(57)【要約】【要  約】  【課題】絶縁性基板を吸着した状態で搬送できる基板搬送装置を提供する。  【解決手段】基板搬送装置２０の腕部２２に、幅４ｍｍ、間隔２ｍｍ以下の電極を有する吸着装置２３を取り付ける。大きなグラディエント力が得られるので、絶縁性基板１１を吸着できる。その場合、絶縁性基板１１をつり下げた状態にしたり、立てた状態で搬送することができる。【選択図】図１
2008205508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能に構成された腕部と、
前記腕部に設けられ、腕部の移動によって移動可能に構成された吸着装置とを有する基板搬送装置であって、
前記吸着装置には、幅４ｍｍ以下であって、間隔２ｍｍ以下の第１、第２の電極が設けられ、
前記吸着装置は、前記第１、第２の電極間に電圧を印加した状態で移動できるように構成された基板搬送装置。
【請求項２】
前記第１、第２の電極表面には誘電体層が配置され、前記吸着装置表面に基板を密着させたときに、前記第１、第２の電極と前記基板とに間には誘電体層が存するように構成された請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項３】
前記第１、第２の電極表面は露出され、前記吸着装置に基板を密着させたときに、前記第１、第２の電極と前記基板とは接触するように構成された請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項４】
前記第１、第２の電極間には突部が設けられ、前記吸着装置に基板を密着させたときに、前記基板は前記突部に当接され、前記基板と前記第１、第２の電極間には隙間が形成されるように構成された請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項５】
前記吸着装置を複数有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の基板搬送装置であって、前記各吸着装置表面は略同じ高さにされ、前記各吸着装置のうちの所望のものに電圧を供給できるように構成された基板搬送装置。
【請求項６】
電源を有し、該電源により、少なくとも前記第１、第２の電極間に１．０×１０6Ｖ／ｍ以上の電界を形成できるように構成された請求項１乃至請求項５のいずれか１記載の基板搬送装置。
【請求項７】
真空槽と、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の基板搬送装置を有し、
前記基板搬送装置の前記吸着装置上に絶縁性基板を吸着した状態で、前記絶縁性基板を前記真空槽に搬入又は搬出できるように構成された真空処理装置。
【請求項８】
真空槽と、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の基板搬送装置を有し、
前記真空槽内には少なくとも前記吸着装置が配置され、前記真空槽内を真空雰囲気にして、絶縁性基板を前記吸着装置に吸着させ、前記真空槽内で前記絶縁性基板を吊り下げられるように構成された真空処理装置。
【請求項９】
前記吊り下げられた絶縁性基板の下方に他の基板が配置され、前記吊り下げられた絶縁性基板と前記他の基板との相対的な位置合わせができるように構成された請求項８記載の真空処理装置。
【請求項１０】
移動可能に構成された腕部と、
前記腕部に設けられ、前記腕部の移動によって移動するように構成された吸着装置とを有する基板搬送装置であって、
前記吸着装置には、幅４ｍｍ以下であって、間隔２ｍｍ以下の第１、第２の電極が設けられ、
前記第１、第２の電極には、前記第１、第２の電極間に少なくとも１．０×１０6Ｖ／ｍ以上の電界を形成できる電源が接続され、
前記第１、第２の電極は、前記吸着装置の下方を向いた吸着面に設けられ、前記電源によって前記第１、第２の電極間に電圧を印加し、真空雰囲気中で前記吸着面に絶縁基板を吸着して前記絶縁基板を吊り下げながら前記吸着装置を移動できるように構成された基板搬送装置。
【請求項１１】
前記第１、第２の電極の表面には誘電体層が配置され、前記吸着面に前記絶縁基板を吸着したときに、前記絶縁基板は前記誘電体層に接触するように構成された請求項１０記載の基板搬送装置。
【請求項１２】
前記第１、第２の電極の表面は露出され、前記吸着面に前記絶縁基板を吸着したときに、前記絶縁基板は前記第１、第２の電極に接触するように構成された請求項１０記載の基板搬送装置。
【請求項１３】
前記第１、第２の電極間には突部が設けられ、前記吸着面に前記絶縁基板を吸着したときに、前記絶縁基板は前記突部に当接され、前記絶縁基板と前記第１、第２の電極間には隙間が形成されるように構成された請求項１０記載の基板搬送装置。
【請求項１４】
前記腕部に前記吸着装置が複数設けられ、前記各吸着装置の前記吸着面は同じ高さにされ、前記各吸着装置によって一枚の前記絶縁基板を吸着できるように構成された請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項記載の基板搬送装置。
【請求項１５】
複数の前記吸着装置のうち、所望の前記吸着装置に電圧を供給できるように構成された請求項１４記載の基板搬送装置。
【請求項１６】
真空槽と、請求項１０乃至請求項１５のいずれか１項記載の基板搬送装置を有し、
前記基板搬送装置で前記絶縁基板を吸着して吊り下げて、前記絶縁基板を前記真空槽に搬入と搬出ができるように構成された真空処理装置。
【請求項１７】
真空槽と請求項１０乃至請求項１５のいずれか１項記載の基板搬送装置を有し、
前記真空槽内には前記吸着装置が配置され、
前記真空槽内で前記絶縁基板を前記吸着装置に吸着させて移動させ、
前記吸着された前記絶縁基板と、該絶縁基板の下方に配置された他の基板との間の位置合わせができるように構成された真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板搬送装置にかかり、特に、絶縁性の基板を吸着した状態で搬送できる基板搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、真空装置内への基板の搬出入には基板搬送ロボットが用いられている。
図１０(ａ)の符号１１０は、真空処理装置(スパッタリング装置)であり、真空槽１１２と基板搬送装置１２０を有している。真空槽１１２内の天井側にはカソード電極１１３が配置されており、底壁側には基板吸着装置１１４が配置されている。
【０００３】
基板搬送装置１２０は、駆動装置１２１と、該駆動装置１２１に取り付けられた腕部１２２と、該腕部１２２の先端に取り付けられた載置部１２３とを有している。
【０００４】
真空槽１１２内に基板を搬入する際には、載置部１２３上に基板１１１を乗せ、腕部１２２を水平移動させ、基板１１１を基板吸着装置１１４上に静止させる。
【０００５】
次いで、真空槽１１２底部に配置された昇降機構１０６を動作させ、基板１１１を載置部１２３上から基板吸着装置１１４上に移し替える。
【０００６】
基板吸着装置１１４は、図１１に示すように、誘電体１３０内に２枚の電極１３１1、１３１2が配置されており、その電極１３１1、１３１2間に正負の電圧を印加すると、基板１１１が電極となり、基板１１１と電極１３１1、１３１2間にそれぞれコンデンサ１３２1、１３２2が形成される。このコンデンサ１３２1、１３２2の電極間に静電吸着力が生じ、それによって基板１１１が誘電体１３０表面に静電吸着される。図１０(ｂ)はその状態を示している。
【０００７】
図１０(ｂ)の状態から、腕部１２２及び載置部１２３を真空槽１１２から抜き出し、真空槽１１２を密閉し、スパッタリングガスを導入し、カソード電極１１３に配置されたターゲットのスパッタリングを行う。
【０００８】
上記のように、基板１１１を基板搬送装置１２０の載置部１２３上に乗せて搬送する場合、基板１１１は載置部１２３の窪み上に置かれている。高速に移動させたい場合には、載置部１２３上に機械的にクランプしたり、載置部１２３に、上記のような基板吸着装置を配置し、静電吸着しながら基板１１１を搬送する必要がある。
【０００９】
しかしながら液晶ディスプレイ用の大型ガラス基板の場合には、基板が絶縁性物質で構成されているため、電極との間にコンデンサが形成されず、上記符号１１４のような基板吸着装置を応用した基板搬送装置を用いることはできない。
【００１０】
従って、従来技術の基板搬送装置では、ガラス基板を機械的にクランプして搬送しているが、基板のエッジ部分が破損する場合があり、歩留まりを低下させる原因になっている。
【特許文献１】特開平０２−２８８３５２号公報
【特許文献２】特開平０６−０６１３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記従来技術の課題を解決するために創作されたものであり、その目的は、絶縁性の基板を吸着しながら搬送できる基板搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
基板を従来技術の吸着装置上に配置した場合、電極と基板との間には誘電体層が存するため、基板と電極とは誘電体層を間に挟んだコンデンサーを形成する。従って、基板と電極の間に電圧が印加されると、電極と基板には互いに逆極性の電荷が生じ、両者の間にクーロン力が発現され、基板が吸着装置に吸着される。
【００１３】
一般的には、静電吸着力Ｆは、下記式で表される。
Ｆ ＝ １／２・ａ・(Ｖ／ｄ)2 
ａは誘電率に依存する定数、Ｖは電圧、ｄは誘電層の厚み(電極間距離)である。
【００１４】
誘電体には、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＳｉＣ、サイアロン、ダイヤモンド、ポリイミド、シリコーンゴム等の高い誘電率を持った材料が使用されている。
【００１５】
上式は、誘電分極現象のみを考慮した吸着力であり、得られる吸着力は非常に小さい。そこで従来より、誘電層の抵抗率を１０8から１０12Ω・ｃｍ程度にし、基板と電極間に微小なリーク電流を生じさせ、ジョンセン・ラーベック効果による大きな吸着力を得ていた。
【００１６】
ガラス基板の場合、その純度を調整し、リーク電流を流すことは可能であるが、液晶表示装置等に用いられるガラス基板には不純物の極めて少ない高純度なものが要求されるため、リーク電流が流れず、ジョンセン・ラーベック効果は得られない。
【００１７】
また、ジョンセン・ラーベック効果は抵抗率に依存しているから、基板温度が変化すると吸着力も変化してしまう。特に、近年では、基板温度は数１００度の高温から−１００℃付近の低温まで変化するから、ジョンセン・ラーベック効果による吸着力は不安定になりやすい。
【００１８】
そこで本発明の発明者等は、グラディエント力に着目し、本発明を完成するに至ったのである。グラディエント力とは、不均一電場中の誘電体に作用する力であり、不均一な電場Ｅ中に分極率αの誘電体を置いたとき、その誘電体には、単位体積当たり次式で表されるグラディエント力が働く。
【００１９】
ｆ ＝ １／２・α・ｇｒａｄ(Ｅ2)
従って、ガラス基板等の誘電体に対し、ｇｒａｄ(Ｅ2)が大きくなるように電極を配置すればよい。従来技術の電極を用いた場合と、本発明の電極を用いた場合の吸着力の比較結果を下記表に示す。
【００２０】
【表１】
2008205508.tif 000003
【００２１】
本発明の電極…電極幅４ｍｍ、電極間距離１ｍｍ
従来技術の電極…電極幅８ｍｍ、電極間距離２ｍｍ
誘電体層…Ａｌ2Ｏ3 
誘電体層の体積抵抗率…１０12Ω・ｃｍ
誘電体層厚み……５００μｍ
基板材質…ソーダライムガラス
基板の大きさ…１００×１００×５ｍｍ
基板の体積抵抗率…１０17Ω・ｃｍ(常温)
上記表１から分かるように、本発明に用いられる電極は、従来技術の電極に比べ、１．５倍の吸着力が得られている。
【００２２】
また、ガラスの比重を３ｇ／ｃｍ3とすると、実験に用いた基板の荷重は１５０ｇであるが、本発明に用いた電極の吸着力は、印加電圧を±５ｋＶとした場合(電極間の電圧は１０ｋＶ)、基板換算で４５ｋｇｆ以上であるから、実験に用いた基板の厚み以上の厚みの基板を吊り下げた状態で吸着することも可能なことが分かる。
【００２３】
本発明は以上の知見に基づいて創作された者であり、その請求項１記載された発明は、移動可能に構成された腕部と、前記腕部に設けられ、腕部の移動によって移動可能に構成された吸着装置とを有する基板搬送装置であって、前記吸着装置には、幅４ｍｍ以下であって、間隔２ｍｍ以下の第１、第２の電極が設けられ、前記吸着装置は、前記第１、第２の電極間に電圧を印加した状態で移動できるように構成された基板搬送装置である。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の基板搬送装置であって、前記第１、第２の電極表面には誘電体層が配置され、前記吸着装置表面に基板を密着させたときに、前記第１、第２の電極と前記基板とに間には誘電体層が存するように構成された基板搬送装置である。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の基板搬送装置であって、前記第１、第２の電極表面は露出され、前記吸着装置に基板を密着させたときに、前記第１、第２の電極と前記基板とは接触するように構成された基板搬送装置である。
請求項４記載の発明は、請求項１記載の基板搬送装置であって、前記第１、第２の電極間には突部が設けられ、前記吸着装置に基板を密着させたときに、前記基板は前記突部に当接され、前記基板と前記第１、第２の電極間には隙間が形成されるように構成された基板搬送装置である。
請求項５記載の発明は、前記吸着装置を複数有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の基板搬送装置であって、前記各吸着装置表面は略同じ高さにされ、前記各吸着装置のうちの所望のものに電圧を供給できるように構成された基板搬送装置である。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１記載の基板搬送装置であって、電源を有し、該電源により、少なくとも前記第１、第２の電極間に１．０×１０6Ｖ／ｍ以上の電界を形成できるように構成された基板搬送装置である。
請求項７記載の発明は、真空槽と、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の基板搬送装置を有し、前記基板搬送装置の前記吸着装置上に絶縁性基板を吸着した状態で、前記絶縁性基板を前記真空槽に搬入又は搬出できるように構成された真空処理装置である。
請求項８記載の発明は、真空槽と、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の基板搬送装置を有し、前記真空槽内には少なくとも前記吸着装置が配置され、前記真空槽内を真空雰囲気にして、絶縁性基板を前記吸着装置に吸着させ、前記真空槽内で前記絶縁性基板を吊り下げられるように構成された真空処理装置である。
請求項９記載の発明は、請求項８記載の真空処理装置であって、前記吊り下げられた絶縁性基板の下方に他の基板が配置され、前記吊り下げられた絶縁性基板と前記他の基板との相対的な位置合わせができるように構成された真空処理装置である。
請求項１０記載の発明は、移動可能に構成された腕部と、前記腕部に設けられ、前記腕部の移動によって移動するように構成された吸着装置とを有する基板搬送装置であって、前記吸着装置には、幅４ｍｍ以下であって、間隔２ｍｍ以下の第１、第２の電極が設けられ、前記第１、第２の電極には、前記第１、第２の電極間に少なくとも１．０×１０6Ｖ／ｍ以上の電界を形成できる電源が接続され、前記第１、第２の電極は、前記吸着装置の下方を向いた吸着面に設けられ、前記電源によって前記第１、第２の電極間に電圧を印加し、真空雰囲気中で前記吸着面に絶縁基板を吸着して前記絶縁基板を吊り下げながら前記吸着装置を移動できるように構成された基板搬送装置である。
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の基板搬送装置であって、前記第１、第２の電極の表面には誘電体層が配置され、前記吸着面に前記絶縁基板を吸着したときに、前記絶縁基板は前記誘電体層に接触するように構成された基板搬送装置である。
請求項１２記載の発明は、請求項１０記載の基板搬送装置であって、前記第１、第２の電極の表面は露出され、前記吸着面に前記絶縁基板を吸着したときに、前記絶縁基板は前記第１、第２の電極に接触するように構成された基板搬送装置である。
請求項１３記載の発明は、請求項１０記載の基板搬送装置であって、前記第１、第２の電極間には突部が設けられ、前記吸着面に前記絶縁基板を吸着したときに、前記絶縁基板は前記突部に当接され、前記絶縁基板と前記第１、第２の電極間には隙間が形成されるように構成された基板搬送装置である。
請求項１４記載の発明は、請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項記載の基板搬送装置であって、前記腕部に前記吸着装置が複数設けられ、前記各吸着装置の前記吸着面は同じ高さにされ、前記各吸着装置によって一枚の前記絶縁基板を吸着できるように構成された基板搬送装置である。
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の基板搬送装置であって、複数の前記吸着装置のうち、所望の前記吸着装置に電圧を供給できるように構成された基板搬送装置である。
請求項１６記載の発明は、真空槽と、請求項１０乃至請求項１５のいずれか１項記載の基板搬送装置を有し、前記基板搬送装置で前記絶縁基板を吸着して吊り下げて、前記絶縁基板を前記真空槽に搬入と搬出ができるように構成された真空処理装置である。
請求項１７記載の発明は、真空槽と請求項１０乃至請求項１５のいずれか１項記載の基板搬送装置を有し、前記真空槽内には前記吸着装置が配置され、前記真空槽内で前記絶縁基板を前記吸着装置に吸着させて移動させ、前記吸着された前記絶縁基板と、該絶縁基板の下方に配置された他の基板との間の位置合わせができるように構成された真空処理装置である。
【００２４】
なお、本発明に用いる第１、第２の電極を配置する誘電体は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化珪素、サイアロン、ダイヤモンド、ポリイミド、シリコーンゴム等の材料を用いることができる。
【００２５】
また、真空槽や搬送室の電位を接地電位とした場合、第１、第２の電極の一方には正電圧を印加し、他方には負電圧を印加するように構成するとよい。または第１、第２の電極の一方に、正電圧又は負電圧のいずれか一方の電圧を印加し、他方の電極を接地電位にしてもよい。
【００２６】
その場合に、第１、第２の電極間の電場が１．０×１０6Ｖ／ｍ以上になるようにすると、実用上問題のない大きさの絶縁性基板を吸着できることが実験で確認されている。特に、絶縁性基板を起立させたり、吊り下げた状態にする際には、印加電圧を大きくし、形成する電場を大きくすると安全性が向上し、基板が倒れたり落下したりする危険を避けることができる。
【発明の効果】
【００２７】
真空雰囲気中で絶縁性基板を吸着した状態で搬送することができる。
特に、絶縁性基板を起立姿勢にしたり、吊り下げた状態で搬送できるので、種々のプロセスに対応することができる。
また、絶縁性基板を真空雰囲気中で位置合わせができるので、真空処理した基板と基板を真空雰囲気中で貼り合わせて密封すると、成膜面を大気中に取り出さないでディスプレイ用のパネルを封止することができる。
更に、複数の吸着装置を用いた場合には、小型の吸着装置を複数個配置して大型の絶縁性基板を吸着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の基板搬送装置を図面を用いて説明する。
図１を参照し、符号１０は本発明の一例の真空処理装置であり、符号２０は、本発明の一例の基板搬送装置を示している。
【００２９】
真空処理装置１０は、真空槽１２と搬送室１５とを有しており、真空槽１２の天井側にはカソード電極１３が配置されており、底壁には載置台１４が配置されている。
【００３０】
搬送室１５内には、上述の基板搬送装置２０が配置されている。この基板搬送装置２０は、駆動装置２１と、腕部２２と、吸着装置２３とを有している。
【００３１】
駆動装置２１内には、図示しないモータが配置されており、腕部２２の一端は、このモータに接続されており、水平面内での伸縮移動と垂直方向への移動ができるように構成されている。
【００３２】
吸着装置２３は、腕部２２の他端に設けられており、腕部の移動に伴って、水平方向と垂直方向に移動できるように構成されている。
【００３３】
この吸着装置２３の断面図を図２(ａ)に示す。この吸着装置２３は、金属板２４と、該金属板２４上に配置された誘電体２５を有している。この誘電体はＡｌ2Ｏ3を主成分とするセラミックス製であり、その内部に第１、第２の電極２７1、２７2が埋め込まれている。
【００３４】
第１、第２の電極２７1、２７2の平面図を同図(ｂ)に示す。第１、第２の電極２７1、２７2は櫛状に成形されており、その歯の部分が互いに噛み合うように配置されている。同図(ａ)は同図(ｂ)のＡ−Ａ線断面図に相当する。第１、第２の電極２７1、２７2の幅は４ｍｍ、電極間の間隔は１ｍｍである。
【００３５】
第１、第２の電極２７1、２７2の表面には、誘電体２５によって構成された厚さ５００μｍ以下(例えば４００μｍ)の誘電体層２６が配置されている。
【００３６】
真空槽１２及び搬送室１５の外部には、スパッタ電源１６と、吸着電源１７と、コンピュータ１８とが配置されている。カソード電極１３はスパッタ電源１６に接続されており、第１、第２の電極２７1、２７2は吸着電源１７に接続されている。
【００３７】
搬送室１５には、図示しない搬出入室が接続されており、スパッタリング作業を行う場合には、搬出入室内に成膜対象の絶縁性基板を配置し、真空槽１２と、搬送室１５と、搬出入室とを真空雰囲気にしておく。
【００３８】
スパッタ電源１６と吸着電源１７とは、コンピュータ１８に接続されており、先ず、コンピュータ１８によって基板搬送装置２０を動作させ、搬出入室内に配置された絶縁性基板を吸着装置２３上に乗せる。
【００３９】
次いで、吸着電源１７を起動し、第１、第２の電極２７1、２７2間に所定の大きさの電圧を印加する。
【００４０】
真空槽１２と搬送室１５は、接地電位に接続されており、接地電位に対し、第１、第２の電極２７１の一方には正電圧を印加し、他方には負電圧を印加し、絶縁性基板内部に１．０×１０6Ｖ／ｃｍ以上の電場を形成すると、絶縁性基板は誘電体層２６表面に吸着される。
【００４１】
図３は、その状態を模式的に示した図である。符号１１は、吸着装置２３上に配置された絶縁性基板(ここではガラス基板)を示しており、符号Ｅは電場を示している。また、符号ｆは絶縁性基板１１に働くグラディエント力の方向を示している。
【００４２】
その状態で腕部２２を伸縮させ、絶縁性基板１１を搬出入室内から取り出し、真空槽１２内に搬入する。その際、絶縁性基板１１は吸着装置２３表面に強く密着されているので、吸着装置２０を高速移動させても、絶縁性基板１１は吸着装置２０上から脱落することが無い。また、絶縁性基板１１は機械的にクランプされているのではないため、クランプによってダストが発生したり、端部が欠けたりすることはない。
【００４３】
図１は、絶縁性基板１１が載置台１４上に静止された状態を示している。
この状態で第１、第２の電極２７1、２７2への電圧印加を停止し、絶縁性基板１１への吸着を解除した後、吸着装置２３を降下させ、絶縁性基板１１を載置台１４上に移し替える。
【００４４】
次いで、吸着装置２３及び腕部２２を真空槽１２内から抜き出し、真空槽１２と搬送室１５の間を閉じ、真空槽１２を密閉した状態でアルゴンガスを導入する。
【００４５】
真空槽１２内が所定圧力で安定したところで、コンピュータ１８によってスパッタ電源１６を起動し、カソード電極１３に電圧を印加し、カソード電極１３に配置されたターゲットをスパッタリングすると、絶縁性基板１１の成膜面１０(絶縁性基板１１の表面)に金属薄膜等の薄膜を形成することができる。
【００４６】
上記の吸着装置２３では、第１、第２の電極２７1、２７2表面に、誘電体層２６が配置されていたが、図４(ａ)の吸着装置３１では、第１、第２の電極２７1、２７2が誘電体２５表面に露出した構造となっている。また、同図(ｂ)の吸着装置３２では、第１、第２の電極２７1、２７2の底面部分が誘電体２５表面に食い込んだ構造となっている。
【００４７】
このような吸着装置３１、３２上に絶縁性基板１１を配置した場合には、絶縁性基板１１は第１、第２の電極２７1、２７2と直接接触し、絶縁性基板１１が第１、第２の電極２７1、２７2に非常に近接しているので、大きなグラディエント力を得ることができる。この場合、絶縁性基板１１には電流は流れないので、第１、第２の電極２７1、２７2間が短絡することはない。
【００４８】
次に、同図(ｃ)の吸着装置３３は、第１、第２の電極２７1、２７2の表面が、誘電体２５表面と同一高さに形成された構造になっている。この吸着装置３３上に絶縁性基板１１を配置した場合には、絶縁性基板１１裏面は第１、第２の電極２７1、２７2と誘電体２５表面に接触する。
【００４９】
同図(ｄ)の吸着装置３４は、誘電体２５表面に形成された溝２８内に第１、第２の電極２７1、２７2が配置された構造となっている。第１、第２の電極２７1、２７2の表面は、誘電体２５表面よりもひくく、溝２８の奥まった部分に位置されており、結局、、第１、第２の電極２７1、２７2間には、誘電体２５を構成する物質から成る突部２９が配置された構造になっている。
【００５０】
突部２９の先端部分は同じ高さになっているから、この吸着装置３４上に絶縁性基板１１を配置した場合には、絶縁性基板１１裏面は突部２９先端に当接され、第１、第２の電極２７1、２７2の間には隙間が形成されることになる。
【００５１】
以上の図４(ａ)〜(ｄ)に示した吸着装置３１〜３４を腕部２２の先端に取り付けた基板搬送装置も本発明に含まれる。
【００５２】
更に、第１、第２の電極のパターンは、図２に示した第１、第２の電極２７1、２７2のパターンに限定されるものではない。
【００５３】
図５(ａ)の吸着装置３５は、櫛状であって、その櫛の歯の部分が同心円状に配置された第１、第２の電極４１1、４１2を有している。第１、第２の電極４１1、４１2の櫛の歯の部分は互いに絶縁された状態で交互に配置されている。
【００５４】
同図(ｂ)の吸着装置３６は、８個の電極を有している。この８個の電極は、同じ極性の電圧が印加される４個の第１の電極４２A1、４２B1、４２C1、４２D1と、その電圧とは異なる極性の電圧が印加される４個の第２の電極４２A2、４２B2、４２C2、４２D2とで構成されている。印加する電圧の大きさは必要に応じて任意に設定することができる。
【００５５】
第１の電極４２A1、４２B1、４２C1、４２D1と、第２の電極４２A2、４２B2、４２C2、４２D2とは、櫛状にパターニングされており、櫛の歯の部分が同心円状に配置されている。また、第１の電極４２A1、４２B1、４２C1、４２D1と、第２の電極４２A2、４２B2、４２C2、４２D2の櫛の歯の部分は非接触で噛み合うように交互に配置されている。
【００５６】
同図(ｃ)の吸着装置３７は、第１、第２の電極４３1、４３2が、二重渦巻き状に配置されたものである。
【００５７】
上記吸着装置３５〜３７を腕部２２先端に取り付けた基板搬送装置も本発明に含まれる。
【００５８】
以上は、図６に示したように、搬送対象の絶縁性基板１１ａの成膜面１０ａが鉛直上方を向いた場合について説明したが、本発明の基板搬送装置はそれに限定されるものではない。
【００５９】
同図の起立姿勢の絶縁性基板１１ｂのように、成膜面１０ｂを横方向を向けた状態でも搬送することができる。
【００６０】
この場合には、吸着装置２３、３１〜３７の吸着面を鉛直にし、絶縁性基板１１ｂの成膜面１０ｂとは反対側の面を吸着すればよい。
【００６１】
また、同図の基板１１ｃの成膜面１０ｃは鉛直下方を向いているが、この姿勢の基板１１ｃを搬送する場合、吸着装置２３、３１〜３７の吸着面(第１、第２の電極が形成された面)を下方に向け、基板１１ｃの成膜面１０ｃとは反対側の面を吸着すればよい。この場合には、基板１１ｃは吊り下げられた状態で搬送されることになる。
【００６２】
大型のセラミックスの板(誘電体２５)を製造することは困難であるため、以上説明した基板搬送装置では、大型の絶縁性基板を搬送することは困難である。
【００６３】
それに対し、図７の基板搬送装置５３は、腕部５２に複数の吸着装置３８1〜３８9(ここでは９個)が設けられている。各吸着装置３８1〜３８9は、上記吸着装置２３、３１〜３７のいずれかの構成が採用されており、各吸着装置３８1〜３８9の吸着面は、同一平面上に配置されている。従って、この基板搬送装置５３では、小型の吸着装置３８1〜３８9を用い、図８のように、大型の絶縁性基板１１ｄを吸着することができる。
【００６４】
また、図９に示した２台の基板搬送装置５４、５５は、腕部５７、５８先端に吸着装置３９、４０が取り付けられている。この吸着装置３９、４０についても、上記吸着装置２３、３１〜３７のいずれかの構成が採用されており、一方の吸着装置３９の吸着面は鉛直下方に向けられ、他方の吸着装置４０の吸着面は鉛直上方に向けられている。
【００６５】
一方の吸着装置３９に絶縁性基板１１ｅを吸着して吊り下げ、他方の吸着装置４０上に絶縁性基板１１ｆを配置して吸着すると、２枚の絶縁性基板１１ｅ、１１ｆは水平に対向する。
【００６６】
その状態で２枚の絶縁性基板１１ｅ、１１ｆを水平方向に相対移動させ、位置合わせをした状態で、吸着装置３９、４０を垂直方向に移動させると、２枚の絶縁性基板１１ｅ、１１ｆの成膜面１０ｅ、１０ｆを向き合わせた状態で貼り合わせることができる。
【００６７】
このとき、成膜面１０ｅ、１０ｆは吸着装置３９、４０とは接触しておらず、真空処理された直後の状態が維持されている。この成膜面１０ｅ、１０ｆは溝がパターニングされている等、平坦でなくてもよく、また、蛍光物質等が塗布されていてもよい。更に、成膜面１０ｅ、１０ｆは薄膜を形成する面には限定されず、真空処理される面を広く含む。
【００６８】
なお、上記真空処理装置１０はスパッタリング装置であったが、本発明の基板搬送装置２３、５３〜５５は、ＣＶＤ装置、エッチング装置、イオン注入装置等の真空中で処理対象物を真空処理する装置の他、真空雰囲気中で絶縁性基板を位置合わせする装置に広く使用することができる。
【００６９】
また、本発明の第１、第２の電極間の電界強度は絶縁破壊が起こらない範囲で大きい方がよく、１．０×１０6Ｖ／ｍ以上の強度の電場を形成することが望ましい。
【００７０】
従って、第１、第２の電極間の距離は、絶縁破壊が生じない範囲で狭い方が望ましい。第１、第２の電極は、例えば導電性カーボンで構成されており、スクリーン印刷法やマスクを用いて成膜する方法(ＰＶＤ、ＣＶＤ、イオン注入)によって形成することができる。また、エッチング技術を用いて形成することができる。いずれの形成方法によっても、電極間の距離をどの程度近接させることができるかは、各形成方法のパターニング精度に依存する。
【００７１】
また、第１、第２の電極が対向した部分の長さは長い方が吸着力が大きくなるので、電極幅は狭い方が望ましい。その幅をどの程度小さくできるかもパターニング精度に依存する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の基板搬送装置と真空処理装置の一例を示す図
【図２】(ａ)：本発明に用いられる吸着装置の一例の断面図            (ｂ)：その第１、第２の電極のパターンを示す図
【図３】電場の形成状態を説明するための図
【図４】(ａ)〜(ｄ)：本発明に用いられる吸着装置の第二例〜第五例の断面図
【図５】(ａ)〜(ｃ)：本発明に用いられる吸着装置の第１、第２の電極配置方法の第二例〜第四例を説明するための図
【図６】様々な姿勢の絶縁性基板を示す図
【図７】複数の吸着装置を有する基板搬送装置の例
【図８】その基板搬送装置に絶縁性基板を吸着させた状態を示す図
【図９】本発明の基板搬送装置を位置合わせに応用した例を示す図
【図１０】(ａ)、(ｂ)：従来技術の基板搬送装置を説明するための図
【図１１】(ａ)、(ｂ)：クーロン力を利用した従来の静電吸着装置を説明するための図
【符号の説明】
【００７３】
２０、５３〜５５……基板搬送装置
２２、５２、５７、５８……腕部
２３、３１〜４０……吸着装置
２６……誘電体層
２７1、４１1、４２A1、４２B1、４２C1、４２D1、４３1……第１の電極
２７2、４１2、４２A2、４２B2、４２C2、４２D2、４３2……第２の電極
２９……突部
１０……真空処理装置
１１、１１a〜１１f……絶縁性基板
１２……真空槽
１７……電源
【図１】
2008205508.tif 000004
【図２】
2008205508.tif 000005
【図３】
2008205508.tif 000006
【図４】
2008205508.tif 000007
【図５】
2008205508.tif 000008
【図６】
2008205508.tif 000009
【図７】
2008205508.tif 000010
【図８】
2008205508.tif 000011
【図９】
2008205508.tif 000012
【図１０】
2008205508.tif 000013
【図１１】
2008205508.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月15日(2008.5.15)
【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】
移動可能に構成された腕部と、
前記腕部に設けられ、前記腕部の移動によって移動するように構成された吸着装置とを有する基板搬送装置であって、
前記吸着装置には、幅４ｍｍ以下であって、間隔２ｍｍ以下の第１、第２の電極が設けられ、
前記第１、第２の電極には、前記第１、第２の電極間に少なくとも１．０×１０6Ｖ／ｍ以上の電界を形成できる電源が接続され、
前記第１、第２の電極は、前記吸着装置の下方を向いた吸着面に設けられ、前記電源によって前記第１、第２の電極間に電圧を印加し、真空雰囲気中で前記吸着面に絶縁基板を吸着して前記絶縁基板を吊り下げながら前記吸着装置を移動できるように構成された基板搬送装置。
【請求項２】
前記第１、第２の電極の表面には誘電体層が配置され、前記吸着面に前記絶縁基板を吸着したときに、前記絶縁基板は前記誘電体層に接触するように構成された請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項３】
前記第１、第２の電極の表面は露出され、前記吸着面に前記絶縁基板を吸着したときに、前記絶縁基板は前記第１、第２の電極に接触するように構成された請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項４】
前記第１、第２の電極間には突部が設けられ、前記吸着面に前記絶縁基板を吸着したときに、前記絶縁基板は前記突部に当接され、前記絶縁基板と前記第１、第２の電極間には隙間が形成されるように構成された請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項５】
前記腕部に前記吸着装置が複数設けられ、前記各吸着装置の前記吸着面は同じ高さにされ、前記各吸着装置によって一枚の前記絶縁基板を吸着できるように構成された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の基板搬送装置。
【請求項６】
複数の前記吸着装置のうち、所望の前記吸着装置に電圧を供給できるように構成された請求項５記載の基板搬送装置。
【請求項７】
真空槽と、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の基板搬送装置を有し、
前記基板搬送装置で前記絶縁基板を吸着して吊り下げて、前記絶縁基板を前記真空槽に搬入と搬出ができるように構成された真空処理装置。
【請求項８】
真空槽と請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の基板搬送装置を有し、
前記真空槽内には前記吸着装置が配置され、
前記真空槽内で前記絶縁基板を前記吸着装置に吸着させて移動させ、
前記吸着された前記絶縁基板と、該絶縁基板の下方に配置された他の基板との間の位置合わせができるように構成された真空処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板搬送装置にかかり、特に、絶縁性の基板を吸着した状態で搬送できる基板搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、真空装置内への基板の搬出入には基板搬送ロボットが用いられている。
図１０(ａ)の符号１１０は、真空処理装置(スパッタリング装置)であり、真空槽１１２と基板搬送装置１２０を有している。真空槽１１２内の天井側にはカソード電極１１３が配置されており、底壁側には基板吸着装置１１４が配置されている。
【０００３】
基板搬送装置１２０は、駆動装置１２１と、該駆動装置１２１に取り付けられた腕部１２２と、該腕部１２２の先端に取り付けられた載置部１２３とを有している。
【０００４】
真空槽１１２内に基板を搬入する際には、載置部１２３上に基板１１１を乗せ、腕部１２２を水平移動させ、基板１１１を基板吸着装置１１４上に静止させる。
【０００５】
次いで、真空槽１１２底部に配置された昇降機構１０６を動作させ、基板１１１を載置部１２３上から基板吸着装置１１４上に移し替える。
【０００６】
基板吸着装置１１４は、図１１に示すように、誘電体１３０内に２枚の電極１３１1、１３１2が配置されており、その電極１３１1、１３１2間に正負の電圧を印加すると、基板１１１が電極となり、基板１１１と電極１３１1、１３１2間にそれぞれコンデンサ１３２1、１３２2が形成される。このコンデンサ１３２1、１３２2の電極間に静電吸着力が生じ、それによって基板１１１が誘電体１３０表面に静電吸着される。図１０(ｂ)はその状態を示している。
【０００７】
図１０(ｂ)の状態から、腕部１２２及び載置部１２３を真空槽１１２から抜き出し、真空槽１１２を密閉し、スパッタリングガスを導入し、カソード電極１１３に配置されたターゲットのスパッタリングを行う。
【０００８】
上記のように、基板１１１を基板搬送装置１２０の載置部１２３上に乗せて搬送する場合、基板１１１は載置部１２３の窪み上に置かれている。高速に移動させたい場合には、載置部１２３上に機械的にクランプしたり、載置部１２３に、上記のような基板吸着装置を配置し、静電吸着しながら基板１１１を搬送する必要がある。
【０００９】
しかしながら液晶ディスプレイ用の大型ガラス基板の場合には、基板が絶縁性物質で構成されているため、電極との間にコンデンサが形成されず、上記符号１１４のような基板吸着装置を応用した基板搬送装置を用いることはできない。
【００１０】
従って、従来技術の基板搬送装置では、ガラス基板を機械的にクランプして搬送しているが、基板のエッジ部分が破損する場合があり、歩留まりを低下させる原因になっている。
【特許文献１】特開平０２−２８８３５２号公報
【特許文献２】特開平０６−０６１３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記従来技術の課題を解決するために創作されたものであり、その目的は、絶縁性の基板を吸着しながら搬送できる基板搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
基板を従来技術の吸着装置上に配置した場合、電極と基板との間には誘電体層が存するため、基板と電極とは誘電体層を間に挟んだコンデンサーを形成する。従って、基板と電極の間に電圧が印加されると、電極と基板には互いに逆極性の電荷が生じ、両者の間にクーロン力が発現され、基板が吸着装置に吸着される。
【００１３】
一般的には、静電吸着力Ｆは、下記式で表される。
Ｆ ＝ １／２・ａ・(Ｖ／ｄ)2 
ａは誘電率に依存する定数、Ｖは電圧、ｄは誘電層の厚み(電極間距離)である。
【００１４】
誘電体には、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＳｉＣ、サイアロン、ダイヤモンド、ポリイミド、シリコーンゴム等の高い誘電率を持った材料が使用されている。
【００１５】
上式は、誘電分極現象のみを考慮した吸着力であり、得られる吸着力は非常に小さい。そこで従来より、誘電層の抵抗率を１０8から１０12Ω・ｃｍ程度にし、基板と電極間に微小なリーク電流を生じさせ、ジョンセン・ラーベック効果による大きな吸着力を得ていた。
【００１６】
ガラス基板の場合、その純度を調整し、リーク電流を流すことは可能であるが、液晶表示装置等に用いられるガラス基板には不純物の極めて少ない高純度なものが要求されるため、リーク電流が流れず、ジョンセン・ラーベック効果は得られない。
【００１７】
また、ジョンセン・ラーベック効果は抵抗率に依存しているから、基板温度が変化すると吸着力も変化してしまう。特に、近年では、基板温度は数１００度の高温から−１００℃付近の低温まで変化するから、ジョンセン・ラーベック効果による吸着力は不安定になりやすい。
【００１８】
そこで本発明の発明者等は、グラディエント力に着目し、本発明を完成するに至ったのである。グラディエント力とは、不均一電場中の誘電体に作用する力であり、不均一な電場Ｅ中に分極率αの誘電体を置いたとき、その誘電体には、単位体積当たり次式で表されるグラディエント力が働く。
【００１９】
ｆ ＝ １／２・α・ｇｒａｄ(Ｅ2)
従って、ガラス基板等の誘電体に対し、ｇｒａｄ(Ｅ2)が大きくなるように電極を配置すればよい。従来技術の電極を用いた場合と、本発明の電極を用いた場合の吸着力の比較結果を下記表に示す。
【００２０】
【表１】
2008205508.tif 000015
【００２１】
本発明の電極…電極幅４ｍｍ、電極間距離１ｍｍ
従来技術の電極…電極幅８ｍｍ、電極間距離２ｍｍ
誘電体層…Ａｌ2Ｏ3 
誘電体層の体積抵抗率…１０12Ω・ｃｍ
誘電体層厚み……５００μｍ
基板材質…ソーダライムガラス
基板の大きさ…１００×１００×５ｍｍ
基板の体積抵抗率…１０17Ω・ｃｍ(常温)
上記表１から分かるように、本発明に用いられる電極は、従来技術の電極に比べ、１．５倍の吸着力が得られている。
【００２２】
また、ガラスの比重を３ｇ／ｃｍ3とすると、実験に用いた基板の荷重は１５０ｇであるが、本発明に用いた電極の吸着力は、印加電圧を±５ｋＶとした場合(電極間の電圧は１０ｋＶ)、基板換算で４５ｋｇｆ以上であるから、実験に用いた基板の厚み以上の厚みの基板を吊り下げた状態で吸着することも可能なことが分かる。
【００２３】
本発明は以上の知見に基づいて創作されたものであり、その請求項１に記載された発明は、移動可能に構成された腕部と、前記腕部に設けられ、前記腕部の移動によって移動するように構成された吸着装置とを有する基板搬送装置であって、前記吸着装置には、幅４ｍｍ以下であって、間隔２ｍｍ以下の第１、第２の電極が設けられ、前記第１、第２の電極には、前記第１、第２の電極間に少なくとも１．０×１０6Ｖ／ｍ以上の電界を形成できる電源が接続され、前記第１、第２の電極は、前記吸着装置の下方を向いた吸着面に設けられ、前記電源によって前記第１、第２の電極間に電圧を印加し、真空雰囲気中で前記吸着面に絶縁基板を吸着して前記絶縁基板を吊り下げながら前記吸着装置を移動できるように構成された基板搬送装置である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の基板搬送装置であって、前記第１、第２の電極の表面には誘電体層が配置され、前記吸着面に前記絶縁基板を吸着したときに、前記絶縁基板は前記誘電体層に接触するように構成された基板搬送装置である。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の基板搬送装置であって、前記第１、第２の電極の表面は露出され、前記吸着面に前記絶縁基板を吸着したときに、前記絶縁基板は前記第１、第２の電極に接触するように構成された基板搬送装置である。
請求項４記載の発明は、請求項１記載の基板搬送装置であって、前記第１、第２の電極間には突部が設けられ、前記吸着面に前記絶縁基板を吸着したときに、前記絶縁基板は前記突部に当接され、前記絶縁基板と前記第１、第２の電極間には隙間が形成されるように構成された基板搬送装置である。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の基板搬送装置であって、前記腕部に前記吸着装置が複数設けられ、前記各吸着装置の前記吸着面は同じ高さにされ、前記各吸着装置によって一枚の前記絶縁基板を吸着できるように構成された基板搬送装置である。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の基板搬送装置であって、複数の前記吸着装置のうち、所望の前記吸着装置に電圧を供給できるように構成された基板搬送装置である。
請求項７記載の発明は、真空槽と、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の基板搬送装置を有し、前記基板搬送装置で前記絶縁基板を吸着して吊り下げて、前記絶縁基板を前記真空槽に搬入と搬出ができるように構成された真空処理装置である。
請求項８記載の発明は、真空槽と請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の基板搬送装置を有し、前記真空槽内には前記吸着装置が配置され、前記真空槽内で前記絶縁基板を前記吸着装置に吸着させて移動させ、前記吸着された前記絶縁基板と、該絶縁基板の下方に配置された他の基板との間の位置合わせができるように構成された真空処理装置である。
【００２４】
なお、本発明に用いる第１、第２の電極を配置する誘電体は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化珪素、サイアロン、ダイヤモンド、ポリイミド、シリコーンゴム等の材料を用いることができる。
【００２５】
また、真空槽や搬送室の電位を接地電位とした場合、第１、第２の電極の一方には正電圧を印加し、他方には負電圧を印加するように構成するとよい。または第１、第２の電極の一方に、正電圧又は負電圧のいずれか一方の電圧を印加し、他方の電極を接地電位にしてもよい。
【００２６】
その場合に、第１、第２の電極間の電場が１．０×１０6Ｖ／ｍ以上になるようにすると、実用上問題のない大きさの絶縁性基板を吸着できることが実験で確認されている。特に、絶縁性基板を起立させたり、吊り下げた状態にする際には、印加電圧を大きくし、形成する電場を大きくすると安全性が向上し、基板が倒れたり落下したりする危険を避けることができる。
【発明の効果】
【００２７】
真空雰囲気中で絶縁性基板を吸着した状態で搬送することができる。
特に、絶縁性基板を起立姿勢にしたり、吊り下げた状態で搬送できるので、種々のプロセスに対応することができる。
また、絶縁性基板を真空雰囲気中で位置合わせができるので、真空処理した基板と基板を真空雰囲気中で貼り合わせて密封すると、成膜面を大気中に取り出さないでディスプレイ用のパネルを封止することができる。
更に、複数の吸着装置を用いた場合には、小型の吸着装置を複数個配置して大型の絶縁性基板を吸着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の基板搬送装置を図面を用いて説明する。
図１を参照し、符号１０は本発明の一例の真空処理装置であり、符号２０は、本発明の一例の基板搬送装置を示している。
【００２９】
真空処理装置１０は、真空槽１２と搬送室１５とを有しており、真空槽１２の天井側にはカソード電極１３が配置されており、底壁には載置台１４が配置されている。
【００３０】
搬送室１５内には、上述の基板搬送装置２０が配置されている。この基板搬送装置２０は、駆動装置２１と、腕部２２と、吸着装置２３とを有している。
【００３１】
駆動装置２１内には、図示しないモータが配置されており、腕部２２の一端は、このモータに接続されており、水平面内での伸縮移動と垂直方向への移動ができるように構成されている。
【００３２】
吸着装置２３は、腕部２２の他端に設けられており、腕部の移動に伴って、水平方向と垂直方向に移動できるように構成されている。
【００３３】
この吸着装置２３の断面図を図２(ａ)に示す。この吸着装置２３は、金属板２４と、該金属板２４上に配置された誘電体２５を有している。この誘電体はＡｌ2Ｏ3を主成分とするセラミックス製であり、その内部に第１、第２の電極２７1、２７2が埋め込まれている。
【００３４】
第１、第２の電極２７1、２７2の平面図を同図(ｂ)に示す。第１、第２の電極２７1、２７2は櫛状に成形されており、その歯の部分が互いに噛み合うように配置されている。同図(ａ)は同図(ｂ)のＡ−Ａ線断面図に相当する。第１、第２の電極２７1、２７2の幅は４ｍｍ、電極間の間隔は１ｍｍである。
【００３５】
第１、第２の電極２７1、２７2の表面には、誘電体２５によって構成された厚さ５００μｍ以下(例えば４００μｍ)の誘電体層２６が配置されている。
【００３６】
真空槽１２及び搬送室１５の外部には、スパッタ電源１６と、吸着電源１７と、コンピュータ１８とが配置されている。カソード電極１３はスパッタ電源１６に接続されており、第１、第２の電極２７1、２７2は吸着電源１７に接続されている。
【００３７】
搬送室１５には、図示しない搬出入室が接続されており、スパッタリング作業を行う場合には、搬出入室内に成膜対象の絶縁性基板を配置し、真空槽１２と、搬送室１５と、搬出入室とを真空雰囲気にしておく。
【００３８】
スパッタ電源１６と吸着電源１７とは、コンピュータ１８に接続されており、先ず、コンピュータ１８によって基板搬送装置２０を動作させ、搬出入室内に配置された絶縁性基板を吸着装置２３上に乗せる。
【００３９】
次いで、吸着電源１７を起動し、第１、第２の電極２７1、２７2間に所定の大きさの電圧を印加する。
【００４０】
真空槽１２と搬送室１５は、接地電位に接続されており、接地電位に対し、第１、第２の電極２７1、２７2の一方には正電圧を印加し、他方には負電圧を印加し、絶縁性基板内部に１．０×１０6Ｖ／ｍ以上の電場を形成すると、絶縁性基板は誘電体層２６表面に吸着される。
【００４１】
図３は、その状態を模式的に示した図である。符号１１は、吸着装置２３上に配置された絶縁性基板(ここではガラス基板)を示しており、符号Ｅは電場を示している。また、符号ｆは絶縁性基板１１に働くグラディエント力の方向を示している。
【００４２】
その状態で腕部２２を伸縮させ、絶縁性基板１１を搬出入室内から取り出し、真空槽１２内に搬入する。その際、絶縁性基板１１は吸着装置２３表面に強く密着されているので、吸着装置２０を高速移動させても、絶縁性基板１１は吸着装置２０上から脱落することが無い。また、絶縁性基板１１は機械的にクランプされているのではないため、クランプによってダストが発生したり、端部が欠けたりすることはない。
【００４３】
図１は、絶縁性基板１１が載置台１４上に静止された状態を示している。
この状態で第１、第２の電極２７1、２７2への電圧印加を停止し、絶縁性基板１１への吸着を解除した後、吸着装置２３を降下させ、絶縁性基板１１を載置台１４上に移し替える。
【００４４】
次いで、吸着装置２３及び腕部２２を真空槽１２内から抜き出し、真空槽１２と搬送室１５の間を閉じ、真空槽１２を密閉した状態でアルゴンガスを導入する。
【００４５】
真空槽１２内が所定圧力で安定したところで、コンピュータ１８によってスパッタ電源１６を起動し、カソード電極１３に電圧を印加し、カソード電極１３に配置されたターゲットをスパッタリングすると、絶縁性基板１１の成膜面１０(絶縁性基板１１の表面)に金属薄膜等の薄膜を形成することができる。
【００４６】
上記の吸着装置２３では、第１、第２の電極２７1、２７2表面に、誘電体層２６が配置されていたが、図４(ａ)の吸着装置３１では、第１、第２の電極２７1、２７2が誘電体２５表面に露出した構造となっている。また、同図(ｂ)の吸着装置３２では、第１、第２の電極２７1、２７2の底面部分が誘電体２５表面に食い込んだ構造となっている。
【００４７】
このような吸着装置３１、３２上に絶縁性基板１１を配置した場合には、絶縁性基板１１は第１、第２の電極２７1、２７2と直接接触し、絶縁性基板１１が第１、第２の電極２７1、２７2に非常に近接しているので、大きなグラディエント力を得ることができる。この場合、絶縁性基板１１には電流は流れないので、第１、第２の電極２７1、２７2間が短絡することはない。
【００４８】
次に、同図(ｃ)の吸着装置３３は、第１、第２の電極２７1、２７2の表面が、誘電体２５表面と同一高さに形成された構造になっている。この吸着装置３３上に絶縁性基板１１を配置した場合には、絶縁性基板１１裏面は第１、第２の電極２７1、２７2と誘電体２５表面に接触する。
【００４９】
同図(ｄ)の吸着装置３４は、誘電体２５表面に形成された溝２８内に第１、第２の電極２７1、２７2が配置された構造となっている。第１、第２の電極２７1、２７2の表面は、誘電体２５表面よりもひくく、溝２８の奥まった部分に位置されており、結局、、第１、第２の電極２７1、２７2間には、誘電体２５を構成する物質から成る突部２９が配置された構造になっている。
【００５０】
突部２９の先端部分は同じ高さになっているから、この吸着装置３４上に絶縁性基板１１を配置した場合には、絶縁性基板１１裏面は突部２９先端に当接され、第１、第２の電極２７1、２７2の間には隙間が形成されることになる。
【００５１】
以上の図４(ａ)〜(ｄ)に示した吸着装置３１〜３４を腕部２２の先端に取り付けた基板搬送装置も本発明に含まれる。
【００５２】
更に、第１、第２の電極のパターンは、図２に示した第１、第２の電極２７1、２７2のパターンに限定されるものではない。
【００５３】
図５(ａ)の吸着装置３５は、櫛状であって、その櫛の歯の部分が同心円状に配置された第１、第２の電極４１1、４１2を有している。第１、第２の電極４１1、４１2の櫛の歯の部分は互いに絶縁された状態で交互に配置されている。
【００５４】
同図(ｂ)の吸着装置３６は、８個の電極を有している。この８個の電極は、同じ極性の電圧が印加される４個の第１の電極４２A1、４２B1、４２C1、４２D1と、その電圧とは異なる極性の電圧が印加される４個の第２の電極４２A2、４２B2、４２C2、４２D2とで構成されている。印加する電圧の大きさは必要に応じて任意に設定することができる。
【００５５】
第１の電極４２A1、４２B1、４２C1、４２D1と、第２の電極４２A2、４２B2、４２C2、４２D2とは、櫛状にパターニングされており、櫛の歯の部分が同心円状に配置されている。また、第１の電極４２A1、４２B1、４２C1、４２D1と、第２の電極４２A2、４２B2、４２C2、４２D2の櫛の歯の部分は非接触で噛み合うように交互に配置されている。
【００５６】
同図(ｃ)の吸着装置３７は、第１、第２の電極４３1、４３2が、二重渦巻き状に配置されたものである。
【００５７】
上記吸着装置３５〜３７を腕部２２先端に取り付けた基板搬送装置も本発明に含まれる。
【００５８】
以上は、図６に示したように、搬送対象の絶縁性基板１１ａの成膜面１０ａが鉛直上方を向いた場合について説明したが、本発明の基板搬送装置はそれに限定されるものではない。
【００５９】
同図の起立姿勢の絶縁性基板１１ｂのように、成膜面１０ｂを横方向を向けた状態でも搬送することができる。
【００６０】
この場合には、吸着装置２３、３１〜３７の吸着面を鉛直にし、絶縁性基板１１ｂの成膜面１０ｂとは反対側の面を吸着すればよい。
【００６１】
また、同図の基板１１ｃの成膜面１０ｃは鉛直下方を向いているが、この姿勢の基板１１ｃを搬送する場合、吸着装置２３、３１〜３７の吸着面(第１、第２の電極が形成された面)を下方に向け、基板１１ｃの成膜面１０ｃとは反対側の面を吸着すればよい。この場合には、基板１１ｃは吊り下げられた状態で搬送されることになる。
【００６２】
大型のセラミックスの板(誘電体２５)を製造することは困難であるため、以上説明した基板搬送装置では、大型の絶縁性基板を搬送することは困難である。
【００６３】
それに対し、図７の基板搬送装置５３は、腕部５２に複数の吸着装置３８1〜３８9(ここでは９個)が設けられている。各吸着装置３８1〜３８9は、上記吸着装置２３、３１〜３７のいずれかの構成が採用されており、各吸着装置３８1〜３８9の吸着面は、同一平面上に配置されている。従って、この基板搬送装置５３では、小型の吸着装置３８1〜３８9を用い、図８のように、大型の絶縁性基板１１ｄを吸着することができる。
【００６４】
また、図９に示した２台の基板搬送装置５４、５５は、腕部５７、５８先端に吸着装置３９、４０が取り付けられている。この吸着装置３９、４０についても、上記吸着装置２３、３１〜３７のいずれかの構成が採用されており、一方の吸着装置３９の吸着面は鉛直下方に向けられ、他方の吸着装置４０の吸着面は鉛直上方に向けられている。
【００６５】
一方の吸着装置３９に絶縁性基板１１ｅを吸着して吊り下げ、他方の吸着装置４０上に絶縁性基板１１ｆを配置して吸着すると、２枚の絶縁性基板１１ｅ、１１ｆは水平に対向する。
【００６６】
その状態で２枚の絶縁性基板１１ｅ、１１ｆを水平方向に相対移動させ、位置合わせをした状態で、吸着装置３９、４０を垂直方向に移動させると、２枚の絶縁性基板１１ｅ、１１ｆの成膜面１０ｅ、１０ｆを向き合わせた状態で貼り合わせることができる。
【００６７】
このとき、成膜面１０ｅ、１０ｆは吸着装置３９、４０とは接触しておらず、真空処理された直後の状態が維持されている。この成膜面１０ｅ、１０ｆは溝がパターニングされている等、平坦でなくてもよく、また、蛍光物質等が塗布されていてもよい。更に、成膜面１０ｅ、１０ｆは薄膜を形成する面には限定されず、真空処理される面を広く含む。
【００６８】
なお、上記真空処理装置１０はスパッタリング装置であったが、本発明の基板搬送装置２３、５３〜５５は、ＣＶＤ装置、エッチング装置、イオン注入装置等の真空中で処理対象物を真空処理する装置の他、真空雰囲気中で絶縁性基板を位置合わせする装置に広く使用することができる。
【００６９】
また、本発明の第１、第２の電極間の電界強度は絶縁破壊が起こらない範囲で大きい方がよく、１．０×１０6Ｖ／ｍ以上の強度の電場を形成することが望ましい。
【００７０】
従って、第１、第２の電極間の距離は、絶縁破壊が生じない範囲で狭い方が望ましい。第１、第２の電極は、例えば導電性カーボンで構成されており、スクリーン印刷法やマスクを用いて成膜する方法(ＰＶＤ、ＣＶＤ、イオン注入)によって形成することができる。また、エッチング技術を用いて形成することができる。いずれの形成方法によっても、電極間の距離をどの程度近接させることができるかは、各形成方法のパターニング精度に依存する。
【００７１】
また、第１、第２の電極が対向した部分の長さは長い方が吸着力が大きくなるので、電極幅は狭い方が望ましい。その幅をどの程度小さくできるかもパターニング精度に依存する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の基板搬送装置と真空処理装置の一例を示す図
【図２】(ａ)：本発明に用いられる吸着装置の一例の断面図            (ｂ)：その第１、第２の電極のパターンを示す図
【図３】電場の形成状態を説明するための図
【図４】(ａ)〜(ｄ)：本発明に用いられる吸着装置の第二例〜第五例の断面図
【図５】(ａ)〜(ｃ)：本発明に用いられる吸着装置の第１、第２の電極配置方法の第二例〜第四例を説明するための図
【図６】様々な姿勢の絶縁性基板を示す図
【図７】複数の吸着装置を有する基板搬送装置の例
【図８】その基板搬送装置に絶縁性基板を吸着させた状態を示す図
【図９】本発明の基板搬送装置を位置合わせに応用した例を示す図
【図１０】(ａ)、(ｂ)：従来技術の基板搬送装置を説明するための図
【図１１】(ａ)、(ｂ)：クーロン力を利用した従来の静電吸着装置を説明するための図
【符号の説明】
【００７３】
２０、５３〜５５……基板搬送装置
２２、５２、５７、５８……腕部
２３、３１〜４０……吸着装置
２６……誘電体層
２７1、４１1、４２A1、４２B1、４２C1、４２D1、４３1……第１の電極
２７2、４１2、４２A2、４２B2、４２C2、４２D2、４３2……第２の電極
２９……突部
１０……真空処理装置
１１、１１a〜１１f……絶縁性基板
１２……真空槽
１７……電源