JP2013165111A - 結合解除装置および塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁力で互いに結合されてシート挟持体を構成する上側部材と下側部材とを、簡単な構成で確実に分離させることのできる技術を提供する。
【解決手段】磁力により互いに結合可能に構成された上部リングＲupと下部リングＲdwとでシートフィルムＦを挟持したリング体ＲＦをステージ３４１に載置する。上部リングＲupおよび下部リングＲdwの下面外周部はテーパー部位が設けられている。ステージ３４１の側方に設けた１対の爪部材４１０，４２０をリング体ＲＦに接近させ、先端部位を上部リングＲupのテーパー部位に当接させる。さらに爪部材４１０，４２０を進行させることで上部リングＲupに上向きの力を生じさせ下部リングＲdwとの結合を解除する。
【選択図】図４

Description

この発明は、磁力で互いに結合されてシート状基材を挟持する上側部材と下側部材とを分離させる結合解除装置およびこれを用いた塗布装置に関するものである。

半導体基板などの基板に薄膜を形成する技術の１つとして、予め薄膜材料を塗布したシート状の基材を基板に密着させた後、基材のみを剥離することで薄膜を基板に転写する技術が提案されている。例えば本願出願人が先に開示した特許文献１に記載の技術は、このような薄膜形成技術に好適に適用可能な、シート状の基材（シートフィルム）の表面に薄膜材料を塗布するための技術である。

この技術においては、柔軟なシートフィルムをリング状に形成され磁力により互いに結合可能な１対の保持枠によって上下から挟持することによって、その姿勢を保持しつつ処理ユニット間を搬送する。そして、塗布ユニットでシートフィルム上面に薄膜材料を含む塗布液を塗布する際には、上部リングのみをセンターロボットのアームによって塗布ユニットから搬出している。

特開２０１２−０１５２４７号公報（例えば、図４、図５）

このように磁力により互いに結合することで基材を挟持するシート挟持体の一部を取り外すためには、互いの磁気的結合を解除する必要がある。例えば大径の基板を扱う装置では、シート挟持体も大きく重くなり、結合による基材の保持を確実に行うためには磁力を強くする必要がある一方で、結合を解除する際にも該磁力に打ち勝つだけの外力を与えることが必要となってくる。しかしながら、上記従来技術のように汎用性を有するロボットのアームでの取扱いを考えたとき、このような特殊な機能をロボットアームに要求することは現実的でなく、基材の確実な保持と、結合解除の容易さとを両立させることができる技術の確立が望まれている。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、磁力で互いに結合されてシート挟持体を構成する上側部材と下側部材とを、簡単な構成で確実に分離させることのできる技術を提供することを目的とする。

この発明の一の態様は、シート状の基材を下方から支持する下側部材と、磁力により前記下側部材の上部に結合可能に構成されて前記下側部材とともに前記基材を挟持する上側部材とを有するシート挟持体の結合を解除して、前記上側部材と前記下側部材とを離間させる結合解除装置であって、上記目的を達成するため、前記基材が水平姿勢となるように前記シート挟持体を保持する保持手段と、前記保持部に保持された前記シート挟持体の側方に配置されて、上面が前記シート挟持体に向かって下り勾配となったテーパー形状の爪部材と、前記爪部材を前記シート挟持体に対して水平方向に進退移動させる移動手段と
を備え、前記移動手段は、前記シート挟持体に前記爪部材を接近させて前記爪部材の先端を前記上側部材の下面外周端部に当接させた後、さらに前記爪部材を前記シート挟持体側に進行させて前記上側部材を上方に変位させることを特徴としている。

このように構成された発明では、爪部材を上側部材の下面外周端部に押し当て、さらに爪部材をシート挟持体側に進行させることで、爪部材が上側部材の下方に進入する。爪部材の上面がシート挟持体に向かって下り勾配となっているため、爪部材を水平方向へ移動させるにつれて上側部材が爪部材の上面にせり上がってゆく。すなわち、爪部材の水平方向への移動のみによって、上側部材に対し上方へ押し上げる力を作用させることができる。これにより、上側部材を上方に変位させて、下側部材との磁力による結合を解除することができる。上側部材と下側部材との間に爪部材を介在させた状態でその間隔を広げてゆくことで、比較的小さな力で確実に結合を解除することが可能である。また、爪部材を水平方向に移動させるのみでよいので、比較的簡単な装置構成により、上記機能を実現することが可能である。

この発明においては、例えば、爪部材がシート挟持体の周囲に等角度間隔で複数設けられてもよい。こうすることで、上側部材の捩れを防止しつつより小さな力で下側部材との結合を解除することができる。

また例えば、保持手段が下側部材と磁力により結合可能に構成されるとともに、保持手段に保持された下側部材の側方に配置されて、上面が下側部材に向かって下り勾配となったテーパー形状の第２爪部材と、下側部材に第２爪部材を接近させて第２爪部材の先端を下側部材の下面外周端部に当接させた後、さらに第２爪部材を下側部材側に進行させて下側部材を上方に変位させる第２移動手段とをさらに備えるようにしてもよい。これにより、上側部材と下側部材との結合を解除するための構成と同様の構成を用いて、下側部材と保持手段との磁気的結合を解除することが可能となる。

また例えば、爪部材の進行によって上方へ変位した上側部材を保持して下側部材から離間させる離間手段を備えるようにしてもよい。上側部材を離間させることで、基材の上面が開放されて、種々の処理を行うことが可能となる。下側部材との磁気的な結合が爪部材によって解除されるため、上側部材を離間させる離間手段は自由状態の上側部材を単に保持する機能があれば足り、下側部材との結合を解除するための構成を必要としない。したがって、例えば汎用のロボットアームを離間手段として機能させることが可能である。

また、この発明の他の態様は塗布装置であって、上記目的を達成するため、上記した結合解除装置と同一構成を有する結合解除手段と、前記基材および前記下側部材とともに前記保持手段を鉛直軸周りに回転させる回転手段と、前記基材の上面に塗布液を供給する塗布液供給手段とを備えることを特徴としている。

このように構成された発明では、シート挟持体によって平らな姿勢に保持されたシート状の基材から上側部材を取り外して基材上面を露出させ、基材を回転させた状態で塗布液を基材上面に供給することで、基材上面に塗布液を均一に塗布し良質の薄膜を形成することが可能である。

この塗布装置において、例えば、保持手段は上面が平面となって回転手段により回転される回転ステージを有し、該回転ステージの外周部にリング状に形成された下側部材を係合可能に構成され、回転ステージの上面は、下側部材が係合された状態で下側部材の上面と同一平面となるように構成されてもよい。このような構成によれば、基材の下面が高低差のない単一の平面によって支持されることとなり、基材上面を平坦な状態に保って塗布液を塗布することができ、形成される薄膜の均一性をより高めることができる。

この発明によれば、磁力で互いに結合されてシート挟持体を構成する上側部材と下側部材とを、簡単な構成で確実に分離させることが可能である。

この発明にかかる薄膜形成システムの一実施形態を示す図である。 リング体の構造を示す図である。 塗布ユニットの主要部を示す図である。 上部リング取り外し動作の原理を示す図である。 リング解除機構の配置を示す図である。 リング解除機構の構造を示す図である。 リング解除機構の動作を示す図である。

図１はこの発明にかかる薄膜形成システムの一実施形態を示す図である。より詳しくは、この薄膜形成システムを上部から見たレイアウト図である。以下の説明においては、このシステムの奥行き方向（図１において左右方向）をＸ方向、幅方向（図１において上下方向）をＹ方向、高さ方向（図１紙面に直交する方向）をＺ方向とする。

この薄膜形成システムは、半導体基板の表面に例えば絶縁膜としてのＳＯＧ（Spin-On-Glass）による薄膜を形成するためのシステムであり、より具体的には、樹脂製のシートフィルム上に薄膜材料を含む塗布液を塗布して薄膜を形成し、シートフィルムに担持された薄膜を基板表面に密着させて転写した後にシートフィルムを剥離除去することにより、基板表面に薄膜のみを残存させるものである。シートフィルムとしては、例えばＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）もしくはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの可撓性を有し、または可塑性を有する有機材料からなるシート状のフォルムを用いることができる。シートフィルムの厚みは例えば３０μｍから２００μｍであり、好ましくは５０μｍ程度である。

この薄膜形成システムにより実行される薄膜形成プロセスでは、まずシートフィルムを収容したフィルムカセットおよび基板を収容した基板カセットが搬入される。これに続いて、以下の各工程：フィルムカセットから取り出されたシートフィルムに薄膜材料を含む塗布液を塗布する塗布工程；これを乾燥させてシートフィルム上に薄膜を形成する乾燥工程；こうしてシートフィルム上に形成された薄膜を、基板カセットから取り出された基板に転写する転写工程；基板からシートフィルムのみを剥離して回収する剥離・回収工程、を処理すべき基板の全数について行い、処理済み基板を収容したカセットを搬出することで、処理が完結する。

このシステムでは、図１に示すように上手側（図１の左側）に、未処理の基板Ｗを収納した基板カセット１１を外部から受け取るインデクサ部１が設けられている。一方、インデクサ部１の下手側（図１の右手側）には、Ｙ方向に往復移動する基板搬送ロボット２が設置された搬送部ＴＰが設けられている。また、搬送部ＴＰを挟んでインデクサ部１とは反対側に、基板Ｗに対し後述する所定の処理を行ってその表面に薄膜を形成する薄膜形成部３が設けられている。この薄膜形成システムでは、当該システムを構成する上記各部が制御ユニット４からの制御指令に基づいて動作する。

薄膜形成部３では、その中心部にセンターロボット７０が設けられており、これを取り囲むように反転ユニット３１、リング載置台３２、フィルムカセット載置台３３、塗布ユニット３４、剥離ユニット１０、回収ユニット５０、転写ユニット３５および乾燥ユニット３６の各ユニットが設けられている。またフィルムカセット載置台３３および塗布ユニット３４に隣接してフィルム搬送ロボット３９が設けられている。

これらのうち、塗布ユニット３４以外の各構成としては、例えば前述した特許文献１（特開２０１２−０１５２４７号公報）に記載されたものと同一構造のものを用いることが可能である。そして、それらの動作も特許文献１に記載されたものと基本的に同じである。そこで、これらの各ユニットの構造およびそれを用いた動作については詳しい説明を省略する。

この薄膜形成システムでは、柔軟なシートフィルムをその形状を保ちながら搬送するために、前述した従来技術でも行われているようにリング状の保持枠を装着したリング体の状態でシステム内を移動させる。

図２はリング体の構造を示す図である。より詳しくは、図２（ａ）はリング体ＲＦの分解組立斜視図であり、図２（ｂ）はリング体ＲＦの垂直断面図である。このリング体ＲＦは、図２（ａ）に示すように、上部リングＲupと下部リングＲdwとで樹脂製のシートフィルムＦの周縁部を挟み込むことによってシートフィルムＦを保持したものである。上部リングＲupおよび下部リングＲdwは例えばアルミニウムにより同一径に形成された円環であり、このうち上部リングＲup上面の一部には４枚の磁性体（例えば鉄または鉄系合金）材料からなるプレート９１が取り付けられている。

また、上部リングＲupには上記プレート９１とは異なる位置に複数の永久磁石９２が埋め込まれる一方、下部リングＲdwにも同数の永久磁石９３が埋め込まれている。永久磁石９２と永久磁石９３とは、上部リングＲupと下部リングＲdwとを重ね合わせたときに互いに相対する位置に取り付けられるとともに、互いに引き合う極性となっている。このため、上部リングＲupおよび下部リングＲdwが直接またはシートフィルムＦを挟んで重ね合わせられると、永久磁石の吸着力によって上下リングが一体化される。

上部リングＲupおよび下部リングＲdwの外周面の各１箇所に、位置決め用の切り込み部９４，９５が設けられている。また、上部リングＲupには複数の貫通孔９６が穿設される一方、下部リングＲdwにも複数の貫通孔９７が設けられている。上部リングＲupの貫通孔９６と、下部リングＲdwの貫通孔９７とは互いに異なる位置に設けられており、上部リングＲupと下部リングＲdwとを一体化させたときにそれぞれの貫通孔が重なり合うことがないようになっている。これらの構造は必要に応じて上下リングを分離させるためのものであるが、その原理についても特許文献１に記載されているので説明を省略する。

図２（ｂ）に示すように、上部リングＲupおよび下部リングＲdw外周部では、周端部に近づくほど下面が上昇して肉厚が小さくなっており、この部分がテーパー部位Ｔとなっている。そのテーパー角はいずれも同一であり、その値θ1としては例えば３０度程度とすることができる。後述するように、この実施形態の塗布ユニット３４は、このような上下リングにテーパーを設けたリング体ＲＦを取り扱うのに適した構成となっている。

図３は塗布ユニットの主要部を示す図である。塗布ユニット３４は、図示を省略する処理チャンバの内部に、シートフィルムＦの保持部である円板状のステージ３４１と、このステージ３４１を回転させる回転機構としてのモータ（図示省略）の回転軸３４２と、塗布液である例えばＳＯＧを含む塗布液を吐出するための塗布液供給手段を構成する塗布ノズル３４３と、エッジリンスを行うべくシートフィルムＦの周縁部分に洗浄液を吐出する洗浄液吐出ノズルとしてのエッジリンスノズル３４４と、塗布液や洗浄液等が周辺に飛散するのを防止する飛散防止カップ３４５とを備えている。制御ユニット４は、回転軸３４２の回転動作を制御するとともに、図示しない処理液供給系を制御して塗布ノズル３４３およびエッジリンスノズル３４４からのそれぞれの処理液の吐出動作を制御する。

ステージ３４１は略鉛直方向（Ｚ方向）の中心軸ＡＸ周りに回転自在となっており、その中央部３４１ａの上面は平坦に仕上げられている。中央部３４１ａは周縁部３４１ｂの上面に対して下部リングＲdwの厚み分だけ盛り上がっており、その直径は下部リングＲdwの内径とほぼ等しくなっている。そのため、ステージ３４１の中央部３４１ａの周囲に下部リングＲdwがすっぽりと嵌まり込むようになっている。そして、ステージ３４１上に下部リングＲdwが設置された状態では、ステージ３４１の中央部３４１ａと下部リングＲdwの上面とが揃ってほぼ単一の平面をなしている。

この塗布ユニット３４では、図３に示すように、ステージ３４１の外周部に下部リングＲdwが装着され、かつステージ３４１および下部リングＲdwの上面を覆うようにシートフィルムＦが載置された状態で、ステージ３４１が回転されるとともに塗布ノズル３４３およびエッジリンスノズル３４４からそれぞれ塗布液および洗浄液が吐出供給される。これにより、シートフィルムＦ上に塗布液がスピンコートされてＳＯＧ薄膜が形成される。ステージ３４１に下部リングＲdwが装着された状態でステージ中央部３４１ａの上面と下部リングＲdwの上面とが同一平面となることで、シートフィルムＦの上面を平坦に保ち均一な薄膜を形成することができる。また、図示していないが、ステージ３４１の中央部３４１ａに真空吸着機構を設けておくことで、シートフィルムＦをステージ３４１上にしっかりと保持することができる。

前記したように、この薄膜形成システム１では、シートフィルムＦは上部リングＲupと下部リングＲdwとで挟持されたリング体ＲＦの態様で搬送される。塗布ユニット３４に対しても、シートフィルムＦはリング体ＲＦとして搬入されてくる。シートフィルムＦの上面周縁部を押さえるように配置された上部リングＲupは塗布の障害となるため、塗布工程の開始前にこれを取り外す必要がある。

図４は上部リング取り外し動作の原理を示す図である。図４（ａ）に示すように、シートフィルムＦを含むリング体ＲＦは、センターロボット７０の多関節アーム先端に備えられてリング体ＲＦを保持可能に構成されたリングハンド７０５によってステージ３４１上部へ搬入され、下部リングＲdwがステージ周縁部３４１ｂに嵌まり込むようにステージ３４１に載置される。ここで、上下リング間の磁気的な結合を解除し上部リングＲupのみを搬出する動作を、リングハンド７０５により実行することができれば便宜である。

しかしながら、シートフィルムＦを確実に保持しつつ搬送時の振動等に耐え得るだけの結合力を上下リングに付与するためには永久磁石９２，９３を強力なものとする必要があり、これによる結合を解除するためにはより大きな力が必要である。特に、近年における基板の大型化に伴ってリング体ＲＦの質量も大きくなってきており、磁力による上下リングの結合を解除するために必要とされる力もさらに大きくなってきている。このような強力な結合解除能力を有する機構をロボットアームの先端に設けることは、アームおよびセンターロボット自体の大型化および高コスト化を招き、現実的ではない。またリング体ＲＦ自体に結合を解除する機構を組み込むことも原理的に難しい。

そこでこの実施形態では、ステージ３４１に載置されたリング体ＲＦの側方から、上部リングＲupと下部リングＲdwとの隙間に先端が楔状となった爪部材を挿入することで両者の磁気的な結合を弱め、さらには該結合を解除することで、リングハンド７０５による上部リングＲupの搬出を可能としている。

具体的には、図４（ｂ）に示すように、ステージ３４１に載置されたリング体ＲＦの側方両側に、先端にそれぞれテーパーが設けられた１対の爪部材４１０，４２０を設けておく。そして、リング体ＲＦがステージ３４１に載置されると、２つの爪部材４１０，４２０が互いに接近する方向に、つまり爪部材４１０はリング体ＲＦに向かう矢印Ｄ1方向に、爪部材４２０はリング体ＲＦに向かう矢印Ｄ2方向に水平移動する。

鉛直方向（Ｚ方向）において、爪部材４１０，４２０の先端は上部リングＲup下面のテーパー部位Ｔの位置に相当する位置に配置される。そのため、上記した水平移動により、図４（ｃ）に示すように、爪部材４１０，４２０の先端はそれぞれ上部リングＲupのテーパー部位Ｔに当接する。この状態で爪部材４１０の方向Ｄ1への水平移動および爪部材４２０の方向Ｄ2への水平移動をさらに継続すると、爪部材４１０，４２０の先端と上部リングＲupとの当接部分では、上部リングＲupを上方へ押し上げる方向の力が作用する。この力が磁力による結合力を上回れば、図４（ｄ）に示すように、リング下面が爪部材の上面に乗り上げるようにして上方へ変位する。すなわち、先端が楔状になった爪部材４１０，４２０を上部リングＲupの下面外周部に当接させながら水平方向（より詳しくはリング体ＲＦ側に向かう方向）へ移動させることにより、水平方向の推進力を上部リングＲupを上方へ押し上げる力に変換することができる。

こうして爪部材４１０，４２０が上部リングＲupと下部リングＲdwとの磁気的な結合力を弱め、あるいは結合を完全に解除することにより、リングハンド７０５に特別な機構を設けることなく、上部リングＲupの搬出が可能となる。すなわち、爪部材４１０，４２０の機能としては、上部リングＲupと下部リングＲdwとの磁気的な結合を完全に切り離すに至らなくても、リングハンド７０５による上部リングＲupの搬出をアシストするものであってもよい。

なお、下部リングＲdwの下面にも、上部リングＲupと同様のテーパー部位が設けられている。したがって、図４（ｅ）に示すように、下部リングＲdwの下面とステージ３４１の周縁部３４１ｂの上面との間に爪部材４３０，４４０を差し入れる構成とすれば、ステージ３４１からの下部リングＲdw（またはリング体ＲＦ）の取り出しにおいても上記と同様にして行うことが可能である。次に、上記のような取り出し動作を可能とするための爪部材を含むリング解除機構の構成について説明する。

図５はリング解除機構の配置を示す図である。この塗布ユニット３４では、飛散防止カップ３４５の上端に、上面が略平坦となったリング状のフランジ部３４５ａが設けられている。該フランジ部３４５ａには、上記した爪部材を備えた４組のリング解除機構４１，４２，４３，４４が設けられている。つまり、飛散防止カップ３４５は、リング解除機構４１，４２，４３，４４を保持する保持部材としての機能も有している。

リング解除機構４１は上記した爪部材４１０を備え、リング解除機構４２は上記した爪部材４２０を備える。両者はステージ３４１の中心軸ＡＸに対して１８０度回転対称な位置に配置され、これらが協働して上部リングＲupを持ち上げる。また、リング解除機構４３は上記した爪部材４３０を備え、リング解除機構４４は上記した爪部材４４０を備え、これらはステージ３４１の中心軸ＡＸに対して１８０度回転対称な位置に配置され、協働して下部リングＲdwを持ち上げる。

各リング解除機構の構造は基本的に同じであり、ここでは代表的にリング解除機構４１を採り上げてその構造をさらに詳しく説明する。

図６はリング解除機構の構造を示す図である。より詳しくは、図６（ａ）はリング解除機構４１の主要部を示す斜視図であり、図６（ｂ）はリング解除機構４１が飛散防止カップ３４５に装着された状態における断面構造を示す図である。リング解除機構４１は、上記した爪部材４１０と、トッププレート４１１と、爪部材４１０とトッププレート４１１とを結合する結合ロッド４１２とを有している。トッププレート４１１と結合ロッド４１２との間、および、爪部材４１０と結合ロッド４１２との間は、例えばネジなどの固結部材４１３によってそれぞれ固結されて、これらが一体化されている。

爪部材４１０は、その先端が鋭利な楔形状に加工された２つの先端部位４１０ａを有している。爪部材４１０の下面は略水平な平面とされる一方、先端部位４１０ａの上面は中心軸ＡＸ、つまりステージ３４１側に向けて下り勾配を有している。先端部位４１０ａのテーパー角θ2は、例えば上部リングＲup下面のテーパー角θ1と同じ３０度とすることができるが、この数値およびリングのテーパー角θ1と同じであることに限定されるものではない。爪部材４１０としては、耐薬品性に優れ、また上部リングＲupとの摺接により薄膜の汚染源となる金属粉が発生するのを防止するとの観点から、樹脂製であることが好ましい。また、先端部位４１０ａを鋭利な形状に加工が可能で、上部リングＲupを側方から押圧するのに十分な硬度を有していることが必要である。このような目的のためには、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂を好適に用いることが可能である。

飛散防止カップ３４５のフランジ部３４５ａには、中心軸ＡＸからみたステージ３４１の径方向（以下、単に「径方向」という）に沿った長穴３４５ｂがリング解除機構１つにつき２つずつ設けられており、該長穴３４５ｂに結合ロッド４１２が挿通されている。すなわち、爪部材４１０とトッププレート４１１とは、フランジ部３４５ａを挟むように設けられており、爪部材４１０は飛散防止カップ３４５の内側に配置されることとなる。結合ロッド４１２は長穴３４５ｂの長手方向に沿って移動自在となっている。

リング解除機構４１のトッププレート４１１は、フランジ部３４５ａの上面に固定されたベース部材４１４に対して径方向に摺動自在に取り付けられている。そして、トッププレート４１４には、制御ユニット４により制御された進退駆動機構４１５によって径方向に進退駆動されるプッシュロッド４１６が連結されている。このため、進退駆動機構４１５の作動によってトッププレート４１１が径方向に進退移動し、これに伴って爪部材４１０も飛散防止カップ３４５内で径方向に進退移動する。これにより、ステージ３４１に載置されたリング体ＲＦに対する爪部材４１０の水平方向の接近・離間移動が実現される。

図７はリング解除機構の動作を示す図である。図７（ａ）に示すように、リング保持機構４１がステージ３４１から最も後退した位置にあるとき、爪部材４１０の先端４１０ａはフランジ部３４５ａの内周縁３４５ｃよりも後退した位置にある。これにより、リング体ＲＦの搬入および搬出のために飛散防止カップ３４５の上方からなされるリングハンド７０５のアクセスに干渉することが防止される。また、塗布工程においてシートフィルムＦの周縁部から飛散した処理液が爪部材４１０に当たってシートフィルムＦ側に跳ね返るのを防止することができる。

このとき、爪部材４１０の先端部位４１０ａの高さ、つまりＺ方向における位置は、ステージ３４１上に載置された上部リングＲupのテーパー部位Ｔに相当する位置で、しかもシートフィルムＦの上面よりは僅かに上方となっている。つまり、フランジ部３４５ａの下面と爪部材４１０の上面との高さの差Ｈ1がそのように設定されている。

一方、図７（ｂ）に示すように、リング解除機構４１がステージ３４１に接近する方向Ｄ1に移動したとき、爪部材４１０の先端部位４１０ａはフランジ部３４５ａの内周縁３４５ｃよりも内側、つまりステージ３４１に近い位置まで進出する。これにより、先端部位４１０ａがステージ３４１に載置されたリング体ＲＦ、より詳しくは上部リングＲupの下面周縁部に設けられたテーパー部位Ｔの側面に当接する。このとき、先端部位４０ａはシートフィルムＦの上面よりも上側を水平移動し、爪部材４１０との接触に起因するシートフィルムＦの損傷が回避されている。

図７（ｂ）に示す状態から爪部材４１０がさらに方向Ｄ1に進行することで、先端部位４１０ａの上面に上部リングＲupのテーパー部位Ｔが乗り上げて上部リングＲupが持ち上げられる。これにより、下部リングＲdwとの磁気的な結合が解除されて上部リングＲupがリングハンド７０５により搬出可能な状態となる。

一方、下部リングＲdwとステージ３４１との結合を解除する目的で設けられたリング解除機構４３，４４では（ここではリング解除機構４３を例示する）、図７（ｃ）に示すように、爪部材４３０の先端部位４３０ａのＺ方向における位置が、下部リングＲdwの下面周縁部に設けられたテーパー部位に相当する位置となるように配置される。すなわちフランジ部３４５ａの下面と爪部材４２０の上面との高さの差Ｈ2がそのように設定されている。この高さについては、例えばトッププレート４３１と爪部材４３０とを結合する結合ロッド４３３の長さを変えることによって調整することができる。そして、進退移動機構４３５により爪部材４３０をステージ３４１に対し進退移動させることで、下部リングＲdwとステージ３４１との結合を解除することができる。なお、爪部材の高さ調整機構を別途設けることで、リング解除機構４１とリング解除機構４３とを完全に同一の構造とすることも可能である。

以上のように、この実施形態では、ステージ３４１に載置されたリング体ＲＦから上部リングＲupを取り外すのに際して、上側からアクセスするリングハンド７０５によって上部リングＲupと下部リングＲdwとの磁気的結合を解除させるのではなく、リング解除機構４１等に設けた爪部材４１０等を上部リングＲupと下部リングＲdwとの間に側方から進入させることで、両者の結合を解除するようにしている。そのため、リングハンド７０５に特別な構造を設けることなく上部リングＲupの取り出しが可能となっている。特にこの薄膜形成システム１のように、各ユニット間のリング体ＲＦの搬送を１体のセンターロボット７０で行う構成においては、このようにすることでセンターロボット７０の汎用性を損なうことなく必要な機能を実現することができる。

リング解除機構４１においては、先端部位４１０ａの上面がリング体ＲＦに向かって下り勾配を有する楔状となった爪部材４１０を水平移動させることで、上部リングＲupの下面外周部を先端部位４１０ａの上面に乗り上げさせて該リングＲupを押し上げる上向きの力を生じさせるようにしている。これにより、リング体ＲＦに対する水平方向の進退移動のみで上部リングＲupを上方へ変位させ、下部リングＲdwとの磁気的な結合を弱めあるいは該結合を解除することができる。そのため、リング解除機構の装置構成を小型で簡単なものとすることが可能である。

特に、上部リングＲupの下面外周部をテーパー部位Ｔとしておくことによって、下部リングＲdwとの隙間に爪部材４１０を進入させることが容易となり、上記原理による上部リングＲupと下部リングＲdwとの磁気的な結合をより確実に解除することができる。また爪部材４１０先端のテーパー角θ2と上部リングＲupの下面外周部のテーパー角θ1とを等しくしておけば、両者の当接時の接触面積が大きくなり、爪部材４１０に対する水平方向への推進力をより効率よく上部リングＲupを押し上げる力に変換することができる。また、爪部材４１０先端の損傷を防止して、装置寿命を延ばすことができる。

また、爪部材４１０の下面を水平面とし、該平面をリング体ＲＦを構成するシートフィルムＦの上面よりも上方位置で水平移動させることで、爪部材４１０との接触に起因するシートフィルムＦの損傷を防止することが可能である。

また、下部リングＲdwとステージ３４１との間の結合についても、同様の原理によってこれを解除することが可能であり、そのための装置構成もほぼ同一のものを用いることが可能である。

以上説明したように、この実施形態においては、シートフィルムＦが本発明の「基材」に相当しており、上部リングＲupおよび下部リングＲdwがそれぞれ本発明の「上側部材」および「下側部材」に相当している。そして、これらが一体化されてなるリング体ＲＦが、本発明の「シート挟持体」に相当している。

また、上記実施形態におけるリング解除機構４１等が本発明の「結合解除装置」および「結合解除手段」として機能している。また、塗布ユニット３４が本発明の「塗布装置」として機能している。また、上記実施形態では、センターロボット７０が本発明の「離間手段」として機能している。

そして、上記実施形態では、ステージ３４１が本発明の「回転ステージ」として機能しており、該ステージ３４１および回転軸３４２等が一体として本発明の「保持手段」として機能している。また、爪部材４１０，４２０が本発明の「爪部材」として機能している。また、進退駆動機構４１５およびプッシュロッド４１６等が本発明の「移動手段」として機能している。また、爪部材４３０，４４０が本発明の「第２爪部材」として機能し、進退駆動機構４３５が本発明の「第２移動手段」として機能している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では上下リングＲup，Ｒdwの下面外周部にテーパー部位Ｔを設けているが、このようなテーパーを設けなくても、本発明の原理に基づくリングの押し上げは可能である。すなわち、爪部材４１０等の先端部位４１０ａの上面がリング体ＲＦに向けて下り勾配を設け、これをリングＲupの下面外周部に当接させることで、爪部材４１０の水平方向への推進力をリングＲupを押し上げる上向きの力に変換することが可能である。ただし、上下リングの隙間により確実かつ容易に爪部材４１０を進入させることができるという点で、本実施形態のようにリング側にもテーパーを設けておくことが有効である。

また上記実施形態では、２つのリング解除機構４１，４２を中心軸ＡＸに対し点対称な位置に設けているが、リング解除機構の設置数については２つに限定されない。例えば１つのみ設けた場合でも、上下リングを完全に分離することはできなくても両者間の磁気的結合を弱める作用はあり、他の機構による結合解除をアシストすることは十分に可能である。また、リング解除機構を３つ以上設けてもよく、この場合、中心軸に対して等角度間隔にこれらを配置することで、負荷を分散させて効率よく結合解除を行うことができる。

また、上記実施形態では上下リングの結合を解除するリング解除機構４１，４２とは別に、下部リングＲdwとステージ３４１との結合を解除するためのリング解除機構４３，４４を設けている。しかしながら、処理の進行に応じてリング解除機構（少なくともその爪部材）を上下動させる機構を追加することで、１対の解除機構でこれらの機能を兼備させるようにしてもよい。

また、上記実施形態ではステージ３４１の周囲に設けた飛散防止カップ３４５にリング解除機構４１等を装着しているが、飛散防止カップを設けない装置にも本発明を適用することが可能であり、この場合、リング解除機構４１等を保持するための部材を別途設ければよい。

また、上記実施形態では、リング解除機構の構成を簡素なものとするため、爪部材４１０等が飛散防止カップ３４５内でのみ進退移動するようにしている。これにより、塗布工程では爪部材への処理液の付着が生じ得る。これを防止する目的で、例えば飛散防止カップ内にシャッター機構を付加したり、あるいは爪部材がカップ外へ退避するような構成としてもよい。

また、上記実施形態は、本発明の結合解除装置を塗布ユニットに適用したものであるが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、磁力によって結合されたシート挟持体の上側部材と下側部材とを分離させるケース全般に適用可能である。また本明細書では上部リングＲupおよび下部リングＲdwによりシートフィルムＦが挟まれたリング体ＲＦの取り扱いについて主に説明してきた。しかしながら、処理の進行によっては上下リングがシートフィルムを介さず直接結合された状態となる場合があり得るが、このような状態の結合を解除する場合にも、本発明を適用することが可能である。

この発明は、例えばシートフィルム上に形成した薄膜を半導体基板などの基板に転写する技術など、シートフィルムを用いた処理プロセス全般に適用することができる。

３４ 塗布ユニット（塗布装置）
４１，４２，４３，４４ リング解除機構（結合解除装置、結合解除手段）
７０ センターロボット（離間手段）
３４１ ステージ（回転ステージ、保持手段）
４１０，４２０ 爪部材
４１５ 進退駆動機構（移動手段）
４１６ プッシュロッド（移動手段）
４３０，４４０ 第２爪部材
４３５ 進退駆動機構（第２移動手段）
Ｆ シートフィルム（基材）
Ｒup 上部リング（上側部材）
Ｒdw 下部リング（下側部材）
ＲＦ リング体（シート挟持体）

Claims (6)

1. シート状の基材を下方から支持する下側部材と、磁力により前記下側部材の上部に結合可能に構成されて前記下側部材とともに前記基材を挟持する上側部材とを有するシート挟持体の結合を解除して、前記上側部材と前記下側部材とを離間させる結合解除装置において、
   前記基材が水平姿勢となるように前記シート挟持体を保持する保持手段と、
   前記保持部に保持された前記シート挟持体の側方に配置されて、上面が前記シート挟持体に向かって下り勾配となったテーパー形状の爪部材と、
   前記爪部材を前記シート挟持体に対して水平方向に進退移動させる移動手段と
   を備え、
   前記移動手段は、前記シート挟持体に前記爪部材を接近させて前記爪部材の先端を前記上側部材の下面外周端部に当接させた後、さらに前記爪部材を前記シート挟持体側に進行させて前記上側部材を上方に変位させる
   ことを特徴とする結合解除装置。
2. 前記爪部材が前記シート挟持体の周囲に等角度間隔で複数設けられた請求項１に記載の結合解除装置。
3. 前記保持手段が前記下側部材と磁力により結合可能に構成されるとともに、
   前記保持手段に保持された前記下側部材の側方に配置されて、上面が前記下側部材に向かって下り勾配となったテーパー形状の第２爪部材と、
   前記下側部材に前記第２爪部材を接近させて前記第２爪部材の先端を前記下側部材の下面外周端部に当接させた後、さらに前記第２爪部材を前記下側部材側に進行させて前記下側部材を上方に変位させる第２移動手段と
   をさらに備える請求項１または２に記載の結合解除装置。
4. 前記爪部材の進行によって上方へ変位した前記上側部材を保持して前記下側部材から離間させる離間手段を備える請求項１ないし３のいずれかに記載の結合解除装置。
5. 請求項４に記載の結合解除装置と同一構成を有する結合解除手段と、
   前記基材および前記下側部材とともに前記保持手段を鉛直軸周りに回転させる回転手段と、
   前記基材の上面に塗布液を供給する塗布液供給手段と
   を備えることを特徴とする塗布装置。
6. 前記保持手段は、上面が平面となって前記回転手段により回転される回転ステージを有し、該回転ステージの外周部にリング状に形成された前記下側部材を係合可能に構成され、前記回転ステージの上面は、前記下側部材が係合された状態で前記下側部材の上面と同一平面となる請求項５に記載の塗布装置。

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