(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【発明の詳細な説明】
【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１１3、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１１2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）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004471487.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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