搬送装置及び基板処理装置
【課題】移動体の復元力によるモータ負荷を低減し、特異点を通過することによる振動を解消することができる搬送装置を提供する。
【解決手段】真空容器２内で直線的に往復移動する移動体と、移動体４へ電力、信号、液体又はガスを供給する配線又は配管を収容する収容部を内部に有する屈伸可能な水平アーム機構とを備え、該水平アーム機構を、略水平方向に回動するように一端部が真空容器２に支持された第１アーム６１と、略水平方向に回動するように一端部が第１アーム６１の他端部に接続され、他端部が移動体４に接続された第２アーム６２で構成し、第１アーム６１の一端部及び第２アーム６２の他端部は、移動体４の移動範囲の中間点及び移動体４の中心からそれぞれ偏倚しており、第２アーム６２は、移動体４が移動方向一端側にある場合、移動方向に対して略平行、移動体４が移動方向他端側にある場合、移動方向に対して略垂直になるように構成する。
【解決手段】真空容器２内で直線的に往復移動する移動体と、移動体４へ電力、信号、液体又はガスを供給する配線又は配管を収容する収容部を内部に有する屈伸可能な水平アーム機構とを備え、該水平アーム機構を、略水平方向に回動するように一端部が真空容器２に支持された第１アーム６１と、略水平方向に回動するように一端部が第１アーム６１の他端部に接続され、他端部が移動体４に接続された第２アーム６２で構成し、第１アーム６１の一端部及び第２アーム６２の他端部は、移動体４の移動範囲の中間点及び移動体４の中心からそれぞれ偏倚しており、第２アーム６２は、移動体４が移動方向一端側にある場合、移動方向に対して略平行、移動体４が移動方向他端側にある場合、移動方向に対して略垂直になるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器内で被搬送物を搬送する搬送装置、及び該搬送装置を備えた基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空容器内で半導体ウエハ、ガラス基板等の被処理基板を搬送する搬送装置を備え、該搬送装置を用いて被処理基板を搬送しながらエッチング処理、成膜処理等の基板処理を行う基板処理装置が実用化されている（例えば、特許文献１）。搬送装置は、リニアモータによって真空容器内を直線的に往復移動する移動体を備える。移動体には、ヘリウムガス及び冷媒による基板冷却を行う冷却部、基板保持を行う静電チャックが設けられており、移動体に対するヘリウムガス、冷媒、電力及び各信号の供給はダクトアームを通じて行われる。
【０００３】
ダクトアームは、金属製であり、垂直面内方向に回動するように真空容器に固定された第１アームと、該第１アームの先端部に一端が固定され、他端が移動体に固定された第２アームとを備え、移動体の往復運動に追従して屈伸運動するように構成されている。第１及び第２ダクトアームは、移動体へヘリウムガス、冷媒、電力及び各信号を供給するための配線、配管等を収容する収容部を内部に形成しており、移動体と連通している。配線及び配管は、金属製のダクトアームによって覆われているため、配線及び配管からパーティクル又はガスが真空容器内に発生して被処理基板に悪影響を与えることを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／０６６１０３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の搬送装置のダクトアームは、第１及び第２アームが垂直面内方向に回動する縦型構造であるため、移動体の自重によって発生する復元力によるモータ負荷、移動体が特異点を通過することによるダクトアームの関節部分の振動が問題になっていた。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、移動体の復元力によるモータ負荷を低減し、特異点を通過することによる振動を解消することを可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る搬送装置は、真空容器内で被搬送物を搬送する搬送装置において、前記真空容器内で直線的に往復移動する移動体と、該移動体へ電力、信号、液体又はガスを供給する配線又は配管を収容可能な収容部を内部に有する屈伸可能な水平アーム機構とを備え、前記水平アーム機構は、略水平方向に回動するように一端部が前記真空容器に支持された第１アームと、略水平方向に回動するように一端部が前記第１アームの他端部に接続され、他端部が前記移動体に接続された第２アームとを備え、前記第１アームの一端部及び前記第２アームの他端部は、前記移動体の移動範囲の中間点及び前記移動体の中心からそれぞれ偏倚しており、前記第２アームは、前記移動体が移動方向一端側にある場合、移動方向に対して略平行、前記移動体が移動方向他端側にある場合、移動方向に対して略垂直になるように構成してあることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、水平アーム機構を構成する第１アーム及び第２アームは、略水平方向に回動するため、移動体の自重による復元力は生じない。また、特異点は存在しないため、移動体が往復移動しても、特異点を通過することによる振動は発生しない。
【０００９】
本発明に係る搬送装置は、真空容器内で被搬送物を搬送する搬送装置において、前記真空容器内で直線的に往復移動する移動体と、該移動体へ電力、信号、液体又はガスを供給する配線又は配管を収容可能な収容部を内部に有する屈伸可能な水平アーム機構とを備え、前記水平アーム機構は、略水平方向に回動するように一端部が前記真空容器に支持された第１アームと、略水平方向に回動するように一端部が前記第１アームの他端部に接続され、他端部が前記移動体に接続された第２アームとを備え、該第１アーム及び第２アームは、
【数１】
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、水平アーム機構を構成する第１アーム及び第２アームは、略水平方向に回動するため、移動体の自重による復元力は生じない。また、第１アーム及び第２アームは、上記式を満たすため、特異点は存在せず、移動体が往復移動しても、特異点を通過することによる振動は発生しない。
【００１１】
本発明に係る搬送装置は、前記水平アーム機構は、２組の前記第１アーム及び第２アームを備え、各第１アーム及び第２アームは、前記移動体が、該移動体の移動範囲の中間点に位置する場合、該中間点に関して点対称をなすことを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、２組の第１及び第２アームは、移動体が、該移動体の移動範囲の中間点に位置する場合、該中間点に関して点対称をなしているため、各組のアームのいずれについても移動体の自重による復元力、特異点を通過することによる振動は生じない。
【００１３】
本発明に係る搬送装置は、前記移動体を移動させるリニアモータと、前記第１アームの回転角度を検出する回転角度検出部と、該回転角度検出部の検出結果に応じて前記リニアモータの動作を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、第１アームの角度を回転角度検出部によって検出し、該回転角度検出部の検出結果に応じてリニアモータの動作を制御する。従って、移動体の位置を検出するリニアスケールは不要である。
【００１５】
本発明に係る搬送装置は、前記制御部は、
【数２】
によって前記移動体の位置を検出するように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、第１アームの角度に基づいて、移動体の位置を算出し、移動体の位置制御ないし移動制御を行うことが可能である。
【００１７】
本発明に係る基板処理装置は、被処理基板を搬送する上述のいずれか一つの搬送装置と、該搬送装置によって搬送された被処理基板に対して、基板処理を施す基板処理部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、復元力によるモータ負荷、移動体が特異点を通過することによる振動が発生しない搬送装置を用いて被処理基板を搬送し、該被処理基板に対して基板処理を施すことが可能である。従って、省電力化を図ることが可能である。また、移動体が特異点を通過することによる振動が基板処理に悪影響を及ぼすことはない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にあっては、移動体の復元力によるモータ負荷を低減し、特異点を通過することによる振動を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態１に係る成膜システムの構成を概念的に示した説明図である。
【図２】成膜装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】成膜装置の構成を模式的に示す側断面図である。
【図４】真空容器内の本実施の形態１に係る搬送装置の構成を模式的に示す一部破断斜視図である。
【図５】蓋部及び蒸着ヘッドが取り外された真空容器内の搬送装置を模式的に示す側断面図である。
【図６】蓋部及び蒸着ヘッドが取り外された真空容器内の搬送装置を模式的に示す平面図である。
【図７】図６のVII −VII 線断面図である。
【図８】水平アーム機構を構成する第１アーム及び第２アームの寸法及び接続位置を説明するための説明図である。
【図９】水平アーム機構を構成する第１アーム及び第２アームの構成を模式的に示す側断面図である。
【図１０】搬送装置の制御システムを示したブロック図である。
【図１１】搬送装置の動作を概念的に示した動作説明図である。
【図１２】第１の変形例に係る動作説明図である。
【図１３】第２の変形例に係る動作説明図である。
【図１４】実施の形態１に係る搬送装置及び各変形例に係る移動体に加わる横負荷を示すグラフである。
【図１５】実施の形態１に係る搬送装置及び各変形例に係る移動体に加わる動付加を示すグラフである。
【図１６】本実施の形態２に係る成膜システムの構成を概念的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る成膜システムの構成を概念的に示した説明図である。本実施の形態１に係る成膜システムは、被搬送物としての被処理基板Ｇ（図３参照）の搬送方向（Ｘ方向）に沿って直列順に並べたローダ９１、トランスファーチャンバ９２、成膜装置１、トランスファーチャンバ９３、エッチング装置９４、トランスファーチャンバ９５、スパッタリング装置９６、トランスファーチャンバ９７、ＣＶＤ装置９８、トランスファーチャンバ９９、及びアンローダ１００にて構成される。
【００２２】
ローダ９１は、被処理基板Ｇ、例えば予め表面にＩＴＯ層が形成されたガラス基板Ｇを成膜システム内に搬入するための装置である。トランスファーチャンバ９２，９３，９５，９７，９９は、各処理装置間で被処理基板Ｇを受け渡しするための装置である。
成膜装置１は、真空蒸着法にて、被処理基板Ｇ上にホール注入層、ホール輸送層、青発光層、赤発光層、緑発光層、及び電子輸送層を形成するための装置である。詳細は後述する。
エッチング装置９４は、有機層の形状を所定形状に調整するための装置である。
スパッタリング装置９６は、パターンマスクを用いて、例えば銀Ａｇ、マグネシウムＭｇ／銀Ａｇ合金等をスパッタリングすることによって、電子輸送層上に陰極層を形成する装置である。
ＣＶＤ装置９８は、窒化膜等からなる封止層をＣＶＤ等によって成膜し、ガラス基板Ｇ上に形成された各種膜を封止するための装置である。
アンローダ１００は、被処理基板Ｇを成膜システム外へ搬出するための装置である。
【００２３】
図２は、成膜装置１の構成を模式的に示す斜視図、図３は、成膜装置１の構成を模式的に示す側断面図である。成膜装置１は、被処理基板Ｇを収容し、内部で被処理基板Ｇに対して成膜処理を行うための真空容器２を備える。真空容器２は、搬送方向を長手方向とする中空略直方体形状をなし、アルミニウム、ステンレス等で構成されている。より詳細には、真空容器２は、搬送方向を長手方向とする略長方形の底板２１と、該底板２１に対して略垂直に形成された側壁２２，２３，２４と、底板２１に対して略平行な天板２５とを有する。真空容器２の長手方向一端側の側壁２２には、被処理基板Ｇを真空容器２内に搬入するための搬入口２２ａが形成され、長手方向他端側の側壁２３には、被処理基板Ｇを真空容器２外へ搬出するための搬出口２３ａが形成されている。搬入口２２ａ及び搬出口２３ａは、搬入方向に対して直交した長手方向を有するスリット状であり、搬入口２２ａ及び搬出口２３ａの長手方向は略同一である。以下、搬入口２２ａ及び搬出口２３ａの長手方向を横方向（Ｙ方向）、該横方向及び搬送方向に直交する方向を上下方向という。また、側壁２４の適宜箇所には、排気孔２４ａが形成されており、排気孔２４ａには、真空容器２の外部に配された真空ポンプ２７が排気管２６を介して接続されている。真空ポンプ２７が駆動することにより、真空容器２の内部は所定の圧力、例えば１０−２Ｐａに減圧される。
【００２４】
真空容器２の上部、搬送方向略中央部には、搬送装置１０によって搬送された被処理基板Ｇに対して基板処理、具体的には真空蒸着法にて成膜処理を施す複数の蒸着ヘッド（基板処理部）３が設けられている。蒸着ヘッド３は、ホール注入層を蒸着させる第１ヘッド３ａ、ホール輸送層を蒸着させる第２ヘッド３ｂ、青発光層を蒸着させる第３ヘッド３ｃ、赤発光層を蒸着させる第４ヘッド３ｄ、緑発光層を蒸着させる第５ヘッド３ｅ、及び電子輸送層を蒸着させる第６ヘッド３ｆを、搬送方向に沿って順に配置して構成されている。蒸着ヘッド３には、真空容器２の外部に配された図示しない蒸気発生部が配管を介して接続されている。
【００２５】
蒸気発生部は、容器と、容器の内部に配された加熱機構とを備える。加熱機構は、各層の材料である有機成膜材料の蒸気を収容可能な容器形状部分を有し、電源から供給された電力によって有機成膜材料を加熱するように構成されている。例えば、電気抵抗体にて加熱するように構成されている。こうして、加熱機構内に収納した有機成膜材料を加熱して、有機性膜材料の蒸気を発生させる。また、容器には、被処理基板Ｇに対して不活性ガス、例えばＡｒなどの希ガス等からなる輸送ガスを供給する輸送ガス供給管が接続されており、輸送ガス供給管から容器に供給された輸送ガスと共に、有機成膜材料の蒸気を蒸気発生部から配管を介して蒸着ヘッド３へ供給するように構成されている。
【００２６】
真空容器２の内部には、被処理基板Ｇを搬送する搬送装置１０が設けられている。
図４は、真空容器２内の本実施の形態１に係る搬送装置１０の構成を模式的に示す一部破断斜視図、図５は、蓋部及び蒸着ヘッド３が取り外された真空容器２内の搬送装置１０を模式的に示す側断面図、図６は、蓋部及び蒸着ヘッド３が取り外された真空容器２内の搬送装置１０を模式的に示す平面図、図７は、図６のVII −VII 線断面図である。搬送装置１０は、被処理基板Ｇを保持し、真空容器２内を搬送するための移動体４と、移動体４を搬送方向に沿って直線的に往復移動させるリニアモータ５と、移動体４へ電力、信号、熱媒体、伝熱用ガス等を供給する配線６１ｅ，６２ｅ及び配管６１ｄ，６２ｄを収容する収容部６１ｃ，６２ｃ（図９参照）を内部に有する屈伸可能な水平アーム機構６とを備える。
【００２７】
移動体４は、断面Ｔ字状をなし、略矩形板状のステージ部と、該ステージ部の略中央部から下方へ突出した角柱部とを有する。移動体４は、真空容器２の内部の雰囲気と遮断された空間を内部に有し、角柱部の底面には、水平アーム機構６と接続し、水平アーム機構６の収容部６２ｃと前記空間とを連通させるための孔部が形成されている。移動体４の空間には、ステージ部に載せた被処理基板Ｇを保持するための静電チャック、被処理基板Ｇの温度を調節するための熱媒体流路が収容されている。また、ステージ部には、該ステージ部に載せた被処理基板Ｇの下面と、ステージ部の上面との隙間に伝熱用ガスを供給する伝熱用ガス供給部を有している。静電チャックへ電力を供給するための配線と、熱媒体流路及び伝熱用ガス供給部に熱媒体、伝熱用ガス等を供給するための配管とは、移動体４の空間に引き出され、角柱部の底面に形成された孔部を通じて、水平アーム機構６に引き回されている。
【００２８】
リニアモータ５は、横方向に適宜長離隔し、搬送方向に沿って配された２本の円柱状のシャフト５２と、移動部材の角柱部の両側面に設けられ、該シャフト５２に沿って移動自在に装着された筒形状のスライダ５１とを備える。シャフト５２は、搬送方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配列した構造である。スライダ５１は、非磁性材料からなる筐体を有し、該筐体の内部にはシャフト５２を囲繞するように配された電磁石が内蔵されている。スライダ５１の筐体は、移動体４の空間に連通しており、電力供給用の配線は、移動体４を通じて電磁石に引き回されている。このように構成されたリニアモータ５にあっては、電磁石を構成するコイルに電流を供給することによって、移動体４を搬送方向へ直線的に往復移動させることができる。
また、搬送装置１０は、移動体を搬送方向へ案内する案内部材５３を備える。案内部材５３は、図７に示すように、真空容器２の両側壁２４に設けられた断面略三角形状の棒状の部材であり、移動体４を搬送方向へ案内するための条体５３ａが上面に形成されている。
【００２９】
水平アーム機構６は、略水平方向、即ち底板２１の面内方向に回動するように一端部６１ａが真空容器２の底板２１に支持された第１アーム６１と、略水平方向に回動するように一端部６２ａが第１アーム６１の他端部６１ｂに接続され、他端部６２ｂが移動体４の底面に接続された第２アーム６２とを備える。第１アーム６１の一端部６１ａは、移動体４の移動範囲の中間点から偏倚しており、第２アーム６２の他端部６２ｂも、移動体４の中心から偏倚している。第２アーム６２は、移動体４が搬送方向一端側にある場合、搬送方向に対して略平行、移動体４が搬送方向他端側にある場合、移動方向に対して略垂直になるように構成してある。また、水平アーム機構６は、第１アーム６１及び第２アーム６２を２組備え、各第１アーム６１及び第２アーム６２は、移動体４が、移動体４の移動範囲の中間点に位置する場合、該中間点に関して点対称をなすように構成されている。２組の第１アーム６１及び第２アーム６２は対称的であるため、以下では主に１組の第１及び第２アーム６１、６２について説明を行う。なお、第１及び第２アーム６１、６２は、駆動源を有しておらず、リニアモータ５による移動体４の移動に伴って、屈伸運動を行うのみである。
【００３０】
図８は、水平アーム機構６を構成する第１アーム６１及び第２アーム６２の寸法及び接続位置を説明するための説明図である。より詳細には、第１アーム６１及び第２アーム６２は、下記式（１）〜（４）を満たす。なお、図８中、「Ｏ」は移動範囲の中間点を示し、「Ｐ」は、移動体４の中心を示している。また、「Ａ１」，「Ａ２」は、第１アーム６１の一端部６１ａと、真空容器２との接続点、「Ｂ１」，「Ｂ２」は、第１アーム６１の他端部６１ｂと、第２アーム６２の一端部６２ａとの接続点、「Ｃ１」，「Ｃ２」は、第２アーム６２の他端部６２ｂと、移動体４との接続点を示している。
【００３１】
【数３】
【００３２】
図９は、水平アーム機構６を構成する第１アーム６１及び第２アーム６２の構成を模式的に示す側断面図である。第１アーム６１は、両端が円弧状に曲成された長板状をなし、内部には収容部６１ｃが形成されている。収容部６１ｃには、移動体４へ電力、信号、熱媒体、伝熱用ガス等を供給する配線６１ｅ及び配管６１ｄが収容されている。また、第１アーム６１の一端部６１ａには、真空容器２の底板２１の面内方向に回動するように第１アーム６１を真空容器２に接続するための第１ロータリージョイント６６が設けられている。
第２アーム６２は、収容部６１ｃと同様、両端が円弧状に曲成された長板状をなし、内部には収容部６２ｃが形成されている。収容部６２ｃにも、配線６１ｅ及び配管６２ｄに通じる配線６２ｅ及び配管６２ｄが収容されている。また、第１アーム６１の他端部６１ｂと、第２アーム６２の一端部６２ａには、真空容器２の底板２１の面内方向に回動するように第１アーム６１を真空容器２に接続するための第２ロータリージョイント６７が設けられている。更に、第２アーム６２の他端部６２ｂには、底板２１の面内方向に回動するように第２アーム６２を移動体４の底面に接続するための第３ロータリージョイント６８が設けられている。
更に、第１及び第２アーム６１、６２の各接続部分及び関節部分には、第１及び収容部６２ｃを真空容器２の雰囲気から遮断するための磁性流体シール６３，６４，６５が設けられている。
【００３３】
なお、本実施の形態１に係る搬送装置１０は、２組の第１アーム６１及び第２アーム６２を有し、第１アーム６１及び第２アーム６２を通じて移動体４へ電力、信号、熱媒体、伝熱用ガスを供給するように構成してあるが、電力、信号、熱媒体、伝熱用ガスの供給系統を、第１の組を構成している第１アーム６１及び第２アーム６２と、第２の組を構成している第１アーム６１及び第２アーム６２とで分離すると良い。例えば、第１の組の第１アーム６１及び第２アーム６２を通じて移動体４へ熱媒体を供給し、第２の組の第１アーム６１及び第２アーム６２を通じて移動体４へ電力、信号、及び伝熱用ガスを供給するように構成すると良い。電力、信号、熱媒体、及び伝熱用ガスを２系統に分離することによって、信頼性やメンテナンス性を上げることができる。
【００３４】
図１０は、搬送装置１０の制御システムを示したブロック図である。搬送装置１０は、第１アーム６１の回転角度を検出する回転角度検出部８２と、回転角度検出部８２の検出結果に応じてリニアモータ５の動作を制御する制御部８１と、リニアモータ５を駆動するためのモータドライバ５４とを備える。
回転角度検出部８２は、例えば第１アーム６１の回転角度に応じた信号を制御部８１へ出力するロータリーエンコーダであり、真空容器２の外部に設けられている。ロータリーエンコーダには、第１アーム６１の回転角度の絶対値に相当する信号を出力するアブソリュート方式、第１アーム６１が回動する都度、パルスを出力するインクリメンタル方式等があるが、いずれの方式を採用しても良い。また、回転角度検出部８２は、ロータリーエンコーダに限定されず、可変抵抗器を用いて角度を検出するポテンションメータ、その他の検出器を採用しても良い。
【００３５】
制御部８１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力部を備えたマイクロコンピュータであり、回転角度検出部８２から出力された信号が前記入出力部に入力されるように構成されている。制御部８１は、下記式（５）によって、移動体４の位置を算出し、位置検出結果に応じて、リニアモータ５の駆動量を算出する。そして、制御部８１は、算出した駆動量を含む制御信号を入出力部を介してモータドライバ５４へ出力する。
【００３６】
【数４】
【００３７】
モータドライバ５４は、制御信号を受信し、受信した制御信号に応じて、リニアモータ５を駆動するための信号を生成し、配線６１ｅ，６２ｅを通じて、リニアモータ５のスライダ５１へ出力する。このように構成された駆動システムによれば、移動体４の位置を検出する真空対応のリニアスケールを真空容器２内に設ける必要が無くなる。
【００３８】
また、成膜装置は、蒸着ヘッド３から放出された有機材料の蒸気が、水平アーム機構に付着することを防止する防着板７を備える。防着板７は、真空容器２を上下に分離するように水平方向に設けられている。防着板７は、第２アーム６２の他端部６２ａと、移動体４との接続部分が防着板７の上下に連通するように形成された連通孔７ａを有する。連通孔７ａは、具体的には、横方向略中央部で搬送方向に沿って形成された長孔である。
【００３９】
図１１は、搬送装置１０の動作を概念的に示した動作説明図である。図１１（ａ）に示すように、移動体４が搬入口２２ａ側に位置している状態でリニアモータ５が駆動すると、移動体４は、図１１（ｂ）〜（ｅ）に示すように搬入口２２ａ側から搬出口２３ａ側へ移動する。また、リニアモータ５を逆駆動することによって、移動体４を、搬出口２３ａ側から搬入口２２ａ側へ移動させることができる。本実施の形態１では、水平アーム機構６を採用しているため、移動体４の自重によって発生する復元力としての負荷がモータに及ぶことは無い。また、第１及び第２アーム６１、６２が上記式（１）〜（４）を満たした場合、移動体４が特異点を通過することは無く、移動体４の揺れは発生しない。更に、第１アーム６１の回転角度範囲は約１２０度、第１及び第２アーム６１、６２の関節部分の回転角度範囲は約４５度、第２アーム６２の回転角度範囲は約１１０度程度に抑えることができ、配線６１ｅ，６２ｅのねじれ等の問題を防止することができる。更に、後述するように、移動体４に加わる横方向の負荷を抑えることができる。
図１２は、第１の変形例に係る動作説明図、図１３は、第２の変形例に係る動作説明図である。変形例１，２に係る搬送装置は、第１及び第２アーム１６１、１６２，２６１，２６２の長さ、取り付け位置のみが図１２及び図１３のように、本実施の形態１に係る搬送装置１０と異なり、他の構成は本実施の形態１に係る搬送装置１０と同様である。変形例１に係る搬送機構は、移動体４が一端側にある場合、第２アーム１６２は搬送方向に対して斜めになり、移動体４が他端側にある場合、第２アーム１６２が搬送方向に略平行になるように構成されている。変形例２に係る搬送機構は、移動体４が搬送方向一端側及び他端側のいずれにある場合も、第２アーム２６２は搬送方向に対して斜めになるように構成されている。
【００４０】
図１４は、実施の形態１に係る搬送装置１０及び各変形例に係る移動体４に加わる横負荷を示すグラフである。横軸は時間、左縦軸は移動体４に加わる横負荷、右縦軸は移動体４の速度を示している。図１４から分かるように、本実施の形態１に係る搬送装置１０によれば、移動体４の横方向に加わる負荷は小さく、移動体４を安定的に搬送することができる。
【００４１】
図１５は、実施の形態１に係る搬送装置１０及び各変形例に係る移動体４に加わる動付加を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は動負荷、つまり移動体４の搬送方向に加わる負荷を示している。本実施の形態１及び変形例１，２は、いずれも水平アーム機構６を採用しており、移動体４に加わる動負荷に大きな違いは見られなかった。
【００４２】
本実施の形態１によれば、移動体４の復元力によるモータ負荷を低減し、特異点を通過することによる振動を解消することができる。
また、移動体４に加わる横負荷を抑えることができる。
更に、第１及び第２アーム６１、６２の回転角度範囲を抑えることができる。
更にまた、移動体４の位置を検出する真空対応のリニアスケールを用いることなく、移動体４の位置を検出し、移動を制御することができる。
更にまた、２組の第１及び第２アーム６１、６２が対称的に配されているため、各組のアームのいずれについても移動体４の自重による復元力、特異点を通過することによる振動を防止することができ、成膜装置１を小型化することができる。
【００４３】
（実施の形態２）
図１６は、本実施の形態２に係る成膜システムの構成を概念的に示した説明図である。本実施の形態２に係る成膜システムは、いわゆるリニアベイ型システムである。図１６に示すように、この成膜システムでは、被処理基板Ｇの搬送方向（図１６において右向き）に沿って、ローダ３１１、第１〜第５の調圧チャンバ３２１〜３２５（以下、第１ＰＴＭ３２１〜第５ＰＴＭ３２５という。）、第１ＰＴＭ３２１〜第５ＰＴＭ３２５と交互に配置される第１〜第４のトランスファーモジュール３３１〜３３４（以下、第１ＴＭ３３１〜第４ＴＭ３３４という。）およびアンローダ３４１を直列に並べることによって、直線状の搬送経路Ｌが構成されている。なお、本実施の形態２では、第１ＰＴＭ３２１〜第５ＰＴＭ３２５は２段に構成されている場合を図示している。
【００４４】
ローダ３１１の前方（図１６において左方）、ローダ３１１と第１ＰＴＭ３２１との間、第１ＰＴＭ３２１〜第５ＰＴＭ３２５と第１ＴＭ３３１〜第４ＴＭ３３４とのそれぞれの間、第５ＰＴＭ３２５とアンローダ３４１との間、およびアンローダ３４１の後方（図１６において右方）には、ゲートバルブ３５１が配置してあり、ローダ３１１、第１ＰＴＭ３２１〜第５ＰＴＭ３２５、第１ＴＭ３３１〜第４ＴＭ３３４及びアンローダ３４１の内部には、図示しない真空ポンプによってそれぞれ真空引きが可能となっている。また、第１ＴＭ３３１〜第４ＴＭ３３４の内部には搬送用アームを有する搬送ロボット３３１ａ，３３２ａ，３３３ａ，３３４ａがそれぞれ配置されている。
【００４５】
第１ＴＭ３３１の一方の側面には、真空紫外光（ＶＵＶ：Vacuum UltraViolet）等により、被処理基板Ｇのクリーニングを行う洗浄処理装置３６１がゲートバルブ３６２を介して接続されている。また、他方の側面には、被処理基板Ｇに例えばスパッタリング法等によってアノード層、例えばＩＴＯ膜を形成させる前処理装置３６３が接続されている。第１ＴＭ３３１内の搬送ロボット３３１ａは、被処理基板Ｇを搬送経路Ｌに沿って第１ＰＴＭ３２１から第１ＴＭ３３１に搬送すると共に、第１ＴＭ３３１の内部と洗浄処理装置３６１との間で、被処理基板Ｇを搬送経路Ｌと直行する方向に搬送することができる。
【００４６】
第２ＴＭ３３２の一方の側面には、被処理基板Ｇに有機層、例えばホール注入層、ホール輸送層、有機発光層などの薄膜パターン形成を行う成膜装置３０１がゲートバルブ３７１を介して接続されている。成膜装置３０１の構成は、実施の形態１又は変形例１，２と同様である。成膜装置３０１の第２ＴＭ３３２との接続面の反対側の側面には、成膜装置３０１との間でマスクの搬送を行うマスクトランスファーモジュール３７３（以下、ＭＴＭ３７３という。）がゲートバルブ３７２を介して接続されている。ＭＴＭ３７３にはマスクストック室３７４が接続され、所定の成膜パターンを形成させるためのマスクが待機させられている。ここで、被処理基板Ｇの第２ＴＭ３３２と成膜装置３０１との間の搬送は、第２ＴＭ３３２内部の搬送ロボット３３２ａによって行われる。
【００４７】
第３ＴＭ３３３の一方の側面には、被処理基板Ｇに例えばパターンマスクを用いたスパッタリング法等によってカソード層を形成させるスパッタ処理装置３８４がゲートバルブ３８３を介して接続され、さらに他方の側面にはゲートバルブ３８２を介してバッファモジュール３８１が接続されている。スパッタ処理装置３８４の第３ＴＭ３３３との接続面の反対側の側面には、スパッタ処理装置３８４との間でマスクの搬送を行うマスクトランスファーモジュール３８６（以下、ＭＴＭ３８６という。）がゲートバルブ３８５を介して接続されている。ＭＴＭ３８６にはマスクストック室３８７が接続され、所定の成膜パターンを形成させるためのマスクが待機させられている。ここで、被処理基板Ｇの第３ＴＭ３３３と、スパッタ処理装置３８４及びバッファモジュール３８１との間の搬送は、第３ＴＭ３３３内部の搬送ロボット３３３ａによって行われる。
【００４８】
第４ＴＭ３３４の両側面にはＣＶＤ処理装置３９１，３９４がゲートバルブ３９２，３９３を介して接続されている。各ＣＶＤ処理装置３９１，３９４においては封止膜層の成膜が行われる。ここで、被処理基板Ｇの第４ＴＭ３３４と各ＣＶＤ処理装置３９１，３９４の間の搬送は、第４ＴＭ３３４内部の搬送ロボット３３４ａによって行われる。なお、封止膜層の膜構造等によってＣＶＤ処理装置の台数は適宜変更され、例えばＣＶＤ処理装置３９１のみを設置し、ＣＶＤ処理装置３９２を設置しない場合も考えられる。
【００４９】
なお、上記バッファモジュール３８１は一般的なバッファ機能を有するモジュールであり、各処理モジュールにおける揺らぎ（定常状態における定期的なクリーニング、処理時間のばらつき）を吸収するものである。そのため、必ずしも上述した位置に配置される必要は無く、適宜、揺らぎの発生する箇所に設けることが好ましい。
【００５０】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を奏する。なお、本実施の形態に係る搬送装置１０を成膜装置３０１に設けた例を説明したが、スパッタ処理装置３８４に搬送装置１０を設けても良い。広く言えば、本実施の形態に係る搬送装置１０は、一般に、被処理基板Ｇを搬送しながら基板処理を行う任意の装置で利用することが可能である。
また、本実施の形態に係る搬送装置は、有機ＥＬディスプレイのみならず、液晶ディスプレイ、太陽電池等の長尺の基板を処理する任意の基板処理装置に用いることが可能である。
【００５１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５２】
１ 成膜装置
２ 真空容器
３ 蒸着ヘッド
４ 移動体
５ リニアモータ
６ 水平アーム機構
７ 防着板
１０ 搬送装置
６１ 第１アーム
６２ 第２アーム
６１ｃ，６２ｃ 収容部
６１ｄ，６２ｄ 配管
６１ｅ，６２ｅ 配線
８１ 制御部
８２ 回転角度検出部
Ｇ 被処理基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器内で被搬送物を搬送する搬送装置、及び該搬送装置を備えた基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空容器内で半導体ウエハ、ガラス基板等の被処理基板を搬送する搬送装置を備え、該搬送装置を用いて被処理基板を搬送しながらエッチング処理、成膜処理等の基板処理を行う基板処理装置が実用化されている（例えば、特許文献１）。搬送装置は、リニアモータによって真空容器内を直線的に往復移動する移動体を備える。移動体には、ヘリウムガス及び冷媒による基板冷却を行う冷却部、基板保持を行う静電チャックが設けられており、移動体に対するヘリウムガス、冷媒、電力及び各信号の供給はダクトアームを通じて行われる。
【０００３】
ダクトアームは、金属製であり、垂直面内方向に回動するように真空容器に固定された第１アームと、該第１アームの先端部に一端が固定され、他端が移動体に固定された第２アームとを備え、移動体の往復運動に追従して屈伸運動するように構成されている。第１及び第２ダクトアームは、移動体へヘリウムガス、冷媒、電力及び各信号を供給するための配線、配管等を収容する収容部を内部に形成しており、移動体と連通している。配線及び配管は、金属製のダクトアームによって覆われているため、配線及び配管からパーティクル又はガスが真空容器内に発生して被処理基板に悪影響を与えることを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／０６６１０３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の搬送装置のダクトアームは、第１及び第２アームが垂直面内方向に回動する縦型構造であるため、移動体の自重によって発生する復元力によるモータ負荷、移動体が特異点を通過することによるダクトアームの関節部分の振動が問題になっていた。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、移動体の復元力によるモータ負荷を低減し、特異点を通過することによる振動を解消することを可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る搬送装置は、真空容器内で被搬送物を搬送する搬送装置において、前記真空容器内で直線的に往復移動する移動体と、該移動体へ電力、信号、液体又はガスを供給する配線又は配管を収容可能な収容部を内部に有する屈伸可能な水平アーム機構とを備え、前記水平アーム機構は、略水平方向に回動するように一端部が前記真空容器に支持された第１アームと、略水平方向に回動するように一端部が前記第１アームの他端部に接続され、他端部が前記移動体に接続された第２アームとを備え、前記第１アームの一端部及び前記第２アームの他端部は、前記移動体の移動範囲の中間点及び前記移動体の中心からそれぞれ偏倚しており、前記第２アームは、前記移動体が移動方向一端側にある場合、移動方向に対して略平行、前記移動体が移動方向他端側にある場合、移動方向に対して略垂直になるように構成してあることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、水平アーム機構を構成する第１アーム及び第２アームは、略水平方向に回動するため、移動体の自重による復元力は生じない。また、特異点は存在しないため、移動体が往復移動しても、特異点を通過することによる振動は発生しない。
【０００９】
本発明に係る搬送装置は、真空容器内で被搬送物を搬送する搬送装置において、前記真空容器内で直線的に往復移動する移動体と、該移動体へ電力、信号、液体又はガスを供給する配線又は配管を収容可能な収容部を内部に有する屈伸可能な水平アーム機構とを備え、前記水平アーム機構は、略水平方向に回動するように一端部が前記真空容器に支持された第１アームと、略水平方向に回動するように一端部が前記第１アームの他端部に接続され、他端部が前記移動体に接続された第２アームとを備え、該第１アーム及び第２アームは、
【数１】
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、水平アーム機構を構成する第１アーム及び第２アームは、略水平方向に回動するため、移動体の自重による復元力は生じない。また、第１アーム及び第２アームは、上記式を満たすため、特異点は存在せず、移動体が往復移動しても、特異点を通過することによる振動は発生しない。
【００１１】
本発明に係る搬送装置は、前記水平アーム機構は、２組の前記第１アーム及び第２アームを備え、各第１アーム及び第２アームは、前記移動体が、該移動体の移動範囲の中間点に位置する場合、該中間点に関して点対称をなすことを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、２組の第１及び第２アームは、移動体が、該移動体の移動範囲の中間点に位置する場合、該中間点に関して点対称をなしているため、各組のアームのいずれについても移動体の自重による復元力、特異点を通過することによる振動は生じない。
【００１３】
本発明に係る搬送装置は、前記移動体を移動させるリニアモータと、前記第１アームの回転角度を検出する回転角度検出部と、該回転角度検出部の検出結果に応じて前記リニアモータの動作を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、第１アームの角度を回転角度検出部によって検出し、該回転角度検出部の検出結果に応じてリニアモータの動作を制御する。従って、移動体の位置を検出するリニアスケールは不要である。
【００１５】
本発明に係る搬送装置は、前記制御部は、
【数２】
によって前記移動体の位置を検出するように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、第１アームの角度に基づいて、移動体の位置を算出し、移動体の位置制御ないし移動制御を行うことが可能である。
【００１７】
本発明に係る基板処理装置は、被処理基板を搬送する上述のいずれか一つの搬送装置と、該搬送装置によって搬送された被処理基板に対して、基板処理を施す基板処理部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、復元力によるモータ負荷、移動体が特異点を通過することによる振動が発生しない搬送装置を用いて被処理基板を搬送し、該被処理基板に対して基板処理を施すことが可能である。従って、省電力化を図ることが可能である。また、移動体が特異点を通過することによる振動が基板処理に悪影響を及ぼすことはない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にあっては、移動体の復元力によるモータ負荷を低減し、特異点を通過することによる振動を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態１に係る成膜システムの構成を概念的に示した説明図である。
【図２】成膜装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】成膜装置の構成を模式的に示す側断面図である。
【図４】真空容器内の本実施の形態１に係る搬送装置の構成を模式的に示す一部破断斜視図である。
【図５】蓋部及び蒸着ヘッドが取り外された真空容器内の搬送装置を模式的に示す側断面図である。
【図６】蓋部及び蒸着ヘッドが取り外された真空容器内の搬送装置を模式的に示す平面図である。
【図７】図６のVII −VII 線断面図である。
【図８】水平アーム機構を構成する第１アーム及び第２アームの寸法及び接続位置を説明するための説明図である。
【図９】水平アーム機構を構成する第１アーム及び第２アームの構成を模式的に示す側断面図である。
【図１０】搬送装置の制御システムを示したブロック図である。
【図１１】搬送装置の動作を概念的に示した動作説明図である。
【図１２】第１の変形例に係る動作説明図である。
【図１３】第２の変形例に係る動作説明図である。
【図１４】実施の形態１に係る搬送装置及び各変形例に係る移動体に加わる横負荷を示すグラフである。
【図１５】実施の形態１に係る搬送装置及び各変形例に係る移動体に加わる動付加を示すグラフである。
【図１６】本実施の形態２に係る成膜システムの構成を概念的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る成膜システムの構成を概念的に示した説明図である。本実施の形態１に係る成膜システムは、被搬送物としての被処理基板Ｇ（図３参照）の搬送方向（Ｘ方向）に沿って直列順に並べたローダ９１、トランスファーチャンバ９２、成膜装置１、トランスファーチャンバ９３、エッチング装置９４、トランスファーチャンバ９５、スパッタリング装置９６、トランスファーチャンバ９７、ＣＶＤ装置９８、トランスファーチャンバ９９、及びアンローダ１００にて構成される。
【００２２】
ローダ９１は、被処理基板Ｇ、例えば予め表面にＩＴＯ層が形成されたガラス基板Ｇを成膜システム内に搬入するための装置である。トランスファーチャンバ９２，９３，９５，９７，９９は、各処理装置間で被処理基板Ｇを受け渡しするための装置である。
成膜装置１は、真空蒸着法にて、被処理基板Ｇ上にホール注入層、ホール輸送層、青発光層、赤発光層、緑発光層、及び電子輸送層を形成するための装置である。詳細は後述する。
エッチング装置９４は、有機層の形状を所定形状に調整するための装置である。
スパッタリング装置９６は、パターンマスクを用いて、例えば銀Ａｇ、マグネシウムＭｇ／銀Ａｇ合金等をスパッタリングすることによって、電子輸送層上に陰極層を形成する装置である。
ＣＶＤ装置９８は、窒化膜等からなる封止層をＣＶＤ等によって成膜し、ガラス基板Ｇ上に形成された各種膜を封止するための装置である。
アンローダ１００は、被処理基板Ｇを成膜システム外へ搬出するための装置である。
【００２３】
図２は、成膜装置１の構成を模式的に示す斜視図、図３は、成膜装置１の構成を模式的に示す側断面図である。成膜装置１は、被処理基板Ｇを収容し、内部で被処理基板Ｇに対して成膜処理を行うための真空容器２を備える。真空容器２は、搬送方向を長手方向とする中空略直方体形状をなし、アルミニウム、ステンレス等で構成されている。より詳細には、真空容器２は、搬送方向を長手方向とする略長方形の底板２１と、該底板２１に対して略垂直に形成された側壁２２，２３，２４と、底板２１に対して略平行な天板２５とを有する。真空容器２の長手方向一端側の側壁２２には、被処理基板Ｇを真空容器２内に搬入するための搬入口２２ａが形成され、長手方向他端側の側壁２３には、被処理基板Ｇを真空容器２外へ搬出するための搬出口２３ａが形成されている。搬入口２２ａ及び搬出口２３ａは、搬入方向に対して直交した長手方向を有するスリット状であり、搬入口２２ａ及び搬出口２３ａの長手方向は略同一である。以下、搬入口２２ａ及び搬出口２３ａの長手方向を横方向（Ｙ方向）、該横方向及び搬送方向に直交する方向を上下方向という。また、側壁２４の適宜箇所には、排気孔２４ａが形成されており、排気孔２４ａには、真空容器２の外部に配された真空ポンプ２７が排気管２６を介して接続されている。真空ポンプ２７が駆動することにより、真空容器２の内部は所定の圧力、例えば１０−２Ｐａに減圧される。
【００２４】
真空容器２の上部、搬送方向略中央部には、搬送装置１０によって搬送された被処理基板Ｇに対して基板処理、具体的には真空蒸着法にて成膜処理を施す複数の蒸着ヘッド（基板処理部）３が設けられている。蒸着ヘッド３は、ホール注入層を蒸着させる第１ヘッド３ａ、ホール輸送層を蒸着させる第２ヘッド３ｂ、青発光層を蒸着させる第３ヘッド３ｃ、赤発光層を蒸着させる第４ヘッド３ｄ、緑発光層を蒸着させる第５ヘッド３ｅ、及び電子輸送層を蒸着させる第６ヘッド３ｆを、搬送方向に沿って順に配置して構成されている。蒸着ヘッド３には、真空容器２の外部に配された図示しない蒸気発生部が配管を介して接続されている。
【００２５】
蒸気発生部は、容器と、容器の内部に配された加熱機構とを備える。加熱機構は、各層の材料である有機成膜材料の蒸気を収容可能な容器形状部分を有し、電源から供給された電力によって有機成膜材料を加熱するように構成されている。例えば、電気抵抗体にて加熱するように構成されている。こうして、加熱機構内に収納した有機成膜材料を加熱して、有機性膜材料の蒸気を発生させる。また、容器には、被処理基板Ｇに対して不活性ガス、例えばＡｒなどの希ガス等からなる輸送ガスを供給する輸送ガス供給管が接続されており、輸送ガス供給管から容器に供給された輸送ガスと共に、有機成膜材料の蒸気を蒸気発生部から配管を介して蒸着ヘッド３へ供給するように構成されている。
【００２６】
真空容器２の内部には、被処理基板Ｇを搬送する搬送装置１０が設けられている。
図４は、真空容器２内の本実施の形態１に係る搬送装置１０の構成を模式的に示す一部破断斜視図、図５は、蓋部及び蒸着ヘッド３が取り外された真空容器２内の搬送装置１０を模式的に示す側断面図、図６は、蓋部及び蒸着ヘッド３が取り外された真空容器２内の搬送装置１０を模式的に示す平面図、図７は、図６のVII −VII 線断面図である。搬送装置１０は、被処理基板Ｇを保持し、真空容器２内を搬送するための移動体４と、移動体４を搬送方向に沿って直線的に往復移動させるリニアモータ５と、移動体４へ電力、信号、熱媒体、伝熱用ガス等を供給する配線６１ｅ，６２ｅ及び配管６１ｄ，６２ｄを収容する収容部６１ｃ，６２ｃ（図９参照）を内部に有する屈伸可能な水平アーム機構６とを備える。
【００２７】
移動体４は、断面Ｔ字状をなし、略矩形板状のステージ部と、該ステージ部の略中央部から下方へ突出した角柱部とを有する。移動体４は、真空容器２の内部の雰囲気と遮断された空間を内部に有し、角柱部の底面には、水平アーム機構６と接続し、水平アーム機構６の収容部６２ｃと前記空間とを連通させるための孔部が形成されている。移動体４の空間には、ステージ部に載せた被処理基板Ｇを保持するための静電チャック、被処理基板Ｇの温度を調節するための熱媒体流路が収容されている。また、ステージ部には、該ステージ部に載せた被処理基板Ｇの下面と、ステージ部の上面との隙間に伝熱用ガスを供給する伝熱用ガス供給部を有している。静電チャックへ電力を供給するための配線と、熱媒体流路及び伝熱用ガス供給部に熱媒体、伝熱用ガス等を供給するための配管とは、移動体４の空間に引き出され、角柱部の底面に形成された孔部を通じて、水平アーム機構６に引き回されている。
【００２８】
リニアモータ５は、横方向に適宜長離隔し、搬送方向に沿って配された２本の円柱状のシャフト５２と、移動部材の角柱部の両側面に設けられ、該シャフト５２に沿って移動自在に装着された筒形状のスライダ５１とを備える。シャフト５２は、搬送方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配列した構造である。スライダ５１は、非磁性材料からなる筐体を有し、該筐体の内部にはシャフト５２を囲繞するように配された電磁石が内蔵されている。スライダ５１の筐体は、移動体４の空間に連通しており、電力供給用の配線は、移動体４を通じて電磁石に引き回されている。このように構成されたリニアモータ５にあっては、電磁石を構成するコイルに電流を供給することによって、移動体４を搬送方向へ直線的に往復移動させることができる。
また、搬送装置１０は、移動体を搬送方向へ案内する案内部材５３を備える。案内部材５３は、図７に示すように、真空容器２の両側壁２４に設けられた断面略三角形状の棒状の部材であり、移動体４を搬送方向へ案内するための条体５３ａが上面に形成されている。
【００２９】
水平アーム機構６は、略水平方向、即ち底板２１の面内方向に回動するように一端部６１ａが真空容器２の底板２１に支持された第１アーム６１と、略水平方向に回動するように一端部６２ａが第１アーム６１の他端部６１ｂに接続され、他端部６２ｂが移動体４の底面に接続された第２アーム６２とを備える。第１アーム６１の一端部６１ａは、移動体４の移動範囲の中間点から偏倚しており、第２アーム６２の他端部６２ｂも、移動体４の中心から偏倚している。第２アーム６２は、移動体４が搬送方向一端側にある場合、搬送方向に対して略平行、移動体４が搬送方向他端側にある場合、移動方向に対して略垂直になるように構成してある。また、水平アーム機構６は、第１アーム６１及び第２アーム６２を２組備え、各第１アーム６１及び第２アーム６２は、移動体４が、移動体４の移動範囲の中間点に位置する場合、該中間点に関して点対称をなすように構成されている。２組の第１アーム６１及び第２アーム６２は対称的であるため、以下では主に１組の第１及び第２アーム６１、６２について説明を行う。なお、第１及び第２アーム６１、６２は、駆動源を有しておらず、リニアモータ５による移動体４の移動に伴って、屈伸運動を行うのみである。
【００３０】
図８は、水平アーム機構６を構成する第１アーム６１及び第２アーム６２の寸法及び接続位置を説明するための説明図である。より詳細には、第１アーム６１及び第２アーム６２は、下記式（１）〜（４）を満たす。なお、図８中、「Ｏ」は移動範囲の中間点を示し、「Ｐ」は、移動体４の中心を示している。また、「Ａ１」，「Ａ２」は、第１アーム６１の一端部６１ａと、真空容器２との接続点、「Ｂ１」，「Ｂ２」は、第１アーム６１の他端部６１ｂと、第２アーム６２の一端部６２ａとの接続点、「Ｃ１」，「Ｃ２」は、第２アーム６２の他端部６２ｂと、移動体４との接続点を示している。
【００３１】
【数３】
【００３２】
図９は、水平アーム機構６を構成する第１アーム６１及び第２アーム６２の構成を模式的に示す側断面図である。第１アーム６１は、両端が円弧状に曲成された長板状をなし、内部には収容部６１ｃが形成されている。収容部６１ｃには、移動体４へ電力、信号、熱媒体、伝熱用ガス等を供給する配線６１ｅ及び配管６１ｄが収容されている。また、第１アーム６１の一端部６１ａには、真空容器２の底板２１の面内方向に回動するように第１アーム６１を真空容器２に接続するための第１ロータリージョイント６６が設けられている。
第２アーム６２は、収容部６１ｃと同様、両端が円弧状に曲成された長板状をなし、内部には収容部６２ｃが形成されている。収容部６２ｃにも、配線６１ｅ及び配管６２ｄに通じる配線６２ｅ及び配管６２ｄが収容されている。また、第１アーム６１の他端部６１ｂと、第２アーム６２の一端部６２ａには、真空容器２の底板２１の面内方向に回動するように第１アーム６１を真空容器２に接続するための第２ロータリージョイント６７が設けられている。更に、第２アーム６２の他端部６２ｂには、底板２１の面内方向に回動するように第２アーム６２を移動体４の底面に接続するための第３ロータリージョイント６８が設けられている。
更に、第１及び第２アーム６１、６２の各接続部分及び関節部分には、第１及び収容部６２ｃを真空容器２の雰囲気から遮断するための磁性流体シール６３，６４，６５が設けられている。
【００３３】
なお、本実施の形態１に係る搬送装置１０は、２組の第１アーム６１及び第２アーム６２を有し、第１アーム６１及び第２アーム６２を通じて移動体４へ電力、信号、熱媒体、伝熱用ガスを供給するように構成してあるが、電力、信号、熱媒体、伝熱用ガスの供給系統を、第１の組を構成している第１アーム６１及び第２アーム６２と、第２の組を構成している第１アーム６１及び第２アーム６２とで分離すると良い。例えば、第１の組の第１アーム６１及び第２アーム６２を通じて移動体４へ熱媒体を供給し、第２の組の第１アーム６１及び第２アーム６２を通じて移動体４へ電力、信号、及び伝熱用ガスを供給するように構成すると良い。電力、信号、熱媒体、及び伝熱用ガスを２系統に分離することによって、信頼性やメンテナンス性を上げることができる。
【００３４】
図１０は、搬送装置１０の制御システムを示したブロック図である。搬送装置１０は、第１アーム６１の回転角度を検出する回転角度検出部８２と、回転角度検出部８２の検出結果に応じてリニアモータ５の動作を制御する制御部８１と、リニアモータ５を駆動するためのモータドライバ５４とを備える。
回転角度検出部８２は、例えば第１アーム６１の回転角度に応じた信号を制御部８１へ出力するロータリーエンコーダであり、真空容器２の外部に設けられている。ロータリーエンコーダには、第１アーム６１の回転角度の絶対値に相当する信号を出力するアブソリュート方式、第１アーム６１が回動する都度、パルスを出力するインクリメンタル方式等があるが、いずれの方式を採用しても良い。また、回転角度検出部８２は、ロータリーエンコーダに限定されず、可変抵抗器を用いて角度を検出するポテンションメータ、その他の検出器を採用しても良い。
【００３５】
制御部８１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力部を備えたマイクロコンピュータであり、回転角度検出部８２から出力された信号が前記入出力部に入力されるように構成されている。制御部８１は、下記式（５）によって、移動体４の位置を算出し、位置検出結果に応じて、リニアモータ５の駆動量を算出する。そして、制御部８１は、算出した駆動量を含む制御信号を入出力部を介してモータドライバ５４へ出力する。
【００３６】
【数４】
【００３７】
モータドライバ５４は、制御信号を受信し、受信した制御信号に応じて、リニアモータ５を駆動するための信号を生成し、配線６１ｅ，６２ｅを通じて、リニアモータ５のスライダ５１へ出力する。このように構成された駆動システムによれば、移動体４の位置を検出する真空対応のリニアスケールを真空容器２内に設ける必要が無くなる。
【００３８】
また、成膜装置は、蒸着ヘッド３から放出された有機材料の蒸気が、水平アーム機構に付着することを防止する防着板７を備える。防着板７は、真空容器２を上下に分離するように水平方向に設けられている。防着板７は、第２アーム６２の他端部６２ａと、移動体４との接続部分が防着板７の上下に連通するように形成された連通孔７ａを有する。連通孔７ａは、具体的には、横方向略中央部で搬送方向に沿って形成された長孔である。
【００３９】
図１１は、搬送装置１０の動作を概念的に示した動作説明図である。図１１（ａ）に示すように、移動体４が搬入口２２ａ側に位置している状態でリニアモータ５が駆動すると、移動体４は、図１１（ｂ）〜（ｅ）に示すように搬入口２２ａ側から搬出口２３ａ側へ移動する。また、リニアモータ５を逆駆動することによって、移動体４を、搬出口２３ａ側から搬入口２２ａ側へ移動させることができる。本実施の形態１では、水平アーム機構６を採用しているため、移動体４の自重によって発生する復元力としての負荷がモータに及ぶことは無い。また、第１及び第２アーム６１、６２が上記式（１）〜（４）を満たした場合、移動体４が特異点を通過することは無く、移動体４の揺れは発生しない。更に、第１アーム６１の回転角度範囲は約１２０度、第１及び第２アーム６１、６２の関節部分の回転角度範囲は約４５度、第２アーム６２の回転角度範囲は約１１０度程度に抑えることができ、配線６１ｅ，６２ｅのねじれ等の問題を防止することができる。更に、後述するように、移動体４に加わる横方向の負荷を抑えることができる。
図１２は、第１の変形例に係る動作説明図、図１３は、第２の変形例に係る動作説明図である。変形例１，２に係る搬送装置は、第１及び第２アーム１６１、１６２，２６１，２６２の長さ、取り付け位置のみが図１２及び図１３のように、本実施の形態１に係る搬送装置１０と異なり、他の構成は本実施の形態１に係る搬送装置１０と同様である。変形例１に係る搬送機構は、移動体４が一端側にある場合、第２アーム１６２は搬送方向に対して斜めになり、移動体４が他端側にある場合、第２アーム１６２が搬送方向に略平行になるように構成されている。変形例２に係る搬送機構は、移動体４が搬送方向一端側及び他端側のいずれにある場合も、第２アーム２６２は搬送方向に対して斜めになるように構成されている。
【００４０】
図１４は、実施の形態１に係る搬送装置１０及び各変形例に係る移動体４に加わる横負荷を示すグラフである。横軸は時間、左縦軸は移動体４に加わる横負荷、右縦軸は移動体４の速度を示している。図１４から分かるように、本実施の形態１に係る搬送装置１０によれば、移動体４の横方向に加わる負荷は小さく、移動体４を安定的に搬送することができる。
【００４１】
図１５は、実施の形態１に係る搬送装置１０及び各変形例に係る移動体４に加わる動付加を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は動負荷、つまり移動体４の搬送方向に加わる負荷を示している。本実施の形態１及び変形例１，２は、いずれも水平アーム機構６を採用しており、移動体４に加わる動負荷に大きな違いは見られなかった。
【００４２】
本実施の形態１によれば、移動体４の復元力によるモータ負荷を低減し、特異点を通過することによる振動を解消することができる。
また、移動体４に加わる横負荷を抑えることができる。
更に、第１及び第２アーム６１、６２の回転角度範囲を抑えることができる。
更にまた、移動体４の位置を検出する真空対応のリニアスケールを用いることなく、移動体４の位置を検出し、移動を制御することができる。
更にまた、２組の第１及び第２アーム６１、６２が対称的に配されているため、各組のアームのいずれについても移動体４の自重による復元力、特異点を通過することによる振動を防止することができ、成膜装置１を小型化することができる。
【００４３】
（実施の形態２）
図１６は、本実施の形態２に係る成膜システムの構成を概念的に示した説明図である。本実施の形態２に係る成膜システムは、いわゆるリニアベイ型システムである。図１６に示すように、この成膜システムでは、被処理基板Ｇの搬送方向（図１６において右向き）に沿って、ローダ３１１、第１〜第５の調圧チャンバ３２１〜３２５（以下、第１ＰＴＭ３２１〜第５ＰＴＭ３２５という。）、第１ＰＴＭ３２１〜第５ＰＴＭ３２５と交互に配置される第１〜第４のトランスファーモジュール３３１〜３３４（以下、第１ＴＭ３３１〜第４ＴＭ３３４という。）およびアンローダ３４１を直列に並べることによって、直線状の搬送経路Ｌが構成されている。なお、本実施の形態２では、第１ＰＴＭ３２１〜第５ＰＴＭ３２５は２段に構成されている場合を図示している。
【００４４】
ローダ３１１の前方（図１６において左方）、ローダ３１１と第１ＰＴＭ３２１との間、第１ＰＴＭ３２１〜第５ＰＴＭ３２５と第１ＴＭ３３１〜第４ＴＭ３３４とのそれぞれの間、第５ＰＴＭ３２５とアンローダ３４１との間、およびアンローダ３４１の後方（図１６において右方）には、ゲートバルブ３５１が配置してあり、ローダ３１１、第１ＰＴＭ３２１〜第５ＰＴＭ３２５、第１ＴＭ３３１〜第４ＴＭ３３４及びアンローダ３４１の内部には、図示しない真空ポンプによってそれぞれ真空引きが可能となっている。また、第１ＴＭ３３１〜第４ＴＭ３３４の内部には搬送用アームを有する搬送ロボット３３１ａ，３３２ａ，３３３ａ，３３４ａがそれぞれ配置されている。
【００４５】
第１ＴＭ３３１の一方の側面には、真空紫外光（ＶＵＶ：Vacuum UltraViolet）等により、被処理基板Ｇのクリーニングを行う洗浄処理装置３６１がゲートバルブ３６２を介して接続されている。また、他方の側面には、被処理基板Ｇに例えばスパッタリング法等によってアノード層、例えばＩＴＯ膜を形成させる前処理装置３６３が接続されている。第１ＴＭ３３１内の搬送ロボット３３１ａは、被処理基板Ｇを搬送経路Ｌに沿って第１ＰＴＭ３２１から第１ＴＭ３３１に搬送すると共に、第１ＴＭ３３１の内部と洗浄処理装置３６１との間で、被処理基板Ｇを搬送経路Ｌと直行する方向に搬送することができる。
【００４６】
第２ＴＭ３３２の一方の側面には、被処理基板Ｇに有機層、例えばホール注入層、ホール輸送層、有機発光層などの薄膜パターン形成を行う成膜装置３０１がゲートバルブ３７１を介して接続されている。成膜装置３０１の構成は、実施の形態１又は変形例１，２と同様である。成膜装置３０１の第２ＴＭ３３２との接続面の反対側の側面には、成膜装置３０１との間でマスクの搬送を行うマスクトランスファーモジュール３７３（以下、ＭＴＭ３７３という。）がゲートバルブ３７２を介して接続されている。ＭＴＭ３７３にはマスクストック室３７４が接続され、所定の成膜パターンを形成させるためのマスクが待機させられている。ここで、被処理基板Ｇの第２ＴＭ３３２と成膜装置３０１との間の搬送は、第２ＴＭ３３２内部の搬送ロボット３３２ａによって行われる。
【００４７】
第３ＴＭ３３３の一方の側面には、被処理基板Ｇに例えばパターンマスクを用いたスパッタリング法等によってカソード層を形成させるスパッタ処理装置３８４がゲートバルブ３８３を介して接続され、さらに他方の側面にはゲートバルブ３８２を介してバッファモジュール３８１が接続されている。スパッタ処理装置３８４の第３ＴＭ３３３との接続面の反対側の側面には、スパッタ処理装置３８４との間でマスクの搬送を行うマスクトランスファーモジュール３８６（以下、ＭＴＭ３８６という。）がゲートバルブ３８５を介して接続されている。ＭＴＭ３８６にはマスクストック室３８７が接続され、所定の成膜パターンを形成させるためのマスクが待機させられている。ここで、被処理基板Ｇの第３ＴＭ３３３と、スパッタ処理装置３８４及びバッファモジュール３８１との間の搬送は、第３ＴＭ３３３内部の搬送ロボット３３３ａによって行われる。
【００４８】
第４ＴＭ３３４の両側面にはＣＶＤ処理装置３９１，３９４がゲートバルブ３９２，３９３を介して接続されている。各ＣＶＤ処理装置３９１，３９４においては封止膜層の成膜が行われる。ここで、被処理基板Ｇの第４ＴＭ３３４と各ＣＶＤ処理装置３９１，３９４の間の搬送は、第４ＴＭ３３４内部の搬送ロボット３３４ａによって行われる。なお、封止膜層の膜構造等によってＣＶＤ処理装置の台数は適宜変更され、例えばＣＶＤ処理装置３９１のみを設置し、ＣＶＤ処理装置３９２を設置しない場合も考えられる。
【００４９】
なお、上記バッファモジュール３８１は一般的なバッファ機能を有するモジュールであり、各処理モジュールにおける揺らぎ（定常状態における定期的なクリーニング、処理時間のばらつき）を吸収するものである。そのため、必ずしも上述した位置に配置される必要は無く、適宜、揺らぎの発生する箇所に設けることが好ましい。
【００５０】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を奏する。なお、本実施の形態に係る搬送装置１０を成膜装置３０１に設けた例を説明したが、スパッタ処理装置３８４に搬送装置１０を設けても良い。広く言えば、本実施の形態に係る搬送装置１０は、一般に、被処理基板Ｇを搬送しながら基板処理を行う任意の装置で利用することが可能である。
また、本実施の形態に係る搬送装置は、有機ＥＬディスプレイのみならず、液晶ディスプレイ、太陽電池等の長尺の基板を処理する任意の基板処理装置に用いることが可能である。
【００５１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５２】
１ 成膜装置
２ 真空容器
３ 蒸着ヘッド
４ 移動体
５ リニアモータ
６ 水平アーム機構
７ 防着板
１０ 搬送装置
６１ 第１アーム
６２ 第２アーム
６１ｃ，６２ｃ 収容部
６１ｄ，６２ｄ 配管
６１ｅ，６２ｅ 配線
８１ 制御部
８２ 回転角度検出部
Ｇ 被処理基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内で被搬送物を搬送する搬送装置において、
前記真空容器内で直線的に往復移動する移動体と、
該移動体へ電力、信号、液体又はガスを供給する配線又は配管を収容可能な収容部を内部に有する屈伸可能な水平アーム機構と
を備え、
前記水平アーム機構は、
略水平方向に回動するように一端部が前記真空容器に支持された第１アームと、
略水平方向に回動するように一端部が前記第１アームの他端部に接続され、他端部が前記移動体に接続された第２アームと
を備え、
前記第１アームの一端部及び前記第２アームの他端部は、前記移動体の移動範囲の中間点及び前記移動体の中心からそれぞれ偏倚しており、
前記第２アームは、
前記移動体が移動方向一端側にある場合、移動方向に対して略平行、前記移動体が移動方向他端側にある場合、移動方向に対して略垂直になるように構成してある搬送装置。
【請求項２】
真空容器内で被搬送物を搬送する搬送装置において、
前記真空容器内で直線的に往復移動する移動体と、
該移動体へ電力、信号、液体又はガスを供給する配線又は配管を収容可能な収容部を内部に有する屈伸可能な水平アーム機構と
を備え、
前記水平アーム機構は、
略水平方向に回動するように一端部が前記真空容器に支持された第１アームと、
略水平方向に回動するように一端部が前記第１アームの他端部に接続され、他端部が前記移動体に接続された第２アームと
を備え、
該第１アーム及び第２アームは、
【数１】
の関係を満たす搬送装置。
【請求項３】
前記水平アーム機構は、
２組の前記第１アーム及び第２アームを備え、
各第１アーム及び第２アームは、
前記移動体が、該移動体の移動範囲の中間点に位置する場合、該中間点に関して点対称をなす
請求項１又は請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記移動体を移動させるリニアモータと、
前記第１アームの回転角度を検出する回転角度検出部と、
該回転角度検出部の検出結果に応じて前記リニアモータの動作を制御する制御部と
を備える請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の搬送装置。
【請求項５】
前記制御部は、
【数２】
によって前記移動体の位置を検出するように構成してある請求項４に記載の搬送装置。
【請求項６】
被処理基板を搬送する請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の搬送装置と、
該搬送装置によって搬送された被処理基板に対して、基板処理を施す基板処理部と
を備える基板処理装置。
【請求項１】
真空容器内で被搬送物を搬送する搬送装置において、
前記真空容器内で直線的に往復移動する移動体と、
該移動体へ電力、信号、液体又はガスを供給する配線又は配管を収容可能な収容部を内部に有する屈伸可能な水平アーム機構と
を備え、
前記水平アーム機構は、
略水平方向に回動するように一端部が前記真空容器に支持された第１アームと、
略水平方向に回動するように一端部が前記第１アームの他端部に接続され、他端部が前記移動体に接続された第２アームと
を備え、
前記第１アームの一端部及び前記第２アームの他端部は、前記移動体の移動範囲の中間点及び前記移動体の中心からそれぞれ偏倚しており、
前記第２アームは、
前記移動体が移動方向一端側にある場合、移動方向に対して略平行、前記移動体が移動方向他端側にある場合、移動方向に対して略垂直になるように構成してある搬送装置。
【請求項２】
真空容器内で被搬送物を搬送する搬送装置において、
前記真空容器内で直線的に往復移動する移動体と、
該移動体へ電力、信号、液体又はガスを供給する配線又は配管を収容可能な収容部を内部に有する屈伸可能な水平アーム機構と
を備え、
前記水平アーム機構は、
略水平方向に回動するように一端部が前記真空容器に支持された第１アームと、
略水平方向に回動するように一端部が前記第１アームの他端部に接続され、他端部が前記移動体に接続された第２アームと
を備え、
該第１アーム及び第２アームは、
【数１】
の関係を満たす搬送装置。
【請求項３】
前記水平アーム機構は、
２組の前記第１アーム及び第２アームを備え、
各第１アーム及び第２アームは、
前記移動体が、該移動体の移動範囲の中間点に位置する場合、該中間点に関して点対称をなす
請求項１又は請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記移動体を移動させるリニアモータと、
前記第１アームの回転角度を検出する回転角度検出部と、
該回転角度検出部の検出結果に応じて前記リニアモータの動作を制御する制御部と
を備える請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の搬送装置。
【請求項５】
前記制御部は、
【数２】
によって前記移動体の位置を検出するように構成してある請求項４に記載の搬送装置。
【請求項６】
被処理基板を搬送する請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の搬送装置と、
該搬送装置によって搬送された被処理基板に対して、基板処理を施す基板処理部と
を備える基板処理装置。
【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】
【図１５】
【図１６】
【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】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−３８７７９（Ｐ２０１２−３８７７９Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４７２２（Ｐ２０１０−１７４７２２）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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