JP2002038265A - 真空成膜方法および真空成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空排気を行うロードロック室において短時
間で均一に被処理基板の加熱処理が実現できる真空成膜
方法を提供する。 【解決手段】 ロードロック室１に搬入された被処理基
板４の裏面の中央部を支持台６によって支持し、支持台
６とは反対側に設けられた第１の加熱手段２ａ，第２の
加熱手段２ｂによって、被処理基板４の周辺部と中央部
との加熱状態を変更して被処理基板４を均一に加熱す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空成膜方法およ
び真空成膜装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５と図６は、従来の真空成膜装置を示
す。真空成膜装置は、図５に示すように、被処理基板
（以下「基板」と称す）を搬入搬出する搬送アームが設
けられた搬送室１１を中央にして、その周囲に基板の出
し入れを行うロードロック室１と、基板に加熱処理を施
す加熱室１２と、基板に成膜を施す成膜室１０ａ，１０
ｂが設置されている。

【０００３】基板がロードロック室１に供給されるとロ
ードロック室１の内部が真空引きされ、ロードロック室
１が真空状態となると搬送室１１の搬送アームによって
基板が取り出されて搬送室１１へ搬送され、さらに搬送
室１１から加熱室１２へと搬送される。

【０００４】加熱室１２は基板の加熱のみを目的とした
加熱専用の真空室であり、基板を昇降ピンで支持し、加
熱室１２の上下に加熱体を配置して基板の両面から非接
触で一定時間加熱を行い、成膜前の基板を均一に加熱し
て水分を取り除くものである。

【０００５】加熱室１２での加熱処理が終了した基板
は、搬送アームにて搬送室１１へ搬送され、搬送室１１
から成膜室１０ａ，１０ｂのいずれかへ搬送される。成
膜室１０ａ，１０ｂでは基板に真空成膜が施され、成膜
処理が終了した基板は搬送アームにより取り出され、搬
送室１１を介してロードロック室１へ搬出される。

【０００６】上記のように構成された真空成膜装置で
は、生産効率の向上を図るために成膜室１０ａ，１０ｂ
を２個設けている。そのため加熱室１２も２個設けるこ
とが好ましいが、装置によっては加熱室１２を増やすこ
とが困難なものがある。このような場合には、一般に、
基板の真空排気を行うロードロック室１で加熱処理を行
って作業効率の向上を図っている。

【０００７】図６は、基板の加熱処理を行うロードロッ
ク室１の構成を示す。部屋の中央部には基板（ここでは
ガラス基板）４の裏面の中央部を支持する昇降自在に構
成された支持台６が配設されており、ガラス基板４を介
在させた支持台６の反対側には、台１３にランプヒータ
２が配置されている。３はゲートバルブである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ガラス基板４を均一に
加熱するためには、ランプヒータ２をガラス基板４の表
面側だけでなく裏面側にも配置することが好ましいが、
ロードロック室１の中央部には支持台６が設置されてい
るためこのような構成とすることはできず、ガラス基板
４はランプヒータ２の輻射によって所定の温度まで加熱
される。

【０００９】しかし、支持台６の熱容量が大きいためこ
の支持台６と当接するガラス基板４の中央部と支持台６
と当接していない外周部とでは熱吸収率が異なり、温度
上昇の速度に違いが生じ、ガラス基板４には温度のばら
つきが生じる。この温度のばらつきを解消するためには
ガラス基板４の加熱時間を長くする必要があり、生産性
が低下する。

【００１０】本発明は前記問題点を解決し、真空排気を
行うロードロック室において短時間で均一に被処理基板
の加熱処理が実現できる真空成膜方法を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の真空成膜方法
は、支持手段で支持された被処理基板の支持手段との当
接部と被当接部とで加熱状態を変更することを特徴とす
る。

【００１２】この本発明によると、ロードロック室にお
いても被処理基板の均一な加熱処理が実現でき、加熱時
間の短縮が図れるとともに均一性の良い成膜が実現でき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の真空成膜
方法は、ロードロック室を介して搬入された被処理基板
を、搬送アームによって処理室へ搬送して真空成膜する
に際し、前記ロードロック室に搬入された被処理基板を
支持手段で支持し、この状態で被処理基板が支持手段に
接している部分と接していない部分との加熱状態を変更
して被処理基板を均一に加熱し、前記ロードロック室で
の加熱処理によって水分除去した被処理基板を処理室へ
搬送して真空成膜することを特徴とする。

【００１４】本発明の請求項２記載の真空成膜方法は、
請求項１において、前記ロードロック室に搬入された被
処理基板の裏面の中央部を支持台によって支持し、被処
理基板を介在させて前記支持台とは反対側に設けられた
加熱手段によって、被処理基板の周辺部と前記支持台に
接している中央部との加熱状態を変更して被処理基板を
均一に加熱することを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項３記載の真空成膜方法は、
請求項２において、前記支持台に接している被処理基板
中央部と加熱手段との距離を、被処理基板の周辺部と加
熱手段との距離よりも近接させて被処理基板を均一に加
熱することを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項４記載の真空成膜方法は、
請求項２において、前記支持台に接している被処理基板
中央部と被処理基板の周辺部とを、格別の加熱手段によ
って加熱して被処理基板を均一に加熱することを特徴と
する。

【００１７】本発明の請求項５記載の真空成膜方法は、
請求項２において、前記支持台に接している被処理基板
中央部と第１の加熱手段との距離を、被処理基板の周辺
部と前記第１の加熱手段とは別の第２の加熱手段との距
離よりも近接させて被処理基板を均一に加熱することを
特徴とする。

【００１８】本発明の請求項６記載の真空成膜装置は、
ロードロック室を介して搬入された被処理基板を、搬送
アームによって処理室へ搬送して真空成膜する真空成膜
装置であって、前記ロードロック室に搬入された被処理
基板を支持する支持台を設け、前記ロードロック室に被
処理基板を介在させて前記支持台とは反対側に加熱手段
を設け、加熱手段の運転状態をコントロールする温度調
節機を設け、前記温度調節機を、被処理基板の周辺部と
前記支持台に接している中央部との加熱状態を変更して
被処理基板を均一に加熱するよう構成したことを特徴と
する。

【００１９】本発明の請求項７記載の真空成膜装置は、
請求項６において、加熱手段は、前記支持台に接してい
る被処理基板中央部を加熱する第１の加熱手段と、被処
理基板の周辺部を加熱する前記第１の加熱手段とは別の
第２の加熱手段とで構成したことを特徴とする。

【００２０】本発明の請求項８記載の真空成膜装置は、
請求項６または請求項７において、加熱手段は、第１の
加熱手段と第２の加熱手段で構成され、前記支持台に接
している被処理基板中央部と第１の加熱手段との距離
を、被処理基板の周辺部と前記第１の加熱手段とは別の
第２の加熱手段との距離よりも近接させて配設したこと
を特徴とする。

【００２１】以下、本発明の真空成膜方法および真空成
膜装置を具体的な実施の形態に基づいて説明する。な
お、上記従来例を示す図５，図６と同様の作用をなすも
のには、同一の符号を付けて説明する。

【００２２】図１〜図４は、本発明の実施の形態を示
す。この実施の形態では、ロードロック室１における加
熱手段を、被処理基板としてのガラス基板４が支持手段
としての支持台６に接している部分と接していない部分
との加熱状態を変更してガラス基板４を均一に加熱でき
るよう構成した点で上記従来例とは異なる。

【００２３】図１に示すように、上記従来例と同様に構
成されたロードロック室１において、加熱手段は、支持
台６に接しているガラス基板４の中央部を加熱する第１
の加熱手段としてのランプヒータ２ａと、ガラス基板４
の周辺部を加熱する第１の加熱手段とは別の第２の加熱
手段としてのランプヒータ２ｂとからなる。

【００２４】第１の加熱手段としてのランプヒータ２ａ
と第２の加熱手段としてのランプヒータ２ｂとは、ガラ
ス基板４の中央部と周辺部とで加熱状態を変更するため
に、台１３で、ランプヒータ２ａとガラス基板４の中央
部との距離ｈ１がランプヒータ２ｂとガラス基板４の周
辺部との距離ｈ２よりも近接するよう構成されている。

【００２５】また、図２に示すように、ランプヒータ２
ａ，２ｂにはそれぞれ別の温度調節機７ａ，７ｂが接続
されており、温度調節機７ａ，７ｂに接続されたガラス
基板４の温度をモニターするセンサ８の検出情報に基づ
いてランプヒータ２ａ，２ｂへの投入電力を制御して、
ガラス基板４の周辺部と支持台６と当接する中央部との
加熱状態を変更可能にしている。

【００２６】なお、ロードロック室１の底部には、ラン
プヒータ２ａ，２ｂの光を反射させて効率の良い加熱処
理を行うために反射体５が設けられている。上記のよう
に構成されたロードロック室１では、支持台６と当接し
ているガラス基板４の中央部への熱の供給量を増加させ
ることができ、ガラス基板４の中央部の熱の吸収率が支
持台６の熱容量を含めて外周部と等しくなるため、ガラ
ス基板４を短時間でかつ均一に所定の温度まで加熱でき
る。

【００２７】その結果、上記のロードロック室１にて水
分除去されたガラス基板４を成膜室１０ａ，１０ｂに搬
送して成膜処理を施す際には、均一性の良い成膜が実現
できる。

【００２８】以下、液晶パネル装置を製造する際のアレ
イ工程におけるゲート線を形成する真空成膜装置を例に
挙げて具体例を説明する。 実施例 上記のように構成されたロードロック室１において、支
持台６は昇降自在に構成されるとともに回転自在に構成
されており、回転駆動することで載置されたガラス基板
４の向きを縦長から横長に設定して成膜室１０ａ，１０
ｂへ搬送する。ここではガラス基板４を回転させる際に
ガラス基板４のすべりがないように、支持台６を直径１
８０ｍｍとする。

【００２９】ランプヒータ２ａ，２ｂには定格１ＫＷの
ものを用い、第１の加熱手段としてのランプヒータ２ａ
は３本設置し、第２の加熱手段としてのランプヒータ２
ｂは６本設置する。

【００３０】センサ８には赤外線センサーを用い、温度
調節機７ａ，７ｂの温度制御を行う。また、ロードロッ
ク室１には、真空排気を行うための図示されていないド
ライポンプとクライオポンプ、更に、ガラス基板４を搬
入するときにロードロック室１を大気圧にするための図
示されていないＮ２ガスの導入パイプがそれぞれ接続さ
れている。

【００３１】なお、搬送室１１には搬送アームとしてガ
ラス基板４の側部を受ける板搬送アームが設けられてお
り、ガラス基板４の加熱が終了すると板搬送アームがロ
ードロック室１に入って上昇しているガラス基板４の下
部へ入り、支持台６が降下した後、搬送室１１へガラス
基板４を搬送するよう構成されている。

【００３２】このように構成された真空成膜装置では、
以下の手順にて成膜処理が行われる。ロードロック室１
のゲートバルブ３を開いてガラス基板４を搬入し、支持
支持台６に載置する。ゲートバルブ３を閉じた後、ロー
ドロック室１内を１×１０^-2Ｐａまで真空排気する。

【００３３】１０秒間の真空引きを行った後、ランプヒ
ータ２ａ，２ｂに通電してガラス基板４の加熱を行う。
この加熱処理において、ランプヒータ２ａ，２ｂとガラ
ス基板４との距離ｈ１，ｈ２との関係を調べるために、
以下の測定を行う。

【００３４】ガラス基板４の設定温度を１２０℃とし
て、図３（ａ）に示すように、ガラス基板４の周辺部の
点ａと中央部の点ｂについてそれぞれの温度上昇特性Ａ
１，Ａ２，Ｂ１を測定する。

【００３５】ガラス基板４の中央部の点ａについては、
点ａとランプヒータ２ａとの距離ｈ１を３５ｍｍと４５
ｍｍに変化させ、周辺部の点ｂについては、点ｂとラン
プヒータ２ｂとの距離ｈ２を４５ｍｍとする。

【００３６】得られた温度上昇特性を図３（ｂ）に示
す。点ｂにおける温度上昇特性Ｂ１は加熱開始後５０秒
で１２０℃に達するが、中央部の点ａでは距離距離ｈ１
によって温度上昇特性Ａ１，Ａ２が異なる。

【００３７】得られた測定結果を表１に示す。

【００３８】

【表１】 表１に示すように、点ａとランプヒータ２ａとの距離距
離ｈ１を点ｂとランプヒータ２ｂとの距離ｈ２よりも近
接させて加熱処理を行う（ｈ１＝３５ｍｍ，ｈ２＝４５
ｍｍ）と、温度上昇特性Ａ１と温度上昇特性Ｂ１とはほ
ぼ同じ形状となり、点ｂで１２０℃となる加熱開始後５
０秒において点ａでの温度均一性は±２℃となり、均一
性の良い加熱処理が行える。

【００３９】一方、点ａと点ｂがともに同じ高さ（ｈ
１，ｈ２＝４５ｍｍ）である場合には、温度上昇特性Ａ
２は、点ｂで１２０℃となる加熱開始後５０秒では温度
均一性は±２０℃とばらつきが大きく、温度上昇速度が
遅いため１２０秒かかって所望の１２０℃となる。

【００４０】このようにガラス基板４の中央部の点ａと
ランプヒータ２ａとの距離ｈ１を、周辺部の点ｂとラン
プヒータ２ｂとの距離ｈ２よりも近接させて加熱処理を
行うことで、中央部での温度上昇特性が周辺部の温度上
昇特性と重なり、急速かつ均一な加熱が可能となる。

【００４１】次に、ランプヒータ２ａ，２ｂへの供給電
力の与える影響を調べるために、以下の測定を行う。ガ
ラス基板４の設定温度を１２０℃として、図４（ａ）に
示すように、ガラス基板４の点ａと点ｂについて、それ
ぞれの温度上昇特性Ａ３，Ａ４，Ｂ２を測定する。

【００４２】上記と同様に、点ａとランプヒータ２ａと
の距離距離ｈ１を３５ｍｍ、点ｂとランプヒータ２ｂと
の距離ｈ２を４５ｍｍとした状態で、点ａについては１
本のランプヒータ２ａにつき印加する電力を５００Ｗと
３００Ｗに変化させ、点ｂについては１本のランプヒー
タ２ｂに印加する電力を５００Ｗとする。

【００４３】得られた温度上昇特性を図４（ｂ）に示
す。点ｂにおける温度上昇特性Ｂ２は加熱開始後５０秒
で１２０℃に達するが、点ａでは印加する電力によって
温度上昇特性Ａ３，Ａ４が異なる。

【００４４】得られた測定結果を表２に示す。

【００４５】

【表２】 表２に示すように、ランプヒータ２ａに印加する電力を
ランプヒータ２ｂに印加する電力と同じ（５００Ｗ）場
合には、温度上昇特性Ａ３は、供給電力が高すぎるため
温度上昇が急激に起こり、点ｂで１２０℃となる加熱開
始後５０秒では、温度均一性は±１５℃となりばらつき
が大きくなる。

【００４６】一方、ランプヒータ２ａに印加する電力を
ランプヒータ２ｂに印加する電力よりも若干低く３００
Ｗとすると、温度上昇特性Ａ４と温度上昇特性Ｂ２とは
ほぼ同じ形状となり、点ｂで１２０℃となる加熱開始後
５０秒において点ａでの温度均一性は±２℃となる。

【００４７】このようにランプヒータ２ａとランプヒー
タ２ｂに供給する電力調整を行うことで、中央部での温
度上昇特性が周辺部の温度上昇特性と重なり、急速かつ
均一な加熱が可能となる。

【００４８】上記のように、ガラス基板４の周辺部と支
持台６と当接する中央部との加熱状態を変更して加熱処
理を施すことで、中央部の熱吸収率が支持台６の熱容量
を含めて外周部と等しくなり、ガラス基板４を急速かつ
均一に所定の温度まで加熱できる。

【００４９】なお、上記説明では、ランプヒータ２ａと
ガラス基板４の中央部との距離ｈ１をランプヒータ２ｂ
とガラス基板４の周辺部との距離ｈ２よりも近接させる
とともに、それぞれを格別の温度調節機７ａ，７ｂにて
電力制御を行ったが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、前記距離ｈ１，ｈ２を一定にして電力制御のみ
を行う、あるいは距離ｈ１，ｈ２を変化させて供給電力
を一定にする構成としてもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明の真空成膜方法によ
ると、ロードロック室で被処理基板に加熱を行う場合で
も、被処理基板の周辺部と支持台に接している中央部と
の加熱状態を変更して被処理基板を均一に加熱すること
で、被処理基板に短時間で均一な加熱処理を施すことが
でき、この加熱処理により水分除去した被処理基板に成
膜を施すことで均一性の良い成膜が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における真空成膜装置のロ
ードロック室の構成を示す縦断面図

【図２】図１のロードロック室の構成を説明する模式図

【図３】実施例におけるガラス基板の測定位置とこの測
定位置におけるランプヒータの制御システムを説明する
図

【図４】同実施例におけるガラス基板の測定位置とこの
測定位置における温度上昇特性示す図

【図５】従来の真空成膜装置の構成を説明する模式図

【図６】図５のロードロック室１の構成を示す縦断面図

【符号の説明】

１ ロードロック室 ２ａ，２ｂ ランプヒータ ４ ガラス基板 ６ 支持台 ７ａ，７ｂ 温度調節機 ８ センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金谷 国道 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 AA09 AA24 BD00 DA01 DA08 EA08 FA06 KA01 KA09 4K030 CA06 DA02 GA12 KA08 KA24 KA49 LA18

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロードロック室を介して搬入された被処理
   基板を、搬送アームによって処理室へ搬送して真空成膜
   するに際し、 前記ロードロック室に搬入された被処理基板を支持手段
   で支持し、 この状態で被処理基板が支持手段に接している部分と接
   していない部分との加熱状態を変更して被処理基板を均
   一に加熱し、 前記ロードロック室での加熱処理によって水分除去した
   被処理基板を処理室へ搬送して真空成膜する真空成膜方
   法。
2. 【請求項２】前記ロードロック室に搬入された被処理基
   板の裏面の中央部を支持台によって支持し、被処理基板
   を介在させて前記支持台とは反対側に設けられた加熱手
   段によって、被処理基板の周辺部と前記支持台に接して
   いる中央部との加熱状態を変更して被処理基板を均一に
   加熱する請求項１記載の真空成膜方法。
3. 【請求項３】前記支持台に接している被処理基板中央部
   と加熱手段との距離を、被処理基板の周辺部と加熱手段
   との距離よりも近接させて被処理基板を均一に加熱する
   請求項２記載の真空成膜方法。
4. 【請求項４】前記支持台に接している被処理基板中央部
   と被処理基板の周辺部とを、格別の加熱手段によって加
   熱して被処理基板を均一に加熱する請求項２記載の真空
   成膜方法。
5. 【請求項５】前記支持台に接している被処理基板中央部
   と第１の加熱手段との距離を、被処理基板の周辺部と前
   記第１の加熱手段とは別の第２の加熱手段との距離より
   も近接させて被処理基板を均一に加熱する請求項２記載
   の真空成膜方法。
6. 【請求項６】ロードロック室を介して搬入された被処理
   基板を、搬送アームによって処理室へ搬送して真空成膜
   する真空成膜装置であって、 前記ロードロック室に搬入された被処理基板を支持する
   支持台を設け、 前記ロードロック室に被処理基板を介在させて前記支持
   台とは反対側に加熱手段を設け、 加熱手段の運転状態をコントロールする温度調節機を設
   け、 前記温度調節機を、被処理基板の周辺部と前記支持台に
   接している中央部との加熱状態を変更して被処理基板を
   均一に加熱するよう構成した真空成膜装置。
7. 【請求項７】加熱手段は、前記支持台に接している被処
   理基板中央部を加熱する第１の加熱手段と、被処理基板
   の周辺部を加熱する前記第１の加熱手段とは別の第２の
   加熱手段とで構成した請求項６記載の真空成膜装置。
8. 【請求項８】加熱手段は、第１の加熱手段と第２の加熱
   手段で構成され、前記支持台に接している被処理基板中
   央部と第１の加熱手段との距離を、被処理基板の周辺部
   と前記第１の加熱手段とは別の第２の加熱手段との距離
   よりも近接させて配設した請求項６または請求項７に記
   載の真空成膜装置。