JP4059549B2 - 基板支持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、基板の表面に所定の処理を施す基板処理装置等において基板を支持する目的で使用される基板支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板の表面に所定の処理を施すことは、ＬＳＩ（大規模集積回路）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、情報記録ディスク等の製作において盛んに行われている。このうち、ハードディスク等の情報記録ディスクの製作の分野では、中央に開口を有する円形の基板を垂直に支持する基板支持装置が使用される場合がある。
【０００３】
図９は、従来の基板支持装置の構成を示す正面概略図、図１０は図９に示す基板支持装置の動作を説明する斜視概略図である。図９及び図１０に示す基板支持装置は、垂直に立てて配置されたベース板１１と、このベース板１１に設けられた固定支持爪１２及び可動支持爪１３によって主に構成されている。
【０００４】
図９及び図１０に示すように、ベース板１１は、方形の板部材に「Ｊ」の字の形状の切り欠きを設けたような形状のものである。そして、その「Ｊ」の字の切り欠きの曲線部分（以下、曲線部）に四つの固定支持爪１２が設けられている。四つの固定支持爪１２は、図９及び図１０に示すように、「Ｊ」の字の最下点を通る垂直な線（以下、中心軸線１０）に対して線対称となる位置関係で配置されている。
【０００５】
各々の固定支持爪１２は、短い帯板状の部材を曲げてＬ字状にしたような形状の部材である。ベース板１１の切り欠き部分には、段差が設けられており、この段差に係止させるようにして各固定支持爪１２が配置され、ネジ止め等の方法によってベース板１１に対して固定されている。そして、各固定支持爪１２の先端は、曲線部の曲率の中心点に向かっており、その先端部分は、図１０に示すようなＶ字状の凹部が形成されている。
【０００６】
一方、可動支持爪１３はベース板１１の上面に固定されている。可動支持爪１３は、帯板状の部材の先端をＬ字状に曲げた形状を有する。可動支持爪１３の後端はベース板１１の上端面にネジ止め等によって固定されており、Ｌ字状の先端部分はちょうど中心軸線１０上に位置して下方に向いている。そして、下方に向いた先端部分には、固定支持爪１２と同様にＶ字状の凹部が形成されている。
【０００７】
上記従来の基板支持装置の動作について説明する。
上記基板支持装置は、ハードディスク用の基板のような円形の板状で中央に開口２０を有する基板２を支持するよう構成され、図１０に示すように、基板２を保持する基板ピックアップ３を備えた搬送機構４によって基板２が着脱されるようになっている。
また、図１０に示すように、基板支持装置１の付近には、基板支持装置１の可動支持爪１３を開閉する開閉装置５が設けられる。上述した可動支持爪１３は板バネになっており、開閉装置５は、可動支持爪１３の先端を上方に変位させて可動支持爪１３を撓ませる開閉ピン５１と、開閉ピン５１を水平方向及び垂直方向に移動させる移動機構５２とから構成されている。
【０００８】
まず、上記基板支持装置１に基板２を装着する場合について説明する。基板ピックアップ３は基板２の中央の開口２０に先端を挿入させて基板２を保持しながら、基板２を基板支持装置１の近傍まで水平に搬送する。この際、開閉装置５の開閉ピン５１は移動機構５２によって予め水平に移動して基板支持装置１の可動支持爪１３の下方に進入し、さらに所定距離上方に移動して図９に点線で示すように可動支持爪１３を撓ませて可動支持爪１３が開いた状態にしている。
【０００９】
基板ピックアップ３は、基板支持装置１のベース板１１の位置まで基板２を移動させ、可動支持爪１３と固定支持爪１２との間の位置に基板２を位置させる。そして、搬送機構４が基板ピックアップ３を少し下降させ、基板２が固定支持爪１２の上に載って支持されるようにする。
【００１０】
次に、開閉装置５の移動機構５２が開閉ピン５１を所定距離下降させ、可動支持爪１３の撓みを解消させて可動支持爪１３がほぼ水平な姿勢になるようにする。この結果、可動支持爪１３の先端部分が基板２の上縁に当接し、基板２を上から抑える状態となる。その後、基板ピックアップ３は後退し、別の基板２の保持等のため、搬送機構４によって所定の位置まで送られる。また、開閉ピン５１も後退して所定の退避位置に退避する。
【００１１】
基板２を基板支持装置１から取り外す場合は上記の手順と逆であり、まず開閉装置５の移動機構５２が開閉ピン５１を水平移動させて可動支持爪１３の下方に進入させ、所定距離上昇させて可動支持爪１３を撓ませる。そして、搬送機構４が基板ピックアップ３を駆動し、基板ピックアップ３の先端を基板２の中央の開口２０に挿入させる。この状態で基板ピックアップ３が少し上昇して基板２を保持して持ち上げ、基板ピックアップ３が後退して基板２を基板支持装置１から引き抜くことで取り外しが完了する。
【００１２】
次に、上述したような基板支持装置１を使用した基板処理装置について説明する。図１１は、図９及び図１０に示す基板支持装置を使用した基板処理装置の例の概略構成を示す平面図である。
図１１に示す基板処理装置は、基板着脱チャンバー６１と処理チャンバー６２とをゲートバルブ６６を介在させて隣接して配置した構造である。処理される基板２は基板着脱チャンバー６１で基板支持装置１に装着され、基板支持装置１ごと処理チャンバー６２に送られる。そして、処理チャンバー６２で処理を行った後、再び基板着脱チャンバー６１に戻され、基板支持装置１から取り外される。
【００１３】
図１１には、基板処理装置の一例として、磁性薄膜を作成するスパッタリング装置が示されている。即ち、処理チャンバー６２内には、スパッタリングカソード６３が設けられている。スパッタリングカソード６３は、スパッタされるターゲット６３１と、ターゲット６３１の背後に設けられた磁石機構６３３とから構成されている。また、ターゲット６３１にターゲット所定の電圧を印加するスパッタ電源６３２が設けられている。
【００１４】
磁石機構６３３は、中央に設けられた柱状の中心磁石６３４と中心磁石６３４を取り囲むリング状の周辺磁石６３５とからなる構成であり、ターゲット６３１を貫くアーチ状の磁力線６３６を設定するようになっている。この磁力線６３６によってマグネトロンスパッタリングが可能となり、高効率の成膜が行える。
【００１５】
処理チャンバー６２は、排気系６４や内部に所定のガスを導入するガス導入手段６５を備えている。処理チャンバー６２内を所定のガスを導入しながら、スパッタ電源６３２を動作させると、ターゲット６３３を臨む空間にスパッタ放電が生じ、プラズマＰが形成される。
図１１に示すように、スパッタリングカソード６３は、基板支持装置１に支持された基板２の両側に位置するように一対設けられている。従って、プラズマＰは基板２の両側に形成され、基板２の両側の面に対して同時に成膜できるようになっている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の基板支持装置が使用される基板処理装置では、基板の表面に対して隅々まで良質な処理が行えることが要請されている。例えば、情報記録媒体用の基板に対する磁性薄膜の作成処理においては、一枚の基板への記録容量を大きくするため、なるべく基板の周縁に近い領域まで良質な磁性薄膜を作成することが要請されている。
しかしながら、上述した従来の装置では、基板の垂直支持に用いる支持爪１２，１３の存在が原因で、基板２の周縁に近い領域まで広く良質な処理を行うことができなかった。この点を、同様に磁性薄膜の作成処理を例にして説明する。
【００１７】
上述した通り、図９に示す従来の基板支持装置では、四つの固定支持爪１３と一つの可動支持爪１２で基板２を支持している。これらの支持爪１２，１３の先端は浅いＶ字状に形成されており、基板２はその周縁がこのＶ字に落とし込まれた状態で支持されるようになっている。この構成は、基板２が板厚方向に移動してしまうのを抑制するものとして意義がある。
【００１８】
しかしながら、これら支持爪１２，１３の先端部分は、基板２の周縁に近い領域に対しては“影”を作ることになり、周縁に近い領域に対する処理を悪化させる原因となる。例えば磁性薄膜の作成では、ターゲット６３３から飛来するスパッタ粒子がこれら支持爪１２，１３の先端部分で遮蔽されるため、支持爪１２，１３が存在する周縁に近い領域で膜厚が局所的に減少する問題がある。
このような特定の部材が被処理表面に対して“影”となって処理の質を低下させる問題は、一般にシャドー効果と呼ばれる。上述した基板支持装置でも、高密度記録化の要請等を背景として、シャドー効果の問題が顕在化してきている。
【００１９】
支持爪の存在によって引き起こされるシャドー効果を低減させるには、支持爪の数を少なくすればよい。上述したように基板を垂直に支持するには、最低限三つの支持爪があれば良い。
四つ以上の支持爪があった場合、よほど精度良く取り付けられていない限り四つめ以降の支持爪は基板の縁には接触しない。この場合、どの三つの支持爪に接触するするかによって基板の支持位置が変化してしまう。つまり、支持爪が四つ以上あるとかえって基板の支持位置の精度が低下してしまう。従って、支持爪の数は三つであることが好ましい。
【００２０】
三つの支持爪によって基板を垂直に支持する基板支持装置としては、実公平５−２３５７０号公報、実開平５−９４２６７号公報、特開平８−２７４１４２号公報等に開示された構成が知られている。しかしながら、これらの公報に開示された基板支持装置では、基板の下縁を支持する支持爪が板バネの先端部分であるため、基板の自重や板バネのばね定数の如何によってこの下縁を支持する支持爪の位置が変化してしまう。このため、基板を支持する位置を常に一定にすることが困難であるという問題があった。
【００２１】
また、実公平５−２３５７０号公報や実開平５−９４２６７号公報に開示された基板支持装置では、基板の上縁に当接する支持爪は、基板の中心の高さの位置よりも４５度以上の高い位置で基板の縁に当接している。このため、その支持爪から発生するパーティクルによって基板の表面が汚損される可能性が高いという問題があった。
【００２２】
より具体的に説明すると、スパッタリング等の成膜処理では、薄膜は基板の表面のみならず支持爪の表面にも堆積する。この支持爪の表面に堆積した薄膜がある程度の厚さになると、薄膜の内部応力によって剥離し、パーティクルが発生することがある。特に、支持爪に基板が当接した弾みで支持爪から薄膜が剥離し、パーティクルが発生する可能性が高い。
このようなパーティクルが基板の表面に付着すると、局所的な膜厚異常等の欠陥を生じさせる。実公平５−２３５７０号公報や実開平５−９４２６７号公報に開示された装置では、基板の中心の高さに対して４５度以上の高い位置で基板の縁に支持爪が当接するようになっているため、発生したパーティクルが落下する際に基板の表面に付着する確率が高く、上記欠陥が生じやすいという問題があった。
【００２３】
一方、特開平８−２７４１４２号公報に開示された基板支持装置では、左右の支持爪が基板の丁度中心の高さの位置で基板の縁に当接している。このため、上述したようなパーティクルの付着の確率は少なくなっている。しかしながら、この装置では、左右の支持爪が基板の丁度中心の高さの位置で基板の縁に当接することから、基板を下方に押さえつける力が本質的に存在しない。このため、何らかの弾みで基板は跳ね上がってしまうという恐れがあり、確実な基板の支持という点では問題があった。
【００２４】
本願発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、基板の周縁に近い表面領域まで十分に良質な処理が行えるとともに基板の支持が不安定になることがないように改良された実用的な基板支持装置を提供することを目的にしている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、円形の基板を垂直に保持しながらその円形の基板に所定の処理を施す基板処理装置においてその基板の支持のために使用される基板支持装置であって、垂直な姿勢で取り付けられるベース板と、基板の周縁に当接して基板を垂直に支持するようベース板に取り付けられた三つの支持爪とを備え、これら三つの支持爪の一つは、基板の下縁に当接して基板を支えるものであって基板の支持の際には弾性によって位置が変化することのない固定支持爪であり、他の二つの支持爪は、基板の着脱の際に開閉される可動支持爪であって基板が所定の上昇位置から下降して固定支持爪の上に載せられる際に基板の側縁に当接して基板を挟み込むものであり、さらに、この二つの可動支持爪は、基板が固定支持爪に支持された状態において基板の中心の高さの位置よりも高い位置の側縁を当接にするよう設けられており、
二つの可動支持爪は、開閉機構により開閉が行われる部材であって、開閉機構を構成する部材が各可動支持爪又は各可動支持爪を保持した部材に当接して押すことで開閉が行われるようになっており、この当接位置は、基板の中心の高さよりも低い位置となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２の発明は、請求項１記載の構成において、前記可動支持爪は、基板が所定の上昇位置から垂直な姿勢を保って下降して固定支持爪の上に載せられる際に、基板の中心に対して５度から４５度高い側縁の位置で基板に当接し始めるものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の構成において、前記可動支持爪は、板バネの先端に設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４の発明は、請求項１、２又は３記載の構成において、前記基板が前記固定支持爪の上に載せられた際に前記可動支持爪が所定位置で停止するようにする内側ストッパが設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５の発明は、請求項１又は２記載の構成において、前記可動支持爪は板バネの先端に設けられているか又は全体が板バネであり、この可動支持爪の開きが所定の位置で停止するようにする外側ストッパが設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５記載の構成において、前記固定支持爪及び前記可動支持爪はすべて前記ベース板から着脱自在となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６記載の構成において、前記ベース板は、前記基板の直径より大きいほぼ円形の開口を有して前記基板がこの開口内で下降して前記固定支持爪の上に載せられる構造であるとともに、前記固定支持爪及び前記可動支持爪はこのほぼ円形の開口の縁から内側に突出して基板の周縁に当接するよう設けられており、基板が装着された状態では、前記固定支持爪及び前記可動支持爪が設けられている部分を除き基板は前記ほぼ円形の開口の周縁によって取り囲まれており、基板の周囲の空間が所定の隙間を残してベース板又はベース板に取り付けられた部材によって埋められる構造であるいう構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項８の発明は、請求項７記載の構成において、前記基板の周縁と前記ほぼ円形の開口の周縁又はベース板に取り付けられた部材の基板側の縁との隙間は、７ｍｍ以下であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の構成において、前記三つの支持爪及びこれらの支持爪をベース板に取り付ける部材は、ベース板の厚み以下の幅を有しており、ベース板の板面から突出していないという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の構成において、前記三つの支持爪は、基板の厚さ方向が幅方向である帯板状の部材からなるものであり、これら支持爪の少なくとも基板に当接する先端部分の厚さは０．２ｍｍ〜２ｍｍであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０記載の構成において、前記固定支持爪の先端は、基板の縁の方向に長い形状になっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１記載の構成において、前記固定支持爪は、基板の中心の直下の位置で基板を支持するよう設けられているという構成を有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。
図１は、本願発明の第一の実施形態の基板支持装置の概略構成を示す正面図、図２は、図１のＸ−Ｘでの断面概略図である。
本実施形態の基板支持装置は、例えばハードディスク用の基板のような直径９５ｍｍ程度の円形の基板２を支持するものである。基板２の板厚は０．８ｍｍ程度、重さは１４グラム程度である。
図１に示す基板支持装置は、ベース板１１と、基板２の周縁に当接して基板２を垂直に支持するようベース板１１に取り付けられた三つの支持爪１４１，１４２，１４３とを備えている。
【００２７】
ベース板１１は、全体がほぼ方形の板状である。ベース板１１の下部には、不図示の搬送キャリアに取り付ける取り付け部１１０が形成されている。搬送キャリアは、基板２を支持した基板支持装置を水平方向に搬送させる機構である。
ベース板１１には、図１に示すように、ほぼ円形の開口が形成されている。そして、基板２は、この開口内に位置した状態で基板支持装置に支持されるようになっている。
三つの支持爪１４１，１４２，１４３のうち、一つの支持爪１４１は、基板２の下縁を支持する固定支持爪１４１であり、他の二つは基板２の側縁に当接する可動支持爪１４２，１４３になっている。
【００２８】
図１及び図２を使用して、まず、固定支持爪１４１の形状及び取付構造について説明する。固定支持爪１４１は、第一の取付具１５１によって着脱自在にベース板１１に固定されている。固定支持爪１４１は、図２に示すように、基板２の厚さよりも少し幅の広いほぼ帯板状の部材であり、幅方向を基板２の板厚方向にして設けられている。図１に示すように、固定支持爪１４１は、基板の中心の直下の位置で基板を支持するよう設けられている。
【００２９】
また、図２に示すように、固定支持爪１４１の先端は、浅いＶ字状になっている。そして、このＶ字の部分に基板２の下縁が落とし込まれるようになっている。この構成は、基板２がその板厚方向に動いてしまうのを抑制している。尚、Ｖ字の深さを深くすると基板２の支持動作はより安定するが、固定支持爪１４１の先端が“影”になる面積が大きくなるので、シャドー効果の問題が大きくなるという欠点がある。
【００３０】
固定支持爪１４１は、ステンレスやインコネル等の剛性の高いもので形成され、図１に示すように垂直に配置される。従って、基板２を支持した際に弾性によって撓んだりして支持位置が変化するようなことはない。このため、基板２の支持位置が常に一定にできる。尚、基板２が載せられた反動で固定支持爪１４１が多少撓む場合でも、すぐに弾性により真っ直ぐ垂直な状態に復帰するようであれば、特に問題はないことも多い。
【００３１】
そして、図１に示すように、ベース板１１のほぼ円形の開口の下縁の中央位置から下方に垂直に延びるようにして、第一の隘路１５２がベース板１１に形成されている。第一の隘路１５２の下側には、図１に示すようにほぼ方形の開口が連続して形成されている。取付具１５１は、この方形の開口の下縁の部分でベース板１１に取り付けられている。
【００３２】
図２から分かるように、ベース板１１の方形の開口の下縁には段差が設けられており、この段差の上に載るようにして取付具１５１が配置されている。そして、ネジ１５３によって取付具１５１がベース板１１に固定されている。
取付具１５１は、上方に垂直に延びる突出部分を有する。この突出部分には、固定支持爪１４１を差し込む差込穴が形成されている。固定支持爪１４１は、この差込穴に差し込まれ、ネジ１５４によって固定されるようになっている。
【００３３】
次に、二つの可動支持爪１４２，１４３の形状及び取付構造について説明する。まず、左側の可動支持爪１４２は、図１に示す通り、ほぼ帯板状の部材をほぼＬ字状に曲げた形状の部材である。可動支持爪１４２の折り曲げた先端側の部分は、基板２が固定支持爪１４１の上に支持された際、基板２の中心に向かう状態となるよう構成されている。尚、可動支持爪１４２の先端も固定支持爪１４１と同様に浅いＶ字状になっており、基板２がその板厚方向に移動するのを抑制している。
【００３４】
可動支持爪１４２は、板バネ１５５の先端部分に取り付けられている。図１に示すように、板バネ１５５は、ほぼ垂直な姿勢で配置された部材である。板バネ１５５は、その下端がベース板１１にネジ１５６によって固定されている。従って、板バネ１５５は、ネジ１５６で固定された部分を中心として所定角度範囲内で揺動するようになっている。
【００３５】
板バネ１５５は、可動支持爪１４２とともに埋め込みブロック１６を固定している。図１に示すように、板バネ１５５と埋め込みブロック１６との間に可動支持爪１４２の後端部分を間に挟み込んだ状態で、ネジ１５７がねじ込まれており、これによって、可動支持爪１４２と埋め込みブロック１６が一体に板バネ１５５の先端に固定されている。
【００３６】
埋め込みブロック１６は、後述するように、基板２の空間を埋め込んでプラズマの進入を防止するためのものである。埋め込みブロック１６は正面から見るとほぼ台形の形状の部材であり、ベース板１１の厚さとほぼ同様の厚さの板状である。埋め込みブロック１６の基板２側の面は、図１に示す通り円周状の局面（より正確には円筒面）になっている。この円周の中心は、固定支持爪１４１の上に支持されて装着された際の基板２の中心に一致するよう構成されている。
【００３７】
尚、可動支持爪１４２、板バネ１５５及び埋め込みブロック１６が配置された場所には、これらが一体に揺動できるよう揺動用開口１１１がベース板１１に形成されている。揺動用開口１１１は、円形の開口に連続して形成され、図１に示すように下方に折れ曲がって形成されている。尚、揺動用開口１１１には、後述する開閉機構の開閉アームが動作する空間であるアーム動作用開口１１２が連続して形成されている。
【００３８】
右側の可動支持爪１４３は、図１に示す通り、上述した左側の可動支持爪１４２に対して線対称な構成というだけであり、左側の可動支持爪１４２と本質的に同様の構成になっている。つまり、同一の可動支持爪１４２，１４３によって基板２が左右から挟み込まれるよう構成されている。
【００３９】
次に、上記可動支持爪１４２，１４３を開閉する開閉機構について説明する。図３は、図１に示す可動支持爪１４２，１４３を開閉する開閉機構の構成を説明する斜視概略図である。
図３に示すように、可動支持爪１４２，１４３を開閉する開閉機構は、垂直な回転軸に軸支された開閉アーム７１と、開閉アーム７１に当接して開閉アーム７１を所定角度回転させるカム７２と、カム７２を先端に固定したカムホルダー７３と、カムホルダー７３に固定された駆動棒７４と、駆動棒７４を水平方向に駆動してカムホルダー７３を水平に移動させるエアシリンダ等の直線移動源７５とから主に構成されている。
【００４０】
まず、可動支持爪１４２を開く場合について説明すると、直線移動源７５が動作して駆動棒７４を介してカムホルダー７３が移動し、カム７２が所定の待機位置から前進して開閉アーム７１に当接した状態となり、カム７２が開閉アーム７１を押して９０度程度回転させる。この結果、開閉アーム７１が可動支持爪１４２を固定した板バネ１５５のほぼ真ん中の高さの部分を押し、板バネ１５５が外側に揺動して開かれる。この結果、可動支持爪１４２及び埋め込みブロック１５６も一体に外側に向けて移動する。これで、可動支持爪１４２が開いた状態となる。
【００４１】
また、可動支持爪１４２を閉じる場合には、直線移動源７５が動作して駆動棒７４を介してカムホルダー７３を所定位置まで後退させる。開閉アーム７１には復帰バネ７６が設けられており、カムホルダー７３の後退によってカム７２が後退する結果、開閉アーム７１が反対方向に回転して当初の姿勢に復帰する。これによって、板バネ１５５がその弾性力により当初の垂直な姿勢に復帰する。
図３では、可動支持爪１４２を開閉するための開閉アーム７１及びカム７２が描かれているが、開閉機構は左右対称であり、カムホルダー７３にはもう一方のカムが設けられてもう一方の開閉アームを開閉するようになっている。これによって、可動支持爪１４３の開閉が行われるようになっている。
【００４２】
上記構成に係る開閉機構は、板バネ１５５のほぼ真ん中の高さの位置で開閉アーム７１を板バネ１５５に当接させて開閉動作を行っている。この構成は、開閉に伴って発生するパーティクルが基板２に付着するのを効果的に防止している。即ち、板バネ１５５に開閉アーム７１が当接すると、板バネ１５５に堆積していた薄膜を剥離させたり、板バネ１５５自体の表面が摩耗したりしてパーティクルが発生する恐れがある。開閉アーム７１の当接位置が基板２の中心の高さより高い位置に設定されていると、発生するパーティクルが基板２の表面に付着する確率が高くなる。しかしながら、本実施形態では、開閉アーム７１の当接位置が、基板２の中心の高さよりも低い位置になるので、このような問題が効果的に防止されている。尚、開閉アーム７１が板バネ１５５への当接する動作を行う空間をカバーで覆うようにすると、基板２へのパーティクルの付着の問題がさらに防止される。
【００４３】
また、本実施形態の装置では、支持爪１４１，１４２，１４３によるシャドー効果を極力小さくするため、０．５ｍｍ程度の薄いものが使用されている。発明者の検討によると、支持爪１４１，１４２，１４３の厚さが２ｍｍを越えると、シャドー効果が大きくなり、実用上の問題が生ずる。
また、支持爪１４１，１４２，１４３には、耐プラズマ性を考慮してステンレスやインコネル等の鋼製のものが使用されるが、１０〜１５グラム程度の基板２を支持する場合、厚さが０．２ｍｍより小さくなると、支持爪１４１，１４２，１４３の機械的強度が限度以上に低下し、固定支持爪１４１が撓んでしまって支持位置が変化したり、基板２を十分支持できなかったりする問題が生ずる。
従って、支持爪１４１，１４２，１４３の厚さは０．２〜２ｍｍであることが好ましい。尚、シャドー効果は支持爪１４１，１４２，１４３の先端部分が大きく影響するので、先端部分以外のところでは２ｍｍを越える厚さでも実用上問題がない場合が多い。
【００４４】
また、図２から類推されるように、本実施形態の基板支持装置では、三つの支持爪１４１，１４２，１４３及びこれらの支持爪１４１，１４，２，１４３を固定した取付具１５１等のすべての部材は、ベース板１１の厚み以下の幅を有しており、ベース板１１の板面から突出していない。この構成は、基板支持装置が狭い空間を通って搬送される場合等に特に好適な構成となっている。
【００４５】
例えば、インライン式のマルチチャンバータイプの基板処理装置では、各チャンバーの境界部分にゲートバルブを設けて各チャンバーを気密に接続した構造が採用される。この場合、基板支持装置は、ゲートバルブを通って各チャンバーに順次搬送されるが、各チャンバーの雰囲気の相互汚損を防止する等の理由から、ゲートバルブの開口面積は極力小さく設定される。つまり、基板支持装置は狭いゲートバルブの開口を通過して搬送される。
このような場合、ベース板１１の板面から突出した部材があると、何らかの弾みでゲートバルブの開口の縁に突出した部材が引っかかり易くなり、搬送エラーの原因となる恐れがある。これを防止するには、ゲートバルブを開口を大きくする必要が生じてしまう。しかしながら、本実施形態の装置では、ベース板１１の板面から突出した部材がないので、このような問題はなく、狭い空間でも安定して搬送動作が行える。
【００４６】
次に、上記構成に係る基板支持装置の全体の動作について説明する。最初に、基板支持装置に基板２を装着する動作について説明する。
まず、基板２が基板ピックアップ３に支持され、不図示の移動機構によって基板支持装置の場所まで搬送される。移動機構は、基板２が図１の点線で示す位置に位置するよう基板ピックアップ３を精度よく停止させる。この位置は、基板２の着脱の際に基板２が一時的に位置する所定の上昇位置である。
【００４７】
この上昇位置に基板２を位置させた後、不図示の移動機構は基板ピックアップ３を所定距離下降させ、図１に実線で示すように、基板２を固定支持爪１４１の上に載せる。この際、基板ピックアップ３が下降を開始した後、所定のタイムラグをおいて開閉機構が動作し、基板２の下降の途中で可動支持爪１４２，１４３が基板２の側縁に当接するようになっている。
【００４８】
この動作について、図４を使用してさらに詳しく説明する。図４は、可動支持爪１４２，１４３の動作を説明する図である。
まず、基板２を装着しない状態では、図４に二点鎖線で示すように、可動支持爪１４２は、垂直な姿勢よりも少し外側に開いた状態で待機している。この状態では、図３に示す開閉機構のカム７２は所定の前進待機位置であり、開閉アーム７１が板バネ１５５を押し広げた状態である。
【００４９】
この状態で、上述の通り基板２が上昇位置から下降を開始すると、所定のタイムラグをおいて開閉機構が動作し、カム７２が後退して開閉アーム７１が元の位置に復帰する。この結果、板バネ１５５が弾性力によって内側に向けて揺動する。この際、可動支持爪１４２の先端は、図４に点線で示すように、上昇位置から下降してくる基板２の側縁に当接する。この際の可動支持爪１４２の先端の当接位置（以下、当接開始位置）は、当接の瞬間の基板２の中心Ｏ’を基準とした角度θ’で示すと、中心Ｏ’に対して５〜４５度程度高い位置である。
【００５０】
上記可動支持爪１４２の当接開始後も基板ピックアップ３は少し下降を続け、図１及び図４に実線で示すように、基板２が固定支持爪１４１に載置される。この間、可動支持爪１４２の先端は基板２の縁に当接し続けており、従って、可動支持爪１４２の先端は、基板２の縁を少し滑ることになる。
尚、基板２が固定支持爪１４１の上に載置されて装着が終了した状態では、可動支持爪１４２の先端の当接位置（以下、装着時当接位置）は、装着状態の基板２の中心Ｏを基準とした角度θで示すと、中心Ｏに対して４〜４５度程度高い位置である。
【００５１】
このように、第一の実施形態の基板支持装置では、基板２の中心の高さに対して４５度以下の角度の当接開始位置で可動支持爪１４２が基板の縁に当接を開始し、装着完了時には基板２の中心の高さよりも高い位置で当接した状態となるよう構成されている。従って、パーティクルの問題を抑制しながら基板２の支持状態が安定化した構成になっている。
【００５２】
即ち、基板２の中心の高さに対して４５度を越える角度で可動支持爪１４２が当接すると、当接した弾みで放出されるパーティクルが基板２の表面に付着する確率が高くなるが、本実施形態では４５度以下であるのでこのような問題は抑制される。また、装着完了状態で可動支持爪１４２が基板２の中心以下の高さで基板２の縁に当接していると、基板２を上から押さえつける力が存在しないので、基板２は何らかの弾みで跳ね上がる恐れがある。しかしながら、本実施形態では、このような問題はない。
【００５３】
尚、図４には、右側の可動支持爪１４３は示されていないが、可動支持爪１４３も可動支持爪１４２と同様の動作をする。つまり、基板ピックアップ３の下降開始から所定のタイムラグをおいて左右の可動支持爪１４２，１４３が閉じて基板２が挟持され、さらに基板ピックアップ３が下降して左右の可動支持爪１４２，１４３の先端が基板２の縁を滑りながら基板２が下降し、その後、基板２が固定支持爪１４１に載るという動作になる。
【００５４】
上記のようにして基板２が装着されると、基板ピックアップ３は少し下降して基板２の中央の開口の真ん中に位置した後、不図示の移動機構によって後退して開口から引き抜かれ、所定の待機位置まで移動される。これで、基板２の装着動作がすべて終了する。
【００５５】
基板２の取り外し動作は、上記装着動作と逆の手順で行われる。即ち、基板ピックアップ３が不図示の移動機構によって移動されて基板２の中央の開口内に位置した後、所定のストロークで上昇する。この上昇の際、基板ピックアップ３の上に基板２の中央の開口の縁が載り、基板２の下縁が固定支持爪１４１から離れる。
【００５６】
さらに基板ピックアップ３が上昇すると、所定のタイムラグをおいて開閉機構が駆動され、板バネ１５５が開く。即ち、カム７１が所定の後退位置から前進して開閉アーム７１を押し、開閉アーム７１が回転して板バネ１５５を外側に揺動させる。この結果、可動支持爪１４２，１４３が外側に向けて円弧運動して移動して開いた状態となる。
基板ピックアップ３は、基板２が所定の上昇位置まで上昇した状態で停止する。その後、不図示の移動機構は基板ピックアップ３を水平に移動させて、基板２を基板支持装置から引き抜き、所定位置まで搬送する。
【００５７】
上記説明から分かる通り、本実施形態では、基板ピックアップ３が基板２を保持し始めてから可動支持爪１４２，１４３が開くようになっている。このため、基板２を固定支持爪１４１から持ち上げる際に基板２が倒れてしまうような問題が未然に防止されている。即ち、基板ピックアップ３が基板２を保持する瞬間や保持する前に可動支持爪１４２，１４３が開くと、固定支持爪１４１のみでは基板２は自立できないので、基板ピックアップ３に保持される前に基板２が倒れてしまう問題がある。しかしながら、本実施形態では、基板ピックアップ３が基板２を保持し始めてから可動支持爪１４２，１４３が開くので、このような問題は未然に防止されている。
【００５８】
また、本実施形態の装置では、三つの支持爪１４１，１４２，１４３は、ベース板１１に対して着脱自在に取り付けられている。即ち、固定支持爪１４１を取り外す場合には、ネジ１５３を緩めて取付具１５１をベース板１１から取り外し、その後、ネジ１５４を緩めて固定支持爪１４１を取付具１５１から引き抜く。その後、新しい固定支持爪１４１を取付具１５１に差し込んでネジ止めした後、その取付具１５１をベース板にネジ止めする。また、可動支持爪１４２，１４３は、ネジ１５６を緩めて板バネ１５５をベース板１１から取り外し、その後、ネジ１５７を緩めて可動支持爪１５７を板バネ１５５から取り外す。そして、新しい可動支持爪１４２，１４３を同様にネジ止めして、ベース板１１に取り付ける。
【００５９】
このような支持爪１４１，１４２，１４３の交換は、基板支持装置がスパッタリング装置等の成膜装置に使用される場合、所定回数処理を繰り返した後に行われる。処理を相当回数繰り返すと、支持爪１４１，１４２，１４３にも厚く薄膜が堆積する。本実施形態の装置では、上述したように可動支持爪１４２，１４３に堆積した薄膜から放出されるパーティクルの問題は抑制されているが、膜厚が厚くなると、内部応力によって剥離して基板２の周囲を浮遊するパーティクルの量が多くなるので、ある限度の処理回数を定めてそれを越えたら支持爪１４１，１４２，１４３を新しいものと交換する必要がある。
【００６０】
使用済みの支持爪１４１，１４２，１４３は、サンドブラスト法等により表面の堆積膜を除去すると、再利用できる。但し、除去の際に支持爪１４１，１４２，１４３の表面が大きく削れる場合には、寸法精度が悪くなるので、再利用はできない。ステンレス等で支持爪１４１，１４２，１４３が形成されている場合、数回程度のサンドブラスト法による薄膜除去の後は、再利用できなくなる場合が多い。
いずれにしても、本実施形態の装置では、ベース板１１をそのままにして支持爪１４１，１４２，１４３のみを交換できるので、薄膜除去等のメンテナンスが容易であり、また、ランニングコストの点でも有利である。
【００６１】
また、本実施形態の装置では、基板２はベース板１１のほぼ円形の開口内に位置して装着され、基板２の周囲の空間がベース板１１又はベース板１１に取り付けられた部材（本実施形態では埋め込みブロック１６）によって埋められる構成となっている。そして、ほぼ円形の開口の縁と基板２の縁との距離は、３ｍｍ程度であり、埋め込みブロック１６の基板２側の縁と基板２の縁との距離は２ｍｍ程度になっている。つまり、基板の周囲に形成された隙間は、２〜３ｍｍ程度の小さいものになっている。
このような構成は、本実施形態の基板支持装置が、前述したスパッタリング装置のようなプラズマを形成して基板２を処理する基板処理装置に使用される場合に特に好適なものになっている。
【００６２】
発明者の研究によると、プラズマを形成しながら基板２に所定の処理を施す基板処理装置において基板２の周囲に大きな隙間が形成される場合、プラズマがこの隙間にも進入してきて処理の均一性に影響を与えることが分かってきた。特に、基板２に負のバイアス電圧を印加したとき、この影響が大きいことが分かってきた。
即ち、圧力等の因子によっても影響を受けるが、プラズマは、ある程度大きな空間があると、その空間を満たすように拡散する性質がある。従って、基板２の周囲に隙間が形成されている場合、その隙間がある程度大きくなると、その隙間にもプラズマが進入してくる。
【００６３】
基板２の周囲の隙間にプラズマが進入する場合、その進入の仕方が不均一であると、基板２の表面への処理が不均一になる問題がある。例えば、図９に示す従来の基板支持装置のようにベース板１１にＪ字状の切り欠きがあってこの切り欠きの内部で基板２が支持される場合、基板２の周囲の空間は基板２の周方向で一定でなく、不均一である。つまり、ベース板１１の切り欠きの縁と基板２の縁とによって形成される隙間であったり、ベース板１１によって囲まれていない開放空間であったりしている。
【００６４】
このように基板２の周囲が不均一な空間である場合、その空間へのプラズマの進入の仕方が不均一になる。例えば、広い開放空間にはプラズマが薄く拡散するであろうし、狭い空間についてはホロー放電と同様な効果が生じて濃いプラズマが進入したり、さらに空間が狭くなると全くプラズマが進入しなかったりすることが考えられる。
プラズマの不均一性は、スパッタリングの場合にはスパッタ放電の不均一性となり、結果的に膜厚の不均一性につながる。その他、プラズマ中の生成種を利用した各種処理でも、プラズマの不均一性は処理の不均一性につながる。
【００６５】
図５は、プラズマの進入によってもたらされる処理の不均一性を確認した実験の結果を示す図であり、図９に示す従来の基板支持装置を使用して基板２に−３００Ｖの直流バイアス電圧を印加しながら磁性薄膜を作成した基板２のモジュレーション特性を示す図である。モジュレーション特性とは、モジュレーション即ち出力信号の異常な変動がないかどうかの特性を意味し、ここでは、基板２に作成された磁性薄膜の磁気特性が周方向での均一であるかどうかを意味している。具体的には、図５は、基板２の周方向での保持力及び残留磁束の大きさを電気信号に置き換えて表している。図５中の（Ａ）が半径４０ｍｍでのモジュレーション特性を、（Ｂ）は半径４６．５ｍｍでのモジュレーション特性を示している。
【００６６】
まず、図５の（Ａ）に示すように、従来の装置を使用した場合、中心に近い半径４０ｍｍの位置では出力信号はほぼ均一でありモジュレーションはないが、（Ｂ）に示すように、半径４６．５ｍｍの位置では出力信号は不均一でありモジュレーションが発生している。これは、前述したように、基板２の周囲の空間が基板２の周方向で不均一であるために起きているものと推測される。基板２の周縁に近い領域でモジュレーションが発生するのは、その周囲のプラズマの不均一性が原因していると推測されるのである。
【００６７】
このようなプラズマの不均一性が原因する処理の不均一性を防止するには、大きく分けて二つの方法がある。一つは、基板２の周囲の空間の大きさをできるだけ均一にし、進入するプラズマの量（プラズマ密度）を均一にする方法である。本実施形態の装置において、ベース板１１が装着状態の基板２と同心のほぼ円形の開口を有しているのは、このような考え方に基づいている。即ち、基板２の周縁とベース板のほぼ円形の開口の縁との距離を、基板２の周方向に沿ってできるだけ均一にする技術思想である。このようにすると、基板２の周囲の隙間にプラズマが進入したとしてもその量が基板２の周方向で均一になるので、上述したような処理の不均一性が抑制される。
【００６８】
プラズマの不均一性が原因する処理の不均一性を防止する二つめの方法は、基板２の周囲の隙間を出来るだけ小さくしてプラズマが進入してしないようにしてしまうことである。プラズマが進入しなければ、上記のようなプラズマの進入の仕方の不均一さからくる処理の不均一性はもとより発生しない。本実施形態の装置は、このような考え方から、前述した通り、基板２の周囲に形成される隙間を２〜３ｍｍ程度の小さいものにしている。
【００６９】
図６は、このように改良された第一の実施形態の基板支持装置の効果を示す図である。この図６は、第一の実施形態の基板支持装置を使用して磁性薄膜が作成された基板のモジュレーション特性を示す図である。同様に、図５中の（Ａ）が半径４０ｍｍでのモジュレーション特性を、（Ｂ）が半径４６．５ｍｍでのモジュレーション特性を示している。図５と図６を比較すると分かるように、第一の実施形態の装置を使用した場合、いずれの半径の位置でも出力信号は均一でありモジュレーションは観察されていない。
【００７０】
尚、図１に示す通り、支持爪１４１，１４２，１４３が配置されている部分には、支持爪１４１，１４２，１４３が挿通される第一の隘路１５２等の空間が形成されるため、基板２の周囲の空間を完全な円弧状の狭い空間とすることはできない。これは、例えば可動支持爪１４２，１４３の移動のために、ある程度の隙間をもって挿通される必要があったり、接地されるベース板１１に対して支持爪１４１，１４２，１４３に所定のバイアス電圧を与える必要があるために離間させる必要があるという事情に基づいている。しかしながら、この場合も、支持爪１４１，１４２，１４３が挿通されている部分の隙間をできるだけ小さくしてプラズマの進入を防止を防止することが肝要である。
【００７１】
次に、基板２の周囲に形成される隙間の大きさとモジュレーションの大きさとの関係について説明する。図７は、基板２の周囲に形成される隙間の大きさとモジュレーションの大きさとの関係について説明した図であり、隙間の大きくするに従ってモジュレーションがどの程度大きくなるのかを調べた実験の結果を示している。図７の横軸の隙間の大きさは、ほぼ円形の開口の縁と基板２の縁との離間距離（図１にｄで示す）であり、縦軸のモジュレーションの大きさは、図５に示す出力の平均値ｃに対する最大値と最小値の差（ａ−ｂ）／２ｃ×１００（±％）である。
【００７２】
前述した通り、隙間が小さくなれば隙間にプラズマが進入しなくなり、モジュレーションは十分に小さくなる。どの程度隙間が小さくなればモジュレーションが十分小さくなるかは、プラズマの条件が影響するので一概には言えない。最も大きく影響を与える因子は、プラズマの圧力である。図７には、圧力が３ｍＴｏｒｒのアルゴンガスのプラズマの条件の場合が示されている。
【００７３】
図７に示す通り、隙間が３ｍｍぐらいまではモジュレーションの大きさは±３％以下に抑えられ、実用上殆ど問題とならない。また、隙間が７ｍｍより大きくなると、モジュレーションの大きさは±５％を越えるようになり、実用上の問題が発生してくる。
一般に、圧力が高くなると、より狭い隙間でもプラズマは進入し易くなる。しかしながら、発明者の研究によると、隙間が３ｍｍ以下である場合、モジュレーションはいずれの圧力やバイアス電圧の条件でも殆ど問題とならない程度に十分小さくなる。また、隙間が７ｍｍ以下である場合でも、基板処理で採用されるであろう多くの圧力条件においてはモジュレーションは実用上問題とならない程度に十分小さくなる。従って、隙間は理想的には３ｍｍ以下であるが、実用的には隙間は７ｍｍ以下であることが好ましい。
【００７４】
次に、本願発明の第二の実施形態について説明する。図８は、第二の実施形態の基板支持装置の概略構成を示す正面図である。
この第二の実施形態の装置も、ベース板１１と、基板２の周縁に当接して基板２を垂直に支持するようベース板１１に取り付けられた三つの支持爪１４１，１４２，１４３とを備えている。そして、支持爪１４１は、基板２の下縁を支持する固定支持爪１４１であり、支持爪１４２，１４３が基板２の側縁に当接する可動支持爪１４２，１４３になっている。
【００７５】
この第二の実施形態の装置が第一の実施形態の装置と大きく異なるのは、固定支持爪１４１の先端が基板２の縁の方向に長い形状になっている点である。具体的に説明すると、固定支持爪１４１は、図８に示すようなほぼ方形の板状の部材である。固定支持爪１４１の上辺部は、図８に示すように上方に少し突出している。そして、その突出した部分の先端が基板２の縁に沿った形状、即ち、円弧状の形状になっている。尚、この固定支持爪１４１の円弧の曲率と基板２の周縁の円弧の曲率とはほぼ等しい。
【００７６】
また、上記固定支持爪１４１の先端は、板厚方向で見ると浅いＶ字状になっている。つまり、Ｖ溝が円弧状に延びた先端形状になっている。そして、このＶ溝に基板２の下縁が落とし込まれるようになっている。
固定支持爪１４１は上記のような構成であるため、基板２の左右方向の支持位置の精度がより向上している。即ち、図１に示すような構成の固定支持爪１４１であると、左右の可動支持爪１４２，１４３を保持した板バネ１５５の弾性力のバランスによっては、基板２の支持位置が僅かに左右にずれる可能性がある。しかしながら、この第二の実施形態によると、円弧状の溝の内部に基板２の下縁が落とし込まれるので、左右方向での基板２の支持位置がより一定にできる。
【００７７】
尚、固定支持爪１４１は、取付具１５８を介してベース板１１に取り付けられている。取付具１５８は、ほぼ方形な板状の部材であり、その上辺に固定支持爪１４１が填め込まれる溝が形成されている。そして、取付具１５８は、その下側の両隅がベース板１１に形成された凹部に差し込まれることによりベース板１１に取り付けられる。このような構造により、本実施形態の固定支持爪１４１も、ベース板に対して着脱自在となっている。
【００７８】
また、可動支持爪１４２，１４３の構成は、前述した第一の実施形態のものと若干異なっている。本実施形態の可動支持爪１４２，１４３は、全体が一つの板バネになっている。つまり、帯板状の部材の先端部分を図８に示すように折り曲げて、その折り曲げた先端が基板２の側縁に当接するようになっている。尚、この可動支持爪１４２，１４３を開閉する開閉機構としては、図３に示すものと同様のものが使用できる。
【００７９】
また、第二の実施形態の装置では、第一の実施形態の装置におけるような埋め込みブロック１６は採用されていない。そして、図８に示すように、可動支持爪１４２，１４３が配置された場所には、中央のほぼ円形の開口から連続して第二の隘路１７１がベース板１１の形成され、可動支持爪１４２，１４３はこの第二の隘路１７１内に位置して開閉動作を行うようになっている。
第二の隘路１７１及び上記固定支持爪１４１が設けられた部分を除き、基板２の周囲はほぼ円形の開口の縁によって取り囲まれている。そして、このほぼ円形の開口の縁と基板２の縁の間は３ｍｍ程度の狭い隙間になっている。このため、第一の実施形態と同様に、基板２の周囲へのプラズマの進入がなく、また進入したとしても進入の仕方が均一であるために、基板２に対する処理が不均一になることがなくなっている。
【００８０】
また、ベース板１１には、第二の隘路１７１のほぼ円形の開口とは反対側の出口から下方に延びるようにして、長い揺動用開口１７２が形成されている。この揺動用開口１７２は、板バネが揺動するための空間として形成されているものである。
【００８１】
図８中、右側の可動支持爪１４３の図示状態は、可動支持爪１４３が当初予定された位置で基板２の側縁に当接している状態である。一方、図８中に実線で示された左側の可動支持爪１４２の図示状態は、何らかの原因で、予定された位置よりさらに内側に揺動してしまった状態を示している。この状態では、可動支持爪１４２は、揺動用開口１７２の基板２に近い側の縁に当接した状態となる。つまり、揺動用開口１７２の基板２に近い側の縁は可動支持爪１４２，１４３の内側ストッパとして機能する。この内側ストッパが存在するため、可動支持爪１４２，１４３が何らかの弾みで限度以上に基板２を押してしまうことがなく、水平方向の基板の位置精度が高く保たれる。
【００８２】
また、図８中の二点鎖線で示された左側の可動支持爪１４２の図示状態は、可動支持爪１４２が、何らかの理由で、予定された位置よりさらに外側に開いてしまった状態を示している。この状態では、可動支持爪１４２は、揺動用開口１７２の基板２から遠い側の縁に当接した状態となる。つまり、揺動用開口１７２の基板２から遠い側の縁は可動支持爪１４２，１４３の外側ストッパとして機能する。この外側ストッパが存在するため、可動支持爪１４２，１４３が限度以上に開いて塑性変形してしまうのが防止される。
尚、このような内側ストッパや外側ストッパは、第一の実施形態においても設けることは可能である。
【００８３】
また、第一第二の実施形態では、三つの支持爪１４１，１４２，１４３を使用しているが、四つ以上の支持爪を使用することを本願発明は排除するものではない。
【００８４】
尚、前述した第一の実施形態において支持爪１４１，１４２，１４３の厚さが０．２〜２ｍｍになっている構成は、第一の実施形態の構成に限定されず、基板２の厚さ方向が幅方向である帯板状の部材からなる支持爪を使用するすべての基板支持装置について有効である。
【００８５】
また、上述した基板支持装置は、図１１に示すような薄膜作成装置に採用されるが、これ以外にも、エッチング装置や表面改質装置等の処理装置に採用することが可能である。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本願の請求項１の発明によれば、基板の下縁が固定支持爪で支持され、二つの可動支持爪が基板の中心の高さの位置よりも高い位置の側縁を当接にするよう設けられているので、この三つの支持爪のみで高い位置精度で安定して基板の支持が可能となるとともに、シャドー効果が低減されて基板処理の質が高くなるという効果が得られる。また、基板の中心の高さよりも低い位置で開閉機構が可動支持爪又は可動支持爪を保持した部材に当接して開閉動作を行うので、開閉動作に伴って発生するパーティクルが基板の表面に付着するのが低減される。
また、請求項２の発明によれば、上記効果に加え、基板が所定の上昇位置から下降して固定支持爪の上に載せられる際に可動支持爪が基板の中心に対して５度から４５度高い側縁の位置で基板に当接し始めるので、可動支持爪の当接によって発生するパーティクルの基板への付着を抑制しながら、可動支持爪からの基板の跳ね上がりを効果的に抑制できるという効果が得られる。
また、請求項３の発明によれば、上記効果に加え、可動支持爪が板バネの先端に設けられるので、板バネの厚さを所定の厚さに設定しながら、可動支持爪の厚さを所定の厚さに薄くすることが可能となる。このため、可動支持爪によるシャドー効果がさらに抑制される。
また、請求項４の発明によれば、上記効果に加え、可動支持爪が限度以上に内側に位置するのが抑制されるので、水平方向での基板の装着位置の精度が高く保たれるという効果が得られる。
また、請求項５の発明によれば、上記効果に加え、可動支持爪が限度以上に開くのが防止されるので、板バネの塑性変形が防止されるという効果が得られる。
また、請求項６の発明によれば、上記効果に加え、三つの支持爪がすべてベース板から着脱自在となっているので、支持爪に堆積した薄膜の除去等のメンテナンスを容易に行うことができ、基板支持装置全体を交換する場合に比べて、ランニングコストも安くできるという効果が得られる。
また、請求項７の発明によれば、上記効果に加え、基板の周囲の隙間がほぼ均一な空間になるので、その隙間にプラズマが進入してもそのプラズマの進入によって基板の処理が不均一になるのが抑制されるという効果が得られる。
また、請求項８の発明によれば、上記効果に加え、基板の周囲の隙間が７ｍｍ以下になるので、実用的な圧力条件においてその隙間にプラズマが進入するのが抑制される。このため、プラズマの進入に伴う問題が生じない。
また、請求項９の発明によれば、上記効果に加え、三つの支持爪及びこれらの支持爪をベース板に取り付ける部材がベース板の厚み以下の幅を有しており、ベース板の板面から突出していないので、狭い空間を通って基板支持装置が搬送される場合に特に好適な構成となるという効果が得られる。
また、請求項１０の発明によれば、上記効果に加え、支持爪の先端部分が０．２〜２ｍｍの厚さであるので、十分な機械的強度を有しつつ支持爪によるシャドー効果が防止されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第一の実施形態の基板支持装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘでの断面概略図である。
【図３】図１に示す可動支持爪１４２，１４３を開閉する開閉機構の構成を説明する斜視概略図である。
【図４】可動支持爪１４２，１４３の動作を説明する図である。
【図５】プラズマの進入によってもたらされる処理の不均一性を確認した実験の結果を示す図であり、図９に示す従来の基板支持装置を使用して磁性薄膜が作成された基板２のモジュレーション特性を示す図である。
【図６】第一の実施形態の基板支持装置の効果を示す図である。
【図７】基板２の周囲に形成される隙間の大きさとモジュレーションの大きさとの関係について説明した図であり、隙間の大きくするに従ってモジュレーションがどの程度大きくなるのかを調べた実験の結果を示している。
【図８】第二の実施形態の基板支持装置の概略構成を示す正面図である。
【図９】従来の基板支持装置の構成を示す正面概略図である。
【図１０】図９に示す基板支持装置の動作を説明する斜視概略図である。
【図１１】図９及び図１０に示す基板支持装置を採用した基板処理装置の例の概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 基板支持装置
１１ ベース板
１４１ 固定支持爪
１４２ 可動支持爪
１４３ 可動支持爪
１５１ 取付具
１５２ 第一の隘路
１５５ 板バネ
１６ 埋め込みブロック
１７１ 第二の隘路
３ 基板ピックアップ
７１ 開閉アーム

Claims (12)

1. 円形の基板を垂直に保持しながらその円形の基板に所定の処理を施す基板処理装置においてその基板の支持のために使用される基板支持装置であって、垂直な姿勢で取り付けられるベース板と、基板の周縁に当接して基板を垂直に支持するようベース板に取り付けられた三つの支持爪とを備え、これら三つの支持爪の一つは、基板の下縁に当接して基板を支えるものであって基板の支持の際には弾性によって位置が変化することのない固定支持爪であり、他の二つの支持爪は、基板の着脱の際に開閉される可動支持爪であって基板が所定の上昇位置から垂直な姿勢を保って下降して固定支持爪の上に載せられる際に基板の側縁に当接して基板を挟み込むものであり、さらに、この二つの可動支持爪は、基板が固定支持爪に支持された状態において基板の中心の高さの位置よりも高い位置の側縁を当接にするよう設けられており、
   二つの可動支持爪は、開閉機構により開閉が行われる部材であって、開閉機構を構成する部材が各可動支持爪又は各可動支持爪を保持した部材に当接して押すことで開閉が行われるようになっており、この当接位置は、基板の中心の高さよりも低い位置となっていることを特徴とする基板支持装置。
2. 前記可動支持爪は、基板が所定の上昇位置から垂直な姿勢を保って下降して固定支持爪の上に載せられる際に、基板の中心に対して５度から４５度高い側縁の位置で基板に当接し始めるものであることを特徴とする請求項１記載の基板支持装置。
3. 前記可動支持爪は、板バネの先端に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の基板支持装置。
4. 前記基板が前記固定支持爪の上に載せられた際に前記可動支持爪が所定位置で停止するようにする内側ストッパが設けられていることを特徴する請求項１、２又は３記載の基板支持装置。
5. 前記可動支持爪は板バネの先端に設けられているか又は全体が板バネであり、この可動支持爪の開きが所定の位置で停止するようにする外側ストッパが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の基板支持装置。
6. 前記固定支持爪及び前記可動支持爪はすべて前記ベース板から着脱自在となっていることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の基板支持装置。
7. 前記ベース板は、前記基板の直径より大きいほぼ円形の開口を有して前記基板がこの開口内で下降して前記固定支持爪の上に載せられる構造であるとともに、前記固定支持爪及び前記可動支持爪はこのほぼ円形の開口の縁から内側に突出して基板の周縁に当接するよう設けられており、基板が装着された状態では、前記固定支持爪及び前記可動支持爪が設けられている部分を除き基板は前記ほぼ円形の開口の周縁によって取り囲まれており、基板の周囲の空間が所定の隙間を残してベース板又はベース板に取り付けられた部材によって埋められる構造であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の基板支持装置。
8. 前記基板の周縁と前記ほぼ円形の開口の周縁又はベース板に取り付けられた部材の基板側の縁との隙間は、７ｍｍ以下であることを特徴とする請求項７記載の基板支持装置。
9. 前記三つの支持爪及びこれらの支持爪をベース板に取り付ける部材は、ベース板の厚み以下の幅を有しており、ベース板の板面から突出していないことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の基板支持装置。
10. 前記三つの支持爪は、基板の厚さ方向が幅方向である帯板状の部材からなるものであり、これら支持爪の少なくとも基板に当接する先端部分の厚さは０．２ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の基板支持装置。
11. 前記固定支持爪の先端は、基板の縁の方向に長い形状になっていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０記載の基板支持装置。
12. 前記固定支持爪は、基板の中心の直下の位置で基板を支持するよう 設けられていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１記載の基板支持装置。

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