(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を臨む空間にプラズマを形成しながら基板に所定の処理を施す基板処理装置において基板を垂直に立てて支持するために使用される基板支持装置であって、
垂直に立てられた姿勢のベース板と、ベース板に取り付けられた複数の支持爪とを備えており、
複数の支持爪は、垂直に立てられた基板の周縁に当接して基板を支持するものであり、これら複数の支持爪の少なくとも一つは、基板の周縁に当接したり周縁から離れたりすることが可能な可動支持爪であり、
ベース板は縁を有し、この縁は、基板が前記複数の支持爪によって支持された際、基板の周縁に沿った方向である周方向に延びるものであり、ベース板は、この縁と基板の周縁との間に隙間が形成される形状を有しており、
ベース板は、前記隙間が、すべての前記支持爪の前記周方向の前後の箇所において他の箇所より狭くなる形状を有していることを特徴とする基板支持装置。
【請求項２】
基板を臨む空間にプラズマを形成しながら基板に所定の処理を施す基板処理装置において基板を垂直に立てて支持するために使用される基板支持装置であって、
垂直に立てられた姿勢のベース板と、ベース板に取り付けられた複数の支持爪と、ベース板に軸支された開閉アームとを備えており、
複数の支持爪は、垂直に立てられた基板の周縁に当接して基板を支持するものであり、これら複数の支持爪の少なくとも一つは、基板の周縁に当接したり周縁から離れたりすることが可能な可動支持爪であり、
可動支持爪は、前記開閉アームに固定されていて前記開閉アームを介してベース板に取り付けられており、
前記開閉アームは、前記可動支持爪が基板を支持するために基板に接触した状態が閉じた状態であり、基板の着脱の際に前記可動支持爪が基板から離間した状態が開いた状態であり、
前記ベース板は縁を有し、この縁は、基板が前記複数の支持爪によって支持された際、基板の周縁に沿った方向である周方向に延びるものであり、前記ベース板は、この縁と基板の周縁との間に第１の隙間が形成される形状を有しており、
前記開閉アームは縁を有し、この縁は、基板が前記複数の支持爪によって支持された際、基板の周縁に沿った方向である周方向に延びるものであり、前記開閉アームは、この縁と基板の周縁との間に第２の隙間が形成される形状を有しており、
前記ベース板及び前記開閉アームは、前記第１の隙間及び第２の隙間が、すべての前記支持爪の前記周方向の前後の箇所において他の箇所より狭くなる形状を有していることを特徴とする基板支持装置。
【請求項３】
すべての前記支持爪の前記周方向の前後の位置では、前記隙間は７ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の基板支持装置。
【請求項４】
すべての前記支持爪の前記周方向の前後の位置では、前記第１隙間及び第２の隙間は７ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の基板支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、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する目的で使用される基板支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板の表面に所定の処理を施すことは、ＬＳＩ（大規模集積回路）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、情報記録ディスク等の製作において盛んに行われている。このうち、ハードディスク等の情報記録ディスクの製作の分野では、中央に開口を有する基板を垂直に支持する基板支持装置が使用される場合がある。
【０００３】
図６は従来の基板支持装置の構成を示す正面概略図、図７は図６に示す基板支持装置の動作を説明する斜視概略図である。図６及び図７に示す基板支持装置は、垂直に立てて配置されたベース板１１と、このベース板１１に設けられた固定支持爪１２及び可動支持爪１３によって主に構成されている。
【０００４】
図６及び図７に示すように、ベース板１１は、方形の板部材に「Ｊ」の字の形状の切り欠きを設けたような形状のものである。そして、その「Ｊ」の字の切り欠きの曲線部分（以下、曲線部）に四つの固定支持爪１２が設けられている。四つの固定支持爪１２は、図６及び図７に示すように、「Ｊ」の字の最下点を通る垂直な線（以下、中心軸線１０）に対して線対称となる位置関係で配置されている。
【０００５】
各々の固定支持爪１２は、短い帯板状の部材を曲げてＬ字状にしたような形状の部材である。ベース板１１の切り欠き部分には、段差が設けられており、この段差に係止させるようにして各固定支持爪１２が配置され、ネジ止め等の方法によってベース板１１に対して固定されている。そして、各固定支持爪１２の先端は、曲線部の曲率の中心点に向かっており、その先端部分は、図７に示すようなＶ字状の凹部が形成されている。
【０００６】
一方、可動支持爪１３はベース板１１の上面に固定されている。可動支持爪１３は、帯板状の部材の先端をＬ字状に曲げた形状を有する。可動支持爪１３の後端はベース板１１の上端面にネジ止め等によって固定されており、Ｌ字状の先端部分はちょうど中心軸線１０上に位置して下方に向いている。そして、下方に向いた先端部分には、固定支持爪１２と同様にＶ字状の凹部が形成されている。
【０００７】
上記従来の基板支持装置の動作について説明する。
上記基板支持装置は、ハードディスク用の基板のような円形の板状で中央に開口２０を有する基板２を支持するよう構成され、基板２を保持する基板ピックアップ３を備えた搬送機構４によって基板２が着脱されるようになっている。
【０００８】
また、図７に示すように、基板支持装置１の付近には、基板支持装置１の可動支持爪１３を開閉する開閉装置５が設けられる。上述した可動支持爪１３は板ばねになっており、開閉装置５は、可動支持爪１３の先端を上方に変位させて可動支持爪１３を撓ませる開閉ピン５１と、開閉ピン５１を水平方向及び垂直方向に移動させる移動機構５２とから構成されている。
【０００９】
まず、上記基板支持装置１に基板２を装着する場合について説明する。基板ピックアップ３は基板２の中央の開口２０に先端を挿入させて基板２を保持しながら、基板２を基板支持装置１の近傍まで水平に搬送する。この際、開閉装置５の開閉ピン５１は移動機構５２によって予め水平に移動して基板支持装置１の可動支持爪１３の下方に進入し、さらに所定距離上方に移動して図６に点線で示すように可動支持爪１３を撓ませて可動支持爪１３が開いた状態にしている。
【００１０】
基板ピックアップ３は、基板支持装置１のベース板１１の位置まで基板２を移動させ、可動支持爪１３と固定支持爪１２との間の位置に基板２を位置させる。そして、搬送機構４が基板ピックアップ３を少し下降させ、基板２が固定支持爪１２の上に載って支持されるようにする。
【００１１】
次に、開閉装置５の移動機構５２が開閉ピン５１を所定距離下降させ、可動支持爪１３の撓みを解消させて可動支持爪１３がほぼ水平な姿勢になるようにする。この結果、可動支持爪１３の先端部分が基板２の上縁に当接し、基板２を上から抑える状態となる。その後、基板ピックアップ３は後退し、別の基板２の保持等のため、搬送機構４によって所定の位置まで送られる。また、開閉ピン５１も後退して所定の退避位置に退避する。
【００１２】
基板２を基板支持装置１から取り外す場合は上記の手順と逆であり、まず開閉装置５の移動機構５２が開閉ピン５１を水平移動させて可動支持爪１３の下方に進入させ、所定距離上昇させて可動支持爪１３を撓ませる。そして、搬送機構４が基板ピックアップ３を駆動し、基板ピックアップ３の先端を基板２の中央の開口２０に挿入させる。この状態で基板ピックアップ３が少し上昇して基板２を保持して持ち上げ、基板ピックアップ３が後退して基板２を基板支持装置１から引き抜くことで取り外しが完了する。
【００１３】
次に、上述したような基板支持装置１を使用した基板処理装置について説明する。図８は、図６及び図７に示す基板支持装置を使用した基板処理装置の例の概略構成を示す平面図である。
図８に示す基板処理装置は、基板着脱チャンバー６１と処理チャンバー６２とをゲートバルブ６６を介在させて隣接して配置した構造である。処理される基板２は基板着脱チャンバー６１で基板支持装置１に装着され、基板支持装置１ごと処理チャンバー６２に送られる。そして、処理チャンバー６２で処理を行った後、再び基板着脱チャンバー６１に戻され、基板支持装置１から取り外される。
【００１４】
図８には、基板処理装置の一例として、磁性薄膜を作成するスパッタリング装置が示されている。即ち、処理チャンバー６２内には、スパッタリングカソード６３が設けられている。スパッタリングカソード６３は、スパッタされるターゲット６３１と、ターゲット６３１の背後に設けられた磁石機構６３３とから構成されている。また、ターゲット６３１にターゲット所定の電圧を印加するスパッタ電源６３２が設けられている。
【００１５】
磁石機構６３３は、中央に設けられた柱状の中心磁石６３４と中心磁石６３４を取り囲むリング状の周辺磁石６３５とからなる構成であり、ターゲット６３１を貫くアーチ状の磁力線６３６を設定するようになっている。この磁力線６３６によってマグネトロンスパッタリングが可能となり、高効率の成膜が行える。
【００１６】
処理チャンバー６２は、排気系６４や内部に所定のガスを導入するガス導入手段６５を備えている。処理チャンバー６２内を所定のガスを導入しながら、スパッタ電源６３２を動作させると、ターゲット６３３を臨む空間にスパッタ放電が生じ、プラズマＰが形成される。
【００１７】
図８に示すように、スパッタリングカソード６３は、基板支持装置１に支持された基板２の両側に位置するように一対設けられている。従って、プラズマＰは基板２の両側に形成され、基板２の両側の面に対して同時に成膜できるようになっている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の基板支持装置が使用される基板処理装置では、基板の表面に対して隅々まで良質な処理が行えることが要請されている。例えば、情報記録媒体用の基板に対する磁性薄膜の作成処理においては、一枚の基板への記録容量を大きくするため、なるべく基板の周縁に近い領域まで良質な磁性薄膜を作成することが要請されている。
発明者の研究によると、上述した構成の基板支持装置を使用した場合、基板の中央部分では良質な磁性薄膜が作成できるが、基板の周辺部特に基板の周縁に近い部分では、局所的に異常な性質の薄膜が作成されてしまう問題があることが判明した。
【００１９】
図９は、この従来の基板支持装置の問題を説明した図である。より具体的には、図９は、図６及び図７に示す基板支持装置を使用して作成した磁性薄膜のモジュレーション特性を示したものである。モジュレーション特性とは、モジュレーション即ち出力信号の異常な変動がないかどうかの特性を意味し、ここでは、基板に作成された磁性薄膜の磁気特性が周方向での均一であるかどうかを意味している。具体的には、図９は、基板の周方向での保持力及び残留磁束の大きさを電気信号に置き換えて表したものである。
【００２０】
図９には、直径９５ｍｍの基板のモジュレーション特性が示されている。このうち、図９（Ａ）は中心から半径４０ｍｍの位置でもモジュレーション特性を、図９（Ｂ）は中心から半径４６．５ｍｍの位置でのモジュレーション特性を示している。
図９から分かる通り、中心から半径４０ｍｍの位置では、周方向での磁気特性は均一であり、モジュレーションは生じていないが、半径４６．５ｍｍの位置では、局所的に磁気特性な急激を示すピークが五カ所観察されており、モジュレーションが生じている。このようなモジュレーションが生ずると、磁気記録の際にエラーになり易く、不良セクタの原因になり易い。
【００２１】
発明者がこのピークの原因について鋭意検討を加えた結果、このピークの位置は、図６に示す支持爪の位置に対応していることを発見した。即ち、ピークの周方向の位置は、成膜の際に支持爪が位置していた周方向の位置と一致していた。このようなことから、ピークの原因は、支持爪の存在が原因していると考えられた。
【００２２】
発明者の更なる研究によると、支持爪の存在による磁気特性のピークの発生は、成膜の際に形成するプラズマの挙動に関連していることが分かってきた。即ち、図６に示すような従来の基板支持装置では、ベース板の切り欠きの縁と基板の周縁の間の空間にもプラズマは進入してくる。特に、基板に０〜−４００Ｖ程度の負のバイアス電圧を印加したときのプラズマの進入が問題となっている。
【００２３】
この場合、基板の周囲の空間の電気的条件を考えると、支持爪は通常ステンレス等の金属で形成されているので、支持爪が例えば接地電位に維持される場合、プラズマから電子やイオンが盛んに支持爪を通って接地部に流れる。このため、支持爪の存在している場所だけプラズマの状態が局所的に変化していると考えられる。このような原因で、図９（Ｂ）に示すような磁気特性の局所的な変化が生じてしまうものと考えられる。
【００２４】
また、基板に対して負のバイアス電圧を与えてプラズマ中から正イオンを引き出して処理に利用することも検討されている。この場合、支持爪は負のバイアス電圧を与える電極としても兼用される。このような場合、基板とベース板との間の隙間にプラズマが進入すると、支持爪の存在によってプラズマの空間的条件が大きく変化し、図９（Ｂ）に示すような磁気特性の局所的な変化がさらにひどくなると予想される。
【００２５】
本願発明は、かかる課題を解決するためになされたものである。即ち、支持爪の存在が原因で、処理の特性が局所的に変化することのない均質な基板処理が行える基板支持装置を提供することを目的としている。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、基板を臨む空間にプラズマを形成しながら基板に所定の処理を施す基板処理装置において基板を垂直に立てて支持するために使用される基板支持装置であって、
垂直に立てられた姿勢のベース板と、ベース板に取り付けられた複数の支持爪とを備えており、
複数の支持爪は、垂直に立てられた基板の周縁に当接して基板を支持するものであり、これら複数の支持爪の少なくとも一つは、基板の周縁に当接したり周縁から離れたりすることが可能な可動支持爪であり、
ベース板は縁を有し、この縁は、基板が前記複数の支持爪によって支持された際、基板の周縁に沿った方向である周方向に延びるものであり、ベース板は、この縁と基板の周縁との間に隙間が形成される形状を有しており、
ベース板は、前記隙間が、すべての前記支持爪の前記周方向の前後の箇所において他の箇所より狭くなる形状を有しているという構成を有する。
上記課題を解決するため、本願の請求項２記載の発明は、基板を臨む空間にプラズマを形成しながら基板に所定の処理を施す基板処理装置において基板を垂直に立てて支持するために使用される基板支持装置であって、
垂直に立てられた姿勢のベース板と、ベース板に取り付けられた複数の支持爪と、ベース板に軸支された開閉アームとを備えており、
複数の支持爪は、垂直に立てられた基板の周縁に当接して基板を支持するものであり、これら複数の支持爪の少なくとも一つは、基板の周縁に当接したり周縁から離れたりすることが可能な可動支持爪であり、
可動支持爪は、前記開閉アームに固定されていて前記開閉アームを介してベース板に取り付けられており、
前記開閉アームは、前記可動支持爪が基板を支持するために基板に接触した状態が閉じた状態であり、基板の着脱の際に前記可動支持爪が基板から離間した状態が開いた状態であり、
前記ベース板は縁を有し、この縁は、基板が前記複数の支持爪によって支持された際、基板の周縁に沿った方向である周方向に延びるものであり、前記ベース板は、この縁と基板の周縁との間に第１の隙間が形成される形状を有しており、
前記開閉アームは縁を有し、この縁は、基板が前記複数の支持爪によって支持された際、基板の周縁に沿った方向である周方向に延びるものであり、前記開閉アームは、この縁と基板の周縁との間に第２の隙間が形成される形状を有しており、
前記ベース板及び前記開閉アームは、前記第１の隙間及び第２の隙間が、すべての前記支持爪の前記周方向の前後の箇所において他の箇所より狭くなる形状を有しているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、上記請求項１の構成において、すべての前記支持爪の前記周方向の前後の位置では、前記隙間は７ｍｍ以下であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４の発明は、上記請求項２の構成において、すべての前記支持爪の前記周方向の前後の位置では、前記第１隙間及び第２の隙間は７ｍｍ以下であるという構成を有する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。
図１は、本願発明の実施形態の基板支持装置の概略構成を示す正面図である。このうち、図１（Ａ）は、基板が基板支持装置に装着された状態を示し、図１（Ｂ）は、基板支持装置への基板の着脱の際に基板が上昇位置に位置した一時的な状態を示している。
図１に示す基板支持装置は、ベース板１１と、基板２の周縁に当接して基板２を垂直に支持するようベース板１１に取り付けられた複数の支持爪１４１，１４２，１４３とを備えている。
【００２８】
ベース板１１は、全体がほぼ方形の板状である。ベース板１１の下部には、不図示の搬送キャリアに取り付ける取り付け部１１０が形成されている。搬送キャリアは、基板２を支持した基板支持装置を水平方向に搬送させる機構である。
ベース板１１のほぼ中央の位置には、図１に示すように、ほぼ円周の一部を成す切り欠きが形成されている。この円周の中心は、基板２が装着された際に基板２の中心が位置する点（以下、支持中心）に一致している。
【００２９】
図１上、時計の針の進む向きに従って円周角で表すと、８３度から１４７度程度までの部分１１１では、切り欠きの縁は円周の一部を成している（以下、第一円周部１１１）。また、２３３度から２７７度程度までの部分１１２でも、切り欠きの縁は円周の一部を成している（以下、第二円周部１１２）。
【００３０】
第一円周部１１１と第二円周部１１２とは、同一半径の円周の一部である。そして、この半径は、基板２の半径よりも３ｍｍ程度大きくなっている。つまり、図１（Ａ）に示すように基板２が装着された状態では、第一円周部１１１及び第二円周部１１２では、基板２の縁とベース板１１の縁が同一の３ｍｍの間隔（以下、円周離間間隔と呼ぶ）を隔てて向かい合う状態となる。
尚、図１（Ａ）に示すように、第一円周部１１１と第二円周部１１２との間の部分では、円周上よりもえぐられた形状となっている。これは、後述するように、基板２を保持した基板ピックアップの待避位置を確保するためである。
【００３１】
そして、時計の針の進む向きを前、逆を後ろとすると、第一円周部１１１の前側の端部の少し後ろよりの位置には、円周に対して垂直な方向（円の径方向）に沿って細長い第一の隘路１５１が形成されている。そして、この隘路１５１内には、第一の支持爪１４１が配置されている。
第一の支持爪１４１は、図１に示すようなＬ字状の部材である。即ち、帯状の板を図１に示すようにＬ字状に折り曲げた形状である。一方、第一の隘路１５１の終端には、第一の爪固定用開口１５２が形成されている。第一の爪固定用開口１５２の縁には、第一の支持爪１４１を固定する第一の固定部１５３が設けられている。第一の支持爪１４１の終端は、この第一の固定部１５３にネジ止めによって固定されている。
【００３２】
図２を使用して、第一の支持爪１４１の先端の形状及び第一の支持爪１４１の突出長さについて説明する。図２は、第一の支持爪１４１の先端の形状及び第一の支持爪１４１の突出長さについて説明する斜視概略図である。
図２に示すように、第一の支持爪１４１の先端は、浅いＶ字状に形成されている。Ｖ字の深さは０．５ｍｍ程度である。従って、第一の支持爪１４１の先端から第一円周部１１１の成す円周までの距離（突出長さ）は、円周離間間隔ｄよりも僅かに大きく、３．５ｍｍ程度である。但し、この突出長さは、図６に示す従来の基板支持装置において、切り欠きの縁から固定支持爪１２が突出する長さ（例えば１０ｍｍ程度）より遙かに小さい。
尚、Ｖ字の深さを２ｍｍ程度に深くして突出長さを５ｍｍ程度にすると、基板２の支持は安定する。しかし、Ｖ字の深さをあまり深くすると、支持爪１４１の先端部分が影になって基板２の周縁に近い領域での処理が阻害されるというシャドー効果の問題が大きくなる欠点がある。
【００３３】
また、図１に戻り、第二円周部１１２の後ろよりの端部から少し前よりの位置には、第二の隘路１５４が形成されている。この隘路１５４も、円周に対して垂直な方向に沿って長いものである。そして、この第二の隘路１５４に、第二の支持爪１４２が配置されている。
第二の支持爪１４２も、図１に示すようなＬ字状の部材である。そして、第二の隘路１５４の終端には、第二の爪固定用開口１５５が形成され、第二の爪固定用開口１５５の縁には、第二の支持爪１４２を固定する第二の固定部１５６が設けられている。第二の支持爪１４２の終端は、この第二の固定部１５６にネジ止めによって固定されている。そして、第二の支持爪１４２の先端も、図２に示す第一の支持爪１４１の先端と同じ形状であり、第一の支持爪１４１の場合と同じ突出長さで第二円周部１１２から支持中心に向けて突出している。
【００３４】
第一円周部１１１の後ろ側の部分の切り欠きの縁も、円周の一部を成すようになっている。この部分を第三円周部１１３と呼ぶが、この第三円周部１１３の中心は、図１（Ｂ）に示すように基板２が着脱の際に一時的に位置する上昇位置（以下、単に上昇位置という）に位置した際の基板２の中心の点（以下、上昇中心という）に一致している。そして、上昇位置に位置した基板２の周縁と第三円周部１１３の縁との距離は、第一円周部１１１等と同様に３ｍｍ程度である。
また、第二円周部１１２の前側の部分１１４の切り欠きの縁も、上昇中心と同心の円周の一部を成している。この部分を第四円周部１１４と呼ぶと、この第四円周部１１４と症状位置の基板２の周縁との距離も、同様に３ｍｍ程度である。
【００３５】
このようなベース板１１の上辺部分には、開閉アーム１６が設けられている。開閉アーム１６は、図１に示すように、一端がベース板１１の左側の上端部に軸支されている。即ち、開閉アーム１６は、上端部に設けられた回転軸１６１の回りに所定角度の範囲内で回転可能となっている。
【００３６】
開閉アーム１６は、図１に示すように、上側に位置する直線状部１６２と、直線状部１６２の下側に位置する円周状部１６３と、直線状部１６２と円周状部１６３とをつなぐ三つの中継部１６４とからなる形状である。そして、円周状部１６３の下側の縁は、装着された基板２の上側の一部分に沿って等距離を保って延びる形状となっている。以下、この部分の開閉アーム１６の縁を第五円周部１１５と呼ぶ。
【００３７】
即ち、図１（Ａ）に示す通り、基板２が装着された状態では、３４０度（−２０度）から４３度程度の周方向の位置において、基板２の周縁と第五円周部１１５が等距離を保って延びる状態となっている。そして、ここでも、基板２の周縁と第五円周部１１５との間の円周離間間隔は３ｍｍに設定されている。
【００３８】
尚、第五円周部１１５の周方向後ろ側においても、開閉アーム１６の縁は円周状となっている（以下、第六円周部１１６）。この第六円周部１１６は、第三円周部１１３や第四円周部１１４と同じく、図１（Ｂ）に示すように上昇中心と同心上に円周状の形状になっている。
【００３９】
このような開閉アーム１６の長さ方向の真ん中より少し先端側の位置には、図１に示すように可動支持爪１４３が設けられている。開閉アーム１６は、直線状部１６２と円周状部１６３とを繋ぐ三つの中継部１６４によって左右に二つの中空が設けられている。そして、左側の中空の部分から周方向前側の端から円周状部１６３を貫通して第三の隘路１５７が形成されている。
【００４０】
可動支持爪１４３は、帯板状の部材をＬ字状に折り曲げた形状であり、折り曲げた先端側の部分が第三の隘路１５７に挿通されている。可動支持爪１４３の後端側の部分は、開閉アーム１６の左側の中空内に位置し、直線状部１６２の下面に固定されている。
【００４１】
可動支持爪１４３の先端は、第五円周状部１６３の円周の方向に対して垂直に突出している。そして、この可動支持爪１４３の先端の形状寸法も第一の支持爪１４１の同じであり、先端の突出長さも第一の支持爪１４１と同様に３．５ｍｍである。尚、図１（Ａ）に示すように、基板２が装着された際には、可動支持爪１４３の先端側の部分は、支持中心を結ぶ線上に位置する。
【００４２】
また一方、開閉アーム１６の先端には、コイルスプリング１７の一端１７１が係止されている。このコイルスプリング１７の他端１７２は、ベース板１１の右側の上端部に係止されている。開閉アーム１６が回転軸１６１を支点として回転した際、コイルスプリング１７は、他端１７２を支点にして所定角度範囲で回転するようになっている。
【００４３】
このコイルスプリング１７は、図１（Ａ）にすように基板２２が装着された際、開閉アーム１６を下側に回転させる弾性力を発生させて基板２を下方に押し付け、基板２の支持を安定化させる作用を持つものである。
即ち、図１（Ａ）に示すように、第一第二の支持爪１４１，１４２の上に載せられて基板２が装着された状態で、基板２が何らかの弾みで第一第二の支持爪１４１，１４２から跳ね上がろうとすると、基板２は可動支持爪１４３を押して開閉アーム１６を上方に（反時計回りに）向けて回転させるようにする。
【００４４】
しかしながら、開閉アーム１６がこの向きに回転すると、コイルスプリング１７は、開閉アーム１６の先端に固定されたコイルスプリング１７の一端１７１とベース板１１に固定された他端１７２との間隔が狭まりながら他端１７２を中心にして上方に（反時計回りに）回転する。
コイルスプリング１７の一端１７１と他端１７２との間隔が狭まると、コイルスプリング１７の弾性力はそれに逆らうように作用するから、開閉アーム１６の上方への回転を抑えるよう作用する。このため、基板２が第一第二の支持爪１４１，１４２から跳ね上がるのが抑えられる。
しかしながら、開閉アーム１６が上方にさらに回転して、ある位置を越えてしまうと、今度はコイルスプリング１７の一端１７１と他端１７２が遠ざかる動きになり、コイルスプリング１７の弾性力は、開閉アーム１６を上方に弾き出すように作用する。
【００４５】
このコイルスプリング１７の作用が変化する臨界点は、コイルスプリング１７の一端１７１と他端１７２との距離が最も接近した地点である。この地点は、開閉アーム１６の回転中心（回転軸）とコイルスプリング１７の一端１７１と他端１７２とが一直線上になる状態であり、デッドポイントと呼ばれる。
デッドポイントを越えて開閉アーム１６が反時計回りに回転すると、コイルスプリング１７の弾性力は、開閉アーム１６を下方に抑える向きから上々に弾き出す向きに変化する。但し、現実のデッドポイントは、開閉アーム１６の自重や回転軸１６１の部分での摩擦等から上記地点から僅かに下方の地点になる。
【００４６】
尚、基板２の装着状態、即ち、基板２が第一第二の支持爪１４１，１４２に支持されその上に可動支持爪１４３が載っている状態では、コイルスプリング１７の一端１７１と他端１７２との間隔は、自由状態（外から力が加わらない状態）の間隔よりも少し狭い間隔になっている。即ち、基板２が装着された状態では、コイルスプリング１７の弾性力は基板２を下方に僅かに抑えるよう作用する。但し、基板２が装着された状態でコイルスプリング１７の一端１７１と他端１７２の間隔が丁度自由状態の間隔になるよう構成してもよい。
【００４７】
一方、開閉アーム１６の右側の中空部分には、基板着脱装置の基板ピックアップが備える開閉棒３８が挿通され、開閉アーム１６が開閉されるようになっている。図３を使用してこの開閉棒３８による開閉アーム１６の開閉動作を説明する。図３は、図１に示す基板支持装置への基板２の着脱の際に使用される基板着脱装置の基板ピックアップの斜視概略図である。
【００４８】
この基板ピックアップ３は、基板２の中央の開口の縁を支持する垂直な姿勢の第一の支持板３１と、第一の支持板３１を先端に固定した第一の水平板３２と、基板２の下縁を支持する垂直な姿勢の第二の支持板３３と、第二の支持板３３を先端に固定した第二の水平板３４と、第一の水平板３２と第二の水平板３４とを一体に保持した垂直な姿勢の保持板３５と、保持板３５に先端が固定された駆動ロッド３６と、保持板３５の上端から側方に延びる取り付け板３７と、取り付け板３７から前方に延びるように固定した開閉棒３８とから主に構成されている。尚、駆動ロッド３６には、基板ピックアップ３全体を水平方向及び垂直方向に移動させる不図示の移動機構が設けられている。
【００４９】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図３を使用して、本実施形態の基板支持装置への基板２の着脱動作について説明する。最初に、基板支持装置に基板２を装着する動作について説明する。
まず、図３に示すように基板２が基板ピックアップ３に支持され、不図示の移動機構が基板ピックアップ３を移動させ、基板２を図１（Ｂ）に示す位置に位置させる。即ち、基板２をベース板１１の切り欠き内に位置させるとともに、基板２の中心が上昇中心の位置に一致した状態とする。この状態では、開閉アーム１６は、図１（Ｂ）に示すように、直線状部１６２がほぼ水平な状態にある。この状態は、開閉アーム１６が開いた状態である。そして、上記のように基板ピックアップ３が基板２を上昇位置に位置させるように移動して停止すると、基板ピックアップ３に備えられた開閉棒３８の先端が、開閉アーム１６の右側の中空内に挿通された状態となる。
【００５０】
この状態で不図示の移動機構が、基板ピックアップ３を所定のストロークで下降させる。この結果、基板２が下降して第一の支持爪１４１及び第二の支持爪１４２の上に載り、基板２の中心が支持中心に一致した状態即ち装着状態となる。この下降動作の際には、開閉棒３８も同時に下降し、開閉アーム１６を下方に（時計回りに）押し下げる。そして、開閉アーム１６に設けられた可動支持爪１４３が、図１（Ａ）に示すように基板２の上縁に当接する。また、開閉アーム１６の下方への回転に伴い、コイルスプリング１７は上述したようにデッドポイントを越えて反時計回りに回転し、開閉アーム１６を下方に押し下げるよう弾性力を作用させる。このため、装着された基板２の跳ね上がりが防止される。
【００５１】
尚、装着動作が終了した際、基板ピックアップ３の第二の支持板３３は、ベース板１１の第一円周部１１１と第二円周部１１２との間のえぐられた部分に位置する。また、装着動作が終了した際、基板ピックアップ３の第一第二の支持板３１，３３は、それらの上縁が基板２から僅かに離間した位置（以下、装着終了位置）にある。不図示の移動機構は、基板ピックアップ３をこの装着終了位置から水平方向に移動させて後退させ、所定の待機位置に位置させる。
【００５２】
基板２の取り外し動作は、上記基板２の装着動作とは逆の手順で行われる。即ち、所定の待機位置にある基板ピックアップ３を移動させ、上記装着終了位置に位置させる。この際、図１（Ａ）に示すように、基板ピックアップ３に備えられた開閉棒３８は、閉じた状態である開閉アーム１６の右側の中空内に挿通される。
【００５３】
この状態で、移動機構は基板ピックアップ３を所定のストロークで上昇させる。この結果、図３に示すように基板２が第一の支持板３１及び第二の支持板３３によって支持された状態となる。移動機構は、基板ピックアップ３をさらに上昇させ、基板２を上昇位置に位置させる。この動作の際、開閉棒３８が開閉アーム１６に引っ掛かって開閉アーム１６を上方に押し上げる。この結果、コイルスプリング１７はデッドポイントを越え、図１（Ｂ）に示すように開閉アーム１６は開いた状態となる。尚、ベース板１１の右側の上端部にはストッパ１８が設けられており、開閉アーム１６の先端は、このストッパ１８に当たってそれ以上は開かないようになっている。
【００５４】
このようにして基板２を上昇位置に位置させた後、移動機構は基板ピックアップ３を水平に後退させる。これによって、基板２が基板支持装置から引き抜かれて取り外される。その後、移動機構は、所定の場所まで基板ピックアップ３を移動させて基板２を搬送する。
【００５５】
さて、上記構成及び動作に係る本実施形態の基板支持装置においては、図１の図示状態及び上述した説明から分かるように、三つの支持爪１４１，１４２，１４３の周方向前後においては、他の周方向の位置よりも基板２の周囲に形成される隙間が狭くなっている。これは、前述したプラズマの挙動に関する発明者の研究に基づいている。
即ち、図６に示す従来の基板支持装置のように、基板２の周縁とベース板１１（又はベース板１１に固定された他の部材）との間に形成される隙間が広い場合や、隙間ではなくで外側に開いた空間等である場合、プラズマはその隙間や空間を埋めるように進入してくる。しかしながら、ある限度以上に狭い空間についてはプラズマは一般にそこに進入してくることはない。
【００５６】
本実施形態で、支持爪１４１，１４２，１４３の前後の隙間を狭くしているのは、このような理由に基づいている。即ち、支持爪１４１，１４２，１４３の前後の隙間を狭くしておくと、少なくともこの部分にはプラズマは進入してこない。従って、支持爪１４１，１４２，１４３の存在によってプラズマの空間的条件が変化することはなく、磁気特性の局所的な変化を抑制することができる。
【００５７】
図４は、上記支持爪１４１，１４２，１４３の前後の隙間を狭くすることによる磁気特性の改善の効果を確認した実験の結果を示すものである。この図４は、本実施形態の基板支持装置を使用してスパッタリングにより磁性薄膜を作成した基板２の磁性薄膜のモジュレーション特性を示したものである。図４の（Ａ）（Ｂ）は、図９の（Ａ）（Ｂ）と同様であり、（Ａ）は中心から半径４０ｍｍの位置でもモジュレーション特性を、図９（Ｂ）は中心から半径４６．５ｍｍの位置でのモジュレーション特性を示している。
【００５８】
図４から分かる通り、本実施形態の基板支持装置を使用して磁性薄膜を作成した基板２では、図９（Ｂ）に見られたようなモジュレーションは全く観察されていない。これは、支持爪の存在によってモジュレーション特性に影響を与えるようなプラズマの空間的条件の変化が生じていないことを示している。
【００５９】
次に、基板２の周囲の隙間とモジュレーション特性との関係について検討を加えた結果について説明する。図５は、基板２の周囲の隙間とモジュレーションの大きさとの関係を示す図である。
上述した通り、隙間が狭くなるとプラズマが進入しにくくなるのでモジュレーションは小さくなるが、どの程度まで隙間が狭くなるとプラズマの進入が無くなるかは、プラズマの条件によって若干異なってくる。最も大きな影響を与える因子は圧力である。この図５には、圧力５ｍＴｏｒｒでアルゴンガスのプラズマを形成し、支持爪１４１，１４２，１４３の前後の空間の隙間即ち支持爪１４１，１４２，１４３の突出長さを変化させた実験を結果を示している。尚、図５において、モジュレーションの大きさは、図９（Ｂ）に示すピークの相対的な高さ（（ａ／ｂ）×１００（％））を示している。
【００６０】
図５に示すように、圧力５ｍＴｏｒｒの条件では、隙間が３ｍｍぐらいまではモジュレーションの大きさは３％以下に抑えられ、実用上殆ど問題とならない。また、隙間が７ｍｍより大きくなると、モジュレーションの大きさは５％を越えるようになり、実用上の問題が発生してくる。
一般に、圧力が低くなると、より狭い隙間でもプラズマは進入し易くなる。しかしながら、発明者の研究によると、隙間が３ｍｍ以下である場合、モジュレーションはいずれの圧力条件でも殆ど問題とならない大きさになる。また、隙間が７ｍｍ以下である場合でも、基板処理で採用されるであろう多くの圧力条件においてはモジュレーションは実用上問題とならない大きさとなる。従って、隙間は理想的には３ｍｍ以下であるが、実用的には隙間は７ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６１】
上述した本実施形態の基板支持装置では、基板ピックアップ３の上下動に連動して開閉アーム１６が開閉されるようになっている。この構成は、基板２の着脱動作に要する時間を短縮できるメリットがあるが、本願発明の構成はこれに限定されるものではない。即ち、基板ピックアップ３とは別に開閉アーム１６の開閉機構を設けるようにしても良い。開閉機構は、例えば開閉アーム１６の右側の中空に進入する開閉ピンと、開閉ピンを水平方向及び垂直方向に移動させる機構とによって構成できる。
【００６２】
また、上述した基板支持装置は、図８に示すような薄膜作成装置に採用されるが、これ以外にも、エッチング装置や表面改質装置等の処理装置に採用することが可能である。
さらに、基板２は円形であるもののみが説明されたが、液晶基板のような方形の基板２であっても差し支えない。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本願発明によれば、基板の周囲に形成される隙間が支持爪の前後で狭くなっているので、支持爪の存在が原因で基板処理の特性に影響が出ることがなく、均質な処理が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施形態の基板支持装置の概略構成を示す正面図であり、（Ａ）は基板が基板支持装置に装着された状態、（Ｂ）は基板が基板支持装置への基板の着脱の際に基板が上昇位置に位置した一時的な状態を示している。
【図２】第一の支持爪１４１の先端の形状及び第一の支持爪１４１の突出長さについて説明する斜視概略図である。
【図３】図１に示す基板支持装置への基板２の着脱の際に使用される基板着脱装置の基板ピックアップの斜視概略図である。
【図４】支持爪１４１，１４２，１４３の前後の隙間を狭くすることによる磁気特性の改善の効果を確認した実験の結果を示すものである。
【図５】基板２の周囲の隙間とモジュレーションの大きさとの関係を示す図である。
【図６】従来の基板支持装置の構成を示す正面概略図である。
【図７】図６に示す基板支持装置の動作を説明する斜視概略図である。
【図８】図６及び図７に示す基板支持装置を採用した薄膜作成装置の例の概略構成を示す正面図である。
【図９】従来の基板支持装置の問題を説明した図であり、図６及び図７に示す基板支持装置を使用して作成した磁性薄膜のモジュレーション特性を示したものである。
【符号の説明】
１  基板支持装置
１１  ベース板
１１１  第一円周部
１１２  第二円周部
１１５  第五円周部
１４１  第一の支持爪
１４２  第二の支持爪
１４３  可動支持爪
１６  開閉アーム
１６２  円周状部
１７  コイルスプリング
２  基板
３  基板ピックアップ
３８  開閉棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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