JP4608455B2 - 基板コーティング装置及びモジュール - Google Patents

Description

本発明は、コーティングチャンバー備える基板コーティング装置、及び基板コーティング装置のモジュールに関する。

フラットスクリーン、カラーフィルター、ディスプレー等を製造するための従来のコーティング装置において、基板は、アルミニウム製板に設けた従来のクランプ装置によって収容され、数個のチャンバーを有するコーティング装置中を案内されるものである。

メンテナンス及び清掃を行なうためには、チャンバーの壁部分を取り外し若しくは分解する。次いでチャンバー内部を清掃し、ターゲットの交換を行なうことができる。その間、装置は停止している。チャンバー内部へのアクセスが限られており、さらにはアクセスがし難いため、動作不能時間が比較的長いものとなっている。

各コーティングチャンバー間には、ポンプ区画が配置されており、これを通してチャンバーを排気する。このような設計のために、従来の装置は比較的長いものとなっている。

このような従来技術から始まって、本発明の目的は、消耗部品のメンテナンス作業が容易であり、装置の動作不能時間を削減することができる装置及びコーティング装置のためのモジュールを提供することにある。

この課題は、請求項１に記載のコーティング装置及び請求項１８に記載のコーティング装置用モジュールによって解決することができる。

本発明の基板コーティング装置は、モジュール設計のコーティングチャンバーを備え、一つのモジュールが、チャンバーセクションと、チャンバーセクション内若しくはチャンバーセクションに設けた取り外し可能な第一の支持体と、該第一の支持体に配置された取り外し可能な第二の支持体とを備え、前記第一の支持体（３）及び第二の支持体（４）が互いに独立して且つ相対的に移動可能であり、チャンバーセクション（２）が、コーティング対象の基板（１７）をチャンバーセクション（２）を通して搬送するための基本的に垂直な通路（７）を有している。この装置は、例えば透明基板にコーティングを施すのに使用するものであり、特にディスプレースクリーンの製造に使用するものである。

コーティング装置には、モジュールを直列にいくつでも必要なだけ配置することができる。各モジュールでは、同一又は異なる工程を行うことができる。モジュール構造により、装置を融通性の高い配置若しくは組立体とすることができる。しかしながら、本発明によれば、さらにコーティングチャンバーの一部として、若しくはコーティングチャンバーとして、一つのモジュールのみを使用することもできる。

支持体は、引き出したり、通気チャンバーセクションから離れる方向に移動させたりすることができる。支持体はさらに、互いに離れるように移動させることもできる。第一の支持体は基本的にチャンバーセクションと第二の支持体との間に配置されている。このようにして、サンドイッチ様の構造が形成される。

メンテナンスを行なうには、まず外側の支持体を第一の支持体及びコーティングチャンバーから取り外す。また別の方法としては、両方の支持体を共にチャンバーセクションから離れる方向に移動させることもできる。次いで、第一の支持体をチャンバーセクションから離れる方向に移動させ、若しくは両方の支持体を互いに離れる方向に移動させ、一方の支持体を他方の支持体から離れるように移動させる。このようにして、チャンバーセクションと第一の支持体との間、及び／又は第一の支持体と第二の支持体との間に、作業者がアクセスすることができるメンテナンスエリアを作り出すことができる。

二つの支持体はチャンバーセクションから離すことができるので、モジュールの部品間に作業者がアクセス可能なエリアを作り出すことができる。その結果、モジュールの各コンポーネント（チャンバーセクション、第一の支持体、第二の支持体）の構成部品へのアクセスが容易になる。特に、コーティングチャンバーとカソードへ同時に、例えばメンテナンスのために、アクセスすることが可能となる。従って、例えば一つのチームが第一の支持体とチャンバーセクションとの間の自由空間にアクセスし、第二のチームが第二の支持体と第一の支持体との間にアクセスすることにより、二つのチームが装置の清掃とメンテナンスを同時に行なうことができる。第一のチームはコーティングチャンバー、特に内部のシャッター等を清掃し、第二のチームはカソードのメンテナンスを行なう。このようにして、メンテナンス及び清掃作業のための動作不能時間を実質的に削減することができる。

第一の支持体は、好ましくはチャンバーセクションから横方向に離れることができるように配置され、第二の支持体は、好ましくは第一の支持体から横方向に離れることができるように配置される。この横方向という語は、基板の搬送方向、よって装置全体の長手軸に対することを言う。

第二の支持体は特に、チャンバーセクションの横側面の開口を閉鎖するように形成されている。

第一の支持体には、特に少なくとも一つのプロセスツールが配置されている。

配置可能なプロセスツールとしては、例えばスパッタリング用のカソードが挙げられるが、一般に蒸着等の他の方法用のツールも配置可能である。プロセスツールに加え、カソード及びシャッター用の冷却システム、メディアコネクション、カソード環境（シャッターシールド）、各カソードを隔離するための隔壁、ロータリーカソード用の駆動部等も第一の支持体に配置することができる。電気、冷却水、及びプロセスガスは、支持体上の対応するコネクションを介して供給することができる。本発明の中心的な思想は、構成部品に容易にアクセスでき、メンテナンスが簡単で、エネルギーやプロセスガスを直接的に供給することができるように、モジュール部品に構成部品を可能な限り最も論理的に割り当てることにある。

プロセスツールは、好ましくは少なくとも一つのスパッタリング用カソードを備える。

プロセスツールは特に、少なくとも一つの平板カソード及び／又は少なくとも一つのロータリーカソードを備える。

第一の支持体に、幾つかのプロセスツールを横並びに配置することができる。

プロセスツールは、コーティングチャンバー内の共通のプロセススペースに配置可能である。この実施態様の利点の一つは、コンパクトな設計とすることができるということである。第一の支持体に多数のカソード（例えばITO）を配置することも可能である。

しかしながら、第一の支持体は、コーティングチャンバー内の少なくとも二つのプロセスツール又は少なくとも二組のプロセスツール群を、第一の支持体に配置した中間要素によって互いに離隔して配置するように、形成することもできる。カソードを離隔配置した場合には、カソードの裏でカバー上に配置した専用のポンプ又は一組のポンプ群に各カソードを割り当ててもよい。各カソードに専用のポンプ又は一組のポンプ群を割り当てることは、各カソードにおけるガス流を個別に調節することができるので特に好ましい。一般には共通のプロセスチャンバーではITOカソード等の同じカソードを使用するが、この実施態様によれば、隔離されたカソードの周囲に特別の雰囲気を発生させることができるので、異なるカソードを使用することができる。

この装置は好ましくは、複数のポンプによってコーティングチャンバー内を真空とするためのポンプ装置を備え、ポンプのうち少なくとも一つは第二の支持体に配置されている。メンテナンス作業のための供給やアクセス等、様々な観点から、コーティング部品をモジュールの三つの部分に割り当てることができる。ポンプを第二の支持体（つまりカバー）に配置することによって、コーティングチャンバーと直列に接続されるポンプの区画室が不要となるので、装置の全長を削減することができる。このようにポンプはカソードの裏に配置される。

第一の支持体及び／又は第二の支持体は、特に、チャンバーセクションから横方向に引き出すことができる車や台車として、若しくはチャンバーセクションから離れるように横方向に移動することができる車や台車として形成される。

第一及び／又は第二の支持体が、チャンバーセクションから引き出される若しくはチャンバーセクションから離れるように移動する際、及び／又はチャンバーセクションに挿入される若しくはチャンバーセクションまで移動する際に案内するための手段は、好ましい特徴である。

支持体を案内するための手段は、好ましくは、チャンバーセクションから引き出された第一の支持体を、第一の支持体とチャンバーセクションとの間に人がアクセスすることができるエリアを作り出すことができるように、チャンバーセクションから離れた所へ移動させることができるように形成される。

支持体を案内するための手段は、第一の支持体から離れるように移動させた第二の支持体を、第一の支持体と第二の支持体との間に人がアクセスすることができるエリアを作り出すことができるように、第一の支持体から離れた所へ移動させることができるように形成することができる。

プロセスツールは基本的に垂直に、特に第一の支持体に配置される。しかしながら上述した理由により、必要に応じてカソードを異なる配置とすることも考えられる。

この装置は特に、長手軸に対して対称に配置された少なくとも二つのモジュールを備えている。この実施態様は、装置の全長を削減するためにターンステーションを有する装置の場合に有利である。

基板をコーティングするための本発明のモジュールは、少なくともコーティングチャンバーと、チャンバーセクション内に若しくはチャンバーセクションに配置した取外し可能な第一の支持体と、第一の支持体に配置した取り外し可能な第二の支持体とを備え、前記第一の支持体（３）及び第二の支持体（４）が互いに独立して且つ相対的に移動可能であり、チャンバーセクション（２）が、コーティング対象の基板をチャンバーセクション（２）を通して搬送するための垂直な通路（７）を有している。

特に、このモジュールは上述したような特徴を有するものである。

本発明の目的及び効果は、以下の特定の実施態様の説明から理解される。

図１は、本発明のコーティング装置用のモジュール１の立面図である。モジュール１は、チャンバー又はチャンバーセクション２、内部にカソードを配置する中間支持体３、及びカバー４からなっている。

チャンバーセクション２の両側面には、チャンバーセクション２を通して基板を垂直方向に搬送することができるように、開口７が設けられている。

このモジュールはターンステーションを有するコーティング装置に使用することを意図しているので、この実施態様におけるコーティングチャンバーは、対称的な設計となっている。従って、チャンバーセクション２は開口７と対称的な開口８を有することを特徴としている。基板の移動方向を矢印で示す。チャンバーセクション２の実質的に対称的な形状のチャンバー部分が隔壁９によって分割されている。

一般にチャンバーセクション２は、基板用の駆動部及びセンサーを収容している。さらにチャンバーの後壁、つまり隔壁９の前方にはシールド及び／又はヒーターが設けられている。

中間支持体３は、この実施態様ではチャンバーセクション２に対して移動可能な台車として形成されている。支持体３は少なくとも、図１に示すメンテナンス位置と、チャンバーセクション２内へ若しくはチャンバーセクション２まで移動した一操作位置との間で移動可能である。支持体３がチャンバー２から離れる方向に横移動することにより、作業者がアクセス可能なメンテナンス通路１１ａが使える状態になり、チャンバーセクション２内及び支持体３内に配置された部品のメンテナンス作業（例えばターゲットの交換）を楽に簡単に行なうことができる。メンテナンスエリア１１ａからは、チャンバーセクション２内部及び支持体３の両方にアクセスすることができる。

中間支持体３は基本的にカソード（図１には示さない）を担持している。この実施態様では、カソードは、支持体３内の隔壁１０によって互いに離隔されている。これらのカソード以外にも、支持体３には、シャッター、カソード及びシャッターのための冷却システム、及びメディアコネクションが設けられている。メディアコネクションは、例えば支持体３の底部に配置することができる。カソード環境（シャッターシールド）は、カソード同士を互いから離隔し、またロータリーカソードを使用する場合には駆動部からも離隔するためのさらなる隔壁１０を備えていてもよい。メンテナンス作業を行なうために給電線を外す必要がないように、電力供給コネクションは、例えば支持体３の頂部に配置することができる。

カバー４もまた台車として形成され、第一の支持体３に対して、またこれと独立して移動可能である。つまり支持体３とカバー４とは互いに離れる方向に移動可能であり、それによりさらにメンテナンス通路１１ｂが利用可能となる。メンテナンス位置において、作業者がアクセス可能なエリア１１ｂが作り出され、そこから支持体３に配置された部品及びカバー４に配置された部品にアクセスすることができる。

カバー４は基本的に、真空システムのターボ分子ポンプ（図１には示さない）を担持しており、中間支持体３から離すことができる。支持体３とカバー４は、レール１２上を基本的に独立してそれぞれ案内されるものである。

操作位置において、支持体３及びカバー４はどちらもチャンバーセクション２まで移動する。カバー４は、チャンバーセクション２の側壁の開口若しくは支持体３の開口を閉鎖する。図面にモジュール１のサンドイッチ様の構造を示す。

図２は、任意のコーティング装置のデザインを上から見た概略線図である。この装置は、コーティングチャンバー１４よりも上流側のチャンバー１３、コーティングチャンバー１４、下流側チャンバー１５、及びターンステーション１６を備えている。基板１７はエリア１３、１４、及び１５を通ってターンステーション１６へと搬送され、ターンステーションで１８０°回転され、コーティング装置中を逆方向に搬送されて戻ってくる。この装置全体は、基本的に装置の長手軸に対して鏡面対称に設計されている。連続コーティング法も固定コーティング法も考えられ、基板を垂直方向に搬送することも水平方向に搬送することも考えられる。

エリア１３、１４及び／又は１５内にはヒーター２１が配置されている。コーティングエリア１４は、エリア１３及び１５への移行部に分離弁２２を備えている。分離弁によって、例えばメンテナンス作業のために、各チャンバー領域を通気することができ、この際他のエリアの通気は不要である。

コーティングエリア１４は、この実施態様ではチャンバーセクション２を備えており、任意に異なるカソード配置を設けることもできる。これを図２の下方部分に示す。

左側に示す中間支持体３ａはロータリーカソード５ａを担持しており、中央に示す中間支持体３ｂはモジュラー平板カソード５ｂを担持している。右側に示す支持体３ｃは互いに離隔した平板カソード５ｃを担持しており、各カソードは専用ポンプ１８に割り当てられている。カバー４ｃは通路１９を有し、支持体３ｃは通路２０を有し、この通路によってコーティングチャンバーの排気を行なう。通路２０によって、各カソードは専用に割り当てられたポンプを受入れることができる。カソード間には隔壁１０が設けられている。各カソード５ｃに専用のポンプ１８を割り当てることにより、各カソード５ｃへのガスの流れを個別に容易に調節することができる。

カソード５ａ、５ｂ、５ｃはそれぞれ支持体３ａ、３ｂ、３ｃに結合しており、同一若しくは異なる工程に付すことができる。異なる工程を行う場合には、異なるモジュール１を前後に並べて、装置全体に組み込むことができる。

カバー４ａ、４ｂ、及び４ｃは、基本的にポンプ１８のみを担持し、コーティングチャンバーを封止する役割を果たす。

図３には二つのモジュール１を示しており、この図では、中間支持体３及びカバー４が、チャンバーセクション２から離れた二つの異なるメンテナンス位置に置かれている。

中間支持体３及びカバー４は、基板１７の搬送方向に対して直角方向に移動可能である。装置を操作するには、支持体３及びカバー４の両方をチャンバーセクション２まで移動させる。

左側に示すモジュール１には、本実施態様では、チャンバーセクション２と支持体３との間、及び支持体３とカバー４との間に、二つのメンテナンス通路１１a、１１bが形成されている。このように、支持体３に収容されているカソードに対してメンテナンスエリア１１bから、そしてチャンバー内の部品にメンテナンスエリア１１aから、同時に作業を行なうことが可能である。

右側に示す支持体３とカバー４の位置では、大きなメンテナンスエリア１１aが形成されている。

図４は、チャンバーセクション２、カソード５を担持する中間支持体３、及びターボ分子ポンプ１８が配置されたカバー４を備えるモジュール１のサンドイッチ様の構造を明確に示している。

この図から、レール１２上をそれぞれ移動させることができる台車としての可動モジュール部品３及び４の構成が明らかとなっている。

図１は、本発明のコーティング装置用のモジュールの立面図である。 図２は、コーティング装置を上から見た概略図である。 図３は、二つのモジュールを上から見た図である。 図４は、本発明のモジュールの立面図である。

Claims (30)

1. コーティングチャンバーを有する基板コーティング装置であって、該コーティングチャンバーがモジュール式であり、一つのモジュール（１）が、チャンバーセクション（２）と、チャンバーセクション内若しくはチャンバーセクションに取り外し可能に配置した第一の支持体（３）と、第一の支持体（３）に取り外し可能に配置した第二の支持体（４）とを備え、前記第一の支持体（３）及び第二の支持体（４）が互いに独立して且つ相対的に移動可能であり、チャンバーセクション（２）が、コーティング対象の基板（１７）をチャンバーセクション（２）を通して搬送するための基本的に垂直な通路（７）を有していることを特徴とする、基板コーティング装置。
2. 第一の支持体（３）がチャンバーセクション（２）から横方向に取り外し可能であり、第二の支持体（４）が第一の支持体（３）の側面から横方向に取り外し可能であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 第二の支持体（４）が、チャンバーセクション（２）の横側面の開口を閉鎖するように形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
4. 第一の支持体（３）に少なくとも一つのプロセスツール（５）が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. 前記プロセスツール（５）が、少なくとも一つのスパッタリング用カソード（５ａ、５ｂ、５ｃ）を備えることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 前記プロセスツール（５）が、少なくとも一つの平板カソード（５ｂ、５ｃ）及び／又は少なくとも一つのロータリーカソード（５ａ）を備えることを特徴とする、請求項４又は５に記載の装置。
7. 第一の支持体（３）に幾つかのプロセスツールを横並びに配置することができることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
8. 前記プロセスツール（５）が、コーティングチャンバー内の共通のプロセススペースに配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 第一の支持体（３）が、コーティングチャンバー内の少なくとも二つのプロセスツール（５）又は少なくとも二組のプロセスツール群（５）を、第一の支持体に配置した中間要素（１０）によって互いに離隔するように形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
10. 装置が、複数のポンプ（１８）によってコーティングチャンバー内を真空とするためのポンプ装置を備え、該ポンプ（１８）のうち少なくとも一つは第二の支持体（４）に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
11. 第一の支持体（３）及び／又は第二の支持体（４）が、チャンバーセクション（２）から横方向に引き出すことができる車や台車として、若しくはチャンバーセクション（２）から離れるように横方向に移動することができる車や台車として形成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
12. 第一及び／又は第二の支持体（３、４）が、チャンバーセクション（２）から引き出される若しくはチャンバーセクションから離れるように移動する際、及び／又はチャンバーセクション（２）に挿入される若しくはチャンバーセクション（２）まで移動する際に案内するための手段（１２）を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
13. 支持体（３、４）を案内するための手段（１２）が設けられ、該手段は、チャンバーセクション（２）から引き出された第一の支持体（３）を、第一の支持体（３）とチャンバーセクション（２）との間に人がアクセスすることができるエリア（１１ａ）を作り出すことができるように、チャンバーセクション（２）から離れた所へ移動させることができるように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
14. 支持体（３、４）を案内するための手段（１２）が設けられ、該手段は、第一の支持体（３）から離れるように移動させた第二の支持体（４）を、第一の支持体（３）と第二の支持体（４）との間に人がアクセスすることができるエリア（１１ｂ）を作り出すことができるように、第一の支持体（３）から離れた所へ移動させることができるように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
15. 第一の支持体（３）におけるプロセスツール（５）の基本的に垂直な配置を特徴とする、請求項４に記載の装置。
16. 装置が、長手軸に対して対称に配置された二つのモジュール（１）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
17. 基板コーティング装置のためのモジュール（１）であって、少なくともチャンバーセクション（２）と、チャンバーセクション（２）内に若しくはチャンバーセクション（２）に取り外し可能に配置した第一の支持体（３）と、第一の支持体（３）に取り外し可能に配置した第二の支持体（４）とを備え、前記第一の支持体（３）及び第二の支持体（４）が互いに独立して且つ相対的に移動可能であり、チャンバーセクション（２）が、コーティング対象の基板をチャンバーセクション（２）を通して搬送するための垂直な通路（７）を有している、基板コーティング装置のためのモジュール（１）。
18. 第一の支持体（３）がチャンバーセクション（２）から横方向に取り外し可能であり、第二の支持体（４）が第一の支持体（３）から横方向に取り外し可能であることを特徴とする、請求項１７に記載のモジュール（１）。
19. 第二の支持体（４）が、チャンバーセクション（２）の横側面の開口を閉鎖するように形成されていることを特徴とする、請求項１７又は１８のいずれかに記載のモジュール（１）。
20. 第一の支持体（３）に少なくとも一つのプロセスツール（５）が配置されていることを特徴とする、請求項１７に記載のモジュール（１）。
21. 前記プロセスツール（５）が、少なくとも一つのスパッタリング用カソード（５ａ、５ｂ、５ｃ）を備えることを特徴とする、請求項２０に記載のモジュール（１）。
22. 前記プロセスツール（５）が、少なくとも一つの平板カソード（５ｂ、５ｃ）及び／又は少なくとも一つのロータリーカソード（５ａ）を備えることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載のモジュール（１）。
23. 第一の支持体（３）に幾つかのプロセスツール（５）を横並びに配置することができることを特徴とする、請求項１７に記載のモジュール（１）。
24. 第一の支持体（３）が、少なくとも二つのプロセスツール（５）又は少なくとも二組のプロセスツール群（５）を、第一の支持体（３）に配置した中間要素（１０）によって互いに隔離するように形成されていることを特徴とする、請求項２３に記載のモジュール（１）。
25. 真空とするためのポンプ装置の少なくとも一つのポンプ（１８）が、第二の支持体（４）に配置されていることを特徴とする、請求項１７に記載のモジュール（１）。
26. 第一の支持体（３）及び／又は第二の支持体（４）が、チャンバーセクション（２）から横方向に引き出すことができる車や台車として、若しくはチャンバーセクション（２）から離れるように横方向に移動することができる車や台車として形成されることを特徴とする、請求項１７に記載のモジュール（１）。
27. 第一及び／又は第二の支持体（３、４）が、チャンバーセクション（２）から引き出される若しくはチャンバーセクションから離れるように移動する際、及び／又はチャンバーセクション（２）に挿入される若しくはチャンバーセクション（２）まで移動する際に、第一及び／又は第二の支持体（３、４）を案内するための手段（１２）によって案内され得るように、モジュール（１）が形成されていることを特徴とする、請求項１７に記載のモジュール（１）。
28. 第一の支持体（３）が、第一の支持体（３）とチャンバーセクション（２）との間に人がアクセスすることができるエリア（１１ａ）を作り出すことができる程度に、チャンバーセクション（２）から取り外し可能であることを特徴とする、請求項１７に記載のモジュール（１）。
29. 第二の支持体（４）が、第一の支持体（３）と第二の支持体（４）との間に人がアクセスすることができるエリア（１１ｂ）を作り出すことができる程度に、第一の支持体（３）から取り外し可能であることを特徴とする、請求項１７に記載のモジュール（１）。
30. 第一の支持体（３）におけるプロセスツール（５）の基本的に垂直な配置を特徴とする、請求項２０に記載のモジュール（１）。

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