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JP-2026076881-A - 基板処理装置、製造システム、物品の製造方法

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Abstract

【課題】同一構成の基板処理装置を複数台備える製造システムにおいて、基板処理装置のメンテナンス作業の作業性を高める技術が求められていた。 【解決手段】基板処理装置は、前面に基板の出入口を、後面に排気系ユーティリティ接続部と２組の供給系ユーティリティ接続部を備える。処理ステージに組み込まれた状態では、排気系ユーティリティ接続部は排気系ユーティリティと接続され、２組の供給系ユーティリティ接続部のいずれか１組が供給系ユーティリティと接続され、基板は出入口を介して前面と後面とを結ぶ第１方向に沿って搬入または搬出される。処理ステージから取り外される時は、排気系ユーティリティ接続部は排気系ユーティリティから取り外され、かつ２組の供給系ユーティリティ接続部のいずれもが供給系ユーティリティから取り外された状態で、第１方向に対して交差する第２方向に移動する。 【選択図】図１

Inventors

  • 加藤 誠隆
  • 岸本 克史

Assignees

  • キヤノン株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (20)

  1. 鉛直方向に配置された複数の処理ステージの各々に基板処理装置を組み込むことが可能な製造システムに、取り外し可能に組み込まれる基板処理装置であって、 基板の出入口を備え、 前面とは反対側の後面に、排気系ユーティリティと着脱可能に接続する排気系ユーティリティ接続部と、供給系ユーティリティと着脱可能に接続する２組の供給系ユーティリティ接続部と、を備え、 前記基板処理装置が前記複数の処理ステージのいずれかに組み込まれた状態では、 前記排気系ユーティリティ接続部は前記排気系ユーティリティと接続され、 前記２組の供給系ユーティリティ接続部の中のいずれか１組が、前記供給系ユーティリティと接続され、 前記基板は、前記出入口を介して、搬入または搬出され、 前記基板処理装置が前記複数の処理ステージのいずれかから取り外され、前記前面と前記後面とを結ぶ第１方向に対して交差する第２方向に移動する時は、 前記排気系ユーティリティ接続部は前記排気系ユーティリティから取り外され、かつ前記２組の供給系ユーティリティ接続部のいずれもが前記供給系ユーティリティから取り外された状態で移動する、 ことを特徴とする基板処理装置。
  2. 前記２組の供給系ユーティリティ接続部は、鉛直方向に互いに重ならない位置に配置されている、 ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記２組の供給系ユーティリティ接続部のいずれか一方が接続されれば、動作可能に構成されている、 ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記２組の供給系ユーティリティ接続部は、前記排気系ユーティリティ接続部を挟んで配置されている、 ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 前記２組の供給系ユーティリティ接続部は、前記排気系ユーティリティ接続部を中心に対称に配置されている、 ことを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記２組の供給系ユーティリティ接続部の各々は、ガス供給管と着脱可能に接続する接続部を備える、 ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 前記２組の供給系ユーティリティ接続部のいずれか一方が前記ガス供給管に接続されている時に、他方の供給系ユーティリティ接続部からガスの漏洩や流入を発生させないための機構を備える、 ことを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 前記２組の供給系ユーティリティ接続部の各々は、電気配線と着脱可能に接続するコネクタを備える、 ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  9. 前記前面に前記出入口を備え、 前記基板は、前記出入口を介して、前記第１方向に沿って搬入または搬出される、 ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  10. 上面に、開閉可能なメンテナンス用開口部を備える、 ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の基板処理装置を備えた製造システムであって、 前記複数の処理ステージの各々の前記第２方向には、前記排気系ユーティリティ及び前記供給系ユーティリティのいずれも配置されていないユーティリティ非配置領域を備える、 ことを特徴とする製造システム。
  12. 前記複数の処理ステージとは異なる位置に、前記基板処理装置をメンテナンスするメンテナンスステージを備える、 ことを特徴とする請求項１１に記載の製造システム。
  13. 前記基板処理装置を、前記複数の処理ステージと前記メンテナンスステージとの間で移動させるための移動機構を備える、 ことを特徴とする請求項１２に記載の製造システム。
  14. 前記移動機構は、前記基板処理装置を吊り上げることが可能なクレーンを備える、 ことを特徴とする請求項１３に記載の製造システム。
  15. 前記複数の処理ステージは、下段の処理ステージと上段の処理ステージとを備え、 前記移動機構は、前記下段の処理ステージから、前記基板処理装置を水平面内で前記第１方向と交差する前記第２方向に移動させる機構を備える、 ことを特徴とする請求項１３に記載の製造システム。
  16. 前記複数の処理ステージは、下段の処理ステージと上段の処理ステージとを備え、 前記基板処理装置が前記上段の処理ステージから取り外される時は、重力方向とは反対方向の前記第２方向に前記基板処理装置を移動させる、 ことを特徴とする請求項１１に記載の製造システム。
  17. 前記複数の処理ステージは、下段の処理ステージと上段の処理ステージとを備え、 前記基板処理装置が前記下段の処理ステージから取り外される時は、水平面内で前記第１方向と交差する前記第２方向に前記基板処理装置を移動させる、 ことを特徴とする請求項１１に記載の製造システム。
  18. 前記複数の処理ステージの各々は、前記基板処理装置の位置を調整する位置決め機構を備える、 ことを特徴とする請求項１１に記載の製造システム。
  19. 前記基板に液体を塗布する塗布装置をさらに備える、 ことを特徴とする請求項１１に記載の製造システム。
  20. 洗浄装置、真空成膜装置、焼成装置、エッチング装置、加熱装置、冷却装置、ダイシング装置の中の少なくとも１つをさらに備える、 ことを特徴とする請求項１１に記載の製造システム。

Description

本発明は、例えば表示装置に用いる基板を製造する際に用いられる基板処理装置等に関する。 基板に液体材料を塗布し、減圧雰囲気あるいは真空雰囲気の中で基板を乾燥させて物品を製造する方法が知られている。例えば、基板を搬送する搬送装置と、基板にインクを塗布する塗布装置と、インクが塗布された基板を乾燥させる減圧乾燥装置と、を有する製造システムを用いて物品が製造される。そうした製造システムでは、稼働率の向上やタクトタイムの短縮を実現するために、減圧乾燥装置のメンテナンス性を向上させることが重要となっている。 また、成膜やエッチングに用いられる真空処理装置の分野では、真空処理室内部のメンテナンス性を向上させる取り組みが行われている。特許文献１には、真空処理室を製造ラインから切り離し、移動機構によってメンテナンスエリアに移動させる技術が記載されている。 特許文献１に記載された真空処理室の外形形状は六面体であり、上面と、下面と、被処理物が搬入／搬出される前面と、前面に対して反対側に位置する後面と、２つの側面と、を有している。上面には、ガス導入管と着脱することが可能なクイックカップリングが設けられている。前面には、被処理物を出し入れする開口が設けられている。後面には、メンテナンス用の扉が設けられている。側面には、排気配管と着脱することが可能なクイックカップリング、および電力供給線と接続が可能な電気コネクタが設けられている。 特開２０１１－４９３０８号公報 （ａ）複数台の基板処理装置が組み込まれた製造システムの一部を平面視した模式的な平面図。（ｂ）複数台の基板処理装置が組み込まれた製造システムの一部を後方から見た模式的な背面図。複数台の基板処理装置が組み込まれた製造システムの一部を側方から見た模式的な側面図。基板処理装置とユーティリティとの接続を説明するための模式的な背面図。製造システムにおける外部ユーティリティの配置上の制約を説明するための模式的な平面図。製造システムにおける基板処理装置のメンテナンス方法を説明するための模式的な平面図。（ａ）上段の処理ステージに設置された基板処理装置を、製造ラインから取り外してメンテナンスエリアに搬送する手順の一段階を示す図。（ｂ）上段の処理ステージに設置された基板処理装置を、製造ラインから取り外してメンテナンスエリアに搬送する手順の別の一段階を示す図。（ａ）下段の処理ステージに設置された基板処理装置を、製造ラインから取り外してメンテナンスエリアに搬送する手順の一段階を示す図。（ｂ）下段の処理ステージに設置された基板処理装置を、製造ラインから取り外してメンテナンスエリアに搬送する手順の別の一段階を示す図。下段の処理ステージに設置された基板処理装置を、製造ラインから取り外してメンテナンスエリアに搬送する手順のさらに別の一段階を示す図。処理ステージ上で基板処理装置の位置決めを行う機構を説明するための模式的な平面図。 図面を参照して、本発明の実施形態に係る基板処理装置等について説明する。以下に示す実施形態は例示であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更して実施をすることができる。 尚、以下の実施形態の説明において参照する図面では、特に但し書きがない限り、同一の参照符号を付して示す要素は、同様の機能を有するものとする。図中において、同一の要素が複数個配置されている場合には、参照符号の付与及びその説明が省略される場合がある。 また、図示および説明の便宜のために図面を模式的に表現する場合があるため、図面に記載された要素の形状、大きさ、配置などは、現実の物と厳密に一致しているとは限らない場合があるものとする。また、数値範囲を表す「ＸＸ以上ＹＹ以下」や「ＸＸ～ＹＹ」の記載は、特に断りのない限り、端点であるＸＸ（下限）及びＹＹ（上限）を含む数値範囲を意味する。数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。 以下の説明において、例えばＸプラス方向と記す場合には、図示の直交座標系におけるＸ軸矢印が指すのと同じ方向を指し、Ｘマイナス方向と記す場合には、図示の直交座標系におけるＸ軸矢印が指す方向に対して１８０度反対の方向を指すものとする。また、単にＸ方向と記す場合には、図示のＸ軸矢印が指す向きとの異同は関係なく、Ｘ軸と平行な方向であることを指すものとする。Ｘ以外の方向についても、同様とする。また、特段の記載がなければ、直交座標系であるＸＹＺ座標系において、ＸＹ平面は水平面であり、Ｚ軸のマイナス方向は鉛直方向（重力方向）である。 ［実施形態］ 基板処理装置を複数台組み込むことが可能な製造システムと、それに組み込まれる基板処理装置について説明する。図１（ａ）は、複数台の同一構成（同一構造）の基板処理装置が組み込まれた製造システムの一部を平面視した模式的な平面図であり、図１（ｂ）は当該製造システムの一部を後方から見た模式的な背面図である。また、図２は当該製造システムの一部を側方から見た側面図である。実施形態に係る製造システムは、例えばＯＬＥＤを備えた有機ＥＬパネルを製造する工程の一部において用いられ得る。 有機ＥＬパネルを製造する製造システムでは、インクジェット塗布装置を用いて基板にインクを塗布し、インクが塗布された基板を減圧乾燥装置により乾燥させる。その際、インクジェット塗布装置が基板にインクを塗布するのに要する時間と、減圧乾燥装置が基板を乾燥させるのに要する時間とを比べると、前者の方が後者よりもはるかに短い。基板製造のスループットを向上させるためには、１台の塗布装置に対して複数台の減圧乾燥装置を配置し、減圧乾燥装置を並行して稼働させるように製造システムを構成するのが有利である。 特許文献１には、１つの真空処理室と１つの予備真空室とを備えた製造システムにおいて、真空処理室を製造ラインから切り離し、移動機構によってメンテナンスエリアへ移動させる技術が記載されている。しかし、特許文献１に記載されているのは、減圧乾燥装置ではなく、単一の真空処理室を備える製造システムであり、同一構成の減圧乾燥装置を複数台配置する方法については検討されていない。 特許文献１では、単一の真空処理室を製造ラインから切り離してメンテナンスエリアへ移動させる際に、真空処理室に被処理物を搬入する際の搬入方向と同じ方向に真空処理室を移動させる構成にしている。しかし、特許文献１では、同一構成の減圧乾燥装置を、有限な工場敷地に複数台設けるのに適した方法については検討されていない。また、複数台配置する場合に、製造ラインから切り離してメンテナンスエリアまで移動させるのに適した方法についても検討されていない。仮に、特許文献１の真空処理室と同じように減圧乾燥装置を構成して、工場敷地に複数台並べて配置しようとすると、移動経路を含めた製造システム全体が巨大化し、広大な敷地が必要になる懸念がある。 また、特許文献１の真空処理室では、メンテナンス用の扉が後面に設けられているが、例えば薄型で大面積の基板を均一に乾燥させる減圧乾燥装置についてのメンテナンス作業の容易性については検討されていない。例えば薄型で大面積の基板を乾燥させる減圧乾燥装置の場合には、後面側に大きな開口を確保することは困難である。そのため、特許文献１のような構成を採用した場合には、奥行きが大きなメンテナンス作業空間に狭い開口からアクセスして作業しなければならず、作業効率が著しく低下する。 本発明は、同一構成の基板処理装置を複数台備える製造システムにおいて、基板処理装置のメンテナンス作業の作業性を高めるのに有利な技術を提供するものである。 図１（ａ）に示す様に、製造システムは、被処理物である基板を搬送する基板搬送装置１１と、基板を処理する基板処理装置１３と、基板搬送装置１１と基板処理装置１３を着脱可能に接続する接続部１４と、を有する。図１（ｂ）あるいは図２に示す様に、製造システムは、鉛直方向に併設された異なる高さに存在する処理位置である上段の処理ステージＳＴＵと下段の処理ステージＳＴＬとを備え、各々の処理ステージには同一構成（同一構造）の基板処理装置１３が着脱可能に設置されている。上段の処理ステージＳＴＵは、基板処理装置１３を設置するための架台を備え、基板処理装置１３は架台上に固定される。下段の処理ステージＳＴＬは、基板処理装置１３を設置するための架台を備えてもよいが、場合によっては製造工場の床上に基板処理装置１３は固定され得る。 基板搬送装置１１は、被処理物としての基板を搬送する機構であり、例えば図２に示すように基板搬送ロボット１２を備える。基板搬送ロボット１２は、上段あるいは下段の処理ステージに設置された基板処理装置１３内に基板を搬入し、基板処理装置１３内から基板を搬出することができる。基板搬送装置１１としてはロボットが好適に用いられるが、薄くて大面積の基板を安定して搬送できる装置であれば、図示のようなロボットに限らなくともよい。 基板処理装置１３は、例えば、塗布装置によりインクが塗布された基板を、減圧した雰囲気内で乾燥させることが可能な減圧乾燥装置である。実施形態に係る基板処理装置は、例えば表示装置用の基板を製造する製造装置であり得る。基板処理装置は、例えば、基板に有機膜を形成するための膜形成装置の一部として構成され得る。有機膜は、例えば、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層のいずれかでありうる。実施形態に係る基板処理装置により実施される有機ＥＬ素子を製造するプロセスは、機能材料を含む溶液が付与された基板を乾燥させ、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等の有機膜を形成する工程を含みうる。有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）を製造する製造システムは、実施形態に係る減圧乾燥装置の他に、塗布、焼成、冷却、ドライ洗浄、電極の形成、封止膜の形成、等の処理を行う装置を備えることができる。 基板処理装置１３は減圧可能な気密容器を備え、装置の外形は概ね直方体または立方体である。説明の便宜のため、各々の基板処理装置１３が有する主たる６つの外面のうち、鉛直方向（Ｚプラス方向）の上端にあり屋根を構成する面を上面ＵＳと、鉛直方向に見て下端にあり底部を構成する面を下面ＬＳと呼ぶ。また、基板の出入口がある面、すなわち接続部１４と接続される面を前面ＦＳと呼び、前面ＦＳの反対側の面を後面ＲＳと呼ぶ。前面ＦＳは、上面ＵＳ、下面ＬＳ、側面ＳＳ１および側面ＳＳ２を介して、後面ＲＳと連結されている。 基板処理装置１３の前面ＦＳには、被処理物である基板を基板処理装置１３に出し入れするための出入口と、出入口を遮蔽するためのシャッタが設けられている。基板搬送装置１１から基板処理装置１３内に基板が搬入される時、あるいは基板処理装置１３から基板搬送装置１１に基板が搬出される時には、シャッタは開放され、基板は出入口を通して移動する。 以後の説明では、基板搬送装置１１と基板処理装置１３の間で基板を搬送する際に基板が移動する方向を、第１方向と呼ぶ場合がある。図１（ａ）、図２に示される例では、基板搬送装置１１から基板処理装置１３に基板が搬入される時の基板の移動方向はＹマイナス方向であり、基板処理装置１３から基板が搬出される時の基板の移動方向はＹプラス方向であるため、第１方向はＹ方向である。 尚、基板処理装置１３内に搬入された基板を処理する際には、シャッタは遮蔽され、基板がセットされた処理室内の雰囲気は、インクの乾燥処理に適した圧力やガス組成に制御される。 基板処理装置１３の上面ＵＳには、基板処理装置の内部のメンテナンス作業をする際に開口することが可能なメンテナンス用開口部（不図示）が設けられている。メンテナンス用開口部は、開閉可能な扉により開口するものであってもよいし、処理装置の屋根部材あるいは処理室の天井板を取り外すことによ