JP2018113344A - 基板搬送方法及び基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱等によって基板に反りが生じている場合であっても、吸着解除時における基板のステージからの飛び跳ねを防止することができる真空基板搬送技術を提供する。【解決手段】本発明は、真空中で基板２を搬送する方法であって、基板２をステージ部２２上に吸着し、その状態で所定の処理を行う吸着処理工程と、ステージ部２２による基板２の吸着を解除する吸着解除工程と、ステージ部２２から基板２を離脱させる基板離脱工程とを有する。吸着解除工程において、基板搬送装置１の基板支持部１１に設けた基板押圧部１３によって基板２を上方から押さえる。【選択図】 図４

Description

本発明は、真空中で基板を搬送する基板搬送方法及び基板搬送装置に関し、特に基板をステージに吸着して処理を行う際に基板を搬送する技術に関する。

例えば真空中で基板に対して加熱しながら所定の処理を行う工程においては、ステージ上に載置された基板をステージに静電吸着して処理を行うことが一般的である。
このような真空処理工程においては、基板の吸着を解除してステージから離脱（デチャック）する際に、基板の反りによって基板が飛び跳ねるという課題がある。

すなわち、処理の際の基板の加熱や処理による基板の発熱の他、処理前の基板に反りが生じている場合があり、このような基板を吸着して処理した後、吸着を解除する際に基板の歪みが開放され反り状態に戻ることによって基板が飛び跳ねてしまうことがある。
このような基板の飛び跳ねが生ずると、基板の位置ずれや割れが発生し、その後の基板搬送等のプロセスを行うことが困難になる。

特開２０１０−２１２６７８号公報

本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、加熱等によって基板に反りが生じている場合であっても、吸着解除時における基板のステージからの飛び跳ねを防止することができる真空基板搬送技術を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明は、真空中で基板を搬送する方法であって、基板を搬送する基板搬送装置に設けた基板支持部に支持された基板を、静電吸着可能なステージ上に載置する基板載置工程と、前記基板を前記ステージ上に吸着し、その状態で所定の処理を行う吸着処理工程と、前記ステージによる前記基板の吸着を解除する吸着解除工程と、前記ステージから前記基板を離脱させる基板離脱工程とを有し、前記吸着解除工程において、前記基板搬送装置の基板支持部に設けた基板押圧部によって前記基板を上方から押さえる基板搬送方法である。
本発明では、前記基板離脱工程において、前記基板の水平方向の移動を規制することも効果的である。
本発明では、前記吸着処理工程において、前記基板を加熱することも効果的である。
一方、本発明は、真空中で基板を搬送する装置であって、基板搬送用真空槽内に配置される基板搬送ロボットと、前記基板搬送ロボットに設けられ、基板を支持して三次元的に移動自在で且つ前記基板搬送用真空槽と連通された真空処理槽内に搬入可能な基板支持部とを備え、前記基板支持部に、当該基板支持部に対して下方に突出する弾性の基板押圧部が設けられている基板搬送装置である。
本発明では、前記基板押圧部が炭素繊維強化炭素複合材料からなる場合にも効果的である。

以上述べた本発明によれば、基板をステージ上に静電吸着した状態で所定の真空処理を行った後、ステージによる基板の吸着を解除する工程において、基板搬送ロボットの基板支持部に設けた基板押圧部によって基板を上方から押さえるようにしたことから、例えば加熱によって基板に反りが生じている場合であっても、吸着解除時における基板のステージからの飛び跳ねを防止することができる。
本発明では、吸着工程において基板の水平方向の移動を規制するようにすれば、吸着解除時においてステージ上における基板の位置ずれを防止することができる。

（ａ）〜（ｃ）：本発明に係る基板搬送装置の一例の要部を示すもので、図１（ａ）は表面側から見た平面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は裏面側から見た平面図 （ａ）（ｂ）：基板押圧部のピックアップ部に対する取付状態を示す部分断面図 （ａ）（ｂ）：本例に用いる真空処理装置の内部構成の要部を示すもので、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図 （ａ）〜（ｄ）：本発明に係る基板搬送方法の一例を模式的に示す工程図（その１） （ａ）〜（ｄ）：本発明に係る基板搬送方法の一例を模式的に示す工程図（その２） 基板押圧部を基板の表側面に接近させた状態を示す平面図 （ａ）（ｂ）：基板押圧部の他の例を示すもので、図７（ａ）は本例の基板押圧部の平面図、図７（ｂ）は本例の基板押圧部のピックアップ部に対する取付状態を示す部分断面図

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る基板搬送装置の一例の要部を示すもので、図１（ａ）は表面側から見た平面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は裏面側から見た平面図である。

図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本例の基板搬送装置１は、種々の基板搬送ロボットの基板搬送部を構成するもので、アーム部１０と、アーム部１０の先端部に設けられた基板支持部１１とを有している。
ここで、基板搬送ロボットは、後述する基板搬送用真空槽３内に配置されるものである。

この基板搬送装置１のアーム部１０及び基板支持部１１は、耐熱性の高い例えばセラミックスからなり、基板支持部１１において基板２（例えばＳｉＣ基板）を支持して三次元的に移動自在に構成されている。

本例の基板支持部１１は、一対のピックアップ部１２を有し、このピックアップ部１２で基板２をピックアップしてその表側面に支持し、所定の位置に搬送するようになっている。

基板支持部１１の裏側面には、複数（本例では三つ）の基板押圧部１３が設けられている。
本例の場合、基板押圧部１３は、例えば短冊状の板状の弾性部材からなり、後述するように、基板支持部１１の裏側面に、基板支持部１１に対して下方に突出するように取り付けられている。

本発明の場合、基板押圧部１３の材料は特に限定されることはないが、耐熱性が高く（２００〜５００℃）、かつ、基板２に対して損傷を与えることのない材料からなるものを用いることが好ましい。
このような材料としては、例えば、炭素繊維強化炭素複合材料（カーボンコンポジット）等の無機材料からなるものや、チタン等の金属材料からなるものがあげられる。

図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本例では、各ピックアップ部１２の先端部と、ピックアップ部１２の基端部に、それぞれ基板押圧部１３が設けられている。
これら三つの基板押圧部１３は、後述するように基板２の表側面と接触又は近接する位置に配置されるものである。

図２（ａ）（ｂ）は、基板押圧部のピックアップ部に対する取付状態を示す部分断面図である。
図２（ａ）に示すように、本例においては、基板支持部１１のピックアップ部１２の裏側面に一対の溝部１５を設け、これら溝部１５に基板押圧部１３の両端部を挿入することにより基板押圧部１３を湾曲させ、基板支持部１１に対して下方に突出するように取り付けられている。

このような構成を有する本例においては、後述するように基板２の飛び跳ねによって基板２が上方に移動しようとすると、図２（ｂ）に示すように、基板２表側面と接触した基板押圧部１３が弾性変形して基板２の上方への移動が押さえられる。

図３（ａ）（ｂ）は、本例に用いる真空処理装置の内部構成の要部を示すもので、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図である。
図３（ａ）（ｂ）に示すように、本例の真空処理装置５は、例えば基板搬送用真空槽３に連通された真空処理槽４内にステージ２０が配置されて構成されている。
なお、この真空処理槽４は、例えば図示しないイオン注入源に接続されている。

ステージ２０は、基台２１上にステージ部２２が設けられ、このステージ部２２上に基板２が支持されるようになっている。
ステージ部２２は、その上部に図示しない静電吸着手段を有し、また、ステージ部２２の内部にはヒーター２３が設けられている。

本例では、ステージ部２２の外径が基板２より小さいものが用いられている。そして、ステージ部２２の周囲には、基板２の側部と接触してその水平方向の移動を規制するための規制ピン２４が複数設けられている。

図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る基板搬送方法の一例を模式的に示す工程図である。
本例では、まず、基板搬送装置１の基板支持部１１によって支持された基板２を、図３（ａ）（ｂ）に示す真空処理槽４内のステージ部２２上に載置してステージ部２２上に吸着し、例えばヒーター２３によって基板２を加熱した状態で所定の処理を行う（図４（ａ）参照）。

所定の処理の終了後、基板搬送装置１を真空処理槽４内に搬入し、その基板支持部１１を基板２の上方に配置する（図３（ｂ）、図４（ｂ）参照）。
次に、基板支持部１１を下降させ、基板押圧部１３を基板２の表側面に接近させる（図４（ｃ）、図６参照）。

この場合、基板押圧部１３を基板２の表側面に接触させてもよいし、基板２の表側面に接触させず近接させて基板２の上方に配置してもよい。
そして、この状態で、ステージ部２２による基板２の吸着を解除する。

ここで、基板２に反りが生じている場合には、基板２の反りによって基板２がステージ部２２から跳ねようとするが、基板支持部１１に設けた基板押圧部１３によって基板２の表側面が上方から押さえられるため、基板２が飛び跳ねることはない（図２（ｂ）参照）。

また、ステージ部２２の周囲には規制ピン２４が複数設けられているため、基板２の吸着の解除の際、規制ピン２４が基板２の側部と接触してその水平方向の移動が規制され、ステージ部２２上において基板２の位置ずれが生ずることもない。

その後、基板支持部１１を上昇させ、基板支持部１１を基板２の上方から基板搬送用真空槽３側に退避させる（図３（ｂ）、図４（ｄ）、図５（ａ）参照）。
そして、基板支持部１１を下降させてピックアップ部１２を基板２の下方に配置し、さらに基板支持部１１を上昇させて基板２をピックアップする（図５（ｂ）（ｃ）参照）。
最後に、基板支持部１１を基板搬送用真空槽３側に移動させ、処理済の基板２を回収する（図３（ｂ）、図５（ｄ）参照）。

以上述べた本実施の形態によれば、基板２をステージ部２２上に静電吸着した状態で所定の真空処理を行った後、ステージ部２２による基板２の吸着を解除する工程において、基板搬送装置１の基板支持部１１に設けた基板押圧部１３によって基板２を上方から押さえるようにしたことから、例えば処理時の加熱によって基板２に反りが生じている場合であっても、吸着解除時における基板２のステージ部２２からの飛び跳ねを防止することができる。

また、本実施の形態では、ステージ部２２の周囲に基板２の水平方向の移動を規制する複数の規制ピン２４が設けられていることから、吸着解除時においてステージ部２２上における基板２の位置ずれを防止することができる。

図７（ａ）（ｂ）は、基板押圧部の他の例を示すもので、図７（ａ）は本例の基板押圧部の平面図、図７（ｂ）は本例の基板押圧部のピックアップ部に対する取付状態を示す部分断面図である。

図７（ａ）に示すように、本例の基板押圧部１８は、例えば楕円形状の押圧部１８ａを有し、この押圧部１８ａの両短軸側に一対の例えば矩形形状の装着部１８ｂが設けられて構成されている。

このような本例の基板押圧部１８を基板支持部１１のピックアップ部１２に取り付ける場合には、図７（ｂ）に示すように、例えばピックアップ部１２を貫通するように溝部１５Ａを形成し、ピックアップ部１２の表面側に一対の凹部１６を形成する。

そして、ピックアップ部１２の裏側面から基板押圧部１８の装着部１８ｂを挿入し、各装着部１８ｂの端部をピックアップ部１２の凹部１６の端部に引っかけて係止させる。

この場合、基板押圧部１８の押圧部１８ａが基板支持部１１に対して下方に突出するように湾曲させて取り付ける。
このような構成を有する本例の基板押圧部１８によれば、基板支持部１１のピックアップ部１２の加工が容易になるという利点がある。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、種々の変更を行うことができる。
例えば本発明はイオン注入装置のみならず、真空処理の際に静電吸着を行う種々の真空処理装置に適用することができる。
さらに、基板押圧部の形状、数等は上記実施の形態に限られず、種々のものを用いることができる。

また、本発明は真空処理時に基板の加熱及び発熱を伴うプロセスのみならず、基板の加熱及び発熱を伴わないプロセスにも適用することができる。
ただし、本発明は真空処理時に基板の加熱及び発熱を伴うプロセスに適用した場合により効果を奏するものである。

さらにまた、上記実施の形態においては、基板の側部と接触してその水平方向の移動を規制する手段を真空処理装置側に設けるようにしたが、本発明はこれに限られず、基板搬送装置の基板支持部側に設けることもできる。

１…基板搬送装置
２…基板
３…基板搬送用真空槽
４…真空処理槽
１０…アーム部
１１…基板支持部
１２…ピックアップ部
１３、１８…基板押圧部
２０…ステージ
２２…ステージ部
２３…ヒーター
２４…規制ピン

Claims (5)

1. 真空中で基板を搬送する方法であって、
   基板を搬送する基板搬送装置に設けた基板支持部に支持された基板を、静電吸着可能なステージ上に載置する基板載置工程と、
   前記基板を前記ステージ上に吸着し、その状態で所定の処理を行う吸着処理工程と、
   前記ステージによる前記基板の吸着を解除する吸着解除工程と、
   前記ステージから前記基板を離脱させる基板離脱工程とを有し、
   前記吸着解除工程において、前記基板搬送装置の基板支持部に設けた基板押圧部によって前記基板を上方から押さえる基板搬送方法。
2. 前記基板離脱工程において、前記基板の水平方向の移動を規制する請求項１記載の基板搬送方法。
3. 前記吸着処理工程において、前記基板を加熱する請求項１又は２のいずれか１項記載の基板搬送方法。
4. 真空中で基板を搬送する装置であって、
   基板搬送用真空槽内に配置される基板搬送ロボットと、
   前記基板搬送ロボットに設けられ、基板を支持して三次元的に移動自在で且つ前記基板搬送用真空槽と連通された真空処理槽内に搬入可能な基板支持部とを備え、
   前記基板支持部に、当該基板支持部に対して下方に突出する弾性の基板押圧部が設けられている基板搬送装置。
5. 前記基板押圧部が炭素繊維強化炭素複合材料からなる請求項４記載の基板搬送装置。

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