JP2016039185A - 基板ホルダおよび基板着脱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で基板の起立姿勢を安定に保持し、かつ基板の平面度を維持することができる基板ホルダおよび基板着脱方法を提供する。
【解決手段】基板ホルダ１００は、縦型基板搬送装置に用いられ、基板Ｗを起立姿勢で保持することが可能な基板ホルダであって、本体部１０と、保持ユニット２０とを具備する。本体部１０は、基板Ｗに対向する支持面１１を有する。保持ユニット２０は、基板Ｗに接触可能な粘着面２１０を有する複数の粘着パッド２１１を含む。保持ユニット２０は、粘着面２１０が支持面１１から突出する保持位置と、粘着面２１０が本体部１０の内部へ後退する解除位置との間で、複数の粘着パッド２１１を支持面１１に平行な軸（軸部２２１）まわりに傾動させることが可能に構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、縦型基板搬送装置に用いられ、基板を起立姿勢で保持することが可能な基板ホルダおよび基板着脱方法に関する。

近年、キャリア循環型のインラインスパッタ装置が広く用いられている。この種のインラインスパッタ装置は、基板を横臥させた姿勢で搬送する横型（水平）搬送方式と、基板を起立させた姿勢で搬送する縦型（垂直）搬送方式とが知られている。縦型搬送方式は、横型搬送方式と比較して、基板の大型化に伴う装置の設置面積の増加を最小限に抑えることができるという利点がある。

縦型搬送装置には、基板を略垂直の姿勢で搬送するキャリアが用いられる。キャリアには、基板の姿勢を安定に保持することが可能な基板保持構造が必要とされる。例えば特許文献１には、キャリアフレームの開口部の周縁に設けられた複数のクランプでガラス基板をキャリアに保持する構造が記載されている。

一方、近年における基板の大型化あるいは薄化により、基板に生じる反りや撓みが原因で、基板の平面度を安定に維持することができない場合がある。これを防止するため、例えば特許文献２に記載のように、キャリアに搭載された基板の裏面（非成膜面）を静電吸着により吸着することで、基板の反りを防止することが知られている。

特開２００６−１１４６７５号公報 特開２００７−９６０５６号公報

基板を略垂直な姿勢で搬送する場合、搬送時における基板の脱落や成膜時における基板の撓みなどを防止するため、搬送中および成膜中において基板の吸着動作を継続させる必要がある。このため、キャリアに静電吸着部を設ける構成では、各キャリアに静電吸着のための電力源を搭載するか、搬送ラインを走行する各キャリアに静電吸着のための電力供給ラインを設置しなければならず、これが原因で構成の複雑化および電力コストの増加を招くという問題がある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、簡素な構成で基板の起立姿勢を安定に保持し、かつ基板の平面度を維持することができる基板ホルダおよび基板着脱方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る基板ホルダは、縦型基板搬送装置に用いられ、基板を起立姿勢で保持することが可能な基板ホルダであって、本体部と、保持ユニットとを具備する。
上記本体部は、上記基板に対向する第１の主面を有する。
上記保持ユニットは、上記基板に接触可能な粘着面を有する複数の粘着パッドを含む。上記保持ユニットは、上記粘着面が上記第１の主面から突出する第１の位置と、上記粘着面が上記本体部の内部へ後退する第２の位置との間で、上記複数の粘着パッドを上記第１の主面に平行な軸まわりに傾動させることが可能に構成される。

上記基板ホルダにおいて、保持ユニットは、粘着パッドを第１の位置に移動させることで、本体部の第１の主面に対向する基板の一方の面に接触し、その粘着面で基板を保持する。これにより基板の反りや撓みを発生させることなく基板の起立姿勢を保持することが可能となる。
一方、保持ユニットは、粘着パッドを第２の位置に移動させることで、上記粘着面と基板との接触を解除する。これにより基板ホルダから基板を離脱させることが可能となる。
このように上記基板ホルダによれば、粘着パッドを用いて基板を保持するように構成されているため、簡素な構成で基板の起立姿勢を安定に保持することができる。

また、上記基板ホルダにおいては、粘着パッドによる基板の保持力を解除する際、粘着パッドを第１の主面に対して平行な軸まわりに傾動させるように構成されている。このため、基板に対して垂直あるいは平行な方向に粘着面を剥離するときと比較して、小さな力で粘着面を基板から剥離することができる。

本体部に対する基板の着脱は、典型的には、本体部が略水平方向に横臥した状態で行われるが、これに限られず、例えば本体部が斜めに傾斜した状態で行われてもよい。本体部が横臥した状態で基板の着脱を行うことで、基板に高い平面度をもたせることが可能となる。

このとき、粘着パッドは、第１の位置において粘着面が第１の主面から突出するため、基板は、第１の主面から離間した状態で粘着面により保持される。一方、粘着パッドは、第２の位置において粘着面が本体部の内部へ後退するため、保持力を解除した際、基板は第１の主面に支持される。

上記粘着パッドは、典型的には、第１の主面の複数個所に設置される。粘着パッドの設置数、設置場所などは特に限定されず、基板の大きさや保持位置などに応じて適宜設定可能である。

上記本体部は、上記第１の主面とは反対側の第２の主面をさらに有してもよく、上記保持ユニットは、固定部と、可動部と、付勢部とをさらに有してもよい。
上記固定部は、上記第２の主面に配置される。上記可動部は、上記複数の粘着パッドを支持し、上記固定部に対して上記軸まわりに傾動可能に構成される。上記付勢部は、上記固定部と上記可動部との間に配置され、上記可動部を上記第１の位置に向けて付勢する。
これにより粘着パッドは、付勢部材によって常時第１の位置へ付勢されるため、外部から電力源や駆動力を得ることなく基板の保持状態を維持することができる。
上記可動部は、複数の粘着パッド各々を支持する複数の可動部材で構成されてもよいし、所定の複数の粘着パッドを共通に支持するように構成されてもよい。上記付勢部についても同様に、複数の粘着パッド各々を付勢する複数の付勢部材で構成されてもよいし、所定の複数の粘着パッドを共通に付勢するように構成されてもよい。

上記可動部は、上記縦型基板搬送装置の操作部の入力を受けることで、上記粘着パッドを上記第１の位置から上記第２の位置へ傾動させる被操作片を有してもよい。
上記操作部は、例えば、縦型基板搬送装置の外部に設けられた基板着脱位置（典型的には、仕込室や取出室の近傍に設けられた基板の着脱ポジション）に設けられる。操作部としては、例えば、伸縮可能なロッド部を含む機構や適宜のロボットが含まれる。

本体部の構成は特に限定されず、例えば、複数の粘着パッドをそれぞれ収容する複数の空間部が形成された板状部材、あるいは、当該複数の空間部が形成された軸状部材を含む格子体などで構成される。これにより、本体部の構成の簡素化、軽量化を図ることができる。

本発明の一形態に係る基板着脱方法は、主面を有する本体部と、上記主面に対向する第１の基板に接触する粘着面を有する複数の粘着パッドとを備えた基板ホルダを、縦姿勢から横姿勢に変換することを含む。
上記粘着面が上記主面から突出する第１の位置から、上記粘着面が上記本体部の内部へ後退する第２の位置へ、上記複数の粘着パッドを上記主面に平行な軸まわりに傾動させることで、上記基板ホルダによる上記第１の基板の保持力が解除される。
上記主面に上記第１の基板から第２の基板が載せ替えられる。
上記複数の粘着パッドを上記第２の位置から上記第１の位置へ傾動させることで、上記第２の基板が粘着保持される。

上記基板着脱方法は、粘着パッドによる基板の保持力を解除する際、粘着パッドを主面に対して平行な軸まわりに傾動させる。このため、基板に対して垂直あるいは平行な方向に粘着面を剥離するときと比較して、小さな力で粘着面を基板から剥離することができる。また、基板ホルダを横姿勢の状態で基板の載せ替えが行われるので、基板（第２の基板）を平坦な姿勢で粘着保持することができる。

上記基板着脱方法は、さらに、上記第２の基板を粘着保持した後、上記基板ホルダを上記横姿勢から上記縦姿勢に変換してもよい。
これにより、基板を起立させた状態で搬送することができる。

上記複数の粘着パッドを上記第２の位置から上記第１の位置へ傾動させる工程は、上記複数の粘着パッドのうち、上記主面の中央側に位置する粘着パッドを上記第１の位置に傾動させた後、上記中央側に位置する粘着パッドの周囲に位置する粘着パッドを上記第１の位置に傾動させてもよい。
これにより、主面に載置された基板に撓みが生じている場合などにおいて、当該基板の撓みを除去し、平面度の高い状態で基板の粘着保持を実現することが可能となる。

本発明によれば、簡素な構成で、基板の起立姿勢を安定に保持し、かつ基板の平面度を維持することができる。

本発明の第１の実施形態に係る基板ホルダを概略的に示す正面図である。 図１における［Ａ］−［Ａ］線方向断面図である。 上記基板ホルダにおける粘着パッドの一変形例を示す斜視図である。 上記基板ホルダにおける粘着パッドの他の変形例を示す斜視図である。 上記基板ホルダにおける粘着パッドのさらに他の変形例を示す斜視図である。 上記基板ホルダを用いた基板脱着方法の一例を説明する工程フローである。 上記基板ホルダを用いた基板脱着方法の他の例を説明する工程フローである。 上記基板ホルダを用いた基板脱着方法のさらに他の例を説明する工程フローである。 上記基板ホルダの姿勢変換機構を説明する概略正面図である。 上記基板ホルダの姿勢変換機構を説明する概略側面図である。 比較例に係る基板保持方法を説明する要部の概略側面図である。 比較例に係る基板保持の解除方法を説明する要部の概略側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板ホルダを概略的に示す斜視図である。 上記基板ホルダによる基板保持形態を示す要部拡大図である。 上記基板ホルダによる基板保持形態を示す他の要部拡大図である。 上記粘着パッドを有する保持部材の構成の変形例を示す斜視図である。 上記粘着パッドを有する保持ユニットの構成の変形例を示す要部断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板ホルダ１００を概略的に示す正面図である。
なお図においてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向は、相互に直交する３軸方向を示しており、本実施形態ではそれぞれ、基板ホルダ１００の厚み方向、幅方向および高さ方向に相当する（以下の図においても同様とする）。

基板ホルダ１００は、図示しない縦型基板搬送装置に用いられ、基板Ｗを略垂直な姿勢（起立姿勢）に保持した状態で搬送するためのキャリアとして構成される。
縦型基板搬送装置は、基板Ｗを垂直な姿勢で搬送するものに限られず、基板Ｗを５°程度傾斜させて搬送する場合も含む。すなわち上記起立姿勢には、文字どおり垂直な姿勢だけに限られず、ほぼ垂直な姿勢も含まれる。
上記縦型基板搬送装置は、例えば、インライン式スパッタ装置で構成される。基板Ｗは、典型的には矩形のガラス基板であり、その大きさは特に限定されず、例えば、Ｇ４ないしＧ６サイズのものが用いられる。

基板ホルダ１００は、本体部１０と、保持ユニット２０（図２参照）とを有する。

（本体部）
本体部１０は、縦方向に長辺を有する矩形の板状部材で構成され、典型的には、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属材料で構成される。本体部１０は、基板Ｗの裏面（非成膜面）に対向する支持面１１（第１の主面）を有する。支持面１１は、ＹＺ平面に平行な平面で構成され、基板Ｗよりも大きな面積を有する。

本体部１０の面内には、本体部１０をその厚み方向（Ｘ軸方向）に貫通する複数の開口部１２が形成されている。開口部１２の数、形状、大きさなどは特に限定されず、本実施形態では、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に沿って等間隔に円形の開口部１２がそれぞれ形成される。開口部１２の形状は円形に限られず、矩形等の適宜の形状であってもよい。

本体部１０に複数の開口部１２が設けられることで、本体部１０の軽量化、放熱性の向上などを図ることができる。これらの開口部１２の少なくとも一部は、図示しないリフターピンが通過する挿通孔として構成されてもよい。当該リフターピンは、本体部１０が水平方向に横臥した姿勢（支持面１１が略水平な状態）において実施される基板Ｗの着脱の際、基板Ｗを支持面１１に対してＸ軸方向に昇降させるように駆動される。

（保持ユニット）
図２は、図１における［Ａ］−［Ａ］線断面図である。
保持ユニット２０は、支持面１１上に載置された基板Ｗを粘着力によって保持可能な複数の保持部材２１を含む。複数の保持部材２１は、先端部に、基板Ｗの裏面に接触可能な粘着面２１０をそれぞれ有し、粘着面２１０を基板Ｗの裏面側に向けて、支持面１１の複数個所にそれぞれ配置されている。

複数の保持部材２１は、支持面１１の上記複数個所にそれぞれ形成された空間部１３に１つずつ収容されている。空間部１３は、本体部１０をその厚み方向（Ｘ軸方向）に貫通する貫通孔で構成されており、保持部材２１は、空間部１３の内周面に適度な間隔をおいて収容されている。空間部１３の開口形状は特に限定されず、本実施形態では略矩形に形成されている（図１参照）。

空間部１３の形成位置は特に限定されず、基板Ｗと対向し得る支持面１１上の適宜の複数の位置に配置される。本実施形態では、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に沿って等間隔に空間部１３がそれぞれ形成されており、図１の例では、各々の開口部１２をＹ軸およびＺ軸に各々交差する斜め方向から挟み込む位置に各空間部１３が設けられる。これに限られず、空間部１３は、Ｙ軸方向あるいはＺ軸方向に相互に隣接する２つの開口部１２の間にそれぞれ形成されてもよいし、支持面１１の周縁に沿って形成されてもよい。空間部１３の数も特に限定されず、基板Ｗのサイズ等に応じて適宜設定される。

保持部材２１は、略円筒形状を有し、その頂面に粘着パッド２１１を有する。粘着面２１０は、粘着パッド２１１の表面で形成される。粘着面２１０は、大気中は勿論、真空中においても粘着力を維持できる粘着材料で構成される。

保持部材２１の高さ寸法は、本体部１０の厚み寸法よりもやや大きく設定されている。このため、保持部材２１の底面が本体部１０の裏面１４（第２の主面）と同一の平面内に位置したとき、保持部材２１の表面（粘着面２１０）が本体部１０の支持面１１から所定高さＳだけ突出する。

粘着パッド２１１は、単一の円盤形状に形成されてもよいが、例えば図３〜図５に示すように、粘着面に多くのエッジ領域が現れるような形態で粘着パッドが形成されてもよい。粘着面のエッジ領域が多いほど、単一の円盤形状と比較して、高い粘着力を発生させることができる。

図３は、環状の粘着パッド２１１Ａを有する保持部材２１Ａを示している。この粘着パッド２１１Ａによれば、外周側および内周側にそれぞれエッジ領域を設けることができる。
なお粘着パッド２１１Ａの内周領域に空気が溜まるのを防止するため、保持部材２１Ａの中心部に、図示しない空気抜き用の通孔が設けられてもよいし、粘着パッド２１１Ａの少なくとも一部に径方向に連続する切欠きが設けられてもよい。

図４は、複数の円盤形状の粘着パッド２１１Ｂを有する保持部材２１Ｂを示している。同様に図５は、複数の長円形状の粘着パッド２１１Ｃを有する保持部材２１Ｃを示している。いずれの構成例においても、各々の粘着パッド２１１Ｂ，２１１Ｃによって複数のエッジ領域を設けることができる。粘着パッド２１１Ｂ，２１１Ｃは図示のように等角度間隔で配置される例に限られず、ランダムに配置されてもよい。

図２に示すように、各粘着パッド２１１は、粘着面２１０が支持面１１から突出する保持位置（第１の位置）と、粘着面２１０が本体部１０（空間部１３）の内部へ後退する解除位置（第２の位置）とを選択的に切り替え可能に構成される。保持ユニット２０は、粘着パッド２１１を保持位置と解除位置との間を傾動可能に支持するための固定部２２と可動部２３とを有する。

固定部２２は、本体部１０の裏面１４に配置される。固定部２２は、典型的には、複数の保持部材２１各々に対応して複数設けられ、本実施形態では裏面１４上の各空間部１３の直上位置にそれぞれ配置される。
なお固定部２２は、全ての保持部材２１に共通の単独部品、あるいは、所定の複数の保持部材２１に共通の部品群で構成されてもよい。

固定部２２は、Ｙ軸方向に平行な軸部２２１を有する。本実施形態において軸部２２１は、本体部１０の裏面１４側であって各空間部１３の上縁に沿って配置されている。
これに限られず、軸部２２１は、Ｚ軸方向に平行に配置されてもよいし、Ｙ軸およびＺ軸に交差する任意の方向に配置されてもよい。すなわち軸部２２１は、本体部１０の支持面１１（あるいは裏面１４）に平行であれば、いずれの方向であってもよい。

可動部２３は、保持部材２１の底面（粘着面２１０とは反対側の面）を支持し、固定部２２に対して軸部２２１のまわりに傾動可能に構成される。
本実施形態において可動部２３は、相互に略直交する第１および第２の板部２３１，２３２が一体化されたＬ字状の部材で構成される。第１の板部２３１は、保持部材２１の底面を支持し、第２の板部２３２は、軸部２２１に傾動可能に支持される。

第１の板部２３１は、本体部１０の裏面１４側から空間部１３を閉塞することができる大きさの矩形の平板形状を有する。第１の板部２３１の周縁には、裏面１４に当接可能な当接面２３１ａが設けられ、当接面２３１ａと裏面１４との当接により、図２に実線で示す粘着パッド２１１の保持位置を規定する。

保持位置において、各粘着面２１０は、支持面１１と平行に配置される。これにより、Ｘ軸方向（粘着面２１０に垂直な方向）だけでなく、Ｙ軸およびＺ軸方向（粘着面２１０に平行な方向）に対して強固な保持力（粘着力）を確保することができる。

また、各粘着面２１０が支持面１１から基板Ｗ側に突出するように保持位置が設定されることにより、粘着面２１０による保持力を安定に得ることができる。さらに、保持位置において各粘着面２１０がそれぞれ同一平面内に配置されることにより、支持面１１上に平面的な保持面が形成され、これにより基板Ｗに反りや撓みを生じさせることなく基板Ｗの起立姿勢を安定に保持することが可能となる。

一方、第２の板部２３２は、第１の板部２３１に対して直交する矩形の平板形状を有する。第２の板部２３２は、図２に示す保持位置から二点鎖線で示す解除位置へ保持部材２１を反時計方向に回転させるときに、操作部ＤＰにより＋Ｚ方向（図２において紙面上方側）へ押圧操作される「被操作片」として機能する。

操作部ＤＰの押圧操作による第２の板部２３２の移動量は、第１の板部２３１の当接面２３１ａが本体部１０の裏面１４に当接する位置から、保持部材２１の上端周縁の一部が空間部１３の内周面に当接する位置までの回転角度範囲に制限される。これにより、図２に二転鎖線で示す粘着パッド２１１の解除位置が規定される。
なお、操作部ＤＰによる第２の板部２３２の＋Ｚ方向への押し込み量に制限が加えられてもよい。この場合、典型的には、操作部ＤＰの押し込み量が制限された位置で、粘着パッド２１１の解除位置が規定される。このとき保持部材２１は、空間部１３の内周面に当接していなくてもよい。

解除位置において、粘着面２１０は、支持面１１よりも空間部１３側に後退していることが好ましい。これにより、各粘着面２１０を基板Ｗから完全に離脱させることができるため、支持面１１からの基板Ｗの取り出し作業を安定に行うことが可能となる。

操作部ＤＰは、例えば、縦型基板搬送装置の外部に設けられた基板着脱位置（典型的には、仕込室や取出室の近傍に設けられた基板の着脱ポジション）に設けられる。操作部ＤＰは、典型的には、各保持部材２１に対応して複数設けられる。操作部ＤＰは、例えば、Ｚ軸方向に伸縮可能なロッド部を含む機構で構成されてもよいし、Ｚ軸方向に移動可能な適宜のロボットで構成されてもよい。

保持ユニット２０は、付勢部２４をさらに有する。付勢部２４は、固定部２２と可動部２３との間に配置され、可動部２３を保持位置（第１の位置）に向けて付勢する。本実施形態において付勢部２４は、固定部２２と可動部２３の第２の板部２３２との間に配置された板バネ、トーションバネなどで構成される。
なお付勢部２４は、固定部２２あるいは軸部２２１と一体的に構成されてもよい。

可動部２３は、付勢部２４によって、図２において時計方向に常時付勢される。これにより、操作部ＤＰによる押圧操作が解除されたとき、粘着パッド２１１を自動的に保持位置へ復帰させることが可能となる。

以上のようにして、保持ユニット２０は、保持位置と解除位置との間で複数の粘着パッド２１１を軸部２２１のまわりに傾動させることが可能に構成される。粘着パッド２１１の傾動操作は、全ての粘着パッド２１１について同時に行われてもよいし、個別に行われてもよい。また、支持面１１を複数の領域に分割し、各分割領域に属する複数の粘着パッド毎にその傾動操作が個別に行われてもよい。
なお、可動部２３および付勢部２４は、全ての粘着パッド２１１に共通の単独部品、あるいは、所定の複数の粘着パッド２１１に共通の部品群で構成されてもよい。

（フレーム部）
図１を参照して、基板ホルダ１００は、矩形のフレーム部３０をさらに有する。フレーム部３０は、本体部１０の周囲に配置された矩形の枠部材で構成される。フレーム部３０は、本体部１０の周縁の少なくとも一部を支持する内周部３１を有する。本実施形態では、本体部１０の一対の長辺部が内周部３１によって支持されるが、これに限られず、本体部１０の一対の短辺部あるいは全ての辺部が内周部３１によって支持されてもよい。

フレーム部３０は、上辺部３２および下辺部３３を有し、これら上辺部３２および下辺部３３の少なくとも一方が、縦型基板搬送装置における搬送機構に支持されるように構成される。上記搬送機構は特に限定されず、例えば、搬送レール、搬送コンベアなどを含む。

［基板ホルダの動作］
次に、以上のように構成される基板ホルダ１００の典型的な動作について説明する。

基板ホルダ１００は、上述のようにインライン式成膜装置などにおける縦型基板搬送装置に用いられ、基板Ｗを起立姿勢で保持した状態で、成膜室を含む各処理室に順次搬送される。典型的には、基板ホルダ１００は、装置内部を一方向に循環するように構成される。基板ホルダ１００に対する基板Ｗの着脱は、仕込・取出室の外部の大気中に設けられた基板着脱ポションにおいて行われる。

保持ユニット２０は、各粘着パッド２１１を保持位置（第１の位置）に移動させることで、各粘着面２１０を、支持面１１に対向する基板Ｗの裏面に接触させ、それらの粘着面２１０で基板Ｗを保持する。これにより基板Ｗの反りや撓みを発生させることなく基板Ｗの起立姿勢を保持することが可能となる。
一方、保持ユニット２０は、各粘着パッド２１１を解除位置（第２の位置）に移動させることで、粘着面２１０と基板Ｗとの接触を解除する。これにより基板ホルダ１００から基板Ｗを離脱させることが可能となる。
このように本実施形態の基板ホルダ１００によれば、複数の粘着パッド２１１を用いて基板Ｗを保持するように構成されているため、簡素な構成で基板の起立姿勢を安定に保持することができる。

また、本実施形態の基板ホルダ１００においては、粘着パッド２１１による基板Ｗの保持力を解除する際、粘着面２１０を支持面１１に対して平行な軸まわりに傾動させる（基板Ｗに対して粘着面２１０を傾ける）ように構成されている。このため、基板Ｗに対して垂直あるいは平行な方向に粘着面を剥離するときと比較して、小さな力で粘着面を基板から剥離することができる。したがって、保持力の解除時において基板Ｗに損傷を与えることはなく、保持力解除に必要な時間も短縮することが可能となる。

本体部１０に対する基板Ｗの着脱は、典型的には、本体部１０が略水平方向に横臥した状態で行われるが、これに限られず、例えば本体部１０が斜めに傾斜した状態で行われてもよい。本体部１０が横臥した状態で基板の着脱を行うことで、基板Ｗに高い平面度をもたせることが可能となる。

このとき、各保持部材２１は、保持位置において粘着面２１０が支持面１１から突出するため、基板Ｗは、支持面１１から離間した状態で粘着面２１０により保持される。一方、解除位置において各粘着面２１０が本体部１０の内部へ後退するため、保持力を解除された基板Ｗは、支持面１１に支持される。

また本実施形態において、粘着面２１０を支持する可動部２３、固定部２２等は本体部１０の裏面（第２の主面）側に配置されており、支持面１１側に基板保持に必要な各種機構部を配置することなく基板Ｗを保持するように構成されている。
これにより、支持面１１の平面度を高めることができるとともに、本体部１０をコンパクトに構成することができる。さらに、基板Ｗの全面成膜の要求にも容易に対応することが可能となる。

さらに本実施形態において、保持ユニット２０は、各粘着パッド２１１を保持位置へ付勢する付勢部２４を有するため、外部から電力源や駆動力を得ることなく基板の保持状態を維持することができる。

続いて、基板ホルダ１００に対する基板Ｗの着脱工程例を説明する。ここでは、縦型基板搬送装置の仕込・取出室から処理済（成膜済）の基板が基板ホルダ１００とともに大気中の基板着脱ポジションに搬送された後、未処理の新たな基板が基板ホルダ１００とともに仕込・取出室へ装填されるまでの一連の動作を例に挙げて説明する。

（工程例１）
図６は、基板ホルダ１００を用いた基板着脱方法の一例を示す工程フローである。

大気に開放された仕込・取出室から大気中にある基板着脱ポジションに搬送された基板ホルダ１００は、まず、その高さ方向（Ｚ軸方向）が鉛直方向に向けられた縦姿勢から、その厚さ方向（Ｘ軸方向）が鉛直方向に向けられた横姿勢に変換される（ステップ１０１）。

この工程では、支持面１１が上面となるように基板ホルダ１００が横臥された後、所定の位置にアライメントされて保持される。基板ホルダ１００の姿勢変換は、典型的には、当該基板着脱ポジションに設置された適宜の姿勢変換機構を用いて行われる。

続いて、基板ホルダ１００の各粘着パッド２１１が保持位置から解除位置へ切り替えられる（ステップ１０２）。

この工程では、保持ユニット２０の各可動部２３に設けられた被操作片（第２の板部２３２）が付勢部２４の付勢力に抗して操作部ＤＰによってＺ軸方向に押圧操作されることで、各粘着パッド２１１が解除位置へ傾動操作される（図２の二点鎖線）。これにより粘着パッド２１１による基板Ｗの保持力が解除され、基板Ｗは、本体部１０の支持面１１上に支持される。

ここで本実施形態の保持ユニット２０は、各粘着パッド２１１を支持面１１（基板Ｗの裏面）に対して平行な軸周りに傾動させることによって、これらの粘着面２１０を基板Ｗの裏面から剥離する。このため、基板に垂直な方向あるいは平行な方向に粘着面を移動させる場合と比較して、基板Ｗから粘着面２１０を容易に剥離することができる。したがって本実施形態によれば、粘着面２１０による基板Ｗの保持力（粘着力）を容易に消失させることができるとともに、基板Ｗに過剰なストレスを与えることなく保持力を解除することができる。

次に、水平方向に横臥した本体部１０の下方から、図示しない複数のリフターピンが上昇駆動されて、支持面１１から基板Ｗが上方へ所定距離だけリフトされる（ステップ１０３）。

上記複数のリフターピンは、本体部１０の開口部１２を介して支持面１１上の基板Ｗに接触し、各々が同期して上昇駆動される。これにより、基板Ｗを略水平姿勢でリフトすることができる。

続いて、基板ホルダ１００に対する基板Ｗの入れ替え工程が実施される（ステップ１０４）。

この工程では、上記リフターピンで支持された処理済の基板Ｗが取り出され、その後、未処理の基板Ｗが上記リフターピンの先端に載置される。この作業は、典型的には、基板着脱ポジションに並設された適宜の基板搬送ロボットを用いて行われる。

次に、各々のリフターピンが下降駆動されて、当該リフターピンの先端に支持された未処理の基板Ｗが支持面１１上に載置される（ステップ１０５）。この工程では、各リフターピンが同期して下降駆動されることで、基板Ｗが水平姿勢の状態で支持面１１上に平坦に載置される。

続いて、基板ホルダ１００の各粘着パッド２１１が解除位置から保持位置へ切り替えられる（ステップ１０６）。

この工程では、保持ユニット２０の各可動部２３に対する操作部ＤＰによる押圧操作が解除される。可動部２３に対する押圧操作の解除に伴い、各粘着パッド２１１は、付勢部２４の付勢力を受けて保持位置へ復帰し、これにより各粘着面２１０が支持面１１上の基板Ｗの裏面に密着する（図２参照）。

ここで本実施形態の保持ユニット２０は、粘着面２１０が保持位置において支持面１１と平行に配置されるため、Ｘ軸方向（粘着面２１０に垂直な方向）だけでなく、Ｙ軸およびＺ軸方向（粘着面２１０に平行な方向）に対して強固な保持力（粘着力）を得ることができる。

また、各粘着面２１０が保持位置において支持面１１から基板Ｗ側に突出するため、基板Ｗは支持面１１から所定の高さＳ（図２）だけ押し上げられた状態で粘着面２１０に支持される。これにより、基板Ｗに対する粘着面２１０による保持力が安定に得られることになる。

次に、基板ホルダ１００は、アライメント位置への保持が解除される。そして基板ホルダ１００は、その厚さ方向（Ｘ軸方向）が鉛直方向に向けられた横姿勢から、その高さ方向（Ｚ軸方向）が鉛直方向に向けられた縦姿勢に変換される（ステップ１０７）。
このとき基板Ｗは、個々の粘着パッド２１１の粘着力によって、基板ホルダ１００から脱落することなく、支持面１１に対向する起立した姿勢で安定に保持される。その後、基板ホルダ１００は、仕込・取出室へ向けて搬送される（ステップＳ１０８）。

（工程例２）
図７は、基板ホルダ１００を用いた基板着脱方法の他の例を示す工程フローである。
本工程は、基板ホルダ１００の姿勢変換（ステップ２０１）、粘着パッドの解除位置への移動（ステップ２０２）、リフターピンの上昇（ステップ２０３）、基板の入れ替え（ステップ２０４）、粘着パッドの保持位置への移動（ステップ２０５）、リフターピンの下降（ステップ２０６）、基板ホルダ１００の姿勢変換（ステップ２０７）および基板ホルダの搬送（ステップ２０８）の各ステップを有する。

各ステップは上記工程例１と同様であるのでその説明は省略するが、基板の入れ替え後、粘着パッド２１１を保持位置へ移動させた後、リフターピンを下降させる点で、工程例１と異なる。

本工程によれば、保持位置にセットされた粘着面２１０に基板Ｗが載置されるため、支持面１１に対する基板Ｗの位置精度の更なる向上を図ることができる。また、粘着面２１０に対する基板Ｗの押し付け力を付与することで、粘着面２１０による基板Ｗの保持力をさらに高めることができる。
上記押し付け力は、例えば、基板Ｗの裏面を真空吸着あるいは静電吸着する吸着具を用いて基板Ｗを粘着面に向けて押し付ける力を発生させてもよい。上記吸着具は、例えば、リフターピンの先端に設けられてもよい。

（工程例３）
図８は、基板ホルダ１００を用いた基板着脱方法のさらに他の例を示す工程フローである。
本工程は、基板ホルダ１００の姿勢変換（ステップ３０１）、粘着パッドの解除位置への移動（ステップ３０２）、リフターピンの上昇（ステップ３０３）、基板の入れ替え（ステップ３０４）、リフターピンの下降（ステップ３０５）、粘着パッドの保持位置への移動（ステップ３０６，３０７）、基板ホルダ１００の姿勢変換（ステップ３０８）および基板ホルダの搬送（ステップ３０９）の各ステップを有する。

各ステップは上記工程例１と同様であるのでその説明は省略する。本工程例では、粘着パッド２１１の保持位置への移動が、中央部に位置する粘着パッド２１１の保持位置への移動（ステップ３０６）と、内周側に位置する粘着パッド２１１の保持位置への移動（ステップ３０７）と、外周側に位置する粘着パッド２１１の保持位置への移動（ステップ３０８）との３工程に分かれている点で、工程例１と異なる。

すなわち本工程においては、例えば図１に示すように支持面１１上に６行５列（計３０個）で配列された複数の粘着パッド２１１のうち、中央部に位置する２つの粘着パッド２１１（中央部粘着パッド）が最初に保持位置にセットされる。その後、上記中央部粘着パッドの周囲に位置する１０個の粘着パッド２１１（内周側粘着パッド）が保持位置へセットされ、最後に、上記内周側粘着パッドの周囲に位置する１８個の粘着パッド２１１（外周側粘着パッド）が保持位置へセットされる。これにより、支持面１１に載置された段階で基板Ｗに撓みが生じている場合などにおいて、基板Ｗの撓みが除去され、平面度の高い状態で基板Ｗの粘着保持を実現することが可能となる。

この場合、解除位置から保持位置への各粘着パッド２１１の傾動方向が、それぞれ基板中央側から周縁側に向かうように各々の軸部２２１の向きが設定されるのが好ましい。これにより、基板Ｗに生じている撓みを効率よく除去することが可能となる。

（工程例４）
上記工程例１〜３では、基板ホルダ１００の縦姿勢から横姿勢への変換動作およびリフターピンの昇降動作を経て、基板Ｗの成膜面に接触することなく、基板Ｗの入れ替え作業が行われた。一方、基板Ｗの成膜面への接触が許容される場合は、例えば基板Ｗの成膜面をロボットハンドなどで吸着保持（真空チャック、静電チャック）しながら、縦姿勢に維持された基板ホルダ１００に対して基板Ｗの着脱を行うようにしてもよい。この場合、基板ホルダ１００の姿勢変換動作およびリフターピンの昇降動作を不要がとなるため、基板の入れ替え作業を迅速に行うことが可能となる。

図９および図１０は、基板ホルダ１００の姿勢を変換する姿勢変換ユニット３００の構成を示す概略図であり、図９は正面図、図１０は右側面図である。
姿勢変換ユニット３００は、仕込・取出室外部の基板着脱ポジションに設置され、例えば上述の各工程例において、基板ホルダ１００の縦姿勢と横姿勢とを相互間で変換する機能を有する。

姿勢変換ユニット３００は、基板ホルダ１００を保持可能な保持フレーム３１０と、保持フレーム３１０をＹ軸方向に平行な回転軸３２１のまわりに回転させることが可能な駆動部３２０とを有する。

保持フレーム３１０は、基板ホルダ１００よりも大きな面積を有する矩形の板部材で構成される。保持フレーム３１０の表面には、基板ホルダ１００のフレーム部３０をチャッキングする複数のホルダチャック３１１と、基板ホルダ１００の本体部１０を支持する複数のホルダサポート３１２とを有する。ホルダチャック３１１およびホルダサポート３１２は適宜の位置に配置されている。図示の例では、複数のホルダチャック３１１はフレーム部３０の上辺部３２および下辺部３３にそれぞれ設けられ、複数のホルダサポート３１２は本体部１０の両側辺に沿って設けられている。

駆動部３２０は、例えばシリンダ装置で構成され、回転軸３２１のまわりに保持フレーム３１０を回転させるアーム３２３を有する。回転軸３２１は、保持フレーム３１０の裏面に固定され、その両端は、台座３３０に立設された支柱３３１によって支持されている。アーム３２３は、その軸方向に進退可能に構成され、その先端部は、保持フレーム１００の裏面に設置された支軸３２２に回転可能に固定されている。

駆動部３２０は、アーム３２３を伸縮させることで、保持フレーム３１０を回転軸３２１のまわりに回転させ、アーム３２３の伸縮量で保持フレーム３１０の回転角度を調整する。本例において駆動部３２０は、保持フレーム３１０を図１０において実線で示す縦姿勢と二点鎖線で示す横姿勢との間で略９０度回転させることが可能に構成される。保持フレーム３１０は、横姿勢の際、回転軸３３１を支持する支柱３３１と、同じく台座３３０上に立設された支柱３３２とにより支持される。

台座３３０は、基板着脱ポジションに設置されており、台座３３０の上には、縦型基板搬送装置の仕込・取出室から搬出された基板ホルダ１００を基板着脱ポジションまで搬送する搬送機構３４０が据え付けられている。搬送機構３４０により基板ホルダ１００は、図９においてＹ軸方向に沿って台座３３０上に搬送される。

仕込・取出室から基板Ｗを支持した基板ホルダ１００が搬出される際、保持フレーム３１０は、台座３３０上に縦姿勢で待機している。基板ホルダ１００が搬送機構３４０により搬送され、保持フレーム３１０の正面で停止すると、図１０の実線で示すように、保持フレーム３１０のホルダチャック３１１が対向する基板ホルダ１００の裏面をチャッキングして位置決めする。チャッキング機構の種類は特に限定されず、静電チャック、バキュームチャック、メカニカルチャックなどが適用可能である。

ホルダチャック３１１にチャッキングされた基板ホルダ１００は、基板Ｗとともに、搬送機構３４０から保持フレーム３１０へ移載される。このとき基板ホルダ１００の裏面は、複数のホルダサポート３１２を介して保持フレーム３１０の表面に支持される。その後、駆動部３２０のアーム３２３が伸長することで、保持フレーム３１０および基板ホルダ１００が図１０に二点鎖線で示す横姿勢に変換される。この状態で、上述したように基板ホルダ１００から基板Ｗが取り出される。その後、新たな未処理の基板Ｗが基板ホルダ１００にセットされる。以後、上述の動作と逆の手順で基板ホルダ１００が搬送機構３４０に移載される。

（比較例）
図１１および図１２は、比較例に係る保持力解除工程を説明する要部断面図である。
この比較例では、図１１に示すように、支持面５１上には、基板Ｗの裏面を粘着保持する複数の粘着パッド５２が配置されており、これら複数の粘着パッド５２によって基板Ｗを水平に保持している。このような形態で保持された基板Ｗを支持面５１から離脱させるために、この比較例では、支持面５１を貫通する複数のリフターピン５３が用いられる。これらリフターピン５３が例えば図１２に示すように基板Ｗの一方の縁部から順に上昇することで、粘着パッド５２から基板Ｗが引き剥がされる。

このような方法で基板Ｗを支持面５１から離脱させると、基板Ｗには大きな曲げ応力が加わるため、基板の割れなどの損傷を招くおそれがある。また、基板Ｗに過大なストレスを与えないようにするため、リフターピン５３を順次かつ低速で上昇させる必要があり、これが原因で基板離脱工程に多大な時間が費やされることになる。

これに対して本実施形態においては、支持面１１に平行な軸まわりに各粘着パッド２１１を傾動させるようにしているため、基板Ｗに過度なストレス（曲げ応力）を与えることなく迅速に保持力を解除することができる。これにより、基板の損傷を防止しつつ、短時間での基板の取り出しが可能となる。

＜第２の実施形態＞
図１３〜図１５は、本発明の第２の実施形態を示している。
以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

図１３は、本実施形態の基板ホルダ２００を示す斜視図である。基板ホルダ２００は、本体部６０と、複数の粘着パッド２１１（粘着面２１０）を有する保持ユニットとを備える。

本体部６０は、その形態が格子構造であるという点で第１の実施形態と異なる。粘着パッド２１１は、本体部６０の適宜の位置に配置されており、本実施形態では、本体部６０の格子点に相当する任意の複数の位置に配置されている。粘着パッド２１１の粘着面２１０は、本体部６０の支持面６１から基板側に突出可能に設けられている。

本実施形態において、本体部６０は、格子構造を有するため、本体部６０のさらなる軽量化を図ることが可能となる。また、複数の粘着パッド２１１を本体部６０の格子点に相当する領域にそれぞれ配置することによって、個々の粘着パッド２１１の配置スペースを確保しやすくなり、本体部６０の格子幅などの設計自由度を向上させることが可能となる。

複数の粘着パッド２１１の配置レイアウトは特に限定されず、基板の大きさに応じて適宜設定可能である。本実施形態では、図１３に示すように、サイズの異なる複数種の基板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３をそれぞれ支持できるような粘着パッド２１１の配置レイアウトが採用されている。
なおこのような配置レイアウトは、第１の実施形態においても同様に適用可能である。

本実施形態の基板ホルダ２００は、粘着パッド２１１で保持された基板の周縁部を本体部６０に固定可能な複数の固定具８１，８２をさらに有する。

固定具８１，８２は、本体部６０に係止可能なフック形状を有し、基板Ｗ１〜Ｗ３の上縁および下縁をそれぞれ保持可能な爪部を有する。固定具８１，８２の係止位置は特に限定されず、基板の種類に応じて適宜の位置に配置される。

図１４および図１５は、固定具８１，８２で支持される基板領域を示す要部の拡大図である。図１４および図１５に示すように、固定具８１，８２は、基板Ｗ１〜Ｗ３の有効領域Ｗ０以外の領域に配置されることが好ましい。これにより、有効領域Ｗ０における成膜品質を損ねることなく基板Ｗの安定保持が可能となる。
なお有効領域Ｗ０とは、典型的には、基板Ｗ１〜Ｗ３が後に製品サイズに裁断される場合において、半導体素子や表示素子などが配置される製品領域を意味する。

固定具８１，８２は、それ自身で弾性機能を有するものに限られず、所定以上の基板の移動あるいは動きを規制するストッパとして構成されてもよい。固定具８１，８２は、軸状、帯状のものに限られず、長板やバーなどの基板の周縁に沿った長手方向を有する各種部材が適用可能である。さらに固定具８１，８２による基板への接触形態は特に限定されず、点接触、線接触、面接触のいずれであってもよい。

以上のように、本実施形態によれば、複数の粘着パッド２１１と固定具８１，８２とによって基板Ｗ〜Ｗ３の起立姿勢を安定に保持することが可能となる。
なお固定具８１，８２は、第１の実施形態においても同様に適用可能であるとともに、それらの設置は必須ではなく、省略されてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば以上の実施形態では、成膜装置用の基板ホルダを例に挙げて説明したが、これに限られず、成膜以外の基板処理装置にも、本発明は適用可能である。
本発明に係る基板ホルダは、基板搬送装置内において基板を所定姿勢で搬送する単独のキャリアとして構成される場合に限られず、別途用意されたキャリアあるいはトレイに一体的あるいは着脱自在に組み込まれる形態であってもよい。また、本発明に係る基板ホルダは、搬送装置以外の処理装置において、基板を所定姿勢に保持する基板保持機構として構成されてもよい。

また実施形態では、粘着パッド２１１が保持部材２１の一部として構成されたが、本体部１１の厚みが薄い場合は、粘着パッド２１１が直接、可動部２３に支持されてもよい。

また、保持部材２１は円筒形状のものに限られず、例えば図１６に示すように直方体形状に形成された保持部材４２０が採用されてもよい。図示する保持部材４２０は、その一方の面に長辺方向に配列された複数の粘着パッド４２２を有する。粘着パッド４２２は、円盤形状のものに限られず、矩形状のものであってもよい。この保持部材４２０は、その長辺方向に平行な軸まわりに傾動可能に本体部１０に設置される。これにより上述の第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また複数の粘着パッドを有するため、保持力の向上を図ることができる。

さらに、保持部材２１を可動に支持する可動部２３は、例えば図１７に示すように構成されてもよい。図１７に示す保持ユニット５２０は、粘着パッド２１１を保持位置と解除位置との間において傾動可能に支持する可動部５２３を有する。可動部５２３は、操作部ＤＰによって押圧操作される被操作片５２３ａを有し、この例では本体部１０の裏面１４に対するなす角が鋭角となるように形成される。これにより、本体部１０の厚み方向（Ｘ軸方向）に沿って操作部ＤＰを進退させることで、粘着パッド２１を解除位置へ切り替えることが可能となる。

図１７に示す保持ユニット５２０は、可動部５２３を保持位置へ付勢する付勢部として、弾性ヒンジ５２４が採用される。弾性ヒンジ５２４は、第１の実施形態における固定部２２（軸部２２１）および付勢部２４としての機能を有する。
すなわち弾性ヒンジ５２４は、本体部１０の裏面１４に固定される第１の端部５２４ａと、被操作片５２３ａに固定される第２の端部５２４ｂとを有する。弾性ヒンジ５２４は、被操作片５２３ａを図中時計方向に常時付勢し、操作部ＤＰによる押圧操作を受けて反時計方向に弾性変形するように構成される。

１０，６０…本体部
１１，６１…支持面
１３…空間部
１４…裏面
２０…保持ユニット
２２…固定部
２３…可動部
２４…付勢部
３０…フレーム部
１００，２００…基板ホルダ
２１０…粘着面
２１１，２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃ…粘着パッド
２２１…軸部

Claims (8)

1. 縦型基板搬送装置に用いられ、基板を起立姿勢で保持することが可能な基板ホルダであって、
   前記基板に対向する第１の主面を有する本体部と、
   前記基板に接触可能な粘着面を有する複数の粘着パッドを含み、前記粘着面が前記第１の主面から突出する第１の位置と、前記粘着面が前記本体部の内部へ後退する第２の位置との間で、前記複数の粘着パッドを前記第１の主面に平行な軸まわりに傾動させることが可能な保持ユニットと
   を具備する基板ホルダ。
2. 請求項１に記載の基板ホルダであって、
   前記本体部は、前記第１の主面とは反対側の第２の主面をさらに有し、
   前記保持ユニットは、
   前記第２の主面に配置される固定部と、
   前記複数の粘着パッドを支持し、前記固定部に対して前記軸まわりに傾動可能な可動部と、
   前記固定部と前記可動部との間に配置され、前記可動部を前記第１の位置に向けて付勢する付勢部と、をさらに有する
   基板ホルダ。
3. 請求項２に記載の基板ホルダであって、
   前記可動部は、前記縦型基板搬送装置の操作部の入力を受けることで、前記粘着パッドを前記第１の位置から前記第２の位置へ傾動させる被操作片を有する
   基板ホルダ。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板ホルダであって、
   前記本体部は、前記複数の粘着パッドをそれぞれ収容する複数の空間部が形成された板状部材で構成される
   基板ホルダ。
5. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板ホルダであって、
   前記本体部は、前記複数の粘着パッドをそれぞれ収容する複数の空間部が形成された軸状部材を含む格子体で構成される
   基板ホルダ。
6. 主面を有する本体部と、前記主面に対向する第１の基板に接触する粘着面を有する複数の粘着パッドとを備えた基板ホルダを、縦姿勢から横姿勢に変換し、
   前記粘着面が前記主面から突出する第１の位置から、前記粘着面が前記本体部の内部へ後退する第２の位置へ、前記複数の粘着パッドを前記主面に平行な軸まわりに傾動させることで、前記基板ホルダによる前記第１の基板の保持力を解除し、
   前記主面に前記第１の基板から第２の基板を載せ替え、
   前記複数の粘着パッドを前記第２の位置から前記第１の位置へ傾動させることで、前記第２の基板を粘着保持する
   基板着脱方法。
7. 請求項６に記載の基板着脱方法であって、さらに、
   前記第２の基板を粘着保持した後、前記基板ホルダを前記横姿勢から前記縦姿勢に変換する
   基板着脱方法。
8. 請求項６または７に記載の基板着脱方法であって、
   前記複数の粘着パッドを前記第２の位置から前記第１の位置へ傾動させる工程は、前記複数の粘着パッドのうち、前記主面の中央側に位置する粘着パッドを前記第１の位置に傾動させた後、前記中央側に位置する粘着パッドの周囲に位置する粘着パッドを前記第１の位置に傾動させる
   基板着脱方法。

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