JP2011035021A - 基板位置合わせ機構、それを用いた真空予備室および基板処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】基板の位置合わせを行う容器内における基板位置合わせのためのスペースを極力小さくすることができる基板位置合わせ機構を提供すること。
【解決手段】基板Ｇを収容する容器８１内で基板支持部９６，９７，９８に支持された基板Ｇの位置合わせを行う基板位置合わせ機構８６は、回動して容器８１内の基板Ｇの端面に接触する位置合わせ部材１３２を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＦＰＤや太陽電池等の基板を真空処理するに際し、容器内に収容された基板の位置合わせを行う位置合わせ機構、そのような位置合わせ機構を用いた真空予備室、およびそのような真空予備室を搭載した基板処理システムに関する。

フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）や太陽電池等の矩形基板の製造過程においては、エッチング、あるいは成膜等の所定の真空処理を施す処理室を有し、このような処理室や、基板に対し予めプロセス温度まで予備加熱する予備加熱室等が接続され、処理室や予備加熱室に対して基板を搬送する搬送機構を有する真空に保持された共通の搬送室と、搬送室と大気との間で基板を搬送するための、真空予備室としてのロードロック室とを有するマルチチャンバタイプの基板処理システムが例えば特許文献１に開示されている。

このような基板処理システムにおいては、真空予備室であるロードロック室において基板の位置合わせを行ってから、搬送室の搬送機構により処理室等に基板を搬送することにより、処理室において正確な位置に基板を搬送するようになっている。このような位置合わせを行う技術として、矩形基板の対角を直線的に押圧するポジショナーが用いられている（例えば、特許文献２）。

特開平１０―９８０８５号公報 特開２０００−３０６９８０号公報

この種の矩形基板は大型化が進んでおり、大気雰囲気と減圧雰囲気とを繰り返す真空予備室であるロードロック室を極力小型化したいという要請があるが、特許文献２の技術ではポジショナーにより矩形基板の対角を直線的に押圧するため、その分のスペースが多く必要であり、真空予備室であるロードロック室を十分に小型化することができない。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、基板の位置合わせを行う容器内における基板位置合わせのためのスペースを極力小さくすることができる基板位置合わせ機構、そのような基板位置合わせ機構を用いた真空予備室、およびそのような真空予備室を備えた基板処理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、基板を収容する容器内で基板支持部に支持された基板の位置合わせを行う基板位置合わせ機構であって、回動して前記容器内の基板の端面に接触する位置合わせ部材を有することを特徴とする基板位置合わせ機構を提供する。

上記第１の観点において、前記基板は矩形状をなし、前記位置合わせ部材は少なくとも３個有し、そのうち一つの位置合わせ部材は、前記基板の一つの辺に接触し、他の二つの位置合わせ部材は、その辺に隣接する辺に接触して基板の位置合わせを行うように構成することができる。この場合に、前記基板の前記少なくとも３個の位置合わせ部材の接触位置に対向した位置をそれぞれ押圧して基板を位置合わせする少なくとも３個の押圧部材を有するようにすることができる。

上記第１の観点において、前記基板支持部は、垂直方向に重ねられた状態で複数有し、各基板支持部に基板を支持した状態で基板の位置合わせを行う基板を支持するようにすることができる。また、前記基板支持部は、垂直方向に複数段に重ねられた状態で設けられ、前記位置合わせ部材は各基板支持部に対して少なくとも３個ずつ設けられ、前記位置合わせ部材のうち、垂直方向に重ねられた状態の前記複数の基板支持部で対応するもの同士が共通の回転可能なシャフトに取り付けられ、前記シャフトを回動させることにより、前記複数の基板支持部に支持された複数の基板に対し一括して位置合わせ部材を接触させるように構成することができる。

上記第１の観点において、前記基板支持部は、複数の支持ピンと、複数の可動支持部とにより基板を支持する構成とすることができる。この場合に、前記基板支持部は、複数の支持ピンと、複数の可動支持部とが交互に配置された構成とすることができる。また、前記基板支持部は、複数に分割されて構成され、それぞれ支持ピンと可動支持部との割合を異ならせる構成とすることができる。

本発明の第２の観点では、減圧雰囲気の処理室で処理する基板を収容し、基板を処理室に搬送する前に基板を減圧雰囲気で保持する真空予備室であって、基板を収容する容器と、前記容器内で基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部に支持された基板の位置合わせを行う上記第１の観点の基板位置合わせ機構とを有することを特徴とする真空予備室を提供する。

本発明の第３の観点では、減圧雰囲気で基板に対して所定の処理を施す複数の処理室と、前記処理室で処理する基板を収容し、基板を処理室に搬送する前に基板を減圧雰囲気に保持する上記第２の観点の真空予備室と、前記真空予備室と前記処理室との間で基板を搬送する基板搬送装置とを具備することを特徴とする基板処理システムを提供する。

上記第３の観点において、前記搬送装置が複数の前記処理室の所定位置に基板を搬送可能なように各処理室に対応した複数の基準位置を有するように構成することができる。この場合に、前記基準位置の決定は、前記基板位置合わせ部材を基板に接触させることにより決定されるようにすることができる。

本発明によれば、基板を収容する容器内で基板支持部に支持された基板の位置合わせを行う場合に、基板位置合わせ機構として回動して前記容器内の基板の端面に接触する位置合わせ部材を有するものを用いたので、位置合わせ部材は退避位置と接触位置で回動すればよく、基板位置合わせのためのスペースを極力小さくすることができる。

本発明の一実施形態に係る真空予備室としてのロードロック室が搭載された基板処理システムを概略的に示す平面図。 図１の基板処理システムの基板搬送装置を示す概略図。 図１の基板処理システムのロードロック室を示す垂直断面図。 図１の基板処理システムのロードロック室を示す水平断面図。 図４のロードロック室の位置合わせ支持部に用いられる支持ピン１０３と可動支持部１０４の構造を説明するための概略図。 図４のロードロック室の搬入用ラック８５および搬出用ラック１２０の構成およびこれらの配置関係を示す側面図。 図４のロードロック室に設けられた位置合わせ機構８６の押圧部９０，９１を示す概略図。 図４のロードロック室に設けられた位置合わせ機構８６の押圧部９２を示す側面図および平面図。 図４のロードロック室における位置合わせ機構８６の位置合わせシーケンスを説明るための図。 図４のロードロック室に設けられた位置合わせ支持部の他の例を説明するための模式図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。参照する図面全てにわたり、同一の部分については同一の参照符号を付す。
図１は、本発明の一実施形態に係る真空予備室としてのロードロック室が搭載された基板処理システムを概略的に示す平面図である。この基板処理システム１は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなＦＰＤ用ガラス基板あるいは太陽電池用ガラス基板として用いられる矩形基板に対し例えばエッチングや成膜を行う装置として構成されている。

図１に示すように、基板処理システム１は、共通搬送室１０と、この共通搬送室１０に接続された基板Ｇを予備加熱する予備加熱室２０、基板Ｇにエッチングや成膜等の処理を施す２つの処理室３０ａ，３０ｂ、及び大気側に配置された基板収容容器（図示せず）と真空に保持された共通搬送室１０との間で基板Ｇを交換するロードロック室４０と、共通搬送室１０内に設けられた、基板Ｇを搬送する基板搬送装置５０とを備えている。共通搬送室１０は平面形状が矩形状をなし、予備加熱室２０、処理室３０ａ，３０ｂ、ロードロック室４０は、共通搬送室１０の各側面に、それぞれゲートバルブ６１，６２ａ，６２ｂ，６３を介して接続されている。また、ロードロック室４０の大気側にはゲートバルブ６４が設けられている。なお、本例においては共通搬送室１０の平面形状は矩形状として構成されるが、共通搬送室１０の平面形状を多角形、例えば六角形あるいは八角形に構成し、予備加熱室、処理室あるいはロードロック室を追加した構成にしてもよい。

本例においては、共通搬送室１０、予備加熱室２０、処理室３０ａ，３０ｂは真空チャンバとして構成され、それぞれ内部に基板Ｇを載置する載置台２１，３１ａ，３１ｂを有し、所定の減圧雰囲気に保持されるようになっている。また、真空予備室であるロードロック室４０は、大気側に配置された基板収容容器（図示せず）と、真空に保持された共通搬送室１０との間で基板Ｇを交換するためのものであり、大気雰囲気と減圧雰囲気との間で切り替え可能な真空予備室として機能する。

この基板処理システム１は、一度に複数枚、例えば３枚の基板Ｇを高さ方向に水平に載置して処理するように構成されており、外部の基板収容容器から図示しない大気側搬送装置によりゲートバルブ６４を介してロードロック室４０に複数枚の基板Ｇが搬入され、搬入された基板Ｇはロードロック室４０からゲートバルブ６３を介して共通搬送室１０へ、この共通搬送室１０からゲートバルブ６１を介して予備加熱室２０へ、この予備加熱室２０からゲートバルブ６２ａまたは６２ｂを介して処理室３０ａまたは３０ｂへと搬送される。そして、処理室３０ａまたは３０ｂにおいて処理が終了した基板Ｇは、処理室３０ａまたは３０ｂからゲートバルブ６２ａまたは６２ｂを介して共通搬送室１０へ、この共通搬送室１０からゲートバルブ６３を介してロードロック室４０へと搬送され、処理が終了した基板Ｇがロードロック室４０から搬出される。なお、本例においては、処理室３０ａおよび処理室３０ｂは同一の処理を行う処理室であるが、異なる処理を行う処理室として構成してもよい。すなわち、処理室３０ａにおいて第一工程を処理し、引き続き行われる第二工程を処理室３０ｂにおいて連続して処理するという構成でもよい。

基板搬送装置５０は、共通搬送室１０と、予備加熱室２０、処理室３０ａ，３０ｂ、およびロードロック室４０との相互間で複数枚、例えば３枚の基板Ｇを一括して搬送するためのものであり、図２に示すように、垂直方向に配列された３つの基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃが旋回可能なベース部材５２上を直線走行可能に構成されており、これによる進出退避動作および旋回動作により予備加熱室２０、処理室３０ａ，３０ｂ、およびロードロック室４０にアクセス可能となっている。なお、符号５３は、ベース部材５２の旋回動作を実現するための駆動系である。

基板処理システム１の各構成部は、制御部（コンピュータ）７０により制御される。制御部７０はマイクロプロセッサを備えたプロセスコントローラ７１を有しており、このプロセスコントローラ７１には、オペレータが基板処理システム１を管理するためのコマンドの入力操作等を行うキーボードや、基板処理システム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７２と、基板処理システム１で実行される各種処理をプロセスコントローラ７１の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて基板処理システム１に所定の処理を実行させるための制御プログラムやレシピが格納された記憶部７３とが接続されている。記憶部７３は記憶媒体を有しており、レシピ等はその記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。レシピ等は、必要に応じてユーザーインターフェース７２からの指示等にて記憶部７３から読み出し、プロセスコントローラ７１に実行させることで、プロセスコントローラ７１の制御下で、基板処理システム１での所望の処理が行われる。

以上のように構成される基板処理システム１においては、まず、ゲートバルブ６４を開けて大気側基板搬送装置（図示せず）により複数枚、例えば３枚の未処理の基板Ｇを大気雰囲気のロードロック室４０に搬入し、ゲートバルブ６４を閉じてロードロック室４０内を減圧雰囲気とする。そして、ゲートバルブ６３を開け、基板搬送装置５０の基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを一括してロードロック室４０内に進出させ、ロードロック室４０内に搬入された未処理の基板Ｇを受け取る。次いで、基板搬送装置５０の基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを共通搬送室１０に退避させ、ゲートバルブ６３を閉じる。次いで、基板搬送装置５０のベース部材５２を旋回させ、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを予備加熱室２０に相対するようにさせる。次いで、ゲートバルブ６１を開け、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを予備加熱室２０に進出させ、未処理の基板Ｇを予備加熱室２０へ搬送する。次いで、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを共通搬送室１０に退避させ、ゲートバルブ６１を閉じた後、予備加熱室２０にて基板Ｇの予備加熱を開始する。予備加熱が終了したら、ゲートバルブ６１を開け、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを予備加熱室２０に進出させ、予備加熱済みの基板Ｇを受け取る。次いで、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを共通搬送室１０に退避させ、ゲートバルブ６１を閉じる。次いで、ベース部材５２を旋回させ、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを処理室３０ａまたは３０ｂに相対するようにさせる。次いで、ゲートバルブ６２ａまたは６２ｂを開け、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを処理室３０ａまたは３０ｂに進出させ、予備加熱済みの基板Ｇを処理室３０ａまたは３０ｂへ搬送する。次いで、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを共通搬送室１０に退避させ、ゲートバルブ６２ａまたは６２ｂを閉じ、処理室３０ａまたは３０ｂにおける処理を開始する。処理が終了したら、ゲートバルブ６２ａまたは６２ｂを開け、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを処理室３０ａまたは３０ｂに進出させ、処理済みの基板Ｇを受け取る。次いで、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを共通搬送室１０に退避させ、ゲートバルブ６２ａまたは６２ｂを閉じる。次いで、ベース部材５２を旋回させ、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃをロードロック室４０に相対するようにさせる。次いで、ゲートバルブ６３を開け、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃをロードロック室４０に進出させ、処理済みの基板Ｇをロードロック室４０へ搬送する。次いで、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを共通搬送室１０に退避させ、ゲートバルブ６３を閉じ、ロードロック室４０内を大気雰囲気にする。この後、ゲートバルブ６４を開けて大気側基板搬送装置（図示せず）により処理済みの基板Ｇをロードロック室４０から搬出する。

次に、ロードロック室４０について詳細に説明する。図３はロードロック室４０を示す垂直断面図、図４はその水平断面図である。

ロードロック室４０は、容器８１を有し、容器８１の一方の側壁には真空に保持された共通搬送室１０と連通可能な開口８２が設けられており、これと対向する側壁には大気と連通可能な開口８３が設けられている。そして、開口８２はゲートバルブ６３により開閉可能となっており、開口８３はゲートバルブ６４により開閉可能となっている。

容器８１内には、３枚の基板Ｇの位置合わせを行うための位置合わせラック８４が容器８１の底部に固定された状態で設けられ、位置合わせラック８４の内側には、基板搬入のために基板Ｇを保持する搬入用ラック８５が昇降可能に設けられている。また、搬入用ラック８５の内側には、基板搬出のために基板を保持する搬出用ラックが設けられているが、その構成は搬入用ラック８５とほぼ同様であるため、図３，４では図示を省略する。これら位置合わせラック８４、搬入用ラック８５、および搬出用ラックには、矩形状の基板Ｇがその短辺を開口８２，８３に対して平行にした状態で３段に載置されるようになっている。

また、容器８１内には、位置合わせラック８４に載置されている状態の基板Ｇの位置合わせを行うための位置合わせ機構８６を有している。この位置合わせ機構８６は、基板Ｇの一方の長辺側に設けられた２つの位置合わせ部８７，８８と、基板Ｇの一方の短辺側に設けられた１つの位置合わせ部８９と、位置合わせ部８７，８８と対向して設けられ、基板Ｇの他方の長辺を押圧する２つの押圧部９０，９１と、位置合わせ部８９と対向して設けられ、基板Ｇの他方の短辺を押圧する押圧部９２とを有している。そして、位置合わせ部８７，８８により基板Ｇの短辺方向位置および角度を規定し、位置合わせ部８９により基板Ｇの長辺方向位置を規定し、押圧部９０，９１，９２により基板Ｇを押圧することで基板Ｇの位置合わせが行われる。

位置合わせラック８４は、容器８１の底部から上方に伸びる４本の支柱９５と、これら支柱９５の２段目の基板Ｇの高さ位置に対応する部分に形成された２段目の基板Ｇを支持する２段目位置合わせ支持部９７と、支柱９５の最上段の３段目の基板Ｇの高さ位置に対応する部分に形成された３段目の基板を支持する３段目位置合わせ支部９８とを有する。また、容器８１の底面には１段目（最下段）の基板Ｇを支持する１段目位置合わせ支持部９６が形成されている。２段目位置合わせ支持部９７および３段目位置合わせ支持部９８は、３本の基板短辺方向に沿った短辺方向フレーム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃおよび２本の基板長辺方向に沿った長辺方向フレーム１０２ａ，１０２ｂからなる。１段目位置合わせ支持部９６は、容器８１の底面に設けられた３本の基板短辺方向に沿った短辺方向フレーム１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃからなる。１段目位置合わせ支持部９６、２段目位置合わせ支持部９７および３段目位置合わせ支持部９８は、それぞれ基板を支持するための４個の支持ピン１０３と５個の可動支持部１０４とを有しており、これらが交互になるように設けられている。具体的には、基板Ｇの中心に対応する２本目の短辺方向フレーム１０１ｂには、中央に可動支持部１０４が、その両側に支持ピン１０３が設けられており、短辺方向フレーム１０１ａ、１０１ｃには、中央に支持ピン１０３が、その両側に可動支持部１０４が設けられている。

支持ピン１０３は、図５（ａ）に示すように、半球状をなす先端部で基板Ｇを支持するものであり、固定的に設けられているため、基板Ｇを移動する際に比較的大きな摩擦力が作用する。一方、可動支持部１０４は、図５（ｂ）に示すように、受け部１０５に自由に回転できるようにボール１０６が嵌め込まれた構造を有しており、ボール１０６により基板Ｇを支持するものであるため、基板Ｇを移動する際にほとんど摩擦力が作用しない。このため、これらを組み合わせることにより、基板Ｇに対して適度な摩擦力が生じるように基板Ｇが支持される。

搬入用ラック８５は、図６に示すように、４本の垂直フレーム１１１と、垂直フレーム１１１の上端部を連結する４本の上部水平フレーム１１２と、４本の垂直フレーム１１１の下端部を連結する４本の下部水平フレーム１１３とを有するフレーム構造を有しており、全体が直方体状をなしている。この搬入用ラック８５は容器８１の下方に設けられたシリンダ機構１１４により昇降されるようになっており、基板搬送装置５０の基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃがロードロック室４０に進入する動作に合わせ搬入用ラック８５が昇降して基板Ｇを基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃに受け渡すことができる。

搬入用ラック８５には、それぞれ、１段目（最下段）の基板Ｇを支持するための１段目搬入用支持部１１５と、２段目の基板Ｇを支持するための２段目搬入用支持部１１６と、３段目（最上段）の基板Ｇを支持するための３段目搬入用支持部１１７とが設けられている。これら１段目搬入用支持部１１５、２段目搬入用支持部１１６、および３段目搬入用支持部１１７は、各支持部の高さ位置に、４本の垂直フレーム１１１からそれぞれ延びる４本の支持部材およびこの支持部材に設けられた基板支持ピン１１８を有している。

上述したように、搬出用ラックは搬入用ラック８５と同様な構造を有しており、その構成および搬入用ラック８５との配置関係は、図６に示すようになっている。すなわち、搬出用ラック１２０は、搬入用ラック８５の内側に設けられ、４本の垂直フレーム１２１と、垂直フレーム１２１の上端部を連結する４本の上部水平フレーム１２２と、４本の垂直フレーム１２１の下端部を連結する４本の下部水平フレーム１２３とを有するフレーム構造を有しており、全体が直方体状をなしている。この搬出用ラック１２０は容器８１の下方に設けられたシリンダ機構１２４により昇降されるようになっており、基板搬送装置５０の基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃが処理後の基板Ｇを載せた状態でロードロック室４０に進入する動作に合わせ搬出用ラック１２０昇降して基板Ｇを基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃから受け取ることができる。

搬出用ラック１２０には、それぞれ、１段目（最下段）の基板Ｇを支持するための１段目搬出用支持部１２５と、２段目の基板Ｇを支持するための２段目搬出用支持部１２６と、３段目（最上段）の基板Ｇを支持するための３段目搬出用支持部１２７とが設けられている。これら１段目搬入用支持部１２５、２段目搬入用支持部１２６、および３段目搬入用支持部１２７は、各支持部の高さ位置に、４本の垂直フレーム１２１からそれぞれ延びる４本の支持部材およびこの支持部材に設けられた基板支持ピン１２８を有している。

基板Ｇの入れ替えの際に、基板搬送装置５０の基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃから処理後の基板Ｇを１〜３段目搬出用支持部１２５〜１２７の基板支持ピン１２８に受け渡した後、１〜３段目搬入用支持部１１５〜１１７の基板支持ピン１１８に支持された未処理の基板Ｇを基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃが受け取ることができる。

なお、図６はロードロック室４０内部の搬入用ラック８５と搬出用ラック１２０とを共通搬送室１０側から見た側面図である。

位置合わせ機構８６の３つの位置合わせ部８７，８８，８９は、いずれも垂直方向に延びる回転可能なシャフト１３１と、シャフト１３１に取り付けられ、１〜３段目位置合わせ支持部９６〜９８に支持された基板Ｇに接触し、各段の基板Ｇの位置を合わせる３つの位置合わせ部材１３２と、シャフト１３１を回転させて、位置合わせ部材１３２の位置を調節する回転駆動機構１３３とを有する。位置合わせ部材１３２は、シャフト１３１から延びるアーム１３４と基板Ｇに接触する樹脂製の接触子１３５とを有する。

位置合わせ機構８６の押圧部９０，９１は、図７に示すように、１〜３段目位置合わせ支持部９６〜９８に支持された基板Ｇを押圧する３つの押圧子１４１と、３つの押圧子１４１が取り付けられた、垂直方向に延びる押圧部材１４２と、押圧部材１４２を押圧するピストン１４３を有するシリンダ機構１４４とを有する。

位置合わせ機構８６の押圧部９２は、図８（ａ）（ｂ）に示すように、垂直方向に延びる回転可能なシャフト１５１と、シャフト１５１に取り付けられ、１〜３段目位置合わせ支持部９６〜９８に支持された基板Ｇを押圧する３つの押圧部材１５２と、シャフト１５１を回転させて、押圧部材１５２に基板Ｇを押圧させる回転駆動機構１５３とを有する。押圧部材１５２は、シャフト１５１から延びる第１アーム１５４と、第１アーム１５４にリンク１５５で連結された第２アーム１５６と、第２アーム１５６の先端に設けられ基板Ｇを押圧する樹脂製の押圧子１５７と、第１アーム１５４および第２アーム１５６を連結するコイルバネ１５８とを有する。このコイルバネ１５８により、基板Ｇが位置合わせ部８９に当接した際に基板Ｇが破損することが防止される。

容器８１の底部には、排気口１６１およびパージガス供給口１７１が設けられている。排気口１６１には排気ライン１６２が接続されており、排気ライン１６２には、開閉バルブ１６３、真空ポンプ１６５が設けられている。また、パージガス供給口１７１にはパージガス供給ライン１７２が接続されており、パージガス供給ライン１７２には、開閉バルブ１７３、流量調整バルブ１７４、パージガス供給源１７５が接続されている。そして、容器８１内を減圧雰囲気にする場合には、開閉バルブ１７３を閉じ、開閉バルブ１６３を開けて、真空ポンプにより真空排気する。また、容器８１内を大気雰囲気にする場合には、開閉バルブ１６３を閉じ、開閉バルブ１７３を開けて、流量調整バルブ１７４で流量を調整しつつパージガス供給源１７５から窒素ガス等のパージガスを容器８１内に供給する。

次に、このように構成される真空予備室であるロードロック室４０における位置合わせ動作について詳細に説明する。
まず、容器８１内を大気雰囲気とした状態で、ゲートバルブ６４を開けて開口８３から基板Ｇを搬入し、１〜３段目位置合わせ支持部９６〜９８の支持ピン１０３および可動支持部１０４上に基板Ｇを支持させ、位置合わせ機構８６により、以下のシーケンスにより基板Ｇの位置合わせを行う。

このときのシーケンスを図９の模式図を参照して説明する。
基板Ｇを搬入する際には、図９（ａ）に示すように、位置合わせ部８７〜８９、押圧部９０〜９２を待機状態とする。

そして、基板Ｇが１〜３段目位置合わせ支持部９６〜９８に支持された時点で、まず、図９（ｂ）に示すように、位置合わせ部８７，８８，８９の位置合わせ部材１３２を基準となる位置に回動させ位置を調整し、基板Ｇの位置の基準を設定する。この際の順序は、例えば、最初に位置合わせ部８９における位置調整を行って基板Ｇの長辺方向位置の基準を設定し、次に位置合わせ部８７，８８における位置調整を行って基板Ｇの短辺方向位置および角度の基準を設定する。

次に、図９（ｃ）に示すように、押圧部９２の押圧部材１５２を回動させて、基板Ｇの位置合わせ部８９側の短辺と対向する短辺を押圧し、基板Ｇの長辺方向の位置を合わせる。

次に、図９（ｄ）に示すように、押圧部９０，９１のピストン１４３を進出させて、基板Ｇの位置合わせ部８７，８８側の長辺と対向する長辺を押圧し、基板Ｇの短辺方向の位置および角度を合わせる。このとき押圧部９２の押圧部材１５２は基板Ｇの位置合わせが容易なように退避させた状態とする。

以上により、基板Ｇが設定された位置に位置合わせされる。この位置合わせは、基板搬送装置５０が処理室３０ａ，３０ｂにおける所定位置に基板Ｇを搬送するためのものである。すなわち、処理室３０ａ，３０ｂではエッチングや成膜等の処理が行われるが、処理の均一性等の観点から基板Ｇの位置は重要であるため、このような基板Ｇの位置合わせを行う。

従来は、ロードロック室内の矩形の基板の位置合わせを、基板の対角を直線的に押圧するポジショナーを用いて行っていたため、その分のスペースが多く必要であり、ロードロック室が大型のものとならざるを得なかった。

これに対して、本実施形態では、位置合わせ機構８６の位置合わせ部８７〜８９において、位置合わせ部材１３２を回動させて基板Ｇの位置の基準を設定し、基板Ｇを押圧して基板Ｇの位置を合わせる押圧部についても、押圧部９２は押圧部材１５２を回動させるものであり、押圧部９０，９１は容器８１外に設けられたシリンダ機構１４４によりピストン１４３を進出させて基板Ｇを押圧するものであるため、従来のような大きなスペースは必要がなく、ロードロック室４０を小型化することができる。なお、基板Ｇの位置合わせの重要性に鑑み、処理室３０ａまたは３０ｂにおいても同様の位置合わせ機構を設け、処理室３０ａまたは３０ｂにおいても同様の基板Ｇの位置合わせを行ってもよい。

また、位置合わせ支持部９６〜９８は、４個の支持ピン１０３と５個の可動支持部１０４とが交互に配置された構成となっているので、基板Ｇの位置合わせを良好にすることができる。すなわち、矩形基板Ｇの位置合わせを確実に行うためには、このように９点支持が好ましいが、すべて支持ピン１０３で支持すると摩擦により基板Ｇが移動し難くなり、基板Ｇを位置合わせしにくい。また、すべて可動支持部１０４で支持すると基板Ｇが容易に移動して位置合わせが容易になるが、基板Ｇが停止し難くなる場合がある。これに対して、このように支持ピン１０３と可動支持部１０４とを交互に配置することにより、基板Ｇを適度に移動させて良好な位置合わせ性を得ることができる。もちろん、基板Ｇの移動しやすさを重視する場合にはすべて可動支持部１０４としてもよい。

また、位置合わせ支持部９６〜９８として、内側支持台と外側支持台とで独立して昇降可能なものを用い、例えば、図１０に示すように、内側載置台１８１に複数（図では４つ）の可動支持部１０４のみを設け、外側載置台１８２に複数（図では８つ）の支持ピン１０３のみを設け、これらを使い分けるようにしてもよい。具体的には、基板Ｇの位置合わせを行う場合に内側載置台１８１を上昇させて可動支持部１０４により基板Ｇを支持するようにし、位置合わせが終わった後、外側載置台１８２を上昇させて支持ピン１０３により確実に支持するようにすることができる。また、基板Ｇの位置合わせの際に基板Ｇを大きく移動させる必要がある場合には内側載置台１８１を用い、基板Ｇの移動量が小さくてよい場合には外側載置台１８２を用いるようにすることもできる。

なお、図１０の例に限らず、例えば、内側載置台１８１および外側載置台１８２で支持ピン１０３と可動支持部１０４との比率を変化させて、必要とする基板Ｇの移動性に応じて内側載置台１８１と外側載置台１８２とを使い分けるようにすることもできる。また、載置台の分割の仕方、分割の数も図１０の例に限らない。

なお、ロードロック室４０内での基板Ｇの基準位置は、処理室３０ａ，３０ｂの所定の載置位置に置かれた基板Ｇを基板搬送装置５０の基板搬送アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃによりロードロック室４０へ逆搬送し、そのときの基板Ｇに位置合わせ部８７，８８，８９の押圧部材１３２を接触させることにより決定する。基板Ｇの位置は、これら位置合わせ部８７，８８，８９の押圧部材１３２の位置が決定されば定まり、その位置は回転駆動機構１３３に設けられたエンコーダにて検出される回転位置から求められるので、これを位置合わせ部８７，８８，８９の基準位置として記憶部７３へデータとして記憶しておく。また、基板Ｇを処理部３０ａへ搬送する場合と処理部３０ｂへ搬送する場合とでは、位置合わせ部８７，８８，８９の基準位置が異なることがある。例えば、処理室３０ａと処理室３０ｂとを共通搬送室１０へ取り付ける際に、僅かな誤差が生じてしまった場合などが考えられる。このような場合、処理室３０ａでの基準位置と処理室３０ｂでの基準位置の両方をそれぞれ記憶しておき、基板Ｇを処理部３０ａへ搬送する場合と処理部３０ｂへ搬送する場合とで異なる基準位置を呼び出して位置合わせを行うことが好ましい。また、この基準位置の決定は、オートモードで行ってもよいし、オペレータが手動で行ってもよい。

以上のような基板Ｇの位置合わせを行った後、または基板Ｇの位置合わせと並行して、開閉バルブ１７３を閉じ、開閉バルブ１６３を開けた状態で、真空ポンプ１６５を動作させ、容器８１内を所定圧力の減圧雰囲気とする。そして、基板Ｇの位置合わせが終了した後に、搬入用ラック８５を上昇させ、１〜３段目搬入用支持部１１５，１１６，１１７の支持ピン１１８で基板Ｇを受け取り、ゲートバルブ６３を開けて、基板搬送装置５０の基板搬送アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃをロードロック室４０の容器８１内の所定位置へ進入させ、搬入用ラック８５を下降させて基板搬送アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃに基板Ｇを載せる。そして、基板搬送アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを共通搬送室１０内に退避させ、ゲートバルブ６３を閉じ、上述した一連の動作を行う。

ロードロック室４０内で、処理後の基板Ｇを未処理の基板Ｇと入れ替える際には、同様にしてロードロック室４０内で未処理の基板Ｇの位置合わせを行い、容器８１内を減圧雰囲気とし、未処理の基板Ｇを１〜３段目搬入用支持部１１５，１１６，１１７の支持ピン１１８で受け取った状態とし、ゲートバルブ６３を開けて、処理後の基板Ｇを載せた基板搬送アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃをロードロック室４０の容器内に進入させ、搬出用ラック１２０を上昇させて１〜３段目搬出用支持部１２５〜１２７の基板支持ピン１２８で処理後の基板Ｇを受け取り、次に、基板搬送アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを退避させた後、搬入用ラック８５を上昇させ、引き続き基板搬送アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを１〜３段目搬入用支持部１１５，１１６，１１７に支持された未処理の基板Ｇの下へ挿入し、搬入用ラック８５を下降させることにより基板搬送アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃ上に基板Ｇを載せる。そして、基板搬送アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを共通搬送室１０内に退避させ、ゲートバルブ６３を閉じ、上述した一連の動作を行う。

搬出用ラック１２０の１〜３段目搬出用支持部１２５〜１２７に基板Ｇが支持された状態のロードロック室４０においては、開閉バルブ１６３を閉じ、開閉バルブ１７３を開けて、流量調整バルブ１７４で流量を調整しつつパージガス源１７５からＮ_２ガス等のパージガスを容器８１内に導入し、容器８１を大気雰囲気にし、ゲートバルブ８４を開けて搬出用ラック１２０の１〜３段目搬出用支持部１２５〜１２７に支持された基板Ｇを搬出する。

本実施形態によれば、ロードロック室４０内で基板Ｇの位置合わせを行う位置合わせ機構８６において、位置合わせ基準を決める位置合わせ部８７〜８９は位置合わせ部材１３２を回動させて位置合わせ基準を決め、押圧部材９２は押圧部材１５２を回動させて基板Ｇを押圧し、押圧部材９０，９１は容器８１外に設けられたシリンダ機構１４４によりピストン１４３を進出させて基板Ｇを押圧するものであるため、従来のような大きなスペースは必要がなく、ロードロック室４０を小型化することができる。

また、基板Ｇの位置合わせを行う際に基板Ｇを支持する位置合わせ支持部９６〜９８において、支持ピン１０３と可動支持部１０４を交互に配置することにより、位置合わせの際に基板Ｇを適度に移動させて良好な位置合わせ性を得ることができる。

さらに、位置合わせ支持部９６〜９８を基板Ｇの移動性の異なる部分に分割して、必要とする基板Ｇの移動性に応じてこれらを使い分けるようにすることもできる。

さらにまた、複数の基板、例えば３枚の基板Ｇを一括して位置合わせを行い、搬送し、処理することができるので、処理効率を高めることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、ロードロック室における基板Ｇの位置合わせを例にとって示したが、これに限るものではなく、上述のように処理室において基板Ｇの位置合わせをおこなってもよい。また、上記実施形態では３枚の基板を一括して搬送し、処理する基板処理システムを示したが、これに限らず１枚であってもよいし、３枚以外の複数枚であってもよく、基板処理システムの形態についても図１のものに限らない。さらに、上記実施形態では、３つの位置合わせ部と、３つの押圧部とを設けた例について示したが、押圧部は必ずしも必要はなく、また、位置合わせ部の数は３つに限るものではない。さらにまた、位置合わせ支持部において支持ピンと可動支持部を交互に配置したが、所望の基板の移動性を得ることができれば、これに限らず、これらを適宜の配置形態で配置することができる。

１…基板処理システム
１０…共通搬送室
２０…予備加熱室
３０ａ，３０ｂ…処理室
４０…ロードロック室（真空予備室）
５０…基板搬送装置
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ…基板搬送アーム
６１，６２ａ，６２ｂ，６３，６４…ゲートバルブ
７０…制御部
８１…容器
８６…位置合わせ機構
８７，８８，８９…位置合わせ部
９０，９１，９２…押圧部
９６，９７，９８…位置合わせ支持部
１０３…支持ピン
１０４…可動支持部
１３１…シャフト
１３２…位置合わせ部材
１３３…回転駆動機構
Ｇ…基板

Claims (12)

1. 基板を収容する容器内で基板支持部に支持された基板の位置合わせを行う基板位置合わせ機構であって、回動して前記容器内の基板の端面に接触する位置合わせ部材を有することを特徴とする基板位置合わせ機構。
2. 前記基板は矩形状をなし、前記位置合わせ部材は少なくとも３個有し、そのうち一つの位置合わせ部材は、前記基板の一つの辺に接触し、他の二つの位置合わせ部材は、その辺に隣接する辺に接触して基板の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１に記載の基板位置合わせ機構。
3. 前記基板の前記少なくとも３個の位置合わせ部材の接触位置に対向した位置をそれぞれ押圧して基板を位置合わせする少なくとも３個の押圧部材を有することを特徴とする請求項２に記載の基板位置合わせ機構。
4. 前記基板支持部は、垂直方向に重ねられた状態で複数有し、各基板支持部に基板を支持した状態で基板の位置合わせを行う基板を支持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機構。
5. 前記基板支持部は、垂直方向に複数段に重ねられた状態で複数設けられ、前記位置合わせ部材は各基板支持部に対して少なくとも３個ずつ設けられ、前記位置合わせ部材のうち、垂直方向に重ねられた状態の前記複数の基板支持部で対応するもの同士が共通の回転可能なシャフトに取り付けられ、前記シャフトを回動させることにより、前記複数の基板支持部に支持された複数の基板に対し一括して位置合わせ部材を接触させることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の基板位置合わせ機構。
6. 前記基板支持部は、複数の支持ピンと、複数の可動支持部とにより基板を支持することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板位置合わせ機構。
7. 前記基板支持部は、複数の支持ピンと、複数の可動支持部とが交互に配置されて構成されていることを特徴とする請求項６に記載の基板位置合わせ機構。
8. 前記基板支持部は、複数に分割されて構成され、それぞれ支持ピンと可動支持部との割合を異ならせたことを特徴とする請求項６に記載の基板位置合わせ機構。
9. 減圧雰囲気の処理室で処理する基板を収容し、基板を処理室に搬送する前に基板を減圧雰囲気で保持する真空予備室であって、
   基板を収容する容器と、
   前記容器内で基板を支持する基板支持部と、
   前記基板支持部に支持された基板の位置合わせを行う請求項１から請求項８のいずれかの基板位置合わせ機構とを有することを特徴とする真空予備室。
10. 減圧雰囲気で基板に対して所定の処理を施す複数の処理室と、
    前記処理室で処理する基板を収容し、基板を処理室に搬送する前に基板を減圧雰囲気に保持する請求項９に記載の真空予備室と、
    前記真空予備室と前記処理室との間で基板を搬送する基板搬送装置と
    を具備することを特徴とする基板処理システム。
11. 前記基板位置合わせ機構は、前記搬送装置が複数の前記処理室の所定位置に基板を搬送可能なように各処理室に対応した複数の基板の基準位置を有することを特徴とする請求項１０に記載の基板処理システム。
12. 前記基準位置の決定は、前記基板位置合わせ部材を基板に接触させることにより決定されることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理システム。

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