JP2010047827A - 処理装置及びこれを用いた成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成により基板割れを防止して基板を冷却することができる処理装置及びこれを用いた成膜装置を提供する。
【解決手段】処理装置である冷却室１５は、チャンバと、基板を搬送する搬送手段１５１と、前記搬送手段の作動を制御して前記基板を前記チャンバ内の所定位置で停止させるための制御手段と、前記チャンバの天井部に、所定位置に搬送され停止された前記基板の中央部に対向するように設置された２以上の冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂとを備える。成膜装置は、この冷却室１５を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は処理装置及びこれを用いた成膜装置に関する。

従来、太陽電池の作製工程においては、基板を１００℃以上に加熱し（加熱工程）、加熱された基板に対して金属層及び半導体層を順に成膜し（成膜工程）、積層体を形成した後に、作製装置から基板を取り出し、レーザー光によりこの積層体部分を切断して（切断工程）、１枚の基板上に複数の太陽電池用セルを作製する。この場合に、成膜工程後の基板温度は１００℃以上を保ったままであるので、この基板に対して後工程を行うためには適宜基板を冷却する必要がある。しかしながら、自然冷却すると冷却に相当の時間を要する上、基板が端から冷えていき基板表面に高温部と低温部とが発生して歪みが生じてしまい、この結果基板に引っ張り応力が働いて、基板割れが生じやすくなってしまう。従って、成膜工程後に基板割れを防ぐために基板の冷却工程を実施できる装置として、基板を冷却する冷却手段としてのベントガスが噴出されるベント管を備えた製膜装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−６４４７８号公報（請求項１、図１参照）

前記製膜装置によれば冷却を十分に行うことができ、基板割れを防ぐことができる。しかしながら、現在より構成が簡易な処理装置が求められている。

そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、簡易な構成により基板割れを防止して基板を冷却することができる処理装置及びこれを用いた成膜装置を提供しようとするものである。

本発明の処理装置は、チャンバと、基板を搬送する搬送手段と、前記搬送手段の作動を制御して前記基板を前記チャンバ内の所定位置で停止させるための制御手段と、所定位置に搬送され停止された前記基板の中央部に対向するように設置された２以上の冷却用ファンとを備えたことを特徴とする。

本発明の処理装置は、冷却手段として２以上の冷却用ファンをチャンバに設けるという簡易な構成であり、かつ、この冷却用ファンは、所定位置に搬送され停止された前記基板の中央部に対向するよう設置されているので、基板の中央部付近から端部へ冷却することができ、基板割れを防止できる。

この場合、温度の高い成膜面から冷却すべく、冷却用ファンは前記チャンバの天井部に設けられることが好ましい。

ここで、前記冷却用ファンからの送風の流れが、前記チャンバ内で渦状となるように冷却用ファンが設置されていることが好ましい。チャンバ内で渦状となることで、中央から冷却することができると共に、冷却効率が高まるからである。

具体的には、前記冷却用ファンを傾斜をつけて設置して、前記冷却用ファンからの送風の流れを前記チャンバ内で渦状とすること、冷却用ファンに風向制御板を設けて、前記冷却用ファンからの送風の流れを前記チャンバ内で渦状とすることが挙げられる。

本発明の成膜装置は、基板を加熱する加熱装置と、加熱された基板上に膜を形成する膜形成装置と、前記処理装置とを備えたことを特徴とする。本発明の成膜装置は、前記処理装置を備えているので、基板割れを発生させることなく冷却して基板を取り出すことができる。

本発明の処理装置によれば、基板割れを防ぐことができるという優れた効果を奏し得る。また、これを用いた本発明の成膜装置によれば、成膜後の基板割れを防ぐことができるという優れた効果を奏し得る。

本発明の成膜装置について、図１を用いて説明する。成膜装置１は、ロードロック室１１と、加熱室１２と、成膜室１３と、隔離室１４と、本発明の処理装置である冷却室１５とを備える。また、ロードロック室１１の上流側及び冷却室１５の下流側、並びにロードロック室１１と、加熱室１２と、成膜室１３と、隔離室１４との間にはそれぞれゲートバルブ１６が設けられており、ロードロック室１１、加熱室１２、成膜室１３、隔離室１４及び冷却室１５はそれぞれ図示しない排気手段を備えて真空状態を保つことが可能である。なお、隔離室１４は、大気開放される冷却室１５を成膜室１３から隔離して成膜室１３の真空状態を保持するために設けられている。

成膜装置１の作動を説明する。基板Ｓをロードロック室１１の上流側のゲートバルブ１６を開いてロードロック室１１に搬送し、ロードロック室１１を排気した後に、ロードロック室１１の下流側のゲートバルブ１６を開いて加熱室１２へ基板Ｓを搬送する。加熱室１２において、赤外線ランプ等のヒーターにより基板Ｓを所定温度まで加熱する。その後、基板Ｓを成膜室１３に搬送し、例えばＣＶＤ法により基板表面に成膜を行う。成膜後、基板Ｓは隔離室１４を経由して冷却室１５に搬送され、所定温度まで冷却された後に下流側のゲートバルブ１６を開いて外部に取り出される。

ここで、冷却室１５の構成について図２を用いて説明する。なお、図１〜図７において同一の構成要素については同一の参照符号を付してある。図２は、本発明の処理装置である冷却室を説明するための図であり、（ａ）は冷却室の模式的縦断面図、（ｂ）は模式的横断面図である。

冷却室１５は、基板Ｓが搬送されるための搬送手段１５１を備えている。搬送手段１５１は、基板Ｓを搬送する搬送部１５２と、搬送部１５２を支持する支持部１５３とを備える。搬送部１５２は、例えばローラーやベルトコンベアであり、基板Ｓを略水平に保った状態で載置して基板Ｓの短手方向に基板Ｓを搬送できるように構成されている。また、搬送部１５２は、基板Ｓの搬送動作の停止・作動を制御する制御部１５４を備える。冷却室１５の天井壁の中央部には、二つの冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂが基板Ｓの搬送方向に対して直交する方向に離間して設けられている。冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂは、それぞれ送風面１５６が載置される基板Ｓと水平になるように設置されている。

冷却室１５の作動を説明する。搬送部１５２に基板Ｓが載置されると、制御部１５４により搬送部１５２が作動して基板Ｓが搬送される。この基板Ｓが、基板Ｓの中央が冷却室１５の略中央部の下に位置するまで搬送されると、制御部１５４により搬送部１５２の作動が停止されて、基板Ｓの搬送が停止する。ここで、基板Ｓの中央部付近に、基板Ｓの長手方向に対して冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂが対向した状態となる。そして、この状態で冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂが図示しない駆動源により駆動されて、送風が開始される。

この送風の状態を図３を用いて説明する。図３は、冷却室１５での送風の流れの状態を説明するための図であり、（ａ）は冷却室の模式的縦断面図、（ｂ）は模式的横断面図である。なお、制御部１５４、ゲートバルブ１６は送風状態を説明するための図３中では省略した。送風が開始されると、図３に示すように、二つの冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂからの送風（図３中点線で示す）は、基板Ｓの中央部に最もよく当たり、中央部から基板の端部へ向かって基板を冷却する。このように中央部から基板を冷却することで、基板Ｓの割れを防ぐことが可能である。

本実施形態では、冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂが長手方向に対して２つ設けられていることで、基板Ｓの中央部から基板Ｓの端部まで冷却して基板割れを防ぐことが可能である。

本発明の冷却室１５の別の実施形態について、図４を用いて説明する。図４は、冷却室内の構成を説明するための図であり、（ａ）は冷却室の模式的縦断面図、（ｂ）は模式的横断面図である。

図４に示す本実施形態は、図２に示す実施形態とは冷却用ファン１５５の設置角度が異なっている。即ち、図２においては冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂは、送風面１５６が基板Ｓに対し水平になるように設置されていたが、図４においては、冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂは、冷却用ファン１５５からの送風の流れが冷却室１５内で渦状となるように送風面１５６を傾斜させて設置している。

詳細に説明すると、冷却用ファン１５５ａは、図４（ａ）中、基板搬送方向の下流側から上流側に向けて傾斜がついていると共に、基板の中央側から基板の端部側に向かって傾斜がついている。図４（ａ）中図示されていない冷却用ファン１５５ｂは、上流側から下流側に向けて傾斜がついていると共に、基板の中央側から基板の端部側に向かって傾斜がついている。このように、冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂを、冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂの送風面１５６が互いにやや向き合うように、かつ基板の搬送方向に対しては互いに逆を向くように設置すると、冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂからの送風は図４（ｂ）に点線で示すように冷却室１５内で渦状となる。これにより、基板Ｓを中央部から冷却することができると共に基板Ｓの冷却効率を高めることができ、基板割れをより確実に防ぐことが可能である。

また、ファンからの送風を渦状とするためには、図５に示すように構成することも可能である。図５は、冷却室１５の構成を説明するための図であり、（ａ）は冷却室の模式的縦断面図、（ｂ）は模式的横断面図である。図５に示す実施形態は、図３に示す実施形態とは、さらに別の二つの冷却用ファン１５５ｃ、１５５ｄを設けた点が異なっている。これらの冷却用ファン１５５ｃ、１５５ｄも送風が基板の中央側から基板の端部側に向かって傾斜して設置されており、かつ、冷却用ファン１５５ｃは基板搬送方向の下流側から上流側に向かって傾斜し、また、冷却用ファン１５５ｄは基板搬送方向の上流側から下流側に向かって傾斜して設置されている。

図５に示す実施形態では、４つの冷却用ファン１５５ａ〜１５５ｄが上述したように設置されているので、冷却用ファンからの送風の流れが冷却室１５内で渦状となる。これにより、基板Ｓを中央部から冷却することができると共に基板Ｓの冷却効率をより高めることができ、基板割れをより確実に防ぐことが可能である。

さらにまた、ファンからの送風の流れを渦状とするためには、図６に示すように構成することも可能である。図６は、冷却室１５の構成を説明するための図であり、（ａ）は冷却室の模式的縦断面図、（ｂ）は模式的横断面図である。図６では、図２に示す実施形態において、冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂに、それぞれ風向制御板（フィルター）１５７を設けた点が異なっている。この風向制御板１５７は、冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂからの送風の流れが渦状となるように風向を制御できるように構成されている。風向制御板１５７を図７を用いて説明する。図７は、風向制御板の構成を説明するための模式図であり、（ａ）が模式的正面図、（ｂ）がスリット部分の拡大斜視図である。風向制御板１５７は、図７に示すように、スリット１５８が設けられている。スリット１５８は、本実施形態では例として８個設けられており、それぞれ、風向制御板１５７の冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂの送風面１５６側に接続される面に形成されたスリット入口１５９ａと他方面側に形成されたスリット出口１５９ｂとは、位置をずらして形成されている。即ち、スリット１５８は、風向制御板１５７の冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂの送風面１５６側に接続される面に対して垂直ではなく角度をつけて形成されている。従って、送風面１５６側のスリット入口１５９ａから送風が流入し、スリット出口１５９ｂから送風が流出すると、送風が冷却室１５内で渦状となるように構成されている。

冷却室１５内の風向制御板１５７のスリット１５８により送風の流れを渦状とすることで、基板Ｓを中央部から冷却することができると共に基板Ｓの冷却効率を高めることができ、基板割れをより確実に防ぐことが可能である。さらに、このように風向制御板１５７を設ける場合には、冷却用ファン１５５ａ、１５５ｂを傾斜させる必要がなく、簡易に送風の流れを冷却室１５内で渦状とすることができる。

以上本発明の実施形態について説明したが、これらに必ずしも限定されるわけではない。例えば、図２〜図６においては冷却用ファンをそれぞれ離間して設けているが、風向制御板１５７を設ける場合には離間して設けなくてもよい。また、冷却用ファン１５５ａ〜１５５ｄを傾斜をつけて設置する場合には、基板の大きさ等を考慮して適宜その傾斜角度を決定すればよく、それぞれ異なる傾斜角度とすることも可能である。また、冷却室１５内の送風の流れを渦状とすることができれば、傾斜の向き等も自由に設定できる。

また、冷却用ファンは基板と対向する位置であれば冷却室１５の底面に設けてもよい。この場合、搬送部１５２をローラーから構成していれば、冷却室１５の底部に設けた冷却用ファンからの送風はこのローラーの間隙を通過し、同様に基板Ｓを中央部から冷却することが可能である。

本発明の処理装置及び成膜装置は、半導体装置製造分野、太陽電池製造分野、薄型ディスプレイ製造分野において利用可能である。

成膜装置の構成を示す模式図である。 冷却室の構成を説明するための模式図である。 冷却室での送風の流れの状態を説明するための模式図である。 冷却室の構成を説明するための模式図である。 冷却室の構成を説明するための模式図である。 冷却室の構成を説明するための模式図である。 風向制御板の構成を説明するための模式図である。

符号の説明

１ 成膜装置
１１ ロードロック室
１２ 加熱室
１３ 成膜室
１４ 隔離室
１５ 冷却室
１６ ゲートバルブ
１５１ 搬送手段
１５２ 搬送部
１５３ 支持部
１５４ 制御部
１５５ａ〜１５５ｄ 冷却用ファン
１５６ 送風面
１５７ 風向制御板

Claims (6)

1. チャンバと、基板を搬送する搬送手段と、前記搬送手段の作動を制御して前記基板を前記チャンバ内の所定位置で停止させるための制御手段と、所定位置に搬送され停止された前記基板の中央部に対向するように設置された２以上の冷却用ファンとを備えたことを特徴とする処理装置。
2. 前記冷却用ファンは、前記チャンバの天井部に設けたことを特徴とする請求項１記載の処理装置。
3. 前記冷却用ファンからの送風の流れが、前記チャンバ内で渦状となるように冷却用ファンが設置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の処理装置。
4. 前記冷却用ファンを傾斜をつけて設置して、前記冷却用ファンからの送風の流れを前記チャンバ内で渦状とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の処理装置。
5. 前記冷却用ファンに風向制御板を設けて、前記冷却用ファンからの送風の流れを前記チャンバ内で渦状とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の処理装置。
6. 基板を加熱する加熱装置と、加熱された基板上に膜を形成する膜形成装置と、請求項１〜５のいずれかに記載の前記処理装置とを備えたことを特徴とする成膜装置。

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