(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバと、前記真空チャンバ内に設置されたサセプタと、前記サセプタを昇降させるサセプタ昇降ベースと、前記サセプタ昇降ベースを昇降移動させる駆動モータと、前記サセプタに遊貫され上端で基板を支持可能な複数の昇降ピンと、前記昇降ピンの下端に当接して前記昇降ピンを前記サセプタに対して上下移動させるピン支持板と、前記ピン支持板を昇降移動させる基板昇降ベースと、前記サセプタへ前記基板を移載し又は前記サセプタから前記基板を移載させるロボットハンドとを備え、
前記サセプタ昇降ベースは、前記基板に前記サセプタの上面を当接させる基板処理位置と、前記基板処理位置よりも低位置であり前記サセプタの上面から前記昇降ピンの上端を突出させる基板授受位置と、前記基板を載置した前記ロボットハンドが前記真空チャンバへ挿入され又は前記真空チャンバから引き戻される基板搬出入位置との間を移動可能であり、前記基板授受位置と前記基板搬出入位置との間の移動過程で前記サセプタと前記ロボットハンドとの間で前記基板の授受が行なわれる真空処理装置であって、
前記基板昇降ベースを前記サセプタに向けて上昇させるバネと、
前記サセプタ昇降ベースが基板処理位置にある時に、前記ピン支持板を前記昇降ピンの下端と当接しない上限位置とする上昇規制手段と、
前記サセプタ昇降ベースを基板授受位置から基板搬出入位置へ下降させる時にのみ前記基板昇降ベースを前記サセプタ昇降ベースに係止させて、前記サセプタ昇降ベースと共に前記基板昇降ベースを前記上限位置から所定の下降位置まで引き下げる係止手段とを備えていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記基板昇降ベースは、前記サセプタ昇降ベースの上方に配置されていると共に、
前記係止手段は、上端が前記基板昇降ベースに固定されて前記サセプタ昇降ベースを遊貫するシャフトと、前記シャフトの下端に設けられ、前記基板授受位置から前記基板搬出入位置へ前記サセプタ昇降ベースが下降する際に前記サセプタ昇降ベースと前記シャフトを係止させる係止部材とからなることを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記サセプタは前記サセプタ昇降ベースに対して前記真空チャンバの底壁を貫通する昇降軸を介して取り付けられ、
前記ピン支持板は前記基板昇降ベースに対して前記真空チャンバの底壁を貫通する支持部材を介して取り付けられていると共に、
前記支持部材は、前記昇降軸の外周側に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記基板昇降ベースと前記サセプタ昇降ベースとの間に、前記昇降軸の周囲を囲む第１ベローズが設置されていると共に、
前記真空チャンバの底壁と前記基板昇降ベースとの間に、前記支持部材の周囲を囲む第２ベローズが前記第１ベローズと同一径として設置されていることを特徴とする請求項３に記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記バネの付勢力が調整可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガラス基板、半導体基板等の基板を物理的、化学的に処理するための真空処理装置に関するものであり、更に詳しくは、処理室内で基板を載置し処理するべく昇降されるサセプタと、サセプタとは異なった動きで昇降される基板とを同一の駆動源で昇降させることが可能な真空処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、百万個単位のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成されたＬＣＤ（液晶ディスプレイパネル）がテレビや小型コンピュータに多用されるようになっているほか、テレビではＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）も採用されるようになっているが、これらは何れも、比較的面積の大きいガラス基板面に対し、真空加熱下に、ＣＶＤ（化学的気相成長）、スパッタリング、蒸着などの方法によって成膜処理を施し、要すればイオン注入処理、熱処理、エッチング処理を施して製造されている。
【０００３】
例えば、ＬＣＤ用のガラス基板には３５０×４５０×１（何れもｍｍ）サイズのもの、最近では７３０×９２０×１（何れもｍｍ）サイズのものが使用されるようになっているが、これらのガラス基板に対し、プラズマＣＶＤ法によって薄膜を形成させる真空処理装置においては、成膜用の真空チャンバー内に設けられヒータを内蔵するサセプタ（載置台）上に、外部からガラス基板を搬送ロボットによって搬入し載置して３００℃〜５００℃の温度に加熱し、ガラス基板の端面や裏面側には薄膜が形成されないように、ガラス基板の端縁から内側へ細幅の部分を覆うようにマスクを重ねて成膜することが行われている。
【０００４】
そして、このような系において、当初はガラス基板Ｇを真空チャンバーに搬入し搬出する搬送ロボットとして上下方向の動作が可能なロボットハンドを有するものが使用されたが、ガラス基板のサイズが大になるにつれて、ロボットハンドの動作時における振動が大になってガラス基板Ｇが位置ズレを起す等の問題を生ずるようになった。従って、これに対処し得るものとして、ロボットハンドの上下方向の動作をなくし、基板を載置するサセプタと、基板を支持する昇降ピンとを独立して上下方向に動作させることにより、ロボットハンドからサセプタへのガラス基板Ｇの移載時にトラブルを招かないようにした真空処理装置が採用されている。
【０００５】
（従来例）
図１１は従来例のプラズマＣＶＤ装置２を示す部分破断側面図、図１２は図１１における［１２］−［１２］線方向の部分破断側面図であり、何れの図も上方の真空チャンバは断面で示されている。図１１、図１２を参照して、排気管１１０ｖによって真空排気される真空チャンバ１１０の内部には、載置されるガラス基板Ｇを加熱するためのヒータを内蔵（図示を省略）したアルミニウム製のサセプタ１２３が設置されており、真空チャンバ１１０の底壁の中央部を遊貫するパイプ状の昇降軸１２４によって支持されている。そして、昇降軸１２４は、真空チャンバ１１０の底壁と一体的なフレーム１１２に昇降可能に取り付けられたサセプタ昇降ベース１２７に立設されており、かつ、昇降軸１２４を囲うように真空チャンバ１１０の底壁側とサセプタ昇降ベース１２７の上面とに連結して設けられた二点鎖線で示すサセプタ側ベローズ１２８によって減圧雰囲気に設けられている。そして、サセプタ昇降ベース１２７はフレーム１１２に取り付けられた駆動モータ１２５によりボールネジ１２６を介して昇降される。
【０００６】
また、真空チャンバー１１０内でサセプタ１２３を上下方向に遊貫し、ガラス基板Ｇの周縁部を下方から支持するように配置されて、ガラス基板Ｇを昇降させる複数本の昇降ピン１３２が設けられており、昇降ピン１３２はそれらの下端に当接して支持するピン支持板１３３によって昇降され、ピン支持板１３３は、真空チャンバー１１０の底壁を昇降軸１２４の外周側で遊貫する４本の支柱１３４によって支持されている。そして、それぞれの支柱１３４は、支柱１３４を囲うように、真空チャンバー１１０の底面側と基板昇降ベース１３７の上面とに連結して設けられた基板側ベローズ１３８によって減圧雰囲気に設けられている。なお、基板昇降ベース１３７の中央部には上記の昇降軸１２４を遊貫させる開口１３１が形成されている。そして、基板昇降ベース１３７はフレーム１１２に取り付けられた駆動モータ１３５によりボールネジ１３６を介し、サセプタ昇降ベース１２７とは独立して昇降される。
【０００７】
すなわち、従来例のプラズマＣＶＤ装置２は、ロボットハンドによって搬入されるガラス基板Ｇに対し、駆動モータ１３５によって基板昇降ベース１３７を上昇させて、支柱１３４、ピン支持板１３３と共に昇降ピン１３２を上昇させ、昇降ピン１３２の上端にガラス基板Ｇを受け取った後、ロボットハンドを退避させ、次いで、駆動モータ１２５によってサセプタ昇降ベース１２７を上昇させ、昇降軸１２４と共にサセプタ１２３を上昇させて、ガラス基板Ｇの下面にサセプタ１２３の上面を当接させ、そのことによって加熱されるガラス基板Ｇに成膜を施すようにしたものである。
【０００８】
しかしながら、上記のように２台の駆動源を有する真空処理装置は、搬送ロボットが中央の搬送室に設置され、搬送室の外周側面に複数の真空チャンバーが配置されたマルチチャンバー方式のものとする場合には、各真空チャンバーの底壁の下方に駆動モータ、昇降機構が設置されることになって、多数の部品を要し部品コストを上昇させるほか、真空チャンバーの底壁の下方は昇降用機器類が錯綜した状態となり、メンテナンスの作業性を著しく低下させたものとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、１基の真空チャンバーに付いて昇降用駆動源は１台でありながら、サセプタと基板とを異なった動きで昇降させることが可能な真空処理装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は請求項１の構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれば、次の如くである。
【００１１】
請求項１の真空処理装置は、真空チャンバと、真空チャンバ内に設置されたサセプタと、サセプタを昇降させるサセプタ昇降ベースと、サセプタ昇降ベースを昇降移動させる駆動モータと、サセプタに遊貫され上端で基板を支持可能な複数の昇降ピンと、昇降ピンの下端に当接して昇降ピンをサセプタに対して上下移動させるピン支持板と、ピン支持板を昇降移動させる基板昇降ベースと、サセプタへ基板を移載し又はサセプタから基板を移載させるロボットハンドとを備え、サセプタ昇降ベースは、基板にサセプタの上面を当接させる基板処理位置と、基板処理位置よりも低位置でありサセプタの上面から昇降ピンの上端を突出させる基板授受位置と、基板を載置したロボットハンドが真空チャンバへ挿入され又は真空チャンバから引き戻される基板搬出入位置との間を移動可能であり、基板授受位置と基板搬出入位置との間の移動過程でサセプタとロボットハンドとの間で基板の授受が行なわれる真空処理装置であって、基板昇降ベースをサセプタに向けて上昇させるバネと、
サセプタ昇降ベースが基板処理位置にある時に、ピン支持板を昇降ピンの下端と当接しない上限位置を定める上昇規制手段と、サセプタ昇降ベースを基板授受位置から基板搬出入位置へ下降させる時にのみ基板昇降ベースをサセプタ昇降ベースに係止させて、サセプタ昇降ベースと共に基板昇降ベースを上限位置から所定の下降位置へ下降させる係止手段とを備えている装置である。
【００１２】
このような真空処理装置は、基板の搬出入に際し、サセプタ昇降ベースを基板搬出入位置に下降させ、かつ、昇降ピンを下降させるべく、通常はバネによってサセプタの方へ上昇されて上限位置にある基板昇降ベースをサセプタ昇降ベースに係止して所定の下降位置へ引き下げるので、基板昇降ベースを昇降させるための駆動源を必要としない。
【００１３】
請求項２の真空処理装置は、基板昇降ベースがサセプタ昇降ベースの上方に配置されていると共に、係止手段は、上端が基板昇降ベースに固定されてサセプタ昇降ベースを遊貫するシャフトと、シャフトの下端に設けられ、基板授受位置から基板搬出入位置へサセプタ昇降ベースが下降する際にサセプタ昇降ベースとシャフトを係止させる係止部材とからなる装置である。このような真空処理装置は、基板の搬入、搬出時におけるサセプタ昇降ベースへの基板昇降ベースの係止を最も簡便に行い得る。
【００１４】
請求項３の真空処理装置は、サセプタがサセプタ昇降ベースに対して真空チャンバの底壁を貫通する昇降軸を介して取り付けられ、ピン支持板は基板昇降ベースに対して真空チャンバの底壁を貫通する支持部材を介して取り付けられていると共に、支持部材は昇降軸の外周側に設置されている装置である。このような真空処理装置は、昇降ピンが上下方向に貫通しており、かつ基板を上面に載置させるサセプタの昇降軸と、昇降ピンを昇降させるピン支持板の支持部材とをそれぞれ同軸上で昇降をさせることができ、サセプタとピン支持板とを高い位置精度に維持することが可能である。
【００１５】
請求項４の真空処理装置は、基板昇降ベースとサセプタ昇降ベースとの間に昇降軸の周囲を囲む第１ベローズが設置されていると共に、真空チャンバの底壁と基板昇降ベースとの間に支持部材の周囲を囲む第２ベローズが第１ベローズと同一径として設置されている装置である。このような装置は昇降軸および支持部材を真空シールするベローズの構成を単純、簡素化させるほか、大気圧が基板昇降ベースを下方へ押し下げる力または上方へ押し上げる力として働くことはないので、基板昇降ベースを下降させるに際し、大気圧の力についての配慮を必要としない。
【００１６】
請求項５の真空処理装置は、バネの付勢力が調整可能とされている装置である。このような装置は、バネに掛かる重量、例えば基板昇降ベース、支持部材、ピン支持板、昇降ピン等の重量が変わる場合のほか、基板の重量が変更されるような場合にもバネの付勢力を適切に調整することによって駆動源の駆動力が不足または過大となることを防ぎ得る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の真空処理装置は、上述したように、真空チャンバと、真空チャンバ内に設置されたサセプタと、サセプタを昇降させるサセプタ昇降ベースと、サセプタ昇降ベースを昇降移動させる駆動モータと、サセプタに遊貫され上端で基板を支持可能な複数の昇降ピンと、昇降ピンの下端に当接して昇降ピンをサセプタに対して上下移動させるピン支持板と、ピン支持板を昇降移動させる基板昇降ベースと、サセプタへ基板を移載し又はサセプタから基板を移載させるロボットハンドとを備え、サセプタ昇降ベースは、基板にサセプタの上面を当接させる基板処理位置と、基板処理位置よりも低位置でありサセプタの上面から昇降ピンの上端を突出させる基板授受位置と、基板を載置したロボットハンドが真空チャンバへ挿入され又は真空チャンバから引き戻される基板搬出入位置との間を移動可能であり、基板授受位置と基板搬出入位置との間の移動過程でサセプタとロボットハンドとの間で基板の授受が行なわれる真空処理装置であって、基板昇降ベースをサセプタに向けて上昇させるバネと、サセプタ昇降ベースが基板処理位置にある時に、ピン支持板を昇降ピンの下端に当接させない上限位置を定める上昇規制手段と、サセプタ昇降ベースを基板授受位置から基板搬出入位置へ下降させる時にのみ基板昇降ベースをサセプタ昇降ベースに係止させて、サセプタ昇降ベースと共に基板昇降ベースを上限位置から所定の下降位置へ引き下げる係止手段とを備えている装置である。
【００１８】
真空チャンバー内でサセプタを支持し真空チャンバーの底壁を遊貫して真空チャンバー外へ導出されサセプタ昇降ベースに立設される昇降軸、および真空チャンバー内のピン支持板を支持し真空チャンバーの底壁を遊貫して真空チャンバー外へ導出され基板昇降ベースに立設される支持部材は、何れもベローズによって減圧雰囲気とされる。支持部材は昇降軸とは別個に減圧雰囲気とされてもよく、また、昇降軸とその外周側の支持部材を囲うように、基板昇降ベースの下面からサセプタ昇降ベースの上面までの第１ベローズと、真空チャンバーの底壁から基板昇降ベースの上面までの第２ベローズとを同軸に設けて、真空シールするようにしてもよく、そのことによってベローズの構成は単純、簡素化される。
【００１９】
しかし、第１ベローズと第２ベローズを基板昇降ベースの上下で同軸に設ける場合には、第１ベローズと第２ベローズの外径および内径を同一にすることが望ましい。例えば、第２ベローズに比して第１ベローズの径を大にすると、真空チャンバーと共にベローズ内が真空下にある時、大気圧は基板昇降ベースを押し下げるように作用するので、基板昇降ベースを真空チャンバー側へ付勢するバネには本来のバネ力に加えて大気圧以上の力を与えることが必要であり、そのようなバネの存在下に、サセプタ昇降ベースを基板授受位置Ｍから基板搬出入位置Ｌへ下降させ、サセプタ昇降ベースに係止される基板昇降ベースをバネに抗して引き下げるには駆動力の大きい駆動源が必要になるからである。また、第１ベローズに比して第２ベローズの径を大にすると、大気圧は基板昇降ベースを押し上げるように作用するので、この基板昇降ベースをサセプタ昇降ベースによって引き下げるに際しても大きい駆動力を必要とする。
【００２０】
下端を静止部に固定し上端によって基板昇降ベースをサセプタに向けて上昇させるバネにはコイルバネを使用し得るほか、板バネ類、窒素ガス等を封入したガスダンパも使用し得る。このバネには、基板昇降ベース、支持部材、ピン支持板、昇降ピン、基板等の重量が掛かるので、バネはこれらの負荷重量から受ける力以上の付勢力で基板昇降ベースをサセプタに向けて上昇させることを要するが、負荷重量が変更される場合には、それに応じてバネの付勢力を調整し得るものであることが好ましい。何故ならば、バネの付勢力が過大であると、基板昇降ベースを引き下げる時に駆動力の大きい駆動源を必要とするからである。例えばコイルバネを使用する場合には、バネの付勢力はコイルバネの長さによって変わるので、コイルバネの長さを調整し得るようにしておくことが望ましい。一例として、コイルバネの軸芯部にネジ付きシャフトを挿通させておき、コイルバネが介装される両端の部材の少なくとも一方の位置をネジ付きシャフトに螺合させたナットによって移動させることにより、コイルバネの長さを調整することができる。
【００２１】
また、基板昇降ベースを上方の真空チャンバー側へ付勢する場合における付勢の上限位置は、真空チャンバー、真空チャンバーに固定されたフレーム、その他の静止部にストッパーを設けておき、そのストッパーに基板昇降ベースを当接させることによって設定することができる。そして、ストッパーは如何なる形状のものであってもよいが、上限位置を調整することの可能なものであることが好ましく、例えば静止部に付勢の方向と同一の方向に螺着されたボルトをストッパーとし、付勢された基板昇降ベースをボルトの先端に当接させて位置決めするようにしてもよい。
【００２２】
サセプタ昇降ベースを基板授受位置Ｍから基板搬出入位置へ下降させる時に、サセプタ昇降ベースに基板昇降ベースを係止させて同期的に下降させるにはどのような方法を採用してもよいが、基板昇降ベースから下向きにシャフトを設けてサセプタ昇降ベースに遊挿し、サセプタ昇降ベースの下面側においてシャフトの下端部に遊挿穴の径より大きい係止用ナットを螺着させるのが最も簡便である。係止用ナットの螺着によって基板昇降ベースが係止されて引き下げ始める位置を調整することができる。また、遊挿穴の下面側に係止用ナットが嵌まり込む窪みを形成しておくことにより、遊挿穴の径を比較的大とした場合にもシャフトは確実に係止される。
【００２３】
サセプタ昇降ベースを昇降させるには、駆動源にモータを使用し、モータのネジ付き回転軸を正回転または逆回転させることによって、ネジ付き回転軸に螺合されたボールネジを昇降させ、ボールネジに一体的に取り付けたサセプタ昇降ベースを昇降させるようにしてもよく、また、空気圧シリンダ等のシリンダ類のロッドによってサセプタ昇降ベースを直接に昇降させるようにしてもよい。すなわち、サセプタ昇降ベースはどのような方法で昇降させてもよい。
【００２４】
【実施例】
次に本発明の真空処理装置を実施例により図面を参照して具体的に説明する。
【００２５】
（実施例）
図１は実施例のプラズマＣＶＤ装置１の部分破断側面図、図２は図１における［２］−［２］線方向の側面図、図３は図２における［３］−［３］線方向の部分破断側面図であり、図１、図３において真空チャンバー１０は断面で示されている。また、図１、図３に示した真空チャンバー１０には、プラズマ励起用のカソードや成膜用原料ガスの供給ライン等は図示を省略されている。図１、図２、図３を参照して、プラズマＣＶＤ装置１は概略的には真空チャンバー１０内でサセプタ２３を昇降させる大気側のサセプタ昇降ベース２７、および真空チャンバー１０内でガラス基板Ｇを昇降させる大気側の基板昇降ベース３７が、真空チャンバー１０の底壁側に固定されたフレーム１２に取り付けられているものであるが、以下にその詳細を説明する。
【００２６】
真空チャンバー１０は排気管１０ｖによって真空排気され、真空チャンバー１０の内部には、一点鎖線で示すように、後述の昇降軸２４内を通るリード２９ｔと接続されたヒータ２９を内蔵するアルミニウム製のサセプタ２３が設置されており、サセプタ２３を上下方向に遊貫し、ガラス基板Ｇの周縁部を下方から支持するように配置されて、ガラス基板Ｇを昇降させる複数本の昇降ピン３２が設けられており、これらの昇降ピン３２の下端に当接して昇降ピン３２と共にガラス基板Ｇを昇降させるピン支持板３３が設けられている。そして、サセプタ２３を昇降させるサセプタ昇降ベース２７と、ピン支持板３３を昇降させる基板昇降ベース３７は上述したように真空チャンバー１０の底壁側のフレーム１２に昇降可能に取り付けられている。
【００２７】
すなわち、フレーム１２は、真空チャンバー１０の底壁側に固定された天井板１３、底板１４、両者を繋ぐ垂直な背板１５、および背板１５と対向する位置で、底板１４を真空チャンバー１０に固定する２本の固定柱１６からなる立体的な形状を有している。そして、背板１５の外面側には、駆動モータ２５と、そのネジ付き回転軸２５ｓが固定されており、ネジ付き回転軸２５ｓが正回転または逆回転されることによって回転軸２５ｓに螺合されたボールネジ２６が昇降し、ボールネジ２６と一体的なサセプタ昇降ベース２７が共に昇降される。円ａ内に示したボールネジ２６の断面を拡大してに円Ａ内に示した。また、図２、図３に示すように、背板１５の外面側には、基板昇降ベース３７を真空チャンバー１０側へ付勢するコイルバネ３９が取り付けられているが、このコイルバネ３９については後述する。他方、背板１５の内面側にはサセプタ昇降ベース２７および基板昇降ベース３７の昇降を導く上下方向の２本のガイドレール１２ｒが、それぞれのガイド２７ｇ、３７ｇと共に取り付けられている。
【００２８】
そして、真空チャンバー１０内のサセプタ２３は真空チャンバー１０の底壁の中央部の開口１１を遊貫するパイプ状の昇降軸２４によって支持されている。この昇降軸２４は後述の基板昇降ベース３７に形成された開口３１を遊貫してサセプタ昇降ベース２７に立設されており、上記開口３１の下面の外周部とサセプタ昇降ベース２７の上面との間に昇降軸２４を囲うよう第１ベローズ２８が取り付けられている。そして、サセプタ昇降ベース２７は駆動モータ２５によってボールネジ２６を介し、後述するように、基板搬入搬出位置Ｌ、基板授受位置Ｍ、基板処理（成膜）位置Ｈの間を昇降される。図４はフレーム１２と、それに昇降可能に取り付けられたサセプタ昇降ベース２７、その側壁２７Ｗ、駆動モータ２５、第１ベローズ２８等を示す斜視図であるが、サセプタ昇降ベース２７はフレーム１２に固定された上下方向のガイドレール１２ｒに跨がるガイド２７ｇに取り付けられており、ガイドレール１２ｒに沿って昇降する。なお、上端のガイド３７ｇには後述する基板昇降ベース３７が取り付けられる。
【００２９】
図１、図２、図３へ戻り、真空チャンバー１０内でサセプタ２３を上下方向に遊貫し、ガラス基板Ｇの周縁部を下方から支持するように配置されて、ガラス基板Ｇを昇降させる複数本の昇降ピン３２が設けられており、これらの昇降ピン３２の下端に当接して昇降ピン３２と共にガラス基板Ｇを昇降させるピン支持板３３が設けられている。なお、昇降ピン３２は頭部を有し、下端が支持されない時には、頭部がサセプタ２３の上面に設けられた窪み２３ｈに収容されて垂下され、サセプタ２３の上面はフラット化される。上記のピン支持板３３は昇降軸２４の外周部分に配置され真空チャンバー１０の底壁および底壁と一体的なフランジ１７を遊貫する支持部材としての４本の支持パイプ３４によって支持されており、４本の支持パイプ３４はサセプタ昇降ベース２７の上方に位置する基板昇降ベース３７の開口３１の周囲に立設されている。そして、これらの支持パイプ３４は真空チャンバー１０の底壁側のフランジ１７における支持パイプ３４の外周部分と、基板昇降ベース３７の開口３１の外周部分との間に取り付けられた第２ベローズ３８によって囲われている。なお支持パイプ３４は支柱としてもよい。
【００３０】
また、図２、特に図３を参照して、フレーム１２の背板１５に固定された下方の固定部材１８と上方の固定部材２０との間にネジ付きシャフト１９が挟持されており、同シャフト１９の周囲に、請求項１におけるバネとしての、コイルバネ３９が介装されている。すなわち、基板昇降ベース３７の背部３７ｂに固定され、フレーム１２の背板１５を遊貫し外面側へ導出されたＬ字形状のブラケット２１と、ネジ付きシャフト１９に螺合された付勢力調整ナット１９ｎとの間にコイルバネ３９が介装されており、このコイルバネ３９によって、ブラケット２１、従ってブラケット２１と一体的な基板昇降ベース３７はサセプタ２３に向けて上昇されるが、請求項１における上昇規制手段としての、固定部材２０に螺着された位置決めボルト２０ｂの先端にブラケット２１が当接することによって上限位置が決められており、後述の図７に示す基板昇降ベース３７の上限位置Ｕが設定されている。そして、コイルバネ３９には、ブラケット２１を介して基板昇降ベース３７、支持パイプ３４、ピン支持板３３、昇降ピン３２、更にはガラス基板Ｇの重量が掛かるが、コイルバネ３９にはこれらの負荷重量に抗して基板昇降ベース３７を上昇させるだけの付勢力を要するので、ネジ付きシャフト１９上における付勢力調整ナット１９ｎの位置を調節することによってコイルバネ３９の長さを調整し付勢力を調整し得るようになっている。
【００３１】
更に、基板昇降ベース３７には、請求項１における係止手段としての、シャフト３５が上端部を固定して下向き取り付けられており、シャフト３５の下端部はサセプタ昇降ベース２７を遊挿されている。そして、サセプタ昇降ベース２７の下面側には、円ｂ内に囲んだ部分を拡大した図Ｂに示すように、サセプタ昇降ベース２７の遊挿穴２２に設けられた窪み２２ｈに嵌まり込む、同じく請求項１における係止手段としての、係止用ナット３６が螺着されている。この係止用ナット３６はサセプタ昇降ベース２７を後述の図９に示す基板授受位置Ｍから図１０に示す基板搬入搬出位置Ｌへ下降させる時にのみ、シャフト３５をサセプタ昇降ベース２７に係止させて基板昇降ベース３７を図７に示す上限位置Ｕから所定の下降位置Ｄへ引き下げるためのものである。
【００３２】
そして、図５は上記のピン支持板３３、基板昇降ベース３７等を一点鎖線で示したフレーム１２、サセプタ昇降ベース２７と共に示す斜視図であるが、基板昇降ベース３７はフレーム１２の背板１５に取り付けられた両側のレール１２ｒにそれぞれ跨がるガイド３７ｇに導かれて昇降する。六角形状のピン支持板３３は中央部の４箇所で４本の支持パイプ３４に固定され、中心位置の１個の座３３ｂと外周角部の６個の座部３３ｂにおいて昇降ピン３２の下端に当接して支持する。
【００３３】
本実施例のプラズマＣＶＤ装置１は以上のように構成されるが、次にその作用のステップを図６から図１０によって説明する。
【００３４】
図６は図１と同様な側面図であるが、図２、図３に示したコイルバネ３９を対応する高さ位置に付加的に示している。すなわち、図６において、サセプタ昇降ベース２７は駆動モータ２５と、そのネジ付き回転軸２５ｓに取り付けられたボールネジ２６によって下降されて最下の基板搬入搬出位置Ｌにあり、それの下降に伴い、基板昇降ベース３７のシャフト３５の下端部がサセプタ昇降ベース２７の下面側の係止用ナット３６によって係止され、基板昇降ベース３７が引き下げられて下降位置Ｄにある。従ってコイルバネ３９は基板昇降ベース３７に固定されたブラケット２１によって押し縮められ、第２ベローズ３８は引き伸ばされた状態にある。そのことによって、基板昇降ベース３７とは支持パイプ３４を介して接続されているピン支持板３３に下端を支持されている昇降ピン３２の上端は、ガラス基板Ｇを支持する高さよりも若干低い位置、すなわち、搬入されてくるガラス基板Ｇと接触しない位置とされる。そして、この状態において搬送ロボットのハンド４１に載置されてガラス基板Ｇが真空チャンバ１０内へ搬入されてくる。
【００３５】
図７は、サセプタ昇降ベース２７が図６の基板搬入搬出位置Ｌから基板授受位置Ｍへ上昇された状態であり、それに伴ってコイルバネ３９および第２ベローズ３８は元の長さに復帰し、基板昇降ベース３７も上限位置Ｕへ上昇され、そのことによって昇降ピン３２の上端にガラス基板Ｇが支持されて、ロボットハンド４１の上面から持ち上げられた状態を示す。すなわち、ガラス基板Ｇはロボットハンド４１上から昇降ピン３２の上端へ移載されてロボットハンド４１は退避される。なお、図７には基板昇降ベース３７の上昇前の下降位置Ｄに対応するブラケット２１の位置を一点鎖線で示した。
【００３６】
図８は図７の状態でロボットハンド４１が退避された後、サセプタ昇降ベース２７が基板授受位置Ｍから成膜位置Ｈへ上昇されて、第１ベローズ２８を押し縮めると共に、内蔵ヒータ２９によって昇温されたサセプタ２３がガラス基板Ｇに当接した状態を示し、そのことによってガラス基板Ｇが所定の温度に加熱されてプラズマＣＶＤによる成膜が開始される。なお、図７から図８へのサセプタ昇降ベース２７の上昇過程において、基板昇降ベース３７は高さ位置を変えることなく上限位置Ｕにあり、コイルバネ３９も長さを変えない。そして、サセプタ２３の上昇によって昇降ピン３２が持ち上げられることにより、ピン支持板３３による支持が外され、昇降ピン３２の頭部がサセプタ２３に設けた窪み２３ｈ内に収容されて垂下され、ガラス基板Ｇはサセプタ２３に密接する。
【００３７】
図９はサセプタ昇降ベース２７を図８の成膜位置Ｈから基板授受位置Ｍへ下降させた状態を示す図であり、この間、基板昇降ベース３７は高さ位置を変えず、コイルバネ３９も長さを変えない。従って昇降ピン３２の下端は再びピン支持板３３によって支持される。他方、第１ベローズ２８は元の長さに復帰される。すなわち、図９は図７と同様の状態であり、この状態において、成膜済みのガラス基板Ｇとサセプタ２３との間へロボットハンド４１が挿入される。
【００３８】
図１０はサセプタ昇降ベース２７を図９の基板授受位置Ｍから基板搬入搬出位置Ｌへ下降させた状態を示す図である。すなわち、サセプタ昇降ベース２７の下降に伴い、基板昇降ベース３７のシャフト３５の下端部が係止用ナット３６によってサセプタ昇降ベース２７に係止されて下降されることにより、基板昇降ベース３７が上限位置Ｕから下降位置Ｄへ引き下げられて、コイルバネ３９が基板昇降ベース３７に固定されたブラケット２１によって押し縮められ、第２ベローズ３８は引き伸ばされた状態となり、昇降ピン３２は下降される。すなわち図１０の状態は図６の状態と同じである。そして、図９の状態から図１０の状態へ移行する間に、昇降ピン３２が下降されることにより、図９において昇降ピン３２支持されていた成膜済みのガラス基板Ｇはロボットハンド４１へ移載される。続いて成膜済みのガラス基板Ｇはロボットハンド４１によって真空チャンバ１０から搬出される。そして、コイルバネ３９に掛かる負荷重量が変更される場合には、それに応じて付勢力調整ナット１９ｎによりコイルバネ３９の長さが調整される。図６から図１０までに説明したように、本実施例のプラズマＣＶＤ装置１はサセプタ昇降ベース２７および基板昇降ベース３７の昇降をサセプタ昇降ベース２７の駆動モータ２５によって行うものであり、それに伴って部品点数が削減されて部品コストを低下させるほか、昇降用機器類が単純、簡素化されることによりメンテナンス時の作業性が向上される。また、図６と図７との間におけるガラス基板Ｇの搬入持、図９と図１０との間の成膜済みのガラス基板Ｇの搬出持において、ロボットハンド４１の高さ位置を変えずに昇降ピン３２を昇降させて、ロボットハンド４１と昇降ピン３２との間でガラス基板Ｇを移し変えるので、ロボットハンド４１を上下動させることなく、ロボットハンド４１とサセプタ２３との間でのガラス基板Ｇの授受が可能である。
【００３９】
以上、本発明の真空処理装置を実施例によって説明したが、勿論、本発明はこれに限ら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】
例えば本実施例においては、基板昇降ベース３７の上下の面に外径および内径が同一の第１ベローズ２８と第２ベローズ３８を設けたものについて、昇降の挙動が異なるサセプタ昇降ベース２７と基板昇降ベース３７を駆動モータ２５で昇降させる場合を示したが、これ以外の真空処理装置においても、サセプタ昇降ベースと基板昇降ベースを１台の駆動モータで昇降させることは可能である。例えば図１１に示した従来例のプラズマＣＶＤ装置２、すなわち、昇降軸１２４を減圧雰囲気とする昇降軸側ベローズ１２８、および４本の支柱１３４のそれぞれに同様な支柱側ベローズ１３８を有するものについて、基板昇降ベース１３７の駆動モータ１３５を取り外し、実施例１のプラズマＣＶＤ装置１と同様に、基板昇降ベース１３７はコイルバネの付勢力によってサセプタ１２３へ向けて上昇させて上限位置としておき、サセプタ昇降ベース１２７を基板授受位置から基板搬出入位置へ下降させる時に、例えばシャフトを介して基板昇降ベース１３７をサセプタ昇降ベース１２７に係止させて、基板昇降ベース１３７を上限位置から下降位置へ引き下げるようにしてもよい。
【００４１】
また本実施例においては、ピン支持板３３を支持するための支持部材として４本の支持パイプ３４を使用したが、これに代えて昇降軸２４の外周を囲う同軸の１本のパイプとしてもよい。
また本実施例においては、真空処理装置としてプラズマＣＶＤ装置を例示したが、それ以外の成膜装置や熱処理装置、イオン注入装置、ドライエッチング装置、ないしはアッシング装置についても本発明を適用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の真空処理装置は、以上に説明したような形態で実施され、次に記載するような効果を奏する。
【００４３】
請求項１の真空処理装置によれば、基板の搬出入に際し、例えば搬入される基板が昇降ピンと接触しないように、サセプタ昇降ベースを基板授受位置から基板搬出入位置へに下降させる時に、基板昇降ベースをサセプタ昇降ベースに係止させて、サセプタ昇降ベースと共に基板昇降ベースを上限位置から所定の下降位置へ下降させるので、昇降の挙動が異なるサセプタ昇降ベースと基板昇降ベースの昇降をサセプタ昇降ベースの駆動源で行うことができ、特にマルチチャンバ式の真空処理装置とした場合において、部品点数が削減されて部品コストを大幅に低減させ、かつ真空チャンバの下方の昇降関連機器が簡素化されてメンテナンス時における作業性を大幅に容易化させる。また、サイズの大きい基板の搬出入に際し、ロボットハンドが上下方向へ移動する動作を必要としないので、上下方向への動作時においてロボットハンドが振動し、そのことにより基板が位置ズレするようなトラブルを発生させない。
【００４４】
請求項２の真空処理装置によれば、基板昇降ベースに下向きに固定され下端部がサセプタ昇降ベースに遊貫されるシャフトと、サセプ基板昇降ベースタが下降される時にサセプタ昇降ベースとシャフトを係止させる係止部材とによって、サセプタ昇降ベースに基板昇降ベースを係止させるので、基板の搬出入時におけるサセプタ昇降ベースと基板昇降ベースの下降を簡易な手段で行なうことができ、かつその駆動はサセプタ昇降ベース用の駆動源で行ない得る。
【００４５】
請求項３の真空処理装置によれば、サセプタは真空チャンバの底壁を貫通する昇降軸を介して昇降ベースに取り付けられ、ピン支持板は真空チャンバの底壁を貫通する支持部材を介して基板昇降ベース取り付けられており、支持部材は昇降軸の外周側に設置されているので、昇降ピンが上下方向に貫通しており、かつ基板を上面に載置させるサセプタの昇降軸と、昇降ピンを昇降させるピン支持板の支持部材とをそれぞれ同軸上で昇降をさせることができ、サセプタとピン支持板とを高い位置精度に維持できるほか、昇降軸および支持部材をそれぞれ囲って真空シールするベローズの取り付けを容易化させる。
【００４６】
請求項４の真空処理装置によれば、同一径の第１ベローズと第２ベローズが基板昇降ベース挟んで設けられているので、基板昇降ベースには大気圧が作用せず、バネの付勢力によって上昇されて上限位置にある基板昇降ベースを引き下げるに要する駆動力が過大になることを防ぎ得る。
【００４７】
請求項５の真空処理装置によれば、バネの付勢力が調整可能とされているので、基板昇降ベース、支持部材、ピン支持板、昇降ピン等の重量が変更される場合や、基板の重量が変更される場合にも、バネの付勢力を適切に調整することによって対応することができ、真空処理装置の適用範囲を簡易に拡大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のプラズマＣＶＤ装置の部分破断側面図である。
【図２】図１における［２］−［２］線方向の側面図である。
【図３】図２における［３］−［３］線方向の部分破断側面図である。
【図４】フレームに取り付けたサセプタ昇降ベース回りの斜視図である。
【図５】フレームに取り付けた基板昇降ベース回りの斜視図である。
【図６】図６から図１０までは、真空チャンバー内へガラス基板が搬入され、成膜後に搬出されるまでにおける、サセプタ昇降ベースと基板昇降ベースとの昇降のステップを示す図であり、図６は基板がロボットハンドに載置されて搬入された状態を示す。
【図７】図６に続いて、ガラス基板が昇降ピンによって持ち上げられて、ロボットハンドが退避されんとする状態を示す。
【図８】図７に続いて、サセプタが上昇されてガラス基板に当接した状態を示し、ガラス基板が加熱され、成膜が行われる。
【図９】図８における成膜の完了後、サセプタが下降されて、ガラス基板とサセプタとの間に、ロボットハンドが挿入された状態を示す。
【図１０】図９に続いて、サセプタが下降されると共に、ピン支持板も下降されて昇降ピンによるガラス基板の支持が外されて、ロボットハンドにガラス基板が載置された状態を示す。
【図１１】従来例のプラズマＣＶＤ装置の部分破断側面図である。
【図１２】図１１における［１２］−［１２］線方向の部分破断側面図である。
【符号の説明】
１    実施例のプラズマＣＶＤ装置
２    従来例のプラズマＣＶＤ装置
１０    真空チャンバ
１１    開口
１２    フレーム
１２ｒ  ガイドレール
１５    背板
１６    固定柱
１７    フランジ
１８    バネ固定部材
１９    ネジ付きシャフト
１９ｎ  付勢力調整ナット
２０    バネ固定部材
２０ｂ  位置決めボルト
２１    ブラケット
２２    遊挿穴
２２ｈ  遊挿穴の窪み
２３    サセプタ
２４    昇降軸
２５    駆動モータ
２６    ボ−ルネジ
２７    サセプタ昇降ベース
２７ｇ  ガイド
２８    第１ベローズ
３１    開口
３２    昇降ピン
３３    ピン支持板
３４    支持パイプ
３５    シャフト
３６    係止用ナット
３７    基板昇降ベース
３７ｇ  ガイド
３８    第２ベローズ
３９    コイルバネ
４１    ロボットハンド
Ｄ      下降位置
Ｇ      ガラス基板
Ｈ      成膜位置
Ｌ      基板搬出入位置
Ｍ      基板授受位置
Ｕ      上限位置
【図１】
0004030302.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004030302.tif 000006
【図６】
0004030302.tif 000007
【図７】
0004030302.tif 000008
【図８】
0004030302.tif 000009
【図９】
0004030302.tif 000010
【図１０】
0004030302.tif 000011
【図１１】
0004030302.tif 000012
【図１２】
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