JP2007081212A

JP2007081212A - 基板昇降装置

Info

Publication number: JP2007081212A
Application number: JP2005268256A
Authority: JP
Inventors: Naomasa Miyatake; 直正宮武; Kazutoshi Murata; 和俊村田; Nozomi Hattori; 望服部; Yoshiaki Washio; 圭亮鷲尾
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】処理室内がより密閉された状態が得られるようにする。
【解決手段】貫通孔１２１は、基板Ｗが載置される載置面の側に、載置面の側に近づくほど広がる弁座部１２１ａを備えている。貫通孔１２１は、例えば円筒状の部分と、円錐台状の弁座部１２１ａとから構成されている。加えて、昇降ピン１２２は、弁座部１２１ａに嵌合する弁体部１２２ａを備える。昇降ピン１２２は、例えば、円錐台状に形成され弁体部１２２ａと、貫通孔１２１より細い円筒状の部分とから構成されている。この弁体部１２２ａが、弁座部１２１ａに嵌合して貫通孔１２１を塞いで配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉された空間内で対象となる基板に対して膜を形成するなどの処理を行う処理装置内で、基板の移動を行うための基板昇降装置に関する。

半導体装置やフラットパネルディスプレイの製造において、酸化膜や半導体層の形成などの処理を行うために、有機金属気相成長法や原子層成長法などの化学的気相成長法による薄膜形成装置や、プラズマを利用した薄膜形成装置やエッチング装置などが数多く開発されている（特許文献１，特許文献２，特許文献３，特許文献４参照）。これらの装置は、密閉された処理室を備え、処理室内に所定の原料ガスを導入し、また、処理室内にプラズマを生成することで、対象となる基板に対して膜を形成するなどの処理を行っている。これらの装置では、処理対象の基板を処理室の内部に搬入しまた搬出するために、種々の基板搬送機構を用いている。基板搬送機能の１つとして、基板が載置される基板載置台の上で、基板を昇降するための基板昇降装置がある。

図６は、基板昇降装置を備えた従来よりある処理装置の構成を概略的に示す断面図である。図６に示す処理装置は、本体上部６０１，本体下部６０２，底板６０４，基板載置台６０５，処理室６０７，搬送口６１２，貫通孔６２１，リフトピン６２２を備えている。基板載置台６０５は、図示しない昇降機構により上下移動し、最上端に配置された状態で本体上部６０１の下面に押しつけられ、処理室６０７を密閉状態とする。この状態で、例えば、図示しないガス供給機構により処理室６０７の内部に原料ガスが供給され、供給された原料ガスが加熱されている基板Ｗの上で分解され、基板Ｗの上に薄膜が形成される。

また、図７に示すように、基板載置台６０５は、底板６０４の側に移動（下降）することで、処理室６０７を開放した状態とする。基板載置台６０５が下降すると、底板６０４の上に固定されているリフトピン６２２が、貫通孔６２１を貫通して基板載置台６０５より上部に突き出された状態となる。この結果、基板載置台６０５の上に載置されていた基板Ｗは、リフトピン６２２により、基板載置台６０５より持ち上げられた状態となる。また、基板載置台６０５が下降することで、処理室６０７と搬送口６１２とが連通した状態となり、リフトピン６２２により持ち上げられている基板Ｗが、図示しない搬送機構により、搬送口６１２より搬送可能となる。

特開２０００−２１６１４４号公報特開平１０−２３７６５３号公報特開平９−０２７５３８号公報特開平５−１６００３３号公報

ところで、例えば、基板Ｗの径が、リフトピン６２２の配置間隔程度の場合、基板載置台６０５の上で基板Ｗの配置がずれると、貫通孔６２１が処理室６０７の側に露出した状態となる。このような状態で基板載置台６０５を本体上部６０１の下面に押しつけても、処理室６０７は、貫通孔６２１とリフトピン６２２との隙間を介して外部と連通した状態となる。

一般に、基板載置台６０５には加熱機構が設けられ、載置している基板Ｗを加熱可能としているが、リフトピン６２２に熱が伝導することによる温度不均一を抑制するために、リフトピン６２２と基板載置台６０５とが直接接触しないようにしている。このため、貫通孔６２１の側壁とリフトピン６２２とは離間して形成され、基板載置台６０５には、上面と下面とを連通する孔を備えた状態となっている。

通常では、処理対象の基板Ｗにより貫通孔６２１の部分は覆われているので、基板載置台６０５の上記連通する孔は塞がれた状態となり、処理室６０７が密閉された状態が得られる。しかしながら、前述したように、基板Ｗがずれるなどにより処理室６０７側に貫通孔６２１が露出すると、処理室６０７が、貫通孔６２１とリフトピン６２２との隙間を介して外部と連通した状態となる。この状態では、処理室６０７の内部に供給されたガスが、連通している箇所より外部に漏れ出すことになり、問題となる。

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、処理室内がより密閉された状態が得られるようにすることを目的とする。

本発明に係る基板昇降装置は、基台の上に垂設された押し上げ棒と、処理対象の基板が載置される載置面を有し、基台と略平行に配置された基板載置台と、この基板載置台の載置面から反対側の裏面に貫通して設けられた貫通孔と、貫通孔内に配置された昇降ピンとを少なくとも備え、貫通孔は、載置面の側に弁座部を備え、昇降ピンは、この上端に弁体部を備え、基板載置台は、押し上げ棒の長手方向に沿って押し上げ棒と相対的に移動可能に設けられ、押し上げ棒は、基板載置台との相対的な移動により貫通孔に裏面の側より挿入可能に配置され、昇降ピンは、貫通孔に挿入された押し上げ棒により載置面の側に押し出され、載置面に載置された基板を押し上げるようにしたものである。従って、昇降ピンが押し上げられていない状態では、弁座部が弁体部に塞がれた状態となる。

上記基板昇降装置において、弁体部は、弁座部に嵌合する形状に形成されているようにすることで、弁体部と弁座部との位置関係のずれが抑制された状態で、弁体部により弁座部が塞がれるようになる。例えば、弁座部は、載置面からこの裏面方向に向かって狭くなるテーパ形状に形成され、弁体部は、弁座部に嵌合するテーパ形状に形成されていればよい。また、弁体部は、板状に形成され、弁座部は弁体部が密接する平面を備えるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明では、基板載置台の載置面から反対側の裏面に貫通して設けられた貫通孔に配置された昇降ピンを備え、昇降ピンの上端には、貫通孔の弁座部において貫通孔を塞ぐ弁体部を備え、押し上げ棒により昇降ピンを移動（昇降）させるようにした。従って、基板載置台により構成される処理室の内部が、より密閉された状態が得られるようになるという優れた効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る昇降装置を備えた成膜装置の構成例を模式的に示す断面図である。図１に示す装置は、本体上部１０１，本体下部１０２，シャワーヘッド１０３，底板（基台）１０４，基板載置台１０５，加熱機構１０６，処理室１０７，ガス導入部１０８，ガス導入板１０９，排気口１１１，排気管１１２，搬送口１１３，貫通孔１２１，昇降ピン１２２，押し上げ棒１２３を備えている。基板載置台１０５，貫通孔１２１，昇降ピン１２２，押し上げ棒１２３により、基板昇降装置が構成されている。

基板載置台１０５は、底板１０４に対して略平行に配置され、図示しない昇降機構により、底板１０４の上で上下方向（押し上げ棒１２３の長手方向）に昇降可能とされている。また、基板載置台１０５は、加熱機構１０６を内蔵し、基板載置台１０５の載置面に載置される処理対象の例えばガラス基板Ｗを加熱可能としている。基板載置台１０５は、上記昇降機構により移動し、本体上部１０１の下面に押しつけられて処理室１０７を密閉状態とする。この状態で、例えば、ガス導入部１０８よりシャワーヘッド１０３に導入された原料ガスが、ガス導入板１０９の複数の導入口より処理室１０７の内部に供給され、供給された原料ガスが、加熱機構１０６により加熱されているガラス基板Ｗの上で分解され、ガラス基板Ｗの上に薄膜が形成される。密閉されている処理室１０７は、排気口１１１に接続された排気管１１２に連通する図示しない排気機構により排気され、処理室１０７内部の余剰ガスが排出される。

また、図３（ａ）に拡大して示すように、貫通孔１２１は、ガラス基板Ｗが載置される面（載置面）の側に、弁座部１２１ａを備えている。弁座部１２１ａは、基板載置台１０５の載置面の側に近づくほど広がるテーパ形状とされている。言い換えると、弁座部１２１ａは、載置面からこの裏面方向に向かって狭くなっている。貫通孔１２１は、例えば円筒状の部分と、円錐台状の弁座部１２１ａとから構成されている。加えて、昇降ピン１２２は、弁座部１２１ａを塞ぐ弁体部１２２ａを備える。昇降ピン１２２は、例えば、円錐台状に形成され弁体部１２２ａと、貫通孔１２１より細い円筒状の部分とから構成されている。弁体部１２２ａは、弁座部１２１ａに嵌合して貫通孔１２１を塞ぐものとなる。

従って、基板載置台１０５が、本体上部１０１の下面に押しつけられている状態では、昇降ピン１２２（弁体部１２２ａ）により貫通孔１２１（弁座部１２１ａ）が塞がれた状態となる。この結果、例えば、ガラス基板Ｗがずれて貫通孔１２１が処理室１０７の側に露出しても、処理室１０７に導入されたガスが、貫通孔１２１より漏れることがない。また、円錐台形状に形成された弁体部１２２ａと弁座部１２１ａとが嵌合することで貫通孔１２１を塞ぐので、弁体部１２２ａと弁座部１２１ａとの位置関係のずれが抑制された状態で、弁体部１２２ａにより弁座部１２１ａ（貫通孔１２１）が塞がれるようになり、より高い閉塞（封止）状態が得られる。

一方、基板載置台１０５が、上記昇降機構により底板１０４の側に移動（下降）すると図２に示すように、処理室１０７は開放された状態となる。基板載置台１０５が下降すると、底板１０４より離れる方向（法線方向）に延在して底板１０４に固定（垂設）されている押し上げ棒１２３が、貫通孔１２１に挿入される。このことにより、図３（ｂ）に拡大して示すように、押し上げ棒１２３により、昇降ピン１２２は押し上げられ、昇降ピン１２２は、基板載置台１０５の載置面より上部に突き出た状態となる。これらの結果、基板載置台１０５の上に載置されていたガラス基板Ｗは、昇降ピン１２２により、基板載置台１０５より持ち上げられた状態となる。また、基板載置台１０５が下降することで、処理室１０７と搬送口１１３とが連通した状態となり、昇降ピン１２２により持ち上げられているガラス基板Ｗが、図示しない搬送機構により、搬送口１１３より搬送可能となる。

ところで、図４の平面図に示すように、例えば、基板載置台１０５は、円板状に形成されたものである。また、基板載置台１０５の中心部より等距離の同心円状に、４つの貫通孔１２１が配置されている。なお、貫通孔１２１は、４カ所に限らず、３カ所に設けられていてもよく、５カ所以上に設けられていてもよい。また、基板載置台１０５は円板状に限るものではない。

また、上述では、弁体部及び弁座部が円錐台形状としたが、これに限るものではない。例えば、図５（ａ）の断面図に示すように、昇降ピン１２２の上端に円板状の弁体部１２２ｂが設けられ、貫通孔１２１の載置面側には円形にくりぬかれて弁体部１２２ｂが当接する平面を備えた弁座部１２１ｂが設けられているようにしてもよい。弁体部１２２ｂが弁座部１２１ｂの平面に密接することで、貫通孔１２１が塞がれるようになる。なお、弁座部１２１ｂの平面視の面積は、弁体部１２２ｂの平面視の面積より広く形成されているが、これらがほぼ同一で、弁体部１２２ｂが弁座部１２１ｂに嵌合するようにしてもよい。また、図５（ｂ）の断面図に示すように、径の異なる複数の円盤の積層構造からなる弁体部１２２ｃとこれが嵌合する弁座部１２１ｃにより、貫通孔１２１が塞がれるようにしてもよい。弁体部１２２ｃと弁座部１２１ｃの嵌合する部分は、断面視階段状となっている。また、上述では、弁体部及び弁座部は、平面視円形としたが、これに限るものではなく、楕円形であってもよく、また多角形であってもよい。

なお、上述では、押し上げ棒１２３が固定され、基板載置台１０５が昇降（移動）するようにしたが、これに限るものではなく、基板載置台１０５が固定され、押し上げ棒１２３が昇降（移動）されるようにしてもよい。この場合、本体上部１０１の側部に開閉弁を設けることで、処理室１０７とこの外部との間でガラス基板Ｗの搬送が可能となる。また、上述では、原料ガスの分解などにより膜を形成する化学的気相成長法による成膜装置を例に説明したが、これに限るものではない。スパッタ法による成膜装置，蒸着法による成膜装置、また、プラズマを用いたエッチング装置など、密閉された空間内で対象となる基板に対して処理を行う他の装置にも、図１に示す基板昇降装置は適用可能である。

本発明の実施の形態に係る昇降装置を備えた成膜装置の構成例を模式的に示す断面図である。本発明の実施の形態に係る昇降装置を備えた成膜装置の他の状態の構成例を模式的に示す断面図である。本発明の実施の形態に係る昇降装置を備えた成膜装置の構成例の一部を拡大して示す断面図である。本発明の実施の形態に係る昇降装置を備えた成膜装置の構成例の一部を示す平面図である。本発明の実施の形態に係る昇降装置を備えた成膜装置の他の構成例の一部を拡大して示す断面図である。従来よりある昇降装置を備えた成膜装置の構成を模式的に示す断面図である。従来よりある昇降装置を備えた成膜装置の他の状態の構成を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１０１…本体上部、１０２…本体下部、１０３…シャワーヘッド、１０４…底板、１０５…基板載置台、１０６…加熱機構、１０７…処理室、１０８…ガス導入部、１０９…ガス導入板、１１１…排気口、１１２…排気管、１２１…貫通孔、１２１ａ…弁座部、１２２…昇降ピン、１２２ａ…弁体部、１２３…押し上げ棒。

Claims

基台の上に垂設された押し上げ棒と、
処理対象の基板が載置される載置面を有し、前記基台と略平行に配置された基板載置台と、
この基板載置台の前記載置面から反対側の裏面に貫通して設けられた貫通孔と、
前記貫通孔内に配置された昇降ピンと
を少なくとも備え、
前記貫通孔は、前記載置面の側に弁座部を備え、
前記昇降ピンは、この上端に弁体部を備え、
前記基板載置台は、前記押し上げ棒の長手方向に沿って前記押し上げ棒と相対的に移動可能に設けられ、
前記押し上げ棒は、前記基板載置台との相対的な移動により前記貫通孔に前記裏面の側より挿入可能に配置され、
前記昇降ピンは、前記貫通孔に挿入された前記押し上げ棒により前記載置面の側に押し出され、前記載置面に載置された基板を押し上げる
ことを特徴とする基板昇降装置。
請求項１記載の基板昇降装置において、
前記弁体部は、前記弁座部に嵌合する形状に形成されている
ことを特徴とする基板昇降装置。
請求項２記載の基板昇降装置において、
前記弁座部は、前記載置面からこの裏面方向に向かって狭くなるテーパ形状に形成され、
前記弁体部は、前記弁座部に嵌合するテーパ形状に形成されている
ことを特徴とする基板昇降装置。
請求項１記載の基板昇降装置において、
前記弁体部は、板状に形成され、
前記弁座部は前記弁体部が密接する平面を備える
ことを特徴とする基板昇降装置。