JP6086254B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
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。
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
Claims (7)
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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