JP2004241420A

JP2004241420A - 処理装置

Info

Publication number: JP2004241420A
Application number: JP2003026186A
Authority: JP
Inventors: Arichika Ishida; 有親石田
Original assignee: Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】ガラス基板の絶縁破壊をより確実に防止でき、歩留まりを向上できる真空装置を提供する。
【解決手段】反応室２でガラス基板Ａの表面に成膜処理あるいはエッチング処理をする。ガラス基板Ａをロードロック室２１から搬送室１１へと搬入して反応室２へと搬送する。ロードロック室２１から搬送室１１へと搬送するときに最もガラス基板Ａが絶縁破壊しやすい。ロードロック室２１にプラズマ発生部２５を設ける。ロードロック室２１から搬送室１１へとガラス基板Ａを搬送する前に、プラズマ発生部２５にてロードロック室２１の内部にプラズマを発生させる。ロードロック室２１内のガラス基板Ａの帯電を取り除く。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前室から搬送室へと搬入され反応室へと搬送された被処理体を処理する処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置や有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置などのフラットパネルディスプレイの製造工程においては、無アルカリガラスにて成形された被処理体としてのガラス基板の表面に減圧下で成膜処理やエッチング処理を行う処理装置としての真空装置が多用されている。
【０００３】
そして、この種の真空装置は、減圧下で基板の表面にアルミニウム膜を成膜する基板処理室としての反応室を備えており、この反応室の一側部には、この反応室へと基板を減圧下にて搬送させる電離気体発生室としての搬送室が開閉部を介して取り付けられている。この搬送室には紫外線（ＵＶ）ランプが取り付けられており、この搬送室の室内には不活性ガスであるアルゴンガスが充填されている。
【０００４】
そして、この搬送室の紫外線ランプの点灯により、この搬送室内のアルゴンガスが陽イオンと電子とに電離されて、これら陽イオンおよび電子にて反応室へと搬送された基板の帯電が開閉部を介して取り除かれる。さらに、反応室の反対側である搬送室の一側部には、この搬送室へと基板を搬入させるロード室としての前室が開閉部を介して取り付けられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３２４２６０号公報（第２−３頁および図５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の真空装置においては、搬送室の紫外線ランプを点灯させることにより、この搬送室内のアルゴンガスを陽イオンと電子とに電離させて、これら陽イオンおよび電子にて反応室へと搬送された基板の帯電を取り除くにすぎない。
【０００７】
このため、前室や搬送室の室内で発生した基板の帯電を取り除くことができないから、反応室で処理された基板を搬送室および前室を介して搬出させることにより、この基板の絶縁破壊が発生してしまうおそれがあるため、この基板の歩留まりの向上が容易ではないという問題を有している。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、基板の絶縁破壊をより確実に防止でき、歩留まりが向上する処理装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被処理体を処理する処理室と、この処理室へと前記被処理体を搬送する搬送室と、この搬送室へと前記被処理体を搬入させる前室と、これら前室および搬送室いずれかの室内の前記被処理体の帯電を取り除く除電手段とを具備したものである。
【００１０】
そして、前室から搬送室へと搬入されるときや、搬送室から前室へと搬送されるときに最も被処理体が絶縁破壊されるおそれがあるので、前室から搬送室へと被処理体が搬入される前や、この搬送室から前室へと被処理体が搬送される前に、これら前室および搬送室いずれかの室内にて被処理体の帯電を取り除くことにより、この被処理体の絶縁破壊をより確実に防止できるから、この被処理体の歩留まりを向上できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の処理装置の一実施の形態の構成を図１を参照して説明する。
【００１２】
図１において、１は基板処理装置としての真空装置で、この真空装置１は、液晶表示装置や有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置などのフラットパネルディスプレイなどに用いられる無アルカリガラスにて成形された被処理体としてのガラス基板Ａを処理する。このガラス基板Ａの表面には、多結晶シリコンが活性層に用いられた薄膜トランジスタがマトリクス状に形成された画素表示部分のマトリクス回路や、周辺駆動回路などが作り込まれている。
【００１３】
また、真空装置１は、減圧下でガラス基板Ａの一主面である表面に対して成膜処理およびエッチング処理などのいずれかをする成膜装置あるいはエッチング装置などである。そして、この真空装置１は、室内にてガラス基板Ａの表面に成膜処理あるいはエッチング処理をする基板処理室としての反応室２を備えている。
【００１４】
この反応室２の内部である室内の下側には、上面にガラス基板Ａが設置されるステージとしてのサセプタである基板ホルダ３が取り付けられている。また、この反応室２の室内の上側には、基板ホルダ３の上面に下面を対向させてＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）電極４が取り付けられている。このＲＦ電極４は、電磁波を発振させて、基板ホルダ３の上面に設置されたガラス基板Ａの表面を成膜処理あるいはエッチング処理などさせる。
【００１５】
さらに、この反応室２の下側には、この反応室２の内部を外部に連通させて開口させる開口部５が設けられている。この開口部５には、反応室２の室内の圧力を調整する圧力調整手段としての調圧弁である調圧バルブ６が取り付けられている。また、この反応室２の一側部には、この反応室２の室内へとガラス基板Ａが搬送され、このガラス基板Ａが反応室２の室内から搬出される搬送室１１が仕切りバルブ１２を介して取り付けられている。この仕切りバルブ１２は、搬送室１１と反応室２との間に設けられ、これら搬送室１１および反応室２間を開閉可能に閉塞する。すなわち、この仕切りバルブ１２は、この仕切りバルブ１２にて搬送室１１と反応室２とを仕切ることにより、これら搬送室１１内の雰囲気と反応室２内の雰囲気とを遮断する。
【００１６】
また、搬送室１１の室内には、例えばアルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ_２）あるいはヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガスが導入されて充填されている。さらに、この搬送室１１の内部である室内の下側中央部には、この搬送室１１の室内へと搬入されたガラス基板Ａを反応室２の基板ホルダ３の上面へと搬送して設置させる搬送ロボット１３が取り付けられている。また、この搬送室１１の下側には、この搬送室１１の内部を外部に連通させて開口させる開口部１４が設けられており、この開口部１４には、搬送室１１の室内の圧力を調整する圧力調整手段としての調圧弁である調圧バルブ１５が取り付けられている。この調圧バルブ１５は、搬送室１１の室内の不活性ガスの充填による圧力を、反応室２の反対側に位置する搬送室１１の一側部に設けられた前室としてのロードロック室２１の室内の圧力と同じに調圧する。
【００１７】
このロードロック室２１は、搬送室１１の室内へとガラス基板Ａが搬入され、このガラス基板Ａが搬送室１１の室内から搬出される。さらに、このロードロック室２１と搬送室１１との間には、仕切りバルブ２２が設けられ、この仕切りバルブ２２は、ロードロック室２１および搬送室１１間を開閉可能に閉塞する。すなわち、この仕切りバルブ２２は、この仕切りバルブ２２にてロードロック室２１と搬送室１１とを仕切ることにより、これらロードロック室２１内の雰囲気と搬送室１１内の雰囲気とを遮断する。
【００１８】
また、ロードロック室２１は、外部から搬送室１１内へとガラス基板Ａを搬送する以前に、このガラス基板Ａを一旦格納する。さらに、このロードロック室２１は、このロードロック室２１内にガラス基板Ａが搬送された後に、このロードロック室２１内を真空に排気させてから、例えばアルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ_２）あるいはヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガスが導入されて充填される。
【００１９】
そして、ロードロック室２１の下側には、このロードロック室２１内を外部に連通させて開口させる開口部２３が設けられており、この開口部２３には、ロードロック室２１の室内の圧力を調整する圧力調整手段としての調圧弁である調圧バルブ２４が取り付けられている。この調圧バルブ２４は、ロードロック室２１内に不活性ガスが充填された際に、このロードロック室２１の室内の圧力を所定値に調整する。
【００２０】
さらに、このロードロック室２１の上側には、このロードロック室２１内に誘電結合型のプラズマを発生させて、このロードロック室２１内に搬入されたガラス基板Ａの帯電を取り除いて電気的に中和させる除電手段としてのプラズマ発生手段であるプラズマ発生部２５が取り付けられている。このプラズマ発生部２５は、ロードロック室２１へと搬入されたガラス基板Ａを搬送ロボット１３にて搬送室１１へと搬送させる前に、このロードロック室２１の室内へと搬入されたガラス基板Ａに対してプラズマを発生させて、このガラス基板Ａを除電させる。
【００２１】
また、このプラズマ発生部２５は、ロードロック室２１の上側面の中央部に設けた壁部２６の外周部に、導電体であるコイル２７を巻回させて構成されている。このコイル２７には、交流電源２８が接続されている。そして、このプラズマ発生部２５は、コイル２７に交流電源２８からＲＦ電力を供給することにより、このコイル２７からプラズマを放電させて、このプラズマをロードロック室２１の室内に発生させて生成させ、このプラズマにより生成されたイオンや電子を拡散させたり、このプラズマにより発生した光である真空紫外線によってロードロック室２１内のガラス基板Ａを電離させたりして、このガラス基板Ａの帯電を取り除いて、このガラス基板Ａを電気的に中和させる。
【００２２】
さらに、搬送室１１の反対側に位置するロードロック室２１の一側部には、このロードロック室２１の一側部を開閉可能に閉塞させる仕切りバルブ２９が取り付けられている。この仕切りバルブ２９は、この仕切りバルブ２９にてロードロック室２１の一側部を外部に対して仕切ることにより、このロードロック室２１内の雰囲気を外部から遮断する。また、ロードロック室２１に対向した仕切りバルブ２９の外側には、このロードロック室２１内へとガラス基板Ａを搬入させる搬送ロボット３１が取り付けられている。
【００２３】
次に、上記一実施の形態の作用を説明する。
【００２４】
まず、反応室２および搬送室１１のそれぞれを、これら反応室２および搬送室１１それぞれの調圧バルブ６，１５にて予め真空排気させる。
【００２５】
この後、ロードロック室２１の仕切りバルブ２９を開放させ、この仕切りバルブ２９からガラス基板Ａを搬送ロボット３１にてロードロック室２１内へと搬入させる。
【００２６】
この状態で、このロードロック室２１の仕切りバルブ２９を閉塞させた後、このロードロック室２１内を調圧バルブ２４にて真空排気させる。
【００２７】
そして、このロードロック室２１内が真空排気された後、このロードロック室２１内に不活性ガスを導入させて充填させるとともに、このロードロック室２１内を調圧バルブ２４にて所定の圧力に調圧させる。
【００２８】
同時に、搬送室１１内に不活性ガスを導入させて充填させるとともに、この搬送室１１内を調圧バルブ２４にてロードロック室２１内と同じ圧力に調圧させる。
【００２９】
この後、交流電源２８からプラズマ発生部２５のコイル２７へとＲＦ電力を供給させて、このプラズマ発生部２５内でプラズマを放電させてロードロック室２１内にプラズマを発生させ、このロードロック室２１内に搬送されたガラス基板Ａの帯電を取り除いて、このガラス基板Ａを電気的に中和させる。
【００３０】
この状態で、ロードロック室２１と搬送室１１との間の仕切りバルブ２２を開放させて、この仕切りバルブ２２からガラス基板Ａを搬送ロボット１３にて搬送室１１内へと搬入させる。
【００３１】
この後、この搬送室１１とロードロック室２１との間の仕切りバルブ２２を閉塞させた後、この搬送室１１と反応室２との間の仕切りバルブ１２を開放させる。
【００３２】
この状態で、この仕切りバルブ１２から搬送室１１内の搬送ロボット１３にてガラス基板Ａを反応室２内へと搬入させるとともに、このガラス基板Ａを反応室２内の基板ホルダ３の上面に設置させた後、この反応室２と搬送室１１との間の仕切りバルブ１２を閉塞する。
【００３３】
そして、この反応室２内に、反応に用いるガスを導入させるとともに、この反応室２内の圧力を調圧バルブ６にて調節して一定の圧力に保たせる。
【００３４】
この状態で、この反応室２のＲＦ電極４にＲＦ電力を供給して、この反応室２内にプラズマを発生させてこの反応室２内のガスを分解させ、この反応室２内の基板ホルダ３の上面に設置させたガラス基板Ａの表面に対して成膜あるいはエッチングをする。
【００３５】
この後、反応室２のＲＦ電極４へのＲＦ電力の供給と、この反応室２内へのガスの供給とのそれぞれを遮断して停止させた後、この反応室２の調圧バルブ６を開放させて、この反応室２内を真空にする。
【００３６】
この状態で、この反応室２と搬送室１１との間の仕切りバルブ１２を開放させてから、この搬送室１１内の搬送ロボット１３にて反応室２の基板ホルダ３に設置されたガラス基板Ａを搬送室１１へと搬出させる。
【００３７】
次いで、これら搬送室１１と反応室２との間の仕切りバルブ１２を閉塞させた後、この搬送室１１とロードロック室２１との間の仕切りバルブ２２を開放させてから、搬送室１１へと搬出されたガラス基板Ａを搬送室１１内の搬送ロボット１３にてロードロック室２１へと搬出させる。
【００３８】
この状態で、ガラス基板Ａの搬入時と同様に、搬送室１１とロードロック室２１との間の仕切りバルブ２２を閉塞させた後、このロードロック室２１内を真空排気させてから、このロードロック室２１内に不活性ガスを充填させて、プラズマ発生部２５にてロードロック室２１内にプラズマを発生させ、このロードロック室２１内のガラス基板Ａの帯電を取り除いて、このガラス基板Ａを電気的に中和させる。
【００３９】
この後、このロードロック室２１内を調圧バルブ２４にて大気開放させて、このロードロック室２１内が大気圧になった後に、このロードロック室２１の仕切りバルブ２９を開放させる。
【００４０】
この状態で、このロードロック室２１の外側の搬送ロボット３１にてロードロック室２１内のガラス基板Ａを、このロードロック室２１の外部へと搬出させる。
【００４１】
上述したように、上記一実施の形態によれば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などのフラットパネルディスプレイなどに用いられる無アルカリガラスにて成形されたガラス基板Ａは、絶縁性を有するので帯電しやすい。また、このガラス基板Ａは、搬送時の空気の摩擦などによって容易に帯電する。特に、このガラス基板Ａが帯電した状態で他の物質に近づくと、このガラス基板Ａ上に形成されている薄膜トランジスタなどが絶縁破壊してしまうおそれがある。
【００４２】
一方、アモルファスシリコンを活性層に用いた薄膜トランジスタに比べ、多結晶シリコンを活性層に用いた薄膜トランジスタは、電流駆動能力が高いため、画素表示部分のマトリックス回路のみならず、周辺駆動回路をもガラス基板Ａ上に作り込むことができる。さらに、この多結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタのゲート絶縁膜は１５０ｎｍ程度であるのに対し、アモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタのゲート絶縁膜は３５０ｎｍ程度であるので、薄膜トランジスタの耐圧は、多結晶シリコンを用いたものの方が低い。このため、多結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタは、アモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタに比べ、より低い帯電量で絶縁破壊が発生する。
【００４３】
さらに、ガラス基板Ａの絶縁破壊は、このガラス基板Ａが帯電した他の物質に近づいたときに最も発生するおそれがあるから、このガラス基板Ａを搬送ロボット１３にて受け渡す際に、このガラス基板Ａの絶縁破壊が発生してしまうおそれがある。したがって、真空装置１のロードロック室２１から搬送室１１へと搬送ロボット１３にてガラス基板Ａを搬送するときや、このガラス基板Ａを搬送室１１からロードロック室２１へと搬送ロボット１３にて搬送するときに、このガラス基板Ａの絶縁破壊が最も生じるおそれがある。
【００４４】
このため、ロードロック室２１にプラズマ発生部２５を設けて、このロードロック室２１から搬送室１１へとガラス基板Ａを搬送ロボット１３にて受け渡す直前である最も有効なときに、プラズマ発生部２５からロードロック室２１内にプラズマを発生させて、このロードロック室２１内のイオンや電子を拡散させるとともに、このプラズマにより発生した真空紫外光にてガラス基板Ａの表面付近のガスを電離させて、このガラス基板Ａの帯電を取り除いて、このガラス基板Ａを電気的に中和させる。
【００４５】
また同様に、ロードロック室２１から外部へとガラス基板Ａを搬送ロボット１３にて受け渡す直前である最も有効なときに、プラズマ発生部２５からロードロック室２１内にプラズマを発生させて、このロードロック室２１内のガラス基板Ａの帯電を取り除いて、このガラス基板Ａを電気的に中和させる。
【００４６】
この結果、この真空装置１のロードロック室２１から搬送室１１へと搬入される際のガラス基板Ａの帯電や、このロードロック室２１から外部へと搬出される際のガラス基板Ａの帯電をそれぞれ効率良く取り除くことができるので、このガラス基板Ａ上の薄膜トランジスタなどの絶縁破壊をより確実に防止できる。したがって、真空装置１の内部でのガラス基板Ａ上の素子破壊などを防止できるから、このガラス基板Ａの歩留まりを向上できるとともに、このガラス基板Ａから製造されるフラットパネルディスプレイなどの歩留まりをも向上できる。
【００４７】
さらに、プラズマ発生部２５からロードロック室２１内にプラズマを発生させる際に用いるガスは、プラズマ発生部２５にて発生されるプラズマに酸化力あるいは還元力があると、ロードロック室２１の調圧バルブ２４などの真空パーツに損傷を与えてしまう。このため、プラズマ発生部２５にてロードロック室２１内にプラズマを発生させる以前に、このロードロック室２１内に不活性ガスを充填させることにより、プラズマ発生部２５にて生成されるプラズマの酸化力あるいは還元力の発生を防止できるので、このプラズマ発生部２５にてロードロック室２１内にプラズマを発生させた際における、このロードロック室２１の調圧バルブ２４などの真空パーツの損傷を防止できる。
【００４８】
また、ロードロック室２１の排気系として調圧バルブ２４を取り付けたことにより、このロードロック室２１内の圧力を調整できる。このため、このロードロック室２１内にプラズマ発生部２５にてプラズマを発生させる以前に、このロードロック室２１内に不活性ガスを充填させた際に、このロードロック室２１内の圧力を所定の値に調整しつつ安定させることにより、このロードロック室２１内へのプラズマ発生部２５によるプラズマ放電を安定させることができる。
【００４９】
なお、上記一実施の形態では、ロードロック室２１にプラズマ発生部２５を設けたが、ガラス基板Ａを搬送室１１からロードロック室２１へと搬出させる際の搬送ロボット１３による受け渡しの前に、このガラス基板Ａの帯電を取り除く目的であれば、搬送室１１にプラズマ発生部２５を設けてもよい。そして、このプラズマ発生部２５を搬送室１１に設けた場合には、この搬送室１１の調圧バルブ１５にて搬送室１１内の圧力を調整して安定させればよい。
【００５０】
また、コイル２７を用いた誘導結合型プラズマ発生方式のプラズマ発生部２５としたが、このプラズマ発生部２５のプラズマ発生方式はどのような方式でも効果を発揮できるので、どのような方式であってもよい。ただし、発生させるプラズマによる除電効果はプラズマ密度が高いほうが大きく、また低圧力で放電させた方が大きい。このため、容量結合型プラズマ発生方式よりは、誘導結合型プラズマ発生方式や、キャビティを用いたマイクロ波プラズマ発生方式の方が短時間で効果を発揮できる。
【００５１】
さらに、無アルカリガラスにて成形されたガラス基板Ａ以外の基板などの被処理体であっても、帯電するおそれがあれば、上記一実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。また、これら被処理体の処理前あるいは処理後に、これら被処理体を除電する必要のある装置であれば、上記一実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、前室から搬送室へと搬入されるときや、搬送室から前室へと搬送されるときに最も被処理体が絶縁破壊されるおそれがあるので、前室から搬送室へと被処理体が搬入される前や、この搬送室から前室へと被処理体が搬送される前に、これら前室および搬送室いずれかの室内にて被処理体の帯電を取り除くことにより、この被処理体の絶縁破壊をより確実に防止できるから、この被処理体の歩留まりを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理装置の一実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１処理装置としての真空装置
２処理室としての反応室
１１搬送室
２１前室としてのロードロック室
２４圧力調整手段としての調圧バルブ
２５除電手段としてのプラズマ発生手段であるプラズマ発生部
Ａ被処理体としてのガラス基板

Claims

被処理体を処理する処理室と、
この処理室へと前記被処理体を搬送する搬送室と、
この搬送室へと前記被処理体を搬入させる前室と、
これら前室および搬送室いずれかの室内の前記被処理体の帯電を取り除く除電手段とを具備したことを特徴とした処理装置。
除電される前室および搬送室のいずれかの室内の圧力を調整する圧力調整手段を具備したことを特徴とした請求項１記載の処理装置。
除電される前室および搬送室のいずれかには、不活性ガスが充填されていることを特徴とした請求項１または２記載の処理装置。
除電手段は、プラズマを発生させて、除電される搬送室および前室のいずれかの室内の前記被処理体を電気的に中和させるプラズマ発生手段であることを特徴とした請求項１ないし３いずれか記載の処理装置。