TWI778250B - 基板保持裝置、基板保持方法以及成膜裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種能夠以垂直的姿勢穩定地保持複數片基板的基板保持裝置、基板保持方法以及成膜裝置。本發明的一形態之基板保持裝置係具備基板支持台與夾鉗機構。前述基板支持台係具有支持面與旋轉機構部。前述支持面係具有供複數片基板個別地配置的複數個支持區域。前述旋轉機構部係構成為能夠使前述支持面繞著與前述支持面平行的軸地從水平姿勢起立到垂直姿勢。前述夾鉗機構係具有複數個夾鉗部。複數個前述夾鉗部係沿著複數個前述支持區域的周圍被配置，且構成為能夠保持複數片前述基板的周緣部。複數個前述夾鉗部係包含：複數個第一夾鉗部，係被配置在複數個前述支持區域之間的間隙區域且能夠個別地保持複數片前述基板的周緣部。

Description

基板保持裝置、基板保持方法以及成膜裝置
本發明係關於一種能夠使基板從水平姿勢起立到垂直姿勢之基板保持裝置、基板保持方法以及成膜裝置。
作為成膜裝置而言，有一種於已在垂直方向起立之玻璃基板(glass substrate)的表面形成預定的膜之縱型的濺鍍裝置(sputtering apparatus)已廣為人知。一般而言，此種濺鍍裝置係具備：成膜室，係具有被配置在垂直方向的靶(target)，以及基板保持機構，係能夠在成膜室內使基板從水平姿勢起立到垂直姿勢。
例如於專利文獻1係開示有一種濺鍍裝置，係具有：基板保持板，係放置被水平地搬入成膜室內的基板；基板夾鉗機構(substrate clamping mechanism)，係夾鉗被放置於基板保持板上的基板；以及旋轉機構，係使基板保持板起立。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2004-332117號公報。
[發明所欲解決之課題]
從生產性提升的觀點出發，近年進行著能夠一次對複數片基板同時進行成膜處理之濺鍍裝置的開發。因此，要求能夠一邊將複數片基板分別地適當保持一邊使複數片基板穩定地從水平姿勢起立到垂直姿勢的技術。
有鑑於以上般的事項，本發明之目的係在於提供一種能夠以垂直的姿勢穩定地保持複數片基板之基板保持裝置、基板保持方法以及成膜裝置。 [用以解決課題的手段]
為了達成上述目的，本發明的一形態之基板保持裝置係具備基板支持台與夾鉗機構。 前述基板支持台係具有支持面與旋轉機構部。前述支持面係具有供複數片基板個別地配置的複數個支持區域。前述旋轉機構部係構成為：能夠使前述支持面繞著與前述支持面平行的軸地從水平姿勢起立到垂直姿勢。 前述夾鉗機構係具有複數個夾鉗部。複數個前述夾鉗部係沿著複數個前述支持區域的周圍被配置，且構成為能夠保持複數片前述基板的周緣部。複數個前述夾鉗部係包含：複數個第一夾鉗部，係被配置在複數個前述支持區域之間的間隙區域且能夠個別地保持複數片前述基板的周緣部。
在上述基板保持機構中，由於複數個夾鉗部包含被配置於複數個支持區域之間的間隙區域之複數個第一夾鉗部，故能夠一邊適當地維持基板間的裝置位置一邊將複數片基板穩定地保持在垂直姿勢。
複數個前述支持區域也可以包含在前述基板支持台為垂直姿勢時於上下方向相鄰之至少兩個支持區域。
複數個前述夾鉗部也可以進一步地包含：複數個第二夾鉗部及複數個第三夾鉗部，係被配置於前述間隙區域以外的複數個前述支持區域的周圍之周邊區域。 複數個前述第一夾鉗部以及複數個前述第二夾鉗部係個別具有：伴隨著相對於前述支持面大致平行的動作而與複數片前述基板的周緣部對向的第一鉤部(hook part)。 複數個前述第三夾鉗部係具有：伴隨著從前述支持面的上方接近前述支持面之動作而與複數片前述基板的周緣部對向的第二鉤部。 依據上述構成，能夠藉由第一夾鉗部以及第二夾鉗部來針對支持面以預定的對準(alignment)精度保持基板，且能夠藉由第三夾鉗部來確保基板的平面度。
複數個前述第一夾鉗部以及第二夾鉗部也可以進一步地具有：旋轉支持部，係將前述第一鉤部支持成能夠朝向夾鉗位置沿著固定曲率的曲線軌道旋轉。 另一方面，複數個前述第三夾鉗部也可以進一步地具有：連桿(link)機構部，係將前述第二鉤部支持成能夠朝向夾鉗位置沿著具有從前述支持面算起比複數個前述第一夾鉗部及複數個前述第二夾鉗部還大之最大高度的曲線軌道移動。
複數個前述第一夾鉗部至第三夾鉗部也可以進一步地分別具有將前述第一鉤部及前述第二鉤部往前述夾鉗位置施力的施力構件。
前述夾鉗機構也能夠以如下方式所構成：在藉由複數個前述第一夾鉗部及複數個前述第二夾鉗部來保持複數片前述基板的周緣部後，藉由複數個前述第三夾鉗部來保持複數片前述基板的周緣。 藉此，即使在有翹曲產生於基板的情形中，也能夠適當地將基板保持在支持面上。
通常，以複數片前述基板而言，使用平面形狀為矩形的玻璃基板。在該情形下，複數個前述第三夾鉗部可以被配置在比複數個前述第一夾鉗部及複數個前述第二夾鉗部更靠近複數片前述基板的角部之位置。 藉由將第三夾鉗部配置在翹曲等相對容易產生之基板的角部，能夠適當正確地保持基板。
前述夾鉗機構也可以進一步地具有：驅動部，係能夠在前述基板支持台處於水平姿勢之狀態時使複數個前述夾鉗部從夾鉗位置往非夾鉗位置移動。 前述驅動部係具有第一基部(base)構件與第一升降單元。 前述第一基部構件係具有與複數個前述夾鉗部對應地配置的複數個操作軸。 前述第一升降單元係使前述第一基部構件在上升位置至下降位置之間升降，該上升位置係藉由以複數個前述操作軸將複數個前述夾鉗部上推來將複數個前述夾鉗部設定(set)到前述非夾鉗位置之位置，該下降位置係藉由解除由複數個前述操作軸所進行之複數個前述夾鉗部的上推來將複數個前述夾鉗部設定到前述夾鉗位置之位置。
前述驅動部也可以進一步地具有第二基部構件與第二升降單元。 前述第二基部構件係具有：複數根支持銷(supporting pin)，係被配置成與前述第一基部構件平行且能夠貫通前述支持面。 前述第二升降單元係使前述第二基部構件在上升位置至下降位置之間升降，該上升位置係以複數根前述支持銷支持複數片前述基板的背面之位置，該下降位置係將由複數根前述支持銷所支持之複數片前述基板配置於前述支持面上之位置。
前述基板支持台也可以進一步地具有吸附部。前述吸附部係被設置於前述支持面，且構成為能夠以靜電方式吸附複數片前述基板。
本發明的一形態之基板保持方法係具有以下特徵：將基板個別地配置在被維持在水平姿勢之支持面上的複數個支持區域；藉由分別被配置於複數個前述支持區域之間的中間區域與前述中間區域以外的複數個前述支持區域的周邊區域且具有第一鉤部的複數個夾鉗部來保持前述基板，前述第一鉤部係伴隨著相對於前述支持面大致平行的動作而與前述基板的周緣部對向；藉由被配置於前述周邊區域且具有第二鉤部的複數個夾鉗部來保持前述基板，前述第二鉤部係伴隨著從前述支持面的上方接近前述支持面之動作而與前述基板的周緣部對向；使前述支持面從水平姿勢起立到垂直姿勢。
本發明的一形態之成膜裝置係具備成膜室、基板支持台及夾鉗機構。 前述成膜室係具有成膜源。 前述基板支持台係被配置於前述成膜室。前述基板支持台係具有：支持面，係具有供複數片基板個別地配置的複數個支持區域；以及旋轉機構部，係能夠使前述支持面繞著與前述支持面平行的軸地從水平姿勢起立到垂直姿勢。 前述夾鉗機構係具有複數個夾鉗部。複數個前述夾鉗部係沿著複數個前述支持區域的周圍被配置，且構成為能夠保持複數片前述基板的周緣部。複數個前述夾鉗部係包含：複數個第一夾鉗部，係被配置在複數個前述支持區域之間的間隙區域且能夠個別地保持複數片前述基板的周緣部。 [發明功效]
如上述般，依據本發明能夠以垂直的姿勢穩定地保持複數片基板。
以下，一邊參照圖式一邊說明本發明之實施形態。
>第一實施形態> 圖1係表示本發明的一實施形態之基板保持裝置的構成之概略立體圖，圖2係具備上述基板保持裝置的成膜裝置之概略側視圖。 另外在圖中X軸、Y軸及Z軸係表示相互地正交的三軸方向，X軸及Y軸係對應於水平方向(橫方向)，Z軸係對應於垂直方向(縱方向)。
[整體構成] 本實施形態之基板保持裝置100係具備基板支持台10，該基板支持台10係具有能夠支持複數片基板的支持面10s。基板支持台10係具有：殼體11；台板(platen)12，係於上表面形成有支持面10s；以及旋轉機構部13，係將台板12支持成能夠相對於殼體11轉動。基板保持裝置100係構成為：能夠支持兩片玻璃基板W1、W2作為複數片基板，並且能夠經由後述的夾鉗機構在支持面10s上保持各基板W1、W2。
基板支持台10係構成為：能夠經由旋轉機構部13使台板12(支持面10s)從圖2中的(A)所示的水平姿勢起立到圖2中的(B)所示的垂直姿勢。旋轉機構部13係具有：與Y軸方向平行的旋轉軸131；以及驅動源132，係繞著旋轉軸131使台板12在水平姿勢與垂直姿勢之間轉動。殼體11係收容驅動部50(參照圖2中的(B)、圖6至圖8)，該驅動部50係構成上述夾鉗機構之一部分。
成膜裝置200係具備：基板保持裝置100；成膜室210；以及控制器(controller)90，係將該等整合地控制。 如圖2中的(A)、(B)所示，基板保持裝置100係被設置於成膜室210的內部。成膜室210係被作為濺鍍室來構成，且具有：真空腔室(vacuum chamber)211；以及作為成膜源的靶單元(target unit)212，係被設置於真空腔室211的內部。
真空腔室211係與未圖示的真空排氣線連接，且構成為能夠將內部排氣成或者是維持成預定的減壓環境氣體。靶單元212係包含：靶材，係由應該成膜的材料所構成；以及支承板(backing plate)，係支持靶材，且在為磁控濺鍍(magnetron sputtering)方式之情形下進一步地包含：磁氣電路，係在靶材的表面形成磁場。雖然未圖示，成膜室210係進一步地具有：氣體導入線，係在真空腔室211內導入濺鍍氣體或反應性氣體；電力供給線，係對靶單元212供給預定的電力；以及基板W1、W2之搬入及搬出用的閘閥(gate valve)等。
靶單元212係以靶材之表面與YZ平面呈平行的方式被縱向地配置，且與已姿勢轉換成起立位置之台板12的支持面10s隔開預定的間隔地在X軸方向對向。通常，靶材係具有比支持面10s更大的面積。成膜裝置200係被構成為：能夠以一方的基板W1為下側且另一方的基板W2為上側之方式，在使台板12起立的狀態下對支持面10s上的各基板W1、W2施予預定的成膜處理。於成膜室210也可以設置有用以劃定基板W1、W2之成膜區域的遮罩(mask)構件(省略圖示)。
基板W1、W2通常雖是矩形的玻璃基板，但不限於此，也可以是玻璃基板以外的陶瓷基板或樹脂基板、金屬基板。於基板W1、W2的成膜面也可以預先形成有包含金屬層或絶緣層的各種功能層。基板尺寸也不特別限定，能夠因應支持面10s的大小或處理片數來適當設定，例如，使用G6尺寸(1850mm×1500mm)之一半大小的基板。
[基板支持台] 圖3係基板支持台10的俯視圖。
支持面10s係具有矩形的平面形狀，並且通常來說由平坦面所形成。支持面10s係由銅、鋁(aluminum)、不鏽鋼(stainless-steel)等金屬材料所構成。支持面10s可以由單一的板材所構成，也可以由複數個板材的排列體所構成。支持面10s也可以在內部具有循環通路或加熱器(heater)，係能夠將基板W1、W2冷卻或是加熱到預定溫度且能夠循環冷媒或是溫媒的。
支持面10s係具有供複數個(在本例為兩個)基板W1、W2個別地配置之複數個(在本例為兩個)支持區域S1、S2。支持區域S1、S2係以台板12為垂直姿勢時各自的長邊側之一邊在上下方向隔開間隔地相鄰的方式布局(layout)。
支持面10s係進一步地具有：中間區域10M，係位於支持區域S1、S2之間；以及周邊區域10C(除了中間區域10M以外)，係位於支持區域S1、S2的周圍。於各支持區域S1、S2係設有供複數根支持銷VP1(參照圖6至圖8)能夠插通的複數個第一插通孔V1，該複數根支持銷VP1係用以使基板W1、W2相對於支持面10s升降。於中間區域10M以及周邊區域10C係設有供複數根定位銷VP2(參照圖6至圖8)能夠插通的複數個第二插通孔V2，該複數根定位銷VP2係用以使基板W1、W2相對於支持面10s定位。
第一插通孔V1係包含：複數個(在本例為三個)插通孔V11，係形成於一方的支持區域S1內；以及複數個(在本例為三個)插通孔V12，係形成於另一方的支持區域S2內。第二插通孔V2係包含：複數個(在本例為十個)插通孔V21，係沿著一方的支持區域S1之周圍所形成；以及複數個(在本例為十個)插通孔V22，係沿著另一方的支持區域S2之周圍所形成。在本實施形態裡，插通孔V21、V22在基板W1、W2的兩長邊側係各配置兩個，在基板W1、W2的兩短邊側係各配置三個(參照圖3)。
[夾鉗機構] 基板保持裝置100係具備用以保持被配置於支持面10s之基板W1、W2的夾鉗機構。夾鉗機構係具有：複數個夾鉗部(第一夾鉗部C1、第二夾鉗部C2以及第三夾鉗部C3)，係沿著各支持區域S1、S2的周圍所配置；以及驅動部50，係驅動該等夾鉗部。各夾鉗部係構成為能夠保持支持區域S1、S2上之基板W1、W2的周緣部。
如圖3所示，第一夾鉗部C1係被配置於兩個支持區域S1、S2之間的中間區域10M。第二夾鉗部C2及第三夾鉗部C3係分別被配置於支持區域S1、S2之周圍的周邊區域10C。
第一夾鉗部C1係藉由複數個夾鉗部C11與複數個夾鉗部C12所構成，複數個該夾鉗部C11係能夠保持被配置於支持區域S1之基板W1的中間區域10M側之一邊，複數個該夾鉗部C12係能夠保持被配置於支持區域S2之基板W2的中間區域10M側之一方的長邊。該等夾鉗部C11、C12的位置或數量不特別限定，在本實施形態裡，於基板W1、W2之上述一方的長邊之兩端近傍分別配置有合計兩個夾鉗部C11及合計四個夾鉗部C12(參照圖3)。以下，除了個別說明的情形以外，將夾鉗部C11、C12總稱為第一夾鉗部C1。
第二夾鉗部C2係藉由複數個夾鉗部C21與複數個夾鉗部C22所構成，複數個該夾鉗部C21係能夠保持被配置於支持區域S1之基板W1的周邊區域10C側之三邊，複數個該夾鉗部C22係能夠保持被配置於支持區域S2之基板W2的周邊區域10C側之三邊。該等夾鉗部C21、C22的位置或數量不特別限定，在本實施形態裡，於基板W1、W2之另一方的長邊側各配置兩個，於基板W1、W2之兩短邊側係各配置一個(參照圖3)。以下，除了個別說明的情形以外，將夾鉗部C21、C22總稱為第二夾鉗部C2。
第三夾鉗部C3係藉由複數個夾鉗部C31與複數個夾鉗部C32所構成，複數個該夾鉗部C31係能夠保持被配置於支持區域S1之基板W1的周邊區域10C側之三邊，複數個該夾鉗部C32係能夠保持被配置於支持區域S2之基板W2的周邊區域10C側之三邊。該等夾鉗部C31、C32的位置或數量不特別限定，在本實施形態裡，於基板W1、W2之角部(四個角落部)的近傍分別配置一個(參照圖3)。以下，除了個別說明的情形以外，將夾鉗部C31、C32總稱為第三夾鉗部C3。
(第一夾鉗部以及第二夾鉗部) 第一夾鉗部C1(C11、C12)以及第二夾鉗部C2(C21、C22)係具有鉤部21，該鉤部21係伴隨著相對於支持面10s大致平行的動作而與基板W1、W2之周緣部對向(參照圖4)。藉此，即使在基板W1、W2伴隨著相對於支持區域S1、S2而位置偏移地被載置的情形下，由於在由第一夾鉗部及第二夾鉗部C1、C2所進行之夾鉗動作的過程中能夠使基板W1、W2往位置偏移會消除的方向移動，故在夾鉗時得以確保基板W1、W2之預定的對準精度。
此處，所謂「相對於支持面10s大致平行的動作」不僅僅是相對於支持面10s平行的動作，意味著相對於支持面10s實質地平行的動作。所謂實質地平行的動作包含鉤部21之沿著直線的軌道或者是曲線的軌道的動作。
在圖4表示第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2的一個構成例。圖4係表示第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2之構成的基板支持台10之主要部分剖視圖。
如圖4所示，第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2係分別具有：鉤構件20，係在前端部具有從支持面10s突出的鉤部21；以及旋轉支持部23，係將鉤構件20支持成能夠使鉤部21朝向夾鉗位置沿著固定曲率之曲線軌道轉動。
鉤構件20係由在Z軸方向長且具有鉤部21與基端部22之金屬製板材所構成。鉤部21係藉著經由形成於支持面10s之開口部10g而使鉤構件20的一端往支持區域S1、S2側延伸出去所形成，該鉤構件20的一端係從支持面10s突出。基端部22係藉由使鉤構件20的另一端往與鉤部21相同之方向延伸出去所形成。鉤構件20係經由旋轉支持部23被台板12支持，並且構成為能夠受到操作軸CP1、CP2(後述)對基端部22的上推操作而從夾鉗位置向非夾鉗位置轉動。
鉤部21的非夾鉗位置係被設定在與以下方向對向的位置：與支持區域S1、S2上的基板W1、W2之周緣部和支持面10s平行的方向(參照圖4)。藉此，能夠伴隨著與支持面10s大致平行的動作，使鉤部21向夾鉗位置移動，該夾鉗位置係與基板W1、W2之周緣部和支持面10s垂直的方向對向。
旋轉支持部23係具有：旋轉軸231，係貫通鉤構件20；以及連結構件232，係連結旋轉軸231與台板12之間，且將鉤部21支持成能夠在夾鉗位置與非夾鉗位置之間轉動，前述夾鉗位置在圖4中以實線表示，前述非夾鉗位置在圖4中以二點鏈線表示。由旋轉支持部23所進行之鉤構件20的軸支持位置雖不特別限定，但較佳為設定在鉤部21的轉動軌跡盡可能相對於支持面10s平行的位置。藉此，能夠將鉤構件20的轉動角度範圍抑制得小，並且能夠進行鉤部21向夾鉗位置的移動過程中之基板W1、W2的位置的微調。
在夾鉗位置上，鉤部21係隔著一點點的縫隙與被載置於支持區域S1、S2之基板W1、W2的周緣部的正上對向，且將基板W1、W2保持成能夠阻止基板W1、W2從支持面10s脫離。在非夾鉗位置上，鉤部21係以不阻礙基板W1、W2相對於支持面10s之升降動作的方式，退開到比被載置於支持區域S1、S2之基板W1、W2的周緣部更外側。
第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2係進一步地分別具有將鉤部21往夾鉗位置施力的施力構件24。在本實施形態中，施力構件24雖由被安裝在台板12與鉤構件20之間的線圈彈簧(coil spring)所構成，但不限於此，例如也可以由被安裝在旋轉支持部23之旋轉軸231的周圍之螺旋彈簧(helical spring)等所構成。藉由施力構件24，由於鉤部21係被恆常往夾鉗位置施力，故能夠與台板12的姿勢無關地維持基板W1、W2的保持操作。
另外，於支持區域S1、S2係設置有用以在多個點支持基板W1、W2的複數個突起部10d。突起部10d的位置或數量雖不特別限定，通常來說係被配置於與由夾鉗部C1至C3所進行的基板W之夾鉗位置偏距(offset)了的位置。雖然突起部10d是用以在基板W1、W2之背面(非成膜面)與支持面10s之間形成預定的間隙之構件，不過也可依需求省略。
(第三夾鉗部) 另一方面，第三夾鉗部C3(C31、C32)係具有伴隨著從支持面10s的上方接近支持面10s的動作而與基板W1、W2之周緣部對向的鉤部31(參照圖5)。藉此，即使是在被載置於支持區域S1、S2之基板W1、W2的周緣部上翹的情形中，由於在由第三夾鉗部C3所進行之夾鉗動作的過程中能夠矯正該周緣部的翹曲，故在夾鉗時得以確保該周緣部之高平面度。
基板W1、W2之周緣部的翹曲係有在角部(四個角落部)更容易產生的傾向。因此，第三夾鉗部C3較佳為被配置於比第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2更靠近基板W1、W2之角部的位置。
在圖5表示第三夾鉗部C3的一個構成例。圖5係表示第三夾鉗部C3之構成的基板支持台10之主要部分剖視圖。
如圖5所示，第三夾鉗部C3係具有：鉤構件30，係在前端部具有從支持面10s突出的鉤部31；以及連桿機構部33，係將鉤構件30支持成能夠使鉤部31朝向夾鉗位置沿著曲線軌道移動，前述曲線軌道具有從支持面10s算起比第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2還大之最大高度(h)。
鉤構件30係由在Z軸方向長且具有鉤部31與基端部32之金屬製的板材所構成。鉤部31係藉著經由形成於支持面10s之開口部10g而使鉤構件30的一端往支持區域S1、S2側延伸出去所形成，該鉤構件30係從支持面10s突出。基端部32係藉由使鉤構件30的另一端往與鉤部31相同之方向延伸出去所形成。鉤構件30係經由連桿機構部33被台板12支持，並且構成為能夠受到操作軸CP3(後述)對基端部32的上推操作而從夾鉗位置向非夾鉗位置移動。
此處，第三夾鉗部C3之在非夾鉗位置上的鉤部31從支持面10s起算的高度係被設定得比第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2之在非夾鉗位置上的鉤部21從支持面10s起算的高度更大(參照圖4、圖5)。藉此，能夠使鉤部31朝向夾鉗位置而沿著曲線軌道移動，前述曲線軌道具有從支持面10s算起比第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2更大的最大高度(h)。結果，能夠使鉤部31伴隨著從支持面10s的上方接近支持面10s之動作地朝向與基板W1、W2之周緣部對向的夾鉗位置移動。
連桿機構部33係具有兩條連桿構件331、332，且由四節旋轉機構所構成，該四節旋轉機構係將該等連桿構件331、332的兩端能夠旋轉地與台板12及鉤構件30連結。連桿機構部33係將鉤部31支持成能夠於夾鉗位置與非夾鉗位置之間轉動，前述夾鉗位置在圖5中以實線表示，前述非夾鉗位置在圖5中以二點鏈線表示。構成連桿機構部33之連桿構件331、332的位置或長度雖不特別限定，但較佳為設定成以下的位置或長度：鉤部31能夠在設想好的比基板W1、W2之周緣部的翹曲更高的位置通過該周緣部的正上。
在夾鉗位置上，鉤部31係隔開一點點的縫隙與被載置於支持區域S1、S2之基板W1、W2之周緣部的正上對向，且將基板W1、W2保持成能夠阻止基板W1、W2從支持面10s脫離。在非夾鉗位置上，鉤部31係以不阻礙基板W1、W2相對於支持面10s之升降動作的方式，退開到比被載置於支持區域S1、S2之基板W1、W2的周緣部更外側。
第三夾鉗部C3係進一步地分別具有將鉤部31往夾鉗位置施力的施力構件34。在本實施形態中，施力構件34雖由被安裝在台板12與鉤構件30之間的線圈彈簧所構成，但不限於此，例如也可以由被安裝在連桿機構部33之任意的旋轉軸之周圍的螺旋彈簧等所構成。藉由施力構件34，由於鉤部31係被恆常往夾鉗位置施力，故能夠維持基板W1、W2的保持操作而無關乎台板12的姿勢。
(驅動部) 接下來，對驅動部50的詳細內容進行說明。圖6係驅動部50的立體圖，圖7係驅動部50的俯視圖，圖8係表示驅動部50的動作之一例的側視圖。
驅動部50係構成為在台板12處在水平姿勢之狀態時，能夠使第一夾鉗部C1至第三夾鉗部C3從夾鉗位置向非夾鉗位置移動。在本實施形態中驅動部50係作為夾鉗機構中的驅動裝置具有第一基部構件60與第一升降單元65。
第一基部構件60係被收容於殼體11(參照圖1)，並且被設置於與處在水平姿勢之狀態的台板12在上下方向對向的位置。第一基部構件60係具有複數個操作軸CP1、CP2及CP3，複數個該操作軸CP1、CP2及CP3係分別與第一夾鉗部C1、第二夾鉗部C2及第三夾鉗部C3對應地配置。操作軸CP1至CP3是與Z軸方向平行地被豎設在第一基部構件60之一方的主表面(上表面)之軸狀構件，且在本實施形態中操作軸CP1至CP3的軸長係分別設成相同。
第一基部構件60係由平面形狀為矩形之金屬製的框體所構成，該平面形狀係於面內具有開口部60a。各操作軸CP1至CP3係被配置於在Z軸方向與鉤構件20、30之基端部22、32對向的位置，該鉤構件20、30係構成正上的各夾鉗部C1至C3。例如，與第一夾鉗部C1對應之操作軸CP1係被配置於從第一基部構件60之各長邊的中央部朝向內方延伸之中間區域，與第二夾鉗部及第三夾鉗部對應之操作軸CP2、CP3係分別被配置於第一基部構件60的周邊區域62。
第一升降單元65係被殼體11支持，且構成為能夠使第一基部構件60相對於台板12在Z軸方向升降。第一升降單元65係由被設置在第一基部構件60之另一方的主表面(下表面)的液壓汽缸單元(hydraulic pressure cylinder unit)、滾珠螺桿單元(ball screw unit)等所構成。第一升降單元65的數量可以是單數也可以是複數(在本例為兩個)，能夠因應第一基部構件60的大小等來決定。
第一升降單元65係構成為能夠使第一基部構件60於在圖8中的(B)、(C)所示之上升位置與在圖8中的(A)所示之下降位置之間升降。在上升位置以操作軸CP1至CP3將第一夾鉗部C1至第三夾鉗部C3上推，藉此將第一夾鉗部C1至第三夾鉗部C3設定到非夾鉗位置。在下降位置解除由操作軸CP1至CP3所進行之第一夾鉗部C1至第三夾鉗部C3的上推，藉此將第一夾鉗部C1至第三夾鉗部C3設定到夾鉗位置。
此處，例如當在基板W1、W2的周緣角部有翹曲產生的狀態下先進行由第三夾鉗部C3所做的保持動作時，則基板W1、W2的其他部位會作為由第三夾鉗部C3所進行之翹曲的矯正操作的反作用而翹起，而有成為無法藉由第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2來適當地保持基板W1、W2之疑慮。
因此，在本實施形態中的驅動部50係以如下方式所構成：藉由第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2來保持基板W1、W2的周緣部之後，藉由第三夾鉗部C3來保持基板W1、W2的周緣部。藉此，即使在基板W1、W2的周緣角部有翹曲產生的情形下，也能夠藉由全部的夾鉗部C1至C3來將基板W1、W2的周緣部相對於支持面10s適當地保持。
用以實現此種構成的構造並不特別限定，如圖4及圖5所示，在本實施形態裡，構成第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2之鉤構件20的基端部22係具有比構成第三夾鉗部C3之鉤構件30的基端部32更向下方(驅動部50側)突出的形狀。藉此，在第一基部構件60從上升位置向下降位置移動時，比起使第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2的鉤部21從非夾鉗位置向夾鉗位置移動所需的操作軸CP1、CP2之衝程(stroke)量H1(參照圖4)，能夠增大使第三夾鉗部C3的鉤部31從非夾鉗位置向夾鉗位置移動所需的操作軸CP3之衝程量H3(參照圖5)。
[基板升降機構] 驅動部50係進一步地具有使基板W1、W2相對於台板12的支持面10s升降之基板升降機構。亦即，驅動部50係具有：第二基部構件70，係具有能夠貫通支持面10s的複數根支持銷VP1；以及第二升降單元75，係使第二基部構件70升降。
第二基部構件70係具有：概略矩形的主板(main-plate)71，係被配置成與第一基部構件60平行；以及四個副板(sub-plate)72，係被配置在主板71的四個角落。在本實施形態中第二基部構件70係被配置於第一基部構件60的正上(參照圖6、7)。另外為了易於理解，在圖7中將第二基部構件70以斜線表示。
各副板72係相對於主板71被平行地配置，且經由適宜高度的連結具對著主板71之四個角落的上表面被一體地固定。主板71及副板72係位於處在水平姿勢的台板12之支持面10s的正下，複數根支持銷VP1係被配置於與被設置在台板12之支持面10s的複數個第一插通孔V1對應的位置。
在本實施形態中，複數根支持銷VP1係分別被豎設於主板71以及副板72的預定位置。在該情形下，各支持銷VP1係以頂部的高度為固定之方式設定各自的軸長。此處，被配置於副板72之支持銷VP1係形成為：比起被配置於主板71之支持銷VP1縮短相當於主板71與副板72之高度的差異的分量。與基板W1、W2之背面(非成膜面)接觸的支持銷VP1之前端部的形狀不特別限定，例如形成為如圖9所示般的曲面形狀。
第二升降單元75係被殼體11支持，且構成為能夠使第二基部構件70相對於台板12在Z軸方向升降。第二升降單元75係以比由第一升降單元65所做的第一基部構件60之衝程長還大的衝程長使第二基部構件70升降。第二升降單元75係由被設置於主板71之下表面的液壓汽缸單元、滾珠螺桿單元等所構成。第二升降單元75係經由第一基部構件60之開口部60a內而被設置於主板71的下表面。
第二升降單元75係構成為：能夠使第二基部構件70在圖8中的(C)所示之上升位置與圖8中的(A)、(B)所示之下降位置之間升降。在上升位置，支持銷VP1經由第一插通孔V1來貫通支持面10s，且支持基板W1、W2之背面俾使基板W1、W2從支持面10s剛好上升預定的高度。在下降位置，支持銷VP1被從第一插通孔V1拔除，將基板W1、W2向支持面10s載置。
第二基部構件70係進一步地具有：複數根定位銷VP2，係用以在將基板W1、W2向支持面10s載置時以預定的精度將基板W1、W2對著支持區域S1、S2定位。複數根定位銷VP2係被配置於與被設置在支持面10s之複數個第二插通孔V2對應的位置。
在本實施形態中，複數根定位銷VP2係分別被豎設於主板71以及副板72的預定位置。在該情形下，各支持銷VP2係以頂部的高度為固定之方式設定各自的軸長。此處，被配置於主板71之定位銷VP2係經由支持台座74被設置於主板71。支持台座74の高度係以被設置於主板71之定位銷VP2的頂部與被設置於副板72之定位銷VP2的頂部為相同高度的方式所設定。
定位銷VP2係藉由第二升降單元75的驅動而與支持銷VP1同時地在上升位置到下降位置之間升降。定位銷VP2的軸長係以定位銷VP2的頂部比支持銷VP1的頂部位於更上方的方式來設定。進一步地，如圖10所示，於各定位銷VP2的頂部係安裝有：塊體(block)73，係具有能夠向支持區域S1、S2引導(guide)基板W1、W2之周緣部的斜面73a。
另外，上述之基板升降機構也可因應需求而省略。或者是，也可以省略支持銷VP1及定位銷VP2中的任一方。
[基板保持裝置的動作] 接下來，配合成膜裝置200的動作來說明如以上般所構成之本實施形態的基板保持裝置100的動作。基板保持裝置100及成膜裝置200的動作係藉由控制器90而被整合地控制。
在成膜之前，真空腔室211的內部係被維持為預定的減壓環境氣體，且基板保持裝置100係將台板12維持在水平姿勢。基板保持裝置100的驅動部50係藉由第一升降單元65及第二升降單元75來使第一基部構件60及第二基部構件70待機於上升位置。藉此，第一夾鉗部C1至第三夾鉗部C3係藉由操作軸CP1至CP3的上推操作來向非夾鉗位置移動，支持銷VP1及定位銷VP2係往支持面10s的上方突出。
經由未圖示的閘閥，兩片基板W1、W2係藉由未圖示的搬送機器人而分別被載置於台板12的支持面10s之支持區域S1、S2上的複數根支持銷VP1。此時，在基板W1、W2有位置偏移產生的情形下，基板W1、W2藉由被設置於定位銷VP2之前端的塊體73之斜面73a而受到朝向支持區域S1、S2的引導作用。藉此，得以確保基板W1、W2之相對於支持區域S1、S2之預定的對準精度。
接下來，基板保持裝置100的驅動部50係藉由第二升降單元75來使第二基部構件70從上升位置向下降位置移動。藉此，支持銷VP1及定位銷VP2從支持面10s被拉下，基板W1、W2同時地被配置於支持區域S1、S2上。
接下來，基板保持裝置100的驅動部50係藉由第一升降單元65來使第一基部構件60從上升位置向下降位置移動。藉此，由於第一夾鉗部C1至第三夾鉗部C3的鉤部21、31從非夾鉗位置向夾鉗位置移動，故基板W1、W2的周緣部被保持在支持區域S1、S2。
此時，由於第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2的鉤部21係伴隨著相對於支持面10s大致平行的動作而向夾鉗位置移動，所以即使在基板W1、W2相對於支持區域S1、S2產生位置偏移之情形下，基板W1、W2也在鉤部21向夾鉗位置移動的過程中被朝向支持區域S1、S2押壓，故得以確保所期望的對準精度。
另一方面，由於第三夾鉗部C3的鉤部31係伴隨著從支持面10s的上方接近支持面10s的動作而向夾鉗位置移動，所以即使於在基板W1、W2的周緣部(角部等)有翹曲等產生的情形下，也能夠矯正該翹曲且以高的平面度保持基板W1、W2。而且，由於第三夾鉗部C3係以遲於第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2的動作來保持基板W1、W2之周緣部的方式所構成，故能夠如上述般穩定地確保由第一夾鉗部C1及第二夾鉗部C2所進行之基板W1、W2的適當的保持動作。
接下來，基板保持裝置100係經由旋轉機構部13來使台板12從水平姿勢起立到垂直姿勢(參照圖2中的(B))。然後，對與靶單元212對向之支持面10s上的基板W1、W2實施預定的成膜處理。
依據本實施形態，由於基板W1、W2係藉由第一夾鉗部C1至第三夾鉗部C3而被穩定地保持在支持面10s上，故得以防止從支持區域S1、S2脱落。 特別是，依據本實施形態，由於在支持面10s之中間區域10M也配置有複數個夾鉗部(第一夾鉗部C1)，故能夠穩定地保持複數片基板W1、W2。進一步地，能夠穩定地維持基板W1、W2間的相對位置，且能夠確保基板W1、W2相對於支持區域S1、S2的位置精度。因此，在遮罩成膜的情形下也能夠維持高的遮罩精度。
成膜後，基板保持裝置100係將台板12從垂直姿勢轉換到水平姿勢。然後，基板保持裝置100係以與上述相反的動作(以圖8中的(A)至(C)的順序)使第一基部構件60及第二基部構件70依序上升。藉此，由第一夾鉗部C1至第三夾鉗部C3所進行之基板W1、W2的保持動作被解除後，基板W1、W2藉由支持銷VP1從支持面10s同時地上升，被移載到未圖示的基板搬送機器人。
>第二實施形態> 接下來，對本發明的第二實施形態進行說明。圖11係本實施形態中的基板保持裝置101之主要部分剖視圖。在圖中，對與上述的第一實施形態對應的部分附加相同的符號，省略詳細的說明。
如圖11所示，本實施形態之基板保持裝置101中的基板支持台10係具有能夠靜電吸附基板W1、W2之吸附部80。吸附部80係靜電夾具機構(electrostatic chuck mechanism)，且構成為能夠接受來自控制器90的電力供給來靜電吸附支持面10s上的基板W1、W2。
通常，吸附部80係遍及支持面10s的表面全區地被設置。吸附部80也可以不限於此地分別被設置於與支持面10s上的支持區域S1、S2對應之區域。又，被設置於各支持區域S1、S2上的吸附部80也可以被分割成複數個部位而配置。
吸附部80係具有：夾具電極，係藉由施加有預定以上的電壓，使對於基板W1、W2之靜電吸附力顯現。靜電吸附力的種類並不特別限定，通常來說，採用庫侖(Coulomb)力、約翰森-拉別克(Johnson-Rahbek)力等。
吸附部80在本實施形態裡係由雙極型靜電夾具所構成，於各夾具區域係分別設有正極用的夾具電極與負極用的夾具電極。該等兩個夾具電極係以面對支持面10s的方式相互地鄰接而配置。各電極係由絶緣膜所保護，且經由該絶緣膜與基板W1、W2接觸。另外，吸附部80也可以由單極型靜電夾具所構成。夾具電極的大小(面積)、排列數、排列形態等只要能以起立姿勢穩定地保持基板W1、W2，則不特別限定。
控制器90係以同步地進行對於吸附部80之各夾具電極的電力供給及其遮斷的方式所構成。也可以取代此地以對預定的夾具電極個別地供給電力的方式所構成。藉此，由於能夠個別地控制由各夾具電極所進行之吸附開始／解除動作，故即使是在容易發生翹曲或彎曲的基板也可以確保高的平面度。例如，以從基板W1、W2的上緣側向下緣側依序開始吸附動作的方式控制電力供給，藉此也能夠利用基板W的自身重量且以所期望的平面度穩定地保持基板W。
吸附部80係接受來自控制器90的電力供給來開始基板W1、W2的保持動作，而電力供給被遮斷則解除基板W1、W2的保持動作。為了快速地進行基板W1、W2的保持動作，控制器90也能以在反夾具(de-chuck)操作時，對各夾具電極施加逆電壓的方式所構成。
在如以上所構成之本實施形態的基板保持裝置101中，在保持基板W1、W2時，於執行由上述之第一夾鉗部C1至第三夾鉗部C3所進行之基板保持動作後，執行由吸附部80所進行之基板W1、W2的吸附動作。藉此，得以進一步地確保基板W1、W2相對於支持面10s之預定的對準精度。
接下來，基板保持裝置101經由旋轉機構部13使台板12從水平姿勢起立到垂直姿勢後，對與靶單元212對向之支持面10s上的基板W1、W2實施預定的成膜處理。此時，基板W1、W2係藉著由第一夾鉗部C1至第三夾鉗部C3所進行之保持作用與由吸附部80所進行之靜電吸附作用而被穩定地保持在支持面10s上，得以防止從支持區域S1、S2脱落。
成膜處理結束後，基板保持裝置101係經由旋轉機構部13將台板12從起立姿勢轉換到水平姿勢。基板W1、W2相對於支持面10s的保持解除動作係在解除了由吸附部80所進行之靜電吸附動作後，以上述的手續解除由第一夾鉗部C1至第三夾鉗部C3所進行之基板保持動作。
以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並非僅被限定於上述的實施形態，當然能夠施加各種變更。
10‧‧‧基板支持台 10C、62‧‧‧周邊區域 10d‧‧‧突起部 10g、60a‧‧‧開口部 10M‧‧‧中間區域 10s‧‧‧支持面 11‧‧‧殼體 12‧‧‧台板 13‧‧‧旋轉機構部 20、30‧‧‧鉤構件 21、31‧‧‧鉤部 22、32‧‧‧基端部 23‧‧‧旋轉支持部 24、34‧‧‧施力構件 33‧‧‧連桿機構部 50‧‧‧驅動部 60‧‧‧第一基部構件 65‧‧‧第一升降單元 70‧‧‧第二基部構件 71‧‧‧主板 72‧‧‧副板 73‧‧‧塊體 73a‧‧‧斜面 74‧‧‧支持台座 75‧‧‧第二升降單元 80‧‧‧吸附部 90‧‧‧控制器 100、101‧‧‧基板保持裝置 131、231‧‧‧旋轉軸 132‧‧‧驅動源 200‧‧‧成膜裝置 210‧‧‧成膜室 211‧‧‧真空腔室 212‧‧‧靶單元 232‧‧‧連結構件 331、332‧‧‧連桿構件 C1至C3‧‧‧第一夾鉗部至第三夾鉗部 C11、C12、C21、C22C31、C32‧‧‧夾鉗部 CP1、CP2、CP3‧‧‧操作軸 H1、H3‧‧‧衝程量 h‧‧‧最大高度 S1、S2‧‧‧支持區域 V1‧‧‧第一插通孔 V11、V12、V21、V22‧‧‧插通孔 V2‧‧‧第二插通孔 VP1‧‧‧支持銷 VP2‧‧‧定位銷 W1、W2‧‧‧基板(玻璃基板)
圖1係表示本發明的一實施形態之基板保持裝置的構成之概略立體圖。 圖2係具備上述基板保持裝置的成膜裝置之概略側視圖。 圖3係上述基板保持裝置中的基板支持台之俯視圖。 圖4係表示上述基板保持裝置中的第一夾鉗部以及第二夾鉗部之構成的基板支持台之主要部分剖視圖。 圖5係表示上述基板保持裝置中的第三夾鉗部之構成的基板支持台之主要部分剖視圖。 圖6係上述基板保持裝置中的驅動部之立體圖。 圖7係上述驅動部的俯視圖。 圖8係表示上述驅動部的動作之一例的側視圖。 圖9係上述基板保持裝置中的支持銷之主要部分側視圖。 圖10係上述基板保持裝置中的定位銷之主要部分側視圖。 圖11係表示上述基板保持裝置中的吸附部之構成的基板支持台之主要部分剖視圖。
10‧‧‧基板支持台
10C‧‧‧周邊區域
10M‧‧‧中間區域
10s‧‧‧支持面
12‧‧‧台板
100‧‧‧基板保持裝置
131‧‧‧旋轉軸
C1至C3‧‧‧第一夾鉗部至第三夾鉗部
C11、C12、C21、C22‧‧‧夾鉗部
C31、C32
S1、S2‧‧‧支持區域
V1‧‧‧第一插通孔
V11、V12、V21、V22‧‧‧插通孔
V2‧‧‧第二插通孔
W1、W2‧‧‧基板(玻璃基板)

Claims (12)

  1. 一種基板保持裝置，係具備：基板支持台，係具有：支持面，係具有供複數片基板個別地配置的複數個支持區域；以及旋轉機構部，係能夠使前述支持面繞著與前述支持面平行的軸地從水平姿勢起立到垂直姿勢；以及夾鉗機構，係具有：複數個夾鉗部，係沿著複數個前述支持區域的周圍被配置，且能夠保持複數片前述基板的周緣部；複數個前述夾鉗部係包含：複數個第一夾鉗部，係被配置在複數個前述支持區域之間的中間區域且能夠個別地保持複數片前述基板的周緣部；複數個前述支持區域係包含在前述基板支持台為垂直姿勢時於上下方向相鄰之至少兩個支持區域。
  2. 如請求項1所記載之基板保持裝置，其中複數個前述夾鉗部係進一步包含：複數個第二夾鉗部及複數個第三夾鉗部，係被配置於前述中間區域以外的複數個前述支持區域的周邊區域；複數個前述第一夾鉗部及複數個前述第二夾鉗部係個別具有：伴隨著相對於前述支持面大致平行的動作而與複數片前述基板的周緣部對向的第一鉤部；複數個前述第三夾鉗部係具有：伴隨著從前述支持面的上方接近前述支持面之動作而與複數片前述基板的周緣部對向的第二鉤部。
  3. 如請求項2所記載之基板保持裝置，其中複數個前述第一夾鉗部及複數個前述第二夾鉗部係進一步具有：旋轉支持部，係將前述第一鉤部支持成能夠朝向夾鉗位置沿著固定曲率的曲線 軌道旋轉。
  4. 如請求項2所記載之基板保持裝置，其中複數個前述第三夾鉗部係進一步具有：連桿機構部，係將前述第二鉤部支持成能夠朝向夾鉗位置沿著具有從前述支持面算起比複數個前述第一夾鉗部及複數個前述第二夾鉗部還大之最大高度的曲線軌道移動。
  5. 如請求項3所記載之基板保持裝置，其中複數個前述第一夾鉗部、複數個前述第二夾鉗部及複數個前述第三夾鉗部係進一步分別具有將前述第一鉤部及前述第二鉤部往前述夾鉗位置施力的施力構件。
  6. 如請求項2所記載之基板保持裝置，其中前述夾鉗機構係以如下方式所構成：在藉由複數個前述第一夾鉗部及複數個前述第二夾鉗部來保持複數片前述基板的周緣部後，藉由複數個前述第三夾鉗部來保持複數片前述基板的周緣部。
  7. 如請求項2所記載之基板保持裝置，其中複數片前述基板的平面形狀為矩形；複數個前述第三夾鉗部係被配置在比複數個前述第一夾鉗部及複數個前述第二夾鉗部更靠近複數片前述基板的角部之位置。
  8. 如請求項1所記載之基板保持裝置，其中前述夾鉗機構係進一步具有：驅動部，係能夠在前述基板支持台處於水平姿勢之狀態時使複數個前述夾鉗部從夾鉗位置往非夾鉗位置移動；前述驅動部係具有：第一基部構件，係具有與複數個前述夾鉗部對應地配置的複數個操作軸；以及第一升降單元，係使前述第一基部構件在上升位置至下降位置之間升降，前述上升位置係藉由以複數個前述操作軸將 複數個前述夾鉗部上推來將複數個前述夾鉗部設定到前述非夾鉗位置之位置，前述下降位置係藉由解除由複數個前述操作軸所進行之複數個前述夾鉗部的上推來將複數個前述夾鉗部設定到前述夾鉗位置之位置。
  9. 如請求項8所記載之基板保持裝置，其中前述驅動部係進一步具有：第二基部構件，係具有：複數根支持銷，係被配置成與前述第一基部構件平行且能夠貫通前述支持面；以及第二升降單元，係使前述第二基部構件在上升位置至下降位置之間升降，前述上升位置係以複數根前述支持銷支持複數片前述基板的背面之位置，前述下降位置係將由複數根前述支持銷所支持之複數片前述基板配置於前述支持面上之位置。
  10. 如請求項1所記載之基板保持裝置，其中前述基板支持台係進一步具有：吸附部，係被設置於前述支持面，且構成為能夠以靜電方式吸附複數片前述基板。
  11. 一種基板保持方法，其特徵在於：將基板個別地配置在被維持在水平姿勢之支持面上的複數個支持區域；藉由分別被配置於複數個前述支持區域之間的中間區域與前述中間區域以外的複數個前述支持區域的周邊區域且具有第一鉤部的複數個夾鉗部來保持前述基板，前述第一鉤部係伴隨著相對於前述支持面大致平行的動作而與複數片前述基板的周緣部對向；藉由被配置於前述周邊區域且具有第二鉤部的複數個夾鉗部來保持前述基板，前述第二鉤部係伴隨著從前述支持面的上方接近前述支持面之動作而與複數片前述基板的周緣部對向；使前述支持面從水平姿勢起立到垂直姿勢。
  12. 一種成膜裝置，係具備：成膜室，係具有成膜源；基板支持台，係被配置於前述成膜室，且具有：支持面，係具有供複數片基板個別地配置的複數個支持區域；以及旋轉機構部，係能夠使前述支持面繞著與前述支持面平行的軸地從水平姿勢起立到垂直姿勢；以及夾鉗機構，係具有：複數個夾鉗部，係沿著複數個前述支持區域的周圍被配置，且能夠保持複數片前述基板的周緣部；複數個前述夾鉗部係包含：複數個第一夾鉗部，係被配置在複數個前述支持區域之間的中間區域且能夠個別地保持複數片前述基板的周緣部；複數個前述支持區域係包含在前述基板支持台為垂直姿勢時於上下方向相鄰之至少兩個支持區域。
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