JP6419635B2 - 保持装置、真空処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、保持対象物を粘着シートで保持して真空雰囲気中を移動できる保持装置と、その保持装置に保持された保持対象物に真空処理を行う真空処理装置に関する。

液晶ディスプレイ（LCD）やプラズマディスプレイ（PDP）などのフラットパネルディスプレイの製造工程には、基板組立工程や、基板搬送工程が含まれており、基板を保持するために、粘着チャック装置を用いる技術がある。

たとえば特許第３８８２００４号公報に記載された装置では、基板搬送用ロボットで移送された基板を、保持板に配置された粘着部材に所定圧力で押圧させて、粘着部材の粘着力で基板を保持している。さらに粘着部材と基板に囲まれた凹部を真空吸引することで更に強く吸引保持することが記載されている。

この装置によれば、変形膜で仕切られた凹部と閉空間の圧力差を利用して可動膜を変形させ、基板と粘着部材の引き剥がしや粘着保持を行うことができ、また、通気路・吸気源を備えることで真空吸引をつかった吸引保持や剥離時に気体を噴出させることも可能となっている。

しかし、同公報に記載された吸着保持では、十分な真空度に達していない状態で粘着パッドと基板の貼り合わせが行われると、粘着部材と基板とを貼り合わせる際に空気を噛み込んでしまう問題があり、粘着力は基板と粘着部材の接触面積に依存していることから、空気を噛み込むと接触面積が小さくなり、粘着力が低下し、基板が落下してしまうおそれがある。

また、粘着パッドと基板が密着した部分には圧力差が発生せず押し付け力が生じない為、強い押し付け力を確保するためには粘着パッド間の空間を大きくとる必要があり、圧力により基板が歪むおそれや、装置の大型化が必要になるおそれがあった。

また、変形膜で仕切られた凹部と閉空間に圧力差が生じることで変形膜に配置された粘着パッドが基板方向へ押し付けられるが、変形膜と粘着パッドの接合部での圧力分布により粘着パッドの粘着表面が歪み基板との強い密着が得られないおそれがあった。

また、基板と粘着部材が貼りついた側と反対の基板表面（成膜面）は基板搬送用ロボットの部材が接触しパーティクルが発生する問題がある。特に有機ＥＬディスプレイのガラス基板の成膜面のパーティクルはデバイス特性に悪影響を及ぼしてしまう。

特開２０１１−３５３０１号公報に開示された装置では、支持板に粘着パッドが配置されており、粘着パッドを配置した側の支持板と板状ワークで囲まれた吸着溝を負圧にすることで、支持板が圧力で押されて粘着パッドと板状ワークを密着させることと、粘着パッドが配置された吸着溝を大気圧に戻し、支持板に粘着パッドが配置されない側の調圧室を負圧にすることで、支持板に圧力が働き板状ワークから粘着パッドを引き剥がすこととが記載されている。

特許第４７４６５７９号公報に記載された装置では、負圧を利用して粘着剤シートと基板を吸着させることが記載されており、また、弾性多孔質シートを使うことで負圧により基板を吸着させるだけでなく基板のストレスを低減させることが記載されている。しかしながら、弾性多孔質シートの吸着面に対する多孔質の面積が小さいために基板に作用する負圧が低下することで重い基板を持ち上げられない問題があった。また、弾性多孔質シートを使う方法では、真空中において使用することができないという問題があった。

特開２０１１−３５３０１号公報 特許第３８８２００４号公報 特許第３９１７６５１号公報 特許第４７４６５７９号公報

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発明であり、保持対象物の真空処理される表面には接触せず、確実に保持対象物を保持して真空雰囲気中で移動できる保持装置を提供することにある。
また、その保持装置によって保持対象物を保持して真空処理を行う真空処理装置を提供することにある。

一般に、真空中でも粘着部材と基板を貼り合わせることは可能であるが、基板と粘着部材とが貼りついた部分とは、反対の基板表面（成膜面）には、基板搬送用ロボットの部材が接触し、パーティクルが発生する懸念がある。
成膜面に非接触で基板を保持する場合は、真空吸着や基板の自重で粘着部材と基板を粘着保持する方法が考えられるが、前者は真空中において使用することが出来ない。

接着パッドを基板の自重で押圧する場合は、基板と接着パッドとが接触する部分の面積を小さくすれば、単位面積当たりの押圧力が増加し、粘着保持力が強くなるが、基板を吊下保持した場合は、基板と粘着部分の間の引き剥がし力も増加することになるので、基板が落下する懸念がある。

逆に、基板に対して粘着部分の面積を大きくすると、単位面積当たりの押圧力が減少し、基板と粘着パッドとの接触面積が減ることで粘着保持力は低下する。この場合も、基板を吊下保持した場合に、基板が落下してしまう恐れがある。
一方で、粘着パッドの粘着力を強くした場合は、基板を押し剥がす時に基板に局所的ストレスがかかり破損する恐れや基板に歪みが発生する懸念がある。

本発明が採用する技術では、上記各懸念に対する解決が成されており、本発明は、保持ユニットに設けられた粘着パッドを保持対象物に接触させ、前記粘着パッドによって前記保持対象物を粘着保持して搬送するために用いられる保持装置であって、前記保持ユニットは、真空容器と、前記真空容器の縁に配置され、前記保持対象物と接触して、前記真空容器の内部空間を、前記真空容器の外部空間から遮断させる接触部と、前記真空容器に設けられ、前記保持対象物と前記接触部とで前記外部空間から遮断された前記内部空間の気体が吸着用排気装置によって真空排気される通路となる排気孔と、前記粘着パッドを移動させる移動装置と、を有し、前記粘着パッドは前記内部空間に配置され、前記移動装置が前記粘着パッドを移動させる方向である移動方向は、前記接触部の表面のうち、前記保持対象物と接触する部分が位置する接触平面に対して垂直な方向の移動成分を有するようにされた保持装置である。
本発明は、複数の前記真空容器と、各前記真空容器に配置された前記粘着パッドと、を有し、複数の前記粘着パッドと、複数の前記真空容器の縁に配置された前記接触部とは、同一の前記保持対象物と接触するようにされた保持装置である。
本発明は、同じ前記真空容器の前記内部空間に配置された複数の前記粘着パッドを有し、複数の前記粘着パッドと、前記真空容器の縁に配置された前記接触部とは、同一の前記保持対象物と接触するようにされた保持装置である。
本発明において、前記接触部は、柔軟性を有する環状の部材が用いられた保持装置である。
本発明において、前記接触部は、前記保持装置の平坦な表面上に配置された保持装置である。
本発明は、前記保持装置の表面には溝が設けられ、前記接触部は、前記溝内に設けられた保持装置である。
本発明において、前記接触部は、前記真空容器上に配置され、貫通孔であるシート孔が前記真空容器の開口上に形成された密着シートで構成された保持装置である。
本発明は、前記粘着パッドを、前記真空容器に対して前記接触部から遠ざかる方向に、回転しながら移動させる回転機構を有する保持装置である。
本発明は、前記保持装置を前記吸着用排気装置に接続させる着脱装置を有する保持装置であって、前記着脱装置は、前記保持装置を前記吸着用排気装置から分離させて、前記保持装置を前記吸着用排気装置とは別個に移動できるようにされた保持装置である。
本発明において、前記真空容器は、前記吸着用排気装置から分離されると、前記排気孔を通って前記真空容器内に気体が流入しないようにされた保持装置である。
本発明において、前記保持対象物に接着された前記粘着パッドは弾性力を有する緩衝部材によって、前記保持対象物から離間する方向に力が加えられる保持装置である。
本発明は、上記いずれかの保持装置と、前記保持装置が配置された真空槽と、前記真空槽内に配置され、前記粘着パッドに粘着保持され、処理表面が下向きにされた前記保持対象物の前記処理表面を真空雰囲気中で処理する処理部とを有する真空処理装置である。
本発明において、前記処理部は、薄膜を形成する微粒子を放出し、前記保持対象物表面に薄膜を形成する成膜装置である真空処理装置である。

本発明では、粘着パッドを保持対象物に押圧するときに、保持対象物が真空吸着されているので、粘着パッドは確実に保持対象物に密着され、粘着パッドが保持対象物を粘着保持する力が向上する。
また、真空中で粘着パッドと保持対象物とを粘着させるので、互いに粘着された粘着パッドの表面と保持対象物との間には、気体が存することはない。
また、保持対象物の片側表面を非接触で粘着保持して搬送することができるので、不良品の発生を防止することができる。

また、粘着パッドの粘着物質は有機物質であり、粘着パッドから放出ガスが放出されるが、復元力による保持対象物の接触部への押圧と真空容器の排気孔からガスが流入しない構成とによって、真空処理中は、真空容器の内部空間は外部空間から分離されているので真空処理中の処理対象物が配置された処理室内に、放出ガスが放出されないようになっている。
また、複数の保持ユニットで一枚の保持対象物を保持するので、保持対象物に印加される力が分散し、保持対象物の割れや歪みを抑えることができる。

本発明の真空処理装置を示す図 (ａ)：保持対象物を保持していない状態の本発明の第一例の保持装置を示す図 (ｂ)：複数の保持ユニットが保持対象物を保持した状態の第一例の保持装置を示す図 (ａ)：複数の粘着パッドが同じ保持対象物に押圧されている状態の第一例の保持装置を示す図 (ｂ)：保持対象物が複数の粘着パッドで粘着保持された状態を示す図 (ａ)：保持対象物を保持していない保持ユニットを示す図 (ｂ)：保持対象物を保持した保持ユニットを示す図 (ａ)：同じ保持対象物に押圧されている状態の粘着パッドを示す図 (ｂ)：保持対象物を粘着パッドで粘着保持する状態を示す図 (ａ)：保持対象物を吊下する状態を示す図 (ｂ)：粘着パッドが移動板の回転と降下によって保持対象物から離間された状態を示す図 (ａ)：回転前の移動板を示す図 (ｂ)：回転した移動板を示す図 第二例の保持装置を説明するための図(１) 第二例の保持装置を説明するための図(２) 第二例の保持装置を説明するための図(３) 第三例の保持装置を説明するための図 第四例の保持装置を説明するための図 (ａ)〜(ｃ)：第二例〜第四例の保持装置の平面図 第五例の保持装置を説明するための図

図１の符号１０は、本発明の真空処理装置を示している。
この真空処理装置１０は真空槽２１を有しており、この真空槽２１と前工程の真空槽２８₁との間と、また、この真空槽２１と後工程の真空槽２８₂との間とは、主ゲートバルブ２９₁、２９₂によってそれぞれ接続されている。

ここでは、真空槽２１は、配置室２２ａと、処理室２２ｂと、分離室２２ｃとに分かれており、配置室２２ａと処理室２２ｂの間と、処理室２２ｂと分離室２２ｃの間とは、それぞれ副ゲートバルブ２７ａ、２７ｂによって接続されている。
先ず、主ゲートバルブ２９₁、２９₂と副ゲートバルブ２７ａ、２７ｂとは閉じ、各室２２ａ〜２２ｃ間と、各真空槽２１、２８₁、２８₂間とを分離させておく。

前工程の真空槽２８₁と配置室２２ａには空気や窒素を導入して予め大気圧にしておく。真空処理装置１０での処理を開始する際には、先ず、真空処理装置１０の真空槽２１と前工程の真空槽２８₁との間の主ゲートバルブ２９₁を開け、搬送ロボットのハンド３１₁上に載せられた基板状の保持対象物５を前工程の真空槽２８₁内から配置室２２ａ内に搬入する。

配置室２２ａの内部では、ハンド３１₁よりも下方位置に、本発明の第一例の保持装置１１ａが配置されている。図１の符号１１ｂ、１１ｃは、配置室２２ａから処理室２２ｂと分離室２２ｃに移動した保持装置をそれぞれ示している。図１に示された保持装置１１ａ〜１１ｃは同じ構造であり、図２(ａ)、(ｂ)、図３(ａ)、(ｂ)は、それら同じ構造の保持装置１１ａ〜１１ｃを代表する保持装置１１が示されている。

その第一例の保持装置１１を説明すると、先ず、図２(ａ)を参照し、保持装置１１は、連結板４１と、連結板４１に固定された一乃至複数個の保持ユニット１３とを有している。
図４(ａ)に、一台の保持ユニット１３の拡大図を示す。保持ユニット１３は、真空容器１５と、接触部１８とを有している。接触部１８は、この例では柔軟性を有する材料が環状に整形されて構成されており、真空容器１５の開口１９を形成する縁上に、真空容器１５の開口１９を取り囲んで配置されている。

各保持ユニット１３の真空容器１５は、同じ向きを向いて、連結板４１にそれぞれ固定されている。
真空容器１５の内部空間には、真空容器１５の開口１９よりも底面側の位置に、粘着パッド１７が配置されている。

各真空容器１５の底面には貫通孔５４が形成されている。貫通孔５４には支持棒５２が挿通され、支持棒５２の一端は真空容器１５の底面と縁との間の内部空間２５に位置し、その一端に支持板５３が固定され、粘着パッド１７は、支持板５３上に固定されている。
支持棒５２の他端は真空容器１５の外部空間２６に位置しており、その他端には、移動板５１が固定されている。

貫通孔５４の内部には、軸シール材５７と軸受５８とが配置されている。
支持棒５２は軸シール材５７と密着し、軸シール材５７によって、真空容器１５の内部空間２５と外部空間２６とが気密に分離されるように構成されており、また、支持棒５２は貫通孔５４の内部で軸受５８によって保持されている。

支持棒５２は、軸シール材５７と軸受５８と接触しながら、内側空間２５と外側空間２６とが分離された状態で、貫通孔５４の長手方向に沿って移動できるように構成されており、支持棒５２が貫通孔５４の長手方向に沿って往復移動することによって、粘着パッド１７が、真空容器１５の内部空間２５に於いて、開口１９側と底面側とに移動できるようにされている。

外部空間２６には、連結板４１とは離間した位置に、連結板４１に対して相対移動可能に設けられた押圧板４４が、移動板５１と対面する位置に配置されている。
移動板５１と押圧板４４との間には、押圧部材４５が配置されている。
押圧部材４５は、当接板４８と緩衝部材４９とを有しており、当接板４８は、緩衝部材４９を介して押圧板４４に取り付けられている。

この真空処理装置１０には、粘着パッド１７を移動させる移動装置が設けられている。図２(ａ)、図４(ａ)の符号４７は、移動装置が有するモータであり、押圧板４４と真空容器１５とは、このモータ４７が動作することで、移動装置によって相対的に移動して距離を変更するように構成されている。

保持対象物５を保持する手順を開始する際には、移動板５１と当接板４８とは離間した状態にされており、移動装置によって押圧板４４が真空容器１５が位置する方向に移動され、押圧板４４と各真空容器１５との間の距離が縮められると押圧部材４５が真空容器１５側に移動し、先ず、移動板５１と当接板４８とが接触する。

移動板５１と真空容器１５の底面との間には圧縮変形可能な復元部材５５が配置されている。復元部材５５は、真空容器１５の底面と移動板５１との間に位置しており、緩衝部材４９と復元部材５５は弾性力を有しており、緩衝部材４９と復元部材５５は、押圧されると圧縮方向に変形し、押圧が解除されると、元の形状に復帰する弾性材料で構成されている。

移動板５１と当接板４８とが接触した後、押圧板４４が更に真空容器１５が位置する方向に移動するときには、移動板５１は当接板４８によって押圧され、その際、緩衝部材４９と復元部材５５は押圧され、圧縮方向に変形しながら、押圧板４４と各真空容器１５との間の距離が縮められ、その結果、粘着パッド１７が、開口１９が位置する方向に移動する。

このように、移動板５１が真空容器１５に近づくことで、粘着パッド１７は、真空容器１５の開口１９側に移動し、反対に、移動板５１が真空容器１５から遠ざかると、粘着パッド１７は、真空容器１５の開口１９とは反対側、即ち、底面側に移動する。
なお、上記例とは逆に、押圧板４４が固定されていて、連結板４１が押圧板４４に対して移動するように構成されていても同じである。

複数の保持ユニット１３が連結板４１に設けられている保持装置１１では、各保持ユニット１３の接触部１８の表面は同じ平面上に位置しており、その表面を保持対象物５と接触する接触平面とすると、複数の粘着パッド１７の表面は、接触平面と平行な同一平面であり、また、複数の移動板５１が位置する平面も、接触平面と平行な同一平面であり、複数の当接板４８が位置する平面も、接触平面と平行な同一平面である。

従って、押圧板４４によって、各保持ユニット１３の移動板５１がそれぞれ押圧されると、各保持ユニット１３に設けられた緩衝部材４９と復元部材５５とは圧縮変形し、各粘着パッド１７は、表面が同一平面上に位置しながら、開口１９の方向にそれぞれ移動する。

保持ユニット１３は、上述のように構成されており、そのような保持ユニット１３を一個乃至複数個有する保持装置１１によって、保持対象物５を保持する手順を説明する。
先ず、保持装置１１ａによって保持対象物５を配置する。このとき、接触平面は水平にされており、図１に示されたハンド３１₁上の一枚の保持対象物５は、ピン等の装置によって、ハンド３１₁上から、一台乃至複数台の保持ユニット１３の接触部１８上に移動され、保持対象物５は、接触部１８と接触して真空容器１５上に配置されている。

保持対象物５が保持ユニット１３上に移動した後、ハンド３１₁が前工程の真空槽２８₁の内部に戻り、前工程の真空槽２８₁と配置室２２ａとの間の主ゲートバルブ２９₁は閉じられる。

図２(ｂ)は、複数の保持ユニット１３を有する保持装置１１の上に一枚の保持対象物５が配置された状態を示しており、図４(ｂ)は、その保持装置１１の一台の保持ユニット１３を示している。
保持対象物５と接触部１８とが接触する部分は環形状になっており、内部空間２５は、保持対象物５が接触部１８と接触することによって閉塞される。

各真空容器１５の壁面又は底面には、排気孔１４が設けられている。各真空容器１５の排気孔１４は、真空槽２１の外部に配置された吸着用排気装置４２に、排気配管４３によってそれぞれ接続されている。

保持対象物５が各保持ユニット１３上に載せられる前は、配置室２２ａ内は大気圧にされており、保持対象物５が各保持ユニット１３上に載せられ、保持対象物５と各保持ユニット１３の接触部１８とが接触した後、吸着用排気装置４２によって各真空容器１５の内部空間２５の真空排気が開始される。

このとき、真空容器１５の外部空間２６である配置室２２ａの内部雰囲気は大気圧であり、接触部１８と真空容器１５の縁との間は気密に構成され、また、接触部１８は柔軟性を有するため、保持対象物５と接触部１８との間は、接触によって気密になっており、真空容器１５の内部空間２５が真空排気されるときには、外部空間２６から内部空間２５へは、外部空間２６に位置する気体は流入せず、真空容器１５の内部空間２５が真空雰囲気になると、保持対象物５は、外部空間２６の圧力によって接触部１８に押圧されるため、真空容器１５に真空吸着され、保持対象物５は接触部１８に押しつけられる。
接触部１８は押圧力によって変形する材料で構成されており、保持対象物５が接触部１８に押しつけられると、保持対象物５と接触部１８との間は密着され、気密になる。

真空容器１５の内部空間２５の真空排気を開始する際には、粘着パッド１７と保持対象物５とは離間して隙間が形成されており、保持対象物５が真空吸着によって接触部１８に押しつけられた後、吸着用排気装置４２によって真空容器１５の内部空間２５の真空排気を継続しながら、押圧板４４と真空容器１５とを相対的に近接させると、当接板４８は移動板５１と接触し、更に近接させると、緩衝部材４９と復元部材５５とが圧縮変形しながら粘着パッド１７が保持対象物５が位置する方向に移動し、粘着パッド１７の表面が保持対象物５の裏面と接触する。

接触した後、更に押圧板４４を真空容器１５側に移動させようとすると、粘着パッド１７により、緩衝部材４９と復元部材５５とが圧縮変形されながら保持対象物５は接触部１８から離間される方向に押圧される。

このとき、保持対象物５に印加される押圧力は、緩衝部材４９の圧縮変形する距離を調整し、保持対象物５が真空吸着によって接触部１８に押圧される真空吸着力よりも弱くすることで、保持対象物５は粘着パッド１７と密着した状態が維持されるので、粘着パッド１７は保持対象物５との接触面積が飽和するまで、押圧板４４からの押圧力によって押圧することで、粘着パッド１７と保持対象物５とは強く粘着される。

図３(ａ)は、複数の保持ユニット１３の粘着パッド１７が、一枚の保持対象物５に押圧され、保持装置１１が保持対象物５を粘着保持した状態を示している。図５(ａ)は、そのときの保持対象物５と一台の保持ユニット１３とを示しており、緩衝部材４９と復元部材５５とは圧縮変形されている。

粘着パッド１７の表面が保持対象物５の裏面に密着されている状態では、移動板５１と保持対象物５との間の距離は、粘着パッド１７の厚みと、支持棒５２の長さ等の粘着パッド１７を支持する部材の長さとによって決まっており、復元部材５５は、押圧板４４と保持対象物５とで、圧縮変形されている。

その状態から、押圧板４４が真空容器１５から離間する方向に移動して、当接板４８と移動板５１とが離間すると、復元部材５５の復元力は移動板５１に印加され、移動板５１を真空容器１５から離間させる方向の力となる。

圧縮変形された緩衝部材４９と復元部材５５とには、元の長さに戻ろうとする復元力が発生しているが、粘着パッド１７が保持対象物５に押圧されて発生した粘着パッド１７と保持対象物５との間の粘着力は、復元部材５５の復元力よりも強くされており、粘着パッド１７は保持対象物５から剥離せず、復元部材５５は伸びることができないため、圧縮変形されたままである。他方、緩衝部材４９は、その復元力によって伸び、元の長さに戻っている。

図３(ｂ)、図５(ｂ)は、復元部材５５は圧縮変形され、緩衝部材４９は元の長さに戻った状態である。
このとき、粘着パッド１７は保持対象物５に粘着しており、復元部材５５の復元力によって粘着パッド１７は真空容器１５の底面側に牽引されているから、保持対象物５は粘着パッド１７によって真空容器１５の底面側に牽引され、保持対象物５の裏面の接触部１８と接触する部分は、接触部１８に押しつけられて密着し、一枚の保持対象物５は、各保持ユニット１３の真空吸着力と復元部材５５の復元力とによって、接触部１８に押圧されている状態になる。

当接板４８が移動板５１と離間する前後に拘わらず、各保持ユニット１３の粘着パッド１７の表面が保持対象物５に押圧されて粘着された後に、配置室２２ａに接続された真空排気装置２４ａによって、配置室２２ａ内の真空排気が開始され、配置室２２ａの内部雰囲気である真空槽２１の外部空間２６の圧力は次第に低下する。
外部空間２６の圧力が内部空間２５の圧力以下まで低下すると、真空容器１５の保持対象物５に対する真空吸着力は消滅する。

粘着パッド１７と保持対象物５との間の粘着力は、復元部材５５の復元力による剥離力よりも大きいので、保持対象物５は粘着パッド１７に粘着し、接触部１８に密着した状態が維持される。
一枚の保持対象物５は、複数の粘着パッド１７によって粘着保持されており、一枚の保持対象物５を粘着保持する複数の粘着パッド１７の粘着力の合計値は、各復元部材５５の復元力の合計値と、粘着保持された保持対象物５の重量による重力とを加算した力の値よりも大きくなっている。
従って、複数の粘着パッド１７によって、保持対象物５を懸吊しても、保持対象物５が粘着パッド１７から剥離して落下するようなことはない。

一台乃至複数台の保持ユニット１３は、連結板４１によって、一緒に移動するようにされており、移動装置は保持装置１１の上下を反転させる反転機構（不図示)を有している。
一台の保持装置１１の各保持ユニット１３が、保持対象物５が上方に配置されて保持対象物５を粘着保持している状態で、保持装置１１が反転されると、保持対象物５は、各保持ユニット１３の下方に位置し、保持装置１１によって、懸吊された状態になる。図６(ａ)は、その状態を示している。

上述したように、各保持ユニット１３の真空容器１５と吸着用排気装置４２とは、排気配管４３によって接続されている。その排気配管４３の途中には、着脱装置４０が設けられており、真空雰囲気にされた配置室２２ａ内で、各保持ユニット１３は着脱装置４０によって、吸着用排気装置４２に接続された排気配管４３から分離され、吸着用排気装置４２とは別個に移動できるようにされている。

保持対象物５が粘着パッド１７によって、粘着保持された後、着脱装置４０によって、保持装置１１が吸着用排気装置４２から分離される前後で吸着用排気装置４２による真空容器１５の真空排気動作は停止するようにされており、保持装置１１は、着脱装置４０で吸着用排気装置４２側の排気配管４３から分離される。このとき、着脱装置４０の少なくとも一部は、真空容器１５に接続された排気配管４３に取り付けられたままである。配置室２２ａの真空排気は継続して行われている。

ここで、吸着用排気装置４２から保持装置１１が分離される前、又は、分離された後は、真空容器１５に接続された排気配管４３は、その排気配管４３に残った着脱装置４０の少なくとも一部によって閉塞されており、真空容器１５の内部空間２５は、外部空間２６から分離されている。粘着パッド１７から放出され、真空容器１５の内部空間２５に充満したガスは、排気孔１４を通過して、真空容器１５の外部に流出しないようにされている。
なお、着脱装置４０とは別の部材によって、真空容器１５が吸着用排気装置４２から分離されたときには、真空容器１５内の気体が排気孔１４を通過して流出しないように構成してもよい。

各真空容器１５の開口１９には、保持対象物５が配置され、接触部１８に密着されており、従って、各真空容器１５の内部空間２５は、外部空間２６から分離されている。真空容器１５の内部空間２５は、外部空間２６と分離された状態で、保持対象物５は保持装置１１によって懸吊された状態で、真空雰囲気中を移動できるようになる。

処理室２２ｂの内部は真空排気装置２４ｂによって真空排気され、真空雰囲気にされており、配置室２２ａと処理室２２ｂとの間の副ゲートバルブ２７ａを開け、吸着用排気装置４２から分離され、保持対象物５を懸吊している保持装置１１ａは、配置室２２ａから処理室２２ｂに移動される。開けられた副ゲートバルブ２７ａは閉じられる。

処理室２２ｂの内部には、懸吊された保持対象物５の表面を真空雰囲気中で処理する処理部２３が設けられている。
この真空処理装置１０では、処理部２３は成膜源であり、薄膜を構成させる材料の微粒子(蒸気を含む)を放出し、懸吊され、下方を向く保持対象物５の表面に放出した微粒子を到達させて、保持対象物５の表面に薄膜を成長させる。

符号１１ｂは、処理室２２ｂ内を移動し、懸吊している保持対象物５を処理部２３上に位置させた保持装置を示している。
処理部２３は、微粒子は上方に向けて放出するようにされており、保持対象物５の真空処理される表面は下方に位置する処理部２３に向けられている。
処理部２３からの微粒子の放出により、保持対象物５の表面に微粒子が到達して薄膜を形成する真空処理が行われる。

なお、保持装置１１ｂは、保持対象物５を処理部２３上で静止させずに、処理部２３から微粒子を放出させた状態で、保持対象物５に処理部２３上を通過させることで、保持対象物５の表面を真空処理してもよい。

次に、分離室２２ｃの内部は、真空排気装置２４ｃによって真空排気され、真空雰囲気にされており、所定膜厚の薄膜が形成され、真空処理が終了すると、処理室２２ｂと分離室２２ｃとの間の副ゲートバルブ２７ｂが開けられ、保持対象物５を保持した保持装置１１ｂは、処理室２２ｂから分離室２２ｃに移動される。副ゲートバルブ２７ｂは、移動後、閉じられる。
分離室２２ｃの内部には、移動装置が有する反転機構(不図示)が配置されている。

処理室２２ｂ内の保持装置１１ｂは、分離室２２ｃ内に移動した後、保持対象物５を粘着保持した状態で回転され、保持対象物５は、保持装置１１ｃ上に配置された状態になる。この状態では、保持対象物５は保持装置１１ｃに粘着保持されている。

次に、保持対象物５を保持装置１１ｃから分離させる手順について説明する。
図７(ａ)、(ｂ)を参照し、粘着パッド１７を移動させる移動装置は、回転機構５９を有している。

図７(ａ)に示すように、回転機構５９は、二本のロッド５９ａ、５９ｂを有しており、二本のロッド５９ａ、５９ｂの一端は、移動板５１の中央位置５６を中心とした回転対称の位置で、ビス５２ａ、５２ｂによって、移動板５１の表面に回転可能に取り付けられている。

ロッド５９ａ、５９ｂは平行に配置され、その他端側は、回転機構５９が有する回転装置５９ｃに取り付けられており、回転装置５９ｃが動作すると、ロッド５９ａ、５９ｂには、互いに逆方向に移動させようとする力が印加される。

この力は、移動板５１のロッド５９ａ、５９ｂが取り付けられた位置を逆向きに移動させようとする力であり、移動板５１を、中央位置５６を中心にして、同じ回転方向に回転させようとする回転力となる。

支持棒５２は移動板５１と粘着パッド１７の表面に対して垂直であり、支持棒５２の中心軸線は、中央位置５６を通っており、移動板５１を回転させようとする回転力は、粘着パッド１７を回転させようとする回転力になる。

保持対象物５にも、粘着パッド１７から回転力が印加されるが、接触部１８は、真空容器１５の縁上で移動しないようにされており、保持対象物５は粘着パッド１７によって粘着保持された状態では、復元部材５５の復元力によって接触部１８によって押圧されており、接触部１８と保持対象物５との間の静止摩擦力によって、保持対象物５は接触部１８に対して静止した状態が維持される。

粘着パッド１７に回転力が印加されるときには、粘着パッド１７には、復元部材５５の復元力による底面方向へ移動させようとする剥離力が印加されており、その剥離力が印加された状態で回転力が印加されると、粘着パッド１７と保持対象物５との間の粘着力は、回転力によって弱められ、粘着パッド１７が真空容器１５や接触部１８に対して回転しながら、真空容器１５の開口１９や接触部１８から離間する方向に移動することで、粘着パッド１７は、保持対象物５に対して回転しながら剥離される（図６(ｂ)）。
移動板５１と粘着パッド１７の回転量は同じであり、図７(ａ)、(ｂ)の符号５０は、移動板５１の回転量と方向を示すための指標である。

支持棒５２は、接触部１８と保持対象物５とが接触する接触平面に対して垂直であり、このように、移動装置によって粘着パッド１７に印加される力は、保持対象物５の表面、即ち、接触平面に対して垂直な方向の成分と、その接触平面と平行な平面内で回転する成分とに分けることができる。

粘着パッド１７と保持対象物５とが離間すると、保持対象物５を保持装置１１ｃから分離することが可能になる。
図１の分離室２２ｃの内部は真空排気されており、保持対象物５が接触部１８から離間されると、真空容器１５の内部空間２５と、分離室２２ｃの内部雰囲気とが接続され、真空容器１５内に充満していた粘着パッド１７からの放出ガスは、分離室２２ｃ内に放出され、真空排気されて分離室２２ｃから除去される。

後工程の真空槽２８₂との間の主ゲートバルブ２９₂が開けられ、後工程の真空槽２８₂から分離室２２ｃ内にハンド３１₂が挿入され、接触部１８から離間された保持対象物５はハンド３１₂上に移動され、保持対象物５は、ハンド３１₂上に載せられて分離室２２ｃから後工程の真空槽２８₂に移動される。

保持対象物５が分離された保持装置１１ｃは、不図示の移動室を通って、配置室２２ａに戻る。配置室２２ａ内の保持装置１１ａは、真空容器１５に接続された排気配管４３が、着脱装置４０の部分で、吸着用排気装置４２の排気配管４３に接続され、真空排気が可能な状態になり、上記と同様に、保持対象物５が配置された後、懸吊して保持対象物５の真空処理が行われる。

なお、保持対象物５に対して粘着パッド１７を回転させながら離間させて、保持対象物５と粘着パッド１７とを剥離させることにより、剥離の際の保持対象物５の撓みが生じにくく、また、回転させずに垂直に剥離させた場合に比べて、粘着パッド１７の粘着力の低下が少ない、という効果がある。

次に、本発明の他の保持装置を説明する。
図８は、本発明の第二例の保持装置１１₂を示している。
第一例の保持装置１１とは異なり、第二例の保持装置１１₂では、複数の真空容器１５の上部に連結板４１ａが設けられており、その連結板４１ａによって、複数の真空容器１５が一緒に移動するように構成されている。連結板４１ａには、複数の貫通孔３５が形成されており、複数の真空容器１５と連結板４１ａとは、その貫通孔３５と、真空容器１５の開口１９とが連通するように配置されている。

この第二例では、貫通孔３５と開口１９は、同径にされ、貫通孔３５の全周と開口１９の全周とが重なり合うように配置されているが、少なくとも貫通孔３５の一部の位置と、開口１９の一部の位置とは、高さの相違を除いて重なり合っていて、粘着パッド１７は、その重なり合った部分の内部又は下方に位置していればよい。

真空容器１５の上端部は、連結板４１ａの表面よりも下方に位置する場合と、連結板４１ａの表面と同じ高さに位置する場合とがあり、保持装置１１₂の表面は平坦であり、連結板４１ａの表面又は、連結板４１ａの表面と真空容器１５の上部表面とで構成されている。

保持装置１１₂の表面には、少なくとも、開口１９と貫通孔３５の高さ方向を除いて重なり合った部分を取り囲むようにして、リング状の溝３６が形成されており、溝３６の内部には、開口１９と貫通孔３５の重なり合った部分を取り囲んで、柔軟性を有する円形の接触部１８ａが配置されている。

連結板４１ａのうち、溝３６の外部側にはピン挿通孔３３が配置されており、ピン挿通孔３３よりも下方の位置から、細棒状のピン３２が上昇し、ピン３２の上端が、接触部１８ａの上端よりも上方に突き出されると、ピン３２の上端に、保持対象物５を配置できる状態になる。
図８の保持装置１１₂はその状態である。

接触部１８ａの上端は、保持装置１１₂の表面よりも高い位置に配置されており、粘着パッド１７を降下させておき、ピン３２を降下させると、図９に示すように、保持対象物５は接触部１８ａ上に乗せられる。

接触部１８ａ上の保持対象物５は、接触部１８ａと接触しており、裏面の一部は、粘着パッド１７とは非接触の状態で、真空容器１５の内部空間２５内に露出する。内部空間２５に露出する部分は、粘着パッド１７の表面が接触できるようになっている。

このとき、外部空間２６は大気圧の雰囲気にされており、第一例で説明したように、吸着用排気装置４２によって各真空容器１５の内部空間２５の真空排気が開始されると、真空容器１５の内部空間２５は減圧され、外部空間２６と内部空間２５との圧力差により、保持対象物５が、真空容器１５側に吸引されると、接触部１８ａが押圧され、厚みが小さくなる方向に変形する。

接触部１８ａの柔軟性や厚さは、吸着用排気装置４２の真空排気によって保持対象物５が押圧されると、接触部１８ａは、厚さが溝の深さ以下に変形可能な値に設定されており、図１０に示すように、押圧されている保持対象物５は、保持装置１１₂の表面にも接触する。

このとき、保持対象物５は、接触部１８ａと接触する部分の面積よりも、保持装置１１₂の表面に接触する部分の方が大きくなり、保持対象物５が接触部１８ａとだけ接触する場合よりも、保持対象物５が変形しないようになっている。

粘着パッド１７の表面は、保持装置１１₂の表面の高さ以上の高さに上昇できるようにされており、粘着パッド１７の表面が、吸着保持された保持対象物５の裏面に接触して押圧されると、保持対象物５は、粘着パッド１７に粘着保持される。

図１１の符号１１₃は、本発明の第三例の保持装置を示しており、この保持装置１１₃の表面には溝が形成されておらず、保持装置１１₃の表面上に柔軟性を有する接触部１８ｂが配置されている。
保持対象物５を、接触部１８ｂと接触させて接触部１８ｂ上に配置し、内部空間２５を真空排気すると、保持対象物５は、真空吸着されて接触部１８ｂ上に保持される。

この第三例の保持装置１１₃では連結板４１ｂの構造が簡単で、低コストである。図１３(ａ)、(ｂ)は、それぞれ、保持対象物５が配置されていないときの、第二例の保持装置１１₂の平面図と、第三例の保持装置１１₃の平面図である。

次に、図１２の符号１１₄は、本発明の第四例の保持装置を示しており、図１３(ｃ)は、その平面図である。
この保持装置１１₄は、第三例の保持装置１１₃のリング状の接触部１８ｂに替え、保持ユニット１３の表面には密着シート３９が接触部として配置されている。

密着シート３９には、開口１９と貫通孔３５の重なり合った部分の上方位置に、シート孔３８が形成され、シート孔３８と開口１９と貫通孔３５とはそれぞれ一部が重なり合い、粘着パッド１７は、密着シート３９の表面よりも低い位置と、密着シート３９の表面以上の位置との間で移動できるようにされている。

粘着パッド１７の表面が、密着シート３９の表面よりも低くなるように、粘着パッド１７を降下させておき、密着シート３９の表面に保持対象物５を配置すると、保持対象物５は密着シート３９と接触し、保持対象物５の裏面の一部は、開口１９と貫通孔３５とシート孔３８とを介して、内部空間２５に露出されている。
保持対象物５の、内部空間２５に露出する部分は、シート孔３８を形成する、シート孔３８周囲の密着シート３９の環状の部分によって、取り囲まれ、内部空間２５が閉塞するようにされている。

上記各例と同じく、内部空間２５の真空排気によって、保持対象物５は密着シート３９に真空吸着され、粘着パッド１７が上昇すると、粘着パッド１７の表面が保持対象物５の裏面に接触し、保持対象物５は粘着パッド１７に粘着保持される。

なお、密着シート３９には、ピン挿通孔３３と連通する位置に、シート側ピン挿通孔３４が形成されており、ピン３２は、上端部が連結板４１ｃの下方に位置する状態から、上方に移動されると、ピン挿通孔３３とシート側ピン挿通孔３４とを通って、上端部が、シート側ピン挿通孔３４よりも上方位置に突き出せるように構成されている。

以上第一〜第四例の保持装置１１₁〜１１₄では、一個の真空容器１５には、一個の粘着パッド１７が配置されて一個の保持ユニット１３が形成されていたが、図１４に示す第五例の保持装置１１₅では、一個の真空容器６５に、複数個の粘着パッド１７が配置されて一個の保持ユニット１３ａが構成されている。

この第五例の保持装置１１₅では、真空容器６５の縁上には、真空容器６５の開口を取り囲むリング状の接触部１８ｃが配置されている。
真空容器６５の縁よりも内側の部分の粘着パッド１７と粘着パッド１７の間には、真空容器６５の底面上に立設された複数の補助棒６１が配置されている。

補助棒６１の側面は互いに離間しており、従って、各粘着パッド１７が位置する雰囲気は互いに連通され、真空容器６５の内部には、一個の内部空間２５が形成されている。粘着パッド１７はその内部空間２５に配置されている。

真空容器６５の内周よりも大きな一枚の保持対象物５を、真空容器６５の縁と保持対象物５とで接触部１８ｃを挟むようにして接触部１８ｃ上に載置すると、保持対象物５は、真空容器６５に乗せられる。
真空容器６５の壁面又は底面には、排気孔１４が設けられており、内部空間２５は、排気孔１４と排気配管４３とによって、真空槽２１の外部に配置された吸着用排気装置４２に接続されている。

保持対象物５が、真空容器６５の縁上で接触部１８ｃと接触している状態で、真空容器６５内が真空排気されると、保持対象物５は真空容器６５に真空吸着され、接触部１８ｃは保持対象物５によって押圧されて潰され、保持対象物５は下方に微少量移動する。

このとき、真空容器６５の縁よりも内側の位置では、保持対象物５の裏面は、補助棒６１の先端と接触し、補助棒６１によって支持されて撓まないようになっている。
粘着パッド１７が保持対象物５の裏面に密着している状態では、真空吸着が停止されても、支持棒５２と粘着パッド１７とを介して、保持対象物５は粘着保持されるようになっている。

剥離の際には、同じ保持対象物５に接触された粘着パッド１７が回転しながら、又は直線的に降下する。
真空容器６５の外周には、リング状の補助板４１ｄが設けられており、保持対象物５の縁部分は、補助板４１ｄ上に位置している。補助板４１ｄにはピン挿通孔３３が設けられており、ピン挿通孔３３の真下位置にはピン３２が配置されており、ピン３２の上下移動によって、ピン３２の先端がピン挿通孔３３内を上下移動できるようにされている。

粘着パッド１７が保持対象物５から離間された後、ピン３２が上昇すると、保持対象物５をピン３２上に乗せることができる。また、保持対象物５が乗せられたピン３２を降下させると、保持対象物５を、真空容器６５の縁上に配置することができる。

なお、粘着パッド１７の材質と構成と動作とは第四例の保持装置１１₄と同じであり、移動装置が粘着パッド１７を移動させる方向である移動方向は、保持装置１１₅の表面のうち、保持対象物５と接触する部分が位置する接触平面に対して垂直な方向の移動成分を有するようにされている。

また、第五例の保持装置１１₅のリング状の接触部１８ｃを密着シート３９に替えることもできる。

５……保持対象物
１０……真空処理装置
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ……保持装置
１３、１３ａ……保持ユニット
１４……排気孔
１５、６５……真空容器
１７……粘着パッド
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ……接触部
１９……開口
２１……真空槽
２５……内部空間
２６……外部空間
３８……シート孔
３９……密着シート(接触部)
４０……着脱装置
５９……回転機構

Claims (13)

1. 保持ユニットに設けられた粘着パッドを保持対象物に接触させ、前記粘着パッドによって前記保持対象物を粘着保持して搬送するために用いられる保持装置であって、
   前記保持ユニットは、
   真空容器と、
   前記真空容器の縁に配置され、前記保持対象物と接触して、前記真空容器の内部空間を、前記真空容器の外部空間から遮断させる接触部と、
   前記真空容器に設けられ、前記保持対象物と前記接触部とで前記外部空間から遮断された前記内部空間の気体が吸着用排気装置によって真空排気される通路となる排気孔と、
   前記粘着パッドを移動させる移動装置と、
   を有し、
   前記粘着パッドは前記内部空間に配置され、
   前記移動装置が前記粘着パッドを移動させる方向である移動方向は、前記接触部の表面のうち、前記保持対象物と接触する部分が位置する接触平面に対して垂直な方向の移動成分を有するようにされた保持装置。
2. 複数の前記真空容器と、
   各前記真空容器に配置された前記粘着パッドと、を有し、
   複数の前記粘着パッドと、複数の前記真空容器の縁に配置された前記接触部とは、同一の前記保持対象物と接触するようにされた請求項１記載の保持装置。
3. 同じ前記真空容器の前記内部空間に配置された複数の前記粘着パッドを有し、
   複数の前記粘着パッドと、前記真空容器の縁に配置された前記接触部とは、同一の前記保持対象物と接触するようにされた請求項１記載の保持装置。
4. 前記接触部は、柔軟性を有する環状の部材が用いられた請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の保持装置。
5. 前記接触部は、前記保持装置の平坦な表面上に配置された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の保持装置。
6. 前記保持装置の表面には溝が設けられ、前記接触部は、前記溝内に設けられた請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の保持装置。
7. 前記接触部は、前記真空容器上に配置され、貫通孔であるシート孔が前記真空容器の開口上に形成された密着シートで構成された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の保持装置。
8. 前記粘着パッドを、前記真空容器に対して前記接触部から遠ざかる方向に、回転しながら移動させる回転機構を有する請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の保持装置。
9. 前記保持装置を前記吸着用排気装置に接続させる着脱装置を有する保持装置であって、
   前記着脱装置は、前記保持装置を前記吸着用排気装置から分離させて、前記保持装置を前記吸着用排気装置とは別個に移動できるようにされた請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の保持装置。
10. 前記真空容器は、前記吸着用排気装置から分離されると、前記排気孔を通って前記真空容器内に気体が流入しないようにされた請求項９記載の保持装置。
11. 前記保持対象物に接着された前記粘着パッドは弾性力を有する緩衝部材によって、前記保持対象物から離間する方向に力が加えられる請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載の保持装置。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の保持装置と、
    前記保持装置が配置された真空槽と、
    前記真空槽内に配置され、前記粘着パッドに粘着保持され、処理表面が下向きにされた前記保持対象物の前記処理表面を真空雰囲気中で処理する処理部とを有する真空処理装置。
13. 前記処理部は、薄膜を形成する微粒子を放出し、前記保持対象物表面に薄膜を形成する成膜装置である請求項１２記載の真空処理装置。
    

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