JP5319464B2 - 薄膜製造装置及び薄膜の製造方法 - Google Patents
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Description
これらの透明導電膜、半導体層、金属導電膜は、CVD法(化学気相成長法)によって形成される。
例えば、透明導電膜を成膜する際には、LPCVD法(減圧化学気相成長法)を利用して成膜する。ここで、LPCVD法とは、減圧雰囲気中で行うCVD法のことであり、具体的には、減圧雰囲気中で、透明導電膜の原料が含まれるガスをガラス基板の周辺に配し、熱CVDを実行することで、透明導電膜が生成される。なお、ここで熱CVDとはエネルギーによる原料ガスの分解生成物や化学反応を利用して薄膜を形成するCVDの一種である。
また、本発明の薄膜の製造方法では、ガラス基板に透明導電膜を生成する際に好適に使用することができる。
図1に示す薄膜製造装置1は、LPCVD法によって、ガラス基板に透明導電膜を成膜するものである。薄膜製造装置1は、大きく分けて、ロボット12と、基板キャリア13と、成膜チャンバ群14によって構成されている。成膜チャンバ群14は、成膜室2(プロセスチャンバ)、成膜準備室3(ロードロックヒートチャンバ)、アンロード室4(アンロードチャンバ)、及び開口連結部23〜26によって構成されている。
ここで、図1,2に示されるように、開口連結部23〜26は、それぞれ外観が直方体状であり、外壁に囲まれた内部に空間を有している。そして、基板キャリア13の搬送方向(図2のX方向)の両端に位置する外壁に、それぞれの外壁を貫通する開口が設けられている。そのことにより、開口連結部23〜26は、一方の開口から基板キャリア13を内部空間に導入し、他方の開口から内部空間の基板キャリア13を導出することができる。したがって、基板キャリア13は、開口連結部23〜26を貫通するように進行することができる。
そして、これらの開口の内少なくとも一つは、隣接するチャンバ本体(成膜室2、成膜準備室3、アンロード室4のいずれか)の外壁に設けられた開口(開口2a,2b,3a,3b,4a,4bのいずれか)と連通している。それにより、開口連結部23〜26の内部の空間は、隣接するチャンバ本体の内部の空間と連続している。即ち、開口連結部23、成膜準備室3、開口連結部24、成膜室2、開口連結部25、アンロード室4、開口連結部26の内部を順に、基板キャリア13が進行可能となっており、成膜が実施される際、図2のX方向へ基板キャリア13が進行する。
このうち、成膜チャンバ群14を構成する各開口連結部23〜26に本発明の特徴的な構成が設けられている。以下、薄膜製造装置1の各構成を上述した順に説明する。
そのことにより、薄膜製造装置1に設けられた走行路及び、成膜チャンバ群14を構成する各チャンバ内において、基板キャリア13を移動させることで、ガラス基板を複数同時に規定の方向及び位置に移動させることができる。
また、図2、図3(b)に示されるように、成膜室2は外観が直方体状であり、基板キャリア13の進行方向(図2におけるX方向)の両端に位置する外壁に基板キャリア13の出入り口となる開口2a,2bが設けられている。詳細には、図2、図3(b)における右端側に基板キャリア13の入り口となる開口2aが設けられており、左端側に出口となる開口2bが設けられている。
また、図2、図3(a)に示されるように、成膜準備室3は外観が直方体状であり、基板キャリア13の進行方向(図2におけるX方向)の両端に位置する外壁に基板キャリア13の出入り口となる開口3a,3bが設けられている。詳細には、図2、図3(b)における右端側に基板キャリア13の入り口となる開口3aが設けられており、左端側に出口となる開口3bが設けられている。
また、アンロード室4は外観が直方体状であり、基板キャリア13の進行方向(図2におけるX方向)の両端に位置する外壁に基板キャリア13の出入り口となる開口4a,4bが設けられている。詳細には、図2、図3(c)における右端側に基板キャリア13の入り口となる開口4aが設けられており、左端側に出口となる開口4bが設けられている。
また、開口連結部23は、内部空間に扉部70を有する。詳細は後述するが、この扉部70はスライド移動が可能なスライド扉であり、閉じた状態において開口23b及び開口3aを塞ぐことができる。
また、開口連結部24は、内部空間に扉部71を有する。この扉部71はスライド移動が可能なスライド扉であり、閉じた状態において開口24b及び開口2aを塞ぐことができる。
また、開口連結部24は、内部空間に扉部72を有する。この扉部72はスライド移動が可能なスライド扉であり、閉じた状態において開口25a及び開口2bを塞ぐことができる。
また、開口連結部23は、内部空間に扉部73を有する。この扉部73はスライド移動が可能なスライド扉であり、閉じた状態において開口4b及び開口26aを塞ぐことができる。
加えて、図4,5に示されるように、このガイド溝41を構成する2つ板状部材の内、成膜準備室3に近い位置にある板状部材には、凹部41a(逃げ部)が設けられている。凹部41aは基板キャリア13の進行方向(図4のX方向)に向かって伸びる有底孔である。凹部41aは2つ設けられており、扉部70が開口3aを閉じる位置にあるとき、扉部70の弁体ガイド30と隣接する位置にある。
加えて、前述のガイド溝41と同様に、2つ板状部材の内、成膜準備室3に近い位置にある板状部材には、凹部60a(逃げ部)が設けられている。凹部60aは基板キャリア13の進行方向(図4のX方向)に向かって伸びる有底孔である。凹部60aは4つ設けられており、扉部70が開口3aを閉じる位置にあるとき、扉部70のガイドローラ34と隣接する位置にある。
膨張規制部材32には、図8,9に示されるように、複数のボルト挿通孔45が設けてあり、ボルトによって扉部70に固着される。なお、チューブ7は、膨張規制部材32と扉部70に挟まれることにより扉部70に固着されている。
また、扉部70には、チューブ7の開口部7bと連通する孔47が設けてある。
膨張規制部材32は、チューブ7の変形を規制することができる剛性を有する素材で形成されている。具体的には、形鋼(山型鋼,溝型鋼等)を採用したり、平鋼同士を直角姿勢で溶接することで形成される。また、強化プラスチック等で形成することもできる。
このことにより、膨張部7cは、立壁部32a,32bに沿うように、扉部70から突出する方向へ、膨張(変形)することができるようになっている。
扉部70が開口連結部23に取り付けられる際、図11に示されるように、扉部70は駆動ローラ35を介して、レール60上に載置される。具体的には、扉部70の正面側と背面側に設けられた対向する位置にある駆動ローラ35が、レール60を構成する2つの板状部材の上面(図11における上面)にそれぞれ載置される。
また、このとき駆動ローラ35は、レール60の上面(図11における上面)と接触した状態で回転可能となっている。
加えて、ローラ部30aとガイドローラ34は、ガイド溝41及びレール60に当接した状態で回転可能であるため、扉部70のスライド移動を妨げない。
図12(a)の状態から、図示しない駆動機構を動作させてギア51を回転させると、ギア51の回転に伴って、ギア51と噛合しているラック部31が水平移動する。このとき、ラック部31は扉部70と一体に取り付けられているので、ラック部31と共に扉部70が図12(a)の状態から図12(b)の状態に移動する。換言すると、扉部70は成膜準備室3の開口3a及び、開口連結部23の開口23bを覆う位置へ移動する。
このとき、図14に示されるように、扉部70のチューブ7より外側の空間E2とチューブ7より内側の空間E1が、チューブ7によって気体が流通不可能な状態で分断される。ここで、成膜準備室の開口3aはチューブ7の内側に位置しているので、成膜準備室3は外気(開口連結部23の内部空間)に対して密閉される。
成膜準備室3内が減圧されると、大気圧に押圧されることにより、扉部70が成膜準備室3に近づく方向へ移動する。詳細に説明すると、図13(c)に示されるように、扉部70が成膜準備室3に近づくにつれて、チューブ7は潰れるように形状が変形する。これは、チューブ7が弾性を有するためである。したがって、チューブ7は扉部70の移動を阻害しない。さらに、扉部70が開口3aを閉じる位置にあるので、弁体ガイド30の移動方向にはガイド溝41の凹部41a(逃げ部)があり、ガイドローラ34の移動方向にはレール60の凹部60a(逃げ部)がある(図14)。そして、扉部70の移動後、弁体ガイド30の一部が凹部41aの内側に配され(図13(c))、ガイドローラ34の一部が凹部60aの内側に配されるので、ガイド溝41及びレール60は扉部70の移動を阻害しない。
ここで、扉部70には、凸部33が設けてあり、凸部33の先端は膨張規制部材32の立壁部32a,32bの先端よりも、成膜準備室3に近い位置にあるため(図10に示されるように、凸部33の長さd4は立壁部32a,32bの長さd3より長いため)、凸部33の先端が成膜準備室3の外壁に当接することにより扉部70の移動が止まる。
なお、このことにより、膨張規制部材32等より強度の高い凸部33によって、大気圧から扉部70が受ける力を支えることができるので、扉部70の耐久性を確保することができる。
開口連結部23の扉部70を開いて、基板保持部材21を積載した基板キャリア13を成膜準備室3の内部に移動させる。なお、このとき成膜準備室3内の気圧は、大気圧と同等にしておく。そして、開口連結部23の扉部70を閉じ、成膜準備室3を密閉する。その状態で、成膜準備室3の減圧を実行し、ガラス基板に対して予備加熱を実行する。具体的には、開口連結部23,24の扉部70,71が閉じた状態で、図示しない真空ポンプ(減圧装置)を起動することで、成膜準備室3内の気体を排出する。そのうえで、従来周知のヒータにより、基板保持部材21を加熱することで、ガラス基板を昇温する。
さらに、密閉したアンロード室4に空気を注入し、室内の気圧を大気圧と同等にする。その状態で、開口連結部26の扉部73を開き、アンロード室4から基板キャリア13を移動させる。基板キャリア13は、ロボット12の近傍まで移動し、ロボット12によって、基板保持部材21を基板キャリア13から取り外す。その後、適宜の手段によって、基板保持部材21から、ガラス基板を取り外すことにより、透明導電膜を有するガラス基板を得ることができる。
例えば、図17に示されるように、上側部分が丸みを帯びた形状の扉部75に、五角形状にシール部材29を配し、凸部33を上側に2つ、下側に1つ設けてもよい。これらは適宜変更してよい。
2 成膜室
2a,2b 開口(開口部)
3 成膜準備室
3a,3b 開口(開口部)
4 アンロード室
4a,4b 開口(開口部)
7 チューブ
41 ガイド溝(ガイド)
41a 凹部(逃げ部)
60a 凹部(逃げ部)
70,71,72,73 扉部
Claims (6)
- 薄膜を成膜すべき基板を出し入れする基板出入り口を有するチャンバを備え、前記チャンバの少なくとも一つは基板に成膜する成膜室である薄膜製造装置において、
前記チャンバは内部を減圧可能であり、
前記基板出入り口は、基板が通過する開口部と当該開口部を塞ぐ扉部を有し、
当該扉部は、前記チャンバの本体部分に対してスライド移動するスライド扉であり、
前記本体部分の開口部の周囲又は扉部の相当位置に気密性と弾性を有するチューブが巡らされ、
チューブに気体を導入してチューブを膨張させて、対向する前記開口部の周囲又は扉部の相当位置にチューブの一部を接触可能であり、
前記扉部を直線移動させるためのガイドを有し、当該ガイドの一部に逃げ部が設けられ、扉部が開口部を覆う位置にあるとき、前記逃げ部によって扉部が開口部に対して近接・離反方向に移動可能であることを特徴とする薄膜製造装置。 - 前記チャンバとして、前記成膜室の前段に設けられた成膜準備室及び/又は前記成膜室の後段に設けられたアンロード室をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の薄膜製造装置。
- チャンバの本体部分の気圧に応じてチューブ内の圧力を変更することができることを特徴とする請求項1又は2に記載の薄膜製造装置。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の薄膜製造装置を用いて、基板の表面に薄膜を成膜することを特徴とする薄膜の製造方法。
- 前記薄膜製造装置は、成膜室、成膜準備室、及びアンロード室を備えたものであり、
減圧した成膜準備室で成膜すべき基板を加熱する工程と、
互いに内部を減圧した成膜準備室と成膜室とを基板を受け渡し可能に連結する工程と、
成膜室の内部を密閉して基板表面に成膜する工程と、
互いに内部を減圧した成膜室とアンロード室とを基板を受け渡し可能に連結する工程と、
アンロード室の内部を大気圧と略同等の気圧まで加圧する工程とを包含することを特徴とする請求項4に記載の薄膜の製造方法。 - 前記基板はガラスであり、前記薄膜は透明導電膜であることを特徴とする請求項4又は5に記載の薄膜の製造方法。
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