JP7378700B2

JP7378700B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP7378700B2
Application number: JP2019171480A
Authority: JP
Inventors: 元喜高橋
Original assignee: Nissin Ion Equipment Co Ltd
Current assignee: Nissin Ion Equipment Co Ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2023-11-14
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: JP2021048355A

Description

本発明は、基板処理装置に関し、特に、ガラス基板に対して所定の処理を施すために使用される基板処理装置に関する。

液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの製造工程においては、ガラス基板に対してイオン注入や成膜等の各種処理を施す基板処理装置が使用される。従来の基板処理装置においては一般に、ガラス基板は、まず外部からロードロック室に搬入され、その後、搬送ロボット等の搬送装置によってロードロック室から処理室に搬送されてプラテン等の支持装置に渡される。そして、ガラス基板は処理室において支持装置に保持された状態で所定の処理を施された後、搬送装置によって支持装置から取り外され、再びロードロック室に搬送され、外部に搬出される。

また、ガラス基板と搬送装置または支持装置との間での接触、摩擦、あるいは剥離が起きると静電気が発生し、ガラス基板は帯電する。すなわち、従来の基板処理装置においては、ガラス基板は搬送装置と支持装置との間で何度か受け渡しが行われて基板処理装置内を搬送されるため、ガラス基板が搬送装置または支持装置と接触や剥離を繰り返す度に静電気が発生し、ガラス基板が大きく帯電することになる。

ガラス基板の帯電は、ガラス基板表面へのパーティクルの付着や静電気放電を引き起こす虞があるため、ガラス基板の帯電を取り除くために除電装置（イオナイザー）を用いられている。このような除電装置を備えた基板処理装置として、特許文献１に開示されたフラットパネルディスプレイ製造装置が知られている。特許文献１に開示されたフラットパネルディスプレイ製造装置は、処理室へのガラス基板の搬入出経路を成す搬送路を構成する真空容器の外壁面に、ガラス基板の除電に用いる電子を放出する除電装置（イオナイザー）が接続された構成である。

しかしながら、特許文献１に開示された除電装置（イオナイザー）はメンテナンス時等にパーティクルが発生する虞があり、また、除電装置自体の構成が複雑であるため、基板処理装置の構造が複雑になる。

また、非特許文献１に開示されているように、アルゴンガスやアルゴンと窒素の混合ガスを導入することにより、帯電緩和効果があることが知られている。しかしながら、従来の基板処理装置において、アルゴンガス、または、アルゴンと窒素の混合ガスを導入するのみでは、帯電した基板に対する十分な除電効果は期待できない。

特開２０１９－９６４５９

三浦崇、静電気学会誌ｖｏｌ．４３Ｎｏ．１（２０１９）項８－１２「アルゴン中でのマイクロギャップ放電による摩擦帯電緩和の効率」

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成でガラス基板の帯電を抑制できる基板処理装置を提供することにある。

本発明に係る基板処理装置は、ガラス基板に対して真空雰囲気で所定の処理を施す処理室と、真空雰囲気と大気圧雰囲気を切り替えられ、前記ガラス基板を収容する少なくとも一つのロードロック室と、少なくとも一つの前記ロードロック室内に前記ガラス基板の帯電を緩和せる帯電緩和ガスを導入するガス供給装置と、前記ガラス基板が前記ロードロック室から搬出され、前記処理を施されて前記ロードロック室に搬入されるまでの間、前記ガラス基板を保持するホルダーとを備え、前記ガラス基板が前記処理を施されて前記ロードロック室に搬入された後、前記帯電緩和ガスが導入される構成とされている。

ガラス基板は、ロードロック室から搬出され、処理を施されてロードロック室に搬入されるまでの間、ホルダーによって保持されていることから、ガラス基板は搬送される過程においてホルダー以外の物体と接触することがなく、帯電が抑制される。
また、ガラス基板が処理を施されてロードロック室に搬入された後、帯電緩和ガスが導入されることから、ガラス基板がホルダーから取り外される際に静電気が発生することが抑制される。
したがって、従来のような除電装置（イオナイザー）を使用することなく、ガラス基板の帯電を抑制できる。

また、前記ガラス基板が前記処理を施された後、前記ロードロック室に搬入されるより前に前記ガラス基板に帯電した静電気の帯電量を測定する表面電圧測定装置を備え、前記表面電圧測定装置は測定した値から前記帯電緩和ガスの導入量を制御する構成としてもよい。
この場合、表面電圧測定装置によってした値によって、帯電緩和ガスの導入量を調整できることから、帯電緩和ガスを余分に使用することがない。

また、前記処理室と前記ロードロックとの間に搬送室を備え、前記表面電圧測定装置の前記帯電量を検出する検出部は、前記搬送室に配置されている構成としてもよい。

また、前記保持体は、前記ガラス基板の外縁部を支持する構成としてもよい。

この場合、ガラス基板は外縁部を支持されることから、ガラス基板の撓みが抑制されることにより、ガラス基板の変形を防止できる。

本発明の基板処理装置によれば、簡易な構成でガラス基板の帯電を抑制できる。

本発明に係る基板処理装置の構成示す模式図。本発明に係る処理部および搬送室の構成を示す模式的縦断面図。本発明に係る保持部材を示す平面図。本発明に係る保持部材の図３におけるＸ―Ｘ断面を示す断面図。

本発明の一実施形態における基板処理装置１０について説明する。基板処理装置１０は、フラットパネルディスプレイ製造過程で使用され、ガラス基板Ｓに対してイオン注入を行うイオン注入装置である。

まず、基板処理装置１０の構成について説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態における基板処理装置１０は、ガラス基板Ｓに対して真空雰囲気でイオン注入を施す処理室１１と、真空雰囲気と大気圧雰囲気を切り替えられ、ガラス基板Ｓを収容する二つのロードロック室１２と、搬送室１３を備えている。

二つのロードロック室１２のうち、第一ロードロック室１２ａは外部から搬入されるガラス基板Ｓを収容するために使用され、第二ロードロック室１２ｂは外部へ搬出される基板Ｓを収容するために使用される。また、処理室１１、第一ロードロック室１２ａ、および第二ロードロック室１２ｂはそれぞれ搬送室１３を取り囲むように配置されている。

図２に示すように、搬送室１３には、基板収容装置１０内でのガラス基板Ｓの搬送を行う搬送装置１４が配置されており、ガラス基板Ｓは基板収容装置１０内では搬送装置１４により移送される。

また、図１および図２に示すように、基板収容装置１０は、ガラス基板Ｓに帯電した静電気の帯電量測定する非接触式の表面電圧測定装置４０を備える。表面電圧測定装置４０は、ガラス基板Ｓ帯電量を検出する検出部４１と、後述するガス供給装置３０に対して制御を行う制御部４２を備えており、図２に示すように、検出部４１は、ガラス基板Ｓがイオン注入処理を施された後、第二ロードロック室１２ｂに搬入される前のガラス基板Ｓの帯電量を検出し得るよう搬送室１３内に配置されている。

図１に示すように、基板収容装置１０は、第二ロードロック室１２ｂ内にガラス基板Ｓの帯電を緩和せる帯電緩和ガスを導入するガス供給装置３０をさらに備えている。

ここで、帯電緩和ガスとは静電気の緩和効果を有する気体であり、例えば、アルゴンガスやアルゴンガスと窒素ガスの混合気体である。非特許文献１にも記載されているように、これらのガスには帯電緩和効果があることが知られている。

ガス供給装置３０は、供給される帯電緩和ガスを貯蔵する貯蔵部３１、貯蔵部３２から第二ロードロック室１２ｂにつながる流路３２、流路３２の途中に構成され、第二ロードロック室１２ｂに供給される帯電緩和ガス量を調整するバルブ３３から構成されている。

図１に示すように、バルブ３３は、表面電圧測定装置４０の制御部４２に接続されて制御され、第二ロードロック室１２ｂに導入される帯電緩和ガスの流量を調整できる構成とされている。

図１に示すように、基板収容装置１０は、ガラス基板Ｓを保持するホルダー２０を備え、ガラス基板Ｓはホルダー２０に保持された状態で基板処理装置１０内を移送され、所定の処理を施される。

ホルダー２０は、平面全体形状が矩形状であり、ガラス基板Ｓの外縁部が載置される載置部２１と、ガラス基板Ｓを載置部２１との間で挟持する複数のクランプ部２２とを備える。載置部２１とクランプ部２２のガラス基板Ｓとの接触する部位には、シリコンラバーにより形成された絶縁部材２３が配置されている。また、載置部２１の一部には、第二ロードロック室１２ｂにおいてガラス基板Ｓがホルダー２０を取り外す際に、ピン（不図示）の昇降を受け入れる孔部２４が形成されている。

次に、基板処理装置１０の動作について説明する。
図１の破線の矢印Ａ_１～Ａ_６はガラス基板Ｓの移動を模式的に示している。
図１の矢印Ａ_１に示すように、ガラス基板Ｓは外部から大気圧雰囲気の第一ロードロック室１２ａに搬入された後、ホルダー２０により保持される。

その後、第一ロードロック室１２ａが真空雰囲気にされた後、矢印Ａ_２に示すように、真空雰囲気にされた搬送室１４を通って処理室１４の搬出入位置Ｐ_１に搬送され、搬出入位置Ｐ_１において処理室１４のプラテン１５に保持される。

処理室１４においては、矢印Ａ_３で示すように基板Ｓは所定の処理位置Ｐ_２に移動されイオンビーム照射ＩＢが照射され、その後、基板Ｓは矢印Ａ_４で示すように搬出入位置Ｐ_１に再び戻り、プラテン１５から搬送装置１４受け渡される。

続いて、ガラス基板Ｓは、矢印Ａ_５に示すように処理室１２から搬送室１４を通って第二ロードロック室１２ｂに搬送される。このとき、表面電圧測定装置４０によってガラス基板Ｓの帯電量が測定される。

ガラス基板Ｓが第二ロードロック室１２ｂに収容された後、第二ロードロック室１２ｂ内に帯電緩和ガスが導入される。帯電緩和ガスの導入量は、表面電位測定装置４０の制御部４２により決定され、制御部４２がバルブを制御することにより調整される。

このとき、第二ロードロック室１２ｂに帯電緩和ガスが導入されることによって、第二ロードロック室１２ｂの内圧が高まり、真空雰囲気から大気圧雰囲気に戻される。尚、このとき、帯電緩和ガスとは別に窒素ガス等を導入することによって、所定の内圧まで高める構成としてもよい。

その後、ガラス基板Ｓは、ホルダー２０から取り外された、矢印Ａ_６に示すように第二ロードロック室１２ｂから基板収容装置１０の外部へと搬出される。

本発明に係る基板収容装置１０は、矢印Ａ_１～Ａ_５に示す、ガラス基板Ｓが第一ロードロック室１２ａでホルダー２０に保持された後、第二ロードロック室１２ｂ内に帯電緩和ガスが導入されるまでの間、ガラス基板Ｓは常にホルダー２０より保持されている。

したがって、この間にガラス基板Ｓはホルダー２０以外の部材と接触することはないため、ガラス基板Ｓへの帯電が抑制される。さらに、第二ロードロック室１２ｂにおいてガラス基板Ｓがホルダー２０から取り外される際にも、帯電緩和ガスが導入されていることから静電気の発生が抑制される。

また、基板収容装置１０によれば、従来のような除電装置（イオナイザー）を使用する必要がないため、除電装置を採用した場合のメンテナンス時等でのパーティクル発生がなく、また、除電装置を採用した場合のような複雑な構成になることもない。したがって、基板収容装置１０は、簡易な構成でガラス基板Ｓの帯電を抑制することができる。

また、ガラス基板Ｓはホルダー２０によりガラス基板Ｓの外縁部を支持された状態で移送されるため、ガラス基板Ｓの変形が抑制できる。したがって、従来よりも薄型化されたガラス基板Ｓなど、従来よりも強度が低いガラス基板Ｓに対しても特別な変更を行うことなく取り扱うことができる。

また、表面電位測定装置１０により、第二ロードロック室１２ｂに導入される帯電緩和ガスの導入量を決定できるため、帯電緩和ガスを余分に導入する必要がない。

本発明の一実施形態に係る基板収容装置１０はイオン注入装置であるが、本発明の基板収容装置はイオン注入装置に限定されず、基板収容装置で行われる所定の処理もイオン注入に限定されない。例えばＣＶＤ装置等であってもよい。

また、基板処理装置１０は二つのロードロック室１２（１２ａ、１２ｂ）備える構成としたが、外部とのガラス基板Ｓとの搬出入を同一のロードロック室より行う構成としてもよく、この場合、ロードロック室はひとつでよい。また、ロードロック室１２を三つ以上備える構成とした場合であっても、少なくとも外部へガラス基板Ｓを搬出するロードロック室へ帯電緩和ガスを導入できる構成とすればよい。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

Ｓ基板
１０基板処理装置
１１処理室
１２ロードロック室
１２ａ第一ロードロック室
１２ｂ第二ロードロック室
１３搬送室
１４搬送装置
１５プラテン
２０保持部材
２１載置部
２２クランプ部
２３絶縁部材
２４孔部
３０ガス供給装置
３１貯蔵部
３２流路
３３バルブ
４０表面電圧測定装置
４１検出部
４２制御部
Ｐ_１搬出入位置
Ｐ_２処理位置

Claims

ガラス基板に対して真空雰囲気で所定の処理を施す処理室と、
真空雰囲気と大気圧雰囲気を切り替えられ、前記ガラス基板を収容する少なくとも一つのロードロック室と、
少なくとも一つの前記ロードロック室内に前記ガラス基板の帯電を緩和させるアルゴンガス、またはアルゴンガスと窒素ガスの混合気体である帯電緩和ガスを導入するガス供給装置と、
前記ガラス基板が前記ロードロック室から搬出され、前記処理を施されて前記ロードロック室に搬入されるまでの間、前記ガラス基板を保持するホルダーと、を備え、
前記処理はイオン注入であり、
前記ガラス基板が前記処理を施されて前記ロードロック室に搬入された後、前記帯電緩和ガスが導入され、
前記ガラス基板は、前記ホルダーに保持された後、前記帯電緩和ガスが導入されるまでの間、前記ホルダーと異なる部材とは接触することがない基板処理装置。
前記ガラス基板が前記処理を施された後、前記ロードロック室に搬入されるより前に前記ガラス基板に帯電した静電気の帯電量を測定する表面電圧測定装置を備え、前記表面電圧測定装置は測定した値から前記帯電緩和ガスの導入量を制御する請求項１に記載の基板処理装置。
前記処理室と前記ロードロック室との間に搬送室を備え、前記表面電圧測定装置の前記帯電量を検出する検出部は、前記搬送室に配置されている請求項２に記載の基板処理装置。
前記ホルダーは、前記ガラス基板の外縁部を支持する請求項１～３のいずれか１項に記載の基板処理装置。