专利名称：基板支承装置、基板处理装置及基板支承方法
技术领域：
本发明涉及一边支承基板一边在真空室间中移动的基板支承装置、气密连接多个 真空室的在线型(inline)的基板处理装置及基板支承方法。
背景技术：
在在线型的基板处理装置中，气密连接有包含进行薄膜成膜的处理腔在内的多个 真空室。在该在线型基板处理装置中，具有一边支承基板一边在真空室间中移动的基板支 承装置(支座，carrier)，以连续地对基板实施真空成膜处理。从提高生产性的观点出发， 该基板支承装置是具有搭载多个基板并能够旋转的圆板状的托盘，将该托盘保持为铅垂姿 态，并能够同时从基板的两面侧进行薄膜成膜。作为与此关联的技术，提出一种基板支承装置，具有能够搭载1个以上基板的托 盘，利用被支承体固定在能够并进移动的支座上的旋转支承机构，对托盘的中央部加以支 承，使托盘能够转动(参照专利文献1)。在该基板支承装置中，在被固定于支座上的第一支 承体上架设第二支承体，并在该第二支承体的中央部设置旋转支承机构，托盘和基板支承 装置为互相不能分离的构造。但是，在专利文献1的技术中，托盘和基板支承装置为一体的构造，从而必须在支 承装置自身上搭载旋转支承机构，不能够搭载大型的旋转驱动源，不能提高旋转速度。另 外，托盘的更换繁琐，装置成为笨重而构造复杂，真空室间中的输送速度变慢。因此，难以谋 求在线型基板处理装置生产性的提高。专利文献1 日本实开平07-15773号公报(参照图1)因此，考虑如下的基板支承装置，在支座上搭载带有旋转功能的支承台，并采用在 该带有旋转功能的支承台上只搭载托盘的构造，并在处理腔内设置从支座向上方举起托 盘并使该托盘离开支座的升降机构；以使托盘能够旋转的方式保持托盘的中央部的机构。根据该装置，托盘和基板支承装置是能够分离的构造，具有能够应对专利文献1 中的各种问题的构造，但产生了如下新问题。S卩，对于带有旋转功能的支承台上的托盘，通过设置在处理腔内的升降机构，把持 托盘外径部并使其上升，通过设置在该腔内的托盘保持驱动机构，以使托盘能够旋转的方 式保持托盘的中央部，在托盘从支座分离的状态下进行成膜。但是，由于腔内是摄氏100 度 300度的高温环境，所以因托盘的温度上升，托盘外径热膨胀，其中心位置也上升。由 此，存在着在升降机构进行升降动作时，托盘的中心位置偏移，托盘保持驱动机构不能正常 工作，不能够保持托盘的问题。另外，升降动作费时，阻碍生产节奏(tact)的加快。因此， 必须费工夫根据各处理条件调整上升位置而进行使用等。另外，托盘是只搭载在带有旋转功能的支承台上的构造。因此，发生升降动作异常 和托盘保持动作异常等的机构类动作异常时，存在发生托盘从带有旋转功能的支承台上落 下、或即便不落下保持位置也出现偏移等的输送异常的问题。由此，存在着导致在下一工序 中容易产生异常，往往需要根据情况停止生产进行维护，生产性变差的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况，其目的是提供一种基板支承装置及具有该基板支承装置的 在线型的基板处理装置，对托盘的保持构造进行改良，并确保托盘保持的可靠性及动作的 可靠性，防止输送异常并提高生产性。而且，为实现上述目的，本发明提供一种基板支承方法、控制程序及存储介质。能够实现上述目的的本发明的结构如下所述。S卩，第一技术方案的基板支承装置具有托盘，其用于搭载1个以上基板；托盘两 端保持机构，其配置在支承装置主体上，用于在所述托盘的基板搭载面为铅垂姿态的状态 下保持所述托盘的径向两端部；托盘中央保持机构，其配置在所述托盘的搭载面的中心部， 用于以使托盘能够旋转的方式保持该托盘的中心部；以及用于使所述支承装置主体移动的 移动机构，该基板支承装置中，所述托盘两端保持机构是从所述托盘的板厚方向两侧把持 所述托盘的径向两端部的机构，用于在所述装置主体的移动过程中，由该托盘两端保持机 构保持所述托盘，在由所述托盘两端保持机构进行的保持和由所述托盘中央保持机构进行 的保持之间进行过渡时，由两保持机构保持所述托盘，在基板处理时，由所述托盘中央保持 机构以使托盘能够旋转的方式保持所述托盘的中心部，解除由所述托盘两端保持机构进行 的保持。另外，第二技术方案的基板支承装置具有托盘，其用于搭载1个以上基板；托盘 两端保持机构，其配置于支承装置主体上，用于在所述托盘的基板搭载面为铅垂姿态的状 态下保持所述托盘的径向两端部；托盘中央保持机构，其配置在所述托盘的搭载面的中心 部，用于以使托盘能够旋转的方式保持该托盘的中心部；以及用于使所述支承装置主体移 动的移动机构，该基板支承装置中，所述托盘两端保持机构是从所述托盘的径向外侧与设 置于所述托盘的径向两端部的卡合部卡合的机构，在所述装置主体的移动过程中，该托盘 两端保持机构保持上述托盘，在由所述托盘两端保持机构进行的保持和由所述托盘中央保 持机构进行的保持之间进行过渡时，由两保持机构保持所述托盘，在基板处理时，由所述托 盘中央保持机构将所述托盘保持为能够旋转的状态，解除由所述托盘两端保持机构进行的 保持。发明的效果根据第一技术方案的基板支承装置，由于上述托盘两端保持机构是从托盘的板厚 方向两侧来把持托盘的径向两端部的机构，所以在输送托盘时不会发生托盘的落下和位置 偏移。另外，由于是从板厚方向两侧进行把持的机构，所以在托盘被加热而发生热膨胀的情 况下，基板支承装置能够以允许热膨胀导致的托盘外径的增量的程度向托盘所在平面内的 方向(以下称面内方向)偏置。而且，在由上述托盘两端保持机构进行的保持和由上述托 盘中央保持机构进行的保持之间进行过渡时，由两保持机构保持上述托盘。因此，托盘的中 心位置不会发生偏移，能够确保由上述托盘中央保持机构进行的托盘保持的可靠性及动作 的可靠性，防止输送异常并提高生产性。根据第二技术方案的基板支承装置，上述托盘两端保持机构是从托盘的径向外侧 与设置于托盘的径向两端部的卡合部卡合的机构，从而在输送托盘时不会发生托盘的落下 和位置偏移。另外，由于是从托盘的径向外侧与上述卡合部卡合的机构，所以在托盘被加热而热膨胀的情况下，基板支承装置能够以允许热膨胀导致的托盘外径增量的程度向面内方 向偏置。而且，在由上述托盘两端保持机构进行的保持和由上述托盘中央保持机构进行的 保持之间进行过渡时，由两保持机构保持托盘。因此，根据第一以及第二技术方案，托盘的中心位置不会发生偏移，能够确保由上 述托盘中央保持机构进行的托盘保持的可靠性及动作的可靠性，防止输送异常并提高生产 性。
图1是对本发明的在线型基板处理装置的概略结构进行例示的俯视图。图2是表示第一实施方式的基板支承装置的概略结构的主视图及俯视图。图3A是表示第一实施方式的托盘两端保持机构的结构的概略主剖视图。图3B是表示第一实施方式的托盘两端保持机构的闭合状态的概略俯剖视图。图3C是表示第一实施方式的托盘两端保持机构的开启状态的概略俯剖视图。图4是表示第一实施方式的夹持解除机构的构造的概略俯剖视图。图5是对控制器进行例示的框图。图6是对第一实施方式的托盘保持机构的动作进行说明的图。图7A是表示第二实施方式的基板支承装置的主视图。图7B是表示第二实施方式的托盘两端保持机构的开启状态的主视图。图8是对第二实施方式的托盘保持机构的动作进行说明的概略图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明，本发明不限于本实施方式。〈第一实施方式〉参照图1至图6，对第一实施方式的在线型基板处理装置、基板支承装置、基板支 承装置的控制程序及存储介质进行说明。〔在线型基板处理装置的结构〕首先，参照图1，对本发明的在线型基板处理装置的概略结构进行说明。图1是对 本发明的在线型基板处理装置的概略结构进行例示的俯视图。如图1所示，本实施方式的在线型基板处理装置是沿基板12(参照图2)的输送方 向气密连接有多个真空室，并连续地对基板12实施真空成膜处理的装置。即，包含处理腔2 的多个真空室(真空腔)2被气密连接，例如，用于磁盘的制造。在本实施方式的基板处理 装置中，多个真空腔2以闭环连接配置，例如，形成方形的环路，但腔的数量和配置形状没 有限定。各真空腔2是通过专用或共用的排气系统对内部进行真空排气的真空容器。在各 真空腔2之间的边界部插入设有闸门3，各真空腔2之间保持气密状态地相连。在该基板处理装置内的真空空间中，基板被搭载在支座(相当于本发明的基板支 承装置)1上并在真空室间内被输送。在被连接的多个真空腔2内，设置有支座1的输送路 径(输送轨道)，在装置主体(座)9(参照图2)的下部敷设有用于使支座1沿上述输送路 径移动的未图示的磁体式的输送机构(移动机构)。在本实施方式中，采用磁体式的输送机 构，但也可以采用齿轮齿条副机构这样的齿轮机构等其他形式的输送机构。
基板处理装置的多个真空腔2中的、配置在方形的一边的两个腔成为用于向支座1上搭载基板的基板供给腔4及用于从支座1上回收基板的基板排出腔5。另外，在方形的 角部配置有方向转换腔6，该方向转换腔6具有能够使支座1的输送方向转换90度的方向 转换机构。另外，在1个方向转换腔6上经由闸门3连接有支座1的供给排出腔7。在处理腔内配置有进行真空薄膜成膜的未图示的靶支承部，就固定在靶支承部上 的靶而言，在支座1静止在腔内的状态下其具有与该托盘的旋转中心同心圆状的形状，呈 与托盘的两面相对状。〔支座1的构造〕其次，参照图2，对在上述真空室间中被输送的作为基板支承装置的支座1的构造 进行说明。图2是表示本第一实施方式的基板支承装置的概略结构的主视图及俯视图。如图2所示，支座1具有用于搭载1个以上基板12的托盘8;支架(tray)状的 支承装置主体(装置主体)9 ；配置在装置主体9的两端部的用于保持托盘8径向两端部的 臂14及保持构件15。托盘8呈圆板状，在其两面(搭载面)上搭载有多个基板12，在使基板搭载面成为 铅垂姿态的状态下，该托盘8被托盘两端保持机构保持。在本实施方式的托盘8中，例如， 在圆周方向上等间隔地搭载有4片基板12，但其搭载数量不限于此。此外，根据收容在真空 腔2内的托盘的外径尺寸和搭载基板大小，例如，搭载片数可以是4片、8片、12片、16片实 际的搭载数量。托盘两端保持机构具有在装置主体9的两端部向铅垂方向(垂直)竖立配置的 臂14 ；配置在壁14的顶端部、且在托盘8的水平中心线的延长线上保持托盘8径向两端部 的保持构件15。保持构件15是从板厚方向的两侧夹住托盘8的径向两端部并能将托盘8 保持为以铅垂姿态的夹持机构，并配置在托盘水平方向中心线的延长线上。该保持构件15 可在基板处理过程中，在被对该保持构件15施加外力而使把持(夹紧力)解除的夹持解除 机构24施力后，从托盘8的径向两端部脱离。此外，关于夹持解除机构24在下文说明。在装置主体9的下部固定有具有输送磁体11的滑块10，该输送磁体11用于与使 支座1在真空室间移动的上述磁体式的输送机构磁连接。在本实施方式中，对应于上述磁 体式的输送机构，在滑块10上固定输送磁体11，但不限于此，例如，也可以固定齿轮齿条副 机构的齿条。另外，在托盘8的搭载面的中心部配置有托盘中央保持机构13，用于以使托盘能 够旋转的方式保持该托盘8中心部。该托盘中央保持机构13被设置在各真空腔2内的托 盘保持驱动机构23驱动旋转。本实施方式的托盘中央保持机构13以长孔状开口的孔的形 式形成。作为其他形式的托盘保持驱动机构23，例如可以搭载卡盘式、十字孔式、销插入式、 齿轮形状式等一般的连接机构。即，托盘中央保持机构13用于与托盘保持驱动机构23连 接，在基板处理过程中，该托盘保持驱动机构23向托盘8的中心部移动并保持该托盘8，在 装置主体9的移动过程中，该托盘保持驱动机构23从托盘8的中心部退避。〔托盘两端保持机构的具体的结构〕其次，参照图3A、图3B及图3C，对托盘两端保持机构的具体构造进行说明。图3A 是表示第一实施方式的托盘两端保持机构的结构的概略主剖视图。图3B是表示第一实施 方式的托盘两端保持机构的闭合状态的概略俯剖视图。图3C是表示第一实施方式的托盘两端保持机构的开启状态的概略俯剖视图。如这些附图所示，托盘两端保持机构成为能够从板厚方向的两侧夹住托盘8外径 两端附近、并沿铅垂姿态把持托盘8的基板搭载面的保持机构。即，托盘两端保持机构具有 一对能够开闭的外壳板16。外壳板16的开闭机构按如下方式组装在外壳板16之间的宽 度方向两端部配置轴承17，并由轴18对轴承17间加以连接，以使外壳板16以轴18为中心 进行开闭。而且，在轴18的周围配置螺旋弹簧19，以轴18为中心，螺旋弹簧19配置成以向 外推压外壳板16的一端侧的方式施加弹力。在用于夹住托盘8的接触部上，将作为缓冲部件的衬垫20配置在外壳板16的内 侧，因与托盘8的接触而导致衬垫20产生磨损时，能够简单地更换该衬垫20。本实施方式的托盘两端保持机构是作为从托盘8的板厚方向的两侧夹住托盘8的 径向两端部等、能够进行保持的夹持机构。该夹持机构是在外壳板16上未施加有外力的状 态下，以螺旋弹簧19的弹力夹住托盘8的方式施加力，并保持托盘8的径向两端部。通过 在外壳板16上施加使弹簧压缩的方向的外力，配置在外壳板16上的衬垫20向与托盘8分 离的方向展开，而解除对托盘8的保持。在本实施方式中，采用了利用螺旋弹簧19弹力的构造，但不限于此，作为开闭动 力也可以采用板弹簧或磁体等。除此以外，也可以采用如下构造由通过解除外力产生把持 力的元件构成，在不施加外力的状态下，保持托盘8 ；通过施加外力，能够解除对托盘8的保持。在外壳板16的外力施加侧之间具有盒体21。在该盒体21上配置有在没有托盘 8的情况下，使外壳板16不会因弹力而过分地向闭方向关闭的挡块(未图示)；使外壳板16 不会因外力而过分地向开方向展开的挡块。真空薄膜形成处理是在外壳板16向开方向展 开并放开托盘8的状态下实施的，因此配置有遮护板22，用于防止托盘两端保持机构的内 部零件露出，从而不会在螺旋弹簧19等上述内部零件上成膜。其次，参照图4，对向托盘两端保持机构施加外力的夹持解除机构24的具体构造 进行说明。图4是表示第一实施方式的夹持解除机构的构造的概略俯剖视图。如图4所示，夹持解除机构24是对托盘两端保持机构的外壳板16施加外力而使 夹紧力解除，且使托盘两端保持机构从托盘8的径向两端部脱离的机构。具体地，夹持解除 机构24配置有两对，被配置在与停止在真空腔2内的支座1的两端部上所搭载的托盘两端 保持机构相对的位置，并且能够从两侧对托盘两端保持机构的外壳板16施加外力。夹持解除机构24具有具有气密性以及伸缩性的作为密封构件的波纹管41 ；穿插 在波纹管41内部的连接轴42。并在气缸杆42的顶端设置有推压部43。在气缸杆42的后 端连接有气缸装置40，通过向气缸杆42的轴方向进行驱动，将推压部43压在托盘两端保 持机构的外壳部16上而施加外力，来放开托盘8。此时，对夹持解除机构24的动作进行控 制，使两对气缸装置40大致同时进行，以使支座1不倾斜。其次，参照图5，对本实施方式的基板支承装置1所具有的、控制其动作的控制器 进行说明。图5是对控制器进行例示的框图。如图5所示，在本实施方式的基板支承装置1中具有对托盘保持机构的一系列动 作进行控制的控制器31A0。S卩，控制器31A0接收来自基板支承装置1的输入信号，基于一 系列的使托盘保持机构动作的控制程序，向基板支承装置1输出动作指示。控制器31A0分别具有一般的计算机31A1的基本结构。即，它们具有输入部31A2、存储程序及数据的存储部31A3、处理器(CPU) 31A4及输出部31A5，并对相应的装置进行控制。处理器31A4根据控制程序进行上述各部的控制和各种的运算处理等。存储部 31A3由预先存储各种程序和参数的HDD、R0M、和作为作业区域临时存储程序、数据的RAM等 构成。输入部31A2除了具有从基板支承装置1输入数据的功能以外，还能够从外部输入命 令。〔托盘保持机构的作用效果、基板支承方法、控制程序及存储介质〕其次，参照图6中的(a)至(c)，对本实施方式的基板支承装置1的作用和使用该 装置1实施的本发明的基板支承方法进行说明。图6是对第一实施方式的托盘保持机构的 动作进行说明的图。此外，第一实施方式的基板支承方法的算法是在控制器31A0的存储部 31 A3中作为控制程序被存储的，在动作开始时，被处理器31A4读取并执行。这里，控制程序具有以下工序在装置主体的移动过程中，由托盘两端保持机构， 从托盘8的板厚方向两侧把持托盘8的径向两端部，保持该托盘8。另外，具有如下工序在 由托盘两端保持机构进行的保持和由托盘中央保持机构13进行的保持之间进行过渡时， 通过托盘中央保持机构13和托盘两端保持机构双方来保持上述托盘8。而且，具有如下工 序在基板处理时，通过托盘中央保持机构13以使托盘8能够旋转的方式保持托盘8的中 心部，并解除由托盘两端保持机构进行的保持。第一实施方式的控制程序被存储在能够由计算机(PC)等的控制器31A0读取的存 储介质中，并被安装在控制器3IAO的存储部31A3中。作为存储介质可以列举floppy (注册商标)盘，ZIP (注册商标)等的磁存储介质、 MO等光磁存储介质、CD-R、DVD-R、DVD+R、DVD-RAM、DVD+Rff(注册商标)、PD等光盘等。另 夕卜，CF卡(注册商标)、smart media(注册商标)、记忆棒(注册商标)，SD卡等的闪存类、 微硬盘(注册商标)、Jaz (注册商标)等的可擦写光盘。首先，图6中的(a)表示支座1在真空室间移动时的状态，处理实施前的输送时的 支座1的状态。为方便说明，设该状态为托盘8完全没有热膨胀的状态。由托盘两端保持 机构从托盘8的板厚方向两侧夹住该托盘8的径向两端部，保持以使托盘8的基板搭载面 呈铅垂姿态。此外，支座1在真空室间移动时，托盘保持驱动机构23成为不与配置在托盘 8中央部的托盘保持机构13连接的状态。另外，图6中的(b)表示处理过程中(基板处理时)的支座1的状态。在图6中 的(a)的状态下，支座1停止在真空腔2内之后，设置在真空腔2内的托盘保持驱动机构23 连接托盘中央保持机构13，以使托盘8能够旋转的方式保持托盘8的中央部。而且，通过设 置在真空腔2内的夹持解除机构24，对托盘两端保持机构施加放开托盘8的方向的外力并 解除托盘8的保持。在该状态下，在托盘8静止或者旋转的状态下实施处理。托盘8的热膨胀产生于 飞溅或加热等的处理中。以阴影部夸张地表示托盘8的热膨胀导致的面积增量25。实际制 作的A5052制托盘8的外径为ψ 590mm,从常温20°C到300°C (温度上升280°C )的情况下 计算的热膨胀约4mm。而且，图6中的(C)表示支座1在真空腔间移动时的状态，是在处理实施后，热膨 胀后的支座1的状态。处理结束后，使夹持解除机构24从托盘两端保持机构脱离，由托盘两端保持机构保持托盘8的径向两端部。与此同时，使托盘保持驱动机构23从托盘中央保持机构13脱离，放开托盘8的中心部。该状态是与图6中的(a)的状态同样的托盘8的保 持状态，但托盘两端保持机构是把持机构，由于托盘8的把持位置偏移而向面内方向偏置， 所以允许热膨胀导致的托盘外径的面积增量25地进行把持。另外，在由托盘中央保持机构 13及托盘保持驱动机构23保持托盘8中心部的状态下，由托盘两端保持机构保持托盘8的 径向两端部。因此，不受托盘8的热膨胀影响，在托盘8的板厚方向夹住托盘8的径向两端 部并保持托盘8为铅垂姿态，托盘中央保持机构13的位置维持在图6中的(a)的热膨胀前 的位置。如以上说明的那样，根据第一实施方式的基板支承装置及基板处理装置，由于托 盘两端保持机构是从托盘8的板厚方向两侧把持托盘8的径向两端部的机构，所以不会发 生输送中的托盘的落下和位置偏移。这样，由于托盘两端保持机构是把持机构，所以在托盘 8被加热而热膨胀的情况下，托盘两端保持机构以允许热膨胀导致的托盘的面积增量25的 程度向面内方向偏置。而且，在由托盘两端保持机构进行的保持和由托盘中央保持机构13 进行的保持之间进行过渡时，通过托盘两端保持机构、托盘中央保持机构13双方来保持托 盘8。这样，热膨胀导致的托盘8外径尺寸变化引起的托盘中央保持位置的变化被抑制 成最小限度。因此，在处理腔内的托盘保持动作稳定地进行，不需要对每个处理条件进行各 机构动作的调整。而且，托盘8的热膨胀导致的尺寸变化引起的对托盘两端保持机构的影 响被抑制成最小限度，并且托盘8通过托盘两端保持机构被固定在支座1上，从而托盘8稳 定地被保持。因此，不会发生托盘8的中心位置的偏移，能够确保由托盘保持机构进行的托 盘保持的可靠性及动作的可靠性，并能够防止输送异常而提高生产性。而且，不需要以往的使托盘上下移动的升降机构。由此，根据本发明，成为托盘中 央保持一托盘两端保持机构放开一成膜处理一托盘保持一托盘中央保持解除这样的五个 动作顺序，能够缩短生产流程。此外，在以往的技术中，必须托盘上升一托盘中央保持一升 降机下降一成膜处理一升降机上升一托盘中央保持解除一托盘下降这样的七个动作顺序。〈第二实施方式〉其次，参照图7A、图7B及图8，对第二实施方式的在线型基板处理装置、基板支承 装置、基板支承装置的控制程序及存储介质进行说明。此外，具有基板支承装置7的在线型 基板处理装置的结构是与第一实施方式同样的结构，从而省略说明。另外，关于与第一实施 方式相同的结构元件，标注相同的附图标记进行说明。〔支座1的构造、托盘两端保持机构的具体例〕其次，参照图7A及图7B，对在上述真空室间被输送的作为基板支承装置的支座1 的构造进行说明。图7A是表示第二实施方式的基板支承装置的主视图。图7B是表示第二 实施方式的托盘两端保持机构的开启状态的主视图。如图7A所示，支座1具有托盘8，其用于搭载1个以上基板12 ；支架(tray)状的 支承装置主体(装置主体)9 ；托盘两端保持机构26，其配置在该装置主体9的两端部，用于 保持托盘8的径向两端部。此外，搭载1个以上基板12的托盘8的结构与第一实施方式相 同。托盘两端保持机构26是从径向外侧与设置于托盘8径向两端部的卡合部31进行卡合的臂机构，从装置主体9沿铅垂方向(垂直)竖立配置在托盘水平方向中心线的两端。 该臂机构26具有卡合机构，该卡合机构在基板处理过程中从托盘8径向两端的卡合部31 退避，并在装置主体9的移动过程中向托盘8径向两端移动并保持该托盘8。具体地，设置于托盘8径向两端部的卡合部31由向托盘8板厚方向外侧突设在托 盘8的搭载面上的一对销形成，销31隔着托盘8的中心部相对。在臂机构26的一部分(托盘水平方向中心线的延长线上)上，设置有中央部具有 槽的两叉形的卡合构件32，该卡合构件32的槽用于与上述销31卡合。在本实施方式中， 在托盘8的径向两端部设置有销31，但不限于此，也可以是槽。该情况下，可考虑将卡合构 件32侧作成销。卡合部31和卡合构件32只要能相互卡合即可，不限于销和槽，也可以采 用其他机构。臂机构26设置为能够以其基端部为中心转动(能够开闭)，被螺旋弹簧29向闭方 向施力。即，在臂机构下部和装置主体9之间配置螺旋弹簧29，在不施加外力的状态下，将 托盘8保持为铅垂姿态，通过施加外力，能够解除对托盘8的保持。此外，配置有覆盖螺旋 弹簧29等构成零件的遮护板30，以防止在真空薄膜形成处理时在这些构成零件上附着膜。
在本实施方式中，采用了利用螺旋弹簧29弹力的构造，但不限于此，作为开闭动 力也可以采用板簧或磁体等。除此以外，能够采用如下构造由通过解除外力而产生把持 力的元件构成，在不施加外力的状态下，保持托盘8 ；通过施加外力，能够解除对托盘8的保 持。该臂机构26由线热膨胀系数不同的两种以上的材料组合并复合形成。在本实施 方式中，使用线膨胀系数较大的材料和线膨胀系数较小的材料这两种材料，但组合材料的 种类和数量没有限定。具体地，在本实施方式中，作为热膨胀系数不同的两种材料，例如作为线热膨胀系 数小的材料可以使用钛(TP340线热膨胀系数8. 4E-6)，作为线热膨胀系数大的材料可以使 用铝(A5052线热膨胀系数23. 8E-6)。从线热膨胀系数的比率确定由各材料形成的臂的长 度。钛和铝的线热膨胀系数的比率约为1 2.8，从而由钛制作的A臂27和由铝制作的B 臂28的长度比率为2. 8 1。使A臂27铅垂地竖立，在其上部顶端固定B臂28并使热膨胀朝向相反，在B臂28 的顶端具有用于保持托盘8的卡合构件32。臂机构26通过未图示的轴承被固定在装置主 体9上，使得在保持托盘时，能够根据热膨胀导致的托盘8的外径变化而左右开闭，从而能 够从托盘8的径向外侧夹住托盘8的销31以进行保持。因此，在托盘8被加热而热膨胀的情况下，使臂机构26向左右开闭移动，使上述卡 合构件32向托盘8的卡合部的卡合位置偏移，允许热膨胀导致的托盘8的面积增量。臂自 身的热膨胀是被按热膨胀系数的比率构成的A臂27和B臂28的热膨胀差抵消。在装置主体9的下部固定有具有输送磁体11的滑块10，该输送磁体11用于与使 支座1在真空室间移动的上述磁体式的输送机构磁连接。如第一实施方式所说明的那样， 例如，也可以在滑块10上固定齿轮齿条副机构的齿条。另外，在托盘8的搭载面的中心部配置有以使托盘8能够旋转的方式保持托盘8 的中心部的托盘中央保持机构13。该托盘中央保持机构13是与第一实施方式同样地作为 以长孔状开口的孔形成的，被设置在各真空腔2内的托盘保持驱动机构23驱动旋转(参照图8)。此外，作为托盘保持驱动机构23，能够搭载例如卡盘式、十字孔式、销插入式、齿轮形 状式等的一般的连接机构，这与第一实施方式同样。而且，在第二实施方式的基板支承装置1中具有对其动作进行控制的控制器 31A0，由于具有与第一实施方式同样的结构，所以省略说明。〔托盘保持机构的作用效果、基板支承方法、控制程序及存储介质〕其次，参照图8中的(a)至(c)，对第二实施方式的基板支承装置1的作用和使用 该基板支承装置1实施的第二实施方式的基板支承方法进行说明。图8是对托盘保持机构 的动作进行说明的图。此外，第二实施方式的基板支承方法的算法是作为控制程序被存储 在控制器的存储部31A3中，在动作开始时，被处理器31A4读取并执行(参照图5)。这里，控制程序具有如下工序在装置主体的移动过程中，由托盘两端保持机构 26从托盘8径向外侧卡合于设置在托盘8径向两端部的卡合部31。另外，具有如下工序 在由托盘两端保持机构26进行的保持和由托盘中央保持机构13进行的保持之间进行过渡 时，通过保持机构13、26双方来保持托盘8。而且，在基板处理时，具有如下工序通过托盘 中央保持机构13保持托盘8为可旋转，并解除由托盘两端保持机构26进行的保持。第二实施方式的控制程序被存储在能够由计算机(PC)等的控制器31A0读取的存 储介质中，并被安装在控制器31A0的存储部31A3中(参照图5)。作为存储介质可以列举 由第一实施方式例示的介质。首先，图8中的(a)表示支座1在真空室间移动时的状态，是处理实施前的输送时 的支座1的状态。为方便说明，设该状态为托盘8完全没有热膨胀的状态。设置于托盘8径 向两端部的销31位于水平位置，通过在其延长线上铅垂地在装置主体9两端竖立地设置的 臂机构26顶端部的卡合构件32来卡合销31，将托盘8的基板搭载面保持为铅垂姿态。此 外，支座1在真空室间移动时，托盘保持驱动机构23成为不与配置在托盘8中央部的托盘 保持机构13连接的状态。另外，图8中的(b)表示处理过程中(基板处理时)的支座1的状态。在图8中 的(a)的状态下，支座1停止在真空腔2内之后，设置在真空腔2内的托盘保持驱动机构23 连接托盘中央保持机构13，并以使托盘8能够旋转的方式保持托盘8的中央部。而且，通过 设置在真空腔2内的未图示的臂开闭机构，向放开托盘8的方向对臂机构26施加外力并解 除对托盘8的保持。在该状态下，在托盘8静止或者旋转的状态下实施处理。托盘8的热膨胀发生在 飞溅或加热等的处理过程中。由阴影部夸张地表示托盘8的热膨胀导致的面积增量25。实 际制作的A5052制托盘8的外径为9 590mm,从常温20°C至300°C (温度上升280°C )的情 况下，计算上的热膨胀约为4mm。此时，A臂27及B臂28也受到加热的影响发生热膨胀，但 A臂27从座下部的固定部向上方热膨胀，B臂28从A臂27上部顶端的固定部向下方热膨 胀。因此，根据线热膨胀系数的比率，该热膨胀相同，从而相互抵消，卡合构件32的高度几 乎不变。而且，图8中的(c)表示支座1在真空室间移动时的状态，是在处理实施后，热膨 胀之后输送时的支座1的状态。处理结束后，从臂机构26放开臂开闭机构并保持托盘8。 与此同时，使托盘保持驱动机构23从托盘中央保持机构13脱离，放开托盘8的中心部。该 状态是与图8中的(a)的状态同样的托盘8的保持状态，但臂机构26是开闭机构，向左右开闭并向面内方向偏移，所以允许热膨胀导致的托盘外径的面积增量25而进行把持。另外， 在由托盘中央保持机构13及托盘保持驱动机构23保持托盘8的中心部的状态下，由臂机 构26的卡合构件32保持托盘8的径向两端部。因此，不受托盘8的热膨胀的影响，从托盘 8的板厚方向夹住托盘8的径向两端部，将托盘8保持为铅垂姿态，托盘中央保持机构13的 中心位置维持在图8中的(a)的热膨胀前的位置。如以上说明的那样，根据第二实施方式的基板支承装置及基板处理装置，臂机构 26具有卡合构件32，该卡合构件32从托盘8径向外侧卡合在设置于托盘8径向两端部的 销31，从而不会发生输送中的托盘的落下和位置偏移。另外，卡合构件32是从托盘8径向 外侧与销31卡合的机构，臂机构26能够开闭，所以在托盘8被加热而热膨胀的情况下，卡 合构件32能够以允许热膨胀导致的托盘的面积增量25的程度向面内方向偏移。而且，在 由臂机构26进行的保持和由托盘中央保持机构13进行的保持之间进行过渡时，由保持机 构26、13双方来保持托盘8。另外，在第二实施方式中，与第一实施方式同样地，热膨胀导致的托盘8的外径尺 寸变化引起的托盘中央保持位置的变化被抑制成最小限度，不需要按照每个处理条件进行 各机构动作的调整。而且，托盘8的热膨胀导致的尺寸变化所引起的对托盘保持机构26的 影响被抑制成最小限度，并且托盘8通过臂机构26的卡合构件32被固定在支座1上，从而 托盘8稳定地被保持。而且，由于臂机构26是开闭机构，所以不需要以往的使托盘上下移动的升降机 构。因此，在第二实施方式中，与第一实施方式同样地，成为托盘中央保持一托盘两端保持 机构放开一成膜处理一托盘保持一托盘中央保持解除这样的五个动作顺序，能够缩短生产 流程。
1权利要求
一种基板支承装置，其特征在于，具有托盘，其用于搭载1个以上基板；托盘两端保持机构，其配置在支承装置主体上，用于在所述托盘的基板搭载面为铅垂姿态的状态下保持所述托盘的径向两端部；托盘中央保持机构，其配置在所述托盘的搭载面的中心部，用于以使托盘能够旋转的方式保持该托盘的中心部；以及用于使所述支承装置主体移动的移动机构，所述托盘两端保持机构是从所述托盘的板厚方向两侧把持所述托盘的径向两端部的机构，在所述装置主体的移动过程中，该托盘两端保持机构保持所述托盘，在由所述托盘两端保持机构进行的保持和由所述托盘中央保持机构进行的保持之间进行过渡时，由两保持机构保持所述托盘，在基板处理时，由所述托盘中央保持机构以使托盘能够旋转的方式保持所述托盘的中心部，解除由所述托盘两端保持机构进行的保持。
2.如权利要求1所述的基板支承装置，其特征在于，所述托盘中央保持机构与驱动机 构连接，在基板处理过程中，该托盘中央保持机构向所述托盘的中心部移动并保持该托盘， 并在所述装置主体的移动过程中从所述托盘的中心部退避。
3.如权利要求1或2所述的基板支承装置，其特征在于，所述托盘两端保持机构具有在 基板处理过程中能够从所述托盘的径向两端部脱离的保持构件。
4.如权利要求3所述的基板支承装置，其特征在于，所述保持构件是能从托盘的板厚 方向两侧夹住托盘的径向两端部并将托盘保持为铅垂姿态的夹持机构，并配置在托盘水平 方向中心线的延长线上。
5.如权利要求4所述的基板支承装置，其特征在于，所述夹持机构具有如下构造由通 过解除外力而产生把持力的元件构成，在不施加外力的状态下，保持托盘；通过施加外力， 解除对托盘的保持。
6.如权利要求4或5所述的基板支承装置，其特征在于，所述夹持机构是在托盘被加热 而热膨胀的情况下，使托盘的把持位置偏移，并允许热膨胀导致的托盘的面积增量。
7.如权利要求4 6中任一项所述的基板支承装置，其特征在于，所述夹持机构具有解 除机构，通过对解除机构施加外力而使把持解除。
8.一种基板处理装置，是沿基板的输送方向气密连接有多个真空室、连续地对所述基 板实施真空成膜处理的在线型基板处理装置，其特征在于，具有权利要求1至7中任一项所述的基板支承装置，通过所述基板支承装置，使得用于搭载所述基板的托盘以铅垂姿态在真空室间移动， 与所述托盘的两面相对地配置支承部，该支承部用于固定与该托盘的旋转中心同心圆状的靶。
9.一种基板支承方法，使用以下基板支承装置进行实施，该基板支承装置具有 托盘，其用于搭载1个以上基板；托盘两端保持机构，其配置于支承装置主体上，用于在所述托盘的基板搭载面为铅垂 姿态的状态下保持所述托盘的径向两端部；托盘中央保持机构，其配置在所述托盘的搭载面的中心部，用于以使托盘能够旋转的方式保持该托盘的中心部；以及用于使所述支承装置主体移动的移动机构， 其特征在于，具有以下工序在所述装置主体的移动过程中，用所述托盘两端保持机构从所述托盘的板厚方向两侧 把持所述托盘的径向两端部以保持所述托盘；在由所述托盘两端保持机构进行的保持和由所述托盘中央保持机构进行的保持之间 进行过渡时，由两保持机构保持所述托盘；在基板处理时，由所述托盘中央保持机构以使托盘能够旋转的方式保持所述托盘的中 心部，并解除由所述托盘两端保持机构进行的保持。
10.一种基板支承装置，其特征在于，具有 托盘，其用于搭载1个以上基板；托盘两端保持机构，其配置于支承装置主体上，用于在所述托盘的基板搭载面为铅垂 姿态的状态下保持所述托盘的径向两端部；托盘中央保持机构，其配置在所述托盘的搭载面的中心部，用于以使托盘能够旋转的 方式保持该托盘的中心部；以及用于使所述支承装置主体移动的移动机构，所述托盘两端保持机构是从所述托盘的径向外侧，与设置于所述托盘的径向两端部的 卡合部卡合的机构，在所述装置主体的移动过程中，该托盘两端保持机构保持上述托盘，在由所述托盘两端保持机构进行的保持和由所述托盘中央保持机构进行的保持之间 进行过渡时，由该两保持机构保持所述托盘，在基板处理时，由所述托盘中央保持机构以托盘能够旋转的方式保持所述托盘，并解 除由所述托盘两端保持机构进行的保持。
11.如权利要求10所述的基板支承装置，其特征在于，所述托盘中央保持机构与驱动 机构连接，在基板处理过程中，该托盘中央保持机构向所述托盘的中心部移动并保持该托 盘，并在所述装置主体的移动过程中，从所述托盘的中心部退避。
12.如权利要求10或11所述的基板支承装置，其特征在于，所述托盘两端保持机构具 有卡合构件，该卡合构件在基板处理过程中，从所述托盘径向两端退避；并在所述装置主体 的移动过程中，向所述托盘的径向两端移动以保持该托盘。
13.如权利要求10所述的基板支承装置，其特征在于，所述卡合构件是在所述托盘被 加热而热膨胀的情况下，与所述托盘的卡合部的卡合位置偏移，允许热膨胀导致的所述托 盘的面积增量。
14.如权利要求12或13所述的基板支承装置，其特征在于，设置于所述托盘径向两端 部的卡合部是销或槽，所述卡合构件是在所述托盘水平方向中心线两端沿铅垂方向竖立设置的臂机构的一 部分，该臂机构与所述卡合部卡合。
15.如权利要求14所述的基板支承装置，其特征在于，所述臂机构由线热膨胀系数不 同的两种以上的材料组合并复合形成。
16.一种基板处理装置，是沿基板的输送方向气密连接多个真空室、连续地对所述基板 实施真空成膜处理的在线型基板处理装置，其特征在于，具有权利要求10至15中任一项所述的基板支承装置，通过采用所述基板支承装置，使得用于搭载所述基板的托盘以铅垂姿态在真空室间移 动，与所述托盘的两面相对地配置支承部，该支承部用于固定与该托盘的旋转中心同心圆 状的靶。
17. 一种基板支承方法，是使用如下基板支承装置实施的，该基板支承装置具有 托盘，其用于搭载1个以上基板；托盘两端保持机构，其配置于支承装置主体上，用于在所述托盘的基板搭载面为铅垂 姿态的状态下保持所述托盘的径向两端部；托盘中央保持机构，其配置在所述托盘的搭载面的中心部，用于以使托盘能够旋转的 方式保持该托盘的中心部；以及使所述支承装置主体移动的移动机构， 其特征在于，该基板支承方法具有如下工序在所述装置主体的移动过程中，用所述托盘两端保持机构从所述托盘的径向外侧与设 置于所述托盘的径向两端部的卡合部卡合；在由所述托盘两端保持机构进行的保持和由所述托盘中央保持机构进行的保持之间 进行过渡时，由两保持机构保持所述托盘；在基板处理时，由所述托盘中央保持机构以使托盘能够旋转的方式保持所述托盘的中 心部，并解除由所述托盘两端保持机构进行的保持。
全文摘要
本发明提供一种基板支承装置、基板处理装置及基板支承方法，能够确保托盘保持的可靠性及动作的可靠性，提高生产性。基板支承装置具有用于搭载基板(12)的托盘(8)；用于在托盘为铅垂姿态的状态下保持托盘径向两端部的托盘两端保持机构；用于保持托盘中心部以使托盘能够旋转的托盘中央保持机构(13)；用于使装置主体移动的移动机构(11)。托盘两端保持机构从托盘的板厚方向两侧把持托盘径向两端部，在移动过程中，托盘两端保持机构保持托盘；在从托盘两端保持机构向托盘中央保持机构交接时，由两保持机构保持托盘，在基板处理时，由托盘中央保持机构保持托盘的中心部以使托盘能够旋转，解除由托盘两端保持机构进行的保持。
文档编号H01L21/687GK101826481SQ20101012218
公开日2010年9月8日 申请日期2010年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者御所窪玄, 马岛和之 申请人:佳能安内华股份有限公司