JP2022090671A - 基板搬送キャリア、基板準備装置、成膜システム - Google Patents

Abstract

【課題】真空チャンバ内で表面に成膜される基板について、その表面を汚染することなく保持し、真空チャンバと外界との間の搬送が可能であり、また基板の取り外しも容易な基板搬送キャリア、及び、当該基板搬送キャリアを提供する。【解決手段】真空チャンバ内で表面に薄膜が形成される基板７０を保持し、真空チャンバの内外に該基板を移動させる際にハンドリングされる基板搬送キャリア２０であって、非可撓性且つプレート状の部材となる支持プレート４５と、支持プレート４５に形成され、一端が支持面に開口し、且つ、他端が外界側に開口する連通路５０と、支持プレート４５の支持面において連通路５０を取り囲む状態に設けられ粘着部３５と、を備え、支持プレート４５の支持面と基板７０の裏面の間であって粘着部３５によって取り囲まれる空間が、連通路５０を介して正圧又は負圧が導入される圧力空間６０となるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、真空チャンバ内で薄膜が形成される基板を保持し、真空チャンバの内外に基板を移動させる際にハンドリングされる基板搬送キャリアと、それを備える基板準備装置、及び、成膜システムに関する。

現代社会において、光学薄膜は多くの製品に必須のものとなっており、例えばスマートフォンにおけるカメラレンズ、タッチパネル、ＤＶＤやＢｌｕ－ｒａｙ（登録商標）のピックアップレンズ等、生活に密着した製品に使用されている。特に酸化物誘電体や窒化物誘電体等の多層膜は、特定波長領域の光に対する光反射膜、反射防止膜、増反射膜、カットフィルターなど光学薄膜フィルターとして多く用いられている。

多層膜は例えば厚さ１．０ｍｍ以下のガラス基板の表面に形成される。具体的には真空チャンバの中で電子ビーム蒸着やスパッタリングといった技術で、ガラス基板に成膜される。

ガラス基板は、裏面側が基板用保護具によって保護された状態で、真空チャンバ内に搬入・固定されることがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１９－４４２３７号

ガラス基板に基板用保護具を装着したり、同基板用保護具を取り外したりする工程は、作業者の手作業に依存している。結果、人為的なミスによって、ガラス基板が破損したり、ガラス基板の表面が汚染されたりする場合があり、生産性を高めることが困難であった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、真空チャンバ内で表面に成膜される基板について、その表面を汚染することなく保持し、真空チャンバと外界との間の搬送が可能であり、また基板の取り外しも容易な基板搬送キャリア、及び、当該基板搬送キャリアを備える基板準備装置、成膜システムを提供しようとするものである。

本発明は、真空チャンバ内で表面に薄膜が形成される基板を保持し、前記真空チャンバの内外に該基板を移動させる際にハンドリングされる基板搬送キャリアであって、前記基板の裏面側に配置される非可撓性且つプレート状の部材であって、該裏面と対向する支持面を有する支持プレートと、前記支持プレートに形成され、一端が前記支持面に開口し、且つ、他端が外界側に開口する連通路と、前記支持プレートの前記支持面において前記連通路を取り囲む状態に設けられ、前記基板の前記裏面に対して着脱自在に粘着する粘着部と、を備え、前記支持プレートの前記支持面と前記基板の前記裏面の間であって前記粘着部によって取り囲まれる空間が、前記連通路を介して正圧又は負圧が導入される圧力空間となることを特徴とする基板搬送キャリアである。

上記発明は、非可撓性且つプレート状の部材である支持プレートを使用することで基板の搬送時に基板搬送キャリアの支持プレート上に基板を確実に固定することが可能になるという効果を奏する。また粘着部を備えることで、基板搬送キャリアに対して基板を繰り返して着脱することが可能になりコスト削減に資する。また粘着部に囲まれる位置に開口する連通路を有するので、その圧力空間に正圧又は負圧を導入することで、基板と粘着部の密着・離反をアシストできる。また、例えば、真空チャンバに基板搬送キャリアに載せて基板を搬入して減圧する際、圧力空間も同時に減圧されるので基板が応力を受け難いという優れた効果を奏する。

上記基板搬送キャリアに関連して、前記支持プレートの前記支持面に対して前記粘着部が凸設されるか、または、前記支持プレートの前記支持面の一部が前記基板の前記裏面から離反する方向に変位することで、前記圧力空間が形成されることを特徴としても良い。

上記基板搬送キャリアに関連して、前記粘着部の外側の輪郭形状は、前記基板の輪郭よりも面方向内側に位置しており、前記基板の前記裏面の周縁近傍と前記支持プレートの間に隙間が形成されることを特徴とできる。

上記発明によれば、基板搬送キャリア上で基板をロボットハンドで取扱い、載置したり取り外したりする際に、基板の裏面の隙間に対してロボットハンドの把持部の一部を引っかけて確実に把持することが容易になるという優れた効果を奏する。

上記基板搬送キャリアに関連して、前記支持プレートの前記支持面に対して前記粘着部が凸設されるか、または、前記支持プレートの前記支持面の一部が前記基板の前記裏面から離反する方向に変位することで、前記隙間が形成されることを特徴とすることができる。

上記基板搬送キャリアに関連して、平面視する場合に、前記支持プレートの周縁は、前記基板の周縁よりも外側に位置することを特徴としても良い。

上記発明によれば、支持プレートを搬送する際、周囲に衝突することで基板に損傷を与えてしまう可能性を低めることで、基板の周縁を保護することができるという優れた効果を奏する。

上記基板搬送キャリアに関連して、単一となる前記支持プレートに対して複数の前記粘着部が互いに独立して設けられており、前記支持プレートは、複数の前記粘着部に対応する複数の前記連通路を有しており、複数の前記粘着部によって、複数の前記基板が保持されることを特徴としても良い。

上記発明によれば、少ない基板搬送キャリアで多数の基板を取り扱うことができるので、生産性を上げることができるという優れた効果を奏する。

上記基板搬送キャリアに関連して、前記支持プレートの前記支持面における前記粘着部の内側に凸設され、前記基板の裏面に当接するスペーサを備えることを特徴としても良い。

上記発明によれば、基板と粘着部と支持プレートの支持面で形成される空間を減圧した際に、基板が撓む可能性を低くすることで、基板と粘着部の密着性を高めたり、基板自体の損傷を防いだりするという優れた効果を奏する。

本発明は、真空チャンバ内で表面に薄膜が形成される前記基板を保持する前記基板搬送キャリアに対して、該基板を載置、及び／又は、取り外す基板準備装置であって、上記のいずれか一に記載の前記基板搬送キャリアと、前記基板が載置される前記基板搬送キャリアにおける前記圧力空間に対して、前記連通路を介して、正圧又は負圧を導入する圧力調整装置と、を備えることを特徴とする基板準備装置を提供する。

上記発明によれば、例えば圧力空間を減圧することで粘着部に当接された基板に対する粘着力を高めることができ、基板搬送時、成膜時における基板脱落の可能性を低くすることができるという優れた効果を奏する。また例えば、圧力空間に対して正圧を導入すれば、基板搬送キャリアの支持プレートの粘着部から基板を引き離すことが容易になるという優れた効果を奏する。

上記基板準備装置に関連して、前記正圧の圧力は、該正圧のみによって前記基板と前記粘着部の全面が剥離しない程度に設定されることを特徴としても良い。

上記発明によれば、圧力調整装置による正圧のみによって基板が粘着部から剥離してしまうことで基板が基板搬送キャリアから脱落し落下して損傷する可能性を小さくするという優れた効果を奏する。

上記基板準備装置に関連して、前記基板の周縁を把持する把持部、及び、該把持部を移動させるアーム部を有する基板移載装置を備え、前記基板移載装置が、前記把持部によって薄膜形成前の前記基板の周縁を把持し、前記アーム部によって前記基板の裏面が前記基板搬送キャリアの前記粘着部に当接する位置まで移載することを特徴としても良い。

上記発明によれば、手作業によって基板を取り扱うことなく成膜を可能にするという優れた効果を奏する。

上記基板準備装置に関連して、前記基板移載装置によって前記基板の裏面を、前記基板搬送キャリアの前記粘着部に当接させてから、前記連通路に前記負圧が導入されることを特徴としても良い。

上記発明によれば、基板が支持プレートに対して適切な位置に置かれてから、粘着部へ強く引きつけられるため、基板が誤った位置に固定されて脱落する可能性が生じることを防ぐことができるという優れた効果を奏する。

上記基板準備装置に関連して、前記基板の周縁を把持する把持部、及び、該把持部を移動させるアーム部を有する基板移載装置を備え、前記基板移載装置が、前記基板搬送キャリアによって保持される前記基板の周縁を把持し、前記アーム部によって前記基板を前記粘着部から離反させることを特徴としても良い。

上記発明によれば、手作業を介することなく成膜のための基板準備を可能にするという優れた効果を奏する。

上記基板準備装置に関連して、前記正圧が前記圧力空間に導入されている最中に前記アーム部によって前記基板を前記粘着部から離反させることを特徴としても良い。

上記発明によれば、基板搬送キャリアから基板を離反させる際に手作業を介さずに行うことができるので、生産性や歩留まりを上げることができるという優れた効果を奏する。

上記基板準備装置に関連して、前記圧力空間の圧力変化、前記アーム部の変位変化、及び、前記基板移載装置に作用する負荷変化の少なくともいずれかから、前記基板が前記粘着部から離反したか否かを判定する制御装置を備え、前記制御装置は、前記基板が前記粘着部から離反した判定に基づいて、前記圧力調整装置による前記正圧の導入を終了させることを特徴としても良い。上記発明によれば、圧力の制御を自動的に行うことが可能となる。

本発明は、真空チャンバ内で前記基板の表面に薄膜を形成させる成膜システムであって、上記のいずれか一に記載の基板準備装置と、真空成膜のための前記真空チャンバと、前記基板準備装置から前記真空チャンバの中へ、前記基板を保持する前記基板搬送キャリアを移送するキャリア移送装置と、を備えることを特徴とする成膜システムである。

上記発明によれば、基板への真空成膜を準備から成膜後の取り出しまで手作業を介することなく実行することができるので生産性や歩留まりを上げることができるという優れた効果を奏する。

本発明によれば、真空成膜のための基板準備を適切に行い生産性や歩留まりを向上させることができるという優れた効果を奏し得る。

本発明の実施形態に係る成膜システムの平面図である。 同成膜システムで用いられる基板搬送キャリアの（Ａ）平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ－Ｃ矢視断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、同成膜システムで用いられる供給側基板移載装置よる基板の移載態様を示す部分断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、同成膜システムで用いられる回収側基板移載装置よる基板の移載態様を示す部分断面図である。 供給側又は回収側基板移載装置よる基板の保持態様を拡大して示す部分断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、同成膜システムの基板供給領域における基板搬送キャリアと供給側吸引機構を示す断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、同基板供給領域における供給側吸引機構と供給側基板移載装置の制御態様を示す断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、同成膜システムの基板回収領域における基板搬送キャリアと回収側吐出機構を示す断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、同基板回収領域における回収側吐出機構と回収側基板移載装置の制御態様を示す断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、同基板回収領域における回収側吐出機構と回収側基板移載装置の制御態様を示す断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、回収側吐出機構と回収側基板移載装置の制御タイミングチャートである。 同成膜システムの真空チャンバ内のキャリア脱着機構及びターンテーブルを示す部分断面図である。 同成膜システムを用いた成膜手順のフローチャートである。 成膜手順を説明するための同成膜システムの平面図である。 成膜手順を説明するための同成膜システムの平面図である。 成膜手順を説明するための同成膜システムの平面図である。 成膜手順を説明するための同成膜システムの平面図である。 同基板搬送キャリアの変形例を示す平面図である。 同回収側吐出機構及び同供給側吸引機構の変形例を示す断面図である。 同基板搬送キャリアの変形例を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ矢視断面図である。 同供給側又は回収側基板移載装置の把持部の変形例を示す部分断面図である。 同基板搬送キャリアの変形例を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ－Ｃ矢視断面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

図１～図６は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。なお、各図において一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。

＜全体構成＞

図１に示すように、本発明の実施形態に係る成膜システム１は、真空成膜のための真空チャンバ１５と、基板準備装置５と、基板準備装置５から真空チャンバ１５内へ基板搬送キャリア２０を移送するキャリア移送装置１０と、真空チャンバ１５内のターンテーブル２５に対して、基板搬送キャリア２０を脱着するキャリア脱着装置１２０を備える。なお、本実施形態では、基板搬送キャリア２０を回転させる機構をターンテーブルと称しているが、回転ドラムと称することもできる。

基板準備装置５は、キャリア循環装置１３０と、回収側キャリアストッカ１３０Ａと、供給側キャリアストッカ１３０Ｂと、待機用キャリアストッカ１３０Ｃと、回収側基板移載装置３７と、供給側基板移載装置３８と、回収側吐出機構１４７と、供給側吸引機構１４８と、基板回収テーブル１５７と、基板供給テーブル１５８と、減圧ポンプ８０と、コンプレッサ９０等を備える。減圧ポンプ８０及びコンプレッサ９０は、圧力調整装置の一種であり、基板７０の粘着と離反を補助する役割を担う。

キャリア循環装置１３０は、真空チャンバ１５からキャリア移送装置１０を経て搬出される複数の基板搬送キャリア２０を循環させるように移動させる。ここでは、キャリア循環装置１３０が、環状の循環経路Ｊに沿って基板搬送キャリア２０を移送する。また、キャリア循環装置１３０は、基板搬送キャリア２０を順番に真空チャンバ１５に送り込む。

循環経路Ｊ上には、回収側キャリアストッカ１３０Ａと、待機用キャリアストッカ１３０Ｃと、供給側キャリアストッカ１３０Ｂがこの順に配置される。回収側キャリアストッカ１３０Ａは、真空チャンバ１５からキャリア移送装置１０を経て搬出される複数の基板搬送キャリア２０を一時的に貯留するマガジンラックとなる。回収側キャリアストッカ１３０Ａに貯留される基板搬送キャリア２０は、キャリア循環装置１３０によって、一枚ずつ、基板回収領域Ｒに移送される。待機用キャリアストッカ１３０Ｃは、キャリア循環装置１３０によって基板回収領域Ｒから移送される複数の基板搬送キャリア２０を一時的に貯留するマガジンラックとなる。待機用キャリアストッカ１３０Ｃに貯留される基板搬送キャリア２０は、キャリア循環装置１３０によって、一枚ずつ、基板供給領域Ｓに移送される。供給側キャリアストッカ１３０Ｂは、キャリア循環装置１３０によって基板供給領域Ｓから移送される複数の基板搬送キャリア２０を一時的に貯留するマガジンラックとなる。

循環経路Ｊの途中には、基板回収領域Ｒと、基板供給領域Ｓが確保される。基板回収領域Ｒには、回収側吐出機構１４７が配置され、基板供給領域Ｓには、供給側吸引機構１４８が配置される。圧力調整装置の一種となるコンプレッサ９０の正圧は回収側吐出機構１４７に供給される。圧力調整装置の一種となる減圧ポンプ８０の負圧は供給側吸引機構１４８に導入される。

回収側基板移載装置３７は、回収側吐出機構１４７上に位置決めされる基板搬送キャリア２０から、薄膜形成後の基板７０を取り出して、基板回収テーブル１５７まで移載する。供給側基板移載装置３８は、基板供給テーブル１５８にストックされている薄膜形成前の基板７０を取り出して、供給側吸引機構１４８上に位置決めされる基板搬送キャリア２０まで移載する。

なお、基板準備装置５は特に図示しない制御装置を備える。この制御装置は、減圧ポンプ８０、コンプレッサ９０、回収側基板移載装置３７、供給側基板移載装置３８を制御する。制御装置は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから構成されて各種制御を実行する。ＣＰＵはいわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて様々な機能を実現する。ＲＡＭはＣＰＵの作業領域、記憶領域として使用され、ＲＯＭはＣＰＵで実行されるオペレーティングシステムやプログラムを記憶する。

真空チャンバ１５は、基板７０に対して薄膜を形成する空間となっており、薄膜素材を発生させる材料供給部（図示省略）や、真空チャンバ１５内を負圧にする真空ポンプ（図示省略）等を有する。また、真空チャンバ１５内に配置されるターンテーブル２５は、複数（ここでは８つ）の基板搬送キャリア２０を保持した状態で回転することで、基板７０に均一に成膜できるようになっている。キャリア脱着装置１２０は、キャリア移送装置１０によって真空チャンバ１５に搬入される基板搬送キャリア２０を把持して、ターンテーブル２５まで移送して装着したり、ターンテーブル２５に装着された基板搬送キャリア２０を把持して、キャリア移送装置１０まで移送したりする。

＜基板搬送キャリア＞

図２に示すように、基板搬送キャリア２０は、プレート状の部材となる支持プレート４５と、支持プレート４５の表面（支持面４７）側に配置される粘着部３５と、支持プレート４５に形成される連通路５０を有する。

支持プレート４５は、金属やエンジニアリングプラスチック等の高剛性材料で構成されることで、非可撓性となる。なお、支持プレート４５は、２．０ｍｍ以上の厚みとなる金属材が好ましく、より好ましくは３．０ｍｍ以上の厚み、更に望ましくは５．０ｍｍ以上となる金属材とする。支持プレート４５の表面に相当する支持面４７は、基板７０の裏面と対向する。また、支持プレート４５に形成される連通路５０は、一端側の開口５０Ａが支持面４７に臨み、且つ、他端の開口５０Ｂが裏面に臨む。なお、この連通路５０は、単一の基板搬送キャリア２０に対して複数設けられる。各連通路５０は、複数の基板７０の各々に対応する。本実施形態では８つの基板７０に対応する８つの連通路５０が形成される。なお、１つの基板７０に対して複数の連通路５０を設けることもできる。なお、本実施形態では、連通路５０の他端側開口５０Ｂが、支持プレート４５の裏面に開口する場合を例示したが、側面等の別の場所に開口させることもできる。また、ここでは支持プレート４５が複数の基板７０を保持する場合を例示したが、一枚の基板７０を保持するようにしても良い。

支持プレート４５の外形（周縁）は、載置される複数の基板７０の外形よりも面方向外側に位置する。つまり、支持プレート４５を平面視した場合、支持プレート４５の大きさは、基板７０よりも大きい。結果、後述するキャリア脱着装置１２０によって、支持プレート４５をハンドリングする際に、キャリア脱着装置１２０と基板７０が接触して破損することを回避できる。

粘着部３５は、支持プレート４５の支持面４７に凸状に設けられ、基板７０の裏面７９に対して着脱自在（繰り返し剥離自在）に粘着する。粘着部３５は、各基板７０に対応する連通路５０の一端側開口５０Ａを取り囲むようにして配置される。結果、基板７０の裏面７９と支持面４７の間に隙間が形成されて、圧力空間６０となる。この圧力空間６０に正圧を導入すると、基板７０と支持面４７が離反する方向に外力が作用し、同圧力空間６０に負圧を導入すると、基板７０と支持面４７が接近する方向に外力が作用する。この圧力空間６０の隙間の高さ（支持面４７と裏面７９の距離）は、０．１ｍｍ以上が好ましく、更に望ましくは０．２ｍｍ以上とする。なお、後述するように、基板７０の裏面に負圧を印加できる状態である限り、粘着部３５が完全なる環状で一端側開口５０Ａを取り囲む必要はない。なお、連通路５０の一端側開口５０Ａは、粘着部３５の内側の輪郭形状よりも小さい形状となる。

粘着部３５の外側の輪郭形状は、基板７０の最外周の輪郭よりも面方向内側に位置する。結果、基板７０の裏面７９の周縁近傍と支持プレート４５の間に隙間４０が形成される（図５参照）。

粘着部３５は、基板７０に対して繰り返し粘着可能なシートが選定される。粘着部３５における表面（上面）のせん断粘着力は、例えば、０．５Ｎ／ｃｍ２以上であることが好ましく、望ましくは１．０Ｎ／ｃｍ２以上とする。粘着力がこれよりも小さすぎると、真空チャンバ１５内で基板搬送キャリア２０を回転させる際に基板７０に作用する遠心力によって、剥離する恐れがある。一方、粘着部３５のせん断粘着力は、例えば、１０．０Ｎ／ｃｍ２以下であることが好ましく、望ましくは５．０Ｎ／ｃｍ２以下とし、更に望ましくは２．０Ｎ／ｃｍ２以下とする。粘着力がこれよりも大きすぎると、成膜後に基板搬送キャリア２０から基板７０を離反させる際に、基板７０が破損する恐れがある。粘着部３５は、いわゆる両面テープであってよい。

また、粘着部３５は、厚みが１．０ｍｍ以下のシート材を用いるようにし、例えば０．５ｍｍ以下のシート材を用い、０．２ｍｍ以下のシート材を用いる。本実施形態では、粘着部３５のシート材の厚みが、隙間４０の高さと一致するので、この高さが大きすぎると、当該隙間４０に、皮膜材料が回り込みやすくなる。つまり、粘着部３５は薄い方が好ましいと言える。なお、粘着部３５は、厚みが０．１ｍｍ以上のシート材であることが望ましい。隙間４０が小さすぎると、基板７０と粘着部３５を密着させるために、基板７０を支持面４７側に引き付けるための距離が不足する。

＜供給側基板移載装置＞

図３（Ａ）に供給側基板移載装置３８を示す。供給側基板移載装置３８は、アーム部９７と把持部９５を有する。アーム部９７は、基板７０の平面方向（図中Ｘ－Ｙ平面方向）及び上下方向（図中Ｚ方向）に把持部９５を移動させる。把持部９５は、いわゆるチャックであり、一対のフィンガ９５Ａの少なくとも一方を、リニアガイド９５Ｂによって開閉方向に移動させる。結果、一対のフィンガ９５Ａが、基板７０の周縁に接触しながら基板７０を把持する。一対のフィンガ９５Ａの先端には、基板７０の裏面側に回り込む爪９５Ｃが形成されることが好ましい。なお、ここでは、ばね９６によって、フィンガ９５Ａによる基板７０の把持力が調整可能となっている。把持力が強すぎると、基板７０が破損するからである。

供給側基板移載装置３８は、基板供給テーブル１５８にストックされる基板７０を把持部９５によって把持し、図３（Ｂ）に示すように、アーム部９７によって基板搬送キャリア２０まで移動して、基板７０の裏面７９が基板搬送キャリア２０の粘着部３５に当接する位置まで移動する。その後、把持部９５を開放することで、基板７０の供給が完了する。なお、供給側基板移載装置３８はロボットハンドであってよい。

＜回収側基板移載装置＞

図４（Ａ）に回収側基板移載装置３７を示す。回収側基板移載装置３７はアーム部９７と把持部９５を有する。回収側基板移載装置３７の構造は、供給側基板移載装置３８と同様であることから、図中において部品・部材の両者の符号を一致させることで、個々の説明を省略する。

回収側基板移載装置３７は、基板搬送キャリア２０の粘着部３５に保持される基板７０の周縁を把持部９５によって把持し、上昇することで粘着部３５から基板７０を剥離し、図４（Ｂ）に示すように、アーム部９７によって基板回収テーブル１５７まで移動する。その後、把持部９５を開放することで、基板７０の回収が完了する。なお、回収側基板移載装置３７はロボットハンドであってよい。

また本実施形態では、回収側基板移載装置３７と供給側基板移載装置３８が別々に設けられる場合を例示したが、一台の基板移載装置が、回収側と供給側を兼ねることもできる。更に、本実施形態では、基板回収領域Ｒと基板供給領域Ｓが別々に設けられる場合を例示したが、一つの領域が、基板回収領域Ｒと基板供給領域Ｓを兼ねることもできる。

図５に、回収側基板移載装置３７及び供給側基板移載装置３８のフィンガ９５Ａの爪９５Ｃと、基板７０の裏面７９の周縁と支持プレート４５の間に形成される隙間４０との位置関係を示す。粘着部３５の厚みによって形成される隙間４０の高さ（図中Ｚ方向寸法）をＨ１、基板７０の外縁と粘着部３５の外縁の寸法差によって形成される隙間４０の幅（図中Ｘ又はＹ方向寸法）をＷ１と定義する。また、フィンガ９５Ａにおいて、基板７０の外縁と当接する把持面９５Ｄに対して爪９５Ｃの基板７０側への突出量（図中Ｘ又はＹ方向寸法）をＷ２、把持面９５Ｄの下端から爪９５Ｃの下方側への突出量（図中Ｚ方向寸法）をＨ２と定義する。上記定義寸法は、以下の関係を満たす。

Ｈ１＞Ｈ２、及び／又は、Ｗ１＞Ｗ２

このようにすることで、基板搬送キャリア２０に対して基板７０を供給・回収する際に、フィンガ９５Ａや爪９５Ｃが支持プレート４５と干渉したり、基板７０の裏面７９に回り込む爪９５Ｃが粘着部３５と干渉したりすることを回避できる。

＜供給側吸引機構＞

図６（Ａ）に、基板供給領域Ｓにおける供給側吸引機構１４８と、これに位置決めされる基板搬送キャリア２０の関係を示す。なお、ここでは説明の便宜上、基板搬送キャリア２０の粘着部３５には、成膜前の基板７０が仮粘着されている状態を例示する。仮粘着とは、供給側基板移載装置３８によって、基板７０が粘着部３５に載置された状態を意味する。

供給側吸引機構１４８は、キャリア固定部１５０と、連結パッド１５２と、圧力供給路１５８と、切換え弁１５４と、相対移動機構１５６を有する。キャリア固定部１５０は、基板供給領域Ｓに搬送された基板搬送キャリア２０の支持プレート４５を保持するチャックとなる。これにより基板搬送キャリア２０の姿勢が固定される。なお、キャリア固定部１５０による支持プレート４５の固定方法は、チャック構造に限られず、エア吸引構造や磁力吸着構造等、様々な固定方法を採用できる。

連結パッド１５２は、基板搬送キャリア２０の支持プレート４５の裏面側に配置される。相対移動機構１５６は、連結パッド１５２を、基板７０の裏面に対して接近・離反させる。本実施形態では、相対移動機構１５６としてエアシリンダやソレノイド等が採用されており、連結パッド１５２を上下動させる構造となる。ここでは、連結パッド１５２側を上下動させる場合を例示するが、基板搬送キャリア２０側を上下動させても良い。なお、連通路５０の他端側開口５０Ｂを、支持プレート４５の側面に開口させる場合は、連結パッド１５２を、支持プレート４５の側面に配置する。相対移動機構１５６によって、連結パッド１５２を支持プレート４５の側面に対して接近・離反させるようにする。

相対移動機構１５６によって、連結パッド１５２の上面に相当する当接面１５２Ｃが、支持プレート４５の裏面に接近・離反する。また、連結パッド１５２には、支持プレート４５の各連通路５０に対応する案内孔１５２Ａが形成される。当接面１５２Ｃには、各案内孔１５２Ａを取り囲むようにリングシール１５２Ｂが配置される。

連結パッド１５２の各案内孔１５２Ａには、減圧ポンプ８０の負圧を案内する圧力案内路１５８が接続される。圧力案内路１５８の途中には、各案内孔１５２Ａに対応して切換え弁１５４が配置される。この切換え弁１５４により、各案内孔１５２Ａに対する負圧供給のＯＮ・ＯＦＦを切り替えることができる。

図６（Ｂ）に示すように、キャリア固定部１５０によって基板搬送キャリア２０を固定してから、相対移動機構１５６によって連結パッド１５２を上昇させると、当接面１５２Ｃが基板７０の裏面に接近して、各案内孔１５２Ａと各連通路５０が接続される。この際、リングシール１５２Ｂが押しつぶされることで、両者の接続境界から負圧が漏れないようになっている。その後、切換え弁１５４をＯＮにすると、減圧ポンプ８０の負圧が、圧力案内路１５８に供給される。結果、基板７０の裏面７９、粘着部３５の内縁、及び支持プレート４５の支持面４７に囲まれる圧力空間６０が陰圧となる。結果、周囲の大気圧によって、矢印Ｋの方向に基板５０が粘着部３５に押し付けられるので、基板５０と粘着部３５が強固に接着される。つまり、基板５０と粘着部３５の間に作用する粘着力を高めることができる。

なお、図２に示すように、支持プレート４５を平面視する際に、各基板７０に形成される圧力空間６０の面積は、粘着部３５の面積と同一又はそれ以上に設定されることが好ましい。圧力空間６０の面積は、基板７０に対する負圧又は正圧の印加面積となることから、この面積の比率を大きくすることで、基板７０に対して大きな外力（吸引力または離反力）を創出できる。これは、供給する負圧又は正圧の絶対値が小さく設定できることにつながる。

＜供給側吸引機構と供給側基板移載装置の制御＞

図７（Ａ）に示すように、キャリア固定部１５０によって基板搬送キャリア２０を固定した状態で、供給側基板移載装置３８は、基板７０を下降させて基板搬送キャリア２０に載置する。この際、連結パッド１５２を基板搬送キャリア２０に予め当接させておくことが好ましい。一方、基板７０の下降途中は、その搭載予定位置に対応する連通路５０への負圧供給はＯＦＦにする。負圧供給をＯＮにしておくと、基板７０の下降途中において基板７０が下方に吸引されて、基板７０の姿勢が崩れたり、基板７０が破損したりする恐れがある。また、基板７０が支持プレート４５に対して適切な位置に置かれてから、粘着部３５へ強く引きつけることができるので、基板７０が誤った位置に固定されることを防ぐこともできる。

図７（Ｂ）に示すように、供給側基板移載装置３８によって、基板７０と粘着部３５が当接（仮粘着）している状態で、供給側吸引機構１４８による負圧供給をＯＮ状態にする。結果、大気圧によって均質に押圧力Ｋを作用させることができるので、粘着部３５と基板７０の接着状態を強固（本粘着）にできる。なお、粘着部３５による基板７０の粘着力（保持力）は、ターンテーブル２５の回転によって基板７０に作用する遠心力に抗する程度に管理される。

なお、供給側吸引機構１４８による負圧供給のＯＮの切換えタイミングは、基板７０が粘着部３５に当接した後が好ましく、更に、把持部９５が基板７０を保持している最中とすることも好ましく、より好ましくは、把持部９５が基板７０を開放した後とする。例えば、特に図示しないが、基板搬送キャリア２０を起立させた状態で、側方から基板７０を粘着部３５に密着させる場合は、負圧供給前に把持部９５を開放すると、自重によって基板７０が粘着部３５から離脱する可能性があるので、把持部９５が基板７０を保持している最中に負圧供給を開始することが望ましい。

一方、基板搬送キャリア２０において、基板７０が未載置状態の粘着部３５に対応する連通路５０への負圧供給はＯＦＦにしておくことが好ましい。未載置状態の連通路５０への負圧供給をＯＮにすると、この連通路５０から負圧が漏れ出してしまい、他の圧力空間６０の負圧が低下するおそれがある。結果、基板搬送キャリア２０において、一部の粘着部３５及び連通路５０が未使用状態であっても、基板７０の供給が可能となる。

＜回収側吐出機構＞

図８（Ａ）に、基板回収領域Ｒにおける回収側吐出機構１４７と、これに位置決めされる基板搬送キャリア２０の関係を示す。なお、ここでは説明の便宜上、基板搬送キャリア２０の粘着部３５には、成膜後の基板７０が本粘着されている状態を例示する。本粘着とは、供給側吸引機構１４８による負圧印加によって、基板７０が粘着部３５にしっかりと接着された状態を意味する。

回収側吐出機構１４７は、キャリア固定部１５０と、連結パッド１５２と、圧力供給路１５８と、切換え弁１５４と、相対移動機構１５６を有する。なお、回収側吐出機構１４７の構造は、負圧と正圧が反転する関係を除き、供給側吸引機構１４８と同様であることから、図中において部品・部材の両者の符号を一致させることで、個々の説明を省略する。

連結パッド１５２の各案内孔１５２Ａには、圧力案内路１５８を介して、コンプレッサ９０の正圧が案内される。圧力案内路１５８の途中の切換え弁１５４により、各案内孔１５２Ａに対する正圧供給のＯＮ・ＯＦＦを切り替えることができる。

図８（Ｂ）に示すように、キャリア固定部１５０によって基板搬送キャリア２０を固定した状態で、相対移動機構１５６によって連結パッド１５２を上昇させると、当接面１５２Ｃが基板７０の裏面に接近して、各案内孔１５２Ａと各連通路５０が接続される。その後、切換え弁１５４をＯＮにすると、コンプレッサ９０の正圧が、圧力案内路１５８に供給される。結果、基板７０の裏面、粘着部３５の内縁、及び支持プレート４５の支持面４７に囲まれる圧力空間６０が陽圧となる。結果、周囲の大気圧に抵抗して、矢印Ｌの方向に基板７０が押し上げられるので、基板７０と粘着部３５が離反しようとする。つまり、基板７０と粘着部３５の粘着力が弱められる。なお、この正圧は、該正圧のみによって基板７０と粘着部３５の全面が剥離しない程度に設定されることが望ましい。即ち、回収基板移載装置３７と回収側吐出機構１４７が協働して、初めて、基板７０が粘着部３５から剥離できる程度に設定される。なお、キャリア固定部１５０による基板搬送キャリア２０の保持力は、連結パッド１５２の押圧によっても基板搬送キャリア２０の姿勢が崩れない程度に調整される。

＜回収側吐出機構と回収側基板移載装置の制御＞

図９（Ａ）に示すように、回収基板移載装置３７が基板搬送キャリア２０の基板７０を把持する前に、キャリア固定部１５０によって基板搬送キャリア２０を固定しておく。この際、連結パッド１５２を基板搬送キャリア２０に当接させておくことが好ましい。また、把持予定となる基板７０の連通路５０への正圧供給はＯＦＦにしておく。把持部９５による基板７０の把持前に正圧供給をＯＮにする場合、粘着部９５の粘着力が繰り返し使用によって低下してきた場合に、その正圧のみによって基板７０が粘着部３５から剥離して、想定外の場所に移動する恐れがある。

図９（Ｂ）に示すように、回収側基板移載装置３７による基板７０の把持が完了している状態で、回収側吐出機構１４７による正圧供給をＯＮ状態にする。圧力空間６０に正圧が案内される結果、把持部９５によって基板７０の姿勢が安定している状態のままで、基板７０に対して均質な押上力Ｌが作用する。

その後、図１０（Ａ）に示すように、回収側基板移載装置３７が把持部９５を上昇させる。上昇開始時は、図１０（Ｂ）に拡大して示すように、把持部９５によって基板７０の周縁近傍が上方に持ち上げられる力（矢印Ｄ）と、圧力空間６０側に作用する押し上げ力Ｌの双方が同時に作用するので、基板７０の周縁の反りを抑制したまま、基板７０を粘着部３５から剥離できる。結果、剥離時の基板７０の破損を抑制できる。なお、把持部９５による持ち上げ力Ｄは、把持面９５Ｄと基板７０の周縁の摩擦力や、爪９５Ｃと基板７０の係合状態によって生み出される。

なお、図１０（Ａ）のように、基板搬送キャリア２０において、基板７０が未載置状態の粘着部３５及び連通路５０への正圧供給はＯＦＦにしておくことが好ましい。未載置状態の連通路５０への正圧供給をＯＮにすると、この連通路５０から正圧が漏れ出してしまい、他の圧力空間６０の正圧レベルが低下するおそれがある。この制御により、基板搬送キャリア２０において、一部の粘着部３５及び連通路５０が未使用状態のまま、基板７０の成膜が可能となる。

図１１に、回収側吐出機構１４７と回収側基板移載装置３７の制御タイミングチャートを示す。図１１（Ａ）に示すように、タイミングＴｓにおいて、回収側吐出機構１４７による正圧供給をＯＮにすると、大気圧Ｐ０よりも大きい圧力Ｐ１が圧力空間６０に印加される。正圧印加開始と同時又はそれよりも所定時間経過したタイミングＴｕにおいて、回収側基板移載装置３７が把持部９５（基板７０）を上昇させる。上昇速度は適宜設定されるが、例えば、１０ｍｍ／秒以下が好ましく、より好ましくは５ｍｍ／秒以下に設定される。基板７０と粘着部３５が密着している間は、基板７０の上昇が抑制されると同時に回収側基板移載装置３７の上昇負荷（負荷トルク）が増大するが、基板７０と粘着部３５が徐々に剥がれ出して、圧力空間６０が大気側に開放されると（図１０（Ａ）の点線矢印参照）、上昇負荷（負荷トルク）が急減して基板７０の上昇速度が自ずと急増し、これと同時に、圧力空間６０の圧力が急激に低下して大気圧Ｐ０に戻る。その後、把持部９５の上昇量が閾値Ｍに到達したタイミングＴｆで、粘着部３５からの基板７０の剥離が完了したと判断し、回収側吐出機構１４７による正圧供給をＯＦＦにする。なお、回収側基板移載装置３７による把持部９５（基板７０）の移動速度の設定に関して、上昇前期の上昇速度を低く設定し、後期の上昇速度を高く設定することもできる。また、後述する剥離判定の前後で上昇速度を変更しても良く、剥離判定前の上昇速度を低く設定し、剥離判定後の上昇速度を高く設定できる。

なお、図１１（Ｂ）に示すように、タイミングＴｕにおいて、回収側基板移載装置３７が把持部９５（基板７０）を上昇させようとしても、把持部９５の上昇が途中で停止して閾値Ｍに到達しない場合がある。これは、回収側基板移載装置３７における上昇力（この値は、基板７０が破損しない程度に予め設定される）よりも、粘着部９５による粘着力が上回っていることに起因する。そこで本制御装置では、タイミングＴｕから所定時間経過したタイミングＴａにおいて、上昇量が閾値Ｍに到達しないと判断すると、基板７０が粘着部３５から剥離できない状態と判断し、回収側吐出機構１４７による正圧レベルをＰ２まで上昇させる。これにより、基板７０に作用する押し上げ力Ｌが増大するので、基板７０と粘着部３５が徐々に剥がれ出す。圧力空間６０が大気側に開放されると、基板７０の上昇速度が急増加し、これと同時に、圧力空間６０の圧力が急激に低下して大気圧Ｐ０に戻る。結果、把持部９５の上昇量が閾値Ｍに到達したタイミングＴｆで、粘着部３５からの基板７０の剥離が完了したと判断（判定）し、回収側吐出機構１４７による正圧供給をＯＦＦにする。なお、いずれの制御によっても、把持部９５の上昇量が、予め設定される時間を経ても閾値Ｍに到達しない場合、音・光・振動による警報を発することが好ましい。この場合は、作業員によって手作業によって基板７０を剥離する。なお、ここでは正圧供給のＯＦＦのタイミングについて、把持部９５の上昇量で剥離完了判定する場合を例示するが、圧力空間の圧力の急低下を圧力センサーで検知して剥離完了判定を行い、正圧供給をＯＦＦにしても良い。また、回収側基板移載装置３７の上昇負荷（負荷トルク）の急減を検知して剥離完了判定を行い、正圧供給をＯＦＦにしても良い。

なお、ここでは特に図示しないが、回収側基板移載装置３７又は回収側吐出機構１４７に、振動検知機構を設けることが好ましい。例えば、回収側基板移載装置３７では、把持部９５やアーム部９７に振動検知機構を設けることが出来る。また、把持部９５やアーム部９７の移動量に含まる微振動成分や、把持部９５やアーム部９７に作用する急激な負荷変動から振動を検知しても良い。負荷変動は、力センサー、制御電流、制御電圧、制御電力等から検知できる。この振動検知機構により、剥離時における基板７０の破損を判定することができる。

＜キャリア脱着装置＞

図１２に示すように、真空チャンバ１５内のキャリア脱着装置１２０は、アーム部１２７と把持部１２５を有する。アーム部１２７は、搬入される基板搬送キャリア２０の平面方向（図中Ｘ－Ｙ平面方向）及び上下方向（図中Ｚ方向）に把持部１２５を移動させると共に、図中Ｙ軸周りに把持部１２５を揺動させる。把持部１２５はいわゆるチャックであり、一対のフィンガ１２５Ａが、基板搬送キャリア２０の支持プレート４５の周縁を把持する。既に述べたように、支持プレート４５の大きさは、基板７０よりも大きいので、フィンガ１２５Ａで支持プレート４５をハンドリングする際に、フィンガ１２５Ａと基板７０の接触が回避される。

キャリア脱着装置１２０は、キャリア移送装置１０によって真空チャンバ１５内に搬入される成膜前の基板搬送キャリア２０を把持部１２５で把持した後、アーム部１２７によって基板搬送キャリア２０を起立させながら、ターンテーブル２５にセットする。また、成膜完了後は、ターンテーブル２５にセットされている起立状態の基板搬送キャリア２０を把持部１２５で把持し、アーム部１２７によって基板搬送キャリア２０を水平状態に旋回させながら、キャリア移送装置１０まで移載する。

なお、ターンテーブル２５にセットされる基板搬送キャリア２０の連通路５０は、真空チャンバ１５の圧力空間と連通していることが望ましい。真空チャンバ１５内が減圧される際に、基板７０の裏面側の圧力空間６０が陽圧になってしまい、基板７０と粘着部３５の密着性が低下して離脱することを防止できる。

なお、本実施形態では、基板搬送キャリア２０は、鉛直方向に基板７０が立てられた態様でターンテーブル２５に固定される場合を例示したが、水平に基板７０が寝かされた態様でターンテーブル２５に固定されてもよい。また、本実施形態では、キャリア移送装置１０が、基板搬送キャリア２０を水平に搬入する場合を例示したが、基板搬送キャリア２０を起立状態で搬入しても良い。

次に、図１３以降を参照して、成膜システム１を用いた成膜手順の全体的なフローを示す。なお、図１３はフローチャートとなる。図１４以降では、説明の便宜上、成膜完了後の基板７０を黒色で着色している。

まず、図１４の状態では、成膜が完了した８枚の基板搬送キャリア２０が、キャリア脱着装置１２０及びキャリア移送装置１０によって真空チャンバ１５から搬出されて、キャリア循環装置１３０の循環経路Ｊ上の回収側キャリアストッカ１３０Ａにストックされている。

この状態で、図１５に示すように、キャリア循環装置１３０は、回収側キャリアストッカ１３０Ａ内の基板搬送キャリア２０を、一枚ずつ、基板回収領域Ｒに移動させる。基板回収領域Ｒでは、基板搬送キャリア２０の基板７０を、回収側吐出機構１４７及び基板移載装置３７を利用して粘着部３５から離反させて、基板回収テーブル１５７に回収する。特定の基板搬送キャリア２０の全ての基板７０の回収が完了したら、キャリア循環装置１３０によって、その基板搬送キャリア２０を待機用キャリアストッカ１３０Ｃに移動させる。同時に、次の基板搬送キャリア２０が回収側キャリアストッカ１３０Ａから基板回収領域Ｒに搬入される。

一方、キャリア循環装置１３０は、待機用キャリアストッカ１３０Ｃにストックされる基板未載置の基板搬送キャリア２０を、一枚ずつ、基板供給領域Ｓに移動させる。基板準備装置５の基板供給領域Ｓでは、基板供給テーブル１５８にストックされる基板７０を、基板搬送キャリア２０の粘着部３５の上に載置して仮粘着し、供給側吸引機構１４８の減圧ポンプ８０によって圧力空間６０を減圧することで粘着固定（本粘着）する（Ｓ１）。

なお、基板供給領域Ｓにおいて、特定の基板搬送キャリア２０に対して全ての基板７０の粘着固定が完了したら、この基板搬送キャリア２０をキャリア循環装置１３０によって下流側に移動させて、供給側キャリアストッカ１３０Ｂにストックする。同時に、次の基板搬送キャリア２０が待機用キャリアストッカ１３０Ｃから基板供給領域Ｓに搬入される。従って、基板供給領域Ｓでは、次の基板搬送キャリア２０の粘着部３５の上に基板供給テーブル１５８にストックされる基板７０を載置して粘着固定する（Ｓ１）。この工程を繰り返すことで、図１６に示すように、複数（ここでは８枚）の基板搬送キャリア２０の成膜済み基板７０が、回収されると同時に、合計６４枚の未成膜の基板７０が粘着固定される複数（ここでは８枚）の基板搬送キャリア２０が供給側キャリアストッカ１３０Ｂにストックされる。

次に、図１７に示すように、キャリア循環装置１３０は、未成膜の基板７０を保持する基板搬送キャリア２０を、供給側キャリアストッカ１３０Ｂから順番にキャリア移送装置１０に送り出す。キャリア移送装置１０及びキャリア脱着装置１２０は、８枚の基板搬送キャリア２０を、真空チャンバ１５のターンテーブル２５に順次セットしていく（Ｓ２）。これと同時に、真空チャンバ１５で成膜が完了した基板搬送キャリア２０も、キャリア移送装置１０及びキャリア脱着装置１２０を経て、キャリア循環装置１３０に排出される。全ての基板搬送キャリア２０の真空チャンバ１５への搬入が完了すると、図１４の状態となる。

この図１４において、真空チャンバ１５内のターンテーブル２５を回転させながら、基板７０の表面に成膜をおこなう（Ｓ３）。成膜手法は特に限定されないが、例えば、電子ビーム蒸着やスパッタリングといった技術を用いて成膜される。なお、この成膜処理中の時間を利用して、既述の図１５～図１６の手順に沿って、成膜が完了した基板搬送キャリア２０上の基板７０の回収と、次の未成膜の基板７０の基板搬送キャリア２０への固定及び供給側キャリアストッカ１３０Ｂへのストックが実行される。

真空チャンバ１５内での成膜が終了したら、図１７に示すように、真空チャンバ１５で成膜が完了した基板搬送キャリア２０を、キャリア移送装置１０及びキャリア脱着装置１２０を経て、基板準備装置５のキャリア循環装置１３０に排出し（Ｓ４）、回収側キャリアストッカ１３０Ａにストックしていく。なお、これと同時に、未成膜の基板７０を粘着固定した基板搬送キャリア２０が、供給側キャリアストッカ１３０Ｂから供給されて、真空チャンバ１５のターンテーブル２５に順次セットされていく（Ｓ２）。その結果、図１４の状態となる。

その後、図１５に示すように、キャリア循環装置１３０は、回収側キャリアストッカ１３０Ａ内の基板搬送キャリア２０を、一枚ずつ、基板回収領域Ｒに移動させる。基板回収領域Ｒでは、基板搬送キャリア２０の基板７０を、回収側吐出機構１４７及び回収側基板移載装置３７を利用して粘着部３５から離反させながら、基板回収テーブル１５７に回収する（Ｓ５）。基板搬送キャリア２０の基板７０の回収が完了したら、キャリア循環装置１３０によって、その基板搬送キャリア２０を待機用キャリアストッカ１３０Ｃに移動・ストックさせる。

本発明の実施形態に係る基板搬送キャリア２０によれば、非可撓性且つプレート状の部材である支持プレート４５を使用しているので、回収側吐出機構１４７や供給側吸引機構１４８によって、基板７０を粘着部３５に接着したり、基板７０を粘着部３５から剥離させたりする際に、支持プレート４５が変形しないので、基板７０を確実に固定・剥離できる。

また、支持プレート４５の粘着部３５に基板７０を張り付ける際に、手作業で押圧するのではなく、圧力空間６０に負圧を印加することによる大気圧との差圧によって、基板７０と粘着部３５を相互に密着させるので、常に安定した接着状態を創出できる。つまり、基板７０の貼り付け作業による人為的なミスを回避できる。

また、支持プレート４５の粘着部３５から基板７０を剥離する際に、圧力空間６０に正圧を導入することで、基板７０の剥離を補助できるので、基板７０の剥離が容易になり、また、剥離時の基板７０の破損を低減できる。

特に本基板準備装置５によれば、コンプレッサ９０による正圧を適切に制御することで、その正圧のみで、基板７０が粘着部３５から剥離してしまうことを回避している。結果、基板７０が基板搬送キャリア２０から脱落し落下して損傷することを抑制できる。

また、本実施形態の成膜システム１では、基板準備装置５による圧力空間６０への正圧・負圧の導入と、回収側基板移載装置３７や供給側基板移載装置３８の把持部９５の協働によって、基板搬送キャリア２０に対する基板７０の貼り付け及び剥離を自動化できる。更に、キャリア脱着装置１２０によって、基板搬送キャリア２０側をハンドリングすることで、真空チャンバ１５への搬入・搬出も自動化できる。結果、成膜プロセスの全体行程を自動化できるという利点が得られる。

この際、基板搬送キャリア２０では、粘着部３５が、支持プレート４５の支持面４７に対して凸状に設けられ、更に、基板７０の周縁よりも面方向内側に配置される。結果、回収側基板移載装置３７や供給側基板移載装置３８の把持部９５によって、基板７０をハンドリングする際に、支持プレート４５や粘着部３５への接触が回避される。特に、基板７０の裏面７９に対して爪９５Ｃを係合させて確実に把持することが容易になる。

更に本基板搬送キャリア２０によれば、支持プレート４５が、基板７０よりも外側に張り出しているため、キャリア脱着装置１２０が支持プレート４５をハンドリングする際に、基板７０に損傷を与えてしまう可能性を低減できる。つまり、支持プレート４５は、キャリア脱着装置１２０における被ハンドリング部としての役割の担うことが出来る。

更に本基板搬送キャリア２０によれば、支持プレート４５と基板裏面７９の間に形成される隙間４０の距離を極力小さくしているので、成膜中において、成膜材料の裏面７９への回り込みを抑制することも両立させている。

また、本基板搬送キャリア２０によれば、単一の基板搬送キャリア２０で、多数の基板７０を取り扱うことができるので、生産性を飛躍的に上げることができる。なお、ここでは単一の基板搬送キャリア２０が８枚の基板７０を保持する場合を例示したが、例えば、４枚以上の基板７０を保持することが好ましく、好ましくは８枚以上、更に好ましくは１０枚以上の基板を保持することが好ましい。一方で、単一となる支持プレート４５で一枚の基板７０を保持してもよい。

また、本実施形態では、粘着部３５が矩形の環状に設けられる場合を例示したが、粘着部３５の環形状は、円形、楕円形等、様々な形状を採用できる。また、粘着部３５が完全なる環状となる場合に限定されない。例えば図１８に示すように、粘着部３５が連通孔５０を取り囲んでいるものの、環の一部が開放されている場合を含む。多少、大気側と圧力空間６０が繋がっていても、その通気抵抗によって、圧力空間６０を陽圧又は陰圧に制御できるからである。

更に本実施形態では、回収側吐出機構１４７と供給側吸引機構１４８が別々に設けられる場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図１９に示すように、圧力供給路１５８に対して、減圧ポンプ８０とコンプレッサ９０の双方を接続しておき、選択弁１５５によって、正圧と負圧を選択的に供給できるようにすれば、一台の装置で、回収側吐出機構１４７と供給側吸引機構１４８を兼ねることが出来る。

また、本実施形態の変形例となる図２０に示すように、支持プレート４５において、支持面４７における粘着部３５の内側に、基板７０の裏面７９に当接する又は接近するスペーサ２００を凸設することも好ましい。このスペーサ２００の高さ（厚み）は、粘着部３５と同じ又はそれ以下に設定される。このようにすると、図２０（Ｂ）に示すように、圧力空間６０を負圧にする際に、基板７０の中央近傍が圧力空間６０側に撓むことを抑制できる。

更に、本実施形態では、把持部９５における金属製や樹脂製のフィンガ９５Ａが、直接、基板７０に当接して把持する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図２１に示すように、フィンガ９５Ａに弾性変形可能な接触体９５Ｅを設けるようにし、この接触体９５Ｅを基板７０の側縁に接触させて把持することが好ましい。このようにすると、接触体９５Ｅが接触圧によって変形しながら、基板７０を把持できるので、基板７０のチッピングを抑制できる。更に、接触体９５Ｅの弾性変形によって、接触体９５Ｅの一部が基板７０の裏側に回り込むことができるので、爪９５Ｃの代替的な役割を担うこともできる。

また本実施形態では、基板７０が平板となる場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、湾曲した曲面を有する基板７０に適用できる。更に、基板７０の厚みが全体で均一となる場合に限定されず、厚みが変化する基板７０であっても良い。また更に、基板７０の素材はガラスに限定されず、樹脂、シリコンウエハ等の各種素材に適用可能である。

また更に、本実施形態では、支持プレート４５に対して粘着部３５を凸設し、主にこの粘着部３５の厚みによって、圧力空間６０の高さを確保する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図２２に示すように、支持プレート４５の支持面４７において、粘着部３５によって取り囲まれる空間にチャンバ用凹部７００を形成することで、チャンバ用凹部７００の底面（支持面４７）と基板７０の裏面７９の隙間によって、圧力空間６０の高さを確保しても良い。このようにすると、粘着部３５の粘着シートの厚みを、例えば０．８ｍｍ以下（更には０．２ｍｍ以下）に薄くしても、圧力空間６０の高さを０．１ｍｍ以上に確保できる。なお、このチャンバ用凹部７００の外縁は、粘着部３５の内縁に接近させる（例えば５ｍｍ以内）ことが好ましく、更に望ましくは、チャンバ用凹部７００の外縁と、粘着部３５の内縁を互いに一致させる。支持面４７において、このチャンバ用凹部７００が形成されない領域は、スペーサ２００として機能させることが出来る。

また、本実施形態では、粘着部３５の厚みによって、基板７０の裏面７９の周縁近傍に隙間４０を形成する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図２２に示すように、支持面４７における、基板７０の裏面７９の周縁近傍に相当する領域において、当該周縁に沿って部分的となる退避用凹部７２０を形成し、退避用凹部７２０の底面（支持面４７）と裏面７９の間で隙間４０の高さを確保しても良い。このようにすると、粘着部３５の粘着シートの厚みを、例えば０．８ｍｍ以下（更には０．２ｍｍ以下）に薄くしても、隙間４０の高さを０．５ｍｍ以上、望ましくは１．０ｍｍ以上に確保できる。図２２（Ｃ）に示すように、把持部９５におけるフィンガ９５Ａの先端を、退避用凹部７２０に沿って移動させて基板７０を把持すれば、フィンガ９５Ａと支持面４７の干渉を抑制できる。また、退避用凹部７２０以外の部分は、隙間４０の高さを更に小さくできるので、成膜材料の裏面７９側への回り込みを抑制できる。なお、この退避用凹部７２０は、基板７０の外縁を、内外に跨ぐように形成することが好ましい。

尚、本発明の基板搬送キャリア、基板準備装置、成膜システムは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 成膜システム
５ 基板準備装置
１０ キャリア移送装置
１５ 真空チャンバ
２０ 基板搬送キャリア
２５ ターンテーブル
３５ 粘着部
３７ 回収側基板移載装置
３８ 供給側基板移載装置
４０ 隙間
４５ 支持プレート
５０ 連通路
６０ 圧力空間
７０ 基板
８０ 減圧ポンプ
９０ コンプレッサ
９５ 把持部
９７ アーム部

Claims (15)

1. 真空チャンバ内で表面に薄膜が形成される基板を保持し、前記真空チャンバの内外に該基板を移動させる際にハンドリングされる基板搬送キャリアであって、
   前記基板の裏面側に配置される非可撓性且つプレート状の部材であって、該裏面と対向する支持面を有する支持プレートと、
   前記支持プレートに形成され、一端が前記支持面に開口し、且つ、他端が外界側に開口する連通路と、
   前記支持プレートの前記支持面において前記連通路を取り囲む状態に設けられ、前記基板の前記裏面に対して着脱自在に粘着する粘着部と、を備え、
   前記支持プレートの前記支持面と前記基板の前記裏面の間であって前記粘着部によって取り囲まれる空間が、前記連通路を介して正圧又は負圧が導入される圧力空間となることを特徴とする基板搬送キャリア。
2. 前記支持プレートの前記支持面に対して前記粘着部が凸設されるか、または、前記支持プレートの前記支持面の一部が前記基板の前記裏面から離反する方向に変位することで、前記圧力空間が形成されることを特徴とする、
   請求項１に記載の基板搬送キャリア。
3. 前記粘着部の外側の輪郭形状は、前記基板の輪郭よりも面方向内側に位置しており、
   前記基板の前記裏面の周縁近傍と前記支持プレートの間に隙間が形成されることを特徴とする、
   請求項１又は請求項２に記載の基板搬送キャリア。
4. 前記支持プレートの前記支持面に対して前記粘着部が凸設されるか、または、前記支持プレートの前記支持面の一部が前記基板の前記裏面から離反する方向に変位することで、前記隙間が形成されることを特徴とする、
   請求項３に記載の基板搬送キャリア。
5. 平面視する場合に、前記支持プレートの周縁は、前記基板の周縁よりも外側に位置することを特徴とする、
   請求項１から請求項４のいずれか一に記載の基板搬送キャリア。
6. 単一となる前記支持プレートに対して複数の前記粘着部が互いに独立して設けられており、
   前記支持プレートは、複数の前記粘着部に対応する複数の前記連通路を有しており、
   複数の前記粘着部によって、複数の前記基板が保持されることを特徴とする、
   請求項１から請求項５のいずれか一に記載の基板搬送キャリア。
7. 前記支持プレートの前記支持面における前記粘着部の内側に凸設され、前記基板の裏面に当接するスペーサを備えることを特徴とする、
   請求項１から請求項６のいずれか一に記載の基板搬送キャリア。
8. 真空チャンバ内で表面に薄膜が形成される前記基板を保持する前記基板搬送キャリアに対して、該基板を載置、及び／又は、取り外す基板準備装置であって、
   請求項１から請求項７のいずれか一に記載の前記基板搬送キャリアと、
   前記基板が載置される前記基板搬送キャリアにおける、前記圧力空間に対して、前記連通路を介して、正圧又は負圧を導入する圧力調整装置と、
   を備えることを特徴とする基板準備装置。
9. 前記正圧の圧力は、該正圧のみによって前記基板と前記粘着部の全面が剥離しない程度に設定されることを特徴とする、
   請求項８に記載の基板準備装置。
10. 前記基板の周縁を把持する把持部、及び、該把持部を移動させるアーム部を有する基板移載装置を備え、
    前記基板移載装置が、前記把持部によって薄膜形成前の前記基板の周縁を把持し、前記アーム部によって前記基板の裏面が前記基板搬送キャリアの前記粘着部に当接する位置まで移載することを特徴とする、
    請求項８または請求項９に記載の基板準備装置。
11. 前記基板移載装置によって前記基板の裏面を、前記基板搬送キャリアの前記粘着部に当接させてから、前記連通路に前記負圧が導入されることを特徴とする、
    請求項１０に記載の基板準備装置。
12. 前記基板の周縁を把持する把持部、及び、該把持部を移動させるアーム部を有する基板移載装置を備え、
    前記基板移載装置が、前記基板搬送キャリアによって保持される前記基板の周縁を把持し、前記アーム部によって前記基板を前記粘着部から離反させることを特徴とする、
    請求項８又は請求項９に記載の基板準備装置。
13. 前記基板移載装置が、前記正圧が前記圧力空間に導入されている最中に前記アーム部によって前記基板を前記粘着部から離反させることを特徴とする、
    請求項１２に記載の基板準備装置。
14. 前記圧力空間の圧力変化、前記アーム部の変位変化、及び、前記基板移載装置に作用する負荷変化の少なくともいずれかから、前記基板が前記粘着部から離反したか否かを判定する制御装置を備え、
    前記制御装置は、前記基板が前記粘着部から離反した判定に基づいて、前記圧力調整装置による前記正圧の導入を終了させることを特徴とする、
    請求項１２又は請求項１３に記載の基板準備装置。
15. 真空チャンバ内で前記基板の表面に薄膜を形成させる成膜システムであって、
    請求項８から請求項１４のいずれか一に記載の基板準備装置と、
    真空成膜のための前記真空チャンバと、
    前記基板準備装置から前記真空チャンバの中へ、前記基板を保持する前記基板搬送キャリアを移送するキャリア移送装置と、
    を備えることを特徴とする成膜システム。

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