(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内において基板を水平方向に搬送する搬送装置であって、
基板の主面を鉛直方向に平行に支持し、基板と共に搬送されるキャリアと、
真空チャンバ内に固定された、前記キャリアを水平方向にスライド可能に該キャリアの自重を支持するキャリア支持手段と、
前記キャリアを基板の主面に平行で且つ水平方向に搬送するキャリア搬送手段とを有し、
前記キャリアとキャリア支持手段とが、鉛直方向においてキャリア側を下方として間隔を介して互いに対向する部位を有し、該対向部位の基板側には磁石が、他方には該基板側の磁石とは対向面において逆極性の磁石或いは磁性材料からなる板状の固定プレートが配置され、磁石と磁石、或いは、磁石と固定プレートとの吸引力がキャリアを上方に引き上げる方向に作用し、
前記基板側の磁石の基板側に磁性材料からなる磁気ヨークを有することを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
真空チャンバ内において基板を水平方向に搬送する搬送装置であって、
基板の主面を鉛直方向に平行に支持し、基板と共に搬送されるキャリアと、
真空チャンバ内に固定された、前記キャリアを水平方向にスライド可能に該キャリアの自重を支持するキャリア支持手段と、
前記キャリアを基板の主面に平行で且つ水平方向に搬送するキャリア搬送手段とを有し、
前記キャリアの上端部と真空チャンバ上壁内面とが間隔を介して互いに対向する部位において、該対向部位の基板側には磁石が、他方には該基板側の磁石とは対向面において逆極性の磁石或いは磁性材料からなる板状の固定プレートが配置され、磁石と磁石、或いは、磁石と固定プレートとの吸引力がキャリアを上方に引き上げる方向に作用し、
前記基板側の磁石の基板側に磁性材料からなる磁気ヨークを有することを特徴とする搬送装置。
【請求項３】
上記真空チャンバの上壁に冷却媒体を用いた冷却手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記キャリアの浮き上がり防止ストッパを備えている請求項１乃至３のいずれかに記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に所定の処理を施す基板処理装置等において、基板を支持、搬送する目的で使用される基板の搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空環境において基板を搬送しながら成膜やエッチング等の処理を施す場合、基板の搬送装置としては、従来はラック＆ピニオン機構、コロ式駆動機構、チェーン駆動機構等が多く採用されていた。また、特許文献１には、磁力を利用した搬送装置が開示されている。
【０００３】
図６に、磁力を利用した搬送装置の一例の主要部分の構成を模式的に示す。図中、（ａ）は（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。尚、便宜上、真空チャンバ等一部の部材は省略している。
【０００４】
図６の構成において、キャリア６は基板５を主面が鉛直方向に平行になるように立てて保持しており、当該装置は基板５の主面に平行で且つ水平方向にキャリア６を搬送する。キャリア６は角状の溝または曲面状の溝１３ａが設けられたガイドレール部１３を有しており、不図示の真空チャンバに固定されたキャリア支持手段２１は複数のガイドローラ２２を有している。この構成において、ガイドローラ２２をガイドレール部１３の溝１３ａに嵌め込み、回転するガイドローラ２２の上を水平方向にキャリア６が移動することになる。
【０００５】
図６の例では、キャリア６の搬送手段としてキャリア６の下端にＳ極とＮ極とが搬送方向において互い違いに配置した磁石群１７を備え、該磁石群１７とは所定の間隔を介して真空チャンバに磁気ネジ２７が配置されている。磁気ネジ２７の中心軸はキャリア６の搬送方向に平行であり、磁石群１７のＳ極、Ｎ極のピッチに対応するピッチでＳ極螺旋部とＮ極螺旋部からなる二重螺旋状磁気結合部が表面に形成されている。磁気ネジ２７を回転させると、磁石群１７に対向する部位においてＳ極螺旋部、Ｎ極螺旋部がキャリア６の搬送方向に相対的に移動し、該Ｓ極螺旋部、Ｎ極螺旋部と磁石群１７のＮ極、Ｓ極との吸引力によってキャリア６が矢印Ｃ方向に搬送される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−６８４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の搬送装置においては、図６に例示したように、キャリア６のガイドレール部１３の溝１３ａ表面とキャリア支持手段２１のガイドローラ２２との間での摩擦によるパーティクルが発生し、製造された製品の不良品発生の一因となっていた。また、溝１３ａとガイドローラ２２の摩擦により、ガイドレール部１３やガイドローラ２２が摩耗してキャリア６の高さが変化してしまうため、キャリア６の高さ調整や、摩耗した部品を交換するためのメンテナンス作業を定期的に行う必要があった。
【０００８】
本発明の目的は、上記基板の搬送装置において、キャリア支持手段とキャリアとの摩擦によるパーティクルの発生を抑制することにより、製品の歩留まりを向上することにある。また、キャリア支持手段やキャリアの部材の摩耗によるキャリアの高さ調整や摩耗した部品の交換にかかるメンテナンス頻度を低減して、生産性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１は、真空チャンバ内において基板を水平方向に搬送する搬送装置であって、
基板の主面を鉛直方向に平行に支持し、基板と共に搬送されるキャリアと、
真空チャンバ内に固定された、前記キャリアを水平方向にスライド可能に該キャリアの自重を支持するキャリア支持手段と、
前記キャリアを基板の主面に平行で且つ水平方向に搬送するキャリア搬送手段とを有し、
前記キャリアとキャリア支持手段とが、鉛直方向においてキャリア側を下方として間隔を介して互いに対向する部位を有し、該対向部位の基板側には磁石が、他方には該基板側の磁石とは対向面において逆極性の磁石或いは磁性材料からなる板状の固定プレートが配置され、磁石と磁石、或いは、磁石と固定プレートとの吸引力がキャリアを上方に引き上げる方向に作用し、
前記基板側の磁石の基板側に磁性材料からなる磁気ヨークを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２は、真空チャンバ内において基板を水平方向に搬送する搬送装置であって、
基板の主面を鉛直方向に平行に支持し、基板と共に搬送されるキャリアと、
真空チャンバ内に固定された、前記キャリアを水平方向にスライド可能に該キャリアの自重を支持するキャリア支持手段と、
前記キャリアを基板の主面に平行で且つ水平方向に搬送するキャリア搬送手段とを有し、
前記キャリアの上端部と真空チャンバ上壁内面とが間隔を介して互いに対向する部位において、該対向部位の基板側には磁石が、他方には該基板側の磁石とは対向面において逆極性の磁石或いは磁性材料からなる板状の固定プレートが配置され、磁石と磁石、或いは、磁石と固定プレートとの吸引力がキャリアを上方に引き上げる方向に作用し、
前記基板側の磁石の基板側に磁性材料からなる磁気ヨークを有することを特徴とする。
【００１１】
上記本発明の搬送装置においては、
前記対向部位に配置された磁石のうち、基板に近い側の磁石の基板側に磁性材料からなる磁気ヨークが配置されていること、及び、
前記キャリアの浮き上がり防止ストッパを備えていること、
を好ましい態様として含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、逆極性の磁石と磁石、或いは磁石と磁性材料からなるプレートの吸引力によって、キャリア支持手段の、キャリアに直接接している部位にかかるキャリアの自重を軽減し、当該部位における摩擦、摩耗を低減することができる。よって、パーティクルの発生を抑制して製品の歩留まりを向上すると同時に、摩耗によるキャリアの高さ調整や部品の交換にかかるメンテナンス頻度を低減し、生産性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は真空チャンバ内において基板を水平方向に搬送する搬送装置であり、キャリアと、キャリア支持手段と、キャリア搬送手段とを有し、磁石の吸引力を利用してキャリア支持手段とキャリアとの摩擦を低減することに特徴を有する。
【００１４】
本発明の搬送装置は、例えば基板に対して成膜等の処理を行う真空処理装置に適用される。図１に本発明が適用される真空処理装置として、複数の処理チャンバを直列に接続してなるインライン式真空処理装置の構成を模式的に示す。
【００１５】
インライン式真空処理装置では、図１に示されるように、ロードロックチャンバ１、処理チャンバ２ａ〜２ｃ、アンロードロックチャンバ３がゲートバルブ４ａ〜４ｄを介して連結されている。基板５を支持したキャリア６は各チャンバに設けられた複数のガイドローラ（不図示）の回転によって、水平方向に搬送される。尚、図１では処理チャンバの数を３としているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１６】
図１において、外部から搬送されてきた基板５は、基板搬入手段（不図示）によってロードロックチャンバ１内で待機中のキャリア６に載置される。基板５を支持したキャリア６は、処理チャンバ２ａ〜２ｃと順に搬送され、所望の処理を施された後、アンロードロックチャンバ３へ搬送される。その後、基板搬出手段（不図示）によって基板５がキャリア６から外され、装置外へ搬出されて次の工程へ送り出される。また、基板５が外されたキャリア６は、リターン経路（不図示）によって、ロードロックチャンバ１内へ戻され、次の基板の搬入を待つ。
【００１７】
図２に、本発明の第１の搬送装置の好ましい一実施形態の主要部分の構成を模式的に示す。図中、（ａ）は（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。尚、便宜上、真空チャンバ等一部の部材は省略している。
【００１８】
本例は、基本的な構造は先に説明した図６の従来の搬送装置と同様であり、キャリア６に第１の磁石１５を、キャリア支持手段２１に第２の磁石２５を取り付けた点において異なっている。以下に詳細に説明する。
【００１９】
キャリア６は、ホルダ部１２と、角状の溝または曲面状の溝１３ａが設けられたガイドレール部１３と、磁気ヨーク１６と、ガイドレール部１３と磁気ヨーク１６とを連結する連結部１４と、第１の磁石１５と、キャリア側磁石群１７と、を有している。
【００２０】
ホルダ部１２は中央に基板５よりも内周の大きな開口部が設けてあり、基板５を主面が鉛直方向に平行になるように立てて、クランプ１２ａ、１２ｂ、１２ｂにより保持する。クランプ１２ａは下方にバネ（不図示）が配置されており、上下可動となっている。基板５をホルダ部１２に保持する際には、クランプ１２ａを押し下げておき、ロボットアームにより基板５をクランプ１２ｂ、１２ｂに押しつけるように仮設置する。次いで、クランプ１２ａをリリースし、下方からのバネの力によってクランプ１２ｂ、１２ｂと挟み込むようにして基板５をホルダ部１２に固定する。また、オートローダのアームは、基板５の中央に設けられた開口部５ａにその爪を係止して基板５を搬送する。
【００２１】
キャリア支持手段２１は、複数のガイドローラ２２と、該複数のガイドローラ２２が固定されるベース部２３と、ベース部２３の下端に接合された磁気ヨーク２４とを有している。磁気ヨーク２４は、キャリア６に取り付けられた磁気ヨーク１６とは鉛直方向において対向しており、該対向部位において、磁気ヨーク１６には第１の磁石１５が配置されている。そして、磁気ヨーク２４の磁気ヨーク１６との対向側には、所望の間隔を介して第１の磁石１５とは対向面において逆極性の第２の磁石２５が配置されている。
【００２２】
複数のガイドローラ２２は、キャリア６の搬送方向（矢印Ｃ方向）に向かってベース部２３に一定間隔で直線状に配置され、ガイドレール部１３の溝１３ａが該ガイドローラ２２上に嵌め込まれてキャリア６の自重を支持するように配置される。ガイドレール部１３とガイドローラ２２とは固定されていないので、ガイドローラ２２が回転することでキャリア６は基板５の主面に平行な方向で且つ水平方向にスライド可能である。
【００２３】
ベース部２３は、ステー部材（不図示）などを介して真空チャンバ（不図示）の内壁に固定されている。
【００２４】
本例では、第１の磁石１５と第２の磁石２５のうち基板に近い側の第２の磁石２５の基板側に磁性材料からなる磁気ヨーク２４が配置されている。磁気ヨーク２４は磁石２５を固定するとともに背面側への磁場の漏れを抑制し、安定した磁場を形成する。さらには、磁気ヨーク２４によって、第１の磁石１５及び第２の磁石２５の磁場が基板５周辺のプラズマ空間へ影響するのを抑制すると共に、該プラズマ空間からの熱輻射の影響を抑制することができる。また、磁気ヨーク１６は、第１の磁石１５と磁石群１７とを固定するとともに磁気ネジ２７や磁石群１７から第１の磁石１５側への磁場の漏れを抑制し、安定した磁場を形成する。
【００２５】
本例では、キャリア６を直立させて安定した搬送を行うため、キャリア６の下方の磁気ヨーク１６において、キャリア６を挟み込むように水平方向のガイドローラ２８が設置されている。該ガイドローラ２８は、ステー部材（不図示）などを介して真空チャンバ（不図示）の内壁に固定されている。
【００２６】
本例において、キャリア搬送手段として、キャリア６側に取り付けたキャリア側磁石群１７と、磁気ネジ２７とが用いられる。磁石群１７は、キャリア６の搬送方向にＮ極とＳ極とが所定の間隔を置いて交互に配置されている。一方、磁気ネジ２７はキャリア６の搬送方向に中心軸を平行に配置した円筒状の部材であり、その表面にＮ極螺旋部とＳ極螺旋部とが交互に螺旋状に配置してなる。磁気ネジ２７の中心軸に平行な方向において、Ｎ極螺旋部とＳ極螺旋部のピッチは磁石群１７のピッチに一致し、磁気ネジ２７は磁石群１７から所望の間隔をおいて配置されている。
【００２７】
上記の構成において、磁気ネジ２７を所定の方向に回転させると、磁石群１７に対向するＮ極螺旋部、Ｓ極螺旋部は該磁石群１７に対して相対的にキャリア６の搬送方向（矢印Ｃ方向）に移動することになる。これにより、磁石群１７のＳ極、Ｎ極と磁気ネジ２７のＮ極螺旋部、Ｓ極螺旋部との吸引力・反発力によってキャリア６には矢印Ｃ方向に移動する力が働き、ガイドローラ２２が回転してキャリア６が矢印Ｃ方向に搬送される。
【００２８】
本例においては、キャリア６に配置された第１の磁石１５と、キャリア支持手段２１に配置された第２の磁石２５とが対向面において互いに逆極性で、第１の磁石１５が下方側で鉛直方向に対向している。そのため、第１の磁石１５と第２の磁石２５との吸引力が、キャリア６を上方に引き上げる方向に作用し、ガイドローラ２２にかかるキャリア６の自重が軽減される。尚、この時、第１の磁石１５と第２の磁石２５との吸引力が強すぎると、キャリア６が浮き上がってしまうため、第１の磁石１５と第２の磁石２５の磁力及び間隔を調整して吸引力を適宜制御する。
【００２９】
上記のようにして、ガイドローラ２２にかかるキャリア６の自重が軽減されると、ガイドローラ２２とガイドレール部１３の溝１３ａの表面との摩擦が低減し、パーティクルの発生や、ガイドローラ２２及びガイドレール部１３の摩耗が低減する。
【００３０】
第１の磁石１５と第２の磁石２５とは、互いに極性が逆であれば良く、搬送方向において連続した磁石を用いることができるが、それぞれキャリア６の搬送方向に複数個の磁石を所定の間隔で配置してもかまわない。
【００３１】
また、本例ではキャリア搬送手段として、磁気ネジ２７と磁石群１７との磁気作用による方法を挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、モータなどの回転駆動手段による回転運動をラック＆ピニオンによって直線運動に変換する方法でもかまわない。
【００３２】
尚、キャリア搬送手段に磁気ネジ方式を採用した場合、磁気ネジ２７と磁石群１７の吸着力が作用するため、磁気ネジ２７と磁石群１７の吸着力が、キャリア６の自重に加えて、重畳されることになる。この際、安定したキャリアの搬送を実現するためには、本発明に係るキャリア６を上方に引き上げる作用力の大きさをキャリア６に自重と磁気ネジ２７と磁石群１７の吸着力の総和より小さくし、キャリア６が必要以上に浮き上がることを防止する必要がある。
【００３３】
図３に本発明の第２の搬送装置の好ましい一実施形態の主要部分の構成を模式的に示す。（ａ）は（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。尚、便宜上、一部の部材は省略している。
【００３４】
本例は、図２の搬送装置における第１の磁石１５と第２の磁石２５の組み合わせを、キャリア６と真空チャンバ上壁内面との対向部位に配置させた例である。係る磁石の位置以外の構成は図２の搬送装置と同じであり、説明を省略する。
【００３５】
本例においては、キャリア６の上端部に磁気ヨーク３１を介して第１の磁石３２が配置され、真空チャンバ３６の上壁内面のキャリア６上端部に対向する部位に磁気ヨーク３４を介して第２の磁石３３が配置されている。第１の磁石３２と第２の磁石３３とは対向面において互いに逆極性であり、その作用は図２の搬送装置における第１の磁石１５と第２の磁石２５と同様である。即ち、これら磁石３２，３３間の吸引力がキャリア６を上方に引き上げる方向に作用し、ガイドローラ２２にかかるキャリア６の自重が軽減する。磁気ヨーク３１は、第１の磁石３２を固定するとともに、基板５側への磁場の漏れを抑制し、安定した磁場を形成する。
【００３６】
尚、本例においては、真空チャンバ３６の上壁に冷却媒体を用いた冷却手段３５が設けられており、基板５周辺のプラズマ空間からの熱輻射による磁石３３の加熱による減磁を抑制することができる。
【００３７】
本発明は、上記したように磁石の吸引力を利用してキャリア６のガイドローラ２２にかかる自重を軽減することに特徴を有するが、かかる吸引力は上記のように一対の磁石を用いる以外に、磁石と磁性材料との組み合わせでも可能である。つまり、一方を磁石、他方を磁性材料からなる板状の固定プレートとする。その一例を図４に示す。
【００３８】
図４の例は、図２の搬送装置の第１の磁石１５はそのままで、第２の磁石２５を磁性材料からなる固定プレート５１とした構成である。このような固定プレート５１を用いた場合には該固定プレート５１が図２の磁気ヨーク２４の作用も有するため、磁気ヨーク２４も不要である。係る構成では、図２の搬送装置よりもキャリア６を引き上げる力は弱くなるが、構造がより簡単になる。
【００３９】
また、本例のように磁石と固定プレートの組み合わせは位置を逆にしても可能であり、図２の搬送装置における第２の磁石２５をそのまま用い、第１の磁石１５を磁性材料からなる板状の固定プレートとしてもかまわない。さらに、図３の搬送装置における第１の磁石３２，第２の磁石３３についても同様に、どちらか一方を磁性材料からなる固定プレートに変更することが可能である。
【００４０】
尚、図４のように、磁石と磁性材料からなる固定プレートの組み合わせを用いる場合、磁石はキャリア６の搬送方向に複数個の磁石を所定の間隔で配置することが好ましく、固定プレートは全ての磁石に対応する１枚のもので良い。
【００４１】
さらに本発明においては、図５に示すような浮き上がり防止ストッパ６１をキャリア６に取り付けておくことが好ましい。係る構成例は、キャリア６の下方に接するガイドローラ２８を浮き上がり防止ストッパ６１のストッパ止めとして兼用した例である。このようなストッパ６１を用いることにより、キャリア６の搬送中における、キャリア６の跳ね等、必要以上にキャリア６が浮き上がる不都合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の搬送装置が適用されるインライン式真空処理装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第１の搬送装置の一実施形態の主要部分の模式図である。
【図３】本発明の第２の搬送装置の一実施形態の主要部分の模式図である。
【図４】本発明の第１の搬送装置の参考実施形態の主要部分の模式図である。
【図５】本発明の第１の搬送装置の他の実施形態の主要部分の模式図である。
【図６】従来の搬送装置の一例の主要部分の模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  ロードロックチャンバ
２ａ，２ｂ，２ｃ  処理チャンバ
３  アンロードロックチャンバ
４ａ〜４ｄ  ゲートバルブ
５  基板
５ａ  開口部
６  キャリア
１２  ホルダ部
１２ａ〜１２ｂ  クランプ
１３  ガイドレール部
１３ａ  溝
１４  連結部
１５，３２  第１の磁石
１６，２４，３１，３４  磁気ヨーク
１７  キャリア側磁石群
２１  キャリア支持手段
２２，２８  ガイドローラ
２３  ベース部
２５，３３  第２の磁石
２７  磁気ネジ
３５  冷却手段
３６  真空チャンバ
５１  固定プレート
６１  浮き上がり防止ストッパ
【図１】
0004505002.tif 000002
【図２】
0004505002.tif 000003
【図３】
0004505002.tif 000004
【図４】
0004505002.tif 000005
【図５】
0004505002.tif 000006
【図６】
0004505002.tif 000007