基板搬送裝置的製作方法
2023-07-26 18:55:16
專利名稱：基板搬送裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基板搬送裝置，本發明特別是涉及下述的基板搬送裝置，其在串聯(inline)方式的真空處理設備的內部，將1米以上的大型玻璃基板保持在託盤上，並高速地搬送。
背景技術：
在用於液晶顯示器，等離子顯示器等的大型的玻璃基板的成膜處理等中，採用多個處理室連接的串聯(inline)方式的真空處理設備。將該玻璃基板保持在基板託盤上，沿基本垂直的方向依次將其送至各處理室，進行規定的處理。
在這裡，為了防止基板託盤的歪倒，在其頂部上，沿搬送通路，設置軸承等的導向部件，但是，如果顯示器的精度較高，則由於導向部件而產生的粒化造成的膜缺陷等更為顯現，為了防止該情況，人們提出了各種非接觸式的導向部件。
圖5表示這樣的搬送裝置的一個實例。圖5(a)為沿搬送方向觀看真空室10內部的示意性的剖視圖。在真空室10的內部，沿搬送通路，敷設有軸承12和U字型導向部件15，所述軸承12支承導向保持玻璃基板的基板託盤(基板保持件)23，所述U字型導向部件15以非接觸方式對基板託盤頂部進行導向。通過驅動器16，軸承旋轉，基板託盤23在軸承12上垂直移動。
該U字型的導向部件15按照圍繞基板託盤的頂部的方式設置，象圖5(b)的部分放大圖所示的那樣，在導向部件的內側，安裝有兩個磁鐵16a、16b。另一方面，在基板託盤23上，按照排斥兩個磁鐵16a、16b的方式，安裝磁鐵26，按照通過磁鐵16a、16b和磁鐵26的排斥力，基板託盤的頂部在平時位於U字型的導向部件15內部的中心的方式，對基板託盤進行導向。通過採用這樣的非接觸結構的導向機構，可抑制基板上方的粒化的發生，另外，可穩定地搬送基板託盤。
同樣，作為利用磁鐵的導向機構，還公開有下述的搬送機構，其按照基板託盤的磁鐵和其兩側的磁鐵相互吸引的方式設置。
專利文獻1JP特開平10-120171號文獻專利文獻2JP實公平7-435號文獻但是，如果基板尺寸增加，另外，伴隨該情況，基板託盤的重量增加，則從圖5所示的過去的搬送裝置(JP特開平-10-120171號文獻)知道，基板託盤頂部擺動、振動變大，一旦產生振動，則不輕易停止而長期地持續。另外還知道，該振動會損壞軸承，縮短其壽命，並且使軸承部的粒化發生量增加，將真空室汙染。於是，為了抑制粒化的發生，必須降低基板託盤的搬送速度，其結果是，實際上不得不犧牲通過量。
另外，在採用利用磁鐵的吸力的導向機構的搬送裝置(JP實公平7-435號文獻)中，也具有相同的問題。在此場合，也具有如果基板託盤傾斜而超過某種程度，則基板託盤的磁鐵和導向部件中的一者的磁鐵吸引的情況，如果設置用於防止該情況的部件，則具有因該部件與基板託盤之間的碰撞，產生灰塵的問題。
發明內容
本發明目的的在於提供一種基板搬送裝置，其為可高速搬送大型基板的搬送裝置，可抑制基板託盤的擺動，進而抑制灰塵的產生，不汙染氣氛，可實現穩定的高速搬送。
本發明的基板搬送裝置沿真空室內的搬送通路搬送基板，該基板搬送裝置由安裝有保持基板的基板託盤的承載器，搬送該承載器的承載器搬送機構，與沿搬送通路以非接觸方式對上述承載器的頂部進行導向的承載器導向機構構成，其特徵在於在上述導向機構中，第一排磁鐵和第二排磁鐵按照相互吸引的方式設置，該第一排磁鐵為沿搬送方向安裝於上述承載器的頂部上的一個或多個磁鐵，基本沿垂直方向磁化，該第二排磁鐵在該第一排磁鐵的上方或下方，按照規定的間距與其間隔開，沿搬送通路，固定而安裝於真空室中的一個或多個磁鐵，基本沿垂直方向磁化。另外的特徵在於按照垂直於搬送方向，在相鄰的磁鐵排之間，以磁化方向相反的方式多排設置第一排磁鐵與第二排磁鐵。
象上述這樣，安裝於承載器上的第一排磁鐵，與固定而安裝於真空室中的第二排磁鐵按照上下相互吸引的方式設置，由此，可實現更加穩定的承載器搬送。
另外，通過使相應的第一和第二排磁鐵按照磁化方向交替地相反的方式設置成兩排以上，則可在面對的第一和第二排磁鐵之間，作用吸力，在斜向的第一和第二排磁鐵之間，作用排斥力。其結果是，即使在作用力沿與搬送方向相垂直的方向作用的情況下，面對的磁鐵排之間的吸力和斜向的磁鐵排之間的排斥力仍可疊加地作用，可有效地防止與搬送通路偏離。另外，即使在因某種原因，作用較大的力，基板託盤錯位，產生擺動、振動的情況下，這些擺動、振動仍可在較短時間內結束，仍可極力地抑制粒化的發生。
此外，通過採用兩個基板託盤本身以對稱方式設置於承載器上的穩定的自立結構，搬送穩定性進一步提高。
最好，固定於上述真空室中的第二排磁鐵設置於上述承載器的第一排磁鐵的上方。通過採用上述的方案，磁力可沿上提上述承載器的方向而作用，可減小作用於支承承載器自重的軸承上的負荷。
還有，本發明的特徵在於上述第一排磁鐵和/或第二排磁鐵中的多個磁鐵安裝間隔開的方式安裝。
本發明的特徵在於上述基板託盤具有開口，該開口用於從處理面的相反側，對基板進行加熱。最好，上述規定角度相對垂直方向，在0.5～3°的範圍內。
通過按照該範圍內的角度，安裝基板託盤，可進一步提高搬送穩定性。另外，在該角度在0.5°以上的場合，可消除基板的振動，相對基板託盤的飛出的事故，另外，在為了從內面側進行加熱處理等，於基板託盤中開設開口的場合，通過使角度在3°以下，可防止基板本身的撓曲，可進行均勻性較高的成膜處理等。特別是，適合於邊長為1米以上的方形的基板。
本發明的特徵在於上述承載器為按照上述兩個基板託盤相互面對的方式安裝的承載器，其與該承載器頂部的搬送方向相垂直的方向的力的磁鐵的阻力除以搬送方向的基板託盤的長度後得到的值在5.9～102.9牛頓/米的方式，設置上述第一排磁鐵和第二排磁鐵。通過上述的磁鐵設置，在沒有擺動等的情況下，穩定地搬送各種尺寸的基板。
象上面所描述的那樣，按照本發明，可在抑制基板託盤的擺動，振動的同時，進行高速的搬送。於是，可在不降低通過量的情況下，應對基板的尺寸的增加。另外，抑制基板託盤的擺動，振動，並且即使在產生該擺動，振動的情況下，由於馬上衰減，仍抑制粒化的發生。其結果是，可用於更高精度的顯示器的製造。另外，由於承載器採用將兩個基板託盤連接的自立結果，故搬送穩定性進一步提高，另外，可進行兩個基板的同時處理，生產性也進一步提高。
圖1為表示具有實施例1的基板搬送裝置的真空處理設備的一個實例的示意圖；圖2為圖1的承載器頂部周邊部的部分放大圖；圖3為表示實施例2的搬送裝置的導向機構的示意圖；圖4為表示實施例3的基板搬送裝置的示意圖；圖5為表示過去的基板搬送裝置的一個實例的示意圖。
標號的說明標號10，10′表示真空處理室；標號11表示支柱；標號12表示軸承；標號13表示支承件；標號14表示第二排磁鐵；標號15表示導向部件；標號16表示驅動器；標號20表示承載器；標號21表示連接部件；標號22表示第一排磁鐵；標號23表示基板託盤；標號24表示開口；
標號25表示卡合部件；標號26表示磁鐵；標號30表示基板；標號40表示門閥。
具體實施例方式
下面通過列舉實施例，對本發明的基板搬送裝置進行更加具體的描述。
實施例1圖1為表示具有實施例1的基板搬送裝置的真空處理設備的一個實例的示意圖。圖1(a)為從與搬送方向相垂直的方向，觀看真空處理設備的內部的示意圖，圖1(b)為沿圖1(a)中的A-A′線的向視圖；象圖1(a)所示的那樣，真空處理室10、10′通過門閥40而連接，在各真空處理室中，支承具有兩個基板託盤23的承載器20的軸承12，與用於對承載器20的頂部進行導向的第二排磁鐵14沿搬送通路敷設。第二排磁鐵14設置於固定在真空室中的支柱11的支承件13上。
承載器20構成通過連接部件21，將兩個基板託盤23的頂部連接的結構，在連接部件21的底面，安裝有第一排磁鐵22。在各基板託盤23的底部，按照與軸承12卡合的方式，安裝有卡合部件25，承載器按照底部通過上述卡合部件25，支承於軸承12上的方式導向而移動。
各基板託盤按照相對垂直方向，具有規定角度的方式安裝。在這裡，在基板的一邊的長度在1米以上的場合，最好，上述角度在0.5°以上，由此，防止搬送中的基板的飛出，可高速穩定搬送(比如，500～600毫米/秒)。另外，由於在本實施例的基板託盤23上，開設有開口24，以便從內側對基板進行加熱，故如果角度增加，在開口部基板發生撓曲，這樣上述角度最好在3°以下。
基板30比如，通過安裝於基板託盤23的四條邊上的固定夾具(圖中未示出)按壓，保持於該四條邊上。
圖2表示安裝於連接部件21和支承件13上的第一排磁鐵22和第二排磁鐵14的設置。圖2為圖1的部分放大圖，象圖所示的那樣，第一排磁鐵22和第二排磁鐵14按照磁化均為垂直方向，相互吸引的方式設置。第一排磁鐵(和第二排磁鐵)沿和搬送方向相垂直的方向平行的方式設置成兩排，相鄰磁鐵排22a和22b(14a和14b)的磁化方向是相反的。
通過形成這樣的設置，磁化方向，在面對的磁鐵排之間，即，磁鐵排14a與22a以及14b與22b之間，作用有吸力，在相鄰的磁鐵排之間，即，在磁鐵排14a與22b以及14b與22a之間，作用有排斥力，通過兩種的力的疊加效果，沿第二排磁鐵，對承載器順利地導向。
在這裡，第一排磁鐵22和第二排磁鐵14之間的間距根據搬送速度、基板的尺寸(承載器的重量)和所採用的磁鐵的種類而適當地確定，通常，該間距在1～10毫米的範圍內。另外，在第一和第二排磁鐵中，相鄰的磁鐵排(22a與22b以及14a與14b)之間的間距也按照相同的方式確定，其通常在0～10毫米的範圍內。
下面具體描述採用如圖1所示的搬送裝置來搬送基板，在真空條件下加熱基板，進行成膜處理的具體方案實例。
加熱室10和成膜室10′通過門閥40而連接，在加熱室的場合，在與兩塊基板相對的壁面上，分別設置燈加熱器(圖中未示出)，在成膜室10′的壁面上，分別按照與各基板面對的方式，安裝有濺射靶(圖中未示出)。另外，形成下述的結構，其中，可將用於即使在成膜中，仍將玻璃基板加熱到規定溫度的吸熱器(シ一ズヒ一タ)(圖中未示出)安裝於支柱11之間，通過基板託盤的開口，對基板進行加熱。另外，在真空室中，安裝有排氣器(圖中未示出)。
在圖中未示出的基板裝載室中，長度(搬送方向)為1.7米，高度為1.63米，厚度為15毫米的鋁製基板託盤23以2°傾斜的方式通過連接部件21而連接的承載器20上，安裝有兩塊1.3(搬送方向)×1.1米(厚度為0.5毫米)的玻璃基板30。此時，承載器整體的重量約為200千克，但是，由於形成相對搬送通路，保持對稱的獨立結構，故通過軸承，穩定地支承。
將該承載器搬送到加熱室10，通過燈加熱器，將玻璃基板30加熱到250℃。然後，打開門閥40，搬送到成膜室10′，進行排氣，直至10-5Pa，通過吸熱器，將玻璃基板保持在規定溫度，同時送入氣體，對靶接通高頻電力，按照規定時間進行濺射。在成膜後，將承載器搬送到非裝載室(圖中未示出)，回收處理基板，結束處理。反覆地進行該步驟，由此，可連續地對多塊基板進行成膜處理。
另外，在基板託盤的底端部，沿搬送方向形成直線傳送器，與其嚙合的驅動齒輪設置於真空室中，通過驅動齒輪的旋轉，承載器移動，雖然這一點在圖中未示出。作為搬送機構，除了這樣的齒條齒輪型的機構以外，還可適合採用比如，JP特開2002-8226號文獻所公開的磁式俘獲型的機構。
在本實施例中，採用多個鐵氧體系磁鐵片(20×15×40毫米)，形成第一和第二排磁鐵。即，作為第二排磁鐵，按照以5毫米的間距間隔開，磁化方向相互相反的方式設置兩個磁鐵片，其在真空室的長度的範圍內，連續地支承於支承件13上。另一方面，作為第一排磁鐵，同樣按照5毫米的間距，設置兩個上述磁鐵片，沿搬送方向，按照各種間距安裝該磁鐵片。
象這樣，按照各種值，改變承載器20上的磁鐵片的搬送方向的間距，調整上述的磁鐵之間的吸力和排斥力，進行500毫米/秒的高速搬送實驗。另外，其結果是，如果採用與承載器頂部的搬送方向相垂直的方向的力F(參照圖1(b))的阻力在10牛頓以上的磁鐵方案，則可進行擺動、振動基本沒有的，穩定的搬送。在這裡，阻力指在連接部件21上設置鉤，通過彈簧秤，沿與搬送方向相垂直的方向平行地拉伸，第一和第二排磁鐵按照0.5毫米錯開時的彈簧秤的表示值。
接著，對用於更大型的基板的處理的承載器，進行同樣的實驗，求出進行擺動、振動基本沒有的，穩定的搬送的磁鐵的阻力。另外，基板託盤的厚度均為15毫米。其結果與上述實例一起匯集於表1中。
表1
如表1所示，可知道，用於確保穩定的搬送的磁鐵的阻力伴隨基板託盤尺寸而增加，但是，該阻力除以搬送方向的託盤長度而得到的值在基本相同的範圍內。於是，按照與基板託盤的大小無關，磁鐵阻力除以託盤長度的值在5.9～102.9牛頓/米的範圍內的方式，選擇磁鐵結構，由此，可穩定地搬送各種尺寸的基板。
另外，作為其結果，不必連續地設置第一和第二排磁鐵，可大幅度地削減磁鐵成本。另外，在這裡上限值(102.9牛頓/米)為沒有間隙地，在承載器的全長的範圍內設置Sm-Co系的稀土類磁鐵時的值。
另一方面，如果連續地使用承載器，則根據情況，具有磁鐵的溫度上升到300～350℃的情況。由於磁鐵的磁力伴隨溫度的上升而下降，磁鐵的結構、設置必須按照估計該降低量的方式進行設計。比如，為了使上述阻力在350℃的條件下為10牛頓，則必須要求室溫(20℃)的阻力為60牛頓的磁鐵結構、設置。
另外，如果磁鐵的溫度上升，則具有通過從磁鐵排出的氣體，對成膜空間汙染，無法獲得所需的膜質的情況。於是，為了排出來自磁鐵的氣體排放的影響，最好，磁鐵以密封方式接納於非磁性金屬材料(比如，SUS304)的容器內部，將其安裝於真空室內部和承載器上。
實施例2下面參照圖2，對本發明的第實施例進行描述。
本實施例為象作為連接部件周邊的放大圖的圖3所示的那樣，第二排磁鐵(14a，…，14f)和第一排磁鐵(22a，…，22f)分別為六排的場合，由此，可進行更加穩定的承載器搬送。即，使磁鐵排數增加，與搬送方向相垂直的方向的力(F)的阻力和偏離的場合的恢復力進一步增加，搬送穩定性提高。
實施例3圖4表示本發明的第3實施例。圖4為朝向承載器的搬送方向，觀看真空室內部的示意圖。
在本實施例中，支承件13設置於真空室10的頂板上，在其底端面，安裝有多排的第二排磁鐵，多排第一排磁鐵安裝於承載器連接部件21的頂端面。除出之外，其它的方面與實施例1和2相同。即，磁鐵排的磁化方向均為垂直方向，相鄰的磁鐵排之間，上述磁化方向是相反的。另外，按照在支承件13和連接部件21中的面對的磁鐵排之間，作用有吸力，在相鄰的磁鐵排之間，作用有排斥力的方式設置。
通過形成這樣的磁鐵設置，由於在承載器上，作用有通過磁鐵而向上方上提的力，故減小作用於支承承載器的軸承上的負荷。其結果是，不僅軸承的壽命延長，而且可防止來自軸承粒化的發生，進行更高品質的處理。
在以上的實施例中，作為承載器，採用通過連接部件，連接固定基板託盤，支承各基板託盤的底部，對其進行搬送的方案，但是，本發明不限於此，也可用於一個基板的場合。另外，同樣對於承載器搬送機構，除了上述的齒條齒輪型的機構以外，還可為直接驅動軸承的類型，磁力上浮型的直線馬達搬送系統等的，任何的搬送機構。
另外，磁鐵的種類可根據搬送速度的條件、溫度等的處理條件，適當地選擇，但是，比如，除了採用上述的鐵氧體系磁鐵、Sm-Co系稀土類磁鐵，還可採用Nd-Fe-B系稀土類磁鐵等。另外，在上述實施例中，採用預先考慮了加熱的磁鐵的消磁的磁鐵方案，但是，也可採用進行磁鐵的冷卻的方案。
權利要求
1.一種基板搬送裝置，該基板搬送裝置沿真空室內的搬送通路，搬送基板，該基板搬送裝置由安裝有保持基板的基板託盤的承載器，搬送該承載器的承載器搬送機構，與沿搬送通路，以非接觸方式對上述承載器的頂部進行導向的承載器導向機構構成，其特徵在於在上述導向機構中，第一排磁鐵和第二排磁鐵按照相互吸引的方式設置，該第一排磁鐵為沿搬送方向安裝於上述承載器的頂部上的一個或多個磁鐵，基本沿垂直方向磁化，該第二排磁鐵在該第一排磁鐵的上方或下方，按照規定的間距與第一排磁鐵間隔開，沿搬送通路安裝固定於真空室中的一個或多個磁鐵，基本沿垂直方向磁化。
2.根據權利要求1所述的基板搬送裝置，其特徵在於按照垂直於搬送方向而設置，且在相鄰的磁鐵排之間，以磁化方向相反的方式多排設置第一排磁鐵與第二排磁鐵。
3.根據權利要求1所述的基板搬送裝置，其特徵在於上述第二排磁鐵設置於上述第一排磁鐵的上方。
4.根據權利要求2所述的基板搬送裝置，其特徵在於上述第二排磁鐵設置於第一排磁鐵的上方。
5.根據權利要求1～4中的任何一項所述的基板搬送裝置，其特徵在於上述第一排磁鐵和/或第二排磁鐵中的多個磁鐵按照間隔開的方式安裝。
6.根據權利要求1～4中的任何一項所述的基板搬送裝置，其特徵在於上述基板託盤具有開口，該開口用於從處理面的相反側，對基板進行加熱。
7.根據權利要求1～4中的任何一項所述的基板搬送裝置，其特徵在於上述規定角度相對垂直方向，在0.5～3°的範圍內。
8.根據權利要求1～4中的任何一項所述的基板搬送裝置，其特徵在於上述承載器為按照上述兩個基板託盤相互面對的方式安裝的承載器，在該承載器頂部，相對垂直於搬送方向的力的磁鐵的阻力除以搬送方向的基板託盤的長度後得到的值在5.9～102.9牛頓/米的方式，設置上述第一排磁鐵和第二排磁鐵。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種基板搬送裝置，該基板搬送裝置由安裝有基板託盤的承載器，承載器搬送機構，與以非接觸方式對承載器的頂部進行導向的承載器導向機構構成，其特徵在於該導向機構由第一排磁鐵和第二排磁鐵構成，該第一排磁鐵沿搬送通路而安裝於上述承載器的頂部，該第二排磁鐵在第一排磁鐵的上方或下方，沿搬送通路而安裝於真空室中。另外的特徵在於按照下述方式設置磁鐵，該方式為沿與搬送方向相垂直的方向，以規定間距間隔開地設置多排的第一排磁鐵和第二排磁鐵，在面對的磁鐵排之間，作用有吸力，在相鄰的磁鐵排之間，作用有排斥力。通過本發明可抑制基板託盤的擺動，進而抑制灰塵的產生，可實現穩定的高速搬送。
文檔編號B65G54/00GK1676445SQ20051005985
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月31日 優先權日2004年3月31日
發明者梶原雄二, 岡本直之 申請人:安內華株式會社