JP2000133693A5 - - Google Patents

Description

【書類名】 明細書
【発明の名称】 真空装置用駆動機構および真空装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】 真空装置の気密容器内に固定設置される一端が開放されたエアバッグ収納容器と、この収納容器内に収納されたエアバッグと、このエアバッグ内に高圧気体を供給する高圧気体供給手段とからなり、この高圧気体供給手段により前記エアバッグ内に高圧気体を供給することにより、前記エアバッグの一部が前記エアバッグ収納容器の開放端部から突出し、これによって前記真空容器内において対象物体を移動することを特徴とする真空装置用駆動機構。
【請求項２】 前記真空装置用駆動機構はさらに、前記エアバッグ内の気体を排気する気体排気手段を備え、この気体排気手段により前記エアバッグ内の気体を排気することにより、前記エアバッグ収納容器の開放端部から突出したエアバッグの一部を前記エアバッグ収納容器内に後退収納し、これによって前記真空容器内において対象物体を移動することを特徴とする請求項１記載の真空装置用駆動機構。
【請求項３】 前記エアバッグは弾性体材料により構成され、前記気体排気手段によりその内部の気体が排気されたとき、前記エアバッグ自体の弾性力により前記エアバック収納容器内に後退収納されることを特徴とする請求項２記載の真空装置用駆動機構。
【請求項４】 前記エアバッグには、前記気体排気手段によりその内部の気体が排気されたとき、前記エアバッグを弾性力により前記エアバッグ収納容器内に後退収納させる弾性体手段が設けられていることを特徴とする請求項２記載の真空装置用駆動機構。
【請求項５】 前記高圧気体供給手段および前記気体排気手段は、前記エアバッグ収納容器を貫通して設けられる共通の貫通口を介して気体を供給しあるいは排気することを特徴とする請求項２記載の真空装置用駆動機構。
【請求項６】 前記エアバッグ収納容器の上面に、前記開放端を閉塞するように配置されたエアバッグ補強体と、このエアバッグ補強体を内部に収納して、エアバッグ補強体の上下方向の移動をガイドするとともに、その移動範囲を一定の範囲に制限するように、前記エアバッグ収納容器の上面に固定されたストッパーとをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の真空装置用駆動機構。
【請求項７】 内部に気密な空間が形成された真空容器と、この真空容器内に配置された真空装置用駆動機構とからなり、この真空装置用駆動機構は一端が開放されたエアバッグ収納容器と、この収納容器内に収納されたエアバッグと、このエアバッグ内に高圧気体を供給する高圧気体供給手段とからなり、この高圧気体供給手段により前記エアバッグ内に高圧気体を供給することにより、前記エアバッグの一部が前記エアバッグ収納容器の開放端部から突出し、これによって前記真空容器内において被処理物体を移動させることを特徴とする真空装置。
【請求項８】 内部に気密な空間を形成する被処理物体の搬送室と、この搬送室を構成する隔壁に形成された処理室開口部を介して連設される気密空間により構成される処理室と、前記搬送室を構成する隔壁に形成された搬送室開口部と、前記搬送室内に設けられ、被処理物体を搬送するためのサセプタを前記搬送室開口部と前記処理室開口部間で搬送する搬送機構と、この搬送機構に設置され、前記処理室開口部あるいは前記搬送室開口部を気密に開閉するように前記サセプタを駆動する真空装置用駆動機構とを備え、この真空装置用駆動機構は、一端が開放されたエアバッグ収納容器と、このエアバッグ収納容器内に収納されたエアバッグと、このエアバッグ内に高圧気体を供給する高圧気体供給手段とからなり、この高圧気体供給手段により前記エアバッグ内に高圧気体を供給することにより、前記エアバッグの一部を前記エアバッグ収納容器の開放端部から突出させ、これによって前記サセプタを押圧して、前記処理室開口部あるいは前記搬送室開口部を気密に閉塞するように構成したことを特徴とする真空装置。
【請求項９】 前記搬送室の外部には、外部搬送機構が設置されており、この外部搬送機構には、垂直回転軸の回りに回転する水平アームと、この水平アームの端部に設けられた前記搬送室開口部を気密に開閉する真空蓋とを備えたことを特徴とする請求項８記載の真空装置。
【請求項１０】 前記処理室は前記搬送室に連設された１個または複数個のスパッタ室であり、前記被処理物体はディスク基板であることを特徴とする請求項８または９記載の真空装置。
【請求項１１】 内部に気密な放電空間を形成するスパッタ室と、このスパッタ室内に磁界を印加するように、前記スパッタ室の上方に配置された磁界発生装置と、この磁界発生装置による磁界が印加されるように、前記スパッタ室内上部に配置されたターゲットと、前記スパッタ室の底部を構成する隔壁に形成されたスパッタ室開口部を介して連設されるとともに、前記スパッタ室の底部から横方向に延長された気密空間を形成する搬送室と、この搬送室の前記スパッタ室の底部から横方向に延長された気密空間の天井部分に設けられた搬送室開口部と、前記搬送室内に設けられ、スパッタ膜を形成するためのディスク基板を載置するためのサセプタを前記搬送室開口部と前記スパッタ室開口部間で交互に搬送する内部ディスク搬送機構と、前記搬送室開口部に嵌合してこの開口部を気密に閉塞するとともに、下面に前記ディスク基板を着脱自在に保持する複数の真空蓋と、これらの真空蓋を前記搬送室開口部と前記搬送室から離れた位置に配置されたディスク基板を載置するディスク搬送テーブル間で交互に搬送する外部ディスク搬送機構と、前記サセプタ底部に設けられた真空装置用駆動機構とを備え、この真空装置用駆動機構は前記サセプタ底部に固定設置され、下端が開放されたエアバッグ収納容器と、このエアバッグ収納容器内に収納されたエアバッグと、このエアバッグ内に高圧気体を供給する高圧気体供給手段とからなり、この高圧気体供給手段により前記エアバッグ内に高圧気体を供給することにより、前記エアバッグの一部が前記エアバッグ収納容器の開放下端部から突出して前記搬送室底面に接触押圧し、これによって前記サセプタをその上面が前記搬送室開口部に接触してこの開口部を気密に閉塞するように構成したことを特徴とする真空装置。
【請求項１２】 前記サセプタ上部には、前記ディスク基板を前記サセプタ上面から上昇させる第2の真空装置用駆動機構が設けられ、前記サセプタが前記搬送室開口部あるいは前記処理室開口部に押圧されるとき、前記外部ディスク搬送機構の真空蓋に設けたチャッキング機構に前記ディスク基板を挿入させ、あるいは、前記スパッタ室内のセンターマスクに前記ディスク基板を押圧させることを特徴とする請求項１０または１１に記載の真空装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えばスパッタ装置、ＣＶＤ装置あるいは蒸着装置等のような成膜装置、ＣＤＥあるいはＲＩＥのようなエッチング装置等の真空装置に関し、特に被処理物体その他の物体を真空装置内で移動させる駆動機構を備えた真空装置に関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、ＣＤあるいはＤＶＤなどの情報記録用ディスク製造に用いる毎葉式マグネトロンスパッタ装置においては、表面に金属あるいは半金属物質からなる反射膜をスパッタリングにより被着するためのプラスチックからなる光ディスク基板を、搬送機構により真空装置外部から内部に取り込むためにロードロック機構が用いられている。また、このスパッタ装置においては、真空装置内部に取り込まれた被処理物体である光ディスク基板は上記搬送機構により真空装置内のスパッタ室下部に搬送され、スパッタ室下部において上下方向に往復運動するディスクプッシャ機構により、スパッタ室内に上昇搬送される。
【０００３】
このようなスパッタ装置においては、上記のロードロック機構およびディスクプッシャ機構はいずれも真空装置内で被処理物体を搬送して上下方向に往復運動するリフト機構を備えている。このリフト機構は、そのほとんどが高圧空気シリンダーあるいは油圧シリンダーが用いられている。このようなシリンダーを用いる理由は次の通りである。例えばロードロック機構は真空室外から真空シールを介して真空室内にシリンダーロッドを貫通させ、ロッドの先端に設けた受け座を光ディスク基板を載置するためのサセプターに突き当てて連結し、サセプターを真空室の真空蓋が設けられた内壁に押しつける。この状態で被処理物体である光ディスク基板を真空室内に取り込むために真空蓋を開放すると、大気圧がサセプターを押し下げる方向に働くため、シリンダーはこの力に耐えなければならない。このシリンダーに作用する大気圧による力は１，２７０〜１，４７０ニュートン（Ｎ）となるため、高圧空気シリンダーあるいは油圧シリンダーが用いられる。
【０００４】
また、このリフト機構は、シリンダーロッド等その機構の一部が真空室を構成する容器を貫通して設けられるため、真空シールを必要とする。この真空シールとしてはＯリングシールやベローズシールが用いられている。ベローズシールは金属製のダイヤフラムを重ねて溶接したもので、シリンダーロッドと真空装置のリフト機構の固定面間に取り付けることによりシールするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような真空装置においては、リフト機構として大きなスペースを占める高圧空気シリンダーあるいは油圧シリンダーを用いるため、装置が大型化する欠点があった。また、リフト機構の一部が貫通する真空容器に設けられるＯリングシールは、その内側を金属製のシリンダーロッドが摺動するため、磨耗が激しい。Ｏリングシールの磨耗はこの部分から真空シールが破壊され、真空容器の気密性を維持できなくなる。この磨耗を防止し、シール性の向上のために、従来から、真空用のグリースが用いられているが、このグリースに真空容器内の膜剥離物質やディスク基板の破片などが付着して真空シールを破壊する原因となった。また、このグリースの成分が真空装置の使用中に真空容器内に飛散し、被処理物体に形成すべき被膜成分に混入し、その特性に悪影響を及ぼすことがあった。
【０００６】
他方、ベローズシールは金属製のダイヤフラムがシリンダーロッドの往復運動に伴って伸縮するため、長時間の使用により金属疲労が発生し、突然ベローズが破壊され、真空シールが破壊されることがあった。
【０００７】
したがって本発明の目的は、小型で、特別な真空シールのための手段あるいは機構を必要としないリフト機構およびこれを備えた真空装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の真空装置用駆動機構は、気密容器内に固定設置される一端が開放されたエアバッグ収納容器と、この収納容器内に収納されたエアバッグと、このエアバッグ内に高圧気体を供給する高圧気体供給手段とからなり、この高圧気体供給手段により前記エアバッグ内に高圧気体を供給することにより、前記エアバッグの一部が前記エアバッグ収納容器の開放端部から突出し、これによって前記真空容器内において対象物体を移動することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の真空装置用駆動機構は、さらに、前記エアバッグ内の気体を排気する気体排気手段を備え、この気体排気手段を用いて前記エアバッグ内の気体を排気することにより、前記エアバッグ収納容器の開放端部から突出したエアバッグの一部を前記エアバッグ収納容器内に後退収納し、これによって、前記真空容器内において対象物体を移動することを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、本発明の真空装置用駆動機構においては、前記エアバッグは弾性体材料により構成され、前記気体排気手段によりその内部の気体が排気されたとき、前記エアバッグ自体の弾性力により前記エアバッグ収納容器内に後退収納されることを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明の真空装置用駆動機構においては、前記エアバッグには、前記気体排気手段によりその内部の気体が排気されたとき、前記エアバッグを弾性力により前記エアバッグ収納容器内に後退収納させる弾性体手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、本発明の真空装置用駆動機構においては、前記エアバッグ内に高圧気体を供給する高圧気体供給手段および前記エアバッグ内の気体を排気する気体排気手段は、前記エアバッグ収納容器を貫通して設けられる共通の貫通口を介して気体を供給しあるいは排気することを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、本発明の真空装置用駆動機構においては、前記エアバッグ収納容器の上面に、前記開放端を閉塞するように配置されたエアバッグ補強体と、このエアバッグ補強体を内部に収納して、エアバッグ補強体の上下方向の移動をガイドするとともに、その移動範囲を一定の範囲に制限するように、前記エアバッグ収納容器の上面に固定されたストッパーとをさらに備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
次に、本発明の真空装置は、内部に気密な空間が形成された真空容器と、この真空容器内に配置された真空装置用駆動機構とからなり、この真空装置用駆動機構は一端が開放されたエアバッグ収納容器と、この収納容器内に収納されたエアバッグと、このエアバッグ内に高圧気体を供給する高圧気体供給手段とからなり、この高圧気体供給手段により前記エアバッグ内に高圧気体を供給することにより、前記エアバッグの一部が前記エアバッグ収納容器の開放端部から突出し、これによって前記真空容器内において被処理物体を移動させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の真空装置は、内部に気密な空間を形成する被処理物体の搬送室と、この搬送室を構成する隔壁に形成された処理室開口部を介して連設される気密空間により構成される処理室と、前記搬送室を構成する隔壁に形成された搬送室開口部と、前記搬送室内に設けられ、被処理物体を搬送するためのサセプタを前記搬送室開口部と前記処理室口部間で搬送する搬送機構と、この搬送機構に設置され、前記処理室開口部あるいは前記搬送室開口部を気密に開閉するように前記サセプタを駆動する真空装置用駆動機構とを備え、この真空装置用駆動機構は、一端が開放されたエアバッグ収納容器と、このエアバッグ収納容器内に収納されたエアバッグと、このエアバッグ内に高圧気体を供給する高圧気体供給手段とからなり、この高圧気体供給手段により前記エアバッグ内に高圧気体を供給することにより、前記エアバッグの一部を前記エアバッグ収納容器の開放端部から突出させ、これによって前記サセプタを押圧して、前記処理室開口部あるいは前記搬送室開口部を気密に閉塞するように構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、本発明の真空装置においては、前記搬送室の外部には、外部搬送機構が設置されており、この外部搬送機構には、垂直回転軸の回りに回転する水平アームと、この水平アームの端部に設けられた前記搬送室開口部を気密に開閉する真空蓋とを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
さらに、本発明の真空装置においては、前記処理室は前記搬送室に連設された１個または複数個のスパッタ室であり、前記被処理物体はディスク基板であることを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、本発明の真空装置は、内部に気密な放電空間を形成するスパッタ室と、このスパッタ室内に磁界を印加するように、前記スパッタ室の上方に配置された磁界発生装置と、この磁界発生装置による磁界が印加されるように、前記スパッタ室内上部に配置されたターゲットと、前記スパッタ室の底部を構成する隔壁に形成されたスパッタ室開口部を介して連設されるとともに、前記スパッタ室の底部から横方向に延長された気密空間を形成する搬送室と、この搬送室の前記スパッタ室の底部から横方向に延長された気密空間の天井部分に設けられた搬送室開口部と、前記搬送室内に設けられ、スパッタ膜を形成するためのディスク基板を載置するためのサセプタを前記搬送室開口部と前記スパッタ室開口部間で交互に搬送する内部ディスク搬送機構と、前記搬送室開口部に嵌合してこの開口部を気密に閉塞するとともに、下面に前記ディスク基板を着脱自在に保持する複数の真空蓋と、これらの真空蓋を前記搬送室開口部と前記搬送室から離れた位置に配置されたディスク基板を載置するディスク搬送テーブル間で交互に搬送する外部ディスク搬送機構と、前記サセプタ底部に設けられた真空装置用駆動機構とを備え、この真空装置用駆動機構は前記サセプタ底部に固定設置され、下端が開放されたエアバッグ収納容器と、このエアバッグ収納容器内に収納されたエアバッグと、このエアバッグ内に高圧気体を供給する高圧気体供給手段とからなり、この高圧気体供給手段により前記エアバッグ内に高圧気体を供給することにより、前記エアバッグの一部が前記エアバッグ収納容器の開放下端部から突出して前記搬送室底面に接触押圧し、これによって前記サセプタをその上面が前記搬送室開口部に接触してこの開口部を気密に閉塞するように構成したことを特徴とするものである。
【００１９】
さらに、本発明の真空装置においては、前記サセプタ上部には、前記ディスク基板を前記サセプタ上面から上昇させる第2の真空装置用駆動機構が設けられ、前記サセプタが前記搬送室開口部あるいは前記スパッタ室開口部に押圧されるとき、前記外部ディスク搬送機構の真空蓋に設けたチャッキング機構に前記ディスク基板を挿入させ、あるいは、前記スパッタ室内のセンターマスクに前記ディスク基板を押圧させることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は本発明を真空装置の一形態である枚葉式マグネトロンスパッタ装置に適用した実施形態を示す断面図である。このスパッタ装置は、処理室としてほぼ円筒状の気密容器であるスパッタ室１１と、このスパッタ室１１の下側に、このスパッタ室１１に連通して設けられた同じく気密容器であるディスク搬送室１２とを備えている。スパッタ室１１の上壁外面には磁石装置１３が回転モータ１４により回転可能に設けられている。
【００２２】
スパッタ室１１の上壁内面には成膜物質からなるデスク状のターゲット１５が水冷バッキングプレート１６に固定されている。ターゲット１５の中心部からはセンターマスク１７がスパッタ室１１内に垂直に懸下されている。スパッタ室１１とディスク搬送室１２とを区切る隔壁１８には、ディスク基板１９の上表面をスパッタ室１１に露出するためのスパッタ室開口部２０が設けられている。
【００２３】
ディスク搬送室１２は、スパッタ室１１の下側に位置する第１の気密空間１２−１とここからさらに横（水平）方向に延長された第２の気密空間１２−２から構成されており、これらの第１および第２の気密空間は全体として概ね円筒あるいは半円筒形状となっている。第２の気密空間１２−２の天井部分には搬送室開口部２１が設けられている。ディスク搬送室１２内には、複数のディスク基板１９−１、１９−２をそれぞれ載置するための複数個のサセプタ２２−１、２２−２を備えた内部ディスク搬送機構２３が設けられている。この内部ディスク搬送機構２３はディスク基板１９−１、１９−２をスパッタ室開口部２０と搬送室開口部２１との間で交互に回転搬送する。この内部ディスク搬送機構２３はまた、第１および第２の気密空間１２−１、１２−２からなるディスク搬送室１２の中央部に垂直方向に設けられた回転軸２５を備え、ディスク搬送室１２の外部下側に設置されたモータ２４により回転駆動される。この回転軸２５の頂部には複数のリング状の水平アーム２６−１、２６−２が固定されており、それぞれにサセプタ２２−１、２２−２が載置されている。
【００２４】
第２の気密空間１２−２の天井部分に設けられた搬送室開口部２１には、この開口部に嵌合して気密に閉塞するとともに、下面にディスク基板１９−１、１９−２を着脱自在に保持する複数の真空蓋３０−１、３０−２が設けられる。これらの複数の真空蓋３０−１、３０−２はディスク搬送室１２の外部に設けられた外部ディスク搬送機構３１により搬送される。すなわち、外部ディスク搬送機構３１は、モータ３２により回転駆動される垂直回転軸３３を備え、この垂直回転軸３３の頂部には半径方向に延長される水平アーム３４−１、３４−２が固定されている。これらの水平アーム３４−１、３４−２の先端部には搬送室開口部２１に嵌合する真空蓋３０−１、３０−２が固定されている。真空蓋３０−１、３０−２の下面はディスク基板１９の中心孔に挿入して、ディスクを着脱するメカニカルチャック３５−１、３５−２によりディスク基板１９を搬送するように構成されている。ディスク搬送室１２の外部にはまた、モータ３６により水平面内で回転するディスク搬送テーブル３７が設けられている。ディスク搬送テーブル３７には複数のディスク基板１９−３、１９−４が載置され、ディスク搬送テーブル３７が回転してディスク基板１９−３が外部ディスク搬送機構３１の水平アーム３４−２により搬送される真空蓋３０−２の直下に移動したとき、真空蓋３０−２にチャックされる。チャックされたディスク基板１９−３は外部ディスク搬送機構３１の回転によりディスク搬送室１２の搬送室開口部２１の位置に搬送され、真空蓋３０−２が搬送室開口部２１に嵌合したのち真空蓋３０−２の下面から離脱され、ディスク搬送室１２内のサセプタ２２−２上に載置される。
サセプタ２２−１、２２−２の底部には、真空装置用駆動機構４０−１、４０−２が設けられている。これらの真空装置用駆動機構４０−１、４０−２は前記サセプタ底部に固定設置され、下端が開放されたエアバッグ収納容器４１−１、４１−２と、これらの収納容器内に収納されたエアバッグ４２−１、４２−２と、これらのエアバッグ内に前記エアバッグ収納容器４１−１、４１−２を貫通して高圧気体を供給する高圧気体供給パイプ４３−１、４３−２とから構成されている。この高圧気体供給パイプ４３−１、４３−２の端部はモータ２４により回転駆動される回転軸２５内に形成された中空部（図示せず）を介してディスク搬送室１２の外部に導出され、それぞれ３方弁４４−１、４４−２に連結されている。これらの３方弁４４−１、４４−２は高圧気体供給パイプ４３−１、４３−２の端部を高圧気体供給源４５および排気ポンプ４６に選択的に連結する。この３方弁４４−１、４４−２を高圧気体供給源４５側に切替えてエアバッグ４２−１、４２−２内に高圧気体を供給すると、エアバッグ４２−１、４２−２の一部が前記エアバッグ収納容器４１−１、４１−２の開放下端部から突出してディスク搬送室１２の底面に接触する。この状態でさらに高圧気体供給源４５からエアバッグ４２−１、４２−２内に高圧気体を供給すると、エアバッグ４２−１、４２−２の下部突出部がディスク搬送室１２の底面を押圧し、この反作用によりサセプタ２２−１、２２−２が上昇し、その上面がスパッタ室開口部２０あるいは搬送室開口部２１に接触してこれらの開口部を気密に閉塞する。
【００２５】
図２乃至図５は真空装置用駆動機構の構造を示す図で、図２乃至図４の（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図である。図２に示す真空装置用駆動機構４０は、上面に開口５１が形成され、底面に貫通口５２が形成された円筒状のエアバッグ収納容器４１を備えている。このエアバッグ収納容器４１内には、底部にエアバッグ収納容器４１の貫通口５２に連通するエア導入口５３が形成されたエアバッグ４２が収納されている。エアバッグ４２はその底部がエアバッグ収納容器４１の底部に固定されている。エアバッグ４２の本体中央部から上部には本体下部より小さな直径の蛇腹５４が形成されており、この蛇腹５４はそれが伸長するとき、エアバッグ収納容器４１の開口５１を通過してエアバッグ収納容器４１の外部に突出可能に構成されている。エアバッグ４２は例えばウレタンゴムあるいはブナゴムのような弾性有機材料により構成されており、その内部に高圧気体が供給されていない状態においては、エアバッグ４２の頂部がエアバッグ収納容器４１の外部に位置するが蛇腹５４の大部分がエアバッグ収納容器４１内に収納されている。なお、エアバッグ収納容器４１はエアバッグ４２より強度の高い変形しにくい材料、例えば金属材料により構成される。
【００２６】
エアバッグ収納容器４１の貫通口５２には、図１に示した高圧気体供給パイプ４３−１、４３−２が連結され、高圧気体が貫通口５２からエアバッグ４２内に供給される。この結果エアバッグ４２内に高圧気体が充満してエアバッグ４２の本体中央部から上部に形成された蛇腹５４部分がエアバッグ収納容器４１の開口５１を通過してエアバッグ収納容器４１の外部に伸長突出する。このときエアバッグ４２の下部はその直径が蛇腹５４部分よりも大きいため、エアバッグ収納容器４１の開口５１を通過することなく、エアバッグ収納容器４１内に残留している。エアバッグ収納容器４１の開口５１を通過してエアバッグ収納容器４１の外部に伸長突出した蛇腹５４部分はその頂部によりこれに接触する他の物体を押圧する。図１においては真空装置用駆動機構４０−１、４０−２はサセプタ２２−１、２２−２の底面に図２に示されている状態に対して、上下を逆転して設置されている。このためエアバッグ収納容器４１の外部に伸長突出したエアバッグ４２の頂部はディスク搬送室１２の底面を押圧し、この反作用によりサセプタ２２−１、２２−２が上昇する。
【００２７】
エアバッグ４２内に高圧気体が充満した状態において、図１に示した３方弁４４−１、４４−２を排気ポンプ４６側に切替えて、エアバッグ４２内の気体を排気すると、エアバッグ４２の蛇腹５４はその弾性力により収縮し、図２に示すように、その頂部はエアバッグ収納容器４１の外部に位置するが、その大部分はエアバッグ収納容器４１内に復帰する。
【００２８】
図３に示す真空装置用駆動機構６０は、エアバッグ収納容器６１が全体として直方体の筐体であり、このエアバッグ収納容器６１内に収納されるエアバッグ６２の伸縮機構である蛇腹６３の構造が異なる点を除き、図２の真空装置用駆動機構４０とほぼ同じ構造である。このため、同一構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。この真空装置用駆動機構６０におけるエアバッグ６２の蛇腹６３部分は、その垂直断面がＳ字状に曲折されている。すなわち、このエアバッグ６２の本体下部は、その水平断面がエアバッグ収納容器６１の底面とほぼ同一の形状および面積を有しており、本体上部は水平断面がエアバッグ収納容器６１の上面に形成された矩形の開口６４の開口面より小さな面積の矩形に構成されている。そしてエアバッグ６２の本体上部と本体下部とは上述したように、垂直断面がＳ字状に曲折された蛇腹６３により結合されている。この蛇腹６３はエアバッグ６２内に高圧気体が供給されると伸長し、この結果開口６４を介してエアバッグ収納容器６１の外部に位置する頂部が上昇する。そしてエアバッグ６２内の気体が排気されると、蛇腹６３はその弾性力により収縮し、この結果開口６４を介してエアバッグ収納容器６１の外部に位置する頂部が下降する。
【００２９】
図４に示す真空装置用駆動機構６５は、エアバッグ６６の伸縮機構が異なる点を除き、図３の真空装置用駆動機構６０とほぼ同じ構造であるため、同一構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。この真空装置用駆動機構６５のエアバッグ６６は図２あるいは図３のエアバッグ４２、６２のように蛇腹５４、６３を設けることなく、エアバッグ６６全体の弾性力により伸縮するように構成されている。
【００３０】
図５は本発明のさらに他の実施形態を示す真空装置用駆動機構の断面である。同図においては、図３の真空装置用駆動機構６０と同一構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図５に示す真空装置用駆動機構６７は、エアバッグ収納容器６１の上面に形成された矩形の開口６４の上部には、この開口６４を閉塞するエアバッグ補強体６８が設けられている。このエアバッグ補強体６８は、その底部６８−１がエアバッグ収納容器６１の開口６４部を閉塞するような面積を有し、その本体部６８−２はその水平断面が、底部６８−１より狭い面積を有しており、その垂直断面はほぼ凸字形をなすように構成されている。このエアバッグ補強体６８は弾性有機材料で構成されるエアバッグ６２本体に対し、金属等のより強度の高い変形しにくい材料により構成される。このエアバッグ補強体６８の周囲にはエアバッグ補強体６８を内部に収納して、エアバッグ補強体６８の上下方向の移動をガイドするとともに、その移動範囲を一定の範囲に制限するためのストッパー６９が、開口６４の周囲のエアバッグ収納容器６１上にボルト７０により固定されている。すなわち、ストッパー６９は頂部にエアバッグ補強体６８の本体部６８−２が通過できる開口部６９−１が形成された筐体により構成され、エアバッグ補強体６８がその内部を上下に案内されて移動する。エアバッグ補強体６８の移動ストロークは、その底部６８−１がエアバッグ収納容器６１上に接触する位置を下限とし、その底部６８−１がストッパー６９の頂部にある開口部６９−１に到達する位置を上限とする範囲である。移動ストロークの上限において、エアバッグ補強体６８はその底部６８−１の面積が開口部６９−１の面積より広いため、開口部６９−１を通過することができずにこの位置でその移動を停止する。
【００３１】
図２乃至４に示した真空装置用駆動機構においては、エアバッグは金属性のエアバッグ収納容器に覆われているが、高圧気体の供給により、エアバッグが突出する部分は弾性有機材料で構成されたエアバッグ自体が真空室内に突出する。このため、エアバッグが突出する部分を受け止める対象物が確実に存在しないと、エアバッグは破裂するまで膨張することになる。図５に示した真空装置用駆動機構は、このような恐れを除去し、安全かつ確実に動作させるために、エアバッグ突出部に金属等のエアバッグ補強体６８を設置し、エアバッグ６２が安全なストローク以上エアバッグ収納容器６１の外部に伸張しないように構成されている。
【００３２】
図６はこのように構成された真空装置用駆動機構による駆動サイクルを示すグラフである。同図の横軸は時間で１目盛りは１００ｍｓｅｓで表示されており、縦軸は真空装置用駆動機構による駆動距離で、１目盛りは０．５ｍｍで表示されている。このグラフは、真空中に設置された真空装置用駆動機構に、５．９×１０-3Ｐａの高圧気体の供給と排気をほぼ１秒間隔で交互に繰り返し、エアバッグ頂部の移動距離の変化を測定したものである。このグラフから、この真空装置用駆動機構の立上がりは０．０２秒、立ち下がりは０．０９秒を要することがわかる。
【００３３】
次に、このように構成された図１の枚葉式マグネトロンスパッタ装置の動作を説明する。先ず、ディスク搬送室１２を構成する第２の気密空間１２−２内に配置されたサセプタ２２−２下面に設置された真空装置用駆動機構４０−２を高圧気体供給源４４により駆動して、サセプタ２２−２を水平アーム２６−２の上面より上昇させ、搬送室開口部２１をサセプタ２２−２の上面により気密に閉塞する。
【００３４】
一方、モータ３６により水平面内で回転するディスク搬送テーブル３７上に載置された、スパッタ処理が施される前のディスク基板１９−３、１９−４は、外部ディスク搬送機構３１により搬送される真空蓋３０−２の直下において真空蓋３０−２の下面にチャックされる。真空蓋３０−２は外部ディスク搬送機構３１によりディスク搬送室１２を構成する第２の気密空間１２−２の天井部分に設けられた搬送室開口部２１に回転搬送される。この状態は図１の真空蓋３０−１で示されている。真空蓋３０−１はこの搬送開口部２１に嵌合してこれを気密に閉塞するとともに、下面にチャックしたディスク基板１９−３を離脱し、これをディスク搬送室１２内のサセプタ２２−２上に載置する。図１のディスク基板１９−２はこの状態を示している。次いで真空装置用駆動機構４０−２を排気ポンプ４６によるエアバッグ４２の排気により駆動して、サセプタ２２−２を水平アーム２６−２の上面の位置まで下降させる。この状態において内部ディスク搬送機構２３は、モータ２４により回転軸２５の回りに回転駆動され、サセプタ２２−２を第１の気密空間１２−１内に搬送する。この状態は図１においてはサセプタ２２−１、ディスク基板１９−１、真空装置用駆動機構４０−１として示されている。
【００３５】
ディスク搬送室１２を構成する第１の気密空間１２−１内に配置されたサセプタ２２−１は、その下面に設置された真空装置用駆動機構４０−１を駆動することにより、水平アーム２６−１の上面より上昇させられ、スパッタ室１１とディスク搬送室１２とを区切る隔壁１８に形成されたスパッタ室開口部２０をサセプタ２２−１の上面により気密に閉塞する。これによってスパッタ室１１が密閉され、ディスク基板１９−１の中心孔にはセンターマスク１７が嵌合する。
【００３６】
この状態において、スパッタ室１１にはガス導入口（図示せず）からアルゴンガスが導入され、スパッタ室１１上壁と側壁間に放電用高電圧が印加されるとともに、磁石装置１３による回転磁界がスパッタ室１１内に印加され、スパッタ室１１内には放電によるプラズマが発生する。この放電により、ターゲット１５の下面からターゲット材料物質が放出され、サセプタ２２−１上に載置されたディスク基板１９−１の表面に堆積してスパッタ膜が形成される。
【００３７】
ディスク基板表面へのスパッタ膜形成工程が完了すると、真空装置用駆動機構４０−１を再び駆動して、サセプタ２２−１を水平アーム２６−１の上面の位置まで降下させる。次いで、内部ディスク搬送機構２３をモータ２４により回転駆動して、サセプタ２２−１を第２の気密空間１２−２内に搬送する。この状態は図１においてはサセプタ２２−２、ディスク基板１９−２、真空装置用駆動機構４０−２として示されている。
【００３８】
次いで、サセプタ２２−２下面に設置された真空装置用駆動機構４０−２を再び高圧気体供給源４４により駆動して、サセプタ２２−２を水平アーム２６−２の上面より上昇させ、搬送室開口部２１をサセプタ２２−２の上面によりディスク搬送室１２の内部から気密に閉塞する。この状態において、ディスク基板１９−２は搬送室開口部２１をディスク搬送室１２の外部から閉塞する真空蓋３０−１の下面にチャックされ、外部ディスク搬送機構３１により搬送室開口部２１から取り外されてディスク搬送テーブル３７上に回転搬送される。そしてディスク基板１９−２はこの状態で真空蓋３０−１の下面から離脱されディスク搬送テーブル３７上に載置される。この状態は図１のディスク基板１９−３で示されている。ディスク基板１９−３はディスク搬送テーブル３７により搬送され、表面にスパッタ膜が形成されたディスク基板１９−４として取り出される。
【００３９】
以上説明した本発明の実施形態に示されるように、本発明の真空装置用駆動機構４０−１、４０−２は、その駆動機構全体が真空装置を構成するディスク搬送室１２内に設置されているため真空シールを必要としない利点がある。したがって真空シール用のＯリングの磨耗やこれによる不純物のスパッタ膜への混入等の問題を生ずることがない。
【００４０】
また、本発明の真空装置用駆動機構４０−１、４０−２は、全体として小型にできるため、真空装置全体の構造を小型にできる。
【００４１】
さらに、本発明の真空装置用駆動機構４０−１、４０−２は、その形状が変形可能なエアバッグ４２の頂部によりディスク搬送室１２の底面等、対象物体を押圧するため、真空装置用駆動機構４０−１、４０−２と押圧対象物体との相対的な位置関係は必ずしも正確に一致する必要がないため、真空装置内での真空装置用駆動機構４０−１、４０−２の設置位置の自由度があり、スペースの有効活用が計れる。
【００４２】
さらに、本発明の真空装置用駆動機構４０−１、４０−２は、従来のＯリングシールやベローズの交換メンテナンスに比較して、エアバッグ４２等の交換メンテナンスに熟練を必要とせず、短時間に交換が可能である。
【００４３】
図７は本発明の他の実施形態を示す多目的スパッタ成膜装置の構成を示す水平断面図である。断面がほぼ正方形の気密なディスク搬送室７１の内部中心部には垂直方向に延長された中空回転軸７２が設けられている。この回転軸７２の周囲には断面がほぼ正方形で回転軸７２の回転に伴って水平面内で回転する枠体７３が設けられている。この枠体７３の４つの壁面の外周面には図２乃至図４に示したような、４個の真空装置用駆動機構７４−１〜７４−４が設けられている。これらの真空装置用駆動機構７４−１〜７４−４にはそれぞれ中空回転軸７２を介して外部から導入される高圧気体供給パイプ７５−１〜７５−４により高圧気体が供給される。４個の真空装置用駆動機構７４−１〜７４−４はそれぞれのエアバッグの一部の突出作用により、サセプタ７６−１〜７６−４をディスク搬送室７１の周囲４壁面に形成された開口７７−１〜７７−４を閉塞するように押圧する。ディスク搬送室７１の３つの壁面の外周面にはそれぞれ、開口７７−１〜７７−３を介して３個のスパッタ室７８−１〜７８−３が連通するように固定されている。これらの３個のスパッタ室７８−１〜７８−３は多目的のスパッタリングを行うための異なる条件で動作するもので、例えば、図示しないがそれぞれ異なる材料のターゲットを備え、異なる種類の膜を形成することができるように構成されている。ディスク搬送室７１の４壁面の内、残りの壁面に形成された開口７７−４には、ディスク搬送室７１の外部に設置されたロードロック機構７９により、ディスク搬送テーブル８０−１、８０−２が交互に移動し、開口７７−４を気密に閉塞する。ロードロック機構７９は中空回転軸７２とほぼ平行に垂直方向に延長配置された第２の中空回転軸８１とともに回転する第２の枠体８２を備え、この枠体８２の対向する２つの壁面外周面に図２乃至図４に示したような、２個の真空装置用駆動機構８３−１、８３−２が設けられている。これらの真空装置用駆動機構８３−１、８３−２には、図示しないが第２の中空回転軸８１を介して外部から導入される高圧気体供給パイプによりそれぞれ高圧気体が供給されている。２個の真空装置用駆動機構８３−１、８３−２はそれぞれのエアバッグの一部の突出作用により、ディスク搬送テーブル８０−１、８０−２をディスク搬送室７１の壁面に形成された開口７７−４を閉塞するように押圧する。ディスク搬送テーブル８０−１、８０−２には図示しないが、その表面にスパッタ膜を形成するためのディスク基板が載置固定され、ロードロック機構７９はディスク基板を開口７７−４を介して外部からディスク搬送室７１内に供給し、あるいは、ディスク搬送室７１内から外部に取り出す。
【００４４】
この実施形態による多目的スパッタ成膜装置は、サセプタ７６−１〜７６−４を駆動する真空装置用駆動機構７４−１〜７４−４を全て気密容器であるディスク搬送室７１内に設置できるため、従来のシリンダ機構を用いる場合のように、往復運動するピストンの気密シール手段を必要とせず、装置が全体的に簡素化、小形化される。また、ディスク搬送室７１の外部に設置されるロードロック機構７９も同様に、簡素化、小形化が図れる。
【００４５】
図８は本発明に用いられる真空装置用駆動機構の他の実施形態を示す断面図である。なお、同図においては図２の真空装置用駆動機構と基本的な構成は同じであるため、対応する構成部分には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４６】
この実施形態においては、エアバッグ４２内部に蛇腹５４の伸縮方向をガイドするガイド機構９１と高圧気体の排気時、蛇腹５４を後退させるためのスプリング機構９２を備えている。エアバッグ４２の頂部肉厚内には金属ディスク９３が埋設されており、この金属ディスク９３の中心には、エアバッグ４２内に垂直に延長されたピストン軸９４が連結されている。ピストン軸９４はガイド機構９１に設けられた軸受９５に支持され、ピストン軸９４はこの軸受９５内を垂直方向に往復運動する。この軸受９５内には油性の潤滑材を用いることにより、円滑な往復運動を確保する。スプリング機構９２は金属ディスク９３の周辺部とエアバッグ収納容器４１の底面間を結合する複数本のスプリングにより構成されている。
【００４７】
このように構成された真空装置用駆動機構は、エアバッグ収納容器４１の底面に設けられた貫通口５２から高圧空気が送り込まれると、エアバッグ４２の蛇腹５４が伸長し、エアバッグ４２の頂部が上昇する。このとき、エアバッグ４２の頂部肉厚内の金属ディスク９３はそのピストン軸９４が軸受９５内を案内されることにより、エアバッグ４２の頂部も垂直方向に高い方向精度をもって移動する。このとき、スプリング機構９２はエアバッグ４２の頂部の上昇とともに伸長する。次に、高圧空気が貫通口５２から排出されると、エアバッグ４２内部の気圧が低下するため、頂部肉厚内の金属ディスク９３がスプリング機構９２の収縮により下方に引っ張られ、これによって蛇腹５４も収縮する。このとき、金属ディスク９３に連結されたピストン軸９４が軸受９５内を案内されることにより、エアバッグ４２の頂部も垂直方向に高い方向精度をもって下降する。
【００４８】
このように、この実施形態の真空装置用駆動機構は、柔軟な弾性体からなるエアバッグの伸縮による駆動の位置精度を向上することができる。また、この実施形態においては、ガイド機構が密閉されたエアバッグ内に設けられているため、真空装置用駆動機構を真空容器内において用いる場合であっても、油性の潤滑材を用いることができる。
【００４９】
図９は本発明の真空装置の他の実施形態を示す要部断面図である。なお、同図の構成は図１に示した真空装置における内部ディスク搬送機構２３に支持されたサセプタ２２−１の部分に相当するため、対応する部分には対応する符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施形態においては、サセプタ２２−１内に２個の真空装置用駆動機構１０１、１０２が垂直方向に２段に積層配置されている。そして１段目の真空装置用駆動機構１０１におけるエアバッグの突出部に連通口１０３を設け、これを２段目の真空装置用駆動機構１０２の高圧空気導入口（図示せず）に連結して、多段構造の真空装置用駆動機構を構成している。なお、２個の真空装置用駆動機構１０１、１０２の連結部は、複数個の気密シール１０４を介してネジ１０５で固定されている。このような構成により、各段のエアバッグ突出部の移動ストロークが加算された、より大きなストロークの駆動機構が得られる。
【００５０】
図１０は本発明のさらに他の実施形態を示す真空装置の要部断面図である。なお、同図の構成は図１に示した真空装置における各構成部分に対応する部分には対応する符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施形態においては、サセプタ２２−１、２２−２内上部に、底部に設けられた真空装置用駆動機構４０−１、４０−２（以下ではこれらを第１の真空装置用駆動機構という。）の他に第2の真空装置用駆動機構１１０−１、１１０−２がそれぞれ設置されている。これらの第2の真空装置用駆動機構１１０−１、１１０−２は、それぞれサセプタ２２−１、２２−２上面に載置されるディスク基板１９−１、１９−２を上下方向に往復移動させる。これらの第2の真空装置用駆動機構１１０−１、１１０−２は、それぞれ高圧気体供給パイプ４３−１、４３−２（以下これらを第１の高圧気体供給パイプという。）とは独立した第2の高圧気体供給パイプ１１２−１、１１２−２により駆動用の高圧気体が供給される。
同図の真空装置には、図１においては省略されたスパッタ室１１およびディスク搬送室１２用の排気機構が示されている。すなわち、スパッタ室１１の側壁に形成された排気口１１−１にはディスク搬送室１２に隣接して真空装置底部に延長配置された排気ダクト１１−２が設けられている。この排気ダクト１１−２の下端には排気用の主ポンプ１１４−１および補助ポンプ１１４−２が連結されている。また、第２の気密空間１２−２の底部に形成された排気口１２−３には排気用の主ポンプ１１６−１および補助ポンプ１１６−２が連結されている。なお、ディスク搬送テーブル３７には、外部ディスク搬送機構３１のメカニカルチャック３５−１、３５−２にディスク基板１９-３、１９-４を着脱するためのディスクプッシャー１１８が設けられている。
【００５１】
図１１は、第１の真空装置用駆動機構４０−１、４０−２によりサセプタ２２−１、２２−２を上方にリフトするとともに、第2の真空装置用駆動機構１１０−１、１１０−２により、ディスク基板１９−１、１９−２を上方にリフトした状態を示している。この状態においては、ディスク基板１９−１はスパッタ室１１内のセンターマスク１７の下面に押圧されるとともに、ディスク基板１９−２は真空蓋３０−１下面に接触配置されている。
【００５２】
図１２、１３はそれぞれ図１０、１１に示される真空装置のサセプタに設置された真空装置用駆動機構の構造および動作をより詳細に示す要部断面図である。なお、同図においても、図１乃至５、図１０乃至１１に示された構成部分と同一の構成部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５３】
図１２は、内部ディスク搬送機構２３のリング状の水平アーム２６−２に支持されたサセプタ２２−２が、ディスク搬送室１２を構成する第２の気密空間１２−２の天井部分に形成された搬送室開口部２１の直下に配置された状態を示している。サセプタ２２−２の下面には第１の真空装置用駆動機構４０−２が設置され、上面には第2の真空装置用駆動機構１１０−２が設置されている。第１の真空装置用駆動機構４０−２のエアバッグ４２はディスク搬送室１２の底部１３４に向かって突出するように、サセプタ２２−２の下面に下向きに設置されている。これに対して第2の真空装置用駆動機構１１０−２はエアバッグ６６がディスク搬送室１２の天井部分に向かって突出するように、サセプタ２２−２の上面に上向きに設置されている。第2の真空装置用駆動機構１１０−２は図５に示したエアバッグ補強体６８を有しており、エアバッグ６６の上方への突出がストッパー６９により一定の範囲に制限される。エアバッグ補強体６８の上面にはディスク基板１９の中心孔に嵌合するセンターカイド１２０が固定されている。このセンターカイド１２０はメカニカルチャック３５−２を構成する３本の上爪に対応する３本の下爪により構成されている。このセンターカイド１２０は、ディスク基板１９−２が上昇する以前においては、ディスク基板１９−２をサセプタ２２−２の上面に固定するが、ディスク基板１９−２が上昇したときには、メカニカルチャック３５−２を構成する上爪がディスク基板１９−２の中心孔を貫通して開き、ディスク基板１９−２を機械的に保持するように構成されている。
【００５４】
内部ディスク搬送機構２３のリング状の水平アーム２６−２に支持されたサセプタ２２−２には、また、複数個のサセプタ引き戻し機構１２４が設けられている。これらのサセプタ引き戻し機構１２４は、サセプタ２２−２の周囲の水平アーム２６−２に形成された複数個の透孔１２６と、これらの透孔１２６を貫通し、上端がサセプタ２２−２の鍔部１２８に固定された案内軸１３０と、この案内軸１３０に緩挿され、案内軸１３０の下端と水平アーム２６−２の下面に対し、これらを互いに引き離す方向の弾性力を付与するコイルバネ１３２とにより構成されている。なお、図１２および図１３において符号１３４はディスク搬送室１２用の排気口を、また、符号１３６は真空シール用のＯリングをそれぞれ示している。
【００５５】
次に、図１２および図１３を用いて、第１の真空装置用駆動機構４０−２および第2の真空装置用駆動機構１１０−２によるサセプタ２２−２およびディスク基板１９の駆動動作を説明する。図１２は第１の真空装置用駆動機構４０−２および第2の真空装置用駆動機構１１０−２のいずれにも駆動用の高圧気体が供給されず、したがってそれぞれのエアバッグ４２、６６は収納容器６１内に収納されたままの状態にある。次に、第１の真空装置用駆動機構４０−２および第2の真空装置用駆動機構１１０−２にそれぞれ第１の高圧気体供給パイプ４３−２および第2の高圧気体供給パイプ１１２−２を介して駆動用の高圧気体が供給されると、それぞれのエアバッグ４２、６６は膨張し、収納容器６１内から下方および上方に突出する。これにより、第１の真空装置用駆動機構４０−２のエアバッグ４２はエアバッグ補強体６８を介してディスク搬送室１２の底板１３４を押圧し、その反作用によりサセプタ２２−２が上昇する。これにより、サセプタ２２−２はその上面により搬送室開口部２１を閉塞するとともに、サセプタ引き戻し機構１２４のコイルバネ１３２はさらに圧縮される。
【００５６】
他方、第2の真空装置用駆動機構１１０−２のエアバッグ４２はエアバッグ補強体６８を介してディスク基板１９を外部ディスク搬送機構３１の真空蓋３０−１方向に押し上げる。そしてメカニカルチャック３５−２を構成する上爪がディスク基板１９の中心孔に挿入されて３本の爪を開き、これによってディスク基板１９−２が保持される。
【００５７】
第１の真空装置用駆動機構４０−２および第2の真空装置用駆動機構１１０−２から駆動用の高圧気体が排気されると、サセプタ引き戻し機構１２４のコイルバネ１３２がその弾性力により伸長し、サセプタ２２−２を図１２に示す元の位置に引き戻す。
【００５８】
なお、図１２、１３においては、ディスク搬送室１２の搬送室開口部２１の直下に配置されたサセプタ２２−２について説明したが、図１０、１１に示したスパッタ室開口部２０の直下に配置されたサセプタ２２−１も、同様な構造を備え、同様な動作を行うことはいうまでもない。ただし、スパッタ室開口部２０の直下に配置されたサセプタ２２−１は、スパッタ室開口部２０を閉塞するとともに、スパッタ室１１内のディスク基板１９−１を押し上げセンターマスク１７下面に接触させる。
【００５９】
このようにディスク基板１９−１、１９−２を第2の真空装置用駆動機構１１０−１、１１０−２により移動することにより、以下に述べるような従来装置における課題が解決できる。すなわち、サセプタ２２−１、２２−２上面に載置したディスク基板１９−１、１９−２はスパッタ室１１でサセプタ２２−１がその開口部２０へ押圧され、且つディスク基板１９−１がセンターマスク１７に押圧される。しかしサセプタ２２−１およびディスク基板１９−１という、２つの構造物を同時に異なる対象物であるスパッタ室開口部２０およびセンターマスク１７に押圧することは機械寸法上から無理が伴う。サセプタ２２−１、２２−２にはディスク搬送室１２の開口部２１に押圧時に、ディスク搬送室１２を大気からシールするためのＯリング１３６が設けられている。このＯリング１３６はスパッタ室開口部２０側では大気をシールしないために充分な力で押圧しない。このためにサセプタ２２−１とスパッタ室開口部２０とはＯリング１３６が介在して密着しないため、この間隙の寸法が定まらずディスク基板１９−１をセンターマスク１７や外周マスク（図示せず）に押圧することが困難となる。すなわち、ディスク基板１９−１をセンターマスク１７に押圧するようにすると、サセプタ２２−１のＯリング１３６がスパッタ室開口部２０に接触しない場合、あるいはこの逆に、サセプタ２２−１のＯリング１３６をスパッタ室開口部２０に接触させた場合、ディスク基板１９−１がセンターマスク１７に接触しない場合が出てくる。このためにサセプタ２２−１、２２−２とディスク基板１９−１、１９−２とを別の真空装置用駆動機構によりリフトすることにより上記の問題が解決される。
【００６０】
さらに、ディスク搬送室開口部２１側では、ディスク基板１９−２、１９−３の受け渡しに際して、外部ディスク搬送機構３１はメカニカルチャック３５−１、３５−２や真空チャックを使用している。サセプタ２２−１、２２−２上面にはディスク基板１９−２を載置してこれをスパッタ室１１まで高速で搬送する際に、ディスク基板１９−２を落下しないよう、テーパー状に掘り下げた受け部に続きディスクを飛び出させないために垂直に掘り下げた受け部が形成されている。従ってディスク基板１９−１、１９−２は、サセプタ２２−１、２２−２の上面から約５ｍｍ程下がった奥まった位置に置かれている。外部ディスク搬送機構３１のメカニカルチャック３５−１、３５−２等のチャッキング機構はこの奥まった位置に載置されたディスク基板１９−１、１９−２を取り出すために長いチャッキング機構、即ちディスク搬送室開口部２１を気密に閉塞する真空蓋３０−１下面から少なくも５ｍｍ程突出する長さを必要とする。一方ディスク基板１９−１、１９−２を載置したサセプタ２２−１、２２−２はこのチャッキング機構を避けて搬送するためのクリアランス２ｍｍを加えて合計７ｍｍ程度のクリアランスを必要とすることになる。サセプタ２２−１、２２−２はそれらの真空装置用駆動機構４０−１、４０−２により上下に移動することにより上記クリアランスを確保することは可能である。しかし、サセプタ２２−１、２２−２の上下移動のストロークが長くなると、真空装置用駆動機構４０−１、４０−２が大型化し高価になるとともに、上下移動に要する時間も長くなるため、このストロークを１ｍｍでも２ｍｍでも縮めることが重要である。このためサセプタ２２−１、２２−２の上下移動の他にディスク基板１９−１、１９−２を別個に上下移動させることにより、上記の要求を満たすことができる。
【００６１】
図１４は本発明のさらに他の実施形態を示す真空装置の断面図である。なお、同図の構成は図１、図１０あるいは図１１に示した真空装置における各構成部分に対応する部分には対応する符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施形態においては、サセプタ２２−１、２２−２を上昇あるいは下降させるための第１の真空装置用駆動機構１４０−１、１４０−２がサセプタ２２−１、２２−２内ではなく、ディスク搬送室の底部１３4上に、それらのエアバッグ１４２−１、１４２−２がそれぞれサセプタ２２−１、２２−２側に突出するように設置されている。
【００６２】
この実施形態によれば、サセプタを軽量化しあるいは薄型化する場合に有効である。すなわち、搬送室底部１３４に真空装置用駆動機構１４０−１、１４０−２を設置し、エアバッグ１４２−１、１４２−２の突出部のみをサセプタ２２−１、２２−２の下端面に突き当ててサセプタを駆動する。
【００６３】
なお、サセプタの製作条件や、サセプタ下端部の形状条件等で、エアバッグをサセプタ下端部と搬送室底部に併せ持つ構造も取ることができる。
【００６４】
以上本発明を種々の実施形態により説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【００６５】
例えば、図１、図１０、図１１及び図１４に記載された真空装置においては、単一のスパッタ室が示されているが、図７に示したように、異なる種類の成膜を行う複数個のスパッタ室を有する真空装置に対しても本発明が適用できることは言うまでもない。この場合には複数個のスパッタ室に対して共通の搬送室を設け、ディスク基板を外部からこの搬送室内に搬入し、このディスク基板を水平面内で回転する搬送機構により各スパッタ室に搬送して成膜し、成膜されたディスク基板を再び搬送室を介して真空装置外部に取り出すようにすればよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の真空装置用駆動機構は、高圧気体により動作し、全体を小型化できるため、駆動機構全体を真空装置内部に設置することが可能である。したがって、特別な真空シールのための手段あるいは機構を必要とすることなく、また、真空装置内に潤滑油成分等の不純物が混入する恐れもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明を真空装置の一形態である枚葉式マグネトロンスパッタ装置に適用した実施形態を示す、スパッタ装置の断面図である。
【図２】
本発明の真空装置用駆動機構の構造を示す図で、各図の（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図である。
【図３】
本発明の真空装置用駆動機構の構造を示す図で、各図の（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図である。
【図４】
本発明の真空装置用駆動機構の他の構造を示す図で、各図の（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図である。
【図５】
本発明の真空装置用駆動機構のさらに他の構造を示す断面図である。
【図６】
本発明の真空装置用駆動機構による駆動サイクルを示すグラフである。
【図７】
本発明の他の実施形態を示す多目的スパッタ成膜装置の構成を示す水平断面図である。
【図８】
本発明のエアバッグ駆動機構の他の実施形態を示す断面図である。
【図９】
本発明の真空装置の他の実施形態を示す要部断面図である。
【図１０】
本発明のさらに他の実施形態を示す真空装置の断面図である。
【図１１】
図１０に示す真空装置の動作状態を示す断面図である。
【図１２】
図１０、１１に示す真空装置の要部を示す断面図である。
【図１３】
図１２に示す真空装置の動作状態を示す断面図である。
【図１４】
本発明のさらに他の実施形態を示す真空装置の断面図である。
【符号の説明】
１１ スパッタ室
１２ ディスク搬送室
１２−１ 第１の気密空間
１２−２ 第２の気密空間
１３ 磁石装置
１４ 回転モータ
１５ ターゲット
１６ 水冷バッキングプレート
１７ センターマスク
１８ 隔壁
１９ ディスク基板
２０ スパッタ室開口部
２１ ディスク搬送室開口部
２２ サセプタ
２３ 内部ディスク搬送機構
２４ モータ
２５ 回転軸
２６ 水平アーム
３０−１ 真空蓋
３０−２ 真空蓋
３１ 外部ディスク搬送機構
３２ モータ
３３ 回転軸
３４ 水平アーム
３５ メカニカルチャック
３６ モータ
３７ ディスク搬送テーブル
４０ 真空装置用駆動機構
４２ エアバッグ収納容器
４３−１ 高圧気体供給パイプ
４３−２ 高圧気体供給ポンプ
４４−１ ３方弁
４４−２ ３方弁
４５ 高圧気体供給源
４６ 排気ポンプ

Images