JP6256909B2 - 基板搬送装置および基板処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体基板やガラス基板等の基板を搬送するための基板搬送装置に関する。
半導体基板やシリコンウェハー、液晶表示装置用ガラス基板等を真空処理する基板処理装置として、搬送室を中心としてその周囲に各々ゲートバルブを介して複数の処理室を配置することによって種々の基板処理を真空中で一貫して行うことができるマルチチャンバ装置が知られている。この種のマルチチャンバ型の基板処理装置は、搬送室から各々の処理室へ基板を自動的に搬入・搬出するための基板搬送装置が備えられている。
基板搬送装置は、各室に基板を搬送するために伸縮・旋回動作を行い、それに伴う加速減速により、基板は基板搬送装置のハンドに対して相対的に移動し得る。各室への基板搬送精度の観点から、基板のハンドに対する相対移動量を抑制するため、ハンドには基板の滑りを防止するための保持パッドや、基板の周縁部を支持し位置決めを行うためのストッパが取り付けられている（例えば下記特許文献１参照）。
近年における基板の大型化、薄型化に伴って、基板の変形が生じやすくなっている。このような基板を基板搬送装置で搬送する場合、基板に生じた反りや変形によって、基板の周縁部を適正に位置決めすることができなくなり、その結果、所望とする基板搬送精度が得られなくなるという問題がある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、変形可能な基板の搬送精度を向上させることができる基板搬送装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る基板搬送装置は、ハンド部と、複数の位置決めパッドと、少なくとも１つの支持パッドとを具備する。
上記ハンド部は、変形可能な基板が載置される載置面を有する。
上記複数の位置決めパッドは、上記ハンド部に設けられ、上記載置面に載置された上記基板の周縁を前記載置面から第１の高さで支持する。
上記少なくとも１つの支持パッドは、上記載置面に設けられ、上記載置面に載置された上記基板の下面を支持し、第１の高さよりも高い第２の高さを有する。
上記ハンド部は、変形可能な基板が載置される載置面を有する。
上記複数の位置決めパッドは、上記ハンド部に設けられ、上記載置面に載置された上記基板の周縁を前記載置面から第１の高さで支持する。
上記少なくとも１つの支持パッドは、上記載置面に設けられ、上記載置面に載置された上記基板の下面を支持し、第１の高さよりも高い第２の高さを有する。
本発明の一実施形態に係る基板搬送装置は、ハンド部と、複数の位置決めパッドと、少なくとも１つの支持パッドとを具備する。
上記ハンド部は、変形可能な基板が載置される載置面を有する。
上記複数の位置決めパッドは、上記ハンド部に設けられ、上記載置面に載置された上記基板の周縁を前記載置面から第１の高さで支持する。
上記少なくとも１つの支持パッドは、上記載置面に設けられ、上記載置面に載置された上記基板の下面を支持し、第１の高さよりも高い第２の高さを有する。
上記ハンド部は、変形可能な基板が載置される載置面を有する。
上記複数の位置決めパッドは、上記ハンド部に設けられ、上記載置面に載置された上記基板の周縁を前記載置面から第１の高さで支持する。
上記少なくとも１つの支持パッドは、上記載置面に設けられ、上記載置面に載置された上記基板の下面を支持し、第１の高さよりも高い第２の高さを有する。
上記基板搬送装置においては、自重により変形可能な基板が載置面上に載置されたとき、基板はその周縁部が面内中央部よりも下方へ変形した状態で支持パッドに支持される。一方、位置決めパッドは、支持パッドよりも低い高さで構成されているため、下方へ変形した基板の周縁部を支持しつつ位置決めする。
したがって上記基板搬送装置によれば、自重により変形し易い基板であっても基板の周縁部を適正に位置決めすることができるため、基板の搬送精度を高めることができる。また、熱処理等により基板に熱変形が生じている場合であっても、自重により基板の周縁部を下方へ変形させることができるため、上記位置決めパッドにより所望の位置決め精度を確保することができる。
したがって上記基板搬送装置によれば、自重により変形し易い基板であっても基板の周縁部を適正に位置決めすることができるため、基板の搬送精度を高めることができる。また、熱処理等により基板に熱変形が生じている場合であっても、自重により基板の周縁部を下方へ変形させることができるため、上記位置決めパッドにより所望の位置決め精度を確保することができる。
ところで、基板搬送装置によって基板を搬送する際に、ハンド部上で基板が相対移動をすることにより、基板支持パッドと基板との接触点において摩擦帯電が生じ、基板上に形成したデバイスの静電破壊が生じるという問題があった。基板搬送装置の加減速を遅くすることでハンド部上での基板の相対移動速度を遅くし、基板の摩擦帯電を抑制することが可能であるが、生産性の低下に繋がってしまう。
上述の基板の摩擦帯電問題を、生産性を低下させずに解決するために、上記支持パッドは、ベース部と、上記ベース部の上面に少なくとも一軸回りに回転する回転体とを有していてもよい。これにより、上記支持パッドと上記基板との接触を転がり摩擦とし、摩擦を少なくすることができるため、ハンド部駆動時の上記基板の相対移動に伴う摩擦帯電を軽減し、上記基板に形成されたデバイスの静電破壊を防止することが可能となる。
上記回転体は、導電性材料であってもよい。これにより、上記基板に発生した静電気の発生を抑えることが可能となる。
上記複数の位置決めパッドは、上記載置面の面内一軸方向に相互に対向する少なくとも一対の位置決めパッドを有し、上記一対の位置決めパッドは、上記基板の周縁を支持可能な上記第１の高さを有する第１の支持面と、上記第１の支持面に設けられ、上記基板の上記一軸方向の位置を規定可能な第１の段部とを有していてもよい。
これにより、上記ハンド部の伸縮・旋回動作に伴う上記基板のハンド部上における相対移動を抑制し、上記基板の位置決めを精度良く行うことが可能となる。
これにより、上記ハンド部の伸縮・旋回動作に伴う上記基板のハンド部上における相対移動を抑制し、上記基板の位置決めを精度良く行うことが可能となる。
上記一対の位置決めパッドのうち少なくとも一方側の位置決めパッドは、上記第１の段部に設けられ上記第１の高さよりも高く上記第２の高さよりも低い第３の高さを有し上記基板の周縁を支持可能な第２の支持面と、上記第２の支持面に設けられ、上記基板の上記一軸方向の位置を規定可能な第２の段部とをさらに有していてもよい。
これにより、加熱により基板が熱膨張した場合であっても、基板の周縁部を上記第２の支持面で支持しつつ、第２の段部で基板の所望の位置決め精度を確保することが可能となる。
これにより、加熱により基板が熱膨張した場合であっても、基板の周縁部を上記第２の支持面で支持しつつ、第２の段部で基板の所望の位置決め精度を確保することが可能となる。
上記ハンド部は、複数本の軸部を含む。上記複数本の軸部は、第１の軸方向に延在し、上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に配列されてもよい。上記複数の位置決めパッドは、上記複数本の軸部のうち少なくとも外側に位置する一対の軸部にそれぞれ設けられてもよい。上記支持パッドは、上記複数本の軸部のうち少なくとも内側に位置する軸部に設けられた複数の支持パッドを含んでいてもよい。
これにより、上記ハンド部の軽量化を図ることができる。したがって、例えば大型基板搬送用のハンド部を軽量かつ低コストで構成することができる。
これにより、上記ハンド部の軽量化を図ることができる。したがって、例えば大型基板搬送用のハンド部を軽量かつ低コストで構成することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
［基板処理装置の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１００を示す平面図である。基板処理装置１００は、中央に搬送室Ａを備え、搬送室Ａの周囲に図示しないゲートバルブを介して仕込・取出室Ｂ及び複数の処理室Ｃが配置されている。搬送室Ａには基板Ｗを各室へ搬送する基板搬送装置１が設置されている。複数の処理室Ｃとしては、例えば、熱処理室、成膜室（ＣＶＤ室、スパッタ室）、エッチング室等の適宜の真空処理室が挙げられる。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１００を示す平面図である。基板処理装置１００は、中央に搬送室Ａを備え、搬送室Ａの周囲に図示しないゲートバルブを介して仕込・取出室Ｂ及び複数の処理室Ｃが配置されている。搬送室Ａには基板Ｗを各室へ搬送する基板搬送装置１が設置されている。複数の処理室Ｃとしては、例えば、熱処理室、成膜室（ＣＶＤ室、スパッタ室）、エッチング室等の適宜の真空処理室が挙げられる。
搬送室Ａ、仕込・取出室Ｂおよび複数の処理室Ｃは、それぞれ所定の圧力以下に真空排気されている。典型的には、各室は個別の真空排気装置によって排気される。仕込・取出室Ｂは、仕込室及び取出室の２つの室で構成されてもよい。処理室Ｃの数は特に限定されず、少なくとも１つ配置されていればよい。
基板Ｗには、変形可能な基板が用いられる。本実施形態においては、基板Ｗとして、自重により変形可能な可撓性を有する矩形のガラス基板が用いられる。基板Ｗの厚み、大きさは特に限定されないが、例えば、厚みが約０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ、長辺が約１０００ｍｍ〜１８００ｍｍ、短辺が約８００ｍｍ〜１５００ｍｍの薄板の大面積基板が用いられる。
仕込・取出室Ｂへの基板Ｗの搬入および仕込・取出室Ｂからの基板Ｗの搬出は、基板処理装置１００の外部（大気）に設置された図示しない搬送ロボットによって行われる。本実施形態では、上述のように比較的大面積の基板Ｗが用いられるため、基板Ｗは、仕込・取出室Ｂに一枚ずつ搬入される。基板搬送装置１は、仕込・取出室Ｂから基板Ｗを取り出して所定の処理室Ｃに搬送する。基板Ｗは、処理室Ｃにおいて処理された後、基板搬送装置１により再び仕込・取出室Ｂに搬送される。
［基板搬送装置の構成］
図２及び図３は、基板搬送装置１を示す図であり、図２は上面図、図３は側面図である。
図２及び図３は、基板搬送装置１を示す図であり、図２は上面図、図３は側面図である。
なお各図において、Ｘ，Ｙ及びＺの各軸は相互に直交する３軸方向を示しており、Ｘ軸及びＹ軸は水平方向に相当し、Ｚ軸は鉛直方向に相当する。
図２及び図３に示すように基板搬送装置１は、基板支持部２と、第１の駆動部３と、第２の駆動部４とを有する。
第１の駆動部３は、基板支持部２を支持するスライダ１１と、スライダ１１をＹ軸方向に移動可能に支持する台座１２とを有する。スライダ１１は、図２に示すようにＸ軸方向に長手方向を有する板状部材で構成される。一方、台座１２は、Ｙ軸方向に長手方向を有する板状部材で構成され、リニアモータやスライダ１１の直線移動を案内するガイドレール等を内蔵する。
第２の駆動部４は、第１の駆動部３の略中心部に接続される駆動軸４ａを有する。第２の駆動部４は、駆動軸４ａをＺ軸まわりに回転させる旋回用モータや、駆動軸４ａをＺ軸方向に昇降させる昇降用モータ等を内蔵し、駆動軸４ａを介して第１の駆動部３及び基板支持部２を旋回あるいは昇降駆動する。駆動軸４ａはこれらモータに共通の駆動軸で構成されてもよいし、各モータの駆動軸を同心的に配置した複数の駆動軸で構成されてもよい。
基板支持部２は、基板Ｗが載置される載置面２０１を有するハンド部２０と、ハンド部２０に各々設置された複数の位置決めパッド２３ａ，２３ｂ，２３ｃ及び支持パッド２４を有する。
（ハンド部）
ハンド部２０は、複数本の軸部を含み、載置面２０１は、これら複数本の軸部各々の上面で構成される。本実施形態において、ハンド部２０は、４本の軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄで構成されるが、本数はこれに限られず、基板Ｗの大きさ等に応じて適宜変更可能である。軸部２１ａ〜２１ｄはそれぞれ同様の構成を有しており、Ｙ軸方向に延在しＸ軸方向に等間隔で配列された直線的な軸部材で構成される。
ハンド部２０は、複数本の軸部を含み、載置面２０１は、これら複数本の軸部各々の上面で構成される。本実施形態において、ハンド部２０は、４本の軸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び２１ｄで構成されるが、本数はこれに限られず、基板Ｗの大きさ等に応じて適宜変更可能である。軸部２１ａ〜２１ｄはそれぞれ同様の構成を有しており、Ｙ軸方向に延在しＸ軸方向に等間隔で配列された直線的な軸部材で構成される。
軸部２１ａ〜２１ｄ各々は、スライダ１１に固定される基端部と、その反対側の先端部とを有し、上記基端部から先端部に向かって徐々に細くなるように形成される。軸部２１ａ〜２１ｄの軸直方向における断面は略矩形に形成されるが、これに限られず、例えば円形その他の形状で形成されてもよい。
（位置決めパッド）
上記複数の位置決めパッドは、複数の第１の位置決めパッド２３ａと、複数の第２の位置決めパッド２３ｂと、複数の第３の位置決めパッド２３ｃとを含む。これら位置決めパッド２３ａ〜２３ｃは、載置面２０１上に載置された基板Ｗの周縁部を支持することが可能に構成されており、本実施形態においては基板Ｗの支持位置に応じてそれぞれ異なる構成を有する。
上記複数の位置決めパッドは、複数の第１の位置決めパッド２３ａと、複数の第２の位置決めパッド２３ｂと、複数の第３の位置決めパッド２３ｃとを含む。これら位置決めパッド２３ａ〜２３ｃは、載置面２０１上に載置された基板Ｗの周縁部を支持することが可能に構成されており、本実施形態においては基板Ｗの支持位置に応じてそれぞれ異なる構成を有する。
図２に示すように、複数の第１の位置決めパッド２３ａは、基板Ｗのスライダ１１側に位置する一方の短辺側の周縁部Ｗａをそれぞれ支持し、複数の第２の位置決めパッド２３ｂは、基板Ｗの他方の短辺側の周縁部Ｗｂをそれぞれ支持する。複数の第３の位置決めパッド２３ｃは、基板Ｗの長辺側の周縁部Ｗｃをそれぞれ支持する。
第１の位置決めパッド２３ａは、ハンド部２０の構成する４本の軸部２１ａ〜２１ｄのうち外側に位置する２本の軸部２１ａ及び２１ｄの上にそれぞれ設けられている。各々の第１の位置決めパッド２３ａは、それぞれ同一の構成を有している。
図４は第１の位置決めパッド２３ａの斜視図である。第１の位置決めパッド２３ａは、載置面２０１に設けられ、載置面２０１から高さＨ１（第１の高さ）の位置に形成された支持面２３１ａ（第１の支持面）と、支持面２３１ａに形成された段部２３２ａ（第１の段部）とを含む。支持面２３１ａは、載置面２０１に載置された基板Ｗの周縁部Ｗａの一部を載置面２０１から高さＨ１の位置で支持する。段部２３２ａは、支持面２３１ａに支持された基板Ｗの周縁部Ｗａの端面に対向するように設けられ、周縁部Ｗａの端面との当接により、図２において基板Ｗの−Ｙ方向への移動を規制する。
第１の位置決めパッド２３ａは、当該第１の位置決めパッド２３ａをＺ軸方向に貫通する挿通孔２３０ａを有し、挿通孔２３０ａに挿通されるネジ部材を介して、軸部２１ａ及び２１ｄの所定位置にそれぞれ固定される。
第２の位置決めパッド２３ｂは、第１の位置決めパッド２３ａとＹ軸方向に対向するように、軸部２１ａ及び２１ｄ各々の先端部にそれぞれ設けられている。各々の第２の位置決めパッド２３ｂは、それぞれ同一の構成を有している。
図５は第２の位置決めパッド２３ｂの斜視図である。第２の位置決めパッド２３ｂは、載置面２０１に設けられ、第１の支持面２３１ｂと、第１の段部２３２ｂと、第２の支持面２３３ｂと、第２の段部２３４ｂとを有する。第１の支持面２３１ｂは、載置面２０１から高さＨ１（第１の高さ）の位置に形成され、第１の段部２３２ｂは、第１の支持面２３１ｂの上に設けられ、第２の支持面２３３ｂは、第１の段部２３２ｂの上面に設けられる。第１の段部２３２ｂの高さはＨ３であり、したがって第２の支持面２３３ｂは、載置面２０１から高さＨ３（第３の高さ）の位置に形成される。第２の段部２３４ｂは、第２の支持面２３３ｂの上に設けられる。
第２の位置決めパッド２３ｂは、典型的には、第１の支持面２３１ｂ及び第２の支持面２３３ｂの何れか一方で、載置面２０１に載置された基板Ｗの周縁部Ｗｂを支持する。第１の支持面２３１ｂが基板Ｗの周縁部Ｗｂを支持する場合、第１の支持面２３１ｂは、周縁部Ｗｂの一部を載置面２０１から高さＨ１の位置で支持する。第２の支持面２３３ｂが基板Ｗの周縁部Ｗｂを支持する場合、第２の支持面２３３ｂは、周縁部Ｗｂを載置面２０１から高さＨ３の位置で支持する。第１の段部２３２ｂは、第１の支持面２３１ｂに支持された基板Ｗの周縁部Ｗｂの端面に対向し、第２の段部２３４ｂは、第２の支持面２３３ｂに支持された基板Ｗの周縁部Ｗｂの端面に対向する。第１の段部２３２ｂ及び第２の段部２３４ｂは、周縁部Ｗｂの端面との当接により、図２において基板Ｗの＋Ｙ方向への移動を規制する。
第２の位置決めパッド２３ｂは、図５に示すように、第２の段部２３４ｂの上面に第３の支持面及び第３の段部をさらに有してもよく、当該第３の段部に第４の支持面及び第４の段部をさらに有してもよい。
第２の位置決めパッド２３ｂは、当該第２の位置決めパッド２３ｂをＺ軸方向に貫通する挿通孔２３０ｂを有し、挿通孔２３０ｂに挿通されるネジ部材を介して、軸部２１ａ及び２１ｄの先端部にそれぞれ固定される。
第３の位置決めパッド２３ｃは、Ｘ軸方向に相互に対向するように軸部２１ａ及び２１ｄ各々にそれぞれ設けられている。第３の位置決めパッド２３ｃは、図２に示すように、軸部２１ａ及び２１ｄから各々外側に向かって延びる支持アーム２５の先端部にそれぞれ取り付けられる。各々の第３の位置決めパッド２３ｃは、それぞれ同一の構成を有している。
図６は、軸部２１ａに取り付けられた第３の位置決めパッド２３ｃの斜視図である。第３の位置決めパッド２３ｃは、第１の支持面２３１ｃと、第１の段部２３２ｃと、第２の支持面２３３ｃと、第２の段部２３４ｃとを有する。第１の支持面２３１ｃは、載置面２０１から高さＨ１（第１の高さ）に位置するように支持アーム２５により軸部２１ａ及び軸部２１ｄに固定される。第１の段部２３２ｃは、第１の支持面２３１ｃの上に設けられ、第２の支持面２３３ｃは、第１の段部２３２ｃの上面に設けられる。第１の段部２３２ｃの高さはＨ３であり、したがって第２の支持面２３３ｃは、載置面２０１から高さＨ３（第３の高さ）に位置するように支持アーム２５により軸部２１ａ及び軸部２１ｄに固定される。第２の段部２３４ｃは、第２の支持面２３３ｃの上に設けられる。
第３の位置決めパッド２３ｃは、典型的には、第１の支持面２３１ｃ及び第２の支持面２３３ｃの何れか一方で、載置面２０１に載置された基板Ｗの周縁部Ｗｃを支持する。第１の支持面２３１ｃが基板Ｗの周縁部Ｗｃを支持する場合、第１の支持面２３１ｃは、周縁部Ｗｃの一部を載置面２０１から高さＨ１の位置で支持する。第２の支持面２３３ｃが基板Ｗの周縁部Ｗｃを支持する場合、第２の支持面２３３ｃは、周縁部Ｗｃを載置面２０１から高さＨ３の位置で支持する。第１の段部２３２ｃは、第１の支持面２３１ｃに支持された基板Ｗの周縁部Ｗｃの端面に対向し、第２の段部２３４ｃは、第２の支持面２３３ｃに支持された基板Ｗの周縁部Ｗｃの端面に対向する。第１の段部２３２ｃ及び第２の段部２３４ｃは、周縁部Ｗｃの端面との当接により、図２において基板Ｗの−Ｘ方向（軸部２１ｄに取り付けられた第３の位置決めパッド２３ｃについては＋Ｘ方向）への移動を規制する。
第３の位置決めパッド２３ｃは、図６に示すように、第２の段部２３４ｃの上面に第３の支持面及び第３の段部をさらに有してもよく、当該第３の段部に第４の支持面及び第４の段部をさらに有してもよい。
第３の位置決めパッド２３ｃは、支持アーム２５に固定される固定面２３５ｃと、固定面２３５ｃに形成されたネジ螺合孔２３０ｃとを有する。第３の位置決めパッド２３ｃは、ネジ螺合孔２３０ｃに螺合されるネジ部材を介して、各支持アーム２５の先端部にそれぞれ固定される。
本実施形態において支持アーム２５は、第１の位置決めパッド２３ａよりも軸部２１ａ，２１ｄの基端部側に固定されており、第３の位置決めパッド２３ｃは、基板Ｗの周縁部Ｗａに近い周縁部Ｗｃを各々支持するように構成されている。
（支持パッド）
支持パッド２４は、ハンド部２０の載置面２０１に配置される。支持パッド２４は少なくとも１つ設けられ、本実施形態では図２に示すように、各軸部２１ａ〜２１ｄの上にそれぞれ複数個ずつ（図示の例では６個ずつ）配置されている。複数の支持パッド２４は、それぞれ同一の構成を有し、載置面２０１に載置された基板Ｗの下面を支持することが可能に構成されている。
支持パッド２４は、ハンド部２０の載置面２０１に配置される。支持パッド２４は少なくとも１つ設けられ、本実施形態では図２に示すように、各軸部２１ａ〜２１ｄの上にそれぞれ複数個ずつ（図示の例では６個ずつ）配置されている。複数の支持パッド２４は、それぞれ同一の構成を有し、載置面２０１に載置された基板Ｗの下面を支持することが可能に構成されている。
図７は、支持パッド２４の斜視図である。支持パッド２４は、載置面２０１の上に設置された円筒状のベース部２４１と、ベース部２４１の上端に配置された回転体２４２とを有する。回転体２４２は、球状のボールベアで構成されており、ベース部２４１は、回転体２４２を多軸まわりに回転可能に支持する。回転体２４２は、典型的には金属あるいは導電性ポリマー等の導電体で構成される。支持パッド２４は、高さＨ２（第２の高さ）を有する。高さＨ２は、載置面２０１から回転体２４２の上端までの高さであり、上記Ｈ１，Ｈ３よりも高く設定されている。
なお本実施形態では、支持パッド２４は基板Ｗを点接触で支持でき、回転体２４２は、基板Ｗの移動に追従して回転可能となっている。これにより、支持パッド２４と基板Ｗとの摩擦は転がり摩擦が支配的となり、基板Ｗの摩擦帯電を抑制し、基板Ｗ上に形成したデバイスの静電破壊を防止することが可能となる。よって、回転体２４２の構成材料は特に限定されず、上述の導電体の他、絶縁性を有する材料を用いることができ、例えば、絶縁性の無機化合物、セラミックス、絶縁性の合成樹脂等を用いることができる。
高さＨ１，Ｈ２及びＨ３の大きさは特に限定されず、基板Ｗの種類や大きさ等に応じて適宜設定することが可能である。高さＨ２は、高さＨ１又はＨ３よりも例えば１ｍｍ以上高く設定される。本実施形態では、Ｈ１は３ｍｍ、Ｈ２は８ｍｍ、Ｈ３は５ｍｍの大きさに設定される。
第１〜第３の位置決めパッド２３ａ〜２３ｃの構成材料は特に限定されず、金属、合成樹脂等の適宜の材料を用いることができる。本実施形態では、導電性ポリイミド等の導電性ポリマーで構成される。
（その他）
図２に示すように、基板支持部２は、載置面２０１に載置された基板Ｗの周縁部を支持することが可能な第１及び第２の補助パッド２６ａ，２６ｂをさらに有する。第１の補助パッド２６ａは、第１の位置決めパッド２３ａとＸ軸方向に整列するように軸部２１ｂ及び２１ｃの載置面２０１上にそれぞれ配置される。第２の補助パッド２６ｂは、第２の位置決めパッド２３ｂとＸ軸方向に整列するように軸部２１ｂ及び２１ｃの載置面２０１（軸部２１ｂ及び２１ｃの先端部）上にそれぞれ配置される。第１及び第２の補助パッド２６ａ，２６ｂは、大きさこそ異なるがそれぞれ同様の構成を有しており、典型的には、載置面２０１から高さＨ１の支持面を有する平板上に形成される。
図２に示すように、基板支持部２は、載置面２０１に載置された基板Ｗの周縁部を支持することが可能な第１及び第２の補助パッド２６ａ，２６ｂをさらに有する。第１の補助パッド２６ａは、第１の位置決めパッド２３ａとＸ軸方向に整列するように軸部２１ｂ及び２１ｃの載置面２０１上にそれぞれ配置される。第２の補助パッド２６ｂは、第２の位置決めパッド２３ｂとＸ軸方向に整列するように軸部２１ｂ及び２１ｃの載置面２０１（軸部２１ｂ及び２１ｃの先端部）上にそれぞれ配置される。第１及び第２の補助パッド２６ａ，２６ｂは、大きさこそ異なるがそれぞれ同様の構成を有しており、典型的には、載置面２０１から高さＨ１の支持面を有する平板上に形成される。
［基板搬送装置の動作］
次に、以上のように構成される本実施形態の基板搬送装置１の動作について説明する。
次に、以上のように構成される本実施形態の基板搬送装置１の動作について説明する。
上述のように、基板搬送装置１は、仕込・取出室Ｂと任意の処理室Ｃとの間、あるいは、複数の処理室Ｃの間において基板Ｗを搬送する。基板搬送装置１の第１及び第２の駆動部３，４は、図示しないコントローラにより基板支持部２の伸縮、旋回及び昇降の各動作が制御される。図８は、基板支持部２の伸縮動作の様子を示しており、Ａは基板支持部２が縮んだ状態を示し、Ｂは基板支持部２が伸長した状態を示している。
本実施形態によれば、ハンド部２０が複数本の軸部材２１ａ〜２１ｄで構成されているため、ハンド部２０の重量を軽量化でき、これにより駆動負荷の軽減を図ることができるとともに、搬送精度の低下を防止することができる。
図９は、載置面２０１に載置された基板Ｗの様子を示す基板支持部２の概略側面図である。載置面２０１上の基板Ｗは、その周縁部が複数の位置決めパッド２３ａ〜２３ｃにより支持され、周縁部以外の面内領域が複数の支持パッド２４により支持される。なお理解容易のため、基板Ｗの変形はやや誇張して示している。
本実施形態において、各支持パッド２４は、位置決めパッド２３ａ〜２３ｃの支持面（第１の支持面）２３１ａ〜２３１ｃの高さ（Ｈ１）よりも大きい高さ（Ｈ２）で構成されている。このため載置面２０１上の基板Ｗは、その周縁部が自重により下方へ垂れ下がるように変形し、その変形した周縁部が位置決めパッド２３ａ〜２３ｃの支持面（第１の支持面）２３１ａ〜２３１ｃに支持される。
図９の例では、基板Ｗの短辺側の周縁部Ｗａ，Ｗｂが、Ｙ軸方向に相互に対向する第１及び第２の位置決めパッド２３ａ，２３ｂの第１の支持面２３１ａ，２３１ｂにそれぞれ支持されつつ、第１の段部２３２ａ，２３２ｂによってＹ軸方向の位置が規定された様子を示している。これによりハンド部２０の伸縮あるいは旋回動作に伴う基板ＷのＹ軸方向に沿った相対移動を規制することができる。
同様に、基板Ｗの長辺側の周縁部Ｗｃもまた自重により下方へ変形してもよい。この場合、Ｘ軸方向に相互に対向する（一対の）第３の位置決めパッド２３ｃの第１の支持面２３１ｃにそれぞれ支持されつつ、第１の段部２３２ｃによってＸ軸方向の位置が規定される。これによりハンド部２０の旋回動作に伴う基板ＷのＸ軸方向に沿った相対移動を規制することができる。
以上のように本実施形態によれば、自重により変形し易い基板であっても、基板Ｗの周縁部Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃを適正に位置決めすることができるため、基板Ｗの搬送精度を高めることができる。
一方、基板搬送装置によって基板を搬送する際に、ハンド部上で基板が相対移動をすることにより、基板支持パッドと基板との接触点において摩擦帯電が生じ、基板上に形成したデバイスの静電破壊が生じるおそれがある。基板搬送装置の加減速を遅くすることでハンド部上での基板の相対移動速度を遅くし、基板の摩擦帯電を抑制することが可能であるが、生産性の低下に繋がってしまう。
そこで本実施形態においては、支持パッド２４における基板Ｗとの接触部が回転体２４２で構成されている。このため各支持パッド２４は基板Ｗを点接触で支持でき、しかも基板Ｗの移動に追従して回転体２４２が回転可能であるため、基板Ｗと支持パッド２４との摩擦は、転がり摩擦が支配的となる。
このように基板Ｗと支持パッド２４との間の摩擦を少なくすることができるため、載置面２０１上における基板Ｗの相対移動に伴う基板Ｗの摩擦帯電を抑制することができる。さらに回転体２４２が導電材料で構成されているため、上記摩擦帯電をより顕著に軽減することができる。これにより、例えば静電気に敏感なデバイスが形成された基板を搬送する場合において、当該デバイスの絶縁破壊を効果的に防止することが可能となる。
さらに、処理室Ｃで加熱あるいは成膜等の真空処理が行われた基板には、熱変形や膜応力等により基板Ｗに反りや曲がりが生じていることがある。このような場合においても、本実施形態の基板搬送装置１によれば、自重により基板Ｗの周縁部Ｗａ〜Ｗｃを下方へ変形させることができるため、位置決めパッド２３ａ〜２３ｃにより所望の位置決め精度を確保することができる。
また本実施形態によれば、熱膨張等によって基板Ｗに寸法変化が生じている場合であっても、当該基板Ｗの位置決め精度を確保することができる。例えば図１０は、熱膨張した基板Ｗが載置面２０１に載置された様子を示す基板支持部２の概略側面図である。
図１０に示すように、基板Ｗの周縁部Ｗｂが第２の位置決めパッド部２３ｂにおける第１の段部２３２ｂを乗り越える程度に基板Ｗが熱膨張した場合においても、当該周縁部Ｗｂは、第２の段部２３２ｂの上面に設けられた第２の支持面２３３ｂに支持される。すなわち支持パッド２４の高さＨ２は、第２の支持面２３３ｂの高さＨ３よりも高く設定されているため、基板Ｗの周縁部Ｗａ，Ｗｂをその自重で下方へ変形させて、第２の支持面２３３ｂ及び第２の段部２３４ｂによって、適正な位置決め作用を確保することができる。
基板Ｗの長辺側の周縁部Ｗｃについても同様に、第３の位置決めパッド２３ｃの第２の支持面２３３ｃにそれぞれ支持されつつ、第２の段部２３４ｃによって所期の位置決め作用を確保することができる。
ここで、搬送途上において基板が冷却されて元の大きさに戻ったとしても、搬送過程において基板Ｗを第２及び第３の位置決めパッド２３ｂ，２３ｃにおける第１の支持面２３１ｂ，２３１ｃでそれぞれ支持することができる。この場合においても第１の段部２３２ｂ，２３２ｃにより所期の位置決め作用を確保できるので、搬送精度の低下を抑えることができる。
なお、第２及び第３の位置決めパッド２３ｂ、２３ｃにおける上記第３あるいは第４の支持面の高さは、支持パッド２４との高さ（Ｈ２）よりも高くてもよいし、低くてもよい。上記第３あるいは第４の支持面が支持パッド２４の高さと同等以上の場合、自重により変形しない基板に対して所期の位置決め精度を得ることができる。一方、上記第３あるいは第４の支持面が支持パッド２４よりも低い場合、自重により変形可能な基板に対して所期の位置決め精度を得ることができる。
以上のように本実施形態によれば、自重により変形し易い基板の位置決め精度を確保することができるため、所期の搬送精度を維持でき、これにより搬送不良や基板の破損等の搬送トラブルを防止することができる。
また、搬送途上における基板の帯電を抑制できるため、基板上に形成されたデバイスを静電気から保護することができる。
さらに基板の熱膨張による位置決め不良の発生を抑制でき、変形や寸法変化が生じた基板を適切に搬送することが可能となる。
また、搬送途上における基板の帯電を抑制できるため、基板上に形成されたデバイスを静電気から保護することができる。
さらに基板の熱膨張による位置決め不良の発生を抑制でき、変形や寸法変化が生じた基板を適切に搬送することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば以上の実施形態では、第１及び第２の位置決めパッド２３ａ，２３ｂは、複数本の軸部材２１ａ〜２１ｄのうち外側に位置する一対の軸部材２１ａ，２１ｄにそれぞれ設けられたが、これに代えて、中央に位置する軸部材２１ｂ，２１ｃの少なくとも何れか一方に設けられてもよい。あるいは、補助パッド２６ａ，２６ｂが位置決めパッド２３ａ，２３ｂに変更されてもよい。あるいは、第１の位置決めパッド２３ａが第２の位置決めパッド２３ｂと同様に多段の支持面を有する構造を有してもよい。
また以上の実施形態では、基板支持部２が単一のハンド部２０で構成された例を説明したが、これに代えて、複数のハンド部を備えた基板支持部が構成されてもよい。この場合、複数のハンド部が上下方向に多段に配置されてもよいし、面内方向に並列的に配列されてもよい。
また以上の実施形態では、ハンド部２０は複数本の軸部材２１ａ〜２１ｄで構成されたが、これに代えて、板状の部材で構成されてもよい。また、支持パッド２４の回転体２４２がボールベアで構成されたが、少なくとも一軸周りに回転可能なローラ等の部材で上記回転体が構成されてもよい。
さらに以上の実施形態では、複数の支持パッド２４がすべて同一の高さ（Ｈ２）に構成されたが、載置面２０１上の位置毎に支持パッド２４の高さが異なっていてもよい。また
支持パッド２４の高さは固定とされたが、当該高さが可変に構成されてもよい。この場合、位置決めパッド２３ａ〜２３ｃ各々の支持面との関係で可変とすることができ、基板の大きさや形状等に応じて基板の支持形態を最適化することができる。また、基板の大きさによっては、支持パッド２４は単数であってもよい。
支持パッド２４の高さは固定とされたが、当該高さが可変に構成されてもよい。この場合、位置決めパッド２３ａ〜２３ｃ各々の支持面との関係で可変とすることができ、基板の大きさや形状等に応じて基板の支持形態を最適化することができる。また、基板の大きさによっては、支持パッド２４は単数であってもよい。
さらに、支持パッド２４に弾性機構を付加し、弾性力をもって支持パッド２４を基板の下面に押圧させてもよい。これにより個々の支持パッド２４において安定に基板を支持することができる。
そして、位置決めパッド２３ａ，２３ｂ，２３ｃの配置位置、個数等は上述の例に限られず、基板の大きさや自重による変形量、ハンドの形態等に応じて適宜設定可能である。典型的には、第１及び第２の位置決めパッド２３ａ，２３ｂを各々１つずつ配置し、第３の位置決めパッド２３ｃを左右に少なくとも１つずつ配置することで、ハンドの旋回、伸縮動作による基板の位置ずれを抑制できる。一方、本実施形態のように、第１の位置決めパッド２３ａと第２の位置決めパッド２３ｂとをＹ軸方向に相互に対向して配置し、左右の第３の位置決めパッド２３ｃをＸ軸方向に相互に対向して配置することで、基板ＷのＸ軸およびＹ軸方向の位置ずれだけでなく、Ｚ軸まわりの回転方向（θ方向）の位置ずれをも抑えることができる。
１…基板搬送装置
２…基板支持部
２０…ハンド部
２１ａ〜２１ｄ…軸部材
２３ａ…第１の位置決めパッド
２３ｂ…第２の位置決めパッド
２３ｃ…第３の位置決めパッド
２４…支持パッド
１００…基板処理装置
２０１…載置面
２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ…第１の支持面
２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ…第１の段部
２３３ｂ，２３３ｃ…第２の支持面
２３４ｂ，２３４ｃ…第２の段部
２…基板支持部
２０…ハンド部
２１ａ〜２１ｄ…軸部材
２３ａ…第１の位置決めパッド
２３ｂ…第２の位置決めパッド
２３ｃ…第３の位置決めパッド
２４…支持パッド
１００…基板処理装置
２０１…載置面
２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ…第１の支持面
２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ…第１の段部
２３３ｂ，２３３ｃ…第２の支持面
２３４ｂ，２３４ｃ…第２の段部
Claims (5)
- 自重により変形可能な基板を搬送するための基板搬送装置であって、
前記基板が載置される載置面を有するハンド部と、
前記ハンド部に設けられ、前記載置面に載置された前記基板の周縁を前記載置面から第１の高さで支持する複数の位置決めパッドと、
前記載置面に設けられ、前記載置面に載置された前記基板の下面を支持し、前記第１の高さよりも高い第２の高さを有する少なくとも１つの支持パッドと
を具備し、
前記支持パッドは、ベース部と、前記ベース部の上面に配置され少なくとも一軸回りに回転する導電性材料からなる回転体とを有する
基板搬送装置。 - 請求項１に記載の基板搬送装置であって、
前記複数の位置決めパッドは、前記載置面の面内一軸方向に相互に対向する少なくとも一対の位置決めパッドを有し、
前記一対の位置決めパッドは、
前記基板の周縁を支持可能な前記第１の高さを有する第１の支持面と、
前記第１の支持面に設けられ、前記基板の前記一軸方向の位置を規定可能な第１の段部とを有する
基板搬送装置。 - 請求項２に記載の基板搬送装置であって、
前記一対の位置決めパッドのうち少なくとも一方側の位置決めパッドは、
前記第１の段部に設けられ前記第１の高さよりも高く前記第２の高さよりも低い第３の高さを有し前記基板の周縁を支持可能な第２の支持面と、
前記第２の支持面に設けられ、前記基板の前記一軸方向の位置を規定可能な第２の段部とをさらに有する
基板搬送装置。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板搬送装置であって、
前記ハンド部は、第１の軸方向に延在し前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に配列された複数本の軸部を含み、
前記複数の位置決めパッドは、前記複数本の軸部のうち少なくとも外側に位置する一対の軸部にそれぞれ設けられ、
前記支持パッドは、前記複数本の軸部のうち少なくとも内側に位置する軸部に設けられた複数の支持パッドを含む
基板搬送装置。 - 自重により変形可能な基板が載置される載置面を有するハンド部と、前記ハンド部に設けられ前記載置面に載置された前記基板の周縁を前記載置面から第１の高さで支持する複数の位置決めパッドと、前記載置面に設けられ前記載置面に載置された前記基板の下面を支持し、前記第１の高さよりも高い第２の高さを有する少なくとも１つの支持パッドとを有する基板搬送装置と、
前記基板搬送装置が配置された真空搬送室と、
前記真空搬送室に対してゲートバルブを介して配置された少なくとも１つの処理室と
を具備し、
前記支持パッドは、ベース部と、前記ベース部の上面に配置され少なくとも一軸回りに回転する導電性材料からなる回転体とを有する
基板処理装置。
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