JP2002033283A - Combinatorial device manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、多種類の薄膜を大
気に晒すことなく、かつ、その機能に応じた形状・構造
に積層して成膜し得るコンビナトリアルデバイス作製装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combinatorial device manufacturing apparatus capable of forming a film by laminating various kinds of thin films into a shape and a structure corresponding to their functions without exposing them to the atmosphere.
【０００２】[0002]
【従来の技術】複数の種類の薄膜を積層して形成される
電子デバイスには、例えば、薄膜トランジスタ、アモル
ファス太陽電池等がある。これらの電子デバイスを構成
するそれぞれの薄膜は、材料が異なり、また、デバイス
動作を担う機能に応じて形状が異なる。このため、従来
のこの種のデバイスの作製工程は、薄膜毎に、専用の成
膜装置で成膜した後、成膜装置より取り出し、フォトリ
ソグラフィによってパターンニングし、次の成膜装置で
次の薄膜を成膜するといった工程を繰り返して形成して
いた。このような工程は、次の薄膜を積層する前に、形
成された薄膜表面を空気に晒すので、薄膜表面が改質さ
れ、積層した薄膜間の界面が設計とは異なるものとな
り、形成したデバイス特性は設計値とは異なると言った
問題があった。特に、薄膜トランジスタやアモルファス
太陽電池においては、膜界面の表面準位がその特性に重
要な影響を与えるため、この問題を避けるために従来は
クリーンルーム等の大がかりな設備を必要とした。2. Description of the Related Art Examples of electronic devices formed by laminating a plurality of types of thin films include thin film transistors and amorphous solar cells. Each of the thin films constituting these electronic devices has a different material, and a different shape according to a function responsible for device operation. For this reason, in the conventional manufacturing process of this type of device, each thin film is formed by a dedicated film forming apparatus, then taken out of the film forming apparatus, patterned by photolithography, and then formed by the next film forming apparatus. The process of forming a thin film has been repeated. In such a process, the surface of the formed thin film is exposed to air before the next thin film is stacked, so that the surface of the thin film is modified, and the interface between the stacked thin films is different from the design, so that the formed device There was a problem that the characteristics were different from the design values. In particular, in the case of thin film transistors and amorphous solar cells, the surface state at the film interface has a significant effect on its characteristics, and large equipment such as a clean room has conventionally been required to avoid this problem.
【０００３】また、この様なデバイスの成膜条件や素子
構造を決める開発段階においては、膜厚、膜組成などが
異なる多種類の試料を作成し、これらの試料の特性を測
定して成膜条件や素子構造を決めることが必要である
が、作製工程で使用する成膜装置が真空装置であるた
め、真空排気に長時間を要し、かつ、一回の真空引きで
１種類の膜厚条件または成膜条件しか実施できず、デバ
イスの成膜条件や素子構造を決定するために、多大の時
間、労力及びエネルギを必要としていた。In the development stage for determining the film forming conditions and the element structure of such devices, various types of samples having different film thicknesses and film compositions are prepared, and the characteristics of these samples are measured to form a film. It is necessary to determine the conditions and element structure. However, since the film forming apparatus used in the manufacturing process is a vacuum apparatus, it takes a long time to evacuate, and one kind of film thickness can be obtained by one evacuation. Only the conditions or film forming conditions can be implemented, and a great deal of time, labor and energy are required to determine the film forming conditions and device structure of the device.
【０００４】本発明は、上記の従来法の解決すべき課題
に鑑み、成膜した薄膜を大気に晒すことなく、多種類の
薄膜を、その機能に応じた形状に形成しつつ積層して、
デバイスを作製し得る装置、すなわち、コンビナトリア
ルデバイス作製装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems to be solved by the above-mentioned conventional method, the present invention provides a method of forming various types of thin films into a shape corresponding to their functions without exposing the formed thin films to the atmosphere.
It is an object to provide an apparatus capable of manufacturing a device, that is, an apparatus for manufacturing a combinatorial device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明のコンビナトリアルデバイス作製装置は、
相互に接続した複数の成膜装置と、基板を保持する基板
ホルダと、マスクを保持し、上記基板ホルダと互いに位
置合わせして組み合わされる複数のマスクホルダと、上
記基板ホルダまたはマスクホルダを保持し、かつ、この
基板ホルダまたはマスクホルダの位置を調整するホルダ
位置調整装置と、上記基板ホルダまたはマスクホルダを
保持し、かつ、この基板ホルダまたはマスクホルダを上
記成膜装置間で搬送する搬送マニピュレータとを備え、
上記基板ホルダとマスクホルダを、上記ホルダ位置調整
装置と上記搬送マニピュレータとで位置合わせして組み
合わせ、上記搬送マニピュレータで搬送し、上記成膜装
置で上記基板にマスク成膜し、上記操作を繰り返すこと
によって、成膜した薄膜表面を大気に晒すことなく多種
類の薄膜をその機能に応じた形状に形成しつつ積層して
デバイスを作製することを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, a combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention comprises:
A plurality of film forming apparatuses connected to each other, a substrate holder for holding a substrate, a plurality of mask holders for holding a mask, being aligned with each other with the substrate holder, and holding the substrate holder or the mask holder And a holder position adjusting device that adjusts the position of the substrate holder or the mask holder, and a transfer manipulator that holds the substrate holder or the mask holder, and transfers the substrate holder or the mask holder between the film forming apparatuses. With
The substrate holder and the mask holder are aligned and combined by the holder position adjusting device and the transfer manipulator, transferred by the transfer manipulator, the mask is formed on the substrate by the film forming device, and the above operation is repeated. Thus, a device is manufactured by stacking various types of thin films while forming them in a shape corresponding to their functions without exposing the formed thin film surface to the atmosphere.
【０００６】上記複数の成膜装置は、互いにゲートバル
ブを介して接続した、ドープトアモルファスシリコン
層、窒化シリコン絶縁層を形成するプラズマＣＶＤ装置
と、ノンドープアモルファスシリコン層を形成するプラ
ズマＣＶＤ装置と、電極層を形成するパルスレーザ堆積
装置である。上記基板ホルダは、位置合わせ用のピンと
位置合わせ用の嵌合リングを有し、複数のマスクホルダ
は、位置合わせ用のピンに嵌合する嵌合穴と嵌合リング
に嵌合する嵌合リング溝を有し、ピンと嵌合リングを、
嵌合穴と嵌合リング溝にそれぞれ嵌合することにより、
複数のマスクパターンのマスクパターン合わせを行うこ
とができる。[0006] The plurality of film forming apparatuses are connected to each other through a gate valve to form a doped amorphous silicon layer and a silicon nitride insulating layer, and a plasma CVD apparatus to form a non-doped amorphous silicon layer. This is a pulse laser deposition apparatus for forming an electrode layer. The substrate holder has a positioning pin and a fitting ring for positioning, and the plurality of mask holders have a fitting hole fitted to the positioning pin and a fitting ring fitted to the fitting ring. With a groove, pin and mating ring,
By fitting into the fitting hole and the fitting ring groove, respectively,
Mask pattern matching of a plurality of mask patterns can be performed.
【０００７】上記搬送マニピュレータは、好ましくは、
基板ホルダまたはマスクホルダを保持するチャックと、
このチャックに基板ホルダまたはマスクホルダを保持し
て成膜装置間を搬送するために必要な長さのロッドを有
している。上記基板ホルダ及び複数のマスクホルダは、
好ましくは、搬送マニピュレータのチャックが嵌合する
嵌合溝を有する。上記ホルダ位置調整装置は、好ましく
は、基板ホルダまたはマスクホルダを安定に載置するた
めの嵌合溝を有する可動サセプタと、この可動サセプタ
を上下左右に移動及び水平面内で回転する調整ロッドを
有し、この調整ロッドと搬送マニピュレータを操作し、
可動サセプタと搬送マニピュレータのチャックとの相対
位置を調整することによって、可動サセプタとチャック
との間で基板ホルダまたはマスクホルダを受け渡し、可
動サセプタに載置したマスクホルダと搬送マニピュレー
タに保持した基板ホルダを位置合わせして組み合わせる
ことができる。[0007] The transport manipulator is preferably
A chuck for holding a substrate holder or a mask holder,
The chuck has a rod having a length necessary for holding the substrate holder or the mask holder and transferring the film between the film forming apparatuses. The substrate holder and the plurality of mask holders,
Preferably, there is provided a fitting groove into which the chuck of the transfer manipulator fits. The holder position adjusting device preferably includes a movable susceptor having a fitting groove for stably mounting the substrate holder or the mask holder, and an adjusting rod for moving the movable susceptor up, down, left and right, and rotating in a horizontal plane. Operating the adjustment rod and the transfer manipulator,
By adjusting the relative position of the movable susceptor and the chuck of the transfer manipulator, the substrate holder or the mask holder is transferred between the movable susceptor and the chuck, and the mask holder mounted on the movable susceptor and the substrate holder held by the transfer manipulator are transferred. They can be aligned and combined.
【０００８】また、ホルダ位置調整装置は、基板ホルダ
またはマスクホルダを安定に載置するための嵌合溝を有
する可動サセプタと、この可動サセプタを載置するため
の固定サセプタと、可動サセプタを上下左右に移動及び
水平面内で回転する調整ロッドと、この調整ロッドの下
端に設けたヒータブロックと、可動サセプタを固定サセ
プタに載置した状態で、調整ロッドをさらに下降できる
余動機構とを有し、調整ロッドと搬送マニピュレータを
操作し、可動サセプタと搬送マニピュレータとの相対位
置を調整することによって、可動サセプタと搬送マニピ
ュレータとの間で基板ホルダまたはマスクホルダを受け
渡し、可動サセプタに載置したマスクホルダと搬送マニ
ピュレータに保持した基板ホルダを位置合わせして組み
合わせ、余動機構により可動サセプタに載置した基板ホ
ルダにヒータブロックを密着させて、基板ホルダを加熱
することができる。Further, the holder position adjusting device includes a movable susceptor having a fitting groove for stably mounting the substrate holder or the mask holder, a fixed susceptor for mounting the movable susceptor, and a vertically movable susceptor. It has an adjustment rod that moves to the left and right and rotates in a horizontal plane, a heater block provided at the lower end of the adjustment rod, and an extra mechanism that can further lower the adjustment rod with the movable susceptor mounted on the fixed susceptor. By operating the adjustment rod and the transfer manipulator to adjust the relative position between the movable susceptor and the transfer manipulator, the substrate holder or the mask holder is transferred between the movable susceptor and the transfer manipulator, and the mask holder placed on the movable susceptor And the substrate holder held by the transfer manipulator are aligned and A substrate holder placed on the more movable susceptor in close contact with the heater block, it is possible to heat the substrate holder.
【０００９】上記基板ホルダは、好ましくは、基板ホル
ダ・リングとヒートシンクとから構成され、ヒートシン
クは、基板ホルダ・リングからはみ出して、かつ、ヒー
トシンクと点接触で固定され、ヒータブロックから熱量
を受け取り、かつ、受け取った熱量を基板ホルダ・リン
グに散逸しにくい。上記余動機構は、可動サセプタに固
定したガイドロッドと、このガイドロッドにガイド可能
に取り付けたガイド盤と、ガイドロッド上端に固設した
ガイドストッパを有し、ガイド盤を調整ロッドに固設し
て構成されるのが好ましい。さらに、可動サセプタ及び
固定サセプタは、好ましくは、基板ホルダをプラズマＣ
ＶＤ装置のプラズマに、または、パルスレーザ堆積装置
の蒸着原子に晒すための開口を有し、固定サセプタはプ
ラズマＣＶＤ装置のアノードを兼ねる。また、マスクホ
ルダは、基板ホルダの位置合わせ用のピンに嵌合する嵌
合穴を複数有し、これらの嵌合穴を成膜毎に順次ずらし
て上記ピンと嵌合させることによって、分割成膜するよ
うにすれば好ましい。[0009] The substrate holder preferably comprises a substrate holder ring and a heat sink, the heat sink protruding from the substrate holder ring and being fixed in point contact with the heat sink to receive heat from the heater block. Further, the received heat amount is not easily dissipated to the substrate holder ring. The above-mentioned extra movement mechanism has a guide rod fixed to the movable susceptor, a guide plate attached to the guide rod so as to be able to guide, and a guide stopper fixed to the upper end of the guide rod, and the guide plate is fixed to the adjustment rod. It is preferable to be constituted. Further, the movable susceptor and the fixed susceptor preferably provide the substrate holder with a plasma C
It has an opening for exposing to the plasma of the VD apparatus or to the vapor-deposited atoms of the pulse laser deposition apparatus, and the fixed susceptor also serves as the anode of the plasma CVD apparatus. Further, the mask holder has a plurality of fitting holes for fitting to the positioning pins of the substrate holder, and these fitting holes are sequentially shifted for each film formation to be fitted to the pins, thereby forming a divided film. It is preferable to do so.
【００１０】以上の構成による本発明のコンビナトリア
ルデバイス作製装置によれば、成膜した薄膜を大気に晒
すことなく、多種類の薄膜を、その機能に応じた形状に
形成しつつ積層して、電子デバイスを作製することがで
きるAccording to the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention having the above-described configuration, various types of thin films are laminated while being formed into a shape corresponding to the function without exposing the formed thin films to the atmosphere. Device can be made
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の好適
な実施の形態を説明する。図１はこの発明のコンビナト
リアルデバイス作製装置の構成を示す平面図である。本
装置は、各種の成膜装置を互いに接続して構成されてい
る。すなわち、Ｐ・ＣＶＤ装置（プラズマＣＶＤ装置）
１にゲートバルブ２を介してＰ・ＣＶＤ装置３と、Ｐ・
ＣＶＤ装置１とＰ・ＣＶＤ装置３とが成す方向に直角な
方向にゲートバルブ４を介してＰＬＤ装置（パルスレー
ザ堆積装置）５が接続されている。さらに、各成膜装置
は、それぞれホルダ位置調節装置６，７を具備してい
る。また、Ｐ・ＣＶＤ装置１には、ＰＬＤ装置５とＰ・
ＣＶＤ装置１とを結ぶ方向にホルダ搬送用の搬送マニピ
ュレータ８が接続され、また、Ｐ・ＣＶＤ装置３には、
Ｐ・ＣＶＤ装置１とＰ・ＣＶＤ装置３とを結ぶ方向にホ
ルダ搬送用の搬送マニピュレータ９が接続されている。
また、Ｐ・ＣＶＤ装置１には、基板ホルダ及びマスクホ
ルダを出し入れするための挿入ゲート１０が設けられて
いる。なお、上記のＰ・ＣＶＤ装置１，３及びＰＬＤ装
置５はそれぞれ真空ポンプ、ガス導入孔、真空ゲージま
たは各種のバルブ等を有しているが、これらは通常の真
空装置と同じであるので、図示を省略する。Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a combinatorial device manufacturing apparatus according to the present invention. This apparatus is configured by connecting various film forming apparatuses to each other. That is, a P-CVD device (plasma CVD device)
1 and a P.CVD apparatus 3 via a gate valve 2;
A PLD device (pulse laser deposition device) 5 is connected via a gate valve 4 in a direction perpendicular to the direction formed by the CVD device 1 and the P-CVD device 3. Furthermore, each film forming apparatus is provided with holder position adjusting devices 6 and 7, respectively. The P-CVD apparatus 1 has a PLD apparatus 5 and a P-
A transfer manipulator 8 for transferring a holder is connected in a direction connecting the CVD device 1, and the P-CVD device 3
A transfer manipulator 9 for transferring a holder is connected in a direction connecting the P-CVD device 1 and the P-CVD device 3.
Further, the P-CVD apparatus 1 is provided with an insertion gate 10 for taking in and out the substrate holder and the mask holder. The P-CVD devices 1 and 3 and the PLD device 5 each have a vacuum pump, a gas introduction hole, a vacuum gauge, various valves, and the like. However, since these are the same as ordinary vacuum devices, Illustration is omitted.
【００１２】図２は本装置の各成膜装置１，３，５で行
う成膜方法を模式的に示したものである。図２におい
て、Ｐ・ＣＶＤ装置１は、ＳｉＨ4 （シラン）、Ｂ2 Ｈ
6 （ジボラン）、ＰＨ3 （フォスフィン）及びＮＨ
3 （アンモニア）等のガスを用いたプラズマＣＶＤによ
り、ドープド・アモルファスシリコン膜及びシリコン窒
化膜を成膜する。Ｐ・ＣＶＤ装置３は、ＳｉＨ4 （シラ
ン）を用いたプラズマＣＶＤによりアモルファスシリコ
ン膜を成膜する。ＰＬＤ装置５は、電極材料である金属
等のターゲットチップにレーザ光を照射して金属薄膜を
成膜する。FIG. 2 schematically shows a film forming method performed in each of the film forming apparatuses 1, 3, and 5 of the present apparatus. In FIG. 2, a P-CVD apparatus 1 includes SiH 4 (silane), B 2 H
6 (diborane), PH 3 (phosphine) and NH
3 A doped amorphous silicon film and a silicon nitride film are formed by plasma CVD using a gas such as (ammonia). The P-CVD apparatus 3 forms an amorphous silicon film by plasma CVD using SiH 4 (silane). The PLD device 5 irradiates a laser beam to a target chip such as a metal as an electrode material to form a metal thin film.
【００１３】次に、本装置に用いる基板ホルダ及びマス
クホルダの構成を図３〜図６に基づいて説明する。図３
は、基板ホルダの構成を示しており、図３（ａ）は、基
板ホルダを構成する要素の一つであるヒートシンク２１
の平面図及び側面図を示している。ヒートシンク２１
は、ガラス基板等の基板を挟んで保持するための基板留
め具２２を有している。図３（ｂ）は、基板ホルダ・リ
ング２３の上面図及び側面図を示している。基板ホルダ
・リング２３は、円筒２４と、この円筒２４の円筒断面
に平行に固定された上下２つのリング状の鍔２５，２６
と、この下側の鍔２６に円筒２４の側壁に沿って垂直方
向に固定した位置合わせピン２７とにより構成されてい
る。円筒２４の鍔２６より下のリング部分は、後述のマ
スクホルダと嵌合するための嵌合リング２８である。Next, the configurations of the substrate holder and the mask holder used in the present apparatus will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 3A shows a configuration of the substrate holder. FIG. 3A shows a heat sink 21 which is one of the components constituting the substrate holder.
2 shows a plan view and a side view of FIG. Heat sink 21
Has a substrate fastener 22 for holding a substrate such as a glass substrate therebetween. FIG. 3B shows a top view and a side view of the substrate holder ring 23. The substrate holder ring 23 is composed of a cylinder 24 and two upper and lower ring-shaped flanges 25 and 26 fixed in parallel with the cylinder section of the cylinder 24.
And a positioning pin 27 fixed to the lower flange 26 along the side wall of the cylinder 24 in the vertical direction. The ring portion below the flange 26 of the cylinder 24 is a fitting ring 28 for fitting with a mask holder described later.
【００１４】図３（ｃ）は、基板ホルダ２９の組立図で
あり、ヒートシンク２１は、ヒートシンク２１に設けた
ネジ穴３０及び基板ホルダ・リング２３の円筒２４に設
けたネジ穴３１を介し、ネジ３２によって基板ホルダ・
リング２３に点接触で固定される。これにより、後述の
ヒータブロックから供給される熱量が基板ホルダ・リン
グ２３に逃げ難くなり、ヒートシンク２１の昇温が容易
に、かつ、ヒートシンク２１の温度分布が均一になる。FIG. 3C is an assembly view of the substrate holder 29. The heat sink 21 is screwed through a screw hole 30 provided in the heat sink 21 and a screw hole 31 provided in the cylinder 24 of the substrate holder ring 23. 32 by the substrate holder
It is fixed to the ring 23 by point contact. This makes it difficult for the amount of heat supplied from the heater block to be described later to escape to the substrate holder ring 23, so that the temperature of the heat sink 21 can be easily raised and the temperature distribution of the heat sink 21 becomes uniform.
【００１５】図４はマスクホルダの構成を示している。
図４（ａ）はマスクホルダ４０の平面図あり、図４
（ｂ）はＡ−Ａ’断面図、図４（ｃ）はＢ−Ｂ’断面図
である。マスクホルダ４０は、円筒４１の円筒断面に平
行にリング状の上下２枚の鍔４２，４３を有し、上側の
鍔４２には、上記の位置合わせピン２７と嵌合する位置
合わせ穴４４と上記嵌合リング２８と嵌合する嵌合溝４
５を有している。さらに、マスクホルダ４０は、マスク
を固定するための固定台４６を有している。FIG. 4 shows the structure of the mask holder.
FIG. 4A is a plan view of the mask holder 40, and FIG.
4B is a cross-sectional view along AA ′, and FIG. 4C is a cross-sectional view along BB ′. The mask holder 40 has two ring-shaped upper and lower flanges 42 and 43 parallel to the cross section of the cylinder 41, and the upper flange 42 has a positioning hole 44 for fitting with the positioning pin 27. Fitting groove 4 for fitting with the fitting ring 28
Five. Further, the mask holder 40 has a fixing base 46 for fixing the mask.
【００１６】図５は、マスクホルダ４０にマスク５０を
取り付けた状態を示しており、マスク５０は、マスク５
０の取付穴５１とマスク固定台４６に設けたネジ穴４７
を介し、ネジ５２によってマスクホルダ４０に固定され
る。FIG. 5 shows a state in which a mask 50 is attached to the mask holder 40.
0 mounting hole 51 and screw hole 47 provided in mask fixing base 46
, And is fixed to the mask holder 40 by screws 52.
【００１７】次に基板ホルダ２９とマスクホルダ４０の
位置合わせ機構について説明する。図６は基板ホルダ２
９とマスクホルダ４０を位置合わせして組み合わせた状
態を示しており、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）はＡ
−Ａ’断面図、図６（ｃ）はＢ−Ｂ’断面図である。図
６に示すように、基板ホルダ２９とマスクホルダ４０の
位置合わせは、基板ホルダ２９の嵌合リング２８及び位
置合わせピン２７を、マスクホルダ４０の嵌合溝４５及
び位置合わせ穴４４にそれぞれ嵌合させておこなう。し
たがって、デバイス作製に使用する複数のマスクのパタ
ーンが、マスク５０のマスク取付穴５１を基準として、
作製するデバイスに関し同一の位置関係を保って形成さ
れていれば、これらのマスクの内のある特定のマスクに
よって形成した基板６１上の薄膜パターンに別のマスク
のパターンを正確に位置合わせすることができる。Next, a mechanism for aligning the substrate holder 29 and the mask holder 40 will be described. FIG. 6 shows the substrate holder 2
9A and 9B show a state where the mask holder 40 and the mask holder 40 are aligned and combined. FIG. 6A is a perspective view, and FIG.
FIG. 6C is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. As shown in FIG. 6, the alignment between the substrate holder 29 and the mask holder 40 is performed by fitting the fitting ring 28 and the positioning pin 27 of the substrate holder 29 into the fitting groove 45 and the positioning hole 44 of the mask holder 40, respectively. I will do it together. Therefore, the pattern of a plurality of masks used for device fabrication is based on the mask mounting holes 51 of the mask 50.
If the same positional relationship is maintained with respect to the device to be manufactured, it is possible to accurately align the pattern of another mask with the thin film pattern on the substrate 61 formed by a specific one of these masks. it can.
【００１８】本装置における成膜工程は、最初に、挿入
ゲート１０を介して、基板６１をセットした基板ホルダ
２９と、デバイス作製に必要な一連のマスクの内、最初
に必要なマスク５０をセットしたマスクホルダ４０とを
位置合わせし、組み合わせて本装置内に収納すると共
に、最初に必要なマスク以外の他の一連のマスク５０を
セットした複数のマスクホルダ４０を本装置内に同時に
収納する。つぎに、組み合わせた基板ホルダ２９とマス
クホルダ４０がセットされている成膜装置で、基板６１
に第１の薄膜を成膜し、すなわち第１の薄膜をマスク成
膜し、さらに、このマスク成膜した第１の薄膜上に第２
の薄膜をマスク成膜する際に、本装置内で、真空を保持
したまま、後述のホルダ位置調整装置と搬送マニピュレ
ータを使用して、基板ホルダ２９に他のマスクを保持し
た他のマスクホルダ４０を位置合わせして組み合わせ、
次の成膜装置に搬送し、第２の薄膜をマスク成膜する。
順次、上記工程を繰り返し、デバイスを構成するそれぞ
れの薄膜をそれぞれの薄膜の機能に応じた形状に形成し
ながら積層して、デバイスを作製する。In the film forming process of the present apparatus, first, the substrate holder 29 on which the substrate 61 is set and the mask 50 required first of a series of masks required for device fabrication are set via the insertion gate 10. The obtained mask holders 40 are aligned, combined and stored in the apparatus, and a plurality of mask holders 40 in which a series of masks 50 other than the initially required mask are set are simultaneously stored in the apparatus. Next, in the film forming apparatus in which the combined substrate holder 29 and mask holder 40 are set, the substrate 61
A first thin film is formed on the first thin film, that is, a first thin film is formed as a mask, and a second thin film is formed on the first thin film on which the mask is formed.
When forming a thin film of a mask on the substrate holder 29, another mask holder 40 holding another mask on the substrate holder 29 by using a holder position adjusting device and a transfer manipulator to be described later while maintaining a vacuum in the apparatus. Align and combine
The substrate is transported to the next film forming apparatus, and the second thin film is formed into a mask.
The above steps are sequentially repeated, and the thin films constituting the device are stacked while being formed in a shape corresponding to the function of each thin film, thereby producing a device.
【００１９】次に、ホルダ位置調整装置の構成を図７〜
図１１に基づいて説明する。図７はホルダ位置調整装置
６の構成を説明するための、Ｐ・ＣＶＤ１またはＰ・Ｃ
ＶＤ３の断面図であり、図８はホルダ位置調整装置６の
構成を示す斜視図である。ホルダ位置調整装置６は、基
板ホルダ２９、マスクホルダ４０または組み合わせた基
板ホルダ２９とマスクホルダ４０を載置するための可動
サセプタ７１と、この可動サセプタ７１を上下左右に移
動し、または垂直軸の回りに回転するための調整ロッド
７２と、可動サセプタ７１を載置するための固定サセプ
タ７３とからなる。固定サセプタ７３は、成膜中のプラ
ズマに基板６１を晒すための開口と可動サセプタ７１を
安定に載置するためのリング状の溝７４を有するリング
状の円盤であり、四隅に設けた取付ロッド７５によっ
て、真空槽の上面７６に固定されている。Next, the configuration of the holder position adjusting device is shown in FIGS.
A description will be given based on FIG. FIG. 7 is a view for explaining the configuration of the holder position adjusting device 6 by using P.CVD 1 or P.C.
FIG. 8 is a sectional view of the VD 3, and FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of the holder position adjusting device 6. The holder position adjusting device 6 includes a movable susceptor 71 for mounting the substrate holder 29, the mask holder 40 or the combined substrate holder 29 and the mask holder 40, and moving the movable susceptor 71 up, down, left and right, or It comprises an adjustment rod 72 for rotating around and a fixed susceptor 73 for mounting the movable susceptor 71. The fixed susceptor 73 is a ring-shaped disk having an opening for exposing the substrate 61 to plasma during film formation and a ring-shaped groove 74 for stably mounting the movable susceptor 71, and mounting rods provided at four corners. By 75, it is fixed to the upper surface 76 of the vacuum chamber.
【００２０】可動サセプタ７１は、成膜中のプラズマに
基板６１を晒すための開口と、基板ホルダ２９，マスク
ホルダ４０または組み合わせた基板ホルダ２９とマスク
ホルダ４０を安定に載置するためのリング状の溝７７を
有するリング状の円盤であり、四隅に設けたガイドロッ
ド７８によって、ガイド円盤７９にガイド穴８０を介し
てガイド可能に接続されている。The movable susceptor 71 has an opening for exposing the substrate 61 to plasma during film formation, and a ring shape for stably mounting the substrate holder 29, the mask holder 40 or the combined substrate holder 29 and the mask holder 40. And is connected to a guide disk 79 via a guide hole 80 so as to be able to be guided by guide rods 78 provided at four corners.
【００２１】ガイド円盤７９は調整ロッド７２に固着さ
れている。調整ロッド７２の下端には基板をヒートシン
ク２１を介して加熱するための円盤状のヒータブロック
８１が固定されている。ガイドロッド７８の上端には、
ガイドストッパ８２が固着されており、調整ロッド７２
を上方に移動したときに、ガイド円盤７９がこれらのガ
イドストッパ８２に係留し、可動サセプタ７１をつり下
げて上方に移動できる。調整ロッド７２は、真空槽の上
面７６と、例えばオーリングを介して結合しており、真
空を保持したまま上下左右移動及び軸の回りの回転がで
きる。このような構成のホルダ位置調整装置６によれ
ば、調整ロッド７２を上方に移動することによって、可
動サセプタ７１をつり下げながら上昇させることがで
き、また、調整ロッド７２を下方に移動することによっ
て、可動サセプタ７１を固定サセプタ７３に載置するこ
とができる。また、さらに調整ロッド７２を下方に移動
することによって、調整ロッド７２は、可動サセプタ７
１を固定サセプタ７３に載置したまま、円盤７９とガイ
ドロッド７８にガイドされてさらに下降できる、すなわ
ち、ホルダ位置調整装置６は、調整ロッド７２が可動サ
セプタ７１を固定サセプタ７３に載置する位置を越えて
下降できるという余動機構を備えている。この余動機構
により、固定サセプタ７３に載置された可動サセプタ７
１に組み合わせて載置された基板ホルダ２９及びマスク
ホルダ４０の基板ホルダ２９の上面にヒータブロック８
１を密着させることができ、基板ホルダ２９を加熱する
ことができる。The guide disk 79 is fixed to the adjusting rod 72. A disk-shaped heater block 81 for heating the substrate via the heat sink 21 is fixed to the lower end of the adjustment rod 72. At the upper end of the guide rod 78,
The guide stopper 82 is fixed, and the adjustment rod 72
Is moved upward, the guide disk 79 is moored by these guide stoppers 82, and the movable susceptor 71 can be suspended and moved upward. The adjustment rod 72 is coupled to the upper surface 76 of the vacuum chamber via, for example, an O-ring, and can move up, down, left and right and rotate around an axis while maintaining a vacuum. According to the holder position adjusting device 6 having such a configuration, the movable susceptor 71 can be lifted while being suspended by moving the adjusting rod 72 upward, and by moving the adjusting rod 72 downward. The movable susceptor 71 can be placed on the fixed susceptor 73. Further, by further moving the adjustment rod 72 downward, the adjustment rod 72 is moved to the movable susceptor 7.
1 can be further lowered by being guided by the disk 79 and the guide rod 78 while the fixed susceptor 73 is mounted on the fixed susceptor 73. That is, the holder position adjusting device 6 is a position where the adjusting rod 72 places the movable susceptor 71 on the fixed susceptor 73. It is equipped with an after-movement mechanism that allows it to descend beyond the limit. With this extra movement mechanism, the movable susceptor 7
The heater block 8 is provided on the upper surfaces of the substrate holder 29 of the mask holder 40 and the substrate holder 29 mounted in combination with the heater block 8.
1 can be brought into close contact, and the substrate holder 29 can be heated.
【００２２】なお、調整ロッド７２を下方に徐々に移動
し、可動サセプタ７１が固定サセプタ７３に載置された
ときの、ヒータブロック８１の下面と可動サセプタ７１
のリング状の溝７４の上面との距離は、組み合わせた基
板ホルダ２９とマスクホルダ４０の厚さよりも十分大き
く構成されており、後述のマスクホルダ交換時に、組み
合わせた基板ホルダ２９とマスクホルダ４０を可動サセ
プタに載置できるようにしている。Incidentally, the lower surface of the heater block 81 and the movable susceptor 71 when the movable susceptor 71 is mounted on the fixed susceptor 73 by gradually moving the adjusting rod 72 downward.
The distance from the upper surface of the ring-shaped groove 74 is sufficiently larger than the thickness of the combined substrate holder 29 and mask holder 40. It can be mounted on a movable susceptor.
【００２３】なお、図７において、８４はＰ・ＣＶＤ装
置１または２のカソードであり、固定サセプタ７３はＰ
・ＣＶＤ装置１または２のアノードを兼ねている。ま
た、８３はオーリングである。その他のプラズマＣＶＤ
装置に必要な各種のゲートバルブ、ガス導入孔等は一般
のプラズマＣＶＤ装置と同等なので図示していない。な
お、図８においては、ガイドロッド７８の上端がガイド
円盤７９より突き出た状態にあり、かつ、可動サセプタ
７１が宙に浮いた状態を表示しているが、ホルダ位置調
整装置６の構成を示すための図示であり、実際の動作状
況を示すものではない。なお、実際の調整ロッド７２の
上下左右移動及び回転機構は図示していないが、Ｘ，
Ｙ，Ｚ軸及びＺ軸の回りの回転が可能な精密マニピュレ
ータが調整ロッド７２に接続してあり、この精密マニピ
ュレータで行う。In FIG. 7, reference numeral 84 denotes a cathode of the P-CVD apparatus 1 or 2;
-Also serves as the anode of the CVD apparatus 1 or 2. 83 is an O-ring. Other plasma CVD
Various gate valves, gas introduction holes, and the like necessary for the apparatus are not shown because they are equivalent to those of a general plasma CVD apparatus. Although FIG. 8 shows a state in which the upper end of the guide rod 78 protrudes from the guide disk 79 and the movable susceptor 71 floats in the air, the configuration of the holder position adjusting device 6 is shown. And does not show the actual operation status. Although the actual vertical and horizontal movement and rotation mechanism of the adjustment rod 72 are not shown, X,
A precision manipulator that is rotatable about the Y, Z and Z axes is connected to the adjustment rod 72 and is performed by this precision manipulator.
【００２４】図９は、ＰＬＤ装置３のホルダ位置調整装
置７の構成を示す断面図である。本実施の形態において
は、ＰＬＤ装置３のホルダ位置調整装置７は、可動サセ
プタ７１と、この可動サセプタ７１に固定したロッド７
５と、このロッド７５をアーム９０を介して調整ロッド
７２に固着して構成されている。ＰＬＤ装置３の基板加
熱装置９１は、ヒータランプ９２とヒータランプ９２の
光を集光する放物面形状を有する反射鏡９３とで構成さ
れるので、ホルダ位置調整装置７は、ホルダ位置調整装
置６と較べ、より簡単な構成になる。なお、図９におい
て、９４は回転可能に支持された、レーザ光を照射する
ターゲットチップ９４である。なお、その他のパルスレ
ーザ堆積装置に必要な各種のゲートバルブ、レーザ光線
導入窓等は一般のパルスレーザ堆積装置と同等なので図
示していない。FIG. 9 is a sectional view showing the structure of the holder position adjusting device 7 of the PLD device 3. As shown in FIG. In the present embodiment, the holder position adjusting device 7 of the PLD device 3 includes a movable susceptor 71 and a rod 7 fixed to the movable susceptor 71.
5 and this rod 75 is fixed to an adjustment rod 72 via an arm 90. Since the substrate heating device 91 of the PLD device 3 is composed of the heater lamp 92 and the reflecting mirror 93 having a parabolic shape for condensing the light of the heater lamp 92, the holder position adjusting device 7 includes the holder position adjusting device. 6 has a simpler configuration. In FIG. 9, reference numeral 94 denotes a target chip 94 that is rotatably supported and emits laser light. Note that various gate valves, laser beam introduction windows, and the like necessary for other pulse laser deposition apparatuses are not shown because they are equivalent to general pulse laser deposition apparatuses.
【００２５】次に、搬送マニピュレータ８，９の構成を
説明する。図１０は搬送マニピュレータ８，９の先端部
分の構成を示している。搬送マニピュレータ８，９は搬
送ロッド１００を有し、搬送ロッド１００の先端部分に
はチャック１０１を有しており、このチャック１０１
は、基板ホルダ２９の鍔２５の下面と鍔２６の上面と、
鍔２５の下面と鍔２６の上面とに挟まれた基板ホルダ２
９の外側壁部分とで構成されるリング状のチャック溝１
０２、または、マスクホルダ４０の鍔４２の下面と鍔４
３の上面と、鍔４２の下面と鍔４３の上面とに挟まれた
マスクホルダ４０の外側壁部分とで構成されるリング状
のチャック溝１０２に嵌合させ、基板ホルダ２９、マス
クホルダ４０、または、組み合わせた基板ホルダ２９と
マスクホルダ４０を搬送する。Next, the configuration of the transport manipulators 8 and 9 will be described. FIG. 10 shows the configuration of the distal end portions of the transfer manipulators 8 and 9. Each of the transfer manipulators 8 and 9 has a transfer rod 100, and has a chuck 101 at a distal end portion of the transfer rod 100.
Are the lower surface of the flange 25 of the substrate holder 29 and the upper surface of the flange 26,
Substrate holder 2 sandwiched between lower surface of flange 25 and upper surface of flange 26
Ring-shaped chuck groove 1 comprising an outer wall portion 9
02 or the lower surface of the flange 42 of the mask holder 40 and the flange 4
3 and an outer wall portion of the mask holder 40 sandwiched between the lower surface of the flange 42 and the upper surface of the flange 43 so as to fit into the ring-shaped chuck groove 102, and the substrate holder 29, the mask holder 40, Alternatively, the combined substrate holder 29 and mask holder 40 are transported.
【００２６】図１１は、搬送マニピュレータ８，９の全
体の構成を示している。搬送マニピュレータ８，９は、
真空を保持するマニピュレータ格納槽１１０に格納さ
れ、格納した状態では、搬送マニピュレータ８，９のチ
ャック１０１は、Ｐ・ＣＶＤ装置１，３側の格納槽１１
０である格納領域１１１に格納される。搬送マニピュレ
ータ８，９の移動は、ロッド１００に取り付けられた磁
石１１２に磁気結合している移動磁石リング１１３を、
格納槽１１０の外壁に沿って移動することによって行
う。FIG. 11 shows the overall configuration of the transfer manipulators 8 and 9. The transfer manipulators 8 and 9
It is stored in a manipulator storage tank 110 that holds a vacuum, and in the stored state, the chucks 101 of the transfer manipulators 8 and 9 are stored in the storage tank 11 on the P-CVD device 1 and 3 side.
0 is stored in the storage area 111. The transfer manipulators 8 and 9 are moved by moving magnet rings 113 magnetically coupled to magnets 112 attached to the rods 100.
This is performed by moving along the outer wall of the storage tank 110.
【００２７】搬送マニピュレータ８のロッド１００の長
さは、Ｐ・ＣＶＤ装置１を通過し、ＰＬＤ装置５のホル
ダ位置調整装置７に基板ホルダ２９を載置することがで
きる長さである。搬送マニピュレータ９のロッド１００
の長さは、Ｐ・ＣＶＤ装置３を通過し、Ｐ・ＣＶＤ装置
１のホルダ位置調整装置６に基板ホルダ２９を載置でき
る長さである。なお、図１１は、搬送マニピュレータ８
のチャック１０１が、基板ホルダ２９を保持して格納領
域１１１に格納されている状態から、移動磁石リング１
１３を操作して、ロッド１００を移動し、基板ホルダ２
９をＰ・ＣＶＤ装置１のホルダ位置調整装置６に搬送し
た状態を示している。この際、Ｐ・ＣＶＤ装置３のホル
ダ位置調整装置６の可動サセプタ７１は、搬送マニピュ
レータ８の通過の障害にならないように、調整ロッド７
２を操作して上方に移動する。なお、図１１において、
１１４はボールベアリングである。The length of the rod 100 of the transfer manipulator 8 is such that the substrate holder 29 can be placed on the holder position adjusting device 7 of the PLD device 5 after passing through the P-CVD device 1. Rod 100 of transfer manipulator 9
Is a length that allows the substrate holder 29 to be placed on the holder position adjusting device 6 of the P-CVD device 1 after passing through the P-CVD device 3. FIG. 11 shows the transfer manipulator 8.
Of the movable magnet ring 1 from the state in which the chuck 101 is stored in the storage area 111 while holding the substrate holder 29.
13, the rod 100 is moved to move the substrate holder 2
9 shows a state in which the wafer 9 is transferred to the holder position adjusting device 6 of the P-CVD device 1. At this time, the movable susceptor 71 of the holder position adjusting device 6 of the P-CVD device 3 is provided with an adjusting rod 7 so as not to obstruct the passage of the transfer manipulator 8.
Operate 2 to move it upward. In FIG. 11,
114 is a ball bearing.
【００２８】次に、ホルダ位置調整装置６と搬送マニピ
ュレータ８，９を使用したマスク交換方法を図１２及び
図１３に基づいて説明する。図１２はマスクホルダをホ
ルダ位置調整装置６に載置する方法を示している。図１
２（ａ）は、例えば、Ｐ・ＣＶＤ装置１で第１の成膜が
終わり、組み合わせた基板ホルダとマスクホルダを搬送
マニピュレータ９により、他の場所、例えば、Ｐ・ＣＶ
Ｄ装置３のホルダ位置調整装置６、あるいは、搬送マニ
ピュレータ９の格納領域１１１に移動して、Ｐ・ＣＶＤ
装置１のホルダ位置調整装置６の可動サセプタ７１上を
空にし、マニピュレータ８が、新たなマスクホルダ４０
をＰ・ＣＶＤ装置１のホルダ位置調整装置６に搬送して
きた状態を示している。この際、ホルダ位置調整装置６
は、調整ロッド７２を操作して、チャック１０１に装着
したマスクホルダ４０がホルダ位置調整装置６と接触し
ない位置に移動する。Next, a mask replacement method using the holder position adjusting device 6 and the transfer manipulators 8 and 9 will be described with reference to FIGS. FIG. 12 shows a method of placing the mask holder on the holder position adjusting device 6. Figure 1
2A, for example, the first film formation is completed in the P-CVD apparatus 1 and the combined substrate holder and mask holder are transferred to another place, for example, the P-CV by the transfer manipulator 9.
Move to the holder position adjusting device 6 of the D device 3 or the storage area 111 of the transport manipulator 9 and perform P-CVD.
The movable susceptor 71 of the holder position adjusting device 6 of the apparatus 1 is emptied, and the manipulator 8 is moved to the new mask holder 40.
Is transferred to the holder position adjusting device 6 of the P-CVD device 1. At this time, the holder position adjusting device 6
By operating the adjusting rod 72, the mask holder 40 mounted on the chuck 101 is moved to a position where the mask holder 40 does not contact the holder position adjusting device 6.
【００２９】図１２（ｂ）は、調整ロッド７２を上方へ
移動し、可動サセプタ７１のリング状溝７７とチャック
１０１に装着したマスクホルダ４０の鍔４３を嵌合させ
た状態を表している。リング状溝７７とマスクホルダ４
０の鍔４３が嵌合しているので、マニピュレータ８を図
において右方向に移動することによって、マスクホルダ
４０を可動サセプタ７１に載置することができる。図１
２（ｃ）は、調整ロッド７２を下方に移動し、マスクホ
ルダ４０を載置した可動サセプタ７１を固定サセプタ７
３に載置した状態を示している。なお、マスクホルダ４
０を可動サセプタ７１から取り出すには、上記の手順を
逆に行う。FIG. 12B shows a state in which the adjusting rod 72 is moved upward, and the ring-shaped groove 77 of the movable susceptor 71 and the flange 43 of the mask holder 40 mounted on the chuck 101 are fitted. Ring-shaped groove 77 and mask holder 4
Since the zero flange 43 is fitted, the mask holder 40 can be placed on the movable susceptor 71 by moving the manipulator 8 rightward in the figure. Figure 1
2C, the adjusting rod 72 is moved downward, and the movable susceptor 71 on which the mask holder 40 is mounted is fixed to the fixed susceptor 7.
3 shows a state of being placed. The mask holder 4
To take 0 out of the movable susceptor 71, the above procedure is reversed.
【００３０】図１３は、基板ホルダ２９と新たなマスク
ホルダ４０の位置合わせ方法を示している。図１３
（ａ）は、例えばＰ・ＣＶＤ装置１で第１の成膜が終わ
り、新たなマスクホルダ４０を可動サセプタ７１に載置
し（図１２（ｃ）の状態）、他の場所に退避させていた
基板ホルダ２９を搬送マニピュレータ９により、ホルダ
位置調整装置６に搬送してきた状態を示している。この
際、位置合わせピン２７の先端が軽くマスクホルダ４０
の鍔４２の上面に接触する程度に、調整ロッド７２を上
方に移動し、調整ロッド７２の垂直軸の回りの回転によ
り、あるいは、調整ロッドの水平面内の移動も加え、マ
スクホルダ４０の鍔４２に設けられた位置合わせ穴４４
に位置合わせピン２７を位置合わせする。図１３（ｂ）
は、基板ホルダ２９とマスクホルダ４０の位置合わせが
完了し、調整ロッド７２を上昇させて、基板ホルダ２９
とマスクホルダ４０を嵌合させた状態を示している。図
１３（ｃ）は、調整ロッド７２を下降させ、可動サセプ
タ７１が固定サセプタ７３に載置されると共に、調整ロ
ッド７２の先端に設けられている円盤状のヒータブロッ
ク８１が基板ホルダ２９の上面に密着するようにした状
態を示している。これにより、マスクホルダ４０の交換
が完了し、かつ、ヒータブロック８１が基板ホルダ２９
を有効に加熱し、次の成膜を行うことができる。なお、
可動サセプタ７１に載置された、組み合わされた基板ホ
ルダ２９とマスクホルダ４０から、基板ホルダ２９ある
いはマスクホルダ４０を取り出すには、上記手順を逆に
行う。また、可動サセプタ７１に載置された、組み合わ
された基板ホルダ２９とマスクホルダ４０を組み合わせ
た状態で搬送するには、図１３（ｃ）に示した状態か
ら、調整ロッド７２を上昇させ、マスクホルダ４０のチ
ャック溝１０２の高さをチャック１０１の高さに調整し
てから、チャック１０１をチャック溝１０２に嵌合さ
せ、嵌合した状態で調整ロッド７２を下降させて、マス
クホルダ４０を可動サセプタ７１の溝７４から外して搬
送する。FIG. 13 shows a method for aligning the substrate holder 29 and the new mask holder 40. FIG.
In (a), for example, after the first film formation is completed in the P-CVD apparatus 1, a new mask holder 40 is placed on the movable susceptor 71 (the state shown in FIG. 12C) and is retreated to another place. This shows a state in which the transferred substrate holder 29 has been transferred to the holder position adjusting device 6 by the transfer manipulator 9. At this time, the tip of the positioning pin 27 is lightly
The adjustment rod 72 is moved upward to such an extent that it comes into contact with the upper surface of the flange 42 of the mask holder 40 by rotating the adjustment rod 72 about a vertical axis or by moving the adjustment rod in a horizontal plane. Alignment hole 44 provided in
The positioning pin 27 is positioned. FIG. 13 (b)
When the alignment between the substrate holder 29 and the mask holder 40 is completed, the adjustment rod 72 is raised, and the substrate holder 29
2 shows a state where the mask holder 40 is fitted with the mask holder 40. FIG. 13C shows that the adjustment rod 72 is lowered, the movable susceptor 71 is placed on the fixed susceptor 73, and the disk-shaped heater block 81 provided at the tip of the adjustment rod 72 is placed on the upper surface of the substrate holder 29. FIG. Thus, the replacement of the mask holder 40 is completed, and the heater block 81 is
Can be effectively heated to perform the next film formation. In addition,
To take out the substrate holder 29 or the mask holder 40 from the combined substrate holder 29 and mask holder 40 placed on the movable susceptor 71, the above procedure is reversed. To transfer the combined substrate holder 29 and mask holder 40 mounted on the movable susceptor 71 in a combined state, the adjustment rod 72 is raised from the state shown in FIG. After adjusting the height of the chuck groove 102 of the holder 40 to the height of the chuck 101, the chuck 101 is fitted into the chuck groove 102, and the adjustment rod 72 is lowered in the fitted state to move the mask holder 40. The susceptor 71 is transported after being removed from the groove 74.
【００３１】次に、ホルダ位置調整装置６，７と搬送マ
ニピュレータ８，９を使用した、分割成膜方法について
説明する。ある特定の薄膜を成膜する場合に、基板内で
膜厚を変えて形成したい場合がある。例えば、他の薄膜
の成膜条件は同一で、特定の薄膜の膜厚を変えて特性の
変化を知りたい場合等である。このような場合、例えば
図１４に示す４分割マスクを、図４に示したような、位
置合わせ穴４４を鍔４２上に等間隔に４個有するマスク
ホルダ４０に装着し、このマスクホルダ４０と基板ホル
ダ２９を組み合わせて成膜し、成膜後、マスクホルダ４
０と基板ホルダ２９を図１３（ａ）に示すように配置し
て、調整ロッド７２を９０度回転して、マスクホルダ４
０の次の嵌合穴４４に位置合わせして組み合わせ、再
び、異なった条件で成膜する。以下、順次、上記工程を
繰り返すことによって、成膜条件の異なる４種類の特定
の薄膜を同一基板上に形成することができる。Next, a divided film forming method using the holder position adjusting devices 6 and 7 and the transfer manipulators 8 and 9 will be described. When forming a specific thin film, there is a case where it is desired to change the film thickness in the substrate. For example, there is a case where the film forming conditions of other thin films are the same, and it is desired to know a change in characteristics by changing the thickness of a specific thin film. In such a case, for example, the four-divided mask shown in FIG. 14 is mounted on a mask holder 40 having four alignment holes 44 on the flange 42 at regular intervals as shown in FIG. A film is formed by combining the substrate holder 29, and after the film formation, the mask holder 4 is formed.
13A and the substrate holder 29 are arranged as shown in FIG.
The film is formed under different conditions again after being combined with the fitting hole 44 next to the position 0. Hereinafter, by repeating the above steps sequentially, four types of specific thin films having different film forming conditions can be formed on the same substrate.
【００３２】以上説明したように、本装置を用いれば、
多種類の薄膜を、その機能に応じた形状に形成しつつ積
層してデバイスを作製できるから、成膜した薄膜を大気
に晒すことなく、また、フォトリソ工程を必要とせず
に、例えば薄膜トランジスタや薄膜太陽電池等の電子デ
バイスを形成することができる。また、１回の真空引き
で、成膜条件の異なる複数のデバイスを作製することが
できる。As described above, if this apparatus is used,
A device can be manufactured by laminating various kinds of thin films while forming them in a shape corresponding to the function, and thus, without exposing the formed thin films to the air and without requiring a photolithography process, for example, thin film transistors and thin films An electronic device such as a solar cell can be formed. Further, a plurality of devices having different film formation conditions can be manufactured by one evacuation.
【００３３】つぎに、本発明のコンビナトリアルデバイ
ス装置を使用したデバイス作製の実施例を説明する。本
実施例はアモルファスシリコン太陽電池を作製する例を
示している。この、アモルファスシリコン太陽電池は、
ガラス／透明導電膜／ｎ型アモルファスＳｉ層／ｉ層
（アモルファスＳｉ層）／ｐ型アモルファスＳｉ層／Ａ
ｌ裏面電極構造を有している（図１４（ｂ））。Next, an embodiment of device fabrication using the combinatorial device of the present invention will be described. This embodiment shows an example of manufacturing an amorphous silicon solar cell. This amorphous silicon solar cell
Glass / transparent conductive film / n-type amorphous Si layer / i-layer (amorphous Si layer) / p-type amorphous Si layer / A
It has a back electrode structure (FIG. 14B).
【００３４】以下にアモルファスシリコン太陽電池の作
製工程を説明する。 Ｐ・ＣＶＤ装置１への基板導入： ・ＩＴＯ（Indium tin oxide）およびＺｎＯ（酸化亜
鉛）付きガラス基板６１をアセトン・エタノール・純水
で洗浄する。 ・基板ホルダ２９に基板６１をセットする。 ・マスクホルダ４０にはマスクを装着せず（マスクホル
ダＡとする。）、そのまま基板ホルダ支持治具として使
用する。 ・マスクホルダ４０に４分割マスク１４０を装着する
（図１４（ａ）、マスクホルダＢとする。）。 ・マスクホルダ４０に電極形成用マスクを装着する（マ
スクホルダＣとする。）。Hereinafter, a manufacturing process of the amorphous silicon solar cell will be described. Introducing the substrate into the P-CVD apparatus 1: The glass substrate 61 with ITO (indium tin oxide) and ZnO (zinc oxide) is washed with acetone / ethanol / pure water. -The substrate 61 is set on the substrate holder 29. A mask is not mounted on the mask holder 40 (referred to as a mask holder A), and is used as it is as a substrate holder supporting jig. Attach the four-piece mask 140 to the mask holder 40 (refer to FIG. 14A, mask holder B). Attach an electrode forming mask to the mask holder 40 (referred to as a mask holder C).
【００３５】・マスクホルダＣを搬送マニピュレータ８
を使用して、ＰＬＤ装置３の可動サセプタ７１に載置し
ておく。 ・マスクホルダＡと基板ホルダ２９を重ね合わせてＰ・
ＣＶＤ装置ｌに導入し、搬送マニピュレータ８で保持し
ておく。 ・マスクホルダＢをＰ・ＣＶＤ装置ｌの中に導入し、可
動サセプタ７１上に載置する。 ・Ｐ・ＣＶＤ装置ｌをロータリポンプ及び複合分子ポン
プにて真空排気する。 ・１時間ほど排気し、Ｐ・ＣＶＤ装置ｌの真空度が１０
-7Ｔｏｒｒ台に到達したら、ゲートバルブ２を開けてマ
スクホルダＢを搬送マニピュレータ９でＰ・ＣＶＤ装置
３に搬送し、Ｐ・ＣＶＤ装置３の可動サセプタ７１上に
載せる。ゲートバルブ２を閉める。 ・前述の重ね合わせたマスクホルダＡと基板ホルダ２９
を搬送マニピュレータ９からＰ・ＣＶＤ装置ｌの可動サ
セプタ７１に載せ替えた後、調整ロッド７２を下げてい
って、調整ロッド７２のヒータブロック８１と可動サセ
プタ７１の間にマスクホルダ４０と基板ホルダ２９が挟
み込まれる状態にする。このようにして基板ホルダ２９
とヒータブロック８１を密着させ、熱接触を確立する。 ・Ｐ・ＣＶＤ装置ｌのヒータブロック８１の温度を１５
０℃にセットし、基板６１及び真空槽内のベーキングを
開始する。この状態を６時間程度保持する。Transfer the mask holder C to the transfer manipulator 8
Is placed on the movable susceptor 71 of the PLD device 3 by using.・ Put the mask holder A on the substrate holder 29
It is introduced into the CVD apparatus 1 and held by the transfer manipulator 8. Introduce the mask holder B into the P-CVD apparatus 1 and place it on the movable susceptor 71. Evacuate the P-CVD apparatus 1 with a rotary pump and a composite molecular pump.・ Evacuate for about 1 hour, and the P.
Upon reaching the -7 Torr level, the gate valve 2 is opened, and the mask holder B is transferred to the P-CVD device 3 by the transfer manipulator 9 and placed on the movable susceptor 71 of the P-CVD device 3. Gate valve 2 is closed. The mask holder A and the substrate holder 29 which are overlapped with each other.
Is transferred from the transfer manipulator 9 to the movable susceptor 71 of the P-CVD apparatus 1, and then the adjustment rod 72 is lowered, so that the mask holder 40 and the substrate holder 29 are located between the heater block 81 of the adjustment rod 72 and the movable susceptor 71. To be in a state of being sandwiched. Thus, the substrate holder 29
And the heater block 81 are brought into close contact with each other to establish thermal contact.・ Set the temperature of the heater block 81 of the P-CVD apparatus 1 to 15
The temperature is set to 0 ° C., and baking in the substrate 61 and the vacuum chamber is started. This state is maintained for about 6 hours.
【００３６】アモルファスＳｉｎ層の堆積： ・Ｐ・ＣＶＤ装置ｌのヒータブロック８１の温度を２５
０℃にセットし、昇温まで１５分程度待つ。 ・ＰＨ3 流量を５ｓｃｃｍ（ｃｍ3 ／ｍｉｎ）、ＳｉＨ
4 流量を１０ｓｃｃｍに設定し、Ｐ・ＣＶＤ装置１内に
導入する。排気バルブの開閉量を調節して（作動排気）
チャンバ内圧を１００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）にす
る。 ・カソード電極に１３．５６ＭＨｚ（国際電波法で定め
られた工業用周波数）、６５ｍＷ／ｃｍ2 の高周波を印
加してプラズマを発生させる。７０秒間堆積後、高周波
をＯＦＦにして成膜を停止する。Deposition of amorphous Sin layer: The temperature of the heater block 81 of the P-CVD apparatus 1 is set to 25
Set at 0 ° C and wait for about 15 minutes until the temperature rises.・ PH 3 flow rate 5 sccm (cm 3 / min), SiH
(4) The flow rate is set to 10 sccm and introduced into the P-CVD apparatus 1. Adjust the opening and closing amount of the exhaust valve (operating exhaust)
The chamber pressure is set to 100 mTorr (13.3 Pa). A plasma is generated by applying 13.56 MHz (industrial frequency defined by the International Radio Law) and a high frequency of 65 mW / cm 2 to the cathode electrode. After the deposition for 70 seconds, the high frequency is turned off to stop the film formation.
【００３７】・ＰＨ3 およびＳｉＨ4 の導入を停止し、
排気バルブを全開にする。Ｐ・ＣＶＤ装置ｌ内が１０-7
Ｔｏｒｒ台の超高真空に到達したらゲートバルブ２を開
けて、基板ホルダ２９をＰ・ＣＶＤ装置ｌからＰ・ＣＶ
Ｄ装置２に移す。その際、基板ホルダ２９のみを搬送マ
ニピュレータ９で受け取る。 ・基板ホルダ２９をＰ・ＣＶＤ装置３内に搬送し、マス
クホルダＢの上に重ねる。その後、ヒータブロック８１
を下げていって、ヒータブロック８１と可動サセプタ７
１の間に基板ホルダ２９とマスクホルダＢが挟み込まれ
る状態にする。 ・ゲートバルブ２を閉める。 ・Ｐ・ＣＶＤ装置３のヒータブロック８１を２５０℃に
設定する。Stop introduction of PH 3 and SiH 4 ,
Open the exhaust valve fully. 10 -7 in P-CVD equipment
When an ultra-high vacuum of Torr level is reached, the gate valve 2 is opened and the substrate holder 29 is moved from the P-CVD apparatus 1 to the P-CV.
Transfer to D device 2. At this time, only the substrate holder 29 is received by the transfer manipulator 9. -The substrate holder 29 is transported into the P-CVD apparatus 3 and overlaid on the mask holder B. After that, the heater block 81
The heater block 81 and the movable susceptor 7
1 so that the substrate holder 29 and the mask holder B are sandwiched therebetween.・ Close the gate valve 2. Set the heater block 81 of the P-CVD device 3 to 250 ° C.
【００３８】ｉ層の堆積（膜厚を４種類変化させる）： ・ＳｉＨ4 流量を１０ｓｃｃｍ（ｃｍ3 ／ｍｉｎ）に設
定し、Ｐ・ＣＶＤ装置３内に導入する。排気バルブの開
閉量を調節して（作動排気）、チャンバ内圧を１００ｍ
Ｔｏｒｒ （１３．３Ｐａ）にする。 ・カソード電極に１３．５６ＭＨｚ，６５ｍＷ／ｃｍ2
の高周波を印加してプラズマを発生させる。 ・３０分間堆積後、高周波をＯＦＦにして成膜を停止す
る。 ・搬送マニピュレータ９により基板ホルダ２９を受け取
り、格納領域１１１に格納する。Deposition of i-layer (changes the film thickness by 4 types): The flow rate of SiH 4 is set to 10 sccm (cm 3 / min) and introduced into the P-CVD apparatus 3. Adjust the opening / closing amount of the exhaust valve (operating exhaust) to reduce the chamber internal pressure to 100 m.
Torr (13.3 Pa). 13.56 MHz, 65 mW / cm 2 for cathode electrode
Is applied to generate plasma. After the deposition for 30 minutes, the high frequency is turned off to stop the film formation. -The substrate manipulator 9 receives the substrate holder 29 and stores it in the storage area 111.
【００３９】・調整ロッド７２を９０°回転させる。搬
送マニピュレータ９を再びＰ・ＣＶＤ装置３内に搬入
し、基板ホルダ２９をマスクホルダＢの上に重ねる。 ・調整ロッド７２を下げていって、基板ホルダ２９とマ
スクホルダＢが、ヒータブロック８１と可動サセプタ７
１の間に挟み込まれる状態にする。 ・以上の工程を繰り返して、４５分，６０分および７５
分間それぞれ基板６１上の異なる位置に、異なる膜厚の
ｉ層（アモルファスＳｉ層）を堆積する。 ・ＳｉＨ4 の導入を停止し、排気バルブを全開する。Ｐ
・ＣＶＤ装置３内が１０-7Ｔｏｒｒ台の超高真空に到達
したらゲートバルブ２を開けて、基板ホルダ２９のみを
搬送マニピュレータ９によってＰ・ＣＶＤ装置３からＰ
・ＣＶＤ装置１に移す。 ・基板ホルダ２９をＰ・ＣＶＤ装置１内に搬送し、マス
クホルダＡの上に重ねる。その後ヒータブロック８１を
下げていって、基板ホルダ２９とマスクホルダＡが、ヒ
ータブロック８１と可動サセプタ７１の間に挟み込まれ
る状態にする。 ・ゲートバルブ２を閉める。Rotate the adjusting rod 72 by 90 °. The transport manipulator 9 is carried into the P-CVD device 3 again, and the substrate holder 29 is overlaid on the mask holder B. When the adjustment rod 72 is lowered, the substrate holder 29 and the mask holder B are moved to the heater block 81 and the movable susceptor 7.
1 between the two. • Repeat the above steps for 45 minutes, 60 minutes and 75 minutes
An i-layer (amorphous Si layer) having a different thickness is deposited at different positions on the substrate 61 for minutes.・ Stop introduction of SiH 4 and fully open the exhaust valve. P
When the inside of the CVD apparatus 3 reaches an ultra-high vacuum of the order of 10 -7 Torr, the gate valve 2 is opened, and only the substrate holder 29 is transferred from the P-CVD apparatus 3 by the transfer manipulator 9 to the P-phase.
-Transfer to the CVD apparatus 1. -The substrate holder 29 is transported into the P-CVD apparatus 1 and overlaid on the mask holder A. Thereafter, the heater block 81 is lowered so that the substrate holder 29 and the mask holder A are sandwiched between the heater block 81 and the movable susceptor 71.・ Close the gate valve 2.
【００４０】ｐ層の堆積： ・Ｐ・ＣＶＤ装置１のヒータブロック８１を２５０℃に
セットし、昇温まで１５分程度待つ。 ・Ｂ2 Ｈ6 の流量を５ｓｃｃｍ（ｃｍ3 ／ｍｉｎ）、Ｓ
ｉＨ4 流量を１０ｓｃｃｍに設定し、Ｐ・ＣＶＤ装置１
内に導入する。排気バルブの開閉量を調節して（作動排
気）、チャンバ内圧を１００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐ
ａ）にする。 ・カソード電極に１３．５６ＭＨｚ、６５ｍＷ／ｃｍ2
の高周波を印加してプラズマを発生させる。 ・７０秒間堆積後、高周波をＯＦＦにして成膜を停止す
る。Deposition of p-layer: Set the heater block 81 of the P-CVD apparatus 1 at 250 ° C. and wait for about 15 minutes until the temperature rises.・ The flow rate of B 2 H 6 is 5 sccm (cm 3 / min), S
The flow rate of iH 4 was set to 10 sccm, and the P-CVD apparatus 1 was used.
Introduce within. The opening and closing amount of the exhaust valve was adjusted (operating exhaust), and the chamber internal pressure was set to 100 mTorr (13.3P).
a). 13.56 MHz, 65 mW / cm 2 for the cathode electrode
Is applied to generate plasma. After the deposition for 70 seconds, the high frequency is turned off to stop the film formation.
【００４１】反応ガス配管内の純アルゴン（Ａｒ）によ
る洗浄： ・ＳｉＨ4 配管にＡｒを１kgｆ／ｃｍ2 封入し、Ｐ・Ｃ
ＶＤ装置３を用いて高真空まで排気し、再びＡｒを封入
する。これを３回繰り返す。その後、マスフローコント
ローラを２０ｓｃｃｍに設定してＡｒを１５分間流す。 ・Ｂ2 Ｈ6 とＰＨ3 配管については、Ｐ・ＣＶＤ装置１
を用いて上記と同様の洗浄を行う。Cleaning of reaction gas pipe with pure argon (Ar): 1 kgf / cm 2 of Ar was sealed in SiH 4 pipe,
Evacuation is performed to a high vacuum using the VD device 3, and Ar is sealed again. This is repeated three times. Thereafter, the mass flow controller is set to 20 sccm, and Ar is flowed for 15 minutes.・ P ・ CVD equipment 1 for B 2 H 6 and PH 3 piping
The same washing as described above is performed using.
【００４２】裏面電極形成： ・搬送マニピュレータ８を使用し、基板ホルダ２９をＰ
ＬＤ装置５のマスクホルダＣに位置合わせして重ねる。 ・裏面電極をパルスレーザ蒸着することにより完成す
る。Back electrode formation: Use the transfer manipulator 8 and set the substrate holder 29 to P
It is aligned with the mask holder C of the LD device 5 and overlapped. -Completed by pulse laser deposition of the back electrode.
【００４３】実験結果：図１５は、本発明のコンビナト
リアルデバイス作製装置で作製したｎｉｐ型太陽電池の
電圧・電流特性を示している。ｉ層膜厚に対する太陽電
池特性の明瞭な依存性が見られている。特に、Ｆｉｌｌ
ｆａｃｔｏｒ（曲線因子）に関して、ｎｉｐ構造の場
合にはｉ層を２５００Å程度まで薄くしないと６０％程
度の良好なＦｉｌｌ ｆａｃｔｏｒを得ることができな
いことが分かった。Experimental Results: FIG. 15 shows the voltage / current characteristics of a nip type solar cell manufactured by the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention. A clear dependence of the solar cell characteristics on the i-layer thickness is seen. In particular, Fill
Regarding the factor (fill factor), it has been found that in the case of the nip structure, a good Fill factor of about 60% cannot be obtained unless the i-layer is thinned to about 2500 °.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上説明したように、本装置を用いれ
ば、成膜した薄膜を大気に晒すことなく、多種類の薄膜
を、その機能に応じた形状に形成しつつ積層してデバイ
スを作製でき、フォトリソ工程を必要とせずに、例えば
薄膜トランジスタや薄膜太陽電池等の電子デバイスを形
成することができる。また、１回の真空引きで、成膜条
件の異なる複数のデバイスを作製することができる。As described above, by using the present apparatus, a device is manufactured by stacking various types of thin films while forming them in a shape corresponding to their functions without exposing the formed thin films to the atmosphere. Thus, an electronic device such as a thin film transistor or a thin film solar cell can be formed without requiring a photolithography step. Further, a plurality of devices having different film formation conditions can be manufactured by one evacuation.
【図１】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置の
構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention.
【図２】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置の
各成膜装置で行う成膜方法を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a film forming method performed by each film forming apparatus of the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention.
【図３】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置の
基板ホルダの構成を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a substrate holder of the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention.
【図４】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置の
マスクホルダの構成を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a mask holder of the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention.
【図５】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置の
マスクホルダへのマスクの取り付け構造を示す図であ
る。FIG. 5 is a view showing a structure for attaching a mask to a mask holder of the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention.
【図６】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置の
基板ホルダとマスクホルダの結合構造を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a combined structure of a substrate holder and a mask holder of the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention.
【図７】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置の
ホルダ位置調整装置の構成を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a holder position adjusting device of the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention.
【図８】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置の
ホルダ位置調整装置の構成を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a holder position adjusting device of the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention.
【図９】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置の
ＰＬＤ装置のホルダ位置調整装置の構成を示す断面図で
ある。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a holder position adjusting device of the PLD device of the combinatorial device manufacturing device of the present invention.
【図１０】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置
の搬送マニピュレータの先端部分の構成を示す図であ
る。FIG. 10 is a view showing a configuration of a distal end portion of a transport manipulator of the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention.
【図１１】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置
の搬送マニピュレータの全体の構成を示す図である。FIG. 11 is a view showing the entire configuration of a transport manipulator of the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention.
【図１２】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置
のマスクホルダをホルダ位置調整装置に載置する方法を
示す図である。FIG. 12 is a view showing a method of mounting a mask holder of the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention on the holder position adjusting apparatus.
【図１３】本発明のコンビナトリアルデバイス作製装置
の基板ホルダとマスクホルダの位置合わせ方法を示す図
である。FIG. 13 is a view showing a method for aligning a substrate holder and a mask holder in the combinatorial device manufacturing apparatus of the present invention.
【図１４】本実施例で使用する４分割マスクと、これを
用いて作製する薄膜太陽電池の構造を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a four-divided mask used in the present example and a structure of a thin-film solar cell manufactured using the same.
【図１５】本実施例で作製した薄膜太陽電池の特性を示
す図である。FIG. 15 is a diagram showing characteristics of the thin-film solar cell manufactured in this example.
１ プラズマＣＶＤ装置 ２ ゲートバルブ ３ プラズマＣＶＤ装置 ４ ゲートバルブ ５ ＰＬＤ装置 ６ ホルダ位置調節装置 ７ ホルダ位置調節装置 ８ 搬送マニピュレータ ９ 搬送マニピュレータ １０ 挿入ゲート ２１ ヒートシンク ２２ 基板留め具 ２３ 基板ホルダ・リング ２４ 円筒 ２５ 鍔 ２６ 鍔 ２７ 位置合わせピン ２８ 嵌合リング ２９ 基板ホルダ ３０ ネジ穴 ３１ ネジ穴 ３２ ネジ ４０ マスクホルダ ４１ 円筒 ４２ 鍔 ４３ 鍔 ４４ 位置合わせ穴 ４５ 嵌合リング溝 ４６ マスク取付台 ４７ ネジ穴 ５０ マスク ５１ マスク取付穴 ５２ ネジ ６１ 基板 ７１ 可動サセプタ ７２ 調整ロッド ７３ 固定サセプタ ７４ 溝 ７５ 取付ロッド ７６ 真空槽の上面 ７７ 溝 ７８ ガイドロッド ７９ ガイド円盤 ８０ ガイド穴 ８１ ヒータブロック ８２ ガイドストッパ ８３ オーリング ８４ カソード ９０ アーム ９１ ヒータ装置 ９２ ヒータランプ ９３ 反射鏡 ９４ ターゲットチップ １００ ロッド １０１ チャック １０２ チャック溝 １１０ 格納槽 １１１ 格納領域 １１２ 磁石 １１３ 移動磁石リング １１４ ボールベアリング １４０ ４分割マスク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma CVD device 2 Gate valve 3 Plasma CVD device 4 Gate valve 5 PLD device 6 Holder position adjusting device 7 Holder position adjusting device 8 Transfer manipulator 9 Transfer manipulator 10 Insertion gate 21 Heat sink 22 Substrate fastener 23 Substrate holder ring 24 Cylindrical 25 Flange 26 Flange 27 Positioning pin 28 Fitting ring 29 Substrate holder 30 Screw hole 31 Screw hole 32 Screw 40 Mask holder 41 Cylindrical 42 Flange 43 Flange 44 Positioning hole 45 Fitting ring groove 46 Mask mount 47 Screw hole 50 Mask 51 Mask mounting hole 52 Screw 61 Substrate 71 Movable susceptor 72 Adjusting rod 73 Fixed susceptor 74 Groove 75 Mounting rod 76 Upper surface of vacuum chamber 77 Groove 78 Guide rod 79 Guide disk 80 Guide hole 81 Heater block 8 Guide stopper 83 O-ring 84 cathode 90 arm 91 heater 92 heater lamp 93 reflector 94 target chip 100 rod 101 chuck 102 chuck groove 110 stores tank 111 storage area 112 magnet 113 moving magnet ring 114 ball bearing 140 4 masks
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 16/44 Ｃ２３Ｃ 16/44 Ｆ 16/458 16/458 Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｚ 21/31 21/31 Ｃ 21/68 21/68 Ａ Ｆターム(参考） 4K029 AA09 AA24 BA01 BB02 BB03 BC03 BD02 DB20 HA02 HA03 HA04 JA02 JA05 KA01 KA09 4K030 AA06 AA07 AA08 AA13 AA20 BA29 BA30 BA40 BB12 BB14 CA06 CA17 DA05 FA01 FA03 GA07 GA08 GA12 HA02 HA03 KA22 LA04 5F031 CA02 CA07 DA13 FA01 FA04 5F045 AA08 AB04 AB33 AC01 AC19 AD06 AE19 AF06 AF07 BB08 CA13 DA52 DQ10 DQ17 EH13 EN05 EN10 HA24 5F103 AA01 DD28 HH04 LL04 PP18 RR01 RR08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) C23C 16/44 C23C 16/44 F 16/458 16/458 H01L 21/203 H01L 21/203 Z 21/31 21/31 C 21/68 21/68 A F term (Reference) 4K029 AA09 AA24 BA01 BB02 BB03 BC03 BD02 DB20 HA02 HA03 HA04 JA02 JA05 KA01 KA09 4K030 AA06 AA07 AA08 AA13 AA20 BA29 BA30 BA40 BB12 BB14 CA06 CA17 DA05 FA01 GA12 HA02 HA03 KA22 LA04 5F031 CA02 CA07 DA13 FA01 FA04 5F045 AA08 AB04 AB33 AC01 AC19 AD06 AE19 AF06 AF07 BB08 CA13 DA52 DQ10 DQ17 EH13 EN05 EN10 HA24 5F103 AA01 DD28 HH04 LL04 PP18 RR01 RR08
Claims (11)
て組み合わされる複数のマスクホルダと、 上記基板ホルダまたはマスクホルダを保持し、かつ、こ
の基板ホルダまたはマスクホルダの位置を調整するホル
ダ位置調整装置と、 上記基板ホルダまたはマスクホルダを保持し、かつ、こ
の基板ホルダまたはマスクホルダを上記成膜装置間で搬
送する搬送マニピュレータとを備え、 上記基板ホルダとマスクホルダを、上記ホルダ位置調整
装置と上記搬送マニピュレータとで位置合わせして組み
合わせ、上記搬送マニピュレータで搬送し、上記成膜装
置で上記基板にマスク成膜し、上記操作を繰り返すこと
によって、成膜した薄膜表面を大気に晒すことなく多種
類の薄膜をその機能に応じた形状に形成しつつ積層して
デバイスを作製することを特徴とする、コンビナトリア
ルデバイス作製装置。A plurality of film-forming apparatuses connected to each other, a substrate holder for holding a substrate, a plurality of mask holders for holding a mask, being aligned with the substrate holder, and being combined with each other; A holder position adjusting device that holds a mask holder and adjusts the position of the substrate holder or the mask holder; and a holder position adjusting device that holds the substrate holder or the mask holder and transfers the substrate holder or the mask holder between the film forming devices. A transfer manipulator for transferring, the substrate holder and the mask holder are aligned and combined by the holder position adjusting device and the transfer manipulator, transferred by the transfer manipulator, and mask-formed on the substrate by the film forming device. By forming the film and repeating the above operation, various types of films can be obtained without exposing the surface of the formed thin film to the atmosphere. Characterized by making a device with a thin film by laminating with a shape corresponding to the function, combinatorial device fabrication apparatus.
ルブを介して接続した、ドープドアモルファスシリコン
層及び窒化シリコン絶縁層を形成するプラズマＣＶＤ装
置と、ノンドープアモルファスシリコン層を形成するプ
ラズマＣＶＤ装置と、電極層を形成するパルスレーザ堆
積装置であることを特徴とする、請求項１に記載のコン
ビナトリアルデバイス作製装置。2. A plasma CVD apparatus for forming a doped amorphous silicon layer and a silicon nitride insulating layer connected to each other via a gate valve, and a plasma CVD apparatus for forming a non-doped amorphous silicon layer. And a pulse laser deposition apparatus for forming an electrode layer. The apparatus for producing a combinatorial device according to claim 1, wherein
及び位置合わせ用の嵌合リングを有し、前記複数のマス
クホルダは、上記位置合わせ用のピンに嵌合する嵌合穴
及び上記嵌合リングに嵌合する嵌合リング溝とを備え、 上記ピンと上記嵌合リングを、上記嵌合穴と嵌合リング
溝にそれぞれ嵌合することにより、複数のマスクパター
ンのマスクパターン合わせを行うことを特徴とする、請
求項１に記載のコンビナトリアルデバイス作製装置。3. The substrate holder includes a positioning pin and a positioning fitting ring, and the plurality of mask holders include a fitting hole that fits into the positioning pin and the fitting. A fitting ring groove fitted to the fitting ring, wherein the pins and the fitting ring are fitted in the fitting holes and the fitting ring grooves, respectively, thereby performing mask pattern matching of a plurality of mask patterns. The combinatorial device manufacturing apparatus according to claim 1, wherein:
ルダまたは前記マスクホルダを保持するチャックと、前
記成膜装置間で上記基板ホルダまたは上記マスクホルダ
を搬送するのに十分な長さのロッドを備えることを特徴
とする、請求項１に記載のコンビナトリアルデバイス作
製装置。4. The transfer manipulator includes a chuck for holding the substrate holder or the mask holder, and a rod having a length sufficient to transfer the substrate holder or the mask holder between the film forming apparatuses. The combinatorial device manufacturing apparatus according to claim 1, wherein:
ルダは、前記搬送マニピュレータのチャックが嵌合する
嵌合溝を備えることを特徴とする、請求項１に記載のコ
ンビナトリアルデバイス作製装置。5. The combinatorial device manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the substrate holder and the plurality of mask holders include a fitting groove into which a chuck of the transfer manipulator fits.
ルダまたは前記マスクホルダを安定に載置するための嵌
合溝を備える可動サセプタと、この可動サセプタを上下
左右に移動及び水平面内で回転させる調整ロッドとを備
え、 この調整ロッドと前記搬送マニピュレータを操作し、上
記可動サセプタと上記搬送マニピュレータのチャックと
の相対位置を調整することによって、上記基板ホルダま
たは上記マスクホルダを上記可動サセプタと上記搬送マ
ニピュレータのチャックとの間で受け渡し、かつ、上記
可動サセプタに載置したマスクホルダと上記搬送マニピ
ュレータに保持した基板ホルダを位置合わせして組み合
わせることを特徴とする、請求項１に記載のコンビナト
リアルデバイス作製装置。6. The holder position adjusting device includes a movable susceptor having a fitting groove for stably mounting the substrate holder or the mask holder, and moves the movable susceptor up, down, left and right and rotates in a horizontal plane. An adjusting rod, operating the adjusting rod and the transfer manipulator to adjust a relative position between the movable susceptor and a chuck of the transfer manipulator, thereby transferring the substrate holder or the mask holder to the movable susceptor and the transfer. The combinatorial device according to claim 1, wherein the mask holder mounted on the movable susceptor is transferred between the chucks of the manipulator, and the substrate holder held on the transfer manipulator is aligned and combined. apparatus.
ルダまたは前記マスクホルダを安定に載置するための嵌
合溝を有する可動サセプタと、この可動サセプタを載置
するための固定サセプタと、上記可動サセプタを上下左
右に移動及び水平面内で回転させる調整ロッドと、この
調整ロッドの下端に設けたヒータブロックと、上記可動
サセプタを上記固定サセプタに載置した状態で、上記調
整ロッドをさらに下降できる余動機構とを備え、 上記調整ロッドと前記搬送マニピュレータを操作し、上
記可動サセプタと上記搬送マニピュレータのチャックと
の相対位置を調整することによって、上記可動サセプタ
と上記搬送マニピュレータのチャックとの間で上記基板
ホルダまたは上記マスクホルダを受け渡し、上記可動サ
セプタに載置した上記マスクホルダと上記搬送マニピュ
レータに保持した上記基板ホルダを位置合わせして組み
合わせ、さらに、上記余動機構により、上記固定サセプ
タに載置した上記基板ホルダに上記ヒータブロックを密
着させて、基板ホルダを加熱することを特徴とする、請
求項１に記載のコンビナトリアルデバイス作製装置。7. The holder position adjusting device includes: a movable susceptor having a fitting groove for stably mounting the substrate holder or the mask holder; a fixed susceptor for mounting the movable susceptor; An adjusting rod for moving the movable susceptor up and down and right and left and rotating in a horizontal plane; a heater block provided at a lower end of the adjusting rod; and the adjusting rod further lowered while the movable susceptor is mounted on the fixed susceptor. An extra movement mechanism is provided, by operating the adjusting rod and the transfer manipulator, and adjusting the relative position between the movable susceptor and the chuck of the transfer manipulator, so that the movable susceptor and the chuck of the transfer manipulator can be moved. The substrate holder or the mask holder is delivered, and the mask mounted on the movable susceptor is transferred. The holder is held in close contact with the substrate holder mounted on the fixed susceptor, and the substrate holder is heated by the extra-movement mechanism. The apparatus for producing a combinatorial device according to claim 1, wherein:
とヒートシンクとから構成され、上記ヒートシンクは、
上記基板ホルダ・リングからはみ出して、かつ、上記ヒ
ートシンクと点接触で固定され、前記ヒータブロックか
ら熱量を受け取り、かつ、受け取った熱量を上記基板ホ
ルダ・リングに散逸し難くしたことを特徴とする、請求
項１に記載のコンビナトリアルデバイス作製装置。8. The substrate holder comprises a substrate holder ring and a heat sink, wherein the heat sink comprises:
Protruding from the substrate holder ring, and fixed at the point contact with the heat sink, received the heat amount from the heater block, and made it difficult to dissipate the received heat amount to the substrate holder ring, An apparatus for producing a combinatorial device according to claim 1.
定したガイドロッドと、このガイドロッドにガイド可能
に取り付けたガイド盤と、上記ガイドロッド上端に固設
したガイドストッパとを備え、上記ガイド盤を前記調整
ロッドに固設して構成されることを特徴とする、請求項
１に記載のコンビナトリアルデバイス作製装置。9. The extra-movement mechanism includes a guide rod fixed to the movable susceptor, a guide plate attached to the guide rod so as to be able to guide, and a guide stopper fixed to an upper end of the guide rod. The combinatorial device manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a board is fixed to the adjustment rod.
タは、前記基板ホルダを前記プラズマＣＶＤ装置のプラ
ズマに又は前記パルスレーザ堆積装置の蒸着原子に晒す
ための開口を備え、上記固定サセプタは、上記プラズマ
ＣＶＤ装置のアノードを兼ねることを特徴とする、請求
項１に記載のコンビナトリアルデバイス作製装置。10. The movable susceptor and the fixed susceptor each have an opening for exposing the substrate holder to plasma of the plasma CVD apparatus or vapor deposition atoms of the pulsed laser deposition apparatus. The device for producing a combinatorial device according to claim 1, wherein the device also serves as an anode of the device.
の位置合わせ用のピンに嵌合する前記嵌合穴を複数有
し、これらの嵌合穴を成膜毎に順次ずらして上記ピンと
嵌合させることによって、分割成膜することを特徴とす
る、請求項１に記載のコンビナトリアルデバイス作製装
置。11. The mask holder has a plurality of the fitting holes to be fitted into positioning pins of the substrate holder, and the fitting holes are sequentially shifted for each film formation to fit the pins. The apparatus for producing a combinatorial device according to claim 1, wherein the film is formed by division.
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