JP2022048909A - 基板保持装置およびイオン注入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を保持するホルダの変形を抑制できる基板保持装置およびイオン注入装置を提供する。
【解決手段】基板を保持するホルダと、ホルダに接合され、ホルダの回転軸を規定する軸部材と、軸部材を支持するホルダ支持部材とを備え、ホルダを所定の回転軸まわりで回転動作させて倒伏位置と起立位置との間を移動できるよう構成された基板保持装置であって、ホルダは、回転軸上で互いに離間して配置された複数の基板支持部材と、複数の基板支持部材の一端部を連結する第一の連結部材とを備える、軸部材は、前記回転軸に沿って各基板支持部材に接合されている構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は基板保持装置および当該基板保持装置を備えるイオン注入装置に関する。

基板にイオン注入等の各種処理を施す基板処理装置として、特許文献１に開示された基板処理装置が知られている。特許文献１の基板処理装置は、フラットパネルディスプレイの製造工程で使用される装置であり、基板に対して所定の処理が施される間、基板を保持する基板保持装置が処理室内に配置されている。また、この基板保持装置は、基板を保持するホルダと、ホルダを支持する支持枠と、ホルダを回転させて、ホルダを倒伏位置と起立位置との間で移動させる回転機構を備えている。
ホルダは、四つの長尺状の板材が一端部で連結されることで全体が櫛状を成す形状に構成されており、両端に位置する板材には一対の回転軸が接合されている。また、回転機構は、一対の回転軸の一方にのみ回転力を与えることでホルダを回転動作させる構成とされている。

特許文献１に開示された基板処理装置においては、ホルダを回転動作させる場合には、回転軸の一方側にのみ回転力が与えられており、ホルダにねじりによる変形が発生する。したがって、ホルダを構成する四つの長尺状の板材のうち、回転力が与えられる側とは反対側に位置する板状は、他の板材と比較して大きく変形する。また、内側の二つの板材も自重によって反るように変形する。さらに、ホルダの回転軸を支持する支持枠が、回転軸の方向に開くように変形すると、回転軸が支持枠の変形に追従する。その結果、ホルダは、回転軸が接合されたホルダ両端の板材が開くように変形する。すなわち、四つの長尺状の板材が変形する向きおよび量に差異が生じ、ホルダの各板材における変形にばらつきが生じる。特に、基板の大型化に伴ってホルダも大型化させた場合、各板材の変形量の差異が大きくなり、基板を規定の位置または姿勢に保持することが難しくなる。
また、基板が規定の位置または姿勢でホルダに保持されていない場合には、基板に対して所定の処理を適正に施すことができないおそれがある。

特開２０１６－６３１６６

本発明は上記課題を解決するものであり、基板を保持するホルダの変形を抑制できる基板保持装置およびイオン注入装置を提供することを目的としている。

本発明における基板処理装置は、
基板を保持するホルダと、
前記ホルダに接合され、前記ホルダの回転軸を規定する軸部材と、
前記ホルダの前記回転軸方向の両端より外方で前記軸部材を回転可能に支持しつつ、前記軸部材の前記回転軸方向の移動を規制する一対の支持板を有するホルダ支持部材と、を備え、
前記ホルダが前記回転軸を中心とする回転動作により倒伏位置と起立位置との間を移動できるよう構成された基板保持装置であって、
前記ホルダは、
前記回転軸上で互いに離間して配置され、前記基板を支持する複数の基板支持部材と、
各前記基板支持部材の前記起立位置における下方側または上方側の端部に接合され、前記複数の基板支持部材を連結する第一の連結部材と、を有し、
前記軸部材は、前記回転軸に沿って各基板支持部材に接合されている構成とされている。

この構成によれば、互いに離間して配置された各基板支持部材が、第一の連結部材によって連結されるのに加えて、回転軸に沿って軸部材によって連結されることになる。したがって、各基板支持部材は、第一の連結部材に加えて軸部材によっても支持されるため、自重による変形が抑制される。また、各基板支持部材の変形量に差異が発生することも抑制され、各基板支持部材の変形にばらつきが生じるこが抑制される。さらに、回転軸に回転力が与えられた場合においても、ねじりによる各基板支持部材の変形が抑制される。
また、一対の支持板が変形しようとする場合であっても、一対の支持板と各基板支持部材が軸部材を介して支え合うため、一対の支持板および各基板支持部材の変形が抑制され、その結果、ホルダの変形が抑制される。
したがって、本発明の基板保持装置によれば、基板を保持するホルダの変形を抑制できる。さらに、各基板支持部材の変形量にばらつきが発生することを抑制でき、基板を規定の位置および姿勢で保持することができる。

また、本発明における基板処理装置においては、
前記複数の基板支持部材のうち少なくとも一つは、
前記基板が支持される側の支持面を有する長尺状の板材から成り、
前記軸部材が接合される接合位置と前記起立位置における上方側または下方側の端部との間の少なくとも一部の領域において、前記支持面からの厚さ寸法が前記接合位置側から前記端部側にかけて次第に小さくなる構成としてもよい。

この構成によれば、基板支持部材の軸部材が接合される接合位置と起立位置における上方側または下方側の端部との間の少なくとも一部の領域において、支持面からの厚さ寸法が、軸部材との接合位置から起立位置における上方側の端部に向かって次第に小さくなることから、基板支持部材の剛性を確保しつつ、基板支持部材を軽量化することができる。

また、本発明における基板処理装置においては、
前記ホルダは、各前記基板支持部材の前記起立位置における下方側または上方側の端部のうち、前記第一の連結部材により連結される側と異なる側の端部を連結する第二の連結部材をさらに備える構成としてもよい。

この構成によれば、各基板支持部材の第一の連結部材に連結される側の端部に加え、第一の連結部材に連結される側と異なる側の端部も連結されることから、各基板支持部材の上方側および下方側の端部における変形量に差異が生じ難くなり、ホルダの変形にばらつきが発生することをさらに抑制することができる。

また、本発明における基板処理装置においては、
前記ホルダの前記回転動作を駆動させる駆動装置をさらに備え、
前記駆動装置は、前記軸部材の前記ホルダの前記両端より外方の両側に、前記軸部材を同一方向に回転させる回転力を与えるよう構成されていてもよい。

この構成によれば、軸部材のホルダの両端より外方の両側に回転力が与えられることから、ホルダにねじりが生じ難くなり、ホルダの変形が抑制される。

本発明のイオン注入装置は、
基板にイオン注入処理が施される処理室と、前記処理室内に配置された基板保持装置と、を備えるイオン注入装置であって、
前記基板保持装置は、
基板を保持するホルダと、
前記ホルダに接合され、前記ホルダの回転軸を規定する軸部材と、
前記ホルダの前記回転軸方向の両端より外方で前記軸部材を回転可能に支持しつつ、前記軸部材の前記回転軸方向の移動を規制する一対の支持板を有するホルダ支持部材と、を備え、
前記ホルダが前記回転軸を中心とする回転動作により、倒伏位置と起立位置との間を移動できるよう構成されており、
前記ホルダは、
前記回転軸上で互いに離間して配置され、前記基板を支持する複数の基板支持部材と、
各前記基板支持部材の前記起立位置における下方側または下方側の端部に接合され、前記複数の基板支持部材を連結する第一の連結部材と、を有し、
前記軸部材は、前記回転軸に沿って前記複数の基板支持部材に接合されている構成とされている。

この構成によれば、互いに離間して配置された各基板支持部材が、第一の連結部材によって連結されるのに加えて、回転軸に沿って軸部材によって連結されることになる。したがって、各基板支持部材は、第一の連結部材に加えて軸部材によっても支持されるため、自重による変形が抑制される。また、各基板支持部材の変形量に差異が発生することも抑制され、各基板支持部材の変形にばらつきが生じるこが抑制される。さらに、回転軸に回転力が与えられた場合においても、ねじりによる各基板支持部材の変形が抑制される。
また、一対の支持板が変形しようとする場合であっても、一対の支持板と各基板支持部材が軸部材を介して支え合うため、一対の支持板および各基板支持部材の変形が抑制され、その結果、ホルダの変形が抑制される。
したがって、本発明の基板保持装置によれば、基板を保持するホルダの変形を抑制できる。さらに、各基板支持部材の変形量にばらつきが発生することを抑制でき、基板を規定の位置および姿勢で保持することができる。その結果、基板に対して適正にイオン注入処理を施すことができる。

本発明の基板保持装置によれば、基板を保持するホルダの変形を抑制できる。さらに、各基板支持部材の変形量にばらつきが発生することを抑制でき、規定された位置および姿勢で基板を保持することができる。

本発明の一実施形態におけるイオン注入装置を示す平面図。 同実施形態における基板保持装置を示す正面図。 同実施形態におけるホルダが倒伏位置にある基板保持装置を示す模式的側面図。 同実施形態におけるホルダが起立位置にある基板保持装置を示す模式的側面図。 同実施形態におけるホルダを示す斜視図。 同実施形態における基板支持部材を示す側面図。 同実施形態における軸部材を示す正面図。 同実施形態における上側連結部材を示す正面図。

本発明における一実施形態である基板保持装置１０、および基板保持装置１０を使用するイオン注入装置１００について説明する。尚、基板保持装置１０は、イオン注入装置１００において使用されることに限定されるものではない。
本実施形態におけるイオン注入装置１００は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの製造工程において使用され、基板Ｓに対してイオン注入処理を施す装置であり、本実施形態における基板Ｓは矩形状のガラス基板である。

図１に示すように、イオン注入装置１００は、内部が高真空状態とされており、イオンビームＩＢが導かれる処理室１０１、処理室１０１に連結された搬送室１０２、および、搬送室１０２に連結された二つのロードロック室１０３、１０３を備えている。搬送室１０２には、搬送室１０２と各ロードロック室１０３および処理室１０１との間で基板Ｓの受け渡しを行う搬送装置１０４が配置されている。搬送装置１０４は、基板Ｓが載置された状態で基板Ｓを搬送するアーム１０４ａを備えている。アーム１０４ａは複数の長尺状のフィンガー１０４ｂを備えており、複数のフィンガー１０４ｂは、長手方向を平行とした状態で互いに離間するように位置付けられている。本実施形態においては、アーム１０４ａはフィンガー１０４ｂを五つ備えているが、フィンガー１０４ｂの数はこれに限定されるものではなく、対象とする基板Ｓのサイズ等に応じて適宜変更される。

また、処理室１０１の内部には基板保持装置１０と、基板保持装置１０に連結された移送装置１０５が配置されている。移送装置１０５は、基板Ｓを保持した基板保持装置１０が処理室１０１内に導入されたイオンビームＩＢを横切るよう、基板保持装置１０を一方向Ｄに沿って往復させる構成とされている。

図１および図２に示すように、本実施形態における基板保持装置１０は、基板Ｓを保持するホルダ２０、ホルダ２０に接合された軸部材３０、軸部材３０を回転可能に支持するホルダ支持部材４０を備えている。また、図２に示すように、基板保持装置１０は、軸部材３０に回転力を与え、ホルダ２０を回転動作させる駆動装置５０を備えている。

図２に示すように、ホルダ支持部材４０は、ホルダ支持部材４０の下方に配置された移送装置１０５と連結されている。移送装置１０５は、ホルダ支持部材４０に固定されたスライダ１０６と処理室１０１内で一方向Ｄに沿って敷設されたガイドレール１０７を備えている。スライダ１０６がガイドレール１０７上を移動することにより、基板保持装置１０は処理室１０１内で一方向Ｄに移動する。

ホルダ２０は、基板Ｓを支持する六つの基板支持部材２１ａ～２１ｆと、基板支持部材２１ａ～２１ｆに連結された第一の連結部材である下側連結部材２３と、基板支持部材２１ａ～２１ｆおよび下側連結部材２３との間で基板Ｓの端縁を挟持する複数のクランプ２７を備えている。本実施形態のおいては、クランプ２７は、４箇所に配置されているが、クランプ２７の数および設置位置は基板Ｓのサイズ等に応じて適宜変更すればよい。また、クランプ２７は、図示されていない機械的構造によりホルダ２０の回転動作に連動して基板Ｓの挟持または挟持の解除を行う構成とされている。尚、図５では、クランプ２７は示されていない。

図７に示すように、軸部材３０は、長さ方向の両端部に形成された一対シャフト３１、３１と、一対のシャフト３１、３１間に形成され、後述する基板支持部材２１ａ～２１ｆに接合される接合面３２を備えている。図２に示すように、軸部材３０は、ホルダ保持部材４０に回転可能に支持されることにより、後述するホルダ２０の回転軸Ａを規定するものである。より詳細には、一対のシャフト３１、３１は同一直線状に配置されており、一対のシャフト３１、３１がホルダ保持部材４０に回転可能に支持されることにより回転軸Ａを規定している。換言すれば、一対のシャフト３１、３１は回転軸Ａ上に位置している。

図２に示すように、ホルダ支持部材４０は、一対の支持板４１、４１と、一対の支持板４１、４１の下端に接合された底板４２とを備える。一対の支持板３１、３１と底板４２は、正面視において上方が開口したコ字状（Ｕ字状）を成すよう連結されており、底板４２に移送装置１０５のスライダ１０６が連結されている。底板４２上には、後述する駆動装置５０の動力源５１が配置されている。
また、ホルダ支持部材４０は、駆動装置５０および駆動装置５０に連結されたリンク機構５２の一部をイオンビームＩＢから保護するための保護板４３をさらに備えている。

一対の支持板４１、４１は、ホルダ２０の回転軸Ａ方向の両端より外方で軸部材３０の一対のシャフト３１、３１を回転可能に支持しつつ、軸部材３０の回転軸Ａ方向の移動を規制した状態で固定している。

また、駆動装置５０は、モーター等の動力源５１と、動力源５１からの動力を各シャフト３１、３１に伝達し、各シャフト３１、３１を回転させる一対のリンク機構５２、５２を備えている。すなわち、駆動装置５０は動力源５１の回転運動を、リンク機構５２、５２を介して各シャフト３１、３１の両方に伝える構成である。

本実施形態におけるホルダ２０は、駆動装置５０から軸部材３０に回転力が与えられることにより、回転軸Ａを中心に回転動作を行い、後述する倒伏位置Ｐ１と起立位置Ｐ２との間を移動する構成とされている。図３および図４は、それぞれホルダ２０の倒伏位置Ｐ１と起立位置Ｐ２を示しているが、基板保持装置１０は模式的に示されており、ホルダ２０およびホルダ支持部材４０は一部の構成のみが表されている。
図３に示すように、本実施形態におけるホルダ２０の倒伏位置Ｐ１は、基板Ｓを水平面上に置く位置である。つまり、倒伏位置Ｐ１は、処理室１０１と搬送室１０２との間で基板Ｓの受け渡しを行う場合に使用されるホルダ２０の位置である。

また、図４に示すように、本実施形態におけるホルダ２０の起立位置Ｐ２は、基板Ｓを鉛直面上に置く位置である。つまり、起立位置Ｐ２は、基板Ｓにイオンビームが照射され、イオン注入が行われる場合に使用されるホルダ２０の位置である。
尚、倒伏位置Ｐ１および起立位置Ｐ２は、ホルダ２１の回転動作における相対的位置関係を単に表しているものであり、前述の位置は一例であって倒伏位置Ｐ１および起立位置Ｐ２を限定するものではない。

図２および図５に示すように、ホルダ２０は、回転軸Ａ方向に互いに離間して配置された６つの基板支持部材２１ａ～２１ｆと、基板支持部材２１ａ～２１ｆを連結する下側連結部材２３を備えている。基板支持部材２１ａ～２１ｆは、長さ寸法が同一の長尺状の板材から成り、いずれも基板Ｓを支持する側の面である支持面２２ａ～２２ｆを有する。また、下側連結部材２３も板材により形成されており、基板Ｓを支持する側の面である支持面２３ａを有している。

下側連結部材２３は、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの起立位置Ｐ２における下方側の端部に接合されることで基板支持部材２１ａ～２１ｆに連結されている。より詳細には、基板支持部材２１ａ～２１ｆは長手方向が平行とされ、かつ、回転軸Ａ方向に互いに離間した状態で配置されている。さらに、基板支持部材２１ａ～２１ｆの支持面２２ａ～２２ｆおよび下側連結部材２３の支持面２３は同一平面上に位置している。
したがって、ホルダ２０は、基板支持部材２１ａ～２１ｆの支持面２２ａ～２２ｆおよび下側連結部材２３の支持面２３によって基板Ｓを支持することができ、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの間に形成される間隙から、基板Ｓに所定の処理を施すことで発生する熱を放出することができる。
尚、本実施形態においては、基板支持部材２１ａ～２１ｆの支持面２２ａ～２２ｆ上、および、下側連結部材２３の支持面２３上には、基板Ｓを支持するためのピン（不図示）が配置されており、基板支持部材２１ａ～２１ｆと下側連結部材２３は、前述のピン（不図示）を介して基板Ｓを支持する構成とされている。

また、図２および図５に示すように、各基板支持部材２１ａ～２１ｆと軸部材３０とが軸部材３０の一対のシャフト３１、３１の間の領域で接合されることにより、軸部材３０はホルダ２０に接合されている。一対のシャフト３１、３１はホルダ２０の回転軸Ａを規定しており、軸部材３０は一対のシャフト３１、３１の間の領域で回転軸Ａに沿って各基板支持部材２１ａ～２１ｆに接合されることになる。
尚、本実施形態においては、各基板支持部材２１ａ～２１ｆと軸部材３０は、ボルト（不図示）により接合されているが、これに接合方法はこれに限定されるものではない。

図７に示すように、軸部材３０は、一対のシャフト３１、３１の間に位置し、各基板支持部材２１ａ～２１ｆと接合される側の面である接合面３２を有している。接合面３２には、各基板支持部材２１ａ～２１ｆが接合された状態において、各基板支持部材２１ａ～２１ｆを回転軸Ａ方向の両側で挟むように位置する複数の壁部３３を備えている。壁部３３は、各基板支持部材２１ａ～２１ｆと軸部材３０とを接合する場合には、軸部材３０に対する基板支持部材２１ａ～２１ｆの位置決めに利用される。また、壁部３３は、各基板支持部材２１ａ～２１ｆと軸部材３０に接合された後は、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの回転軸Ａ方向の変形を規制する。

図５に示すように、基板支持部材２１ａ～２１ｆはいずれも軸部材３０が接合される接合位置から起立位置Ｐ２における上方側の端部の間の一部の領域に上側テーパ領域２５ａ～２５ｆをそれぞれ有している。上側テーパ領域２５ａ～２５ｆは、基板支持部材２１ａ～２１ｆの各支持面２２ａ～２２ｆからの厚さ寸法が、軸部材３０との接合位置側から起立位置Ｐ２における上方側の端部に向かって次第に小さくなる形状である。
基板支持部材２１ａ～２１ｆは、上側テーパ領域２５ａ～２５ｆを有することによって、
剛性が確保され、基板支持部材２１ａ～２１ｆが軽量化される。

同様に、基板支持部材２１ａ～２１ｆはいずれも軸部材３０が接合される接合位置から起立位置Ｐ２における下方側の端部の間の一部の領域に下側テーパ領域２６ａ～２６ｆをそれぞれ有している。下側テーパ領域２６ａ～２６ｆは、基板支持部材２６ａ～２６ｆの各支持面２２ａ～２２ｆからの厚さ寸法が、軸部材３０との接合位置側から起立位置Ｐ２における下方側の端部に向かって次第に小さくなる形状である。
基板支持部材２１ａ～２１ｆは、下側テーパ領域２６ａ～２６ｆを有することによっても、剛性が確保され、基板支持部材２１ａ～２１ｆが軽量化される。
尚、本実施形態においては、基板支持部材２１ａ～２１ｆは側面視においては同一の形状を成しており、すべての基板支持部材２１ａ～２１ｆに上側テーパ領域２５ａ～２５ｆと下側テーパ領域２６ａ～２６ｆがそれぞれ形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、基板支持部材２１ａ～２１ｆが、上側テーパ領域２５ａ～２５ｆと下側テーパ領域２６ａ～２６ｆのいずれか一方のみを備える構成でもよく、基板支持部材２１ａ～２１ｆごとに、上側テーパ領域２５ａ～２５ｆと下側テーパ領域２６ａ～２６ｆの形成の有無をそれぞれ変えてもよい。

図６は基板支持部材２１ａの側面を示している。前述の通り、基板支持部材２１ａは、軸部材３０との接合位置側から両端部側に向かって支持面２３ａからの厚さ寸法を小さくするよう形成された上側テーパ領域２５ａと下側テーパ領域２６ａを備えている。
図６に斜線で示すように、基板支持部材２４ａの内部には、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により形成された補強部材２６が埋設されており、基板支持部材２１ａの剛性を確保しつつ軽量化されている。また、他の基板支持部材２１ｂ～２１ｆにおいても同様に補強部材２６が埋設されている。
尚、補強部材２６は必ずしも必要となるものではない。また、基板支持部材２１ｂ～２１ｆの一部にのみ補強部材２６を埋設する構成であってもよく、各基板支持部材２１ｂ～２１ｆの剛性や重量によって補強部材２６の使用の有無を決定すればよい。

図２および図５に示すように、本実施形態におけるホルダ２０は、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの起立位置Ｐ２おける上方側の端部を連結する第二の連結部材である上側連結部材２８をさらに備える。上側連結部材２８は、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの支持面２２ａ～２２ｆと反対側の面でボルト（不図示）により接合されている。
図８に示すように、上側連結部材２８は長尺状の板材を折り曲げるように形成されており、各基板支持部材２１ａ～２１ｆとの接合領域２８ａと、各接合領域２８ａ間に形成された連結領域２８ｂを有する。上側連結部材２８は、ホルダが倒伏位置Ｐ１にある状態について、連結領域２８ｂが接合領域２８ａより下方に位置するよう形成されており、後述するように基板Ｓを載置するためのフィンガー１０４ｂとの干渉を避ける構成とされている。
尚、本実施形態においては、第一の連結部材を下側連結部材２３、第二の連結部材を上側連結部材２８としたが、反対に、第一の連結部材が各基板支持部材２１ａ～２１ｆの起立位置Ｐ２おける上方側の端部を連結し、第二の連結部材が各基板支持部材２１ａ～２１ｆの起立位置Ｐ２おける下方側の端部を連結する構成としても良い。

本実施形態の基板保持装置１０においては、ホルダ２０を構成し、互いに離間して配置された各基板支持部材２１ａ～２１ｆが、下側連結部材２３によって連結されるのに加えて、回転軸Ａに沿って軸部材３０によって連結されている。したがって、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの自重による変形が抑制されている。さらに、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの変形量に差異が生じ難く、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの変形にばらつきが生じることが抑制されている。

また、回転軸Ａに回転力が与えられた場合においても、ねじりによる各基板支持部材２１ａ～２１ｆの変形が抑制される。さらに、ホルダ２０を支持する一対の支持板４１，４１が変形しようとする場合であっても、軸部材３０が各基板支持部材２１ａ～２１ｆに連結されていることから、軸部材３０と一対の支持板４１、４１とが支え合うことで、一対の支持板４１、４１および各基板支持部材２１ａ～２１ｆの変形が抑制されている
したがって、本実施形態における基板保持装置１０は、ホルダ２０の変形を抑制でき、さらに、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの変形にばらつきが生じることを抑制できる。

より詳細には、図２に示すように、ホルダ２０および一対の支持板４１、４１は、底板４２の回転軸Ａ方向の両端部で支えられている。したがって、底板４２の両端部に応力が集中し、底板４２が両端部を下方に反るように変形することが想定される。このように底板４２が反ると、底板４２の変形に伴って一対の支持板４１、４１が回転軸Ａ方向外方に互いに開くように変形することになる。また、一対の支持板４１、４１が前述のように変形すると、シャフト３１、３１を介して基板支持部材２１ａ～２１ｆのうち特に外方に位置する基板支持部材２１ａ、２１ｆにも応力が伝わり、基板支持部材２１ａ、２１ｆも回転軸Ａ方向外方に互いに開くように変形することが想定される。
これに対し、本実施形態のホルダ２０においては、軸部材３０が各基板支持部材２１ａ～２１ｆに連結された状態で一対の支持板４１、４１に回転軸Ａ方向の移動が規制された状態で支持されているため、一対の支持板４１、４１と基板支持部材２１ａ～２１ｆが軸部材３０を介して支え合い、ホルダ２０およびホルダ支持部材４０の一対の支持板４１、４１および底板４２の変形を抑制できる。

また、基板支持部材２１ａ～２１ｆは、上側連結部材２８により連結されていることから、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの起立位置Ｐ２における上方側の端部の変形量に差異が生じ難くなり、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの変形量にばらつきが発生することを抑制ができる。

本実施形態の基板保持装置１０においては、駆動装置５０、一対のシャフト３１，３１に、すなわち、回転軸Ａについてのホルダ２０の両端より外方の両側において軸部材３０を同一方向に回転させる回転力を与えている。したがって、ホルダ２０にねじりが生じ難くなり、ホルダ２０の変形がさらに抑制されている。
また、仮にホルダ２０に大きなねじりが生じると、一対のシャフト３１、３１が回転軸Ａからわずかにずれることが想定される。この場合、軸部材３０が回転し難くなることで動力源５１に負荷がかかる。これに対し、本実施形態においては、一対のシャフト３１，３１の双方に回転力を与えることで、ホルダ２０および軸部材３０のねじりによる変形が抑制され、動力源５１へ負荷がかかることも抑制されている。

基板保持装置１０のホルダ２０を構成する基板支持部材２１ａ～２１ｆは、それぞれ上側テーパ領域２５ａ～２５ｆおよび２６ａ～２６ｆを備えていることから、基板支持部材２１ａ～２１ｆは剛性を確保しつつ、軽量化されている。すなわち、ホルダ２０が軽量化され、ホルダ２０変形も抑制されている。

前述の通り、本実施形態におけるホルダ２０は、ホルダ２０を構成する基板支持部材２１ａ～２１ｆが、下側連結部材２３に加えて軸部材３０および上側連結部材２８を備えることから、基板支持部材２１ａ～２１ｆの変形量にばらつきが生じることが抑制されている。
また、軸部材３０は回転軸Ａに沿って各基板支持部材２１ａ～２１ｆに接合され、ホルダ支持部材４０の一対の支持板４１，４１に回転軸Ａ方向の移動が規制された状態で支持されている。したがって、一対の支持板４１，４１と軸部材３０が互いに支持し合う状態となり、その結果、軸部材３０によって、一対の支持板４１，４１と基板支持部材２１ａ～２１ｆが互いに支え合う状態となることにより、ホルダ２０の変形が抑制される。
つまり、本実施形態における基板保持装置１０は、基板Ｓを保持するホルダ２０の変形を抑制できる。さらに、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの変形量にばらつきが発生することを抑制でき、規定された位置および姿勢で基板Ｓを保持することができる。その結果、規定された位置および姿勢で基板Ｓを保持することができ、基板Ｓに対して適正に所定の処理を施すことができる。

次に、図１を参照し、本実施形態のイオン注入装置１００の動作を説明する。
イオン注入装置１００においては、基板Ｓは、まず外部から一方の内部を大気圧下に置かれたロードロック室１０３に搬入される。その後、ロードロック室１０３の内部が真空排気され、基板Ｓは搬送装置１０４により搬送室１０２を経由して処理室１０１に搬入される。処理室１０１では、基板Ｓは基板保持装置１０のホルダ２０に保持される。このとき、ホルダ２０は倒伏位置Ｐ１にあり、基板ＳのイオンビームＩＢが照射される被処理面Ｓａを上方に向けた状態で基板Ｓはホルダ２０に載置される。
より詳細には、アーム１０４ａが駆動することにより、基板Ｓはフィンガー１０４ｂに載置された状態で処理室１０１に搬入される。
その後、基板Ｓが載置されたフィンガー１０４ｂをホルダ２０の上方から徐々に下降させ、基板支持部材２１ａ～２１ｆの間の間隙に各フィンガー１０４ｂが位置付けられるよう動作させることで、基板Ｓが基板支持部材２１ａ～２１ｆの支持面２２ａ～２２ｆ側に載置される。
そして、ホルダ２０は、駆動装置５０から回転力が与えられて回転動作することにより、起立位置Ｐ２に移動する。起立位置Ｐ２においては、基板Ｓの被処理面Ｓａは処理室１０１に導入されるイオンビームＩＢに向けられた状態となっている。

その後、ホルダ２０が起立位置Ｐ２にある状態で、すなわち基板保持装置１０が基板Ｓの被処理面ＳａをイオンビームＩＢに向けた状態で、基板保持装置１０は、移送装置１０５によって駆動され、イオンビームＩＢを横切るように一方向Ｄに移動する。この間に、基板Ｓの被処理面ＳａにイオンビームＩＢを横切ることになり、基板Ｓにイオン注入が施されることになる。
尚、本実施形態におけるイオン注入装置１００においては、基板保持装置１０に保持された基板ＳがイオンビームＩＢを一度横切る間にイオン注入される構成としたが、基板保持装置１０を一方向Ｄに沿って往復移動させ、基板ＳがイオンビームＩＢを複数回横切る構成としてもよい。

基板Ｓにイオン注入処理が行われた後、ホルダ２０は戻る回転動作して起立位置Ｐ２から倒伏位置Ｐ１に移動する。その後、搬送装置１０４のよって搬送室１０３およびロードロック室１０３を経由して外部に搬出される。

本実施形態におけるオン注入装置１００は、基板保持装置１０を備えることから、基板Ｓがホルダ２０に規定された位置および姿勢で保持された状態で、基板Ｓに対してイオンビームＩＢを照射することができ、基板Ｓに対して適正にイオン注入処理を施すことができる。

また、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ことは言うまでもない。

Ｓ 基板
ＩＢ イオンビーム
Ａ 回転軸
Ｄ 一方向
Ｐ１ 倒伏位置
Ｐ２ 起立位置
１００ イオン注入装置
１０１ 処理室
１０２ 搬送室
１０３ ロードロック室
１０４ 搬送装置
１０５ 移送装置
１０ 基板保持装置
２０ ホルダ
２１ａ～２１ｆ 基板支持部材
２３ 下側連結部材
２５ａ～２５ｆ 上側テーパ領域
２６ａ～２６ｆ 下側テーパ領域
２８ 上側連結部材
３０ 軸部材
３１、３１ シャフト
４０ ホルダ支持部材
４１、４１ 支持板
５０ 駆動装置

特許文献１に開示された基板処理装置においては、ホルダを回転動作させる場合には、回転軸の一方側にのみ回転力が与えられており、ホルダにねじりによる変形が発生する。したがって、ホルダを構成する四つの長尺状の板材のうち、回転力が与えられる側とは反対側に位置する板材は、他の板材と比較して大きく変形する。また、内側の二つの板材も自重によって反るように変形する。さらに、ホルダの回転軸を支持する支持枠が、回転軸の方向に開くように変形すると、回転軸が支持枠の変形に追従する。その結果、ホルダは、回転軸が接合されたホルダ両端の板材が開くように変形する。すなわち、四つの長尺状の板材が変形する向きおよび量に差異が生じ、ホルダの各板材における変形にばらつきが生じる。特に、基板の大型化に伴ってホルダも大型化させた場合、各板材の変形量の差異が大きくなり、基板を規定の位置または姿勢に保持することが難しくなる。
また、基板が規定の位置または姿勢でホルダに保持されていない場合には、基板に対して所定の処理を適正に施すことができないおそれがある。

図７に示すように、軸部材３０は、長さ方向の両端部に形成された一対のシャフト３１、３１と、一対のシャフト３１、３１間に形成され、後述する基板支持部材２１ａ～２１ｆに接合される接合面３２を備えている。図２に示すように、軸部材３０は、ホルダ支持部材４０に回転可能に支持されることにより、後述するホルダ２０の回転軸Ａを規定するものである。より詳細には、一対のシャフト３１、３１は同一直線状に配置されており、一対のシャフト３１、３１がホルダ支持部材４０に回転可能に支持されることにより回転軸Ａを規定している。換言すれば、一対のシャフト３１、３１は回転軸Ａ上に位置している。

図２に示すように、ホルダ支持部材４０は、一対の支持板４１、４１と、一対の支持板４１、４１の下端に接合された底板４２とを備える。一対の支持板４１、４１と底板４２は、正面視において上方が開口したコ字状（Ｕ字状）を成すよう連結されており、底板４２に移送装置１０５のスライダ１０６が連結されている。底板４２上には、後述する駆動装置５０の動力源５１が配置されている。
また、ホルダ支持部材４０は、駆動装置５０および駆動装置５０に連結されたリンク機構５２の一部をイオンビームＩＢから保護するための保護板４３をさらに備えている。

また、図４に示すように、本実施形態におけるホルダ２０の起立位置Ｐ２は、基板Ｓを鉛直面上に置く位置である。つまり、起立位置Ｐ２は、基板Ｓにイオンビームが照射され、イオン注入が行われる場合に使用されるホルダ２０の位置である。
尚、倒伏位置Ｐ１および起立位置Ｐ２は、ホルダ２０の回転動作における相対的位置関係を単に表しているものであり、前述の位置は一例であって倒伏位置Ｐ１および起立位置Ｐ２を限定するものではない。

下側連結部材２３は、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの起立位置Ｐ２における下方側の端部に接合されることで基板支持部材２１ａ～２１ｆに連結されている。より詳細には、基板支持部材２１ａ～２１ｆは長手方向が平行とされ、かつ、回転軸Ａ方向に互いに離間した状態で配置されている。さらに、基板支持部材２１ａ～２１ｆの支持面２２ａ～２２ｆおよび下側連結部材２３の支持面２３aは同一平面上に位置している。
したがって、ホルダ２０は、基板支持部材２１ａ～２１ｆの支持面２２ａ～２２ｆおよび下側連結部材２３の支持面２３aによって基板Ｓを支持することができ、各基板支持部材２１ａ～２１ｆの間に形成される間隙から、基板Ｓに所定の処理を施すことで発生する熱を放出することができる。
尚、本実施形態においては、基板支持部材２１ａ～２１ｆの支持面２２ａ～２２ｆ上、および、下側連結部材２３の支持面２３a上には、基板Ｓを支持するためのピン（不図示）が配置されており、基板支持部材２１ａ～２１ｆと下側連結部材２３は、前述のピン（不図示）を介して基板Ｓを支持する構成とされている。

同様に、基板支持部材２１ａ～２１ｆはいずれも軸部材３０が接合される接合位置から起立位置Ｐ２における下方側の端部の間の一部の領域に下側テーパ領域２６ａ～２６ｆをそれぞれ有している。下側テーパ領域２６ａ～２６ｆは、基板支持部材２１ａ～２１ｆの各支持面２２ａ～２２ｆからの厚さ寸法が、軸部材３０との接合位置側から起立位置Ｐ２における下方側の端部に向かって次第に小さくなる形状である。
基板支持部材２１ａ～２１ｆは、下側テーパ領域２６ａ～２６ｆを有することによっても、剛性が確保され、基板支持部材２１ａ～２１ｆが軽量化される。
尚、本実施形態においては、基板支持部材２１ａ～２１ｆは側面視においては同一の形状を成しており、すべての基板支持部材２１ａ～２１ｆに上側テーパ領域２５ａ～２５ｆと下側テーパ領域２６ａ～２６ｆがそれぞれ形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、基板支持部材２１ａ～２１ｆが、上側テーパ領域２５ａ～２５ｆと下側テーパ領域２６ａ～２６ｆのいずれか一方のみを備える構成でもよく、基板支持部材２１ａ～２１ｆごとに、上側テーパ領域２５ａ～２５ｆと下側テーパ領域２６ａ～２６ｆの形成の有無をそれぞれ変えてもよい。

図６は基板支持部材２１ａの側面を示している。前述の通り、基板支持部材２１ａは、軸部材３０との接合位置側から両端部側に向かって支持面２３ａからの厚さ寸法を小さくするよう形成された上側テーパ領域２５ａと下側テーパ領域２６ａを備えている。
図６に斜線で示すように、基板支持部材２４ａの内部には、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）により形成された補強部材２９が埋設されており、基板支持部材２１ａの剛性を確保しつつ軽量化されている。また、他の基板支持部材２１ｂ～２１ｆにおいても同様に補強部材２９が埋設されている。
尚、補強部材２９は必ずしも必要となるものではない。また、基板支持部材２１ｂ～２１ｆの一部にのみ補強部材２９を埋設する構成であってもよく、各基板支持部材２１ｂ～２１ｆの剛性や重量によって補強部材２９の使用の有無を決定すればよい。

基板Ｓにイオン注入処理が行われた後、ホルダ２０は戻る回転動作して起立位置Ｐ２から倒伏位置Ｐ１に移動する。その後、搬送装置１０４のよって搬送室１０２およびロードロック室１０３を経由して外部に搬出される。

Claims (5)

1. 基板を保持するホルダと、
   前記ホルダに接合され、前記ホルダの回転軸を規定する軸部材と、
   前記ホルダの前記回転軸方向の両端より外方で前記軸部材を回転可能に支持しつつ、前記軸部材の前記回転軸方向の移動を規制する一対の支持板を有するホルダ支持部材と、を備え、
   前記ホルダが前記回転軸を中心とする回転動作により倒伏位置と起立位置との間を移動できるよう構成された基板保持装置であって、
   前記ホルダは、
   前記回転軸上で互いに離間して配置され、前記基板を支持する複数の基板支持部材と、
   各前記基板支持部材の前記起立位置における下方側または上方側の端部に接合され、前記複数の基板支持部材を連結する第一の連結部材と、を有し、
   前記軸部材は、前記回転軸に沿って各基板支持部材に接合されている基板保持装置。
2. 前記複数の基板支持部材のうち少なくとも一つは、
   前記基板が支持される側の支持面を有する長尺状の板材から成り、
   前記軸部材が接合される接合位置と前記起立位置における上方側または下方側の端部との間の少なくとも一部の領域において、前記支持面からの厚さ寸法が前記接合位置側から前記端部側にかけて次第に小さくなるよう構成されている請求項１に記載の基板保持装置。
3. 前記ホルダは、各前記基板支持部材の前記起立位置における下方側または上方側の端部のうち、前記第一の連結部材により連結される側と異なる側の端部を連結する第二の連結部材をさらに備える請求項１または２に記載の基板保持装置。
4. 前記ホルダの前記回転動作を駆動させる駆動装置をさらに備え、
   前記駆動装置は、前記軸部材の前記ホルダの前記両端より外方の両方に、前記軸部材を同一方向に回転させる回転力を与えるよう構成されている請求項１～３のいずれか一項に記載の基板保持装置。
5. 基板にイオン注入処理が施される処理室と、前記処理室内に配置された基板保持装置と、を備えるイオン注入装置であって、
   前記基板保持装置は、
   基板を保持するホルダと、
   前記ホルダに接合され、前記ホルダの回転軸を規定する軸部材と、
   前記ホルダの前記回転軸方向の両端より外方で前記軸部材を回転可能に支持しつつ、前記軸部材の前記回転軸方向の移動を規制する一対の支持板を有するホルダ支持部材と、を備え、
   前記ホルダが前記回転軸を中心とする回転動作により、倒伏位置と起立位置との間を移動できるよう構成されており、
   前記ホルダは、
   前記回転軸上で互いに離間して配置され、前記基板を支持する複数の基板支持部材と、
   各前記基板支持部材の前記起立位置における下方側または上方側の端部に接合され、前記複数の基板支持部材を連結する第一の連結部材と、を有し、
   前記軸部材は、前記回転軸に沿って前記複数の基板支持部材に接合されているイオン注入装置。
   
   

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