(57)【要約】【課題】本発明は、ＣＶＤ装置などの反応室内での基板の昇降時における基板の搬送トラブルを低減し、トラブルの低減によってＬＣＤのアレイ基板などの生産性を落とさない基板の処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】処理装置１０は、基板４２を下方から支えて基板４２を昇降させるピン１２と、ピン１２が通る筒状体で形成され、内周面１５に凹部１９が形成されたピンガイド１４と、ピンガイド１４にガスを送るガス導入穴１６と、ガスを排出するガス排出穴１８と、を含む。ピンガイド１４にガスが導入されて、ピン１２とピンガイド１４との間にガスの層ができることによって、ピン１２がスムーズに昇降する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の下面を支持して昇降させるピンと、
底部の複数箇所に前記ピンを通すピン挿入穴を有し、該ピン挿入穴を含む底部上に基板が供給される反応室と、
前記ピン挿入穴と同心配置されて、ピンが通される筒状体であり、該筒状体の内周面を一周する複数の凹部を軸方向に離隔して形成したピンガイドと、
前記ピンガイド内にガスを導入するために、該ピンガイドにおいて軸方向中間部に貫通させたガス導入穴と、
前記ピンガイドの端部から前記ガスを排出するガス排出穴と、を含む基板の処理装置。
【請求項２】
前記ガスが不活性ガスである請求項１に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置などの反応室内で基板を自動で昇降させる手段を設けた基板の処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）のアレイ基板や半導体チップなどの製造における基板の成膜には、ＣＶＤ装置などの成膜装置が使用される。周知のＣＶＤ装置は、真空または減圧された反応室内に基板を載置して、気相または化学反応によって基板上に材料を成膜する装置である。
【０００３】
図２に示すように、ＣＶＤ装置４０は、基板４２が収納され、ＣＶＤによる基板４２の成膜をおこなったりするための反応室２０と、反応室２０において、基板４２を下方から支えて昇降させる複数のピン３２と、ピン３２が挿入される筒状体で構成されたピンガイド３４と、ピン３２を下方から支えて昇降させるピンバー４４と、を含む。反応室２０の底部にはピン３２が通るピン挿入穴が開いている。ピンガイド３４を構成する筒状体の内周面３５とピン３２とは隙間を有する。ピン３２の形状は例えば円柱状である。アレイ基板や半導体チップを自動で製造するために、反応室２０への基板４２の出し入れはロボットアーム４６でおこなう。
【０００４】
ＣＶＤ装置４０のピン３２とピンガイド３４の材料は成膜やクリーニング時に使用するガスの特性上、セラミックを使用している。そのために、ピン３２を昇降させると、ピンガイド３４の内周面３５とピン３２との隙間も真空または減圧下であるので、ピン３２とピンガイド３４の接触抵抗が大きい。図３に示すように、時にはピン３２がピンガイド３４にかじりつくことがある。
【０００５】
ピン３２やピンガイド３４の表面を滑らかに加工しても、図４に示すように、反応室２０からのプロセスガスがピン３２とピンガイド３４の隙間に入り込み、ピン３２の表面やピンガイド３４の内周面３５にプロセスガスによるパーティクル３６が付着し、ピン３２が昇降しにくくなる。ＬＣＤのアレイ基板であれば、基板４２はガラス基板であるため、ピン３２がかじりつくことによって、ロボットアーム４６にてガラス基板４２を搬出時に、基板の受け渡しが上手くいかず、ガラス基板が割れてしまう恐れがある。
【０００６】
また、一般的にＬＣＤのアレイ基板の製造であれば、１枚のガラス基板から複数枚のアレイ基板が製造される。したがって、１枚のガラス基板が大きくなり、ガラス基板の重量および厚みによってはガラス基板がたわんでしまう。ガラス基板がたわむことによって、ガラス基板を支えるピン３２が傾くことがある。ピン３２が傾くことによって、ピン３２がピンガイド３４に引っ掛かり、ガラス基板を昇降できなくなる。
【０００７】
例えば、ピン３２の太さは約３ｍｍである。ピン３２の太さを太くすれば、基板３４の昇降をスムーズにおこなうことができる。しかし、ＣＶＤによって基板４２を成膜するためには、基板４２の温度を上げる必要がある。成膜室２０の底部のチャンバ壁２１には基板４２の温度を上げるためのヒーターが組み込まれている（図示せず）。ピン３２が太くなると、チャンバ壁２１に設けられるピン挿入穴２２が大きくなり、その箇所に対応した基板４２の温度を上げにくくなる。そのため基板４２の温度が上がっていない箇所の成膜が不均一になる恐れがある。したがって、ピン３２を太くすることはできない。
【０００８】
基板４２は高温で成膜されるため、一度搬送トラブルが発生すると、チャンバ壁２１に組み込まれたヒーターをオフにして、基板４２やチャンバ壁２１などの温度を落とした後、トラブルの処理をおこなわなければならない。再び成膜をおこなうためには、ＣＶＤ装置４０の試運転などをおこなう必要がある。搬送トラブルが発生してから再び成膜をおこなうまで、２日間程度必要で、搬送トラブルは、アレイ基板などの生産性を落とす原因となっている。アレイ基板の生産性が落ちると、最終的な製品であるＬＣＤの生産性も落ちてしまう。
【０００９】
また、基板４２が傾いたままの状態でプロセスガスを反応室２０内に導入し、基板４２上に材料を成膜したとき、基板４２上で均一に材料が成膜されない恐れがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＣＶＤ装置などの真空または減圧された反応室内での基板の昇降時における基板の搬送トラブルを低減し、トラブルの低減によってＬＣＤのアレイ基板などの生産性を落とさない処理装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の処理装置の要旨は、基板の下面を支持して昇降させるピンと、底部の複数箇所に前記ピンを通すピン挿入穴を有し、該ピン挿入穴を含む底部上に基板が供給される反応室と、前記ピン挿入穴と同心配置されて、ピンが通される筒状体であり、該筒状体の内周面に複数の環状の凹部を軸方向に離隔して形成したピンガイドと、前記ピンガイド内にガスを導入するために、該ピンガイドにおいて軸方向中間部に貫通させたガス導入穴と、前記ピンガイドの端部から前記ガスを排出するガス排出穴と、を含む。ピンとピンガイドの内周面には隙間があり、隙間にガスが導入されることによって、ピンがピンガイドから浮き上がり、スムーズにピンが昇降する。
【００１２】
前記ガスは不活性ガスである。反応室にガスが入り込んでも、窒素やアルゴンの不活性ガスであるので悪影響が少ない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の処理装置に係る実施の形態について、図面を用いて説明する。本発明の処理装置は、ＣＶＤ装置などの反応室内で基板の昇降をおこなう装置である。本発明は、図２で示すＣＶＤ装置４０の処理装置３０を図１の処理装置１０に変更する。
【００１４】
図１に示すように、処理装置１０は、基板４２の下面を支えて基板４２を昇降させるピン１２と、基板４２が外部より搬入されて基板４２上に成膜がおこなわれる反応室２０と、ピン１２が通る筒状体であり、その筒状体の内周面１５とピン１２とで隙間１７を有するピンガイド１４と、ピンガイド１４内にガスを導入するために、ピンガイド１４の軸方向の中間部に貫通させたガス導入穴１６と、ピンガイド１４の端部からガスを排出するガス排出穴１８と、を含む。
【００１５】
ガス導入穴１６はピンガイド１４に設けられた貫通穴である。図１の矢印で示すように、ガス導入穴１６を通して隙間１７にガスを送ることによって、ピン１２とピンガイド１４の間にガスの流れる層ができる。したがって、ピン１２とピンガイド１４との摩擦が軽減され、ピン１２がスムーズに昇降できる。ピン１２の形状は、例えば円柱状である。例えば、ピン１２の長さは４２ｍｍ、ピン１２の直径は３ｍｍ、隙間１７の幅は１０から１００μｍ、ピン１２のストロークは２２ｍｍである。ストロークは、反応室２０内にピン１２が伸び出す最大長である。ピン１２やピンガイド１４はセラミック等で形成する。１枚の基板４２を複数のピン１２で支えるため、１つのＣＶＤ装置４０に複数の処理装置１０が設けられる。
【００１６】
反応室２０はチャンバ壁２１で構成され、反応室２０の底部のチャンバ壁２１にはピン１２が通るピン挿入穴２２を有する。ピン１２とピン挿入穴２２を形成する内壁は隙間を有する。反応室２０の一の面は、基板４２を出し入れするための扉を有する。
【００１７】
ピンガイド１４は、チャンバ壁２１の下方に設けられ、ピンガイド１４を形成する筒状体の中心軸は、ピン挿入穴２２の中心軸と同軸となるように設けられる。ピンガイド１４の内周面１５に、その内周面１５を一周する環状の凹部１９が複数設けられている。ガス導入穴１６からピンガイド１４内に導入されたガスは、凹部１９でガス圧が高められる。この凹部１９でガス圧が高められることによって、隙間１７をガスの層にすることができ、ピン１２が内周面１５から浮き上がった状態となる。
【００１８】
ピンガイド１４内に導入されたガスは、ピンガイド１４の両端から排出される。反応室２０内に全てのガスが入り込まないように、ピンガイド１４の両端の内、反応室２０側にガス排出穴１８を設ける。隙間１７を通ったガスの一部が反応室２０に入り込む場合があるが、ガス排出穴１８を通って排気される。ガスは不活性ガスであり、例えば窒素ガスやアルゴンガスである。基板４２の成膜やエッチングに悪影響を与えないために、不活性ガスを使用する。
【００１９】
成膜やエッチング時、反応室２０にプロセスガスが導入されるが、反応室２０からピン１２とピンガイド１４の隙間１７にプロセスガスが入り込まないように不活性ガスを導入するときの圧力を制御する。不活性ガスが反応室２０に少し入り込むように、不活性ガスの導入するときの圧力を制御しても良い。反応室２０のピン挿入穴２２とガス排出穴１８の穴径との比率は、その形状や長さで値が変化する。そこで、ピン挿入穴２２とガス排出穴１８の穴径との比率は、不活性ガスとプロセスガスの圧力バランスとして、ピンガイド１４上部の圧力が反応室２０の圧力よりも高くなるように穴径を調節する。ガス圧の一例として、成膜時の反応室２０への圧力は２０から１５０Ｐａ、ガス導入穴１８への圧力は大気圧から１ＭＰａの範囲にして、反応室２０の穴径を調節する。この様にすることによって、プロセスガスがピン１２とピンガイド１４の隙間１７に入り込むことはない。
【００２０】
成膜室２０の底面のチャンバ壁２１には基板４２の温度を上げるためのヒーターが組み込まれている。基板４２の温度を上げるのは、ＣＶＤによって基板４２を成膜するためである。ピン１２の太さが上述したように３ｍｍと細ければ、成膜室２０の底面のピン挿入穴２２はピン１２の太さに対応して小さくなる。成膜時に基板４２の温度を均一に上げることができ、成膜を確実におこなうことができる。本発明はピン１２の太さを太くせずに、スムーズにピン１２の昇降ができる。
【００２１】
全てのピン１２を同時に昇降させるためのピンバー４４を備える。ピンバー４４が全てのピン１２の下端部を押し上げることによって、全てのピン１２が同時に上昇する。ピンバー４４を下げることによって、全てのピン１２が同時に下降する。ピンバー４４によってピン１２が昇降され、基板４２が昇降される。ピン１２はピンバー４４に固定されない。これは、基板４２の成膜時、反応室２０の温度を上げるため、ピンバー４２とピン１２が伸縮するのを考慮するためである。
【００２２】
成膜室２０への基板２０の出し入れを自動でおこなうロボットアーム４６が備えられる。ロボットアーム４６とピン１２との間の基板４２の受け渡しは、ピン１２が昇降することによっておこなう。
【００２３】
少なくとも基板４２の昇降時にガス導入穴１６からピン１２とピンガイド１４との隙間１７にガスを導入することによって隙間１７にガスの層ができ、ピン１２がスムーズに昇降する。反応室２０からのプロセスガスがピン１２とピンガイド１４との隙間１７に入り込まないため、ピン１２やピンガイド１４にプロセスガスのパーティクルが付着することもなく、ピン１２がスムーズに昇降する。基板４２の昇降時にトラブルが発生しにくいため、ＬＣＤのアレイ基板などの生産性を落とす恐れが少ない。ピン１２の太さを太くせずに基板４２の昇降をスムーズに行えるため、基板４２の成膜も確実に行える。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。例えば、ＣＶＤ装置４０の反応室２０内における基板４２の昇降に本発明の処理装置１０を使用したが、ＣＶＤ装置４０以外の蒸着装置などに使用しても良い。また、ＬＣＤのアレイ基板の製造以外に、半導体の製造などに本発明の処理装置１０を使用しても良い。
【００２５】
その他、本発明は、主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、基板を昇降させるピンとピンガイドとの隙間にガスを導入する構成にすることによって、ピンがスムーズに昇降できる。反応室からのプロセスガスがピンとピンガイドとの隙間に入り込まないので、ピンやピンガイドにパーティクルが付着することはなく、ピンの昇降がスムーズに行える。ピンの昇降がスムーズに行えるため、基板昇降時のトラブルが低減され、ＬＣＤのアレイ基板などの生産性を落とす恐れが少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理装置の断面図である。
【図２】成膜室に入れられた基板をピンで上昇させる時の断面図である。
【図３】基板を下降させるときにピンが引っかかったときの断面図である。
【図４】処理装置のピンやピンガイドにパーティクルが付着してピンが引っかかった時の断面図である。
【符号の説明】
１０，３０：処理装置
１２，３２：ピン
１４，３４：ピンガイド
１５，３５：内周面
１６：ガス導入穴
１７：隙間
１８：ガス排出穴
１９：凹部
２０：反応室
２１：チャンバ壁
２２：穴
３６：パーティクル
４０：ＣＶＤ装置
４２：基板
４４：ピンバー
４６：ロボットアーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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