真空处理装置的制作方法

专利名称：真空处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及所谓一列式的真空处理装置，尤其涉及适用于一边长为Im以上的大 型基板且改良基板的搬送系统而实现省空间化、低费用化的真空处理装置。
背景技术：
例如，在加工用于等离子显示器或者液晶显示器的大型玻璃基板时，需要在真空 条件下进行升温到规定温度的加热工序、采用溅射、CVD(Chemical Vapor Deposition)等 成膜工序、或者蚀刻等加工工序等而实现多层成膜的各种成膜工序。以下，除了这些在真空下的成膜工序之外、还将该成膜工序附带的加热工序等在 真空下进行的处理工序统称为真空处理。另外，将除具备溅射装置、CVD装置或者蚀刻装置 之外、还具备加热装置等真空处理机构的、能发挥对基板进行真空处理的一个工序的功能 的真空室统称为真空处理室。如专利文献(特开平11-131232号公报)公开的那样，以前各种真空处理装置就 已被实用化。在使用如所述专利文献公开的对基板以水平装置成膜的成膜装置时，如后述的那 样，如果基板大型化，则存在装置也跟着大型化的问题。因此，已开发了在使基板大致直立 的状态下进行成膜等的立式真空处理装置。下面参照图5和图6，对具有两个不同构造的以往的立式真空处理装置进行说明。首先关于以往例1，参照图5，说明大型基板用立式真空处理装置。图5是表示以往例1的大型基板用立式真空处理装置的外观构成的部分截断立体 图。如图5所示，以往的真空处理装置100具备以下部分基板装卸室110、具备基板 保持盘42的基板搬运器40、取入载置有基板30的基板搬运器40的基板装入室120、对基板 30进行真空处理的发挥一工序份功能的多个(图中显示有3个)的真空处理室130、132、 134、对基板30进行真空处理后取出基板搬运器40的基板取出室140、横移室150、以及将 基板搬运器40搬送到基板装卸室的返回运送器160。横移室150具备转移机构(未图示)，用于将从基板取出室140取出的基板搬运器 40转移到返回运送器160。另外，在基板装入室120、各真空处理室130、132、134、基板取出室140中分别安装 有真空排气装置，但在图5中省略其表示。接着，参照图5，对以往例1的真空处理装置100进行说明。首先，在基板装卸室110中，基板转移机构112取出横向蓄积的基板30，使其垂直 站立，再载置于转动机构114上的基板搬运器40的基板保持盘42。
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转移基板30的基板搬运器40，用基板保持盘42固定保持大致垂直的基板30。此 后，基板搬运器40通过转动机构114的转动而改变方向成朝向基板装入室120的方向，进 而与返回运送器160的搬送方向平行地搬入到基板装入室120内。另外，如后述的那样，在基板装卸室110中，由于载置有被真空处理的基板30的基 板搬运器40借助返回运送器160搬送过来，因此可以将该基板30从基板搬运器40取下。取下基板30后的基板搬运器40用于搬送接下来的基板30。将基板30设置为纵向，主要是为以下目的，S卩，伴随着大型的液晶显示器或者等 离子显示器的普及，基板30自身变得大型化、薄膜化，而如果横向设置，则真空处理装置 100自身的平面面积也会跟着大型化，因此可通过纵向设置获得省空间效果。另外还有个原因，S卩，当横向设置时，由于基板有自重，会产生挠曲现象而很难保 持平坦性，进而很难均勻成膜。对于基板装入室120，虽然在从基板装卸室110搬入基板搬运器40时向大气压开 放，但在搬入后则关闭隔门，并用真空排气装置排气。当基板装入室120内成为规定真空度 之后，打开与第一真空处理室130之间的隔门，将基板搬运器40搬出到该第一真空处理室 130。搬出基板搬运器40后，基板装入室120关闭与相邻的第一真空处理室130之间的 隔门，并通过导入氮气或者大气而返回大气压之后，再打开通向与基板装卸室110之间的 隔门，并搬入下一个基板搬运器40。此时，由于是在关闭与第一真空处理室130之间的隔门之后再使基板装入室120 开放为大气压，因此可以保持第一真空处理室130的高真空状态。从基板装入室120到横移室150，设有基板搬运器40的搬送路径。关于该搬送路径，简单补充说明其一例。该搬送路径由一对导轨构成，而基板搬运 器40借助设在其底部的多个车轮，在导轨上移动。基板搬运器40的下面设有齿条。基板装入室120、第一至第三真空处理室130、 132、134、基板取出室140、横移室150上分别设有多个能与基板搬运器40的齿条咬合、且借 助电机转动力转动的小齿轮。通过这些小齿轮和齿条的咬合，可以将电机的驱动力传达给 基板搬运器40，搬送基板搬运器40。在第一真空处理室(加热室)130内设有加热装置(未图示)。当基板搬运器40 进入到第一真空处理室130，则载置于基板搬运器40上的基板30被升温到适于成膜的温度。在加热室130中将基板30加热至期望温度，则加热室130和第二真空处理室132 之间的隔门就被打开。基板搬运器40搬出到第二真空处理室132，并在加热室130中搬入 下一个基板搬运器40。在第二真空处理室(成膜室)132中，采用溅射装置133等，实施基板30的成膜处 理。进行成膜处理后，打开第二真空处理室132和第三真空处理室134之间的隔门，基板 搬运器40搬出到第三真空处理室134，并在第二真空处理室132中搬入下一个基板搬运器 40。同样，在第三真空处理室(成膜室)134中，采用溅射装置135等，实施基板30的 成膜处理。进行成膜处理后，打开第三真空处理室134和基板取出室140之间的隔门，基板搬运器40搬出到基板取出室140，并在第三真空处理室134中搬入下一个基板搬运器40。在该以往例1的真空处理装置100中，在第二和第三真空处理室(成膜室)132、 134内进行的成膜工序，采用固定静止基板搬运器40再成膜的固定成膜方式。当基板搬运器40从第三真空处理室134搬送到基板取出室140时，借助真空排气 装置，基板取出室140维持高真空状态。当基板搬运器40从第三真空处理室134搬送到基 板取出室140之后，关闭基板取出室140和第三真空处理室134之间的隔门，并在此后将基 板取出室140开放为大气压。如果基板取出室140返回到大气压，则载置有结束了成膜处理的基板30的基板搬 运器40退到横移室150。此时，由于在关闭与第三真空处理室134之间的隔门之后再将基板取出室140开 放到大气压，因此第三真空处理室134可以保持高真空状态。基板搬运器40在横移室150中从搬送路径转移到返回运送器160上，并如上面所 述的那样，借助返回运送器160，搬送至基板装卸室110。另一方面，在如实施例1这样的一列式真空处理装置中，虽然基板装入室和基板 取出室反复进行真空排气和大气压开放，但在真空处理室则在始终保持高真空的条件下进 行真空处理。下面，参照图6，对与所述以往例1的真空处理装置结构不同的以往例2的真空处 理装置进行说明。图6是表示以往例2的大型基板用立式真空处理装置的概略构成的俯视图。其中，为避免图面复杂，省去了基板搬运器40的图示。如图6所示，该以往例2的真空处理装置200具备以下部分基板装卸室110、多个 (图中显示有3个)的真空处理室130、132、134、将基板搬运器40在真空处理室130、132、 134和大气侧之间进行搬入、搬出的预备室210、转动返回室220。在预备室210内和各真空处理室130、132、134内，平行设置有成为搬送基板搬运 器40的往去路230、返回路232的搬送路径230、232。在预备室210和各真空处理室130、132、134中分别安装有真空排气装置50。基板装卸室110、各真空处理室130、132、134、基板搬运器40的构成与所述以往例 1相同。预备室210在大气压开放的状态下，打开隔门，并在与基板装卸室110之间进行基 板搬运器40的装入取出操作。预备室210借助真空排气装置50与别的真空处理装置而成为高真空状态后，使与 第一真空处理室130之间的隔门打开。在此状态下，基板搬运器40可以在预备室210和第 一真空处理室130之间搬入 搬出，因此各真空处理室130、132、134与以往例1 一样，可以 在真空处理装置200运转时始终保持高真空状态。与以往例1 一样，基板搬运器40从预备室210到第三真空处理室134为止通过往 去路230搬送，并在第三真空处理室134内完成成膜工序后，退出到转动返回室220。基板搬运器40在该转动返回室220中改变180°角度之后，转移到设置在第三真 空处理室134内的成为返回路的搬送路径232上，并搬送至预备室210。最终，进行真空处理的基板30在基板装卸室110中从基板搬运器40被取下。
转动返回室220维持真空，从而基板搬运器40在真空状态下经由返回路232，搬送 至预备室210。然而，在如图5所示的以往例1的真空处理装置100中，由于是采用借助返回运送 器160将基板搬运器40搬送至基板装卸室110并取出已进行了真空处理的基板30的方式， 因此返回运送器160或者横移室150必不可缺。此外，必须具备反复进行大气压开放和真空排气操作的基板装入室120和基板取 出室140，且在这两者都必须安装真空排气装置。从而，在以往例1的真空处理装置100中，存在设置空间过大的问题。S卩，如图5所示，在以往例1中，不仅要有设置返回运送器160或者基板取出室 140、横移室150的空间，还必须在真空处理室130、132、134和返回运送器160之间设置规 定间隔。这样就导致了装置100整体的设置空间变大的问题。一般来说，在设置真空处理装置的洁净室中，为维持洁净度，一直运转空气净化装 置。如果增大真空处理装置的设置空间，则能设在洁净室中的真空处理装置的台数就会受 限制，从而导致对应于每一台装置的洁净室的建设费用、设备费用以及维持费用增大的问 题。另外，在以往例1的真空处理装置100中，存在各种构成数量多，装置的制造费用 增大的问题。另一方面，在图6所示的以往例2的真空处理装置200中，由于基板搬运器40从转 动返回室220经由设置在各真空处理室130、132、134内的返回路232而搬出到预备室210， 因此与以往例1不同，可以不安装基板取出室140或者返回运送器160，由此减少相应设置 空间。然而，在以往例2的真空处理装置200中必须设置转动返回室220，因此还留有设置 空间大的问题。另外，在采用在转动返回室220中将基板30的方向转换180°的方式的以往例2 的真空处理装置200中，存在基板30的方向性反转而产生不合适的问题。

发明内容
本发明鉴于以上的事实，其目的在于提供一种改良了基板的搬送系统、以简单结 构实现省空间化、低成本化的真空处理装置。本发明提供一种真空处理装置，是以使基板在直立状态对基板进行真空处理的立 式的真空处理装置，其特征是，包括对所述基板进行真空处理的成膜室；载置所述基板并 将其搬送的基板搬运器；预备室，设在大气侧和所述成膜室之间，并搬送载置有所述基板的 所述基板搬运器；第一搬送路径，设在所述预备室内和所述成膜室内，成为从所述预备室搬 送到所述成膜室的所述基板搬运器的往去路；第二搬送路径，设在所述预备室内和所述成 膜室内，成为从所述成膜室搬送到所述预备室的所述基板搬运器的返回路；转移机构，设在 所述成膜室内，将所述基板搬运器从所述第一搬送路径移动到所述第二搬送路径。另外，本发明提供真空处理装置，是以使基板在直立状态对基板进行真空处理的 立式的真空处理装置，其特征是，包括对所述基板进行真空处理的成膜室；载置所述基板 并将其搬送的基板搬运器；多个预备室，设在大气侧和所述成膜室之间，并搬送载置有所述 基板的所述基板搬运器；基板搬运器贮存室，设在所述成膜室和所述预备室之间，用于贮存
7从所述预备室搬送到所述成膜室的所述基板搬运器、以及、从所述成膜室搬送到所述预备 室的所述基板搬运器；第一搬送路径，设在所述成膜室内，成为从所述基板搬运器贮存室搬 送到所述成膜室的所述基板搬运器的往去路；第二搬送路径，设在所述成膜室内，成为从所 述成膜室搬送到所述基板搬运器贮存室的所述基板搬运器的返回路；转移机构，设在所述 成膜室内，将所述基板搬运器从所述第一搬送路径移动到所述第二搬送路径。在该真空处理装置中，在对所述基板进行成膜加工时，采用使基板搬运器静止固 定的固定成膜方式。在该真空处理装置中，在对所述基板进行成膜加工时，采用在所述基板搬运器的 基板保持盘的单面保持所述基板的、仅对所述基板的单面进行成膜处理的单面成膜方式。优选方式是，所述成膜室具备多个所述成膜室，且所述成膜室的任意的至少一个 具备所述移动机构。优选方式是，在所述成膜室之中，最下游部的所述成膜室具备所述转移机构。优选方式是，在所述成膜室之中，在最下游部的所述成膜室的更下游侧，设置具有 所述转移机构的转移室。优选方式是，在所述成膜室之中，在所述第一搬送路径和所述第二搬送路径之间 具备将所述基板加热到期望温度的加热装置。优选方式是，在所述成膜室之中，采用返回路成膜方式，S卩，在所述第一搬送路径 上具备加热所述基板的加热装置的同时，在所述第二搬送路径上具备对所述基板进行成膜 处理的成膜装置。优选方式是，在所述成膜室之中，采用往去路成膜方式，S卩，在所述第一搬送路径 上具备对所述基板进行成膜处理的成膜装置的同时，在所述第二搬送路径上使所述基板放 热。本发明的真空处理装置由于具有上述构成，因此具有以下良好效果。(1)可构成以下真空处理装置，即，由于构成数量少，装置整体精简化，因此能大幅 省空间化、低成本化。(2)可构成以下真空处理装置，即，即使对于具有多个预备室的类型，也能进行装 置整体精简化，因此能大幅省空间化、低成本化。(3)可构成以下真空处理装置，即，通过固定成膜方式，实现省空间化、低成本化。(4)可构成以下真空处理装置，即，通过单面成膜方式，实现省空间化、低成本化。(5)可构成以下真空处理装置，即，不需要横移室，从而能进一步省空间化、低成本 化。(6)可构成以下真空处理装置，即，不仅不需要横移室而能实现省空间化、低成本 化，还能进行高效的真空处理工序。(7)可构成以下真空处理装置，即，不仅能谋求省空间化、低成本化，还能对应迅速
的真空处理。(8)可构成以下真空处理装置，即，不需要加热室，因此能进一步省空间化、低成本 化。(9)可构成以下真空处理装置，即，由于在开始进行成膜处理时基板已加热至适于 成膜的温度，因此不仅能谋求省空间化、低成本化，还能对应迅速的真空处理。
(10)可构成以下真空处理装置，即，由于在取出基板时基板已放热至一定程度，因 此能缩短放热待机时间，且还能谋求省空间化、低成本化。尤其能构成以下真空处理装置， 即，在将基板加热至高温时，对应于迅速的真空处理。


图1是表示本发明的真空处理装置的第一实施方式的俯视图。图2是表示使用于本发明的真空处理装置的第一实施方式的真空处理室的概略 构造的俯视图。图3是表示使用于本发明的真空处理装置的第一实施方式的、具备转移机构(横 移机构)的真空处理室的概略构造的俯视图。图4是表示本发明的真空处理装置的第二实施方式的俯视图。图5是表示以往例1的立式真空处理装置的外观结构的部分截断立体图。图6是表示以往例2的立式真空处理装置的概略构成的俯视图。图7是示意性表示具备搬送以及定位装置的真空处理装置的整体结构的侧视图。图8是表示基板搬运器的驱动机构的侧视图。图9是表示基板搬运器的驱动机构的正视图。图10是表示配置在真空处理室侧的制动机构的配置的立体图。图11是表示图10中的制动机构的构成例的简略构成图。图12是表示对基板搬运器的搬送速度进行制动控制时的相关机构的时间特性 图。图13是表示图4的真空处理装置的贮存室的构成的俯视图。
具体实施例方式使用图1至图4，并参照图5和图6，以此说明本发明的真空处理装置的第一和第
二实施方式。(第一实施方式)参照图1至图3，说明本发明的真空处理装置的第一实施方式。参照图1，说明本实施方式的真空处理装置10的基本构成。如图1所示，本实施方式的真空处理装置10具有基板装卸室12、预备室14、在一 个线上连结的第一至第三的三个真空处理器20、22、24。预备室14将基板搬运器40相对真 空处理器20、22、24搬入、搬出。另外，在预备室14内和各真空处理室20、22、24内，平行设置有成为将基板搬运器 40从预备室14搬送到各真空处理室20、22、24的往去路的第一搬送路径16、以及成为将基 板搬运器40从各真空处理室20、22、24搬送到预备室14的返回路的第二搬送路径18。另外，在本实施方式的真空处理装置10的最后部的第三真空处理室24中具备转 移机构M，该转移机构M将基板搬运器40从往去路16移动转移到返回路18、即相对于两个 搬送路径16、18横方向移动转移。该转移机构M具有暂时举起往去路16上的基板搬运器40并转移到返回路18上 的机构。
作为该机构的实例，可以具备搬运器升降机构，可从下方支撑基板搬运器40且 能在上下方向移动；磁铁升降机构，能从上方吸引保持基板搬运器40，且能在上下方向移 动；搬运器滑动机构，能在上述横方向移动上述搬运器升降机构。此时，首先用搬运器升降机构和磁铁升降机构举起搬入到真空处理室24中且在 往去路16上的基板搬运器40。接着，仅上升磁铁升降机构，使基板搬运器40处于被搬运器 升降机构支撑的状态。接着，使用搬运器滑动机构，将搬运器升降机构从往去路16侧移动 到返回路18侧，从而将基板搬运器40从往去路16侧移动到返回路18侧。对于该基板搬 运器40，下降搬运器升降机构，使返回路18上的基板搬运器40处于仅由磁铁升降机构保 持的状态。然后，使用搬运器滑动机构，将搬运器升降机构从往去路18侧退避到往去路16 侧之后，下降保持有基板搬运器40的磁铁升降机构，并由此将基板搬运器40转移到返回路 18。在预备室14中安装有真空排气装置50。在各真空处理室20、22、24中分别安装有 溅射装置等成膜装置21、23、25以及真空排气装置50。在真空处理室20内的第一搬送路径16和第二搬送路径18之间安装有用于将基 板30加热至期望温度的加热装置32 (参照图2)。基板装卸室12、预备室14、各真空处理室20、22、24、基板搬运器40的构成与所述 以往例1和2相同。与以往例1中说明的一样，在各搬送路径16、18上分别敷设有两根导轨，并在基板 搬运器40上设置了用于在该导轨上行走的车轮。在基板搬运器40侧安装的齿条上，咬合 设在预备室14和各真空处理室20、22、24侧设置的小齿轮，通过传达电机的驱动力，使基板 搬运器40在导轨上移动。本实施方式的真空处理装置10按以下设想动作。首先，与以往例1和2 —样，采用在多个真空处理室20、22、24中，将基板30的一 边为Im以上的大型基板30相对垂直面稍微倾斜，进而在大致垂直的状态下进行真空处理 的立式处理方式。接着，在对基板30进行成膜加工时，采用静止固定基板搬运器40并进行成膜的固 定成膜方式。当基板30载置于基板搬运器40的时候，相对垂直面稍微倾斜、大致垂直地固定在 基板保持盘42上。这样做的目的如下，即，基板30的厚度为0. 5mm至5mm左右，该尺寸与基板30的 大小相比相对比较薄，而当垂直载置时，有可能会出现压曲现象，然而通过采用上述方法， 可以保持基板30的稳定性、确保其平坦性。另外，基板30被保持在基板搬运器40的基板保持盘42的表面上。从而，各成膜 装置21、23、25中的成膜方式采用仅对基板30的单面进行成膜处理的单面成膜方式。另外，采用将往去路16作为加热搬送工序、将返回路18作为成膜工序的返回路成 膜方式。其中，为避免图面复杂，在图1中省略了基板搬运器40和加热装置32的图示。下面使用图1至图3、并参照图5和图6，关于本实施方式的真空处理装置10进行 说明。
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与图5中一样，基板30在基板装卸室12中被保持在基板搬运器40上。将基板30 保持在基板保持盘42上的基板搬运器40，借助作为往去路的第一搬送路径16，搬入到预备 室14。预备室14借助真空排气装置50而排气为高真空状态后，基板搬运器40被搬送到第
一真空室20。在第一和第二真空处理室20、22内，如图2所示，在第一搬送路径16和第二搬送 路径18之间安装有加热装置32。在往去路16上的搬送过程中，基板30不进行成膜处理， 而只是加热到期望的温度。从而，与以往例不同，不用另外设置加热室。如图2和图3所示，在各真空处理室20、22、24中各自收容有两个基板搬运器40， 其分别是在往去路16上搬送的基板搬运器40、以及在返回路18上搬送的基板搬运器40。 这样做可以在返回路18上用成膜装置25、23、21对基板30进行成膜加工期间，对往去路16 上的基板30进行加热处理，因此能够提高真空处理装置10的生产效率。保持在基板搬运器40上的基板30，在第一、第二以及第三真空处理室20、22、24内 沿着作为往去路的第一搬送路径16，边进行加热处理边被搬送。如图3所示，具备成膜装置 25的第三真空处理室24具有转移机构M，用于将基板搬运器40从第一搬送路径16移动 转移到第二搬送路径18 ；以及转移空间24a。在该第三真空处理室24内，借助转移机构M， 将基板搬运器40转移到第二搬送路径18。由此，本实施方式的真空处理装置10与以往例1和以往例2不同，可以不设置横 移室150和转动返回室220 (参照图5、图6)。转移到作为返回路的第二搬送路径18的基板搬运器40，依次搬送到第三、第二、 第一的真空处理室24、22、20。在各真空处理室24、22、20内，使用成膜装置25、23、21，以固 定成膜方式对基板30进行成膜处理。成膜处理后的基板30搬出到预备室14，最终在基板装卸室110中从基板搬运器 40取下。从而，在本实施方式的真空处理装置10中，基板搬运器40从第三真空处理室24 到预备室14为止，经由设在其内部的第二搬送路径18，边进行高真空下的成膜处理边返 送。另外，在以往例1中，是在基板装入室120和基板取出室140这两个室内进行基板 搬运器40的装入取出工作。即，在以往例1中，由于在基板装入室120和基板取出室140中 要分别反复进行真空排气和大气压开放动作，因此在基板装入室120和基板取出室140中 分别需要设置真空排气装置。与之相对，在本实施方式的真空处理装置10中，由于能在预 备室14这1个室中进行装入取出动作，因此使用一台真空排气装置即可。另外，与以往例2不同，本实施方式的真空处理装置10能够避免产生基板30的方 向性反转的不合适的情况。综上所述，在本实施方式的真空处理装置10中，不需要个别设置以往例中必备的 返回运送器160、加热室120、取出室140、转动返回室220、以及横移室150等(参照图5、图 6)，构成数量减少，实现了大幅的省空间化、低成本化。(第二实施方式)接着，使用图4并参照图1、图5、图6，对本发明的真空处理装置的第二实施方式进行说明。如图4所示，本实施方式的真空处理装置60的基本构成具备基板装卸室12、多 个(图中是两个)预备室14A、14B，基板搬运器贮存室62，在一线上连结的第一至第三的真 空处理室20、22、24，以及基板搬运器40。其中，在图4中省略了基板搬运器40的图示。另外，对与第一实施方式具有相同 构成的部分附上了相同符号，并省略了相关说明。在各真空处理室20、22、24内设有成为将基板搬运器40向下游侧搬送的往去路的 第一搬送路径64、以及成为将基板搬运器40向上游侧搬送的返回路的第二搬送路径66。第 一和第二搬送路径64、66在水平方向大致平行。本实施方式的真空处理装置60在最后部(下游侧)的第三真空处理室24内具备 转移机构M，用于将基板搬运器40从第一搬送路径64转移到第二搬送路径66。基板装卸室12和第一真空处理室20的下游侧的各构成与所述第一实施方式相 同。在这里，对与第一实施方式具有不同点的多个预备室14A、14B和基板搬运器贮存室62 进行说明。一般来说，在预备室中除了基板搬运器的搬入搬出之外，还进行真空排气和大气 压开放。当在预备室中的作业时间远长于在各真空处理室中需要的加工时间、且预备室为 一个的情况下，在将基板搬运器从预备室搬入到真空处理室内期间，各真空处理室内会产 生不能进行真空处理的空白时间，导致生产效率降低。在本实施方式中，如图4所示，设置多个(图中为两个)预备室14A、14B和基板搬 运器贮存室62，以谋求提高生产效率。在预备室14A、14B中分别设有第一搬送路径63、65 以及第二搬送路径67、68。其中，在该实施方式中，在预备室14A、14B分别设置往返各一个 (分别共计两个)搬送路径，但预备室内的搬送路径的个数并不限定于两个。例如，还可在 各预备室设置兼作往去路和返回路的一个搬送路径。基板搬运器贮存室62配置在预备室14A、14B和真空处理室20之间，并维持为真 空状态。该基板搬运器贮存室62在预备室14A、14B和真空处理室20之间具有用于过渡基 板搬运器40的移动空间。即，通过设置多个预备室，可以在多处平行地进行需要耗费长时间的真空排气·大 气开放等作业，因此可以不用等待在预备室内的作业，即可推进真空处理。其中，作为在基板搬运器贮存室62内搬送基板搬运器40的构造，如图13所示，采 用下述构造，即，将与预备室14A、14B以及真空处理室20的各搬送路径63 68相同的导 轨400，以保持基板搬运器40的状态进行移动，从而连接到搬送路径63 68中的任何一 个。导轨400可借助直线前进机构在各搬送路径63 68之间移动，其中，所述直线前进机 构使用例如与预备室14A、14B以及真空处理室20正交的滚珠丝杠401和直线前进引导轴 402。设置多个导轨400，不仅可以更高效地搬送基板搬运器40，还可以将基板搬运器40暂 时留在基板搬运器贮存室62中。另外，如果采用分别使用不同的滚珠丝杠401而个别地移 动各导轨400的构造，则还能谋求基板搬运器贮存室62的小型化。此外，由于在本实施方式的真空处理装置60与第一实施方式一样在真空处理室 24内具备移动机构M，因此可以不需要设置以往例中必备的返回运送器160、加热室120、取出室140、转动返回室220、以及横移室150等，使得构成数量减少，能实现大幅的省空间化、 低成本化。本发明的真空处理装置并不限定于所述各实施方式。例如，在所述各实施方式中，以真空处理装置具备三个真空处理室为例进行了说 明，但是该数量没有特别限制，例如在形成单层膜而采用一个真空处理室的情况下，或者对 于具有多个真空处理室的真空处理装置，本发明当然都能够适用。另外，在所述实施方式中，说明了在返回路中进行成膜的方式(返回路成膜方式) 的真空处理装置，但对将基板高温加热并在往去路中进行成膜的方式(往去路成膜方式) 的真空处理装置，也能获得与本发明相同的效果，并包含在本发明的范围内。另外，在所述各实施方式的说明中，没有对基板的材质、加热温度等进行具体论 述，但这些要素不限制本发明。另外，在所述说明中，对于基板搬运器的搬送路径是通过基板搬运器在两根导轨 上通过齿条和小齿轮的咬合进行搬送的构成进行了说明，但搬送路径并不一定具有该构 成。例如，可以不采用借助附属于基板搬运器的车轮在导轨上行走的构成，而采用在 安装在真空处理室内的辊上运载基板搬运器再移动的构成。其中，在所述各实施方式中，设想在各成膜室(进行成膜的真空处理室)中与基板 的多层成膜相对应地进行各个不同的成膜处理。但是可以设想，例如如果在一个真空处理室中的成膜工序中为增大膜厚而使成膜 时间极端变长，则在等待此处理的期间，在其他真空处理室中会出现长时间的不能进行真 空处理的空白时间。在此情况下，为提高生产性，可以考虑将该成膜工序分割为两个以上，并连结两个 以上的进行相同成膜处理的成膜室。从而，本发明中包括各成膜室分别进行不同的成膜处理的情况、或者具有多个进 行相同成膜处理的成膜室的情况、这两种情况。以下，对在本发明的真空处理装置的真空处理室中的基板搬运器的搬送以及定位 装置的一例，进行具体说明。图7是示意性表示具备该搬送以及定位装置的真空处理装置的整体结构的侧视 图。图8是表示基板搬运器的驱动机构的侧视图。图9是表示基板搬运器的驱动机构的正 视图。图10是表示配置在真空处理室侧的制动机构的配置的立体图。图11是表示图10 中的制动机构的构成例的简略构成图。图12是表示对基板搬运器的搬送速度进行制动控 制时的相关机构的时间特性图。关于该搬送以及定位装置，是对向用于进行多层成膜处理的多个(图中为3个) 真空处理室搬送如玻璃基板等大型基板进行说明，但在这里，仅对将基板搬运器搬送至第 一真空处理室304A内的规定位置的情况进行说明。在图7中符号301表示真空处理装置；302A和302B分别表示基板搬运器被搬入 搬出的预备室；304A 304C分别表示第一 第三真空处理室；305a、305d分别表示设在真 空处理装置301的入口、出口的隔门；305b表示设在预备室302A和第一真空处理室304A之 间的隔门；305c表示设在第三真空处理室304C和预备室302B之间的隔门。
在图7中，符号S301表示设在第一真空处理室304A和第二真空处理室304B之间 的隔门，符号S302表示设在第二真空处理室304B和第三真空处理室304C之间的隔门。在图7中，符号306表示基板搬运器，以直立地载置基板307的状态，借助在贯通 真空处理装置内并横向(水平方向)配置的导轨315之上行走的车轮316，被搬送。在图7 中，符号313表示作为驱动力传达机构的小齿轮、314表示作为驱动力传达机构的齿条。在图8和图9中，表示了基板搬运器306的驱动机构。车轮316的作用是将基板 搬运器306的负载确切地在导轨315上支撑，使得能顺畅地搬送。在基板搬运器306的底 部以规定间隔设有数对(图中为四对)所述车轮316。齿条314借助弹簧320设在基板搬运器306的底盘部。在图8中，符号321是齿 条314的枢轴。在齿条314的右端侧(行进方向前端部)，一直存在朝上方方向提起的力起 作用，而该力是由弹簧320以枢轴321作为支点引起的。由于存在该朝上的力，因此在将基 板搬运器306搬入到真空处理室内的时候，可以防止齿条314的齿和小齿轮313的齿猛然 对接而以强力接触的情况发生，使两者的咬合变得顺滑。考虑到基板搬运器306的齿条314的咬合位置，如图10所示，小齿轮313相对基 板搬运器306的搬送路径以规定间隔配置多个。在该驱动机构中，伺服电机等的驱动用电机323的驱动力通过传动带322而传达 到小齿轮313，并通过小齿轮313的转动驱动，使齿条314直线前进。伴随着该齿条314的 直线前进，由在导轨315上行走的车轮316支撑的基板搬运器306沿着导轨315即搬送路 径移动。图10和图11表示基板搬运器306的制动装置。在该制动装置中，在真空处理室 侧(固定侧)，在基板搬运器306的停止位置的前方规定位置配置有制动机构312。该制动 机构312具备例如三个制动力付与位置检测用的传感器317a 317c、以及通过这些传感器 317a 317c的动作而进行动作且个数与传感器个数相同的电磁铁318a 318c。另一方 面，在基板搬运器306侧(移动侧)，配置有作为制动用制铁的永久磁铁式车上子311。图12是，从基板搬运器306的启动到停止为止的、表示与基板搬运器306的定位 动作相关的构成要素的动作的时间图表。其中纵轴表示以下所述的波形信号A I、横轴表 示时间轴t。在图12中，波形A表示驱动用电机323的标准的转动速度特性、波形B表示制动 时修正的驱动用电机323的实际转动速度特性。在图12中，波形C、D以及E分别表示传感器317a、317b以及317c的检测输出值， 波形F、G以及H分别表示电磁铁318a、318b以及318c的励磁电压。波形I表示未图示的机械锁定机构的动作期间。接着，除了图7之外，还参照图8 图12，说明该搬送以及定位装置的动作。首先，当作为一连串的工序的始端的隔门305a打开，则驱动用电机323的驱动力 从小齿轮313传达到齿条314，从而载置有实施真空处理的基板307的基板搬运器306，在 导轨315上被搬送，并搬入到预备室302A中。此时，作为真空处理室304A(真空)和预备室302A(大气压)的边界的隔门305b 处于密闭状态。当基板搬运器306搬入到预备室302A之后，若隔门305关闭，未图示的排 气泵动作，则预备室302A就处于作为作业环境的真空状态。
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当预备室302A获得必要真空度之后，打开作为预备室302A和事先保持在与预备 室302A大致等压状态的第一真空处理室304A之间的边界的隔门305b。虽然省略了图示， 但通过在各室设置一个以上的小齿轮313的转动(在图8中是右转)，向基板搬运器306下 部的齿条314施加推力，进而使基板搬运器306搬入到第一真空处理室304A。如图12所示，在时刻、，当对驱动用电机323的速度控制机构(未图示)给予移 动基板搬运器306的指令，则驱动用电机323最初沿着波形A所示的方式被控制速度。驱 动电机323在时刻t2之后，以低速继续转动之后，从时刻t3开始，根据接下来要详细说明的 制动指令，沿着波形B所示的转动速度特性被控制，并通过惯性前进或者制动被减速、停止 (时刻t5)。关于区间t3 t5(制动中)的各构成要素的动作，以下进行详细说明。首先，如图7所示，在真空处理装置301中，基板搬运器306被搬入到第一真空处 理室304A内。基板搬运器306前进，使安装在基板搬运器306的前端部的车上子311的前 端，到达与配置在基板搬运器306的停止位置正前面的制动机构312内的制动力付与位置 检测用传感器317a(参照图11)相对的位置(时刻t3)。这之后，基于图12的波形C所示 的传感器317a的检测输出，以如波形F所示的方式使电磁铁318a被励磁，从而在与基板搬 运器306侧的永久磁铁式车上子311相对的位置，以与永久磁铁式车上子311的磁极成为 不同极的方式，发挥上下方向为S、N极的磁铁的功能。由于车上子311和电磁铁318a之间 的各磁铁之间的吸引力，基板搬运器306受到制动力，从而从时刻t3之后，驱动用电机323 的转动速度就会按波形B所示的那样衰减。基板搬运器306进一步前进，使永久磁铁式车上子311到达与传感器317b相对的 位置(时刻t4)，则检测出车上子311接近的传感器317b按波形D所示的方式输出。基于 该检测输出，电磁铁318b由波形G所示的励磁电压励磁，吸引永久磁铁式车上子311。此 外，当基板搬运器306的永久磁铁式车上子311到达与传感器317c相对的位置(时刻t5)， 则传感器317c按波形D所示的方式输出。基于该检测输出，电磁铁318c由波形H所示的 励磁电压励磁，吸引永久磁铁式车上子311。基板搬运器306接受这些车上子311以及电磁 铁318c的电磁制动力而急速减速。另一方面，在此期间(时刻t3 t5)，对于所述的驱动用电机323，也由速度控制机 构付与以如图10的波形A的衰减特性所示的方式降低驱动用电机323的转动速度的制动 力。基板搬运器306受到的制动力是，在由该波形A表示的衰减特性的制动力上，加上所述 各电磁铁318a 318c与永久磁铁式车上子311之间的吸引力的力。对于驱动用电机323 的转动速度，由于波形A的速度特性被修正，因此而呈现如波形B所示的急速降低现象，并 在时刻t5停止。在该时刻t5，通过在车上子311和电磁铁318c之间作用的引力，基板搬运 器306被停止在真空处理室304A内的规定位置。进行如上制动的结果是，可以在没有起尘作用的情况下，顺畅、确切地停止基板搬 运器306。其中，虽然未图示，但如果作为辅助性机构设置将基板搬运器306锁定在真空处 理室304A的规定位置的机械式锁定机构，则即使在基板搬运器的重量大的情况下，也能按 如下的方式进行定位。用图12中的波形图I，补充说明基于该机械式锁定机构的动作。
在图12中，波形I是表示机械式锁定机构的动作的波形。如果从最后的制动用电 磁铁318c的励磁结束之后的时刻、开始以规定时间运转机械式锁定机构，则即使在基板 搬运器306欲用惯性进行惯性前进的情况下，也能将基板搬运器306相对于真空处理室固 定，而不从规定位置脱离。适用于本申请发明的真空处理装置的基板搬运器的搬送以及定位装置并不限定 于以上说明的装置。例如，在所述装置中，仅对第一真空处理室304A的基板搬运器306的 定位动作代表性地进行了说明，但在第二、第三真空处理室304B、304C的基板搬运器306的 定位中也可以同样地进行。另外，虽然未图示，但当真空处理装置具备加热室，从而在真空 环境下进行热处理时，对于加热室中的基板搬运器的定位也当然能适用。另外，在上述的真空处理装置中，如图7所示，采用了载置有在第三真空处理室 304C中结束了处理的基板的基板搬运器经由预备室302B而从隔门305d向右方侧排出的 构成，但也可以采用以下构成，即，在真空处理装置内设置用于搬送基板搬运器的往去路、 返回路这两个搬送路径，并在真空处理装置301的右方端锁闭的同时，在右方端设置将基 板搬运器从往去路移动到返回路的转移机构。换言之可采用以下结构，即，具备往返搬送路 径，且载置有完成真空处理的基板的基板搬运器经由返回路而从左方端的返回路出口侧搬 出ο另外，在上述装置中，对于在与传感器317a的检测信号相同的时刻t3从基板搬运 器306的速度控制机构付与驱动用电机的衰减特性(制动信号)的情况进行了说明，但并 不限定于此，可以从以该时刻为基准的有若干偏差的时刻开始。另外，在上述装置中，作为制动力付与位置检测用传感器，配置了三个传感器 317a 317c，但并不限定于三个，也可以是一个。然而，如果像图示的那样设置多个传感 器，则能以更高的精度检测出基板搬运器306的制动力付与位置，进而能更适当地付与制 动力，因此更为优选。另外，在上述装置中，作为基板搬运器306的制动用机构，在基板搬运器306上配 置永久磁铁式车上子311，其中，该永久磁铁式车上子311如图11所示具备左方所示的上下 方向带有N极、S极极性的一个永久磁铁，而另一方面，在真空处理室侧配置有三个电磁铁 318a 318c，其中，三个电磁铁318a 318c分别被励磁为在上下方向与车上子311的永 久磁铁具有相反极性即S极、N极。基于上述内容，说明了借助配置在基板搬运器306侧和 真空处理室侧的各磁铁的相互吸引力，而向基板搬运器306付与制动力的情况。但是，可以使配置在搬运器侧和真空处理室侧的各磁铁的极性为同极性，并借助 这些磁铁之间的斥力引起的速度缓冲作用进而形成制动力。另外，作为利用磁铁引力或者斥力作用的构成，可以考虑以下各情况。(1)使用如下的永久磁铁式车上子，其具备将基板搬运器侧的制动用磁铁以其磁 极在沿搬送方向的水平方向排列的方式配置，并将行进方向的后方磁化为N极性、且将行 进方向的前方磁化为S极性的永久磁铁。另一方面，配置在真空处理室侧的三个电磁铁也 同样在沿搬送方向的水平方向配置，并被励磁为行进方向的后方配置为S极性且行进方向 的前方配置为N极性。永久磁铁式车上子随着基板搬运器的行进，依次到达与配置在真空处理室侧的三 个电磁铁相对的位置。由于车上子和基板搬运器的各磁铁在横方向排列配置磁极，因此在与第一个电磁铁相对的位置，首先同极性的S极和S极产生斥力，接着逆极性的N极和S极 产生引力。在分别与三个电磁铁相对时，由于会反复出现像这样的相斥、吸引过程，因此基 板搬运器会受到各磁铁的斥力和引力的二阶段制动力。作为付与像这样的二阶段制动力的其他构成，还可以考虑以下构成。(2)将配置在基板搬运器侧以及真空处理室侧的磁铁，与图示的装置相同，上下方 向配置磁铁。可以采用以下构成，即，通过在基板搬运器侧以及真空处理室侧分别配置多个 磁铁且使其极性相互交替，伴随基板搬运器的行进而使这些磁铁依次相对时，经由成为同 极性的位置而到达成为逆极性的位置。另外，作为基板搬运器的驱动机构，说明了小齿轮和齿条的组合机构，但并不限定 于此，即还可以采用滚子驱动机构或者链条驱动机构。以上所说明的本申请发明的真空处理装置可作为包含液晶显示器用的溅射装置、 大型基板用溅射装置、等离子显示器用溅射装置等各种溅射装置的真空处理装置使用。以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此。在不超出本 发明宗旨的范围内，可以进行构成附加、省略、置换、以及其他变更。本发明并不被所述的说 明所限定，而仅由附加的权利要求所限定。
权利要求
一种真空处理装置，是以使基板在直立状态对基板进行真空处理的真空处理装置，其特征是，包括对所述基板实施成膜处理的多个成膜室；载置所述基板并将其搬送的基板搬运器；第一搬送路径，其设在所述成膜室内，成为在所述多个成膜室之间进行搬送的所述基板搬运器的往去路；第二搬送路径，其设在所述成膜室内，成为在所述多个成膜室之间进行搬送的所述基板搬运器的返回路；转移机构，其设在所述多个成膜室的任意的至少一个的内部，将所述基板搬运器从所述第一搬送路径移动到所述第二搬送路径。
2.如权利要求1所述的真空处理装置，其特征是还具备预备室，其设在大气侧和所述成膜室之间，并搬送载置有所述基板的所述基板 搬运器。
3.如权利要求1所述的真空处理装置，其特征是在对所述基板进行成膜加工时，采用使基板搬运器静止固定的固定成膜方式。
4.如权利要求1所述的真空处理装置，其特征是在对所述基板进行成膜加工时，采用在所述基板搬运器的基板保持盘的单面保持所述 基板的、仅对所述基板的单面进行成膜处理的单面成膜方式。
5.如权利要求1所述的真空处理装置，其特征是在所述成膜室之中，最下游部的所述成膜室具备所述转移机构。
6.如权利要求1所述的真空处理装置，其特征是在所述第一搬送路径和所述第二搬送路径之间具备将所述基板加热到期望温度的加 热装置。
7.如权利要求1所述的真空处理装置，其特征是采用返回路成膜方式，即，在所述第一搬送路径上具备加热所述基板的加热装置，并且 在所述第二搬送路径上具备对所述基板进行成膜处理的成膜装置。
8.如权利要求1所述的真空处理装置，其特征是采用往去路成膜方式，即，在所述第一搬送路径上具备对所述基板进行成膜处理的成 膜装置，并且在所述第二搬送路径上使所述基板放热。
9.如权利要求1所述的真空处理装置，其特征是所述成膜室是溅射室。
10.一种真空处理装置，是以使基板在直立状态对基板进行真空处理的真空处理装置， 其特征是，包括对所述基板实施成膜处理的至少一个成膜室；载置所述基板并将其搬送的基板搬运器；多个预备室，其设在大气侧和所述成膜室之间，并搬送载置有所述基板的所述基板搬 运器；基板搬运器贮存室，其设在所述成膜室和所述预备室之间，用于贮存从所述预备室搬 送到所述成膜室的所述基板搬运器、以及从所述成膜室搬送到所述预备室的所述基板搬运器；第一搬送路径，其设在所述成膜室内，成为从所述基板搬运器贮存室搬送到所述成膜 室的所述基板搬运器的往去路；第二搬送路径，其设在所述成膜室内，成为从所述成膜室搬送到所述基板搬运器贮存 室的所述基板搬运器的返回路；转移机构，其设在所述成膜室内，将所述基板搬运器从所述第一搬送路径移动到所述 第二搬送路径。
11.如权利要求10所述的真空处理装置，其特征是具备多个所述成膜室，且所述成膜室中的任意的至少一个具备所述转移机构。
12.如权利要求10所述的真空处理装置，其特征是在对所述基板进行成膜加工时，采用使基板搬运器静止固定的固定成膜方式。
13.如权利要求10所述的真空处理装置，其特征是在对所述基板进行成膜加工时，采用在所述基板搬运器的基板保持盘的单面保持所述 基板的、仅对所述基板的单面进行成膜处理的单面成膜方式。
14.如权利要求11所述的真空处理装置，其特征是在所述成膜室之中，最下游部的所述成膜室具备所述转移机构。
15.如权利要求10所述的真空处理装置，其特征是在所述第一搬送路径和所述第二搬送路径之间具备将所述基板加热到期望温度的加 热装置。
16.如权利要求10所述的真空处理装置，其特征是采用返回路成膜方式，即，在所述第一搬送路径上具备加热所述基板的加热装置，并且 在所述第二搬送路径上具备对所述基板进行成膜处理的成膜装置。
17.如权利要求10所述的真空处理装置，其特征是采用往去路成膜方式，即，在所述第一搬送路径上具备对所述基板进行成膜处理的成 膜装置，并且在所述第二搬送路径上使所述基板放热。
18.如权利要求10所述的真空处理装置，其特征是所述成膜室是溅射室。全文摘要
本发明提供一种真空处理装置，是具备真空处理室(20、22、24)和基板搬运器(40)、和预备室(14)的立式真空处理装置(10)，其特征是，在预备室(14)内以及真空处理室(20、22、24)内设置往去路(16)和返回路(18)这两个搬送路径的同时，在真空处理室(24)内具备将基板搬运器从往去路(16)转移至返回路(18)的转移机构。
文档编号B65G49/06GK101916716SQ20101024680
公开日2010年12月15日 申请日期2005年5月24日 优先权日2004年5月26日
发明者中岛利夫, 新井进, 森胜彦, 肉仓真人 申请人:株式会社爱发科