and each processing chamber 3₁~ 3_FourThe inside is evacuated.
[0044]
Next, vacuum valve 7₁~ 7₈With the closed, the loading / unloading chamber 10 on the loading side₁Door 15₁Open this room 10₁The substrate 4 (processing object) made of glass having a rectangular planar shape is introduced into the loading / unloading chamber 10 while introducing air into the interior.₁Carrying in the room 10₁Roll of 18₁The substrate 4 is placed on top. Then door 15₁And the carry-in / out chamber 10 is closed by the vacuum exhaust system 30.₁Start evacuating the inside.
[0045]
FIG. 5 is a sectional view showing this state. This loading / unloading room 10₁A lamp heater 19 is provided on the ceiling side of the lamp heater 19.₁Since the upper substrate 4 is disposed oppositely, when the lamp heater 19 is energized while evacuating, the substrate 4 is heated by radiant heat (preliminary heating).
[0046]
Carry-in / out room 10₁When the vacuum becomes a predetermined vacuum level or lower, the vacuum valve 7₁Open the loading / unloading room 10₁And temperature control room 5₁And connect. At this time, the temperature control chamber 5₁Roll of 28₁~ 28_ThreeAs shown in FIG. 10B, the mounting table 11₁~ 11_ThreeIn this state, the loading / unloading chamber 10 is located.₁Roll of 18₁And temperature control room 5₁Roll of 28₁~ 28_ThreeIs rotated, the substrate 4 is moved to the temperature control chamber 5.₁(Fig. 6) and the loading / unloading chamber 10₁And mounting table 11 adjacent to₁Roll 28 located above₁It is placed on top (FIG. 7 (a)).
[0047]
Next, the mounting table 11₁Hole 25₁The transfer mechanism 21 inserted through₁And the branched tip is placed on the mounting table 11.₁Upper roll 28₁When protruding to a higher position, the substrate 4 is rolled 28.₁To the tip of the roll 28₁It is lifted to a higher position (FIG. 7B).
Then roll 28₁The mounting table 11₁Retracted from above, transfer mechanism 21₁Is lowered, the substrate 4 is placed on the mounting table 11.₁It is placed on the surface (FIG. 7 (c)).
[0048]
This mounting table 11₁Heating means 29₁The substrate 4 is a loading / unloading chamber 10.₁Is energized before being carried in, and this heating means 29₁Mounting table 11₁However, the temperature is raised so as to be equal to or higher than the first heating temperature (here, 100 ° C.).
Therefore, in the state shown in FIG.₁A pair of electrodes 23₁Positive and negative voltages are respectively applied to the substrate 4 and the substrate 4 is placed on the mounting table 11.₁When brought into close contact with the surface, the substrate 4 is heated by heat conduction.
[0049]
Gas components adhere to the surface of the substrate 4, and when the substrate 4 is heated, the temperature control chamber 5₁Vacuum chamber 9₁Gas is released into the vacuum chamber 9₁Since the inside is always evacuated by the evacuation system 30, the released gas is in the vacuum chamber 9₁Exhausted outside. Vacuum valve 7₂By this vacuum chamber 9₁Since the transfer chamber 2 is shut off, the released gas does not enter the transfer chamber 2.
[0050]
After the substrate 4 is heated to the first heating temperature or higher, the electrode 23₁Is stopped, electrostatic adsorption is released, and the transfer mechanism 21 is released.₁The substrate 4 and roll 28₁After lifting to a higher position, roll 28₁The mounting table 11₁Arranged above, transfer mechanism 21₁Is lowered again to bring the substrate 4 into the roll 28.₁Put it on top.
[0051]
  Next, the temperature control chamber 5₁Is rotated again, and the substrate 4 is carried in and out of the loading / unloading chamber 10.₁Mounting table 11 adjacent to₁From this mounting table 11₁Placed on the transfer chamber 2 side of the mounting table 11₂Move upwards. The mounting table 11₂Means heating means 29₂The substrate 4 is heated to a second heating temperature (here, 200 ° C.) or more in advance by the steps shown in FIGS. 7A to 7C.11 ₂ OnAnd heating until the substrate 4 is heated to the second heating temperature (200 ° C. in this case).
[0052]
Next, the substrate 4 is placed on the mounting table 11 in the same process as described above.₂From roll 28₂To the temperature control room 5 again.₁Roll of 28₁~ 28_Three, The substrate 4 is placed on the mounting table 11 adjacent to the transfer chamber 2._ThreeUpper roll 28_ThreeMoved to.
Placement table 11 adjacent to the transfer chamber_ThreeMeans heating means 29_ThreeThe substrate 4 is heated to a third heating temperature (here, 300 ° C.) or more in advance, and the substrate 4 is placed in the same process as in FIGS._ThreeAnd heated up to a third heating temperature.
[0053]
Thus, the temperature control chamber 5 used for heating.₁Then, when the substrate 4 is sent to the transfer chamber 2, the mounting table 11.₁~ 11_ThreeCarry-in / out room 10₁Since the temperature is raised to a higher temperature in the order of arrangement from the side to the transfer chamber 2 side, the substrate 4 is brought into the carry-in / out chamber 10.₁When these are placed in the transfer chamber 2, these mounting tables 11₁~ 11_ThreeThe temperature is raised stepwise. Therefore, even when the substrate 4 is heated to a high temperature, the substrate 4 is not damaged by thermal expansion.
[0054]
FIG. 11A is a plan view showing a state in which the substrate 4 is heated to the third heating temperature. Symbol A in the figure₁Temperature control room 5₁Each mounting table 11 arranged in a row₁~ 11_ThreeThe reference numeral B in the figure indicates that the hand 93 is moved by the expansion and contraction of the arm 92 of the transfer robot 6.₁The direction of movement toward is shown.
A mounting table 11 adjacent to the transfer chamber 2_ThreeThe upper substrate 4 has two opposite sides on the mounting table 11._ThreeAre parallel to the two opposite sides, and are inclined with respect to the direction B in which the hand 93 moves.
[0055]
FIG. 8 is a schematic view showing a cross section of the portion shown in FIG. The substrate 4 heated to the third temperature is placed on the mounting table 11._ThreeA pair of electrodes 23_ThreeIn this state, the rotary shaft 42 is electrostatically attracted by₁And the mounting table 11 as shown in FIG._ThreeTogether with the substrate 4 and the transfer mechanism 21_ThreeAnd the two sides of the substrate 4 facing the transfer chamber 2 are orthogonal to the direction B in which the hand 93 of the transfer robot 6 moves.
[0056]
Next, the transfer mechanism 21_ThreeIs raised, with the two sides of the substrate 4 orthogonal to the direction B in which the hand 93 of the transfer robot 6 moves, the mounting table 11_ThreeLifted from. At this time, the hand 93 of the transfer robot 6 is placed in the temperature control chamber 5 used for heating.₁It is arranged toward the vacuum valve 7₂Open the temperature control room 5₁When the arm 92 of the transfer robot 6 is extended and the hand 93 is connected to the temperature control chamber 5₁And is inserted below the substrate 4.
[0057]
Next, the transfer mechanism 21_ThreeIs lowered, the two sides of the substrate 4 facing the transfer chamber 2 are parallel to the mounting portion 95, that is, the hand 93 is moved to the temperature control chamber 5.₁The substrate 4 is placed on the placement portion 96 of the hand 93 in a state orthogonal to the direction of movement toward the surface.
[0058]
FIG. 9A is an enlarged plan view of the hand 93. The hand 93 includes a placement portion 96 on which the substrate 4 is placed, and an attachment portion 95 that connects the placement portion 96 to the arm 92. It is orthogonal to the direction of movement. A protrusion 97 is provided at the tip of the mounting portion 96. The surface of the protrusion 97 and the attachment portion 95 is higher than the surface of the placement portion 96 on which the substrate 4 is placed. As shown in FIG. 9B, the substrate 4 placed on the hand 93 is Since the protrusions 97 and the attachment portions 95 are disposed, the substrate 4 is held by the hand 93 in a stable state.
[0059]
Next, when the arm 92 is contracted, the substrate 4 moves together with the hand 93 toward the center 8 of the rotation shaft 91 of the transfer robot 6, and the temperature control chamber 5.₁To the transfer chamber 2. Next, vacuum valve 7₂Close the temperature control room 5₁And the transfer chamber 2 are cut off, the rotating shaft 91 of the transfer robot 6 is rotated, and the hand 93 and the substrate 4 are moved together with the arm 92 to the first processing chamber 3.₁Place it toward the.
[0060]
Next, vacuum valve 7_ThreeOpen the first processing chamber 3₁And the transfer chamber 2 are connected, and the substrate 4 is attached to the first processing chamber 3.₁Carry in.
Each processing chamber 3₂~ 3_FourEach of which comprises a film forming apparatus, and the first processing chamber 3₁When a film forming operation is performed for a predetermined time, a thin film is formed on the surface of the substrate 4.
At this time, the unprocessed substrate 4 is loaded into the loading / unloading chamber 10.₁From the temperature control room 5₁Inside mounting table 11₁~ 11_ThreeThen, it is heated stepwise and sent to the transfer chamber 2.
[0061]
First processing chamber 3₁After forming a thin film on the surface of the substrate 4, the substrate 4 is taken out again to the transfer chamber 2 by using the transfer robot 6, and the next processing chamber 3.₂The substrate 4 is carried into the substrate and the film forming operation is performed again. Next, the substrate 4 is transferred to another processing chamber 3._Three3_FourWhen the film forming operation is performed in the same manner, the final processing chamber 3_FourAfter completion of the film forming operation at, a multilayer thin film is formed on the surface of the substrate 4.
[0062]
At this time, the temperature control chamber 5₁The substrates 4 heated in the above are sequentially carried into the transfer chamber 2, and each processing chamber 3₁~ 3_ThreeThe film formation process is performed inside.
After the multilayer thin film is formed on the surface of the substrate 4, the substrate 4 is placed on the hand 93 of the transfer robot 6 and the processing chamber 3._FourThe arm 92 is rotated in a horizontal plane by the rotation of the rotation shaft 91 of the transfer robot 6 and the substrate 4 together with the hand 93 is used for cooling the temperature control chamber 5.₂Place it toward the.
[0063]
At this time, the temperature control chamber 5 used for cooling₂Mounting table 11 adjacent to the transfer chamber 2_FourAre arranged so that the two sides facing the transfer chamber 2 are orthogonal to the direction in which the hand 93 of the transfer robot 6 moves.₂And the transfer chamber 2 are connected and the arm 92 of the transfer robot 6 is extended, the substrate 4 together with the hand 93 is placed on the mounting table 11._FourArranged above.
In this state, the mounting table 11_FourAnd the mounting table 11_FourTwo sides of the substrate 4 disposed above are parallel to each other.
[0064]
Next, the transfer mechanism 21_FourAnd the substrate 4 is moved to the transfer mechanism 21._FourThen, the arm 92 of the transfer robot 6 is contracted to return the hand 93 to the transfer chamber 2, and then the vacuum valve 7₇Is closed, inside the transfer chamber 2 and the temperature control chamber 5₂Shut off the inside again.
Next, the transfer mechanism 21_FourIs lowered, the substrate 4 is placed on the mounting table 11._FourIt is placed on the surface without protruding from the surface (FIG. 12).
[0065]
Here, the mounting table 11 used for cooling_Four~ 11₆The cooling means 39₁~ 39_ThreeWarm water of less than 100 ° C. was circulated inside each. The substrate 4 after the film forming process is cooled by the cooling means 39.₁~ 39_ThreeSince the temperature is higher than the temperature of the hot water (300 ° C. or higher here), the mounting table 11 is in the state shown in FIG._FourA pair of electrodes 23_FourThe substrate 4 is electrostatically adsorbed by using the substrate 4 and the mounting table 11._FourAre brought into close contact with each other for a predetermined time, the substrate 4 is first cooled to a temperature lower than the first cooling temperature (here, 300 ° C.).
[0066]
Reference A in FIG.₂Is a temperature control chamber 5 used for cooling.₂Mounting table 11_Four~ 11₆The mounting table 11 adjacent to the transfer chamber 2 is shown._FourAfter cooling the substrate 4 above, the rotating shaft 42₂, And the mounting table 11_FourThe two opposite sides of the substrate 4 and the opposite two sides of the substrate 4 are respectively connected to the straight line A.₂It arranges so that it may be orthogonal to.
[0067]
At this time, the temperature control chamber 5 used for cooling₂Roll of 28_Four~ 28₆The mounting table 11_FourThe substrate 4 and the mounting table 11 are retracted from above the surface._FourAfter changing the direction of the electrostatic transfer, the electrostatic adsorption is released and the transfer mechanism 21 is released._FourIs raised, the substrate 4 is moved to the transport mechanism 26._FourRoll of 28_FourLifted to a higher position.
[0068]
Then roll 28_FourThe mounting table 11_FourThe transport mechanism 26 is positioned at the four corners of the surface_FourAxis 27_FourStick out, transfer mechanism 21_FourIs lowered, the substrate 4 is moved to the roll 28._FourWill be put on again. In this state, roll 28_Four~ 28₆Is rotated, the substrate 4 is brought into the loading / unloading chamber 10.₂Move to the loading / unloading room 10₂Mounting table 11 arranged adjacent to the side_FiveUpper roll 28_FiveSent to.
[0069]
Next, the substrate 4 is rolled 28 in the same process as described above._FiveThe mounting table 11 located below_FiveMove to.
FIG. 13 shows this state, and this mounting table 11_FiveThe substrate 4 electrostatically adsorbed for a predetermined time above is cooled to a temperature lower than the second cooling temperature (here, 200 ° C.).
[0070]
Next, in the same process as described above, the substrate 4 is again mounted on the mounting table 11._FiveUpper roll 28_FiveMove to roll 28_Four~ 28₆When rotated, the substrate 4 is brought into the carry-in / out chamber 10.₂And mounting table 11 adjacent to₆This mounting table 11 is sent upward.₆When closely arranged above for a predetermined time, it is cooled to below the third cooling temperature (here, 100 ° C.).
[0071]
Thus, the temperature control chamber 5 used for cooling₂Then, each cooling means 39₁~ 39_ThreeEven when the temperature of the hot water circulating in the interior is the same, the substrate 4 heated to a high temperature is transferred to each mounting table 11._Four~ 11₆It is cooled in stages by being in close contact with each other for a predetermined time.
Further, the cooling means 39₁~ 39_ThreeSince not hot water but hot water is flowing inside, the substrate 4 sent from the transfer chamber 2 is not cracked by heat shrinkage.
[0072]
After cooling the substrate 4 to the third cooling temperature or lower, the substrate 4 is again placed on the mounting table 11.₆Upper roll 28₆Move to.
At this time, the carry-in / out chamber 10 on the carry-out side₂Is door 15₂Is closed to a predetermined degree of vacuum or less by the vacuum exhaust system 30, and the vacuum valve 7₈Unload and enter / exit room 10₂And temperature control room 5₂And the roll 28₆Is rotated to carry the substrate 4 in / out the chamber 10.₂The substrate 4 is brought into the loading / unloading chamber 10.₂Roll of 18₂Moved up.
[0073]
Next, vacuum valve 7₈Is closed again and the temperature control chamber 5 is closed.₂And carry-in / out room 10₂Door 15 in a state where₂Is opened, the substrate 4 after film formation can be taken out of the vacuum processing apparatus 1.
At this time, each processing chamber 3₁~ 3_FourSent to the last processing chamber 3_FourAfter the substrate 4 on which the multilayer thin film is formed is returned to the transfer chamber 2, the temperature control chamber 5 used for cooling is used.₂To each mounting table 11_Four~ 11₆It is cooled in stages.
[0074]
Thus, when the vacuum processing apparatus 1 of the present invention is used, as shown in FIG.₁5₂While adjusting the temperature step by step, each processing chamber 3₁~ 3_FourThe film formation process can be performed with a plurality of substrates 4.₁~ 4₁₂Can be processed continuously.
Each temperature control room 5₁5₂Is always evacuated by the evacuation system 30, so the loading / unloading chamber 10₁10₂To temperature control room 5₁5₂Even if the atmosphere enters, the evacuation system 30 evacuates the temperature control chamber 5.₁5₂And these temperature control rooms 5₁5₂The atmosphere does not enter the transfer chamber 2 connected to.
[0075]
The above is the temperature control room 5₁5₂A plurality of mounting tables 11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆However, the present invention is not limited to this, and the number of mounting tables in each temperature control chamber can be increased or decreased according to the material of the substrate and the target heating temperature. is there.
[0076]
FIG. 14 shows a temperature control chamber 55 according to another example of the present invention.₁55₂The vacuum processing apparatus 51 using this is shown, and this vacuum processing apparatus 51 includes the two temperature control chambers 55 described above.₁55₂And the same transfer chamber 2 and each processing chamber 3 as the vacuum processing apparatus 1 shown in FIG.₁~ 3_FourCarry-in / out room 10₁10₂And have.
[0077]
Each temperature control room 55₁55₂Is a vacuum chamber 9₁, 9₂There is no mounting table directly fixed to the bottom wall, and the mounting table 61 is arranged on the rotation axis.₁61₂Have only.
Therefore, the temperature control chamber 55₁55₂When the substrate is carried into and out of the transfer chamber 2, the substrate and the mounting table 61 are rotated by the rotation shaft.₁61₂You can change the direction.
[0078]
In the vacuum processing apparatus 1 described above, the planar shape of the transfer chamber 2 is formed in a hexagonal shape, but the shape of the transfer chamber 2 is not limited to this, and may be, for example, a heptagon or an octagon.
Further, the heating means is not limited to the carbon heater, and for example, an aluminum heater can be used.
[0079]
As the carbon heater, for example, a heater wire that is a heat source arranged in a heater plate, or a heater wire sandwiched between two heater plates can be used, but the structure is particularly limited. It is not what is done.
Also, the heating means 29₁~ 29_ThreeIf a temperature sensor is provided in the carbon heater used as the mounting table 11,₁~ 11_ThreeBy adjusting the temperature of the substrate, the temperature control (heating, cooling) of the substrate can be performed more accurately.
[0080]
The position where the temperature sensor is provided is not particularly limited. For example, like the heater wire, the temperature sensor can be arranged in the heater plate or in a state of being sandwiched between two heater plates.
[0081]
Moreover, the mounting table 11 used for cooling_Four~ 11₆A temperature sensor can also be provided. In this case as well, the position where the temperature sensor is attached is not particularly limited.₁~ 39_ThreeIt can be attached to a hot water circulator that circulates the hot water inside.
[0082]
In addition, when the substrate is heated, the temperature of the substrate 4 is previously set to each mounting table 11.₁~ 11_ThreeIf the time (mounting time) required to raise the temperature to a predetermined temperature (first to third heating temperatures) is obtained, the substrate 4 can be used without attaching a temperature sensor or the like to the substrate 4 used for processing. The temperature can be accurately controlled.
[0083]
As a method for obtaining the mounting time, for example, a temperature monitor substrate with a temperature sensor attached is prepared, and the temperature of the temperature monitor substrate is set in a state where the temperature monitor substrate is placed on a mounting table heated to a predetermined temperature. There is a method in which a graph showing the relationship between the heating time and the temperature of the monitor substrate is created by measuring the change over time with the temperature sensor and obtained based on the graph.
Also, when the substrate is cooled, if the graph of the relationship between the substrate placement time and the temperature change is created in the same process as described above, the placement time required for the substrate to be cooled to a predetermined temperature. Can be requested.
[0084]
The above is the placement table 29 used for heating.₁~ 29_ThreeHowever, the present invention is not limited to this, and the mounting table 29 is not limited to this.₁~ 29_ThreeAnd the mounting table 29₁~ 29_ThreeThe temperature (first to third heating temperature) of the substrate 4 heated above can be changed according to the purpose.
[0085]
Cooling means 39₁~ 39_ThreeThe temperature of the hot water circulating inside is not particularly limited, but when the processing temperature of the substrate 4 is high, the mounting table 11 on which the substrate 4 loaded from the transfer chamber 2 is first mounted._FourCooling means 39₁If the temperature of the substrate 4 is increased to about 100 degrees, the temperature of the substrate 4 and the mounting table 11 are increased._FourSince there is little temperature difference from this temperature, the substrate 4 is unlikely to crack. Further, as shown in FIG. 1, when a plurality of mounting tables are provided in the temperature control chamber used for cooling, the temperature of the hot water to be circulated can be changed for each cooling unit on each mounting table. In any case, the inside of the cooling means 39₁~ 39_ThreeThe temperature of the hot water to be circulated is preferably in the range of 100 ° C. or less.
[0086]
The above is the cooling means 39.₁~ 39_ThreeAlthough the case where warm water is circulated in the interior has been described, the present invention is not limited to this, and various heat media can be used in addition to warm water.
[0087]
【The invention's effect】
A glass substrate can be heated to a high temperature and used for film formation. The installation space for the vacuum processing apparatus can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view illustrating a vacuum processing apparatus using a temperature control chamber according to an example of the present invention.
FIG. 2 is a plan view for explaining a state in which a substrate is continuously processed in a vacuum processing apparatus using a temperature control chamber of an example of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a temperature control chamber used for heating in the temperature control chamber of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a temperature control chamber used for cooling in the temperature control chamber of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a state where a substrate is loaded into a loading / unloading chamber on the loading side
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a state in which a substrate is sent from the carry-in / out chamber to the temperature control chamber.
FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views for explaining a process of placing a substrate on a mounting table;
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a mounting table attached to a rotating shaft among mounting tables used for heating.
FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining a process of placing a substrate on the hand of the transfer robot;
10A and 10B are cross-sectional views for explaining a transfer mechanism of the temperature control chamber.
11A and 11B are cross-sectional views for explaining the rotation of the mounting table attached to the rotation shaft.
FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a mounting table attached to a rotating shaft among mounting tables used for cooling;
FIG. 13 is a diagram for explaining a mounting table mounted on a vacuum chamber bottom wall among mounting tables used for cooling;
FIG. 14 is a view for explaining a temperature control chamber and a vacuum processing apparatus of another example of the present invention.
FIG. 15 is a plan view illustrating a conventional vacuum processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 ... Vacuum processing equipment
2. Transfer room
4₁~ 4₁₂…… Processed object (substrate)
5₁...... Temperature control room (temperature control room used for heating)
5₂...... Temperature control room (temperature control room used for cooling)
9₁, 9₂...... Vacuum tank
10₁10₂…… Carry-in / out room
11₁~ 11_Three, 11_Four~ 11₆…… Mounting table
21₁~ 21_Three, 21_Four~ 21₆...... Transfer mechanism
26₁~ 26_Three, 26_Four~ 26₆...... Transport mechanism
29₁~ 29_Three... Heating means (temperature control means)
39₁~ 39_Three... Cooling means (temperature control means)
6 …… Transport robot
8 …… Center of rotation axis of transfer robot
91 …… Rotation axis of transfer robot
92 …… Arm

Claims

A vacuum chamber;
A plurality of transport mechanisms arranged in the vacuum chamber;
A plurality of mounting tables arranged in a line at the lower position of the plurality of transport mechanisms;
And temperature control means provided respectively before described in stage,
And a transfer mechanism which is respectively inserted before described in stage,
After the rectangular processing object carried into the vacuum chamber is transferred from the transport mechanism to the transfer mechanism, it is placed on the mounting table.
After controlling the temperature of the processing object by the temperature control means,
Was transferred to the transport mechanism from said mounting table by said transfer mechanism,
A temperature control chamber for sequentially sending to each mounting table arranged in a row by the transport mechanism,
Of the mounting table arranged in the one row, and two temperature control room table located in at least one end that is configured so that redirected in a horizontal plane,
A transfer chamber provided with a transfer robot having an arm that rotates or expands and contracts in a horizontal plane;
A processing chamber connected to the transfer chamber;
Having two loading / unloading chambers for loading and unloading the processing object;
The transfer chamber is connected to the two temperature control chambers adjacent to each other,
The two control rooms are connected to the temperature control room,
A portion of each temperature control chamber to which the transfer chamber is connected is provided with a mounting table whose direction can be changed in the horizontal plane,
The rectangular processing object is sequentially sent from one of the loading / unloading chambers onto a plurality of mounting tables arranged in a row of one of the temperature control chambers, and the direction is changed before being loaded into the transfer chamber. Is rotated so that the two opposite sides of the processing object are orthogonal to the radiation extending from the center of the rotation axis of the transfer robot, transferred to the transfer robot, and transferred to the processing chamber. A vacuum processing apparatus that is transported in the order of the transfer chamber, the other temperature control chamber, and the other carry-in / out chamber,
One of the temperature control chambers is a temperature control chamber used for heating in which the temperature control means is a heating means,
The other of the temperature control chamber is a temperature control chamber used for cooling in which the temperature control means is a cooling means,
A vacuum processing apparatus in which a row of the mounting tables arranged in the temperature control chamber used for the heating and a row of the mounting tables used in the cooling are arranged in parallel to each other.

Using the vacuum processing apparatus according to claim 1, the planar shape the processing object rectangle, the processing object while moving to the transfer chamber through the temperature control chamber in which the heating means is arranged from the carry-out entry heated by the heating means using the disposed transfer chamber the transfer robot rotates the rotary shaft of the conveying robot, the processing object to the transfer chamber by reducing the arm of the conveying robot A vacuum processing method for an object to be carried in,
Before loading to the transfer chamber, changing the direction of the processing object in a horizontal plane, after the two opposite sides of the processing object was perpendicular to the radiation extending from a center of the rotation shaft of the transfer robot, the A vacuum processing method for transferring a processing object to the transfer robot.

A processing object having a rectangular planar shape is transferred to the temperature control chamber by using a transfer robot arranged in the transfer chamber, rotating the rotation axis of the transfer robot, and extending the arm of the transfer robot. A vacuum processing method for transporting and cooling the processing object while moving the processing object through the temperature control chamber in which the cooling means is disposed to the loading / unloading chamber;
When the processing object is transferred from the transfer chamber to the temperature control chamber where the cooling means is disposed , the two opposite sides of the processing object are transferred in a state orthogonal to the radiation extending from the rotation axis. And
Next, the vacuum processing method according to claim 2 , wherein the direction of the processing object is changed and moved on a straight line toward the loading / unloading chamber .