JP4869612B2 - 基板搬送システムおよび基板搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は，基板を浮上させながら搬送する基板の搬送システムおよびその搬送方法に関する。

近年，フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display）などの大型化に伴い，これらのディスプレイに用いるガラス基板も，たとえば，面積が１５００ｍｍ×１５００ｍｍ，厚さが０．５ｍｍというように大型かつ薄型になっている。このような形状の基板を加工装置により加工する際，基板は，フォーク状のアームによりその下面を支えられて加工装置の内部に搬送されるため，アームとの接触により基板に反りが生じてしまうという問題があった。

この問題を解消するために，基板を搬送する搬送ステージに設けられた多孔から空気を吹き出す機構を設け，その空気圧により基板を浮上させながら搬送する技術が提案されている（たとえば，特許文献１を参照。）。

特開２００４−１８２３７８号公報

しかし，この搬送方法は，大気圧にて基板を搬送する方法であり，減圧下での基板の搬送方法については考えられていない。したがって，たとえ，基板が従来の搬送方法を用いて大気中を非接触に搬送されても，結局，減圧下にある加工装置の内部を搬送されるとき，基板とアームとの接触が生じてしまう。このため，従来の搬送方法では，搬送中に基板に反りが生じるという問題を根本的に解消するには至っていない。

本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，大気圧下から減圧下まで非接触にて基板を搬送する基板の搬送システムおよびその搬送方法を提供することにある。

上記課題の少なくとも一つを解決するために，本発明のある観点によれば，多孔質板により形成された搬送ステージと，前記搬送ステージに形成された多孔からガスを噴出入することにより基板を浮上させながら搬送する浮上搬送装置と，を備える基板の搬送システムが提供される。

このシステムの浮上搬送装置は，内部が大気圧より減圧された所定の容器内に位置する前記基板に対して，前記基板の下面の圧力と前記基板の上面の圧力とが一定の関係になるように，前記基板の下面に噴出入するガスと前記基板の上面に噴出入するガスとをそれぞれ制御することにより減圧下にある前記基板を浮上させる。

これによれば，基板の下面に噴出入するガスとこの基板の上面に噴出入するガスとをそれぞれ制御することにより，減圧下にある基板を浮上させることができる。これにより，大気圧下を浮上搬送された基板に対して減圧下にて加工処理するために処理容器内を大気圧から真空圧まで減圧する過程において，基板を連続的に浮上させておくことができる。

ここで，前記減圧下において墳出入するガスは，不活性ガスであることが好ましい。また，基板の下面の圧力をＰ１，上面の圧力をＰ２とした場合，下面圧力Ｐ１と上面圧力Ｐ２とが一定の関係にあるとは，Ｐ１＞Ｐ２となる一定の関係をいう。

前記浮上搬送装置は，搬送方向に対して前記基板の後方下面の圧力が前記基板の前方下面の圧力よりも高くなるように前記基板の下面に噴出入するガスを制御するようにしてもよい。

これによれば，搬送方向に対して基板の後方下面の圧力をその基板の前方下面の圧力よりも高くすることにより，基板の前方が基板の後方より下がった状態になる。これにより，基板は，減圧下において，搬送方向に対して前方に傾斜しながら浮上搬送される。この結果，大気圧から減圧状態までのすべての基板搬送工程において基板を非接触にて連続的に搬送することができる。この結果，基板をアームにより搬送する必要がなくなる。これにより，搬送中に基板に反りが生じることを回避することができる。

また，基板を搬送するためのアームが不要になることから，ロードロック室等の容器の搬入出口を従来に比べて極端に小さくすることができる。これにより，ロードロック室等の容器を非常に小さくすることができる。この結果，排気容積が小さくなるので，エジェクタなどの安価な設備によっても容器内をすばやく真空にすることができる。これにより，タクトタイムを大幅に短縮することができ，基板の生産性を向上させることができる。

また，浮上搬送装置により基板に噴出されるガスは，クリーンホットドライエアであってもよい。これによれば，基板近傍の水分を効果的に除去しながら基板を搬送することができる。特に，フラットパネルディスプレイ用のガラス基板は，その基板付近の水分除去が非常に重要である。このことから，クリーンホットドライエアを噴出することは，フラットパネルディスプレイ用のガラス基板を搬送する際に特に有効である。

さらに，前記搬送ステージは，所定の位置に電磁石と磁性体とを備え，前記浮上搬送装置は，前記基板が前記磁性体の上部に位置したとき，前記電磁石に通電する電流を制御することにより前記電磁石と前記磁性体との間に生じる反発力によって前記基板を浮上させるようにしてもよい。

これによれば，電磁石に通電する電流を制御することにより前記電磁石と前記磁性体との間に生じる反発力によって前記基板を磁気浮上させることができる。これにより，ガス噴出による浮上力と磁気による反発力とにより基板を浮上搬送することができる。この結果，搬送中に基板に反りが発生する危険性をさらに低くすることができる。

また，本発明の他の観点によれば，多孔質板により形成された搬送ステージと，基板を浮上させながら搬送する浮上搬送装置と，を用いて前記基板を浮上させながら大気圧から減圧状態まで非接触に搬送する基板の搬送方法が提供される。

具体的には，本搬送方法は，前記搬送ステージに形成された多孔からガスを噴出入することにより前記基板を浮上させる工程と，搬送方向に対して前記基板の後方下面の圧力が前記基板の前方下面の圧力よりも高くなるように前記基板の下面に噴出入するガスを制御することにより前記基板を所定の容器内まで搬送する工程と，前記容器内を減圧する工程と，前記減圧された容器内に位置する基板に対して，前記基板の下面の圧力と前記基板の上面の圧力とが一定の関係になるように前記基板の下面に噴出入する不活性ガスと前記基板の上面に噴出入する不活性ガスとをそれぞれ制御することにより減圧下にある前記基板を浮上させる工程と，搬送方向に対して前記基板の後方下面の圧力が前記基板の前方下面の圧力よりも高くなるように前記基板の下面に噴出入する不活性ガスを制御することにより減圧下にある前記基板を搬送する工程と，を含む。

これによれば，大気圧から減圧状態までのすべての基板搬送工程において基板を非接触にて連続的に搬送することができる。この結果，基板とアームとの接触により基板に反りが生じることを回避することができる。また，基板を搬送するためのアームが不要になることから，ロードロック室等の容器を小さくすることができ，この結果，排気容積を小さくすることができる。これにより，エジェクタなどの安価な設備によっても容器内をすばやく真空にすることができる。この結果，タクトタイムを大幅に短縮することができ，基板の生産性を向上させることができる。

以上説明したように，本発明によれば，大気圧下から減圧下まで非接触にて基板を搬送する基板の搬送システムおよびその搬送方法を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１実施形態）
（搬送システムの構成の概要）
まず，本発明の第１実施形態にかかる基板の搬送システムの構成の概要について，図１および図２を参照しながら説明する。図１は，本実施形態にかかる搬送システムの一部を示した斜視図であり，図２は，この搬送システムの概略を示した平面図である。

搬送システム１０は，基板を加工装置にて加工するために基板を搬送する生産ラインに設けられている。本実施形態では，基板を加工する一例として，ガラス基板１０５をプラズマ処理するために搬送するシステムを例に挙げて説明する。

図１に示したように，搬送システム１０は，搬送ステージ１００と，搬送ステージ１００の下方に多段に配設された複数のエア噴出装置１１０ａおよび複数のエア吸入装置１１０ｂと，から構成されている。

搬送ステージ１００は，ガラス基板１０５を浮上させながら搬送するための台である。搬送ステージ１００は，複数の微細な穴が設けられた多孔質板１０１から構成されている。多孔質板１０１に設けられた複数の穴（多孔）は，多孔質板１０１を搬送面に対してほぼ垂直に貫通している。

搬送ステージ１００には，ガラス基板１０５が搬送されるときにその両端近傍が位置する部分に沿って排気溝１０２ａおよび排気溝１０２ｂが設けられている。また，各排気溝１０２の底部には，図示しない排気口がそれぞれ設けられていて，搬送ステージ１００に設けられた多孔から噴き出すエア（ガス）とのバランスが取れるように，その排気口から搬送ステージ１００の外周付近のエアを排出するようになっている。

また，搬送ステージ１００の両端には，ガラス基板１０５の位置を検出する位置センサ１０３ａおよび位置センサ１０３ｂが複数埋め込まれていて，各位置センサ１０３によりガラス基板の位置を特定するようになっている。

また，搬送方向に対して搬送ステージ１００の左側下方には，複数のエア噴出装置１１０ａが搬送方向に向かって多段に配設されている。複数のエア噴出装置１１０ａは，エア噴出装置１１０ａのそれぞれに連通された多孔から搬送ステージ１００上面に噴き出すエアの流量を制御するようになっている。

また，搬送方向に対して搬送ステージ１００の右側下方には，複数のエア吸入装置１１０ｂが搬送方向に向かって多段に配設されている。複数のエア吸入装置１１０ｂは，搬送ステージ１００上面からエア吸入装置１１０ｂのそれぞれに連通された多孔に吸い込むエアの流量を制御するようになっている。

図２に示したように，搬送システム１０は，ロードロック室１２０，プロセスチャンバ１３０およびロードロック室１４０の順にガラス基板１０５を搬送する。搬送ステージ１００は，ロードロック室１２０，プロセスチャンバ１３０およびロードロック室１４０にそれぞれ設けられた搬入口１２１，搬出口１２２，搬入口１３１，搬出口１３２，搬入口１４１および搬出口１４２を貫通している。各搬入出口には，各搬入出口を開閉するためのバルブ１５１〜バルブ１５４が設けられている。通常，バルブ１５１〜バルブ１５４は閉じている。

ロードロック室１２０およびロードロック室１４０は，プロセスチャンバ１３０でのプラズマ処理を行う前およびこの処理を行った後のガラス基板１０５を一時的に収容するために設置されている。プロセスチャンバ１３０は，加工装置の一例であり，ガラス基板１０５は，プロセスチャンバ１３０内にて生成されるプラズマにより，たとえば，エッチング処理，ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長法）処理などの処理を施される。

（搬送方法の概要）
つぎに，図２の１−１面にて搬送システム１０を切断した断面である図３を参照しながら，本実施形態にかかる搬送方法の概要を説明する。

複数のエア噴出装置１１０ａ（エア噴出装置１１０ａ１，エア噴出装置１１０ａ２・・・）は，各エア噴出装置に連通した多孔から搬送ステージ１００上にエアを噴き出す。また，複数のエア吸入装置１１０ｂは，各エア吸入装置に連通した多孔から搬送ステージ１００上のエアを吸い込む。

このようにして，ガラス基板１０５は，ガラス基板１０５が位置する搬送ステージ１００の下方付近のエア噴出装置１１０ａ１，ａ２等とエア吸入装置１１０ｂ１，ｂ２等との協業により，領域Ａ１を矢印の方向（ｘ軸方向）に向かって浮上しながら搬送される。

ガラス基板１０５がロードロック室１２０の直前まで搬送されると，バルブ１５１が開き，ガラス基板１０５は，搬入口１２１からロードロック室１２０内に搬送され，その後，バルブ１５１が閉じる。

ロードロック室１２０内を図示しない真空ポンプ（たとえばドライポンプ）を用いて排気することにより容器内が減圧状態になると，バルブ１５２が開き，ガラス基板１０５は，エア噴出装置１１０ａ１０，１１０ａ１１等とエア吸入装置１１０ｂ１０，１１０ｂ１１等（図示せず）との協業により，プロセスチャンバ１３０内に搬送され，載置台１３３に載置され，バルブ１５２が閉じる。

載置台１３３は，ｚ軸方向（高さ方向）に上下動可能に配設されている。また，載置台１３３には，搬送ステージ１００と同様に複数の微細な穴が設けられている。その複数の微細な穴は，載置台１３３下方に設けられたエア噴出装置１１０ａ２１および図示しないエア吸入装置１１０ｂ２１に連通している。エア噴出装置１１０ａ２１およびエア吸入装置１１０ｂ２１は，載置台１３３に設けられた多孔から載置台１３３上にエアを噴出入する。

プロセスチャンバ１３０内が，図示しない真空ポンプ（たとえば，ターボモレキュラポンプ）を用いて真空状態にされ，ガラス基板１０５がプラズマ処理される場合，載置台１３３は，その処理に適した高さまで上昇する。また，プラズマ処理後，ガラス基板１０５が搬送される場合，載置台１３３は，搬送ステージ１００付近の高さまで下降する。その後，バルブ１５３が開き，エア噴出装置１１０ａ２１およびエア吸入装置１１０ｂ２１等は，これらの装置に連通した多孔から噴出入するエアによりガラス基板１０５をロードロック室１４０まで浮上搬送する。

ガラス基板１０５がロードロック室１４０内に搬送されると，バルブ１５３が閉じ，その後，バルブ１５４が開く。このようにして，ロードロック室１４０は減圧状態から大気に開放される。エア噴出装置１１０ａ４０等は，これらの装置に連通した多孔から噴出入するエアにより領域Ａ２を矢印の方向（ｘ軸方向）に向かって浮上搬送する。

このような過程において，領域Ａ１および領域Ａ２は大気圧状態であり，領域Ｂ１および領域Ｂ２は大気圧状態から減圧状態，領域Ｃは真空状態となる。したがって，ガラス基板１０５は，領域Ａ１〜領域Ｂ１では大気圧下で浮上搬送され，領域Ｂ１〜領域Ｃおよび領域Ｃ〜領域Ｂ２では減圧または真空圧下で浮上搬送され，領域Ｂ２〜領域Ａ２では，再び大気圧下で浮上搬送される。以下の説明にて，大気中で噴出入されるエア(ガス)は，ガスの種類は問わず，たとえば，空気であってもよい。一方，ロードロック室１２０やプロセスチャンバ１３０内などの減圧下で噴出入されるエア(ガス)は，処理ガスをプラズマ化させるときにその処理に影響を及ぼさないように，不活性ガス（たとえば，アルゴン，ヘリウム）であることが好ましい。

（エア噴出装置およびエア吸入装置の構成）
つぎに，領域Ａ１または領域Ａ２に配設されたエア噴出装置１１０ａおよびエア吸入装置１１０ｂの内部構成について，図４を参照しながら説明する。図４は，図２の２−２面にて搬送システム１０を切断した断面を示している。エア噴出装置１１０ａはガラス基板１０５と搬送ステージ１００との間の気体を加圧する側の装置である。エア吸入装置１１０ｂはガラス基板１０５と搬送ステージ１００との間の気体を減圧する側の装置である。

エア噴出装置１１０ａは，圧力計１１１ａ，圧力制御回路１１２ａ，電空比例制御回路１１３ａ，アクチュエータ１１４ａ１，バルブ１１４ａ２，圧力調整レギュレータ１１５ａ，ゲージ１１６ａ，プレッシャースイッチ１１７ａ，フィルタ１１８ａおよび導管１１９ａから構成されている。エア噴出装置１１０ａは，導管１１９ａに連通した導管１０４ａを介して搬送ステージ１００上にエアを噴き出すための多孔に接続されている。

圧力計１１１ａは，ガラス基板１０５と搬送ステージ１００との間の気体の圧力に対応した導管１０４ａ内のエアの圧力（大気圧より高圧側）を測定する。なお，圧力計１１１ａは，圧力センサの一例である。

圧力制御回路１１２ａは，圧力計１１１ａにより測定された実圧力値と図示しないコンピュータから出力された目標加圧値を示す制御信号とを入力し，入力した実圧力値と目標加圧値との差分値を示す加圧信号（電気信号）を出力するようになっている。圧力制御回路１１２ａは，たとえば，二つの入力値を比較した結果を出力するコンパレータに内蔵されている。

電空比例制御回路１１３ａは，加圧信号に対応して図示しない圧縮空気ラインから取り込むエアの流量を自動制御するようになっている。電空比例制御回路１１３ａは，たとえば，電気信号をエアの流量に変換する電空レギュレータに内蔵されている。

アクチュエータ１１４ａ１は，電空比例制御回路１１３ａにより自動制御されたエアの流量に基づいてバルブ１１４ａ２を開閉する。具体的には，アクチュエータ１１４ａ１は，エアが入力されるとバルブ１１４ａ２を開き，エアの量に応じてバルブ１１４ａ２の開度を調整し，エアが入力されないとバルブ１１４ａ２を閉じるようになっている。

圧力調整レギュレータ１１５ａは，導管１１９ａに接続されていて，導管１１９ａに入力するクリーンホットドライエアの圧力を調整する。クリーンホットドライエアとは，分子状汚染物質（水分）を除去した質の高い空気である。

ゲージ１１６ａは，入力されたクリーンホットドライエアの圧力が所定範囲内であるか否かを監視し，プレッシャースイッチ１１７ａは，入力されたクリーンホットドライエアの圧力が所定範囲外の値となったとき，アラームを出力するようになっている。フィルタ１１８ａは，導管１１９ａ内を流れるエア中のごみを取り除くフィルタである。

このような構成により，エア噴出装置１１０ａは，導管１１９ａ内を通過するクリーンホットドライエアの流量を制御することによって，導管１１９ａに連通した導管１０４ａを介して搬送ステージ１００の多孔から所望の流量のエアを噴出するようになっている。

エア吸入装置１１０ｂは，圧力計１１１ｂ，圧力制御回路１１２ｂ，電空比例制御回路１１３ｂ，アクチュエータ１１４ｂ１，バルブ１１４ｂ２，電磁弁１１５ｂ，エジェクタ１１６ｂおよび導管１１７ｂから構成されている。エア吸入装置１１０ｂは，導管１１７ｂに連通した導管１０４ｂを介して搬送ステージ１００上のエアを吸い込むための多孔に接続されている。

圧力計１１１ｂは，ガラス基板１０５と搬送ステージ１００との間の気体の圧力に対応した導管１０４ｂ内のエアの圧力（大気圧より低圧側）を測定する。圧力計１１１ｂは，圧力センサの一例である。

圧力制御回路１１２ｂは，圧力計１１１ｂにより測定された実圧力値と図示しないコンピュータから出力された目標減圧値を示す制御信号とを入力し，入力した目標減圧値と実圧力値との差分値を示す減圧信号（電気信号）を出力するようになっている。圧力制御回路１１２ｂは，たとえば，二つの入力値を比較した結果を出力するコンパレータに内蔵されている。

電空比例制御回路１１３ｂは，減圧信号に基づいて圧縮空気ラインから吸い込むエアの流量を自動制御するようになっている。電空比例制御回路１１３ｂは，たとえば，電気信号をエアの流量に変換する電空レギュレータに内蔵されている。

アクチュエータ１１４ｂ１は，電空比例制御回路１１３ｂにより自動制御されたエアの流量に基づいてバルブ１１４ｂ２を開閉する。具体的には，アクチュエータ１１４ｂ１は，エアが入力されるとバルブ１１４ｂ２を開き，エアの量に応じてバルブ１１４ｂ２の開度を調整し，エアが入力されないとバルブ１１４ｂ２を閉じるようになっている。

電磁弁１１５ｂは，バルブ１１４ｂ２の開閉のタイミングに連動して通電されると，その通電にて得られる電磁力を用いて弁体を弾性体の弾性力に抗して作動位置に移動させることにより，前記弁体にてエジェクタ１１６ｂへのエアの流路を連通または遮断するようになっている。

エジェクタ１１６ｂは，導管１１７ｂと連結していて，大気中に向けてノズルからエアを吹射することにより，ガラス基板１０５と搬送ステージ１００との間のエアを搬送ステージ１００の多孔，導管１０４ｂ，導管１１７ｂを介して吸引するようになっている。

このような構成により，エア吸入１１０ｂは，導管１１７ｂ内に引き込むエアの流量を制御することによって，導管１１７ｂに接続された導管１０４ｂを介して搬送ステージ１００の多孔から所望の流量のエアを吸入するようになっている。

このようにして，エア噴出装置１１０ａおよびエア吸入装置１１０ｂは，搬送ステージ１００の噴出口および吸引口の圧力をそれぞれ監視しながらエアの流量を制御することによりガラス基板１０５を浮上させる。また，エア噴出装置１１０ａにより噴き出すエアの量およびエア吸入装置１１０ｂにより吸い込むエアの流量のバランスにより，ガラス基板１０５を浮上位置（高さ）を制御する。

なお，領域Ａ１および領域Ａ２では，浮上搬送装置１１０は，以上に説明したエア噴出装置１１０ａおよびエア吸入装置１１０ｂから構成される。また，搬送ステージ１００に設けられた多孔の径は，吸い込み側が吹き出し側より大きくなるように設計されている。

（大気圧下浮上搬送動作）
つぎに，領域Ａ１および領域Ａ２に配設された浮上搬送装置１１０が，大気中において，ガラス基板１０５を浮上搬送する動作について，図５を参照しながら説明する。図５は，図２の搬送システム１０を搬送方向に対して左側面から示したものである。

前述したように，搬送方向に対して搬送ステージ１００の左側下方には，エア噴出装置１１０ａ（エア噴出装置１１０ａ１，エア噴出装置１１０ａ２，・・・）が複数設置されている。また，搬送ステージ１００の右端下方には，エア吸入装置１１０ｂ（エア吸入装置１１０ｂ１のみ図示）が複数設置されている。

なお，エア噴出装置１１０ａ２〜エア噴出装置１１０ａ４は，エア噴出装置１１０ａ１と同じ内部構成であるので一部を省略して示す。また，エア噴出装置１１０ａ１〜エア噴出装置１１０ａ４の内部構成は，図４に示したエア噴出装置１１０ａおよびエア吸入装置１１０ｂと同様であり，エア吸入装置１１０ｂ１内の内部構成は，図４に示したエア吸入装置１１０ｂと同様であるので，各構成要素を示す符号を省略する。

ガラス基板１０５が矢印の方向に浮上搬送されると，エア噴出装置１１０ａ１〜エア噴出装置１１０ａ４は，一定間隔毎に搬送ステージ１００に埋め込まれた位置センサ１０３ａ１〜位置センサ１０３ａ４を用いてガラス基板１０５の位置をそれぞれ確認する。

これにより，ガラス基板１０５の前方が搬送されてきたことをいずれかのエア噴出装置１１０ａが確認すると，そのエア噴出装置１１０ａは，搬送ステージ１００上に所望のエアを噴出する。その後，エア噴出装置１１０ａは，ガラス基板１０５の移動に連動して，噴出するエアの流量を連続的に増加させる。

図１に示したように，各エア吸入装置１１０ｂも，エア噴出装置１１０ａと同様に，一定間隔毎に搬送ステージ１００に埋め込まれた各位置センサ１０３を用いてガラス基板１０５の位置をそれぞれ確認する。

ガラス基板１０５の前方が搬送されてきたことをいずれかのエア吸入装置１１０ｂが確認すると，そのエア吸入装置１１０ｂは，搬送ステージ１００上のエアを吸入する。その後，エア吸入装置１１０ｂは，ガラス基板１０５の移動に連動して，吸入するエアの流量を連続的に減少させる。

この結果，搬送方向に対してガラス基板１０５の後方下面の圧力がガラス基板１０５の前方下面の圧力よりも高くなるようにガラス基板１０５の下面に噴出入するエアが制御される。これにより，搬送方向に対してガラス基板１０５の前方がその後方より下がった状態になる。この結果，ガラス基板１０５は，前方に傾斜しながら搬送方向に浮上搬送される。

すなわち,搬送方向に対して後方に位置するエア噴出装置１１０ａにより噴き出されるエアの流量が,その前方に位置するエア噴出装置１１０ａにより噴き出されるエアの流量より多い場合，ガラス基板１０５の後方下面の圧力がガラス基板１０５の前方下面の圧力より高くなる。

また，搬送方向に対して後方に位置するエア吸入装置１１０ｂにより吸入されるエアの流量が,その前方に位置するエア吸入装置１１０ｂにより吸入されるエアの流量より少ない場合，ガラス基板１０５の後方下面の圧力がガラス基板１０５の前方下面の圧力より高くなる。このようなエア噴出装置１１０ａおよびエア吸入装置１１０ｂの制御により,ガラス基板１０５は浮上しながら前進する。

このようにして，ガラス基板１０５の位置に応じて複数のエア噴出装置１１０ａおよび複数のエア吸入装置１１０ｂが連動して動作することにより，搬送システム１０は，ガラス基板１０５を所定の位置まで浮上搬送し続ける。

また，各エア噴出装置１１０ａが噴き出すエアの流量，および，各エア吸入装置１１０ｂが吸い込むエアの流量を変動させることにより，ガラス基板１０５の後方下面と前方下面との圧力（浮上力）を変動させることができる。この結果，搬送システム１０は，ガラス基板１０５を浮上させながら始動，停止させることができるとともに，ガラス基板１０５の傾斜角度によって搬送スピードを調整することができる。

すなわち，エアの制御によりガラス基板１０５の後方下面の圧力がガラス基板１０５の前方下面の圧力より高くなると,ガラス基板１０５は浮上しながら前進する。また，ガラス基板１０５の下面の圧力が一定となると,ガラス基板１０５は停止する。また，ガラス基板１０５の後方下面の圧力がガラス基板１０５の前方下面の圧力より低くなると,ガラス基板１０５は浮上しながら後進する。

さらに，ガラス基板１０５の前方下面の圧力とガラス基板１０５の後方下面の圧力との差が大きくなると,ガラス基板１０５の搬送スピードが速くなり，ガラス基板１０５の前方下面の圧力とガラス基板１０５の後方下面の圧力との差が小さくなると,ガラス基板１０５の搬送スピードが遅くなる。

このようなエアの制御により，ガラス基板１０５は，ロードロック室１２０まで浮上搬送され，ロードロック室１２０内で停止し，搬送ステージ１００上に設けられた台に配置される。

（減圧動作）
この状態で，図示しない真空ポンプが，ロードロック室１２０内を粗引きすることによりロードロック室１２０内は，大気圧から減圧される。

（減圧下浮上搬送動作）
つぎに，領域Ｂ１，領域Ｂ２および領域Ｃに配設された浮上搬送装置１１０が，減圧下において，ガラス基板１０５を浮上させる動作について説明する。図２の３−３面にて搬送システム１０を切断した断面である図６に示したように，浮上搬送装置１１０は，エア噴出装置１１０ａ，エア吸入装置１１０ｂおよびエア調整装置１１０ｃから構成されている。

ロードロック室１２０，プロセスチャンバ１３０，ロードロック室１４０では，減圧下にてガラス基板１０５を浮上搬送させるために，エア噴出装置１１０ａ，エア吸入装置１１０ｂに加えてエア調整装置１１０ｃが必要となる。

なお，エア噴出装置１１０ａおよびエア吸入装置１１０ｂ内の内部構成は，図４に示したエア噴出装置１１０ａおよびエア吸入装置１１０ｂと同様であるので，各構成要素を示す符号を省略する。

前述したように，エア噴出装置１１０ａは，ガラス基板１０５の下面にエアを噴き出す。また，エア吸入装置１１０ｂは，ガラス基板１０５下面のエアを吸入する。これにより，エア噴出装置１１０ａおよびエア吸入装置１１０ｂは，ガラス基板１０５下面の圧力Ｐ１を調整するようになっている。

エア調整装置１１０ｃは，エア吸入装置１１０ｂと同一構成であり，具体的には，圧力計１１１ｃ，圧力制御回路１１２ｃ，電空比例制御回路１１３ｃ，アクチュエータ１１４ｃ１，バルブ１１４ｃ１，電磁弁１１５ｃ，エジェクタ１１６ｃおよび導管１１７ｃから構成されている。

このような構成により，エア調整装置１１０ｃは，ロードロック室１２０内のガラス基板１０５上面のエアを所望の流量だけ吸入する。これにより，エア調整装置１１０ｃは，ガラス基板１０５上面の圧力Ｐ２を調整するようになっている。なお，エア調整装置１１０ｃは，エア噴出装置１１０ａと同様の内部構成を有することにより，ロードロック室１２０内のガラス基板１０５上面に所望の流量のエアを噴出することによってガラス基板１０５上面の圧力Ｐ２を調整するようにしてもよい。

このようにして浮上搬送装置１１０により調整される圧力Ｐ１および圧力Ｐ２の関係は，以下の式（１）により示される。
Ｐ１＝Ｗ_Ｇ／Ａ_Ｇ×９．８×１０^４＋Ｐ２・・・（１）

ここで，Ｗ_Ｇはガラス基板１０５の重量（ｋｇ），Ａ_Ｇはガラス基板１０５の面積（ｃｍ^２），Ｐ１はガラス基板１０５下面の圧力（Ｐａ），Ｐ２はガラス基板１０５上面の圧力（Ｐａ）を示す。

たとえば，１（ｍ^２）のガラス基板１０５を浮上させるのに必要な力は，０．１１（ｇ／ｃｍ^２），差圧は約１０（Ｐａ）となる。このようにして，圧力Ｐ１＞圧力Ｐ２となる一定の関係（式（１）の関係）を満足するようにエアの噴出および吸入が制御される結果，ガラス基板１０５は，減圧下にあるロードロック室１２０の内部にて浮上する。

減圧下におけるガラス基板１０５の搬送方法は，基本的に，大気圧下におけるガラス基板１０５の搬送方法と同様である。すなわち，エア噴出装置１１０ａが，搬送方法に対してガラス基板１０５の前方と後方とに噴出するエアの流量を調整し，エア吸入装置１１０ｂが，搬送方法に対してガラス基板１０５の前方と後方とに吸入するエアの流量を調整する。これにより，ガラス基板１０５は前方に傾斜しながら搬送方向に浮上搬送される。

このようにして，ガラス基板１０５は，ロードロック室１２０からプロセスチャンバ１３０に浮上搬送され，プロセスチャンバ１３０にてプラズマ処理され，さらに，プロセスチャンバ１３０からロードロック室１４０を経由して，再び，大気圧下にて浮上搬送される。

以上に説明した搬送システム１０によれば，ガラス基板１０５は，大気圧下のみならず減圧下においても浮上搬送される。よって，大気圧から減圧状態までのすべての基板搬送工程においてガラス基板１０５を非接触にて連続的に搬送することができる。これにより，ガラス基板１０５をアームにより搬送する必要がなくなる。この結果，搬送中にガラス基板１０５に反りが生じることを回避することができ，ガラス基板１０５を用いた製品の歩留まりを向上させることができる。

また，ガラス基板１０５の搬送にアームを必要としないので，ロードロック室等の容器の搬入出口（間口）を，たとえば，従来の１／１０程度というように極端に小さくすることができる。これにより，ロードロック室などのチャンバを非常に小さくすることができる。これにより，排気容積が小さくなるので，エジェクタなどの安価な設備によってもチャンバ内をすばやく真空にすることができる。この結果，タクトタイムを大幅に短縮することができ，ガラス基板１０５の生産性を向上させることができる。

たとえば，チャンバ内部が真空に到達するまでの時間Ｔは次式（２）にて表される。
Ｔ＝（Ｌ／Ｃ）^１／α・・・（２）
ここで，Ｌはチャンバ容積，Ｃは真空度による定数，αはエジェクタの型番による指数である。

各定数を，Ｌ＝１１．２５，Ｃ＝０．２４，α＝１．０６とし，８つのエジェクタによりロードロック室１２０を排気する場合，式（２）によれば，ロードロック室における真空到達時間Ｔは４．７（ｓｅｃ）となる。同様に，プロセスチャンバ１３０およびロードロック室１４０の真空到達時間Ｔは，それぞれ，５２（ｓｅｃ）および３（ｓｅｃ）となる。

したがって，本実施形態の搬送システム１０を用いれば，タクトタイムを約６０（ｓｅｃ）という非常に短い時間に短縮することができる。

また，この搬送システム１０によれば，前述したようにチャンバが小型化（薄型化）し，大掛かりな排気設備が不要となる。また，ガラス基板１０５を非接触にて連続搬送するため，移載空間が不要となる。これにより，システム構築時のコストを大幅に低減することができるとともに排気時のコストも低減することができる。

また，この搬送システム１０は，インライン方式に適用可能なため，ガラス基板１０５を所定の時間間隔にて順次搬送することにより，ガラス基板１０５の生産性を向上させることができる。

また，この搬送システム１０によれば，クリーンホットドライエアが，ガラス基板１０５下面に噴き出される。これにより，ガラス基板１０５近傍の水分を効果的に除去することができる。特に，フラットパネルディスプレイ用のガラス基板は，その基板付近の水分除去が非常に重要である。このことから，フラットパネルディスプレイ用のガラス基板を搬送する際に，この搬送システム１０は特に有効である。

なお，本実施形態によれば，各チャンバ内は，チャンバに配設されたエジェクタにより排気される。このため，チャンバ内の到達真空度は１００（ｔｏｒｒ）程度である。よって，チャンバ内の到達真空度をこれ以下にしたい場合には，図示しない小型の補助ポンプを用いてさらに真空引きすればよい。

（搬送始動装置および搬送停止装置の構成および動作）
また，ガラス基板１０５の搬送を開始するとき，およびその搬送を停止するときには図７に示した搬送始動装置７００ａおよび搬送停止装置７００ｂが用いられてもよい。搬送始動装置７００ａは，ガラス基板１０５の搬送を接触式で開始するために用いられる。搬送始動装置７００ａは，圧力計７０１ａ，圧力制御回路７０２ａ，電空比例制御回路７０３ａおよびエアシリンダ７０４ａから構成されている。

圧力計７０１ａは，エアシリンダ７０４ａ内の圧力を測定する。圧力制御回路７０２ａは，圧力計７０１ａにより測定された実圧力値と図示しないコンピュータから出力された目標始動加圧値を示す制御信号とを入力し，目標始動加圧値と実圧力値との差分値を示す加圧信号（電気信号）を出力するようになっている。電空比例制御回路７０３ａは，加圧信号をエアの流量に変換する。電空比例制御回路７０３ａは，たとえば，電気信号をエアの流量に変換する電空レギュレータに内蔵されている。

エアシリンダ７０４ａ内にエアが入力されると，筒の内部のピストンが外に伸びることにより，エアシリンダ７０４ａは，図示しない浮上搬送装置１１０にて浮上されたガラス基板１０５の後端部（搬送方向に対してガラス基板１０５の後方部分）をやわらかく押すようになっている。このようにして，ガラス基板１０５の搬送が，搬送始動装置７００ａにより接触式に開始される。

搬送停止装置７００ｂも，搬送始動装置７００ａと同様に，圧力計７０１ｂ，圧力制御回路７０２ｂ，電空比例制御回路７０３ｂおよびエアシリンダ７０４ｂから構成されている。エアシリンダ７０４ｂは，圧力計７０１ｂ，圧力制御回路７０２ｂおよび電空比例制御回路７０３ｂにより自動制御されたエアにより，ガラス基板１０５の前端部（搬送方向に対してガラス基板１０５の前方部分）をやわらかく受け止める。このようにして，ガラス基板１０５の搬送が，搬送停止装置７００ｂにより接触式にて停止する。なお，エアシリンダ７０４ａおよびエアシリンダ７０４ｂには，図示しない排気管が接続されていて，入力されたエアを排気するようになっている。

以上に説明した搬送始動装置７００ａおよび搬送停止装置７００ｂによれば，エアシリンダ内に供給するエアが電空レギュレータにより微細に制御される。これにより，ガラス基板１０５の搬送を極めてソフトに開始し，極めてソフトに停止することができる。この結果，ガラス基板１０５の搬送中のゴミの発生およびガラス基板１０５の損傷を防ぐことができる。

（第１実施形態の変形例）
つぎに，第１実施形態の変形例について説明する。本変形例では，搬送ステージ１００に電磁石と基板支持枠とを設け，減圧下においてガラス基板１０５の外周部分を磁気浮上させる点において，ガラス基板１０５全体をエアにより浮上させる第１実施形態と異なる。よって，以下，この相異点を中心に本変形例について説明する。

（減圧下浮上搬送動作）
本変形例の浮上搬送装置１１０は，図２の３−３面にて搬送システム１０を切断した断面である図８に示したように，エア噴出装置１１０ａ，エア吸入装置１１０ｂおよびエア調整装置１１０ｃから構成されている。各装置の内部構成は第１実施形態と同様であり符号は省略する。

本変形例の搬送ステージ１００上には，ガラス基板１０５が搬送または停止する位置のガラス基板１０５外周近傍に基板支持枠１２４が設けられている。基板支持枠１２４は，磁性体としての性質を持っている。また，搬送ステージ１００には，基板支持枠１２４の下方に電磁石１２５が埋め込まれている。

図８のＨ部分を拡大した図９（ａ）に示したように，ガラス基板１０５が基板支持枠１２４の上部に位置したとき，電磁石１２５と基板支持枠１２４との間に反発力が生じるように電磁石１２５に電流が通電される。この結果，図９（ｂ）に示したように，電磁石１２５と基板支持枠１２４との間に生じる反発力によってガラス基板１０５の外周は磁気浮上する。また，ガラス基板１０５の中央部は，第１実施形態と同様に，ガラス基板１０５の上面および下面の圧力をエアによって調整することにより浮上する。

以上に説明した変形例によれば，ガラス基板１０５の搬送中にガラス基板１０５に反りが発生する危険性をさらに低くすることができる。また，基板支持枠１２４と電磁石１２５とにより，基板支持枠１２４と搬送ステージ１００との間の隙間が小さくなる。これにより，ガラス基板１０５下面側のエアとガラス基板１０５上面側のエアとの混合を少なくすることができる。この結果，ガラス基板１０５下面側の圧力Ｐ１とガラス基板１０５上面側の圧力Ｐ２との調整をより精度良く行うことができる。

（第２実施形態）
（搬送システムの構成および動作）
本実施形態では，図１０に示したように，ゲートバルブ（ゲートバルブ１６１，ゲートバルブ１６２，ゲートバルブ１６３，ゲートバルブ１６４・・・）により開閉可能な複数の室を持つチャンバ１７０が搬送システム１０に配置されている点で，ロードロック室，プロセスチャンバ，ロードロック室の順にチャンバが搬送システム１０に配置されている第１実施形態と異なる。よって，以下，この相異点を中心に第２実施形態にかかる搬送システム１０について説明する。

ガラス基板１０５が，浮上搬送装置１１０の制御によりゲートバルブ１６１前まで浮上搬送されると，ゲートバルブ１６１が開くので，ガラス基板１０５は停止することなくチャンバ１７０内に浮上搬送される。ガラス基板１０５全体がチャンバ１７０内に入ると，ゲートバルブ１６１が閉まる。

その後，ガラス基板１０５が，ゲートバルブ１６２前まで浮上搬送されると，ゲートバルブ１６２が開くので，ガラス基板１０５は，停止することなくチャンバ１７０内を浮上搬送され，その後，ゲートバルブ１６２が閉まる。

このような動作を繰り返すことにより，ガラス基板１０５がチャンバ１７０内の複数の室を停止することなく通過する間に，図示しない複数の真空ポンプが，チャンバ１７０内を排気し続ける。このようにして，ガラス基板１０５は，大気圧下から真空圧下まで連続的に浮上搬送される。なお，ガラス基板１０５は，チャンバ１７０を通過した後，図示しないプロセスチャンバに浮上搬入され，プラズマ処理を施されてもよい。

以上に説明した本実施形態によれば，ガラス基板１０５の浮上搬送を停止させることなく容器内が連続的に減圧される。これにより，第１実施形態に比べ，ガラス基板１０５の浮上搬送させながら容器内を迅速に真空状態にすることができる。

なお，すべての実施形態において，エア浮上のみを用いた基板搬送，エアと磁気浮上を用いた基板搬送，磁気浮上のみを用いた基板搬送が可能である。

上記各実施形態において，各部の動作はお互いに関連しており，互いの関連を考慮しながら，一連の動作として置き換えることができる。したがって，このように置き換えることにより，基板の搬送システムの発明は，基板の搬送方法の発明の実施形態とすることができる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

たとえば，上述した実施形態では，ガラス基板１０５は，ロードロック室１２０，プロセスチャンバ１３０，ロードロック室１４０の順に搬送され，プロセスチャンバ１３０にてプラズマによりエッチング処理が施された。

しかし，本発明の搬送システムは，ガラス基板にプラズマ処理を施すためのシステムに限られず，基板にいずれかの加工を加えるために基板を搬送するシステムに適用できる。

また，本発明の搬送システムは，図１１（ａ）に示したように，搬送ステージ１００にロードロック室，複数のプロセスチャンバ，ロードロック室が順に接続されるようなシステムであってもよいし，さらに，これらの装置にトランスファーチャンバ（トランスファモジュール）が接続されているシステムであってもよい。これによれば，ガラス基板１０５に対して，複数の加工処理を施すことができる。

また，図１１（ｂ）に示したように，本発明の搬送システムは，１つの搬送ステージ１００が，ロードロック室，プロセスチャンバ，ロードロック室の順に接続された２つの搬送ステージに分岐し，再び，１つの搬送ステージ１００に結合されるようなシステムであってもよい。これによれば，分岐した一方の搬送ステージ１００上の装置に故障が生じた場合であっても，他方の搬送ステージ１００に接続されたプロセスチャンバにより加工処理を続行することができる。

さらに，図１１（ｃ）に示したように，本発明の搬送システムは，搬送ステージ１００上のロードロック室に接続された複数のプロセスチャンバのうち，任意のプロセスチャンバにてガラス基板がプラズマ処理されるように構築されたシステムであってもよい。これによれば，複数のプロセスチャンバから特定の加工処理を行う任意のチャンバを選択することにより，１つの搬送システムで多種の加工処理を行うことができる。

本発明は，大気圧下から減圧下まで非接触に基板を搬送する基板の搬送システムに適用可能である。

本発明の第１実施形態にかかる搬送システムの一部を示した斜視図である。 同実施形態にかかる搬送システムの概略を示した平面図である。 図２の１−１面にて同実施形態の搬送システムを切断した断面図である。 図２の２−２面にて同実施形態の搬送システムを切断した断面図である。 同実施形態にかかる搬送システムの左側面図である。 図２の３−３面にて同実施形態の搬送システムを切断した断面図である 同実施形態に係る搬送始動装置および搬送停止装置の内部構成図である。 図２の３−３面にて第１実施形態の変形例にかかる搬送システムを切断した断面図である。 図９（ａ）は，図８のＨ部分の拡大図であり，図９（ｂ）は，ガラス基板の磁気浮上を説明する図である。 本発明の第２実施形態にかかる搬送システムを切断した断面図である。 本発明にかかる搬送システムの他の構成例を示した図である。

符号の説明

１０ 搬送システム
１００ 搬送ステージ
１０５ 基板
１１０ 浮上搬送装置
１１０ａ エア噴出装置
１１０ｂ エア吸入装置
１１０ｃ エア調整装置
１２０ ロードロック室
１２４ 基板支持枠
１２５ 電磁石
１３０ プロセスチャンバ
１４０ ロードロック室
１７０ チャンバ
７００ａ 搬送始動装置
７００ｂ 搬送停止装置

Claims (6)

1. 減圧下にある基板を浮上させることにより基板を搬送する基板搬送システムであって、
   第１及び第２の複数の孔が設けられた搬送ステージと、
   前記第１の複数の孔と連通し、前記基板の下面にガスを噴き出す噴出装置と、
   前記第２の複数の孔と連通し、前記基板の下面からガスを吸入する吸入装置と、
   前記基板の上面にガスを噴き出すことにより圧力を調整する調整装置とを備え、
   前記基板の下面の圧力と前記基板の上面の圧力とが一定の関係になるように、前記基板の下面に噴出及び吸入するガスと前記基板の上面に噴出及び吸入するガスとをそれぞれ制御することにより減圧下にある前記基板を浮上させることを特徴とする基板搬送システム。
2. 前記浮上搬送装置は，
   搬送方向に対して前記基板の後方下面の圧力が前記基板の前方下面の圧力よりも高くなるように前記基板の下面に噴出及び吸入するガスを制御することにより前記基板を搬送することを特徴とする請求項１に記載された基板搬送システム。
3. 前記ガスは，クリーンホットドライエアであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された基板搬送システム。
4. 前記基板の外周近傍を支持する基板支持枠が設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された基板搬送システム。
5. 前記基板支持枠は磁性体であり、
   前記搬送ステージは，
   所定の位置に電磁石を備え，
   前記浮上搬送装置は，
   前記基板支持枠が前記電磁石の上部に位置したとき，前記電磁石に通電する電流を制御することにより生じる前記電磁石と前記基板支持枠との間の反発力によって前記基板を浮上させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された基板搬送システム。
6. 第１及び第２の複数の孔が設けられた搬送ステージと，前記第１の複数の孔と連通し、前記基板の下面にガスを噴き出す噴出装置と、前記第２の複数の孔と連通し、前記基板の下面からガスを吸入する吸入装置と、を用いて前記基板を浮上させながら搬送する基板搬送方法であって：
   前記第１の複数の孔と連通し、前記基板の下面にガスを噴出する工程と、
   前記第２の複数の孔と連通し、前記基板の下面からガスを吸入する工程と、
   前記基板の上面にガスを噴き出すことにより圧力を調整する工程と、を含み、
   前記各工程では、前記基板の下面の圧力と前記基板の上面の圧力とが一定の関係になるように、前記基板の下面に噴出及び吸入するガスと前記基板の上面に噴出及び吸入するガスとをそれぞれ制御することにより減圧下にある前記基板を浮上させることを特徴とする基板搬送方法。

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