KR20190059179A

KR20190059179A - 플랫 패널 디스플레이 제조 장치

Info

Publication number: KR20190059179A
Application number: KR1020170178153A
Authority: KR
Inventors: 겐키 다카하시; 도모카즈 나가오; 준-이치 다테미치; 유타카 이노우치
Original assignee: 닛신 이온기기 가부시기가이샤
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-05-30
Also published as: TW201926457A; CN109819570B; KR102089130B1; JP2019096459A; JP7209318B2; CN109819570A; TW201925862A; TWI724316B; CN109817546A

Abstract

고진공 하에서의 유리 기판의 제전에 알맞은 제전 장치를 갖는 플랫 패널 디스플레이 제조 장치를 제공한다.
플랫 패널 디스플레이 제조 장치(ID)는, 유리 기판(S)에 대하여 가공 처리가 행해지는 처리실(1)과, 처리실(1)로의 유리 기판(S)의 반입출 경로를 이루는 반송로(3)를 구비하고, 처리실(1)과 반송로(3)는 진공 분위기 하에 있으며, 반송로(3)를 구성하는 진공 용기의 외벽면에, 진공 용기의 내측을 향해 유리 기판(S)의 제전에 이용하는 전자를 방출하는 제전 장치(O)가 접속되어 있다.

Description

플랫 패널 디스플레이 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING FLAT PANEL DISPLAY}

본 발명은, 진공 하에서 유리 기판에 미리 정해진 처리를 행하는 플랫 패널 디스플레이 제조 장치로, 유리 기판에 대전하고 있는 전하의 제전 기능을 구비한 장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이의 제조 공정은 진공 하에서 실시되고 있다.

제조 공정의 구체예로서는, 불순물을 도입하기 위한 이온 주입 공정이나 회로 패턴을 패터닝하기 위한 노광 공정, 박막을 성막하기 위한 성막 공정 등을 들 수 있다.

각 공정의 실시에 있어서는, 반송 로봇 등을 사용한 유리 기판의 처리실로의 반입출 기판 지지 기구를 이용한 유리 기판의 처리 위치에서의 위치 결정이 행해지고 있다.

유리 기판의 반송이나 위치 결정이 행해질 때, 물체 사이에서의 마찰이나 박리에 의해, 유리 기판에는 전하가 대전된다. 대전된 전하를 그대로 두면, 유리 기판의 부착이나 정전기 방전이 발생한다. 또한, 대전된 유리 기판에 끌어당겨진 파티클이 요인이 되어, 기판 처리가 불량해질 우려도 있다.

그래서, 종래부터 플라즈마를 이용하여 유리 기판의 전하를 제전하는 것이 행해지고 있었다.

구체적으로는, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에서 기술되어 있는 이온화 장치를 이용한 제전 방법이 있다. 이 제전 방법에서는, 진공 배기 후의 실내에 질소나 아르곤 등의 불활성 가스를 충전한다. 그 후, 상기 가스에 자외선을 조사하거나, 불활성 가스의 분위기 내에서 플라즈마를 점등하거나 함으로써, 불활성 가스를 전리(電離)하여 플라즈마화시킨다. 마지막으로, 생성된 불활성 가스의 플라즈마에, 유리 기판을 노출시킴으로써 유리 기판에 대전된 전하의 제전이 행해진다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-241420호 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 평성 제9-324260호

특허문헌 1이나 특허문헌 2에 기술되는 수법에서는, 제전시에 불활성 가스를 실내에 충전해 두는 것이 필요로 하기 때문에, 고진공 하에서의 사용에는 부적합한 것이었다.

본 발명에서는, 고진공 하에서의 유리 기판의 제전에 알맞은 제전 장치를 갖는 플랫 패널 디스플레이 제조 장치를 제공한다.

플랫 패널 디스플레이 제조 장치는,

유리 기판에 대하여 가공 처리가 행해지는 처리실과,

상기 처리실로의 유리 기판의 반입출 경로를 이루는 반송로

를 포함하고, 상기 처리실과 상기 반송로는 진공 분위기 하에 있으며,

상기 반송로를 구성하는 진공 용기의 외벽면에, 상기 진공 용기의 내측을 향해 상기 유리 기판의 제전에 이용하는 전자를 방출하는 제전 장치가 접속되어 있다.

음으로 대전된 유리 기판도 제전 대상으로 한다면,

상기 제전 장치는,

도입된 가스의 전리에 의해, 실내에 플라즈마가 생성되는 플라즈마실을 구비하고 있어, 동 실내로부터 상기 유리 기판의 제전에 이용하는 플라즈마를 방출하는 것이 바람직하다.

플라즈마실 내에 도입된 가스의 이용 효율을 개선하기 위해서는,

상기 제전 장치는,

상기 플라즈마실로부터 상기 반송로로 플라즈마를 수송하기 위한 플라즈마 수송로를 가지며,

플라즈마의 수송 방향에 수직인 절단면에 있어서, 상기 플라즈마 수송로의 절단면이 상기 플라즈마실의 절단면보다도 작은 것이 바람직하다.

플라즈마실 내에서 생성된 플라즈마를 반송로측으로 도입하기 쉽게 하기 위해서는,

상기 플라즈마 수송 경로에는, 플라즈마의 수송 방향을 따른 자장이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

플라즈마 수송로의 내벽면에서의 플라즈마의 소실을 피하기 위해서,

상기 플라즈마 수송로의 외주에는, 수송로 내에 커스프 자장을 생성하는 영구자석이 설치되어 있어도 좋다.

플랫 패널 디스플레이 제조 장치의 제전 장치에서, 반송로측을 진공으로 유지하면서 제전 장치의 메인터넌스를 행하기 위해서는,

상기 플라즈마 수송 경로에는, 수송로 개폐용의 밸브가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

유리 기판의 양면에 대하여 효율적으로 플라즈마를 공급하기 위해서는,

상기 반송로에 있어서, 상기 유리 기판의 측방으로부터 상기 플라즈마 수송로를 통해 상기 유리 기판으로의 플라즈마의 공급이 행해지는 것이 바람직하다.

반송로를 구성하는 진공 용기의 외벽면에 제전 장치를 접속하여, 제전 장치로부터 공급된 전자를 바탕으로 유리 기판의 제전을 행하기 때문에, 반송로 내에 가스를 충전시킬 필요가 없다. 이 때문에, 반송로 내를 고진공으로 유지하는 것이 가능해진다.

도 1은 플랫 패널 디스플레이 제조 장치의 일례를 도시한 모식적 평면도.
도 2는 제전 장치의 일례를 도시한 모식적 평면도.
도 3은 유리 기판에 대한 플라즈마 조사 방향에 대한 설명도.

도 1은 이온 도핑 장치(ID)의 모식적 평면도이다. 이온 도핑 장치(ID)는 플랫 패널 디스플레이 제조 장치로서, TFT 소자의 제조에 사용되고 있다. 도 1에서는, 본 발명의 특징 부분인 제전 장치(O)의 배치에 무관한 처리실(1)보다도 상류측(이온빔의 수송에 관한 부위)의 도시는 생략하고 있다.

유리 기판(S)은 대기측의 기판 수납실(4)에 수납되어 있다. 기판 처리가 행해질 때, 파선 X1로 도시된 화살표의 반송 경로에 의해 유리 기판(S)이 반송된다.

구체적으로는, 유리 기판(S)은, 대기 로봇(R2)에 의해 기판 수납실(4)로부터 진공 예비실(2)로 반송된다. 그 후, 유리 기판(S)은, 중간실(3)의 진공 로봇(R1)에 의해 진공 예비실(2)로부터 처리실(1)의 기판 지지 기구(6)로 반송된다.

기판 처리 후, 유리 기판(S)은 파선 X2로 도시된 화살표의 반송 경로에 의해 수납실(4)에 반송된다.

진공 로봇(R1)이나 대기 로봇(R2)에 의한 유리 기판(S)의 반송, 기판 지지 기구(6)로의 유리 기판(S)의 배치나 기판 지지 기구(6)로부터의 유리 기판(S)의 제거에 있어서, 유리 기판(S)에는 마찰이나 박리에 의한 전하가 대전되고, 이것이 축적된다.

본 발명에서는, 중간실(3)을 구성하는 진공 용기의 외벽면에 접속된 제전 장치(O)를 이용하여, 유리 기판(S)에 대전된 전하를 제전하고 있다.

종래 기술에서는, 제전에 앞서 유리 기판의 제전을 행하는 실내에 불활성 가스를 충전시킨 후, 실내에 충전된 불활성 가스를 플라즈마화하고, 이 플라즈마를 이용하여 유리 기판을 제전하고 있었다.

이에 반하여, 본 발명의 제전 장치(O)에서는, 제전 장치(O)로부터 공급된 플라즈마를 바탕으로 유리 기판(S)의 제전을 행하고 있기 때문에, 중간실(3) 내에 불활성 가스를 충전해 둘 필요가 없다. 이것으로부터, 본 발명의 제전 장치(O)는, 고진공 하(예컨대, 10^-4Pa대)에서의 사용이 가능해진다.

제전 장치(O)로부터 플라즈마를 공급하는 타이밍은, 중간실(3)의 천장에 부착된 전위계(5)로 유리 기판의 전위를 계측하고, 계측 결과가 기준치를 초과하였던 경우에 행하도록 하여도 좋다. 단, 이러한 계측은 필수는 아니며, 항상 플라즈마를 공급하도록 구성해 두어도 좋다.

또한, 전위계(5)를 부착하는 위치는 중간실(3)의 바닥면이나 진공 로봇(R1)의 로봇 핸드에 부착시켜 두어도 좋다. 나아가서는, 중간실(3) 이외의 방에 부착하는 것이나 전위계(5)를 복수 개 부착시켜 두는 것 등, 여러 가지 구성을 생각할 수 있다.

도 1에는, 제전 장치(O)를 중간실(3)에 접속하는 구성이 묘사되어 있지만, 제전 장치(O)의 접속처는 중간실(3)로 한정되지 않는다. 예컨대, 제전 장치(O)는, 대기와 진공 분위기로 전환 가능한 진공 예비실(2)에 접속되어 있어도 좋고, 진공 하에서 유리 기판의 반송이 행해지는 장소(유리 기판의 반입출 경로를 이루는 반송로로서 이용되는 장소)라면, 어떠한 장소라도 좋다.

또한, 제전 장치(O)로부터 플라즈마가 공급되는 장소와 전위계(5)로 유리 기판(S)의 전위가 계측되는 장소는 일치할 필요는 없다. 전위계(5)에 의한 계측 결과에 기초하여 플라즈마의 공급을 행하는 것이라면, 유리 기판(S)이 반송되는 경로에서, 전위계(5)에 의한 전위 계측을 행하는 장소를 제전 장치(O)로부터 플라즈마가 공급되는 장소와 동일한 장소로 하거나, 이 장소보다도 전단으로 해 두면, 계측 결과에 따라 플라즈마를 적절하게 공급할 수 있게 된다.

도 2에는 제전 장치(O)의 구성예가 묘사되어 있다.

제전 장치(O)는, 중간실(3)을 구성하는 진공 용기의 외벽면에 절연판(11)을 통해 부착되어 있다. 이 제전 장치(O)의 주요부는, 전자와 이온으로 이루어진 플라즈마(P)가 생성되는 플라즈마실(13)과 플라즈마실(13)에서 생성된 플라즈마(P)를 중간실(3)측으로 방출하는 플라즈마 수송로(12)로 구성되어 있다.

플라즈마실(13)에서는, 가스 포트(G)를 통해 실내로 도입된 크세논이나 아르곤 등의 불활성 가스가 필라멘트(16)로부터 방출된 열전자에 의해 전리됨으로써 플라즈마(P)가 생성된다.

플라즈마실 내에서의 플라즈마 생성이나 제전 장치로부터의 플라즈마(P)의 방출을 용이하게 하기 위해, 제전 장치(O)는, 도시된 필라멘트 전원(Vf), 아크 전원(Va)(인가 전압은 수십 볼트), 인출 전원(Ve)(인가 전압은 수십 볼트)을 구비하고 있다.

플라즈마실(13)의 주위에는, 플라즈마실(13)의 내벽면에서의 전자나 이온의 소실을 방지하기 위한 커스프 자장 생성용의 영구자석(14)이 배치되어 있다.

플라즈마 수송로(12)의 외주에는 수송로를 따른 자장(B)을 생성하기 위한 한 쌍의 코일(15)이 권취되어 있다. 플라즈마 수송로(12)의 플라즈마(P)는, 자장(B)에 포착되어 수송로 벽면과의 충돌에 의한 소실을 피하여, 중간실(3) 내로 방출된다.

코일(15)의 구성은 한 쌍에 한정되지 않고, 예컨대, 플라즈마 수송로(12)가 짧은 경우에는 코일(15)의 수는 하나라도 좋으며, 이것을 생략하여도 좋다. 또한, 플라즈마 수송로(12)가 긴 경우에는, 코일의 수를 3개 이상으로 증가시켜도 좋다. 나아가서는, 한 쌍의 코일(15) 사이에 간극을 형성하지 않고 연속되어 있는 긴 코일이어도 좋다. 한편, 코일(15) 대신에, 플라즈마 수송로(12)의 벽면에서의 플라즈마의 소실을 피하기 위해서, 플라즈마 수송로(12)의 내벽면 근방에 커스프 자장을 생성하기 위한 영구자석을 플라즈마 수송로(12)의 외주에 배치시켜 두어도 좋다.

플라즈마의 수송 방향에 수직인 평면에서, 플라즈마 수송로(12)와 플라즈마실(13)을 절단했을 때의 절단면을 비교하면, 플라즈마 수송로(12)의 절단면은 플라즈마실(13)의 절단면보다도 작다. 이 관계로부터, 플라즈마실(13)에 도입된 불활성 가스의 플라즈마 수송로(12)측으로의 빠짐이 완화된다. 이에 따라, 플라즈마실(13) 내에서의 플라즈마 생성에 따른 가스의 이용 효율이 향상된다. 또한, 여기서 말하는 절단면이란, 플라즈마실(13)이나 플라즈마 수송로(12)의 벽면뿐만 아니라, 각 실의 내부 공간도 포함한 면을 가리킨다.

전술한 절단면에 대해서, 플라즈마 수송로(12)와 플라즈마실(13)의 절단면이 플라즈마의 수송 방향에서 일정한 경우도 있지만, 그렇지 않은 경우도 있다. 예컨대, 플라즈마 수송로(12)가, 플라즈마의 수송 방향을 따라 직경이 변화되는 원통형의 진공 용기로 구성되어 있는 경우, 전술한 절단면은 일정하지는 않게 된다. 플라즈마실(13)에 대해서도 마찬가지라고 말할 수 있다.

플라즈마의 수송 방향에 있어서, 한쪽 혹은 양쪽 부재의 직경이 변화되는 경우에는, 전술한 절단면의 비교는 각 부재에서 절단면이 가장 작은 곳에서 행해진다.

플라즈마 수송로(12)에는, 수송로의 개폐를 행하기 위한 밸브(V)가 설치되어 있다. 이 밸브(V)를 설치함으로써, 중간실(3)측을 진공 상태로 한 채로, 플라즈마실(13)측을 대기 개방하여 제전 장치(O)를 메인터넌스하는 것이 가능해진다.

플라즈마 수송로(12)의 플라즈마(P)가 방출되는 쪽의 단부는, 도시되어 있는 바와 같이 중간실(3)의 진공 용기 벽면에 위치하고 있어도 좋지만, 유리 기판(S)에 가까운 위치에서 플라즈마(P)를 방출하여 제전 효율을 향상시키려면, 중간실(3) 내로 돌출되어 있어도 좋다.

또한, 전술한 플라즈마 수송로(12)를 마련하는 것은 필수는 아니며, 이것을 생략하고 플라즈마실(13)을 중간실(3)에 직접 접속하도록 하여도 좋다.

통상, 유리 기판(S)은 양으로 대전되기 쉬운 성질이지만, 음으로 대전되는 경우도 있다. 또한, 유리 기판(S)의 표리의 2면에서 상이한 전위로 대전되고 있는 경우도 일어날 수 있다. 어느 쪽의 전위로 대전될지는 플랫 패널 디스플레이 제조 장치에서 행해지는 유리 기판(S)의 처리 내용에 의존하고 있다.

예컨대, 유리 기판(S)에 대하여 성막 처리가 이루어지는 경우, 막의 성질로서 음으로 대전되기 쉬운 것이라면, 전위계(5)에 의한 유리 기판(S)의 전위는 음전위로서 계측된다.

도 3에는 유리 기판(S)에 대하여 다양한 방향에서 플라즈마(P)를 조사하는 예가 묘사되어 있다.

도 3의 (A)에서는, 유리 기판(S)의 측방에서 플라즈마(P)를 조사하고 있다. 이 구성이라면, 플라즈마(P)가 유리 기판(S)의 상면과 하면의 양면에 공급되기 때문에, 양면을 한번에 제전할 수 있다.

유리 기판(S)의 치수가 큰 경우, 도 3의 (A)의 구성에서는 유리 기판(S)의 한쪽 측에서만 플라즈마(P)를 조사하는 구성이기 때문에, 플라즈마(P)가 조사되는 쪽과 반대쪽에서의 제전이 충분히 행해지지 않는 것이 염려된다.

이 점에서, 도 3의 (B)와 같이, 유리 기판(S)의 양측에서 플라즈마(P)를 조사하도록 하여도 좋다.

또한, 도 3의 (C)와 같이, 유리 기판(S)의 상하면에 대하여 플라즈마(P)를 조사하여도 좋다. 이 경우, 유리 기판(S)의 상면에 조사된 플라즈마(P)가 하면측으로 돌아 들어가게 하는 것은, 도 3의 (A)나 도 3의 (B)의 구성에 비하여 기대할 수 없기 때문에, 유리 기판(S)의 하면측에서도 플라즈마(P)를 조사하는 것이 좋다.

단, 제전 대상으로 하는 면이 유리 기판(S) 중 어느 한 면만으로 끝나는 것이라면, 제전 대상으로 하는 면에 대향하는 위치에서 플라즈마(P)를 조사하면 된다.

한편, 정전기 방전 등의 문제를 확실하게 해결한다면, 유리 기판(S)의 양면을 제전해 두는 편이 바람직하다.

유리 기판(S)의 제전 후, 플라즈마 중의 양의 전하를 갖는 이온이나 음의 전하를 갖는 전자에 의해 유리 기판(S)에 대전이 생길 우려는 있다.

단, 도 2의 구성예에 도시된 인출 전압(Ve)의 전위가 수십 볼트이기 때문에, 유리 기판(S)이 플라즈마 중의 이온이나 전자로 대전했다고 해도 유리 기판(S)의 전위는 겨우 수십 볼트가 된다. 이 대전 전압은, 박리 대전에 의한 유리 기판(S)의 전위가 수 킬로 볼트에나 이른다고 하는 것에서 보면 경미한 것이며, 이것이 원인으로 정전기 방전 문제 등이 일어나게 될 가능성은 낮아, 유리 기판 처리의 수율에 영향을 주는 것은 아니다.

도 1에서는, 플랫 패널 디스플레이 제조 장치로서, 이온 도핑 장치를 예를 들고 있었다. 그러나, 본 발명이 대상으로 하는 플랫 패널 디스플레이 제조 장치는 이것에 한정되지 않는다.

예컨대, 성막 장치와 같은 멀티 챔버 방식의 장치여도 좋다. 또한, 개개의 장치를 시리즈로 결합한 인라인 방식의 장치여도 좋다.

본 발명의 구성에서는, 진공 하에서의 유리 기판(S)의 반송로를 이루는 진공 용기의 외벽면에 제전 장치(O)가 접속되어 있는 구성이라면, 어떠한 플랫 패널 디스플레이 제조 장치에도 응용할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 제전 장치(O)로부터 플라즈마(P)를 방출하는 구성에 대해서 설명하였으나, 플라즈마(P) 대신에 전자만을 방출하는 구성으로 하여도 좋다. 예컨대, 도 2의 구성으로 가스 포트(G)를 통한 불활성 가스의 공급을 정지함으로써, 플라즈마를 생성하지 않고, 전자만을 제전 장치(O)로부터 중간실(3) 내로 방출하는 것도 가능해진다. 전자만을 공급하는 경우에는, 가스 포트(G)를 플라즈마실(13)에 설치해 둘 필요는 없다.

전자만을 공급할지, 플라즈마(P)를 공급할지에 대해서는, 예컨대, 전위계(5)에 의한 계측 결과를 바탕으로 적절하게 선택하여도 좋다.

상기 실시형태에서는, 플라즈마 생성의 수법으로서 전자 충격을 이용하고 있었지만, 고주파 방전에 의해 플라즈마를 생성하여도 좋다.

또한, 열전자를 방출하는 구성으로서, 필라멘트 대신에, 판형의 캐소드와 필라멘트를 조합한 방열형(傍熱型) 캐소드나 홀로 캐소드를 채용하여도 좋다.

도 3(B), 도 3(C)에서는, 유리 기판(S)의 상하 좌우로 상이한 장소에 복수의 제전 장치를 배치하는 구성이지만, 복수의 제전 장치(O)를 유리 기판(S)의 상하 좌우의 동일한 측에 배치하여도 좋다.

예컨대, 도 3의 (A)의 구성에 있어서, 제전 장치(O)가 지면 상하 방향이나 지면 안쪽 전방향으로 배열되어 있어도 좋다. 또한, 복수의 제전 장치를 하나의 유닛으로서 취급하도록 하여도 좋다.

그 밖에, 전술한 것 이외에, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 각종 개량 및 변경을 행하여도 좋은 것은 물론이다.

ID : 이온 도핑 장치(플랫 패널 디스플레이 제조 장치)
O : 제전 장치
S : 유리 기판
B : 자장
V : 밸브
3 : 중간실
5 : 전위계
12 : 플라즈마 수송로
13 : 플라즈마실
15 : 코일

Claims

유리 기판에 대하여 가공 처리가 행해지는 처리실과,
상기 처리실로의 유리 기판의 반입출 경로를 이루는 반송로
를 포함하고, 상기 처리실과 상기 반송로는 진공 분위기 하에 있으며,
상기 반송로를 구성하는 진공 용기의 외벽면에, 상기 진공 용기의 내측을 향해 상기 유리 기판의 제전에 이용하는 전자를 방출하는 제전 장치가 접속되어 있는, 플랫 패널 디스플레이 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 제전 장치는,
도입된 가스의 전리에 의해 실내에 플라즈마가 생성되는 플라즈마실을 구비하고 있어, 동 실내로부터 상기 유리 기판의 제전에 이용하는 플라즈마를 방출하는, 플랫 패널 디스플레이 제조 장치.
제2항에 있어서, 상기 제전 장치는,
상기 플라즈마실로부터 상기 반송로로 플라즈마를 수송하기 위한 플라즈마 수송로를 가지며,
플라즈마의 수송 방향에 수직인 절단면에 있어서, 상기 플라즈마 수송로의 절단면이 상기 플라즈마실의 절단면보다도 작은, 플랫 패널 디스플레이 제조 장치.
제3항에 있어서, 상기 플라즈마 수송 경로에는, 플라즈마의 수송 방향을 따른 자장이 형성되어 있는, 플랫 패널 디스플레이 제조 장치.
제3항에 있어서, 상기 플라즈마 수송 경로의 외주에는, 수송로 내에 커스프 자장을 생성하는 영구자석이 설치되어 있는, 플랫 패널 디스플레이 제조 장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마 수송 경로에는, 수송로 개폐용의 밸브가 설치되어 있는, 플랫 패널 디스플레이 제조 장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송로에 있어서, 상기 유리 기판의 측방으로부터 상기 플라즈마 수송로를 통해 상기 유리 기판으로의 플라즈마의 공급이 행해지는, 플랫 패널 디스플레이 제조 장치.