コーティングを安定化させるための方法及び装置
基板（１００ａ、１００ｂ）をコーティングする装置における付随的コーティングを安定化させるための方法及び装置（１００）が提供される。この方法は、基板コーティング装置内のコーティング区域の内部表面（２００）を構成することを含む。この方法は、基板のコーティングの際に内部表面（１０４）が到達するローカルコーティング温度とほぼ等しい温度であるローカル予熱温度にまで内部表面（１０４）を予熱すること、柔軟繊維により内部表面を少なくとも部分的に構成すること、又は、柔軟繊維により内部表面を少なくとも部分的に構成して内部表面を予熱することを含んでよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ねコーティング・プロセスに関する。より具体的には、本発明は、基板コーティング装置の内部表面上の付随的コーティングを安定化させるための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板コーティング装置内での基板の連続コーティング又はバッチ式コーティングの際に、基板コーティング装置の内部表面、具体的には基板コーティング区域内の内部表面上に形成される付随的コーティングからの粒子の放出により、基板が損傷を被る又は基板に欠陥が生じるおそれがあることが判明している。この粒子の放出は、付随的コーティング自体の中において応力が成長することによって引き起こされる。この応力は、付随的コーティングが付着する表面の温度が変化する際の、この表面に対する付随的コーティングの熱膨張及び熱収縮の差分を含む、様々な要因によって生じる。さらに、コーティング・プロセスが続くにつれて、付随的コーティングの厚さが増大し、それによりコーティング中の応力量が増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
付随的コーティング中の応力が安定化され又は抑制されれば、欠陥を有する基板の発生頻度が低減され、コーティング区域の内部表面の洗浄頻度が低減され、それにより基板コーティング装置の利用を増進する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
既知の技術の欠点及び限界に対処するために、基板コーティング装置の１つ以上の内部表面上の付随的コーティングを安定化させるための方法及び装置が提供される。この内部表面は、具体的には、この装置の基板コーティング区域内に存在する表面であり、これは、実際の壁部の表面、コーティング区域内の要素又は構造物の表面、或いはそれらの表面上に配置された柔軟繊維の表面であってよい。
【０００５】
本発明の一態様においては、この方法は、基板コーティング区域内に基板を導入する前に、ローカル予熱温度まで内部表面を加熱することを含む。このローカル予熱温度は、基板の実際のコーティングの際にこの内部表面が到達する温度とほぼ等しくなるように選択される。
【０００６】
別の態様においては、本発明は、コーティング区域の内部表面を少なくとも部分的に構成するために、柔軟繊維を使用することを提示する。したがって、平坦な剛性表面と比較して、この繊維が柔軟であること、及びこの繊維のコーティング可能表面積が増大したことにより、付随的コーティングからの粒子の放出が抑制される。
【０００７】
本発明の他の一態様は、柔軟繊維によりコーティング区域の内部表面を少なくとも部分的に構成することと、ローカル予熱温度にまでこの内部表面を予熱することとの両方を含む。
【０００８】
本発明の種々の実施例により、コーティング区域の内部表面上に形成される付随的コーティング内で望ましくない高い応力が成長することが、抑制される。その結果、コーティング・プロセスの際の付随的コーティングからの粒子の放出もまた抑制される。そうすることによって、本発明は、コーティングされた基板内の欠陥の発生を低減する、又は防止する。
【０００９】
以下、本発明を説明するために提示され、本発明を限定するものではない添付の図面と組み合わせて、本発明の種々の実施例を説明する。これらの図面においては、同様の参照符号は、同様の要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例による基板コーティング装置の概略平面図である。
【図２】図１において見られる基板コーティング区域の概略平面図である。
【図３Ａ】本発明の１つの例示的な実施例による半剛性裏当て材の正面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施例による半剛性裏当て材に装着された柔軟繊維の側面図である。
【図３Ｃ】本発明の実施例による半剛性裏当て材に装着された柔軟繊維の正面図である。
【図４】本発明の原理による基板コーティング装置の内部表面上の付随的コーティングを安定化させるための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に図面を参照すると、図１には本発明の原理による基板コーティング装置１００が概略的に図示されている。基板コーティング装置１００は、ロード・ロック１０２、基板加熱区域１０４、１つ以上の基板コーティング区域１０６、及びアンロード・ロック１０８などの様々なステーション及び区域を備え、これらは全て、直列に気密の態様で連結されている。したがって、これら種々のステーション及び区域は、複数のポンプ（図示せず）によって排気されて、コーティング・プロセスを促進する適切な真空圧を維持することができる。
【００１２】
好ましくは、基板コーティング装置１００は、複数の基板１１０（２つの基板１１０ａ、１１０ｂが示されている）が装置１００を通り継続的に移動される際に、これらの基板１１０をコーティングするために使用される。当業者には理解されるであろうが、本発明は、基板１１０の連続コーティングではなく、バッチ式コーティングを行う基板コーティング装置１００にも、同様に適応可能である。さらに、このコーティング装置１００は、化学気相成長法、プラズマ化学気相成長法及び物理蒸着法を含むが、それらに限定されない多数のコーティング・プロセスの中の任意の１つを利用することができる。
【００１３】
基板自体は、多様な材料から形成されてよい。１つの例示的な実施例においては、基板１１０は、熱可塑性材料から構成される。このような材料としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、及びポリ塩化ビニルが含まれるが、それらに限定されない。基板１１０についての他の適切な材料としては、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリエステルカーボネート、アクリル・ポリマー、ポリエステル、及びポリウレタンなどが含まれる。基板１１０を構成し得る材料の他の例には、セラミック、ガラス、金属、又は半導体が含まれる。概ね、本発明は、コーティングの際にコーティング区域１０６の内部表面から放出される粒子による影響を被る任意の基板１１０に対して有用である。
【００１４】
基板１１０は、その構成材料に応じて多様な技術によって形成されてよい。このような技術には、射出成形、常温成形、真空成形、押出加工、ブロー成形、トランスファー成形、圧縮成形、及び熱成形が含まれるが、それらに限定されない。さらに、基板１１０は、その特性において、湾曲状、平坦状、剛性、又は可撓性のものであってよい。
【００１５】
装置１００の使用時には、基板１１０は、基板キャリア１１２の上に配置される。この基板キャリア１１２は、ラック、ハンガー又は他の装置であってよい。このような装置は、当業界においては既知のものであり、したがって、本明細書においてはさらに詳細には説明しない。基板キャリア１１２は、ロード・ロック１０２に進入し、ロード・ロック１０２において又はその前に、コンベヤに係合されて、このコンベヤが、キャリア１１２及び基板１１０を、コーティング装置１００の中を通して移送する。コーティング装置１００の中を通してキャリア１１２及び基板１１０を移送するのに適した任意の機構を用いてよいことは、明らかである。
【００１６】
基板１１０は、基板加熱区域１０４内に移送されると、基板１１０をコーティングするのに適した温度まで加熱される。これを達成するために、基板加熱区域１０４は、加熱ユニット１１４を備える（２つの加熱ユニットが図示されている）。加熱ユニット１１４は、基板加熱区域１０４の内部に又は外部に、基板加熱区域１０４の側壁に又はその側壁に沿って、或いは装置１００のデザイン全体により要求される位置に、配置される。様々なタイプの加熱ユニット１１４を使用することができ、そのような加熱ユニット１１４としては、赤外線加熱器、マイクロ波加熱器、抵抗加熱器、及び非反応性プラズマ・プルームなどが含まれるが、それらに限定されない。
【００１７】
基板加熱区域１０４の中を通り移動した後に、基板キャリア１１２は、基板コーティング区域１０６に進入し、そこで基板１１０の上にコーティングが堆積される。基板１１０がコーティングされると、次いで基板１１０は、アンロード・ロック１０８に移送され、そこでコーティング装置１００から外される。
【００１８】
多様なコーティング方法及びコーティング手順が、本発明と共に使用することができるが、図示されるように、基板コーティング区域１０６は、一連の膨張熱プラズマ（ＥＴＰ）源アレイ１１６を備え、この膨張熱プラズマ（ＥＴＰ）源アレイ１１６は、互いに対向する対として配置されてよい。ＥＴＰ源アレイ１１６は、それ自体のポート１２２の上に設置される、又は、基板コーティング区域１０６の側壁に配置された共通マニホルドに設置される。
【００１９】
好ましくは、ＥＴＰ源アレイ１１６のそれぞれには、不活性ガスが供給されるが、この不活性ガスは、ある程度イオン化され、アレイ１１６から基板コーティング区域１０６内に、組み合わされた又は共有のプラズマ・プルーム１１８として図示された、プラズマ・プルームとして放出される。このコーティング装置１００と共に使用し得る不活性ガスの例には、アルゴン、ヘリウム、及びネオンなどが含まれるが、それらに限定されない。
【００２０】
また、酸化ガス及びコーティング試薬が、ガス注入マニホルド及び試薬注入マニホルド（図示せず）からそれぞれ注入される。酸化ガス及びコーティング試薬は、蒸気形態で注入されて、プラズマ・プルーム１１８内に拡散し、プラズマ・プルーム１１８は、基板コーティング区域１０６内に膨張し、中を通して運搬されている基板１１０の方に向けられる。酸化ガスの例としては、酸素及び亜酸化窒素、又はそれらの任意の組合せが含まれるが、それらに限定されない。コーティング試薬の例としては、デカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）、ビニルトリメチルシラン（ＶＴＭＳ）、ジメチルジメトキシシラン（ＤＭＤＭＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン（Ｖ‐Ｄ４）、及びヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）などの有機ケイ素が含まれるが、それらに限定されない。
【００２１】
さらに、基板コーティング区域１０６は、基板コーティング区域１０６内に基板１１０を導入する前にこの区域１０６の内部表面２００を予熱するために配置され用いられる、加熱ユニット１２０を備える。好ましくは、ローカル予熱温度は、基板１１０の実際のコーティングの際に内部表面２００が到達するローカル温度と実質的に等しい。ローカル予熱温度に到達した時を判断するために、熱電対、光高温計など、温度計測器（図示せず）が、コーティング区域１０６と組み合わせて提供される。
【００２２】
前述のように、内部表面２００は、基板コーティング区域１０６の１つ以上の内壁を含んでよい。また、この内部表面は、実際のコーティングの際に基板コーティング区域１０６内に位置する様々な要素又は構造物の表面を部分的に含むことがある。これらの要素又は構造物（図示せず）には、例えばガス注入マニホルド、試薬注入マニホルド、それらマニホルドのサポート、及び他の構造物などが含まれ得る。さらに、内部表面２００は、柔軟繊維２０４によって少なくとも部分的に構成されてよい。
【００２３】
図２に詳細に示されるように、基板コーティング区域１０６は、一対の対向するＥＴＰ源アレイ１１６及び加熱ユニット１２０（４つのユニットが図示されている）を備える。コーティング区域１０６は、内部表面２００を有し、この内部表面２００は、半剛性裏当て材２０２に取り付けられた柔軟繊維２０４によって、少なくとも部分的に構成されてよい。一実施例においては、柔軟繊維２０４は、ワイヤ・スティッチ、クリップ等、適切な手段によって半剛性裏当て材２０２に取り付けられる。代替的には、柔軟繊維２０４は、コーティング区域１０６の内壁に直接取り付けられてよい。したがって、半剛性裏当て材２０２を伴う又は伴わない柔軟繊維２０４は、メンテナンス作業の実施のために、基板コーティング区域１０６から定期的に取り外すことができる。
【００２４】
半剛性裏当て材２０２に柔軟繊維２０４を取り付けることにより、柔軟繊維２０４は、基板１１０の上にコーティングを堆積する際には固定的に保持され、また、コーティング区域１０６の内部表面の上に堆積された付随的コーティングの除去などのメンテナンスの実施が容易になる。したがって、付随的コーティングを柔軟繊維２０４から取り除くことができ、又は、柔軟繊維２０４を交換することができる。
【００２５】
柔軟繊維２０４は、柔軟繊維２０４の上に堆積された付随的コーティング内で成長するコーティング応力を大幅に緩和させるために十分な可撓性を有する、ということを指摘することができる。さらに、柔軟繊維２０４は、一組の繊維又は糸から構成されるため、柔軟繊維２０４の実表面は、同等の横方向の広さを有する従来の平坦壁によって提供されるコーティング可能表面積よりも広いコーティング可能表面積を提供する繊維的特性を有する。その結果、柔軟繊維２０４の上に堆積されるコーティングの厚さは、比較的低速で増大する。コーティング応力は、コーティングの厚さに比例して上昇する傾向があるため、コーティング応力の成長は、一層抑制され、又は遅延される。柔軟繊維２０４が可撓性であり、柔軟繊維２０４のコーティング可能表面積が増大したことにより、コーティング応力の成長が実質的に抑制されるため、これらには、付随的コーティングからの粒子の放出を最低限に抑える効果があることが、上述から分かる。
【００２６】
図３Ａは、本発明の１つの例示の実施例による、半剛性裏当て材２０２の正面図を示す。半剛性裏当て材２０２の例としては、エキスパンドメタル・シート、金属プレート、金属フレーム、及び金属メッシュ構造物などが含まれるが、それらに限定されない。
【００２７】
図３Ｂ及び図３Ｃはそれぞれ、半剛性裏当て材２０２に装着された柔軟繊維２０４の側面図及び正面図を示す。柔軟繊維２０４は、基板１１０をコーティングする際にコーティング区域１０６内に生じる温度及び条件に対する耐性を有する。したがって、柔軟繊維２０４は、そのような温度では着火せず、燃焼せず、炭化せず、又は分解しない。さらに、柔軟繊維２０４は、真空適合性であり、好ましくは光不透過性であり、「通気性」特徴を有する。この真空適合性により、コーティング・プロセスを促進する真空条件の達成が、真空下における柔軟繊維２０４からのガス放出又は蒸気放出によって大幅には遅延されない又は抑制されないようになる。さらに、また、ガス又は蒸気が、基板の上に堆積されたコーティングに悪影響を及ぼすことがなくなる。光不透過性により、コーティング前駆体が、柔軟繊維２０４を透過するのが抑制され、それにより、柔軟繊維２０４によって覆われる表面が保護される。この繊維の通気性特徴は、低剛性繊維２０４の間隙内のガス又は蒸気が、柔軟繊維２０４から十分に自由に流出することが可能であり、それにより、真空条件の達成が、大幅には遅延されない又は抑制されないようになることに関連する。
【００２８】
例示的には、柔軟繊維２０４は、グラスファイバー繊維であってよい。基板コーティング区域１０６において使用する前に、グラスファイバー繊維は熱処理を受ける。また、任意には、グラスファイバー繊維は、プレコーティングされてよい。例えば、グラスファイバー繊維は、バーミキュライト又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）でプレコーティングされてよい。また、代替的には、グラスファイバー繊維は、ワイヤで強化されてもよい。柔軟繊維２０４の他の材料の例としては、カーボンファイバー繊維、セラミック繊維、シリカ繊維、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）アラミド繊維、金属ウール繊維、及び金網布などが含まれる。セラミック繊維の例としては、アルミナ、ジルコニアなどが含まれるが、それらに限定されない。
【００２９】
図４は、基板コーティング区域１０６の内部表面上のコーティングを安定化させるための、本発明の原理を利用する一方法を説明するフローチャートである。ステップ４０２では、前述のものなどの柔軟繊維が、コーティング区域１０６の少なくとも１つの内部表面を構成するために適宜用意される。この柔軟繊維２０４は、前述の半剛性裏当て材２０２などの半剛性裏当て材に取り付けられてよい。ステップ４０４では、柔軟繊維２０４が、基板コーティング区域１０６の内側を少なくとも部分的に覆い、同区域の１つ以上の内部表面を構成するように、設置される。また、任意には、柔軟繊維２０４は、基板コーティング区域１０６内の種々の要素及び構造物を覆うように設置されてよい。
【００３０】
基板コーティング区域１０６内に基板１１０を導入する前に、ステップ４０６では、コーティング区域１０６の内部表面が、ローカル予熱温度まで適宜予熱される。内部表面は、上述の様々な手段によって加熱されてよい。この予熱後に、ステップ４０８で、基板１１０が、基板コーティング区域１０６内に導入され、ステップ４１０で、基板１１０の上へのコーティングの堆積が行われる。
【００３１】
コーティング後に、基板は、基板コーティング区域から移動される。さらに、このプロセスは、ステップ４０４と４０６との間に延びる破線によって示されるバッチ式コーティング・プロセスとして、及び、ステップ４０６と４０８との間に延びる破線によって示される連続コーティング・プロセスとして、繰り返されてよい。基板コーティング区域１０６の内部表面上の付随的コーティングが、過剰になった（内部表面から付随的コーティングの粒子を放出させるおそれのある応力が見られる）場合には、ステップ４１２で、柔軟繊維は、基板コーティング区域から取り外されて、付随的コーティングが除去される、又は柔軟繊維が交換される。その後、プロセス全体が繰り返されてよい。
【００３２】
上述のように、基板コーティング区域１０６の内部表面上の付随的コーティングは、内部表面を少なくとも部分的に構成するために使用される柔軟繊維を用いて、又は用いずに、内部表面を予熱することによって安定化させることができる。
【００３３】
本発明の種々の実施例が、基板コーティング装置において基板をコーティングするプロセスの際に、付随的コーティング内で望ましくない高い応力が成長するのを抑制するための、有利な方法及び装置を提供する。これらにより、基板コーティング装置の内部表面上の付随的コーティングの安定化が可能となる。したがって、本発明の種々の実施例により、基板コーティング装置の内部表面上の付随的コーティングからの粒子の放出もまた抑制される。その結果、この種々の実施例により、基板上での表面欠陥の発生が抑制される、又は防がれる。さらに、本発明は、基板コーティング装置の内壁を覆い、この装置の内部表面を形成するために、柔軟繊維を使用することを提示する。柔軟繊維は、半剛性裏当て材に取り付けられてよく、それにより、基板コーティング装置における付随的コーティングの容易な除去、及び（新しい柔軟繊維による）新しい内部表面の容易な設置が可能となる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ねコーティング・プロセスに関する。より具体的には、本発明は、基板コーティング装置の内部表面上の付随的コーティングを安定化させるための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板コーティング装置内での基板の連続コーティング又はバッチ式コーティングの際に、基板コーティング装置の内部表面、具体的には基板コーティング区域内の内部表面上に形成される付随的コーティングからの粒子の放出により、基板が損傷を被る又は基板に欠陥が生じるおそれがあることが判明している。この粒子の放出は、付随的コーティング自体の中において応力が成長することによって引き起こされる。この応力は、付随的コーティングが付着する表面の温度が変化する際の、この表面に対する付随的コーティングの熱膨張及び熱収縮の差分を含む、様々な要因によって生じる。さらに、コーティング・プロセスが続くにつれて、付随的コーティングの厚さが増大し、それによりコーティング中の応力量が増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
付随的コーティング中の応力が安定化され又は抑制されれば、欠陥を有する基板の発生頻度が低減され、コーティング区域の内部表面の洗浄頻度が低減され、それにより基板コーティング装置の利用を増進する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
既知の技術の欠点及び限界に対処するために、基板コーティング装置の１つ以上の内部表面上の付随的コーティングを安定化させるための方法及び装置が提供される。この内部表面は、具体的には、この装置の基板コーティング区域内に存在する表面であり、これは、実際の壁部の表面、コーティング区域内の要素又は構造物の表面、或いはそれらの表面上に配置された柔軟繊維の表面であってよい。
【０００５】
本発明の一態様においては、この方法は、基板コーティング区域内に基板を導入する前に、ローカル予熱温度まで内部表面を加熱することを含む。このローカル予熱温度は、基板の実際のコーティングの際にこの内部表面が到達する温度とほぼ等しくなるように選択される。
【０００６】
別の態様においては、本発明は、コーティング区域の内部表面を少なくとも部分的に構成するために、柔軟繊維を使用することを提示する。したがって、平坦な剛性表面と比較して、この繊維が柔軟であること、及びこの繊維のコーティング可能表面積が増大したことにより、付随的コーティングからの粒子の放出が抑制される。
【０００７】
本発明の他の一態様は、柔軟繊維によりコーティング区域の内部表面を少なくとも部分的に構成することと、ローカル予熱温度にまでこの内部表面を予熱することとの両方を含む。
【０００８】
本発明の種々の実施例により、コーティング区域の内部表面上に形成される付随的コーティング内で望ましくない高い応力が成長することが、抑制される。その結果、コーティング・プロセスの際の付随的コーティングからの粒子の放出もまた抑制される。そうすることによって、本発明は、コーティングされた基板内の欠陥の発生を低減する、又は防止する。
【０００９】
以下、本発明を説明するために提示され、本発明を限定するものではない添付の図面と組み合わせて、本発明の種々の実施例を説明する。これらの図面においては、同様の参照符号は、同様の要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例による基板コーティング装置の概略平面図である。
【図２】図１において見られる基板コーティング区域の概略平面図である。
【図３Ａ】本発明の１つの例示的な実施例による半剛性裏当て材の正面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施例による半剛性裏当て材に装着された柔軟繊維の側面図である。
【図３Ｃ】本発明の実施例による半剛性裏当て材に装着された柔軟繊維の正面図である。
【図４】本発明の原理による基板コーティング装置の内部表面上の付随的コーティングを安定化させるための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に図面を参照すると、図１には本発明の原理による基板コーティング装置１００が概略的に図示されている。基板コーティング装置１００は、ロード・ロック１０２、基板加熱区域１０４、１つ以上の基板コーティング区域１０６、及びアンロード・ロック１０８などの様々なステーション及び区域を備え、これらは全て、直列に気密の態様で連結されている。したがって、これら種々のステーション及び区域は、複数のポンプ（図示せず）によって排気されて、コーティング・プロセスを促進する適切な真空圧を維持することができる。
【００１２】
好ましくは、基板コーティング装置１００は、複数の基板１１０（２つの基板１１０ａ、１１０ｂが示されている）が装置１００を通り継続的に移動される際に、これらの基板１１０をコーティングするために使用される。当業者には理解されるであろうが、本発明は、基板１１０の連続コーティングではなく、バッチ式コーティングを行う基板コーティング装置１００にも、同様に適応可能である。さらに、このコーティング装置１００は、化学気相成長法、プラズマ化学気相成長法及び物理蒸着法を含むが、それらに限定されない多数のコーティング・プロセスの中の任意の１つを利用することができる。
【００１３】
基板自体は、多様な材料から形成されてよい。１つの例示的な実施例においては、基板１１０は、熱可塑性材料から構成される。このような材料としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、及びポリ塩化ビニルが含まれるが、それらに限定されない。基板１１０についての他の適切な材料としては、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリエステルカーボネート、アクリル・ポリマー、ポリエステル、及びポリウレタンなどが含まれる。基板１１０を構成し得る材料の他の例には、セラミック、ガラス、金属、又は半導体が含まれる。概ね、本発明は、コーティングの際にコーティング区域１０６の内部表面から放出される粒子による影響を被る任意の基板１１０に対して有用である。
【００１４】
基板１１０は、その構成材料に応じて多様な技術によって形成されてよい。このような技術には、射出成形、常温成形、真空成形、押出加工、ブロー成形、トランスファー成形、圧縮成形、及び熱成形が含まれるが、それらに限定されない。さらに、基板１１０は、その特性において、湾曲状、平坦状、剛性、又は可撓性のものであってよい。
【００１５】
装置１００の使用時には、基板１１０は、基板キャリア１１２の上に配置される。この基板キャリア１１２は、ラック、ハンガー又は他の装置であってよい。このような装置は、当業界においては既知のものであり、したがって、本明細書においてはさらに詳細には説明しない。基板キャリア１１２は、ロード・ロック１０２に進入し、ロード・ロック１０２において又はその前に、コンベヤに係合されて、このコンベヤが、キャリア１１２及び基板１１０を、コーティング装置１００の中を通して移送する。コーティング装置１００の中を通してキャリア１１２及び基板１１０を移送するのに適した任意の機構を用いてよいことは、明らかである。
【００１６】
基板１１０は、基板加熱区域１０４内に移送されると、基板１１０をコーティングするのに適した温度まで加熱される。これを達成するために、基板加熱区域１０４は、加熱ユニット１１４を備える（２つの加熱ユニットが図示されている）。加熱ユニット１１４は、基板加熱区域１０４の内部に又は外部に、基板加熱区域１０４の側壁に又はその側壁に沿って、或いは装置１００のデザイン全体により要求される位置に、配置される。様々なタイプの加熱ユニット１１４を使用することができ、そのような加熱ユニット１１４としては、赤外線加熱器、マイクロ波加熱器、抵抗加熱器、及び非反応性プラズマ・プルームなどが含まれるが、それらに限定されない。
【００１７】
基板加熱区域１０４の中を通り移動した後に、基板キャリア１１２は、基板コーティング区域１０６に進入し、そこで基板１１０の上にコーティングが堆積される。基板１１０がコーティングされると、次いで基板１１０は、アンロード・ロック１０８に移送され、そこでコーティング装置１００から外される。
【００１８】
多様なコーティング方法及びコーティング手順が、本発明と共に使用することができるが、図示されるように、基板コーティング区域１０６は、一連の膨張熱プラズマ（ＥＴＰ）源アレイ１１６を備え、この膨張熱プラズマ（ＥＴＰ）源アレイ１１６は、互いに対向する対として配置されてよい。ＥＴＰ源アレイ１１６は、それ自体のポート１２２の上に設置される、又は、基板コーティング区域１０６の側壁に配置された共通マニホルドに設置される。
【００１９】
好ましくは、ＥＴＰ源アレイ１１６のそれぞれには、不活性ガスが供給されるが、この不活性ガスは、ある程度イオン化され、アレイ１１６から基板コーティング区域１０６内に、組み合わされた又は共有のプラズマ・プルーム１１８として図示された、プラズマ・プルームとして放出される。このコーティング装置１００と共に使用し得る不活性ガスの例には、アルゴン、ヘリウム、及びネオンなどが含まれるが、それらに限定されない。
【００２０】
また、酸化ガス及びコーティング試薬が、ガス注入マニホルド及び試薬注入マニホルド（図示せず）からそれぞれ注入される。酸化ガス及びコーティング試薬は、蒸気形態で注入されて、プラズマ・プルーム１１８内に拡散し、プラズマ・プルーム１１８は、基板コーティング区域１０６内に膨張し、中を通して運搬されている基板１１０の方に向けられる。酸化ガスの例としては、酸素及び亜酸化窒素、又はそれらの任意の組合せが含まれるが、それらに限定されない。コーティング試薬の例としては、デカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）、ビニルトリメチルシラン（ＶＴＭＳ）、ジメチルジメトキシシラン（ＤＭＤＭＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン（Ｖ‐Ｄ４）、及びヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）などの有機ケイ素が含まれるが、それらに限定されない。
【００２１】
さらに、基板コーティング区域１０６は、基板コーティング区域１０６内に基板１１０を導入する前にこの区域１０６の内部表面２００を予熱するために配置され用いられる、加熱ユニット１２０を備える。好ましくは、ローカル予熱温度は、基板１１０の実際のコーティングの際に内部表面２００が到達するローカル温度と実質的に等しい。ローカル予熱温度に到達した時を判断するために、熱電対、光高温計など、温度計測器（図示せず）が、コーティング区域１０６と組み合わせて提供される。
【００２２】
前述のように、内部表面２００は、基板コーティング区域１０６の１つ以上の内壁を含んでよい。また、この内部表面は、実際のコーティングの際に基板コーティング区域１０６内に位置する様々な要素又は構造物の表面を部分的に含むことがある。これらの要素又は構造物（図示せず）には、例えばガス注入マニホルド、試薬注入マニホルド、それらマニホルドのサポート、及び他の構造物などが含まれ得る。さらに、内部表面２００は、柔軟繊維２０４によって少なくとも部分的に構成されてよい。
【００２３】
図２に詳細に示されるように、基板コーティング区域１０６は、一対の対向するＥＴＰ源アレイ１１６及び加熱ユニット１２０（４つのユニットが図示されている）を備える。コーティング区域１０６は、内部表面２００を有し、この内部表面２００は、半剛性裏当て材２０２に取り付けられた柔軟繊維２０４によって、少なくとも部分的に構成されてよい。一実施例においては、柔軟繊維２０４は、ワイヤ・スティッチ、クリップ等、適切な手段によって半剛性裏当て材２０２に取り付けられる。代替的には、柔軟繊維２０４は、コーティング区域１０６の内壁に直接取り付けられてよい。したがって、半剛性裏当て材２０２を伴う又は伴わない柔軟繊維２０４は、メンテナンス作業の実施のために、基板コーティング区域１０６から定期的に取り外すことができる。
【００２４】
半剛性裏当て材２０２に柔軟繊維２０４を取り付けることにより、柔軟繊維２０４は、基板１１０の上にコーティングを堆積する際には固定的に保持され、また、コーティング区域１０６の内部表面の上に堆積された付随的コーティングの除去などのメンテナンスの実施が容易になる。したがって、付随的コーティングを柔軟繊維２０４から取り除くことができ、又は、柔軟繊維２０４を交換することができる。
【００２５】
柔軟繊維２０４は、柔軟繊維２０４の上に堆積された付随的コーティング内で成長するコーティング応力を大幅に緩和させるために十分な可撓性を有する、ということを指摘することができる。さらに、柔軟繊維２０４は、一組の繊維又は糸から構成されるため、柔軟繊維２０４の実表面は、同等の横方向の広さを有する従来の平坦壁によって提供されるコーティング可能表面積よりも広いコーティング可能表面積を提供する繊維的特性を有する。その結果、柔軟繊維２０４の上に堆積されるコーティングの厚さは、比較的低速で増大する。コーティング応力は、コーティングの厚さに比例して上昇する傾向があるため、コーティング応力の成長は、一層抑制され、又は遅延される。柔軟繊維２０４が可撓性であり、柔軟繊維２０４のコーティング可能表面積が増大したことにより、コーティング応力の成長が実質的に抑制されるため、これらには、付随的コーティングからの粒子の放出を最低限に抑える効果があることが、上述から分かる。
【００２６】
図３Ａは、本発明の１つの例示の実施例による、半剛性裏当て材２０２の正面図を示す。半剛性裏当て材２０２の例としては、エキスパンドメタル・シート、金属プレート、金属フレーム、及び金属メッシュ構造物などが含まれるが、それらに限定されない。
【００２７】
図３Ｂ及び図３Ｃはそれぞれ、半剛性裏当て材２０２に装着された柔軟繊維２０４の側面図及び正面図を示す。柔軟繊維２０４は、基板１１０をコーティングする際にコーティング区域１０６内に生じる温度及び条件に対する耐性を有する。したがって、柔軟繊維２０４は、そのような温度では着火せず、燃焼せず、炭化せず、又は分解しない。さらに、柔軟繊維２０４は、真空適合性であり、好ましくは光不透過性であり、「通気性」特徴を有する。この真空適合性により、コーティング・プロセスを促進する真空条件の達成が、真空下における柔軟繊維２０４からのガス放出又は蒸気放出によって大幅には遅延されない又は抑制されないようになる。さらに、また、ガス又は蒸気が、基板の上に堆積されたコーティングに悪影響を及ぼすことがなくなる。光不透過性により、コーティング前駆体が、柔軟繊維２０４を透過するのが抑制され、それにより、柔軟繊維２０４によって覆われる表面が保護される。この繊維の通気性特徴は、低剛性繊維２０４の間隙内のガス又は蒸気が、柔軟繊維２０４から十分に自由に流出することが可能であり、それにより、真空条件の達成が、大幅には遅延されない又は抑制されないようになることに関連する。
【００２８】
例示的には、柔軟繊維２０４は、グラスファイバー繊維であってよい。基板コーティング区域１０６において使用する前に、グラスファイバー繊維は熱処理を受ける。また、任意には、グラスファイバー繊維は、プレコーティングされてよい。例えば、グラスファイバー繊維は、バーミキュライト又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）でプレコーティングされてよい。また、代替的には、グラスファイバー繊維は、ワイヤで強化されてもよい。柔軟繊維２０４の他の材料の例としては、カーボンファイバー繊維、セラミック繊維、シリカ繊維、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）アラミド繊維、金属ウール繊維、及び金網布などが含まれる。セラミック繊維の例としては、アルミナ、ジルコニアなどが含まれるが、それらに限定されない。
【００２９】
図４は、基板コーティング区域１０６の内部表面上のコーティングを安定化させるための、本発明の原理を利用する一方法を説明するフローチャートである。ステップ４０２では、前述のものなどの柔軟繊維が、コーティング区域１０６の少なくとも１つの内部表面を構成するために適宜用意される。この柔軟繊維２０４は、前述の半剛性裏当て材２０２などの半剛性裏当て材に取り付けられてよい。ステップ４０４では、柔軟繊維２０４が、基板コーティング区域１０６の内側を少なくとも部分的に覆い、同区域の１つ以上の内部表面を構成するように、設置される。また、任意には、柔軟繊維２０４は、基板コーティング区域１０６内の種々の要素及び構造物を覆うように設置されてよい。
【００３０】
基板コーティング区域１０６内に基板１１０を導入する前に、ステップ４０６では、コーティング区域１０６の内部表面が、ローカル予熱温度まで適宜予熱される。内部表面は、上述の様々な手段によって加熱されてよい。この予熱後に、ステップ４０８で、基板１１０が、基板コーティング区域１０６内に導入され、ステップ４１０で、基板１１０の上へのコーティングの堆積が行われる。
【００３１】
コーティング後に、基板は、基板コーティング区域から移動される。さらに、このプロセスは、ステップ４０４と４０６との間に延びる破線によって示されるバッチ式コーティング・プロセスとして、及び、ステップ４０６と４０８との間に延びる破線によって示される連続コーティング・プロセスとして、繰り返されてよい。基板コーティング区域１０６の内部表面上の付随的コーティングが、過剰になった（内部表面から付随的コーティングの粒子を放出させるおそれのある応力が見られる）場合には、ステップ４１２で、柔軟繊維は、基板コーティング区域から取り外されて、付随的コーティングが除去される、又は柔軟繊維が交換される。その後、プロセス全体が繰り返されてよい。
【００３２】
上述のように、基板コーティング区域１０６の内部表面上の付随的コーティングは、内部表面を少なくとも部分的に構成するために使用される柔軟繊維を用いて、又は用いずに、内部表面を予熱することによって安定化させることができる。
【００３３】
本発明の種々の実施例が、基板コーティング装置において基板をコーティングするプロセスの際に、付随的コーティング内で望ましくない高い応力が成長するのを抑制するための、有利な方法及び装置を提供する。これらにより、基板コーティング装置の内部表面上の付随的コーティングの安定化が可能となる。したがって、本発明の種々の実施例により、基板コーティング装置の内部表面上の付随的コーティングからの粒子の放出もまた抑制される。その結果、この種々の実施例により、基板上での表面欠陥の発生が抑制される、又は防がれる。さらに、本発明は、基板コーティング装置の内壁を覆い、この装置の内部表面を形成するために、柔軟繊維を使用することを提示する。柔軟繊維は、半剛性裏当て材に取り付けられてよく、それにより、基板コーティング装置における付随的コーティングの容易な除去、及び（新しい柔軟繊維による）新しい内部表面の容易な設置が可能となる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板コーティング装置におけるコーティング区域の内部表面であって、基板のコーティングの際にローカルコーティング温度に達する内部表面上のコーティングを安定化させるための方法において、
前記ローカルコーティング温度とほぼ等しいローカル予熱温度まで、前記コーティング区域の内部表面を予熱するステップと、
前記予熱ステップの後に、前記コーティング区域内に基板を導入するステップと、
前記コーティング区域内で前記基板をコーティングするステップと、
前記コーティング区域の前記内部表面の上に付随的コーティングを形成するステップと、
前記コーティング区域から前記基板を除去するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記基板をコーティングするステップがバッチ式コーティング・プロセスである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板をコーティングするステップが連続コーティング・プロセスである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記付随的コーティングの形成ステップが前記コーティング区域の可撓性内部表面上で生じる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記付随的コーティングの形成ステップが前記コーティング区域の透過性内部表面上で生じる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
柔軟繊維を使用して前記コーティング区域の前記内部表面の少なくとも一部分を構成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
半剛性裏当て材の上に柔軟繊維を提供して、柔軟繊維及び半剛性裏当て材アセンブリを形成し、前記柔軟繊維を使用して前記コーティング区域の前記内部表面を少なくとも部分的に構成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記コーティング区域の前記柔軟繊維及び半剛性裏当て材アセンブリ上に前記付随的コーティングが形成された後に、前記コーティング区域の前記柔軟繊維及び半剛性裏当て材アセンブリを取り外し交換するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記コーティング区域の前記内部表面上に前記付随的コーティングが形成された後に、前記コーティング区域の前記内部表面を取り外し交換するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの内部表面を構成する部分を有し、基板をコーティングするようになされたコーティング源を備えるコーティング区域であって、前記内部表面は、このコーティング区域内で前記基板をコーティングする際にローカルコーティング温度に到達する、コーティング区域と、
前記コーティング区域内に前記基板を導入する前に、前記基板のコーティングの際の前記内部表面の前記ローカルコーティング温度とほぼ等しい温度であるローカル予熱温度にまで、前記コーティング区域の前記内部表面を加熱するように構成された、少なくとも１つの予熱器と
を備える、基板をコーティングするための基板コーティング装置。
【請求項１１】
前記内部表面が前記コーティング区域の内壁である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記内部表面が前記ローカルコーティング温度に対する耐熱性を有する柔軟繊維によって構成され、前記柔軟繊維がその上に形成された付随的コーティングの中のコーティング応力の成長を抑制する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記柔軟繊維が半剛性裏当て材に取り付けられる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記柔軟繊維が前記コーティング区域から取り外し可能である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記基板コーティング装置が連続コーティング装置又はバッチ式コーティング装置である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
前記内部表面が前記コーティング区域から取り外し可能である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
基板コーティング装置におけるコーティング区域の内部表面であって、基板のコーティングの際にローカルコーティング温度に達する内部表面の上のコーティングを安定化させるための方法において、
柔軟繊維により前記コーティング区域の前記内部表面を少なくとも部分的に構成するステップと、
前記コーティング区域内に基板を導入するステップと、
前記コーティング区域内で前記基板をコーティングするステップと、
前記コーティング区域の前記内部表面の上に付随的コーティングを形成するステップと、
前記コーティング区域から前記基板を除去するステップと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記ローカルコーティング温度とほぼ等しいローカル予熱温度まで、前記内部表面を予熱するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記コーティング区域から、前記付随的コーティングを上に有する前記柔軟繊維を取り外すステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの内部表面を構成する部分を有し、基板をコーティングするようになされたコーティング源を備えるコーティング区域であって、前記内部表面は、このコーティング区域内で前記基板をコーティングする際にローカルコーティング温度に到達する、コーティング区域と、
前記コーティング区域の前記内部表面を少なくとも部分的に構成する柔軟繊維と
を備える、基板をコーティングするための基板コーティング装置。
【請求項２１】
前記コーティング区域内に前記基板を導入する前に、前記基板のコーティングの際の前記内部表面の前記ローカルコーティング温度とほぼ等しい温度であるローカル予熱温度にまで、前記内部表面を加熱するように構成された、少なくとも１つの予熱器をさらに備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項１】
基板コーティング装置におけるコーティング区域の内部表面であって、基板のコーティングの際にローカルコーティング温度に達する内部表面上のコーティングを安定化させるための方法において、
前記ローカルコーティング温度とほぼ等しいローカル予熱温度まで、前記コーティング区域の内部表面を予熱するステップと、
前記予熱ステップの後に、前記コーティング区域内に基板を導入するステップと、
前記コーティング区域内で前記基板をコーティングするステップと、
前記コーティング区域の前記内部表面の上に付随的コーティングを形成するステップと、
前記コーティング区域から前記基板を除去するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記基板をコーティングするステップがバッチ式コーティング・プロセスである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板をコーティングするステップが連続コーティング・プロセスである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記付随的コーティングの形成ステップが前記コーティング区域の可撓性内部表面上で生じる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記付随的コーティングの形成ステップが前記コーティング区域の透過性内部表面上で生じる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
柔軟繊維を使用して前記コーティング区域の前記内部表面の少なくとも一部分を構成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
半剛性裏当て材の上に柔軟繊維を提供して、柔軟繊維及び半剛性裏当て材アセンブリを形成し、前記柔軟繊維を使用して前記コーティング区域の前記内部表面を少なくとも部分的に構成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記コーティング区域の前記柔軟繊維及び半剛性裏当て材アセンブリ上に前記付随的コーティングが形成された後に、前記コーティング区域の前記柔軟繊維及び半剛性裏当て材アセンブリを取り外し交換するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記コーティング区域の前記内部表面上に前記付随的コーティングが形成された後に、前記コーティング区域の前記内部表面を取り外し交換するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの内部表面を構成する部分を有し、基板をコーティングするようになされたコーティング源を備えるコーティング区域であって、前記内部表面は、このコーティング区域内で前記基板をコーティングする際にローカルコーティング温度に到達する、コーティング区域と、
前記コーティング区域内に前記基板を導入する前に、前記基板のコーティングの際の前記内部表面の前記ローカルコーティング温度とほぼ等しい温度であるローカル予熱温度にまで、前記コーティング区域の前記内部表面を加熱するように構成された、少なくとも１つの予熱器と
を備える、基板をコーティングするための基板コーティング装置。
【請求項１１】
前記内部表面が前記コーティング区域の内壁である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記内部表面が前記ローカルコーティング温度に対する耐熱性を有する柔軟繊維によって構成され、前記柔軟繊維がその上に形成された付随的コーティングの中のコーティング応力の成長を抑制する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記柔軟繊維が半剛性裏当て材に取り付けられる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記柔軟繊維が前記コーティング区域から取り外し可能である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記基板コーティング装置が連続コーティング装置又はバッチ式コーティング装置である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
前記内部表面が前記コーティング区域から取り外し可能である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
基板コーティング装置におけるコーティング区域の内部表面であって、基板のコーティングの際にローカルコーティング温度に達する内部表面の上のコーティングを安定化させるための方法において、
柔軟繊維により前記コーティング区域の前記内部表面を少なくとも部分的に構成するステップと、
前記コーティング区域内に基板を導入するステップと、
前記コーティング区域内で前記基板をコーティングするステップと、
前記コーティング区域の前記内部表面の上に付随的コーティングを形成するステップと、
前記コーティング区域から前記基板を除去するステップと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記ローカルコーティング温度とほぼ等しいローカル予熱温度まで、前記内部表面を予熱するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記コーティング区域から、前記付随的コーティングを上に有する前記柔軟繊維を取り外すステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの内部表面を構成する部分を有し、基板をコーティングするようになされたコーティング源を備えるコーティング区域であって、前記内部表面は、このコーティング区域内で前記基板をコーティングする際にローカルコーティング温度に到達する、コーティング区域と、
前記コーティング区域の前記内部表面を少なくとも部分的に構成する柔軟繊維と
を備える、基板をコーティングするための基板コーティング装置。
【請求項２１】
前記コーティング区域内に前記基板を導入する前に、前記基板のコーティングの際の前記内部表面の前記ローカルコーティング温度とほぼ等しい温度であるローカル予熱温度にまで、前記内部表面を加熱するように構成された、少なくとも１つの予熱器をさらに備える、請求項２０に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【公表番号】特表２０１０−５１４９３６（Ｐ２０１０−５１４９３６Ａ）
【公表日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４４１５６（Ｐ２００９−５４４１５６）
【出願日】平成１９年１２月１２日（２００７．１２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０８７２２３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０８２８８３
【国際公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（５０５３６５４０４）エクスアテック、エル．エル．シー． (51)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１２日（２００７．１２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０８７２２３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０８２８８３
【国際公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（５０５３６５４０４）エクスアテック、エル．エル．シー． (51)
【Ｆターム（参考）】
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