JP2009141091A - 基板保持具、基板搬送装置および基板処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 基板を支持する支持部材を有する基板保持具がシステム構成部材と接触した場合でも、支持部材の損傷を極力回避できるようにする。
【解決手段】 基板保持具であるフォーク１０１は、スライダ１２７に固定されたピックベース１１７と、該ピックベース１１７に連結された支持部材として例えば４本の支持ピック１１９を備えている。支持ピック１１９は、中空の角筒状をなす本体１３１と本体１３１の先端に着脱自在に装着された保護部材としてのキャップ１３３とを有している。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えばフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板を搬送する際にこれを保持する基板保持具およびこの基板保持具を備えた基板搬送装置および基板処理システムに関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に代表されるＦＰＤの製造過程においては、真空下でガラス基板等の基板に、エッチング、成膜等の各種処理が施される。ＦＰＤの製造には、基板処理室を複数備えた、いわゆるマルチチャンバタイプの基板処理システムが使用されている。このような基板処理システムは、基板を搬送する基板搬送装置が配備された搬送室と、この搬送室の周囲に設けられた複数のプロセスチャンバとを有している。そして、搬送室内の基板搬送装置によって、基板が各プロセスチャンバ内に搬入され、あるいは、処理済みの基板が各プロセスチャンバから搬出される。基板の搬送には、通例、フォークと呼ばれる基板保持具が使用される。フォークは、進出・退避が可能な搬送アーム部に取付られた共通の基部に複数の支持ピックが櫛歯状に形成された構造を有している。

近時、ＦＰＤ用の基板に対する大型化の要求が強まっており、一辺が２ｍを超える巨大な基板を処理対象とする場合もある。そして、基板の大型化に対応して前記フォークも大型化している。フォークが大型化すると、基板を載置していない状態でも、その自重によって支持ピックの基端部から先端部へかけて弓状に撓みが生じる。また、大型基板をフォークに載置した状態では、さらに基板の荷重も加わる。このような撓みを防止するため、高剛性のセラミックスでフォークを形成することも行われている。しかし、セラミックス部品の製造には焼成工程が必要であるため、大型のフォークをセラミックスによって製造するためには大型の焼成炉が必要になる。この問題を解決するため、特許文献１では、リスト部と、リスト部と結合した複数のエンドエフェクタとを備え、該エンドエフェクタが、リスト部と結合した基部と、基部と結合した先端部とによって形成されているエンドエフェクタアセンブリが提案されている。つまり、特許文献１では、フォークの支持ピックを、その半分程度の長さで基部と先端部とに分割し、両者を継ぎ合わせた構造とすることにより、先端部として用いるセラミックス部品の製造を容易にしている。

ところで、フォークにおける支持ピックの材質として、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics；炭素繊維強化プラスチック）が用いられている。軽量かつ高剛性のＣＦＲＰは、支持ピックの材質として好ましい特性を有している。しかし、ＣＦＲＰの欠点として、炭素繊維を固めた複合材料であることから、破損した場合の修理・修復が難しいという問題があった。また、ＣＦＲＰは、炭素繊維が層構造をなしているため、傷がつくとその部分から炭素繊維が剥がれたり、層構造の繊維がめくれたりして、パーティクル発生源になりやすいという問題もあった。さらに、例えばＣＦＲＰ製の支持ピックを用いて搬送途中にガラス基板が破損した場合には、支持ピックに傷があるとそこから微小なガラス片が炭素繊維間に入り込んで除去が困難になり、新たなパーティクル発生源になり得るという問題もあった。

以上に挙げた問題から、高価なＣＦＲＰ材料で形成された支持ピックは、その一部分でも破損すると、支持ピックの全体を交換しなければならなかった。

特開２００６−４１４９６号公報

フォークの大型化に伴い、基板処理システム内でフォークを移動させる際の制御は、従来の小型のフォークを使用する場合に比べて格段に難しくなっている。このため、支持ピックの先端が、基板処理システムを構成するチャンバ壁などのシステム構成部材に接触して損傷を受ける確率は従来よりも増加している。支持ピックの材質としてＣＦＲＰを用いる場合も、システム構成部材とある程度の頻度で接触することはどうしても避けられない。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、基板を支持する支持部材を有する基板保持具がシステム構成部材と接触した場合でも、支持部材の損傷を極力回避できるようにすることを目的とする。

本発明に係る基板保持具は、基部と、互いに間隔をあけて前記基部に連結された複数の支持部材とを備え、これら複数の支持部材の上に基板を保持する基板保持具である。そして、本発明の基板保持具において、前記支持部材は、本体と該本体の先端を保護する着脱可能な保護部材とを備えている。

本発明の基板保持具において、前記本体は、中空の筒形状をなしていてもよい。この場合、本発明の基板保持具は、前記保護部材によって前記本体の先端が塞がれていてもよい。また、前記保護部材は、前記本体の内部に挿入される凸部を有していてもよい。

また、本発明の基板保持具において、前記保護部材は、前記本体の先端近傍の周囲を覆う被覆部を有していてもよい。また、本発明の基板保持具において、前記本体は、ＣＦＲＰで構成されていてもよい。

また、本発明の基板保持具において、前記保護部材は、金属またはヤング率が１ＭＰａ以上１０ＧＰａ以下の高分子材料で構成されていてもよい。この場合、前記金属がステンレス鋼またはアルミニウムであってもよいし、前記高分子材料が、フッ素ゴム、ポリテトラフルオロエチレン樹脂またはナイロン樹脂であってもよい。

また、本発明の基板保持具は、前記本体の上面に、基板に下から当接する着脱可能な第１の突起部を有していてもよい。この場合、前記保護部材の上部に、基板に下から当接する第２の突起部を有していてもよい。さらに、前記本体の上面を基準に、前記第１の突起部の頂点の高さに対して、前記第２の突起部の頂点の高さが高く形成されていてもよい。また、前記本体は、前記第１の突起部の配設位置および／または配設個数を可変に調節可能な複数の取付け部を有していてもよい。

本発明に係る基板搬送装置は、進出および退避可能な搬送アーム部と、該搬送アーム部に装着された基板保持具とを備え、前記基板保持具により基板を保持して搬送する基板搬送装置である。この基板搬送装置において、前記基板保持具は、基部と、互いに間隔をあけて前記基部に連結された複数の支持部材と、を備えている。そして、本発明の基板搬送装置において、前記支持部材は、本体と、該本体の先端を保護する着脱可能な保護部材と、を有しているか、あるいは、前記支持部材は、本体と、該本体の先端を保護する着脱可能な保護部材と、前記本体の上面に設けられて基板に下から当接する着脱可能な突起部と、を有している。

本発明に係る基板処理システムは、基板を処理する基板処理装置と、該基板処理装置へ基板を搬送する基板搬送装置と、を備えている。この基板処理システムにおいて、前記基板搬送装置は、進出および退避可能な搬送アーム部と、該搬送アーム部に装着されて基板を保持する基板保持具とを備えている。さらに、この基板処理システムにおいて、前記基板保持具は、基部と、互いに間隔をあけて前記基部に連結された複数の支持部材と、を備えている。そして、本発明の基板処理システムにおいて、前記支持部材は、本体と、該本体の先端を保護する着脱可能な保護部材と、を有している。

本発明の基板保持具によれば、支持部材の先端に保護部材を設けたことにより、支持部材がチャンバ壁などに接触した場合でも、支持部材を保護し、支持部材の損傷を防ぐことができる。従って、支持部材の寿命を長期化できるとともに、支持部材の損傷に起因するパーティクルの発生を防止できる、という効果を奏する。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明の第１の実施の形態の基板保持具を備えた基板搬送装置および該基板搬送装置を備えた基板処理システムを例に挙げて説明を行なう。図１は、基板処理システムとしての真空処理システム１００を概略的に示す斜視図であり、図２は、各チャンバの内部を概略的に示す平面図である。この真空処理システム１００は、複数のプロセスチャンバ１ａ，１ｂ，１ｃを有するマルチチャンバ構造をなしている。真空処理システム１００は、例えばＦＰＤ用のガラス基板（以下、単に「基板」と記す）Ｓに対してプラズマ処理を行なうための処理システムとして構成されている。なお、ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。

真空処理システム１００では、複数の大型チャンバが平面視十字形に連結されている。中央部には搬送室３が配置され、その三方の側面に隣接して基板Ｓに対してプラズマ処理を行なう３つのプロセスチャンバ１ａ，１ｂ，１ｃが配設されている。また、搬送室３の残りの一方の側面に隣接してロードロック室５が配設されている。これら３つのプロセスチャンバ１ａ，１ｂ，１ｃ、搬送室３およびロードロック室５は、いずれも真空チャンバとして構成されている。搬送室３と各プロセスチャンバ１ａ，１ｂ，１ｃとの間には図示しない開口部が設けられており、該開口部には、開閉機能を有するゲートバルブ７ａがそれぞれ配設されている。また、搬送室３とロードロック室５との間には、ゲートバルブ７ｂが配設されている。ゲートバルブ７ａ，７ｂは、閉状態で各チャンバの間を気密にシールするとともに、開状態でチャンバ間を連通させて基板Ｓの移送を可能にしている。また、ロードロック室５と外部の大気雰囲気との間にもゲートバルブ７ｃが配備されており、閉状態でロードロック室５の気密性を維持するとともに開状態でロードロック室５内と外部との間で基板Ｓの移送を可能にしている。

ロードロック室５の外側には、２つのカセットインデクサ９ａ，９ｂが設けられている。各カセットインデクサ９ａ，９ｂの上には、それぞれ基板Ｓを収容するカセット１１ａ，１１ｂが載置されている。各カセット１１ａ，１１ｂ内には、基板Ｓが、上下に間隔を空けて多段に配置されている。また、各カセット１１ａ，１１ｂは、昇降機構部１３ａ，１３ｂによりそれぞれ昇降自在に構成されている。本実施の形態では、例えばカセット１１ａには未処理基板を収容し、他方のカセット１１ｂには処理済み基板を収容できるように構成されている。

これら２つのカセット１１ａ，１１ｂの間には、基板Ｓを搬送するための搬送装置１５が設けられている。この搬送装置１５は、上下２段に設けられた基板保持具としてのフォーク１７ａおよびフォーク１７ｂと、これらフォーク１７ａ，フォーク１７ｂを進出、退避および旋回可能に支持する駆動部１９と、この駆動部１９を支持する支持台２１とを備えている。

プロセスチャンバ１ａ，１ｂ，１ｃは、その内部空間を所定の減圧雰囲気（真空状態）に維持できるように構成されている。各プロセスチャンバ１ａ，１ｂ，１ｃ内には、図２に示したように、基板Ｓを載置する載置台としてのサセプタ２が配備されている。そして、各プロセスチャンバ１ａ，１ｂ，１ｃでは、基板Ｓをサセプタ２に載置した状態で、基板Ｓに対して、例えば真空条件でのエッチング処理、アッシング処理、成膜処理などのプラズマ処理が行なわれる。

本実施形態では、３つのプロセスチャンバ１ａ，１ｂ，１ｃで同種の処理を行ってもよいし、プロセスチャンバ毎に異なる種類の処理を行ってもよい。なお、プロセスチャンバの数は３つに限らず、４つ以上であってもよい。

搬送室３は、真空処理室であるプロセスチャンバ１ａ〜１ｃと同様に所定の減圧雰囲気に保持できるように構成されている。搬送室３の中には、図２に示したように、搬送装置２３が配設されている。そして、搬送装置２３により、３つのプロセスチャンバ１ａ，１ｂ，１ｃおよびロードロック室５の間で基板Ｓの搬送が行われる。

搬送装置２３は、上下２段に設けられた搬送機構を備え、それぞれ独立して基板Ｓの出し入れを行うことが出来るように構成されている。図３に、基板保持具としてのフォーク１０１を有する上段の搬送機構２３ａの概略構成を示した。搬送機構２３ａは、主要な構成として、台座部１１３と、台座部１１３に対してスライド可能に設けられたスライドアーム１１５と、このスライドアーム１１５の上にスライド可能に設けられ、基板Ｓを支持する支持部材としてのフォーク１０１とを備えている。フォーク１０１は、基部としてのピックベース１１７と、該ピックベース１１７に連結された複数（例えば４本）の支持ピック１１９を備えている。支持ピック１１９の先端には保護部材としてのキャップ１３３が設けられている。このフォーク１０１の詳細な構成については後述する。

スライドアーム１１５の側部には、台座部１１３に対してスライドアーム１１５をスライドさせるためのガイド１２１が設けられている。そして、ベース部１１３にはガイド１２１をスライド可能に支持するスライド支持部１２３が設けられている。

また、スライドアーム１１５の側部には、スライドアーム１１５に対してフォーク１０１をスライドさせるためのガイド１２５が、前記ガイド１２１と平行に設けられている。そして、ガイド１２５に沿ってスライドするスライダ１２７が設けられ、このスライダ１２７にフォーク１０１が装着されている。

図３では上段の搬送機構２３ａについて説明したが、下段の搬送機構（図示省略）も上段の搬送機構２３ａと同様の構成を有している。そして、上下の搬送機構は、図示しない連結機構によって連結され、一体となって水平方向に回転できるように構成されている。また、上下二段に構成された搬送機構には、スライドアーム１１５およびフォーク１０１のスライド動作や、台座部１１３の回転動作および昇降動作を行なう図示しない駆動ユニットに連結されている。

ロードロック室５は、プロセスチャンバ１ａ〜１ｃおよび搬送室３と同様に所定の減圧雰囲気に保持できるように構成されている。ロードロック室５は、大気雰囲気にあるカセット１１ａ，１１ｂと減圧雰囲気の搬送室３との間で基板Ｓの授受を行うためのものである。ロードロック室５は、大気雰囲気と減圧雰囲気とを繰り返す関係上、極力その内容積が小さく構成されている。ロードロック室５には基板収容部２７が上下２段に設けられており（図２では上段のみ図示）、各基板収容部２７には、基板Ｓを支持する複数のバッファ２８が間隔をあけて設けられている。これらバッファ２８の間隔は、櫛歯状の支持ピック（例えばフォーク１０１の支持ピック１１９）の逃げ溝となっている。また、ロードロック室５内には、矩形状の基板Ｓの互いに対向する角部付近に当接して位置合わせを行なうポジショナー２９が設けられている。

図２に示したように、真空処理システム１００の各構成部は、制御部３０に接続されて制御される構成となっている（図１では図示を省略）。制御部３０は、ＣＰＵを備えたコントローラ３１と、ユーザーインターフェース３２と記憶部３３とを備えている。コントローラ３１は、真空処理システム１００において、例えばプロセスチャンバ１ａ〜１ｃ、搬送装置１５、搬送装置２３などの各構成部を統括して制御する。ユーザーインターフェース３２は、工程管理者が真空処理システム１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、真空処理システム１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成される。記憶部３３には、真空処理システム１００で実行される各種処理をコントローラ３１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記録されたレシピが保存されている。ユーザーインターフェース３２および記憶部３３は、コントローラ３１に接続されている。

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース３２からの指示等にて任意のレシピを記憶部３３から呼び出してコントローラ３１に実行させることで、コントローラ３１の制御下で、真空処理システム１００での所望の処理が行われる。

前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納された状態のものを利用できる。あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。

次に、以上のように構成された真空処理システム１００の動作について説明する。
まず、搬送装置１５の２枚のフォーク１７ａ，１７ｂを進退駆動させて、未処理基板を収容したカセット１１ａから基板Ｓを受け取り、ロードロック室５の上下２段の基板収容部２７のバッファ２８にそれぞれ載置する。

フォーク１７ａ，１７ｂを退避させた後、ロードロック室５の大気側のゲートバルブ７ｃを閉じる。その後、ロードロック室５内を排気して、内部を所定の真空度まで減圧する。次に、搬送室３とロードロック室５との間のゲートバルブ７ｂを開いて、搬送装置２３のフォーク１０１により、ロードロック室５の基板収容部２７に収容された基板Ｓを受け取る。

次に、搬送装置２３のフォーク１０１により、プロセスチャンバ１ａ，１ｂ，１ｃのいずれかに基板Ｓを搬入し、サセプタ２に受け渡す。そして、プロセスチャンバ１ａ，１ｂ，１ｃ内で基板Ｓに対してエッチング等の所定の処理が施される。次に、処理済みの基板Ｓは、サセプタ２から搬送装置２３のフォーク１０１に受け渡され、プロセスチャンバ１ａ，１ｂ，１ｃから搬出される。

そして、基板Ｓは、前記とは逆の経路でロードロック室５を経て、搬送装置１５によりカセット１１ｂに収容される。なお、処理済みの基板Ｓを元のカセット１１ａに戻してもよい。

次に、図４および図５を参照しながら、第１の実施の形態に係る基板保持具としてのフォーク１０１について説明を行う。図４は、フォーク１０１の外観を示す斜視図である。前記のとおり、フォーク１０１は、スライダ１２７に固定されたピックベース１１７と、該ピックベース１１７に連結された支持部材としての複数（例えば４本）の支持ピック１１９を備えている。

ピックベース１１７は、複数の支持ピック１１９（本実施形態では４本）を確実に固定し、スライドアーム１１５（スライダ１２７）に連結できるものであればその構成は問わない。また、ピックベース１１７と支持ピック１１９との連結構造も任意である。例えば、ピックベース１１７として支持ピック１１９の基端部を挟持可能な２枚の板材を用いた固定構造でもよいし、複数の支持ピック１１９を支持可能な１枚の板材を用いた固定構造でもよい。本実施の形態では、ピックベース１１７は、例えば断面視コの字型に折曲げられた板材により構成されている。そして、折曲げられた板材の隙間に複数の支持ピック１１９のそれぞれの基端部が挿入され、図示しない固定手段例えば螺子等により固定されている。

フォーク１０１の支持ピック１１９は、中空の角筒状をなす本体１３１と、本体１３１の先端に着脱自在に装着された保護部材としてのキャップ１３３とを有している。支持ピック１１９の本体１３１の材質としては、軽量で、かつ大型の基板Ｓを載置した状態で荷重による撓みがなるべく生じないように、高い剛性を有する材質として、例えばＣＦＲＰが用いられている。

フォーク１０１の各支持ピック１１９の上面には、基板Ｓを支持する第１の突起部としての支持突起２００が複数箇所（図４では、一つの支持ピック１１９において２箇所）に着脱可能に設けられている。支持突起２００は、例えばゴムやＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂などの弾性材料により構成されている。支持突起２００の形状は問わず、例えば半球状やＯリングのような環状でもよい。

本体１３１にキャップ１３３が装着された状態の支持ピック１１９の先端部の断面構造を図５に示した。キャップ１３３は、支持ピック１１９の本体１３１の先端を塞ぐように装着されている。支持ピック１１９を軽量化するためには、ＣＦＲＰのように軽量かつ高い剛性の材料を用いて本体１３１を筒状に形成し、内部を空洞にすることが好ましい。しかし、中空角筒状の本体１３１の先端が開口した状態では、衝撃に対する強度が不十分になるほか、内部にゴミなどが付着してパーティクル発生源となることが懸念される。本実施の形態では、本体１３１を中空状にして支持ピック１１９の軽量化を図りつつ、その先端をキャップ１３３によって閉塞しておくことにより、対衝撃性を確保するとともにパーティクルの発生を予防している。

本実施の形態では、キャップ１３３は、中空状の本体１３１の先端に挿入された取付ブロック１３５に螺子１３７によって着脱可能に固定されている。取付ブロック１３５は、例えば接着剤などによって本体１３１の内面に固定されている。キャップ１３３は、支持ピック１１９の先端特に角部を保護する目的から、本体１３１の断面積以上の大きさを有していることが好ましい。また、キャップ１３３は支持ピック１１９の先端付近にのみ設けられるものである。本体１３１の長さに対するキャップ１３３の長さは、例えば１／１０〜１／５００程度とすることが好ましい。支持ピック１１９の全長におけるキャップ１３３の長さ配分を大きくしすぎると、先端の重量が増加して支持ピック１１９に撓みが発生しやすくなるので、本体１３１に対するキャップ１３３の長さの比は上記範囲内とすることが好ましい。

キャップ１３３を装着することによって、支持ピック１１９が基板処理システム１００におけるシステム構成部材であるチャンバ壁などに接触した場合でも、高価なＣＦＲＰ材料により構成される支持ピック１１９の本体１３１を保護できる。この場合、キャップ１３３が破損しても、キャップ１３３のみを交換すればよいため、支持ピック１１９の本体１３１の寿命を長期化できる。また、キャップ１３３によって支持ピック１１９の本体１３１の損傷を防ぐことができるので、本体１３１の損傷部位からＣＦＲＰ材料の炭素繊維が剥離したり、捲れたりしてパーティクル源となることを防止できる。さらに、本体１３１の損傷部位にガラス片などが混入してパーティクル源になることも防止できる。

このように、キャップ１３３を装着することにより、支持ピック１１９の本体１３１に傷がついたり破損したりすることが効果的に予防される。さらに、支持ピック１１９の本体１３１の損傷を回避できる結果として、パーティクルの発生も低減できる。

キャップ１３３の材質としては、例えば金属のほか、ゴムや合成樹脂などの高分子材料を用いることができる。キャップ１３３の材質に求められる特性としては、軽量であること、衝撃に強いこと、成型が容易であること、他の部材と接触した際に相手側に与える対物損傷の可能性が低いことが挙げられる。このような観点から、キャップ１３３の候補となる数種の材料について、「重量」、「衝撃強さ」、「成型性」、「対物損傷可能性」の４つの項目に関する評価を行った。

キャップ１３３の材料候補としては、セラミックス（アルミナ）、ガラス、ＣＦＲＰ（東邦テナックス社製、商品名コンポジット）、ＳＵＳ、フッ素ゴム（ニチアス社製、商品名フロロプラス）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、アルミニウムおよびＭＣナイロン樹脂の８種類を選定した。

この評価では、キャップ１３３の材質として不適なものを「１」、キャップ１３３の材質として良好なものを「５」、両者の中間でキャップ１３３の材質として一応使用可能なものを「３」として三段階で評価した。そして、全評価項目の合計点をもとにキャップ１３３の材質としての適否を総合的に判断した。その結果を表１に示した。

本実施の形態では、合計点が１２点以上の材料をキャップ１３３の材質として「適」と判断した。一方、合計点が１２点未満の材料はキャップ１３３の材質として「不適」と判断した。以上の評価に従い、キャップ１３３の材質として、例えばアルミニウム、ＳＵＳ（ステンレス鋼）などの金属材料、フッ素ゴム、ＰＴＦＥ樹脂やナイロン樹脂などの高分子材料などを用いることが好ましい。一方、セラミックスは、高い剛性を有している反面、対物損傷性が高く、かつ脆くて衝撃強さに欠けるためキャップ１３３の材質として好ましくない。また、ガラスやＣＦＲＰも脆くて衝撃強さに欠ける点でキャップ１３３の材質としては好ましくない。

また、本実施の形態では、耐衝撃性や耐破壊靭性を十分に確保する観点から、キャップ１３３の材質として、ヤング率が１００ＧＰａ以下（例えば１ＭＰａ以上１００ＧＰａ以下）の材料を用いることが好ましい。ヤング率が１００ＧＰａ以下の材料としては、金属では例えばアルミニウムが挙げられる。ゴムや合成樹脂などに代表される高分子材料は、一般にヤング率が１００ＧＰａ以下であるが、特にヤング率が１０ＧＰａ以下（例えば１ＭＰａ以上１０ＧＰａ以下）の弾性を持つ高分子材料を用いることが好ましい。ヤング率が１ＭＰａ以上１０ＧＰａ以下の高分子材料の好ましい例としては、例えばフッ素ゴム、ＰＴＦＥ樹脂、ＭＣナイロン樹脂などを挙げることができる。

以上のように、本実施の形態のフォーク１０１によれば、支持ピック１１９の先端にキャップ１３３を設けたことにより、支持ピック１１９が基板処理システム１００におけるシステム構成部材であるチャンバ壁などに接触した場合でも、支持ピック１１９の本体１３１を保護できる。従って、支持ピック１１９の使用寿命を長期化できるとともに、本体１３１の損傷に起因するパーティクルの発生などを防止できる、という効果を奏する。

［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るフォーク１０１における支持ピック１１９の先端部の断面構造を示している。本実施の形態では、キャップ１３９は、主にＸ方向の衝撃を吸収する主保護部１３９ａと、この主保護部１３９ａから突設された挿入部１３９ｂとを有して断面が凸形をなしている。なお、以下の説明では、第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

キャップ１３９は、その一部分である挿入部１３９ｂが支持ピック１１９の本体１３１の先端部分に挿入されて装着されている。キャップ１３９は、基板処理システム１００におけるシステム構成部材であるチャンバ壁などとの接触時の衝撃から支持ピック１１９の先端を保護する。また、キャップ１３９では、挿入部１３９ｂを角筒状の本体１３１の内面に密着した状態で嵌め込むことにより、中空状の本体１３１を内側から補強する機能を持たせることができる。つまり、キャップ１３９によって、支持ピック１１９の先端付近では、正面（Ｘ方向）からの衝撃だけでなく、支持ピック１１９の側方や上下方向（例えばＹ方向やＺ方向）からの衝撃に対しても耐衝撃性を向上させることができる。従って、支持ピック１１９の先端部分において、本体１３１の破損を極力防止できる。

また、キャップ１３９は、挿入部１３９ｂを角筒状の本体１３１の内面に密着させて嵌め込むことによって、摩擦抵抗により本体１３１に固定される。従って、挿入部１３９ｂは、キャップ１３９が支持ピック１１９の本体１３１から抜け落ちることを防止する抜け止め作用部としても機能する。この抜け止め機能は、本体１３１に挿入される挿入部１３９ｂの挿入長さＬ_１によって適宜調整することができる。

本実施の形態では、キャップ１３９を、例えばゴムや合成樹脂などの弾性材料から構成することが好ましい。なお、図示は省略するが、キャップ１３９の挿入部１３９ｂの周囲に、凹凸（ひだ）を形成して抜け止め作用を向上させてもよい。また、キャップ１３９を螺子等で本体１３１に固定してもよい。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

［第３の実施の形態］
図７は、本発明の第３の実施の形態に係るフォークにおける支持ピック１１９の先端部の断面構造を示している。本実施の形態では、図７に示したように、キャップ１４１は、主にＸ方向からの衝撃を吸収する主保護部１４１ａと、この主保護部１４１ａに略直角に形成された壁状の被覆部１４１ｂとを有して断面が凹形をなしている。キャップ１４１の一部分である被覆部１４１ｂは、支持ピック１１９の本体１３１の先端付近の周囲を覆うようにして装着されている。

キャップ１４１は、基板処理システム１００におけるシステム構成部材であるチャンバ壁などとの接触時の衝撃から支持ピック１１９の本体１３１の先端を保護する。キャップ１４１では、被覆部１４１ｂによって本体１３１の先端付近の周囲を覆うことができるので、本体１３１の先端だけでなく、先端から少し基端部側の位置まで保護する機能を持たせることができる。つまり、被覆部１４１ｂによって覆うことにより、支持ピック１１９の先端付近では、正面（Ｘ方向）からの衝撃だけでなく、支持ピック１１９の側方や上下方向（Ｙ方向やＺ方向）からの衝撃に対しても耐衝撃性を向上させることができる。また、被覆部１４１ｂによって覆うことにより、支持ピック１１９の先端付近に細かな傷がつくことが防止される。従って、本体１３１の破損や破損によるパーティクルの発生を極力防止できる。

キャップ１４１は、被覆部１４１ｂの内側に角筒状の本体１３１を密着させて嵌め込むことによって、摩擦抵抗によって本体１３１に固定される。従って、被覆部１４１ｂは、キャップ１４１が支持ピック１１９の本体１３１から抜け落ちることを防止する抜け止め作用部としても機能する。この抜け止め機能は、本体１３１の側部を覆う被覆部１４１ｂの内径や、被覆長さＬ_２によって適宜調整することができる。

本実施の形態では、キャップ１４１を、例えばゴムや合成樹脂などの弾性材料から構成することが好ましい。キャップ１４１の被覆部１４１ｂを弾性材料で形成することにより、被覆部１４１ｂの上面で基板Ｓを下側から支持することもできる。この場合、支持ピック１１９の最も先端位置で基板Ｓを支持できるので、フォーク１０１により安定して基板Ｓを支持できる。なお、図示は省略するが、本実施の形態のキャップ１４１では、被覆部１４１ｂの内周に抜け止め作用を持つ凹凸（ひだ）を形成してもよい。また、キャップ１４１を螺子等で本体１３１に固定してもよい。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

［第４の実施の形態］
次に、図８から図１０を参照しながら、本発明の第４の実施の形態について説明する。図８は、本発明の第４の実施の形態に係るフォークにおける支持ピック１１９の先端部の断面構造を示している。本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の構成のキャップ１３３の上部に、基板Ｓを下から支持する第２の突起部としての支持突起１４３を設けた。支持突起１４３は、例えばゴム、合成樹脂などの弾性材料で形成されている。支持突起１４３は、図８に示したような半球状以外に、例えばＯリングのような環状でもよい。本実施の形態では、例えば金属性のキャップ１３３上に別の材質（例えばゴム）で形成された弾性部材を固定して支持突起１４３とした。キャップ１３３へ支持突起１４３を固定する方法は、例えば螺子止め、接着材による固定など任意である。なお、例えばゴム等の弾性材料でキャップ１３３と支持突起１４３を一体に形成してもよい。

本実施の形態では、キャップ１３３の上部に支持突起１４３を設けたことにより、図８に示したように、支持ピック１１９の最も先端で基板Ｓを支持できる。基板Ｓは大型になるほど撓みが生じやすいため、支持ピック１１９の最も先端に支持突起１４３を設けて下支えすることにより、フォーク１０１において基板Ｓを安定して保持することができる。

なお、支持突起１４３は、第２の実施の形態のキャップ１３９や第３の実施の形態のキャップ１４１にも設けることができる。図９は、第２の実施の形態に係るキャップ１３９の上部に支持突起１４３を一体に形成した例である。また、図１０は、第３の実施の形態に係るキャップ１４１の上部に支持突起１４３を一体に形成した例である。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１から第３の実施の形態と同様である。

［第５の実施の形態］
図１１は、本発明の第５の実施の形態に係るフォークにおける支持ピックの平面図を示している。本実施の形態のフォークにおいて、支持ピック１１９の本体１３１の上面には支持突起２００を装着するための取付孔１５０が複数箇所に設けられている。取付孔１５０は、支持ピック１１９の本体１３１の上面に所定間隔で配設されている。

取付孔１５０を利用した支持突起２００の取付構造の例を図１２および図１３に示した。図１２は、支持ピック１１９の取付孔１５０を利用して、半球状の支持突起２００ａを装着した状態を示している。半球状の支持突起２００ａは、支持ピック１１９の本体１３１の上面に配置された金属製（アルミニウムなど）の当て板１５１の上から、弾性部材２０１の下部のフランジ２０１ａを螺子２０３で挟み込むことにより本体１３１に着脱可能に固定されている。なお、図１２では、螺子２０３による固定を容易に行うため、支持ピック１１９の本体１３１の取付孔１５０に、ナットサート１５３が装着されている。

図１３は、支持ピックの取付孔１５０を利用して、Ｏリング状の支持突起２００ｂを装着した状態を示している。Ｏリング状の支持突起２００ｂは、支持ピック１１９の上面に配設された金属製の当て板１５１の上から、皿状の固定部材２１１を介して螺子２０３で本体１３１に着脱可能に固定されている。皿状の固定部材２１１は、Ｏリング状の弾性部材２１３の内周側に当接して該弾性部材２１３を当て板１５１に押し付ける役割を果たしている。なお、図１３では、螺子２０３による固定を容易に行うため、支持ピック１１９の取付孔１５０に、ナットサート１５３が装着されている。

なお、図１２および図１３に示した取付孔１５０への支持突起２００ａ，２００ｂの取り付け構造はあくまでも例示であり、これらに限定されるものではない。

本実施の形態では、支持ピック１１９の上面に多数の取付孔１５０を設けたことにより、支持突起２００の配置を自由に変更できる。例えば図１４は、支持ピック１１９の２箇所に半球状の支持突起２００ａを配置した例を示している。図１５は、支持ピック１１９の４箇所に半球状の支持突起２００ａを配設し、さらにキャップ１３３にも支持突起１４３を設けた例を示している。また、図１６は、支持ピック１１９の上面に、半球状の支持突起２００ａと、Ｏリング状の支持突起２００ｂを各２つずつ配設し、さらにキャップ１３３にも支持突起１４３を設けた例を示している。図１７は、各支持ピック１１９上に支持突起２００ａと２００ｂとを適宜配置したフォーク１０１の平面図である。

このように本実施の形態では、取付孔１５０を本体１３１の多くの箇所に設けたので、支持突起２００の配置の自由度を高めることができる。支持突起２００は、フォーク１０１（各支持ピック１１９）上で基板Ｓを下支えする支点となるため、基板Ｓの大きさなどに応じて支持突起２００の配置や種類を変更にすることによって、フォーク１０１上に安定的に基板Ｓを保持することができる。例えば、基板Ｓがフォーク１０１に貼りつくことを防ぎたい場合には、基板Ｓとの接触面積の小さな半球状の支持突起２００ａを重点的に用いたり、逆に基板Ｓとフォーク１０１との吸着力を大きくしたい場合には、Ｏリング状の支持突起２００ｂを多数配置したりするなど、種々の応用が可能である。さらに、本実施の形態では、必要に応じてキャップ１３３の支持突起１４３も利用できるため、支持突起２００と支持突起１４３との組み合わせによって、フォーク１０１における基板Ｓの保持能力をより高め、安定的に基板Ｓを保持することができる。

また、本実施の形態では、支持突起２００の交換が容易であるため、支持突起２００を、様々な機能を持つ材質で構成できる。例えば、支持突起２００の材質として導電性材料を用いることにより、基板Ｓと支持ピック１１９との導通を図ることができる。また、支持突起２００の構成材料として、例えば吸着性材料を用いて基板Ｓを確実に保持したり、逆に基板Ｓに対する粘着性が低い低粘着性材料を使用することにより、フォーク１０１への基板Ｓの貼り付きを防止したりすることができる。

さらに、本実施の形態では、支持ピック１１９上に複数の支持突起２００を配置可能であることから、例えば図１８に示したように、支持ピック１１９のピックベース１１７側から、最も先端のキャップ１３３へ向けて、支持突起２００の高さを段階的に高くしていくことも可能である。つまり、図１８では、支持ピック１１９の上面に対して、最もピックベース１１７に近い側の１番目の支持突起２００の高さＨ_１と、２番目の支持突起２００の高さＨ_２と、３番目の支持突起２００の高さＨ_３と、４番目のキャップ１３３の支持突起１４３の高さＨ_４が、Ｈ_４＞Ｈ_３＞Ｈ_２＞Ｈ_１となるように設定されている。

このように、本実施の形態では、支持ピック１１９のピックベース１１７側から先端側へ向けて基板Ｓを支持する支持点が徐々に高くなるように支持突起２００および支持突起１４３の高さを設定することができる。かかる構成によって、基板Ｓの重さや支持ピック１１９の自重による撓みによってフォーク１０１の先端側が下降した場合でも、下降幅を支持突起２００および支持突起１４３の高さによってある程度まで相殺できる。従って、フォーク１０１によって基板Ｓを極力水平に近い状態で安定的に保持しつつ搬送動作を行うことができる。

なお、以上の説明では、第１の実施の形態のキャップ１３３を例に挙げて説明したが、キャップ１３３に替えてキャップ１３９（第２の実施の形態）やキャップ１４１（第３の実施の形態）を使用できることは言うまでもない。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１から第４の実施の形態と同様である。

以上、本発明の実施形態を述べたが、本発明は上記実施形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、支持ピック１１９の本体１３１が中空の角筒状である場合を例に挙げたが、本体の形状としては、例えば断面が三角形をなす上面が平らな筒形状であってもよい。また、基板保持具として真空側の搬送室３に配備された搬送装置２３におけるフォーク１０１を例に挙げて説明したが、例えば大気側の搬送装置１５のフォーク１７ａ，１７ｂにも本発明を適用できる。

また、本発明の基板保持具を使用可能な基板搬送装置の構成は、上下２段に配備されたスライドアーム式に限らず、１段構成でも３段構成でもよいし、スライド式に限らず例えば多関節アーム式の基板搬送装置であっても構わない。

また、本発明の基板保持具による搬送対象としては、ＦＰＤ製造用の基板に限らず、各種用途の基板を対象にすることができる。

真空処理システムを概略的に示す斜視図である。 図１の真空処理システムの平面図である。 搬送機構の概略構成を説明する斜視図である。 フォークの概略構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るフォークにおける支持ピックの先端部の断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るフォークにおける支持ピックの先端部の断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るフォークにおける支持ピックの先端部の断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るフォークにおける支持ピックの先端部の断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るフォークにおける支持ピックの先端部の別の例の断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るフォークにおける支持ピックの先端部の先端部のさらに別の例の断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係るフォークにおける支持ピックの平面図である。 支持突起の固定構造を説明する図面である。 支持突起の固定構造の別の例を説明する図面である。 支持突起の配置例を示す支持ピックの平面図である。 支持突起の別の配置例を示す支持ピックの平面図である。 支持突起のさらに別の配置例を示す支持ピックの平面図である。 支持突起の配置例を示すフォークの平面図である。 支持突起の配設例を示す支持ピックの側面図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ…プロセスチャンバ、３…搬送室、５…ロードロック室、１００…真空処理システム、１０１…フォーク、１１７…ピックベース、１１９…支持ピック、１３１…本体、１３３…キャップ、１３５…取付ブロック、２００…支持突起

Claims (16)

1. 基部と、互いに間隔をあけて前記基部に連結された複数の支持部材とを備え、これら複数の支持部材の上に基板を保持する基板保持具であって、
   前記支持部材は、本体と該本体の先端を保護する着脱可能な保護部材とを備えたことを特徴とする、基板保持具。
2. 前記本体は、中空の筒形状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の基板保持具。
3. 前記保護部材によって前記本体の先端が塞がれていることを特徴とする請求項２に記載の基板保持具。
4. 前記保護部材は、前記本体の内部に挿入される凸部を有することを特徴とする請求項３に記載の基板保持具。
5. 前記保護部材は、前記本体の先端近傍の周囲を覆う被覆部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板保持具。
6. 前記本体は、ＣＦＲＰで構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の基板保持具。
7. 前記保護部材は、金属またはヤング率が１ＭＰａ以上１０ＧＰａ以下の高分子材料で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板保持具。
8. 前記金属がステンレス鋼またはアルミニウムであることを特徴とする請求項７に記載の基板保持具。
9. 前記高分子材料が、フッ素ゴム、ポリテトラフルオロエチレン樹脂またはナイロン樹脂であることを特徴とする請求項７に記載の基板保持具。
10. 前記本体の上面に、基板に下から当接する着脱可能な第１の突起部を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の基板保持具。
11. 前記保護部材の上部に、基板に下から当接する第２の突起部を有することを特徴とする請求項１０に記載の基板保持具。
12. 前記本体の上面を基準に、前記第１の突起部の頂点の高さに対して、前記第２の突起部の頂点の高さが高く形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の基板保持具。
13. 前記本体は、前記第１の突起部の配設位置および／または配設個数を可変に調節可能な複数の取付け部を有していることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の基板保持具。
14. 進出および退避可能な搬送アーム部と、該搬送アーム部に装着された基板保持具とを備え、前記基板保持具により基板を保持して搬送する基板搬送装置であって、
    前記基板保持具は、基部と、互いに間隔をあけて前記基部に連結された複数の支持部材と、を備え、
    前記支持部材は、本体と、該本体の先端を保護する着脱可能な保護部材と、を有することを特徴とする基板搬送装置。
15. 進出および退避可能な搬送アーム部と、該搬送アーム部に装着された基板保持具とを備え、前記基板保持具により基板を保持して搬送する基板搬送装置であって、
    前記基板保持具は、基部と、互いに間隔をあけて前記基部に連結された複数の支持部材と、を備え、
    前記支持部材は、本体と、該本体の先端を保護する着脱可能な保護部材と、前記本体の上面に設けられて基板に下から当接する着脱可能な突起部と、を有することを特徴とする基板搬送装置。
16. 基板を処理する基板処理装置と、該基板処理装置へ基板を搬送する基板搬送装置と、を備えた基板処理システムであって、
    前記基板搬送装置は、進出および退避可能な搬送アーム部と、該搬送アーム部に装着されて基板を保持する基板保持具とを備えており、
    前記基板保持具は、基部と、互いに間隔をあけて前記基部に連結された複数の支持部材と、を備え、
    前記支持部材は、本体と、該本体の先端を保護する着脱可能な保護部材と、を有することを特徴とする基板処理システム。

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