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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024024380
(43)【公開日】2024-02-22
(54)【発明の名称】基板処理装置
(51)【国際特許分類】
C23C 14/34 20060101AFI20240215BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20240215BHJP
【ＦＩ】
C23C14/34 J
H01L21/68 N
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022127169
(22)【出願日】2022-08-09
(71)【出願人】
【識別番号】000231464
【氏名又は名称】株式会社アルバック
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(72)【発明者】
【氏名】吉田 大介
【テーマコード（参考）】
4K029
5F131
【Ｆターム（参考）】
4K029CA05
4K029JA01
4K029JA02
4K029JA05
4K029KA01
4K029KA09
5F131AA03
5F131AA10
5F131AA23
5F131AA33
5F131BA01
5F131BA03
5F131BA19
5F131BB04
5F131BB13
5F131CA06
5F131CA07
5F131CA09
5F131CA15
5F131CA22
5F131CA32
5F131CA45
5F131DA02
5F131DA09
5F131DA32
5F131DA33
5F131DA36
5F131DA42
5F131DA52
5F131DA62
5F131DB52
5F131DB76
5F131EA03
5F131EA13
5F131EA14
5F131EA22
5F131EA23
5F131EA25
5F131EB31
5F131EB32
5F131EB36
5F131EB37
5F131EB62
5F131EB72
5F131FA10
5F131FA17
5F131FA32
5F131FA33
5F131JA16
5F131JA22
5F131KA14
5F131KA72
5F131KB12
5F131KB32
5F131KB52
(57)【要約】
【課題】衝撃発生を防止する。
【解決手段】基板処理装置は、処理室４ｍと、後背室４ｎと、マスク２０と、回転支持機構１０とを有する。回転支持機構１０は、回転軸１２と、基板保持部１３とを有する。水平搬送位置から成膜起立位置に向かう基板保持部１３の回転方向において、成膜起立位置における基板保持部１３の重心の位置は、鉛直方向における回転軸１２の直上の位置を超えない。
【選択図】図２
【解決手段】基板処理装置は、処理室４ｍと、後背室４ｎと、マスク２０と、回転支持機構１０とを有する。回転支持機構１０は、回転軸１２と、基板保持部１３とを有する。水平搬送位置から成膜起立位置に向かう基板保持部１３の回転方向において、成膜起立位置における基板保持部１３の重心の位置は、鉛直方向における回転軸１２の直上の位置を超えない。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を処理する装置であって、
前記基板に表面処理を施す処理室と、
前記処理室に隣接し、前記基板が通過する搬送口を有し、前記処理室における表面処理の際に前記基板を支持する後背室と、
前記後背室内に配置され、前記処理室に対向するように立設されたマスクと、
回転中心回りに回転可能な回転軸と、前記回転軸に取り付けられているとともに前記基板を前記後背室内で支持可能な基板保持部とを有し、前記基板を支持した前記基板保持部を水平搬送位置と成膜起立位置との間で回転させる回転支持機構と、
を備え、
前記基板の前記水平搬送位置においては、前記基板保持部は、前記搬送口を介して前記基板を水平方向に移動可能なように、前記水平方向に向くように前記基板を支持し、
前記基板の前記成膜起立位置においては、前記基板保持部は、前記基板を表面処理する際に前記マスクに前記基板が対向するように前記基板を支持し、
前記水平搬送位置から前記成膜起立位置に向かう前記基板保持部の回転方向において、前記成膜起立位置における前記基板保持部の重心の位置は、鉛直方向における前記回転軸の直上の位置を超えない、
基板処理装置。
前記基板に表面処理を施す処理室と、
前記処理室に隣接し、前記基板が通過する搬送口を有し、前記処理室における表面処理の際に前記基板を支持する後背室と、
前記後背室内に配置され、前記処理室に対向するように立設されたマスクと、
回転中心回りに回転可能な回転軸と、前記回転軸に取り付けられているとともに前記基板を前記後背室内で支持可能な基板保持部とを有し、前記基板を支持した前記基板保持部を水平搬送位置と成膜起立位置との間で回転させる回転支持機構と、
を備え、
前記基板の前記水平搬送位置においては、前記基板保持部は、前記搬送口を介して前記基板を水平方向に移動可能なように、前記水平方向に向くように前記基板を支持し、
前記基板の前記成膜起立位置においては、前記基板保持部は、前記基板を表面処理する際に前記マスクに前記基板が対向するように前記基板を支持し、
前記水平搬送位置から前記成膜起立位置に向かう前記基板保持部の回転方向において、前記成膜起立位置における前記基板保持部の重心の位置は、鉛直方向における前記回転軸の直上の位置を超えない、
基板処理装置。
【請求項2】
前記回転支持機構は、
前記回転軸と一体に設けられた台部と、
前記基板保持部と一体に設けられたフランジ部と、
前記フランジ部を貫通して前記台部に締結される締結部材と、
を備え、
前記台部は、前記フランジ部に当接する第１取付平面を有し、
前記フランジ部は、前記台部に当接する第２取付平面を有し、
前記第１取付平面は、前記回転軸の軸方向と、前記回転軸の外周面に対する接線方向とに沿う面であり、
前記第１取付平面と前記第２取付平面とが当接した状態で、前記第２取付平面と交差する方向に前記フランジ部を貫通する前記締結部材によって前記基板保持部が前記回転軸に締結される、
請求項１に記載の基板処理装置。
前記回転軸と一体に設けられた台部と、
前記基板保持部と一体に設けられたフランジ部と、
前記フランジ部を貫通して前記台部に締結される締結部材と、
を備え、
前記台部は、前記フランジ部に当接する第１取付平面を有し、
前記フランジ部は、前記台部に当接する第２取付平面を有し、
前記第１取付平面は、前記回転軸の軸方向と、前記回転軸の外周面に対する接線方向とに沿う面であり、
前記第１取付平面と前記第２取付平面とが当接した状態で、前記第２取付平面と交差する方向に前記フランジ部を貫通する前記締結部材によって前記基板保持部が前記回転軸に締結される、
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記第１取付平面には、第１係合部が形成されており、
前記第２取付平面には、第２係合部が形成されており、
前記第１取付平面と前記第２取付平面とが当接した状態で、前記第１係合部と前記第２係合部とは互いに係合している、
請求項２に記載の基板処理装置。
前記第２取付平面には、第２係合部が形成されており、
前記第１取付平面と前記第２取付平面とが当接した状態で、前記第１係合部と前記第２係合部とは互いに係合している、
請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記回転支持機構は、前記水平搬送位置から前記成膜起立位置まで前記基板保持部を回転させる回転駆動において前記基板保持部を前記成膜起立位置で停止させる非接触停止部を有する、
請求項１に記載の基板処理装置。
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記マスクは、
前記処理室と前記後背室との間の境界位置と、前記成膜起立位置にある前記基板との間に配置されている、
請求項１に記載の基板処理装置。
前記処理室と前記後背室との間の境界位置と、前記成膜起立位置にある前記基板との間に配置されている、
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記処理室は、前記マスクに対向するとともに前記基板に表面処理を行う基板処理部を有し、
前記基板処理部は、前記処理室と前記後背室との間の境界位置から前記後背室に向かって突出する、
請求項１に記載の基板処理装置。
前記基板処理部は、前記処理室と前記後背室との間の境界位置から前記後背室に向かって突出する、
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記基板処理部は、蒸着源を有し、
前記処理室において蒸着処理が行われる、
請求項６に記載の基板処理装置。
前記処理室において蒸着処理が行われる、
請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記基板処理部は、カソード電極を有し、
前記処理室においてスパッタ処理が行われる、
請求項６に記載の基板処理装置。
前記処理室においてスパッタ処理が行われる、
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、基板処理装置に関する。特に、本発明は、縦型（成膜起立位置）で被処理基板を処理する、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の成膜処理、加熱処理等の基板に対する処理に用いられる基板処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイス分野、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）分野においては、基板（被処理体）に各種の薄膜を形成する方法として、スパッタリングや蒸着が用いられている。スパッタリング装置においては、減圧雰囲気が維持されたチャンバ内にて、カソードに取り付けられたターゲットに対向するようにマスクと基板が配置され、基板に対して成膜を行う。蒸着装置においては、減圧雰囲気が維持されたチャンバ内にて、蒸着源と基板との間にマスクが配置され、基板に対して成膜を行う。
【0003】
従来、特許文献１に開示されているように、水平搬送位置と成膜起立位置との間で、基板を支持しながら回転させる回転支持機構が知られている。回転支持機構は、基板を保持する基板保持部と、基板保持部を回転させる回転軸とを有する。このような回転支持機構を備える基板処理装置においては、基板保持部は、チャンバの内部に水平搬送された基板を支持し、回転軸は、基板保持部を回転させ、基板保持部は垂直状態となる。これにより、基板は、略垂直に立てた状態となる。成膜時においては、基板保持部とともに基板を垂直に立てた状態で、基板に対して縦型成膜を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１０－１６５５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
水平搬送位置から成膜起立位置まで基板の位置を変えることで基板を略垂直に立てる回転動作においては、基板保持部によって支持されている基板の重心及び基板保持部の重心が移動する。この重心移動に伴って、基板の位置や、回転支持機構を構成する部品（以下、構成部品と称する）の間の相対的な位置が変動する場合がある。近年、基板の大型化に伴って、基板を回転させる回転支持機構の重量が増大しており、上記のような重心移動による部品の位置の変動が無視できなくなってきた。
【0006】
特に、回転支持機構の駆動に伴って構成部品の位置が変動すると、構成部品の間に衝撃が発生し、この衝撃が発生することに起因してパーティクルが発生する恐れがある。
さらに、基板が大型化しているために、回転支持機構の駆動に伴って構成部品の位置が変動すると、回転軸から離れた位置では変動量が大きくなる。このため、基板のアライメント精度が低下し、成膜源と基板との間の距離が変化して、基板に形成される膜の厚さが所望の厚さにならないという問題があった。また、回転駆動により構成部品の位置が変動することでアライメント精度が低下した場合、構成部品が互いに接触してしまい、必要な電位を維持することができないという問題があった。このため、成膜条件を要求される状態に維持できない恐れがあった。
さらに、基板が大型化しているために、回転支持機構の駆動に伴って構成部品の位置が変動すると、回転軸から離れた位置では変動量が大きくなる。このため、基板のアライメント精度が低下し、成膜源と基板との間の距離が変化して、基板に形成される膜の厚さが所望の厚さにならないという問題があった。また、回転駆動により構成部品の位置が変動することでアライメント精度が低下した場合、構成部品が互いに接触してしまい、必要な電位を維持することができないという問題があった。このため、成膜条件を要求される状態に維持できない恐れがあった。
【0007】
このように、水平搬送位置と成膜起立位置との間で基板を回転させる動作に起因して、構成部品の間での変位や衝撃が発生し、これにより、ＦＰＤ製造における歩留まりが低下する可能性があるという問題があった。
【0008】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成する。
１．水平搬送位置から成膜起立位置まで基板の位置を変えることで基板を略垂直に立てる回転動作において回転支持機構を構成する構成部品における衝撃の発生を抑制する。
２．基板の回転に起因して、成膜条件が変動すること抑制する。
３．パーティクルの発生を抑制する。
４．作業性の向上を図る。
１．水平搬送位置から成膜起立位置まで基板の位置を変えることで基板を略垂直に立てる回転動作において回転支持機構を構成する構成部品における衝撃の発生を抑制する。
２．基板の回転に起因して、成膜条件が変動すること抑制する。
３．パーティクルの発生を抑制する。
４．作業性の向上を図る。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、回転支持機構による回転駆動の際における構成部品の間での変位や衝撃が発生する原因を鋭意検討した結果、回転支持機構の重心移動に起因して、そのような構成部品の間での変位や衝撃が発生する可能性があることに着目した。
具体的に、基板保持部が水平搬送位置にある場合、基板保持部の重心は、回転軸から見た略水平方向に延びる線上に位置している。回転軸の回転が始まると、基板を支持した基板保持部は、水平搬送位置から起き上がるように回転し始め、成膜起立位置に徐々に近づく。基板保持部の重心の位置も、回転軸の回転に伴って移動する。基板保持部が成膜起立位置に到達する前に、基板を支持した基板保持部の重心の位置は、回転軸から鉛直方向に延びる線（以下、鉛直方向線と称する）上の位置を通過する。言い換えると、回転軸の回転に伴って、基板を支持した基板保持部の重心の位置は、鉛直方向線を跨ぐように移動する。基板保持部が成膜起立位置に到達すると、基板保持部の回転は停止する。このとき、成膜起立位置における基板保持部の重心の位置は、回転軸をから見て、水平搬送位置における基板保持部の重心とは反対側に位置する。
具体的に、基板保持部が水平搬送位置にある場合、基板保持部の重心は、回転軸から見た略水平方向に延びる線上に位置している。回転軸の回転が始まると、基板を支持した基板保持部は、水平搬送位置から起き上がるように回転し始め、成膜起立位置に徐々に近づく。基板保持部の重心の位置も、回転軸の回転に伴って移動する。基板保持部が成膜起立位置に到達する前に、基板を支持した基板保持部の重心の位置は、回転軸から鉛直方向に延びる線（以下、鉛直方向線と称する）上の位置を通過する。言い換えると、回転軸の回転に伴って、基板を支持した基板保持部の重心の位置は、鉛直方向線を跨ぐように移動する。基板保持部が成膜起立位置に到達すると、基板保持部の回転は停止する。このとき、成膜起立位置における基板保持部の重心の位置は、回転軸をから見て、水平搬送位置における基板保持部の重心とは反対側に位置する。
【0010】
このような回転支持機構における駆動では、回転軸の回転に伴って、基板を支持した基板保持部の重心の位置は、回転軸から鉛直方向に延びる線を跨いで水平方向へ移動する。したがって、回転軸が延在する方向に回転支持機構を見た場合、回転軸に発生するモーメントの方向は、基板を支持した基板保持部の重心の移動に伴って、時計回り方向から反時計回り方向に転換する。もしくは、回転軸が延在する上記方向とは反対方向に回転支持機構を見た場合、回転軸に発生するモーメントの方向は、基板を支持した基板保持部の重心の移動に伴って、反時計回り方向から時計回り方向に転換する。
【0011】
本発明者は、回転軸から鉛直方向に延びる線を跨ぐように基板を支持した基板保持部の重心が移動することによって、言い換えると、回転軸に発生するモーメントの方向が一方の方向から他方の方向に転換することによって、構成部品の間での変位や衝撃が発生することを見出した。
【0012】
特に、基板の大型化に伴って、大型基板を支持する基板保持部の重心の位置と回転軸の回転中心との間の距離も大きくなっている。このため、回転軸が基板保持部を回転させる回転駆動においては、回転軸に発生するモーメントも大きくなる。これが、構成部品の間での変位量や衝撃の大きさを増加させていると考えられる。さらに、成膜処理や加熱処理を行う真空雰囲気においては、回転支持機構の構成部品に熱変形が生じる。熱変形に起因する構成部品の間におけるずれや隙間の発生を実測することが難しい。このような部品の間に発生するずれや隙間が、構成部品の間での変位量や衝撃の大きさの増大に影響を与えていると考えられる。
【0013】
このため、本発明者は、以下の点を実現する構造を得ることが可能であれば、回転支持機構を構成する基板保持部を含む構成部品の間での変位や衝撃を抑制することができると考えた。
・基板保持部に発生する荷重の変動を抑制すること。
・回転軸に回転力を付与する減速機を構成する駆動ギアにおけるバックラッシの発生を抑制すること。
・回転軸のねじれの発生を抑制すること。
・基板保持部における撓み等の変形を抑制すること。
・回転支持機構の構成部品の間におけるクリアランスの変動を抑制すること。
・回転支持機構の構成部品の間におけるずれの発生を抑制すること。
・回転軸から鉛直方向に延びる線を跨ぐような基板保持部の移動を抑制すること。
・基板保持部に発生する荷重の変動を抑制すること。
・回転軸に回転力を付与する減速機を構成する駆動ギアにおけるバックラッシの発生を抑制すること。
・回転軸のねじれの発生を抑制すること。
・基板保持部における撓み等の変形を抑制すること。
・回転支持機構の構成部品の間におけるクリアランスの変動を抑制すること。
・回転支持機構の構成部品の間におけるずれの発生を抑制すること。
・回転軸から鉛直方向に延びる線を跨ぐような基板保持部の移動を抑制すること。
【0014】
本発明の一態様に係る基板処理装置は、前記基板に表面処理を施す処理室と、前記処理室に隣接しかつ前記基板が通過する搬送口を有するとともに前記処理室における表面処理の際に前記基板を支持する後背室と、前記後背室内に配置され、前記処理室に対向するように立設されたマスクと、回転中心回りに回転可能な回転軸と、前記回転軸に取り付けられているとともに前記基板を前記後背室内で支持可能な基板保持部とを有しかつ前記基板を支持した前記基板保持部を水平搬送位置と成膜起立位置との間で回転させる回転支持機構と、を備える。前記基板の前記水平搬送位置においては、前記基板保持部は、前記搬送口を介して前記基板を水平方向に移動可能なように、前記水平方向に向くように前記基板を支持する。前記基板の前記成膜起立位置においては、前記基板保持部は、前記基板を表面処理する際に前記マスクに前記基板が対向するように前記基板を支持する。前記水平搬送位置から前記成膜起立位置に向かう前記基板保持部の回転方向において、前記成膜起立位置における前記基板保持部の重心の位置は、鉛直方向における前記回転軸の直上の位置を超えない。
【0015】
言い換えると、水平搬送位置から成膜起立位置まで基板保持部を回転させる回転駆動が行われても、成膜起立位置における基板保持部の水平方向における重心の位置は、回転方向において、回転軸から鉛直方向に延びる線を越えない。
また、回転方向において、水平方向における基板保持部の重心の位置は、回転軸から鉛直方向に延びる線を跨ぐように移動しない。
基板保持部の回転動作において、水平搬送位置における基板保持部の重心と成膜起立位置における基板保持部の重心との間の移動範囲は、回転軸から鉛直方向に延びる線を跨いでいない。
また、成膜起立位置において、水平方向における基板保持部の重心は、鉛直方向における回転軸の直上に位置するか、又は、回転方向において回転軸の直上の位置よりも僅かに手前の位置に達する。ここで、「僅かに手前の位置」とは、回転軸から鉛直方向に延びる線（９０°）の位置に対してよりも僅かに少ない角度を意味する。
また、回転方向において、水平方向における基板保持部の重心の位置は、回転軸から鉛直方向に延びる線を跨ぐように移動しない。
基板保持部の回転動作において、水平搬送位置における基板保持部の重心と成膜起立位置における基板保持部の重心との間の移動範囲は、回転軸から鉛直方向に延びる線を跨いでいない。
また、成膜起立位置において、水平方向における基板保持部の重心は、鉛直方向における回転軸の直上に位置するか、又は、回転方向において回転軸の直上の位置よりも僅かに手前の位置に達する。ここで、「僅かに手前の位置」とは、回転軸から鉛直方向に延びる線（９０°）の位置に対してよりも僅かに少ない角度を意味する。
【0016】
上記の構成によれば、水平搬送位置から成膜起立位置に向かう基板保持部の回転駆動においては、基板保持部の重量に起因して回転軸に作用するモーメントの大きさは、基板保持部の回転に伴って変化する。しかし、水平方向における基板保持部の重心の位置は、回転軸から鉛直方向に延びる線を跨ぐように移動せず、鉛直方向における回転軸の直上の位置を超えない。
このため、回転軸に作用するモーメントの大きさが変化しても、水平搬送位置と成膜起立位置との間の回転において回転軸に作用するモーメントの向きは、逆方向に転換しない。すなわち、水平搬送位置から成膜起立位置に向かう基板保持部の回転駆動においては、水平搬送位置から成膜起立位置に向かう回転方向に対して逆方向に作用するモーメントが発生するが、回転方向に対して順方向にモーメントが発生することを防止できる。
このため、回転軸に作用するモーメントの大きさが変化しても、水平搬送位置と成膜起立位置との間の回転において回転軸に作用するモーメントの向きは、逆方向に転換しない。すなわち、水平搬送位置から成膜起立位置に向かう基板保持部の回転駆動においては、水平搬送位置から成膜起立位置に向かう回転方向に対して逆方向に作用するモーメントが発生するが、回転方向に対して順方向にモーメントが発生することを防止できる。
【0017】
これにより、回転軸の回転による基板保持部の重心が移動しても、回転支持機構を構成する構成部品の間での変位や衝撃を抑制することができる。したがって、１８００ｍｍを超えるような長さの辺を有する大型基板が基板保持部によって支持された状態で基板保持部を回転した場合であっても、過大な衝撃の発生を抑制することができ、以下の効果を得ることができる。
・基板保持部に発生する荷重の変動を抑制することができる。
・回転軸に回転力を付与する減速機を構成する駆動ギアにおけるバックラッシの発生を抑制することができる。
・回転軸のねじれの発生を抑制することができる。
・基板保持部における撓み等の変形を抑制することができる。
・回転支持機構の構成部品の間におけるクリアランスの変動を抑制することができる。
・回転支持機構の構成部品の間におけるずれの発生を抑制することができる。
・回転軸から鉛直方向に延びる線を跨ぐような基板保持部の移動を抑制することができる。
・基板保持部に発生する荷重の変動を抑制することができる。
・回転軸に回転力を付与する減速機を構成する駆動ギアにおけるバックラッシの発生を抑制することができる。
・回転軸のねじれの発生を抑制することができる。
・基板保持部における撓み等の変形を抑制することができる。
・回転支持機構の構成部品の間におけるクリアランスの変動を抑制することができる。
・回転支持機構の構成部品の間におけるずれの発生を抑制することができる。
・回転軸から鉛直方向に延びる線を跨ぐような基板保持部の移動を抑制することができる。
【0018】
したがって、回転支持機構での衝撃に起因するパーティクルの発生を抑制することができ、衝撃に起因する基板の割れや欠け等を防止することができる。これにより、成膜等の基板に対する処理における処理特性を向上させることができる。
【0019】
さらに、回転支持機構における成膜起立位置において、基板保持部の重心は、鉛直方向における回転軸の直上に位置するか、又は、回転方向において回転軸の直上の位置よりも僅かに手前の位置に達する。このため、処理室が備える基板処理部と基板との間の距離変動を抑制することができる。また、基板保持部とマスクとの間の距離の変動を抑制することができる。これにより、基板保持部とマスクとの間の接触を防止することができる。また、基板処理する際に、基板の電位等の電気的状態の変化を防止することができる。これにより、成膜等の基板に対する処理における処理特性を向上させることができる。
【0020】
本発明の一態様に係る基板処理装置においては、前記回転支持機構は、前記回転軸と一体に設けられた台部と、前記基板保持部と一体に設けられたフランジ部と、前記フランジ部を貫通して前記台部に締結される締結部材と、を備える。前記台部は、前記フランジ部に当接する第１取付平面を有する。前記フランジ部は、前記台部に当接する第２取付平面を有する。前記第１取付平面は、前記回転軸の軸方向と、前記回転軸の外周面に対する接線方向とに沿う面である。前記第１取付平面と前記第２取付平面とが当接した状態で、前記第２取付平面と交差する方向に前記フランジ部を貫通する前記締結部材によって前記基板保持部が前記回転軸に締結されてもよい。
【0021】
上記の構成によれば、回転軸と基板保持部とが締結される締結箇所においては、締結摩擦面が生じている。このような締結摩擦面において発生する滑り等のずれが発生する方向、つまり、回転軸と基板保持部とが互いにずれる方向を、第１取付平面と第２取付平面とに沿った方向にすることができる。このため、回転軸の回転方向における基板保持部の回転位置に依存することなく、回転軸と基板保持部とが互いにずれる方向を限定することができる。回転軸と基板保持部とが互いにずれる可能性を低減することができる。
また、回転軸と基板保持部との間のずれが発生する基板保持部の成膜起立位置では、締結箇所が基板保持部における最も下方に位置する。このため、基板保持部の最も下方での位置におけるずれの発生を抑制することができ、回転支持機構の構成部品の間での変位や衝撃を小さくすることができる。特に、回転軸と基板保持部との間での変位や衝撃を小さくすることができる。
また、回転軸と基板保持部との間のずれが発生する基板保持部の成膜起立位置では、締結箇所が基板保持部における最も下方に位置する。このため、基板保持部の最も下方での位置におけるずれの発生を抑制することができ、回転支持機構の構成部品の間での変位や衝撃を小さくすることができる。特に、回転軸と基板保持部との間での変位や衝撃を小さくすることができる。
【0022】
なお、従来の基板保持部と回転軸との固定構造においては、径方向外側において回転軸に形成されたフランジ部と、基板保持部に形成されているとともにフランジに接触する締結面とが、回転軸に平行に延在する締結部材により締結されていた。この構造においては、フランジ部と締結面との間の締結摩擦面において、フランジ部と締結面とが回転軸の周方向にて互いにずれてしまう。
これに対し、上記の構成によれば、第２取付平面と交差する方向において締結部材がフランジ部を貫通し、締結部材によって基板保持部が回転軸に締結されている。したがって、回転軸の周方向におけるずれが発生しない構造が得られている。
これに対し、上記の構成によれば、第２取付平面と交差する方向において締結部材がフランジ部を貫通し、締結部材によって基板保持部が回転軸に締結されている。したがって、回転軸の周方向におけるずれが発生しない構造が得られている。
【0023】
本発明の一態様に係る基板処理装置においては、前記第１取付平面には、第１係合部が形成されている。前記第２取付平面には、第２係合部が形成されている。前記第１取付平面と前記第２取付平面とが当接した状態で、前記第１係合部と前記第２係合部とは互いに係合してもよい。
【0024】
上記の構成によれば、第１取付平面と第２取付平面とが互いに滑ってしまうといったずれの発生を防止することができる。特に、回転支持機構では、回転軸に対して基板保持部が重力に応じて落下する方向におけるずれの発生を防止することができる。このため、第１係合部及び第２係合部は、摺動防止部と称することができる。
このような第１係合部及び第２係合部を利用して、回転軸に対する基板保持部の取り付け時における作業性を向上し、作業時間を短縮することができる。なお、摺動防止部は、水平搬送位置における第１取付平面と第２取付平面との下端位置に形成することができる。
このような第１係合部及び第２係合部を利用して、回転軸に対する基板保持部の取り付け時における作業性を向上し、作業時間を短縮することができる。なお、摺動防止部は、水平搬送位置における第１取付平面と第２取付平面との下端位置に形成することができる。
【0025】
本発明の一態様に係る基板処理装置においては、前記回転支持機構は、前記水平搬送位置から前記成膜起立位置まで前記基板保持部を回転させる回転駆動において前記基板保持部を前記成膜起立位置で停止させる非接触停止部を有してもよい。
【0026】
上記の構成によれば、回転軸の回転駆動に伴って基板保持部が水平搬送位置から成膜起立位置に向けて回転した際に、非接触停止部は、マスク等の部材と基板保持部とが接触しないように基板保持部の回転を停止することができる。これにより、マスク等の部材と基板保持部が接触しないので、基板保持部における衝撃に起因するパーティクルの発生を防止することができる。したがって、パーティクルの発生が防止された雰囲気において、基板に表面処理を施すことが可能となる。さらに、回転軸の回転駆動を容易に制御することができる。
【0027】
本発明の一態様に係る基板処理装置においては、前記マスクは、前記処理室と前記後背室との間の境界位置と、前記成膜起立位置にある前記基板との間に配置されてもよい。
【0028】
上記の構成によれば、後背室を形成するチャンバ壁に回転軸を取り付けるための位置的な余裕を十分に有するように、回転軸を回転支持機構に配置することができる。ここで、成膜起立位置においては、回転軸は、マスクに沿って立ち上がっている基板保持部の直下の位置を支持している。また、後背室の外部に配置された回転駆動源から出力される動力を基板保持部に伝達するために、回転軸を後背室のチャンバ壁を貫通させる必要がある。さらに、回転軸回りには、シール部材等をチャンバ壁に配置する必要がある。このため、後背室のチャンバ壁を貫通するように後背室に取り付けられる回転軸の配置においては、位置的な余裕を十分に有することが必要である。
ここで、位置的な余裕がある回転軸の配置としては、例えば、後背室のチャンバ壁において回転軸が貫通する位置が処理室と後背室との間の境界位置に近接し過ぎていない配置、又は、後背室のチャンバ壁において回転軸が貫通する位置が、後背室のチャンバ壁の底部に近接し過ぎていない配置等が例示できる。
これにより、マスクが処理室と後背室との間の境界位置に近接した場合に発生する問題点、つまり、後背室を形成するチャンバ壁に回転軸を取り付けるための位置的な余裕がなくなってしまうという問題を解消することができる。
ここで、位置的な余裕がある回転軸の配置としては、例えば、後背室のチャンバ壁において回転軸が貫通する位置が処理室と後背室との間の境界位置に近接し過ぎていない配置、又は、後背室のチャンバ壁において回転軸が貫通する位置が、後背室のチャンバ壁の底部に近接し過ぎていない配置等が例示できる。
これにより、マスクが処理室と後背室との間の境界位置に近接した場合に発生する問題点、つまり、後背室を形成するチャンバ壁に回転軸を取り付けるための位置的な余裕がなくなってしまうという問題を解消することができる。
【0029】
本発明の一態様に係る基板処理装置においては、前記処理室は、前記マスクに対向するとともに前記基板に表面処理を行う基板処理部を有する。前記基板処理部は、前記処理室と前記後背室との間の境界位置から前記後背室に向かって突出してもよい。
【0030】
具体的に説明すると、処理室及び後背室の各々は、接続端を有している。処理室の接続端と後背室の接続端とが接続する位置は、処理室と後背室との間の境界位置に相当する。ここで、処理室と後背室とが互いに分離された状態では、処理室の接続端は、後背室の接続端から離間する。このような分離状態では、基板処理部は、処理室の接続端から突出している。
したがって、処理室及び後背室のメンテナンスを行う際など、処理室と後背室とを互いに分離した状態では、メンテナンスに用いられるクレーン等の吊り上げ機構を基板処理部の上方向における位置に容易に近接することができる。吊り上げ機構によって基板処理部を吊り上げて、基板処理部を処理室から上方向に容易に取り外すことが可能となり、基板処理部を処理室の外部へと移動させることができる。これにより、基板処理部の取り付けや取り外し等、メンテナンスに必要な作業を簡略化して容易に行うことができ、作業時間を短縮することができる。
したがって、処理室及び後背室のメンテナンスを行う際など、処理室と後背室とを互いに分離した状態では、メンテナンスに用いられるクレーン等の吊り上げ機構を基板処理部の上方向における位置に容易に近接することができる。吊り上げ機構によって基板処理部を吊り上げて、基板処理部を処理室から上方向に容易に取り外すことが可能となり、基板処理部を処理室の外部へと移動させることができる。これにより、基板処理部の取り付けや取り外し等、メンテナンスに必要な作業を簡略化して容易に行うことができ、作業時間を短縮することができる。
【0031】
一方、処理室の接続端から突出することなく処理室の内部に基板処理部が配置されている構造では、基板処理部を取り外す際に、処理室と後背室との間の境界位置における開口部から、基板処理部を処理室から水平方向に移動させ、その後、基板処理部を処理室から上方向に移動させる必要がある。つまり、処理室から基板処理部を取り外すには、２段階の取り外し作業が必要となる。
これに対し、本発明の一態様に係る基板処理装置によれば、１段階の取り外し作業によって、基板処理部を処理室から上方向に容易に取り外すことが可能となる。
これに対し、本発明の一態様に係る基板処理装置によれば、１段階の取り外し作業によって、基板処理部を処理室から上方向に容易に取り外すことが可能となる。
【0032】
ここで、基板処理部が蒸着源を有する場合には、蒸着源を移動することが容易となる。また、基板処理部がカソードユニットを有する場合には、カソードユニットを構成するバッキングプレートやターゲットを移動することが容易となる。
【0033】
本発明の一態様に係る基板処理装置においては、前記基板処理部は、蒸着源を有する。前記処理室において蒸着処理が行われてもよい。
【0034】
上記の構成によれば、蒸着によって基板に成膜する際に、回転支持機構における基板保持部の回転動作に起因して、処理される基板での割れや欠け等の発生による基板の破損を防止することができる。同時に、マスクと基板との間の距離を適正に維持して、成膜特性の悪化を防止することができる。同時に、パーティクルの発生を抑制することができ、成膜特性の悪化を防止することができる。
【0035】
本発明の一態様に係る基板処理装置においては、前記基板処理部は、カソード電極を有する。前記処理室においてスパッタ処理が行われてもよい。
【0036】
上記の構成によれば、スパッタリングによって基板に成膜する際に、回転支持機構における基板保持部の回転動作に起因して、処理される基板での割れや欠け等の発生による基板の破損を防止する。同時に、マスクと基板との間の距離を適正に維持して、スパッタリングに必要な電位状態を維持し、成膜特性の悪化を防止することができる。同時に、パーティクルの発生を抑制することができ、成膜特性の悪化を防止することができる。
【発明の効果】
【0037】
本発明の一態様に係る基板処理装置によれば、搬送位置である水平搬送位置と処理位置である成膜起立位置との間で基板を回転する際に、回転支持機構を構成する構成部品の間での変位や衝撃を抑制することができる。さらに、基板の割れや欠けの発生防止、パーティクル発生抑制、基板及びマスクに対する基板処理部の距離を適正に維持することができ、基板の表面処理状態の変動を防止することができる。成膜等の基板に対する処理における処理特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を示す模式平面図である。
【図2】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置における後背室及び処理室を示す模式側面図である。
【図3】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置における回転支持機構を示す模式側面図である。
【図4】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置における回転支持機構の要部を拡大して示す図であって、基板保持部と回転軸との間の締結構造を示す断面図である。
【図5】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置における回転支持機構の基板保持部を示す模式平面図である。
【図6】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置における後背室及び処理室を示す模式側面図であって、基板に対する表面処理の工程を説明するための図である。
【図7】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置における後背室及び処理室を示す模式側面図であって、基板に対する表面処理の工程を説明するための図である。
【図8】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置における後背室及び処理室を示す模式側面図であって、基板に対する表面処理の工程を説明するための図である。
【図9】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置における後背室及び処理室を示す模式側面図であって、基板に対する表面処理の工程を説明するための図である。
【図10】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置における後背室及び処理室を示す模式側面図であって、基板に対する表面処理の工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0039】
以下、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を、図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【0040】
本実施形態では、ＸＹＺ直交座標系を設定して各構成の位置関係を説明する。重力方向、つまり、鉛直方向に平行な方向をＺ方向と称する。Ｚ方向のうち、重力方向に一致する方向を下方向（下方）、重力方向とは反対方向を上方向（上方）と称する。以下の説明において、「平面視」は、対象物を重力方向又は下方向に見ることを意味する。ガラス基板の搬送方向を水平方向又はＸ方向と称する。Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向と称する。
【0041】
＜基板処理装置＞
図１は、本実施形態における基板処理装置を示す模式平面図である。図１において、符号１は、基板処理装置である。基板処理装置１は、ガラスや樹脂からなる基板１１に対して、真空環境下で加熱処理、成膜処理、エッチング処理等を行うインターバック式のスパッタリング装置や有機ＥＬの製造に用いる蒸着装置に適用される。基板処理装置１は、例えば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の製造工程に用いられる。この場合、基板１１には、例えば、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を形成することができる。本実施形態においては、基板処理装置１がスパッタリング装置である場合を説明する。言い換えると、基板処理装置１において行われる表面処理は、成膜処理であり、すなわち、スパッタ処理である。
図１は、本実施形態における基板処理装置を示す模式平面図である。図１において、符号１は、基板処理装置である。基板処理装置１は、ガラスや樹脂からなる基板１１に対して、真空環境下で加熱処理、成膜処理、エッチング処理等を行うインターバック式のスパッタリング装置や有機ＥＬの製造に用いる蒸着装置に適用される。基板処理装置１は、例えば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）の製造工程に用いられる。この場合、基板１１には、例えば、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を形成することができる。本実施形態においては、基板処理装置１がスパッタリング装置である場合を説明する。言い換えると、基板処理装置１において行われる表面処理は、成膜処理であり、すなわち、スパッタ処理である。
【0042】
基板処理装置１は、成膜室４、４Ａとロード・アンロード室２、２Ａとを備える。複数のチャンバ２、２Ａ、４、４Ａは、搬送室（トランスファチャンバ）３の周囲を取り囲むように配置されている。複数のチャンバ２、２Ａ、４、４Ａの各々は、例えば、互いに隣接して形成された２つのロード・アンロード室（チャンバ）２、２Ａ、及び２つの成膜室（チャンバ）４、４Ａである。また、基板処理装置１は、基板処理装置１を制御する不図示の制御装置を有する。制御装置は、成膜室４、４Ａ及びロード・アンロード室２、２Ａにおける動作を制御する。後述するように、制御装置は、成膜室４、４Ａにおける回転支持機構１０の回転動作を制御する。
【0043】
＜ロード・アンロード室＞
例えば、一方のロード・アンロード室２は、基板処理装置１の外部から内部に向けてガラス基板１１を搬入するロード室として機能する。他方のロード・アンロード室２Ａは、基板処理装置１の内部から外部に向けてガラス基板１１を搬出するアンロード室として機能する。また、成膜室４と成膜室４Ａとにおいては、同じ成膜工程が行われてもよいし、互いに異なる成膜工程が行われてもよい。ガラス基板１１は、「基板」の一例である。
例えば、一方のロード・アンロード室２は、基板処理装置１の外部から内部に向けてガラス基板１１を搬入するロード室として機能する。他方のロード・アンロード室２Ａは、基板処理装置１の内部から外部に向けてガラス基板１１を搬出するアンロード室として機能する。また、成膜室４と成膜室４Ａとにおいては、同じ成膜工程が行われてもよいし、互いに異なる成膜工程が行われてもよい。ガラス基板１１は、「基板」の一例である。
【0044】
ロード・アンロード室２と搬送室３との間、ロード・アンロード室２Ａと搬送室３との間、成膜室４と搬送室３との間、及び成膜室４Ａと搬送室３との間には、それぞれ、仕切りバルブが配置されている。
【0045】
ロード・アンロード室２には、位置決め部材が配置されている。位置決め部材には、ロード・アンロード室２の外部から内部に搬入されたガラス基板１１が載置される。位置決め部材は、ガラス基板１１の位置を設定して、ガラス基板１１のアライメントを可能としている。ロード・アンロード室２には、ロード・アンロード室２の内部空間を減圧する（粗真空引きする）粗引き排気部が接続されている。粗引き排気部は、例えば、ロータリーポンプ等である。
【0046】
＜搬送室＞
図１に示すように、搬送室３は、搬送室３の内部に配置された搬送装置３ａを備える。搬送装置３ａは、例えば、搬送ロボットである。
搬送装置３ａは、回転軸と、回転軸を回転駆動する駆動源と、回転軸に取り付けられたロボットアームと、ロボットアームの一部に形成されたロボットハンドと、上下動機構とを有している。ロボットアームは、互いに交差した第１移動レール及び第２移動レールと、第１移動レールに対して第２移動レールを移動可能な第１ベースと、第２移動レールに対してロボットハンドを移動可能な第２ベースとを備える。搬送装置３ａは、被搬送物であるガラス基板１１を、チャンバ２、２Ａ、３、４、４Ａ間で移動させることができる。
なお、ロボットアームは、互いに屈曲可能な第１能動アーム、第２能動アーム、第１従動アーム、及び第２従動アームから構成されていてもよい。
図１に示すように、搬送室３は、搬送室３の内部に配置された搬送装置３ａを備える。搬送装置３ａは、例えば、搬送ロボットである。
搬送装置３ａは、回転軸と、回転軸を回転駆動する駆動源と、回転軸に取り付けられたロボットアームと、ロボットアームの一部に形成されたロボットハンドと、上下動機構とを有している。ロボットアームは、互いに交差した第１移動レール及び第２移動レールと、第１移動レールに対して第２移動レールを移動可能な第１ベースと、第２移動レールに対してロボットハンドを移動可能な第２ベースとを備える。搬送装置３ａは、被搬送物であるガラス基板１１を、チャンバ２、２Ａ、３、４、４Ａ間で移動させることができる。
なお、ロボットアームは、互いに屈曲可能な第１能動アーム、第２能動アーム、第１従動アーム、及び第２従動アームから構成されていてもよい。
【0047】
＜成膜室＞
成膜室４、４Ａは、同じ構成を有する。以下では、成膜室４について説明し、成膜室４Ａの説明を省略する。
図２は、本実施形態における成膜室４の一部を示す模式側面図である。
図１及び図２に示すように、成膜室４は、電源４ｐと、ガス雰囲気設定機構４ｇと、カソードユニット５とを備える。電源４ｐ、ガス雰囲気設定機構４ｇ、及びカソードユニット５は、ガラス基板１１に対して成膜処理を行うために用いられる。電源４ｐ、ガス雰囲気設定機構４ｇ、及びカソードユニット５は、「基板処理部」の一例である。なお、基板処理部を基板処理機構と称してもよいし、成膜源と称してもよい。
成膜室４は、プラズマチャンバ４ｍ及びプラテンチャンバ４ｎによって構成されている。
成膜室４、４Ａは、同じ構成を有する。以下では、成膜室４について説明し、成膜室４Ａの説明を省略する。
図２は、本実施形態における成膜室４の一部を示す模式側面図である。
図１及び図２に示すように、成膜室４は、電源４ｐと、ガス雰囲気設定機構４ｇと、カソードユニット５とを備える。電源４ｐ、ガス雰囲気設定機構４ｇ、及びカソードユニット５は、ガラス基板１１に対して成膜処理を行うために用いられる。電源４ｐ、ガス雰囲気設定機構４ｇ、及びカソードユニット５は、「基板処理部」の一例である。なお、基板処理部を基板処理機構と称してもよいし、成膜源と称してもよい。
成膜室４は、プラズマチャンバ４ｍ及びプラテンチャンバ４ｎによって構成されている。
【0048】
＜電源、ガス雰囲気設定機構＞
電源４ｐは、後述するカソードユニット５のバッキングプレート６に接続されている。電源４ｐは、バッキングプレート６に負電位のスパッタ電圧を印加する。
ガス雰囲気設定機構４ｇは、成膜室４の内部におけるガス雰囲気を設定するように構成されている。
ガス雰囲気設定機構４ｇは、成膜室４の内部に処理ガスを導入するガス導入部と、成膜室４の内部空間を減圧する（高真空引きする）高真空排気部とを有する。ガス導入部は、ガス供給源に接続されている。ガス導入部は、例えば、ガス供給源から供給されるガスの流量を調整するマスフローコントローラである。高真空排気部は、例えば、ターボ分子ポンプ等である。
電源４ｐは、後述するカソードユニット５のバッキングプレート６に接続されている。電源４ｐは、バッキングプレート６に負電位のスパッタ電圧を印加する。
ガス雰囲気設定機構４ｇは、成膜室４の内部におけるガス雰囲気を設定するように構成されている。
ガス雰囲気設定機構４ｇは、成膜室４の内部に処理ガスを導入するガス導入部と、成膜室４の内部空間を減圧する（高真空引きする）高真空排気部とを有する。ガス導入部は、ガス供給源に接続されている。ガス導入部は、例えば、ガス供給源から供給されるガスの流量を調整するマスフローコントローラである。高真空排気部は、例えば、ターボ分子ポンプ等である。
【0049】
＜カソードユニット＞
カソードユニット５は、成膜室４の内部に立設されている。
カソードユニット５は、ターゲット７と、ターゲット７を保持するバッキングプレート６とを有する。
バッキングプレート６は、カソード電極として機能する。バッキングプレート６は、成膜室４の内部において、搬送室３と成膜室４との間に位置する搬送口４ａから最も遠い位置に立設される。
バッキングプレート６の前面側には、ガラス基板１１を処理する際にガラス基板１１と略平行に対面するターゲット７が固定される。バッキングプレート６は、ターゲット７に対して負電位のスパッタリング電圧を印加するための電極である。
カソードユニット５は、成膜室４の内部に立設されている。
カソードユニット５は、ターゲット７と、ターゲット７を保持するバッキングプレート６とを有する。
バッキングプレート６は、カソード電極として機能する。バッキングプレート６は、成膜室４の内部において、搬送室３と成膜室４との間に位置する搬送口４ａから最も遠い位置に立設される。
バッキングプレート６の前面側には、ガラス基板１１を処理する際にガラス基板１１と略平行に対面するターゲット７が固定される。バッキングプレート６は、ターゲット７に対して負電位のスパッタリング電圧を印加するための電極である。
【0050】
バッキングプレート６の後面側には、ターゲット７上に所定の磁場を形成するためのマグネトロン磁気回路が設置されている。マグネトロン磁気回路は、揺動機構に装着されている。揺動機構は、マグネトロン磁気回路を揺動させる駆動装置を有する。揺動機構の駆動装置は、マグネトロン磁気回路を揺動可能に構成されている。
【0051】
＜カソードユニットの変形例＞
カソードユニット５の変形例として、複数のロータリーカソードが成膜室４に適用されてもよい。複数のロータリーカソードの構成としては、複数の円筒状のカソードを並列に配置し、各カソードの外周面にターゲットが設けられた構成を採用することができる。複数のロータリーカソードの各々は、円筒軸周りに回転可能であってもよい。成膜室４は、ガラス基板１１を処理する際に複数のロータリーカソードに対してマグネトロン磁気回路をガラス基板１１と略平行に揺動させる揺動機構を備えてもよい。
カソードユニット５の変形例として、複数のロータリーカソードが成膜室４に適用されてもよい。複数のロータリーカソードの構成としては、複数の円筒状のカソードを並列に配置し、各カソードの外周面にターゲットが設けられた構成を採用することができる。複数のロータリーカソードの各々は、円筒軸周りに回転可能であってもよい。成膜室４は、ガラス基板１１を処理する際に複数のロータリーカソードに対してマグネトロン磁気回路をガラス基板１１と略平行に揺動させる揺動機構を備えてもよい。
【0052】
＜プラズマチャンバ、プラテンチャンバ＞
プラズマチャンバ４ｍには、カソードユニット５を構成するターゲット７及びバッキングプレート６が配置されている。プラズマチャンバ４ｍにおいては、ガラス基板１１に対して成膜処理が施される。すなわち、プラズマチャンバ４ｍは、「処理室」の一例である。
プラテンチャンバ４ｎは、Ｘ方向においてプラズマチャンバ４ｍに隣接している。プラテンチャンバ４ｎは、搬送口４ａを有する。搬送口４ａは、Ｘ方向におけるガラス基板１１の搬送の際にガラス基板１１が通過する開口である。プラテンチャンバ４ｎは、搬送口４ａを介して搬送室３に隣接されている。搬送口４ａには、仕切りバルブが配置されている。仕切りバルブの開閉により、プラテンチャンバ４ｎと搬送室３とが連通したり、搬送室３に対してプラテンチャンバ４ｎが隔離されたりする。プラテンチャンバ４ｎは、プラズマチャンバ４ｍにおける成膜処理の際にガラス基板１１を支持する。すなわち、プラテンチャンバ４ｎは、「後背室」の一例である。
プラズマチャンバ４ｍには、カソードユニット５を構成するターゲット７及びバッキングプレート６が配置されている。プラズマチャンバ４ｍにおいては、ガラス基板１１に対して成膜処理が施される。すなわち、プラズマチャンバ４ｍは、「処理室」の一例である。
プラテンチャンバ４ｎは、Ｘ方向においてプラズマチャンバ４ｍに隣接している。プラテンチャンバ４ｎは、搬送口４ａを有する。搬送口４ａは、Ｘ方向におけるガラス基板１１の搬送の際にガラス基板１１が通過する開口である。プラテンチャンバ４ｎは、搬送口４ａを介して搬送室３に隣接されている。搬送口４ａには、仕切りバルブが配置されている。仕切りバルブの開閉により、プラテンチャンバ４ｎと搬送室３とが連通したり、搬送室３に対してプラテンチャンバ４ｎが隔離されたりする。プラテンチャンバ４ｎは、プラズマチャンバ４ｍにおける成膜処理の際にガラス基板１１を支持する。すなわち、プラテンチャンバ４ｎは、「後背室」の一例である。
【0053】
プラズマチャンバ４ｍは、プラテンチャンバ４ｎに開口する開口部４０と、開口部４０を囲む接続端４１とを有する。接続端４１は、プラテンチャンバ４ｎの接続端４３に接続される部位である。
プラテンチャンバ４ｎは、プラズマチャンバ４ｍに開口する開口部４２と、開口部４２を囲む接続端４３とを有する。接続端４３は、にプラズマチャンバ４ｍの接続端４１に接続される部位である。
接続端４１及び接続端４３は、互いに対向するように接続されている。接続端４１及び接続端４３が接続することで、プラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとが組み立てられ、成膜室４が形成されている。また、接続端４１と接続端４３とが接続されていることで、開口部４０及び開口部４２は互いに連通する。これにより、プラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとの間で内部空間４４が形成されている。接続端４１及び接続端４３の接続により、内部空間４４は密閉されている。
内部空間４４の密閉構造においては、接続端４１及び接続端４３のうち一方にＯリングが配置され、接続端４１及び接続端４３のうち他方にシール面が形成されている。接続端４１と接続端４３とが互いに接続されている面は、ドッキング面４ｄである。ドッキング面は、「処理室と後背室との間の境界位置」の一例である。
プラテンチャンバ４ｎは、プラズマチャンバ４ｍに開口する開口部４２と、開口部４２を囲む接続端４３とを有する。接続端４３は、にプラズマチャンバ４ｍの接続端４１に接続される部位である。
接続端４１及び接続端４３は、互いに対向するように接続されている。接続端４１及び接続端４３が接続することで、プラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとが組み立てられ、成膜室４が形成されている。また、接続端４１と接続端４３とが接続されていることで、開口部４０及び開口部４２は互いに連通する。これにより、プラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとの間で内部空間４４が形成されている。接続端４１及び接続端４３の接続により、内部空間４４は密閉されている。
内部空間４４の密閉構造においては、接続端４１及び接続端４３のうち一方にＯリングが配置され、接続端４１及び接続端４３のうち他方にシール面が形成されている。接続端４１と接続端４３とが互いに接続されている面は、ドッキング面４ｄである。ドッキング面は、「処理室と後背室との間の境界位置」の一例である。
【0054】
プラズマチャンバ４ｍは、ターゲット７及びバッキングプレート６を有する。ターゲット７及びバッキングプレート６は、後述するマスク２０に対向している。プラズマチャンバ４ｍに設けられているターゲット７及びバッキングプレート６は、ドッキング面４ｄ（接続端４１）からプラテンチャンバ４ｎに向けて突出している。
言い換えると、ターゲット７及びバッキングプレート６は、プラズマチャンバ４ｍの内部には配置されていない。
なお、本実施形態においてドッキング面４ｄの形状は、略平面である。ドッキング面４ｄの形状は、平面に限定されない。プラズマチャンバ４ｍの開口部４０の形状及びプラテンチャンバ４ｎの開口部４２の形状に応じて、ドッキング面４ｄの形状が決定されてもよい。
言い換えると、ターゲット７及びバッキングプレート６は、プラズマチャンバ４ｍの内部には配置されていない。
なお、本実施形態においてドッキング面４ｄの形状は、略平面である。ドッキング面４ｄの形状は、平面に限定されない。プラズマチャンバ４ｍの開口部４０の形状及びプラテンチャンバ４ｎの開口部４２の形状に応じて、ドッキング面４ｄの形状が決定されてもよい。
【0055】
＜前側空間、裏側空間＞
成膜室４の内部空間４４は、図１及び図２に示すように、Ｘ方向において並ぶ前側空間４５と裏側空間４６とを有する。前側空間４５は、成膜時にガラス基板１１の成膜面が露出する表面に面する空間である。
前側空間４５は、プラズマチャンバ４ｍの内部空間とプラテンチャンバ４ｎの内部空間との組み合わせによって形成されている。すなわち、前側空間４５は、マスク２０よりもプラズマチャンバ４ｍに近接するプラテンチャンバ４ｎの接続端４３で囲まれた開口部４２と、プラズマチャンバ４ｍの接続端４１で囲まれた開口部４０とによって形成されている。
裏側空間４６は、プラテンチャンバ４ｎの主な内部空間である。裏側空間４６は、成膜時にガラス基板１１の裏面に面する空間である。
このような前側空間４５及び裏側空間４６は、プラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとで組み立てられた成膜室４の密閉状態での内部空間４４を形成している。
成膜室４の内部空間４４は、図１及び図２に示すように、Ｘ方向において並ぶ前側空間４５と裏側空間４６とを有する。前側空間４５は、成膜時にガラス基板１１の成膜面が露出する表面に面する空間である。
前側空間４５は、プラズマチャンバ４ｍの内部空間とプラテンチャンバ４ｎの内部空間との組み合わせによって形成されている。すなわち、前側空間４５は、マスク２０よりもプラズマチャンバ４ｍに近接するプラテンチャンバ４ｎの接続端４３で囲まれた開口部４２と、プラズマチャンバ４ｍの接続端４１で囲まれた開口部４０とによって形成されている。
裏側空間４６は、プラテンチャンバ４ｎの主な内部空間である。裏側空間４６は、成膜時にガラス基板１１の裏面に面する空間である。
このような前側空間４５及び裏側空間４６は、プラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとで組み立てられた成膜室４の密閉状態での内部空間４４を形成している。
【0056】
図２において、符号４ｂで示された位置は、成膜室４における前側空間４５と裏側空間４６との間の境界位置である。境界位置４ｂには、マスク２０が配置されている。成膜室４の前側空間４５には、ターゲット７が固定されたバッキングプレート６が配置される。
成膜室４の裏側空間４６には、搬送口４ａから搬入されたガラス基板１１を支持した状態でガラス基板１１を回転させる回転支持機構１０が配置される。回転支持機構１０をプラテン機構と称することができる。
成膜室４の裏側空間４６には、搬送口４ａから搬入されたガラス基板１１を支持した状態でガラス基板１１を回転させる回転支持機構１０が配置される。回転支持機構１０をプラテン機構と称することができる。
【0057】
Ｘ方向において、成膜室４における前側空間４５と裏側空間４６との間の境界位置４ｂは、プラズマチャンバ４ｍの接続端４１とプラテンチャンバ４ｎの接続端４３とが合わさるドッキング面４ｄの位置よりも、搬送口４ａの位置に近い。
【0058】
なお、プラズマチャンバ４ｍ及びプラテンチャンバ４ｎは、Ｘ方向において互いに分離可能である。プラズマチャンバ４ｍ及びプラテンチャンバ４ｎが分離した状態では、マスク２０は、プラテンチャンバ４ｎの内部に配置されており、ターゲット７及びバッキングプレート６は、プラズマチャンバ４ｍの内部に配置される。
【0059】
＜マスク＞
マスク２０は、プラテンチャンバ４ｎの内部に配置されている。プラテンチャンバ４ｎの内部において、マスク２０の位置は、ドッキング面４ｄの位置よりも搬送口４ａの位置に近い。言い換えると、マスク２０は、ドッキング面４ｄと成膜起立位置にあるガラス基板１１との間に配置されている。マスク２０は、プラズマチャンバ４ｍに対向するように立設されている。
マスク２０は、略矩形のマスクフレームと、縦方向及び横方向に延在するようにマスクフレームに張られた複数のリブと、を有する。複数のリブは、マスクフレームの内側領域を区画する。
マスクフレームは、剛性を有するＳＵＳ等の金属で形成されている。リブは、インバー等とされる金属箔で形成されている。マスクフレームによってリブの両端が引っ張られた状態で、マスクフレームにリブが固定されている。マスクフレームの内側においては、縦方向及び横方向に張られた複数のリブによって囲まれた領域が、成膜領域である。
マスク２０は、プラテンチャンバ４ｎの内部に配置されている。プラテンチャンバ４ｎの内部において、マスク２０の位置は、ドッキング面４ｄの位置よりも搬送口４ａの位置に近い。言い換えると、マスク２０は、ドッキング面４ｄと成膜起立位置にあるガラス基板１１との間に配置されている。マスク２０は、プラズマチャンバ４ｍに対向するように立設されている。
マスク２０は、略矩形のマスクフレームと、縦方向及び横方向に延在するようにマスクフレームに張られた複数のリブと、を有する。複数のリブは、マスクフレームの内側領域を区画する。
マスクフレームは、剛性を有するＳＵＳ等の金属で形成されている。リブは、インバー等とされる金属箔で形成されている。マスクフレームによってリブの両端が引っ張られた状態で、マスクフレームにリブが固定されている。マスクフレームの内側においては、縦方向及び横方向に張られた複数のリブによって囲まれた領域が、成膜領域である。
【0060】
マスク２０は、成膜口２０ｂを有する。成膜口２０ｂは、マスクフレームによって形成された開口部分である。成膜口２０ｂは、前側空間４５と裏側空間４６との間の境界位置４ｂに開口している。
マスク２０は、マスク支持部２０ｇを有する。マスク支持部２０ｇは、マスクフレームにおけるＺ方向の両端と、マスクフレームにおけるＹ方向の両端とに設けられている。マスク２０は、マスク支持部２０ｇによって、プラテンチャンバ４ｎに支持されている。このとき、マスクアライメント部（不図示）によって、成膜前工程において、マスク２０の位置をアライメントすることが可能である。
マスク２０は、マスク支持部２０ｇを有する。マスク支持部２０ｇは、マスクフレームにおけるＺ方向の両端と、マスクフレームにおけるＹ方向の両端とに設けられている。マスク２０は、マスク支持部２０ｇによって、プラテンチャンバ４ｎに支持されている。このとき、マスクアライメント部（不図示）によって、成膜前工程において、マスク２０の位置をアライメントすることが可能である。
【0061】
＜回転支持機構、回転軸、基板保持部＞
回転支持機構１０は、回転軸１２と、基板保持部１３とを有する。回転軸１２は、回転中心回りに回転可能である。基板保持部１３は、回転軸１２に取り付けられている。基板保持部１３は、例えば、プラテンである。基板保持部１３が水平搬送位置にある場合、基板保持部１３の形状は、Ｚ方向に見て略矩形平板状である。
基板保持部１３は、ガラス基板１１の裏面をプラテンチャンバ４ｎ内で支持可能である。回転支持機構１０は、基板保持部１３によってガラス基板１１を支持しながら、水平搬送位置と成膜起立位置との間でガラス基板１１を回転させることが可能である。
回転支持機構１０は、回転軸１２と、基板保持部１３とを有する。回転軸１２は、回転中心回りに回転可能である。基板保持部１３は、回転軸１２に取り付けられている。基板保持部１３は、例えば、プラテンである。基板保持部１３が水平搬送位置にある場合、基板保持部１３の形状は、Ｚ方向に見て略矩形平板状である。
基板保持部１３は、ガラス基板１１の裏面をプラテンチャンバ４ｎ内で支持可能である。回転支持機構１０は、基板保持部１３によってガラス基板１１を支持しながら、水平搬送位置と成膜起立位置との間でガラス基板１１を回転させることが可能である。
【0062】
より具体的に説明する。
基板保持部１３が水平搬送位置にある場合、基板保持部１３は、搬送口４ａを介してガラス基板１１を水平方向に移動可能なように、Ｘ方向に向くようにガラス基板１１を支持する。具体的に、回転支持機構１０が基板保持部１３を水平搬送位置に配置した場合には、ガラス基板１１を搬送口４ａから成膜室４の内部に搬入することが可能であり、及び、ガラス基板１１を搬送口４ａから成膜室４の外部への搬出することが可能である。つまり、水平搬送位置においては、回転支持機構１０は、ガラス基板１１を支持する支持状態を維持し、かつ、支持状態を解除する。
基板保持部１３が水平搬送位置にある場合、基板保持部１３は、搬送口４ａを介してガラス基板１１を水平方向に移動可能なように、Ｘ方向に向くようにガラス基板１１を支持する。具体的に、回転支持機構１０が基板保持部１３を水平搬送位置に配置した場合には、ガラス基板１１を搬送口４ａから成膜室４の内部に搬入することが可能であり、及び、ガラス基板１１を搬送口４ａから成膜室４の外部への搬出することが可能である。つまり、水平搬送位置においては、回転支持機構１０は、ガラス基板１１を支持する支持状態を維持し、かつ、支持状態を解除する。
【0063】
ガラス基板１１を保持した基板保持部１３が成膜起立位置にある場合、基板保持部１３は、マスク２０にガラス基板１１が対向するようにガラス基板１１を支持する。この状態で、回転支持機構１０は、成膜中にターゲット７と対向するようにガラス基板１１を保持（支持）し、ガラス基板１１に対して成膜処理が施される。
【0064】
図３は、本実施形態に係る回転支持機構１０における基板保持部１３を示す模式側面図である。図３は、基板保持部１３が水平搬送位置にある状態を示している。
回転支持機構１０は、図２及び図３に示すように、プラテンチャンバ４ｎの内部の裏側空間４６における下方に位置する。
回転軸１２は、Ｙ方向に延在している。回転軸１２は、搬送口４ａ及びドッキング面４ｄのうち少なくとも一方と略平行である。
回転支持機構１０は、図２及び図３に示すように、プラテンチャンバ４ｎの内部の裏側空間４６における下方に位置する。
回転軸１２は、Ｙ方向に延在している。回転軸１２は、搬送口４ａ及びドッキング面４ｄのうち少なくとも一方と略平行である。
【0065】
＜回転駆動部＞
図２に示すように、回転軸１２には回転駆動部１２Ａが接続されている。回転駆動部１２Ａは、回転軸１２を回転中心周りに回転可能とする。回転駆動部１２Ａは、モータ等の回転駆動源と、回転駆動源の駆動力を回転軸１２へと伝達する減速機等の回転伝達部と、を有する。
回転軸１２は、プラテンチャンバ４ｎを形成する側壁を貫通している。回転軸１２は、プラテンチャンバ４ｎの裏側空間４６を形成する側壁を貫通している。回転軸１２がプラテンチャンバ４ｎの側壁を貫通する位置は、ドッキング面４ｄから十分に離間している。
回転駆動部１２Ａは、成膜室４の外側に配置されている。回転駆動部１２Ａは、Ｙ方向における回転軸１２の両端に接続されている。つまり、回転駆動部１２Ａは、回転軸１２の一端（第１端）と他端（第２端）の２箇所に接続されている。このような回転駆動部１２Ａと回転軸１２との接続構造について、以下に具体的に説明する。
図２に示すように、回転軸１２には回転駆動部１２Ａが接続されている。回転駆動部１２Ａは、回転軸１２を回転中心周りに回転可能とする。回転駆動部１２Ａは、モータ等の回転駆動源と、回転駆動源の駆動力を回転軸１２へと伝達する減速機等の回転伝達部と、を有する。
回転軸１２は、プラテンチャンバ４ｎを形成する側壁を貫通している。回転軸１２は、プラテンチャンバ４ｎの裏側空間４６を形成する側壁を貫通している。回転軸１２がプラテンチャンバ４ｎの側壁を貫通する位置は、ドッキング面４ｄから十分に離間している。
回転駆動部１２Ａは、成膜室４の外側に配置されている。回転駆動部１２Ａは、Ｙ方向における回転軸１２の両端に接続されている。つまり、回転駆動部１２Ａは、回転軸１２の一端（第１端）と他端（第２端）の２箇所に接続されている。このような回転駆動部１２Ａと回転軸１２との接続構造について、以下に具体的に説明する。
【0066】
基板保持部１３及びフレーム部１４の重量に起因するモーメント荷重は、回転軸１２に作用する。特に、基板保持部１３が水平搬送位置に配置されている場合、基板保持部１３及びフレーム部１４のモーメント荷重は、回転軸１２に大きく作用する。
例えば、回転軸１２を回転させる回転駆動部１２Ａが回転軸１２の一端のみに接続されている場合においては、基板保持部１３及びフレーム部１４のモーメント荷重に起因して、回転軸１２の一端から他端に向かうような捻じれ変形が回転軸１２に生じてしまう。モーメント荷重に起因する回転軸１２の回転軸周りの変位量（変形量）が生じる回転軸１２の位置に着目して説明すると、回転軸１２の一端の位置から他端の位置に向けて変位量が増加するように回転軸１２が変形する。このような回転軸１２における捻じれ変形に伴って、回転軸１２の一端に接続されているフレーム部１４と、回転軸１２の他端に接続されているフレーム部１４との間には、ずれが生じてしまう。
例えば、回転軸１２を回転させる回転駆動部１２Ａが回転軸１２の一端のみに接続されている場合においては、基板保持部１３及びフレーム部１４のモーメント荷重に起因して、回転軸１２の一端から他端に向かうような捻じれ変形が回転軸１２に生じてしまう。モーメント荷重に起因する回転軸１２の回転軸周りの変位量（変形量）が生じる回転軸１２の位置に着目して説明すると、回転軸１２の一端の位置から他端の位置に向けて変位量が増加するように回転軸１２が変形する。このような回転軸１２における捻じれ変形に伴って、回転軸１２の一端に接続されているフレーム部１４と、回転軸１２の他端に接続されているフレーム部１４との間には、ずれが生じてしまう。
【0067】
これに対し、本実施形態に係る回転駆動部１２Ａと回転軸１２との接続構造においては、回転駆動部１２Ａが回転軸１２の両端に接続されている。このような接続構造においては、回転軸１２の一端のみに回転駆動部１２Ａが接続されている構造に比較して、回転軸１２における捻じれ変形の発生が抑制される。言い換えると、モーメント荷重に起因する回転軸１２の回転軸周りの変位量（変形量）は、回転軸１２の一端と回転軸１２の他端とにおいて、同じとなる。これにより、回転軸１２の一端に接続されているフレーム部１４と、回転軸１２の他端に接続されているフレーム部１４との間には、ずれが生じることがない。
さらに、本実施形態に係る接続構造においては、回転軸１２にかかる荷重は、回転軸１２の一端及び他端の２箇所に分散される。したがって、回転軸１２に生じる応力を低減することができる。このような構造によれば、より大きな重量を有する基板保持部１３を回転させることが可能である。例えば、本実施形態に係る接続構造を、より大型化したガラス基板１１を処理する基板処理装置に適用することができる。
さらに、本実施形態に係る接続構造においては、回転軸１２にかかる荷重は、回転軸１２の一端及び他端の２箇所に分散される。したがって、回転軸１２に生じる応力を低減することができる。このような構造によれば、より大きな重量を有する基板保持部１３を回転させることが可能である。例えば、本実施形態に係る接続構造を、より大型化したガラス基板１１を処理する基板処理装置に適用することができる。
【0068】
＜回転軸と基板保持部との締結構造＞
図４は、本実施形態に係る回転支持機構１０の要部を拡大して示す図であって、基板保持部１３と回転軸１２との間の締結構造を示す断面図である。図５は、本実施形態に係る回転支持機構１０を示す模式平面図である。なお、図４及び図５は、基板保持部１３が水平搬送位置にある状態を示している。
図２～図４に示すように、回転軸１２には、台部１２ａ及びフレーム部１４を介して、基板保持部１３が取り付けられる。
図４は、本実施形態に係る回転支持機構１０の要部を拡大して示す図であって、基板保持部１３と回転軸１２との間の締結構造を示す断面図である。図５は、本実施形態に係る回転支持機構１０を示す模式平面図である。なお、図４及び図５は、基板保持部１３が水平搬送位置にある状態を示している。
図２～図４に示すように、回転軸１２には、台部１２ａ及びフレーム部１４を介して、基板保持部１３が取り付けられる。
【0069】
台部１２ａ及びフレーム部１４は、回転軸１２に基板保持部１３を取り付ける取り付け構造を形成する。
回転軸１２に基板保持部１３が取り付けられた状態では、基板保持部１３のＸＹ方向における平面と、回転軸１２のＹ方向における軸線とが若干離間しており、一致しない。基板保持部１３は、回転軸１２の回転中心周りの回動に追従して回転する。これにより、基板保持部１３は、基板保持部１３によって保持されたガラス基板１１を、回転軸１２の回転中心周りに回転移動させることが可能である。
回転軸１２に基板保持部１３が取り付けられた状態では、基板保持部１３のＸＹ方向における平面と、回転軸１２のＹ方向における軸線とが若干離間しており、一致しない。基板保持部１３は、回転軸１２の回転中心周りの回動に追従して回転する。これにより、基板保持部１３は、基板保持部１３によって保持されたガラス基板１１を、回転軸１２の回転中心周りに回転移動させることが可能である。
【0070】
回転支持機構１０は、基板保持部１３を回転軸１２に取り付ける締結構造を有する。
図３～図５に示すように、締結構造は、台部１２ａと、フレーム部１４と、複数のボルト１５と、を有する。ボルト１５は、「締結部材」の一例である。
図３～図５に示すように、締結構造は、台部１２ａと、フレーム部１４と、複数のボルト１５と、を有する。ボルト１５は、「締結部材」の一例である。
【0071】
＜台部＞
台部１２ａは、回転軸１２と一体に設けられている。台部１２ａは、回転軸１２に溶接等により固定接続されてもよい。あるいは、台部１２ａは、削り出し等の加工により回転軸１２と一体に形成されてもよい。台部１２ａは、回転軸１２の直径よりも大きい形状を有するブロック状に形成されている。
台部１２ａは、後述するフランジ部１４ｆに当接する第１取付平面１６ａを有する。第１取付平面１６ａは、Ｙ方向に延在する回転軸１２の軸方向と、回転軸１２の外周面に対する接線方向であるＸ方向とに沿う面である。台部１２ａには、ボルト１５に対応する雌ネジ部が形成されている。雌ネジ部は、第１取付平面１６ａに開口する。
台部１２ａは、回転軸１２と一体に設けられている。台部１２ａは、回転軸１２に溶接等により固定接続されてもよい。あるいは、台部１２ａは、削り出し等の加工により回転軸１２と一体に形成されてもよい。台部１２ａは、回転軸１２の直径よりも大きい形状を有するブロック状に形成されている。
台部１２ａは、後述するフランジ部１４ｆに当接する第１取付平面１６ａを有する。第１取付平面１６ａは、Ｙ方向に延在する回転軸１２の軸方向と、回転軸１２の外周面に対する接線方向であるＸ方向とに沿う面である。台部１２ａには、ボルト１５に対応する雌ネジ部が形成されている。雌ネジ部は、第１取付平面１６ａに開口する。
【0072】
＜フレーム部＞
フレーム部１４は、基板保持部１３と一体に形成されている。フレーム部１４は、径アーム部１４ｒと、軸アーム部１４ａとを有する。径アーム部１４ｒは、Ｘ方向に延在している。言い換えると、径アーム部１４ｒは、回転軸１２の径方向に延在している。軸アーム部１４ａは、Ｙ方向に延在している。言い換えると、軸アーム部１４ａは、回転軸１２の軸方向に延在している。
フレーム部１４は、基板保持部１３と一体に形成されている。フレーム部１４は、径アーム部１４ｒと、軸アーム部１４ａとを有する。径アーム部１４ｒは、Ｘ方向に延在している。言い換えると、径アーム部１４ｒは、回転軸１２の径方向に延在している。軸アーム部１４ａは、Ｙ方向に延在している。言い換えると、軸アーム部１４ａは、回転軸１２の軸方向に延在している。
【0073】
フレーム部１４の径アーム部１４ｒと軸アーム部１４ａとは、平面視において矩形形状の基板保持部１３に対応するように、矩形の枠体を形成している。径アーム部１４ｒは、基板保持部１３の矩形形状の回転軸１２の軸方向における両端に沿って２本設けられている。軸アーム部１４ａは、回転軸１２の軸方向に延在するように、例えば、２本設けられている。径アーム部１４ｒには、Ｙ方向に見て、フレーム部１４のＺ方向の中央には、フレーム部１４を貫通する窓部１４ｂが形成されている。窓部１４ｂを形成することによって、回転支持機構１０の軽量化を図ることができる。さらに、回転支持機構１０において、回転軸１２から離間する位置にある先端１３ａに近い部分の軽量化を図ることができる。
【0074】
＜フランジ部＞
フレーム部１４は、回転軸１２に近接する両端位置に形成された２つのフランジ部１４ｆを有する。フランジ部１４ｆは、基板保持部１３と一体に設けられている。２つのフランジ部１４ｆの各々は、径アーム部１４ｒと軸アーム部１４ａと一体に形成されている。フランジ部１４ｆは、第１取付平面１６ａに沿って形成されている。フランジ部１４ｆは、径アーム部１４ｒの回転軸１２のＹ方向における両側に設けられている。フランジ部１４ｆには、ボルト１５に対応する貫通孔が形成されている。
フレーム部１４は、回転軸１２に近接する両端位置に形成された２つのフランジ部１４ｆを有する。フランジ部１４ｆは、基板保持部１３と一体に設けられている。２つのフランジ部１４ｆの各々は、径アーム部１４ｒと軸アーム部１４ａと一体に形成されている。フランジ部１４ｆは、第１取付平面１６ａに沿って形成されている。フランジ部１４ｆは、径アーム部１４ｒの回転軸１２のＹ方向における両側に設けられている。フランジ部１４ｆには、ボルト１５に対応する貫通孔が形成されている。
【0075】
フランジ部１４ｆは、台部１２ａに当接する第２取付平面１６ｂを有する。
第１取付平面１６ａ及び第２取付平面１６ｂの各々は、平面を有するように形成されている。第１取付平面１６ａ及び第２取付平面１６ｂは、略等しい矩形状に形成されている。
第１取付平面１６ａ及び第２取付平面１６ｂの各々は、平面を有するように形成されている。第１取付平面１６ａ及び第２取付平面１６ｂは、略等しい矩形状に形成されている。
【0076】
＜凸部、凹部＞
第１取付平面１６ａ及び第２取付平面１６ｂの各々には、摺動防止部１７が形成されている。具体的に、摺動防止部１７は、互いに係合する凸部及び凹部である。
本実施形態においては、摺動防止部１７として、第１取付平面１６ａに凸部１７ａを形成されており、第２取付平面１６ｂに凹部１７ｂが形成されている。凸部１７ａは、「第１係合部」の一例である。凹部１７ｂは、「第２係合部」の一例である。
第１取付平面１６ａ及び第２取付平面１６ｂの各々には、摺動防止部１７が形成されている。具体的に、摺動防止部１７は、互いに係合する凸部及び凹部である。
本実施形態においては、摺動防止部１７として、第１取付平面１６ａに凸部１７ａを形成されており、第２取付平面１６ｂに凹部１７ｂが形成されている。凸部１７ａは、「第１係合部」の一例である。凹部１７ｂは、「第２係合部」の一例である。
【0077】
凸部１７ａは、Ｚ方向における第１取付平面１６ａの下端に形成されている。ここで、下端とは、基板保持部１３の平面が水平方向となる水平搬送位置にある場合、重力方向の下方における位置である。凸部１７ａは、回転軸１２の軸線方向に平行に延在する突条部である。
同様に、凹部１７ｂは、Ｚ方向における第２取付平面１６ｂの下端に形成されている。凹部１７ｂは、回転軸１２の軸線方向に平行に延在する凹溝、あるいは、段差部である。
第１取付平面１６ａと第２取付平面１６ｂとが当接した状態で、凸部１７ａと凹部１７ｂとは互いに係合している。
同様に、凹部１７ｂは、Ｚ方向における第２取付平面１６ｂの下端に形成されている。凹部１７ｂは、回転軸１２の軸線方向に平行に延在する凹溝、あるいは、段差部である。
第１取付平面１６ａと第２取付平面１６ｂとが当接した状態で、凸部１７ａと凹部１７ｂとは互いに係合している。
【0078】
＜ボルト＞
フレーム部１４と回転軸１２とは、複数のボルト１５によって締結されている。第１取付平面１６ａと第２取付平面１６ｂとが当接した状態で、ボルト１５は、第１取付平面１６ａ及び第２取付平面１６ｂと交差する方向において、フランジ部１４ｆの貫通孔を貫通し、台部１２ａに締結されている。複数のボルト１５により、基板保持部１３が回転軸１２に締結されている。
フレーム部１４と回転軸１２とは、複数のボルト１５によって締結されている。第１取付平面１６ａと第２取付平面１６ｂとが当接した状態で、ボルト１５は、第１取付平面１６ａ及び第２取付平面１６ｂと交差する方向において、フランジ部１４ｆの貫通孔を貫通し、台部１２ａに締結されている。複数のボルト１５により、基板保持部１３が回転軸１２に締結されている。
【0079】
ボルト１５が締結される方向、つまり、ボルト１５がフランジ部１４ｆの貫通孔に挿入される方向及びボルト１５が雌ネジ部に螺着される方向は、第１取付平面１６ａ及び第２取付平面１６ｂと直交する方向（Ｘ方向）であることが好ましい。複数のボルト１５は、基板保持部１３の平面が水平方向となる水平搬送位置にある場合、Ｚ方向に並ぶように配置されている。複数のボルト１５のうち互いに隣り合う２つのボルト１５は、離間している。複数のボルト１５による締結により、フランジ部１４ｆが台部１２ａに押圧され、フランジ部１４ｆと台部１２ａとが締結されている。台部１２ａの雌ネジ部に螺着される複数のボルト１５の方向は、互いに平行である。
【0080】
＜非接触停止部＞
回転支持機構１０は、非接触停止部１０ｍｇを有する。非接触停止部１０ｍｇは、水平搬送位置から成膜起立位置まで基板保持部１３を回転させる回転駆動において、基板保持部１３を成膜起立位置で停止させるように構成されている。言い換えると、非接触停止部１０ｍｇは、水平搬送位置から成膜起立位置に向けて回転した基板保持部１３の動きを成膜起立位置において停止させる機能を有する。非接触停止部１０ｍｇは、基板保持部１３の先端１３ａに設けられている。
回転支持機構１０は、非接触停止部１０ｍｇを有する。非接触停止部１０ｍｇは、水平搬送位置から成膜起立位置まで基板保持部１３を回転させる回転駆動において、基板保持部１３を成膜起立位置で停止させるように構成されている。言い換えると、非接触停止部１０ｍｇは、水平搬送位置から成膜起立位置に向けて回転した基板保持部１３の動きを成膜起立位置において停止させる機能を有する。非接触停止部１０ｍｇは、基板保持部１３の先端１３ａに設けられている。
【0081】
非接触停止部１０ｍｇは、成膜起立位置にある基板保持部１３対応するように、マスク２０の上部にも配置される。言い換えると、基板保持部１３の先端１３ａに配置された非接触停止部１０ｍｇは、第１非接触停止部である。マスク２０の上部に配置された非接触停止部１０ｍｇは、第２非接触停止部である。第１非接触停止部及び第２非接触停止部は、例えば、互いに反発する磁石である。第１非接触停止部及び第２非接触停止部は、互いに対向している。第１非接触停止部及び第２非接触停止部を構成する磁石の極性は、互いに同じである。
【0082】
あるいは、非接触停止部１０ｍｇの構成として、例えば、互いに引き合う極性を有する磁石が採用されてもよい。この場合、基板保持部１３の先端１３ａには、第１非接触停止部が配置される。マスク２０の上部付近の領域において、基板保持部１３の回転範囲の外側には、第２非接触停止部が配置される。第１非接触停止部を構成する磁石の極性は、第２非接触停止部を構成する磁石の極性とは異なる。このため、基板保持部１３が成膜起立位置にある場合、基板保持部１３の先端１３ａに配置された第１非接触停止部は、基板保持部１３の回転範囲の外側に配置された第２非接触停止部に引き付けられる。
【0083】
＜水平搬送位置、成膜起立位置＞
図２に示すように、基板保持部１３は、回転駆動部１２Ａによって回転軸１２の回転中心周りの回動により、回転動作が可能である。基板保持部１３は、水平搬送位置と成膜起立位置との間で回転動作するように、基板保持部１３の回転可能範囲が設定される。図２においては、この回転可能範囲Ｒｒが円弧状の破線で示されている。
図２に示すように、基板保持部１３は、回転駆動部１２Ａによって回転軸１２の回転中心周りの回動により、回転動作が可能である。基板保持部１３は、水平搬送位置と成膜起立位置との間で回転動作するように、基板保持部１３の回転可能範囲が設定される。図２においては、この回転可能範囲Ｒｒが円弧状の破線で示されている。
【0084】
ここで、水平搬送位置（臥位）とは、成膜室４へとガラス基板１１を移動する際に、プラテンチャンバ４ｎと成膜室４の外部との間でガラス基板１１が移動可能なように、基板保持部１３を水平状態に維持した位置である。水平搬送位置では、基板保持部１３が、回転軸１２よりも若干上方の位置かつ略水平方向位置とされた水平載置位置に配置される。
【0085】
また、成膜起立位置（立位）とは、後背室４ｎの内部で支持するガラス基板１１に表面処理を施す際に、ガラス基板１１がマスク２０に対向するようにマスク２０に沿って基板保持部１３が起立した位置である。成膜起立位置では、基板保持部１３が回転軸１２の直上に位置する。ここで、このような成膜起立位置においては、つまり、基板保持部１３が回転軸１２の直上に位置する場合においては、基板保持部１３の重心Ｇｖは、回転軸１２の軸線１２ｒから鉛直方向の上向きに延びる直線ＲＬを超えていない。言い換えると、Ｘ方向において、基板保持部１３の重心Ｇｖは、直線ＲＬとプラズマチャンバ４ｍとの間には位置しない。すなわち、水平搬送位置から成膜起立位置に向かう基板保持部１３の回転駆動において、成膜起立位置における基板保持部１３の重心Ｇｖの位置は、直線ＲＬを超えない。言い換えると、重心Ｇｖの位置は、直線ＲＬ上あってもよいし、回転方向において直線ＲＬの手前の位置にあってもよい。直線ＲＬは、「鉛直方向における回転軸の直上の位置」の一例である。
【0086】
また、成膜起立位置では、基板保持部１３の重心Ｇｖが、回転軸１２の軸線から鉛直方向の上向きに延びる直線ＲＬ上よりも、水平搬送位置における基板保持部１３の重心Ｇｈに若干近い位置にあってもよい。
成膜起立位置における基板保持部１３の重心Ｇｖと、水平搬送位置における基板保持部１３の重心Ｇｈとにおいては、基板保持部１３がガラス基板１１を保持した状態の重心が考慮されている。この重心に基づき、回転可能範囲が設定されている。重心Ｇｖと重心Ｇｈとが、回転軸１２から鉛直方向に延びる直線ＲＬに対して、同じ側にある。言い換えると、重心Ｇｖと重心Ｇｈは、直線ＲＬと搬送口４ａとの間に位置する。重心Ｇｖと軸線１２ｒとを結ぶ線分に重心Ｇｖから下ろした垂線が交差する。
成膜起立位置における基板保持部１３の重心Ｇｖと、水平搬送位置における基板保持部１３の重心Ｇｈとにおいては、基板保持部１３がガラス基板１１を保持した状態の重心が考慮されている。この重心に基づき、回転可能範囲が設定されている。重心Ｇｖと重心Ｇｈとが、回転軸１２から鉛直方向に延びる直線ＲＬに対して、同じ側にある。言い換えると、重心Ｇｖと重心Ｇｈは、直線ＲＬと搬送口４ａとの間に位置する。重心Ｇｖと軸線１２ｒとを結ぶ線分に重心Ｇｖから下ろした垂線が交差する。
【0087】
回転支持機構１０において、基板保持部１３が水平載置位置にある場合、基板保持部１３の表面の延長には、搬送口４ａが位置する。この状態においては、搬送室３から水平搬送されたガラス基板１１が回転支持機構１０上に載置可能となる。
【0088】
一方、回転支持機構１０において、基板保持部１３が鉛直処理位置にある場合、基板保持部１３の表面側において、図２に示すように、ガラス基板１１の裏面から、ガラス基板１１を支持可能である。基板保持部１３の表面側は、ガラス基板１１よりも大きい輪郭を有する。基板保持部１３が鉛直処理位置（成膜起立位置）にある場合、基板保持部１３の表面側は、ほぼ境界位置４ｂを塞ぐように位置する。この状態で、基板保持部１３によって支持されたガラス基板１１の表面１１Ｔ（図８参照）がバッキングプレート６と対向し、ガラス基板１１の表面１１Ｔに対して成膜が可能となる。
【0089】
基板保持部１３には、基板保持部１３が水平搬送位置に回転された際に、ガラス基板１１の裏面に当接して、ガラス基板１１を支持する支持ピンが複数設けられている。支持ピンは、基板保持部１３が水平搬送位置から成膜起立位置（鉛直処理位置）まで回転される間、及び、成膜起立位置（鉛直処理位置）にある際に、ガラス基板１１をマスク２０に押圧させることが可能である。複数の支持ピンは、ガラス基板１１の裏面に対向するように基板保持部１３の面上において複数個所に分散して配置されている。支持ピンは、ガラス基板１１の裏面に作用する押圧力が調整可能とされている。支持ピンの先端には、樹脂で半球状に形成された当接部を有する。
【0090】
基板保持部１３には、クランプが複数設けられている。クランプは、基板保持部１３が水平搬送位置から成膜起立位置（鉛直処理位置）までの回転範囲において、ガラス基板１１の周縁の端面に当接してガラス基板１１を支持する。基板保持部１３において、クランプは、基板保持部１３の上面に載置されたガラス基板１１の周縁となる位置に複数配置されている。クランプは、基板保持部１３の周縁の外側となる位置に複数設けられている。クランプは、支持ピンにガラス基板１１を載置した際に、ガラス基板１１の周縁の端面に当接することで、ガラス基板１１のアライメントを行う。
【0091】
複数のクランプの各々は、クランプ駆動移動装置（不図示）により、基板保持部１３の中心に対して外側となる外側位置と、基板保持部１３の中心に対して内側となる支持位置との間で、揺動可能とされている。クランプは、ガラス基板１１の周縁の端面に当接した際に、ガラス基板１１が基板保持部１３から離間することを防止する。基板保持部１３に対して、クランプが外側位置と支持位置との間で揺動することで、基板保持部１３へのガラス基板１１の載置と、基板保持部１３からのガラス基板１１の搬出と、を可能とする。
【0092】
支持ピンは、ガラス基板１１の面と直交する方向に弾性力を付与した状態で、ガラス基板１１の裏面に接触して、ガラス基板１１の重量を支持する。これに対し、クランプは、ガラス基板１１の面と平行な方向に弾性力を付与した状態で、ガラス基板１１の端面に接触した状態でガラス基板１１の重量を支持する。
【0093】
回転支持機構１０は、リフトピン５０と、このリフトピン５０を上下動させるリフトピン移動装置（不図示）と、を有する。リフトピン５０は、基板保持部１３に設けられている。リフトピン５０は、鉛直方向に延在する。リフトピン５０は、基板保持部１３の上面に沿ってほぼ均等な間隔となるように、複数配置されている。ガラス基板１１が成膜室４（４Ａ）に搬入される際、または、ガラス基板１１が成膜室４（４Ａ）から搬出される際に、リフトピン５０は、水平搬送位置に配置された基板保持部１３から上方に突出して、基板保持部１３よりも上側に位置するガラス基板１１を支持する。
【0094】
リフトピン５０は、水平搬送位置にある基板保持部１３よりも上方で、その先端がガラス基板１１の裏面に当接して支持するとともに、鉛直下向きに移動して、ガラス基板１１を基板保持部１３に載置する。リフトピン５０は、上昇位置においてその先端が基板保持部１３の表面よりも上方に位置し、また、下降位置において基板保持部１３の回転動作に干渉しない位置になる。リフトピン５０は、基板保持部１３に設けられてもよいし、プラテンチャンバ４ｎの底部に設けられてもよい。
【0095】
リフトピン移動装置は、成膜室４、４Ａの外側に配置された駆動モータ等の駆動装置である。リフトピン移動装置は、駆動装置によりリフトピン５０が伸長または退避する構成を有する。リフトピン５０は、駆動装置によって、チャンバ４の密閉を維持した状態で駆動可能である。この構成により、成膜室４、４Ａに対するガラス基板１１の搬入または搬出の際に、基板保持部１３と搬送装置３ａのロボットハンドと間において、ガラス基板１１を自在に受け渡すことが可能となる。
【0096】
＜成膜方法＞
次に、本実施形態に係る基板処理装置１において成膜する方法について説明する。
なお、以下の説明では、２つの成膜室４、４Ａのうち、成膜室４において、回転支持機構１０によって保持されたガラス基板１１に対して成膜を行う基板処理について説明する。なお、ガラス基板１１がマスク２０に対向するようにガラス基板１１を回転させる構造については、成膜室４、４Ａにおいて同じであるため、成膜室４Ａについては説明を省略する。
次に、本実施形態に係る基板処理装置１において成膜する方法について説明する。
なお、以下の説明では、２つの成膜室４、４Ａのうち、成膜室４において、回転支持機構１０によって保持されたガラス基板１１に対して成膜を行う基板処理について説明する。なお、ガラス基板１１がマスク２０に対向するようにガラス基板１１を回転させる構造については、成膜室４、４Ａにおいて同じであるため、成膜室４Ａについては説明を省略する。
【0097】
まず、ガラス基板１１は、基板処理装置１の外部から内部に搬入される。基板処理装置１の内部は、真空雰囲気に維持されている（図１参照）。基板処理装置１に搬入されたガラス基板１１は、まず、ロード・アンロード室２の内部の位置決め部材に載置される。これにより、ガラス基板１１が、位置決め部材上で所定位置にアライメントされる。
【0098】
次に、搬送室３では搬送装置３ａが動作して、搬送装置３ａのロボットハンドがロード・アンロード室２に挿入される。ロード・アンロード室２では、位置決め部材に載置されたガラス基板１１が、搬送装置３ａのロボットハンドで支持される。ガラス基板１１は、搬送装置３ａによって、ロード・アンロード室２から取り出される。そして、ガラス基板１１は、搬送装置３ａによって、搬送室３を経由して成膜室４へと搬送される。
【0099】
図６～図８は、本実施形態における成膜室４で行われる工程を示す模式側面図である。なお、これらの図６～図８において、上述した実施形態において説明した構成は省略されている場合がある。
まず、成膜室４では、図６に示すように、回転支持機構１０において、回転駆動部１２Ａによって回転軸１２が回転される。これにより、基板保持部１３が水平搬送位置に配置される。その後、成膜室４の搬送口４ａが開く。リフトピン移動装置によって、リフトピン５０が基板保持部１３の表面から突出した準備位置とされる。同時に、クランプは、基板保持部１３の輪郭に沿って外側に開いた位置となり、基板保持部１３の上側位置から退避している。
まず、成膜室４では、図６に示すように、回転支持機構１０において、回転駆動部１２Ａによって回転軸１２が回転される。これにより、基板保持部１３が水平搬送位置に配置される。その後、成膜室４の搬送口４ａが開く。リフトピン移動装置によって、リフトピン５０が基板保持部１３の表面から突出した準備位置とされる。同時に、クランプは、基板保持部１３の輪郭に沿って外側に開いた位置となり、基板保持部１３の上側位置から退避している。
【0100】
この状態で、搬送装置３ａのロボットハンドによって、図６の矢印Ａで示すように、ガラス基板１１は、搬送口４ａを通って成膜室４へと到達する。ガラス基板１１は、搬送装置３ａのロボットハンドによってプラテンチャンバ４ｎ内部の裏側空間４６に搬送される。搬送装置３ａのロボットハンドは、裏側空間４６の回転支持機構１０の基板保持部１３上方でガラス基板１１を支持している。
【0101】
まず、搬送装置３ａのロボットハンドは、ガラス基板１１を基板保持部１３と略並行状態に支持する。この状態で、搬送装置３ａのロボットハンドは、基板保持部１３から突出した多数のリフトピン５０の上側の位置にガラス基板１１が到達するまで、図６の矢印Ａで示すように、基板保持部１３の面と平行な方向における横方から成膜室４の内側空間に向けてガラス基板１１を挿入する。
【0102】
次いで、搬送装置３ａのロボットハンドは、図６の矢印Ｂで示す向きに、基板保持部１３に近接するように下降する。これにより、ガラス基板１１は、基板保持部１３の面内における所定の位置にアライメントされた状態となり、ガラス基板１１は、基板保持部１３のリフトピン５０上に載置される。搬送装置３ａからリフトピン５０へとガラス基板１１の受け渡しが行われる。次に、搬送装置３ａのアームは、成膜室４から搬送室３へ後退し、成膜室４の搬送口４ａが閉塞する。成膜室４は、ガス雰囲気設定機構４ｇの高真空排気部によって真空状態に減圧される。
【0103】
そして、リフトピン移動装置が、図６の矢印Ｂで示す向きに、リフトピン５０を下降する。基板保持部１３の下側にリフトピン５０が格納されることによって、図７に示すように、ガラス基板１１は基板保持部１３に載置される。
このとき、基板保持部１３では、支持ピンの先端に位置する当接部がガラス基板１１の裏面１１Ｂに当接してガラス基板１１を支持する。
このとき、基板保持部１３では、支持ピンの先端に位置する当接部がガラス基板１１の裏面１１Ｂに当接してガラス基板１１を支持する。
【0104】
次いで、クランプ駆動移動装置の駆動により、クランプが基板保持部１３に近接する支持位置に揺動して、ガラス基板１１の周縁の端面が複数のクランプに当接する。この状態で、クランプは、ガラス基板１１を成膜処理位置にアライメントする。クランプは、ガラス基板１１の周縁を係止する。これによって、ガラス基板１１が回転支持機構１０に保持される。この際、ガラス基板１１の重量は、基板保持部１３に設けられた支持ピンによって支持される。
【0105】
水平搬送位置にある基板保持部１３がガラス基板１１を支持した状態で、回転支持機構１０の重心Ｇｈは、図７に示すように、回転軸１２と先端１３ａとの間に位置している。つまり、重心Ｇｈは、図２及び図７に示すように、Ｘ方向において回転軸１２よりも左側に位置する。
【0106】
次いで、回転駆動部１２Ａにより回転軸１２が回動される。これにより、図７及び図８の矢印Ｃで示すように、台部１２ａ及びフレーム部１４を介して取り付けられた基板保持部１３が、回転軸１２の回転中心周りに回動する。これにより、基板保持部１３は、成膜起立位置に達するように回転して立ち上がる。回転動作の間、ガラス基板１１が支持ピン及びクランプに接触して基板保持部１３に保持された状態が維持される。
【0107】
基板保持部１３が成膜起立位置に到達すると、回転駆動部１２Ａによる回転軸１２の制御によって回転動作を停止する。
このとき、基板保持部１３が成膜起立位置に近接すると、先端１３ａに設けられた非接触停止部１０ｍｇの磁石と、マスク２０の上部付近の非接触停止部１０ｍｇの磁石との間で、磁力の作用が生じる。互いの磁石による磁力の作用により、基板保持部１３の回転を遅延させ、マスク２０に基板保持部１３が接触しないように、基板保持部１３の回転移動を停止する。
このとき、基板保持部１３が成膜起立位置に近接すると、先端１３ａに設けられた非接触停止部１０ｍｇの磁石と、マスク２０の上部付近の非接触停止部１０ｍｇの磁石との間で、磁力の作用が生じる。互いの磁石による磁力の作用により、基板保持部１３の回転を遅延させ、マスク２０に基板保持部１３が接触しないように、基板保持部１３の回転移動を停止する。
【0108】
基板保持部１３が成膜起立位置に達すると、ガラス基板１１と基板保持部１３とによって成膜口２０ｂがほぼ閉塞された状態となる。成膜起立位置においては、水平方向で先端１３ａが回転軸１２よりも搬送口４ａに若干近接する。つまり、基板保持部１３は、回転軸１２から正確に鉛直方向の上向きとなる位置ではなく。ガラス基板１１の表面１１Ｔが若干上向きとなるように傾斜している。このときの傾斜角をチルト角という。
【0109】
成膜起立位置にある基板保持部１３がガラス基板１１を支持した状態では、回転支持機構１０のＸ方向における重心Ｇｖは、図８に示すように、Ｘ方向における回転軸１２の位置よりもＸ方向における先端１３ａの位置の近くある。言い換えると、重心Ｇｖは、図２及び図８において、Ｘ方向における回転軸１２よりも若干左側位置にある。
重心Ｇｖは、図２及び図８において、鉛直方向において回転軸１２の回転中心を通る直線ＲＬよりも若干左側位置にある。回転動作に伴う重心Ｇｈから重心Ｇｖまでの移動範囲は、回転軸１２の回転中心からＺ方向に延びる直線ＲＬを跨ぐことがない。
重心Ｇｖは、図２及び図８において、鉛直方向において回転軸１２の回転中心を通る直線ＲＬよりも若干左側位置にある。回転動作に伴う重心Ｇｈから重心Ｇｖまでの移動範囲は、回転軸１２の回転中心からＺ方向に延びる直線ＲＬを跨ぐことがない。
【0110】
このように、直線ＲＬに対して、水平搬送位置での重心Ｇｈと、成膜起立位置での重心Ｇｖとが、Ｘ方向において同じ側に位置している。具体的に、図８において、重心Ｇｈ、Ｇｖは、直線ＲＬの左側に位置する。言い換えると、重心Ｇｈ、Ｇｖは、直線ＲＬの右側に位置しない。このため、基板保持部１３から回転軸１２へ印加されるモーメント荷重（モーメント）は、回転動作に伴って、モーメント荷重の大きさは変化するが、回転軸１２にかかるモーメント荷重が作用する方向が逆向きとなることはない。
【0111】
言い換えると、回転軸１２にかかるモーメントは、「基板保持部１３の重心」と「回転軸１２と基板保持部１３との間の距離」との積で表される。このモーメントは、図８に示す矢印Ｃの方向に基板保持部１３が回転する場合、反時計回り方向に作用する。
回転方向において、重心Ｇｖは、直線ＲＬを超えないため、モーメントは、時計回り方向に作用することはない。
回転方向において、重心Ｇｖは、直線ＲＬを超えないため、モーメントは、時計回り方向に作用することはない。
【0112】
したがって、回転軸１２にかかるモーメントは、回転動作の終点で成膜起立位置に到達しても、回転動作の始点の水平搬送位置から回転動作中を通したモーメントの向きと同じ方向を維持している。このため、回転支持機構１０を構成する構成部品の間の微小な隙間が互いに広がっていたとしても、基板保持部１３の重心移動による作用モーメントの向きが変化することが無いため、構成部品の間の微小な隙間が狭まることによる衝撃が発生させることがない。これにより、回転軸１２の回転により基板保持部１３の重心移動が生じたとしても、回転支持機構１０では、構成部品の間での変位や衝撃の発生を抑制することができる。
【0113】
基板保持部１３が成膜起立位置に到達するのとほぼ同時に、図８に示すように、ガラス基板１１がマスク２０に近接する。ガラス基板１１は、プラテンチャンバ４ｎの内部で、前側空間４５と裏側空間４６との間の境界位置４ｂに近接する。
この状態で、マスクアライメント部によってマスク２０のアライメントが行われる。マスクアライメント部は、とガラス基板１１との面内における位置をアライメントする。具体的には、撮像装置（不図示）によって、マスク２０とガラス基板１１との面内における相対位置を検出する。この検出結果に基づいて、マスクアライメント部によってマスク２０を駆動して、マスク２０とガラス基板１１との輪郭の位置合わせを行う。
この状態で、マスクアライメント部によってマスク２０のアライメントが行われる。マスクアライメント部は、とガラス基板１１との面内における位置をアライメントする。具体的には、撮像装置（不図示）によって、マスク２０とガラス基板１１との面内における相対位置を検出する。この検出結果に基づいて、マスクアライメント部によってマスク２０を駆動して、マスク２０とガラス基板１１との輪郭の位置合わせを行う。
【0114】
マスク２０の面内における位置のアライメントが終了した後、同様に、マスクアライメント部は、マスク２０の面に対して鉛直な方向にマスク２０を移動する。これにより、マスク２０をガラス基板１１に当接させる。このとき、成膜起立位置（鉛直処理位置、成膜起立位置）にある基板保持部１３は、鉛直処理位置から移動しない。ガラス基板１１に対してマスク２０を近づけるために、マスク２０がガラス基板１１に近接する方向に移動するようにマスク２０が駆動される。これにより、マスク２０がガラス基板１１と接触する。
【0115】
このとき、ガラス基板１１には、ガラス基板１１の自重を支持する以外の押圧力が、支持ピンから作用していない状態となる。
さらに、ガラス基板１１にマスク２０が接触した後にも、ガラス基板１１に対してマスク２０を密着させる。このために、マスク２０の面と鉛直な方向においてマスク２０とガラス基板１１とがさらに近接するように、マスク２０を駆動する。このとき、成膜起立位置となった基板保持部１３は駆動しない。
マスク２０の移動により、マスク２０に接触しているガラス基板１１がマスク２０によって押圧される。これにより、ガラス基板１１を介して支持ピンとクランプとが押圧される。
さらに、ガラス基板１１にマスク２０が接触した後にも、ガラス基板１１に対してマスク２０を密着させる。このために、マスク２０の面と鉛直な方向においてマスク２０とガラス基板１１とがさらに近接するように、マスク２０を駆動する。このとき、成膜起立位置となった基板保持部１３は駆動しない。
マスク２０の移動により、マスク２０に接触しているガラス基板１１がマスク２０によって押圧される。これにより、ガラス基板１１を介して支持ピンとクランプとが押圧される。
【0116】
このように、基板保持部１３が成膜起立位置に回転されて、ガラス基板１１とマスク２０とを密着した状態とする。同時に、プラテンチャンバ４ｎの内部で、前側空間４５と裏側空間４６との間の境界位置４ｂが塞がれる。境界位置４ｂでは、マスクフレーム２０ａによって形成された開口部分である成膜口２０ｂからガラス基板１１が前側空間４５に向けて露出する。ガラス基板１１は、バッキングプレート６に対向した位置に配置される。バッキングプレート６は、ガラス基板１１に対向する向きに対して、その周囲がプラテンチャンバ４ｎの壁部によって囲まれている。
【0117】
基板保持部１３が成膜起立位置に配置された際、回転支持機構１０に保持されたガラス基板１１は、マスク２０と密着する。基板保持部１３が成膜起立位置に配置された際、ガラス基板１１は、ガラス基板１１の表面１１Ｔとバッキングプレート６の表面とが略平行な状態で保持される。この状態で成膜室４内の前側空間４５において成膜工程が行われ、ガラス基板１１の表面１１Ｔに膜が形成される。
【0118】
成膜工程においては、ガス雰囲気設定機構４ｇのガス導入部から成膜室４の前側空間４５にスパッタガスと反応ガスとが供給される。成膜工程においては、外部の電源４ｐからバッキングプレート６にスパッタ電圧を印加する。また、成膜工程においては、マグネトロン磁気回路によりターゲット７上に所定の磁場を形成する。同時に、必要な揺動動作あるいは回転動作を、バッキングプレート６またはマグネトロン磁気回路において行う。
【0119】
これにより、成膜室４の前側空間４５内で発生するプラズマによりスパッタガスのイオンが励起される。スパッタガスのイオンは、バッキングプレート６のターゲット７に衝突して、成膜材料の粒子を飛び出させる。そして、ターゲット７から飛び出した成膜材料の粒子と反応ガスとが結合した後、結合した成膜材料の粒子と反応ガスとが、ガラス基板１１に付着する。これにより、ガラス基板１１の表面１１Ｔに所定の膜が形成される。
【0120】
成膜処理が終了したら、マスクアライメント部によって、マスク２０の面に鉛直な方向にガラス基板１１の表面１１Ｔから離間するように、マスク２０が移動される。これにより、マスク２０をガラス基板１１から離間させる。
次いで、回転駆動部１２Ａにより回転軸１２を回動する。基板保持部１３は、図８及び図７の矢印Ｃとは逆方向に、回転軸１２の回転中心周りで成膜起立位置から水平搬送位置に向けて回転する。回転動作中の基板保持部１３は、成膜終了後のガラス基板１１を保持した状態を維持する。
成膜起立位置から水平搬送位置に向けた回転動作中、この回転動作に伴う重心Ｇｖから重心Ｇｈまでの移動範囲は、Ｘ方向において回転軸１２の回転中心を跨ぐことがない。
次いで、回転駆動部１２Ａにより回転軸１２を回動する。基板保持部１３は、図８及び図７の矢印Ｃとは逆方向に、回転軸１２の回転中心周りで成膜起立位置から水平搬送位置に向けて回転する。回転動作中の基板保持部１３は、成膜終了後のガラス基板１１を保持した状態を維持する。
成膜起立位置から水平搬送位置に向けた回転動作中、この回転動作に伴う重心Ｇｖから重心Ｇｈまでの移動範囲は、Ｘ方向において回転軸１２の回転中心を跨ぐことがない。
【0121】
したがって、回転軸１２にかかるモーメントの向きは、回転動作の始点で成膜起立位置から動き出しても、さらに、回転動作中を通して回転動作の終点の水平搬送位置まで、成膜起立位置におけるモーメントと同じ向きを維持している。このため、回転支持機構１０を構成する構成部品の間の微小な隙間が互いに広がっていたとしても、基板保持部１３の重心移動による作用モーメントの向きが変化することが無いため、構成部品の間の微小な隙間が狭まることによる衝撃が発生させることがない。これにより、回転軸１２の回転により基板保持部１３の重心移動が生じたとしても、回転支持機構１０では、構成部品の間での変位や衝撃の発生を抑制することができる。
【0122】
回転軸１２の回動により、基板保持部１３が回転して水平搬送位置に到達する。水平搬送位置に到達した後、クランプを支持位置から外側位置へと揺動させて、ガラス基板１１の周縁からクランプを離間させ、クランプによるガラス基板１１の係止を解除する。
【0123】
次いで、リフトピン移動装置によってリフトピン５０を上昇させて、基板保持部１３の表面からリフトピン５０を突出させる。上昇したリフトピン５０によってガラス基板１１が支持された状態で、搬送装置３ａのロボットハンドがガラス基板１１と基板保持部１３との間に挿入される。搬送装置３ａのロボットハンドは、図６の矢印Ｂとは逆方向に基板保持部１３からガラス基板１１を上昇する。搬送装置３ａは、図６の矢印Ａとは逆方向に移動する。ガラス基板１１は、搬送口４ａを通って、成膜室４から取り出される。
【0124】
最終的に、搬送室３を介して、ロード・アンロード室２から基板処理装置１の外部に成膜処理の終了したガラス基板１１を搬出する。なお、他のチャンバにおいて、その他の処理をガラス基板１１に対して行うことも可能である。
これにより、基板処理装置１での成膜処理を終了する。
これにより、基板処理装置１での成膜処理を終了する。
【0125】
＜メンテナンス方法＞
次に、本実施形態に係る基板処理装置１におけるメンテナンス方法について説明する。
図９～図１０は、本実施形態における成膜室４で行われるメンテナンス工程を示す模式側面図である。
なお、以下の説明では、２つの成膜室４、４Ａのうち、成膜室４におけるメンテナンス方法について説明する。なお、メンテナンス方法については、成膜室４、４Ａにおいて同じであるため、成膜室４Ａについては説明を省略する。
次に、本実施形態に係る基板処理装置１におけるメンテナンス方法について説明する。
図９～図１０は、本実施形態における成膜室４で行われるメンテナンス工程を示す模式側面図である。
なお、以下の説明では、２つの成膜室４、４Ａのうち、成膜室４におけるメンテナンス方法について説明する。なお、メンテナンス方法については、成膜室４、４Ａにおいて同じであるため、成膜室４Ａについては説明を省略する。
【0126】
基板処理装置１のメンテナンスを行う際では、成膜室４において、回転支持機構１０の基板保持部１３は水平搬送位置に配置する。メンテナンスにおいては、ガラス基板１１は、基板処理装置１に搬入されない。
次いで、成膜室４の内部圧力を大気圧にした後、成膜室４を、ドッキング面４ｄからプラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとに分解する。そして、図９の矢印Ｄで示す向きに、プラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとを離間させる。これにより、ドッキング面４ｄを形成するプラズマチャンバ４ｍの接続端４１とプラテンチャンバ４ｎの接続端４３とは、互いに分離される。
次いで、成膜室４の内部圧力を大気圧にした後、成膜室４を、ドッキング面４ｄからプラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとに分解する。そして、図９の矢印Ｄで示す向きに、プラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとを離間させる。これにより、ドッキング面４ｄを形成するプラズマチャンバ４ｍの接続端４１とプラテンチャンバ４ｎの接続端４３とは、互いに分離される。
【0127】
このとき、プラズマチャンバ４ｍは、移動機構４ｍｔにより、プラテンチャンバ４ｎとドッキング面４ｄで組み立てられていた位置からメンテナンスに必要な位置まで移動される。移動機構４ｍｔは、公知の機構であり、移動位置規制レール、駆動源、駆動輪、移動台車等を有していればよい。
この状態においては、バッキングプレート６は、図９に示すように、プラズマチャンバ４ｍのドッキング面４ｄを形成する接続端４１からプラテンチャンバ４ｎに向かって突出している。プラズマチャンバ４ｍの接続端４１は、バッキングプレート６の上方を覆うように張り出していない。つまり、バッキングプレート６は、プラズマチャンバ４ｍの上方の空間に露出している。
この状態においては、バッキングプレート６は、図９に示すように、プラズマチャンバ４ｍのドッキング面４ｄを形成する接続端４１からプラテンチャンバ４ｎに向かって突出している。プラズマチャンバ４ｍの接続端４１は、バッキングプレート６の上方を覆うように張り出していない。つまり、バッキングプレート６は、プラズマチャンバ４ｍの上方の空間に露出している。
【0128】
次に、プラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとの間の離間距離が十分に得られたら、基板処理部として機能するバッキングプレート６を含むカソードユニット５をプラズマチャンバ４ｍから取り外す。
このとき、プラズマチャンバ４ｍの上方の空間において、クレーン等の吊り上げ機構を用いることが可能である。具体的に、プラズマチャンバ４ｍの上方に吊り上げ機構を近づけて、バッキングプレート６やターゲット７を有するカソードユニット５を吊り上げ機構に取り付ける。この状態で、吊り上げ機構は、図１０の矢印Ｅで示す方向に向けてカソードユニット５を上向きに吊り上げる。この状態で、プラズマチャンバ４ｍに固定されているカソードユニット５を取り外して、図１０の矢印Ｅで示す上向きにカソードユニット５を移動させる。その後、カソードユニット５には、洗浄等の所定のメンテナンスが施される。
さらに、カソードユニット５を交換する場合には、クレーンで吊り下げた新しいカソードユニット５を、図１０の矢印Ｅとは逆方向に降下させる。新しいカソードユニット５をプラズマチャンバ４ｍにおける所定の位置に固定する。
このとき、プラズマチャンバ４ｍの上方の空間において、クレーン等の吊り上げ機構を用いることが可能である。具体的に、プラズマチャンバ４ｍの上方に吊り上げ機構を近づけて、バッキングプレート６やターゲット７を有するカソードユニット５を吊り上げ機構に取り付ける。この状態で、吊り上げ機構は、図１０の矢印Ｅで示す方向に向けてカソードユニット５を上向きに吊り上げる。この状態で、プラズマチャンバ４ｍに固定されているカソードユニット５を取り外して、図１０の矢印Ｅで示す上向きにカソードユニット５を移動させる。その後、カソードユニット５には、洗浄等の所定のメンテナンスが施される。
さらに、カソードユニット５を交換する場合には、クレーンで吊り下げた新しいカソードユニット５を、図１０の矢印Ｅとは逆方向に降下させる。新しいカソードユニット５をプラズマチャンバ４ｍにおける所定の位置に固定する。
【0129】
また、プラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとの間の離間距離が十分に得られたら、マスク２０をプラテンチャンバ４ｎから取り外す。
このとき、上述したカソードユニット５の場合と同様に、クレーン等の吊り上げ機構を用いて、図１０の矢印Ｆで示す向きにマスク２０を移動させる。このとき、プラテンチャンバ４ｎに固定されているマスク２０をマスク支持部２０ｇから外した後、図１０の矢印Ｆで示す向きにマスク２０を移動させる。その後、マスク２０には、洗浄等の所定のメンテナンスが施される。
さらに、マスク２０を交換する場合には、クレーンで吊り下げた新しいマスク２０を、図１０の矢印Ｆとは逆方向に移動させる。プラテンチャンバ４ｎにおいて、マスク支持部２０ｇの所定の位置にマスク２０を固定する。
このとき、上述したカソードユニット５の場合と同様に、クレーン等の吊り上げ機構を用いて、図１０の矢印Ｆで示す向きにマスク２０を移動させる。このとき、プラテンチャンバ４ｎに固定されているマスク２０をマスク支持部２０ｇから外した後、図１０の矢印Ｆで示す向きにマスク２０を移動させる。その後、マスク２０には、洗浄等の所定のメンテナンスが施される。
さらに、マスク２０を交換する場合には、クレーンで吊り下げた新しいマスク２０を、図１０の矢印Ｆとは逆方向に移動させる。プラテンチャンバ４ｎにおいて、マスク支持部２０ｇの所定の位置にマスク２０を固定する。
【0130】
このように、プラズマチャンバ４ｍとプラテンチャンバ４ｎとが組み立てられるドッキング面４ｄよりも、前側空間４５と裏側空間４６との間の境界位置４ｂがプラテンチャンバ４ｎの内側に位置している。このため、カソードユニット５をプラズマチャンバ４ｍから取り外す際に、作業効率を向上して、作業時間を短縮することができる。
【0131】
本実施形態に係る基板処理装置１によれば、水平搬送位置と成膜起立位置との間で回転可能な基板保持部１３において、回転動作に伴う基板保持部１３の重心Ｇｈと重心Ｇｖとの間の移動範囲は、回転軸１２から鉛直方向に延びる直線ＲＬを跨ぐことがない。このため、回転動作の終点である成膜起立位置に基板保持部１３が到達しても、回転動作が行われている最中において水平搬送位置と成膜起立位置との間に基板保持部１３があったとしても、回転軸１２にかかるモーメントの方向は、同じである。つまり、図６～図８において、回転軸１２にかかるモーメントの方向は、反時計回り方向である。言い換えると、回転軸１２にかかるモーメントが逆向きになることはない。つまり、回転軸１２にかかるモーメントの方向が、時計回り方向になることはない。
【0132】
これにより、回転軸１２の回転による基板保持部１３の重心が移動しても、回転支持機構１０を構成する構成部品の間での変位や衝撃を抑制することができる。したがって、１８００ｍｍを超えるような長さの辺を有する大型基板が基板保持部１３によって支持された状態で基板保持部１３を回転した場合であっても、過大な衝撃の発生を抑制することができ、以下の効果を得ることができる。
・基板保持部１３に発生する荷重の変動を抑制することができる。
・回転軸１２に回転力を付与する減速機を構成する駆動ギアにおけるバックラッシの発生を抑制することができる。
・回転軸１２のねじれの発生を抑制することができる。
・基板保持部における撓み等の変形を抑制することができる。
・回転支持機構１０の構成部品の間におけるクリアランスの変動を抑制することができる。
・回転支持機構１０の構成部品の間におけるずれの発生を抑制することができる。
・回転軸１２から鉛直方向に延びる直線ＲＬを跨ぐような基板保持部１３の移動を抑制することができる。
・基板保持部１３に発生する荷重の変動を抑制することができる。
・回転軸１２に回転力を付与する減速機を構成する駆動ギアにおけるバックラッシの発生を抑制することができる。
・回転軸１２のねじれの発生を抑制することができる。
・基板保持部における撓み等の変形を抑制することができる。
・回転支持機構１０の構成部品の間におけるクリアランスの変動を抑制することができる。
・回転支持機構１０の構成部品の間におけるずれの発生を抑制することができる。
・回転軸１２から鉛直方向に延びる直線ＲＬを跨ぐような基板保持部１３の移動を抑制することができる。
【0133】
したがって、基板保持部１３が成膜起立位置に配置された際のバッキングプレート６とガラス基板１１の表面１１Ｔとの間の距離が変動してしまうことを抑制することができる。また、基板保持部１３とマスク２０との間の距離の変動を抑制することができ、成膜口２０ｂからの裏側空間４６への処理ガスの侵入を抑制することが可能となる。同時に、フローティング電位など、所定の電位に設定する必要があるプラズマ処理において、ガラス基板１１やマスク２０などが、不用意に接触して導通することがなく、電気的状態が変化してしまうことがない。これにより、成膜条件の変動を抑制して、成膜膜厚等の処理特性を向上させることができる。
【0134】
本実施形態によれば、スパッタリングによってガラス基板１１に成膜する際に、回転支持機構１０で基板保持部１３の回転動作に起因して、処理されるガラス基板１１に割れや欠けなどが発生して破損してしまうことを防止する。同時に、回転支持機構１０でマスク２０とガラス基板１１との間の距離を適正に維持して、スパッタリングに必要な電位状態を維持し、成膜特性の悪化を防止することができる。同時に、パーティクルの発生を抑制することで、成膜特性の悪化を防止することができる。
【0135】
＜変形例＞
上述した実施形態に係る基板処理装置１において行われる表面処理は、スパッタ処理であったが、表面処理は、スパッタ処理に限定されない。スパッタ処理に代えて蒸着処理が行われてもよい。この場合、上述した基板処理部は、蒸着源を有する。上述したプラズマチャンバ４ｍにおいては、蒸着処理が行われる。
上述した実施形態に係る基板処理装置１において行われる表面処理は、スパッタ処理であったが、表面処理は、スパッタ処理に限定されない。スパッタ処理に代えて蒸着処理が行われてもよい。この場合、上述した基板処理部は、蒸着源を有する。上述したプラズマチャンバ４ｍにおいては、蒸着処理が行われる。
【0136】
本発明の好ましい実施形態及び変形例を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではない。
【符号の説明】
【0137】
１…基板処理装置（スパッタリング装置、成膜装置）、２…ロード・アンロード室（チャンバ）、２Ａ…ロード・アンロード室（チャンバ）、３…搬送室（トランスファチャンバ、チャンバ）、３ａ…搬送装置、４…成膜室（チャンバ）、４ａ…搬送口、４Ａ…成膜室（チャンバ）、４ｂ…境界位置、４ｄ…ドッキング面、４ｇ…ガス雰囲気設定機構、４ｍ…プラズマチャンバ（処理室）、４ｍｔ…移動機構、４ｎ…プラテンチャンバ（後背室）、４ｐ…電源、５…カソードユニット（基板処理部）、６…バッキングプレート（カソード電極）、７…ターゲット、１０…回転支持機構（プラテン機構）、１０ｍｇ…非接触停止部、１１…ガラス基板（基板）、１１Ｂ…裏面、１１Ｔ…表面、１２…回転軸、１２ａ…台部、１２Ａ…回転駆動部、１２ｒ…軸線、１３…基板保持部（プラテン）、１３ａ…先端、１４…フレーム部、１４ａ…軸アーム部、１４ｂ…窓部、１４ｆ…フランジ部、１４ｒ…径アーム部、１５…ボルト（締結部材）、１６ａ…第１取付平面、１６ｂ…第２取付平面、１７…摺動防止部、１７ａ…凸部（第１係合部）、１７ｂ…凹部（第２係合部）、２０…マスク、２０ａ…マスクフレーム、２０ｂ…成膜口、２０ｇ…マスク支持部、４０、４２…開口部、４１、４３…接続端、４４…内部空間、４５…前側空間、４６…裏側空間、５０…リフトピン、Ｒｒ…回転可能範囲
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】