(57)【要約】【課題】サンプルホルダからの基板の回収ミスを抑制できる基板移載システムを提供する。【解決手段】基板が搭載される基板搭載領域が主面に定義された基板プレートを有するサンプルホルダから基板を回収する基板移載システムであって、基板を保持する基板保持パッドを有し、基板保持パッドに保持した状態で基板を移動させる基板移動装置と、基板移動装置によるサンプルホルダからの基板の回収時に、基板搭載領域よりも外側であって基板から離間した位置に向けて基板プレートの主面に回収用気体を噴射して基板を基板プレートの主面から浮き上がらせる気体噴射装置とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が搭載される基板搭載領域が主面に定義された基板プレートを有するサンプルホルダから前記基板を回収する基板移載システムであって、
前記基板を保持する基板保持パッドを有し、前記基板保持パッドに保持した状態で前記基板を移動させる基板移動装置と、
前記基板移動装置による前記サンプルホルダからの前記基板の回収時に、前記基板搭載領域よりも外側であって前記基板から離間した位置に向けて前記基板プレートの前記主面に回収用気体を噴射して前記基板を前記基板プレートの前記主面から浮き上がらせる気体噴射装置と
を備えることを特徴とする基板移載システム。
【請求項２】
前記基板移動装置が前記基板保持パッドを前記基板に接触させるタイミングよりも前に、前記気体噴射装置が前記回収用気体を前記基板プレートに噴射することを特徴とする請求項１に記載の基板移載システム。
【請求項３】
前記基板が前記サンプルホルダに垂直に搭載され、
前記気体噴射装置が、矩形状の前記基板搭載領域の左右両側に前記回収用気体を噴射することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板移載システム。
【請求項４】
前記気体噴射装置が、前記基板プレートの前記主面の面法線方向と平行に前記回収用気体を噴射することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板移載システム。
【請求項５】
前記気体噴射装置の前記回収用気体を噴射する噴射ノズルと前記基板保持パッドを装着されたベースプレートを更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板移載システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプルホルダに基板を移載する基板移載システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜やエッチングなどの処理工程で、基板はサンプルホルダに搭載されてプロセス処理装置に搬入される。サンプルホルダでの基板の移載には、基板を吸着する手段を備えるロボットハンドを使用する方法を採用できる（例えば、特許文献１参照。）。「基板の移載」とは、サンプルホルダへの基板の搭載及びサンプルホルダからの基板の回収をいう。ロボットハンドによる基板の移載では、例えばロボットハンドに吸着パッドを設置し、溝を形成した吸着パッドの吸着面に基板を密着させて溝の内部を真空する。このようにして吸着面に真空吸着させた基板を、ロボットハンドによって移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１００９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えばサンプルホルダが処理工程後に高温であるときなどに、サンプルホルダに搭載された基板とサンプルホルダとが密着している場合がある。このために、ロボットハンドによって基板を回収しようとしても、サンプルホルダから基板を引き離せないことがある。この場合、サンプルホルダに基板が搭載されたままの状態になる。このようにサンプルホルダから基板を回収できない回収ミスが発生すると、製造工程が中断するなどの問題が生じる。
【０００５】
上記問題点に鑑み、本発明は、サンプルホルダからの基板の回収ミスを抑制できる基板移載システム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】
本発明の一態様によれば、基板が搭載される基板搭載領域が主面に定義された基板プレートを有するサンプルホルダから基板を回収する基板移載システムであって、（ア）基板を保持する基板保持パッドを有し、基板保持パッドに保持した状態で基板を移動させる基板移動装置と、（イ）基板移動装置によるサンプルホルダからの基板の回収時に、基板搭載領域よりも外側であって基板から離間した位置に向けて基板プレートの主面に回収用気体を噴射して基板を基板プレートの主面から浮き上がらせる気体噴射装置とを備える基板移載システムが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、サンプルホルダからの基板の回収ミスを抑制できる基板移載システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る基板移載システムの構成を示す模式図である。
【図２】サンプルホルダの構成を示す模式図である。
【図３】サンプルホルダの基板支持方法を示す模式図である。
【図４】基板支持具の構造例を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例に係る基板移載システムの構成を示す模式図である。
【図６】本発明のその他の実施形態に係る基板移載システムの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
本発明の実施形態に係る図１に示す基板移載システム１０は、サンプルホルダ２０に基板１００を移載する。基板移載システム１０は、基板１００を保持して移動させる基板移動装置１１と、サンプルホルダ２０の基板プレート２１に回収用気体２００を噴射する気体噴射装置１２とを備える。
【００１１】
基板移動装置１１及び気体噴射装置１２の詳細を説明する前に、サンプルホルダ２０について説明する。サンプルホルダ２０は、図２に示すように基板１００が搭載される基板搭載領域２１１が主面２１０に定義された基板プレート２１を備えたボートタイプである。即ち、基板プレート２１が垂直方向に延伸し、基板１００はサンプルホルダ２０に垂直に搭載される。
【００１２】
基板１００は、図２に示すように、基板搭載領域２１１の下辺及び左右辺に配置された基板支持具２２によって、基板プレート２１上で支持されている。このため、図３に示すように基板搭載領域２１１の下辺に配置された基板支持具２２に基板１００の重量が加わる。なお、図１では基板支持具２２の図示を省略している。
【００１３】
基板支持具２２は、図４に示すように、基板プレート２１の主面２１０に固定された固定部２２１と、主面２１０の面法線方向に延伸する支持部２２２を有する。支持部２２２の一方の端部が固定部２２１に連結する。支持部２２２の他方の端部には、基板プレート２１から基板１００が落下しないように、先端が基板１００の主面に対向する突起が形成されている。即ち、基板１００は、支持部２２２の突起と基板プレート２１の主面との間で基板支持具２２に支持されている。
【００１４】
図１に示すように、基板移動装置１１は、基板保持パッド１１１、ベースプレート１１２、ロボットハンド１１３及び制御装置１１４を有する。真空吸着によって吸着面に基板１００を保持する基板保持パッド１１１は、ベースプレート１１２に装着されている。先端にベースプレート１１２を取り付けられたロボットハンド１１３を操作することによって、基板保持パッド１１１に保持した状態で基板１００を移動させ、基板１００の移載が行われる。ロボットハンド１１３の動作は、制御装置１１４によって制御される。
【００１５】
基板保持パッド１１１の吸着面には溝１１０が形成されており、溝１１０はチューブ状の真空経路１３２を介して真空装置１３１に接続されている。真空装置１３１には、例えば真空ポンプなどが使用される。基板保持パッド１１１の吸着面が基板１００に接触した状態で、真空装置１３１が真空経路１３２の内部を周囲よりも負圧にする。これにより、基板保持パッド１１１の吸着面に形成された溝１１０の内部が真空となり、吸着面に基板１００が真空吸着される。一方、真空経路１３２内の真空状態を破ることにより、基板保持パッド１１１の吸着面から基板１００が離れる。図１は、サンプルホルダ２０に搭載された基板１００に基板保持パッド１１１の吸着面を接触させた状態である。
【００１６】
気体噴射装置１２は、基板移動装置１１によるサンプルホルダ２０からの基板１００の回収時に、基板１００を基板プレート２１の主面２１０から浮き上がらせるように、基板プレート２１の主面２１０に向けて回収用気体２００を噴射する。より具体的には、図２に示すように、基板搭載領域２１１よりも外側に設定された、基板１００から離間した噴射位置Ｐに向けて、気体噴射装置１２が主面２１０に回収用気体２００を噴射する。気体噴射装置１２は、例えば図１に示すように、回収用気体２００を供給する気体供給源１２１、回収用気体２００の噴射口である噴射ノズル１２２、及び気体供給源１２１と噴射ノズル１２２とを連結して回収用気体２００が内部を輸送される噴射経路１２３を有する。
【００１７】
基板移載システム１０は、例えば高温処理後に基板１００をサンプルホルダ２０から回収する場合などに有効に機能する。基板１００に対する高温での処理が行われると、処理中の加熱によってサンプルホルダ２０が高温になる。例えば、基板１００に対して５００℃〜６００℃程度の高温処理を行った後、大気中に搬出されるサンプルホルダ２０の温度は２００℃〜３００℃程度である。このため、サンプルホルダ２０から基板１００を回収する場合に、高温のサンプルホルダ２０と基板１００とが密着している場合がある。例えば、加熱されたカーボン製のサンプルホルダ２０は、基板１００を吸着する性質がある。
【００１８】
また、サンプルホルダ２０が加熱された場合以外でも、例えば基板１００の表面が鏡面処理された場合などに、基板１００がサンプルホルダ２０に密着する場合がある。
【００１９】
このように基板１００とサンプルホルダ２０とが密着していると、基板保持パッド１１１の基板１００に真空吸着する力では、基板１００をサンプルホルダ２０から引き離せない場合がある。また、基板１００をサンプルホルダ２０から無理に引き離すことにより、基板１００が破損することがある。
【００２０】
これに対し、基板移載システム１０では、基板プレート２１の主面２１０に回収用気体２００を噴射することにより、基板１００を基板プレート２１の主面２１０から浮き上がらせる。これにより、サンプルホルダ２０から基板１００を容易に回収することができる。回収用気体２００には、ドライエアーや窒素ガスなどを使用可能である。
【００２１】
基板１００を基板プレート２１の主面２１０から浮き上がらせるために、図２に示すように、基板１００が配置された基板搭載領域２１１よりも外側の噴射位置Ｐに向けて回収用気体２００を噴射する。このとき、基板１００から離間した位置に向けて回収用気体２００を噴射し、基板１００に直接には回収用気体２００を吹き付けないようにする。例えば、図１に示すように、基板プレート２１の主面２１０の面法線方向と平行に回収用気体２００を噴射することが好ましい。
【００２２】
本発明者らの検討によれば、噴射位置Ｐと基板１００の端部との距離ｔ（図２参照。）は１０ｍｍ前後に設定することが、基板１００を浮き上がらせる点で好ましい。例えば、距離ｔを８．５ｍｍに設定する。
【００２３】
また、基板１００がサンプルホルダ２０に垂直に搭載されている場合には、図２に示すように、基板搭載領域２１１の左右両側に回収用気体２００を噴射することが好ましい。これは以下の理由による。
【００２４】
即ち、基板１００を基板プレート２１の主面２１０から効率的に浮き上がらせるためには、基板１００について対称の位置に回収用気体２００を噴射することが好ましい。しかし、基板搭載領域２１１の上下に噴射位置Ｐを設定した場合には、基板１００の下方に配置された基板支持具２２の近くに回収用気体２００を噴射することになる。このため、基板１００の重量が加わっている基板支持具２２上で基板１００を移動させることになり、基板１００を浮き上がらせることが困難である。これに対し、矩形状の基板搭載領域２１１の左右両側に噴射位置Ｐを設定した場合には、より容易に基板１００を浮き上がらせることができる。
【００２５】
図２では基板搭載領域２１１の下辺に近い位置に噴射位置Ｐを設定した例を示した。しかし、噴射位置Ｐは、基板搭載領域２１１の両側であれば、基板搭載領域２１１の上辺に近い位置であっても下辺に近い位置であっても構わない。また、噴射位置Ｐが２箇所である場合を例示したが、噴射位置Ｐは２箇所に限られない。例えば、基板搭載領域２１１の左右両側において、基板１００の上部側と下部側の計４箇所に噴射位置Ｐを設定してもよい。或いは、基板搭載領域２１１の上方にも噴射位置Ｐを設定してもよい。
【００２６】
図１に示すように、気体噴射装置１２の噴射ノズル１２２は、基板保持パッド１１１が装着されたベースプレート１１２に装着されている。このため、噴射位置Ｐと基板保持パッド１１１との相対位置は固定される。したがって、基板保持パッド１１１の基板１００に吸着する位置を一定にすることで、基板１００の端部から噴射位置Ｐまでの距離ｔを一定にすることができる。これにより、基板１００を浮き上がらせるために最適な位置に、常に回収用気体２００を噴射することができる。
【００２７】
回収用気体２００の流量は基板１００のサイズや重量などに依存するが、図３に示したように、基板１００は基板支持具２２に支持されて基板プレート２１上に搭載されている。したがって、基板支持具２２の支持部２２２の高さｄ以上に基板１００が浮き上がらないように注意する必要がある。気体噴射装置１２は、例えば１０リットル／分程度の流量でドライエアーを噴射する。
【００２８】
基板移載システム１０では、基板保持パッド１１１が基板１００に接触した状態で、気体噴射装置１２が基板プレート２１の主面２１０に回収用気体２００を噴射されている。回収用気体２００の噴射を開始するタイミングは、基板１００に基板保持パッド１１１が接触するのと同時でもよいし、基板１００に基板保持パッド１１１が接触する前であってもよい。
【００２９】
基板１００に基板保持パッド１１１が接触する前に回収用気体２００の噴射を開始することにより、基板保持パッド１１１が基板１００に吸着した直後に基板１００をサンプルホルダ２０から回収できる。この場合、基板１００に基板保持パッド１１１が接触する直前に回収用気体２００の噴射を開始することが好ましい。これにより、回収用気体２００を噴射している時間を短縮できるなど、基板１００の回収に要する時間の増大を抑制できる。例えば、回収用気体２００の噴射を開始してから１秒以内に、基板１００に基板保持パッド１１１を接触させる。
【００３０】
回収用気体２００の噴射を開始するタイミングは、例えば、基板移載システム１０全体の動作を制御するコントローラ１４によって設定される。コントローラ１４は、ロボットハンド１１３の動作を制御する制御装置１１４を制御したり、基板保持パッド１１１での基板１００の吸着や回収用気体２００の噴射などを制御したりする。例えば、真空経路１３２に配置された真空バルブ１３３の開閉をコントローラ１４が制御することによって、基板保持パッド１１１の吸着動作が制御される。また、噴射経路１２３に配置された噴射バルブ１２４の開閉をコントローラ１４が制御することによって、回収用気体２００の噴射が制御させる。
【００３１】
ところで、基板移載システムにおいては、基板１００の表面の損傷を抑制するために、基板保持パッド１１１の吸着面の面積が小さいことが好ましい。一方、吸着面の面積が小さいほど、基板１００に対する吸着力が小さくなり、基板１００の回収ミスが生じやすい。
【００３２】
しかし、基板移載システム１０では、基板プレート２１の噴射位置Ｐに回収用気体２００を噴射することによって基板１００を基板プレート２１から浮き上がらせることができる。このため、基板保持パッド１１１の吸着力が弱い場合にも、基板１００の回収ミスを抑制できる。したがって、基板移載システム１０によれば、回収ミスを抑制しつつ、基板１００の表面の損傷を抑制できる。
【００３３】
以上に説明したように、本発明の実施形態に係る基板移載システム１０では、サンプルホルダ２０からの基板１００の回収時に、基板搭載領域２１１よりも外側であって基板１００から離間した位置に向けて、基板プレート２１の主面２１０に回収用気体２００を噴射する。これにより基板１００が基板プレート２１の主面２１０から浮き上がり、サンプルホルダ２０からの基板１００の回収ミスを抑制できる。更に、サンプルホルダ２０から基板１００が無理に引き離されることが無く、回収時における基板１００の破損を抑制できる。
【００３４】
本発明者らの調査によれば、基板プレート２１に回収用気体２００の噴射を行わない場合には基板１００の回収ミスが１０％程度あったが、基板プレート２１に回収用気体２００の噴射を行うことによって回収ミスは１％以下に減少した。
【００３５】
基板１００は、例えば半導体デバイスなどに使用されるシリコン基板やガラス基板などである。基板移載システム１０は、シリコンからなる太陽電池基板の製造工程などに好適に使用される。即ち、反射防止膜やパッシベーション膜を太陽電池基板に形成するプロセス処理の後に、基板移載システム１０によって太陽電池基板をサンプルホルダ２０から回収する。
【００３６】
＜変形例＞
図２では、基板プレート２１の主面２１０に定義される基板搭載領域２１１が１つである例を示した。しかし、基板プレート２１に搭載される基板１００が１枚に限られないことはもちろんである。基板プレート２１に複数の基板１００が搭載される場合には、基板１００の枚数に応じて基板保持パッド１１１及び噴射ノズル１２２が用意される。図５に、基板プレート２１に搭載される基板１００が４枚である場合に用意される基板保持パッド１１１及び噴射ノズル１２２の構成例を示した。なお、図５では１枚の基板１００に対してそれぞれ２つの噴射ノズル１２２を用意する例を示したが、１つの噴射ノズル１２２によってその両側の基板１００を浮き上がらせてもよい。
【００３７】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００３８】
既に述べた実施形態では、ベースプレート１１２に装着された基板保持パッド１１１が１個である場合を説明した。しかし、基板１００に対する吸着力を高めるために、同一の基板１００に吸着させる複数の基板保持パッド１１１をベースプレート１１２に装着してもよい。
【００３９】
また、上記ではサンプルホルダ２０がボートタイプである場合を説明したが、図６に示すように、基板１００を水平方向に搭載するカートタイプのサンプルホルダについても、本発明は適用可能である。即ち、水平方向に延伸する基板搭載領域２１１に基板１００が搭載された場合であっても、基板プレート２１の主面２１０に回収用気体２００を噴射することにより、基板１００とサンプルホルダとの密着に起因する回収ミスを抑制できる。
【００４０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０…基板移載システム
１１…基板移動装置
１２…気体噴射装置
１４…コントローラ
２０…サンプルホルダ
２１…基板プレート
２２…基板支持具
１００…基板
１１１…基板保持パッド
１１２…ベースプレート
１１３…ロボットハンド
１１４…制御装置
１２１…気体供給源
１２２…噴射ノズル
１３１…真空装置
２００…回収用気体
２１１…基板搭載領域
【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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