JP2004095677A

JP2004095677A - 基板処理装置

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Publication number: JP2004095677A
Application number: JP2002251909A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Kobayashi; 小林　敏郎; Etsuro Hirai; 平井　悦郎; Tetsuyoshi Wada; 和田　哲義; Susumu Kamikawa; 神川　進; Takashi Yoshitake; 吉武　隆; Yoshikimi Tsumoto; 津元　良公
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】可撓性を有する基板の幅方向への撓みを防止するとともに、隣の処理室のガスが混入することを防止することができ、複数の異なる処理を連続して行うことができる基板処理装置を提供すること。
【解決手段】少なくとも可撓性を有する基板２０を処理室６，７に払い出す払出しロール３、払い出された当該基板２０の表面を処理する複数の処理室６，７、処理された当該基板２０を巻き取る巻取りロール５を備える基板処理装置１において、基板２０を側面４ａに当接させ、且つ処理室６，７を通過させる通過ロール４を設け、処理室６，７を通過ロール４の周方向に配置し、処理室６，７に隣接する差動排気室８，９，１０を設け、差動排気室８，９，１０内を排気することで、隣の処理室７，６内に混入することを防止し、複数の異なる処理を連続して行う。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板処理装置に関し、更に詳しくは、複数配置された処理室を通過することにより基板の表面を連続して処理する基板処置装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属薄板（例えば、ステンレスフィルム）やプラスチックフィルムなどの可撓性を有する基板の表面を処理する基板処理装置がある。この基板処理装置は、上記基板の表面を種々の方法で処理する複数の処理室に基板を連続して通過させることで行っていた。基板を複数の処理室に通過させることは、予め基板が巻き付けられた払出しロールから基板を払い出し、各処理室を通過させたのち、巻取りロールにより表面が処理された基板を巻き取ることで行われていた。なお、各処理室は、スパッタリング、ＣＶＤ（化学気相蒸着）、真空蒸着、エッチング、レーザアニーリング、スクライビング等の処理を基板の表面に行うが、これらの処理を行うために、各処理室内は最適な圧力、ガス組成雰囲気に維持されている。
【０００３】
従って、各処理室のガスが隣の処理室内に混入することを防止する必要がある。このため、従来では各処理室を通過する基板を挟み込むことで、隣の処理室のガスが混入することを防止する技術が提案されている。例えば、各処理室を通過する基板を各処理室の間でＯリングにより挟み込む技術が提案されている。これは、各処理室で基板の表面を処理する際にＯリングを基板に密着させる、すなわち基板をＯリングで挟み込むことで各処理室が封止され、隣の処理室のガスが混入することを防止し、基盤の表面の処理を行う。そして、各処理室での処理が終了した基板は、処理室内のガスを排気した後、密着していたＯリングを開放して払出しロール又は巻取りロールを回転させることで、隣の処理室に搬送される。上記動作を繰り返して、基板の表面の処理を連続して行い、すべての処理が終了した基板を巻取りロールにより巻き取るものである。
【０００４】
また、他の従来の基板処理装置としては、基板が通過する各処理室の間にチャンバーを設ける技術が提案されている。図７は、従来の基板処理装置の部分構成例を示す図である。同図に示すように、各処理室２００の間に、この各処理室２００を仕切るガスゲート３００を設ける。このガスゲート３００は、基板１００をゲートロール３０１で挟み込むことでチャンバーとして機能する。すなわち、ガスゲート３００内にＡｒガスを導入しながら排気し、各処理室２００の圧力よりも負圧とすることで、隣り合う処理室２００内のガスの混入を防止する。処理室２００での処理が終了した基板１００は、払出しロール又は巻取りロールを回転させることで、ガスゲート３００内を通り、隣の処理室２００に搬送され、他の処理が行われる。上記動作を繰り返して、基板１００の表面の処理を連続して行い、すべての処理が終了した基板１００を巻取りロールにより巻き取るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板１００の表面に成膜を行う際に、その成膜速度を大きくすると、基板１００の表面に成幕される（堆積される）原子あるいは分子の潜熱の和や、蒸発源からの輻射熱や、プラズマからの入射電子の流束が大きくなる。すなわち、基板１００への入射熱流束が大きくなるため、熱負荷が大きくなる。従って、基板１００に高い熱負荷をかける場合は、基板１００を冷却する必要があった。この場合、上記基板をＯリングで挟み込む基板処理装置や、図７に示す基板１００をガスゲート３００のゲートロール３０１で挟み込む基板処置装置では、基板１００の裏面からの輻射による冷却が行われていたが、基板１００の冷却は不十分であった。つまり、従来の基板処理装置では、基板１００に高い熱負荷をかけることができないため、基板１００の表面に成膜を行う速度を早くすることができず、基板１００の表面に成膜を行う処理室２００を多く設ける必要があり、基板処理装置が大型化して製造コストが増えるという問題があった。
【０００６】
また、特に図７に示す基板処理装置では、基板１００は処理室２００の両端に設けられたガスゲート３００のゲートロール３０１で支持されているのみであるため、処理室２００内の中央部において基板１００が幅方向に撓む恐れがあった。基板が撓んだ状態でその表面に成膜を行うと、さらに撓みが助長される。また、処理室２００内で基板１００の表面にレーザアニーリング、レーザスクライビングを行うことや、プラズマエッチングなどで基板１００の表面に形成された多層膜の一部を除去することを行うとさらに基板１００が撓み、不均一で複雑に変形する。従って、マスクなどの位置決めを精度よく行う必要がある処理を行うことが困難であった。また、基板１００の表面位置の変動に起因して焦点距離が変化することで、処理の条件が変化してしまう処理への適用も困難であった。
【０００７】
また、上記従来の基板処理装置では、ゲートロール３０１で基板１００を挟み込んだ際に、基板を挟み込んだ上下のゲートロール３０１，３０１とガスゲートとの間に２箇所のギャップ（隙間）ができる、すなわち基板１００の両側にギャップができるため、処理室２００内を真空（減圧）状態とするための排気ポンプの容量が大きくなるという問題もあった。なお、他の従来の基板処理装置としては、基板を通過ロールの側面に当接させ、且つ処理室内に通過させる技術が提案されている。しかし、従来の通過ロールを用いる基板処理装置では、一つの処理室または同一の処理を行う複数の処理室しか備えることができなかった。これは、複数の異なる処理を行うには、上記のように各処理室内を最適な圧力、ガス組成雰囲気に維持する必要があり、基板を通過ロールで各処理室を通過させる場合、隣の処理室のガスが混入しないように封止する手段がなかったからである。
【０００８】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、可撓性を有する基板の幅方向への撓みを防止するとともに、隣の処理室のガスが混入することを防止することができ、複数の異なる処理を連続して行うことができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明では、少なくとも可撓性を有する基板を処理室に払い出す払出しロール、払い出された当該基板の表面を処理する複数の処理室、処理された当該基板を巻き取る巻取りロールを備える基板処理装置において、基板を側面に当接させ、且つ処理室を通過させる通過ロールを設け、処理室を通過ロールの周方向に配置し、処理室に隣接する差動排気室を設け、差動排気室内を排気することを特徴とする。ここで、可撓性を有する基板とは、金属薄板（例えば、ステンレスフィルム）やプラスチックフィルムなどの帯状の基板をいい、ガスとは基板の表面を処理するのに必要な反応ガス、導入ガス、反応済みの有毒ガスなどをいう（以下同様）。
【００１０】
この発明によれば、基板を側面に当接させ、且つ処理室を通過させる通過ロールを設け、処理室を通過ロールの周方向に配置し、処理室に隣接する差動排気室を設け、差動排気室内を排気するので、処理室から差動排気室内に流入したガスは、隣の処理室内に混入する前に外部に排気され、差動排気室内に流入したガスが隣の処理室内に混入することを防止することができ、複数の異なる処理を連続して行うことができる。また、差動排気室内は排気されるので、差動排気室を通過する基板に吸着する差動排気室内に流入したガスを少なくすることができる。また、基板は、通過ロールの側面に当接しながら各処理室を通過するので、基板の幅方向の撓みを低減することができ、処理室内の基板の表面にレーザアニーリング、レーザスクライビングを行うことや、プラズマエッチングなどで基板の表面に形成された多層膜の一部を除去することを精度良く行うことができる。また、マスクなどの位置決め、レーザなどを使用する際の焦点距離の設定が通過ロールを基準として容易に行うことができる。さらに、基板のギャップは通過ロールの片側だけとなり、処理室内を真空（減圧）状態とするための排気ポンプの容量を小さくすることができる。
【００１１】
また、この発明では、請求項１に記載の基板処理装置において、差動排気室の圧力は、処理室の圧力よりも低いことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、差動排気室の圧力は、処理室の圧力よりも低いので、処理室内のガスは、圧力の低い差動排気室内に流入するが、隣の処理室内の圧力はこの差動排気室内の圧力よりも高いので、差動排気室内に流入したガスが隣の処理室内に混入することを容易に防止することができる。
【００１３】
また、この発明では、請求項１又は２に記載の基板処置装置において、差動排気室の排気口は、通過ロールの軸方向に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、差動排気室の排気口を通過ロールの軸方向に設けるので、各処理室から差動排気室に漏れたガスは、隣の処理室に向かわずに差動排気室内で排気することができる。これにより、各処理室から差動排気室又は連通路に漏れたガスが、隣の処理室に混入することを防止することができる。
【００１５】
また、この発明では、請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板処置装置において、通過ロールを冷却又は加熱することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、通過ロールを冷却又は加熱するので、処理室内で行う処理に応じて、基板を冷却又は加熱することができる。また、処理室内で加熱された基板を冷却することができ、基板の表面に成膜を行う速度を早くすることができるので、基板処理装置の小型化、製造コストの低減を図ることができる。また、基板の温度を均一化することができるので、基板の幅方向の撓みを低減することができる。
【００１７】
また、この発明では、請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処置装置において、複数の処理室の差動排気室は、連通路により連通していることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、複数の処理室の差動排気室は連通路により連通しているので、処理室は差動排気室及び連通路により囲まれるので、処理室から漏れたガスを確実にこの処理室に隣接する差動排気室内の排気口により排気することができ、隣の処理室内にガスが混入することを防止することができる。
【００１９】
また、この発明では、請求項１〜５のいずれか一つに記載の基板処置装置において、連通路は、通過ロールの周方向の連通路排気口が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、連通路に通過ロールの周方向の連通路排気口を設けるので、各処理室から差動排気室又は連通路に漏れたガスは、さらに隣の処理室に向かわず効率良く差動排気室又は連通路内で排気することができる。これにより、各処理室から差動排気室又は連通路に漏れたガスが、隣の処理室に混入することを防止することができる。
【００２１】
また、この発明では、請求項１〜６のいずれか一つに記載の基板処理装置において、払出しロールと処理室との間及び当該処理室と巻取りロールとの間に真空排気室を設けたことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、払出しロールと処理室との間及び当該処理室と巻取りロールとの間に真空排気室を設けるので、払出しロールから払い出された大気圧下の基板を段階的に真空下に置くことができ、表面の処理が終了した真空中の基板を段階的に大気圧下に戻して巻取りロールに巻き取ることができる。これにより、払出しロールと巻取りロールを大気中に設けることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００２４】
図１、図２及び図３はこの発明にかかる基板処理装置を示す図であり、図１はこの発明にかかる基板処理装置の構成例、図２は通過ロール側から見た処理室及び差動排気室の構成例、図３は処理室及び差動排気室の断面図を示す図であり、同図（ａ）は図２のＡ−Ａ断面図、同図（ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面図、同図（ｃ）は図２のＣ−Ｃ断面図である。図１に示すように、基板処理装置１は、ケーシング２内に払出しロール３、通過ロール４、巻取りロール５、処理室６，７、差動排気室８，９，１０により構成されている。払出しロール３は、予めステンレスフィルムなどの金属薄板やプラスチックフィルムなどの帯状の可撓性を有する基板２０が巻き付けられている。通過ロール４は、図示しない加熱冷却手段によりこの通過ロール４の側面４ａに当接する基板２０を加熱又は冷却しながら、処理室６、７を通過させることができる。巻取りロール５は、表面の処理が終了した基板２０を巻き取るものである。ここで、払出しロール３、通過ロール４及び巻取りロール５が配置されている払出し及び巻取り室１１は、図示しない真空ポンプにより減圧（例えば、１０^−４Ｔｏｒｒ程度）することで、真空槽を形成することができる。
【００２５】
処理室６は、プラズマＣＶＤを行う処理室であり、基板２０の表面にアモルファスシリンコン膜（ａ−Ｓｉ）、酸化シリコン膜（Ｓｉ_ｘＯ_ｙ）、窒化シリコン膜（Ｓｉ_ｘＮ_ｙ）などを成膜するものである。処理室６は、図１に示すように、プラズマを発生させるための複数の放電電極６ａ（図１では、３個）が設けられ、この処理室６内を減圧し、且つ過剰の反応ガス及び反応済みの有毒ガスを排気するための処理室排気口６ｂが設けられている。ここで、処理室排気口６ｂは、図示しない真空ポンプに連結されており、プラズマＣＶＤを行うのに最適な圧力まで処理室６内を減圧（例えば、１０^−１Ｔｏｒｒ程度）することができる。なお、図示は省略するが上記薄膜を形成する分子を含む反応ガスを処理室６内に供給する処理室供給口が放電電極６ａなどに設けられている。
【００２６】
処理室７は、スパッタリングを行う処理室であり、基板２０の表面にタンタル膜（Ｔａ、Ｔａ_２Ｎ等）、アルミ膜（Ａｌ、Ｓｉ−Ａｌ等）、酸化物膜（ＹＢａＣｕＯ、ＩＴＯ等）などを成膜するものである。処理室７は、図１に示すように、上記薄膜を形成する原子を放出するターゲット７ａが設けられ、この処理室７内を減圧し、且つ過剰の導入ガスを排気するための処理室排気口７ｂが設けられている。ここで、処理室排気口７ｂは、図示しない真空ポンプに連結されており、スパッタリングを行うのに最適な圧力まで処理室７内を減圧（例えば、５×１０^−３Ｔｏｒｒ程度）することができる。なお、処理室７には、図示は省略するがターゲット７ａに衝突させるイオンを生成するために必要なアルゴンなどの導入ガスを供給する処理室供給口が設けられている。
【００２７】
差動排気室８は、図１に示すように、その両側に設けられたシール壁８ａ，８ｂにより、払出し及び巻取り室１１と処理室６との間に形成されている。差動排気室８内には、この差動排気室８内のガスを排気する排気口８ｃが設けられている。差動排気室９は、図１に示すように、その両側に設けられたシール壁９ａ，９ｂにより、処理室６と処理室７との間に形成されている。差動排気室９内には、この差動排気室９内のガスを排気する排気口９ｃが設けられている（図３（ｃ）参照）。差動排気室１０は、図１に示すように、その両側に設けられたシール壁１０ａ，１０ｂにより、処理室７と払出し及び巻取り室１１との間に形成されている。差動排気室１０内には、この差動排気室１０内のガスを排気する排気口１０ｃが設けられている。ここで、排気口８ｃ，９ｃ，１０ｃは、通過ロール４の軸方向に設けられ、図示しない真空ポンプに連結されており、差動排気室８，９，１０内の圧力を減圧（例えば、１０^−３〜１０^−４Ｔｏｒｒ程度）することができる。また、差動排気室シール壁８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂは、図１に示すように通過ロール４の側面４ａとの間に少なくとも基板２０の厚さ以上の間隙を有するように設けられている。
【００２８】
ここで、図２に示すように、シール壁８ａとシール壁１０ｂは連通用シール壁１２ａ、１２ｂにより連結され、シール壁８ｂとシール壁９ａは連通用シール壁１３ａ、１３ｂにより連結され、シール壁９ｂとシール壁１０ａは連通用シール壁１４ａ、１４ｂにより連結されている。これにより、連通用シール壁１２ａと連通用シール壁１３ａとの間に連通路１５ａが形成され、連通用シール壁１２ｂと連通用シール壁１３ｂとの間に連通路１５ｂが形成される（図３（ａ）及び（ｂ）参照）。また、連通用シール壁１２ａと連通用シール壁１４ａとの間に連通路１６ａが形成され、連通用シール壁１２ｂと連通用シール壁１４ｂとの間に連通路１６ｂが形成される。すなわち、差動排気室８と差動排気室９は、連通路１５ａと連通路１５ｂにより連通されており、差動排気室９と差動排気室１０は、連通路１６ａと連通路１６ｂにより連通されている。また、連通用シール壁１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂは、通過ロール４の側面４ａとの間に少なくとも基板２０の厚さ以上の間隙を有するように設けられている。
【００２９】
次に、この基板処理装置１の動作について説明する。減圧（例えば、１０^−４Ｔｏｒｒ程度）された払出し及び巻取り室１１内の払出しロール３に巻き付けられた基板２０は、通過ロール４に搬送される。通過ロール４に搬送された基板２０は、処理を行う表面と処理室６，７が対面するように、この通過ロール４の側面４ａに当接しながら処理室６，７内を通過する。このとき、通過ロール４は、基板２０が処理室６内で行われるプラズマＣＶＤ、処理室７内で行われるスパッタリングに最適な温度となるように、図示しない加熱冷却手段により加熱される。ここで、スパッタリングに最適な温度とは、成膜される薄膜の膜質を良好なものとすることを考慮すると、１００〜２００℃以上とすることが好ましい。なお、基板２０がプラスチックフィルの場合は、その材質により上限温度が制限されるため、この上限温度以下とすることが好ましい。
【００３０】
通過ロール４により加熱されながら、処理室６に搬送された基板２０は、減圧（例えば、１０^−１Ｔｏｒｒ程度）された処理室６内に充填されている反応ガスと放電電極６ａから発生するプラズマにより、その表面に薄膜（アモルファスシリンコン膜、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜など）が成膜される。ここで、処理室６内の反応ガス及び反応済みの有毒ガスの大部分は、処理室排気口６ｂから外部に排気されるが、一部はシール壁８ｂ，９ａ及び連通用シール壁１３ａ，１３ｂと通過ロール４の側面４ａとの間隙から、差動排気室８，９及び連通路１５ａ，１５ｂに流出する。流出した反応ガス及び反応済みの有毒ガスは、差動排気室８，９の圧力（１０^−３〜１０^−４Ｔｏｒｒ程度）が処理室６の隣の処理室である処理室７の圧力（５×１０^−３Ｔｏｒｒ程度）よりも低いため、差動排気室８，９の排気口８ｃ，９ｃから外部に排気される。すなわち、差動排気室８，９の圧力を処理室６の隣の処理室である処理室７の圧力よりも低くすることで、差動排気室８，９内に流入したガスが処理室７内に混入することを防止することができる。
【００３１】
処理室６を通過した基板２０は、通過ロール４により処理室７に搬送される。減圧（例えば、５×１０^−３Ｔｏｒｒ程度）された処理室７内で導入ガスからイオンが生成される。搬送された基板２０は、このイオンがターゲット７ａに衝突することで放出された原子がその表面に付着することで薄膜（タンタル膜、アルミ膜、酸化物膜などなど）が成膜される。ここで、処理室７内の導入ガスの大部分は、処理室排気口７ｂから外部に排気されるが、一部はシール壁９ｂ，１０ａ及び連通用シール壁１４ａ，１４ｂと通過ロール４の側面４ａとの間隙から、差動排気室９，１０及び連通路１６ａ，１６ｂに流出する。流出した導入ガスは、差動排気室９，１０の圧力（１０^−３〜１０^−４Ｔｏｒｒ程度）が処理室７の隣の処理室である処理室６の圧力（１０^−１Ｔｏｒｒ程度）よりも低いため、差動排気室９，１０の排気口９ｃ，１０ｃから外部に排気される。すなわち、差動排気室９，１０の圧力を処理室７の隣の処理室である処理室６の圧力よりも低くすることで、差動排気室９，１０内に流入したガスが処理室６内に混入することを防止することができる。
【００３２】
処理室６及び処理室７を通過した基板２０は、払出し及び巻取り室１１内の加熱冷却パッド１８の間を通過する。加熱冷却パッド１８は、処理室６，７を通過した基板２０の温度を所定温度（常温）程度に戻すためのものである。すなわち、通過ロール４が加熱冷却手段により加熱されている場合は、基板２０は加熱されているので、基板２０を加熱冷却パッド１８で冷却し、通過ロール４が加熱冷却手段により冷却されている場合は、基板２０は冷却されているので、基板２０を加熱冷却パッド１８で加熱する。これにより、巻取りロール５に巻き取られた基板２０の巻取りロール５に対する巻き締り、巻き緩みを防止することができる。
【００３３】
加熱冷却パッド１８を通過し、所定の温度となった基板２０は、補助ロール１７を通過する。補助ロール１７は、通過ロール４の側面４ａに基板２０を適度な張力で当接させるものである。つまり、払出しロール３により通過ロール４に搬送する基板２０に張力を与えるとともに、補助ロール１７により通過ロール４から搬送される基板２０に張力をかけることで、基板２０が通過ロール４の側面４ａに当接しつつ、且つ処理室６，７を通過することができる。補助ロール１７を通過した基板２０は、巻取りロール５に対する基板２０の巻き締めを防止するために、この補助ロール１７により適度な張力を与えられながら巻取りロール５に巻き取られる。ここで、払出し及び巻取り室１１内の圧力（１０^−４Ｔｏｒｒ程度）は、差動排気室８，９，１０及び連通路１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの圧力（１０^−３〜１０^−４Ｔｏｒｒ程度）と同圧以下なので、処理室６，７内のガスが払出しロール３に巻き付け又は巻取りロール５に巻き取られた基板２０の表面に付着することを防止できる。
【００３４】
上記のように、基板２０を側面４ａに当接させ、且つ処理室６，７を通過させる通過ロール４を設け、処理室６，７を通過ロール４の周方向に配置し、処理室６，７に隣接する差動排気室８，９，１０を設け、差動排気室８，９，１０内を排気するので、処理室６，７から差動排気室８，９，１０内に流入したガスは、隣の処理室６，７内に混入する前に外部に排気され、差動排気室８，９，１０内に流入したガスが隣の処理室７，８内に混入することを防止することができるとともに、複数の異なる処理を連続して行うことができる。
【００３５】
図４は、通過ロール側から見た処理室及び差動排気室の他の構成例を示す図である。同図に示すように、連通路１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂのそれぞれに連通路排気口１５ｃ，１５ｄ，１６ｃ，１６ｄが設けられている。ここで、連通路排気口１５ｃ，１５ｄ，１６ｃ，１６ｄは、通過ロール４の周方向に設けられ、図示しない真空ポンプに連結されており、連通路１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの圧力を減圧（例えば、１０^−３〜１０^−４Ｔｏｒｒ程度）することができる。これにより、差動排気室８，９，１０及び連通路１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂに流入したガス（反応ガス、反応済みの有毒ガス、導入ガス）は、連通路１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの圧力が処理室６，７の圧力よりも低いため、さらに連通路排気口１５ｃ，１５ｄ，１６ｃ，１６ｄからも外部に排気される。
【００３６】
また、上記実施形態では、処理室６でプラズマＣＶＤ、処理室７でスパッタリングを行うが、本発明はこれに限定されるものではなく処理室６，７において、プラズマエッチング、真空蒸着、レーザアニーリング、レーザドーピング、レーザスクライビング等を行っても良い。また、上記実施形態では、処理室６と７との間に差動排気室９を一つ設けたが、隣の処理室へのガスの混入する量の許容値が低い場合は、差動排気室を複数設けても良い。同様に払出し及び巻取り室１１と処理室６，７とのそれぞれの間に設けた差動排気室８，１０を複数設けても良い。この場合、処理室から段階的に差動排気室に流入したガスを複数の差動排気室に設けられた排気口より外部に排気することができ、隣の処理室へのガスの混入する量をさらに低減することができる。また、差動排気室８，９，１０に、図示しない供給口よりアルゴン等の不活性ガスを供給することで、処理室６，７から差動排気室８，９，１０に流入したガス（反応ガス、反応済みの有毒ガス及び導入ガス等）を希釈しても良い。これにより、差動排気室８，９，１０に流入したガスを希釈して外部に排気することができるとともに、隣の処理室に混入するガスが希釈され、隣の処理室で行われる処理への影響を少なくすることができる。
【００３７】
次に、この発明にかかる基板処理装置をＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ：薄膜トランジスタ）の形成に用いる場合について説明する。ＴＦＴは液晶ディスプレイなどに用いられているものであり、基板の表面上にスパッタリング、プラズマＣＶＤ等により酸化シリコン膜（Ｓｉ_ｘＯ_ｙ）、窒化シリコン膜（Ｓｉ_ｘＮ_ｙ）などの絶縁膜を成膜し、その上にスパッタリング、プラズマＣＶＤ等によりアモルファスシリンコン膜（ａ−Ｓｉ）を成膜する。このアモルファスシリコン膜は、基板の表面の温度が高いほど容易に移動することができ、基板の表面に高品質な膜を成膜することができる。しかし、後の処理においてこのアモルファスシリコン膜の性能を向上させる（結晶性を高める）ためにエキシマレーザ、可視光レーザを基板の表面に照射することでこの表面を加熱するレーザアニーリングが行われる。次にレーザアニーリングを行われた基板の表面にスパッタリング、プラズマＣＶＤ等によりゲート用の酸化シリコン膜（Ｓｉ_ｘＯ_ｙ）を成膜し、その上にスパッタリング等により金属電極（Ａｌ、Ｃｕ等）を成膜する。次に金属電極が成膜された基板の表面をリソグラフィーなどでマスクし、マスクされた基板の表面をエッチングすることでアレイ化するものである。
【００３８】
図５は、この発明にかかる基板処理装置をＴＦＴの形成に用いる場合の概略構成例を示す図である。なお、基板処理装置１´は、図１に示す基板処理装置１と基本的構成は同様であるので、その説明は省略する。同図に示すように、基板処理装置１´は、処理室を５つ有する構成である。ここで、基板処理装置１´は、上記基板の表面上に形成するＴＦＴに必要な処理のうち、基板の表面に金属電極を形成するまでの処理を行うものである。
【００３９】
処理室２１は、基板２０の表面上に絶縁膜（酸化シリコン膜、窒化シリコン膜など）を成膜するために、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等を行う処理室である。処理室２２は、基板２０の表面上にアモルファスシリンコン膜を成膜するために、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等を行う処理室である。処理室２３は、基板２０の表面上に成膜されたアモルファスシリコン膜の結晶性を高めるために、レーザアニーリングを行う処理室である。処理室２４は、基板２０の表面上にゲート用の酸化シリコン膜を成膜するために、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等を行う処理室である。処理室２５は、基板２０の表面上に金属電極（Ａｌ、Ｃｕ等）を成膜するために、スパッタリング等を行う処理室である。処理室２１，２２，２３，２４，２５には、それぞれ図１に示す処理室６，７と同様に処理室内を減圧するとともに、この処理室内のガス（反応ガス、反応済みの有毒ガス及び導入ガスなど）を図示しない真空ポンプにより外部に排気する処理室排気口２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａが設けられている。
【００４０】
払出し及び巻取り室１１と処理室２１との間、各処理室２１，２２，２３，２４，２５の間及び処理室２５と払出し及び巻取り室１１との間には、それぞれシール壁（図示省略）により、差動排気室２６，２７，２８，２９，３０，３１が形成されている。各差動排気室２６，２７，２８，２９，３０，３１には、それぞれ図１に示す差動排気室８，９，１０と同様に差動排気室内を減圧するとともに、各処理室から差動排気室内に流入したガスを図示しない真空ポンプにより外部に排気する排気口２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａ，３１ａが設けられている。
【００４１】
次に、この基板処理装置１´の動作について説明する。減圧された払出し及び巻取り室１１内の払出しロール３に巻き付けられた基板２０は、通過ロール４に搬送される。基板２０は、通過ロール４の側面４ａに当接しながら各処理室２１，２２，２３，２４，２５を通過して、基板２０の表面上にＴＦＴが形成し、巻取りロール５により巻き取られる。各処理室２１，２２，２３，２４，２５では、上述した処理を基板２０の表面に対して行う。特に、処理室２２では、図示しないヒータにより、処理室２２内を高温して基板２０の表面上にアモルファスシリコン膜を成膜するが、通過ロール４を図示しない加熱冷却手段により冷却することで、基板２０が幅方向に撓むことを防止することができる。また、処理室２３では、基板２０は通過ロール４の側面４ａに当接しているので、基板２０が軸方向に撓むことがなく、レーザの焦点距離が一定のまま精度良くレーザアニーリングを行うことができる。
【００４２】
ここで、差動排気室２６，２７，２８，２９，３０，３１の圧力は、処理室２１，２２，２３，２４，２５の圧力よりも低く設定されている。従って、処理室２１，２２，２３，２４，２５から差動排気室２６，２７，２８，２９，３０，３１に流入したガス（反応ガス、反応済みの有毒ガス及び導入ガスなど）は、排気口２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａ，３１ａから外部に排気され、ガスが隣の処理室２１，２２，２３，２４，２５内に混入することを防止することができる。
【００４３】
上記基板処理装置１，１´の払出しロール３及び巻取りロール５は、真空槽である払出し及び巻取り室１１に設けられているが、基板２０の前工程や後工程（マスク、エッチング、レジストなど）を考慮すると、基板２０は大気中で払い出され、巻き取られることが望ましい。図６は、図５の基板処理装置の他の構成例を示す図である。同図に示すように、この基板処理装置１″は、払出しロール３及び巻取りロール５がケーシング２の外部に設けられ、払出しロール３と通過ロール４との間に洗浄室３４、真空排気室３２が設けられ、通過ロール４と巻取りロール５との間に真空排気室３３が設けられている。真空排気室３２，３３には、図１に示す差動排気室８，９，１０と同様にその両側に設けられたシール壁（図示省略）により、外部と払出し及び巻取り室１１との間に形成されている。また、真空排気室３２，３３は、図示しない真空ポンプにより減圧することができる。洗浄室３４は、払出しロール３に巻き付けられている基板２０の表面の付着物を除去するものである。
【００４４】
次に、この基板処理装置１″の動作について説明する。大気圧下に設けられた払出しロール３に巻き付けられた基板２０は、洗浄室３４を通過し、その表面の付着物を除去され、真空排気室３２に搬送される。ここで、この真空排気室３２内の圧力は、大気圧と払出し及び巻取り室１１の圧力（例えば、１０^−４Ｔｏｒｒ程度）との中間程度の圧力に維持されているので、基板２０を大気圧下から段階的に真空下に置くことができる。真空排気室３２から通過ロール４に搬送された基板２０は、通過ロール４の側面４ａに当接しながら各処理室２１，２２，２３，２４，２５を通過して、基板２０の表面上にＴＦＴが形成される。ＴＦＴが形成された基板２０は、通過ロール４から真空排気室３３に搬送される。ここで、この真空排気室３３内の圧力は、払出し及び巻取り室１１の圧力（例えば、１０^−４Ｔｏｒｒ程度）と大気圧との中間程度の圧力に維持されているので、基板２０を真空下から段階的に大気圧下に置くことができる。真空排気室３３から外部に搬送された基板２０は、大気圧下に設けられた巻取りロール５により巻き取られる。
【００４５】
上記のように、払出しロール３から払い出された基板２０が真空排気室３２を通過することで、大気圧下の基板２０を段階的に真空下に置くことができ、表面の処理が終了した基板２０が真空排気室３３を通過することで、真空下の基板２０を段階的に大気圧下に戻すことができる。従って、払出しロール３と巻取りロール５を大気圧下に設けることができる。なお、上記実施形態では、払出しロール３と通過ロール４との間、通過ロール４と巻取りロール５との間にそれぞれ真空排気室が一つ設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、真空排気室を複数設けても良い。これにより、基板２０を大気圧下から真空下に置く際には、各真空排気室の圧力を払出しロール３側から徐々に圧力が低くなるように設定し、基板２０を真空下から大気圧下に戻す際には、各真空排気室の圧力を通過ロール４側から徐々に圧力が高くなるように設定することで、ケーシング２の外部にガス（反応ガス、反応済みの有毒ガス及び導入ガスなど）が漏れることを確実に防止することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、基板を側面に当接させ、且つ処理室を通過させる通過ロールを設け、処理室を通過ロールの周方向に配置し、処理室に隣接する差動排気室を設け、差動排気室内を排気するので、処理室から差動排気室内に流入したガスは、隣の処理室内に混入する前に外部に排気され、差動排気室内に流入したガスが隣の処理室内に混入することを防止することができ、複数の異なる処理を連続して行うことができる。また、差動排気室内は排気されるので、差動排気室を通過する基板に吸着する差動排気室内に流入したガスを少なくすることができる。また、基板は、通過ロールの側面に当接しながら各処理室を通過するので、基板の幅方向の撓みを低減することができ、処理室内の基板の表面にレーザアニーリング、レーザスクライビングを行うことや、プラズマエッチングなどで基板の表面に形成された多層膜の一部を除去することを精度良く行うことができる。また、マスクなどの位置決め、レーザなどを使用する際の焦点距離の設定が通過ロールを基準として容易に行うことができる。さらに、基板のギャップは通過ロールの片側だけとなり、処理室内を真空（減圧）状態とするための排気ポンプの容量を小さくすることができる。
【００４７】
また、請求項２に記載の発明によれば、差動排気室の圧力は、処理室の圧力もよりも低いので、処理室内のガスは、圧力の低い差動排気室内に流入するが、隣の処理室内の圧力はこの差動排気室内の圧力よりも高いので、差動排気室内に流入したガスが隣の処理室内に混入することを容易に防止することができる。
【００４８】
また、請求項３に記載の発明によれば、差動排気室の排気口を通過ロールの軸方向に設けるので、各処理室から差動排気室又は連通路に漏れたガスは、隣の処理室に向かわずに差動排気室内で排気することができ、各処理室から差動排気室又は連通路に漏れたガスが、隣の処理室に混入することを防止することができる。
【００４９】
また、請求項４に記載の発明によれば、通過ロールを冷却又は加熱するので、処理室内で行う処理に応じて、基板を冷却又は加熱することができる。また、処理室内で加熱された基板を冷却することができ、基板の表面に成膜を行う速度を早くすることができるので、基板処理装置の小型化、製造コストの低減を図ることができる。また、基板の温度を均一化することができるので、基板の幅方向の撓みを低減することができる。
【００５０】
また、請求項５に記載の発明によれば、複数の処理室の差動排気室は連通路により連通しているので、処理室は差動排気室及び連通路により囲まれるので、処理室から漏れたガスを確実にこの処理室に隣接する差動排気室内の排気口により排気することができ、隣の処理室内にガスが混入することを防止することができる。
【００５１】
また、請求項６に記載の発明によれば、連通路に通過ロールの周方向の連通路排気口を設けるので、各処理室から差動排気室又は連通路に漏れたガスは、さらに隣の処理室に向かわず効率良く差動排気室又は連通路内で排気することができ、各処理室から差動排気室又は連通路に漏れたガスが、隣の処理室に混入することを防止することができる。
【００５２】
また、請求項７に記載の発明によれば、払出しロールと処理室との間及び当該処理室と巻取りロールとの間に真空排気室を設けるので、払出しロールから払い出された大気圧下の基板を段階的に真空下に置くことができ、表面の処理が終了した真空中の基板を段階的に大気圧下に戻して巻取りロールに巻き取ることができ、払出しロールと巻取りロールを大気中に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の構成例を示す図である。
【図２】通過ロール側から見た処理室及び差動排気室の構成例を示す図である。
【図３】処理室及び差動排気室の断面図を示す図であり、同図（ａ）は図２のＡ−Ａ断面図、同図（ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面図、同図（ｃ）は図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】通過ロール側から見た処理室及び差動排気室の他の構成例を示す図である。
【図５】この発明にかかる基板処理装置をＴＦＴの形成に用いる場合の概略構成例を示す図である。
【図６】図５の基板処理装置の他の構成例を示す図である。
【図７】他の従来の基板処理装置の部分構成例を示す図である。
【符号の説明】
１，１´，１″　基板処理装置
２　　　　ケーシング
３　　　　払出しロール
４　　　　通過ロール
５　　　　巻取りロール
６　　　　処理室
６ａ　　　放電電極
６ｂ　　　処理室排気口
７　　　　処理室
７ａ　　　ターゲット
７ｂ　　　処理室排気口
８，９，１０　差動排気室
８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ　シール壁
８ｃ，９ｃ，１０ｃ　排気口
１１　　　払出し及び巻取り室
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ　連通用シール壁
１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ　連通路
１５ｃ，１５ｄ，１６ｃ，１６ｄ　連通路排気口
１７　　　補助ロール
１８　　　加熱冷却パッド
２０　　　基板
２１〜２５　処理室
２１ａ〜２５ａ　処理室排気口
２６〜３１　差動排気室
２６ａ〜３１ａ　排気口
３２，３３　真空排気室
３４　洗浄室

Claims

少なくとも可撓性を有する基板を処理室に払い出す払出しロール、払い出された当該基板の表面を処理する複数の処理室、処理された当該基板を巻き取る巻取りロールを備える基板処理装置において、
前記基板を側面に当接させ、且つ前記処理室を通過させる通過ロールを設け、
前記処理室を前記通過ロールの周方向に配置し、
前記処理室に隣接する差動排気室を設け、
前記差動排気室内を排気することを特徴とする基板処理装置。
前記差動排気室の圧力は、前記処理室の圧力よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
前記差動排気室の排気口は、通過ロールの軸方向に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
前記通過ロールを冷却または加熱することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
前記複数の処理室の差動排気室は、連通路により連通していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
前記連通路は、通過ロールの周方向の連通路排気口が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の基板処理装置。
前記払出しロールと前記処理室との間および当該処理室と前記巻取りロールとの間に真空排気室を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の基板処理装置。