(57)【要約】【課題】処理チャンバの気密性を維持しながら、チャンバ内部での基板の保持およびその解除をチャンバ外から行う。【解決手段】基板を保持する爪部材３４５から上方にリフタ３４４および縦ロッド３７２が延設される。縦ロッド３７２はバネ３７１が取り付けられたスライダ３７０によって内側に付勢されている。爪部材３４５が第１プレート３４の直下まで上昇した状態では、縦ロッド３７２と横ロッド３７４とが互いに係合している。横ロッド３７４は、処理チャンバの上板１１の上部に突出するハウジング３７３の側面にベローズ３７６を介して取り付けられた隔壁形成部材３７５に接続されており、エアシリンダ３７７の作動により隔壁形成部材３７５が水平方向に移動すると、これに伴って爪部材３４５が左右に動き、基板の保持・解除を切り換える。【選択図】図２
2010192515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が減圧された処理空間となる処理チャンバであって、その上部に、上方に向かって突出しその内部が前記処理空間と連通する空洞となるとともにその側面に貫通孔が穿設された突出部、または、下方に向かって突出しその内部が前記処理空間外の外部空間と連通する空洞となるとともにその側面に貫通孔が穿設された突出部、が設けられた処理チャンバと、
一方端が前記貫通孔の周囲を覆うように前記突出部に取り付けられ、略水平の伸縮方向に伸縮自在で気密性を有する筒状の伸縮部材と、
前記伸縮部材の他方端を塞いで前記処理空間と前記外部空間とを隔離する隔壁を形成する隔壁形成部材と、
前記処理空間内に設けられ、前記基板の周縁部に当接して前記基板を保持する保持爪を有するとともに前記隔壁形成部材の前記処理空間内部側に連結された基板保持部と、
前記外部空間から前記隔壁形成部材を前記伸縮方向に移動させることで、該隔壁形成部材に連結された前記基板保持部を前記基板に対し当接・離間移動させて前記基板に対する保持の開閉を行う開閉手段と
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記基板保持部を昇降させる昇降手段を備える請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板保持部は、前記保持爪を取り付けられて前記昇降手段により昇降駆動される昇降部材と、前記隔壁形成部材に取り付けられて該隔壁形成部材とともに前記開閉手段により前記伸縮方向に駆動される横動部材とを備え、前記横動部材に対し前記昇降部材が上下動自在に連結されている請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記昇降手段は、前記基板に対する処理が行われる処理位置と、前記処理位置とは鉛直方向に異なる退避位置との間で前記保持爪を昇降駆動し、
前記退避位置では前記昇降部材と前記横動部材との連結が解除される一方、前記処理位置では前記昇降部材と前記横動部材とが連結されて、前記横動部材の前記伸縮方向への移動に伴って前記昇降部材に取り付けられた前記保持爪が略水平方向に移動することで前記基板の保持の開閉を行う請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記昇降部材と前記横動部材とは、前記処理位置で互いに係合する一方、前記退避位置では該係合を解除する係合部をそれぞれ有している請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記処理チャンバ上部に設けられた開口を通してその一部が前記外部空間に露出するとともに、前記処理空間内部で前記基板保持部を前記伸縮方向に移動自在に保持するベース部材と、
前記処理チャンバに対し前記ベース部材を昇降自在に保持しながら前記開口と前記ベース部材との間の気密性を保つシール部材と
を備え、
前記昇降手段は、前記外部空間から前記ベース部材の露出部分を昇降させることで前記基板保持部を昇降させる請求項２ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記保持爪を前記基板に当接する方向に付勢する付勢部材を備え、前記開閉手段は、前記付勢部材の付勢力に抗して前記保持爪を離間させることで前記基板の保持を解除する請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】
下面が平面となった第１プレートと、上面に薄膜を担持する薄膜担持体を下方から支持する第２プレートとが前記処理チャンバ内で対向配置され、
前記保持爪により前記基板を保持して該基板を前記第１プレートの下面に押し当てるとともに、前記第１プレートと前記第２プレートとを接近させることで前記薄膜担持体上の薄膜を前記基板に密着させ転写する請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項９】
内部が減圧された処理空間となる処理チャンバに装着されて、前記処理チャンバ内で基板を保持する基板保持機構であって、
前記処理チャンバの上部に穿設された開口を覆って上方に向かって突出するように取り付けられ、その内部が前記処理空間と連通する空洞となるとともにその側面に貫通孔が穿設された突出部、または、前記開口を覆って下方に向かって突出するように取り付けられ、その内部が前記処理空間外の外部空間と連通する空洞となるとともにその側面に貫通孔が穿設された突出部と、
一方端が前記貫通孔の周囲を覆うように前記突出部に取り付けられ、略水平の伸縮方向に伸縮自在で気密性を有する筒状の伸縮部材と、
前記伸縮部材の他方端を塞いで前記処理空間と前記外部空間とを隔離する隔壁を形成する隔壁形成部材と、
前記処理空間内に設けられ、前記基板の周縁部に当接して前記基板を保持する保持爪を有するとともに他方端が前記隔壁形成部材の前記処理空間内部側に連結された基板保持部と、
前記外部空間から前記隔壁形成部材を前記伸縮方向に移動させることで、該隔壁形成部材に連結された前記基板保持部を前記基板に対し当接・離間移動させて前記基板に対する保持の開閉を行う開閉手段と
を備えることを特徴とする基板保持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理チャンバ内で基板に所定の処理を施す基板処理装置および処理チャンバ内で基板を保持する基板保持機構に関するものである。なお、本発明の対象となる基板としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハや液晶表示用ガラス基板などの基板に所定の処理を施す基板処理装置においては、減圧された処理チャンバ内で処理を行うものがある。例えば、本願出願人が先に開示した特許文献１に記載の薄膜形成装置は、減圧された処理チャンバ内で基板保持爪により略水平状態に保持した基板に、薄膜材料を塗布した薄膜担持体としてのシートフィルムを密着させて加圧・加熱することにより、基板表面に薄膜を転写する薄膜形成装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３００４１４号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような基板処理装置では、処理チャンバ内で基板を保持したり該保持を解除するための機構が必要である。この場合、処理チャンバ内の処理空間の汚染を防止するために、保持を開閉するための機構は処理チャンバ外に設けられることが望ましい。その一方で、このように処理チャンバ外部に設けた駆動機構によりチャンバ内部に設けられた基板保持爪を駆動する場合、チャンバの機密性を維持しながら駆動機構と基板保持爪とを機械的にリンクさせる機構が必要となるが、このような機構についてはこれまで具体的な検討はなされていない。上記した特許文献１においても、駆動機構の詳細な構造については開示されていない。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、処理チャンバ内で基板に所定の処理を施す基板処理装置および処理チャンバ内で基板を保持する基板保持機構において、処理チャンバの気密性を維持しながら、チャンバ内部での基板の保持およびその解除をチャンバ外から行うための技術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】
【０００６】
この発明にかかる基板処理装置は、上記目的を達成するため、内部が減圧された処理空間となる処理チャンバであって、その上部に、上方に向かって突出しその内部が前記処理空間と連通する空洞となるとともにその側面に貫通孔が穿設された突出部、または、下方に向かって突出しその内部が前記処理空間外の外部空間と連通する空洞となるとともにその側面に貫通孔が穿設された突出部、が設けられた処理チャンバと、一方端が前記貫通孔の周囲を覆うように前記突出部に取り付けられ、略水平の伸縮方向に伸縮自在で気密性を有する筒状の伸縮部材と、前記伸縮部材の他方端を塞いで前記処理空間と前記外部空間とを隔離する隔壁を形成する隔壁形成部材と、前記処理空間内に設けられ、前記基板の周縁部に当接して前記基板を保持する保持爪を有するとともに前記隔壁形成部材の前記処理空間内部側に連結された基板保持部と、前記外部空間から前記隔壁形成部材を前記伸縮方向に移動させることで、該隔壁形成部材に連結された前記基板保持部を前記基板に対し当接・離間移動させて前記基板に対する保持の開閉を行う開閉手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
また、この発明にかかる基板保持機構は、内部が減圧された処理空間となる処理チャンバに装着されて、前記処理チャンバ内で基板を保持する基板保持機構であって、上記目的を達成するため、前記処理チャンバの上部に穿設された開口を覆って上方に向かって突出するように取り付けられ、その内部が前記処理空間と連通する空洞となるとともにその側面に貫通孔が穿設された突出部、または、前記開口を覆って下方に向かって突出するように取り付けられ、その内部が前記処理空間外の外部空間と連通する空洞となるとともにその側面に貫通孔が穿設された突出部と、一方端が前記貫通孔の周囲を覆うように前記突出部に取り付けられ、略水平の伸縮方向に伸縮自在で気密性を有する筒状の伸縮部材と、前記伸縮部材の他方端を塞いで前記処理空間と前記外部空間とを隔離する隔壁を形成する隔壁形成部材と、前記処理空間内に設けられ、前記基板の周縁部に当接して前記基板を保持する保持爪を有するとともに前記隔壁形成部材の前記処理空間内部側に連結された基板保持部と、前記外部空間から前記隔壁形成部材を前記伸縮方向に移動させることで、該隔壁形成部材に連結された前記基板保持部を前記基板に対し当接・離間移動させて前記基板に対する保持の開閉を行う開閉手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明では、処理空間内部に設けられて基板を保持する保持爪が隔壁形成部材の駆動によって開閉動作する。処理空間と外部空間とを隔てる隔壁形成部材は一部が外部空間に面しているから、開閉機構自体は処理空間の外部に設けることが可能である。そして、処理空間の気密は以下のようにして保たれている。
【０００９】
処理チャンバ内部の保持爪を外部から開閉駆動する機構としては、先端に保持爪を取り付けたロッドを例えばＯリングなどのシールを介してチャンバ外部にまで延設し、チャンバ外部からこれを駆動することが開始される。しかしながら、摺動あるいは回転などの動きを伴う部分においては、Ｏリングでは隙間からの漏れが避けられず気密性を保持するのに十分とは言えない。
【００１０】
そこで、本発明では、処理空間と外部空間とを隔てる隔壁形成部材を伸縮自在で気密性を有する筒状の伸縮部材を介して処理チャンバに取り付け、該伸縮部材の伸縮によって隔壁形成部材をこの伸縮方向に可動とした。そして、隔壁形成部材の処理空間内部側に、保持爪を有する基板保持部を連結した構成とした。これにより、外部からの駆動力は伸縮部材の伸縮によって保持爪に伝達され、処理空間と外部空間との間に摺動あるいは回転する部分がなくなるので、気密を保持することが可能となる。伸縮部材としては、例えば公知のベローズを用いることが可能である。
【００１１】
このように、本発明によれば、処理チャンバ内の処理空間の気密性を保ちながら、処理チャンバ内で基板を保持する保持爪を外部から駆動して、基板の保持の開閉を行うことが可能である。
【００１２】
本発明においては、前記基板保持部を昇降させる昇降手段を備えてもよい。こうすることで、単に基板保持の開閉を行うだけでなく、鉛直方向への基板の移動をも行わせることが可能となる。
【００１３】
より具体的な構成として、例えば、前記基板保持部は、前記保持爪を取り付けられて前記昇降手段により昇降駆動される昇降部材と、前記隔壁形成部材に取り付けられて該隔壁形成部材とともに前記開閉手段により前記伸縮方向に駆動される横動部材とを備え、前記横動部材に対し前記昇降部材が上下動自在に連結されるようにしてもよい。このような構造によれば、昇降部材の上下方向の動きと、横動部材の水平方向への動きとにより、保持爪は上下方向および水平方向の二方向に可動となり、基板の保持・解除とその上下への搬送とを行うことが可能となる。
【００１４】
この場合、前記昇降手段は、前記基板に対する処理が行われる処理位置と、前記処理位置とは鉛直方向に異なる退避位置との間で前記保持爪を昇降駆動し、前記退避位置では前記昇降部材と前記横動部材との連結が解除される一方、前記処理位置では前記昇降部材と前記横動部材とが連結されて、前記横動部材の前記伸縮方向への移動に伴って前記昇降部材に取り付けられた前記保持爪が略水平方向に移動することで前記基板の保持の開閉を行うようにしてもよい。このようにすると、処理位置では保持爪による基板の保持・解除の切り替えが可能であるが、退避位置では該切り替えを規制することができ、退避位置において誤って基板の保持が解除されることがない。このような機能を実現するための具体的構成としては、例えば、前記昇降部材と前記横動部材とのそれぞれに、前記処理位置では互いに係合する一方、前記退避位置では該係合を解除する係合部を設けることが考えられる。
【００１５】
また、昇降手段を有する上記各発明においては、前記処理チャンバ上部に設けられた開口を通してその一部が前記外部空間に露出するとともに、前記処理空間内部で前記基板保持部を前記伸縮方向に移動自在に保持するベース部材と、前記処理チャンバに対し前記ベース部材を昇降自在に保持しながら前記開口と前記ベース部材との間の気密性を保つシール部材とをさらに設け、前記昇降手段は、前記外部空間から前記ベース部材の露出部分を昇降させることで前記基板保持部を昇降させるようにしてもよい。このようにすると、処理空間の気密性を保ちながら基板保持部を昇降させることができる。この場合のシール部材としても、公知のベローズを用いることができる。また、基板保持部を複数設ける場合には、１つのベース部材に複数の基板保持部を保持させるようにすれば、複数の基板保持部を一括して昇降させることが可能となる。
【００１６】
また、上記各発明において、前記保持爪を前記基板に当接する方向に付勢する付勢部材をさらに設け、前記開閉手段は、前記付勢部材の付勢力に抗して前記保持爪を離間させることで前記基板の保持を解除するようにしてもよい。このような構成では、保持爪は基板と当接する方向に常時付勢されているので、外力が加わらない状態でも基板の保持を維持することができる。そして、開閉手段により、付勢部材の付勢力に抗して強制的に保持爪を離間させることで、基板の保持を解除することができる。
【００１７】
上記発明の適用対象となる基板処理装置は特に限定されないが、例えば、下面が平面となった第１プレートと、上面に薄膜を担持する薄膜担持体を下方から支持する第２プレートとが前記処理チャンバ内で対向配置され、前記保持爪により前記基板を保持して該基板を前記第１プレートの下面に押し当てるとともに、前記第１プレートと前記第２プレートとを接近させることで前記薄膜担持体上の薄膜を前記基板に密着させ転写する基板処理装置に適用することができる。このような装置では、保持した基板の下面を大きく開放させておく必要があり、しかも処理チャンバへの基板の出し入れの容易さも求められる。このような装置に適用された場合に、本発明は特に優れた効果を奏するものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、処理空間と外部空間とを隔てる隔壁形成部材を伸縮自在で気密性を有する筒状の伸縮部材を介して処理チャンバに取り付け、外部からこの隔壁形成部材を駆動することで、隔壁形成部材に連結された基板保持部を動かし基板保持を開閉する。そのため、処理チャンバの気密性を保ちながら、外部からの駆動により基板の保持・解除を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。
【図２】基板保持機構を示す図である。
【図３】基板を保持する爪部材の構造を示す図である。
【図４】爪部材の水平移動を示す図である。
【図５】基板保持機構が最下方に移動した状態を示す図である。
【図６】リング体およびリング体を挟持する構成を説明するための断面図である。
【図７】図１のＡ−Ａ’切断面を上方から見たときの薄膜形成装置を示す図である。
【図８】突き上げピンと下クランプとが係合した状態を示した図である。
【図９】突き上げピンの構造を示す図である。
【図１０】図１の薄膜形成装置の動作を説明するための第１の模式図である。
【図１１】図１の薄膜形成装置の動作を説明するための第２の模式図である。
【図１２】図１の薄膜形成装置の動作を説明するための第３の模式図である。
【図１３】薄膜転写過程の詳細を示す図である。
【図１４】本実施形態の変形例を示す図である。
【図１５】位置調整機構の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１はこの発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。この基板処理装置は、半導体ウエハなどの基板の表面に例えばＳＯＧ（Spin-On-Glass）などの薄膜を形成するための装置（薄膜形成装置）であり、図１はその内部構造を横から見た図である。この装置では、処理チャンバ１の内部に形成される処理空間内に後述する転写ユニットが設置されており、基板表面への薄膜形成は、減圧された処理空間内でこの転写ユニットにより行われる。説明の便宜上、図１に示すようにＸ、Ｙ、Ｚの各方向を定義する。
【００２１】
この転写ユニットは、処理チャンバ１を構成する上板１１に固定された上側ブロック３と、底板１９に固定された下側ブロック５とを備えており、薄膜形成対象である基板Ｗと、薄膜材料を塗布された薄膜担持体としてのシートフィルムＦとを上下ブロック３、５で挟み込むことにより、シートフィルムＦ上の薄膜を基板Ｗに転写する。なお、薄膜の担持体としては、シートフィルムに代えて例えば石英板を用いてもよい。
【００２２】
なお、以下の説明において、各構成要素に付した符号が「３」から始まるものは当該要素が上側ブロック３を構成するものであることを意味する一方、「５」から始まるものは当該要素が下側ブロック５を構成するものであることを意味するものとする。
【００２３】
処理空間ＳＰ内は、排気管９５１を介して処理チャンバ１と接続された真空ポンプ９５によって真空排気可能になっている。この真空ポンプ９５は装置全体を制御する制御ユニット９１に制御されており、制御ユニット９１からの動作指令に応じて作動して処理空間ＳＰ内を排気減圧することができるようになっている。また、制御ユニット９１は真空ポンプ９５による処理空間ＳＰからの排気量を調整し、処理空間ＳＰ内の圧力（真空度）を制御可能となっている。これにより、薄膜の乾燥状態をコントロールしながら該薄膜を基板Ｗに転写することができる。処理空間ＳＰ内の圧力は、薄膜の種類等に応じて大気圧から数Ｐａまでの範囲内の所定の圧力に設定される。
【００２４】
処理空間ＳＰには、第１、第２プレート３４、５４が上下に対向して収容されている。第１プレート３４は処理チャンバ１を構成する上板１１の下面に固定された上ベース部材３１によって水平に固定支持されており、第２プレート５４の上方に位置している。第１プレート３４は基板Ｗが装着される試料台を構成し、第２プレート５４と対向する下面３４２が基板Ｗの装着面を形成している。第１プレート３４の下面３４２は円形に形成されている。ここで、薄膜形成対象となる基板Ｗとしては、例えば円板状に形成された半導体ウエハと、この半導体ウエハ上に電極配線をパターニングした構造を有するものがあり、基板Ｗのパターン形成面側に絶縁膜などの薄膜が転写される。
【００２５】
第１プレート３４の下面３４２には、基板Ｗが装着される。第１プレート３４は、内部に加熱手段として加熱ヒータ３４１を具備している。この加熱ヒータ３４１はヒータコントローラ９３と電気的に接続されており、制御ユニット９１からの基板温度情報に基づきヒータコントローラ９３が加熱ヒータ３４１を２５℃〜２００℃の間で加熱制御する。なお、第１プレート３４の下面３４２は石英板で形成されてもよい。
【００２６】
処理チャンバ１の上面を構成する上板１１には、処理対象となる基板Ｗを保持したり該保持を解除することができるとともに、基板Ｗを上下方向に昇降させることができる基板保持機構３００が設けられている。この基板保持機構３００では、複数本（この実施形態では２本）のリフタ３４４が昇降自在で、しかも水平方向に移動自在に支持されている。各リフタ３４４の下端部には爪部材３４５が固着されている。爪部材３４５はその上面が基板Ｗの周縁部と係合可能に仕上げられ、基板Ｗを爪部材３４５上に載置させることができる。
【００２７】
図２は基板保持機構を示す図である。基板保持機構３００は、リフタ３４４に取り付けられた爪部材３４５を鉛直方向（Ｚ方向）および水平方向（Ｘ方向）に所定距離だけ移動させるため、以下のような構造を有している。処理チャンバ１を構成する上板１１の上方にはトッププレート３１２が設けられており、トッププレート３１２には回転軸が鉛直下向きのステッピングモータ３６１が取り付けられている。ステッピングモータ３６１の回転軸にはボールねじ機構３６２が結合されている。ボールねじ機構３６２には鉛直方向に延びるシャフト３６３がフランジ３６７（後述）を介して取り付けられており、したがって、図２に示すように、制御ユニット９１からの制御指令にしたがってステッピングモータ３６１が回転すると、その回転運動はボールねじ機構３６２により上下方向（Ｚ方向）の運動に変換されてシャフト３６３を上下動させる。ボールねじ機構３６２にはシャフト３６３の上下動に連動して上下する位置検出用延設部３６４が設けられる一方、トッププレート３１２にはこれを検出する位置センサ３６５が設けられており、この位置センサ３６５の出力に基づきボールねじ機構３６２の上下方向位置が制御ユニット９１により制御されている。なお、図２は基板保持機構３００が最上方位置にあるときの状態を示している。
【００２８】
シャフト３６３の他方端は、処理チャンバ１の上板１１の略中央に穿設された開口部１１１を通して処理チャンバ１内の処理空間ＳＰにまで入り込んでおり、その下端にはサブプレート３６６が取り付けられている。また、シャフト３６３の上端部は拡径されてフランジ３６７となっており、フランジ３６７の下面と上板１１の上面との間には上下方向（Ｚ方向）に伸縮自在のベローズ３６８が設けられ、開口部１１１が塞がれている。このため、ステッピングモータ３６１が回転すると、ベローズ３６８の伸縮範囲内でボールねじ機構３６２、シャフト３６３、フランジ３６７およびサブプレート３６６が一体的に上下動する。このときベローズ３６８が伸縮することによって処理チャンバ１の気密性が維持されている。
【００２９】
サブプレート３６６には２箇所の貫通孔３６６１が穿設されており、その上部にはサブプレート３６６に対し水平方向に移動自在のスライダ３７０および該スライダ３７０の動きを一軸方向（Ｘ方向）および所定変位量に規制するスライダガイド３６９が取り付けられている。スライダ３７０とスライダガイド３６９との間にはバネ３７１が介挿されており、外力が加わらない状態でスライダ３７０はシャフト３６３に近い側（図において中央寄り）に付勢されている。スライダ３７０の下部には前記したリフタ３４４が取り付けられている。
【００３０】
一方、２つのスライダ３７０の上部は上方に延びて縦ロッド３７２となっており、上板１１に設けられた中央の開口部１１１に対して対称な位置に設けられた２つの貫通孔１１２を貫通して上板１１よりも上方にまで達している。縦ロッド３７２の上端部には、長短２種類の延設部３７２１、３７２２が設けられている。より具体的には、縦ロッド３７２上端部のうちシャフト３６３に近い側（内側）の側面が上方に向けて延長されて、長く延びた延設部３７２１となっている。また、縦ロッド３７２上端部のうちシャフト３６３から遠い側（外側）の側面には、より短い延設部３７２２が設けられている。
【００３１】
上板１１から貫通孔１１２を通して上方に突き出した縦ロッド３７２を覆うように、ハウジング３７３が上板１１に取り付けられている。ハウジング３７３の内部空間は処理空間ＳＰに連通しており、またその外側側面には貫通孔３７３１が穿設されている。貫通孔３７３１には、そのサイズより小さな断面を有する横ロッド３７４が挿通されている。横ロッド３７４のうちハウジング３７３の内部側に進入している一端部には、後述するように縦ロッド３７２の延設部３７２２と係合する係合ピン３７４１が立設されている。
【００３２】
一方、横ロッド３７４のうちハウジング３７３から外に向けて突き出した他端部には板状の隔壁形成部材３７５が取り付けられている。ハウジング３７３外側面の貫通孔３７３１の周囲と隔壁形成部材３７５との間には、横方向（Ｘ方向）に伸縮自在のベローズ３７６が取り付けられている。したがって隔壁形成部材３７５はベローズ３７６の伸縮範囲内でＸ方向に変位可能である。また、ハウジング３７３の上部にはエアシリンダ３７７が取り付けられており、制御ユニット９１からの制御指令によりエアシリンダ３７７が作動しピストン３７７１がＸ方向に動くと、これに押されて隔壁部材３７５および横ロッド３７４が一体的にＸ方向に動くこととなる。
【００３３】
図３は基板を保持する爪部材の構造を示す図である。リフタ３４４の下端に取り付けられた爪部材３４５は、リフタ３４４に結合されたベース部３４５１と、止めネジ３４５３によってベース部３４５１に固定された先端部材３４５２とを有している。先端部材３４５２は基板の外形に合わせて円弧状に形成されるとともに、その先端部は上下方向の厚みが先端ほど薄くなっている。より具体的には、先端部材３４５２の下面はほぼ平らとなる一方、上面は先端（図において左下方）に近づくにつれて段階的に厚みが減少されて最終的に薄刃状となるように仕上げられている。この先端部が基板Ｗの下面外周部に当接することによって、基板Ｗを下方から支持する。
【００３４】
先端部材３４５２は２ピースに分割されており、それぞれ止めネジ３４５３によってベース部３４５１に締結されている。止めネジ３４５３を緩めることで、基板に対し接近・離間する方向（矢印方向）について２つの先端部材３４５２の位置決め調整を個別に行うことができる。これにより基板Ｗが爪部材３４５に当接する当接部位の面積を小さくすることができるとともに、基板の保持を確実に行うことが可能となる。この実施形態では、上記のように構成された爪部材３４５を２組設けて、処理対象となる基板Ｗをその両側から保持する。
【００３５】
次に、基板保持機構３００によるリフタ３４４および爪部材３４５の上下方向（Ｚ方向）および水平方向（Ｘ方向）への駆動について、図２、図４および図５を参照しながら説明する。図２に示した、基板保持機構３００が最上方にある状態では、リフタ３４４も最上方位置にあり、このとき爪部材３４５の先端は第１プレート３４の直下に位置している。このときの爪部材３４５の位置を「基板装着位置」と称する。
【００３６】
図４は爪部材の水平移動を示す図である。リフタ３４４が最上方位置にあるとき、縦ロッド３７２に設けられた延設部３７２２と、横ロッド３７４に設けられた係合ピン３７４１とがハウジング３７３内においてちょうど係合する位置関係となっている。したがって、隔壁形成部材３７５をＸ方向に変位させるとこれに伴って横ロッド３７４が左右に動くため、横ロッド３７４に係合した縦ロッド３７２を左右に移動させることができる。同時に爪部材３４５もＸ方向に移動する。つまり、エアシリンダ３７７を作動させて隔壁形成部材３７５をＸ方向に変位させることにより、図４（ａ）に示すように第１プレート３４直下で基板Ｗを爪部材３４５により保持した状態と、図４（ｂ）に示すように爪部材３４５による基板Ｗの保持を解除した状態とを切り換えることができる。
【００３７】
より詳しくは、爪部材３４５と連結されたスライダ３７０がバネ３７１により爪部材３４５を基板Ｗに当接する方向に付勢されているため、エアシリンダ３７７が作動しない状態では、図４（ａ）に示すように爪部材３４５が基板Ｗの下面外周部を保持した状態となっている。一方、エアシリンダ３７７が作動して、図４（ｂ）に矢印で示すように、バネ３７１の付勢力に抗して隔壁形成部材３７５を外側に向け変位させると、横ロッド３７４およびこれに係合する縦ロッド３７２も共に外側に向けて変位し、結果として爪部材３４５が基板Ｗから外側に向けて離間し、基板保持を解除する。
【００３８】
図５は基板保持機構が最下方に移動した状態を示す図である。ステッピングモータ３６１およびボールねじ機構３６２の作動によりシャフト３６３が下方に移動しベローズ３６８が収縮した状態では、リフタ３４４も下方に移動し爪部材３４５は第１プレート３４の直下から下方に大きく離間した位置（退避位置）にある。このとき、図５に示すように、縦ロッド３７２の上部に設けた延設部３７２２も下方に下がっており、横ロッド３７４に設けられた係合ピン３７４１との係合は解除されている。このため、エアシリンダ３７７が作動したとしてもその駆動力は縦ロッド３７２には伝達されず、爪部材３４５は動かない。そして、爪部材３４５はもともと基板Ｗに当接する方向に付勢されているため、基板Ｗを保持した状態が維持されることとなる。この状態では、処理済みの基板Ｗを外部に搬出することができる。
【００３９】
また基板Ｗが保持されていない状態では、１対の爪部材３４５は第１プレート３４から下方に離間した位置で、しかも基板を載置可能な互いの距離を保持している。したがって、この状態で外部から基板Ｗを搬入し、爪部材３４５に保持させることができる。そして、制御ユニット９１からステッピングモータ３６１に上昇指令が与えられると、リフタ３４４が上方に移動して爪部材３４５上に載置された基板Ｗを第１プレート３４の下面３４２に密着させる。これにより、爪部材３４５が基板装着位置に位置決めされ、第１プレート３４に基板Ｗが装着される。
【００４０】
爪部材３４５が基板装着位置に位置決めされた状態では、縦ロッド３７２の延設部３７２２と横ロッド３７４の係合ピン３７４１とが再び係合して、爪部材３４５の水平移動が可能となる。なお、縦ロッド３７２に設けられた長い方の延設部３７２１は、縦ロッド３７２が上昇したときに縦ロッド３７２の延設部３７２２と確実に係合するように、横ロッド３７４の係合ピン３７４１を案内するガイドとしての機能を有する。
【００４１】
このように、この実施形態において爪部材３４５を第１プレート３４直下から下方に退避させた状態では、縦ロッド３７２と横ロッド３７４との係合が切り離されるとともに、爪部材３４５が基板Ｗに当接する方向に付勢されているため、基板Ｗの保持を解除することができない。言い換えれば、この実施形態における基板保持の解除は、基板Ｗが第１プレート３４の直下に保持されているときにのみ許可されている。このようにすることで、エアシリンダ３７７の誤動作や故障に起因する不要な保持解除によって基板Ｗが落下することが防止される。
【００４２】
図１に戻って処理ユニットの説明を続ける。第２プレート５４は、移動方向Ｚ（鉛直方向）に沿って昇降自在に設けられた昇降ユニット５２に装備され、第１プレート３４の下方に軸線を一致させて対向して配置されている。昇降ユニット５２は底板１９に取り付けられた下ベース部材５１を有し、下ベース部材５１上に第２プレート５４が固定支持されている。第２プレート５４はシートフィルムＦが装着される転写板を構成し、第１プレート３４と対向する上面は石英板５４２１により形成されて、該石英板５４２１の上面５４２がシートフィルムＦの装着面を形成している。第２プレート５４の上面５４２は円形に形成されている。また石英板５４２１の上面周縁部はテーパー加工されてテーパー面が設けられている。シートフィルムＦは基板Ｗより大きい円形に形成され、その表面（薄膜形成面）には薄膜が形成されている。また、第２プレート５４の上面５４２の平面サイズはシートフィルムＦの平面サイズよりも小さく形成されている。
【００４３】
このシートフィルムＦは後述する上側挟持部および下側挟持部によって移動方向Ｚに挟み込まれることによって保持されており、第２プレート５４はシートフィルムＦの裏面（シートフィルムの両主面のうち薄膜形成面に対して反対の非薄膜形成面）側に配置されている。また、第２プレート５４には加熱手段として加熱ヒータ５４１が内蔵されている。この加熱ヒータ５４１はヒータコントローラ９４と電気的に接続されており、制御ユニット９１からの基板温度情報に基づきヒータコントローラ９４が加熱ヒータ５４１を２５℃〜２００℃の間で加熱制御する。
【００４４】
シートフィルムＦは、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などの可撓性を有し、また可塑性を有する有機材料からなるシート状のフィルムである。
【００４５】
昇降ユニット５２は、下ベース部材５１の下面中央部に一体に垂設された支持軸５１３を有している。支持軸５１３は移動方向Ｚに沿って昇降自在に軸支され、加重モータ５３によって昇降されるように構成されている。すなわち、支持軸５１３の下端には加重モータ５３が接続されており、制御ユニット９１からの動作指令に応じて加重モータ５３が作動することで、昇降ユニット５２を移動方向Ｚに沿って昇降させることができる。昇降ユニット５２の昇降により、下ベース部材５１上に支持された第２プレート５４が移動方向Ｚに沿って昇降する。
【００４６】
また、この実施形態ではシートフィルムＦのハンドリング性を向上させるために図６に示すように一対のリングＲup，Ｒdwを用いて一体化したリング体ＲＦを形成し、このリング体ＲＦの状態でシートフィルムＦの搬送を実行している。以下では、図６および図７を参照しつつ、シートフィルムＦのハンドリング構成について説明する。
【００４７】
図６はリング体およびリング体を挟持する構成を説明するための断面図である。このリング体ＲＦは、上リングＲupと下リングＲdwとでシートフィルムＦの周縁部を全周にわたって挟み込むことによってシートフィルムＦを保持したものである。上リングＲupと下リングＲdwとは同一形状を有する円環状部材であり、シートフィルムＦを挟んで上リングＲupおよび下リングＲdwを配置させることにより、シートフィルムＦを磁力吸着により保持可能となっている。
【００４８】
また、第１、第２プレート３４、５４の周囲には、一対のリングＲup，Ｒdwを上下から挟み込んでリング体ＲＦを保持する上クランプ３５および下クランプ５５が設けられている。上クランプ３５および下クランプ５５はそれぞれ、一対のリングＲup，Ｒdwとほぼ同じ内径を有する円環状部材であり、上クランプ３５の外径が一対のリングＲup，Ｒdwの外径よりも小さく形成される一方、下クランプ５５の外径が一対のリングＲup，Ｒdwの外径よりも大きく形成されている。
【００４９】
このような構成により、上クランプ３５および下クランプ５５によってリング体ＲＦが上下方向（移動方向Ｚ）に挟んで保持されると、結果的にシートフィルムＦは上リングＲupおよび上クランプ３５からなる上側挟持部ＵＨと、下リングＲdwおよび下クランプ５５からなる下側挟持部ＤＨとにより保持（挟持）された状態となる（図６（ｂ））。つまり、下側挟持部ＤＨに載置されたシートフィルムＦが上側挟持部ＵＨにより上方から押圧されることによって該シートフィルムＦが下側挟持部ＤＨと上側挟持部ＵＨとにより挟持される。以下、下側挟持部ＤＨと上側挟持部ＵＨとをあわせて「一対の挟持部」という。
【００５０】
一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに挟持されたシートフィルムＦは第１プレート３４と第２プレート５４との間に配置される。具体的には、薄膜が形成されたシートフィルムＦの表面（薄膜形成面）が第１プレート３４に対向する一方、シートフィルムＦの裏面（非薄膜形成面）側が第２プレート５４に対向するように、シートフィルムＦが一対の挟持部ＵＨ，ＤＨにより挟持される。
【００５１】
図７は図１のＡ−Ａ’切断面を上方から見たときの薄膜形成装置を示す図である。２つのクランプのうち下クランプ５５は、底板１９に立設された複数本（この実施形態では３本）の円柱体よりなるクランプ受け５５５上に水平姿勢で支持される。クランプ受け５５５は第２プレート５４の上面５４２の中心を通り移動方向Ｚに伸びる軸（以下、単に「中心軸」という）Ｊ回りに互いに等角度（１２０°）間隔で放射状に配置されている。下クランプ５５の上面周縁部（円環部）にはリング体ＲＦの下端部（下リングＲdw）を収容可能な内部に向けて窪んだ窪部５５１が形成されている（図６（ａ））。そして、リング体ＲＦの下端部を窪部５５１に収容させることによって、窪部５５１の周囲を取り囲む周面部５５２によってリング体ＲＦの水平方向の移動を規制することができる。
【００５２】
また、下ベース部材５１上には、複数本（この実施形態では３本）の突き上げピン５６が中心軸Ｊ回りに互いに等角度（１２０°）間隔で放射状に、しかも円周方向に沿ってクランプ受け５５５の間に位置するように立設されている。一方、下クランプ５５の下面には各突き上げピン５６に対応して突き上げピン５６の先端部を挿入させることが可能なピン挿入孔５５３（図１）が形成されている。このため、昇降ユニット５２が上昇駆動されると、突き上げピン５６の先端部がピン挿入孔５５３に挿入されるとともに、突き上げピン５６の先端部と後端部との間に形成された段差面が下クランプ５５の下面と当接する。これにより、突き上げピン５６と下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）とが互いに係合する。この状態で昇降ユニット５２がさらに上昇駆動されると、下クランプ５５がクランプ受け５５５から離れ、突き上げピン５６と下クランプ５５とが係合した状態で一体的に上昇する。これにより、第２プレート５４と一対の挟持部、つまり上側挟持部ＵＨおよび下側挟持部ＤＨとが一定の位置関係を保ったまま上昇する。
【００５３】
図８は突き上げピンと下クランプとが係合した状態を示した図である。突き上げピン５６と下クランプ５５とが係合した時点では、第２プレート５４が一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに挟持されたシートフィルムＦに接触して該シートフィルムＦが上方に突き上げられる。これにより、シートフィルムＦが緊張し、該シートフィルムＦに張力を発生させることができる。ここで、第２プレート５４の上面５４２が円形に形成されるとともに、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨによりシートフィルムＦの周縁部が全周にわたって保持（挟持）されているため、シートフィルムＦに対して周方向に均一な張力を付与することができる。
【００５４】
また、この実施形態では、突き上げピン５６が下クランプ５５と係合する係合部位の第２プレート５４に対する移動方向Ｚにおける相対距離（以下、単に「相対距離」という）Ｄを調整することによって、シートフィルムＦに発生させる張力の大きさをコントロールすることが可能となっている。具体的には、突き上げピン５６の先端部と後端部との間に形成された段差面（突き上げピン５６が下クランプ５５と係合する係合部位）から第２プレート５４の上面５４２までの距離（相対距離Ｄ）を調整することにより、シートフィルムＦに発生させる張力の大きさを変更することが可能となっている。つまり、相対距離Ｄに応じて、第２プレート５４がシートフィルムＦと接触を開始してから突き上げピン５６と下クランプ５５とが係合するまでの間にシートフィルムＦが第２プレート５４によって移動方向Ｚに沿って突き上げられる量（以下、単に「突き上げ量」という）Ｑが変化する。したがって、相対距離Ｄが調整されることで、突き上げ量Ｑを変更し、シートフィルムＦに発生する張力の大きさを調整することができる。
【００５５】
図９は突き上げピンの構造を示す図である。下ベース部材５１には移動方向Ｚに沿って貫通孔５１１が形成されており、貫通孔５１１に突き上げピン５６が挿通されている。これにより、その先端側に係合部位（段差面）が設けられた突き上げピン５６が下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）に向けて突設される。突き上げピン５６の後端部５６１にはネジ溝が刻まれる一方、貫通孔５１１の内壁には突き上げピン５６のネジと螺合するネジ溝が刻まれている。また、下ベース部材５１の上面側に２つのナットからなるダブルナット５１６が突き上げピン５６の後端部５６１に螺嵌されており、ダブルナット５１６により突き上げピン５６が下ベース部材５１に緩みなく締め付け固定される。突き上げピン５６の先端部５６２は下クランプ５５のピン挿入孔５５３に挿入可能とされている。そして、突き上げピン５６の先端部５６２がピン挿入孔５５３に挿入されることで、突き上げピン５６の後端部５６１と先端部５６２とを結合する段差面５６３（係合部位）が下クランプ５５の下面５５４に当接する。段差面５６３と下クランプ５５の下面５５４とは平行に形成され、面接触状態で当接する。
【００５６】
このような構成によれば、ダブルナット５１６を緩めて突き上げピン５６の頭部５６４を回転させていくことで、下ベース部材５１の上面から段差面５６３までの移動方向Ｚにおける長さＬが調整される。すなわち、突き上げピン５６と下クランプ５５とが互いに係合している状態では、下ベース部材５１と下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）との間の間隙が調整される。そして、下ベース部材５１の上面から段差面５６３までの移動方向Ｚにおける長さＬを所定の長さに調整した後、ダブルナット５１６を締めることによって突き上げピン５６を下ベース部材５１に固定する。このように、下ベース部材５１の上面から段差面５６３までの移動方向Ｚにおける長さＬが調整されることで、相対距離Ｄが調整される。これにより、突き上げ量Ｑを変更し、シートフィルムＦに発生する張力の大きさを自在に、しかも簡素な構成により調整することができる。したがって、使用するシートフィルムＦの種類や膜厚に応じて最適な張力をシートフィルムＦに与えることができる。
【００５７】
再び図１に戻って説明を続ける。下クランプ５５の下面周縁部には下クランプ５５の水平方向における位置を固定するために、複数本の位置決めピン５１４が下方に延びるように取り付けられている。これら位置決めピン５１４は下ベース部材５１に移動方向Ｚに沿って形成された貫通孔５１２に挿通されている。位置決めピン５１４と貫通孔５１２の内壁との間にはボールスプライン機構等が介在しており、位置決めピン５１４はボールスプライン機構等を介して移動方向Ｚに沿ってのみ可動（昇降）自在に支持される。つまり、下クランプ５５は移動方向Ｚに直交する方向（水平方向）に移動するのを規制されながら下ベース部材５１に対して移動方向Ｚに沿って昇降自在に支持される。このような構成によれば、昇降ユニット５２（第２プレート５４）を移動方向Ｚに沿って移動させたとしても、水平方向において第２プレート５４と下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）との間の相対位置関係を確実に固定することができる。このため、第２プレート５４と一対の挟持部ＵＨ，ＤＨとが互いに水平方向にずれるのを防止することができる。
【００５８】
また、もう一方のクランプ、つまり上クランプ３５は昇降自在に支持された複数本のロッド３５６の下端に固着されている。この実施形態では、３本のロッド３５６が中心軸Ｊ回りに互いに等角度（１２０°）間隔で放射状に、上クランプ３５から上方に伸びるように設けられている。複数本のロッド３５６の各々には、上クランプ３５を移動方向Ｚに沿って昇降駆動させるためのエアシリンダ３５７が連結されている。そして、制御ユニット９１からの動作指令に応じてエアシリンダ３５７が作動することで、上クランプ３５を移動方向Ｚに沿って昇降させることができる。具体的には、上クランプ３５を上昇させて第２プレート５４に対するリング体ＲＦの搬入出を可能とする一方、上クランプ３５を下降させて下クランプ５５とでリング体ＲＦを挟持して固定することができる。
【００５９】
このエアシリンダ３５７は、処理チャンバ１の上部に取り付けられた円板状のプレート３１２に配設されており、エアシリンダ３５７から発生するパーティクル等の汚染物質が処理空間ＳＰ内に混入するのを防止することができる。なお、上クランプ３５を昇降駆動させる駆動機構としては、エアシリンダに限らず、エアシリンダ以外の他の昇降駆動用アクチュエータを用いるようにしてもよい。
【００６０】
また、エアシリンダ３５７と、該エアシリンダ３５７に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給源との間には調圧弁３５８が介装されている。そして、制御ユニット９１からの動作指令に応じて調圧弁３５８の開度が調整されることにより、ロッド３５６の推力を一定に保つことが可能となっている。この実施形態では、支持軸５１３が移動方向Ｚにおいて受ける加重圧力を検出する荷重センサ９６が設けられており、後述するようにして荷重センサ９６によって検出された加重圧力に基づいて制御ユニット９１が調圧弁３５８の開度を調整し、ロッド３５６の推力を一定に保つようにフィードバック制御する。これにより、下クランプ５５に載置されたリング体ＲＦを上クランプ３５により一定の押圧力で押圧することができる。すなわち、下側挟持部ＤＨ上に配置されたシートフィルムＦを上側挟持部ＵＨにより上方から一定の押圧力で押圧することが可能となっている。
【００６１】
次に、上記した薄膜形成装置の動作について図１０ないし図１２を参照しつつ説明する。図１０ないし図１２は図１の薄膜形成装置の動作を説明するための模式図である。本実施形態においては、処理空間ＳＰへの基板ＷおよびシートフィルムＦの搬入に先立って、各突き上げピン５６において、下ベース部材５３の上面から段差面５６３までの移動方向Ｚにおける長さＬが使用されるシートフィルムＦの種類や膜厚等に応じて予め調整されているものとする。
【００６２】
最初に第１プレート３４側に基板Ｗが搬入される。すなわち、制御ユニット９１はステッピングモータ３６１に下降指令を与え、図１０（ａ）に示すように、爪部材３４５を第１プレート３４から下方に退避した退避位置に位置決めする。それに続いて、薄膜を形成すべき基板Ｗがチャンバ外壁に設けられた扉（図示せず）を通じて処理空間ＳＰ内に搬入され、爪部材３４５の上に載置される。その後、制御ユニット９１はステッピングモータ３６１に対して上昇指令を与え、爪部材３４５を基板装着位置に移動させて基板Ｗの上面（非パターン形成面）を第１プレート３４の下面３４２に密着させた状態で基板Ｗを位置決めする（図１０（ｂ））。これにより、第１プレート３４に基板Ｗが装着され、薄膜転写のための位置（処理位置）に位置決めされる。
【００６３】
一方、第２プレート５４側では、シートフィルムＦがリング体ＲＦにより挟持された状態で処理空間ＳＰ内に搬入される。ここで、リング体ＲＦを構成する一対のリングＲup，Ｒdwに挟まれたシートフィルムＦの表面（薄膜形成面）には予め薄膜が形成されており、薄膜形成面を上方に向けてシートフィルムＦが搬入される。このとき、上クランプ３５はリング体ＲＦの搬入を妨げることのないように上方に退避している。また、第２プレート５４の上面５４２は下クランプ５５（リング体ＲＦが載置される載置面）の下方に位置している。このため、シートフィルムＦが搬入される際に、シートフィルムＦと第２プレート５４とが接触するのを回避することができる。その結果、シートフィルムＦに張力が発生していない状態で薄膜が部分的に乾燥して薄膜の均一な乾燥が阻害されてしまうのを防止することができる。
【００６４】
そして、リング体ＲＦが下クランプ５５上に載置された後、上クランプ３５が下降して下クランプ５５に載置されたリング体ＲＦが上クランプ３５によって押圧される（図１０（ｃ））。これによって、シートフィルムＦの周縁部が全周にわたって所定の押圧力で均一に押圧され、シートフィルムＦにしわや折り曲げが発生するのを防止しながら、シートフィルムＦが一対の挟持部、つまり上側挟持部ＵＨおよび下側挟持部ＤＨにより挟持された状態となる。
【００６５】
こうして、基板ＷおよびシートフィルムＦの搬入が完了すると、制御ユニット９１は装置各部を制御し、以下に示すように薄膜を基板Ｗに転写する転写工程を実行する。まず、真空ポンプ９５による処理空間ＳＰの排気減圧を開始する。また、ヒータコントローラ９３によって加熱ヒータ３４１に通電して第１プレート３４を加熱して基板Ｗを所望の温度に加熱するとともに、ヒータコントローラ９４によって加熱ヒータ５４１に通電して第２プレート５４を加熱してシートフィルムＦを所望の温度に加熱する。
【００６６】
そして、処理空間ＳＰが所望の圧力まで減圧されると、制御ユニット９１より加重モータ５３に信号が送られ、昇降ユニット５２（第２プレート５４）の上昇駆動を開始する。第２プレート５４が上昇すると、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに挟持されたシートフィルムＦの裏面（非薄膜形成面）と第２プレート５４の上面５４２とが接触して第２プレート５４にシートフィルムＦが装着される。このとき、第２プレート５４の上面５４２の平面サイズはシートフィルムＦの平面サイズよりも小さく形成されているため、第２プレート５４上面５４２の全面がシートフィルムＦにより覆われる。そして、第２プレート５４の上面５４２がシートフィルムＦに接触した状態で第２プレート５４がさらに上昇すると、シートフィルムＦが緊張し、該シートフィルムＦに張力が発生する。つまり、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに挟持されたシートフィルムＦに第２プレート５４が突き当てられてシートフィルムＦに張力が発生する。その結果、シートフィルムＦが加熱ヒータ５４１によって加熱され、熱膨張により伸張して弛んでいても、その弛みが取り除かれる。
【００６７】
また、昇降ユニット５２の上昇によって突き上げピン５６がクランプ受け５５５上に載置された下クランプ５５と係合する（図１１（ａ））。これによって、移動方向Ｚにおける下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）に対する第２プレート５４の相対位置が固定される。その結果、シートフィルムＦに発生する張力の大きさが決定されて固定される。また、第２プレート５４の上昇により、下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）がクランプ受け５５５から突き上げピン５６に受け渡される。
【００６８】
そして、第２プレート５４の上昇とともに一対の挟持部ＵＨ，ＤＨがシートフィルムＦを挟持しながら移動方向Ｚに沿って変位する。このとき、上クランプ３５に連結されたロッド３５６がエアシリンダ３５７内に後退してストロークが短くなると、エアシリンダ３５７内の圧力が上昇してロッド３５６の推力が増大する。その結果、シートフィルムＦに対する押圧力が増大し、荷重センサ９６によって検出される加重圧力が上昇する。そこで、制御ユニット９１は荷重センサ９６によって検出される加重圧力が一定となるように調圧弁３５８の開度を調整し、ロッド３５６の推力を一定に保つようにフィードバック制御する。つまり、シートフィルムＦに対する押圧力が一定になるように、つまり第２プレート５４がシートフィルムＦに接触する前にシートフィルムＦに与えられた押圧力に等しくなるように、制御ユニット９１からの動作指令によって調圧弁３５８が制御される。そして、制御ユニット９１は昇降ユニット５２を上昇させるとともに、シートフィルムＦへの押圧力が一定となるように調圧弁３５８を制御しながらロッド３５６をエアシリンダ３５７内に後退させてストロークを短くしていく。これにより、第２プレート５４の上昇を阻害することなく、かつ一対の挟持部ＵＨ，ＤＨによりシートフィルムＦが良好かつ確実に保持される。
【００６９】
また、下クランプ５５（一対の挟持部）と突き上げピン５６とが互いに係合した状態で一対の挟持部ＵＨ，ＤＨと第２プレート５４とが一体的に移動方向Ｚに沿って移動することで、決定された張力をシートフィルムＦに付与した状態を維持したままシートフィルムＦが上昇する。つまり、第２プレート５４と一対の挟持部ＵＨ，ＤＨとが一定の位置関係を保ったまま上昇するので、シートフィルムＦに与えられた張力の大きさが変化するのを防止することができる。このため、シートフィルムＦに張力を安定して与えながらシートフィルムＦを基板Ｗに近接させていくことができる。
【００７０】
また、下クランプ５５と突き上げピン５６とは、突き上げピン５６の先端部５６２が下クランプ５５のピン挿入孔５５３に挿入されることで係合している。このため、下クランプ５５と突き上げピン５６とが係合した状態で移動方向Ｚに沿って移動する際に、互いの位置関係がずれるのを防止することができる。
【００７１】
そして、第２プレート５４がさらに上昇すると、シートフィルムＦ上の薄膜が基板Ｗに当接する（図１１（ｂ））。これとほぼ同時に、爪部材３４５を側方に退避させて爪部材３４５による基板保持を解除する（図１１（ｃ））。これによりシートフィルムＦ上の薄膜と基板Ｗとが密着し、基板Ｗへの薄膜の転写が開始される。さらに、処理空間ＳＰを排気減圧したまま、基板ＷとシートフィルムＦとが所定の加重で一定時間互いに押し付けられる。その間も基板ＷとシートフィルムＦは所定の温度となるように加熱されている。薄膜が基板Ｗに押し付けられている間もシートフィルムＦは一対の挟持部ＵＨ，ＤＨにより挟持されながら、一定の張力、つまり下クランプ５５と突き上げピン５６とが係合することによって決定された張力が付与された状態となっている。このため、シートフィルムＦにしわや折り曲げが発生するのを防止して、平坦で均一な膜厚の薄膜を基板Ｗに形成することができる。
【００７２】
そして、一連の加重操作が終了して転写処理が完了すると、ヒータコントローラ９３、９４により加熱ヒータ３４１、５４１の作動を停止させて第１、第２プレート３４，５４の加熱を停止する。続いて、加重の状態が零となるように制御ユニット９１から加重モータ５３に信号を送り、昇降ユニット５２および一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ（上クランプ３５、リング体ＲＦ、下クランプ５５）を一体的に下降させる（図１２（ａ））。すなわち、制御ユニット９１はシートフィルムＦに対する押圧力が一定となるように調圧弁３５８を制御しながらロッド３５６をエアシリンダ３５７内から進出させてストロークを長くしていく。その後、昇降ユニット５２が下降し、上クランプ３５により上方から押圧された状態で下クランプ５５およびリング体ＲＦがクランプ受け５５５上に受け渡される（図１２（ｂ））。さらに、昇降ユニット５２が下降し、昇降ユニット５２（第２プレート５４）が転写前の初期位置に復帰すると、突き上げピン５６が下クランプ５５から離れる。また、上クランプ３５によるリング体ＲＦへの押圧が解除される（図１２（ｃ））。これにより、下クランプ５５およびリング体ＲＦがクランプ受け５５５上に支持された状態となる。
【００７３】
こうして、第２プレート５４が転写前の初期位置に戻った後、真空ポンプ９５を停止させる。なお、上記のようにして薄膜の密着が完了すると、基板Ｗは薄膜を挟んでシートフィルムＦと一体となっており、この一体化状態のままリング体ＲＦを処理チャンバ１から取り出し、シートフィルムＦを剥離する剥離装置（図示せず）に搬送する。
【００７４】
図１３は薄膜転写過程の詳細を示す図である。より詳しくは、図１３（ａ）は第１および第２プレート３４および５４と基板Ｗとの寸法関係を示す図である。また図１３（ｂ）、図１３（ｃ）はそれぞれ、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）から上クランプ３５および下クランプ５５等を除いた主要部のみを表した図である。図１３（ａ）に示すように、第１プレート３４の下面３４２の直径Ｒ1は基板Ｗの直径Ｒ2と同じまたはこれより少し小さく造られている。こうすることで、基板Ｗを平坦に保ったまま第１プレート３４と第２プレート５４とで挟み込むことができる。
【００７５】
一方、第２プレート５４の上部を構成する石英板５４２１の上面周縁部は角が落とされたテーパー状に加工されている。これにより第２プレート５４の角に当たるシートフィルムＦがスムーズに湾曲するので、第２プレート５４の上面でシートフィルムＦが浮き上がったりしわを生じることが防止されている。また、第２プレート５４の角でシートフィルムＦに傷をつけることもない。第２プレート５４の上面５４２の直径Ｒ4は基板Ｗの直径、より厳密には、基板Ｗの下面周縁部のうち爪部材３４５と当接する当接部位を除いた部分の直径Ｒ3よりも少し小さくなるように造られている。テーパー部を除く第２プレート５４本体の直径Ｒ5は基板Ｗの直径より大きくても差し支えない。
【００７６】
この実施形態の薄膜転写過程では、図１３（ｂ）に示すように、第２プレート５４の押し上げにより、リング体ＲＦに把持されたシートフィルムＦの端部が相対的に下方に引っ張られた状態となっている。つまり、第２プレート５４よりも外側では、シートフィルムＦの表面ＦＰは、第２プレート５４上のシートフィルムＦの上面を延長した仮想的な平面ＶＰよりも下方に後退した形となっている。すなわち、第２プレート５４よりも外側で、仮想平面ＶＰとシートフィルムＦの表面ＦＰとの間には、シートフィルムＦの後退により楔型の断面形状および第２プレート５４の中心に対し回転対称な形状を有する退避空間ＥＳが形成されている。
【００７７】
このとき、上記寸法関係としていること、および、爪部材３４５の下面を平らにかつその先端部を薄刃状に仕上げていることにより、図１３（ｃ）に示すように、第２プレート５４をさらに押し上げてシートフィルムＦを基板Ｗに密着させた状態でも、爪部材３４５とシートフィルムＦとが接触しない。すなわち、第２プレート５４の上面５４２の直径Ｒ4が、基板Ｗの下面のうち爪部材３４５に当接する当接部位を除いた部分の直径Ｒ3よりも小さいため、シートフィルムＦは当接部位よりも内側（基板中心に近い側）で下方に折り曲げられて下方に後退している。そして、後退したシートフィルムＦと基板Ｗの下面との間に薄い爪部材３４５が入り込み、シートフィルムＦに接触することなく基板Ｗの保持を続けることができる。
【００７８】
言い換えれば、基板Ｗを保持する爪部材３４５は押し上げられたシートフィルムＦの端部に接触しないようできるだけ薄く、しかも下面を平らに形成されている。これと対応して、シートフィルムＦの端部は爪部材３４５に接触しない程度にまで押し下げられる。こうすることによって、薄膜転写時にシートフィルムＦ上の薄膜に爪部材３４５が接触して薄膜を損傷したり、シートフィルムＦを傷つけることがない。シートフィルムＦに傷が付いていると、後工程である基板ＷからのシートフィルムＦの剥離工程において、その傷からシートフィルムＦが破れて良好に剥離することができないことがある。上記のようにすることで、このような問題を未然に防止することができる。
【００７９】
以上のように、この実施形態では、処理チャンバ１の上部に突出して設けられ内部が処理空間ＳＰと連通するハウジング３７３の側面に設けた貫通孔３７３１に、水平方向（Ｘ方向）に伸縮自在のベローズ３７６を介して隔壁形成部材３７５を取り付けている。そして、この隔壁形成部材３７５を処理空間外部に設けたエアシリンダ３７７により駆動することで、処理空間ＳＰ内で隔壁形成部材３７５と連結された爪部材３４５を水平移動させ、処理空間ＳＰ内での基板Ｗの保持およびその解除を行っている。このため、処理チャンバ１の気密性を保ちながら、外部からの操作により基板の保持・解除を行うことができる。
【００８０】
また、爪部材３４５を装着したリフタ３４４を支持するサブプレート３６６を、ベローズ３６８を介してチャンバ外まで延びるボールねじ機構３６２およびシャフト３６３の上下動により上下させているので、やはり処理チャンバ１の気密性を保持しながら、爪部材３４５を上下動させて保持された基板Ｗを昇降させることができる。
【００８１】
また、隔壁形成部材３７５の水平移動に伴って水平移動する横ロッド３７４と、ボールねじ機構３６２およびシャフト３６３の昇降に伴って上下動する縦ロッド３７２とを機械的にリンクさせた構造としているので、爪部材３４５を上下および左右方向に二次元的に移動させることができる。
【００８２】
また、爪部材３４５については、基板Ｗと当接する方向に予め付勢しているため、外力が作用しない状態でも基板保持状態を維持することができ、基板Ｗの保持に動力を必要とせず、また故障等による基板Ｗの落下を防止することができる。また、爪部材３４５を下降させ基板Ｗを第１プレート３４から退避させた状態では、縦ロッド３７２と横ロッド３７４との連結が解除されるようにしているので、エアシリンダ３７７の誤動作により爪部材３４５が開き基板Ｗが落下することがない。
【００８３】
また、爪部材３４５を先端部が薄くしかも下面が平らになるように形成するとともに、第２プレート５４の上面５４２の直径Ｒ4を、爪部材３４５と当接する当接部位を除いた基板Ｗの直径Ｒ3よりも小さくし、さらに薄膜を担持するシートフィルムＦを、端部を引っ張り下方に後退させた状態で押し上げるようにしているので、シートフィルムＦが基板Ｗに密着した状態でも、基板Ｗを保持する爪部材３４５とシートフィルムＦとの間には隙間が保たれ、両者が接触することがなく、シートフィルムＦや薄膜の損傷が防止されている。
【００８４】
また、爪部材３４５の下部に突出した部分がないので、爪部材３４５の下部と第２プレート５４との間が広く取れ、転写ユニットのメンテナンスや、搬送ロボットによる基板Ｗの搬入・搬出作業時の利便性の向上も期待できる。
【００８５】
以上説明したように、この実施形態においては、処理チャンバ１が本発明の「処理チャンバ」として機能しており、その内部空間ＳＰが本発明の「処理空間」に相当している。また、処理チャンバ１の上部に取り付けられたハウジング３７３が本発明の「突出部」に相当している。また、上記実施形態では、隔壁形成部材３７５およびベローズ３７６がそれぞれ本発明の「隔壁形成部材」および「伸縮部材」として機能している。また、エアシリンダ３７７が本発明の「開閉手段」として機能している。
【００８６】
また、上記実施形態においては、縦ロッド３７２、横ロッド３７４および爪部材３４５がそれぞれ本発明の「昇降部材」、「横動部材」および「保持爪」として機能しており、これらとスライダ３７０、リフタ３４４とが一体として本発明の「基板保持部」として機能している。また、横ロッド３７４に設けられた係合ピン３７４１および縦ロッド３７２に設けられた延設部３７２２がそれぞれ本発明の「係合部」として機能している。
【００８７】
また、上記実施形態においては、シャフト３６３およびサブプレート３６６が一体として本発明の「ベース部材」として機能しており、ステッピングモータ３６１およびボールねじ機構３６２が本発明の「昇降手段」として機能している。また、ベローズ３６８が本発明の「シール部材」として機能している。また、バネ３７１が本発明の「付勢部材」として機能している。また、上記実施形態においては、シートフィルムＦが本発明の「薄膜担持体」に相当している。
【００８８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、処理チャンバ１の上板１１から上方に突出させたハウジング３７３の側面から外側に向けてベローズ３７６を取り付けているが、このような構造に限定されるものではなく、例えば次のようにしてもよい。
【００８９】
図１４は本実施形態の変形例を示す図である。図１４（ａ）の例では、上板１１の開口部１１１の上部に突出させたハウジング３７３ａの内側に隔壁形成部材３７５ａを配置し、ハウジング３７３ａの内側面と隔壁形成部材３７５ａとの間をベローズ３７６ａにより接続している。また、図１４（ｂ）の例では、上板１１の開口部１１１の下部に、処理チャンバ内に向けて突出させたハウジング３７３ｂを設け、隔壁形成部材３７５ｂをその内部に配置している。この場合も、ハウジング３７３ｂの内側面と隔壁形成部材３７５ｂとの間にベローズ３７６ｂを設けている。また図１４（ｃ）の例では、下向きに突出するハウジング３７３ｃを設けるとともに、隔壁形成部材３７５ｃをチャンバ内に設けている。そして、処理空間ＳＰに露出したハウジング３７５ｃの外側面と隔壁形成部材３７５ｃとの間にベローズ３７６ｃを設けている。なお、上板１１の開口部１１１の下部にハウジングを設けた図１４（ｂ）、（ｃ）の例では、ハウジング内部の空間は基本的に外部空間と通じており、処理空間ＳＰとは隔離される。
【００９０】
これらのいずれの構造によっても、本実施形態と同様に、チャンバの気密性を維持しながら、図１４（ａ）〜（ｃ）に矢印で示す外部からの操作によって処理チャンバ内の爪部材（図示省略）を水平移動させることができるので、基板の保持およびその解除を行うことが可能である。フランジ３６７についても同様であり、この実施形態では上板１１の上方にフランジ３６７を配置し、フランジ３６７の下面と上板１１の上面との間にベローズ３６８を設けているが、これを上板１１よりも下方に設けて、上板１１の下面とフランジの上面との間にベローズを設けるようにしてもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、縦ロッド３７２が上方に引き上げられ爪部材３４５が第１プレート３４の直下に位置しているときのみ縦ロッド３７２と横ロッド３７４とが係合し爪部材３４５の水平移動が可能となるようにしているが、例えば図１４（ｄ）に示すように、上部に長穴を設けた縦ロッド３７２ｄを横ロッド３７４に係合させて、水平方向の駆動力が常時爪部材に伝達されるような構造としてもよい。このような構造では、上下方向の任意の位置で、水平方向への爪部材の開閉動作を行うことが可能となる。
【００９２】
また、上記実施形態では上下方向および水平方向の移動を組み合わせて爪部材の二次元的な動きを実現しているが、例えば昇降手段を設けず水平方向の移動のみを行うように構成された装置にも、本発明を適用することが可能である。
【００９３】
また、上記実施形態においては、シートフィルムＦに発生させる張力の大きさをしたベース部材５１上に立設した突き上げピン５６によって調整しているが（図８）、以下に示すように、下クランプ５５の下面に突き当てピンを立設し、これにより位置調整を行うようにしてもよい。
【００９４】
図１５は位置調整機構の他の例を示す図である。図１５に示す態様では、下クランプ５５の下面に、下方に向かって突出する突き当てピン５６０が立設されている。下ベース部材５１が上昇すると、突き当てピン５６０の下端が下ベース部材５１の上面に当接し、これにより下ベース部材５１と下クランプ５５との位置関係が規定される。このような態様では、突き当てピン５６０の長さによって相対距離Ｄ（図８）を調整しシートフィルムＦの張力を調整することができる。
【００９５】
また、上記実施形態では、第２プレート５４の上面周縁部にテーパー部を設けることでシートフィルムＦの折れ曲がりがスムーズになるようにしているが、これに代えて、周縁部に丸みを持たせた、つまり周縁部を上に凸の曲率を有する曲面としてもよい。第１プレート３４の下面周縁部についても同様である。
【００９６】
また、上記実施形態では、ベローズ３６８、３７６により処理チャンバ１の気密性を保持しているが、本発明の「伸縮部材」および「シール部材」としてはこれに限定されず、気密性を保ちつつ一軸方向に伸縮自在なものであればどのようなものであっても適用可能である。また上記実施形態ではベローズを伸縮させるのにエアシリンダおよびボールねじ機構を用いているが、圧電アクチュエータやソレノイド、リニアモータなど、負荷を一軸方向に駆動することのできる他のアクチュエータを用いてもよい。
【００９７】
また、上記実施形態では、爪部材３４５の上面を先端に向けて段階的に削り落とすことによって、必要な強度を得ながら先端部を薄く下面を平らにしているが、このような形状に限定されず、例えば、十分な強度が得られるのであれば、爪部材全体を薄板状に形成してもよい。また、上記実施形態では、基板の外縁に沿った円弧状に仕上げられた２組の爪部材によって基板を把持するようにしているが、保持爪の数や形状はこれに限定されるものではなく任意である。また、本実施形態では爪部材３４５の先端部材を２ピースに分割しているが、これも必須の要件ではない。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
この発明は、上記した薄膜形成装置に限らず、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板に対し減圧された処理チャンバ内で所定の処理を行う基板処理装置全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１…処理チャンバ
３４…第１プレート
５４…第２プレート
３４４…リフタ（基板保持部）
３４５…爪部材（保持爪、基板保持部）
３６１…ステッピングモータ（昇降手段）
３６２…ボールねじ機構（昇降手段）
３６３…シャフト（ベース部材）
３６６…サブプレート（ベース部材）
３６８…ベローズ（シール部材）
３７０…スライダ（基板保持部）
３７１…バネ（付勢部材）
３７２…縦ロッド（昇降部材、基板保持部）
３７２２…延設部（係合部）
３７３…ハウジング（突出部）
３７４…横ロッド（横動部材、基板保持部）
３７４１…係合ピン（係合部）
３７５…隔壁形成部材
３７６…ベローズ（伸縮部材）
３７７…エアシリンダ（開閉手段）
Ｆ…シートフィルム（薄膜担持体）
ＳＰ…処理空間
【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】
2010192515.tif 000014
【図１３】
2010192515.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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