(57)【要約】【課題】プラズマＣＶＤ装置や触媒ＣＶＤ装置に用いられる従来のトレイレス基板搬送装置は、縦型で２枚の基板を搬送できるが、３枚以上の多数の基板を搬送できない。そのため、多数の基板を対象にする製膜装置ではトレイが必須であり、それに起因するコンタミ問題、ロード室とアンロード室でのトレイ付き基板の昇温及び降温で浪費される時間の短縮化の課題がある。この課題を解消可能な装置を提供すること。【解決手段】ロード室、製膜室、アンロード室を移動する台車に搭載の開閉ネジ軸に、基板を把持し解放する爪を有する一対の第１、第２のアームの中央部を螺合し、該アームの両端部をガイドシャフトにより滑り対偶で支持し、該爪を製膜面に接近、離反させる手段を有し、該開閉ネジ軸の回転により該一対のアームの間隔を拡縮することにより、基板を把持し、解放することを特徴とする。【選択図】図１４
2018157236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置に用いられるトレイ無しで基板を移動可能なトレイレス基板搬送装置であって、
前記基板を前記ロード室と前記製膜室を往復移動可能な台車と、前記台車を駆動させる第１の駆動装置と、
前記台車に搭載され前記製膜室の基板保持装置の製膜面の法線方向に移動可能な基板把持プレートと、前記台車に固定され前記基板把持プレートを滑り対偶で支持する第１及び第２のガイドシャフトと、前記基板把持プレートを前記製膜面の法線方向に移動させる第２の駆動装置と、
前記基板把持プレートに搭載され前記基板を把持し、かつ解放できる複数の爪を有し、かつ、前記製膜面に平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アームと、前記第１の基板把持アームの中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アームの中央部で螺合される開閉ネジ軸と、前記基板把持プレートに固定され、前記第１及び第２の基板把持アームをそれぞれの両端で滑り対偶する第３及び第４のガイドシャフトと、前記開閉ネジ軸を回転させる第３の駆動装置を備え、
前記第３の駆動装置により回転する前記開閉ネジ軸の回転が前記第１の基板把持アームに設けられた前記爪と前記第２の基板把持アームに設けられた前記爪との間を拡縮することにより前記基板の把持及び解放がなされることを特徴とするトレイレス基板搬送装置。
【請求項２】
被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置に用いられるトレイ無しで基板を移動可能なトレイレス基板搬送装置であって、
前記基板を前記アンロード室と前記製膜室を往復移動可能な台車と、前記台車を駆動させる第１の駆動装置と、
前記台車に搭載され前記製膜室の基板保持装置の製膜面の法線方向に移動可能な基板把持プレートと、前記台車に固定され前記基板把持プレートを滑り対偶で支持する第１及び第２のガイドシャフトと、前記基板把持プレートを前記製膜面の法線方向に移動させる第２の駆動装置と、
前記基板把持プレートに搭載され前記基板を把持し、かつ解放できる複数の爪を有し、かつ、前記製膜面に平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アームと、前記第１の基板把持アームの中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アームの中央部で螺合される開閉ネジ軸と、前記基板把持プレートに固定され、前記第１及び第２の基板把持アームをそれぞれの両端で滑り対偶する第３及び第４のガイドシャフトと、前記開閉ネジ軸を回転させる第３の駆動装置を備え、
前記第３の駆動装置により回転する前記開閉ネジ軸の回転が前記第１の基板把持アームに設けられた前記爪と前記第２の基板把持アームに設けられた前記爪との間を拡縮することにより前記基板の把持及び解放がなされることを特徴とするトレイレス基板搬送装置。
【請求項３】
被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置に用いられるトレイ無しで基板を移動可能なトレイレス基板搬送装置であって、
前記基板を前記ロード室と前記製膜室を往復移動可能な第１の台車と、前記アンロード室と前記製膜室を往復移動可能な第２の台車と、前記第１及び第２の台車を駆動させる第１の駆動装置と、
前記第１及び第２の台車にそれぞれに１個ずつ搭載され前記製膜室のそれぞれの基板保持装置の製膜面の法線方向に移動可能な基板把持プレートと、前記基板把持プレートをそれぞれに滑り対偶で支持する第１及び第２のガイドシャフトと、前記基板把持プレートを前記製膜面の法線方向に移動させる第２の駆動装置と、
前記基板把持プレートに搭載され前記基板を把持し、かつ解放できる複数の爪を有し、かつ、前記製膜面に平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アームと、前記第１の基板把持アームの中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アームの中央部で螺合される開閉ネジ軸と、前記基板把持プレートに固定され、前記第１及び第２の基板把持アームをそれぞれの両端で滑り対偶する第３及び第４のガイドシャフトと、前記開閉ネジ軸を回転させる第３の駆動装置を備え、
前記第３の駆動装置により回転する前記開閉ネジ軸の回転が前記第１の基板把持アームに設けられた前記爪と前記第２の基板把持アームに設けられた前記爪との間を拡縮することにより前記基板の把持及び解放がなされることを特徴とするトレイレス基板搬送装置。
【請求項４】
前記開閉ネジ軸は、前記第１の基板把持アームの中央部と螺合する領域に設けられるネジと前記第２の基板把持アームの中央部と螺合する領域に設けられるネジは逆ネジに形成され、前記開閉ネジ軸が正回転すると、前記第１及び第２の基板把持アームのそれぞれに設けられた爪は接近し前記基板を把持するとともに、前記開閉ネジ軸が逆回転すると、前記第１及び第２の基板把持アームのそれぞれに設けられた爪は離反し、前記基板を解放することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のトレイレス基板搬送装置。
【請求項５】
前記第３の駆動装置は、前記開閉ネジ軸に連結された軸継ぎ手と、サーボモータと、エンコーダと、サーボドライバと、プログラマブルコントローラとを備えていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のトレイレス基板搬送装置。
【請求項６】
前記第２の駆動装置は、前記台車に固定された軸受に円筒対偶され、かつ、前記基板把持プレートに螺合されたネジ軸と、前記ネジ軸に連結された軸継ぎ手と、サーボモータと、エンコーダと、サーボドライバと、プログラマブルコントローラを備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のトレイレス基板搬送装置。
【請求項７】
前記第１の駆動装置は、前記ロード室、前記製膜室及び前記アンロード室に敷設された同一ラインに直列に並ぶレールと、ラックアンドピニオン方式の前記台車に設けられたラックと前記各室の底面近傍に設けられたピニオンと、前記ピニオンの軸に連結された軸継ぎ手と、サーボモータと、エンコーダと、サーボドライバと、プログラマブルコントローラを備えていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のトレイレス基板搬送装置。
【請求項８】
前記爪は、板ばねと棒で構成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のトレイレス基板搬送装置。
【請求項９】
前記爪は、合成ゴム及び合成樹脂等の非金属高弾性の材料で構成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のトレイレス基板搬送装置。
【請求項１０】
前記爪は、しなやかな棒で構成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のトレイレス基板搬送装置。
【請求項１１】
前記一対の第１及び第２の基板把持アームに設けられる爪で前記基板を把持する態様は３点支持の形態であり、１枚の基板に対して一方の基板把持アームの１個の爪と他方の基板把持アームの２個の爪が一対となり前記基板を把持することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のトレイレス基板搬送装置。
【請求項１２】
被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置において、
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のトレイレス基板搬送装置を用いる製膜装置であって、
前記製膜室の基板保持装置の製膜面は、前記基板の周辺の一部が接する前記基板の厚みに略等しい段差を有する基板保持スペースが設けられ、前記基板把持プレートが接近した際に前記基板把持プレートに搭載されている前記一対の第１及び第２の基板把持アームに設けられている前記爪を収納する溝を備え、かつ、静電チャックや吸引チャック等の基板固定手段を備え、
前記ロード室で予め前記基板を把持した前記トレイレス基板搬送装置が前記台車の移動により前記製膜室の基板保持装置の製膜面の前に到達した時、前記第２の駆動装置により前記基板把持プレートの爪に把持されている前記基板を前記製膜面の方へ移動させ、前記製膜面に設けられる前記溝に前記爪を挿入するとともに、前記第３の駆動装置により前記開閉ネジ軸を回転させることにより前記基板を前記爪から解放して前記製膜面に受け渡しし、かつ、前記爪が空になった前記基板搬送装置を前記ロード室に戻すことを特徴とする製膜装置。
【請求項１３】
被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置において、
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のトレイレス基板搬送装置を用いる製膜装置であって、
前記製膜室の基板保持装置の製膜面は、鉛直方向から角度θ傾斜して設置され、前記基板の周辺の一部が接する前記基板の厚みに略等しい段差を有する基板保持スペースが設けられ、かつ、前記基板把持プレートが接近した際に前記基板把持プレートに搭載されている前記一対の第１及び第２の基板把持アームに設けられている前記爪を収納する溝を備え、
前記ロード室で予め前記基板を把持した前記トレイレス基板搬送装置が前記台車の移動により前記製膜室の基板保持装置の製膜面の前に到達した時、前記第２の駆動装置により前記基板把持プレートの爪に把持されている前記基板を前記製膜面の方へ移動させ、前記製膜面に設けられる前記溝に前記爪を挿入するとともに、前記第３の駆動装置により前記開閉ネジ軸を回転させることにより前記基板を前記爪から解放して前記製膜面に受け渡しし、かつ、前記爪が空になった前記基板搬送装置を前記ロード室に戻すことを特徴とする製膜装置。
【請求項１４】
被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置において、
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のトレイレス基板搬送装置を用いる製膜装置であって、
前記製膜室の基板保持装置の製膜面は、前記基板の周辺の一部が接する前記基板の厚みに略等しい段差を有する基板保持スペースが設けられ、前記基板把持プレートが接近した際に前記基板把持プレートに搭載されている前記一対の第１及び第２の基板把持アームに設けられている前記爪を収納する長穴状の窪みを備え、かつ、静電チャックや吸引チャック等の基板固定手段を備え、
前記ロード室で予め前記基板を把持した前記トレイレス基板搬送装置が前記台車の移動により前記製膜室の基板保持装置の製膜面の前に到達した時、前記第２の駆動装置により前記基板把持プレートの爪に把持されている前記基板を前記製膜面の方へ移動させ、前記製膜面に設けられている前記長穴状の窪みに前記爪を挿入するとともに、前記第３の駆動装置により前記開閉ネジ軸を回転させることにより前記基板を前記爪から解放して前記製膜面に受け渡しし、かつ、前記爪が空になった前記基板搬送装置を前記ロード室に戻すことを特徴とする製膜装置。
【請求項１５】
被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置において、
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のトレイレス基板搬送装置を用いる製膜装置であって、
前記製膜室の基板保持装置の製膜面は、鉛直方向から角度θ傾斜して設置され、前記基板の周辺の一部が接する前記基板の厚みに略等しい段差を有する基板保持スペースが設けられ、かつ、前記基板把持プレートが接近した際に前記基板把持プレートに搭載されている前記一対の第１及び第２の基板把持アームに設けられている前記爪を収納する長穴状の窪みを備え、
前記ロード室で予め前記基板を把持した前記トレイレス基板搬送装置が前記台車の移動により前記製膜室の基板保持装置の製膜面の前に到達した時、前記第２の駆動装置により前記基板把持プレートの爪に把持されている前記基板を前記製膜面の方へ移動させ、前記製膜面に設けられている前記長穴状の窪みに前記爪を挿入するとともに、前記第３の駆動装置により前記開閉ネジ軸を回転させることにより前記基板を前記爪から解放して前記製膜面に受け渡しし、かつ、前記爪が空になった前記基板搬送装置を前記ロード室に戻すことを特徴とする製膜装置。
【請求項１６】
前記製膜装置はプラズマＣＶＤ装置であることを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の製膜装置。
【請求項１７】
前記製膜装置は触媒ＣＶＤ装置であることを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の製膜装置。
【請求項１８】
前記製膜装置はスパッタ装置であることを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の製膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、触媒ＣＶＤ装置及びスパッタリング装置等において、シリコンウエハ基板及びガラス基板等を搬送するための基板ホルダーを用いないトレイレス基板搬送装置に関する。 また、トレイレス基板搬送装置を用いた製膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池や有機ＥＬ等の電子デバイス用薄膜、パッシベーション膜あるいはバリア膜を形成するプラズマＣＶＤ装置及び触媒ＣＶＤ装置等の製膜装置の分野では、更なる製品コストの低減化を図るために、生産性の更なる向上に関わる技術が注目されている。特に、コンタミ防止及びタクトタイムの向上の観点からトレイレス基板搬送に関する技術が注目されている。
なお、ヘテロ接合型太陽電池の製造工程では、形成する膜が極薄であり製膜時間が短いことから、タクトタイムの短縮には基板の搬送技術の改善がキーポイントである、ということが知られている。
【０００３】
プラズマＣＶＤ装置、触媒ＣＶＤ装置及びスパッタ装置等の製膜装置の実用機は、一般に、ロード室、製膜室、アンロード室を備え、基板トレイに載置された基板をロード室、製膜室、及びアンロード室にこの順に移動することにより、所望の薄膜を形成する。目的の膜が積層膜の場合、複数の製膜室が設置される。
太陽電池の反射膜である窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜を形成する場合、例えば、次に示す手順で製膜が行われる。即ち、先ず、基板は、基板移載装置により基板トレイに載置される。次に、基板トレイに載置された基板は前記基板トレイと一緒にロード室の基板搬送装置に載置される。ロード室にはランプヒータ等の加熱装置が設けられ、基板をトレイに載置した状態で加熱する。その後、室温から所定の温度に上昇された基板は、基板搬送装置により基板トレイと一緒に製膜室に移動する。製膜室で製膜が終了した後、製膜された基板は基板トレイと一緒に、基板搬送装置によりアンロード室に移動する。アンロード室では、製膜された基板及び基板トレイの温度が室温程度に下降するのを待って、アンロード室から外部に搬出する。空になった基板トレイは、基板トレイのリターン装置によって基板移載装置に戻される。そして、新たな基板を基板トレイに載置する。そして、基板トレイに載置された基板に上記の手順で製膜を行う。
【０００４】
上記従来の製膜装置では、次に示す問題があることが知られている。
（１）基板トレイをアンロード室からロード室へ戻すという工程が必須という問題がある。これは、基板トレイのリターン装置を設置するために広い場所が必要であり、初期投資費用と運用費用が高価であるクリーンルームを占拠されるという問題を有する。
（２）基板トレイを連続して使用する場合、基板トレイに付着した膜によるコンタミ及びパーテイクル汚染等の膜の品質に関わる問題が発生する。
（３）基板トレイに付着した膜を除去するために、定期的に洗浄する必要があり、基板トレイのリターン装置の初期投資費用のみならず、洗浄費用が発生し、かつ、基板トレイの付着膜の検査管理は生産現場での品質管理上、多大な時間と費用が発生するという問題がある。
（４）基板トレイを用いる製膜装置の場合、目的の膜を製膜室で形成するために必要な時間に比べ、ロード室での基板温度の所定温度への上昇に必要な時間の方が長いという問題がある。また、アンロード室での基板温度の室温への下降に必要な時間の方が長くなる場合もあり、問題になる。これは、タクトタイムがロード室及びアンロード室での基板温度上昇及び温度下降に要する時間に律速されることを、意味している。
（５）ロード室及びアンロード室での基板温度の上昇及び下降の時間を短縮するために、基板温度を急激に上昇させたり、急激に下降させる場合、基板に反りが発生したり、形成された膜に熱ストレスによるクラックが発生するという問題が生じる。なお、基板温度の上昇及び下降は緩やかに行うことが重要であることは、一般に知られている。
【０００５】
基板トレイを用いない基板搬送装置、即ち、トレイレス基板搬送装置に関しては、いくつかの技術が開発されている。例えば、特許文献１ないし３に掲載の技術がある。
【０００６】
特許文献１には、次のことが記載されている。即ち、加熱ヒータ及び電極を用いて基板に成膜を施す真空容器内に該基板を自動搬送する装置において、真空容器内で基板を加熱ヒータ及び電極と平行なＸ軸方向に搬送する基板搬送台車と、該基板をＸ軸方向と直交するＺ軸方向に昇降させる台車リフターと、基板に成膜処理を施す設定位置までＸ軸及びＺ軸と直交するＹ軸方向に移動するポジショナーとを具備してなり、且つ基板を縦置にして搬送する際、Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向への移動を独立して行うことを特徴とする成膜装置の基板搬送装置、であることが記載されている。
【０００７】
特許文献２には、次のことが記載されている。即ち、真空容器内でヒータと電極との間で基板に成膜を施す成膜装置のヒータの加熱面へ基板を搬送する装置において、基板を安定する角度に傾けて保持し上記ヒータに平行かつ水平の方向へ移動することのできる台車、同台車を上記方向で移動させる駆動装置、上記ヒータの加熱面に向き合う位置に設けられたポジショナー、及び上記台車に保持された基板に対しほぼ直交する斜め上方へ向けて上記ポジショナーを移動させる斜め送り装置からなり、同斜め送り装置は、上記台車が上記ヒータとポジショナーの間に到着した時、上記ポジショナーを上記台車上の基板の方向へ移動させ、台車上の同基板を保持させ、更に同ポジショナーを移動させてそれが保持している上記基板をヒータの加熱面に密着させ、かつ、上記駆動装置は、空になった上記台車を元に返すことを特徴とする成膜装置の基板搬送装置、であることが記載されている。
【０００８】
特許文献３には、次のことが記載されている。即ち、略直立した状態の基板に対して成膜を行う縦型化学気相成長装置において、真空室内に、エアフロー動作と吸引動作と動作停止との切り換え可能な複数のエアフロー孔が全面に亘って所定間隔で配設された縦型搬送ベースプレートを、前記縦型搬送ベースプレートの基板支持面が上面となる傾倒姿勢で配置し、前記縦型搬送ベースプレート下端部の基板搬送方向に沿って前記基板の下端縁を支持して基板搬送を行う複数の搬送ローラを取り付けたことを特徴とする縦型化学気相成長装置であること、が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開Ｈ０５−０９０３８０
【特許文献２】特許３０７３３７６
【特許文献３】特許４４７８３７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の技術は、特許文献１ないし３に掲載されているように、１枚あるいは２枚の基板をトレイレスで略直立した状態で、あるいは傾斜させて搬送し、製膜面に載置することから、上記（１）ないし（５）の問題は避けられる。しかしながら、製膜室に搬送できる基板の数は最大で２枚に限られる。即ち、従来の技術は、１つの製膜室に２つの製膜面を有する縦型化学気相成長装置を用いることにより、前記製膜面に１枚ずつ、合計２枚の基板を対象にトレイレスで製膜を行うものである。したがって、例えば、製膜室の２つの製膜面の一方に２枚以上の基板を載置して製膜を行うことは、極めて困難である。例えば、数十枚ないし百数十枚の基板を同時に処理する方式の結晶シリコン太陽電池製造装置への応用に関しては、従来技術は適用不能である。
即ち、従来の技術は、多数の基板を対象にする応用においてトレイレスで製膜することができないので、基板トレイが必須であり、上記（１）ないし（５）という問題がある。
そこで、本発明は、多数の基板を対象にするプラズマＣＶＤ装置、触媒ＣＶＤ装置及びスパッタ装置等の実用機への応用において、トレイレスで製膜することが可能なトレイレス基板搬送装置及びそれを用いた製膜装置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】
【００１１】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置に用いられるトレイ無しで基板を移動可能なトレイレス基板搬送装置であって、
前記基板を前記ロード室と前記製膜室を往復移動可能な台車と、前記台車を駆動させる第１の駆動装置と、
前記台車に搭載され前記製膜室の基板保持装置の製膜面の法線方向に移動可能な基板把持プレートと、前記台車に固定され前記基板把持プレートを滑り対偶で支持する第１及び第２のガイドシャフトと、前記基板把持プレートを前記製膜面の法線方向に移動させる第２の駆動装置と、
前記基板把持プレートに搭載され前記基板を把持し、かつ解放できる複数の爪を有し、かつ、前記製膜面に平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アームと、前記第１の基板把持アームの中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アームの中央部で螺合される開閉ネジ軸と、前記基板把持プレートに固定され、前記第１及び第２の基板把持アームをそれぞれの両端で滑り対偶する第３及び第４のガイドシャフトと、前記開閉ネジ軸を回転させる第３の駆動装置を備え、
前記第３の駆動装置により回転する前記開閉ネジ軸の回転が前記第１の基板把持アームに設けられた前記爪と前記第２の基板把持アームに設けられた前記爪との間を拡縮することにより前記基板の把持及び解放がなされることを特徴とする。
【００１２】
第２の発明は、被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置に用いられるトレイ無しで基板を移動可能なトレイレス基板搬送装置であって、
前記基板を前記アンロード室と前記製膜室を往復移動可能な台車と、前記台車を駆動させる第１の駆動装置と、
前記台車に搭載され前記製膜室の基板保持装置の製膜面の法線方向に移動可能な基板把持プレートと、前記台車に固定され前記基板把持プレートを滑り対偶で支持する第１及び第２のガイドシャフトと、前記基板把持プレートを前記製膜面の法線方向に移動させる第２の駆動装置と、
前記基板把持プレートに搭載され前記基板を把持し、かつ解放できる複数の爪を有し、かつ、前記製膜面に平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アームと、前記第１の基板把持アームの中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アームの中央部で螺合される開閉ネジ軸と、前記基板把持プレートに固定され、前記第１及び第２の基板把持アームをそれぞれの両端で滑り対偶する第３及び第４のガイドシャフトと、前記開閉ネジ軸を回転させる第３の駆動装置を備え、
前記第３の駆動装置により回転する前記開閉ネジ軸の回転が前記第１の基板把持アームに設けられた前記爪と前記第２の基板把持アームに設けられた前記爪との間を拡縮することにより前記基板の把持及び解放がなされることを特徴とする。
【００１３】
第３の発明は、被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置に用いられるトレイ無しで基板を移動可能なトレイレス基板搬送装置であって、
前記基板を前記ロード室と前記製膜室を往復移動可能な第１の台車と、前記アンロード室と前記製膜室を往復移動可能な第２の台車と、前記第１及び第２の台車を駆動させる第１の駆動装置と、
前記第１及び第２の台車にそれぞれに１個ずつ搭載され前記製膜室のそれぞれの基板保持装置の製膜面の法線方向に移動可能な基板把持プレートと、前記基板把持プレートをそれぞれに滑り対偶で支持する第１及び第２のガイドシャフトと、前記基板把持プレートを前記製膜面の法線方向に移動させる第２の駆動装置と、
前記基板把持プレートに搭載され前記基板を把持し、かつ解放できる複数の爪を有し、かつ、前記製膜面に平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アームと、前記第１の基板把持アームの中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アームの中央部で螺合される開閉ネジ軸と、前記基板把持プレートに固定され、前記第１及び第２の基板把持アームをそれぞれの両端で滑り対偶する第３及び第４のガイドシャフトと、前記開閉ネジ軸を回転させる第３の駆動装置を備え、
前記第３の駆動装置により回転する前記開閉ネジ軸の回転が前記第１の基板把持アームに設けられた前記爪と前記第２の基板把持アームに設けられた前記爪との間を拡縮することにより前記基板の把持及び解放がなされることを特徴とする。
【００１４】
第４の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれか一つの発明において、前記開閉ネジ軸は、前記第１の基板把持アームの中央部と螺合する領域に設けられるネジと前記第２の基板把持アームの中央部と螺合する領域に設けられるネジは逆ネジに形成され、前記開閉ネジ軸が正回転すると、前記第１及び第２の基板把持アームのそれぞれに設けられた爪は接近し前記基板を把持するとともに、前記開閉ネジ軸が逆回転すると、前記第１及び第２の基板把持アームのそれぞれに設けられた爪は離反し、前記基板を解放することを特徴とする。
【００１５】
第５の発明は、第１の発明から第４の発明のいずれか一つの発明において、前記第３の駆動装置は、前記開閉ネジ軸に連結された軸継ぎ手と、サーボモータと、エンコーダと、サーボドライバと、プログラマブルコントローラとを備えていることを特徴とする。
【００１６】
第６の発明は、第１の発明から第５の発明のいずれか一つの発明において、前記第２の駆動装置は、前記台車に固定された軸受に円筒対偶され、かつ、前記基板把持プレートに螺合されたネジ軸と、前記ネジ軸に連結された軸継ぎ手と、サーボモータと、エンコーダと、サーボドライバと、プログラマブルコントローラを備えていることを特徴とする。
【００１７】
第７の発明は、第１の発明から第６の発明のいずれか一つの発明において、前記第１の駆動装置は、前記ロード室、前記製膜室及び前記アンロード室に敷設された同一ラインに直列に並ぶレールと、ラックアンドピニオン方式の前記台車に設けられたラックと前記各室の底面近傍に設けられたピニオンと、前記ピニオンの軸に連結された軸継ぎ手と、サーボモータと、エンコーダと、サーボドライバと、プログラマブルコントローラを備えていることを特徴とする。
【００１８】
第８の発明は、第１の発明から第７の発明のいずれか一つの発明において、前記爪は、板ばねと棒で構成されることを特徴とする。
【００１９】
第９の発明は、第１の発明から第７の発明のいずれか一つの発明において、前記爪は、合成ゴム及び合成樹脂等の非金属高弾性の材料で構成されることを特徴とする。
【００２０】
第１０の発明は、第１の発明から第７の発明のいずれか一つの発明において、前記爪は、しなやかな棒で構成されることを特徴とする。
【００２１】
第１１の発明は、第１の発明から第１０の発明のいずれか一つの発明において、前記一対の第１及び第２の基板把持アームに設けられる爪で前記基板を把持する態様は３点支持の形態であり、１枚の基板に対して一方の基板把持アームの１個の爪と他方の基板把持アームの２個の爪が一対となり前記基板を把持することを特徴とする。
【００２２】
第１２の発明は、被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置において、
第１の発明から第１１の発明のいずれか一つの発明のトレイレス基板搬送装置を用いる製膜装置であって、
前記製膜室の基板保持装置の製膜面は、前記基板の周辺の一部が接する前記基板の厚みに略等しい段差を有する基板保持スペースが設けられ、前記基板把持プレートが接近した際に前記基板把持プレートに搭載されている前記一対の第１及び第２の基板把持アームに設けられている前記爪を収納する溝を備え、かつ、静電チャックや吸引チャック等の基板固定手段を備え、
前記ロード室で予め前記基板を把持した前記トレイレス基板搬送装置が前記台車の移動により前記製膜室の基板保持装置の製膜面の前に到達した時、前記第２の駆動装置により前記基板把持プレートの爪に把持されている前記基板を前記製膜面の方へ移動させ、前記製膜面に設けられる前記溝に前記爪を挿入するとともに、前記第３の駆動装置により前記開閉ネジ軸を回転させることにより前記基板を前記爪から解放して前記製膜面に受け渡しし、かつ、前記爪が空になった前記基板搬送装置を前記ロード室に戻すことを特徴とする。
【００２３】
第１３の発明は、被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置において、
第１の発明から第１１の発明のいずれか１つの発明のトレイレス基板搬送装置を用いる製膜装置であって、
前記製膜室の基板保持装置の製膜面は、鉛直方向から角度θ傾斜して設置され、前記基板の周辺の一部が接する前記基板の厚みに略等しい段差を有する基板保持スペースが設けられ、かつ、前記基板把持プレートが接近した際に前記基板把持プレートに搭載されている前記一対の第１及び第２の基板把持アームに設けられている前記爪を収納する溝を備え、
前記ロード室で予め前記基板を把持した前記トレイレス基板搬送装置が前記台車の移動により前記製膜室の基板保持装置の製膜面の前に到達した時、前記第２の駆動装置により前記基板把持プレートの爪に把持されている前記基板を前記製膜面の方へ移動させ、前記製膜面に設けられる前記溝に前記爪を挿入するとともに、前記第３の駆動装置により前記開閉ネジ軸を回転させることにより前記基板を前記爪から解放して前記製膜面に受け渡しし、かつ、前記爪が空になった前記基板搬送装置を前記ロード室に戻すことを特徴とする。
【００２４】
第１４の発明は、被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置において、
第１の発明から第１１の発明のいずれか一つの発明のトレイレス基板搬送装置を用いる製膜装置であって、
前記製膜室の基板保持装置の製膜面は、前記基板の周辺の一部が接する前記基板の厚みに略等しい段差を有する基板保持スペースが設けられ、前記基板把持プレートが接近した際に前記基板把持プレートに搭載されている前記一対の第１及び第２の基板把持アームに設けられている前記爪を収納する長穴状の窪みを備え、かつ、静電チャックや吸引チャック等の基板固定手段を備え、
前記ロード室で予め前記基板を把持した前記トレイレス基板搬送装置が前記台車の移動により前記製膜室の基板保持装置の製膜面の前に到達した時、前記第２の駆動装置により前記基板把持プレートの爪に把持されている前記基板を前記製膜面の方へ移動させ、前記製膜面に設けられている前記溝に前記長穴状の窪みを挿入するとともに、前記第３の駆動装置により前記開閉ネジ軸を回転させることにより前記基板を前記爪から解放して前記製膜面に受け渡しし、かつ、前記爪が空になった前記基板搬送装置を前記ロード室に戻すことを特徴とする。
【００２５】
第１５の発明は、被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置において、
第１の発明から第１１の発明のいずれか１つの発明のトレイレス基板搬送装置を用いる製膜装置であって、
前記製膜室の基板保持装置の製膜面は、鉛直方向から角度θ傾斜して設置され、前記基板の周辺の一部が接する前記基板の厚みに略等しい段差を有する基板保持スペースが設けられ、かつ、前記基板把持プレートが接近した際に前記基板把持プレートに搭載されている前記一対の第１及び第２の基板把持アームに設けられている前記爪を収納する長穴状の窪みを備え、
前記ロード室で予め前記基板を把持した前記トレイレス基板搬送装置が前記台車の移動により前記製膜室の基板保持装置の製膜面の前に到達した時、前記第２の駆動装置により前記基板把持プレートの爪に把持されている前記基板を前記製膜面の方へ移動させ、前記製膜面に設けられている前記長穴状の窪みに前記爪を挿入するとともに、前記第３の駆動装置により前記開閉ネジ軸を回転させることにより前記基板を前記爪から解放して前記製膜面に受け渡しし、かつ、前記爪が空になった前記基板搬送装置を前記ロード室に戻すことを特徴とする。
【００２６】
第１６の発明は、第１２の発明から第１５の発明のいずれか一つの発明において、前記製膜装置はプラズマＣＶＤ装置であることを特徴とする。
【００２７】
第１７の発明は、第１２の発明から第１５の発明のいずれか一つの発明において、前記製膜装置は触媒ＣＶＤ装置であることを特徴とする。
【００２８】
第１８の発明は、第１２の発明から第１５の発明のいずれか一つの発明において、前記製膜装置はスパッタ装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明により、トレイレス基板搬送装置を用いて多数の被製膜基板をロード室から製膜室へ移動させ前記製膜室の製膜面に載置することが可能となり、かつ、トレイレス基板搬送装置を用いて前記製膜室の製膜面に載置されている製膜済の多数の基板をアンロード室へ移動させることが可能となることから、前記従来技術が有する問題、即ち、上記（１）〜（５）に記載の問題事項をすべて解決できるという効果を奏する。
特に、本発明により基板のリターン装置が不必要となることから、プラズマＣＶＤ装置、触媒ＣＶＤ装置及びスパッタ装置等を用いる各種薄膜製造の生産ラインにおいて製造コストの低減化という効果を奏する。また、基板トレイを用いないことからロード室及びアンロード室での基板温度の上昇及び下降の時間を大幅に短縮可能となり、高い製膜処理能力（高スループット）が得られるという効果を奏する。即ち、製膜装置の高スループット化による生産性の向上が図れるとういう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置を用いた製膜装置を示す模式的構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置と基板保持装置の製膜面との相互的位置関係を示す模式的断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の主要部材である開閉ネジ軸の構成を示す模式的断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構成を示す正面図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構成部材である基板を把持する爪の配置を説明するための正面図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構成部材である基板を把持する爪の構造を説明するための斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置とロード室の付属装置である基板移載装置の基板保持面との相互的位置関係を示す模式的断面図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置を用いた製膜装置のロード室への基板搬入に用いられる基板移載装置の基板保持面に基板が載置された状態を示す模式的斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置がロード室に待機している状況及び基板が載置された基板移載装置がロード室との合体のために接近している状況を示す模式的説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の基板把持の爪の動作を説明するための前記基板把持の爪と前記基板移載装置の基板保持面との相互的位置関係を示す模式的断面図である。（ａ）は、両者が対峙している状況を示す模式的図、（ｂ）は、基板把持の爪がその爪を収納する溝に挿入された状況を示す模式的断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の基板把持の爪の動作を説明するための前記基板把持の爪と前記基板移載装置の基板保持面との相互的位置関係を示す模式的断面図である。（ａ）は、基板把持の爪が基板を把持している状況を示す模式的断面図、（ｂ）は、基板把持の爪が基板を把持して元の位置に戻った状況を示す模式的断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置を用いた製膜装置の製膜室内に設置される基板保持装置の模式的斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置と製膜装置に設置された基板保持装置の製膜面との相互位置関係を示す模式的断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置を用いて基板が載置された基板保持装置の製膜面の状況を示す模式的斜視図である。
【図１６】図１６は、本発明の第２の実施形態に係わる第２のトレイレス基板搬送装置がアンロード室に待機している状況を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明の第２の実施形態に係わる第２のトレイレス基板搬送装置がアンロード室から製膜室へ移動して基板保持装置の製膜面に載置されている基板を把持し、アンロード室の元の位置に戻っている状況を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、本発明の第３の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置と連携して用いられる２つの製膜面を有する触媒ＣＶＤ装置の製膜室の模式的断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の第３の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構造を示す斜視図である。
【図２０】図２０は、本発明の第３の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置と連携して用いられる製膜室の基板保持装置の模擬的斜視図である。
【図２１】図２１は、本発明の第５の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同様の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。また、以下に示す図面は、説明の便宜上、各部材の縮尺が、実際と異なる場合がある。また、各図面間においても、縮尺が、実際と異なる場合がある。
【００３２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置及び前記トレイレス基板搬送装置を用いた製膜装置について説明する。
先ず、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置及び前記トレイレス基板搬送装置を用いた製膜装置の構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置を用いた製膜装置を示す模式的構成図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置と基板保持装置の製膜面との相互的位置関係を示す模式的断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構成を示す斜視図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の主要部材である開閉ネジ軸の構成を示す模式的断面図である。図５は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構成を示す正面図である。
図６は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構成部材である基板を把持する爪の配置を説明するための正面図である。
図７は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構成部材である基板を把持する爪の構造を説明するための斜視図である。図８は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置とロード室の付属装置である基板移載装置の基板保持面との相互的位置関係を示す模式的断面図である。図９は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置を用いた製膜装置のロード室への基板搬入に用いられる基板移載装置の基板保持面に基板が載置された状態を示す模式的斜視図である。
図１０は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置がロード室に待機している状況及び基板が載置された基板移載装置がロード室との合体のために接近している状況を示す模式的説明図である。図１１は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の基板把持の爪の動作を説明するための前記基板把持の爪と前記基板移載装置の基板保持面との相互的位置関係を示す模式的断面図である。（ａ）は、両者が対峙している状況を示す模式的図、（ｂ）は、基板把持の爪がその爪を収納する溝に挿入された状況を示す模式的断面図である。図１２は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の基板把持の爪の動作を説明するための前記基板把持の爪と前記基板移載装置の基板保持面との相互的位置関係を示す模式的断面図である。（ａ）は、基板把持の爪が基板を把持している状況を示す模式的断面図、（ｂ）は、基板把持の爪が基板を把持して元の位置に戻った状況を示す模式的断面図である。
図１３は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置を用いた製膜装置の製膜室内に設置される基板保持装置の模式的斜視図である。図１４は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置と製膜装置に設置された基板保持装置の製膜面との相互位置関係を示す模式的断面図である。図１５は、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置を用いて基板が載置された基板保持装置の製膜面の状況を示す模式的斜視図である。
【００３３】
図１おいて、符号１００はロード室、符号２００は製膜室、符号３００はアンロード室である。ロード室１００と製膜室２００の間は真空装置用の第１の真空仕切り弁（ゲートバルブ）２０１で接続され、製膜室２００とアンロード室は真空装置用の第２の真空仕切り弁（ゲートバルブ）２０２で接続されている。
ロード室１００は、基板を搬入する際に用いられる図示しない第１の真空装置用扉が備わっている。アンロード室３００は基板を搬出する際に用いられる図示しない第２の真空装置用扉が備わっている。
ロード室１００、製膜室２００及びアンロード室３００に付属する装置は、同じ座標系で位置が決められるように、頑丈な土台に据え付けがなされる。ロード室１００、製膜室２００及びアンロード室３００の底面は、同一水平面上にある。また、水平方向及び鉛直方向に関わる位置は、３次元直交座標系Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の情報で、設計、製造、管理及び運用ができる。
ただし、説明の便宜上、同一平面上に設置されるロード室１００、製膜室２００及びアンロード室３００の底面及び各室の内壁面を位置情報の基準にする場合がある。
【００３４】
図１において、符号１ａは第１のトレイレス基板搬送装置、符号１ｂは第２のトレイレス基板搬送装置であり、その詳細については、以下に説明される。
符号５ａは第１の台車である。第１の台車５ａは、第１のラック７ａを備え、後述の第１、第２及び第３のピニオン６ａ、６ｂ、６ｃと組み合わせて用いられ、後述の第１、第２及び第３の台車用駆動軸１３ａ、１３ｂ、１３ｃの回転によるラックアンドピニオン方式によりロード室１００と製膜室２００の往復移動ができる。
符号５ｂは第２の台車である。第２の台車５ｂは、第２のラック７ｂを備え、第２、第３及び第４のピニオン６ｂ、６ｃ、６ｄと組み合わせて用いられ、第２、第３及び第４の台車用駆動軸１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの回転によるラックアンドピニオン方式によりアンロード室３００と製膜室２００の往復移動ができる。
【００３５】
図１において、符号１３ａは第１の台車用駆動軸である。第１の台車用駆動軸１３ａは、第１のピニオン６ａを回転するために用いられる。第１の台車用駆動軸１３ａは、第１の台車用モータ９ａ、第１の台車用エンコーダ１０ａ、第１の台車用サーボドライバ１１ａ及び台車用プログラマブルコントローラ１２により駆動され、第１のピニオン６ａ及び第１のラック７ａと組み合わせて用いられ、台車用プログラマブルコントローラ１２による制御により、第１の台車５ａをロード室１００から製膜室２００の所定の位置に移動させる。なお、第１の台車用駆動軸１３ａは、後述の第２及び第３の台車用駆動軸１３ｂ、１３ｃと連携して用いられる。
符号１３ｂは第２の台車用駆動軸である。第２の台車用駆動軸１３ｂは、第２のピニオン６ｂを回転するために用いられる。第２の台車用駆動軸１３ｂは、第２の台車用モータ９ｂ、第２の台車用エンコーダ１０ｂ、第２の台車用サーボドライバ１１ｂ及び台車用プログラマブルコントローラ１２により駆動され、第２のピニオン６ｂ及び第１のラック７ａと組み合わせて用いられ、台車用プログラマブルコントローラ１２による制御により、第１の台車５ａをロード室１００から製膜室２００の所定の位置に移動させる。なお、第２の台車用駆動軸１３ｂは、前述の第１の台車用駆動軸１３ａと連携して用いられる。
符号１３ｃは第３の台車用駆動軸である。第３の台車用駆動軸１３ｃは、第３のピニオン６ｃを回転するために用いられる。第３の台車用駆動軸１３ｃは、第３の台車用モータ９ｃ、第３の台車用エンコーダ１０ｃ、第３の台車用サーボドライバ１１ｃ及び台車用プログラマブルコントローラ１２により駆動され、第３のピニオン６ｃ及び第１のラック７ａと組み合わせて用いられ、台車用プログラマブルコントローラ１２による制御により、第１の台車５ａをロード室１００から製膜室２００の所定の位置に移動させる。なお、第３の台車用駆動軸１３ｃは、前述の第１及び第２の台車用駆動軸１３ａ、１３ｂと連携して用いられる。
なお、第１、第２及び第３の台車用駆動軸１３ａ、１３ｂ、１３ｃは連携して用いられ、台車用プログラマブルコントローラ１２による制御により、第１の台車５ａをロード室１００の所定の位置から製膜室２００の所定の位置へ移動させ、かつ、製膜室２００の所定の位置からロード室１００の所定のへ移動させることができる。
【００３６】
図１において、符号１３ｄは第４の台車用駆動軸である。第４の台車用駆動軸１３ｄは、第４のピニオン６ｄを回転するために用いられる。第４の台車用駆動軸１３ｄは、第４の台車用モータ９ｄ、第４の台車用エンコーダ１０ｄ、第４の台車用サーボドライバ１１ｄ及び台車用プログラマブルコントローラ１２により駆動され、第４のピニオン６ｄ及び第２のラック７ｂと組み合わせて用いられ、台車用プログラマブルコントローラ１２による制御により、第２の台車５ａをアンロード室３００の所定の位置から製膜室２００の所定の位置に移動させる。なお、第４の台車用駆動軸１３ｄは、前述の第２及び第３の台車用駆動軸１３ｂ、１３ｃと連携して用いられる。
なお、第２、第３及び第４の台車用駆動軸１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは連携して用いられ、台車用プログラマブルコントローラ１２による制御により、第２の台車５ｂをアンロード室３００の所定の位置から製膜室２００の所定の位置へ移動させ、かつ、製膜室２００の所定の位置からアンロード室３００の所定のへ移動させることができる。
【００３７】
図２おいて、符号３ａ、３ｂは、第１及び第２の台車ガイドレールである。第１及び第２の台車ガイドレール３ａ、３ｂは、第１の台車５ａがロード室１００と製膜室２００を往復移動できるようにするために、かつ、第２の台車５ｂがアンロード室３００と製膜室２００を往復移動できるように、図示しない各室の底面に同一ラインで直列に並ぶように敷設される。第１及び第２の台車ガイドレール３ａ、３ｂと第１及び第２の台車５ａ、５ｂの間には、それぞれ、複数の車輪２ａ、２ｂが取り付けられる。
車輪２ａ、２ｂの個数は、第１及び第２の台車５ａ、５ｂの大きさに対応して、適宜、その数を増加することができる。
第１及び第２の台車ガイドレール３ａ、３ｂは、ロード室１００と製膜室２００の間及び製膜室２００とアンロード室３００の間に、それぞれ、第１の真空仕切り弁（ゲートバルブ）２０１及び第２の真空仕切り弁（ゲートバルブ）２０２が設置されるので、その部分で不連続となる。ただし、第１及び第２の台車５ａ、５ｂは、車輪２ａ、２ｂを数多く備えているので、前記不連続部分を跨いで渡れる。
【００３８】
図１及び図２において、第１の台車５ａは、同台車５ａに備えられている第１のラック７ａに螺合する第１、第２及び第３のピニオン６ａ、６ｂ、６ｃから回転駆動力が伝達され、ラックアンドピニオン方式による直線駆動力への変換により第１及び第２のガイドレール３ａ、３ｂ上を移動する。
なお、前記ロード室１００、前記製膜室２００及び前記アンロード室３００に敷設された同一ラインに直列に並ぶレール３ａ、３ｂと、ラックアンドピニオン方式の前記第１の台車５ａに設けられた第１のラック７ａと前記ロード室１００及び製膜室２００のそれぞれの底面に設けられた第１、第２及び第３のピニオン６ａ、６ｂ、６ｃと、前記ピニオン６ａ、６ｂ、６ｃの軸に連結された図示しない軸継ぎ手と、第１、第２及び第３の台車用サーボモータ９ａ、９ｂ、９ｃと、第１、第２及び第３の台車用エンコーダ１０ａ、１０ｂ、１０ｃと、第１、第２及び第３の台車用サーボドライバ１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、台車用プログラマブルコントローラ１２で構成される駆動手段を、第１の台車用駆動系１０７と呼ぶ。
また、第２の台車５ｂは、同台車５ｂに備えられている第２のラック７ｂに螺合する第２、第３及び第４のピニオン６ｂ、６ｃ、６ｄから回転駆動力が伝達され、ラックアンドピニオン方式による直線駆動力への変換により第１及び第２のガイドレール３ａ、３ｂの上を移動する。
なお、前記ロード室１００、前記製膜室２００及び前記アンロード室３００に敷設された同一ラインに直列に並ぶレール３ａ、３ｂと、ラックアンドピニオン方式の前記第２の台車５ｂに設けられた第２のラック７ｂと前記アンロード室３００及び製膜室２００のそれぞれの底面に設けられた第２、第３及び第４のピニオン６ｂ、６ｃ、６ｄと、前記ピニオン６ｂ、６ｃ、６ｄの軸に連結された図示しない軸継ぎ手と、第２、第３及び第４の台車用サーボモータ９ｂ、９ｃ、９ｄと、第２、第３及び第４の台車用エンコーダ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと、第２、第３及び第４の台車用サーボドライバ１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、台車用プログラマブルコントローラ１２で構成される駆動手段を、第２の台車用駆動系３０１と呼ぶ。
【００３９】
図２ないし図６において、符号５０は第１の基板把持プレートである。第１の基板把持プレート５０は、後述するように、被製膜基板２０３を把持する手段の土台となる剛性の高い平面状のプレートである。第１の基板把持プレート５０は、重量を軽くするために、空洞部材で構成しても良い。また、第１の基板把持プレート５０は、額縁型であっても良い。また、Ｉ型あるいはＨ型部材で補強した平板を用いても良い。
第１の基板把持プレート５０は、前記製膜室２００の内部に設置される基板保持装置２０５の製膜面２０６に平行に設置される。製膜面２０６の面が鉛直方向に設置されてあれば、第１の基板把持プレート５０は鉛直方向に設置される。前記製膜面２０６の面が鉛直方向から角度θ傾斜して設置してあれば、第１の基板把持プレート５０は鉛直方向から角度θ傾斜して設置される。
【００４０】
図２ないし図４において、符号１８はネジ軸である。ネジ軸１８は、第１の基板把持プレート５０に螺合されており、後述の第１及び第２の軸受１７ａ、１７ｂに円筒対偶されている。ネジ軸１８は、後述の軸継ぎ手１９、第２のサーボモータ２０ａ、第２のエンコーダ２０ｂ、第２のサーボドライバ２０ｃ、第２のプログラマブルコントローラ２０ｄにより回転制御される。
【００４１】
符号１５ａは、第１のガイドシャフトである。第１のガイドシャフト１５ａは、図３に示すように、両端が第１の台車５ａに固定された第１及び第２の固定台１６ａ、１６ｂに固定される。第１のガイドシャフト１５ａは第１の基板把持プレート５０を滑り対偶で支持する。第１の基板把持プレート５０が第１のガイドシャフト１５ａに滑り対偶で支持される場所は、図３に示すように、第１の基板把持プレート５０の垂直方向での下端、かつ、水平方向での左端の部分である。
符号１５ｂは、第２のガイドシャフトである。第２のガイドシャフト１５ｂは、図３に示すように、両端が第１の台車５ａに固定された第３及び第４の固定台１６ｃ、１６ｄに固定される。第２のガイドシャフト１５ｂは第１の基板把持プレート５０を滑り対偶で支持する。第１の基板把持プレート５０が第２のガイドシャフト１５ｂに滑り対偶で支持される場所は、図３に示すように、第１の基板把持プレート５０の垂直方向での下端、かつ、水平方向での右端の部分である。
第１及び第２のガイドシャフト１５ａ、１５ｂ及びネジ軸１８は、前記ネジ軸１８の中心線の方向が前記製膜面２０６の法線方向に合致するように設定される。即ち、第１の基板把持プレート５０は、ネジ軸１８により前記製膜面２０６の法線方向に往復移動させられる。
【００４２】
ここで、第１の台車５ａに固定された軸受１７ａ、１７ｂに円筒対偶され、かつ、第１の基板把持プレート５０に螺合されたネジ軸１８と、ネジ軸１８に連結された軸継ぎ手１９と、第２のサーボモータ２０ａと、第２のエンコーダ２０ｂと、第２のサーボドライバ２０ｃと、第２のプログラマブルコントローラ２０ｄで構成される駆動手段を、第２の駆動系２０ｅと呼ぶ。
前記第２の駆動系２０ｅは、第２のプログラマブルコントローラ２０ｄの指示に従い、第１の基板把持プレート５０を後述の製膜室２００内部に設置される基板保持装置２０５の製膜面２０６の法線方向へ往復移動させる。即ち、第１の基板把持プレート５０は、第２のプログラマブルコントローラ２０ｄにより回転制御されるネジ軸１８により、第１及び第２のガイドシャフト１５ａ、１５ｂに支持された状態で、前記製膜面２０６の法線方向で前記製膜面２０６に接近でき、かつ、離れることができる。なお、第１の基板把持プレート５０の前記接近、離反の距離は、後述の第１の１爪３５ａ及び第１の２爪３６ａ、３７ａの前記製膜面２０６の法線方向の移動距離に等しく、２ｍｍ〜１５ｍｍ程度である。
【００４３】
図２ないし図６において、符号２１は開閉ネジ軸である。開閉ネジ軸２１は、後述の第１の１爪基板把持アーム２２ａ、第１の２爪基板把持アーム２３ａ、第２の１爪基板把持アーム２２ｂ及び第２の２爪基板把持アーム２３ｂに螺合されている。開閉ネジ軸２１の一方の端部は軸継ぎ手３１を介して、第１の基板把持プレート５０に固定された第３のサーボモータ３２ａに連結されている。
開閉ネジ軸２１は、軸継ぎ手３１、第３のサーボモータ３２ａ、第３のエンコーダ３２ｂ、第３のサーボドライバ３２ｃ、第３のプログラマブルコントローラ３２ｄにより回転制御される。
【００４４】
符号２２ａは、第１の１爪基板把持アームである。第１の１爪基板把持アーム２２ａは、図３及び図５に示すように、両端部で第３及び第４のガイドシャフト２５ａ、２５ｂに滑り対偶され、中央部で、開閉ネジ軸２１と螺合している。また、第１の１爪基板把持アーム２２ａは、図３及び図５に示すように、基板２０３を後述の第２及び第３の爪３６ａ、３７ａと連携して把持する第１の爪３５ａと、基板２０３を後述の第８及び第９の爪３６ｃ、３７ｃと連携して把持する第７の爪３５ｃを備えている。
符号２２ｂは、第２の１爪基板把持アームである。第２の１爪基板把持アーム２２ｂは、図３及び図５に示すように、両端部で第３及び第４のガイドシャフト２５ａ、２５ｂに滑り対偶され、中央部で、開閉ネジ軸２１と螺合している。また、第２の１爪基板把持アーム２２ｂは、図３及び図５に示すように、基板２０３を後述の第５及び第６の爪３６ｂ、３７ｂと連携して把持する第４の爪３５ｂと、基板２０３を後述の第１１及び第１２の爪３６ｄ、３７ｄと連携して把持する第１０の爪３５ｄを備えている。
符号２３ａは、第１の２爪基板把持アームである。第１の２爪基板把持アーム２３ａは、図３及び図５に示すように、両端部で第３及び第４のガイドシャフト２５ａ、２５ｂに滑り対偶され、中央部で、開閉ネジ軸２１と螺合している。また、第１の２爪基板把持アーム２３ａは、図３及び図５に示すように、基板２０３を前記第１の爪３５ａと連携して把持する第２及び第３の爪３６ａ、３７ａと、基板２０３を前記第７の爪３５ｃと連携して把持する第８及び第９の爪３６ｃ、３７ｃを備えている。
符号２３ｂは、第２の２爪基板把持アームである。第２の２爪基板把持アーム２３ｂは、図３及び図５に示すように、両端部で第３及び第４のガイドシャフト２５ａ、２５ｂに滑り対偶され、中央部で、開閉ネジ軸２１と螺合している。また、第２の２爪基板把持アーム２３ｂは、図３及び図５に示すように、基板２０３を前記第４の爪３５ｂと連携して把持する第５及び第６の爪３６ｂ、３７ｂと、基板２０３を前記第１０の爪３５ｄと連携して把持する第１１及び第１２の爪３６ｄ、３７ｄを備えている。
【００４５】
符号２５ａは第３のガイドシャフトである。第３のガイドシャフト２５ａは、両端を第１の基板把持プレート５０に固定された第５及び第６の固定台２６ａ、２６ｂに固定されている。第３のガイドシャフト２５ａは、第１の１爪基板把持アーム２２ａ、第２の１爪基板把持アーム２２ｂ、第１の２爪基板把持アーム２３ａ及び第２の２爪基板把持アーム２３ｂをそれらの一方の端部において滑り対偶で、支持する。
符号２５ｂは第４のガイドシャフトである。第４のガイドシャフト２５ｂは、両端を第１の基板把持プレート５０に固定された第７及び第８の固定台２６ｃ、２６ｄに固定されている。第４のガイドシャフト２５ｂは、第１の１爪基板把持アーム２２ａ、第２の１爪基板把持アーム２２ｂ、第１の２爪基板把持アーム２３ａ及び第２の２爪基板把持アーム２３ｂをそれらの他方の端部において滑り対偶で、支持する。
【００４６】
ところで、第３のガイドシャフト２５ａ及び第４のガイドシャフト２５ｂ、並びに、開閉ネジ軸２１は、第１の基板把持プレート５０の主面に平行に設置され、前記開閉ネジ軸２１の開閉の移動方向は、その主面に平行な方向に定められる。即ち、第３のガイドシャフト２５ａ及び第４のガイドシャフト２５ｂ、並びに、開閉ネジ軸２１は、製膜室２００内部に設けられる基板保持装置２０５の製膜面２０６に平行に設置される。
第１の１爪基板把持アーム２２ａ、第１の２爪基板把持アーム２３ａ、第２の１爪基板把持アーム２２ｂ及び第２の２爪基板把持アーム２３ｂは、第３のガイドシャフト２５ａ及び第４のガイドシャフト２５ｂに滑り対偶され、開閉ネジ軸２１に螺合されているので、製膜面２０６に平行な面内を移動する。
【００４７】
開閉ネジ軸２１は、１本のネジ軸に右ネジと左ネジの両方が設けられる開閉ネジとして機能する。
図４及び図５に示すように、開閉ネジ軸２１と第１の１爪基板把持アーム２２ａが螺合される領域には第１の右ネジ２７ａが設けられる（第１の右ネジ螺合領域と呼ぶ）。
開閉ネジ軸２１と第１の２爪基板把持アーム２３ａが螺合される領域には第１の左ネジ２９ａが設けられる（第１の左ネジ螺合領域と呼ぶ）。
開閉ネジ軸２１と第２の１爪基板把持アーム２２ｂが螺合される領域には第２の右ネジ２７ｂが設けられる（第２の右ネジ螺合領域と呼ぶ）。
開閉ネジ軸２１と第２の２爪基板把持アーム２３ｂが螺合される領域には第２の左ネジ２９ｂが設けられる（第２の左ネジ螺合領域と呼ぶ）。
前記第１の右ネジ螺合領域と前記第１の左ネジ螺合領域の間には軸継ぎ手３０が設けられている。また、前記第２の右ネジ螺合領域と前記第２の左ネジ螺合領域の間には軸継ぎ手３０が設けられている。
前記第１の右ネジ螺合領域と前記第１の左ネジ螺合領域の間は軸継ぎ手３０で結合される。同様に、前記第１の左ネジ螺合領域と前記第２の右ネジ螺合領域の間は軸継ぎ手３０で結合される。また、前記第２の右ネジ螺合領域と前記第２の左ネジ螺合領域の間は軸継ぎ手３０で結合される。
【００４８】
第２の左ネジ螺合領域と第３のサーボモータの間には軸継ぎ手３１が設けられている。開閉ネジ軸２１は軸継ぎ手３１を介して、第３のサーボモータ３２ａの回転駆動力が伝達される。即ち、第１の右ネジ２７ａと、軸継ぎ手３０と、第１の左ネジ２９ａと、軸継ぎ手３０と、第２の右ネジ２７ｂと、軸継ぎ手３０と、第２の左ネジ２９ｂと、軸継ぎ手３１が結合している開閉ネジ軸２１は、軸継ぎ手３１を介して、第３のサーボモータ３２ａと、第３のエンコーダ３２ｂと、第３のサーボドライバ３２ｃと、第３のプログラマブルコントローラ３２ｄから成る駆動系により回転制御される。
開閉ネジ軸２１が右周りあるいは左回りに回転することにより、一対の第１の１爪基板把持アーム２２ａと第１の２爪基板把持アーム２３ａの間が接近し、離反するという開閉動作を行うことができる。
同様に、開閉ネジ軸２１が右周りあるいは左回りで回転することにより、一対の第２の１爪基板把持アーム２２ｂと第２の２爪基板把持アーム２３ｂの間が接近し、離反するという開閉動作を行うことができる。
【００４９】
ここで、開閉ネジ軸２１と、開閉ネジ軸２１に結合された軸継ぎ手３１と、第３のサーボモータ３２ａと、第３のエンコーダ３２ｂと、第３のサーボドライバ３２ｃと、第３のプログラマブルコントローラ３２ｄで構成される駆動手段を、第３の駆動系３２ｅと呼ぶ。
【００５０】
基板把持プレート５０に設置されている基板２０４を把持するための爪の位置について、図６を参照して、以下に説明する。
基板２０３の形状は、一般に矩形及び円形がある。本発明のトレイレス基板搬送装置は、任意の形状の基板２０３を対象に適用が可能であるが、予め、形状が選定されていることが望ましい。なお、以下に説明する基板２０３を把持する爪３５を配置するに際し、基板２０３の形状、サイズの情報が必要である。なお、前記爪３５を配置する際、基板２０３が円形であれば、４本の爪３５を一対にして前記爪３５を配置する。また、基板２０３が矩形であれば、３本の爪３５を一対にして前記爪３５を配置する。
なお、基板２０４を把持するための爪の位置は、予め基板２０３の形状及びサイズに合致するように選定することができる。
また、基板２０３の形状は矩形あるいは円形等が選ばれるが、ここでは正方形とし、サイズＡｘＡとする。ここでは、例えば、具体例として、１５６ｍｍｘ１５６ｍｍ（厚み２００μｍ）とする。
【００５１】
図６において、第１の１爪把持アーム２２ａに設置の第１の爪３５ａ及び第７の爪３５ｃは、ロード室１００の底面から距離Ｅ１で、開閉ネジ軸２１の中心線から距離Ｃ１に位置する。Ｃ１は、基板２０３の辺の長さＡ（例えば、１５６ｍｍ）の０．５倍の値（例えば７８ｍｍ）と、開閉ネジ軸２１に用いられる軸継ぎ手の直径（５ｍｍ〜２０ｍｍ程度、例えば１０ｍｍ）の０．５倍の値（５ｍｍ）を加算した値より大きい値とする。例えば、Ｃ１＝１２０ｍｍである。
図６において、第２の１爪把持アーム２２ｂに設置の第４の爪３５ｂ及び第１０の爪３５ｄは、ロード室１００の底面から距離Ｅ３で、開閉ネジ軸２１の中心線から距離Ｃ１に位置する。Ｃ１は、基板２０３の辺の長さＡ（例えば、１５６ｍｍ）の０．５倍の値（例えば７８ｍｍ）と、開閉ネジ軸２１に用いられる軸継ぎ手の直径（５ｍｍ〜２０ｍｍ程度、例えば１０ｍｍ）の０．５倍の値（５ｍｍ）を加算した値より大きい値とする。例えば、Ｃ１＝１２０ｍｍである。
【００５２】
図６において、第１の２爪把持アーム２３ａに設置の第２の爪３６ａ及び第９の爪３７ｃは、ロード室１００の底面から距離Ｅ２で、開閉ネジ軸２１の中心線から距離Ｃ２に位置する。Ｃ２は、Ｃ１から基板２０３の辺の長さＡ（例えば、１５６ｍｍ）の０．３３倍の値（例えば５１ｍｍ）を引いた値とする。例えば、Ｃ２＝６９ｍｍとする。
図６において、第２の２爪把持アーム２３ｂに設置の第５の爪３６ｂ及び第１２の爪３７ｄは、ロード室１００の底面から距離Ｅ４で、開閉ネジ軸２１の中心線から距離Ｃ２に位置する。Ｃ２は、Ｃ１から基板２０３の長辺（例えば、１５６ｍｍ）の０．３３倍の値（例えば５１ｍｍ）を引いた値とする。例えば、Ｃ２＝６９ｍｍとする。
【００５３】
図６において、第１の２爪把持アーム２３ａに設置の第３の爪３７ａ及び第８の爪３６ｃは、ロード室１００の底面から距離Ｅ２で、開閉ネジ軸２１の中心線から距離Ｃ３に位置する。Ｃ３は、Ｃ１に基板２０３の辺のながさＡ（例えば、１５６ｍｍ）の０．３３倍の値（例えば５１ｍｍ）を加えた値とする。例えば、Ｃ２＝１７１ｍｍとする。
図６において、第２の２爪把持アーム２３ｂに設置の第６の爪３７ｂ及び第１１の爪３６ｄは、ロード室１００の底面から距離Ｅ４で、開閉ネジ軸２１の中心線から距離Ｃ３に位置する。Ｃ３は、Ｃ１に基板２０３の辺の長さＡ（例えば、１５６ｍｍ）の０．３３倍の値（例えば５１ｍｍ）を加えた値とする。例えば、Ｃ２＝１７１ｍｍとする。
【００５４】
図６において、第２の２爪把持アーム２３ｂとロード室１００の底面との距離Ｅ４は、第１の台車５ａの高さと第１及び第２の固定台１６ａ、１６ｂの高さ及び第２のサーボモータの大きさ等を考慮して選定する。ここでは、例えば、Ｅ４は、５０ｃｍとする。
第２の２爪把持アーム２３ｂと第２の１爪把持アーム２２ｂの間の距離は、基板２０３の辺の長さＡと爪（第１〜第１２の爪）の大きさを考慮して選定する。ここでは、例えば、爪の直径を２ｍｍとして、Ａ＋５ｍｍ＝１６１ｍｍとする。
第２の１爪把持アーム２２ｂと第１の２爪把持アーム２３ａの間の距離は、軸継ぎ手３０の大きさを考慮して選定する。ここでは、その距離を６ｃｍとする。
第１の２爪把持アーム２３ａと第１の１爪把持アーム２２ａの間の距離は、基板２０３の辺の長さＡと爪（第１〜第１２の爪）の大きさを考慮して選定する。ここでは、例えば、爪の直径を２ｍｍとして、Ａ＋５ｍｍ＝１６１ｍｍとする。
【００５５】
次に、前記爪（第１〜第１２の爪）で基板２０３を把持する手段の構造を説明する。前記爪（第１〜第１２の爪）は後述の板バネと形状が棒の金属あるいは非金属で構成される。長さは５ｍｍ〜２０ｍｍ程度、例えば１０ｍｍとする。
図７において、第１の１爪基板把持アーム２２ａに設置された第１の爪３５ａ、第１の２爪基板把持アーム２３ａに設置された第２の爪３６ａ及び第３の爪３７ａは、この３つの爪が３点支持の態様をつくり、基板２０３を把持する。基板２０３を把持するに際し、第１の爪３５ａと、第２の爪３６ａ及び第３の爪３７ａとの間隔を接近させたり、離反させたりするが、その動作は後述するように、前記第３の駆動系３２ｅが用いられる。
即ち、基板２０３の１辺を第２の爪３６ａと第３の爪３７ａで支持し、前記基板２０３の１辺に対向する辺を第１の爪３５ａで支持する。３点支持の態様で基板２０３を把持するので、安定した把持が可能である。
図７において、符号３９ａ、３９ｂ、３９ｃは板バネである。板バネ３９ａは、第１の爪３５ａと第１の１爪基板把持アーム２２ａの間に設置され、基板２０３の把持の際にバネの弾性を利用してソフトタッチすることができる。板バネ３９ｂは、第２の爪３６ａと第１の２爪基板把持アーム２３ａの間に設置され、基板２０３の把持の際にバネの弾性を利用してソフトタッチすることができる。板バネ３９ｃは、第３の爪３７ａと第１の２爪基板把持アーム２３ａの間に設置され、基板２０３の把持の際にバネの弾性を利用してソフトタッチすることができる。
なお、板バネ３９ａ、３９ｂ、３９ｃの構造は、図７に図示した板バネに限定されず、他の構造を選んでも良い。
また、板バネ３９ａ、３９ｂ、３９ｃに代えて、合成ゴム及び合成樹脂等の非金属高弾性の材料を用いても良い。
また、前記爪３５ａ、３６ａ、３７ａは、板バネ３９ａ、３９ｂ、３９ｃを用いないで、しなやかな棒で構成してもよい。
第４、第５及び第６の爪３５ｂ、３６ｂ、３７ｂで構成される基板２０３の把持手段も、  第１、第２及び第３の爪３５ａ、３６ａ、３７ａで構成される前記基板２０３の把持手段と同様の構造からなる。
第７、第８及び第９の爪３５ｃ、３６ｃ、３７ｃで構成される基板２０３の把持手段も、  第１、第２及び第３の爪３５ａ、３６ａ、３７ａで構成される前記基板２０３の把持手段と同様の構造からなる。
第１０、第１１及び第１２の爪３５ｄ、３６ｄ、３７ｄで構成される基板２０３の把持手段も、  第１、第２及び第３の爪３５ａ、３６ａ、３７ａで構成される前記基板２０３の把持手段と同様の構造からなる。
【００５６】
以上説明した本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構造の特徴は、次の通りである。
ロード室１００と製膜室２００を往復移動可能な第１の台車５ａと、前記第１の台車５ａを駆動させる第１の台車用駆動系１０１と、前記台車５ａに搭載され前記製膜室２００の基板保持装置２０５の製膜面２０６の法線方向に移動可能な第１の基板把持プレート５０と、前記台車５ａに固定され前記基板把持プレート５０を滑り対偶で支持する第１及び第２のガイドシャフト１５ａ、１５ｂと、前記基板把持プレート５０を前記製膜面２０６の法線方向に移動させる第２の駆動系２０ｅと、前記基板把持プレート５０に搭載され基板２０３を把持し、かつ解放できる複数の爪３５ａ、３６ａ、３７ａ、３５ｃ、３６ｃ、３７ｃを有し、かつ、前記製膜面２０６に平行な方向に移動可能な一対の第１の１爪基板把持アーム２２ａ及び第１の２爪基板把持アーム２３ａと、前記第１の１爪基板把持アーム２２ａの中央部で螺合され、かつ、前記第１の２爪基板把持アーム２３ａの中央部で螺合される開閉ネジ軸２１と、前記基板把持プレート５０に固定され、前記第１の爪基板把持アーム２２ａ及び第１の２爪基板把持アーム２３ａをそれぞれの両端で滑り対偶する第３及び第４のガイドシャフト２５ａ、２５ｂと、前記開閉ネジ軸２１を回転させる第３の駆動系３２ｅを備え、
前記第３の駆動系３２ｅにより回転する前記開閉ネジ軸２１の回転が前記第１の１爪基板把持アーム２２ａに設けられた前記爪３５ａと前記第１の２爪基板把持アーム２３ａに設けられた前記爪３６ａ、３７ａとの間及び前記第１の１爪基板把持アーム２２ａに設けられた前記爪３５ｃと前記第１の２爪基板把持アーム２３ａに設けられた前記爪３６ｃ、３７ｃとの間を拡縮することにより前記基板２０３の把持及び解放がなされることを特徴とする。
【００５７】
前記第３の駆動装置３２ｅは、前記開閉ネジ軸２１に連結された軸継ぎ手３１と、サーボモータ３２ａと、エンコーダ３２ｂと、サーボドライバ３２ｃと、プログラマブルコントローラ３２ｄとを備え、前記第１の１爪基板把持アーム２２ａの中央部で螺合される前記開閉ネジ軸２１のネジと前記第１の２爪基板把持アーム２３ａの中央部で螺合される前記開閉ネジ軸２１のネジは逆ネジに形成され、前記開閉ネジ軸２１が正回転すると、前記第１の１爪基板把持アーム２２ａ及び第１の２爪基板把持アーム２３ａのそれぞれに設けられた爪は接近し前記基板２０３を把持するとともに、前記開閉ネジ軸２１が逆回転すると、前記基板把持アーム２２ａ、２３ａのそれぞれに設けられた爪は離反し、前記基板２０３を解放することを特徴とする。
前記第２の駆動装置２０ｅは、前記台車５ａに固定された軸受１７ａ、１７ｂに円筒対偶され、かつ、前記基板把持プレート５０に螺合されたネジ軸１８と、前記ネジ軸１８に連結された軸継ぎ手１９と、サーボモータ２０ａと、エンコーダ２０ｂと、サーボドライバ２０ｃと、プログラマブルコントローラ２０ｄを備えていることを特徴とする。
前記第１の駆動装置１０１は前記ロード室１００、前記製膜室２００及び前記アンロード室３００に敷設された同一ラインに直列に並ぶレール３ａ、３ｂと、ラックアンドピニオン方式の前記台車５ａに設けられたラック７ａと前記各室の底面近傍に設けられたピニオン６ａ、６ｂ、６ｃと、前記ピニオン６ａ、６ｂ、６ｃの軸に連結された軸継ぎ手と、サーボモータ９ａ、９ｂ、９ｃと、エンコーダ１０ａ、１０ｂ、１０ｃと、サーボドライバ１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、プログラマブルコントローラ１２を備えていることを特徴とする。
前記一対の第１の１爪基板把持アーム２２ａ及び第１の２爪基板把持アーム２３ａに設けられる爪３５ａ、３６ａ、３７ａで前記基板を把持する態様は３点支持の形態であり、１枚の基板２０３に対して一方の基板把持アーム２３ａの１個の爪３５ａと他方の基板把持アーム２３ａの２個の爪３６ａ、３７ａが一対となり前記基板２０３を把持することを特徴とする。
【００５８】
次に、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置を用いるに際し、連携して用いられるロード室１００の付属装置である基板移載装置１０１の構成を説明する。
なお、ここでは、ロード室１００に待機している第１のトレイレス基板搬送装置１ａに基板を移載させる手段として、図９に示す基板移載装置１０１を用いるが、これに限定されるものではない。第１のトレイレス基板搬送装置１ａに基板を直接把持させても良い。また、他の手段を用いても良い。
【００５９】
図８及び図９において、符号１０１は基板移載装置である。基板移載装置１０１は図示しない静電チャック及び吸引チャック等の基板固定手段を備え、基板２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄを保持する。なお、以下の説明において、基板２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄを基板２０３で表すことがある。
また、前記爪３５ａ、３６ａ、３７ａを、爪３５と表すことがある。
そして、前記第１〜第１２の爪３５ａ、３６ａ、３７ａ、３５ｂ、３６ｂ、３７ｂ、３５ｃ、３６ｃ、３７ｃ、３５ｄ、３６ｄ、３７ｄを、爪３５と表すことがある。
【００６０】
基板移載装置１０１は、図８に示すように、ロード室１００の所定に位置に待機している第１のトレイレス基板搬送装置１ａの基板把持プレート５０と対峙し、基板２０３の受け渡しを行う。
基板移載装置１０１は、図８及び図９に示すように、第１の基板把持プレート５０に臨む側の面（ここでは、主面という）に第１の段差１０３ａと第２の段差１０３ｂと第１の基板保持面１０２ａからなる第１の基板保持スペースを有する。
また、基板移載装置１０１は、図８及び図９に示すように、その主面に第３の段差１０３ｃと第４の段差１０３ｄと第２の基板保持面１０２ｂからなる第２の基板保持スペースを有する。なお、基板移載装置１０１の主面と基板把持プレート５０は後述するように、平行に設置される。
第１の段差１０３ａ及び第３の段差１０３ｃは、基板２０３ａ、２０３ｂ、及び基板２０３ｃ、２０３ｄを略鉛直方向で支える。これにより、図示しない静電チャック及び吸引チャック等の基板固定手段が動作を停止した際、基板２０３がずり落ちることはない。
第１、第２、第３及び第４の段差１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄの深さ（第１及び第２の基板保持面１０２ａ、１０２ｂの法線方向）は基板２０３の厚みと同じ程度で良い。ここでは、０．５ｍｍとする。
なお、第１のトレイレス基板搬送装置１ａの基板把持プレート５０は、前記製膜室２００の内部に設置される基板保持装置２０５の製膜面２０６に平行に設置されているので、製膜面２０６の面が鉛直方向であれば、基板移載装置１０１の第１及び第２の基板保持面１０２ａ、１０２ｂは鉛直方向に設置される。前記製膜面２０６の面が鉛直方向から角度θ傾斜して設置してあれば、前記製膜面２０６の面と平行になるように、基板移載装置１０１の第１及び第２の基板保持面１０２ａ、１０２ｂは鉛直方向から角度θ傾斜して設置される。
【００６１】
基板２０３の形状は、一般に矩形及び円形がある。本発明のトレイレス基板搬送装置は、任意の形状の基板２０３を対象に適用が可能であるが、予め、形状が選定されていることが望ましい。なお、以下に説明する基板２０３を把持する爪３５を配置するに際し、基板２０３の形状、サイズの情報が必要である。なお、前記爪３５を配置する際、基板２０３が円形であれば、４本の爪３５を一対にして前記爪３５を配置する。また、基板２０３が矩形であれば、３本の爪３５を一対にして前記爪３５を配置する。
半導体デバイスや太陽電池等の製造においては、基板２０３の形状は矩形あるいは円形等が選ばれるが、ここでは正方形とし、サイズＡｘＡとする。具体例として、上記のように、１５６ｍｍｘ１５６ｍｍ（厚み２００μｍ）とする。基板移載装置１０１に基板２０３を図示しない静電チャック及び吸引チャック等の基板固定手段で保持する場合、基板２０３の１辺が第１の段差１０３ａ及び第３の段差１０３ｃに接するように載置する。
第１の段差１０３ａと第２の段差１０３ｂの間の距離は、基板サズより０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度大きくする。ここでは、例えば、基板サズに１ｍｍを加えた値にする。第３の段差１０３ｃと第４の段差１０３ｄの間の距離は、基板サズより０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度大きくする。ここでは、例えば、基板サズに１ｍｍを加えた値にする。
【００６２】
図９において、第１の段差１０３ａとロード室１００の底面までの距離Ｄ１は、図６に示す第１の２爪把持アーム２３ａに設置の第２、第３、第８及び第９の爪３６ａ、３７ａ、３６ｃ、３７ｃとロード室１００の底面の間の距離Ｅ２に２ｍｍ〜６ｍｍから選んだ値、例えば２ｍｍを加えた値にする。
また、図９において、第３の段差１０３ｃとロード室１００の底面までの距離Ｄ３は、図６に示す第２の２爪把持アーム２３ｂに設置の第５、第６、第１１及び第１２の爪３６ｂ、３７ｂ、３６ｄ、３７ｄとロード室１００の底面の間の距離Ｅ４に２ｍｍ〜６ｍｍから選んだ値、例えば２ｍｍを加えた値にする。
第２の段差１０３ｂとロード室１００の底面までの距離Ｄ２は、Ｄ１に基板の辺の長さと１ｍｍを加えた値、即ち、Ｄ２＝（Ｄ１＋１５７ｍｍ）である。
第４の段差１０３ｄとロード室１００の底面までの距離Ｄ４は、Ｄ３に基板の辺の長さと１ｍｍを加えた値、即ち、Ｄ４＝（Ｄ３＋１５７ｍｍ）である。
【００６３】
図８において、基板移載装置１０１を基板把持プレート５０側から見た投影形状は矩形である。ここで、基板移載装置１０１の主面の水平方向での中間点を結んだライン１０６を基板移載装置１０１の中間線１０６と呼ぶ。
図９において、符号１０７ａは第１の１爪用溝である。第１の１爪用溝１０７ａは、基板把持プレート５０の第１の爪３５ａ及び第４の爪３５ｂが接近してきた際に、その爪と基板移載装置１０１の主面が接触することなく、それを収納するスペースである。第１の１爪用溝１０７ａは深さ２ｍｍ〜６ｍｍ、例えば５ｍｍ、幅３ｍｍ〜６ｍｍ、例えば４ｍｍ、中間線１０６と第１の１爪用溝１０７ａの中心線との距離は、図６に示す第１の基板把持プレート５０のＣ１に等しくする。
図９に置いて、符号１０７ｄは第２の１爪用溝である。第２の１爪用溝１０７ｄは、基板把持プレート５０の第７の爪３５ｃ及び第１０の爪３５ｄが接近してきた際に、その爪と基板移載装置１０１の主面が接触することなく、それを収納するスペースである。第２の１爪用溝１０７ｄは深さ２ｍｍ〜６ｍｍ、例えば５ｍｍ、幅３ｍｍ〜６ｍｍ、例えば４ｍｍ、中間線１０６と第２の１爪用溝１０７ｄの中心線との距離は、図６に示す第１の基板把持プレート５０のＣ１に等しくする。
【００６４】
図９において、符号１０７ｂは第１の２爪用溝である。第１の２爪用溝１０７ｂは、基板把持プレート５０の第２の爪３６ａ及び第５の爪３６ｂが接近してきた際に、その爪と基板移載装置１０１の主面が接触することなく、それを収納するスペースである。第１の２爪用溝１０７ｂは深さ２ｍｍ〜６ｍｍ、例えば５ｍｍ、幅３ｍｍ〜６ｍｍ、例えば４ｍｍ、中間線１０６と第１の２爪用溝１０７ｂの中心線との距離は、図６に示す第１の基板把持プレート５０のＣ２に等しくする。
図９において、符号１０７ｆは第４の２爪用溝である。第４の２爪用溝１０７ｆは、基板把持プレート５０の第９の爪３７ｃ及び第１２の爪３７ｄが接近してきた際に、その爪と基板移載装置１０１の主面が接触することなく、それを収納するスペースである。第４の２爪用溝１０７ｆは深さ２ｍｍ〜６ｍｍ、例えば５ｍｍ、幅３ｍｍ〜６ｍｍ、例えば４ｍｍ、中間線１０６と第４の２爪用溝１０７ｆの中心線との距離は、図６に示す第１の基板把持プレート５０のＣ２に等しくする。
【００６５】
図９において、符号１０７ｃは第２の２爪用溝である。第２の２爪用溝１０７ｃは、基板把持プレート５０の第３の爪３７ａ及び第６０の爪３７ｂが接近してきた際に、その爪と基板移載装置１０１の主面が接触することなく、それを収納するスペースである。第２の２爪用溝１０７ｃは深さ２ｍｍ〜６ｍｍ、例えば５ｍｍ、幅３ｍｍ〜６ｍｍ、例えば４ｍｍ、中間線１０６と第２の２爪用溝１０７ｃの中心線との距離は、図６に示す第１の基板把持プレート５０のＣ３に等しくする。
図９において、符号１０７ｅは第３の２爪用溝である。第３の２爪用溝１０７ｅは、基板把持プレート５０の第８の爪３６ｃ及び第１１の爪３６ｄが接近してきた際に、その爪と基板移載装置１０１の主面が接触することなく、それを収納するスペースである。第３の２爪用溝１０７ｅは深さ２ｍｍ〜６ｍｍ、例えば５ｍｍ、幅３ｍｍ〜６ｍｍ、例えば４ｍｍ、中間線１０６と第３の２爪用溝１０７ｅの中心線との距離は、図６に示す第１の基板把持プレート５０のＣ３に等しくする。
【００６６】
次に、第１のトレイレス基板搬送装置１ａを用いて、基板２０３をトレイ無しでロード室１００から製膜室２００内に設置の基板保持装置２０５の製膜面２０６に搬送して、載置する方法について、説明する。
ここでは、ロード室１００に待機しているトレイレス基板搬送装置１ａに基板２０３を移載させる手段として、図９に示す基板移載装置１０１を用いて行う方法を説明するが、これに限定されるものではない。トレイレス基板搬送装置５０に基板２０３を直接把持させても良い。また、他の手段を用いても良い。
【００６７】
先ず、基板２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄが載置された基板移載装置１０１を、図１０に示すように、ロード室１００の図示しない第１の真空装置用扉を開にして、所定の位置に待機しているトレイレス基板搬送装置１ａに対峙させる。トレイレス基板搬送装置１ａの爪３５の先端と基板移載装置１０１の第１のトレイレス基板搬送装置１ａ側の外側面との間の距離は、２ｍｍ〜５ｍｍから選定する。ここでは、３ｍｍとする。
第１のトレイレス基板搬送装置１ａと基板移載装置１０１を対峙させる場合、製膜室２００の製膜面２０６に平行で、ガイドレール３ａの延伸方向を座標軸として、開閉ネジ軸２１の中心軸の位置と基板移載装置１０１の中間線１０６の位置を合致させる。なお、トレイレス基板搬送装置５０、基板移載装置１０１及び基板保持装置２０５は共通の座標系で作動できるようになっている。また、開閉ネジ軸２１の中心軸の位置と基板移載装置１０１の中間線１０６の位置を合致させる手段として、図示しない位置センサーを用いても良い。
【００６８】
トレイレス基板搬送装置１ａが有する複数の爪３５の位置は、初期状態では、図６に示すように、第１の爪３５ａはロード室底面からＥ１と開閉ネジ軸２１の中心軸からＣ１の位置、第２の爪３６ａはＥ２とＣ２の位置、第３の爪３７ａはＥ２とＣ３の位置、第４の爪３５ｂはＥ３とＣ１位置、第５の爪３６ｂはＥ４とＣ２の位置、第６の爪３７ｂはＥ４とＣ３の位置、第７の爪３５ｃはＥ１とＣ１の位置、第８の爪３６ｃはＥ２とＣ３の位置、第９の爪３７ｃはＥ２とＣ２の位置、第１０の爪３５ｄはＥ３とＣ１の位置、第１１の爪３６ｄはＥ４とＣ３の位置、第１２の爪３７ｄはＥ４とＣ２の位置、である。
上記初期状態を、模式的断面図として、図１１（ａ）に示す。なお、第１のトレイレス基板搬送装置１ａの複数の爪３５の先端と基板移載装置１０１のトレイレス基板搬送装置１ａ側の外側面との間の距離は、３ｍｍとしている。
【００６９】
次に、図１１（ａ）に示される上記初期状態からトレイレス基板搬送装置１ａの第２の駆動系２０ｅを作動して、複数の爪３５を搭載する基板把持プレート５０を基板移載装置１０１側へ移動距離４ｍｍだけ移動させる。移動後のトレイレス基板搬送装置１ａの状態を、図１１（ｂ）に示す。なお、複数の爪３５の直径は２ｍｍ、長さ１０ｍｍであるので、それぞれの爪３５は第１及び第２の１爪用溝１０７ａ、１０７ｄ、第１、第２、第３及び第４の２爪用溝１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄ、１０７ｅに収納される。
ここで、図１１（ａ）に示される上記初期状態から図１１（ｂ）に示される複数の爪３５用溝１０７ａ、１０７ｄ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄ、１０７ｅへ移動する動作を基本動作（ａ）と呼ぶ。
【００７０】
次に、図１１（ｂ）に示される状態において、第１のトレイレス基板搬送装置１ａの第３の駆動系３２ｅを作動して一対の爪３５ａ、３６ａ、３７ａで基板２０３を挟むように１．５ｍｍ以上、例えば１．７ｍｍ接近させる。そうすると、図１１（ｂ）に示される状態において、例えば、第１、第２及び第３の爪３５ａ、３６ａ、３７ａが１ｍｍ接近移動した時点で、前記爪３６ａ、３７ａが基板２０３の下辺に接触し、その後、更に約０．５ｍｍ移動した時点で、前記第１の爪３５ａが前記基板２０３の上辺に接触し、前記基板２０３は第１の爪３５ａと第２及び第３の爪３６ａ、３７ａにより３点支持の態様で把持される。更に、前記第１の爪３５ａと第２及び第３の爪３６ａ、３７ａが０．２ｍｍだけ接近移動すると、前記基板２０３は前記爪３５ａ、３６ａ、３７ａのバネの力により確実に把持される。前記基板２０３が前記爪３５ａ、３６ａ、３７ａのバネの力により確実に把持されている状態を、図１２（ａ）に示す。
なお、上記第１の爪３５ａと第２及び第３の爪３６ａ、３７ａにより３点支持の態様で把持する際の基板の把持の状態は、具体的に予め試験的にデータを把握し、確認しておくのが良い。
ここで、トレイレス基板搬送装置５０が図１１（ｂ）に示される状態から図１２（ａ）に示される状態になる動作を基本動作（ｂ）と呼ぶ。
【００７１】
次に、図１２（ａ）に示される状態において、第１のトレイレス基板搬送装置１ａの第２の駆動系２０ｅを作動して、前記基板２０３を把持したまま、基板把持プレート５０を元の位置に戻す。前記基板２０３を把持し、基板把持プレート５０が元の位置に戻った状態を、図１２（ｂ）に示す。図１２（ｂ）は、第１のトレイレス基板搬送装置１ａが基板移載装置１０１に載置されていた基板２０３を把持して、所定の位置に戻っている様子を示している。
ここで、第１のトレイレス基板搬送装置１ａが図１２（ａ）に示される状態から図１２（ｂ）に示される状態になる動作を基本動作（ｃ）と呼ぶ。
【００７２】
上記基本動作（ａ）、基本動作（ｂ）及び基本動作（ｃ）は、その順序を変えて、ロード室１００から製膜室２００へ基板を搬送する場合にも用いられる。また、製膜済の基板２０３を製膜室２００からアンロード室３００へ搬送する場合にも用いられる。
【００７３】
次に、前記基板移載装置１０１から基板２０３を受け渡しされた第１のトレイレス基板搬送装置１ａが、トレイ無しで製膜室２００の製膜面２０６へ基板２０３を搬送し、載置する手順について説明する。
製膜室２０５は、プラズマＣＶＤ装置の製膜室あるいは触媒ＣＶＤ（Ｃａｔ−ＣＶＤ）装置の製膜室でもよい。スパッタリング装置の製膜室でもよい。
プラズマＣＶＤ装置の製膜室の場合は、非接地電極と接地電極である製膜面２０６の間にトレイレス基板搬送装置１ａの第１の基板把持プレート５０と複数の爪が通れる広さがあればよい。
また、触媒ＣＶＤ装置の製膜室の場合は、触媒線（例えば、Ｗ線）と製膜面２０６の間にトレイレス基板搬送装置１ａの第１の基板把持プレート５０と複数の爪が通れる広さがあればよい。
スパッタリング装置の場合は、ターゲット材と製膜面２０６の間にトレイレス基板搬送装置１ａの第１の基板把持プレート５０と複数の爪が通れる広さがあればよい。
【００７４】
ここでは、触媒ＣＶＤ装置の製膜室を例に取り、以下説明する。製膜室２００に設置される基板保持装置２０５は、図示しない静電チャック及び吸引チャック等の基板固定手段を備え、基板２０３を保持する。また、基板２０３の温度を所定の温度に設定する図示しない基板加熱ヒータと冷媒を備えている。なお、この基板加熱ヒータには公知の電気抵抗線方式や熱媒体を循環させる方式等が用いられる。
基板保持装置２０５は、図１３に示すように、前記基板移載装置１０１の構造と同様である。基板２０３を載置する面（主面と呼ぶ）に第１の段差１０３ａと第２の段差１０３ｂと第１の製膜面２０６ａからなる第１の基板保持スペースを有する。また、その主面に第３の段差１０３ｃと第４の段差１０３ｄと第２の製膜面２０６ｂからなる第２の基板保持スペースを有する。
第１の段差１０３ａ及び第３の段差１０３ｃは、基板２０３ａ、２０３ｂ、及び基板２０３ｃ、２０３ｄを略鉛直方向で支える。これにより、図示しない静電チャック及び吸引チャック等の基板固定手段が動作を停止した際、ずり落ちることはない。
第１、第２、第３及び第４の段差１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄの深さ（第１及び第２の製膜面面２０６ａ、２０６ｂの法線方向）は基板２０３の厚みと同じ程度で良い。ここでは、０．５ｍｍとする。
基板保持装置２０５は、前記基板移載装置１０１と同様に、第１の１爪用溝１０７ａ、第１の２爪用溝１０７ｂ、第２の２爪用溝１０７ｃ、第２の１爪用溝１０７ｄ、第３の２爪用溝１０７ｅ及び第４の２爪用溝１０７ｆを備えている。
図１３において、符号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は、前記基板移載装置１０１の場合（図９）と同様である。なお、基準面は、前記基板移載装置１０１の場合、ロード室の底面であるが、基板保持装置２０５の場合、製膜室２００の底面である。
符号１０６は、前記基板移載装置１０１と同様に、基板保持装置２０５の中間線である。中間線１０６は、後述のように、第１のトレイレス基板搬送装置１ａと基板保持装置２０５を対峙させる際に、位置合わせの基準として用いられる。
【００７５】
なお、前記製膜室の基板保持装置の製膜面は、上記静電チャック及び吸引チャック等の基板固定手段は必ずしも必要でない。前記製膜面を、鉛直方向から角度θ傾斜して設置し、前記第１の段差１０３ａ及び第３の段差１０３ｃを用いて、基板２０３ａ、２０３ｂ、及び基板２０３ｃ、２０３ｄを略鉛直方向で支える。これにより、静電チャック及び吸引チャック等の基板固定手段が無くても、前記基板をずり落ちることはなく、固定できる。
【００７６】
第１の仕切り弁２０１を開にした状態で、第１の台車用駆動系１０７を用いて、前記基板２０３を把持している第１のトレイレス基板搬送装置１ａをロード室１００から製膜室２００の基板保持装置２０５の前に移動させる。そして、図１４に示すように、前記基板２０３を把持している第１のトレイレス基板搬送装置１ａと基板保持装置２０５の製膜面２０６を対峙させる。なお、図１４は、符号２０７は触媒ＣＶＤ装置の触媒線（例えば、Ｗ線）である。
前記トレイレス基板搬送装置１ａと前記製膜面２０６を対峙させる場合、製膜室２００の製膜面２０６に平行で、ガイドレール３ａの延伸方向を座標軸として、開閉ネジ軸２１の中心軸の位置と基板保持装置２０５の中間線１０６の位置を合致させる。なお、トレイレス基板搬送装置５０及び基板保持装置２０５は共通の座標系での基準面を有している。
【００７７】
図１４に示す状態において、基板把持プレート５０を、第２の駆動系２０ｅを作動して、基板保持装置２０５側へ移動距離４ｍｍだけ移動させる。移動後の第１のトレイレス基板搬送装置１ａの状態は、図１２（ａ）と同様な状態になる。なお、複数の爪３５の直径は２ｍｍ、長さ１０ｍｍであるので、それぞれの爪３５は第１及び第２の１爪用溝１０７ａ、１０７ｄ、第１、第２、第３及び第４の２爪用溝１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄ、１０７ｅに収納される。
ここで、第１のトレイレス基板搬送装置１ａが、上記図１４に示す状態から図１２（ａ）と同様な状態になる動作を基本動作（ｄ）と呼ぶ。
次に、図１２（ａ）と同様な状態において、第３の駆動系３２ｅを作動して、把持している基板２０３を解放する。そうすると、前記複数の爪３５が図１１（ｂ）と同様な状態になる。即ち、基板２０３は前記複数の爪３５から解放されると、第１及び第２の段差１０３ａ、１０３ｃに支持される。その後、基板保持装置２０５の図示しない基板固定手段を作動して基板２０３を固定する。
次に、前記複数の爪３５が、図１１（ｂ）と同様な状態において、第２の駆動系２０ｅを作動して、複数の爪３５を搭載している基板把持プレート５０を元の位置に移動させる。なお、この状態は、図１１（ａ）と同様である。
ここで、第１のトレイレス基板搬送装置１ａが、上記図１１（ｂ）に示す状態から図１１（ａ）と同様な状態になる動作を基本動作（ｅ）と呼ぶ。
【００７８】
第１のトレイレス基板搬送装置１ａは基板２０３を基板保持装置２０５の製膜面２０６に載置したので、第１の台車用駆動系１０７を用いて、ロード室１００の元に位置に戻る。そして、第１の仕切り弁２０１を閉にする。そして、新たな基板を前記基板移載装置１０１から移載するステップに備える。
なお、上記製膜室２００では、第１のトレイレス基板搬送装置１ａから製膜面２０６に基板２０３を載置された後、所定の製膜条件で製膜を行う。
【００７９】
以上の説明で示したように、本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置によれば、基板２０３をトレイ無しで、ロード室１００から製膜室２００の基板保持装置２０５の製膜面２０６に搬送して載置することが可能である。即ち、トレイレス基板搬送装置を用いたプラズマＣＶＤ装置による製膜、触媒ＣＶＤ装置による製膜及びスパッタリング装置による製膜が可能である。
【００８０】
本発明の第１の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置を用いる製膜装置の構成に関わる特徴は次の通りである。
被製膜基板を搬入するためのロード室と、前記基板に目的の膜を形成する製膜室と、製膜済基板を搬出するためのアンロード室とを備えた製膜装置であって、
前記基板を前記ロード室と前記製膜室を往復移動可能な台車と、前記台車を駆動させる第１の駆動装置と、前記台車に搭載され前記製膜室の基板保持装置の製膜面の法線方向に移動可能な基板把持プレートと、前記台車に固定され前記基板把持プレートを滑り対偶で支持する第１及び第２のガイドシャフトと、前記基板把持プレートを前記製膜面の法線方向で移動させる第２の駆動装置と、前記基板把持プレートに搭載され前記基板を把持し、かつ解放できる複数の爪を有し、かつ、前記製膜面に平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アームと、前記第１の基板把持アームの中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アームの中央部で螺合される開閉ネジ軸と、前記基板把持プレートに固定され、前記第１及び第２の基板把持アームをそれぞれの両端で滑り対偶する第３及び第４のガイドシャフトと、前記開閉ネジ軸を回転させる第３の駆動装置を備え、
前記第３の駆動装置により回転する前記開閉ネジ軸の回転が前記第１の基板把持アームに設けられた前記爪と前記第２の基板把持アームに設けられた前記爪との間を拡縮することにより前記基板の把持及び解放がなされることを特徴とするトレイレス基板搬送装置を用いるとともに、
前記製膜室の基板保持装置の製膜面は、前記基板把持プレートが接近した際に前記基板把持プレートに設けられている前記爪を収納する溝を備え、かつ、静電チャックや吸引チャック等の基板固定手段を備え、前記ロード室で予め前記基板を把持した前記トレイレス基板搬送装置が前記製膜室の基板保持装置の製膜面の前に到達した時、前記基板把持プレートの爪に把持されている前記基板を前記製膜面の方へ移動させ、前記製膜面に設けられている前記溝に前記爪を挿入し、前記基板を前記爪から解放して前記製膜面の前記基板固定手段に受け渡しして、かつ、前記爪が空になった前記基板搬送装置を前記ロード室に戻すことを特徴とする。
【００８１】
以上の説明で示したように、ロード室１００内で第１のトレイレス基板搬送装置１ａに搭載された基板把持アームの複数の爪３５に基板２０３を把持し、前記第１のトレイレス基板搬送装置１ａを製膜室２０５の製膜面２０６の前に移動させ、前記複数の爪３５で把持している前記基板２０３を製膜面２０６に受け渡しした後、前記複数の爪３５を有する基板把持アームを搭載した前記第１のトレイレス基板搬送装置１ａをロード室１００の元の位置に戻す。これにより、従来用いていた基板を保持するための基板トレイが不必要となる。
【００８２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置及び該トレイレス基板搬送装置を用いた製膜室について、図１、図１６及び図１７を用いて説明する。また、図２〜図１５も参照する。
第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、図１ないし図７に示す構造を有するトレイレス基板搬送装置を用いるが、次のことが異なる。第１の実施形態では、トレイレス基板搬送装置の移動経路はロード室１００と製膜室２００の往復移動であるが、第２の実施形態では、アンロード室３００と製膜室２００の往復移動になる。
即ち、前記第１の実施形態では、第１のトレイレス基板搬送装置１ａはロード室１００において基板動載装置１０１に載置の基板２０３を把持し、製膜室２００へ移動して、基板保持装置２０５の製膜面２０６に受け渡しした後、ロード室１００の元の位置に戻るという仕事を行った。第２の実施形態では、第２のトレイレス基板搬送装置１ｂはアンロード室３００から空の状態で製膜室２００へ移動し、基板保持装置２０５の製膜面２０６に載置の製膜済基板２０３を把持し、アンロード室３００の元の位置に戻るという仕事を行う。
なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。また、以下に示す図面は、説明の便宜上、各部材の縮尺が、実際と異なる場合がある。また、各図面間においても、縮尺が、実際と異なる場合がある。
【００８３】
図１６は、本発明の第２の実施形態に係わる第２のトレイレス基板搬送装置がアンロード室に待機している状況を示す斜視図である。
図１７は、本発明の第２の実施形態に係わる第２のトレイレス基板搬送装置がアンロード室から製膜室へ移動して基板保持装置の製膜面に載置されている基板を把持し、アンロード室の元の位置に戻っている状況を示す斜視図である。
【００８４】
図１６において、第２の台車５ｂは、図示しない同台車５ｂに備えられている第２のラック７ｂに螺合している第２、第３及び第４のピニオン６ｂ、６ｃ、６ｄから回転駆動力が伝達され、ラックアンドピニオン方式による直線駆動力への変換により第１及び第２のガイドレール３ａ、３ｂの上を移動する。
前記第２の台車は、前記ロード室１００、前記製膜室２００及び前記アンロード室３００に敷設された同一ラインに直列に並ぶレール３ａ、３ｂと、ラックアンドピニオン方式の前記第２の台車５ｂに設けられた第２のラック７ｂと前記アンロード室３００及び製膜室２００のそれぞれの底面に設けられた第２、第３及び第４のピニオン６ｂ、６ｃ、６ｄと、前記ピニオン６ｂ、６ｃ、６ｄの軸に連結された図示しない軸継ぎ手と、第２、第３及び第４の台車用サーボモータ９ｂ、９ｃ、９ｄと、第２、第３及び第４の台車用エンコーダ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと、第２、第３及び第４の台車用サーボドライバ１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、台車用プログラマブルコントローラ１２で構成される第２の台車用駆動系３０１により、駆動される。
【００８５】
図１６において、第２のトレイレス基板搬送装置１ｂは、前記第１のトレイレス基板搬送装置１ａと同様の構造を有する。
即ち、前記基板２０３を前記アンロード室３００と前記製膜室２００を往復移動可能な第２の台車５ｂと、前記第２の台車５ｂを駆動させる第２の台車用駆動系３０１と、前記第２の台車５ｂに搭載され前記製膜室２００の基板保持装置２０５の製膜面２０６の法線方向に移動可能な第２の基板把持プレート６０と、前記第２の台車に固定され前記第２の基板把持プレート６０を滑り対偶で支持する第１及び第２のガイドシャフト１５ａ、１５ｂと、前記第２の基板把持プレート６０を前記製膜面２０６の法線方向で移動させる第２の駆動装置、即ち、前記台車５ｂに固定された軸受に円筒対偶され、かつ、前記基板把持プレートに螺合されたネジ軸１８と、前記ネジ軸１８に連結された軸継ぎ手と、サーボモータと、エンコーダと、サーボドライバと、プログラマブルコントローラ２０ｄを備えている第２の駆動装置２０ｅと、前記第２の基板把持プレート６０に搭載され前記基板２０３を把持し、かつ解放できる複数の爪３５を有し、かつ、前記製膜面２０６に平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アーム２２ａ、２３ａと、前記第１の基板把持アーム２２ａの中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アーム２３ａの中央部で螺合される開閉ネジ軸２１と、前記基板把持プレート６０に固定され、前記第１及び第２の基板把持アーム２２ａ、２３ａをそれぞれの両端で滑り対偶する第３及び第４のガイドシャフト２５ａ、２５ｂと、前記開閉ネジ軸２１を回転させる第３の駆動装置３２ｅ、即ち、前記開閉ネジ軸２１に連結された軸継ぎ手と、サーボモータと、エンコーダと、サーボドライバと、プログラマブルコントローラ３２ｄとを備えた第３の駆動装置３２ｅと、を備え、前記第３の駆動装置３２ｅにより回転する前記開閉ネジ軸２１の回転が前記第１の基板把持アーム２２ａに設けられた前記爪３５ａと前記第２の基板把持アーム２３ａ
に設けられた前記爪３６ａ、３７ａとの間を拡縮することにより前記基板の把持及び解放を行うことができる。
即ち、第２のトレイレス基板搬送装置１ｂは、アンロード室３００から製膜室２００へ移動し、基板保持装置２０５の製膜面２０６に載置されている製膜済の基板２０３を把持し、アンロード室３００のもとに位置の戻ることができる。
【００８６】
次に、第２のトレイレス基板搬送装置１ｂをアンロード室３００から製膜室２００内に移動し、基板保持装置２０５の製膜面に載置の製膜済基板を受け取り、アンロード室３００搬送する方法について、説明する。
第２のトレイレス基板搬送装置１ｂを製膜室２００に移動し、基板保持装置の製膜面２０６に対峙させる。その状況は、図１１（ａ）に示す第１のトレイレス基板搬送装置１ａと基板移載装置１０１の対峙状況と同様である。第２のトレイレス基板搬送装置１ｂの基板を把持する爪が、前記基本動作（ａ）により、複数の爪用溝１０７ａ、１０７ｄ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄ、１０７ｅへ挿入され、次に、前記基本動作（ｂ）により、製膜済基板２０３を把持する。その後、基本動作（ｃ）により、製膜室２００に侵入した際の初期位置に戻る。その後、第２の台車５ｂを駆動して、アンロード室３００へ戻る。
第２のトレイレス基板搬送装置１ｂが製膜済の基板２０３を把持し、製膜室２００からアンロード室３００に戻った状況を図１７に示す。
【００８７】
以上の説明で示したように、本発明の第２の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置によれば、基板を保持するトレイ無しで、製膜室２００の基板保持装置２０５の製膜面２０６に載置されている基板２０３を把持し、アンロード室３００へ搬送することが可能である。
即ち、トレイレス基板搬送装置を用いたプラズマＣＶＤ装置による製膜、触媒ＣＶＤ装置による製膜及びスパッタリング装置による製膜が可能である。
【００８８】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置及び該トレイレス基板搬送装置を用いた製膜室について、図１８及び図１９を用いて説明する。図１ないし図１７も参照する。
なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。また、以下に示す図面は、説明の便宜上、各部材の縮尺が、実際と異なる場合がある。また、各図面間においても、縮尺が、実際と異なる場合がある。
図１８は、本発明の第３の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置と連携して用いられる２つの製膜面を有する触媒ＣＶＤ装置の製膜室の模式的断面図である。
図１９は、本発明の第３の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構造を示す斜視図である。
【００８９】
プラズマＣＶＤ装置、触媒ＣＶＤ装置及びスパッタ装置等を用いた製品製造の低コスト化及び生産性向上に関する技術には、大別して、３つがある。第１類は、装置全体の配置構成に関するもの、即ちインライン型、マルチチャンバー型あるいは並列配置型等に見られるように製膜室の配置に特徴があるもの、第２類は、基板面積の大きさや製膜速度に特徴があるもの、第３類は、製膜室内に設置可能な基板の枚数に特徴を有するものである。この中での最も効果的、かつ基本的な生産性向上技術は、第２類の基板の大面積化や製膜速度向上に関する技術と、第３類の製膜室に同時に設置可能な基板の枚数（基板の同時処理枚数）の増大に関する技術である。
例えば、図１８に示すように、２つの基板保持装置２０５ａ、２０５ｂを有する触媒ＣＶＤ装置の製膜室は、典型的な事例として知られている。なお、２つの基板保持装置２０５ａ及び２０５ｂは、それぞれに複数の基板載置スペース２０６ａ、２０６ｂ、及び２０６ｃ、２０６ｄを備えている。
ここでは、２つの基板保持装置２０５ａ、２０５ｂを有する触媒ＣＶＤ装置へのトレイレス基板搬送装置への応用を一例として取り上げ、以下説明する。
【００９０】
図１８において、符号２０５ａは触媒ＣＶＤ装置の第１の基板保持装置である。第１の基板保持装置２０５ａは、図９に示される基板移載装置１０１及び図１３に示される基板保持装置２０５と同様の構造を有する。
即ち、基板保持装置２０５ａは、図示しない静電チャック及び吸引チャック等の基板固定手段を備え、基板２０３を保持する。また、基板２０３の温度を所定の温度に設定する図示しない基板加熱ヒータと冷媒を備えている。
なお、この基板加熱ヒータには公知の電気抵抗線方式や熱媒体を循環させる方式等が用いられる。
また、基板保持装置２０５ａは、基板２０３を載置する面（主面と呼ぶ）に第１の段差１０３ａと第２の段差１０３ｂと第１の製膜面２０６ａからなる第１の基板保持スペースを有する。また、その主面に第３の段差１０３ｃと第４の段差１０３ｄと第２の製膜面２０６ｂからなる第２の基板保持スペースを有する。
第１の段差１０３ａ及び第３の段差１０３ｃは、図１８に示すように（図１３と同様）、基板２０３ａ、２０３ｂ、及び基板２０３ｃ、２０３ｄを略鉛直方向で支える。これにより、図示しない静電チャック及び吸引チャック等の基板固定手段が固定動作を停止した際、ずり落ちることはない。
第１、第２、第３及び第４の段差１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄの深さ（第１及び第２の製膜面面２０６ａ、２０６ｂの法線方向）は、基板２０３の厚みと同じ程度で良い。ここでは、０．５ｍｍとする。
基板保持装置２０５ａは、前記基板移載装置１０１及び前記基板保持装置２０５と同様に、第１の１爪用溝１０７ａ、第１の２爪用溝１０７ｂ、第２の２爪用溝１０７ｃ、第２の１爪用溝１０７ｄ、第３の２爪用溝１０７ｅ及び第４の２爪用溝１０７ｆを備えている。
【００９１】
図１８において、符号２０５ｂは触媒ＣＶＤ装置の第２の基板保持装置である。第２の基板保持装置２０５ｂは、上記基板保持装置２０５ａと同様の構造を有する。
符号２０６ａ、２０６ｂは触媒ＣＶＤ装置の第１及び第２の製膜面である。触媒ＣＶＤ装置の第１及び第２の製膜面２０６ａ、２０６ｂは、後述の２製膜面用トレイレス基板搬送装置から基板２０３を受け渡しされ、それを上記基板固定手段と連携して保持する。
符号２０６ｃ、２０６ｄは触媒ＣＶＤ装置の第３及び第４の製膜面である。触媒ＣＶＤ装置の第３及び第４の製膜面２０６ｃ、２０６ｄは、後述の２製膜面用トレイレス基板搬送装置から基板２０３を受け渡しされ、それを上記基板固定手段と連携して保持する。
【００９２】
図１８において、符号２０９は原料ガス供給箱である。原料ガス供給箱２０９は図示しない原料ガス供給手段から原料ガスが供給され、後述の原料ガス噴出孔２１０から噴出する。符号２１０は原料ガス噴出孔である。原料ガス噴出孔２１０は、後述の触媒線２０７ａ、２０７ｂの方へ原料ガスを噴出する。
符号２０７ａ、２０７ｂは、触媒線（例えば、Ｗ線）である。触媒線２０７ａ、２０７ｂは、図示しない電力供給手段から電力が供給され、１４００℃〜１９００℃、例えば１７００℃に加熱される。高熱化した触媒線２０７ａ、２０７ｂは、触媒作用により原料ガス２１０から噴出される原料ガスを分解し、ラジカルを生成する。生成されたラジカルは拡散現象により製膜面２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄの方へ移動し、載置された基板２０３に膜を形成する。
【００９３】
図１８において、触媒線２０７ａと２０７ｂで挟まれる領域をラジカル生成領域と呼ぶ。また、触媒線２０７ａの外側と触媒線２０７ｂの外側の間の距離をＴＤと呼ぶ。
なお、触媒線２０７ａと製膜面２０６ａの間の距離及び触媒線２０７ｂと製膜面２０６ｃの間の距離は、３ｃｍ〜２０ｃｍ、例えば、１０ｃｍとする。
【００９４】
図１９において、符号５ｃは第３の台車である。第３の台車５ｃは、第３及び第４の基板把持プレート７０、８０を搭載している。
第３の台車５ｃは、第１の台車５ａと同様に、第１及び第２の台車ガイドレール３ａ、３ｂ上を、前記ロード室１００と前記製膜室２００に敷設された同一ラインに直列に並ぶレール３ａ、３ｂと、ラックアンドピニオン方式の前記第３の台車５ｃに設けられた図示しない第３のラック７ｃと前記各室の底面に設けられたピニオン６ａ、６ｂ、６ｃと、前記ピニオンの軸に連結された軸継ぎ手と、サーボモータと、エンコーダと、サーボドライバと、プログラマブルコントローラ１２をから成る第３の台車用駆動系１０７により、前記ロード室１００と前記製膜室２００を往復移動できる。その手段は、本発明の第１の実施形態に係わる第１のトレイレス基板搬送装置と同様である。
【００９５】
前記第３の台車５ｃには、前記基板保持装置２０５ａの製膜面２０６ａの法線方向に移動可能な基板把持プレート７０と、前記台車５ｃに固定され前記基板把持プレート７０を滑り対偶で支持する第１及び第２のガイドシャフト１５ａ、１５ｂと、前記基板把持プレート７０を前記製膜面２０６ａの法線方向で移動させる第２の駆動装置２０ｅと、前記基板把持プレート７０に搭載され前記基板２０３を把持し、かつ解放できる複数の爪３５ａ、３６ａ、３７ａ、３５ｃ、３６ｃ、３７ｃを有し、かつ、前記製膜面２０６ａに平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アーム２２ａ、２３ａと、前記第１の基板把持アーム２２ａの中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アーム２３ａの中央部で螺合される開閉ネジ軸２１と、前記基板把持プレート７０に固定され、前記第１及び第２の基板把持アーム２２ａ、２３ａをそれぞれの両端で滑り対偶する第３及び第４のガイドシャフト２５ａ、２５ｂと、前記開閉ネジ軸２１を回転させる第３の駆動装置３２ｅを備え、前記第３の駆動装置３２ｅにより回転する前記開閉ネジ軸２１の回転が前記第１の基板把持アーム２２ａに設けられた前記爪３５ａ、３５ｃと前記第２の基板把持アーム２３ａに設けられた前記爪３６ａ、３７ａ、３６ｃ、３７ｃとの間を拡縮することにより前記基板の把持及び解放がなされることを特徴とする基板の受け渡し手段が搭載されている。
【００９６】
また、図１９に示すように、前記第３の台車５ｃには、前記基板保持装置２０５ｂの製膜面２０６ｃの法線方向に移動可能な第４の基板把持プレート８０と、前記第３の台車５ｃに固定され前記基板把持プレート８０を滑り対偶で支持する第１及び第２のガイドシャフト１５ａ、１５ｂと、前記第４の基板把持プレート８０を前記製膜面２０６ｃの法線方向で移動させる第２の駆動装置２０ｅと、前記基板把持プレート８０に搭載され前記基板２０３を把持し、かつ解放できる複数の爪３５ａ、３６ａ、３７ａ、３５ｃ、３６ｃ、３７ｃを有し、かつ、前記製膜面２０６ｂに平行な方向に移動可能な一対の第１及び第２の基板把持アーム２２ａ、２３ａと、前記第１の基板把持アーム２２ａの中央部で螺合され、かつ、前記第２の基板把持アーム２３ａの中央部で螺合される開閉ネジ軸２１と、前記第４の基板把持プレート８０に固定され、前記第１及び第２の基板把持アーム２２ａ、２３ａをそれぞれの両端で滑り対偶する第３及び第４のガイドシャフト２５ａ、２５ｂと、前記開閉ネジ軸２１を回転させる第３の駆動装置３２ｅを備え、前記第３の駆動装置３２ｅにより回転する前記開閉ネジ軸２１の回転が前記第１の基板把持アーム２２ａに設けられた前記爪３５ａ、３５ｃと前記第２の基板把持アーム２３ａに設けられた前記爪３６ａ、３７ａ、３６ｃ、３７ｃとの間を拡縮することにより前記基板の把持及び解放がなされることを特徴とする基板の受け渡し手段が搭載されている。
【００９７】
図１９において、前記基板把持プレート７０と前記基板把持プレート８０の間の距離ＴＤＬは、図１８に示す触媒線２０７ａの外側と触媒線２０７ｂの外側の間の距離ＴＤよりも広くする。
【００９８】
次に、ロード室１００で基板２０３を受け取り、製膜室２００の基板保持装置２０５ａ、２０５ｂの製膜面２０６ａ、２０６ｂ及び２０６ｃ、２０６ｄに載置する手順を説明する。
先ず、前記基板把持プレート７０と前記基板把持プレート８０を搭載した第３のトレイレス基板搬送装置１ｃをロード室１００の初期位置に待機させる。なお、ロード室１００と製膜室２００の間の第１の真空仕切り弁２０１を閉にして、ロード室１００は大気圧の状態にする。
次に、本発明の第１の実施例の場合と同様に、ロード室１００の図示しない第１及び第３の真空装置用扉を開にして、前記基板移載装置１０１から前記第３のトレイレス基板搬送装置１ｃの前記基板把持プレート７０及び前記基板把持プレート８０のそれぞれの基板把持用爪３５に基板を把持させる。
次に、ロード室１００の図示しない第１及び第３の真空装置用扉を閉にして、ロード室１０内部の圧力を所定に真空度まで低下し、維持する。そして、ロード室１００と製膜室２００の間の第１の真空仕切り弁２０１を開にする。
次に、前記第３の台車５ｃを製膜室２００の所定の位置に移動する。なお、前記トレイレス基板搬送装置１ｃと前記製膜面２０６ａ、２０６ｂを対峙させる場合、第１の実施例及び第２の実施例と同様に、製膜面２０６ａ、２０６ｂ及び２０６ｃ、２０６ｄに、ガイドレール３ａの延伸方向を座標軸として、開閉ネジ軸２１の中心軸の位置と基板保持装置２０５ａ、２０５ｂのそれぞれの中間線１０６ａ、１０６ｂの位置を合致させる。そして、第１の実施例の場合と同様に、基板を把持している爪を第２の駆動系２０ｅを作動して、製膜面２０６ａ及び２０６ｃ側へ移動距離４ｍｍだけ移動させる。
なお、複数の爪の直径は２ｍｍ、長さ１０ｍｍであるので、それぞれの爪は、基板保持装置２０５ａ及び２０５ｂのそれぞれに、第１及び第２の１爪用溝１０７ａ、１０７ｄ、第１、第２、第３及び第４の２爪用溝１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄ、１０７ｅに収納される。
【００９９】
次に、第３の駆動系３２ｅを作動して、把持している基板２０３を解放する。基板２０３は前記複数の爪から解放されると、前記製膜面２０６ａ、２０６ｂ及び２０６ｃ、２０６ｄのそれぞれの第１及び第２の段差１０３ａ、１０３ｃに支持される。その後、基板保持装置２０５ａ、２０５ｂの図示しない基板固定手段を作動して基板２０３を固定する。
第３のトレイレス基板搬送装置１ｃは、基板２０３を基板保持装置２０５ａ、２０５ｂの製膜面２０６ａ、２０６ｂ及び２０６ｃ、２０６ｄに載置したので、ロード室１００の元に位置に戻る。そして、第１の仕切り弁２０１を閉にする。そして、新たな基板を前記基板移載装置１０１から移載するステップに備える
【０１００】
以上の説明で示したように、本発明の第３の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置によれば、基板を保持するトレイ無しで、ロード室１００から製膜室２００の基板保持装置２０５の製膜面２０６へ搬送し、載置して、ロード室１００へ戻ってくることが可能である。
即ち、本発明によれば、トレイレス基板搬送装置を用いたプラズマＣＶＤ装置による製膜、触媒ＣＶＤ装置による製膜及びスパッタリング装置による製膜が可能である。
【０１０１】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置及び該トレイレス基板搬送装置を用いた製膜室について、図２０を用いて説明する。図１ないし図１９も参照する。
なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。また、以下に示す図面は、説明の便宜上、各部材の縮尺が、実際と異なる場合がある。また、各図面間においても、縮尺が、実際と異なる場合がある。
図２０は、本発明の第３の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置と連携して用いられる製膜室の基板保持装置の模擬的斜視図である。
【０１０２】
図２０において、符号１０９ａはトレイレス基板搬送装置の第１の爪３５ａ用の長穴型窪みである。第１の爪３５ａ用の長穴型窪み１０９ａは、第１、第２及び第３のトレイレス基板搬送装置１ａ、１ｂ、１ｃが基板保持装置２０５と基板２０３の受け渡しをする際に、前記爪３５ａを収納する窪みである。第１の爪３５ａ用の長穴型窪み１０９ａは、第１、第２及び第３の実施例での溝１０７ａと同様に用いられる。
【０１０３】
図２０において、符号１０９ｂはトレイレス基板搬送装置の第１の爪３６ａ用の長穴型窪みである。第２の爪３６ａ用の長穴型窪み１０９ｂは、第１、第２及び第３のトレイレス基板搬送装置１ａ、１ｂ、１ｃが基板保持装置２０５と基板２０３の受け渡しをする際に、前記爪３６ａを収納する窪みである。第２の爪３６ａ用の長穴型窪み１０９ｂは、第１、第２及び第３の実施例での溝１０７ｂと同様に用いられる。
【０１０４】
図２０において、符号１０９ｃはトレイレス基板搬送装置の第３の爪３７ａ用の長穴型窪みである。第３の爪３７ａ用の長穴型窪み１０９ｃは、第１、第２及び第３のトレイレス基板搬送装置１ａ、１ｂ、１ｃが基板保持装置２０５と基板２０３の受け渡しをする際に、前記爪３７ａを収納する窪みである。第３の爪３７ａ用の長穴型窪み１０９ｃは、第１、第２及び第３の実施例での溝１０７ｃと同様に用いられる。
【０１０５】
図２０において、符号１０９ｃ、１０９ｄ、１０９ｅ、１０９ｆ、１０９ｇ、１０９ｈ、１０９ｉ、１０９ｊ、１０９ｋ、１０９ｌは、トレイレス基板搬送装置の第４、第５、第６、第７、第８、第９、第１０、第１１及び第１２の爪用の長穴型窪みである。これら前記長穴型窪み１０９ｃ、１０９ｄ、１０９ｅ、１０９ｆ、１０９ｇ、１０９ｈ、１０９ｉ、１０９ｊ、１０９ｋ、１０９ｌは、第１、第２及び第３のトレイレス基板搬送装置１ａ、１ｂ、１ｃが基板保持装置２０５と基板２０３の受け渡しをする際に、それぞれ前記爪３５ｂ、３６ｂ、３７ｂ、３５ｃ、３６ｃ、３７ｃ、３５ｄ、３６ｄ、３７ｄを収納する窪みである。前記長穴型窪み１０９ｃ、１０９ｄ、１０９ｅ、１０９ｆ、１０９ｇ、１０９ｈ、１０９ｉ、１０９ｊ、１０９ｋ、１０９ｌは、第１、第２及び第３の実施例での溝１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃと同様に用いられる。
【０１０６】
本発明の第４の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置及び該トレイレス基板搬送装置を用いた製膜室は、前記製膜室２００の基板保持装置２０５の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９、第１０、第１１及び第１２の爪用の長穴型窪み１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄ、１０９ｅ、１０９ｆ、１０９ｇ、１０９ｈ、１０９ｉ、１０９ｊ、１０９ｋ、１０９ｌを用いて、前記第１、第２あるいは第３の実施例でもちいたトレイレス基板搬送装置と組み合わせて用いる。
【０１０７】
本発明の第４の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置及び該トレイレス基板搬送装置を用いた製膜室の場合、第１、第２及び第３の実施例場合に比べて、基板保持装置の製作費が安くなるというメリットがある。また、プラズマＣＶＤ装置及びスパッタ装置への応用において、前記溝（第１〜第３の実施例）に比べて第４の実施例の前記長穴型窪みの方がプラズマ生成のため電極間電界の分布に与える影響が少ないというメリットがある。
【０１０８】
以上の説明で示したように、本発明の第４の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置及び製膜室によれば、基板を保持するトレイ無しで、ロード室１００から製膜室２００の基板保持装置２０５の製膜面２０６へ搬送し、載置して、そして、ロード室１００へ戻ってくることが可能である。
即ち、本発明によれば、トレイレス基板搬送装置を用いたプラズマＣＶＤ装置による製膜、触媒ＣＶＤ装置による製膜及びスパッタリング装置による製膜が可能である。
【０１０９】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置及び該トレイレス基板搬送装置を用いた製膜室について、図２１を用いて説明する。図１ないし図２０も参照する。
なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。また、以下に示す図面は、説明の便宜上、各部材の縮尺が、実際と異なる場合がある。また、各図面間においても、縮尺が、実際と異なる場合がある。
図２１は、本発明の第５の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置の構成を示す正面図である。
【０１１０】
周知の通り、プラズマＣＶＤ装置、触媒ＣＶＤ装置及びスパッタ装置等を用いた製品製造の低コスト化及び生産性向上に関する技術に関し、製膜室に同時に設置可能な基板の枚数（基板の同時処理枚数）を増大することは、効果的であり、かつ、実用的な技術である。 
本発明の第１ないし第３の実施例においても、製膜室の基板保持装置２０５の製膜面２０６に載置する基板の枚数を増大することは、低コスト化及び生産性向上に関する視点から重要である。
【０１１１】
上記本発明の第１ないし第３の実施例では、第１ないし第３のトレイレス基板搬送装置１ａ、１ｂ、１ｃにおいて、搬送する基板の枚数を、説明の便宜上４枚として説明している。
しかしながら、本発明のトレイレス基板搬送装置１ａ、１ｂ、１ｃは基板の枚数を制限する構造上の欠点は有しない。即ち、本発明のトレイレス基板搬送装置１ａ、１ｂ、１ｃを応用する際、搬送する基板の枚数を増大させるニーズに対応するには、次の事項を考慮すればよい。
（い）例えば、図３及び図５に示される１爪基板把持アーム２２ａ及び２爪基板把持アーム２３ａの本数を増やすこと、
（ろ）例えば、図３及び図５に示される１爪基板把持アーム２２ａ及び２爪基板把持アーム２３ａの長さを伸ばすこと、
（は）例えば、図３及び図５に示される開閉ネジ軸２１（１本のネジ軸に右ネジと左ネジの両方が設けられる）の長さを伸ばすこと
（ほ）開閉ネジ軸２１において、対を成す右ネジ螺合領域と左ネジ螺合領域の対の個数を増やすこと、
（へ）例えば、図３及び図５に示される爪３５ａ、３６ａ、３７ａの個数を増やすこと。
【０１１２】
具体例として、例えば、基板の個数７０枚を搬送する第５のトレイレス基板搬送装置９０の構成を示す。
図２１において、１爪基板把持アーム２２ａ及び２爪基板把持アーム２３ａの本数は、それぞれ、７本である。符号２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇは１爪基板把持アームである。符号は、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇは２爪基板把持アームである。
図２１において、符号２１は、開閉ネジ軸である。開閉ネジ軸２１は、７対の右ネジ螺合領域と左ネジ螺合領域を有する。
図２１において、爪３５の個数は、基板１枚当たり３個であり、７０個／枚ｘ３個＝２１０個である。
【０１１３】
以上の説明で示したように、本発明の第５の実施形態に係わるトレイレス基板搬送装置によれば、基板２０３を７０枚、把持し、搬送可能である。即ち、基板を保持するトレイ無しで、ロード室１００から製膜室２００の基板保持装置２０５の製膜面２０６へ搬送し、載置して、そして、ロード室１００へ戻ってくることが可能である。
本発明によれば、多数の基板を対象に、トレイレス基板搬送装置を用いたプラズマＣＶＤ装置による製膜、触媒ＣＶＤ装置による製膜及びスパッタリング装置による製膜が可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１００・・・ロード室、
２００・・・製膜室、
３００・・・アンロード室、
５ａ・・・第１の台車、
５０・・・第１の基板把持プレート、
１８・・・ネジ軸、
２１・・・開閉ネジ軸、
２２ａ・・・第１の１爪基板把持アーム、
２３ａ・・・第１の２爪基板把持アーム、
２２ｂ・・・第２の１爪基板把持アーム、
２３ｂ・・・第２の２爪基板把持アーム、
１５ａ・・・第１のガイドシャフト、
１５ｂ・・・第２のガイドシャフト、
２５ａ・・・第３のガイドシャフト、
２５ｂ・・・第４のガイドシャフト、
３２ａ・・・第３のサーボモータ、
３５・・・爪、
３５ａ・・・第１の爪、
３６ａ・・・第２の爪、
３７ａ・・・第３の爪、
２７ａ・・・第１の右ネジ、
２９ａ・・・第１の左ネジ、
１０７ａ・・・第１の１爪用溝、
１０７ｂ・・・第１の２爪用溝、
１０７ｃ・・・第２の２爪用溝、
１０７ｄ・・・第２の１爪用溝、
１０７ｅ・・・第３の２爪用溝、
１０７ｆ・・・第４の２爪用溝、
１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄ、１０９ｅ、１０９ｆ、１０９ｇ、１０９ｈ、１０９ｉ、１０９ｊ、１０９ｋ、１０９ｌ・・・長穴型窪み、
２０３・・・基板、
２０５・・・基板保持装置、
２０６ａ、２０６ｂ・・・製膜面、
２０７・・・触媒線。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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