CN101403090B - 利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置 - Google Patents

利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于，提供在对大量基板进行涂敷后，不需要经常除去目标所处的中央腔室内的微粒的ITO涂敷等的单膜或3～5层左右的薄膜系统制造非常容易的利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置。该装置包括：多层基板固定器安装室(MSSHR)，其安装有用于真空的薄膜蒸镀的多个基板；多层基板固定器(MSSH)，其由各自固定从上述多层基板固定器安装室安装的上述基板的多个基板固定器构成，且在上述基板固定器的一侧的一定位置分别形成有第一突出部及第二突出部；第一直线移送驱动部(MUMG)；第二直线移送驱动部(MUGL)；蒸镀移送驱动部；以及薄膜蒸镀腔室(CMS)。

Description

利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置
技术领域
本发明涉及在光学薄膜、半导体涂敷、LCD的ITO(Indium Tin Oxide)或IZO(Indium Zink Oxide)涂敷等领域广泛使用的溅涂装置(sputteringapparatus)、即薄膜蒸镀装置。
背景技术
本发明涉及LCD-TFT的ITO或IZO薄膜、半导体薄膜、AR(Anti-reflexfilm)薄膜、IR(Infra-red)薄膜等薄膜制造批量生产系统。
最近，光学薄膜系统为了进一步提高效率，以多层薄膜结构形态调节TiO2和SiO2等薄膜的厚度，交替反复层叠数十层。
但是，以往的系统中，在供给电力或电流恒定的状态下，根据时间来调节薄膜厚度。
但是，如图1所示，以往的大部分的薄膜蒸镀系统多是在固定目标上基板旋转的系统，这样的方法中，一个工序结束时，能够制造的基板样本为2至4个左右，其量相对少很多。
还有，上述系统中存在如下问题，即：一个基板中的薄膜厚度形成为不均匀，需要旋转基板。
另外，如图2所示，还有使以内嵌式驱动方式进行直线运动的基板经过固定目标部分来进行蒸镀的方法。这样的方法可以使薄膜具有出色的均匀度，但蒸镀率低，因此，在每个工序时，为了不破坏真空，需要利用基板装载腔室。
虽然没有破坏中央腔室的真空，从而，能够防止目标物质
Figure G200710305718101D00011
的污染，但需要在大部分装载锁定腔室内用手工进行向指孔
Figure G200710305718101D00012
腔室内部的基板交替。
另外，如图3所示，提出利用多样本装载腔室(multi sample loadingchamber)而使用，但不符合下一代LCD基板等之类的大型基板蒸镀，制造方法复杂，需要在腔室内部设置高价的真空马达等，因此，系统变得更复杂，需要数十亿以上高的费用。
发明内容
本发明是为了解决以往的问题而做出的，本发明的目的在于，提供在对大量基板进行涂敷后，不需要经常除去目标所处的中央腔室内的微粒的ITO涂敷等的单膜或3～5层左右的薄膜系统制造非常容易的利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室(1oad lock chamber)的薄膜蒸镀装置，其能够通过一次工序对大量的大型基板进行蒸镀，容易大量生产，为了最小化腔室值(chamber value)而将结束蒸镀的基板再次插入样本固定器安装部，由于是这种系统，因此，需要用于除气的时间较短，能够节约制造单价。
为了实现上述目的，本发明包括：多层基板固定器安装室(MSSHR)，其安装有用于真空的薄膜蒸镀的多个基板；多层基板固定器(MSSH)，其由各自固定从上述多层基板固定器安装室安装的上述基板的多个基板固定器构成，且在上述基板固定器的一侧的一定位置分别形成有第一突出部及第二突出部；第一直线移送驱动部(MUMG)，其从上述多层基板固定器(MSSH)抽出基板固定器，使上述基板固定器向闸门阀(gate valve)移动，且在一侧的一定位置具备第一钩(first hook)；第二直线移送驱动部(MUGL)，其使所述基板固定器从上述闸门阀向基板蒸镀待机室(LSCS)移动，且在一侧的一定位置具备第二钩(second hook)蒸镀移送驱动部，其在上述基板固定器安装于上述基板蒸镀待机室内的所述蒸镀移送驱动部(SHMU)后，向自身的机械性原位置(home position)移动；以及薄膜蒸镀腔室(CMS)，其在上述基板固定器在目标的位置通过上述蒸镀移送驱动部进行往返运动的过程中，进行蒸镀作业。
上述直线移送驱动部(MUML)通过步进电动机(stepping motor)或伺服电动机(servo motor)进行驱动。
上述第一突出部及第二突出部包括：配备在下端的弹性弹簧、和棒形状突起，所述突起通过从上述弹性弹簧绷紧连接的线与上述弹性弹簧的上端连接。
在上述蒸镀移送驱动部的上端的一定位置形成的突起位于上述第一突出部及第二突出部的各下端的情况下，被上述弹性弹簧加压而成为倒下(down)状态，在从上述突起的位置脱离的情况下，解除上述弹性弹簧的加压，成为竖立(up)状态。
上述第一钩及第二钩可向前后方向移动，上述基板固定器在蒸镀结束后，位于上述基板蒸镀待机室的原位置(home position)。
本发明具有如下效果，即：能够通过一次工序对大量的大型基板进行蒸镀，与在每次工序时由于真空被破坏而需要长时间用于除气(outgassing)的其他装置不同，容易大量生产，为了最小化腔室值而将结束蒸镀的基板再次插入样本固定器安装部，由于是这种系统，因此，需要用于除气的时间较短，能够节约制造单价，在对大量基板进行涂敷后，不需要经常除去目标所处的中央腔室内的微粒的ITO涂敷等的单膜或3～5层左右的薄膜系统制造非常容易。
附图说明
图1是概略表示以往技术中的在固定目标上基板旋转的系统的立体图。
图2是概略表示以往技术中利用内嵌式驱动方式系统的立体图。
图3是概略表示以往技术中的利用多样本装载锁定腔室的系统的立体图。
图4是概略表示本发明的利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置的立体图。
图5是概略表示第一直线移送驱动部的第一钩位于多层基板固定器的第一突出部一侧的状态的立体图。
图6是概略表示多层基板固定器下降，从而第一突出部卡在第一钩的状态的立体图。
图7至图9是概略表示单个基板固定器向闸门阀移动的过程的立体图。
图10及图11是概略表示第二直线移送驱动部的第二钩卡住第二突出部，并将基板固定器向基板蒸镀待机室移送的过程的立体图。
图12a及图12b是概略表示基板固定器的第一突出部及第二突出部的结构的立体图。
图13至图16是概略表示基板固定器位于多层基板固定器安装室的原位置(home position)的过程的立体图。
图中，1-利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置；10-多层基板安装室(MSSHR)；20-多层基板固定器(MSSH)；21-基板；21a-第一突出部；21b-第二突出部；30-第一直线移送驱动部(MUMG)；40-基板蒸镀待机室(LSCS)；41-闸门阀(gate valve)；43-第二直线移送驱动部(MUGL)；31-第一钩(first hook)；43a-第二钩(second hook)；50-蒸镀移送驱动部(SHMU)；60-薄膜蒸镀腔室。
具体实施方式
以下，根据附图，更具体数目本发明的实施例。
图4是是概略表示本发明的利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置的立体图，图5是概略表示第一直线移送驱动部的第一钩位于多层基板固定器的第一突出部一侧的状态的立体图，图6是概略表示多层基板固定器下降，从而第一突出部卡在第一钩的状态的立体图，图7至图9是概略表示单个基板固定器向闸门阀移动的过程的立体图，图10及图11是概略表示第二直线移送驱动部的第二钩卡住第二突出部，并将基板固定器向基板蒸镀待机室移送的过程的立体图，图12a及图12b是概略表示基板固定器的第一突出部及第二突出部的结构的立体图，图13至图16是概略表示基板固定器位于多层基板固定器安装室的原位置(homeposition)的过程的立体图。
从而，本发明的利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置1的一端具备：多层基板固定器安装室(MSSHR：multi substrate stackholder room)10，其安装有用于真空的薄膜蒸镀的多个基板，并在上述多层基板安装室10一侧具备：多层基板固定器(MSSH：multi substrate stackholder)20，其由各自固定从上述多层基板固定器安装室安装的上述基板的多个基板固定器(substrate holder)21’构成，且在上述基板固定器的一侧的一定位置分别形成有第一突出部21a及第二突出部21b。
还具备：能够向前后方向移动的第一直线移送驱动部(MUMG：movingunit from MSSHR to Gate valve)30，其从上述多层基板固定器10抽出基板固定器20，使其向闸门阀(gate valve)41移动，且在一侧的一定位置具备第一钩(first hook)31。
另外，还具备：能够向前后方向移动的第二直线移送驱动部(MUGL：moving unit from Gate valve to LSCS)43，其使所述基板固定器20从上述闸门阀41向基板蒸镀待机室(LSCS：left side chamber for sputtering)40移动，且在一侧的一定位置具备第二钩(second hook)43a。
此时，上述第一直线移送驱动部30及第二直线移送驱动部43通过贯通各个所述驱动部的轴向前后方向移动，并且利用各上述第一钩31及第二钩43a卡住上述第一突出部21a及第二突出部21b，将其从上述多层基板安装室10的多层基板固定器20向上述闸门阀41移送，或将其从上述闸门阀41向上述基板蒸镀待机室(LSCS)移送。
然后，在上述基板蒸镀待机室40内具备：蒸镀移送驱动部(SHMU：sample holder moving unit)50，在将上述基板固定器21’安装于上述基板蒸镀待机室40内的蒸镀移送驱动部50后，向自身的机械性原位置移动。
最后，还包括：薄膜蒸镀腔室(CMS：coating main chamber with targets)60，其在上述基板固定器21’在目标的位置通过上述蒸镀移送驱动部50进行往返运动的过程中，进行蒸镀作业。
还有，上述第一及第二直线移送驱动部30、43通过步进电动机或伺服电动机被驱动。
另外，上述第一突出部21a及第二突出部21b包括：配备在下端的弹性弹簧51a、和棒形状突起51b，所述突起51b通过从上述弹性弹簧51a绷紧连接的线51c与上述弹性弹簧51a的上端连接。
还有，具备如下机制，即：在上述蒸镀移送驱动部50的上端的一定位置形成的加压部51d位于上述第一突出部21a及第二突出部21b的各下端的情况下，上述弹性弹簧51a受到向上侧方向的加压，上述突起51b成为向一个方向躺下的倒下(down)状态，在从上述加压部51d的位置脱离的情况下，解除上述弹性弹簧51a的加压，随着该解除，上述突起51b成为形成直立状态的竖立(up)状态(参照图12a及图12b)。
还有，上述基板21在蒸镀结束后，位于上述基板蒸镀待机室40的原位置，从而，通过反复进行这样的一系列的作业，结束需要蒸镀作业的所有的基板固定器21’的蒸镀作业，则通过各种传感器(例如，位置传感器等)使上述第一钩31的移动停止。
另一方面，上述的本发明的利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置的运行过程说明如下。
首先，在大量基板21安装于多层基板安装室10的状态下，以固定上述基板21的基板固定器21’的形式固定在多层基板固定器20。
还有，第一直线移送驱动部30的第一钩31经过上述基板固定器21’的第一突出部21a除去一定部分的部位(参照图5)。
还有，整个上述多层基板固定器20通过上述第一直线移送驱动部30下降，随此，上述第一钩31卡在上述基板固定器21’的上述第一突出部21a(参照图6)。
还有，随着上述第一直线移送驱动部30的移动，上述第一钩31将上述第一突出部21a推出，从而，从上述多层基板固定器20输出一个上述基板固定器21’，使其位于上述闸门阀41。
此时，上述基板固定器21’的第二突出部21b位于基板蒸镀待机室40内，在移动到上述位置为止的过程中，由于上述的自身机制，从倒下状态成为竖立状态(参照图7至图9)。
还有，以竖立状态的上述第二突出部21b卡在上述第二钩43a的状态，利用第二直线移送驱动部43将上述基板固定器21’向基板蒸镀待机室40移送(参照图10及图11)。
接着，在上述基板固定器21’装载及安装于上述基板蒸镀待机室40内的上述蒸镀移送驱动部50后(此时，将上述蒸镀移送驱动部50的位置设为左侧边界位置)，上述蒸镀移送驱动部50向自身的机械性原位置移送。
此时，在上述蒸镀移送驱动部50的移动中，上述第一突出部21a及第二突出部21b都通过自身的机制成为倒下状态。
还有，上述第二钩43a向上述闸门阀41侧移送，以免妨碍上述蒸镀移送驱动部50的涂敷作业有关的往返运动。
另外，在通过上述蒸镀移送驱动部50向原位置移送时，上述第一突出部21a及第二突出部21b重新成为竖立状态。
还有，上述基板固定器21’在目标(target)所处的位置通过蒸镀移送驱动部50进行往返运动，同时进行蒸镀，若该蒸镀结束，则位于上述多层基板安装室10的一侧的上述基板蒸镀待机室40的原位置。
在上述基板固定器21’向左侧边界位置移送时，上述第一突出部21a及第二突出部21b重新成为倒下状态(参照图13)。
此时，上述第二钩43a向右侧移动，达到欲移动上述蒸镀移送驱动部50上的基板固定器21’的准备状态。
若上述基板固定器21’通过上述蒸镀移送驱动部50持续向左侧边界位置移动，则上述基板固定器21’的上述第一突出部21a及第二突出部21b重新成为竖立状态(参照图14)。
还有如图15及图16所示，若通过上述第二直线移送驱动部43利用上述第二钩43a及上述第二突出部21b的卡住状态，使上述基板固定器21’与上述闸门阀41邻接，则上述第一突出部21a位于上述多层基板安装室10内，从倒下状态向竖立状态变化。
此时，上述第一钩31能够利用上述第一突出部21a将上述基板固定器21’向上述多层基板安装室10的原来位置移送，若到达原位置，则通过位置传感器等各种传感器达到蒸镀作业结束的状态，由此上述第一钩31达到不再进一步移动的停止状态。
从而，本发明具有如下效果，即：能够通过一次工序对大量的大型基板进行蒸镀，与在每次工序时由于真空被破坏而需要长时间用于除气(outgassing)的其他装置不同，容易大量生产，为了最小化腔室值而将结束蒸镀的基板再次插入样本固定器安装部，由于是这种系统，因此，需要用于除气的时间较短，能够节约制造单价，在对大量基板进行涂敷后，不需要经常除去目标所处的中央腔室内的微粒的ITO涂敷等的单膜或3～5层左右的薄膜系统制造非常容易。
本发明通过结合特定的实施例进行图示及说明，但可以在不脱离附加的权利要求范围表现的发明思想及领域的限度内进行各种改造及变更，这对本领域技术人员来说是不言而喻的。

Claims (6)

1.一种利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置，其包括：
多层基板固定器安装室，其安装有用于真空的薄膜蒸镀的多个基板；
多层基板固定器，其由各自固定从上述多层基板固定器安装室安装的上述基板的多个基板固定器构成，且在上述基板固定器的一侧的一定位置分别形成有第一突出部及第二突出部；
第一直线移送驱动部，其从上述多层基板固定器抽出基板固定器，使上述基板固定器向闸门阀移动，且在一侧的一定位置具备第一钩；
第二直线移送驱动部，其使所述基板固定器从上述闸门阀向基板蒸镀待机室移动，且在一侧的一定位置具备第二钩；
蒸镀移送驱动部，其在上述基板固定器安装于上述基板蒸镀待机室内的所述蒸镀移送驱动部后，向自身的机械性原位置移动；以及
薄膜蒸镀腔室，其在上述基板固定器在目标的位置通过上述蒸镀移送驱动部进行往返运动的过程中，进行蒸镀作业。
2.根据其权利要求1所述的利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置，其中，
上述直线移送驱动部通过步进电动机或伺服电动机进行驱动。
3.根据其权利要求1所述的利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置，其中，
上述第一突出部及第二突出部包括：配备在下端的弹性弹簧、和棒形状突起，所述突起通过从上述弹性弹簧绷紧连接的线与上述弹性弹簧的上端连接。
4.根据其权利要求3所述的利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置，其中，
在上述蒸镀移送驱动部的上端的一定位置形成的突起位于上述第一突出部及第二突出部的各下端的情况下，被上述弹性弹簧加压而成为倒下状态，在从上述突起的位置脱离的情况下，解除上述弹性弹簧的加压，成为竖立状态。
5.根据其权利要求1所述的利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置，其中，
上述第一钩及第二钩可向前后方向移动。
6.根据其权利要求1所述的利用多层基板固定器结构的装载锁定腔室的薄膜蒸镀装置，其中，
上述基板固定器在蒸镀结束后，位于上述基板蒸镀待机室的原位置。
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