本发明涉及一种能够以立起姿势保持基板的基板保持器、和具备其的纵式基板输送装置以及真空处理装置。
背景技术：
近年来，广泛使用有载体循环型的直列溅射装置。这种直列溅射装置已知以使基板横卧的姿势进行输送的横型(水平)输送方式、和以使基板立起的姿势进行输送的纵式(垂直)输送方式。相较于横型输送方式，纵式输送方式具有的优点是：能够将因基板大型化而导致的装置设置面积的增加抑制在最小限度。
在纵式输送装置中，使用有以大致垂直的姿势输送基板的载体。对于载体，需要能够稳定地保持基板姿势的基板保持结构。例如在专利文献1中，记载了一种利用设置在载体的开口部周缘的多个夹具保持基板的结构。另外，在专利文献2中，公开了一种通过静电吸附来吸附搭载在载体上的基板背面(非成膜面)，从而防止基板的翘曲的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：wo2008/133139号公报
专利文献2：日本专利公开2007-96056号公报
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
然而，在专利文献1的结构中，基板周边的机械式夹持机构所产生的微粒(particle)可能会附着在基板上而造成成膜不良。另外，在专利文献2所述的结构中，静电吸附部设置在保持基板背面的内板上，因此存在基板对于载体的装卸操作复杂的问题。
鉴于如上所述的问题，本发明的目的在于，提供一种能够抑制微粒的产生并容易进行基板装卸的基板保持器、和具备其的纵式基板输送装置以及基板处理装置。
(二)技术方案
为了达成上述目的，本发明的一个方式的基板保持器用于纵式基板输送装置，能够以立起姿势保持基板，所述基板保持器具备：框体、和吸附部。
上述框体具有在上述基板的厚度方向上与上述基板的周缘部相对的相对面。
上述吸附部设置在上述相对面，且构成为能够静电吸附上述基板的周缘部的至少一部分。
上述基板保持器构成为通过在与基板的周缘部相对的框体的相对面上设置的吸附部而静电性地吸附基板，因此，相较于使用夹持机构的基板保持结构，能够抑制微粒的产生。
另外，吸附部设置在与基板的周缘部相对的框体的相对面上，因此至少将基板背面(非成膜面)维持在开放状态。由此，通过对被开放的基板背面使用可以接近(access)的输送机器人，能够容易地进行基板对框体的装卸。
上述框体也可以进一步具有框状的掩膜部，该掩膜部划定上述基板的成膜区域。在该情况下，上述相对面设置在与上述基板的周缘部相对的上述掩膜部的一部分上。
根据该结构，能够通过掩膜部划定基板的成膜区域，并保持基板的成膜面的周缘部。
上述吸附部也可以具有设置在上述相对面上的多个卡盘区域。上述多个卡盘区域分别含有卡盘用电极。
由此，能够吸附基板的周缘部的多处，因此能够稳定地保持基板。
上述基板保持器也可以进一步具备电源电路，该电源电路设置在上述框体，并能够向上述多个卡盘区域供给电力。
由此，能够不需要设置来自外部的电源供给线。
上述电源电路也可以具有能够个别地向上述多个卡盘区域供给电力的控制部。
由此，能够分别对各卡盘区域中的吸附开始/解除动作进行控制，因此能够抑制基板的翘曲、弯曲的发生。
本发明的一个方式的纵式基板输送装置具备：基板保持器、和输送单元。
上述基板保持器具有：框体，其具有在上述基板的厚度方向上与基板的周缘部相对的相对面；吸附部，其设置在上述相对面，且构成为能够静电性地吸附上述基板的周缘部的至少一部分。
上述输送单元以立起姿势输送上述基板保持器。
本发明的一个方式的基板处理装置具备：基板保持器、输送单元、和处理单元。
上述基板保持器具有：框体，其具有在上述基板的厚度方向上与基板的周缘部相对的相对面；吸附部，其设置在上述相对面，且构成为能够静电性地吸附上述基板的周缘部的至少一部分。
上述输送单元以立起姿势输送上述基板保持器。
上述处理单元对由上述基板保持器所保持的上述基板进行处理。
(三)有益效果
如上所述，根据本发明，能够抑制微粒的产生并容易进行基板的装卸。
附图说明
图1是概略性地表示本发明一个实施方式的基板保持器的主视图。
图2是图1的a-a线方向的概略截面图。
图3是表示本发明一个实施方式的基板处理装置结构的概略俯视图。
图4是图3的b-b线方向的概略截面图。
图5是表示上述基板处理装置的移载单元的一个结构例的概略侧视图。
图6是表示图1所示的基板保持器的结构变形例的概略正视图。
附图标记说明
10-框体；11-开口部；12-掩膜部；13-相对面；14-桥接部；20-吸附部；21-卡盘区域；22-电源电路；23-配线群；100、1100-基板保持器；200-溅射装置；300-纵式基板输送装置；400-移载单元；w-基板；w1-成膜面；w2-非成膜面。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[基板保持器]
图1是概略性地表示本发明一个实施方式的基板保持器100的主视图。图2是图1的a-a线方向的概略截面图。
此外在各图中，x轴、y轴及z轴表示互相正交的三个轴方向，在本实施方式中，分别相当于基板保持器100的厚度方向、宽度方向以及高度方向。
基板保持器100使用于后述的纵式基板输送装置，作为用于在保持为大致垂直的姿势(立起姿势)的状态下输送基板w的载体而构成(图4)。
纵式基板输送装置不限于以垂直的姿势输送基板w的方式，也包括使基板w相对于垂直方向倾斜约5°左右而进行输送的情况。也就是说，在上述立起姿势中，不限于字面意义上的垂直的姿势，也含有大致垂直的姿势。
上述纵式基板输送装置适用于后述的基板处理装置(图3)。基板处理装置，例如由直列式溅射装置构成。基板w在典型的情况下为矩形的玻璃基板，其大小无特别限定，例如使用有g4至g6尺寸的基板。
基板保持器100具有：框体10、和吸附部20。
(框体)
框体10由在纵向上具有长边的矩形板状部件构成，典型地，由不锈钢、铝合金等金属材料构成。框体10以比基板w更大的厚度形成，其具有：与成膜源(在本例中为溅射阴极)相对的表面101、和其相反侧的背面102(参照图2)。
在框体10的面内，设置有可以以立起姿势收容基板w的矩形的开口部11。在开口部11的周缘部设置有框状的掩膜部12，其划定基板w的成膜区域。掩膜部12设置于开口部11的内周缘部的整个区域，以比框体10的厚度更小的厚度形成。
如图2所示，掩膜部12具有与框体10的表面101连接的表面部121，且以其厚度朝向顶端部逐渐减小的方式形成。掩膜部12的背面部122以与框体10的背面102间介由阶梯部的方式形成，且构成与基板w的成膜面w1的周缘部相对的相对面13。由此，从框体10的表面101向外部露出基板w的表面(成膜面w1)的除去周缘部的区域，从框体10的背面102露出基板w的背面(非成膜面w2)的整个区域。
相对面13由在基板w的厚度方向上与基板w的周缘部相对的平面构成，在本实施方式中，设置在掩膜部12的一部分(背面部122)上。相对面13构成为在基板w的成膜面w1的周缘部的全周上相对，在其面内，设置有能够静电性地吸附基板w的吸附部20。
(吸附部)
吸附部20设置在相对面13上，其构成为能够静电吸附基板w的周缘部的至少一部分。吸附部20在典型的情况下由静电卡盘构成，如图1所示，其内置于设置在相对面13上的多个卡盘区域21。
吸附部20设置于各卡盘区域21，并具有通过被施加规定以上的电压而显现出对于基板w的静电吸附力的卡盘电极。静电吸附力的种类无特别限定，在典型的情况下，采用有库仑力、约翰逊·拉别克力等。
吸附部20在本实施方式中由双极型静电卡盘构成，在各卡盘区域21内分别设置有正极用的卡盘电极和负极用的卡盘电极。这两个卡盘电极以面对相对面13的方式邻接配置。各电极被绝缘膜保护，并通过该绝缘膜与基板w接触。此外，吸附部20也可以由单极型静电卡盘构成。
多个卡盘区域21在相对面13的整周上以大致相等的间隔构成。在图1的例中，采用了用三个卡盘区域21分别保持基板w的上缘以及下缘，且用四个卡盘区域21分别保持基板w的两侧缘的结构，但这当然仅为一例，各卡盘区域21的大小(面积)、配列数量、配列方式等只要能够稳定地保持基板w则无特别限定。
此外，卡盘区域21也可以为单数。在该情况下，卡盘区域21可以为了吸附基板w的上半部分而构成为半框状，，也可以为了吸附基板w的整周而构成为框状。
基板保持器100还具有能够向各卡盘区域21(卡盘用电极)供给电力的电源电路22。电源电路22设置于框体10，在本实施方式中如图1所示，内藏于框体10的下端部112与开口部11之间。
电源电路22含有：电池221、和控制部222。电池221在典型的情况下由可以充电的二次电池构成，例如由锂离子二次电池构成。控制部222构成为可以根据对未图示的开关的输入操作，向各卡盘区域21供给电池221的电力。上述开关的切换，在例如基板处理装置中的基板w的交接位置(装载位置/卸载位置)进行操作。
此外，控制部222也可以由含有cpu/mpu或存储器的计算机构成。在该情况下，可以在规定位置自动地切换对卡盘区域21的电力供给及断电。
电源电路22通过被引入框体10内部的配线群23而与各卡盘区域21的卡盘用电极电连接。电源电路22在典型的情况下，构成为同步进行对各卡盘区域21的电力供给及断电。
代替其地，也可以构成为对规定的卡盘区域21个别地供给电力。由此，能够分别控制各卡盘区域21的吸附开始/解除动作，因此即使是容易产生翘曲或弯曲的基板，也能够确保较高的平面度。例如，通过以从基板w的上缘侧朝向下缘侧依次开始吸附动作的方式控制电力供给，能够利用基板w的自重，并以所需的平面度稳定地保持基板w。
各卡盘区域21接受电力的供给则开始基板w的保持动作，电力供给被切断则解除基板w的保持动作。电源电路22为了快速进行基板w的保持动作，也可以构成为在解卡定操作时，对卡盘区域21施加逆电压。
[基板处理装置]
接着，对本实施方式的纵式基板输送装置以及基板处理装置进行说明。
图3是表示作为基板处理装置的直列式溅射装置(以下称为溅射装置)200的结构的概略俯视图。
如图3所示，溅射装置200在基板保持器100的输送方向上依次具有：第一装载锁定室241、加热室242、第一溅射入口室243、第一溅射室244、第一溅射出口室245、第一反转室246、第二溅射入口室247、第二溅射室248、第二溅射出口室249、输送室250以及第二装载锁定室251。基板w在被基板保持器100保持的状态下，以立起姿势被依次输送至上述的各室。第一反转室246用于使基板保持器100的输送方向反转180度。
加热室242、第一及第二溅射入口室243、247、第一及第二溅射出口室245、249、第一反转室246、以及输送室250分别连接有真空泵p，在第一以及第二溅射室244、248分别配置有溅射阴极sp1、sp2。进一步地，在第一装载锁定室241与加热室242之间、加热室242与第一溅射入口室243之间、第一溅射出口室245与第一反转室246之间、第一反转室246与第二溅射入口室247之间、第二溅射出口室249与输送室250之间、输送室250与第二装载锁定室251之间分别配置有闸阀。
上述的各室构成纵式基板输送装置(以下称为输送装置)300。图4是图3的b-b线方向的概略截面图。
如图4所示，输送装置300具有：基板保持器100、和以立起姿势输送基板保持器100的输送单元310。输送单元310具有：输送室30(在图示的例中为第一及第二溅射室244、248)、驱动机构部31、以及支承机构部32。
驱动机构部31设置在输送室30的底部。驱动机构部31具有：支承基板保持器100的下端部112的驱动辊311、使驱动辊311旋转的驱动轴312、支承驱动轴312的支承部313、以及对驱动轴312进行旋转驱动的电动机314。驱动辊311沿着基板保持器100的输送方向以规定的间隔配置有多个，其支承并向下游侧输送基板保持器100。
支承机构部32设置于输送室30的上部。支承机构部32具有：与在基板保持器100的上端部111设置的磁体部113相对的磁场发生部321、以及夹着基板保持器100的上端部111而在与输送方向正交的方向上相对的一对导壁部322。磁场发生部321由沿着基板保持器100的输送方向配列的多个永久磁石构成，其通过磁吸引基板保持器100的磁体部113，从而保持基板保持器100的立起姿势。一对导壁部322与基板保持器100的上端部111空出间隔而相对，限制基板保持器100的规定角度以上的倾倒。
参照图3，溅射装置200还具有：空气室252、基板交接室253、以及第二反转室254。
空气室252通过闸阀与第一及第二装载锁定室241、251连接。空气室252向第一装载锁定室241运入基板保持器100，从第二装载锁定室251运出基板保持器100。
在基板交接室253中，通过移载单元400，从基板保持器100取出处理完毕的基板w，并向基板保持器100移载未处理的基板w。保持有未处理的基板w的基板保持器100在第二反转室254被反转后，通过空气室252被输送至第一装载锁定室241。
此外，基板交接位置不限于上述的例子，可以进行各种变更。例如，基板w从基板保持器100取出的位置与基板w向基板保持器100移载的位置可以相互不同，取出基板w后(或移载后)的基板保持器100的输送路径可以与装置结构相应地进行适宜决定。
图5是表示移载单元400的一个结构例的概略侧视图。
移载单元400具有：支承基板w的支承台401、对支承台401进行支承的基台404、以及配置在支承台401与基台404之间的支承块405。
支承台401具有能够真空吸附基板w的非成膜面w2(参照图2)的多个吸附垫402。支承块405具有使支承台401相对于基台404旋转约90度的旋转轴403，并构成为可以相对于基台404在前后方向(图5中的x轴方向)上移动。移载单元400如图5所示，在支承台401吸附保持基板w的状态下，构成为可以在横卧姿势与立起姿势之间旋转约90度。另外，移载单元400构成为，可以在基板交接室253内相对于通过支承体260保持立起状态的基板保持器100，移载由支承台401所吸附保持的基板w。
[基板保持器的动作]
接着，与溅射装置200的动作一同地，对如上所述构成的基板保持器100的动作进行说明。
如图5所示，关于被输送至基板交接室253的基板保持器100，使其背面102朝向移载单元400而停止。在移载单元400将支承台401从横卧姿势变换为立起姿势，并使被吸附保持在支承台401上的未处理的基板w的成膜面w1的周缘部与基板保持器100的相对面13相对之后，使支承台401前进，并使基板w与相对面13接触。这时，基板保持器100的表面101由支承体40所支承，因此能够在背面102(相对面13)稳定地接受基板w。
基板保持器100的电源电路22通过对吸附部20(各卡盘区域21)供给电力，开始对基板w的静电吸附动作。接通电源电路22的电力供给的切换，可以通过移载单元400对未图示的开关的按压等输入操作来进行，也可以通过无线通信以非接触的方式进行。
对各卡盘区域21的电源供给的时机可以在基板w与相对面13接触之前，也可以在接触之后。进一步地，各卡盘区域21的吸附动作的时机各自同时进行，但也不限于此。
在将基板w从支承台401移载至基板保持器100后，支承台401回到原来的后退位置。另一方面，基板保持器100在保持基板w的状态下，在通过第二反转室254而将输送方向变换了180度后，经由空气室252被输送至第一装载锁定室241。
被运入第一装载锁定室241的基板保持器100被依次输送至加热室242、第一溅射入口室243以及第一溅射室244。在第一溅射室244中，通过掩膜部12对基板w的成膜面w1实施成膜处理。掩膜部12构成为厚度朝向其顶端部逐渐减小(参照图2)，因此能够确保所期望的掩膜精度。另外，在掩膜部12的背面部122设置有吸附部20(卡盘区域21)，因此掩膜部12与基板w的紧密性提高，由此能够尽可能地抑制成膜材料进入掩膜部12与基板w之间，实现掩膜精度的进一步提高。
在第一溅射室244中的成膜处理完成之后，基板保持器100通过第一溅射出口室245、第一反转室246、和第二溅射入口室247，被输送至第二溅射室248。在第二溅射室248中也进行与上述同样的成膜处理，但根据需要也可以省略。之后，基板保持器100经由第二溅射出口室249、输送室250、第二装载锁定室251以及空气室252，被再次输送至基板交接室253。
在基板交接室253中，成膜完毕的基板w从基板保持器100被移载至移载单元400的支承台401。基板保持器100在支承台401的吸附垫402吸附基板w的非成膜面w2之后，切断从电源电路22对各卡盘区域21的电力供给，解除对基板w的成膜面w1的静电吸附力。由此，成膜完毕的基板w从基板保持器100被移载至支承台401。
切断电源电路22的电力供给的切换，可以通过移载单元400对未图示的开关的按压等输入操作来进行，也可以通过无线通信以非接触的方式进行。此外，上述静电吸附力的解除也可以通过电源电路22对各卡盘区域21施加与保持时相反的电压来实行。
移载单元400在将支承台401变换为横卧姿势后，在将成膜完毕的基板w移载至其他的移载机器人后，通过与上述相同的操作，将新的未处理的基板w移载至基板保持器100。之后，重复实行上述的动作。
如上所述，根据本实施方式，基板保持器100构成为通过在与基板w的周缘部相对的框体10的相对面13设置的吸附部20(卡盘区域21)来静电性地吸附基板w，因此相较于使用夹持机构的基板保持结构，能够抑制微粒的产生。
另外，吸附部20(卡盘区域21)设置在与基板w的成膜面w1的周缘部相对的框体10的相对面13上，因此基板w的非成膜面w2被维持在开放状态。由此，不需要特别的定位，移载单元400容易到达基板w的非成膜面w2进行操作，能够迅速且切实地进行基板w对框体10的装卸。
另外，吸附部20(卡盘区域21)设置在框体10的相对面13上的多处，因此能够更稳定地保持基板w。进一步地，电源电路22与框体10一体地设置，因此能够不需要设置来自外部的电源供给线。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，当然可以进行各种变更。
例如以上的实施方式中，构成为基板保持器100的吸附部20吸附保持基板w的成膜面w1的周缘部，但代替其地，也可以构成为吸附保持基板w的非成膜面w2的周缘部。由此，能够对基板w的成膜面w1进行全面成膜。
另外，在以上的实施方式中，基板保持器100的吸附部20(相对面13)仅形成在框体10的开口部11的周缘部，但并不限于此，也可以例如像图6所示的基板保持器1100那样，在框体10的对边之间设置纵向截断开口部11的桥接部14，并在该桥接部14也设置吸附部20。桥接部14的方式无特别限定，也可以是格子状、桁架状等。例如在图6中，示出了桥接部14形成为十字状，并通过桥接部14起到掩膜部的作用，而在基板w的成膜面上划定四个成膜区域的例子。
而且，在以上的实施方式中，作为基板w，以玻璃基板为例进行了说明，但不限于此，也可以使用具有可挠性的塑料膜基板作为基板w。在该情况下，取代如上所述的那样同时实行基板保持器100的各吸附部20的吸附动作，而通过从基板的上缘侧向下缘侧依次开始吸附动作，能够利用基板的自重，并获得平面度较高的保持姿势。
进一步地，在以上的实施方式中，在基板保持器100的相对面13上单列配置吸附部20(卡盘区域21)，但不限于此，也可以多列地配置吸附部20。由此，能够提高对基板w的保持力。在该情况下，各吸附部20也可以在相对面13上呈z字状多列地配置。