(57)【要約】【課題】  基板処理中の基板の温度上昇を簡素な方法で抑制する。【解決手段】  真空容器１２内で基板２２に対して成膜処理を行う方法である。この方法は、基板２２の上面に、熱容量を増加させるための熱容量増加シート４６を載置する載置工程と、熱容量増加シート４６が載置された基板２２を処理領域Ｓに搬入する搬入工程と、処理領域Ｓにおいて基板２２の下面に成膜処理を施す処理工程と、処理領域Ｓにおいて処理された基板２２を処理領域から搬出する搬出工程と、を備えている。【選択図】  図１
2006291305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内で対向する第１及び第２の主面を有する基板に対して処理を行う基板処理方法であって、
前記基板の前記第１の主面上に、熱容量を増加させるための熱容量増加シートを載置する載置工程と、
前記熱容量増加シートが載置された前記基板を処理領域に搬入する搬入工程と、
前記処理領域において前記基板の前記第２の主面に処理を施す処理工程と、
前記処理領域において処理された前記基板を前記処理領域から搬出する搬出工程と、
を備える基板処理方法。
【請求項２】
前記処理領域より搬出された前記基板上から前記熱容量増加シートを回収する回収工程を更に備え、
前記載置工程において、回収された前記熱容量増加シートを前記基板の前記第１の主面上に載置する請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記熱容量増加シートはシリコーン樹脂シートである請求項１又は２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記熱容量増加シートと前記基板との間に油分遮蔽層を設ける工程を備える請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記処理工程における処理が、プラズマを利用した成膜処理である請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項６】
真空容器内で対向する第１及び第２の主面を有する基板に対して処理を行う基板処理システムであって、
前記基板の前記第１の主面上に、熱容量を増加させるための熱容量増加シートを載置する載置装置と、
前記熱容量増加シートが載置された前記基板を処理領域に搬入及び搬出する搬送装置と、
前記処理領域において前記基板の前記第２の主面に処理を施す処理装置と、
前記処理領域より搬出された前記基板上から前記熱容量増加シートを回収する回収装置と、
を備える基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に成膜等の処理を施すための基板処理方法及び基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の表面に成膜する方法として、物理蒸着法がある。物理蒸着法では、チャンバ内において成膜材料に加熱、プラズマ照射、或いはイオン照射を行うことによって成膜材料を飛散させ、基板の表面に該成膜材料を付着させて成膜する。このような物理蒸着を行う装置として、例えば特許文献１に、イオンプレーティング装置が開示されている。
【０００３】
この特許文献１に開示されたイオンプレーティング装置は、プラズマを用いて成膜材料を飛散させ、基板の表面に成膜を施すものであるが、成膜中においてはプラズマやルツボ等からの輻射、バイアス電流によるジュール熱、飛散してきた成膜材料が運んで来る潜熱等により基板の温度が上昇する。この温度上昇が著しい場合、成膜に影響を及ぼすおそれがあるため、基板の搬送経路上における成膜領域に冷却装置を設け、背面から基板を冷却している。
【特許文献１】特開２００２−６０９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したイオンプレーティング装置による成膜方法では、基板の冷却のために冷却装置が必要となり、構成が複雑になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、基板処理中の基板の温度上昇を簡素な方法で抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る基板処理方法は、真空容器内で対向する第１及び第２の主面を有する基板に対して処理を行う基板処理方法である。この方法は、基板の第１の主面上に、熱容量を増加させるための熱容量増加シートを載置する載置工程と、熱容量増加シートが載置された基板を処理領域に搬入する搬入工程と、処理領域において基板の第２の主面に処理を施す処理工程と、処理領域において処理された基板を処理領域から搬出する搬出工程と、を備える。
【０００７】
この方法では、基板に熱容量増加シートを載置することで、基板の見かけ上の熱容量を増加させることができる。従って、このように熱容量増加シートが載置された基板を処理領域に搬入し、第２の主面に処理を施すときの、基板の温度上昇を抑制することができる。このとき、基板の第１の主面上に熱容量増加シートを載置するだけであるため、冷却装置を設ける場合に比べて簡素な方法で基板の温度上昇を抑制することができる。
【０００８】
処理領域より搬出された基板上から熱容量増加シートを回収する回収工程を更に備え、載置工程において、回収された熱容量増加シートを基板の第１の主面上に載置すると好ましい。このようにすれば、熱容量増加シートの循環利用が図られる。
【０００９】
熱容量増加シートはシリコーン樹脂シートであると好ましい。このようにすれば、基板との密着性を高めることができ、基板の温度上昇をより確実に抑制することができる。
【００１０】
このとき、熱容量増加シートと基板との間に油分遮蔽層を設ける工程を備えると好ましい。このようにすれば、シリコーン樹脂シートからの油分を油分遮蔽層により遮蔽して、基板の汚染を防止することができる。
【００１１】
処理工程における処理が、プラズマを利用した成膜処理であると好ましい。プラズマを利用した成膜処理では、基板の温度が上昇し易いため、このような処理に好適である。
【００１２】
本発明に係る基板処理システムは、真空容器内で対向する第１及び第２の主面を有する基板に対して処理を行う基板処理システムである。このシステムは、基板の第１の主面上に、熱容量を増加させるための熱容量増加シートを載置する載置装置と、熱容量増加シートが載置された基板を処理領域に搬入及び搬出する搬送装置と、処理領域において基板の第２の主面に処理を施す処理装置と、処理領域より搬出された基板上から熱容量増加シートを回収する回収装置と、を備える。
【００１３】
このシステムでは、載置装置により基板に熱容量増加シートを載置することで、基板の見かけ上の熱容量を増加させることができる。従って、このように熱容量増加シートが載置された基板を搬送装置により処理領域に搬入し、処理装置により第２の主面に処理を施すときの、基板の温度上昇を抑制することができる。このとき、基板の第１の主面上に熱容量増加シートを載置するだけであるため、冷却装置を設ける場合に比べて簡素な方法で基板の温度上昇を抑制することができる。また、搬送装置により処理領域から搬出された基板上から、回収装置により熱容量増加シートを回収することで、熱容量増加シートの再利用を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板処理中の基板の温度上昇を簡素な方法で抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、実施形態に係る成膜システム（基板処理システム）の構成を示す側断面図である。成膜システム１０は、いわゆるイオンプレーティング法に用いられるイオンプレーティングシステムである。なお、図１には、説明を容易にする為にＸＹＺ直交座標系も示されている。
【００１７】
本実施形態の成膜システム１０は、真空容器１２、搬送装置１４、成膜装置（処理装置）１６、載置装置１８、及び回収装置２０を備えている。真空容器１２は、成膜材料Ｍａを飛散させて基板２２の表面に付着させる成膜室１２ａと、成膜室１２ａの上部にＸ軸方向に沿って設けられ、処理対象である基板２２を搬送するための搬送室１２ｂと、を有している。成膜室１２ａの側壁には、プラズマ源２４から照射されるプラズマＰを内部へ受け入れるプラズマ口１２ｃと、アルゴンガス等の雰囲気ガスを内部へ導入するためのガス供給口１２ｄと、成膜室１２ａ内の残余ガスを排気する排気口１２ｅとが設けられている。なお、この真空容器１２は、導電性の材料からなり、接地電位に接続されている。
【００１８】
搬送装置１４は、基板２２を成膜室１２ａ上部の処理領域Ｓに搬入及び搬出させるための装置である。搬送装置１４は、搬送室１２ｂ内に設置された複数の搬送ローラ２６を有している。搬送ローラ２６は、Ｘ軸方向に沿って等間隔で並んでおり、トレー２８を介して基板２２を支持しつつＸ軸方向に搬送することができる。なお、基板２２としては、例えばガラス基板などが挙げられる。
【００１９】
成膜装置１６は、プラズマ源２４、主陽極３０、及び補助陽極３２を有している。プラズマ源２４は、いわゆる圧力勾配型であり、成膜室１２ａの側壁のプラズマ口１２ｃに接続されている。プラズマ源２４において生成されたプラズマＰは、プラズマ口１２ｃから成膜室１２ａ内へ出射される。プラズマＰは、プラズマ口１２ｃに設けられた図示しないステアリングコイルによって出射方向が制御される。
【００２０】
主陽極３０は、成膜材料Ｍａを保持する。主陽極３０は、成膜室１２ａ内の下部中央に配置されている。この主陽極３０は、プラズマ源２４から出射されたプラズマＰを成膜材料Ｍａへ導くハース３４を有する。ハース３４は、接地電位である真空容器１２に対して正電位に保たれており、プラズマＰを吸引する。このプラズマＰが入射するハース３４の中央部には、成膜材料Ｍａを装填するための貫通孔が形成されている。そして、成膜材料Ｍａの先端部分が、この貫通孔から突出している。
【００２１】
成膜材料Ｍａが絶縁性物質からなる場合、ハース３４にプラズマＰが照射されると、プラズマＰからの電流によってハース３４が加熱され、成膜材料Ｍａの先端部分が蒸発して成膜材料粒子Ｍｂが成膜室１２ａ内に飛散する。また、成膜材料ＭａがＩＴＯなどの導電性物質からなる場合、ハース３４にプラズマＰが照射されると、プラズマＰが成膜材料Ｍａに直接入射し、成膜材料Ｍａの先端部分が加熱されて蒸発し、成膜材料粒子Ｍｂが成膜室１２ａ内に飛散する。成膜室１２ａ内に飛散した成膜材料粒子Ｍｂは、プラズマＰによりイオン化され、成膜室１２ａの上方（Ｚ軸正方向）へ移動し、基板２２の下面（第２の主面）に付着する。なお、成膜材料Ｍａは、常に先端部分がハース３４から突出するように、主陽極３０の下方から押し出される。
【００２２】
補助陽極３２は、プラズマＰを誘導するための電磁石である。補助陽極３２は、ハース３４の周囲に配置されており、環状の容器３６、並びに該容器３６内に収容されたコイル３８及び永久磁石４０を有する。コイル３８及び永久磁石４０は、コイル３８に流れる電流量に応じて、ハース３４に入射するプラズマＰの向きを制御する。
【００２３】
載置装置１８は、搬入側のロードロック室４４内に設けられている。ロードロック室４４は、搬送室１２ｂに接続されており、環状の枠体からなるトレー２８に載置された基板２２を複数収容する。載置装置１８は、このロードロック室４４内で、送り出される基板２２の上面（第１の主面）に熱容量を増加させるための熱容量増加シート４６を載置する。この載置装置１８は、Ｚ軸方向に上下動可能であり、熱容量増加シート４６を吸着及び放出可能な保持部を有している。
【００２４】
熱容量増加シート４６は、基板２２の見かけ上の熱容量を増加させるものであり、可能な限り熱容量が大きいことが好ましい。この熱容量増加シート４６としては、樹脂シート、Ａｌ，Ｉｎ，Ｃｕなどの金属箔シート、カーボン繊維などを用いることができる。特に、樹脂シート４６は基板２２に対する密着性を高めることができるので好ましい。樹脂シートを構成する樹脂としては、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。特に、シリコーン樹脂は耐熱性が高いため好ましく、熱伝導性の観点からは金属微粉末を含む熱伝導性シリコーンであると更に好ましい。熱容量増加シート４６の厚さは特に限定されないが、１ｍｍ以下であると好ましい。
【００２５】
ここで、熱容量増加シート４６としてシリコーン樹脂シートを用いるときは、図２に示すように、シリコーン樹脂シート４６と基板２２との間に油分遮蔽層４８を設けると好ましい。油分遮蔽層４８としては、ポリイミドシートや、金属膜、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＯ２膜、Ａｌ２Ｏ３膜、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が挙げられる。油分遮蔽層４８の厚みは、例えば０．１ｍｍ程度である。なお、油分遮蔽層４８は、シリコーン樹脂シート４６の基板２２と接触する側の面に直接設けてもよい。
【００２６】
回収装置２０は、搬出側のロードロック室５４内に設けられている。ロードロック室５４は、搬送室１２ｂに接続されており、成膜処理が終わった基板２２を収容する。回収装置２０は、このロードロック室５４内で、受け入れた基板２２上に載置された熱容量増加シート４６を回収する。この回収装置２０は、Ｚ軸方向に上下動可能であり、熱容量増加シート４６を吸着及び放出可能な保持部を有している。
【００２７】
次に、上記した成膜システム１０を用いた本実施形態に係る成膜方法について説明する。まず、主陽極３０に配置されたハース３４へ成膜材料Ｍａを装着するとともに、ロードロック室４４内に、トレー２８に搭載された基板２２を複数収容する。そして、真空容器１２内を真空に保持する。
【００２８】
続いて、接地電位にある真空容器１２を挟んで、負電圧をプラズマ源２４に、正電圧を主陽極３０に印加して放電を生じさせ、プラズマＰを生成する。プラズマＰは、補助陽極３２に案内されて主陽極３０へ照射される。
【００２９】
このようにプラズマＰを主陽極３０へ照射することで、プラズマＰに曝された主陽極３０内の成膜材料Ｍａが徐々に加熱される。成膜材料Ｍａが十分に加熱されると、成膜材料Ｍａが昇華し、成膜材料粒子Ｍｂとなって成膜室１２ａ内に飛散する。成膜室１２ａ内に飛散した成膜材料粒子Ｍｂは、成膜室１２ａ内をＺ軸方向の正方向に上昇する際、プラズマＰによって活性化されてイオン化され、基板２２に向けて飛翔する。
【００３０】
成膜材料粒子Ｍｂの昇華が安定したら、基板２２への成膜を開始する。まず、ロードロック室４４内で、トレー２８に搭載された基板２２上に、載置装置１８により熱容量増加シート４６を載置する（載置工程）。
【００３１】
次に、熱容量増加シート４６が載置された基板２２を、トレー２８を介して搬送装置１４により搬送して、成膜室１２ａ上の処理領域Ｓに搬入する（搬入工程）。そして、この処理領域Ｓにおいて、飛翔してきた成膜材料粒子Ｍｂにより基板２２の下面に成膜を行う（処理工程）。このとき、基板２２を搬送しながら成膜してもよく、処理領域Ｓで基板２２の搬送を止めて成膜してもよい。
【００３２】
次に、成膜された基板２２を処理領域から搬出し、ロードロック室５４に収容する（搬出工程）。そして、回収装置２０により基板２２上から熱容量増加シート４６を取り外して回収する（回収工程）。なお、回収した熱容量増加シート４６は、冷却後に再度ロードロック室４４に搬入し、基板２２上に載置して再利用を図ると好ましい。
【００３３】
次に、本実施形態に係る成膜方法の作用及び効果について説明する。
【００３４】
本実施形態に係る成膜方法では、基板２２に熱容量増加シート４６を載置することで、基板２２の見かけ上の熱容量を増加させることができる。従って、このように熱容量増加シート４６が載置された基板２２を処理領域Ｓに搬入し、基板２２の下面に処理を施すときの、基板２２の温度上昇を抑制することができる。図３は、熱容量増加シート４６を載置した場合と載置しない場合とにおける、基板２２の温度上昇の様子を模式的に示すグラフである。図３においてラインＲで示すように、熱容量増加シート４６を載置しない場合は、基板２２が処理領域に居る間に、例えば１２０℃〜１４０℃程度まで基板２２の表面温度が上昇していた。これに対し、熱容量増加シート４６を載置した場合は、ラインＬで示すように、基板２２の温度上昇を４０℃程度抑制することができる。従って、成膜への悪影響を防止することができる。
【００３５】
また、基板２２の上面に熱容量増加シート４６を載置するだけであるため、冷却装置を設ける場合に比べて簡素な方法で基板２２の温度上昇を抑制することができる。
【００３６】
また、処理領域Ｓより搬出された基板２２上から熱容量増加シート４６を回収し、回収された熱容量増加シート４６を基板２２上に載置することで、熱容量増加シート４６の循環利用が図られる。
【００３７】
また、熱容量増加シート４６としてシリコーン樹脂シートを使用することで、基板２２との密着性を高めることができ、基板２２の温度上昇をより確実に抑制することができると共に、耐熱性上も問題を生じない。このとき、シリコーン樹脂シート４６と基板２２との間に油分遮蔽層４８を設けることで、シリコーン樹脂シート４６からの油分を油分遮蔽層４８により遮蔽して、基板２２の汚染を防止することができる。
【００３８】
また、載置装置１８及び回収装置２０により熱容量増加シート４６の載置及び回収を自動化できるため、作業効率を向上することができる。
【００３９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では基板２２に対する処理として成膜処理について説明したが、基板２２の温度上昇が問題になるような他の処理にも適用可能である。他の処理としては、例えば、プラズマを用いた表面処理などが挙げられる。
【００４０】
また、上記実施形態では、プラズマを用いた成膜処理について説明したが、プラズマ以外にも真空蒸着などの成膜処理にも適用可能である。
【００４１】
また、上記実施形態では、ガラス基板に対する処理について説明したが、ガラス基板以外の基板２２の処理についても適用可能である。
【００４２】
また、上記実施形態では、搬送ローラ２６を用いて基板２２を搬送する場合について説明したが、他の搬送機構を用いて基板２２を搬送する場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態に係る成膜システムの構成を示す側断面図である。
【図２】基板と熱容量増加シートとの間に油分遮蔽層を設けた状態を示す断面図である。
【図３】熱容量増加シートを載置した場合と載置しない場合とにおける、基板の温度上昇の様子を模式的に示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１０…成膜処理システム、１２…真空容器、１２ａ…成膜室、１２ｂ…搬送室、１４…搬送装置、１６…成膜装置、１８…載置装置、２０…回収装置、２２…基板、２４…プラズマ源、２８…トレー、３０…主陽極、３２…補助陽極、３２…ハース、４４，５４…ロードロック室、４６…熱容量増加シート、４８…油分遮蔽層、Ｍａ…成膜材料、Ｍｂ…成膜材料粒子、Ｐ…、Ｓ…処理領域。
【図１】
2006291305.tif 000003
【図２】
2006291305.tif 000004
【図３】
2006291305.tif 000005