JP7465550B2

JP7465550B2 - 吸着パッド及び基板搬送装置

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Publication number: JP7465550B2
Application number: JP2021010060A
Authority: JP
Inventors: 吉浩稲尾; 修吾対馬
Original assignee: AIMechatec Ltd
Current assignee: AIMechatec Ltd
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2024-04-11
Anticipated expiration: 2041-01-26
Also published as: JP2022113985A; CN114792646A; TW202231429A; KR20220107948A

Description

本発明は、吸着パッド及び基板搬送装置に関する。

従来、基板搬送装置は、基板を搬送するための搬送アームを有しており、搬送アームには、基板を吸着して保持するための吸着パッドが備えられている。近年、基板は大型化、薄型化しており、例えば基板に樹脂層が形成される場合、高温処理等により樹脂層が収縮して基板が反ることがある。基板が反っていると、吸着パッドが揺動しない場合、吸着パッドが基板の反りに追随できず、基板を吸着できない場合がある。特許文献１では、耐熱性を有する吸着パッドをスプリングで支持することにより、吸着パッドを揺動可能として基板の反りに追随させる構成が記載されている。

また、吸着パッドが誘電体である場合（導電性がない場合）、基板から吸着パッドを引き離したときに、基板を帯電させてしまう場合があるので、基板に設けられた電子デバイスへの影響が懸念されている。特許文献２では、導電性のゴム等の弾性材料からなる４つの吸着パッドを有する構成が記載されている。また、特許文献３では、導電性を有するゴムで形成された吸着パッドを備える構成が記載されている。特許文献２及び特許文献３の吸着パッドは、ゴムが用いられており、このゴム部分が変形することで基板の反りに追随させるようにしている。

特開２００５－２８８５９５号公報特開２０１２－０５５９９３号公報特開２０２０－０３５８４１号公報

特許文献１の吸着パッドは、耐熱性を有する吸着パッドを揺動可能として基板の反りに追随させているが、導電性を有することについて記載がなく、吸着パッドを基板から剥離した際の基板への帯電を有効に防止できない。また、特許文献１の吸着パッドはスプリング等を含む複数の部材を必要とするため、構造が複雑で部品点数も多く、吸着パッドのコスト増加を招くことになる。特許文献２及び特許文献３の吸着パッドは、ゴムが用いられるため、耐熱性には限界があり、基板の熱を直接受けることから経年劣化の影響が大きくなる。また、基板との接触部分が変形するので、基板との間に隙間が生じやすく、十分に基板を吸着できない場合がある。

本発明は、反りを有する基板であっても確実に保持しつつ基板の帯電を防止し、さらに構成を簡単にして製造コストの増加を抑制することが可能な吸着パッド及び基板搬送装置を提供することを目的とする。

本発明に係る態様では、基板を吸着する吸着パッドであって、基板に接触する第１層と、第１層に積層されて第１層を支持する第２層と、第１層と第２層とを貫通する吸引孔と、を備え、第１層は、耐熱性及び導電性を有する材質で形成され、第２層は、第１層より剛性が低くかつ変形可能な材質で形成され、第１層と第２層との積層方向から見た第２層の面積は、第２層の全ての部分において、積層方向から見た第１層の面積よりも小さい、吸着パッドが提供される。

本発明に係る態様では、基板を保持する搬送アームを備える基板搬送装置であって、搬送アームは、上記態様の吸着パッドを備える、基板搬送装置が提供される。

本発明の態様に係る吸着パッドによれば、第１層が、耐熱性及び導電性を有する材質で形成され、第２層が、第１層より剛性が低くかつ変形可能な材質で形成されるので、反りを有する基板であっても基板の反りに追随させて、第１層によって確実に基板を吸着することができる。また、第１層が耐熱性を有しているので、基板を高温処理する工程の後であっても問題なく基板を吸着することができる。さらに、第１層が導電性を有しているので、基板から吸着パッドを引き離したときでも基板の帯電を防止することができる。また、簡単な構成で製造できるので、吸着パッドの製造コストを低減できる。

本発明の態様に係る基板搬送装置によれば、搬送アームに上記した本発明の態様に係る吸着パッドを備えるので、反りを有する基板であっても確実に基板を保持して搬送することができる。

第１実施形態に係る吸着パッドの一例を示す断面図である。図１に示す吸着パッドの平面図である。（Ａ）は吸着パッドの第１層を示す平面図、（Ｂ）は吸着パッドの第１層を示す断面図である。（Ａ）は吸着パッドの第２層を示す平面図、（Ｂ）は吸着パッドの第２層を示す断面図である。吸着パッドが基板を吸着した状態を示す断面図である。吸着パッドが基板を吸着した状態の他の例を示す断面図である。比較例に係る吸着パッドが基板を吸着する状態を示す断面図である。第２実施形態に係る吸着パッドの一例を示す断面図である。（Ａ）は第３実施形態に係る吸着パッドの一例を示す断面図であり、（Ｂ）は第４実施形態に係る吸着パッドの一例を示す断面図である。実施形態に係る基板搬送装置の一例を示す平面図である。基板搬送装置を備える基板処理システムの一例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施形態に限定されない。また、図面においては実施形態の各構成をわかりやすくするために、一部を大きく又は強調して、あるいは一部を簡略化して表しており、実際の構造又は形状、縮尺等が異なっている場合がある。また、図１０及び図１１においては、ＸＹＺ直交座標系を用いて図中の方向を説明する場合がある。ＸＹＺ直交座標系においては、鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向及びＹ方向とする。また、各方向においては、矢印の指す向きを＋方向、＋側（例えば、＋Ｘ方向、＋Ｘ側）と称し、矢印の指す向きとは反対の向きを－方向、－側（例えば、－Ｘ方向、－Ｘ側）と称する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る吸着パッド１０を搬送アーム２０に備えた際の一例を示す断面図である。図２は、図１に示す吸着パッド１０を備えた搬送アーム２０の平面図である。図１及び図２に示すように、３つの吸着パッド１０は、それぞれ搬送アーム２０の上面側に設けられている。搬送アーム２０は、棒状（板状）の第１アーム２２（基部）と、第１アーム２２の端部から２本に分岐して延びる２本の先端部分２３とを有している。２本の先端部分２３の間隔及び長さは、搬送する基板Ｗの形状、大きさに合わせて設定される。基板Ｗは、例えば、半導体、ガラス、樹脂、金属製の板状体である。また、本実施形態では、平面視において矩形状の基板Ｗを例に挙げて説明しているが、この形状に限定されない。例えば、基板Ｗは、円形状、楕円形状、長円形状、四角形を除く多角形状などであってもよい。

なお、搬送アーム２０の形状は、上記した形態に限定されない。例えば、搬送アーム２０は、先端部分２３が第１アーム２２から３以上に分岐する形態であってもよいし、分岐しない形態（すなわち１本の先端部分２３）であってもよい。搬送アーム２０の材質は、特に限定されないが、例えば、ステンレス等の金属材料、セラミックス、樹脂材料等が用いられる。搬送アーム２０に耐熱性等が求められる場合は、耐熱性を有する材料が用いられる。

搬送アーム２０には、吸着パッド１０の吸引孔１０Ａと連通する吸引路２１が形成されている。なお、吸着パッド１０の詳細については後述する。吸引路２１は、３つの吸着パッド１０のそれぞれと接続するように設けられ、さらに、第１アーム２２において１つにまとめるように設けられている。吸引路２１は、先端部分２３及び第１アーム２２の内部を通るように形成されてもよいし、先端部分２３及び第１アーム２２の外側（例えば、先端部分２３及び第１アーム２２の下面側）に形成されてもよい。吸引路２１は、図示しない吸引装置に接続されており、この吸引装置を駆動することにより吸引孔１０Ａ内を負圧にする。なお、吸引路２１には、開閉可能なバルブが設けられてもよい。このバルブは、例えば、第１アーム２２内に設けられて、３つの吸着パッド１０の吸着、解放を同時に行う形態であってもよいし、３つの吸着パッド１０に接続するそれぞれの吸引路２１にバルブが設けられて、３つの吸着パッド１０を個別に吸着、解放させる形態であってもよい。

３つの吸着パッド１０は、２本の先端部分の端部近傍それぞれと、２本の先端部分２３が分岐する部分に配置されており、平面視で各吸着パッド１０を頂点とする三角形を形成している。３つの吸着パッド１０は、搬送アーム２０の上面からの高さがほぼ等しい。従って、３つの吸着パッド１０で吸着した基板Ｗは、例えば水平方向に沿って正確に保持される。なお、吸着パッド１０の配置及び個数については、任意に設定可能である。例えば、４つ以上の吸着パッドが配置されてもよい。吸着パッド１０の配置及び個数は、吸着する基板Ｗの形状、大きさ、又は搬送アーム２０の形状によって適宜設定される。

吸着パッド１０は、基板Ｗを吸着する。吸着パッド１０は、第１層１１と、第２層１２と、吸引孔１０Ａと、を備える。第１層１１は、上面側が平面に形成されており、基板Ｗに接触する。第２層１２は、第１層１１と搬送アーム２０との間に配置され、第１層１１に積層されて第１層１１を支持する。吸引孔１０Ａは、第１層１１及び第２層１２を貫通して、平面視において吸着パッド１０の中央部に形成される。吸引孔１０Ａは、第１層１１の中央部に設けられた貫通孔１１Ａと、第２層１２の中央部に設けられた貫通孔１２Ａとが連通することで形成される。吸引孔１０Ａは、搬送アーム２０に形成された吸引路２１と連通している。

第１層１１と第２層１２とは、例えば、両面テープ又は接着剤等によりで貼り合わされる。両面テープ又は接着剤により第１層１１と第２層１２の間がシールされ、吸引孔１０Ａの漏れが防止される。ただし、両面テープ又は接着剤等が用いられることに限定されず、例えば溶着等により双方が貼り合わされてもよい。第２層１２と搬送アーム２０とは、同様に、両面テープ又は接着剤等によりで貼り合わされる。両面テープ又は接着剤により第２層１２と搬送アーム２０の間がシールされ、吸引孔１０Ａの漏れが防止される。ただし、両面テープ又は接着剤等が用いられることに限定されず、例えばボルト等の締結部材によって第２層１２を搬送アーム２０に固定する形態であってもよい。第１層１１の外径は第２層１２の外径よりも大きいので、吸着パッド１０は、第１層１１が第２層１２よりも外側に張り出したフランジ形状となっている。

図３（Ａ）は、吸着パッド１０の第１層１１を示す平面図、図３（Ｂ）は、吸着パッド１０の第１層１１を示す断面図である。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１層１１は、厚さＴ１及び外径Ｄ１の円形の板状である。第１層１１の厚さＴ１は、例えば、０．３ｍｍから１．０ｍｍに設定される。好ましくは、厚さＴ１は、０．５ｍｍから１．０ｍｍである。第１層１１が薄すぎると使用時において割れてしまう可能性がある。また、第１層１１が厚すぎると搬送アーム２０の低背化を実現しにくくなる。第１層１１の上面側は、基板Ｗとの接触面となる。従って、第１層１１の上面は、基板Ｗと密着させるため、平滑化されることが好ましい。また、第１層１１の上面に基板Ｗとの密着を向上させるために、被膜等により表面処理されてもよい。

また、第１層１１は、平面視における中央部分に内径Ｄ２の貫通孔１１Ａを備えている。内径Ｄ２は、例えば外径Ｄ１の４分の１から５分の１に設定される。内径Ｄ２は、基板Ｗを吸着するために十分は負圧を与えるような寸法に設定される。この構成により、基板Ｗを確実に吸着しつつ、第１層１１の上面を広く基板Ｗに接触させてシール性を向上させることができる。さらに、第１層１１が基板Ｗに広く接触することにより、基板Ｗの反りに対する追随性を向上させることができる。なお、本実施形態では、平面視における第１層１１の形状が円形状であるが、この形態に限定されない。例えば、第１層１１は、平面視において、楕円形状、長円形状、多角形状であってもよい。

第１層１１は、耐熱性及び導電性を有する剛性の高い（硬質な）材質（材料）で形成されている。耐熱性及び導電性を有しかつ硬質な材質としては、例えば、帯電防止ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、帯電防止ポリアミドイミド、帯電防止ポリフェニレンサルファイド等の樹脂材料、アルミ等の金属材料が挙げられる。帯電防止ポリエーテルエーテルケトンは、例えば、カーボン繊維の混ぜ込み処理などの帯電防止処理が施されたポリエーテルエーテルケトンである。帯電防止ポリアミドイミドは、例えば、帯電防止処理が施されたポリアミドイミドである。帯電防止ポリフェニレンサルファイドは、例えば、帯電防止処理が施されたポリフェニレンサルファイドである。このうち、第１層１１の材質としては、帯電防止ポリエーテルエーテルケトンが、特に好ましい。また、導電率としては、例えば、１０^６～１０^９（Ｓ／ｍ）程度の導電率を有する材質が好ましい。第１層１１が導電性を有しているため、基板Ｗから第１層１１を引き離したときに、基板Ｗの帯電を防止することができる。

図４（Ａ）は、吸着パッド１０の第２層１２を示す平面図、（Ｂ）は、吸着パッド１０の第２層１２を示す断面図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２層１２は、厚さＴ２及び外径Ｄ３の円柱状である。厚さＴ２は、第１層１１の厚さＴ１より大きい。第２層１２の厚さＴ２は、例えば１．０ｍｍから２．０ｍｍに設定される。好ましくは、厚さＴ２は、１．５ｍｍから２．０ｍｍである。第２層１２が薄すぎると変形可能な領域が少なく、第１層１１の揺動幅が小さくなって基板Ｗへの追随性が損なわれる可能性がある。また、第２層１２が厚すぎると搬送アーム２０の低背化を実現しにくくなる。さらに、第２層１２が厚すぎると上下方向の変形量が大きくなり、３つの吸着パッド１０で基板Ｗを吸着したときに、基板Ｗの振れが大きくなる可能性がある。

第２層１２の外径Ｄ３は、第１層１１の外径Ｄ１より小さい。その結果、平面視において（第１層１１と第２層との積層方向から見て）、第１層１１の面積は、第２層１２の面積より大きくなっている。また、この構成により、第１層１１の揺動性を向上させることができる。ただし、第２層１２の外径Ｄ３が第１層１１の外径Ｄ１より小さい形態に限定されない。例えば、第２層１２の外径Ｄ３と第１層１１の外径Ｄ１とが同一であってもよいし、第２層１２の外径Ｄ３が第１層１１の外径Ｄ１より大きくてもよい。

第２層１２の厚さＴ２及び外径Ｄ３は、材質の柔軟性によって決定されてもよい。すなわち、第２層１２の厚さＴ２は、第１層１１の揺動を所定範囲で確保することが可能な厚さに設定され、例えば、第２層１２の材質が柔らかい場合は厚さＴ２を薄く設定してもよく、第２層１２の材質が硬い場合は厚さＴ２を厚く設定してもよい。従って、第２層１２の厚さＴ２は、第１層１１の厚さＴ１より大きいことに限定されず、例えば、厚さＴ１と厚さＴ２とが同一であってもよいし、厚さＴ２が厚さＴ１よりも薄くてもよい。

また、第２層１２は、平面視における中央部分に内径Ｄ４の貫通孔１２Ａを備えている。内径Ｄ４は、例えば外径Ｄ３の２分の１から３分の１に設定される。内径Ｄ４は、第１層１１の貫通孔１１Ａの内径Ｄ２と同一であるが、この形態に限定されない。例えば、貫通孔１２Ａの内径Ｄ４が貫通孔１１Ａの内径Ｄ２より大きくてもよいし、貫通孔１２Ａの内径Ｄ４が貫通孔１１Ａの内径Ｄ２より小さくてもよい。なお、本実施形態では、第１層１１と同様に、平面視における第２層１２の形状が円形状であるが、この形態に限定されない。例えば、第２層１２は、平面視において、楕円形状、長円形状、多角形状であってもよい。

また、第１層１１と第２層１２とが平面視において異なる形状であってもよい。例えば、第１層１１として円形状を用いつつ、第２層１２として楕円形状を用いてもよい。この場合、３つの吸着パッド１０で形成される三角形の中心に、楕円形状の短軸が向くように第２層１２が配置されてもよい。この構成により、第１層１１は、三角形の中心から放射方向に揺動しやすくなり、放射方向と直交する方向には揺動しにくくなる。このように、第２層１２として楕円形状又は長円形状を用いることにより、第１層１１において揺動しやすい方向を設定することが可能となる。

第２層１２は、耐熱性を有し、第１層１１より剛性が低くかつ変形可能な軟質な材質で形成されている。第２層１２の材質としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンゴム等の樹脂材料が挙げられる。このうち、ポリテトラフルオロエチレンは、特に好ましい。第２層１２は柔軟性を有するため、第１層１１を容易に揺動（又は傾動）させることができる。従って、基板Ｗの吸着対象部分が傾いている場合であっても、第１層１１が吸着対象部分に追随しく傾くことで、第１層１１と吸着対象部分とを密着させることができ、この状態で吸引孔１０Ａを介して吸引することで基板Ｗを確実に吸着することができる。

なお、第２層１２は、導電性を有するか否かは任意であり、導電性を有してもよいし、導電性を有しなくてもよい。また、第２層１２は、耐熱性が高い材質で形成されることに限定されず、耐熱性が低い材質で形成されてもよい。例えば、第１層１１の断熱性が高い場合（熱伝導率が低い場合）は、吸着した基板Ｗからの熱の影響が軽減されるので、第２層１２は、耐熱性が低い材質で形成されてもよい。

吸着パッド１０は、円形の第１層１１の中心と、円形の第２層１２の中心とを一致させた状態で第１層１１と第２層１２とを貼り合わせているが、この形態に限定されない。第１層１１の中心と、第２層１２の中心とがずれた状態で第１層１１と第２層１２とを貼り合わせてもよい。この場合、第１層１１の貫通孔１１Ａと、第２層１２の貫通孔１２Ａとが効率よく連通するように、貫通孔１１Ａ及び貫通孔１２Ａの一方又は双方の形成位置を、第１層１１の中心又は第２層１２の中心からずらして形成させてもよい。

続いて、以上のように構成された吸着パッド１０の使用方法及び作用効果について説明する。図５は、吸着パッド１０が、基板Ｗを吸着した状態を示す断面図である。図６は、吸着パッド１０が、基板Ｗを吸着した状態の他の例を示す断面図である。図７は、比較例に係る吸着パッド４０が、基板Ｗを吸着した状態を示す断面図である。図５から図７では、それぞれ、搬送アーム２０が基板Ｗの下方に進入した後に、基板Ｗをすくい上げた状態を示している。なお、搬送アーム２０の動作については、後述する基板搬送装置３０（図１０参照）において説明する。

図５に示すように、基板Ｗが下向きに凸状となるように反っている場合、基板Ｗの荷重によって吸着パッド１０それぞれの第２層１２が変形し、基板Ｗの反り（傾き）に追随して第１層１１が傾いた状態となる。その結果、第１層１１が基板Ｗの吸着対象部分に密着した状態となる。この状態で吸着パッド１０それぞれの吸引孔１０Ａから吸引路２１を介して吸引することにより、各吸着パッド１０は基板Ｗを吸着し、搬送アーム２０上において基板Ｗを確実に保持することができる。なお、第１層１１が基板Ｗの吸着対象部分に密着していない場合であっても、その隙間が小さいので、吸引孔１０Ａから吸引することにより第１層１１の上面を吸着対象部分に密着させ、基板Ｗを保持することができる。

図５に示すような基板Ｗの反りは、例えば、基板Ｗの上面に形成された被膜が熱処理によって収縮することで生じる。また、基板Ｗの下面に形成された被膜が膨張することによっても基板Ｗに下向きに凸状の反りを生じさせる。また、基板Ｗの上面又は下面に被膜を形成しない場合であっても（又は被膜が熱収縮、熱膨張しない場合であっても）、基板Ｗに対して加熱、冷却を繰り返すことで基板Ｗ自体が歪んで、基板Ｗに下向きに凸状の反りを生じることがある。

図６に示すように、基板Ｗが上向きに凸状となるように反っている場合、図５に示す場合と同様に、基板Ｗの荷重によって吸着パッド１０それぞれの第２層１２が変形し、基板Ｗの反り（傾き）に追随して第１層１１が傾いた状態となる。その結果、第１層１１が基板Ｗの吸着対象部分に密着した状態となり、吸着パッド１０それぞれの吸引孔１０Ａから吸引することにより、各吸着パッド１０は基板Ｗを吸着し、搬送アーム２０上において基板Ｗを確実に保持することができる。なお、図５に示す場合と同様に、第１層１１が基板Ｗの吸着対象部分に密着していない場合であっても、その隙間が小さいので、吸引孔１０Ａから吸引することにより第１層１１の上面を吸着対象部分に密着させ、基板Ｗを保持することができる。

図６に示すような基板Ｗの反りは、例えば、基板Ｗの下面に形成された被膜が熱処理によって収縮することで生じる。また、基板Ｗの上面に形成された被膜が膨張することによっても基板Ｗに下向きに凸状の反りを生じさせる。また、上記したように、基板Ｗに対して加熱、冷却を繰り返すことで基板Ｗ自体が歪んで、基板Ｗに上向きに凸状の反りを生じることがある。

［比較例］
図７は、比較例に係る吸着パッド４０が基板Ｗを吸着する状態を示す断面図である。図７に示す吸着パッド４０は、剛性の高い（硬質な）材質によって単一の部材によって形成されている。図７に示すように、基板Ｗが下向きに凸状となるように反りが生じている場合、基板Ｗの吸着対象部分の傾きに吸着パッド４０の上面が追随できず、基板Ｗと吸着パッド４０との間に隙間が生じてしまう。この状態で吸引孔４０Ａから吸引しても、隙間から外部の空気を多く吸引するため、基板Ｗを保持できなくなる場合がある。

また、吸着パッド４０を柔軟性のあるゴム（軟質な素材）等で形成することも考えられるが、ゴム等は、耐熱性に劣るため、加熱処理後の基板Ｗを保持することで、吸着パッド４０自体が変形又は破損してしまう場合がある。また、吸着パッド４０に導電性がないゴムが用いられると、吸着パッド４０を基板から引き離した際に基板Ｗが帯電する場合があり、基板Ｗ上に設けられている電子デバイスに影響を与える可能性がある。

比較例と比べると、本実施形態の吸着パッド１０は、基板Ｗが反ること等によって吸着対象部分が傾いている場合であっても、第２層１２が変形してその傾きに第１層１１が追随して傾くことで、第１層１１の上面を吸着対象部分に密着させることができる。この状態で吸引孔１０Ａから吸引することにより、各吸着パッド１０は基板Ｗを確実に吸着することができる。また、第１層１１は耐熱性を有しているので、加熱処理後の基板Ｗを保持する場合であっても熱による第１層１１の変形又は損傷が防止される。また、第２層１２が耐熱性を有している場合は、加熱処理後の基板Ｗを保持する場合であっても熱による第２層１２の変形又は損傷が防止される。すなわち、吸着パッド１０の変形又は損傷を防止しつつ、基板Ｗを確実に保持することができる。また、第１層１１は導電性を有しているため、吸着パッド１０が基板Ｗから離れても基板Ｗが帯電せず、基板Ｗに形成されている電子デバイスへの影響を防止できる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る吸着パッド１１０ついて説明する。図８は、第２実施形態に係る吸着パッド１１０の一例を示す断面図である。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。図８に示すように、吸着パッド１１０は、アース線６０を有する。アース線６０は、第１層１１に接続されている。アース線６０は、例えば、搬送アーム２０の内部又は搬送アーム２０の外部に設けられている。

また、アース線６０は、吸引路２１に接続され、吸引路２１を介してアースされる形態であってもよい。また、第２層１２が導電性を有している場合、アース線６０は、第２層１２に接続され、第２層１２を介して第１層１１に接続されてもよい。導電性を有する第１層１１は、アース線６０によってグランドレベルとなり、第１層１１に不要な電圧が生じるのを防止できる。なお、第２層１２及び搬送アーム２０が導電性を有し、かつ搬送アーム２０がアースされている場合は、アース線６０は設けられなくてもよい。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る吸着パッド２１０ついて説明する。図９（Ａ）は、第３実施形態に係る吸着パッド２１０の一例を示す断面図である。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。図９（Ａ）に示すように、吸着パッド２１０は、第１層１１と、２つの第２層２１２、２１３とを有する。以下、第２層２１２を上側第２層２１２と称し、第２層２１３を下側第２層２１３と称する。上側第２層２１２と下側第２層２１３とは、同一の外径（例えば図４に示す外径Ｄ３）に形成される。ただし、上側第２層２１２と下側第２層２１３とが同一の外径であることに限定されず、互いに異なる外径であってもよい。

上側第２層２１２は、厚さＴ３に形成される。下側第２層２１３は、厚さＴ４に形成される。厚さＴ３と厚さＴ４とを合わせると、例えば、図４に示す厚さＴ２と同一になるように設定されてもよい。本実施形態では、厚さＴ３と厚さＴ４とが同一である。ただし、厚さＴ３と厚さＴ４とが同一であることに限定されず、厚さＴ３と厚さＴ４とが異なってもよい。上側第２層２１２と下側第２層２１３との間は、両面テープ又は接着剤で貼り合わされる。

上側第２層２１２及び下側第２層２１３は、いずれも第１層１１より剛性が低くかつ変形可能な軟質な材質で形成されている。使用される材質は、上記した第１実施形態と同様である。上側第２層２１２と下側第２層２１３とは、同一の材質で形成されてもよいし、異なる材質で形成されてもよい。例えば、上側第２層２１２が下側第２層２１３よりも軟質な材質で形成されてもよいし、下側第２層２１３が上側第２層２１２よりも軟質な材質で形成されてもよい。なお、上記した厚さＴ３及び厚さＴ４は、上側第２層２１２及び下側第２層２１３で使用される材質に応じて設定されてもよい。

上側第２層２１２は、平面視において中央部分に貫通孔２１２Ａを備える。下側第２層２１３は、平面視において中央部分に貫通孔２１３Ａを備える。貫通孔２１２Ａ及び貫通孔２１３Ａは、同一の内径（例えば図４に示す内径Ｄ４）に形成される。貫通孔２１２Ａと貫通孔２１３Ａとが同一の内径であることに限定されず、互いに異なる内径であってもよい。貫通孔２１２Ａと貫通孔２１３Ａとは連通しており、さらに第１層１１の貫通孔１１Ａと連通することで吸引孔２１０Ａを形成する。

本実施形態は、２つの上側第２層２１２及び下側第２層２１３を備えるため、両者の材質を変えることで、１つの第２層１２を用いる場合と比較して、第１層１１における揺動の態様を微調整することができる。また、本実施形態では、第２層として２つの上側第２層２１２及び下側第２層２１３を積層して用いているが、３つ以上積層して第２層を形成する形態であってもよい。この場合、それぞれの材質は同一であってもよいし、異なってもよい。本実施形態のように第２層を積層体とすることにより、積層する数によって第２層の厚さを容易に調整することができる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る吸着パッド３１０ついて説明する。図９（Ｂ）は、第４実施形態に係る吸着パッド３１０の一例を示す断面図である。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。図９（Ｂ）に示すように、吸着パッド３１０は、第１層１１と、２つの第２層３１２、３１３とを有する。以下、第２層３１２を内側第２層３１２と称し、第２層３１３を外側第２層３１３と称する。内側第２層３１２は、外側第２層３１３の内側に密着した状態で挿入されている。

内側第２層３１２と外側第２層３１３との間は、接着剤で接着されてもよいし、両者間が接着されず、単に外側第２層３１３の内側に内側第２層３１２が挿入される形態であってもよい。内側第２層３１２及び外側第２層３１３は、同一の厚さ（例えば図４に示す厚さＴ２）に形成される。ただし、内側第２層３１２と外側第２層３１３との厚さが同一であることに限定されず、異なってもよい。内側第２層３１２は、肉厚Ｖ１を有する円筒状である。外側第２層３１３は、肉厚Ｖ２を有する円筒状である。肉厚Ｖ１と肉厚Ｖ２とは同一であってもよいし、異なってもよい。例えば、肉厚Ｖ１が肉厚Ｖ２よりも大きくてもよいし、肉厚Ｖ２が肉厚Ｖ１よりも大きくてもよい。

内側第２層３１２及び外側第２層３１３は、いずれも第１層１１より剛性が低くかつ変形可能な軟質な材質で形成されている。使用される材質は、上記した第１実施形態と同様である。内側第２層３１２と外側第２層３１３とは、同一の材質で形成されてもよいし、異なる材質で形成されてもよい。例えば、内側第２層３１２が外側第２層３１３よりも軟質な材質で形成されてもよいし、外側第２層３１３が内側第２層３１２よりも軟質な材質で形成されてもよい。なお、上記した肉厚Ｖ１及び肉厚Ｖ２は、内側第２層３１２及び外側第２層３１３で使用される材質に応じて設定されてもよい。

内側第２層３１２の内側である貫通孔３１２Ａは、例えば、第１層１１の貫通孔１１Ａと同一に形成されている。貫通孔３１２Ａは第１層１１の貫通孔１１Ａと連通することで吸引孔３１０Ａを形成する。

本実施形態は、２つの内側第２層３１２及び外側第２層３１３を備えるため、両者の材質を変えることで、１つの第２層１２を用いる場合と比較して、第１層１１における揺動の態様を微調整することができる。また、本実施形態では、第２層として１つの内側第２層３１２を外側第２層３１３に挿入しているが、内側第２層３１２の内側にさらに１つ以上内側第２層３１２を挿入する形態であってもよい。この場合、それぞれの材質は同一であってもよいし、異なってもよい。

このように、本実施形態の吸着パッド１０、１１０、２１０、３１０によれば、第１層１１が、耐熱性及び導電性を有する材質で形成され、第２層１２（上側第２層２１２、下側第２層２１３、内側第２層３１２、外側第２層３１３を含む）が、第１層１１より剛性が低くかつ変形可能な材質で形成されるので、反りを有する基板Ｗであっても基板Ｗの反りに追随させて、第１層１１によって確実に基板Ｗを吸着することができる。また、第１層１１が耐熱性を有しているので、基板Ｗを高温処理する工程の後であっても問題なく基板Ｗを吸着することができる。さらに、第１層１１が導電性を有しているので、基板Ｗから吸着パッド１０等を引き離したときでも基板Ｗの帯電を防止することができる。また、簡単な構成で製造できるので、吸着パッド１０等の製造コストを低減できる。

［基板搬送装置］
次に、実施形態に係る基板搬送装置３０について説明する。図１０は、実施形態に係る基板搬送装置３０の一例を示す平面図である。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。図１０に示すように、基板搬送装置３０は、搬送アーム２０と、筐体３０Ａと、レール３１とを有している。基板搬送装置３０は、例えば、搬送ロボットである。搬送アーム２０は、筐体３０Ａの上面側に配置されている。

筐体３０Ａは、図示しない動力源、動力伝達機構、制御部などを有している。また、筐体３０Ａは、基板搬送装置３０を遠隔操作するための通信部、基板Ｗの搬送位置及び制御プログラム等を記憶する記憶部、吸着パッド１０に接続される吸引装置、などを備えてもよい。図示しない制御部は、筐体３０Ａの移動、搬送アーム２０等の動作などを統括して制御する。レール３１は、Ｙ方向に平行して２本設けられており、筐体３０ＡをＹ方向にガイドする。筐体３０Ａは、図示しない走行駆動部を備えており、この走行駆動部を駆動することでレール３１上を＋Ｙ方向又は－Ｙ方向に移動可能である。

搬送アーム２０は、先端部分２３を有する第１アーム２２から順に、第２アーム２４、第３アーム２６が配置されている。搬送アーム２０は、多関節構造を有する。第１アーム２２と第２アーム２４とは、第１軸部２５によって連結されている。第１アーム２２は、第２アーム２４に対して第１軸部２５の軸まわりに回転可能である。第２アーム２４と第３アーム２６とは、第２軸部２７によって連結されている。第２アーム２４は、第３アーム２６に対して第２軸部２７の軸まわりに回転可能である。第３アーム２６と筐体３０Ａとは、第３軸部２８によって連結されている。第３アーム２６は、筐体３０Ａに対して第３軸部２８の軸まわりに回転可能である。

第１アーム２２、第２アーム２４、及び第３アーム２６のそれぞれは、図示しない駆動源の駆動力を受けて、それぞれ回転し、先端部分２３の向きを任意の向き（例えば－Ｘ方向又は＋Ｘ方向）に向けることができ、さらに先端部分２３を任意の方向（例えばＸ方向）に進退させることができる。また、筐体３０Ａは、搬送アーム２０をＺ方向に昇降させるための図示しない昇降装置を備えている。搬送アーム２０の動作及び昇降装置の動作により、先端部分２３を任意の向き及び高さに移動させることができる。

この基板搬送装置３０によって基板Ｗを受け取る場合は、対象となる基板Ｗの前まで筐体３０Ａをレール３１に沿って移動させた後、搬送アーム２０を動作させて先端部分２３を基板Ｗに向ける。また、先端部分２３の高さが基板Ｗより低くなるように上記した昇降装置を動作させる。続いて、搬送アーム２０を動作させて先端部分２３を基板Ｗの下方に差し込んだ後、昇降装置を動作させて搬送アーム２０を上昇させ、基板Ｗを先端部分２３ですくい上げる。さらに、図示しない吸引装置を駆動させて、先端部分２３に備える吸着パッド１０で基板Ｗを吸着させる。このとき、吸着パッド１０は、上記したように、基板Ｗに反りがある場合でも基板Ｗを確実に保持する。続いて、搬送アーム２０を動作させて、基板Ｗを保持した先端部分２３を筐体３０Ａ上に移動させる。

基板搬送装置３０によって基板Ｗを渡す場合は、基板Ｗを渡す対象位置の前まで筐体３０Ａをレール３１に沿って移動させた後、搬送アーム２０を動作させて先端部分２３を対象位置に向ける。続いて、搬送アーム２０を動作させて先端部分２３を対象位置の上方まで伸ばした後、昇降装置を動作させて搬送アーム２０を下降させ、基板Ｗを先端部分２３から対象位置に渡す。続いて、搬送アーム２０を動作させて先端部分２３を対象位置の下方から退避させる。なお、このような基板搬送装置３０の動作は、図示しない制御部によって制御される。

このように、本実施形態に係る基板搬送装置３０によれば、上記した吸着パッド１０を備えることにより、基板Ｗに反りが生じている場合であっても、基板Ｗを確実に搬送することができる。なお、上記した基板搬送装置３０は一例であり、基板Ｗを吸着するための吸着パッド１０を備える形態であれば、任意の構成を採用することができる。例えば、基板搬送装置３０は、４本以上のアームを組み合わせた多関節構造を用いた形態であってもよいし、多関節構造を用いずに先端部分２３を移動させる機構を用いた形態であってもよい。

図１１は、基板搬送装置３０を備える基板処理システム５０の一例を示す平面図である。図１１に示すように、基板処理システム５０は、基板搬送装置３０と、複数の処理装置５１、５２、５３、５４、５５、５６とを有する。処理装置５１、５２、５３は、基板処理システム５０の－Ｘ側においてＹ方向に並べて配置される。処理装置５４、５５、５６は、基板処理システム５０の＋Ｘ側においてＹ方向に並べて配置される。処理装置５１、５２、５３と処理装置５４、５５、５６との間は搬送領域５７が設けられている。搬送領域５７には、基板搬送装置３０が配置され、Ｙ方向に沿って２本のレール３１が設けられている。なお、搬送アーム２０を有する筐体３０Ａは、搬送領域５７に１台であることに限定されず、図１１の点線で示すように、２台以上の筐体３０Ａが配置されてもよい。

処理装置５１、５２、５３、５４、５５、５６は、例えば、カセットステーション、反転装置、ドライクリーニング装置、剥離装置、レーザ照射装置、洗浄装置、などである。カセットステーションは、例えば、未処理又は処理済みの基板Ｗを収納するカセットを備え、このカセットを介して基板Ｗを基板処理システム５０に搬入し、又は基板処理システム５０で処理した基板Ｗを基板処理システム５０から搬出する。反転装置は、例えば、他の処理装置により処理するために基板Ｗを反転させる。ドライクリーニング装置は、例えば、基板Ｗにドライエア、窒素ガス等を噴射させて基板Ｗに付着している液体を除去する。剥離装置は、例えば、基板Ｗが積層体である場合に積層体の一部の層を他の層から剥離する。レーザ照射装置は、例えば、基板Ｗにレーザ光を照射して基板Ｗに形成された薄膜等を処理する。洗浄装置は、例えば、基板Ｗに液体を供給して基板Ｗに付着しているゴミ等を除去する。

基板搬送装置３０は、基板Ｗを所定の順序で各処理装置５１等に搬送する。なお、図１１に示す基板処理システム５０において、処理装置５１等の数及び配置は一例であり、基板Ｗの処理によって任意に設定することができる。基板搬送装置３０は、筐体３０ＡのＹ方向への移動、及び搬送アーム２０の回転及び伸縮によって、各処理装置５１等に対する基板Ｗの受け渡しを行うことができる。

例えば、基板搬送装置３０により、処理装置５１から処理装置５６へ基板Ｗを搬送する場合について説明する。まず、基板搬送装置３０の筐体３０Ａは、レール３１上を移動して処理装置５１の＋Ｘ側で停止する。続いて、搬送アーム２０を回転させて処理装置５１に向けつつ、基板Ｗが収納されている高さに合わせて搬送アーム２０を昇降させる。続いて、搬送アーム２０を伸ばして基板Ｗの下方に差し込んだ後、搬送アーム２０を上昇させることで基板Ｗをすくい上げる。このとき、吸着パッド１０により基板Ｗを吸着して保持する。続いて、搬送アーム２０を縮めて処理装置５１から基板Ｗを搬出する。吸着パッド１０により保持された基板Ｗは、筐体３０Ａの上方に配置される。

続いて、筐体３０Ａは、レール３１上を移動して処理装置５６の－Ｘ側で停止する。続いて、搬送アーム２０を回転させて処理装置５６に向けつつ、基板Ｗを収納する高さに合わせて搬送アーム２０を昇降させる。続いて、搬送アーム２０を伸ばして収容位置の上方に差し込んだ後、搬送アーム２０を下降させることで基板Ｗを収容位置に載置させる。続いて、搬送アーム２０を縮めて処理装置５６から搬送アーム２０を退避させる。このような一連の動作によって、基板搬送装置３０により、基板Ｗを処理装置５１から処理装置５６へ搬送することができる。

他の処理装置５１等の間においても、上記と同様の動作によって基板Ｗを搬送することができる。なお、上記の動作では、処理装置５１、５６において、搬送アーム２０を昇降させることで基板Ｗの受け渡しを行っているが、この形態に限定されない。例えば、基板Ｗが昇降可能なリフトピン上に載置させる場合、搬送アーム２０の昇降に代えて、リフトピンの昇降により搬送アーム２０とリフトピンとの間で基板Ｗを受け渡す形態であってもよい。また、基板処理システム５０において、例えば、搬送領域５７の＋Ｙ側、－Ｙ側に処理装置が配置されてもよい。この場合であっても、上記と同様の動作によって処理装置との間で基板Ｗを受け渡すことができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、上記した実施形態を組み合わせてもよい。例えば、上記した第２実施形態のアース線６０を、第３実施形態又は第４実施形態の吸着パッド２１０、３１０の第１層１１に接続させる形態であってもよい。また、上記した実施形態では、３つの吸着パッド１０等の高さを同一として基板Ｗを水平面に沿って保持する形態を例に挙げて説明しているが、この形態に限定されない。例えば、基板Ｗを傾けて保持するように、３つの吸着パッド１０等の高さを異ならせて配置する形態であってもよい。

１０、１１０、２１０、３１０・・・吸着パッド
１０Ａ、２１０Ａ、３１０Ａ・・・吸引孔
１１・・・第１層
１１Ａ・・・貫通孔
１２・・・第２層
１２Ａ・・・貫通孔
２０・・・搬送アーム
２１・・・吸引路
２２・・・第１アーム
２３・・・先端部分
２４・・・第２アーム
２５・・・第１軸部
２６・・・第３アーム
２７・・・第２軸部
２８・・・第３軸部
３０・・・基板搬送装置
３０Ａ・・・筐体
３１・・・レール
５０・・・基板処理システム
５１、５２、５３、５４、５５、５６・・・処理装置
５７・・・搬送領域
６０・・・アース線
２１２・・・上側第２層
２１３・・・下側第２層
３１２・・・内側第２層
３１３・・・外側第２層

Claims

基板を吸着する吸着パッドであって、
基板に接触する第１層と、
前記第１層に積層されて前記第１層を支持する第２層と、
前記第１層と前記第２層とを貫通する吸引孔と、を備え、
前記第１層は、耐熱性及び導電性を有する材質で形成され、
前記第２層は、前記第１層より剛性が低くかつ変形可能な材質で形成され、
前記第１層と前記第２層との積層方向から見た前記第２層の面積は、前記第２層の全ての部分において、前記積層方向から見た前記第１層の面積よりも小さい、吸着パッド。
前記第１層及び前記第２層は、いずれも樹脂により形成されている、請求項１に記載の吸着パッド。
前記第１層は、帯電防止ポリエーテルエーテルケトン、帯電防止ポリアミドイミド、又は帯電防止ポリフェニレンサルファイドのように耐熱性を有し硬質でかつ一定の導電性を有する材質により形成されており、
前記第２層は、ポリテトラフルオロエチレン、シリコーンゴムのように軟質でかつ耐熱性を有する材質により形成されている、請求項２に記載の吸着パッド。
前記第１層の厚さは、前記第２層の厚さより小さい、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の吸着パッド。
前記第１層の厚さは、０．３ｍｍから１．０ｍｍであり、
前記第２層の厚さは、１．０ｍｍから２．０ｍｍである、請求項４に記載の吸着パッド。
前記第１層と前記第２層とは、耐熱性の両面テープ又は接着剤により張り合わされる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の吸着パッド。
基板を保持する搬送アームを備える基板搬送装置であって、
前記搬送アームは、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の吸着パッドを備える、基板搬送装置。