(57)【要約】【課題】スループットの向上及び低コスト化を図ることができるロードチャンバを提供する。【解決手段】サブチャンバ４２を有するロードチャンバＬＬ１は、サブチャンバ４２内を上下方向に移動し、基板カセット５Ｌが載置される基板カセットベース４７が上昇位置にあるときには基板カセットベース４７を隔壁としてサブチャンバ４２内の上部に気密な空間を形成でき、基板カセットベース４７が下降位置にあるときには基板カセット５Ｌから搬送装置に基板を移載できる。サブチャンバ４２内に補充された基板を搬送装置側に排出するためのＧＶを必要としないため部品点数を削減できるとともに、基板カセット５Ｌへの基板１３の補充のときに排気とベントが必要な空間が限定されるためスループットを向上できる。【選択図】図３
2012134370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に所定の真空処理が行われる処理チャンバに向けて基板を供給し、又は前記真空処理後の基板が排出されるチャンバであって、
基板が装填される基板カセットが配置される移動可能なカセット保持部と、
所定位置に移動した前記カセット保持部に当接し、前記チャンバ内に気密な第１の空間を形成できるように前記チャンバの内壁に沿って設けられたシール部と、
前記チャンバに設けられ、開放することで前記第１の空間内の前記基板カセットに基板を投入又は排出可能な状態となるゲートバルブと、
前記第１の空間のみを真空排気できる真空排気装置と、
前記第１の空間のみにガス導入できるガス導入装置とを有することを特徴とするチャンバ。
【請求項２】
基板が装填される第２基板カセットが配置されるとともに、前記カセット保持部と同期して移動可能な第２カセット保持部と、
前記カセット保持部が前記所定位置とは異なる第２の所定位置に移動したときに当接し、前記チャンバ内に気密な第２の空間を形成できるように、前記チャンバの内壁に沿って設けられた第２シール部と、
前記チャンバに設けられ、開放することで前記第２の空間内の前記第２基板カセットに基板を投入又は排出可能な第２ゲートバルブと、
前記第２の空間のみを真空排気できる第２真空排気装置と、
前記第２の空間のみにガス導入できる第２ガス導入装置と、をさらに有し、
前記カセット保持部の前記第２シール部が当接する部分は、前記カセット保持部の移動方向に対して、前記カセット保持部の前記シール部が当接する部分の逆側であることを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項３】
前記第１の空間を内部に形成できるサブチャンバと、
前記サブチャンバに連結されるとともに、基板に所定の真空処理を行う処理チャンバとの間で基板を搬送する搬送装置に接続されるロボットチャンバと、
前記ロボットチャンバ内に配設され、前記サブチャンバ内の前記基板カセットと前記搬送装置との間で基板を移載するロボットとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項４】
前記第１の空間及び前記第２の空間を内部に形成できるサブチャンバと、
基板に所定の真空処理を行う処理チャンバとの間で基板を搬送する搬送装置に接続されるとともに、前記サブチャンバに連結されたロボットチャンバと、
前記ロボットチャンバ内に配設され、前記サブチャンバ内の前記基板カセット又は前記第２基板カセットと前記搬送装置との間で基板を移載するロボットとを備えていることを特徴とする請求項２に記載のチャンバ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載されたチャンバと、
基板に所定の真空処理を行う処理チャンバと、
前記チャンバと前記処理チャンバとの間で基板を搬送する搬送装置とを備えていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項６】
請求項３に記載されたチャンバを用いた基板移載方法であって、
前記カセット保持部を前記所定位置に移動させるとともに前記ゲートバルブを開放して、前記カセット保持部に配置されている前記基板カセットに未処理基板を装填する基板投入工程と、
前記カセット保持部を前記所定位置に位置させた状態で前記ゲートバルブを閉じて前記第１の空間を形成するとともに前記第１の空間を真空排気し、前記ロボットチャンバ内と同等の真空度にする排気工程と、
前記カセット保持部を前記所定位置から移動させて、前記基板カセットを前記ロボットチャンバと連通する空間に移動するカセット保持部移動工程と、
前記基板カセットに配設された前記未処理基板を前記ロボットによって前記搬送装置に移載する基板移載工程とを有することを特徴とする基板移載方法。
【請求項７】
請求項４に記載されたチャンバを用いた基板移載方法であって、
前記カセット保持部が前記所定位置に移動するとともに前記ゲートバルブを開放して、前記カセット保持部に配置される前記基板カセットに未処理基板を装填する基板投入工程と、
前記カセット保持部を前記所定位置に位置させた状態で前記ゲートバルブを閉じて前記第１の空間を形成するとともに前記第１の空間を真空排気し、前記ロボットチャンバ内と同等の真空度にする排気工程と、
前記カセット保持部を前記第２の所定位置に移動させて、前記基板カセットを前記ロボットチャンバと連通する空間に移動する第２のカセット保持部移動工程と、
前記基板カセットに配設された前記未処理基板を前記ロボットによって前記搬送装置に移載する基板移載工程と、
前記基板移載工程と同時に行われ、前記第２ゲートバルブを開放するとともに前記第２カセット保持部に配置される前記第２基板カセットに未処理基板を装填する第２の基板投入工程と、
前記第２ゲートバルブを閉じて前記第２の空間を形成するとともに前記第２の空間を真空排気し、前記ロボットチャンバ内と同等の真空度にする第２排気工程と、
前記カセット保持部を前記所定位置に移動させて、前記第２基板カセットを前記ロボットチャンバと連通する空間に移動する第３のカセット保持部移動工程と、
前記第２基板カセットに配設された前記未処理基板を前記ロボットによって前記搬送装置に移載する第２基板移載工程とを有することを特徴とする基板移載方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャンバ、真空処理装置、基板移載方法に係り、特に、大気圧側から真空排気された容器内に基板を投入又は搬出するチャンバ、真空処理装置、基板移載方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気側から供給される成膜処理前の基板を真空雰囲気のプロセスチャンバ内に投入するためのロードチャンバや、所定の真空処理が終了した基板を大気側のパスライン（基板搬送ライン）に排出するためのアンロードチャンバを備えた真空処理装置が知られている。そして、高スループットのロードチャンバやアンロードチャンバでは、プロセスチャンバ側の搬送チャンバと、基板搬送ライン側のサブチャンバとに内部構造が分かれている真空処理装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
サブチャンバは、基板を載せる基板カセットを内部に備え、基板の投入側と排出側にＧＶ（ゲートバルブ）を有している。そして、大気側の基板収納部から成膜処理前の基板を投入する作業毎、または、所定の成膜処理が終了した基板をサブチャンバから搬出する作業毎に大気圧と真空雰囲気に調整するため、ベント及び真空排気が頻繁に行われる。ロードチャンバに比べて内部容積の小さいサブチャンバを備えることで、真空排気に必要な時間を短縮しスループットの向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７４１４２号公報
【特許文献２】特開２００１−２１０６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２に開示された真空処理装置においても、プロセスチャンバ側のタクトタイム短縮の要請からサブチャンバの真空排気に使用できる時間に制約がある。これにより、排気容量の大きな真空ポンプを使用しなくてはならず、さらなる低コスト化を困難にしていた。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、スループットの向上を図るとともに低コスト化に資するチャンバ、真空処理装置、基板移載方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るチャンバは、基板に所定の真空処理が行われる処理チャンバに向けて基板を供給し、又は真空処理後の基板が排出されるチャンバであって、基板が装填される基板カセットが配置される移動可能なカセット保持部と、所定位置に移動したカセット保持部に当接し、前記チャンバ内に気密な第１の空間を形成できるようにチャンバの内壁に沿って設けられたシール部と、チャンバに設けられ、開放することで第１の空間内の基板カセットに基板を投入又は排出可能な状態となるゲートバルブと、第１の空間のみを真空排気できる真空排気装置と、第１の空間のみにガス導入できるガス導入装置とを有することを特徴とする。
或いは、本発明に係る基板移載方法は上述のチャンバを用い、カセット保持部を所定位置に移動させるとともにゲートバルブを開放して、カセット保持部に配置されている基板カセットに未処理基板を装填する基板投入工程と、カセット保持部を所定位置に位置させた状態でゲートバルブを閉じて第１の空間を形成するとともに第１の空間を真空排気し、ロボットチャンバ内と同等の真空度にする排気工程と、カセット保持部を所定位置から移動させて、基板カセットをロボットチャンバと連通する空間に移動するカセット保持部移動工程と、基板カセットに配設された未処理基板を前記ロボットによって搬送装置に移載する基板移載工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、真空処理装置のスループットを落とすことなく、必要な排気時間を確保することができるチャンバ、真空処理装置及び基板移載方法を提供することができる。また、大出力の真空ポンプを必要とせず、ロボットやゲートバルブなどの部材の必要数を減ずることができるため低コストでチャンバ、真空処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第1実施形態に係る真空処理装置の概略図である。
【図２】本発明の第1実施形態に係るキャリアの概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るロードチャンバの断面図（Ａ−Ａ断面図）である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るロードチャンバの断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るロードチャンバの動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。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することができることは勿論である。なお、本明細書中においてロード／アンロードチャンバユニット（又は単にチャンバ）とは、ロードチャンバとアンロードチャンバのいずれか一方又は両方を示す用語とする。また、以下に記載する各実施形態において、基板カセットベース４７，５６は上下方向に移動可能に構成されるが、移動方向は重力方向に平行な方向に限定されないことはもちろんである。例えば、基板カセットベース４７，５６は重力方向に角度を有する方向に移動してもよい。また、後述する第１の空間などが形成される構造であれば基板カセットベース４７，５６が水平方向に移動する構成であっても本発明を適用できるものとする。
【００１１】
（第１実施形態）
図１〜図３は、本発明の第１実施形態に係る真空処理装置について説明した図であり、図１は真空処理装置の概略図（上面図）、図２はキャリアの概略図（斜視図）、図３はロードチャンバの断面図（図１のＡ−Ａ断面図）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。
【００１２】
図１に示す真空処理装置Ｓは、ゲートバルブＧＶを介して無端状に連結された複数のチャンバＳ１と、チャンバＳ１に連結されたロードチャンバＬＬ１及びアンロードチャンバＵＬを備えているインライン型の成膜装置である。基板１３は、基板カセット５Ｌに搭載された状態でロードチャンバＬＬ１に装填され、ロボット２３Ｌ（基板移載装置）によって後述するキャリア１１に移載され、基板搬送装置（搬送装置）によって各チャンバＳ１に搬送される。基板は、基板搬送装置によってキャリア１１に搭載された状態で基板搬送路１０に沿ってチャンバＳ１内を搬送されながら所定の真空処理が施される。チャンバＳ１には、プロセスチャンバや搬送チャンバ２９，３１、その他の処理室として機能するチャンバを含むものとする。なお、基板１３はロードチャンバＬＬ１内に固定された基板カセット５Ｌに補充する機構としてもよい。
【００１３】
図２にキャリア１１の概略図を示す。キャリア１１は、基板搬送路１０から推進力を得る機構部が設けられたスライダー１２上に、基板１３を支持できるホルダ１４が接続されて構成されている。基板搬送路１０は公知の磁気ネジ機構を有して構成され、機構部は磁気ネジ機構の磁石と磁気カップリングを形成する永久磁石を有して構成されている。ホルダ１４には基板１３を起立した姿勢で所定位置に支持するための基板支持爪１５が３つ設けられている。基板支持爪１５は屈曲形状の板ばねから構成されている。本実施形態において用いられるキャリア１１は２つのホルダ１４を備えているため基板１３を同時に２枚搭載することができる。
【００１４】
キャリア１１は、基板１３を搭載した状態で搬送チャンバ２９などのチャンバＳ１内の基板搬送路１０に沿って移動可能であり、後述する基板１３の移載動作中、搬送チャンバ２９，３１内の所定位置（基板移載位置）に停止制御される。キャリア１１は、各チャンバＳ１内を循環するように移動し、真空処理装置Ｓの外側の雰囲気に曝されることがないためチャンバＳ１内の汚染を抑えることができる。なお、キャリア１１の形状は機構部に応じて変更できるものとする。基板１３を支持するための基板支持爪１５の形状や数量も適宜変更可能である。磁気ネジ機構に替えてリニアモータやラックアンドピニオンを用いた機構を採用することもできる。
【００１５】
本実施形態における基板１３としては、磁気ディスクや光ディスクなどの記憶メディアに用いられる円盤状部材が用いられ、特に、中心部分に円形の開口部（センタ孔）を有する円盤状部材が好適に用いられる。しかし、キャリア１１に取り付けられた基板ホルダ１４を交換することにより、種々の形状のガラス基板、アルミニウム若しくはアルミニウム合金などの金属基板、シリコン基板、樹脂基板などを用いることができる。
【００１６】
本実施形態における基板搬送装置は、インライン型のスパッタリング成膜装置に適用した例（真空処理装置Ｓ）であり、少なくともキャリア１１と基板搬送路１０を有する装置として説明されるが、搬送装置としてはこれに限定されない。すなわち基板搬送装置は、ロードチャンバ（アンロードチャンバ）とチャンバＳ１（処理チャンバ）との間で基板を搬送できる装置を意味するものとし、クラスター型のスパッタリング成膜装置、電子ビームなどを使用した薄膜形成、若しくは、表面改質、ドライエッチングのような内部に基板搬送機構を備える真空処理装置に幅広く適用可能なものである。
【００１７】
図３はロードチャンバの断面図である。なお、図３はロードチャンバについて示したが、アンロードチャンバにも同様の構成を採用できることはもちろんである。本実施形態に係るロードチャンバＬＬ１は、サブチャンバ４２とロボットチャンバ４１が一体に連結された構成を有しており、ロボットチャンバ４１は内部空間が一体となるように搬送チャンバ２９と連結されている。搬送チャンバ２９は、ゲートバルブＧＶを介して他のチャンバＳ１と連結されるチャンバであり、他のチャンバＳ１にキャリア１１を搬送する基板搬送路１０（基板搬送装置）が内部に設けられている。
【００１８】
ロボットチャンバ４１は、ロボット２３Ｌが設けられているチャンバであり、一方側でサブチャンバ４２に連結され、他方側で搬送チャンバ２９に連結されている。また、搬送チャンバ２９と同等な圧力に真空排気するための真空ポンプが取り付けられている。ロボット２３Ｌは、駆動部２３２Ｌによって駆動制御できるスカラアーム２３１Ｌを備えた公知の基板搬送ロボットであり、スカラアーム２３１Ｌの先端には基板を載せるようにして保持できるピック（把持部）が取り付けられている。また少なくともピックが取り付けられている部分は上下動可能に構成されているため、基板１３の開口部（センタ孔）にピックを挿し込んで上下動させることにより基板１３を保持及び載置することができる。サブチャンバ４２（後述するサブ搬送部４２ｂ）とロボットチャンバ４１と搬送チャンバ２９は内部が連続しているため、サブチャンバ４２内の基板カセットに装填されている基板１３をロボット２３Ｌによって搬送チャンバ２９内のキャリア１１に移載（基板移載動作）することができる。
【００１９】
サブチャンバ４２は、その内壁から内側に向かって張り出したシール部４５と、上下方向に移動可能（上下動作）な基板カセットベース４７（カセット保持部）を内部に備えている。基板カセットベース４７は、基板カセット５Ｌを載置できる板状部材であり、駆動機構部４４によってサブチャンバ４２内を移動可能に設けられている。駆動機構部４４は、モータ４４ｃによって支柱４４ａを介して基板カセットベース４７（カセット保持部）を移動させる機構であり、ベローズ４４ｂによりサブチャンバ４２内のシールを保つ構造とされているが、ベローズ４４ｂに替えてＯリングなどのシール材による軸シールなどの構造を採用することもできる。また、モータ４４ｃに替えて公知のシリンダなどのアクチュエータを用いてもよい。
【００２０】
シール部４５は、サブチャンバ４２の内周の一周（無端状）に亘って板状若しくは突起状に張り出している部分であり、サブチャンバ４２の内側に張り出したシール部４５の先端（内縁）は、基板カセットベース４７の外縁に重なるように調整されている。このため、基板カセットベース４７が上昇して、基板カセットベース４７の外縁に沿った部分がシール部４５に当接する位置（所定位置）となると、基板カセットベース４７の基板カセット５Ｌを載置した面（上面）の外縁に沿った無端状の領域がシール部４５の下側（下面）の内縁に沿った無端状の領域と当接する。この無端状の当接面がシール面として作用するため、基板カセットベース４７を真空隔壁としてサブチャンバ４２内の空間を上部と下部に分割することができる。なお、後述するように基板カセットベース４７の上面には外縁に沿ってシール材としてのＯリング４７ａが装着されているので、本実施形態におけるシール面はシール部４５の下面とＯリング４７ａとの当接部分に沿って形成される。
【００２１】
基板カセットベース４７が真空隔壁として機能しているとき、サブチャンバ４２内は基板投入部４２ａとサブ搬送部４２ｂに分割される。サブチャンバ４２内の上側に形成される空間が基板投入部４２ａ（第１の空間）であり、そのときにサブチャンバ４２内の下側に形成される空間はサブ搬送部４２ｂである。シール部４５が設けられる高さはロボットチャンバ４１の天板４１ａの高さ付近であるため、基板投入部４２ａとサブ搬送部４２ｂは天板４１ａの高さ付近を境目にしている。
【００２２】
基板投入室４２ａは、基板カセットベース４７が所定位置にあるときにサブチャンバ４２の上側に形成される領域（第１の空間）であり、基板カセットベース４７の基板カセット５Ｌを載置した面とサブチャンバ４２内の上部の内壁に囲まれている。基板投入部４２ａの側壁（サブチャンバ４２の上部の壁面）には、基板や基板カセット５Ｌの出し入れができるゲートバルブ（ＧＶ）４８が設けられ、ＧＶ４８を開放することで基板や基板カセットを基板投入室４２ａ内に投入することができる。
【００２３】
また、基板投入部４２ａには不図示の調圧装置が接続されている。調圧装置は、基板投入部４２ａだけを独立して真空排気可能な真空排気装置６１と、基板投入部４２ａにだけ任意のガスを導入できるベント装置（ガス導入装置）６２とを備えて構成されている。サブ搬送部４２ｂは、基板カセットベース４７が所定位置にあるときにサブチャンバ４２の下側に形成される領域であり、基板カセットベース４７の基板カセット５Ｌを載置する面の裏面とサブチャンバ４２内の下部の内壁に囲まれる領域であるが、ロボットチャンバ４１に連結されているため内部空間は常にロボットチャンバ４１と一体に連続している。
【００２４】
このように本実施形態に係るロードチャンバＬＬ１は、基板の投入や排出に際して、真空排気とベントを繰り返すのはサブチャンバ４２内に形成される基板投入部４２ａ（第１の空間）だけとなる。すなわち、基板カセットベース４７と駆動機構部４４により、真空排気とベントを繰り返す体積を限定することで真空排気やベントに要する時間を短縮し、基板を出し入れする際のスループットの向上を図っている。また、移動できる基板カセットベース４７を真空隔壁として活用することで、基板投入部４２ａとサブ搬送部の間にゲートバルブを設置する必要がなく部品点数を減らすことができる。
【００２５】
ここで、本実施形態に係るロードチャンバＬＬ１の使用方法について説明する。
まず、大気圧雰囲気である真空処理装置Ｓの外側（系外）より投入される基板１３（未処理基板）は、開放されたＧＶ４８を通して基板カセットベース４７に設置されている基板カセット５Ｌに搭載される（基板投入工程）。このとき、基板カセットベース４７はシール部４５と当接する上昇位置（所定位置）に移動されるとともにＧＶ４８は開放されている。すなわち、シール部４５と基板カセットベース４７とでシールされ、サブチャンバ４２の上方側は大気圧、下方側は真空雰囲気となっている。なお、基板投入工程は基板１３が搭載された基板カセット５Ｌを基板カセットベース４７に設置する工程でもよく、この場合、基板１３が搭載された基板カセット５Ｌを、基板１３を移載されて空になった基板カセットと交換する。
【００２６】
次に、ＧＶ４８を閉じて基板カセットベース４７上方の空間（第１の空間）を所定の真空度に到達するまで真空排気する（排気工程）。所定の真空度とはロボットチャンバ４１内と同等の真空雰囲気のことである。所定の真空度に到達した後に基板カセットベース４７を降下させる（カセット保持部移動工程）。基板カセットベース４７が降下した状態で基板１３のキャリア１１への移載がロボット４３によって順次行われる（基板移載工程）。
【００２７】
基板カセット５Ｌに保持された基板１３がなくなると、基板カセットベース４７を再び上昇させる。基板カセットベース４７の縁部分をシール部４５に密着させてシールし、サブチャンバ４２の上方側（第１の空間）をベントして系外と同じ雰囲気（大気圧）にする（ベント工程）。このとき、サブチャンバ４２の下方側が大気暴露されることはない。ベント工程で第１の空間に導入されるガスには、ベント装置（ガス導入装置）によって水分などの不純物成分が管理された窒素ガスが用いられることが望ましい。ベント工程の後に、ＧＶ４８が開放されて上述の基板投入工程が行われる。
【００２８】
上記の基板投入工程〜ベント工程を繰り返すことで基板処理装置Ｓへの基板１３の補充が連続的に行われる。本実施形態に係るロードチャンバＬＬ１はこのような使い方ができるため、基板１３の補充の際にも真空排気やベントされる領域はシール部４５の上方側（第１の空間）に限定することができる。すなわち、排気やベント時間を短縮することでスループットの向上を図ることができる。
【００２９】
アンロードチャンバＵＬはロードチャンバＬＬ１とほぼ同様に構成されている。すなわち、搬送チャンバ３１内のキャリア１１に搭載された処理済の基板１３は、ロボット２３Ｕの動作によって基板カセット５Ｕに格納される。そして、アンロードチャンバＵＬの基板カセットベースが上昇して、その基板カセットベースの縁部分をシール部のシール面に密着させてシールし、サブチャンバの上方側をベントし大気圧にした後、アンロードチャンバＵＬから取り出されパスラインに歯位置される。従って、ロードチャンバＬＬ１とアンロードチャンバＵＬ（チャンバ）を用いることで基板処理装置１への基板１３の補充と排出を連続的に行うことができる。
【００３０】
（第２実施形態）
図４，５は、本発明の第２実施形態に係る真空処理装置について説明した図であり、図４は真空処理装置のロードチャンバの断面図、図５はロードチャンバの動作説明図である。第１実施形態の構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略する。なお、図４に示したロードチャンバＬＬ２の断面図は、図１のロードチャンバＬＬ１に替えてロードチャンバＬＬ２を取り付けた場合のＡ−Ａ断面図に相当する図である。また、図４、５はロードチャンバ側について示したがアンロードチャンバにも同様の構成を採用できることはもちろんである。
【００３１】
本実施形態に係るロードチャンバＬＬ２は、サブチャンバ５２とロボットチャンバ４１が一体に連結された構成を有しており、ロボットチャンバ４１は内部空間が一体となるように搬送チャンバ２９と連結されている。サブチャンバ５２は、サブチャンバ４２の内側に張り出したシール部５５（５５ａ，５５ｂ）、移動（上下動作）可能な基板カセットベース５６（カセット保持部）、基板カセットベース５６に連結された第２カセットベース５７（第２カセット保持部）を内部に備えている。基板カセットベース５６は基板カセット５Ｌ（基板カセット）を、第２カセットベース５７は基板カセット６Ｌ（第２基板カセット）をそれぞれ設置できる板状部材であり、駆動機構部５４によりサブチャンバ５２内を上下方向に移動可能に設けられている。
【００３２】
第２カセットベース５７は係止部材５７ａによって基板カセットベース５６の下方側に固定されているため駆動機構部５４により基板カセットベース５６と同期して移動する構造である。係止部材５７ａは剛性を有する棒状部材であり、第２カセットベース５７を基板カセットベース５６に固定している。
サブチャンバ５２は第１の実施形態のサブチャンバ４２よりも下方側に拡張された形状を有しており、第２カセットベース５７を移動させることで、ロボットチャンバ４１の底板４１ｂの高さよりも低い位置に基板カセット６Ｌを配置することができる。
【００３３】
基板カセットベース５６は、第１の実施形態の基板カセットベース４７と同様な構成であるが、係止部材５７ａが連結されている点と、駆動機構部５４に連結されていない点、また、後述のようにシール部５５ｂにも当接してシールできる点で主に異なっている。駆動機構部５４は第１の実施形態の駆動機構部４４と同様な構成であるが第２カセットベース５７に連結されている点で異なっている。
【００３４】
サブチャンバ５２には、シール部５５（５５ａ，５５ｂ）が２箇所形成されている。シール部５５ａは第１の実施形態のシール部４５と同様な構成である。シール部５５ｂはサブチャンバ４２の内周の一周に亘ってシール部５５ａと同様に無端状に張り出している部分である。シール部５５ｂはロボットチャンバ４１の底板４１ｂの高さ付近に設けられている。シール部５５ｂの先端（内縁）は、基板カセットベース５６の外縁に重なるように調整されており、基板カセットベース５６はロボットチャンバ４１の天板４１ａと底板４１ｂの高さ間を移動できるように構成されている。なお、サブチャンバ５２の上方に形成されているシール部をシール部５５ａ，下方に形成さているシール部を第２シール部５５ｂ（第２シール部）とする。基板カセットベース５６の移動方向に対して、第２シール部５５ｂが当接する基板カセットベース５６の部分は、シール部５５ａが当接する部分の逆側に位置している。
【００３５】
基板カセットベース５６には、シール材５９ａ，５９ｂ（Ｏリングなど）が上面と下面に１つずつ装着されている。シール材５９ａ，５９ｂはシール部５５ａ，５５ｂとそれぞれ当接してシール面を形成することができる。このため、基板カセットベース５６がシール部５５ａに接する位置（所定位置）まで上昇したとき、基板カセットベース５６の基板カセット５Ｌを載置した面（上面）の外縁に沿った無端状の領域が、Ｏリング５９ａと当接してシール部５５ｂの上面の内縁に沿った無端状のシール面を形成する。このとき、基板カセットベース５６を真空隔壁としてサブチャンバ５２内の空間を上部と下部に分割することができる。
【００３６】
一方、基板カセットベース５６がシール部５５ｂに接する位置（第２の所定位置）まで下降したとき、基板カセットベース５６の基板カセット５Ｌを載置した面の裏面（下面）の外縁に沿った無端状の領域が、Ｏリング５９ｂと当接してシール部５５ｂの上面の内縁に沿った無端状のシール面を形成する。このとき、基板カセットベース５６を真空隔壁としてサブチャンバ５２内の空間を上部と下部に分割することができる。
【００３７】
基板カセットベース５６の上面（Ｏリング５９ａ）がシール部５５ａと当接した状態で、サブチャンバ５２内の上側に形成される空間が基板投入部５２ａ（第１の空間）であり、一方、基板カセットベース５６の下面（Ｏリング５９ｂ）がシール部５５ｂと当接した状態で、サブチャンバ４２内の下側に形成される空間は第２基板投入部５２ｃ（第２の空間）である。また、ロボットチャンバ４１の天板４１ａの高さと底板４１ｂの高さの間に位置するサブチャンバ５２内の空間をサブ搬送部５２ｂとする。
【００３８】
上述のように、基板投入室５２ａは、基板カセットベース５６の基板カセット５Ｌを載置した面とシール部５５ａよりも上側のサブチャンバ５２の内壁に囲まれて気密に区画される領域（第１の空間）である。この基板投入部５２ａの側壁（サブチャンバ５２の上部の壁面）には基板や基板カセット５Ｌの出し入れができるゲートバルブ（ＧＶ）５８ａが設けられている。同様に、第２基板投入部５２ｃの側壁（サブチャンバ５２の下部の壁面）には基板や基板カセット６Ｌの出し入れができるゲートバルブ（ＧＶ）５８ｂ（第２ゲートバルブ）が設けられている。
【００３９】
ＧＶ５８ａを開放することで基板や基板カセットを基板投入部５２ａ内に投入することができ、ＧＶ５８ｂを開放することで基板や基板カセットを基板投入室５２ｃ内に投入することができる。また、基板投入部５２ａだけを独立して真空排気な真空ポンプ（真空排気装置）６１と、基板投入部５２ａだけに任意のガスを導入できるベント装置（ガス導入装置）６２とを有する調圧装置が基板投入部５２ａに接続されている。同様に、ロードチャンバＬＬ２は第２基板投入部５２ｃだけを独立して真空排気できる真空ポンプ（第２真空排気装置）６３及びガスを導入できるベント装置（第２ガス導入装置）６４を有する調圧装置（第２調圧装置）が第２基板投入部５２ｃに接続されている。
【００４０】
ここで、図５（ａ），（ｂ）に基づいて、本実施形態に係るロードチャンバＬＬ２の動作について説明する。なお、図５では簡略化のため真空ポンプ６１，６３、ベント装置６２，６４を不図示とする。
図５（ａ）は、基板カセット５Ｌ，６Ｌが載置された基板カセットベース５６，５７を駆動機構部５４により上昇させた状態であり、基板カセットベース５６（Ｏリング５９ａ）がシール部５５ａに当接する高さ（所定位置）に移動しており、また、サブチャンバ５２上側のＧＶ５８ａが開放されている。このため、基板カセットベース５６のシール材５９ａによりロボットチャンバ４１及びサブチャンバ５２の下側（サブ搬送部５２ｂと基板投入部５２ｃ）はシールされ所定の真空度に保持される。この状態ではロボットチャンバ５１の真空を維持しつつ、サブチャンバ５２上側（基板投入部５２ａ：第１の空間）にガス導入するベントを行う（ベント工程）。
【００４１】
基板投入部５２ａのベント完了後、サブチャンバ５２上側のＧＶ５８ａを開き、基板カセット５Ｌに基板１３（未処理基板）を投入する（基板投入工程）。この基板投入工程は基板１３が搭載された基板カセット５Ｌを基板カセットベース５６に設置する工程でもよいものとする。基板投入工程の終了後、ＧＶ５８ａを閉じて再び第１の空間を形成し、ロボットチャンバ４１内と同等の真空度になるまで真空排気を行う（排気工程）。ロボットチャンバ内と同等の真空度になった後、基板カセットベース５６（Ｏリング５９ｂ）がシール部５５ｂに当接する高さ（第２の所定位置）に移動して、基板カセット５Ｌをサブ搬送部５２ｂ内に位置させる（カセット保持部移動工程、又は、第２のカセット保持部移動工程）。この基板カセットベース５６が降下した状態で基板１３のキャリア１１への移載がロボット２３Ｕによって行われる（基板移載工程）。
【００４２】
図５（ｂ）は、基板カセットベース５６（Ｏリング５９ｂ）がシール部５５ｂに当接する位置（第２所定位置）に移動するとともにサブチャンバ５２下側の空間（基板投入部５２ｃ：第２の空間）がベント（第２ベント工程）された後に、ＧＶ５８ｂが開放された状態である。すなわち、第２のカセット保持部移動工程（又は、カセット保持部移動工程）が実行された後の状態である。このとき、基板カセットベース５６のシール材５９ｂによりロボットチャンバ４１及びサブチャンバ５２の上側（基板投入部５２ａとサブ搬送部５２ｂ）はシールされ所定の真空度に保持されている。この状態で基板カセットベース５７上の基板カセット６Ｌに基板１３（未処理基板）を投入する（第２の基板投入工程）。
【００４３】
その後、ＧＶ５８ｂを閉じて第２の空間を形成し、ロボットチャンバ内と同等の真空度になるまで真空排気を行う（第２排気工程）。第２排気工程の後、基板カセットベース５６（Ｏリング５９ａ）をシール部５５ａに当接する位置（所定位置）に移動させて、基板カセット６Ｌをロボットチャンバと連通する空間に移動し（第３のカセット保持部移動工程）、下側基板カセット６Ｌに配設された基板１３をロボット２３Ｌによってキャリア１１（搬送装置）に移載する（第２基板移載工程）。下側基板カセット６Ｌ上の基板１３は、ロボット２３Ｌにより順次キャリア５０へ移載される。第２基板移載工程の実行中にサブチャンバ５２上側（基板投入部５２ａ）にガス導入するベントを行った後、ＧＶ５８ａを開き、基板カセット５Ｌに基板１３（未処理基板）を投入する工程（基板投入工程）が行われる。第２基板移載工程の実行中に行われる基板投入工程は図５（ａ）に基づいて上述した状態である。
【００４４】
図５（ａ），（ｂ）に基づいて説明した上述の工程（基板投入工程〜第２基板移載工程）を繰り返し行うことにより、ロードチャンバＬＬ２内に配設されるロボットを１台とし、ロボットチャンバ４１内のＧＶを必要としないと構造が可能となる。
【００４５】
本実施形態のロードチャンバＬＬ２は、基板カセットベース５６に載置された基板カセットからの移載作業が行われている間に第２カセットベース５７上に載置された基板カセットがある空間の排気やベント作業を行うことができる。このため、１つのサブチャンバのみ備える従来の真空処理装置のロードチャンバＬＬやアンロードチャンバＵＬに比較して、基板カセットが配置される空間の排気時間やベント時間を十分に確保することが可能となる。
【００４６】
すなわち、本実施形態に係るロードチャンバＬＬ２により、基板１３の補充の際にも真空排気やベントされる領域はシール部５５ａの上方側、又はシール部５５ｂの下方側に限定することができる。すなわち、排気やベント時間を短縮することでスループットの向上を図ることができる。
【００４７】
本発明に係るチャンバを用いることで、基板カセットが配置される空間の排気時間やベント時間を多くとることができるため、投入時に基板に付着した水成分などの成膜に与える有害物質を取り除くとともに、搬出時には時間をかけてベントすることが可能となる。そのため、基板とベントガスとの化学的、物理的ダメージを軽減することができる。化学的ダメージとは例えばベント用の窒素ガスによる基板の窒化であり、物理的ダメージとは例えばベント（真空排気動作）のガス流により巻き上がったパーティクルによって基板を損傷することである。
【００４８】
本発明に係るチャンバを用いることで、排気容量の大きな真空ポンプを使用する必要がなきためコストの上昇を抑えることができる。また、基板カセットベースが上下方向に移動することで、基板カセットを搬送装置側に近い位置に配置することができるため、ロードチャンバ内に配設されるロボットを１台にすることができ、さらに、サブチャンバに基板を排出するためのＧＶ（ゲートバルブ）を取り付ける必要がないため、部品点数を減少させることができる。
【００４９】
本発明は、成膜用装置として発明されたが、広く真空を利用する産業や、液体、気体などの隔壁を必要とする装置に応用することが可能である。また、基板カセット５Ｌ，５Ｕ，６Ｌは、基板１３を２５枚若しくは５０枚ずつ二列に並べることができる。本実施形態における基板の投入及び搬出は、所定数量の基板を基板カセットに移載することで行われるが、交換する基板を搭載した基板カセット自体を交換してもよい。
【００５０】
本発明に係るチャンバ若しくはサブチャンバは、基板カセットベースが上下方向に移動する構成だけではなく、水平方向に移動する構成にも適用することが可能である。基板カセットベースが上下方向に移動する場合は、基板カセットベースの基板カセットが載置される面の両側に板状のシール部材を起立して取り付けるとよい。すなわち、このシール部材を真空隔壁として用いることで水平方向の移動に本発明を適用することができる。
【００５１】
また、チャンバの構造を工夫することにより、ロードチャンバ（基板供給装置）とアンロードチャンバ（基板排出装置）の両者の機能を１つのチャンバ（ロードチャンバ）で実行できるように構成することもできる。例えば、ロボットを１台設置したロボットチャンバを、基板の投入側と排出側のチャンバに連通させて、キャリアからの基板の取り外し動作と搭載動作を１台のロボットで行うようにすることもできる。この場合、投入側と排出側のチャンバに取り付けられた基板カセットベースを連動させれば、基板カセットベースの駆動系を１つにまとめることができる。
【符号の説明】
【００５２】
Ｓ  真空処理装置
Ｓ１  成膜室（チャンバ）
ＬＬ１，ＬＬ２  ロードチャンバ
ＵＬ  アンロードチャンバ
５，５Ｌ，５Ｕ，６Ｌ  基板カセット
４８，５８ａ，５８ｂ  ＧＶ（ゲートバルブ）
１０  基板搬送路
１１  キャリア
１２  スライダー
１３  基板
１４  ホルダ
１５  基板支持爪
２３Ｌ，２３Ｕ  ロボット
２９，３１  搬送チャンバ
４１  ロボットチャンバ
４２，５２  サブチャンバ
４２ａ，５２ａ  基板投入部
４２ｂ，５２ｂ  サブ搬送部
４２ｃ，５２ｃ  第２基板投入部
４７ａ，５９ａ，５９ｂ  シール材
４４，５４  駆動機構部
４４ａ  支柱
４４ｂ  ベローズ
４４ｃ  モータ
４５，５５ａ，５５ｂ  シール部
４７，５６  基板カセットベース
５７  第２カセットベース
６１，６３  真空ポンプ
６２，６４  ベント装置
【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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