JP2000236010A - 基板支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板支持装置の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
さくして、基板ホルダーを安定して搬送可能にする。 【解決手段】 基板１０のセンター孔２４の内周部の両
側には面取り部分３４、３６を形成してあり、面取り部
分３４、３６のなす角度αは９０度である。Ｖ溝ブロッ
ク５２のＶ溝５４の開き角度βは３０度である。Ｖ溝５
４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。

Description

【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１
４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１
０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１
４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１
０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Ｗ
１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、４
４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、基板
のセンター孔の内周部の断面形状における両側の面取り
部分がなす角度αよりも小さくなっている。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。

【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、溝
の開き角度βは、それよりも小さい２０〜６０度の範囲
内にするのが好ましい。

【００１６】また、溝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、上に凸の曲線部とするのが
好ましい。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、本発明の第１の実
施形態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５
６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は本発明の第２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の実施形態は、図１の実施形態と全く同
じ機能を果たす。結局、Ｖ溝ブロック５２ａのＶ溝５４
ａ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は本発明の第３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６
２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の実施
形態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】本発明の第１の実施形態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】本発明の第１の実施形態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】図６は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】本発明の第２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９】本発明の第３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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡谷 健二 東京都府中市四谷５丁目８番１号 アネル バ株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 AA24 BD11 JA05 5F031 CA20 FA05 FA07 FA11 FA18 GA05 GA43

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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において、次の
   （イ）〜（ハ）の特徴を有する基板支持装置。 （イ）この基板支持装置は、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を備えている。 （ロ）前記支持ブロックは、断面が概略Ｖ字型で上方に
   開口する溝を備えている。 （ハ）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、前記センター孔の内周部
   の断面形状における両側の面取り部分がなす角度よりも
   小さい。
2. 【請求項２】 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において、次の
   （イ）〜（ハ）の特徴を有する基板支持装置。 （イ）この基板支持装置は、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を備えている。 （ロ）前記支持ブロックは、断面が概略Ｖ字型で上方に
   開口する溝を備えている。 （ハ）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
   る。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の基板支持装置
   において、前記溝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、上に凸の曲線部となっていること
   を特徴とする基板支持装置。