(57)【要約】【課題】低コストで適切なアライメント作用を確実に得ることができる基板アライメント装置を提供する。【解決手段】本発明に係る基板アライメント装置１０は、基板Ｗを支持する支持面１５と、支持面１５に設けられた位置決め用の基準ピン１１と、基準ピン１１と協働して基板Ｗをアライメントする可動ピン１２と、基準ピン１１及び可動ピン１２を昇降自在に支持するベースプレート１３と、ベースプレート１３に対して基準ピン１１及び可動ピン１２を同時に昇降させる昇降板１７と、ベースプレート１３に対して可動ピン１２が所定以上上昇したときに可動ピン１２を基準ピン１１に向けて傾動させる傾動機構（１９，１２ｄ）とを備えている。【選択図】図３
2008177507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持する支持面と、
前記支持面に設けられた位置決め用の基準ピンと、
前記支持面に設けられ前記基準ピンと協働して前記支持面上で前記基板をアライメントする可動ピンと、
前記基準ピン及び前記可動ピンを昇降自在に支持するベースプレートと、
前記ベースプレートに対して前記基準ピン及び前記可動ピンを同時に昇降させる昇降機構と、
前記ベースプレートに対して前記可動ピンが所定以上上昇したときに前記可動ピンを前記基準ピンに向けて傾動させる傾動機構と、を備えた
ことを特徴とする基板アライメント装置。
【請求項２】
前記昇降機構は、前記基準ピンと前記可動ピンを、それらの下端部に接触して前記支持面よりも突出する高さにリフトする昇降板を含んでなり、
前記傾動機構は、前記ベースプレートに設けられた係合部と、前記可動ピンの周囲に設けられその径方向に突出する突出部とを有し、前記係合部と前記突出部との係合作用によって前記可動ピンを前記昇降板上で傾動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の基板アライメント装置。
【請求項３】
前記係合部は、弾性材料からなる
ことを特徴とする請求項２に記載の基板アライメント装置。
【請求項４】
前記可動ピンは、前記ベースプレートに対して直交する方向に摺動自在な筒状のガイド部材に収容されており、
前記ガイド部材の上端部は前記支持面を形成するとともに、その下端部は前記昇降板の上に支持されている
ことを特徴とする請求項２に記載の基板アライメント装置。
【請求項５】
前記基準ピンは、前記ベースプレートに対して直交する方向に摺動自在な筒状のガイド部材に収容されており、
前記ガイド部材の上端部は前記支持面を形成するとともに、その下端部は、前記昇降板の上に支持されている
ことを特徴とする請求項２に記載の基板アライメント装置。
【請求項６】
前記基準ピンの周囲にはその径方向に突出する突出部が設けられているとともに、前記突出部の上面と前記ベースプレートの下面との間で弾性変形可能な弾性部材を有している
ことを特徴とする請求項５に記載の基板アライメント装置。
【請求項７】
前記ベースプレートは、加熱源を内蔵したヒーターである
ことを特徴とする請求項１に記載の基板アライメント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決め用の基準ピン及びこの基準ピンと協働して支持面上で基板をアライメントする可動ピンとを備えた基板アライメント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、成膜処理やエッチング処理等の各種真空処理装置において、ガラス基板や半導体基板を所定位置に位置決め（アライメント）するために基板アライメント装置が用いられている。例えば下記特許文献１には、図４に示す基板アライメント装置が開示されている。
【０００３】
図４は、従来の基板アライメント装置５０の構成を示す概略側断面図であり、Ａは基板Ｗを支持する前の状態を示し、Ｂは基板Ｗを支持した後の状態を示している。従来の基板アライメント装置５０は、基板Ｗが載置される載置台５１と、この載置台５１の上に設置された複数の支持部材５２を備えている。支持部材５２は、略Ｌ字形状で、載置台５１の上に回動自在に取り付けられ、基板Ｗの周縁を支持する支持面５３と、この支持面５３の外周側に位置するガイド面５４を有している。５５は、支持部材５１の所定以上の回動を規制するためのストッパである。
【０００４】
この基板アライメント装置５０においては、載置台５１に形成された貫通孔５６を通って、図示しない基板搬送用ハンドとの間で基板Ｗの受け渡しを行うためのリフターピン５７が昇降自在に設置されている。そして、この載置台５１上に基板Ｗを載置する際、支持部材５２は外方側へ回動した姿勢にあり、この状態においてリフターピン５７が上昇して基板Ｗを上記ハンドから受け取る。次に、図４Ａに示すようにリフターピン５７が下降することで基板Ｗが支持部材５２に接触し、更に図４Ｂに示すように、基板Ｗの自重によって支持部材５２が内方側へ回動する。これにより、基板Ｗは、ガイド面５４による姿勢矯正作用を受けながら支持面５３上に導かれ、載置台５１に対して所期のアライメント位置に位置決めされる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３５３６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の基板アライメント装置５０においては、支持部材５２の設置位置や設置間隔によって対象基板の大きさが決定されてしまうので、基板サイズが僅かでも変更されると適切なアライメント作用が得られなくなるという問題がある。
【０００７】
また、所期のアライメント位置へ精度よく基板を位置決めするためには、支持部材５２の形状管理を厳しくし、かつ設置精度を高める必要があり、これによりアライメント装置の製造コストが増大するという問題がある。
【０００８】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、低コストで適切なアライメント作用を確実に得ることができる基板アライメント装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の基板アライメント装置は、基板を支持する支持面と、前記支持面に設けられた位置決め用の基準ピンと、前記支持面に設けられ前記基準ピンと協働して前記支持面上で前記基板をアライメントする可動ピンと、前記基準ピン及び前記可動ピンを昇降自在に支持するベースプレートと、前記ベースプレートに対して前記基準ピン及び前記可動ピンを同時に昇降させる昇降機構と、前記ベースプレートに対して前記可動ピンが所定以上上昇したときに前記可動ピンを前記基準ピンに向けて傾動させる傾動機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の基板アライメント装置は、上記昇降機構と傾動機構の作用によって可動ピンを傾動させて、支持面上に支持された基板を基準ピン側に押動し、可動ピンと基準ピンとの間で基板を所期のアライメント位置に位置決めするようにしている。これにより、基板の大きさに制限されることなく、基板の適切なアライメント作用を確保することが可能となる。
【００１１】
また、可動ピンの傾動動作で基板を適切なアライメント位置へ案内する構成であるので、基準ピンや可動ピンに厳密な形状管理は不要となり、低コストでアライメント機構を構築することができる。
【００１２】
更に、上記傾動機構は、昇降機構による可動ピンと基準ピンの昇降動作に関連して動作するため、装置構成の複雑化を回避できる。具体的に本発明では、上記昇降機構は、基準ピンと可動ピンを、それらの下端部に接触して支持面よりも突出する高さにリフトする昇降板を含んでなり、上記傾動機構は、ベースプレートに設けられた係合部と、可動ピンの周囲に設けられその径方向に突出する突出部とを有し、これら係合部と突出部との係合作用によって可動ピンを昇降板上で傾動させる。係合部は、好ましくは弾性材料で構成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の基板アライメント装置によれば、基板の大きさに制限されることなく、基板の適切なアライメント作用を確保することができるとともに、低コストでアライメント機構を構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態による基板アライメント装置１０の平面図であり、Ａは基板載置前の状態を示し、Ｂは基板載置後の状態を示している。また図２及び図３は、本実施形態の基板アライメント装置１０による一連の動作を説明する各工程の側断面図である。
【００１６】
本実施形態の基板アライメント装置１０は、複数本の基準ピン１１と、複数本の可動ピン１２と、これら基準ピン１１及び可動ピン１２を昇降自在に支持するベースプレート１３を備えている。基板アライメント装置１０は、例えば、プラズマＣＶＤ装置の成膜室に設置された基板支持装置として構成されている。
【００１７】
基準ピン１１及び可動ピン１２は図示の例ではそれぞれ４本ずつ設けられており、これら基準ピン１１及び可動ピン１２によってガラス基板等の矩形状の基板Ｗを所定のアライメント位置に位置決めする機能を有している。すなわち、図１Ｂに示すように、４本の基準ピン１１のうち２本は基板Ｗの一方の長辺側縁部に沿って配置され、残りの２本は基板Ｗの一方の短辺側縁部に沿って配置されている。また、４本の可動ピン１２のうち２本は基板Ｗの他方の長辺側縁部に沿って配置され、残りの２本は基板Ｗの他方の短辺側縁部に沿って配置されている。また、ベースプレート１３は、抵抗加熱源等の加熱源を内蔵したヒーターとして機能するように構成され、その上面は、基板Ｗが載置される載置面とされている。
【００１８】
図２Ａは図１Ａにおける［２］−［２］線方向断面図である。基準ピン１１及び可動ピン１２は、それぞれ筒状のガイド部材１４Ａ，１４Ｂの内部に収容されている。ガイド部材１４Ａ，１４Ｂは、上端部が開口し下端部が閉塞する円筒形状を有し、ベースプレート１３に対して直交する方向（図中上下方向）に摺動自在に取り付けられている。ガイド部材１４Ａ，１４Ｂが挿通されるベースプレート１３の貫通孔には、ガイド部材１４Ａ，１４Ｂの外周面を支持しその軸方向への移動を案内する環状支持部材（軸受部材）１６が取り付けられている。
【００１９】
ガイド部材１４Ａ，１４Ｂの上端部には、その径外方に突出するフランジ部が設けられており、このフランジ部の上面側が、基板Ｗの周縁下面を支持する支持面１５として構成されている。
【００２０】
基準ピン１１は、ガイド部材１４Ａの軸芯に沿って延びる軸部１１ａを有し、ガイド部材１４Ａの閉塞端中心部に挿通されている。軸部１１ａの上端部は支持面１５よりも上方に若干突出した状態から更に突出可能な本体部１１ｂを構成している。可動ピン１２も同様に、ガイド部材１４Ｂに沿って延びる軸部１２ａを有し、ガイド部材１４Ｂの閉塞端中心部に挿通されている。軸部１２ｂの上端部は支持面１５よりも上方に突出可能な本体部１２ｂを構成している。なお、基準ピンの本体部１１ｂは円柱形状に形成されており、可動ピンの本体部１２ｂはほぼ円錐台形状に形成されているが、これらの形状は特に制限されない。
【００２１】
基準ピン１１及び可動ピン１２のそれぞれは、ガイド部材１４Ａ，１４Ｂのそれぞれの内周面に設けられた肩部２４Ａ，２４Ｂに支持されている。昇降板１７は駆動シリンダ１８の駆動ロッド１８ａに接続されている。この駆動シリンダ１８は、図２Ａに示す下降位置と図３Ｄに示す上昇位置との間にわたって昇降板１７をリフトし、基準ピン１１及び可動ピン１２（本体部１１ｂ，１２ｂ）を同時に支持面１５よりも上方へ突出させる。なお、図２Ａの状態において、基準ピン１１及び可動ピン１２のそれぞれの下端部１１ｃ，１２ｃと昇降板１７との間には若干の隙間が形成されている。これら昇降板１７及び駆動シリンダ１８によって、本発明の「昇降機構」が構成される。
【００２２】
基準ピン１１及び可動ピン１２にはそれぞれ、これらの軸部１１ａ，１２ａにその径方向に突出する突出部１１ｄ、１２ｄがそれぞれ設けられている。突出部１１ｄ、１２ｄは、ガイド部材１４Ａ，１４Ｂの閉塞端（下端）と昇降板１７との間の軸部１１ａ，１２ａの所定位置に一体的に設けられている。突出部１１ｄ，１２ｄは、図２Ｂに示すように昇降板１７のリフト時、支持面１５に対する基準ピン本体部１１ｂ及び可動ピン本体部１２ｂの突出高さをそれぞれ規定するためのもので、それぞれ同一高さ位置に設けられている。なお、本実施形態の突出部１１ｄ，１２ｄは、軸部１１ａ，１２ａの所定位置に取り付けられた円板状部材で構成されているが、これら突出部を軸部と一体形成することも可能である。
【００２３】
次に、本実施形態の基板アライメント装置１０は、ベースプレート１３に対して可動ピン１２が所定以上上昇したときに、可動ピン１２を基準ピン１１に向けて傾斜させる傾動機構を備えている。上記傾動機構は、ベースプレート１３の下面に取り付けられた係合部１９と、可動ピン１２の突出部１２ｄと、この可動ピン１２をベースプレート１３に対して昇降させる昇降板１７とを含んでなり、昇降板１７による可動ピン１２の上昇時に、係合部１９と突出部１２ｄとの係合作用によって、可動ピン１２を昇降板１７上で傾動させる。
【００２４】
係合部１９は、所期の方向に可動ピン１２を傾動させることができる位置に設けられている。具体的に本実施形態では、図１Ｂを参照して、基板Ｗの短辺側縁部に沿って配置される可動ピン１２は、対向する短辺側の基準ピン１１に向けて傾動され、基板Ｗの長辺側縁部に沿って配置される可動ピン１２は、対向する長辺側の基準ピン１１に向けて傾動される。このように可動ピン１２をその基板Ｗを挟んで対向する基準ピン１１側に傾動させるべく、係合部１９と突出部１２ｄとの係合位置は、可動ピン１２と基準ピン１１との間に設置されている。
【００２５】
図３Ｄは図１Ｂにおける［３］−［３］線方向断面図である。可動ピン１２は、図３Ｄに示すように、その傾動動作によって支持面１５上で基板Ｗを基準ピン１１と協働して位置決めする。このとき、可動ピン１２の傾動動作によって基板Ｗに過大なストレスを与えないようにするため、係合部１９は弾性材料で構成されるのが好ましい。本実施形態では、係合部１９を板バネ材料で構成しているが、これに限らず、コイルバネ等で構成してもよい。
【００２６】
可動ピン１２の傾動動作は、その下端部１２ｃと昇降板１７との接点部位を起点として行われる。このとき、可動ピン１２を収容するガイド部材１４Ｂは傾動せず、ベースプレート１３に対して直交状態を保っている。すなわち、ガイド部材１４Ｂの閉塞端の挿通穴は、可動ピン１２の傾動動作が可能な程度に軸部１２ａの軸径よりも大きな径で形成されている。なお、ガイド部材１４Ｂの内径についても同様に、可動ピン１２の傾動動作が可能な程度に本体部１２ｂとの間に一定のクリアランスが形成される大きさとされている。
【００２７】
一方、基準ピン１１を収容するガイド部材１４Ａの内径については、基準ピン１１がガイド部材１４Ａに対して傾動しない程度に本体部１１ｂの外径と略同一とされている。
【００２８】
また、本実施形態のアライメント装置１０は、昇降板１７の上昇時、基準ピン１１の突出部１１ｄの上面とベースプレート１３の下面との間で弾性変形可能な弾性部材２０を有している。この弾性部材２０は、突出部１１ｄの上面に設置されているが、ベースプレート１３の下面側に設置してもよい。弾性部材２０は、基準ピン１１を図３Ｄに示す状態から図２Ａに示した初期位置へ移動させる際に、その弾性力で、基準ピン本体部１１ｂをガイド部材１４Ａの内部に引き戻し、基準ピン１１の円滑な下降動作を確保するために設けられている。
【００２９】
次に、以上のように構成される本実施形態の基板アライメント装置１０の動作について説明する。
【００３０】
基板Ｗの載置前においては、図２Ａに示すように昇降板１７は最下降位置にある。このとき、可動ピン１２は支持面１５から上方へ突出することはないが、基準ピン１１は、基板Ｗを載置した際に基板Ｗの位置ずれを防止するため、若干（例えば０．４ｍｍ）、支持面１５から突出している。また、ガイド部材１４Ａ，１４Ｂはその上端部がベースプレート１３に係止されて支持された状態にあり、支持面１５がベースプレート１３の上面と同一の平面内に位置する高さとされている。
【００３１】
この状態において、図示しない基板搬送用ハンドを介して基板Ｗがベースプレート１３の直上方位置へ搬送されると、図２Ｂに示すように、駆動シリンダ１８の駆動により昇降板１７が上方へリフトされ、基準ピン１１及び可動ピン１２がガイド部材１４Ａ，１４Ｂに対して相対移動し、突出部１１ｄ，１２ｄがガイド部材１４Ａ，１４Ｂの下端に当接する。これにより、基準ピン１１及び可動ピン１２が支持面１５から上方へ突出する。
【００３２】
続いて、昇降板１７は更に上方へリフトされ、図３Ｃに示すように、突出部１１ｄ，１２ｄを介してガイド部材１４Ａ，１４Ｂをベースプレート１３に対して上方へ相対移動させる。この昇降板１７の上昇過程において、基板Ｗが上記ハンドから支持面１５上に移載される。この状態では、多くの場合、支持面１５における基準ピン１１から離れた位置に基板Ｗが載置されるため、この後に基板Ｗのアライメント工程が行われる。
【００３３】
基板Ｗのアライメント工程は、図３Ｄに示すように昇降板１７を更に上昇させることにより、ベースプレート１３の下面に設置した係合部１９と可動ピン１２の突出部１２ｄとを係合させる。これら係合部１９と突出部１２ｄとの係合作用により、昇降板１７上の可動ピン１２は基準ピン１１側へ傾動する。この可動ピン１２の傾動動作により、支持面１５上の基板Ｗが基準ピン１１側へ押動され、基準ピン１１と当接した後はこれら基準ピン１１と可動ピン１１との間に挟持されて位置決めされる（図１Ｂ）。
【００３４】
以上のようにして、基板Ｗのアライメント処理が行われる。その後、昇降機構は図２Ａの状態に戻り、基板Ｗをベースプレート１３上にてアライメントされた位置に置かれる。この状態において、基板Ｗは成膜面（上面）に所定のプラズマＣＶＤによる成膜処理が行われる。このとき、ベースプレート１３はヒーターとして機能し、基板Ｗを所定温度に加熱する。成膜後、昇降機構は図３Ｄに示した状態に移動した後、支持面１５から図示しない基板搬送用ハンドへ基板Ｗが移載される。
【００３５】
上述した本実施形態の基板アライメント装置１０によれば、昇降機構と傾動機構の作用によって可動ピン１２を傾動させて、支持面１５上に支持された基板Ｗを基準ピン１１側に押動し、可動ピン１２と基準ピン１１との間で基板を所期のアライメント位置に位置決めするようにしているので、基板Ｗの大きさに制限されることなく、基板の適切なアライメント作用を確保することが可能となる。
【００３６】
特に、傾動機構を構成する係合部１９が弾性材料である板バネで構成されていることから、例えばサイズがやや大きい基板をアライメントする場合でも、係合部１９の弾性変形によって可動ピン１２の傾動量を適切に調整することが可能となり、基板に与えるストレスを緩和することができる。
【００３７】
また、基準ピン１１側にも弾性部材２０を設けているので、可動ピン１２の傾動動作によって基板Ｗが当該基準ピン１１側へ押圧された状態においても、弾性部材２０の弾性力を利用して、ガイド部材１４Ａに対する基準ピン１１の適正な下降移動を確保することができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、可動ピン１２の傾動動作で基板Ｗを適切なアライメント位置へ案内する構成であるので、基準ピン１１や可動ピン１２に厳密な形状管理は不要となり、低コストでアライメント機構を構築することができる。更に、上記傾動機構は、昇降機構による可動ピン１２と基準ピン１１の昇降動作に関連して動作するため、装置構成の複雑化を回避することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００４０】
例えば以上の実施形態では、アライメント対象である基板Ｗとして、矩形状の基板を例に挙げて説明したが、半導体ウエハ等の略円形の基板に対しても本発明は適用可能である。なお、基準ピン１１及び可動ピン１２の設置本数及び設置部位は上記の例に限定されず、基板の形状、大きさに応じて適宜変更することが可能である。なお、適宜のガイド面等が存在する場合には、基準ピン及び可動ピンは少なくとも１本ずつあればよい。
【００４１】
また、以上の実施形態では、基板Ｗを支持する支持面１５を、基準ピン１１及び可動ピン１２を収容するガイド部材１４Ａ，１４Ｂの上端面で形成したが、これに限らず、当該支持面を単一の連続した平面で形成してもよい。
【００４２】
更に、本発明に係る基板アライメント装置１０は、プラズマＣＶＤ装置の基板支持装置として構成される例に限らず、成膜やエッチング等の他の真空処理装置は勿論、真空処理以外の基板処理装置用のアライメント装置に対しても、本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態による基板アライメント装置の構成を示す平面図であり、Ａは基板載置前、Ｂは基板載置後の状態を示している。
【図２】本発明の実施形態による基板アライメント装置の動作を説明する各工程の側断面図である。
【図３】本発明の実施形態による基板アライメント装置の動作を説明する各工程の側断面図である。
【図４】従来の基板アライメント装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  アライメント装置
１１  基準ピン
１１ｄ  突出部
１２  可動ピン
１２ｄ  突出部
１３  ベースプレート
１４Ａ，１４Ｂ  ガイド部材
１５  支持面
１７  昇降板
１８  駆動シリンダ
１９  係合部
２０  弾性部材
【図１】
2008177507.tif 000003
【図２】
2008177507.tif 000004
【図３】
2008177507.tif 000005
【図４】
2008177507.tif 000006