CN1327029C - 圆盘状元件保持装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对即使是在中央部位没有贯通孔的圆盘状元件也可进行良好的定位保持的圆盘状元件保持装置。在基板(1)上设置接合部(1B)，在基板保持侧的贴合部(11)设置接合部(11B)。通过这些接合部将基板(1)保持在保持装置(10)上。通过机械卡盘(15)来保持基板(1)的外周边部。使基板(1)在变形成一凹面形状的状态下被保持。如此，即使是对在中央部位没有贯通孔的基板(1)也可以进行良好的定位保持，可以提高通过溅射处理形成的薄膜质量的均匀化程度。还可以提高贴合面(1A)与贴合面(11A)的紧贴程度，从而可以提高在溅射处理时对基板(1)的冷却效率。

Description

圆盘状元件保持装置
技术领域
本发明涉及一种圆盘状元件保持装置，例如在圆盘状元件上进行一定处理(例如形成薄膜等)时所利用的保持装置。
背景技术
已公知各种通过在圆盘状元件(或圆盘状的基板)上形成各种薄膜而制造的记录介质(下面简称为盘)，例如，包括CD、CD-R、CD-RW等CD盘、DVD-RW、DVD-ROM等DVD盘等的光盘、以及MO、MD等的光磁盘等。这些盘通过对例如由聚碳酸酯等制成的基板上进行溅射(sputtering)处理、旋转涂布处理等各种处理来层压薄膜而制成。
作为所述盘的原材料的基板通常利用在其中央部位预先形成的贯通孔而进行处理(例如，移入或移出处理装置时、或形成薄膜等的各种处理时的定位和操纵等)。
例如，当利用旋转涂布在基板上形成由紫外线(UV)硬化树脂等制成的薄膜时，通过使在基板中央部形成的贯通孔设置在回转台上的回转轴上以将基板定位和固定(或保持)在回转台的大致中央位置。然后，使基板随着该回转台旋转，使用于施加(即，例如滴下)树脂的设置在施加臂的前端部等处的施加口从所述贯通孔附近朝向基板外周侧移动的同时向基板表面上施加树脂。所施加的树脂通过回转台的回转所产生的离心力而在基板全部表面上扩散，从而形成均匀的薄膜。
本申请人发现在为了进一步提高所形成的薄膜的品质，通过采用没有贯通孔的基板并在基板中央附近开始施加树脂是有利的。特别是，为了进一步提高光盘的记录密度，在使用波长较短的光例如蓝色激光进行数据的记录或再生时，与传统地使用波长较长的红色激光时相比，需要形成更薄更均匀的薄膜。因此更需要使用没有贯通孔的基板并将其中央附近的位置作为开始施加树脂的起始点。
因此，本申请人提出在旋转涂布中可以容易并且高精度地操纵及处理没有贯通孔的基板的装置及方法。但是即使是旋转涂布处理以外的处理(当然包括用于形成薄膜的一系列处理，还包括与该用于形成薄膜的处理之外的一系列处理)，也要求对在中央部位没有贯通孔的基板进行容易并且高品质的操纵以及处理。即，考虑到生产率等因素，优选的是对于在中央部位没有贯通孔的基板和在中央部位有贯通孔的基板都可以不用变更操纵方法而进行处理。并且，例如在旋转涂布处理后，可以考虑增加形成贯通孔的工序以便用于以后的处理。但是由于这样会造成装置的所不希望的专用化并减小生产系统设计的自由度而不是优选的。
发明内容
根据上述情况，提出本发明，其目的在于提供一种具有比较简单并且成本低的结构，并且不论有无贯通孔都可以高精度来保持圆盘状元件的保持装置。
为此，本发明提供一种圆盘状元件保持装置，它包括在使该圆盘状元件变形而使得该圆盘状元件的待处理表面变形成预定凹面形状的同时而保持该圆盘状元件的保持结构。
如此，当使该圆盘状元件的待处理表面变形成预定凹面形状而保持该圆盘状元件时，例如，在对待处理表面进行溅射处理时(具体地，当该圆盘状元件的待处理表面相对于薄膜形成物质的行进方向而变形为凹面形状的状态下进行溅射处理时)，与传统的相对于薄膜形成物质的行进方向垂直地设置平坦的基板表面时相比，可以提高在该圆盘状元件的待处理表面上形成的薄膜质量(例如薄膜厚度等)的均匀化程度。
此外，与传统的不变形成凹面形状时的情况相比，可以提高该圆盘状元件的待处理表面的相反侧的表面(即该圆盘状元件的背面)和与其接触的保持装置的贴合面之间的紧贴程度，从而可以改善在溅射处理等时通过该贴合面对该圆盘状元件的冷却效率。
该保持结构可包括：
形成为凹面形状的贴合面，其用于和该圆盘状元件的待处理表面的相反侧的表面接触、以使该圆盘状元件的待处理表面变形成预定凹面形状，和
在使所述贴合面和该圆盘状元件的待处理表面的相反侧的表面接触而使待处理表面变形成预定凹面形状的同时，通过设置在该圆盘状元件上的圆盘状元件侧接合部与设置在该贴合面上的贴合面侧接合部而使圆盘状元件与该贴合面接合的接合结构。
此外，该保持结构可包括：
形成为凹面形状的贴合面，其用于和该圆盘状元件的待处理表面的相反侧的表面接触、以使该圆盘状元件的待处理表面变形成预定凹面形状，和
在使所述贴合面和该圆盘状元件的待处理表面的相反侧的表面接触而使待处理表面变形成预定凹面形状的同时，保持所述圆盘状元件的外周边的外周边保持结构。
如上所述，当通过接合结构或外周边保持结构来保持该圆盘状元件时，即使是对在中央部位没有贯通孔的圆盘状元件可以进行良好的定位保持。
当通过外周边保持结构来保持所述圆盘状元件的外周边时，可以对所述圆盘状元件的外周边部进行良好的定位保持，并可以实现下述效果。
即，当通过溅射处理在该圆盘状元件的待处理表面上形成作为反射膜的金属膜等时，可以确保地防止在为在圆盘状元件的外周边部不会形成金属薄膜等而和待处理表面之间具有预定间隙地设置的罩、和该圆盘状元件的待处理表面之间的接触，从而可以消除由于该接触而产生的异常放电、并有效地避免对薄膜形成的不良影响(例如在异常放电部位或其附近产生薄膜厚度异常等)，并大幅度地改善合格率并提高生产率。
附图说明
图1为示出包括根据本发明的一实施例的圆盘状元件保持装置的溅射装置侧搬送臂的一个示例的剖视图；
图2为示出图1的溅射装置侧搬送臂的顶视图；
图3为图1中C部分的放大视图；
图4为示出在大气侧搬送臂和溅射装置侧搬送臂之间进行的圆盘状元件(基板)的交付/转移操作(交付前的状态)的视图；
图5为示出在大气侧搬送臂和溅射装置侧搬送臂之间进行的圆盘状元件(基板)的交付操作(交付后的状态)的视图；
图6为图5中a部分的放大视图；
图7为图5中b部分的放大视图；
图8为图5中c部分的放大视图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的一实施例进行详细说明。
图1示出装备有根据本发明的实施例的用于保持圆盘状基板(圆盘状元件)1以进行溅射处理的保持装置10的溅射装置侧搬送臂12。
保持装置10具有用于在(用一卡盘)保持在中央部位没有贯通孔的圆盘状基板1时与基板1相接触的贴合部11。如图1、图3所示，所述贴合部11的贴合面11A形成为一凹面形状，以使得在该基板1被压靠在贴合部11上而与贴合面11A紧贴时，基板1变形成从(下面所述的)大气侧搬送臂13侧看时为凹面形状。即，变形成相对于(下面所述的)吸附轴14而朝基板施加压力的作用方向AA(或者说是在溅射处理中薄膜形成材料飞向基板1的方向)而形成为凹面形状。所述凹面形状可以为球面形状。
如图8详细地示出，在所述贴合部11的贴合面11A上，设置有用于和凹陷(或凸出)地设置在基板1的贴合面1A上的接合部1B相接合的突出(或凹陷)地设置的接合部11B。并且只要该接合部1B、接合部11B可以彼此接合及脱离(被释放)，则其形状、结构、数目、位置以及大小等都不限于附图中所示的例子。
如上所述，所述基板1的贴合面1A相当于本发明中的圆盘状元件的待处理表面的相对侧的面，该接合部1B相当于本发明中的圆盘状元件侧的接合部，而接合部11B相当于本发明中的贴合面侧的接合部。该接合部1B、接合部11B构成了本发明的接合结构。
保持装置10安装在溅射装置侧搬送臂12上，如下所述，该保持装置10用于从大气侧搬送臂13接收基板1以及罩40并实现保持基板1的良好定位。
(1)操作大气侧搬送臂13以由吸附轴14例如通过负压等而吸附保持在其中央部位没有贯通孔的基板1的基本中心部位，将该基板1朝贴合部11附近搬送，以使得该基板1的贴合面1A与贴合部11的贴合面11A相对(参照图4)。
(2)然后，操作大气侧搬送臂13使得基板1朝接近贴合部11的贴合面11A的方向移动，以使得定位销13A与定位(销)孔20A相接合(参照图4、图5等)。
(3)当基板1的贴合面1A与贴合部11的贴合面11A按预定接触后，由吸附保持基板1的吸附轴14将基板1的中央部位朝向贴合部11侧按预定进行施压(参照图5)。
此时，通过大气侧搬送臂13的磁体部30的磁力而被吸附保持的基板1一起被搬送来的罩40与溅射装置侧搬送臂12的磁体部12A接触。从而也被该磁体部12A的磁力而由溅射装置侧搬送臂12吸附保持(参照图1、图4、图5)。
(4)如上所述，当通过吸附轴14而将基板1的中央部位朝贴合部11侧按预定施压时，使得设置在基板1的贴合面1A上的接合部1B与设置在该保持装置10的贴合部11的贴合面11A上的接合部11B相接合，从而由于该保持装置10实现对基板1的定位和保持。
而且，如上所述，由于和基板1相贴合的该保持装置10的贴合部11的贴合面11A相对于由于吸附轴14所施加压力的作用方向AA形成为凹面，所以在本实施例中，基板1在沿贴合面11A的凹面形状相对于施加的压力的作用方向AA变形成凹面形状的状态下，由所述接合部1B、11B定位保持。
(5)在该实施例中，为了更可靠地将基板1定位保持在保持装置10(贴合面11A)上，采用作为本发明的外周保持结构的机械卡盘15保持基板1的外周边。为了使基板紧贴在贴合面11A的凹面形状上，优选地通过所述吸附轴14对基板1按预定施压的同时通过机械卡盘15进行保持操作。
具体地，如图1-图5所示，用于机械卡盘15的开关(基板1的保持与释放)的具有一凸轮槽16的卡盘开/关凸轮环20安装在溅射装置侧搬送臂12上，使得可以绕保持装置10的贴合部11的中心轴线相对于贴合部11旋转。在该凸轮槽16中插入有凸轮随动机构17。机械卡盘15通过轴18而安装在该随动机构17上。贴合部11以及支承部21的中心轴线设置成与基板1的中心轴线A相一致/重合。
所述轴18在包括该轴18的中心轴B以及基板1的中心轴A的平面内(即图3的平面内)与基板1的中心轴A大致平行地延伸。
此外，与轴18基本上垂直并且沿着包括该轴18的中心轴B以及基板1的中心轴A的平面(即图3的平面)延伸的滑槽19设置在用于支承保持装置10的贴合部11的支承部21中。
所述轴18沿该滑槽19的纵向(图2、图3中的Z方向)可以移动地插入该滑槽19中。安装在轴18上的机械卡盘15可以沿滑槽19的纵向(图2中的Z方向)移动地装配在燕尾槽15A中。
如图2所示，凸轮槽16沿相对于卡盘开/关凸轮环20的圆周方向(X方向)成预定交叉方向延伸。当卡盘开/关凸轮环20相对于保持装置10、基板1的贴合部11旋转时，可移动地装配该凸轮槽16中的凸轮随动机构17受到凸轮槽16的一作用力。此时，因为安装在凸轮随动机构17上的轴18可以移动地容纳在滑槽19中，所以当受到凸轮槽16的作用力时，凸轮随动机构17和轴18则沿着滑槽19在图2、图3中所示的Z方向移动。
更具体地，当卡盘开/关凸轮环20沿图2中的顺时针方向旋转时，因为各个凸轮随动机构17和轴18沿着Z方向朝(接近)中心轴A的方向移动，所以安装在各个轴18上的机械卡盘15也沿着燕尾槽15A以相同方向移动。因此，机械卡盘15预定地保持被贴合部11保持的基板1的外周边部。
另一方面，当卡盘开/关凸轮环20沿图2中的逆时针方向旋转时，因为各个凸轮随动机构17和轴18沿着Z方向朝远离中心轴A的方向移动，所以安装在各个轴18上的机械卡盘15也沿着燕尾槽15A以相同方向移动。因此，机械卡盘15释放被贴合部11保持的基板的外周边部。
卡盘开/关凸轮环20的用于开关机械卡盘15的旋转运动可以通过与设置在该卡盘开/关凸轮环20上的定位孔20A接合的大气侧搬送臂13的定位销13A绕中心轴A的旋转运动来完成。
(6)在如上所述通过机械卡盘15进行基板1的外周边部的保持操作后，支承大气侧搬送臂13的磁体部30的磁体保持件31朝该大气侧搬送臂13的(图5中的)右侧方向后退，从而释放(由于磁体部30的磁力)对罩40的磁力吸引。
在该实施例中，如图5所示，安装在罩40和磁体部30之间作为大气侧搬送臂13的构成元件的施压部件32适于将罩40朝溅射装置侧搬送臂12一侧预定地施压。所以可以在磁体保持件31和磁体部30朝图5中的右侧方向后退时抵抗磁体部30对罩40的吸附保持力，从而可以很好地使磁体保持件31和磁体部30朝图5中的右侧方向后退。
如上所述，即使在磁体保持件31和磁体部30朝图5中的右侧方向移动而与罩40隔开时，罩40仍通过溅射装置侧搬送臂12的磁体部12A的磁力而被吸引，从而可以很好地被保持在溅射装置侧搬送臂12的预定位置。
如上所述，在本实施例中，可以将大气侧搬送臂13所保持的基板1和罩40交付/转移至溅射装置侧搬送臂12，并且可以使基板1以预定方式定位并保持在溅射装置侧搬送臂12上。
然后溅射装置侧搬送臂12通过接合部50而连接图中未示出的溅射处理部的壳体等，然后就可进行壳体内的真空排气而按预定方式对基板1进行溅射处理。
在溅射处理后，由溅射装置侧搬送臂12所保持的基板1和罩40交付给大气侧搬送臂13。这可以按照与上述1-6操作相反的顺序进行操作而实现。
此外，为了有效地消除当解除通过机械卡盘15对基板1的外周边部的保持操作时而在释放时对基板1上所形成的薄膜等发生的冲击等而造成的不良影响，可以通过所述吸附轴14对基板1的中央部以预定方式施加压力的同时而解除机械卡盘15的保持操作。即，优选地，在解除机械卡盘15的保持操作时，预先由吸附轴14对基板1的中央部以预定方式施加压力，从而解除机械卡盘15，然后，在逐渐解除通过吸附轴14对基板1的中央部施加的压力，从而在释放/解除通过吸附轴14对基板1的吸附力而实现的所述接合部1B、11B的接合后将基板1搬送至预定位置。
如上所述，根据本实施例，通过在基板1上设置接合部1B而在保持基板1的设置一侧的贴合部11上设置接合部11B，而通过这些接合部分将基板1保持在保持装置10上，从而可以将即使是在中央部位没有贯通孔的基板1很好地定位保持在保持装置10上。
此外，在本实施例中，贴合部11待与基板1接触的贴合面11A为凹面形状，被其保持的基板1的待处理表面采取一凹面形状(例如在进行溅射处理时基板1相对于薄膜形成物质的飞行/行进方向而变形为凹面形状)，从而在该状态下对基板1的待处理表面1C进行溅射处理。
如此，在基板1相对于薄膜形成物质的行进方向而变形为凹面形状的状态下对待处理面1C进行溅射处理时，与传统的相对于薄膜形成物质的行进方向垂直地设置成平坦的基板表面时相比，可以提高在基板表面上形成的薄膜质量(例如薄膜厚度等)的均匀化程度。
而且，因为基板1在相对于薄膜形成物质的行进方向而变形为凹面形状的状态下与贴合部11的贴合面11A相接触，与传统的基板1不变形成凹面形状的情况相比，可以提高该基板1的贴合面1A与贴合部11的贴合面11A的紧贴程度。从而可以改善在溅射处理时通过冷却通道11C等对基板1的冷却效率。
而且，在本实施例中，由于通过机械卡盘15对基板1的外周边部进行保持，可以对即使是在中央部位没有贯通孔的基板1进行很好地定位保持，而与通过所述接合部1B、11B的定位保持相结合，可以进一步实现更可靠和高精度的定位保持。
而且，通过机械卡盘15对基板1的外周边部进行保持还可以实现下述有利效果。
罩40用于当使用溅射处理在该基板1的待处理表面1C上形成作为反射膜的金属薄膜时通过覆盖基板1的外周边部以使得不会在其上形成金属薄膜。但是当该罩40与基板1的待处理表面1C接触时，在薄膜形成时有时会在该薄膜与罩40之间发生异常放电。这会对薄膜形成造成不良影响(例如在异常放电部位或其附近产生薄膜厚度异常等)而不是所希望的。因此，优选地在基板1的待处理表面1C与该罩40之间留有少许的间隔t(参照图3、图6和图7)而进行保持。
在现有技术中，以在基板1的中央部位形成的贯通孔作为定位基准而进行定位保持，而由于各种原因在基板1的外周边部该罩40与基板1的待处理表面1C接触的可能性较高(在现有技术中，由于保持基板1的中心部，而往往会造成加工精度或保持精度的偏差和微小振动等的影响在基板的外周边部增大)。
如上所述，在本实施例中相反地，由于构成为可以通过机械卡盘15保持基板1的外周边部，从而可以很好地保持该基板的外周边部，所以可以有效地避免在基板的外周边部该罩40与基板1的待处理表面1C接触，因此可以最小化由于异常放电而造成的对薄膜形成的影响，并从而大幅度地改善合格率并提高生产率。
在本实施例中，通过在基板1的中央部位设置接合部1B而在贴合部11上设置接合部11B，但是本发明并不限于此。例如，可以省略接合部1B、11B，而通过机械卡盘15和形成为凹面形状的贴合面11A将待处理表面形成为凹面形状地使基板1变形来将其定位保持在保持装置10上。在该情况下，显然可以实现上述各种效果。此外，如此无论是在现有技术中在中央部位开成通孔的基板还是中央部位没有贯通孔的基板，都可以不用区别二者地进行操纵(定位保持)，从而可以避免装置的专用化并可以保持高的生产系统设计自由度。
此外，可以将例如在现有技术中在中央部位形成通孔的基板的通孔用作在本实施例中的在中央部位没有贯通孔的基板1的接合部11B。在该情况下，该接合面11A的接合部11B当然要形成为朝向被保持的基板侧形成凸出的形状。
在上述实施例中，以对圆盘状元件的溅射处理作为示例进行了说明，但是本发明并不限于此。
如上所述，根据本发明，因为使圆盘状元件的待处理表面变形成预定的凹面形状而进行保持。因此，例如，在对所述待处理表面进行溅射处理时(例如在待处理表面相对于薄膜形成物质的行进方向而变形为凹面形状而进行溅射处理时)，与传统的相对于薄膜形成物质的行进方向垂直地设置的平坦的基板表面时相比，可以提高在圆盘状元件的待处理面上形成的薄膜质量(例如薄膜厚度等)的均匀化程度。
此外，与传统的不变形成凹面形状时的情况相比，可以提高该圆盘状元件的待处理表面的相反侧的表面(即该圆盘状元件的背面)以及与其相接触的保持装置的贴合面的紧贴程度，从而可以改善在溅射处理时通过该贴合面进行的对该圆盘状元件的冷却效率。
此外，由于通过接合结构和外周边保持结构保持该圆盘状元件，所以即使是对在中央部位没有贯通孔的圆盘状元件也可进行很好的定位保持。
此外，通过外周边保持结构保持该圆盘状元件的外周边可很好地定位保持该圆盘状元件的外周边。因此，当使用溅射处理在该圆盘状元件的待处理表面上形成作为反射膜的金属膜等时，可以确保地防止在为在圆盘状元件的外周边部不会形成金属薄膜等而和待处理表面之间具有预定间隙地设置的罩、和该圆盘状元件的待处理表面之间的接触，从而可以防止由于该接触而产生的异常放电、并有效地避免对薄膜形成的不良影响，并大幅度地改善合格率并提高生产率。

Claims (3)

1.一种圆盘状元件保持装置，它包括在使该圆盘状元件变形而使得该圆盘状元件的待处理表面变形成预定凹面形状的同时保持该圆盘状元件的保持结构，
该保持结构包括：形成为凹面形状的贴合面，其用于和所述待处理表面的相反侧的表面接触，以使该待处理表面变形成预定凹面形状，
在使该相反侧的表面与所述贴合面接触时，通过将所述圆盘状元件交付给所述保持装置的吸附轴，对所述待处理表面的中央部位向其厚度方向施压而使得所述相反侧的表面与所述贴合面接触。
2.一种根据权利要求1所述的圆盘状元件保持装置，其特征在于，所述保持结构还包括：
在使所述贴合面与所述相反侧的表面接触而使所述待处理表面形成为预定凹面形状的同时，通过设置在该圆盘状元件上的圆盘状元件侧接合部与设置在该贴合面上的贴合面侧接合部而使该圆盘状元件与该贴合面接合的接合结构。
3.一种根据权利要求1或2所述的圆盘状元件保持装置，其特征在于，所述保持结构还包括：
使所述贴合面和所述相反侧的表面接触而使该待处理表面变形成预定凹面形状、以保持所述圆盘状元件的外周边部的外周边保持结构。
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