(57)【要約】【課題】基板の割れの発生を確実に防止することができる簡単な構造のロードロックチャンバを提供する。【解決手段】処理すべき基板Ｓに対して真空雰囲気中で所定の処理を施す真空チャンバ３に連設されるロードロックチャンバ４において、基板Ｓの表面及び裏面の少なくとも一方に対向配置されて、基板の中央部より低い温度で基板周縁部のみを加熱する、基板の輪郭に対応した環状の加熱プレート５を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理すべき基板に対して真空雰囲気中で所定の処理を施す真空チャンバに連設されるロードロックチャンバにおいて、
基板の表面及び裏面の少なくとも一方に対向配置されて、基板中央部より低い温度で基板周縁部のみを加熱する、基板の輪郭に対応した環状の加熱プレートを備えることを特徴とするロードロックチャンバ。
【請求項２】
基板中央部のみを冷却する冷却プレートを更に備えることを特徴とする請求項１記載のロードロックチャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インライン式や枚葉式の真空処理装置に用いられるロードロックチャンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜太陽電池やフラットパネルディスプレイ等の製造工程においては、インライン式や枚葉式の真空処理装置を用いて、ガラス等からなる基板に対し真空中で一貫して成膜処理やエッチング処理のような各種処理が施される。
【０００３】
このような真空処理装置では、大気下に存する基板を真空中で各種処理を行う真空チャンバ内に移送するため、または、真空中で各種処理が施された基板を真空処理装置外に移送するためロードロックチャンバが設けられる。ここで、真空チャンバ内で施される処理によっては、基板が加熱されたりして高温となっている場合がある。このような場合に、処理済みの基板がロードロックチャンバに移送されるときには、自然冷却や強制冷却されることがある。
【０００４】
ロードロックチャンバで基板が自然冷却されるときには、基板の周縁部から熱が放出されるため、当該周縁部から先に冷却され、これに遅れて中央部が冷却されていく。その結果、基板中央部と基板周縁部との間に大きな温度差が生じ易い。このような大きな温度差が生じると、相対的に温度の低い周縁部に向かう応力が基板内に生ずる。このため、薄いガラス基板であって端面にキズがある場合には、そのキズを起点として割れが発生するという問題があった。
【０００５】
そこで、ガラス基板の中央部と周縁部との間で温度差を小さくするようにした基板冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このものは、基板の歪みを防止する徐冷部と、基板の割れを防止しつつ強制冷却する冷却部とを備えた冷却室を設け、冷却部に、周縁部よりも中央部にエアー吹出孔が多く開設された冷却手段を有する。この基板冷却装置では、まず徐冷部で基板を所定温度まで徐冷し、その後、冷却部で冷却手段により、基板に対して、冷え易い基板周縁部よりも冷え難い基板中央部の方に多くの量のエアーを当てるようにしている。
【０００６】
然し、上記特許文献１記載の基板冷却装置では、エアーによる冷却のため、エアーの風量・風速による温度調節が難しく、基板中央部と基板周縁部との間に大きな温度差が生じる場合がある。このため、ガラス基板の割れを確実に防止できないという問題がある。また、徐冷部及び冷却部を備えた冷却室という特別な冷却処理室を設け、更に、冷却部にエアー配管等を設ける必要があるため、構造上、複雑になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−０６５６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、基板の割れの発生を確実に防止することができる簡単な構造のロードロックチャンバを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、処理すべき基板に対して真空雰囲気中で所定の処理を施す真空チャンバに連設されるロードロックチャンバにおいて、基板の表面及び裏面の少なくとも一方に対向配置されて、基板の中央部より低い温度で基板周縁部のみを加熱する、基板の輪郭に対応した環状の加熱プレートを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ロードロックチャンバに加熱プレートを備え、処理済みの基板がロードロックチャンバに移送されてこのロードロックチャンバ内で基板が冷却される際、基板の表面側及び裏面側の少なくとも一方から基板中央部より低い温度で基板周縁部のみを加熱するため、基板中央部と基板周縁部との間の温度差に起因した基板の割れの発生を確実に防止することができる。しかも、基板の輪郭に対応した環状の加熱プレートを設けるという簡単な構造で基板周縁部のみを加熱する構成が実現できる。なお、「環状」には、輪のような形状はもとより、輪以外の矩形等であっても、中央部が開口されている形状のものを含む。
【００１１】
本発明において、基板中央部のみを冷却する冷却プレートを更に備えれば、冷却プレートで基板中央部を強制的に冷却する一方、加熱プレートで基板周縁部を基板中央部の温度より僅かに低い温度で加熱することができ、基板の中央部と周縁部の温度差を小さくして基板の割れをより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明に係るロードロックチャンバが用いられる真空処理装置の側面視の模式図であり、（ｂ）は、ロードロックチャンバの平面視の模式図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態の加熱プレートの使用状況を現す側面視の模式図であり、（ｂ）はその平面視の模式断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態の加熱プレート及び冷却プレートの使用状況を現す側面視の模式図であり、（ｂ）はその平面視の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、複数の真空チャンバが連設されたインライン式の真空処理装置Ｍにアンロードチャンバとして適用される場合を例に本発明の実施形態のロードロックチャンバを説明する。以下においては、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１４】
図１を参照して、処理すべき基板を矩形のガラス基板（以下、「基板」という）Ｓとし、真空処理装置Ｍは、大気中の基板Ｓが搬入される最上流側のロードロックチャンバ１と、その下流側で基板Ｓを予加熱する加熱チャンバ２と、加熱チャンバ２の下流側で基板Ｓに対してスパッタリング法により成膜する成膜チャンバ３と、成膜チャンバ３の下流側（最下流側）で基板Ｓを大気中に搬出するアンロードチャンバ４（ロードロックチャンバ）とをゲートバルブＧＶを介して一方向に連設して構成される。なお、ロードロックチャンバ１、加熱チャンバ２、成膜チャンバ３及びアンロードチャンバ４には、ロータリーポンプ、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等を単体または組み合わせてなる図示省略の真空排気手段が接続され、所定圧力に真空引きできる。
【００１５】
また、真空処理装置Ｍは、ロードロックチャンバ１から加熱チャンバ２及び成膜チャンバ３を経てアンロードチャンバ４へと基板Ｓを順次移動する移送手段１０を備える。移送手段１０は、ロードロックチャンバ１、加熱チャンバ２、成膜チャンバ３及びアンロードチャンバ４の底面に、連設方向に線状に延びるように夫々設けられたレール部材１１と、このレール部材１１にスライド自在に係合する駆動源付きのステージ１２とを備える。ステージ１２には、成膜面が連結方向と直交する姿勢で基板Ｓを保持する図示省略の基板ホルダが立設されている。そして、ロードロックチャンバ１にて基板Ｓを基板ホルダに保持させた後、ゲートバルブＧＶの開状態でステージ１２を移動させると、当該ステージ１２がゲートバルブＧＶを設けた空間を跨いで加熱チャンバ２に移動し、同様にしてアンロードチャンバ４まで順次移送される。なお、加熱チャンバ２及び成膜チャンバ３としては公知のものが利用できるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００１６】
そして、アンロードチャンバ４は、スパッタリング法により成膜された直後の基板Ｓが移送され、ゲートバルブＧＶによりこのアンロードチャンバ４を隔絶した後、大気開放して装置外に基板Ｓを搬出する際、基板Ｓの大気側への搬出前に、加熱された基板Ｓが所定の冷却位置で、所定温度、例えば常温、まで冷却される。
【００１７】
アンロードチャンバ４の連設方向に沿う内側面には、基板Ｓの表面及び裏面に対向配置されて、基板中央部より低い温度で基板周縁部のみを加熱する、基板Ｓの輪郭に対応した環状の加熱プレート５が夫々設けられている。加熱プレート５は、図２に示すように、銅やアルミニウム製の矩形状の板材で構成され、この板材には電気ヒータが内蔵され、図外の電源装置により電気ヒータに通電することで板材自体を発熱させ、その輻射熱で基板Ｓを加熱するようになっている。加熱プレート５は、中央開口６を有し、加熱プレート５の周縁部が基板外周縁より外方に突出する大きさを有することが好ましい。これにより、加熱プレート５により基板周縁部のみを加熱することができ、基板中央部を加熱することはない。この場合、アンロードチャンバ４に、非接触で基板中央の温度を測定する温度センサを設けておき、図外の制御ユニットによりこの温度センサの検出温度から電源装置を制御して通電電流を制御すればよい。制御ユニットとしては、マイクロコンピュータ、記憶素子やシーケンサ等を備えた公知のものを用いることができる。
【００１８】
本実施形態によれば、簡単な構造の加熱プレート５のみを用いて、基板中央部より温度が下がり易い基板周縁部を加熱して、中央部より僅かに低い温度で常に維持することで、基板Ｓの中央部と周縁部との間に大きな温度差を発生させることなく、基板全体を徐々に冷却することができ、基板冷却時の応力の発生を確実に防止することができる。従って、基板Ｓの割れの発生を確実に防止できる。また、冷却位置で基板Ｓを停止させて冷却することができ、基板Ｓをムラなく安定的に冷却することができる。さらに、基板Ｓの表面及び裏面の両側方向から加熱しており、面積が大きい基板Ｓの表裏面に均等に熱が加わるため、特に、太陽電池パネルやフラットパネルディスプレイ等の大きな基板Ｓにあっては、その反り等の歪みの発生を防止できる。
【００１９】
本実施形態のアンロードチャンバ４は、冷却プレート７を更に備えることができる。このものでは、冷却プレート７は、一対の加熱プレート５に対応して、銅やアルミニウムからなる矩形状の一対の板材で構成されている。冷却プレート７は、図３に示すように、加熱プレート５の中央開口６に嵌め込まれており、基板Ｓの中央部のみを冷却するクーラー機構を内蔵する。クーラー機構には、冷媒が流れる流路が形成され、上記制御ユニットにより制御されてクーラー機構に冷媒が流れることで冷却プレート７自体を冷却させ、その輻射で基板Ｓの中央部を強制的に冷却するようになっている。この場合、上述の基板中央の温度を測定する温度センサが検出した検出温度から、冷却プレート７の温度を決定するために冷媒の温度・流量を制御すればよい。
【００２０】
加熱プレート５に加えて冷却プレート７を用いたため、冷却プレート７により基板中央部を強制的に冷却しながら、加熱プレート５により基板中央部の温度より僅かに低い温度で基板周縁部を加熱することができ、基板Ｓの中央部と周縁部の温度差の調整を確実且つ効率よく行うことができる。これにより、基板Ｓの割れをより確実に防止することができる。
【００２１】
なお、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、真空処理装置Ｍは加熱チャンバ２を備えているが、基板Ｓは、予め加熱しなくとも、成膜チャンバ３におけるスパッタリングによる成膜処理時のように、真空チャンバ内における各種処理時に高温になるため、基板Ｓを冷却する場合には、加熱チャンバ２を設けていない装置であっても、本発明のアンロードチャンバ４（ロードロックチャンバ）を設けることは有効である。
【００２２】
さらに、上記実施形態では、アンロードチャンバ４（ロードロックチャンバ）を、スパッタリング法による成膜処理を行う真空処理装置Ｍに用いる場合について説明したが、これに限られず、加熱処理を行った基板Ｓを種々の処理後に冷却する必要がある他の真空処理装置、例えば、プラズマＣＶＤ法などによる成膜処理を行う真空処理装置に用いてもよい。
【００２３】
また、上記実施形態では、ロードロックチャンバとアンロードチャンバとを備えた成膜装置（スパッタリング装置）について説明したが、アンロードチャンバを備えることなく、ロードロックチャンバのみを備えるようにしてもよい。この場合には、ロードロックチャンバは、アンロードチャンバの機能をも有し、基板の移送のために各真空チャンバとの間でゲートバルブを介して連設される。
【００２４】
さらに、上記実施形態では、移送手段１０をロードロックチャンバ１等の底面に設けて、基板Ｓの成膜面をロードロックチャンバ１等の底面に対して垂直に保持した状態で移送しているが、移送手段１０をロードロックチャンバ１等の側面に設けて、基板Ｓの成膜面をロードロックチャンバ１等の底面に対して水平に保持した状態で移送してもよい。
【符号の説明】
【００２５】
Ｍ…真空処理装置、Ｓ…ガラス基板、１…ロードロックチャンバ、２…加熱チャンバ（真空チャンバ）、３…成膜チャンバ（真空チャンバ）、４…アンロードチャンバ（ロードロックチャンバ）、ＧＶ…ゲートバルブ、５…加熱プレート、６…中央開口、７…冷却プレート。
【図１】
2013197401.tif 000003
【図２】
2013197401.tif 000004
【図３】
2013197401.tif 000005