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発明の名称 基板処理装置および基板処理方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−172759(P2001−172759A)
公開日 平成13年6月26日(2001.6.26)
出願番号 特願平11−358256
出願日 平成11年12月17日(1999.12.17)
代理人 【識別番号】100086298
【弁理士】
【氏名又は名称】船橋 國則
【テーマコード(参考)】
4F073
4K029
【Fターム(参考)】
4F073 AA03 AA14 BB01 CA21 GA09 
4K029 AA11 AA25 CA05 DA02 DC00 FA05 JA10 KA03
発明者 大和田 義明 / 小澤 豊 / 柿沼 正康 / 大海 元祐
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 被処理基板を搭載した状態で搬送する搬送手段と、前記搬送手段による搬送経路上に設けられ、前記被処理基板に対して前処理を施す前処理ブロックと、前記搬送手段による搬送経路上に設けられ、周辺雰囲気よりも低気圧の雰囲気を生成して前記被処理基板に所定の処理を施す本処理ブロックとを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項2】 前記前処理ブロックは、コロナ放電装置を備えていることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
【請求項3】 前記本処理ブロックは、スパッタリング装置を備えていることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
【請求項4】 前記搬送手段は、前記被処理基板と接触する導電性の搬送ベルトを備えていることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
【請求項5】 前記搬送ベルトは前記被処理基板と同電位に設定されていることを特徴とする請求項4記載の基板処理装置。
【請求項6】 前記本処理ブロックには、その本処理ブロックの内部のみ低圧雰囲気にする吸引機構が設けられていることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
【請求項7】 前記本処理ブロックは、前記被処理基板の予め決められた場所に局所的な処理を施すことを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
【請求項8】 前記搬送手段における前記被処理基板と接触する搬送ベルトには、前記被処理基板を吸着保持するための吸引穴が設けられていることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
【請求項9】 前記搬送ベルトの吸引穴は、前記本処理ブロックで処理を施す位置と対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項8記載の基板処理装置。
【請求項10】 前記搬送ベルトは、前記吸引穴が設けられた第1ベルトと吸引穴の設けられていない第2ベルトとから構成されていることを特徴とする請求項8記載の基板処理装置。
【請求項11】 被処理基板を前処理ブロックまで搬送し、この前処理ブロックで前記被処理基板に対して前処理を施し、その後、同じ搬送経路を用いて本処理ブロックまで搬送し、この本処理ブロック内部のみを周辺雰囲気より低圧な雰囲気にした状態で前記被処理基板に所定の処理を施すことを特徴とする基板処理方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同じ搬送経路上で高分子フィルム等の被処理基板に対して前処理を施すとともに、所定の処理を施す基板処理装置および基板処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】陰極線管等の表示装置では、表示画面に反射防止や帯電防止等の役目を果たす機能膜や所定の電極層が取り付けられている。この機能膜は、高分子フィルム(以下、「フィルム」と言う。)の表面にスパッタリング処理を用いて何種類かの薄膜を積層することで構成されている。
【0003】従来、このような機能膜や電極層を形成するにあたり、スパッタリングの前処理としてグローディスチャージ等の表面処理を施すものが用いられている。また、この前処理に続いてスパッタリングを行う場合には、前処理およびスパッタリングを行うための大きなチャンバを使用し、このチャンバの内部を低圧雰囲気(真空圧力)にして処理を施すようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような基板処理装置および基板処理方法には次のような問題がある。すなわち、スパッタリングで機能膜を形成する場合、大きなチャンバの内部を真空圧力にする必要があることから、膨大な真空排気時間を要するという問題がある。特に、ロール状のフィルムを用いる場合にはロールフィルムから発生する放出ガスの影響により真空排気時間が長くなってしまう。
【0005】また、ロール状のフィルムをチャンバ内に収納し、真空引きした状態でフィルム搬送を行うと、ロール内にかみ込んだ空気と外部との圧力差でロールの芯が飛び出すいわゆるタケノコ現象によってフィルムの走行性能が著しく低下するか、走行が全く不可能になってしまうという問題が発生する。
【0006】さらに、ロール状のフィルムを収納するためには巨大なチャンバが必要であり、この巨大なチャンバの内部を真空引きするために巨大な真空ポンプ等の設備を必要とする。このため、設備コストがかかり、機能フィルムのコストアップにつながっている。
【0007】また、ロール状のフィルムを用いて成膜を行う場合、一旦チャンバ内を真空圧力にして処理を開始すると、ロール状のフィルム1本分の成膜が終了するまでチャンバ内を大気圧に戻すことができない。つまり、フィルム1本分の処理が終わる途中で成膜を中断した場合には処理を再開しても膜の品質が低下しており、一部分しか使用できないこととなって、トータルコストアップを招くことになる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課題を解決するために成された基板処理装置および基板処理方法である。すなわち、本発明の基板処理装置は、被処理基板を搭載した状態で搬送する搬送手段と、搬送手段による搬送経路上に設けられ、被処理基板に対して前処理を施す前処理ブロックと、搬送手段による搬送経路上に設けられ、周辺雰囲気よりも低気圧の雰囲気を生成して被処理基板に所定の処理を施す本処理ブロックとを備えている。
【0009】また、本発明の基板処理方法は、被処理基板を前処理ブロックまで搬送し、この前処理ブロックで被処理基板に対して前処理を施し、その後、同じ搬送経路を用いて本処理ブロックまで搬送し、この本処理ブロック内部のみを周辺雰囲気より低圧な雰囲気にした状態で被処理基板に所定の処理を施す方法である。
【0010】このような本発明では、同じ搬送経路上において本処理ブロックの内部のみを周辺の雰囲気より低圧な雰囲気にしていることから、本処理する部分のみを真空引きすればよく、搬送手段や前処理ブロック、本処理ブロックを含む装置全体を大きなチャンバで覆う必要がなくなる。また、真空引きのための設備として、本処理ブロックの内部のみを低圧雰囲気にする小規模な真空ポンプ等を備えるだけで済むようになる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の基板処理装置および基板処理方法における実施の形態を図に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る基板処理装置を説明する概略斜視図である。すなわち、この基板処理装置1は、主として、被処理基板であるフィルムFを搭載した状態で搬送する搬送ベルト2と、搬送ベルト2による搬送経路上に設けられ、フィルムFに対して前処理を行う前処理ブロックであるコロナ放電ブロック3と、同じ搬送ベルト2の搬送経路上に設けられ、フィルムFに所定の処理(皮膜等)を施す本処理ブロックであるスパッタブロック4とを備えている。
【0012】特に、本実施形態の基板処理装置1では、本処理ブロックであるスパッタブロック4のみが周辺雰囲気よりも低圧雰囲気(真空圧力)になるよう構成されている。つまり、フィルムFを搬送ベルト2に搭載する部分や前処理ブロックであるコロナ放電ブロック3では大気圧(必ずしも大気圧でなくてもよい)で、スパッタブロック4の内部のみが真空圧力になるよう構成されている。
【0013】この基板処理装置1では、予め所定のサイズに切断されたフィルムFを用いていることから、フィルムFを搬送ベルト2のフィルム投入部20へ載置して処理を開始する。フィルム投入部20は、図示しない自動供給機(ロボットを含む)または人手によってフィルムFを搬送ベルト2上に供給する場所である。また、搬送ベルト2上または図示しない搬送ベルト2のガイドには、フィルムF用の位置決めガイドが取り付けられている。
【0014】コロナ放電ブロック3は、図示しないコロナ放電電極部と電源とから構成される。コロナ放電電極部はコロナ放電ブロック3内の図示しない取り付け具に固定されており、搬送されるフィルムFとの間で所定のギャップを保つように設定されている。
【0015】スパッタブロック4には図示しない真空ポンプが接続されており、内部には必要に応じて複数のスパッタヘッド部が配置されている。本実施形態では、この真空ポンプによってスパッタブロック4の内部のみを周辺雰囲気より低圧な雰囲気(真空圧力)にすることができる。このため、基板処理装置1の全体を真空圧力にする必要がなく、小型な真空設備で済むことになる。
【0016】スパッタブロック4の後段にはフィルム取出部30が設けられており、成膜が終了したフィルムFを例えば自動取出装置(図示せず)によって取り出すことができるようになっている。
【0017】図2は、搬送ベルトを説明する一部拡大模式斜視図である。本実施形態の基板処理装置における搬送ベルト2は、ローラー2rの回転に従って回転移動するようになっている。このため、搬送ベルト2の材質としては、比較的薄く柔軟性を備えたものとなっている。
【0018】また、この搬送ベルト2は、図1に示すコロナ放電ブロック3でコロナ放電を行う際のアース(搭載されるフィルムFと同電位)として使用できるように十分な導電性を確保すべく金属製で構成されている。一例として、本実施形態ではステンレス製の搬送ベルト2を用いている。この搬送ベルト2には図示しない導電性ブラシが接触されており、機外にアースされている。
【0019】さらに、この搬送ベルト2には、搭載するフィルムFを真空吸着するための吸着用穴hが設けられている。この吸着用穴hとしては、スパッタリング成膜時のフィルムFへのしわ発生を防止する目的から、図1に示すスパッタブロック4でスパッタリングを行うフィルムFの位置に対応する位置に複数の吸着用穴hが設けられている。本実施形態では、フィルムFの厚さや材質に基づき、直径1mm程度の貫通孔を複数開けている。
【0020】図3は、搬送ベルトを説明する模式断面図である。回転移動する搬送ベルト2は走行ガイド21によって支持されており、搬送ベルト2上に載置されるフィルムFを平らな状態で搬送できるようになっている。
【0021】また、図4はスパッタブロック部分の搬送ベルトを説明する模式断面図である。図4(a)に示すように、スパッタブロック内には複数のスパッタヘッド部41が設けられており、フィルムFの表面の所定個所に局所的にスパッタリング処理を施し、成膜を施せるようになっている。つまり、スパッタヘッド部41が下降してフィルムFと接触し、内部を真空チャンバーとして構成できるようになっている。
【0022】このスパッタヘッド部41によるスパッタリングを行う際、搬送ベルト2の下方でスパッタヘッド部41と対向する位置に配置される吸着ブロック22を上昇させ、図示しない真空ポンプで吸引を行う。これにより、スパッタリング時にフィルムFを確実に吸着保持でき、正確な成膜を行うことが可能となる。
【0023】また、スパッタリングが終了した後は、図4(b)に示すように吸着ブロック22をストロークstだけ下降させる。これによりフィルムFの吸着保持を解除して搬送ベルト2で搬送できるようになる。
【0024】次に、このような本実施形態の基板処理装置1を用いた基板処理方法を説明する。先ず、図1に示すフィルム投入部20にフィルムFを載置し、所定の位置決めガイドを用いて位置決めする。
【0025】その後、搬送ベルト2が回転移動してフィルムFをコロナ放電ブロック3まで搬送する。コロナ放電ブロック3では、一定速度で通過するフィルムFに対してコロナ放電処理を施し、フィルムFの表面を活性化させる。ここではフィルムFが通過する間のみコロナ放電の電源をONにして処理を施す。これにより、不要な放電処理を回避できる。
【0026】コロナ放電ブロック3を通過したフィルムFは、次にスパッタブロック4へ搬送される。スパッタブロック4では、フィルムFが搬送されて所定位置に到着した後、吸着ブロック22(図4参照)を上昇させ、かつスパッタヘッド部41(図4参照)を下降させる。
【0027】吸着ブロック22で真空吸着を開始すると搬送ベルト2の吸着用穴hから吸引が始まり、搬送ベルト2へフィルムFを吸着保持できるようになる。吸着ブロック22の真空吸着を開始した後、スパッタヘッド部41の真空排気を開始する。そして、スパッタヘッド部41内の圧力が設定圧力に到達した後、スパッタリング成膜を実行する。スパッタリング成膜が完了した後は、スパッタヘッド部41および吸着ブロック22を大気圧に戻す。
【0028】その後、スパッタリング成膜が完了したフィルムFを搬送ベルト2でフィルム取出部30まで搬送し、自動取出装置等によって機外に搬出する。このような処理によって、スパッタブロック4だけを真空圧力にしてフィルムFへ成膜を行うことが可能となる。
【0029】図5は、本実施形態の基板処理装置に適用される搬送ベルト2の変形例を説明する一部拡大模式斜視図である。すなわち、この搬送ベルト2は、外側に設けられた第1ベルト2aと、内側に設けられた第2ベルト2bとに分けられた構成となっている。また、外側に設けられた第1ベルト2aには、複数の吸着用穴hが均一に設けられている。
【0030】第1ベルト2a、第2ベルト2bは各々回転移動するようになっており、フィルムFを搬送できるようになっている。また、スパッタブロック4(図1参照)では、外側の第1ベルト2aに設けられた吸着用穴hから吸引を行い、フィルムFを吸着保持する。
【0031】このように、第1ベルト2aに複数の吸着用穴hを均一に設けることで、吸着用穴hの形成によるベルトのたわみを抑制できることになる。なお、図5に示す例では第1ベルト2aに吸着用穴hを設けているが、スパッタリングの位置に応じて第2ベルト2bに複数の吸着用穴hを均一に設けるようにしてもよい。
【0032】また、図6に示す搬送ベルト2は、第1ベルト2a、第2ベルト2bに分割されているとともに、固定式のフィルム搬送ガイドgが設けられている。このうち、第1ベルト2aには複数の吸着用穴hが均一に設けられている。
【0033】なお、第1ベルト2aに吸着用穴hを設けずに、固定式のフィルム搬送ガイドgに吸着用穴hを設けるようにしてもよい。
【0034】また、上記説明した搬送ベルト2の他にも、図7に示すようなものであってもよい。すなわち、幅広の搬送ベルト2を用い、スパッタブロックでの成膜に必要な位置に対応して吸着用穴hを設ける。この例では、搬送ベルト2の中央部と両端部とを吸着用穴hの配置エリアAとして複数の吸着用穴hを設けている。これにより、フィルムFのスパッタリングする部分を確実に吸着保持することが可能となる。
【0035】次に、図8の模式斜視図に基づいて他の実施形態について説明する。すなわち、この基板処理装置1は、搬送ベルト2、コロナ放電ブロック3およびスパッタブロック4を備える点で図1に示す実施形態と同様であるが、処理の対象となるフィルムが切断されていないロールフィルムRFを用いている点で相違する。
【0036】このようなロールフィルムRFでは、フィルム巻き出し部51にロールフィルムRFをセットし、テンションローラTR等を介して搬送ベルト2上に巻き出していく。ロールフィルムRFは連続的に送り出され、コロナ放電ブロック3で前処理、スパッタブロック4で成膜が行われる。成膜後のロールフィルムRFはスパッタブロック4の後段にあるフィルム巻き取り部52で巻き取られる。
【0037】先に説明したように、本実施形態の基板処理装置1では、スパッタブロック4だけを低圧(真空圧力)にすれば良いことから、ロールフィルムRFを配置するフィルム巻き出し部51は大気圧で良いことになる。したがって、ロールフィルムRFを生成する際にフィルム間に空気が挟み込まれていても、フィルム巻き出し部51の周辺雰囲気を真空圧力にする必要がないため、巻き出しの際にフィルム間と外部との圧力差による芯の飛び出し、いわゆるタケノコ現象を起こすことがなくなる。
【0038】なお、上記説明した実施形態の他にも、ロールフィルムRFを用いた成膜においては、搬送ベルト2の搬送方向を垂直にして、水平方向にスパッタリング(サイドスパッタ)を行うように構成してもよい。また、搬送ベルト2の搬送方向が水平の場合、下から上に向けたスパッタリング(アップスパッタ)を行うことも可能である。
【0039】また、本実施形態では主としてスパッタリングを行う基板処理装置1について説明したが、本発明はこれに限定されず、スパッタリング以外の成膜(例えば、PVD(物理蒸着)、CVD(化学蒸着))や、エッチング等の処理においても適用可能である。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の基板処理装置によれば次のような効果がある。すなわち、本処理ブロックのみを低圧雰囲気にすればよいことから、他の部分を大気圧にしたまま連続した基板処理を行うことが可能となる。また、コロナ放電処理を前処理とすることで、その後段の本処理ブロックのみを低圧雰囲気にして精度良くスパッタリング処理を施すことが可能となる。
【0041】しかも、本処理ブロックのみを低圧雰囲気にすればよいため、真空排気時間を大幅に短縮化することができるとともに、非常に小型の真空設備で済むことになり、基板処理のコストダウンを図ることが可能となる。また、大気圧下での基板搬送を行うことで安定した走行を得ることができ、正確な位置および精密な厚さでの基板処理を施すことが可能となる。
【0042】さらに、本処理ブロックのみを低圧雰囲気にすればよいことから、他の部分(前処理ブロックや搬送手段)の設備変更に柔軟に対応することが可能となる。




 

 


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