JP5364156B2 - ホルダステージ - Google Patents

Description

本発明は、ホルダステージに関し、より詳細には、平板ディスプレイを製造する際に蒸着工程またはアニール工程で用いられる基板処理システムにおいて、ガラス基板が基板ホルダ上に配置されかつ整列された状態で基板ボートに搬入されることができるように、ガラス基板及び／または基板ホルダを整列させるホルダステージに関する。

平板ディスプレイを製造する際に使用される基板処理システムは、蒸着装置とアニール装置とに大別することができる。

蒸着装置は、平板ディスプレイの中心的な構成要素である透明導電層、絶縁層、金属層またはシリコン層を形成する工程で用いられる装置であり、例えば、ＬＰＣＶＤ（減圧ＣＶＤ）やＰＥＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）などのＣＶＤ（化学気相蒸着）装置と、スパッタリングなどのＰＶＤ（物理気相蒸着）装置とがある。また、アニール装置は、蒸着工程の後に、蒸着された膜の特性を向上させる工程で用いられる装置であり、例えば、蒸着された膜を結晶化または相変化させるための熱処理装置がある。

通常、上述した蒸着工程とアニール工程を行うためには、ガラス基板を、基板ホルダ上に載置された状態で、基板処理空間を提供するチャンバ内へ搬入する工程を経ることが必要である。

最近では、基板処理のスループットを向上させるために、複数のガラス基板を同時に処理するバッチ式基板処理システムの使用が増加している。バッチ式基板処理システムにおいては、複数のガラス基板が各ホルダ上に載置されて基板ボートに収容された状態で該基板ボートがチャンバ内に装入され、基板処理が行われる。このため、バッチ式基板処理システムで基板処理を行う際には、基板ホルダ上に載置されたガラス基板を、ホルダステージから基板ボートに移載する工程を経ることが必要である。

一方、ガラス基板及び基板ホルダを基板ボートの所定位置に搬入するためには、ホルダステージ内において、ガラス基板及び基板ホルダが所定位置に整列されるように収容されていなければならない。そうでない場合は、移載工程において、ガラス基板及び基板ホルダがホルダステージ及び／または基板ボートと衝突し、ガラス基板及び基板ホルダが損傷したり、ガラス基板及び基板ホルダがトランスファアームから落下する事故が発生するなどの、移載工程が円滑でないという問題を引き起こすことがある。

そこで、本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであって、ガラス基板及び基板ホルダを、基板処理のために基板ボートに円滑に移載できるように、ガラス基板及び／または基板ホルダを所定位置に正確に整列させるホルダステージを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、複数の基板ホルダを、該ホルダに対応するガラス基板が各々載置された状態で収容するホルダステージであって、基板ホルダ及びガラス基板の両者を整列させる位置合わせ部（アライメント部）と、位置合わせ部を回動させる位置合わせ部回動部とを備えることを特徴とするホルダステージを提供する。

位置合わせ部回動部は、位置合わせ部が設けられる位置合わせ部回動軸と、位置合わせ部回動軸を回動させる位置合わせアクチュエータとを備えることができる。

位置合わせ部は、基板ホルダを整列させる基板ホルダ位置合わせ部と、ガラス基板を整列させるガラス基板位置合わせ部とを備えることができる。

位置合わせ部は、基板ホルダ及びガラス基板の４隅に設けられ得る。

位置合わせ部は、基板ホルダ及びガラス基板の対角の２隅に設けられ得る。

基板ホルダ位置合わせ部は、一端が位置合わせ部回動軸に固定される第１位置合わせブラケットと、第１位置合わせブラケット上に設けられる基板ホルダ位置合わせキャップとを備えることができる。

ガラス基板位置合わせ部は、第１位置合わせブラケットに固定される第２位置合わせブラケットと、第２位置合わせブラケット上に設けられるガラス基板位置合わせキャップとを備えることができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係るホルダステージは、複数の基板ホルダを、該ホルダに対応するガラス基板が各々載置された状態で収容するホルダステージであって、基板ホルダまたはガラス基板を整列させる位置合わせ部と、位置合わせ部を回動させる位置合わせ部回動部とを備えることができる。

位置合わせ部回動部は、位置合わせ部が設けられる位置合わせ部回動軸と、位置合わせ部回動軸を回動させる位置合わせアクチュエータとを備えることができる。

位置合わせ部は、基板ホルダを整列させる基板ホルダ位置合わせ部またはガラス基板を整列させるガラス基板位置合わせ部のいずれか一方であり得る。

基板ホルダ位置合わせ部は、基板ホルダ及びガラス基板の対角の２隅に設けられ、ガラス基板位置合わせ部は、基板ホルダ及びガラス基板の残りの対角の２隅に設けられ得る。

基板ホルダ位置合わせ部は、一端が位置合わせ部回動軸に固定される第１位置合わせブラケットと、第１位置合わせブラケット上に設けられる基板ホルダ位置合わせキャップとを備えることができる。

ガラス基板位置合わせ部は、一端が位置合わせ部回動軸に固定される第２位置合わせブラケットと、第２位置合わせブラケット上に設けられるガラス基板位置合わせキャップとを備えることができる。

基板ホルダの材質は、グラファイトであり得る。

基板ホルダの表面には、炭化ケイ素（ＳｉＣ）がコーティングされ得る。

上記のように構成された本発明によれば、ホルダステージに搬入されているガラス基板及び／または基板ホルダを所定位置に正確に整列させることにより、ガラス基板及び基板ホルダをホルダステージから基板ボートに移載する工程が円滑になる効果がある。

また、本発明によれば、ガラス基板及び基板ホルダをホルダステージから基板ボートに移載する工程が円滑になることにより、基板処理のスループットが向上し、基板処理のコストが抑えられる効果がある。

本発明の第１実施形態に係るホルダステージの構成を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係るホルダステージの構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係るホルダステージの第１位置合わせ部の設置状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るホルダステージの第１位置合わせ部の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るホルダステージの第１位置合わせ部の構成を示す組立状態図である。 本発明の第１実施形態に係るホルダステージの第２位置合わせ部の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るホルダステージの第２位置合わせ部の構成を示す組立状態図である。 本発明の第２実施形態に係るホルダステージの構成を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係るホルダステージの基板ホルダ位置合わせ部及びガラス基板位置合わせ部の設置状態を示す斜視図である。 図９のＡ部分の詳細図である。 図９のＢ部分の詳細図である。 本発明の第２実施形態に係るホルダステージの第１基板ホルダ位置合わせ部の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るホルダステージの第１基板ホルダ位置合わせ部の構成を示す組立状態図である。 本発明の第２実施形態に係るホルダステージの第２基板ホルダ位置合わせ部の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るホルダステージの第２基板ホルダ位置合わせ部の構成を示す組立状態図である。 本発明の第２実施形態に係るホルダステージの第１ガラス基板位置合わせ部の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るホルダステージの第１ガラス基板位置合わせ部の構成を示す組立状態図である。 本発明の第２実施形態に係るホルダステージの第２ガラス基板位置合わせ部の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るホルダステージの第２ガラス基板位置合わせ部の構成を示す組立状態図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の構成を詳細に説明する。

平板ディスプレイを製造する際に使用される基板処理システム及びこれを用いた基板処理工程、蒸着またはアニール（熱処理）工程に関する内容は、本技術分野における公知の技術であるので、詳細な説明は省略する。特に、本発明に関する基板処理システムの主な構成、すなわち、基板処理空間を提供するチャンバ、基板が搭載された状態で収容される基板ボート、基板ホルダが搭載された状態で収容されるホルダステージ、並びに基板ボートとホルダステージとの間でガラス基板の移載を行うトランスファロボットなどの構成は、本技術分野における公知の技術であるので、詳細な説明は省略する。

第１実施形態

図１は、本発明の第１実施形態に係るホルダステージ１００の構成を示す側面図である。

図２は、本発明の第１実施形態に係るホルダステージ１００の構成を示す平面図である。

図１に示すように、ホルダステージ１００は、ベースフレーム５０、ベースプレート１１０、ロッド１２０、支持ピン１３０、基板ホルダ１４０、位置合わせ部回動軸１５０、ロータリアクチュエータ１６０、及び位置合わせ部２００とを備えて構成されることができる。

まず、ベースフレーム５０は、ホルダステージ１００を支持する役割を果たす。ベースフレーム５０は、地面に設置されかつホルダステージ１００を下部で支持する水平フレーム５２と、ホルダステージ１００の後述する位置合わせ部回動軸１５０に平行になるように垂直に設置されかつ位置合わせ部回動軸１５０を支持する垂直フレーム５４とを備えて構成されることができる。

ベースプレート１１０は、位置合わせ部回動軸１５０を安定して支持する。ベースプレート１１０により、ホルダステージ１００内に、各基板ホルダ１４０が搭載された状態で収容される空間が区画される。

ロッド１２０は、基板ホルダ１４０を支持する役割を果たす。ホルダステージ１００内において、基板ホルダ１４０はロッド１２０上に載置される。ロッド１２０は、基板ホルダ１４０の２つの短辺を支持できるように設置されることが好ましい。

支持ピン１３０は、ガラス基板１０を支持する役割を果たす。支持ピン１３０は、ロッド１２０上に位置する基板ホルダ１４０を貫通するように設けられる。このため、基板ホルダ１４０には、支持ピン１３０が貫通できる孔（図示せず）が形成される。ガラス基板１０を安定して支持するために、支持ピン１３０は複数個設けられ、これに対応する基板ホルダ１４０の孔（図示せず）も複数個形成される。

さらに、支持ピン１３０は、ガラス基板１０と基板ホルダ１４０を互いから分離する役割も果たす。この支持ピン１３０の役割により、基板処理工程の完了後、ホルダステージ１００に戻されるガラス基板１０及び基板ホルダ１４０のうち、ガラス基板１０のみをトランスファロボットを用いて基板ステージ（すなわち、ガラス基板が搭載された状態で保持される基板カセット）に移載することにより、基板処理工程の後の工程に備えることができる。

基板ホルダ１４０は、ガラス基板１０の変形を防止する役割を果たす。すなわち、ガラス基板１０を基板ホルダ１４０上に載置した状態でチャンバ内に搬入して基板処理工程を行うことにより、基板処理工程中にガラス基板１０が加熱されて撓む現象が抑制される。特に、最近では、ＬＣＤなどの平板ディスプレイの大画面化に伴い、ガラス基板の面積も同様に大きくなっているため、このようなガラス基板の変形を抑制することは次第に重要性を増している。したがって、ガラス基板１０を基板ホルダ１４０で支持した状態で基板処理を行うことが好ましく、ガラス基板１０の全面を基板ホルダ１４０で完全に支持した状態で基板処理を行うことがさらに好ましい。

基板ホルダ１４０の材質は、石英であることが好ましい。しかし、石英は低い熱伝導率（１．６６Ｗ／ｍ．Ｋ）のために、基板処理工程において、基板の位置によっては基板の昇温または冷却速度が不均一になる現象が生じ得る。特に、基板処理後における基板の冷却工程において、基板の中央部における冷却速度は、基板の周辺部における冷却速度よりも低いため、基板の中央部が膨張して変形してしまう。したがって、基板ホルダの材質を石英よりも熱伝導率の高い（２６Ｗ／ｍ．Ｋ）グラファイトにすることが、さらに好ましい。こうすることによって、基板の冷却時に、基板全体にわたって均一な冷却が行われるようにし、上述した冷却速度の差による基板の変形を抑制することができる。ただし、グラファイトは硬度が低いため、グラファイトの表面に高硬度材質の炭化ケイ素（ＳｉＣ）をコーティングして基板ホルダを製造することがさらに好ましい。

位置合わせ部回動軸１５０は、ガラス基板１０及び基板ホルダ１４０の位置合わせのために、後述する位置合わせ部２００を回動させる役割を果たす。位置合わせ部回動軸１５０は、ガラス基板１０及び基板ホルダ１４０の４隅に設けられ、各隅に２つずつ設けられる。このとき、ガラス基板１０及び基板ホルダ１４０の短辺側に設けられた位置合わせ部回動軸１５０には、後述する第１位置合わせ部２００ａが連結され、ガラス基板１０及び基板ホルダ１４０の長辺側に設けられた位置合わせ部回動軸１５０には、後述する第２位置合わせ部２００ｂが連結される。位置合わせ部回動軸１５０は、垂直フレーム５４に連結されて支持されることにより、安定した回動を行うことができる。一方、位置合わせ部回動軸１５０は、ホルダステージ１００においてガラス基板１０が搬入／搬出されるときにガラス基板１０の移動の妨げとならないように設けられることが好ましい。

ロータリアクチュエータ１６０は、ガラス基板１０及び基板ホルダ１４０の位置合わせのために位置合わせ部回動軸１５０が回動させるときに、位置合わせ部回動軸１５０を駆動する役割を果たす。このため、ロータリアクチュエータ１６０は、位置合わせ部回動軸１５０の下端部側に所定の動力伝達手段、すなわち、駆動ギヤまたは駆動ベルトを介して連結される。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、場合によっては、ロータリアクチュエータ１６０は、位置合わせ部回動軸１５０の上端部側に連結されてもよく、位置合わせ部回動軸１５０の上端部側と下端部側の両者に連結されてもよく、所定の動力伝達手段を介さず位置合わせ部回動軸１５０に直接連結されてもよい。

一方、位置合わせ部回動軸１５０及びロータリアクチュエータ１６０は、ホルダステージ１００においてガラス基板１０が搬入／搬出されているときに、位置合わせ部２００を回動させることにより、ガラス基板１０と位置合わせ部２００とが干渉しないようにする役割も果たすことができる。

位置合わせ部２００は、ホルダステージ１００内の所定位置にガラス基板１０及び基板ホルダ１４０の両者を整列させる役割を果たす。位置合わせ部２００は、位置合わせ部回動軸１５０に連結され、ホルダステージ１００内に搭載される複数のガラス基板１０及び基板ホルダ１４０にそれぞれ対応できるように設けられる。位置合わせ部２００は、ガラス基板１０及び基板ホルダ１４０の４隅に設置可能であるが、場合によっては、ガラス基板１０及び基板ホルダ１４０の４隅のうち対角の２隅にのみ設置されてもよい。

位置合わせ部２００は、ガラス基板１０及び基板ホルダ１４０の短辺側に接触する第１位置合わせ部２００ａと、長辺側に接触する第２位置合わせ部２００ｂとから構成できる。

図３は、本発明の第１実施形態に係るホルダステージ１００の第１位置合わせ部２００ａの設置状態を示す斜視図である。

図３に示すように、第１位置合わせ部２００ａは、ガラス基板１０及び基板ホルダ１４０の短辺側に接触し、ガラス基板１０及び基板ホルダ１４０を所定位置に整列させる。第１位置合わせ部２００ａは、後述する第１位置合わせブラケット２２２ａによって位置合わせ部回動軸１５０に連結される。

図４及び図５は、本発明の第１実施形態に係るホルダステージ１００の第１位置合わせ部２００ａの構成を示す分解斜視図及び組立状態図である。

図４及び図５に示すように、第１位置合わせ部２００ａは、ホルダステージ１００内の所定位置上に基板ホルダ１４０及びガラス基板１０をそれぞれ整列させる基板ホルダ位置合わせ部２２０ａ及びガラス基板位置合わせ部２６０ａを備えて構成されることができる。

基板ホルダ位置合わせ部２２０ａは、第１位置合わせブラケット２２２ａ、固定片２２４ａ、及び基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａを備えて構成されることができる。また、基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａを固定片２２４ａに連結する回転軸には、スナップリング２３０ａ、ベアリング２３２ａ、及びカラー２３４ａが連結されている。

第１位置合わせブラケット２２２ａは、第１位置合わせ部２００ａを構成する構成要素を固定する。第１位置合わせブラケット２２２ａは、一端が「¬」状に折り曲げられ、折り曲げ部位は、位置合わせ部回動軸１５０の一側面に連結される。第１位置合わせブラケット２２２ａの折り曲げ部位には、第１位置合わせブラケット２２２ａを位置合わせ部回動軸１５０に容易に連結できるように、ボルト穴を形成することができる。

固定片２２４ａには、後述する基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａが連結される。固定片２２４ａは、平板状に形成される。固定片２２４ａは、第１位置合わせブラケット２２２ａの他端、すなわち、位置合わせ部回動軸１５０に連結される端部と反対の端部において、該端部の上下に各１つずつ、互いに平行をなすように形成される。

基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａは、基板ホルダ１４０の短辺側に接し、基板ホルダ１４０を整列させる。基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａは、２つの固定片２２４ａの間に、回転軸によって連結されている。基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａは、その断面において上辺の長さが下辺の長さよりも大きい台形形状に形成される。ここで、基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａを固定片２２４ａに連結する回転軸に、スナップリング２３０ａ、ベアリング２３２ａ、及びカラー２３４ａを連結させることにより、基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａの回転を容易にし得る。

参考のために、図４において、回転軸をボルト形状として示し、別段の図面符号は省略している。以下に説明する回転軸に関する図面の表示においても同様である。

ガラス基板位置合わせ部２６０ａは、第２位置合わせブラケット２６２ａ及びガラス基板位置合わせキャップ２６４ａを備えて構成されることができる。また、ガラス基板位置合わせキャップ２６４ａを第２位置合わせブラケット２６２ａに連結する回転軸には、ベアリング２７０ａ、スナップリング２７２ａ、及びカラー２７４ａが連結されている。

第２位置合わせブラケット２６２ａは、ガラス基板位置合わせ部２６０ａを第１位置合わせブラケット２２２ａに固定する。第２位置合わせブラケット２６２ａは、第１位置合わせブラケット２２２ａに形成された２つの固定片２２４ａのうち、上側固定片２２４ａの上面に、ボルトによって固定される。第２位置合わせブラケット２６２ａは、平板状に形成される。このとき、ボルト固定された第２位置合わせブラケット２６２ａを外力によって移動しないように収容する凹部が、固定片２２４ａ上に形成されることが好ましい。

ガラス基板位置合わせキャップ２６４ａは、ガラス基板１０の短辺側に接触し、ガラス基板１０を整列させる。ガラス基板位置合わせキャップ２６４ａは、第２位置合わせブラケット２６２ａの端部に、回転軸によって連結されている。ガラス基板位置合わせキャップ２６４ａは、その断面において上辺の長さが下辺の長さよりも大きい台形形状に形成される。ここで、ガラス基板位置合わせキャップ２６４ａを第２位置合わせブラケット２６２ａに連結する回転軸に、ベアリング２７０ａ、スナップリング２７２ａ、及びカラー２７４ａを連結させることにより、ガラス基板位置合わせキャップ２６４ａの回転を容易にする。ガラス基板位置合わせキャップ２６４ａに連結される回転軸の上端は、ガラス基板位置合わせキャップ２６４ａ内に収まるようにして、位置合わせ作業中に外部の物体と衝突しないようにすることが好ましい。

一方、基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａ、２２６ｂ及びガラス基板位置合わせキャップ２６４ａ、２６４ｂの側面は、傾斜して形成されることが好ましい。これは、基板ホルダ１４０及びガラス基板１０と、基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａ、２２６ｂ及びガラス基板位置合わせキャップ２６４ａ、２６４ｂとの接触面積を最小限に抑え、接触過程における基板ホルダ１４０及びガラス基板１０の損傷を防止するためである。

図６及び図７は、本発明の第１実施形態に係るホルダステージ１００の第２位置合わせ部２００ｂの構成を示す分解斜視図及び組立状態図である。

図６及び図７に示すように、第２位置合わせ部２００ｂは、基本的な構成については第１位置合わせ部２００ａと同一である。ただし、第２位置合わせ部２００ｂは、第１位置合わせ部２００ａと位置合わせブラケットの大きさに違いがあるので、以下ではこの点に関してのみ詳細に説明する。

図のように、第２位置合わせ部２００ｂの第１位置合わせブラケット２２２ｂは、第１位置合わせ部２００ａの第１位置合わせブラケット２２２ａよりも大きさを小さくすることが好ましい。これは、ガラス基板１０がホルダステージ１００において搬入／搬出されているときに、ガラス基板１０と位置合わせ部２００とが干渉しないようにするためである。結論的に、第１位置合わせブラケット２２２ａ、２２２ｂの大きさは、ガラス基板１０の移動経路、位置合わせ部回動軸１５０の位置、並びに位置合わせ部回動軸１５０に連結された第１位置合わせ部２００ａ及び第２位置合わせ部２００ｂ間の距離を総合的に考慮して設定することができる。

上記のように構成された本発明の第１実施形態の動作を説明すると、次のとおりである。

まず、ホルダステージ１００には、複数の基板ホルダ１４０が搭載された状態で収容されている。このとき、基板ホルダ１４０に形成されている孔（図示せず）を貫通して支持ピン１３０が突出している。

ホルダステージ１００にガラス基板１０を搬入する前に、ロータリアクチュエータ１６０により位置合わせ部回動軸１５０を回動させて、ガラス基板１０の移動経路上に第１位置合わせ部２００ａ及び第２位置合わせ部２００ｂが配置されないようにする。

次に、ガラス基板１０を、基板トランスファロボットを用いてホルダステージ１００内に搬入し、ガラス基板１０を、ロッド１２０上に設けられた支持ピン１３０上に載置する。支持ピン１３０によって互いから分離されたガラス基板１０と基板ホルダ１４０との間に形成された空間は、ガラス基板１０を、基板トランスファロボットを用いて基板ステージ（すなわち、ガラス基板が搭載された状態で保持される基板カセット）に移載するときに、使用される。

次に、ロータリアクチュエータ１６０により位置合わせ部回動軸１５０を回動させ、第１位置合わせ部２００ａ及び第２位置合わせ部２００ｂを元の位置に復帰させる。第１位置合わせ部２００ａ及び第２位置合わせ部２００ｂが復帰すると、基板ホルダ位置合わせ部２２０ａ、２２０ｂは、基板ホルダ１４０の短辺側及び長辺側に同時に接触し、ガラス基板位置合わせ部２６０ａ、２６０ｂは、ガラス基板１０の短辺側及び長辺側に同時に接触する。

第１位置合わせ部２００ａ及び第２位置合わせ部２００ｂの動作によるガラス基板１０及び基板ホルダ１４０の位置合わせ工程は、次のとおりである。

まず、第１位置合わせ部２００ａ及び第２位置合わせ部２００ｂが元の位置に復帰すると、基板ホルダ１４０の２つの短辺には、基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａの側面が接触し、基板ホルダ１４０の２つの長辺には、基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ｂの側面が接触する。また、ガラス基板１０の２つの短辺には、ガラス基板位置合わせキャップ２６４ａの側面が接触し、ガラス基板１０の２つの長辺には、ガラス基板位置合わせキャップ２６４ｂの側面が接触する。

ここで、基板ホルダ１４０及びガラス基板１０が所定位置に搬入されていれば、基板ホルダ１４０の短辺及び長辺は、全て同一の圧力で基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａ、２２６ｂと接触し、ガラス基板１０の短辺及び長辺は、全て同一の圧力でガラス基板位置合わせキャップ２６４ａ、２６４ｂと接触することになり、基板ホルダ１４０及びガラス基板１０の位置が不動になる。

しかし、基板ホルダ１４０及びガラス基板１０が所定位置に搬入されていなければ、基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａ、２２６ｂ及び／またはガラス基板位置合わせキャップ２６４ａ、２６４ｂは、それぞれ異なる圧力によって基板ホルダ１４０及び／またはガラス基板１０と接触することになる。このとき、基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａ、２２６ｂ及び／またはガラス基板位置合わせキャップ２６４ａ、２６４ｂは、基板ホルダ１４０及び／またはガラス基板１０を、接触圧力の大きい方から小さい方へ押し出す。これにより、ガラス基板１０及び／または基板ホルダ１４０は、基板ホルダ位置合わせキャップ２２６ａ、２２６ｂ及び／またはガラス基板位置合わせキャップ２６４ａ、２６４ｂとの接触圧力が全て同一になる位置、すなわち、ホルダステージ１００内において、基板ホルダ１４０とガラス基板１０の所定位置に移動して位置合わせが行われる。この位置合わせ工程は、ホルダステージ１００内に搭載された状態で収容されている複数の基板ホルダ１４０及びガラス基板１０の全てに対して同時に行われることが可能である。

上記では、基板ホルダ１４０及びガラス基板１０の全てが所定位置からずれている場合を想定して説明したが、一方で、基板ホルダ１４０またはガラス基板１０のいずれか一方のみが所定位置からずれている場合にも、上述した工程と同様に位置合わせが可能である。併せて、複数の基板ホルダ１４０の一部のみ、あるいは複数のガラス基板１０の一部のみが所定位置からずれている場合にも、上述した工程と同様に位置合わせが可能である。

最後に、基板ホルダ１４０及びガラス基板１０の位置合わせが完了すると、ホルダトランスファロボットを用いて、基板ホルダ１４０上に載置された状態でガラス基板１０を基板ボートに搬入し、それ以降の基板処理工程を行う。

このように、本実施形態によれば、ホルダステージに搬入されているガラス基板及び／または基板ホルダを所定位置に正確に整列させることにより、ガラス基板及び基板ホルダをホルダステージから基板ボートに移載する工程が円滑になり、基板処理のスループットが向上し、基板処理のコストが抑えられる利点がある。

第２実施形態

図８は、本発明の第２実施形態に係るホルダステージ１００ａの構成を示す平面図である。

まず、ホルダステージ１００ａは、ベースフレーム５０、ベースプレート１１０、ロッド１２０、支持ピン１３０、基板ホルダ１４０、位置合わせ部回動軸１５０、ロータリアクチュエータ１６０、基板ホルダ位置合わせ部３００、及びガラス基板位置合わせ部４００を備えて構成されることができる。

ここで、ベースフレーム５０、ベースプレート１１０、ロッド１２０、支持ピン１３０、ロータリアクチュエータ１６０、及び位置合わせ部回動軸１５０の構成は、上述した本発明の第１実施形態と同一であるので、本実施形態においては、これに関する詳細な説明は省略する。

図８に示すように、基板ホルダ位置合わせ部３００は、ホルダステージ１００ａ内の所定位置に基板ホルダ１４０を整列させる役割を果たす。複数個の基板ホルダ位置合わせ部３００が、位置合わせ部回動軸１５０に連結され、ホルダステージ１００ａ内に搭載される複数の基板ホルダ１４０にそれぞれ対応できるように設けられている。基板ホルダ位置合わせ部３００は、基板ホルダ１４０の４隅のうち対角の２隅に設置可能である。

基板ホルダ位置合わせ部３００は、基板ホルダ１４０の短辺側に接触する第１基板ホルダ位置合わせ部３００ａと、長辺側に接触する第２基板ホルダ位置合わせ部３００ｂとから構成されることができる。

ガラス基板位置合わせ部４００は、ホルダステージ１００ａ内の所定位置にガラス基板１０を整列させる役割を果たす。複数個のガラス基板位置合わせ部４００が、位置合わせ部回動軸１５０に連結され、ホルダステージ１００ａ内に搭載される複数のガラス基板１０にそれぞれ対応できるように設けられている。ガラス基板位置合わせ部４００は、ガラス基板１４０の４隅のうち対角の２隅に設けられるが、基板ホルダ位置合わせ部３００が設けられる２隅とは異なる場所に設置可能である。

ガラス基板位置合わせ部４００は、ガラス基板１０の短辺側に接触する第１ガラス基板位置合わせ部４００ａと、長辺側に接触する第２ガラス基板位置合わせ部４００ｂとから構成されることができる。

要するに、本実施形態においては、基板ホルダ位置合わせ部３００は、基板ホルダ１４０及びガラス基板１０の４隅のうち対角の２隅に設けられ、ガラス基板位置合わせ部４００は、基板ホルダ１４０及びガラス基板１０の４隅のうち、基板ホルダ位置合わせ部３００が設けられていない対角の２隅に設けられ得る。ただし、これらの基板ホルダ位置合わせ部３００及びガラス基板位置合わせ部４００の位置合わせ部は、ホルダステージ１００ａ内に搭載された状態で収容されている全ての基板ホルダ１４０及びガラス基板１０に対して同一に設定する必要はない。これについては、図９〜図１１を参照して以下に説明する。

図９は、本発明の第２実施形態に係るホルダステージ１００ａの基板ホルダ位置合わせ部３００ａ及びガラス基板位置合わせ部４００ａの設置状態を示す斜視図である。

図１０は、図９のＡ部分の詳細図であり、図１１は、図９のＢ部分の詳細図である。

図９〜図１１に示すように、ホルダステージ１００ａ内において、基板ホルダ１４０及びガラス基板１０の位置により、基板ホルダ位置合わせ部３００ａ及びガラス基板位置合わせ部４００ａの配置状態が変更されていることを確認することができる。すなわち、ホルダステージ１００ａを２つの部分に分けて、上半分には、図８と同じ配置により、基板ホルダ位置合わせ部３００ａ及びガラス基板位置合わせ部４００ａを設置し（図９のＡ部分及び図１０参照）、下半分には、図８の配置とは逆になるように、基板ホルダ位置合わせ部３００ａ及びガラス基板位置合わせ部４００ａを設置することができる（図９のＢ部分及び図１１参照）。

上述したホルダステージ１００ａ内における基板ホルダ位置合わせ部３００ａ及びガラス基板位置合わせ部４００ａの配置により、本実施形態においては、基板ホルダ１４０またはガラス基板１０のいずれかを選択して整列させしてもよく、基板ホルダ１４０及びガラス基板１０の両者を整列させしてもよく、ホルダステージ１００ａ内の基板ホルダ１４０及び／またはガラス基板１０の搭載位置に応じて基板ホルダ１４０またはガラス基板１０のいずれかを選択して整列させしてもよい。すなわち、本実施形態によれば、基板処理工程における多様な環境の変化に容易に対応できるように、基板ホルダ１４０及び／またはガラス基板１０の位置合わせが可能である。

図１２及び図１３は、本発明の第２実施形態に係るホルダステージ１００ａの第１基板ホルダ位置合わせ部３００ａの構成を示す分解斜視図及び組立状態図である。

図１２及び図１３に示すように、第１基板ホルダ位置合わせ部３００ａは、第１位置合わせブラケット３２２ａ、２つの固定片３２４ａ、及び基板ホルダ位置合わせキャップ３２６ａを備えて構成されることができる。また、基板ホルダ位置合わせキャップ３２６ａを固定片３２４ａに連結する回転軸には、スナップリング３３０ａ、ベアリング３３２ａ、及びカラー３３４ａが連結されている。

第１位置合わせブラケット３２２ａは、第１基板ホルダ位置合わせ部３００ａを構成する構成要素を固定する。第１位置合わせブラケット３２２ａは、位置合わせ部回動軸１５０の一側面に連結される。第１位置合わせブラケット３２２ａは、一端が「¬」状に折り曲げられ、折り曲げ部位は、位置合わせ部回動軸１５０の一側面に連結される。第１位置合わせブラケット３２２ａの折り曲げ部位には、第１位置合わせブラケット３２２ａを位置合わせ部回動軸１５０に容易に連結できるように、ボルト穴を形成することができる。

固定片３２４ａには、後述する基板ホルダ位置合わせキャップ３２６ａが連結される。固定片３２４ａは、平板状に形成される。固定片３２４ａは、第１位置合わせブラケット３２２ａの他端、すなわち、位置合わせ部回動軸１５０に連結される端部と反対の端部において、該端部の上下に各１つずつ、互いに平行をなすように形成される。

基板ホルダ位置合わせキャップ３２６ａは、基板ホルダ１４０の短辺側に接触し、基板ホルダ１４０を整列させる。基板ホルダ位置合わせキャップ３２６ａは、２つの固定片３２４ａの間に、回転軸によって連結されている。基板ホルダ位置合わせキャップ３２６ａは、その断面において上辺の長さが下辺の長さよりも大きい台形形状に形成される。ここで、基板ホルダ位置合わせキャップ３２６ａを固定片３２４ａに連結する回転軸に、スナップリング３３０ａ、ベアリング３３２ａ、及びカラー３３４ａを連結させることにより、基板ホルダ位置合わせキャップ３２６ａの回転を容易にし得る。

図１４及び図１５は、それぞれ、本発明の第２実施形態に係るホルダステージ１００ａの第２基板ホルダ位置合わせ部３００ｂの構成を示す分解斜視図及び組立状態図である。

図１４及び図１５に示すように、第２基板ホルダ位置合わせ部３００ｂは、基板ホルダ位置合わせキャップ３２６ｂが基板ホルダ１４０の長辺側に接触することを除けば、基本的な構成については第１基板ホルダ位置合わせ部３００ａと同一である。ただし、第２基板ホルダ位置合わせ部３００ｂは、第１基板ホルダ位置合わせ部３００ａと位置合わせブラケットの大きさに違いがあるので、以下ではこれに関して詳細に説明する。

図のように、第２基板ホルダ位置合わせ部３００ｂの第１位置合わせブラケット３２２ｂは、第１基板ホルダ位置合わせ部３００ａの第１位置合わせブラケット３２２ａよりも大きさを小さくすることが好ましい。これは、ガラス基板１０がホルダステージ１００ａにおいて搬入／搬出されているとき、ガラス基板１０と基板ホルダ位置合わせ部３００ａ、３００ｂとが干渉しないようにするためである。結論的に、第１位置合わせブラケット３２２ａ、３２２ｂの大きさは、ガラス基板１０の移動経路、位置合わせ部回動軸１５０の位置、及び位置合わせ部回動軸１５０に連結された基板ホルダ位置合わせ部３００ａ、３００ｂ間の距離を総合的に考慮して設定することができる。

図１６及び図１７は、本発明の第２実施形態に係るホルダステージ１００ａの第１ガラス基板位置合わせ部４００ａの構成を示す分解斜視図及び組立状態図である。

図１６及び図１７に示すように、第１ガラス基板位置合わせ部４００ａは、第１位置合わせブラケット４２２ａ、第２位置合わせブラケット４６２ａ、及びガラス基板位置合わせキャップ４６４ａを備えることができる。また、ガラス基板位置合わせキャップ４６４ａを第２位置合わせブラケット４６２ａに連結する回転軸には、ベアリング４７０ａ、スナップリング４７２ａ、及びカラー４７４ａが連結される。

第１位置合わせブラケット４２２ａは、第１ガラス基板位置合わせ部４００ａを位置合わせ部回動軸１５０に連結する。第１位置合わせブラケット４２２ａは、第１基板ホルダ位置合わせ部３００ａの第１位置合わせブラケット３２２ａと同様に構成できるので、これに関する詳細な説明は省略する。

第２位置合わせブラケット４６２ａは、後述するガラス基板位置合わせキャップ４６４ａを第１位置合わせブラケット４２２ａに固定する。第２位置合わせブラケット４６２ａは、第１位置合わせブラケット４２２ａに形成された２つの固定片４２４ａのうち、上側固定片４２４ａの上面にボルトによって固定される。第２位置合わせブラケット４６２ａは、平板状に形成される。このとき、ボルト固定された第２位置合わせブラケット４６２ａを外力によって移動しないように収容する凹部が、固定片４２４ａ上に形成されることが好ましい。

さらに、ガラス基板位置合わせキャップ４６４ａは、ガラス基板１０の短辺側に接触し、ガラス基板１０を整列させる。ガラス基板位置合わせキャップ４６４ａは、第２位置合わせブラケット４６２ａの端部に回転軸によって連結される。ガラス基板位置合わせキャップ４６４ａは、その断面において上辺の長さが下辺の長さよりも大きい台形形状に形成される。また、ガラス基板位置合わせキャップ４６４ａを第２位置合わせブラケット４６２ａに連結する回転軸に、ベアリング４７０ａ、スナップリング４７２ａ、及びカラー４７４ａを連結させることにより、ガラス基板位置合わせキャップ４６４ａの回転を容易にする。ガラス基板位置合わせキャップ４６４ａに連結される回転軸の上端は、ガラス基板位置合わせキャップ４６４ａ内に収まるようにして、位置合わせ作業中に外部の物体と衝突しないようにすることが好ましい。

図１８及び図１９は、本発明の第２実施形態に係るホルダステージ１００ａの第２ガラス基板位置合わせ部４００ｂの一例の構成を示す分解斜視図及び組立状態図である。

図１８及び図１９に示すように、第２ガラス基板位置合わせ部４００ｂは、ガラス基板位置合わせキャップ４６４ｂがガラス基板１０の長辺側に接触することを除けば、基本的な構成については第１ガラス基板位置合わせ部４００ａと同一である。ただし、第２ガラス基板位置合わせ部４００ｂは、第１ガラス基板位置合わせ部４００ａと第１位置合わせブラケット４２２ａ、４２２ｂの大きさに違いがある。第１ガラス基板位置合わせ部４００ａ及び第２ガラス基板位置合わせ部４００ｂにおいて第１位置合わせブラケット４２２ａ、４２２ｂの大きさに違いがあるのは、第１基板ホルダ位置合わせ部３００ａ及び第２基板ホルダ位置合わせ部３００ｂにおいて第１位置合わせブラケット３２２ａ、３２２ｂの大きさに違いがあるのと同様の理由であるので、これに関する詳細な説明は省略する。

一方、基板ホルダ位置合わせキャップ３２６ａ、３２６ｂ及びガラス基板位置合わせキャップ４６４ａ、４６４ｂの側面は、傾斜して形成することが好ましい。これは、基板ホルダ１４０及びガラス基板１０と、基板ホルダ位置合わせキャップ３２６ａ、３２６ｂ及びガラス基板位置合わせキャップ４６４ａ、４６４ｂとの接触面積を最小限に抑え、接触過程における基板ホルダ１４０及びガラス基板１０の損傷を防止するためである。

一方、本実施形態は、本発明の第１実施形態と比較すると、ホルダステージ内における基板ホルダ位置合わせ部とガラス基板位置合わせ部の一部の配置が異なり、それにより、基板ホルダ位置合わせ部とガラス基板位置合わせ部をなす一部の構成要素に違いがあるだけであって、基本的な基板ホルダ及び／またはガラス基板の位置合わせ工程は同一であるので、本実施形態の構成による動作に関する詳細な説明は省略する。

本発明は、上述したように、好ましい実施形態を挙げて図示及び説明したが、上記の実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲内において当業者による多様な変形及び変更が可能である。その変形例及び変更例は、本発明と添付した特許請求の範囲内に属するとみなさなければならない。

本発明は、半導体パッケージ関連の技術分野に適用可能である。

１０ ガラス基板
１００、１００ａ ホルダステージ
１１０ ベースプレート
１２０ ロッド
１３０ 支持ピン
１４０ 基板ホルダ
１５０ 位置合わせ部回動軸
１６０ ロータリアクチュエータ
２００ 位置合わせ部
２００ａ 第１位置合わせ部
２００ｂ 第２位置合わせ部
２２０ａ、２２０ｂ 基板ホルダ位置合わせ部
２２２ａ、２２２ｂ 第１位置合わせブラケット
２２４ａ、２２４ｂ 固定片
２２６ａ、２２６ｂ 基板ホルダ位置合わせキャップ
２６０ａ、２６０ｂ ガラス基板位置合わせ部
２６２ａ、２６２ｂ 第２位置合わせブラケット
２６４ａ、２６４ｂ ガラス基板位置合わせキャップ
３００ 基板ホルダ位置合わせ部
３００ａ 第１基板ホルダ位置合わせ部
３００ｂ 第２基板ホルダ位置合わせ部
３２２ａ、３２２ｂ 第１位置合わせブラケット
３２４ａ、３２４ｂ 固定片
３２６ａ、３２６ｂ 基板ホルダ位置合わせキャップ
４００ ガラス基板位置合わせ部
４００ａ 第１ガラス基板位置合わせ部
４００ｂ 第２ガラス基板位置合わせ部
４２２ａ、４２２ｂ 第１位置合わせブラケット
４６２ａ、４６２ｂ 第２位置合わせブラケット
４６４ａ、４６４ｂ ガラス基板位置合わせキャップ

Claims (10)

1. 複数の基板ホルダを、対応するガラス基板が各ホルダに載置された状態で収容するホルダステージであって、
   前記基板ホルダ及び前記ガラス基板の両者を整列させる位置合わせ部と、
   前記位置合わせ部を回動させる位置合わせ部回動部とを備え、
   前記位置合わせ部は、
   前記基板ホルダを整列させる基板ホルダ位置合わせ部と、
   前記ガラス基板を整列させるガラス基板位置合わせ部とを備え、
   前記基板ホルダ位置合わせ部は、
   一端が前記位置合わせ部回動軸に固定される第１位置合わせブラケットと、
   前記第１位置合わせブラケット上に設けられる基板ホルダ位置合わせキャップとを備え、
   前記ガラス基板位置合わせ部は、
   前記第１位置合わせブラケットに固定される第２位置合わせブラケットと、
   前記第２位置合わせブラケット上に設けられるガラス基板位置合わせキャップとを備え、
   前記基板ホルダ位置合わせキャップ及び前記ガラス基板位置合わせキャップの少なくとも１つは、周方向の側面が傾斜した形状であることを特徴とするホルダステージ。
2. 前記位置合わせ部回動部は、
   前記位置合わせ部が設けられる位置合わせ部回動軸と、
   前記位置合わせ部回動軸を回動させる位置合わせアクチュエータとを備えることを特徴とする請求項１に記載のホルダステージ。
3. 前記位置合わせ部は、前記基板ホルダ及び前記ガラス基板の４隅に設けられることを特徴とする請求項１に記載のホルダステージ。
4. 前記位置合わせ部は、前記基板ホルダ及び前記ガラス基板の対角の２隅に設けられることを特徴とする請求項１に記載のホルダステージ。
5. 複数の基板ホルダを、該ホルダに対応するガラス基板が各々載置された状態で収容するホルダステージであって、
   前記基板ホルダまたは前記ガラス基板のいずれかを整列させる位置合わせ部と、
   前記位置合わせ部を回動させる位置合わせ部回動部とを備え、
   前記位置合わせ部は、前記基板ホルダを整列させる基板ホルダ位置合わせ部または前記ガラス基板を整列させるガラス基板位置合わせ部のいずれか一方であり、
   前記基板ホルダ位置合わせ部は、
   一端が前記位置合わせ部回動軸に固定される第１位置合わせブラケットと、
   前記第１位置合わせブラケット上に設けられる基板ホルダ位置合わせキャップとを備え、
   前記ガラス基板位置合わせ部は、
   一端が前記位置合わせ部回動軸に固定される第２位置合わせブラケットと、
   前記第２位置合わせブラケット上に設けられるガラス基板位置合わせキャップとを備え、
   前記基板ホルダ位置合わせキャップ及び／又は前記ガラス基板位置合わせキャップの少なくとも１つは、周方向の側面が傾斜した形状であることを特徴とするホルダステージ。
6. 前記位置合わせ部回動部は、
   前記位置合わせ部が設けられる位置合わせ部回動軸と、
   前記位置合わせ部回動軸を回動させる位置合わせアクチュエータとを備えることを特徴とする請求項５に記載のホルダステージ。
7. 前記基板ホルダ位置合わせ部は、前記基板ホルダ及び前記ガラス基板の対角の２隅に設けられ、
   前記ガラス基板位置合わせ部は、前記基板ホルダ及び前記ガラス基板の残りの２隅に設けられることを特徴とする請求項５に記載のホルダステージ。
8. 前記基板ホルダの材質は、グラファイトであることを特徴とする請求項１または５のいずれか一項に記載のホルダステージ。
9. 前記基板ホルダの表面には、炭化ケイ素（ＳｉＣ）がコーティングされていることを特徴とする請求項８に記載のホルダステージ。
10. 前記第１位置合わせブラケットは、対向する２つの固定片部を含み、前記基板ホルダ位置合わせキャップは、前記第１位置合わせブラケットの前記２つの固定片の間に回転軸を介して取り付けられ、前記第２位置合わせブラケットは、前記第１位置合わせブラケットの前記２つの固定片部の一方の外側に固定されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のホルダステージ。

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