JP4248663B2 - 真空ハンドラー及び搬送方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットパネルディスプレイの操作装置及び搬送方法に関し、特に、フラットパネルディスプレイを通常の大気圧状態と真空状態との間で移動する装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
フラットパネルディスプレイ(FPD)の製造には、複雑で特殊な工程が多数含まれている。これらの工程の多くは、真空状態で行う必要がある。たとえば、製造されたフラットパネルディスプレイのピクセルアレイが完全なものであるか否かの検査や、ピクセルアレイ中に存在する欠陥の検出やその位置の特定を行う方法として、電圧コントラストによる検査方法やEビームを用いた検査方法が知られている。これらの検査方法では真空状態であることが求められている。Eビームを用いた検査方法では、検査基板に対する電子ビームの照射や基板からの二次電子放出の測定を真空状態において行うことを要している。二次電子放出による信号の電圧特性は、基板が電気的に正常であるか否かを表しており、フラットパネルディスプレイの薄膜トランジスター(TFT)のスイッチングにおける欠陥の検出や位置の特定に用いることができる。
【0003】
フラットパネルディスプレイの製造工程中には、例えば、半導体ウェハの製造工程と類似する段階が含まれている。フラットパネルディスプレイあるいは半導体ウェハの製造や検査の段階において、同様な操作装置を適用することができる場合がある。
【0004】
新規の技術を用いることによって、物理的に大きなフラットパネルディスプレイを扱うことが可能となっているが、フラットパネルディスプレイを取り扱う装置に固有の制約が生じている。その結果、フラットパネルディスプレイの製造と半導体ウェハの製造の両方に対して何らの改良も要することなく適していた装置も、その有効性を失うこととなっている。
【0005】
その一例として、加工品を通常の大気圧状態と真空状態との間で移動させる真空ハンドラーがある。図8は真空ハンドラーの従来技術を説明するための図である。操作中においては、真空室24は真空ポンプシステム22によって高真空に維持されている。ワークピース20は、真空室24の真空性を損することなく真空ロック23内に導入される。次に、同一の真空システムあるいは専用のシステム(図示していない)を用いて、真空ロック23はその圧力が真空室24の圧力と同圧となるまで排気される。次に、真空ロック23は真空室24側に開放され、ワークピース20が真空ロック23からステージ機構29上あるいは真空室24内に配置された同様の駆動機構上に搬送される。これによれば、通常、真空ロック23の容積は真空室の容量よりかなり小さく、排気時間が短時間ですむため、ワークピース20は比較的高速に搬送される。
【0006】
Toro-Lira等の特許でU.Sフィリップスに譲渡されている米国特許5,098,245は、半導体ウェハの操作及び真空室に対する搬出入を行うシステムにかかわるものである。図9は、従来の真空ハンドラー(Toro-Liraによるシステム)の動作の概要を図示している。真空ハンドラー21は真空室24と真空ロック23とを備えている。真空ロック23は、円形の外部ドア25によって大気側から密閉されている。図中において、符号25bは閉鎖位置(実線で示す)を示し、符号25aは開放位置(破線で示す)を示している。円形の昇降装置26は、上方位置26a(実線で示す)にあるとき、膨張可能なシール(膨張式シール)28を用いて真空ロック23を真空室24から密閉する。膨張式シール28は、膨張あるいは加圧された状態を示している。真空室24の断面開放部分が密閉されることになる。膨張式シール28を収縮させることによって、昇降装置26は図中の破線で示す下方位置26bに移動可能となる。
【0007】
真空ハンドラー21の操作は以下の手順で行われる。昇降装置26が上方位置26aにあり、膨張式シール28が加圧された状態にあるとき、真空ロック23は大気状態に開放され、外部ドア25は開放位置(25a)に上昇されている。真空ロック23の範囲において、外部機構(図示していない)は半導体ウェハ20等のワークピースを昇降装置26の上部に搬送する(図中の矢印T1)。半導体ウェハ20を真空ロック23内に挿入した後、外部ドア25を閉鎖位置25bに移動し、真空ロック23を排気する。
【0008】
真空ロック23内が十分な低圧に達すると、膨張式シール28を収縮し、昇降装置26を下方位置(26b)に移動し、昇降装置26とともに半導体ウェハ20を真空室24内に送る。この位置において、内部機構(図示していない)は半導体ウェハを真空室ステージ(図示していない)内に搬送し(矢印T2)、真空状態における処理を開始する。処理が完了した後に半導体ウェハ20を真空ハンドラー21の外部に戻す場合には、上記工程を逆の順で行う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記したシステムは、真空ロック23が真空室24よりも比較的に小容量であるため、半導体ウェハの挿入工程が速いという利点があり、寸法においても半導体ウェハの操作に適している。しかしながら、より大型のフラットパネルディスプレイが出現しており、通常の真空ハンドラーを大型のフラットパネルディスプレイ製造に適用することは困難である。従来技術の真空ハンドラーを大型のフラットパネルディスプレイに適用するのは複雑である。これは、高い圧力差によって大きな応力が発生し、この応力は従来使用している素材や技術の適用を制限する物理的な障害となるためである。
【0010】
図10はワークピースを真空室内に導入する工程における、圧力状態を説明するための図であり、真空室内の圧力を実線で示し、真空ロック内の圧力を破線で示している。真空室内を排気して操作真空圧としたとき、真空ロック部分の昇降装置には大気圧と真空圧による圧力差が発生し、図11に示すような応力が印加される。
このような応力による制限は、従来技術のシステムに対して実際の数値を算出したり試験を行うことによって明らかである。例えば、図9の構成において、外部ドア25が開放位置25aにあるとき、大気圧は昇降装置26に非常に大きな垂直方向の応力を印加する。0.0707m2 の面積を持つ300mmの半導体ウェハのような比較的に小さなワークピースでは、大気圧と適宜に釣り合う昇降装置26の機械的器具が可能である。
【0011】
しかしながら、例えば1100×1100mmのフラットパネルディスプレイの基板のような大型のサンプルについては、補償されるべき大気圧はおおよそ27,560ポンドあるいは12トンとなる。従来技術による実用的な昇降装置機構において、必要な速さで信頼性を有すると共に大きな垂直方向の応力に耐えるには、システムに非常に高いコストをかけない限り不可能である。そこで、大気側と真空側との間において、ワークピースの搬送に伴う高圧に耐えることができ、高速で信頼性があり経済的である真空ハンドラーを開発することが求められている。
【0012】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、大気側と真空側との間で行うワークピースの搬送において、高圧に耐えることができ、かつ高速で信頼性があり経済的である真空ハンドラーを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フラットパネルディスプレイの操作装置及び搬送方法に関し、特に、通常の大気状態と真空状態との間で、フラットパネルディスプレイを搬送するシステムに関する。本発明のフラットパネルの操作装置は、真空ハンドラー内に、真空ハンドラーの主真空室と大気側とを連結する前置室を備える。この操作装置では、真空ハンドラーの重要な構成要素は、高い圧力差から有効に密閉されており、この密閉がない場合には構成要素には高い圧力差が加わることになる。
【0014】
前置室は、真空ハンドラーの脆弱な要素を囲んでいる。真空ハンドラーの脆弱要素としては、例えば、真空ロックや昇降装置やそれらに設けられたシール機構がある。この前置室によって、真空ハンドラーの要素は、ワークピースの大気圧状態と真空状態との間の搬送において応力に満ちた圧力差から保護される。
本発明の真空ハンドラーは、昇降装置を介して真空ロックと連結する主真空室を備える。真空ロックは、前置室内に配置され、真空ハンドラーの外部からその内部にアクセスするために開放可能となっている。
【0015】
本発明の第1の実施形態である真空ハンドラーの装置は、真空状態でワークピースを処理する真空ハンドラーであって、大気圧以下の第1の設定操作圧力レベルへの排気に適応した主真空室と、大気圧以下で主真空室の操作圧力レベル以上の第2の設定操作圧力レベルへの排気に適応した前置室と、主真空室と前置室とを連結し、主真空室及び前置室から密閉可能で、前置室と主真空室との間でのワークピースの搬送中におけるワークピースの通過に適応した真空ロックとを備える装置である。
【0016】
主真空室は、フラットパネルディスプレイ等のワークピースについて真空状態で処理を行うチャンバーであり、真空ロック及び前置室を介して大気側との間で密閉可能とすると共に、ワークピースを移動可能としている。真空ロックは主真空室と前置室との間に設けられ、主真空室と前置室との間の密閉を行う。前置室は、真空ロックと大気側との間にあって、主真空室と大気側との圧力緩衝を行い、主真空室側の機構に大気圧が直接加わらないようにする。これによって、高圧に耐え得る真空ハンドラーを構成する。また、前置室は、真空ロックを囲うチャンバーで構成することができ、ワークピースを大気側と真空側との間の搬送速度の低下を低減することができる。
【0017】
真空ハンドラーの第1の態様は、前記要素に加えてワークピースとしてフラットパネルディスプレイ(FPD)の基板を備える。
真空ハンドラーの第2の態様は、第1の態様の装置において、フラットパネルディスプレイ基板は0.071m2 以上の面積を有する。
真空ハンドラーの第3の態様は、前記要素に加えて主真空室と真空ロックとの間でワークピースを搬送する昇降装置を備える。
真空ハンドラーの第4の態様は、第3の態様の装置において、昇降装置は上方位置と下方位置との間の移動に適応し、また、昇降装置が上方位置にあるとき主真空室と真空ロックは互いに実質的に密閉される。
【0018】
真空ハンドラーの第5の態様は、第4の態様の装置において、昇降装置が上方位置にあるとき主真空室と真空ロックとの間の密閉を行う第1の膨張式シールを備える。真空ハンドラーの第6の態様は、第5の態様の装置において、開放状態と閉鎖状態との間で移動する真空ロックの外部ドアを備え、真空ロックは外部ドアが閉じた状態において第3の中間の設定操作圧力レベルへの排気に適応し、第3の中間の設定操作圧力レベルは第2の設定操作圧力レベルより高真空で、第1の設定操作圧力レベルより低真空である。
【0019】
真空ハンドラーの第7の態様は、第6の態様の装置において、外部ドアが閉じた状態において真空ロックを前置室から実質的に密閉する第2のシールを備える。
真空ハンドラーの第8の態様は、第7の態様の装置において、ワークピースを前置室内にロードし、ワークピースを前置室から取り出すゲートバルブを備える。
【0020】
真空ハンドラーの第9の態様は、第8の態様の装置において、前置室内に配置され、前置室と真空ロックとの間でのワークピースの搬送に適応した第1のロボットアームと、主真空室内に配置され、昇降装置と主真空室内の作業領域との間でのワークピースの搬送に適応した第2のロボットアームとを備える。
【0021】
また、本発明の第2の実施形態である搬送方法は、真空ハンドラーの外部の大気状態と真空ハンドラーの内部の主真空室での真空状態との間でワークピースを搬送する方法であって、主真空室を第1の設定操作圧力レベルに排気する工程と、真空ハンドラーの真空ロック領域を第1の設定操作圧力レベルよりも低真空の第3の設定操作圧力レベルに排気する工程と、真空ハンドラーの前置室領域を第3の圧力レベルよりも低真空の第2の設定操作圧力レベルに排気する工程と、ワークピースを前置室と真空ロック領域と主真空室との間で連続して搬送する工程とを備える。
【0022】
操作中においては、前置室は大気圧あるいは大気圧以上に通気された後、ワークピースを内部に挿入できるように開放される。その後、前置室は密閉され排気される。前置室の排気によって、前置室内の圧力レベルと主真空室内の圧力レベルとの間の圧力差が制御可能な値に達すると、真空ロックを前置室側に開放してワークピースを内部に配置する。次に、真空ロックを閉じて、真空ロックを主真空室の圧力の近傍の圧力まで排気する。この操作は、昇降装置のシールを収縮させて、真空ロックと真空室間の圧力を等圧とすることによって適宜行うことができる。
【0023】
圧力が等しくなると昇降装置を下降させる。これによってワークピースを真空室内に搬入し、ワークピースを真空ハンドラー内で操作することができる。上記工程を逆に行うことにより、ワークピースを大気中に戻すことができる。
搬送方法の第1の態様は、前記工程に加えて前置室において第4の設定圧力レベルを形成する工程と、ワークピースを真空ハンドラーから前置室に搬送する工程とを備える。
【0024】
搬送方法の第2の態様は、第1の態様の方法において、圧力形成の工程は前置室内に窒素ガスを送り込む工程を備える。
搬送方法の第3の態様は、第1,2の態様の方法において、第4の設定圧力レベルは大気圧である。
搬送方法の第4の態様は、第1,2の態様の方法において、第4の設定圧力レベルは大気圧以上である。
【0025】
搬送方法の第5の態様は、搬送の工程は、前置室領域と真空ロック領域の圧力を等圧とする工程と、ワークピースを前置室領域から真空ロック領域に搬送する工程と、真空ロック領域と主真空室の圧力を等圧とする工程と、ワークピースを真空ロック領域から主真空室に搬送する工程とを備える。
【0026】
搬送方法の第6の態様は、第5の態様の方法において、前置室領域と真空ロック領域の圧力を等圧とする工程は、真空ロック領域を主真空室から密閉に閉鎖する工程と、真空ロック領域を第3の設定操作圧力レベルに排気する工程とを備える。
【0027】
搬送方法の第7の態様は、第5の態様の方法において、真空ロック領域と主真空室の圧力を等圧とする工程は、真空ロック領域を前置室から密閉に閉鎖する工程と、真空ロック領域を第1の設定操作圧力レベルに排気する工程とを備える。
【0028】
搬送方法の第8の態様は、排気工程は少なくとも1つの機械的な粗引きポンプを用いて行う。
搬送方法の第9の態様は、主真空室の排気工程は、機械的な粗引きポンプを組み合わせたクライオポンプを用いて行う。
搬送方法の第10の態様は、主真空室の排気工程は、機械的な粗引きポンプを組み合わせたターボ分子ポンプを用いて行う。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の真空ハンドラーの概略断面図である。真空ハンドラー1は、ワークピースの製造処理に要する真空状態を提供する。真空ハンドラー1は、前置室2と真空ロック3と、これらを通して外部からアクセスする主真空室4を備える。ワークピース10は、真空状態において処理を行う主真空室4に到達する前に、真空ハンドラー1のこれらの部分を通って搬入され、処理が完了した後にこれらの部分を通って真空ハンドラー1の外側に搬出される。
【0030】
主真空室4内には、上下動可能な昇降装置6が設けられる。昇降装置6が上方位置6a(図中の実線で示す)にあるときには、膨張式シール8によって真空ロック3との間で密閉が行われる。また、昇降装置6が下方位置6b(図中の破線で示す)にあるときには、真空ロック3と導通しており、このとき膨張式シール8は収縮している。主真空室4は、内部において真空状態で処理を行う部分(図示していない)と連通しており、図示しないロボットアーム等の機構によって、ワークピースの搬送を行うことができる。
【0031】
前置室2内には、真空ロック3の外部ドア5が設けられる。外部ドア5が下方位置5b(図中の実線で示す)にあるときには、シール7によって前置室2との間で密閉が行われる。また、外部ドア5が上方位置5a(図中の破線で示す)にあるときには、真空ロック3と導通しており、図示しないロボットアーム等の機構によって、搬送することができる。
【0032】
前置室2は、真空ロック3の外部ドア5全体を囲む構成である。前置室2は、その壁部の一部に大気側との間で開閉するゲートバルブ9を備え、該ゲートバルブ9を通してワークピース10の導出入を行う。
なお、前置室2,真空ロック3,主真空室4は、それぞれ専用あるいは共通の真空ポンプによって排気が行われる。
【0033】
次に、本発明の真空ハンドラーの動作について、図2,5のフローチャート、図3,6の圧力状態図及び図4,7の応力図を用いて説明する。なお、図3,6の圧力状態図において、真空室圧力は実線で示し、真空ロック圧力は一点鎖線で示し、前置室圧力は破線で示している。
【0034】
図1の構成による真空ハンドラーでの搬入の操作は以下のように行われる。真空ロック3の外部ドア5を閉鎖した状態とし、主真空室4内の圧力状態をワークピースの処理に適した操作真空圧とした状態において(ステップS1)、前置室2を大気圧あるいは大気圧以上とする(ステップS2)。なお、主真空室4が到達する操作真空圧を第1設定操作圧力とし、前置室2が到達する高圧を第4設定操作圧力とする。
【0035】
ワークピース10を、はじめに真空ハンドラー1の外側に配置した後(ステップS3)、前置室2に設けた適当なゲートバルブ9(破線で示している)を通して前置室2の内部に搬入する。
【0036】
搬送は、例えば機械的なロボットアームを用いて行われる。このロボットアームは前置室2内に配置され、ゲートバルブ9の閉鎖を妨げないように前置室2の領域内に引き込まれる。ゲートバルブ9は、閉鎖時においては真空シールを維持するように構成されなければならないことは明らかであり、この目的に容易に適用できる構成は、従来の技術によって十分に対応することができる(ステップS4)。
【0037】
ワークピース10の前置室2内への搬入に続いて、ゲートバルブ9を閉鎖する。大気から真空ハンドラー1内に、特に前置室2内に混入する汚染物質を最小とするには、ワークピース10を前置室2内にロードするためのゲートバルブ9を開放する前に、前置室2を大気圧よりも高い圧力に加圧しなければならない。このように圧力差を形成した結果、前置室2から大気側へのガスの流出が形成され、ワークピースのロード及びアンロードの工程においてゲートバルブ9を開放する際に、真空ハンドラー1内に対する大気ガスや汚染物質の逆方向への流入は最小となる。
【0038】
このために必要な圧力差を形成するのに適した一態様として、前置室2内にポンプで送られる窒素ガスを利用することができる。当業者によれば、上記に限らず真空ハンドラー1の異なる段階間で連結を行う場合に、ガスの流れの方向を制御し汚染を減少させるために、以下で記述する工程のいかなる部分にも窒素ガスの導入手段を適用することができる(ステップS5)。
【0039】
ワークピース10を前置室2内に導入し、ゲートバルブ9を閉鎖した後、前置室2を排気する。排気によって達成される好適な圧力は10Torrのオーダであり、この圧力は例えば機械的粗引きポンプ(図示していない)によって達成することができる。この前置室2が到達する低圧を第2設定操作圧力とする(ステップS6)。
【0040】
次に、外部ドア5を開放位置5aに上昇させて、真空ロック3を開放する。前置室2の圧力は10Torrまで低下しているため、真空ロック3の開放によって昇降装置6に加わる圧力は過度なものとはならず(図4の応力)、主真空室3とワークピース10との間の非常に小さな圧力障壁に過ぎない。したがって、操作を最適なものとするには、前置室2の圧力を昇降装置の機械的制限で許容されるレベルに弱める。真空ハンドラー1の操作者あるいは設計者は、前置室2が到達する圧力の選定において、昇降装置の機械的制限を考慮し、最適な操作条件を達成するとともにシステムの処理量を最大とするように、前置室2の排気時間に対してこれらの制限の釣り合いをとる(ステップS7)。
【0041】
前置室2内にあるワークピース10は、次に真空ロック3内に搬送される(ステップS8)。矢印T3 は前置室2と真空ロック3との間でワークピース10の搬送を示し、この搬送は機械的ロボットアーム(図示していない)を用いて行うことができる。
【0042】
ワークピース10の真空ロック3内への搬送に続いて、外部ドア5を閉鎖位置5bに移動し、シール7の動作によって閉鎖する。シール7は、真空ロック3を前置室2から密閉する(ステップS9)。このとき、真空ロック3は、主真空室4内の圧力と同圧あるいはその近傍の圧力となるようにさらに排気し、真空ロック3を主真空室4に開放した際に、開放によって主真空室4に発生するスパイク状の圧力上昇(図4中のA)を最小にする。
【0043】
この真空ロック3の排気を行わない場合には、真空ロック3を主真空室4側に開放する前に行う真空ロック3の排気は不要であり、外部ドア5を閉じた後に膨張式シール8を単に収縮させればよい。しかしながら、この場合には、主真空室4において発生する圧力スパイクは非常に大きくなるため、好適な実施態様とはならない。
【0044】
上記によれば、前置室2及び真空ロック3と主真空室4との間において、本発明の技術思想や範囲を逸脱すること無く、種々の圧力機構や段階に適用することができる。個々に選択された形態に適用するための設計上の制約は、当業者が容易に想到する要素に基づくものである。例えば、計画された全体のシステムのコストや求められる処理量の他に、ワークピースや真空ハンドラーの種々の部分のサイズによることとなる。さらに、前置室2、真空ロック3及び主真空室4の圧力制御は、専用の装置を用いたり、共有される装置を本発明の技術内で適宜制御することによって行うことができる。特に、操作圧力が理想的には0Torr(実際には10-7Torrのオーダー)である主真空室4に対しては機械的粗引きポンプとクライオポンプまたはターボ分子ポンプとの組み合わせが求められる場合でも、前置室2及び真空ロック3は排気に機械的粗引きポンプの使用だけを求めることができる。したがって、クライオポンプまたはターボ分子ポンプを主真空室4に適用し、同一の機械的粗引きポンプを全ての3つの領域に好適に適用することができる。この構成を採用しない場合には、各領域は個々に専用のポンプシステムを備えることができる。当業者であれば理解されるように、コストと効率の制約によって個々の設計が選択されることになる。真空ロック3が到達する圧力を第3設定操作圧力とする(ステップS10)。
【0045】
ワークピース10を真空ロック3から主真空室4内に搬送するために、昇降装置6を上方位置6aから下方位置6bに下降する(ステップS12)。この昇降装置の下降に先行して、膨張式シール8を収縮させる。真空ロック3と主真空室4との間で密閉状態を維持できる限り、他のタイプのシールの使用も考慮することができる(ステップS11)。昇降装置6を下方位置6bに下降させる(ステップS12)ことによって、ワークピース10は主真空室4内に配置される(ステップS13)。
【0046】
次に、矢印T4 に示すように、真空状態での処理を確実にするために、ワークピース10を主真空室4内の作業領域のステージ(図示していない)に搬送する(ステップS15)。この処理は、好ましくは、昇降装置6が上方位置6aに再度格納され、主真空室4内の真空状態を維持するために、膨張式シール8を再度膨張させた後に行う(ステップS14)。これは、主真空室4の汚染物質の流れを最小とする。主たる汚染物質の定常的な発生源は、前置室2の壁面に付着する水の分子である。これらの水の分子は大気に由来するものである。特に時間短縮を有利なものとするには、真空室4を直接あるいは間接に大気ガスと連通させる。したがって、ゲートバルブ9及び外部ドア5は、ワークピース10を通して搬送するほかは必要以上に開放しない。主真空室4内でのワークピース10の搬送は、自動ロボットアーム(図示していない)を用いて行うことができる。搬送されたワークピースには操作処理が行われる(ステップS16)。
【0047】
前置室を設けることによって、真空ロックと主真空室との間の圧力差は、大気圧が直接に印加される場合と比較して低減される。図4は各工程において、真空ロックと主真空室との間の圧力差による応力変化を示している。
Eビームによる検査及び又は物質のエッチングや成膜処理等の真空状態での操作が完了すると、ワークピース10は真空ハンドラー1から搬出される。
搬出の操作は、前記の工程を実質的に逆とすることで行うことができ、ワークピース10を昇降装置6によって主真空室4から真空ロック3に通し、次に真空ロック3から前置室2に通し、前置室2から真空ハンドラー1の外部に搬出する。この工程の間、真空ハンドラー1の各部分の圧力及び操作手順は、搬出と逆となる。
【0048】
次に、真空ハンドラーの搬出操作について図5〜図7を用いて説明する。なお、図5のフローチャートでは、ステップS21から示している。
図1の構成による真空ハンドラーの搬出の操作は図5のフローチャートのように行われる。はじめに、膨張式シール8を収縮させた後に、昇降装置6を下方位置6bに下降させ(ステップS21)、ワークピース10を作業ステージ(図示していない)から主真空室4の昇降装置6の上部に搬送する。このとき、前置室2内の圧力は10Torr程度に減圧されており、また、主真空室4及び真空ロック3の圧力は操作真空圧である(ステップS22)。
【0049】
ワークピース10を載置したままの状態で昇降装置6を上方位置6aに移動し、膨張式シール8を膨張あるいは加圧して、ワークピース10を真空ロック3内に移動させるとともに、主真空室4を真空ロック3から閉鎖する(ステップS23)。
【0050】
主真空室4を真空ロック3から閉鎖した状態で、外部ドア5を開放位置5aに上昇させ(ステップS24)、ワークピース10を前置室2内に移動する。主真空室4は操作真空圧に維持され、真空ロック3は前置室2の圧力となる(ステップS25)。
【0051】
外部ドア5を閉鎖位置5bに下降させ、真空ロック3を前置室2から閉鎖する(ステップS26)。真空ロック3を閉鎖した後、前置室2の圧力を大気圧とする。主真空室4は操作真空圧に維持され、真空ロック3は10Torr程度の圧力に維持される(ステップS27)。
【0052】
前置室2のゲートバルブ9を開放して(ステップS28)、ワークピース10を開放したゲートバルブ9を通してロボットアーム等の移動機構によって真空ハンドラー1の外部に搬出する(ステップS29)。
【0053】
上記では、フラットパネルディスプレイ(FPD)の製造に適用した場合の観点から記述しているが、本発明は真空状態の処理を要する他の基板についても適用できることは容易に理解される。本発明の利点は、大気側と主真空室との間において、昇降装置が実際に機械的に動くことができるような段階的な圧力変化を含んでいる。
【0054】
例えば、フラットパネルディスプレイFPDの基板のサイズが1100×1100mm(1.21m2 )のとき、昇降装置6に加わる圧力は、従来技術では27,560ポンドであったものが、7.5Torrの前置室2ではわずか272ポンドとなる。したがって、直径が高々300mmのウェハ(0.0707m2 )を扱うように設計された通常の半導体真空ハンドラーに課せられた制限は、容易に超えることができる。前置室を低真空のTorr 範囲に排気することは比較的に容易であり、通常の技術を用いて経済的に行うことができる。
【0055】
なお、上記は、本発明を実行する例示的な態様であり、これに限られるものではない。当業者によれば、本発明の技術思想及び分野から逸脱することなく変形することができる。
【0056】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、大気側と真空側との間で行うワークピースの搬送において、高圧に耐えることができ、かつ高速で信頼性があり経済的な真空ハンドラーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の真空ハンドラーの概略断面図である。
【図2】本発明の真空ハンドラーによる搬入動作を説明するためのフローチャートである。
【図3】本発明の真空ハンドラーによる搬入動作における圧力状態を説明するための図である。
【図4】本発明の真空ハンドラーによる搬入動作における応力を説明するための図である。
【図5】本発明の真空ハンドラーによる搬出動作を説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明の真空ハンドラーによる搬出動作における圧力状態を説明するための図である。
【図7】本発明の真空ハンドラーによる搬出動作における応力を説明するための図である。
【図8】真空ハンドラーの従来技術を説明するための図である。
【図9】従来の真空ハンドラーの動作の概要を説明するための概略図である。
【図10】ワークピースを真空室内に導入する工程における圧力状態を説明するための図である。
【図11】ワークピースを真空室内に導入する工程における応力を説明するための図である。
【符号の説明】
1,21…真空ハンドラー、2…前置室、3,23…真空ロック、4,24…主真空室、5,25…外部ドア、6,26…昇降装置、7,27…シール、8,28…膨張式シール、9…ゲートバルブ、10,20…ワークピース、22…真空システム、24…真空室、29…ステージ機構。
Claims (2)
- 真空状態でワークピースを処理する真空ハンドラーであって、
大気圧以下の第1の設定操作圧力レベルへの排気に適応した主真空室と、
大気圧以下で、主真空室の操作圧力レベル以上の第2の設定操作圧力レベルへの排気に適応した前置室と、
前記主真空室と前置室とを連結し、主真空室及び前置室から密閉可能で、前置室と主真空室との間でワークピースの搬送中におけるワークピースの通過に適応した真空ロックと、
前記主真空室と真空ロックとの間でワークピースの搬送を行う昇降装置とを備え、
前記前置室は、真空ロック開放時に前記昇降装置に加わる圧力を前記第2の設定操作圧力レベルとして前記昇降装置に加わる圧力差を低減する、真空ハンドラー。 - 真空ハンドラーの外部の大気状態と真空ハンドラーの内部の主真空室での真空状態との間でワークピースを搬送する方法であって、
主真空室を第1の設定操作圧力レベルに排気する工程と、
真空ハンドラーの真空ロック領域を第1の設定操作圧力レベルよりも低真空の第3の設定操作圧力レベルに排気する工程と、
真空ハンドラーの前置室領域を第3の設定操作圧力レベルよりも低真空の第2の設定操作圧力レベルに排気する工程と、
前記真空ロックを開放し、前記主真空室と真空ロックとの間でワークピースの搬送を行う昇降装置によって、前置室と真空ロック領域と主真空室との間でワークピースを連続して搬送する工程とを備え、
前記前置室は、前記真空ロック開放時に前記昇降装置に加わる圧力を前記第2の設定操作圧力レベルとして前記昇降装置に加わる圧力差を低減する、搬送方法。
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