基板処理装置
【課題】簡易な構成によって極めて高い天板の位置再現性を実現することが可能な基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、チャンバ壁３８の開口部３８ａを閉塞する天板４０と、天板４０をチャンバ壁３８に対して昇降させる複数のスライドピン５６と、各スライドピン５６にそれぞれ設けられた歯付きプーリ６２に掛け渡された歯付きベルト６６とを備える。各スライドピン５６は、歯付きベルト６６によって各歯付きプーリ６２を介して同期して駆動され、天板４０の姿勢を維持したまま天板４０を昇降させる。チャンバ壁３８には位置決めピン４８が設けられ、天板４０にはピン挿入孔４０ａが設けられている。
【解決手段】基板処理装置は、チャンバ壁３８の開口部３８ａを閉塞する天板４０と、天板４０をチャンバ壁３８に対して昇降させる複数のスライドピン５６と、各スライドピン５６にそれぞれ設けられた歯付きプーリ６２に掛け渡された歯付きベルト６６とを備える。各スライドピン５６は、歯付きベルト６６によって各歯付きプーリ６２を介して同期して駆動され、天板４０の姿勢を維持したまま天板４０を昇降させる。チャンバ壁３８には位置決めピン４８が設けられ、天板４０にはピン挿入孔４０ａが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して成膜等の処理を施すための基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板が搭載されたトレイを搬送装置によって成膜チャンバへと搬送し、成膜チャンバにおいて、プラズマ源から出射されたプラズマによって蒸発した成膜材料を基板に蒸着させる基板処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２９１３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述のような従来の基板処理装置においては、基板の所望の領域に成膜材料を蒸着させるために、通常、所定形状の開口（マスクパターン）が形成されたマスクを基板に重ねた状態で成膜が行われる。その際、マスクと基板とを極めて高精度に位置合わせする必要があるので、基板処理装置の成膜チャンバには、一般に、位置合わせ調整手段が設けられている。
【０００４】
位置合わせ調整手段は、基板を昇降可能に支持する支持機構と、マスクの位置を基板に対してＸＹ方向（水平方向）に調整可能なＸＹステージと、天板に配置され、マスクと基板との位置合わせ状態を確認するためのＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラとを有している。この位置合わせ調整手段では、支持機構が基板を中空に支持した状態で、ＣＣＤカメラによってマスクと基板との位置合わせ状態を確認しつつＸＹステージによってマスクの位置を基板に対してＸＹ方向に移動させて、ＣＣＤカメラにおいてマスクと基板とが位置合わせされたことが確認されたときに、支持機構が基板をマスクに重ね合わせるようになっている。
【０００５】
ところが、位置合わせ調整手段では、マスクと基板との極めて高精度の位置合わせを実現するために、視野が狭く且つ高分解能のＣＣＤカメラを用いる必要がある。そのため、成膜チャンバのメンテナンス等によって天板を取り外した場合には、天板を正確に元の位置に復帰する必要がある。このとき、天板を固定して成膜チャンバの側方からメンテナンスを行うことも考えられるが、必然的に奥行き方向のメンテナンスが困難となってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、簡易な構成によって極めて高い天板の位置再現性を実現することが可能な基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る基板処理装置は、上方に開放された開口部を有するチャンバと、チャンバの内部において基板とマスクとを位置合わせするための位置合わせ調整手段が配置されていると共にチャンバの前記開口部を閉塞する天板と、天板を前記チャンバに対して昇降させる複数の昇降手段と、天板の姿勢を保持したまま天板を昇降させるように、複数の昇降手段を同期して駆動させる同期手段とを備え、天板及びチャンバの一方に設けられた位置決めピンと、位置決めピンに対応するように天板及びチャンバの他方に設けられたピン挿入孔とによって構成される嵌合構造を複数有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る基板処理装置では、複数の位置決めピンが複数のピン挿入孔に挿入されることで、水平方向において天板がチャンバに対して位置決めされるようになっている。そのため、位置決めピンをピン挿入孔に挿入させるだけで、極めて精度よく天板が位置決めされる。そして、本発明に係る基板処理装置では、同期手段によって昇降手段を同期させることで、天板の姿勢を保持したまま天板を昇降させている。そのため、位置決めピンが、ピン挿入孔に引っ掛かることなく、ピン挿入孔に対して真っ直ぐに挿入される。その結果、位置決めピン、ピン挿入孔、昇降手段及び同期手段という簡易な構成によって、極めて高い天板の位置再現性を実現することが可能となっている。
【０００９】
また、チャンバには位置決めピンが複数設けられており、天板には複数の位置決めピンにそれぞれ対応するようにピン挿入孔が複数設けられていることが好ましい。
【００１０】
また、昇降手段は、ピン挿入孔内をスライド可能なスライドピンを有しており、スライドピンを天板に対して移動させることで、天板を昇降させることが好ましい。このようにすると、スライドピンをスライドさせて天板を昇降させるための孔を、位置決めピンが挿入されるピン挿入孔によって兼用することができるので、基板処理装置をより簡易な構成とすることが可能となる。
【００１１】
また、昇降手段は、スライドピンに設けられた雄ねじ部と、天板に設けられると共に雄ねじ部と螺合する雌ねじ部とによって構成されていることが好ましい。このようにすると、機械加工によってねじ溝を形成するだけで、簡易に昇降手段を構成することが可能となる。
【００１２】
また、同期手段は、複数の昇降手段がそれぞれ有するスライドピンにそれぞれ設けられた歯車と、複数の歯車と噛合するように掛け渡されることにより複数の歯車を連動させる連動部材とにより構成されていることが好ましい。このようにすると、歯車とその連動部材によって、簡易に同期手段を構成することが可能となる。
【００１３】
また、位置決めピンの先端部は、基端側に向かうにつれて拡がるテーパ形状とされており、ピン挿入孔の位置決めピンを受け入れる側における内周面は、外方に向かうにつれて開口が大きくなるテーパ面とされていることが好ましい。このようにすると、位置決めピンをピン挿入孔内に導き易くすることが可能となる。
【００１４】
また、複数のピン挿入孔のうち少なくとも一つは、対応する位置決めピンと略同一形状とされており、複数のピン挿入孔のうち少なくとも一つは、位置決めピンが挿入されたときに、天板の昇降方向と略直交する第１方向における天板の移動を許容し、且つ、天板の昇降方向及び第１方向と略直交する第２方向における天板の移動を規制する長孔形状とされていることが好ましい。位置決めピン及びピン挿入孔の全てを正確且つ精密に加工するのは加工精度及びコストの観点から困難な場合があるが、このようにすると、少なくとも一対の位置決めピン及びピン挿入孔を正確且つ精密に加工することで、極めて精度のよい天板の位置決めを実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡易な構成によって極めて高い天板の位置再現性を実現することが可能な基板処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る基板処理装置の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
まず、本実施形態に係る基板処理装置１０の構成について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１８】
図１に示されるように、基板処理装置１０は、ロードロック・アンロードロックチャンバ（ＬＣ／ＵＬＣ）１２と、ロボットチャンバ１４と、成膜チャンバ１６とを備えており、いわゆるクラスター式の基板処理装置となっている。基板処理装置１０では、ＬＣ／ＵＬＣ１２、ロボットチャンバ１４及び成膜チャンバ１６がこの順に並んで配置されており、総てのチャンバが真空容器にて構成されている。
【００１９】
ＬＣ／ＵＬＣ１２は、減圧及び大気開放可能とされており、複数のガラス基板１８を収容する。ロボットチャンバ１４は、ＬＣ／ＵＬＣ１２と成膜チャンバ１６との間でガラス基板１８をロボットアーム２０ａによって搬送する搬送ロボット２０を有している。
【００２０】
ＬＣ／ＵＬＣ１２には、ＬＣ／ＵＬＣ１２に対してロボットチャンバ１４とは反対側に、ガラス基板１８の搬入及び搬出を行うために開閉可能とされているゲートＧを含む壁部２２が配置されている。また、ＬＣ／ＵＬＣ１２とロボットチャンバ１４との間、及び、ロボットチャンバ１４と成膜チャンバ１６との間には、ガラス基板１８の搬入及び搬出を行うために開閉可能とされているゲートＧを含む壁部２２がそれぞれ配置されている。
【００２１】
成膜チャンバ１６は、いわゆるイオンプレーティング法を用いた成膜を行うための成膜チャンバである。成膜チャンバ１６は、アライメント室２４と、トリートメント室２６と、退避室２８とを有している。成膜チャンバ１６では、アライメント室２４、トリートメント室２６、退避室２８がこの順に並んで配置されている。
【００２２】
成膜チャンバ１６内には、アライメント室２４、トリートメント室２６及び退避室２８に亘って一対のレール３０が平行に配置されている。このレール３０上には、ガラス基板１８が載置されるシャトル３２が搭載されており、レール３０に沿ってシャトル３２が成膜チャンバ１６内を移動可能とされている。
【００２３】
ここで、シャトル３２には、図５及び図６に示されるように、マスクホルダ３４、マスク３６、ガラス基板１８がこの順に載置される。シャトル３２は、中央に開口部３２ａが設けられた略矩形板状の枠体であり、レール３０上を走行するためのローラ３２ｂを有している。開口部３２ａの周囲はシャトル３２の外周部分よりも略矩形板状に窪んだ凹部３２ｃとなっており、この凹部３２ｃにおいてマスクホルダ３４が保持される。開口部３２ａの周囲には、ガラス基板１８を支持する支持ピン４２ａ（詳しくは後述する）が挿通する挿通孔３２ｄと、マスクホルダ３４を支持する支持ピン４４ａ（詳しくは後述する）が挿通する挿通孔３２ｅとが設けられている。
【００２４】
マスクホルダ３４は、中央に開口部３４ａが設けられた略矩形板状の枠体である。開口部３４ａの周囲はマスクホルダ３４の外周部分よりも窪んだ凹部３４ｂとなっており、この凹部３４ｂにおいてマスク３６が保持される。開口部３４ａの周囲には、支持ピン４２ａが挿通する挿通孔３４ｃと、マスクホルダ３４を昇降させるための支持ピン４４ａの先端と嵌合される嵌合凹部３４ｄとが設けられている。
【００２５】
マスク３６は、所定形状の開口３６ａ（マスクパターン）が形成された略矩形状の薄板であり、磁性体で形成されている。そのため、マスク３６とマグネット６８（詳しくは後述する）とでガラス基板１８を挟持することで、ガラス基板１８がマスク３６に対して固定されることとなる。マスク３６の外周部分には、各隅部にアライメント孔３６ｂがそれぞれ設けられている。アライメント孔３６ｂの直径は、例えば０．５ｍｍ程度に設定することができる。
【００２６】
ガラス基板１８は、略矩形状の薄板である。ガラス基板１８の外周部分には、アライメントマーク１８ａが対角位置にそれぞれ設けられている。上方から見てアライメントマーク１８ａがアライメント孔３６ｂの中心に位置したときに（図６参照）、ガラス基板１８とマスク３６との位置合わせが行われる。
【００２７】
アライメント室２４は、図２に示されるように、上方に向けて開放された開口部３８ａを有するチャンバ壁３８と、開口部３８ａを閉塞する天板４０とによって構成されている。
【００２８】
アライメント室２４におけるチャンバ壁３８の下部には、ガラス基板１８を鉛直方向（図２に示されるＺ軸方向）に昇降させる昇降機構４２が設けられている。昇降機構４２は、ガラス基板１８を支持する複数（本実施形態においては８本）の支持ピン４２ａと、支持ピン４２ａを鉛直方向に駆動する駆動部４２ｂとにより構成されている。
【００２９】
アライメント室２４におけるチャンバ壁３８の下部には、マスクホルダ３４を鉛直方向に昇降させると共に水平方向（図２に示されるＸ軸方向及びＹ軸方向）に移動させる駆動機構４４が設けられている。駆動機構４４は、マスクホルダ３４を支持する複数（本実施形態においては４本）の支持ピン４４ａと、支持ピン４４ａを鉛直方向及び水平方向に駆動する駆動部４４ｂとにより構成されている。
【００３０】
アライメント室２４におけるチャンバ壁３８の上部には、天板４０によってチャンバ壁３８の開口部３８ａが閉塞されて成膜チャンバ１６内が真空引きされたときに、成膜チャンバ１６の真空を保持するためのＯリング４６が設けられている。アライメント室２４におけるチャンバ壁３８の上部には、略円柱形状を呈する複数（本実施形態では４本）の位置決めピン４８が鉛直方向に伸びるように立設されている。図３にて特に詳しく示されるように、位置決めピン４８の先端部４８ａは、基端側に向かうにつれて拡径されたテーパ形状とされている。位置決めピン４８の先端部４８ａには、基端側に向けて窪んだ凹部４８ｂが設けられている。
【００３１】
一方、天板４０には、図２及び図３に示されるように、各位置決めピン４８がそれぞれ挿入される複数（本実施形態においては４つ）のピン挿入孔４０ａ（４０ａ１〜４０ａ４）が設けられている。そのため、互いに対応するピン挿入孔４０ａと位置決めピン４８とによって、嵌合構造が構成されることとなる。ピン挿入孔４０ａにおける位置決めピン４８が挿入される側の内周面は、外方に向かうにつれて開口が大きくなるテーパ面４０ｂとされている。
【００３２】
図４に示されるように、ピン挿入孔４０ａ１の内径は、位置決めピン４８の外径と略同一とされている。ピン挿入孔４０ａ１の内径の大きさとしては、例えば位置決めピン４８の外径よりも１０μｍ〜２０μｍ程度大きな真円に設定することができる。すなわち、ピン挿入孔４０ａ１は、位置決めピン４８が挿入されたときに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における天板４０の移動を規制する目的で設けられている。ピン挿入孔４０ａ１の対角に位置するピン挿入孔４０ａ２の内径は、Ｘ軸方向において位置決めピン４８の外径と略同一とされており、Ｙ軸方向において位置決めピン４８の外径よりも十分大きなものとされている。すなわち、ピン挿入孔４０ａ２は、位置決めピン４８が挿入されたときに、Ｘ軸方向における天板４０の移動を規制し、Ｙ軸方向における天板４０の移動を許容する長孔形状とされている。
【００３３】
ピン挿入孔４０ａ３，４０ａ４の内径は、位置決めピン４８の外径よりもやや大きくなっている。ピン挿入孔４０ａ３，４０ａ４の内径の大きさとしては、例えば位置決めピン４８の外径よりも２ｍｍ〜３ｍｍ程度大きくなるように設定することができる。すなわち、ピン挿入孔４０ａ３，４０ａ４は、位置決めピン４８が挿入されたときに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における天板４０の移動を規制するものではなく、位置決めピン４８に沿ってＺ軸方向（鉛直方向）に天板４０を移動させる目的で設けられている。
【００３４】
図３に戻って、天板４０の上面には、略円筒形状を呈する複数（本実施形態では４本）の筒体５２が鉛直方向に伸びるように立設されている。筒体５２は、位置決めピン４８に対応するように、天板４０の上面に配置されている。筒体５２は、ピン挿入孔４０ａと連通する貫通孔５２ａを有している。筒体５２の貫通孔５２ａ内には、その中央部分に雌ねじ部５２ｂが設けられており、その上端部分にリニアブッシュ５４が取り付けられている。このリニアブッシュ５４は、後述するスライドピン５６のスライド部５６ｂを回動自在及びスライド自在に保持するものである。
【００３５】
各筒体５２の貫通孔５２ａ内には、スライドピン５６がそれぞれ挿入されている。スライドピン５６の下端には、ラジアルベアリング５８がボルト６０によって固定されている。スライドピン５６の下端部分には、筒体５２の雌ねじ部５２ｂと螺合する雄ねじ部５６ａが設けられている。スライドピン５６の中央部分には、リニアブッシュ５４と当接するスライド部５６ｂが設けられている。そのため、スライドピン５６は、自身が回動することで、貫通孔５２ａ内及び貫通孔５２ａと連通しているピン挿入孔４０ａ内をスライド可能となっている。
【００３６】
スライドピン５６の上端部分には、歯付きプーリ６２が取り付けられている。スライドピン５６の上端には、作業者が手動によってスライドピン５６を回動させるためのハンドル６４が取り付けられている。なお、少なくとも一つのスライドピン５６にハンドル６４を取り付けておくと好ましいが、対角に位置する一対のスライドピン５６にそれぞれハンドル６４を取り付けておくと、より大きな力でスライドピン５６を回動させることが可能となるのでより好ましい。
【００３７】
各スライドピン５６にそれぞれ設けられている歯付きプーリ６２には、図２及び図３に示されるように各歯付きプーリ６２と噛合するように歯付きベルト（タイミングベルト）６６が掛け渡されている。これにより、ハンドル６４によって一つのスライドピン５６を回動させることで、歯付きプーリ６２及び歯付きベルト６６を介して他のスライドピン５６についても同期して回動することとなる。
【００３８】
図２に戻って、天板４０の上面には、マグネット６８を鉛直方向に昇降させる駆動機構７０が設けられている。駆動機構７０は、マグネット６８を支持する複数（本実施形態においては４本）の支持アーム７０ａと、支持アーム７０ａを鉛直方向に駆動する駆動部７０ｂとにより構成されている。支持アーム７０ａは、天板４０に設けられた挿通孔４０ｃに挿通され、挿通孔４０ｃ内においてスライド可能とされている。
【００３９】
天板４０の上面には、複数（本実施形態においては２個）のＣＣＤカメラ７２が設けられている。ＣＣＤカメラ７２は、天板４０に設けられた貫通孔４０ｄ及びマグネット６８に設けられた貫通孔６８ａ（図５参照）を通して、ガラス基板１８のアライメントマーク１８ａを撮像可能となっている。そのため、ＣＣＤカメラ７２は、天板４０の上面において、ガラス基板１８のアライメントマーク１８ａに対応するように配置されている。
【００４０】
図１に戻って、トリートメント室２６は、成膜材料を蒸発させる蒸発部７４と、プラズマＰを射出するプラズマ源７６とを有している。蒸発部７４は、図示しない陽極部を含み、プラズマ源７６から射出されたプラズマＰを吸引する。これにより、蒸発部７４において、図示しないハースに保持されたＩＴＯ等の成膜材料が加熱され、蒸発した成膜材料粒子がトリートメント室２６内に飛散する。トリートメント室２６内に飛散した成膜材料粒子は、プラズマＰによってイオン化されて上昇し、トリートメント室２６の上方に位置するガラス基板１８の下面に付着することとなる。
【００４１】
退避室２８は、成膜が行われたガラス基板１８の一時的な退避や、マスクホルダ３４に載置されているマスク３６の交換等を行うための空間となっている。
【００４２】
次に、図３、図７及び図８を参照して、上述した構成を有する基板処理装置１０において、取り外されている状態の天板４０をチャンバ壁３８の開口部３８ａに対して搭載する方法について説明する。
【００４３】
まず、作業者がハンドル６４を回して、スライドピン５６の先端が筒体５２の貫通孔５２ａに対して最下点に位置するようにスライドピン５６を下降させる。この状態で、例えばホイスト式クレーンによって天板４０を吊り上げ、チャンバ壁３８の開口部３８ａの上方に移動させる。そして、ラジアルベアリング５８の下面が位置決めピン４８の先端と当接するまで、ホイスト式クレーンによって天板４０をチャンバ壁３８の開口部３８ａに向けて降下させる（図７参照）。このとき、スライドピン５６の下端におけるボルト６０の頭部が、位置決めピン４８の先端における凹部４８ｂ内に位置した状態となっている。また、このとき、位置決めピン４８の先端部４８ａがテーパ形状とされ、ピン挿入孔４０ａの内側面がテーパ面４０ｂとされているので、各テーパによって位置決めピン４８とピン挿入孔４０ａとの間に隙間が設けられた範囲で、スライドピン５６の先端が位置決めピン４８によって受けられる。そのため、ホイスト式クレーンによる天板４０の下降時に天板４０が傾いても、位置決めピン４８がピン挿入孔４０ａに引っ掛かることがなく、容易に作業することが可能となっている。
【００４４】
続いて、作業者がハンドル６４を回して、スライドピン５６の先端が筒体５２の貫通孔５２ａに対して最上点に位置するようにスライドピン５６を上昇させる（図８参照）。これにより、天板４０の下面とＯリング４６とが当接するまで天板４０がスライドピン５６に対して下降してゆき、位置決めピン４８がピン挿入孔４０ａ内に挿入されることとなる。このとき、ラジアルベアリング５８が位置決めピン４８の先端から離間すると共に、スライドピン５６の下端におけるボルト６０の頭部が位置決めピン４８の先端における凹部４８ｂから若干脱離した状態となっている。
【００４５】
続いて、真空引きすることによって、成膜チャンバ１６内を真空とする。これにより、天板４０がチャンバ壁３８に引き寄せられ、Ｏリング４６が変形して、チャンバ壁３８の開口部３８ａが天板４０によって閉塞されることとなる（図３参照）。なお、天板４０を取り外す際は、上記と逆の手順によって天板の取り外しが行われる。
【００４６】
次に、図９〜図１２を参照して、上記のように真空引きされた成膜チャンバ１６において、ガラス基板１８に成膜材料を成膜する方法について説明する。
【００４７】
まず、マスク３６が載置されたマスクホルダ３４を駆動機構４４の支持ピン４４ａによって中空に支持した状態としておく。そして、搬送ロボット２０が、ロボットアーム２０ａによって、成膜前のガラス基板１８をＬＣ／ＵＬＣ１２からピックアップして、成膜チャンバ１６のアライメント室２４内へと搬送する。このとき、ロボットアーム２０ａは、マグネット６８とシャトル３２との間にガラス基板１８を位置させる。ロボットアーム２０ａによってガラス基板１８がアライメント室２４内に搬送されると、昇降機構４２の駆動部４２ｂによって支持ピン４２ａを上昇させて、支持ピン４２ａによってガラス基板１８を支持させる（図９参照）。
【００４８】
続いて、昇降機構４２の駆動部４２ｂによって支持ピン４２ａを下降させ、ガラス基板１８をマスクホルダ３４に載置されているマスク３６に近づける（図１０参照）。この状態で、ＣＣＤカメラ７２によってガラス基板１８のアライメントマーク１８ａを撮像しながら、支持ピン４４ａによって支持されているマスクホルダ３４を駆動機構４４の駆動部４４ｂによってＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動させることで、ガラス基板１８のアライメントマーク１８ａがマスク３６のアライメント孔３６ａの中心に位置するようにガラス基板１８とマスク３６との位置合わせを行う。
【００４９】
ガラス基板１８とマスク３６との位置合わせが行われると、駆動機構４２の駆動部４２ｂによって支持ピン４２ａを下降させて（図１１参照）、ガラス基板１８をマスク３６上に載置する。そして、駆動機構７０の駆動部７０ｂによって支持アーム７０ａを下降させて、マグネット６８をガラス基板１８上に載置する。こうして、マスク３６とマグネット６８とでガラス基板１８が挟持され、ガラス基板１８がマスク３６に対して固定されることとなる。
【００５０】
続いて、駆動機構４４の駆動部４４ｂによって支持ピン４４ａを下降させて、一体化されたマグネット６８、ガラス基板１８及びマスク３６が載置されているマスクホルダ３４をシャトル３２に載置する（図１２）。こうしてマスク３６に対して位置合わせが行われたガラス基板１８をシャトル３２によってトリートメント室２６へと搬送する。
【００５１】
ガラス基板１８がトリートメント室２６に搬送されると、プラズマ源３８によりプラズマＰを生成し、蒸発部３５に向かってプラズマＰを照射する。これにより、図示しないハースに保持された成膜材料が徐々に加熱され、昇華した成膜材料が成膜材料粒子となってトリートメント室２６内に飛散する。この成膜材料粒子がマスク３６を通してガラス基板１８に付着することで、ガラス基板１８に成膜材料が成膜されることとなる。
【００５２】
以上のように、本実施形態においては、位置決めピン４８がピン挿入孔４０ａに挿入されることで、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において天板４０がチャンバ壁３８に対して位置決めされるようになっている。そのため、位置決めピン４８をピン挿入孔４０ａに挿入させるだけで、極めて精度よく天板４０が位置決めされる。そして、本実施形態においては、歯付きプーリ６２と歯付きベルト６６とによって複数のスライドピン５６の回動を同期させることで、天板４０の姿勢を保持したまま天板４０を昇降させている。そのため、位置決めピン４８が、ピン挿入孔４０ａに引っ掛かることなく、ピン挿入孔４０ａに対して真っ直ぐに挿入される。その結果、位置決めピン４８、ピン挿入孔４０ａ、スライドピン５６、歯付きプーリ６２及び歯付きベルト６６という簡易な構成によって、極めて高い天板４０の位置再現性を実現することが可能となっている。
【００５３】
また、本実施形態においては、スライドピン５６がピン挿入孔４０ａ内及び貫通孔５２ａ内をスライド可能となっており、スライドピン５６を天板４０に対して移動させることで、天板４０を昇降させている。スライドピン５６をスライドさせて天板４０を昇降させるためのガイド孔を、ピン挿入孔４０ａによって兼用することができるので、基板処理装置１０をより簡易な構成とすることが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態においては、スライドピン５６に設けられた雄ねじ部５２ａと、筒体５２の貫通孔５２ａ内に設けられた雌ねじ部５２ｂとによって天板４０の昇降機構が構成されているので、機械加工によってねじ溝を形成するだけで簡易に天板４０の昇降機構を構成することが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態においては、歯付きベルト６６を各歯付きプーリ６２と噛合するように掛け渡すことによってスライドピン５６を同期して回動させているので、スライドピン５６の同期機構が簡易な構成となっている。
【００５６】
また、本実施形態においては、位置決めピン４８の先端部４８ａが、基端側に向かうにつれて拡径されたテーパ形状とされており、ピン挿入孔４０ａにおける位置決めピン４８が挿入される側の内周面が、外方に向かうにつれて開口が大きくなるテーパ面４０ｂとされている。そのため、位置決めピン４８をピン挿入孔４０ａ内に導き易くなっている。
【００５７】
また、本実施形態においては、ピン挿入孔４０ａ１の内径が、位置決めピン４８の外径と略同一とされており、ピン挿入孔４０ａ２の内径が、Ｘ軸方向において位置決めピン４８の外径と略同一とされていると共に、Ｙ軸方向において位置決めピン４８の外径よりも十分大きなものとされている。位置決めピン４８及びピン挿入孔４０ａを設けるに際し、成膜チャンバ１６側の位置決めピン４８の位置及び天板４０側のピン挿入孔４０ａの位置を正確に且つ精密に加工するのは加工精度及びコストの観点から困難であるが、このようにすると、ピン挿入孔４０ａ１，４０ａ２及びこれらに対応する２本の位置決めピン４８のみを正確且つ精密に加工することで、極めて精度のよい天板の位置決めを実現することが可能となる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態ではガラス基板１８を用いたが、ガラス以外の他の基板を用いてもよい。
【００５９】
また、本実施形態ではスライドピン５６をスライドさせて天板４０を昇降させるための孔をピン挿入孔４０ａによって兼用していたが、スライドピン５６をスライドさせて天板４０を昇降させるための孔をピン挿入孔４０ａとは別に設けてもよい。
【００６０】
また、本実施形態では天板４０側に筒体５２を設け、筒体５２の貫通孔５２ａ内をスライドするスライドピン５６によって天板４０を昇降させていたが、チャンバ壁３８側に筒体を設け、この筒体の貫通孔内をスライドするスライドピンによって天板４０を昇降させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施形態に係る基板処理装置を示す横断面図である。
【図２】アライメントチャンバを示す横断面図である。
【図３】天板の一部を拡大して示す横断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】マグネット、基板、マスク、マスクホルダ及びシャトルを示す斜視図である。
【図６】基板、マスク及びマスクホルダが搭載された状態で示すシャトルの上面図である。
【図７】天板をチャンバに搭載する過程を示す図である。
【図８】図７の後続の過程を示す図である。
【図９】マスクと基板とを位置合わせする過程を示す図である。
【図１０】図９の後続の過程を示す図である。
【図１１】図１０の後続の過程を示す図である。
【図１２】図１１の後続の過程を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０…基板処理装置、１６…成膜チャンバ、１８…ガラス基板、２４…アライメント室、３６…マスク、３８ａ…開口部、４０…天板、４０ａ…ピン挿入孔、４０ｂ…テーパ面、４８…位置決めピン、５２…筒体、５２ａ…貫通孔、５２ｂ…雌ねじ部、５６…スライドピン、５６ａ…雄ねじ部、６２…歯付きプーリ、６６…歯付きベルト、６８…マグネット、７０…駆動機構、７２…ＣＣＤカメラ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して成膜等の処理を施すための基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板が搭載されたトレイを搬送装置によって成膜チャンバへと搬送し、成膜チャンバにおいて、プラズマ源から出射されたプラズマによって蒸発した成膜材料を基板に蒸着させる基板処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２９１３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述のような従来の基板処理装置においては、基板の所望の領域に成膜材料を蒸着させるために、通常、所定形状の開口（マスクパターン）が形成されたマスクを基板に重ねた状態で成膜が行われる。その際、マスクと基板とを極めて高精度に位置合わせする必要があるので、基板処理装置の成膜チャンバには、一般に、位置合わせ調整手段が設けられている。
【０００４】
位置合わせ調整手段は、基板を昇降可能に支持する支持機構と、マスクの位置を基板に対してＸＹ方向（水平方向）に調整可能なＸＹステージと、天板に配置され、マスクと基板との位置合わせ状態を確認するためのＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラとを有している。この位置合わせ調整手段では、支持機構が基板を中空に支持した状態で、ＣＣＤカメラによってマスクと基板との位置合わせ状態を確認しつつＸＹステージによってマスクの位置を基板に対してＸＹ方向に移動させて、ＣＣＤカメラにおいてマスクと基板とが位置合わせされたことが確認されたときに、支持機構が基板をマスクに重ね合わせるようになっている。
【０００５】
ところが、位置合わせ調整手段では、マスクと基板との極めて高精度の位置合わせを実現するために、視野が狭く且つ高分解能のＣＣＤカメラを用いる必要がある。そのため、成膜チャンバのメンテナンス等によって天板を取り外した場合には、天板を正確に元の位置に復帰する必要がある。このとき、天板を固定して成膜チャンバの側方からメンテナンスを行うことも考えられるが、必然的に奥行き方向のメンテナンスが困難となってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、簡易な構成によって極めて高い天板の位置再現性を実現することが可能な基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る基板処理装置は、上方に開放された開口部を有するチャンバと、チャンバの内部において基板とマスクとを位置合わせするための位置合わせ調整手段が配置されていると共にチャンバの前記開口部を閉塞する天板と、天板を前記チャンバに対して昇降させる複数の昇降手段と、天板の姿勢を保持したまま天板を昇降させるように、複数の昇降手段を同期して駆動させる同期手段とを備え、天板及びチャンバの一方に設けられた位置決めピンと、位置決めピンに対応するように天板及びチャンバの他方に設けられたピン挿入孔とによって構成される嵌合構造を複数有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る基板処理装置では、複数の位置決めピンが複数のピン挿入孔に挿入されることで、水平方向において天板がチャンバに対して位置決めされるようになっている。そのため、位置決めピンをピン挿入孔に挿入させるだけで、極めて精度よく天板が位置決めされる。そして、本発明に係る基板処理装置では、同期手段によって昇降手段を同期させることで、天板の姿勢を保持したまま天板を昇降させている。そのため、位置決めピンが、ピン挿入孔に引っ掛かることなく、ピン挿入孔に対して真っ直ぐに挿入される。その結果、位置決めピン、ピン挿入孔、昇降手段及び同期手段という簡易な構成によって、極めて高い天板の位置再現性を実現することが可能となっている。
【０００９】
また、チャンバには位置決めピンが複数設けられており、天板には複数の位置決めピンにそれぞれ対応するようにピン挿入孔が複数設けられていることが好ましい。
【００１０】
また、昇降手段は、ピン挿入孔内をスライド可能なスライドピンを有しており、スライドピンを天板に対して移動させることで、天板を昇降させることが好ましい。このようにすると、スライドピンをスライドさせて天板を昇降させるための孔を、位置決めピンが挿入されるピン挿入孔によって兼用することができるので、基板処理装置をより簡易な構成とすることが可能となる。
【００１１】
また、昇降手段は、スライドピンに設けられた雄ねじ部と、天板に設けられると共に雄ねじ部と螺合する雌ねじ部とによって構成されていることが好ましい。このようにすると、機械加工によってねじ溝を形成するだけで、簡易に昇降手段を構成することが可能となる。
【００１２】
また、同期手段は、複数の昇降手段がそれぞれ有するスライドピンにそれぞれ設けられた歯車と、複数の歯車と噛合するように掛け渡されることにより複数の歯車を連動させる連動部材とにより構成されていることが好ましい。このようにすると、歯車とその連動部材によって、簡易に同期手段を構成することが可能となる。
【００１３】
また、位置決めピンの先端部は、基端側に向かうにつれて拡がるテーパ形状とされており、ピン挿入孔の位置決めピンを受け入れる側における内周面は、外方に向かうにつれて開口が大きくなるテーパ面とされていることが好ましい。このようにすると、位置決めピンをピン挿入孔内に導き易くすることが可能となる。
【００１４】
また、複数のピン挿入孔のうち少なくとも一つは、対応する位置決めピンと略同一形状とされており、複数のピン挿入孔のうち少なくとも一つは、位置決めピンが挿入されたときに、天板の昇降方向と略直交する第１方向における天板の移動を許容し、且つ、天板の昇降方向及び第１方向と略直交する第２方向における天板の移動を規制する長孔形状とされていることが好ましい。位置決めピン及びピン挿入孔の全てを正確且つ精密に加工するのは加工精度及びコストの観点から困難な場合があるが、このようにすると、少なくとも一対の位置決めピン及びピン挿入孔を正確且つ精密に加工することで、極めて精度のよい天板の位置決めを実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡易な構成によって極めて高い天板の位置再現性を実現することが可能な基板処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る基板処理装置の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
まず、本実施形態に係る基板処理装置１０の構成について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１８】
図１に示されるように、基板処理装置１０は、ロードロック・アンロードロックチャンバ（ＬＣ／ＵＬＣ）１２と、ロボットチャンバ１４と、成膜チャンバ１６とを備えており、いわゆるクラスター式の基板処理装置となっている。基板処理装置１０では、ＬＣ／ＵＬＣ１２、ロボットチャンバ１４及び成膜チャンバ１６がこの順に並んで配置されており、総てのチャンバが真空容器にて構成されている。
【００１９】
ＬＣ／ＵＬＣ１２は、減圧及び大気開放可能とされており、複数のガラス基板１８を収容する。ロボットチャンバ１４は、ＬＣ／ＵＬＣ１２と成膜チャンバ１６との間でガラス基板１８をロボットアーム２０ａによって搬送する搬送ロボット２０を有している。
【００２０】
ＬＣ／ＵＬＣ１２には、ＬＣ／ＵＬＣ１２に対してロボットチャンバ１４とは反対側に、ガラス基板１８の搬入及び搬出を行うために開閉可能とされているゲートＧを含む壁部２２が配置されている。また、ＬＣ／ＵＬＣ１２とロボットチャンバ１４との間、及び、ロボットチャンバ１４と成膜チャンバ１６との間には、ガラス基板１８の搬入及び搬出を行うために開閉可能とされているゲートＧを含む壁部２２がそれぞれ配置されている。
【００２１】
成膜チャンバ１６は、いわゆるイオンプレーティング法を用いた成膜を行うための成膜チャンバである。成膜チャンバ１６は、アライメント室２４と、トリートメント室２６と、退避室２８とを有している。成膜チャンバ１６では、アライメント室２４、トリートメント室２６、退避室２８がこの順に並んで配置されている。
【００２２】
成膜チャンバ１６内には、アライメント室２４、トリートメント室２６及び退避室２８に亘って一対のレール３０が平行に配置されている。このレール３０上には、ガラス基板１８が載置されるシャトル３２が搭載されており、レール３０に沿ってシャトル３２が成膜チャンバ１６内を移動可能とされている。
【００２３】
ここで、シャトル３２には、図５及び図６に示されるように、マスクホルダ３４、マスク３６、ガラス基板１８がこの順に載置される。シャトル３２は、中央に開口部３２ａが設けられた略矩形板状の枠体であり、レール３０上を走行するためのローラ３２ｂを有している。開口部３２ａの周囲はシャトル３２の外周部分よりも略矩形板状に窪んだ凹部３２ｃとなっており、この凹部３２ｃにおいてマスクホルダ３４が保持される。開口部３２ａの周囲には、ガラス基板１８を支持する支持ピン４２ａ（詳しくは後述する）が挿通する挿通孔３２ｄと、マスクホルダ３４を支持する支持ピン４４ａ（詳しくは後述する）が挿通する挿通孔３２ｅとが設けられている。
【００２４】
マスクホルダ３４は、中央に開口部３４ａが設けられた略矩形板状の枠体である。開口部３４ａの周囲はマスクホルダ３４の外周部分よりも窪んだ凹部３４ｂとなっており、この凹部３４ｂにおいてマスク３６が保持される。開口部３４ａの周囲には、支持ピン４２ａが挿通する挿通孔３４ｃと、マスクホルダ３４を昇降させるための支持ピン４４ａの先端と嵌合される嵌合凹部３４ｄとが設けられている。
【００２５】
マスク３６は、所定形状の開口３６ａ（マスクパターン）が形成された略矩形状の薄板であり、磁性体で形成されている。そのため、マスク３６とマグネット６８（詳しくは後述する）とでガラス基板１８を挟持することで、ガラス基板１８がマスク３６に対して固定されることとなる。マスク３６の外周部分には、各隅部にアライメント孔３６ｂがそれぞれ設けられている。アライメント孔３６ｂの直径は、例えば０．５ｍｍ程度に設定することができる。
【００２６】
ガラス基板１８は、略矩形状の薄板である。ガラス基板１８の外周部分には、アライメントマーク１８ａが対角位置にそれぞれ設けられている。上方から見てアライメントマーク１８ａがアライメント孔３６ｂの中心に位置したときに（図６参照）、ガラス基板１８とマスク３６との位置合わせが行われる。
【００２７】
アライメント室２４は、図２に示されるように、上方に向けて開放された開口部３８ａを有するチャンバ壁３８と、開口部３８ａを閉塞する天板４０とによって構成されている。
【００２８】
アライメント室２４におけるチャンバ壁３８の下部には、ガラス基板１８を鉛直方向（図２に示されるＺ軸方向）に昇降させる昇降機構４２が設けられている。昇降機構４２は、ガラス基板１８を支持する複数（本実施形態においては８本）の支持ピン４２ａと、支持ピン４２ａを鉛直方向に駆動する駆動部４２ｂとにより構成されている。
【００２９】
アライメント室２４におけるチャンバ壁３８の下部には、マスクホルダ３４を鉛直方向に昇降させると共に水平方向（図２に示されるＸ軸方向及びＹ軸方向）に移動させる駆動機構４４が設けられている。駆動機構４４は、マスクホルダ３４を支持する複数（本実施形態においては４本）の支持ピン４４ａと、支持ピン４４ａを鉛直方向及び水平方向に駆動する駆動部４４ｂとにより構成されている。
【００３０】
アライメント室２４におけるチャンバ壁３８の上部には、天板４０によってチャンバ壁３８の開口部３８ａが閉塞されて成膜チャンバ１６内が真空引きされたときに、成膜チャンバ１６の真空を保持するためのＯリング４６が設けられている。アライメント室２４におけるチャンバ壁３８の上部には、略円柱形状を呈する複数（本実施形態では４本）の位置決めピン４８が鉛直方向に伸びるように立設されている。図３にて特に詳しく示されるように、位置決めピン４８の先端部４８ａは、基端側に向かうにつれて拡径されたテーパ形状とされている。位置決めピン４８の先端部４８ａには、基端側に向けて窪んだ凹部４８ｂが設けられている。
【００３１】
一方、天板４０には、図２及び図３に示されるように、各位置決めピン４８がそれぞれ挿入される複数（本実施形態においては４つ）のピン挿入孔４０ａ（４０ａ１〜４０ａ４）が設けられている。そのため、互いに対応するピン挿入孔４０ａと位置決めピン４８とによって、嵌合構造が構成されることとなる。ピン挿入孔４０ａにおける位置決めピン４８が挿入される側の内周面は、外方に向かうにつれて開口が大きくなるテーパ面４０ｂとされている。
【００３２】
図４に示されるように、ピン挿入孔４０ａ１の内径は、位置決めピン４８の外径と略同一とされている。ピン挿入孔４０ａ１の内径の大きさとしては、例えば位置決めピン４８の外径よりも１０μｍ〜２０μｍ程度大きな真円に設定することができる。すなわち、ピン挿入孔４０ａ１は、位置決めピン４８が挿入されたときに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における天板４０の移動を規制する目的で設けられている。ピン挿入孔４０ａ１の対角に位置するピン挿入孔４０ａ２の内径は、Ｘ軸方向において位置決めピン４８の外径と略同一とされており、Ｙ軸方向において位置決めピン４８の外径よりも十分大きなものとされている。すなわち、ピン挿入孔４０ａ２は、位置決めピン４８が挿入されたときに、Ｘ軸方向における天板４０の移動を規制し、Ｙ軸方向における天板４０の移動を許容する長孔形状とされている。
【００３３】
ピン挿入孔４０ａ３，４０ａ４の内径は、位置決めピン４８の外径よりもやや大きくなっている。ピン挿入孔４０ａ３，４０ａ４の内径の大きさとしては、例えば位置決めピン４８の外径よりも２ｍｍ〜３ｍｍ程度大きくなるように設定することができる。すなわち、ピン挿入孔４０ａ３，４０ａ４は、位置決めピン４８が挿入されたときに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における天板４０の移動を規制するものではなく、位置決めピン４８に沿ってＺ軸方向（鉛直方向）に天板４０を移動させる目的で設けられている。
【００３４】
図３に戻って、天板４０の上面には、略円筒形状を呈する複数（本実施形態では４本）の筒体５２が鉛直方向に伸びるように立設されている。筒体５２は、位置決めピン４８に対応するように、天板４０の上面に配置されている。筒体５２は、ピン挿入孔４０ａと連通する貫通孔５２ａを有している。筒体５２の貫通孔５２ａ内には、その中央部分に雌ねじ部５２ｂが設けられており、その上端部分にリニアブッシュ５４が取り付けられている。このリニアブッシュ５４は、後述するスライドピン５６のスライド部５６ｂを回動自在及びスライド自在に保持するものである。
【００３５】
各筒体５２の貫通孔５２ａ内には、スライドピン５６がそれぞれ挿入されている。スライドピン５６の下端には、ラジアルベアリング５８がボルト６０によって固定されている。スライドピン５６の下端部分には、筒体５２の雌ねじ部５２ｂと螺合する雄ねじ部５６ａが設けられている。スライドピン５６の中央部分には、リニアブッシュ５４と当接するスライド部５６ｂが設けられている。そのため、スライドピン５６は、自身が回動することで、貫通孔５２ａ内及び貫通孔５２ａと連通しているピン挿入孔４０ａ内をスライド可能となっている。
【００３６】
スライドピン５６の上端部分には、歯付きプーリ６２が取り付けられている。スライドピン５６の上端には、作業者が手動によってスライドピン５６を回動させるためのハンドル６４が取り付けられている。なお、少なくとも一つのスライドピン５６にハンドル６４を取り付けておくと好ましいが、対角に位置する一対のスライドピン５６にそれぞれハンドル６４を取り付けておくと、より大きな力でスライドピン５６を回動させることが可能となるのでより好ましい。
【００３７】
各スライドピン５６にそれぞれ設けられている歯付きプーリ６２には、図２及び図３に示されるように各歯付きプーリ６２と噛合するように歯付きベルト（タイミングベルト）６６が掛け渡されている。これにより、ハンドル６４によって一つのスライドピン５６を回動させることで、歯付きプーリ６２及び歯付きベルト６６を介して他のスライドピン５６についても同期して回動することとなる。
【００３８】
図２に戻って、天板４０の上面には、マグネット６８を鉛直方向に昇降させる駆動機構７０が設けられている。駆動機構７０は、マグネット６８を支持する複数（本実施形態においては４本）の支持アーム７０ａと、支持アーム７０ａを鉛直方向に駆動する駆動部７０ｂとにより構成されている。支持アーム７０ａは、天板４０に設けられた挿通孔４０ｃに挿通され、挿通孔４０ｃ内においてスライド可能とされている。
【００３９】
天板４０の上面には、複数（本実施形態においては２個）のＣＣＤカメラ７２が設けられている。ＣＣＤカメラ７２は、天板４０に設けられた貫通孔４０ｄ及びマグネット６８に設けられた貫通孔６８ａ（図５参照）を通して、ガラス基板１８のアライメントマーク１８ａを撮像可能となっている。そのため、ＣＣＤカメラ７２は、天板４０の上面において、ガラス基板１８のアライメントマーク１８ａに対応するように配置されている。
【００４０】
図１に戻って、トリートメント室２６は、成膜材料を蒸発させる蒸発部７４と、プラズマＰを射出するプラズマ源７６とを有している。蒸発部７４は、図示しない陽極部を含み、プラズマ源７６から射出されたプラズマＰを吸引する。これにより、蒸発部７４において、図示しないハースに保持されたＩＴＯ等の成膜材料が加熱され、蒸発した成膜材料粒子がトリートメント室２６内に飛散する。トリートメント室２６内に飛散した成膜材料粒子は、プラズマＰによってイオン化されて上昇し、トリートメント室２６の上方に位置するガラス基板１８の下面に付着することとなる。
【００４１】
退避室２８は、成膜が行われたガラス基板１８の一時的な退避や、マスクホルダ３４に載置されているマスク３６の交換等を行うための空間となっている。
【００４２】
次に、図３、図７及び図８を参照して、上述した構成を有する基板処理装置１０において、取り外されている状態の天板４０をチャンバ壁３８の開口部３８ａに対して搭載する方法について説明する。
【００４３】
まず、作業者がハンドル６４を回して、スライドピン５６の先端が筒体５２の貫通孔５２ａに対して最下点に位置するようにスライドピン５６を下降させる。この状態で、例えばホイスト式クレーンによって天板４０を吊り上げ、チャンバ壁３８の開口部３８ａの上方に移動させる。そして、ラジアルベアリング５８の下面が位置決めピン４８の先端と当接するまで、ホイスト式クレーンによって天板４０をチャンバ壁３８の開口部３８ａに向けて降下させる（図７参照）。このとき、スライドピン５６の下端におけるボルト６０の頭部が、位置決めピン４８の先端における凹部４８ｂ内に位置した状態となっている。また、このとき、位置決めピン４８の先端部４８ａがテーパ形状とされ、ピン挿入孔４０ａの内側面がテーパ面４０ｂとされているので、各テーパによって位置決めピン４８とピン挿入孔４０ａとの間に隙間が設けられた範囲で、スライドピン５６の先端が位置決めピン４８によって受けられる。そのため、ホイスト式クレーンによる天板４０の下降時に天板４０が傾いても、位置決めピン４８がピン挿入孔４０ａに引っ掛かることがなく、容易に作業することが可能となっている。
【００４４】
続いて、作業者がハンドル６４を回して、スライドピン５６の先端が筒体５２の貫通孔５２ａに対して最上点に位置するようにスライドピン５６を上昇させる（図８参照）。これにより、天板４０の下面とＯリング４６とが当接するまで天板４０がスライドピン５６に対して下降してゆき、位置決めピン４８がピン挿入孔４０ａ内に挿入されることとなる。このとき、ラジアルベアリング５８が位置決めピン４８の先端から離間すると共に、スライドピン５６の下端におけるボルト６０の頭部が位置決めピン４８の先端における凹部４８ｂから若干脱離した状態となっている。
【００４５】
続いて、真空引きすることによって、成膜チャンバ１６内を真空とする。これにより、天板４０がチャンバ壁３８に引き寄せられ、Ｏリング４６が変形して、チャンバ壁３８の開口部３８ａが天板４０によって閉塞されることとなる（図３参照）。なお、天板４０を取り外す際は、上記と逆の手順によって天板の取り外しが行われる。
【００４６】
次に、図９〜図１２を参照して、上記のように真空引きされた成膜チャンバ１６において、ガラス基板１８に成膜材料を成膜する方法について説明する。
【００４７】
まず、マスク３６が載置されたマスクホルダ３４を駆動機構４４の支持ピン４４ａによって中空に支持した状態としておく。そして、搬送ロボット２０が、ロボットアーム２０ａによって、成膜前のガラス基板１８をＬＣ／ＵＬＣ１２からピックアップして、成膜チャンバ１６のアライメント室２４内へと搬送する。このとき、ロボットアーム２０ａは、マグネット６８とシャトル３２との間にガラス基板１８を位置させる。ロボットアーム２０ａによってガラス基板１８がアライメント室２４内に搬送されると、昇降機構４２の駆動部４２ｂによって支持ピン４２ａを上昇させて、支持ピン４２ａによってガラス基板１８を支持させる（図９参照）。
【００４８】
続いて、昇降機構４２の駆動部４２ｂによって支持ピン４２ａを下降させ、ガラス基板１８をマスクホルダ３４に載置されているマスク３６に近づける（図１０参照）。この状態で、ＣＣＤカメラ７２によってガラス基板１８のアライメントマーク１８ａを撮像しながら、支持ピン４４ａによって支持されているマスクホルダ３４を駆動機構４４の駆動部４４ｂによってＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動させることで、ガラス基板１８のアライメントマーク１８ａがマスク３６のアライメント孔３６ａの中心に位置するようにガラス基板１８とマスク３６との位置合わせを行う。
【００４９】
ガラス基板１８とマスク３６との位置合わせが行われると、駆動機構４２の駆動部４２ｂによって支持ピン４２ａを下降させて（図１１参照）、ガラス基板１８をマスク３６上に載置する。そして、駆動機構７０の駆動部７０ｂによって支持アーム７０ａを下降させて、マグネット６８をガラス基板１８上に載置する。こうして、マスク３６とマグネット６８とでガラス基板１８が挟持され、ガラス基板１８がマスク３６に対して固定されることとなる。
【００５０】
続いて、駆動機構４４の駆動部４４ｂによって支持ピン４４ａを下降させて、一体化されたマグネット６８、ガラス基板１８及びマスク３６が載置されているマスクホルダ３４をシャトル３２に載置する（図１２）。こうしてマスク３６に対して位置合わせが行われたガラス基板１８をシャトル３２によってトリートメント室２６へと搬送する。
【００５１】
ガラス基板１８がトリートメント室２６に搬送されると、プラズマ源３８によりプラズマＰを生成し、蒸発部３５に向かってプラズマＰを照射する。これにより、図示しないハースに保持された成膜材料が徐々に加熱され、昇華した成膜材料が成膜材料粒子となってトリートメント室２６内に飛散する。この成膜材料粒子がマスク３６を通してガラス基板１８に付着することで、ガラス基板１８に成膜材料が成膜されることとなる。
【００５２】
以上のように、本実施形態においては、位置決めピン４８がピン挿入孔４０ａに挿入されることで、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において天板４０がチャンバ壁３８に対して位置決めされるようになっている。そのため、位置決めピン４８をピン挿入孔４０ａに挿入させるだけで、極めて精度よく天板４０が位置決めされる。そして、本実施形態においては、歯付きプーリ６２と歯付きベルト６６とによって複数のスライドピン５６の回動を同期させることで、天板４０の姿勢を保持したまま天板４０を昇降させている。そのため、位置決めピン４８が、ピン挿入孔４０ａに引っ掛かることなく、ピン挿入孔４０ａに対して真っ直ぐに挿入される。その結果、位置決めピン４８、ピン挿入孔４０ａ、スライドピン５６、歯付きプーリ６２及び歯付きベルト６６という簡易な構成によって、極めて高い天板４０の位置再現性を実現することが可能となっている。
【００５３】
また、本実施形態においては、スライドピン５６がピン挿入孔４０ａ内及び貫通孔５２ａ内をスライド可能となっており、スライドピン５６を天板４０に対して移動させることで、天板４０を昇降させている。スライドピン５６をスライドさせて天板４０を昇降させるためのガイド孔を、ピン挿入孔４０ａによって兼用することができるので、基板処理装置１０をより簡易な構成とすることが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態においては、スライドピン５６に設けられた雄ねじ部５２ａと、筒体５２の貫通孔５２ａ内に設けられた雌ねじ部５２ｂとによって天板４０の昇降機構が構成されているので、機械加工によってねじ溝を形成するだけで簡易に天板４０の昇降機構を構成することが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態においては、歯付きベルト６６を各歯付きプーリ６２と噛合するように掛け渡すことによってスライドピン５６を同期して回動させているので、スライドピン５６の同期機構が簡易な構成となっている。
【００５６】
また、本実施形態においては、位置決めピン４８の先端部４８ａが、基端側に向かうにつれて拡径されたテーパ形状とされており、ピン挿入孔４０ａにおける位置決めピン４８が挿入される側の内周面が、外方に向かうにつれて開口が大きくなるテーパ面４０ｂとされている。そのため、位置決めピン４８をピン挿入孔４０ａ内に導き易くなっている。
【００５７】
また、本実施形態においては、ピン挿入孔４０ａ１の内径が、位置決めピン４８の外径と略同一とされており、ピン挿入孔４０ａ２の内径が、Ｘ軸方向において位置決めピン４８の外径と略同一とされていると共に、Ｙ軸方向において位置決めピン４８の外径よりも十分大きなものとされている。位置決めピン４８及びピン挿入孔４０ａを設けるに際し、成膜チャンバ１６側の位置決めピン４８の位置及び天板４０側のピン挿入孔４０ａの位置を正確に且つ精密に加工するのは加工精度及びコストの観点から困難であるが、このようにすると、ピン挿入孔４０ａ１，４０ａ２及びこれらに対応する２本の位置決めピン４８のみを正確且つ精密に加工することで、極めて精度のよい天板の位置決めを実現することが可能となる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態ではガラス基板１８を用いたが、ガラス以外の他の基板を用いてもよい。
【００５９】
また、本実施形態ではスライドピン５６をスライドさせて天板４０を昇降させるための孔をピン挿入孔４０ａによって兼用していたが、スライドピン５６をスライドさせて天板４０を昇降させるための孔をピン挿入孔４０ａとは別に設けてもよい。
【００６０】
また、本実施形態では天板４０側に筒体５２を設け、筒体５２の貫通孔５２ａ内をスライドするスライドピン５６によって天板４０を昇降させていたが、チャンバ壁３８側に筒体を設け、この筒体の貫通孔内をスライドするスライドピンによって天板４０を昇降させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施形態に係る基板処理装置を示す横断面図である。
【図２】アライメントチャンバを示す横断面図である。
【図３】天板の一部を拡大して示す横断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】マグネット、基板、マスク、マスクホルダ及びシャトルを示す斜視図である。
【図６】基板、マスク及びマスクホルダが搭載された状態で示すシャトルの上面図である。
【図７】天板をチャンバに搭載する過程を示す図である。
【図８】図７の後続の過程を示す図である。
【図９】マスクと基板とを位置合わせする過程を示す図である。
【図１０】図９の後続の過程を示す図である。
【図１１】図１０の後続の過程を示す図である。
【図１２】図１１の後続の過程を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０…基板処理装置、１６…成膜チャンバ、１８…ガラス基板、２４…アライメント室、３６…マスク、３８ａ…開口部、４０…天板、４０ａ…ピン挿入孔、４０ｂ…テーパ面、４８…位置決めピン、５２…筒体、５２ａ…貫通孔、５２ｂ…雌ねじ部、５６…スライドピン、５６ａ…雄ねじ部、６２…歯付きプーリ、６６…歯付きベルト、６８…マグネット、７０…駆動機構、７２…ＣＣＤカメラ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に開放された開口部を有するチャンバと、
前記チャンバの内部において基板とマスクとを位置合わせするための位置合わせ調整手段が配置されていると共に前記チャンバの前記開口部を閉塞する天板と、
前記天板を前記チャンバに対して昇降させる複数の昇降手段と、
前記天板の姿勢を保持したまま前記天板を昇降させるように、前記複数の昇降手段を同期して駆動させる同期手段とを備え、
前記天板及び前記チャンバの一方に設けられた位置決めピンと、前記位置決めピンに対応するように前記天板及び前記チャンバの他方に設けられたピン挿入孔とによって構成される嵌合構造を複数有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記チャンバには前記位置決めピンが複数設けられており、前記天板には複数の前記位置決めピンにそれぞれ対応するように前記ピン挿入孔が複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載された基板処理装置。
【請求項３】
前記昇降手段は、前記ピン挿入孔内をスライド可能なスライドピンを有しており、
前記スライドピンを前記天板に対して移動させることで、前記天板を昇降させることを特徴とする請求項１又は２に記載された基板処理装置。
【請求項４】
前記昇降手段は、前記スライドピンに設けられた雄ねじ部と、前記天板に設けられると共に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部とによって構成されていることを特徴とする請求項３に記載された基板処理装置。
【請求項５】
前記同期手段は、複数の前記昇降手段がそれぞれ有する前記スライドピンにそれぞれ設けられた歯車と、複数の前記歯車と噛合するように掛け渡されることにより複数の前記歯車を連動させる連動部材とにより構成されていることを特徴とする請求項４に記載された基板処理装置。
【請求項６】
前記位置決めピンの先端部は、基端側に向かうにつれて拡がるテーパ形状とされており、
前記ピン挿入孔の前記位置決めピンを受け入れる側における内周面は、外方に向かうにつれて開口が大きくなるテーパ面とされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載された基板処理装置。
【請求項７】
複数の前記ピン挿入孔のうち少なくとも一つは、対応する前記位置決めピンと略同一形状とされており、
複数の前記ピン挿入孔のうち少なくとも一つは、前記位置決めピンが挿入されたときに、前記天板の昇降方向と略直交する第１方向における前記天板の移動を許容し、且つ、前記天板の昇降方向及び前記第１方向と略直交する第２方向における前記天板の移動を規制する長孔形状とされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載された基板処理装置。
【請求項１】
上方に開放された開口部を有するチャンバと、
前記チャンバの内部において基板とマスクとを位置合わせするための位置合わせ調整手段が配置されていると共に前記チャンバの前記開口部を閉塞する天板と、
前記天板を前記チャンバに対して昇降させる複数の昇降手段と、
前記天板の姿勢を保持したまま前記天板を昇降させるように、前記複数の昇降手段を同期して駆動させる同期手段とを備え、
前記天板及び前記チャンバの一方に設けられた位置決めピンと、前記位置決めピンに対応するように前記天板及び前記チャンバの他方に設けられたピン挿入孔とによって構成される嵌合構造を複数有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記チャンバには前記位置決めピンが複数設けられており、前記天板には複数の前記位置決めピンにそれぞれ対応するように前記ピン挿入孔が複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載された基板処理装置。
【請求項３】
前記昇降手段は、前記ピン挿入孔内をスライド可能なスライドピンを有しており、
前記スライドピンを前記天板に対して移動させることで、前記天板を昇降させることを特徴とする請求項１又は２に記載された基板処理装置。
【請求項４】
前記昇降手段は、前記スライドピンに設けられた雄ねじ部と、前記天板に設けられると共に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部とによって構成されていることを特徴とする請求項３に記載された基板処理装置。
【請求項５】
前記同期手段は、複数の前記昇降手段がそれぞれ有する前記スライドピンにそれぞれ設けられた歯車と、複数の前記歯車と噛合するように掛け渡されることにより複数の前記歯車を連動させる連動部材とにより構成されていることを特徴とする請求項４に記載された基板処理装置。
【請求項６】
前記位置決めピンの先端部は、基端側に向かうにつれて拡がるテーパ形状とされており、
前記ピン挿入孔の前記位置決めピンを受け入れる側における内周面は、外方に向かうにつれて開口が大きくなるテーパ面とされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載された基板処理装置。
【請求項７】
複数の前記ピン挿入孔のうち少なくとも一つは、対応する前記位置決めピンと略同一形状とされており、
複数の前記ピン挿入孔のうち少なくとも一つは、前記位置決めピンが挿入されたときに、前記天板の昇降方向と略直交する第１方向における前記天板の移動を許容し、且つ、前記天板の昇降方向及び前記第１方向と略直交する第２方向における前記天板の移動を規制する長孔形状とされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載された基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−３０３４２７（Ｐ２００８−３０３４２７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５２００３（Ｐ２００７−１５２００３）
【出願日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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