説明

真空処理装置

【課題】 生産性を向上させるとともに、省スペース化した真空処理装置を提供する。
【解決手段】 基板を真空処理する真空処理室130と、基板を載置して搬送する基板キャリア12と、基板を大気側と真空側間とで搬入、搬出する予備室120A、120Bとを具備した真空処理装置において、予備室120A、120Bと真空処理室130間に、基板キャリア12を搬出入させる基板キャリアスライド室30を設けるとともに、この基板キャリアスライド室30は、基板キャリア12を滞在させる最小限の2対のレール32A、32Bを有し、これらのレール32A、32Bを予備室120A、120B、又は、真空処理室130に基板キャリア12を搬出入する位置に制御する位置制御機構を備える構成とした。
この場合位置制御機構は、ボールネジ34A、34Bと直動ガイド40とで構成すると良い。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、いわゆるインライン式の真空処理装置に係り、特に、生産性を向上し、省スペース化した、1m級以上の大型基板用の縦型方式の真空処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイに用いられる大型ガラス基板を加工するには、真空下において、所望の温度まで昇温させる加熱工程や、スパッタリング、CVD、或いは、エッチング等の加工手段で複数層成膜する種々の成膜工程が必要である。
【0003】
ここで、以下、これら真空下における複数層の成膜工程の他、この成膜工程に付随する加熱工程等の真空下における処理工程を総括的に真空処理と呼び、また、真空槽にスパッタリング装置、CVD装置やエッチング装置の他、加熱装置等の真空処理機構を具備し、基板を真空処理する一工程分の機能を有する真空室を真空処理室と総括的に呼ぶこととする。
【0004】
特許文献1に示されるように、従来より、種々の真空処理装置が実用に供されている。
特許文献1のインライン型スパッタリング装置は、基板はローディング室の搬送手段に装着され、成膜室で成膜されて、アンローディング室で回収されるワンスルータイプである(特許文献図10参照)。
【0005】
一方、従来の真空処理装置の例として、特許文献1とは異なる真空リターンタイプの縦型の真空処理装置を図8を用いて説明する。
図8は、従来の真空処理装置の主要構成を示す平面図である。
【0006】
図8に示すように、従来の真空処理装置100は、基板着脱室110、複数(図示のものでは3)の真空処理室130、132、134と、及び、基板を大気側と真空側間で搬入、搬出する予備室120とを備えている。
【0007】
同図において、150は真空排気装置である。
また、説明の便宜上、基板キャリアの図示は省略している。
なお、基板を、大気側と真空側とに搬入、搬出する予備室120A、120Bについては、以下、単に「予備室」、「ロード/アンロード室」、簡単に「L/UL室」という場合がある。
【0008】
また、各真空処理室130、132、134内には、基板キャリアが下流側に搬送される往路となる第1の搬送経路160と、上流側に搬送される復路となる第2の搬送経路162の2つの搬送経路が設けられている。
更に、従来の真空処理装置100は、最後部(図中右端)の第3の真空処理室164が、基板キャリアを往路160から復路162に、この2つの搬送経路160、162に対して横方向に移動させて移載する移載機構(図示せず)を備えている。
【0009】
従来の真空処理装置100の基本動作について、図8を用いて説明する。
基板着脱室110で、基板キャリアに基板を載置されると、この基板キャリアは、ロード/アンロード室(L/UL室)120に搬入され、このL/UL室120が真空排気され、高真空化された後に、第1の真空処理室130内に用意されている、往路となる第1の搬送経路160に搬出される。
基板キャリアは、往路160を搬送されながら、第1乃至第3の真空処理室130、132、134において、載置された基板が加熱や成膜等の真空処理が施される。
【0010】
第3の真空処理室134で基板が真空処理された後は、基板キャリアは復路となる第2の搬送経路162に、図示しない移載機構により移載され、第3乃至第1の真空処理室134、132、130においてそれぞれ成膜等の真空処理がなされて、基板キャリアは、真空処理された基板を載置した状態で、L/UL室120を経て、基板着脱室110で基板が取り外される。
即ち、この従来例は、真空中で基板がL/UL室に帰還してくる真空リターン方式である点に特徴を有している。
【0011】
【特許文献1】特開2000−129436
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
ところで、一般に、L/UL室では、基板キャリアの搬入搬出の他に、真空排気と大気圧開放が行われる。
図8に示す従来の真空処理装置100では、真空処理室の入り口が単数であり、また、L/UL室120が単数のため、基板を真空処理室130の真空側に搬送する際の大気圧から真空排気する際に掛かる時間が長いと、基板の出し入れに手間取り、各真空処理室で成膜等の真空処理が滞るブランクタイムが発生して、生産効率が低下する問題が発生する。
【0013】
また、これとは異なる問題として、近年、基板の大型化が加速しており、例えば、2、3m級或いはそれ以上の特大の基板では、真空処理装置100の設置スペースが過大になるという難点がある。
【0014】
本発明は、上記従来の課題を解決し、生産性を向上させるとともに、省スペース化した真空処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明の真空処理装置は、請求項1に記載のものでは、基板を真空処理する真空処理室と、前記基板を載置して搬送する基板キャリアと、前記基板を大気側と真空側とに搬入、搬出する予備室とを具備した真空処理装置において、前記予備室と前記真空処理室間に、前記予備室又は前記真空処理室に前記基板キャリアを搬出入させる基板キャリアスライド室を設けるとともに、この基板キャリアスライド室は、前記基板キャリアを滞在させる滞在軌道を有し、この滞在軌道を前記予備室又は前記真空処理室に基板キャリアを搬出入する位置に制御する位置制御機構を備える構成とした。
【0016】
請求項2に記載の真空処理装置は、上記基板キャリアスライド室内の滞在軌道の数を2とした構成とした。
【0017】
請求項3に記載の真空処理装置は、上記基板キャリアスライド室内の2以上の滞在軌道は、それぞれ独立に位置制御が可能とされている構成とした。
【0018】
請求項4に記載の真空処理装置は、上記位置制御機構は、ボールネジとこのボールネジの回転駆動モータと直動ガイドとを有し、上記滞在軌道は、前記直動ガイドに沿って、前記ボールネジの回転によって位置制御される構成とした。
【0019】
請求項5に記載の真空処理装置は、上記基板キャリアスライド室内の基板キャリアの滞在軌道は、1対のレールで構成される。
【0020】
請求項6に記載の真空処理装置は、上記真空処理装置は、基板を略直立させた状態で真空処理を行う縦型方式である構成とした。
【発明の効果】
【0021】
本発明の真空処理装置は、上述のように構成したために、以下のような優れた効果を有する。
(1)請求項1に記載したように構成すると、予備室を複数にすることが可能となり、真空排気に長時間を有しても、真空処理室でブランクタイムが生じるという事態を回避でき、生産効率を向上することができる。
【0022】
(2)請求項2に記載したように構成すると、基板キャリアスライド室内に2つの基板キャリアが滞在可能であるとともに、滞在軌道を2に限定することにより、基板キャリアスライド室内に設ける滞在軌道の逃げ代分を1軌道分のみとすることができるので、基板キャリアスライド室の大きさも小さくすることが可能になる。
【0023】
(3)請求項3に記載したように構成すると、タクトタイムを短くすることができ、基板の真空処理の生産効率を向上することができる。
【0024】
(4)請求項4に記載したように構成すると、簡単な構成の基板キャリアの滞在軌道の位置制御装置とすることができる。
【0025】
(5)請求項5に記載したように構成すると、基板キャリアを安定して滞在させることができる。
【0026】
(6)請求項6に記載したように構成すると、大型基板に容易に対応可能となり、真空処理装置の設置スペースを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
以下、本発明の真空処理装置の第1及び第2の各実施の形態を図1乃至図7を用いて、順次説明する。
第1の実施の形態:
先ず、本発明の真空処理装置の第1の実施の形態を図1及び図2を用いて説明する。
図1は、本実施の形態の真空処理装置の構成を示す平面図である。
図2は、本実施の形態の真空処理装置に用いる基板キャリアスライド室の構成を示す平面図である。
【0028】
図1に示すように、本実施の形態の真空処理装置10は、基板着脱室110、複数(図示のものでは3)の真空処理室130、132、134と、基板キャリアスライド室20、及び、基板を大気側と真空側間とで搬入、搬出する複数(図示のものは2)の予備室120A、120Bとを備えている。
【0029】
同図において、150は真空排気装置である。
また、説明の便宜上、基板キャリアの図示は省略している。
なお、基板を、大気側と真空側とに搬入、搬出する予備室120A、120Bについては、従来技術で説明した場合と同様に、以下、単に「予備室」、「ロード/アンロード室」、簡単に「L/UL室」という場合がある。
【0030】
また、各真空処理室130、132、134内には、基板キャリア12が下流側に搬送される往路となる第1の搬送経路160と、上流側に搬送される復路となる第2の搬送経路162の2つの搬送経路が設けられている。
更に、従来の真空処理装置100は、最後部(図中右端)の第3の真空処理室164が、基板キャリア12を往路160から復路162に、この2つの搬送経路160、162に対して横方向に移動させて移載する移載機構(図示せず)を備えている。
【0031】
従って、本発明の真空処理装置10の基本構成は、上述した従来の真空処理装置100とほぼ同様であり、ロード/アンロード室(L/UL室)120A、120Bと真空処理室130、132、134間に、基板キャリアスライド室20を設け、L/UL室を複数(図示のものは2)の120A、120Bにした点に構成上の特徴を備えている。
従って、以下、基板キャリアスライド室20を中心に説明する。
【0032】
上述したように、一般に、L/UL室では、基板キャリアの搬入搬出の他に、真空排気と大気圧開放が行われ、L/UL室におけるこの作業時間が各真空処理室における真空処理に要する加工時間よりも大幅に長い場合は、L/UL室が単数の場合は、基板キャリアの真空処理室への仕込みに手間取り、各真空処理室では真空処理が行えないブランクタイムが生じ、生産効率が低下するという問題が生じる。
【0033】
そこで、本実施の形態の真空処理装置10では、図1に示すように、L/UL室120A、120Bを複数(図示のものは2)のものとし、真空処理室130、132、134に搬出入される基板キャリア12、及び、L/UL室120A、120Bに搬出入される基板キャリア12を一時的に滞在させる、基板キャリアスライド室20を、L/UL室120A、120Bと真空処理室130、132、134の間に設置し、基板キャリア12を搬出入するL/UL室120A、120Bを利用状況に合わせて適宜選択できるようにすることにより、上記ブランクタイムを解消し、生産効率の向上を図る。
なお、基板キャリアスライド室20は、真空処理装置10稼働中は、常時、高真空に保持されている。
【0034】
次に、この基板キャリアスライド室20の構成について、図2を用いて説明する。
図2は、基板キャリアスライド室20の構成を示す平面図である。
基板キャリアスライド室20には、L/UL室120A、120Bから搬出入され、或いは、真空処理室130、132、134から搬出入される基板キャリア12を一時的に滞在させる滞在軌道として多数対(図示のものでは4)のレール22A〜22Dと、このレール22A〜22Dを第1の真空処理室130やL/UL室120A、120Bの搬出ポジションに制御する位置制御機構を備えている。
【0035】
また、位置制御機構は、多数対のレール22A〜22Dをスライドさせるボールネジ24と、このボールネジ24の回転駆動モータ(図示せず)と、レール22A〜22Dの平行移動を保持する直動ガイド26とを備えた構成である。
【0036】
この構成で、基板キャリアスライド室20では、多数のレール22A〜22Dは、直動ガイド26に沿って、ボールネジ24の推力でL/UL室120A、120Bや第1の真空処理室130の各搬出入ポジションにスライドされ、基板キャリア12が搬出入される。
また、単一のボールネジ24により、各レール22A〜22Dは一定の間隙を保ったまま並行にスライドされる。
多数対のレール22A〜22Dには、多数(図示のものは最大4)の基板キャリア12が滞在可能であり、L/UL室120A、120Bが複数ある場合でも、対応が可能で、生産性の効率化が可能である。
【0037】
次に、本実施の形態の真空処理装置10の基本動作を図1及び図2を用いて、簡単に説明する。
基板着脱室110で、基板キャリア12に図示しない基板を載置すると、この基板キャリア12は、L/UL室120A、120Bのいずれかに搬入され、このいずれかのL/UL室120A、120Bが真空排気され、高真空化された後に、基板キャリアスライド室20に搬出される。
【0038】
次に、基板キャリア12は、基板キャリアスライド室20内の位置制御機構により、基板キャリア12の搬入位置から第1の真空処理室130の入室ポジションまで移送され、第1の真空処理室130内に用意されている、往路となる第1の搬送経路160に搬出される。
基板キャリア12は、往路160を搬送されながら、第1乃至第3の真空処理室130、132、134において、載置された基板が加熱や成膜等の真空処理が施される。
【0039】
第3の真空処理室134で基板が真空処理された後は、基板キャリア12は復路となる第2の搬送経路162に、図示しない移載機構により移載され、第3乃至第1の真空処理室134、132、130においてそれぞれ成膜等の真空処理がなされて、基板キャリアスライド室20に戻される。
基板キャリア12は、L/UL室120A、120Bを選択して、位置制御機構により選択したL/UL室120A、120Bのポジションに位置制御され、に退出し、大気解放後、基板着脱室110で基板が取り外される。
【0040】
従って、本実施の形態の形態の真空処理装置10では、基板キャリアスライド室20を設けるとともに、この基板キャリアスライド室20に多数の滞在軌道であるレール22A〜22Dと位置制御機構24、26を具備することにより、L/UL室を複数120A、120Bにでき、多数の基板キャリア12を滞在可能にできるため、真空処理室130、132、134におけるブランクタイムの発生を抑えることができ、生産効率を向上させることができる。
【0041】
第1の実施の形態の課題
本発明の真空処理装置の第2の実施の形態の説明の前に、上記した第1の実施の形態の問題点を説明する。
ところで、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイの大型化に伴い、真空処理する基板が大型化する場合の問題点を、図3及び図4を用いて説明する。
図3及び図4は、基板が大型化した場合の問題点を説明するための平面図である。
【0042】
図2に示した第1の実施の形態の真空処理装置に用いる基板キャリアスライド室20では、多数対のレール22A〜22Dを有していたために、例えば、図3に示すように、図中最下端のレール22Dが上側のL/UL室120Aに基板キャリア12を搬出入させる場合、多数対(図示のものでは3対)分のレール22A〜Cの逃げ代を確保しなければならないことになる。
同様に、図4に示すように、図中最上端のレール22Aが下側のL/UL室120Bに基板キャリア12を搬出入させる場合、多数対(図示のものでは3対)分のレール22B〜Dの逃げ代を確保しなければならない。
これは、基板キャリアスライド室20内に多数の基板キャリア12を滞在させることが可能であり、ブランクタイムを少なくし、生産効率の向上に対しては非常に有利であった。
【0043】
しかし、近年、基板の大型化が加速しており、例えば、2、3m級或いはそれ以上の特大の基板では、この基板キャリアスライド室20自体が巨大化し、真空処理装置の設置スペースが過大になるという問題が生じる。
また、基板キャリアスライド室20が余りに巨大化すると、基板キャリアスライド室20の製作や搬送が不能になって、真空処理装置10そのものの製作や設置に障害が発生するという虞を有している。
【0044】
また、第1の実施の形態の基板キャリアスライド室20では、各レール22A〜22Dが単一のボールネジ24によって、同時に並行してポジションが制御されていたために、レール22A〜22D上に滞在させておいた複数の基板キャリア12について、ひとつひとつ位置制御するため、複数の同時位置制御ができないため、タクトタイムが長くなるという問題も備えている。
【0045】
第2の実施の形態
以上の事情を踏まえて、次に、本発明の真空処理装置の第2の実施の形態について、図5乃至図7を用いて説明する。
図5は、本発明の真空処理装置の基板キャリアスライド室の基本構成を示す平面図である。
図6及び図7は、本発明の真空処理装置の基板キャリアスライド室の基本動作を説明する平面図である。
【0046】
なお、本実施の形態の真空処理装置の基本構成は、図1に示す第1の実施の形態のものと基板キャリアスライド室以外では同一の構成を用いるので、以下、基板キャリアスライド室を中心に説明する。
【0047】
先ず、図5を用いて、本実施の形態の基板キャリアスライド室30の基本構成を説明する。
前記基板キャリアスライド室の主要構成30は、基板キャリア12を滞在させる滞在軌道として、2対のレール32A、32Bと、この2対のレール32A、32Bを、それぞれ独立に、L/UL室120A、120B、又は、真空処理室130に、基板キャリア12を搬出入するポジションに制御する位置制御機構を備えている。
【0048】
また、この位置制御機構は、2つのボールネジ34A、34Bとこのボールネジ34A、34Bの回転駆動モータ(図示せず)と、直動ガイド40とを有し、2対のレール32A、32Bは、直動ガイド40に沿って、ボールネジ34A、34Bをそれぞれ独立に回転制御することによって、それぞれ独立に位置制御される。
【0049】
このように構成すると、図6に示すように、図中、上側のレール32Aが下側のL/UL室120Bの基板キャリア12の搬出入ポジションに位置制御される場合でも、基板キャリアスライド室30のレール32Bの逃げ代は1レール分だけで済む。
同様に、図7に示すように、図中、下側のレール32Bが上側のL/UL室120Aの基板キャリア12の搬出入ポジションに位置制御される場合でも、基板キャリアスライド室30のレール32Aの逃げ代は1レール分だけで済む。
【0050】
従って、真空処理される基板が特大化した場合でも、基板キャリアスライド室30自体の巨大化を極力抑えることができ、設置箇所の省スペース化、そして、基板キャリアスライド室30の製作、搬送が非常に困難になるという上記した問題を回避することができる。
【0051】
また、本実施の形態の基板キャリアスライド室30では、2対のレール32A、32Bをそれぞれのボールネジ34A、34Bにより、独立に位置制御可能としているために、例えば、図1に示すように、一方のレール32Bを真空処理室130の搬入ポジションに位置制御し、他方のレール32Aは、それとは独立に、上側のL/UL室120Aの搬出ポジションに位置制御するといったことが可能になる。
【0052】
これにより、第1の実施の形態では、1つの基板キャリア12の搬出入の度に、多数のレール22A〜22D全体をスライドさせていたが(図2参照)、本実施の形態によれば、基板の真空処理のロスタイムが削減できるので、タクトタイムを短くすることができ、生産効率が向上する。
【0053】
即ち、本実施の形態の発明の特徴は、基板キャリアスライド室30のレール32A、32Bを最小限の2対に限定することにより、基板キャリアスライド室30内には2つの基板キャリア12が滞在可能であり、基板の成膜処理効率の低減を抑えるとともに、基板キャリアスライド室30自体の省スペース化を図るものである。
【0054】
本発明の真空処理装置は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。
例えば、上記実施の形態の真空処理装置では、図1に示す第3の真空処理室で基板が往路から復路に移載されて帰還するタイプのもので説明したが、本発明の特徴は、基板キャリアスライド室であり、この基板キャリアスライド室が利用できる総ての真空処理装置に適用できるのは勿論のことである。
【0055】
また、レールの独立位置制御機構としては、2本のボールネジと直動ガイドでレール位置を制御する例で説明したが、これを他の位置制御機構に置き換えても良い。
更に、基板キャリアスライド室の滞在軌道については、2本のレールの例で説明したが、これに限定されず他の構成の軌道、例えば単一のレールを用いたものなどを用いても何ら支障はない。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】本発明の真空処理装置の第1の実施の形態の基本構成を示す平面図である。
【図2】本発明の真空処理装置に用いる基板キャリアスライド室の基本構成を示す平面図である。
【図3】第1の実施の形態の真空処理装置の基板キャリアスライド室の問題点を説明するための平面図である。
【図4】第1の実施の形態の真空処理装置の基板キャリアスライド室の問題点を説明するための平面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態の真空処理装置の基板キャリアスライド室の基本構成を説明する平面図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態の真空処理装置の基板キャリアスライド室の基本動作を説明する平面図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態の真空処理装置の基板キャリアスライド室の基本動作を説明する平面図である。
【図8】従来の真空処理装置の主要構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【0057】
10:真空処理装置
12:基板キャリア
20、30:基板キャリアスライド室
22A〜22D:レール(滞在軌道)
32A〜32D:レール(滞在軌道)
24、34A、34B:ボールネジ
26、40:直動ガイド
120A、120B:L/UL室(予備室)
130、132、134:真空処理室

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を真空処理する真空処理室と、前記基板を載置して搬送する基板キャリアと、前記基板を大気側と真空側とに搬入、搬出する予備室とを具備した真空処理装置において、
前記予備室と前記真空処理室間に、前記予備室又は前記真空処理室に前記基板キャリアを搬出入させる基板キャリアスライド室を設けるとともに、この基板キャリアスライド室は、前記基板キャリアを滞在させる滞在軌道を有し、この滞在軌道を前記予備室又は前記真空処理室に基板キャリアを搬出入する位置に制御する位置制御機構を備えていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項2】
上記基板キャリアスライド室内の滞在軌道の数を2としたことを特徴とする請求項1記載の真空処理装置。
【請求項3】
上記基板キャリアスライド室内の2以上の滞在軌道は、それぞれ独立に位置制御が可能とされてい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】
上記位置制御機構は、ボールネジとこのボールネジの回転駆動モータと直動ガイドとを有し、上記滞在軌道は、前記直動ガイドに沿って、前記ボールネジの回転によって位置制御されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項5】
上記基板キャリアスライド室内の基板キャリアの滞在軌道は、1対のレールで構成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項6】
上記真空処理装置は、基板を略直立させた状態で真空処理を行う縦型方式であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の真空処理装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2006−45618(P2006−45618A)
【公開日】平成18年2月16日(2006.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−228456(P2004−228456)
【出願日】平成16年8月4日(2004.8.4)
【出願人】(000231464)株式会社アルバック (1,740)
【Fターム(参考)】