成膜装置、及び成膜基板製造方法
【課題】基板内の温度差を抑制し、基板に生じる応力を緩和することが可能な成膜装置、及び成膜基板製造方法を提供すること。
【解決手段】基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を加熱または冷却しながら基板を往復動させる。これにより、基板と搬送ローラーとの接点の位置を変化させ、特定部位のみが搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制する。また、基板を往復動させることで、加熱／冷却手段の設置範囲を拡大せずに、基板の加熱／冷却を行うことができる。また、搬送ローラーを回転させながら、基板を加熱／冷却するため、基板と搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、基板と搬送ローラーとの接点をずらし、基板の伸縮を許容する。
【解決手段】基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を加熱または冷却しながら基板を往復動させる。これにより、基板と搬送ローラーとの接点の位置を変化させ、特定部位のみが搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制する。また、基板を往復動させることで、加熱／冷却手段の設置範囲を拡大せずに、基板の加熱／冷却を行うことができる。また、搬送ローラーを回転させながら、基板を加熱／冷却するため、基板と搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、基板と搬送ローラーとの接点をずらし、基板の伸縮を許容する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置、及び成膜基板製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、真空チャンバー内で基板の処理などを行う成膜装置は、チャンバー内に設置された蒸着装置により成膜材料を基板上に蒸着させることで成膜を行っている。このような成膜装置において、搬送方向に回転自在の搬送ローラーを用いて、基板を直接搬送するものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４７２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような成膜装置では、成膜を行う前に基板を加熱し、成膜後に基板を冷却することが行われている。従来技術では、搬送ローラーを用いて直に基板を搬送しているため、基板を加熱または冷却する工程において、基板の搬送ローラーと接触している部分から搬送ローラーへ伝熱してしまう。これにより、基板の搬送ローラーと接触している部分と接触していない部分とで温度差が生じることにより、基板にひずみ等が発生して応力が高くなり割れに至るおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、基板内の温度差を抑制し、基板に生じる応力を緩和することが可能な成膜装置、及び成膜基板製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による成膜装置は、基板に成膜材料を成膜する成膜装置であって、基板が導入されるチャンバーと、当該チャンバー内で基板を加熱する加熱手段と、チャンバー内に設置され基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーと、当該搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、加熱手段による加熱中に基板を往復動させる制御手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
このような成膜装置によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を加熱しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、加熱される基板と、基板より温度が低い搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、加熱手段の設置範囲を拡大せずに、基板の加熱を行うことができる。また、搬送ローラーを回転させながら、基板を加熱するため、基板と搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、加熱によって生じる基板の伸びを許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の伸びを許容することができない場合であっても、搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が加熱されて伸びる場合に、基板がずれるので、基板に生じる熱応力を緩和することができる。
【０００８】
また、加熱手段は、基板の搬送方向と交差する方向に延在し、搬送方向に所定の間隔を空けて配置された複数のヒーターを有することが好ましい。これにより、ヒーターの数を少なくしながらも、基板の往復動により温度分布の均一化を図ることができる。
【０００９】
また、制御手段は、ヒーターの配置間隔の略６０％〜略１００％の距離分、基板を往復動させることが好適である。このような構成により、特に温度分布の均一化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明による成膜装置は、基板に成膜材料を成膜する成膜装置であって、基板を冷却する冷却手段と、基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーと、搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、冷却手段による冷却中に基板を往復動させる制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
このような成膜装置によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を冷却しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、冷却される基板と、基板より温度が低い搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、冷却手段の設置範囲を拡大せずに、基板の冷却を行うことができる。また、搬送ローラーを回転させながら、基板を冷却するため、基板と搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、冷却によって生じる基板の収縮を許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の収縮を許容することができない場合であっても、搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が冷却されて縮む場合に、基板がずれるので、基板に生じる引張り応力を緩和することができる。
【００１２】
また、制御手段は、搬送ローラーを３６０度分、回転させた後、逆方向に３６０度分、回転させることが好適である。これにより、搬送ローラーを１回転ずつ、正回転と逆回転とを繰り返しながら、基板を往復動させることができ、搬送ローラー内の温度差を抑制し、搬送ローラーと接触する基板内の温度差も抑制することができる。
【００１３】
また、本発明による成膜装置は、基板に成膜材料を成膜する成膜装置であって、基板が導入されるチャンバーと、当該チャンバー内で基板を加熱する加熱手段と、チャンバー内に設置され基板と接触して基板を搬送する回転自在の第１の搬送ローラーと、当該第１の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、加熱手段による加熱中に基板を往復動させる加熱搬送制御手段と、基板を冷却する冷却手段と、基板と接触して基板を搬送する回転自在の第２の搬送ローラーと、当該第２の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、冷却手段による冷却中に基板を往復動させる冷却搬送制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１４】
このような成膜装置によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の第１の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を加熱しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と第１の搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、加熱される基板と、基板より温度が低い第１の搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが第１の搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、加熱手段の設置範囲を拡大せずに、基板の加熱を行うことができる。また、第１の搬送ローラーを回転させながら、基板を加熱するため、基板と第１の搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、加熱によって生じる基板の伸びを許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の伸びを許容することができない場合であっても、第１の搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が加熱されて伸びる場合に、基板がずれるので、基板に生じる熱応力を緩和することができる。
【００１５】
また、このような成膜装置によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の第２の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を冷却しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と第２の搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、冷却される基板と、基板より温度が低い第２の搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが第２の搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、冷却手段の設置範囲を拡大せずに、基板の冷却を行うことができる。また、第２の搬送ローラーを回転させながら、基板を冷却するため、基板と第２の搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、冷却によって生じる基板の収縮を許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の収縮を許容することができない場合であっても、搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が冷却されて縮む場合に、基板がずれるので、基板に生じる引張り応力を緩和することができる。
【００１６】
また、本発明による成膜基板製造方法は、基板上に成膜材料が成膜された成膜基板を製造する方法であって、基板が導入されたチャンバー内で基板を加熱する加熱工程と、チャンバー内に設置され基板と接触する回転自在の搬送ローラーを用いて基板を搬送する搬送工程と、を備え、搬送工程では、加熱工程による加熱中に、搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を往復動させることを特徴としている。
【００１７】
このような成膜基板製造方法によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を加熱しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、加熱される基板と、基板より温度が低い搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、加熱手段の設置範囲を拡大せずに、基板の加熱を行うことができる。また、搬送ローラーを回転させながら、基板を加熱するため、基板と搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、加熱によって生じる基板の伸びを許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の伸びを許容することができない場合であっても、搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が加熱されて伸びる場合に、基板がずれるので、基板に生じる熱応力を緩和することができる。
【００１８】
また、加熱工程では、基板の搬送方向と交差する方向に延在し、搬送方向に所定の間隔を空けて配置された複数のヒーターを用いて、基板を加熱することが好ましい。これにより、ヒーターの数を少なくしながらも、基板の往復動により温度分布の均一化を図ることができる。
【００１９】
また、搬送工程では、ヒーターの配置間隔の略６０〜略１００％の距離分、基板を往復動させることが好適である。このような構成により、特に温度分布の均一化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明による成膜基板製造方法は、基板上に成膜材料が成膜された成膜基板を製造する方法であって、基板を冷却する冷却工程と、基板と接触する回転自在の搬送ローラーを用いて前記基板を搬送する搬送工程と、を備え、搬送工程では、冷却工程による冷却中に、搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を往復動させることを特徴としている。
【００２１】
このような成膜基板製造方法によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を冷却しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、冷却される基板と、基板より温度が低い搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、冷却手段の設置範囲を拡大せずに、基板の冷却を行うことができる。また、搬送ローラーを回転させながら、基板を冷却するため、基板と搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、冷却によって生じる基板の収縮を許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の収縮を許容することができない場合であっても、搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が冷却されて縮む場合に、基板がずれるので、基板に生じる引張り応力を緩和することができる。
【００２２】
また、搬送工程では、搬送ローラーを３６０度分、回転させた後、逆方向に３６０度分、回転させることが好適である。これにより、搬送ローラーを１回転ずつ、正回転と逆回転とを繰り返しながら、基板を往復動させることができ、搬送ローラー内の温度差を抑制し、搬送ローラーと接触する基板内の温度差も抑制することができる。
【００２３】
また、本発明による成膜基板製造方法は、基板上に成膜材料が成膜された成膜基板を製造する方法であって、基板が導入されたチャンバー内で基板を加熱する加熱工程と、チャンバー内に設置され基板と接触する回転自在の第１の搬送ローラーを用いて基板を搬送する第１の搬送工程と、基板を冷却する冷却工程と、基板と接触する回転自在の第２の搬送ローラーを用いて基板を搬送する第２の搬送工程と、を備え、第１の搬送工程では、加熱工程による加熱中に、第１の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を往復動させ、第２の搬送工程では、冷却工程による冷却中に、第２の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を往復動させることを特徴としている。
【００２４】
このような成膜基板製造方法によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の第１の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を加熱しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と第１の搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、加熱される基板と、基板より温度が低い第１の搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが第１の搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、加熱手段の設置範囲を拡大せずに、基板の加熱を行うことができる。また、第１の搬送ローラーを回転させながら、基板を加熱するため、基板と第１の搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、加熱によって生じる基板の伸びを許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の伸びを許容することができない場合であっても、第１の搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が加熱されて伸びる場合に、基板がずれるので、基板に生じる熱応力を緩和することができる。
【００２５】
また、このような成膜基板製造方法によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の第２の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を冷却しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と第２の搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、冷却される基板と、基板より温度が低い第２の搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが第２の搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、冷却手段の設置範囲を拡大せずに、基板の冷却を行うことができる。また、第２の搬送ローラーを回転させながら、基板を冷却するため、基板と第２の搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、冷却によって生じる基板の収縮を許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の収縮を許容することができない場合であっても、搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が冷却されて縮む場合に、基板がずれるので、基板に生じる引張り応力を緩和することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の成膜装置、及び成膜基板製造方法によれば、基板内の温度差を抑制し、基板に生じる応力を緩和することが可能であるため、基板が割れる可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置を示す概略側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る成膜装置のバッファチャンバー（加熱用）の断面図であり、基板搬送方向に切った状態を示すものである。
【図３】本発明の実施形態に係る成膜装置のバッファチャンバー（加熱用）の断面図であり、基板搬送方向と直交する方向に切った状態を示すものである。
【図４】図３中の基板、搬送ローラーを拡大して示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る成膜装置のバッファチャンバー（冷却用）の断面図であり、基板搬送方向に切った状態を示すものである。
【図６】本発明の実施形態に係る成膜装置の基板搬送制御ユニットを示すブロック構成図である。
【図７】基板の平面図であり、基板と搬送ローラーとの接点の位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明に係る成膜装置について図面を参照して説明する。なお、「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示される状態に基づいており、便宜的なものである。
【００２９】
（成膜装置）
図１は、本発明の実施形態に係る成膜装置を示す概略側面図である。図１に示す成膜装置１００は、基板（例えばガラス基板）に対して成膜等の処理を施すためのものである。成膜装置１００は、スパッタリング法による成膜を行う装置であり、真空中の希薄アルゴン雰囲気下でプラズマを発生させて、プラズマ中のプラスイオンを成膜材料に衝突させることで金属原子をはじき出し、基板上に付着させて成膜を行うものである。
【００３０】
成膜装置１００は、例えば、太陽電池を製造する太陽電池製造装置、液晶表示素子を製造する液晶表示素子製造装置、平面入力素子（タッチパネル）を製造する平面入力素子製造装置などに適用することができる。
【００３１】
成膜装置１００は、ロードロックチャンバー１２１、バッファチャンバー１２２、成膜チャンバー（成膜室）１２３、バッファチャンバー１２４、ロードロックチャンバー１２５を備えている。これらのチャンバー１２１〜１２５は、この順に並んで配置されている。全てのチャンバー１２１〜１２５が真空容器にて構成され、チャンバー１２１〜１２５の出入口には、開閉ゲート１３１〜１３６が設けられている。
【００３２】
成膜装置１００には、基板を搬送するための搬送装置９１（図２，３参照）が設けられている。搬送装置９１は例えば公知のローラー９１ａとこのローラー９１ａを回転させる駆動機構（図示せず）から構成されている。そして、基板は、搬送装置９１によって搬送され、チャンバー１２１〜１２５内を順次通過する。ローラー９１ａは、図４に示すように、基板１０１の幅方向（図示Ｘ方向）の両側の端部を下方から支持するように配置されている。また、ローラー９１ａは、基板１０１の幅方向に延在する所定の軸線周りに回転自在の構成とされている。
【００３３】
成膜装置１００は、基板１０１を載置するトレイを使用せず、基板１０１とローラー９１ａとを直接接触させて搬送するトレイレスタイプの装置である。
【００３４】
各真空チャンバー１２１〜１２５には、内部を適切な圧力とするための真空ポンプ（不図示）が接続されている。また、各真空チャンバー１２１〜１２５には、チャンバー内の圧力を監視するための真空計９５（図２参照）が複数（例えば２個）設置されている。各チャンバー１２１〜１２５には、真空ポンプに接続された真空排気管９６が連通され、この真空排気管９６に真空計９５が設置されている。
【００３５】
ロードロックチャンバー１２１は、入口側に設けられた開閉ゲート１３１を開放することで、大気開放され、処理される基板が導入されるチャンバーである。ロードロックチャンバー１２１の出口側は、開閉ゲート１３２を介して、バッファチャンバー１２２の入口側に接続されている。
【００３６】
図２及び図３は、本発明の実施形態に係る成膜装置のバッファチャンバー（加熱用）を示す断面図である。バッファチャンバー１２２は、入口側に設けられた開閉ゲート１３２を開放することで、ロードロックチャンバー１２１と連通され、ロードロックチャンバー１２１を通過した基板１０１が導入される圧力調整用チャンバーである。バッファチャンバー１２２の出口側は、開閉ゲート１３３を介して、成膜チャンバー１２３の入口側に接続されている。また、バッファチャンバー１２２には、基板１０１を加熱するためのヒーター９２が設けられている。このヒーター９２は、基板１０１の上面を加熱すべく、基板１０１の上方に設置されている。バッファチャンバー１２２では、基板温度が例えば２００℃程度になるように加熱される。バッファチャンバー１２２は、成膜チャンバー１２３の前段に設置され、基板１０１を加熱する加熱用チャンバーとして機能する。
【００３７】
ヒーター９２は、ランプヒーターであり、基板１０１の搬送方向Ｙと交差する方向Ｘに延在している。ヒーター９２は、バッファチャンバー１２２内に複数本（例えば１２本）設置され、搬送方向Ｙに所定の間隔Ｐを空けて配置されている。ヒーター９２の熱は基板１０１に伝熱され、基板１０１が加熱される。
【００３８】
成膜チャンバー１２３は、入口側に設けられた開閉ゲート１３３を開放することで、バッファチャンバー１２２と連通され、バッファチャンバー１２２を通過した基板１０１が導入され、基板１０１に薄膜層を成膜する処理チャンバーである。成膜チャンバー１２３の出口側は、開閉ゲート１３４を介して、バッファチャンバー１２４の入口側に接続されている。成膜チャンバー１２３内には、基板１０１に成膜材料（薄膜層）を成膜するための蒸着装置（図示せず）が設置されている。また、成膜チャンバー１２３には、基板１０１を加熱するためのヒーターが設けられている。このヒーターは、基板１０１の上面を加熱すべく、基板１０１よりも上方に設置されている。成膜チャンバー１２３では、基板温度が例えば２００℃程度に維持されている。
【００３９】
図５は、本発明の実施形態に係る成膜装置のバッファチャンバー（冷却用）を示す断面図である。バッファチャンバー１２４は、入口側に設けられた開閉ゲート１３４を開放することで、成膜チャンバー１２３と連通され、成膜チャンバー１２３によって成膜された基板１０１が導入される圧力調整用チャンバーである。バッファチャンバー１２４の出口側は、開閉ゲート１３５を介して、ロードロックチャンバー１２５の入口側に接続されている。また、バッファチャンバー１２４には、基板１０１を冷却するための冷却板９３が設けられている。この冷却板は、基板１０１の上面を冷却すべく、基板１０１の上方に設置されている。バッファチャンバー１２４では、基板温度が例えば１２０℃程度になるように冷却される。バッファチャンバー１２４は、成膜チャンバー１２３の後段に設置され、基板１０１を冷却する冷却用チャンバーとして機能する。なお、バッファチャンバー１２４に冷却手段が設置されていない構成でもよい。真空チャンバーから出た後の大気圧環境において、基板１０１を大気により冷却（空冷）する構成でもよい。
【００４０】
冷却板９３は、基板１０１を冷却する冷却手段として機能するものである。冷却板９３は、例えば銅板から形成され、板状を成し、基板１０１と対面するように配置されている。冷却板９３には、冷却水が通水される冷却管（不図示）が設けられている。基板１０１の熱は、冷却板９３に伝熱され、冷却板９３に伝達された熱が冷却管に伝熱され、冷却管は管内を流れる冷却水により冷却される。これにより、冷却板９３が冷却されて基板１０１が冷却される。
【００４１】
ロードロックチャンバー１２５は、入口側に設けられた開閉ゲート３５を開放することで、バッファチャンバー１２４と連通され、バッファチャンバー１２４を通過した基板１０１が導入されるチャンバである。ロードロックチャンバー１２５の出口側には、開閉ゲート３６が設けられ、開閉ゲート３６を開放することで、ロードロックチャンバー１２５が大気開放される。ロードロックチャンバー１２５では、大気開放により空冷し、チャンバー外へ基板１０１が搬送される時点で、１００℃以下に冷却されます。
【００４２】
（基板搬送制御ユニット）
図６は、本発明の実施形態に係る成膜装置の基板搬送制御ユニットを示すブロック構成図である。成膜装置１００は、搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、バッファチャンバー１２２，１２４内で基板１０１を往復動させる基板搬送制御ユニット２０を備えている。
【００４３】
基板搬送制御ユニット２０は、演算処理を行うＣＰＵ、記憶部となるＲＯＭ及びＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されている。基板搬送制御ユニット２０では、記憶部に記憶されたプログラムを実行することで、駆動制御部２１Ａ，２１Ｂが構築される。
【００４４】
駆動制御部２１Ａは、バッファチャンバー１２２に設置された搬送ローラー９１ａを回転駆動するための駆動モータ（電動モータ）２２Ａを制御するものである。駆動モータ２２Ａは、駆動制御部２１Ａから出力された指令信号に従い作動する。駆動制御部２１Ａは、駆動モータ２２Ａの回転方向、回転量を制御し、バッファチャンバー１２２に設置された搬送ローラー（第１の搬送ローラー）９１ａの正回転または逆回転、回転角度を制御する。駆動制御部２１Ａは、搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、ヒーター９２による加熱中に基板１０１を往復動させる（加熱搬送）制御手段として機能する。なお、バッファチャンバー１２２に設置された搬送ローラー９１ａの正回転とは、成膜チャンバー１２３側へ、基板１０１を搬送する場合の回転である。バッファチャンバー１２２に設置された搬送ローラー９１ａの逆回転とは、成膜チャンバー１２３とは反対側へ、基板１０１を搬送する場合の回転である。
【００４５】
駆動制御部２１Ａは、ヒーター９２の配置間隔の６０％〜１００％の距離分、基板１０１を往復動させることが好ましい。例えば、基板搬送方向Ｙに隣り合うヒーター９２の配置間隔が、８０ｍｍである場合に、搬送ローラー９１ａの設置位置に対して、前後方向に８０ｍｍ移動させることが好適である。
【００４６】
駆動制御部２１Ｂは、バッファチャンバー１２４に設置された搬送ローラー９１ａを回転駆動するための駆動モータ（電動モータ）２２Ｂを制御するものである。駆動モータ２２Ｂは、駆動制御部２１Ｂから出力された指令信号に従い作動する。駆動制御部２１Ｂは、駆動モータ２２Ｂの回転方向、回転角度を制御し、バッファチャンバー１２４に設置された搬送ローラー（第２の搬送ローラー）９１ａの正回転または逆回転、回転角度を制御する。駆動制御部２１Ｂは、搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、ヒーター９２による冷却中に基板１０１を往復動させる（冷却搬送）制御手段として機能する。なお、バッファチャンバー１２４に設置された搬送ローラー９１ａの正回転とは、成膜チャンバー１２３とは反対側へ、基板１０１を搬送する場合の回転である。バッファチャンバー１２４に設置された搬送ローラー９１ａの逆回転とは、成膜チャンバー１２３側へ、基板１０１を搬送する場合の回転である。
【００４７】
駆動制御部２１Ｂは、搬送ローラー９１ａを１回転（３６０度）分、回転させた後、逆方向に１回転させて、基板１０１を往復動させることが好ましい。例えば、搬送ローラー９１ａの外径が、６０ｍｍｍｍである場合に、搬送ローラーの設置位置に対して、前後方向に１８０ｍｍ移動させることが好適である。
【００４８】
（成膜基板の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係る成膜基板の製造方法について説明する。本実施形態では、図１に示す成膜装置１００を用いた成膜基板の製造方法について説明する。この製造方法は、加熱工程（第１の搬送工程）、成膜工程、及び冷却工程（第２の搬送工程）を備えている。
【００４９】
（搬送工程）
まず、基板１０１は、ロードロックチャンバー１２１内に導入される。ロードロックチャンバー１２１内は、開閉ゲート１３１，１３２が閉じられて密閉状態とされ、所定の圧力まで減圧される。基板は、ロードロックチャンバー１２１内を搬送され、隣接するバッファチャンバー１２２内に導入される。
【００５０】
（加熱工程、第１の搬送工程）
加熱工程では、基板１０１が導入されたバッファチャンバー１２２内で基板１０１を加熱する。第１の搬送工程（搬送工程）では、加熱工程による加熱中に、（第１の）搬送ローラー９１ａを正回転または逆回転させて、基板１０１を往復動させる。例えば、バッファチャンバー１２２内は、基板１０１が導入される前に所定の温度まで加熱されている。
【００５１】
基板１０１は、バッファチャンバー１２２内に導入され、基準位置（例えば、バッファチャンバー１２２の中央）まで搬送される。バッファチャンバー１２２内は、開閉ゲート１３２，１３３が閉じられて密閉状態とされ、所定の圧力（成膜チャンバー１２３と同圧）まで減圧される。基板搬送制御ユニット２０の駆動制御部２１Ａは、駆動モータ２２Ａに指令信号を送信して、バッファチャンバー１２２に設置された搬送ローラー９１ａを正回転または逆回転させる。これにより、基板１０１は、ヒーター９２による加熱中に、基準位置を中心として搬送方向Ｙに往復動する（第１の搬送工程）。ここでは、例えば、２０秒間、２０ｍｍ／ｓの速度で１０往復させる。第１の搬送工程では、ヒーター９２の配置間隔Ｐの６０％〜１００％（略６０％〜略１００％）の距離分、基板１０１を往復動させることが好ましい。基板１０１が、成膜に適した温度まで加熱された後、基板１０１の往復動が停止される。その後、基板１０１は、バッファチャンバー１２２内を搬送され、隣接する成膜チャンバー１２３内に導入される。
【００５２】
（成膜工程）
成膜チャンバー１２３内は、基板１０１が導入される前に、成膜に適正な減圧状態とされている。基板１０１が成膜チャンバー１２３内に導入されると、開閉ゲート１３３，１３４が閉じられて密閉状態とされる。また、成膜チャンバ１２３内は、ヒーター９２によって加熱されて、基板温度が維持された状態となる。そして、基板１０１上に成膜処理が行われ、基板１０１上に金属膜（薄膜層）が成膜される（成膜工程）。
【００５３】
（冷却工程、第２の搬送工程）
冷却工程では、基板１０１が導入されたバッファチャンバー１２４内で基板１０１を冷却する。第２の搬送工程（搬送工程）では、冷却工程による冷却中に、（第２の）搬送ローラー９１ａを正回転または逆回転させて、基板１０１を往復動させる。例えば、バッファチャンバー１２４内は、基板１０１が導入される前に所定の温度まで冷却されている。なお、冷却工程は、チャンバー内で実行されなくてもよい。
【００５４】
基板１０１は、バッファチャンバー１２４内に導入され、基準位置（例えば、バッファチャンバー１２４の中央）まで搬送される。バッファチャンバー１２４内は、開閉ゲート１３４，１３５が閉じられて密閉状態とされ、所定の圧力に減圧されている。基板搬送制御ユニット２０の駆動制御部２１Ｂは、駆動モータ２２Ｂに指令信号を送信して、バッファチャンバー１２４に設置された搬送ローラー９１ａを正回転または逆回転させる。これにより、基板１０１は、冷却板９３による冷却中に、基準位置を中心として搬送方向Ｙに往復動する（第２の搬送工程）。第２の搬送工程では、搬送ローラー９１ａを１回転させた後、逆方向に１回転させ、これを繰り返し、基板１０１を往復動することが好ましい。基板１０１が、冷却された後、基板１０１の往復動が停止される。その後、基板は、バッファチャンバー１２４内を搬送され、隣接するロードロックチャンバー１２５内に導入される。
【００５５】
ロードロックチャンバー１２５内は、開閉ゲート１３６が開放されて、大気開放により基板１０１が、冷却される。基板１０１が、冷却された後、基板１０１は、ロードロックチャンバー１２５内を搬送され、ロードロックチャンバー１２５外へ導出される。
【００５６】
このような本実施形態の成膜装置１００及び成膜基板製造方法によれば、基板１０１と接触して基板１０１を搬送する回転自在の搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板１０１を加熱しながら基板１０１を往復動させることが可能であるため、基板１０１と搬送ローラー９１ａとの接点が固定されず（図７参照）、接点の位置を変化させることができる。すなわち、加熱される基板１０１と、基板１０１より温度が低い搬送ローラー９１ａとの接点をずらすことで、基板１０１の特定部位のみが搬送ローラー９１ａと接触すること回避し、基板１０１内の温度差を抑制することができる。搬送ローラー９１ａと接している部分と、搬送ローラー９１ａと接していない部分との温度差を小さくすることができる。
【００５７】
また、基板加熱中に基板１０１を往復動させることで、ヒーター９２の設置範囲を拡大せずに基板１０１を加熱することができる。また、搬送ローラー９１ａを回転させながら、基板１０１を加熱するため、基板１０１と搬送ローラー９１ａとの摩擦係数を低減することができ、加熱によって生じる基板１０１の幅方向Ｘの伸びを許容することができる。搬送ローラー９１ａが静止している状態では、摩擦係数が高く基板１０１の伸びを許容することができず、基板１０１は幅方向Ｘの中央で大きくたわんでしまう。そこで、搬送ローラー９１ａを回転させることで摩擦係数を低減し、基板１０１が幅方向Ｘにずれやすくすることができる。そのため、基板１０１が加熱されて幅方向Ｘへ伸びる場合に、基板１０１の幅方向Ｘの端部が外側へずれるので、圧縮力による基板１０１の板厚方向へのたわみを緩和することができる。その結果、基板１０１の割れや、たわんだ基板１０１と他の部品（例えば基板１０１が搬送される経路の近傍に設けられる反射板）との干渉の可能性を低減することができる。
【００５８】
また、成膜装置１００の加熱手段及び成膜基板製造方法の加熱工程では、基板１０１の搬送方向Ｙと交差する方向Ｘに延在し、搬送方向Ｙに所定の間隔Ｐを空けて配置された複数のヒーター９２を用いて、基板１０１を加熱し、基板搬送制御ユニット２０及び搬送工程では、ヒーター９２の配置間隔Ｐの略６０％〜略１００％の距離分、基板１０１を往復動させるため、基板１０１の搬送方向Ｙにおける基板１０１内の温度差を抑制することができると共に、ヒーター９２の設置数量を削減することができる。例えば、基板を静止させて加熱する従来の装置と比較して、５０％の本数にヒーター９２を削減することができる。
【００５９】
また、本実施形態の成膜装置１００及び成膜基板製造方法によれば、基板１０１と接触して基板１０１を搬送する回転自在の搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板１０１を冷却しながら基板１０１を往復動させることが可能であるため、基板１０１と搬送ローラー９１ａとの接点が固定されず（図７参照）、接点の位置を変化させることができる。すなわち、冷却される基板１０１と、基板１０１より温度が低い搬送ローラー９１ａとの接点をずらすことで、基板１０１の特定部位のみが搬送ローラー９１ａと接触すること回避し、基板１０１内の温度差を抑制することができる。搬送ローラー９１ａと接している部分と、搬送ローラー９１ａと接していない部分との温度差を小さくすることができる。
【００６０】
また、基板冷却中に基板１０１を往復動させることで、冷却板９３の設置範囲を拡大せずに基板１０１を冷却することができる。また、搬送ローラー９１ａを回転させながら、基板１０１を冷却するため、基板１０１と搬送ローラー９１ａとの摩擦係数を低減することができ、冷却によって生じる基板１０１の幅方向Ｘの収縮を許容することができる。搬送ローラー９１ａが静止している状態では、摩擦係数が高く基板の収縮を許容することができない場合であっても、搬送ローラー９１ａを回転させることで摩擦係数を低減し、基板１０１が幅方向Ｘにずれやすくことができる。そのため、基板１０１が冷却されて縮む場合に、基板１０１の幅方向Ｘの端部が内側へずれるので、基板１０１に生じる引張り応力を緩和することができる。その結果、基板１０１が割れる可能性を低減することができる。
【００６１】
また、成膜装置１００の基板搬送制御ユニット２０は、搬送ローラー９１ａを３６０度分、回転させた後、逆方向に３６０度分、回転させるため、搬送ローラー９１ａを１回転ずつ、正回転と逆回転とを繰り返しながら、基板１０１を往復動させることができ、搬送ローラー９１ａの周面における温度差を抑制し、搬送ローラー９１ａと接触する基板１０１内の温度差も抑制することができる。
【００６２】
また、成膜基板製造方法の（第２の）搬送工程では、搬送ローラー９１ａを３６０度分、回転させた後、逆方向に３６０度分、回転させるため、搬送ローラー９１ａを１回転ずつ、正回転と逆回転とを繰り返しながら、基板１０１を往復動させることができ、搬送ローラー９１ａの周面における温度差を抑制し、搬送ローラー９１ａと接触する基板１０１内の温度差も抑制することができる。
【００６３】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、バッファチャンバー１２２内に設置された搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板１０１を往復動させているが、その他のチャンバー内に設置された搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板１０１を往復させてもよい。例えばロードロックチャンバー１２１内において、基板加熱中に基板１０１を往復動させてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、バッファチャンバー１２４内に設置された搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板１０１を往復動させているが、その他のチャンバー内に設置された搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えることで、基板１０１を往復させてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、ヒーター９２には基板１０１の幅方向Ｘに延在するランプヒーターを用いて、加熱しているが、その他の加熱手段（例えばカーボンヒーター）を用いて、基板１０１を加熱してもよい。また、ヒーター９２の延在する方向は、基板１０１の幅方向Ｘに限定されず、搬送方向Ｙに延在するヒーターを用いて、基板１０１を加熱してもよい。また、基板１０１の下面を加熱する構成でもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、冷却板９３を用いて、基板１０１を冷却しているが、その他の冷却手段を用いて、基板１０１を冷却してもよい。また、基板１０１の下面を冷却する構成でもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、基板加熱時において、ヒーター９２の配置間隔Ｐの略６０％〜略１００％の距離分、基板１０１を往復動させているが、基板１０１が往復動する距離は、間隔Ｐの６０％以下でもよく、間隔Ｐ以上でもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、基板冷却時において、搬送ローラー９１ａを３６０度分、回転させた後、逆方向に３６０度分、回転させているが、搬送ローラー９１ａの回転角度は３６０度に限定されず、１回転未満の回転角度で、基板１０１を往復動させてもよく、１回転よりも大きい回転角度で、基板１０１を往復動させてもよい。
【００６９】
また、成膜チャンバー及び成膜工程における成膜法は、スパッタリング法に限定されず、その他の成膜法（例えばイオンプレーティング法など）を適用してもよい。
【００７０】
また、加熱時または冷却時のみにおいて、基板１０１を往復動させる構成でもよい。
【符号の説明】
【００７１】
２０…基板搬送制御ユニット、９１ａ…搬送ローラー、９２…ヒーター（加熱手段）、９３…冷却板（冷却手段）、１００…成膜装置、１０１…基板、１２１，１２５…ロードロックチャンバー、１２２，１２４…バッファチャンバー、１２３…成膜チャンバー。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置、及び成膜基板製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、真空チャンバー内で基板の処理などを行う成膜装置は、チャンバー内に設置された蒸着装置により成膜材料を基板上に蒸着させることで成膜を行っている。このような成膜装置において、搬送方向に回転自在の搬送ローラーを用いて、基板を直接搬送するものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４７２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような成膜装置では、成膜を行う前に基板を加熱し、成膜後に基板を冷却することが行われている。従来技術では、搬送ローラーを用いて直に基板を搬送しているため、基板を加熱または冷却する工程において、基板の搬送ローラーと接触している部分から搬送ローラーへ伝熱してしまう。これにより、基板の搬送ローラーと接触している部分と接触していない部分とで温度差が生じることにより、基板にひずみ等が発生して応力が高くなり割れに至るおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、基板内の温度差を抑制し、基板に生じる応力を緩和することが可能な成膜装置、及び成膜基板製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による成膜装置は、基板に成膜材料を成膜する成膜装置であって、基板が導入されるチャンバーと、当該チャンバー内で基板を加熱する加熱手段と、チャンバー内に設置され基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーと、当該搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、加熱手段による加熱中に基板を往復動させる制御手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
このような成膜装置によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を加熱しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、加熱される基板と、基板より温度が低い搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、加熱手段の設置範囲を拡大せずに、基板の加熱を行うことができる。また、搬送ローラーを回転させながら、基板を加熱するため、基板と搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、加熱によって生じる基板の伸びを許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の伸びを許容することができない場合であっても、搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が加熱されて伸びる場合に、基板がずれるので、基板に生じる熱応力を緩和することができる。
【０００８】
また、加熱手段は、基板の搬送方向と交差する方向に延在し、搬送方向に所定の間隔を空けて配置された複数のヒーターを有することが好ましい。これにより、ヒーターの数を少なくしながらも、基板の往復動により温度分布の均一化を図ることができる。
【０００９】
また、制御手段は、ヒーターの配置間隔の略６０％〜略１００％の距離分、基板を往復動させることが好適である。このような構成により、特に温度分布の均一化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明による成膜装置は、基板に成膜材料を成膜する成膜装置であって、基板を冷却する冷却手段と、基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーと、搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、冷却手段による冷却中に基板を往復動させる制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
このような成膜装置によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を冷却しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、冷却される基板と、基板より温度が低い搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、冷却手段の設置範囲を拡大せずに、基板の冷却を行うことができる。また、搬送ローラーを回転させながら、基板を冷却するため、基板と搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、冷却によって生じる基板の収縮を許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の収縮を許容することができない場合であっても、搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が冷却されて縮む場合に、基板がずれるので、基板に生じる引張り応力を緩和することができる。
【００１２】
また、制御手段は、搬送ローラーを３６０度分、回転させた後、逆方向に３６０度分、回転させることが好適である。これにより、搬送ローラーを１回転ずつ、正回転と逆回転とを繰り返しながら、基板を往復動させることができ、搬送ローラー内の温度差を抑制し、搬送ローラーと接触する基板内の温度差も抑制することができる。
【００１３】
また、本発明による成膜装置は、基板に成膜材料を成膜する成膜装置であって、基板が導入されるチャンバーと、当該チャンバー内で基板を加熱する加熱手段と、チャンバー内に設置され基板と接触して基板を搬送する回転自在の第１の搬送ローラーと、当該第１の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、加熱手段による加熱中に基板を往復動させる加熱搬送制御手段と、基板を冷却する冷却手段と、基板と接触して基板を搬送する回転自在の第２の搬送ローラーと、当該第２の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、冷却手段による冷却中に基板を往復動させる冷却搬送制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１４】
このような成膜装置によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の第１の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を加熱しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と第１の搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、加熱される基板と、基板より温度が低い第１の搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが第１の搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、加熱手段の設置範囲を拡大せずに、基板の加熱を行うことができる。また、第１の搬送ローラーを回転させながら、基板を加熱するため、基板と第１の搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、加熱によって生じる基板の伸びを許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の伸びを許容することができない場合であっても、第１の搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が加熱されて伸びる場合に、基板がずれるので、基板に生じる熱応力を緩和することができる。
【００１５】
また、このような成膜装置によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の第２の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を冷却しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と第２の搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、冷却される基板と、基板より温度が低い第２の搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが第２の搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、冷却手段の設置範囲を拡大せずに、基板の冷却を行うことができる。また、第２の搬送ローラーを回転させながら、基板を冷却するため、基板と第２の搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、冷却によって生じる基板の収縮を許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の収縮を許容することができない場合であっても、搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が冷却されて縮む場合に、基板がずれるので、基板に生じる引張り応力を緩和することができる。
【００１６】
また、本発明による成膜基板製造方法は、基板上に成膜材料が成膜された成膜基板を製造する方法であって、基板が導入されたチャンバー内で基板を加熱する加熱工程と、チャンバー内に設置され基板と接触する回転自在の搬送ローラーを用いて基板を搬送する搬送工程と、を備え、搬送工程では、加熱工程による加熱中に、搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を往復動させることを特徴としている。
【００１７】
このような成膜基板製造方法によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を加熱しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、加熱される基板と、基板より温度が低い搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、加熱手段の設置範囲を拡大せずに、基板の加熱を行うことができる。また、搬送ローラーを回転させながら、基板を加熱するため、基板と搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、加熱によって生じる基板の伸びを許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の伸びを許容することができない場合であっても、搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が加熱されて伸びる場合に、基板がずれるので、基板に生じる熱応力を緩和することができる。
【００１８】
また、加熱工程では、基板の搬送方向と交差する方向に延在し、搬送方向に所定の間隔を空けて配置された複数のヒーターを用いて、基板を加熱することが好ましい。これにより、ヒーターの数を少なくしながらも、基板の往復動により温度分布の均一化を図ることができる。
【００１９】
また、搬送工程では、ヒーターの配置間隔の略６０〜略１００％の距離分、基板を往復動させることが好適である。このような構成により、特に温度分布の均一化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明による成膜基板製造方法は、基板上に成膜材料が成膜された成膜基板を製造する方法であって、基板を冷却する冷却工程と、基板と接触する回転自在の搬送ローラーを用いて前記基板を搬送する搬送工程と、を備え、搬送工程では、冷却工程による冷却中に、搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を往復動させることを特徴としている。
【００２１】
このような成膜基板製造方法によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を冷却しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、冷却される基板と、基板より温度が低い搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、冷却手段の設置範囲を拡大せずに、基板の冷却を行うことができる。また、搬送ローラーを回転させながら、基板を冷却するため、基板と搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、冷却によって生じる基板の収縮を許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の収縮を許容することができない場合であっても、搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が冷却されて縮む場合に、基板がずれるので、基板に生じる引張り応力を緩和することができる。
【００２２】
また、搬送工程では、搬送ローラーを３６０度分、回転させた後、逆方向に３６０度分、回転させることが好適である。これにより、搬送ローラーを１回転ずつ、正回転と逆回転とを繰り返しながら、基板を往復動させることができ、搬送ローラー内の温度差を抑制し、搬送ローラーと接触する基板内の温度差も抑制することができる。
【００２３】
また、本発明による成膜基板製造方法は、基板上に成膜材料が成膜された成膜基板を製造する方法であって、基板が導入されたチャンバー内で基板を加熱する加熱工程と、チャンバー内に設置され基板と接触する回転自在の第１の搬送ローラーを用いて基板を搬送する第１の搬送工程と、基板を冷却する冷却工程と、基板と接触する回転自在の第２の搬送ローラーを用いて基板を搬送する第２の搬送工程と、を備え、第１の搬送工程では、加熱工程による加熱中に、第１の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を往復動させ、第２の搬送工程では、冷却工程による冷却中に、第２の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を往復動させることを特徴としている。
【００２４】
このような成膜基板製造方法によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の第１の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を加熱しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と第１の搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、加熱される基板と、基板より温度が低い第１の搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが第１の搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、加熱手段の設置範囲を拡大せずに、基板の加熱を行うことができる。また、第１の搬送ローラーを回転させながら、基板を加熱するため、基板と第１の搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、加熱によって生じる基板の伸びを許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の伸びを許容することができない場合であっても、第１の搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が加熱されて伸びる場合に、基板がずれるので、基板に生じる熱応力を緩和することができる。
【００２５】
また、このような成膜基板製造方法によれば、基板と接触して基板を搬送する回転自在の第２の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板を冷却しながら基板を往復動させることが可能であるため、基板と第２の搬送ローラーとの接点が固定されず、接点の位置を変化させることができる。すなわち、冷却される基板と、基板より温度が低い第２の搬送ローラーとの接点をずらすことで、基板の特定部位のみが第２の搬送ローラーと接触すること回避し、基板内の温度差を抑制することができる。また、基板を往復動させることで、冷却手段の設置範囲を拡大せずに、基板の冷却を行うことができる。また、第２の搬送ローラーを回転させながら、基板を冷却するため、基板と第２の搬送ローラーとの摩擦係数を低減することができ、冷却によって生じる基板の収縮を許容することができる。搬送ローラーが静止している状態で摩擦係数が高く基板の収縮を許容することができない場合であっても、搬送ローラーを回転させることで摩擦係数を低減し、基板がずれやすくことができる。そのため、基板が冷却されて縮む場合に、基板がずれるので、基板に生じる引張り応力を緩和することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の成膜装置、及び成膜基板製造方法によれば、基板内の温度差を抑制し、基板に生じる応力を緩和することが可能であるため、基板が割れる可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置を示す概略側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る成膜装置のバッファチャンバー（加熱用）の断面図であり、基板搬送方向に切った状態を示すものである。
【図３】本発明の実施形態に係る成膜装置のバッファチャンバー（加熱用）の断面図であり、基板搬送方向と直交する方向に切った状態を示すものである。
【図４】図３中の基板、搬送ローラーを拡大して示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る成膜装置のバッファチャンバー（冷却用）の断面図であり、基板搬送方向に切った状態を示すものである。
【図６】本発明の実施形態に係る成膜装置の基板搬送制御ユニットを示すブロック構成図である。
【図７】基板の平面図であり、基板と搬送ローラーとの接点の位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明に係る成膜装置について図面を参照して説明する。なお、「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示される状態に基づいており、便宜的なものである。
【００２９】
（成膜装置）
図１は、本発明の実施形態に係る成膜装置を示す概略側面図である。図１に示す成膜装置１００は、基板（例えばガラス基板）に対して成膜等の処理を施すためのものである。成膜装置１００は、スパッタリング法による成膜を行う装置であり、真空中の希薄アルゴン雰囲気下でプラズマを発生させて、プラズマ中のプラスイオンを成膜材料に衝突させることで金属原子をはじき出し、基板上に付着させて成膜を行うものである。
【００３０】
成膜装置１００は、例えば、太陽電池を製造する太陽電池製造装置、液晶表示素子を製造する液晶表示素子製造装置、平面入力素子（タッチパネル）を製造する平面入力素子製造装置などに適用することができる。
【００３１】
成膜装置１００は、ロードロックチャンバー１２１、バッファチャンバー１２２、成膜チャンバー（成膜室）１２３、バッファチャンバー１２４、ロードロックチャンバー１２５を備えている。これらのチャンバー１２１〜１２５は、この順に並んで配置されている。全てのチャンバー１２１〜１２５が真空容器にて構成され、チャンバー１２１〜１２５の出入口には、開閉ゲート１３１〜１３６が設けられている。
【００３２】
成膜装置１００には、基板を搬送するための搬送装置９１（図２，３参照）が設けられている。搬送装置９１は例えば公知のローラー９１ａとこのローラー９１ａを回転させる駆動機構（図示せず）から構成されている。そして、基板は、搬送装置９１によって搬送され、チャンバー１２１〜１２５内を順次通過する。ローラー９１ａは、図４に示すように、基板１０１の幅方向（図示Ｘ方向）の両側の端部を下方から支持するように配置されている。また、ローラー９１ａは、基板１０１の幅方向に延在する所定の軸線周りに回転自在の構成とされている。
【００３３】
成膜装置１００は、基板１０１を載置するトレイを使用せず、基板１０１とローラー９１ａとを直接接触させて搬送するトレイレスタイプの装置である。
【００３４】
各真空チャンバー１２１〜１２５には、内部を適切な圧力とするための真空ポンプ（不図示）が接続されている。また、各真空チャンバー１２１〜１２５には、チャンバー内の圧力を監視するための真空計９５（図２参照）が複数（例えば２個）設置されている。各チャンバー１２１〜１２５には、真空ポンプに接続された真空排気管９６が連通され、この真空排気管９６に真空計９５が設置されている。
【００３５】
ロードロックチャンバー１２１は、入口側に設けられた開閉ゲート１３１を開放することで、大気開放され、処理される基板が導入されるチャンバーである。ロードロックチャンバー１２１の出口側は、開閉ゲート１３２を介して、バッファチャンバー１２２の入口側に接続されている。
【００３６】
図２及び図３は、本発明の実施形態に係る成膜装置のバッファチャンバー（加熱用）を示す断面図である。バッファチャンバー１２２は、入口側に設けられた開閉ゲート１３２を開放することで、ロードロックチャンバー１２１と連通され、ロードロックチャンバー１２１を通過した基板１０１が導入される圧力調整用チャンバーである。バッファチャンバー１２２の出口側は、開閉ゲート１３３を介して、成膜チャンバー１２３の入口側に接続されている。また、バッファチャンバー１２２には、基板１０１を加熱するためのヒーター９２が設けられている。このヒーター９２は、基板１０１の上面を加熱すべく、基板１０１の上方に設置されている。バッファチャンバー１２２では、基板温度が例えば２００℃程度になるように加熱される。バッファチャンバー１２２は、成膜チャンバー１２３の前段に設置され、基板１０１を加熱する加熱用チャンバーとして機能する。
【００３７】
ヒーター９２は、ランプヒーターであり、基板１０１の搬送方向Ｙと交差する方向Ｘに延在している。ヒーター９２は、バッファチャンバー１２２内に複数本（例えば１２本）設置され、搬送方向Ｙに所定の間隔Ｐを空けて配置されている。ヒーター９２の熱は基板１０１に伝熱され、基板１０１が加熱される。
【００３８】
成膜チャンバー１２３は、入口側に設けられた開閉ゲート１３３を開放することで、バッファチャンバー１２２と連通され、バッファチャンバー１２２を通過した基板１０１が導入され、基板１０１に薄膜層を成膜する処理チャンバーである。成膜チャンバー１２３の出口側は、開閉ゲート１３４を介して、バッファチャンバー１２４の入口側に接続されている。成膜チャンバー１２３内には、基板１０１に成膜材料（薄膜層）を成膜するための蒸着装置（図示せず）が設置されている。また、成膜チャンバー１２３には、基板１０１を加熱するためのヒーターが設けられている。このヒーターは、基板１０１の上面を加熱すべく、基板１０１よりも上方に設置されている。成膜チャンバー１２３では、基板温度が例えば２００℃程度に維持されている。
【００３９】
図５は、本発明の実施形態に係る成膜装置のバッファチャンバー（冷却用）を示す断面図である。バッファチャンバー１２４は、入口側に設けられた開閉ゲート１３４を開放することで、成膜チャンバー１２３と連通され、成膜チャンバー１２３によって成膜された基板１０１が導入される圧力調整用チャンバーである。バッファチャンバー１２４の出口側は、開閉ゲート１３５を介して、ロードロックチャンバー１２５の入口側に接続されている。また、バッファチャンバー１２４には、基板１０１を冷却するための冷却板９３が設けられている。この冷却板は、基板１０１の上面を冷却すべく、基板１０１の上方に設置されている。バッファチャンバー１２４では、基板温度が例えば１２０℃程度になるように冷却される。バッファチャンバー１２４は、成膜チャンバー１２３の後段に設置され、基板１０１を冷却する冷却用チャンバーとして機能する。なお、バッファチャンバー１２４に冷却手段が設置されていない構成でもよい。真空チャンバーから出た後の大気圧環境において、基板１０１を大気により冷却（空冷）する構成でもよい。
【００４０】
冷却板９３は、基板１０１を冷却する冷却手段として機能するものである。冷却板９３は、例えば銅板から形成され、板状を成し、基板１０１と対面するように配置されている。冷却板９３には、冷却水が通水される冷却管（不図示）が設けられている。基板１０１の熱は、冷却板９３に伝熱され、冷却板９３に伝達された熱が冷却管に伝熱され、冷却管は管内を流れる冷却水により冷却される。これにより、冷却板９３が冷却されて基板１０１が冷却される。
【００４１】
ロードロックチャンバー１２５は、入口側に設けられた開閉ゲート３５を開放することで、バッファチャンバー１２４と連通され、バッファチャンバー１２４を通過した基板１０１が導入されるチャンバである。ロードロックチャンバー１２５の出口側には、開閉ゲート３６が設けられ、開閉ゲート３６を開放することで、ロードロックチャンバー１２５が大気開放される。ロードロックチャンバー１２５では、大気開放により空冷し、チャンバー外へ基板１０１が搬送される時点で、１００℃以下に冷却されます。
【００４２】
（基板搬送制御ユニット）
図６は、本発明の実施形態に係る成膜装置の基板搬送制御ユニットを示すブロック構成図である。成膜装置１００は、搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、バッファチャンバー１２２，１２４内で基板１０１を往復動させる基板搬送制御ユニット２０を備えている。
【００４３】
基板搬送制御ユニット２０は、演算処理を行うＣＰＵ、記憶部となるＲＯＭ及びＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されている。基板搬送制御ユニット２０では、記憶部に記憶されたプログラムを実行することで、駆動制御部２１Ａ，２１Ｂが構築される。
【００４４】
駆動制御部２１Ａは、バッファチャンバー１２２に設置された搬送ローラー９１ａを回転駆動するための駆動モータ（電動モータ）２２Ａを制御するものである。駆動モータ２２Ａは、駆動制御部２１Ａから出力された指令信号に従い作動する。駆動制御部２１Ａは、駆動モータ２２Ａの回転方向、回転量を制御し、バッファチャンバー１２２に設置された搬送ローラー（第１の搬送ローラー）９１ａの正回転または逆回転、回転角度を制御する。駆動制御部２１Ａは、搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、ヒーター９２による加熱中に基板１０１を往復動させる（加熱搬送）制御手段として機能する。なお、バッファチャンバー１２２に設置された搬送ローラー９１ａの正回転とは、成膜チャンバー１２３側へ、基板１０１を搬送する場合の回転である。バッファチャンバー１２２に設置された搬送ローラー９１ａの逆回転とは、成膜チャンバー１２３とは反対側へ、基板１０１を搬送する場合の回転である。
【００４５】
駆動制御部２１Ａは、ヒーター９２の配置間隔の６０％〜１００％の距離分、基板１０１を往復動させることが好ましい。例えば、基板搬送方向Ｙに隣り合うヒーター９２の配置間隔が、８０ｍｍである場合に、搬送ローラー９１ａの設置位置に対して、前後方向に８０ｍｍ移動させることが好適である。
【００４６】
駆動制御部２１Ｂは、バッファチャンバー１２４に設置された搬送ローラー９１ａを回転駆動するための駆動モータ（電動モータ）２２Ｂを制御するものである。駆動モータ２２Ｂは、駆動制御部２１Ｂから出力された指令信号に従い作動する。駆動制御部２１Ｂは、駆動モータ２２Ｂの回転方向、回転角度を制御し、バッファチャンバー１２４に設置された搬送ローラー（第２の搬送ローラー）９１ａの正回転または逆回転、回転角度を制御する。駆動制御部２１Ｂは、搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、ヒーター９２による冷却中に基板１０１を往復動させる（冷却搬送）制御手段として機能する。なお、バッファチャンバー１２４に設置された搬送ローラー９１ａの正回転とは、成膜チャンバー１２３とは反対側へ、基板１０１を搬送する場合の回転である。バッファチャンバー１２４に設置された搬送ローラー９１ａの逆回転とは、成膜チャンバー１２３側へ、基板１０１を搬送する場合の回転である。
【００４７】
駆動制御部２１Ｂは、搬送ローラー９１ａを１回転（３６０度）分、回転させた後、逆方向に１回転させて、基板１０１を往復動させることが好ましい。例えば、搬送ローラー９１ａの外径が、６０ｍｍｍｍである場合に、搬送ローラーの設置位置に対して、前後方向に１８０ｍｍ移動させることが好適である。
【００４８】
（成膜基板の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係る成膜基板の製造方法について説明する。本実施形態では、図１に示す成膜装置１００を用いた成膜基板の製造方法について説明する。この製造方法は、加熱工程（第１の搬送工程）、成膜工程、及び冷却工程（第２の搬送工程）を備えている。
【００４９】
（搬送工程）
まず、基板１０１は、ロードロックチャンバー１２１内に導入される。ロードロックチャンバー１２１内は、開閉ゲート１３１，１３２が閉じられて密閉状態とされ、所定の圧力まで減圧される。基板は、ロードロックチャンバー１２１内を搬送され、隣接するバッファチャンバー１２２内に導入される。
【００５０】
（加熱工程、第１の搬送工程）
加熱工程では、基板１０１が導入されたバッファチャンバー１２２内で基板１０１を加熱する。第１の搬送工程（搬送工程）では、加熱工程による加熱中に、（第１の）搬送ローラー９１ａを正回転または逆回転させて、基板１０１を往復動させる。例えば、バッファチャンバー１２２内は、基板１０１が導入される前に所定の温度まで加熱されている。
【００５１】
基板１０１は、バッファチャンバー１２２内に導入され、基準位置（例えば、バッファチャンバー１２２の中央）まで搬送される。バッファチャンバー１２２内は、開閉ゲート１３２，１３３が閉じられて密閉状態とされ、所定の圧力（成膜チャンバー１２３と同圧）まで減圧される。基板搬送制御ユニット２０の駆動制御部２１Ａは、駆動モータ２２Ａに指令信号を送信して、バッファチャンバー１２２に設置された搬送ローラー９１ａを正回転または逆回転させる。これにより、基板１０１は、ヒーター９２による加熱中に、基準位置を中心として搬送方向Ｙに往復動する（第１の搬送工程）。ここでは、例えば、２０秒間、２０ｍｍ／ｓの速度で１０往復させる。第１の搬送工程では、ヒーター９２の配置間隔Ｐの６０％〜１００％（略６０％〜略１００％）の距離分、基板１０１を往復動させることが好ましい。基板１０１が、成膜に適した温度まで加熱された後、基板１０１の往復動が停止される。その後、基板１０１は、バッファチャンバー１２２内を搬送され、隣接する成膜チャンバー１２３内に導入される。
【００５２】
（成膜工程）
成膜チャンバー１２３内は、基板１０１が導入される前に、成膜に適正な減圧状態とされている。基板１０１が成膜チャンバー１２３内に導入されると、開閉ゲート１３３，１３４が閉じられて密閉状態とされる。また、成膜チャンバ１２３内は、ヒーター９２によって加熱されて、基板温度が維持された状態となる。そして、基板１０１上に成膜処理が行われ、基板１０１上に金属膜（薄膜層）が成膜される（成膜工程）。
【００５３】
（冷却工程、第２の搬送工程）
冷却工程では、基板１０１が導入されたバッファチャンバー１２４内で基板１０１を冷却する。第２の搬送工程（搬送工程）では、冷却工程による冷却中に、（第２の）搬送ローラー９１ａを正回転または逆回転させて、基板１０１を往復動させる。例えば、バッファチャンバー１２４内は、基板１０１が導入される前に所定の温度まで冷却されている。なお、冷却工程は、チャンバー内で実行されなくてもよい。
【００５４】
基板１０１は、バッファチャンバー１２４内に導入され、基準位置（例えば、バッファチャンバー１２４の中央）まで搬送される。バッファチャンバー１２４内は、開閉ゲート１３４，１３５が閉じられて密閉状態とされ、所定の圧力に減圧されている。基板搬送制御ユニット２０の駆動制御部２１Ｂは、駆動モータ２２Ｂに指令信号を送信して、バッファチャンバー１２４に設置された搬送ローラー９１ａを正回転または逆回転させる。これにより、基板１０１は、冷却板９３による冷却中に、基準位置を中心として搬送方向Ｙに往復動する（第２の搬送工程）。第２の搬送工程では、搬送ローラー９１ａを１回転させた後、逆方向に１回転させ、これを繰り返し、基板１０１を往復動することが好ましい。基板１０１が、冷却された後、基板１０１の往復動が停止される。その後、基板は、バッファチャンバー１２４内を搬送され、隣接するロードロックチャンバー１２５内に導入される。
【００５５】
ロードロックチャンバー１２５内は、開閉ゲート１３６が開放されて、大気開放により基板１０１が、冷却される。基板１０１が、冷却された後、基板１０１は、ロードロックチャンバー１２５内を搬送され、ロードロックチャンバー１２５外へ導出される。
【００５６】
このような本実施形態の成膜装置１００及び成膜基板製造方法によれば、基板１０１と接触して基板１０１を搬送する回転自在の搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板１０１を加熱しながら基板１０１を往復動させることが可能であるため、基板１０１と搬送ローラー９１ａとの接点が固定されず（図７参照）、接点の位置を変化させることができる。すなわち、加熱される基板１０１と、基板１０１より温度が低い搬送ローラー９１ａとの接点をずらすことで、基板１０１の特定部位のみが搬送ローラー９１ａと接触すること回避し、基板１０１内の温度差を抑制することができる。搬送ローラー９１ａと接している部分と、搬送ローラー９１ａと接していない部分との温度差を小さくすることができる。
【００５７】
また、基板加熱中に基板１０１を往復動させることで、ヒーター９２の設置範囲を拡大せずに基板１０１を加熱することができる。また、搬送ローラー９１ａを回転させながら、基板１０１を加熱するため、基板１０１と搬送ローラー９１ａとの摩擦係数を低減することができ、加熱によって生じる基板１０１の幅方向Ｘの伸びを許容することができる。搬送ローラー９１ａが静止している状態では、摩擦係数が高く基板１０１の伸びを許容することができず、基板１０１は幅方向Ｘの中央で大きくたわんでしまう。そこで、搬送ローラー９１ａを回転させることで摩擦係数を低減し、基板１０１が幅方向Ｘにずれやすくすることができる。そのため、基板１０１が加熱されて幅方向Ｘへ伸びる場合に、基板１０１の幅方向Ｘの端部が外側へずれるので、圧縮力による基板１０１の板厚方向へのたわみを緩和することができる。その結果、基板１０１の割れや、たわんだ基板１０１と他の部品（例えば基板１０１が搬送される経路の近傍に設けられる反射板）との干渉の可能性を低減することができる。
【００５８】
また、成膜装置１００の加熱手段及び成膜基板製造方法の加熱工程では、基板１０１の搬送方向Ｙと交差する方向Ｘに延在し、搬送方向Ｙに所定の間隔Ｐを空けて配置された複数のヒーター９２を用いて、基板１０１を加熱し、基板搬送制御ユニット２０及び搬送工程では、ヒーター９２の配置間隔Ｐの略６０％〜略１００％の距離分、基板１０１を往復動させるため、基板１０１の搬送方向Ｙにおける基板１０１内の温度差を抑制することができると共に、ヒーター９２の設置数量を削減することができる。例えば、基板を静止させて加熱する従来の装置と比較して、５０％の本数にヒーター９２を削減することができる。
【００５９】
また、本実施形態の成膜装置１００及び成膜基板製造方法によれば、基板１０１と接触して基板１０１を搬送する回転自在の搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板１０１を冷却しながら基板１０１を往復動させることが可能であるため、基板１０１と搬送ローラー９１ａとの接点が固定されず（図７参照）、接点の位置を変化させることができる。すなわち、冷却される基板１０１と、基板１０１より温度が低い搬送ローラー９１ａとの接点をずらすことで、基板１０１の特定部位のみが搬送ローラー９１ａと接触すること回避し、基板１０１内の温度差を抑制することができる。搬送ローラー９１ａと接している部分と、搬送ローラー９１ａと接していない部分との温度差を小さくすることができる。
【００６０】
また、基板冷却中に基板１０１を往復動させることで、冷却板９３の設置範囲を拡大せずに基板１０１を冷却することができる。また、搬送ローラー９１ａを回転させながら、基板１０１を冷却するため、基板１０１と搬送ローラー９１ａとの摩擦係数を低減することができ、冷却によって生じる基板１０１の幅方向Ｘの収縮を許容することができる。搬送ローラー９１ａが静止している状態では、摩擦係数が高く基板の収縮を許容することができない場合であっても、搬送ローラー９１ａを回転させることで摩擦係数を低減し、基板１０１が幅方向Ｘにずれやすくことができる。そのため、基板１０１が冷却されて縮む場合に、基板１０１の幅方向Ｘの端部が内側へずれるので、基板１０１に生じる引張り応力を緩和することができる。その結果、基板１０１が割れる可能性を低減することができる。
【００６１】
また、成膜装置１００の基板搬送制御ユニット２０は、搬送ローラー９１ａを３６０度分、回転させた後、逆方向に３６０度分、回転させるため、搬送ローラー９１ａを１回転ずつ、正回転と逆回転とを繰り返しながら、基板１０１を往復動させることができ、搬送ローラー９１ａの周面における温度差を抑制し、搬送ローラー９１ａと接触する基板１０１内の温度差も抑制することができる。
【００６２】
また、成膜基板製造方法の（第２の）搬送工程では、搬送ローラー９１ａを３６０度分、回転させた後、逆方向に３６０度分、回転させるため、搬送ローラー９１ａを１回転ずつ、正回転と逆回転とを繰り返しながら、基板１０１を往復動させることができ、搬送ローラー９１ａの周面における温度差を抑制し、搬送ローラー９１ａと接触する基板１０１内の温度差も抑制することができる。
【００６３】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、バッファチャンバー１２２内に設置された搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板１０１を往復動させているが、その他のチャンバー内に設置された搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板１０１を往復させてもよい。例えばロードロックチャンバー１２１内において、基板加熱中に基板１０１を往復動させてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、バッファチャンバー１２４内に設置された搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、基板１０１を往復動させているが、その他のチャンバー内に設置された搬送ローラー９１ａの回転を正回転と逆回転とで切り替えることで、基板１０１を往復させてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、ヒーター９２には基板１０１の幅方向Ｘに延在するランプヒーターを用いて、加熱しているが、その他の加熱手段（例えばカーボンヒーター）を用いて、基板１０１を加熱してもよい。また、ヒーター９２の延在する方向は、基板１０１の幅方向Ｘに限定されず、搬送方向Ｙに延在するヒーターを用いて、基板１０１を加熱してもよい。また、基板１０１の下面を加熱する構成でもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、冷却板９３を用いて、基板１０１を冷却しているが、その他の冷却手段を用いて、基板１０１を冷却してもよい。また、基板１０１の下面を冷却する構成でもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、基板加熱時において、ヒーター９２の配置間隔Ｐの略６０％〜略１００％の距離分、基板１０１を往復動させているが、基板１０１が往復動する距離は、間隔Ｐの６０％以下でもよく、間隔Ｐ以上でもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、基板冷却時において、搬送ローラー９１ａを３６０度分、回転させた後、逆方向に３６０度分、回転させているが、搬送ローラー９１ａの回転角度は３６０度に限定されず、１回転未満の回転角度で、基板１０１を往復動させてもよく、１回転よりも大きい回転角度で、基板１０１を往復動させてもよい。
【００６９】
また、成膜チャンバー及び成膜工程における成膜法は、スパッタリング法に限定されず、その他の成膜法（例えばイオンプレーティング法など）を適用してもよい。
【００７０】
また、加熱時または冷却時のみにおいて、基板１０１を往復動させる構成でもよい。
【符号の説明】
【００７１】
２０…基板搬送制御ユニット、９１ａ…搬送ローラー、９２…ヒーター（加熱手段）、９３…冷却板（冷却手段）、１００…成膜装置、１０１…基板、１２１，１２５…ロードロックチャンバー、１２２，１２４…バッファチャンバー、１２３…成膜チャンバー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に成膜材料を成膜する成膜装置であって、
前記基板が導入されるチャンバーと、
前記チャンバー内で前記基板を加熱する加熱手段と、
前記チャンバー内に設置され前記基板と接触して前記基板を搬送する回転自在の搬送ローラーと、
前記搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記加熱手段による加熱中に前記基板を往復動させる制御手段と、を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記基板の搬送方向と交差する方向に延在し、前記搬送方向に所定の間隔を空けて配置された複数のヒーターを有することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ヒーターの配置間隔の略６０％〜略１００％の距離分、前記基板を往復動させることを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
基板に成膜材料を成膜する成膜装置であって、
前記基板を冷却する冷却手段と、
前記基板と接触して前記基板を搬送する回転自在の搬送ローラーと、
前記搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記冷却手段による冷却中に前記基板を往復動させる制御手段と、を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記搬送ローラーを略３６０度分、回転させた後、逆方向に略３６０度分、回転させることを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
基板に成膜材料を成膜する成膜装置であって、
前記基板が導入されるチャンバーと、
前記チャンバー内で前記基板を加熱する加熱手段と、
前記チャンバー内に設置され前記基板と接触して前記基板を搬送する回転自在の第１の搬送ローラーと、
前記第１の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記加熱手段による加熱中に前記基板を往復動させる加熱搬送制御手段と、
前記基板を冷却する冷却手段と、
前記基板と接触して前記基板を搬送する回転自在の第２の搬送ローラーと、
前記第２の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記冷却手段による冷却中に前記基板を往復動させる冷却搬送制御手段と、を備えること特徴とする成膜装置。
【請求項７】
基板上に成膜材料が成膜された成膜基板を製造する方法であって、
前記基板が導入されたチャンバー内で前記基板を加熱する加熱工程と、
前記チャンバー内に設置され前記基板と接触する回転自在の搬送ローラーを用いて前記基板を搬送する搬送工程と、を備え、
前記搬送工程では、前記加熱工程による加熱中に、前記搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記基板を往復動させることを特徴とする成膜基板製造方法。
【請求項８】
前記加熱工程では、前記基板の搬送方向と交差する方向に延在し、前記搬送方向に所定の間隔を空けて配置された複数のヒーターを用いて、前記基板を加熱することを特徴とする請求項７に記載の成膜基板製造方法。
【請求項９】
前記搬送工程では、前記ヒーターの配置間隔の略６０〜略１００％の距離分、前記基板を往復動させることを特徴とする請求項８に記載の成膜基板製造方法。
【請求項１０】
基板上に成膜材料が成膜された成膜基板を製造する方法であって、
前記基板を冷却する冷却工程と、
前記基板と接触する回転自在の搬送ローラーを用いて前記基板を搬送する搬送工程と、を備え、
前記搬送工程では、前記冷却工程による冷却中に、前記搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記基板を往復動させることを特徴とする成膜基板製造方法。
【請求項１１】
前記搬送工程では、前記搬送ローラーを略３６０度分、回転させた後、逆方向に略３６０度分、回転させることを特徴とする請求項１０に記載の成膜基板製造方法。
【請求項１２】
基板上に成膜材料が成膜された成膜基板を製造する方法であって、
前記基板が導入されたチャンバー内で前記基板を加熱する加熱工程と、
前記チャンバー内に設置され前記基板と接触する回転自在の第１の搬送ローラーを用いて前記基板を搬送する第１の搬送工程と、
前記基板を冷却する冷却工程と、
前記基板と接触する回転自在の第２の搬送ローラーを用いて前記基板を搬送する第２の搬送工程と、を備え、
前記第１の搬送工程では、前記加熱工程による加熱中に、前記第１の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記基板を往復動させ、
前記第２の搬送工程では、前記冷却工程による冷却中に、前記第２の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記基板を往復動させることを特徴とする成膜基板製造方法。
【請求項１】
基板に成膜材料を成膜する成膜装置であって、
前記基板が導入されるチャンバーと、
前記チャンバー内で前記基板を加熱する加熱手段と、
前記チャンバー内に設置され前記基板と接触して前記基板を搬送する回転自在の搬送ローラーと、
前記搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記加熱手段による加熱中に前記基板を往復動させる制御手段と、を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記基板の搬送方向と交差する方向に延在し、前記搬送方向に所定の間隔を空けて配置された複数のヒーターを有することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ヒーターの配置間隔の略６０％〜略１００％の距離分、前記基板を往復動させることを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
基板に成膜材料を成膜する成膜装置であって、
前記基板を冷却する冷却手段と、
前記基板と接触して前記基板を搬送する回転自在の搬送ローラーと、
前記搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記冷却手段による冷却中に前記基板を往復動させる制御手段と、を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記搬送ローラーを略３６０度分、回転させた後、逆方向に略３６０度分、回転させることを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
基板に成膜材料を成膜する成膜装置であって、
前記基板が導入されるチャンバーと、
前記チャンバー内で前記基板を加熱する加熱手段と、
前記チャンバー内に設置され前記基板と接触して前記基板を搬送する回転自在の第１の搬送ローラーと、
前記第１の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記加熱手段による加熱中に前記基板を往復動させる加熱搬送制御手段と、
前記基板を冷却する冷却手段と、
前記基板と接触して前記基板を搬送する回転自在の第２の搬送ローラーと、
前記第２の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記冷却手段による冷却中に前記基板を往復動させる冷却搬送制御手段と、を備えること特徴とする成膜装置。
【請求項７】
基板上に成膜材料が成膜された成膜基板を製造する方法であって、
前記基板が導入されたチャンバー内で前記基板を加熱する加熱工程と、
前記チャンバー内に設置され前記基板と接触する回転自在の搬送ローラーを用いて前記基板を搬送する搬送工程と、を備え、
前記搬送工程では、前記加熱工程による加熱中に、前記搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記基板を往復動させることを特徴とする成膜基板製造方法。
【請求項８】
前記加熱工程では、前記基板の搬送方向と交差する方向に延在し、前記搬送方向に所定の間隔を空けて配置された複数のヒーターを用いて、前記基板を加熱することを特徴とする請求項７に記載の成膜基板製造方法。
【請求項９】
前記搬送工程では、前記ヒーターの配置間隔の略６０〜略１００％の距離分、前記基板を往復動させることを特徴とする請求項８に記載の成膜基板製造方法。
【請求項１０】
基板上に成膜材料が成膜された成膜基板を製造する方法であって、
前記基板を冷却する冷却工程と、
前記基板と接触する回転自在の搬送ローラーを用いて前記基板を搬送する搬送工程と、を備え、
前記搬送工程では、前記冷却工程による冷却中に、前記搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記基板を往復動させることを特徴とする成膜基板製造方法。
【請求項１１】
前記搬送工程では、前記搬送ローラーを略３６０度分、回転させた後、逆方向に略３６０度分、回転させることを特徴とする請求項１０に記載の成膜基板製造方法。
【請求項１２】
基板上に成膜材料が成膜された成膜基板を製造する方法であって、
前記基板が導入されたチャンバー内で前記基板を加熱する加熱工程と、
前記チャンバー内に設置され前記基板と接触する回転自在の第１の搬送ローラーを用いて前記基板を搬送する第１の搬送工程と、
前記基板を冷却する冷却工程と、
前記基板と接触する回転自在の第２の搬送ローラーを用いて前記基板を搬送する第２の搬送工程と、を備え、
前記第１の搬送工程では、前記加熱工程による加熱中に、前記第１の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記基板を往復動させ、
前記第２の搬送工程では、前記冷却工程による冷却中に、前記第２の搬送ローラーの回転を正回転と逆回転とで切り替えて、前記基板を往復動させることを特徴とする成膜基板製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１７７１５１（Ｐ２０１２−１７７１５１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４０２６８（Ｐ２０１１−４０２６８）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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