JP2001044258A - 基板のプロセス処理システムおよびプロセス処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ワーク形状に制限を受けることがなく効率的
にローディングを行なうことができるとともに、真空容
器内でのパーティクルなどの汚染物質の発生を抑制しつ
つ、縦型プロセス処理装置に対するワークへのプロセス
処理への移行操作と搬出入操作を効率的に行なう。 【解決手段】 ロードロックチャンバＬＣを上下多段に
形成するとともにトランスファーチャンバＴＣの周囲に
複数配置することにより処理対象基板を複数同時収容可
能としておき、各ロードロックチャンバには方向転換手
段を設けトランスファーチャンバによる受渡し方向に基
板を転換可能とする。プロセスチャンバＰＣには垂直移
送手段を設け、垂直移送手段に取り付けられたフレーム
に対して転回テーブルを設け、転回テーブルには基板把
持手段を転回テーブルの回転駆動手段に連動して圧着開
放をなさしめ、回転駆動手段を垂直移送手段による垂直
移送時に転回テーブルと切り離しできるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板のプロセス処理
システムおよびプロセス処理方法に係り、特に半導体ウ
エハやガラス基板などにビームを照射してエッチング処
理などを行なわせるため、処理用真空容器へのワーク供
給からプロセス処理および排出に至る一連の処理を効率
的に行なうための基板のプロセス処理システムおよびプ
ロセス処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハやガラス基板などのワーク
に薄膜を形成したり、これをエッチング処理したりする
場合、パーティクルなどの汚染物が少ないことや、イオ
ンビームの散乱が防げるなどの理由から、通常、真空容
器内において処理が行われる。

【０００３】従来のシステムでは、ロードロックチャン
バ、トランスファーチャンバ、プロセスチャンバを一直
線上に配列し、ワーク収容カセットを介して真空容器に
１枚ずつロードロックチャンバに搬入した後、チャンバ
内を真空状態とし、トランスファーマシンによりロード
ロックチャンバからプロセス処理チャンバにワークを直
線移動させることで処理するような構成となっていた。
また、ワークを真空容器内において直線的に移動させて
処理を行う場合、一般に水平なベース上にワークを配置
し、ベースを一方向に移動させ、イオンビームなどを照
射するようにしていた。しかし、近年、ワークが大型化
しており、それに伴いイオンビーム源も大型化し、ビー
ムの垂直照射は装置高さを大きくすることから、ビーム
は水平照射とし、ワークを上下方向に移動させてプロセ
ス処理などを行うようになってきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ガラス基板
のように薄くて矩形の大型ワークに対する真空プロセス
処理は、その形状に起因して搬送方向に一定の制限があ
り、ローディングする際も一枚ずつ行ない、プロセス処
理も一枚単位で行われているのが実状である。このた
め、処理効率が非常に悪いという問題があった。また、
縦型プロセス処理装置を用いる場合、トランスファーマ
シンから水平搬送されてくるワークを垂直方向に転回し
なければならず、この転回処理のための構造が複雑にな
るとともに、転回機構のための駆動設備を内蔵するため
に、駆動源などからゴミ（パーティクル）などの汚染物
が発生してワークが汚染され、不良率の上昇を招くばか
りでなく、真空中で円滑に作動させるためのメンテナン
スが容易でないという問題を引き起こしている。また、
ワークを転回させる必要上、ワークの保持機構と回転の
ための駆動設備を各々備えなければならず、更に水平搬
送されてくるワークを所定の姿勢で的確に配置するため
の処理が困難であるなどの問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に着目してな
されたもので、ワーク形状に制限を受けることがなく効
率的にローディングを行なうことができるとともに、真
空容器内でのパーティクルなどの汚染物質の発生を抑制
しつつ、縦型プロセス処理装置に対するワークへのプロ
セス処理への移行操作と搬出入操作を非常に効率的に行
なうことができるようにした基板のプロセス処理システ
ムおよびプロセス処理方法を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る基板のプロセス処理システムは、真空
容器内にロードロックチャンバ、トランスファーチャン
バ、プロセスチャンバを形成し、前記トランスファーチ
ャンバに設けたトランスファーマシンにより処理対象基
板を前記ロードロックチャンバとプロセスチャンバ間で
相互移送させるようにしたプロセス処理システムにおい
て、前記ロードロックチャンバを上下多段に形成すると
ともにこれを前記トランスファーチャンバの周囲に複数
配置することにより処理対象基板を複数同時収容可能と
しておき、各ロードロックチャンバには方向転換手段を
設けることにより前記トランスファーチャンバによる受
渡し方向に前記基板を転換可能としてなり、前記プロセ
スチャンバには垂直移送手段を設け、当該垂直移送手段
に取り付けられたフレームに対して転回テーブルを設
け、当該転回テーブルには基板把持手段を前記転回テー
ブルの回転駆動手段に連動して圧着開放をなさしめ、前
記回転駆動手段を前記垂直移送手段による垂直移送時に
前記転回テーブルと切り離し可能としてなることを特徴
とするものである。

【０００７】また、本発明に係る基板のプロセス処理方
法は、ロードロックチャンバに装填された処理対象基板
をトランスファーマシンによりプロセスチャンバに移送
し、プロセス処理をなした後、前記トランスファーマシ
ンにより逆移送してロードロックチャンバに戻すように
した基板のプロセス処理方法において、前記ロードロッ
クチャンバを上下多段としつつ同様に上下多段構成とし
たトランスファーマシンの左右に併設しておき、ロード
ロックチャンバにワークを搬入して真空引きしてトラン
スファーマシン方向に向きを転換させ、対応段高さ位置
のおける前記トランスファーマシンにより前記プロセス
チャンバに真空搬送した後にプロセス処理をなし、当該
プロセス処理終了後に真空搬送してロードロックチャン
バに戻して不活性ガスによるパージを行なって大気搬出
する一連の作業を、各ロードロックチャンバに装填した
ワーク毎にローテーションを組んで連続的に行なわせる
ようにしたことを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る基板のプロ
セス処理システムおよびプロセス処理方法の具体的実施
の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１に実施形
態に係る真空ロードロック装置を具備したイオン注入シ
ステムの全体構成の概略図を示す。このシステムはワー
クとしてのガラス基板Ｗに対してイオンビームＢを照射
するプロセス処理をなすもので、ガラス基板Ｗの搬入搬
出部となるロードロックチャンバＬＣ、実際のプロセス
処理をなす室となる縦型のプロセスチャンバＰＣ、およ
びこれらの間でガラス基板の受渡しをなすトランスファ
ーチャンバＴＣとを有し、これらを真空容器として構成
している。この実施形態では、ロードロックチャンバＬ
Ｃを上下二段としつつこれを左右に併設した構成となっ
ており、チャンバにてガラス基板Ｗを搬入して真空引き
し、プロセスチャンバＰＣに真空搬送した後にプロセス
処理をなし、当該プロセス処理終了後に真空搬送して別
のチャンバに戻して不活性ガスによるパージを行なって
大気搬出する一連の作業を、ローテーションを組んで連
続的に行なわせるようにしている。

【０００９】この実施形態に係るシステムの初段に設け
られている真空ロードロック装置を図２〜５を参照して
説明する。図１は同装置の一部断面平面図、図２は同縦
断面図、図３は同側面図、図４は同装置に内蔵されてい
る上部ワーク搭載台座の斜視図である。このロードロッ
ク装置は、図１にも示したように、ロードロックチャン
バＬＣを上下二段としつつこれをトランスファーチャン
バＴＣに向かって左右に併設することにより４つのロー
ドロックチャンバＵＬ、ＬＬ、ＵＲ、ＬＲを形成してい
る。図２〜５において、４つのロードロックチャンバを
番号２００（２００ＵＬ、２００ＬＬ、２００ＵＲ、２
００ＬＲ）で示している。

【００１０】このチャンバ２００は真空チャンバケース
２０２によって外部と遮断されるが、大気側との間でガ
ラス基板Ｗを搬出入させるため、各ロードロックチャン
バ２００には開閉扉２０４によって仕切られる外部出入
口２０６が設けられ、この外部出入口２０６は同一面と
なるように設定され（図２右側端面）、大気トランスフ
ァーマシン２０８が左右上下に移動することによって、
カセット収納されたガラス基板Ｗを各ロードロックチャ
ンバ２００にに位置を合わせ、受渡しアーム２０９をチ
ャンバ内に出し入れしてワーク搬入ができるようにして
いる。

【００１１】一方、各ロードロックチャンバ２００は、
真空状態におかれているトランスファーチャンバ２１０
（図１ではＴＣ）に対して内部出入口２１２を通じてガ
ラス基板Ｗの受渡しをなすようにしている。トランスフ
ァーチャンバ２１０の中央に置かれている真空トランス
ファーマシン２１４は、左右のロードロックチャンバ２
００Ｌ（２００ＵＬ、２００ＬＬ）、２００Ｒ（２００
ＵＲ、２００ＬＲ）に回転して向き合うことができるよ
うになっており、受渡しアーム２１６を差し入れてガラ
ス基板Ｗの受渡しをなす。このため、左右の内部出入口
２１２の開口面は互いに９０度の角度をなして真空トラ
ンスファーマシン２１４に対面している。

【００１２】前記外部出入口２０６から搬入されるガラ
ス基板Ｗは矩形とされているため、大気搬送形態と真空
搬送形態が異なる。そこで、各ロードロックチャンバ２
００には、ワーク搭載ユニット２３０が内蔵され、これ
をロータにより回転可能に支持し、搬入されたガラス基
板Ｗをプロセス処理部に搬送するトランスファーチャン
バ２１０の取り出し方向に合わせて搭載ガラス基板Ｗの
向きを変更可能としている。この構造を図４に示した上
部ワーク搭載ユニット２３０Ｕを参照して説明する。

【００１３】真空チャンバケース２０２の天板部にロー
タ２２０を据え付け、カップリング２２２および磁性流
体シール２２４を介して回転軸２２６をチャンバ内部に
突出させている。回転軸２２６の下端には門型吊り下げ
フレーム２２８を介して座板２３２が前記回転軸２２６
によって水平回転できるように支持されている。座板２
３２は盤面上にガラス基板Ｗを搭載支持するが、この搭
載面には搭載ユニット２３０が固定され、ユニット上面
にガラス基板Ｗを載せるようにしている。搭載ユニット
２３０は座板２３２の上面に一対のバー２３４、２３４
を平行に置き、その間に小型板２３６を配置し、これら
の上面にガラス受け２３８を合計８個所設けてガラス基
板Ｗを載せるようにしている。そして、載置されている
ガラス基板Ｗの下面に、トランスファーマシン２０８、
２１４における受渡しアーム２０９、２１６に先端に設
けられたＵ字形状のハンドを前後からそれぞれ差し入れ
できるように、隙間を形成しているのである。

【００１４】このような上部ワーク搭載ユニット２３０
Ｕは、上部ロードロックチャンバ２００ＵＬ、２００Ｕ
Ｒに各々装備されている。下部ロードロックチャンバ２
００ＬＬ、２００ＬＲにも同様のワーク搭載ユニット２
３０が装備されているが、この下部ワーク搭載ユニット
２３０Ｌは、ロータ２２０から回転軸２２６に至る機構
部がチャンバ底面部に取り付けられ、チャンバ内に突出
された回転軸２６に直接回転可能に支持されている。す
なわち門型吊り下げフレーム２２８は介在されていな
い。その他の構成は上部ワーク搭載ユニット２３０Ｕと
同様である。

【００１５】このような構成により、４室のロードロッ
クチャンバ２００では、それぞれ、搬入されたガラス基
板Ｗを搭載したワーク搭載ユニット２３０を４５度回転
させることにより、真空トランスファーマシン２１４の
受渡し方向にガラス基板Ｗの向きを合わせることができ
る。

【００１６】ところで、ガラス基板Ｗが各ロードロック
チャンバ２００に搬入された後、チャンバ内を真空引き
するが、外部出入口２０６は開閉扉２０４により閉め切
り可能とされ、同時に内部出入口２１２部分もシャッタ
２４０により閉め切り可能としている。また、真空引き
のために左右のロードロックチャンバ２００Ｌ、２００
Ｒの中間部位に真空吸引のためのダクト手段２４２が設
備されている。

【００１７】ロードロックチャンバ２００を真空引きす
ると、内部に搬入されているガラス基板Ｗは急激な圧力
変動により、ワーク搭載ユニット２３０上でバタつくお
それがある。これを防止するために、各ロードロックチ
ャンバ２００には前記ワーク搭載ユニット２３０の周囲
に搭載ガラス基板Ｗを把持する振動抑制手段２４４を設
けている。これは同時に搭載ガラス基板Ｗを点対称位置
にて側端面を押圧して搭載ガラス基板Ｗの位置決めをな
すセンタリング手段を兼用させている。

【００１８】図２にはこの振動抑制手段２４４の配置形
態を示し、図６〜図７に詳細構成を示している。図示の
ように、各ロードロックチャンバ２００内には、ワーク
搭載ユニット２３０上の搭載ガラス基板Ｗの点対称位置
にて側端面を押圧して位置決めをなす一対の端面位置調
整手段２４６，２４６が配置され、これらが振動抑制手
段２４４を構成している。各端面位置調整手段２４６は
ワーク搭載ユニット２３０上に載置されているガラス基
板Ｗの対角線上に位置する各コーナ部分の外方に配置さ
れている。各端面位置調整手段２４６は真空チャンバケ
ース２０２の天板および底板からチャンバ内に突入され
ている回転支柱２４８を有している。この回転支柱２４
８の先端部に水平アーム２５０が取り付けられており、
この水平アーム２５０を水平旋回してガラス基板Ｗの隅
部上面まで移動できるようになっており、矩形ガラス基
板Ｗの各縁辺に対して４５度をなす角度まで旋回させて
停止されるよう構成されている。水平アーム２５０の上
面部には一対の押えローラ２５２、２５２が取り付けら
れ、これがガラス基板Ｗのコーナを挟む側端面に各々当
接するように配置される。したがって、回転支柱２４８
を回転させて水平アーム２５０の旋回を行なわせ、水平
アーム２５０がガラス基板Ｗの辺と４５度をなす位置で
停止されることにより、搭載ガラス基板Ｗが位置ずれし
ていても押えローラ２５２，２５２によってコーナ位置
が正規の搭載位置に調整される。各端面位置調整手段２
４６の水平アーム２５０は搭載ガラス基板Ｗの対角線上
に一対設けられているので、両者の作用で搭載ガラス基
板Ｗはワーク搭載ユニット２３０上でセンタリングされ
る。このセンタリングは、大気側から搬入された形態の
まま行なうようにしている。各端面位置調整手段２４６
は、チャンバケース２０２の外部に設けた水平アーム２
５０をエアシリンダ２５６の押出しにより磁性流体シー
ル２５４を介して位置決め方向に操作し、位置決め後は
エアシリンダ２５６の引込みによって前記アーム２５０
が逆方向に復帰させる。エアシリンダ２５６を同時に作
動させることにより容易に同期させることができる。こ
の一対の端面位置調整手段２４６を継続して作動させる
ことにより、ロードロックチャンバ２００内を真空引き
する際に、ガラス基板Ｗは固定保持状態となり、吸引負
圧変動によりバタついたり、位置ずれすることが防止さ
れる。

【００１９】なお、前述した真空トランスファーマシン
２１４は伸縮アームを用いてガラス基板を水平搬送する
一般的なもので、この実施形態では上下二段構造に構成
しており、上部ロードロックチャンバ２００ＵＬ、２０
０ＵＲとのワーク受渡しは上段マシンにより行ない、下
部ロードロックチャンバ２００ＬＬ、２００ＬＲとのワ
ーク受渡しは下段マシンにより行なうようにしている。

【００２０】図８〜図１１は実施形態に係るシステムに
用いている真空プロセス処理装置の正面断面図、側面断
面図、図８におけるＡ−Ａ断面図、およびＢ−Ｂ断面図
である。

【００２１】真空プロセス処理装置は、縦型真空容器１
０により構成されたプロセスチャンバの内部に垂直搬送
手段１２を設けており、ワークとしてのガラス基板を、
上部に配置したプロセス処理領域と下部に配置したワー
ク出入領域間を垂直移送可能としている。水平状態で真
空容器１０内に搬入されるワークを垂直方向に転回さ
せ、これを上方向に垂直移動させ、ビーム照射領域を通
過させてプロセス処理するようにしている。

【００２２】前記垂直搬送手段１２は、図１２に概略構
成を示しているように、真空容器１０の上下に配置され
た一対の水平軸１４，１６を有し、下部の水平軸１６に
モータ１８を連結してこれを駆動軸としている。各軸１
４，１６には左右に一対の巻き掛けベルト機構２０（２
０Ｒ，２０Ｌ）が設けられている。この巻き掛けベルト
機構２０は、パーティクル発生を抑制するために次のよ
うな構造とされている。上部水平軸１４に取り付けられ
る各従動プーリ２２を二重プーリ構造（２２ｍ、２２
ｎ）とし、同様に下部水平駆動軸１６に取り付けられる
各駆動プーリ２４も二重プーリ構造（２４ｍ、２４ｎ）
としている。そして、上下で対応しているプーリ（２２
ｍと２４ｍ、２２ｎと２４ｎ）に各々端部を固定したス
テンレスベルト２６ｍ、２６ｎを背面側と前面側にそれ
ぞれ巻き掛けることにより、全体として巻き掛けベルト
機構となるように設定して、プーリとベルトの滑りによ
るパーティクル発生を防止した状態で、正逆回転ができ
るようにしている。したがって、左右の巻き掛けベルト
機構２０の背面側に各ベルト２６ｍ、２６ｍ間に跨って
ワークを取り付けることにより、ワークを垂直搬送する
ようにしている。

【００２３】このような垂直搬送手段１２には、ワーク
を水平状態と垂直状態の２つの状態変化ができる転回プ
ラテン３０を取り付けている。すなわち、この転回プラ
テン３０は、ワークとなるガラス基板Ｗを搭載して、水
平状態から垂直状態に転回してプロセス処理のための垂
直上方移動ができるようにし、また、逆にプロセス処理
が終了して下降移動して来た場合に垂直状態から水平状
態に転回できるように取り付けられる。このため、垂直
搬送手段１２の特に背面側に位置する左右一対のベルト
２６ｍ、２６ｍに横架シャフト３４が取り付けられ、こ
れと平行に回転支軸３６が複数のブラケット３８を介し
て回転可能に支持されている（図１２参照）。また、図
１３に詳細に示すように、前記回転支軸３６には転回プ
ラテン３０が連結され、その回転操作により転回プラテ
ン３０を水平状態から垂直状態に回転操作できるように
している。特に、この実施形態では、前記回転支軸３６
を二重軸構造とし、その外軸３６Ａによる回転動作をプ
ラテン回転に利用するようにしており、このため、外軸
３６Ａの先端部を転回プラテン３０の一側部に固定され
た第１回転ブラケット４０に連結し、転回プラテン３０
の他側部に固定された第２回転ブラケット４２を補助支
軸４４の周りに回転できるように支持している。回転支
軸３６と補助支軸４４は当然ながら同一軸芯上に設定さ
れている。これにより前記外軸３６Ａを回転操作するこ
とにより、転回プラテン３０は回転支軸３６および補助
支軸４４の軸芯周りに回転できるのである。

【００２４】ところで、転回プラテン３０は転回動作を
上記回転支軸３６の外軸３６Ａで行なうようにしている
が、水平保持および垂直保持手段が設けられている。こ
れは、図１４(１)に示すように、転回プラテン３０を水
平位置で回転を停止させ、また垂直位置で転回プラテン
３０の回転を停止させるストッパ３７を横架シャフト３
４に固定して設けている。このストッパ３７と回転支軸
３６に回転節を有するリンク３９、４１を取り付け、こ
れらリンク３９，４１同士もやはり回転節で連結して
「へ」状となる長さに設定しておき、その一方のリンク
４１をスプリング４３付きのスライダリンクとしてい
る。両リンク３９，４１が直線状になった思案点を超え
た状態では、スプリング４３による付勢力が転回テーブ
ル３０を水平側ストッパもしくは垂直側ストッパに当接
させる作用をなすように設定されている。このような４
節リンク機構により、回転駆動手段から切り離した状態
でも、垂直状態もしくは水平状態を前記スプリング４３
によって保持できるようにしている。

【００２５】また、前記回転支軸３６を構成している内
軸３６Ｂは、転回プラテン３０に装備したワーク脱着機
構４６の作動に用いるようにしているが、ワーク脱着機
構４６の構成は次のようになっている。

【００２６】図１４は転回プラテン３０の側面図および
底面図を示しており、図１５はワーク脱着機構の基板受
渡時と基板把持時の部分断面図、図１６はワーク脱着機
構４６を構成している把持爪機構部と基板支持ピン機構
部の模式斜視図、図１７はその全体概要を示す模式斜視
図を示している。

【００２７】図１４に示すように、転回プラテン３０の
周縁部４個所にワーク脱着機構４６が設けられ、当該ワ
ーク脱着機構４６によってガラス基板Ｗの４個所を把持
させ、転回プラテン３０を垂直状態とした場合に、転回
プラテン３０に搭載したガラス基板Ｗが落下しないよう
にしている。図１６に示すように、把持爪機構部４８
は、垂直脚５０の上端部をコ字形状とすることによりプ
ラテン端縁部を圧着できる爪部５２を設けている。垂直
脚５０は転回プラテン３０側に固定した垂直フレーム５
４と平行となるように配置され、この両者が上下平行リ
ンク５６、５８により連結されている。これにより、垂
直脚５０、垂直フレーム５４、および上下平行リンク５
６，５８が平行リンク機構を構成し、爪部５２をプラテ
ン端部に対して接離動作可能となる。爪部５２の接離作
動は、前記上部平行リンク５６をベルクランク形状とし
ておき、その屈曲先端部をプラテン盤面に沿って往復動
作する作動アーム機構６０により操作することで行われ
る。また、前記把持爪機構部４８の垂直脚５０には持上
げプレート６２が固定され、爪部５２がガラス基板Ｗの
圧着を開放すると同時に、基板受渡し可能状態となるよ
うに基板支持ピン機構部を構成しているワーク支持ピン
６４を転回プラテン３０の上表面に突出させるようにし
ている。ワーク支持ピン６４は、転回プラテン３０に設
けた昇降ガイド６６に挿通され、ワーク把持状態ではス
プリング力で引き込み位置に保持される。前記把持爪機
構部４８の基板開放動作に伴い、前記持上げプレート６
２がワーク支持ピン６４の下端部を押し上げることによ
り、ワーク支持ピン６４が上昇作動され、転回プラテン
３０の上面より突出してガラス基板Ｗを持上げて基板受
渡し可能状態にする。

【００２８】上述したワーク脱着機構４６は転回プラテ
ン３０の4個所に配置されているが、これらを同時に脱
着作動させるために、互いに対向する一対のワーク脱着
機構４６の作動アーム機構６０を回転支軸３６と平行に
中央に向けて延在させ、両作動アーム機構６０の間に楔
板６８を介在させることで、対を構成している作動アー
ム機構６０を押し広げ可能とし、爪部５２によりガラス
基板Ｗの挟着状態を開放できるようにしている。図１７
に示す如く、楔板６８は二組のワーク脱着機構４６を同
時に作動させるように一対設けられ、これらを連結板７
０で結合している。そして、連結板７０にはＵ字溝７２
を有するブロック７４が一体的に設けられ、Ｕ字溝７２
に対して前述した回転支軸３６の内軸３６Ｂの先端に設
けたクランク７６が嵌合し、内軸３６Ｂの回転により各
楔板６８を作動アーム機構６０の間に挿入して押し広げ
可能としている。作動アーム機構６０は、図１５に示し
ているように、プラテン３０側に一端を連結した戻しバ
ネ７８が作動アーム機構６０をプラテン中央側に戻すよ
うに付勢しており、これにより爪部５２が常時ガラス基
板Ｗを挟着する方向に付勢させている。前記作動アーム
機構６０における楔板６８との接触部にはローラ８０が
取り付けられ、これにより接触抵抗が小さくなるように
して、作動アーム６０を円滑にしている。

【００２９】このように、二重軸構造となっている回転
支軸３６の外軸３６Ａの回転により転回プラテン３０を
水平・垂直に回転操作し、内軸３６Ｂの回転によりワー
ク脱着機構４６の開放操作する。これは外軸３６Ａと内
軸３６Ｂの回転を連動させ、転回プラテン３０が水平状
態にありガラス基板Ｗが搭載されたときに、ワーク脱着
機構４６によるワーク把持を行なわせ、その後に転回プ
ラテン３０を垂直状態に回動させるようにしている。ま
た、逆にプロセス処理の終了後に垂直状態にある転回プ
ラテン３０を外軸３６Ａによって水平状態まで回転さ
せ、その後にワーク脱着機構４６を内軸３６Ｂによる操
作で開放させるようにしている。この実施形態では、転
回プラテン３０の転回操作とワーク脱着機構４６による
脱着操作を一つの駆動手段８２により行なわせており、
このため、前記回転支軸３６における真空容器１０の内
壁寄りの位置にて二重噛合いクラッチ８４Ａ、８４Ｂを
介して、真空容器１０の外部に設けられた駆動手段８２
と断続可能にしている。駆動手段８２は前記二重噛合い
クラッチ８４Ａ、８４Ｂの断続操作用のエアシリンダ８
６により往復移動可能とされたサーボモータ８８を有
し、このモータ８８の出力軸側に外軸／内軸同期入切用
エアクラッチ９０を設けて構成されている。当該エアク
ラッチ９０は、外軸３６Ａへの回転動力の伝達経路の接
続／遮断を行うものであり、この操作により内軸３６Ｂ
の回転のみ、あるいは両者同時に回転させるかの切替が
可能とされている。これにより、エアシリンダ８６の操
作により二重噛合いクラッチ８４Ａ、８４Ｂを断続する
ことにより、接続して外部の回転駆動手段８２との回転
伝達経路を確保したり、転回プラテン３０側を回転駆動
手段８２と切り離した状態で昇降移動させるすることが
できるようになる。そして、エアクラッチ９０により外
軸３６Ａ・内軸３６Ｂへの回転動力の伝達対象の切替を
なすことができる。この実施形態では、水平状態にある
転回プラテン３０上にガラス基板Ｗが搭載された後、最
初に内軸３６Ｂに回転動力を伝えて基板の挟着保持を行
なわせ、次いで転回プラテン３０が垂直状態となるよう
に外軸３６Ａに回転動力を伝えるようにエアクラッチ９
０を切り替え操作し、垂直移動可能となったときにエア
シリンダ８６により二重噛合いクラッチ８４Ａ、８４Ｂ
を切り離して転回プラテン３０側のみを上昇移動できる
ようにそれぞれ切り替え操作されるようにシーケンスが
組まれる。基板へのプロセス処理が終了した後に、下降
移動してきた転回プラテン３０に対しては、最初に二重
噛合いクラッチ８４Ａ、８４Ｂを接続して回転伝達経路
を確保し、次いで、水平状態までプラテン３０を回転さ
せるように外軸３６Ａと内軸３６Ｂは同時に回転が伝え
られ、水平状態に至ったときにエアクラッチ９０にて、
外軸３６Ａが切り離され内軸３６Ｂのみ回転伝達してワ
ーク脱着機構４６を開放操作させるようにしている。こ
れにより、ワーク転回とワーク脱着を単一の回転駆動手
段８２により行なわせることができるのである。

【００３０】ところで、ワークとしてのガラス基板Ｗは
トランスファーマシンを介して転回プラテン３０に搭載
されるが、ワーク脱着機構４６により正確な把持操作を
行なわせるために、ガラス基板Ｗのセンタリング手段９
２を設けている。このセンタリング手段９２は図１０に
概略構成が示されているように、転回テーブル３０上の
搭載ガラス基板Ｗの点対称位置にて側端面を押圧して位
置決めをなす一対の端面位置調整手段９３，９３により
構成されている。図１８〜図２０に詳細を示している。
各端面位置調整手段９３は転回プラテン３０の対角線上
に位置する各コーナ部分の外方に配置されている。各端
面位置調整手段９３は真空容器１０の底板から立設され
ている回転支柱９４を有している。この回転支柱９４の
上端部に水平アーム９６が取り付けられており、この水
平アーム９６を水平旋回して転回テーブル３０の隅部上
面まで移動できるようになっており、矩形テーブル各縁
辺に対して４５度をなす角度まで旋回させて停止される
よう構成されている。水平アーム９６の下面部には一対
の押えローラ９８、９８が取り付けられ、これがガラス
基板Ｗのコーナを挟む側端面に各々当接するように配置
される。したがって、回転支柱９４を回転させて水平ア
ーム９６の旋回を行なわせ、水平アーム９６が転回テー
ブル３０の辺と４５度をなす位置で停止されることによ
り、搭載ガラス基板Ｗが位置ずれしていても押えローラ
９８，９８によってコーナ位置が正規の搭載位置に調整
される。各端面位置調整手段９３の水平アーム９６は転
回テーブル３０の対角線上に一対設けられているので、
両者の作用で搭載ガラス基板Ｗは転回テーブル３０上で
センタリングされるのである。各端面位置調整手段９３
を同期させるため、回転支柱９４の下部にプーリ１００
がそれぞれ設けられており、これらを同期ベルト１０２
で連係し、かつ同期ベルト１０２の中間位置を牽引する
センタリングシリンダ１０４を設けている。当該シリン
ダ１０４を引き込み作動させたとき、各水平アーム９６
がセンタリング位置に繰り出す方向に支柱９４を回転さ
せる方向にプーリ１００を回転させるようになってい
る。また、プーリ１００を含む回転支柱９４は水平アー
ム９６を通常は待避位置に置かれるように、スプリング
１０６により回転付勢されている。

【００３１】なお、真空容器１０には、ビーム入射窓１
０８が設けてあって、図１、図９に示したように、ビー
ムＢを真空容器１０内に入射させ、ビーム入射窓１０８
を横断して移動するガラス基板ＷにビームＢを照射して
ガラス基板Ｗのプロセス処理が行えるようにしてある。
また、真空容器１０には、図９に示したように、ガイド
レール１１２が上下方向に設けてある。このガイドレー
ル１１２には、転回プラテン３０を支えている横架シャ
フト３４の支持部材に設けたスライダ１１４が嵌合して
おり、転回プラテン３０を確実に垂直方向に直線移動で
きるようにしてある。そして、ガラス基板Ｗの転回テー
ブル３０の受け渡しは、図９の実線の位置に設けられて
真空トランスファーマシン２１４によって行われるよう
になっていて、この位置において転回プラテン３０が水
平位置と鉛直位置との間を回動させられる。

【００３２】このように構成された基板のプロセス処理
システムの作用は次のようになる。ガラス基板Ｗ単体の
処理工程としては、ロードロックチャンバ２００への搬
入後の真空引き、これに続いて真空搬送によるプロセス
チャンバへの移送、プロセス処理、プロセスチャンバか
らロードロックチャンバへの戻し移動のための真空搬
送、ロードロックチャンバ２００の窒素ガスによるパー
ジ、大気搬送といった一連の流れとなる。具体的には、
ロードロックチャンバ２００の内部出入口２１２のシャ
ッタ２４０を閉じてトランスファーチャンバ２１０との
間を遮断し、外部出入口２０６の扉２０４を開いてガラ
ス基板Ｗを搬入する。その後、扉２０４を閉じ、振動抑
制手段２４４を作動させてガラス基板Ｗのセンタリング
を行なうと同時にその位置に固定保持しつつ真空引きを
行なう。ロードロックチャンバ２００の内部が真空状態
に達した後に、前記振動抑制手段２４４を開放し、シャ
ッタ２４０を開くと同時にロータ２２０を作動してワー
ク搭載ユニット２３０を４５度回転させて、ガラス基板
Ｗの向きを真空トランスファーマシン２１４の受渡し方
向に向ける。これを受けて真空トランスファーマシン２
１４は受渡しアーム２１６をロードロックチャンバ２０
０内に差し入れ、ガラス基板Ｗを持上げて引き抜き、回
転してプロセスチャンバＰＣ側に方向を転換する。その
後は、図１から理解できるように、プロセスチャンバＰ
Ｃに装備されているプラテン上にガラス基板Ｗを載置
し、ここでガラス基板Ｗを把持した後、プラテンを垂直
に転回してビーム照射のための垂直移動を行なってプロ
セス処理をなす。

【００３３】ガラス基板Ｗは、図９の実線の位置に停止
して待機している転回プラテン３０の上に真空トランス
ファーマシン２１４の操作で搭載される。転回プラテン
３０の上面にはワーク支持ピン６４が突出状態にあり、
いわゆる剣山に載せられた状態となっている。その後、
センタリング手段９２が作動し、水平アーム９６の繰り
出しにより、ガラス基板Ｗの対角線上の両コーナ部分の
側端面を押し付け、転回テーブル３０上でガラス基板Ｗ
の方向調整と中心位置調整が行なわれる。このセンタリ
ング調整が行なわれた後、転回テーブル３０の回転支軸
３６とクラッチ結合している回転駆動手段８２を作動さ
せてワーク把持を行なわせ、その後に転回テーブル３０
の回転動作に入る。

【００３４】まず、エアクラッチ９０を二重軸構造とな
っている回転支軸３６の外軸３６Ａを切り離し状態と
し、内軸３６Ｂのみに回転伝達行なう。内軸３６Ｂが回
転すると、図１７から明らかなように、先端のクランク
７６が回転して連結板７０を動かし、一対の楔板６８を
転回プラテン３０の盤面に沿って移動する。ガラス基板
Ｗが搭載されるときには、図１５（１）に示しているよ
うに、ワーク脱着機構４６は爪開放状態にある。この開
放状態は、対向する作動アーム機構６０を互いに押し広
げるように楔板６８をアーム先端間に挿入させた状態で
実現されているため、内軸３６Ｂを図１７において右回
転させ、楔板６８を一対の作動アーム機構６０間から引
き抜くように作動させる。これにより、作動アーム機構
６０の戻しバネ７８の作用で爪部５２が下降すると同時
にワーク支持ピン６４が下降し、図１６（２）に示して
いるように、転回プラテン３０上にて基板端縁部が把持
される。

【００３５】このワーク把持が完了した後、エアクラッ
チ９０を作動させ外軸３６Ａへも回転伝達を行ない、内
軸３６Ｂと同期して回転させる。外軸３６Ａは転回プラ
テン３０に固定されている第１回転ブラケット４０に結
合されているため、外軸３６Ａの回転がそのまま転回プ
ラテン３０の回転になる。外軸３６Ａを９０度回転させ
ることにより、転回プラテン３０は垂直状態になる（図
８鎖線状態、図１３参照）。これによりガラス基板Ｗを
ビーム入射窓１０８に対面させて通過させることができ
る状態になる。

【００３６】その後、回転支軸３６と回転駆動手段８２
と縁切りをなすように、エアシリンダ８６を作動させ
て、二重噛合いクラッチ８４Ａ、８４Ｂ部分を切り離
す。この切り離しが終了した後に、サーボモータ１８が
正方向に回転駆動されて駆動プーリ２４が図１２の矢印
１０００のように、駆動ベルト２６ｍを繰り出す方向に
回転する。これにより、同期ベルト２６ｎが駆動プーリ
２４に巻き取られ、従動プーリ２２を矢印３００のよう
に駆動プーリ２４と同期して同方向に回転させ、駆動ベ
ルト２６ｍを従動プーリ２２に巻き取る。このため、ガ
ラス基板Ｗを保持した転回プレート３０、図１２の矢印
２０００のように上昇する。このとき、転回プラテン３
０が上昇してビーム入射窓１０８との対面位置を通過す
る際に、ビームＢがガラス基板Ｗに照射され、ガラス基
板Ｗにプロセス処理が行われる。そして、転回プラテン
３０が上限位置に達すると、図示しないセンサによって
検出され、図示しない制御装置がサーボモータ１８を逆
方向に回転駆動する。サーボモータ１８が逆転駆動させ
ると、駆動プーリ２４は、図１２の矢印４００のよう
に、駆動ベルト２６ｍを巻き取る方向に回転する。この
ため、転回テーブル３０は、矢印５００のように下降す
る方向に直線移動し、従動プーリ２２が駆動プーリ２４
と同方向に同期回転して駆動ベルト２６ｍを繰り出す。
このとき、同期ベルト２６ｎは、従動プーリ２２の空回
りを防止するとともに、従動プーリ２２に巻き取られる
ため、緩みを生ずることがない。そして、転回プラテン
３０に保持させたガラス基板Ｗは、ビーム入射窓１０８
との対応位置を通過する際に再びビームＢが照射され
る。

【００３７】転回プラテン３０が下限位置に達すると、
図示しないセンサがこれを検知し、制御装置がサーボモ
ータ１８を再び正方向に回転駆動し、上記と同様にして
転回プラテン３０を上昇させる。以下同様にしてガラス
基板Ｗの処理が終了するまで転回プラテン３０の昇降動
作が行われる。そして、ガラス基板ＷへのビームＢの照
射が所定回数終了すると、制御装置は、転回プラテン３
０を図８の実線位置に停止させる。

【００３８】そして、回転駆動手段８２を転回プラテン
３４の回転支軸３６と伝達するためにエアシリンダ８６
を作動させて二重噛合いクラッチ８４Ａ、８４Ｂの連結
行なう。その後、エアクラッチ９０により外軸３６Ａへ
の回転伝達を行なわせ、転回プラテン３０を水平位置に
戻すように９０度回転させる。水平状態になったときに
外軸３６Ａへの回転伝達経路をエアクラッチ９０により
遮断し、内軸３６Ｂの回転により、ワーク脱着機構のワ
ーク開放操作に入る。これは、図１７に示している状態
から内軸３６Ｂを左回転させ、先端のクランク７６によ
って楔板６８を対となっている作動アーム機構６０の間
に差し込んで、作動アーム機構６０を押出し、ワーク脱
着機構４６の爪部５２を上昇させると同時にワーク支持
ピン６４を押し上げ、ガラス基板Ｗを持上げ上昇させ
る。かかる状態となった時点で、真空トランスファーマ
シン２１４が作動してガラス基板Ｗを搬出するのであ
る。

【００３９】この後は、プラテン上から真空トランスフ
ァーマシン２１４がガラス基板Ｗを受け取り、反転して
ロードロックチャンバ２００の方向に向け、チャンバ内
部のワーク搭載ユニット２３０上に載置する。ガラス基
板Ｗを受け入れたロードロックチャンバ２００はシャッ
タ２４０を閉じ、窒素ガスによるパージを行なった後、
外部出入口２０６を開放し、大気トランスファーマシン
２０８によりカセットに処理済みガラス基板Ｗを格納す
る。

【００４０】このように、本実施形態によれば、一つの
回転駆動手段８２により転回プラテン３０を水平・垂直
間の回転を行なわせるとともに、ワーク脱着機構４６も
作動させることができる。これらの一連の作業は多軸構
造とした回転支軸３６を一方向に回転させ、回転対象軸
をクラッチで断続することのみで実施できるため、作業
性が非常に簡易となる。また、ガラス基板Ｗをプロセス
処理側に移動させる際に、転回テーブル３０に関わる動
作をなす駆動手段８２とクラッチ部分で切り離して、単
独移動できるようにしているので、搬送力を小さくする
ことができる。したがって、機敏な動作を転回テーブル
３０に付与することができ、プロセス処理を簡易迅速に
行なわせることができる。更に、トランスファーマシン
により搬入されたガラス基板Ｗを転回テーブル３０上で
センタリングすることができるため、垂直転回のための
基板保持位置に適正に配置することができ、把持爪によ
る損傷の虞もなくなる。センタリング手段９２は基板Ｗ
の対角線上にある外側縁を押し付ける作用で位置修正を
なすため、非常に簡易に実現できる。

【００４１】また、実施形態では、ロードロックチャン
バ２００が４室あるため、上記工程をローテーションを
組んで、連続的に行なうようにし、ガラス基板Ｗの１枚
の処理がおよそ４分要するものとして、連続処理によっ
て平均１分／１枚のタクトタイムで処理できるものとな
っている。これは具体的には、４枚のガラス基板Ｗを同
時に運用しており、１枚目について例えばロードロック
チャンバ２００ＵＬに搬入して真空引きしている工程に
おいて、ロードロックチャンバ２００ＬＬに装填されて
供給された２枚目は下段の真空トランスファーマシン２
１４によってプロセスチャンバＰＣからロードロックチ
ャンバ２００ＬＬへの戻し搬送を行なわせた後に窒素ガ
スパージ、基板交換作業を行なうようにし、ロードロッ
クチャンバ２００ＵＲに装填されて供給された３枚目は
プロセス処理と、その後に上段の真空トランスファーマ
シン２１４によって戻り搬送工程に置かれる。またロー
ドロックチャンバ２００ＬＲを通じて供給された４枚目
は下段の真空トランスファーマシン２１４によってプロ
セスチャンバへの供給過程からプラテン搭載過程にある
ように設定する。この全体の処理工程を図２１に示す。
厳密には図示の各工程の時間が同一でないため、待ち時
間が含まれるが、この連続処理を実施することによって
大幅にタクトタイムを縮小することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特にロードロックチャンバを上下多段に形成するととも
にこれを前記トランスファーチャンバの周囲に複数配置
することにより処理対象基板を複数同時収容可能として
おき、各ロードロックチャンバには方向転換手段を設け
ることにより前記トランスファーチャンバによる受渡し
方向に前記基板を転換可能としてなり、前記プロセスチ
ャンバには垂直移送手段を設け、当該垂直移送手段に取
り付けられたフレームに対して転回テーブルを設け、当
該転回テーブルには基板把持手段を前記転回テーブルの
回転駆動手段に連動して圧着開放をなさしめ、前記回転
駆動手段を前記垂直移送手段による垂直移送時に前記転
回テーブルと切り離し可能とし、ロードロックチャンバ
にワークを搬入して真空引きしてトランスファーマシン
方向に向きを転換させ、対応段高さ位置のおける前記ト
ランスファーマシンにより前記プロセスチャンバに真空
搬送した後にプロセス処理をなし、当該プロセス処理終
了後に真空搬送してロードロックチャンバに戻して不活
性ガスによるパージを行なって大気搬出する一連の作業
を、各ロードロックチャンバに装填したワーク毎にロー
テーションを組んで連続的に行なわせるようにしたの
で、効率的にローディングを行なうことができるととも
に、真空容器内でのパーティクルなどの汚染物質の発生
を抑制しつつ、縦型プロセス処理装置に対するワークへ
のプロセス処理への移行操作と搬出入操作を非常に効率
的に行なうことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る基板のプロセス処理システムの
全体構成を示す概略図である。

【図２】同システムに用いられる真空ロードロック装置
の平面断面図である。

【図３】同装置の縦断面図である。

【図４】同装置の側面図である。

【図５】同装置における上部ワーク搭載台座の構成を示
す斜視図である。

【図６】振動抑制手段の側面図である。

【図７】振動抑制手段の平面図である。

【図８】実施形態に係るシステムに用いる真空プロセス
処理装置の正面断面図である。

【図９】同真空プロセス処理装置の側面断面図である。

【図１０】図８のＡ−Ａ断面図である。

【図１１】図８におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図１２】同真空プロセス処理装置の要部構成を示す模
式斜視図である。

【図１３】同真空プロセス処理装置における回転支軸と
転回テーブルの断面図である。

【図１４】同真空プロセス処理装置における転回テーブ
ルの断面図および底面図である。

【図１５】ワーク脱着機構の基板受渡時と基板把持時の
部分断面図である。

【図１６】ワーク脱着機構を構成している把持爪機構部
と基板支持ピン機構部の模式斜視図である。

【図１７】ワーク脱着機構の全体概要を示す模式斜視図
である。

【図１８】センタリング手段の平面図である。

【図１９】センタリング手段の側面図である。

【図２０】センタリング手段を構成している端面位置調
整手段の断面図である。

【図２１】実施形態に係るプロセス処理装置による作業
工程図である。

【符号の説明】

１０ 縦型真空容器 １２ 垂直搬送手段 １４、１６ 水平軸 １８ モータ ２０ 巻き掛けベルト機構 ２２ 従動プーリ ２４ 駆動プーリ ２６ｍ、２６ｎ ベルト ３０ 転回プラテン ３４ 横架シャフト ３６ 回転支軸 ３６Ａ 外軸 ３６Ｂ 内軸 ３７ ストッパ ３８ ブラケット ３９，４１ リンク ４０ 第１回転ブラケット ４２ 第２回転ブラケット ４３ スプリング ４４ 補助支軸 ４６ ワーク脱着機構 ４８ 把持爪機構部 ５０ 垂直脚 ５２ 爪部 ５４ 垂直フレーム ５６，５８ 平行リンク ６０ 作動アーム機構 ６２ 持上げプレート ６４ ワーク支持ピン ６６ 昇降ガイド ６８ 楔板 ７０ 連結板 ７２ Ｕ字溝 ７４ ブロック ７６ クランク ７８ 戻しバネ ８０ ローラ ８２ 回転駆動手段 ８４Ａ、８４Ｂ 二重噛合いクラッチ ８６ エアシリンダ ８８ サーボモータ ９０ エアクラッチ ９２ センタリング手段 ９３ 端面位置調整手段 ９４ 回転支柱 ９６ 水平アーム ９８ 押えローラ １００ プーリ １０２ 同期ベルト １０４ センタリングシリンダ １０６ スプリング １０８ ビーム入射窓 １１２ ガイドレール １１４ スライダ ２００ ロードロックチャンバ ２０２ 真空チャンバケース ２０４ 開閉扉 ２０６ 外部出入口 ２０８ 大気トランスファーマシン ２０９ 受渡しアーム ２１０ トランスファーチャンバ ２１２ 内部出入口 ２１４ 真空トランスファーマシン ２１６ 受渡しアーム ２２０ ロータ ２２２ カップリング ２２４ 磁性流体シール ２２６ 回転軸 ２２８ 吊り下げフレーム ２３０ 搭載ユニット ２３２ 座板 ２３４ バー ２３６ 小型板 ２３８ ガラス受け ２４０ シャッタ ２４２ 真空ダクト手段 ２４４ 振動抑制手段 ２４６ 端面位置調整手段 ２４８ 回転支柱 ２５０ 水平アーム ２５２ 押えローラ ２５４ 磁性流体シール ２５６ エアシリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F031 CA02 CA05 FA01 FA02 FA07 FA13 GA15 GA43 GA47 GA54 MA04 MA07 MA31 MA32 NA05 NA08 NA09 5F045 EB02 EB08 EB09 EM01 EM09 EM10 EN01 EN02 EN04 EN10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器内にロードロックチャンバ、ト
   ランスファーチャンバ、プロセスチャンバを形成し、前
   記トランスファーチャンバに設けたトランスファーマシ
   ンにより処理対象基板を前記ロードロックチャンバとプ
   ロセスチャンバ間で相互移送させるようにしたプロセス
   処理システムにおいて、 前記ロードロックチャンバを上下多段に形成するととも
   にこれを前記トランスファーチャンバの周囲に複数配置
   することにより処理対象基板を複数同時収容可能として
   おき、各ロードロックチャンバには方向転換手段を設け
   ることにより前記トランスファーチャンバによる受渡し
   方向に前記基板を転換可能としてなり、 前記プロセスチャンバには垂直移送手段を設け、当該垂
   直移送手段に取り付けられたフレームに対して転回テー
   ブルを設け、当該転回テーブルには基板把持手段を前記
   転回テーブルの回転駆動手段に連動して圧着開放をなさ
   しめ、前記回転駆動手段を前記垂直移送手段による垂直
   移送時に前記転回テーブルと切り離し可能としてなる、
   ことを特徴とする基板のプロセス処理システム。
2. 【請求項２】 ロードロックチャンバに装填された処理
   対象基板をトランスファーマシンによりプロセスチャン
   バに移送し、プロセス処理をなした後、前記トランスフ
   ァーマシンにより逆移送してロードロックチャンバに戻
   すようにした基板のプロセス処理方法において、 前記ロードロックチャンバを上下多段としつつ同様に上
   下多段構成としたトランスファーマシンの左右に併設し
   ておき、ロードロックチャンバにワークを搬入して真空
   引きしてトランスファーマシン方向に向きを転換させ、
   対応段高さ位置のおける前記トランスファーマシンによ
   り前記プロセスチャンバに真空搬送した後にプロセス処
   理をなし、当該プロセス処理終了後に真空搬送してロー
   ドロックチャンバに戻して不活性ガスによるパージを行
   なって大気搬出する一連の作業を、各ロードロックチャ
   ンバに装填したワーク毎にローテーションを組んで連続
   的に行なわせるようにしたことを特徴とする基板のプロ
   セス処理方法。