JPH0432418A - 基板搬送機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、移動成膜を行うスパッタリング装置等の成
膜装置に用いられる基板搬送機構に関する。

〔従来の技術〕

たとえばスパッタリング等の成膜時において、大面積の
基板にターゲットからの物質を付着させるために、移動
成膜方式が用いられる。この移動成膜方式は、ターゲッ
トと対向する位置に基板を移動させながら、ターゲット
と基板との間で放電を起こさせ、基板上に膜形成を行う
ものである。

このとき、基板を移動させるために搬送機構が用いられ
る。搬送機構は、通常チャンバ内に設けられたコロと、
このコロを駆動するためのモータ及び歯車機構等からな
る駆動系と、基板が載置され前記コロ上を移動する基板
カートとから構成されている。

前記のような移動成膜を行う場合、基板上に形成される
膜厚分布を均一化するために、基板の移動速度、すなわ
ち搬送速度を均一にする必要がある。しかし、従来のコ
ロを用いた搬送機構では、コロの摩擦や滑り等で基板の
搬送速度が変化し、膜厚分布を精度良く均一化すること
が困難である。

そこで、チャンバ側のコロをピニオンで構成し、基板カ
ート側にこれに噛み合うラックを設け、うツク及びビニ
オンの噛み合いによって搬送時の滑りをなくし、基板搬
送速度を均一化したものも提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記のようなビニオン及びラックを用いて基板の搬送を
行う場合、各ビニオンは複数の独立した駆動系で駆動さ
れることが多い。したがって、別の駆動系で駆動されて
いるビニオン間を基板カートが移動する際に、歯の位相
が合わず、移動時の搬送がスムーズに行われないという
問題が発生する。そこで、ピニオン側は、スプリングに
よってビニオンの回転に遊びができるように構成されて
いる。そして、ビニオンとラックの噛み合わせ状態が悪
い場合には、ビニオンの位相が前記スプリングによって
ずれて、ラックのビニオンへの乗り上げが防止声れるよ
うになっている。

しかし、ビニオンに遊びが設けられていると、短時間で
はあるが移動成膜時に基板の移動が一時停止することに
なり、膜厚等が変化して膜厚分布を均一化することがで
きないという問題がある。

本発明の目的は、ラック及びビニオンを用いて基板カー
トを搬送するものにおいて、ラック及びビニオンの噛み
合いをスムーズに行わせ、常に一定の搬送速度で基板を
移動させることができる基板搬送機構を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る基板搬送機構は、各チャンバ内及び隣接す
るチャンバ間で、ラック及びビニオンを用いて基板を搬
送するためのものである。そして、この基板搬送機構は
、カム部材と、係止部材とを備えている。

前記カム部材は、ビニオンが固定された回転軸に固定さ
れ、ビニオンの歯数と整数比になるような複数個の切欠
きを外周に有している。また前記係止部材は、ビニオン
の歯が常に一定の姿勢で停止するよう、前記カム部材の
切欠きに係止してカム部材の回転位置を位置決めするた
めのものである。

〔作用］ 本発明においては、チャンバ側にビニオンが設けられ、
また基板カートにラックが形成されている。そして、前
記ビニオンは駆動系にクラッチ等を介して連結されてお
り、ビニオンが駆動されることによってこのビニオンに
噛み合うラック、すなわち基板カートが搬送される。

前記ビニオンが固定された回転軸にはカム部材が固定さ
れており、このカム部材の外周に形成された切欠きに係
止部材が係止して、カム部材はある一定の回転位置で位
置決めされる。カム部材の外周に形成された切欠きの数
と、ビニオンの歯数とは整数比になっている。したがっ
て、カム部材が一定の回転位置を保っていれば、ビニオ
ンの歯は常に一定の姿勢で停止していることになる。

これにより、ビニオンが駆動されていないときには、そ
の肉が常に一定の姿勢で停止することとなり、ラックに
形成されたカートが前記ビニオンの真上位置にきたとき
常にスムーズな噛み合いが行われ、搬送速度にむらがな
くなる。

〔実施例〕

第３図に、本発明の一実施例による基板搬送機構が採用
された移動成膜装置の概略構成図を示す。

この第３図に示すように、成膜装置は、出入口室ｌと、
反応室２とを備えている。出入口室１と大気との間には
出入口弁３が設けられ、また出入口室１と反応室２との
間には仕切り弁４が設けられている。出入口室１及び反
応室２の底部の両側方（紙面垂直方向）には、基板搬送
機構が設けられている。第３図では、基板搬送機構を構
成するビニオン５ａ〜５ｈの配置を示している。各ビニ
オン５ａ〜５ｈの近傍には、基板カートの位置を検出す
るための位置検出スイッチ６ａ〜６ｈが設けられている
。

第４図に基板カートの一部斜視図を示す、基板カート７
の左右両側方には、各ビニオン５ａ〜５ｈと噛み合、う
ラック８が設けられており、このラック８がビニオン５
ａ〜５ｈと噛み合うことによって出入口室１及び反応室
２内を搬送されるようになっている。

第１Ａ図に基板搬送機構の詳細を示す。この第１八図に
は、ビニオン５ｅに対応する搬送機構を示している。

ビニオン５ｅは回転軸１０の一端に固定されている。こ
の回転軸１０は、反応室２に対して磁性流体継手１１に
より回転自在に支持されている。

回転軸１０の他端にはカム１２が固定されている。

カム１２は、第１Ａ図の左側面図である第２図で示すよ
うに、はぼ円板状の部材であり、その外周には４個の円
弧状の切欠き１３ａ、１３ｂ、１３Ｃ及び１３ｄが９０
″間隔で設けられている。ここで、ビニオン５ｅの歯数
は１２枚であり、ビニオンの歯数とカム１２の切欠きの
個数とは整数比になっている。カム１２の側方には、位
置決めレバー１４が設けられている。位置決めレバー１
４は、その上端部がピン１５によって第１図に示す搬送
系ハウピング１６に回動自在に装着されている。また、
位置決めレバー１４の上下方向のほぼ中央部には、カム
フォロワ１７が回転自在に取り付けられている。このカ
ムフォロワ１７は、カム１２の外周に形成された切欠き
１３ａ−１３ｄ内に嵌まり込むことができるようになっ
ている０位置決めレバー１４の下端は、バネ１８によっ
て常にカム１２側に付勢されている。さらに、カムフォ
ロワ１７の上方には、エアシリンダ１９が設けられてお
り、このエアシリンダ１９の作動によって位置決めレバ
ー１４は、バネ１８の付勢力に抗してビン１５を中心に
時計方向に所定角度回動じ得るようになっている。位置
決めレバー１４の下端には、光電スイッチ２０が設けら
れている。この光電スイッチ２０は、位置決めレバー１
４が回動してカムフォロワ１７がカム１２の切欠き１３
ａ〜１３ｄから抜は出たことを検出するものである。

次に、第１Ａ図により駆動系について説明する。

回転軸１０の下方には、駆動軸２１が配置されている。

この駆動軸２１は、搬送系ハウジング１６に設けられた
支持部材２２によって回転自在に支持されている。駆動
軸２１の一端にはベベルギア２３が固定されており、こ
のベベルギア２３が図示しない駆動モータの軸に固定さ
れたベベルギアと噛み合っている。駆動軸２１には駆動
ギア２４が固定されている。一方、回転軸１０には、こ
の回転軸１０に対して回転自在な伝達ギア２５が設けら
れている。伝達ギア２５は、軸受２６によって回転軸１
０に支持されている。さらに回転軸１０には、伝達ギア
２５に隣接して電磁クラッチ２７が固定されている。こ
の電磁クラッチ２７のオン、オフによって、伝達ギア２
５の回転が回転軸１０に伝達、あるいは遮断され得るよ
うになっている。

次に動作について説明する。

ここでは、ビニオン５ｅに注目してその動作を説明する
。基板カート７が搬送されてきていない状態では、第２
図に示すように、位置決めレバー１４はバネ１８によっ
てカム１２側に付勢され、カムフォロワ１７がカム１２
の切欠き１３ｄ内に嵌り込んでいる。したがってカム１
２は、第２図に示す状態で位置決めされて停止している
。また、カム１２が第２図に示すような状態で停止して
いる際には、ビニオン５ｅは第１Ｂ図に示すようにその
歯先が真上にきた状態となっている。

基板カート７がビニオン５ｄによって搬送され、ビニオ
ン５ｅの位置にくると、そのランク８がビニオン５ｅに
噛み合って回転軸ｌＯが回転させられる。すると、カム
１２が回転し、これによりカムフォロワ１７がカム１２
の切欠き１３ｄから抜は出る。すると、位置決めレバー
１４はバネ１８の付勢力に抗して時計方向に回動する。

この位置決めレバー１４の回転は、光電スイッチ２ｏに
よって検出され、光電スイッチ２ｏがらの信号によって
エアシリンダ１９が作動し、そのロンドが突出する。こ
れにより、位置決めレバー１４はさらに時計方向に回動
され、カムフォロワ１７はカム１２の切欠き１３ｄから
完全に抜は出た状態となる。これにより、以後の動作で
ビニオン５ｅが駆動された際にも、バネ１８の付勢によ
ってビニオン５ｅの回転に余分な負荷が加わることはな
い。

次に、位置検出スイッチ６ｆにより基板カート７が検出
されると、この検出結果により電磁クラッチ２７に通電
され、ｔｔａクラッチ２７を介して伝達ギア２５と回転
軸１０が連結される。これにより、駆動モータの駆動力
は、ベベルギア２３、駆動軸２１及び駆動ギア２４を介
して伝達ギア２５に伝達され、さらに電磁クラッチ２７
及び回転軸１０を介してピニオン５ｅに伝達される。こ
のようにして、ピニオン５ｅによって基板カート７が搬
送される。

次に、基板カート７が位置検出スイッチ６ｆを通過した
ことが検出されると、エアシリンダ１９がオフになる。

これにより、位置決めレバー１４はバネ１８によってカ
ム１２側に付勢され、カムフォロワ１７はカム１２の外
周面に当接する。そして、カムフォロワ１７がカム１２
の切欠き１３ａ〜１３ｄのいずれかに嵌り込むと、位置
決めレバー１４が第２図に示すような姿勢となり、光電
スイッチ２０がこのことを検出する。この検出によって
電磁クラッチ２７への通電がオフとなり、したがって伝
達ギア２５と回転軸１０との連結が解除されて、カム１
２及びピニオン５ｅの回転は停止する。

このように、カム１２はカムフォロワ１７及び切欠き１
３ａ〜１３ｄによって常に一定の回転位置で位置決めさ
れ、しかもカム１２とピニオン５ｅとはその歯数が整数
比になっているので同位相となる。したがって、ピニオ
ン５ｅが停止した際には、常にその歯先が第１Ｂ図に示
すように、真上の位置にくる。

このように、ピニオンの歯先が常に真上の位置で停止し
ているので、基板カート７が搬送されてきてランク８と
ピニオンが噛み合う際にその噛み合いが常にスムーズに
行われ、搬送速度にむらが生じるようなことはない。

〔他の実施例〕

（ａ）　　前記実施例では、カム１２の切欠きの個数を
４個としたが、ピニオンの端数の対して整数比となれば
、たとえば６個であってもよい。

（ｂ）　　前記実施例では、ロードロック方式の成膜装
置に本発明を適用したが、その他の移動成膜装置にも同
様に本発明を適用することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明では、ラック及びピニオンを用いて
基板を搬送する際、ピニオンの歯先を常に一定の位置で
停止させて待機させることができ、ラックとの噛み合い
がスムーズに行われて搬送速度を常に一定にすることが
できる。また、ラックのピニオンへの乗り上げが防止で
き、基板カートに取り付けられているガラス基板等の、
カート乗り上げによる衝撃に起因する破損を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明の一実施例による基板搬送機構の断面
構成図、第１Ｂ図はピニオンの停止位置を示す一部正面
図、第２図は前記基板搬送機構の一部側面図、第３図は
前記基板搬送機構が採用された移動成膜装置の概略構成
図、第４図は基板カートの一部斜視図である。 ５ａ〜５ｈ・・・ピニオン、７・・・基板カート、８・
・・ラック、１０・・・回転軸、１２・・・カム、１３
ａ〜１３ｄ・・・切欠き、１４・・・位置決めレバー　
１７・・・カムフォロワ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）各チャンバ内及び隣接するチャンバ間で、ラック
   及びピニオンを用いて基板を搬送する基板搬送機構にお
   いて、 前記ピニオンが固定された回転軸に固定され、前記ピニ
   オンの歯数と整数比になるような複数個の切欠きを外周
   に有するカム部材と、 前記ピニオンの歯が常に一定の姿勢で停止するよう、前
   記カム部材の切欠きに係止して前記カム部材の回転位置
   を位置決めするための係止部材と、を備えた基板搬送機
   構。