JP2016063166A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化したホルダを安定的に支持するとともに、ホルダの大型化によるロック室の大容量化を防ぎ、当該ロック室の雰囲気の切り替え時間を短縮化する。【解決手段】基板が処理される処理室と、基板を収容するロック室と、処理室及びロック室の間で基板が搬送される搬送室と、処理室に設けられ、それぞれ別の基板を保持する２つのホルダと、２つのホルダを、基板受け取り位置及び基板処理位置の間で移動させるとともに、基板受け取り位置において２つのホルダを上下に並んだ状態とするホルダ移動機構と、ロック室に収容された基板を上下に並んだ状態で基板受け取り位置にある２つのホルダに一括搬送する基板搬送機構とを備えている。また、ホルダ移動機構が、２つのホルダを移動させる直動機構と、２つのホルダを回転させる回転機構とを備えている。そして、直動機構が、ホルダの移動方向における両端よりも内側でホルダを支持している。【選択図】図１

Description

本発明は、処理室内において基板に例えばイオン注入等の処理を施す基板処理装置に関するものである。

従来の基板処理装置としては、特許文献１に示すように、起立した基板にイオンビームを照射する処理室と、当該処理室に隣接して設けられ、基板を水平に寝かせた状態で収容するロック室（真空予備室）とを備えたものがある。この基板処理装置は、処理室に設けられた２つの平板状をなすホルダ（プラテン）を、処理室に設けられたホルダ移動機構により、交互に往復移動させることによって、ホルダに保持された基板にイオン注入するように構成されている。
具体的に説明すると、このホルダ移動機構は、処理室内に設けられたボールねじ及び当該ボールねじに螺合したボールナットからなる直動機構と、ホルダを水平状態と起立状態との間で回転させる回転機構とから構成されている。

ホルダ支持アームは、ボールナットに取り付けられてボールねじと垂直に延びる根元アームと、この根元アームの先端からボールねじと平行に延びる支持アームとを具備したＬ形のものであり、このホルダ支持アームの先端に前記ホルダの側縁が取り付けられている。なお、ホルダ面は前記根元アームと支持アームとにより形成される面と面一に設定してある。
このような構成によって、基板をロック室から処理室に以下のように移動させる。
まず、前記回転機構によってホルダ支持アームを寝かせた状態、すなわちホルダを水平状態にした後、前記直動機構によってホルダを前記ロック室に進入させ、水平状態にある基板をホルダにホールドさせる。次に、基板を保持したホルダを後退させ処理室内に取り出す。その後、前記回転機構によってホルダ支持アームを回転させ起立させることにより、ホルダ及びこれにホールドされた基板を起立させる。そして、その姿勢を保ったまま、前記直動機構によって基板をイオンビームが照射されるイオンビーム照射領域にまで移動させる。イオンビームを照射された基板は、上記と逆の手順でロック室内に戻される。
この構成から明らかなように、ホルダはその側縁（すなわちボールねじによる移動方向と垂直な端縁）をホルダ支持アームの先端で片持ち的に支持されている。さらに、前記ホルダ支持アームを支持するボールナットは、当該ホルダの移動方向においてホルダの外側に位置することとなる。

ところで、近年、ガラス基板の寸法が大型化しており、第１０世代（基板サイズ２８５０ｍｍ×３０５０ｍｍ）に至っている。また、基板の大型化に関わりなく、基板処理装置のスループット向上の要求を満たす必要がある。

上述した特許文献１の基板処理装置は、２枚の基板を上下に重ねて搬送する方式のため、装置寸法を小さくしつつ、スループットを向上させることができるとも考えられる。

しかしながら、上述した従来の構成では、基板の大型化により基板を保持するホルダが大型化してしまうため、例えば次のような問題が生じてしまう。
（１）従来の構成では、ロック室と処理室との間において、基板を途中で受け渡しすることなくその姿勢を変えながら、単一のホルダで保持移動させるので、ホルダの支持構造が複雑で無理のあるものとなり（例えば、基板をロック室内にも挿入できるようにすべく、ホルダ支持アームを、前述したＬ形などの長い形状として、該ホルダ支持アームでホルダの側縁を片持ちで支持している。）、そのために、基板及びホルダの大型化、重量化によって、当該ホルダ支持アームやこれを移動させる前記直動機構、回転機構等に無理な力が作用しがちになる。
具体的に説明すると、前記ボールナットが、Ｌ形のホルダ支持アームを介して、ホルダをその移動方向における外側で支持する構成となるため、ホルダが大型化して重量が増えると、ホルダが起立姿勢、水平姿勢のいずれの姿勢にある場合でも、ボールナットに常に大きなモーメントが作用することとなり、ホルダの支持が不安定になったり、ボールナットの移動の円滑性が損なわれたりする恐れが生じる。
（２）大型化したホルダをロック室に進入可能に構成しなければならず、ロック室の容積を大きくする必要がある。
（３）ロック室は、処理室を大気圧雰囲気に戻すことなく、基板を処理室と大気中との間で出し入れするためのものであり、基板交換時に真空雰囲気から大気圧雰囲気、大気圧雰囲気から真空雰囲気に変更される。上記の通り、ロック室の容積が大きくなると、ロック室の雰囲気を切り替えるのに時間がかかってしまう。

特開平１０−１３５１４６号公報

そこで、本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、大型化したホルダを安定的に支持するとともに、ホルダの大型化によるロック室の大容量化を防ぎ、当該ロック室の雰囲気の切り替え時間を短縮化することをその主たる課題とするものである。

すなわち本発明に係る基板処理装置は、真空雰囲気で基板が処理される処理室と、大気圧雰囲気又は真空雰囲気に切り替えられ、前記基板を収容するロック室と、前記処理室及び前記ロック室の間に設けられて、真空雰囲気で前記処理室及び前記ロック室の間で前記基板が搬送される搬送室と、前記処理室に設けられ、それぞれ別の基板を保持する２つのホルダと、前記２つのホルダを、前記搬送室から搬送された前記基板を受け取る受け取り位置と、前記基板が処理される処理位置又はそれを超えて設定された退避位置との間で移動させるとともに、前記受け取り位置において前記２つのホルダを上下に並んだ状態とするホルダ移動機構と、前記搬送室に設けられ、前記ロック室に収容された前記基板を上下に並んだ状態で、前記受け取り位置にある２つのホルダに一括搬送する基板搬送機構とを備え、前記ホルダ移動機構が、前記２つのホルダを、各ホルダ毎に所定の軸方向に設定された互いに異なる移動経路に沿って移動させる直動機構と、前記２つのホルダを、前記所定の軸方向周りに回転させる回転機構とを備え、前記直動機構が、前記ホルダの前記所定の軸方向における両端よりも内側で前記ホルダを支持していることを特徴とする。

かかる基板処理装置は、要するに、従来のようにホルダ及びホルダ支持アームによって基板をロック室から処理室にまで途中で受け渡しすることなく搬送するのではなく、中間的に設けた基板搬送機構により、ロック室に収容した基板を処理室に設けたホルダに搬送するように構成したものである。
したがって、基板搬送機構には、基板の姿勢を変えることなくロック室と搬送室との間で基板を搬送する機能のみを付与すればよく、その構造も当然のことながらシンプルかつ小型にできる。そして、このように基板をロック室に出し入れする基板搬送機構の構造をシンプルかつ小型化できるということは、ロック室の大容量化を最小限に抑えることができることにつながり、例えば、ロック室の雰囲気の切り替え時間を短縮することができるようになる。
一方、ホルダ移動機構は、ホルダを処理室内でのみ動かせればよくなり、その結果として、ホルダ移動機構を構成する前記直動機構が、前記軸方向におけるホルダの両端よりも内側でホルダを支持するようにしている。ここで、「前記軸方向におけるホルダの両端よりも内側でホルダを支持する」とは、直動機構に設定されたホルダ支持箇所の少なくとも一部が、ホルダの両端よりも実質的に内側、すなわち本発明の効果を同等に奏し得る範囲で内側にあるということである（支持箇所が若干外側にあって構わない）。しかして、このような構成によれば、前記支持箇所をホルダに可及的に近づけることができ、ホルダを安定的に支持できるようになる。

前記回転機構が、前記２つのホルダを個別に回転させるものであることが望ましい。
このように２つのホルダを個別に回転させるものであれば、従来のように２つのホルダ及び直動機構を一挙に回転させる構成に比べて駆動力を小さくすることができる。これは、ホルダが大型化した場合に特に有効である。

前記回転機構が、前記ホルダを回転させて、前記基板を、例えば水平状態である倒伏位置と、前記基板が、例えば鉛直状態である起立位置との間で姿勢変更させるものであって、一方のホルダを前記倒伏位置としたときに、前記一方のホルダが他方のホルダの回転軸と干渉しないように、前記２つのホルダの回転軸を上下にずらしたものであることが望ましい。
これならば、２つのホルダを個別に回転させた場合に起こり得る一方のホルダと他方のホルダの回転軸との干渉を、簡単な構成により解消することができる。

２つのホルダの回転軸が上下にずれていることにより、例えば、倒伏位置にある２つのホルダにずれ無く基板を保持させても、それらホルダが起立位置に回転すると、基板の位置がずれてしまう。このため、前記一方のホルダを起立位置としたときの基板の上下方向の位置と、前記他方のホルダを起立位置としたときの基板の上下方向の位置とを一致させる基板位置補正機構を備えることが望ましい。
これならば、一方のホルダに保持された基板と、他方のホルダに保持された基板とで、例えばイオン注入等の上下方向の処理位置を一致させることができる。

前記基板位置補正機構が、前記ロック室に設けられた基板ステージに設けられ、上下２つの基板がそれぞれ載置される上側ステージ面及び下側ステージ面の少なくとも一方を他方に対して相対移動させて、前記上側ステージ面及び下側ステージ面のずれ量を、前記２つのホルダの回転により生じる前記基板位置のずれ量と同じにすることが望ましい。
このように基板ステージに基板位置補正機構を設けることで、基板搬送機構やホルダ等に設ける場合に比べて、構造を簡単にすることができる。

ロック室は真空雰囲気と大気圧雰囲気とで切り替えられて内部で対流が生じるため、ロック室に基板位置補正機構を設けた場合には、基板位置補正機構がパーティクル発生源となる恐れがある。また、基板位置補正機構の分だけ容量が大きくなるため、ロック室の雰囲気の切り替え時間が長くなり、スループットに悪影響を及ぼしてしまう。
このため、前記基板位置補正機構が、前記基板搬送機構に設けられ、上下２つの基板がそれぞれ載置される上側搬送面及び下側搬送面の少なくとも一方を他方に対して相対移動させて、前記上側搬送面及び下側搬送面のずれ量を、前記２つのホルダの回転により生じる前記基板位置のずれ量と同じにすることが望ましい。
このように基板搬送機構に基板位置調整機構を設けることで、ロック室の容量を小さくでき、ロック室の雰囲気の切り替え時間を短くして、スループットを向上させることができる。

前記基板位置補正機構が、前記ホルダ、前記回転機構又は前記ホルダと前記回転機構との間に設けられ、上下２つの基板をそれぞれ保持する上側ホルダ及び下側ホルダの少なくとも一方を他方に対して相対移動させて、前記上側ホルダ及び下側ホルダのずれ量を、前記２つのホルダの回転により生じる前記基板位置のずれ量と同じにすることが望ましい。
このように前記ホルダ、前記回転機構又は前記ホルダと前記回転機構との間に基板位置調整機構を設けることで、ロック室の容量を小さくでき、ロック室の雰囲気の切り替え時間を短くして、スループットを向上させることができる。ここで、基板位置補正機構が、前記回転機構の動力を利用する構成とすることで、新たな動力を設ける必要が無い。

このように構成した本発明によれば、大型化したホルダを安定的に支持するとともに、ホルダの大型化によるロック室の大容量化を防ぎ、当該ロック室の雰囲気の切り替え時間を短縮化することができる。

本発明の一実施形態における基板処理装置の構成を示す模式図。 同実施形態のホルダ移動機構の構成を模式的に示す正面図及び側面図。 同実施形態のホルダ移動機構の構成を模式的に示す斜視図。 同実施形態の２つのホルダの倒伏位置及び起立位置を示す模式図。 同実施形態の基板位置補正機構を基板搬送機構に設けた場合の模式図。 同実施形態の基板位置補正機構を基板ステージに設けた場合の模式図。 同実施形態の基板位置補正機構をホルダに設けた場合の模式図。 同実施形態の基板の処理位置と退避位置とを示す模式図。 本発明の他の実施形態におけるスライダの支持箇所を示す模式図。 本発明のさらに他の実施形態におけるスライダの支持箇所を示す模式図。

以下に、本発明に係る基板処理装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る基板処理装置１００は、真空チャンバ内において、フラットパネルディスプレイ等に用いられる大型の基板ＷにイオンビームＩＢを照射して処理するものである。ここで、本実施形態における基板Ｗとは、例えば、ガラス基板、配向膜付きガラス基板、半導体基板、その他、イオンビームが照射される基板を含むものである。また、基板Ｗの形状は、本実施形態では概略矩形状の薄板であるが、円形状をなすものであっても良い。

具体的にこの基板処理装置１００は、図１に示すように、真空チャンバの内部に、真空雰囲気で基板ＷにイオンビームＩＢが照射されて処理される処理室Ｓ１と、大気圧雰囲気又は真空雰囲気に切り替えられ、処理室Ｓ１を真空雰囲気に維持した状態で基板Ｗが出し入れされるとともに当該基板Ｗを収容するロック室Ｓ２と、処理室Ｓ１及びロック室Ｓ２の間にそれらに隣接して設けられて、真空雰囲気で処理室Ｓ１及びロック室Ｓ２の間で基板Ｗが搬送される搬送室Ｓ３とを備えている。各部屋Ｓ１〜Ｓ３の接続部分には、ゲートバルブ等の真空弁が設けられており、各部屋Ｓ１〜Ｓ３を個別に真空状態に維持できるように構成されている。なお、処理室Ｓ１には、イオン源から引出電極により引き出され、分析電磁石及び分析スリット等の質量分析系を通過した例えば帯状のイオンビームＩＢが導入される。

そして、処理室Ｓ１には、図２及び図３に示すように、それぞれ別の基板Ｗを保持する２つのホルダ２１、２２と、当該２つのホルダ２１、２２を移動させるホルダ移動機構３とが設けられている。

２つのホルダ２１、２２は、互いに同一形状をなすものであり、ホルダ移動機構３により、個別に移動可能に構成されている。

ホルダ移動機構３は、図１に示すように、２つのホルダ２１、２２を、搬送室Ｓ３から搬送された基板Ｗを受け取る受け取り位置Ｐ１と、基板Ｗが処理される処理位置Ｐ２との間で移動させるとともに、受け取り位置Ｐ１において２つのホルダ２１、２２を上下に並んだ状態とするものである。

具体的にホルダ移動機構３は、図２及び図３に示すように、２つのホルダ２１、２２を、ホルダ２１、２２毎に所定の軸方向に沿って移動させる直動機構３１と、２つのホルダ２１、２２を、所定の軸方向周りに回転させる回転機構３２とを備えている。なお、本実施形態の所定の軸方向とは、図１に示すようにイオンビームを横断する左右方向に沿った軸方向である。

直動機構３１は、前記所定の軸方向に設定された互いに平行で異なる移動経路に沿って各ホルダ２１、２２を直進移動させるものである。

具体的に直動機構３１は、一方のホルダ２１の移動経路を規定する第１ガイドレール３１ａと、当該第１ガイドレール３１ａ上をスライドし、一方のホルダ２１を支持する第１スライダ３１ｂと、当該第１スライダ３１ｂを第１ガイドレール３１ａ上で移動させる図示しないアクチュエータと、他方のホルダ２２の移動経路を規定する第２ガイドレール３１ｃと、当該第２ガイドレール３１ｃ上をスライドし、他方のホルダ２２を支持する第２スライダ３１ｄと、当該第２スライダ３１ｄを第２ガイドレール３１ｃ上で移動させる図示しないアクチュエータとを備えている。

第１ガイドレール３１ａ及び第２ガイドレール３１ｃは、前記所定の軸方向（左右方向）に沿って互いに平行に設けられており、本実施形態では、単一のレール部材３０１の互いに対向する対向面（前後側面）にそれぞれ形成されている。

第１スライダ３１ｂは、一方のホルダ２１の下方で当該一方のホルダ２１を支持するものであり、第２スライダ３１ｄは、他方のホルダ２２の下方で当該他方のホルダ２２を支持するものである。より具体的に説明すると、各スライダ３１ｂ、３１ｄはそれぞれブロック状をなすものであり、その上端面に設けた支持箇所Ｘ１、Ｘ２において、ホルダ２１、２２を回転可能に保持する上方が開いたコの字形の支持枠３２ａ（詳細は後述する。）の底辺部を支持する。つまり、ホルダ２１、２２を支持すべく直動機構３１に設定された支持箇所Ｘ１、Ｘ２は、各ホルダ２１、２２の前記軸方向における両端（左右両端）よりも実質的に内側下方に配置されている。

回転機構３２は、２つのホルダ２１、２２を個別に回転させるものであり、図３に示すように、基板Ｗが水平状態となる倒伏位置Ｑ１と、基板Ｗが鉛直状態となる起立位置Ｑ２との間で各ホルダ２１、２２を９０°回転させるように構成されている。なお、基板は倒伏位置で必ずしも水平である必要は無く、例えば、ロック室での基板保持姿勢がやや傾いていれば、それに合わせて傾斜していて構わない。また、基板は起立位置で必ずしも鉛直である必要はなく、例えばイオンビームの照射角度にあわせて傾斜していて構わない。

具体的に回転機構３２は、図２及び図３に示すように、ホルダ２１、２２毎に設けられており、ホルダ２１、２２を前記所定の軸方向に沿って設けられた回転軸４により回転可能に支持する支持枠３２ａと、当該支持枠３２ａの下方に設けられたモータ等のアクチュエータ３２ｂと、当該アクチュエータ３２ｂの駆動力を前記回転軸４に伝達することにより前記ホルダ２１、２２を回転させる伝達リンク３２ｃとを備えている。回転軸４は、ホルダ２１、２２の左右側面にそれぞれ接続されており、支持枠３２ａは、正面視概略上向きコの字形状をなし、ホルダ２１、２２の左右両側の回転軸４を支持する左右側壁を有する。

この回転機構３２により、本実施形態のホルダ２１、２２は、図３及び図４に示すように、基板Ｗを受け取る際の倒伏位置Ｑ１と、基板ＷにイオンビームＩＢが注入される起立位置Ｑ２との間で最短回転角度で回転する。例えば、起立位置Ｑ２が、基板が垂直となる垂直位置の場合には、回転機構３２は、ホルダ２１、２２を倒伏位置Ｑ１と起立位置Ｑ２との間で９０度回転させる。

なお、本実施形態では、回転機構３２の支持枠３２ａの下壁の下面に、直動機構３１のスライダ３１ｂ、３１ｄが固定されている。つまり、直動機構３１は、回転機構３２の下方で回転機構３２を支持することにより、ホルダ２１、２２を支持する構成とされている。

このように構成されたホルダ移動機構３により、２つのホルダ２１、２２がともに倒伏位置Ｑ１となる受け取り位置Ｐ１において、当該２つのホルダ２１、２２は、上下に並んだ状態となる。このため、一方のホルダ２１を倒伏位置Ｑ１としたときに、当該一方のホルダ２１が他方のホルダ２２の回転軸４と干渉しないように、２つのホルダ２１、２２の回転軸４が上下方向にずれている。具体的には、受け取り位置Ｐ１において、上側に位置する一方のホルダ２１の回転軸４が下側に位置する他方のホルダ２２の回転軸４よりも上側にずれている。

また、搬送室Ｓ３には、ロック室Ｓ２に収容された基板Ｗを処理室Ｓ１の受け取り位置Ｐ１にある２つのホルダ２１、２２に搬送する基板搬送機構５が設けられている。

この基板搬送機構５は、ロック室Ｓ２の基板ステージ７に収容された２つの基板Ｗを上下に並んだ状態で、受け取り位置Ｐ１にある２つのホルダ２１、２２に一括搬送するものである。具体的に基板搬送機構５は、上下２つの基板Ｗのうち上側の基板Ｗを搬送する上側ハンド５１と、下側の基板Ｗを搬送する下側ハンド５２と、上側ハンド５１及び下側ハンド５２をロック室Ｓ２及び処理室Ｓ１の間で移動させるハンド駆動装置５３とを備えている。本実施形態では、上側ハンド５１及び下側ハンド５２は、共通のハンド支持部５４により一体形成されている。

次に、基板搬送機構５及びホルダ移動機構３の動作について説明する。

まず、ホルダ移動機構３により受け取り位置Ｐ１とされた２つのホルダ２１、２２は、ともに倒伏位置Ｑ１とされて上下に並んだ状態とされている。この状態で、基板搬送機構５により、各ホルダ２１、２２に１枚の基板Ｗが搬送されて載置される。

次に、回転機構３２により２つのホルダ２１、２２が倒伏位置Ｑ１から起立位置Ｑ２に回転される。その後、２つのホルダ２１、２２を直動機構３１により、１つずつ交互に移動経路に沿って処理位置Ｐ２まで往復移動させる。これにより、各基板ＷにイオンビームＩＢが照射されてイオン注入処理が行われる。ここでいう処理位置Ｐ２とは、図８に示すように、軸方向に所定の幅があり、図８（ａ）に示すように、基板Ｗに設定されたイオン注入領域の一方の側縁がイオンビームＩＢに晒される位置から同図（ｂ）に示すように、前記イオン注入領域の他方の側縁がイオンビームＩＢに晒される位置までの範囲をいう。なお、ここでの直動機構３１は、同図（ｃ）に示すように、この処理位置Ｐ２を超えて、受け取り位置Ｐ１の反対側に設定された退避位置（処理完了位置）Ｐ３にまで基板Ｗを保持したホルダ２１、２２移動可能に構成してあるが、処理位置Ｐ２までしか移動できない構成でも構わない。

そして、処理終了後、２つのホルダ２１、２２を直動機構３１及び回転機構３２により、受け取り位置Ｐ１まで移動させて、基板搬送機構５により処理済み基板Ｗを処理室Ｓ１からロック室Ｓ２に搬送する。

本実施形態の基板処理装置１００では、２つのホルダ２１、２２の回転軸４が上下方向にずれているため、図４に示すように、起立位置Ｑ２にある各ハンド２１、２２に保持された基板Ｗへの処理高さ（イオンビームのビームセンターの位置）を同じにするためには、倒伏位置Ｑ１にある各ハンド２１、２２に保持された基板Ｗを前後方向（ホルダ２１、２２への搬送方向）に沿って所定量ずらす必要がある。ここで所定量とは、２つのホルダ２１、２２の回転軸４の上下方向のずれ量と、２つのホルダ２１、２２の回転軸４の前後方向（ホルダ２１、２２への搬送方向）のずれ量との合計である。

このため、本実施形態の基板処理装置１００は、一方のホルダ２１を起立位置Ｑ２としたときの基板Ｗの上下方向の位置と、前記他方のホルダ２２を起立位置Ｑ２としたときの基板Ｗの上下方向の位置とを一致させる基板位置補正機構６を備えている。

具体的に基板位置補正機構６としては、以下のように、（１）搬送室Ｓ３に設ける場合、（２）ロック室Ｓ２に設ける場合、（３）処理室Ｓ１に設ける場合が考えられる。

（１）搬送室Ｓ３に設ける場合
搬送室Ｓ３に設ける場合としては、搬送室Ｓ３内の基板搬送機構５に設けることが考えられる。

具体的には、図５に示すように、上下２つの基板Ｗがそれぞれ載置される上側ハンド５１の搬送面（上側搬送面）及び下側ハンド５２の搬送面（下側搬送面）の少なくとも一方を他方に対して相対移動させる構成として、上側搬送面及び下側搬送面のずれ量を、２つのホルダ２１、２２の倒伏位置Ｑ１から起立位置Ｑ２への回転により生じる基板Ｗの位置のずれ量と同じにする。

図５に示す一例は、上側搬送面を下側搬送面に対して前後方向に相対移動させることにより位置補正するものであり、下側ハンド５２を支持するハンド支持部５４に設けられた例えば真空用サーボモータ等のアクチュエータ６ａ１と、前記ハンド支持部５４及び上側ハンド５１の間に設けられた前後方向に延びる直線ガイド機構６ａ２と、前記アクチュエータ６ａ１の駆動力を前記上側ハンド５１に伝達して、前記上側ハンド５１を直線ガイド機構６ａ２により直線移動させるタイミングベルト等の伝達部６ａ３とを備えている。なお、アクチュエータ６ａ１での電力供給は、図示しないケーブルベア（登録商標）等により行う。

この基板位置補正機構６による基板Ｗの位置の補正動作について説明する。
基板搬送機構５がロック室Ｓ２の基板ステージ７から２枚の基板Ｗを取り出す時は、上側ハンド５１及び下側ハンド５２は、上下で同じ位置であり、当該２つのハンド５１、５２に載置される２つの基板Ｗは、上下で同じ位置である。そして、基板搬送機構５が２つの基板Ｗをロック室Ｓ２から処理室Ｓ１に搬送する間に、基板位置補正機構６が、上側ハンド５１を下側ハンド５２に対して相対移動させて、基板Ｗの位置を補正する。この状態で、処理室Ｓ１の受け取り位置Ｐ１にある２つのホルダ２１、２２に２枚の基板Ｗを受け渡す。これにより、基板Ｗを受け取った２つのホルダ２１、２２が起立位置Ｑ２に回転した場合、当該ホルダ２１、２２に保持された基板Ｗの処理高さ（各基板Ｗに照射されるイオンビームＩＢのビームセンターの高さ）が同じとなる。なお、処理済みの基板Ｗをホルダ２１、２２からロック室Ｓ２の基板ステージ７に収容する場合には、基板位置補正機構６は、上記と逆の動作を行い、ロック室Ｓ２の基板ステージ７に処理済み基板Ｗを収容する際には、上側ハンド５１及び下側ハンド５２は、上下で同じ位置である。

（２）ロック室Ｓ２に設ける場合
ロック室Ｓ２に設ける場合としては、ロック室Ｓ２内の基板ステージ７に設けることが考えられる。

具体的には、図６に示すように、上下２つの基板Ｗがそれぞれ載置される上側ステージ７１の載置面（上側ステージ面）及び下側ステージ７２の載置面（下側ステージ面）の少なくとも一方を他方に対して相対移動させる構成として、上側ステージ面及び下側ステージ面のずれ量を、２つのホルダ２１、２２の倒伏位置Ｑ１から起立位置Ｑ２への回転により生じる基板Ｗの位置のずれ量と同じにする。

図６に示す一例は、下側ステージ面を上側ステージ面に対して受け渡し方向に相対移動させることにより位置補正するものであり、サーボモータ等のアクチュエータ６ｂ１と、下側ステージ７２の下側に設けられた受け渡し方向に延びる直線ガイド機構６ｂ２と、前記アクチュエータ６ｂ１の駆動力を下側ステージ７２に伝達して、前記下側ステージ７２を直線ガイド機構６ｂ２により直線移動させるリンク部６ｂ３とを備えている。

この基板位置補正機構６による基板Ｗの位置の補正動作について説明する。
真空チャンバの外部（大気中）からロック室Ｓ２の基板ステージ７に基板が収容される時は、上側ステージ７１及び下側ステージ７２は、上下で同じ位置である。その後、ロック室Ｓ２の大気圧雰囲気又は真空雰囲気の状態において、基板位置補正機構６が、下側ステージ７２を上側ステージ７１に対して相対移動させて、基板Ｗの位置を補正する。その後、基板搬送機構５のハンド５１、５２が上側ステージ７１及び下側ステージ７２上の基板Ｗを受け取り、処理室Ｓ１の受け取り位置Ｐ１にある２つのホルダ２１、２２に２枚の基板Ｗを受け渡す。なお、基板搬送機構５の上側ハンド５１及び下側ハンド５２は、前記上側ステージ７１及び下側ステージ７２のずれ量を合わせて長さが設定されている。これにより、基板Ｗを受け取った２つのホルダ２１、２２が起立位置Ｑ２に回転した場合、当該ホルダ２１、２２に保持された基板Ｗへの処理高さ（各基板Ｗに照射されるイオンビームＩＢのビームセンターの高さ）が同じとなる。なお、処理済みの基板Ｗをホルダ２１、２２からロック室Ｓ２の基板ステージ７に収容する場合には、基板位置補正機構６は、上記と逆の動作を行い、ロック室Ｓ２の基板ステージ７に処理済み基板Ｗを収容された後に、上側ステージ７１及び下側ステージ７２は、上下で同じ位置となる。

（３）処理室Ｓ１に設ける場合
処理室Ｓ１に設ける場合としては、処理室Ｓ１内のハンド２１、２２及び回転機構３２の間に設けることが考えられる。

具体的には、図７に示すように、上下２つの基板Ｗをそれぞれ保持する上側ホルダ２１及び下側ホルダ２２の少なくとも一方を他方に対して相対移動させる構成として、２つのホルダ２１、２２の倒伏位置Ｑ１から起立位置Ｑ２への回転により生じる基板Ｗの位置のずれ量を補正して、起立位置Ｑ２にある２つのホルダ２１、２２に保持された基板Ｗの上下方向の高さ位置を一致させる。

図７に示す一例は、上側ホルダ２１を下側ホルダ２２に対して相対移動させることにより位置補正するものであり、上側ホルダ２１が倒伏位置Ｑ１から起立位置Ｑ２に回転する間に、上側ホルダ２１が回転軸４に対して下側に引っ込み、起立位置Ｑ２から倒伏位置Ｑ１に回転する間に、上側ホルダ２１が回転軸４に対して搬送方向に延び出るように構成されている。

より詳細には、基板位置補正機構６は、回転軸４のホルダ側端部に接続され、回転軸４とともに回転する回転ベース６ｃ１と、前記回転軸４に固定された固定歯車６ｃ２と、前記回転ベース６ｃ１に回転自在に接続されたリンクアーム６ｃ３に固定され、前記固定歯車６ｃ２に噛み合って回転する遊星歯車６ｃ４と、一端が前記リンクアーム６ｃ３に接続され、他端が上側ホルダ２１に接続された従動リンク６ｃ５と、前記回転ベース６ｃ１及び前記ホルダ２１の間に設けられた直線ガイド機構６ｃ６とを備えている。なお、従動リンク６ｃ５は、伸縮リンクであり、リンクアーム６ｃ３に一端部が固定された第１リンク要素６ｃ５１と、当該第１リンク要素６ｃ５１の他端部に回転自在に連結されるとともにホルダ２１に回転自在に連結された第２リンク要素６ｃ５２とを備えている。

この基板位置補正機構６による基板Ｗの位置の補正動作について説明する。
基板搬送機構５が受け取り位置Ｐ１にある２つのホルダ２１、２２に２枚の基板を搬送する時は、２つのホルダは上下で同じ位置であり、当該２つのホルダ２１、２２に載置される２つの基板Ｗは、上下で同じ位置である。

そして、回転機構３２が、各ホルダ２１、２２を倒伏位置Ｑ１から起立位置Ｑ２に回転させる。このとき、上側ホルダ２１の回転機構３２が、上側ホルダ２１の回転軸４を回転させると、それに伴って固定歯車６ｃ２及び回転ベース６ｃ１が回転し、固定歯車６ｃ２の周りを遊星歯車６ｃ４が回転移動する。この遊星歯車６ｃ４の回転移動によりリンクアーム６ｃ３が回転するとともに、リンクアーム６ｃ３に固定された従動リンク６ｃ５の第１アーム要素６ｃ５１が回転して、従動リンク６ｃ５が伸縮して、上側ホルダ２１が直線ガイド機構６ｃ６に沿ってスライド移動する。本実施形態では、上側ホルダ２１が倒伏位置Ｑ１から起立位置Ｑ２に回転するのに伴って、従動リンク６ｃ５が収縮し、ホルダが起立位置から倒伏位置に回転するのに伴って従動リンクが伸展する。これにより、基板Ｗを受け取った２つのホルダ２１、２２が倒伏位置Ｑ１から起立位置Ｑ２に回転した場合、当該ホルダ２１、２２に保持された基板Ｗの処理高さ（各基板Ｗに照射されるイオンビームＩＢのビームセンターの高さ）が同じとなる。また、起立位置Ｑ２から倒伏位置Ｑ１に回転した場合、当該ホルダ２１、２２に保持された基板Ｗは、上下で同じ位置となる。

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る基板処理装置１００によれば、処理室Ｓ１及びロック室Ｓ２の間に搬送室Ｓ３を設け、当該搬送室Ｓ３に設けた基板搬送機構５により、ロック室Ｓ２に収容した基板Ｗを処理室Ｓ１に設けたホルダ２１、２２に搬送するように構成しているので、ロック室Ｓ２にホルダ２１、２２を進入させる必要が無く、ホルダ２１、２２の大型化によるロック室Ｓ２の大容量化を防ぐことができ、ロック室Ｓ２の雰囲気の切り替え時間を短縮することができる。

また、直動機構３１が、ホルダ２１、２２の所定の軸方向における両端よりも内側下方でホルダ２１、２２を支持しているので、ホルダ２１、２２の支持箇所をホルダ２１、２２に近づけることができ、ホルダ２１、２２を安定的に支持できるようになる。

さらに基板位置補正機構６を備えているので、２つのホルダ２１、２２の回転軸４が上下にずれた構成であっても、一方のホルダ２１に保持された基板Ｗと、他方のホルダ２１に保持された基板Ｗとで、例えばイオン注入等の上下方向の処理位置を一致させることができる。

ここで、基板位置補正機構６をロック室Ｓ２の基板ステージ７に設ける場合には、基板搬送機構５やホルダ２１、２２等に設ける場合に比べて、構造を簡単にすることができる。また、基板位置補正機構６を搬送室Ｓ３の基板搬送機構５に設ける場合には、ロック室Ｓ２の容量を小さくでき、ロック室Ｓ２の雰囲気の切り替え時間を短くして、スループットを向上させることができる。さらに、基板位置補正機構６を処理室Ｓ１のホルダ２１、２２と回転機構３２との間に設ける場合には、ロック室Ｓ２の容量を小さくでき、ロック室Ｓ２の雰囲気の切り替え時間を短くして、スループットを向上させることができる。このとき、本実施形態では基板位置補正機構６が、回転機構３２の動力を利用する構成としているので、新たな動力を設ける必要が無く、装置構成を簡単化又は小型化することができる。

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、図９に示すように、スライダ３１ｂ（３１ｄ）を２つに分離してホルダ２１（２２）の両側縁部下方に設けても良い。また、図１０に示すように、スライダ３１ｂ（３１ｄ）の一部が、ホルダ２１（２２）の両側縁部よりも外側にあっても良い。ただし、支持箇所Ｘ１（Ｘ２）は、ホルダ２１（２２）の両側縁部よりも実質的に内側にあればよい。この図１０をみると、厳密には支持箇所Ｘ１はホルダ２１のわずかに外側にあるが、支持箇所Ｘ１はホルダ２１の両側縁を保持する支持枠３２ａの底辺部を支持しているから、実質的にホルダ２１の内側である。
また、前記実施形態の２つのホルダは、複数の基板を収容したトレーを保持するものであっても良い。これならば、複数の基板に一括して処理することができる。

また、前記実施形態では２つのロック室を有するものであったが、１つのロック室を有するものであっても良いし、３つ以上のロック室を有するものであっても良い。

さらに、基板位置補正機構を処理室に設ける場合には、ホルダ及び回転機構の間に介在させて設ける場合の他、ホルダ自体に設ける構成としても良いし、回転機構自体に設ける構成としても良い。また、直動機構自体に設ける構成としても良い。ここで、２つのホルダを移動させる直動機構が各ホルダ毎に設けれられており、各ガイドレールが別部材により構成されている場合は、当該ガイドレールを相対移動させることにより、基板位置を補正するように構成しても良い。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

１００・・・基板処理装置
Ｗ・・・基板
Ｓ１・・・処理室
Ｓ２・・・ロック室
Ｓ３・・・搬送室
２１・・・上側ホルダ
２２・・・下側ホルダ
Ｐ１・・・受け取り位置
Ｐ２・・・処理位置
３・・・ホルダ移動機構
５・・・基板搬送機構
３１・・・直動機構
３２・・・回転機構
Ｑ１・・・倒伏位置
Ｑ２・・・起立位置
４・・・回転軸
６・・・基板位置補正機構
７・・・基板ステージ
７１・・・上側ステージ
７２・・・下側ステージ
５１・・・上側ハンド
５２・・・下側ハンド

本実施形態の基板処理装置１００では、２つのホルダ２１、２２の回転軸４が上下方向にずれているため、図４に示すように、起立位置Ｑ２にある各ホルダ２１、２２に保持された基板Ｗへの処理高さ（イオンビームのビームセンターの位置）を同じにするためには、倒伏位置Ｑ１にある各ホルダ２１、２２に保持された基板Ｗを前後方向（ホルダ２１、２２への搬送方向）に沿って所定量ずらす必要がある。ここで所定量とは、２つのホルダ２１、２２の回転軸４の上下方向のずれ量と、２つのホルダ２１、２２の回転軸４の前後方向（ホルダ２１、２２への搬送方向）のずれ量との合計である。

（３）処理室Ｓ１に設ける場合
処理室Ｓ１に設ける場合としては、処理室Ｓ１内のホルダ２１、２２及び回転機構３２の間に設けることが考えられる。

そして、回転機構３２が、各ホルダ２１、２２を倒伏位置Ｑ１から起立位置Ｑ２に回転させる。このとき、上側ホルダ２１の回転機構３２が、上側ホルダ２１の回転軸４を回転させると、それに伴って固定歯車６ｃ２及び回転ベース６ｃ１が回転し、固定歯車６ｃ２の周りを遊星歯車６ｃ４が回転移動する。この遊星歯車６ｃ４の回転移動によりリンクアーム６ｃ３が回転するとともに、リンクアーム６ｃ３に固定された従動リンク６ｃ５の第１リンク要素６ｃ５１が回転して、従動リンク６ｃ５が伸縮して、上側ホルダ２１が直線ガイド機構６ｃ６に沿ってスライド移動する。本実施形態では、上側ホルダ２１が倒伏位置Ｑ１から起立位置Ｑ２に回転するのに伴って、従動リンク６ｃ５が収縮し、ホルダが起立位置から倒伏位置に回転するのに伴って従動リンクが伸展する。これにより、基板Ｗを受け取った２つのホルダ２１、２２が倒伏位置Ｑ１から起立位置Ｑ２に回転した場合、当該ホルダ２１、２２に保持された基板Ｗの処理高さ（各基板Ｗに照射されるイオンビームＩＢのビームセンターの高さ）が同じとなる。また、起立位置Ｑ２から倒伏位置Ｑ１に回転した場合、当該ホルダ２１、２２に保持された基板Ｗは、上下で同じ位置となる。

さらに基板位置補正機構６を備えているので、２つのホルダ２１、２２の回転軸４が上下にずれた構成であっても、一方のホルダ２１に保持された基板Ｗと、他方のホルダ２２に保持された基板Ｗとで、例えばイオン注入等の上下方向の処理位置を一致させることができる。

Claims (7)

1. 真空雰囲気で基板が処理される処理室と、
   大気圧雰囲気又は真空雰囲気に切り替えられ、前記基板を収容するロック室と、
   前記処理室及び前記ロック室の間に設けられて、真空雰囲気で前記処理室及び前記ロック室の間で前記基板が搬送される搬送室と、
   前記処理室に設けられ、それぞれ別の基板を保持する２つのホルダと、
   前記２つのホルダを、前記搬送室から搬送された前記基板を受け取る受け取り位置と、前記基板が処理される処理位置との間で少なくとも移動させるとともに、前記受け取り位置において前記２つのホルダを上下に並んだ状態とするホルダ移動機構と、
   前記搬送室に設けられ、前記ロック室に収容された前記基板を上下に並んだ状態で、前記受け取り位置にある２つのホルダに一括搬送する基板搬送機構とを備え、
   前記ホルダ移動機構が、
   前記２つのホルダを、ホルダ毎に所定の軸方向に設定された互いに異なる移動経路に沿って移動させる直動機構と、
   前記２つのホルダを、前記所定の軸方向周りに回転させる回転機構とを備え、
   前記直動機構が、前記ホルダの前記所定の軸方向における両端よりも内側で前記ホルダを支持している基板処理装置。
2. 前記回転機構が、前記２つのホルダを個別に回転させるものである請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記回転機構が、前記ホルダを回転させて前記基板を倒伏位置と起立位置との間で姿勢変更させるものであり、
   一方のホルダを前記倒伏位置としたときに、前記一方のホルダが他方のホルダの回転軸と干渉しないように、前記２つのホルダの回転軸が上下にずれている請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記一方のホルダを起立位置としたときの基板の上下方向の位置と、前記他方のホルダを起立位置としたときの基板の上下方向の位置とを一致させる基板位置補正機構を備える請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記基板位置補正機構が、前記ロック室に設けられた基板ステージに設けられ、上下２つの基板がそれぞれ載置される上側ステージ面及び下側ステージ面の少なくとも一方を他方に対して相対移動させて、前記上側ステージ面及び下側ステージ面のずれ量を、前記２つのホルダの回転により生じる前記基板の位置のずれ量と同じにする請求項４記載の基板処理装置。
6. 前記基板位置補正機構が、前記基板搬送機構に設けられ、上下２つの基板がそれぞれ載置される上側搬送面及び下側搬送面の少なくとも一方を他方に対して相対移動させて、前記上側搬送面及び下側搬送面のずれ量を、前記２つのホルダの回転により生じる前記基板の位置のずれ量と同じにする請求項４記載の基板処理装置。
7. 前記基板位置補正機構が、前記ホルダ、前記回転機構又は前記ホルダと前記回転機構との間に設けられ、上下２つの基板をそれぞれ保持する上側ホルダ及び下側ホルダの少なくとも一方を他方に対して相対移動させて、前記上側ホルダ及び下側ホルダのずれ量を、前記２つのホルダの回転により生じる前記基板の位置のずれ量と同じにする請求項４記載の基板処理装置。