真空処理装置及び真空処理方法
【課題】キャリアの数が少数であってもプロセスチャンバの稼働率の向上を図ることができる真空処理装置を提供する。
【解決手段】真空処理装置１は、２つのプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２と３つのロードロックチャンバＬＬ１，ＬＬ２，ＬＬ３が交互に直列に連結されており、隣り合うプロセスチャンバＰＣ１（ＰＣ２）とロードロックチャンバＬＬ１（ＬＬ２，ＬＬ３）との間でだけ複数のキャリアを搬送する搬送装置を備えている。搬送装置によってキャリアがプロセスチャンバＰＣ１（ＰＣ２）内に位置するとき被成膜材は成膜処理され、ロードロックチャンバＬＬ１（ＬＬ２，ＬＬ３）内に位置するとき被成膜材が交換される。
【解決手段】真空処理装置１は、２つのプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２と３つのロードロックチャンバＬＬ１，ＬＬ２，ＬＬ３が交互に直列に連結されており、隣り合うプロセスチャンバＰＣ１（ＰＣ２）とロードロックチャンバＬＬ１（ＬＬ２，ＬＬ３）との間でだけ複数のキャリアを搬送する搬送装置を備えている。搬送装置によってキャリアがプロセスチャンバＰＣ１（ＰＣ２）内に位置するとき被成膜材は成膜処理され、ロードロックチャンバＬＬ１（ＬＬ２，ＬＬ３）内に位置するとき被成膜材が交換される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の被処理材に対する真空処理に適した真空処理装置及び真空処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板などの被成膜材に対して１〜３層程度の成膜を行う場合には、１室のプロセスチャンバ（ＰＣ）に１室のロードロック（ＬＬ）が連結された成膜装置を用いることあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような、プロセスチャンバ（ＰＣ）とロードロック（ＬＬ）が１室ずつで構成された成膜装置では、ロードロック室（ＬＬ）で被成膜材の交換が行われる間はプロセスチャンバ（ＰＣ）で成膜することができないため、実質的な設備稼率を向上するには限界があり、成膜処理の生産性（スループット）向上を図ることが困難であった。
【０００４】
また、プロセスチャンバ（ＰＣ）とロードロック（ＬＬ）が１室ずつで構成された成膜装置において、被成膜材をキャリアに保持した状態で真空容器を搬送する装置が用いられることがある。このような装置では、キャリアを真空容器から取り出した状態で、被成膜材の取付けと取り外しを行うことがあり、被成膜材の取付けと取り外しの作業に要する工数が多く生産性の向上が課題となっていた。
【０００５】
そこで、ロードロック室（ＬＬ）での作業時間短縮を図るために、プロセスチャンバ（ＰＣ）を挟んで上流側と下流側にそれぞれロードロック室（ＬＬ）を配置し、被成膜材を一方方向に通過させる方法が採用されている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００６】
例えば、特許文献２に開示された技術は、ＬＯＡＤチャンバ（ＬＣ）とＵＮＬＯＡＤチャンバ（ＵＬ）の間に複数のプロセスチャンバ（ＰＣ）が配設された真空処理装置を用いた方法である。この真空処理装置では被成膜材をキャリアに保持した状態で搬送することができるため、連続的に被成膜材（基板）上に多層膜を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２７２９７号公報
【特許文献２】特開平７−２４３０３７号公報
【特許文献３】特開平１１−２２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献２の技術では、被成膜材を保持するキャリア（若しくはホルダ）を真空容器内で搬送するための機構が複雑であり、成膜装置の低コスト化が困難であるという問題があった。
また、被成膜材上に積層させる層の数が少ない場合には、相対的にＬＯＡＤチャンバ（ＬＣ）とＵＮＬＯＡＤチャンバ（ＵＬ）で作業時間が多くなり、また、プロセスチャンバ（ＰＣ）の稼働率を高くするには大量のキャリアを用意しなければならないことからコスト低減が困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、成膜処理の生産性の向上を図ることができ、且つコスト低減に寄与する真空処理装置及び真空処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る真空処理装置は、１つ以上のプロセスユニットと、プロセスユニットの数量よりも１つ多い数量のロードロックチャンバと、プロセスユニットの数量よりも１つ以上多い数量のキャリアと、隣り合うプロセスユニットとロードロックチャンバとの間でそれぞれの前記キャリアを搬送する搬送装置と、を備え、プロセスユニットとロードロックチャンバは直列、且つ交互に配置されるように連結され、ロードロックチャンバは、プロセスユニットと一方側で隣り合う第１ロードロックチャンバと、プロセスユニットと他方側で隣り合う第２ロードロックチャンバとを少なくとも含み、キャリアは、第１ロードロックチャンバとプロセスユニットの間を往復する第１キャリアと、第２ロードロックチャンバとプロセスユニットの間を往復する第２キャリアとを少なくとも含み、搬送装置は、第１キャリアと第２キャリアを同一方向に同期して搬送することを特徴とする。或いは、本発明に係る真空処理方法は、上述した真空処理装置を用いる真空処理方法であって、ロードロックチャンバに位置するキャリアに被処理材を取付ける取付け工程と、取付け工程で被処理材が搭載されたキャリアを隣り合うプロセスユニットに搬送する搬送工程と、搬送工程でプロセスユニット内に搬送されたキャリアに搭載された被処理材に真空処理を行う真空処理工程と、真空処理工程後に、被処理材が搭載されたキャリアをロードロックチャンバに搬送する第２搬送工程と、プロセスユニットと他方側で隣り合う他のロードロックチャンバに位置する他のキャリアに他の被処理材を取付ける第２取付け工程と、第２取付け工程で他の被処理材が搭載された他のキャリアをプロセスユニットに搬送する第３搬送工程とを有し、第２取付け工程は真空処理工程中に行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
キャリアの数が少数であるにもかかわらずプロセスチャンバ（プロセスユニット）の稼働率の向上を達成できることができる真空処理装置を提供することができる。また、この真空処理装置は、キャリアのメンテナンス、保守などを考慮しても少ない数のキャリアで連続生産を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置の外観斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置の側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置の上面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置の構成摸式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置の各チャンバでの処理のタイムチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置の各チャンバでの処理のタイムチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の各実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変できることは勿論である。
【００１４】
本願明細書中では、真空処理装置としてＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）を成膜するＣＶＤ成膜装置（真空処理装置１）を例に挙げて説明するが本発明はこの限りではない。例えば、スパッタリング装置や他のＰＶＤ装置若しくは他のＣＶＤ装置などにも本発明は好適に適用可能である。本発明は成膜装置以外の処理装置、例えばドライエッチング装置若しくはアッシング装置、熱処理装置などの装置にも好適に適用可能である。また、本発明に係る真空処理装置は、燃料電池製造装置、パネル製造装置、半導体製造装置、ストレージ製造装置として好適に適用可能なものである。
【００１５】
なお、本明細書中において「プロセスユニット」とは、図４，５に示されたプロセスチャンバＰＣのみならず、真空処理装置で真空処理がなされる一連の領域（例えば、図１０，１１のＰＣ１とＰＣ２のように連続したチャンバ）をも含む用語とする。一方、「プロセスチャンバ」とは、プロセスチャンバＰＣ１のように、個々のプロセスチャンバを示す用語とする。
【００１６】
本明細書中においては、任意のプロセスチャンバのいずれか一方側で隣り合うロードロックチャンバを第１ロードロックチャンバとし、プロセスユニットと他方側で隣り合うロードロックチャンバを第２ロードロックチャンバとする。第１キャリアと第２キャリアは、キャリアＣａ１〜Ｃａ６のうち隣り合って配置される任意の２つのキャリアをいうものとする。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１〜８は本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置を示す図であり、図１は真空処理装置の外観斜視図、図２は真空処理装置の側面図、図３は真空処理装置の上面図、図４は真空処理装置の構成摸式図、図５，６は真空処理装置の処理工程を示す説明図、図７，８は真空処理装置の各チャンバでの処理のタイムチャートである。なお、図面の煩雑化を防ぐため一部を除いて省略している。
【００１８】
図１〜４に基づいて真空処理装置１の概略構成を説明する。図１〜３は真空処理装置の外観を示すものであり、図４は真空処理装置の構成摸式図である。真空処理装置１はＣＶＤ装置であり、５つの真空チャンバが直列に連結されて構成されている。すなわち真空処理装置１は、ロードロックチャンバＬＬ１、プロセスチャンバＰＣ１、ロードロックチャンバＬＬ２、プロセスチャンバＰＣ２、ロードロックチャンバＬＬ３がゲートバルブＧＶを介して上記の順番で一列に連結されている。真空処理装置１では、被処理材をキャリアに保持した状態で真空処理が行われる。また、真空処理装置１には、各真空チャンバ間でキャリアを移送する搬送装置が設けられている。
【００１９】
プロセスチャンバＰＣ（ＰＣ１，ＰＣ２）は、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）を成膜するためのＣＶＤ成膜チャンバであり、詳細は省くがガス導入系１７と電力供給系１９及び排気系などを備えている。ガス導入系１７から導入されるガスはＣｘＨｙ（炭化水素系ガス），Ｈ２，Ｎ２，Ａｒなどである。また、プロセスチャンバＰＣには、ＤＬＣ膜を成膜するＣＶＤ処理装置の他にアッシング処理装置及び被処理材５を所定温度に過熱するヒータが備えられている。
【００２０】
ロードロックチャンバＬＬ（ＬＬ１，ＬＬ２，ＬＬ３）は、被処理材を導入するＬＯＡＤチャンバと取り出すＵＮＬＯＡＤチャンバの機能を併せ有するものであり、不図示のガス導入系や排気系を備えている。プロセス処理を行うプロセスチャンバＰＣの両側にゲートバルブＧＶを介して接続されて、プロセスチャンバＰＣに両側から被処理材５を供給／排出するように配置されている。ロードロックチャンバＬＬの排気／ベントを繰り返し行い、被処理材５の装置への供給／排出を行う機構を有している。すなわち、ドアバルブＤＶ（ＤＶ１，ＤＶ２，ＤＶ３）を開放することで、キャリアに被処理材５を取付け（搭載）又は取り外す作業をすることができる。
【００２１】
また、真空処理装置１の周囲にはロボットＲＢとコンベアＣＵが配置されており、前工程からコンベアＣＵによって搬送されてきた被処理材５をロボットＲＢによってキャリアに取付けることができる。そして、処理後の被処理材５はロボットＲＢによってキャリアから取り外されてコンベアＣＵに載置され、後工程に搬送される。本実施形態においては、被処理材を交換作業にロボットＲＢを用いているが、他の交換方法を用いてもよい。なお、処理工程については図５，６に基づいて詳しく説明する。
【００２２】
ここで、キャリアを搬送する搬送装置について説明する。
まず、キャリアは、上述したように被処理材５を保持する部材であり、下側には搬送装置のピニオンと噛み合うラックが直線上に取付けてある。搬送装置はキャリアをプロセスチャンバＰＣ及びロードロックチャンバＬＬの所定位置に移送する真空チャンバ側に備えられた装置であり、回転制御可能な小さなギアであるピニオンを所定間隔に有している。搬送装置のピニオンは、キャリア側のラックと噛み合っているため、ピニオンの回転を制御することでキャリアを任意の位置に移送することができる。
【００２３】
キャリアが１つのピニオンと噛み合わない位置まで移送される前に隣に配置されたピニオンがそのキャリアのラックに噛み合うように配置されている。本実施形態における搬送装置には、キャリアが４個設置されており、各キャリアは隣り合うロードロックチャンバＬＬとプロセスチャンバＰＣの間を往復するように移送される。全てのピニオンは同期回転するため４つのキャリアも同時に移動することになる。全てのキャリアは、同一方向に同期して移動する。
【００２４】
なお、被処理材は本実施形態においては板状若しくはシート状のものが用いられるが、真空処理の目的に応じて適宜変更できるものとする。また、上述した搬送装置は１つの構成例を示すものであり、ラックとピニオンを用いた機構に替えて、磁気ネジやリニアモータを用いた機構などを用いてもよい。
【００２５】
図５，６は、真空処理装置での処理工程を示す説明図であり、処理工程の流れを示している。すなわち、図５（ａ），図５（ｂ），図６（ａ），図６（ｂ）の順序で所定の真空処理や搬送動作が行われる。
図５（ａ）は、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２での真空処理が終了した後にキャリア（Ｃａ１−４）が搬送される工程（搬送工程）である。このとき、キャリアＣａ１，Ｃａ３には処理前の被処理材が保持（搭載）されており、キャリアＣａ２，Ｃａ４には処理が終わった被処理材が保持されている。すなわち、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２での真空処理が終わり、キャリアＣａ２（Ｃａ４）がロードロックチャンバＬＬ２（ＬＬ３）へと移動すると同時にキャリアＣａ１（Ｃａ３）がプロセスチャンバＰＣ１（ＰＣ２）へと移動し、真空処理が開始される。
【００２６】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の搬送工程が終了した後にプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２で真空処理が行われる工程（真空処理工程）である。このとき、キャリアＣａ１，Ｃａ３に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２で真空処理される。同時に、キャリアＣａ２，Ｃａ４から処理が終わった被処理材を取り出し、処理前の被処理材を取付ける作業が行（取付け工程）われる。より詳しくは、ロードロックチャンバＬＬ２，ＬＬ３では、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２での真空処理中に、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。
【００２７】
図６（ａ）は、図５（ｂ）の工程が終了した後にキャリア（Ｃａ１−４）が搬送される工程（第２搬送工程）である。このとき、キャリアＣａ２，Ｃａ４には処理前の被処理材が保持されており、キャリアＣａ１，Ｃａ３には処理が終わった被処理材が保持（搭載）されている。図６（ａ）でのキャリアの搬送方向は、図５（ａ）でのキャリアの搬送方向と逆方向である。
【００２８】
図６（ｂ）は、図６（ａ）の搬送工程が終了した後にプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２で真空処理が行われる工程（第２真空処理工程）である。すなわち、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２でのプロセス処理が終わり、キャリアＣａ１（Ｃａ３）がロードロックチャンバＬＬ１（ＬＬ２）へと移動すると同時にキャリアＣａ２（Ｃａ４）がプロセスチャンバＰＣ１（ＰＣ２）へと移動し、真空処理が開始される。このとき、キャリアＣａ２，Ｃａ４に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２で真空処理される。また、キャリアＣａ１，Ｃａ３から処理が終わった被処理材を取り出し、処理前の被処理材を取付ける作業（第２取付け工程）が行われる。なお、ロードロックチャンバＬＬ１，ＬＬ２で行われる作業工程は、上述した５（ｂ）での作業工程と同様に、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の各工程が行われる。
【００２９】
この図６（ｂ）の工程の後には、図５（ａ）の工程（搬送工程，第３搬送工程）が行われる。つまり、真空処理装置１では、上記の図５（ａ），図５（ｂ），図６（ａ），図６（ｂ）を繰り返されることで多数の被処理材の連続処理が行われる。
【００３０】
図７、８は、真空処理装置の各チャンバでの処理のタイムチャートである。
図７は、図５（ｂ）で示した段階での各チャンバでの処理のタイムチャートである。
すなわち、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２では真空処理が行われている間に、ロードロックチャンバＬＬ２，ＬＬ３で、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。
図８は、図６（ｂ）で示した段階での各チャンバでの処理のタイムチャートである。
すなわち、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２では真空処理が行われている間に、ロードロックチャンバＬＬ１，ＬＬ２で、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。
【００３１】
図７、８より、本実施形態に係る真空処理装置１は装置全体としての稼働率が高く効率的な設備運用が行われていることがわかる。これは、ロードロックチャンバＬＬ２，ＬＬ３（ＬＬ１，ＬＬ２）での作業時間と、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２では真空処理に要する時間がほぼ等しいため、これらのチャンバでの待ち時間はないことから明らかである。
なお、図７，８中の符号Ａ，Ｂは、それぞれ同一のタイミングであることを示している。すなわち、図７の処理と図８の処理が繰り返し行われる。
【００３２】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
本実施形態に係る真空処理装置２では、図９（ａ），図９（ｂ）の真空処理が繰り返し行われる。なお、図９（ａ）と図９（ｂ）の間に行われるキャリアの搬送工程は図からは省略されている。
図９（ｂ）は、図９（ａ）の真空処理（真空処理工程）、被処理材の排出／投入（取付け工程）が終了し、搬送工程が行われた後にプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３で真空処理が行われる工程（第２真空処理工程）である。このとき、キャリアＣａ１，Ｃａ３，Ｃａ５に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３で真空処理される。同時に、キャリアＣａ２，Ｃａ４，Ｃａ６から処理が終わった被処理材を取り出し、処理前の被処理材を取付ける作業（第２取付け工程）が行われる。より詳しくは、ロードロックチャンバＬＬ２，ＬＬ３，ＬＬ４では、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３での真空処理中に、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。
【００３３】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
本実施形態に係る真空処理装置３では、図１０（ａ），図１０（ｂ），図１０（ｃ），図１０（ｄ）の真空処理が繰り返し行われる。
図１０（ａ）と図１０（ｂ）の間（搬送工程）、図１０（ｂ）と図１０（ｃ）の間（第２搬送工程）、図１０（ｃ）と図１０（ｄ）の間（第３搬送工程）、図１０（ｄ）と図１０（ａ）の間（第４搬送工程）、にそれぞれ行われるキャリアの搬送工程は図からは省略されている。
【００３４】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の真空処理、被処理材の排出／投入（取付け工程）が終了し、搬送工程（搬送工程）が行われた後にプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４で真空処理が行われる工程である。このとき、キャリアＣａ１，Ｃａ３に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ３（第１プロセスチャンバ）で真空処理される（真空処理工程）。同時に、図１０（ａ）にてＰＣ１とＰＣ３にて処理されたキャリアＣａ２，Ｃａ４内の被処理材はＰＣ２，ＰＣ４（第２プロセスチャンバ）で待機、または必要に応じて冷却などの真空処理をされる。
図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）の真空処理が終了し、搬送工程（第２搬送工程）が行われた後にプロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４で真空処理が行われる工程（第２真空処理工程）である。
【００３５】
このとき、キャリアＣａ１，Ｃａ３に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４で真空処理される。同時に、キャリアＣａ２，Ｃａ４から処理が終わった被処理材を取り出し、処理前の被処理材を取付ける作業（第２取付け工程）が行われる。より詳しくは、ロードロックチャンバＬＬ２，ＬＬ３では、プロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４での真空処理中に、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。
【００３６】
図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）の真空処理、被処理材の排出／投入が終了し、搬送工程（第３搬送工程）が行われた後にプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４で真空処理が行われる工程である。このとき、キャリアＣａ２，Ｃａ４に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４で真空処理される。同時に、図１０（ｃ）にてＰＣ２とＰＣ４にて処理されたキャリアＣａ１，Ｃａ３内の被処理材はＰＣ１，ＰＣ３で待機、または必要に応じて冷却などの真空処理をされる。
【００３７】
つまり、Ｃａ１の被処理材はＰＣ１−ＰＣ２−（ＰＣ１）の順に移送され、Ｃａ２の被処理材はＰＣ２−ＰＣ１−（ＰＣ２）の順で移送される。同様に、Ｃａ３の被処理材はＰＣ３−ＰＣ４−（ＰＣ３）の順で移送され、Ｃａ４の被処理材はＰＣ４−ＰＣ３−（ＰＣ４）の順で移送される。すなわち、各プロセスチャンバＰＣで真空処理され後にロードロックチャンバＬＬから排出される。
【００３８】
（第４の実施形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
本実施形態に係る真空処理装置４では、図１１（ａ），図１１（ｂ），図１１（ｃ）の真空処理が繰り返し行われる。
【００３９】
図１１（ａ）と図１１（ｂ）の間、図１１（ｂ）と図１１（ｃ）の間、図１１（ｃ）と図１１（ａ）の間、にそれぞれ行われるキャリアの搬送工程は図からは省略されている。
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の真空処理、被処理材の排出／投入が終了し、搬送工程が行われた後にプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４で真空処理が行われる工程である。
【００４０】
このとき、図１１（ａ）にて新しく装置へ投入された、キャリアＣａ１，Ｃａ３に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ３で真空処理される。同時に、図１１（ａ）にてＰＣ１とＰＣ３にて処理されたキャリアＣａ２，Ｃａ４内の被処理材はＰＣ２，ＰＣ４で真空処理される。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）の真空処理が終了し、搬送工程が行われた後にプロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４で真空処理が行われる工程である。
【００４１】
このとき、キャリアＣａ１，Ｃａ３に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４で真空処理される。同時に、キャリアＣａ２，Ｃａ４から処理が終わった被処理材を取り出し、処理前の被処理材を取付ける作業が行われる。より詳しくは、ロードロックチャンバＬＬ２，ＬＬ３では、プロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４での真空処理中に、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。
つまりＣａ１,Ｃａ２の被処理材はＰＣ１−ＰＣ２の順で、Ｃａ３，Ｃａ４の被処理材はＰＣ２−ＰＣ１の順で、それぞれ真空処理された後に排出される。
【００４２】
（第５の実施形態）
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
本実施形態に係る真空処理装置５は、１つのプロセスチャンバの両側にロードロックチャンバＬＬを配置した３チャンバ構成の場合である。真空処理装置５では、２つのキャリアＣａが交互にプロセスチャンバＰＣに位置することになる。
【００４３】
図１２（ａ）は、キャリアの搬送工程（搬送工程）の後に行われる工程であり、ロードロックチャンバＬＬ１で被処理材の排出／投入（取付け工程）している間に、プロセスチャンバＰＣで真空処理が行われる工程（真空処理工程）である。図１２（ｃ）は、ロードロックチャンバＬＬ２で被処理材の排出／投入（第２取付け工程）している間に、プロセスチャンバＰＣで真空処理が行われる工程（第２真空処理工程）である。すなわち、ロードロックチャンバＬＬ１，ＬＬ２では、プロセスチャンバＰＣでの真空処理中に、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の後、図１２（ｃ）前の間に行われるキャリアの搬送工程（第２搬送工程）である。また、図１２（ｄ）は、図１２（ｃ）の後、図１２（ａ）前に行われるキャリアの搬送工程（第３搬送工程，搬送工程）である。
【００４４】
上述した第１〜５の実施形態において、プロセスチャンバＰＣの数を２、４（ロードロックチャンバＬＬの数は４，６）とした構成例について説明したが、チャンバの数や構成は必要に応じて変更できることはもちろんである。
【００４５】
プロセスチャンバＰＣとロードロックチャンバＬＬとを所定の順番で配置する構成であれば、プロセスチャンバＰＣの個数は任意に設定することができる。例えば、１２台のプロセスチャンバＰＣと１３台のロードロックチャンバＬＬから真空処理装置を構成してもよい。このようにプロセスチャンバＰＣとロードロックチャンバＬＬとを直列且つ交互に連結する構成では、ロードロックチャンバＬＬの数はプロセスチャンバＰＣよりも１つだけ多い構成となる。また、直列に連結されたチャンバ（ＰＣまたはＬＬ）の先頭と後尾を連結してもよい。すなわち、Ｎ個のプロセスユニットを備えるとすると、ロードロックチャンバとキャリアはそれぞれＮ＋１個となり、搬送装置は、キャリアのうち２個を一組として同期して搬送する構成とすることができる。
【００４６】
他の例としては、図１０，１１のように複数のプロセスチャンバＰＣを挟んで両側にロードロックチャンバＬＬを備える構成では、プロセスチャンバＰＣの数は任意の数とすることができる。この場合でも、複数のプロセスチャンバＰＣとその両側のロードロックチャンバＬＬとからなるユニットを任意に直列に連結することができる。
【００４７】
但し、図１０，１１のような構成においては、連続する複数のプロセスチャンバＰＣ（ＰＣ１とＰＣ２のように隣り合うプロセスチャンバ）を１つのプロセスユニットと考えると、これらの真空処理装置も、プロセスユニットとロードロックチャンバＬＬとが直列且つ交互に連結される構成とみなすことができる。
【００４８】
上述した本発明に係る真空処理装置１，２，３，４を用いることで、キャリアの数が少数であってもプロセスチャンバの稼働率の向上を図ることができる。また、本発明に係る真空処理装置は、キャリアのメンテナンス、保守などを考慮しても少ない数のキャリアで連続生産を行うことができる。従って、ランニングコストや設備費など、生産に要するコストの一層の低減を図ることができる。
【符号の説明】
【００４９】
ＬＬ１，ＬＬ２，ＬＬ３，ＬＬ４ ロードロック室
ＰＣ，ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ４ プロセス室
ＣＵ コンベア
ＲＢ 移載ロボット
ＧＶ ゲートバルブ
ＤＶ ドアバルブ
Ｃａ１〜Ｃａ６ キャリア
１，２，３，４，５ 真空処理装置
５ 被処理材
１７ ガス供給系
１９ 電力供給系
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の被処理材に対する真空処理に適した真空処理装置及び真空処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板などの被成膜材に対して１〜３層程度の成膜を行う場合には、１室のプロセスチャンバ（ＰＣ）に１室のロードロック（ＬＬ）が連結された成膜装置を用いることあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような、プロセスチャンバ（ＰＣ）とロードロック（ＬＬ）が１室ずつで構成された成膜装置では、ロードロック室（ＬＬ）で被成膜材の交換が行われる間はプロセスチャンバ（ＰＣ）で成膜することができないため、実質的な設備稼率を向上するには限界があり、成膜処理の生産性（スループット）向上を図ることが困難であった。
【０００４】
また、プロセスチャンバ（ＰＣ）とロードロック（ＬＬ）が１室ずつで構成された成膜装置において、被成膜材をキャリアに保持した状態で真空容器を搬送する装置が用いられることがある。このような装置では、キャリアを真空容器から取り出した状態で、被成膜材の取付けと取り外しを行うことがあり、被成膜材の取付けと取り外しの作業に要する工数が多く生産性の向上が課題となっていた。
【０００５】
そこで、ロードロック室（ＬＬ）での作業時間短縮を図るために、プロセスチャンバ（ＰＣ）を挟んで上流側と下流側にそれぞれロードロック室（ＬＬ）を配置し、被成膜材を一方方向に通過させる方法が採用されている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００６】
例えば、特許文献２に開示された技術は、ＬＯＡＤチャンバ（ＬＣ）とＵＮＬＯＡＤチャンバ（ＵＬ）の間に複数のプロセスチャンバ（ＰＣ）が配設された真空処理装置を用いた方法である。この真空処理装置では被成膜材をキャリアに保持した状態で搬送することができるため、連続的に被成膜材（基板）上に多層膜を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２７２９７号公報
【特許文献２】特開平７−２４３０３７号公報
【特許文献３】特開平１１−２２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献２の技術では、被成膜材を保持するキャリア（若しくはホルダ）を真空容器内で搬送するための機構が複雑であり、成膜装置の低コスト化が困難であるという問題があった。
また、被成膜材上に積層させる層の数が少ない場合には、相対的にＬＯＡＤチャンバ（ＬＣ）とＵＮＬＯＡＤチャンバ（ＵＬ）で作業時間が多くなり、また、プロセスチャンバ（ＰＣ）の稼働率を高くするには大量のキャリアを用意しなければならないことからコスト低減が困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、成膜処理の生産性の向上を図ることができ、且つコスト低減に寄与する真空処理装置及び真空処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る真空処理装置は、１つ以上のプロセスユニットと、プロセスユニットの数量よりも１つ多い数量のロードロックチャンバと、プロセスユニットの数量よりも１つ以上多い数量のキャリアと、隣り合うプロセスユニットとロードロックチャンバとの間でそれぞれの前記キャリアを搬送する搬送装置と、を備え、プロセスユニットとロードロックチャンバは直列、且つ交互に配置されるように連結され、ロードロックチャンバは、プロセスユニットと一方側で隣り合う第１ロードロックチャンバと、プロセスユニットと他方側で隣り合う第２ロードロックチャンバとを少なくとも含み、キャリアは、第１ロードロックチャンバとプロセスユニットの間を往復する第１キャリアと、第２ロードロックチャンバとプロセスユニットの間を往復する第２キャリアとを少なくとも含み、搬送装置は、第１キャリアと第２キャリアを同一方向に同期して搬送することを特徴とする。或いは、本発明に係る真空処理方法は、上述した真空処理装置を用いる真空処理方法であって、ロードロックチャンバに位置するキャリアに被処理材を取付ける取付け工程と、取付け工程で被処理材が搭載されたキャリアを隣り合うプロセスユニットに搬送する搬送工程と、搬送工程でプロセスユニット内に搬送されたキャリアに搭載された被処理材に真空処理を行う真空処理工程と、真空処理工程後に、被処理材が搭載されたキャリアをロードロックチャンバに搬送する第２搬送工程と、プロセスユニットと他方側で隣り合う他のロードロックチャンバに位置する他のキャリアに他の被処理材を取付ける第２取付け工程と、第２取付け工程で他の被処理材が搭載された他のキャリアをプロセスユニットに搬送する第３搬送工程とを有し、第２取付け工程は真空処理工程中に行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
キャリアの数が少数であるにもかかわらずプロセスチャンバ（プロセスユニット）の稼働率の向上を達成できることができる真空処理装置を提供することができる。また、この真空処理装置は、キャリアのメンテナンス、保守などを考慮しても少ない数のキャリアで連続生産を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置の外観斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置の側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置の上面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置の構成摸式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置の各チャンバでの処理のタイムチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置の各チャンバでの処理のタイムチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の各実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変できることは勿論である。
【００１４】
本願明細書中では、真空処理装置としてＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）を成膜するＣＶＤ成膜装置（真空処理装置１）を例に挙げて説明するが本発明はこの限りではない。例えば、スパッタリング装置や他のＰＶＤ装置若しくは他のＣＶＤ装置などにも本発明は好適に適用可能である。本発明は成膜装置以外の処理装置、例えばドライエッチング装置若しくはアッシング装置、熱処理装置などの装置にも好適に適用可能である。また、本発明に係る真空処理装置は、燃料電池製造装置、パネル製造装置、半導体製造装置、ストレージ製造装置として好適に適用可能なものである。
【００１５】
なお、本明細書中において「プロセスユニット」とは、図４，５に示されたプロセスチャンバＰＣのみならず、真空処理装置で真空処理がなされる一連の領域（例えば、図１０，１１のＰＣ１とＰＣ２のように連続したチャンバ）をも含む用語とする。一方、「プロセスチャンバ」とは、プロセスチャンバＰＣ１のように、個々のプロセスチャンバを示す用語とする。
【００１６】
本明細書中においては、任意のプロセスチャンバのいずれか一方側で隣り合うロードロックチャンバを第１ロードロックチャンバとし、プロセスユニットと他方側で隣り合うロードロックチャンバを第２ロードロックチャンバとする。第１キャリアと第２キャリアは、キャリアＣａ１〜Ｃａ６のうち隣り合って配置される任意の２つのキャリアをいうものとする。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１〜８は本発明の第１の実施形態に係る真空処理装置を示す図であり、図１は真空処理装置の外観斜視図、図２は真空処理装置の側面図、図３は真空処理装置の上面図、図４は真空処理装置の構成摸式図、図５，６は真空処理装置の処理工程を示す説明図、図７，８は真空処理装置の各チャンバでの処理のタイムチャートである。なお、図面の煩雑化を防ぐため一部を除いて省略している。
【００１８】
図１〜４に基づいて真空処理装置１の概略構成を説明する。図１〜３は真空処理装置の外観を示すものであり、図４は真空処理装置の構成摸式図である。真空処理装置１はＣＶＤ装置であり、５つの真空チャンバが直列に連結されて構成されている。すなわち真空処理装置１は、ロードロックチャンバＬＬ１、プロセスチャンバＰＣ１、ロードロックチャンバＬＬ２、プロセスチャンバＰＣ２、ロードロックチャンバＬＬ３がゲートバルブＧＶを介して上記の順番で一列に連結されている。真空処理装置１では、被処理材をキャリアに保持した状態で真空処理が行われる。また、真空処理装置１には、各真空チャンバ間でキャリアを移送する搬送装置が設けられている。
【００１９】
プロセスチャンバＰＣ（ＰＣ１，ＰＣ２）は、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）を成膜するためのＣＶＤ成膜チャンバであり、詳細は省くがガス導入系１７と電力供給系１９及び排気系などを備えている。ガス導入系１７から導入されるガスはＣｘＨｙ（炭化水素系ガス），Ｈ２，Ｎ２，Ａｒなどである。また、プロセスチャンバＰＣには、ＤＬＣ膜を成膜するＣＶＤ処理装置の他にアッシング処理装置及び被処理材５を所定温度に過熱するヒータが備えられている。
【００２０】
ロードロックチャンバＬＬ（ＬＬ１，ＬＬ２，ＬＬ３）は、被処理材を導入するＬＯＡＤチャンバと取り出すＵＮＬＯＡＤチャンバの機能を併せ有するものであり、不図示のガス導入系や排気系を備えている。プロセス処理を行うプロセスチャンバＰＣの両側にゲートバルブＧＶを介して接続されて、プロセスチャンバＰＣに両側から被処理材５を供給／排出するように配置されている。ロードロックチャンバＬＬの排気／ベントを繰り返し行い、被処理材５の装置への供給／排出を行う機構を有している。すなわち、ドアバルブＤＶ（ＤＶ１，ＤＶ２，ＤＶ３）を開放することで、キャリアに被処理材５を取付け（搭載）又は取り外す作業をすることができる。
【００２１】
また、真空処理装置１の周囲にはロボットＲＢとコンベアＣＵが配置されており、前工程からコンベアＣＵによって搬送されてきた被処理材５をロボットＲＢによってキャリアに取付けることができる。そして、処理後の被処理材５はロボットＲＢによってキャリアから取り外されてコンベアＣＵに載置され、後工程に搬送される。本実施形態においては、被処理材を交換作業にロボットＲＢを用いているが、他の交換方法を用いてもよい。なお、処理工程については図５，６に基づいて詳しく説明する。
【００２２】
ここで、キャリアを搬送する搬送装置について説明する。
まず、キャリアは、上述したように被処理材５を保持する部材であり、下側には搬送装置のピニオンと噛み合うラックが直線上に取付けてある。搬送装置はキャリアをプロセスチャンバＰＣ及びロードロックチャンバＬＬの所定位置に移送する真空チャンバ側に備えられた装置であり、回転制御可能な小さなギアであるピニオンを所定間隔に有している。搬送装置のピニオンは、キャリア側のラックと噛み合っているため、ピニオンの回転を制御することでキャリアを任意の位置に移送することができる。
【００２３】
キャリアが１つのピニオンと噛み合わない位置まで移送される前に隣に配置されたピニオンがそのキャリアのラックに噛み合うように配置されている。本実施形態における搬送装置には、キャリアが４個設置されており、各キャリアは隣り合うロードロックチャンバＬＬとプロセスチャンバＰＣの間を往復するように移送される。全てのピニオンは同期回転するため４つのキャリアも同時に移動することになる。全てのキャリアは、同一方向に同期して移動する。
【００２４】
なお、被処理材は本実施形態においては板状若しくはシート状のものが用いられるが、真空処理の目的に応じて適宜変更できるものとする。また、上述した搬送装置は１つの構成例を示すものであり、ラックとピニオンを用いた機構に替えて、磁気ネジやリニアモータを用いた機構などを用いてもよい。
【００２５】
図５，６は、真空処理装置での処理工程を示す説明図であり、処理工程の流れを示している。すなわち、図５（ａ），図５（ｂ），図６（ａ），図６（ｂ）の順序で所定の真空処理や搬送動作が行われる。
図５（ａ）は、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２での真空処理が終了した後にキャリア（Ｃａ１−４）が搬送される工程（搬送工程）である。このとき、キャリアＣａ１，Ｃａ３には処理前の被処理材が保持（搭載）されており、キャリアＣａ２，Ｃａ４には処理が終わった被処理材が保持されている。すなわち、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２での真空処理が終わり、キャリアＣａ２（Ｃａ４）がロードロックチャンバＬＬ２（ＬＬ３）へと移動すると同時にキャリアＣａ１（Ｃａ３）がプロセスチャンバＰＣ１（ＰＣ２）へと移動し、真空処理が開始される。
【００２６】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の搬送工程が終了した後にプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２で真空処理が行われる工程（真空処理工程）である。このとき、キャリアＣａ１，Ｃａ３に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２で真空処理される。同時に、キャリアＣａ２，Ｃａ４から処理が終わった被処理材を取り出し、処理前の被処理材を取付ける作業が行（取付け工程）われる。より詳しくは、ロードロックチャンバＬＬ２，ＬＬ３では、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２での真空処理中に、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。
【００２７】
図６（ａ）は、図５（ｂ）の工程が終了した後にキャリア（Ｃａ１−４）が搬送される工程（第２搬送工程）である。このとき、キャリアＣａ２，Ｃａ４には処理前の被処理材が保持されており、キャリアＣａ１，Ｃａ３には処理が終わった被処理材が保持（搭載）されている。図６（ａ）でのキャリアの搬送方向は、図５（ａ）でのキャリアの搬送方向と逆方向である。
【００２８】
図６（ｂ）は、図６（ａ）の搬送工程が終了した後にプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２で真空処理が行われる工程（第２真空処理工程）である。すなわち、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２でのプロセス処理が終わり、キャリアＣａ１（Ｃａ３）がロードロックチャンバＬＬ１（ＬＬ２）へと移動すると同時にキャリアＣａ２（Ｃａ４）がプロセスチャンバＰＣ１（ＰＣ２）へと移動し、真空処理が開始される。このとき、キャリアＣａ２，Ｃａ４に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２で真空処理される。また、キャリアＣａ１，Ｃａ３から処理が終わった被処理材を取り出し、処理前の被処理材を取付ける作業（第２取付け工程）が行われる。なお、ロードロックチャンバＬＬ１，ＬＬ２で行われる作業工程は、上述した５（ｂ）での作業工程と同様に、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の各工程が行われる。
【００２９】
この図６（ｂ）の工程の後には、図５（ａ）の工程（搬送工程，第３搬送工程）が行われる。つまり、真空処理装置１では、上記の図５（ａ），図５（ｂ），図６（ａ），図６（ｂ）を繰り返されることで多数の被処理材の連続処理が行われる。
【００３０】
図７、８は、真空処理装置の各チャンバでの処理のタイムチャートである。
図７は、図５（ｂ）で示した段階での各チャンバでの処理のタイムチャートである。
すなわち、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２では真空処理が行われている間に、ロードロックチャンバＬＬ２，ＬＬ３で、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。
図８は、図６（ｂ）で示した段階での各チャンバでの処理のタイムチャートである。
すなわち、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２では真空処理が行われている間に、ロードロックチャンバＬＬ１，ＬＬ２で、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。
【００３１】
図７、８より、本実施形態に係る真空処理装置１は装置全体としての稼働率が高く効率的な設備運用が行われていることがわかる。これは、ロードロックチャンバＬＬ２，ＬＬ３（ＬＬ１，ＬＬ２）での作業時間と、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２では真空処理に要する時間がほぼ等しいため、これらのチャンバでの待ち時間はないことから明らかである。
なお、図７，８中の符号Ａ，Ｂは、それぞれ同一のタイミングであることを示している。すなわち、図７の処理と図８の処理が繰り返し行われる。
【００３２】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
本実施形態に係る真空処理装置２では、図９（ａ），図９（ｂ）の真空処理が繰り返し行われる。なお、図９（ａ）と図９（ｂ）の間に行われるキャリアの搬送工程は図からは省略されている。
図９（ｂ）は、図９（ａ）の真空処理（真空処理工程）、被処理材の排出／投入（取付け工程）が終了し、搬送工程が行われた後にプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３で真空処理が行われる工程（第２真空処理工程）である。このとき、キャリアＣａ１，Ｃａ３，Ｃａ５に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３で真空処理される。同時に、キャリアＣａ２，Ｃａ４，Ｃａ６から処理が終わった被処理材を取り出し、処理前の被処理材を取付ける作業（第２取付け工程）が行われる。より詳しくは、ロードロックチャンバＬＬ２，ＬＬ３，ＬＬ４では、プロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３での真空処理中に、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。
【００３３】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
本実施形態に係る真空処理装置３では、図１０（ａ），図１０（ｂ），図１０（ｃ），図１０（ｄ）の真空処理が繰り返し行われる。
図１０（ａ）と図１０（ｂ）の間（搬送工程）、図１０（ｂ）と図１０（ｃ）の間（第２搬送工程）、図１０（ｃ）と図１０（ｄ）の間（第３搬送工程）、図１０（ｄ）と図１０（ａ）の間（第４搬送工程）、にそれぞれ行われるキャリアの搬送工程は図からは省略されている。
【００３４】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の真空処理、被処理材の排出／投入（取付け工程）が終了し、搬送工程（搬送工程）が行われた後にプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４で真空処理が行われる工程である。このとき、キャリアＣａ１，Ｃａ３に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ３（第１プロセスチャンバ）で真空処理される（真空処理工程）。同時に、図１０（ａ）にてＰＣ１とＰＣ３にて処理されたキャリアＣａ２，Ｃａ４内の被処理材はＰＣ２，ＰＣ４（第２プロセスチャンバ）で待機、または必要に応じて冷却などの真空処理をされる。
図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）の真空処理が終了し、搬送工程（第２搬送工程）が行われた後にプロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４で真空処理が行われる工程（第２真空処理工程）である。
【００３５】
このとき、キャリアＣａ１，Ｃａ３に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４で真空処理される。同時に、キャリアＣａ２，Ｃａ４から処理が終わった被処理材を取り出し、処理前の被処理材を取付ける作業（第２取付け工程）が行われる。より詳しくは、ロードロックチャンバＬＬ２，ＬＬ３では、プロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４での真空処理中に、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。
【００３６】
図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）の真空処理、被処理材の排出／投入が終了し、搬送工程（第３搬送工程）が行われた後にプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４で真空処理が行われる工程である。このとき、キャリアＣａ２，Ｃａ４に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４で真空処理される。同時に、図１０（ｃ）にてＰＣ２とＰＣ４にて処理されたキャリアＣａ１，Ｃａ３内の被処理材はＰＣ１，ＰＣ３で待機、または必要に応じて冷却などの真空処理をされる。
【００３７】
つまり、Ｃａ１の被処理材はＰＣ１−ＰＣ２−（ＰＣ１）の順に移送され、Ｃａ２の被処理材はＰＣ２−ＰＣ１−（ＰＣ２）の順で移送される。同様に、Ｃａ３の被処理材はＰＣ３−ＰＣ４−（ＰＣ３）の順で移送され、Ｃａ４の被処理材はＰＣ４−ＰＣ３−（ＰＣ４）の順で移送される。すなわち、各プロセスチャンバＰＣで真空処理され後にロードロックチャンバＬＬから排出される。
【００３８】
（第４の実施形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
本実施形態に係る真空処理装置４では、図１１（ａ），図１１（ｂ），図１１（ｃ）の真空処理が繰り返し行われる。
【００３９】
図１１（ａ）と図１１（ｂ）の間、図１１（ｂ）と図１１（ｃ）の間、図１１（ｃ）と図１１（ａ）の間、にそれぞれ行われるキャリアの搬送工程は図からは省略されている。
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の真空処理、被処理材の排出／投入が終了し、搬送工程が行われた後にプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４で真空処理が行われる工程である。
【００４０】
このとき、図１１（ａ）にて新しく装置へ投入された、キャリアＣａ１，Ｃａ３に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ１，ＰＣ３で真空処理される。同時に、図１１（ａ）にてＰＣ１とＰＣ３にて処理されたキャリアＣａ２，Ｃａ４内の被処理材はＰＣ２，ＰＣ４で真空処理される。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）の真空処理が終了し、搬送工程が行われた後にプロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４で真空処理が行われる工程である。
【００４１】
このとき、キャリアＣａ１，Ｃａ３に保持された被処理材はそれぞれプロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４で真空処理される。同時に、キャリアＣａ２，Ｃａ４から処理が終わった被処理材を取り出し、処理前の被処理材を取付ける作業が行われる。より詳しくは、ロードロックチャンバＬＬ２，ＬＬ３では、プロセスチャンバＰＣ２，ＰＣ４での真空処理中に、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。
つまりＣａ１,Ｃａ２の被処理材はＰＣ１−ＰＣ２の順で、Ｃａ３，Ｃａ４の被処理材はＰＣ２−ＰＣ１の順で、それぞれ真空処理された後に排出される。
【００４２】
（第５の実施形態）
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る真空処理装置での処理工程を示す説明図である。
本実施形態に係る真空処理装置５は、１つのプロセスチャンバの両側にロードロックチャンバＬＬを配置した３チャンバ構成の場合である。真空処理装置５では、２つのキャリアＣａが交互にプロセスチャンバＰＣに位置することになる。
【００４３】
図１２（ａ）は、キャリアの搬送工程（搬送工程）の後に行われる工程であり、ロードロックチャンバＬＬ１で被処理材の排出／投入（取付け工程）している間に、プロセスチャンバＰＣで真空処理が行われる工程（真空処理工程）である。図１２（ｃ）は、ロードロックチャンバＬＬ２で被処理材の排出／投入（第２取付け工程）している間に、プロセスチャンバＰＣで真空処理が行われる工程（第２真空処理工程）である。すなわち、ロードロックチャンバＬＬ１，ＬＬ２では、プロセスチャンバＰＣでの真空処理中に、ベント（大気開放）、被処理材の排出／投入、真空排気の４つ工程（作業工程）が行われる。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の後、図１２（ｃ）前の間に行われるキャリアの搬送工程（第２搬送工程）である。また、図１２（ｄ）は、図１２（ｃ）の後、図１２（ａ）前に行われるキャリアの搬送工程（第３搬送工程，搬送工程）である。
【００４４】
上述した第１〜５の実施形態において、プロセスチャンバＰＣの数を２、４（ロードロックチャンバＬＬの数は４，６）とした構成例について説明したが、チャンバの数や構成は必要に応じて変更できることはもちろんである。
【００４５】
プロセスチャンバＰＣとロードロックチャンバＬＬとを所定の順番で配置する構成であれば、プロセスチャンバＰＣの個数は任意に設定することができる。例えば、１２台のプロセスチャンバＰＣと１３台のロードロックチャンバＬＬから真空処理装置を構成してもよい。このようにプロセスチャンバＰＣとロードロックチャンバＬＬとを直列且つ交互に連結する構成では、ロードロックチャンバＬＬの数はプロセスチャンバＰＣよりも１つだけ多い構成となる。また、直列に連結されたチャンバ（ＰＣまたはＬＬ）の先頭と後尾を連結してもよい。すなわち、Ｎ個のプロセスユニットを備えるとすると、ロードロックチャンバとキャリアはそれぞれＮ＋１個となり、搬送装置は、キャリアのうち２個を一組として同期して搬送する構成とすることができる。
【００４６】
他の例としては、図１０，１１のように複数のプロセスチャンバＰＣを挟んで両側にロードロックチャンバＬＬを備える構成では、プロセスチャンバＰＣの数は任意の数とすることができる。この場合でも、複数のプロセスチャンバＰＣとその両側のロードロックチャンバＬＬとからなるユニットを任意に直列に連結することができる。
【００４７】
但し、図１０，１１のような構成においては、連続する複数のプロセスチャンバＰＣ（ＰＣ１とＰＣ２のように隣り合うプロセスチャンバ）を１つのプロセスユニットと考えると、これらの真空処理装置も、プロセスユニットとロードロックチャンバＬＬとが直列且つ交互に連結される構成とみなすことができる。
【００４８】
上述した本発明に係る真空処理装置１，２，３，４を用いることで、キャリアの数が少数であってもプロセスチャンバの稼働率の向上を図ることができる。また、本発明に係る真空処理装置は、キャリアのメンテナンス、保守などを考慮しても少ない数のキャリアで連続生産を行うことができる。従って、ランニングコストや設備費など、生産に要するコストの一層の低減を図ることができる。
【符号の説明】
【００４９】
ＬＬ１，ＬＬ２，ＬＬ３，ＬＬ４ ロードロック室
ＰＣ，ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ４ プロセス室
ＣＵ コンベア
ＲＢ 移載ロボット
ＧＶ ゲートバルブ
ＤＶ ドアバルブ
Ｃａ１〜Ｃａ６ キャリア
１，２，３，４，５ 真空処理装置
５ 被処理材
１７ ガス供給系
１９ 電力供給系
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のプロセスユニットと、
前記プロセスユニットの数量よりも１つ多い数量のロードロックチャンバと、
前記プロセスユニットの数量よりも１つ以上多い数量のキャリアと、
隣り合う前記プロセスユニットと前記ロードロックチャンバとの間でそれぞれの前記キャリアを搬送する搬送装置と、を備え、
前記プロセスユニットと前記ロードロックチャンバは直列、且つ交互に配置されるように連結され、
前記ロードロックチャンバは、前記プロセスユニットと一方側で隣り合う第１ロードロックチャンバと、前記プロセスユニットと他方側で隣り合う第２ロードロックチャンバとを少なくとも含み、
前記キャリアは、前記第１ロードロックチャンバと前記プロセスユニットの間を往復する第１キャリアと、前記第２ロードロックチャンバと前記プロセスユニットの間を往復する第２キャリアとを少なくとも含み、
前記搬送装置は、前記第１キャリアと前記第２キャリアを同一方向に同期して搬送することを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
Ｎ個の前記プロセスユニットと、
Ｎ＋１個の前記ロードロックチャンバと、
Ｎ＋１個の前記キャリアとを備え、
前記搬送装置は、前記キャリアのうち２個を一組として同期して搬送することを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記プロセスユニットが２つ以上あるとき、
前記搬送装置は、全ての前記キャリアを同一方向に同期して搬送することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載された真空処理装置を用いた真空処理方法であって、
前記ロードロックチャンバに位置する前記キャリアに被処理材を取付ける取付け工程と、
前記取付け工程で前記被処理材が搭載された前記キャリアを隣り合う前記プロセスユニットに搬送する搬送工程と、
前記搬送工程で前記プロセスユニット内に搬送された前記キャリアに搭載された前記被処理材に真空処理を行う真空処理工程と、
前記真空処理工程後に、前記被処理材が搭載された前記キャリアを前記ロードロックチャンバに搬送する第２搬送工程と、
前記プロセスユニットと他方側で隣り合う他のロードロックチャンバに位置する他のキャリアに他の被処理材を取付ける第２取付け工程と、
前記第２取付け工程で前記他の被処理材が搭載された前記他のキャリアを前記プロセスユニットに搬送する第３搬送工程とを有し、
前記第２取付け工程は前記真空処理工程中に行われることを特徴とする真空処理方法。
【請求項５】
前記プロセスユニットは、連続した複数のプロセスチャンバからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の真空処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載された真空処理装置を用いた真空処理方法であって、
前記ロードロックチャンバに位置する前記キャリアに被処理材を取付ける取付け工程と、
前記取付け工程で前記被処理材が搭載された前記キャリアを隣り合う第１プロセスチャンバに搬送する搬送工程と、
前記搬送工程で前記第１プロセスチャンバ内に搬送された前記キャリアに搭載された前記被処理材に真空処理を行う真空処理工程と、
前記真空処理工程で真空処理された前記被処理材が搭載された前記キャリアを隣り合う第２プロセスチャンバに搬送する第２搬送工程と、
前記第２搬送工程で前記第２プロセスチャンバ内に搬送された前記キャリアに搭載された前記被処理材に真空処理を行う第２真空処理工程と、
前記第２真空処理工程後に、前記被処理材が搭載された前記キャリアを前記第１プロセスチャンバに搬送する第３搬送工程と、
前記第２プロセスチャンバの他方側で隣り合う他のロードロックチャンバに位置する他のキャリアに他の被処理材を取付ける第２取付け工程と、
前記第２取付け工程で前記他の被処理材が搭載された前記他のキャリアを前記第２プロセスチャンバに搬送する第４搬送工程とを有し、
前記第２取付け工程は、前記第２真空処理工程中に行われることを特徴とする真空処理方法。
【請求項１】
１つ以上のプロセスユニットと、
前記プロセスユニットの数量よりも１つ多い数量のロードロックチャンバと、
前記プロセスユニットの数量よりも１つ以上多い数量のキャリアと、
隣り合う前記プロセスユニットと前記ロードロックチャンバとの間でそれぞれの前記キャリアを搬送する搬送装置と、を備え、
前記プロセスユニットと前記ロードロックチャンバは直列、且つ交互に配置されるように連結され、
前記ロードロックチャンバは、前記プロセスユニットと一方側で隣り合う第１ロードロックチャンバと、前記プロセスユニットと他方側で隣り合う第２ロードロックチャンバとを少なくとも含み、
前記キャリアは、前記第１ロードロックチャンバと前記プロセスユニットの間を往復する第１キャリアと、前記第２ロードロックチャンバと前記プロセスユニットの間を往復する第２キャリアとを少なくとも含み、
前記搬送装置は、前記第１キャリアと前記第２キャリアを同一方向に同期して搬送することを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
Ｎ個の前記プロセスユニットと、
Ｎ＋１個の前記ロードロックチャンバと、
Ｎ＋１個の前記キャリアとを備え、
前記搬送装置は、前記キャリアのうち２個を一組として同期して搬送することを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記プロセスユニットが２つ以上あるとき、
前記搬送装置は、全ての前記キャリアを同一方向に同期して搬送することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載された真空処理装置を用いた真空処理方法であって、
前記ロードロックチャンバに位置する前記キャリアに被処理材を取付ける取付け工程と、
前記取付け工程で前記被処理材が搭載された前記キャリアを隣り合う前記プロセスユニットに搬送する搬送工程と、
前記搬送工程で前記プロセスユニット内に搬送された前記キャリアに搭載された前記被処理材に真空処理を行う真空処理工程と、
前記真空処理工程後に、前記被処理材が搭載された前記キャリアを前記ロードロックチャンバに搬送する第２搬送工程と、
前記プロセスユニットと他方側で隣り合う他のロードロックチャンバに位置する他のキャリアに他の被処理材を取付ける第２取付け工程と、
前記第２取付け工程で前記他の被処理材が搭載された前記他のキャリアを前記プロセスユニットに搬送する第３搬送工程とを有し、
前記第２取付け工程は前記真空処理工程中に行われることを特徴とする真空処理方法。
【請求項５】
前記プロセスユニットは、連続した複数のプロセスチャンバからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の真空処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載された真空処理装置を用いた真空処理方法であって、
前記ロードロックチャンバに位置する前記キャリアに被処理材を取付ける取付け工程と、
前記取付け工程で前記被処理材が搭載された前記キャリアを隣り合う第１プロセスチャンバに搬送する搬送工程と、
前記搬送工程で前記第１プロセスチャンバ内に搬送された前記キャリアに搭載された前記被処理材に真空処理を行う真空処理工程と、
前記真空処理工程で真空処理された前記被処理材が搭載された前記キャリアを隣り合う第２プロセスチャンバに搬送する第２搬送工程と、
前記第２搬送工程で前記第２プロセスチャンバ内に搬送された前記キャリアに搭載された前記被処理材に真空処理を行う第２真空処理工程と、
前記第２真空処理工程後に、前記被処理材が搭載された前記キャリアを前記第１プロセスチャンバに搬送する第３搬送工程と、
前記第２プロセスチャンバの他方側で隣り合う他のロードロックチャンバに位置する他のキャリアに他の被処理材を取付ける第２取付け工程と、
前記第２取付け工程で前記他の被処理材が搭載された前記他のキャリアを前記第２プロセスチャンバに搬送する第４搬送工程とを有し、
前記第２取付け工程は、前記第２真空処理工程中に行われることを特徴とする真空処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２０２２７０（Ｐ２０１１−２０２２７０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７８８０３（Ｐ２０１０−２７８８０３）
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００２２７２９４）キヤノンアネルバ株式会社 (564)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００２２７２９４）キヤノンアネルバ株式会社 (564)
【Ｆターム（参考）】
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