KR20140046977A - 성막장치용 기판반송트레이, 및 외부개폐구동장치 - Google Patents

성막장치용 기판반송트레이, 및 외부개폐구동장치 Download PDF

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KR20140046977A
KR20140046977A KR1020130077707A KR20130077707A KR20140046977A KR 20140046977 A KR20140046977 A KR 20140046977A KR 1020130077707 A KR1020130077707 A KR 1020130077707A KR 20130077707 A KR20130077707 A KR 20130077707A KR 20140046977 A KR20140046977 A KR 20140046977A
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이츠시 이이오
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스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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Abstract

기판을 지지할 때에 기판에 작용하는 응력의 분산화를 도모하면서, 기판을 복수의 방향으로부터 지지하는 성막장치용 기판반송트레이를 제공한다.
기판의 판두께방향과 직교하여, 서로 교차하는 2방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 했을 경우에, 제1 방향에 대향하는 한 쌍의 변이 평행함과 함께, 제2 방향에 대향하는 한 쌍의 변이 평행인 트레이 본체(21)와, 변과 평행한 상태를 유지하면서 트레이 본체의 중앙측으로 이동 가능하며, 기판의 단면에 맞닿을 수 있는 기판지지부재(51)를 구비하는 구성으로 하여, 기판지지부재를, 각각의 변(31~33)에 장착한다.

Description

성막장치용 기판반송트레이, 및 외부개폐구동장치{Carrier tray for film forming apparatus, and outer switching drive device}
본 발명은, 성막장치용 기판반송트레이, 및 외부개폐구동장치에 관한 것이다.
예를 들면, 기판 등의 대상물에 성막을 행하는 성막장치에서는, 기판이 트레이에 지지되어 반송된다. 기판반송트레이로서, 기판의 둘레부에 접하여, 기판을 지지하는 프레임체와, 이 프레임체에 대하여 기판을 미동시켜, 기판을 프레임체의 소정 위치에 위치결정하는 위치결정수단을 구비하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 기재된 반송트레이는, 기판의 피성막면이 연직방향을 따르도록 지지하는 것이며, 기판의 자중에 의하여, 수평방향으로 기판을 미동시키는 L자 형상의 지지부재를, 위치결정수단으로서 구비하고 있다. 이 L자 형상의 지지부재는, 기판의 저변 및 측변에 각각 맞닿을 수 있도록 설치되어, 프레임체에 대하여 회동(回動)함으로써 기판의 위치를 조절하고 있다. 이 L자 형상의 지지부재는, 기판의 가로방향의 양단부에 대응하도록 설치되어 있다.
(특허문헌)
특허문헌 1: 일본공개특허공보 2010-103226호
최근, 태양전지, 및 액정표시패널 등의 대형화에 따라, 기판도 대형화되고 있다. 기판의 가로방향의 폭이 크고, 기판 사이즈에 편차가 발생하면, 상기의 L자 형상의 지지부재에서는, 2점 지지가 되어 버려, 응력이 집중하여 기판이 손상될 우려가 있다. 또, 상기의 L자 형상의 지지부재에서는, 성막처리 시에 기판이 가열되어 팽창하면, 기판이 2점에서 지지되어, 응력이 집중하여 기판이 손상될 우려가 있다.
상기의 L자 형상의 지지부재는, 기판의 자중에 의하여 기판을 미동시키기 위하여, 기판의 저변에 맞닿을 수 있도록 배치되어 있기 때문에, 기판의 상부측을 지지하는 경우에는 적용할 수 없었다. 이로 인하여, 기판의 지지방향에 따라, 복수의 지지방향에 있어서 기판을 지지하는 힘을 균일화하는 것이 곤란했다.
본 발명은, 기판을 지지할 때에 기판에 작용하는 응력의 분산화를 도모하면서, 기판을 복수의 방향으로부터 지지하는 성막장치용 기판반송트레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 성막장치용 기판반송트레이가 기판을 지지하지 않는 개방상태, 및 기판을 지지하는 폐쇄상태를 전환 가능한 외부개폐구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 성막장치에서 기판을 반송할 때에 기판을 지지 가능한 성막장치용 기판반송트레이로서, 지지되는 기판의 판두께방향과 직교하고, 서로 교차하는 2방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 하고, 제1 방향에 대향하는 한 쌍의 변이 평행함과 함께, 제2 방향에 대향하는 한 쌍의 변이 평행인 트레이 본체와, 변과 평행한 상태를 유지하면서 트레이 본체의 중앙측으로 이동 가능하며, 기판의 단면에 맞닿을 수 있는 기판지지부재를 구비하고, 기판지지부재는, 각각의 변에 장착되어 있는 성막장치용 기판반송트레이를 제공한다.
이 성막장치용 기판반송트레이는, 제1 방향에 대향하는 한 쌍의 변이 평행함과 함께, 제2 방향에 대향하는 한 쌍의 변이 평행인 트레이 본체를 구비하고, 트레이 본체의 변과 평행한 상태를 유지하면서 기판지지부재를 이동시켜, 기판의 단면에 기판지지부재를 맞닿게 하여, 기판을 지지할 수 있다. 이로써, 기판의 단면과 기판지지부재가 점접촉하는 것이 회피되므로, 기판을 지지할 때에 기판에 작용하는 응력을 분산시킬 수 있다. 또, 기판지지부재가, 트레이 본체의 각각의 변에 장착되어 있으므로, 제1 방향 및 제2 방향의 양측으로부터 기판을 지지할 수 있어, 기판을 지지할 때에 기판에 작용하는 응력을 분산시킬 수 있다. 또, 기판지지부재를, 복수의 방향으로부터 트레이 본체의 중앙으로 이동시켜 기판의 단면에 맞닿게 함으로써, 기판의 위치를 조정하여 기판을 지지할 수 있다. 이로 인하여, 트레이 본체에 대하여 기판이 정확하게 배치되어 있지 않은 상태이더라도, 기판을 위치결정하여 지지할 수 있다.
성막장치용 기판반송트레이는, 복수의 기판지지부재에 연결되어, 당해 기판지지부재를 트레이 본체의 변에 대하여 평행으로 이동시키는 링크기구를 구비하고 있어도 된다. 이로써, 복수의 기판지지부재를 연동시켜, 기판을 위치결정하여 지지할 수 있다. 링크기구에 의하여, 복수의 기판지지부재를 연동시킴으로써, 복수의 기판지지부재를 동시에 기판에 맞닿게 할 수 있어, 기판에 작용하는 응력을 분산시킬 수 있다.
링크기구는, 판두께방향으로 뻗어 있는 축 둘레로 요동 가능하며, 선단부에 기판지지부재가 연결된 링크부재를 구비하고, 기판의 하단면과 맞닿는 기판지지부재가 연결된 링크부재에서는, 당해 링크부재의 선단부가 가장 트레이 본체의 중앙측에 배치되는 상사점에서 링크부재를 정지 가능하며, 기판의 상단면과 맞닿는 기판지지부재가 연결된 링크부재에서는, 상사점보다 앞쪽의 위치에서 당해 링크부재를 정지시키도록, 기판지지부재를 기판의 상단면과 맞닿게 하고, 기판의 측단면과 맞닿는 기판지지부재가 연결된 링크부재에서는, 상사점보다 앞쪽의 위치에서 당해 링크부재를 정지시키도록, 기판지지부재를 기판의 측단면과 맞닿게 하는 구성이어도 된다. 이로써, 기판의 하단면에 맞닿는 기판지지부재를 가지는 링크기구는, 상사점에서 링크부재의 위치를 고정할 수 있어, 이 위치에서 기판을 지지함으로써, 기판에 과도한 응력이 작용하는 것을 방지할 수 있다. 또, 기판의 상단면 또는 측단면에 맞닿는 기판지지부재를 가지는 링크기구는, 상사점의 앞쪽에서 링크부재를 정지시키도록, 기판지지부재와 기판을 맞닿게 할 수 있으므로, 탄성력이 작용한 상태로, 기판의 상단면 및 측단면을 지지할 수 있다. 이로 인하여, 기판의 손상을 억제하면서 기판을 위치결정할 수 있다. 또, 항상 기판의 단면에 평행으로 맞닿는 기판지지부재가, 4변에 대응하는 링크기구에 각각 설치되어 있으므로, 기판에 작용하는 응력의 분산화를 도모할 수 있다.
트레이 본체는, 변을 가지는 기판지지프레임과, 기판지지프레임의 외측에 배치된 외프레임과, 기판지지프레임 및 외프레임의 사이에 배치되어, 기판지지프레임을 외프레임에 대하여 지지하는 탄성체를 구비하는 구성이어도 된다. 기판지지프레임을 탄성체에 의하여 지지할 수 있으므로, 기판에 작용하는 진동을 완화할 수 있다.
복수의 탄성체를 구비하고, 기판지지프레임의 저면측의 변에 대하여 배치된 탄성체의 강성은, 그 외의 변에 대하여 배치된 탄성체의 강성보다 높아도 된다. 이로써, 반송방향의 진동보다, 상하방향의 진동을 억제할 수 있다.
기판의 둘레를 파지하는 파지부를 구비하고, 당해 파지부는, 기판의 판두께방향에 대향하는 일방의 면에 맞닿을 수 있는 제1 지지부와, 기판의 판두께방향에 대향하는 타방의 면에 맞닿을 수 있는 제2 지지부를 가지고, 제2 지지부는, 트레이 본체에 요동 가능하게 지지되어 있는 구성이어도 된다. 이로써, 제2 지지부를 요동시켜 개폐할 수 있고, 제2 지지부를 개방상태로 하여, 기판의 장착, 분리를 행할 수 있다. 그리고, 제2 지지부를 폐쇄상태로 함으로써, 기판을 제1 지지부 및 제2 지지부에 의하여 파지할 수 있다.
제1 지지부 및 제2 지지부의 적어도 일방에는 자석이 설치되고, 당해 자석에 의한 자력에 의하여 제2 지지부가 제1 지지부에 접근하여, 파지부가 기판의 둘레를 파지하는 구성이어도 된다. 이로써, 자석을 이용하여 제1 지지부 및 제2 지지부를 접근시켜, 기판을 파지할 수 있다.
기판지지프레임과 외프레임과의 사이에 형성된 간극을, 판두께방향의 양측으로부터 덮는 한 쌍의 실드판이 설치되어 있는 구성이어도 된다. 이로써, 한 쌍의 실드판을 가이드로서 이용할 수 있어, 외프레임에 대한 기판지지프레임의 이동을 안내할 수 있다.
기판지지프레임에는, 한 쌍의 실드판 사이에서, 이동 가능한 회전롤러가 설치되어 있어도 된다. 이로써, 기판지지프레임에 설치된 회전롤러가 한 쌍의 실드판 사이에서, 원활히 이동하므로, 기판지지프레임의 움직임을 원활히 할 수 있어, 외프레임의 진동을 흡수하여 기판에 작용하는 응력을 억제할 수 있다.
본 발명은, 상기의 성막장치용 기판반송트레이에 결합 가능하며, 성막장치용 기판반송트레이의 기판지지부재를 구동하여, 기판을 지지하지 않는 개방상태, 및 기판을 지지하는 폐쇄상태를 전환 가능한 외부개폐구동장치를 제공한다.
이 외부개폐구동장치는, 성막장치용 기판반송트레이를 결합하여, 성막장치용 기판반송트레이의 기판지지부재를 구동함으로써, 성막장치용 기판반송트레이가 기판을 지지하지 않는 개방상태와, 기판을 지지하는 폐쇄상태로 전환할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판을 지지할 때에 기판에 작용하는 응력의 분산화를 도모하면서, 기판을 복수의 방향으로부터 지지하는 성막장치용 기판반송트레이를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 성막장치용 기판반송트레이가 기판을 지지하지 않는 개방상태, 및 기판을 지지하는 폐쇄상태를 전환 가능한 외부개폐구동장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 성막장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 챔버 내를 정면측으로부터 나타내는 단면도이다.
도 3은 성막챔버 내를 반송방향의 전방으로부터 나타내는 단면도이다.
도 4는 기판착탈장치를 반송방향의 전방으로부터 나타내는 우측면도이다.
도 5는 기판착탈장치의 배면도이다.
도 6은 기판착탈장치를 나타내는 우측면도이며, 트레이경전(傾轉)프레임이 수평상태에서 기판이 반입된 상태를 나타내는 도이다.
도 7은 반송트레이를 나타내는 배면도이다.
도 8은 반송트레이의 트레이 본체의 부분 정면확대도이다.
도 9는 도 8의 I-I선을 따르는 단면도이다.
도 10은 도 8의 II-II선을 따르는 단면도이다.
도 11은 도 8의 III-III선을 따르는 단면도이다.
도 12는 도 8의 IV-IV선을 따르는 단면도이다.
도 13은 기판 위치결정홀더(50)를 나타내는 확대도이다.
도 14는 개폐구동장치를 나타내는 배면도이다.
본 발명에 관한 성막장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 다만, "상", "하" 등의 방향을 나타내는 말은, 도면에 나타나는 상태에 근거하고 있으며, 편의적인 것이다. 또, 도 1~도 14에는, 설명을 용이하게 하기 위하여 XYZ 직교좌표계도 나타나 있다.
(성막장치)
도 1에 나타내는 성막장치(100)는, 기판(101)(예를 들면 유리기판)에 대하여 성막 등의 처리를 실시하기 위한 것이다. 성막장치(100)는, 예를 들면 RPD법(반응성 플라즈마증착법)에 의한 성막을 행하는 장치이다. 성막장치(100)는, 플라즈마를 생성하는 플라즈마건(증착원(140))을 구비하고, 생성된 플라즈마를 이용하여, 성막재료를 이온화하고, 성막재료의 입자를 기판(101)의 표면에 부착시킴으로써 성막을 행한다.
성막장치(100)는, 로드락챔버(121), 버퍼챔버(122), 성막챔버(성막실)(123), 버퍼챔버(124), 로드락챔버(125)를 구비하고 있다. 이들 챔버(121~125)는, 이 순서대로 나란히 배치되어 있다. 모든 챔버(121~125)가 진공용기로 구성되며, 챔버(121~125)의 출입구에는, 개폐게이트(131~136)가 설치되어 있다. 성막장치(100)는, 버퍼챔버(122, 124), 성막챔버(123)가 복수 나열되어 있는 구성이어도 된다. 또, 일련의 챔버에 의하여 구성되어 있는 성막장치이어도 된다.
각 진공챔버(121~125)에는, 내부를 적절한 압력으로 하기 위한 진공펌프(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 또, 각 진공챔버(121~125)에는, 챔버 내의 압력을 감시하기 위한 진공계(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 각 챔버(121~125)에는, 진공펌프에 접속된 진공배기관이 연통되고, 이 진공배기관에 진공계가 설치되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 성막장치(100)에는, 기판(101)을 지지하는 반송트레이(20)를 반송하기 위한 반송장치(10)가 설치되어 있다. 반송장치(10)는, 진공챔버(121~125) 내에서, 기판(101) 및 반송트레이(20)를 직립시킨 상태로 반송하는 장치이다(상세는 후술한다). 다만, 도 2 및 도 3에서는, 반송트레이(20)를 간략화하여 기재하고 있다.
(진공챔버)
다음으로, 도 1을 참조하여 각종 진공챔버(121~125)에 대하여 설명한다. 로드락챔버(121)는, 입구측에 설치된 개폐게이트(131)를 개방함으로써, 대기개방되어, 처리되는 기판(101), 및 이 기판(101)을 지지하는 반송트레이(20)가 도입되는 챔버이다. 로드락챔버(121)의 출구측은, 개폐게이트(132)를 통하여, 버퍼챔버(122)의 입구측에 접속되어 있다.
버퍼챔버(122)는, 입구측에 설치된 개폐게이트(132)를 개방함으로써, 로드락챔버(121)와 연통되어, 로드락챔버(121)를 통과한 기판(101)이 도입되는 압력조정용 챔버이다. 버퍼챔버(122)의 출구측은, 개폐게이트(133)를 통하여, 성막챔버(123)의 입구측에 접속되어 있다. 또, 버퍼챔버(122)에는, 기판(101)을 가열하기 위한 히터(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 이 히터는, 기판(101)의 성막면(성막 되는 면)을 가열하기 위하여, 성막면과 대향하여 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 기판(101)은 직립상태로 배치되어 있기 때문에, 성막면은, 상하방향을 따라 배치되어 있다. 버퍼챔버(122)에서는, 기판온도가 예를 들면 200℃ 정도가 되도록 가열한다. 버퍼챔버(122)는, 성막챔버(123)의 전단에 설치되어, 기판(101)을 가열하는 가열용 챔버로서 기능한다.
히터로서는, 예를 들면 램프히터를 사용할 수 있다. 램프히터는, 봉형상을 이루고, 상하방향(Z)으로 뻗어 있다. 램프히터는, 버퍼챔버(122) 내에 복수 개(예를 들면 12개) 설치되어, 반송방향(L(Y방향))으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 히터의 열은 기판(101)에 전열되어, 기판(101)이 가열된다.
성막챔버(123)는, 입구측에 설치된 개폐게이트(133)를 개방함으로써, 버퍼챔버(122)와 연통되고, 버퍼챔버(122)를 통과한 기판(101) 및 반송트레이(20)가 도입되어, 기판(101)에 박막층을 성막하는 처리챔버이다. 성막챔버(123)의 출구측은, 개폐게이트(134)를 통하여, 버퍼챔버(124)의 입구측에 접속되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 성막챔버(123)에는, 기판(101)에 성막재료(박막층)를 성막하기 위한 증착장치(140)가 설치되어 있다. 증착장치(140)는, 성막재료를 지지하는 메인 하스, 플라즈마빔을 메인 하스로 조사하는 플라즈마건 등으로 구성된다. 또, 성막챔버(123)에는, 기판(101)을 가열하기 위한 히터가 설치되어 있다. 이 히터는, 예를 들면 기판(101)의 배면(101f)(성막면(101e)과 반대측의 면)측으로부터 기판(101)을 가열하도록 설치되어 있다. 성막챔버(123)에서는, 기판온도가 예를 들면 200℃ 정도로 유지된다.
도 1에 나타내는 버퍼챔버(124)는, 입구측에 설치된 개폐게이트(134)를 개방함으로써, 성막챔버(123)와 연통되어, 성막챔버(123)에 의하여 성막된 기판(101) 및 이것을 유지하는 반송트레이(20)가 도입되는 압력조정용 챔버이다. 버퍼챔버(124)의 출구측은, 개폐게이트(135)를 통하여, 로드락챔버(125)의 입구측에 접속되어 있다. 또, 버퍼챔버(124)에는, 기판(101)을 냉각하기 위한 냉각판(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 이 냉각판은, 기판(101)의 성막면을 냉각하기 위하여, 기판(101)의 성막면에 대향하여 배치되어 있다. 기판(101)의 배면(101f)측으로부터, 기판(101)을 냉각하는 냉각판을 구비하는 구성이어도 된다. 버퍼챔버(124)에서는, 기판온도가 예를 들면 120℃ 정도가 되도록 냉각된다. 버퍼챔버(124)는, 성막챔버(123)의 후단에 설치되어, 기판(101)을 냉각하는 냉각용 챔버로서 기능한다. 다만, 버퍼챔버(124)에 냉각수단이 설치되어 있지 않은 구성이어도 된다. 진공챔버로부터 나온 후의 대기압 환경에 있어서, 기판(101)을 대기에 의하여 냉각(공냉)하는 구성이어도 된다.
냉각판은, 기판(101)을 냉각하는 냉각수단으로서 기능하는 것이다. 냉각판은, 예를 들면 구리판으로 형성되고, 판형을 이루며, 기판(101)과 대면하도록 배치되어 있다. 냉각판에는, 냉각수가 통수되는 냉각관(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 기판(101)의 열은, 냉각판(93)에 전열되고, 냉각판에 전달된 열이 냉각관에 전열되며, 냉각관은 관내를 흐르는 냉각수에 의하여 냉각된다. 이로써, 냉각판이 냉각되어 기판(101)이 냉각된다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 진공챔버(121~125)는, 상자형을 이루고, 천장판(151), 저판(152), 정면벽(153)(도 1 참조), 배면벽(154), 입측벽(155), 및 출측벽(156)을 구비하고 있다. 천장판(151) 및 저판(152)은, 상하방향(Z)에 대향하여 배치된 벽체이다. 입측벽(155) 및 출측벽(156)은, 반송방향(Y)에 대향하여 배치된 벽체이다. 입측벽(155)은, 기판(101) 및 반송트레이(20)가 진공챔버(121~125) 내에 반입되는 측인 입구측의 벽체이다. 출측벽(156)은, 기판(101) 및 반송트레이(20)가 진공챔버(121~125) 밖으로 반출되는 측인 출구측의 벽체이다. 정면벽(153) 및 배면벽(154)은, 기판(101)의 판두께방향(X)에 대향하여 배치된 벽체이다. 다만, 도 3에서는, 정면벽(153)의 도시를 생략하고 있다.
입측벽(155)에는, 반송트레이(20) 및 기판(101)을, 진공챔버(121~125) 내로 반입시키기 위한 입구(개구부)(155a)가 형성되어 있다. 출측벽(156)에는, 반송트레이(20) 및 기판(101)을, 진공챔버(121~125) 밖으로 반출시키기 위한 출구(개구부)(156a)가 형성되어 있다.
도 3에서는, 성막챔버(123)의 단면을 나타내고 있다. 성막챔버(123)는, 배면벽(154)의 적어도 일부가, 외방(기판(101)이 반송되는 반송경로로부터 멀어지는 방향으로)으로 돌출하도록 배치됨으로써, 오목부(154a)가 형성되어 있다. 이 오목부(154a)에는, 상기의 증착장치(140)가 배치되어 있다. 성막챔버(123)에서는, 플라즈마건에 의하여 플라즈마를 생성하고, 메인 하스에 지지된 성막재료를 가열하여 증발시킨다. 성막재료가 증발하여 이온화되어, 성막재료의 입자가 오목부(154a) 내에 확산된다. 오목부(154a) 내에 확산된 성막재료의 입자는, 기판(101)을 향하여 비행하여, 기판(101)의 표면(성막면(101e))에 부착된다.
천장판(151) 및 저판(152)은, 반송방향(Y)의 일방의 단부에 있어서, 입측벽(155)과 접합되고, 반송방향(Y)의 타방의 단부에 있어서, 출측벽(156)과 접합되어 있다. 정면벽(153) 및 배면벽(154)은, 반송방향(Y)의 일방의 단부에 있어서, 입측벽(155)과 접합되고, 반송방향(Y)의 타방의 단부에 있어서, 출측벽(156)과 접합되어 있다. 천장판(151) 및 저판(152)은, 정면측에서 정면벽(153)과 접합되고, 배면측에서 배면벽(154)과 접합되어 있다. 이들 벽체(151~156)는, 예를 들면 용접에 의하여 일체적으로 결합되어 있다. 다만, 성막챔버(123) 내의 메인터넌스를 행하기 위하여, 일부의 벽체(예를 들면, 정면벽(153))를 힌지 결합하여, 개폐 가능한 구성으로 해도 된다.
(반송장치)
다음으로, 기판(101)을 반송하는 반송장치(10)에 대하여 설명한다. 반송장치(10)는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판(101)의 하단측에 배치된 복수의 반송롤러(11)와, 기판(101)의 상단측에 배치된 복수의 종동롤러(가이드롤러)(12, 13)를 구비하고 있다.
복수의 반송롤러(11)는, 반송방향(Y)에 소정의 간격으로 배치되어 있다. 반송롤러(11)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, X방향으로 뻗어 있는 회전축(14)에 고정되어 있다. 회전축(14)은, 한 쌍의 베어링(19)에 의하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 한 쌍의 베어링(19)은, 저판(152)에 고정되어 있다.
회전축(14)은, 진공챔버(121~125)의 배면벽(154)에 형성된 개구부(154a)에 삽입관통되어 있다. 개구부(154a)에는, 회전축(14)을 회전 가능하게 지지하고 진공챔버(121~125) 내와 외부 환경과의 사이를 밀봉하는 축봉장치(15)가 설치되어 있다. 축봉장치(15)로서, 예를 들면 자성 유체베어링을 사용할 수 있다. 회전축(14)은, 배면벽(154)을 관통하여, 진공챔버(121~125)의 내부로부터 외부까지 뻗어 있다. 다만, 회전축(14)은, 일체물로서 구성되어 있는 것이어도 되고, 복수의 부재를 축선방향으로 연결함으로써 구성되어 있는 것이어도 된다.
진공챔버(121~125)의 외부에는, 회전축(14)을 회전구동하기 위한 구동원(예를 들면 전동모터)(16)이 설치되어 있다. 구동원(16)으로부터 출력된 구동력은, 벨트차(17) 및 무단(無端)벨트(18)를 가지는 동력전달기구에 의하여 복수의 회전축(14)에 전달된다. 회전축(14)의 진공챔버(121~125)의 외부에 배치된 단부에는, 복수의 벨트차(17)가 장착되어 있다. 반송방향(Y)에 인접하는 회전축(14)에 설치된 벨트차(17)에는, 무단벨트(18)가 걸쳐져 있다. 마찬가지로 구동원(16)의 출력축에는, 벨트차(17)가 장착되고, 출력축의 벨트차(17) 및 인접하는 회전축(14)에 장착된 벨트차(17)에는, 무단벨트(18)가 걸쳐져 있다. 이로써, 구동원(16)으로부터 출력된 구동력을 분배하여, 복수의 회전축(14)을 회전구동시킬 수 있다. 다만, 동력전달기구는, 벨트(18) 및 벨트차(17)를 구비하는 것에 한정되지 않고, 그 외의 동력전달기구이어도 된다. 예를 들면, 체인 및 스프로킷을 구비하는 것이어도 되고, 그 외의 동력전달축 등을 구비하는 것이어도 된다.
또, 반송롤러(11)는, 반송트레이(20)의 하단부 지지부(32)(레일부(26))의 양측을 사이에 두도록 배치된 한 쌍의 턱부를 가지는 구성이어도 된다. 이로써, 턱부가, 반송트레이(20)의 레일부(26)(상세는 후술한다)의 측면(X방향에 대향하는 면)에 맞닿아, 반송트레이(20)의 X방향의 위치를 규제한다.
종동롤러(12, 13)는, 반송방향(Y)으로 소정의 간격으로 배치되어 있다. 종동롤러(12, 13)는, Z방향으로 뻗어 있는 축 둘레로 회전 가능하게, 천장판(151)에 지지되어 있다. 종동롤러(12, 13)로서, 롤링베어링을 사용할 수 있다. 종동롤러(12, 13)는, 그 외의 회전체이어도 된다. 종동롤러(12, 13)는, 반송트레이(20)와의 접촉시의 회전을 충격 없이 원활히 행하기 위하여, 회전관성이 작은 것이 바람직하다. 종동롤러(12, 13)는, 반송트레이(20)의 후술하는 가이드홈(25)의 내벽에 맞닿을 수 있으며, 반송트레이(20)의 이동에 따라 회전한다.
(레이아웃)
반송장치(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 진공챔버(125)로부터 배출된 반송트레이를 반송(환송)하여, 진공챔버(121)로 다시 반입한다. 반송장치(10)는, 반송트레이(20)를 반복하여 사용할 수 있도록, 반송트레이(20)의 반송경로(L; L1~L4)가 평면에서 볼 때 직사각형의 주회궤도를 이루도록 형성되어 있다.
반송트레이(20)의 반송경로는, 도시하는 Y방향으로 뻗어 있는 제1 반송경로(L1)(제1 직선부)와, 제1 반송경로(L1)의 하류에서 도시하는 X방향으로 뻗어 있는 제2 반송경로(L2; 제3 직선부)와, 제2 반송경로(L2)의 하류에서 Y방향으로 뻗어 있고, 제1 반송경로(L1)와 반대방향으로 반송트레이(20)를 반송하는 제3 반송경로(L3; 제2 직선부)와, 제3 반송경로(L3)의 하류에서 X방향으로 뻗어 있고, 제2 반송경로(L2)와 반대방향으로 반송트레이(20)를 반송하는 제4 반송경로(L4; 제3 직선부)를 구비하고 있다. 제4 반송경로(L4)의 하류측은, 제1 반송경로(L1)의 상류측에 접속하고 있다.
제1 반송경로(L1), 제2 반송경로(L2), 제3 반송경로(L3), 및 제4 반송경로(L4)는, 평면에서 볼 때, 직선적으로 형성되어 있다. 제1 반송경로(L1) 및 제3 반송경로(L3)는, 평행으로 배치되고, 제2 반송경로(L2) 및 제4 반송경로(L4)는, 평행으로 배치되어 있다. 반송트레이(20)는, 제1 반송경로(L1), 제2 반송경로(L2), 제3 반송경로(L3), 및 제4 반송경로(L4)를 통과하여, 다시, 제1 반송경로(L1)로 진입한다. 상기의 진공챔버(121~125)는, 제1 반송경로(L1)를 구성하고 있다.
제1 반송경로(L1) 및 제3 반송경로(L3)에서는, 반송트레이(20)는, 판두께방향과 교차하는 방향(Y방향)으로 반송된다. 제2 반송경로(L2) 및 제4 반송경로(L4)에서는, 반송트레이(20)는, 판두께방향(X방향)으로 반송된다. 이로써, 각 반송경로의 접속점에 있어서, 반송트레이(20)는, 자세를 변경하지 않고 반송방향을 변경하므로, 장치 전체로서의 반송시간을 단축할 수 있다. 또, 반송트레이(20)의 자세를 변경하는 기구가 필요없게 되므로, 장치가 복잡화되는 것을 방지할 수 있다.
성막장치(100)는, 성막 전의 기판(101)을 수평상태로 반송하여, 주회궤도(L1~L4)의 외측으로부터 내측으로 통과시키는 제5 반송경로(L5)(기판반송기구)와, 성막 후의 기판(101)을 수평상태로 반송하여, 주회궤도(L1~L4)의 내측으로부터 외측으로 통과시키는 제6 반송경로(L6)를 구비하고 있다.
제5 반송경로(L5)는, 로드락챔버(121)의 상류측에서, 제1 반송경로(L1)를 가로지르도록 X방향으로 형성되어 있다. 제5 반송경로(L5)는, 주회궤도의 외측에서 X방향으로 기판(101)을 반송하는 기판 반입컨베이어(195), 후술하는 기판장착장치(160A)의 반송롤러(191, 192)에 의하여 구성되어 있다. 성막 전의 기판(101)은, 제5 반송경로(L5)를 통과하여, 제1 반송경로(L1)를 가로질러, 주회궤도의 외측으로부터 내측으로 반입되어, 성막장치(100)에 수용된다. 다만, 제5 반송경로(L5)는, 예를 들면, 제3 반송경로(L3), 제4 반송경로(L4) 등 그 외의 반송경로를 가로지르도록 형성되어 있어도 된다.
제6 반송경로(L6)는, 로드락챔버(125)의 하류측에서, 제1 반송경로(L1)를 가로지르도록 X방향으로 형성되어 있다. 제6 반송경로(L6)는, 제5 반송경로(L5)와는 반대방향으로 기판(101)을 반송한다. 제6 반송경로(L6)는, 주회궤도의 외측에서 X방향으로 기판을 반송하는 기판 반출컨베이어(196), 후술하는 기판이탈장치(160B)의 반송롤러(191, 192)에 의하여 구성되어 있다. 성막 후의 기판(101)은, 기판이탈장치(160B)에 의하여, 반송트레이(20)로부터 분리된 후, 제6 반송경로(L6)를 통과하여, 제1 반송경로(L1)를 가로질러, 주회궤도의 내측으로부터 외측으로 반송되어, 성막 후의 기판(101)이 회수된다. 회수된 기판(101)은, 성막장치(100) 밖으로 반출된다. 다만, 제6 반송경로(L6)는, 예를 들면, 제2 반송경로(L2), 제3 반송경로(L3) 등 그 외의 반송경로를 가로지르도록 형성되어 있어도 된다.
(기판착탈장치, 기판반송트레이 기복장치)
도 4는, 기판착탈장치(160)(기판장착장치(160A), 기판이탈장치(160B))를 반송방향의 전방으로부터 나타내는 우측면도이다. 기판장착장치(160A)(기판수용부)는, 기판(101)을 반송트레이(20)에 장착하는 장치이다. 기판이탈장치(160B)(기판회수부)는, 기판(101)을 반송트레이(20)로부터 분리하는 장치이다. 본 실시형태에서는, 기판장착장치(160A) 및 기판이탈장치(160B)는, 동일한 구성이다. 기판장착장치(160A) 및 기판이탈장치(160B)를 구별하지 않을 때는, 기판착탈장치(160)라고 적는다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판장착장치(160A)는, 로드락챔버(121)의 상류측에서, 제5 반송경로(L5)와 제1 반송경로(L1)와의 교차점을 형성하고 있다. 기판이탈장치(160B)는, 로드락챔버(125)의 하류측에서 제6 반송경로(L6)와 제1 반송경로(L1)와의 교차점을 형성하고 있다.
기판착탈장치(160)로서, 기판장착장치(160A)에 대하여 설명하지만, 기판이탈장치(160B)도 동일한 구성이다. 기판장착장치(160A)는 반송트레이(20)를 지지하는 트레이경전프레임(161)을 구비하고 있다. 기판장착장치(160A)는, 반송트레이(20)를 직립상태로 지지하는 제1 자세와, 반송트레이(20)를 수평상태로 지지하는 제2 자세로, 트레이경전프레임(161)의 자세를 전환 가능한 구성으로 되어 있다.
(트레이경전프레임)
도 5에 나타내는 바와 같이, 트레이경전프레임(161)은, 제1 자세에 있어서의 정면에서 볼 때(반송트레이(20)의 판두께방향으로부터 보아) 직사각형을 이루는 프레임체로서 구성되어 있다. 트레이경전프레임(161)은, 천장부(162), 저부(163), 입측 연결부재(164), 및 출측 연결부재(165)를 구비하고 있다. 이하, 제1 자세일 때의 위치 관계에 근거하여, 트레이경전프레임(161)을 설명한다.
천장부(162)는, 트레이경전프레임(161)의 상측의 부분을 형성하고 있다. 천장부(162)는, 예를 들면 봉형상을 이루도록 형성되어 있다. 천장부(162)의 판두께방향이 상하방향(Z)을 따르도록 배치되어 있다. 천장부(162)는, 반송트레이(20)의 반송방향(Y방향, L1)으로 뻗어 있다. 반송방향에 있어서, 천장부(162)는, 반송트레이(20)보다 길게 형성되어 있다. 천장부(162)는, 반송트레이(20)보다 상방에 배치되도록 형성되어 있다. 도 5에 있어서, 반송트레이(20)는, 2점 쇄선으로 도시되어 있다.
저부(163)는, 트레이경전프레임(161)의 하측의 부분을 형성하고 있다. 저부(163)는, 예를 들면 봉형상을 이루도록 형성되어 있다. 저부(163)는, 반송트레이(20)의 반송방향으로 뻗어 있다. 반송방향에 있어서, 저부(163)는, 반송트레이(20)보다 길게 형성되어 있다. 저부(163)는, 반송트레이(20)보다 하방에 배치되도록 형성되어 있다.
입측 연결부재(164)는, 트레이경전프레임(161)의 입측의 부분을 형성하고 있다. 입측이란, 반송트레이(20)의 반송방향의 상류측이며, 트레이경전프레임(161)에 있어서의 입구측이다. 입측 연결부재(164)는, 예를 들면 봉형상을 이루도록 형성되어 있다. 입측 연결부재(164)는, 상하방향(Z)으로 뻗어 있다. 상하방향(Z)에 있어서, 입측 연결부재(164)는, 반송트레이(20)보다 길게 형성되어 있다. 입측 연결부재(164)는, 상하방향(Z)에 있어서, 천장부(162) 및 저부(163)를 연결하고 있다. 입측 연결부재(164)는, 예를 들면 용접에 의하여, 천장부(162) 및 저부(163)와 접합되어 있다.
출측 연결부재(165)는, 트레이경전프레임(161)의 출측의 부분을 형성하고 있다. 출측이란, 반송트레이(20)의 반송방향의 하류측이며, 트레이경전프레임(161)에 있어서의 출구측이다. 출측 연결부재(165)는, 예를 들면 봉형상을 이루도록 형성되어 있다. 출측 연결부재(165)는, 상하방향(Z)으로 뻗어 있다. 상하방향(Z)에 있어서, 출측 연결부재(165)는, 반송트레이(20)보다 길게 형성되어 있다. 출측 연결부재(165)는, 상하방향에 있어서, 천장부(162) 및 저부(163)를 연결하고 있다. 출측 연결부재(165)는, 예를 들면 용접에 의하여, 천장부(162) 및 저부(163)와 접합되어 있다.
트레이경전프레임(161)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 반송트레이(20)의 반송경로(L)(주회궤도)의 내측에, 입측 연결부재(164) 및 출측 연결부재(165)가 배치되어 있다. 도 4에 있어서, 반송트레이(20)는, 반송경로(L) 상에 배치되어 있다. 천장부(162)는, 입측 연결부재(164) 및 출측 연결부재(165)의 상단에 접속되어, 반송경로(L)측으로 돌출되어 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 입측 연결부재(164) 및 출측 연결부재(165)에는, 하단에 접속되어, 반송경로(L)측으로 돌출되는 지지부재(166)가 각각 설치되어 있다. 지지부재(166)는, 저부(163)의 길이방향의 양단에 연결되어 있다. 저부(163)는, 지지부재(166)를 통하여, 입측 연결부재(164) 및 출측 연결부재(165)에 연결되어 있다.
기판장착장치(160A)는, 반송트레이(20)를 반송방향으로 반송하는 트레이반송기구(170; 10)를 구비하고 있다. 트레이반송기구(170)는, 트레이경전프레임(161)에 설치되어 있다. 트레이반송기구(170)는, 진공챔버 내에 설치된 반송장치(10)와 동일한 구성이다(단, 트레이반송기구(170)에는, 축봉장치(15)는 설치되어 있지 않다). 트레이반송기구(170)는, 반송트레이(20)를 반송하기 위한 복수의 반송롤러(171)를 가진다. 이들 반송롤러(171)는, 저부(163)에 설치되어 있다. 트레이반송기구(170)는, 반송트레이(20)의 상단부의 이동 방향을 구속 가능한 가이드롤러(172)를 가진다. 이들 가이드롤러(172)는, 천장부(162)에 설치되어 있다.
기판장착장치(160A)는, 트레이반송기구(170)에 의하여, 상하방향(Z)의 양측으로부터 반송트레이(20)를 지지하고 있다. 기판착탈장치(160)는, 후술하는 외부개폐구동장치(200)를 구비하고 있다. 기판장착장치(160A)에 지지된 반송트레이(20)는, 외부개폐구동장치(200)에 의하여, 트레이경전프레임(161)에 대하여 위치가 규제되고 있다. 외부개폐구동장치(200)를 작동시킴으로써, 반송트레이(20)와 트레이경전프레임(161)이 합체 가능하다. 기판장착장치(160A)에서는, 트레이경전프레임(161), 트레이반송기구(170), 및 외부개폐구동장치(200)에 의하여, 반송트레이(20)를 지지하는 지지부가 형성되어 있다.
기판장착장치(160A)는, 설치면(바닥면)에 재치되는 토대(167)를 구비하고 있다. 토대(167)는, 강도부재에 의하여 구성되며, 예를 들면 직사각형의 프레임체로서 형성되어 있다. 토대(167)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 반송방향으로부터 보았을 경우, 반송경로(L)측으로부터 주회궤도의 내측으로(도시의 좌측으로) 돌출하도록 배치되어 있다. 토대(167)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, X방향으로부터 보았을 경우, 트레이반송기구(170)의 하방에서, 반송경로(L)를 따르도록 뻗어 있다.
(경전구동기구)
기판장착장치(160A)는, 경전구동기구(180)를 구비하고, 트레이경전프레임(161)이 토대(167)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 경전구동기구(180)는, 반송트레이(20)를 직립상태로 지지 가능한 제1 자세(도 4 및 도 5 참조), 및 반송트레이(20)를 수평상태로 지지 가능한 제2 자세(도 6 참조)로, 트레이경전프레임(161)의 자세를 전환 가능한 구성으로 되어 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 경전구동기구(180)는, 반송방향으로 뻗어 있는 한 쌍의 회전축(181)을 구비하고 있다. 한 쌍의 회전축(181)은, 반송방향으로 이간하여, 트레이경전프레임(161)(입측 연결부재(164), 출측 연결부재(165))의 외측으로 돌출하도록 배치되어 있다. 한 쌍의 회전축(181)은, 상하방향(Z)에 있어서, 트레이경전프레임(161)의 하단측에 배치되어 있다.
한 쌍의 회전축(181)은, 베어링(182)에 의하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링(182)은, 회전축(181)의 길이방향의 중앙에 배치되어 있다. 베어링(182)에는, 베어링지지부재(183)에 의하여, 지지되어 있다. 베어링지지부재(183)는, 토대(167)로부터 상방으로 돌출하도록 형성되어 있다. 베어링지지부재(183)는, 반송방향의 양측에서, 한 쌍의 회전축(181)을 각각 지지하고 있다.
회전축(181)의 일방의 단부에는, 트레이경전프레임(161)이 연결되어 있다. 한 쌍의 회전축(181)은, 반송방향의 상류측에 배치된 제1 회전축(181A)과, 반송방향의 하류측에 배치된 제2 회전축(181B)을 가진다. 제2 회전축(181B)의 타방의 단부에는, 경동(傾動)구동암(184)이 고정되어 있다. 도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 경동구동암(184)은, 회전축(181B)으로부터 직경방향의 외측으로 돌출하도록 뻗어 있다. 경동구동암(184)의 선단에는, 전동실린더(185)(구동원)가 연결되어 있다. 전동실린더(185)의 기단부는, 토대(167)에 요동 가능하게 지지되어 있다. 전동실린더(185)를 작동시킴으로써, 경동구동암(184)을 구동시켜, 트레이경전프레임(161)을 회전축(181) 둘레로 회전시킨다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 회전축(181A)의 타방의 단부에는, 카운터밸런스(카운터토크 발생부)(186)가 설치되어 있다. 카운터밸런스(186)는, 제1 회전축(181A)의 타방의 단부에 고정된 카운터암(187)과, 카운터암(187)에 연결된 코일스프링(189)을 가진다.
카운터암(187)은, 제1 회전축(181A)으로부터 직경방향의 외측으로 돌출하도록 뻗어 있다. 코일스프링(189)의 일방의 단부는, 카운터암(187)의 선단에 연결되고, 코일스프링(189)의 타방의 단부는, 토대(167)에 연결되어 있다. 카운터암(187)은, 회전축(181)의 회전에 따라 회전한다. 코일스프링(189)은, 트레이경전프레임(161)이 수평상태일 때에 인장력을 작용시켜, 카운터암(187)을 통하여, 회전축(181)에 토크를 발생시킨다. 이 때의 토크는, 트레이경전프레임(161)을 수평상태로부터 직립상태로 자세 변화시키는 방향의 토크이다. 카운터밸런스(186)는, 트레이경전프레임(161)이 수평상태일 때에, 트레이경전프레임(161)의 자중에 의하여 발생하는 토크를 소거하는 방향의 토크를, 트레이경전프레임(161)에 작용시킨다.
도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 기판장착장치(160A)는, 수평상태의 기판(101)을 반송 가능한 복수의 반송롤러(191)(기판이재롤러)를 가진다. 반송롤러(191)는, 토대(167)에 지지되어, X방향으로 복수 배치되어 있다. 이들 반송롤러(191)는, 토대(167)에 대하여 승강 가능하게 설치되어 있다. 기판장착장치(160A)는, 반송롤러(191)를 상승시킴으로써, 인접하는 기판 반입컨베이어(195)에 대응하는 높이로 배치할 수 있다. 반송롤러(191)는, 기판(101)을 도시하는 X방향으로 반송한다.
기판장착장치(160A)는, 반송롤러(191)를 하강시킬 수 있다. 반송롤러(191)는, 기판 반입컨베이어(195)에 대응하는 높이로부터 하강하여, 수평상태의 반송트레이(20)보다 하방의 위치로 이동 가능하다. 반송롤러(191)를 상승 또는 하강시키는 승강기구로서는, 볼나사를 가지는 기구, 실린더를 가지는 기구 등을 들 수 있다. 반송롤러(191)를 회전 가능하게 지지하는 지지부재를, 승강 가능한 구성이면 된다.
트레이경전프레임(161)에는, 트레이경전프레임(161)이 수평상태(제2 자세)일 때에, 기판(101)을 반송 가능한 기판반송롤러(192)가 복수 설치되어 있다. 기판반송롤러(192)는, 트레이경전프레임(161)에 장착되어, 트레이경전프레임(161)의 자세 변화에 따라 이동한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 트레이경전프레임(161)이 제1 자세(직립상태)일 때에는, 기판반송롤러(192)는, 상하방향(Z)으로 나열된 상태로 배치되어 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 트레이경전프레임(161)이 제2 자세(수평상태)일 때에는, 기판반송롤러(192)는, 수평방향(X)으로 나열된 상태로 배치되어 있다. 기판반송롤러(192)는, 트레이경전프레임이 제2 자세일 때, 기판 반입컨베이어(195)(기판 반출컨베이어(196))에 대응한 높이 위치에 배치된다.
(반송트레이)
다음으로, 반송트레이(20)에 대하여 설명한다. 도 7에 나타내는 반송트레이(20)는, 본 실시형태의 성막장치(100)에 사용 가능한 것이다. 반송트레이(20)는, 기판(101)을 직립시킨 상태로 반송할 때에 기판(101)을 지지한다. 기판(101)을 직립시킨 상태란, 기판(101)의 판두께방향(X)이 수평방향이 되는 상태이다. 이 때, 기판(101)의 성막면은, 상하방향(Z)을 따라 배치된다. 다만, 기판(101)이 직립한 상태로부터 경사진 상태로, 기판(101)을 지지하는 구성이어도 된다. 기판(101)의 판두께방향(X)이 대략 수평인 방향이어도 되고, 수평방향으로부터 경사져 있어도 된다. 방향(X)은, 수직 방향(Z)과 직교하고, 또한, 기판(101)의 반송방향(Y)과 직교하는 방향이다.
반송트레이(20)는, 기판(101)의 단부를 지지하는 직사각형의 프레임체로서 형성되어 있다. 반송트레이(20)는, 반송방향(방향(Y), 제1 방향)에 대향하는 한 쌍의 변이 평행함과 함께, 상하방향(Z; 제2 방향)에 대향하는 한 쌍의 변이 평행인 트레이 본체(21)를 가진다.
트레이 본체(21)는, 예를 들면 2중의 프레임체로서 형성되며, 내측에 배치된 기판지지프레임(30)과, 기판지지프레임(30)의 외측에 배치된 외프레임(40)을 구비하고 있다. 도 8은, 반송트레이(20)의 일부를 확대하여 나타내고 있다. 기판지지프레임(30)과 외프레임(40)과의 사이에는, 간극(G)이 형성되어 있다. 간극(G)에는, 기판지지프레임(30)을 외프레임(40)에 대하여 지지하는 탄성지지체(22)가 배치되어 있다. 탄성지지체(22)로서, 압축스프링을 사용할 수 있다. 탄성지지체(22)로서, 판스프링 등을 사용해도 된다. 도 7 및 도 8에서는, 탄성지지체로서, 압축스프링을 사용했을 경우를 나타내고 있다.
(기판지지프레임)
도 7에 나타내는 바와 같이, 기판지지프레임(30)은, 기판(101)의 상단부(101a)를 지지하는 상단부 지지부(31)와, 기판(101)의 하단부(101b)를 지지하는 하단부 지지부(32)와, 기판(101)의 측단부(101c)를 지지하는 한 쌍의 측단부 지지부(33)를 구비하고 있다. 본 실시형태의 반송트레이(20)는, 1매의 기판(101)을 지지하도록 구성되어 있다. 반송트레이는, 기판(101)의 가장자리부의 전체둘레를 지지하는 것이어도 되고, 기판(101)의 가장자리부를 부분적으로 지지하는 것이어도 된다. 상단부 지지부(31), 하단부 지지부(32), 측단부 지지부(33)의 재질로서는, 예를 들면 스테인리스강을 이용할 수 있다.
상단부 지지부(31) 및 하단부 지지부(32)는, 상하방향(Z)에 대향하여 반송방향으로 뻗어 있다. 한 쌍의 측단부 지지부(33)는, 반송방향에 대향하여 상하방향(Z)으로 뻗어 있다. 상단부 지지부(31)는, 기판(101)의 상단부(101a)를 따르도록 배치되어 있다. 하단부 지지부(32)는, 기판(101)의 하단부(101b)를 따르도록 배치되어 있다. 하단부 지지부(32)는, 상단부 지지부(31)와, 상하방향(Z방향)에 대향하여 배치되어 있다. 한 쌍의 측단부 지지부(33)는, 기판(101)의 측단부(101c)를 따르도록 배치되어 있다. 한 쌍의 측단부 지지부(33)는, 상단부 지지부(31) 및 하단부 지지부(32)의 Y방향의 단부끼리를 연결하여, 직사각형의 프레임체를 형성하고 있다. 기판지지프레임(30)은, 일체 성형된 것이어도 되고, 별체의 것을 접속한 것이어도 된다.
(파지부)
기판지지프레임(30)에는, 기판(101)의 둘레를 파지하는 파지부(기판지지부)가 형성되어 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 기판지지프레임(30)에는, 트레이 본체(21)의 중앙측에(도 9에서는 상방으로) 돌출되는 지지판(21a)(턱부)이 형성되어 있다. 지지판(21a)은, 기판(101)의 둘레와 겹쳐지도록 형성되어 있다. 지지판(21a)은, 정면에서 볼 때, 기판(101)의 비성막면(이면)의 둘레와 대면하도록 형성되어 있다.
지지판(21a)은, 기판지지프레임(30)의 4변(상단부 지지부(31), 하단부 지지부(32), 및 한 쌍의 측단부 지지부(33))에 각각 형성되어 있다. 지지판(21a)은, 상단부 지지부(31) 및 하단부 지지부(32)에 있어서, Y방향을 따라 배치되어 있다. 지지판(21a)은, 한 쌍의 측단부 지지부(33)에 있어서, Z방향을 따라 배치되어 있다.
지지판(21a)의 기판(101)과 대향하는 면에는, 기판(101)의 이면(101f)(비성막면)과 맞닿는 기판받침대(21b)가 설치되어 있다. 기판받침대(21b)는, X방향으로부터 보아, 예를 들면 원형으로 형성되어 있다. 기판받침대(21b)는, 기판(101)보다 부드러운 재질에 의하여 구성되어 있으면 기판(101)의 손상을 억제할 수 있다. 기판받침대(21b)는, 예를 들면 수지에 의하여 형성되어 있다. 기판받침대(21b)는, 지지판(21a)의 길이방향에 있어서 복수 설치되어 있다. 지지판(21a) 및 기판받침대(21b)는, 기판(101)의 일방의 면(101f)(이면)에 맞닿을 수 있는 제1 지지부를 구성한다.
(개폐식 실드판)
도 11에 나타내는 바와 같이, 반송트레이(20)는, 기판지지프레임(30)의 성막면측을 덮는 개폐식 실드판(21c)을 구비하고 있다. 개폐식 실드판(21c)은, 기판지지프레임(30)에 요동 가능하게 지지되어 있다. 기판지지프레임(30)의 성막면측의 표면에는, 회전축(21d)이 설치되어 있다. 개폐식 실드판(21c)은, 회전축(21d)을 통하여, 기판지지프레임(30)에 지지되어 있다. 회전축(21d)은, 상단부 지지부(31) 및 하단부 지지부(32)에 있어서, Y방향으로 뻗어 있고, 한 쌍의 측단부 지지부(33)에 있어서, Z방향으로 뻗어 있다. 개폐식 실드판(21c)은, 회전축(21d) 둘레로 요동 가능한 구성으로 되어 있다. 개폐식 실드판(21c)의 선단측이, 지지판(21a)에 대하여 접근, 이간한다.
개폐식 실드판(21c)이 폐쇄된 상태(도 11에 있어서 실선으로 도시)에 있어서, 개폐식 실드판(21c)의 선단측이 지지판(21a)에 접근하여, 개폐식 실드판(21c)과 기판지지프레임(30)이 평행으로 배치된다. 개폐식 실드판(21c)이 개방된 상태(도 11에 있어서 가상선으로 도시)에 있어서, 개폐식 실드판(21c)의 선단이 지지판(21a)과 이간하여, 개폐식 실드판(21c)은 기판지지프레임(30)에 대하여 경사진 상태가 된다.
개폐식 실드판(21c)의 선단의 기판(101)과 대향하는 면에는, 기판(101)의 표면(성막면)과 맞닿는 기판받침대(21e)가 설치되어 있다. 기판받침대(21e)는, X방향으로부터 보아, 예를 들면 원형으로 형성되어 있다. 기판받침대(21b)는, 기판(101)보다 부드러운 재질에 의하여 구성되어 있으면 기판(101)의 손상을 억제할 수 있다. 기판받침대(21e)는, 예를 들면 수지에 의하여 형성되어 있다. 기판받침대(21e)는, 개폐식 실드판(21c)의 길이방향에 있어서 복수 설치되어 있다. 개폐식 실드판(21c) 및 기판받침대(21e)는, 기판(101)의 타방의 면(101e)(표면)에 맞닿을 수 있는 제2 지지부를 구성한다.
개폐식 실드판(21c)은, 예를 들면, 자석에 의하여 흡인 가능한 자성체에 의하여 구성되어 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 기판지지프레임(30)의 개폐식 실드판(21c)과 대향하는 표면에는, 자석(21f)이 설치되어 있다. 자석(21f)은, 개폐식 실드판(21c)이 폐쇄된 상태에 있어서, 개폐식 실드판(21c)을 흡착한다. 다만, 개폐식 실드판(21c)이 자석에 의하여 구성되어, 기판지지프레임(30)에 흡착함으로써, 개폐식 실드판(21c)이 폐쇄되어도 된다. 개폐식 실드판(21c) 및 기판지지프레임(30)의 양방이 자석에 의하여 구성되어 있어도 된다. 또, 그 외의 구성에 의하여, 개폐식 실드판(21c)이 폐쇄되어, 개폐식 실드판(21c)의 이동이 구속되어도 된다.
개폐식 실드판(21c)은, 압출봉(21g)에 의하여 압출되어 개방된 상태가 된다. 기판지지프레임(30)에는, 판두께방향으로 관통하는 개구부(34)가 형성되어 있다. 압출봉(21g)은, 예를 들면, 외부개폐구동장치(200)에 설치되어 있다. 압출봉(21g)은, 기판지지프레임(30)의 개구부(34)를 통과하여, 개폐식 실드판(21c)을 압압하여, 개폐식 실드판(21c)을 개방상태로 한다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 기판지지프레임(30)에는, 한 쌍의 실드판(45, 46) 사이에서, 이동 가능한 회전롤러(35)가 설치되어 있다. 회전롤러(35)는, Y방향으로 뻗어 있는 회전축 둘레로 회전 가능하게 설치되어 있다. 회전롤러(35)는, 기판지지프레임(30)의 외프레임(40)과 대향하는 단면에 설치되어, 한 쌍의 실드판(45, 46) 사이에 배치되어 있다. 기판지지프레임(30)의 상하이동에 따라 실드판(45, 46)에 접하면, 회전롤러(35)가 회전한다. 회전롤러(35)는, 기판지지프레임(30)의 모든 단면(4변)에 설치되어 있어도 되고, 일부의 단면에 설치되어 있어도 된다. 기판지지프레임(30)은, 회전롤러(35)를 구비하지 않은 구성이어도 된다. 기판지지프레임(30)이, 회전롤러(35)를 구비하고 있으면, 기판지지프레임(30)이 외프레임(40)에 대하여, 상하방향으로 변위할 때의 움직임을 원활히 할 수 있다. 이로써, 외프레임(40)의 진동을 흡수하여 기판(101)에 작용하는 응력을 완화시킬 수 있다.
(외프레임)
도 7에 나타내는 바와 같이, 외프레임(40)은, 기판지지프레임(30)의 외주측에서, 기판지지프레임(30)을 둘러싸도록 형성된 직사각형의 프레임체이다. 외프레임(40)은, 상부재(41), 하부재(42), 및 한 쌍의 측부재(43)를 가진다. 상부재(41), 하부재(42), 및 한 쌍의 측부재(43)는, 봉형상으로 형성되어, 판두께방향이 X방향이 되도록 배치되어 있다. 외프레임(40)의 판두께는, 기판지지프레임(30)의 판두께보다 조금 두껍게 되어 있다.
상부재(41)는, 기판지지프레임(30)의 상단부 지지부(31)를 따라 배치되어 있다. 상부재(41)의 천장면(상단면)(24)에는, 반송트레이(20)의 반송방향(Y방향)을 규제하기 위한 가이드홈(25)이 형성되어 있다. 가이드홈(25)은, 후술하는 종동롤러(12, 13)(가이드롤러)가 진입 가능한 구성으로 되어 있다. 가이드홈(25)은, Y방향에 있어서, 천장면(24)의 전체길이에 걸쳐 형성되어 있다. 가이드홈(25)은, 하방으로 오목하도록 형성되어 있다. 가이드홈(25)은, 예를 들면, 천장면(24)을 절삭함으로써 형성되어 있어도 되고, 복수의 부재를 장착함으로써 형성되어 있어도 된다.
하부재(42)는, 기판지지프레임(30)의 하단부 지지부(32)를 따라 배치되어 있다. 하부재(42)는, 상부재(41)와, 상하방향(Z방향)으로 대향하여 배치되어 있다. 하부재(42)의 저면에는, 반송방향으로 뻗어 있고, 반송롤러(11)의 둘레면에 맞닿을 수 있는 레일부(26)가 설치되어 있다. 레일부(26)는, 반송트레이(20)의 반송방향(L)의 전체길이에 걸쳐 직선적으로 형성되어 있다. 반송트레이(20)에는, 레일부(26)가 설치되어 있으므로, 반송트레이(20)의 반송을 안정화시킬 수 있다. 레일부(26)의 재질로서는, 예를 들면 스테인리스강을 이용할 수 있다.
측부재(43)는, 기판지지프레임(30)의 측단부 지지부(33)를 따라 배치되어 있다. 한 쌍의 측부재(43)는, 상부재(41) 및 하부재(42)의 Y방향의 단부끼리를 연결하여, 직사각형의 프레임체를 형성하고 있다. 상부재(41), 하부재(42), 및 측부재(43)는, 일체 성형된 것이어도 되고, 별체의 것을 접속한 것이어도 된다.
(실드판)
도 9는, 하부재(42) 및 하단부 지지부(32)의 Y방향으로 교차하는 단면을 나타내고 있지만, 상부재(41) 및 상단부 지지부(31), 및, 측부재(43) 및 측단부 지지부(33)도 동일한 구성이다. 반송트레이(20)에는, 기판지지프레임(30)과 외프레임(40)과의 사이의 간극(G)을 X방향의 양측으로부터 덮는 한 쌍의 실드판(45, 46)이 설치되어 있다. 도 7 및 도 8에서는, 실드판(45)의 도시를 생략하고 있다.
실드판(45)은, 외프레임(40)의 성막면측의 표면의 전체면을 덮도록 형성되어 있다. 실드판(45)은, 상부재(41), 하부재(42), 및 측부재(43)에 각각 고정되어 있다. 실드판(45)은, 교체 가능하도록 예를 들면 볼트(47)에 의하여 고정되어 있다.
간극(G)은, 실드판(45)에 의하여 성막면측으로부터 덮여 있다. 실드판(45)은, 기판지지프레임(30)의 외측(외프레임측)의 단부(성막면측)를 덮는 위치까지 형성되어 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 실드판(45)은, 하부재(42) 및 간극(G)을 덮음과 함께, 하단부 지지부(32)의 하단부의 일부를 덮고 있다.
실드판(46)은, 외프레임(40)의 비성막면측의 표면의 일부(기판지지프레임(30)측)를 덮도록 형성되어 있다. 실드판(46)은, 상부재(41), 하부재(42), 및 측부재(43)에 각각 고정되어 있다. 실드판(46)은, 교체 가능하도록 예를 들면 볼트에 의하여 고정되어 있다.
간극(G)은, 실드판(46)에 의하여 비성막면측으로부터 덮여 있다. 실드판(46)은, 기판지지프레임(30)의 외측(외프레임측)의 단부(비성막면측)를 덮는 위치까지 형성되어 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 실드판(46)은, 하부재(42)의 일부 및 간극(G)을 덮음과 함께, 하단부 지지부(32)의 하단부의 일부를 덮고 있다.
한 쌍의 실드판(45, 46)은, 외프레임(40)에 고정되어, 기판지지프레임(30)측으로 돌출하도록 형성되어 있다. 기판지지프레임(30)은, 한 쌍의 실드판(45, 46)에 의하여, 판두께방향(X)의 움직임이 구속되고 있다. 마찬가지로, 간극(G)에 배치된 탄성지지체(22)는, 한 쌍의 실드판(45, 46)에 의하여, 판두께방향(X)의 움직임이 구속되고 있다.
(기판 위치결정홀더)
반송트레이(20)는, 기판(101)의 위치결정을 행하는 복수의 기판 위치결정홀더(50)를 구비하고 있다. 기판 위치결정홀더(50)는, 상단부 지지부(31), 하단부 지지부(32), 및 한 쌍의 측단부 지지부(33)에 각각 설치되어 있다. 기판 위치결정홀더(50)는, 트레이 본체(21)의 4변에 모두 설치되어 있다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 기판 위치결정홀더(50)는, 기판(101)의 단면(하단면(101b))에 맞닿을 수 있는 기판지지부재(51)를 가진다. 기판지지부재(51)는, 기판(101)의 단면과 평행한 상태를 유지하면서 트레이 본체(21)의 중앙측으로(도 13에서는 상방으로) 이동 가능하도록 구성되어 있다. 기판 위치결정홀더(50)는, 복수의 기판지지부재(51)를 연동시키는 링크기구(52)를 구비하고 있다.
링크기구(52)는, 트레이 본체(21)의 판두께방향(X)으로 뻗어 있는 홀더개폐축(53)(도 10 참조)과, 기단부가 홀더개폐축(53)에 연결된 링크부재(54)와, 링크부재(54)에 연동함과 함께, 복수의 기판지지부재(51)를 연결하는 연결바(55)를 구비하고 있다. 링크기구(52)는, 복수의 개폐축(53)을 가진다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 홀더개폐축(53)은, 기판지지프레임(30)을 관통하고 있다. 홀더개폐축(53)은, 베어링(56)에 의하여 축 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있다. 홀더개폐축(53)의 정면측(비성막면측, 도 10에 있어서의 좌측)의 단부 (53a)는, 반송트레이(20)의 정면측으로 돌출되어 있다. 홀더개폐축(53)의 정면측의 단부(53a)에, 외부개폐구동장치(200)가 연결되어 회전구동력이 전달된다.
홀더개폐축(53)의 배면측의 단부(53b)는, 반송트레이(20)의 배면측으로 돌출되어 있다. 본 실시형태에서는, 하나의 링크기구(52)에 대하여, 3개의 홀더개폐축(53)이 설치되어 있다. 복수의 홀더개폐축(53)의 배면측의 단부(53b)에는, 링크부재(54)가 각각 연결되어 있다. 링크부재(54)는, 홀더개폐축(53)의 직경방향으로 돌출하도록 뻗어 있다. 링크부재(54)는, 홀더개폐축(53)의 회전에 따라 회전한다.
링크부재(54)의 선단부는, X방향으로 뻗어 있는 핀(57)을 통하여, 연결바(55)에 연결되어 있다. 연결바(55)는, 복수의 링크부재(54)에 의하여 지지되어 있다. 복수의 링크부재(54)는, 서로 평행이 되도록 배치되어 있다. 연결바(55)는, 복수의 링크부재(54)에 연동하여, 링크부재(54)의 선단부의 위치에 따라, 기판(101)의 단면과의 평행을 유지하면서 이동한다.
(회동스토퍼)
기판 위치결정홀더(50)는, 설치되는 위치(상단부 지지부(31), 하단부 지지부(32), 또는 측단부 지지부(33))에 따라, 상이한 구성이어도 된다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 기판 위치결정홀더(50)는, 연결바(55)의 정지위치를 규제하는 회동스토퍼(58)를 구비하고 있다. 하단부 지지부(32)에 설치된 기판 위치결정홀더(50)의 회동스토퍼(58)는, 예를 들면 링크부재(54)가 상사점이 되는 위치에서, 연결바(55)의 위치를 규제하여, 링크부재(54), 회동스토퍼(58), 및 기판지지부재(51)의 정지위치를 규제한다. 연결바(55)는, 회동스토퍼(58)에 맞닿아 그 움직임을 정지시킨다.
상단부 지지부(31)(도시 상측) 또는 측단부 지지부(33)(도시 좌측 및 우측)에 설치된 기판 위치결정홀더(50)의 회동스토퍼(58)는, 예를 들면 링크부재(54)가 상사점을 통과한 후에, 연결바(55)의 위치를 규제하여, 링크부재(54), 회동스토퍼(58), 및 기판지지부재(51)의 정지위치를 규제한다. 구체적으로는, 링크부재(54)가 상사점이 되는 위치보다 앞쪽에서, 기판지지부재(51)와 기판(101)을 맞닿게 함으로써, 링크부재(54)가 상사점이 되는 위치보다 앞쪽에서 정지한다. 기판(101)을 고정할 때에, 상측, 좌측, 및 우측의 링크부재(54)는, 회동스토퍼(58)에 접촉하고 있지 않다. 이로써, 탄성력이 작용한 상태로, 기판(101)의 상단면, 좌측 단면, 및 우측 단면을 지지하기 때문에, 기판(101)의 손상을 억제하면서 기판을 위치결정하는 것이 가능해진다. 다만, 하측의 링크부재(54)만 회동스토퍼(58)에 접촉시켜 상사점에서 정지시키는 것은, 하측의 링크부재(54)에는 기판(101)의 중량이 작용하기 때문이다.
(부세기구)
기판 위치결정홀더(50)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 연결바(55)를 부세하는 부세기구(61)를 구비하고 있다. 부세기구(61)는, 연결바(55)와 기판지지프레임(30)을 연결하는 인장코일스프링(62)을 가진다. 연결바(55)에는, 외프레임(40)측으로 돌출되는 돌출부(55a)가 형성되어 있다. 인장코일스프링(62)의 일단측은, 돌출부(55a)에 연결되고, 인장코일스프링(62)의 타단측은, 기판지지프레임(30)(상단부 지지부(31), 하단부 지지부(32), 한 쌍의 측단부 지지부(33))에 연결되어 있다. 연결바(55)는, 인장코일스프링(62)의 인장력에 의하여 부세되어, 기판지지부재(51)가 기판(101)측으로 이동한다. 연결바(55)는, 인장코일스프링(62)에 의하여 부세되어, 회동스토퍼(58)에 맞닿아 정지한다.
(외부개폐구동장치)
도 14는, 외부개폐구동장치(200)를 나타내는 배면도이다. 도 14에서는, 반송트레이(20)를 2점 쇄선으로 도시하고, 외부개폐구동장치(200)를 반송트레이(20)와 대면하는 측으로부터 나타내고 있다. 외부개폐구동장치(200)는, 기판착탈장치(160)에 설치되어, 반송트레이(20)의 기판 위치결정홀더(50)를 구동한다.
외부개폐구동장치(200)는, 구동원이 되는 에어실린더(201)와, 에어실린더(201)에 의하여 회전구동되는 홀더개폐 톱니부착풀리(202)와, 홀더개폐기어(202)의 회전에 연동하는 톱니부착벨트(203)와, 톱니부착벨트(203)의 이동에 따라 회전하는 홀더개폐 톱니부착풀리(204)와, 홀더개폐기어(202, 204)에 인접하여 설치된 아이들러풀리(205)(종동차)를 구비하고 있다. 외부개폐구동장치(200)는, 예를 들면 직사각형의 프레임체(210)를 구비하며, 에어실린더(201), 홀더개폐기어(202, 204), 및 아이들러풀리(205)는, 프레임체(210)에 지지되어 있다.
홀더개폐기어(202)는, 에어실린더(201)에 의하여 구동되어, X방향으로 뻗어 있는 회전축 둘레로 회전한다. 홀더개폐기어(202)의 회전축은, 기판 위치결정홀더(50)의 홀더개폐축(53)과 연결 가능한 구조로 되어 있다. 홀더개폐기어(202)의 반송트레이(20)측의 단부에는, 홀더개폐축(53)의 단부(53a)(도 10 참조)가 삽입되는 오목부(구동구멍)가 형성되어 있다.
톱니부착벨트(203)(무단벨트)는, 홀더개폐기어(202, 204), 아이들러풀리(205)에 걸쳐져 있다. 홀더개폐기어(202)의 회전구동력이, 톱니부착벨트(203)에 의하여 전달되어, 홀더개폐기어(204), 및 아이들러풀리(205)가 X방향으로 뻗어 있는 회전축 둘레로 회전한다. 홀더개폐기어(204)의 회전축은, 기판 위치결정홀더(50)의 홀더개폐축(53)과 연결 가능한 구조로 되어 있다. 홀더개폐기어(202)의 반송트레이(20)측의 단부에는, 홀더개폐축(53)의 단부(53a)가 삽입되는 오목부가 형성되어 있다.
아이들러풀리(205)는, 홀더개폐기어(202, 204)의 근방에 배치되어, 톱니부착벨트(203)를 홀더개폐축(53)으로 압압한다. 이로써, 톱니부착벨트(203)를 홀더개폐기어(202, 204)에 확실히 맞물리게 할 수 있다.
외부개폐구동장치(200)는, 프레임체(210)를 X방향으로 구동함으로써, 반송트레이(20)에 대하여 접근, 이간시킨다. 프레임체(210)를 구동하는 기구로서는, 예를 들면, 볼나사를 가지는 기구를 들 수 있다. 그 외의 실린더, 구동 모터, 가이드 부재 등을 구비하는 구동기구이어도 된다. 외부개폐구동장치(200)는, 프레임체(210)를 반송트레이(20)에 접근시켜, 홀더개폐기어(202, 204)와, 기판 위치결정홀더(50)의 홀더개폐축(53)을 연결한다. 이로써, 외부개폐구동장치(200)에 의한 구동력이 홀더개폐축(53)에 전달되어, 기판 위치결정홀더(50)를 개폐할 수 있다.
외부개폐구동장치(200)는, 프레임체(210)를 반송트레이(20)로부터 이간시켜, 홀더개폐기어(202, 204)와, 홀더개폐축(53)과의 접속을 해제할 수 있다.
(동작·작용)
다음으로, 본 실시형태의 성막장치(100)의 작용에 대하여 설명한다. 먼저, 기판(101)은, 수평상태로 반송되어, 성막장치(100)에 반입된다. 기판(101)은, 기판 반입컨베이어(195)에 의하여, 반송되어, 주회궤도(반송경로(L))의 외측으로부터 내측으로 반송된다.
성막장치(100)는, 반송트레이(20)의 주회궤도의 내측에서, 수평상태의 반송트레이(20) 상에 기판(101)을 재치한다. 기판(101)은 반송트레이(20)에 지지된다. 성막장치(100)는, 반송트레이(20) 및 기판(101)을 회전시켜, 수평상태로부터 직립시킨 상태로 반송트레이(20) 및 기판(101)의 자세를 변화시킨다. 이 성막장치(100)에서는, 반송트레이(20)의 주회궤도의 내측에 기판(101)을 수용할 수 있으므로, 주회궤도의 내측의 스페이스를 이용할 수 있다. 이로써, 성막장치 전체로서의 공간절약화를 도모할 수 있다.
성막장치(100)의 기판착탈장치(160)는, 반송트레이(20)를 지지하는 트레이경전프레임(161)의 자세를 직립상태(제1 자세)로부터 수평상태(제2 자세)로 전환할 수 있다. 기판착탈장치(160)는, 트레이경전프레임(161)이 제2 자세일 때에, 수평상태로 반송되어 온 기판(101)을, 반송트레이(20)에 재치한다. 기판착탈장치(160)는, 트레이경전프레임(161)을 경전시켜 제2 자세로부터 제1 자세로 변경함으로써, 반송트레이(20) 및 이 반송트레이(20)에 지지된 기판(101)을 직립시킬 수 있다.
수평상태의 기판(101)이 수평상태의 반송트레이(20)에 재치된 후, 외부개폐구동장치(200)는, 기판 위치결정홀더(50)를 구동한다. 기판 위치결정홀더(50)는, 트레이 본체(21)의 변(상단부 지지부(31), 하단부 지지부(32), 및 측단부 지지부(33))과 평행한 상태를 유지하면서, 기판지지부재(51)를 기판(101)에 접근시킨다. 이로써, 기판지지부재(51)는, 기판(101)의 단면과 평행한 상태를 유지하면서, 기판(101)의 단면에 맞닿는다. 이로 인하여, 기판(101)의 단면과 기판지지부재(51)가 점접촉하는 것이 회피되어, 기판(101)을 지지할 때에 기판(101)에 작용하는 응력을 분산시킬 수 있다.
또, 반송트레이(20)에서는, 기판지지부재(51)가, 트레이 본체(21)의 각각의 변에 장착되어 있으므로, Z방향 및 Y방향의 양측으로부터 지지할 수 있어, 기판(101)을 지지할 때에 기판(101)에 작용하는 응력을 분산시킬 수 있다. 또, 기판지지부재(51)를, 복수의 방향으로부터 트레이 본체(21)의 중앙으로 이동시켜 기판(101)의 단면에 맞닿게 함으로써, 기판(101)의 위치를 조정하여 기판(101)을 지지할 수 있다. 이로 인하여, 트레이 본체(21)에 대하여 기판이 정확하게 배치되어 있지 않은 상태이더라도, 기판을 위치결정하여 지지할 수 있다.
반송트레이(20)는, 링크기구(52)를 구비하고, 복수의 기판지지부재(51)를 연동시켜, 기판(101)을 위치결정하여 지지할 수 있으므로, 복수의 기판지지부재(51)를 동시에 기판(101)의 각 단면에 맞닿게 할 수 있다. 이로써, 기판(101)에 작용하는 응력을 분산시킬 수 있다.
기판(101)의 하단면에 맞닿는 기판지지부재(51)를 가지는 링크기구(52)는, 상사점에서 링크부재(54)의 위치를 고정할 수 있어, 이 위치에서 기판(101)을 지지할 수 있으므로, 기판(101)에 과도한 응력이 작용하는 것이 방지되고 있다. 기판(101)의 상단면 또는 측단면에 맞닿는 기판지지부재(51)를 가지는 링크기구(52)는, 상사점의 앞쪽에서 링크부재(54)를 정지시키도록, 기판지지부재(51)와 기판(101)을 맞닿게 할 수 있으므로, 탄성력이 작용한 상태로, 기판(101)의 상단면 및 측단면을 지지할 수 있다. 이로 인하여, 기판(101)의 손상을 억제하면서 기판(101)을 위치결정할 수 있다. 또, 항상 기판(101)의 단면에 평행으로 맞닿는 기판지지부재(51)가, 4변에 대응하는 링크기구(52)에 각각 설치되어 있으므로, 기판(101)에 작용하는 응력의 분산화를 도모할 수 있다.
반송트레이(20)는, 기판지지프레임(30)이 탄성지지체(22)에 의하여 외프레임(40)에 대하여 지지되고 있으므로, 기판(101)에 작용하는 진동을 완화할 수 있다. 다만, 기판지지프레임(30)의 저면측의 변에 대하여 배치된 탄성지지체(22)의 강성은, 그 외의 변에 대하여 배치된 탄성지지체(22)의 강성보다 높아도 된다. 이로써, 반송방향(L)의 진동보다, 상하방향(Z)의 진동을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명을 그 실시형태에 근거하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 성막장치는, 이온플레이팅법에 한정되지 않고, 그 외의 성막법(예를 들면 스퍼터링법 등)을 적용해도 된다.
본 발명의 성막장치 및 성막장치용 트레이는, 기판을 직립시켜 반송하는 것에 한정되지 않고, 기판을 경사시켜 반송하는 것이어도 된다. 예를 들면, 상기의 성막장치 및 반송트레이를 경사시킴으로써, 경사진 기판을 반송하는 구성이어도 된다. 예를 들면, 반송롤러의 둘레면이, 회전축선과 교차하도록 형성되어 있는 것이어도 된다. 기판을 경사시켜 지지하는 반송트레이를 이용하여, 기판을 반송하는 성막장치이어도 된다. 기판을 경사시키는 경우의 경사각도는, 연직방향에 대하여 0°~15°정도로 할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 성막챔버(123)의 일부의 벽체를 개폐 가능한 구성으로 하고 있지만, 그 외의 챔버도 성막챔버(123)와 마찬가지로 일부의 벽체를 개폐 가능한 구성으로 해도 된다.
10: 반송장치(트레이반송기구)
20: 반송트레이
100: 성막장치
101: 기판
121~125: 진공용기
140: 증착장치(성막기구)
160A: 기판장착장치(기판수용부)
160B: 기판이탈장치(기판회수부)
161: 트레이경전프레임
191, 192, 195: 반송롤러(기판반송기구)
L1: 제1 반송경로(제1 직선부)
L2: 제2 반송경로(제3 직선부)
L3: 제3 반송경로(제2 직선부)
L4: 제4 반송경로(제3 직선부)

Claims (10)

  1. 성막장치에서 기판을 반송할 때에 상기 기판을 지지 가능한 성막장치용 기판반송트레이로서,
    지지되는 상기 기판의 판두께방향과 직교하여, 서로 교차하는 2방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 하고,
    상기 제1 방향에 대향하는 한 쌍의 변이 평행함과 함께, 상기 제2 방향에 대향하는 한 쌍의 변이 평행인 트레이 본체와,
    상기 변과 평행한 상태를 유지하면서 상기 트레이 본체의 중앙측으로 이동 가능하며, 상기 기판의 단면에 맞닿을 수 있는 기판지지부재를 구비하고,
    상기 기판지지부재는, 각각의 상기 변에 장착되어 있는 성막장치용 기판반송트레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 기판지지부재에 연결되어, 상기 기판지지부재를 상기 트레이 본체의 상기 변에 대하여 평행으로 이동시키는 링크기구를 구비하는 성막장치용 기판반송트레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 링크기구는,
    상기 판두께방향으로 뻗어 있는 축 둘레로 요동 가능하며, 선단부에 상기 기판지지부재가 연결된 링크부재를 구비하고,
    상기 기판의 하단면과 맞닿는 상기 기판지지부재가 연결된 상기 링크부재에서는, 상기 링크부재의 선단부가 가장 상기 트레이 본체의 중앙측에 배치되는 상사점에서 상기 링크부재를 정지 가능하며,
    상기 기판의 상단면과 맞닿는 상기 기판지지부재가 연결된 상기 링크부재에서는, 상기 상사점보다 앞쪽의 위치에서 상기 링크부재를 정지하도록, 상기 기판지지부재를 상기 기판의 상기 상단면과 맞닿게 하고,
    상기 기판의 측단면과 맞닿는 상기 기판지지부재가 연결된 상기 링크부재에서는, 상기 상사점보다 앞쪽의 위치에서 상기 링크부재를 정지하도록, 상기 기판지지부재를 상기 기판의 상기 측단면과 맞닿게 하는 성막장치용 기판반송트레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 트레이 본체는, 상기 변을 가지는 기판지지프레임과,
    상기 기판지지프레임의 외측에 배치된 외프레임과,
    상기 기판지지프레임 및 상기 외프레임의 사이에 배치되어, 상기 기판지지프레임을 상기 외프레임에 대하여 지지하는 탄성체를 구비하는 성막장치용 기판반송트레이.
  5. 제 4 항에 있어서,
    복수의 상기 탄성체를 구비하고,
    상기 기판지지프레임의 저면측의 상기 변에 대하여 배치된 상기 탄성체의 강성은, 그 외의 상기 변에 대하여 배치된 상기 탄성체의 강성보다 높은 성막장치용 기판반송트레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 둘레를 파지하는 파지부를 구비하고,
    상기 파지부는, 상기 기판의 상기 판두께방향에 대향하는 일방의 면에 맞닿을 수 있는 제1 지지부와,
    상기 기판의 상기 판두께방향에 대향하는 타방의 면에 맞닿을 수 있는 제2 지지부를 가지고,
    상기 제2 지지부는, 상기 트레이 본체에 요동 가능하게 지지되어 있는 성막장치용 기판반송트레이.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부의 적어도 일방에는 자석이 설치되고,
    상기 자석에 의한 자력에 의하여 상기 제2 지지부가 상기 제1 지지부에 접근하여, 상기 파지부가 상기 기판의 둘레를 파지하는 성막장치용 기판반송트레이.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판지지프레임과 상기 외프레임과의 사이에 형성된 간극을, 상기 판두께방향의 양측으로부터 덮는 한 쌍의 실드판이 설치되어 있는 성막장치용 기판반송트레이.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판지지프레임에는, 상기 한 쌍의 실드판 사이에서, 이동 가능한 회전롤러가 설치되어 있는 성막장치용 기판반송트레이.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 성막장치용 기판반송트레이에 결합 가능하며, 상기 성막장치용 기판반송트레이의 기판지지부재를 구동하여, 상기 기판을 지지하지 않는 개방상태, 및 상기 기판을 지지하는 폐쇄상태를 전환 가능한 외부개폐구동장치.
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