JPH01139764A - 基板着脱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スパッタリングの処理工程において、未処理
の基板を基板ホルダに装着し、処理済みの基板を基板ホ
ルダから取外す基板着脱装置に関する。

（従来の技術） −ｉ的なスパッタリングの様子を第８図に示す。

同図において、ａは基板、ｂは基板ホルダ、Ｃ１ｄは基
板ａを介して対応配置されたターゲット、ｅは基板ａを
紙面に垂直方向に移動させるための搬送コンベアである
。

このように、基板ａを真空槽内で２つの独立したターゲ
ットｃ、ｄにより両面同時にスパッタリングする場合、
各ターゲットｃ、　　ｄからのスパッタプラズマが互い
に影響を与えないように、基板ａの全周に基板ホルダｂ
を配して間仕切る形をとる。

ところで、基板ａそのものに穴ｆが開いている場合には
、第９図に示すように、この穴ｆにセンターマスクｇを
付ける。このデンターマスクｇは、円盤の周縁の１ケ所
を中心まで切り込み、この切り込み部の両側部分を同一
方向に曲げ起こしてつまみ片り、ｉを形成したもので、
このつまみ片り。

ｉを手でつまんで基板ａの穴ｆに挿入し、該穴ｆ内で手
を離すことによってセンターマスクｇを穴ｆの周縁に当
接させ、穴ｆを閉塞するものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、基板ａを基板ホルダｂに装着するために、ロ
ボットでハンドリングする場合、通常、基板ａを穴ｆの
内側から掴む場合が多く、このとき、センターマスクｇ
が邪魔になってロボットハンドリングが行えないといっ
た問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明の基板着脱装置は、中央に開口部を有する基板と
、該基板の開口部に着脱可能に嵌合されるキヤ・７プと
、該キャップの周縁部に形成された複数の長大放射状の
切欠の各々にキャップの半径方向に移動可能に嵌合した
チャック爪部材と、各々対応する前記チャック爪部材に
形成された穴に嵌太し相互に接近・離反することにより
前記チャック爪部材を相互に縮閉・拡開せしめ前記基板
の着脱を行うようにした複数本のフィンガーを具備した
ハンド部とから成ることを特徴とする。

（作用） 複数のフィンガーは、各々先端部を、キャップのチャッ
ク爪部材に形成された穴に遊嵌し、相互にすぼめるよう
に即ち相互に近接する方向に移動してキャンプを外掴み
により保持する。次にフィンガーは外掴みで保持したキ
ャップを基板の中央開口部に嵌合させてから拡開してチ
ャック爪部材の外周面を基板の中央間部内周面に押当て
ることにより基板を内掴みで保持する。これでフィンガ
ーは基板の中央開口部にキャップを嵌めた状態で基板を
基板ホルダに装着することができる。基板ホルダからの
基板の取外しは、前述基板保持と逆順序の動作となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の基板着脱装置を備えたスパッタリン
グの処理工程の一部を示している。なお、工程全体の図
示は省略しているが、本例はインライン型のスパッタリ
ング装置に適用した例を示している。

同図において、１，１・・・はスパッタ処理前の基板２
ａ、２’ａ・・・を多数枚収納した未処理基板収納体、
３，３・・・はスパッタ処理済の基板２ｂ、２ｂ・・・
を順次収納していく処理済基板収納体、４は空の未処理
基板収納体１．１・・・を搬送するベルトコンヘア、５
は基板ホルダ６．６・・・が一定間隔を存して縦一列（
図面上では横一列）に配置されたベルトコンベア、７は
基板２ａの中央に形成した開口部１２　（第２図参照）
を閉塞するキャップ１０が多数枚収納されたキャップ収
納体、８は基板ホルダ６に装着した基板２ａをスパッタ
槽（真空槽：図示省略）内に供給するための供給トラバ
ーサ、９はスパッタ処理がなされた基板２ｂを回収する
回収トラバーサ、１５は処理前の基板２ａを基板ホルダ
６に装着するための基板着脱装置（以下、第１０ボツト
という）、１６は処理済の基板２ｂを基板ホルダ６から
回収するための基板着脱装置（以下、第２０ボツトとい
う）である。すなわち、本例では２基のロボットを用い
て基板の着脱を行っている。

前記未処理基板収納体１，１・・・は、上面が開口され
た箱状体に形成され、前後両側面に、上端縁から半円弧
状に切欠いた挿通口ｌａ、ｌａが形成されている。この
挿通口１ａは、基板２ａを収納した状態で、該基板２ａ
の開口部１２が露出するように設けられたものである。

この未処理基板収納体１．１・・・は、図面上を矢符Ｐ
、力方向順次搬送され、次に矢符Ｐ２方向に搬送されて
、ベルトコンベア４上に１個の未処理基板収納体１が露
出される。搬出された未処理基板収納体１は、収納され
ている基板２ａが第１０ボツト１５によって全部取り出
されるまでこの位置Ａに止まり、空になった状態でベル
トコンヘア４上を矢符Ｐ３方向へ搬送されるようになさ
れている。

前記処理済基板収納体３，３・・・は、前記未処理基板
収納体１．１・・・と同形状に形成されている。

この処理済基板収納体３，３・・・は、ヘルドコンベア
４に沿って二側に配置されている。そして、図面上では
上段の列を矢符Ｑ、力方向ら順次搬送され、位置Ｂで上
段から下段に搬送方向が転換され、次に矢符Ｑ２方向に
搬送されて位ｉｃに達し、この位置Ｃで、処理済の基板
２ｂが第２０ボ、ト１６によって満杯に収納されるまで
停止し、その後、再び矢符Ｑ２方向に搬送されるように
なされている。

前記ベルトコンベア５は、矢符Ｒ方向へ距離ｌ移動して
一旦停止し、一定時間後再び矢符Ｒ方向へ距離ｌ移動し
て一旦停止するという間欠的な動作を連続して繰り返す
。ここで、距離βとは、ベルトコンベア５上の一つの基
板ホルダ６から隣接する次の基板ホルダ６までの距離で
あり、また、基板ホルダ６の停止位置は、第１０ボツト
１５によって基板２ａが基板ホルダ６に装着される位置
Ｄ、及び第２０ボツト１６によって基板２ｂが基板ホル
ダ６から構成される装置Ｅである。なお、これらの位置
り、Ｅは、位置検出器９ａ、９ｂによってそれぞれ検出
される。ただし、ベルトコンベア５を一定速度で駆動し
、第１０ボツト１５及び第２０ボツト１６の方を、これ
に追従する形で移動させながら基板２ａ、　　２ｂの着
脱を行うようにしてもよい。

前記基板ホルダ６は、第７図に示すように、スパッタ槽
内に対向配置されたターゲット（図示省略）間を仕切る
程度の大きさの板体に形成され、その中央部に基板２ａ
の外形状より若干大径の円形開口部６ａが設けられてい
る。この円形開口部６ａは、その開口部周縁の下半分に
基板２ａ（又は２ｂ）の周縁部を嵌合保持するための三
ケ月状の凹溝部６ｂが形成され、さらに、開口部周縁の
上半分には、−側寄り部に、基板２ａ（又は２ｂ）の周
縁部を当接させるための三ケ月状の当接片６Ｃが形成さ
れている。

前記キャップ１０は、第２図に示すように、キャップ本
体１０１が基板２ａ（又は２ｂ）の開口部１２にほぼ適
合する円盤状に形成されている。

さらに前記キャップ１０の詳細を第３・４図を参照しな
がら説明する。説明の便宜上、第３図における左・右を
「左」・「右」、第４図における左・右を「前」・「後
」と呼称する。前記キャップ本体１０１は、外周面前半
分を小径にして若干の段部１０１ａを形成し、キャップ
本体１０１の中心Ｇ、に関して等角度間隔に３つの長大
放射状の切欠１０２を削設しである。前記各切欠１０２
は中心Ｇ、側売先端部半円形部１０２ａを形成し、該半
円形部１０２ａを含む全内周面に渉って前半分を突起状
に形成しである。

１０３は前記各切欠１０２に嵌装したチャック爪部材で
、該切欠１０２とほぼ同形状とするものの長さ方向に該
切欠１０２より若干短く形成しである。前記チャック爪
部材１０３は前部爪体１０３ａと後部爪体１０３ｂとを
上方部において上・下２個のビス１０４により一体重合
状に組合わせたものから成る。このうち後部爪体１０３
ｂは外周面を段付に形成し、該段付外周面を前記切欠１
０２の内周面に嵌合させ、また前部爪体１０３ａの周縁
部は全周に渉って後部爪体１０３ｂの前面外周より若干
外方に突出し後部爪体１０３ｂの後半部周縁との間に切
欠１０２の前半部突起状内周縁を挾み、チャック爪部材
１０３全体が前記中心Ｇ１を通る放射状軸線Ｍに沿って
移動自在としである。さらに前記チャック爪部材１０３
の外端面は全体にキャップ本体１０１の外周面の一部を
形成する円弧状となし、前・後部爪体１０３ａ・１０３
ｂ外端面には基ｖｉ２ａ（または２ｂ）の厚さに実質上
等しいくまたはこれより若干大きい）幅の凹溝状爪１０
５を形成しである。

１０６は前記後部爪体１０３ｂの上方部前面に全幅に渉
って削設した凹所で、該凹所１０６の左・右延長方向に
キャップ本体１０１に細長い穴１０７・１０７を穿設し
、ばね鋼ＶＡ１０８の両端を液穴１０７・１０７に嵌入
させて該ばね鋼線１０８全体を前記凹所１０６に挿通さ
せである。１０９は前記凹所１０６の外方側面に突設し
た当板で、常時前記ばね鋼線１０８に当接させである。

従って、チャック爪部材１０３は、常時ばばね鋼線１０
８が真直ぐに延びて爪１０５の外端面がキャップ本体１
０１の外周面に面一となるようにしである。

１１０は前記チャック爪部材１０３の前記中心Ｇ１寄り
先端部付近に前・後部爪体１０３ａ・１０３ｂを通じて
穿設した貫通穴で、中央部のみ小径の段付に形成してあ
り、該貫通穴１１０には後述するハンド部のフィンガー
先端部を嵌入係合させるためのものである。

であって、ロボット本体３０を中心として水平方向に回
動可能及び上下方向に昇降動可能に設けられた第１アー
ム３１と、第１アーム３１の先端部に取付けられ該先端
部を中心として水平方向に回動可能に設けられた第２ア
ーム３２と、第２アーム３２の先端部に取付けられ該先
端部を中心として同じく水平方向に回動可能に設けられ
た第３アーム３３と、第３アーム３３の先端に横向きに
取付けられかつ横向きの軸ｖＡＴまわりに回転可能に設
けられたハンド部３４とで構成され、このハンド部３４
の先端面には、前記軸線Ｔを中心として等角度間隔に且
つ該軸線Ｔに対し平行に３本の円筒状フィンガー３５を
導出してあり、該各フィンガー３５は先端先細りに形成
するとともに先細り部３５ａより若干基部寄りに前記貫
通穴１１０の小径部とほぼ同幅またはこれより若干広い
幅の環状溝３５ｂを形成しである。これら３本のフィン
に平行に保持したまま前記軸線Ｔに向って接近移動する
ことによって縮閉し、また軸線Ｔから離反移動すること
によって拡開するごとくしである。

次に、上記構成の基板着脱装置を用いた製造ラインの各
工程を順次説明する。

１つの未処理基板収納体１がベルトコンベア４上の位置
Ａにおいて停止している。本例では、この未処理基板収
納体１に、最後の１枚の基板２ａが収納されている状態
を示している。この状態において、まず、第１０ボツト
１５の各アーム３１゜３２．３３及びハンド部３４は一
点鎖線で示す位置Ｆにあり、この状態を第４図に実線で
示す。第４図において、ハンド部３４全体はキャップ１
０に対面し、ハンド部３４の軸ｉＴはキャップ本体１０
１の中心Ｇ、を通るように正確に位置決めされる。この
とき、各フィンガー３５の軸線Ｎはチャ・７り爪部材１
０３の貫通穴１１０のほぼ中心を通る。次にハンド部３
４がキャップ１０１に向って（第４図二点鎖線矢印の方
向）前進し、フィンガー３５の先細り部３５ａが前記貫
通穴１１０に貫通し、環状溝３５ｂが貫通穴１１０の小
径部に一敗したところでこの前進を停止する（第４図二
移動することにより縮閉し、環状溝３５ｂが貫通穴１１
０の中心Ｇ、寄り小径部に嵌合し、さらに１１ｈ閉する
ことによりチャック爪部材１０３全体が軸線Ｍに沿って
中心Ｇ１に向って移動する。これによりチャ、り爪部材
１０３の半円溝状先端部が切欠１０２の半円形部１０２
ａに密着嵌合し、フィンガー３５はチャック爪部材１０
３を介しキャップ１０を外掴みする。このようにキャッ
プ１０を外聞みしたハンド部３５は、第１０ボツト１５
の多関節揺動運動により、未処理基板収納体１における
第１図二点鎖線Ｇの位置まで移動し、第５図に示すよう
に、軸＆ｉＴが基板２ａの中央開口部１２の中心Ｇ２を
通る状態にキャップｌＯを該中央開口部１２に対面させ
て位置決めされる。このとき、チャック爪部材１０３は
フィンガー３５により中心Ｇ１寄りに縮閉されているた
め、爪１０５先端は第５図に示すように開口部１２内周
面より若干距離Ｓだけ中心Ｇ１寄りに引込んでいる。

続いて、ハンド部３４が軸線Ｔ方向に前進し、キャンプ
１０を前記開口部１２に嵌入させ、キャップ本体１０１
の周縁段部１ｏｔａが開口部１２の内周縁に嵌合したと
ころで、この前進動作を停止する。このとき前部爪体１
０３ｂは開口部１２より前方に突出する（第５図二点鎖
線参照）。また各チャック爪部材１０３は、ばね鋼線１
０Ｂの弾発作用により軸線Ｍに沿って中心Ｇ、から離れ
る外方に移動し、やがて爪１０５が開口部１２の内周縁
に嵌合して、基板２ａの開口部１２へのキャツブ１０の
嵌め込みを完了する。前記フィンガー３５はこの拡開動
作中−旦チャソク爪部材１０３に関してフリーの状態と
なるものの、さらに拡開して環状溝３５ｂが貫通穴１１
０の外方側小径部に嵌合してチャック爪部材１０３を介
し基板２ａを内掴みする（第６図の状態）。

次にハンド部３４は、フィンガー３５により基板２ａと
キャップ１０を一体に保持した状１ぶで、第１０ボ・７
トの多関節Ｊｅｔ動運動により第１図に実線で示す位置
トＩまで移動し、ベルトコンベア５上ち、先ず、基板２
ａが基板ホルダ６の開口部６ａに遊嵌され、基板２ａの
周縁上部を当接片６ｃに当接させ、この状態で基板２ａ
およびキャップＩＯを若干下方に降下させ、基板２ａの
断面Ｖ字形周縁下部を凹溝部６ｂに嵌合して、基板２ａ
の装着を完了する。そして拡開していた３本のフィンガ
ー３５は中間位置まで縮閉してチャック爪部材１０３の
保持を解除し、ハンド部３４が後退される。

この後、基板ホルダ６に装着された基板２ａは供給トラ
バーサ８まで搬送され、スパッタ槽に送り込まれてスパ
ッタ処理が施される。

一方、スパッタ処理が施された基板２ｂは、回収トラバ
ーサ９によってスパッタ槽内から回収され、ベルトコン
ベア５上の回収位置Ｅまで政送さを回収する。すなわち
、第２０ボツト１６の各アーム３１，３２．３３及びハ
ンド部３４を実線で示す位置Ｊ（すなわち、基板２ｂの
回収位置Ｅ）まで回動し、各フィンガ−３５先端部をキ
ヤ・７プ１０の貫通穴１１０に挿入し、フィンガー３５
の拡開によりチャック爪部材１０３を介し基板２ｂを内
掴みし、ハンド部３４が若干上方に上昇した上で後退し
、基板ホルダ６から基板２ｂおよびキャップ１０を取外
す。この状態で、各アーム３１゜３２．３３及びハンド
部３４を二点鎖線で示す位置Ｋまで回動し、基Ｆｉ２ｂ
を処理済基板収納体３内に収納した後、フィンガー３５
を縮閉してチャック爪部材１０３を介しキャップ１０を
外掴みして、ハンド部３４の後退により基板２ｂからキ
ャンプ１０を取り外す。この後、各アーム３１，３２．
３３及びハンド部３４を一点鎖線で示す位置りまで回動
し、キャップ収納体７内の最後部にキャップ１０を収納
して、基板２ｂの回収動作を終了する。

動作、及びキャップを嵌め合わせた状態で基板を基板ホ
ルダに装着する動作をロボットのハンドツｙ“グによっ
て全自動で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の一実施例を示し、第１図
は本発明の基板着脱装置を備えたスパッタリングの処理
工程の一部を示す平面図、第２図は基板とキャップとハ
ンド部との関係を示す斜視図、第３図は第２図の矢視■
にみたキャップの拡大正面図、第４図はフィンガーがキ
ャップに嵌合する直前の様子を示す断面図、第５図はキ
ャップを基板に嵌め合わせる直前の様子を示す断面図、
第６図はキャップを基板に嵌め合わせた状態を示す断面
図、第７図は基板およびキャップを基板ホルダに装着し
た状態を示す断面図である。第８図はスパッタ処理の一
例を示す断面図、第９図は従来のキャップの一例を示す
斜視図である。 １・・・未処理基板収納体 ２ａ、　　２ｂ・・・基板 ３・・・処理済基板収納体 ４．５・・・ベルトコンヘア ６・・・基板ホルダ １０・・・キャップ １０１・・・キャップ本体 １０３・・・チャック爪部材 ３４・・・ハンド部 ３５・・・フィンガー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中央に開口部を有する基板と、該基板の開口部に着脱可
   能に嵌合されるキャップと、該キャップの周縁部に形成
   された複数の長穴放射状の切欠の各々にキャップの半径
   方向に移動可能に嵌合したチャック爪部材と、各々対応
   する前記チャック爪部材に形成された穴に嵌入し相互に
   接近・離反することにより前記チャック爪部材を相互に
   縮閉・拡開せしめ前記基板の着脱を行うようにした複数
   本のフィンガーを具備したハンド部とから成ることを特
   徴とする、基板着脱装置。