JPH0733973U - 基板保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パーティクルの発生を抑えることができ、か
つクランパーのクランプ力を容易に調整することができ
る基板保持装置を提供する。 【構成】 クランパー８の下面に、基板４の縁を下から
支える複数のフック３２を設け、ベース６にそれが入る
穴３４を設けた。ベース６の周縁部の下部に、互いに同
期して動作させられる複数のエアシリンダ４０を設け
た。各エアシリンダ４０は、３位置形のものであり、こ
れによってクランパー８を、基板保持位置、基板搬送位
置および基板受け渡し位置の３位置に昇降させることが
できる。このエアシリンダ４０の第２の部屋４６に供給
する圧縮空気６８の圧力によって、クランパー８のクラ
ンプ力を調整することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えばイオン注入装置、薄膜形成装置、ドライエッチング装置等 に用いられるものであって、真空容器内において処理対象の基板を保持する基板 保持装置に関し、より具体的には、その基板を押さえ付けるクランパー等を昇降 させる機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の基板保持装置の従来例を図５に示す。この基板保持装置は、真空容器 ２２内に設けられていて基板（例えばガラス基板等）４を支持するベース６と、 基板４の周縁部をこのベース６に対して押さえ付ける環状のクランパー８と、ベ ース６を上下動自在に貫通していて先端部にクランパー８が取り付けられた複数 本（この例では図６に示すように４本）のクランパー軸１０と、各クランパー１ ０をベース６の下方に向けて弾性的に押し下げる複数のばね（この例では圧縮コ イルばね）１４と、各クランパー軸１０間を連結する連結板１６と、この連結板 １６に、ベース６を上下動自在に貫通するように取り付けられていて基板４の縁 を支える複数本（この例では図６に示すように４本）の昇降ピン１８とを備えて いる。

【０００３】 ベース６内には、保持した基板４を冷却するための冷媒を流す冷媒通路７が設 けられている。各クランパー軸１０は、リニヤ軸受１２によって支えられている 。各昇降ピン１８は、その先端部がクランパー８より所定寸法だけ下に位置する ように連結板１６に取り付けられている。

【０００４】 ベース６は、通常はこの例のように真空容器２２を回転自在に貫通する回転駆 動軸２０に取り付けられており、それによって、処理中に基板４を回転させて処 理の均一性を高めることができるようにしている。

【０００５】 更にこの基板保持装置は、真空容器２２の外側であって、回転駆動軸２０を中 心にほぼ対称な位置に、連結板１６およびそれに取り付けられた物を昇降させる 二つのエアシリンダ２６が設けられている。両エアシリンダ２６は互いに同期し て駆動される。各エアシリンダ２６には、真空容器２２を貫通する軸２８がそれ ぞれ結合されており、その先端部で連結板１６を押し上げるようにしている。各 軸２８が真空容器２２を貫通する部分は、ベローズ３０によって真空シールされ ている。

【０００６】 上記両エアシリンダ２６は、２段動作（２ストローク）式のものであり、連結 板１６およびそれに取り付けられた物を２段階に昇降させることができる。

【０００７】 即ち、基板搬送ロボットのアーム２によって基板４をベース６とクランパー８ との間に搬出入するときは、エアシリンダ２６を１段階駆動して、連結板１６、 それに取り付けられたクランパー８および昇降ピン１８を１段階上昇させる。そ の状態を図７に示す。この状態では、昇降ピン１８はベース６より上に出ていな い。この状態で、基板４を載せたアーム２を、ベース６とクランパー８間の隙間 において図６に示す矢印Ａ方向に出し入れすることができる。

【０００８】 アーム２上の基板４を昇降ピン１８に渡すときは、エアシリンダ２６をもう１ 段階駆動して、連結板１６、クランパー８および昇降ピン１８をもう１段階上昇 させる。その状態を図５に示す。この状態では、昇降ピン１８が基板４をアーム ２から持ち上げている。この状態でアーム２を引き戻すことができる。

【０００９】 基板４をベース６上に保持・固定するときは、エアシリンダ２６を元に戻して 、軸２８をその先端部が連結板１６に接触しないように引き戻す。この状態では 、ばね１４の弾性力によってクランパー８がベース６に向けて押し付けられ、そ の力によって、ベース６とクランパー８間に基板４が挟持・固定される。その状 態を図８に示す。この状態で、例えば回転駆動軸２０によってベース６および基 板４等を回転させながら、基板４に対してイオン注入等の処理を施すことができ る。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記基板保持装置においては、図８に示したようにベース６とクラ ンパー８間にばね１４の弾性力によって基板４を挟持するときには、エアシリン ダ２６の軸２８をその先端部が連結板１６に接触しないように下げなければなら ず、一方、図５または図７に示したようにクランパー８等を上昇させるときには 、エアシリンダ２６の軸２８の先端部を連結板１６に当接させて連結板１６等を 押し上げなければならず、このように、クランパー８等を上昇させるたびに軸２ ８の先端部が連結板１６に当接するので、その際の両者の摩耗によってパーティ クル（ごみ）が発生し、これが基板４の処理面に付着する可能性があるという問 題がある。

【００１１】 また、基板４をベース６とクランパー８間にクランプ（挟持）するクランプ力 は、ばね１４のばね定数に依存しており、クランプ力を調整するためにはばね１ ４を別のばね定数のものに交換しなければならず、従ってクランプ力の調整が難 しいという問題もある。

【００１２】 そこでこの考案は、パーティクルの発生を抑えることができ、かつクランパー のクランプ力を容易に調整することができる基板保持装置を提供することを主た る目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案の基板保持装置は、真空容器内に設けられ ていて基板を支持するベースと、基板の周縁部をこのベースに対して押さえ付け る環状のクランパーと、このクランパーの下面に突き出して設けられていて基板 の縁を下から支える複数のフックと、前記ベースに設けられていてこのフックが それぞれ入る複数の穴と、シリンダ内に第１および第２の部屋を有し、各部屋内 に第１および第２のピストンをそれぞれ有し、第２の部屋内の第２のピストンの 背面部に圧縮ばねを有し、かつ第２のピストンに連結されていてシリンダを貫通 しているロッドの先端部が前記クランパーに接続されていて、当該クランパーを ３位置に昇降させる３位置形の複数のエアシリンダであって前記ベースにそれぞ れ取り付けられたものと、この各エアシリンダの前記ロッドがシリンダを貫通す る部分から空気が真空容器内へ漏れ出るのをそれぞれ防止する複数のベローズと を備えることを特徴とする。

【００１４】

【作用】

上記３位置形の各エアシリンダの第２の部屋に圧縮空気を供給すると、その力 によって第２のピストンは、その背面部に設けられた圧縮ばねの弾性力に抗して 押し下げられ、それと共にロッドを介してクランパーも押し下げられ、その力に よって、ベースとクランパー間に基板が挟持される。

【００１５】 上記の状態から、各エアシリンダの第１の部屋にも圧縮空気を供給すると、第 １のピストンによってそのストローク分だけ第２のピストンが押し上げられ、第 ２のピストンは中間位置で停止し、それと共にクランパーも中間位置で停止する 。この状態では、クランパーとベース間に隙間が生じており、その隙間において 基板の搬送を行うことができる。

【００１６】 更に、各エアシリンダの第１および第２の部屋を大気圧に開放すると、圧縮ば ねの弾性力によって第２のピストンは最上位位置まで押し上げられ、それと共に クランパーも最上位位置まで押し上げられる。この状態では、クランパーの下面 に設けられたフックによって基板を持ち上げることができる。

【００１７】 この基板保持装置では、各エアシリンダのロッドの先端部はクランパーに接続 されていて、クランパーの上昇のたびにロッドがクランパー等に当接するような ことは起こらないので、当接部分の摩耗によるパーティクルの発生を防止するこ とができる。

【００１８】 また、クランパーのクランプ力は、各エアシリンダの第２の部屋に供給する圧 縮空気の圧力によって容易に調整することができる。

【００１９】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例に係る基板保持装置を示す拡大部分断面図である 。図２は、図１の装置のベース周りの平面図である。図５および図６の従来例と 同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該従来例との相 違点を主に説明する。

【００２０】 この実施例の基板保持装置は、真空容器２２内に設けられていて基板（例えば ガラス基板）４を支持するベース６と、基板４の周縁部をこのベース６に対して 押さえ付ける環状のクランパー８と、ベース６等を真空容器２２内において回転 ささる回転駆動軸２０とを備えている。ベース６内には、保持した基板４を冷却 するための冷媒を流す冷媒通路７が設けられている。回転駆動軸２０が真空容器 ２２を貫通する部分は、Ｏリングのようなパッキン２４によって真空シールされ ている。

【００２１】 クランパー８の下面には、そこから下方に突き出すように、基板４の縁を下か ら支えるＬ字状をした複数の（この例では図２に示すように四つの）フック３２ が設けられている。

【００２２】 ベース６には、上記各フック３２がそれぞれ入る複数の（この例では四つの） 穴３４が設けられている。この各穴３４は、図１に示す例のように窪みでも良い し、ベース６を貫通していても良い。

【００２３】 ベース６の周縁部の下部には、複数の（この例では図２に示すように四つの） エアシリンダ４０が設けられている。各エアシリンダ４０は、３位置形のエアシ リンダであり、これによってクランパー８を、図４に示す基板保持位置、図３に 示す基板搬送位置および図１に示す基板受け渡し位置の３位置に昇降させること ができる。

【００２４】 即ち、各エアシリンダ４０は、シリンダ４２内に第１および第２の部屋４４お よび４６を有し、この各部屋内に第１および第２のピストン４８および５０を有 している。部屋４６内のピストン５０の背面部には圧縮ばね５５が設けられてい る。ピストン４８にはロッド５２が連結されており、それがピストン４８の上昇 によって部屋４６内へ入るよう構成されている。ピストン５０にはロッド５４が 連結されており、このロッド５４はベース６を上下動自在に貫通してその先端部 がクランパー８に接続されている。その接続手段は、ボルト留め、溶接等任意で ある。

【００２５】 第１の部屋４４内であってピストン４８の背面側には、配管５６を経由して圧 縮空気６６が供給される。第２の部屋４６内であってピストン５０の前面側には 、配管５８を経由して圧縮空気６８が供給される。両配管５６および５８は回転 駆動軸２０に接続されており、この回転駆動軸２０内には両配管５６および５８ にそれぞれつながる通路６０および６２が形成されており、両通路６０および６ ２内に、真空容器２２外において、ロータリージョイント６４を経由して圧縮空 気６６および６８が供給される。このような経路によって、各エアシリンダ４０ の部屋４４および４６内に、圧縮空気６６および６８をそれぞれ供給するように している。また、この実施例では複数の各エアシリンダ４０に共通の圧縮空気を 供給して、各エアシリンダ４０を互いに同期させて動作させるようにしている。

【００２６】 上記各エアシリンダ４０のロッド５４がシリンダ４２を貫通する部分から空気 が真空容器２２内へ漏れ出るのを防止するために、各ロッド５４がベース６を貫 通する部分は、ベローズ７０によってそれぞれ真空シールされている。

【００２７】 動作例を説明すると、上記各エアシリンダ４０の第２の部屋４６に配管５８を 経由して圧縮空気６８を供給すると、その力によって第２のピストン５０は、そ の背面部に設けられた圧縮ばね５５の弾性力に抗して押し下げられ、それと共に ロッド５４を介してクランパー８も押し下げられ、その力によって、ベース６と クランパー８間に基板４が挟持・固定される。その状態を図４に示す。この状態 で、例えば回転駆動軸２０によってベース６および基板４等を回転させながら、 基板４に対してイオン注入、薄膜形成、エッチング等の処理を施すことができる 。

【００２８】 上記の状態から、各エアシリンダ４０の第１の部屋４４にも配管５６を経由し て圧縮空気６６を供給すると、第１のピストン４８によってそのストローク分だ けロッド５２を介して第２のピストン５０が押し上げられ、第２のピストン５０ は中間位置で停止する。これを実現するために、この例では圧縮空気６６の圧力 を圧縮空気６８のそれよりも高くしているが、そのようにする代わりに、ピスト ン４８の面積をピストン５０のそれよりも大きくして、ピストン４８にかかる空 気の全圧力をピストン５０側より高くしても良く、そのようにすれば両圧縮空気 ６６、６８の圧力が互いに等しくても、ピストン５０によってピストン４８が押 し下げられるのを防止することができる。このようにしてピストン５０が中間位 置で停止すると、それにロッド５４を介して取り付けられたクランパー８も中間 位置で停止する。その状態を図３に示す。この状態では、各フック３２の基板支 持面は、アーム２上の基板４の面より下に位置している。この状態では、クラン パー８とベース６間に隙間が生じており、その隙間において基板４の搬送を行う ことができる。即ち、基板４を載せたアーム２を、ベース６とクランパー８間の 隙間において図２に示す矢印Ａ方向に出し入れすることができる。

【００２９】 更に、各エアシリンダ４０の第１および第２の部屋４４および４６を大気圧に 開放すると、即ち各配管５６および５８に圧縮空気６６および６８を供給するの を止めて各配管５６および５８を大気圧に開放すると、圧縮ばね５５の弾性力に よって第２のピストン５０は最上位位置まで押し上げられ、それと共にロッド５ ４を介してクランパー８も最上位位置まで押し上げられる。その状態が図１に示 した状態であり、この状態では、フック３２が基板４をアーム２から持ち上げて いる。この状態でアーム２を出し入れすることができる。

【００３０】 上記のようにこの基板保持装置では、各エアシリンダ４０のロッド５４の先端 部はクランパー８に接続されていて、クランパー８の上昇のたびにロッド５４が クランパー８等に当接するようなことは起こらないので、当接部分の摩耗による パーティクルの発生を防止することができる。

【００３１】 また、クランパー８のクランプ力は、各エアシリンダ４０の第２の部屋４６に 供給する圧縮空気６８の圧力によって容易に調整することができる。また、従来 のばね１４によるクランプ方式では、ばね１４のばね定数を大きくしてクランプ 力を大きくしようとすると、それに伴ってエアシリンダ２６の駆動トルクも大き くしなければならず、このような理由からクランパー８のクランプ力を大きくす るには制限があったが、この基板保持装置では、エアシリンダ４０の部屋４６ に供給する圧縮空気６８の圧力を大きくする、ピストン５０の直径を大きくす る、両者を併用する、という手段でクランパー８のクランプ力を簡単に大きく することができる。

【００３２】 なお、この実施例ではエアシリンダ４０をクランパー８の四隅に設けて、クラ ンパー８のクランプ力が基板４により均一にかかるようにしているが、クランパ ー８の形状によっては、またクランパー８の剛性を高める等すれば、エアシリン ダ４０を二つまたは三つで済ませることも可能である。

【００３３】 また、基板４の縁を支えるフック３２の数も、この実施例のように四つに限定 されるものではなく、任意の複数とすることができる。

【００３４】 また、上記例示ではいずれも、ベース６等を回転駆動軸２０によって回転させ ることができるようにしているが、そのようにするか否かは、この考案の本質に 影響するものではなく任意である。

【００３５】

【考案の効果】 以上のようにこの考案によれば、ベースの下部に複数の３位置形のエアシリン ダを設けて、これによってクランパーを昇降させると共に基板をクランプするよ うにしており、しかも各エアシリンダのロッドの先端部はクランパーに接続され ていて、クランパーの上昇のたびにロッドがクランパー等に当接するようなこと は起こらないので、当接部分の摩耗によるパーティクルの発生を防止することが できる。その結果、パーティクルが基板に付着して、基板処理の悪化、歩留り低 下等が起こるのを防止することができる。

【００３６】 また、クランパーのクランプ力は、各エアシリンダの第２の部屋に供給する圧 縮空気の圧力によって容易に調整することができる。その結果、基板に対するク ランプ力を最適なものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例に係る基板保持装置を示す
拡大部分断面図である。

【図２】図１の装置のベース周りの平面図である。

【図３】図１の装置における基板搬送時の状態を示す図
である。

【図４】図１の装置における基板保持時の状態を示す図
である。

【図５】従来の基板保持装置の一例を示す断面図であ
る。

【図６】図５の装置のベース周りの平面図である。

【図７】図５の装置における基板搬送時の状態を示す図
である。

【図８】図５の装置における基板保持時の状態を示す図
である。

【符号の説明】

４ 基板 ６ ベース ８ クランパー ３２ フック ３４ 穴 ４０ ３位置形のエアシリンダ ４２ シリンダ ４４ 第１の部屋 ４６ 第２の部屋 ４８，５０ ピストン ５２，５４ ロッド ５５ 圧縮ばね ６６，６８ 圧縮空気 ７０ ベローズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｌ 21/3065

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器内に設けられていて基板を支持
   するベースと、基板の周縁部をこのベースに対して押さ
   え付ける環状のクランパーと、このクランパーの下面に
   突き出して設けられていて基板の縁を下から支える複数
   のフックと、前記ベースに設けられていてこのフックが
   それぞれ入る複数の穴と、シリンダ内に第１および第２
   の部屋を有し、各部屋内に第１および第２のピストンを
   それぞれ有し、第２の部屋内の第２のピストンの背面部
   に圧縮ばねを有し、かつ第２のピストンに連結されてい
   てシリンダを貫通しているロッドの先端部が前記クラン
   パーに接続されていて、当該クランパーを３位置に昇降
   させる３位置形の複数のエアシリンダであって前記ベー
   スにそれぞれ取り付けられたものと、この各エアシリン
   ダの前記ロッドがシリンダを貫通する部分から空気が真
   空容器内へ漏れ出るのをそれぞれ防止する複数のベロー
   ズとを備えることを特徴とする基板保持装置。