基板の連続成膜搬送装置
【課題】マスクの取り付け及び成膜と、成膜された基板の搬送工程を連続させる連続成膜搬送装置を提供する。
【解決手段】連続成膜搬送装置１は、成膜用の複数のマスク穴２１が所定の間隔をおいて形成され、基板１０が載置される一方の面を有する搬送用ベルト２０と、一方の面と反対側の面側に設置される成膜機構３０と、搬送用ベルト２０を移動させるモータ４０とを含む。各マスク穴２１は、搬送用ベルト２０における各マスク穴２１の外周辺縁が基板１０と重なるように基板１０と比べて小さい面積を有する。成膜機構３０は、マスク穴２１のいずれかが所定の位置に位置したときに、マスク穴２１のいずれかの上に配置される基板１０を成膜する。
【解決手段】連続成膜搬送装置１は、成膜用の複数のマスク穴２１が所定の間隔をおいて形成され、基板１０が載置される一方の面を有する搬送用ベルト２０と、一方の面と反対側の面側に設置される成膜機構３０と、搬送用ベルト２０を移動させるモータ４０とを含む。各マスク穴２１は、搬送用ベルト２０における各マスク穴２１の外周辺縁が基板１０と重なるように基板１０と比べて小さい面積を有する。成膜機構３０は、マスク穴２１のいずれかが所定の位置に位置したときに、マスク穴２１のいずれかの上に配置される基板１０を成膜する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を連続して成膜し、搬送させるための連続成膜搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶、有機ＥＬ、太陽電池などのフラットパネルの成膜においては、成膜する材料をガラス板のような基板に蒸着のような成膜手段で成膜するため、マスクを基板に取り付ける必要がある。
【０００３】
そのようなマスクを基板に取り付ける工程を含む成膜装置としては、一般に、以下に示す方法で行われる。先ず、成膜装置は、基板の表面にマスクを取り付けるために、基板をマスクチェンジャに移す移し工程を行い、移された基板に所定のマスクを取り付けるマスク取付工程を行う。その後、成膜装置はマスクに取り付けられた基板をマスクストッカーに格納する第１格納工程を行う。成膜装置は、移し工程、マスク取付工程及び第１格納工程を、マスクストッカーが基板でいっぱいになるまで繰り返して行う。
【０００４】
次に、成膜装置は、マスクが取り付けられた基板を成膜機構の成膜室に搬送する成膜室搬送工程を行い、搬送された基板を成膜機構によって成膜させる成膜工程を行う。その後、成膜装置は、成膜された基板を別のマスクストッカーに格納する第２格納工程を行う。成膜装置は、成膜室搬送工程、成膜工程及び第２格納工程を、マスクストッカーにある基板が無くなるまで繰り返して行う。
【０００５】
このマスクチェンジャと成膜室との間の搬送、及び、成膜室と別のマスクストッカーとの間の搬送を繰り返す繰返搬送工程は、ロボットのような搬送機構が行う。このように、フラットパネルの成膜は、マスクストッカー単位で行われる。
【０００６】
マスク取付工程や繰返搬送工程は、基板をローラー上で転送させる方法や、多数台の搬送ロボットを使用する方法が知られている。しかし、いずれの方法も、マスク取付工程、成膜工程、及び、繰返搬送工程を一体化するものではないので、結果的に、複数の基板についての成膜は連続的に行うことができていない。つまり、マスク取付工程と成膜工程と繰返搬送工程とに連続性がないので作業時間を短縮することができず、生産効率を向上させるためには搬送技術の高度化が要求されている。
【０００７】
特許文献１においては、太陽電池製造工程を簡素化するため、基板の端を折り込むことによって基板自体をマスクとしているが、成膜工程と繰返搬送工程との間の搬送については開示されていないし、成膜工程に必要なマスク自体を搬送に活用する装置は検討されていない。
【特許文献１】特開２００６−７３８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、成膜用のマスクを鋼板などのベルト状にして、ローラーを介して搬送装置とすることで、マスクの取り付け及び成膜と、成膜された基板の搬送工程を連続させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、以下のような方法を見出した。
【００１０】
（１） 基板を連続的に成膜して搬送する連続成膜搬送装置であって、成膜用の複数のマスク穴が所定の間隔をおいて形成され、前記基板が載置される一方の面を有する搬送用ベルトと、前記一方の面と反対側の面側に設置される成膜機構と、前記搬送用ベルトを移動させるモータと、を含み、各マスク穴は、前記搬送用ベルトにおける各マスク穴の外周辺縁が前記基板と重なるように前記基板と比べて小さい面積を有し、前記成膜機構は、前記マスク穴のいずれかが所定の位置に位置したときに、前記マスク穴のいずれかの上に配置される基板を成膜する連続成膜搬送装置。
【００１１】
（１）の発明によれば、搬送用ベルトに成膜用の複数のマスク穴が所定の間隔をおいて形成される。基板は、各マスク穴の上に載置され、モータによって搬送用ベルトが移動すると載置された基板が搬送される。各マスク穴は、基板よりも面積が小さく、この穴の外周の辺縁が基板と重なるように、すなわち各マスク穴が基板の内側に収まるように形成されている。搬送用ベルトは、成膜機構と基板との間に配置される。成膜機構は、搬送ベルト上の基板が載置される面の反対側に設置され、複数の穴のうちの所定の穴に向けて、蒸着などの成膜を行う。これにより、穴の上の基板の、成膜機構に対向する面が成膜される。
【００１２】
基板は、モータによって移動する搬送用ベルトに形成された複数のマスク穴の上であれば、次々に載置してよい。成膜が済んだ基板は搬送方向へ搬送され、次に、この成膜が済んだ基板と一定の間隔をおいて、搬送用ベルト上に置かれた成膜がされていない基板が搬送される。成膜機構は、搬送された成膜がされていない基板に成膜を行い、この成膜工程と搬送工程とが繰り返されることによって、成膜と搬送が連続的に行える装置が提供できる。
【００１３】
（２） 前記搬送用ベルトは、それぞれが前記基板を位置決めする複数の位置決め手段を有し、各位置決め手段は、前記搬送用ベルトの前記一方の面の上において、各マスク穴の辺縁であって前記搬送用ベルトの搬送方向と反対側の辺縁の近傍に配置される（１）記載の連続成膜搬送装置。
【００１４】
（３） 各位置決め手段は、ピンを有する（２）記載の連続成膜搬送装置。
【００１５】
（２）及び（３）の発明によれば、前記搬送用ベルトには、上述した基板を位置決めする複数の位置決め手段が形成される。各位置決め手段は、前記搬送用ベルトの基板が載置される面に形成される。また、各マスク穴の辺縁のうち、前記搬送用ベルトの搬送方向と反対側の辺縁から所定の距離だけ離れた位置に、位置決め手段が設けられる。位置決め手段は、例えばピンであってよい。この位置決め手段に前記基板が係止することにより、基板がマスク穴の上で留まる。基板は、この穴を介して、基板の成膜機構と対向する面に適切に成膜が行われる位置に位置決めされる。
【００１６】
（４） さらに、前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間に設けられる開閉ゲートと、前記開閉ゲートを移動させる開閉ゲート作動装置とを含み、前記開閉ゲート作動装置は、前記マスク穴のいずれかが前記所定の位置に位置したときに、前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間から、前記成膜機構が前記基板へ成膜可能な開位置へ移動する（１）から（３）いずれか記載の連続成膜搬送装置。
【００１７】
（４）の発明によれば、前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間には、開閉ゲートが設けられ、この開閉ゲートは開閉ゲート作動装置と連結されている。前記開閉ゲート作動装置は、前記マスク穴のいずれかが前記所定の位置に位置したときに、前記開閉ゲートを前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間から、前記成膜機構が前記基板へ成膜可能な開位置へ移動させる。開閉ゲートが前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間にある閉位置では、成膜機構からの成膜物の放射（例えば蒸着）が遮断される。開閉ゲートが前記開閉ゲートを前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間から、前記成膜機構が前記基板へ成膜可能な開位置へ移動すると、成膜が行われる。これにより、基板に対する成膜が、開閉ゲートによって制御される。
【００１８】
（５） さらに、前記モータと前記開閉ゲート作動装置とに電気的に繋がる中央処理装置と、前記マスク穴のいずれかが所定の位置に配置されたことを感知して前記中央処理装置に感知信号を出力するマスク穴感知センサと、を有し、前記中央処理装置は前記感知信号に応じて前記開閉ゲート作動装置に前記ゲートを前記開位置へ移動させるよう開信号を出力する（４）記載の連続成膜搬送装置。
【００１９】
（５）の発明によれば、中央処理装置は、前記モータと前記開閉ゲート作動装置とに電気的に繋がっている。また、マスク穴感知センサは、前記マスク穴のいずれかが所定の位置に配置されたことを感知して前記中央処理装置に感知信号を出力する。前記中央処理装置は、この感知信号に応じて前記開閉ゲート作動装置に前記開閉ゲートを前記開位置へ移動させるよう開信号を出力する。前記開閉ゲートが開くことにより、成膜機構からの成膜が行われる。
【００２０】
（６） 前記搬送用ベルトは、エンドレスベルトである（１）から（５）いずれか記載の連続成膜搬送装置。
【００２１】
（６）の発明によれば、前記搬送用ベルトは、エンドレスベルトの形状をしている。このため、前記搬送用ベルトは基板の搬送を途切れることなく行うことができる。また、搬送用ベルトの基板を載置する面と反対側の面に成膜機構を配置することによって、成膜工程と搬送工程とを連続的に一体化することができる。
【００２２】
（７） さらに、前記搬送用ベルトの洗浄を行う洗浄機構を含み、前記洗浄機構は前記搬送用ベルトの一部を覆うように配置される洗浄部を有する（１）から（６）いずれか記載の連続成膜搬送装置。
【００２３】
（８） 前記洗浄機構は、前記洗浄部を真空にする真空装置と、前記洗浄部を照射するＵＶランプと、前記洗浄部にオゾンガスを供給するオゾンガス供給装置と、を備える（７）記載の連続成膜搬送装置。
【００２４】
（７）及び（８）の発明によれば、搬送用ベルトの洗浄を行う洗浄機構を含み、この洗浄機構は前記搬送用ベルトの一部を覆うように配置される洗浄部を有する。前記洗浄機構は、前記洗浄部を真空にする真空装置と、前記洗浄部を照射するＵＶランプと、前記洗浄部にオゾンガスを供給するオゾンガス供給装置と、を備えてよい。洗浄機構によって、成膜工程において搬送ベルトに付着した付着物が洗浄され、搬送ベルトを移動させることで再度マスクとして使用することができる。
【００２５】
成膜機構と洗浄機構とを隣接して配置することで、成膜工程と洗浄を行う洗浄工程とを連続させることができる。また、搬送用ベルトがエンドレスベルトである場合には、搬送用ベルトが成膜機構と洗浄機構とを通過し、環状に移動することで、搬送工程と成膜工程と洗浄工程とを途切れることなく続けることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、液晶、有機ＥＬ、太陽電池などに用いる基板の成膜と、成膜された基板の搬送とを連続的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態の説明において、共通するものについては同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。また、以下の実施形態は本発明を限定するものではない。
【００２８】
図１は本発明における連続成膜搬送装置１の縦断面図である。図２は搬送用ベルト２０と、これに載置された基板１０を示す。図３（ａ）は開閉ゲート５０及び開閉ゲート作動装置５１が開位置に移動した連続成膜搬送装置１の部分縦断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）における開閉ゲート作動装置５１の部分拡大図であり、開閉ゲート作動装置５１を上面から見た図である。図４は、本実施形態に係る連続成膜搬送装置における、中央処理装置１００とマスク穴感知センサ６０と開閉ゲート作動装置５１との電気的繋がりを示すブロック図である。図５は、複数の成膜機構と複数の洗浄機構とが設けられた連続成膜搬送装置を示す図である。
【００２９】
＜第１実施形態＞
［連続成膜搬送装置の全体構成］
図１に示すように、連続成膜搬送装置１は、搬送用ベルト２０と成膜機構３０とモータ４０とを含む。搬送用ベルト２０には、複数のマスク穴２１が所定の間隔をおいて形成される。搬送用ベルト２０の一方の面には基板１０が載置され、他方の面側には成膜機構３０が設置される。各マスク穴２１は、基板１０と比べて面積が小さくなるように形成されており、基板１０をマスク穴２１の上に配置した際に、マスク穴２１の外周の辺縁は基板１０の辺縁と重なる。モータ４０は搬送用ベルト２０に動力を与え、搬送方向へ移動させる。
【００３０】
本実施形態において、連続成膜搬送装置１は、内部が中空である中空部分２０３が形成されている筐体２００を有し、成膜機構３０やモータ４０は、筐体２００に組み付けられている。この筐体２００の略中央部に成膜機構３０が配置される。搬送用ベルト２０は、後述するローラー２２などの伸張手段によって、成膜機構３０の周囲を環状に囲むように、筐体２００内に配置されている。
【００３１】
筐体２００は、マスクストッカー（図示せず）から中空部分２０３に基板を投入する投入口２０１と、成膜が済んだ基板１０を中空部分２０３から搬出する搬出口２０２とを備える。投入口２０１と搬出口２０２とは、いずれも、中空部分２０３の内部の気圧を維持することができる開閉扉（図示せず）を有することが好ましい。
【００３２】
連続成膜搬送装置１は、成膜する基板１０や、使用する成膜機構は従来公知のものを用いてよい。例えば、有機ＥＬや太陽電池のための半導体薄膜を真空成膜法にて形成する場合には、連続成膜搬送装置１の一部（例えば、成膜機構３０を取り巻く中空部分２０３）を真空状態に形成してよい。本実施形態においては、連続成膜搬送装置１の中空部分２０３は、１０−５Ｐａ程度に減圧されている。
【００３３】
中空部分２０３には、基板１０の投入口２０１と、成膜の済んだ基板１０を搬出する搬出口２０２とが設けられている。投入口２０１と搬出口２０２とは、いずれも、公知の気密性を有する開閉扉を有するので、中空部分２０３内の気圧が大気圧と異なっていても、中空部分２０３内の気圧を維持することができる。したがって、連続成膜搬送装置１は、中空部分２０３内を真空状態に保つことができる。
【００３４】
［基板］
本発明で用いられる基板１０は、成膜の対象となる基板であれば特に限定されない。液晶、有機ＥＬ、太陽電池などに用いられ半導体薄膜を成膜するための基板は、ガラス板、ＰＥＴ、ＰＥＮ、セルロースなどの樹脂フィルム、ＳＵＳなどの金属薄板が好ましく用いられる。
【００３５】
［搬送用ベルト］
図２において、矢印Ｄは搬送方向を示す。図２中の最も右寄りのマスク穴２１には、基板１０は載置されていない。マスク穴２１は基板１０よりも面積が小さくなるような辺縁２１ａを有する。基板１０は、マスク穴２１を略覆うように、搬送用ベルト２０に載置される。
【００３６】
マスク穴２１とこれに隣接するマスク穴２１との間隔は、成膜する基板１０の大きさ、基板１０の重量、搬送用ベルト２０が移動する速度などに応じて決定され、とくに限定されない。例えば、基板１０が１．０ｍから１．５ｍ×１．０ｍから３ｍの大きさで、その重量が３ｋｇから４０ｋｇ程度のガラス板の場合、３ｃｍから５ｃｍ程度の間隔を設けることが好ましい。３ｃｍ以下であると基板１０とこれに隣接する基板１０との間が詰まりすぎて、成膜された基板１０と成膜される前の基板１０との境界が、後述するセンサに感知されづらくなり、５ｃｍ以上であると、基板１０とこれに隣接する基板１０との間の間隔が開きすぎて時間当たりに成膜される基板１０の量が減少する。
【００３７】
マスク穴２１の大きさ及び形状は、成膜する基板１０の形状及び大きさによって決定される。基板１０の形状は、方形、円状やその他いかなる所望の形状であってよいが、本実施形態では基板１０の外周辺縁から１ｃｍ内側とする方形状である。
【００３８】
搬送用ベルト２０の素材は、基板１０にマスクをかけることが可能であれば、特に限定されない。搬送用ベルト２０は、基板１０の連続的な搬送を行い、繰り返して使用することから、強度、剛性の高い素材を用いることが好ましく、ＰＥＴ、ＰＥＮ、セルロースなどの樹脂フィルム、ＳＵＳなどの金属薄板を用いることがより好ましい。また、搬送用ベルト２０は磁性を有するものであってもよい。搬送用ベルト２０は、成膜する物質の性質によって適宜変更が可能であるが、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３０などの鋼板を用いることが好ましい。
【００３９】
本実施形態は、搬送用ベルト２０としてエンドレスベルトを採用している。しかし、搬送用ベルト２０として一端と他端を有するベルトを用い、予め、ベルトの一端からコイル状に巻いておき、搬送工程においては、予めコイル状に巻かれているベルトを巻き解きながら他端をコイル状に巻くことにより、搬送工程を行ってもよい。
【００４０】
搬送用ベルト２０の張力は、連続成膜搬送装置１に設けられた複数のローラー２２によって調整される。また、複数のローラー２２のうち少なくとも４つのローラーは、それぞれ、搬送用ベルト２０が連続成膜搬送装置１内を途切れずに移動できるよう４つの隅に配置される。複数のローラー２２のうち残りのローラーは、さらに、圧縮コイルばねのような伸縮機構を有する張力付与機構を備える。この残りのローラーは、中空部分２０３内に適宜配置されている。残りのローラーが付与する張力は、基板１０の搬送及び成膜中に搬送用ベルト２０が弛まないように、張力付与機構により調整される。
【００４１】
ローラー２２による搬送用ベルト２０に作用する張力は、基板１０の重量や、互いに隣接する２つの基板１０の間隔や、中空部分２０３内において搬送用ベルト２０によって移動している基板１０の位置によって変化する。従って搬送用ベルト２０の張力を一定にすることが好ましい。
【００４２】
［位置決め手段］
図２に示すように、搬送用ベルト２０は、複数の位置決め手段２３を備えてもよい。複数の位置決め手段２３は、それぞれ複数のマスク穴２１が有する辺縁のうち、搬送方向と反対側の辺縁２１ａの近傍、すなわち辺縁２１ａから所定の距離ｗだけ離れた位置に配置されている。上述したように、位置決め手段２３は、基板１０とマスク穴２１とは、基板１０がマスク穴２１を覆い、マスク穴２１の外周辺縁２１ｂが基板１０と重なるように、搬送用ベルト２０に形成されている。このため、少なくともマスク穴の辺縁２１ａから、基板１０と重なる重なり代の役割を果たす外周辺縁２１ｂの幅ｗの分、離れた位置に配置されることが必要である。例えば、本実施形態では、辺縁２１ａから搬送方向と反対側に５ｍｍから３ｃｍ離れた位置に配置する。
【００４３】
搬送用ベルト２０は搬送方向Ｄに移動しているため、搬送用ベルト２０上に載置される基板１０には、搬送用ベルト２０に対して搬送方向Ｄと反対側の方向に慣性力が働いている。このため位置決め手段２３はマスク穴２１の搬送方向Ｄと反対側にのみ設ければ足りる。
【００４４】
位置決め手段２３は、基板１０が搬送方向Ｄと反対側の方向にずれようとする慣性力に対向することができる強度を保持することができれば、形状、素材、設ける数は問わない。本実施形態においては、基板１０を留める面を有する金属製のピンを用いている。ピンと搬送用ベルト２０とは公知の方法で接合されてよい。また、搬送用ベルト２０が鋼板で製作される場合、搬送用ベルト２０に切り込みを入れて、この切込みを盛り上げることで位置決め手段２３を形成してもよい。
【００４５】
したがって、位置決め手段２３により、連続的に載置される基板１０は、搬送用ベルト２０上の成膜するために適切な位置に配置される。
【００４６】
［モータ］
モータ４０は、搬送用ベルト２０に動力を与えるものであれば、いずれのタイプのモータであってもよい。図１に示すモータ４０は説明のため簡略化してあるが、モータ４０の出力軸（図示せず）がチェーンのような伝達手段（図示せず）によって搬送用ベルト２０に連結されている。モータ４０は、搬送用ベルト２０を図１における時計周りに移動するように、駆動する。
【００４７】
［成膜機構］
成膜機構３０は、ガラス板などの基板１０を成膜するものであれば、公知の成膜機構を配置してもよい。成膜機構３０は、蒸着、スパッタ及びＣＶＤソース源などを備えていることが好ましく用いられる。本実施形態においては、フラットパネルに用いるガラス基板を成膜する蒸着装置であり、蒸着ルツボ、蒸着源を備える。
【００４８】
成膜機構３０は、中空部分２０３内にある基板１０を成膜することができるように、後述する開閉ゲートカバー５４を介して中空部材２０３に取り外し可能にかつ気密性を有するように組み付けられている。
【００４９】
本発明にかかる連続成膜搬送装置１の搬送用ベルト２０は成膜用のマスクとしても機能する。これにより、連続成膜搬送装置１は、成膜を行う基板１０を連続的に搬送し、成膜を行い、さらに成膜の済んだ基板１０を連続的に搬送する生産の連続的な工程が実現される。このため、成膜する作業時間の短縮が可能となり、基板に成膜する生産効率が高まり、成膜された基板の製造コストが低減される。
【００５０】
［開閉ゲート及び開閉ゲート作動装置］
図１並びに図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、連続成膜搬送装置１は、開閉ゲート５０と開閉ゲート作動装置５１とを備える。本実施形態においては、開閉ゲート５０と開閉ゲート作動装置５１とは、開閉ゲートカバー５４に組み付けられている。開閉ゲートカバー５４は、中空部分２０３に形成された開口２０４を覆うように、中空部分２０３に気密的に組み付けられている。これにより、開閉ゲートカバー５４は、中空部分２０３の外周の一部と共同して開閉ゲート５０が摺動するための摺動空間５５を形成している。
【００５１】
図１に示すように、開閉ゲート５０は、通常、搬送用ベルト２０のうち、基板１０が載置されている部分と成膜機構３０との間に挟まれる位置である閉位置に配置される。開閉ゲート５０は、これを移動させる開閉ゲート作動装置５１と連結されている。
【００５２】
開閉ゲート作動装置５１は、動力源５２と、開閉ゲート５０に連結する連結部材５３とを備える。本実施形態においては、連結部材５３はヒンジで連結される金属製の２つの棒状部材である。図３（ｂ）に示すように、連結部材は搬送用ベルトに基板が載置される面と平行な方向に伸縮する。開閉ゲート作動装置５１は、開閉ゲート５０を開位置に移動させるときは、２つの棒状部が、図３（ｂ）に示すように、ヒンジで折りたたまれるように動力源５２を作動させる。これにより、開閉ゲート５０は、搬送用ベルト２０と成膜機構３０との間（図１参照）から、成膜機構３０が基板１０を成膜可能な位置（図３（ａ）参照）へ引き寄せられる。
【００５３】
図１に示すように、開閉ゲート５０が閉位置にあるときは、成膜機構３０から放射される成膜物が開閉ゲート５０によって遮断され、基板１０を成膜しない。ここで、「成膜可能な位置」とは、開閉ゲート５０が閉位置以外の位置に移動することであり、成膜機構３０から放射される成膜物を遮断しない位置であればいずれの位置であってもよい。図３においては、開閉ゲート５０は、成膜機構３０より搬送方向に向かう右側の空間へ、開閉ゲート作動装置５１の作動に従って移動する。
【００５４】
開閉ゲート５０は、成膜機構３０から放射される成膜物を遮断したり、遮断を解除したりすることができる。開閉ゲート作動装置５１は、基板１０に対する成膜の開始や中断を制御することができる。
【００５５】
また、開閉ゲート５０は、中空部分２０３の開口２０４を気密的に封鎖することができる封鎖機構を有する。これにより、中空部分２０３内の気圧が減圧されているときであっても、開閉ゲート５０が開口２０４を気密的に封鎖した状態にすることにより、成膜機構３０を取り替えることが容易にできる。
【００５６】
［マスク穴感知センサ］
図１及び図４示すように、連続成膜搬送装置１は、中央処理装置１００とマスク穴感知センサ６０とを備える。マスク穴感知センサ６０は、搬送用ベルト２０の近傍に設置される。マスク穴感知センサ６０が設置される位置は、マスク穴２１の位置を感知することができれば、特に限定されない。マスク穴感知センサ６０が配置される位置は、感知するマスク穴２１の位置の誤差が減少するため、搬送用ベルト２０及び成膜機構３０の近傍に配置されることが好ましい。
【００５７】
マスク穴感知センサ６０は、搬送用ベルト２０に伴って移動するマスク穴２１の位置を感知する。特に、複数のマスク穴２１のうち所定のマスク穴の位置が、成膜機構３０の位置に対して、成膜するのに適した位置に配置されたことを感知する。例えば、図１において、マスク穴感知センサ６０は、所定のマスク穴２１が成膜機構３０の上面に配置されたとき、後述する中央処理装置に、感知したこと示す感知信号を出力する。
【００５８】
マスク穴感知センサ６０は、マスク穴２１の位置を感知することができるセンサであれば、公知のいかなる種類のセンサであってもよい。光センサ、磁気センサ、超音波距離計などが適宜挙げられる。本実施形態においてはＣＣＤカメラを用いた。
【００５９】
［中央処理装置］
中央処理装置１００は、モータ４０と電気的に繋がっている。中央処理装置１００はモータ４０に信号を出力し、モータ４０は中央処理装置１００から信号を受信して駆動する。モータ４０の出力軸の回転速度によってベルトの移動する速度が決定される。
【００６０】
中央処理装置１００は、マスク穴感知センサ６０からの感知信号を受信可能に電気的に繋がっている。したがって、中央処理装置１００は、マスク穴感知センサ６０から、マスク穴２１が所定の位置に配置されたことを感知した感知信号を受信することができる。
【００６１】
中央処理装置１００は、連続成膜搬送装置１が開閉ゲート作動装置５１を備えている場合には、さらに、開閉ゲート作動装置５１への開信号及び閉信号を出力可能に電気的に繋がっている。中央処理装置１００は、感知信号を受信すると、開閉ゲート作動装置５１に開信号を出力し、開閉ゲート作動装置５１は、中央処理装置１００からの開信号を受信すると、開閉ゲート５０を開位置に移動させるよう作動する。
【００６２】
中央処理装置１００は、マスク穴感知センサ６０からの感知信号を受信し、その内部でマスク穴２１の位置の算出及び開閉ゲート作動装置５１の作動を制御することのできる装置であれは、従来公知の装置であってよい。中央処理装置１００は、予め所定の基板１０を所定の速度で成膜し、搬送するためのプログラムが組み込まれた電子計算機であってよい。
【００６３】
中央処理装置１００は、搬送用ベルト２０の移動速度を制御するモータ４０へ速度信号を出力することができるよう、モータ４０と電気的に接続されている。中央処理装置１００は、モータ４０と、マスク穴感知センサ６０と、開閉ゲート作動装置５１と電気的に繋がり、受信した感知信号を処理し、速度信号及び開信号又は閉信号を出力して、連続成膜搬送装置１の動作を総合的に制御する。
【００６４】
中央処理装置１００と、これに繋がるモータ４０とマスク穴感知センサ６０と開閉ゲート作動装置５１とによって、連続成膜搬送装置１は基板１０の搬送速度に適合されたタイミングで成膜を行うことができ、作業効率が高まる。
【００６５】
［洗浄機構］
図１に示すように、連続成膜搬送装置１は、搬送用ベルト２０を洗浄する洗浄機構７０を備える。洗浄機構７０は、これのカバー（図示せず）が搬送用ベルト２０の一部を覆うように、配置されている。洗浄機構７０のカバーが搬送用ベルト２０の一部を覆っている部分が、洗浄機構７０が洗浄することができる洗浄部７１である。したがって、洗浄部７１は、搬送用ベルト２０及び基板１０を通過させることができる開口（図示せず）が形成されているものの、略閉じた洗浄部７１を形成している。洗浄機構７０によって洗浄部７１は、移動する搬送用ベルト２０において、成膜機構３０により成膜が行われた位置よりも、搬送用ベルト２０の搬送方向Ｄの先に配置される。
【００６６】
洗浄機構７０は、搬送用ベルト２０の一部を洗浄するものであれば、従来公知のいかなる洗浄手段を備えてよい。特に、洗浄機構７０は、ドライ洗浄を行う手段であることが好ましい。洗浄機構７０がドライ洗浄であれば、成膜機構３０によって形成され、マスク穴２１に付着した有機溶剤を洗浄することができる。ドライ洗浄には、オゾン洗浄、プラズマ洗浄、スパッタ洗浄、イオン洗浄などがあり、いずれの手段を用いてもよいが、特に、ＵＶオゾン洗浄やプラズマアッシャーが好ましい。洗浄機構７０としてＵＶオゾン洗浄やプラズマアッシャーを備えていれば、有機ＥＬや太陽電池に使用する基板に付着した有機膜を効率よく洗浄することができる。
【００６７】
洗浄機構７０がＵＶオゾン洗浄を備える場合には、洗浄機構７０は、ＵＶランプ７２と、真空装置７３と、オゾンガス供給装置７４とを備える。本実施形態では、オゾンガスを充填した洗浄部７１に波長が１７０ｍｍから１９０ｍｍのＵＶランプ７２を配置している。ＵＶランプ７２は、搬送用ベルト２０の一部、特に、成膜機構３０が設置されている搬送用ベルト２０の他方の面を照射できるよう、搬送用ベルト２０を挟むように配置することが好ましい。
【００６８】
連続成膜搬送装置１は成膜の済んだ基板１０を格納する格納庫８０を備えてもよい。格納庫８０は、従来公知のいかなる方法で作成されてよい。例えば、連続成膜搬送装置１の中空部分２０３内が真空蒸着のために減圧されている場合、格納庫８０内の気圧も適宜設定されてもよい。格納庫８０と連続成膜搬送装置１とが気密的に連結されることで、基板１０の搬送及び保管を減圧状態において連続的に行うことができ、さらなる作業時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００６９】
＜第２実施形態＞
図５に示すように、連続成膜搬送装置２は、連続成膜搬送装置１に、洗浄機構７０と同等の洗浄機構７０’を備えている。また、連続成膜搬送装置２は、さらに、開閉ゲート５０及び開閉ゲート作動装置５１と同等の開閉ゲート５０’及び開閉ゲート作動装置５１’をそれぞれ備えている。さらに、開閉ゲート作動装置５１’は、動力源５２’と、開閉ゲート５０’に連結する連結部材５３’とを備えている。
【００７０】
洗浄機構７０’は、洗浄機構７０の洗浄部７１、ＵＶランプ７２、真空装置７３、及びオゾンガス供給装置７４と同等の洗浄部７１’、ＵＶランプ７２’、真空装置７３’、及びオゾンガス供給装置７４’を備えている。洗浄機構７０’は、成膜後のマスク穴を含む搬送用ベルトの一部を洗浄可能な位置に位置した洗浄機構７０よりも、搬送方向Ｄの先に配置される。
【００７１】
成膜機構３０と同等の成膜機構３０’を連続して配置する場合は、成膜機構３０、洗浄機構７０、成膜機構３０’、洗浄機構７０’のように成膜機構と洗浄機構とを交互に配置することが好ましい。洗浄機構７０’は、中央処理装置１００と電気的に繋がっており、マスク穴感知センサ６０や、洗浄機構７０と成膜機構３０’との間に配置されたマスク穴感知センサ６０’からの検知信号に基づいて作動する。マスク穴感知センサ６０’はマスク穴感知センサ６０と同等のものが好ましいが、これに限定されない。
【００７２】
これにより、基板１０は、成膜機構３０によって成膜され基板１０’とされ、洗浄機構７０の洗浄部７１中を通って、成膜機構３０’によって再び成膜される。そして、成膜された基板１０’は、洗浄機構７０’の洗浄部７１’を通って搬出口２０２から搬出される。ここで、搬送用ベルト２０は、成膜機構３０によって付着した有機溶剤を洗浄機構７０によって洗浄されてから、成膜機構３０’に移動するので、成膜機構３０’による成膜は、成膜機構３０によって搬送用ベルト２０に付着した有機溶剤の混入の影響は殆ど受けない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】連続成膜搬送装置の縦断面図である。
【図２】搬送用ベルトと、これに載置された基板の上面図である。
【図３】図３（ａ）は開閉ゲート及び開閉ゲート作動装置が開位置に移動した連続成膜搬送装置１の部分縦断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）における開閉ゲート作動装置の部分拡大図であり、上面図である。
【図４】他の実施形態に係る連続成膜搬送装置における、中央処理装置とマスク穴感知センサと開閉ゲート作動装置との電気的繋がりを示すブロック図である。
【図５】成膜機構と洗浄機構が複数設けられた連続成膜搬送装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１、２ 連続成膜搬送装置
１０、１０’ 基板
２０ 搬送用ベルト
２１ マスク穴
２２ ローラー
２３ ピン（位置決め手段）
３０、３０’ 成膜機構
４０ モータ
５０、５０’ 開閉ゲート
５１、５１’ 開閉ゲート作動装置
５２、５２’ 動力源
５３、５３’ 連結部材
５４ 開閉ゲートカバー
５５ 開閉ゲートの摺動空間
６０、６０’ マスク穴感知センサ
７０、７０’ 洗浄機構
７１、７１’ 洗浄部
７２、７２’ ＵＶランプ
７３、７３’ 真空装置
７４、７４’ オゾンガス供給装置
１００ 中央処理装置
２００ 筐体
２０１ 投入口
２０２ 搬出口
２０３ 中空部分
２０４ 中空部分の開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を連続して成膜し、搬送させるための連続成膜搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶、有機ＥＬ、太陽電池などのフラットパネルの成膜においては、成膜する材料をガラス板のような基板に蒸着のような成膜手段で成膜するため、マスクを基板に取り付ける必要がある。
【０００３】
そのようなマスクを基板に取り付ける工程を含む成膜装置としては、一般に、以下に示す方法で行われる。先ず、成膜装置は、基板の表面にマスクを取り付けるために、基板をマスクチェンジャに移す移し工程を行い、移された基板に所定のマスクを取り付けるマスク取付工程を行う。その後、成膜装置はマスクに取り付けられた基板をマスクストッカーに格納する第１格納工程を行う。成膜装置は、移し工程、マスク取付工程及び第１格納工程を、マスクストッカーが基板でいっぱいになるまで繰り返して行う。
【０００４】
次に、成膜装置は、マスクが取り付けられた基板を成膜機構の成膜室に搬送する成膜室搬送工程を行い、搬送された基板を成膜機構によって成膜させる成膜工程を行う。その後、成膜装置は、成膜された基板を別のマスクストッカーに格納する第２格納工程を行う。成膜装置は、成膜室搬送工程、成膜工程及び第２格納工程を、マスクストッカーにある基板が無くなるまで繰り返して行う。
【０００５】
このマスクチェンジャと成膜室との間の搬送、及び、成膜室と別のマスクストッカーとの間の搬送を繰り返す繰返搬送工程は、ロボットのような搬送機構が行う。このように、フラットパネルの成膜は、マスクストッカー単位で行われる。
【０００６】
マスク取付工程や繰返搬送工程は、基板をローラー上で転送させる方法や、多数台の搬送ロボットを使用する方法が知られている。しかし、いずれの方法も、マスク取付工程、成膜工程、及び、繰返搬送工程を一体化するものではないので、結果的に、複数の基板についての成膜は連続的に行うことができていない。つまり、マスク取付工程と成膜工程と繰返搬送工程とに連続性がないので作業時間を短縮することができず、生産効率を向上させるためには搬送技術の高度化が要求されている。
【０００７】
特許文献１においては、太陽電池製造工程を簡素化するため、基板の端を折り込むことによって基板自体をマスクとしているが、成膜工程と繰返搬送工程との間の搬送については開示されていないし、成膜工程に必要なマスク自体を搬送に活用する装置は検討されていない。
【特許文献１】特開２００６−７３８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、成膜用のマスクを鋼板などのベルト状にして、ローラーを介して搬送装置とすることで、マスクの取り付け及び成膜と、成膜された基板の搬送工程を連続させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、以下のような方法を見出した。
【００１０】
（１） 基板を連続的に成膜して搬送する連続成膜搬送装置であって、成膜用の複数のマスク穴が所定の間隔をおいて形成され、前記基板が載置される一方の面を有する搬送用ベルトと、前記一方の面と反対側の面側に設置される成膜機構と、前記搬送用ベルトを移動させるモータと、を含み、各マスク穴は、前記搬送用ベルトにおける各マスク穴の外周辺縁が前記基板と重なるように前記基板と比べて小さい面積を有し、前記成膜機構は、前記マスク穴のいずれかが所定の位置に位置したときに、前記マスク穴のいずれかの上に配置される基板を成膜する連続成膜搬送装置。
【００１１】
（１）の発明によれば、搬送用ベルトに成膜用の複数のマスク穴が所定の間隔をおいて形成される。基板は、各マスク穴の上に載置され、モータによって搬送用ベルトが移動すると載置された基板が搬送される。各マスク穴は、基板よりも面積が小さく、この穴の外周の辺縁が基板と重なるように、すなわち各マスク穴が基板の内側に収まるように形成されている。搬送用ベルトは、成膜機構と基板との間に配置される。成膜機構は、搬送ベルト上の基板が載置される面の反対側に設置され、複数の穴のうちの所定の穴に向けて、蒸着などの成膜を行う。これにより、穴の上の基板の、成膜機構に対向する面が成膜される。
【００１２】
基板は、モータによって移動する搬送用ベルトに形成された複数のマスク穴の上であれば、次々に載置してよい。成膜が済んだ基板は搬送方向へ搬送され、次に、この成膜が済んだ基板と一定の間隔をおいて、搬送用ベルト上に置かれた成膜がされていない基板が搬送される。成膜機構は、搬送された成膜がされていない基板に成膜を行い、この成膜工程と搬送工程とが繰り返されることによって、成膜と搬送が連続的に行える装置が提供できる。
【００１３】
（２） 前記搬送用ベルトは、それぞれが前記基板を位置決めする複数の位置決め手段を有し、各位置決め手段は、前記搬送用ベルトの前記一方の面の上において、各マスク穴の辺縁であって前記搬送用ベルトの搬送方向と反対側の辺縁の近傍に配置される（１）記載の連続成膜搬送装置。
【００１４】
（３） 各位置決め手段は、ピンを有する（２）記載の連続成膜搬送装置。
【００１５】
（２）及び（３）の発明によれば、前記搬送用ベルトには、上述した基板を位置決めする複数の位置決め手段が形成される。各位置決め手段は、前記搬送用ベルトの基板が載置される面に形成される。また、各マスク穴の辺縁のうち、前記搬送用ベルトの搬送方向と反対側の辺縁から所定の距離だけ離れた位置に、位置決め手段が設けられる。位置決め手段は、例えばピンであってよい。この位置決め手段に前記基板が係止することにより、基板がマスク穴の上で留まる。基板は、この穴を介して、基板の成膜機構と対向する面に適切に成膜が行われる位置に位置決めされる。
【００１６】
（４） さらに、前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間に設けられる開閉ゲートと、前記開閉ゲートを移動させる開閉ゲート作動装置とを含み、前記開閉ゲート作動装置は、前記マスク穴のいずれかが前記所定の位置に位置したときに、前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間から、前記成膜機構が前記基板へ成膜可能な開位置へ移動する（１）から（３）いずれか記載の連続成膜搬送装置。
【００１７】
（４）の発明によれば、前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間には、開閉ゲートが設けられ、この開閉ゲートは開閉ゲート作動装置と連結されている。前記開閉ゲート作動装置は、前記マスク穴のいずれかが前記所定の位置に位置したときに、前記開閉ゲートを前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間から、前記成膜機構が前記基板へ成膜可能な開位置へ移動させる。開閉ゲートが前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間にある閉位置では、成膜機構からの成膜物の放射（例えば蒸着）が遮断される。開閉ゲートが前記開閉ゲートを前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間から、前記成膜機構が前記基板へ成膜可能な開位置へ移動すると、成膜が行われる。これにより、基板に対する成膜が、開閉ゲートによって制御される。
【００１８】
（５） さらに、前記モータと前記開閉ゲート作動装置とに電気的に繋がる中央処理装置と、前記マスク穴のいずれかが所定の位置に配置されたことを感知して前記中央処理装置に感知信号を出力するマスク穴感知センサと、を有し、前記中央処理装置は前記感知信号に応じて前記開閉ゲート作動装置に前記ゲートを前記開位置へ移動させるよう開信号を出力する（４）記載の連続成膜搬送装置。
【００１９】
（５）の発明によれば、中央処理装置は、前記モータと前記開閉ゲート作動装置とに電気的に繋がっている。また、マスク穴感知センサは、前記マスク穴のいずれかが所定の位置に配置されたことを感知して前記中央処理装置に感知信号を出力する。前記中央処理装置は、この感知信号に応じて前記開閉ゲート作動装置に前記開閉ゲートを前記開位置へ移動させるよう開信号を出力する。前記開閉ゲートが開くことにより、成膜機構からの成膜が行われる。
【００２０】
（６） 前記搬送用ベルトは、エンドレスベルトである（１）から（５）いずれか記載の連続成膜搬送装置。
【００２１】
（６）の発明によれば、前記搬送用ベルトは、エンドレスベルトの形状をしている。このため、前記搬送用ベルトは基板の搬送を途切れることなく行うことができる。また、搬送用ベルトの基板を載置する面と反対側の面に成膜機構を配置することによって、成膜工程と搬送工程とを連続的に一体化することができる。
【００２２】
（７） さらに、前記搬送用ベルトの洗浄を行う洗浄機構を含み、前記洗浄機構は前記搬送用ベルトの一部を覆うように配置される洗浄部を有する（１）から（６）いずれか記載の連続成膜搬送装置。
【００２３】
（８） 前記洗浄機構は、前記洗浄部を真空にする真空装置と、前記洗浄部を照射するＵＶランプと、前記洗浄部にオゾンガスを供給するオゾンガス供給装置と、を備える（７）記載の連続成膜搬送装置。
【００２４】
（７）及び（８）の発明によれば、搬送用ベルトの洗浄を行う洗浄機構を含み、この洗浄機構は前記搬送用ベルトの一部を覆うように配置される洗浄部を有する。前記洗浄機構は、前記洗浄部を真空にする真空装置と、前記洗浄部を照射するＵＶランプと、前記洗浄部にオゾンガスを供給するオゾンガス供給装置と、を備えてよい。洗浄機構によって、成膜工程において搬送ベルトに付着した付着物が洗浄され、搬送ベルトを移動させることで再度マスクとして使用することができる。
【００２５】
成膜機構と洗浄機構とを隣接して配置することで、成膜工程と洗浄を行う洗浄工程とを連続させることができる。また、搬送用ベルトがエンドレスベルトである場合には、搬送用ベルトが成膜機構と洗浄機構とを通過し、環状に移動することで、搬送工程と成膜工程と洗浄工程とを途切れることなく続けることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、液晶、有機ＥＬ、太陽電池などに用いる基板の成膜と、成膜された基板の搬送とを連続的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態の説明において、共通するものについては同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。また、以下の実施形態は本発明を限定するものではない。
【００２８】
図１は本発明における連続成膜搬送装置１の縦断面図である。図２は搬送用ベルト２０と、これに載置された基板１０を示す。図３（ａ）は開閉ゲート５０及び開閉ゲート作動装置５１が開位置に移動した連続成膜搬送装置１の部分縦断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）における開閉ゲート作動装置５１の部分拡大図であり、開閉ゲート作動装置５１を上面から見た図である。図４は、本実施形態に係る連続成膜搬送装置における、中央処理装置１００とマスク穴感知センサ６０と開閉ゲート作動装置５１との電気的繋がりを示すブロック図である。図５は、複数の成膜機構と複数の洗浄機構とが設けられた連続成膜搬送装置を示す図である。
【００２９】
＜第１実施形態＞
［連続成膜搬送装置の全体構成］
図１に示すように、連続成膜搬送装置１は、搬送用ベルト２０と成膜機構３０とモータ４０とを含む。搬送用ベルト２０には、複数のマスク穴２１が所定の間隔をおいて形成される。搬送用ベルト２０の一方の面には基板１０が載置され、他方の面側には成膜機構３０が設置される。各マスク穴２１は、基板１０と比べて面積が小さくなるように形成されており、基板１０をマスク穴２１の上に配置した際に、マスク穴２１の外周の辺縁は基板１０の辺縁と重なる。モータ４０は搬送用ベルト２０に動力を与え、搬送方向へ移動させる。
【００３０】
本実施形態において、連続成膜搬送装置１は、内部が中空である中空部分２０３が形成されている筐体２００を有し、成膜機構３０やモータ４０は、筐体２００に組み付けられている。この筐体２００の略中央部に成膜機構３０が配置される。搬送用ベルト２０は、後述するローラー２２などの伸張手段によって、成膜機構３０の周囲を環状に囲むように、筐体２００内に配置されている。
【００３１】
筐体２００は、マスクストッカー（図示せず）から中空部分２０３に基板を投入する投入口２０１と、成膜が済んだ基板１０を中空部分２０３から搬出する搬出口２０２とを備える。投入口２０１と搬出口２０２とは、いずれも、中空部分２０３の内部の気圧を維持することができる開閉扉（図示せず）を有することが好ましい。
【００３２】
連続成膜搬送装置１は、成膜する基板１０や、使用する成膜機構は従来公知のものを用いてよい。例えば、有機ＥＬや太陽電池のための半導体薄膜を真空成膜法にて形成する場合には、連続成膜搬送装置１の一部（例えば、成膜機構３０を取り巻く中空部分２０３）を真空状態に形成してよい。本実施形態においては、連続成膜搬送装置１の中空部分２０３は、１０−５Ｐａ程度に減圧されている。
【００３３】
中空部分２０３には、基板１０の投入口２０１と、成膜の済んだ基板１０を搬出する搬出口２０２とが設けられている。投入口２０１と搬出口２０２とは、いずれも、公知の気密性を有する開閉扉を有するので、中空部分２０３内の気圧が大気圧と異なっていても、中空部分２０３内の気圧を維持することができる。したがって、連続成膜搬送装置１は、中空部分２０３内を真空状態に保つことができる。
【００３４】
［基板］
本発明で用いられる基板１０は、成膜の対象となる基板であれば特に限定されない。液晶、有機ＥＬ、太陽電池などに用いられ半導体薄膜を成膜するための基板は、ガラス板、ＰＥＴ、ＰＥＮ、セルロースなどの樹脂フィルム、ＳＵＳなどの金属薄板が好ましく用いられる。
【００３５】
［搬送用ベルト］
図２において、矢印Ｄは搬送方向を示す。図２中の最も右寄りのマスク穴２１には、基板１０は載置されていない。マスク穴２１は基板１０よりも面積が小さくなるような辺縁２１ａを有する。基板１０は、マスク穴２１を略覆うように、搬送用ベルト２０に載置される。
【００３６】
マスク穴２１とこれに隣接するマスク穴２１との間隔は、成膜する基板１０の大きさ、基板１０の重量、搬送用ベルト２０が移動する速度などに応じて決定され、とくに限定されない。例えば、基板１０が１．０ｍから１．５ｍ×１．０ｍから３ｍの大きさで、その重量が３ｋｇから４０ｋｇ程度のガラス板の場合、３ｃｍから５ｃｍ程度の間隔を設けることが好ましい。３ｃｍ以下であると基板１０とこれに隣接する基板１０との間が詰まりすぎて、成膜された基板１０と成膜される前の基板１０との境界が、後述するセンサに感知されづらくなり、５ｃｍ以上であると、基板１０とこれに隣接する基板１０との間の間隔が開きすぎて時間当たりに成膜される基板１０の量が減少する。
【００３７】
マスク穴２１の大きさ及び形状は、成膜する基板１０の形状及び大きさによって決定される。基板１０の形状は、方形、円状やその他いかなる所望の形状であってよいが、本実施形態では基板１０の外周辺縁から１ｃｍ内側とする方形状である。
【００３８】
搬送用ベルト２０の素材は、基板１０にマスクをかけることが可能であれば、特に限定されない。搬送用ベルト２０は、基板１０の連続的な搬送を行い、繰り返して使用することから、強度、剛性の高い素材を用いることが好ましく、ＰＥＴ、ＰＥＮ、セルロースなどの樹脂フィルム、ＳＵＳなどの金属薄板を用いることがより好ましい。また、搬送用ベルト２０は磁性を有するものであってもよい。搬送用ベルト２０は、成膜する物質の性質によって適宜変更が可能であるが、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４３０などの鋼板を用いることが好ましい。
【００３９】
本実施形態は、搬送用ベルト２０としてエンドレスベルトを採用している。しかし、搬送用ベルト２０として一端と他端を有するベルトを用い、予め、ベルトの一端からコイル状に巻いておき、搬送工程においては、予めコイル状に巻かれているベルトを巻き解きながら他端をコイル状に巻くことにより、搬送工程を行ってもよい。
【００４０】
搬送用ベルト２０の張力は、連続成膜搬送装置１に設けられた複数のローラー２２によって調整される。また、複数のローラー２２のうち少なくとも４つのローラーは、それぞれ、搬送用ベルト２０が連続成膜搬送装置１内を途切れずに移動できるよう４つの隅に配置される。複数のローラー２２のうち残りのローラーは、さらに、圧縮コイルばねのような伸縮機構を有する張力付与機構を備える。この残りのローラーは、中空部分２０３内に適宜配置されている。残りのローラーが付与する張力は、基板１０の搬送及び成膜中に搬送用ベルト２０が弛まないように、張力付与機構により調整される。
【００４１】
ローラー２２による搬送用ベルト２０に作用する張力は、基板１０の重量や、互いに隣接する２つの基板１０の間隔や、中空部分２０３内において搬送用ベルト２０によって移動している基板１０の位置によって変化する。従って搬送用ベルト２０の張力を一定にすることが好ましい。
【００４２】
［位置決め手段］
図２に示すように、搬送用ベルト２０は、複数の位置決め手段２３を備えてもよい。複数の位置決め手段２３は、それぞれ複数のマスク穴２１が有する辺縁のうち、搬送方向と反対側の辺縁２１ａの近傍、すなわち辺縁２１ａから所定の距離ｗだけ離れた位置に配置されている。上述したように、位置決め手段２３は、基板１０とマスク穴２１とは、基板１０がマスク穴２１を覆い、マスク穴２１の外周辺縁２１ｂが基板１０と重なるように、搬送用ベルト２０に形成されている。このため、少なくともマスク穴の辺縁２１ａから、基板１０と重なる重なり代の役割を果たす外周辺縁２１ｂの幅ｗの分、離れた位置に配置されることが必要である。例えば、本実施形態では、辺縁２１ａから搬送方向と反対側に５ｍｍから３ｃｍ離れた位置に配置する。
【００４３】
搬送用ベルト２０は搬送方向Ｄに移動しているため、搬送用ベルト２０上に載置される基板１０には、搬送用ベルト２０に対して搬送方向Ｄと反対側の方向に慣性力が働いている。このため位置決め手段２３はマスク穴２１の搬送方向Ｄと反対側にのみ設ければ足りる。
【００４４】
位置決め手段２３は、基板１０が搬送方向Ｄと反対側の方向にずれようとする慣性力に対向することができる強度を保持することができれば、形状、素材、設ける数は問わない。本実施形態においては、基板１０を留める面を有する金属製のピンを用いている。ピンと搬送用ベルト２０とは公知の方法で接合されてよい。また、搬送用ベルト２０が鋼板で製作される場合、搬送用ベルト２０に切り込みを入れて、この切込みを盛り上げることで位置決め手段２３を形成してもよい。
【００４５】
したがって、位置決め手段２３により、連続的に載置される基板１０は、搬送用ベルト２０上の成膜するために適切な位置に配置される。
【００４６】
［モータ］
モータ４０は、搬送用ベルト２０に動力を与えるものであれば、いずれのタイプのモータであってもよい。図１に示すモータ４０は説明のため簡略化してあるが、モータ４０の出力軸（図示せず）がチェーンのような伝達手段（図示せず）によって搬送用ベルト２０に連結されている。モータ４０は、搬送用ベルト２０を図１における時計周りに移動するように、駆動する。
【００４７】
［成膜機構］
成膜機構３０は、ガラス板などの基板１０を成膜するものであれば、公知の成膜機構を配置してもよい。成膜機構３０は、蒸着、スパッタ及びＣＶＤソース源などを備えていることが好ましく用いられる。本実施形態においては、フラットパネルに用いるガラス基板を成膜する蒸着装置であり、蒸着ルツボ、蒸着源を備える。
【００４８】
成膜機構３０は、中空部分２０３内にある基板１０を成膜することができるように、後述する開閉ゲートカバー５４を介して中空部材２０３に取り外し可能にかつ気密性を有するように組み付けられている。
【００４９】
本発明にかかる連続成膜搬送装置１の搬送用ベルト２０は成膜用のマスクとしても機能する。これにより、連続成膜搬送装置１は、成膜を行う基板１０を連続的に搬送し、成膜を行い、さらに成膜の済んだ基板１０を連続的に搬送する生産の連続的な工程が実現される。このため、成膜する作業時間の短縮が可能となり、基板に成膜する生産効率が高まり、成膜された基板の製造コストが低減される。
【００５０】
［開閉ゲート及び開閉ゲート作動装置］
図１並びに図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、連続成膜搬送装置１は、開閉ゲート５０と開閉ゲート作動装置５１とを備える。本実施形態においては、開閉ゲート５０と開閉ゲート作動装置５１とは、開閉ゲートカバー５４に組み付けられている。開閉ゲートカバー５４は、中空部分２０３に形成された開口２０４を覆うように、中空部分２０３に気密的に組み付けられている。これにより、開閉ゲートカバー５４は、中空部分２０３の外周の一部と共同して開閉ゲート５０が摺動するための摺動空間５５を形成している。
【００５１】
図１に示すように、開閉ゲート５０は、通常、搬送用ベルト２０のうち、基板１０が載置されている部分と成膜機構３０との間に挟まれる位置である閉位置に配置される。開閉ゲート５０は、これを移動させる開閉ゲート作動装置５１と連結されている。
【００５２】
開閉ゲート作動装置５１は、動力源５２と、開閉ゲート５０に連結する連結部材５３とを備える。本実施形態においては、連結部材５３はヒンジで連結される金属製の２つの棒状部材である。図３（ｂ）に示すように、連結部材は搬送用ベルトに基板が載置される面と平行な方向に伸縮する。開閉ゲート作動装置５１は、開閉ゲート５０を開位置に移動させるときは、２つの棒状部が、図３（ｂ）に示すように、ヒンジで折りたたまれるように動力源５２を作動させる。これにより、開閉ゲート５０は、搬送用ベルト２０と成膜機構３０との間（図１参照）から、成膜機構３０が基板１０を成膜可能な位置（図３（ａ）参照）へ引き寄せられる。
【００５３】
図１に示すように、開閉ゲート５０が閉位置にあるときは、成膜機構３０から放射される成膜物が開閉ゲート５０によって遮断され、基板１０を成膜しない。ここで、「成膜可能な位置」とは、開閉ゲート５０が閉位置以外の位置に移動することであり、成膜機構３０から放射される成膜物を遮断しない位置であればいずれの位置であってもよい。図３においては、開閉ゲート５０は、成膜機構３０より搬送方向に向かう右側の空間へ、開閉ゲート作動装置５１の作動に従って移動する。
【００５４】
開閉ゲート５０は、成膜機構３０から放射される成膜物を遮断したり、遮断を解除したりすることができる。開閉ゲート作動装置５１は、基板１０に対する成膜の開始や中断を制御することができる。
【００５５】
また、開閉ゲート５０は、中空部分２０３の開口２０４を気密的に封鎖することができる封鎖機構を有する。これにより、中空部分２０３内の気圧が減圧されているときであっても、開閉ゲート５０が開口２０４を気密的に封鎖した状態にすることにより、成膜機構３０を取り替えることが容易にできる。
【００５６】
［マスク穴感知センサ］
図１及び図４示すように、連続成膜搬送装置１は、中央処理装置１００とマスク穴感知センサ６０とを備える。マスク穴感知センサ６０は、搬送用ベルト２０の近傍に設置される。マスク穴感知センサ６０が設置される位置は、マスク穴２１の位置を感知することができれば、特に限定されない。マスク穴感知センサ６０が配置される位置は、感知するマスク穴２１の位置の誤差が減少するため、搬送用ベルト２０及び成膜機構３０の近傍に配置されることが好ましい。
【００５７】
マスク穴感知センサ６０は、搬送用ベルト２０に伴って移動するマスク穴２１の位置を感知する。特に、複数のマスク穴２１のうち所定のマスク穴の位置が、成膜機構３０の位置に対して、成膜するのに適した位置に配置されたことを感知する。例えば、図１において、マスク穴感知センサ６０は、所定のマスク穴２１が成膜機構３０の上面に配置されたとき、後述する中央処理装置に、感知したこと示す感知信号を出力する。
【００５８】
マスク穴感知センサ６０は、マスク穴２１の位置を感知することができるセンサであれば、公知のいかなる種類のセンサであってもよい。光センサ、磁気センサ、超音波距離計などが適宜挙げられる。本実施形態においてはＣＣＤカメラを用いた。
【００５９】
［中央処理装置］
中央処理装置１００は、モータ４０と電気的に繋がっている。中央処理装置１００はモータ４０に信号を出力し、モータ４０は中央処理装置１００から信号を受信して駆動する。モータ４０の出力軸の回転速度によってベルトの移動する速度が決定される。
【００６０】
中央処理装置１００は、マスク穴感知センサ６０からの感知信号を受信可能に電気的に繋がっている。したがって、中央処理装置１００は、マスク穴感知センサ６０から、マスク穴２１が所定の位置に配置されたことを感知した感知信号を受信することができる。
【００６１】
中央処理装置１００は、連続成膜搬送装置１が開閉ゲート作動装置５１を備えている場合には、さらに、開閉ゲート作動装置５１への開信号及び閉信号を出力可能に電気的に繋がっている。中央処理装置１００は、感知信号を受信すると、開閉ゲート作動装置５１に開信号を出力し、開閉ゲート作動装置５１は、中央処理装置１００からの開信号を受信すると、開閉ゲート５０を開位置に移動させるよう作動する。
【００６２】
中央処理装置１００は、マスク穴感知センサ６０からの感知信号を受信し、その内部でマスク穴２１の位置の算出及び開閉ゲート作動装置５１の作動を制御することのできる装置であれは、従来公知の装置であってよい。中央処理装置１００は、予め所定の基板１０を所定の速度で成膜し、搬送するためのプログラムが組み込まれた電子計算機であってよい。
【００６３】
中央処理装置１００は、搬送用ベルト２０の移動速度を制御するモータ４０へ速度信号を出力することができるよう、モータ４０と電気的に接続されている。中央処理装置１００は、モータ４０と、マスク穴感知センサ６０と、開閉ゲート作動装置５１と電気的に繋がり、受信した感知信号を処理し、速度信号及び開信号又は閉信号を出力して、連続成膜搬送装置１の動作を総合的に制御する。
【００６４】
中央処理装置１００と、これに繋がるモータ４０とマスク穴感知センサ６０と開閉ゲート作動装置５１とによって、連続成膜搬送装置１は基板１０の搬送速度に適合されたタイミングで成膜を行うことができ、作業効率が高まる。
【００６５】
［洗浄機構］
図１に示すように、連続成膜搬送装置１は、搬送用ベルト２０を洗浄する洗浄機構７０を備える。洗浄機構７０は、これのカバー（図示せず）が搬送用ベルト２０の一部を覆うように、配置されている。洗浄機構７０のカバーが搬送用ベルト２０の一部を覆っている部分が、洗浄機構７０が洗浄することができる洗浄部７１である。したがって、洗浄部７１は、搬送用ベルト２０及び基板１０を通過させることができる開口（図示せず）が形成されているものの、略閉じた洗浄部７１を形成している。洗浄機構７０によって洗浄部７１は、移動する搬送用ベルト２０において、成膜機構３０により成膜が行われた位置よりも、搬送用ベルト２０の搬送方向Ｄの先に配置される。
【００６６】
洗浄機構７０は、搬送用ベルト２０の一部を洗浄するものであれば、従来公知のいかなる洗浄手段を備えてよい。特に、洗浄機構７０は、ドライ洗浄を行う手段であることが好ましい。洗浄機構７０がドライ洗浄であれば、成膜機構３０によって形成され、マスク穴２１に付着した有機溶剤を洗浄することができる。ドライ洗浄には、オゾン洗浄、プラズマ洗浄、スパッタ洗浄、イオン洗浄などがあり、いずれの手段を用いてもよいが、特に、ＵＶオゾン洗浄やプラズマアッシャーが好ましい。洗浄機構７０としてＵＶオゾン洗浄やプラズマアッシャーを備えていれば、有機ＥＬや太陽電池に使用する基板に付着した有機膜を効率よく洗浄することができる。
【００６７】
洗浄機構７０がＵＶオゾン洗浄を備える場合には、洗浄機構７０は、ＵＶランプ７２と、真空装置７３と、オゾンガス供給装置７４とを備える。本実施形態では、オゾンガスを充填した洗浄部７１に波長が１７０ｍｍから１９０ｍｍのＵＶランプ７２を配置している。ＵＶランプ７２は、搬送用ベルト２０の一部、特に、成膜機構３０が設置されている搬送用ベルト２０の他方の面を照射できるよう、搬送用ベルト２０を挟むように配置することが好ましい。
【００６８】
連続成膜搬送装置１は成膜の済んだ基板１０を格納する格納庫８０を備えてもよい。格納庫８０は、従来公知のいかなる方法で作成されてよい。例えば、連続成膜搬送装置１の中空部分２０３内が真空蒸着のために減圧されている場合、格納庫８０内の気圧も適宜設定されてもよい。格納庫８０と連続成膜搬送装置１とが気密的に連結されることで、基板１０の搬送及び保管を減圧状態において連続的に行うことができ、さらなる作業時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００６９】
＜第２実施形態＞
図５に示すように、連続成膜搬送装置２は、連続成膜搬送装置１に、洗浄機構７０と同等の洗浄機構７０’を備えている。また、連続成膜搬送装置２は、さらに、開閉ゲート５０及び開閉ゲート作動装置５１と同等の開閉ゲート５０’及び開閉ゲート作動装置５１’をそれぞれ備えている。さらに、開閉ゲート作動装置５１’は、動力源５２’と、開閉ゲート５０’に連結する連結部材５３’とを備えている。
【００７０】
洗浄機構７０’は、洗浄機構７０の洗浄部７１、ＵＶランプ７２、真空装置７３、及びオゾンガス供給装置７４と同等の洗浄部７１’、ＵＶランプ７２’、真空装置７３’、及びオゾンガス供給装置７４’を備えている。洗浄機構７０’は、成膜後のマスク穴を含む搬送用ベルトの一部を洗浄可能な位置に位置した洗浄機構７０よりも、搬送方向Ｄの先に配置される。
【００７１】
成膜機構３０と同等の成膜機構３０’を連続して配置する場合は、成膜機構３０、洗浄機構７０、成膜機構３０’、洗浄機構７０’のように成膜機構と洗浄機構とを交互に配置することが好ましい。洗浄機構７０’は、中央処理装置１００と電気的に繋がっており、マスク穴感知センサ６０や、洗浄機構７０と成膜機構３０’との間に配置されたマスク穴感知センサ６０’からの検知信号に基づいて作動する。マスク穴感知センサ６０’はマスク穴感知センサ６０と同等のものが好ましいが、これに限定されない。
【００７２】
これにより、基板１０は、成膜機構３０によって成膜され基板１０’とされ、洗浄機構７０の洗浄部７１中を通って、成膜機構３０’によって再び成膜される。そして、成膜された基板１０’は、洗浄機構７０’の洗浄部７１’を通って搬出口２０２から搬出される。ここで、搬送用ベルト２０は、成膜機構３０によって付着した有機溶剤を洗浄機構７０によって洗浄されてから、成膜機構３０’に移動するので、成膜機構３０’による成膜は、成膜機構３０によって搬送用ベルト２０に付着した有機溶剤の混入の影響は殆ど受けない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】連続成膜搬送装置の縦断面図である。
【図２】搬送用ベルトと、これに載置された基板の上面図である。
【図３】図３（ａ）は開閉ゲート及び開閉ゲート作動装置が開位置に移動した連続成膜搬送装置１の部分縦断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）における開閉ゲート作動装置の部分拡大図であり、上面図である。
【図４】他の実施形態に係る連続成膜搬送装置における、中央処理装置とマスク穴感知センサと開閉ゲート作動装置との電気的繋がりを示すブロック図である。
【図５】成膜機構と洗浄機構が複数設けられた連続成膜搬送装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１、２ 連続成膜搬送装置
１０、１０’ 基板
２０ 搬送用ベルト
２１ マスク穴
２２ ローラー
２３ ピン（位置決め手段）
３０、３０’ 成膜機構
４０ モータ
５０、５０’ 開閉ゲート
５１、５１’ 開閉ゲート作動装置
５２、５２’ 動力源
５３、５３’ 連結部材
５４ 開閉ゲートカバー
５５ 開閉ゲートの摺動空間
６０、６０’ マスク穴感知センサ
７０、７０’ 洗浄機構
７１、７１’ 洗浄部
７２、７２’ ＵＶランプ
７３、７３’ 真空装置
７４、７４’ オゾンガス供給装置
１００ 中央処理装置
２００ 筐体
２０１ 投入口
２０２ 搬出口
２０３ 中空部分
２０４ 中空部分の開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を連続的に成膜して搬送する連続成膜搬送装置であって、成膜用の複数のマスク穴が所定の間隔をおいて形成され、前記基板が載置される一方の面を有する搬送用ベルトと、前記一方の面と反対側の面側に設置される成膜機構と、前記搬送用ベルトを移動させるモータと、を含み、各マスク穴は、前記搬送用ベルトにおける各マスク穴の外周辺縁が前記基板と重なるように前記基板と比べて小さい面積を有し、前記成膜機構は、前記マスク穴のいずれかが所定の位置に位置したときに、前記マスク穴のいずれかの上に配置される基板を成膜する連続成膜搬送装置。
【請求項２】
前記搬送用ベルトは、それぞれが前記基板を位置決めする複数の位置決め手段を有し、各位置決め手段は、前記搬送用ベルトの前記一方の面の上において、各マスク穴の辺縁であって前記搬送用ベルトの搬送方向と反対側の辺縁の近傍に配置される請求項１記載の連続成膜搬送装置。
【請求項３】
各位置決め手段は、ピンを有する請求項２記載の連続成膜搬送装置。
【請求項４】
さらに、前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間に設けられる開閉ゲートと、前記開閉ゲートを移動させる開閉ゲート作動装置とを含み、前記開閉ゲート作動装置は、前記マスク穴のいずれかが前記所定の位置に位置したときに、前記開閉ゲートを前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間から、前記成膜機構が前記基板を成膜可能な開位置へ移動させる請求項１から３いずれか記載の連続成膜搬送装置。
【請求項５】
さらに、前記モータと前記開閉ゲート作動装置とに電気的に繋がる中央処理装置と、前記マスク穴のいずれかが所定の位置に配置されたことを感知して前記中央処理装置に感知信号を出力するマスク穴感知センサと、を有し、前記中央処理装置は前記感知信号に応じて前記開閉ゲート作動装置に前記開閉ゲートを前記開位置へ移動させるよう開信号を出力する請求項４記載の連続成膜搬送装置。
【請求項６】
前記搬送用ベルトは、エンドレスベルトである請求項１から５いずれか記載の連続成膜搬送装置。
【請求項７】
さらに、前記搬送用ベルトの洗浄を行う洗浄機構を含み、前記洗浄機構は前記搬送用ベルトの一部を覆うように配置される洗浄部を有する請求項１から６いずれか記載の連続成膜搬送装置。
【請求項８】
前記洗浄機構は、前記洗浄部を真空にする真空装置と、前記洗浄部を照射するＵＶランプと、前記洗浄部にオゾンガスを供給するオゾンガス供給装置と、を備える請求項７記載の連続成膜搬送装置。
【請求項１】
基板を連続的に成膜して搬送する連続成膜搬送装置であって、成膜用の複数のマスク穴が所定の間隔をおいて形成され、前記基板が載置される一方の面を有する搬送用ベルトと、前記一方の面と反対側の面側に設置される成膜機構と、前記搬送用ベルトを移動させるモータと、を含み、各マスク穴は、前記搬送用ベルトにおける各マスク穴の外周辺縁が前記基板と重なるように前記基板と比べて小さい面積を有し、前記成膜機構は、前記マスク穴のいずれかが所定の位置に位置したときに、前記マスク穴のいずれかの上に配置される基板を成膜する連続成膜搬送装置。
【請求項２】
前記搬送用ベルトは、それぞれが前記基板を位置決めする複数の位置決め手段を有し、各位置決め手段は、前記搬送用ベルトの前記一方の面の上において、各マスク穴の辺縁であって前記搬送用ベルトの搬送方向と反対側の辺縁の近傍に配置される請求項１記載の連続成膜搬送装置。
【請求項３】
各位置決め手段は、ピンを有する請求項２記載の連続成膜搬送装置。
【請求項４】
さらに、前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間に設けられる開閉ゲートと、前記開閉ゲートを移動させる開閉ゲート作動装置とを含み、前記開閉ゲート作動装置は、前記マスク穴のいずれかが前記所定の位置に位置したときに、前記開閉ゲートを前記搬送用ベルトと前記成膜機構との間から、前記成膜機構が前記基板を成膜可能な開位置へ移動させる請求項１から３いずれか記載の連続成膜搬送装置。
【請求項５】
さらに、前記モータと前記開閉ゲート作動装置とに電気的に繋がる中央処理装置と、前記マスク穴のいずれかが所定の位置に配置されたことを感知して前記中央処理装置に感知信号を出力するマスク穴感知センサと、を有し、前記中央処理装置は前記感知信号に応じて前記開閉ゲート作動装置に前記開閉ゲートを前記開位置へ移動させるよう開信号を出力する請求項４記載の連続成膜搬送装置。
【請求項６】
前記搬送用ベルトは、エンドレスベルトである請求項１から５いずれか記載の連続成膜搬送装置。
【請求項７】
さらに、前記搬送用ベルトの洗浄を行う洗浄機構を含み、前記洗浄機構は前記搬送用ベルトの一部を覆うように配置される洗浄部を有する請求項１から６いずれか記載の連続成膜搬送装置。
【請求項８】
前記洗浄機構は、前記洗浄部を真空にする真空装置と、前記洗浄部を照射するＵＶランプと、前記洗浄部にオゾンガスを供給するオゾンガス供給装置と、を備える請求項７記載の連続成膜搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１７７４０９（Ｐ２００８−１７７４０９Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０２７８（Ｐ２００７−１０２７８）
【出願日】平成１９年１月１９日（２００７．１．１９）
【出願人】（５０８０４１２１９）株式会社フィズケミックス (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１９日（２００７．１．１９）
【出願人】（５０８０４１２１９）株式会社フィズケミックス (2)
【Ｆターム（参考）】
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