(57)【要約】  円柱状のスライドシャフトを下部に備え、被処理体を運ぶ搬送部材と、前記スライドシャフトと接して、前記搬送部材を誘導するＵ字状の溝部を備えた、複数のローラーからなる支持部材と、を備える被処理体の搬送機構であって、前記スライドシャフト及び前記ローラーのうちの一方の少なくとも接触部が、シリコン、アルミニウム、酸素、および窒素を含むバルク体から構成され、前記スライドシャフト及び前記ローラーのうちの他方の少なくとも接触部が、ステンレス鋼から構成されている。
2012140801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状のスライドシャフトを下部に備え、被処理体を運ぶ搬送部材と、
前記スライドシャフトと接して、前記搬送部材を誘導するＵ字状の溝部を備えた、複数のローラーからなる支持部材と、
を備える被処理体の搬送機構であって、
前記スライドシャフト及び前記ローラーのうちの一方の少なくとも接触部が、シリコン、アルミニウム、酸素、および窒素を含むバルク体から構成され、
前記スライドシャフト及び前記ローラーのうちの他方の少なくとも接触部が、ステンレス鋼から構成されていることを特徴とする被処理体の搬送機構。
【請求項２】
前記バルク体は、さらに、イットリウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、ナトリウムのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の被処理体の搬送機構。
【請求項３】
前記支持部材のＵ字状の溝部は、その曲率半径Ｒが１５〜４０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の被処理体の搬送機構。
【請求項４】
前記支持部材により前記搬送部材を移動させる搬送速度は、１〜３０００ｍｍ／ｓｅｃの範囲であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の被処理体の搬送機構。
【請求項５】
前記支持部材により前記搬送部材を移動させる搬送加速度は、加速時に１２００ｍｍ／ｓｅｃ２以下、減速時に−６５０ｍｍ／ｓｅｃ２以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の被処理体の搬送機構。
【請求項６】
前記搬送部材は、前記被処理体を縦型搬送することを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空処理装置において、被処理体を搬送する搬送機構に関する。
本願は、２０１１年４月１５日に、日本に出願された特願２０１１−０９１４０９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイに用いられる大型ガラス基板を加工するには、真空下において、所望の温度まで昇温させる加熱工程や、スパッタリング、ＣＶＤ、或いは、エッチング等の加工装置で複数層成膜する種々の成膜工程が必要である。【０００３】
従来より、種々の成膜装置が実用に供されている。基板を水平状態で成膜する成膜装置では、基板が大型化すると、それに伴って装置も大型化するという問題を備えている。従って、近年では、基板を略直立させて成膜等を行う縦型方式の成膜装置が開発されている。【０００４】
図１７は、従来の成膜装置の基本構成を示す図である。
従来の成膜装置１００は、基板着脱室１２０、１ライン上に連結された第一乃至第３の３つの真空処理室２００、２２０、２４０、基板トレーを大気側と真空処理室２００、２２０、２４０間で搬送するＬ／ＵＬ室（Ｌｏａｄ／Ｕｎｌｏａｄ：仕込／取出）１４０と、を備える。【０００５】
なお、Ｌ／ＵＬ室１４０には真空排気装置３００が取り付けられている。加熱室には、加熱装置及び真空排気装置３００が取り付けられている。各真空処理室２００、２２０、２４０には、スパッタリング装置等の成膜装置２１０、２３０、２５０、及び真空排気装置３００がそれぞれ取り付けられている。【０００６】
また、Ｌ／ＵＬ室１４０内及び各真空処理室２００、２２０、２４０内には、基板トレーがＬ／ＵＬ室１４０から各真空処理室２００、２２０、２４０に搬送される往路となる第一の搬送経路１６０と、各真空処理室２００、２２０、２４０から加熱室を経てＬ／ＵＬ室１４０に搬送される復路となる第二の搬送経路１８０の２つの搬送経路１６０、１８０が設けられている。【０００７】
更に、成膜装置１００の最後部の第三の真空処理室２４０は、基板トレーを第一の搬送経路（往路）１６０から第二の搬送経路（復路）１８０に、２つの搬送経路１６０、１８０に対して横方向に移動させて移載する移載機構（図示せず）を備えている。この移載機構は、第一の搬送経路（往路）１６０上の基板トレーを一旦持ち上げ、第二の搬送経路（復路）１８０に移載する機構を有している。【０００８】
第一及び第二の搬送経路１６０、１８０は、１対のレールからなり、基板トレーはその底部に設けられた複数対の車輪によって、このレール上を移動する。
また、基板トレーの下面にはラックが設けられ、基板着脱室１２０、第１乃至第３の真空処理室２００、２２０、２４０にはモータの回転力で回転させられるそれぞれ複数個のピニオンギヤが設けられている。ピニオンギヤとラックを噛み合わせることにより、モータの駆動力を基板トレーに伝達して、基板トレーを搬送する。【０００９】
このような従来の成膜装置１００の基本動作について説明する。
基板着脱室１２０で、基板トレーに基板を載置されると、この基板トレーは、Ｌ／ＵＬ室１４０に搬送され、このＬ／ＵＬ室１４０が真空排気され、高真空化された後に、真空処理室２００内に用意されている、往路となる第一の搬送経路１６０に搬送される。
基板トレー（基板キャリア）は、第一の搬送経路（往路）１６０を搬送されながら、真空処理室２００、２２０、２４０において、載置された基板が加熱や成膜等の真空処理が施される。【００１０】
真空処理室２４０で基板が真空処理された後は、基板トレーは復路となる第二の搬送経路１８０に、図示しない移載機構により移載され、真空処理室２００、２２０、２４０においてそれぞれ成膜等の真空処理がなされる。基板トレーは、真空処理された基板を載置した状態で、Ｌ／ＵＬ室１４０を経て、基板着脱室１２０で基板が取り外される。【００１１】
しかしながら、上述したような従来のラック及びピニオン形式の搬送機構では、ラックとピニオンギヤとの摩擦により、ギヤの欠けや磨耗によるパーティクル（ダスト）が発生し、歩留まりの低下、及び装置の寿命を縮める大きな要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】日本国特開２００５−３４０４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、磨耗によるパーティクルの発生を抑制し、歩留まりを向上することが可能であり、装置の長寿命化を図ることが可能な被処理体の搬送機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１態様に係る被処理体の搬送機構は、円柱状のスライドシャフトを下部に備え、被処理体を運ぶ搬送部材と、前記スライドシャフトと接して、前記搬送部材を誘導するＵ字状の溝部を備えた、複数のローラーからなる支持部材と、を備える被処理体の搬送機構であって、前記スライドシャフト及び前記ローラーのうちの一方の少なくとも接触部が、シリコン、アルミニウム、酸素、および窒素を含むバルク体から構成され、前記スライドシャフト及び前記ローラーのうちの他方の少なくとも接触部が、ステンレス鋼から構成されてもよい。
本発明の第２態様に係る被処理体の搬送機構は、第１態様において、前記バルク体は、さらに、イットリウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、ナトリウムのうち少なくとも１つを含んでもよい。
本発明の第３態様に係る被処理体の搬送機構は、第１または第２態様において、前記支持部材のＵ字状の溝部は、その曲率半径Ｒが１５〜４０ｍｍの範囲であってもよい。
本発明の第４態様に係る被処理体の搬送機構は、第１乃至第３態様のいずれかにおいて、前記支持部材により前記搬送部材を移動させる搬送速度は、１〜３０００ｍｍ／ｓｅｃの範囲であってもよい。
本発明の第５態様に係る被処理体の搬送機構は、第１乃至第４態様のいずれかにおいて、前記支持部材により前記搬送部材を移動させる搬送加速度は、加速時に１２００ｍｍ／ｓｅｃ２以下、減速時に−６５０ｍｍ／ｓｅｃ２以下であってもよい。
本発明の第６態様に係る成膜装置は、第１又は第２態様において、前記搬送部材は、被処理体を縦型搬送してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の態様に係る搬送機構は、減圧下又は大気圧下の使用環境に依存せず、磨耗によるパーティクルの発生を抑制することができる。
本発明の態様に係る被処理体の搬送機構によれば、磨耗によるパーティクルの発生を抑制することができる。さらに、歩留まりを向上することが可能であり、さらに装置の長寿命化を図ることが可能な被処理体の搬送機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る被処理体の搬送機構を備えた成膜装置の一構成例を模式的に示す図である。
【図２】基板が搭載される基板トレーの一例を示す図である。
【図３】基板トレーの下部支持機構の一例を示す図である。
【図４】基板トレーの下部支持機構の一例を示す図である。
【図５】基板トレーの上部支持機構の一例を示す図である。
【図６】搬送方式を変えた場合の、搬送経路の往復回数と磨耗粉量との関係を示す図である。
【図７】搬送方式を変えた場合の、搬送経路の往復回数と磨耗粉量との関係を示す図である。
【図８】真空中で走行実験を行った場合の、搬送経路の往復回数と磨耗粉量との関係を示す図である。
【図９】大気中で走行実験を行った場合の、搬送経路の往復回数と磨耗粉量との関係を示す図である。
【図１０】加熱真空中で走行実験を行った場合の、搬送経路の往復回数と磨耗粉量との関係を示す図である。
【図１１】真空中で高速走行実験を行った場合の、搬送経路の往復回数と磨耗粉量との関係を示す図である。
【図１２】真空中で走行実験を行った場合の、搬送経路の往復回数と磨耗粉量との関係を示す図である。
【図１３】真空搬送と真空加熱搬送との組み合わせで走行実験を行った場合の、搬送経路の往復回数と磨耗粉量との関係を示す図である。
【図１４】シャフトの材質と、ローラーの材質との組み合わせを各種変えた場合の、搬送経路の往復回数と磨耗粉量との関係を示す図である。
【図１５】真空搬送と大気搬送の組み合わせで走行実験を行った場合の、搬送経路の往復回数と磨耗粉量との関係を示す図である。
【図１６】ローラーの溝部について曲率半径Ｒと滑り係数及び内部せん断応力との関係を示す図である。
【図１７】従来の被処理体の搬送機構を備えた成膜装置の一構成例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る被処理体の搬送機構について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る被処理体の搬送機構を備えた成膜装置の一構成例を模式的に示す図である。
この成膜装置１は、２つのＬ／ＵＬ室（Ｌｏａｄ／Ｕｎｌｏａｄ：仕込／取出）１０Ａ，１０Ｂ、順番に配されたトレー貯蔵室６０、加熱室２０、第１成膜室３０、及び第２成膜室４０を備える。また、Ｌ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂの前には、基板着脱室５０が配されている。
各室間はドアバルブ（図示略）を介して連通されている。また、これらＬ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂ、前記加熱室２０、第１成膜室３０には、それらの内部をそれぞれ真空排気するための真空排気装置１２，２２，３２が、それぞれ独立して設けられている。
【００１９】
基板着脱室５０は、外部から運ばれてきた基板２（被処理体）をトレー７０に取付ける。トレー７０は、基板２を略直立させて固定保持し、その後、回転機構（図示略）によりＬ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂの方向に方向転換され、Ｌ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂに平行に搬入される。
また、後述するように、基板着脱室５０では、真空処理された基板２を載置したトレー７０が、Ｌ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂから搬送されて来るので、この基板２をトレー７０から取り外す。基板２が取り外されたトレー７０は、次の基板２の搬送に利用される。
【００２０】
Ｌ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂは、大気圧に開放された状態で、基板着脱室５０とトレー７０の仕込みと取り出しを行う。
Ｌ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂには、その内部を真空排気するための真空排気装置１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ設けられている。
【００２１】
一般に、Ｌ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂでは、トレー７０の搬入搬出の他に、真空排気と大気圧開放が行われる。
Ｌ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂにおける前記作業時間が、各真空処理室（加熱室２０及び成膜室３０，４０）における真空処理（加熱、成膜）に要する加工時間よりも大幅に長い場合、Ｌ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂが単数である場合、トレー７０の真空処理室への仕込みに手間取り、各真空処理室では真空処理が行えないブランクタイムが生じ、生産効率が低下するという問題が生じる。
【００２２】
そこで、この成膜装置では、複数（図示のものは２つ）のＬ／ＵＬ室１０Ａ、１０Ｂと、加熱室２０、成膜室３０，４０に送られるトレー７０、及び、Ｌ／ＵＬ室１０Ａ、１０Ｂに送り出されるトレー７０を一時的に貯蔵しておくトレー貯蔵室６０を設置している。これにより、生産効率の向上を図ることができる。
【００２３】
加熱室２０には加熱装置２３が設けられており、基板２の成膜に適した温度まで昇温する。
加熱室２０には、その内部を真空排気するための真空排気装置２２が設けられている。
【００２４】
成膜室３０，４０では、成膜装置３３，４３により、基板２は成膜処理される。
成膜装置３３，４３としては、特に限定されるものではないが、例えば、スパッタ用のカソードや、ＣＶＤ用の平行平板型の電極が挙げられる。
【００２５】
このような成膜装置１において、被処理体である基板２は、搬送部材により搬送されながら、加熱や成膜などの処理が施される。
基板２を搬送する搬送部材は、基板２を保持するトレー７０（キャリア）と、基板２が保持されたトレー７０を搬送する線路８０とを備える。また、搬送部材は、基板２を縦型搬送する。
ここで、基板２が縦置きにされるのは、主として、大型の液晶ディスプレイやプラズマディスプレイが普及するに伴い、基板自体が大型化、薄型化しており、横置きの場合は成膜装置自体の平面積がそれに伴って大型化するので、縦型とすることで省スペース化を図る趣旨である。また、横置きの場合は、基板２の自重による撓みが生じ、平坦性を保持することが難しく、均一な成膜が困難となるためである。
【００２６】
そして、この成膜装置１では、前記第１成膜室３０には各々往路と復路からなる線路８０があり、この線路８０は全て、前記Ｌ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂ、前記加熱室２０、及び成膜室３０，４０を貫通して配置されている。線路８０は、第一線路８１と、第二線路８２とを備える。
【００２７】
また、成膜装置１は、トレー７０を第一線路８１から第二線路８２（復路）に、線路に対して横方向に移動させて移載する移動装置（図示せず）を備えている。この移動装置は、第一線路８１上のトレー７０を一旦持ち上げ、第二線路８２に移載する機構を有している。
【００２８】
図２は、トレー７０の概略構成を示す斜視図である。
図２に示すように、トレー７０は、アルミニウムなどからなる枠状のフレーム７１と、フレーム７１の上辺に沿うように設けられたマグネット７２と、フレーム７１の下辺に沿うように設けられた円柱状のスライダシャフト７３と、基板２の荷重を受け、かつ基板２の水平度を保持するための基板受け７４と、基板２をトレー７０に保持させるためのクランプ７５と、基板２の周縁の非成膜領域を覆うためのマスク７６とを備えている。
【００２９】
線路８０は、トレー７０の荷重を支持しながらトレー７０を搬送可能に構成された下部支持機構８４と、トレー７０の上部を非接触で支持可能に構成された上部支持機構８８とを備えている。トレー７０は、下部支持機構８４および上部支持機構８８により略垂直に保持された状態で移動可能に構成されている。
【００３０】
図３及び図４は、下部支持機構８４の構成を示す斜視図である。
図３に示すように、下部支持機構８４は、モータ８５と、ローラー８６とを備えている。図４に示すように、ローラー８６は、トレー７０を誘導するＵ字状の溝部８６ａを備えている。モータ８５が駆動することで、ローラー８６が回転し、ローラー８６上をトレー７０が水平移動するように構成されている。具体的には、トレー７０の下部に設けられたスライダシャフト７３がローラー８６の溝部８６ａに係合し、トレー７０が水平移動可能に構成されている。
【００３１】
本発明の実施形態では、搬送機構を、スライダシャフト７３とローラー８６とで構成している。シャフト及びローラー方式を採用することで、ラック及びピニオン方式の搬送機構に比べて、大幅に磨耗量を削減することができる。
また、本発明の実施形態では、ローラー８６の溝部８６ａをＵ字形状とすることで、滑らかな搬送ができるとともに、スライドシャフト７３とローラー８６の磨耗を大幅に抑えることができ、磨耗によるダストの発生を低減できる。
【００３２】
また、図５は、上部支持機構８８の構成を示す説明図である。
図５に示すように、上部支持機構８８は複数のマグネット８９が設けられている。そして、トレー７０の上辺にもマグネット７２が取り付けられており、マグネット８９とマグネット７２が垂直方向に対向するように、かつ互いのマグネット８９，７２が吸着しあうように配置される。
【００３３】
このように構成することで、マグネット８９，７２同士が吸着しあい、トレー７０を垂直状態に保持することが可能となる。つまり、基板２を垂直保持することにより、基板２の大型化に伴う成膜装置１の設置面積の増大を抑えることができるとともに、大型基板２のたわみによる影響を回避することができる。
【００３４】
そして、本発明の実施形態に係る被処理体の搬送機構は、キャリア７０のスライドシャフト７３又は下部支持機構８４のローラー８６の一方の少なくとも接触部が、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、酸素（Ｏ）および窒素（Ｎ）を含むバルク体から構成され、スライドシャフト７３又はローラー８６の他方の少なくとも接触部が、ステンレス鋼（ＳＵＳ）から構成されている。
スライドシャフト７３又はローラー８６の接触部を上記のような材料により構成することで、スライドシャフト７３とローラー８６の磨耗を抑えることができ、磨耗によるダストの発生を低減できる。これにより歩留まりを向上できるとともに、装置の長寿命化を図ることができる。
【００３５】
このようなシリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、酸素（Ｏ）および窒素（Ｎ）を含むバルク体としては、特に限定されるものではないが、例えばサイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）が、高温環境下での機械的強度、耐熱衝撃性、耐摩耗性に優れ、好ましい。
【００３６】
本発明の実施形態に係る被処理体の搬送機構において、前記バルク体が、さらに、イットリウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、ナトリウムのうち少なくとも１つを含むことが好ましい。
さらに、上記のような元素を含む材料を用いることにより、スライドシャフト７３とローラー８６の磨耗を大幅に抑えることができ、磨耗によるダストの発生を低減できる。
【００３７】
ローラー８６が有するＵ字状の溝部は、その曲率半径Ｒが２０〜３４ｍｍの範囲であることが好ましい。
後掲する図１６に示されるように、溝部の曲率半径Ｒが小さくなるほど、滑り係数は大きくなるのに対して、内部せん断応力は小さくなる傾向がある。
摺動による磨耗を少なくするためには、曲率半径Ｒが大きい（溝部が浅い）方がよい。
一方、転がり疲れによる削れを防止するためには、曲率半径Ｒが小さい（溝部が深い）方がよい。これらの滑り係数と内部せん断応力とを考慮し、溝部の曲率半径を所定範囲とすることで、転がり疲れによる削れと摺動による磨耗の双方を抑えることができる。例えば、溝部の曲率半径Ｒを、２０ｍｍ≦Ｒ≦３４ｍｍとすることが好ましい。
【００３８】
また、本発明の実施形態に係る被処理体の搬送機構において、前記トレー７０（搬送部材）を移動させる搬送速度［ｍｍ／ｓｅｃ］は、減圧あるいは大気圧の何れの条件下においても、１〜３０００の範囲であることが好ましい。また、前記トレー７０（搬送部材）を移動させるときの搬送加速度［ｍｍ／ｓｅｃ２］は、前記トレー７０が加速する際には１２００を越えると搬送ズレを起こすことがあり好ましくない。一方、前記トレー７０が減速する際には６５０を越えると搬送ズレを起こすことがあり好ましくない。ただし、これらの数値は、前記トレー７０の重量を２４０ｋｇとした場合の実測データに基づくものである。
【００３９】
そして、本発明の実施形態に係る被処理体の搬送機構を備えた成膜装置１は、第一線路８１（往路）に沿って移動するトレー７０（搬送部材）により、基板２（被処理体）は、前記Ｌ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂから前記トレー貯蔵室６０、加熱室２０を通して、成膜室３０、４０に運ばれ、成膜室３０、４０にて成膜した後、前記基板２を載置する搬送部材は、成膜室３０、４０の内部において、移動部材により第一線路８１（往路）から第二線路８１（復路）に移され、第二線路８２に沿って成膜室３０、４０の内部から、前記加熱室２０、トレー貯蔵室６０を通して前記Ｌ／ＵＬ室１０Ａ，１０Ｂへ運ばれる。
【００４０】
このとき、本発明の実施形態に係る搬送機構では、スライドシャフトとローラーの接触部の材料を規定することで、スライドシャフトとローラー間の摩擦を小さくすることができる。これにより磨耗によるパーティクルの発生を抑制することができる。その結果、本発明の実施形態に係る被処理体の搬送機構では、歩留まりを向上できるとともに、装置の長寿命化を図ることができる。
【００４１】
（実験例）
以下、本発明の実施形態の効果を確認するために行った実験例に付いて説明する。
（搬送方式についての評価）
まず、大気中を走行する搬送経路において、シャフト及びローラー式の搬送経路（実験例１）とラック及びピニオン形式の搬送経路（実験例２，３）で、その磨耗量の違いについて測定、評価した。
ラック及びピニオン、シャフト及びローラーは、いずれもＳＵＳ４４０Ｃから構成したものを用いた。また、ローラーが有する溝部の形状は、Ｕ字形状とした。
２６０ｋｇの負荷を加重させたトレーを、０．６５ｍ／秒の速さで、長さ１２ｍの搬送経路を往復走行させ、ローラー１個当たりの磨耗粉量を測定した。
なお、ラック及びピニオン形式の搬送経路においては、ラックとピニオンの動きを完全に同期させた場合（実験例２）と、完全に非同期させた場合（実験例３）とで行った。
【００４２】
実験例１〜実験例３について、搬送経路の往復回数と、ローラー１個当たりの磨耗粉量との関係を図６に示す。なお、磨耗粉量は、ローラー下に受け皿を配置し、電子天秤で測定した。
図６から明らかなように、シャフト及びローラー搬送した実験例１では、ラック及びピニオン搬送した実験例２，３に比べて大幅に磨耗量を削減することができることがわかった。
【００４３】
（ローラー材料及び溝部形状についての評価）
以下の実験では、シャフト及びローラー形式の搬送経路について、ローラーの材質及び溝部の形状を各種変えて大気中で走行実験を行い、その磨耗量の違いについて測定、評価した。なお、シャフトの材質は全てＳＵＳ４４０Ｃで統一した。
２６０ｋｇの負荷を加重させたトレーを、０．６５ｍ／秒の速さで、長さ１２ｍの搬送経路を往復走行させ、ローラー２個当たりの全磨耗粉量を測定した。
（実験例４）
ローラーの材質をＡｌ２Ｏ３とした。
（実験例５）
ローラーの材質をＳＵＳ４４０Ｃ（表面粗さＲａ：１．６μｍ）とした。
（実験例６）
ローラーの材質をＳＵＳ４４０Ｃ（表面粗さＲａ＜０．４μｍ）とした。
（実験例７）
ローラーの材質を、セラミック系材を使用したＵＳＲ−１とした。ここで、「ＵＳＲ−１」とは、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、酸素（Ｏ）および窒素（Ｎ）を含むバルク体に、さらに、元素Ｍ（イットリウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、ナトリウムのうち少なくとも１つ）を含有してなるセラミック系材の略称である。このセラミック系材における好適な組成［ｍｏｌ％］の範囲は、０＜Ａｌ＜３３、０＜Ｏ＜３３、２５＜Ｎ＜６０、０＜（元素Ｍ）＜７、残部Ｓｉである。また、このセラミック系材における好適な物性値としては、３点曲げ強度［ＭＰａ］：＞８５０、破壊靭性値［ＭＰａ・ｍ１／２］：＞５、ヤング率［ＧＰａ］：＞２９０、嵩密度［ｇ・ｃｍ−３］：＞３．２、等が挙げられる。
（実験例８）
ローラーの材質をＳＵＳ４４０Ｃとした。ただし、溝部の形状をＶ字形状とした。
【００４４】
実験例４〜実験例８について、搬送経路の往復回数と、ローラー２個当たりの全磨耗粉量との関係を図７に示す。
図７から明らかなように、Ａｌ２Ｏ３からなる実験例４のローラーに比べて、ＳＵＳ系材料からなる実験例５，６のローラーでは、磨耗量が抑えられていることがわかった。また、表面粗さＲａの小さい実験例６では、表面粗さＲａの大きい実験例５に比べて磨耗量が小さかった。
さらに、ＵＳＲ−１からなる実験例７のローラーでは、ＳＵＳ系材料からなるローラーよりも、磨耗量をさらに大幅に削減できることがわかった。
また、ローラーが有する溝部の形状について、Ｖ字形状とした実験例８では、Ｕ字形状とした実験例５，６に比べて磨耗が大きい。これは、Ｖ字形状の溝部の左右で周速差が発生してしまったためと考えられる。これにより、溝部をＵ字形状とすることにより、滑らかな搬送が可能となることがわかった。
【００４５】
（サイアロンについての評価）
以下の実験では、シャフト＆ローラー形式の搬送経路について、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）からなるローラーについて各種条件で走行実験を行い、その磨耗量の違いについて測定、評価した。
２６０ｋｇの負荷を加重させたトレーを、０．６５ｍ／秒の速さで、長さ１２ｍの搬送経路を往復走行させ、ローラー２個当たりの全磨耗粉量を測定した。
（実験例９）
真空中で走行実験を行った。
（実験例１０）
大気中で走行実験を行った。
（実験例１１）
真空中、１２０℃に加熱して走行実験を行った。
（実験例１２）
真空中、２ｍ／秒の速さで、高速走行させて走行実験を行った。
（実験例１３）
ＳＵＳ系材料からなるローラーを用いて、真空中で走行実験を行った。
【００４６】
実験例９〜実験例１３について、往復回数と、ローラー２個当たりの全磨耗粉量との関係を図８〜図１２にそれぞれ示す。
図８は真空中で走行実験を行った場合、図９は大気中で走行実験を行った場合、図１０は加熱真空中で走行実験を行った場合、図１１は真空中で高速走行実験を行った場合、図１２は真空中で走行実験を行った場合、をそれぞれ表している。
図８と図１２とを比較して明らかなように、ローラの材質としてサイアロンを用いた実験例９では、ＳＵＳ系材料からなるローラーを用いた実験例１３に比べて、真空搬送においても磨耗量を大幅に削減できることがわかった。
また、図９〜図１１から明らかなように、ローラの材質としてサイアロンを用いることで、大気搬送、真空加熱搬送、真空高速搬送のいずれにおいても磨耗量を大幅に削減できることがわかった。すなわち、ローラの材質としてサイアロンを用いることにより、使用される空間が減圧下、大気圧下（すなわち、減圧雰囲気又は大気圧雰囲気）の何れであっても、スライドシャフトとローラー間の摩擦を低く抑えられることが確認された。
【００４７】
（真空搬送と真空加熱搬送の組み合わせ走行についての評価）
以下の実験では、シャフトとローラーの材質の組み合わせを変えるとともに、真空中及び大気中で走行実験を行い、その磨耗量の違いについて測定、評価した。
２６０ｋｇの負荷を加重させたトレーを、０．６５ｍ／秒の速さで、長さ１２ｍの搬送経路を往復走行させた。このとき、１．４×１０−２Ｐａにおける真空搬送を６０万サイクルと、１２０℃での真空加熱搬送を２０万サイクルと、を順に行い、ローラー２個当たりの全磨耗粉量を測定した。
（実験例１４）
シャフト材質をＳＵＳとし、ローラーの材質をサイアロンとした。
（実験例１５）
シャフト材質をＳＵＳとし、ローラーの材質をＳＵＳとした。
【００４８】
搬送経路の往復回数と、ローラー２個当たりの全磨耗粉量との関係を図１３に示す。
図１３から明らかなように、ローラーの材質をＳＵＳとした実験例１５に比べて、ローラーの材質をサイアロンとした実験例１４のローラーでは、真空搬送、真空加熱搬送の組み合わせ搬送においても磨耗量を大幅に削減できることがわかった。
【００４９】
（シャフト材料とローラー材料についての評価）
以下の実験では、シャフトとローラーの材質の組み合わせを各種変えて大気中で走行実験を行い、その磨耗量の違いについて測定、評価した。
２６０ｋｇの負荷を加重させたトレーを、０．６５ｍ／秒の速さで、長さ１２ｍの搬送経路を往復走行させ、ローラー２個当たりの全磨耗粉量を測定した。
（実験例１６）
シャフト材質をＳＵＳ４４０Ｃとし、ローラーの材質をＳＵＳ４４０Ｃ（表面粗さＲａ：１．６μｍ）とした。
（実験例１７）
シャフト材質をＳＵＳ４４０Ｃとし、ローラーの材質をＳＵＳ４４０Ｃ（表面粗さＲａ：０．２μｍ）とした。
（実験例１８）
シャフト材質をＳＵＳ４４０Ｃとし、ローラーの材質をＵＳＲ−１とした。
（実験例１９）
シャフト材質をＳＵＳ３０４とし、ローラーの材質をＵＳＲ−１とした。
【００５０】
実験例１６〜実験例１９について、搬送経路の往復回数と、ローラー２個当たりの全磨耗粉量との関係を図１４に示す。
図１４から明らかなように、シャフト、ローラーの双方ともＳＵＳ系材料からなる実験例１６，１７に比べて、一方を（ここではローラー）ＵＳＲ−１とした実験例１８，１９のローラーでは、磨耗量を大幅に削減できることがわかった。また、ローラーをＳＵＳ系材料とし、シャフトをＵＳＲ−１とした場合でも、同様の効果が得られると考えられる。
【００５１】
（真空搬送と大気搬送の組み合わせ走行についての評価）
以下の実験では、シャフトとローラーの材質の組み合わせを変えるとともに、真空中及び大気中で走行実験を行い、その磨耗量の違いについて測定、評価した。
２６０ｋｇの負荷を加重させたトレーを、０．６５ｍ／秒の速さで、長さ１２ｍの搬送経路を往復走行させた。このとき、１．４×１０−２Ｐａにおける真空搬送を６０万サイクルと、１２０℃での真空加熱搬送を１０万サイクルと、大気搬送を２０万サイクルと、真空高速搬送を２０万サイクルと、を順に行い、ローラー２１個当たり（チャンバ２つ分に相当）の全磨耗粉量を測定した。
（実験例２０）
シャフト材質をＳＵＳ４４０Ｃとし、ローラーの材質をＳＵＳ４４０Ｃとした。
（実験例２１）
シャフト材質をＳＵＳ４４０Ｃとし、ローラーの材質をＵＳＲ−１とした。
【００５２】
実験例２０〜実験例２１について、搬送経路の往復回数と、ローラー２個当たりの全磨耗粉量との関係を図１５に示す。
図１５から明らかなように、シャフト、ローラーの双方ともＳＵＳ系材料からなる実験例２０に比べて、一方を（ここではローラー）ＵＳＲ−１とした実験例２１のローラーでは、真空搬送、真空加熱搬送、大気搬送、真空高速搬送の組み合わせ搬送においても磨耗量を大幅に削減できることがわかった。
【００５３】
（ローラーの溝部形状についての評価）
ローラーの溝部の曲率半径と、滑り係数及び内部せん断応力との関係について評価した。
（実験例２２）
曲率半径Ｒ＝∞（平面）、Ｒ＝３４ｍｍ、Ｒ＝２８ｍｍ、Ｒ＝２０ｍｍの溝部を有するローラーについて、滑り量及び内部せん断応力をそれぞれ測定した。
【００５４】
溝部の曲率半径Ｒと滑り係数及び内部せん断応力との関係を図１６に示す。
図１６から明らかなように、溝部の曲率半径Ｒが小さくなるほど、滑り係数は大きくなり、一方、溝部の曲率半径Ｒが小さくなるほど、内部せん断応力は小さくなっている。
摺動による磨耗を少なくするためには、曲率半径Ｒが大きい（溝部が浅い）ほうがよい。一方、転がり疲れによる削れを防止するためには、曲率半径Ｒが小さい（溝部が深い）ほうがよい。これらの滑り係数と内部せん断応力とを考慮し、溝部の曲率半径を所定範囲とすることで、転がり疲れによる削れと摺動による磨耗の双方を抑えることができる。例えば、曲率半径Ｒを２０ｍｍ≦Ｒ≦３４ｍｍとすることが好ましい。
【００５５】
本発明の実施形態では、搬送機構を、「円柱状のスライドシャフトを下部に備え、前記被処理体を運ぶ搬送部材（トレー）」と、「前記スライドシャフトと接して、前記搬送部材を誘導するＵ字状の溝部を備えた、複数のローラーからなる支持部材」と、から構成するとともに、前記スライドシャフトと前記ローラーの接触部の材料を規定することにより、使用される空間が減圧下、大気圧下（すなわち、減圧雰囲気又は大気圧雰囲気）の何れであっても、スライドシャフトとローラー間の摩擦を低くすることができる。これにより、本発明の実施形態に係る搬送機構は、減圧下又は大気圧下の使用環境に依存せず、磨耗によるパーティクルの発生を抑制することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態に係る被処理体の搬送機構について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、被処理体の搬送機構に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１                成膜装置
２                基板（被処理体）
１０Ａ，１０Ｂ    Ｌ／ＵＬ室
２０              加熱室
３０，４０        成膜室
５０              基板着脱機構
６０              トレー貯蔵室
７０              トレー（搬送部材）
８１              第一線路（往路）
８２              第二線路（復路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年3月12日(2014.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状のスライドシャフトを下部に備え、被処理体を運ぶ搬送部材と、
前記スライドシャフトと接して、前記搬送部材を誘導するＵ字状の溝部を備えた、複数のローラーからなる支持部材と、
を備える被処理体の搬送機構であって、
前記スライドシャフト及び前記ローラーのうちの一方の少なくとも接触部が、シリコン、アルミニウム、酸素、および窒素を含むバルク体から構成され、
前記スライドシャフト及び前記ローラーのうちの他方の少なくとも接触部が、ステンレス鋼から構成されており、
前記搬送部材を前記支持部材により移動する際に、前記バルク体に対して前記ステンレス鋼が摺動することを特徴とする被処理体の搬送機構。
【請求項２】
前記バルク体は、さらに、イットリウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、ナトリウムのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の被処理体の搬送機構。
【請求項３】
前記支持部材のＵ字状の溝部は、その曲率半径Ｒが２０〜３４ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の被処理体の搬送機構。
【請求項４】
前記支持部材により前記搬送部材を移動させる搬送速度は、６５０〜３０００ｍｍ／ｓｅｃの範囲であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の被処理体の搬送機構。
【請求項５】
前記支持部材により前記搬送部材を移動させる搬送加速度は、加速時に１２００ｍｍ／ｓｅｃ２以下、減速時に−６５０ｍｍ／ｓｅｃ２以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の被処理体の搬送機構。
【請求項６】
請求項１または２に記載の被処理体の搬送機構を備え、搬送部材は、被処理体を縦型搬送することを特徴とする成膜装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第１態様に係る被処理体の搬送機構は、円柱状のスライドシャフトを下部に備え、被処理体を運ぶ搬送部材と、前記スライドシャフトと接して、前記搬送部材を誘導するＵ字状の溝部を備えた、複数のローラーからなる支持部材と、を備える被処理体の搬送機構であって、前記スライドシャフト及び前記ローラーのうちの一方の少なくとも接触部が、シリコン、アルミニウム、酸素、および窒素を含むバルク体から構成され、前記スライドシャフト及び前記ローラーのうちの他方の少なくとも接触部が、ステンレス鋼から構成されており、前記搬送部材を前記支持部材により移動する際に、前記バルク体に対して前記ステンレス鋼が摺動する。
本発明の第２態様に係る被処理体の搬送機構は、第１態様において、前記バルク体は、さらに、イットリウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム、ナトリウムのうち少なくとも１つを含んでもよい、
本発明の第３態様に係る被処理体の搬送機構は、第１または第２態様において、前記支持部材のＵ字状の溝部は、その曲率半径Ｒが２０〜３４ｍｍの範囲であってもよい。
本発明の第４態様に係る被処理体の搬送機構は、第１乃至第３態様のいずれか１項において、前記支持部材により前記搬送部材を移動させる搬送速度は、６５０〜３０００ｍｍ／ｓｅｃの範囲であってもよい。
本発明の第５態様に係る被処理体の搬送機構は、第１乃至第４態様のいずれか１項において、前記支持部材により前記搬送部材を移動させる搬送加速度は、加速時に１２００ｍｍ／ｓｅｃ２以下、減速時に−６５０ｍｍ／ｓｅｃ２以下であってもよい。
本発明の第６態様に係る成膜装置は、第１又は第２態様に記載の被処理体の搬送機構を備え、搬送部材は、被処理体を縦型搬送してもよい。
【国際調査報告】
2012140801.tif 000020
2012140801.tif 000021
2012140801.tif 000022
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