(57)【要約】【課題】開発段階から量産段階にスムーズに移行でき生産性を向上させることができる基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置１１は、被処理基板１２を備えた有機ＥＬ装置、液晶装置、半導体装置などを製造する際に用いられる装置である。基板処理装置１１は、第１処理室１３ａ〜第５処理室１３ｅと、搬送室１４とを有し、例えば、処理室１３ａ〜１３ｅが搬送室１４の側面に沿って直線状に並んで配置されている。処理室１３ａ〜１３ｅのそれぞれは、第１ゲートバルブ１５を介して、搬送室１４と被処理基板１２の授受が可能になっている。また、処理室１３ａ〜１３ｅは、第２ゲートバルブ１６を介して、隣接する処理室１３同士が連通可能に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気と異なる雰囲気に調整された複数の処理室と、
前記複数の処理室に被処理基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室と、
を有し、
前記複数の処理室は、互いが隣接して配置されていると共に隣接する処理室同士が前記被処理基板を授受可能に接続されており、かつ、前記複数の処理室のそれぞれと前記搬送室とが前記被処理基板を授受可能に接続されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記複数の処理室のそれぞれと前記搬送室とは、第１ゲートバルブを介して連通可能に接続されており、
前記隣接する処理室同士は、第２ゲートバルブを介して連通可能に接続されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記複数の処理室は、直線状に配置されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置であって、
前記搬送室は、前記直線状に配置された前記複数の処理室の長さに合わせて略長方形に形成されており、
前記搬送ロボットは、前記搬送室における前記複数の処理室の端から端までの方向を直線移動可能に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記処理室に、予備室が接続されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記処理室又は前記予備室には、前記処理室を拡張することが可能な拡張部が設けられていることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気と異なる雰囲気下で被処理基板に処理を施す基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記した基板処理装置は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置、液晶装置、半導体装置などを製造する際に用いられ、被処理基板に処理（加熱や成膜など）を施す処理室を複数有している。基板処理装置は、処理室の配置構成としてインライン方式と、特許文献１に記載のようなクラスタ方式がある。
【０００３】
図４は、インライン方式の基板処理装置１０１の構成を示す模式平面図である。インライン方式の基板処理装置１０１は、例えば、大気と異なる雰囲気（例えば、真空雰囲気）に調整された複数の処理室１０２が処理順かつ直線状に並べられて配置されている。この基板処理装置１０１は、大量の被処理基板１０３に決められた処理を施すことができるメリットがある反面、試作や開発段階において膜種類が限定されない少数の処理には向かないというデメリットがある。
【０００４】
図５は、クラスタ方式の基板処理装置１１１の構成を示す模式平面図である。クラスタ方式の基板処理装置１１１は、例えば、真空雰囲気に調整されており、各処理室１１２に被処理基板１１３を搬送する搬送ロボット１１４を有する。この基板処理装置１１１は、処理の種類（処理室）を自由に決められるなど、条件を独立して制御できるメリットがある反面、生産（量産）効率が悪いというデメリットがある。
【０００５】
これらのことから、試作や開発段階ではクラスタ方式の基板処理装置１１１を使用し、量産段階になったらインライン方式の基板処理装置１０１を使用するようにして、処理効率を向上させている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１９０８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、クラスタ方式の基板処理装置１１１からインライン方式の基板処理装置１０１に装置を変更すると、装置の構造や搬送方法の違いなどから、処理条件が変わってしまい品質が再現できない。これにより、処理条件の検証及びやり直しが発生し、生産が遅延するという問題がある。加えて、２つの基板処理装置１０１，１１１を使用するため、設備費用がかかるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］本適用例に係る基板処理装置は、大気と異なる雰囲気に調整された複数の処理室と、前記複数の処理室に被処理基板を搬送する搬送ロボットを有する搬送室と、を有し、前記複数の処理室は、互いが隣接して配置されていると共に隣接する処理室同士が前記被処理基板を授受可能に接続されており、かつ、前記複数の処理室のそれぞれと前記搬送室とが前記被処理基板を授受可能に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、各処理室のそれぞれに被処理基板を搬送する搬送室を備え、更に隣接する処理室同士が被処理基板を授受可能に接続されているので、搬送ロボットを用いて複数の処理室の中から選択して処理を行うことができ（例えば、クラスタ方式に相当）、かつ、搬送ロボットを用いずに複数の処理室の端から順に被処理基板を搬送させて処理を行うこともできる（例えば、インライン方式に相当）。これにより、例えば、試作や開発段階において処理室を選択して処理条件を見極めた後、処理室の端から順に処理を行う量産段階に、同じ処理室（基板処理装置）で処理を行うことができる。よって、開発段階とほぼ同じ処理条件で行うことが可能となり、処理の条件出しから生産性の検証、更に量産へと、スムーズに開発段階から量産段階に移行ができる。その結果、生産性を向上させることができる。
【００１１】
［適用例２］上記適用例に係る基板処理装置において、前記複数の処理室のそれぞれと前記搬送室とは、第１ゲートバルブを介して連通可能に接続されており、前記隣接する処理室同士は、第２ゲートバルブを介して連通可能に接続されていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、ゲートバルブを介して搬送室と処理室、及び、処理室と処理室が接続されているので、例えば、処理室のメンテナンスを行う際、搬送室や他の処理室に悪影響を与えることなくメンテナンスを行うことができる。また、上記の場合、各処理室の雰囲気を急激に変化させることなく所定の雰囲気に保つことができる。
【００１３】
［適用例３］上記適用例に係る基板処理装置において、前記複数の処理室は、直線状に配置されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、直線状に処理室が並んでいることにより、例えば、決められた処理を連続して行うような量産において、搬送性を高めることが可能となり、効率よく処理することができる。
【００１５】
［適用例４］上記適用例に係る基板処理装置において、前記搬送室は、前記直線状に配置された前記複数の処理室の長さに合わせて略長方形に形成されており、前記搬送ロボットは、前記搬送室における前記複数の処理室の端から端までの方向を直線移動可能に設けられていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、搬送ロボットが直線移動の往復によって各処理室に被処理基板を搬送できるので、比較的簡単な動作で移動させることができ、更に余計な動作が少ないので早く被処理基板を各処理室に搬送させることができる。
【００１７】
［適用例５］上記適用例に係る基板処理装置において、前記処理室に、予備室が接続されていることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、処理室に予備室が接続されているので、例えば、予備室を処理室として利用したり、処理を行った後の被処理基板を評価したり、処理を行うにあたっての準備を行ったりすることができる。
【００１９】
［適用例６］上記適用例に係る基板処理装置において、前記処理室又は前記予備室には、前記処理室を拡張することが可能な拡張部が設けられていることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、処理室に拡張部が設けられているので、更に別の処理室を設けて処理を行いたい場合など、容易に追加させていくことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、基板処理装置の構造を示す模式平面図である。以下、基板処理装置の構造を、図１を参照しながら説明する。
【００２２】
図１に示すように、基板処理装置１１は、被処理基板１２を備えた有機ＥＬ装置、液晶装置、半導体装置などを製造する際に用いられる装置であり、複数の処理室１３（第１処理室１３ａ〜第５処理室１３ｅ）と、搬送室１４とを有する。
【００２３】
ここで、被処理基板１２に施す処理について説明する。例えば、有機ＥＬ装置を製造する場合、被処理基板１２としての素子基板に対し、真空雰囲気下でのＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、スパッタ法、蒸着法など金属膜の成膜工程及び封止工程、フォトリソグラフィ技術を利用したパターンニング工程、窒素雰囲気下での有機膜の封止工程、更に、インクジェット技術を利用した印刷工程などの処理が行われる。以下、例えば、真空蒸着処理を行う基板処理装置１１の構造を説明する。
【００２４】
第１処理室１３ａ〜第５処理室１３ｅは、それぞれが搬送室１４との間で被処理基板１２の授受が可能になっている。具体的には、処理室１３ａ〜１３ｅは、第１ゲートバルブ１５（仕切り弁）を介して搬送室１４と連通可能に接続されている。また、処理室１３ａ〜１３ｅは、搬送室１４の側面に沿って直線状に並んで配置されており、第２ゲートバルブ１６を介して、隣接する処理室１３同士が連通可能に接続されている。
【００２５】
第１処理室１３ａ〜第５処理室１３ｅは、大気と異なる雰囲気としての真空雰囲気に調整されている。具体的には、第１処理室１３ａ〜第５処理室１３ｅのぞれぞれに、真空雰囲気にするための真空引き機構（図示せず）が設けられている。また、第１処理室１３ａ〜第５処理室１３ｅは、基板処理装置１１をインライン方式として使用した場合、被処理基板１２を隣接する処理室１３に載置して搬送する図示しないホルダ（トレイ）が設けられている。
【００２６】
詳述すると、処理室１３ａ〜１３ｅのそれぞれには、ホルダを第１処理室１３ａから第５処理室１３ｅの順に搬送するための搬送ローラ（直線搬送機構）が設けられている。ホルダは、この搬送ローラが回転することにより第１処理室１３ａから第５処理室１３ｅに向かって直線的に搬送される。なお、処理室１３ａ〜１３ｅの間に設けられた第２ゲートバルブ１６の部分には、搬送ローラが設けられていない構造となっている。つまり、２つの処理室１３の間を通過する際、どちらかの処理室１３の搬送ローラがホルダと接触すればよく、ホルダを搬送させることができる。
【００２７】
また、ホルダの上部には、ホルダを保持して被処理基板１２と共に回転させる回転機構が設けられている。処理室１３ａ〜１３ｅのそれぞれには、ホルダを回転可能に保持する保持機構が設けられている。ホルダに固定された被処理基板１２は、直線移動したり回転したりしながら、第１処理室１３ａから順に第５処理室１３ｅを通過して処理が施される。
【００２８】
処理室１３ａ〜１３ｅの両サイドには、第１予備室２１と第２予備室２２とが配置されている。第１予備室２１及び第２予備室２２は、例えば、処理室として被処理基板１２に施す処理を新たに追加したり、更に複数の処理室１３を接続して拡張したりするために用いられる。
【００２９】
第１予備室２１は、基板処理装置１１をインライン方式として用いた場合、例えば、ホルダと被処理基板１２とを組み合わせたり、被処理基板１２とマスク（図示せず）とを組み合わせたりする場合に用いるようにしてもよい。この場合、第２予備室２２を、ホルダから被処理基板１２を取り外す場合に用いるようにしてもよい。
【００３０】
第１予備室２１は、２つのゲートバルブ１５，１６を介して、搬送室１４と第１処理室１３ａとに連通可能に接続されている。第２予備室２２も同様に、２つのゲートバルブ１５，１６を介して、搬送室１４と第５処理室１３ｅとに連通可能に接続されている。また、第２予備室２２には、処理室１３を拡張させるための拡張部としての第２ゲートバルブ１６及び第３ゲートバルブ２３が設けられている。
【００３１】
搬送室１４は、例えば、略長方形に形成されており、第１予備室２１〜第２予備室２２までの長さと同等の長さを有する。搬送室１４は、大気と異なる雰囲気としての真空雰囲気に設定されている。より具体的には、処理室１３ａ〜１３ｅと同様に、搬送室１４を真空雰囲気にするための真空引き機構（図示せず）が搬送室１４に設けられている。
【００３２】
また、搬送室１４の中には、真空雰囲気下で処理室１３ａ〜１３ｅに被処理基板１２を搬送する搬送ロボット２４が配置されている。詳述すると、搬送ロボット２４は、搬送室１４に隣接して配置された第１予備室２１から第２予備室２２までの方向（距離）を直線的に往復移動することが可能に配置されている。また、搬送ロボット２４は、被処理基板１２を取り上げたり載置したりすることが可能なアーム２４ａを備えている。この搬送ロボット２４を用いることにより、処理室１３ａ〜１３ｅに被処理基板１２を搬送させることができる。
【００３３】
図２は、基板処理装置をクラスタ方式として運用した場合の動作を示す模式図である。以下、クラスタ方式で運用した場合の基板処理装置の動作を、図２を参照しながら説明する。
【００３４】
なお、以下に説明するクラスタ方式の基板処理装置１１は、従来のクラスタ方式と同様の使い方をしたものであり、試作や開発段階のように成膜状態を評価しながら使用する場合に用いるものとする。以下、被処理基板１２を、例えば、第１処理室１３ａ、一つ飛ばして第３処理室１３ｃ、戻って第２処理室１３ｂ、第４処理室１３ｄ、第５処理室１３ｅの順に搬送して処理するものとして説明する。また、第１ゲートバルブ１５及び第２ゲートバルブ１６は、通常において閉状態となっている。
【００３５】
まず、図示しないロードロック室から搬送室１４内に被処理基板１２を搬入する。搬送室１４内は、真空雰囲気に調整されている。
【００３６】
次に、第１処理室１３ａにおいて被処理基板１２に処理を施す。まず、搬送室１４から第１処理室１３ａに被処理基板１２を搬送する。このとき、第１ゲートバルブ１５を閉状態から開状態にして連通状態にする。また、被処理基板１２を、搬送ロボット２４を用いて搬送する。搬送後、第１ゲートバルブ１５を開状態から閉状態にする。以下、第１ゲートバルブ１５の動作説明は省略する。そして、第１処理室１３ａにおいて、例えば、被処理基板１２に蒸着処理が施される。
【００３７】
次に、第３処理室１３ｃにおいて被処理基板１２に処理を施す。まず、第１処理室１３ａから搬送室１４に、搬送ロボット２４を用いて被処理基板１２を搬送し、その後、搬送ロボット２４を第３処理室１３ｃの近い位置まで直線移動させる。そして、被処理基板１２を第３処理室１３ｃに搬送する。その後、第３処理室１３ｃにおいて、例えば、被処理基板１２に蒸着処理が施される。
【００３８】
以降、同様にして、第２処理室１３ｂ、第４処理室１３ｄ、第５処理室１３ｅの順に、被処理基板１２に処理を施す。処理が終了したら、図示しないアンロードロック室から被処理基板１２を外部に搬出する。
【００３９】
このように、基板処理装置１１をクラスタ方式として運用することにより、処理室１３ａ〜１３ｅを自由に選択したり順序を変えたりして行うことができ、少ない処理数量に対応できると共に、蒸着処理の条件出し（具体的には、膜厚、寸法、パーティクルなどに対する処理条件や品質管理項目の確定）を効率よく行うことができる。
【００４０】
図３は、基板処理装置をインライン方式として運用した場合の動作を示す模式図である。以下、インライン方式で運用した場合の基板処理装置の動作を、図３を参照しながら説明する。
【００４１】
なお、以下に説明するインライン方式の基板処理装置１１は、従来のインライン方式と同様の使い方をしたものであり、試作や開発などにおいて成膜条件を決定した後、生産性の検証及び量産において使用するものとする。以下、被処理基板１２を、第１処理室１３ａから第５処理室１３ｅの順に処理するものとして説明する。なお、第１ゲートバルブ１５及び第２ゲートバルブ１６は、連通するときに閉状態から開状態となる。以下、ゲートバルブ１５，１６の動作説明は省略する。
【００４２】
まず、図示しないロードロック室から搬送室１４内に被処理基板１２を搬入する。搬送室１４内は、真空雰囲気に調整されている。
【００４３】
次に、処理室１３ａ〜１３ｅで処理を行うための準備を第１予備室２１で行う。まず、搬送ロボット２４を用いて搬送室１４から第１予備室２１に被処理基板１２を搬送する。ここで、被処理基板１２とマスクとを組み合わせると共に、被処理基板１２をホルダにセットする。
【００４４】
次に、第１処理室１３ａにおいて被処理基板１２に処理を施す。まず、第１予備室２１から第１処理室１３ａに被処理基板１２を搬送する。被処理基板１２を載せたホルダは、第１予備室２１に設けられた直線搬送機構としての搬送ローラの回転力によって、第１予備室２１から第１処理室１３ａに送られる。被処理基板１２は、第１処理室１３ａにおいて所定の処理が施される。また、必要に応じて、保持機構にホルダを保持すると共に、回転機構によってホルダを回転させながら被処理基板１２に処理を施すようにしてもよい。
【００４５】
以降、同様にして、第１処理室１３ａから第５処理室１３ｅの順に被処理基板１２を搬送（通過）させると共に、被処理基板１２に処理を施す。第５処理室１３ｅにおける処理が終了したら、被処理基板１２を第２予備室２２に引き続き搬送する。そして、第２予備室２２において、ホルダから被処理基板１２を取り外す。
【００４６】
最後に、図示しないアンロードロック室から被処理基板１２を外部に搬出する。まず、搬送ロボット２４が第２予備室２２から被処理基板１２を取り上げる。そのあと、搬送ロボット２４がアンロードロック室に被処理基板１２を搬送し、アンロードロック室から外部に被処理基板１２を搬出する。
【００４７】
上記したように、基板処理装置１１をインライン方式として運用することにより、クラスタ方式で実験して得た処理条件を基に、生産性や品質及び工程管理の検証を行うことができる。また、同じ基板処理装置１１を用いてクラスタ方式及びインライン方式として運用するので、処理条件が変わることを抑えることが可能となり、処理条件の再検証を行うことを少なくすることができる。
【００４８】
以上詳述したように、本実施形態の基板処理装置１１によれば、以下に示す効果が得られる。
【００４９】
（１）本実施形態によれば、処理室１３ａ〜１３ｅのそれぞれに被処理基板１２を搬送する搬送室１４を備え、更に隣接する処理室１３ａ〜１３ｅ同士が被処理基板１２を授受可能に接続されているので、搬送ロボット２４を用いて処理室１３ａ〜１３ｅの中から選択して処理を行うことができ（例えば、クラスタ方式）、かつ、搬送ロボット２４を用いずに処理室１３ａ〜１３ｅの端から順に被処理基板１２を搬送させて処理を行うこともできる（例えば、インライン方式）。これにより、例えば、試作や開発段階において処理室１３ａ〜１３ｅなどを選択して処理条件を見極めた後、処理室１３ａ〜１３ｅの端から順に処理を行う量産段階に、同じ処理室１３（基板処理装置１１）で処理を行うことができる。よって、開発段階とほぼ同じ処理条件で行うことが可能となり、処理の条件出しから生産性の検証、更に量産へと、スムーズに開発段階から量産段階に移行ができる。その結果、生産性を向上させることができる。
【００５０】
（２）本実施形態によれば、１台の基板処理装置１１で開発段階から量産段階への検証実験、更に量産まで対応できるので、かかる設備投資を抑えることができる。更に、処理条件の再検討にかかる評価工数を抑えることができる。
【００５１】
（３）本実施形態によれば、処理室１３ａ〜１３ｅ同士や、処理室１３ａ〜１３ｅと搬送室１４とが、第１ゲートバルブ１５又は第２ゲートバルブ１６を介して接続されているので、例えば、メンテナンスを行う際、メンテナンスを行う処理室１３以外の処理室１３や搬送室１４の真空雰囲気を低下させることなくメンテナンスを行うことができる。
【００５２】
なお、実施形態は上記に限定されず、以下のような形態で実施することもできる。
【００５３】
（変形例１）
上記した基板処理装置１１は、搬送室１４の一側面に処理室１３ａ〜１３ｅを配置することに限定されず、例えば、搬送室１４の周囲に処理室１３を配置するようにしてもよい。この場合、搬送ロボット２４のアーム２４ａに回転機構をもたせることにより、処理室１３に被処理基板１２を搬送することができる。
【００５４】
（変形例２）
上記した第１予備室２１及び第２予備室２２は、ホルダと被処理基板１２とを組み合わせたり処理室１３を拡張させたりすることに限定されず、例えば、成膜された被処理基板１２の評価を行うようにしてもよい。
【００５５】
（変形例３）
上記した基板処理装置１１は、真空雰囲気下での処理に限定されず、例えば、窒素雰囲気下での処理、又は、それ以外の雰囲気下での処理に適用するようにしてもよい。また、蒸着処理に限定されず、例えば、過熱処理、冷却処理、プラスマ処理などを行うようにしてもよい。
【００５６】
（変形例４）
上記したインライン方式で運用した基板処理装置１１は、被処理基板１２を搬送室１４を介して外部と受け渡しをすることに限定されず、搬送室１４を介さずに外部と直接受け渡すようにしてもよい。
【００５７】
（変形例５）
上記したインライン方式で運用した場合において、第１処理室１３ａから第５処理室１３ｅまでの１回で処理を終了することに限定されず、必要に応じて、例えば、搬送ロボット２４を用いて再度、第１処理室１３ａから第５処理室１３ｅまで処理を繰り返し行うようにしてもよい。
【００５８】
（変形例６）
上記した基板処理装置１１は、第１処理室１３ａ〜第５処理室１３ｅまでの１列に配置した構成に限定されず、例えば、更に処理室１３を設け２列に配置した構成であってもよい。
【００５９】
（変形例７）
上記した搬送室１４は、長方形であることに限定されず、例えば、円形状でもいいし、楕円形状でも多角形状でもよい。この場合であっても、搬送室１４の周囲に処理室が配置されていると共に、隣り合う処理室１３が互いに連通可能に設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】基板処理装置の構造を示す模式平面図。
【図２】基板処理装置をクラスタ方式で運用した場合の動作を示す模式図。
【図３】基板処理装置をインライン方式で運用した場合の動作を示す模式図。
【図４】従来のインライン方式の基板処理装置の構造を示す模式平面図。
【図５】従来のクラスタ方式の基板処理装置の構造を示す模式平面図。
【符号の説明】
【００６１】
１１…基板処理装置、１２…被処理基板、１３…処理室、１３ａ…第１処理室、１３ｂ…第２処理室、１３ｃ…第３処理室、１３ｄ…第４処理室、１３ｅ…第５処理室、１４…搬送室、１５…第１ゲートバルブ、１６…第２ゲートバルブ、２１…第１予備室、２２…第２予備室、２３…第３ゲートバルブ、２４…搬送ロボット、２４ａ…アーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009200078.tif 000005
【図４】
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【図５】
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