JP2004311934A - Ｆｐｄ製造装置の基板支持手段 - Google Patents

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Abstract

【課題】 基板を持ち上げるか下ろす時、基板が曲げられないように基板の縁だけでなく、中央部分を支持するに好適な昇降ピンを備えたＦＰＤ製造装置の基板支持手段を提供すること。
【解決手段】 本発明に係るＦＰＤ製造装置の基板支持手段は、上端部分が逆円錐形状になされた垂直貫通ホールが複数個設けられ、ガラス基板（４０）が水平に載せられる基板支持台（３６）と; 基板（４０）を基板支持台（３６）から持ち上げるか基板支持台（３６）に下ろすことができるように上下運動可能に前記貫通ホールに挿入されて、複数個設置され、上端部分が、前記貫通ホールの上端部分と合致する逆円錐形状になされた昇降ピン（３２）と;を備えることを特徴とする。本発明によれば、昇降ピン（３２）がスティック形状ではなく逆円錐形状をしており、基板支持台（３６）と緊密に密着するため、昇降ピン（３２）のある部位（Ａ）とそうでない部位において温度及び電位差が生じることが防止される。従って、基板（４０）にムラが生じなく、均一の成膜又はエッチングなどがなされる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、平板ディスプレイ(Flat Panel Display、以下、‘ＦＰＤ'）製造装置の基板支持手段に関するものであって、特に、ガラス基板を持ち上げるか下ろす時にガラス基板が曲がらないように、ガラス基板の縁だけではなく、中央部分を支持するに好適な昇降ピンを備えた基板支持手段に関するものである。
ドライエッチング装置(Dry Etｃhｅr)、化学気相蒸着装置(Chemical Vapor Deposition apparatus)）、及びスパッタ(Sputter)などのようなＦＰＤ製造装置は、通常、３つの真空チャンバーを含む。前記３つの真空チャンバーは、工程が進行される基板を外部から受け入れるか工程が終わった基板を外部に送り出すのに用いられるロードロックチャンバー(Loadlock Chamber)と、プラズマや熱エネルギーを用いて膜を蒸着するかエッチングなどを行うのに用いられる工程チャンバー(Process Chamber)と、基板をロードロックチャンバーから工程チャンバーへ或いはその反対に搬送するのに用いられる搬送チャンバー（Transfer Chamber)とを言う。
図１は、従来のＦＰＤ製造装置の構造を説明するための平面図である。
図１を参照すると、搬送チャンバー（２０）内には、ロボット(robot、２２)が設置される。前記ロボット（２２）には、ガラス基板(glass substrate、４０）を持ち上げるためのハンドが備えられる。前記ロボットは、前記ハンドの上に基板を載せて、前記基板をロードロックチャンバー（１０）から工程チャンバー（３０）へ又はその反対に搬送させる。
工程チャンバー（３０）では、基板（４０）が基板支持台（substrate supporting platｅ、３６）上に載せられた状態で工程が進行される。また、前記基板（４０）は、昇降ピン（３２）又は昇降バー（３４）の助力を受けて基板支持台（３６）から持ち上げられるか基板支持台（３６）に下ろされる。
前記昇降ピン（３２）は、基板支持台のうち、前記基板（４０）が置かれる部分に位置するが、前記昇降バー（３４）は、前記基板支持台のうち、前記基板（４０）が置かれる部分の外側に位置される。前記昇降バー（３４）は、その上端部分が水平方向に折り曲げられているため、その折り曲げ部位が基板（４０）に向かうようにすると、基板（４０）が前記昇降バー（３４）上に載せられ得るように前記折り曲げ部位の長さが十分に長く備えられる。
図２ａ乃至図２ｆは、前記従来のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。
工程チャンバー（３０）で所定の工程が終わると、工程済みの基板（４０ｂ）は基板支持台（３６）上に載せられた状態で暫く待機し、この際に、搬送チャンバー（２０）と工程チャンバー（３０）との間のドアが開けられ、ロボット（２２）が工程待機中の基板（４０Ａ）をもって工程チャンバー（３０）に入る。すると、昇降バー（３４）が上昇して、入った基板（４０Ａ）を支え上げ、ロボット（２２）は工程チャンバー（３０）から抜け出て搬送チャンバー（２０）に戻る（図２ａ、図２ｂを参照）。
ロボット（２２）が搬送チャンバー（２０）に戻ると、昇降ピン（３２）が上昇して、基板支持台（３６）上に載せられている工程済みの基板（４０ｂ）を持ち上げる。すると、搬送チャンバー（２０）にあったロボット（２２）が再度工程チャンバー（３０）に入る。この際に、昇降ピン（３２）が下降して、基板（４０ｂ）がロボットのハンド上に載せられ、ロボット（２２）は工程済みの基板（４０ｂ）をもって搬送チャンバー（２０）に戻る（図２ｃ、図２ｄを参照）。
すると、工程チャンバー（３０）と搬送チャンバー（２０）との間のドアが閉じられると同時に、昇降ピン（３２）と昇降バー（３４）とが降りて、待機中の基板（４０Ａ）を基板支持台（３６）上に載せて、 所定の工程を進行する（図２ｅを参照）。
そして、搬送チャンバー（２０）にあったロボット（２２）は、ロードロックチャンバー（１０）にある基板保管場所（未図示）に工程済みの基板（４０ｂ）を下ろし、ロードロックチャンバー（１０）の別の基板保管場所（未図示）に保管中であった待機基板（４０ｃ）をハンドに載せて、１８０度回転した後に、工程チャンバー（３０）での工程が終わるまでに搬送チャンバー（２０）で待機する（図２ｆを参照）。
この間、ロードロックチャンバー（１０）と搬送チャンバー（２０）との間のドアが閉じられ、工程済みの基板（４０ｂ）がロードロックチャンバー（１０）外に排出され、新たに処理する基板（未図示）がロードロックチャンバー（１０）に搬入される基板の交換が起こる。この際に、工程チャンバー（３０）で工程が進行される間に、前記基板交換が終わるようにするのが好ましいので、ロードロックチャンバー（１０）のベンティング(venting)及びポンピング(pumping)が迅速になされるべきである。
図３ａ及び図３ｂは、図１のＦＰＤ製造装置の問題点を説明するための図面である。
前述の従来のＦＰＤ製造装置は、図３ａに示されたように、昇降ピン（３２）が基板支持台のうち基板（４０）が置かれる位置の縁からほぼ１５ｍｍ内側に設置される。即ち、基板（４０）の中央部分が置かれる位置には、昇降ピン（３２）が配置されないものである。
図３ｂに示されたように、基板（４０）が基板支持台（３６）に載せられた時、昇降ピン（３２）のある部位（Ａ）とそうでない部位において温度や電位差が生じて、エッチングなどの工程進行後に、エッチング速度などの差により基板（４０）の表面にムラ（４５）が生じることから、昇降ピン（３２）を基板（４０）の中央部分に配置することができず、このように縁部分のみに配置するものである。
しかし、最近、基板の大きさが２ｍｘ２ｍ程度まで大型化することにより、従来のように基板の移送過程の中、基板（４０）の縁のみを持ち上げるようになると、基板（４０）の真中部分に曲げ現像が発生し過ぎて基板（４０）が割れるかロボットが基板（４０）の下方に進入できず、基板の搬送自体が不可能な状況が発生し得る。
また、図３ｂに示されたように、前記昇降ピン（３２）と基板支持台に形成された垂直貫通ホールとの間に間隙が生じると、特定の工程の中に工程チャンバーに存在するガスなど不純物が前記間隙に進入して残存し、別の工程中に排出され、工程チャンバーを汚染させることにより、工程の正確度に問題が生じ得る。
そして、前記昇降ピン（３２）と前記垂直貫通ホール（３１）との間に間隙が存在すると、その間隙間に流れ込まれる不純物によって前記昇降ピン（３２）が汚染、腐食されるなどの問題が発生する。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、基板を持ち上げるか下ろす時、基板が曲げられないように基板の縁だけでなく、中央部分を支持するに好適な昇降ピンを備えたＦＰＤ製造装置の基板支持手段を提供することである。
前記技術的課題を達成するための本発明に係るＦＰＤ製造装置の基板支持手段は、上端部分が逆円錐形状になされた垂直貫通ホールが複数個設けられ、ガラス基板が水平に載せられる基板支持台と; 前記基板を前記基板から持ち上げるか前記基板支持台に下ろすことができるように、上下運動可能に前記垂直貫通ホールに挿入されて、複数個設置され、上端部分が、前記垂直貫通ホールの上端部分と合致する逆円錐形状になされた昇降ピンと;を備えることを特徴とする。
ここで、前記基板支持台や前記昇降ピンのいずれかが表面に絶縁処理されている場合には、前記昇降ピンと前記基板支持台とを人為的な方法によって電気的に互いに連結させるか、または、昇降ピンの逆円錐形状の下部分とそれに当接する基板支持台の部位の絶縁膜の一部とを剥いで自然に互いに密着するようにすることにより、電気的に連結させるのが好ましい。
前述のように、本発明によれば、昇降ピン（３２）がスティック形状ではなく、逆円錐形状をしており、基板支持台（３６）と緊密に密着するため、昇降ピン（３２）の温度と電位が基板支持台（３６）と同様になる。従って、基板（４０）にムラが生じなく、均一の成膜又はエッチングなどがなされる。
また、本発明による昇降ピンは、その上部面の面積が広く、かつ基板の広い部分を支持するので、基板の大型化に拘わらず、昇降ピンの数を増加する必要がない。
また、本発明による昇降ピンは、前記基板支持台に形成された貫通ホールと完璧に密着され、昇降ピンが汚染されないというメリットがある。
また、本発明に係る昇降ピンは、基板の真中部分を支持するのに好適であるので、大型化された基板の真中部分を支持することができ、大型化された基板を真中部分の曲げ現像が生じないように運搬することができるというメリットがある。
以下で、本発明の好ましい実施例を、添付の図面を参照して詳細に説明する。ここで、従来技術との重複説明を避けるために、本発明の特徴部のみを図示する。
図４は、本発明に係るＦＰＤ製造装置の基板支持手段を説明するための断面図である。
まず、図４に示されたように、ガラス基板（４０）は、基板支持台（３６）上に水平に載せられ、前記基板支持台（３６）には複数個の垂直貫通ホール（３１）が形成される。そして、複数個の昇降ピン（３２）が上下運動可能に前記垂直貫通ホール（３１）に挿設され、前記ガラス基板（４０）は、前記昇降ピン（３２）の上下運動により基板支持台（３６）から持ち上げられるか基板支持台（３６）に下ろされる。
昇降ピン（３２）のある部分（Ａ）とそうでない部分との間に温度及び電位差が生じることを防止するためには、前記昇降ピン（３２）と前記基板支持台（３６）とが熱的、電気的に互いに接触するのが好ましい。このために、図４ｂに示されたように、前記垂直貫通ホール（３１）の上端部分を逆円錐形状に形成し、前記昇降ピン（３２）の上端も前記垂直貫通ホール（３１）の上端部分と合致する逆円錐形状に形成する。すると、前記昇降ピン（３２）が下降する場合、その幾何学的な構造が前記垂直貫通ホール（３１）の逆円錐形状と合致するため、昇降ピン（３２）と前記垂直貫通ホール（３１）とが隙間なく密着される。したがって、前記昇降ピン（３２）と前記基板支持台（３６）とが熱的、電気的に連結されるものである。
また、前記昇降ピン（３２）が下降した場合、前記昇降ピン（３２）が前記垂直貫通ホール（３１）を完璧に埋め込んで、前記基板支持台（３６）の上部面と前記昇降ピン（３２）の上部面とが隙間なく連続的につながれるようになる。したがって、前記基板支持台（３６）と前記昇降ピン（３２）との間に間隙がないので、工程中に発生するガスなどの不純物が流れ込むことがなく、別の工程中に工程チャンバーが汚染されたり昇降ピンが腐食されるなどの問題が発生しない
この際に、通常的に前記昇降ピン（３２）と基板支持台（３６）とは金属材料からなることが好ましい。これは、前記昇降ピン（３２）と基板支持台（３６）とが金属材料である場合には、熱及び電気伝導性に優れているので、前述のように、互いに密着されると、その接触によって熱的及び電気的に連結され、両者間に温度及び電位差が生じないからである。このような効果を極大化するためには、前記昇降ピン（３２）と基板支持台（３６）とを同一の材料の金属で作るのが更に好ましい。
また、本発明の昇降ピン（３２）は、従来の昇降ピンよりもその上端の体積が大きく、熱容量が大きいため、基板（４０）の温度変化にあまり敏感にならない。従って、基板支持台（３６）の中、昇降ピンが設置された箇所とそうでない部分の温度差が少なくなる。
但し、基板支持台（３６）や昇降ピン（３２）のいずれかがその表面に絶縁処理されている場合には、昇降ピン（３２）と基板支持台（３６）との間に電気が通らなくなるため、互いに等電位にならない。従って、このような場合には、人為的な方法でこれらを互いに電気的に連結させるのが好ましい。
例えば、基板支持台（３６）は、通常、金属材料からなるが、プラズマを使用する工程装置では、主に両極化処理(anodizing)などにより絶縁処理される。この場合には、両極化処理された部分のうち一部で絶縁処理された物質を剥ぎ出したり電気連結線（３８）を別に設ける等という好適な方法から、昇降ピン（３２）と基板支持台（３６）とを電気的に連結して、互いに等電位になるようにするのが好ましい。
従って、本発明に係る昇降ピン（３２）は、昇降ピンが設置されても、基板支持台上に温度差や電位差が生じることなく、ガラス基板（４０）と接触する面積が広くなって、前記昇降ピン（３２）と接触するガラス基板の単位面積が受ける圧力が小さくなるので、変形する可能性は低い。そのため、本発明による昇降ピン（３２）は、基板（４０）の縁を支持するにも適しているが、基板（４０）の中央部分を支持するには特に好適である。
本発明は、前記実施例にのみ限定されなく、本発明の技術的な思想内において当分野にて通常の知識を有する者が多様に変形することが可能であることが明らかである。
従来のＦＰＤ製造装置を説明するための平面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の作動方法を説明するための断面図である。 図１のＦＰＤ製造装置の基板支持手段の問題点を説明するための図である。 図１のＦＰＤ製造装置の基板支持手段の問題点を説明するための図である。 本発明に係るＦＰＤ製造装置の基板支持手段を説明するための断面図である。
符号の説明
１０ ロードロックチャンバー
２０ 搬送チャンバー
２２ ロボット
２２ａ ロボットアーム
３０ 工程チャンバー
３１ 垂直貫通ホール
３２ 昇降ピン
３４ 昇降バー
３６ 基板支持台
３８ 電気連結線
４０ ガラス基板

Claims (7)

  1. 上端部分が逆円錐形状になされた垂直貫通ホールが複数個設けられ、ガラス基板が水平に載せられる基板支持台と;
    前記基板を前記基板から持ち上げるか前記基板支持台に下ろすことができるように、上下運動可能に前記垂直貫通ホールに挿入されて、複数個設置され、上端部分が、前記垂直貫通ホールの上端部分と合致する逆円錐形状になされた昇降ピンと;を備えることを特徴とするＦＰＤ製造装置の基板支持手段。
  2. 前記昇降ピンが、前記基板支持台と同一の材料からなることを特徴とする請求項１に記載のＦＰＤ製造装置の基板支持手段。
  3. 前記昇降ピンと前記基板支持台とが、金属材料からなることを特徴とする請求項１に記載のＦＰＤ製造装置の基板支持手段。
  4. 前記昇降ピンが、前記基板支持台と電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載のＦＰＤ製造装置の基板支持手段。
  5. 前記昇降ピンと前記基板支持台とは、別々の連結線によって電気的に連結されることを特徴とする請求項４に記載のＦＰＤ製造装置の基板支持手段。
  6. 前記昇降ピンと前記基板支持台とは、その外部に絶縁物質が形成された基板支持台のうちの一部分の絶縁物質を除去して電気的に連結されることを特徴とする請求項４に記載のＦＰＤ製造装置の基板支持手段。
  7. 前記昇降ピンが、前記基板の中央部分を支持するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のＦＰＤ製造装置の基板支持手段。

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