JP2006054284A - 真空処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 真空処理装置の基板移送工程の単純化を図ること。
【解決手段】 真空処理装置10は、ロード/アンロード室11、真空予備加熱室12および処理室13を備える。真空予備加熱室12には、順移送装置22、逆移送装置32および基板Wを加熱するヒータHが設けられている。ヒータHは、順移送装置22側に1つ設けられている。順移送装置21,22は、順方向へ基板Wを移送し、逆移送装置31,32は、処理済みの基板Wを逆方向へ移送する。ロード/アンロード室11は、大気開放と真空密閉とを切り換え可能な室であり、ロード/アンロード室11から基板Wを投入し、移送動作x2〜x5を経由して基板Wを回収する。
【選択図】 図1
【解決手段】 真空処理装置10は、ロード/アンロード室11、真空予備加熱室12および処理室13を備える。真空予備加熱室12には、順移送装置22、逆移送装置32および基板Wを加熱するヒータHが設けられている。ヒータHは、順移送装置22側に1つ設けられている。順移送装置21,22は、順方向へ基板Wを移送し、逆移送装置31,32は、処理済みの基板Wを逆方向へ移送する。ロード/アンロード室11は、大気開放と真空密閉とを切り換え可能な室であり、ロード/アンロード室11から基板Wを投入し、移送動作x2〜x5を経由して基板Wを回収する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、真空雰囲気中で薄膜形成、エッチング、熱処理などを行う真空処理装置に関する。
1台の装置で異なる複数の真空処理を順に行う場合、真空中で被処理物を処理室から次の処理室へ搬送する装置として、真空予備加熱室と処理室とを備え、真空予備加熱室に複数の基板搬送手段を設けたロードロック式真空装置が知られている。この装置は、真空予備加熱室に設けられた2つの搬送ラインの各々が処理室との間で基板の授受を行うように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1のロードロック式真空装置では、2つの搬送ラインのいずれもが処理室への基板搬送と処理室からの基板搬入を行うので、搬送ラインの搬送動作が複雑であるという問題がある。
(1)請求項1の真空処理装置は、相互に連結され、被処理物を連続的に真空処理する2以上の第1〜第nの処理室と、第1〜第(n−1)の処理室の各々に設けられ、後段の処理室へ前記被処理物をそれぞれ移送する順移送手段と、第1〜第(n−1)の処理室の各々に順移送手段とは別に設けられ、最後に真空処理を行う第nの処理室から第(n−1)〜第1の処理室の各々を順次経由して処理済みの被処理物を逆移送する逆移送手段と、第nの処理室へ被処理物を順移送するときと第nの処理室から処理済みの被処理物を逆移送するときに、第(n−1)の処理室の順移送手段と逆移送手段とを移送可能位置へそれぞれ移動させる駆動手段とを備えることを特徴とする。
(2)請求項2の真空処理装置は、請求項1の真空処理装置において、順移送手段により被処理物を移送すると共に、逆移送手段により最後に真空処理を行う第nの処理室から処理済みの被処理物を回収することを特徴とする。
(3)請求項3の真空処理装置は、請求項1または2の真空処理装置において、第1〜第nの処理室のうち最初に真空処理を行う第1の処理室へ被処理物を移送し、第1〜第nの処理室のうち最後に真空処理を行う第nの処理室から処理済みの被処理物を回収する、大気開放と真空密閉とを切り換え可能な受け渡し室をさらに備えることを特徴とする。
(2)請求項2の真空処理装置は、請求項1の真空処理装置において、順移送手段により被処理物を移送すると共に、逆移送手段により最後に真空処理を行う第nの処理室から処理済みの被処理物を回収することを特徴とする。
(3)請求項3の真空処理装置は、請求項1または2の真空処理装置において、第1〜第nの処理室のうち最初に真空処理を行う第1の処理室へ被処理物を移送し、第1〜第nの処理室のうち最後に真空処理を行う第nの処理室から処理済みの被処理物を回収する、大気開放と真空密閉とを切り換え可能な受け渡し室をさらに備えることを特徴とする。
本発明の真空処理装置には、順移送手段と逆移送手段とを専用に備えているので、基板の移送工程の単純化を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態による真空処理装置を図1〜3を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態による真空処理装置の構成を模式的に示す全体構成図である。真空処理装置10は、ロード/アンロード室11、真空予備加熱室12、処理室13、順移送装置21,22および逆移送装置31,32を備える。ロード/アンロード室11は、大気開放と真空密閉とを切り換え可能に構成され、処理前の基板Wの真空予備加熱室12への移送と処理済みの基板Wの回収を行う。真空予備加熱室12と処理室13は、真空処理装置10が稼動中は常時、内部が真空に保持される。ロード/アンロード室11は、排気系11aとリーク系11bに接続されており、真空予備加熱室12、処理室13は、それぞれ排気系12a,13aに接続されている。外部ステーション100は、真空処理装置10とは別体のものとして構成され、処理前の基板Wを保管して真空処理装置10へ供給するとともに、処理済みの基板Wを回収するための室であり、内部は常時大気圧となっている。
図1は、本発明の実施の形態による真空処理装置の構成を模式的に示す全体構成図である。真空処理装置10は、ロード/アンロード室11、真空予備加熱室12、処理室13、順移送装置21,22および逆移送装置31,32を備える。ロード/アンロード室11は、大気開放と真空密閉とを切り換え可能に構成され、処理前の基板Wの真空予備加熱室12への移送と処理済みの基板Wの回収を行う。真空予備加熱室12と処理室13は、真空処理装置10が稼動中は常時、内部が真空に保持される。ロード/アンロード室11は、排気系11aとリーク系11bに接続されており、真空予備加熱室12、処理室13は、それぞれ排気系12a,13aに接続されている。外部ステーション100は、真空処理装置10とは別体のものとして構成され、処理前の基板Wを保管して真空処理装置10へ供給するとともに、処理済みの基板Wを回収するための室であり、内部は常時大気圧となっている。
ロード/アンロード室11には、外部ステーション100側に面してゲートG1が設けられ、ロード/アンロード室11と真空予備加熱室12の境界には、ゲートG2が設けられ、真空予備加熱室12と処理室13の境界には、ゲートG3が設けられている。ゲートG1は、基板Wの装置外部への搬出入のときのみロード/アンロード室11を開放し、通常は密閉している。ゲートG2,G3は、基板Wの処理の際にはそれぞれ室内を密閉し、基板Wの搬出入の際にはそれぞれ室内を開放する。矢印x1,x6は、ゲートG1を基板Wが通過する動作、矢印x2,x5は、ゲートG2を基板Wが通過する動作、矢印x3,x4は、ゲートG3を基板Wが通過する動作を表わす。また、矢印yは、真空予備加熱室12内での基板Wの昇降動作を表わす。基板Wは、真空予備加熱室12で加熱され、処理室13でRFプラズマによる所定の処理、例えば、成膜、エッチング、スパッタリングが施される被処理物である。
ロード/アンロード室11内には、順移送装置21および逆移送装置31が設けられている。順移送装置21は、動作x1によりロード/アンロード室11へ移送された基板Wを真空予備加熱室12へ移送し(動作x2)、逆移送装置31は、真空予備加熱室12から処理済みの基板Wを搬入する(動作x5)。
真空予備加熱室12内には、順移送装置22と、逆移送装置32と、基板Wを予備加熱するためのヒータHとが設けられている。ヒータHは、順移送装置22側に1つ設けられている。順移送装置22は、昇降機構22aにより矢印y方向に移動可能であり、逆移送装置32は、昇降機構32aにより矢印y方向に移動可能である。順移送装置22は、図示のように、順移送装置21と同一高さ位置(予備加熱中の位置でもある)を定位置とし、予備加熱が終了すると、昇降機構22aにより下降して基板Wを処理室13へ移送する(動作x3)。逆移送装置32は、逆移送装置31と同一高さ位置を定位置とし、プラズマ処理が終了すると、昇降機構32aにより上昇して処理室13から真空予備加熱室12へ処理済みの基板Wを搬入する(動作x4)。
すなわち、順移送装置21,22により、処理前の基板Wを真空予備加熱室12、処理室13へ順次移送し、逆移送装置31,32により、処理済みの基板Wを処理室13から真空予備加熱室12を経てロード/アンロード室11へ逆移送することができる。
処理室13内には、基板Wのプラズマ処理をするためのRF電極Pと、基板Wを保持する保持部14とが設けられている。本実施の形態では、保持部14は、順移送装置22、逆移送装置32と基板Wの受け渡しをする際に昇降せず固定としているが、順移送装置22と逆移送装置32を固定として、保持部14を昇降させて基板Wの受け渡しをするように構成してもよい。
なお、真空処理装置10には、外部ステーション100からロード/アンロード室11へ基板Wを搬入(動作x1)する搬入装置と、ロード/アンロード室11から外部ステーション100へ基板Wを搬出(動作x6)する搬出装置も設けられているが、図示を省略する。これらの装置により、真空処理装置10への基板Wの投入と真空処理装置10からの基板Wの回収ができる。また、基板W単体の移送だけではなく、基板Wをトレーに載置したまま一体で移送する場合には、外部ステーション100で基板Wを回収するとともに、回収したトレーを外部ステーション100の投入側(図中、上側)へ周回させればよい。
次に、順移送装置22と逆移送装置32について説明する。図2は、本実施の形態による真空処理装置の順移送装置22と逆移送装置32の構成を模式的に示す斜視図である。
順移送装置22と逆移送装置32は、それぞれ昇降可能な筺体23と33内に設置され、筺体23と33は、それぞれ昇降機構22aと32aにより真空予備加熱室12内で昇降する。
順移送装置22と逆移送装置32は、それぞれ昇降可能な筺体23と33内に設置され、筺体23と33は、それぞれ昇降機構22aと32aにより真空予備加熱室12内で昇降する。
順移送装置22は、複数の搬送部材(搬送ローラ)22bを有する。搬送部材22bは、予備加熱中は基板Wを載置し、基板移送時には軸廻りに回転して動作x3に沿って基板Wを処理室13へ移送する回転部材(回転ローラ)である。また、筺体23には、基板Wを通過させるための開口である搬入口23a、搬出口23bが設けられている。
逆移送装置32も同様に、複数の搬送部材(搬送ローラ)32bを有する。搬送部材32bは、軸廻りに回転して動作x4に沿って、処理室13でプラズマ処理を終了した基板Wを真空予備加熱室12内へ移送する回転部材(回転ローラ)である。このときの搬送部材32bの回転方向は、搬送部材22bの回転方向と反対である。また、筺体33には、基板Wを通過させるための開口である搬入口33a、搬出口33bが設けられている。
保持部14は、軸廻りに回転できる搬送部材(搬送ローラ)14aを有し、搬送部材14aは、順移送装置22による真空予備加熱室12から処理室13への基板移送を補助するとともに、逆移送装置32による処理室13から真空予備加熱室12への基板移送を補助する回転部材(回転ローラ)である。当然ながら、順移送と逆移送では、搬送部材14aの回転方向は反対となる。
図2に示される状態は、順移送装置22の搬送部材22bが保持部14の搬送部材14aと対応する高さ位置、好ましくは両者が同一平面上にあり、予備加熱を終了した基板Wを処理室13へ移送できる状態である。このように、基板Wを同一平面上で移送するので、基板Wを保持部14へ移す際の落下などを防止できる。反対に、逆移送装置32により基板Wを処理室13から真空予備加熱室12内へ移送する場合は、昇降機構22aにより順移送装置22を上昇させるとともに、昇降機構32aにより逆移送装置32も上昇させ、逆移送装置32の搬送部材32bが保持部14の搬送部材14aと対応する高さ位置、好ましくは両者が同一平面上になるように位置決めする。これにより、処理済の基板Wを水平面上で移送することができる。なお、順移送装置22と逆移送装置32を昇降可能な1つの筺体に設置し、昇降機構も1つとする構成でも、上述のような基板Wの順位送と逆移送が可能である。
このように、移送の動作x3は順方向であり、動作x4は逆方向であり、それぞれ専用に移送装置が設けられているので、搬送部材22b,32bの回転方向は、それぞれ所定の一方向のみである。従って、基板Wの移送のコントロールは単純化できる。また、図示されるように、順移送装置22を上段に、逆移送装置32を下段に配置し、ヒータHを最上段に配置しているので、ヒータHによる加熱の影響が逆移送装置32へ及ぶこともない。つまり、動作x4の逆移送過程にある基板Wは、加熱の影響を受けずに回収される。なお、順移送装置22と逆移送装置32との配置は、上下2段に限らず、水平方向に2列でもよい。水平方向に2列配置する場合は、ヒータHを順移送装置22側に配置する。
次に、図3を参照しながら、基板Wの移送動作について説明する。図3は、真空処理装置10を用いた基板移送のタイミングチャートであり、図3(a)〜(d)は、所定時間が経過したときの装置内部の状態を表わす。なお、図面が煩雑になるのを避けるために、図3では基板Wとその動きを主体に図示するとともに、構成部品の符号は、図3(a)のみに付す。また、基板Wには、処理される順番にW1,W2,W3・・・のように番号を付す。
図3(a)を参照すると、動作x1〜x3は、図中、右方へ進む移送動作(順移送)であり、動作x4〜x6は、図中、左方へ進む移送動作(逆移送)である。動作x1では、ロード/アンロード室11を大気圧に圧力調節した後にゲートG1を開いて基板Wを搬入し、ゲートG1を閉じてロード/アンロード室11を真空排気する。動作x6でも同様に、ロード/アンロード室11を大気圧に圧力調節した後にゲートG1を開いて基板Wを搬出し、ゲートG1を閉じてロード/アンロード室11を真空排気する。動作x2,x3,x4,x5では、ロード/アンロード室11、真空予備加熱室12および処理室13の各室がほぼ同等の真空圧下にあり、圧力調節をせずにゲート開閉が行われる。
本実施の形態では、簡単のために、真空予備加熱室12が最初に真空処理を行う処理室に相当し、処理室13が最後に真空処理を行う処理室に相当し、真空予備加熱室12での予備加熱時間と処理室13での処理時間が同じであるとする。これらの1サイクルの時間をTとする。
図3(a)は、次のような時系列で移送した後の状態を示す。すなわち、1番目の基板W1を動作x2によりロード/アンロード室11から真空予備加熱室12へ移送する。その移送後にロード/アンロード室11を大気開放して、2番目の基板W2を動作x1により外部ステーション100からロード/アンロード室11へ移送する。3番目の基板W3を外部ステーション100で待機させる。図3(a)の状態を初期状態t=0とする。
図3(b)は、1サイクルの時間Tが経過し、t=Tのときの真空処理装置10の状態を示す。この1サイクルの時間中に、大気開放されていたロード/アンロード室11の真空排気が完了している。順移送装置22を定位置からy2方向に下降させ、処理室13の保持部14と同一高さとした後に、予備加熱処理が終わった基板W1を動作x3により処理室13へ移送する。順移送装置22を定位置に戻し、基板W2を動作x2によりロード/アンロード室11から真空予備加熱室12へ移送し、基板W3を動作x1により外部ステーション100からロード/アンロード室11へ移送し、4番目の基板W4を外部ステーション100で待機させる。
図3(c)は、さらに1サイクルの時間が経過し、t=2Tのときの真空処理装置10の状態を示す。逆移送装置32を定位置からy1方向に上昇させ、処理室13の保持部14と同一高さとした後に、プラズマ処理が終わった基板W1を動作x4により真空予備加熱室12へ移送する。図3(b)で説明した手順と同様に、基板W2,W3を1室づつ右方へ移送し、基板W4を動作x1により外部ステーション100からロード/アンロード室11へ移送し、5番目の基板W5を外部ステーション100で待機させる。
図3(d)は、さらに1サイクルの時間が経過し、t=3Tのときの真空処理装置10の状態を示す。逆移送装置32を定位置に戻し、基板W1を動作x5により真空予備加熱室12からロード/アンロード室11へ移送する。逆移送装置32をy1方向に上昇させ、処理室13のステージと同一高さとした後に、プラズマ処理が終わった基板W2を動作x4により真空予備加熱室12へ移送する。図3(b)で説明した手順と同様に、基板W3,W4を1室づつ右方へ移送し、基板W5を動作x1により外部ステーション100からロード/アンロード室11へ移送し、6番目の基板W6を外部ステーション100で待機させる。
以下、上記工程の繰り返しにより、複数の基板Wを連続的に処理して回収することができる。本実施の形態の真空処理装置は、順方向の移送を行う順移送装置21,22と逆方向の移送を行う逆移送装置22,32をそれぞれ専用に設けているので、単純な移送操作(アルゴリズム)で基板Wの移送と回収を行うことができ、さらに、基板Wの移送と回収を同じタイミングで行うこともできる。従って、図3のタイミングチャートに示されるように、ロード/アンロード室11、真空予備加熱室12および処理室13には常に基板Wが存在しており、空き時間が生じない。また、ヒータHは、逆方向の移送を行う逆移送装置32には設ける必要がなく、順方向の移送を行う順移送装置22のみに設けるだけなので、設備費を低減することができる。
また、ロード/アンロード室11は、基板Wの搬出入のために大気開放と真空排気を各サイクルタイムで1回づつ行うが、この動作は基板Wの処理中に行われるので、処理の空き時間は全く生じない。従って、複数種類の真空処理を1台の真空処理装置で行う場合にタクトタイムを短縮することができる。
本実施の形態の真空処理装置10は、ロード/アンロード室11、真空予備加熱室12、処理室13の3室構成であり、ロード/アンロード室11が処理前の基板Wを真空予備加熱室12へ移送するロード室と処理済みの基板Wを処理室13から回収するアンロード室を兼ねているので、真空処理装置10全体として小型化を達成できる。
本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。例えば、ロード/アンロード室11を省略し、真空予備加熱室12と処理室13の2室構成でも、本発明が適用でき、より一層の小型化を図ることができる。この場合は、真空予備加熱室12を大気開放と真空排気ができるようにし、外部(例えば、外部ステーション)から直接に真空予備加熱室12に対する基板Wの搬出入を行う。また、最後に真空処理を行う処理室13の前段に2つ以上の処理室を連結し、3種類以上の処理を連続的に行う真空処理装置にも本発明が適用できる。また、本実施の形態では、真空予備加熱室12とプラズマ処理を行う処理室13の組み合わせを例に説明したが、それ以外の真空処理の組み合わせにも本発明が適用できる。
10:真空処理装置
11:ロード/アンロード室
12:真空予備加熱室
13:処理室
14:保持部
21,22:順移送装置
22a,32a:昇降機構
31,32:逆移送装置
100:外部ステーション
G1〜G3:ゲート
H:ヒータ
W,W1〜W6:基板(被処理物)
x1〜x6:移送動作(動作)
y,y1,y2:昇降動作
11:ロード/アンロード室
12:真空予備加熱室
13:処理室
14:保持部
21,22:順移送装置
22a,32a:昇降機構
31,32:逆移送装置
100:外部ステーション
G1〜G3:ゲート
H:ヒータ
W,W1〜W6:基板(被処理物)
x1〜x6:移送動作(動作)
y,y1,y2:昇降動作
Claims (3)
- 相互に連結され、被処理物を連続的に真空処理する2以上の第1〜第nの処理室と、
前記第1〜第(n−1)の処理室の各々に設けられ、後段の処理室へ前記被処理物をそれぞれ移送する順移送手段と、
前記第1〜第(n−1)の処理室の各々に前記順移送手段とは別に設けられ、最後に真空処理を行う第nの処理室から第(n−1)〜第1の処理室の各々を順次経由して処理済みの被処理物を逆移送する逆移送手段と、
前記第nの処理室へ前記被処理物を順移送するときと前記第nの処理室から前記処理済みの被処理物を逆移送するときに、前記第(n−1)の処理室の前記順移送手段と前記逆移送手段とを移送可能位置へそれぞれ移動させる駆動手段とを備えることを特徴とする真空処理装置。 - 請求項1に記載の真空処理装置において、
前記順移送手段により前記被処理物を移送すると共に、前記逆移送手段により前記最後に真空処理を行う第nの処理室から前記処理済みの被処理物を回収することを特徴とする真空処理装置。 - 請求項1または2に記載の真空処理装置において、
前記第1〜第nの処理室のうち最初に真空処理を行う前記第1の処理室へ前記被処理物を移送し、前記第1〜第nの処理室のうち最後に真空処理を行う前記第nの処理室から前記処理済みの被処理物を回収する、大気開放と真空密閉とを切り換え可能な受け渡し室をさらに備えることを特徴とする真空処理装置。
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