成膜装置においてはワーク（製品）のハンドリングも大切なポイントです。ワークを保持する搬送トレイ（搬送キャリア）では、ワークを安定的に保持する必要があります。自動搬送型の成膜装置で検討したい技術について紹介します。
1. 成膜装置におけるワークのハンドリング
トレイにワークを載せるだけのタイプであれば、ワークの保持は「トレイに置くだけ」ということもありますが、搬送中の保持を安定化させる必要がある場合には、ワークをトレイに固定するための仕掛けが必要となります。
よく使われるのが、搬送トレイとメタルマスクでワークをサンドイッチする方法です。磁石で固定する方法などが良く使われます。（メタルマスクは、ワークの外周部などに膜付けしないためのマスキングとして使用されます）もうひとつの方法が、トレイにつけた固定具（クランプ機構など）でワークを保持する方法です。参考特許：特許第5961918号 基板クランプ装置
2. ワーク保持に求められる性能
ワーク保持に求められる性能は、次の4点が要求されます。
- ワークの保持方法は、搬送中にワークを脱落させないこと
- 搬送中に振動などでワークとトレイの接点を発塵させないこと
- ワーク保持のための動作が安定して、ハンドリングミスが起こらないこと
- 真の付加価値動作ではないハンドリングに過度のコストをかけないこと
連続搬送方式のインライン成膜装置などでは、とくに動作の安定性が重要となります。加熱によるトレイの熱伸びや反りによるハンドリングミスを起こさないようにすることも重要です。
3. ワーク保持の課題
ワーク保持における課題は、ワークとクランプの接点や、ワークとトレイの接点で、発塵してしまうことです。ワークもトレイも個々に寸法や反りの公差をもつため、自動装置の動作で完全にストレスをなくすことは難しいです。とくに大型装置では、クランプが閉まるときに、ワークに大きな衝撃が生じているケースもあります。
4. クランプ機構への応用可能技術
クランプ機構動作は色々な研究がされており、ピンでプッシュして開閉するものや、リンク機構を活用したもの（トグルクランプなど）があります。自動装置においては、できるだけ動作を単純にして、かつソフトにしていく必要があります。そのような、ワークのハンドリングに、ダンパー機構を持った蝶番（ヒンジ）の活用が考えられます。簡易ダンパー機構を備えたヒンジは、動作速度が上がるほどトルクが上がり速度抑制効果が生まれます。
チルトヒンジ（出典：下西技研工業HP）
下西技研工業のチルトヒンジ技術は日本ものづくりワールド2018で出展されました。産業用機器、OA機器、医療機器など、様々な用途への活用が可能な、応用範囲の広い要素技術です。チルトヒンジについては真空環境での使用も可能との事ですので、成膜装置のワーク保持への利用は有効と考えられます。
東京国際フォーラム ガラス棟 会議室
