JP2023142890A - 除塵装置、成膜システムおよび膜付き基板製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板に付着している塵埃を除去できる除塵装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る除塵装置１００は、基板または前記基板を保持する板状の治具を搬送するローラコンベア１１０と、前記ローラコンベア１１０により搬送される前記基板に対向するよう配設され、直流電圧が印加される集塵電極１２１，１２２と、備え、前記ローラコンベア１１０は、前記集塵電極１２１，１２２に対向する前記基板または前記治具を支持する位置に配置され、少なくとも前記基板または前記治具を支持する外周面に絶縁材料から形成される絶縁支持層１１３を有する複数の絶縁ローラ１１１と、前記集塵電極の下流側において前記基板または前記治具を支持する位置に配置され、少なくとも前記基板または前記治具を支持する外周面に導電材料から形成され、電気的に接地される導電支持層１１４を有する少なくとも１つの接地ローラ１１２と、を有する。【選択図】図１
Description
本発明は、除塵装置、成膜システムおよび膜付き基板製造方法に関する。
例えばＣＶＤ、ＰＶＤ等、真空チャンバ内で基板に成膜を行うことが広く行われている。かかる成膜において、真空チャンバに搬入される基盤に付着している塵埃を取り除くことにより、成膜品質を向上することが検討される。例として、基板を搬送する搬送装置と、搬送装置に搬送される基板に対向するよう配置される集塵板との間に直流高電圧を印加することにより、排気または吸気により巻き上げられたパーティクルを集塵板に吸着させることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
基板（基盤保持する装置）と基板に対向する集塵板との間に直流電圧を印加するだけでは、既に基板に付着している塵埃を基板から確実に脱離させることは難しい。そこで、本発明は、基板に付着している塵埃を除去できる除塵装置および成膜装置を提供することを課題とする。
本発明の一態様に係る除塵装置は、基板または前記基板を保持する板状の治具を搬送するローラコンベアと、前記ローラコンベアにより搬送される前記基板に対向するよう配設され、直流電圧が印加される集塵電極と、備え、前記ローラコンベアは、前記集塵電極に対向する前記基板または前記治具を支持する位置に配置され、少なくとも前記基板または前記治具を支持する外周面に絶縁材料から形成される絶縁支持層を有する複数の絶縁ローラと、前記集塵電極の下流側において前記基板または前記治具を支持する位置に配置され、少なくとも前記基板または前記治具を支持する外周面に導電材料から形成され、電気的に接地される導電支持層を有する少なくとも１つの接地ローラと、を有する。
上述の除塵装置において、前記集塵電極と前記基板とのギャップは、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であってもよい。
本発明の別の態様に係る成膜システムは、上述の除塵装置と、内部に前記ローラコンベアおよび前記集塵電極が配設されるロードロック室と、前記ロードロック室を通して前記基板が供給され、前記基板に成膜を行う成膜室と、を備える。
上述の成膜システムにおいて、前記接地ローラは、前記成膜室の直前に配置されてもよい。
本発明の一態様に係る膜付き基板製造方法は、ロードロック室を通して成膜室に基板を供給する工程と、前記成膜室において前記基板に成膜を行う工程と、を備える膜付き基板製造方法であって、前記基板を供給する工程は、除塵装置を用いて、前記ロードロック室の内部で前記基板の上の塵埃を除去する工程を有し、前記除塵装置は、前記ロードロック室の内部に配置され、前記基板または前記基板を保持する板状の治具を搬送するローラコンベアと、前記ロードロック室の内部に前記ローラコンベアにより搬送される前記基板に対向するよう配設され、直流電圧が印加される集塵電極と、を備え、前記ローラコンベアは、前記集塵電極に対向する前記基板または前記治具を支持する位置に配置され、少なくとも前記基板または前記治具を支持する外周面に絶縁材料から形成される絶縁支持層を有する複数の絶縁ローラと、前記集塵電極の下流側において前記基板または前記治具を支持する位置に配置され、少なくとも前記基板または前記治具を支持する外周面に導電材料から形成され、電気的に接地される導電支持層を有する少なくとも１つの接地ローラと、を有する。
本発明によれば、基板に付着している塵埃を除去できる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面における種々部材の寸法は、便宜上、見やすいように調整されている。
図１は、本発明の一実施形態に係る成膜システム１の構成を示す模式図である。成膜システム１は、基板Ｓに成膜を行うことにより、膜付き基板を製造するシステムである。以下の説明において、成膜システム１は、複数の基板Ｓを保持する板状の治具Ｊを搬送しつつ、搬送される治具Ｊに保持されている基板Ｓに成膜を行うものとする。しかしながら、成膜システム１は、二点鎖線で示すように比較的大きいサイズの基板Ｓを治具Ｊを用いずに搬送しつつ、搬送される基板Ｓに成膜を行うこともできる。
成膜システム１は、ロードロック室１０と、ロードロック室１０を通して基板Ｓが供給され、基板Ｓに成膜を行う成膜室２０と、成膜室２０から成膜された基板Ｓが排出されるアンロードロック室３０と、を備える。成膜システム１は、外部とロードロック室１０との間を遮断する第１ゲートバルブ４１と、ロードロック室１０と成膜室２０との間を遮断する第２ゲートバルブ４２と、成膜室２０とアンロードロック室３０との間を遮断する第３ゲートバルブ４３と、アンロードロック室３０と外部との間を遮断する第４ゲートバルブ４４と、備える。これにより、成膜システム１は、ロードロック室１０およびアンロードロック室３０で気圧調整およびガスの置換を行うことにより、成膜室２０に外気を進入させずに、外部から基板Ｓを保持する治具Ｊを出し入れできる。
成膜システム１によって成膜される基板Ｓとしては、特に限定されないが、光学部品等の部品に用いられる基板、例えば光学部品を封止するカバーガラスの基材となる、比較的安価なガラス基板等が想定される。後述するように、成膜システム１では、ロードロック室１０において基板Ｓに付着する塵埃を除去できるため、比較的設備コストを抑制しながら、成膜品質を向上できる。なお、例えば半導体基板等に成膜を行って付加価値の高い半導体チップ等の製造を行う場合、ロードロック室１０に基板Ｓを供給するための装置等を含めた設備全体をクリーンルーム内に配設することによって、より確実に基板Ｓへの塵埃の付着を防止する方が経済的となり得る。これに対して、成膜システム１では、例えばガラス基板に反射防止膜等を形成することで光学部材を製造する場合に、コストを抑制しつつ、成膜品質を向上できる。
基板Ｓを保持する治具Ｊは、例えばアルミニウム等、剛性および導電性を有する金属から形成されることが好ましい。特に治具Ｊが導電性を有することで、静電気力による基板Ｓからの塵埃の除去および基板Ｓへの新たな塵埃の付着防止を効率よく行うことができる。
ロードロック室１０は、内部の気体を排出する真空ポンプ１１と、内部に不活性ガスを供給するガス供給機構１２と、を有する。このロードロック室１０には、基板Ｓを保持する治具Ｊを搬送すると共に、基板Ｓの表面に付着している塵埃を除去する除塵装置１００が配設される。
除塵装置１００は、それ自体が本発明に係る除塵装置の一実施形態である。除塵装置１００は、基板Ｓを保持する板状の治具Ｊを搬送しつつ、基板Ｓの表演に付着している塵埃を除去する装置である。
除塵装置１００は、治具Ｊを搬送する搬入ローラコンベア１１０と、搬入ローラコンベア１１０により搬送される基板Ｓに対向するよう配設され、互いに異なる極性の直流電圧が印加される１または複数対の集塵電極（第１集塵電極１２１および第２集塵電極１２２）と、第１集塵電極１２１および第２集塵電極１２２に直流電圧を印加する直流電源１３０と、を有する。除塵装置１００において、少なくとも搬入ローラコンベア１１０および集塵電極１２１，１２２は、ロードロック室１０の内部に配設される。また、除塵装置１００は、必須ではないが、一対の集塵電極１２１，１２２の間の静電容量を計測する静電容量計１４０をさらに有することが好ましい。
集塵電極１２１，１２２に対向する治具Ｊを支持する位置に配置される複数の絶縁ローラ１１１と、集塵電極１２１，１２２の下流側において治具Ｊを支持する位置に配置される少なくとも１つの接地ローラ１１２と、を含み、順次治具Ｊを支持する複数の搬送ローラ１１１，１１２を有する。搬送ローラ１１１，１１２は回転駆動され、これにより搬入ローラコンベア１１０は治具Ｊを下流側に移動させる。
絶縁ローラ１１１は、少なくとも治具Ｊを支持する外周面に絶縁材料から形成される絶縁支持層１１３を有する。つまり、絶縁ローラ１１１は、回転軸等は金属から形成され得るが、これらの金属部材が治具Ｊとは電気的に接触せず、治具Ｊを電気的に浮動状態で支持する。絶縁支持層１１３は、例えばポリアミド、ポリウレタン等の樹脂から形成され得る。
搬入ローラコンベア１１０は、搬送する治具Ｊが一部でも集塵電極１２１，１２２に対向（平面視で重複）する領域には、絶縁ローラ１１１のみを有することが好ましい。これにより、集塵電極１２１，１２２が搬送される治具Ｊ上の基板Ｓに付着している塵埃を効率よく帯電させられるので、除塵効率を向上できる。
一方、接地ローラ１１２は、少なくとも治具Ｊを支持する外周面に導電材料から形成され、電気的に接地される導電支持層１１４を有する。接地ローラ１１２は、基板Ｓおよび治具Ｊの電荷（静電気）を導電支持層１１４を通してグランドに放出する。これにより、集塵電極１２１，１２２によって塵埃が除去された基板Ｓに新たな塵埃が付着することを抑制できる。導電支持層１１４は、金属または導電性樹脂から形成され得る。また、導電支持層１１４は、接地ローラ１１２の回転軸および軸受、並びに搬入ローラコンベア１１０の金属フレームを介して電気的に接地されてもよい。
搬入ローラコンベア１１０において、接地ローラ１１２は、支持する治具Ｊが集塵電極１２１，１２２に対向しない範囲内で、できるだけ集塵電極１２１，１２２に近い位置に配設されることが好ましい。具体的には、接地ローラ１１２の回転軸と集塵電極１２１，１２２の下流側の端縁との水平距離は、治具Ｊの搬送方向の長さの１．０倍以上２．０倍以下が好ましく、１．２倍以上、１．８倍以下がより好ましい。これにより、集塵電極１２１，１２２による除塵を阻害することなく、基板Ｓへの新たな塵埃の付着を効果的に抑制できる。
また、接地ローラ１１２は、成膜室２０の直前に、つまり搬入ローラコンベア１１０の最下流に配置されることが好ましい。このため、集塵電極１２１，１２２の配置は、接地ローラ１１２の位置に応じて選定され得る。このように、ロードロック室１０のできるだけ下流側で基板Ｓの除塵および除電を行うことによって、成膜室２０に清浄な基板Ｓを供給できる。
集塵電極１２１，１２２は、平板状に形成され、搬送される基板Ｓの表面との距離が略一定になるよう、同一平面上に並んで配設される。集塵電極１２１，１２２は、それぞれ帯状に形成され、幅方向に隣接するよう平行に配置されることが好ましい。複数対の集塵電極１２１，１２２を用いる場合、第１集塵電極１２１および第２集塵電極１２２を交互に配置することが好ましい。集塵電極１２１，１２２は、例えばポリイミド等の樹脂シートの間に封止されてもよい。これにより、集塵電極１２１，１２２を保護することができ、配設するための構造体との絶縁が容易となり、かつ清掃（吸着した塵埃の除去）が容易となる。
集塵電極１２１，１２２と基板Ｓの表面とのギャップの下限としては、３ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。集塵電極１２１，１２２と基板Ｓとのギャップの上限としては、１５ｍｍが好ましく、１０ｍｍがより好ましい。集塵電極１２１，１２２と基板Ｓとのギャップを前記下限以上することによって、集塵電極１２１，１２２が基板Ｓまたは基板Ｓ上に存在する異物に直接接触することを防止できる。また、集塵電極１２１，１２２と基板Ｓとのギャップを前記上限以下とすることによって、基板Ｓ上の塵埃を集塵電極１２１，１２２によって確実に吸着除去できる。
直流電源１３０は、第１集塵電極１２１と第２集塵電極１２２との間に直流電圧を印加する単一の電源であってもよいが、第１集塵電極１２１および第２集塵電極１２２に対してグランドに対して異なる極性の電圧を印加するよう対をなす複数の電源を含むことが好ましい。これにより、第１集塵電極１２１および第２集塵電極１２２の静電気力を略均等にすることができるので、基板Ｓ上の塵埃を効率よく吸着除去できる。
静電容量計１４０は、集塵電極１２１，１２２の塵埃吸着量、つまり集塵電極１２１，１２２の除塵能力の低下の指標として、第１集塵電極１２１と第２集塵電極１２２との間の静電容量を計測する。集塵電極１２１，１２２の除塵能力が低した場合には報知を行うことで、基板Ｓの除塵を担保できる。
除塵装置１００は、絶縁ローラ１１１により治具Ｊを電気的に浮動状態で支持する状態で、直流電源１３０によって直流電圧が印加されて正負いずれかに帯電する集塵電極１２１，１２２に基板Ｓを対向させる。これにより、基板Ｓの表面に付着している塵埃が対向する集塵電極１２１，１２２と反対の極性に容易に帯電し、静電気力によって基板Ｓから脱離して集塵電極１２１，１２２に吸着される。
除塵装置１００は、集塵電極１２１，１２２により塵埃が吸着除去された基板Ｓおよび治具Ｊを接地ローラ１１２により電気に接地することによって除電する。これにより、基板Ｓが空気中に浮遊している塵埃を引き寄せることを防止できる。
成膜室２０は、内部の気体を排出する真空ポンプ２１と、内部に成膜のための雰囲気ガスを供給するガス供給機構２２と、蒸発器またはスパッタリング電極２３と、を有する周知の構成とされ得る。また、成膜室２０の内部には、治具Ｊを搬送する成膜コンベア２４が配設される。
成膜コンベア２４は、ロードロック室１０から供給される治具Ｊを受け取り、治具Ｊをスパッタリング電極２３に対向する位置を通って移動させることにより基板Ｓへの成膜を可能にし、成膜された基板Ｓを保持する治具Ｊをアンロードロック室３０に排出するよう構成される。成膜コンベア２４は、例えばローラコンベア等によって構成され得る。
アンロードロック室３０は、内部の気体を排出する真空ポンプ３１と、内部に不活性ガスを供給するガス供給機構３２と、を有する。アンロードロック室３０の内部には、成膜室２０から排出される治具Ｊを受け取って移動させ、第４ゲートバルブ４４を通して治具Ｊを外部に搬出する搬出コンベア３３が配設される。搬出コンベア３３は、例えばローラコンベア等によって構成され得る。
成膜システム１は、ロードロック室１０に除塵装置１００が設けられているため、成膜を行う直前に基板Ｓに付着している塵埃を除去することができるため、高品質の成膜を行うことができる。また、成膜システム１は、ロードロック室１０の内部で基板Ｓの除塵を行うため、基板Ｓを用意する空間、例えば基板Ｓを治具Ｊに保持させ、治具Ｊを第１ゲートバルブ４１からロードロック室１０に供給するための空間をクリーンルームとしなくてもよい。このため、比較的安価に基板Ｓに高品質の成膜を行うことができる。
本発明に係る膜付き基板製造方法の一実施形態は、成膜システム１を用いて行うことができる。本発明の一実施形態に係る膜付き基板製造方法は、ロードロック室１０を通して成膜室２０に基板Ｓを治具Ｊにより保持する状態で供給する工程と、成膜室２０において基板Ｓに成膜を行う工程と、を備え、ロードロック室１０を通して基板Ｓを供給する工程は、除塵装置１００を用いてロードロック室１０内で基板Ｓの上の塵埃を除去する工程を有する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例として、本発明に係る除塵装置は、成膜システムのロードロック室以外でも使用できる。また、本発明に係る除塵装置は、一方の極性の電圧が印加される集塵電極のみを備えてもよい。
１ 成膜システム
１０ ロードロック室
１１ 真空ポンプ
１２ ガス供給機構
２０ 成膜室
２１ 真空ポンプ
２２ ガス供給機構
２３ スパッタリング電極
２４ 成膜コンベア
３０ アンロードロック室
３１ 真空ポンプ
３２ ガス供給機構
３３ 搬出コンベア
４１ 第１ゲートバルブ
４２ 第２ゲートバルブ
４３ 第３ゲートバルブ
４４ 第４ゲートバルブ
１００ 除塵装置
１１０ 搬入ローラコンベア
１１１ 絶縁ローラ
１１２ 接地ローラ
１１３ 絶縁支持層
１１４ 導電支持層
１２１ 第１集塵電極
１２２ 第２集塵電極
１３０ 直流電源
１４０ 静電容量計
Ｊ 治具
Ｓ 基板
１０ ロードロック室
１１ 真空ポンプ
１２ ガス供給機構
２０ 成膜室
２１ 真空ポンプ
２２ ガス供給機構
２３ スパッタリング電極
２４ 成膜コンベア
３０ アンロードロック室
３１ 真空ポンプ
３２ ガス供給機構
３３ 搬出コンベア
４１ 第１ゲートバルブ
４２ 第２ゲートバルブ
４３ 第３ゲートバルブ
４４ 第４ゲートバルブ
１００ 除塵装置
１１０ 搬入ローラコンベア
１１１ 絶縁ローラ
１１２ 接地ローラ
１１３ 絶縁支持層
１１４ 導電支持層
１２１ 第１集塵電極
１２２ 第２集塵電極
１３０ 直流電源
１４０ 静電容量計
Ｊ 治具
Ｓ 基板
Claims (5)
- 基板または前記基板を保持する板状の治具を搬送するローラコンベアと、
前記ローラコンベアにより搬送される前記基板に対向するよう配設され、直流電圧が印加される集塵電極と、
を備え、
前記ローラコンベアは、
前記集塵電極に対向する前記基板または前記治具を支持する位置に配置され、少なくとも前記基板または前記治具を支持する外周面に絶縁材料から形成される絶縁支持層を有する複数の絶縁ローラと、
前記集塵電極の下流側において前記基板または前記治具を支持する位置に配置され、少なくとも前記基板または前記治具を支持する外周面に導電材料から形成され、電気的に接地される導電支持層を有する少なくとも１つの接地ローラと、
を有する、除塵装置。 - 前記集塵電極と前記基板とのギャップは、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下である、請求項１に記載の除塵装置。
- 請求項１または２に記載の除塵装置と、
内部に前記ローラコンベアおよび前記集塵電極が配設されるロードロック室と、
前記ロードロック室を通して前記基板が供給され、前記基板に成膜を行う成膜室と、
を備える、成膜システム。 - 前記接地ローラは、前記成膜室の直前に配置される、請求項３に記載の成膜システム。
- ロードロック室を通して成膜室に基板を供給する工程と、
前記成膜室において前記基板に成膜を行う工程と、
を備える膜付き基板製造方法であって、
前記基板を供給する工程は、除塵装置を用いて、前記ロードロック室の内部で前記基板の上の塵埃を除去する工程を有し、
前記除塵装置は、
前記ロードロック室の内部に配置され、前記基板または前記基板を保持する板状の治具を搬送するローラコンベアと、
前記ロードロック室の内部に前記ローラコンベアにより搬送される前記基板に対向するよう配設され、直流電圧が印加される集塵電極と、
を備え、
前記ローラコンベアは、
前記集塵電極に対向する前記基板または前記治具を支持する位置に配置され、少なくとも前記基板または前記治具を支持する外周面に絶縁材料から形成される絶縁支持層を有する複数の絶縁ローラと、
前記集塵電極の下流側において前記基板または前記治具を支持する位置に配置され、少なくとも前記基板または前記治具を支持する外周面に導電材料から形成され、電気的に接地される導電支持層を有する少なくとも１つの接地ローラと、
を有する、膜付き基板製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2022050016A JP2023142890A (ja) | 2022-03-25 | 2022-03-25 | 除塵装置、成膜システムおよび膜付き基板製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2023142890A true JP2023142890A (ja) | 2023-10-06 |
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ID=88219751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022050016A Pending JP2023142890A (ja) | 2022-03-25 | 2022-03-25 | 除塵装置、成膜システムおよび膜付き基板製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023142890A (ja) |
-
2022
- 2022-03-25 JP JP2022050016A patent/JP2023142890A/ja active Pending
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