(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
最大寸法の基板の外形状に略一致する内形状を有する開口部を単または複数有し、前記最大寸法の基板の外縁を厚み方向に支持するための段部を前記開口部の内縁に設けた外枠と、
非締結構造を有する単または複数の係合手段を用いて前記外枠に着脱可能に取付けられ、最大寸法以下の製膜対象基板の外縁を厚み方向に支持するための段部を有する補助枠部材とからなり、
前記補助枠部材に設けられた段部と前記外枠に設けられた段部とで、最大寸法以下の製膜対象基板の外縁を厚み方向に支持する単または複数の基板受け面を構成した基板搬送トレー。
【請求項２】
係合手段が、外枠の相対する内辺の対応位置に設けた一対の凹部と、前記補助枠部材の両端に設けた前記凹部に係合する凸部とで構成される請求項１記載の基板搬送トレー。
【請求項３】
係合手段が、請求項２記載の一対の凹部を複数設けて、これら凹部に係合する複数の補助枠部材の両端に設けた複数の凸部とで構成される請求項１記載の基板搬送トレー。
【請求項４】
係合手段が、引き落とし構造によるものである請求項２または請求項３記載の基板搬送トレー。
【請求項５】
少なくとも一つの補助枠部材が他の補助枠部材に係合支持される請求項１〜４の何れか１項に記載の基板搬送トレー。
【請求項６】
補助枠部材上面と基板受け面との間に位置する基板受け部の深さが、最大寸法以下の製膜対象基板の厚みよりも最大でも１ｍｍを超えないように設定される請求項１〜５の何れか１項に記載の基板搬送トレー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に薄膜を形成するために利用される基板搬送トレーに関し、特に、太陽電池や液晶パネル、プラズマディスプレーなどの製造過程における薄膜形成工程に適した基板搬送トレーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、太陽電池や液晶パネル、プラズマディスプレーなどの製品群は、何れのものもコスト競争が激化している。これら製品群の製造工程のうち共通する工程の一つに、基板上の薄膜形成に関するものがある。この工程での低コスト化技術は、製品のコストに反映する。例えば、太陽電池の製造工程には、基板上に薄膜を形成するため、基板を取付けた基板搬送トレーを搬送装置でもって、ＣＶＤ装置やスパッタリング装置などの製膜装置内に搬送する工程がある。基板搬送トレーには、種々の大きさの基板が確実に取付けられる構造や、ＣＶＤやスパッタリングなどによる製膜環境下での変形・変質に耐え得る構造などが必要とされる。
【０００３】
従来の基板搬送トレーの例を、図９および図１０を参照しながら以下に説明する。図９は、従来の基板搬送トレー９０に基板９１を取付けた様子を示す図であり、図１０は、そのＤ−Ｄ断面説明図である。基板搬送トレー９０は、基板９１の外形よりもやや大きめの内形状を有するステンレスやアルミニウム製の外枠９２からなり、この外枠９２には、基板９１の表面を支持する段部９３が、一定の厚みで設けられている。基板搬送トレーの使用時には、この段部９３に基板９１を設置し、基板９１の裏面を支持するために基板上に押え板９４を設置する。基板の押え板側の反対側の面は、開口しており、基板の成膜面とされる。また、押え板９４を外枠９２に保持するために、例えば、押え板の四隅を保持するように、固定部材９５，９５，…が外枠の４箇所にネジで固定されている。なお、一般的な基板の大きさは、最大のもので、１ｍ×１ｍ程度であり、最小のもので、０．１ｍ×０．１ｍ程度である。
【０００４】
図１１は、基板搬送トレー１０１，１０２を製膜装置内で搬送する状態を示す、製膜装置１００の断面説明図である。製膜装置内の搬送路１０３は、ほぼ真空にまで減圧されている。基板搬送トレー１０１，１０２の搬送は、トレー１０１，１０２の上部のガイドローラー１０４，１０５をガイド１０６，１０７で誘導し、トレー１０１，１０２の下部に設けたラック１０８，１０９をモータ１１０，１１１に連結したピニオン１１２，１１３にかみ合わせて、行われる。また、２枚の基板搬送トレー１０１，１０２は、互いに平行に、かつ同位置となるようにして、同時に搬送される。このように基板搬送トレーを縦置きの状態で搬送すると、２枚の基板を同時に製膜できるという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような従来の基板搬送トレーでは、基板の大きさや厚みに変更がある場合、この変更に合わせて基板搬送トレーも再設計し新たに製作・加工しなければならない。この変更費用およびこれに絡む多数の部品の取り替え工数は、膨大なものとなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑み、基板のサイズの変更に要する工数を大幅に減らし、安価でかつ簡単に部品交換できる基板搬送トレーを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る基板搬送トレーは、最大寸法の基板の外形状に略一致する内形状を有する開口部を単または複数有し、前記最大寸法の基板の外縁を厚み方向に支持するための段部を前記開口部の内縁に設けた外枠と、非締結構造を有する単または複数の係合手段を用いて前記開口部に着脱可能に取付けられ、最大寸法以下の製膜対象基板の外縁を厚み方向に支持するための段部を有する補助枠部材とからなり、前記補助枠部材に設けられた段部と前記外枠に設けられた段部とで、最大寸法以下の製膜対象基板の外縁を厚み方向に支持する単または複数の基板受け面を構成するというものである。
【０００８】
また、前記係合手段として、外枠の相対する内辺の対応位置に設けた一対の凹部と、前記補助枠部材の両端に設けた前記凹部に係合する凸部とで構成されると、基板のサイズ変更により柔軟に対応できる。また、この一対の凹部を複数設けて、これら凹部に係合する複数の補助枠部材の両端に設けた複数の凸部とで構成されるようにすると、基板のサイズ変更により細かく対応することができる。
【０００９】
より具体的な係合手段として、係合手段が、後述する引き落とし構造によるものとすることができる。
【００１０】
また、具体的な係合手段として、少なくとも一つの補助枠部材が他の補助枠部材に係合支持される構造をも採用することができる。
【００１１】
そして、補助枠部材上面と基板受け面との間に位置する基板受け部の深さが、最大寸法以下の製膜対象基板の厚みよりも最大でも１ｍｍを超えないように設定されると、基板の反りに対応できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る代表的な種々の実施例を説明する。図１は、本発明に係る基板搬送トレー１を成膜側の反対側からみた図であり、図２は、補助枠部材２の斜視図である。
基板搬送トレー１は、最大サイズのガラス基板の外形よりもやや大きめの内形状をもつ開口部１２を有する、ステンレスやアルミニウム製の方形の外枠３と、この外枠３にはめはずしが可能な補助枠部材２とからなる。この外枠３の開口部１２の全内周にわたって、最大サイズのガラス基板を支持するための段部４が、一定の厚みで設けられている。また、外枠３の内形状のうち対向する二辺に一対の凹部５，６が設けられている。一方、補助枠部材２には、長手方向にわたって、上段部７と下段部８が形成されており、この上段部７の長手方向の両端に一対の突起部１０，１１が設けられている。補助枠部材２の基板搬送トレーへの取付け方は、上側突起部１０を上側凹部５に係合させた後、下側突起部１１を下側凹部６に係合させて、外枠３の段部４の上面に、補助枠部材２の上段部７を設置するというものである。なお、補助枠部材２の下段部８の上面と、外枠３の段部４の上面とは、同一平面内にあるものとする。また、補助枠部材２の上段部７と下段部８との段差ｔは、基板搬送トレーに設置する基板の厚みと略同じである。これにより、後述するように、基板と押え板とを基板搬送トレーに設置する際に、これらの板を基板搬送トレーと平行に置くことができ、成膜の時に都合が良い。
【００１３】
但し、補助枠部材２を取付け可能な条件として、上側突起部１０をある程度上側凹部５に挿し込んだときに、下側突起部１１を下側凹部６に挿し込み可能であることと、下側突起部１１を下側凹部６に完全に挿し込んだときに、上側突起部１０が上側凹部５に挿し込まれたままの状態にあることが必要である。これは、引き障子の取り付け構造と同じである。すなわち、引き障子の上側凸部を鴨居にはめ込み持ち上げて、次に、引き障子の下側凹部を敷居にはめ込み、引き障子全体を落として取付ける仕組み（以下、引き落とし構造と称す。）と同じである。ここで、引き障子の上側凸部が補助枠部材の上側突起部１０に、引き障子の下側凹部が下側突起部１１に、鴨居が外枠の上側凹部５に、敷居が外枠の下側凹部６に相当する。
【００１４】
このような基板搬送トレーの補助枠部材の下段部の上面と、外枠の段部の上面とに、最大サイズよりも小さなガラス基板を設置し、この基板上面と補助枠部材２の上段部７の上面とに押え板を設置する。製膜装置内では、この基板搬送トレー１を、外枠３の下側凹部６を重力方向に向ける縦置きの状態で搬送装置に取付けて、搬送する。本実施例のはめ込み構造は、基板搬送トレーを縦置きの状態で搬送する場合、特に、脱落防止に効果的な構造である。
【００１５】
ところで、本実施例の押え板には、ステンレスやアルミニウム製のものを使用するが、本発明は、これに限らない。本発明に係る押え板は、ＣＶＤやスパッタリングなどによる製膜工程での変形・変質に耐え得て、アースを付けて放電を促すのに適した素材であれば、何れでも良い。なお、押え板を基板搬送トレーに保持する手段としては、たとえば、図９の従来例に示したように、外枠の４箇所に固定部材をネジで固定するものがある。しかし、本発明はこの手段に限らず、押え板が、成膜工程中に基板が動かぬ程度に基板を十分な圧力で保持するものであれば、何れの手段でも良い。
【００１６】
このように、上記した構造を採用することで、締結部品を使わなくとも、補助枠部材を取付けることができる。また、基板の大きさや厚みに変更がある場合でも、この変更に合わせた補助枠部材を用意して、取り替えるだけでよいので、変更に絡む多数の部品の取り替えや、基板搬送トレーの再設計という手間がなくなる。さらに、この変更は簡単に行うことができるので、市場のニーズに見合った製膜基板を素早く、低コストで用意することができる。例えば、基板のサイズ変更に応じて、基板の押え板を交換する必要がない。
【００１７】
なお、図１、図２の基板搬送トレーでは、外枠３に一つの開口部１２が設けられ、この開口部１２の全内周に段部４が設けられている。しかし、本発明は、これに限らず、複数の開口部を外枠に設けて、それぞれの開口部の内周に、上述した補助枠部材を取付けるような構造を有する基板搬送トレーでもよい。これにより、複数の基板を一枚の外枠で一度に搬送できるという利点がある。
【００１８】
次に、図３および図４を参照しながら、本発明に係る基板搬送トレーの別の実施例を以下に説明する。図３は、基板搬送トレー２０を裏面側からみた図であり、図４は、図３のＣ−Ｃ断面説明図である。
この基板搬送トレー２０は、外枠２１と、この外枠２１に取付けられた補助枠部材２２とからなる。外枠２１の基本構造は、図１、図２に示した構造と同じである。両者の異なるところは、図１に係る外枠３には、一対の凹部５，６が形成されているのに対し、本実施例の外枠には、補助枠部材２２に設けられた４個所の突起部２３，２４，２５，２６に対応して、４個所に凹部２７，２８，２９，３０が形成されている点にある。一方、補助枠部材２２には、基板の表面を支持する下段部３１が、一定の厚みで形成されており、この下段部３１の外周を囲む形で、一定の厚みを有する上段部３２が形成されている。この上段部３２の長手方向の両端に、突起部２３〜２６が設けられている。そして、上側突起部２３，２４を上側凹部２７，２８に係合させた後、下側突起部２５，２６を下側凹部２９，３０に係合させて、外枠の段部３３の上面に、補助枠部材２２の上段部３２を重ねて置くことにより、補助枠部材２２を外枠２１に取付ける。これらの突起部が凹部に係合する構造は、図１の基板搬送トレーにおける引き落し構造と同じである。
【００１９】
このような補助枠部材２２の下段部３１の上面に、最大サイズよりも小さな基板３４を設置し、この基板上面と補助枠部材の上段部３２の上面とに押え板３５を設置する。押え板３５を外枠２１に保持する手段としては、たとえば、図９の従来例に示したように、外枠の４箇所に固定部材をネジで固定するものがある。しかし、本発明はこの手段に限らず、押え板が、成膜工程中に基板が動かぬ程度に基板を十分な圧力で保持するものであれば、何れの手段でも良い。
【００２０】
なお、図３および図４の基板搬送トレーでは、外枠２１に一つの開口部３６が設けられ、この開口部３６の全内周に段部３３が設けられている。しかし、本発明は、これに限らず、複数の開口部を外枠に設けて、それぞれの開口部の内周に、上述した補助枠部材を取付けるような構造を有する基板搬送トレーでもよい。これにより、複数の基板を一枚の外枠で一度に搬送できるという利点がある。
【００２１】
ところで、基板によっては、成膜時に発生する熱などによって、湾曲する。湾曲する基板を無理に押さえると、基板の厚さによっては、割れる危険性がある。これに対処する場合は、図５に示すように、基板４３を受ける部分の深さを、基板の厚みより深くなるように設定することにより、基板の内部ストレスを湾曲によって解放させることができる。この深さが、基板の厚みよりも最大でも１ｍｍを超えないように設定されると、一般的なガラス基板を使用する場合に、この湾曲に対応できる。
【００２２】
次に、図６および図７を参照しながら、本発明に係る基板搬送トレーのさらに別の実施例を説明する。図６は、基板搬送トレー５０を成膜側の反対側からみた図である。この図は、外枠５１にはめ込まれた２本の補助枠部材５２，５３の間に、別の補助枠部材５４が係合されている状態を示している。また、図７は、補助枠部材を取り外した状態の基板搬送トレー５０の斜視図である。外枠５１の構造は、図３に示した外枠２１の構造と同じである。この外枠５１の内形状のうち対向する二辺にわたって、２本の補助枠部材５２，５３が、引き落し構造によって、取付けられている。これら補助枠部材５２，５３のそれぞれには、Ｌ字形に彫られた係合部５５，５６が形成されており、第３の補助枠部材５４の突起部５７，５８を、これら係合部に係合することで、第３の補助枠部材５４が補助枠部材５２，５３にはめ込まれる。また、この第３の補助枠部材５４は、補助枠部材５２，５３と同様に、上段部５９と下段部６０とからなる二段構造を有し、上段部５９の下面は、外枠の段部６１の上面によって支持される。基板は、外枠の段部６１、補助枠部材５２，５３の下段部６２，６３、および第３の補助枠部材５４の下段部６０とで構成される基板受け部に設置される。また、押え板は、補助枠部材５２，５３，５４の上段部５９，６４，６５の上面に設置される。なお、本実施例で、外枠５１に一つの開口部６６を有するものであるが、本発明は、これに限らず、複数の開口部を有するものでも良い。
【００２３】
このような基板搬送トレーは、例えば、基板の一辺の長さのみのサイズ変更がある場合に、外枠に取付けてある補助枠部材すべてを取り替える必要がなく、基板のサイズ変更に素早く、柔軟に対応できる。
【００２４】
次に、図８を参照しつつ、外枠に形成される係合部（凹部）７９〜８２の種々の形状について、以下に説明する。図８(a) 〜(d) は、これら係合部を、挿し込み方向正面からみた図である。上記した本発明に係る実施例では、(a) の形状を採用した。本発明では、この(a) の形状に限らず、凹形の溝を彫った(b) の形状や、略四角形の溝を彫り溶接などで蓋８３をした(c) の形状、成膜面より溝を彫った(d) の形状などを採用することができる。これら形状のうち、成膜への影響度や、基板搬送トレーの大きさおよび厚み、補助枠部材の大きさおよび厚みなどを考慮して、適宜、最適な形状を選択する。また、これらの係合部に対応して、補助枠部材の突起部（凸部）の形状も、円筒形状のみではなく、四角形状などの種々の形状を選択できる。
【００２５】
【発明の効果】
上述の如く、本発明に係る基板搬送トレーは、最大寸法の基板を支持する段部をもつ外枠と、非締結構造を有する係合手段により外枠に着脱可能に取付けられ、最大寸法以下の基板を支持する段部をもつ補助枠部材とからなって、基板受け部を構成するので、締結部品を使う必要なしに補助枠部材を取付けられ、また、補助枠部材の交換が簡単にできる。よって、基板のサイズ変更がある場合にも、変更に絡む多数の部品交換や、基板搬送トレーの再設計という手間がなくなり、変更に伴うコストを低く抑えられる。さらに、製膜基板の生産に携わる作業員の作業性を大幅に改善できる。
【００２６】
また、前記係合手段が、外枠に設けた一対の凹部と、補助枠部材の両端に設けた凸部とで構成され、この係合手段が、引き落とし構造によるものであるとすると、基板搬送トレーを縦置きの状態で搬送する場合、基板の脱落防止に効果的である。
【００２７】
また、前記基板搬送トレーが、少なくとも一つの補助枠部材が他の補助枠部材に係合支持されるという構造を有すると、すでに取付けた補助枠部材に、さらに補助枠部材を取りつけることが可能となるので、基板の細かなサイズ変更に伴う部品交換を少なくできる。
【００２８】
さらに、補助枠部材上面と基板受け面との間に位置する基板受け部の深さが、最大寸法以下の製膜対象基板の厚みよりも最大でも１ｍｍを超えないように設定すると、基板の湾曲を許して内部ストレスを解放することができるので、基板のひび割れなどを防ぐことができ、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る基板搬送トレーの実施例を示す図である。
【図２】  本発明に係る補助枠部材の斜視図である。
【図３】  本発明に係る基板搬送トレーの実施例を示す図である。
【図４】  図３のＣ−Ｃ断面説明図である。
【図５】  湾曲する基板を設置した本発明に係る基板搬送トレーを示す図である。
【図６】  本発明に係る基板搬送トレーの実施例を示す図である。
【図７】  本発明に係る基板搬送トレーの斜視図である。
【図８】  外枠に形成される係合部の種々の形状を示す図である。
【図９】  従来の基板搬送トレーを示す図である。
【図１０】  図９のＤ−Ｄ断面説明図である。
【図１１】  典型的な製膜装置を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１  基板搬送トレー      ２  補助枠部材
３  外枠                ４  段部
５  上側凹部            ６  下側凹部
７  上段部              ８  下段部
１０  上側突起部        １１  下側突起部
１２  開口部
２０  基板搬送トレー    ２１  外枠
２２  補助枠部材
２３，２４  上側突起部
２５，２６  下側突起部
２７，２８  上側凹部
２９，３０  下側凹部
３１  下段部            ３２  上段部
３３  段部              ３４  基板
３５  押え板            ３６  開口部
４０  板搬送トレー      ４１  外枠
４２  補助枠部材        ４３  基板
４４  押え板            ５０  基板搬送トレー
５１  外枠
５２，５３，５４  補助枠部材
５５，５６  Ｌ字形係合部
５７，５８  突起部
５９  上段部
６０  下段部
６１  段部
６２，６３  下段部
６４，６５  上段部
６６  開口部
６７，６８，６９，７０  外枠
７１，７２，７３，７４  上段部
７５，７６，７７，７８  下段部
７９，８０，８１，８２  凹部
９０  基板搬送トレー    ９１  基板
９２  外枠              ９３  段部
９４  押え板            ９５  固定部材
１００  製膜装置
１０１，１０２  基板搬送トレー
１０３  搬送路
１０４，１０５  ガイドローラー
１０６，１０７  ガイド
１０８，１０９  ラック
１１０，１１１  モータ
１１２，１１３  ピニオン
【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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