(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉可能な隔離用ゲートバルブを隔てて互いに隣接された複数の真空室と、それぞれの真空室に設けられ、複数の浮上用ガス噴出孔を有する浮上搬送用ガイドプレートと、それぞれのガイドプレートへ浮上用ガスを供給するガス供給源とを備えてなり、
複数の真空室は、少なくとも１つが板状の被処理物にプラズマ処理を行うためのプラズマ処理室であり、プラズマ処理室のガイドプレートは、プラズマ処理用アノード電極を兼ねており、このアノード電極の上方には対向状にプラズマ処理用カソード電極が設けられ、プラズマ処理室は、プラズマ処理用反応ガスを導入するための反応ガス導入部と、反応ガスを排出するための反応ガス排出部と、ガイドプレートに載置された被処理物を外力により複数の真空室の間でガイドプレートに沿って搬送する搬送機能部と、所定の制御を行う制御機能部とに接続され、
ガイドプレートにおける複数のガス噴出孔は、互いに独立した複数の噴出孔群からなり、これらの噴出孔群は、搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ所定間隔を置いて形成されており、
制御機能部は、ゲートバルブを開放して隣接する真空室を連通させ、これらの真空室のガイドプレートにおけるガス噴出孔から浮上用ガスを噴出させ、噴出した浮上用ガスにより浮上した被処理物を搬送機能部によりガイドプレートに沿って搬送させる浮上搬送制御に際して、これらの真空室のガイドプレートにおける被処理物の浮上に関与している噴出孔群から浮上用ガスを順次噴出させるとともに、被処理物の浮上に関与しなくなった噴出孔群からの浮上用ガスの噴出を順次停止するように制御し、かつ、ゲートバルブに最も近いガス噴出孔群から噴出させる浮上用ガスが、他のガス噴出孔群から噴出させる浮上用ガスよりも高い噴出圧力になるように制御する、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
開閉可能な隔離用ゲートバルブを隔てて互いに隣接された複数の真空室と、それぞれの真空室に設けられ、複数の浮上用ガス噴出孔を有する浮上搬送用ガイドプレートと、それぞれのガイドプレートへ浮上用ガスを供給するガス供給源とを備えてなり、
複数の真空室は、少なくとも１つが板状の被処理物にプラズマ処理を行うためのプラズマ処理室であり、プラズマ処理室のガイドプレートは、プラズマ処理用アノード電極を兼ねており、このアノード電極の上方には対向状にプラズマ処理用カソード電極が設けられ、プラズマ処理室は、プラズマ処理用反応ガスを導入するための反応ガス導入部と、反応ガスを排出するための反応ガス排出部と、ガイドプレートに載置された被処理物を外力により複数の真空室の間でガイドプレートに沿って搬送する搬送機能部と、所定の制御を行う制御機能部とに接続され、
ガイドプレートにおける複数のガス噴出孔は、互いに独立した複数の噴出孔群からなり、これらの噴出孔群は、搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ所定間隔を置いて形成され、さらに、ゲートバルブに最も近いガス噴出孔群におけるガス噴出孔の面積密度は、他のガス噴出孔群におけるそれよりも高くされており、
制御機能部は、ゲートバルブを開放して隣接する真空室を連通させ、これらの真空室のガイドプレートにおけるガス噴出孔から浮上用ガスを噴出させ、噴出した浮上用ガスにより浮上した被処理物を搬送機能部によりガイドプレートに沿って搬送させる浮上搬送制御に際して、これらの真空室のガイドプレートにおける被処理物の浮上に関与している噴出孔群から浮上用ガスを順次噴出させるとともに、被処理物の浮上に関与しなくなった噴出孔群からの浮上用ガスの噴出を順次停止するように制御する、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
ガイドプレートは、前記ガス供給源に接続される浮上用ガス供給管を有する長方形板状体からなり、ゲートバルブを隔てて互いに隣接された複数の真空室において、搬送方向に沿って一線状に配置されている、請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
板状体は、搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ互いに所定間隔を置いて形成された複数の内部溝と、これらの内部溝のそれぞれに連通状に接続された複数の浮上用ガス供給管と、これらの内部溝の上方に連通状に形成された複数の浮上用ガス噴出孔とを備え、これらのガス噴出孔は、互いに独立した複数の帯状噴出孔群からなっている、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
搬送中の被処理物の位置を検出するセンサーをさらに備え、それぞれの浮上用ガス供給管は、板状体の内部で一方端部が前記内部溝に接続された本体部と、この本体部の他方端部から板状体の外部へ延出された延出部と、この延出部に設けられた流量調整用バルブとを備えている、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
制御機能部は、前記センサーにより検出された搬送中の被処理物の位置に応じて前記バルブを操作し、それによって、被処理物の浮上に関与している噴出孔群から浮上用ガスを順次噴出させるとともに、被処理物の浮上に関与しなくなった噴出孔群からの浮上用ガスの噴出を順次停止するように制御する、請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
少なくとも１つが板状の被処理物にプラズマ処理を行うためのプラズマ処理室である複数の真空室を、開閉可能な隔離用ゲートバルブを隔てて互いに隣接するように設け、それぞれの真空室に複数の浮上用ガス噴出孔を有する浮上搬送用ガイドプレートを設け、ガイドプレートに設けられたガス噴出孔から、ガイドプレートに載置される被処理物の下面へ浮上用ガスを噴出させて被処理物を浮上させ、浮上した被処理物を外力により搬送する、プラズマ処理装置の被処理物搬送方法であって、
ガイドプレートにおける複数のガス噴出孔を、搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ所定間隔を置いた、互いに独立した複数の噴出孔群から構成し、浮上搬送時に、これらの噴出孔群のうち搬送中の被処理物の直下に位置するガス噴出孔群のみから浮上用ガスを噴出させることで、プラズマ処理室においては、プラズマ処理用アノード電極を兼ねているガイドプレートに対向状に設けられたプラズマ処理用カソード電極に浮上用ガスが直接当たらないようにするとともに、ゲートバルブに最も近いガス噴出孔群から噴出させる浮上用ガスが、他のガス噴出孔群から噴出させる浮上用ガスよりも高い噴出圧力になるようにすることで、ガイドプレートの端部における浮上力を向上させる、ことを特徴とするプラズマ処理装置の被処理物搬送方法。
【請求項８】
少なくとも１つが板状の被処理物にプラズマ処理を行うためのプラズマ処理室である複数の真空室を、開閉可能な隔離用ゲートバルブを隔てて互いに隣接するように設け、それぞれの真空室に複数の浮上用ガス噴出孔を有する浮上搬送用ガイドプレートを設け、ガイドプレートに設けられたガス噴出孔から、ガイドプレートに載置される被処理物の下面へ浮上用ガスを噴出させて被処理物を浮上させ、浮上した被処理物を外力により搬送する、プラズマ処理装置の被処理物搬送方法であって、
ガイドプレートにおける複数のガス噴出孔を、搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ所定間隔を置いた、互いに独立した複数の噴出孔群から構成し、さらに、ゲートバルブに最も近いガス噴出孔群におけるガス噴出孔の面積密度を、他のガス噴出孔群におけるそれよりも高くし、浮上搬送時に、これらの噴出孔群のうち搬送中の被処理物の直下に位置するガス噴出孔群のみから浮上用ガスを噴出させることで、プラズマ処理室においては、プラズマ処理用アノード電極を兼ねているガイドプレートに対向状に設けられたプラズマ処理用カソード電極に浮上用ガスが直接当たらないようにするとともに、ガイドプレートの端部における浮上力を向上させる、ことを特徴とするプラズマ処理装置の被処理物搬送方法。
【請求項９】
被処理物が、ガイドプレートに載置されるトレーとこのトレーに搭載されるプラズマ処理用基板とからなるものであるか、または、ガイドプレートに直接載置されるプラズマ処理用基板である、請求項７または８に記載のプラズマ処理装置の被処理物搬送方法。
【請求項１０】
真空室の圧力を制御することにより、その真空室におけるガイドプレートのガス噴出孔群から噴出させる浮上用ガスの噴出圧力を制御する、請求項７または８に記載のプラズマ処理装置の被処理物搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラズマ処理装置および被処理物搬送方法に関し、さらに詳しくは、真空室を利用して板状の被処理物の表面にプラズマ処理を施すためのプラズマ処理装置と、このようなプラズマ処理装置における被処理物を搬送するための被処理物搬送方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、板状の被処理物である基板の表面に半導体薄膜を製造する場合には、複数の真空室を利用したプラズマ処理装置が用いられる。このようなプラズマ処理装置は、複数の真空室のうち少なくとも１つが基板の表面にプラズマ処理を施すためのプラズマ処理用真空室とされ、さらに、基板を複数の真空室の間で搬送するための搬送機構を備えているのが一般的である。
【０００３】
搬送機構としては、それぞれの真空室に基板載置用のガイドプレートを設けておき、真空室でガスにより基板をガイドプレートから浮上させ、浮上した基板をガイドプレートに沿って隣接する真空室へ搬送する浮上搬送方式によるものが知られている。
【０００４】
すなわち、このような浮上搬送方式によるプラズマ処理装置は、それぞれの真空室に設けられた、複数の浮上用ガス噴出孔を有する浮上搬送用ガイドプレートと、それぞれのガイドプレートへ浮上用ガスを供給するガス供給源とを備えてなる。そして、ガイドプレートのガス噴出孔から浮上用ガスを噴射させることにより基板をガイドプレートから浮上させ、浮上した基板を外力により複数の真空室の間でガイドプレートに沿って搬送する。
【０００５】
この種の搬送方式を利用する板状の被処理物の搬送装置あるいは搬送設備としては、例えば特許文献１あるいは特許文献２に記載されたものも知られている。
【特許文献１】実開昭６１−１７８７２５号公報
【特許文献２】特開平７−２２８３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の浮上搬送方式によるプラズマ処理装置のうち、プラズマ処理用真空室のガイドプレートがプラズマ処理用アノード電極を兼ねており、このアノード電極の上方に対向状にプラズマ処理用カソード電極が設けられている形式のプラズマ処理装置にあっては、次のような問題が生じる。
【０００７】
浮上搬送用ガイドプレートに設けられた複数の浮上用ガス噴出孔の下方から上向きの浮上用ガスが供給される。浮上用ガスはすべてのガス噴出孔からいっせいに供給される。
【０００８】
すなわち、浮上した被処理物が外力により搬送方向へ移動する際に、上方に被処理物がまだ存在していないガス噴出孔、上方に被処理物が現在存在しているガス噴出孔、および上方に被処理物が存在しなくなったガス噴出孔のすべてから、浮上用ガスが供給される。このため、被処理物は、搬送中に常に一定した浮上力を受けることができず、浮上精度が不安定になるおそれがある。
【０００９】
また、被処理物の搬送中に、上方に被処理物がまだ存在していないガス噴出孔からの浮上用ガス、および上方に被処理物が存在しなくなったガス噴出孔からの浮上用ガスが、上方のカソード電極に吹き付けられる。このため、カソード電極が浮上用ガスで局所的に冷却されることになり、被処理物に対して一定性能を有する薄膜の形成などの所望のプラズマ処理を行うことが困難になるおそれがある。
【００１０】
この発明は以上のような事情を考慮してなされたものである。そして、その課題は、被処理物の浮上精度を安定したものにすることができるとともに、被処理物に対して所望のプラズマ処理を行うことができるプラズマ処理装置と、このようなプラズマ処理装置における被処理物を、浮上精度を安定させてかつ被処理物に対して所望のプラズマ処理を行って搬送することができる被処理物搬送方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の１つの観点によれば、開閉可能な隔離用ゲートバルブを隔てて互いに隣接された複数の真空室と、それぞれの真空室に設けられ、複数の浮上用ガス噴出孔を有する浮上搬送用ガイドプレートと、それぞれのガイドプレートへ浮上用ガスを供給するガス供給源とを備えてなり、複数の真空室は、少なくとも１つが板状の被処理物にプラズマ処理を行うためのプラズマ処理室であり、プラズマ処理室のガイドプレートは、プラズマ処理用アノード電極を兼ねており、このアノード電極の上方には対向状にプラズマ処理用カソード電極が設けられ、プラズマ処理室は、プラズマ処理用反応ガスを導入するための反応ガス導入部と、反応ガスを排出するための反応ガス排出部と、ガイドプレートに載置された被処理物を外力により複数の真空室の間でガイドプレートに沿って搬送する搬送機能部と、所定の制御を行う制御機能部とに接続され、ガイドプレートにおける複数のガス噴出孔は、互いに独立した複数の噴出孔群からなり、これらの噴出孔群は、搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ所定間隔を置いて形成されており、制御機能部は、ゲートバルブを開放して隣接する真空室を連通させ、これらの真空室のガイドプレートにおけるガス噴出孔から浮上用ガスを噴出させ、噴出した浮上用ガスにより浮上した被処理物を搬送機能部によりガイドプレートに沿って搬送させる浮上搬送制御に際して、これらの真空室のガイドプレートにおける被処理物の浮上に関与している噴出孔群から浮上用ガスを順次噴出させるとともに、被処理物の浮上に関与しなくなった噴出孔群からの浮上用ガスの噴出を順次停止するように制御する、ことを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
【００１２】
この発明によるプラズマ処理装置において、複数の真空室は、密閉可能な構造を有し、所定の気圧と温度に耐え得るものであればよく、その形状や材質などについては特に制約がない。複数の真空室は例えば、長手方向に直線状に延びる１つのケーシングを開閉可能な隔離用ゲートバルブにより複数に区画することで構成することができ、真空ポンプに接続される。
【００１３】
ガイドプレートとしては、複数の浮上用ガス噴出孔が設けられていて、浮上した板状の被処理物――例えば、ガイドプレートに載置されるトレーとこのトレーに搭載されるプラズマ処理用基板とからなるもの、または、ガイドプレートに直接載置されるプラズマ処理用基板――が外力により搬送される際のガイドとなるものであればよい。その形状や材質などについては特に制約がない。
【００１４】
それぞれのガイドプレートには、真空室外部のガス供給源から浮上用ガスが供給される。浮上用ガスとしては、真空室、ガイドプレート、被処理物などに対してダメージを与えないものであれば、特に制約がないが、例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスなどが好ましく用いられる。
【００１５】
複数の真空室は、少なくとも１つが板状の被処理物にプラズマ処理を行うためのプラズマ処理室にされている。他の真空室は例えば、プラズマ処理室に接続された、被処理物を搬入するための被処理物搬入室や、プラズマ処理室に接続された、被処理物を搬出するための被処理物搬出室などにされている。
【００１６】
プラズマ処理室のガイドプレートはプラズマ処理用アノード電極を兼ねている。また、プラズマ処理室のアノード電極の上方には、対向状にプラズマ処理用カソード電極が設けられている。プラズマ処理室は、プラズマ処理用反応ガスを導入するための反応ガス導入部と、反応ガスを排出するための反応ガス排出部と、ガイドプレートに載置された被処理物を外力により複数の真空室の間でガイドプレートに沿って搬送する搬送機能部と、所定の制御を行う制御機能部とに接続されている。
【００１７】
それぞれのガイドプレートにおける複数（例えば１００〜２００個）のガス噴出孔（例えば直径が０．５〜５．０ｍｍの円形孔）は、互いに独立して、ガス噴出、ガス噴出量及びガス噴出圧力を制御可能な複数の噴出孔群（例えば５〜１０群）からなっている。これらの噴出孔群は、搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ所定間隔を置いて形成されている。
【００１８】
搬送機能部は、ガイドプレートに載置された被処理物を外力により複数の真空室の間でガイドプレートに沿って搬送する。搬送機能部としては例えば、被処理物を複数の真空室の間で移動させるための搬送アームとこの搬送アームを駆動するための搬送駆動部とを備え、搬送駆動部が、搬送方向に間隔を置いて配置された一対のプーリと、これらのプーリに巻き掛けられたワイヤーと、一方のプーリに接続されたモータとから構成されたものが用いられる。
【００１９】
制御機能部は、少なくとも次のような制御を行うものである。すなわち、ゲートバルブを開放して隣接する真空室を連通させる。また、これらの真空室のガイドプレートにおけるガス噴出孔から浮上用ガスを噴出させる。そして、噴出した浮上用ガスにより浮上した被処理物を搬送機能部によりガイドプレートに沿って搬送させる浮上搬送制御に際して、これらの真空室のガイドプレートにおける被処理物の浮上に関与している噴出孔群から浮上用ガスを順次噴出させるとともに、被処理物の浮上に関与しなくなった噴出孔群からの浮上用ガスの噴出を順次停止する。
【００２０】
この制御機能部に関して、「被処理物の浮上に関与している噴出孔群」とは、１つのガイドプレートに設けられた複数の噴出孔群のうち、浮上搬送の開始に伴い、上方に被処理物が現在存在しているガス噴出孔群を意味し、「被処理物の浮上に関与しなくなった噴出孔群」とは、換言すれば、浮上搬送の一部進行に伴い、上方に被処理物が現在存在しなくなったガス噴出孔群を意味する。
【００２１】
この発明によるプラズマ処理装置におけるガイドプレートは例えば、上記ガス供給源に接続される浮上用ガス供給管を有する長方形板状体からなり、ゲートバルブを隔てて互いに隣接された複数の真空室において、搬送方向に沿って一線状に配置されている。
【００２２】
ガイドプレートがこのように構成されていると、複数の真空室が、プラズマ処理室と被処理物搬入室と被処理物搬出室とからなっているときに、被処理物をそれぞれの真空室にわたって一線状に搬送することで、連続的に所定の処理をすることが可能になる。
【００２３】
ガイドプレートを構成する長方形板状体は例えば、搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ互いに所定間隔を置いて形成された複数の内部溝と、これらの内部溝のそれぞれに連通状に接続された複数の浮上用ガス供給管と、これらの内部溝の上方に連通状に形成された複数の浮上用ガス噴出孔とを備え、これらのガス噴出孔は、互いに独立した複数の帯状噴出孔群からなっている。
【００２４】
板状体がこのようなものであるときには、複数の内部溝が搬送方向へ互いに所定間隔を置いて形成され、これらの内部溝の上方に連通状に形成された複数の浮上用ガス噴出孔が互いに独立した複数の帯状噴出孔群からなっているので、制御機能部による上記浮上搬送制御を帯状噴出孔群ごとに確実に行うことができる。
【００２５】
この発明によるプラズマ処理装置は、搬送中の被処理物の位置を検出するセンサーをさらに備え、それぞれの浮上用ガス供給管は、上記板状体の内部で一方端部が上記内部溝に接続された本体部と、この本体部の他方端部から板状体の外部へ延出された延出部と、この延出部に設けられた流量調整用バルブとを備えているものであるのがより好ましい。
【００２６】
プラズマ処理装置がこのようなものであるときには、制御機能部が上記センサーにより搬送中の被処理物の位置を検出して、流量調整用バルブを操作することで、浮上用ガスの流量が的確に調整される。
【００２７】
すなわち、制御機能部は、上記センサーにより検出された搬送中の被処理物の位置に応じて上記バルブを操作し、それによって、被処理物の浮上に関与している噴出孔群から浮上用ガスを順次噴出させるとともに、被処理物の浮上に関与しなくなった噴出孔群からの浮上用ガスの噴出を順次停止するように制御することができる。
【００２８】
制御機能部は、場合によっては、上記ゲートバルブに最も近いガス噴出孔群から噴出させる浮上用ガスが、他のガス噴出孔群から噴出させる浮上用ガスよりも高い噴出圧力になるように制御することができるものであってもよい。
【００２９】
制御機能部がこのように構成されているときには、ゲートバルブに最も近いガス噴出孔群、すなわち、それぞれの真空室におけるガイドプレートの端部におけるガス噴出孔群から噴出させる浮上用ガスの噴出圧力を他のガス噴出孔群から噴出させる浮上用ガスのそれよりも高くすることで、浮上力が低下しがちな当該ガイドプレートの端部およびゲートバルブ近辺における浮上力を向上させ、それによって、被処理物の浮上精度が不安定になるおそれを確実に回避することができる。
【００３０】
この発明によるプラズマ処理装置は、ゲートバルブに最も近いガス噴出孔群におけるガス噴出孔の面積密度が他のガス噴出孔群におけるそれよりも高くされているのがより好ましい。
【００３１】
このようなプラズマ処理装置にあっては、それぞれの真空室におけるガイドプレートの端部におけるガス噴出孔群におけるガス噴出孔の面積密度を他のガス噴出孔群におけるガス噴出孔の面積密度よりも高くすることで、浮上力が低下しがちな当該ガイドプレートの端部における浮上力を向上させ、それによって、それぞれの真空室におけるガイドプレートの端部における被処理物の浮上精度が不安定になるおそれを確実に回避することができる。
【００３２】
この発明の別の観点によれば、少なくとも１つが板状の被処理物にプラズマ処理を行うためのプラズマ処理室である複数の真空室を互いに隣接するように設け、それぞれの真空室に複数の浮上用ガス噴出孔を有する浮上搬送用ガイドプレートを設け、ガイドプレートに設けられたガス噴出孔から、ガイドプレートに載置される被処理物の下面へ浮上用ガスを噴出させて被処理物を浮上させ、浮上した被処理物を外力により搬送する、プラズマ処理装置の被処理物搬送方法であって、ガイドプレートにおける複数のガス噴出孔を、搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ所定間隔を置いた、互いに独立した複数の噴出孔群から構成し、浮上搬送時に、これらの噴出孔群のうち搬送中の被処理物の直下に位置するガス噴出孔群のみから浮上用ガスを噴出させることで、プラズマ処理室においては、プラズマ処理用アノード電極を兼ねているガイドプレートに対向状に設けられたプラズマ処理用カソード電極に浮上用ガスが直接当たらないようにする、ことを特徴とするプラズマ処理装置の被処理物搬送方法が提供される。
【００３３】
この発明によるプラズマ処理装置の被処理物搬送方法における真空室、プラズマ処理室、およびガイドプレートの構成は、この発明によるプラズマ処理装置のそれらと同一である。また、ガイドプレートにおける複数のガス噴出孔、および複数の噴出孔群の構成も、この発明によるプラズマ処理装置のそれらと同一である。
【００３４】
この発明によるプラズマ処理装置の被処理物搬送方法では、被処理物の浮上搬送時に、上記噴出孔群のうち搬送中の被処理物の直下に位置するガス噴出孔群のみから浮上用ガスを噴出させる。これによって、プラズマ処理室においては、プラズマ処理用アノード電極を兼ねているガイドプレートに対向状に設けられたプラズマ処理用カソード電極に浮上用ガスが直接当たらないようになる。
【００３５】
この発明によるプラズマ処理装置の被処理物搬送方法における被処理物は、この発明によるプラズマ処理装置における被処理物と同様に、例えば、ガイドプレートに載置されるトレーとこのトレーに搭載されるプラズマ処理用基板とからなるもの、または、ガイドプレートに直接載置されるプラズマ処理用基板である。
【００３６】
この発明によるプラズマ処理装置の被処理物搬送方法では、真空室の圧力を制御することにより、その真空室におけるガイドプレートのガス噴出孔群から噴出させる浮上用ガスの噴出圧力を制御するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３７】
この発明の上記１つの観点に係るプラズマ処理装置は、ガイドプレートにおける複数のガス噴出孔が、互いに独立した複数の噴出孔群からなり、これらの噴出孔群が、搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ所定間隔を置いて形成されている。また、制御機能部が、ゲートバルブを開放して隣接する真空室を連通させ、これらの真空室のガイドプレートにおけるガス噴出孔から浮上用ガスを噴出させ、噴出した浮上用ガスにより浮上した被処理物を搬送機能部によりガイドプレートに沿って搬送させる浮上搬送制御に際して、これらの真空室のガイドプレートにおける被処理物の浮上に関与している噴出孔群から浮上用ガスを順次噴出させるとともに、被処理物の浮上に関与しなくなった噴出孔群からの浮上用ガスの噴出を順次停止するように制御する。
【００３８】
従って、この発明の上記１つの観点に係るプラズマ処理装置によれば、浮上搬送制御により、真空室のガイドプレートにおける被処理物の浮上に関与している噴出孔群から浮上用ガスが順次噴出するとともに、被処理物の浮上に関与しなくなった噴出孔群からの浮上用ガスの噴出が順次停止されるので、被処理物の浮上精度を安定したものにすることができる。また、このような浮上搬送制御により、カソード電極が局所的に冷却されることがなくなるので、一定性能を有する薄膜の形成などの、被処理物に対する所望のプラズマ処理を行うことができる。
【００３９】
この発明の上記別の観点に係るプラズマ処理装置の被処理物搬送方法は、ガイドプレートにおける複数のガス噴出孔を、搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ所定間隔を置いた、互いに独立した複数の噴出孔群から構成している。そして、浮上搬送時に、これらの噴出孔群のうち搬送中の被処理物の直下に位置するガス噴出孔群のみから浮上用ガスを噴出させる。これによって、プラズマ処理室においては、プラズマ処理用アノード電極を兼ねているガイドプレートに対向状に設けられたプラズマ処理用カソード電極に浮上用ガスが直接当たらないようになる。
【００４０】
従って、この発明の上記別の観点に係るプラズマ処理装置の被処理物搬送方法によれば、浮上搬送時に、搬送中の被処理物の直下に位置するガス噴出孔群のみから浮上用ガスが噴出されるので、浮上精度を安定させて被処理物を搬送することができる。また、プラズマ処理室においては、カソード電極に浮上用ガスが直接当たらないので、一定性能を有する薄膜の形成などの、被処理物に対する所望のプラズマ処理を行って被処理物を搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、添付図面である図１〜図６に基づいて、この発明の好ましい１つの実施の形態を説明する。なお、これによってこの発明が限定されるものではない。
【００４２】
図１は、この発明の１つの実施の形態におけるプラズマ処理装置の一部切欠斜視図である。図２は、図１に示されたプラズマ処理装置の構成説明図である。図３は、図１に示されたプラズマ処理装置の１つの構成要素であるガイドプレートの平面図である。図４、図５および図６はそれぞれ、図３のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【００４３】
図１および図２に示されたように、この実施の形態におけるプラズマ処理装置Ｄは、搬送上流側から搬送下流側へかけて隣接状に設けられた第１真空室１、第２真空室２および第３真空室３を備えてなる。これら３つの真空室１〜３は、長手方向に直線状に延びる１つのケーシングを開閉可能な２つの隔離用ゲートバルブ４，４により３つに区画することで構成されている。３つの真空室１〜３はステンレス鋼製で、内面には鏡面加工が施されている。ゲートバルブ４，４は、昇降可能に構成され、上昇した位置で隣接する２つの真空室１，２または２，３を連通状態にし、下降した位置で隣接する２つの真空室１，２または２，３を隔離する。
【００４４】
第１真空室１は、板状の被処理物（ここでは、トレー５とこのトレー５に搭載されるプラズマ処理用基板６とからなる）を搬入するための被処理物搬入室にされている。第２真空室２は、被処理物搬入室１に接続された、被処理物にプラズマ処理を行うためのプラズマ処理室にされている。第３真空室３は、プラズマ処理室２に接続された、被処理物を搬出するための被処理物搬出室にされている。
【００４５】
被処理物搬入室１、プラズマ処理室２および被処理物搬出室３にはそれぞれ、長方形板状体からなり、被処理物５，６が載置される浮上搬送用ガイドプレート７が設けられている。ガイドプレート７もステンレス鋼製であり、後に説明するように部分的に中空構造とされている。ガイドプレート７は、表面に鏡面加工が施され、幅（短辺長さ）６００ｍｍ、長さ（長辺長さ）１０００ｍｍ、厚さ３０ｍｍの寸法を有している。これら３つのガイドプレート７，７，７は、２つのゲートバルブ４，４を隔てて隣接された被処理物搬入室１、プラズマ処理室２および被処理物搬出室３において、搬送方向に沿って一線状に配置されている。
【００４６】
図１〜図３に示されたように、それぞれのガイドプレート７には、複数の浮上用ガス噴出孔８，……，８が形成されている。すなわち、それぞれのガイドプレート７の上面には、長方形短辺の延びる方向（搬送方向に直交する方向）へ１列に７個、長方形長辺の延びる方向（搬送方向に平行な方向）へ１６列に配置された合計１１２個の円形ガス噴出孔８，……，８が形成されている。それぞれのガス噴出孔８の孔径は１．０ｍｍである。
【００４７】
これら１１２個のガス噴出孔８，……，８は、２列である１４個ごとに独立した８つの帯状噴出孔群９，……，９に分けられている。これらの噴出孔群９，……，９は、ガイドプレート７の長辺の延びる方向である搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ所定間隔を置いて形成されている。
【００４８】
図３〜図６に示されたように、ガイドプレート７は、搬送方向に対して横断状に、かつ、搬送方向へ互いに所定間隔を置いて形成された、８つの帯状噴出孔群９，……，９のそれぞれに対応する８本の内部溝１０，……，１０と、これらの内部溝１０，……，１０のそれぞれに連通状に接続された８本の浮上用ガス供給管１１，……，１１とを備えている。ガイドプレート７は、このような８本の内部溝１０，……，１０が形成されていることにより、これらの内部溝１０，……，１０の箇所で中空状にされている。
【００４９】
それぞれの内部溝１０は、対応する帯状噴出孔群９の下方で、対応する１４個のガス噴出孔８，……，８に連通するように形成されている。それぞれのガス供給管１１は、ガイドプレート７の内部で一方端部が内部溝１０に接続された本体部１１ａと、本体部１１ａの他方端部からガイドプレート７の外部へ延出された延出部１１ｂと、延出部１１ｂに設けられた流量調整用バルブ１１ｃとを備えている。
【００５０】
図１および図２に示されたように、このプラズマ処理装置Ｄには、被処理物搬入室１、プラズマ処理室２および被処理物搬出室３におけるガイドプレート７，７，７へ浮上用ガスを供給するガス供給源１２が設けられている。ガス供給源１２は、被処理物搬入室１、プラズマ処理室２および被処理物搬出室３のそれぞれの底壁外部に設けられた浮上用ガス供給バルブ１３，１３，１３を介して、被処理物搬入室１、プラズマ処理室２および被処理物搬出室３におけるガイドプレート７，７，７のガス供給管１１，……，１１に接続されている。
【００５１】
また、被処理物搬入室１、プラズマ処理室２および被処理物搬出室３はそれぞれ、開閉バルブ１６ａを介して外部の真空ポンプ１４，１４，１４に接続されている。被処理物搬入室１には、その入口側に被処理物搬入用扉１５が設けられている。プラズマ処理室２は、室内を所定の真空度に維持するための圧力調整バルブ１６ｂを介して真空ポンプ１４に接続されているとともに、プラズマ処理用反応ガスを導入するための反応ガス導入管１９に接続されている。被処理物搬出室３には、その出口側に被処理物搬出用扉１５が設けられている。さらに、被処理物搬入室１および被処理物搬出室３は、それぞれリークガス導入管２０に接続されている。
【００５２】
プラズマ処理室２のガイドプレート７はプラズマ処理用アノード電極を兼ねている。また、プラズマ処理室のアノード電極７の上方には、対向状にプラズマ処理用カソード電極１８が設けられている。カソード電極１８は、プラズマ処理室２の外部におけるコンデンサ２１および整合回路２２を介して、高周波電源２３へ電気的に接続されている。
【００５３】
このプラズマ処理装置Ｄには、ガイドプレート７に載置された被処理物を外力により被処理物搬入室１、プラズマ処理室２および被処理物搬出室３の間でガイドプレート７，７，７に沿って搬送する搬送機能部も設けられている。以下、主として図１を参照しながら、この搬送機能部について説明する。
【００５４】
図１において、被処理物搬入室１および被処理物搬出室３には搬送機能部が設けられている。この搬送機能部は、被処理物（トレー５とプラズマ処理用基板６とからなる）を被処理物搬入室１、プラズマ処理室２および被処理物搬出室３の間で移動させるための搬送アーム２４と、搬送方向に間隔を置いて配置された一対のプーリ（駆動プーリおよび従動プーリ）２５，２５と、これらのプーリ２５，２５に巻き掛けられたワイヤー２６と、一方のプーリ（駆動プーリ）２５に接続されたモータ２７とから構成されている。他方のプーリ（従動プーリ）２５には、ワイヤー２６のたるみを取る方向に付勢されたスプリング２９が取り付けられている。スプリング２９により、従動プーリ２５は外側へ引っ張られ、ワイヤー２６の張力が一定に保たれている。
【００５５】
搬送アーム２４は、ワイヤー２６に連結されているとともに被処理物搬入室１および被処理物搬出室３の底面後方に設けられたレール２８に載置された、レール２８に沿って移動するベース部２４ａと、ベース部２４ａに対して昇降可能に設けられた直立状のガイド部２４ｂと、ガイド部２４ｂに基端部分がレール２８に沿うように接続され、中間部分が基端部分から前方へ水平に突出し、かつ、先端部分が鉛直下方へ延びる、平面形状がＬ字状のアーム部２４ｃとから主に構成されている。搬送アーム２４はワイヤー２６の移動距離と同一の距離だけ移動する。アーム部２４ｃは、ベース部２４ａおよびガイド部２４ｂに内蔵された駆動装置によって駆動され、ベース部２４ａに対して昇降する。搬送アーム２４の搬送方向への移動距離は６５０ｍｍに設定されている。
【００５６】
被処理物搬入室１において、ガイドプレート７には１枚の板状トレー５が載置されている。トレー５はステンレス鋼製であって、長方形の平面形状を有している。トレー５の裏面（ガイドプレート１２との対向面）には、滑らかな搬送移動を実現するために鏡面加工が施されている。トレー５は、幅（短辺長さ）６０５ｍｍ、長さ（長辺長さ）９００ｍｍ、厚さ２ｍｍの寸法を有している。
【００５７】
トレー５の前後両側縁には、ガイドプレート７の前後両側縁にそれぞれ摺動可能に係止される係止部５１が設けられている。これらの係止部５１は、トレー５の両側縁がそれぞれ内側へ折り返された形状を有している。また、トレー５の後方側縁寄り箇所には、搬送アーム２４のアーム部２４ｃの先端部分が嵌合するための２つの嵌合穴５２，５２が、搬送方向に所定間隔を置いて設けられている。
【００５８】
このプラズマ処理装置Ｄには、搬送中のトレー５の位置を検出するセンサー（図示略）と所定の制御を行う制御機能部とをさらに備えている。制御機能部は、主として次のような制御を行うものである。すなわち、ゲートバルブ４，４を開放して隣接する被処理物搬入室１、プラズマ処理室２および被処理物搬出室３を連通させる。また、被処理物搬入室１、プラズマ処理室２および被処理物搬出室３のガイドプレート７，７，７におけるガス噴出孔８，……，８から浮上用ガスを噴出させる。そして、噴出した浮上用ガスにより浮上した被処理物５，６を搬送機能部によりガイドプレート７，７，７に沿って搬送させる浮上搬送制御に際して、被処理物搬入室１、プラズマ処理室２および被処理物搬出室３における被処理物５，６の浮上に関与している噴出孔群９，……，９から浮上用ガスを順次噴出させるとともに、被処理物５，６の浮上に関与しなくなった噴出孔群９，……，９からの浮上用ガスの噴出を順次停止する。
【００５９】
以下、搬送機能部と制御機能部とが組み合わされた、このプラズマ処理装置Ｄの搬送動作を説明する。
【００６０】
図１および図２において、被処理物搬入室１のガイドプレート７に載置され、その上に基板６が搭載されたトレー５の進行方向先端側の嵌合穴５２に、搬送アーム２４のアーム部２４ｃの先端部分が嵌合されている。この状態において、搬送アーム２４およびトレー５は、被処理物搬入室１のホームポジションにある。トレー５は、このホームポジションにおいて、８つの帯状噴出孔群９，……，９のうち中央の６つの噴出孔群９，……，９を覆っている。また、アーム部２４ｃの先端部分は、このホームポジションにおいて、ベース部２４ａおよびガイド部２４ｂに内蔵された駆動装置によって駆動され、ベース部２４ａに対して下降することで、嵌合穴５２に嵌合されている。さらに、被処理物搬入室１とプラズマ処理室２との間のゲートバルブ４が開放されている。
【００６１】
次に、制御機能部は、被処理物搬入室１のガイドプレート７のガス噴出孔８，……，８から浮上用ガス（ここでは窒素ガス）を噴出させることで、被処理物５，６をガイドプレート７から浮上させる。そして、搬送アーム２４をレール２８に沿って搬送方向へ移動させる。このとき、トレー５は浮上した状態にあるため、搬送アーム２４はわずかな力でトレー５をスムーズに搬送移動させることができる。
【００６２】
このとき、制御機能部は、浮上用ガスをガイドプレート７のすべてのガス噴出孔８，……，８からいっせいに噴出させるのではなく、被処理物５，６の浮上に関与している噴出孔群９，……，９から浮上用ガスを順次噴出させる。すなわち、制御機能部は、搬送中のトレー５の位置を検出する上記センサーにより検出されたトレー５の位置に応じて、被処理物５，６の浮上に関与している噴出孔群９，……，９から浮上用ガスを順次噴出させるとともに、被処理物５，６の浮上に関与しなくなった噴出孔群９，……，９からの浮上用ガスの噴出を順次停止するように制御する。
【００６３】
さらに詳しく説明すると、制御機能部は、被処理物搬入室１のホームポジションにおいては、８つの帯状噴出孔群９，……，９のうち中央の６つの噴出孔群９，……，９からだけ浮上用ガスを噴射させ、進行先端側の１つの噴出孔群９および進行後端側の１つの噴出孔群９からは浮上用ガスを噴出させない。
【００６４】
次いで、同ホームポジションから１つの噴出孔群９の幅の分だけ搬送移動が進行した時点では、制御機能部は、８つの帯状噴出孔群９，……，９のうち進行先端側の６つの噴出孔群９，……，９からだけ浮上用ガスを噴射させ、進行後端側の２つの噴出孔群９，９からは浮上用ガスを噴出させない。その後、同ホームポジションから２つの噴出孔群９の幅の分だけ搬送移動が進行した時点では、制御機能部は、８つの帯状噴出孔群９，……，９のうち進行先端側の５つの噴出孔群９，……，９からだけ浮上用ガスを噴射させ、進行後端側の３つの噴出孔群９，９からは浮上用ガスを噴出させない。
【００６５】
以下、制御機能部は、同様にして、被処理物５，６の浮上に関与している噴出孔群９，……，９から浮上用ガスを順次噴出させるとともに、被処理物５，６の浮上に関与しなくなった噴出孔群９，……，９からの浮上用ガスの噴出を順次停止する。以上のような浮上用ガスの噴出は、それぞれのガス供給管１１の延出部１１ｂに設けられた流量調整用バルブ１１ｃを制御機能部が操作することによって行われる。
【００６６】
制御機能部によるこのような浮上用ガスの順次噴出および順次停止は、トレー５の搬送が進行して、その進行先端側端部が被処理物搬入室１のガイドプレート７からプラズマ処理室２のガイドプレート７に移されている状態においても、連続的に行われる。
【００６７】
なお、制御機能部は、場合によっては、ゲートバルブ４に最も近いガス噴出孔群９から噴出させる浮上用ガスが、他のガス噴出孔群９，……，９から噴出させる浮上用ガスよりも高い噴出圧力になるように制御することができるものであってもよい。また、ゲートバルブ４に最も近いガス噴出孔群９におけるガス噴出孔８，……，８の面積密度が他のガス噴出孔群９，……，９におけるそれよりも高くされていてもよい。
【００６８】
被処理物搬入室１において、搬送アーム２４がレール２８のゲートバルブ４側の端部まで移動されると（このとき、進行先端側端部が被処理物搬入室１のガイドプレート７からプラズマ処理室２のガイドプレート７に移されている）、制御機能部は、浮上用ガスの噴出を停止した後、トレー５のアーム部２４ａをガイド部２４ｂに沿って上昇させ、アーム部２４ａの先端部分をトレー５の進行方向先端側の嵌合穴５２から抜く。次に、搬送アーム２４を被処理物搬入室１におけるホームポジションまで戻す。
【００６９】
その後、アーム部２４ａをガイド部２４ｂに沿って下降させ、アーム部２４ａの先端部分をトレー５の進行後端側の嵌合穴５２に嵌合させる。そして、制御機能部は、被処理物搬入室１およびプラズマ処理室２のガイドプレート７，７のガス噴出孔群９，……，９からの浮上用ガスの上記のような順次噴出および順次停止を続けながら、搬送アーム２４をレール２８のゲートバルブ４側の端部まで移動させる。この２回目の搬送移動によって、トレー５および基板６は、プラズマ処理室２のガイドプレート７上のホームポジションまで搬送され、アノード電極を兼ねるガイドプレート７とその上方のカソード電極１８とに挟まれた状態になる。
【００７０】
次に、プラズマ処理室２のガイドプレート７からの浮上用ガスの噴出を止め、トレー５をガイドプレート７上に接地させて位置決めした後、アーム部２４ｃの先端部分をトレー５の進行後端側の嵌合穴５２から抜く。そして、搬送アーム２４を再び被処理物搬入室１のホームポジションまで戻した後に、上昇させていたゲートバルブ４を下降させて、被処理物搬入室１とプラズマ処理室２とを再び隔離する。
【００７１】
次いで、プラズマ処理室２に接続された真空ポンプ１４（図２参照）を作動させてプラズマ処理室２を所定の真空度に維持する。そして、トレー５に搭載された基板６に、アノード電極を兼ねるガイドプレート７とその上方のカソード電極１８とで所定のプラズマ処理を施す。
【００７２】
以下、上記のようにトレー５を搬送する際の主として被処理物搬入室１およびプラズマ処理室２の圧力制御についての一例を説明する。
【００７３】
先ず、被処理物搬入室１のガイドプレート７の上に、基板６が搭載されたトレー５を載置する。このとき、被処理物搬入室１とプラズマ処理室２とはゲートバルブ４によって隔離されており、プラズマ処理室２は真空状態に維持されている。
【００７４】
次に、被処理物搬入室１を密閉し、真空ポンプ１４を駆動して内部を排気する。その後、清浄化された被処理物搬入室１で基板６に対して所定の処理が実施される。
【００７５】
被処理物搬入室１での処理後、被処理物搬入室１を排気する。その後、ゲートバルブ４を開放して被処理物搬入室１とプラズマ処理室２とを連通させる。そして、搬送時のトレー５の浮上振動を低減するために、被処理物搬入室１とプラズマ処理室２との圧力をリークガス導入管２０から窒素ガスを導入して室内圧力をほぼ等しい値まで上昇させる。
【００７６】
その圧力は、トレー５の重量とトレー５上の基板６の重量との合計によって設定することができ、あるいは、後にガイドプレート７，７のガス噴出孔８，８からガスを噴出するための浮上用ガス供給源１２のガス導入圧の１／数百〜１／数倍となるように設定することができる。
【００７７】
次に、制御機能部は、被処理物搬入室１およびプラズマ処理室２のガイドプレート７，７のガス噴出孔８，……，８から浮上用窒素ガスを噴出させることで、トレー５および基板６をガイドプレート７から浮上させる。そして、搬送アーム２４をレール２８に沿って搬送方向へ移動させる。このとき、制御機能部は上記のように、浮上用ガスをガイドプレート７のすべてのガス噴出孔８，……，８からいっせいに噴出させるのではなく、トレー５および基板６の浮上に関与している噴出孔群９，……，９から浮上用ガスを順次噴出させる。また、トレー５および基板６の浮上に関与しなくなった噴出孔群９，……，９からの浮上用ガスの噴出を順次停止するように制御する。
【００７８】
基板６を載せたトレー５がプラズマ処理室２のガイドプレート７の直上まで搬送された後、浮上用ガス供給源１２からの浮上用窒素ガスの供給を停止する。これにより、トレー５はガイドプレート７の上へ降りるので、プラズマ処理室２において所定のプラズマ処理が基板６に施される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１は、この発明の１つの実施の形態におけるプラズマ処理装置の一部切欠斜視図である。
【図２】図２は、図１に示されたプラズマ処理装置の構成説明図である。
【図３】図３は、図１に示されたプラズマ処理装置の１つの構成要素であるガイドプレートの平面図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図５は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】図６は、図３のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・第１真空槽（被処理物搬入室）
２・・・第２真空室（プラズマ処理室）
３・・・第３真空室（被処理物搬出室）
４・・・ゲートバルブ
５・・・被処理物（トレー）
６・・・被処理物（基板）
７・・・ガイドプレート
８・・・ガス噴出孔
９・・・ガス噴出孔群
１０・・・内部溝
１１・・・浮上用ガス供給管
１１ａ・・本体部
１１ｂ・・延出部
１１ｃ・・流量調整用バルブ
１２・・・浮上用ガス供給源
１３・・・浮上用ガス供給バルブ
１４・・・真空ポンプ
１５・・・被処理物搬入用扉
１６ａ・・開閉バルブ
１６ｂ・・圧力調整バルブ
１７・・・被処理物搬出用扉
１８・・・カソード電極
１９・・・反応ガス導入管
２０・・・リークガス導入管
２１・・・コンデンサ
２２・・・整合回路
２３・・・高周波電源
２４・・・搬送アーム
２４ａ・・ベース部
２４ｂ・・ガイド部
２４ｃ・・アーム部
２５・・・プーリ
２６・・・ワイヤー
２７・・・モータ
２８・・・レール
２９・・・スプリング
５１・・・係止部
５２・・・嵌合孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0004876055.tif 000005
【図５】
0004876055.tif 000006
【図６】
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