JPH0523570Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、スパツタリング又は真空蒸着によ
つて薄膜が形成される基板を支持する為の基板支
持装置に関する。

（従来の技術） 従来、半導体デバイスを始め、光デイスク、磁
気デイスク、更にはハードデイスクの製造におい
て、シリコン、その他の半導体ウエハーや、金属
板、硝子板、更には合成樹脂板でなる基板の表面
にスパツタリングや蒸着によつて薄膜を形成する
ことが、頻繁に行なわれている。この薄膜形成工
程においては、前記基板は真空装置内で基板支持
装置を介して支持され、スパツタリングのターゲ
ツトと対向させたり、蒸着装置の蒸発源と対向さ
せることになる。

前記基板支持装置としては、これまで幾多の構
造のものが開発されて実用にも供されており、基
板ホルダーに基板装着孔を形成し、該基板装着孔
縁の環状段部で基板の周縁部を支持する構造から
最近では、基板装着孔縁内に溝を形成して、該溝
内に基板の一側縁を落し込んで基板を縦に支持で
きるようにしたもの（例えば実開平１−110258
号）、更には基板装着孔縁部に複数のスプリング
を臨ませ、該スプリングを介して基板を弾持でき
るようにしたもの（例えば特開昭56−103441号）
等が知られている。

（考案が解決しようとする課題） 基板表面に薄膜を形成するに当つては、基板内
における膜特性が均一にできると共に、基板間に
おいても膜特性が均一になることが要求される。
特に最近の量産装置では、製造歩留りの向上から
この種の要求が厳格である。

基板内および基板間における膜特性の均一化の
為には、薄膜の形成に当り、基板の温度が、基板
内では勿論、基板間でも均一とする必要がある
が、基板と基板ホルダーが直接々触する構造の基
板支持装置では、基板ホルダーに接触している部
分と他の部分で温度差が生じ、温度の均一性を得
ることは難しかつた。この点、スプリングを介し
て基板を弾持するようにした基板支持装置では、
基板ホルダー側への熱伝達量を少くできるので、
温度均一性が得易いと言える。

然し乍ら、スプリングを介して基板を弾持する
ようにした従来の基板支持装置は、基板装着孔縁
部に設けた複数のスプリングを同一構造のスプリ
ングとしていたので、基板の支持される位置が基
板装着孔毎に微妙に変化し、基板のハンドリング
の際に問題があつた。

即ち量産装置では特に基板のローデイング・ア
ンローデイングが機械化されるが、基板の支持位
置の精度が低いと、基板をハンドリングする部材
と基板間での衝突や摺接が起り、基板へ形成した
薄膜へ傷を付けたり、浮遊塵が発生して薄膜を汚
染する原因となつていたのである。

スプリングで弾持される基板の位置を一定とす
るには、基板装着孔の縁部に設置するスプリング
の特性を各基板装着孔に対して揃える必要がある
が、多くの基板装着孔で常に一定の位置に支持で
きるようにすることはほとんど不可能であつた。

又、基板をローデイング又はアンローデイング
する機械を高度化して、基板との衝突や摺接を無
くすることも考えられるが、機構が複雑化するの
で、望ましいことではなかつた。

従来のスプリングを介して基板を弾持するよう
にした基板支持装置には、次のような別の問題点
もあつた。即ち、従来装置では、基板のローデイ
ング・アンローデイングが基板支持装置の決めら
れた一側方から行なうように制限されており、
又、スパツタリングや蒸着による処理ができる面
も基板の一側面に制限されている問題点である。
量産性を向上する為には、基板の両面同時処理
や、基板のローデイング・アンローデイングが基
板支持装置の二側方から行なうことを可能とする
必要があつた。

（課題を解決する為の手段） そこでこの考案は、基板装着孔内で基板をスプ
リングを介して弾持して基板の温度均一性を確保
すると共に、前記スプリングの弾力に強弱を与え
て、基板の支持位置を一定にできるようにし、ま
たスプリングは基板の周縁に係合させて、基板装
着孔の両側から基板のローデイング・アンローデ
イングを可能とすると共に、基板の両面の処理を
可能としたのである。

即ちこの考案の基板支持装置は、板体でなる基
板ホルダー内に少くとも１個所、前記板体を貫通
した基板装着孔が穿設してあり、該基板装着孔の
孔縁内側に少くとも３個の弾力性板材でなる支持
スプリングが板材表面を、前記板材に対して直角
にして設置されてあり、各支持スプリングの先端
部が折曲され、かつ先端縁を基板装着孔の中心と
対向させていると共に、前記少くとも３個の支持
スプリングのうち１個の弾力が他の支持スプリン
グに比べて小さくしてあることを特徴としてい
る。

この場合、支持スプリングの先端縁は、Ｖ字状
切欠部を形成して、基板の縁部がＶ字状切欠部に
嵌合できるようにするのが望ましい。

弾力の小さな支持スプリングは、他の支持スプ
リングに比べて長さを長くするなど、形状を変化
させたり、異なるバネ材料によつて構成される。

（作用） この考案の基板支持装置によれば、基板は、板
体でなる基板ホルダーを貫通して設けた基板装着
孔内に支持スプリングの折曲した先端縁と基板の
周面を点接触させた状態で基板ホルダーと平行に
弾持される。従つて、基板と基板ホルダー間での
熱の伝達を少くし、基板内の温度分布を均一にす
ることができる。また温度降下が少いため高温を
維持できる。一方、基板装着孔の孔縁に設置した
少くとも３個の支持スプリングのうち１個の弾力
を他の支持スプリングに比べて小さくしてあるの
で、基板の支持位置は前記他の支持スプリングに
よつて決定される。従つて、この他の支持スプリ
ングの設置位置を正確にすることによつて、基板
の支持位置を所定の位置にすることができる。

基板のローデイング・アンローデイングは基板
ホルダーの両側面から可能であり、又基板の両面
に対して、スパツタリングその他の処理を行うこ
とができる。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図面を参照して説明
する。

図はハードデイスク用のアルミニウム円板でな
る基板１の基板支持装置であつて、円形板体でな
る基板ホルダー２（ステンレススチール、アルミ
ニウム等の金属板製）内に、前記基板１よりやや
大径の基板装着孔３が、所定数、貫通して設けて
ある。各基板装着孔３の孔縁内側には３個の支持
スプリング４ａ，４ｂ，４ｃが略等間隔で設置し
てあり、支持スプリング４ａ，４ｂ，４ｃを介し
て基板１が基板装着孔３内に弾持できるようにな
つている。

前記支持スプリング４ａ，４ｂ，４ｃは、弾力
性を有する板材（SUS631，C521UP，
SUS304CSP、インコネル625、C1700等）で、第
３図に示したように略Ｌ字状に成形されたもの
で、基端部が基板装着孔３の孔縁内側に固着され
ている一方、先端部の折曲した先端縁５ａ，５
ｂ，５ｃは夫々基板装着孔３の中心と対向させて
あり、支持スプリングを構成した板材の表面を、
前記基板ホルダー２の板体に対して直角にしてあ
る。尚、支持スプリング４ａ，４ｂ，４ｃの基端
部の固着は、図に示したようにスポツト溶接によ
る他、ビス止め等により着脱可能の構造とするこ
ともできる。

前記支持スプリングの先端縁５ａ，５ｂ，５ｃ
は、夫々Ｖ字状の切欠部６が中央に形成してあ
り、基板１を弾持した際には、基板１が支持スプ
リング４ａ，４ｂ，４ｃの中央線上に位置し、こ
の結果として基板ホルダー２内の厚さ方向の所定
の位置に支持できるようになつている。

そして前記支持スプリング４ａ，４ｂ，４ｃの
うち、図中上部に設けた２個の支持スプリング４
ａ，４ｂの変形部７ａ，７ｂは、図中下部に設け
た１個の支持スプリング４ｃの変形部７ｃより短
くしてあり、支持スプリング４ｃの弾力が他の２
個の支持スプリング４ａ，４ｂの弾力より小さく
してある。

第４図ａ〜ｆは上記実施例の基板支持装置に対
して基板１をロボツトによつてロードする様子を
説明する図である。

前記ロボツトは、基板１をハンドリングする為
のデイスクハンド８と、前記支持スプリング４ｃ
を操作する為の操作杆９を有しているもので、デ
イスクハンド８は基板１の中央孔１ａに挿入して
開閉するチヤツクからなり、矢示１０（前進、後
退）および１１（昇降）の方向に移動できるよう
になつている。又、操作杆９も矢示１２（前進、
後退）および１３（昇降）の方向に移動できるよ
うになつており、夫々が一連の手順に従つて動作
するようになつている。

第４図に従つて基板１のロードする手順を説明
すると、次の通りである。

即ち、ロードはデイスクハンド８が基板１をチ
ヤツクして、基板ホルダー２の基板装着孔３と正
対した状態（第４図ａ）から始まる。この状態か
ら先ず操作杆９が前進して支持スプリング４ｃの
変形部７ｃの上側に挿入された後、降下して、変
形部７ｃを押し下げる（第４図ｂ）。

次にデイスクハンド８が前進して基板１を、基
板装着孔３内の厚さ方向略中央に位置させ（第４
図ｃ）た後、デイスクハンド８が上昇して、基板
１の上側縁部を、上部の支持スプリング４ａ，４
ｂの先端縁５ａ，５ｂに押圧させる（第４図ｄ）。

その後、操作杆９を上昇させることにより、下
側の支持スプリング４ｃを復帰させて、その先端
縁５ｃを基板１の縁部に当接させ（第４図ｅ）た
後、デイスクハンド８による基板１のチヤツクを
開放すると共に、デイスクハンド８および操作杆
９を後退させる（第４図ｆ）ことにより基板１の
ロードは完了する。

基板１を基板ホルダー２からアンロードする場
合には、上記と逆の手順で行なわれる。

ここで特筆すべきことは、基板ホルダー２にロ
ードされた基板１の基板装着孔３内における位置
が、支持スプリング４ａ，４ｂによつて略一定の
位置にできることである。

支持スプリング４ａ，４ｂ，４ｃが全て同一形
状とした場合には、全スプリングの弾力が釣合う
所に支持位置が定められるのに対して、実施例の
ように、支持スプリング４ｃの弾力を他の２個の
支持スプリング４ａ，４ｂの弾力より弱くするこ
とによつて、基板１はその縁部が支持スプリング
４ａ，４ｂの先端縁に一致した位置に規制される
為である。

従つて、前記支持スプリング４ａ，４ｂの固着
位置を正確に決定すれば、基板１は常に所定の位
置に支持できることにより、ロボツトによる基板
１のロード又はアンロードの際にも、デイスクハ
ンド８と基板１の衝突や摺接並びに基板１と支持
スプリング４ａ，４ｂとの衝突や摺接も無くする
ことができる。他に、Ｖ字状の切欠部６を有する
ため、基板の位置が多少、切欠部６の中心からず
れたとしても、支持スプリングの力で自動的に切
欠部の中心に落込むために、ロボツトの位置決め
にもマージンを持たせることが可能となる。

この結果として、ロボツト側にも基板の位置検
出や支持スプリングの位置検出など構造を複雑化
する機構は不要であり、簡単な構成のものでロー
ドおよびアンロードが行なえることになる。

基板１のロード・アンロードは、第４図で説明
したように、基板ホルダー２の一側面外側に配置
したロボツトで行う外、基板ホルダー２の両側面
外側に、同様のロボツトを配置して、一側よりロ
ーデイング、他側よりアンローデイングを行うよ
うにして、ロードデイング・アンローデイングの
作業能率を向上することもできる。

基板１を装着した基板ホルダー２は、スパツタ
リング室、真空蒸着室などの処理室（図示してい
ない）に搬送されて、基板１の表面処理が行なわ
れる。

前記の通り、支持スプリング４ａ，４ｂ，４ｃ
の先端縁５ａ，５ｂ，５ｃと基板１の周面が点接
触状態で、熱伝達を少くしたので、基板１内の温
度分布を均一にして、処理特性を均一にすること
ができる。

基板１は基板ホルダー２に貫通状態で形成した
基板装着孔３内に、基板ホルダー２と平行に支持
されているので、前記処理は基板１の一側面に対
して行なえる外、ロード・アンロードを行うこと
なく両側面に対して、同時に又は時期を変化させ
て行なうことが可能である。

又、支持スプリング４ａ，４ｂ，４ｃは、構成
板材の表面を基板ホルダー２の板体に対して直角
（従つて基板１の表面に対しても直角）にしたの
で、支持スプリングの板材表面と、スパツタリン
グ粒子や蒸着粒子の飛行方向が略平行となり、こ
れらの粒子が支持スプリングに付着し難くするこ
とができる。この結果、支持スプリングの清掃が
必要となる時間を長期化することができる。

以上、３個の支持スプリング４ａ，４ｂ，４ｃ
を設けた実施例について説明したが、４個以上の
支持スプリングによつても同様に実施できること
は言うまでもない。

（考案の効果） 以上に説明した通り、この考案によれば基板を
少くとも３個の支持スプリングで点接触状態で弾
持するようにしたので、基板と基板ホルダー間の
熱伝達量を少くし、基板内の温度を均一にできる
効果がある。これは基板の表面に形成する薄膜の
特性を基板内は勿論、基板間でも均一とする上で
有効である。

又、少くとも３個の支持スプリングのうち１個
の支持スプリングの弾力を他の支持スプリングの
弾力より弱くして、他の支持スプリングで決まる
位置に基板を支持できるようにしたので、基板の
支持位置を所定の位置にでき、所定の位置に設置
されたロボツトによるハンドリングの際に、ロボ
ツトの部材と基板の衝突や摺接を無くし、基板表
面に形成した薄膜の損傷を回避できる効果があ
る。

更に、基板は、基板ホルダーに貫通して形成し
た基板装着孔内に、該装着孔縁内側に設置した支
持スプリングを介して弾持したので、基板のロー
ドデイング・アンローデイングは勿論、基板の表
面処理を、基板ホルダーの両側面から行なうこと
を可能にし、基板の処理能率を向上できる効果が
る。

又、前記支持スプリングを構成した弾力性板材
の表面を基板ホルダー板体に対して直角にしたの
で、スパツタリング粒子、蒸着粒子が付着し難く
でき、清掃が必要となる時間を長期化してメンテ
ナンスの作業を軽減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の一部正面図、第２
図は同じく実施例の一部断面図、第３図は同じく
実施例の支持スプリングの斜視図、第４図ａ乃至
ｆは、この考案の実施例に基板をロードする手順
を説明する図である。 １……基板、２……基板ホルダー、３……基板
装着孔、４ａ，４ｂ，４ｃ……支持スプリング、
５ａ，５ｂ，５ｃ……先端縁、６……切欠部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 板体でなる基板ホルダー内に少くとも１個
   所、前記板体を貫通した基板装着孔が穿設して
   あり、該基板装着孔の孔縁内側に少くとも３個
   の弾力性板材でなる支持スプリングが、板材表
   面を前記板体に対して直角にして設置されてあ
   り、各支持スプリングの先端部が折曲され、か
   つ先端縁を基板装着孔の中心と対向させている
   と共に、前記少くとも３個の支持スプリングの
   うち１個の弾力が他の支持スプリングに比べて
   小さくしてあることを特徴とした基板支持装
   置。 ２ 支持スプリングは、先端縁にＶ字状切欠部が
   形成してある請求項１記載の基板支持装置。