JP4302575B2 - 基板搬送装置および真空処理装置 - 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、大気側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。

このため、ロードロック室内での基板搬送に用いられる基板搬送装置としては、設置場所であるロードロック室の容積を抑制することが可能なものが求められており、このような基板搬送装置として、例えば、特許文献１に示すような複数のアームを連結させた多関節タイプのものが知られている。また、退避状態で極力小さくしつつ大きな搬送距離を確保可能なものとして、複数のアームが直動して伸縮する多段伸縮式アームを有する基板搬送装置も検討されている。

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２ｍに届くような巨大なものが出現するに至っている。このような巨大な基板を、例えば真空処理室とロードロック室との間で水平方向に搬送する場合、特許文献１に記載されたような多関節タイプのものでは基板搬送装置が設置されるロードロック室を極力小さくしつつ、搬送のために十分なストロークを確保することが困難である。また、上述のような多段伸縮式アームでは、必要な搬送距離を確保するためにアームの積層段数を増加させざるを得ず、このため搬送装置の高さ寸法が大きくなってしまい、この結果、搬送装置が設置されるロードロック室の高さ寸法が高くなり、やはりロードロック室の小型化には限界がある。
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、高さ方向の設置スペースを増大させることなく、水平方向の搬送距離を長くすることが可能な基板搬送装置およびこのような基板搬送装置を用いた真空処理装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、設置される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装置およびこのような基板搬送装置を用いた真空処理装置を提供することを目的とする。

また、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基板搬送装置およびこのような基板搬送装置を用いた真空処理装置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、基板が載置される支持台と、前記支持台の下部に配置されたスライド可能に積層してなる複数の板状アームと、前記板状アームにそれぞれ設けられ当該板状アームの上側に位置する前記支持台または前記板状アームをスライドさせるアーム駆動機構とを具備し、前記支持台および前記板状アームを縮退した状態と伸長した状態との間で変化させることにより、第１位置と第２位置との間で前記基板の搬送動作が行われ、前記各板状アームは、その中に積層方向において隣同士が互いに重なり合わない位置に貫通して前記アーム駆動機構が収容される開口部を有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、真空中で所定の処理を行う真空処理室と、前記真空処理室に前記基板を搬入出する基板搬送装置と、を有し、前記基板搬送装置が、上記第１の観点に記載の基板搬送装置であることを特徴とする真空処理装置を提供する。

本発明の第１、第２の観点によれば、板状アームの積層方向に貫通して個々の板状アームに設けられた開口部内にアーム駆動機構が収容されるので、アーム駆動機構の厚さの分高さ寸法を小さくすることができる。このため、長い搬送距離を確保すべく、板状アームの積層数を増やしても、高さ寸法の増大量を極力小さくすることができる。したがって、たとえば、真空処理室に隣接する真空予備室に基板搬送装置を設置し、水平方向の搬送距離が長い比較的大型の基板の搬送を行う真空処理装置等において、当該基板搬送装置が設置される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。この結果、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することができ、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。

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は本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置が適用される真空処理装置の外観を示す斜視図、図２は本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置が適用される真空処理装置における真空予備室および真空処理室を示す断面図、図３は本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置を示す斜視図、図４および図５はその断面図である。

図１に示すように、真空処理装置１００は、真空雰囲気で透明の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。

図１および図２に示すように、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。

真空処理室１０は、前記処理ステージ１３が設けられた基体部１４と、この基体部１４に着脱自在に設けられ、当該真空処理室１０内に反応エネルギを供給する図示しない電極や前記処理ガス雰囲気を形成するための図示しないガスノズル等が設けられた蓋体１５で構成されている。蓋体１５には、後述のような保守作業時に外部から当該蓋体１５を基体部１４から取り外すために、対称位置に一対の支持軸１６が設けられている。

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、後述の基板搬送装置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、基板搬送装置７０が設けられている。図３〜図５に示すように、この基板搬送装置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複数のスライドプレート７２、スライドプレート７３および基板Ｇが載置される基板支持台としてのスライドプレート７４を備えている。

ベースプレート７１には、直上のスライドプレート７２を支持して水平方向に案内する一対のスライドレール７１ａが設けられている。ベースプレート７１には、一対のスライドレール７１ａの間の非対称な位置に当該スライドレール７１ａに平行な開口部７１ｂが高さ方向に貫通して形成されている。この開口部７１ｂの内部には、その軸を水平にして両端に設けられた一対のプーリ７１ｃと、このプーリ７１ｃに張架されたベルト７１ｄが収容されている。ベルト７１ｄの上部スパン（プーリ７１ｃ間の上側のベルト経路）は、固定部材７１ｅを介して上側のスライドプレート７２の底部に固定されている。

プーリ７１ｃは、駆動ベルト７０ｂを介して駆動モータ７０ａに接続されている。そして、この駆動モータ７０ａにてプーリ７１ｃに張架されたベルト７１ｄを往復動させることで、固定部材７１ｅを介して上側のスライドプレート７２に水平方向の推力を与えてスライドレール７１ａの上を往復動させることが可能になっている。

スライドプレート７２には、直上のスライドプレート７３を支持して水平方向に案内する一対のスライドレール７２ａが設けられている。スライドプレート７２には、一対のスライドレール７２ａの間で、下側のベースプレート７１の開口部７１ｂと重なりあわない位置に当該スライドレール７２ａに平行な開口部７２ｂが高さ方向に貫通して形成されている。この開口部７２ｂの内部には、その軸を水平にして両端に設けられた一対のプーリ７２ｃと、このプーリ７２ｃに張架されたベルト７２ｄが収容されている。

ベルト７２ｄの上部スパンは、固定部材７２ｅを介して上側のスライドプレート７３の底部に固定され、ベルト７２ｄの下部スパン（プーリ７２ｃ間の下側のベルト経路）は、固定部材７１ｆを介して下側のベースプレート７１に固定されている。

スライドプレート７３の両側面には、直上のスライドプレート７４を支持して水平方向に案内する一対のスライドレール７３ａが設けられている。スライドプレート７３には、一対のスライドレール７３ａの間で、下側のスライドプレート７２の開口部７２ｂと重なりあわない位置に、当該スライドレール７３ａに平行な開口部７３ｂが高さ方向に貫通して形成されている。この開口部７３ｂの内部には、その軸を水平にして両端に設けられた一対のプーリ７３ｃと、このプーリ７３ｃに張架されたベルト７３ｄが収容されている。

ベルト７３ｄの上部スパンは、固定部材７３ｅを介して上側のスライドプレート７４の底部に固定され、ベルト７３ｄの下部スパンは、固定部材７２ｆを介して下側のスライドプレート７２に固定されている。

最上部のスライドプレート７４には、下側のスライドプレート７３の両側面に設けられた前記一対のスライドレール７３ａに嵌合する一対のスライドベアリング部７４ｂが設けられている。このように、スライドプレート７３の両側面にスライドレール７３ａを配置することで、スライドレール７３ａの高さ寸法分だけ基板搬送装置７０の全体の高さを低くできる。また、スライドプレート７４には、載置される基板Ｇの下面を支持する略コ字形のスライドピック部７４ａが設けられている。

上述のような構成の基板搬送装置７０において、図５に例示される縮退状態から、駆動モータ７０ａにて、ベースプレート７１のプーリ７１ｃを時計周り方向に回転させると、ベルト７１ｄの上部スパンに固定部材７１ｅを介して固定された上側のスライドプレート７２は、図５の右方向に伸長するように移動を開始する。

このとき、スライドプレート７２のベルト７２ｄは、下部スパンが下側のベースプレート７１に固定されているため、当該スライドプレート７２の下側のベースプレート７１に対する移動とともに時計周り方向に周回し、このベルト７２ｄの上部スパンに固定部材７２ｅを介して固定されたスライドプレート７３は、スライドプレート７２の上を図５の右方向に伸長するように移動を開始する。

また、スライドプレート７３のベルト７３ｄは、下部スパンが固定部材７２ｆを介して下側のスライドプレート７２に固定されているため、スライドプレート７３の下側のスライドプレート７２に対する移動とともに時計周り方向に周回し、このベルト７３ｄの固定部材７３ｅを介して固定された最上部のスライドプレート７４は、スライドプレート７３の上を図５の右方向に伸長するように移動する。

これにより、図３および図４に例示されるように、スライドプレート７２〜７４は、ベルト７１ｄ〜７３ｄの各々の上部スパンに固定された固定部材７１ｅ〜７３ｅが図３の右端まで移動する距離だけ多段に伸長する。伸長距離（搬送距離）は、スライドプレートの積層段数に比例して長くなる。

また、図３および図４の伸長状態から、駆動モータ７０ａを逆転させて個々のベルト７１ｄ〜７３ｄを反時計周りに回転させることで、図５に例示される縮退状態となる。

そして、基板搬送装置７０は、上述のようにスライドプレート７２〜７４を水平方向に多段に伸長させて、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。

上述のように、本実施形態の基板搬送装置７０では、最上段のスライドプレート７４に載置された基板Ｇの搬送動作を行うように多段に積層されたベースプレート７１およびスライドプレート７２〜７３に開口部７１ｂおよび開口部７２ｂ〜７３ｂを形成し、その内部に、プーリ７１ｃ，プーリ７２ｃ〜７３ｃおよびベルト７１ｄ，ベルト７２ｄ〜７３ｄを収容する構成であるため、スライドプレートの積層段数を増やす場合でも、高さ方向ではスライドプレートの厚さだけの増加となり、プーリやベルト等の駆動機構の厚さによる高さ方向の寸法増加が生じない。

すなわち、高さ方向の寸法を増大させることなく、スライドプレートの積層段数の増加による搬送距離の増加を達成できる。

また、開口部７１ｂおよび開口部７２ｂ〜７３ｂの位置を高さ方向に互いに干渉しない位置に交互に配置することで、より高さ寸法を削減できる。

ロードロック室２０の内部において、基板搬送装置７０を挟む位置には、バッファプレート８１およびバッファプレート８２と、このバッファプレート８１および８２を昇降させる図示しないバッファ昇降機構を備えた基板受け渡し機構８０が設けられており、基板搬送装置７０のスライドプレート７４に載置された基板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、当該スライドプレート７４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をスライドプレート７４上に降下させる動作、等の基板受け渡し動作を行う。

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内の基板搬送装置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内の基板搬送装置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。

次に、本実施形態の動作について説明する。まず、基板搬送装置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、基板搬送装置７０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ことで、基板Ｇは搬送アーム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を下降させることで、基板Ｇは、基板搬送装置７０のスライドプレート７４（スライドピック部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、図３のように基板搬送装置７０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、真空処理室１０内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上に載置した後に、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内の基板搬送装置７０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上からスライドプレート７４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。

その後、ロードロック室２０の排気を停止するとともに、バッファプレート８１，８２を上昇させて、基板Ｇの周辺部を支持して浮上させ、Ｎ_２等を導入して大気に近い圧力としたのち、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、基板Ｇのサイズが大型化すると、ロードロック室２０を経由した水平方向の搬送距離も増大し、基板搬送装置７０のスライドプレートの積層段数を増やして搬送距離を延ばす必要があるが、本実施形態のような基板搬送装置７０は、上述のようにスライドプレートの積層段数を増やして搬送距離を延ばしても高さ方向の寸法増加が抑制できる。

この結果、基板搬送装置７０が収容されるロードロック室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。

次に、上述した真空処理装置１００の保守管理技術の一例について説明する。真空処理装置１００の保守管理では、真空処理室１０の基体部１４から蓋体１５を取り外して内部の清掃を行う場合がある。

一方、基板Ｇの処理工程では、図６に例示されるように複数の真空処理室１０（真空処理装置１００）を配列したマルチチャンバシステムとする場合がある。その場合、個々の真空処理室１０が蓋体１５の開閉機構を備えた構成とすると、個々の装置の設置床面積が増大し、効率が悪い。特に、大型の基板Ｇを処理する真空処理装置１００では単体の装置自体も大型化しているため、個々の真空処理室毎に開閉機構を備えたのではマルチチャンバシステムでの上記床面積の増大は一層著しいものとなる。

そこで、本実施形態では、図６に例示されるように、複数の真空処理室１０（真空処理装置１００）に共通の蓋体開閉機構２００を備える構成とする。

すなわち、蓋体開閉機構２００は、車輪２０１ａを備えて自走することで複数の真空処理装置１００間を移動可能な台車２０１と、台車２０１上に設けられ、垂直状態と水平状態との間で屈曲可能な可動レール２０２ａを備えた一対のレール２０２と、このレール２０２上を移動する可動軸受け部２０３を備えている。

そして、この共通の蓋体開閉機構２００を用いて、図７のようにして、保守管理作業における個々の真空処理室１０の蓋体１５の開閉を行う。

すなわち、まず、目的の真空処理室１０に正対する位置に蓋体開閉機構２００を移動させ、図７の（ａ）に例示されるように、当該真空処理室１０を挟むように可動レール２０２ａを水平な位置に回動させ、一対の可動軸受け部２０３を蓋体１５の一対の支持軸１６に嵌合させ、蓋体１５を鉛直上方に浮上させて基体部１４から離間させる。

その後、図７の（ｂ）に例示されるように、蓋体１５を支持した可動軸受け部２０３を台車２０１上に移動させる。これにより、基体部１４の上部が開放され、基体部１４内の処理ステージ１３の清掃等の保守作業が可能になる。

また、図７の（ｃ）に例示されるように、台車２０１上において、蓋体１５を、その開口部が外向きになるように９０度回転させ、その位置でロックすることにより、蓋体１５の内部の簡易な保守点検が可能になる。

さらに、図７の（ｄ）に例示されるように、蓋体１５を、その開口部が上向きになるように１８０度回転させ、その位置でロックすることにより、蓋体１５の内部に存在する図示しないガス供給ヘッド等の重量物の吊り上げクレーン等による着脱作業が可能になる。

また、上述と逆の手順で基体部１４に対する蓋体１５の装着が可能である。また、装着後は、蓋体開閉機構２００は、可動アーム２００ａを垂直に畳んだ図６のような待機状態となる。

このように、複数の真空処理室１０（真空処理装置１００）に対して共通の蓋体開閉機構２００を設けて、保守管理作業等における蓋体１５の開閉を行うことで、装置全体の省スペース化と蓋体開閉機構の共用によるコストダウンを実現することができる。

［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８は本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置を示す垂直断面図、図９は本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置の縮退状態を示す図、図１０は発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置の伸長状態を示す図である。なお、図９および図１０はいずれも（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

この基板搬送装置１７０は、第１の実施形態と同様、真空処理装置１００のロードロック室２０に設けられる。基板搬送装置１７０は、ロードロック室２０の底部に設けられたベース部１７１と、ベース部１７１にスライド可能に設けられたスライドアーム１７２と、このスライドアーム１７２の上にスライド可能に設けられた基板を支持する支持台としてのスライドピック１７３と、ベース部１７１の下方に設けられスライドアーム１７２およびスライドピック１７３を駆動させる駆動源であるモータ１７４と、モータ１７４の駆動力をスライドアーム１７２およびスライドピック１７３に伝達する駆動伝達機構１８０とを備えている。

スライドアーム１７２は、鉛直に配置され間隔をおいて互いに対向して設けられた一対の側板１７２ａ，１７２ｂを有しており、その一方の端部は、所定長に亘って下部が切り欠かれた状態の突出部１７２ｃ，１７２ｄとなっている。そして、これら側板１７２ａ，１７２ｂの間に駆動伝達機構１８０を有している。また、図８に示すように、これら一対の側板１７２ａ，１７２ｂの外面には、スライドアーム１７２に対してスライドピック１７３がスライドするためのガイド機構１７５およびベース部１７１に対してスライドアーム１７２がスライドするためのガイド機構１７６が設けられている。ガイド機構１７５は、側板１７２ａ，１７２ｂに取り付けられたガイドレール１７５ａと、スライドピック１７３に取り付けられガイドレール１７５ａにスライド可能に嵌合されたガイド部材１７５ｂとを有している。また、ガイド機構１７６は、側板１７２ａ，１７２ｂに取り付けられたガイドレール１７６ａと、ベース部１７１に取り付けられガイドレール１７６ａにスライド可能に嵌合されたガイド部材１７６ｂとを有している。

駆動伝達機構１８０は、スライドアーム駆動部１８１と、スライドピック駆動部１８２とからなる。スライドアーム駆動部１８１は、モータ１７４に直結し、水平に回転する駆動プーリ１８３と、駆動プーリ１８３に巻き掛けられ、スライドアーム１７２の側板１７２ａに固定部材１８４ａ，１８４ｂにより固定された駆動ベルト１８４と、プーリ１８３の両側に設けられた一対のアイドラー１８５ａ，１８５ｂとを有している。スライドピック駆動部１８２は、一対の側板１７２ａ，１７２ｂの突出部１７２ｃ，１７２ｄと反対側の端部近傍を連結するように設けられた軸１８６に固定されたプーリ１８７と、一対の側板１７２ａ，１７２ｂの中央部を連結するように設けられた軸１８８に固定されたプーリ１８９と、これらプーリ１８７および１８９に張架された第１ベルト１９０と、第１ベルト１９０の下部スパンをベース部１７１に係止する第１係止部材１９１と、前記軸１８７にプーリ１８７と隣接するように固定されプーリ１８７よりも大径のプーリ１９２と、一対の側板１７２ａ，１７２ｂの突出部１７２ｃ，１７２ｄ側の端部近傍を連結するように設けられた軸１９３に固定されたプーリ１９４と、これらプーリ１９２，１９４に張架された第２ベルト１９５と、第２ベルト１９５の上部スパンをスライドピックに係止する第２係止部材１９６とを有している。また、第２ベルト１９５を突出部１７２ｃ，１７２ｄに沿って導くようにプーリ１９７，１９８が配置されている。

このように構成される基板搬送装置１７０においては、駆動源であるモータ１７４を駆動させることにより駆動伝達機構１８０を介してスライドアーム１７２およびスライドピック１７３を駆動させる。その際に、まずモータ１７４の回転駆動がスライドアーム駆動部１８２の駆動プーリ１８３を介して駆動ベルト１８４に伝達され、駆動ベルト１８４はスライドアーム１７２の側板１７２ａに固定されているのでこれによりスライドアーム１７２が図９の状態から矢印Ａに示す方向にスライドする。

このとき、スライドピック駆動部１８２の第１係止部材１９１が第１ベルト１９０の下部スパンをベース部１７１に係止しているので、スライドアーム１７２のスライド移動にともなって第１ベルト１９０が矢印Ａ方向に移動し、プーリ１８７が回転する。プーリ１８７が回転すると、それに固定された軸１８６を介して軸１８６に固定されたプーリ１９２が回転するとともに第２ベルト１９５が矢印Ａ方向へ移動し、これにともなって、第２係止部材１９６により第２ベルト１９５の上部スパンに係止されたスライドピック１７３が矢印Ａ方向に移動し、図９の縮退状態から図１０の伸長状態となる。

この場合に、プーリ１８７とプーリ１９２とは、同じ軸１８６に固定されているから、これらの径比によって第１ベルト１９０と第２ベルト１９５の移動距離の比、つまり、スライドアーム１７２とスライドピック１７３の移動距離の比が決まる。ここでは、プーリ１９２がプーリ１８７よりも大径であるから、その分、スライドアーム１７２の移動距離よりもスライドピック１７３の移動距離が長くなる。例えば、プーリ１９２の径がプーリ１８７の径のｎ倍とすると、図１０の（ａ），（ｂ）に示すように、スライドアーム１７２が距離Ｌ移動した際に、スライドピック１７３はスライドアーム１７２上をｎ×Ｌの距離だけ移動し、スライドピック１７３の合計移動距離は（ｎ×Ｌ）＋Ｌとなる。この場合のｎは１より大きい任意の値に設定することが可能である。

このようにスライドアーム１７２のスライドストロークに比べ、その上のスライドピック１７３のスライドストロークを長くとることができるため、ロードロック室２０に収容されていることからスライドアーム１７２のストロークに制約があっても、プーリ１８７とプーリ１９２の径比を適宜設定することにより、スライドピック１７３のストロークを十分にとることができる。このため、一つのスライドアーム１７２と一つのスライドピック１７３だけで、ロードロック室２０と真空処理室１０との間の基板搬送に十分な距離のスライドストロークを確保することができ、第１の実施形態のような同じ大きさのプーリを用いた直動式基板搬送装置に比べてスライドアームの積層数を減らすことが可能となり、その分基板搬送装置の高さ寸法を小さくすることができる。

この結果、基板搬送装置１７０が収容されるロードロック室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することができ、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。

なお、さらなる搬送距離を確保する観点からスライドアームを２段以上積層して設けてもよい。図１１、スライドアーム１７２の上にもう一つのスライドアーム１７２′を設けた例を示す。この場合に、スライドアーム１７２′としては、スライドアーム１７２と同様の構造のものを用いてもよいし、第１の実施形態のスライドプレート７２，７３と同様の構造であってもよい。スライドアーム１７２′をスライドアーム１７２と同様の構成とすることにより、著しく大きい搬送距離を確保することが可能となる。

また、本実施形態の基板搬送装置は、スライドピックを２段に設けてそれぞれ独立して基板の出し入れを可能なタイプのものに適用することも可能である。図１２はそのようなタイプの基板搬送装置を示す垂直断面図である。この基板搬送装置３００は、下段搬送機構部２７０と上段搬送機構部２７０′とを有している。

下段搬送機構部２７０は、ベース部２７１と、ベース部２７１にスライド可能に設けられたスライドアーム２７２と、このスライドアーム２７２の上にスライド可能に設けられた基板を支持する支持台としてのスライドピック２７３と、ベース部２７１の下方に設けられスライドアーム２７２およびスライドピック２７３を駆動させる駆動源であるモータ２７４と、モータ２７４の駆動力をスライドアーム２７２およびスライドピック２７３に伝達する駆動伝達機構２８０とを備えている。また、一対の側板２７２ａ，２７２ｂの外面には、スライドアーム２７２に対してスライドピック２７３がスライドするためのガイド機構２７５およびベース部２７１に対してスライドアーム２７２がスライドするためのガイド機構２７６が設けられている。

上段搬送機構部２７０′は、ベース部２７１′と、ベース部２７１′にスライド可能に設けられたスライドアーム２７２′と、このスライドアーム２７２′の上にスライド可能に設けられた基板を支持する支持台としてのスライドピック２７３′と、下段搬送機構部２７０のベース部２７１の下方に設けられスライドアーム２７２′およびスライドピック２７３′を駆動させる駆動源であるモータ２７４′と、駆動力をスライドアーム２７２′およびピック２７３′に伝達する第１駆動伝達機構２８０′と、モータ２７４′の駆動力を第１駆動伝達機構２８０′に伝達する第２駆動伝達機構２９０とを備えている。また、一対の側板２７２ａ′，２７２ｂ′の外面には、スライドアーム２７２′に対してスライドピック２７３′がスライドするためのガイド機構２７５′およびベース部２７１′に対してスライドアーム２７２′がスライドするためのガイド機構２７６′が設けられている。上段搬送機構部２７０′のベース部２７１′は、下段搬送機構部２７０の上に設けられたスペーサ３０１の上に設けられている。

上記下段搬送機構部２７０の駆動伝達機構２８０および上段搬送機構部２７０′の第１駆動伝達機構２８０′は、その構成要素としてそれぞれ駆動プーリ２８３，２８３′しか描いていないが、実際には上記駆動伝達機構１８０と全く同様の構成を有しているため、他の部材は省略している。

一方、上記上段搬送機構部２７０′の第２駆動伝達機構２９０は、下段搬送機構部２７０のベース部２７１内に設けられモータ２７４′に直結する駆動プーリ２９１と、ベース部２７１内の端部に設けられたプーリ２９２とプーリ２９１および２９２に張架されたベルト２９３と、上段搬送機構部２７０′のベース部２７１′内のプーリ２９２に対応する位置に設けられ、プーリ２９２と軸２９４によって連結固定されたプーリ２９５と、ベース部２７１′内の駆動プーリ２８３′直下に設けられたプーリ２９６と、プーリ２９５および２９６に張架されたベルト２９７とを有している。そして、第２駆動伝達機構２９０においては、モータ２７４′の駆動が駆動プーリ２９１に伝達され、さらにベルト２９３を介してプーリ２９２に伝達される。プーリ２９２の回転駆動は軸２９４を介してプーリ２９５に伝達され、さらにベルト２９７を介してプーリ２９６に伝達され、このプーリ２９６の回転駆動が第１駆動伝達機構２８０′の駆動プーリ２８３′に伝達される。

このような基板搬送装置３００においては、モータ２７４を駆動させることにより駆動伝達機構２８０を介して下段搬送機構部２７０のスライドアーム２７２およびスライドピック２７３をスライドさせることにより上段搬送機構部２７０での基板搬送が達成され、モータ２７４′を駆動させることにより第２駆動伝達機構２９０および第１駆動伝達機構２８０′を介して上段搬送機構部２７０′のスライドアーム２７２′およびスライドピック２７３′をスライドさせることにより下段搬送機構部２７０とは全く独立に上段搬送機構部２７０′での基板搬送が達成される。

このように２段の搬送機構部を設けて２つのスライドピックにより全く独立に基板を搬送することができるので、基板搬送のスループットを著しく高めることができる。また、ベース部２７１に回転機能を持たせることで、真空予備室に複数の処理室が接続されたマルチチャンバータイプの処理装置にも適用可能である。さらに、本実施形態の基板搬送装置は、スライドアームの段数を少なくして高さを低く構成しているので、このように２段の搬送機構部を設けても高さ寸法を比較的小さく維持することができる。

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。たとえば、第１の実施形態のスライド駆動機構および第２の実施形態の駆動伝達機構としてベルトを用いたが、これに限らず、チェーン、リンク、ギヤなど他の伝達手段を用いてもよい。

また、基板として、ＬＣＤやプラズマディスプレイ等の平面ディスプレイ基板を用いた場合について示したが、その他の大型基板等にも適用することができる。

以上説明したように、本発明の基板搬送装置は、真空処理装置における真空処理室に隣接する真空予備室に設置される基板搬送装置として好適である。

本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置が適用される真空処理装置の外観を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置が適用される真空処理装置における真空予備室および真空処理室を示す断面図。 本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置を示す断面図。 本発明の第１の実施形態に係る基板搬送装置を示す断面図。 図１の真空処理装置を含むマルチチャンバシステムの構成の一例を示す外観斜視図。 図６のマルチチャンバシステムの動作を示す外観斜視図。 本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置を示す垂直断面図。 本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置の縮退状態を示す側面図および平面図。 本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置の伸長状態を示す側面図および平面図。 本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置の変形例を示す側面図。 本発明の第２の実施形態に係る基板搬送装置をスライドピックを２段に設けてそれぞれ独立して基板の出し入れを可能なタイプの基板搬送装置に適用した例を示す垂直断面図。

符号の説明

１０……真空処理室
１４……基体部
１５……蓋体
１６……支持軸
２０……ロードロック室
３０，４０……ゲートバルブ
５０……大気側搬送機構
６０……真空ポンプ
７０，１７０，３００……基板搬送装置
７０ａ……駆動モータ
７０ｂ……駆動ベルト
７１……ベースプレート
７１ａ，７２ａ〜７３ａ……スライドレール
７１ｂ……開口部
７１ｃ，７２ｃ〜７３ｃ……プーリ
７１ｄ，７２ｄ〜７３ｄ……ベルト
７１ｅ……固定部材
７２，７３，７４……スライドプレート
７２ｂ〜７３ｂ……開口部
７２ｅ〜７３ｅ，７２ｆ〜７３ｆ……固定部材
７４ａ……スライドピック部
７４ｂ……スライドベアリング部
１００……真空処理装置
１７１，２７１，２７１′……ベース部
１７２，２７２，２７２′……スライドアーム
１７３，２７３，２７３′……スライドピック
１７４，２７３，２７４′……モータ
１８０，２８０……駆動伝達機構
１８１……スライドアーム駆動部
１８２……スライドピック駆動部
１８３……駆動プーリ
１８４……駆動ベルト
１８６……軸
１８７……プーリ（第１プーリ）
１９０……第１ベルト
１９１……第１係止部材
１９２……プーリ（第２プーリ）
１９５……第２ベルト
１９６……第２係止部材
２７０……下段搬送機構部
２７０′……上段搬送機構部
２８０′……第１駆動伝達機構
２９０……第２駆動伝達機構
Ｇ……基板

Claims (3)

1. 基板が載置される支持台と、前記支持台の下部に配置されたスライド可能に積層してなる複数の板状アームと、前記板状アームにそれぞれ設けられ当該板状アームの上側に位置する前記支持台または前記板状アームをスライドさせるアーム駆動機構とを具備し、前記支持台および前記板状アームを縮退した状態と伸長した状態との間で変化させることにより、第１位置と第２位置との間で前記基板の搬送動作が行われ、前記各板状アームは、その中に積層方向において隣同士が互いに重なり合わない位置に貫通して前記アーム駆動機構が収容される開口部を有することを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記アーム駆動機構は、個々の前記板状アームの前記開口部に配置された一対のプーリと、前記スライド方向に平行に前記プーリに張架されたベルトと、前記ベルトの上部スパンを上側の前記板状アームまたは前記支持台に係止する第１係止部材と、上側の前記板状アームに設けられた前記ベルトの下部スパンを下側の板状アームに固定する第２係止部材とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 基板に対し、真空中で所定の処理を行う真空処理室と、
   前記真空処理室に前記基板を搬入出する基板搬送装置と、を有し、
   前記基板搬送装置が、請求項１または請求項２に記載の基板搬送装置であることを特徴とする真空処理装置。
   

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