JPH0557352B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は基板着脱装置に関し、中央に開口部を
有する基板と、この基板の開口部を閉塞するキヤ
ツプと、前記基板を装着して真空槽内に搬入する
基板ホルダとがそれぞれ製造ラインの所定位置に
配置されたスパツタリングの処理工程において利
用される。

（従来の技術） 一般的なスパツタリングの様子を第５図に示
す。同図において、ａは基板、ｂは基板ホルダ、
ｃ，ｄは基板ａを介して対向配置されたターゲツ
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
たターゲツトｃ，ｄにより両面同時にスパツタリ
ングする場合、各ターゲツトｃ，ｄからのスパツ
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６図に示すように、この穴ｆにセン
ターマスクｇを付ける。このセンターマスク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ｈ，ｉを形成したもので、このつまみ
片ｈ，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つてセンターマスク
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、ロボツ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が邪魔になつてロボツトハ
ンドリングが行えないといつた問題があつた。

（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、この基板の開口部を閉塞するキヤツプ
と、前記基板を装着して真空槽内に搬入する基板
ホルダとがそれぞれ製造ラインの所定位置に配置
されたスパツタリングの処理工程において、前記
キヤツプを保持して前記基板の開口部に嵌め合わ
せ、この状態で前記基板と前記キヤツプとを保持
して前記基板ホルダに前記基板を装着するハンド
部が設けられ、前記キヤツプはその周縁部に複数
個の切欠部が形成されるとともに、周縁下部に前
記基板の開口部周縁に嵌合する凹溝部が形成さ
れ、一方、前記ハンド部は、その先端部に、前記
キヤツプを吸着して保持する吸着部が設けられる
とともに、前記キヤツプの周縁部に形成された切
欠部に挿通されるフインガー部が該切欠部に対応
する数だけ設けられ、かつ、該フインガー部は外
方に拡開されることにより前記基板の開口部周縁
を内側から保持するようになされたものである。

（作用） ハンド部に設けられた吸着部によつてキヤツプ
のほぼ中央部を吸着保持する。このとき、ハンド
部に設けられたフインガー部がキヤツプの周縁部
に形成された切欠部に挿通される。この状態で、
ハンド部を移動してキヤツプを基板の開口部に対
峙させ、かつ該開口部に遊嵌した状態に嵌め合わ
せる。そして、フインガー部を外方に拡開するこ
とによつて基板を開口部の内側から保持し、この
ように基板とキヤツプとを保持した状態でハンド
部を移動して、基板ホルダに基板を装着する。次
に、拡開していたフインガー部を閉じて開口部と
フインガー部との接触を解除し、さらに吸着部の
吸着動作を解除してキヤツプの凹溝部を基板の開
口部の周縁下部に嵌合し、開口部をキヤツプで閉
塞する。

（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
ツ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
ンライン型のスパツ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……はスパツタ処理前の
基板２ａ，２ａ……を多数枚収納した未処理基板
収納体、３，３……はスパツタ処理済の基板２
ｂ，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
するベルトコンベア、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の開
口部１２（第３図参照）を閉塞するキヤツプ１
０，１０が多数枚収納されたキヤツプ収納体、８
は基板ホルダ６に装着した基板２ａをスパツタ槽
（真空槽：図示省略）内に供給するための供給ト
ラバーサ、９はスパツ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１ロボツトという）、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２ロボツトという）であ
る。すなわち、本例では２基のロボツトを用いて
基板の着脱を行つている。

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１ａ，１ａ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（第３図
参照）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P₁方向に順次搬送され、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が搬出される。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１ロボ
ツト１５によつて全部取り出されるまでこの位置
Ａに止まり、空になつた状態でベルトコンベア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、ベルト
コンベア４に沿つて二列に配置されている。そし
て、図面上では上段の列を矢符Q₁方向から順次
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置Ｃに
達し、この位置Ｃで、処理済の基板２ｂが第２ロ
ボツト１６によつ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ｌ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１ロボツト１５に
よつて基板２ａが基板ホルダ６に装着される位置
Ｄ、及び第２ロボツト１６によつて基板２ｂが基
板ホルダ６から取り外される位置Ｅである。な
お、これらの位置Ｄ，Ｅは、位置検出器９ａ，９
ｂによつ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１ロボツト１
５及び第２ロボツト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４図に示すように、ス
パツタ槽内に対向配置されたターゲト（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の外形状より若干径大の円
形開口部４０が設けられている。この円形開口部
４０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４１が形成され、さらに、開口部周縁の
上半分には、一側寄り部に、基板２ａ（又は２ｂ）
の周縁部を当接するための三ケ月状の当接片４２
が形成されている。

前記キヤツプ１０は、第２図に示すように、キ
ヤツプ本体２１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、その周縁
部の３ケ所に半円弧状の切欠部２２，２３，２４
が形成されている。また、周縁部の下半分には前
記基板２ａの開口部１２の周縁部に嵌合する三ケ
月状の凹溝部２６が前記切欠部２３，２４の部分
を除いて形成され、さらに、周縁部の上半分に
は、一側寄り部に三ケ月状の当接片２７が前記切
欠部２２の部分を除いて形成されている。なお、
このようなキヤツプ１０を収納するキヤツプ収納
体７も、前記未処理基板収納体１と同様な形状に
形成されている。

前記第１ロボツト１５及び前記第２ロボツト１
６は、ロボツト本体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３
２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芯Ｏ（第２図を併せて参照）
を中心として旋回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、
その中央部にキヤツプ１０を吸着するための真空
チヤツク３５が設けられるとともに、該真空チヤ
ツク３５を囲むようにして３本のフインガー部３
６，３７，３８が設けられている。これらフイン
ガー部３６，３７，３８は、ハンド部３４の軸芯
Ｏから離れる方向に拡開可能に設けられている。

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１ロボツト１５の各アーム３
１，３２，３３及びハンド部３４は１点鎖線で示
す位置Ｆにあり、真空チヤツク３５によつてキヤ
ツプ収納体７内の最前列のキヤツプ１０を吸着す
る。このとき、各フインガー部３６，３７，３８
は、第２図に示すように、キヤツプ１０の周縁部
に形成された各切欠部２２，２３，２４にそれぞ
れ挿通された形となる。

このキヤツプ１０を吸着保持した状態で、各ア
ーム３１，３２，３３及びハンド部３４を二点鎖
線で示す位置Ｇまで水平方向に回動し、未処理基
板収納体１内に収納されている基板２ａの開口部
１２にキヤツプ１０を嵌め合わせる。このときの
状態を第３図に示す。すなわち、キヤツプ１０の
凹溝部２６を基板２ａの開口部１２の周縁部に対
向させ、当接片２７を基板２ａの一側面に当接さ
せる。

この状態で各フインガー部３６，３７，３８を
拡開して開口部１２の周縁部に当接させ、基板２
ａを保持する。次に、基板２ａとキヤツプ１０を
保持した状態で、各アーム３１，３２，３３及び
ハンド部３４を実線で示す位置Ｈまで水平方向に
回動し、保持した基板２ａをベルトコンベア５上
の位置Ｄにある基板ホルダ６に装着する。この装
着を完了した状態を第４図に示す。すなわち、基
板２ａの周縁下部を円形開口部４０に形成された
凹溝部４１に対向させるとともに、基板２ａの周
縁上部を円形開口部４０に形成された当接片４２
に当接させ、この状態で基板２ａ及びキヤツプ１
０を若干下方に降下させ、基板２ａの周縁下部を
凹溝部４１に嵌合して、基板２ａの装着を完了す
る。この後、拡開していた３本のフインガー部３
６，３７，３８を閉じて基板２ａの保持を解除
し、次に真空チヤツク３５を外してキヤツプ１０
の保持を解除し、各アーム３１，３２，３３を操
作してハンド部３４を後退させ、フインガー部３
６，３７，３８をキヤツプ１０の切欠部２２，２
３，２４から抜き取る。これによつて、キヤツプ
１０の凹溝部２６が基板２ａの開口部１２の周縁
下部と係合し、当接片２７が開口部１２の周縁上
部に当接する。

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、スパツタ槽に送
り込まれてスパツタ処理が施される。

一方、スパツタ処理が施された基板２ｂは、回
収トラバーサ９によつてスパツタ槽内から回収さ
れ、ベルトコンベア５上の回収位置Ｅまで搬送さ
れる。そして、第２ロボツト１６によつて前記し
た装着動作と逆の動作を行い、処理済の基板２ｂ
を回収する。すなわち、第２ロボツト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、真空チヤツク３５でキヤツプ１０を
吸着し、フインガー部３６，３７，３８を拡開し
て基板２ｂの開口部１２を内側から保持する。そ
して、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、基板２ｂを処理済基板収納体３内に収納した
後、フインガー部３６，３７，３８を閉じて基板
２ｂとの係合を解除し、キヤツプ１０のみを基板
２ｂから取り外す。この後、各アーム３１，３
２，３３及びハンド部３４を一点鎖線で示す位置
Ｌまで回動し、キヤツプ収納体７内の最後部にキ
ヤツプ１０を収納して、基板２ｂの回収動作を終
了する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の基板着脱装置に
よれば、基板の開口部にキヤツプを嵌め合わせる
動作、及びキヤツ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ツトハンドリン
グによつて行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４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
ツタリングの処理工程の一部を示す平面図、第２
図はキヤツプとハンド部との関係を示す斜視図、
第３図は処理前の基板にハンド部によつてキヤツ
プを嵌め合わせた状態を示す断面図、第４図はキ
ヤツプを嵌め合わせた基板を基板ホルダに装着し
た状態を示す断面図、第５図はスパツタ処理の一
例を示す断面図、第６図は従来のキヤツプの一例
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
コンベア、６……基板ホルダ、７……キヤツプ収
納体、１２……開口部、１５，１６……基板着脱
装置、２２，２３，２４……切欠部、２６……凹
溝部、３０……ロボツト本体、３４……ハンド
部、３６，３７，３８……フインガー部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中央に開口部を有する基板と、この基板の開
   口部を閉塞するキヤツプと、前記基板を装着して
   真空槽内に搬入する基板ホルダとがそれぞれ製造
   ラインの所定位置に配置されたスパツタリングの
   処理工程において、 前記キヤツプを保持して前記基板の開口部に嵌
   め合わせ、この状態で前記基板と前記キヤツプと
   を保持して前記基板ホルダに前記基板を装着する
   ハンド部が設けられ、 前記キヤツプはその周縁部に複数個の切欠部が
   形成されるとともに、周縁下部に前記基板の開口
   部周縁に嵌合する凹溝部が形成され、 一方、前記ハンド部は、その先端部に、前記キ
   ヤツプを吸着して保持する吸着部が設けられると
   ともに、前記キヤツプの周縁部に形成された切欠
   部に挿通されるフインガー部が該切欠部に対応す
   る数だけ設けられ、かつ、該フインガー部は外方
   に拡開されることにより前記基板の開口部周縁を
   内側から保持するようになされたことを特徴とす
   る基板着脱装置。