JP5073686B2 - 基板処理装置及び基板処理装置内部の工程空間を開閉する方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置及び基板処理装置内部の工程空間を開閉する方法に関するものである。

平板表示パネル（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ）及び半導体装置（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）は、複数の製造工程を通して製造され、両者間の製造工程は、非常に類似に適用される。このような製造工程は、工程チャンバー内で行われおり、工程に応じて工程チャンバーの内部は真空状態または大気圧状態を保持した状態で工程が行われる。

工程チャンバーは、上部チャンバーと下部チャンバーとからなり、工程時、上部チャンバーは下部チャンバーの上部に位置する。工程チャンバーの内部には、工程時、外部から密閉される工程空間が提供され、工程空間内には、基板が載置される支持部材及び支持部材の上部に工程ガスを供給するシャワーヘッドなどが提供される。工程進行時、基板は支持部材上に載置され、シャワーヘッドを介して基板上に工程ガスを供給して、工程を進行する。プラズマを利用する工程の場合、別途のプラズマ生成部材を介して工程ガスからプラズマを生成する。

一方、工程チャンバー内で数回以上の工程が行われた場合、工程チャンバー内部をメンテナンスまたは点検する必要がある。この時、上部チャンバーを下部チャンバーの上部から離脱させ、工程空間を開放させた状態で、内部を保持しなければならないので、上部チャンバーを開閉することができる装置が必要とされる。
特開２００４−３１１９３４

本発明の目的は、単純な開閉方式を利用する基板処理装置及び基板処理装置内部の工程空間を開閉する方法を提供することにある。

本発明の別の目的、下記の詳細な説明と添付図面から、さらに明らかになるものである。

本発明によれば、基板処理装置は、 下部チャンバー；工程時、上記下部チャンバーの上部に配置され、外部から密閉された工程空間を上記下部チャンバーと共に内部に形成する上部チャンバー；上記下部チャンバーの一側に配置されるガイドレール；上記ガイドレールと結合され、上記ガイドレールに沿って移動する移動レール；及び上記移動レールに設けられ、上記上部チャンバーに連結され、上記上部チャンバーを開閉する開閉装置；を含む。

上記ガイドレールは中空状であり、上記移動レールは上記ガイドレールに挿入された状態で移動しうる。

上記移動レールは、上記上部チャンバーが上記下部チャンバーの上部に位置する閉鎖位置及び上記上部チャンバーが上記下部チャンバーの上部から離脱する開放位置に移動しうる。

上記下部チャンバーは、一辺及び上記一辺と概して平行な他辺が上記移動レールの移動方向と概して平行な四角チャンバーであってもよい。

上記開閉装置は、上記ガイドレールに固定設置された支持体；上記上部チャンバーに連結された駆動体；及び上記支持体と上記駆動体とを連結し、上記駆動体を昇降して上記上部チャンバーを昇降する昇降軸を含んでいてもよい。

上記駆動体は、上記上部チャンバーに締結される回転軸；及び上記回転軸を回転させて上記上部チャンバーを反転させる駆動モータ；を備えていてもよい。

上部チャンバー及び下部チャンバーを有する基板処理装置内部の工程空間を開閉する方法は、上記下部チャンバーの一側にガイドレールを設けて、上記上部チャンバーを上記ガイドレールに沿って移動する移動レールに連結し、上記移動レールの移動によって上記上部チャンバーは、上記下部チャンバーの上部に位置するか、または上記下部チャンバーの上部から離脱されていてもよい。

また、本発明によると、基板処理装置は、下部チャンバー；工程時、上記下部チャンバーの上部に配置され、外部から密閉された工程空間を上記下部チャンバーと共に内部に形成する上部チャンバー；上記下部チャンバーの一側に配置される支持レール；及び上記支持レールにそれぞれ設けられ、上記上部チャンバーに連結され、上記上部チャンバーを開閉する開閉装置；を含み、上記開閉装置は、一端が上記支持レールに連結され、他端が上記上部チャンバーに連結され、上記上部チャンバーを昇降する昇降軸を備えており、上記昇降軸は、上記支持レールに一端が連結される中空状の第１昇降軸；及び上記上部チャンバーに一端が連結され、上記第１昇降軸の内部に挿入設置され、上記第１昇降軸に沿って昇降し、上記上部チャンバーを昇降する第２昇降軸；を備える。

上記昇降軸は、上記第１昇降軸の内部に挿入設置され、上記第２昇降軸の外周面を囲み、上記第１昇降軸に沿って昇降する第３昇降軸を、さらに備えていてもよい。

上記開閉装置は、上記支持レールに固定設置された支持体；及び上記上部チャンバーに連結された駆動体；をさらに備えており、上記昇降軸の一端は上記支持体に連結され、上記昇降軸の他端は上記上部チャンバーに連結されていてもよい。

上記開閉装置は、上記上部チャンバーに締結される回転軸；及び上記回転軸を回転させて上記上部チャンバーを回転させる駆動モータ；を、さらに備える。

上記支持レールは、上記下部チャンバーの一側及び他側に互いに平行に、それぞれ配置されるガイドレール；及び上記ガイドレールとそれぞれ結合され、上記ガイドレールに沿って移動する移動レール；を含み、上記開閉装置は、上記移動レール上に設けられ、上記移動レールの移動によって上記上部チャンバーは移動しうる。

本発明によると、上部チャンバー及び下部チャンバーを有する基板処理装置内部の工程空間を開閉する方法は、上記下部チャンバーの一側に支持レールを設けて、上記上部チャンバーを、一端が上記支持レールに連結された昇降軸に連結し、上記昇降軸の昇降によって上記上部チャンバーを昇降させ、上記昇降軸は、上記支持レールに一端が連結される中空状の第１昇降軸；上記上部チャンバーに一端が連結され、上記第１昇降軸の内部に挿入設置され、上記第１昇降軸に沿って昇降して、上記上部チャンバーを昇降する第２昇降軸；を備えていてもよい。

本発明によれば、単純な開閉方式を利用して工程空間を開閉することができる効果を奏する。

以下、本発明の好ましい実施例を添付された図１〜図１０に基づいて詳細に説明する。本発明の実施例は種々の形態に変形でき、本発明の範囲が下記に説明する実施例に限定されることと解析されてはならない。本実施例は当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に、本発明をさらに詳細に説明するために提供されるものである。従って、図面に示された各要素の形状は、より明らかな説明を強調するためのものである。

一方、下記に説明される基板は、液晶表示装置を含む平板表示装置及び半導体ウエハーを含み、その他に発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、電気発光ディスプレイ（ＥＬ）、蛍光表示管（ＶＦＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）を含む。

図１は、本発明に係る基板処理装置を概略的に示す平面図である。基板処理装置は、その中央部にトランスファーモジュール（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｄｕｌｅ）である搬送チャンバー２０と、ロードロックチャンバー３０とが連結設けられている。搬送チャンバー２０の周囲には、３個の工程チャンバー１０が配置されている。また、搬送チャンバー２０とロードロックチャンバー３０と間、搬送チャンバー２０と工程チャンバー１０と間、及びロードロックチャンバー３０と外側の大気雰囲気を連通する開口部には、これら間を気密に密封し、また開閉可能に構成されたゲートバルブ２２がそれぞれ介在されている。

また、各工程チャンバー１０の側部には互いに平行した一対の支持レールが設けられている。支持レールは、ガイドレール２０１、２０２及び移動レール２０３、２０４が備えられ、工程チャンバー１０の上部チャンバー６２が移動する方向に沿って設けられている。本実施例において、上部チャンバー６２の移動方向は、搬送チャンバー２０と工程チャンバー１０と間の基板の搬入出方向に対して、概して垂直な方向になっている。支持レールには、上部チャンバー６２の開閉を実行する開閉装置６３、６４が設けられる。

ロードロックチャンバー３０の外側には、２個のカセットインデクサー（ｃａｓｓｅｔｔｅ ｉｎｄｅｘｅｒ）４１が設けられ、その上に、それぞれ基板が収納されるカセット４０が位置する。カセット４０の一方には未処理された基板が収容され、他方には処理が完了された基板が収容される。カセット４０は昇降機構４２により昇降される。

基板搬送手段４３は、カセット４０間に設けられ、搬送手段４３はアーム４５と、これらを一体的に進出退避及び回転可能に支持するベース４７とを備える。

アーム４５上には、基板を支持する４個の突起４８が提供され、突起４８は摩擦係数の高い合成ゴム材の弾性体からなり、基板支持中に基板の位置が離脱するか、落下することを防止する。また、カセット４０は１個だけを設けることができる。この場合には、同じカセット内の空いた空間に処理が完了された基板を収納する。

工程チャンバー１０は、その内部空間が既設定された減圧雰囲気に保持可能であり、工程チャンバー１０内で工程が行われる。工程チャンバー１０の内部構造は、通常の技術者に自明な事項であるので、これらに対する詳細な説明は省略する。

搬送チャンバー２０は、工程チャンバー１０と同様に、既設定された減圧雰囲気に保持可能であり、内部には搬送ロボット５０が設けられる。搬送ロボット５０はロードロックチャンバー３０及び工程チャンバー１０と間で基板を搬送する。

搬送ロボット５０は、ベース５１の一端部にベース５１に対して、回転可能に設けられた第１アーム５２と、第１アーム５２の先端部に回転可能に設けられた第２アーム５３と、第２アーム５３に回転可能に設けられ、基板を支持するフォーク形状の基板支持プレート５４を駆動することによって基板を搬送する。ベース５１は上下運動が可能である同時に、回転自在である。

ロードロックチャンバー３０も工程チャンバー１０及び搬送チャンバー２０と同様に、既設定された減圧雰囲気に維持可能であり、内部には基板の位置を決定するための一対のポジショナー（ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒ）３２を備えるバッファーラック３１が設けられる。

図２及び図３は、図１の支持レール及び開閉装置を示す図面である。基板処理装置は基板に対する工程を遂行するための工程チャンバー１０を備える。工程チャンバー１０は、下部チャンバー６１と下部チャンバー６１と上に着脱可能に設けられた上部チャンバー６２を備える。下部チャンバー６１は支持部材６１ａ上に載置される。

図２に示されるように、下部チャンバー６１の両側には、下部チャンバー６１の一辺と概して平行に配置された支持レールが設けられる。支持レールは、ガイドレール２０１、２０２と移動レール２０３、２０４とを含み、ガイドレール２０１、２０２は支持軸２０１ａ、２０２ａによって支持される。ガイドレール２０１、２０２は四角断面を有し、内部が空いている中空状である。移動レール２０３、２０４は、ガイドレール２０１、２０２の内部に、それぞれ挿入され、ガイドレール２０１、２０２に沿ってすべり移動（ｓｌｉｄｉｎｇ ｃｏｎｔａｃｔ）する。一方、本実施例では、四角形状の工程チャンバー１０を説明しているが、本発明は円状の工程チャンバー１０にも同様に適用することができる。

図４及び図５は、図１の支持レールを示す断面図である。図４に示されるように、ガイドレール２０１は中空状であり、ガイドレール２０１の下部面には開口２０１ｂが形成される。移動レール２０３はガイドレール２０１の内部に挿入され、移動レール２０３の下部面には後記する支持体１０３が連結され、支持体１０３は開口２０１ｂを介して外部に突出される。ガイドレール２０１及び移動レール２０３に対する説明はガイドレール２０２及び移動レール２０４に同様に適用でき、これに対する説明は省略する。一方、図５は円形支持レールを示し、支持レールの形状は多様に変形できる。

基板処理装置は、上部チャンバー１０を下部チャンバー２０に対して、着脱する開閉装置６３、６４をさらに備える。開閉装置６３、６４は移動レール２０３、２０４の下端に設けられ、移動レール２０３、２０４と共にすべり移動する。開閉装置６３は支持体１０３、駆動体１０４、昇降軸１０５、駆動モータ１０６を含む。支持体１０３は移動レール２０３の下端に固定設置され、移動レール２０３と共にガイドレール２０１に沿って移動する。駆動体１０４は上部チャンバー６２に固定設置され、昇降軸１０５によって上部チャンバー６２と共に昇降する。昇降軸１０５は支持体１０３と駆動体１０４とを連結し、伸縮によって駆動体１０４及び上部チャンバー６２を昇降する。駆動モータ１０６は、駆動体１０４に連結され、回転軸（未図示）によって上部チャンバー６２に軸結合にされ、上部チャンバー６２を回転する。

図６は図１の昇降軸１０５を示す断面図である。昇降軸１０５は、第１昇降軸１０５ａ、第２昇降軸１０５ｂ、第３昇降軸１０５ｃを含む。本実施例では３部分に区分される昇降軸１０５を説明しているが、昇降軸１０５は４部分以上に区分されていてもよい。

図６に示されるように、第１昇降軸１０５ａは中空状であり、支持体１０３に上端が連結される。第２昇降軸１０５ｂは中空状であり、第１昇降軸１０５ａの内径より概して同じであるか、小さな外径を有し、第１昇降軸１０５ａの内部に挿入設置される。第２昇降軸１０５ｂの上端は第１昇降軸１０５ａに拘束され、第２昇降軸１０５ｂは第１昇降軸１０５ａに沿って昇降する。第３昇降軸１０５ｃは中空状であり、第２昇降軸１０５ｂの内径より概して同じであるか、小さな外径を有し、第２昇降軸１０５ｂの内部に挿入設置される。第３昇降軸１０５ｃの上端は第２昇降軸１０５ｂに拘束され、第３昇降軸１０５ｃの下端は駆動体１０４に連結される。第３昇降軸１０５ｃは第２昇降軸１０５ｂに沿って駆動体１０４と共に昇降する。

図６に示されるように、昇降軸１０５が短縮された状態の時、第３昇降軸１０５ｃは第２昇降軸１０５ｂ内に位置し、第２昇降軸１０５ｂは第１昇降軸１０５ａ内に位置する。昇降軸１０５が延びた状態の時、第３昇降軸１０５ｃは第２昇降軸１０５ｂの下端に連結され、第２昇降軸１０５ｂは第１昇降軸１０５ａの下端に連結される。このように、昇降軸１０５の短縮または延長によって駆動体１０４は昇降され、これと共に上部チャンバー６２も昇降する。

図７〜図１０は、図１の支持レール及び開閉装置の作動を示す図面である。以下、図７〜図１０を参照して、上部チャンバー６２の開閉動作を説明する。一方、以下では、開閉装置６３を基準に説明し、開閉装置６３に対する説明は開閉装置６４に同様に適用することができる。

上述するように、駆動体１０４及び上部チャンバー６２は、昇降軸１０５の伸長によって昇降する。図７に示されるように、昇降軸１０５が短縮されれば、駆動体１０４及び上部チャンバー６２は上昇し、上部チャンバー６２は下部チャンバー６１から離隔される。

次に、移動レール２０２がガイドレール２０１の内部に挿入された状態で、移動レール２０２はガイドレール２０１に沿ってすべり移動し、支持体１０３は移動レール２０２と共に移動する。従って、昇降軸１０５により上昇した上部チャンバー６２は、支持体１０３と共に移動し、図７に示されるように（点線で図示する。）、下部チャンバー６１の上部から離脱する。

以降、昇降軸１０５が延びることによって、上部チャンバー６２は駆動体１０４と共に下降し（図８に点線で図示する。）、図９及び図１０に示されるように、駆動モータ１０６の作動によって上部チャンバー６２は１８０°回転して反転される。

本発明を好ましい実施例を通して詳細に説明したが、これらと異なる形態の実施例も可能である。従って、本発明の請求範囲などの技術的思想と範囲は好ましい実施例によって限定されるものではない。

本発明に係る基板処理装置を概略的に示す平面図である。 図１の支持レール及び開閉装置を示す図面である。 図１の支持レール及び開閉装置を示す図面である。 図１の支持レールを示す断面図である。 図１の支持レールを示す断面図である。 図１の昇降軸を示す断面図である。 図１の支持レール及び開閉装置の作動を示す図面である。 図１の支持レール及び開閉装置の作動を示す図面である。 図１の支持レール及び開閉装置の作動を示す図面である。 図１の支持レール及び開閉装置の作動を示す図面である。

１０ 工程チャンバー
２０ 搬送チャンバー
２２ ゲートバルブ
３０ ロードロックチャンバー
４０ カセット
５０ 搬送ロボット
６１ 下部チャンバー
６２ 上部チャンバー
６３、６４ 開閉装置
１０３ 支持体
１０４ 駆動体
１０５ 昇降軸
１０６ 駆動モータ
２０１、２０２ ガイドレール
２０３、２０４ 移動レール

Claims (6)

1. 下部チャンバー；
   工程時、上記下部チャンバーの上部に配置され、外部から密閉された工程空間を上記下部チャンバーと共に内部に形成する上部チャンバー；
   上記下部チャンバーの一側に配置されるガイドレール；
   上記ガイドレールと結合され、上記ガイドレールに沿って移動する移動レール；及び
   上記移動レールに設けられ、上記上部チャンバーに連結され、上記上部チャンバーを開閉する開閉装置；
   を含み、
   上記ガイドレールは中空状であり、上記移動レールは、上記ガイドレールに挿入された状態で移動し、
   上記開閉装置は、上記ガイドレールに固定設置された支持体と、上記上部チャンバーに連結された駆動体と、上記支持体と上記駆動体とを連結し、上記駆動体を昇降して上記上部チャンバーを昇降する昇降軸とを含み、
   上記駆動体は、上記上部チャンバーに締結される回転軸と、上記回転軸を回転させて上記上部チャンバーを反転させる駆動モータとを備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 上記移動レールは、上記上部チャンバーが上記下部チャンバーの上部に位置する閉鎖位置及び上記上部チャンバーが上記下部チャンバーの上部から離脱する開放位置に移動することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 上記下部チャンバーは、一辺及び上記一辺と概して平行な他辺が上記移動レールの移動方向と概して平行な四角チャンバーであることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
4. 下部チャンバー；
   工程時、上記下部チャンバーの上部に配置され、外部から密閉された工程空間を上記下部チャンバーと共に内部に形成する上部チャンバー；
   上記下部チャンバーの一側に配置される支持レール；及び
   上記支持レールにそれぞれ設けられ、上記上部チャンバーに連結され、上記上部チャンバーを開閉する開閉装置；を含み、
   上記開閉装置は、一端が上記支持レールに連結され、他端が上記上部チャンバーに連結され、上記上部チャンバーを昇降する昇降軸を備えており、
   上記昇降軸は、上記支持レールに一端が連結される中空状の第１昇降軸と、上記上部チャンバーに一端が連結され、上記第１昇降軸の内部に挿入設置され、上記第１昇降軸に沿って昇降し、上記上部チャンバーを昇降する第２昇降軸とを備え、
   上記支持レールは、中空状のガイドレールと、上記ガイドレールに挿入された状態で移動する移動レールとを含み、
   上記開閉装置は、上記上部チャンバーに締結される回転軸と、上記回転軸を回転させて上記上部チャンバーを回転させる駆動モータとをさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
5. 上記昇降軸は、
   上記第１昇降軸の内部に挿入設置され、上記第２昇降軸の外周面を囲み、上記第１昇降軸に沿って昇降する第３昇降軸を、さらに備えることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
6. 上記開閉装置は、
   上記支持レールに固定設置された支持体；及び
   上記上部チャンバーに連結された駆動体；をさらに備えており、
   上記昇降軸の一端は上記支持体に連結され、上記昇降軸の他端は上記上部チャンバーに連結されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の基板処理装置。