(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心にセンター孔を有する円板状の基板を鉛直姿勢で支持する基板支持装置であって、
前記基板を前記センター孔のところだけで支持する支持ブロックであって、断面が概略Ｖ字型で上方に開口する溝を有する支持ブロックを備え、
前記センター孔の内周部に前記溝が接触する部分における前記溝の開き角度は２０〜６０度の範囲内であり、
前記溝の底部は、前記概略Ｖ字型を呈する断面における断面形状において、円弧部になっており、
前記溝を形成する両側の傾斜面の上部は、前記概略Ｖ字型を呈する断面における断面形状において、上に凸の曲線部となっていることを特徴とする基板支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク（磁気記憶媒体）用の基板のように中心にセンター孔を有する基板を支持するための基板支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク用の基板は中心にセンター孔が形成されている。このような基板を真空成膜装置において支持したり搬送したりする場合、基板のセンター孔を利用している。従来、このような基板を支持して搬送するには、（１）センター孔をチャッキングして基板を保持する、（２）Ｖ溝を備えた基板支持装置でセンター孔を支持する、などの方法がある。前者のチャッキング方式は、チャッキング機構を真空中に入れるためにコストが高くなり、また技術的にも難しくて真空成膜装置の信頼性を損なう恐れもある。それに比べて、後者の基板支持装置方式は構造が簡単である。本発明はこの基板支持装置を改良したものである。
【０００３】
図１０は基板支持装置を用いてハードディスク用の基板を搬送する状況を示す斜視図である。この図は、スパッタリング装置においてハードディスク用の基板１０をカセットから基板ホルダー２０に受け渡す状況を示している。搬送ロボット１２の水平多関節アーム１４の先端には基板支持装置１６を固定してある。未処理用のカセット（図示せず）にアーム１４が対向して伸長すると図１０のＡの状態になる。このとき、基板支持装置１６のＶ溝２２が基板１０のセンター孔２４の中に入る。支柱１８を上昇させると基板支持装置１６が上昇して、Ｖ溝２２がセンター孔２４を持ち上げ、これにより、カセットに収納した基板１０を搬送ロボット１２で取り上げることができる。次に、アーム１４が収縮して、支柱１８が反時計回りに９０度旋回すると、図１０のＢの状態になる。さらに支柱１８が反時計回りに９０度旋回して、アーム１４が伸長すると、図１０のＣの状態になる。このとき、基板１０は基板ホルダー２０の保持孔２６の内部に入る。それから、支柱１８を下降させると、基板支持装置１６が下降し、基板１０の外周部の下端が保持孔２６の内周部に載る。その後、アーム１４を収縮させて、基板ホルダー２０への基板１０の受け渡しが完了する。成膜が完了した基板１０は、搬送ロボット１２により、上述と逆の経路を通って、処理済み用のカセットに収納される。
【０００４】
図１１は従来の基板支持装置１６の斜視図である。この基板支持装置１６はベース板２８とＶ溝ブロック３０からなる。ベース板２８は図１０のアーム１４の先端に固定してあり、Ｖ溝ブロック３０はベース板２８の正面に固定してある。Ｖ溝ブロック３０の上部にはＶ溝２２を形成してある。このＶ溝２２で基板のセンター孔を支持することになる。
【０００５】
図１２（Ａ）は基板支持装置１６で基板１０を支持した状態を示す側面断面図であり、（Ｂ）はその正面図である。基板支持装置１６のＶ溝ブロック３０のＶ溝２２で基板１０のセンター孔２４の内周部の上部を支持している。
【０００６】
図１３はＶ溝ブロック３０のＶ溝２２の断面形状と、基板１０のセンター孔２４の断面形状とを拡大して示す断面図である。基板１０のセンター孔２４には面取り部分３４、３６を形成してある。この例では、両側の面取り部分３４、３６のなす角度αは９０度である。一方、Ｖ溝ブロック３０のＶ溝２２の開き角度βも９０度に形成してある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１２と図１３に示す基板支持装置を利用して基板を搬送する場合、真空成膜装置のスループットを高めるために、搬送ロボットの旋回、上下、左右等の各動作スピードを速くすると、基板をＶ溝ブロックで安定して支持するのが難しくなる。搬送ロボットの動作スピードを速くすると、例えば、図１４に示すように、基板１０がＶ溝ブロック３０上で傾くことがある。もし基板１０が傾いた状態で、図１０のＣに示すように基板ホルダー２０の保持孔２６に挿入されると、基板１０の外周部の下端が基板ホルダー２０の厚さ（保持孔２６の厚さ）から外れるおそれがある。このような状況を避けるには、基板ホルダー２０を厚くすればよい。図６は基板ホルダー２０の保持孔２６に基板１０の外周部２５が保持された状態を示す拡大断面図である。基板ホルダー２０の厚さがＷ１とすると、基板１０の表面１１から基板ホルダー２０の端面３８までの距離はＤ１である。もし基板１０が図１４に示すように傾いた状態でＶ溝ブロック３０に支持されていると仮定すると、基板１０を基板ホルダー２０の保持孔２６に挿入したときに、基板１０の外周部２５の下端が図６の厚さＷ１から外れる恐れがあり、基板ホルダー２０への受け渡しが失敗する（基板が落下する）恐れがある。そこで、これを回避するには、基板ホルダー２０の厚さを例えばＷ２まで拡大すればよい。
【０００８】
しかしながら、基板ホルダー２０を厚くすると次のような問題がある。基板ホルダー２０の厚さをＷ２まで拡大すると、基板１０の表面から基板ホルダー２０の端面３８までの距離はＤ２に拡大する。そうすると、基板１０の外周付近において、基板ホルダー２０の影になる領域が増加して、成膜できない領域が増加してしまう。したがって、基板ホルダー２０を厚くするにも制約がある。
【０００９】
ところで、断面がＶ字型の溝の代わりに、断面がコの字形の溝で基板のセンター孔を支持するようにすれば、基板が傾くことはなくなる。しかし、基板の成膜面がコの字形の溝の内面に接触して、成膜面にキズができたり、ゴミが発生したりする恐れがある。
【００１０】
基板の傾きを防ぐ別の方法としては、基板のセンター孔と外周の両方を支持する基板支持装置を使う方法がある。図１５（Ａ）はこのような従来の基板支持装置４０で基板１０を支持した状態を示す側面断面図であり、（Ｂ）はその正面図である。基板支持装置４０はベース板４１に第１のＶ溝ブロック４２と第２のＶ溝ブロック４４とを固定したものである。第１のＶ溝ブロック４２は基板１０のセンター孔２４を支持するためのものであり、第２のＶ溝ブロック４４は基板１０の外周部の下端を支持するためのものである。このように二つのＶ溝ブロックを使うことで、搬送ロボットで基板を高速に搬送しても、基板が傾くことなく安定する。ところで、基板１０の外周部の下端は、厳密に言えば、第２のＶ溝ブロック４４から、わずかに浮いている。基板１０はセンター孔２４のところで支持されており、基板１０が傾斜しようとすると基板１０の外周部の下端が第２のＶ溝ブロック４４に接触することになる。これにより基板１０の傾斜を防いでいる。このような二つのＶ溝ブロックを備える基板支持装置を用いると、図１２に示す基板支持装置と比較して、基板の高速搬送や、基板の厳密な位置合わせが可能になる。
【００１１】
ところで、図１５に示す基板支持装置４０を用いるには、基板を受け渡す相手方の基板ホルダーについても、その保持孔の形状を工夫する必要がある。図５は図１５に示すタイプの従来の基板支持装置４０を用いる場合の基板ホルダー２０ａの正面図である。この基板ホルダー２０ａの保持孔２６ａ（概略円形）の下端付近には概略矩形の切り欠き４６を形成してある。図１５の基板支持装置４０で基板１０を基板ホルダー２０ａに受け渡すときは、この切り欠き４６のところを、図１５の基板支持装置４０の第２のＶ溝ブロック４４が通過することになる。
【００１２】
結局、図１２に示すタイプの従来の基板支持装置１６を用いると、高速搬送のときに基板１０が不安定になる。一方で、図１５に示すタイプの従来の基板支持装置４０を用いると、二つのＶ溝ブロック４２、４４が必要になり、かつ、図５に示すように基板支持ホルダー２０ａの保持孔２６ａに切り欠き４６を形成する必要もある（基板ホルダーの形状に制約がある）。
【００１３】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、構造が簡単で、基板を受け渡す相手方の基板ホルダーの形状に制約が少なく、かつ、基板ホルダーを安定して搬送できる基板支持装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板支持装置は、中心にセンター孔を有する円板状の基板を鉛直姿勢で支持するためのものであって、センター孔を支持する支持ブロックの溝の形状に特徴をもたせている。すなわち、本発明における支持ブロックは、センター孔を支持する溝を備えていて、この溝は断面が概略Ｖ字型で上方に開口している。そして、この溝の開き角度βは２０〜６０度の範囲内である。こうすることにより、基板が傾斜することなく安定した鉛直姿勢で基板を支持できる。また、溝の底部は、前記概略Ｖ字型を呈する断面における断面形状において、円弧部になっている。
【００１５】
基板のセンター孔の内周部における面取り部分のなす角度αは、通常は９０度程度であるから、上述のように、溝の開き角度βは、それよりも小さい２０〜６０度の範囲内にする。
【００１６】
また、溝を形成する両側の傾斜面の上部は、前記概略Ｖ字型を呈する断面における断面形状において、上に凸の曲線部となっている。こうすることにより、基板のセンター孔を支持ブロックの溝で受け取るときの受け入れ幅が広がる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図２（Ａ）は、本発明の参考例の基板支持装置を用いてハードディスク用の基板を鉛直姿勢で支持した状態を示す側面断面図であり、（Ｂ）はその正面図である。この基板支持装置４８はベース板５０とＶ溝ブロック５２とからなる。このＶ溝ブロック５２が本発明における支持ブロックに相当する。ベース板５０は図１０のアーム１４の先端に固定してあり、Ｖ溝ブロック５２はベース板５０の正面に固定してある。Ｖ溝ブロック５２の上部には、上方に開口していて断面がＶ字型の溝５４（以下、Ｖ溝という）を形成してある。このＶ溝５４で基板１０のセンター孔２４を支持することになる。Ｖ溝５４は、正面から見たときに、基板のセンター孔２４の内周に沿うように湾曲している。
【００１８】
図３（Ａ）は基板支持装置４８を用いて基板１０を取り上げる前の状態を示す側面断面図であり、（Ｂ）はその正面図である。搬送ロボットのアーム１４を伸長させることでＶ溝ブロック５２は基板１０のセンター孔２４の内部に入る。それからアーム１４を上昇させると、Ｖ溝ブロック５２のＶ溝５４がセンター孔２４の内周面の上端に接触して、基板１０を支持する。
【００１９】
図１は、図２に示すＶ溝ブロック５２のＶ溝５４の断面形状と、基板１０のセンター孔２４の断面形状とを拡大して示す断面図である。基板１０のセンター孔２４の内周部の両側（基板の一方の面側と他方の面側）には面取り部分３４、３６を形成してある。この例では、両側の面取り部分３４、３６のなす角度αは９０度である。これに対して、Ｖ溝ブロック５２のＶ溝５４の開き角度βは３０度である。このように、Ｖ溝５４の開き角度βが基板１０のセンター孔２４の面取り角度αよりも小さくなっているので、基板１０はＶ溝５４によって安定して鉛直状態に支持される。従来の「β＝α」のＶ溝ブロックと比較すると、「β＜α」のＶ溝ブロックは、基板搬送時の揺れに対して基板の安定性が優れている。したがって、搬送ロボットによって基板１０を高速に搬送しても、Ｖ溝ブロック５２上で基板１０が傾くことはない。
【００２０】
Ｖ溝５４を形成する両側の傾斜面の上部は、その断面形状において、上に凸の滑らかな曲線部５６となっている。このような曲線部５６を設けたことにより、Ｖ溝５４の受け入れ幅Ｗ３が広がり、曲線部５６を設けない場合と比べて、基板１０のセンター孔２４をＶ溝ブロック５２で支持するときのマージン（基板１０の厚さ方向の位置合わせの許容度）が広がる。そして、曲線部５６を設けたことにより、Ｖ溝５４の開き角度βを３０度と小さくしたにもかかわらず、Ｖ溝５４の受け入れ幅Ｗ３は、図１３に示す従来のＶ溝２２（開き角度β＝９０度）の受け入れ幅Ｗ４と同程度になっている。
【００２１】
図７は図１のＶ溝ブロック５２を用いて基板１０のセンター孔２４を支持した状態を拡大して示す側面断面図である。この図において、Ｖ溝５４の上部に曲線部５６を設けることなしに受け入れ幅Ｗ３を確保しようとすると、Ｖ溝５４の上部を高く延ばす必要がある。そうすると、基板１０を支持した状態で、センター孔２４の内周面からＶ溝５４の上端までの距離Ｈ２が、曲線部５６を設けた場合の距離Ｈ１よりも大きくなってしまう。距離Ｈ２が大きくなると、Ｖ溝ブロック５２をセンター孔２４に挿入するのが困難になり、好ましくない。ゆえに、曲線部５６は、センター孔２４の内周面からＶ溝５４の上端までの距離を大きくすることなく、十分な受け入れ幅を確保できるという効果がある。
【００２２】
図４は、図２の基板支持装置４０を用いる場合に使用する基板ホルダー２０ｂの正面図である。この基板ホルダー２０ｂの保持孔２６ｂは概略円形であり、保持孔２６ｂの下端付近には、図５に示すような切り欠き４６を設ける必要はない。なぜならば、基板支持装置４０は基板１０の外周部を支持するための第２のＶ溝ブロックを備えていないからである。したがって、基板ホルダー２０ｂの保持孔２６ｂの下方部分は、単に基板１０の外周部を支持するできるためのＶ溝５８を備えているだけでよく、基板ホルダーの形状に制約がない。
【００２３】
図８は本発明の参考例の基板支持装置におけるＶ溝ブロックの側面断面図である。このＶ溝ブロック５２ａのＶ溝５４ａは、その底部が水平な直線部６０になっている。Ｖ溝５４ａの開き角度βは３０度である。直線部６０の長さＬは基板１０の厚さｔよりも小さい。長さＬを厚さｔよりも小さくすることで、センター孔２４は常にＶ溝５４ａの傾斜面で支持されることになり、図８の参考例は、図１の参考例と全く同じ機能を果たす。結局、Ｖ溝ブロック５２ａのＶ溝５４ａは、基板１０のセンター孔２４を支持する部分が開き角度βの傾斜面になっていれば足り、センター孔２４に接触しない底部近傍は、どのような形状であっても構わない。ゆえに、本発明におけるＶ溝５４ａは、その底部では必ずしもＶ字状に尖っている必要はない。
【００２４】
図９は本発明の実施形態の基板支持装置におけるＶ溝ブロックの側面断面図である。このＶ溝ブロック５２ｂのＶ溝５４ｂは、その底部が円弧部６２になっている。Ｖ溝５４ｂの開き角度βは３０度である。この実施形態でも、基板１０のセンター孔２４はＶ溝５４ｂの傾斜面で支持されることになり、図１の参考例と同じ機能を果たす。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の基板支持装置は、Ｖ溝の開き角度βを、基板のセンター孔の内周部の面取り部分がなす角度αよりも小さくしたので、基板ホルダーを安定して搬送できる。そして、構造が簡単で、基板を受け渡す相手方の基板ホルダーの形状に制約が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例の基板支持装置におけるＶ溝ブロックのＶ溝の断面形状と、基板のセンター孔の断面形状とを拡大して示す断面図である。
【図２】  本発明の参考例の基板支持装置でハードディスク用の基板を支持した状態を示す側面断面図と正面図である。
【図３】  図２の基板支持装置で基板を取り上げる前の状態を示す側面断面図と正面図である。
【図４】  図２の基板支持装置を用いる場合の基板ホルダーの正面図である。
【図５】  図１５に示す従来の基板支持装置を用いる場合の基板ホルダーの正面図である。
【図６】  基板ホルダーの保持孔に基板の外周部が保持された状態を示す保持部分の拡大断面図である。
【図７】  図１のＶ溝ブロックで基板のセンター孔を支持した状態を拡大して示す側面断面図である。
【図８】  本発明の参考例の基板支持装置におけるＶ溝ブロックの側面断面図である。
【図９】  本発明の実施形態の基板支持装置におけるＶ溝ブロックの側面断面図である。
【図１０】  基板支持装置を用いてハードディスク用の基板を搬送する状況を示す斜視図である。
【図１１】  従来の基板支持装置の斜視図である。
【図１２】  従来の基板支持装置で基板を支持した状態を示す側面断面図と正面図である。
【図１３】  従来のＶ溝ブロックのＶ溝の断面形状と、基板のセンター孔の断面形状とを拡大して示す断面図である。
【図１４】  従来のＶ溝ブロック上で基板が傾いて支持された状態を示す拡大側面断面図である。
【図１５】  従来の基板支持装置で基板を支持した状態を示す側面断面図と正面図である。
【符号の説明】
１０  基板
２４  センター孔
３４、３６  面取り部分
４８  基板支持装置
５０  ベース板
５２  Ｖ溝ブロック
５４  Ｖ溝
５６  曲線部
【図１】
0004392072.tif 000002
【図２】
0004392072.tif 000003
【図３】
0004392072.tif 000004
【図４】
0004392072.tif 000005
【図５】
0004392072.tif 000006
【図６】
0004392072.tif 000007
【図７】
0004392072.tif 000008
【図８】
0004392072.tif 000009
【図９】
0004392072.tif 000010
【図１０】
0004392072.tif 000011
【図１１】
0004392072.tif 000012
【図１２】
0004392072.tif 000013
【図１３】
0004392072.tif 000014
【図１４】
0004392072.tif 000015
【図１５】
0004392072.tif 000016