特許 6194733 基板移載システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6194733

(24)【登録日】2017年8月25日

(45)【発行日】2017年9月13日

(54)【発明の名称】基板移載システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20170904BHJP

   H01L 21/31 20060101ALN20170904BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 D

   H01L21/68 A

   !H01L21/31 C

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-209452(P2013-209452)

(22)【出願日】2013年10月4日

(65)【公開番号】特開2015-76415(P2015-76415A)

(43)【公開日】2015年4月20日

【審査請求日】2016年7月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(72)【発明者】

【氏名】武田 直也

(72)【発明者】

【氏名】平塚 昌夫

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１１１３５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１１０４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０８６３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５０７１６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

(57)【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と前記基板搭載領域の周囲の非搭載領域とが定義された垂直方向に延伸する基板搭載面を有する基板プレートと、
前記基板と接触する接触部、及び前記接触部の周囲に配置されたスペーサを有し、前記スペーサが前記非搭載領域と接触することによって前記基板搭載面と非接触の状態で前記基板を回転させながら、前記基板プレート上で前記基板の移載を行う移載装置と
を備えることを特徴とする基板移載システム。

【請求項2】

前記移載装置が前記接触部と連結するアーム部を更に備え、
前記アーム部に前記スペーサが配置され、
前記移載装置が前記アーム部を回転させることによって、前記基板を前記基板搭載面上で回転させ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】

前記移載装置が複数の前記接触部を備え、
前記移載装置が、１つの回転軸を中心にして前記基板搭載面と平行に複数の前記基板を同時に回転させながら、複数の前記基板搭載領域に複数の前記基板を同時に搭載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】

前記移載装置が複数の前記接触部を備え、
前記移載装置が、１つの回転軸を中心にして前記基板搭載面に沿って複数の前記基板を同時に回転させながら、複数の前記基板搭載領域から複数の前記基板を同時に回収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】

前記基板搭載領域の外周に、前記基板を主面側から支える突起部が先端に形成された固定ピンが配置され、
前記スペーサの厚さが前記基板搭載面から前記突起物までの長さよりも薄い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。

【請求項6】

前記基板搭載領域の外周の左辺、右辺及び下辺に左辺固定ピン、右辺固定ピン及び下辺固定ピンがそれぞれ前記固定ピンとして配置され、
前記移載装置が、前記基板の裏面が前記基板搭載面と平行に対向し且つ前記基板搭載面の面法線方向から見て前記基板が前記基板搭載領域に対して傾いた姿勢で、前記基板を前記左辺固定ピンと前記右辺固定ピンとの間を通過するように移動させることを特徴とする請求項５に記載の基板移載システム。

【請求項7】

前記基板を回転させる角度が３度以内であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板移載システム。

【請求項8】

前記移載装置が、
前記基板を保持する基板保持機構と、
前記基板を前記基板搭載領域に接近又は離間させる基板移動機構と、
前記基板搭載面と平行に前記基板を回転させる基板回転機構と
を備えることを特徴とする請求項１乃至７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。サンプルホルダには、基板を水平に搭載するカートタイプや、基板を垂直に搭載するボートタイプなどがある。処理効率を向上させるために、ボートタイプのサンプルホルダを用いて同時に処理できる基板の数を増やすことが有効である（例えば、特許文献１参照。）。更に、基板が搭載される基板プレートを複数有するボートタイプのサンプルホルダを使用することにより、多数の基板を同時に処理するプロセス処理装置のフットプリントを小さくすることができる。なお、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、「基板の移載」という。

【0003】

ボートタイプのサンプルホルダの基板プレート上で基板を保持する場合、固定ピンによって基板を下方や左右から支える方法が一般的である。このとき、基板が基板プレートからすべり落ちないように、固定ピンの先端に基板を主面側から支える突起部が形成されている。例えば平型タイプのピンを固定ピンに使用する場合には、固定ピンの軸部分で基板を側面及び下面から支持すると共に、固定ピンの頭部によって基板を主面側から支持する。

【0004】

したがって、サンプルホルダでの基板の移載においては、基板が固定ピンの突起部に接触しないようにする必要がある。このため、基板を傾けた状態で基板プレートの直上に配置した後、基板が突起部と基板プレートとの間に位置するように基板を回転させる方法が採用される。

【0005】

即ち、基板の主面の面法線方向を回転軸として基板を基板プレート上で所定の角度だけ回転させる。具体的には、基板回収時においては、基板プレートに搭載された基板にロボットハンドを保持させた後、ロボットハンドを回転させて基板を傾ける。その後、ロボットハンドを移動させて、基板プレートから基板を回収する。基板搭載時においては、ロボットハンドによって基板を傾けた状態で基板プレートに接触させる。そして、基板の傾きを解消するようにロボットハンドを回転させた後にロボットハンドが基板を離して、基板プレートに基板が搭載される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−７５８８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上記のように基板の移載時に基板プレート上で基板が回転することによって、基板プレートの表面と接触して基板の裏面に傷が発生する。

【0008】

本発明は、ボートタイプのサンプルホルダでの基板の移載において、基板プレート上での基板の回転によって生じる基板裏面の傷の発生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】

【0009】

本発明の一態様によれば、（イ）基板が搭載される基板搭載領域と基板搭載領域の周囲の非搭載領域とが定義された垂直方向に延伸する基板搭載面を有する基板プレートと、（ロ）基板と接触する接触部、及び接触部の周囲に配置されたスペーサを有し、スペーサが非搭載領域と接触することによって基板搭載面と非接触の状態で基板を回転させながら、基板プレート上で基板の移載を行う移載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】

【0010】

本発明によれば、ボートタイプのサンプルホルダでの基板の移載において、基板プレート上での基板の回転によって生じる基板裏面の傷の発生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】

【0011】

【図1】本発明の第１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】本発明の第１の実施形態に係る基板移載システムのスペーサの配置例を示す模式図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る基板移載システムのスペーサの他の配置例を示す模式図である。

【図4】図１のＩＶ−ＩＶ方向に沿った模式的な断面図である。

【図5】本発明の第１の実施形態に係る基板移載システムの基板プレートに配置される固定ピンの構造を示す模式図である。

【図6】本発明の第１の実施形態に係る基板移載システムの動作を説明するための模式図である（その１）。

【図7】本発明の第１の実施形態に係る基板移載システムの動作を説明するための模式図である（その２）。

【図8】本発明の第１の実施形態に係る基板移載システムによる基板の回転を説明するための模式図である。

【図9】基板プレート上に膜が形成された状態を示す写真であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の領域Ｓを拡大した写真である。

【図10】比較例の基板移載システムを示す模式図である。

【図11】比較例の基板移載方法によって基板の裏面に発生する傷の例を示す写真であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の一部を拡大した写真である。

【図12】本発明の第１の実施形態に係る基板移載システムにより複数の基板プレートで基板を移載する例を示す模式図である。

【図13】本発明の第１の実施形態に係る基板移載システムを適用可能なインライン式製造装置の構成を示す模式図である。

【図14】本発明の第２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】

【0012】

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。

【0013】

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る基板移載システム１は、図１に示すように、垂直方向に延伸する基板搭載面２１０を有する基板プレート２１と、基板プレート２１において基板１００の移載を行う移載装置１０とを備える。基板プレート２１の基板搭載面２１０には、図２に示すように、基板１００が搭載される基板搭載領域２１１と、基板搭載領域２１１の周囲の非搭載領域２１２が定義されている。

【0014】

図１に示した移載装置１０は、基板１００と接触する接触部１５１、及び接触部１５１の周囲に配置されたスペーサ１５０を有する。移載装置１０の詳細は後述するが、移載時において基板１００は、接触部１５１と接触部１５１に連結するアーム部１５２とを有する基板保持機構１５によって保持される。スペーサ１５０は、アーム部１５２に取り付けられている。

【0015】

移載装置１０に保持された基板１００が基板搭載領域２１１上に配置された状態において、スペーサ１５０は非搭載領域２１２上に位置する。図１に示した例では、基板搭載領域２１１の上方、下方及び基板搭載領域２１１間の非搭載領域２１２と対向して、スペーサ１５０が配置されている。具体的には、図２に示すように、基板搭載領域２１１それぞれの上方に２個のスペーサ１５０が配置され、外側の基板搭載領域２１１の下方にそれぞれ１個のスペーサ１５０が配置され、基板搭載領域２１１同士間に１個のスペーサ１５０が配置されている。

【0016】

ただし、スペーサ１５０の配置場所は上記の位置に限られることがないのはもちろんである。例えば、図３に示すように、すべての基板搭載領域２１１の下方にそれぞれスペーサ１５０を配置してもよい。スペーサ１５０の配置場所は、例えば実験によって基板１００の裏面に傷が発生しないことを確認しながら決定することができる。

【0017】

移載装置１０は、基板搭載面２１０の面法線方向を回転軸として基板１００を回転させながら、基板プレート２１上で基板１００の移載を行う。このとき、接触部１５１が連結されたアーム部１５２を回転させることにより、基板１００が回転する。具体的には、基板１００を傾けた状態で基板プレート２１の直上に接近させた後、基板１００を基板プレート２１上で所定の角度だけ回転させる。或いは、基板１００を基板プレート２１上で所定の角度だけ回転させた後、基板１００を傾けた状態で基板プレート２１から離す。

【0018】

図４に示すように、基板１００の回転時にスペーサ１５０が非搭載領域２１２と接触することによって、基板１００と基板搭載面２１０とは接触しない。つまり、基板１００と基板搭載面２１０とが非接触の状態で、基板プレート２１上での基板１００の移載が行われる。

【0019】

回転時の基板１００と基板搭載面２１０との間隔ｄは、例えば０．１ｍｍ程度に設定される。間隔ｄが狭すぎると、基板１００が基板搭載面２１０や基板搭載面２１０に付着する膜と接触する場合がある。一方、間隔ｄが広すぎると、左辺固定ピンＰ１、右辺固定ピンＰ２、下辺固定ピンＰ３と基板１００が接触する場合があり、また、基板１００を移載する基板プレート２１に隣接する他の基板プレート２１と基板保持機構１５が接触する場合がある。本発明者らの調査により、間隔ｄを０．１ｍｍ程度に設定することにより、基板プレート２１上での基板１００の移載が良好に行われることが見出された。

【0020】

スペーサ１５０の厚みは、移載装置１０によって基板１００を基板搭載領域２１１に最近接させた状態においても基板１００と基板搭載面２１０間には間隔ｄが生じるように設定される。そして、スペーサ１５０を基板１００の周囲で基板搭載面２１０に接触することによって、基板搭載面２１０上で基板１００を回転させても、基板１００と基板搭載面２１０は接触しない。

【0021】

上記のように、基板移載システム１によれば、基板１００の移載時において基板プレート２１の表面と接触して基板１００の裏面に傷が発生することが抑制される。なお、基板１００の移載時において、スペーサ１５０は必ずしも非搭載領域２１２に接触しなくてもよい。ただし、回転中の基板１００と基板搭載領域２１１との間隔が安定するように、スペーサ１５０が非搭載領域２１２に接触した状態で基板１００が回転することが好ましい。基板１００と基板搭載領域２１１との間隔が安定した状態で基板１００を回転させることによって、基板１００の裏面と基板搭載面２１０との接触や基板１００と固定ピンとの接触が、より確実に回避される。

【0022】

図１に示すように、基板搭載領域２１１それぞれの外周の左辺、右辺及び下辺に左辺固定ピンＰ１、右辺固定ピンＰ２及び下辺固定ピンＰ３がそれぞれ配置されている。以下において、左辺固定ピンＰ１、右辺固定ピンＰ２及び下辺固定ピンＰ３を総称して「固定ピン」という。

【0023】

固定ピンには、例えば図５に示すような平型タイプのピン３０を採用可能である。ピン３０の軸部分３２の先端が基板搭載面２１０に埋め込まれる。これにより生じるピン３０の頭部３１と基板搭載面２１０との隙間に露出する軸部分３２によって、基板１００が基板搭載面２１０で支持される。基板搭載面２１０上に露出する軸部分３２の長さｔは、基板搭載面２１０上で基板１００が安定して支持されるように設定される。

【0024】

移載装置１０は、基板１００が固定ピンの突起部（例えば、頭部３１）に接触しないように、基板１００を回転させながら基板プレート２１上で基板１００の移載を行う。即ち、基板保持機構１５の一部が固定ピンの突起部と基板プレート２１との間に位置する状態で、基板１００を回転させる。このため、図４に示したアーム部１５２の厚さとスペーサ１５０の厚さの和が図５の長さｔよりも小さくなるように、スペーサ１５０の厚さが設定される。そして、アーム部１５２と固定ピンの頭部３１とが接触しないよう設定された値に図４の間隔ｄがなるように、スペーサ１５０の厚さが設定されている。

【0025】

基板移載システム１では、基板１００の回転時にスペーサ１５０が回転する。このため、スペーサ１５０が非搭載領域２１２と接触した状態で回転しても基板搭載領域２１１には接触しない位置に、スペーサ１５０は配置される。更に、基板１００の回転時に固定ピンと接触しないように、スペーサ１５０を配置する必要がある。また、スペーサ１５０の表面は基板搭載面２１０の全面に渡って同一平面レベルであることが好ましいため、スペーサ１５０の総面積が広ければよいということはない。このように、スペーサ１５０の配置位置や面積などには制限がある。

【0026】

一方、スペーサ１５０の数が少なすぎたり、配置場所が適切でなかったりすると、スペーサ１５０間やスペーサ１５０の外側で基板１００の裏面と基板搭載面２１０が擦れ合う可能性がある。特に、基板プレート２１がカーボン材などからなり、基板１００の移載時に基板プレート２１がたわむことが考えられる場合などには、基板搭載面２１０の４隅にスペーサ１５０を配置するだけでは不十分である。したがって、基板１００が基板プレート２１と接触せずにスムーズに回転するように、スペーサ１５０の配置場所に注意する。

【0027】

ところで、図１に示した基板プレート２１の基板搭載面２１０には、４つの矩形の基板搭載領域２１１が水平方向に配列して定義されている。１つの基板搭載領域２１１に１枚の基板１００が搭載される。移載装置１０は、複数の基板１００を基板搭載面２１０に同時に搭載することが可能である。ここでは１つの基板搭載面２１０に複数の基板搭載領域２１１が定義されている例を示したが、１つの基板搭載面２１０に定義される基板搭載領域２１１が１つでもよい。また、基板プレート２１の対向する主面にそれぞれ基板搭載面２１０が設定されていてもよいし、一方の主面にのみ基板搭載面２１０が設定されていてもよい。

【0028】

なお、基板搭載領域２１１間の間隔については、ピン３０の頭部３１の直径が最小値である。つまり、ピン３０の頭部３１の直径が小さいほど基板搭載領域２１１間の間隔を小さくできるが、基板１００を安定して保持するために、ピン３０の頭部３１の直径は２〜５ｍｍ程度、例えば３．６ｍｍ程度であることが好ましい。基板搭載領域２１１間の間隔は狭いほど好ましく、最大値は例えば１０ｍｍ程度である。

【0029】

また、基板搭載領域２１１それぞれに対する左辺固定ピンＰ１、右辺固定ピンＰ２及び下辺固定ピンＰ３の相対位置は、複数の基板搭載領域２１１において共通である。このため、基板プレート２１に搭載された基板１００にプロセス処理を施した場合に、固定ピンによる各基板１００への影響を同一にできる。例えば成膜処理が行われた場合には、固定ピンの影になって成膜されない領域をすべての基板１００で共通にできる。

【0030】

以下に、移載装置１０の詳細について説明する。図１に示すように、移載装置１０は、基板移動機構１１、基板回転機構１３、及び基板保持機構１５を有する。移載装置１０によって、基板１００の左辺、右辺及び下辺が左辺固定ピンＰ１、右辺固定ピンＰ２及び下辺固定ピンＰ３にそれぞれ支持されるように、複数の基板１００が同時に基板搭載領域２１１に搭載される。

【0031】

基板保持機構１５は、接触部１５１とアーム部１５２を有し、１枚の基板１００に接触部１５１が１つずつ用意されている。基板１００の主面に接触させた接触部１５１によって基板１００が吸着され、接触部１５１は、それぞれの主面が同一平面レベルに配置された状態で複数の基板１００を保持する。接触部１５１は、例えば真空吸着によって基板１００を保持する。

【0032】

基板移動機構１１は、基板１００を基板搭載領域２１１に接近又は離間させる。図１に示した基板移動機構１１は、支柱部１１１と、支柱部１１１の延伸する垂直方向を回転軸として支柱部１１１を回転させる支柱回転部１１２と、その回転の半径方向に支柱部１１１から延伸する梁部１１３を有する。梁部１１３に基板保持機構１５が取り付けられている。具体的には、基板保持機構１５のアーム部１５２が梁部１１３に取り付けられており、アーム部１５２における接触部１５１の配置ピッチは基板搭載面２１０上の基板搭載領域２１１の配置ピッチに等しい。

【0033】

基板１００を基板プレート２１に搭載する場合について、移載装置１０の動作を以下に説明する。

【0034】

先ず、基板保持機構１５が処理対象の基板１００を保持する。そして、支柱回転部１１２によって支柱部１１１を回転軸として梁部１１３が回転して、図６に示したように、基板搭載面２１０の上方に基板１００が移動される。このとき、基板１００の主面が、基板搭載面２１０と対向する。より具体的には、主面が基板搭載面２１０と平行で且つ基板搭載面２１０の面法線方向から見て基板搭載領域２１１に対して斜めの姿勢で、基板１００が配置される。

【0035】

その後、基板移動機構１１は、図７に示すように、所定の位置まで基板１００を垂直方向に基板搭載面２１０に沿って下方に移動させる。このとき、基板１００は基板搭載領域２１１に対して斜めの姿勢のままである。具体的には、図８に示すように、斜めの姿勢の基板１００の下辺と平行な直線と、基板搭載領域２１１の下辺と平行な直線とが、回転中心点Ｃにおいて角度θをなして交差するように基板１００が保持される。

【0036】

基板回転機構１３は、基板搭載面２１０と平行な状態を保って基板１００を回転させる。具体的には、図８に示したように基板搭載領域２１１に対して斜めに保持されていた複数の基板１００を、基板搭載面２１０の面法線方向と平行で、且つ回転中心点Ｃを通過する直線を回転軸として角度θだけ同時に回転させる。即ち、１つの回転軸を中心にして、基板搭載面２１０に沿って複数の基板１００を同時に回転させる。基板１００の回転時には、スペーサ１５０が非搭載領域２１２と接触させる。これにより、基板１００の裏面が基板搭載領域２１１と非接触の状態で基板１００が回転する。

【0037】

基板１００を所定の角度だけ回転させた結果、図１に示すように、複数の基板１００が基板搭載領域２１１に同時に搭載される。基板１００の左辺、右辺及び下辺は、左辺固定ピンＰ１、右辺固定ピンＰ２及び下辺固定ピンＰ３にそれぞれ支持される。

【0038】

基板保持機構１５が基板１００を離した後、基板移動機構１１を基板プレート２１から退避させる。以上により、複数の基板１００が基板プレート２１に搭載される。

【0039】

なお、移載装置１０によって、基板搭載領域２１１と基板１００とが完全に重なる位置まで基板１００を回転させてもよいし、或いは完全に重なる直前まで回転させてもよい。例えば角度θが３度である場合に、基板回転機構１３が、基板１００を３度回転させる。或いは、基板回転機構１３が基板１００を２．５度回転させた後に、基板保持機構１５が基板１００を離す。これにより、自重によって基板１００が更に回転しながら基板搭載領域２１１と完全に重なる状態で基板搭載領域２１１に配置される。そして、基板１００を離した後、基板回転機構１３によって梁部１１３が更に０．５度回転する。

【0040】

上記のように基板１００を回転させることにより、基板１００がピン３０の頭部３１に接触することなく、基板プレート２１に基板１００を移載できる。このとき、基板１００の移載に要する時間の増大を抑制するために基板１００を回転させる角度は小さい方が好ましく、基板１００の回転角は例えば上記のように２．５度乃至３度程度に設定される。

【0041】

上記で図６、図７を参照して説明したように、移載装置１０は、水平方向から見て基板搭載領域２１１に対して斜めの姿勢の基板１００を、垂直方向に基板搭載面２１０に沿って下方に移動させる。このため、左辺固定ピンＰ１と右辺固定ピンＰ２の基板搭載領域２１１の下辺からの垂直方向距離は互いに異なるように設定される。基板搭載面２１０の上方から見て反時計方向に基板１００を回転させる場合は、図８などに示したように、基板搭載領域２１１の下辺から左辺固定ピンＰ１までの垂直方向距離よりも、基板搭載領域２１１の下辺から右辺固定ピンＰ２までの垂直方向距離が短く設定される。

【0042】

移載装置１０は、上記のように設定された左辺固定ピンＰ１と右辺固定ピンＰ２との間を通過するように、傾けた姿勢で基板１００を移動させる。

【0043】

次に、基板プレート２１に搭載された基板１００を回収する場合について、移載装置１０の動作を説明する。

【0044】

先ず、移載装置１０が、基板保持機構１５の接触部１５１を基板１００の主面に接触させる。そして、接触部１５１によって基板１００が吸着され、基板保持機構１５が基板１００を保持する。

【0045】

次いで、基板回転機構１３が、１つの回転軸を中心にして基板搭載面２１０と平行に基板１００を回転させる。これにより、基板１００は、所定の角度をなすように基板搭載領域２１１に対して斜めに保持される（図７参照。）。基板１００を回転させる角度は、例えば３度程度である。このとき、スペーサ１５０を非搭載領域２１２と接触させることにより、基板１００の裏面が基板搭載領域２１１と非接触の状態で基板１００が回転する。

【0046】

そして、基板移動機構１１は、所定の位置まで基板１００を垂直方向に基板搭載面２１０に沿って上方に移動させる。このとき、基板１００は基板搭載領域２１１に対して斜めの姿勢のままである。その結果、基板１００は、移載装置１０によって図６に示した状態で保持される。

【0047】

その後、支柱回転部１１２によって支柱部１１１を回転軸として梁部１１３を回転させて、基板１００を回収する。

【0048】

ところで、基板プレート２１に搭載された基板１００に成膜処理を施す場合には、基板プレート２１の基板１００周囲の領域にも膜が形成される。このため、成膜処理が繰り返されるに従って、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、基板プレート２１の非搭載領域２１２に厚く膜が形成されていく。

【0049】

このように非搭載領域２１２に着膜があると、図１０に示す比較例のように非搭載領域２１２にスペーサ１５０が配置されない場合には、基板１００が回転するときに基板１００の裏面と非搭載領域２１２に形成された膜とが擦れ合う。その結果、基板１００の裏面に図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に黒く示すように、回転方向に沿った擦り傷が発生する。

【0050】

これに対し、図１に示した基板移載システム１では、スペーサ１５０が非搭載領域２１２と接触することによって、基板１００の裏面と基板搭載面２１０に形成された膜とが接触することが防止される。このため、基板１００の裏面と基板搭載面２１０に形成された膜とが擦れ合うことがなく、基板１００の裏面に傷が発生することが抑制される。

【0051】

なお、成膜処理によって形成される膜は硬い材質であることが多い。このため、基板１００の回転時に非搭載領域２１２に形成された膜と接触することによって磨耗しにくいように、スペーサ１５０の材質は非搭載領域２１２に形成された膜よりも硬いことが好ましい。例えば、スペーサ１５０にはステンレス鋼材（ＳＵＳ）などが好適に採用される。

【0052】

また、非搭載領域２１２に形成された膜を放置したままだと、スペーサ１５０と基板搭載面２１０間の距離が広がってしまい、基板１００と基板搭載面２１０との間隔ｄが所定値よりも広くなってしまう。このため、定期的に基板プレート２１を洗浄する。

【0053】

基板移載システム１では、複数の基板プレート２１を有するボートタイプのサンプルホルダを採用可能である。このボートタイプのサンプルホルダでは、図１２に示すように複数の基板プレート２１が基板搭載面２１０の面法線方向に沿って、互いに離間し且つ平行に配置されている。基板移載システム１では、基板プレート２１毎に複数の基板１００を同時に搭載可能である。

【0054】

以上に説明したように、本発明の第１の実施形態に係る基板移載システム１では、基板１００と接触する接触部１５１の周囲にスペーサ１５０が配置されている。そして、基板移載時に基板１００と基板搭載面２１０とが非接触の状態であるように、スペーサ１５０が非搭載領域２１２と接触する。つまり、スペーサ１５０が基板搭載面２１０と移載装置１０間に配置されることによって、基板搭載面２１０と接触部１５１との間には基板１００の厚さ以上の隙間が発生する。このため、基板１００を基板搭載面２１０上で回転させても、基板裏面の傷の発生を抑制できる。例えば、着膜による基板プレート２１の厚み増加や基板搭載面２１０の粗面化に起因する移載時での基板１００の裏面における傷の発生が抑制される。

【0055】

特に、基板１００の両面を太陽電池セルに使用する場合には、基板１００の表面に傷が発生していると変換効率が低下する。したがって、基板移載システム１は、太陽電池セルの製造に好適に使用される。

【0056】

また、基板移載システム１は、例えば図１３に示すインライン式製造装置３００に使用可能である。図１３は、基板取込室３０１、処理室３０２、基板取出室３０３からなるインライン式製造装置である。処理室３０２において成膜処理などが行われる。

【0057】

図１３に示したサンプルホルダ２０は、複数の基板プレート２１がそれぞれの底部を固定板２２によって固定されて、基板搭載面２１０の面法線方向に沿って並列に並べられたボートタイプである。図１３では基板プレート２１が５枚である例を示したが、基板プレート２１の枚数は５枚に限られない。ボートタイプのサンプルホルダ２０により、１回の成膜処理工程で処理できる基板１００の枚数を増やすことができ、その結果、全体の処理時間を短縮することができる。

【0058】

インライン式製造装置３００では、基板移載システム１によって基板１００が搭載されたサンプルホルダ２０が、基板取込室３０１に取り込まれる。そして、サンプルホルダ２０が基板取込室３０１から処理室３０２に搬送され、処理室３０２において所定の処理が行われる。例えば処理室３０２において基板１００に薄膜が形成された後、サンプルホルダ２０は処理室３０２から基板取出室３０３に搬送される。その後、基板取出室３０３からサンプルホルダ２０が取り出される。そして、基板移載システム１によって基板１００がサンプルホルダ２０から回収される。

【0059】

サンプルホルダ２０は、図示を省略した搬送装置によってインライン式製造装置３００の各室間を搬送される。例えば、基板取込室３０１と処理室３０２間、及び処理室３０２と基板取出室３０３間に開閉式のゲート（図示略）が配置され、これらのゲートを介してサンプルホルダ２０が移動する。なお、インライン式製造装置が、基板取出室３０３を備えない、基板取込室３０１と処理室３０２からなる構造であってもよい。

【0060】

例えば図１３に示すインライン式製造装置３００がプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）成膜装置である場合には、サンプルホルダ２０はアノード電極として使用される。処理室３０２内に原料ガスを導入後、サンプルホルダ２０とカソード電極間に交流電力を供給して原料ガスをプラズマ状態にする。形成されたプラズマに基板１００を曝すことにより、原料ガスに含まれる原料を主成分とする所望の薄膜が基板１００の露出した表面に形成される。原料ガスを適宜選択することによって、シリコン半導体薄膜、シリコン窒化薄膜、シリコン酸化薄膜、シリコン酸窒化薄膜、カーボン薄膜などの所望の薄膜を基板１００上に形成することができる。例えば、基板１００が太陽電池セルである場合に、アンモニア（ＮＨ₃）ガスとシラン（ＳｉＨ₄）ガスの混合ガスを用いて、基板１００上に反射防止膜や絶縁膜として窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を形成できる。

【0061】

太陽電池反射防止膜の成膜処理などでは、処理対象の基板１００の温度を予め決められた設定温度にした状態で、基板１００に膜を形成する。このため、インライン式製造装置３００で成膜処理する場合には、処理室３０２に搬入される前に、基板取込室３０１において基板１００は予備加熱される。つまり、基板取込室３０１は予備加熱室を兼ねる。そして、設定温度に達した基板１００が処理室３０２に搬入され、成膜処理が行われる。

【0062】

（第２の実施形態）
図１４に、本発明の第２の実施形態に係る基板移載システム１の構成を示す。第２の実施形態に係る基板移載システム１では、移載装置１０の基板保持機構１５が基板１００の主面と平行な方向だけでなく、基板１００の主面の法線方向にも配置されていることが第１の実施形態と異なる点である。つまり、第１の実施形態で説明したアーム部１５２が、保持された基板１００の主面の法線方向に沿って複数配列されている。したがって、上方から見て複数の基板１００がマトリクス状に保持される。その他の構成については、第１の実施形態と同様である。

【0063】

各アーム部１５２は、連結アーム１５Ａによって相互に接続されている。なお、配列されるは３列に限られないのはもちろんである。

【0064】

第２の実施形態に係る基板移載システム１を用いることにより、複数の基板１００を複数の基板プレート２１に同時に搭載することができる。したがって、ボートタイプのサンプルホルダに同時に搭載する基板１００の枚数を増加させることができる。同様に、複数の基板プレート２１から複数の基板１００を同時に回収することができる。これにより、サンプルホルダでの基板１００の移載作業に要する時間を短縮できる。

【0065】

そして、各基板プレート２１の非搭載領域２１２に対向してアーム部１５２にスペーサ１５０を配置することによって、移載時に基板１００が回転しても、基板プレート２１上に形成された膜との接触によって生じる基板裏面の傷の発生を抑制できる。他は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。

【0066】

なお、図１４に示したように複数の基板プレート２１のそれぞれに基板１００を同時に搭載するには、基板搭載面２１０が所定の場所に安定して位置していることが重要である。このため、基板プレート２１間の距離やサンプルホルダ２０の位置を所定の位置に高精度に固定する矯正装置などを使用することが好ましい。

【0067】

（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。

【0068】

例えば、基板プレート２１の基板搭載面２１０に４つの基板搭載領域２１１が定義されている例を示したが、１つの基板搭載面２１０に定義される基板搭載領域２１１の数は４つに限られない。また、複数の基板１００を基板搭載面２１０上で反時計方向に回転させる例を示したが、時計方向に回転させてもよい。

【0069】

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】

【0070】

１…基板移載システム
１０…移載装置
１１…基板移動機構
１３…基板回転機構
１５…基板保持機構
２０…サンプルホルダ
２１…基板プレート
３０…ピン
１００…基板
１１１…支柱部
１１２…支柱回転部
１１３…梁部
１５０…スペーサ
１５１…接触部
１５２…アーム部
２１０…基板搭載面
２１１…基板搭載領域
２１２…非搭載領域
３００…インライン式製造装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】