JP4023543B2 - 基板搬送装置および基板搬送方法ならびに真空処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板搬送技術および真空処理技術に関し、特に、液晶表示装置（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイ等の平面ディスプレイ用のガラス基板等の基板搬送工程や、前記ガラス基板に対してドライエッチング等の真空処理を施す真空処理装置等に適用して有効な技術に関する。

例えば、ＬＣＤ製造プロセスにおいては、被処理基板であるＬＣＤガラス基板に対して、ドライエッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等の真空処理が多用されている。

このような真空処理を行う真空処理装置においては、真空に保持されて上記処理を行う真空処理室に隣接して真空予備室が設けられており、被処理基板の搬入出時に真空処理室内の雰囲気変動を極力小さくする構造となっている。

具体的には、例えば、大気中に配置されたカセットとエッチング処理等を行う真空処理室との間に、真空予備室として、大気側と真空側とのインターフェイスの役割を有するロードロック室が設けられている。このロードロック室では、被処理基板の通過の都度、大気開放と真空処理室と同等の高真空までの排気とが繰り返されるため、容積を可能な限り小さくして高真空までの排気所要時間を短縮することがスループットの向上の上で重要な要素となる。

一方、このような真空処理装置においては、ロードロック室の内部に設けられた搬送機構と、ロードロック室外の搬送機構との間で被処理基板の受け渡しを行うために、ロードロック室内に設けられた搬送機構を取り囲む位置に昇降するバッファプレートを設け、ロードロック室内の搬送機構に載置された被処理基板を浮上させてロードロック室外の搬送機構に受け渡したり、ロードロック室外の搬送機構に載置されて到来する被処理基板を浮上した状態で受け取り、ロードロック室内の搬送機構上に降下させて受け渡す、等の受け渡し動作を行わせる構成が知られている（たとえば特許文献１）。

ところで、近時、ＬＣＤガラス基板に対する大型化の要求が強く、一辺が１ｍを超えるような巨大なものが用いられるに至っており、このような巨大化した基板では、上述のバッファプレートによる周辺支持での浮上動作に際して、自重による撓み変形量が大きくなり、搬送機構から基板を完全に浮上させて離間させるために必要な昇降ストローク長が大きくなる。そして、この昇降ストローク長の増大に応じてバッファプレートが設置されるロードロック室の高さ寸法が高くなり、ロードロック室の容積が必要以上に増大し、真空排気の所要時間が増大して、スループットが低下するという問題がある。また、搬送機構自体も、高さ方向の設置スペースが必要以上に大きくなるという問題がある。
特開２００１−１４８４１０号公報

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、高さ寸法を増大させることなく、搬送距離を延ばすことが可能な基板搬送技術を提供することを目的とする。

また、本発明は、設置対象の真空予備室の容積を増大させることなく、真空予備室を経由した比較的大型の基板の搬送を行うことが可能な基板搬送技術を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、比較的大型の基板の真空処理におけるスループットを向上させることが可能な真空処理装置を提供することを目的とする。

さらにまた、本発明は、高さ方向に必要以上に大きな設置スペースを必要とすることなく、比較的大型の基板の搬送を行うことが可能な基板搬送技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、第１の位置で受け渡された基板を第２の位置に伸長して搬送し、前記第２の位置で受け取った基板を第１の位置に縮退して搬送する搬送機構と、前記第１の位置において、前記基板の周辺部を支持する第１支持部および前記基板の前記第１支持部よりも内側部分を支持する第２支持部を備え、前記第１の位置で縮退された状態の前記搬送機構と他の搬送機構との間における基板の受け渡し動作を行う基板受け渡し機構とを具備することを特徴とする基板搬送装置を提供する。

本発明の第２の観点では、基板に対して真空中で処理を行う真空処理室と、前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程で一時的に収容され、その内部が真空状態と大気状態とを繰り返す真空予備室とを具備した真空処理装置において前記真空予備室に縮退された状態にて設置される基板搬送装置であって、前記真空予備室内の第１の位置で受け渡された基板を前記真空処理室内の第２の位置に伸長して搬送し、前記真空処理室内の第２の位置で受け取った基板を真空予備室の第１の位置に縮退して搬送する搬送機構と、前記真空予備室に設けられ、その中の前記第１の位置において、前記基板の周辺部を支持する第１支持部および前記基板の前記第１支持部よりも内側部分を支持する第２支持部を備え、前記真空予備室で縮退された状態の前記搬送機構と他の搬送機構との間における基板の受け渡し動作を行う基板受け渡し機構とを具備することを特徴とする基板搬送装置を提供する。

本発明の第３の観点では、第１の位置で受け渡された基板を第２の位置に伸長して搬送し、第２の位置で受け取った基板を第１の位置に縮退して搬送する第１の搬送機構と、前記第１の位置にある前記第１の搬送機構に対して基板を受け渡す第２の搬送機構との間で基板の受け渡しを行う基板搬送方法であって、基板の周辺部を支持する第１支持部および基板の前記第１支持部よりも内側部分を支持する第２支持部からなる基板受け渡し機構を用いて、前記第１の位置で縮退された状態第１の搬送機構と、前記第２の搬送機構との間における前記基板の受け渡し動作を行うことを特徴とする基板搬送方法を提供する。

本発明の第４の観点では、基板に対して真空中で処理を行う真空処理室と、前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程で一時的に収容され、その内部が真空状態と大気状態とを繰り返す真空予備室とを具備する真空処理装置において、前記真空予備室に縮退された状態にて設置され、前記真空予備室内の第１の位置で受け渡された基板を前記真空処理室内の第２の位置に伸長して搬送し、前記真空処理室内の第２の位置で受け取った基板を真空予備室の第１の位置に縮退して搬送する第１の搬送機構と、大気中から前記真空予備室の前記第１の位置にある前記第１の搬送機構に対して基板を受け渡す第２の搬送機構との間で基板の受け渡しを行う基板搬送方法であって、基板の周辺部を支持する第１支持部および基板の前記第１支持部よりも内側部分を支持する第２支持部からなる基板受け渡し機構を用いて、前記第１の位置で縮退された状態の第１の搬送機構と、前記第２の搬送機構との間における前記基板の受け渡し動作を行うことを特徴とする基板搬送方法を提供する。

本発明の第５の観点では、基板に対して真空中で所定の処理を行う真空処理室と、前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程で一時的に収容され、その内部が真空状態と大気状態とを繰り返す真空予備室と、前記真空予備室に設けられ、その中の第１の位置と前記真空処理室内の第２の位置との間で基板を伸長及び縮退して搬送するとともに、外部に設けられた第２の搬送機構との間で前記基板の受け渡しを行う第１の搬送機構と、前記真空予備室に縮退された状態にて設けられ、前記基板の周辺部を支持する第１支持部および前記基板の前記第１支持部よりも内側部分を支持する第２支持部を備え、前記第２の搬送機構と前記縮退された状態の第１の搬送機構との間における前記基板の受け渡し動作を行う基板受け渡し機構とを具備することを特徴とする真空処理装置を提供する。

本発明によれば、第１の位置で受け渡された基板を第２の位置に搬送し、前記第２の位置で受け取った基板を第１の位置に搬送する搬送機構と、他の搬送機構との間での基板受け渡しに際し、基板の周辺部を第１支持部で支えるとともに、当該基板の前記第１支持部よりも内側部分を第２支持部にて支えることで基板を撓ませることなく他の搬送機構から浮上させて搬送機構に移行させて基板の受け渡しを行うので、大型で撓み量の大きな基板の場合でも、第１支持部の昇降動作のストロークを大きくする必要がない。このため、高さ方向に大きなスペースを確保する必要がなく、比較的大型の基板の搬送に有効なものとなる。例えば、比較的大型の基板の搬送のために本発明の搬送機構を真空予備室に設置する真空処理装置等において、基板を支持する部材のストロークを確保するために真空予備室の高さ寸法を大きくする必要がなく、真空予備室の容積の増大を防止することができる。

その結果、真空予備室の容積の増大による当該真空予備室の排気の所要時間の増大を抑制でき、真空予備室を経由した搬送動作を伴う基板の真空処理工程におけるスループットの向上を実現することができる。また、大型の基板の搬送を行う搬送機構自体の設置スペースをも低減することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について具体的に説明する。
［第１の実施形態］
図１および図２は本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置を備えた真空処理装置における真空予備室の縦断面図、図３は本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置を備えた真空処理装置を示す水平断面図、図４は本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置の基板搬送機構の構成の一例を示す斜視図、図５は本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置を備えた真空処理装置の外観を示す斜視図である。

本実施形態の真空処理装置１００は、真空雰囲気でＬＣＤガラス基板等の基板Ｇに対してプラズマエッチング処理や薄膜形成処理等の所望の真空処理を行う真空処理室１０と、この真空処理室１０に連設され、真空予備室として機能するロードロック室２０と、真空処理室１０とロードロック室２０との間に設けられたゲートバルブ３０と、ロードロック室２０と外部の大気側搬送機構５０とを隔てるゲートバルブ４０を備えている。

真空処理室１０には、排気制御弁６１を介して真空ポンプ６０が接続されており、基板Ｇの所定の真空処理に必要な真空度までの真空排気が可能になっている。また、真空処理室１０には、ガス制御弁１１を介して処理ガス供給部１２が接続されており、真空処理室１０の内部に、所定の圧力の処理ガス雰囲気を形成することが可能になっている。真空処理室１０の内部には処理ステージ１３が設けられ、処理対象の基板Ｇが載置される。

ロードロック室２０には、排気制御弁６２を介して真空ポンプ６０が接続されており、真空処理室１０と同等の真空度まで真空排気が可能になっている。

ゲートバルブ３０には、真空処理室１０とロードロック室２０とを連通させ、後述の基板搬送機構７０に支持された基板Ｇが通過可能な大きさの開口部３１と、この開口部３１の開閉動作を行う弁体３２が設けられている。

ゲートバルブ４０には、ロードロック室２０と外部の大気側とを連通させ、前記大気側搬送機構５０に支持された基板Ｇが通過可能な大きさの開口部４１と、この開口部４１の開閉動作を行う弁体４２が設けられている。

ロードロック室２０の内部には、直動式の基板搬送機構７０が設けられている。この基板搬送機構７０は、ロードロック室２０の底部に固定されたベースプレート７１と、このベースプレート７１の上に多段に積層された第１のスライドプレート７２、第２のスライドプレート７３および基板支持台を兼ねた第３のスライドプレート７４を備えている。これらベースプレート７１および第１〜第３のスライドプレート７４により基板搬送機構本体が構成される。

ベースプレート７１には、直上の第１のスライドプレート７２を支持して水平方向に滑動自在に案内する一対のスライドレール７１ａと、スライドプレート７２に水平方向の推力を与えてスライドレール７１ａ上を往復動させるスライド駆動機構７１ｂが設けられている。

第１のスライドプレート７２には、直上の第２のスライドプレート７３を支持して水平方向に滑動自在に案内する一対のスライドレール７２ａと、スライドプレート７３に水平方向の推力を与えてスライドレール７２ａ上を往復動させるスライド駆動機構７２ｂが設けられている。

第２のスライドプレート７３には、直上の第３のスライドプレート７４を支持して水平方向に滑動自在に案内する一対のスライドレール７３ａと、スライドプレート７４に水平方向の推力を与えてスライドレール７３ａ上を往復動させるスライド駆動機構７３ｂが設けられている。

最上部の第３のスライドプレート７４には、載置される基板Ｇの下面を支持する基板支持部として機能する略コ字形のスライドピック７４ａが設けられている。

スライド駆動機構７１ｂ〜７３ｂは、たとえば、ベースプレート７１およびスライドプレート７２〜７３に設けられた図示しないプーリに両端が張架されたベルトで構成され、このベルトの各々の一部を上側に位置するスライドプレート７２〜７４の底部に係止し、ベースプレート７１の底部に配置されたスライドモータ７０ａにて正／逆方向に周回駆動させることで、第１〜第３のスライドプレート７２〜７４に伸長／縮退移動方向の推力を発生させる。そして、基板搬送機構７０は、第１〜第３のスライドプレート７２〜７４を水平方向に多段に伸長させて、第３のスライドプレート７４に支持された基板Ｇを真空処理室１０内に持ち込む搬入動作、および第１〜第３のスライドプレート７２〜７４を水平方向に多段に縮退させて、真空処理室１０内で第３のスライドプレート７４上に受け取った基板Ｇをロードロック室２０に取り出す搬出動作を行う。

ロードロック室２０の内部には基板受け渡し機構８０が設けられている。基板受け渡し機構８０は、基板搬送機構７０を挟む位置に設けられたバッファプレート８１および８２と、このバッファプレート８１および８２を昇降させるバッファ昇降機構８３および８４と、ベースプレート７１の底部中央に設けられた支持ピン８５と、この支持ピン８５を昇降させるピン昇降機構８６とを備えている。そして、バッファプレート８１および８２と、バッファ昇降機構８３および８４とで第１支持部が構成され、支持ピン８５と、ピン昇降機構８６とで第２支持部が構成される。

基板受け渡し機構８０は、基板搬送機構７０の第３のスライドプレート７４上のスライドピック７４ａに支持された基板Ｇの周辺部をバッファプレート８１および８２にて下方から支持して、当該スライドピック７４ａから基板Ｇを浮上させる動作、および大気側搬送機構５０から受け取った基板Ｇをスライドピック７４ａ上に降下させる動作等の基板受け渡し動作を行う。また、この際に、支持ピン８５により基板Ｇの中央を支持する。

上述の基板搬送機構７０を構成するベースプレート７１、第１〜第３のスライドプレート７２〜７４の中央部には、前記支持ピン８５が通過可能なピン貫通孔７１ｃ、ピン貫通孔７２ｃ，ピン貫通孔７３ｃ，ピン貫通孔７４ｃがそれぞれ設けられている。そして、第１〜第３のスライドプレート７２〜７４がロードロック室２０内に引き込まれた積層状態（縮退状態）において、ピン貫通孔７１ｃおよびピン貫通孔７２ｃ〜７４ｃが垂直方向に連通状態となり、このピン貫通孔７１ｃ，７２ｃ〜７４ｃを通過することで、支持ピン８５は、最上部のスライドプレート７４の上に突出して、当該スライドプレート７４に載置された基板Ｇの底部中央（本実施形態の場合には、一例として基板Ｇのほぼ重心位置）に当接して支持する動作が可能になっている。

すなわち、支持ピン８５は、ロードロック室２０内における上述の基板受け渡し動作におけるバッファプレート８１および８２と同期して昇降し、周辺部をバッファプレート８１および８２にて支持さたれた基板Ｇの中央部が自重で下方に撓まないように水平に支持する働きをする。

大気側搬送機構５０は、旋回および伸縮が可能な搬送アーム５１を備えており、複数の基板Ｇが収納された基板ラック５５から、搬送アーム５１から未処理の１枚の基板Ｇを取り出し、ゲートバルブ４０を介してロードロック室２０内の基板搬送機構７０に渡す動作、および処理済の基板Ｇを、ロードロック室２０内の基板搬送機構７０から受け取ってゲートバルブ４０を介して大気側に取り出し、基板ラック５５に収納する動作を行う。搬送アーム５１には、基板Ｇのロードロック室２０内における受け渡しに際して、支持ピン８５と干渉しないように切欠部５２が設けられている。

次に、動作について説明する。
まず、基板搬送機構７０は、ロードロック室２０内に縮退状態とされ、ゲートバルブ３０の弁体３２が閉じられ、真空処理室１０の内部は真空ポンプ６０にて必要な真空度に排気される。

大気側搬送機構５０は、搬送アーム５１にて、未処理の基板Ｇを基板ラック５５から取り出し、ゲートバルブ４０の開口部４１を通じてロードロック室２０内に搬入し、基板搬送機構７０の第３のスライドプレート７４の直上部に位置決めされる。

次に、バッファプレート８１および８２が上昇して基板Ｇの周辺部を両側から持ち上げるとともに、支持ピン８５がピン貫通孔７１ｃ〜７４ｃを通過して上昇し、搬送アーム５１の切欠部５２を通過して基板Ｇの底部中央に当接して持ち上げることで、図１に示されるように、基板Ｇは撓むことなくほぼ水平な姿勢で搬送アーム５１から浮上する。

その後、搬送アーム５１を大気側に引き抜いてロードロック室２０の外部に退避させた後、バッファプレート８１および８２、支持ピン８５を下降させることで、図２に示されるように、基板Ｇは、基板搬送機構７０における第３のスライドプレート７４のスライドピック７４ａ上に移行して載置される。

そして、ゲートバルブ４０の弁体４２を閉じてロードロック室２０を密閉状態にし、排気制御弁６２を開いて真空処理室１０と同程度の真空度まで排気した後、ゲートバルブ３０の弁体３２を開く。この時、ロードロック室２０は真空排気されているため、真空処理室１０の真空度や雰囲気が損なわれることはない。そして、ゲートバルブ３０の開口部３１を通じて、基板搬送機構７０の第１〜第３のスライドプレート７２〜７４を真空処理室１０の内部に向けて多段に伸長させ、基板Ｇを真空処理室１０の処理ステージ１３の直上部に搬入し、処理ステージ１３に設けられた図示しない突き上げピン等を介して処理ステージ１３上に載置する。その後、第１〜第３のスライドプレート７２〜７４はロードロック室２０内に縮退して退避し、ゲートバルブ３０の弁体３２を閉じて、真空処理室１０を密閉する。

その後、密閉された真空処理室１０内に、処理ガス供給部１２から必要なガスを導入して処理ガス雰囲気を形成し、基板Ｇに必要な処理を施す。

所定時間経過後、処理ガスの導入を停止して、ゲートバルブ３０の弁体３２を開き、ロードロック室２０内の基板搬送機構７０の第１〜第３のスライドプレート７２〜７４を真空処理室１０の内部に多段に伸長させ、上述の搬入動作と逆の手順で、真空処理室１０の処理済の基板Ｇを処理ステージ１３上から第３のスライドプレート７４のスライドピック７４ａ上に移行させてスライドプレート７２〜７４を縮退させ、ロードロック室２０内に搬出した後、ゲートバルブ３０の弁体３２を閉じ、真空処理室１０を密閉する。このとき、ロードロック室２０内の基板搬送機構７０は図２の状態である。

その後、ロードロック室２０の排気を停止するとともに、Ｎ_２ガス等を導入して大気圧に近い圧力とし、バッファプレート８１，８２および支持ピン８５を上昇させて、基板Ｇの周辺部および中央部を支持してほぼ水平な姿勢で浮上させたのち、ゲートバルブ４０の弁体４２を開いて、大気側搬送機構５０の搬送アーム５１を浮上した基板Ｇの下側に挿入し、その状態でバッファプレート８１，８２および支持ピン８５を降下させることで、基板Ｇを搬送アーム５１に移行させる。

そして、搬送アーム５１を大気側に引き出すことで、処理済の基板Ｇをロードロック室２０から大気側に搬出し、基板ラック５５に収納する。

ここで、以上のようなロードロック室２０を経由した基板Ｇの真空処理室１０に対する出し入れに際して、従来では、図６に示されるように、基板Ｇが大型化してバッファプレートによる浮上操作に際しての撓み量Ｂが大きくなると、搬送アーム５１の挿入間隙（クリアランスＣ）を確保するためのバッファプレートのストロークＳが増大し、このストロークＳの可動範囲を確保するために、ロードロック室２０の高さ寸法を大きくする必要があった。

これに対して、本実施形態では、上述の図１のように、基板Ｇの周辺部を支持するバッファプレート８１，８２と中央部を支持する支持ピン８５との協働により、基板Ｇに撓みを生じさせることなく、基板Ｇの浮上による受け渡し動作が可能であるため、バッファプレート８１，８２のストロークＳ１は、従来の図６に示されるストロークＳよりも大幅に短くなり、その分だけ、ロードロック室２０の高さ寸法Ｈを小さくすることができる。この結果、ロードロック室２０の容積を小さくして、当該ロードロック室２０の真空排気の所要時間を短縮でき、ロードロック室２０の排気所要時間を含めた基板Ｇの真空処理工程におけるスループットが向上する。

特に、１辺が１ｍを超えるような大型の基板Ｇを収容するロードロック室２０では水平断面積が大きくなり、ロードロック室２０の高さ寸法の削減は、容積の削減効果が大きく、排気所要時間の短縮に大きく寄与する。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図７および図８は本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置を備えた真空処理装置における真空予備室の縦断面図、図９は本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置の基板搬送機構と第１バッファプレートおよび第２バッファプレートとの配置関係を示す水平断面図である。なお、これらの図において、第１の実施形態と同じものには同じ符号を付して説明を省略する。また、真空予備室以外は第１の実施形態と同様に構成されている。

本実施形態においては、ロードロック室２０の内部に、第１の実施形態における基板搬送機構７０と同様の直動式の基板搬送機構７０′を有している。この基板搬送機構７０′は、基板搬送機構７０のベースプレート７１および第１および第３のスライドプレート７２〜７４とそれぞれ同様の機能を有するベースプレート７１′および第１〜第３のスライドプレート７２′〜７４′を備えている。そして、これらベースプレート７１′および第１〜第３のスライドプレート７２′〜７４′により基板搬送機構本体が構成される。

第３のスライドプレート７４′には、その側方に張り出すように基板支持部として機能するピック７５が取り付けられており、このピック７５は基板搬送機構本体から間隔をおいて設けられている。

ロードロック室２０の内部には、基板受け渡し機構９０が設けられている。基板受け渡し機構９０は、基板搬送機構７０′を挟む位置に設けられ基板の周辺に当接して支持する一対の第１バッファプレート９１および９２と、この第１バッファプレート９１および９２を昇降させる第１バッファ昇降機構９３および９４と、第１バッファプレート９１および９２の内側に基板搬送機構７０′を挟むように設けられ、基板Ｇの基板搬送機構本体よりも外側部分であってピック７５の内側部分に当接して支持する一対の第２バッファプレート９５および９６と、この第２バッファプレート９５および９６を昇降させる第２バッファ昇降機構９７および９８とを備えている。そして、第１バッファプレート９１および９２と、第１バッファ昇降機構９３および９４とで第１支持部が構成され、第２バッファプレート９５および９６と、第２バッファ昇降機構９７および９８とで第２支持部が構成される。なお、第１バッファプレート９１および９２と第２バッファプレート９５および９６とは、第１バッファ昇降機構９３および９４と第２バッファ昇降機構９７および９８とにより互いに別個独立に駆動可能となっている。

基板受け渡し機構９０は、基板搬送機構７０′のピック７５に支持された基板Ｇの周辺部を第１バッファプレート９１および９２にて下方から支持し、かつ、基板Ｇの基板搬送機構本体よりも外側部分であってピック７５の内側部分を第２バッファプレート９５および９６にて下方から支持して、ピック７５から基板Ｇを浮上させる動作、および大気側搬送機構５０から受け取った基板Ｇをピック７５上に降下させる動作等の基板受け渡し動作を行う。

次に、動作について説明する。
まず、基板搬送機構７０′は、ロードロック室２０内に縮退状態とされ、ゲートバルブ３０の弁体３２が閉じられ、真空処理室１０の内部は真空ポンプ６０にて必要な真空度に排気される。

大気側搬送機構５０は、搬送アーム５１にて、未処理の基板Ｇを基板ラック５５から取り出し、ゲートバルブ４０の開口部４１を通じてロードロック室２０内に搬入し、基板搬送機構７０′の第３のスライドプレート７４′の直上部に位置決めされる。

次に、第１バッファプレート９１および９２が上昇して基板Ｇの周辺部を両側から持ち上げるとともに、第２バッファプレート９５および９６が基板Ｇの基板搬送機構本体よりも外側部分であってピック７５の内側部分を持ち上げることで、図７に示されるように、基板Ｇは撓むことなくほぼ水平な姿勢で搬送アーム５１から浮上する。

その後、搬送アーム５１を大気側に引き抜いてロードロック室２０の外部に退避させた後、第１バッファプレート９１および９２、第２バッファプレート９５および９６を下降させることで、図８に示されるように、基板Ｇは、基板搬送機構７０′におけるピック７５上に移行して載置される。

そして、以下第１の実施形態と同様の手順で基板の搬送動作が行われる。すなわち、ゲートバルブ４０の弁体４２を閉じてロードロック室２０を密閉状態にし、排気制御弁６２を開いて真空処理室１０と同程度の真空度まで排気した後、ゲートバルブ３０の弁体３２を開く。そして、ゲートバルブ３０の開口部３１を通じて、基板搬送機構７０′の第１〜第３のスライドプレート７２′〜７４′を真空処理室１０の内部に向けて多段に伸長させ、基板Ｇを真空処理室１０の処理ステージ１３の直上部に搬入し、処理ステージ１３に設けられた図示しない突き上げピン等を介して処理ステージ１３上に載置する。その後、第１〜第３のスライドプレート７２′〜７４′をロードロック室２０内に縮退して退避し、ゲートバルブ３０の弁体３２を閉じて、真空処理室１０を密閉する。

その後、密閉された真空処理室１０内に、処理ガス供給部１２から必要なガスを導入して処理ガス雰囲気を形成し、基板Ｇに必要な処理を施す。

所定時間経過後、処理ガスの導入を停止して、ゲートバルブ３０の弁体３２を開き、ロードロック室２０内の基板搬送機構７０′の第１〜第３のスライドプレート７２′〜７４′を真空処理室１０の内部に多段に伸長させ、上述の搬入動作と逆の手順で、真空処理室１０の処理済の基板Ｇを処理ステージ１３上からピック７５上に移行させてスライドプレート７２′〜７４′を縮退させ、ロードロック室２０内に搬出した後、ゲートバルブ３０の弁体３２を閉じ、真空処理室１０を密閉する。このとき、ロードロック室２０内の基板搬送機構７０′は図８の状態である。

その後、ロードロック室２０の排気を停止するとともに、Ｎ_２ガス等を導入して大気圧に近い圧力とし、第１バッファプレート９１，９２および第２バッファプレート９５，９６を上昇させて、基板Ｇの周辺部および基板搬送機構本体とピック７５との間の部分を支持してほぼ水平な姿勢で浮上させたのち、ゲートバルブ４０の弁体４２を開いて、大気側搬送機構５０の搬送アーム５１を浮上した基板Ｇの下側に挿入し、その状態で第１バッファプレート９１，９２および第２バッファプレート９５，９６を降下させることで、基板Ｇを搬送アーム５１に移行させる。

そして、搬送アーム５１を大気側に引き出すことで、処理済の基板Ｇをロードロック室２０から大気側に搬出し、基板ラック５５に収納する。

本実施形態においては、上述の図７のように、基板Ｇの周辺部を支持する第１バッファプレート９１，９２と、基板Ｇの基板搬送機構本体とピック７５との間の部分を支持する第２バッファプレート９５，９６との協働により、第１の実施形態と同様、基板Ｇに撓みを生じさせることなく、基板Ｇの浮上による受け渡し動作が可能であるため、第１バッファプレート９１，９２および第２バッファプレート９５，９６のストロークは従来よりも大幅に短くなり、その分だけ、ロードロック室２０の高さ寸法を小さくすることができる。この結果、ロードロック室２０の容積を小さくして、当該ロードロック室２０の真空排気の所要時間を短縮でき、ロードロック室２０の排気所要時間を含めた基板Ｇの真空処理工程におけるスループットが向上する。特に、大型基板の場合にこのようなスループット向上効果が大きい。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく本発明の思想の範囲内で種々変形可能である。例えば、ロードロック室等の真空予備室に設けられる基板搬送機構としては、スライドプレートを積層したリニアな搬送動作を行う構成の搬送機構ものに限らず、旋回する複数のロボットアームを備えた多関節ロボット等でもよい。その場合には、基板の受け渡しを行うために多関節ロボットが真空予備室内に縮退した状態で、ロボットアームに干渉しない位置に、あるいはロボットアームを貫通する位置に、支持ピンを配置する構成とすることができる。

また、基板としては、ＬＣＤやプラズマディスプレイ等の平面ディスプレイ基板にかぎらず、他の基板にも適用できる。

本発明は、基板受け渡しの際に基板の撓みを抑制することができるので、特に大型基板の搬送に有効である。

本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置を備えた真空処理装置における真空予備室の縦断面図。 本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置を備えた真空処理装置における真空予備室の縦断面図。 本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置を備えた真空処理装置を示す水平断面図。 本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置の基板搬送機構の構成の一例を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置を備えた真空処理装置の外観を示す斜視図。 本発明の参考技術に係る基板搬送装置の動作の一例を示す説明図。 本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置を備えた真空処理装置における真空予備室の縦断面図。 本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置を備えた真空処理装置における真空予備室の縦断面図。 本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置の基板搬送機構と第１バッファプレートおよび第２バッファプレートとの配置関係を示す水平断面図。

符号の説明

１０…真空処理室
２０…ロードロック室
３０…ゲートバルブ
４０…ゲートバルブ
５０…大気側搬送機構
５１…搬送アーム
５２…切欠部
５５…基板ラック
６０…真空ポンプ
７０，７０′…基板搬送機構
７０ａ…スライドモータ
７１，７１′…ベースプレート
７１ｃ…ピン貫通孔
７２〜７４，７２〜７４′…第１〜第３のスライドプレート
７２ｃ〜７４ｃ…ピン貫通孔
８０，９０…基板受け渡し機構
８１，８２…バッファプレート
８３，８４…バッファ昇降機構
８５…支持ピン
８６…ピン昇降機構
９１，９２…第１バッファプレート
９３，９４…第１バッファ昇降機構
９５，９６…第２バッファプレート
９７，９８…第２バッファ昇降機構
１００…真空処理装置

Claims (23)

1. 第１の位置で受け渡された基板を第２の位置に伸長して搬送し、前記第２の位置で受け取った基板を第１の位置に縮退して搬送する搬送機構と、
   前記第１の位置において、前記基板の周辺部を支持する第１支持部および前記基板の前記第１支持部よりも内側部分を支持する第２支持部を備え、前記第１の位置で縮退された状態の前記搬送機構と他の搬送機構との間における基板の受け渡し動作を行う基板受け渡し機構と
   を具備することを特徴とする基板搬送装置。
2. 基板に対して真空中で処理を行う真空処理室と、前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程で一時的に収容され、その内部が真空状態と大気状態とを繰り返す真空予備室とを具備した真空処理装置において前記真空予備室に縮退された状態にて設置される基板搬送装置であって、
   前記真空予備室内の第１の位置で受け渡された基板を前記真空処理室内の第２の位置に伸長して搬送し、前記真空処理室内の第２の位置で受け取った基板を真空予備室の第１の位置に縮退して搬送する搬送機構と、
   前記真空予備室に設けられ、その中の前記第１の位置において、前記基板の周辺部を支持する第１支持部および前記基板の前記第１支持部よりも内側部分を支持する第２支持部を備え、前記真空予備室で縮退された状態の前記搬送機構と他の搬送機構との間における基板の受け渡し動作を行う基板受け渡し機構と
   を具備することを特徴とする基板搬送装置。
3. 前記搬送機構は、搬送機構本体と、基板を支持する基板支持部と、前記搬送機構本体および前記基板支持部を駆動させる駆動機構とを有し、
   前記基板受け渡し機構において、前記第１支持部は、縮退された状態の前記搬送機構の周囲に配置され前記基板の周辺下部に当接するプレートおよび当該プレートを昇降させるプレート昇降機構を有し、前記第２支持部は、縮退された状態の前記搬送機構の前記基板支持部が前記基板を前記第１の位置に保持している際に縮退された状態の前記搬送機構本体を貫通して前記基板の中央部に当接する支持ピンおよび当該支持ピンを昇降させるピン昇降機構を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板搬送装置。
4. 前記第２支持部の前記支持ピンは、前記基板の重心位置に当接する位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の基板搬送装置。
5. 前記搬送機構は、搬送機構本体と、基板を支持する基板支持部と、前記搬送機構本体および前記基板支持部を駆動させる駆動機構を有し、
   前記第１支持部は、縮退された状態の前記搬送機構の周囲に配置され前記基板の周辺下部に当接する第１のプレートおよび当該第１のプレートを昇降させる第１の昇降機構を有し、前記第２支持部は、前記基板の縮退された状態の前記搬送機構本体よりも外側部分に当接する第２のプレートおよび当該第２のプレートを昇降させる第２の昇降機構を有する請求項１または請求項２に記載の基板搬送装置。
6. 前記基板支持部は前記搬送機構本体から間隔をおいて側方に張り出しており、前記第２のプレートは、前記基板の前記搬送機構本体と前記基板支持部との間の部分に当接することを特徴とする請求項５に記載の基板搬送装置。
7. 前記第１の昇降機構と前記第２の昇降機構は互いに別個独立に駆動可能であることを特徴とする請求項５に記載の基板搬送装置。
8. 前記搬送機構本体は、前記基板支持部の下部に積層された複数の板状アームを有し、前記駆動機構は、前記基板支持部および複数の前記板状アームを幅方向に多段階にスライドさせて伸縮駆動し、前記複数の板状アームが縮退した状態で基板を前記第１の位置で保持可能となり、前記複数の板状アームが伸長した状態で基板を前記第２の位置で保持可能となることを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の基板搬送装置。
9. 第１の位置で受け渡された基板を第２の位置に伸長して搬送し、第２の位置で受け取った基板を第１の位置に縮退して搬送する第１の搬送機構と、前記第１の位置にある前記第１の搬送機構に対して基板を受け渡す第２の搬送機構との間で基板の受け渡しを行う基板搬送方法であって、
   基板の周辺部を支持する第１支持部および基板の前記第１支持部よりも内側部分を支持する第２支持部からなる基板受け渡し機構を用いて、前記第１の位置で縮退された状態の第１の搬送機構と、前記第２の搬送機構との間における前記基板の受け渡し動作を行うことを特徴とする基板搬送方法。
10. 基板に対して真空中で処理を行う真空処理室と、前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程で一時的に収容され、その内部が真空状態と大気状態とを繰り返す真空予備室とを具備する真空処理装置において、前記真空予備室に縮退された状態にて設置され、前記真空予備室内の第１の位置で受け渡された基板を前記真空処理室内の第２の位置に伸長して搬送し、前記真空処理室内の第２の位置で受け取った基板を真空予備室の第１の位置に縮退して搬送する第１の搬送機構と、大気中から前記真空予備室の前記第１の位置にある前記第１の搬送機構に対して基板を受け渡す第２の搬送機構との間で基板の受け渡しを行う基板搬送方法であって、
    基板の周辺部を支持する第１支持部および基板の前記第１支持部よりも内側部分を支持する第２支持部からなる基板受け渡し機構を用いて、前記第１の位置で縮退された状態の第１の搬送機構と、前記第２の搬送機構との間における前記基板の受け渡し動作を行うことを特徴とする基板搬送方法。
11. 前記第２の搬送機構に載置された基板を前記第１の搬送機構の上部に移動させる工程と、
    前記基板受け渡し機構の前記第１および第２支持部を上昇させて、前記基板を前記第２の搬送機構から浮上させる工程と、
    前記第２の搬送機構を前記第１の搬送機構の上方から退避させる工程と、
    前記第１および第２支持部を降下させて前記基板を前記第１の搬送機構に移行させる工程と
    を有することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の基板搬送方法。
12. 前記第１の搬送機構に載置された前記基板を前記第１支持部および前記第２支持部にて上昇させて当該第１の搬送機構から浮上させる工程と、
    前記第２の搬送機構を前記基板と前記第１の搬送機構との間に挿入する工程と、
    前記第１および第２支持部を降下させ、前記基板を前記第２の搬送機構に移行させる工程と
    を有することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の基板搬送方法。
13. 前記第１の搬送機構は、搬送機構本体と、基板を支持する基板支持部と、前記搬送機構本体および前記基板支持部を駆動させる駆動機構を有し、
    前記基板受け渡し機構において、前記第１支持部は、縮退された状態の前記第１の搬送機構の周囲に配置され前記基板の周辺下部に当接するプレートおよび当該プレートを昇降させるプレート昇降機構を有し、前記第２支持部は、縮退された状態の前記第１の搬送機構の前記基板支持部が前記基板を前記第１の位置に保持している際に縮退された状態の前記搬送機構本体を貫通して前記基板の中央部に当接する支持ピンおよび当該支持ピンを昇降させるピン昇降機構を有することを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の基板搬送方法。
14. 前記第２支持部の前記支持ピンを、前記基板の重心位置に当接する位置に配置することを特徴とする請求項１３に記載の基板搬送方法。
15. 前記第１の搬送機構は、搬送機構本体と、基板を支持する基板支持部と、前記搬送機構本体および前記基板支持部を駆動させる駆動機構を有し、
    前記第１支持部は、縮退された状態の前記第１の搬送機構の周囲に配置され前記基板の周辺下部に当接する第１のプレートおよび当該第１のプレートを昇降させる第１の昇降機構を有し、前記第２支持部は、前記基板の縮退された状態の前記搬送機構本体よりも外側部分に当接する第２のプレートおよび当該第２のプレートを昇降させる第２の昇降機構を有する請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の基板搬送方法。
16. 前記基板支持部は前記搬送機構本体から間隔をおいて側方に張り出しており、前記第２のプレートは、前記基板の前記搬送機構本体と前記基板支持部との間の部分に当接することを特徴とする請求項１５に記載の基板搬送方法。
17. 前記搬送機構本体は、前記基板支持部の下部に積層された複数の板状アームを有し、前記駆動機構は、前記基板支持部および複数の前記板状アームを幅方向に多段階にスライドさせて伸縮駆動し、前記複数の板状アームが縮退した状態で基板を前記第１の位置で保持可能となり、前記複数の板状アームが伸長した状態で基板を前記第２の位置で保持可能となることを特徴とする請求項１３から請求項１６のいずれか１項に記載の基板搬送方法。
18. 基板に対して真空中で所定の処理を行う真空処理室と、
    前記基板が前記真空処理室に搬入出される過程で一時的に収容され、その内部が真空状態と大気状態とを繰り返す真空予備室と、
    前記真空予備室に縮退された状態にて設けられ、その中の第１の位置と前記真空処理室内の第２の位置との間で基板を伸長及び縮退して搬送するとともに、外部に設けられた第２の搬送機構との間で前記基板の受け渡しを行う第１の搬送機構と、
    前記真空予備室に設けられ、前記基板の周辺部を支持する第１支持部および前記基板の前記第１支持部よりも内側部分を支持する第２支持部を備え、前記第２の搬送機構と前記縮退された状態の第１の搬送機構との間における前記基板の受け渡し動作を行う基板受け渡し機構と
    を具備することを特徴とする真空処理装置。
19. 前記第１の搬送機構は、搬送機構本体と、基板を支持する基板支持部と、前記搬送機構本体および前記基板支持部を駆動させる駆動機構を有し、
    前記基板受け渡し機構において、前記第１支持部は、縮退された状態の前記第１の搬送機構の周囲に配置され前記基板の周辺下部に当接するプレートおよび当該プレートを昇降させるプレート昇降機構を有し、前記第２支持部は、縮退された状態の前記第１の搬送機構の前記基板支持部が前記基板を前記第１の位置に保持している際に縮退された状態の前記搬送機構本体を貫通して前記基板の中央部に当接する支持ピンおよび当該支持ピンを昇降させるピン昇降機構を有することを特徴とする請求項１８に記載の真空処理装置。
20. 前記第２支持部の前記支持ピンは、前記基板の重心位置に当接する位置に配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の真空処理装置。
21. 前記第１の搬送機構は、搬送機構本体と、基板を支持する基板支持部と、前記搬送機構本体および前記基板支持部を駆動させる駆動機構を有し、
    前記第１支持部は、縮退された状態の前記第１の搬送機構の周囲に配置され前記基板の周辺下部に当接する第１のプレートおよび当該第１のプレートを昇降させる第１の昇降機構を有し、前記第２支持部は、前記基板の縮退された状態の前記搬送機構本体よりも外側部分に当接する第２のプレートおよび当該第２のプレートを昇降させる第２の昇降機構を有する請求項１８に記載の真空処理装置。
22. 前記基板支持部は前記搬送機構本体から間隔をおいて側方に張り出しており、前記第２のプレートは、前記基板の前記搬送機構本体と前記基板支持部との間の部分に当接することを特徴とする請求項２１に記載の真空処理装置。
23. 前記搬送機構本体は、前記基板支持部の下部に積層された複数の板状アームを有し、前記駆動機構は、前記基板支持部および複数の前記板状アームを幅方向に多段階にスライドさせて伸縮駆動し、前記複数の板状アームが縮退した状態で基板を前記第１の位置で保持可能となり、前記複数の板状アームが伸長した状態で基板を前記第２の位置で保持可能となることを特徴とする請求項１９から請求項２２のいずれか１項に記載の真空処理装置。

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