JP2003100851A - 真空処理装置および真空処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板を真空下に加熱して処理するに際し、基
板のサセプタへの載置時、サセプタからの持ち上げ時等
に、サセプタと基板との間に位置ズレを発生させない真
空処理装置および真空処理方法を提供すること。 【解決手段】 ガラス基板Ｓを載置し加熱するための昇
降可能なサセプタ６、およびガラス基板Ｓの周囲となる
位置に配置されてサセプタ６を上下に貫通し、ガラス基
板Ｓの端縁部を上端のフランジ部１２で支持する中空の
複数の昇降ピン１１の下端と、昇降ピン１１の中空部に
遊挿され成膜時以外にはフランジ部１２から上方へ円錐
形状部２２を突出させる基板支持ピン２１との下端を共
に支持し、サセプタ６とは独立して昇降される支持板３
１とによって、真空チャンバー２内でガラス基板Ｓを昇
降させる。また、ガラス基板Ｓを成膜位置へ上昇させる
途中で、ガラス基板Ｓによってマスク４１を持ちあげて
セットする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガラス基板、半導体
基板等の基板を物理的、化学的に処理するための基板処
理装置および基板処理方法に関するものであり、更に詳
しくは、基板を載置して加熱するサセプタに対して基板
を位置決めし、かつ位置ズレの発生を防ぎ得る基板処理
装置および基板処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、百万個単位のＴＦＴ（薄膜トラン
ジスタ）が形成されたＬＣＤ（液晶ディスプレイパネ
ル）がテレビや小型コンピュータに多用されるようにな
っているほか、テレビではＰＤＰ（プラズマディスプレ
イパネル）も採用されるようになっているが、これらは
何れも、比較的面積の大きいガラス基板面に対し、真空
加熱下に、ＣＶＤ（化学的気相成長）、スパッタリン
グ、蒸着などの方法によって成膜処理を施し、要すれば
イオン注入処理、熱処理、エッチング処理を施して製造
されている。

【０００３】例えば、ＬＣＤ用のガラス基板には３５０
×４５０×１（何れもｍｍ）サイズのもの、最近では７
３０×９２０×１（何れもｍｍ）サイズのものが使用さ
れるようになっているが、これらのガラス基板に対し、
プラズマＣＶＤ法によって薄膜を形成させる真空処理装
置においては、成膜用の真空チャンバー内に設けられ加
熱ヒータを内蔵するサセプタ（載置台）上に、外部から
ガラス基板を搬送ロボットによって搬入し載置して３０
０℃〜５００℃の温度に加熱し、ガラス基板の端面や裏
面側には薄膜が形成されないように、ガラス基板の端縁
から例えば５ｍｍ幅の部分を覆うようにマスクを重ねて
原料ガスを導入し、高周波電力を印加しプラズマ化させ
た状態として成膜することが行われている。そして、こ
のような真空処理装置においては、サセプタを上下に貫
通して昇降する複数の昇降ピンが設けられており、昇降
ピンの先端部で支持してガラス基板を昇降させている。
すなわち、昇降ピンの先端部をサセプタの上面から突出
させる上昇位置において搬送ロボットとの間でガラス基
板の受け渡しが行われ、昇降ピンの先端部をサセプタ内
に収容する下降位置においてサセプタの上面にガラス基
板が載置される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような昇降ピンを備えた真空処理装置では、ガラス基板
がサセプタ上で位置ズレを起す場合があり、位置ズレを
起すとマスクとの相対位置にズレが生じて、本来は成膜
されるべきでないガラス基板の端面や裏面側にも成膜さ
れて製品の歩留りを低下させるほか、位置ズレが大きい
場合には搬送ロボットとの位置関係が崩れて搬出が不能
になり真空処理装置の停止を要するなど、真空処理装置
の生産性を大幅に低下させる。そのほか、昇降ピンやそ
の他のピンをガラス基板の周囲に配置し、ピンの先端部
をガラス基板の上面よりも常時突出させる場合がある
が、この場合、突出したピンの先端部を避けてガラス基
板の端縁部をマスクで覆うことは困難である。また、ピ
ンがマスクを貫通した場合、ピンとマスクの間に生ずる
隙間より着膜が起こり、マスク本来の目的を達する事が
困難となる。

【０００５】上記のようなガラス基板とサセプタとの位
置ズレの要因の一つに、搬送ロボットによるガラス基板
の搬入位置のバラツキがある。搬送ロボットには正確な
搬入位置のティーチングが行われるが、ｍｍ単位のバラ
ツキがでることは止むを得ない。また、ガラス基板には
熱膨張係数の小さいもの（≒４×１０^-6／℃）が使用さ
れ、サセプタには熱伝導性は大であるが熱膨張係数の大
きい（≒２０×１０^-6／℃）Ａｌ（アルミニウム）製の
ものが使用されるが、ガラス基板が搬入されて、温度の
高いサセプタの上面に載置されて昇温される間に、サセ
プタとガラス基板との間で位置ズレを生じることもあ
る。そのほか、プラズマＣＶＤプロセスに起因するガラ
ス基板の帯電や、サセプタからガラス基板を持ち上げる
時の剥離帯電によって、ガラス基板をサセプタから持ち
上げる時にも位置ズレを生じ易い。勿論、これら以外に
よる位置ズレ、例えば処理中における基板の移動等もあ
り得る。

【０００６】このような問題に対して、特許公報第２９
１８７８０号には、図１０に示すように、昇降可能なサ
セプタ１１３を上下に貫通して設けられ、ガラス基板１
０８とシャドーフレーム１４０とをそれぞれ位置決めす
るための山型の傾斜面を有し、サセプタ１１３とは独立
して昇降される心出し用ピン１１２と、サセプタ１１３
を上下に貫通して設けられ、ガラス基板１０８の搬入、
搬出時には先端部がサセプタ１１３の表面から突出して
ガラス基板１０８を支持し、ガラス基板１０８がサセプ
タ１１３と共に上昇される成膜時には、先端部がサセプ
タ１１３内に収容され、ガラス基板１０８をサセプタ１
１３上に載置する支持ピン２００を備えたＣＶＤ処理用
の真空チャンバー１２０が開示されている。この支持ピ
ン２００はサセプタ１１３がガラス基板１０８の搬入、
搬出時の下方位置にある時は心出し用ピン１１２を立設
させているピン支持板１２２に当接して下端を支持さ
れ、先端部をサセプタ１１３の表面から突出させ、成膜
のためにサセプタ１１３がピン支持板１２２と離隔して
上方位置にある時は、下端が支持されなくなることか
ら、下方へ落下し先端部をサセプタ１１３内で支持され
て吊り下げられる。また、シャドーフレーム１４０は待
機場所に載置されており、上昇されるサセプタ１１３上
のガラス基板１０８によって持ち上げられるようになっ
ている。

【０００７】この特許公報第２９１８７８０号の真空チ
ャンバー１２０に設けられたガラス基板１０８の位置決
め機構は、ガラス基板１０８とシャドーフレーム１４０
とを心出しするための心出し用ピン１１２と、ガラス基
板１０８を支持する支持ピン２００とが、何れもサセプ
タ１１３を上下に貫通して独立に設けられているので、
その分だけサセプタ１１３による加熱面積が削減された
ものとなっている。また、心出し用ピン１１２によって
シャドーフレーム１４０の位置決めを行うために、シャ
ドーフレーム１４０は断面を逆台形として作製されてお
り、成膜時にシャドーフレーム１４０のリップ部１４４
がガラス基板１０８の周縁部を覆った状態において、シ
ャドーフレーム１４０の底面側がサセプタ１１３と接触
しないように、サセプタ１１３の周縁部は表面を切り下
げられているので、ガラス基板１０８の加熱はその周縁
部で不均等になり易い。

【０００８】また、特許公報第３１５３３７２号には、
ホットプレート（載置板）２０４からガラス基板２０３
へ向って窒素ガスを流出させると共に、図１１に示すよ
うにホットプレート２０４を上下に貫通してガラス基板
２０３を支持する複数の基板支持ピン２０６が連結ガイ
ド２０７に固定され、この連結ガイド２０７はベルト２
０８に接合されており、ベルト２０８を駆動させるステ
ップモータ２０９の回転に応じ連絡ガイド２０７を上下
させて、基板支持ピン２０６とホットプレート２０４を
相対的に上下動させる基板処理装置２０１が開示されて
いる。そして、好ましくは基板支持ピン２０６の上昇速
度を初期には遅くし、その後に速くするもの、先端部の
高さが１ｍｍ程度異なる基板支持ピン２０６によってガ
ラス基板２０３の一端側を高くし斜めに傾けた状態で押
し上げるものが示されている。更には、一端側の基板支
持ピン２０６の外側または内側に上下動可能な基板突上
げ機構を設けて、ガラス基板２０３の一端側を突き上げ
斜めに持ち上げるようにしたものも例示されている。

【０００９】この特許公報第３１５３３７２号による基
板処理装置２０１は、ホットプレート２０４からガラス
基板２０３に向けて窒素ガスを流出させながらガラス基
板２０３を押し上げることによってガラス基板２０３の
破損、位置ズレ等を防ぐものであるが、ガラス基板２０
３とホットプレート２０４との間に発生する位置ズレを
修正する機構は設けられていない。また、この基板処理
装置２０１はホットプレート２０４が固定されているの
で、その駆動機構は不要であるが、基板支持ピン２０６
の駆動機構のほかに、上記の基板突上げ機構を設ける場
合には別途に専用の駆動機構を必要とする。

【００１０】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ガラ
ス基板や半導体基板の搬入時にサセプタとの間に多少の
位置ズレがあってもこれを修正することができ、また搬
入時の温度から成膜等の処理時の温度への昇温の過程で
生じ易い位置ズレを防ぎ、更にはプラズマ処理プロセス
に基づく帯電や、サセプタからガラス基板や半導体基板
を持ち上げる時の剥離帯電によって位置ズレを発生して
も修正することが可能な基板処理装置および基板処理方
法を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１お
よび請求項４の構成によって解決されるが、その解決手
段を説明すれば次の如くである。

【００１２】請求項１の真空処理装置は、基板を載置し
加熱する昇降可能なサセプタと、サセプタを貫通して設
けられ基板を上端で支持して昇降させる複数の昇降ピン
とを備えた真空処理装置において、基板の周囲となる位
置に配置されサセプタを上下方向に貫通して遊挿されて
おり、上端のフランジ部で基板の周縁部を支持し、サセ
プタとは独立して昇降可能とされている中空の昇降ピン
と、昇降ピンの中空部に遊挿されており、基板の処理時
以外は先端の円錐形状部がフランジ部より上方へ突出さ
れ、基板の処理時には円錐形状部が昇降ピン内へ収容さ
れる基板位置決めピンと、基板の周縁部にセットされる
マスクとを有している処理装置である。

【００１３】このような真空処理装置は、基板の搬入位
置に多少のバラツキがあっても、円錐形状部の円錐面に
よって基板の端縁が下方のフランジ部へ導かれることに
よって基板が位置決めされることから、基板の周縁部を
昇降ピンのフランジ部で支持することができる。更に
は、上記によって基板がサセプタに対して位置決めされ
るので基板とマスクとの間にも位置ずれを生じない。そ
して、基板の搬出に際し基板をサセプタ面から持ち上げ
る時にも、フランジ部から突出している円錐形状部が基
板の周囲をガードすることにより基板が位置ズレするこ
とを防ぐ。

【００１４】請求項１に従属する請求項２の真空処理装
置は、昇降ピンの下端と基板位置決めピンの下端とを支
持し、サセプタとは独立して昇降される支持部材と、基
板の処理に際し、支持部材が静止された状態でサセプタ
が上昇されることにより、フランジ部がサセプタの上面
に形成された座ぐり内に収容され、フランジ部の上面を
サセプタの上面と同一の高さとして共に上昇されて、支
持部材による支持を外される昇降ピンと、昇降ピンと同
時に支持部材による支持を外されて昇降ピン内を落下
し、円錐形状部が昇降ピン内に収容される位置で落下が
停止される基板位置決めピンとを有している処理装置で
ある。このような真空処理装置は、支持部材を上昇させ
ることによって、円錐形状部をフランジ部から突出させ
た状態で昇降ピンと基板位置決めピンを上昇させること
ができ、そのことにより基板位置決めピンで基板を位置
決めし、かつ基板の位置ズレを防ぎ、昇降ピンによって
基板を支持して昇降させることを容易化させる。

【００１５】請求項１に従属する請求項３の真空処理装
置は、マスクがサセプタの上方の静止部上の待機位置に
載置されており、基板がサセプタと共に上昇され、円錐
形状部が昇降ピン内に収容された後に、基板の周縁部に
よって持ち上げられてセットされる処理装置である。こ
のような真空処理装置は、マスキングに際し障害となる
円錐形状部が収容された後、サセプタに対して位置決め
されている基板が待機位置にあるマスクを基板の周縁部
で持ち上げるので、基板に対してマスクが位置ズレする
ことなく確実にセットされる。

【００１６】請求項４の真空処理方法は、真空下に基板
を加熱して処理する真空処理方法において、サセプタの
上方に搬入される基板に対し、基板の周囲となる位置に
配置されサセプタを上下方向に貫通して遊挿されてお
り、上端に基板の周縁部を支持するためのフランジ部を
備えた中空の複数の昇降ピンと、昇降ピンの中空部に遊
挿されており、先端の円錐形状部をフランジ部より上方
へ突出させている基板位置決めピンとを同時に上昇さ
せ、円錐形状部によって基板を位置決めし、フランジ部
によって基板を支持する工程と、基板をサセプタ上に載
置する工程と、円錐形状部を昇降ピン内に収容して基板
の周縁部にマスクをセットする工程とを有する処理方法
である。

【００１７】このような真空処理方法は、基板の搬入位
置に多少のバラツキがあっても、円錐形状部の円錐面に
よって基板の端縁が下方のフランジ部へ導かれて基板が
位置決めされ、基板の周縁部を昇降ピンのフランジ部で
支持することができる。更には上記によって基板がサセ
プタに対して位置決めされるので基板とマスクとの間に
も位置ずれを生じない。そして、搬出に際し基板をサセ
プタ面から持ち上げる時にも、フランジ部から突出して
いる円錐形状部が基板の周囲をガードすることにより基
板が位置ズレすることを防ぐ。

【００１８】請求項４に従属する請求項５の真空処理方
法は、円錐形状部によって基板を位置決めし、フランジ
部によって基板を支持する工程が、搬入された基板に対
して昇降ピンの下端と基板位置決めピンの下端を支持す
る支持部材を上昇させ、円錐形状部によって位置決めさ
れた基板をフランジ部によって支持し受け取る工程であ
る処理方法である。このような真空処理方法は、支持部
材を上昇させるという単純な操作により、基板の搬入位
置に多少のバラツキがあっても円錐形状部の円錐面によ
って基板の端縁部をフランジ部の方へ導いて基板を位置
決めし、基板の周縁部を昇降ピンのフランジ部で支持す
ることができる。

【００１９】請求項４に従属する請求項６の真空処理方
法は、基板をサセプタ上に載置する工程が、支持部材を
静止させた状態でサセプタを上昇させ、フランジ部をサ
セプタの上面に形成された座ぐり内に収容し、フランジ
部の上面をサセプタの上面と同一の高さとする工程であ
る処理方法である。このような真空処理方法は、基板を
サセプタに密着させることができ、周縁部も含めて基板
を均等に加熱することができる。

【００２０】請求項４に従属する請求項７の真空処理方
法は、円錐形状部を昇降ピン内に収容して基板の周縁部
にマスクをセットする工程が、昇降ピンと共にサセプタ
を上昇させ、支持部材による昇降ピンと基板位置決めピ
ンの支持を外して基板位置決めピンを落下させ、円錐形
状部を昇降ピン内に収容した後、サセプタを更に上昇さ
せ、上方の待機位置にあるマスクを基板の周縁部で持ち
上げる工程である処理方法である。このような真空処理
方法は、支持部材による支持を外すことにより基板位置
決めピンが落下し、マスキングに際し障害となる円錐形
状部が昇降ピン内に収容されるた後に、サセプタに対し
て位置決めされている基板が待機位置にあるマスクを基
板の周縁部で持ち上げるので、基板に対してマスクが位
置ズレすることなく確実にセットされる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の真空処理装置は、上述し
たように、基板の周囲となる位置に配置されサセプタを
上下に貫通して遊挿されており、上端のフランジ部で基
板の周縁部を支持し、サセプタと独立して昇降可能とさ
れている中空の複数の昇降ピンと、昇降ピンの中空部に
遊挿されており、基板の処理時以外は先端の円錐形状部
がフランジ部より上方へ突出され、基板の処理時には円
錐形状部が昇降ピン内へ収容される基板位置決めピン
と、基板の周縁部にセットされるマスクを有している装
置であり、基板位置決めピンの円錐形状部が昇降ピンの
フランジ部から突出された状態にある時に、円錐形状部
の円錐面によって基板を位置決めし、フランジ部によっ
て基板を支持する工程と、基板をサセプタ上に載置する
工程と、円錐形状部を昇降ピン内に収容して基板の周縁
部にマスクをセットする工程とを有する基板処理方法で
ある。

【００２２】本発明において、基板を支持して昇降させ
る複数本の昇降ピンは、基板の周囲に配置され加熱用の
サセプタを貫通して上下動可能に遊挿される。すなわ
ち、昇降ピンは上端のフランジ部で基板の端縁部を支持
して昇降させるので、対向する位置に少なくとも２本は
必要であり、基板が方形状であれば各辺に対応させて４
本またはそれ以上、基板が円形状であればほぼ等角度間
隔に配置して３本またはそれ以上を設けることが望まし
い。しかし、基板を安定に支持することができる本数が
あればよく、必要以上の本数の設置は無駄である。また
昇降ピンは、搬入された基板をサセプタの上方で受け取
り、サセプタの上面に載置するように動作するので、サ
セプタとは独立して昇降可能であることを要する。更に
は、昇降ピンは、基板をサセプタの上面に載置した時点
で、基板がサセプタと密接していることを要するので、
基板をサセプタの上面に載置する時点で、基板を支持す
るフランジ部はサセプタの上面に設けた座ぐり内に収容
されることを要し、好ましくは、その時点でフランジ部
の上面をサセプタの上面と同一の高さにすることによ
り、基板の加熱を一層均等化することができる。

【００２３】そして、このような基板の処理において必
要なことは、基板がサセプタ上で位置ズレしないことで
ある。上述したように、基板は端面および裏面側が処理
されないことを要するが、そのために、例えば基板の周
縁から幅５ｍｍの部分を額縁様のマスクで覆って処理す
ることになるが、この場合に基板とマスクが位置ズレを
生じると得られる処理の完了した基板が製品化されない
等のトラブルを招く。また、処理ずみの基板が位置ズレ
を生じると、搬出時に搬送ロボットへの受け渡しないし
は搬出が不能になり、真空処理装置の停止が必要な事態
を生ずる。

【００２４】従って、基板とサセプタとの位置ズレを防
ぐ手段を必要とするが、本発明の真空処理装置において
は、昇降ピンの中心部に遊挿され、先端に円錐形状部を
有する基板位置決めピンによって行う。すなわち、基板
の処理時以外には、先端の円錐形状部を昇降ピンのフラ
ンジ部より上方へ突出させた状態とし、搬送ロボットに
よる基板の搬入位置に多少のバラツキがあっても、基板
の端縁部が円錐形状部の円錐面によって下方のフランジ
部へ導かれて位置決めされ、昇降ピンのフランジ部に至
って支持される。そして、その基板は下方から上昇され
るサセプタによって受け取られ載置されるので、基板は
サセプタに対して位置決めされることになる。

【００２５】上記のような昇降ピンと基板位置決めピン
との相対的な位置関係は、昇降ピンの下端と基板位置決
めピンの下端を支持する支持部材を設け、支持部材で支
持している時に、基板位置決めピンの高さを昇降ピンの
フランジ部より円錐形状部の高さだけ大に設定すること
により簡易に得られる。すなわち、基板の処理時以外に
は、支持部材で支持して円錐形状部をフランジ部から突
出させることができ、基板の処理時には、昇降ピンと基
板位置決めピンの支持を外すことにより、円錐形状部を
昇降ピン内に収容することができる。勿論、支持部材以
外の手段によって昇降ピンと基板位置決めピンを同様に
作用させてもよい。そして処理の完了後、基板の搬出に
際しては、再び円錐形状部を突出させることにより、円
錐形状部が基板の周囲をガ−ドし、基板をサセプタから
持ち上げる時に位置ズレが発生することを防ぐことがで
きる。

【００２６】

【実施例】次に、本発明の真空処理装置および真空処理
方法を実施例により、図面を参照して、具体的に説明す
る。

【００２７】（実施例）図１は本発明の真空処理装置の
一例であるＬＣＤ用ガラス基板に成膜するためのプラズ
マＣＶＤ装置１の真空チャンバー２の断面図である。真
空チャンバー２は函体３と天井部の上蓋を兼ねるカソー
ド電極４とが絶縁体（フッ素樹脂）５を挟んで構成され
ており、図示しない真空排気管によって減圧可能となっ
ている。そして、真空チャンバー２の内部には、ガラス
基板Ｓを載置して加熱するために、ヒーターを内蔵する
アルミニウム製のサセプタ６が設置されており、函体３
の底部を貫通する昇降ロッド６ｒによって下方位置
（１）と中間位置と成膜位置との三段に昇降される。な
お、図１では簡明化のために図示していないが、昇降ロ
ッド６ｒが函体３の底部を貫通する部分には真空シール
が施されている。

【００２８】更には、ガラス基板Ｓの外周にほぼ接する
ように配置され、サセプタ６を上下に貫通して、ガラス
基板Ｓを昇降させる中空の複数本の昇降ピン１１が設け
られており、それらの上端にはガラス基板Ｓの周縁部を
支持するフランジ部１２が形成されている。そしてサセ
プタ６の上面には昇降ピン１１が下降された時にフラン
ジ部１２を収容するための座ぐり６ｆが設けられてい
る。また、昇降ピン１１の中空部には、先端側を円錐形
状部２２とした円柱状の頭部２３を有する基板位置決め
ピン２１が遊挿されている。そして、昇降ピン１１と基
板位置決めピン２１は共に下端を支持部材３１によって
支持されており、支持部材３１はサセプタ６とは独立し
て、下方位置（２）と上方位置との二段に昇降される。

【００２９】そして、カソード電極４には図示せずとも
ＲＦ電源が接続されており、アノードとなるサセプタ６
は函体３と同電位としてアースされている。また、天井
部のカソード電極４の直下は図示を省略した配管によっ
て導入される反応性原料ガスのガス溜め７となってお
り、ガス溜め７の底面側には、原料ガスをガラス基板Ｓ
の表面へ均等に分配するための多数の整流孔８ｈを有す
るシャワープレート８が取り付けられている。更には、
函体３の側壁部に形成された段差部３ｄには、この段差
部３ｄを待機位置とし、内周側を薄肉としたマスク４１
が載置されている。このマスク４１は、ガラス基板Ｓの
周縁部を覆って、ガラス基板Ｓの端面および裏面側に成
膜されないようにするものである。そして、ガラス基板
Ｓの直下に示すものは、ガラス基板Ｓを搬入、搬出する
搬送ロボットの先端の２本のハンド５１である。

【００３０】図２は、昇降ピン１１と基板位置決めピン
２１が共に下端を支持部材３１によって支持されている
時のサセプタ６と支持部材３１の一部を示す拡大断面図
である。上述したように、中空の昇降ピン１１はサセプ
タ６を上下に貫通して昇降可能とされており、上端には
ガラス基板Ｓの周縁部を支持するフランジ部１２が形成
されている。また、昇降ピン１１の中空部には、先端側
が円錐形状部２２となっている円柱状の頭部２３を備え
た基板位置決めピン２１が遊挿されており、昇降ピン１
１と基板位置決めピン２１は共に下端を支持部材３１の
坐部３２によって支持されている。そして、昇降ピン１
１の上端部の内壁には、後述するように基板位置決めピ
ン２１が落下する時に、頭部２３のストッパー１３とな
る段差が形成されている。勿論、このストッパー１３以
外の手段によって基板位置決めピン２１の落下を停止さ
せるようにしてもよい。なお、サセプタ６内には昇降ピ
ン１１の外周に当接するセラミック製の摺動ガイド９が
取り付けられている。

【００３１】図３は、図２に対応する図であり、ガラス
基板Ｓへの成膜時等において、昇降ピン１１と基板位置
決めピン２１が支持部材３１による支持を外されている
状態を示す断面図である。すなわち、昇降ピン１１はフ
ランジ部１２をサセプタ６の座ぐり６ｆ内に収容し、フ
ランジ部１２の上面をサセプタ６の上面と同一の高さと
している。他方、基板位置決めピン２１は昇降ピン１１
内を落下するが、昇降ピン１１の内壁に形成されたスト
ッパー１３によって頭部２３の底面が受け止められて、
先端側の円錐形状部２２が昇降ピン１１内へ収容される
と共に、昇降ピン１１の下端から基板位置決めピン２１
の下端部が落下距離に応じた長さだけ垂下される。

【００３２】図４から図９までは、上述のような実施例
のプラズマＣＶＤ装置１によってガラス基板Ｓの片面に
成膜する場合の、減圧下の真空チャンバー２内における
各構成要素の動作をステップ毎に示す断面図である。す
なわち、図４はサセプタ６が下方位置（１）にあり、昇
降ピン１１と基板位置決めピン２１の下端を支持する支
持板３１も下方位置（２）にある時に、ガラス基板Ｓが
搬送ロボットのハンド５１によって挿入された状態を示
す。この時の昇降ピン１１と基板位置決めピン２１の位
置関係は、図２に示すように、基板位置決めピン２１の
先端側の円錐形状部２２を含む頭部２３の上半部が昇降
ピン１１のフランジ部１２から上方へ突出された状態に
ある。なお、この時点で、サセプタ６は既に反応温度の
４５０℃に加熱されており熱膨張している。また、図２
に示すように、ガラス基板Ｓの端縁は昇降ピン１１のフ
ランジ部１２上にあり、フランジ部１２から外れること
のないように、搬送ロボットはティーチングされている
が、搬送ロボットによるガラス基板Ｓの搬入位置には多
少のバラツキがでる。

【００３３】図５は、図４の状態から支持板３１を上方
位置へ上昇させて、基板位置決めピン２１と共に昇降ピ
ン１１をサセプタ６から上方へ移動させることにより、
昇降ピン１１のフランジ部１２によってガラス基板Ｓの
周縁部を支持して搬送ロボットのハンド５１から持ち上
げた状態を示す。この時、ガラス基板Ｓの搬入位置に多
少のバラツキがあっても、基板位置決めピン２１の先端
側の円錐形状部２２の円錐面がガラス基板Ｓの端縁を下
方のフランジ部１２の方へ導くので、ガラス基板Ｓはフ
ランジ部１２に位置決めされて支持される。そしてこの
状態で搬送ロボットのハンド５１は引き抜かれて後退す
る。

【００３４】図６は、図５の状態から、支持板３１を上
方位置としたまま、サセプタ６を中間位置に上昇させ、
フランジ部１２上のガラス基板Ｓがサセプタ６の上面に
位置決めされて載置された状態を示す。この時点におい
て、昇降ピン１１のフランジ部１２はサセプタ６に設け
られた座ぐり６ｆ内に収容され、フランジ部１２の上面
はサセプタ６の上面と同一の高さとなる。従って、ガラ
ス基板Ｓはサセプタ６の表面に密接されるほか、フラン
ジ部１２からの伝熱も十分であり、ガラス基板Ｓは周縁
部も均等に加熱される。

【００３５】図７は、図６の状態から、更にサセプタ６
を成膜位置まで上昇させた状態を示す。図６の状態から
サセプタ６を上昇させ始めると、図３も参照し、サセプ
タ６の座ぐり６ｆにフランジ部１２を収容している昇降
ピン１１も同時に持ち上げられて支持板３１による支持
を失う。同時に、基板位置決めピン２１も支持板３１の
支持を失って昇降ピン１１内を落下するが、頭部２３が
昇降ピン１１の内壁に設けられたストッパー１３によっ
て受け止められて、下端部を昇降ピン１１の下端から垂
下させる。

【００３６】更に、サセプタ６が続いて上昇されること
により、函体３の側壁部の段差３ｄの上面を待機位置と
して載置されているマスク４１がサセプタ６上のガラス
基板Ｓの周縁部で持ち上げられるが、ガラス基板Ｓはサ
セプタ６に対して位置決めされているので、マスク４１
とガラス基板Ｓは位置ズレすることはない。そしてサセ
プタ６が更に上昇されることにより、マスク４１は図７
の成膜位置まで同伴される。

【００３７】図７の状態において、原料ガスが図示を省
略した配管からガス溜め７内へ供給されて、シャワープ
レート８のガス整流孔８ｈからガラス基板Ｓ面へ流入さ
れ、図示しないＲＦ電源によってカソード電極４と、ア
ノード電極となるサセプタ６との間に高周波電力を印加
することにより、カソード電極４とサセプタ６との間に
プラズマ放電が生じ、プラズマ化された原料ガスによっ
てガラス基板Ｓ上に薄膜が形成される。この時、マスク
４１がガラス基板Ｓの周縁部上に位置ズレすることなく
存在しているので、サセプタ６上に載置されているガラ
ス基板Ｓの端面と裏面側には成膜されない。またマスク
４１の内周縁部は薄く作成されているので、ガラス基板
Ｓのマスク４１に接する部分がマスク４１の影になって
原料ガスが不足気味になることはなく均等に成膜され
る。そして、所定の膜厚が得られと、原料ガスの供給お
よび高周波電力の印加が停止されて、ガラス基板Ｓの搬
出過程に入る。

【００３８】図８は、図７の状態からサセプタ６が下降
されて、途中でマスク４１を段差３ｄの上面の待機位置
に戻し、更にサセプタ６が下方位置（１）まで下降され
た状態を示すが、この状態は図５に示した状態と同様で
あり、この時点で、昇降ピン１１と基板位置決めピン２
１は下端を上方位置の支持板３１に接して支持される。
そして、搬送ロボットのハンド５１がガラス基板Ｓの下
方へ挿入される。

【００３９】続く図９は、図８の状態からサセプタ６は
下方位置（１）のまま支持板３１が下方位置（２）まで
下降されることにより、搬送ロボットのハンド５１上に
成膜の完了したガラス基板Ｓが載置された状態を示す。
この後、ガラス基板Ｓは搬出され、続いて次ぎの新しい
ガラス基板Ｓが搬入される。

【００４０】以上、本発明の真空処理装置および真空処
理方法を実施例によって説明したが勿論、本発明はこれ
に限られることなく、本発明の技術的思想に基づいて種
々の変形が可能である。

【００４１】例えば本実施例にいては、成膜する基板と
してガラス基板を例示したが、基板は半導体基板であっ
てもよく、またアルミニウム基板のような金属基板であ
ってもよく、基板の種類は限定されない。また本実施例
においては、ガラス基板をサセプタに載置した後、ガラ
ス基板をサセプタに固定する手段は特に設けなかった
が、例えば、ガラス基板をサセプタに真空吸着させるよ
うにしてもよい。また本実施例においては、ガラス基板
をサセプタの上面に密接して載置し加熱する場合を例示
したが、プロキシミティ・ギャップを設け、輻射熱で加
熱するようにしてもよい。

【００４２】また本実施例においては、ＬＣＤ用ガラス
基板に成膜する場合を例示して、図１に示したように額
縁様のマスク４１を使用したが、円形のシリコン基板に
成膜するような場合には円環状のマスクが使用されるこ
とは言うまでもない。また本実施例においては、真空処
理装置としてプラズマＣＶＤ装置を例示したが、本発明
の真空処理装置および真空処理方法は、これ以外の成膜
用の装置、例えば蒸着装置やスパッタリング装置のほ
か、イオン注入装置、熱処理装置等の真空下において行
われる各種の処理装置および処理方法に適用される。

【００４３】

【発明の効果】本発明の真空処理装置および真空処理方
法は以上に説明したような形態で実施され、次に述べる
ような効果を奏する。

【００４４】請求項１の真空処理装置によれば、基板の
周縁部を上端のフランジ部で支持する中空の複数の昇降
ピンと、昇降ピンの中空部に遊挿されており、サセプタ
への基板の載置時、サセプタからの基板の持ち上げ時な
どにおいては、先端の円錐形状部を昇降ピンのフランジ
部より上方へ突出させる基板位置決めピンとが設けられ
ているので、基板の搬入位置に多少のバラツキがあって
も円錐形状部の円錐面によって基板の端縁が下方のフラ
ンジ部へ導かれることにより基板を位置決めすることが
でき、従ってセットとされるマスクとの位置ズレを生起
せず、位置ズレによる処理不良品を発生させない。ま
た、基板の搬出に際し基板をサセプタから持ち上げる時
には、フランジ部から突出される円錐形状部が基板の周
囲をガードすることにより、基板の位置ズレを防ぐこと
ができ、搬出トラブルを発生させない。

【００４５】請求項２の真空処理装置によれば、基板の
処理に際し、支持部材が静止されてサセプタが上昇さ
れ、昇降ピンはフランジ部がサセプタの座ぐり内に収容
されることから基板はサセプタに密接して効果的に加熱
され、昇降ピンと共に支持部材による支持を外される基
板位置決めピンは落下し、円錐形状部が昇降ピン内に収
容されることから、マスクを基板の周縁部にセットする
に当っても障害となることはない。

【００４６】請求項３の真空処理装置によれば、サセプ
タに対して位置決めされている基板をサセプタによって
上昇させて、上方の待機位置にあるマスクを持ち上げる
ので、マスクは基板と位置ズレすることなく基板の周縁
部をカバーし、処理位置が不適正な基板を発生させな
い。

【００４７】請求項４の真空処理方法によれば、基板位
置決めピンの円錐形状部で位置決めし昇降ピンのフラン
ジ部で支持する基板をサセプタに載置し、サセプタを上
昇させることによってマスクを基板で持ち上げてセット
するので、基板の搬入位置に多少のバラツキがあっても
円錐形状部の円錐面によって基板の端縁を下方のフラン
ジ部の方へ導くことにより基板を位置決めすることがで
き、従ってまた、セットとされるマスクとの位置ズレを
生起せず、位置ズレによる処理不良品を発生させない。
更には、基板の搬出に際し基板をサセプタから持ち上げ
る時には、フランジ部から突出される円錐形状部が基板
の周囲をガードして基板が位置ズレすることを防ぎ、搬
出トラブルを発生させない。

【００４８】請求項５の真空処理方法によれば、円錐形
状部によって位置決めしフランジ部によって基板を支持
する工程が、搬入されてサセプタの上方にある基板に対
し、昇降ピンの下端と基板位置決めピンの下端を支持す
る支持部材を上昇させて支持する工程であるので、円錐
形状部をフランジ部より上方へ突出させた状態を容易に
得ることができ、基板の位置決めと支持を所定通りに精
度高く行い得る。

【００４９】請求項６の真空処理方法によれば、基板を
サセプタ上に載置する工程が、支持部材を静止させた状
態でサセプタを上昇させ、フランジ部をサセプタの上面
に形成された座ぐり内に収容して、フランジ部の上面を
サセプタの上面と同一の高さとする工程であるので、基
板をサセプタに密接させることができ、周縁部も含めて
基板を均等に加熱することができる。

【００５０】請求項７の真空処理方法によれば、円錐形
状部を昇降ピン内に収容して基板の周縁部にマスクをセ
ットする工程が、昇降ピンと共にサセプタを上昇させ、
支持部材による昇降ピンと基板位置決めピンの支持を外
して基板位置決めピンを落下させ、円錐形状部を昇降ピ
ン内に収容した後、サセプタを更に上昇させ、上方の待
機位置にあるマスクを基板の周縁部で持ち上げてセット
する工程であるので、円錐形状部が障害物となることな
く、マスクを基板の周縁部に密接させてセットすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のプラズマＣＶＤ装置の真空チャンバー
の断面図である。

【図２】支持板によって基板位置決めピンと共に支持さ
れた昇降ピンのフランジ部でガラス基板が支持されてい
る状態を示す断面図である。

【図３】支持板による昇降ピンと基板位置決めピンとの
支持が外されて、昇降ピンのフランジ部の上面をサセプ
タの上面と同一の高さとすると共に、落下する基板位置
決めピンの円錐形状部が昇降ピン内に収容された状態を
示す図である。

【図４】図４から図９までは、真空チャンバー内におけ
るサセプタ、および昇降ピンと基板位置決めピンの動作
によるガラス基板の昇降をステップ的に示す図であり、
図４は搬送ロボットのハンドによってガラス基板が搬入
された状態を示す。

【図５】支持板を上昇させ昇降ピンのフランジ部によっ
てガラス基板の端縁部を支持し搬送ロボットのハンドか
ら持ち上げた状態を示す図である。

【図６】続いてサセプタを上昇させて、ガラス基板をサ
セプタの上面に密接させて載置した状態を示す図であ
る。

【図７】更にサセプタを上昇させて、支持板による昇降
ピンと基板位置決めピンの支持を外し、上昇の途中でガ
ラス基板によってマスクを持ち上げ、ガラス基板を成膜
位置まで移動させた状態を示す図である。

【図８】成膜の完了後、サセプタを下降させ、昇降ピン
と基板位置決めピンを支持板に支持させることによりサ
セプタをガラス基板から離隔させた後、ガラス基板の下
方へ搬送ロボットのハンドを挿入した状態を示す図であ
る。

【図９】続いて支持板を下降させることによりガラス基
板を搬送ロボットのハンド上に載置した状態を示す図で
ある。

【図１０】従来例の真空チャンバー内におけるガラス基
板の昇降機構を示す部分断面図である。

【図１１】他の従来例の基板処理装置の断面図である。

【符号の説明】

１ プラズマＣＶＤ装置 ２ 真空チャンバー ３ 函体 ３ｄ 段差 ４ カソード電極 ６ サセプタ ６ｆ 座ぐり ６ｒ 昇降ロッド ７ ガス溜め ８ シャワープレート １１ 昇降ピン １２ フランジ部 １３ ストッパー ２１ 基板位置決めピン ２２ 円錐形状部 ３１ 支持板 ４１ マスク ５１ 搬送ロボットのハンド Ｓ ガラス基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K029 AA02 AA06 AA09 CA01 CA03 CA05 JA01 4K030 CA02 CA04 CA06 EA06 FA03 GA02 LA18 5F031 CA02 CA05 HA24 HA28 HA33 HA37 JA27 KA03 MA28 MA29 MA30 MA31 MA32

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を載置し加熱する昇降可能なサセプ
   タと、前記サセプタを貫通して設けられ前記基板を上端
   で支持して昇降させる複数の昇降ピンとを備えた真空処
   理装置において、 前記基板の周囲となる位置に配置され前記サセプタを上
   下方向に貫通して遊挿されており、上端のフランジ部で
   前記基板の周縁部を支持し、前記サセプタとは独立して
   昇降可能とされている中空の昇降ピンと、 前記昇降ピンの中空部に遊挿されており、前記基板の処
   理時以外は先端の円錐形状部が前記フランジ部より上方
   へ突出され、前記基板の処理時には前記円錐形状部が前
   記昇降ピン内へ収容される基板位置決めピンと、 前記基板の周縁部にセットされるマスクとを有している
   ことを特徴とする真空処理装置。
2. 【請求項２】 前記昇降ピンの下端と前記基板位置決め
   ピンの下端とを支持し、前記サセプタとは独立して昇降
   される支持部材と、 前記基板の処理に際し、前記支持部材が静止された状態
   で前記サセプタが上昇されることにより、前記フランジ
   部が前記サセプタの上面に形成された座ぐり内に収容さ
   れ、前記フランジ部の上面を前記サセプタの上面と同一
   の高さとして共に上昇されて前記支持部材による支持を
   外される前記昇降ピンと、 前記昇降ピンと同時に前記支持部材による支持を外され
   て前記昇降ピン内を落下し、前記円錐形状部が前記昇降
   ピン内に収容される位置で落下が停止される前記基板位
   置決めピンとを有している請求項１に記載の真空処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記マスクが前記サセプタの上方の静止
   部上の待機位置に載置されており、前記基板が前記サセ
   プタと共に上昇され、前記円錐形状部が前記昇降ピン内
   に収容された後に、前記基板の周縁部によって持ち上げ
   られてセットされる請求項１に記載の真空処理装置。
4. 【請求項４】 真空下に基板を加熱して処理する真空処
   理方法において、 サセプタの上方に搬入される前記基板に対し、前記基板
   の周囲となる位置に配置され前記サセプタを上下方向に
   貫通して遊挿されており、上端に前記基板の周縁部を支
   持するためのフランジ部を備えた中空の複数の昇降ピン
   と、前記昇降ピンの中空部に遊挿されており、先端の円
   錐形状部を前記フランジ部より上方へ突出させている基
   板位置決めピンとを同時に上昇させて、前記円錐形状部
   によって前記基板を位置決めし、前記フランジ部によっ
   て前記基板を支持する工程と、 前記基板を前記サセプタ上に載置する工程と、 前記円錐形状部を前記昇降ピン内に収容して前記基板の
   周縁部にマスクをセットする工程とを有することを特徴
   とする真空処理方法。
5. 【請求項５】 前記円錐形状部によって前記基板を位置
   決めし、前記フランジ部によって前記基板を支持する工
   程が、搬入された前記基板に対して前記昇降ピンの下端
   と前記基板位置決めピンの下端を支持する支持部材を上
   昇させ、前記円錐形状部によって位置決めされた前記基
   板を前記フランジ部によって支持し受け取る工程である
   請求項４に記載の真空処理方法。
6. 【請求項６】 前記基板を前記サセプタ上に載置する工
   程が、前記支持部材を静止させた状態で前記サセプタを
   上昇させ、前記フランジ部を前記サセプタの上面に形成
   された座ぐり内に収容し、前記フランジ部の上面を前記
   サセプタの上面と同一の高さとする工程である請求項４
   に記載の真空処理方法。
7. 【請求項７】 前記円錐形状部を前記昇降ピン内に収容
   して前記基板の周縁部に前記マスクをセットする工程
   が、前記昇降ピンと共に前記サセプタを上昇させ、前記
   支持部材による前記昇降ピンと前記基板位置決めピンの
   支持を外して前記基板位置決めピンを落下させ、前記円
   錐形状部を前記昇降ピン内に収容した後、前記サセプタ
   を更に上昇させ、上方の待機位置にある前記マスクを前
   記基板の周縁部で持ち上げる工程である請求項４に記載
   の真空処理方法。