(57)【要約】【課題】基板の位置を正確に合わせる。【解決手段】本発明の真空装置（受渡室）３０は真空槽３１を有しており、基板７を昇降ピン４０の上端に載置した後、回転させ、基板中心Ａを回転中心Ｏと水平移動方向Ｈと平行な方向に並べる。昇降ピン４０を鉛直方向に向けた状態で、上下に伸縮可能なベローズ３５を横方向に移動させて、昇降ピン４０を水平方向に移動させると、基板７が水平移動方向Ｈに沿って移動し、位置合わせが行われる。基板７にノッチ８が形成されている場合は、基板７を回転させてノッチ８の向きを合わせる。【選択図】図２
2008078325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、
前記真空槽の底面の大気側に上部が取り付けられた伸縮変形可能なベローズと、
前記底面に形成され、開口周囲が前記ベローズの壁面で囲まれた孔と、
前記ベローズの下部に設けられた支持板と、
前記支持板上に鉛直に立設された昇降ピンとを有し、
前記ベローズと前記支持板は気密に取り付けられ、前記真空槽内に大気が侵入しないように構成された真空装置であって、
前記昇降ピンを鉛直な回転軸線を中心に回転させる回転装置と、
前記昇降ピンの上部を前記真空槽内で昇降移動させる昇降装置と、
前記昇降ピンを鉛直状態を維持しながら前記ベローズを横方向変形させ、前記昇降ピンを水平方向に移動させる移動装置と、
を有する真空装置。
【請求項２】
前記移動装置が前記昇降ピンを移動させる方向は、前記ベローズの横方向変形が同じ方向に加わるように構成された請求項１記載の真空装置。
【請求項３】
前記真空槽の側壁には複数の搬出入口が形成され、各搬出入口から異なる基板搬送ロボットのハンドが挿入されるように構成された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の真空装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空状態で基板の受渡しを行う真空装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８の符号１０１は所謂シングルコアの真空処理装置を示している。シングルコアの真空処理装置１０１では、一台の搬送室１１１に複数台の処理室１１２〜１１７が接続されており、搬送室１１１内に配置された基板搬送ロボット１１９により、搬送室１１１内に基板を搬出入できるように構成されている。
図９に示したような、デュアルコアの真空処理装置１２０では、搬送室１２１、１３１同士を接続する受渡室１３０が設けられており、受渡室１３０を介して搬送室１２１、１３１の間を基板が搬送される。
【０００３】
近年では、特に有効面積の拡大という観点から、位置合わせ精度は一層の正確さが求められており、例えば、直径２００ｍｍの基板では、外周から５ｍｍの範囲が無効領域として認められており、それよりも内側の範囲を有効領域にすればよかったが、直径３００ｍｍの基板では、外周から３ｍｍよりも内側の領域を有効領域とするように要求されている。
【特許文献１】特開平１０−２７０５３３号公報
【特許文献２】特開平８−４６０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
搬送回数が多いプロセスや、処理時の位置の許容範囲が狭いプロセスでは、仮置きの際の位置決め精度は重要である。
基板搬送ロボット１１９、１２９、１３９による基板搬送に誤差があった場合、搬送室１１１、１２１、１３１内に搬入される基板には位置ずれが生じるが、シングルコアの真空処理装置１０１では、誤差が積み重なったり、増幅されるということは少ないが、デュアルコアの真空処理装置１２０では、（１）基板の受渡回数が増える。（２）基板搬送ロボット１２９、１３９のアームの数が増えて個体差によるバラツキが発生する。（３）受け渡し位置と複数の基板搬送ロボット１２９、１３９の位置関係によって様々な方向に基板が向いてしまう。という問題がある。
【０００５】
特に、基板の一部にノッチ（切り欠き）が形成され、このノッチを一定方向に向けて処理する必要がある場合、基板の向きは重要であり、図９に示すように、受渡室１３０内の仮置き箇所１３３が複数個ある場合、どの位置に仮置きされるかによって、一方の搬送室１２１から他方の搬送室１３１に搬送される際にノッチの向きが異なってしまい、有効領域を拡大できない一因になっている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、真空槽と、前記真空槽の底面の大気側に上部が取り付けられた伸縮変形可能なベローズと、前記底面に形成され、開口周囲が前記ベローズの壁面で囲まれた孔と、前記ベローズの下部に設けられた支持板と、前記支持板上に鉛直に立設された昇降ピンとを有し、前記ベローズと前記支持板は気密に取り付けられ、前記真空槽内に大気が侵入しないように構成された真空装置であって、前記昇降ピンを鉛直な回転軸線を中心に回転させる回転装置と、前記昇降ピンの上部を前記真空槽内で昇降移動させる昇降装置と、前記昇降ピンを鉛直状態を維持しながら前記ベローズを横方向変形させ、前記昇降ピンを水平方向に移動させる移動装置とを有する真空装置である。
本発明は真空装置であって、前記移動装置が前記昇降ピンを移動させる方向は、前記ベローズの横方向変形が同じ方向に加わるように構成された真空装置である。
本発明は真空装置であって、前記真空槽の側壁には複数の搬出入口が形成され、各搬出入口から異なる基板搬送ロボットのハンドが挿入されるように構成された真空装置である。
【発明の効果】
【０００７】
基板の向きを正確に合わせた状態で、搬送室間で基板を搬送することができる。基板を摺動させずに横方向に移動させることができるから、ダストを発生させずに、位置ずれを修正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１の符号１は、真空処理装置であり、第一、第二の処理部１０、２０と、真空装置３０とを有している。
第一、第二の処理部１０、２０は、それぞれ搬送室１１、２１を有しており、各搬送室１１、２１には複数個の処理室１２〜１６、２２〜２６が接続されている。
【０００９】
本発明の真空装置３０は、この真空処理装置１では受渡室として使用されており、第一、第二の処理部１０、２０は、受渡室３０によって接続されており、第一、第二の処理部１０、２０のうちの一方で処理された基板は、受渡室３０を通って、他方の処理部内に搬入されるように構成されている。
【００１０】
受渡室３０の真空槽３１の壁面には、第一、第二の搬出入口３８、３９が設けられており、受渡室３０は、第一、第二の搬出入口３８、３９によって第一、第二の処理部１０、２０の搬送室１１、２１にそれぞれ接続され、搬送室１１、２１内に配置された基板搬送ロボット１９、２９のハンドが第一、第二の搬出入口３８、３９から受渡室３０の内部へ挿入され、基板の搬出入が行なわれるようになっている。
【００１１】
搬送室１１、２１と受渡室３０には、それぞれ真空排気系９が接続されており、基板の受け渡しが行なわれる際には、各搬送室１１、２１と受渡室３０内は、真空雰囲気か、又は窒素ガス等やアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気に置かれている。
【００１２】
図２は、受渡室３０の内部を説明するための概略図である。受渡室３０は、その真空槽３１の底壁上に、基板の受渡をするための、仮置部３３が１又は複数個設けられている。ここでは、仮置部３３が３つ設けられている。仮置部３３は、表面が水平に配置された板、上端高さを等しくされた三本以上のピン、リング状の突条で構成することができる。
【００１３】
真空槽３１の底壁の外部側には、円筒形のベローズ３５の上端が気密に取り付けられている。
このベローズ３５は、仮置部３３の真下に位置しており、真空槽３１底壁のベローズ３５が取り付けられた部分と、仮置部３３には、連通する孔３６が形成されている。
【００１４】
真空槽３１底壁の孔３６の開口の周囲はベローズ３５の壁面で取り囲まれており、ベローズ３５の内部と真空槽３１の内部は、真空槽３１底壁の孔３６を介して接続されている。
ベローズ３５の下端には、支持板３７が取り付けられている。ベローズ３５の内部には、昇降ピン４０が配置されている。
【００１５】
昇降ピン４０は、棒状の脚部４１と、基板を支持する腕部４５を有している。支持板３７には貫通孔が形成されており、脚部４１はこの貫通孔に挿通され、下端が支持板３７よりも下方まで導出されている。
【００１６】
支持板３７の下方位置には回転装置５１が配置されており、脚部４１の下端は回転装置５１に取り付けられている。脚部４１は鉛直に配置されており、脚部４１の中心軸線は鉛直になっている。昇降ピン４０は、回転装置５１によって脚部４１の中心軸線を中心に回転するように構成されている。この回転ではベローズ３５には力は加わらない。
【００１７】
腕部４５は脚部４１の上端に取り付けられている。腕部４５の上端は同じ水平面内に位置しており、その上に基板を配置できるように構成されている。図２は基板７が腕部４５の上端に配置された状態を示しており、昇降ピン４０の回転によって、腕部４５上の基板７は水平面内で回転する。
【００１８】
ベローズ３５の上端は、真空槽３１の底壁に気密に固定されており、昇降ピン４０の脚部４１と支持板３７の貫通孔の間も気密に構成されており、従って、ベローズ３５の内部と真空槽３１の内部には大気が侵入しないように構成されている。
【００１９】
また、支持板３７の貫通孔と脚部４１の間には、例えば磁性流体が設けられており、ベローズ３５内部に大気を侵入させずに、昇降ピン４０が回転できるように構成されている。
脚部４１や腕部４５はベローズ３５の内径よりも小さく、昇降ピン４０は、ベローズ３５の内部を鉛直上下方向にも、水平方向にも移動できる。
【００２０】
支持板３７には、移動装置５２と昇降装置５３が接続されている。昇降装置５３は、回転装置５１と、支持板３７と、昇降ピン４０を一緒に上下移動させるように構成されており、昇降装置５３によって支持板３７が上下移動すると、上昇移動した場合は、腕部４５の上端が仮置部３３の表面よりも上方まで移動し、下降移動した場合は、腕部４５の上端が仮置部３３の表面よりも下方に移動するように構成されている。
【００２１】
移動装置５２と、昇降装置５３と、回転装置５１は、制御装置５にそれぞれ接続されており、支持板３７を移動、昇降、回転させる動作は制御装置５によって制御されている。
ベローズ３５は、円筒形の中心軸線方向、即ち上下方向に伸縮変形可能に構成されており、支持板３７が上方に移動する場合はベローズ３５は縮み、下方に移動する場合には伸びる。
【００２２】
また、ベローズ３５は、図３（ａ）に示すように、上端開口の中心軸線Ｘａと下端開口の中心軸線Ｘｂが一致した状態から横方向に変形させると、図３（ｂ）に示すように、上端開口と下端開口が平行な状態を維持しながら、中心軸線Ｘａ、Ｘｂを不一致の状態にできる。このとき、ベローズ３５の上端は底面に取り付けられており、固定されている。
【００２３】
移動装置５２は軸５４を介して支持板３７に取り付けられており、移動装置５２が支持板３７に水平方向の押圧力を印加することでベローズ３５は横方向変形し、支持板３７が水平面内で移動し、その結果、昇降ピン４０は、鉛直状態を維持しながら、水平方向に移動する。従って、腕部４５上に基板７が水平に配置されていると、移動装置５２によって基板７は水平面内を移動する。
【００２４】
その状態から、移動装置５２が押圧前の位置方向に支持板３７を牽引すると、ベローズ３５の横方向変形が解消しながら、支持板３７は元の位置に水平移動するように構成されている。
【００２５】
この受渡室３０によって基板７の位置ずれを解消する手順について説明する。
受渡室３０の真空槽３１の側壁の、仮置部３３の両側位置には、第一、第二の搬出入口３８、３９がそれぞれ設けられている。
第一の搬出入口３８が開けられ、搬送室１１内の基板搬送ロボット１９のハンド上に基板７が乗せられた状態で、第一の搬出入口３８から真空槽３１内に搬入される。
【００２６】
ハンド上の基板７は仮置部３３の鉛直上方位置で静止した後、昇降ピン４０が上昇すると、昇降ピン４０の上部はハンドの隙間から基板７の裏面に接触し、更に上昇すると、基板７はハンド上から昇降ピン４０に移載される。移載後、ハンドが基板７と仮置部３３の間から抜去されると、基板７は昇降ピン４０上に乗せられる。
【００２７】
図４（ａ）と図６（ａ）の符号Ｏは腕部４５の上端が位置する水平面と、ベローズ３５に横方向変形が無いときの、昇降ピン４０の回転軸線との交点である回転中心を示している。基板７が基板搬送ロボット１９のハンド上から昇降ピン４０上に移載される際には、ベローズ３５は横方向変形の無い状態にされており、昇降ピン４０の中心軸線は、回転中心Ｏを通り、昇降ピン４０が回転すると、昇降ピン４０上に配置された基板７は、この回転中心Ｏを中心に回転する。
【００２８】
また、符号Ａは、基板７表面上の基板中心を示しており、理想位置からのずれがなかった場合は、基板中心Ａは、回転中心Ｏの鉛直上方に位置しているが、ここでは、搬送誤差があり、位置ずれにより、基板中心Ａと、回転中心Ｏとが一致していないものとする。
【００２９】
真空槽３１内には、制御装置５に接続されたカメラ６が配置されており、昇降ピン４０上の基板７の、理想位置からのずれ量とずれ方向がカメラ６と制御装置５で検出される。
昇降ピン４０を下降させ、基板７を仮置部３３上に仮置きした状態で、位置ずれを検出した後、昇降ピン４０を上昇させ、仮置部３３上から持ち上げてもよい。
【００３０】
いずれの場合も、基板７を昇降ピン４０に乗せた状態で、昇降ピン４０を回転中心Ｏを中心に回転させ、基板７を水平面内で回転させ、基板中心Ａと回転中心Ｏとを結ぶ線分を、基板７の水平移動方向と平行になるようにする（図４（ｂ）、図６（ｂ））。
図６（ｂ）の符号Ｈは、支持板３７が水平移動したときに、腕部４５上の基板７が水平面内で移動する水平移動方向を示している。
【００３１】
ベローズ３５は金属で形成されており、一般的に、金属が繰り返し変形する場合、同一方向への変形と元の状態への復帰を繰り返す場合に比べ、変形が無い状態を中心として、前後方向や左右方向等、一方向への変形及び復帰と逆方向への変形及び復帰を繰り返す場合の方が、疲労の蓄積が大きく、破壊しやすくなる。
【００３２】
本発明では、ベローズ３５が繰り返し横方向変形しながら移動及び復帰する際に、ずれが増大する場合の移動方向が同じであり、従って、ベローズ３５の横方向変形の方向が一方向に定められており、ベローズ３５の破壊が防止されている。
【００３３】
基板中心Ａと回転中心Ｏを結ぶ線分を、基板７の水平移動方向Ｈと平行にするする際、基板中心Ａは、回転中心Ｏよりも水平移動方向Ｈの上流側に配置し、移動装置５２によって、ベローズ３５を横方向変形させて支持板３７を移動させると、基板中心Ａは、回転中心Ｏの鉛直上方位置に近づく。
基板中心Ａが、回転中心Ｏを通る鉛直線Ｃ上に位置したところで、移動を停止する（図４（ｃ）、図６（ｃ））。ここでは、鉛直線Ｃはベローズ３５の上端開口の中心軸線Ｘａと一致している。
【００３４】
次いで、その状態で、昇降ピン４０を鉛直に降下させると、基板７は、基板中心Ａが回転中心Ｏの鉛直上に位置した状態で仮置部３３上に配置される。図４（ｄ）と図６（ｄ）は基板７が仮置部３３上に配置された状態を示しており、図６（ｄ）と図６（ｃ）に示すように、仮置部３３に配置する前と後では平面的な位置関係は変わらない。
【００３５】
昇降ピン４０上から基板７が仮置部３３に移載された後、移動装置５２を動作させ、支持板３７を元の位置に戻すと、ベローズ３５は横方向変形のない状態に復帰する。昇降ピン４０の回転軸線は、回転中心Ｏを通る位置に復帰する（図５（ｅ）、図７（ｅ））。
【００３６】
基板７にノッチ８が形成されている場合、ノッチ８の向きも決まっており、制御装置５にはノッチ８と回転中心Ｏを結ぶ線分と、回転中心Ｏを通る基準直線Ｓとの角度が予め入力されており、べローズ３５の横方向変形が無い状態で、昇降ピン４０を上昇させ、昇降ピン４０上に基板７を乗せ（図５（ｆ））、昇降ピン４０を回転させてノッチ８を設定された方向に向ける。ノッチ８と回転中心Ｏを結ぶ線分と、基準直線Ｓとの角度は、設定された角度になる（図７（ｆ））。ここでは、設定された角度はゼロであり、ノッチ８は基準直線Ｓ上に位置する。
【００３７】
その状態で、第二の搬出入口３９を開け、基板７が搬入された搬送室１１とは逆側の搬送室２１内の基板搬送ロボット２９のハンドを第二の搬出入口３９から真空槽３１内に挿入し、基板７の下方に位置させた状態で昇降ピン４０を下降させると、基板７は位置ずれの無い状態で、ハンド上に移載される。
【００３８】
なお、上記実施例では、基板中心Ａを回転中心Ｏの鉛直軸線上に位置させた状態で、一旦仮置部３３上に基板７を配置し、ベローズ３５の横方向変形を解消していたが、基板中心Ａが回転中心Ｏの鉛直軸線上に位置すれば、ベローズ３５が横方向変形したまま、昇降ピン４０を回転させ、ノッチ８を所定方向に向けることができる。
ベローズ３５が横方向変形した状態で、基板７の下方に基板搬送ロボット２９のハンドを静止させ、昇降ピン４０を降下させて基板７を昇降ピン４０上からハンド上に移載することもできる。
【００３９】
上記実施例では、本発明の真空装置３０は受渡室であったが、真空槽３１内にターゲットを配置し、スパッタリング装置として用いることもできる。また、原料ガス導入系を接続し、ＣＶＤ装置としたり、プラズマ生成装置を設け、エッチング装置とすることもできる。要するに、ベローズ３５を横方向変形させて昇降ピン４０を水平に移動させ、基板中心Ａを回転中心Ｏと一致させることができる真空装置が本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】真空処理装置の一例を説明するための模式的な平面図
【図２】本発明の真空装置の一例の内部を説明するための概略図
【図３】（ａ）、（ｂ）：昇降ピンの移動を説明するための断面図
【図４】（ａ）〜（ｄ）：基板の位置合わせ工程の前半を説明するための断面図
【図５】（ｅ）、（ｆ）：基板の位置合わせ工程の後半を説明するための断面図
【図６】（ａ）〜（ｄ）：基板の位置合わせ工程の前半を説明するための平面図
【図７】（ｅ）、（ｆ）：基板の位置合わせ工程の後半を説明するための平面図
【図８】従来技術の真空処理装置の一例を説明するための平面図
【図９】従来技術の真空処理装置の他の例を説明するための平面図
【符号の説明】
【００４１】
１……真空処理装置    ３０……真空装置（受渡室）    ３１……真空槽    ３３……仮置部    ３５……ベローズ    ４０……昇降ピン    ５２……移動装置    ３８、３９……搬出入口    １９、２９……基板搬送ロボット
【図１】
2008078325.tif 000003
【図２】
2008078325.tif 000004
【図３】
2008078325.tif 000005
【図４】
2008078325.tif 000006
【図５】
2008078325.tif 000007
【図６】
2008078325.tif 000008
【図７】
2008078325.tif 000009
【図８】
2008078325.tif 000010
【図９】
2008078325.tif 000011