(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性のある基板にプラズマ処理を行う処理チャンバー内に設置され、前記基板を静電吸着により吸着する静電チャックを備えた載置台に、前記基板を受け渡す基板受け渡し方法であって、
前記載置台は、前記基板を載置する基板載置面と、該基板載置面に対して突没可能であり、前記基板の周縁部を支持する第１の昇降ピンと、前記基板載置面に対して突没可能であり、前記基板の中央部を支持する第２の昇降ピンとを備え、
前記基板を前記基板載置面の上方にて、前記第１の昇降ピンと、前記第１の昇降ピンよりも低い位置の第２の昇降ピンとにより支持した前記基板を下降させ、前記基板を、該基板の中央部から前記基板載置面に載置させる基板載置工程と、
前記基板載置面に載置された前記基板を前記静電チャックにより吸着して、前記基板にプラズマ処理を行う工程と、
前記プラズマ処理終了後、前記静電チャックによる吸着を解除し、前記第１の昇降ピンと前記第２の昇降ピンとを同じ高さとして前記基板を支持し、前記基板を前記基板載置面から離脱させる基板離脱工程と、
を含むことを特徴とする基板受け渡し方法。
【請求項２】
前記基板離脱工程は、前記第１の昇降ピンと前記第２の昇降ピンとを同じ高さとし、前記可撓性のある前記基板を複数箇所で下に凸に撓ませて、前記基板を前記基板載置面から離脱させることを特徴とする請求項１に記載の基板受け渡し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、載置台に基板を受け渡す基板受け渡し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤ製造装置や太陽電池製造装置などにおいては処理室内にて大型のガラス基板にエッチングや成膜等のプラズマ処理を施すが、そのために、ガラス基板を処理室内に搬入及び処理室内から搬出を行うための搬送装置を備えている。この搬送装置は、通常、進退可能なアームによりガラス基板を支持し、処理室内と処理室外との間の搬入出が可能なようになっている。処理室内にはガラス基板を載置する載置台が備えられ、載置台の基板載置面から出没可能なリフトピンによって、処理室内に侵入したアームと載置台との間の基板の受け渡しを行っている。
【０００３】
アームからリフトピンで受け取ったガラス基板を載置台に載置する際、周辺部と中央部とでリフトピンを同じ高さにして支持すると、ガラス基板が可撓性を有するために中央部のリフトピンにより支持された部分が窪み、ガラス基板を載置台に載置した際に、載置台の基板載置面とガラス基板との間に空間が形成されてしまう。
【０００４】
このような空間の形成を抑制し、基板を載置台に均一に接触させて載置するために、中央部のリフトピンよりも周辺部のリフトピンの高さが高くなるようにしてガラス基板を支持し、ガラス基板が基板載置面に向かって凸に撓ませた状態で、載置台の基板載置面に載せる、という技術が特許文献１に記載されている。
【０００５】
また、特許文献１では、反対に載置台からリフトアップする際にも、周辺部のリフトピンを先に突出させて、ガラス基板が基板載置面に向かって凸になるように撓んだ状態でガラス基板を持ち上げる。ガラス基板の揺れを抑制するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−６０２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ガラス基板を載置台に載置してプラズマ処理を行っている間、ガラス基板は、載置台に備えられた静電チャックにより吸着され、プラズマ処理後、静電吸着を解除した後も除電が十分でない場合にはガラス基板が帯電していることがある。このため、吸着を解除してガラス基板を載置台から持ち上げる際、ガラス基板を基板載置面に向かって凸になるように撓んだ状態で持ち上げると、ガラス基板全体に帯電していた電荷がまだ接触している部分に移動していき、最終的に接触面積が小さくなってしまうガラス基板の中央部分に電荷が集中してガラス基板と基板載置面との間に大きな電界を形成し、異常放電が発生することがある、という事情がある。
【０００８】
この発明は、可撓性のある基板を載置台に均一に接触させて載置することが可能であり、かつ、静電チャックによる吸着を解除して基板を載置台から持ち上げる際、基板に異常放電を発生し難くすることができる基板受け渡し方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の一態様に係る基板受け渡し方法は、可撓性のある基板にプラズマ処理を行う処理チャンバー内に設置され、前記基板を静電吸着により吸着する静電チャックを備えた載置台に、前記基板を受け渡す基板受け渡し方法であって、前記載置台は、前記基板を載置する基板載置面と、該基板載置面に対して突没可能であり、前記基板の周縁部を支持する第１の昇降ピンと、前記基板載置面に対して突没可能であり、前記基板の中央部を支持する第２の昇降ピンとを備え、前記基板を前記基板載置面の上方にて、前記第１の昇降ピンと、前記第１の昇降ピンよりも低い位置の第２の昇降ピンとにより支持した前記基板を下降させ、前記基板を、該基板の中央部から前記基板載置面に載置させる基板載置工程と、前記基板載置面に載置された前記基板を前記静電チャックにより吸着して、前記基板にプラズマ処理を行う工程と、前記プラズマ処理終了後、前記静電チャックによる吸着を解除し、前記第１の昇降ピンと前記第２の昇降ピンとを同じ高さとして前記基板を支持し、前記基板を前記基板載置面から離脱させる基板離脱工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、可撓性のある基板を載置台に均一に接触させて載置することが可能であり、かつ、静電チャックによる吸着を解除して基板を載置台から持ち上げる際、基板に異常放電を発生し難くすることができる基板受け渡し方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板載置機構を備えた基板処理装置の一例を示す概略断面図
【図２】図１に示す基板処理装置の平面方向の概略断面図
【図３】基板載置機構を概略的に示す断面図
【図４】一実施形態に係る基板受け渡し方法の一例を示す概略断面図
【図５】参考例に係る基板Ｇの撓みを模式的に示す模式図
【図６】一実施形態に係る基板Ｇの撓みを模式的に示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
図１はこの発明の一実施形態に係る基板受け渡し方法を実施することが可能な基板処理装置の一例を示す概略断面図、図２はその平面方向の概略断面図である。本例では、基板処理装置の一例としてプラズマエッチング装置を示す。
【００１４】
図１に示すように、プラズマエッチング装置１は、可撓性のある基板として、例えばＦＰＤの製造に用いられるガラス基板（以下、基板と略す）Ｇに対してエッチングを行う容量結合型平行平板プラズマエッチング装置として構成されている。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。
【００１５】
プラズマエッチング装置１は、基板Ｇを収容する処理容器としての処理チャンバー（以下チャンバーという）２を備えている。チャンバー２は、例えば、表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなり、基板Ｇの形状に対応して四角筒形状に形成されている。
【００１６】
チャンバー２内の底壁には、基板Ｇを載置する載置台としてのサセプタ４が設けられている。サセプタ４は、基板Ｇの形状に対応して四角板状または柱状に形成されており、金属等の導電性材料からなる基材４ａと、基材４ａの底部とチャンバー２の底面との間に設けられた絶縁部材４ｂとを有している。基材４ａには、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の高周波電力がサセプタ４に印加され、これにより、サセプタ４が下部電極として機能するように構成されている。
【００１７】
また、サセプタ４には、載置された基板Ｇを静電吸着により吸着する静電チャック４１が設けられている。静電チャック４１は、基材４ａの上部に設けられ、誘電体と誘電体の内部に備えられた内部電極４２とで構成されている。内部電極４２には、内部電極４２に電圧を印加する電源４３が、電圧の印加をオン・オフさせるスイッチ４４を介して接続されている。
【００１８】
チャンバー２の上部または上壁には、チャンバー２内に処理ガスを供給するとともに上部電極として機能するシャワーヘッド１１が、サセプタ４と対向するように設けられている。シャワーヘッド１１は、内部に処理ガスを拡散させるガス拡散空間１２が形成されているとともに、下面またはサセプタ４との対向面に処理ガスを吐出する複数の吐出孔１３が形成されている。このシャワーヘッド１１は接地されており、サセプタ４とともに一対の平行平板電極を構成している。
【００１９】
シャワーヘッド１１の上面にはガス導入口１４が設けられ、このガス導入口１４には、処理ガス供給管１５が接続されており、この処理ガス供給管１５には、バルブ１６およびマスフローコントローラ１７を介して、処理ガス供給源１８が接続されている。処理ガス供給源１８からは、エッチングのための処理ガスが供給される。処理ガスとしては、ハロゲン系のガス、Ｏ２ガス、Ａｒガス等、通常この分野で用いられるガスを用いることができる。
【００２０】
チャンバー２の底壁には排気管１９が接続されており、この排気管１９には排気装置２０が接続されている。排気装置２０はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を所定の減圧雰囲気まで真空引き可能なように構成されている。チャンバー２の側壁には、基板Ｇを搬入出するための搬入出口２１（図２参照）が形成されているとともに、この搬入出口２１を開閉するゲートバルブ２２が設けられており、搬入出口２１の開放時に、基板Ｇが、搬送部材としての搬送アーム４０（図２、図４参照）により下方から支持された状態で搬入出口２１及びゲートバルブ２２を介して隣接する図示しないロードロック室との間で搬送されるように構成されている。
【００２１】
チャンバー２の底壁およびサセプタ４には、これらを貫通する挿通孔７ａ、７ｂが、サセプタ４の周縁部位置および中央部位置（周縁部位置よりも内側または中央寄り位置）にそれぞれ形成されている。挿通孔７ａは、例えば、各辺部に所定の間隔をあけて２箇所ずつの計８箇所形成され、挿通孔７ｂは、例えば、サセプタ４の対向する一対の辺と平行に配列されるように所定の間隔をあけて２箇所形成されている。挿通孔７ａ、７ｂにはそれぞれ、基板Ｇを下方から支持して昇降させるリフターピン８ａ（第１の昇降ピン）、８ｂ（第２の昇降ピン）がサセプタ４の基板載置面４ｃに対して突没可能に挿入されている。リフターピン８ａ、８ｂはそれぞれ、突出時に基板Ｇの周縁部および中央部に当接するように設けられており、図示しない位置決め用ブッシュによって径方向または幅方向に位置決めされて挿通孔７ａ、７ｂ内に挿入されている。
【００２２】
図３は基板載置機構を概略的に示す断面図である。
【００２３】
リフターピン８ａ、８ｂはそれぞれ、図３に示すように、下部がチャンバー２の外側に突出しており、下端部が駆動部９ａ、９ｂに接続され、この駆動部９ａ、９ｂの駆動によって昇降することによりサセプタ４の基板載置面４ｃに対して突出および没入するように構成されている。駆動部９ａ、９ｂはそれぞれ、例えばステッピングモータを用いて構成される。
【００２４】
リフターピン８ａ、８ｂの下部にはそれぞれ、フランジ２６が形成されており、各フランジ２６には、リフターピン８ａ、８ｂを囲繞するように設けられた伸縮可能なベローズ２７の一端部（下端部）が接続され、このベローズ２７の他端部（上端部）は、チャンバー２の底壁に接続されている。これにより、ベローズ２７は、リフターピン８ａ、８ｂの昇降に追従して伸縮するとともに、挿通孔７ａ、７ｂとリフターピン８ａ、８ｂとの隙間を密封している。
【００２５】
駆動部９ａ、９ｂの駆動は、マイクロプロセッサ（コンピュータ）を備えたコントローラ３１によって別個に制御される構成となっており、これにより、リフターピン８ａとリフターピン８ｂとは独立して昇降可能に構成されている。コントローラ３１には、工程管理者が駆動部９ａ、９ｂの駆動を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、駆動部９ａ、９ｂの駆動状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェイス３２と、駆動部９ａ、９ｂの駆動をコントローラ３１の制御にて実現するための制御プログラムや駆動条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部３３とが接続されている。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェイス３２からの指示等にて任意のレシピを記憶部３３から呼び出してコントローラ３１に実行させることで、コントローラ３１の制御下で駆動部９ａ、９ｂの駆動および停止が行われる。前記レシピは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリなどのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させて利用したりすることも可能である。
【００２６】
コントローラ３１、ユーザーインターフェイス３２および記憶部３３は、駆動部９ａ、９ｂによるリフターピン８ａ、８ｂの昇降を制御する制御部を構成し、サセプタ４、リフターピン８ａ、８ｂ、駆動部９ａ、９ｂおよび制御部は基板載置機構を構成する。
【００２７】
次に、一実施形態に係る基板受け渡し方法を説明する。
【００２８】
図４Ａ〜図４Ｆは、一実施形態に係る基板受け渡し方法の一例を示す概略断面図である。
【００２９】
まず、図２に示したゲートバルブ２２によって搬入出口２１を開放し、搬送アーム４０によって基板Ｇを搬入出口２１から搬入し、サセプタ４の上方まで搬送する。次いで、各リフターピン８ａ、８ｂを上昇させて搬送アーム４０よりも高く突出させる。これにより、基板Ｇを、搬送アーム４０上からリフターピン８ａ、８ｂ上に移し換える。なお、各リフターピン８ａ、８ｂは、搬送アーム４０に接触しないように配置されている。
【００３０】
この際、基板Ｇの中央部を支持するリフターピン８ｂの先端の位置については、基板Ｇの周縁部を支持するリフターピン８ａの先端の位置よりも低くする。例えば、図４Ａに示す例では、リフターピン８ｂの先端の基板載置面４ｃからの高さＨＣは、リフターピン８ａの先端の基板載置面４ｃからの高さＨＥよりも低くなっている。このようにして、基板載置面４ｃの上方にて、基板Ｇを下に凸状に撓ませた状態で、各リフターピン８ａ、８ｂによって支持させる。
【００３１】
次に、リフターピン８ａ、８ｂの先端の位置関係は変えずに、リフターピン８ａ、８ｂを降下させ、リフターピン８ｂ、リフターピン８ａの順で、サセプタ４の基板載置面４ｃに没入させる。これにより、図４Ｂから図４Ｃにかけて示すように、基板Ｇは、この基板Ｇの中央部から基板Ｇの周縁部に向かって基板載置面４ｃに載置される。この際、基板Ｇの荷重は各リフターピン８ａ、８ｂにバランスよく分散されているので、基板Ｇは、リフターピン８ａ、８ｂの支持反力による変形、特にリフターピン８ｂによる中央部の変形が抑止され、全面またはほぼ全面にわたってサセプタ４の基板載置面４ｃに接触することができる。
【００３２】
次に、ゲートバルブ２２によって搬入出口２１を閉塞し、サセプタ４に基板Ｇを載置したら、静電チャック４１のスイッチ４４をオンし、電源４３から直流電圧を内部電極４２に印加し、基板Ｇをサセプタ４に吸着させる。これとともに、排気装置２０によってチャンバー２内を所定の真空度まで真空引きする。次いで、処理ガス供給源１８から処理ガスを、マスフローコントローラ１７によって流量調整しつつ、処理ガス供給管１５、ガス導入口１４およびシャワーヘッド１１を介してチャンバー２内に供給する。次いで、高周波電源２５から整合器２４を介してサセプタ４に高周波電力を印加し、下部電極としてのサセプタ４と上部電極としてのシャワーヘッド１１との間に高周波電界を生じさせてチャンバー２内の処理ガスをプラズマ化させる。基板Ｇには、処理ガスのプラズマによって、例えば、エッチング処理が施される（図４Ｄ参照）。
【００３３】
次に、基板Ｇのエッチング処理が終了したら、スイッチ４４をオフし、内部電極４２への直流電圧の印加を停止し、静電チャック４１による吸着を解除する（図４Ｅ参照）。
【００３４】
次に、リフターピン８ａの先端の基板載置面４ｃからの高さＨＥと、リフターピン８ｂの先端の基板載置面４ｃからの高さＨＣとが同じになるようにしてそれぞれ挿通孔７ａ、７ｂから突出させ、基板Ｇを支持して基板載置面４ｃから離脱させる。この後、特に、図示しないが、基板Ｇの下方に、搬送アーム４０を挿入し、リフターピン８ａ、８ｂを下降させる。これにより、基板Ｇを、リフターピン８ａ、８ｂ上から搬送アーム４０に移し換えることで、基板Ｇの受け渡しが完了する。
【００３５】
このような一実施形態に係る基板受け渡し方法であると、基板Ｇをリフターピン８ａ、８ｂから基板載置面４ｃに受け渡す際には、基板Ｇの中央部を支持するリフターピン８ｂの先端の高さＨＣを、基板Ｇの周縁部を支持するリフターピン８ａの先端の高さＨＥよりも低くする。このようにすることで、基板Ｇは、重力で基板載置面４ｃに向かって凸となるように撓んだ状態でリフターピン８ａ、８ｂに支持される。基板Ｇは、基板載置面４ｃの中央部分から周縁部分に向かって載置されていくため、基板中央部を支持するリフターピン８ｂにより形成された基板中央部の窪みが残存して基板Ｇと基板載置面４ｃの間に空間が発生することにより基板Ｇと基板載置面４ｃとが非接触となる部分が生じるのを防ぐことができ、基板Ｇを、その全面またはほぼ全面にわたって基板載置面４ｃに均一に接触した状態で基板載置面４ｃに受け渡すことができる。
【００３６】
さらに、静電チャック４１により吸着を解除して、基板Ｇを基板載置面４ｃからリフターピン８ａ、８ｂに受け渡す際には、基板Ｇの中央部を支持するリフターピン８ｂの先端の高さＨＣと、基板Ｇの周縁部を支持するリフターピン８ａの先端の高さＨＥとを同じ高さとする。このようにすることで、基板Ｇは、基板Ｇの全面またはほぼ全面を均等に、基板載置面４ｃから離脱させることができる。このため、リフターピン８ａにより基板Ｇの周縁部分から中央部分に向かって、基板載置面４ｃから離脱させていく場合に比較して、基板載置面４ｃとの最終的な接触面積が局部的に小さくなってしまうことを抑制することができる。最終的な接触面積が局部的に小さくなってしまうことを抑制することが可能となる結果、基板Ｇに帯電した電荷が接触部に集まって基板Ｇに異常放電が発生すること、特に、最後まで基板載置面４ｃと接触し帯電していた電荷が移動してきて集中する基板Ｇの中央部分で異常放電が発生することを抑制することができる。
【００３７】
よって、一実施形態に係る基板受け渡し方法によれば、可撓性のある基板Ｇをサセプタ４の静電チャック４１に均一に接触するように載置することが可能であり、かつ、静電チャック４１による吸着を解除して基板Ｇをサセプタ４の静電チャック４１から持ち上げる際、基板Ｇに異常放電を発生し難くすることができる基板受け渡し方法を得ることができる。
【００３８】
また、静電吸着解除後の基板Ｇを持ち上げた際の異常放電が発生する可能性は、基板Ｇのサイズが大きくなるにつれて高まる。これは、基板Ｇのサイズが大きくなるほど、除電しきれなかった電荷の基板Ｇの裏面への存在する絶対量が多くなり、最終接触箇所に電荷が集中した際に発生する電界が大きくなるためである。
【００３９】
例えば、図５の参考例に係る基板Ｇの撓みを模式的に示す模式図のように、基板Ｇを周縁部分から持ち上げる場合には、基板Ｇの最も窪んだ中央部分の一箇所が最終接触箇所Ｃとなる。このため、もしも、除電しきれずに基板Ｇの表面裏面に残留した残留電荷ｅ、ｈが存在した場合には、この残留電荷ｅ、ｈは最終接触箇所Ｃに移動し溜まる。最終接触箇所Ｃに溜まった残留電荷の絶対量が多く、放電するに十分な量となっていれば、ほぼ確実に放電を起こすと予想される。
【００４０】
この点、一実施形態によれば、図６の模式図に示すように、リフターピン８ａ、８ｂの先端の高さを同じとして基板Ｇを持ち上げる。このため、リフターピン８ａ、８ｂの支持反力により基板Ｇは、リフターピン８ａと８ｂとの間それぞれで撓む。つまり、一実施形態では、基板Ｇの一箇所を撓ませるのではなく、基板Ｇの複数箇所を撓ませる。基板Ｇの複数箇所を撓ませる結果、最終接触箇所Ｃは、複数の箇所に分散することが可能となる。このため、もしも、除電しきれずに残留した残留電荷が存在した場合であっても、残留電荷は、複数の最終接触箇所Ｃに分散されて溜まる。残留電荷が溜まる箇所を複数に分散できる結果、最終接触箇所Ｃに溜まる残留電荷の絶対量は、最終接触箇所Ｃが一箇所の場合に比較して少なくすることができる。よって、一実施形態によれば、最終接触箇所Ｃに溜まる残留電荷の絶対量を少なくすることができ、残留電荷の量が、放電するに十分な量に達してしまう確率を低く抑えることができる。
【００４１】
このように、残留電荷が存在した場合であっても、残留電荷を複数の最終接触箇所Ｃに分散することができる一実施形態は、基板Ｇのサイズが大きいほど、異常放電を抑制する効果が高いといえる。基板Ｇのサイズとしては、１３２０ｍｍ×１５００ｍｍ以上であれば十分な効果を期待することができる。サイズの上限は、この発明の本質に鑑みれば特には存在せず、実施上の上限として、その時代時代における基板Ｇの製造技術、及びプラズマ処理技術等の他の要因によって定まる。
【００４２】
また、前述の通り従来技術においては基板Ｇを持ち上げる際にも基板Ｇが下に凸となるように撓ませて支持することにより基板の揺れを防いでいたので、基板Ｇを、リフターピン８ａ、８ｂの先端の高さを同じにして基板Ｇを持ち上げると、リフターピン８ａの先端の高さをリフターピン８ｂよりも高くして基板Ｇを持ち上げる場合に比較して、基板Ｇが基板載置面４ｃから持ち上がった際に、基板Ｇの揺れが大きくなる可能性がある。
【００４３】
このような基板Ｇの揺れが大きくなる可能性は、リフターピン８ａ、８ｂの上昇速度を遅く抑えることで解消することができる。
【００４４】
以上、この発明を一実施形態に従って説明したが、この発明は、上記一実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、この発明の実施形態は、上記一実施形態が唯一の実施形態でもない。
【００４５】
例えば、上記一実施形態では、基板Ｇの中央部を支持するリフターピン８ｂについては複数本、例えば図２に示したように２本設けたが、このリフターピン８ｂは１本であってもよい。
【００４６】
また、上記一実施形態では、下部電極に高周波電力を印加するＲＩＥタイプの容量結合型平行平板プラズマエッチング装置に適用した例について説明したが、これに限らず、アッシング、ＣＶＤ成膜等の他のプラズマ処理装置に適用可能であり、基板を載置台に載置して処理する、プラズマ処理装置以外の基板処理装置全般にも適用可能である。
【００４７】
さらに、上記実施形態ではＦＰＤ用のガラス基板に適用した例について説明したが、ＦＰＤ用のガラス基板以外の可撓性を有する基板全般に適用可能である。  
その他、様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
Ｇ…基板、２…処理チャンバー、４…サセプタ、４ｃ…基板載置面、８ａ…周縁部を支持するリフターピン、８ｂ…中央部を支持するリフターピン、４１…静電チャック。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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