特許 6768995 基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6768995

(24)【登録日】2020年9月28日

(45)【発行日】2020年10月14日

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20201005BHJP

   B05C 13/02 20060101ALI20201005BHJP

   B65G 49/07 20060101ALI20201005BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 N

   B05C13/02

   B65G49/07 E

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2019-189003(P2019-189003)

(22)【出願日】2019年10月15日

【審査請求日】2019年11月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】518126144

【氏名又は名称】株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】グローバル・アイピー東京特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】生駒 俊彦

(72)【発明者】

【氏名】陶延 誠

【審査官】 杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２２６４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４０３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７８６００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｂ０５Ｃ １３／０２

Ｂ６５Ｇ ４９／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の表面に対して処理を行う基板処理装置であって、
前記基板が水平に載置される載置面と、前記載置面の面内方向と平行に延びる支軸と、前記支軸の周りに回転する回転力を受けることで、前記載置面と一体に回転して、前記基板が前記処理を行うための処理姿勢になるよう前記載置面を傾斜させる回転伝達部と、を有する載置台と、
前記載置面に載置された前記基板が前記載置台に拘束されるよう前記基板を把持する把持機構と、
前記載置面の回転及び前記把持機構による把持を行う力を、前記載置台および前記把持機構に供給する供給機構と、を備え、
前記供給機構は、
前記支軸と平行な方向に延び、回転駆動する駆動軸と、
前記駆動軸に固定された第１供給部材であって、前記駆動軸の周りの回転方向のうち、前記基板が前記処理姿勢になるよう前記載置面を傾斜させるための第１の回転方向に関して、基準角度位置を基準とした前記駆動軸の回転角度が第１の角度範囲にあることで、前記把持機構に力を供給して前記把持機構を動作させる第１供給部材と、
前記駆動軸に固定された第２供給部材であって、前記回転角度が前記第１の角度範囲と異なる第２の角度範囲にあることで、前記回転伝達部と係合し、前記回転伝達部と係合しつつ回転することで、前記載置台に力を供給して前記基板が前記処理姿勢になるよう前記載置面を傾斜させる第２供給部材と、を備えることを特徴とする基板処理装置。

【請求項2】

前記供給機構は、
前記駆動軸に固定された第３供給部材と、
前記支軸の周りに回転するよう設けられ、前記回転角度が前記第１の角度範囲にあることで、前記第３供給部材と係合し、前記第３供給部材と係合しつつ前記第３供給部材が回転することで、前記載置台に対し当接することなく相対的に回転する中間部材と、をさらに備えた、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記把持機構による把持及び前記載置面の回転は、前記駆動軸が前記基準角度位置から略一周、回転する間に行われ、
前記中間部材は、前記回転角度が、前記第１の回転方向の下流側に隣接する第３の角度範囲にあることで、前記第３供給部材と係合し、前記第３供給部材と係合しつつ前記第３供給部材が前記第１の回転方向に回転することで、前記載置台を押し上げて前記載置面を回転させる、請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記第３の角度範囲は、前記第２の角度範囲のうちの前記第１の回転方向の上流側の範囲と重なっている、請求項３に記載された基板処理装置。

【請求項5】

前記第３の角度範囲と重なる前記上流側の範囲を除いた前記第２の角度範囲の角度範囲は、前記第３の角度範囲より広い、請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

モータと、
前記モータと接続され、前記モータの回転駆動力の前記駆動軸への伝達及び伝達解除の切り替えを行うよう構成されたクラッチと、をさらに備え、
前記駆動軸は、前記載置台に載置された前記基板が前記処理姿勢となるよう前記載置面が傾斜し、さらに、前記載置台、前記把持機構、及び前記供給機構が、前記駆動軸と共に移動することで、前記駆動軸が前記クラッチから分離するよう構成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記載置台に載置された前記基板が前記処理姿勢となるよう前記載置面が傾斜することで前記載置面の回転を規制する規制機構をさらに備える、請求項６に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板の表面に対して処理を行う基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

真空容器内で、半導体ウエハ、ガラス基板等の基板の表面に、イオンビームを照射して、薄膜を形成する、あるいは、エッチング処理を行う基板処理装置が知られている。真空容器内では、基板は、例えば、プラテンと呼ばれる載置台に水平に載置され、プラテンが回転することで略垂直な姿勢にされ、その後、プラテンと一緒に一方向に搬送される。真空容器内では、基板の搬送経路上に設けられた処理領域において、搬送される基板の表面にイオンビームが照射され、プロセスが行われる（例えば、特許文献１）。

【0003】

従来の基板処理装置において、基板の把持は、例えば、エアシリンダ等のアクチュエータを駆動して把持を行う機構を動作させ、把持用爪でプラテンとの間に基板を挟む付勢力を発生させることで行われ、把持の完了後、プラテンが回転して基板が水平方向に対して傾斜し、処理を行うための姿勢にされている間も、基板が把持された状態は維持される。一方、プラテンの回転は、例えば、プラテンに回転トルクを供給するサーボモータを制御することで行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−３５９０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記従来の基板処理装置では、プラテンに載置された基板が、プラテンの回転に伴ってプラテンに対し滑らないよう、把持が完了してから、サーボモータを駆動する必要がある。このため、上記従来の基板処理装置では、把持動作の完了を検知するセンサや、把持完了を検知したことの出力があるまで、サーボモータの駆動を規制するインターロック回路が設けられている。しかし、把持が完了してからサーボモータを駆動するまでの間、センサ、インターロック回路、及びサーボモータの制御回路の間で、確認のための入出力が行われるため、把持開始からプラテンの回転完了に至る一連の動作に時間を要していた。このため、処理済み基板の生産に関し、タクトタイムの短縮化に限界があった。

【0006】

そこで、本発明は、処理容器内で、載置台に載置された基板を把持してから基板の姿勢を変える動作に要する時間を短縮できる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】

本発明の一態様は、基板の表面に対して処理を行う基板処理装置である。
前記基板処理装置は、
前記基板が水平に載置される載置面と、前記載置面の面内方向と平行に延びる支軸と、前記支軸の周りに回転する回転力を受けることで、前記載置面と一体に回転して、前記基板が前記処理を行うための処理姿勢になるよう前記載置面を傾斜させる回転伝達部と、を有する載置台と、
前記載置面に載置された前記基板が前記載置台に拘束されるよう前記基板を把持する把持機構と、
前記載置面の回転及び前記把持機構による把持を行う力を、前記載置台および前記把持機構に供給する供給機構と、を備え、
前記供給機構は、
前記支軸と平行な方向に延び、回転駆動する駆動軸と、
前記駆動軸に固定された第１供給部材であって、前記駆動軸の周りの回転方向のうち、前記基板が前記処理姿勢になるよう前記載置面を傾斜させるための第１の回転方向に関して、基準角度位置を基準とした前記駆動軸の回転角度が第１の角度範囲にあることで、前記把持機構に力を供給して前記把持機構を動作させる第１供給部材と、
前記駆動軸に固定された第２供給部材であって、前記回転角度が前記第１の角度範囲と異なる第２の角度範囲にあることで、前記回転伝達部と係合し、前記回転伝達部と係合しつつ回転することで、前記載置台に力を供給して前記基板が前記処理姿勢になるよう前記載置面を傾斜させる第２供給部材と、を備えることを特徴とする。

【0008】

前記供給機構は、
前記駆動軸に固定された第３供給部材と、
前記支軸の周りに回転するよう設けられ、前記回転角度が前記第１の角度範囲にあることで、前記第３供給部材と係合し、前記第３供給部材と係合しつつ前記第３供給部材が回転することで、前記載置台に対し当接することなく相対的に回転する中間部材と、をさらに備えることが好ましい。

【0009】

前記把持機構による把持及び前記載置面の回転は、前記駆動軸が前記基準角度位置から略一周、回転する間に行われ、
前記中間部材は、前記回転角度が、前記第１の回転方向の下流側に隣接する第３の角度範囲にあることで、前記第３供給部材と係合し、前記第３供給部材と係合しつつ前記第３供給部材が前記第１の回転方向に回転することで、前記載置台を押し上げて前記載置面を回転させることが好ましい。

【0010】

前記第３の角度範囲は、前記第２の角度範囲のうちの前記第１の回転方向の上流側の範囲と重なっていることが好ましい。

【0011】

前記第３の角度範囲と重なる前記上流側の範囲を除いた前記第２の角度範囲の角度範囲は、前記第３の角度範囲より広いことが好ましい。

【0012】

モータと、
前記モータと接続され、前記モータの回転駆動力の前記駆動軸への伝達及び伝達解除の切り替えを行うよう構成されたクラッチと、をさらに備え、
前記駆動軸は、前記載置台に載置された前記基板が前記処理姿勢となるよう前記載置面が傾斜し、さらに、前記載置台、前記把持機構、及び前記供給機構が、前記駆動軸と共に移動することで、前記駆動軸が前記クラッチから分離するよう構成されていることが好ましい。

【0013】

前記載置台に載置された前記基板が前記処理姿勢となるよう前記載置面が傾斜することで前記載置面の回転を規制する規制機構をさらに備えることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

上述の基板処理装置によれば、処理容器内で、載置台に載置された基板を把持してから基板の姿勢を変える動作に要する時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施形態の基板処理装置を概略的に示す図である。

【図2】（ａ）〜（ｃ）は、供給機構の動作を説明する図である。

【図3】供給機構の一部を示す外観斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の基板処理装置について説明する。
図１に、本実施形態の基板処理装置１を概略的に示す。
基板処理装置１は、基板転送部３と、処理容器５と、ビーム生成部７と、を主に備える。なお、図１には、わかりやすく説明するため、基板転送部３に関して、基板転送部３内の基板１００のみを示し、ビーム生成部７に関して、イオンビーム１１０のみを示す。

【0017】

基板転送部３は、処理容器５の長手方向（図１のＸ方向）の一端の側に、処理容器５に隣接して設けられている。基板転送部３は、基板を収容する収容器（不図示）と、処理容器５との間で基板１００の搬出、搬入を行う。具体的には、収容器（不図示）から未処理の基板１００を取り出して処理容器５内に搬入し、処理容器５内から処理済みの基板を搬出して別の収容器（不図示）に収容することを行う。これらの作業は、基板１００を水平な姿勢で下方から支持しつつ移動させるアームを備えるロボットを用いて行われる。

【0018】

基板１００は、例えば、ガラス基板、半導体ウエハ等である。基板１００のサイズは、特に制限されないが、例えば、１３００ｍｍ×１５００ｍｍ、１５００ｍｍ×１８００ｍｍである。基板１００の厚さは、特に制限されないが、０．３〜１ｍｍである。

【0019】

処理容器５は、基板１００の表面に対して、イオンビーム１１０を照射して基板１００あるいは基板１００表面に形成された薄膜にイオン注入（以降、処理という）するための容器である。処理中、及び、基板１００の搬入、搬出を行う間、処理容器５内は、真空に維持される。処理は、基板１００を把持した載置台１１（後述）を、処理容器５内で一方向（Ｘ方向）に直線状に搬送しながら行われる。

【0020】

図２は、（ａ）〜（ｃ）は、載置台ユニット１０及び供給機構３０（後述）を、基板１００の搬送方向の上流側から見て示す図である。
基板処理装置１は、図２に示すように、さらに、処理容器５に設けられた、載置台ユニット１０と、把持機構２０と、供給機構３０と、モータ４１（図１参照）と、クラッチ５１（図１参照）と、搬送機構６０と、規制機構（不図示）と、を備える。

【0021】

載置台ユニット１０は、載置台１１と、基台１９と、を備える。

【0022】

載置台１１は、載置面１３と、プラテン１４と、支軸１５と、回転支持部１６と、ギア部（回転伝達部）１７と、を備える。

【0023】

載置面１３は、基板１００が水平に載置される面である。基板１００は、プラテン１４の底面から上方に突出した複数のピン１２（図２参照）により、剣山の上に載せられたような状態で支持されることで載置される。すなわち、載置面１３は、複数のピン１２の先端を通る平面である。

【0024】

プラテン１４は、底面１４ａと、枠部１４ｂと、を有している。底面１４ａは、上面視矩形状を有しており、底面１４ａには、上記ピン１２が設けられている。底面１４ａと、ピン１２の先端との間の隙間には、上記アームがＹ方向に進入及び退避することができ、進入した状態でさらに上昇及び下降することができるようになっている。枠部１４ｂは、底面１４ａの４辺と対応する部分のうち、アームが進入及び退避する箇所を除いた部分から、ピン１２と同じ側に突出した部分である。また、プラテン１４には、把持機構２０が設けられている。

【0025】

支軸１５は、載置面１３の面内方向と平行な方向（図２の紙面に垂直な方向）に延びる軸である。支軸１５は、両端が基台１９の上端に回転自在に支持されているが、基台１９の上端に固定されていてもよい。

【0026】

回転支持部１６は、プラテン１４と接続され、支軸１５に軸支される部分である。支軸１５を挟んでプラテンと接続される部分と反対側の部分に、ギア部１７が設けられている。また、回転支持部１６は、迫出部１６ａを有している。迫出部１６ａは、後述する中間部材３９と回転方向に当接するよう、Ｘ方向の中間部材３９の側に迫り出した部分である。

【0027】

ギア部１７は、支軸１５の周りに回転する回転力を受けることで、載置面１３、プラテン１４、回転支持部１６と一体に回転し、基板１００が処理姿勢になるよう載置面１３を傾斜させる部分である。

【0028】

ギア部１７は、具体的に、支軸１５を中心とする円の円弧に沿って形成されたギアを有している。ギア部１７は、図３に示す第２ローラピニオン３５（第２供給部材）と係合し、第２ローラピニオン３５が回転することで、第２ローラピニオン３５から上記回転力が伝達される。ギア部１７にこの回転力が伝達されることで、載置台１１は支軸１５の周りに回転し、載置面１３を傾斜させる。載置台１１は、支軸１５に固定されているが、支軸１５に対し回転自在であってもよい。載置面１３が、略垂直方向（水平方向に対し、例えば８０度傾斜した方向）に延在するよう傾斜することで、載置台１１に把持された基板１００は処理姿勢にされる。

【0029】

回転支持部１６及びギア部１７は、第２ローラピニオン３５と対応して、支軸１５の軸方向（Ｘ方向）の両端部のそれぞれに設けられている。図２には、Ｘ方向に沿って図２の紙面手前側の回転支持部１６及びギア部１７が示される。

【0030】

基台１９は、支軸１５の軸方向の両端と対応する２箇所に、鉛直上方に延びる支持部１９ａを有し、支持部１９ａの上端に支軸１５が回転自在に支持されている。基台１９は、搬送機構６０の後述するベルトに固定され、ベルトと一体に搬送方向に移動するようになっている。

【0031】

把持機構２０は、載置面１３に載置された基板１００が載置台１１に拘束されるよう基板１００を把持する機構である。把持機構２０は、図２に示すように、入力受け部２１と、複数の爪２３と、付勢機構（不図示）と、を有している。

【0032】

入力受け部２１はプラテン１４の底面１４ａから支軸１５の側に突出した部分であり、後述するレバー部材３３から力が供給される。入力受け部２１は、レバー部材３３が当接することで、レバー部材３３から力が伝達され、図２のＹ方向に移動するようになっている。

【0033】

爪２３は、載置面１３に載置された基板１００の外縁を、外縁に沿った複数の位置で、枠部１４ｂとの間に挟む部材である。爪２３は、付勢機構に接続されており、付勢機構が発生させる付勢力を受けて、プラテン１４に対し接近し、付勢力が小さくなるに連れて、プラテン１４から離反するようになっている。

【0034】

付勢機構は、レバー部材３３が当接せず、レバー部材３３から力が供給されないことで、付勢力が最大となり、爪２３を、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、プラテン１４に接近させて基板１００を枠部１４ｂとの間に挟み、把持状態にする。把持状態で、入力受け部２１は、図２の左方に付勢されている。入力受け部２１は、レバー部材３３が当接し、レバー部材３３から力が供給されることで、付勢力に抗して、図２（ａ）に示すように、プラテン１４に対して図２の右方に移動する。これに応じて、爪２３はプラテン１４から離反し、把持解除状態になる。このように、レバー部材３３は、付勢機構による付勢力を弱め、把持状態を解除する力を供給する。すなわち、把持機構２０に力を供給して動作させるとは、基板１００を把持した状態を解除することを意味するが、他の実施形態では、これとは逆に、基板１００を把持することを意味するよう、把持機構２０は構成されていてもよい。

【0035】

供給機構３０は、載置面１３の回転及び把持機構２０による把持を行う２つの力を、載置台１１および把持機構２０に供給する機構である。

【0036】

図３は、供給機構３０の一部を示す外観斜視図である。
供給機構３０は、図３に示すように、駆動軸３１と、レバー部材（第１供給部材）３３と、第２ローラピニオン（第２供給部材）３５と、第１ローラピニオン（第３供給部材）３７と、中間部材３９（図２参照）と、を備える。

【0037】

駆動軸３１は、支軸１５と平行な方向（Ｘ方向）に延び、回転駆動する軸である。把持機構２０による把持及び載置面１３の回転は、図２に示すように、駆動軸３１が基準角度位置から略一回転する間に行われることが好ましい。図２は、図２（ａ）〜図２（ｃ）は、供給機構３０の動作を説明する図である。また、駆動軸３１は、載置面１３に載置された基板１００が処理を行うための姿勢となるよう載置面１３が傾斜し、さらに、搬送機構６０によって載置台ユニット１０が搬送方向に移動させられることで、クラッチ５１（図１参照）から分離するようになっている。具体的に、駆動軸３１の軸方向のクラッチ５１側の一端（図３のＸ方向左下側の端）は、クラッチ５１と係合しクラッチ５１と一体に回転する形状になっている。

【0038】

レバー部材３３は、駆動軸３１に固定され、駆動軸３１と一体に回転する部材である。レバー部材３３は、図２及び図３に示すように、駆動軸３１から外周側に延びる形状を有している。レバー部材３３は、駆動軸３１の周りの第１の回転方向に関して、基準角度位置を基準とした駆動軸３１の回転角度が第１の角度範囲αにあることで、把持機構２０に力を供給して把持機構２０を動作させる。第１の回転方向とは、駆動軸３１の周りの回転方向のうち、載置面１３を傾斜させるための回転方向（図２において反時計回り）である。基準角度位置は、把持機構２０が図２（ａ）に示す把持解除状態であるときの方位方向であり、図２に示す例において、鉛直上方から時計回りに４５度の方位方向（図２（ａ）に示すレバー部材３３が延びる方向）である。第１の角度範囲αは、図２に示す例では、基準角度位置から第１の回転方向に４５度未満の角度範囲である。一方、第２の回転方向とは、第１の回転方向と反対方向（図２において時計回り）であり、傾斜した載置面１３を水平にするための回転方向である。

【0039】

駆動軸３１が第１の角度範囲αにあるとき、レバー部材３３の先端３３ａは、把持機構２０の入力受け部２１に当接しており、この状態で、駆動軸３１が第１の回転方向に回転駆動すると、レバー部材３３が回転し、レバー部材３３の先端３３ａは、図２（ｂ）に示す方位方向に位置する。これにより、把持機構２０の入力受け部２１は、付勢機構による付勢力を受けて、図２の左方に移動し、爪２３が、プラテン１４に接近して基板１００を把持する。一方、駆動軸３１が第１の角度範囲αにないとき、レバー部材３３の先端３３ａは、入力受け部２１に当接しない。このため、レバー部材３３から把持機構２０への力の供給はされない。

【0040】

第２ローラピニオン３５は、駆動軸３１に固定され、駆動軸３１と一体に回転する部材である。第２ローラピニオン３５は、全周にギアが形成されており、駆動軸３１の回転角度が第２の角度範囲βにある場合に、図２（ｃ）に示すように、載置台１１のギア部１７と噛み合う。図２（ｃ）には、第２ローラピニオン３５と載置台１１のギア部１７を通るＸ方向位置における載置台１１の部分的な断面が示される。第２の角度範囲βは、第１の角度範囲αと異なる角度範囲であり、図２に示す例では、基準角度位置から反時計回り（第１の回転方向）に６０度以上、３６５度未満の角度範囲である。第２ローラピニオン３５は、駆動軸３１の回転角度が第２の角度範囲βにあることで、載置台１１のギア部１７と噛み合い、ギア部１７と噛み合いつつ回転することで、載置台１１に力を供給して載置面１３を傾斜させる。なお、第２の角度範囲βにおいて回転するギア部１７の回転角度は、特に制限されないが、例えば７６．２５度である。

【0041】

第１ローラピニオン３７は、駆動軸３１に固定され、駆動軸３１と一体に回転する部材である。第１ローラピニオン３７は、全周にギアが形成されており、駆動軸３１の回転角度が、図２に示す例では、基準方向位置から第１の回転方向に１０５度未満の角度範囲にある場合に、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、中間部材３９の後述するギア３９ａと噛み合う。第１ローラピニオン３７の半径は、第２ローラピニオン３５の半径と等しい。なお、図３において、第１ローラピニオン３７及び第２ローラピニオン３５のギアの図示は省略されている。

【0042】

中間部材３９は、支軸１５の周りに回転するよう設けられる部材である。載置台１１の回転支持部１６とＸ方向に隣り合って配置されている。中間部材３９は、支軸１５を中心とする円の円弧に沿って形成されたギア３９ａを有している。ギア３９ａが配置される上記円弧の半径は、ギア部１７のギア１７ａが配置される上記円弧の半径と等しい。このため、ギア３９ａ及びギア１７ａは、同じ円周上を移動する。中間部材３９は、第１の角度範囲α及び第３の角度範囲γを合わせた角度範囲で、第１ローラピニオン３７と係合する。第３の角度範囲γは、第１の角度範囲αに対し、第１の回転方向の下流側に隣接する角度範囲であり、図２に示す例では、基準角度位置から第１の回転方向に４５度以上、１０５度未満の角度範囲である。駆動軸３１の回転角度が第１の角度範囲αにあるとき、中間部材３９と載置台１１との間には回転方向に隙間があいており、第１ローラピニオン３７の回転に伴って中間部材３９が回転しても、第１ローラピニオン３７から中間部材３９に供給された力は載置台１１に伝達されず、載置台１１は回転しない。なお、第１の角度範囲αにおいて回転する中間部材３９の回転角度は、特に制限されないが、例えば１１．２５度である。一方、駆動軸３１の回転角度が第３の角度範囲γにあるとき、図２（ｂ）に示すように、中間部材３９が載置台１１の迫出部１６ａに当接しているため、中間部材３９と載置台１１との間に上記隙間はない。このため、第１ローラピニオン３７の回転に伴って中間部材３９が回転すると、第１ローラピニオン３７から中間部材３９に供給された力は、載置台１１に伝達され、載置台１１は、中間部材３９により迫出部１６ａが押し上げられることで回転する。なお、駆動軸３１の回転角度が、第３の角度範囲γのうち、第１の回転方向の下流側の所定の角度範囲（例えば、基準角度位置から第１の回転方向に６０度以上１０５度未満）にあるとき、載置台１１は、第１ローラピニオン３７から中間部材３９に供給された力だけでなく、第２ローラピニオン３５からギア部１７に供給された力を受けて回転する。言い換えると、載置台１１は、駆動軸３１の回転角度が、この角度範囲を除く上流側の角度範囲（例えば、基準角度位置から第１の回転方向に４５度以上６０未満の角度範囲）にあるときは、第１ローラピニオン３７から中間部材３９に供給された力のみを受けて回転する。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）には、第１ローラピニオン３７と中間部材３９を通るＸ方向位置における載置台１１の部分的な断面を示している。

【0043】

第３の角度範囲γは、第２の角度範囲βのうち第１の回転方向の上流側の範囲と重なっていることが好ましい。すなわち、第１ローラピニオン３７の回転に伴って中間部材３９が載置台１１を回転させる角度範囲は、第２ローラピニオン３５の回転に伴って載置台１１が回転する角度範囲のうちの上流側の範囲（例えば、基準角度位置から第１の回転方向に６０度以上１０５度未満）と重なっていることが好ましい。第１ローラピニオン３７から中間部材３９に力を供給して、中間部材３９により迫出部１６ａを押し上げると、載置台１１の回転を容易に開始できるが、押上量が大きいと、載置台１１が回転する途中で後述するように重心が移動し、載置台１１が勢いづいて回転してしまうため、少なくとも載置台１１の回転が完了する前に、第２ローラピニオン３５とギア部１７とを係合させ、第２ローラピニオン３５からギア部１７に力を供給して載置台１１を回転させることが好ましい。このため、上記したように、第３の角度範囲γが第２の角度範囲βの上流側の範囲と重なっていると、載置台１１に回転力を伝達する経路を円滑に切り替えることができる。

【0044】

上記した上流側の角度範囲を除いた第２の角度範囲は、第３の角度範囲γより広いことが好ましい。基板１００を把持した載置台１１の重心は、載置台１１の回転に伴って、図２の右方に移動する。このとき、重心が支軸１５よりも右方に移動すると、基板１００を把持した載置台１１は自重により回転する力が付加されて、勢いづいて回転してしまう。しかし、上記したように、第２の角度範囲βの上記残りの角度範囲が、第３の角度範囲γより広いと、第２ローラピニオン３５と載置台１１のギア部１７が噛み合って力が伝達（キー伝達）されることで、自重により回転する力が付加されても、載置台１１を安定して回転させることができる。上記した上流側の角度範囲を除いた第２の角度範囲βは、例えば、基準角度位置から第１の回転方向に１０５度以上３６５度未満である。

【0045】

供給機構３０に関して、図３に示すように、レバー部材３３は、駆動軸３１の軸方向の中央部に１つ配置され、第２ローラピニオン３５及び第１ローラピニオン３７は、駆動軸３１の軸方向の両側のそれぞれに配置されている。また、中間部材３９は、支軸１５の軸方向の両側において、回転支持部１６の外側に配置されている。

【0046】

規制機構は、載置台１１に載置された基板１００が処理姿勢となるよう載置面１３が傾斜したときに載置面１３の回転を規制する機構である。規制機構は、具体的に、支軸１５の軸方向の両端部の間の中央部に、載置台１１と一体に支軸１５の周りに回転する規制用爪（図示せず）を有している。例えば、規制用爪は、支軸１５から支軸１５の径方向に沿って支軸１５の外側に延びる形状を有しており、その先端に、軸方向のうちの一方の方向を向く突起（図示せず）を有しており、この突起は、上記一方の方向に付勢されている。一方、支軸１５の中央部には、基板１００が処理姿勢となるよう載置面１３が傾斜したときに上記突起を受け入れる爪受け部（図示せず）が設けられている。規制用爪は、基板１００が処理姿勢となるよう載置面１３が傾斜すると、付勢力により上記一方の方向に移動して、突起が爪受け部の凹部に入り込み、これにより、載置面１３の回転は規制される。

【0047】

以上説明した載置台１１、把持機構２０、供給機構３０、及び規制機構は、駆動軸３１と共に処理容器５内を一方向に移動することで、駆動軸３１が後述するクラッチ５１から分離するよう構成されている。

【0048】

モータ４１は、駆動軸３１に供給する回転駆動力を発生させる。モータ４１は、図示しない制御装置に接続されており、制御装置からの駆動信号を受けて回転することで、駆動軸３１の回転角度を制御する。このため、モータ４１は、サーボモータであることが好ましい。

【0049】

クラッチ５１は、モータ４１の回転駆動力の駆動軸３１への伝達及び伝達解除の切り替えを行う。図１に示す例において、モータ４１は処理容器５の外側に配置され、クラッチ５１は処理容器５内に配置されている。

【0050】

搬送機構６０は、載置台ユニット１０を一方向に移動させる機構である。搬送機構６０には、公知又は新規な搬送機構が用いられる。公知な搬送機構として、例えば、処理容器５内に載置台ユニット１０の搬送方向（Ｘ方向）に延びるよう設けられ、載置台ユニット１０をＸ方向に案内するリニアガイドと、載置台ユニット１０が固定され、リニアガイドに沿って載置台ユニット１０を牽引するベルトと、搬送方向に間隔をあけて処理容器５に対して固定され、ベルトが架け渡される一対のローラと、ローラが固定されるフレームと、を備えるものが用いられる。ローラのうち、搬送方向の上流側（図１の左下側）に位置するローラは、図示しない制御装置に制御されて駆動するモータ６１及び駆動機構６３と接続されている。

【0051】

ビーム生成部７は、処理容器５で基板１００に照射されるイオンビーム１１０を生成する部分である。ビーム生成部７は、処理容器５に対して、基板転送部３が配置された側とＹ方向の反対側において処理容器５に隣接して設けられている。ビーム生成部７は、処理容器５内の搬送経路上の処理領域５ａが位置する処理容器５の側壁の部分に設けられた窓（不図示）から、処理領域５ａを通過する基板１００にイオンビームを照射する。ビーム生成部７は、図示されないイオン源でイオンを発生させ、引き出したイオンを加速させてイオンビーム１１０を生成する。イオンビーム１１０は、図１に示す例では、鉛直方向に延びた状態で処理容器５内に照射される。

【0052】

以上のように構成された基板処理装置１では、搬送機構６０により、載置台１１が搬送方向の所定位置（初期位置）に位置決めされた状態で、基板転送部３から処理容器５内に未処理の基板１００が搬入され、基板１００が載置台１１に載置される。基板１００が載置されたことが図示しないセンサにより検知されると、モータ４１から供給機構３０に回転駆動力が入力され、駆動軸３１が第１の回転方向に回転することで、上記説明したように、基板１００の把持、及び載置台１１の回転が行われ、基板１００は処理姿勢にされる。

【0053】

すなわち、駆動軸３１の回転角度が第１の角度範囲αにあるとき、第１ローラピニオン３７は、中間部材３９のギア３９ａと噛み合い、ギア３９ａと噛み合いつつ第１の回転方向に回転することで、中間部材３９は載置台１１に対し当接することなく載置台１１に対して相対的に回転する。このため、載置台１１に力は伝達されず、載置台１１は回転しない。一方で、駆動軸３１の回転角度が第１の角度範囲αにあるとき、第１ローラピニオン３７と共にレバー部材３３が第１の回転方向に回転することで、レバー部材３３から把持機構２０に力が供給される。これにより、把持機構２０の付勢力が強くなり、爪２３がプラテン１４に接近して、プラテン１４との間に基板１００を挟むことで、把持機構２０は把持状態となる。

【0054】

さらに、駆動軸３１が第１の回転方向に回転し、駆動軸３１の回転角度が第３の角度範囲γにある場合、第１ローラピニオン３７は、中間部材３９のギア３９ａと噛み合い、ギア３９ａと噛み合いつつ第１の回転方向に回転することで、中間部材３９は、載置台１１の迫出部１６ａに当接して載置台１１を押し上げ、載置面１３を回転させる。駆動軸３１が、第３の角度範囲γのうち、第２の角度範囲βと重複する角度範囲（基準角度範囲から第１の回転方向に６０度以上、１０５度未満の範囲）にあるとき、第２ローラピニオン３５は、載置台１１のギア部１７のギア１７ａと噛み合い、ギア１７ａと噛み合いつつ第１の回転方向に回転することで、載置台１１を回転させる。このように、駆動軸３１の角度範囲が上記重複する角度範囲にあるとき、第１ローラピニオン３７から中間部材３９を介した載置台１１への力の伝達と、第２ローラピニオン３５から載置台１１への力の伝達とは、同時に行われる。

【0055】

さらに、駆動軸３１が第１の回転方向に回転し、駆動軸３１の回転角度が、上記重複する角度範囲を除いた第２の角度範囲βの範囲にある場合、第１ローラピニオン３７は中間部材３９のギア３９ａと噛み合わず、第２ローラピニオン３５は載置台１１のギア１７ａと噛み合い、載置台１１に伝達される回転力は、第２ローラピニオン３５のみから供給される。この角度範囲で、駆動軸３１が第１の回転方向に回転することで、載置面１３は、基板１００が処理姿勢にされる。

【0056】

このとき、規制機構により、載置面１３の回転は規制される。次いで、モータ６１から搬送機構６０に回転駆動力が供給され、載置台ユニット１０が搬送方向の下流側（図１の右上側）に移動することで、駆動軸３１はクラッチ５１から分離される。載置台ユニット１０が処理領域５ａを通過するとき、載置台１１に支持された基板１００にイオンビーム１１０が照射され、処理が行われる。載置台１１が搬送方向の下流側の所定位置まで移動したことが図示しないセンサにより検知されると、モータ６１から搬送機構６０に、反対方向の回転駆動力が供給され、載置台ユニット１０は搬送方向の上流側に移動させられる。載置台ユニット１０が処理領域５ａを通過するとき、載置台１１に把持された基板１００にイオンビーム１１０が照射され、処理が行われる。載置台１１が上流側の所定位置まで移動したことが図示しないセンサにより検知されると、載置台ユニット１０は、再度、搬送機構６０により下流側に移動させられる。このような往復移動を所定回数、行った後、載置台ユニット１０は、搬送機構６０により、初期位置に位置決めされる。このとき、駆動軸３１がクラッチ５１に連結され、制御装置に制御されてモータ４１から供給機構３０に回転駆動力が入力され、規制機構の付勢力に打ち勝って駆動軸３１が第２の回転方向に回転駆動することで、規制機構による載置面１３の規制が解除される。

【0057】

駆動軸３１が第２の回転方向に回転駆動するとき、駆動軸３１が第１の回転方向に回転したときとは反対に、先に、第２ローラピニオン３５から載置台１１に力が供給され、次いで、第１ローラピニオン３７から中間部材３９を介して載置台１１に力が供給され、さらに、レバー部材３３から把持機構２０に力が供給される。これにより、基板１００が水平になるよう載置台１１が回転した後、把持機構２０が動作して基板１００の把持が解除される。次いで、処理容器５内から基板転送部３に処理済みの基板１００が搬出される。

【0058】

基板処理装置１によれば、基板１００の把持及び載置面１３の回転を行う力は、１つの駆動軸３１の異なる回転角度範囲で、把持機構２０及び載置台１１のそれぞれに供給されるので、駆動軸３１を一方の回転方向に回転させたときに、基板１００の把持及び載置面１３の回転が、確実に異なるタイミングで行われる。このため、例えば、駆動軸３１の回転を途中で止めて、基板１００の把持動作が完了したことを確認する必要がなく、基板１００を把持してから基板１００の姿勢を変える動作に要する時間を短縮できる。これにより、処理済み基板の生産に係るタクトタイムを短縮することができる。
また、基板１００の把持及び載置面１３の回転を、１つのサーボモータを用いて駆動軸３１を動作させることで行うことができ、さらに、基板１００の把持が完了したことを確認するためのセンサやインターロック回路等の部材を必要としない。このため、簡易な構成で、基板１００の把持と載置面１３の回転とを異なるタイミングで行うことができる。
さらに、供給機構３０は、ローラピニオンとギアとの噛み合いにより力の供給を行うよう構成されているので、処理容器５内での発塵が起きにくい。

【0059】

以上、本発明の基板処理装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

【符号の説明】

【0060】

１ 基板処理装置
３ 基板転送部
５ 処理容器
７ ビーム生成部
１０ 載置台ユニット
１１ 載置台
１２ ピン
１３ 載置面
１４ プラテン
１４ａ 底面
１４ｂ 枠部
１５ 支軸
１６ 回転支持部
１６ａ 迫出部
１７ ギア部（回転伝達部）
１７ａ ギア
１９ 基台
１９ａ 支持部
２０ 把持機構
２１ 入力受け部
２３ 爪
３０ 供給機構
３１ 駆動軸
３３ レバー部材（第１供給部材）
３３ａ 先端
３５ 第２ローラピニオン（第２供給部材）
３７ 第１ローラピニオン（第３供給部材）
３９ 中間部材
３９ａ ギア
４１ モータ
５１ クラッチ
６１ モータ
６０ 搬送機構
６３ 駆動機構
１００ 基板
１１０ ビーム

【要約】

【課題】処理容器内で、載置台に載置された基板を把持してから基板の姿勢を変える動作に要する時間を短縮できる基板処理装置の提供。
【解決手段】基板処理装置は、載置台と、基板を把持する把持機構と、載置面の回転及び把持機構による把持を行う力を供給する供給機構とを備える。供給機構は、駆動軸と、第１供給部材と、第２供給部材とを備える。第１供給部材は、駆動軸に固定され、駆動軸の周りの回転方向のうち、基板が処理姿勢になるよう載置面を傾斜させるための第１の回転方向に関して、基準角度位置を基準とした駆動軸の回転角度が第１の角度範囲にあることで、把持機構に力を供給する。第２供給部材は、駆動軸に固定され、回転角度が第２の角度範囲にあることで、回転伝達部と係合し、回転伝達部と係合しつつ回転することで、載置台に力を供給して基板が処理姿勢になるよう載置面を傾斜させる。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】