JP2013026292A - 基板処理装置、および薄膜太陽電池の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板処理装置のセンサ誤作動を抑制する。
【解決手段】本発明に係るスパッタリング装置1は、発光端面65aと受光端面66aとの少なくとも一方を端面として備えた光ファイバ65・66がチャンバ2内に配置された光ファイバセンサ6を備え、光ファイバセンサ6の端面は、チャンバ2の底面から所定の高さ位置で、水平方向に対して上向きに配置されている。
【選択図】図1
【解決手段】本発明に係るスパッタリング装置1は、発光端面65aと受光端面66aとの少なくとも一方を端面として備えた光ファイバ65・66がチャンバ2内に配置された光ファイバセンサ6を備え、光ファイバセンサ6の端面は、チャンバ2の底面から所定の高さ位置で、水平方向に対して上向きに配置されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、基板に対して所定の処理を施す基板処理装置に関するものであり、より詳細には、処理室内において搬送される基板を検出するセンサを備えた基板処理装置に関するものである。
従来、半導体デバイスの製造装置には、大気圧より減圧された処理室内で基板に対し、成膜およびエッチングなどの各種処理を施すために、各種処理の工程に応じて複数の基板処理装置を備えたものが用いられている。
このような半導体デバイスの製造装置では、基板は、搬送機構に略水平に載置された状態で各基板処理装置に順次搬送されて、各基板処理装置のチャンバ内で所定の処理が施される。
また、近年では、装置内における基板の位置や処置状況などを管理するために、各種のセンサを備えた基板処理装置が実用化されている。
例えば、特許文献1および特許文献2には、搬送室の外部に配置されたセンサによって、搬送室内の基板を検出する技術が提案されている。
具体的には、特許文献1には、搬送室の底面に設けられた透過窓を介して、搬送される基板のたわみ量を検出するセンサを備えた基板処理装置が開示されている。また、特許文献2には、搬送室の上面に設けられた透過窓を介して、搬送アームにより保持された基板の搬送アームに対する位置ズレを検出するセンサを備えた基板処理装置が開示されている。
さらに、基板に対して成膜などの処理を施すチャンバ内の基板を検出する技術も提案されている。
図6は、従来のスパッタリング装置101の要部構成を示す断面図である。図6に示されるように、スパッタリング装置101は、搬送ローラ103によって、真空に近い気圧に減圧されたチャンバ102内を搬送される基板Sを、光を用いて検出する反射型の位置センサ106を備えている。位置センサ106は、チャンバ102の外部に配置されており、チャンバ102の底面に設けられた透過窓110を介して基板Sに光を照射し、基板Sからの反射光によりチャンバ102内を搬送される基板Sを検出する。
スパッタリング装置101によれば、位置センサ106によってチャンバ102内における基板Sの搬送位置を特定できるので、位置センサ106の検出結果に応じて、搬入用扉123および搬出用扉124の開閉などの制御を適正に行うことができる。
しかしながら、図6に示されるような、従来のスパッタリング装置101では、下記に示す問題を有している。すなわち、スパッタリング装置101などの成膜装置では、成膜プロセスにおいて膜欠片などの異物が発生するため、チャンバ102の底面には堆積物Pが堆積する。このような堆積物Pは、スパッタリング時に、基板Sの外縁部分に成膜され、搬送途中で剥離した膜欠片や、チャンバ2の天井や側面に付着し、搬入出時の気圧変化または搬送時の振動などで剥離した膜欠片などがチャンバ2の底面に堆積したものである。
このため、チャンバ102の底面に設けられた透過窓110を介して、光を用いて基板Sを検出するスパッタリング装置101では、成膜プロセスで発生した異物が堆積物Pとして透過窓110上に堆積した場合、位置センサ106が堆積物Pに反応してしまい、検出エラーが生じるという問題を有している。
このような問題は、スパッタリング装置101などの成膜装置のほか、成膜後の薄膜の一部を加工除去するプラズマエッチング装置、またはレーザ加工装置など、基板処理プロセスで異物が発生する各種の基板処理装置で生じ得る。
本発明は、上述した従来の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、処理室内に発生した異物の影響よるセンサの誤作動を抑制することが可能な基板処理装置を実現することにある。
本発明に係る基板処理装置は、上記の課題を解決するために、搬入された基板に対し所定の処理を施す処理室と、前記処理室に搬入された前記基板を載置して、搬送する搬送部と、前記搬送部によって所定の検出位置に搬送された前記基板を光によって検出する検出部と、を備え、前記検出部は、前記基板を検出するための前記光を発する発光端面と、前記発光端面から発せられた前記光、または前記基板によって反射された光を受光する受光端面との少なくとも一方を端面として備えた光ファイバを有し、前記光ファイバの前記端面は、前記検出位置の方向に向けて、前記処理室内に配置されており、前記処理室の底面から所定の高さ位置で、水平方向に対して上向きに配置されていることを特徴としている。
上記の構成では、搬送部によって処理室内の所定の検出位置に搬送された基板を検出する検出部を備え、検出部は、基板を検出するための光を発する発光端面と、発光端面から発せられた光、または基板によって反射された光を受光する受光端面との少なくとも一方が、水平方向に対して上向きに配置されている。
ここで、検出部は、光ファイバの端面から発光または受光することで基板を検出する透過型または反射型の光ファイバセンサであるため、光ファイバの端面を小型化することができる。
したがって、小面積の端面が、処理室内に上向きに配置されるので、基板処理プロセスで発生した異物が、当該端面に付着することを抑制することが可能となる。
また、上向きに配置された端面は、処理室の底面から所定の高さ位置に配置されているので、異物が処理室の底面に堆積物として堆積した場合であっても、検出部は、堆積物によって覆われるなどの影響を受けずに、検出位置に搬送された基板を検出することが可能となる。
そえゆえ、上記の構成によれば、処理室内に発生した異物の影響よる検出部の誤作動を抑制することが可能な基板処理装置を実現することができる。
また、本発明に係る基板処理装置では、前記端面は、垂直方向に対して、傾いていることが好ましい。
上記の構成では、光ファイバの端面は、垂直方向に対して、傾いているので、基板処理プロセスで発生した異物が、発光端面および受光端面に付着することを効果的に抑制することが可能となる。
このため、上記の構成によれば、基板処理プロセスで発生した異物の付着による検出部の誤作動を効果的に抑制して、検出部による安定した基板の検出が可能となる。
また、本発明に係る基板処理装置では、前記端面は、垂直方向に対して、5度以上、45度以下の範囲で、傾いていることが好ましい。
上記の構成では、光ファイバの端面は、垂直方向に対して、5度以上、45度以下の範囲で、傾いている。
ここで、前記端面の垂直方向に対する傾きが5度よりも小さい場合、基板処理プロセスで発生した異物の付着量は、前記端面を垂直方向に向けて配置した場合とほぼ同量となり、十分な付着抑制効果を得ることができない。
一方、前記端面の垂直方向に対する傾きが45度よりも大きい場合、光ファイバの側面に基板処理プロセスで発生した異物が堆積してしまい、当該側面に堆積した異物が光ファイバの端面を覆う可能性ある。また、光ファイバの側面に堆積した異物の重みによって、光ファイバの端面の向きが変わり、検知部の誤作動が生じる可能性がある。
このため、上記の構成によれば、光ファイバの端面を、垂直方向に対して、5度以上、45度以下の範囲で傾けて配置することで、基板処理プロセスで発生した異物の付着による検出部の誤作動をより効果的に抑制して、検出部による安定した基板の検出が可能となる。
また、本発明に係る基板処理装置では、前記処理室内に配置され、前記光ファイバを固定する固定部をさらに備え、前記固定部は、前記端面が、当該固定部に対して上方に突出するように、前記光ファイバを固定することが好ましい。
上記の構成では、基板処理装置は、処理室内に、光ファイバを固定する固定部をさらに備えるので、光ファイバの端面を検出位置の方向に向けて固定することが可能となる。
ここで、固定部は、光ファイバの端面が、当該固定部に対して上方に突出するように、光ファイバを固定するので、基板処理プロセスで発生した異物が固定部に堆積した場合であっても、固定部に堆積した異物が光ファイバの端面を覆うことを防止することができる。
このため、上記の構成によれば、基板処理プロセスで発生した異物の付着による検出部の誤作動を抑制して、検出部による安定した基板の検出が可能となる。
本発明に係る薄膜太陽電池の製造装置は、上記の課題を解決するために、上記基板処理装置を備えることを特徴としている。
上記の構成によれば、処理室内に発生した異物の影響よる検出部の誤作動を抑制することが可能な薄膜太陽電池の製造装置を実現することができる。
以上のように、本発明に係る基板処理装置は、発光端面と受光端面との少なくとも一方を端面として備えた光ファイバが処理室内に配置された検出部を備え、前記光ファイバの前記端面は、前記処理室の底面から所定の高さ位置で、水平方向に対して上向きに配置されている。
それゆえ、本発明によれば、処理室内に発生した異物の影響よる検出部の誤作動を抑制することが可能な基板処理装置を実現することができるという効果を奏する。
本発明に係る基板処理装置の実施形態の一例について、図1〜図5に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、本発明に係る基板処理装置を、スパッタダウン方式のスパッタリング装置に適用した場合について説明する。
ただし、本発明に係る基板処理装置は、スパッタリング装置以外にも、例えば、真空蒸着法またはCVD法で成膜を行う成膜装置に適用してもよく、その他、基板上に成膜された薄膜の一部を加工除去するプラズマエッチング装置、またはレーザ加工装置など各種の基板処理装置に適用することも可能である。
1.スパッタリング装置の構成
まず、本実施形態に係るスパッタリング装置1の要部構成について、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るスパッタリング装置1の要部構成を示す装置正面の断面図である。
まず、本実施形態に係るスパッタリング装置1の要部構成について、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るスパッタリング装置1の要部構成を示す装置正面の断面図である。
図1に示されるように、スパッタリング装置1は、チャンバ(処理室)2と、複数の搬送ローラ(搬送部)3と、ヘッド4と、ヒータ5と、光ファイバセンサ(検出部)6と、固定部7とを備えている。以下、スパッタリング装置1が備える各構成について、順に説明する。
(1)チャンバ
チャンバ2は、搬送ローラ3によって搬入された基板Sの上面(被処理面)S1に対して、成膜処理を行う空間である。チャンバ2は、高真空排気装置(図示省略)などによって、大気圧より減圧され、真空状態に維持されている。
チャンバ2は、搬送ローラ3によって搬入された基板Sの上面(被処理面)S1に対して、成膜処理を行う空間である。チャンバ2は、高真空排気装置(図示省略)などによって、大気圧より減圧され、真空状態に維持されている。
チャンバ2の側面の一つには、図中の矢印で示される搬送方向Xに向けて搬送される基板Sを、チャンバ2内に搬入するための搬入口21が形成されている。また、搬入口21が形成された側面と対向する側面には、基板Sを搬出するための搬出口22が形成されている。搬入口21および搬出口22には、それぞれ搬入用扉23または搬出用扉24が取り付けられており、搬入用扉23および搬出用扉24によって、チャンバ2と外部とが、室間的に分離されている。
なお、チャンバ2は、チャンバ2内を真空状態に維持し大気に開放しないために、搬入口21および搬出口22が、それぞれロードロックチャンバに連結されていてもよい。チャンバ2をロードロックチャンバに連結することにより、ロードロックチャンバ内が真空になった状態で、搬入用扉23または搬出用扉24の開閉が行われ、チャンバ2への基板Sの搬入、またはチャンバ2からの搬出が行われる。これにより、チャンバ2内を真空状態に維持しすることができる。
また、チャンバ2は、エッチング処理を施すためのエッチング装置、或いは、他のスパッタリング装置に連結されていてもよい。
(2)搬送ローラ
搬送ローラ3は、チャンバ2に搬入された基板Sを、被処理面S1を上方に向けた状態で載置して、搬送方向Xに向かって搬送する水平搬送型の搬送機構である。各搬送ローラ3は、水平方向に並んで平行に配設されており、搬入口21から搬出口22に向けて基板Sを搬送する。
搬送ローラ3は、チャンバ2に搬入された基板Sを、被処理面S1を上方に向けた状態で載置して、搬送方向Xに向かって搬送する水平搬送型の搬送機構である。各搬送ローラ3は、水平方向に並んで平行に配設されており、搬入口21から搬出口22に向けて基板Sを搬送する。
また、搬送ローラ3は、搬送ローラ3を回転駆動するモータなどの駆動部(図示省略)に接続されており、その駆動が制御される。
なお、本実施形態では、基板Sを搬送する搬送機構を、複数の搬送ローラ3を用いて実現しているが、搬送ローラ3以外にも、例えば、基板Sを下方から担持する搬送アームを用いて搬送機構を実現してもよい。
(3)ヘッド
ヘッド4は、ターゲットTを構成する原子または分子を、下方に配置された基板Sの被処理面S1に向けて放出するものである。ヘッド4は、チャンバ2の上面に設けられており、電極シールド41と、磁石42とを備えている。
ヘッド4は、ターゲットTを構成する原子または分子を、下方に配置された基板Sの被処理面S1に向けて放出するものである。ヘッド4は、チャンバ2の上面に設けられており、電極シールド41と、磁石42とを備えている。
電極シールド41は、スパッタリング時の放電空間を、基板S側が配置される空間に制限するためのものであり、ターゲットTの外縁部分に設けられている。
また、スパッタリング装置1では、成膜速度を向上させるために、ターゲットTの表面に磁界を作用させるマグネトロンスパッタ方式を採用しており、ターゲットTの上部には、磁石42が取り付けられている。
さらに、ヘッド4には、スパッタリングに必要な放電を発生させるための高周波の電源43が、配線44を介して接続されており、ヘッド4と電源43との間には、ノイズカットのためのローパスフィルタ45が設けられている。
(4)ヒータ
ヒータ5は、ヘッド4の下方に搬送された基板Sを、所定の温度まで加熱するものである。ヒータ5は、使用されるターゲットTの種類に応じて、適宜、最適な温度に設定可能であり、基板Sの下面(被載置面)S2側から、基板Sを加熱できるように配置されている。
ヒータ5は、ヘッド4の下方に搬送された基板Sを、所定の温度まで加熱するものである。ヒータ5は、使用されるターゲットTの種類に応じて、適宜、最適な温度に設定可能であり、基板Sの下面(被載置面)S2側から、基板Sを加熱できるように配置されている。
(5)光ファイバセンサ
光ファイバセンサ6は、搬送ローラ3によって所定の検出位置Dに搬送された基板Sを検出するセンサであり、本実施形態では、基板Sの被載置面S2に反射されたレーザ光(光)Lを検出することで、基板Sの位置を光学的に検出する反射型の位置センサである。
光ファイバセンサ6は、搬送ローラ3によって所定の検出位置Dに搬送された基板Sを検出するセンサであり、本実施形態では、基板Sの被載置面S2に反射されたレーザ光(光)Lを検出することで、基板Sの位置を光学的に検出する反射型の位置センサである。
図1に示されるように、光ファイバセンサ6は、センサ本体61と、センサ本体61に接続された発光用光ファイバ(光ファイバ)65および受光用光ファイバ(光ファイバ)66とを備えている。
センサ本体61は、発光部62と、受光部63と、判定部64とを有し、チャンバ2の外部に配置されている。
発光部62は、基板Sを検出するためのレーザ光(光)Lを発する発光素子である。発光部62としては、例えば、半導体レーザ光を発するLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)などを用いることができる。発光部62には、発光用光ファイバ65の一端が接続されており、これにより、発光部62は、発光用光ファイバ65の他端(以下、発光端面65aと称する)を介して、レーザ光Lを発することができる。
受光部63は、発光部62から発せられたレーザ光Lを受光する受光素子である。受光部63としては、例えば、PD(Photo Diode:フォトダイオード)などを用いることができる。受光部63には、受光用光ファイバ66の一端が接続されており、これにより、受光部63は、受光用光ファイバ66の他端(以下、受光端面66aと称する)を介して、レーザ光Lを受光することができる。
判定部64は、受光部63が受光したレーザ光Lの光量に基づいて、検出位置Dにおける基板Sの有無を判定するものである。具体的には、判定部64は、受光部63が、基準となる強度を超えるレーザ光Lを受光したとき、検出位置Dに基板Sが搬送されたものと判定する。判定部64には、スパッタリング装置1全体の動作を制御する制御部(図示省略)に接続されており、制御部は、判定部64の判定結果に応じて、搬入用扉23および搬出用扉24の開閉、或いは、回転ローラの駆動などの各制御を行う。
ここで、図1に示されるように、スパッタリング装置1では、成膜プロセスで発生した膜欠片などの異物が堆積物Pとしてチャンバ2の底面に堆積する。このような堆積物Pは、スパッタリング時に基板Sの外縁部分に成膜され、搬送途中で剥離した膜欠片や、スパッタリング時にチャンバ2の天井や側面に付着し、搬入出時の気圧変化または搬送時の振動などで剥離した膜欠片などがチャンバ2の底面に堆積したものである。
例えば、スパッタリング装置1を薄膜太陽電池の製造装置に適用した場合について説明する。透明導電膜が形成された基板Sの被処理面S1上に、シリコン系半導体膜を積層する成膜プロセスにおいて、非晶質/結晶質のシリコン系半導体膜の厚みによる膜ストレスや、被処理面S1の外縁部分に形成された透明導電膜のヘイズ(凹凸形状)の悪化による密着性の低下などのために、搬送途中で剥離した薄欠片などがチャンバ2の底面に堆積して堆積物Pとなる。特に、真空と大気との圧力変化が生じやすい搬入口21および搬出口22の近傍に堆積物Pは堆積し易く、堆積する異物のサイズは、ミリオーダー以上である。
このような堆積物Pが底面に堆積した場合、図6に示されるような、チャンバ102の外部に配置された位置センサ106によって、チャンバ102の底面に設けられた透過窓110を介して、基板Sを検出する従来のスパッタリング装置101では、位置センサ106が透過窓110上に堆積した堆積物Pに反応して、検出エラーが生じる。
具体的には、位置センサ106が堆積物Pに反応してしまい、基板Sの搬入および搬出などの制御を適正に行うことができず、搬送トラブルが生じる。このため、従来のスパッタリング装置101では、搬送トラブルに伴う基板の破損などが生じ、スパッタリング装置101の稼働率が低下してしまう。
このような堆積物Pによる影響を防止するために、スパッタリング装置1では、搬送ローラ3よって搬送される基板Sに位置を検出する光ファイバセンサ6の発光端面65aおよび受光端面66aを、チャンバ2内において、チャンバ2の底面から所定の高さ位置で上向きに配置している。本実施形態では、発光端面65aおよび受光端面66aの中心と、チャンバ2の底面との間隔ががそれぞれ約10cmとなるように、発光端面65aおよび受光端面66aの高さ位置が調整されている。
なお、発光端面65aおよび受光端面66aが、図1のように別体として設けられていることは、本発明にとって必須ではない。光ファイバセンサ6の端面の設け方の種々の変形例については、後述する。
このように、光ファイバセンサ6の端面が、チャンバ2内において、チャンバ2の底面から所定の高さ位置で上向きに配置されているため、堆積物Pがチャンバ2の底面に堆積した場合であっても、光ファイバセンサ6は、堆積物Pの影響を受けずに、検出位置Dに搬送された基板Sを安定して検出することができる。
これは、センサとして、光ファイバの端面からレーザ光Lを発光または受光する光ファイバセンサ6を採用した結果、発光端面65aおよび受光端面66aを小型化しているからである。これにより、発光端面65aおよび受光端面66aのそれぞれの直径を、例えば、1.5mm以上、3.0mm以下の範囲で形成することが可能となる。
このため、光ファイバセンサ6の端面を、チャンバ2内に上向きにして配置した場合であっても、当該端面の面積が微細なので、成膜プロセスで発生した異物が、端面に付着することを抑制することが可能となる。
さらに、スパッタリング装置1では、成膜プロセスで発生した異物が、発光端面65aおよび受光端面66aに付着することを抑制する効果を高めるために、発光端面65aおよび受光端面66aが、垂直方向に対して、傾いて配置されている。具体的には、発光端面65aおよび受光端面66aは、搬送方向Xに沿って、発光端面65aが搬送方向Xの下流側に、受光端面66aが搬送方向Xの上流側に、それぞれが検出位置Dに向けて傾いて配置されている。
このように、発光端面65aおよび受光端面66aを、垂直方向に対して、傾いて配置することで、成膜プロセスで発生した異物で発生した異物が、発光端面65aおよび受光端面66aに付着することを一層効果的に抑制することができる。
なお、検出位置Dに対してレーザ光Lを斜めに発する場合、光ファイバセンサ6の光強度を調整することで、基板Sが存在する場合と、基板Sが存在しない場合とで、受光部63が受光する光強度に十分な差を生じさせることが可能である。このため、発光端面65aおよび受光端面66aに多少の位置ズレが生じた場合でも、基板Sを検出することができる。
ここで、発光端面65aおよび受光端面66aは、垂直方向に対して、5度以上、45度以下の範囲で、傾いて配置されていることが好ましい。発光端面65aおよび受光端面66aの垂直方向に対する傾きが5度よりも小さい場合、成膜プロセスで発生した異物の付着量は、発光端面65aおよび受光端面66aを垂直方向に向けて配置した場合とほぼ同量となり、十分な付着抑制効果を得ることができない。
一方、発光端面65aおよび受光端面66aの垂直方向に対する傾きが45度よりも大きい場合、発光用光ファイバ65および受光用光ファイバ66の側面に成膜プロセスで発生した異物が堆積してしまい、当該側面に堆積した異物が発光端面65aおよび受光端面66aを覆う可能性がある。また、発光用光ファイバ65および受光用光ファイバ66の側面に異物が堆積した場合、当該異物の重みによって、発光端面65aおよび受光端面66aの向きが変わり、誤作動を生じる可能性がある。
このため、発光端面65aおよび受光端面66aを、垂直方向に対して、5度以上、45度以下の範囲で傾けて配置することで、成膜プロセスで発生した異物の発光端面65aおよび受光端面66aへの付着量を低減して、安定した基板Sの検出が可能となる。
また、スパッタリング装置1のように、発光端面65aおよび受光端面66aを、チャンバ2内に上向きにして配置することで、スパッタリング装置1のメンテナンス性などを向上させることが可能となる。
すなわち、スパッタダウン方式のスパッタリング装置1では、ターゲット交換などのメンテナンスのためにチャンバ2の上面側を取り外す機会が多い。このため、チャンバ2の上面側に光ファイバセンサ6が配置された構成では、メンテナンスの度に発光端面65aおよび受光端面66aの位置調整が必要となり、メンテナンス性が低下してしまう。
このため、発光端面65aおよび受光端面66aを、検出位置Dよりも下方側にそれぞれ配置することで、上述のような、メンテナンス性の低下を防止して、スパッタリング装置1の稼働率を向上させることができると共に、装置構造を単純化することができる。
さらに、発光端面65aおよび受光端面66aを、チャンバ2内に上向きにして配置することで、光ファイバセンサ6は、基板Sの被載置面S2を検出するため、被処理面S1を検出する構成に比べて、基板Sの表面変化に伴う、光ファイバセンサ6の検出感度の変動が生じず、安定した基板Sの検出が可能となる。
(6)固定部
固定部7は、チャンバ2内に配置され、発光用光ファイバ65および受光用光ファイバ66を支持して、固定するものである。固定部7は、発光用光ファイバ65を固定する固定部71と、受光用光ファイバ66を固定する固定部72とを含んでいる。
固定部7は、チャンバ2内に配置され、発光用光ファイバ65および受光用光ファイバ66を支持して、固定するものである。固定部7は、発光用光ファイバ65を固定する固定部71と、受光用光ファイバ66を固定する固定部72とを含んでいる。
固定部71は、発光用光ファイバ65の側面を包持して、その一端が、搬出口22が形成されたチャンバ2の側面に固定されている。また、固定部72は、受光用光ファイバ66の側面を包持しており、その一端が、チャンバ2の底面に固定されている。これにより、発光端面65aおよび受光端面66aを検出位置Dの方向に向けて、発光用光ファイバ65および受光用光ファイバ66を固定することができる。
ここで、固定部71・72は、発光端面65aおよび受光端面66aが、固定部71・72に対して上方に突出するように、発光用光ファイバ65および受光用光ファイバ66を固定する。このため、成膜プロセスで発生した異物が固定部71・72に堆積した場合であっても、固定部71・72に堆積した異物が発光端面65aおよび受光端面66aを覆うことを防止することができるので、光ファイバセンサ6による安定した基板Sの検出が可能となる。
なお、固定部7は、発光用光ファイバ65および受光用光ファイバ66を、所定の角度で固定できるものであれば、その構造は特に限定されない。例えば、チャンバ2の側面または底面に固定された金属ブロックなどであってもよい。
以上のような構成のスパッタリング装置1によれば、成膜プロセスで発生した異物の影響よる光ファイバセンサ6の誤作動を抑制することができる。
なお、スパッタリング装置1では、光ファイバセンサ6を用いて基板Sの位置検出を行うが、基板Sの位置検出以外にも、基板Sの温度、たわみ量などを検出することも可能である。
2.光ファイバセンサの配置例
次に、光ファイバセンサ6の他の配置例について、図2から図5を参照して説明する。図1に示される光ファイバセンサ6は、発光端面65aおよび受光端面66aを上方に向けた状態で、搬送方向Xに沿って配置されているが、光ファイバセンサ6の配置は、これに限定されない。成膜プロセスで発生した異物の影響よる光ファイバセンサ6の誤作動を抑制するためには、光ファイバセンサ6は、発光端面65aおよび受光端面66aの少なくとも何れか一方を上方に向けた状態で、チャンバ2内に配置されていればよい。例えば、下記に示す配置例1〜3のように、光ファイバセンサ6を配置することができる。
次に、光ファイバセンサ6の他の配置例について、図2から図5を参照して説明する。図1に示される光ファイバセンサ6は、発光端面65aおよび受光端面66aを上方に向けた状態で、搬送方向Xに沿って配置されているが、光ファイバセンサ6の配置は、これに限定されない。成膜プロセスで発生した異物の影響よる光ファイバセンサ6の誤作動を抑制するためには、光ファイバセンサ6は、発光端面65aおよび受光端面66aの少なくとも何れか一方を上方に向けた状態で、チャンバ2内に配置されていればよい。例えば、下記に示す配置例1〜3のように、光ファイバセンサ6を配置することができる。
(1)配置例1
図2は、図1に示される光ファイバセンサ6の配置例1を示す装置側面の断面図である。図2に示されるように、光ファイバセンサ6は、発光端面65aおよび受光端面66aを上方に向けた状態で、搬送方向Xと直交する方向に沿って配置されていてもよい。この場合、固定部71・72の一端は、搬出口22が形成されたチャンバ2の側面にそれぞれ固定されている。
図2は、図1に示される光ファイバセンサ6の配置例1を示す装置側面の断面図である。図2に示されるように、光ファイバセンサ6は、発光端面65aおよび受光端面66aを上方に向けた状態で、搬送方向Xと直交する方向に沿って配置されていてもよい。この場合、固定部71・72の一端は、搬出口22が形成されたチャンバ2の側面にそれぞれ固定されている。
このように、発光端面65aおよび受光端面66aを、搬送方向Xと直交する方向に沿って、それぞれが検出位置Dに向けて傾いて配置したスパッタリング装置1aによっても、チャンバ2内に発生した異物の影響よる光ファイバセンサ6の誤作動を抑制することができる。
(2)配置例2
図3は、図1に示される光ファイバセンサ6の配置例2を示す装置正面の断面図であり、図4は、図3に示される受発光用光ファイバ67の受発光端面67aを示す平面図である。図3および図4に示されるように、光ファイバセンサ6を、発光用光ファイバ65および受光用光ファイバ66を含む受発光用光ファイバ(光ファイバ)67で実現してもよい。受発光用光ファイバ67は、受発光端面67aを搬送方向Xの下流側に傾けて、上向きに配置されており、固定部73によって固定されている。
図3は、図1に示される光ファイバセンサ6の配置例2を示す装置正面の断面図であり、図4は、図3に示される受発光用光ファイバ67の受発光端面67aを示す平面図である。図3および図4に示されるように、光ファイバセンサ6を、発光用光ファイバ65および受光用光ファイバ66を含む受発光用光ファイバ(光ファイバ)67で実現してもよい。受発光用光ファイバ67は、受発光端面67aを搬送方向Xの下流側に傾けて、上向きに配置されており、固定部73によって固定されている。
図4に示されるように、受発光用光ファイバ67は、その内部に発光用光ファイバ65および受光用光ファイバ66が平行に配置された平行型の受発光用光ファイバ67であり、受発光端面67a(端面)には、発光端面65aおよび受光端面66aが配置されている。このような受発光用光ファイバ67を用いることにより、チャンバ2内への配線を簡略化して、装置構造を単純化することができる。
このように、発光用光ファイバ65および受光用光ファイバ66を含む受発光用光ファイバ67を用いたスパッタリング装置1bによっても、チャンバ2内に発生した異物の影響よる光ファイバセンサ6の誤作動を抑制することができる。
なお、受発光用光ファイバ67として、図4に示される平行型の光ファイバ以外にも、例えば、中心部に発光用光ファイバ65が配置され、外周部に複数の受光用光ファイバ66が配置された同軸型の光ファイバ、或いは、複数のガラスファイバによって構成された発光用光ファイバ65および受光用光ファイバ66を備える分散型の光ファイバなどを用いてもよい。
(3)配置例3
図5は、図1に示される光ファイバセンサ6の配置例3を示す装置正面の断面図である。図4に示されるように、光ファイバセンサ6は、上向きに配置された発光端面65aと下向きに配置された受光端面66aとが、検出位置Dを挟んで互いに対向するように配置されていてもよい。このような透過型の光ファイバセンサ6では、基板Sが検出位置Dに搬送されたとき、レーザ光Lが基板Sによって遮られる。このため、判定部64は、受光部63が、レーザ光Lを受光しないとき、基板Sが検出位置Dに搬送されたものと判定する。
図5は、図1に示される光ファイバセンサ6の配置例3を示す装置正面の断面図である。図4に示されるように、光ファイバセンサ6は、上向きに配置された発光端面65aと下向きに配置された受光端面66aとが、検出位置Dを挟んで互いに対向するように配置されていてもよい。このような透過型の光ファイバセンサ6では、基板Sが検出位置Dに搬送されたとき、レーザ光Lが基板Sによって遮られる。このため、判定部64は、受光部63が、レーザ光Lを受光しないとき、基板Sが検出位置Dに搬送されたものと判定する。
なお、発光端面65aおよび受光端面66aの互いの位置関係は、逆であってもよい。
このように、透過型の光ファイバセンサ6を用いたスパッタリング装置1cによっても、チャンバ2内に発生した異物の影響よる光ファイバセンサ6の誤作動を抑制することができる。
3.実施形態の総括
以上のように、本実施形態に係るスパッタリング装置1は、搬入された基板Sに対し所定の処理を施すチャンバ2と、チャンバ2に搬入された基板Sを載置して、搬送する搬送ローラ3と、搬送ローラ3によって検出位置Dに搬送された基板Sをレーザ光Lによって検出する光ファイバセンサ6とを備える。光ファイバセンサ6は、基板Sを検出するためのレーザ光Lを発する発光端面65aと、発光端面65aから発せられたレーザ光L、または基板Sによって反射されたレーザ光Lを受光する受光端面66aとの少なくとも一方を端面として備えた光ファイバ65・66・67を有し、光ファイバ65・66・67の端面は、検出位置Dの方向に向けて、チャンバ2内に配置されており、チャンバ2の底面から所定の高さ位置で、水平方向に対して上向きに配置されている。
以上のように、本実施形態に係るスパッタリング装置1は、搬入された基板Sに対し所定の処理を施すチャンバ2と、チャンバ2に搬入された基板Sを載置して、搬送する搬送ローラ3と、搬送ローラ3によって検出位置Dに搬送された基板Sをレーザ光Lによって検出する光ファイバセンサ6とを備える。光ファイバセンサ6は、基板Sを検出するためのレーザ光Lを発する発光端面65aと、発光端面65aから発せられたレーザ光L、または基板Sによって反射されたレーザ光Lを受光する受光端面66aとの少なくとも一方を端面として備えた光ファイバ65・66・67を有し、光ファイバ65・66・67の端面は、検出位置Dの方向に向けて、チャンバ2内に配置されており、チャンバ2の底面から所定の高さ位置で、水平方向に対して上向きに配置されている。
ここで、光ファイバセンサ6は、光ファイバ65・66・67の端面からレーザ光Lを発光または受光するため、発光端面65a、受光端面66aおよび受発光端面67aを小型化することができる。
このため、発光端面65aおよび受光端面66aの少なくとも一方、或いは、受発光端面67aを、チャンバ2内に上向きに配置した場合であっても、成膜プロセスで発生した異物が、発光端面65a、受光端面66aおよび受発光端面67aに付着することを抑制することが可能となる。
また、上向きに配置された発光端面65a、受光端面66aおよび受発光端面67aは、チャンバ2の底面から所定の高さ位置に配置されているので、異物がチャンバ2内に堆積物Pとして堆積した場合であっても、光ファイバセンサ6は、堆積物Pの影響を受けずに、検出位置Dに搬送された基板Sを検出することが可能となる。
そえゆえ、本実施形態によれば、チャンバ2内に堆積した堆積物Pの影響よるセンサの誤作動を抑制することが可能なスパッタリング装置1を実現することができる。
また、本実施形態に係るスパッタリング装置1では、発光端面65a、受光端面66aおよび受発光端面67aは、垂直方向に対して、傾いていることが好ましい。
このようなスパッタリング装置1では、発光端面65a、受光端面66aおよび受発光端面67aは、垂直方向に対して、傾いているので、成膜プロセスで発生した異物が、発光端面65a、受光端面66aおよび受発光端面67aに付着することを効果的に抑制することが可能となる。
このため、本実施形態に係るスパッタリング装置1によれば、基板処理プロセスで発生した異物の付着によるセンサの誤作動を効果的に抑制して、光ファイバセンサ6による安定した基板Sの検出が可能となる。
また、本実施形態に係るスパッタリング装置1では、発光端面65a、受光端面66aおよび受発光端面67aは、垂直方向に対して、5度以上、45度以下の範囲で、傾いていることが好ましい。
このようなスパッタリング装置1によれば、成膜プロセスで発生した異物の発光端面65a、受光端面66aおよび受発光端面67aへの付着量をより効果的に低減して、光ファイバセンサ6による安定した基板Sの検出が可能となる。
また、本実施形態に係るスパッタリング装置1では、チャンバ2内に配置され、光ファイバ65・66・67を固定する固定部71・72・73をさらに備え、固定部71・72・73は、発光端面65a、受光端面66aおよび受発光端面67aが、固定部71・72・73に対して上方に突出するように、光ファイバ65・66・67を固定することが好ましい。
このようなスパッタリング装置1では、チャンバ2内に、光ファイバ65・66・67を固定する固定部71・72・73をさらに備えるので、発光端面65a、受光端面66aおよび受発光端面67aを、検出位置Dの方向に向けて固定することが可能となる。
ここで、固定部71・72・73は、発光端面65a、受光端面66aおよび受発光端面67aが、固定部71・72・73に対して上方に突出するように、光ファイバ65・66・67を固定するので、成膜プロセスで発生した異物が固定部71・72・73に堆積した場合であっても、固定部71・72・73に堆積した異物が発光端面65a、受光端面66aおよび受発光端面67aを覆うことを防止することができる。
このため、本実施形態に係るスパッタリング装置1によれば、成膜プロセスで発生した異物によるセンサの誤作動を抑制して、光ファイバセンサ6による安定した基板Sの検出が可能となる。
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
4.補足
なお、本発明は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明に係る基板処理装置は、基板の上面を処理する処理室と、前記基板を少なくとも水平方向に搬送する搬送部と、前記搬送部の下方より基板を光学的に検出するファイバセンサとを備え、前記ファイバセンサが前記処理室内に上向きに設置されていることを特徴としている。
なお、本発明は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明に係る基板処理装置は、基板の上面を処理する処理室と、前記基板を少なくとも水平方向に搬送する搬送部と、前記搬送部の下方より基板を光学的に検出するファイバセンサとを備え、前記ファイバセンサが前記処理室内に上向きに設置されていることを特徴としている。
また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサの端面が、水平面に対して90°より小さい角度で固定されていることを特徴としている。
また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサの水平面に対する角度が、45°以上、85°以下の範囲であることを特徴としている。
また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサの先端付近が上方に突出して固定され設置されていることを特徴としている。
或いは、本発明は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明に係る基板処理装置は、水平に戴置して搬送される基板の下方に設置された、基板の有無を検出する光反射型のファイバセンサを備え、前記センサの上端部が水平面に対して角度を有して設置されていることを特徴としている。
また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサが、径の小さいファイバセンサであり、処理室内に位置する上側先端が斜めになっていることを特徴としている。
また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサが投光側と受光側の二つ別々に備えており、それぞれのファイバセンサの上側先端面が角度をつけ、設置される製造装置であることを特徴としている。
また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサの上端端面が、チャンバ底面より10cmの高さで設置されていることを特徴としている。
また、本発明に係る基板処理装置は、前記ファイバセンサが、固定金具によって斜めに固定されていることを特徴としている。
また、本発明に係る基板処理装置は、透明導電層が形成されたガラス基板上に、非晶質/結晶質のシリコン系半導体膜を積層することを特徴としている。
本発明は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法またはCVD法などの成膜装置の他、基板上の膜の一部を加工除去するプラズマエッチング装置や逆スパッタ装置、レーザ加工装置など、膜が欠片となって異物となって堆積する基板処理装置に好適に使用することができる。
1 スパッタリング装置(基板処理装置)
1a スパッタリング装置(基板処理装置)
1b スパッタリング装置(基板処理装置)
1c スパッタリング装置(基板処理装置)
2 チャンバ(処理室)
3 搬送ローラ(搬送部)
4 ヘッド
5 ヒータ
6 光ファイバセンサ(検出部)
7 固定部
61 センサ本体
62 発光部
63 受光部
64 判定部
65 発光用光ファイバ(光ファイバ)
65a 発光端面(端面)
66 受光用光ファイバ(光ファイバ)
66a 受光端面(端面)
67 受発光用光ファイバ(光ファイバ)
67a 受発光端面(端面)
71 固定部
72 固定部
73 固定部
D 検出位置
L レーザ光(光)
S 基板
S1 被処理面
S2 被載置面
T ターゲット
X 搬送方向
1a スパッタリング装置(基板処理装置)
1b スパッタリング装置(基板処理装置)
1c スパッタリング装置(基板処理装置)
2 チャンバ(処理室)
3 搬送ローラ(搬送部)
4 ヘッド
5 ヒータ
6 光ファイバセンサ(検出部)
7 固定部
61 センサ本体
62 発光部
63 受光部
64 判定部
65 発光用光ファイバ(光ファイバ)
65a 発光端面(端面)
66 受光用光ファイバ(光ファイバ)
66a 受光端面(端面)
67 受発光用光ファイバ(光ファイバ)
67a 受発光端面(端面)
71 固定部
72 固定部
73 固定部
D 検出位置
L レーザ光(光)
S 基板
S1 被処理面
S2 被載置面
T ターゲット
X 搬送方向
Claims (5)
- 搬入された基板に対し所定の処理を施す処理室と、
前記処理室に搬入された前記基板を載置して、搬送する搬送部と、
前記搬送部によって所定の検出位置に搬送された前記基板を光によって検出する検出部と、
を備え、
前記検出部は、前記基板を検出するための前記光を発する発光端面と、前記発光端面から発せられた前記光、または前記基板によって反射された光を受光する受光端面との少なくとも一方を端面として備えた光ファイバを有し、
前記光ファイバの前記端面は、前記検出位置の方向に向けて、前記処理室内に配置されており、前記処理室の底面から所定の高さ位置で、水平方向に対して上向きに配置されていることを特徴とする基板処理装置。 - 前記端面は、垂直方向に対して、傾いていることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記端面は、垂直方向に対して、5度以上、45度以下の範囲で、傾いていることを特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。
- 前記処理室内に配置され、前記光ファイバを固定する固定部をさらに備え、
前記固定部は、前記端面が、当該固定部に対して上方に突出するように、前記光ファイバを固定することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の基板処理装置。 - 請求項1から4の何れか1項に記載の基板処理装置を備えることを特徴とする薄膜太陽電池の製造装置。
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