WO2011161745A1 - 基板反転装置、真空成膜装置及び基板反転方法 - Google Patents

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正志 菊池
厚治 亀崎
智彦 岡山
英介 堀
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Definitions

  • the present invention relates to a technology for reversing the vertical relationship of substrates in a vacuum chamber, and more particularly to a technology for reversing the film formation surface of an organic EL element or a resin substrate.
  • an organic EL element manufacturing technique a technique is known in which a lower electrode, an organic light emitting layer, and an upper electrode are formed on a substrate, and a protective film such as silicon nitride or silicon oxynitride is formed on the substrate.
  • a protective film such as silicon nitride or silicon oxynitride is formed on the substrate.
  • silicon nitride (SiN) or silicon oxynitride (SiON) is supplied with a Si supply gas such as SiH 4 and a reaction gas such as N 2 , NH 3 or O 2 in a vacuum chamber, and plasma is generated in the vacuum chamber.
  • the film is formed by a so-called plasma CVD method.
  • a silicon nitride or silicon oxynitride film is also formed in the vacuum chamber other than the film formation target.
  • film formation is performed by so-called deposition down in which a film is formed with the film formation surface facing upward.
  • the organic layer of the organic EL element is widely known to be performed by a vacuum deposition method.
  • film formation is generally performed by so-called deposition up in which a film is formed with the film formation surface facing down. Therefore, when manufacturing an organic EL element by a vacuum method, a step of inverting the substrate during the process is required.
  • the present invention has been made to solve the problems of the conventional technique, and an object of the present invention is to provide a technique for quickly inverting a substrate in a vacuum.
  • the present invention made to achieve the above object includes a vacuum chamber, a lifting mechanism provided in the vacuum chamber for raising and lowering the substrate, and a holding unit provided in the vacuum chamber and holding the substrate therebetween.
  • a substrate reversing apparatus having a plurality of substrate holding mechanisms and a substrate reversing mechanism provided in the vacuum chamber and rotating a holding portion of the substrate holding mechanism to reverse the vertical relationship of the substrates.
  • the elevating mechanism may have a plurality of support pins that support the lower surface of the substrate.
  • the holding portion in the substrate holding mechanism, the holding portion may have a pair of holding members that hold the edge portion of the substrate from both sides by elastic force.
  • the substrate holding mechanism is also effective when the holding portion is configured to rotate with a straight line extending in the horizontal direction as a rotation axis.
  • the present invention is also a vacuum film forming apparatus including a vacuum transfer chamber having a transfer robot, the substrate reversing device connected to the vacuum transfer chamber, and a film forming chamber connected to the vacuum transfer chamber.
  • the present invention is also a substrate reversing method for inverting a substrate in a vacuum chamber, a step of carrying the substrate into the vacuum chamber by a transfer robot, and supporting the substrate and moving the substrate up and down to a predetermined position.
  • the substrate reversing method includes a step of releasing and supporting and raising and lowering the substrate and disposing the substrate from the vacuum chamber by a transfer robot.
  • an elevating mechanism for elevating the substrate in the vacuum chamber, an elevating mechanism for elevating the substrate, a substrate holding mechanism having a plurality of holding units for holding the substrate, and a substrate for rotating the holding unit of the substrate holding mechanism to reverse the vertical relationship Since the reversing mechanism is provided, the vertical relationship of the substrates can be reversed quickly and reliably in the vacuum chamber without using a complicated and large mechanism that is rotated by the transfer robot. As a result, according to the present invention, it is possible to provide a vacuum apparatus / vacuum system capable of rapid film formation and processing with a simple configuration even when the deposition and deposition processes are mixed.
  • the vertical relationship of the substrates can be quickly reversed in a vacuum.
  • the top view which shows the structural example of the protective film formation apparatus for forming a protective film in an organic EL element Schematic configuration front view of a substrate reversing device in the present embodiment Schematic configuration plan view of the substrate reversing device (A) (b): Explanatory drawing which shows the inversion operation
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of a protective film forming apparatus for forming a protective film on an organic EL element.
  • the protective film forming apparatus 10 of the present embodiment includes a film forming chamber 11, a carry-in chamber 12, a transfer chamber 13, a reversing chamber 14, and a carry-out chamber 15. Except for the unloading chamber 15 when unloading the film formation target, each chamber inside the protective film forming apparatus 10 in operation is maintained in a vacuum.
  • a protective film is formed therein, and a plurality of film forming chambers 11 are installed around the transfer chamber 13.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of a protective film forming apparatus for forming a protective film on an organic EL element.
  • the protective film forming apparatus 10 of the present embodiment includes a film forming chamber 11, a carry-in chamber 12, a transfer chamber 13, a reversing chamber 14, and a carry-out chamber 15. Except for the unloading chamber 15 when unloading the film formation target, each
  • the carry-in chamber 12 is a chamber for carrying in an organic EL element on which a protective film is to be formed.
  • the organic EL element has a first electrode, an organic light emitting layer, and a second electrode deposited by vapor deposition, the substrate 50 which is a deposition target with the deposition surface facing downward is brought into the carry-in chamber 12. Is brought in.
  • the transfer chamber 13 includes a transfer robot (not shown) that transfers the substrate 50 between the chambers.
  • a film forming chamber 11, a carry-in chamber 12, a reversing chamber 14, and a carry-out chamber 15 are arranged via valves.
  • the reversing chamber 14 includes a substrate reversing device 20 that vertically flips the substrate 50 transferred with the film formation surface facing downward, and turns the film formation surface upward. This is because, as will be described later, a protective film is formed on the substrate 50 by deposition in the film forming chamber 11.
  • the substrate 50 on which the protective film is formed in the film forming chamber 11 is carried out from the carry-out chamber 15. By adjusting the pressure inside the unloading chamber 15 to the atmosphere and vacuum, the substrate 50 is unloaded from the vacuum atmosphere to the atmosphere while maintaining the vacuum in the transfer chamber 13.
  • Substrate 50 which is carried into the loading chamber 12 is transported to the inversion chamber 14 by the transfer robot transfer chamber 13, it is turned upside down by the inversion chamber 14, by the transfer robot transfer chamber 13, a plurality of film forming chambers 11 1 - 11 5 to be transferred.
  • the substrate 50 deposited in the film forming chambers 11 1 to 11 5 is transferred to the carry-out chamber 15 by the transfer robot in the transfer chamber 13 and is carried out from the carry-out chamber 15.
  • FIG. 2 is a schematic front view of the substrate reversing apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the substrate reversing apparatus.
  • the substrate reversing device 20 of the present embodiment is configured by arranging a substrate rotating mechanism 30 as described below in a chamber 21.
  • the substrate rotation mechanism 30 has, for example, a three-dimensional lattice-shaped reversal frame 31 made of a rigid metal, and a plurality of (four in the present embodiment) substrate holding mechanisms 4A to 4D described later are provided on the reversal frame 31. It is provided and configured.
  • the reversal frame 31 is disposed in a region inside the chamber 21.
  • the reversal frames 31 are supported at both ends of the chamber 21 so as to rotate in the vertical plane direction about the support shafts 32 and 33 positioned on a straight line extending in the horizontal direction.
  • one of the support shafts 32 is connected to a rotation shaft of a drive motor 34 made of, for example, a pulse motor fixed to the side portion of the chamber 21 so that the reversal frame 31 rotates by a predetermined angle in a predetermined direction. It is configured.
  • two substrate holding mechanisms 4 ⁇ / b> A two at each position on both sides of the rotation center axis of the reversal frame 31, for example, at both ends in the longitudinal direction of the reversal frame 31.
  • 4B, 4C, and 4D are disposed.
  • the four substrate holding mechanisms 4A to 4D have the same configuration.
  • FIG. 2 only two substrate holding mechanisms 4A and 4C among the four substrate holding mechanisms 4A to 4D are shown.
  • the configuration will be described by taking one substrate holding mechanism 4A as an example as appropriate.
  • the main body portion 40 is configured by combining two substantially identically-shaped constituent members made of a highly rigid metal, and first and second constituent members 41 and 42.
  • the first and second constituent members 41 and 42 are arm-shaped link members having a substantially “ ⁇ ” shape (English “V” shape), that is, an opening angle larger than 90 degrees, for example.
  • the one part of the first and second component members 41 and 42 is defined as gripping parts (holding parts) 41a and 42a, and the other part is defined as arm parts 41b and 42b.
  • the first and second constituent members 41 and 42 are formed so that the respective gripping portions 41a and 42a face each other at the distal end portion by slightly bending the flat plate.
  • Anti-slip members 44 and 45 made of, for example, fluororubber are attached to the tip portions of the first and second constituent members 41 and 42 facing the grip portions 41a and 42a.
  • the main body portion 40 of the substrate holding mechanism 4A having such a configuration is attached to the end portion of the reversal frame 31 with the gripping portions 41a and 42a facing inward.
  • the main body portions 40 of the other substrate holding mechanisms 4B to 4D are also attached to both end portions of the reversal frame 31 with the above-described gripping portions 41a and 42a facing inward.
  • the gripping portions 41 a and 42 a of the first and second component members 41 and 42 are attached to one end portion of the tension coil springs 46 and 47 at a portion in the vicinity of the support shaft 43 described above.
  • the other end portions of the tension coil springs 46 and 47 are formed on projecting portions 37 and 38 provided on the tip side of the arm portions 41b and 42b of the first and second constituent members 41 and 42 on the reversal frame 31, respectively. Each is attached.
  • the gripping portion 42 a is pulled downward by the tension coil spring 46, and the gripping portion 41 a is pulled upward by the tension coil spring 47.
  • tip part of the arm parts 41b and 42b of the 1st and 2nd structural members 41 and 42 is each urged
  • each tension coil spring 46 is moved.
  • the gripping portions 41a, 42a of the first and second component members 41, 42 are moved away from the horizontal direction (opening) against the elastic force of 47, while the operation of the biasing means 51, 52 is performed.
  • the gripping portions 41a, 42a of the first and second component members 41, 42 are moved toward each other (closed) by the elastic force of the tension coil springs 46, 47 and are directed in the horizontal direction.
  • a substrate lifting mechanism 60 is provided below the reversal frame 31.
  • the substrate lifting mechanism 60 has a lifting shaft 61 that is connected to a lifting motor (not shown) and extends in the vertical direction, and a flat base 62 is attached to the upper end of the lifting shaft 61.
  • the base 62 is disposed in an inner region of each of the substrate holding mechanisms 4A to 4D described above, and a plurality (eight in this case) lifting pins 63 are erected on the upper surface thereof. ing.
  • the support portion 64 at the upper end of each lifting pin 63 reaches a position slightly higher than the positions of the grip portions 41a and 42a of the first and second component members 41 and 42 of the substrate holding mechanisms 4A to 4D. It is configured to rise.
  • FIGS. 4A, 4B to 9A, 9B are explanatory views showing the inversion operation of the substrate 50 in the present embodiment.
  • the lower biasing means 51 is operated as shown in FIG. 4A.
  • the grip 41a of the first component 41 is moved upward with respect to the grip 42a of the second component 42 so as to be separated.
  • the substrate 50 is placed on the placement unit 70 and the substrate 50 is carried into the reversing chamber 14.
  • the substrate lifting mechanism 60 is raised, the substrate 50 is supported by the support portion 64 and slightly lifted from the placement portion 70 of the transfer robot, and the placement portion 70 of the transfer robot is lowered. Return to the transfer chamber 13.
  • the substrate lifting mechanism 60 is lowered. Accordingly, the substrate 50 is supported by the gripping portion 42a of the second component member 42 of each of the substrate holding mechanisms 4A to 4D. Further, the operation of the lower biasing means 51 of each substrate holding mechanism 4A to 4D is stopped. As a result, the holding portion 41 a of the first component member 41 moves downward by the elastic force of each tension coil spring 46. As a result, as shown in FIG. 5B, the edge of the substrate 50 is sandwiched between the grip portions 41 a and 42 a of the first and second constituent members 41 and 42, and the substrate 50 is held. In this state, the drive motor 34 is operated to rotate the reversal frame 31 of the substrate rotation mechanism 30 about the support shafts 32 and 33 by 180 ° in the vertical plane direction.
  • FIG. 6A the vertical relationship of the gripping portions 41a and 42a of the first and second component members 41 and 42 of each of the substrate holding mechanisms 4A to 4D is reversed, and the vertical relationship of the substrate 50 is also changed. Inversion (in the example shown in FIG. 6A, the film formation surface 50a of the substrate 50 is on the upper side).
  • the lower biasing means 52 of each of the substrate holding mechanisms 4A to 4D is operated, and the grip portion 42a of the second component member 42 is moved to the grip portion of the first component member 41 as shown in FIG. It moves away from 41a and leaves.
  • FIG. 6A the vertical relationship of the gripping portions 41a and 42a of the first and second component members 41 and 42 of each of the substrate holding mechanisms 4A to 4D is reversed, and the vertical relationship of the substrate 50 is also changed. Inversion (in the example shown in FIG. 6A, the film formation surface 50a of the substrate 50 is on the upper side).
  • the lower biasing means 52 of each of the substrate holding mechanisms 4A to 4D is operated,
  • the substrate lifting mechanism 60 is raised, and the substrate 50 is placed on the support portion 64 and separated from the grip portion 41a. Thereafter, as shown in FIG. 7B, the urging means 51 is operated to move the grip portion 41a downward. Further, the substrate lifting mechanism 60 is lowered, and in this state, the substrate 50 is aligned by an alignment mechanism (not shown).
  • the substrate lifting mechanism 60 is raised to position the substrate 50 between the gripping portions 41a and 42a of the first and second component members 41 and 42.
  • the placement unit 70 of the transfer robot in the transfer chamber 13 is carried into the reversing chamber 14, and the placement unit 70 is positioned below the substrate 50.
  • the substrate elevating mechanism 60 is lowered and the substrate 50 is placed on the placement portion 70 of the transfer robot.
  • the placement unit 70 of the transfer robot is moved from the reversing chamber 14 and the substrate 50 is discharged.
  • the operation of the lower biasing means 52 of each of the substrate holding mechanisms 4A to 4D is stopped and returned to the initial state, the drive motor 34 is operated as described above, and the reversal frame 31 of the substrate rotating mechanism 30 is operated. Is rotated 180 ° around the support shafts 32 and 33 to return to the state shown in FIG. Then, each operation described above is repeated.

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Abstract

　真空中で迅速に基板を反転させる技術を提供する。本発明の基板反転装置２０は、真空槽であるチャンバー２１内において、基板５０を昇降させる昇降機構６０と、基板５０を挟んで保持する把持部４１ａ、４２ａを有する基板保持機構４Ａ～４Ｄと、基板保持機構４Ａ～４Ｄの把持部４１ａ、４２ａを回転させて基板５０の上下関係を反転させる基板回転機構３０とを有する。本発明においては、基板５０を保持した状態で、水平方向に延びる直線を回転軸として基板回転機構３０を１８０°回転させる。

Description

基板反転装置、真空成膜装置及び基板反転方法
　本発明は、真空槽内で基板の上下関係を反転させる技術に関し、特に、有機ＥＬ素子もしくは樹脂基板などの成膜面を上下反転させる技術に関する。
　従来、有機ＥＬ素子製造技術として、基板上に下部電極、有機発光層、上部電極を形成し、この基板上に窒化シリコンもしくは酸窒化シリコンなどの保護膜を形成する技術が知られている。
　このような窒化シリコン（ＳｉＮ）もしくは酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）は、真空槽内にＳｉＨ4などのＳｉ供給ガスとＮ2、ＮＨ3やＯ2などの反応ガスが供給され、真空槽内でプラズマを発生させる方法、いわゆるプラズマＣＶＤ法により成膜される。この時、成膜対象物以外の真空槽内にも窒化シリコンもしくは酸窒化シリコンの膜が形成される。
　ところで、プラズマＣＶＤ法では、成膜面を上にして膜を形成する、所謂デポダウンによって成膜が行われる。
　その一方、有機ＥＬ素子の有機層は、真空蒸着法によって行われるものが広く知られている。
　真空蒸着法においては、成膜面を下にして膜を形成する、所謂デポアップによって成膜が行われるのが一般的である。
　したがって、真空法によって有機ＥＬ素子を製造する場合には、プロセス中において基板を反転させる工程が必要になる。
　近年、有機ＥＬ素子の量産化が進展しており、基板を反転させる工程の迅速化が求められている。
特開２０００－２３９８３３号公報
　本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、真空中で迅速に基板を反転させる技術を提供することにある。
　前記目的を達成するためになされた本発明は、真空槽と、前記真空槽内に設けられ、基板を昇降させる昇降機構と、前記真空槽内に設けられ、基板を挟んで保持する保持部を複数有する基板保持機構と、前記真空槽内に設けられ、前記基板保持機構の保持部を回転させて当該基板の上下関係を反転させる基板反転機構とを有する基板反転装置である。
　本発明において、前記昇降機構は、基板の下側面を支持する複数の支持ピンを有することもできる。
　本発明において、前記基板保持機構は、前記保持部が、基板の縁部を弾性力によって両側から把持する一対の把持部材を有することもできる。
　本発明において、前記基板保持機構は、前記保持部が、水平方向に延びる直線を回転軸として回転するように構成されている場合にも効果がある。
　また、本発明は、搬送ロボットを有する真空搬送室と、前記真空搬送室に接続され、前記基板反転装置と、前記真空搬送室に接続された成膜室とを有する真空成膜装置である。
　また、本発明は、真空槽内において基板を反転させる基板反転方法であって、搬送ロボットによって基板を前記真空槽内に搬入する工程と、前記基板を支持し当該基板を昇降させて所定位置に配置する工程と、所定位置に配置された前記基板を挟んで保持する工程と、前記基板を保持した状態で、水平方向に延びる直線を回転軸として１８０°回転させる工程と、前記基板の保持を解除し支持昇降させて所定位置に配置する工程と、搬送ロボットによって前記基板を前記真空槽から排出させる工程とを有する基板反転方法である。
　本発明の場合、真空槽内において、基板を昇降させる昇降機構と、基板を挟んで保持する保持部を複数有する基板保持機構と、基板保持機構の保持部を回転させて上下関係を反転させる基板反転機構とを備えたことから、搬送ロボットにより回転させるような複雑で大型の機構を用いることなく、真空槽内において迅速且つ確実に基板の上下関係を反転させることができる。
　その結果、本発明によれば、デポダウンとデポアップのプロセスが混在する場合であっても、簡素な構成で、迅速な成膜や処理が可能な真空装置・真空システムを提供することができる。
　本発明によれば、真空中において迅速に基板の上下関係を反転させることができる。
有機ＥＬ素子に保護膜を形成するための保護膜形成装置の構成例を示す平面図 本実施の形態における基板反転装置の概略構成正面図 同基板反転装置の概略構成平面図 （ａ）（ｂ）：本実施の形態において基板の反転動作を示す説明図（その１） （ａ）（ｂ）：本実施の形態において基板の反転動作を示す説明図（その２） （ａ）（ｂ）：本実施の形態において基板の反転動作を示す説明図（その３） （ａ）（ｂ）：本実施の形態において基板の反転動作を示す説明図（その４） （ａ）（ｂ）：本実施の形態において基板の反転動作を示す説明図（その５） （ａ）（ｂ）：本実施の形態において基板の反転動作を示す説明図（その６）
４Ａ～４Ｄ…基板保持機構
１０…保護膜形成装置
１１…成膜室
１３…搬送室
１４…反転室
２０…基板反転装置
３４…駆動モータ
４０…本体部
４１…第１構成部材
４１ａ…把持部（保持部）
４２…第２構成部材
４２ａ…把持部（保持部）
４４…滑り防止部材
４５…滑り防止部材
５０…成膜対象物（基板）
５１…付勢手段
５２…付勢手段
６０…基板昇降機構
６３…昇降ピン
６４…支持部 
　以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、有機ＥＬ素子に保護膜を形成するための保護膜形成装置の構成例を示す平面図である。
　図１に示すように、本実施の形態の保護膜形成装置１０は、成膜室１１、搬入室１２、搬送室１３、反転室１４、搬出室１５を有する。成膜対象物を搬出する時の搬出室１５以外、運転中の保護膜形成装置１０の各室内部は真空に維持される。
　成膜室１１は、その内部で保護膜の成膜が行われるもので、搬送室１３の周囲に複数設置される。図１に示す本実施の形態では、五つの成膜室１１1～１１5が設けられている。
　搬入室１２は、保護膜を形成すべき有機ＥＬ素子を搬入するための室である。通常、有機ＥＬ素子は第一電極、有機発光層、第二電極が蒸着によりデポアップで成膜されるため、搬入室１２へは、成膜面が下向きの状態で成膜対象物である基板５０が搬入される。
　搬送室１３は、その内部に、各室間で基板５０を移送する搬送ロボット（図示せず）を有する。搬送室１３の周囲には、成膜室１１、搬入室１２、反転室１４、搬出室１５がバルブを介して配設されている。
　反転室１４は、成膜面が下向きの状態で移送された基板５０を、上下反転し、成膜面を上向きにする基板反転装置２０を有する。これは、後述するように、成膜室１１内で基板５０は、デポダウンにより保護膜が形成されるためである。
　搬出室１５から成膜室１１で保護膜を成膜された基板５０が搬出される。搬出室１５内部が大気と真空に圧力調整されることにより、搬送室１３は真空を維持したまま、真空雰囲気から大気中に基板５０が搬出される。
　搬入室１２に搬入された基板５０は、搬送室１３の搬送ロボットにより反転室１４に移送され、反転室１４で上下反転されて、搬送室１３の搬送ロボットにより、複数の成膜室１１1～１１5のいずれかに移送される。成膜室１１1～１１5で成膜された基板５０は、搬送室１３の搬送ロボットにより搬出室１５に移送され、搬出室１５から搬出される。
　図２は、本実施の形態における基板反転装置の概略構成正面図、図３は、同基板反転装置の概略構成平面図である。
　図２及び図３に示すように、本実施の形態の基板反転装置２０は、チャンバ２１内に、以下に説明するような基板回転機構３０が配設されて構成されている。
　基板回転機構３０は、剛性の大きな金属からなる例えば立体格子状の反転フレーム３１を有し、この反転フレーム３１に、後述する複数（本実施の形態では四つ）の基板保持機構４Ａ～４Ｄが設けられて構成されている。
　反転フレーム３１は、チャンバ２１の内側の領域に配置される。そして、チャンバ２１の両端部において、水平方向に延びる直線上に位置する支軸３２、３３を中心として鉛直面方向に回転するように、反転フレーム３１が支持されている。
　ここで、一方の支軸３２は、チャンバ２１の側部に固定された例えばパルスモータからなる駆動モータ３４の回転軸に連結され、これにより反転フレーム３１が所定の方向に所定角度回転するように構成されている。
　図３に示すように、本実施の形態においては、反転フレーム３１の回転中心軸線を挟んで両側の位置で、例えば反転フレーム３１の長手方向の両端部に、それぞれ二つずつ基板保持機構４Ａ、４Ｂ並びに４Ｃ、４Ｄが配設されている。
　ここで、四つの基板保持機構４Ａ～４Ｄは、同一の構成を有している。なお、図２では、四つの基板保持機構４Ａ～４Ｄのうち二つの基板保持機構４Ａ、４Ｃのみが示されている。以下、適宜一つの基板保持機構４Ａを例にとってその構成を説明する。
　本実施の形態の基板保持機構４Ａは、剛性の大きい金属からなる、ほぼ同一形状の二つの構成部材、第１及び第２構成部材４１、４２を組み合わせて本体部４０が構成される。
　第１及び第２構成部材４１、４２は、ほぼ「く」字（英文字の「Ｖ」字）形状の、即ち例えば９０度より大きい開き角度を有する腕状リンク部材が構成されている。ここでは、第１及び第２構成部材４１、４２の一方の側の部分を把持部（保持部）４１ａ、４２ａとし、他方の側の部分を腕部４１ｂ、４２ｂとする。
　そして、第１及び第２構成部材４１、４２を裏返しにした状態で、それぞれの中央の屈曲部分を重ね合わせ、支軸４３を中心として同一平面内において、例えば鋏のように、時計回り方向又は反時計回り方向に回転して開閉するように構成されている。
　この場合、第１及び第２構成部材４１、４２は、平板を若干曲げることにより、それぞれの把持部４１ａ、４２ａが、先端部において対向するように形成されている。そして、第１及び第２構成部材４１、４２の把持部４１ａ、４２ａの対向する先端部分には、例えばフッ素ゴムからなる滑り防止部材４４、４５が装着されている。
　このような構成を有する基板保持機構４Ａの本体部４０は、上述した把持部４１ａ、４２ａを内側に向けた状態で、反転フレーム３１の端部に取り付けられる。また、他の基板保持機構４Ｂ～４Ｄの本体部４０についても、上述した把持部４１ａ、４２ａを内側に向けた状態で、反転フレーム３１の両端部にそれぞれ取り付けられる。
　さらに、第１及び第２構成部材４１、４２の把持部４１ａ、４２ａは、上述した支軸４３の近傍の部分に引っ張りコイルばね４６、４７の一端部が取り付けられている。これら引っ張りコイルばね４６、４７の他端部は、反転フレーム３１の上の、第１及び第２構成部材４１、４２の腕部４１ｂ、４２ｂの先端部側に設けられた突部３７、３８にそれぞれ取り付けられている。
　そして、引っ張りコイルばね４６により把持部４２ａは下方向に引っ張られ、引っ張りコイルばね４７により把持部４１ａは上方向に引っ張られるように構成されている。
　また、第１及び第２構成部材４１、４２の腕部４１ｂ、４２ｂの先端部は、例えば圧縮空気を用いた付勢手段５１、５２の動作によってそれぞれ把持部４１ａ、４２ａ側に付勢されるように構成されている。
　このような構成により、各付勢手段５１、５２を動作させて第１及び第２構成部材４１、４２の腕部４１ｂ、４２ｂを把持部４１ａ、４２ａ側に付勢すると、各引っ張りコイルばね４６、４７の弾性力に抗して第１及び第２構成部材４１、４２の把持部４１ａ、４２ａが水平方向から互いに離れる（開く）方向に移動し、他方、付勢手段５１、５２の動作を停止すると、各引っ張りコイルばね４６、４７の弾性力によって第１及び第２構成部材４１、４２の把持部４１ａ、４２ａが互いに近づく（閉じる）方向に移動して水平方向に向けられる。
　なお、第１及び第２の構成部材４１、４２の把持部４１ａ、４２ａを閉じた場合には、それぞれの把持部４１ａ、４２ａに設けた滑り防止部材４４、４５同士が基板５０の厚さより小さくなるように設定しておくとよい。
　反転フレーム３１の下方には、基板昇降機構６０が設けられている。
　この基板昇降機構６０は、図示しない昇降モータに連結され鉛直方向に延びる昇降軸６１を有し、この昇降軸６１の上端部には、平板状の基台６２が取り付けられている。
　図３に示すように、この基台６２は、上述した各基板保持機構４Ａ～４Ｄの内側の領域に配置され、その上面には、複数（ここでは８個）の昇降ピン６３が立設されている。
　本実施の形態では、各昇降ピン６３の上端部の支持部６４が、各基板保持機構４Ａ～４Ｄの第１及び第２構成部材４１、４２の把持部４１ａ、４２ａの位置より若干高い位置まで上昇するように構成されている。
　図４（ａ）（ｂ）～図９（ａ）（ｂ）は、本実施の形態において基板５０の反転動作を示す説明図である。
　このような構成を有する本実施の形態において、基板５０の反転を行う場合には、図４（ａ）に示すように、各基板保持機構４Ａ～４Ｄの下側の付勢手段５１を動作させ、第１構成部材４１の把持部４１ａを第２構成部材４２の把持部４２ａに対して上方に移動させて離間させる。
　そして、その状態で、搬送室１３内の搬送ロボットを用い、その載置部７０に基板５０を載置して基板５０を反転室１４内に搬入する。
　次いで、図４（ｂ）に示すように、基板昇降機構６０を上昇させ、その支持部６４によって基板５０を支持して搬送ロボットの載置部７０から若干浮かせ、搬送ロボットの載置部７０を搬送室１３内に戻す。
　そして、図５（ａ）に示すように、基板昇降機構６０を下降させる。これにより、基板５０は、各基板保持機構４Ａ～４Ｄの第２構成部材４２の把持部４２ａによって支持される。
　さらに、各基板保持機構４Ａ～４Ｄの下側の付勢手段５１の動作を停止する。その結果、各引っ張りコイルばね４６の弾性力によって第１構成部材４１の把持部４１ａが下方に移動する。
　これにより、図５（ｂ）に示すように、基板５０の縁部が、第１及び第２の構成部材４１、４２の把持部４１ａ、４２ａによって挟まれ基板５０が保持される。
　そして、この状態で駆動モータ３４を動作させ、基板回転機構３０の反転フレーム３１を支軸３２、３３を中心として鉛直面方向に１８０°回転させる。
　これにより、図６（ａ）に示すように、各基板保持機構４Ａ～４Ｄの第１及び第２構成部材４１、４２の把持部４１ａ、４２ａの上下関係が反転し、基板５０の上下関係も反転する（図６（ａ）に示す例では、基板５０の成膜面５０ａが上側になる。）。
　次に、各基板保持機構４Ａ～４Ｄの下側の付勢手段５２を動作させ、図６（ｂ）に示すように、第２構成部材４２の把持部４２ａを第１構成部材４１の把持部４１ａから上方に移動させて離間させる。
　そして、図７（ａ）に示すように、基板昇降機構６０を上昇させ、基板５０を、支持部６４の上に載せ、把持部４１ａから離間させる。その後、図７（ｂ）に示すように、付勢手段５１を動作させ、把持部４１ａを下方に移動させる。さらに、基板昇降機構６０を下降させ、その状態で、図示しないアライメント機構により基板５０のアライメントを行う。
　アライメント終了後、図８（ａ）に示すように、基板昇降機構６０を上昇させて基板５０を第１及び第２の構成部材４１、４２の把持部４１ａ、４２ａの間に位置させる。
　そして、その状態で、図８（ｂ）に示すように、搬送室１３の搬送ロボットの載置部７０を反転室１４内に搬入し、基板５０の下部に載置部７０を位置させる。
　その後、図９（ａ）に示すように、基板昇降機構６０を下降させ、基板５０を搬送ロボットの載置部７０上に載置する。
　その状態で、図９（ｂ）に示すように、搬送ロボットの載置部７０を反転室１４から移動させて基板５０を排出する。
　なお、その後は、各基板保持機構４Ａ～４Ｄの下側の付勢手段５２の動作を停止して初期状態に戻し、上述したように駆動モータ３４を動作させ、基板回転機構３０の反転フレーム３１を支軸３２、３３を中心として１８０°回転させ、図２に示す状態に戻す。そして、上述した各動作を繰り返すようにする。
　以上述べたように本実施の形態によれば、反転室１４内において、基板５０を昇降させる基板昇降機構６０と、基板５０を挟んで保持する第１及び第２構成部材４１、４２を有する基板保持機構４Ａ～４Ｄと、基板保持機構４Ａ～４Ｄを回転させて上下関係を反転させる基板回転機構３０とを備えたことから、搬送ロボットにより回転させるような複雑で大型の機構を用いることなく、反転室１４内において迅速且つ確実に基板５０の上下関係を反転させることができる。
　その結果、本実施の形態によれば、デポダウンとデポアップのプロセスが混在する場合であっても、簡素な構成で、迅速な成膜や処理が可能な真空装置・真空システムを提供することができる。
 

Claims (6)

  1. 　真空槽と、
    　前記真空槽内に設けられ、基板を昇降させる昇降機構と、
    　前記真空槽内に設けられ、基板を挟んで保持する保持部を複数有する基板保持機構と、
    　前記真空槽内に設けられ、前記基板保持機構の保持部を回転させて当該基板の上下関係を反転させる基板反転機構とを有する基板反転装置。
  2. 　前記昇降機構は、基板の下側面を支持する複数の支持ピンを有する請求項１記載の基板反転装置。
  3. 　前記基板保持機構は、前記保持部が、基板の縁部を弾性力によって両側から把持する一対の把持部材を有する請求項１又は２のいずれか１項記載の基板反転装置。
  4. 　前記基板保持機構は、前記保持部が、水平方向に延びる直線を回転軸として回転するように構成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の基板反転装置。
  5. 　搬送ロボットを有する真空搬送室と、
    　前記真空搬送室に接続され、請求項１乃至４のいずれか１項記載の基板反転装置と、
    　前記真空搬送室に接続された成膜室とを有する真空成膜装置。
  6. 　真空槽内において基板を反転させる基板反転方法であって、
    　搬送ロボットによって基板を前記真空槽内に搬入する工程と、
    　前記基板を支持し当該基板を昇降させて所定位置に配置する工程と、
    　所定位置に配置された前記基板を挟んで保持する工程と、
    　前記基板を保持した状態で、水平方向に延びる直線を回転軸として１８０°回転させる工程と、
    　前記基板の保持を解除し支持昇降させて所定位置に配置する工程と、
    　搬送ロボットによって前記基板を前記真空槽から排出させる工程とを有する基板反転方法。
     
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