JP7450366B2 - 基板保持装置、基板処理装置、基板保持方法、反転方法、成膜方法、電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、基板保持装置、基板処理装置、基板保持方法、反転方法、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法に関する。
基板に対して成膜などの各種処理を行う場合には、吸着により基板を保持する基板保持体（基板キャリア）に基板を保持させた状態で各種の処理が行われることがある。このとき、各種処理の前または後に基板の向きを変えるために、基板を保持する基板保持体を基板の成膜面と平行な直線を軸に回転させる動作が必要になる場合がある。ここで、基板保持体による基板の吸着力としては、静電気による吸着力、磁気による吸着力、及び空気の吸引による吸着力などが利用され得る。すなわち、基板保持体に静電チャックを設けることで静電吸着力により基板を吸着させたり、基板保持体に電磁石を設けることで磁気吸着力により基板を吸着させたり、吸引ポンプに接続された吸気管を基板保持体に設けることで空気吸引力を利用して基板を吸着させたりすることができる。
従来、基板保持体を回転させる際においては、基板保持体から基板が落下しないように、静電チャック、電磁石及び吸引ポンプなどに対して一定の電力を供給して、一定の吸着力を発生させていた。しかしながら、基板を保持するために必要な吸着力は、基板保持体の姿勢によって異なる。そのため、これらの姿勢によっては、必要以上の吸着力を発生させており、無駄に電力が消費されてしまうことがあった。
本発明の目的は、基板保持体の姿勢によって吸着力を変えることで、電力の浪費を抑制することを可能とする基板保持装置、基板処理装置、基板保持方法、反転方法、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法を提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
本発明の基板保持装置は、
電圧が印加されることで静電吸着力を生じさせる電極を有する静電チャックを備えて基板を吸着して保持する基板保持面を有する基板保持体と、
前記基板保持体を前記基板保持面に沿った回転軸を中心に回転させる回転機構と、
前記基板保持体の姿勢情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得する姿勢情報に基づいて、前記電極に印加する電圧値を制御する制御部と、
前記基板保持体に保持される基板を機械的に保持する保持具と、
を備え、
前記基板保持面が複数の吸着領域に分かれ、かつ、前記制御部によって各吸着領域の静電吸着力を個々に制御可能とするように、前記電極が設けられており、
前記基板保持面の法線方向が鉛直方向に平行で、かつ前記基板保持面が鉛直方向上向きの場合の前記基板保持体の姿勢を第１姿勢とし、前記基板保持面の法線方向が水平方向に平行な場合の前記基板保持体の姿勢を第２姿勢とし、前記基板保持面の法線方向が鉛直方向に平行で、かつ前記基板保持面が鉛直方向下向きの場合の前記基板保持体の姿勢を第３姿勢とすると、
前記基板保持体が前記第１姿勢のときに、前記基板保持体は第１の吸着力で前記基板を吸着し、
前記基板保持体が前記第２姿勢のときに、前記基板保持体は前記第１の吸着力とは異なる第２の吸着力で前記基板を吸着し、
前記基板保持体が前記第１姿勢から前記第２姿勢に変化する途中、及び前記基板保持体が前記第２姿勢から前記第３姿勢に変化する途中の少なくともいずれかの過程において、前記制御部は、前記保持具によって保持される基板の側壁面付近に対する静電吸着力よりも、該基板の中央に対する静電吸着力を相対的に大きくするように制御する
ことを特徴とする。
電圧が印加されることで静電吸着力を生じさせる電極を有する静電チャックを備えて基板を吸着して保持する基板保持面を有する基板保持体と、
前記基板保持体を前記基板保持面に沿った回転軸を中心に回転させる回転機構と、
前記基板保持体の姿勢情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得する姿勢情報に基づいて、前記電極に印加する電圧値を制御する制御部と、
前記基板保持体に保持される基板を機械的に保持する保持具と、
を備え、
前記基板保持面が複数の吸着領域に分かれ、かつ、前記制御部によって各吸着領域の静電吸着力を個々に制御可能とするように、前記電極が設けられており、
前記基板保持面の法線方向が鉛直方向に平行で、かつ前記基板保持面が鉛直方向上向きの場合の前記基板保持体の姿勢を第１姿勢とし、前記基板保持面の法線方向が水平方向に平行な場合の前記基板保持体の姿勢を第２姿勢とし、前記基板保持面の法線方向が鉛直方向に平行で、かつ前記基板保持面が鉛直方向下向きの場合の前記基板保持体の姿勢を第３姿勢とすると、
前記基板保持体が前記第１姿勢のときに、前記基板保持体は第１の吸着力で前記基板を吸着し、
前記基板保持体が前記第２姿勢のときに、前記基板保持体は前記第１の吸着力とは異なる第２の吸着力で前記基板を吸着し、
前記基板保持体が前記第１姿勢から前記第２姿勢に変化する途中、及び前記基板保持体が前記第２姿勢から前記第３姿勢に変化する途中の少なくともいずれかの過程において、前記制御部は、前記保持具によって保持される基板の側壁面付近に対する静電吸着力よりも、該基板の中央に対する静電吸着力を相対的に大きくするように制御する
ことを特徴とする。
また、本発明の基板処理装置は、
前記基板保持体に基板を保持させる第１の室と、
上記の基板保持装置を備え、前記第１の室から搬送された前記基板保持体を前記回転機構により反転させる第２の室と、
前記第２の室から搬送された前記基板保持体に保持された前記基板とマスクとを重ね合わせる第３の室と、
前記第３の室から搬送された前記基板保持体に保持された前記基板の前記被成膜面に、前記マスクを介して成膜する第４の室と、を備える
ことを特徴とする基板処理装置。
前記基板保持体に基板を保持させる第１の室と、
上記の基板保持装置を備え、前記第１の室から搬送された前記基板保持体を前記回転機構により反転させる第２の室と、
前記第２の室から搬送された前記基板保持体に保持された前記基板とマスクとを重ね合わせる第３の室と、
前記第３の室から搬送された前記基板保持体に保持された前記基板の前記被成膜面に、前記マスクを介して成膜する第４の室と、を備える
ことを特徴とする基板処理装置。
また、本発明の基板保持方法は、
上記の基板保持装置を備え、吸着により基板を保持している状態の前記基板保持体を、前記基板の被成膜面に沿った回転軸を中心に回転させる回転工程を有することを特徴とする。
上記の基板保持装置を備え、吸着により基板を保持している状態の前記基板保持体を、前記基板の被成膜面に沿った回転軸を中心に回転させる回転工程を有することを特徴とする。
また、本発明の反転方法は、
上記の基板保持方法を用い、基板が前記基板保持体に対して鉛直方向上方に保持された状態から鉛直方向下方に向いた状態に反転させることを特徴とする。
上記の基板保持方法を用い、基板が前記基板保持体に対して鉛直方向上方に保持された状態から鉛直方向下方に向いた状態に反転させることを特徴とする。
また、本発明の成膜方法は、
上記の反転方法により反転された前記基板保持体に保持された基板にマスクを保持させた後に、前記マスクを介して前記基板上に成膜を行うことを特徴とする。
上記の反転方法により反転された前記基板保持体に保持された基板にマスクを保持させた後に、前記マスクを介して前記基板上に成膜を行うことを特徴とする。
更に、本発明の電子デバイスの製造方法は、
上記の成膜方法を用いて、基板上に有機膜を形成させることを特徴とする。
上記の成膜方法を用いて、基板上に有機膜を形成させることを特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、電力の浪費を抑制することができる。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
（実施例）
図１～図６を参照して、本発明の実施例に係る基板保持装置、基板処理装置、基板保持方法、反転方法、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法について説明する。以下の説明
においては、電子デバイスを製造するための装置に備えられる基板保持装置等を例にして説明する。また、電子デバイスを製造するための成膜方法として、真空蒸着法を採用した場合を例にして説明する。ただし、本発明は、成膜方法としてスパッタリング法を採用する場合にも適用可能である。また、本発明の基板保持装置等は、成膜工程に用いられる装置以外においても、基板を回転させて基板の姿勢を変更する必要のある各種装置にも応用可能である。本発明はまた、基板保持方法や成膜方法をコンピュータに実行させるプログラムや、当該プログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体であってもよい。
図１～図６を参照して、本発明の実施例に係る基板保持装置、基板処理装置、基板保持方法、反転方法、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法について説明する。以下の説明
においては、電子デバイスを製造するための装置に備えられる基板保持装置等を例にして説明する。また、電子デバイスを製造するための成膜方法として、真空蒸着法を採用した場合を例にして説明する。ただし、本発明は、成膜方法としてスパッタリング法を採用する場合にも適用可能である。また、本発明の基板保持装置等は、成膜工程に用いられる装置以外においても、基板を回転させて基板の姿勢を変更する必要のある各種装置にも応用可能である。本発明はまた、基板保持方法や成膜方法をコンピュータに実行させるプログラムや、当該プログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体であってもよい。
＜基板処理装置＞
図１を参照して、本実施例に係る基板処理装置について説明する。図１は本発明の実施例に係る基板処理装置の一部を示す概略図である。基板処理装置１は、複数の室が設けられており、各室において、それぞれ異なる処理がなされる。図１においては、複数の室のうちの一部の室について、各室で行われる処理の概略を示している。なお、図示の基板処理装置１が電子デバイスを製造するための装置として適用される場合には、基板処理装置１は、電子デバイス製造装置と言うこともできる。
図１を参照して、本実施例に係る基板処理装置について説明する。図１は本発明の実施例に係る基板処理装置の一部を示す概略図である。基板処理装置１は、複数の室が設けられており、各室において、それぞれ異なる処理がなされる。図１においては、複数の室のうちの一部の室について、各室で行われる処理の概略を示している。なお、図示の基板処理装置１が電子デバイスを製造するための装置として適用される場合には、基板処理装置１は、電子デバイス製造装置と言うこともできる。
上記の通り、基板処理装置１は、複数の室を備えている。便宜上、図１中、左側から右側に向かって順に、それぞれ、第１の室Ｒ１、第２の室Ｒ２、第３の室Ｒ３、第４の室Ｒ４と称する。各室はそれぞれ真空チャンバを備えており、各室内は真空雰囲気となるように構成されている。なお、本明細書における真空とは、通常の大気圧（１０１３ｈＰａ）より低い圧力の気体で満たされた空間の状態を意味する。複数の真空ポンプおよび各室の間に設けられるバルブ等を用いて各室をそれぞれ独立に真空雰囲気とするように構成することもできるし、隣接する複数の室を一括して真空雰囲気とするように構成することもできる。
第１の室Ｒ１においては、吸着により、基板保持体１００に基板１０が保持される。なお、本実施例においては、静電吸着力により、基板保持体１００に基板１０が保持される。基板保持体１００に基板１０を静電吸着させるために、基板保持体１００や基板１０を搬送する装置等に関しては、各種公知技術を適用すればよいので、その説明は省略する。ここでは、ロボットハンド等の搬送手段（不図示）によって第１の室Ｒ１に搬送されてきた基板１０が上下動可能な複数のピン（不図示）等に受け渡され、この複数のピンが下降することによって基板１０が基板保持体１００上に載置される。そして、基板保持体１００が備える静電チャック１１０によって基板１０が静電吸着される。静電チャック１１０の電極１１１に電圧を印加するタイミングは特に限定はされず、基板１０が載置された後でもよいし、基板１０が載置される前でもよい。第１の室Ｒ１で、基板保持体１００に基板１０が保持された後に、基板１０を保持した基板保持体１００は、第２の室Ｒ２に搬送される。なお、基板１０の材質は特に限定はされず、ガラスの他、半導体（例えば、シリコン）、高分子材料のフィルム、金属などの任意の材料を選ぶことができる。また、基板として、例えば、シリコンウエハ、又はガラス基板上にポリイミドなどのフィルムが積層された基板を採用することもできる。
第２の室Ｒ２においては、基板１０と共に基板保持体１００が反転する。すなわち、第２の室Ｒ２においては、基板１０が基板保持体１００に対して鉛直方向上方に保持された状態から鉛直方向下方に向いた状態に反転する。これにより、基板１０の処理面（成膜面）が鉛直方向上方を向いた状態から鉛直方向下方を向いた状態となる。この第２の室Ｒ２は、反転室と呼ぶこともできる。第２の室Ｒ２で、基板１０を保持する基板保持体１００が反転した後に、基板１０を保持した基板保持体１００は、第３の室Ｒ３に搬送される。
第３の室Ｒ３においては、マスク２０を基板１０に対して位置合わせ（アライメント）
した後に、基板１０上（基板１０の成膜面側）にマスク２０が合着される。なお、基板１０とマスク２０を合着する手法としては、基板１０を保持する際と同様に静電吸着力を利用することもできるし、永久磁石や電磁石等による磁気力を利用することもできるし、クランプなどの機械的な保持手段を採用することもできる。勿論、これらを適宜併用することもできる。基板１０に対して位置合わせを行った状態でマスク２０を合着させるための装置に関しては、各種公知技術を適用すればよいので、その説明は省略する。なお、第３の室Ｒ３は、アライメント室と呼ぶこともできる。第３の室Ｒ３で、基板１０上にマスク２０が合着された後に、基板１０とマスク２０を保持した基板保持体１００は、第４の室Ｒ４に搬送される。
した後に、基板１０上（基板１０の成膜面側）にマスク２０が合着される。なお、基板１０とマスク２０を合着する手法としては、基板１０を保持する際と同様に静電吸着力を利用することもできるし、永久磁石や電磁石等による磁気力を利用することもできるし、クランプなどの機械的な保持手段を採用することもできる。勿論、これらを適宜併用することもできる。基板１０に対して位置合わせを行った状態でマスク２０を合着させるための装置に関しては、各種公知技術を適用すればよいので、その説明は省略する。なお、第３の室Ｒ３は、アライメント室と呼ぶこともできる。第３の室Ｒ３で、基板１０上にマスク２０が合着された後に、基板１０とマスク２０を保持した基板保持体１００は、第４の室Ｒ４に搬送される。
第４の室Ｒ４においては、基板保持体１００に保持された基板１０上に、マスク２０を介して成膜が行われる。第４の室Ｒ４は、成膜室と呼ぶこともできる。本実施例においては、真空蒸着による成膜（蒸着）が行われる。具体的には、成膜源としての蒸発源３０から成膜材料が蒸発し、基板１０上に成膜材料が蒸着することにより基板１０上に薄膜が形成される。蒸発源３０については、公知技術であるので、その詳細な説明は省略する。例えば、蒸発源３０は、坩堝等の成膜材料を収容する容器と、容器を加熱する加熱装置等により構成することができる。なお、第４の室Ｒ４は複数のチャンバで構成され、それぞれのチャンバに異なる成膜材料を成膜するための成膜源がそれぞれ配置されていてもよい。そして、基板１０を保持した基板保持部材１００がそれぞれのチャンバ内を順次搬送されることで、それぞれの成膜材料による成膜が順次なされてもよい。また、成膜源は蒸発源３０に限定されるものではなく、成膜源はスパッタリングによって成膜を行うためのスパッタリングカソードであってもよい。
なお、第４の室Ｒ４での工程を終えた後は、例えば、基板１０からマスク２０が取り外される。基板１０からマスク２０を取り外す装置等については、公知技術であるので、その説明は省略する。また、マスク２０が取り外された後に、別のマスクを用いて別の成膜材料による成膜がなされる工程が繰り返されることもある。そして、全ての成膜工程が完了し、マスク２０が取り外された後に、基板保持体１００から基板１０が取り外されるなどの処理が他の室において行われる。
＜電子デバイスの製造方法＞
上記の基板処理装置１を用いて、電子デバイスを製造する方法について説明する。ここでは、電子デバイスの一例として、ディスプレイ装置などに用いられる有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置の場合を例にして説明する。なお、本発明に係る電子デバイスはこれに限定はされず、薄膜太陽電池や有機ＣＭＯＳイメージセンサであってもよい。本実施例においては、上記の成膜方法を用いて、基板１０上に有機膜を形成する工程を有する。また、基板１０上に有機膜を形成させた後に、金属膜または金属酸化物膜を形成する工程を有する。このような工程により得られる有機ＥＬ表示装置６０の構造について、以下に説明する。
上記の基板処理装置１を用いて、電子デバイスを製造する方法について説明する。ここでは、電子デバイスの一例として、ディスプレイ装置などに用いられる有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置の場合を例にして説明する。なお、本発明に係る電子デバイスはこれに限定はされず、薄膜太陽電池や有機ＣＭＯＳイメージセンサであってもよい。本実施例においては、上記の成膜方法を用いて、基板１０上に有機膜を形成する工程を有する。また、基板１０上に有機膜を形成させた後に、金属膜または金属酸化物膜を形成する工程を有する。このような工程により得られる有機ＥＬ表示装置６０の構造について、以下に説明する。
図７（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図７（ｂ）は一つの画素の断面構造を表している。図７（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置６０の表示領域６１には、発光素子を複数備える画素６２がマトリクス状に複数配置されている。発光素子である有機ＥＬ素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。なお、ここでいう画素とは、表示領域６１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。本図の有機ＥＬ表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第１発光素子６２Ｒ、第２発光素子６２Ｇ、第３発光素子６２Ｂの組合せにより画素６２が構成されている。画素６２は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組合せで構成されることが多いが、黄色発光素子とシアン発光素子と白色発光素子の組み合わせでもよく、少なくとも１色以上であれば特に制限されるものではない。また、各発光素子は複数の発光層が積層されて
構成されていてもよい。
構成されていてもよい。
また、画素６２を同じ発光を示す複数の発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように複数の異なる色変換素子がパターン状に配置されたカラーフィルタを用いて、１つの画素が表示領域６１において所望の色の表示を可能としてもよい。例えば、画素６２を少なくとも３つの白色発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように、赤色、緑色、青色の各色変換素子が配列されたカラーフィルタを用いてもよい。あるいは、画素６２を少なくとも３つの青色発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように、赤色、緑色、無色の各色変換素子が配列されたカラーフィルタを用いてもよい。後者の場合には、カラーフィルタを構成する材料として量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ：ＱＤ）材料を用いた量子ドットカラーフィルタ（ＱＤ－ＣＦ）を用いることで、量子ドットカラーフィルタを用いない通常の有機ＥＬ表示装置よりも表示色域を広くすることができる。
図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素６２は、基板１０上に、第１電極（陽極）６４と、正孔輸送層６５と、発光層６６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂのいずれかと、電子輸送層６７と、第２電極（陰極）６８と、を備える有機ＥＬ素子を有している。これらのうち、正孔輸送層６５、発光層６６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂ、電子輸送層６７が有機層に当たる。また、本実施形態では、発光層６６Ｒは赤色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｇは緑色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｂは青色を発する有機ＥＬ層である。なお、上述のようにカラーフィルタまたは量子ドットカラーフィルタを用いる場合には、各発光層の光出射側、すなわち、図７（ｂ）の上部または下部にカラーフィルタまたは量子ドットカラーフィルタが配置されるが、図示は省略する。
発光層６６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記述する場合もある）に対応するパターンに形成されている。また、第１電極６４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層６５と電子輸送層６７と第２電極６８は、複数の発光素子６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂと共通で形成されていてもよいし、発光素子毎に形成されていてもよい。なお、第１電極６４と第２電極６８とが異物によってショートするのを防ぐために、第１電極６４間に絶縁層６９が設けられている。さらに、有機ＥＬ層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機ＥＬ素子を保護するための保護層Ｐが設けられている。
次に、電子デバイスとしての有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）および第１電極６４が形成された基板１０を準備する。
次に、第１電極６４が形成された基板１０の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法により、第１電極６４が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層６９を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。
次に、絶縁層６９がパターニングされた基板１０を第１の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて基板を保持し、正孔輸送層６５を、表示領域の第１電極６４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層６５は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層６５は表示領域６１よりも大きなサイズに形成されるため、高精細なマスクは不要である。ここで、本ステップでの成膜や、以下の各レイヤーの成膜において用いられる成膜装置は、上記各実施形態のいずれかに記載された成膜装置である。
次に、正孔輸送層６５までが形成された基板１０を第２の成膜装置に搬入し、基板保持
ユニットにて保持する。基板とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、基板１０の赤色を発する素子を配置する部分に、赤色を発する発光層６６Ｒを成膜する。本例によれば、マスクと基板とを良好に重ね合わせることができ、高精度な成膜を行うことができる。
ユニットにて保持する。基板とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、基板１０の赤色を発する素子を配置する部分に、赤色を発する発光層６６Ｒを成膜する。本例によれば、マスクと基板とを良好に重ね合わせることができ、高精度な成膜を行うことができる。
発光層６６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜装置により緑色を発する発光層６６Ｇを成膜し、さらに第４の成膜装置により青色を発する発光層６６Ｂを成膜する。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置により表示領域６１の全体に電子輸送層６７を成膜する。電子輸送層６５は、３色の発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂに共通の層として形成される。本実施形態では、電子輸送層６７、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂは真空蒸着により成膜される。
電子輸送層６７までが形成された基板をスパッタリング装置に移動し、第２電極６８を成膜し、その後プラズマＣＶＤ装置に移動して保護層Ｐを成膜して、有機ＥＬ表示装置６０が完成する。なお、ここでは第２電極６８をスパッタリングによって形成するものとしたが、これに限定はされず、第２電極６８も電子輸送層６７までと同様に真空蒸着により形成されてもよい。
絶縁層６９がパターニングされた基板１０を成膜装置に搬入してから保護層Ｐの成膜が完了するまでは、水分や酸素を含む雰囲気にさらしてしまうと、有機ＥＬ材料からなる発光層が水分や酸素によって劣化してしまうおそれがある。従って、本例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気の下で行われる。
＜基板保持装置＞
図２を参照して、本実施例に係る基板保持装置について説明する。図２は本発明の実施例に係る基板保持装置の概略構成図である。図２（ａ）は、基板保持装置を上面から見た場合において、当該装置の主要構成について概略的に示しており、同図（ｂ）は、基板保持装置を側面から見た場合において、当該装置の主要構成について概略的に示している。なお、各構成の特徴を分かり易くするために、一部の構成については、断面的に示したり、ブロック図にて示したりしている。また、同図（ｂ）においては、各部材の配置関係を分かり易くするために、基板保持装置内に配される基板保持体１００及び基板１０についても点線で示している。
図２を参照して、本実施例に係る基板保持装置について説明する。図２は本発明の実施例に係る基板保持装置の概略構成図である。図２（ａ）は、基板保持装置を上面から見た場合において、当該装置の主要構成について概略的に示しており、同図（ｂ）は、基板保持装置を側面から見た場合において、当該装置の主要構成について概略的に示している。なお、各構成の特徴を分かり易くするために、一部の構成については、断面的に示したり、ブロック図にて示したりしている。また、同図（ｂ）においては、各部材の配置関係を分かり易くするために、基板保持装置内に配される基板保持体１００及び基板１０についても点線で示している。
本実施例に係る基板保持装置２００は、第２の室Ｒ２に備えられる。基板保持装置２００は、基板１０を保持した基板保持体１００を反転（１８０°回転）させる役割を担っている。従って、基板保持装置２００は反転装置と呼ぶこともできる。なお、本発明はこれに限定はされず、基板１０を保持した基板保持体１００の姿勢を変化させる基板保持装置であれば適用可能である。例えば、基板１０を保持した基板保持体１００を回転させて、基板１０の成膜面が鉛直方向上向きの状態から水平方向を向いた状態となるように９０°回転させる基板保持装置にも適用可能である。
本実施例に係る基板保持装置２００は、基板保持体１００を基板１０の成膜面と平行な直線を軸にして回転させる回転機構を備えている。回転機構は、回転軸２２０と、回転軸２２０に固定されるキャリア載置部材２１０と、回転軸２２０を回転させるためのモータなどの回転駆動源２３０と、回転軸２２０の軸受け２４０とを備えている。なお、本実施例ではキャリア載置部材２１０を枠体とし、枠体の両側に回転軸２２０をそれぞれ固定した構成としたが、これに限定はされず、２つの回転軸２２０のそれぞれにキャリア載置部材２１０を別々に設ける構成としてもよい。この場合には、基板保持体１００が２つのキャリア載置部材２１０の間に橋架されるように載置された状態で保持具２１１によって保持される。これにより２つのキャリア部材２１０が連結され、回転軸２２０によって一体
的に回転される。また、軸受け２４０の代わりに回転駆動源２３０を設け、２つの回転駆動源２３０を同期して回転させるようにしてもよい。キャリア載置部材２１０には、基板保持体１００を機械的に保持する保持具（クランプ）２１１と、基板保持体１００に保持される基板１０を機械的に保持する保持具（クランプ）２１２が一体的に設けられている。これらの保持具２１１，２１２は、例えば、キャリア載置部材２１０における基板保持体１００の載置面に対して近づいたり離れたりするように往復移動可能（図２（ｂ）中、上下方向に往復移動可能）に構成されることで、基板保持体１００及び基板１０をキャリア載置部材２１０に固定することができる。
的に回転される。また、軸受け２４０の代わりに回転駆動源２３０を設け、２つの回転駆動源２３０を同期して回転させるようにしてもよい。キャリア載置部材２１０には、基板保持体１００を機械的に保持する保持具（クランプ）２１１と、基板保持体１００に保持される基板１０を機械的に保持する保持具（クランプ）２１２が一体的に設けられている。これらの保持具２１１，２１２は、例えば、キャリア載置部材２１０における基板保持体１００の載置面に対して近づいたり離れたりするように往復移動可能（図２（ｂ）中、上下方向に往復移動可能）に構成されることで、基板保持体１００及び基板１０をキャリア載置部材２１０に固定することができる。
すなわち、基板保持体１００の側壁面付近を保持具２１１によって挟み込むことで、基板保持体１００をキャリア載置部材２１０に固定させることができる。また、基板１０の側壁面付近を保持具２１２によって挟み込むことで、基板１０を、基板保持体１００を介して、より確実にキャリア載置部材２１０に固定させることができる。つまり、基板１０は、基板保持体１００に静電吸着力により吸着されると共に、保持具２１２によっても、補助的に保持される。なお、保持具２１１，２１２を往復移動させるための機構については、各種公知技術を採用することができるので、その詳細な説明は省略する。例えば、ボールねじとボールねじを回転させるモータ等によって、保持具２１１，２１２を往復移動させるようにしたり、いわゆるラック・アンド・ピニオンにより保持具２１１，２１２を往復移動させたりすることもできる。なお、本実施例においては、保持具２１１，２１２の具体例として、往復移動可能に構成されるクランプを例にして示したが、そのような構成に限らず、キャリア載置部材２１０に基板保持体１００や基板１０を保持可能な構成であれば、各種公知技術を適用できることは言うまでもない。第１の室Ｒ１から基板１０を保持する基板保持体１００が搬送され、キャリア載置部材２１０に載置された後に、保持具２１１，２１２が図２（ｂ）中下方に移動して、基板保持体１００と基板１０がキャリア載置部材２１０に固定される。そして、反転動作が終了した後に、保持具２１１，２１２による挟持が解除されて、基板１０を保持する基板保持体１００は、第３の室Ｒ３に搬送される。なお、基板保持体１００の吸着力だけで基板１０を十分保持することができる場合には、保持具２１２は設けなくてもよい。
また、本実施例に係る基板保持装置２００は、基板保持体１００の姿勢情報を取得する取得部２５１と、この取得部２５１が取得する姿勢情報に基づいて、基板保持体１００による基板１０の吸着力を制御するための制御部２５０を備えている。また、基板保持装置２００は、制御部２５０から情報信号を発信するための発信部（アンテナ）２６０も備えている。
取得部２５１により、基板保持体１００の姿勢情報を取得する方法について説明する。本実施例においては、回転駆動源２３０として、サーボモータを採用し、回転駆動量をモニタリングすることによって、基板保持体１００の姿勢情報（回転角度）を取得することができる。ただし、基板保持体１００の姿勢情報を取得する方法は、このような方法に限定されることはない。例えば、基板保持体１００及び基板１０が回転する際に、これらが通過する経路上に複数の光学センサー（レーザーセンサー等）を設け、これら複数の光学センサーから得られる基板保持体１００及び基板１０の位置情報に基づいて、基板保持体１００の姿勢情報を取得することもできる。また、回転機構を構成する各種部材のいずれか、例えば回転軸２２０に光学式エンコーダ等の回転量測定手段を設けておき、回転量測定手段から発信される情報を受信することで、基板保持体１００の姿勢情報を取得することもできる。あるいは、回転機構を構成する各種部材または基板保持体１００に加速度センサーを設けておき、加速度センサーから発信される情報を受信することで、基板保持体１００の姿勢情報を取得することもできる。
＜基板保持体＞
図３を参照して、基板保持体１００について、より詳細に説明する。図３は本発明の実施例に係る基板保持体の概略構成図である。図３（ａ）は、基板保持体を上面から見た場合において、当該基板保持体の主要構成を概略的に示しており、同図（ｂ）は、基板保持体を側面側から見た場合において、内部構成をブロック図にて示している。
図３を参照して、基板保持体１００について、より詳細に説明する。図３は本発明の実施例に係る基板保持体の概略構成図である。図３（ａ）は、基板保持体を上面から見た場合において、当該基板保持体の主要構成を概略的に示しており、同図（ｂ）は、基板保持体を側面側から見た場合において、内部構成をブロック図にて示している。
基板保持体１００は、電圧が印加されることで静電吸着力を生じさせる電極１１１を有する静電チャック１１０を備えている。基板保持体１００の表側の面が、基板１０を静電吸着力により保持する保持面１００Ｘとなっている。基板保持体１００の内部には、電極１１１に対して印加する電圧値を制御するための制御部１２０と、電圧を供給するための電源（バッテリー）１３０が備えられている。また、基板保持体１００には、制御部１２０に対して情報を送るために、基板保持装置２００の発信部２６０によって発信される情報信号を受信するための受信部（アンテナ）１４０を備えている。基板保持装置２００に備えられる制御部２５０と、基板保持体１００に備えられる制御部１２０は、いずれも基板保持体１００による基板１０の吸着力を制御する役割を担っている。より具体的には、本実施例の場合、これらの制御部２５０，１２０は、電極１１１に印加する電圧値を制御する役割を担っている。本実施例においては、制御部１２０は制御部２５０による制御を受けて電極１１１に対して印加する電圧値を制御する構成であるため、電極１１１に対して印加する電圧値の制御は、制御部２５０が行っているとみなすこともできる。また、基板保持体１００は、マスク２０を吸着するための磁気吸着部材（不図示）を有することが好ましい。特に、磁気吸着部材（不図示）をキャリア１１０の保持面１００Ｘに対して相対移動可能にキャリア１１０に内蔵させることが好ましい。
ここで、本実施例の場合には、基板保持体１００における保持面１００Ｘが複数の吸着領域に分かれ、かつ、制御部２５０，１２０によって各吸着領域の静電吸着力を個々に制御可能とするように、電極１１１が配されている。図３に示す例においては、縦に３列、横に５列の計１５か所の吸着領域に分かれるように、電極１１１が配されている。各吸着領域に分かれるように配された電極１１１に対しては、個々に電圧が印加され、かつ、個々に電圧値が制御されるように構成されている。
なお、静電チャックによる静電吸着方式に関しては、グラジエント力タイプ、クーロン力タイプ、ジョンソン・ラーベック力タイプなど、各種の公知技術を採用することができる。
＜回転動作中の基板保持体による吸着力＞
第２の室Ｒ２（反転室）において、基板１０を保持する基板保持体１００を反転させる動作中においては、上記の通り、従来、一定の吸着力が発生するようにしていた。この場合、基板保持体１００の姿勢によっては、必要以上の吸着力が発生してしまう。そこで、本実施例においては、基板保持体１００の姿勢によって、吸着力を適宜変更する構成を採用している。
第２の室Ｒ２（反転室）において、基板１０を保持する基板保持体１００を反転させる動作中においては、上記の通り、従来、一定の吸着力が発生するようにしていた。この場合、基板保持体１００の姿勢によっては、必要以上の吸着力が発生してしまう。そこで、本実施例においては、基板保持体１００の姿勢によって、吸着力を適宜変更する構成を採用している。
上記の通り、基板保持体１００は、基板保持装置２００により１８０°回転（反転）するように構成されている。そのため、基板保持体１００は、第１所定姿勢と、回転中心軸線に対する傾き角度が第１所定姿勢の場合とは異なる第２所定姿勢とを取り得る。そして、本実施例においては、第１所定姿勢の場合における基板保持体１００による基板１０の吸着力と、第２所定姿勢の場合における基板保持体１００による基板１０の吸着力が異なっている。より具体的には、第１所定姿勢の場合における基板保持体１００による基板１０の吸着力（静電吸着力）と、第２所定姿勢の場合における基板保持体１００による基板１０の吸着力（静電吸着力）が異なるように制御されている。「第１所定姿勢」及び「第２所定姿勢」に関しては、各種の態様が考えられる。以下、３種類の具体例を、それぞれ図４，５，６を参照して説明する。
図４～図６においては、基板保持体１００の反転開始から反転終了までの経過時間と吸着力（本実施例においては、静電吸着力に相当）との関係をグラフで示している。各図においては、基板保持体１００と基板１０との位置関係を示す概略図を経過時間に対応させて図示している。すなわち、反転開始時点を基準（回転角度が０°）とした場合、図中、Ｓ１は回転角度が０°の場合を示し、Ｓ２は回転角度が４５°の場合を示し、Ｓ３は回転角度が９０°の場合を示し、Ｓ４は回転角度が１３５°の場合を示し、Ｓ５は回転角度が１８０°の場合を示している。なお、図４～６においては一定の角速度で基板保持体１００を回転させているため、各グラフの横軸は回転角度と捉えることもできる。
回転角度が０°の場合（図中、Ｓ１参照）においては、基板保持体１００による基板１０を保持する保持面１００Ｘの法線方向が鉛直方向に平行で、かつ保持面１００Ｘが鉛直方向上向きの状態となる。このときの基板保持体１００の姿勢を、便宜上、「第１の姿勢」と称する。回転角度が９０°の場合（図中、Ｓ３参照）においては、基板保持体１００による基板１０を保持する保持面１００Ｘの法線方向が水平方向に平行な状態となる。このときの基板保持体１００の姿勢を、便宜上、「第２の姿勢」と称する。回転角度が１８０°（図中、Ｓ５参照）においては、基板保持体１００による基板１０を保持する保持面１００Ｘの法線方向が鉛直方向に平行で、かつ保持面１００Ｘが鉛直方向下向きの状態となる。このときの基板保持体１００の姿勢を、便宜上、「第３の姿勢」と称する。
＜＜第１の制御手順＞＞
図４を参照して、第１の制御手順を採用する場合について説明する。第１の制御手順を採用する場合においては、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、吸着力が単調に大きくなるように制御する。より具体的には、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、静電吸着力が直線的に徐々に大きくなるように、電極１１１に印加する電圧値を制御する。また、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、吸着力が単調に小さくなるように制御する。より具体的には、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、静電吸着力が直線的に徐々に小さくなるように、電極１１１に印加する電圧値を制御する。ここで、「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間の吸着力の変化率の絶対値が、「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間の吸着力の変化率の絶対値よりも大きくなるように、制御部２５０，１２０によって、吸着力（静電吸着力）が制御されている。
図４を参照して、第１の制御手順を採用する場合について説明する。第１の制御手順を採用する場合においては、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、吸着力が単調に大きくなるように制御する。より具体的には、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、静電吸着力が直線的に徐々に大きくなるように、電極１１１に印加する電圧値を制御する。また、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、吸着力が単調に小さくなるように制御する。より具体的には、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、静電吸着力が直線的に徐々に小さくなるように、電極１１１に印加する電圧値を制御する。ここで、「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間の吸着力の変化率の絶対値が、「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間の吸着力の変化率の絶対値よりも大きくなるように、制御部２５０，１２０によって、吸着力（静電吸着力）が制御されている。
以上より、第１の制御手順を採用した場合の基板保持体１００による基板１０の吸着力（以下、「基板保持体１００による基板１０の吸着力」を、適宜、単に「吸着力」と称する）についてまとめると、次のような関係になっている。
「第１の姿勢」の場合における吸着力と、「第２の姿勢」の場合における吸着力は異なっている。そして、「第１の姿勢」の場合における吸着力は、「第２の姿勢」の場合における吸着力よりも小さい。また、基板保持体１００が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に変化するにつれて、吸着力は単調に大きくなる。
「第２の姿勢」の場合における吸着力と、「第３の姿勢」の場合における吸着力は異なっている。そして、「第３の姿勢」の場合における吸着力は、「第２の姿勢」の場合における吸着力よりも小さい。また、基板保持体１００が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に変化するにつれて、吸着力は単調に小さくなる。
「第３の姿勢」の場合における吸着力は、「第１の姿勢」の場合における吸着力よりも
大きい。基板保持体１００が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に変化する途中の保持面１００Ｘの法線方向の鉛直方向に対する傾き角度と、基板保持体１００が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に変化する途中の保持面１００Ｘの法線方向の鉛直方向に対する傾き角度が等しい場合における吸着力を比較すると、後者の方が大きい。なお、「保持面１００Ｘの法線方向の鉛直方向に対する傾き角度」が等しいことについては、鋭角側の角度同士、または、鈍角側の角度同士が等しいことを意味することは言うまでもない。
大きい。基板保持体１００が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に変化する途中の保持面１００Ｘの法線方向の鉛直方向に対する傾き角度と、基板保持体１００が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に変化する途中の保持面１００Ｘの法線方向の鉛直方向に対する傾き角度が等しい場合における吸着力を比較すると、後者の方が大きい。なお、「保持面１００Ｘの法線方向の鉛直方向に対する傾き角度」が等しいことについては、鋭角側の角度同士、または、鈍角側の角度同士が等しいことを意味することは言うまでもない。
＜＜＜第１の制御手順を採用した場合の優れた点＞＞＞
基板保持体１００が回転している際において、基板保持体１００から基板１０が落下しないようにするために必要な吸着力は、「第２の姿勢」の場合が最も大きい。また、「第１の姿勢」の場合よりも「第３の姿勢」の場合の方が、必要な吸着力は大きくなる。従って、第１の制御手順を採用することで、基板保持体１００の姿勢に応じて、必要な吸着力を無駄なく効率的に発生させることが可能となる。これにより、消費電力の無駄を抑制することが可能となる。また、本実施例のように、静電吸着力を利用して、基板１０を吸着する構成においては、基板１０への帯電量を抑制する効果も得ることができる。従って、基板保持体１００から基板１０を剥がすために帯電を除去するまでの時間を短くすることができる。
基板保持体１００が回転している際において、基板保持体１００から基板１０が落下しないようにするために必要な吸着力は、「第２の姿勢」の場合が最も大きい。また、「第１の姿勢」の場合よりも「第３の姿勢」の場合の方が、必要な吸着力は大きくなる。従って、第１の制御手順を採用することで、基板保持体１００の姿勢に応じて、必要な吸着力を無駄なく効率的に発生させることが可能となる。これにより、消費電力の無駄を抑制することが可能となる。また、本実施例のように、静電吸着力を利用して、基板１０を吸着する構成においては、基板１０への帯電量を抑制する効果も得ることができる。従って、基板保持体１００から基板１０を剥がすために帯電を除去するまでの時間を短くすることができる。
＜＜第２の制御手順＞＞
図５を参照して、第２の制御手順を採用する場合について説明する。第２の制御手順を採用する場合においては、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、吸着力が直線的に単調に大きくなるように制御する。より具体的には、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、静電吸着力が直線的に徐々に大きくなるように、電極１１１に印加する電圧値を制御する。また、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、吸着力は変化しないように制御する。より具体的には、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、静電吸着力が変化しないように、電極１１１に印加する電圧値を制御する。
図５を参照して、第２の制御手順を採用する場合について説明する。第２の制御手順を採用する場合においては、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、吸着力が直線的に単調に大きくなるように制御する。より具体的には、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、静電吸着力が直線的に徐々に大きくなるように、電極１１１に印加する電圧値を制御する。また、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、吸着力は変化しないように制御する。より具体的には、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、静電吸着力が変化しないように、電極１１１に印加する電圧値を制御する。
以上より、第２の制御手順を採用した場合の基板保持体１００による基板１０の吸着力についてまとめると、次のような関係になっている。
「第１の姿勢」の場合における吸着力と、「第２の姿勢」の場合における吸着力は異なっている。そして、「第１の姿勢」の場合における吸着力は、「第２の姿勢」の場合における吸着力よりも小さい。また、基板保持体１００が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に変化するにつれて、吸着力は単調に大きくなる。
「第２の姿勢」の場合における吸着力と、「第３の姿勢」の場合における吸着力は同一である。「第３の姿勢」の場合における吸着力は、「第１の姿勢」の場合における吸着力よりも大きい。
＜＜＜第２の制御手順を採用した場合の優れた点＞＞＞
第２の制御手順を採用した場合には、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、静電吸着力は変化しない。そのため、この間は、第１の制御手順を採用した場合に比べると、必要以上に吸着力を発生させることになる。しかしながら、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間については、必要な吸着力を無駄なく効率的に発生させることが可能となる。従って、効果の度合いは減るものの、第１の制御手順を採用した場合と同様の効果を得ることができる。また、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間に比べる
と、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間の方が、基板保持体１００から基板１０は落下し易い。第２の制御手順を採用した場合には、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間において、基板１０の落下をより確実に抑制できる効果がある。
第２の制御手順を採用した場合には、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、静電吸着力は変化しない。そのため、この間は、第１の制御手順を採用した場合に比べると、必要以上に吸着力を発生させることになる。しかしながら、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間については、必要な吸着力を無駄なく効率的に発生させることが可能となる。従って、効果の度合いは減るものの、第１の制御手順を採用した場合と同様の効果を得ることができる。また、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間に比べる
と、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間の方が、基板保持体１００から基板１０は落下し易い。第２の制御手順を採用した場合には、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間において、基板１０の落下をより確実に抑制できる効果がある。
＜＜第３の制御手順＞＞
図６を参照して、第３の制御手順を採用する場合について説明する。第３の制御手順を採用する場合においては、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」の際に吸着力を高めて、「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、吸着力は変化しないように制御する。より具体的には、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」の際に吸着力を高めて、「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、静電吸着力が変化しないように、電極１１１に印加する電圧値を制御する。また、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、吸着力が直線的に単調に小さくなるように制御する。より具体的には、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、静電吸着力が直線的に徐々に小さくなるように、電極１１１に印加する電圧値を制御する。
図６を参照して、第３の制御手順を採用する場合について説明する。第３の制御手順を採用する場合においては、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」の際に吸着力を高めて、「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、吸着力は変化しないように制御する。より具体的には、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」の際に吸着力を高めて、「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、静電吸着力が変化しないように、電極１１１に印加する電圧値を制御する。また、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、吸着力が直線的に単調に小さくなるように制御する。より具体的には、制御部２５０，１２０は、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、静電吸着力が直線的に徐々に小さくなるように、電極１１１に印加する電圧値を制御する。
以上より、第１の制御手順を採用した場合の基板保持体１００による基板１０の吸着力についてまとめると、次のような関係になっている。
「第１の姿勢」の場合における吸着力と、「第２の姿勢」の場合における吸着力は同一である。
「第２の姿勢」の場合における吸着力と、「第３の姿勢」の場合における吸着力は異なっている。そして、「第３の姿勢」の場合における吸着力は、「第２の姿勢」の場合における吸着力よりも小さい。また、基板保持体１００が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に変化するにつれて、吸着力は単調に小さくなる。
＜＜＜第３の制御手順を採用した場合の優れた点＞＞＞
第３の制御手順を採用した場合には、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、静電吸着力は変化しない。そのため、この間は、第１の制御手順を採用した場合に比べると、必要以上に吸着力を発生させることになる。しかしながら、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間については、必要な吸着力を無駄なく効率的に発生させることが可能となる。従って、効果の度合いは減るものの、第１の制御手順を採用した場合と同様の効果を得ることができる。
第３の制御手順を採用した場合には、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、静電吸着力は変化しない。そのため、この間は、第１の制御手順を採用した場合に比べると、必要以上に吸着力を発生させることになる。しかしながら、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間については、必要な吸着力を無駄なく効率的に発生させることが可能となる。従って、効果の度合いは減るものの、第１の制御手順を採用した場合と同様の効果を得ることができる。
＜その他の制御態様＞
上記の通り、本実施例に係る基板保持装置２００においては、キャリア載置部材２１０に、基板保持体１００に保持される基板１０を機械的に保持する保持具（クランプ）２１２が一体的に設けられている。そのため、反転動作中において、基板１０の側壁面の付近では、基板保持体１００による吸着力が低くても構わない。また、本実施例においては、基板保持体１００における保持面１００Ｘが複数の吸着領域に分かれ、かつ、制御部２５０，１２０によって各吸着領域の静電吸着力を個々に制御可能とするように、電極１１１が配されている。
上記の通り、本実施例に係る基板保持装置２００においては、キャリア載置部材２１０に、基板保持体１００に保持される基板１０を機械的に保持する保持具（クランプ）２１２が一体的に設けられている。そのため、反転動作中において、基板１０の側壁面の付近では、基板保持体１００による吸着力が低くても構わない。また、本実施例においては、基板保持体１００における保持面１００Ｘが複数の吸着領域に分かれ、かつ、制御部２５０，１２０によって各吸着領域の静電吸着力を個々に制御可能とするように、電極１１１が配されている。
そこで、反転動作中においては、制御部２５０，１２０は、保持具２１２によって保持される基板１０の側壁面付近に対する静電吸着力よりも、基板１０の中央に対する静電吸着力を相対的に大きくするように制御すると好適である。具体的には、例えば、図３において、基板１０の側壁面付近に対応する電極１１１ａに印加する電圧値よりも、基板１０
の中央に対応する電極１１１ｂに印加する電圧値が大きくなるように制御すると好適である。
の中央に対応する電極１１１ｂに印加する電圧値が大きくなるように制御すると好適である。
従って、例えば、上記の「第１の制御手順」において、経過時間に対する吸着力の変化の挙動は、基板保持体１００の側壁面付近と中央で変わりはないものの、吸着力の大きさが、基板保持体１００の側壁面付近よりも中央の方が大きくするようにするとよい。この場合、グラフ中の直線の傾きが異なることになることは言うまでもない。また、「第１の制御手順」において、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間は、基板保持体１００の側壁面付近と中央で吸着力が同一となるように制御し、基板保持体１００の姿勢が「第２の姿勢」から「第３の姿勢」に移行する間は、基板保持体１００の側壁面付近よりも中央の方が、吸着力が大きくなるように制御してもよい。逆に、基板保持体１００の姿勢が「第１の姿勢」から「第２の姿勢」に移行する間のみ、基板保持体１００の側壁面付近よりも中央の方が、吸着力が大きくなるように制御してもよい。
「第２の制御手順」や「第３の制御手順」を採用する場合においても、吸着力の大きさが、基板保持体１００の側壁面付近よりも中央の方が大きくするように制御してもよい。
以上のように、保持具２１２によって保持される基板１０の側壁面付近に対する静電吸着力よりも、基板１０の中央に対する静電吸着力を相対的に大きくするように制御することで、より一層、必要な吸着力を無駄なく効率的に発生させることが可能となる。なお、保持具２１２が備えられていない装置の場合には、基板１０の側壁面付近に対する静電吸着力と、基板１０の中央に対する静電吸着力とが同一となるように制御するのが望ましい。
また、上記の各制御手順においては、吸着力が直線的に変化する場合を示した。しかしながら、経過時間に対して吸着力（静電吸着力）を変化させる場合には、直線的に変化させるのではなく、曲線的に変化させるようにしてもよいし、階段状に変化させてもよい。
なお、本実施例においては、基板保持体１００による基板１０の吸着手法として、静電吸着力を用いる場合を示した。吸着手法として、磁気吸着力など他の手法を採用した場合においても、吸着力の制御に関しては、上述の各種の制御手順を適用することができる。例えば、磁気吸着力を採用する場合には、電磁石に印加する電圧値を、上記の各種制御手順にしたがって制御すればよい。
また、本実施例においては吸着力の大きさの制御を制御部２５０が行う構成としたが、これに限定はされず、吸着力の大きさの制御、すなわち、制御部１２０を制御するための制御部を基板保持体１００に内蔵させた構成としてもよい。そして、基板キャリア１００に内蔵させた加速度センサーによって基板保持体１００の姿勢情報を取得するようにすれば、基板キャリア１００単体で、基板キャリア１００の姿勢に応じた吸着力の制御を自律的に行うようにすることもできる。
１０ 基板
１００ 基板保持体
２００ 基板保持装置
２２０ 回転軸
２３０ 回転駆動源
２５０ 制御部
２５１ 取得部
２６０ 発信部（アンテナ）
１００ 基板保持体
２００ 基板保持装置
２２０ 回転軸
２３０ 回転駆動源
２５０ 制御部
２５１ 取得部
２６０ 発信部（アンテナ）
Claims (12)
- 電圧が印加されることで静電吸着力を生じさせる電極を有する静電チャックを備えて基板を吸着して保持する基板保持面を有する基板保持体と、
前記基板保持体を前記基板保持面に沿った回転軸を中心に回転させる回転機構と、
前記基板保持体の姿勢情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得する姿勢情報に基づいて、前記電極に印加する電圧値を制御する制御部と、
前記基板保持体に保持される基板を機械的に保持する保持具と、
を備え、
前記基板保持面が複数の吸着領域に分かれ、かつ、前記制御部によって各吸着領域の静電吸着力を個々に制御可能とするように、前記電極が設けられており、
前記基板保持面の法線方向が鉛直方向に平行で、かつ前記基板保持面が鉛直方向上向きの場合の前記基板保持体の姿勢を第１姿勢とし、前記基板保持面の法線方向が水平方向に平行な場合の前記基板保持体の姿勢を第２姿勢とし、前記基板保持面の法線方向が鉛直方向に平行で、かつ前記基板保持面が鉛直方向下向きの場合の前記基板保持体の姿勢を第３姿勢とすると、
前記基板保持体が前記第１姿勢のときに、前記基板保持体は第１の吸着力で前記基板を吸着し、
前記基板保持体が前記第２姿勢のときに、前記基板保持体は前記第１の吸着力とは異なる第２の吸着力で前記基板を吸着し、
前記基板保持体が前記第１姿勢から前記第２姿勢に変化する途中、及び前記基板保持体が前記第２姿勢から前記第３姿勢に変化する途中の少なくともいずれかの過程において、前記制御部は、前記保持具によって保持される基板の側壁面付近に対する静電吸着力よりも、該基板の中央に対する静電吸着力を相対的に大きくするように制御する
ことを特徴とする基板保持装置。 - 前記第１の吸着力よりも前記第２の吸着力が大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。 - 前記回転機構による前記基板保持体の回転によって、前記基板保持体が前記第１姿勢から前記第２姿勢に変化するにつれて、前記基板保持体による前記基板の吸着力は単調に大きくなる
ことを特徴する請求項２に記載の基板保持装置。 - 前記基板保持体が前記第３姿勢のときに、前記基板保持体は前記第２の吸着力とは異なる第３の吸着力で前記基板を吸着し、
前記第２の吸着力よりも前記第３の吸着力が小さい
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の基板保持装置。 - 前記回転機構による前記基板保持体の回転によって、前記基板保持体が前記第２姿勢から前記第３姿勢に変化するにつれて、前記基板保持体による前記基板の吸着力は単調に小さくなる
ことを特徴する請求項４に記載の基板保持装置。 - 前記第１の吸着力よりも前記第３の吸着力が大きい
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の基板保持装置。 - 前記基板保持体に基板を保持させる第１の室と、
請求項１～６のいずれか一つに記載の基板保持装置を備え、前記第１の室から搬送された前記基板保持体を前記回転機構により反転させる第２の室と、
前記第２の室から搬送された前記基板保持体に保持された前記基板とマスクとを重ね合わせる第３の室と、
前記第３の室から搬送された前記基板保持体に保持された前記基板の被成膜面に、前記マスクを介して成膜する第４の室と、を備える
ことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１～６のいずれか一つに記載の基板保持装置を備え、吸着により基板を保持している状態の前記基板保持体を、前記基板の被成膜面に沿った回転軸を中心に回転させる回転工程を有することを特徴とする基板保持方法。
- 請求項８に記載の基板保持方法を用い、基板が前記基板保持体に対して鉛直方向上方に保持された状態から鉛直方向下方に向いた状態に反転させる
ことを特徴とする反転方法。 - 請求項９に記載の反転方法により反転された前記基板保持体に保持された基板とマスクとを位置合わせする工程と、
前記基板と前記マスクとを合着させる工程と、
前記マスクを介して前記基板上に成膜を行う工程と、を有する
ことを特徴とする成膜方法。 - 請求項１０に記載の成膜方法を用いて、基板上に有機膜を形成させる工程を有する
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 基板上に有機膜を形成させた後に、金属膜または金属酸化物膜を形成させる工程を有する
ことを特徴とする請求項１１に記載の電子デバイスの製造方法。
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