TWI334401B - Substrate transport apparatus - Google Patents

Description

1334401 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種基板搬送裝置，本發明係關於特別在 串聯（inline)方式的真空處理裝置内部，將lm以上的大型 玻璃基板保持在托架（tray)上，並高速地搬送之基板搬送 裝置。 【先前技術】

在用於液晶顯示裝置或電漿顯示裝置等之大型玻璃基 板之成膜處理等中，採用多個處理室連接之串聯（inline) 方式之真空處理裝置。將玻璃基板保持在基板托架上，呈 略垂直，依序將其送至各處理室，進行指定的處理。 此處，為了防止基板托架的歪倒，而沿搬送通路在其上 部設置有軸承等的導引構件，但若顯示裝置朝高精細度方 向進行，由於導引構件而產生的粒化造成的膜缺陷等更加 顯現，故為了防止該情況，提出有各種非接觸型的導引構 件。 圖5表示此類搬送裝置之一個例子。圓5 ( a )為沿搬送方 向觀看真空室10内部的示意性剖面圓。在真空室10的内 部，沿搬送通路，裝設有支承導引保持玻璃基板之基板托 架（基板保持件）2 3之軸承1 2與以非接觸方式對基板托架 上部進行導引之U字型導引構件15。透過驅動裝置16,軸 承旋轉，基板托架2 3在軸承1 2上以垂直狀態移動。 該U字型導引構件1 5係以圍繞基板托架上部的方式設 置，如圖5 ( b )的部分擴大圖所示般，在導引構件内側安裝 5 312XP/發明說明書(補件)/94-05/94102869 1334401 有兩個磁鐵1 6 a、1 6 b。另一方面，以排斥兩個磁鐵1 6 a、 16b的方式，在基板托架23安裝磁鐵26，藉由磁鐵16a、 1 6 b與磁鐵2 6之排斥力，基板托架上部以隨時位於U字型 . 導引構件1 5内部的中心之方式，對基板托架進行導引。透 . 過採用此類非接觸構造之導引機構，可抑制基板上方之粒 化的發生，且可穩定地搬送基板托架。 同樣地，作為利用磁鐵的導引機構，亦揭示有以基板托 架的磁鐵和其兩側的磁鐵相互吸引之方式設置而所構成之 Φ 搬送裝置。 [專利文獻1 ]日本專利特開平1 0 - 1 2 0 1 7 1號公報 [專利文獻2 ]日本專利實公平7 - 4 3 5號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之問題）

但當基板大型化，且伴隨該情況，基板托架的重量增加 時，則由在圖5所示之習知之搬送裝置（曰本專利特開平 10- 120171號公報）可知，基板托架上部搖動/振動變大， —旦產生振動，則不易停止而長期持續。又，亦知道該振 動除會損壞軸承，縮短其壽命之外，並且使軸承部的粒化 發生量增加，將真空室污染。因此，為了抑制粒化的發生， 而必須降低基板托架的搬送速度，結果不得不犧牲通量 (throughput)0 又，在採用利用磁鐵吸引力之導引機構的搬送裝置（日 本專利實公平7 — 4 3 5號文獻）中，也有相同問題。在此情 況下，進而具有當基板托架傾斜至某種程度以上，則有基 6 312XP/發明說明書(補件)/94-05/94102869

1334401 板托架的磁鐵和導引構件中一邊的磁鐵吸引之情形，如 設置用於防止該情形的構件，則有因該構件與基板托架 碰撞，而產生灰塵的問題。 在此情況下，本發明之目的在於提供一種基板搬送裝 置，係可高速搬送大型基板的搬送裝置，其可抑制基板 架的搖動，進而抑制灰塵的產生，不污染環境，且可穩 地高速搬送。 (解決問題之手段） 本發明之基板搬送裝置係係沿真空室内的搬送通路， 送基板者，其特徵在於，由安裝有保持基板的基板托架 (tray)之載送器、搬送上述載送器之載送器搬送機構、 沿搬送通路，以非接觸方式對上述載送器的上部進行導 之載送器導引機構所構成， 上述導引機構係由在略垂直方向上被磁化之第一磁鐵 排及在略垂直方向上被磁化之第二磁鐵排按照相互吸引 方式而設置，該第一磁鐵排為沿搬送方向安裝於上述載 器的上部之一個或多個磁鐵，該第二磁鐵排在該第一磁 排的上方或下方，按照指定間距隔開，沿搬送通路安裝 定於真空室之一個或多個磁鐵。另一特徵為按照相鄰磁 排之間，以磁化方向相反的方式，將上述第一磁鐵排及 述第二磁鐵排以多排設置在垂直於搬送方向之方向。 如上述般，按照上下相互吸引的方式，進行設置安裝 載送器上的第一磁鐵排，與固定而安裝於真空室的第二 鐵排，由此可實現更加穩定的載送器搬送。 312XP/發明說明書(補件)/94-05/94102869 果 之 托 定 搬 及 引 的 送 鐵 固 鐵 上 於 磁 7

1334401 另外，透過使第一及第二磁鐵排分別按照磁化 相反的方式，設置成兩排以上，則可構成為在相 一及第二磁鐵排之間，使吸引力作用，在斜向的 二磁鐵排之間，使排斥力作用。此結果係即使在 方向之方向上施加力，則相面對之磁鐵排之間的 斜向的磁鐵排之間的排斥力，仍有相乘性作用， 防止從搬送通路之偏離。又，即使因某種原因而 的力，而使基板托架偏離，產生搖動/振動，亦可 動/振動在較短時間内結束，並可極力抑制粒化& 此外，透過採用兩個基板托架本身以對稱方式 送器上之穩定的自立構造，而使搬送穩定性進一 上述固定於真空室中的第二磁鐵排係以設置於 送器之第一磁鐵排上方為佳。透過上述構造，磁 起上述載送器的方向作用，可減少作用於支撐載 身重量的軸承上之負荷，除延長轴承之壽命之外 一步抑制粒化之發生。 又，本發明之特徵在於上述第一磁鐵排及/或； 排中之上述多個磁鐵係按照間距隔開的方式安裝 本發明之特徵在於上述基板托架係具有用於從 之相反側對基板進行加熱之開口。又，以將上述 作成相對於垂直方向呈0 . 5 ~ 3 °為佳。 透過以該範圍之角度安裝基板托架，可進一步 穩定性。另外，在該角度為0. 5 °以上，則可消除 動或從基板托架飛出之事故，又，在為了從内面 312XP/發明說明書(補件)/94-05/94102869 方向交替 面對之第 第一及第 垂直搬送 吸引力與 而可有效 施加較大 使該等搖 發生。 設置於載 步提高。 上述載 力可在提 送器之自 ，亦可進 客二磁鐵 〇 處理面 指定角度 提高搬送 基板的振 側進行加 8 1334401 熱處理等，而於基板托架裝設開口之情況下，透過使角度 在3 °以下，則可防止基板本身的撓曲，而可進行均勻性較 高的成膜處理等。特別適合於邊長為lm以上的方形基板。 - 本發明之特徵在於上述載送器係按照上述兩個基板托 - 架相互面對的方式而安裝之載送器，以將在該載送器上部 之相對垂直於搬送方向之力之磁鐵阻力，除以搬送方向之 上述基板托架之長度，所得到的值為5.9~102.9N/m之方 式，設置上述第一磁鐵排及第二磁鐵排。透過上述磁鐵設 ® 置，則可在沒有搖動等的情況下，穩定搬送各種尺寸的基 板。 (發明效果）

如上所述，根據本發明，則可在抑制基板托架的搖動/ 振動的同時，進行高速的搬送。因此，可在不降低通量的 情況下，應對基板尺寸的增加。另外，抑制基板托架的搖 動或振動，且即使在產生該搖動/振動的情況下，由於馬上 衰減，故可抑制粒化的發生。結果係可適用於更高精細度 之顯示裝置之製造。又，由於將載送器作成將兩個基板托 架連接的自立構造，故搬送穩定性可進一步提高，另外， 可同時處理兩個基板，使生產性也進一步提高。 【實施方式】 以下，透過實施例，對本發明的基板搬送裝置進行更加 詳細之說明。 [實施例1 ] 圖1為表示本發明的具有基板搬送裝置的真空處理裝置 9 312XP/發明說明書(補件)/94-05/94102869 1334401 的一個例子之示意圖。圖1 ( a )為從垂直搬送方向之方向， 觀看真空處理裝置内部之示意圖，圖1(b)為沿圖1(a)中 A — A '線的箭視圖。 如圖1(a)所示，真空處理室10、10'透過門閥（gate valve)40而連接，在各真空處理室中，係有支撐具有兩個 基板托架23之載送器20之軸承12，與用以對載送器20 上部進行導引之第二磁鐵排1 4沿搬送通路敷設。第二磁鐵 排14係設置於固定在真空室之支柱11之支撐體13上。

載送器2 0構成為透過連接構件2 1，將兩個基板托架2 3 上部連接之構造，在連接構件21下面，安裝有第一磁鐵排 2 2。在各基板托架2 3下部，以與軸承1 2係合的方式，安 裝有係合構件2 5，載送器係介由該係合構件2 5，支撐於軸 承1 2上的方式導引而移動。 各基板托架係相對於垂直方向，以具有指定角度的方式 安裝。此處，在基板的一邊長度為lm以上之情況下，以上 述角度在0 . 5 °以上為佳，藉此防止搬送中之基板的飛出， 而可高速穩定搬送（例如’ 5 0 0 ~ 6 0 0 m m /秒）。另外，由於在 本實施例之基板托架2 3上，設置有用以從内側對基板進行 加熱之開口 24，故如果角度增加，則在開口部處產生基板 撓曲，而以上述角度在3°以下為佳。 基板30透過例如安裝於基板托架23四邊上之固定夾具 (未圖示），利用四邊按壓而保持。 圖2表示安裝於連接構件21和支撐體13上之第一磁鐵 排2 2及第二磁鐵排1 4的設置。圓2為圖1的部分擴大圖， 10 3 ] 2XP/發明說明書(補件)/94-05/94 ] 02869 1334401 如圖所示般，第一磁鐵排2 2及第二磁鐵排1 4均在垂直方 向上磁化，以相互吸引的方式設置。又，第一磁鐵排（及第 二磁鐵排）沿垂直搬送方向之方向的方式，平行設置成兩 . 排，相鄰磁鐵排2 2 a和2 2 b ( 1 4 a和1 4 b )的磁化方向為相反。 . 透過如此設置及磁化方向，在相面對的磁鐵排之間，亦 即，磁鐵排14a與22a以及1 4b與22b之間，作用有吸引 力，在相鄰磁鐵排之間，亦即，在磁鐵排1 4 a與2 2 b以及 14b與22a之間，作用有排斥力，透過此兩種力之相乘效 # 果，沿第二磁鐵排，順利導引載送器。 此處，第一磁鐵排2 2和第二磁鐵排1 4之間的間距係根 據搬送速度、基板尺寸（載送器重量）及所採用磁鐵的種類 而適當地決定，通常為左右。另外，在第一和第二 磁鐵排中，相鄰磁鐵排（2 2 a與2 2 b，1 4 a與1 4 b )之間的間 距也按照相同方式決定，通常為0 ~ 1 0 m m左右。

接著，下面說明採用圖1所示搬送裝置來搬送基板，在 真空中加熱基板，進行成膜處理時之具體構成例。 加熱室10和成膜室10'透過門閥40而連接，在加熱室 的情形，在與兩塊基板相對的壁面上，分別設置有燈加熱 器（未圖示），在成膜室1 0 '，分別按照與各基板面對的方 式，安裝有濺鍍靶材（未圖示）。又，形成為可將用於即使 在成膜中，仍將玻璃基板加熱到指定温度的沸騰加熱器（未 圖示）安裝於支柱11之間，透過基板托架的開口，對基板 進行加熱之構造。另外，在真空室中，分別安裝有排氣器（未 圖示）。 11 312XP/發明說明書(補件)/94-05/94102869 1334401 在未圖示的基板裝載室中，將長度（搬送方向）1. 7m、高 度1 . 6 3 m、厚度1 5 m m的鋁製基板托架2 3傾斜2 °，在利用 連接構件21而連接的載送器20上，安裝有兩塊1.3(搬送 方向）xl.lm(厚度0.5mm)的玻璃基板30。此時，載送器整 體重量約為2 0 0 k g，因係相對於搬送通路，而為對稱的自 立構造，故透過軸承穩定支承著。

將該載送器搬送到加熱室1 0，利用燈加熱器，將玻璃基 板3 0加熱到2 5 0 °C 。然後，打開門閥4 0，搬送到成膜室 1 〇'，進行排氣直至1 (Γ5Pa後，利用沸騰加熱器，將玻璃 基板保持在指定溫度，同時導入氣體，對靶材施加高頻電 力，進行指定時間之濺鍍。在成膜後，將載送器搬送到非 裝載室（未圖示），回收處理基板，結束處理。反覆進行該 步驟，藉此可連續地對多塊基板進行成膜處理。 另外，雖未圖示，在基板托架之下端部，沿搬送方向形 成有直線齒輪，與其咬合之驅動齒輪設置於真空室，透過 驅動齒輪的旋轉，使載送器移動。作為搬送機構，除了此 類齒條齒輪型以外，還可適合採用例如曰本專利特開2 0 0 2 一 8 2 2 6號公報所揭示之磁式偶合型者。 在本實施例中，採用多個肥粒鐵系磁鐵片（2 0 X 1 5 X 4 0 m m )，以形成第一和第二链鐵排。亦即，作為第二磁鐵排， 係以5mm的間距隔開，磁化方向相互相反的方式設置兩個 磁鐵片，使其連續橫跨真空室的長度地安裝於支撐體13 上。另一方面，作為第一磁鐵排，係同樣地以5mm的間距， 設置兩個上述磁鐵片，沿搬送方向，依各種間距安裝之。 12 312XP/發明說明書(補件)/9105/94102869 1334401 如上述般，改變各種載送器20上的磁鐵片之搬送方向 的間距，調整上述磁鐵間之吸引力及排斥力，進行5 0 0 mm/ 秒的高速搬送實驗。結果係若作成相對於垂直在載送器上 部之搬送方向之方向的力F (參照圖1 ( b ))之阻力在1 0 N以 上的磁鐵構造，則搖動、振動幾乎沒有，可穩定搬送。此 處，阻力係指在連接構件21上設置鉤，利用彈簧秤，沿垂 直搬送方向之方向平行地拉伸，顯示第一和第二磁鐵排偏 離0.5mm時之彈簧秤之表示值。

接著，對使用於更大型基板之處理的載送器，亦進行相 同實驗，求出搖動、振動幾乎沒有，且可穩定搬送之磁鐵 阻力。另外，基板托架的厚度均為1 5 m m。其結果與上述例 子一併整理在表1。 [表Π 基板（m ) 1 . Ox 1 . 3 1 . 3 x 1 . 5 1 . 8 x 2 . 2 基板托架（m ) 1.7x1.63 1. 8x1. 83 2.4x2.53 磁鐵阻力（N ) 10-175 11-185 14-247 磁鐵阻力/托 架長度（N/m) 5.9-102.9 5. 8-102. 9 5.8-102.9 由表1所示可知，用以確保穩定搬送之磁鐵阻力係隨著 基板托架尺寸而增加，將其除以搬送方向的托架長度而得 之值為在幾乎相同的範圍。因此，無論基板托架之大小， 以（磁鐵阻力/托架長度）在5.9〜102. 9N/m之方式，選擇磁 鐵構造，藉此可穩定搬送各種尺寸的基板。 又，其結果係不必連續設置第一和第二磁鐵排，可大幅 削減磁鐵成本。另外，此處之上限值（1 0 2 . 9 N / m )為沒有間 隙地，在載送器的全長範圍内設置Sm — Co系稀土類磁鐵時 13 312XP/發明說明書(補件)/94-05/94丨〇2869 1334401 之值。 另一方面，如果連續使用載送器，則根據情況，而有磁 鐵溫度上升到3 0 0〜3 5 0 °C之情況。磁鐵的磁力係因伴隨溫 度的上升而下降，故磁鐵的構造 '設置必須以估計該降低 量的方式進行設計。例如，為了使上述阻力在3 5 0 °C下為 1 0 N，則必須要求室溫（2 0 °C )的阻力為6 0 N之磁鐵構造、設 置 又，若磁鐵溫度上升，則有透過從磁鐵排出的氣體，對 成膜空間污染，而無法獲得所需膜質之情況。於是，為了 排除來自磁鐵所排出氣體之影響，磁鐵以密封收容於非磁 性金屬材料（例如，S U S 3 0 4 )之容器内，將其安裝於真空室 内及載送器為佳。 [實施例2 ] 以下，參照圖2，說明本發明的第2實施例。 本實施例係如為連接構件周邊的擴大圖之圖3所示般， 在第二磁鐵排（1 4 a…1 4 f )及第一磁鐵排（2 2 a…2 2 f )分別為 六排的情況下，藉此可進行更加穩定之載送器搬送。亦即， 藉由磁鐵排數之增加，使相對於垂直搬送方向之方向的力 (F )之阻力與偏離情形之恢復力進一步增加，提高搬送穩定 性。 [實施例3 ] 圖4表示本發明的第3實施例。圖4為朝載送器的搬送 方向，觀看真空室内部之示意圖。 在本實施例中，支撐體1 3設置於真空室1 0的頂板上， 14 312XP/發明說明書(補件)/94-05/94102869

1334401 在其下端面，安裝有多排之第二磁鐵排，而多排第一磁 排則安裝於載送器連接構件2 1之上端面。除此之外，與 施例1和2相同。亦即，磁鐵排的磁化方向均為垂直方卢 相鄰磁鐵排之間則為相反。又，設置成為在支撐體1 3和 接構件2 1之相面對的磁鐵排之間，作用有吸引力，在相 磁鐵排之間，作用有排斥力之狀態。 透過形成此類磁鐵設置，由於在載送器上，作用有利 磁鐵而向上方提起的力，故減小對支撐載送器的軸承之 荷。结果係不僅軸承的壽命延長，且可防止來自軸承之 化的發生，以進行更高品質之處理。 在以上的實施例中，載送器雖構成為透過連接構件， 接固定基板托架，支撐各基板托架下部，並進行搬送的 案，但本發明並不限於此，也可用於一個基板的情況。 外，載送器搬送機構亦除了上述齒條齒輪型者以外，可 驅動直接軸承者或磁力上浮型之直線馬達搬送系統等之 何的搬送機構。 另外，磁鐵的種類可根據搬送速度的條件、溫度等處 條件，適當地選擇，然而，例如除了採用上述的肥粒體 系磁鐵、S m — C 〇系稀土類磁鐵之外，還可採用N d — F e -系稀土類磁鐵等。又，在上述實施例中，採用預先考慮 加熱所造成之磁鐵之磁鐵構造，亦可進行使磁鐵的冷卻 構造。 【圖式簡單說明】 圖1(a)、（b)為表示實施例1的具有基板搬送裝置的 312XP/發明說明書(補件)/94-05/94102869 鐵 實 I ， 連 鄰 用 負 粒 連 方 另 為 任 理 鐵 -B 了 之 真 15 1334401 空處理裝置的一個例子之示意圊。 圖2為圖1的載送器上部周邊部之部分擴大圖。 圖3為表示實施例2的搬送裝置的導引機構之示意圖。 圖4為表示實施例3的基板搬送裝置之示意圖。 圖5(a)、（b)為表示習知之基板搬送裝置的一個例子之 示意圖。 【主要元件符號說明】 10、 10' 11 12 13 14 14a 14b 1 4 f 15 16 真空處理室 支柱 車由承 支撐體 第二磁鐵排 磁鐵 磁鐵 磁鐵 導引構件 驅動裝置 16a' 16b 磁鐵 20 載送器 21 連接構件 22 第一磁鐵排 22a 磁鐵 22b 磁鐵 22 f 磁鐵 16 312XP/發明說明書(補件)/94-05/94102869 1334401

23 基 板 托 架（tray) 24 開 口 25 係 合 構 件 26 磁 鐵 30 基 板 40 門 閥 3 ] 2XP/發明說明書(補件)/94-05/94102869 17

Claims (1)

1334401 十、申請專利範圍： 1 . 一種基板搬送裝置，係沿真空室内的搬送通路而搬送 基板者，其特徵在於具備由安裝有保持基板的基板托架 - (tray)之載送器、搬送上述載送器之載送器搬送機構；以 - 及沿搬送通路，以非接觸方式對上述載送器的上部進行導 引之載送器導引機構； 上述導引機構係由在略垂直方向上被磁化之第一磁鐵 排及在略垂直方向上被磁化之第二磁鐵排按照相互吸引的 Φ 方式而設置，該第一磁鐵排係沿搬送方向安裝於上述載送 器的上部之一個或多個磁鐵，該第二磁鐵排係在該第一磁 鐵排的上方或下方，按照指定間距隔開，沿搬送通路安裝 固定於真空室之一個或多個磁鐵。

2.如申請專利範圍第1項之基板搬送裝置，其中，按照 使相鄰磁鐵排之間之磁化方向相反的方式，將上述第一磁 鐵排及上述第二磁鐵排以多排設置在垂直於搬送方向之方 向。 3.如申請專利範圍第1項之基板搬送裝置，其中，將上 述第二磁鐵排設置為較上述第一磁鐵排更為上方處。 4 .如申請專利範圍第2項之基板搬送裝置，其中，將上 述第二磁鐵排設置為較上述第一磁鐵排更為上方處。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之基板搬送裝 置，其中，上述第一磁鐵排及/或第二磁鐵排中之上述多個 磁鐵係按照間距隔開的方式安裝。 6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之基板搬送裝 18 312XP/發明說明書(補件)/94-05/94102869 1334401 對基 裝 裝 面對 於垂 基板 上述 置，其中，上述基板托架具有用以從處理面之相反側 板加熱之開口。 7.如申請專利範圍第1至4項中任一項之基板搬送 - 置，其中，上述指定角度相對於垂直方向為0.5〜3°。 . 8.如申請專利範圍第1至4項中任一項之基板搬送 置，其中，上述載送器係按照上述兩個基板托架相互 的方式而安裝之載送器，以將在該載送器上部之相對 直於搬送方向之力之磁鐵阻力，除以搬送方向之上述 Φ 托架之長度所得到的值為5.9~102.9N/m之方式，設置 第一磁鐵排及第二磁鐵排。 19 312XP/發明說明書(補件)/94-05/94102869