KR20080080269A - 진공 처리 장치 - Google Patents

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츠토무 히로키
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 피처리체에 대하여 처리 가스를 사용하여 진공 상태에서 소정의 처리를 실시하는 처리 챔버와, 그 처리 챔버로부터 반출된 피처리체의 표면 및 이면 양면의 모든 면상에 불활성 가스를 흘려, 반출되었을 때의 피처리체 기판에 수반되는 잔류 가스나 반응 가스 등을 치환하고 외부로 배출시키는 기능을 갖는 진공 예비 챔버를 구비한 진공 처리 장치이다.

Description

진공 처리 장치{VACUUM PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 액정 표시 장치(LCD)용의 유리 기판 등의 피처리 기판에 대하여 성막 처리나 드라이 에칭 처리 등을 실시하는 진공 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치를 제조하는 LCD 제조 공정에서는, 진공 처리 장치를 사용하여, 피처리 기판이 되는 LCD용의 유리 기판상에 드라이 에칭이나 스퍼터링, CVD(화학 기상 성장) 등에 의한 성막 또는 에칭 처리를 실시하고, 그 액정 표시 장치에 필요한 회로 소자 등을 형성하고 있다.
이와 같은 진공 처리 장치로서는, 예컨대, 진공 하에서 전술한 각종 처리를 실시하는 처리 챔버와, 이 처리 챔버에 연결된 진공 예비 챔버로 구성되어 있다. 이들 챔버는 진공 펌프를 포함하는 배기계를 갖고 있다.
이 진공 예비 챔버는 대기압 상태에서 유리 기판을 반입하고, 내부를 배기하여 진공 상태로 된 후, 처리 챔버에 유리 기판을 반입 또는 처리된 유리 기판을 반출하고 있어, 처리 챔버가 진공 상태를 유지할 수 있도록, 대기측과 진공측의 인터페이스로서의 역할을 하고 있다. 이 진공 예비 챔버로서는 통상 로드록 챔 버(load-lock chamber)(언로드록 챔버)가 공지되어 있다. 이 로드록 챔버를 설치함으로써, 처리 챔버에 피처리 기판을 반입 및 반출할 때에, 이 처리 챔버내의 분위기 변동을 극히 작게 할 수 있다.
그러나, 실제로는, 반송 효율이나 처리 챔버로의 대기에 의한 영향을 더욱 적게 하기 위해서, 로드록 챔버와 처리 챔버 사이에 별도의 진공 예비 챔버로서, 유리 기판을 반송하는 반송 챔버가 설치되어 있다. 이 반송 챔버에 있어서도, 진공 펌프를 포함하는 배기계가 설치되어 있다.
이와 같은 진공 처리 장치에 있어서, 처리 챔버로부터 처리된 LCD 유리 기판이 반송 챔버로 반출되었을 때에, 이 유리 기판에 수반된 잔류 가스나 반응 가스도 반송 챔버로 유입한다. 이들 가스에 의한 악영향을 방지하기 위해서, 이들 가스를 치환하는 불활성 가스, 예컨대 N2 가스가 반송 챔버내로 공급되고 있다.
종래의 진공 처리 장치에 있어서는, 반송 챔버의 대각(對角)상의 코너부에 각각 N2 가스 공급구와 배기구를 설치하고, 가스의 흐름에 의해 기판의 표면 및 이면의 모든 면상에 N2 가스를 공급하도록 되어 있다.
또한 로드록 챔버내에는, 기판의 위치 결정에 사용되는 포지셔너(positioner)가 설치되어 있다. 종래의 포지셔너는, 예컨대, 일본 특허 공개 공보 제 94-249966 호에 도시된 바와 같이, 기판의 대각상의 각 코너부의 근방에 전진 및 후퇴 가능한 위치 결정 부위가 마련되어 있고, 이들 위치 결정 부위에 의해 유리 기판의 대각상의 각 코너부를 끼워 넣어, 위치 결정이 실행된다.
또한, 액정 표시 장치가 정보기기나 텔레비전 등에 보급됨에 따라, 더욱더 표시 화면의 대화면화가 요망되고 있어, LCD 유리 기판이 대형화되는 경향이 있다. 예컨대, 한 변이 1m에 이르는 거대한 한 장의 LCD 유리 기판이 요구되고 있다. 이와 같은 거대한 기판에 맞춰, 종래의 구성으로 진공 처리 장치의 각 챔버를 대형화시키면 장치 자체가 현저히 거대화되어 버리기 때문에, 각 챔버를 최대한 소형화하려고 시도되고 있다.
그 실현을 위해, 내부 기구의 소형화나 유리 기판 이외의 것이 차지하는 공간을 최대한 작게 하도록 하고 있다. 이 때문에, 반송 챔버나 로드록 챔버에 있어서도, 유리 기판 주위의 공간이 지극히 작아지고 있다.
그렇지만, 이와 같이 기판 주위의 공간이 작은 반송 챔버에 종래와 마찬가지로 불활성 가스를 도입해도, 가스가 챔버내를 원활하게 흐르지 못하고, 유리 기판의 표면 및 이면의 모든 면상에 효율적으로 불활성 가스가 공급되지 못하여, 잔류 가스나 반응 가스 등을 불활성 가스로 충분히 치환할 수 없다는 문제점이 발생했다. 마찬가지로, 로드록 챔버내의 위치 결정시에도, 그 공간이 지극히 작기 때문에, 종래의 포지셔너로서는 대응할 수 없게 된다.
본 발명은, 진공 예비 챔버에 있어서의 유리 기판 주위의 공간이 작더라도 피처리 기판의 모든 면상에 대하여 불활성 가스를 공급할 수 있고, 그 공간내에서도 피처리 기판의 위치 결정을 실행하는 포지셔너를 탑재하는 진공 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 피처리 기판에 대하여 진공 상태에서 소정의 처리를 실시하는 처리 챔버와, 상기 처리 챔버와 서로 개구부를 마련하여 연결되고 상기 피처리 기판이 상기 처리 챔버에 반입 및 반출되는 과정에서 상기 피처리 기판이 일시적으로 유지되며 그 챔버 내부가 진공으로 유지되는 진공 예비 챔버와, 상기 진공 예비 챔버내에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 수단을 구비하며, 상기 불활성 가스 공급 수단은 상기 진공 예비 챔버내에 유지된 피처리 기판의 표면측에 불활성 가스를 공급하는 표면측 불활성 가스 공급구와 상기 피처리 기판의 이면측에 불활성 가스를 공급하는 이면측 불활성 가스 공급구를 갖는 불활성 가스 공급부를 구비한, 진공 처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 피처리 기판에 대하여 진공 상태에서 소정의 처리를 실시하는 처리 챔버와, 상기 피처리 기판이 상기 처리 챔버에 반입 및 반출되는 과정에서 피처리 기판이 일시적으로 유지되고 그 내부가 진공으로 유지되는 진공 예비 챔버를 갖고, 이 진공 예비 챔버는 그 챔버내에서 상기 피처리 기판을 탑재하는 탑재 대와, 상기 챔버내에서 피처리 기판의 위치맞춤을 실행하는 위치맞춤 기구와, 상기 챔버내에 반입된 피처리 기판을 승강시키는 승강 기구를 구비하고, 또한, 상기 위치맞춤 기구는 상기 진공 예비 챔버에 있어서의 피처리 기판의 반입 위치보다도 상방에 상기 진공 예비 챔버의 내벽면을 따라 마련된 피처리 기판의 각 변을 가압하는 복수의 가압 부재를 갖고, 상기 진공 예비 챔버내에 반입된 피처리 기판을 상기 승강 기구에 의해 상기 가압 부재에 대응하는 높이 위치까지 상승시켜 그 위치에서 상기 위치맞춤 기구의 가압 부재에 의해 피처리 기판의 위치맞춤을 실행하는 진공 처리 장치를 제공한다.
이상과 같은 구성의 진공 처리 장치는, 처리된 피처리 기판의 표면측에 불활성 가스를 공급하고 피처리 기판의 이면측에 불활성 가스를 공급하여, 처리 챔버로부터 반출될 때에 피처리 기판에 수반된 잔류 가스나 반응 가스를 불활성 가스에 의해서 치환한다.
또한, 진공 예비 챔버내의 위치맞춤 기구의 가압 부재는 진공 예비 챔버에 있어서의 피처리 기판의 반입 경로보다 상방에 마련되어 있고, 승강 기구에 의해 그 상방까지 상승시켜, 그 위치에서 가압 부재에 의해 피처리 기판의 위치맞춤이 실행된다.
본 발명에 따르면, LCD용의 유리 기판을 에칭 처리하는 진공 처리 장치에 있어서, 그 내부에, 표면측 불활성 가스 공급구와 이면측 불활성 가스 공급구를 갖는 불활성 가스 공급부를 설치시켜, 진공 예비 챔버의 공간이 작더라도, 피처리 기판 에 수반되는 잔류 가스나 반응 가스를 짧은 시간에 확실하게 치환할 수 있으며, 또한, 진공 예비 챔버내의 위치맞춤 기구의 가압 부재가 피처리 기판의 위치보다 상방에 설치되어 있고, 진공 예비 챔버내에 반입된 피처리 기판을 승강 기구에 의해 가압 부재에 대응하는 높이에서 위치맞춤을 실행하기 때문에, 가압 부재가 기판의 반송에 방해가 되지 않아, 피처리 기판 반송시에 가압 부재를 대기시켜 놓을 필요가 없어, 그 만큼 진공 예비 챔버의 공간을 작게 할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명한다.
본 실시예에 있어서, 진공 처리 장치는 투명한 LCD용 유리 기판(이하, "유리 기판"이라 함)에 대하여 에칭 처리를 실시하는 에칭 장치를 일례로 들어 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 에칭 장치의 개략적인 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 이 에칭 장치의 내부를 개략적으로 도시한 수평 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시한 에칭 장치에 있어서 진공 예비 챔버로서 설치된 반송 챔버 및 로드록 챔버의 내부의 구조를 도시한 종단면도이고, 도 4는 반송 챔버 및 로드록 챔버의 내부의 구조를 일부 절결하여 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 반송 챔버에 있어서의 불활성 가스의 흐름을 도시한 사시도이며, 도 6은 로드록 챔버의 포지셔너를 상세히 설명하기 위한 사시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 에칭 장치(100)는 알루미늄이나 스테인레스로 이루어지고, 소정의 가스 분위기내에서 유리 기판(G)에 대하여 플라즈마 에칭 처리를 실시하는 처리 챔버(10)를 갖고 있다.
이 처리 챔버(10)에는 게이트 챔버(22)를 통해 반송 챔버(20)가 연결된다. 이들 챔버의 연결 부분에는 유리 기판의 반송을 위해 개구부(10a 및 22a, 20a 및 22b)가 개구되어 있다. 또한, 반송 챔버(20)가 연결된 측의 반대측에는 게이트 챔버(32)를 통해 로드록 챔버(30)가 연결된다. 마찬가지로, 이들 챔버의 연결 부분에는 개구부(32a 및 20b, 30a 및 32b)가 개구되어 있다.
이들 반송 챔버(20) 및 로드록 챔버(30)는 진공 예비 챔버로서 기능한다. 로드록 챔버(30)에는 대기측에 연결되는 개구부(30b)가 형성되고, 이 개구부(30b)를 개폐하는 게이트 밸브(35)가 설치되어 있다. 게이트 밸브(35)는 실린더(35a)에 의해 구동되고 있다. 또한, 반송 챔버(20)를 보수할 때에 사용하는 발판(48)이 구비되며, 그 내부에는 각종 전원 장치 등이 수납되어 있다.
게이트 챔버(22) 및 게이트 챔버(32)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 각각의 챔버내에 실린더(21a, 31a)에 의해 개폐 구동되는 게이트 밸브(21, 31)를 구비하고 있다. 실린더(21a, 31a)는 각각 챔버 저부의 외측에 장착되며, 챔버 내부의 각 게이트 밸브(21, 31)에 진공을 유지할 수 있는 로드(rod)에 의해 연결되어 있다. 이들 개구부 중, 개구부(22a)는 게이트 밸브(21)에 의해 개폐되고, 개구부(32a)는 게이트 밸브(31)에 의해 개폐된다. 또한, 챔버간의 유리 기판(G)의 반입 및 반출은 특정 게이트 밸브가 개방된 상태로 개구부를 통과하여 실행된다.
또한, 에칭 장치(100)의 각 챔버는 배기계에 의해 각각의 내부를 소정의 진공도로 할 수 있다. 처리 챔버(10) 하부에는 챔버 내부를 배기하기 위한 진공 펌프(41)가 장착되어 있다. 게이트 챔버(22)의 양 측벽 하방에 각각 배기구(23)가 마련되고, 이들 배기구(23)는 배기관을 통하여 진공 펌프(42)에 접속된다. 이 진공 펌프(42)의 배기에 의해 반송 챔버(20) 및 게이트 챔버(22) 내부가 배기되어, 소망의 진공도에 도달할 수 있다. 또한, 마찬가지로 게이트 챔버(32)의 양 측벽 하방에 각각 배기구(33)가 마련되고, 이들 배기구(33)는 배기관을 통하여 진공 펌프(43)에 접속된다. 이 진공 펌프(43)의 배기에 의해 로드록 챔버(30) 및 게이트 챔버(32) 내부가 배기되어, 소망의 진공도에 도달할 수 있다. 또한, 처리 챔버(10)에는 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급원(44)이 설치되고, 반송 챔버(20) 및 로드록 챔버(30)에는 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급원(45)이 설치되어 있다.
상기 로드록 챔버(30)의 게이트 밸브(35)의 전방, 즉 대기측에는 도시하지 않은 기판 스테이션이 설치되고, 복수의 유리 기판이 수납된 카세트(cassette)가 탑재된다. 이 유리 기판(G)은 도시하지 않은 이송 기구에 의해, 이 카세트로부터 1장씩 취출되어, 로드록 챔버(30)로 반입된다. 또한, 처리후의 유리 기판(G)은 로드록 챔버(30)로부터 반출되어, 이 카세트로 회수된다. 본 실시예에서는 하나의 로드록 챔버에서, 처리전의 유리 기판의 공급(반입)과 처리후의 유리 기판의 회수(반출)를 실행하고 있지만, 또 하나의 동등한 챔버(언로드록 챔버)를 설치하고, 공급과 회수를 독립시켜 실행해도 무방하다.
이하, 각 챔버에 대해서 각각 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 처리 챔버(10)의 내부에는 유리 기판(G)을 탑재하는 탑재대(11)가 배치되어 있다. 이 탑재대(11)상에는 유리 기판(G)을 반입 및 반출할 때에 지지하기 위해 상하로 이동 가능한 4개의 제 1 지지 핀(12)과, 상하이동 및 선회 가능한 4개의 제 2 지지 핀(13)이 설치되어 있다.
또한, 이 탑재대(11)는 플라즈마를 형성하기 위한 하부 전극으로서 기능한다. 이 탑재대(11)와 평행하게 대향하는 도시하지 않은 상부 전극이 설치되어 있고, 이들 전극 사이에 고주파 전계를 형성하고, 또한 처리 가스 공급원(44)으로부터 처리 가스를 공급하여 플라즈마를 생성한다. 이 플라즈마에 의해 유리 기판(G)상에 형성된 막을 에칭한다.
상기 반송 챔버(20)내는 배기구(23)를 통한 진공 펌프(42)에 의한 배기에 의해 소정의 감압(減壓) 분위기로 유지되고 있다. 이 반송 챔버(20)내에는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 다관절 타입의 반송 기구(50)와, 한 쌍의 버퍼(55)와, 불활성 가스 공급부(57)가 설치되어 있다.
이 반송 기구(50)는 처리 챔버(10)와 로드록 챔버(30) 사이에서 유리 기판의 주고받음을 실행한다. 그 구성으로서, 반송 챔버(20)의 외측 하방에 모터 등의 구동부(51)가 설치되어 있다. 구동부(51)로부터의 축은 반송 챔버(20)의 저부에서 자성 유체 등의 자기 시일을 사용하여 기밀하게 내부로 도입되며, 제 1 아암(52)에 연결되어 있다. 이 제 1 아암(52)의 선단부에는 제 2 아암(53)이 회전 가능하게 장착되며, 또한 제 2 아암(53)에는 포크형상의 기판 지지 플레이트(54)가 회전 가능하게 연결되어 있다.
이 기판 지지 플레이트(54)는 반송시에 유리 기판(G)을 탑재한다. 이 기판 지지 플레이트(54)에, 반송중에 위치 조정된 유리 기판이 이탈되거나 낙하되지 않 도록 진공 척 기능을 구비시켜도 무방하다.
이와 같이 구성된 반송 기구(50)는, 구동부(51)에 의해 제 1 아암(52) 및 제 2 아암(53)이 구동되며, 기판 지지 플레이트(54)가 신축 및 선회한다. 이에 따라, 기판 지지 플레이트(54)는 처리 챔버(10) 또는 로드록 챔버(30)내로 진입하거나 후퇴하거나 하는 신축 동작을 실행하여, 유지된 유리 기판(G)을 반송한다.
또한, 기판 지지 플레이트(54)는 신축하는 방향, 즉 반송 방향을 변경하기 위해서 반송 챔버(20)내에서 선회해야만 한다. 그러나, 기판 지지 플레이트(54)가 직사각형의 유리 기판을 유지한 채로 선회를 실행할 경우, 유리 기판의 중앙을 중심점으로 하여 회전했다해도, 챔버는 유리 기판의 대각선의 길이보다도 큰 내경을 갖는 원형 형상이 되어 버린다.
그래서, 한 쌍의 버퍼(55)가 실린더(56)에 의한 승강 기능을 구비하고 있으며, 기판 지지 플레이트(54)로부터 반송 도중의 유리 기판(G)을 양단 하면측으로부터 밀어 올림으로써 수취하여 일시적으로 유지한다. 기판 지지 플레이트(54)는 아무것도 유지하지 않는 상태로 선회한다. 이와 같은 구성은 예컨대, 일본 특허 공개 공보 제 2001-148410 호에 기재되어 있다. 이 버퍼(55)를 설치함으로써, 유리 기판의 반송 방향을 변경할 때에 기판 지지 플레이트(54)에 유리 기판을 유지한 채로 선회시킬 필요가 없어, 그 만큼 반송 챔버(20)를 작게 할 수가 있어, 공간 절약화를 도모할 수 있다.
상기 불활성 가스 공급부(57)는 도 3 및 도 5에 도시한 바과 같은 2개의 직관(直管)으로 이루어지고, 도 2에 도시한 바와 같이 로드록 챔버(30)측의 반송 챔 버(20)내의 단부의 양측에 설치되어 있다. 이 불활성 가스 공급부(57)는 불활성 가스 공급원(45)으로부터 치환 가스로서 공급된, 예컨대 N2 가스 등의 불활성 가스를 유리 기판(G)을 향해 토출하면서, 진공 펌프(42)로 배기한다. 이것은 처리 챔버(10)로부터 에칭 처리후의 유리 기판(G)이 반출되었을 때에, 이 유리 기판(G)에 수반된 반송 챔버(20)내에 남은 잔류 가스나 반응 가스를 불활성 가스에 의해 치환하기 위해 설치되어 있다. 이 불활성 가스 공급부(57)는, 유리 기판(G)의 표면측에 불활성 가스를 공급하는 표면측 불활성 가스 공급구(58)와, 유리 기판(G)의 이면측에 불활성 가스를 공급하는 이면측 불활성 가스 공급구(59)가 설치되어 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 표면측 불활성 가스 공급구(58) 및 이면측 불활성 가스 공급구(59)로부터 토출된 불활성 가스는 각각 로드록 챔버(30)측의 단부로부터 유리 기판(G)의 표면측 및 이면측의 거의 모든 면상을 통과하여 에칭 처리 챔버(10)측의 단부에 도달한다. 이 때, 불활성 가스는 유리 기판(G) 주위의 잔류 가스나 반응 가스를 동반하고, 또한 개구부(20a 및 22b)를 거쳐서 진공 게이트 챔버(22)에 도달하고, 그 양측의 배기구(23)로부터 외부로 배출된다.
다음으로, 상기 로드록 챔버(30)는 배기구(33)를 통하여 진공 펌프(43)에 의한 배기에 의해 소정의 감압 분위기로 유지된다. 이 로드록 챔버(30)내에는 유리 기판(G)을 일시적으로 유지하는 두 쌍의 버퍼(60a, 60b)(도 3 및 도 4 참조)와, 유리 기판(G)의 위치맞춤을 실행하는 포지셔너(70)와, 불활성 가스 공급부(90)가 설치되어 있다.
버퍼(60a, 60b)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 로드록 챔버(30)내의 양 벽부(30c, 30d) 측에 상하 2단으로 배치되고, 실린더(61a, 61b)에 의한 승강 기능을 갖추고 있으며, 기판 지지 플레이트(54)로부터 반송 도중의 유리 기판(G)을 양단 하면측으로부터 밀어 올림으로써 수취하여 일시적으로 유지한다. 또한, 이 승강 동작은 유리 기판(G)의 주고받음을 실행할 뿐만 아니라, 후술하는 포지셔너(70)에 의한 위치맞춤의 위치까지 유리 기판(G)을 이동시키고 있다.
포지셔너(70)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 로드록 챔버(30)의 측벽부(30c, 30d)의 내측에 2개씩 합계 4개의 가압 부재(71)가 설치되고, 또한 개구부(30a, 30b)측의 벽부(30e, 30f)의 내측에 2개씩 합계 4개의 가압 부재(72)가 설치되어 있다. 이들 가압 부재(71, 72)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 개구부(30a, 30b)보다 상방, 즉 유리 기판 반입 경로보다 상방에 설치되어 있다.
도 6은 포지셔너(70) 중의 벽부(30d, 30f)에 설치된 가압 부재(71, 72)를 대표적으로 도시하고 있다. 이들 가압 부재(71, 72)는, 모두 하우징체(80)와, 유리 기판(G)을 가압하는 가압자(81)와, 가압자(81)의 기단부가 그 내부를 슬라이드하는 가이드부(83)와, 하우징체(80) 내부에 설치된 에어 실린더(또는 구동부)(82)와, 에어 실린더(82)의 동작을 가압자(81)에 전달하는 전달 부재(89)와, 가압자(81)와 하우징체(80)의 간극으로부터 대기가 누설하는 것을 방지하는 진공 시일(seal)(84)과, 하우징체(80)와 로드록 챔버(30)의 측벽부 사이를 밀봉하는 시일 부재(85)를 갖고 있다.
또한, 로드록 챔버(30)의 측벽부와 하우징체(80)내의 후벽을 관통하는 구멍 부(80a)로부터 센서 케이블(86) 및 구동용 에어가 공급된다. 또한, 포지셔너(70)의 가압 부재(72)는, 가압 부재(71)와 마찬가지로, 하우징체(80), 가압자(81), 가이드부(83), 에어 실린더(82), 전달 부재(89) 및 진공 시일(84)을 구비하고 있다. 한편, 가압 부재(72)의 하우징체(80)의 측벽에는 플랜지부(88)를 구비한 관 부재(87)가 접속되어 있으며, 이 관 부재(87)는 로드록 챔버(30)의 측벽부를 관통하여 설치되어 있다.
로드록 챔버(30)의 측벽부와 플랜지부(88)는 시일 부재(88a)로 밀봉되어 있다. 그리고, 이 관 부재(87)를 통해서 센서 케이블(86) 및 구동용 에어가 공급된다. 이들 가압 부재(71, 72)의 하우징체(80)의 대부분은 로드록 챔버(30)의 벽부의 오목부에 수용되어 있고, 거의 가압자(81)만이 로드록 챔버(30)내에서 전진 및 후퇴한다. 따라서, 로드록 챔버(30)내에서 포지셔너(70)에 필요한 공간이 작아서 좋다. 가압 부재(71, 72)를 완전히 벽부의 오목부에 수용하면 가압자(81)의 선단만이 로드록 챔버(30)내에서 전진 및 후퇴하게 되기 때문에 포지셔너(70)에 필요한 공간을 보다 작게 할 수 있다.
상기 불활성 가스 공급부(90)는, 주로 로드록 챔버(30)를 게이트 밸브(35)의 개폐 등에 따라, 내부의 진공 상태를 대기압으로 복귀시키기 위해서, N2 등의 불활성 가스를 공급하는 것이고, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 로드록 챔버(30)의 대기 게이트 밸브(35)측의 벽부(30f)의 중앙에 설치되어 있다. 이 불활성 가스 공급부(90)는 유리 기판(G)의 표면측에 불활성 가스를 공급하는 표면측 불활성 가스 공급구(91)와, 유리 기판(G)의 이면측에 불활성 가스를 공급하는 이면측 불활성 가스 공급구(92)가 개구부(30b)를 사이에 두고 상하에 1개소씩 설치되어 있다.
이들 표면측 불활성 가스 공급구(91) 및 이면측 불활성 가스 공급구(92)로부터 토출된 불활성 가스는, 반송 챔버(20)와 마찬가지로, 대기측[게이트 밸브(35)측]의 단부에서 유리 기판(G)의 표면측 및 이면측의 거의 모든 면상을 통과하여 반송 챔버(20)측의 단부에 도달한다. 이 때, 불활성 가스는 유리 기판(G) 주위의 파티클이나, 잔류 가스, 반응 가스 등을 동반하여, 개구(30a, 32b)를 지나서 진공 게이트 챔버(32)에 도달하고, 그 양측의 배기구(33)로부터 외부로 배출된다.
다음으로, 이상과 같이 구성되는 에칭 처리 장치의 동작에 대해서 설명한다.
우선, 게이트 밸브(35)를 개방하고, 로드록 챔버(30)의 대기측에 설치된 기판 스테이션(도시하지 않음)의 카세트로부터 대기측의 이송 기구(도시하지 않음)에 의해, 처리전의 유리 기판(G)이 로드록 챔버(30)로 반입되고, 상측의 버퍼(60a)에 유리 기판(G)을 탑재한다.
다음으로, 게이트 밸브(35)를 폐쇄하고, 진공 펌프(43)에 의해 로드록 챔버(30)내를 배기하고, 내부를 소정의 진공도로 한다. 그 후, 버퍼(60a)에 탑재된 유리 기판(G)은 실린더(61a)에 의해 버퍼(60a)와 함께, 포지셔너(70)의 가압 부재(71 및 72)가 접촉하는 위치까지 상승된다. 그리고, 그 위치에서 버퍼에 탑재된 채로, 에어 실린더(82)에 의해 눌려진 가압자(81)가 돌출되어, 유리 기판(G)의 위치맞춤을 실행한다.
그 후, 유리 기판(G)은, 반송 챔버(20) 및 로드록 챔버(30) 사이의 게이트 챔버(32)의 게이트 밸브(31)를 개방하고, 반송 기구(50)의 기판 지지 플레이트(54)에 인도되어, 반송 챔버(20)내로 반입된다. 그리고, 반송 챔버(20)에 유리 기판(G)이 반입되는 동시에, 게이트 밸브(31)가 폐쇄된다.
다음으로, 게이트 밸브(21)를 개방하여, 기판 지지 플레이트(54)에 지지된 유리 기판(G)을 에칭 처리 챔버(10)에 반입한다. 그리고, 제 2 지지 핀(13)을 탑재대 상방으로 돌출한 상태로 하여, 제 2 지지 핀(13)상에 유리 기판(G)을 지지시키고, 제 2 지지 핀(13)의 하강에 의해, 탑재대(11)에 탑재시킨다. 그 후, 기판 지지플레이트(54)는 에칭 처리 챔버(10)로부터 후퇴한다.
다음으로, 에칭 처리 챔버(10)에서 에칭 처리가 실시된다. 그 처리 후에는 게이트 밸브(21)가 개방되고, 다음으로 처리를 실행할 유리 기판(G)을 유지하는 기판 지지 플레이트(54)가 진입하여, 제 2 지지 핀(13)상에 유리 기판(G)을 지지시킨다. 그 후, 일단 기판 지지 플레이트(54)는 후퇴한다. 그 다음으로, 처리된 유리 기판(G')은 제 1 지지 핀(12)에 의해, 처리전의 유리 기판(G)의 하방까지 들어 올려지고, 다시 에칭 처리 챔버(10)에 진입한 기판 지지 플레이트(54)에 의해 처리후의 유리 기판(G')이 인도된다. 그리고, 기판 지지 플레이트(54)는 반송 챔버(20)로 후퇴하고, 게이트 밸브(21)가 폐쇄된다. 이 때, 에칭 처리 챔버(10)에서는 제 1 지지 핀(12)이 돌출하여 처리전의 유리 기판(G)을 지지하고, 제 2 지지 핀(13)이 선회한 후, 제 1 지지 핀(12)이 하강하여 처리전의 유리 기판(G)이 탑재대(11)에 탑재되고, 소정의 에칭 처리가 실시된다.
그리고, 처리후의 유리 기판(G')이 반입된 반송 챔버(20)에서는 불활성 가스 공급부(57)로부터 치환 가스로서 불활성 가스, 예컨대 N2 가스를 공급하는 동시에 진공 펌프(42)로 반송 챔버(20)를 배기한다.
이 치환 가스로서 공급되는 불활성 가스에 의해 처리후의 유리 기판(G')에 수반하여 반송 챔버(20)내에 남은 잔류 가스나 반응 가스가 치환된다. 그 치환후, 게이트 밸브(31)를 개방하고, 반송 기구(50)에 의해 처리후의 유리 기판(G')을 로드록 챔버(30)의 하측의 버퍼(60b)에 탑재한다. 그리고, 게이트 밸브(31)를 폐쇄하고, 불활성 가스 공급부(90)로부터 불활성 가스로서 N2 가스를 공급함으로써 로드록 챔버(30) 내의 압력을 대기압으로 한다. 그 후, 게이트 밸브(35)를 개방하고, 대기측의 이송 기구에 의해 처리후의 유리 기판(G')은 하측의 버퍼(60b)로부터 기판 스테이션의 카세트에 수납된다. 그 수납 후, 이송 기구에 의해 카세트로부터 처리전의 유리 기판(G)이 취출되어, 상측의 버퍼(60a)로 이송 탑재된다. 이와 같은 처리 동작은 카세트에 장전된 모든 유리 기판이 처리될 때까지 반복 조작하여 실행된다.
전술한 바와 같이, 반송 챔버(20)내의 압력과 에칭 처리 챔버(10)내의 압력이 거의 같은 진공도일 경우, 가스 치환을 위한 불활성 가스의 유량을 크게 할 수 없다. 즉, 종래와 같이, 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급구가 챔버 저부에만 설치된 경우에는, 반송 챔버(20)내의 공간이 작아지면 불활성 가스가 챔버내로 퍼지기 어려워지고, 결국 처리후의 유리 기판(G')의 모든 면상의 가스 치환이 유효하게 실행되지 않는다는 문제가 발생했다.
이에 대해, 본 실시예의 불활성 가스 공급부(57)는 표면측 불활성 가스 공급구(58) 및 이면측 불활성 가스 공급구(59)를 마련하고 있기 때문에, 유리 기판의 대형화에 있어서, 반송 챔버(20)가 공간이 작은 경우[유리 기판(G)의 외주와 반송 챔버(20)의 측벽 사이의 간극이 작은 경우]라도, 이들 공급구로부터 토출된 불활성 가스가 로드록 챔버(30)측의 단부로부터 처리후의 유리 기판(G')의 표면측 및 이면측의 거의 모든 면상을 통하여 에칭 처리 챔버(10)측의 단부로 인도될 수 있다.
따라서, 처리후의 유리 기판(G') 주위의 잔류 가스나 반응 가스를 짧은 시간에 확실히 배기구(23)로 인도하여 외부로 배출할 수 있다. 또한, 배기구(23)를 진공 게이트 챔버(22)의 하방에 마련하고 있기 때문에, 게이트 밸브(21)의 가동부에서 발생한 파티클은 반송 챔버(20)로 들어가지 않고 배기구(23)로부터 배출된다.
마찬가지로, 로드록 챔버(30)에 있어서도, 불활성 가스 공급부(90)가 표면측 불활성 가스 공급구(91)와 이면측 불활성 가스 공급구(92)를 갖고 있으므로, 처리후의 유리 기판(G')의 표면측 및 이면측을 따라 모든 면상에 불활성 가스를 공급할 수 있다.
또한, 로드록 챔버(30) 및 반송 챔버(20)에서는, 불활성 가스 공급시 챔버내에 존재하는 파티클이 유리 기판(G, G')의 상면 또는 하면으로부터 날려 올라가더라도, 유리 기판의 표면측 또는 이면측을 흐르는 불활성 가스의 기류에 의해서 파티클은 외부로 배출된다. 또한, 유리 기판의 표면측 또는 이면측에 상온의 불활성 가스를 흐르게 함으로써 에칭 처리에서 고온이 된 처리후의 유리 기판(G')의 양면의 온도가 낮아지는 효과도 있다.
또한, 로드록 챔버(30)내의 포지셔너(70)의 가압 부재(71, 72)는 유리 기판(G)의 반입 위치보다도 상방에 설치되어 있고, 위치맞춤시 유리 기판(G)을 그 상방 위치까지 이동시키고 있다. 따라서, 위치맞춤용의 부위가 반송 경로상에 설치되어 있지 않기 때문에, 유리 기판(G)의 반송이 방해가 되지 않는다.
이에 따라, 종래와 같이 유리 기판 반송시에, 가압 부재를 반송 경로상에 대기시켜 놓을 필요가 없어, 그 대기 공간이 불필요하므로 로드록 챔버(30)의 공간이 작더라도 충분히 유리 기판(G)의 위치맞춤을 실행할 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 실시예에 한정됨이 없이, 본 발명의 사상의 범위내에서 각종 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 실시예에서는 진공 예비 챔버로서 반송 챔버(20) 및 로드록 챔버(30)의 2개를 사용한 경우에 대해서 도시했지만, 간단한 구조를 위해서는, 반송 챔버를 생략하여 진공 예비 챔버가 하나뿐인 구성이어도 무방하다.
또한, 불활성 가스로서 주로 N2 가스를 사용한 경우를 도시했지만, 이에 한정되지 않고, Ar 가스, He 가스 등 다른 불활성 가스를 적용할 수 있다. 또한, 상기 실시예에서는, 반송 챔버(20) 및 로드록 챔버(30)의 배기를 각각 진공 게이트 챔버(22, 32)를 통해 실행하는 예를 도시했지만, 반송 챔버(20) 및 로드록 챔버(30)에 배기구를 설치해도 무방하다.
또한, 상기 실시예에서는 에칭 처리 장치에 대해서 도시했지만, 이에 한정되지 않고, 에칭 장치나 성막 장치 등 다른 진공 처리 장치에도 적용 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 피처리 기판의 표면측에 불활성 가스를 공급하는 표면측 불활성 가스 공급구와, 피처리 기판의 이면측에 불활성 가스를 공급하는 이면측 불활성 가스 공급구로부터 불활성 가스를 공급하기 때문에, 진공 예비 챔버의 공간이 작더라도, 피처리 기판의 표면 및 이면에 확실하게 불활성 가스를 공급할 수가 있고, 피처리 기판의 모든 면상에 대하여 불활성 가스를 공급할 수 있다. 따라서, 피처리 기판에 수반되는 잔류 가스나 반응 가스를 불활성 가스에 의해 짧은 시간에 확실하게 치환할 수 있다.
또한, 진공 예비 챔버내의 위치맞춤 기구의 가압 부재가 진공 예비 챔버에 있어서의 피처리 기판의 반입 위치보다도 상방에 설치되어 있고, 진공 예비 챔버내에 반입된 피처리 기판을 승강 기구에 의해 가압 부재에 대응하는 높이 위치까지 상승시켜, 그 위치에서 가압 부재에 의해 피처리 기판의 위치맞춤을 실행하기 때문에, 가압 부재는 피처리 기판의 반송에 방해가 되지 않는다. 따라서, 피처리 기판 반송시에 가압 부재를 대기시켜 놓을 필요가 없어, 그 만큼 진공 예비 챔버의 공간을 작게 할 수 있어, 작은 공간에서 피처리 기판의 위치맞춤을 실행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LCD 유리 기판용 에칭 장치의 개략적인 외관을 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시한 에칭 장치의 내부를 개략적으로 도시한 수평 단면도,
도 3은 도 1에 도시한 에칭 장치에 있어서 진공 예비 챔버로서 설치된 반송 챔버 및 로드록 챔버의 내부의 구조를 도시한 종단면도,
도 4는 도 1에 도시한 에칭 장치에 있어서 진공 예비 챔버로서 설치된 반송 챔버 및 로드록 챔버의 내부의 구조를 일부 절결하여 개략적으로 도시한 사시도,
도 5는 도 1에 도시한 에칭 장치의 반송 챔버에 있어서의 불활성 가스의 흐름을 도시한 사시도,
도 6은 도 1에 도시한 로드록 챔버의 포지셔너를 상세히 설명하기 위한 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 에칭 장치 10 : 처리 챔버
20 : 반송 챔버 21, 31, 35 : 게이트 밸브
22, 32 : 진공 게이트 챔버 23, 33 : 배기구
30 : 로드록 챔버 45 : 불활성 가스 공급원
50 : 반송 기구 57, 90 : 불활성 가스 공급부
58, 91 : 표면측 불활성 가스 공급구
59, 92 : 이면측 불활성 가스 공급구
61a, 61b : 실린더 70 : 포지셔너
71, 72 : 가압 부재

Claims (7)

  1. 진공 처리 장치에 있어서,
    피처리 기판에 대하여 진공 상태에서 소정의 처리를 실행하는 처리 챔버와,
    상기 피처리 기판이 상기 처리 챔버에 반입 및 반출되는 과정에서 피처리 기판이 일시적으로 유지되고, 그 내부가 진공으로 유지되는 진공 예비 챔버를 구비하며,
    이 진공 예비 챔버는 그 챔버 내에서 상기 피처리 기판을 탑재하는 탑재대와, 상기 챔버 내에서 피처리 기판의 위치맞춤을 실행하는 위치맞춤 기구와, 상기 챔버 내에 반입된 피처리 기판을 승강시키는 승강 기구를 구비하며,
    상기 위치맞춤 기구는, 상기 진공 예비 챔버에 있어서의 피처리 기판의 반입 위치보다도 상방에 상기 진공 예비 챔버의 내벽면을 따라 마련된 피처리 기판의 각 변을 가압하는 복수의 가압 부재를 갖고,
    상기 진공 예비 챔버 내에 반입된 피처리 기판을 상기 승강 기구에 의해 상기 가압 부재에 대응하는 높이 위치까지 상승시켜, 그 위치에서 상기 위치맞춤 기구의 가압 부재에 의해 피처리 기판의 위치맞춤을 실행하는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 승강 기구는 상기 탑재대를 승강시키고, 그에 의해 상기 탑재대에 탑재 된 피처리 기판을 승강시키는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  3. 진공 처리 장치에 있어서,
    피처리 기판에 대하여 진공 상태에서 소정의 처리를 실행하는 처리 챔버와,
    상기 처리 챔버에 연결되고, 그 내부가 진공으로 보지(保持)되는 동시에, 상기 피처리 기판을 반송하는 반송 기구를 구비한 반송 챔버와,
    상기 반송 챔버와 대기측과의 사이에 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 전환 가능하게 마련되고, 대기측으로 반출되는 상기 피처리 기판 및 대기측으로부터 반입되는 상기 피처리 기판을 일시적으로 보지하는 로드록 챔버와,
    상기 로드록 챔버 내에서 상기 피처리 기판의 위치맞춤을 실행하는 위치맞춤 기구와,
    상기 로드록 챔버 내에 반입된 상기 피처리 기판을 승강시키는 승강 기구를 구비하며,
    상기 위치맞춤 기구는, 상기 로드록 챔버에 있어서의 상기 피처리 기판의 반입 위치보다도 상방에 상기 로드록 챔버의 내벽면을 따라 마련된 상기 피처리 기판의 각 변을 가압하는 복수의 가압 부재를 갖고,
    상기 로드록 챔버내에 반입된 상기 피처리 기판을 상기 승강 기구에 의해 상기 가압 부재에 대응하는 높이 위치까지 상승시켜, 그 위치에서 상기 위치맞춤 기구의 상기 가압 부재에 의해 상기 피처리 기판의 위치맞춤을 실행하는 것을 특징으 로 하는
    진공 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 승강 기구는 상기 탑재대를 승강시키고, 그에 의해 상기 탑재대에 탑재된 피처리 기판을 승강시키는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  5. 진공 처리 장치에 있어서,
    피처리 기판에 대하여 진공 상태에서 소정의 처리를 실행하는 처리 챔버와,
    상기 처리 챔버와 서로에 개구부를 마련하여 연결되고, 진공으로 보지되는 동시에, 상기 피처리 기판을 반송하는 반송 기구를 구비한 반송 챔버와,
    상기 반송 챔버와 대기측과의 사이에 대기 분위기와 진공 분위기 사이에서 전환 가능하게 마련되고, 대기측으로 반출되는 상기 피처리 기판 및 대기측으로부터 반입되는 상기 피처리 기판을 일시적으로 유지하는 로드록 챔버와,
    상기 반송 챔버에, 또는 상기 반송 챔버 및 상기 로드록 챔버 양자에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급 수단과,
    상기 로드록 챔버 내에서 상기 피처리 기판의 위치맞춤을 실행하는 위치맞춤 기구와,
    상기 로드록 챔버 내에 반입된 피처리 기판을 승강시키는 승강 기구를 구비 하며,
    상기 불활성 가스 공급 수단은, 상기 반송 챔버 내에 보지된 상기 피처리 기판의 표면측에 불활성 가스를 공급하는 표면측 불활성 가스 공급구와, 상기 피처리 기판의 이면측에 불활성 가스를 공급하는 이면측 불활성 가스 공급구를 갖는 불활성 가스 공급부를 구비하며,
    상기 위치맞춤 기구는 상기 로드록 챔버에 있어서의 상기 피처리 기판의 반입 위치보다도 상방에 상기 로드록 챔버의 내벽면을 따라 마련된 상기 피처리 기판의 각 변을 가압하는 복수의 가압 부재를 갖고,
    상기 로드록 챔버 내에 반입된 피처리 기판을 상기 승강 기구에 의해 상기 가압 부재에 대응하는 높이 위치까지 상승시켜, 그 위치에서 상기 위치맞춤 기구의 가압 부재에 의해 상기 피처리 기판의 위치맞춤을 실행하는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 불활성 가스 공급 수단으로부터 공급되는 불활성 가스는 치환 가스인 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  7. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압 부재는,
    상기 피처리 기판의 각 변을 가압하는 가압자와,
    상기 가압자를 구동하기 위한 구동부와,
    상기 구동부의 동작을 상기 가압자에 전달하는 전달 부재를 갖는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
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