JP5551346B2 - チャンバ及び処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、フラットパネルディスプレイ用基板（以下ＦＰＤ用基板という）等の大型の被処理体に処理を行う処理チャンバ（処理室）などのチャンバ、及び処理装置に関する。

ＦＰＤ生産工場において使用される装置として、真空あるいは減圧雰囲気下にてＦＰＤ用基板に各種の処理を施す処理装置があり、例えば、被処理体であるＦＰＤ用基板にプラズマを利用して、エッチング等の処理を施すプラズマ処理装置が知られている。

プラズマ処理装置は、例えば、特許文献１に記載されるように、被処理体にプラズマ処理を施す処理チャンバ（処理室）、被処理体を搬送する搬送機構を備えた搬送チャンバ（搬送室）、ロードロックチャンバ（ロードロック室）などの各種チャンバを備えている。処理チャンバ内には、互いに対向する上部電極と、被処理体を載置する載置台を兼ねた下部電極が配設されている。上部電極と下部電極との間には高周波が印加され、上部電極と下部電極との間の処理空間にプラズマを発生させる。

ところで、被処理体、特に、ＦＰＤ用基板は年々大型化が進み、現在ではおおよそ２０００ｍｍ〜２４００ｍｍ四方の大きさのものが実際のＦＰＤ製造で使われている。ＦＰＤ用基板のサイズは今後も大型化が進み、やがては、約３０００ｍｍ四方、あるいはそれを超える。ＦＰＤ用基板の大型化は、一枚の基板から得られるＦＰＤパネルの数を増やすことができるため、コストダウンが図れる等のメリットがある。

なお、チャンバを設置した後においても、ユーザーの要望等によってチャンバの形状や大きさを簡易に変更できるチャンバが、特許文献２に記載されている。
特開２００７−６７２１８号公報 特開２００４−３３５７４３号公報

ＦＰＤ用基板の大型化は、ＦＰＤ用基板に処理を行う処理チャンバなどのチャンバ自体の大型化を招き、処理装置全体の大型化を伴う。通常、ＦＰＤ用基板の処理装置は、処理装置をチャンバ毎に分けて、処理装置製造工場からＦＰＤ生産工場へと輸送される。しかし、チャンバ自体が大きくなると、やがてはチャンバ自体が輸送サイズの限界を超えるため、処理装置を、その製造工場からＦＰＤ生産工場へと輸送することが困難になる。

この発明は、輸送サイズの限界を超えても輸送することが可能なチャンバ、及びそのチャンバを用いた処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明の第１の態様に係るチャンバは、少なくとも一つの側面を開放した直方体状の本体と、前記本体の開放された側面に着脱自在に取り付けられた、前記本体とともにチャンバを構成する側板と、を具備し、前記側板は前記側面に、脱着可能な固定部材により着脱自在に取り付けられ、かつ、前記本体にヒンジを介して全体的に開閉自在に取り付けられ、前記本体の幅、高さ、奥行きがそれぞれ輸送サイズの限界以内に収まり、前記側板が取り付けられた本体の、側板取り付け方向に沿った幅が、輸送サイズの限界を超える。

この発明の第２の態様に係る処理装置は、上記第１の態様に係るチャンバを、被処理体に処理を行う処理室に使用する。

この発明によれば、輸送サイズの限界を超えても輸送することが可能なチャンバ、及びそのチャンバを用いた処理装置を提供できる。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。参照する図面全てにわたり、同一の部分については同一の参照符号を付す。

（第１の実施形態）
図１Ａはこの発明の第１の実施形態に係るチャンバを処理チャンバに適応させた一例を示す斜視図、図１Ｂは図１Ａに示す処理チャンバの分解斜視図である。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、処理チャンバ１ａは、少なくとも一つの側面を開放した直方体状の本体２と、この本体２の開放された側面に着脱自在に取り付けられた側板３ａ、３ｂとを具備する。

本体２は、例えば、アルミニウム製である。本例では、４つの側面２ａ乃至２ｄのうち、側面２ａが、被処理体、本例ではＦＰＤ用基板を搬入出するための搬入出口（ゲートバルブ開口）４が形成された第１の側壁５となっている。さらに、本例では、側面２ａに隣接する二つの側面２ｂ、２ｃが開放され、側面２ａに相対する一つの側面２ｄが第２の側壁６となっている。本体２の上部は電極等が取り付けられる開口７が形成された天板８となっており、下部は載置台等へ配線等を挿通させる開口や排気口（図１Ａ及び図１Ｂでは図示せず）が形成された底板１０となっている。つまり、処理チャンバ１ａは、第１の側壁５、第２の側壁６、天板８、及び底板１０により構成された角筒形状の本体２と、その角筒の開放された両端部を塞ぐ側板３ａ、３ｂにより構成されている。

側板３ａ、３ｂは、本例では、側面２ｂ、２ｃに封止部材１１、例えば、Ｏリング等を介して、脱着可能な固定部材１２、例えば、ボルト等を用いて着脱自在に取り付けられている。

本体２の幅ｗ、高さｈ、奥行きｌは、本例ではそれぞれ輸送サイズの限界以内に収まるが、本体２に側板３が取り付けられた状態では、側板取り付け方向に沿った幅ｗ１が、輸送サイズの限界を超える。

このような大きさの処理チャンバ１ａは、従来のように、アルミニウム製の板材を溶接により接合し、箱型形状に機械加工を行って製作した場合には輸送が不可能である。

しかしながら、第１の実施形態に係る処理チャンバ１ａは、本体２と側板３ａ、３ｂとに分割されている。本体２の各辺の長さは輸送サイズの限界以内に収め、本体２及び側板３ａ、３ｂを生産工場、例えば、ＦＰＤ生産工場に輸送し、生産工場において、側板３ａ、３ｂを本体２に取り付ける。これにより、輸送が不可能な大きさの処理チャンバ１ａであっても、生産工場に設置することが可能となる。

このように、第１の実施形態によれば、輸送サイズの限界を超えても輸送することが可能な処理チャンバを提供できる。

図２Ａは図１Ａに示す処理チャンバを概略的に示す断面図である。なお、図２Ａに示す断面は、図１Ａ中の２Ａ−２Ａ線に沿う断面に相当する。

図２Ａに示す処理チャンバ１ａは、容量結合型平行平板プラズマエッチング処理チャンバとして構成されている。ここで、ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。

処理チャンバ１ａの底板１０上には、被処理体、例えば、ＦＰＤ用基板Ｇを載置するための載置台２１が設けられている。載置台２１は、絶縁部材２２を介して処理チャンバ１ａの底板１０に支持されている。載置台２１は、底板１０に形成された開口９を介して高周波電力を供給するための給電線２３が接続されており、この給電線２３には整合器２４および高周波電源２５が接続されている。高周波電源２５からは例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が載置台２１に供給される。これにより、載置台２１は下部電極として機能する。

載置台２１の天板８の開口７上には上部電極ベース２６が取り付けられており、この上部電極ベース２６に上部電極として機能するシャワーヘッド２７が支持されている。シャワーヘッド２７には、ガス供給管２８ａを介してガス供給源２９に接続されている。シャワーヘッド２７の、載置台２１と対向する面には処理ガスを吐出する図示せぬ複数の吐出孔が形成されている。処理ガス供給源２９からプラズマ処理、例えば、プラズマエッチングのための処理ガスは、図示せぬ吐出孔を介して処理チャンバ１ａの内部に供給される。シャワーヘッド２７は、下部電極として機能する載置台２１とともに一対の平行平板電極を構成する。また、開口７のサイズは載置台２１のサイズよりも大きい。載置台２１は、例えば、開口７より処理チャンバ１ａの内部に入れ込むことができる。

側板３ａ、３ｂは、本体２の側面２ｂ、２ｃに着脱自在に取り付けられている。本例では、側板３ａ、３ｂが本体２にヒンジ３０を介して開閉自在に取り付けられている。

処理チャンバ１ａにおいては、例えば、被処理体が、矩形の平面形状を有したＦＰＤ用基板Ｇである。また、矩形のＦＰＤ用基板Ｇはおおよそ３０００ｍｍ四方、あるいはそれを超える大型のものである。このような大型のＦＰＤ用基板Ｇの最も短い辺の長さはおおよそ３０００ｍｍ、例えば、２８００ｍｍ以上である。このような大型のＦＰＤ用基板Ｇを処理する処理チャンバ１ａの、例えば、側板３ａ、３ｂの取り付け方向の幅ｗ１は、もはや輸送サイズの限界を超えている。

しかしながら、本例では、チャンバ１ａの側板３ａ、３ｂが、輸送サイズの限界以内に収まっている本体２に着脱自在に接続されている。このため、本体２と側板３ａ、３ｂとを分割した状態で、処理チャンバ１ａを製造する製造工場からＦＰＤを生産する生産工場まで輸送することができる。輸送された本体２と側板３ａ、３ｂとは、生産工場内で取り付けることで、輸送サイズの限界を超えたチャンバ１ａを持つ処理チャンバ１ａであっても、生産工場に設置することが可能となる。

さらに、本例では、本体２と側板３ａ、３ｂとが着脱自在に接続される。本例では、特に、ヒンジ３０を介して開閉自在に取り付けられている。

このような処理チャンバ１ａによれば、例えば、図２Ｂに示すように、側板３ａ、３ｂの全体が開閉し、チャンバ１ａの内部を全体的に外界に露呈させることができる。側板３ａ、３ｂが全体的に開閉するチャンバ１ａによれば、例えば、もともとチャンバ１ａに部分的に開いていた開口７、９を介してでしかチャンバ１ａの内部のメンテナンスを行えない装置に比較して、チャンバ１ａの内部のメンテナンスを行いやすい、という利点を得ることができる。

（第２の実施形態）
図３Ａはこの発明の第２の実施形態に係るチャンバを処理チャンバに適応させた一例を示す斜視図、図３Ｂは図３Ａに示すチャンバの分解斜視図である。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第２の実施形態に係るチャンバ１ｂが、第１の実施形態に係るチャンバ１ａと異なるところは、本体２の開放された側面２ｂ、２ｃと、側板３ａ、３ｂとの間に、スペーサ３１ａ、３１ｂを、さらに具備することである。その他は、チャンバ１ａとほぼ同様である。

スペーサ３１ａ、３１ｂは、本体２の開放された側面２ｂ、２ｃに取り付けられ、本例では、本体２の側面２ｂ、２ｃの開口形状に合致した開口３２を持つ。

図４Ａは図３Ａ示すチャンバを用いた基板処理装置の一例を示す断面図である。なお、図４Ａに示す断面は、図３Ａ中の４Ａ−４Ａ線に沿う断面に相当する。

図４Ａに示す処理チャンバ１ｂは、図２Ａに示した処理チャンバ１ａと同様に、容量結合型平行平板プラズマエッチング処理チャンバとして構成されている。

処理チャンバ１ｂが、処理チャンバ１ａと異なるところは、チャンバ１ｂの、本体２の開放された側面２ｂ、２ｃと、側板３ａ、３ｂとの間に、スペーサ３１ａ、３１ｂを、さらに具備すること、ＦＰＤ用基板Ｇのサイズが、処理チャンバ１ａよりも大きくなっていることである。その他は、処理チャンバ１ａとほぼ同様である。

図５Ａ乃至図５Ｃは、この発明の実施形態に係る処理チャンバ１ａ、及び１ｂによる利点の一例を示す水平断面図である。

図５Ａは、板材を溶接により接合し、箱型形状に機械加工を行って一体型で製作した処理チャンバ１ｃを持つ比較例である。ＦＰＤ用基板Ｇ０のサイズが小さい場合、処理チャンバ１ｃが一体型であっても、処理チャンバ１ｃの大きさは輸送サイズの限界以内に収まる。

図５Ｂは、第１の実施形態に係る処理チャンバ１ａを持つ実施例である。ＦＰＤ用基板Ｇ１のサイズが大きくなり、処理チャンバ１ａを一体型で製作してしまうと、輸送サイズの限界を超える場合には、図５Ｂに示すように、本体２と、側板３ａ、３ｂとを分割型とし、本体２を輸送サイズの限界以内に収める。これにより、上述した通りであるが、輸送サイズの限界を超える処理チャンバ１ａであっても輸送することが可能となる。

図５Ｃは、第２の実施形態に係る処理チャンバ１ｂを持つ実施例である。ＦＰＤ用基板Ｇ２のサイズが、さらに大きくなった場合には、スペーサ３１ａ、３１ｂを側面２ｂ、２ｃと、側板３ａ、３ｂとの間に介在させ、本体２と側板３ａ、３ｂとの間の距離を伸ばす。これにより、さらに、サイズが大きなＦＰＤ用基板Ｇ２であっても処理でき、かつ、輸送することも可能な処理チャンバ１ｂを得ることができる。

また、ＦＰＤ用基板Ｇの大きさには、たとえ同じ世代であってもＦＰＤ製造メーカー毎に微妙なサイズ差がある。このような場合でも、第２の実施形態に係る処理チャンバ１ｂによれば、スペーサ３１ａ、３１ｂを利用することで処理チャンバ１ｂの大きさを微調整することができる。処理チャンバ１ｂの大きさを微調整することで、例えば、ガラス基板Ｇの縁から側板３ａ、３ｂまでの距離をサイズ差の異なるＦＰＤ基板Ｇであっても一定にでき、サイズ差があるＦＰＤ基板Ｇに対しても均一な処理を可能とする処理チャンバ１ｂが得られる、という利点も得ることができる。

さらに、チャンバ１ａ、１ｂは、例えば、図２Ｂ、図４Ｂに示したように、側板３ａ、３ｂの全体が開閉する。

このようなチャンバ１ａ、１ｂによれば、例えば、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、側板３と底板１０とが一体となった本体２を有し、天板８ａが上蓋として開閉するチャンバ１ｃに比較して、下部電極２１へアクセスし易く、メンテナンスを行いやすい、という利点を得ることができる。

（第３の実施形態）
図７はこの発明の第３の実施形態に係るチャンバを処理チャンバに適応させた一例を示す分解斜視図、図８はこの発明の第３の実施形態に係るチャンバの他例を示す分解斜視図である。

図７及び図８に示すように、第３の実施形態に係る処理チャンバ１ｄ、１ｅは、天板８を、さらに分割型としたものである。天板８は、本例では箱形形状になっており、本体２の上面に封止部材１１、例えば、Ｏリング等を介して、着脱自在に上蓋として取り付けられる。図７に示す処理チャンバ１ｄは第１の実施形態に係る処理チャンバ１ａに対して、さらに天板８を分割型としたもので、図８に示す処理チャンバ１ｅは第２の実施形態に係る処理チャンバ１ｂに対して、さらに天板８を分割型としたものである。

このように、側板３ａ、３ｂを分割型とするばかりでなく、天板８を、さらに分割して、本体２に着脱自在に上蓋として取り付けるようにしても良い。

第３の実施形態によれば、第１、第２の実施形態に比較して、処理チャンバの高さ方向の大きさが、輸送サイズの限界を超える場合にも対応できる、という利点を得ることができる。

また、天板８が着脱自在であることにより、側板３ａ、３ｂのみが着脱自在である第１、第２の実施形態に比較して、よりメンテナンスが行い易い、という利点を得ることができる。

なお、特に、図示しないが、天板８ばかりでなく、図１Ｂや図３Ｂに示した底板１０を、さらに、分割するようにしても良く、分割は天板８及び底板１０とも平板部分だけでも良い。

（第４の実施形態）
図９Ａはこの発明の第４の実施形態に係るチャンバを処理チャンバに適応させた一例を示す水平断面図、図９Ｂは図９Ａに示す９Ｂ−９Ｂ線に示す断面図、図９Ｃは図９Ａに示す９Ｃ−９Ｃ線に示す断面図である。

図９Ａ乃至図９Ｃに示すように、第４の実施形態に係る処理チャンバ１ｆは、側板３ａ、３ｂにリブ３３を取り付け、側板３ａ、３ｂの肉厚ｔ１を、第１乃至第３の実施形態に比較して、さらに薄くしたものである。リブ３３は、側板３ａ、３ｂの補強材として機能できる。このため、本例では、例えば、側板３ａ、３ｂの肉厚ｔ１を、本体２の側壁５、６の肉厚ｔ２、ｔ３よりも薄くすることが可能となる。

第４の実施形態に係る処理チャンバ１ｆによれば、側板３ａ、３ｂの肉厚ｔ１を薄くできるので、処理チャンバ１ｆに必要な材料、例えば、アルミニウムの使用量を軽減でき、処理チャンバ１ｆにかかるコストを下げることが可能となる、という利点を得ることができる。

もちろん、肉厚ｔ１が薄い側板３ａ、３ｂであっても、本体２に着脱自在、本例ではヒンジ３０を介して開閉自在に取り付けることができる。このため、良好なメンテナンス性も第１乃至第３の実施形態と同様に得ることができる。

図１０Ａはこの発明の第４の実施形態に係る処理チャンバの他例を示す水平断面図、図１０Ｂは図１０Ａに示す１０Ｂ−１０Ｂ線に示す断面図、図１０Ｃは図１０Ａに示す１０Ｃ−１０Ｃ線に示す断面図である。

図１０Ａ乃至図１０Ｃに示すように、リブ３３が取り付けられた側板３ａ、３ｂは、スペーサ３１ａ、３１ｂ付の処理チャンバ１ｇにも適用することができる。この場合にも、処理チャンバ１ｇにかかるコストを下げることができる。かつ、リブ３３付側板３ａ、３ｂは、スペーサ３１ａ、３１ｂに、例えば、ヒンジ３０を介して開閉自在に取り付けることも可能であるので、良好なメンテナンス性も維持することができる。

以上、この発明をいくつかの実施形態により説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、本発明をＦＰＤ用基板の処理チャンバについて示したが、搬送チャンバやロードロックチャンバなどの各種チャンバに適用しても良く、さらには、他の種々の基板に対する処理装置のチャンバに対しても適用可能である。

また、上記実施形態においては、側板３ａ、３ｂを一枚の板状の部材としたが、例えば、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、側板３ａ、３ｂに、チャンバ１ｈの内部に向かって窪み３４を持つ箱形の部材としても良い。

また、上記実施形態においては、側板３ａ、３ｂを底板１０側に向かって開閉させるようにしたが、図１２に示すように、天板８側に向かって開閉させるようにしても良い。側板３ａ、３ｂを天板８側に向かって開閉させるようにした場合には、例えば、メンテナンス等で側板３ａ、３ｂを開いた際に、作業者がチャンバ１ｉにちかづきやすい、という利点を得ることができる。

また、上記実施形態においては、側板３ａ、３ｂを本体２の側面２ｂ、２ｃにヒンジ３０を介して開閉自在に取り付けたが、図１３に示すように、側板３ａ、３ｂの全体を、本体２の側面２ｂ、２ｃから取り外し可能な状態で、側面２ｂ、２ｃに取り付けるようにしても良い。このようなチャンバ１ｊにおいても、側板３ａ、３ｂが取り外されるので、メンテナンスの際に、作業者がチャンバ１ｊにちかづきやすい、という利点が得られる。

また、上記実施形態においては、二つの側面それぞれに、側板３ａ、３ｂを着脱自在に取り付けたが、側板は、少なくとも一つの側面に着脱自在に取り付けられれば良い。

また、上記実施形態においては、二つの側面に対して分割構造とする例を示したが、全ての面に対して分割構造としても良い。

さらに、上記実施形態、及び図１１乃至図１３に示した変形例は、任意に組み合わせて実施することも可能である。

図１Ａはこの発明の第１の実施形態に係るチャンバの一例を示す斜視図、図１Ｂは図１Ａに示すチャンバの分解斜視図 図２Ａは図１Ａに示すチャンバを用いた処理チャンバを概略的に示す断面図、図２Ｂは側板を開いた状態を示す断面図 図３Ａはこの発明の第２の実施形態に係るチャンバの一例を示す斜視図、図３Ｂは図３Ａに示すチャンバの分解斜視図 図４Ａは図３Ａに示すチャンバを用いた処理チャンバを概略的に示す断面図、図４Ｂは側板を開いた状態を示す断面図 図５Ａ乃至図５Ｃは、この発明の実施形態に係るチャンバによる利点の一例を示す水平断面図 図６Ａは比較例に係る処理チャンバを示す断面図、図６Ｂは上蓋を開いた状態を示す断面図 この発明の第３の実施形態に係るチャンバの一例を示す分解斜視図 この発明の第３の実施形態に係るチャンバの他例を示す分解斜視図 図９Ａはこの発明の第４の実施形態に係る処理チャンバの一例を示す水平断面図、図９Ｂは図９Ａに示す９Ｂ−９Ｂ線に示す断面図、図９Ｃは図９Ａに示す９Ｃ−９Ｃ線に示す断面図 図１０Ａはこの発明の第４の実施形態に係る処理チャンバの他例を示す水平断面図、図１０Ｂは図１０Ａに示す１０Ｂ−１０Ｂ線に示す断面図、図１０Ｃは図１０Ａに示す１０Ｃ−１０Ｃ線に示す断面図 図１１Ａはこの発明の実施形態の第１の変形例に係る処理チャンバを概略的に示す断面図、図１１Ｂは側板を開いた状態を示す断面図 この発明の実施形態の第２の変形例に係る処理チャンバを概略的に示す断面図 この発明の実施形態の第３の変形例に係る処理チャンバを概略的に示す断面図

符号の説明

１ａ乃至１ｇ…チャンバ、２…本体、２ａ乃至２ｄ…側面、３ａ、３ｂ…側板、１２…固定部材、３０…ヒンジ、３１…スペーサ、３２…開口、３３…リブ、３４…窪み、Ｇ…ＦＰＤ用基板（被処理体）、ｗ…幅、ｈ…高さ、ｌ…奥行き

Claims (7)

1. 少なくとも一つの側面を開放した直方体状の本体と、
   前記本体の開放された側面に着脱自在に取り付けられた、前記本体とともにチャンバを構成する側板と、
   を具備し、
   前記側板は前記側面に、脱着可能な固定部材により着脱自在に取り付けられ、かつ、前記本体にヒンジを介して全体的に開閉自在に取り付けられ、
   前記本体の幅、高さ、奥行きがそれぞれ輸送サイズの限界以内に収まり、前記側板が取り付けられた本体の、側板取り付け方向に沿った幅が、輸送サイズの限界を超えることを特徴とするチャンバ。
2. 前記本体は角筒形状を有し、該角筒の端部が前記側面に対応することを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
3. 前記側板は前記本体内部に向かって窪みを持つ箱形の部材であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチャンバ。
4. 前記本体の開放された側面と前記側板の間に前記本体の開口形状に合致した開口を持つスペーサが存在することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のチャンバ。
5. 前記側板にリブが取り付けられ、前記側板の肉厚が、前記本体の側壁の肉厚よりも薄いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のチャンバ。
6. 被処理体の平面形状が矩形であり、前記矩形の最も短い辺の長さが２８００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のチャンバ。
7. 前記請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のチャンバを、被処理体に処理を行う処理室に使用したことを特徴とする処理装置。

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