(57)【要約】本発明は、特にプラズマ処理装置において、特にパネル状の大面積の機素を取扱い配置するための昇降支承装置に関する。この昇降支承装置は、特に金属製のベースプレートを備え、該ベースプレートには複数の特に誘電体のピンが配置されている。このピンは、特にベースプレートに設けたピン穴内にセットすることができる。パネル状機素は、取扱いのため、若しくはプラズマ処理中、ピン端部上に配置することができる。パネル状機素は帯電していてもよい。帯電しているパネル状機素に合わせて、パネル状機素における望ましくない静電放電が実質的に防止されるように、若しくはプラズマ処理するパネル状機素に合わせて、ピン穴又はピンの領域におけるプラズマの乱れが実質的に防止されるように、ピン及びピン穴には小径が選択される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にプラズマ処理装置において、特にパネル状の大面積の機素(4)を取扱い、支承するための昇降支承装置であって、該装置は、複数の誘電体ピン(2)を配置したベースプレート(1)を備え、ピン(2)の端部(9)でパネル状機素(4)を取扱うために支承することができ、パネル状機素(4)は帯電している場合がある装置において、ピン(2)の直径が、帯電しているパネル状機素(4)に合わせて、パネル状機素(4)における望ましくない静電放電を実質的に防止するのに十分に小径となるように選択されていることを特徴とする、昇降支承装置。
【請求項２】
ピン(2)を、ベースプレート(1)に設けたピン穴(3)内へ下降させることができることを特徴とする、請求項１に記載の昇降支承装置。
【請求項３】
ベースプレート(1)が金属製であることを特徴とする、請求項１に記載の昇降支承装置。
【請求項４】
プラズマ処理装置(1)において、特にパネル状の大面積の機素を取り扱い、支承するための昇降支承装置であって、該装置は、複数のピン(2)を配置した金属製ベースプレート(1)を備え、該ピン(2)はベースプレート(1)に設けたピン穴(3)内へ下降させることができ、パネル状機素(4)を取扱うため若しくはプラズマ処理中に、ピン(2)の端部(9)でパネル状機素(4)を支承することができる装置において、ピン穴(3)又はピン(2)の直径が、帯電しているパネル状機素(4)に十分に合わせて、ピン穴(3)又はピン(2)の領域でのプラズマの乱れを実質的に防止するのに十分に小径となるように選択されていることを特徴とする、昇降支承装置。
【請求項５】
ピン(2)が誘電体材料で作成されていることを特徴とする、請求項４に記載の昇降支承装置。
【請求項６】
ピン(2)の直径が、プラズマシースの厚さよりも小さいことを特徴とする、請求項４又は５に記載の昇降支承装置。
【請求項７】
ピン(2)の直径が、ベースプレートよりも上に上昇させることができるピンの長さ(h1)の1/15よりも小さいことを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の昇降支承装置。
【請求項８】
ピン(2)の直径が、3mm未満、好ましくは2mm未満、より好ましくは1.8mmであることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の昇降支承装置。
【請求項９】
ベースプレートの表面積１平方メートルあたりのピン(2)の数が、5本よりも多く、好ましくは10本よりも多く、より好ましくは15本よりも多いことを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の昇降支承装置。
【請求項１０】
ピン間の平均距離が、300mm以下であり、ピン(2)がベースプレート(1)に均等に配置されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の昇降支承装置。
【請求項１１】
ピン(2)が低誘電率の誘電体材料で作成されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の昇降支承装置。
【請求項１２】
ピン(2)が弾性材料で作成されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の昇降支承装置。
【請求項１３】
ピン(2)が、ポリマー、特にポリテトラフルオロエチレン、ポリイソエチレン、ポリアクリレート、又はポリエチレン、若しくはセラミック材料、特に石英、コージェライト、酸化アルミニウム、又はジルコニウムで作成されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の昇降支承装置。
【請求項１４】
ピンが長手軸を中心として回転可能に配置されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の昇降支承装置。
【請求項１５】
ピンが長手軸に沿って振動滑り運動を行うことができることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の昇降支承装置。
【請求項１６】
独立した昇降動作を可能にする互いに独立した２セットのピンが設けられていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の昇降支承装置。
【請求項１７】
パネル状機素を支承するピン端部が研磨された表面及び／又は低摩擦係数のコーティングを有することを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の昇降支承装置。
【請求項１８】
パネル状基板の処理方法、特にガラス又は半導体材料等の誘電体基板のコーティング方法、好ましくはPECVDによるコーティング方法、若しくはドライエッチング又はプラズマエッチング等のエッチング方法において、先行する請求項のいずれか１項に記載の昇降支承装置によって、パネル状機素を移動し、特に上昇させ及び／又は載置し及び／又は支承することを特徴とする、パネル状基板の処理方法。
【請求項１９】
パネル状基板を処理するための装置、特にガラス又は半導体材料等の誘電体基板のコーティング、好ましくはPECVDによるコーティング、若しくはドライエッチング又はプラズマエッチング等のエッチングをするための装置において、該装置が、基板を取扱い支承するための、先行する請求項のいずれか1項に記載する昇降支承装置を備え、該基板が昇降支承装置によって移動される、特に上昇され及び／又は載置され及び／又は支承されることを特徴とする、パネル状基板を処理するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にプラズマ処理装置において、特にパネル状の大面積機素を取扱い、配置するための昇降支承装置、対応する処理方法、及びそのための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路製造用等のシリコンウエハー等の半導体や、フラットテレビ画面製造用のガラス基板等の誘電体の処理、特にコーティングやエッチング中には、大半の場合パネル状の機素である基板を、移動したり、一時的に支承したり等しなければならず、また非常によくあることだが、処理工程中若しくはある工程と次の工程との間に、このような基板を所定の方法で取り扱う必要がある。しかしながら、処理業務の他の分野で起こることとは違い、部品も工程も非常に微妙であり、極僅かな乱れでも部品にかなりのダメージを与え、場合によっては完全に破壊してしまうことすらあるため、これには問題がある。
【０００３】
半導体の取扱いにおいて非常に一般的に生じる問題、特に薄膜トランジスタ等の電子回路を備える誘電体の取扱いにおいて生じ得る問題は、帯電及びその後の望ましくない静電放電の問題である。図６の概略図からわかるように、プラズマコーティング処理が一つの適例であるが、パネル状機素の移動中に摩擦を生じる事象等の様々な作業工程により、パネル状機素が静電気によって帯電してしまうことがある。このパネル状機素(4)の帯電を、図６に符号８で概略的に示す。例えばパネル状機素を持ち上げる場合のように、帯電したパネル機素を地電位から異なる距離の地点へ移動すると、パネル状機素(4)上に電位差が生じる。図６においてこれをV1及びV2で示す。このようなパネル状機素の表面における電位差には、機素の表面に設けた回路や薄膜レジスタに静電放電を生じさせる効果がある。これを図６の図面中央の枠内に概略的に示す。しかしながら、静電放電は部品の破壊につながる恐れがあるので、疑いがある場合には、複数の回路や薄膜トランジスタを設けて完成させたパネル状機素全体を不良品として扱わなければならない。
【０００４】
この問題には、まず第一に周囲空気をイオン化する等の方法によってパネル状機素が帯電しないようにすることで対処がなされてきた。ところが実際には帯電を完全に防止することはほとんど不可能であることがわかっている。この望ましくない静電放電の問題を解決するための別のアプローチとして、製造工程中、バスバーと呼ばれる補助的な導体を設けることによって、半導体や誘電体に設けた全ての回路を短絡させておく方法がある。しかしこの方法には、まずバスバーを設け、後に除去するために費用が高くなるという欠点がある。またバスバーはその他の製造工程において障害となる。
【０００５】
特にプラズマ処理の場合、パネル状機素の取扱いに関するさらなる問題として、プラズマチャンバー内に昇降支承装置があることによりプラズマが乱され、プラズマ処理する機素の特性に影響が及ぶという問題がある。プラズマ処理装置において、プラズマ処理する機素、つまりシリコンウエハーやガラス基板等のパネル状機素は、プラズマ処理できるように通常金属製ベースプレート上に載置されている。そのため、パネル状機素を昇降させることができるように、ベースプレートの縁には、ベースプレート内に下降させることができるようになっているピンが設けられており、フォーク状保持具を備えるロボットアーム等の把持装置をパネル状機素の下に挿入して、ある処理ステーションから次の処理ステーションへと搬送することができるようになっている。既知の昇降支承装置のピンはベースプレートの縁に配置されている。これは、中でピンが動くピン穴は、金属製ベースプレートに不均質部分を形成するので、その領域上方ではプラズマが変化してしまうためである。この領域の上方でプラズマが変化すると、例えばこの領域でのプラズマによるコーティングの蒸着やエッチングが邪魔されることになる。しかし、回路や薄膜レジスタ、つまり能動素子は通常パネル状機素の縁部に設けられることはないので、この領域にピン及びピン穴を設けることには何も問題はない。しかしながら、パネル状機素のサイズが大きくなり、厚さが薄くなると、パネル状機素を昇降させる際に、確実に適切な支承を行うため、ベースプレートの中央にもピンを配置しなければならないので、このことがまた問題となる。この場合、ピン穴は昇降支承装置中央の領域に不均質部分を形成するが、この領域にもパネル状機素の能動領域を形成可能であることが望ましい。従来この問題は、一枚のパネル状機素上にいくつかの最終部品を製造し、処理が完了した後にパネル状機素を切断することによってこれらの部品を分離することによって解決してきた。従って、切断領域に対応する位置に配置されたピン及び／又はピン穴によるプラズマの乱れは悪影響を及ぼさないため、この領域に適切なピンを設けることは可能である。しかしながら例えばフラットテレビ画面を製造する場合、パネル状機素の各能動領域が大きくなる一方でパネル状機素の厚さが薄くなる場合があるので、この解決策にはある程度限界がある。
【０００６】
さらに例えば米国特許第6,228,438B1から、プラズマ処理する機素の下方に誘電体層を形成するためにこの被処理機素をピンで支承することができることが知られている。この場合もピンはその周囲にプラズマの乱れを生じさせる。このような乱れは、ピンの周辺においてベースプレートに凹部を追加することによって軽減されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って本発明のごく総括的な目的は、複数の工程においてパネル状機素、特に大面積パネル状機素を取扱い支承するために使用でき、上記に説明したような問題を防止する昇降支承装置を提供することにある。より詳細には、本発明の目的は、コストのかかる追加手段がなくても、望ましくない静電放電による損傷を防止することができる、適当な機素のための昇降支承装置を提供することにある。さらにこの昇降支承装置は、パネル状機素を処理するためのプラズマの乱れを最小限として、製造及びパネル状機素の特性に対する悪影響を防止することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１又は請求項４に記載の昇降支承装置、及び／又は請求項１８又は請求項１９に記載のパネル状基板の処理方法又は処理装置によって解決することができる。有利な変更例は従属請求項に記載されている。
【０００９】
上記課題の解決手段の基本的な特徴及びその全ての部分的特徴は、パネル状機素を担持するための複数のピンを設けたベースエレメントを有する昇降支承装置の場合、ピン及び／又はピンを内へ下降させることができるピン穴の直径を、上記の問題が生じない及び／又は実質的に防止するのに十分小さいものとなるように選択することにある。以下により詳細に説明するように、上述した形式の従来の昇降支承装置に関する様々な問題を解決するのは、特にピンの細い及び／又は細長い形状である。
【００１０】
従って、発明者が示したように、誘電体ピンを細い設計とした場合、パネル状機素の表面における電位差の発生は明らかに削減することができるという事実によって、望ましくない静電放電の問題を防止することができる。半導体や誘電体等のパネル状機素の厚さやタイプ等の特性、並びにトランジスタ等の電子部品の数やタイプに応じて、ピンの太さを細くすることによって、静電放電を防止することができ、よって取扱うパネル状機素の損傷を防止することができる。有利には、ピンは誘電体材料で作成する。好ましくは金属製のベースエレメントとすると、例えばプラズマ処理装置の場合、導電性のピンでは、ピンを細く設計しても防止することができない相当な電位差をパネル状機素上に生じることになるためである。
【００１１】
ピンで支承したパネル状機素をベースエレメントに対して移動可能とするために、好ましくはピンはベースエレメント内へ下降させることができ、そのためにピン穴がベースエレメントに設けられる。ベースエレメントは、プレート、格子、搬送用フォーク等とすることができる。
【００１２】
本発明の昇降支承装置を、例えばプラズマ処理中に処理対象のパネル状機素を配置するためにプラズマ処理装置に使用する場合には、パネル状機素は通常、プラズマの発生を容易にするために金属製としたベースプレート上に載置される。この使用目的のためには、昇降支承装置のピンは、パネル状機素を昇降させる役割のみを果たすため、同様にベースプレート内へ下降させることができるようにする。しかしながらこの目的のために設けたピン穴は、その上方のプラズマを乱すため本発明では避けるべき不均質領域をベースエレメントに形成する。従ってこの特定の用途の場合には、ピン穴の直径及びその中で動くピンの直径を、プラズマの乱れ並びにその結果として生じるパネル状機素へのダメージを実質的に防止するのに十分な小径となるように選択する必要がある。ベースエレメントの不均質領域によって生じ得るプラズマの乱れは、プラズマ自体及び処理すべき機素にもよるので、ピン穴及び／又はピンの直径は、特定の用途に合わせて選択しなければならない。
【００１３】
しかしながら一般的には、望ましくない静電放電の防止及びプラズマの乱れの防止が望まれる場合には常に、昇降支承装置のピンの直径をできるだけ小径とすべきであることを強調しなければならない。ピン及び／又はピン穴の直径の正確な限界値は、場合ごとに決定しなければならないが、これは当業者には問題となるものではない。当業者の知識及び本開示に基づいて、この限界値は適当な試験や数値的なシミュレーションによって場合ごとに決定することができる。
【００１４】
しかしながら一般的には、特にプラズマ処理装置において使用する昇降支承装置の場合には、ピンの直径は、プラズマを取り囲むプラズマシースの厚さよりも小さくすべきであることがわかった。
【００１５】
特に望ましくない静電放電を防止するためには、ピンの直径を、ベースエレメント特に金属製ベースエレメントの上方へ突出するピンの長さの1/15未満とすることが有利であることがわかった。ピンの直径を有利なサイズとする場合には、ピンの直径を3mm未満、好ましくは2mm未満、特に1.8mmとすべきであることがわかった。
【００１６】
担持するパネル状機素のための適切な支承を確実とし、且つピンについての過剰な要求を防ぐためには、ベースエレメントの面積１平方メートルあたりに適切な数のピンを設けることが有利である。ベースエレメントの面積１平方メートルあたりのピンの数は、好ましくは5本よりも多く、より好ましくは10本より多く、特に好ましくは15本よりも多い。例えばフラットテレビ画面用のガラス基板の場合のように、特にパネル状機素が非常に薄いものである場合には、ピン間の平均距離は300mm以下とすべきであり、いかなる場合にもベースエレメントにピンが均等に配置されていることが有利である。
【００１７】
望ましくない静電放電を防止するための昇降装置が誘電体ピンを有している場合には、このピンを誘電率の低い誘電体で作成すれば、パネル状機素の表面に電位差が発生する危険性をさらに低下させることができるので好ましい。
【００１８】
しかしながら、ピンが適切な機械的特性をも確実に満たすよう注意しなければならない。そのためには、ピンが適切な弾性を有している、つまり適切な弾性材料で作成されていれば、非常に細いピンに横方向の力がかかった時に折れるのを防ぐことができるので特に有利である。横方向の力は、例えば処理中に支承しているパネル状機素が熱膨張した場合、若しくはピンの昇降時にアラインメントが狂った場合に生じ得る。装置を使用する特定の分野によっては、ピンをポリマーやセラミック材料で作成することが有利であることがわかった。この点について特に有利な材料は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイソブチレン、ポリアクリレート、ポリエチレン、並びに石英、コージェライト、酸化アルミニウム、又はジルコニウムである。
【００１９】
ピンにかかる横方向の力を低減するためには、パネル状機素を支承するピンの端部とパネル状機素とが付着するのを防止することも有利である。粘着を防止するのは特に重要である。これは、例えばピンが長手軸を中心として回転可能となるように配置することによって行うことができる。ピンの回転により、ピンの端部とパネル状機素との過剰な付着が防止され、横方向の力を伝達するのに必要な摩擦力が得られなくなる。ピンを長手軸を中心として回転させる代わりに、長手軸に沿って並進振動運動を行うようにしてもよい。このために、並進運動を生じさせるピアス型発振回路を設けても有利である。
【００２０】
過剰な横方向の力を防ぐさらなる可能性として、パネル状機素を交互に支承若しくは昇降する互いに独立した２セットのピンを設けることが挙げられる。
【００２１】
過剰な横方向の力を防ぐために、パネル状機素を支承するピンの端部を大きな摩擦力が生じ得ないように設計することも有利である。このためには、ピン端部の表面を研磨して平滑としたり、摩擦係数の低いコーティングを塗布したりすることができる。
【００２２】
先に述べたように、この昇降支承装置は、パネル状基板を処理する場合、特にパネル状基板を好ましくはPECVDでコーティングする場合、若しくは特にガラス又は半導体材料を使用し、又は適切な装置に設けて、誘電体基板を特にドライエッチング又はプラズマエッチングによってエッチングする場合に使用することができる。
【００２３】
本発明のさらなる利点、特徴、及び特性は、添付図面を参照した以下の特定の実施態様の詳細な説明によってより明らかにされる。図面は全て純粋に概略的なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の昇降支承装置の一実施態様の一部を、断面且つ二つの部分図で示している。第一の図では、ピン２はベースプレート１内に下降しており、ガラス基板等である処理すべきパネル状機素４は、ベースプレート１上に載置されている。もう一つの図では、ピン２は上昇してベースプレート１から突出しており、その一端９にガラス基板４を担持している。図１の概略図では、ピン穴３はその上方部分しか示されていないが、長手方向全長に渡って同じ直径を有する設計としてもよい。但しわかりやすく表示するために、ここではピン穴の上方部分はピン２よりも明らかに直径が大きいものとして示されている。これは可能な実施態様の一つであるが、好ましい実施態様では、通常ピン穴３はピン２よりもわずかに最小限大きい直径であり、より詳細には、ピン２がピン穴３内で自由に動くことができる程度に大きい直径である。この場合、ピン穴３の直径を長手方向に渡って変える必要はない。
【００２５】
図１に同様に示されるように、この昇降支承装置は、ガラス基板４のプラズマ処理に使用される。このために、ガラス基板４を金属製ベースプレート1上に載置した後に、ガラス基板４の上方にプラズマ５を点火する。プラズマ５とガラス基板４との間にプラズマの無い空間が形成され、ここではこれをプラズマシース６と呼ぶ。プラズマシース６の厚さは通常2〜3mmである。これに対応して、図１の好ましい実施態様では、ピン穴３の直径と対応するピン２の直径の両方がプラズマシース６の厚さよりも小さく設計されている。従って、図示した実施態様では、ピン穴３の半径及び対応するピン２の半径は１mm未満である。
【００２６】
図２も同様に、ピン２が上昇してベースプレートから完全に突出している状態の、昇降支承装置の一実施態様の断面の一部を示している（ピン穴３はここには示さない）。この実施態様は、本発明に従ってピン２を別の設計とすることができることを概略的に示している、つまりピン２の半径はピンの完全伸張位置の全高ｈ１の1/30未満である。この実施態様は特に、回路が設けられ、望ましくない静電放電による損傷を受けやすいガラス基板の取扱いを意図したものである。
【００２７】
図３〜図５はそれぞれ、パネル状機素４を昇降する際の望ましくない横方向の力によるピン２への過剰な負荷を防ぐための手段を講じた本発明の昇降支承装置の断面の一部を示している。特に図３〜図５に示す実施態様は、ピン２の端部９とパネル状機素との間の過剰な付着を防止する、つまり摩擦力を最小限とするように設計されている。
【００２８】
図３の実施態様では、ピン２は回転可能に支承されており、長手軸を中心として回転可能である。ピン２を昇降させる際、若しくはパネル状機素４の処理中、ピン２が回転して端部９がパネル状機素に粘着又は付着するのを防ぐ。この予防措置によっても、例えばピン２の配向が不正確である等の原因によって生じ得る過剰に強い横方向の力がピンにかからないように確保されている。
【００２９】
図４の実施態様では、この付着及び／又は横方向の力の問題は、例えばピアス型発振回路等の手段によってピン２を長手軸に沿って並進振動させ、パネル状機素４による負荷から周期的に解放することによって解決されている。この場合もこの予防装置によって、ピン２の端部９とパネル状機素４とが過剰な強さで結合して、許容範囲を超えた強い横方向の力がピン２に伝達されることがないようになっている。
【００３０】
この課題のさらに別の解決方法を図５の実施態様に示す。この場合、本発明の昇降支承装置には２セットのピン２、２’が設けられており、昇降等の操作中に、パネル状機素４を担持する機能を交互に行っている。この結果は、例えばパネル状機素４が、まず一方のセットのピン２によって、次いで他方のセットのピン２’によって、交互に支承されるように、軌道−時間ダイアグラムに示す段階的パターンに従ってピン２を動かすことによって達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、ガラス基板を載置した昇降支承装置の、まずプラズマ処理中、次いでガラス基板の上昇中の断面図である。
【図２】図２は、ガラス基板を上昇させた状態の昇降支承装置の断面図である。
【図３】図３は、ピンを回転可能に配置した昇降支承装置の、ガラス基板を上昇させた状態の断面図である。
【図４】図４は、ピアス型発振回路によってピンを長手軸に沿って振動可能にした昇降支承装置の、ガラス基板を上昇させた状態の断面図である。
【図５】図５は、ガラス基板を交互に支承する２セットのピンを設けた昇降支承装置の、ガラス基板を下降させている途中を示すいくつかの断面図、及び２セットのピン及びガラス基板の軌道を時間に対してプロットしたダイアグラムである。
【図６】図６は、ベースプレートから異なる距離で帯電しているガラス基板の望ましくない不均質な電圧分布の概略図であり、電位差によって、回路を設けたガラス基板に望ましくない静電放電が生じる。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004535081.tif 000026
【国際調査報告】
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2004535081.tif 000028
2004535081.tif 000029
2004535081.tif 000030
2004535081.tif 000031
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