JP4198830B2 - 成膜装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CVD法(化学的気相成膜法)により基板に膜を形成する成膜装置に関し、特に、ベルトコンベア等の搬送手段によりガラス基板を連続的に搬送して、SiO2 膜、ITO膜(透明導電膜)等を形成する成膜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電卓、時計、タイマー等の表示部、あるいは、デジタルカメラ等の液晶表示部又はコンピュータに接続された入力用のタッチパネル等として用いられるITOガラス基板の製造に際しては、洗浄装置、選別装置、搬送装置、成膜装置等により構成される製造ラインが用いられている。
【0003】
この製造ラインを構成する成膜装置は、常圧CVD法を用いた成膜ラインからなり、その成膜ラインは、ガラス基板を一枚一枚載せて搬送するベルトコンベア等を備えている。このベルトコンベアベルト5は、図8に示すように、ベルトの幅方向(矢印W)において螺旋状に巻回した金属線5aを、連結線5bを介して搬送方向(矢印L)に連続的に編み込んで平板状に形成されており、この金属線5aは、直径0.5〜1.0mmの円形断面をなすインコネル製のワイヤ等からなるものである。
【0004】
このような構成からなるベルト5は、図9に示すように、成膜炉の内部においては、成膜炉の底壁面4a上を慴動するようにして支持されており、金属線5aの下端5a’が底壁面4aと点接触あるいは線接触するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ベルトコンベアのベルト5に載置されたガラス基板を、成膜炉の内部において予め加熱する場合、ヒータにより成膜炉の外壁面を加熱し、この外壁面から内部の気体が加熱され、又、外壁面(底壁面)によりベルトが加熱されることにより、ガラス基板が加熱されることになる。
【0006】
しかしながら、ベルト5は、金属製であることからその熱容量が大きく、しかも成膜炉の底壁面と点接触あるいは線接触により支持されていることから熱の伝達効率が悪く、気体の昇温速度に比べてその昇温速度は遅くなる。
その結果、気体及びベルト5を介して加熱されるガラス基板の下面と上面との間に温度差が生じ、反り等の変形を招くことになる。そして、この変形等の際に、ガラス基板がベルト5の上で相対的に移動して、ガラス基板Gの下面に傷等が発生するという問題があった。
【0007】
また、ベルト5への熱伝達率が小さいことから、長時間にわたって加熱する必要があり、消費電力が増加し又成膜炉の全長が長くなるという問題があった。尚、上述の問題は、加熱時に限らず冷却時においても同様に生じる問題である。
【0008】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、成膜を行なうガラス基板を搬送する際に、その表面における傷等の発生を防止すると共に、成膜工程に要する時間の短縮化、成膜炉の全長の短縮化等を図れる成膜装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するべく鋭意検討を重ねた結果、以下の如き構成をなす発明を見出すに至った。
すなわち、本発明の成膜装置は、ガラス基板を連続的に所定方向に搬送する金属製のベルトコンベアと、このベルトコンベアのベルトの一部を覆う空間を画定すると共にガラス基板が載置された状態でベルトの一部を支持する底壁面を有する成膜炉と、この成膜炉の外部に設けられてガラス基板を加熱する加熱手段とを備え、ベルトコンベアにより搬送されるガラス基板を予め所定温度に加熱しかつ成膜炉の内部に膜の原料を供給して、化学的気相成膜法により連続的に複数のガラス基板の表面に膜を生成する成膜装置であって、上記ベルトは、断面が略楕円の偏平形状に形成された金属線をメッシュ状に編み込んで形成されている、ことを特徴としている。
【0010】
この構成によれば、ベルトを形成する金属線が、略楕円の偏平な断面形状をなすように形成されていることから、この金属線すなわちベルトは、成膜炉の底壁面と面接触するようになる。したがって、成膜炉の外部にある加熱手段により成膜炉の外壁面が加熱されると、外壁面(底壁面)からベルトに対して効率良く熱が伝えられる。これにより、ガラス基板の下面は上面と同様の速度で加熱されることになり、上面と下面との間の温度差が低減され、ガラス基板の反り等が防止され、傷等の発生が防止ないしは抑制される。
一方、冷却する場合も同様に、ガラス基板の下面は上面と同様の速度で冷却されることになり、上面と下面との間の温度差が低減され、ガラス基板の反り等が防止され、傷等の発生が防止ないしは抑制される。
【0011】
上記構成において、ベルトの上面に、ガラス基板を載置するための金属製の撚り線を張設した構成を採用することができ、又、この撚り線として、ステンレス鋼の素線(ワイヤ)を複数本撚り合わせて形成したものを採用することができる。
この構成によれば、ガラス基板は、平板状に編み込まれた金属線からなるベルトに対して直接ではなく、このベルト上に張設された柔軟性のある撚り線の上に載置されることから、ガラス基板とベルトとの接触が防止される。これにより、ベルトを形成する金属線との接触による傷等が発生しなくなる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づき説明する。
図1は本発明に係る成膜装置を備えた製造ラインを示した概略構成図であり、図2ないし図7は成膜装置の構成要素であるベルトコンベアのベルトの一部を示す図である。
【0013】
この実施形態に係る成膜装置は、常圧CVD法を用いたものであり、この成膜工程では、ガラス基板をベルトコンベアのベルト50上に載置して一枚一枚搬送させつつ、加熱手段により約500°C程度に予め加熱し、この加熱されたガラス基板上にSiO2 膜及びITO膜を順次に積層する。
【0014】
この成膜装置においては、図1に示すように、ガラス基板を載置した状態で連続的に一方向に搬送するベルト50を含むベルトコンベアと、このベルトコンベアのベルト50の一部及びベルト50に載置されたガラス基板を覆う空間を画定する成膜炉すなわちSiO2 膜又はITO膜を形成する複数の成膜炉60と、この成膜炉60の外部からその内部を搬送されるガラス基板を加熱する加熱手段としてのヒータ80と、成膜炉60の内部に膜の原料を供給する原料供給管61及び内部を排気する排気管62等を備えている。
【0015】
そして、この成膜炉60は、図1に示すように、ベルト50の上面を包囲すると共に成膜空間を画定するマッフル本体63を有し、このマッフル本体63は、水平方向に伸長すると共にガラス基板を載置したベルト50を囲繞する略矩形断面の搬送通路部63aと、この搬送通路部63aの上側の壁面から上方に突出すると共に略矩形断面をなすチャンバ部63bと、ガラス基板の搬送方向においてこのチャンバ部63bを挟むように配置され搬送通路部63aの上側の壁面から上方に突出する排気通路部63cとにより形成されている。この排気通路部63cは、この上端のフランジ部63c’に接続される排気管62と共に一つの排気通路を形成している。
【0016】
上記チャンバ部63bには、図1に示すように、SiO2 膜又はITO膜を形成する際の原料を霧化して供給する原料供給管61が接続されている。また、このチャンバ部63bには、その上端開口を塞ぐ蓋体66が着脱可能に設けられている。
【0017】
上記ベルトコンベアのベルト50は、図2に示すように、ベルトの幅方向(矢印W)において螺旋状に巻回した金属線50aを、連結線50bを介して搬送方向(矢印L)に連続的にメッシュ状に編み込んで形成した金属製のメッシュベルトである。この螺旋状に巻回された金属線50aは、長径が約0.7mm程度、短径が約0.3mm程度の略楕円断面をなす偏平形状に形成された金属線であり、その断面の長径が水平方向すなわち成膜炉60の底壁面63a’と略平行になるように巻回されている。これにより、金属線50aは、潰された幅広の外周表面が、成膜炉60の底壁面63a’と対向することになる。
【0018】
また、螺旋状に巻回された金属線50aは、ベルトの搬送(移動)方向(矢印L)に沿う断面形状が、図3に示すように、水平方向に伸長するような偏平な形状に潰されて形成されている。これにより、金属線50aは、潰された幅広の外周表面が、ベルト50の搬送(移動)方向において長い領域に亘り底壁面63a’と対向することになる。
尚、この金属線50aの材料としては、成膜温度に耐え得る耐熱性を有するものであればよく、例えばインコネル製のワイヤ等を採用することができる。
【0019】
そして、このベルト50は、図4に示すように、成膜炉60の内部において、それぞれの搬送通路部63aの底壁面63a’上を慴動するようにして支持されており、偏平状に潰れた金属線50aの下端の外周表面50a’が、ベルト50の搬送方向において長い領域に亘り底壁面63a’と面接触するようになっている。
【0020】
この状態において、ヒータ80により、成膜炉60の外壁面が加熱されると、マッフル本体63を形成する搬送通路部63aの外壁面、特に底壁面63a’から熱容量の大きいベルト50に対して効率良く熱が伝えられ、このベルト50から接触領域を介してあるいはその輻射熱によりガラス基板Gの下面が加熱される。一方、マッフル本体63を形成する搬送通路部63aの外壁面、特に上壁面及び側壁面により熱容量の小さい内部の気体が加熱され、この気体を介してガラス基板Gの上面が加熱される。
【0021】
これにより、ガラス基板Gの下面は上面と同様の速度で加熱されることになり、上面と下面との間の温度差が低減される。これにより、ガラス基板Gの反り等が防止されベルト50上での相対的な移動(ズレ)なくなり、傷等の発生を防止ないしは抑制することができる。
一方、成膜工程の後に冷却する場合も同様に、ガラス基板Gの下面は上面と同様の速度で冷却されることになり、上面と下面との間の温度差が低減される。これにより、ガラス基板Gの反り等が防止され、傷等の発生を防止ないしは抑制することができる。
【0022】
上記のように、成膜炉の壁面(底壁面)63a’とベルトコンベアのベルト50との間の熱伝達特性が向上して(熱伝達率が大きくなり)加熱速度及び冷却速度が大きくなるため、従来よりも短時間で加熱を完了することができ、消費電力を削減することができる。また、短時間で加熱及び冷却を完了することができるため、搬送距離を短くすなわち成膜炉全体の長さを短縮することができ、装置としての小型化を行なうことができる。
【0023】
図5は、上記ベルト50に対して、さらに撚り線を設けた実施形態を示すものである。すなわち、この実施形態に係るベルト50’においては、図5に示すように、上記のベルト50に対して、ガラス基板を載置する側の上面に金属製の撚り線51が張設されている。この撚り線51は、図6に示すように、例えばSUS316等のステンレス鋼の素線51aを複数本束ねて撚り合わせ、全体の外径が約0.1mmないし2.0mm程度の大きさとなるように形成されている。
【0024】
このように、複数本の素線51aを撚り合わせた撚り線51は、撚り線でない単一の鋼線等に比べて剛性が低くて柔軟性があり、接触するものに対して傷等の損傷を及ぼし難くなっている。
そして、この撚り線51は、図5に示すように、ベルト50’の幅方向の一端側から他端側に、続いて他端側から一端側に交互に伸長するように、ジグザグ状に張設されている。
【0025】
このように構成されたベルト50’に対してガラス基板Gが載置されると、ガラス基板Gは、図7に示すように、ベルト50’の金属線50aに接触して支持されるのではなく、張設された柔軟性のある撚り線51に接触して支持されることになる。これにより、ベルト50’を形成する金属線50aとガラス基板Gとの接触が避けられ、傷等の発生を防止することができる。また、ベルト50’の金属線50aがガラス基板の下面に直接接触しないため、ガラス基板の上面と下面との間の温度差はより一層低減され、反り等の変形を確実に防止することができる。
【0026】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の成膜装置によれば、成膜炉内において、ガラス基板を連続的に所定方向に搬送する金属製のベルトコンベアのベルトを、断面が略楕円の偏平形状に形成された金属線をメッシュ状に編み込んで形成したことにより、成膜炉の壁面とベルトとの接触面積が増加し、両者間の熱伝達率が大きくなる。したがって、ガラス基板の下面は上面と同様の速度で加熱及び冷却されることになり、上面と下面との間の温度差が低減される。これにより、ガラス基板の反り等が防止され、傷等の発生を防止ないしは抑制することができる。
【0027】
また、成膜炉の壁面とベルトの間の熱伝達特性が向上して加熱速度及び冷却速度が大きくなるため、従来よりも短時間で加熱を完了することができ、その結果、消費電力を削減することができる。さらに、短時間で加熱及び冷却を完了することができるため、搬送距離を短くすなわち成膜炉全体の長さを短縮することができ、装置としての小型化を行なうことができる。
【0028】
また、ベルトの上面に、ガラス基板を載置するための金属製の撚り線を張設した場合は、ガラス基板が、ベルトの金属線に対して直接ではなく、この柔軟性のある撚り線により支持されることになる。これにより、ベルトを形成する金属線との接触による傷等の発生を防止することができ、又、ガラス基板の反り等の変形を確実に防止するこができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る成膜装置の成膜炉の概略構成を示す断面図である。
【図2】成膜装置の一部をなすベルトコンベアのベルトの一部を示す平面図である。
【図3】成膜装置の一部をなすベルトコンベアのベルトの一部を示す縦断面図である。
【図4】成膜炉内に配置されたベルトコンベアのベルトの状態を示す縦断面図である。
【図5】成膜装置の一部をなすベルトコンベアのベルトの上面に撚り線を張設した状態を示す平面図である。
【図6】撚り線の一部を示す斜視図である。
【図7】成膜炉内に配置されたベルトコンベアのベルトの状態を示す縦断面図である。
【図8】従来のベルトコンベアのベルトの一部を示す平面図である。
【図9】従来のベルトコンベアのベルトが成膜炉内に配置された状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
50、50’・・・ベルト(搬送手段)
50a・・・金属線
50b・・・連結線
51・・・撚り線
51a・・・素線
60・・・第1成膜炉
63・・・マッフル本体
63a’・・・底壁面
80・・・ヒータ(加熱手段)
Claims (3)
- ガラス基板を連続的に所定方向に搬送する金属製のベルトコンベアと、前記ベルトコンベアのベルトの一部を覆う空間を画定すると共にガラス基板が載置された状態で前記ベルトの一部を支持する底壁面を有する成膜炉と、前記成膜炉の外部に設けられて前記ガラス基板を加熱する加熱手段とを備え、前記ベルトコンベアにより搬送されるガラス基板を予め所定温度に加熱し、かつ、前記成膜炉の内部に膜の原料を供給して、化学的気相成膜法により連続的に複数のガラス基板の表面に膜を生成する成膜装置であって、
前記ベルトは、断面が略楕円の偏平形状に形成された金属線をメッシュ状に編み込んで形成されている、
ことを特徴とする成膜装置。 - 前記ベルトの上面には、ガラス基板を載置するための金属製の撚り線が張設されている、
ことを特徴とする請求項1記載の成膜装置。 - 前記撚り線は、ステンレス鋼の素線を複数本撚り合わせて形成されている、
ことを特徴とする請求項2記載の成膜装置。
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