特許 6820186 基板取り扱い装置及び基板取り扱い方法

(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】6820186

(24)【登録日】2021年1月6日

(45)【発行日】2021年1月27日

(54)【発明の名称】基板取り扱い装置及び基板取り扱い方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20210114BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20210114BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 A

   H01L21/31 B

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-226463(P2016-226463)

(22)【出願日】2016年11月22日

(65)【公開番号】特開2018-85396(P2018-85396A)

(43)【公開日】2018年5月31日

【審査請求日】2019年9月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】300091670

【氏名又は名称】株式会社アドテックエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100097548

【弁理士】

【氏名又は名称】保立 浩一

(72)【発明者】

【氏名】山本 欽也

【審査官】 杢 哲次

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２６７８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１００５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２２０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０４５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２０２８６０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０６１０８１（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】

内部を閉鎖空間とするカバーと、
カバー内にパージガスを導入して陽圧とすることで大気に比べて低酸素雰囲気とすることが可能なパージガス導入系と、
カバー内に配置され、カバー内で真空チャンバーを形成するチャンバー形成体と、
チャンバー形成体が形成した真空チャンバー内で基板を保持する基板保持体と、
取り扱いのために基板を搬入して基板保持体に保持させ、取り扱い後に基板を搬出する搬送系と、
チャンバー形成体が形成した真空チャンバー内を排気する排気口を含む排気系とを備えており、
カバーは、搬送系による基板の搬入搬出のための開口である搬送用開口を備えており、搬送用開口を開閉するシャッターが設けられていて、シャッターが開いた状態ではカバー内の閉鎖空間は搬送用開口を通してカバー外の大気と連通した状態となる構造であり、
チャンバー形成体は、基板の搬入、搬出の際にはパージガス導入系により低酸素雰囲気とされた空間内で互いに離間し、基板が保持された状態では互いに密着する複数の部材であり、
排気系の排気口及び搬送用開口以外には、導入されたパージガスの排出口は設けられていないことを特徴とする基板取り扱い装置。

【請求項2】

前記チャンバー形成体を駆動して互いに離間させるとともに、前記チャンバー形成体を駆動して互いに密着させるチャンバー駆動機構を備えていることを特徴とする請求項１記載の基板取り扱い装置。

【請求項3】

前記基板保持体は加熱源を備えたヒートステージであり、前記チャンバー駆動機構は、前記基板保持体をいずれかの前記チャンバー形成体と一体に移動させる機構であることを特徴とする請求項２記載の基板取り扱い装置。

【請求項4】

前記チャンバー形成体により真空チャンバーが形成されている状態で当該真空チャンバー内にベントガスを導入して大気圧に戻すベントガス導入系が設けられており、
ベントガス導入系は、カバー内への酸素ガスの進入を抑制するよう動作可能なものであって、前記パージガス導入系によるパージガスの導入位置よりも前記搬送用開口に近い位置でベントガスを導入する系であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の基板取り扱い装置。

【請求項5】

装置の各部が所定のシーケンスで動作するよう制御するコントローラが設けられており、
コントローラは、前記真空チャンバー内が大気圧に戻った後も前記カバー内への酸素ガスの進入を抑制するよう前記ベントガス導入系を動作させる制御を行うものであることを特徴とする請求項４記載の基板取り扱い装置。

【請求項6】

ベース盤と、ベース盤の上側に位置してベース盤と向かい合う天板とが設けられており、前記カバーは、ベース盤と天板との間の空間を閉鎖空間とするものであり、
前記チャンバー形成体は、閉鎖空間内で天板に対して上下動するチャンバーベースを含んでおり、
チャンバーベースは、天板に気密に密着する周状のチャンバー側壁部を有しており、チャンバー側壁部は、水平方向内側が真空空間となり水平方向外側が非真空の空間となる部位であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の基板取り扱い装置。

【請求項7】

内部を閉鎖空間とするカバーと、
カバー内にパージガスを導入して陽圧とすることで大気に比べて低酸素雰囲気とすることが可能なパージガス導入系と、
カバー内に配置され、カバー内で真空チャンバーを形成するチャンバー形成体と、
チャンバー形成体が形成した真空チャンバー内で基板を保持する基板保持体と、
取り扱いのために基板を搬入して基板保持体に保持させ、取り扱い後に基板を搬出する搬送系と、
チャンバー形成体が形成した真空チャンバー内を排気する排気系と
を備えており、
カバーは、搬送系による基板の搬入搬出のための開口である搬送用開口を備えており、搬送用開口を開閉するシャッターが設けられていて、シャッターが開いた状態ではカバー内の閉鎖空間は搬送用開口を通してカバー外の大気と連通した状態となる構造であり、
チャンバー形成体は、基板の搬入、搬出の際にはパージガス導入系により低酸素雰囲気とされた空間内で互いに離間し、基板が保持された状態では互いに密着する複数の部材であり、排気系の排気口及び搬送用開口以外には、導入されたパージガスの排出口は設けられていない基板取り扱い装置において基板を取り扱う基板取り扱い方法であって、
シャッターを開いて搬送用開口を通して搬送系により基板を搬入して基板保持体に保持させる搬入工程と、
搬入工程の後、シャッターを閉じ、チャンバー形成体により真空チャンバーを形成して真空チャンバー内を排気系によって排気して真空雰囲気とする真空排気工程と、
真空排気工程の後、真空チャンバー内にベントガス導入系によってベントガスを導入して真空チャンバー内を大気圧に戻すベント工程と、
ベント工程の後、シャッターを開いて搬送用開口を通して基板を搬送系により搬出する搬出工程とを有しており、
搬出工程において、パージガス導入系によるパージガスの導入に加えてベントガス導入系によりベントガスを導入することで搬送用開口からの酸素ガスの進入を防止することを特徴とする基板取り扱い方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この出願の発明は、低酸素雰囲気中で基板を取り扱う基板取り扱い装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

種々の製品の製造プロセスにおいて、製品のベースとなる板状部材（以下、基板と総称する）を取り扱う必要がたびたび生じる。例えば各種電子機器では、多くの場合、表面に回路が作り込まれる基板（プリント基板）が搭載されており、基板に対する各種処理を経て製品が製造される。また、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイのような表示装置においても、基板上に回路を形成したり画素を形成したりして製品が製造される。さらに、基板の取り扱いは、基板の検査のような処理以外の工程でも必要になることが多い。

【0003】

このような基板の取り扱いにおいて、低酸素雰囲気中で基板を取り扱うことがしばしば必要になる。例えば、基板が酸化しやすい材料で形成されており、酸化が生じると製品の品質に悪影響を与える場合、低酸素雰囲気で取り扱うことが要請される。
低酸素雰囲気で基板を取り扱う場合、装置に真空チャンバーを設け、真空チャンバー内で基板を取り扱う方法が採用されることが多い。この場合、基板を真空チャンバー内に搬入し、いったん真空チャンバー内を真空排気して酸素を除去した後、必要に応じて窒素等の不活性ガスを導入しながら基板を取り扱う（真空ガス置換法）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−２４３７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記真空ガス置換法の場合、基板の搬入は大気圧下で行われ、基板の取り扱いは真空チャンバー内の真空排気と不活性ガス置換の後になるので、取り扱いを開始するまでに長い時間を要する。また、取り扱いの終了後も大気圧に戻してから基板の搬出を行うので、この部分でも時間を要する。このため、基板の取り扱いのための全体の時間が非常に長くなるという課題がある。
真空チャンバーの容積を小さくすれば真空排気に要する時間を短くできるが、基板の搬入搬出用の機構のためにある程度の空間が必要であり、容積を小さくすることには限界がある。

【0006】

排気速度の高い高性能の真空ポンプを採用すれば、真空排気に要する時間が短くなるので、全体の所要時間も短くできる。しかしながら、真空ポンプの価格は、排気速度が高くなるにつれて価格が指数関数的に上昇する傾向にあり、高性能の真空ポンプの採用は、装置全体のコストを大幅に上昇させてしまうことになる。
また、高い排気速度で真空チャンバー内を排気すると、真空チャンバー内に存在するパーティクルが舞い上がってしまい易く、パーティクルが基板に付着して基板を汚損してしまう問題が生じ易い。

【0007】

このように、コスト上の観点及びパーティクル付着防止の観点から、排気速度は高くしないようにすることが好ましいが、その一方で、前述したように全体の所要時間が長くなる問題が存在する。
これらの問題を考慮した従来技術として、特許文献１に開示された技術がある。特許文献１では、真空排気を行わずに大量の不活性ガスを流して酸素ガスのパージを継続しつつ、パージのために流した不活性ガスを排気し続けることで低酸素雰囲気を作り出している。

【0008】

しかしながら、特許文献１の方法では、大量の不活性ガスが必要であり、この点でランニングコストが高くなる。また、大量の不活性ガスを流し続けるためにガス供給系も大がかりとなり、また流し続ける不活性ガスを排気し続けるために排気系も大がかりなものとなる。このため、装置コストを安価にすることは難しい。また、ガス給排用の構造が大がかりとなるため、装置が全体に大型化、複雑化し易い。
本願の発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、低酸素雰囲気で基板を取り扱う基板取り扱い装置であって、比較的安価なコストで且つ全体の所要時間が長くならない実用的な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】

【0009】

上記課題を解決するため、この出願の請求項１記載の発明は、内部を閉鎖空間とするカバーと、
カバー内にパージガスを導入して陽圧とすることで大気に比べて低酸素雰囲気とすることが可能なパージガス導入系と、
カバー内に配置され、カバー内で真空チャンバーを形成するチャンバー形成体と、
チャンバー形成体が形成した真空チャンバー内で基板を保持する基板保持体と、
取り扱いのために基板を搬入して基板保持体に保持させ、取り扱い後に基板を搬出する搬送系と、
チャンバー形成体が形成した真空チャンバー内を排気する排気口を含む排気系と
を備えており、
カバーは、搬送系による基板の搬入搬出のための開口である搬送用開口を備えており、搬送用開口を開閉するシャッターが設けられていて、シャッターが開いた状態ではカバー内の閉鎖空間は搬送用開口を通してカバー外の大気と連通した状態となる構造であり、
チャンバー形成体は、基板の搬入、搬出の際にはパージガス導入系により低酸素雰囲気とされた空間内で互いに離間し、基板が保持された状態では互いに密着する複数の部材であり、
排気系の排気口及び搬送用開口以外には、導入されたパージガスの排出口は設けられていないという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記チャンバー形成体を駆動して互いに離間させるとともに、前記チャンバー形成体を駆動して互いに密着させるチャンバー駆動機構を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項２の構成において、前記基板保持体は加熱源を備えたヒートステージであり、前記チャンバー駆動機構は、前記基板保持体をいずれかの前記チャンバー形成体と一体に移動させる機構であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１乃至３いずれかの構成において、前記チャンバー形成体により真空チャンバーが形成されている状態で当該真空チャンバー内にベントガスを導入して大気圧に戻すベントガス導入系が設けられており、ベントガス導入系は、カバー内への酸素ガスの進入を抑制するよう動作可能なものであって、パージガスの導入位置よりも前記搬送用開口に近い位置でベントガスを導入する系であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項４の構成において、装置の各部が所定のシーケンスで動作するよう制御するコントローラが設けられており、
コントローラは、前記真空チャンバー内が大気圧に戻った後も前記カバー内への酸素ガスの進入を抑制するよう前記ベントガス導入系を動作させる制御を行うものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項１乃至５いずれかの構成において、ベース盤と、ベース盤の上側に位置してベース盤と向かい合う天板とが設けられており、前記カバーは、ベース盤と天板との間の空間を閉鎖空間とするものであり、
前記チャンバー形成体は、閉鎖空間内で天板に対して上下動するチャンバーベースを含んでおり、
チャンバーベースは、天板に気密に密着する周状のチャンバー側壁部を有しており、チャンバー側壁部は、水平方向内側が真空空間となり水平方向外側が非真空の空間となる部位であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、内部を閉鎖空間とするカバーと、
カバー内にパージガスを導入して陽圧とすることで大気に比べて低酸素雰囲気とすることが可能なパージガス導入系と、
カバー内に配置され、カバー内で真空チャンバーを形成するチャンバー形成体と、
チャンバー形成体が形成した真空チャンバー内で基板を保持する基板保持体と、
取り扱いのために基板を搬入して基板保持体に保持させ、取り扱い後に基板を搬出する搬送系と、
チャンバー形成体が形成した真空チャンバー内を排気する排気系と
を備えており、
カバーは、搬送系による基板の搬入搬出のための開口である搬送用開口を備えており、搬送用開口を開閉するシャッターが設けられていて、シャッターが開いた状態ではカバー内の閉鎖空間は搬送用開口を通してカバー外の大気と連通した状態となる構造であり、
チャンバー形成体は、基板の搬入、搬出の際にはパージガス導入系により低酸素雰囲気とされた空間内で互いに離間し、基板が保持された状態では互いに密着する複数の部材であり、排気系の排気口及び搬送用開口以外には、導入されたパージガスの排出口は設けられていない基板取り扱い装置において基板を取り扱う基板取り扱い方法であって、
シャッターを開いて搬送用開口を通して搬送系により基板を搬入して基板保持体に保持させる搬入工程と、
搬入工程の後、シャッターを閉じ、チャンバー形成体により真空チャンバーを形成して真空チャンバー内を排気系によって排気して真空雰囲気とする真空排気工程と、
真空排気工程の後、真空チャンバー内にベントガス導入系によってベントガスを導入して真空チャンバー内を大気圧に戻すベント工程と、
ベント工程の後、シャッターを開いて搬送用開口を通して基板を搬送系により搬出する搬出工程とを有しており、
搬出工程において、パージガス導入系によるパージガスの導入に加えてベントガス導入系によりベントガスを導入することで搬送用開口からの酸素ガスの進入を防止するという構成を有する。

【発明の効果】

【0010】

以下に説明する通り、この出願の請求項１記載の発明によれば、不活性ガスで陽圧とされたカバー内で真空チャンバーを形成し、当該真空チャンバー内を排気系で真空圧力とすることで低酸素雰囲気として当該低酸素雰囲気中で基板を取り扱うことができるので、所要時間が長くならず且つ装置コストも安価にできる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、チャンバー駆動機構がチャンバー形成体を密着させて真空チャンバーを形成したり両者を離間させたりするので、装置の構造がよりシンプルになるという効果が得られる。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、ヒートステージによって基板が加熱されるのに加え、ヒートステージがチャンバー形成体と一体に移動するので、この点で装置の構造がよりシンプルになるという効果が得られる。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、ベントガス導入系が設けられているので真空チャンバー内の大気圧復帰が迅速に行えるとともに、当該ベントガス導入系は基板の搬入搬出の際のカバー内への酸素ガスの進入を抑制できるので、この点で真空チャンバー内を低酸素雰囲気にするのがさらに容易となるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態の基板取り扱い装置の正面断面概略図である。

【図2】図１に示す基板取り扱い装置の動作について示した概略図である。

【図3】図１に示す基板取り扱い装置の動作について示した概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、この出願の発明を実施するための形態（以下、実施形態）について説明する。
図１は、実施形態の基板取り扱い装置の正面断面概略図である。図１に示す基板取り扱い装置は、低酸素雰囲気中で基板Ｓを取り扱う装置である。この実施形態では、低酸雰囲気中で基板Ｓを加熱しつつ基板Ｓに対して光照射する処理が基板Ｓの取り扱いとなっているが、これは一例であり、他の処理であっても良く、処理以外の基板Ｓの取り扱いであっても良い。

【0013】

図１に示す装置は、低酸素雰囲気中での基板Ｓの取り扱いのため、内部を閉鎖空間とするカバー１と、カバー１内を低酸素雰囲気とするパージガス導入系２と、カバー１内に配置され、カバー１内で真空チャンバーを形成するチャンバー形成体３１，３２とを備えている。
カバー１は例えばスチール製であり、板金加工によるものを採用することができる。カバー１は、内部を閉鎖空間とするものであるものの、後述するような真空チャンバーではなく、内部を気密空間とするものではない。

【0014】

装置は、水平な姿勢のベース盤４を備えている。ベース盤４は方形の板状であり、カバー１はその端面に取り付けられ、上方に延びている。カバー１は、ベース盤４の上方の空間を取り囲む角筒状である。
カバー１の上側開口は、天板３１により塞がされている。天板３１は、ベース盤４に立設された支柱４１によって支えられている。例えば４本程度の支柱４１がベース盤４の対角線上に設けられている。

【0015】

天板３１は、チャンバー形成体に兼用されている。チャンバー形成体として、天板３１に加え、チャンバーベース３２が設けられている。チャンバーベース３２は、カバー１内に設けられた部材であり、天板３１とともに真空チャンバーを形成する部材である。尚、天板３１には、光照射用の開口が設けられている。開口は、透明な窓板３１１で気密に塞がれている。

【0016】

チャンバーベース３２には、チャンバー駆動機構３３が設けられている。チャンバー駆動機構３３は、チャンバーベース３２を昇降させ、チャンバーベース３２を天板３１に密着させて真空チャンバーを形成したり、基板Ｓの搬入搬出の際にチャンバーベース３２を天板３１から離間させる機構である。
具体的に説明すると、昇降の際のリニアガイドとして支柱４１が兼用されている。チャンバーベース３２には、各支柱４１が配置された位置に貫通孔が設けられており、各貫通孔を通して各支柱４１が配設されている。各貫通孔にはベアリング４１１が設けられている。
チャンバーベース３２の下面中央には、駆動軸３３１が固定されている。ベース盤４の中央には挿通孔が形成されており、駆動軸３３１は挿通孔に挿通されている。駆動軸３３１は、ＡＣサーボモータのような直線駆動源３３２の出力軸に固定されている。

【0017】

チャンバーベース３２は、貫通孔よりも内側の位置に、チャンバー側壁部３２１を有している。チャンバー側壁部３２１は、上方に突出した周状の側壁部である。チャンバー側壁部３２１の上端面は、天板３１に気密に密着し、真空封止をする部位である。チャンバー側壁部３２１の上端面には、Ｏリング等の真空シールが設けられている。
直線駆動源３３２は、チャンバーベース３２を上昇させチャンバー側壁部３２１が天板３１に気密に当接する位置でチャンバーベース３２を停止させるためのサーボ機構を含んでいる。チャンバー側壁部３２１が天板３１に気密に当接すると、気密な窓板３１１を含む天板３１とチャンバーベース３２とより真空チャンバーが形成されるようになっている。

【0018】

また、実施形態の装置は、形成された真空チャンバー内で基板Ｓを保持する基板保持体が設けられている。基板保持体は、この実施形態では基板Ｓの加熱用に兼用されており、ヒートステージ５となっている。
ヒートステージ５は、内部に抵抗発熱式のような不図示の加熱源を備えた台状の部材である。ヒートステージ５は、チャンバーベース３２の上面に固定されている。ヒートステージ５が設けられた位置は、チャンバー側壁部３２１の内側であり、したがって上述したように真空チャンバーが形成されると、真空チャンバー内に位置する。

【0019】

また、装置は、ヒートステージ５への基板Ｓの搬入、ヒートステージ５からの基板Ｓの搬出を行う搬送系６を備えている。
搬送系については、種々のものが採用できるが、例えば基板Ｓを支持するハンド６１を先端に備えたロボットを採用することができる。ロボットは、多関節アーム型のものでも良いし、ＸＹＺの直線駆動機構を組み合わせたものであっても良い。

【0020】

基板Ｓの搬入搬出のため、カバー１はシャッター１１を備えている。図１に示すように、シャッター１１はカバー１の例えば右側部分に設けられている。カバー１は、右側部分において搬送用開口を有しており、シャッター１１は搬送用開口を開閉するものとなっている。シャッター１１には、シャッター１１を上下動させて搬送用開口を開閉するシャッター駆動機構１２が付設されている。

【0021】

また、ヒートステージ５とハンド６１との間の基板Ｓの受け渡しのため、ヒートステージ５には受け渡しピン５１が設けられている。受け渡しピン５１は、垂直な姿勢で３〜４本程度設けられており、ヒートステージ５に設けられたピン挿通孔に挿通されている。チャンバーベース３２には、各受け渡しピン５１を気密に貫通させたピン貫通孔が設けられている。各ピン貫通孔には、受け渡しピン５１の摺動を許容しつつ真空シールをするシール部材５２が充填されており、シール部材５２により真空シールされた状態で各受け渡しピン５１はピン貫通孔を貫通している。尚、各受け渡しピン５１は、ピンベース５３を介してベース盤４に固定されている。
各受け渡しピン５１の配置は、ハンド６１の関係で干渉がない配置とされる。例えば、受け渡しピン５１は正方形の各角の位置に配置され、ハンド６１は、その正方形の一辺よりも短い幅の板状とされ、ハンド５１が受け渡しピン５１の間を通って昇降する構成とされる。

【0022】

図１に示すように、窓板３１１の上方には光源７が配置されている。光源７は、基板Ｓに照射する光の波長に応じて適宜選択される。この実施形態では３６５ｎｍのような紫外域の波長の光を照射するので、紫外域の光を豊富に照射する水銀ランプのような紫外線光源７が使用される。尚、光源７には、光の利用効率を高めるためのミラーや、より均一に光を照射するためのレンズ系、波長を選択するためのフィルタ等が必要に応じて配置される。

【0023】

さて、このような構造である実施形態の基板取り扱い装置は、ガス給排手段として、パージガス導入系２と、排気系８と、ベントガス導入系９とを備えている。
まず、パージガス導入系２は、カバー１内に不活性ガスを流してカバー１内を陽圧にすることでカバー１内を低酸素雰囲気にすることができる系である。カバー１は、真空チャンバーを形成するものではないので、ベース盤４や天板３１との接合箇所等から僅かにガスが漏れるが、これを補う形で不活性ガスが常時流される。このため、カバー１内は、常時陽圧（大気圧より高い圧力）となる。図１に示すように、この実施形態では、天板３１にパージガスノズル２１が取り付けられている。パージガスノズル２１の取付位置は、形成される真空チャンバーの外側であってカバー１内であれば特に制限はないが、この実施形態では天板３１から吊り下げられている。尚、本明細書において、「ノズル」は、単に噴射用の開口を有する管の先端部分である場合を含む。

【0024】

ベントガス導入系９は、基板Ｓを搬出する際に真空チャンバーの大気圧復帰を迅速にするために不活性ガスを導入する系である。加えて、この実施形態では、基板Ｓの搬入搬出の際に酸素ガス進入を防止するために重畳的にガス導入する目的でも使用されるものとなっている。即ち、パージガス導入系２によって不活性ガスを常時流して陽圧としていても、基板Ｓの搬入搬出の際にシャッター１１が開閉されると、外部から酸素ガスが進入し易くなる。このため、パージガス導入系２に加えてベントガス導入系９を重畳的に動作させるようにしている。尚、ベントガスを噴射するベントガスノズル９１は、同様に天板４１に設けられて吊り下げられているが、この位置は、チャンバー側壁部３２１が天板４１に当接する箇所の内側（形成される真空チャンバー内）となっている。

【0025】

また、装置は、不図示のコントローラを備えている。コントローラには、シーケンスプログラムが実装されており、シーケンスプログラムは装置の各部が所定のシーケンスで動作するようプログラミングされている。

【0026】

次に、上記構成に係る実施形態の動作について図２及び図３を参照して説明する。図２及び図３は、図１に示す基板取り扱い装置の動作について示した概略図である。
装置は基本的に枚葉式であり、基板Ｓを一枚ずつ取り扱う。スタンバイ状態では、シャッター１１は閉じられた状態であり、チャンバー駆動機構３３はチャンバーベース３２を所定の下限位置（スタンバイ位置）に位置させている。したがって、受け渡しピン５１の上端はヒートステージ５の上面（基板載置面）よりも高い位置にある。また、パージガス導入系２はパージガスの導入を継続しており、カバー１内は大気圧より少し高い圧力（例えば、シャッター１１の開時は大気圧＋１Ｐａ、閉時は大気圧＋２０Ｐａ程度）となっている。

【0027】

この状態で搬送系６が動作し、図２（１）に示すように、ハンド６１で基板Ｓを支持しながらシャッター１１の近くまで搬送する。そして、シャッター駆動機構１２が動作してシャッター１１が開く。このタイミングで、ベントガス導入系９が動作し、ベントガスが重畳的に導入される。図２（２）に示すように、ベントガスが導入されている状態で、搬送系６はハンド６１を前進させ、少し下降して基板Ｓを受け渡しピン５１の上に載置する。

【0028】

そして、図２（３）に示すように、搬送系６がハンド６１を後退させてカバー１の外に位置させた後、シャッター１１が閉じる。このタイミングで、ベントガス導入系９の動作はいったん停止する。パージガス導入系２は引き続き動作し、パージガスを導入し続ける。
この状態で、チャンバー駆動機構３３が動作し、チャンバーベース３２を所定距離上昇させる。この際の上昇距離は、チャンバーベース３２のチャンバー側壁部３２１の上端が天板３１の下面に当接する距離である。チャンバー駆動機構３３に含まれるサーボ機構は、この距離を精度良く制御する。

【0029】

この移動により、図３（１）に示すようにヒートステージ５上に基板Ｓが載り、さらにチャンバー側壁部３２１が天板３１に当接することで真空チャンバーが形成された状態となる。基板Ｓは、ヒートステージ５により加熱される。尚、基板Ｓは、ヒートステージ５との間の接触による熱伝達で加熱されるが、雰囲気のガス分子を介した伝導伝達による加熱も含まれる。後者の加熱は、基板Ｓがヒートステージ５に載置される際にヒートステージ５に接近した際に開始されるということができる。

【0030】

そして、図３（１）に示すように真空チャンバーが形成された状態で、排気系８が動作し、チャンバーベース３２、天板３１及び窓板３１１から成る真空チャンバー内を排気して真空状態とする。所定の真空圧力に達したら、光源７を点灯させ、基板Ｓに光照射する。所定時間の光照射の後、光源７を停止させる。その後、基板Ｓの搬出動作を開始する。まず、排気系８の動作を停止し、ベントガス導入系９を動作させる。ベントガスにより真空チャンバー内が大気圧程度まで昇圧したら、チャンバー駆動機構３３を動作させ、チャンバーベース３２を当初の下限位置まで下降させる。この結果、図３（２）に示すように、基板Ｓはヒートステージ５から離れて受け渡しピン５１の上に載った状態となる。

【0031】

この状態で、シャッター１１が開き、搬送系６がハンド６１を進入させて基板Ｓの下方に進入した後に少し上昇して基板Ｓを受け取る。その後、搬送系６はハンド６１を後退させてカバー１の外側に搬出する。この際、ベントガス導入系９は大気圧復帰後も動作を継続しており、シャッター１１が開いた際にも酸素ガスの進入を抑制している。図３（３）に示すように、搬送系６が基板Ｓをカバー１の外側に搬出し、シャッター駆動機構１２がシャッター１１を閉じた段階でベントガス導入系９は動作を停止する。尚、パージガス導入系２は、基板Ｓの搬出動作の際も動作を継続しており、基板Ｓの搬出完了後も動作を継続する。このため、カバー１内は陽圧状態が維持される。

【0032】

ガスの供給量や真空排気の際の到達圧力については、どの程度の低酸素雰囲気が必要かによる。例えば、真空チャンバー内で１００ｐｐｍ程度以下の低酸素雰囲気とする場合、パージガスによりカバー１内の酸素濃度を常時７％程度以下としておき、基板Ｓの搬入搬出の際にはベントガス導入系９の追加動作によりカバー１内の酸素濃度の上昇を１０％程度以下に抑えるようにする。そして、真空チャンバーを形成した後の排気では、真空チャンバー内を１００Ｐａ程度まで排気する。これにより、真空チャンバー内の酸素濃度は１００ｐｐｍ程度以下となり、この程度の低酸素雰囲気で基板Ｓの加熱と基板Ｓに対する光照射を行うことができる。
尚、真空排気の際にはパーティクルの舞い上がりを防止するため、排気速度をあまり高くせずに緩やかに排気することが望ましい。また、基板Ｓを搬出する際のベントも同様で、緩やかにベントガスを導入して大気圧に戻すようにすることが望ましい。

【0033】

実施形態の基板取り扱い装置によれば、不活性ガスで陽圧とされたカバー１内で真空チャンバーが形成され、当該真空チャンバー内を排気系８で真空圧力とすることで低酸素雰囲気とし、当該低酸素雰囲気中で基板Ｓを取り扱うので、所要時間が長くならず且つ装置コストも安価にできる装置が提供される。従来のようにカバー１が無く真空チャンバー内の真空排気と不活性ガス置換のみで必要な低酸素雰囲気にしようとすると、基板Ｓの搬入搬出の際の大量の酸素ガスの流入のために排気量が多くなり、また不活性ガスの置換量も多くなるので、所要時間が長くなったり、排気性能に優れた高価な真空ポンプが必要になったりするが、実施形態の装置ではそのような問題はない。カバー１で予め陽圧とされて低酸素雰囲気とされた空間内でチャンバー形成体が閉じて真空チャンバーを形成し、そこを排気系８で排気するので、必要な低酸素雰囲気を得るためにより低い圧力まで排気する必要がない。このため、排気やガス置換に時間を要したり、高価な真空ポンプが必要になったりすることはない。

【0034】

また、真空チャンバー内を大気圧に戻す際に使用されるベントガス導入系９がシャッター１１を開いての基板Ｓの搬入の際にも重畳的に動作し、カバー１内への酸素ガスの進入を抑えるので、カバー１内を低酸素雰囲気に維持するのが容易となっている。ベントガス導入系９の重畳的動作がないと、シャッター１１が開いた際に酸素濃度が高くなるので、排気系８による排気量を大きくしなければならない場合が多く、この場合には上記問題が生じ得る。
このように、実施形態の装置は、カバー１により陽圧の低酸素雰囲気とされた空間内に限定的に真空チャンバーを形成してそこを排気系８で排気することで低酸素雰囲気中の基板Ｓの取り扱いを実現するので、不活性ガス導入、真空排気の双方について大がかりなものにならず、このため、所要時間が短く且つ安価なコストの基板取り扱い装置となっている。尚、カバー１は、内部にパージガスを導入することで内部を陽圧にすることができる程度の閉鎖性は必要であるが、真空チャンバーである必要はなく、真空に耐え得る厚さや気密性を有する必要はない。この点も、装置コストの低減に貢献している。

【0035】

尚、チャンバー形成体を離間させたり密着させたりするチャンバー駆動機構３３を備えていることは、装置の構造をよりシンプルにする意義がある。装置の構造としては、カバー１内に配置した真空チャンバーにゲートバルブを設ける構成があり得る。この構造も本願発明の実施形態ではあるが、真空チャンバー内にさらに基板Ｓの受け渡しの機構を設けなければならないので、構造的に複雑になる。真空チャンバー全体が分割したり密着したりする構造であると、その機構を利用して基板Ｓの受け渡しを行うことができるので、構造がシンプルになる。実施形態においてヒートステージ５がチャンバーベース３２に固定されて一体に移動する点は、この意義を実現するものとなっている。
尚、実施形態では基板Ｓの取り扱いは加熱を含むものであったためヒートステージ５が採用されているが、加熱を行わないステージであっても良い。また、複数のピンの上に基板Ｓが載置される構成のようなステージ以外の基板保持体を採用される場合もあり得る。

【0036】

上記実施形態において、低酸素雰囲気にするための真空排気の到達圧力はそれほど低いものでなくとも良いと説明したが、この点は、基板Ｓの加熱との関連で顕著な意義を有する。ヒートステージ５に基板Ｓを載置して加熱する場合、ヒートステージ５と基板Ｓとの接触による伝導伝達による加熱が主たる加熱作用となる。この場合も、ヒートステージ５や基板Ｓの表面は完全な平坦面ではなく、微視的には凹凸があって細かな空間が形成されている。この空間では雰囲気のガス分子が関与した熱伝達が作用しているが、この空間の圧力がより低い真空圧力であると、熱伝達効率が大きく低下してしまう。発明者の検討によると、おおよそ１００Ｐａ以上の圧力であれば、大気圧下とほぼ同等の熱伝達効率が得られる。上記実施形態の装置がパージガス導入系２とベントガス導入系９とを備えている点は、１００Ｐａ程度までの真空排気で必要な低酸素濃度を達成するものであって、低酸素雰囲気の実現と加熱効率の低下防止という相矛盾する要請を同時に実現するという顕著な意義がある。

【0037】

上記実施形態の装置は、低酸素雰囲気中で基板Ｓを加熱しつつ基板Ｓに光照射することが基板Ｓの取り扱いであったが、他の処理を行う取り扱いであっても良く、処理以外の基板Ｓの取り扱いであっても良い。例えば、低酸素雰囲気中で基板Ｓの表面を観察したり検査したりする装置であっても良い。
尚、上記実施形態において、受け渡しピン５１が貫通する貫通孔に配置されたシール部材５２は、装置の動作を繰り返すうちに摩耗する場合がある。摩耗が問題となる場合には、シール部材５２に代え、真空ベローズが採用され得る。真空ベローズの一端はピンベース５３に気密に固定され、他端はチャンバーベース３２の下面に気密に固定される。真空ベローズは、各受け渡しピン５１について設けられ、チャンバーベース３２の下方において各受け渡しピン５１を気密に取り囲むものとされる。

【0038】

また、ベントガス導入系９のベントガスノズル９１は、ベント（大気圧復帰）という目的だけを考慮すると、形成される真空チャンバー内を臨む位置であればどの位置でも良いが、基板Ｓの搬入搬出の際の重畳的動作を考慮すると、シャッター１１の付近に配置されることが望ましい。より具体的には、図１に示すように、真空チャンバーの中央に対してシャッター１１が配置された側に設けられることが望ましい。

【0039】

また、上記実施形態では、天板３１に対してチャンバーベース３２が移動することで両者が互いに離間したり気密に接触したりしたが、これは一例であり、固定されたチャンバーベース３２に対して天板３１が移動する構成でも良く、両者が移動する構成でも良い。また、上下の部材は固定であり、左右いずれかに配置された部材が移動することで真空チャンバーが形成される構造であっても良い。

【符号の説明】

【0040】

１ カバー
１１ シャッター
１２ シャッター駆動機構
２ パージガス導入系
２１ パージガスノズル
３１ 天板
３１１ 窓板
３２ チャンバーベース
３２１ チャンバー側壁部
３３ チャンバー駆動機構
４ ベース盤
４１ 支柱
５ ヒートステージ
５１ 受け渡しピン
５２ シール部材
６ 搬送系
６１ ハンド
７ 光源
８ 排気系
９ ベントガス導入系
９１ ベントガスノズル
Ｓ 基板

【図1】

【図2】

【図3】