JP2007073646A - 基板位置合わせ装置および基板収容ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ロードロック室等の基板を収容する容器内において、基板周りのスペースを極力小さくして基板の位置合わせを行うことができる基板位置合わせ装置を提供すること。
【解決手段】基板位置合わせ装置は、基板Ｓの搬送方向に直交する一対の端面Ｓ１を押圧する一対の第１のポジショナー７と、基板Ｓの搬送方向に沿った一対の端面Ｓ２を押圧する一対の第２のポジショナー８とを具備し、第１および第２のポジショナー７、８はそれぞれ、シリンダ機構７１、８１、およびシリンダ機構７１、８１のピストン７４、８４の進出により端面Ｓ１、Ｓ２を押圧する押圧子７０、８０を有し、第１のポジショナー７は、ピストン７４の進出により、押圧子７０を、基板Ｓの搬送経路外に退避させる退避位置と基板Ｓを押圧可能な押圧可能位置との間で移動させ、かつ、押圧可能位置で押圧方向に移動させる駆動力変換機構部７２をさらに有する。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板等の基板を処理する際に、この基板を位置合わせする基板位置合わせ装置、およびこの基板位置合わせ装置を具備した基板収容ユニットに関する。

ＦＰＤの製造過程において、ガラス基板に対して真空状態でエッチングやアッシング、成膜などの処理を行なう真空処理装置として、前記処理を行なうための複数の真空処理室が配備された、いわゆるマルチチャンバタイプの真空処理装置が用いられている。

このような真空処理装置においては、真空処理室内の基板のロード／アンロードを行うたびに真空処理室内を常圧に戻す必要がないように、ゲートバルブにより開閉自在な開口を介して、真空処理室に予備真空室であるロードロック室が接続されている。前記処理前の基板は、搬送ピック等の搬送機構により、真空処理室への搬送前に一旦ロードロック室に搬送され、ロードロック室内が真空処理室と同様の真空状態になった後に真空処理室へと搬送される。このため、ロードロック室では、搬送機構による基板の真空処理室内の処理位置への搬送が正確に行われるように、基板を所定の位置に位置合わせするといったことが行われている。

このような基板の位置合わせに用いられる位置合わせ装置としては、ロードロック室内のバッファ上に支持された基板の対向する角部をそれぞれ押圧可能な一対のポジショナーを備えたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。この技術においては、各ポジショナーは、一対のローラーとこれらのローラーを支持する支持体とを有し、基板の対角線方向に移動して、基板の角部を一対のローラーで挟んだ状態で基板を押圧することにより、基板の位置合わせを行う。また、各ポジショナーは、基板の搬送の妨げとならないように下方に退避可能である。
特開２０００−３０６９８０号公報

ところで、近時、ＬＣＤ基板は大型化傾向にあり、一辺が２ｍもの巨大なものが出現するに至っており、基板の巨大化に合わせて従来のままロードロック室等のチャンバを大型化させると、装置自体が著しく巨大化してしまうため、チャンバ内の基板周りのスペースを小さく抑えて、チャンバを極力小型化することが指向されている。しかしながら、上記特許文献１の技術では、ポジショナーは、一対のローラーが支持体に支持されて構成されているため、それ自体が比較的大きなものにならざるを得ず、しかも、それが対角線方向および上下方向に移動するため、その分のスペースが必要であり、ロードロック室の小型化に限界がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、ロードロック室等の基板を収容する容器内において、基板周りのスペースを極力小さくして基板の位置合わせを行うことができる基板位置合わせ装置、およびこの基板位置合わせ装置を具備した基板収容ユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、容器の側壁に設けられた開口から水平方向に搬送され、前記容器内で基板載置部に載置される矩形状の基板を前記基板載置部上で位置合わせする基板位置合わせ装置であって、基板の搬送方向に直交する一対の第１の端面を押圧する一対の第１の押圧機構と、基板の搬送方向に沿った一対の第２の端面を押圧する一対の第２の押圧機構とを具備し、前記第１の押圧機構および第２の押圧機構はそれぞれ、駆動機構、および前記駆動機構の駆動により前記第１の端面および第２の端面を押圧する押圧子を有し、前記一対の第１の押圧機構のうちの少なくとも一方は、前記駆動機構の駆動により、前記押圧子を、基板の搬送経路外に退避させる退避位置と基板を押圧可能な押圧可能位置との間で移動させ、かつ、前記押圧可能位置で押圧方向に移動させる駆動力変換機構部をさらに有することを特徴とする基板位置合わせ装置を提供する。

本発明の基板位置合わせ装置において、前記駆動機構は前記容器外に設けられていることが好ましい。また、前記駆動力変換機構部は、基板の搬送経路の上方または下方に設けられ、前記駆動機構の駆動により、前記押圧子を、基板の搬送経路の上方または下方に前記搬送経路と平行な状態で退避させる退避位置と基板を押圧可能な押圧可能位置との間で移動させ、かつ、前記押圧可能位置で押圧方向に移動させることが好ましい。さらに、前記一対の第１の押圧機構のうちの少なくとも一方は、前記駆動機構が、水平に、かつ基板の搬送方向と直交する方向に駆動することが好ましい。この場合に、前記一対の第１の押圧機構のうちの少なくとも一方は、前記駆動機構が、水平に、かつ基板の搬送方向と直交する方向に進退するピストンを有するシリンダ機構であり、前記駆動力変換機構部は、前記シリンダ機構の前記ピストンが所定ストローク進出すると、前記退避位置の前記押圧子を前記押圧可能位置に移動させ、前記シリンダ機構の前記ピストンがさらに所定ストローク進出すると、前記押圧可能位置の前記押圧子を押圧方向に移動させて前記第１の端面が押圧されるようにし、その状態で前記シリンダ機構の前記ピストンが所定ストローク退避すると、前記第１の端面を押圧状態の前記押圧子を前記押圧可能位置に移動させ、前記シリンダ機構の前記ピストンがさらに所定ストローク退避すると、前記押圧可能位置の前記押圧子を前記退避位置に移動させることが好ましい。さらに、この場合に、前記駆動力変換機構部は、前記容器内に固定されたガイド部材と、前記シリンダ機構の前記ピストンの進退とともに、前記ガイド部材に沿って前記ピストンの進退方向にスライド移動する主動スライド部材と、前記主動スライド部材の所定ストロークのスライド移動に伴い、前記ガイド部材に沿って、水平に、かつ主動スライド部材の移動方向と直交する方向にスライド移動する従動スライド部材と、一端部が前記従動スライド部材に回動可能に設けられるとともに、他端部に前記押圧子が回動可能に設けられ、前記主動スライド部材の所定ストロークのスライド移動に伴い、前記一端部を中心として倒伏および起立するように回動するリンク部材とを有し、前記リンク部材が倒伏および起立するように回動することにより、前記押圧子を前記退避位置と前記押圧可能位置との間で移動させ、前記従動スライド部材がスライド移動することにより、前記押圧子を、前記押圧可能位置を始点および終点として押圧方向および押圧方向と反対方向に移動させることが好ましい。

以上の本発明に係る基板位置合わせ装置において、前記第１の押圧機構および第２の押圧機構はそれぞれ、前記押圧子が前記第１の端面および第２の端面を押圧した際の衝撃を緩和する緩衝手段をさらに有することが好ましい。

また、本発明は、側壁に開口が設けられ、前記開口から水平方向に搬送された矩形状の基板を収容する基板収容部を有する容器と、前記基板収容部に設けられ、前記基板収容部に収容された基板を載置する基板載置部と、前記基板載置部に載置された基板を前記基板載置部上で位置合わせする基板位置合わせ装置とを具備した基板収容ユニットであって、前記基板位置合わせ装置は、基板の搬送方向に直交する一対の第１の端面を押圧する一対の第１の押圧機構と、基板の搬送方向に沿った一対の第２の端面を押圧する一対の第２の押圧機構とを備え、前記第１の押圧機構および第２の押圧機構はそれぞれ、駆動機構、および前記駆動機構の駆動により前記第１の端面および第２の端面を押圧する押圧子を有し、前記一対の第１の押圧機構のうちの少なくとも一方は、前記駆動機構の駆動により、前記押圧子を、基板の搬送経路外に退避させる退避位置と基板を押圧可能な押圧可能位置との間で移動させ、かつ、前記押圧可能位置で押圧方向に移動させる駆動力変換機構部をさらに有することを特徴とする基板収容ユニットを提供する。

本発明の基板収容ユニットにおいて、前記基板載置部は、搬送された基板の裏面に当接する回転可能な球状コロを有することが好ましい。また、前記容器は、前記基板収容部を上下に２段以上有していることが好ましい。さらに、前記容器は、前記開口が互いに対向する側壁にそれぞれ開閉可能に設けられ、それぞれの前記開口を介して、真空状態で基板に所定の処理を施す真空処理チャンバ内と大気側とに内部が連通可能であり、大気側との基板の受け渡しの際には内部が大気圧近傍に保持されるとともに、前記真空処理チャンバとの基板の受け渡しの際には内部が真空状態に保持されるロードロックチャンバであることが好適である。

本発明によれば、各一対の第１および第２の押圧機構により基板の各端面を押圧するため、基板の位置合わせを正確に行うことができるとともに、第１および第２の押圧機構を、それぞれ別個の駆動機構の駆動により、押圧子が基板の端面を押圧するように構成し、さらに、基板の搬送経路にあたる、基板の搬送方向に直交する第１の端面を押圧する少なくとも一方の第１の押圧機構について、押圧子を、基板の搬送経路外に退避させる退避位置と基板を押圧可能な押圧可能位置との間で移動させ、かつ、押圧可能位置で押圧方向に移動させる駆動力変換機構部を設けて、押圧子が基板の搬送経路から回避移動するようにしたので、容器内における位置合わせのための部材の設置スペースおよび基板の搬送経路から回避移動するためのスペースを著しく小さくすることができる。したがって、容器内の基板周りのスペースを極力小さくすることができ、容器を極力小型化することが可能となる。

特に、本発明を、マルチチャンバタイプの真空処理装置に用いられるロードロックチャンバに適用する場合には、ロードロックチャンバを極力小型化することが可能となり、基板の大型化に伴って真空処理装置自体が著しく巨大化してしまうといったことを回避することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。ここでは、本発明の基板位置合わせ装置をＦＰＤ用ガラス基板（以下、単に「基板」と記す）Ｓに対してプラズマ処理を行なうためのマルチチャンバタイプのプラズマ処理装置を構成するロードロック装置に用いた例について説明する。ここで、ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、蛍光表示管（Vacuum Fluorescent Display；ＶＦＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。

図１は本発明の一実施形態に係る基板位置合わせ装置がロードロックチャンバに適用されたプラズマ処理装置を概略的に示す斜視図であり、図２はその内部を概略的に示す水平断面図である。

このプラズマ処理装置１は、その中央部に搬送室２０とロードロックチャンバ３０とが連設されている。搬送室２０の周囲には、３つのプロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃが配設されている。

搬送室２０と各プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間、搬送室２０とロードロックチャンバ３０との間、およびロードロックチャンバ３０と外側の大気雰囲気とを連通する開口には、これらの間を気密にシールし、かつ開閉可能に構成されたゲートバルブ２２がそれぞれ介挿されている（搬送室２０と各プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間、搬送室２０とロードロックチャンバ３０との間のもののみ図示）。

ロードロックチャンバ３０の外側には、２つのカセットインデクサ４１が設けられており、その上にそれぞれ基板Ｓを収容するカセット４０が載置されている。これらカセット４０の一方には、例えば未処理基板を収容し、他方には処理済み基板を収容できる。

これら２つのカセット４０の間には、支持台４４上に搬送機構４３が設けられており、この搬送機構４３は、上下２段に設けられたピック４５，４５と、これらのピック４５，４５を、個別的に進退可能に、かつ、まとめて回転および昇降可能に支持するベース４７とを具備している。

前記プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、その内部空間が所定の減圧雰囲気に保持されることが可能であり、その内部でプラズマ処理、例えばエッチング処理やアッシング処理が行なわれる。このように３つのプロセスチャンバを有しているため、例えばそのうち２つのプロセスチャンバをエッチング処理室として構成し、残りの１つのプロセスチャンバをアッシング処理室として構成したり、３つのプロセスチャンバ全てを、同一の処理を行なうエッチング処理室やアッシグ処理室として構成することができる。なお、プロセスチャンバの数は３つに限らず、４つ以上であってもよい。

搬送室２０は、真空処理室と同様に所定の減圧雰囲気に保持することが可能であり、その中には、図２に示すように、搬送装置５０が配設されている。そして、この搬送装置５０により、ロードロックチャンバ３０および３つのプロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの間で基板Ｓが搬送される。搬送機構５０は、上下２段に設けられたピック５１、５１（図２では上段のみ図示）と、これらのピック５１，５１を、個別的に進退可能に、かつ、まとめて回転および昇降可能に支持するベース５２とを具備している。

ロードロックチャンバ３０は、各プロセスチャンバ１０および搬送室２０と同様に、所定の減圧雰囲気に保持されることが可能である。また、ロードロックチャンバ３０は、大気雰囲気にあるカセット４０と減圧雰囲気のプロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間で基板Ｓの授受を行うためのものであり、大気雰囲気と減圧雰囲気とを繰り返す関係上、極力その内容積が小さく構成されている。

ロードロックチャンバ３０は、基板収容部３１が上下２段に設けられており（図２では上段のみ図示）、各基板収容部３１には、基板Ｓを載置して支持する複数のバッファ（基板載置部）３２が設けられている。これらバッファ３２の間には、基板Ｓを搬送した際のピック４５、５１の逃げ溝３２ａが形成されている。また、各基板収容部３１に対応するようにロードロックチャンバ３０には、矩形状の基板Ｓの互いに対向する角部付近において位置合わせを行なう第１および第２のポジショナー（第１および第２の押圧機構）７，８が設けられている。ロードロックチャンバ３０ならびに第１および第２のポジショナー７，８については後に詳細に説明する。

プラズマ処理装置１の各構成部は、制御部６０に接続されて制御される構成となっている（図１では図示を省略）。制御部６０の概要を図３に示す。制御部６０は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ６１を備え、このプロセスコントローラ６１には、工程管理者がプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース６２が接続されている。

また、制御部６０は、プラズマ処理装置１で実行される各種処理をプロセスコントローラ６１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部６３を有しており、この記憶部６３はプロセスコントローラ６１に接続されている。

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース６２からの指示等にて任意のレシピを記憶部６３から呼び出してプロセスコントローラ６１に実行させることで、プロセスコントローラ６１の制御下で、プラズマ処理装置１での所望の処理が行われる。

前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。

次に、本実施形態に係る基板位置合わせ装置、および基板位置合わせ装置を備えたロードロックチャンバ３０について詳細に説明する。

図４は、ロードロックチャンバ３０の一部を切り欠いて示す斜視図である。

ロードロックチャンバ３０の各基板収容部３１は、基板Ｓの搬送方向（Ｙ方向）に対向する側壁にそれぞれ、ゲートバルブ２２によって、搬送室２０とを連通可能な開口３３、および外側の大気雰囲気とを連通する開口３４を有し、少なくとも開口３４の閉塞時には内部が所定の減圧雰囲気、例えば真空状態まで減圧可能である。各基板収容部３１では、搬送機構４３または５０により水平または略水平に搬送された基板Ｓが、開口３４または３３を介して各基板収容部３１内に収容され、複数のバッファ３２上に跨って載置されるように構成されている。

複数のバッファ３２のうち、例えば、基板の搬送方向と直交する水平方向（Ｘ方向）の中央部に設けられたバッファ３２の上端部には、搬送された基板Ｓの裏面に当接する回転可能な球状コロ３５が所定の間隔を有して複数設けられ、例えばＸ方向外側のバッファ３２の上端部には、搬送された基板Ｓの角部の裏面に当接する支持ピン３６がＹ方向両端部に設けられている。これにより、複数のバッファ３２上に載置された基板は、球状コロ３５の回転によりバッファ３２上を移動することができるとともに、支持ピン３６との摩擦によりバッファ３２上で静止することができる。

第１のポジショナー７は、基板収容部３１内に収容された基板ＳのＹ方向に直交または略直交する端面Ｓ１を押圧するためのものであり、端面Ｓ１を押圧する押圧子７０と、押圧子７０を移動させるためのシリンダ機構（駆動機構）７１と、押圧子７０とシリンダ機構７１との間に介在され、シリンダ機構７１の駆動力を方向変換して押圧子７０に伝達する駆動力変換機構部７２とを備えている。第２のポジショナー８は、基板収容部３１内に収容された基板ＳのＸ方向に直交または略直交する端面Ｓ２を押圧するためのものであり、端面Ｓ２を押圧する押圧子８０と、押圧子８０を移動させるためのシリンダ機構（駆動機構）８１とを備えている。第１のポジショナー７および第２のポジショナー８は、基板収容部３１の対向する２つの角部近傍にそれぞれ設置されており、かつ、上下の基板収容部３１，３１間において異なる角部近傍に設置されている。第１および第２のポジショナー７，８は基板位置合わせ装置を構成し、ロードロックチャンバ３０、ロードロックチャンバ３０内の基板収容部３１に設けられたバッファ３２、および基板位置合わせ装置は基板収容ユニットを構成する。

シリンダ機構７１は、ロードロックチャンバ３０の基板収容部３１外に設置された、より具体的には、バッファ３２上に載置された基板Ｓと略同じ高さとなるように、ロードロックチャンバ３０または基板収容部３１のＸ方向と直交する側壁からロードロックチャンバ３０外に突出して設置された、Ｘ方向に延びるシリンダ本体７３と、このシリンダ本体７３に進退可能に設けられたピストン７４とを有する電動シリンダにより構成されており（図５〜８、１０〜１２も参照）、ステッピングモータにより電気エネルギーを力学エネルギーに変換して、シリンダ本体７３に対してピストン７４を所定量進退させるものである。

図５〜９に示すように（図５は駆動力変換機構部７２を示す分解斜視図であり、図６は駆動力変換機構部７２の作動の第１段階を説明するための斜視図であり、図７は駆動力変換機構部７２の作動の第２段階を説明するための斜視図であり、図８は駆動力変換機構部７２の作動の第３段階を説明するための斜視図であり、図９は駆動力変換機構部７２の一部を切り欠いて示す平面図）、駆動力変換機構部７２は、基板収容部３１内の底面に固定された板状のガイド部材７５と、Ｘ方向にスライド移動可能にガイド部材７５に取り付けられた主動スライド部材７６と、Ｙ方向にスライド移動可能にガイド部材７５に取り付けられた従動スライド部材７７と、一端部が従動スライド部材７７にＹ方向を軸として回動可能に設けられて、他端部に押圧子７０が回動可能に設けられた一対のリンク部材７８、７９とを備えている。

主動スライド部材７６は、Ｘ方向に延びる形状を有し、Ｙ方向に間隔を有して一対のスライド部７６０がＸ方向中間部に設けられている。スライド部７６０の底面にはそれぞれ、Ｘ方向に延びるスライド溝７６１が形成されており（一方のみ図示）、スライド溝７６１が、ガイド部材７５に形成されたＸ方向に延びるＸ方向ガイド部７５１にスライド可能に嵌め込まれることにより、主動スライド部材７６は、Ｘ方向にスライド移動可能にガイド部材７５に取り付けられる。スライド部７６０は、Ｘ方向ガイド部７５１に沿ってスライドしやすいように、少なくともスライド溝７６１部分が低摩擦材料で形成されている。Ｘ方向ガイド部７５１の両端部にはそれぞれ、スライド部７６０のスライドを規制するストッパ部７５３が設けられている。

主動スライド部材７６のＸ方向一端部には係合凹部７６５が形成され、この係合凹部７６５がピストン７４の先端部に形成された係合溝７４０とＸ方向に係合することにより、主動スライド部材７６がシリンダ機構７１のピストン７４に接続されており、これにより、主動スライド部材７６は、ピストン７４の進退動作に伴ってＸ方向にスライド移動する。

従動スライド部材７７は、Ｘ方向に延びる形状を有し、Ｘ方向に間隔を有して一対のスライド部７７０が設けられている。スライド部７７０の底面にはそれぞれ、Ｙ方向に延びるスライド溝７７１が形成されており、スライド溝７７１が、ガイド部材７５のＸ方向ガイド部７５１よりも基板収容部３１のＹ方向中央寄りに形成された、Ｙ方向に延びるＹ方向ガイド部７５２にスライド可能に嵌め込まれることにより、従動スライド部材７７は、主動スライド部材７６よりも基板収容部３１のＹ方向中央寄りに設けられ、Ｙ方向にスライド移動可能にガイド部材７５に取り付けられる。スライド部７７０は、Ｙ方向ガイド部７５２に沿ってスライドしやすいように、少なくともスライド溝７７１部分が低摩擦材料で形成されている。Ｙ方向ガイド部７５２の両端部にはそれぞれ、スライド部７７０のスライドを規制するストッパ部７５３が設けられている。

主動スライド部材７６は、基板収容部３１のＹ方向中央寄りのスライド部７６０に、Ｘ方向およびＹ方向と略４５度の角度をなすように基板収容部３１の外側に向かって延びる押圧ブレード部７６２が一体的に設けられており、従動スライド部材７７は、上面に例えば高さ方向に延びる円柱状の被押圧部７７２が設けられている。そして、ピストン７４の所定ストロークの進出により主動スライド部材７６がＸ方向中央寄りに向かってスライド移動した際に、押圧ブレード部７６２が被押圧部７７２に当接して被押圧部７７２を押圧することにより、従動スライド部材７７がＹ方向中央寄りに向かってスライド移動するように構成されている（特に図７、８参照）。

従動スライド部材７７とガイド部材７５とのＸ方向両端部にはそれぞれ、引張コイルばね７５４が接続されており、従動スライド部材７７は、引張コイルばね７５４によって基板収容部３１のＹ方向外側に向かって付勢されている。これにより、基板収容部３１のＹ方向中央寄りに向かってスライド移動した従動スライド部材７７は、ピストン７４の所定ストロークの退避により主動スライド部材７６が基板収容部３１のＸ方向外側に向かってスライド移動した際に、基板収容部３１のＹ方向外側に向かってスライド移動するように構成されている。

一対のリンク部材７８、７９は、一端部の回動軸がＸ方向に並列するように、従動スライド部材７７の被押圧部７７２よりも基板収容部３１のＸ方向中央寄りに設けられており、一方が他方に向かってＶ字状に屈曲して平行四辺形状をなしている。リンク部材７８には、基板収容部３１のＹ方向外側に向かって延びる円柱または円筒状のカム部７８０が設けられており、カム部７８０は、主動スライド部材７６のＸ方向他端部に形成されたカム孔７６３に入り込んでいる。カム孔７６３は、Ｙ方向断面が上下に延びる形状を有しており、一対のリンク部材７８、７９は、主動スライド部材７６がスライド移動した際に、カム部７８０がカム孔７６３に沿って上下に変位することにより、回動して起立およびリンク部材７８を下側に倒伏するように構成されている（特に図６、７参照）。また、カム孔７６３は、Ｙ方向断面が、上端部から基板収容部３１のＸ方向外側に向かって延びる形状を有しており、主動スライド部材７６および従動スライド部材７７がそれぞれ、Ｘ方向およびＹ方向にスライド移動した際に、カム部７８０がカム孔７６３に入り込んだまま、起立した一対のリンク部材７８、７９も従動スライド部材７７とともにＹ方向に移動できるように構成されている（特に図７、８参照）。これにより、一対のリンク部材７８、７９を起立した状態で確実に支持することができる。

カム部７８０は、複数のボールベアリング７８１により回転可能であり（図９参照）、これにより、カム孔７６３内をスムーズに相対変位することができる。なお、カム部カム部をリンク部材７８に代えてリンク部材７９に設けてもよく、あるいは、カム部を主動スライド部材７６に設け、カム孔をリンク部材７８または７９に設けてもよい。カム部７８０およびカム孔７６３はカム機構を構成し、一対のリンク部材７８、７９は、主動スライド部材７６がスライド移動した際に、カム機構により回動して起立および倒伏するように構成されている。

リンク部材７９と従動スライド部材７７とには、引張コイルばね７５５が接続されており、一対のリンク部材７８、７９は、引張コイルばね７５５によって起立するように付勢されている。これにより、倒伏した一対のリンク部材７８、７９は、ピストン７４の所定ストロークの進出により主動スライド部材７６が基板収容部３１のＸ方向中央寄りに向かってスライド移動した際に、引張コイルばね７５５によって起立がアシストされる。なお、引張コイルばね７５５に代えて圧縮コイルばねを用い、圧縮コイルばねによって起立した一対のリンク部材７８、７９の倒伏をアシストするように構成してもよい。

押圧子７０は、基板Ｓの端面Ｓ１に当接して端面Ｓ１を押圧する押圧本体７００と、リンク部材７８、７９の他端部がそれぞれ回動可能に取り付けられた回動プレート７０１と、押圧本体７００および回動プレート７０１を連結する、Ｙ方向に延びる連結部７０２とを有している。押圧子７０は、一対のリンク部材７８、７９の起立時に、バッファ３２上に載置された基板Ｓと略等しい高さに位置し（押圧可能位置）、一対のリンク部材７８、７９の倒伏時に、基板Ｓと平行な状態を保ったまま、バッファ３２上に載置された基板Ｓよりも下方に位置する（退避位置）ように構成されている。

押圧本体７００は、当接した基板Ｓの端面Ｓ１に傷や破損を生じさせず、かつ基板Ｓとの接触による微粒子の発生などが起こりにくい材質で形成されている。例えば、一定の弾性を有する合成樹脂などの材質のものを使用することができ、好適には、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂を用いることができる。また、押圧本体７００は、位置合わせの精度を高める観点から、水平方向において基板Ｓの端面Ｓ１に点接触できるように、押圧面が円弧状に形成されている。なお、押圧本体７００は、高さ方向を軸とする例えば円柱状の回転体としてもよい。

連結部７０２は、外筒部材７０３内に内筒部材７０４が挿入されて抜け止めされ、外筒部材７０３および内筒部材７０４内には圧縮コイルばね７０５が配置されて構成されている。すなわち、連結部７０２は、伸縮可能であるとともに、圧縮コイルばね７０５によって伸張方向に付勢されており、押圧本体７００が基板Ｓの端面Ｓ１を押圧した際の衝撃を緩和する緩衝手段として機能する。

なお、駆動力変換機構部７２は、例えば、ガイド部材７５を基板収容部３１の上面に固定して、上下反対に設けられていてもよい。この場合に、押圧子７０は、一対のリンク部材７８、７９の起立時に、バッファ３２上に載置された基板Ｓと略等しい高さに位置し（押圧可能位置）、一対のリンク部材７８、７９の倒伏時に、基板Ｓと平行な状態を保ったまま、バッファ３２上に載置された基板Ｓよりも上方に位置する（退避位置）ように構成される。

第２のポジショナー８は、図１０〜１２に示すように、シリンダ機構８１が、ロードロックチャンバ３０の基板収容部３１外に設置された、より具体的には、バッファ３２の下端部と略同じ高さとなるように、ロードロックチャンバ３０または基板収容部３１のＸ方向と直交する側壁からロードロックチャンバ３０外に突出して設置された、Ｘ方向に延びるシリンダ本体８３と、このシリンダ本体８３に進退可能に設けられたピストン８４とを有する電動シリンダ機構により構成されており、押圧子８０がピストン８４の先端部に設けられている。

なお、一対のシリンダ機構７１のうちの一方、および一対のシリンダ機構８１のうちの一方はそれぞれ、電動シリンダに代えてエアシリンダ等の他のシリンダとしてもよい。また、押圧子７０，８０を移動させる駆動機構としては、シリンダ機構７１，８１の他に、Ｘ方向に進退駆動するとともに、任意のＸ方向位置で停止することができるものであれば、その作動原理や種類を問わず、例えば、電磁石モータ、ソレノイド、圧電素子等とすることも可能である。

押圧子８０は、押圧子７０の押圧本体７００と同様に、当接した基板Ｓの端面Ｓ２に傷や破損を生じさせず、かつ基板Ｓとの接触による微粒子の発生などが起こりにくい材質で形成されており、水平方向において基板Ｓの端面Ｓ２に点接触できるように、押圧面が円弧状に形成されている。なお、押圧子８０は、高さ方向を軸とする例えば円柱状の回転体としてもよい。また、押圧子８０が基板Ｓの端面Ｓ２を押圧した際の衝撃を緩和できるように、押圧子８０とピストン８４とを連結部７０２のような緩衝手段を介して連結することが好ましい。

このような構成により、第２のポジショナー８は、シリンダ機構８１のピストン８４が進出することにより、押圧子８０を基板収容部３１のＸ方向中央寄りに移動させ、シリンダ機構８１のピストン８４が退避することにより、押圧子８０を基板収容部３１のＸ方向外側に移動させる。

次に、基板位置合わせ装置による基板の位置合わせ方法について、図１０〜１２を参照しながら説明を行なう。図１０は基板位置合わせ装置の作動の第１段階を説明するための図であり、図１１は基板位置合わせ装置の作動の第２段階を説明するための図であり、図１２は基板位置合わせ装置の作動の第３段階を説明するための図である。

まず、第１および第２のボジショナー７、８に設けられたシリンダ機構７１，８１のピストン７４，８４を完全に退避させた状態で、基板Ｓを基板収容部３１内に搬送してバッファ３２上に載置したら、シリンダ機構７１，８１のピストン７４，８４をそれぞれ進出させる（図１０参照）。

シリンダ機構７１のピストン７４を所定ストローク進出させると、主動スライド部材７６が基板収容部３１のＸ方向中央寄りに向かってスライド移動する。この際に、カム孔７６３内に沿ってカム部７８０が上昇し、引張コイルばね７５５も作用して、一対のリンク部材７８，７９が起立するように回動することにより、退避位置の押圧子７０が押圧可能位置まで上昇する（図１１参照）。

シリンダ機構７１のピストン７４をさらに所定ストローク進出させると、主動スライド部材７６がさらに基板収容部３１のＸ方向中央寄りに向かってスライド移動する。この際に、押圧ブレード部７６２が被押圧部７７２に当接して被押圧部７７２を押圧し、引張コイルばね７５４の付勢に反して、従動スライド部材７７が基板収容部３１のＹ方向中央寄りに向かってスライド移動することにより、押圧可能位置の押圧子７０が、基板収容部３１のＹ方向中央寄りに向かって移動し、基板Ｓの端面Ｓ１に当接して端面Ｓ１を押圧する（図１２参照）。

一方、シリンダ機構８１のピストン８４を所定ストローク進出させると、押圧子８０が、基板収容部３１のＸ方向中央寄りに向かって移動し、基板Ｓの端面Ｓ２に当接して端面Ｓ２を押圧する。

こうして、第１および第２のボジショナー７、８により、基板Ｓの各端面Ｓ１、Ｓ２を押圧することにより、基板Ｓがバッファ３２上で所定の位置に位置合わせされる。なお、一対のシリンダ機構７１，８１の進出駆動は、同時に行ってもよく、一対のシリンダ機構７１，８１のうちの一方のシリンダ機構７１，８１を進出駆動させた後に、他方のシリンダ機構７１，８１を進出駆動させてもよい。

基板Ｓの位置合わせが終了したら、シリンダ機構７１，８１のピストン７４，８４をそれぞれ退避させる。ピストン７４を所定ストローク退避させると、主動スライド部材７６が基板収容部３１のＸ方向外側に向かってスライド移動する。この際に、引張コイルばね７５４に付勢された従動スライド部材７７が、基板収容部３１のＹ方向外側に向かってスライド移動することにより、基板Ｓの端面Ｓ１に当接した押圧子７０が、基板収容部３１のＹ方向外側に向かって移動し、端面Ｓ１と離間して押圧可能位置まで移動する。

ピストン７４をさらに所定ストローク、例えば完全に退避させると、主動スライド部材７６がさらに基板収容部３１のＸ方向外側に向かってスライド移動する。この際に、カム孔７６３内に沿ってカム部７８０が下降し、引張コイルばね７５５の付勢に反して、一対のリンク部材７８，７９が倒伏するように回動することにより、押圧可能位置の押圧子７０が退避位置まで下降する。

一方、シリンダ機構８１のピストン８４を所定ストローク、例えば完全に退避させると、押圧子８０が、基板収容部３１のＸ方向外側に向かって移動して基板Ｓの端面Ｓ２と離間する。

こうして、押圧子７０，８０を基板Ｓの搬送経路上から退避させたら、基板Ｓがプロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃのいずれかに搬送されることとなる。第１および第２のポジショナー７，８により位置合わせされた基板Ｓは、プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ内で正規の処理位置に搬送されるため、処理ムラなどが生じない高精度なプロセスが実現可能になる。

本実施形態では、第１および第２のポジショナー７，８をそれぞれ、個別に設けたシリンダ機構７１，８１のピストン７４、８４の進出により、押圧子７０，８０が基板Ｓの第１および第２の端面Ｓ１，Ｓ２を押圧するように構成し、基板Ｓの搬送経路にあたる第１の端面Ｓ１を押圧する第１のポジショナー７について、押圧子７０を、退避位置と押圧可能位置との間で移動させ、かつ、押圧可能位置で押圧方向に移動させる駆動力変換機構部７２を設けて、押圧子７０が基板Ｓの搬送経路から回避移動するようにしたため、基板収容部３１における位置合わせのための部材の設置スペースおよび基板Ｓの搬送経路から回避移動するためのスペースを著しく小さくすることができる。したがって、基板収容部３１の基板Ｓ周りのスペースを極力小さくすることができ、ロードロックチャンバ３０を極力小型化することが可能となる。

また、本実施形態では、押圧子７０，８０を移動させるためのシリンダ機構７１，８１がロードロックチャンバ３０の基板収容部３１外に設けられているため、基板収容部３１における位置合わせのための部材の設置スペースをより小さくすることができる。

また、本実施形態では、第１のポジショナー７において、駆動力変換機構部７２が、シリンダ機構７１のピストン７４によるＸ方向の駆動力を、Ｙ方向および高さ方向の駆動力に変換して、押圧子７０を、退避位置と押圧可能位置との間で移動させ、かつ、押圧可能位置を始点および終点として押圧方向および押圧方向と反対方向に移動させるため、第１および第２のポジショナー７、８を構成するシリンダ機構７１、８１を、ロードロックチャンバ３０の同じ側壁に設けることができ、これにより、ロードロックチャンバ３０の上側および下側のスペースを有効利用することができる。さらに、駆動力変換機構部７２が、ピストン７４の１ストロークの進出および退避により、押圧子７０を、退避位置と押圧可能位置との間で移動させ、かつ、押圧可能位置を始点および終点として押圧方向および押圧方向と反対方向に移動させるため、基板Ｓの位置合わせ操作が容易となる。

なお、第１および第２のポジショナー７，８の基板収容部３１への配置位置は、互いに対向する角部付近に限らない。図１３に示すように（図１３は基板位置合わせ装置を構成する第１および第２のポジショナーの配置位置の変更例を示す図）、第１のポジショナー７を、基板収容部３１のＹ方向に隣り合う角部付近に、互いにＹ方向に対向するように一対配置するとともに、第２のポジショナー８を、基板収容部３１の各角部付近に、互いにＸ方向に対向するように二対配置してもよい。この場合には、例えば、一方の第１のポジショナー７のシリンダ機構７１を、電動シリンダに代えてエアシリンダにより構成するとともに、一対の第１のポジショナー７が設けられた側のＹ方向に隣り合う第２のポジショナー８のシリンダ機構８１（８１ａ，８１ｂ）を、電動シリンダに代えてエアシリンダにより構成することができる。これにより、電動シリンダの個数を減らすことができるので、装置の低コスト化が図れる。基板Ｓを位置合わせする際には、例えば、エアシリンダで構成したシリンダ機構７１，８１のピストン７４、８４を進出させた後に、電動シリンダで構成したシリンダ機構７１，８１のピストン７４、８４を進出させる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。基板を収容する容器は、ロードロックチャンバ３０に限らず、プロセスチャンバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃや搬送室２０等であってもよく、基板は、ＦＰＤ用のガラス基板に限らず、半導体ウエハ等の他の基板であってもよい。また、基板収容部を容器に３段以上設けてもよい。

本発明の一実施形態に係る基板位置合わせ装置がロードロックチャンバに適用されたプラズマ処理装置を概略的に示す斜視図である。 プラズマ処理装置の内部を概略的に示す水平断面図である。 制御部の概略構成を示すブロック図である。 ロードロックチャンバの一部を切り欠いて示す斜視図である。 駆動力変換機構部を示す分解斜視図である。 駆動力変換機構部の作動の第１段階を説明するための斜視図である。 駆動力変換機構部の作動の第２段階を説明するための斜視図である。 駆動力変換機構部の作動の第３段階を説明するための斜視図である。 駆動力変換機構部の一部を切り欠いて示す平面図である。 基板位置合わせ装置の作動の第１段階を説明するための図である。 基板位置合わせ装置の作動の第２段階を説明するための図である。 基板位置合わせ装置の作動の第３段階を説明するための図である。 基板位置合わせ装置を構成する第１および第２のポジショナーの配置位置の変更例を示す図である。

符号の説明

７…第１のポジショナー（第１の押圧機構）
８…第２のポジショナー（第２の押圧機構）
３０…ロードロックチャンバ（容器）
３１…基板収容部
３２…バッファ（基板載置部）
３３，３４…開口
３５…球状コロ
７０，８０…押圧子
７１，８１…シリンダ機構（駆動機構）
７２…駆動力変換機構部
７４，８４…ピストン
７５…ガイド部材
７６…主動スライド部材
７７…従動スライド部材
７８，７９…リンク部材
Ｓ…基板
Ｓ１…第１の端面
Ｓ２…第２の端面

Claims (17)

1. 容器の側壁に設けられた開口から水平方向に搬送され、前記容器内で基板載置部に載置される矩形状の基板を前記基板載置部上で位置合わせする基板位置合わせ装置であって、
   基板の搬送方向に直交する一対の第１の端面を押圧する一対の第１の押圧機構と、
   基板の搬送方向に沿った一対の第２の端面を押圧する一対の第２の押圧機構と
   を具備し、
   前記第１の押圧機構および第２の押圧機構はそれぞれ、駆動機構、および前記駆動機構の駆動により前記第１の端面および第２の端面を押圧する押圧子を有し、
   前記一対の第１の押圧機構のうちの少なくとも一方は、前記駆動機構の駆動により、前記押圧子を、基板の搬送経路外に退避させる退避位置と基板を押圧可能な押圧可能位置との間で移動させ、かつ、前記押圧可能位置で押圧方向に移動させる駆動力変換機構部をさらに有することを特徴とする基板位置合わせ装置。
2. 前記駆動機構は前記容器外に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板位置合わせ装置。
3. 前記駆動力変換機構部は、基板の搬送経路の上方または下方に設けられ、前記駆動機構の駆動により、前記押圧子を、基板の搬送経路の上方または下方に前記搬送経路と平行な状態で退避させる退避位置と基板を押圧可能な押圧可能位置との間で移動させ、かつ、前記押圧可能位置で押圧方向に移動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板位置合わせ装置。
4. 前記一対の第１の押圧機構のうちの少なくとも一方は、前記駆動機構が、水平に、かつ基板の搬送方向と直交する方向に駆動することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板位置合わせ装置。
5. 前記一対の第１の押圧機構のうちの少なくとも一方は、前記駆動機構が、水平に、かつ基板の搬送方向と直交する方向に進退するピストンを有するシリンダ機構であり、
   前記駆動力変換機構部は、前記シリンダ機構の前記ピストンが所定ストローク進出すると、前記退避位置の前記押圧子を前記押圧可能位置に移動させ、前記シリンダ機構の前記ピストンがさらに所定ストローク進出すると、前記押圧可能位置の前記押圧子を押圧方向に移動させて前記第１の端面が押圧されるようにし、その状態で前記シリンダ機構の前記ピストンが所定ストローク退避すると、前記第１の端面を押圧状態の前記押圧子を前記押圧可能位置に移動させ、前記シリンダ機構の前記ピストンがさらに所定ストローク退避すると、前記押圧可能位置の前記押圧子を前記退避位置に移動させることを特徴とする請求項４に記載の基板位置合わせ装置。
6. 前記駆動力変換機構部は、
   前記容器内に固定されたガイド部材と、
   前記シリンダ機構の前記ピストンの進退とともに、前記ガイド部材に沿って前記ピストンの進退方向にスライド移動する主動スライド部材と、
   前記主動スライド部材の所定ストロークのスライド移動に伴い、前記ガイド部材に沿って、水平に、かつ主動スライド部材の移動方向と直交する方向にスライド移動する従動スライド部材と、
   一端部が前記従動スライド部材に回動可能に設けられるとともに、他端部に前記押圧子が回動可能に設けられ、前記主動スライド部材の所定ストロークのスライド移動に伴い、前記一端部を中心として倒伏および起立するように回動するリンク部材と
   を有し、
   前記リンク部材が倒伏および起立するように回動することにより、前記押圧子を前記退避位置と前記押圧可能位置との間で移動させ、前記従動スライド部材がスライド移動することにより、前記押圧子を、前記押圧可能位置を始点および終点として押圧方向および押圧方向と反対方向に移動させることを特徴とする請求項５に記載の基板位置合わせ装置。
7. 前記第１の押圧機構および第２の押圧機構はそれぞれ、前記押圧子が前記第１の端面および第２の端面を押圧した際の衝撃を緩和する緩衝手段をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に基板位置合わせ装置。
8. 側壁に開口が設けられ、前記開口から水平方向に搬送された矩形状の基板を収容する基板収容部を有する容器と、
   前記基板収容部に設けられ、前記基板収容部に収容された基板を載置する基板載置部と、
   前記基板載置部に載置された基板を前記基板載置部上で位置合わせする基板位置合わせ装置と
   を具備した基板収容ユニットであって、
   前記基板位置合わせ装置は、
   基板の搬送方向に直交する一対の第１の端面を押圧する一対の第１の押圧機構と、
   基板の搬送方向に沿った一対の第２の端面を押圧する一対の第２の押圧機構と
   を備え、
   前記第１の押圧機構および第２の押圧機構はそれぞれ、駆動機構、および前記駆動機構の駆動により前記第１の端面および第２の端面を押圧する押圧子を有し、
   前記一対の第１の押圧機構のうちの少なくとも一方は、前記駆動機構の駆動により、前記押圧子を、基板の搬送経路外に退避させる退避位置と基板を押圧可能な押圧可能位置との間で移動させ、かつ、前記押圧可能位置で押圧方向に移動させる駆動力変換機構部をさらに有することを特徴とする基板収容ユニット。
9. 前記駆動機構は前記容器の前記基板収容部外に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の基板収容ユニット。
10. 前記駆動力変換機構部は、基板の搬送経路の上方または下方に設けられ、前記駆動機構の駆動により、前記押圧子を、基板の搬送経路の上方または下方に前記搬送経路と平行な状態で退避させる退避位置と基板を押圧可能な押圧可能位置との間で移動させ、かつ、前記押圧可能位置で押圧方向に移動させることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の基板収容ユニット。
11. 前記一対の第１の押圧機構のうちの少なくとも一方は、前記駆動機構が、水平に、かつ基板の搬送方向と直交する方向に駆動することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の基板収容ユニット。
12. 前記一対の第１の押圧機構のうちの少なくとも一方は、前記駆動機構が、水平に、かつ基板の搬送方向と直交する方向に進退するピストンを有するシリンダ機構であり、
    前記駆動力変換機構部は、前記シリンダ機構の前記ピストンが所定ストローク進出すると、前記退避位置の前記押圧子を前記押圧可能位置に移動させ、前記シリンダ機構の前記ピストンがさらに所定ストローク進出すると、前記押圧可能位置の前記押圧子を押圧方向に移動させて前記第１の端面が押圧されるようにし、その状態で前記シリンダ機構の前記ピストンが所定ストローク退避すると、前記第１の端面を押圧状態の前記押圧子を前記押圧可能位置に移動させ、前記シリンダ機構の前記ピストンがさらに所定ストローク退避すると、前記押圧可能位置の前記押圧子を前記退避位置に移動させることを特徴とする請求項１１に記載の基板収容ユニット。
13. 前記駆動力変換機構部は、
    前記基板収容部に固定されたガイド部材と、
    前記シリンダ機構の前記ピストンの進退とともに、前記ガイド部材に沿って前記ピストンの進退方向にスライド移動する主動スライド部材と、
    前記主動スライド部材の所定ストロークのスライド移動に伴い、前記ガイド部材に沿って、水平に、かつ主動スライド部材の移動方向と直交する方向にスライド移動する従動スライド部材と、
    一端部が前記従動スライド部材に回動可能に設けられるとともに、他端部に前記押圧子が回動可能に設けられ、前記主動スライド部材の所定ストロークのスライド移動に伴い、前記一端部を中心として倒伏および起立するように回動するリンク部材と
    を有し、
    前記リンク部材が倒伏および起立するように回動することにより、前記押圧子を前記退避位置と前記押圧可能位置との間で移動させ、前記従動スライド部材がスライド移動することにより、前記押圧子を、前記押圧可能位置を始点および終点として押圧方向および押圧方向と反対方向に移動させることを特徴とする請求項１２に記載の基板収容ユニット。
14. 前記第１の押圧機構および第２の押圧機構はそれぞれ、前記押圧子が前記第１の端面および第２の端面を押圧した際の衝撃を緩和する緩衝手段をさらに有することを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の基板収容ユニット。
15. 前記基板載置部は、搬送された基板の裏面に当接する回転可能な球状コロを有することを特徴とする請求項８から請求項１４のいずれか１項に記載の基板収容ユニット。
16. 前記容器は、前記基板収容部を上下に２段以上有していることを特徴とする請求項８から請求項１５のいずれか１項に記載の基板収容ユニット。
17. 前記容器は、前記開口が互いに対向する側壁にそれぞれ開閉可能に設けられ、それぞれの前記開口を介して、真空状態で基板に所定の処理を施す真空処理チャンバ内と大気側とに内部が連通可能であり、大気側との基板の受け渡しの際には内部が大気圧近傍に保持されるとともに、前記真空処理チャンバとの基板の受け渡しの際には内部が真空状態に保持されるロードロックチャンバであることを特徴とする請求項８から請求項１６のいずれか１項に記載の基板収容ユニット。

Images