JP2003096564A - 真空成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モニタガラス１３を基板支持用のドーム５と
共に真空槽１内に搬入して、基板の成膜時に基板と同等
の条件でモニタガラス１３に成膜し、そのモニタガラス
１３に検知光Ｌ１を照射して基板の成膜状態をモニタす
る場合において、モニタガラス１３と、そのモニタガラ
ス１３を覆いかつモニタ成膜部１３ａを成膜させる開口
４４を有するマスク４２とを安定して近接配置し、成膜
時にモニタガラス１３に広がってぼけない明瞭なモニタ
成膜部１３ａを成膜させ、またホルダ８のドーム５に対
する位置決めを不要とする。 【解決手段】 モニタガラス１３を、ドーム５に昇降可
能に載置支持される筒状ホルダ８の底部に設け、真空槽
１内の上部に、ホルダ８上部の当接面１１との当接によ
りモニタガラス１３をモニタ位置に位置決めするホルダ
受部２７を設け、マスク昇降機構４７により、ホルダ８
上部の当接面１１がホルダ受部２７に当接するようにマ
スク４２を上昇させてホルダ８の下部に押し付け、その
状態で基板の成膜を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空槽内で基板を
成膜するときにその基板の成膜状態をモニタガラスによ
りリアルタイムでモニタするようにした真空成膜装置に
関し、特に、成膜状態のモニタ精度を高めるための対策
に関する技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の真空成膜装置に用い
られる光学式モニタとして、投光器、ミラーボックス、
受光器、計測器本体等からなり、モニタガラスを基板保
持用の基板ドームの回転中心近くで真空槽内の基板と同
等の成膜条件が得られるモニタ位置に配置しておき、そ
のモニタガラスに成膜されるモニタ成膜部に投光器から
の検知光を照射して反射させ、その反射光量の変化を受
光器で検知して膜厚を計測するようにしたものが公知で
ある。

【０００３】このモニタでは、モニタガラスからの反射
光のうち、フィルタを介して特定波長の単色光のみを受
光器に導入し、これを光電変換して膜厚の計測を行う。
このとき、単色光の反射率は、膜厚の増加に伴ってサイ
ンカーブ状に連続して増減する。つまり、膜厚が単色光
の半波長の整数倍（０倍を含む）のときに反射率（反射
光量）が最大となり、膜厚が単色光の１／４波長の整数
倍のときに最小の反射率となる。

【０００４】ところで、上記基板に多数の成膜を層状に
順に行って多層膜を形成する場合、例えば真空槽の上壁
にそれを貫通して回転可能に支持された円筒状ドーム回
転軸と、このドーム回転軸の下端に設けられ、基板ドー
ムを吊り下げるアームとを備えた吊下げ式ドーム回転機
構に対し、そのドーム回転軸内に回転軸を回転可能に挿
通支持し、この回転軸の下端にガラスホルダを設け、該
ガラスホルダの外周部に複数のモニタガラスを配設し、
基板の各層の成膜毎にガラスホルダを回転させてモニタ
ガラスを逐次交換することにより、各成膜の膜厚をモニ
タするようにしたモニタガラス交換装置が知られてい
る。

【０００５】その一例として、本願出願人は、前に、上
記ガラスホルダをケース内に備えたものをカートリッジ
として真空槽とは別に設け、このカートリッジを真空槽
内に搬入してその回転軸を真空槽内の駆動機構にクラン
プ保持させ、その状態でカートリッジの回転軸の駆動に
よりガラスホルダを回転させてモニタガラスを交換する
ようにしたものを提案している（特公平６―４９９３９
号公報参照）。

【０００６】また、この他、上端部にフランジを有する
筒状ホルダの底部に比較的大径の１枚のモニタガラスを
設けて、そのホルダをドームに昇降可能に載置支持する
ようにしておき、真空槽内の上部に、上記ホルダを上端
部のフランジに係止して吊り上げる吊上げフックを設け
る一方、真空槽内の下部に、成膜物質を通過させてモニ
タガラスにモニタ成膜部を成膜させるための開口を有す
るマスクをマスク昇降機構により昇降可能に設け、ドー
ムと共に真空槽内に搬入されたホルダを上記吊上げフッ
クによりドームから吊り上げてモニタガラスをモニタ位
置にセットする一方、そのモニタガラスの下側からマス
クを上昇させてモニタガラスに近接配置し、この状態で
ドーム上の基板に成膜することで、モニタガラスの不要
部分をマスクにより遮蔽しながら、その開口に対向する
部分のみに基板と同等の条件でモニタ成膜部を成膜さ
せ、この基板に対する１つの層の成膜が終了すると、上
記吊上げフックの回転によりホルダを一定角度だけイン
デックス回転させてモニタガラスにおいてマスクの開口
に対向する位置を変更し、その後に基板に対し次の層の
成膜を行うようにしたものも知られている（←この段落
に記載の技術は資料中の「旧方式」で、公知であるとの
ことでしたが、念のため公知であることをご確認下さ
い）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記後者の従
来例のものでは、成膜時の加熱に伴う吊上げフックやマ
スク昇降機構の熱変形、或いはドームやホルダの搬送位
置のずれ等を考慮すると、吊上げフックにより吊り下げ
られたホルダの下部と、その下側に近接配置されるマス
クとの間に互いの干渉防止用の逃げための一定以上の間
隔（例えば５ｍｍ）が必要となり、この間隔によりマス
クの開口とモニタガラスとの距離が大きくなってしま
い、成膜時にモニタガラスにモニタ成膜部が大きく広が
ってぼけた状態で成膜されてしまい、そのモニタ成膜部
において成膜状態を適正にモニタするための範囲は逆に
狭くなり、成膜のモニタ精度やその信頼性が低くなるば
かりでなく、モニタ成膜部自体の大きさの増大により１
枚のモニタガラスに成膜できるモニタ成膜部の数が少な
くなるという問題がある。

【０００８】また、ホルダのフランジを吊上げフックに
係止するために、そのホルダのフランジに吊上げフック
が通る切欠き等の基準部位を設けて、係止前又は係止解
除時には、この基準部位に吊上げフックを対応させねば
ならず、このために、予め、ホルダをドームに対し位置
決めしておく必要が生じて作業性が悪くなる。

【０００９】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上記のように真空槽内でホルダをその
底部のモニタガラスがモニタ位置に位置付けられるよう
に保持する場合において、その保持構造に改良を加える
ことにより、ホルダ底部のモニタガラスがマスクに対し
常に一定の距離で安定して近接配置されるようにし、成
膜時にモニタガラスに広がってぼけることのないモニタ
成膜部を成膜して、成膜モニタガラスの精度及びその信
頼性を向上させるとともに、ホルダの基板支持用の治具
に対する位置決めをも不要とできるようにすることにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、マスクをモニタガラスに一定の距
離で近接配置させるという点に着目し、上記したように
ホルダを吊り下げてモニタガラスのモニタ位置に保持す
るのではなく、真空槽内の上部にホルダ受部を配置し、
ホルダをマスクにより押し上げてその上部をホルダ受部
に押し付けた状態で保持するようにした。

【００１１】具体的には、請求項１の発明では、モニタ
ガラスを基板支持用の治具と共に真空槽内に搬入して基
板と同等の条件で成膜されるモニタ位置に配置し、基板
の成膜時にモニタ位置のモニタガラスに検知光を照射し
て基板の成膜状態をモニタするようにした真空成膜装置
が前提である。

【００１２】そして、上記モニタガラスは、上記治具に
昇降可能に載置支持される筒状ホルダの底部に設けられ
ている。また、真空槽内の上部に配置され、上記ホルダ
の上部が当接したときにモニタガラスを上記モニタ位置
に位置決めするホルダ受部と、上記ホルダの底部に当接
可能に設けられ、かつ成膜物質を通過させてモニタガラ
スにモニタ成膜部を成膜させる開口を有し、この開口以
外の部分で上記モニタガラスを覆うマスクと、上記ホル
ダの上部がホルダ受部に当接するように上記マスクを上
昇させてホルダの下部に押し付けるマスク昇降機構とを
備えた構成とする。

【００１３】上記の構成によると、底部にモニタガラス
が設けられているホルダは、基板を支持する治具に昇降
可能に支持されているので、ホルダを治具に支持し、そ
の治具を真空槽内に搬入することで、モニタガラスが真
空槽に搬入される。真空槽内において、搬入された治具
が所定位置に位置付けられると、ホルダがマスクの上方
に位置し、その後にマスク昇降機構によりマスクが上昇
してホルダが治具から押し上げられ、そのホルダの上部
がホルダ受部に当接するようにマスクがホルダの下部に
押し付けられ、このホルダ受部との当接状態でモニタガ
ラスがモニタ位置に位置付けられる。この状態で治具に
支持されている基板に対し成膜物質により所定の成膜処
理が行われ、一部の成膜物質がマスクの開口を通過して
モニタガラスにモニタ成膜部を形成し、このモニタ成膜
部は基板と同等の条件で成膜される。基板に対する成膜
処理の終了後は、上記マスク昇降機構によりマスクが下
降移動し、このマスクの下降移動によりホルダがホルダ
受部から離れて下降し元の治具上に載置支持される。

【００１４】このとき、上記成膜時には、マスクがホル
ダの下部に押し付けられてホルダの上部がホルダ受部に
押し当てられ、その状態でモニタガラスにモニタ成膜部
が成膜されるので、成膜時の加熱に伴う各部分の熱変
形、或いは治具やホルダの搬送位置のずれ等があって
も、マスク（開口）とモニタガラスとを近接させて両者
間の距離を常に一定の距離に安定して保つことができ、
モニタガラスに広がりがなくかつぼけのない明瞭なモニ
タ成膜部が成膜されることになり、そのモニタ成膜部に
よる成膜モニタのモニタ精度及び信頼性を高めることが
できる。

【００１５】また、マスクをホルダ下部に押し付け、そ
のホルダ上部をホルダ受部に当接させてモニタガラスを
モニタ位置に保持するので、治具に対するホルダの回転
位置如何に関係なく、ホルダをマスクで持ち上げ、或い
は成膜後にホルダを治具上に再支持することができ、予
め、ホルダを治具に対し位置決めしておく必要がなく、
ホルダを治具に支持するときの作業性を高めることがで
きる。

【００１６】請求項２の発明では、上記マスク昇降機構
は、マスクをホルダの下部に押し付けられる方向に付勢
する弾性部材を有するものとする。こうすると、マスク
に熱変形等があっても、それを吸収しながら、ホルダを
ホルダ受部に安定して当接させることができ、モニタガ
ラスによる成膜モニタを安定して行うことができる。

【００１７】請求項３の発明では、マスクがモニタガラ
スを覆ったときにマスクの開口がモニタガラスの中央位
置からオフセットした位置に対向するように設定され、
ホルダ受部は回転可能とされている一方、マスクにはホ
ルダに当接した状態で回転可能な回転部が設けられ、上
記ホルダ受部をホルダと共に回転駆動してモニタガラス
におけるマスクの開口との対向位置を変更する回転機構
が設けられている構成とする。

【００１８】このことで、マスクがモニタガラスを覆っ
たときに開口がモニタガラスの中央位置からオフセット
した位置に対向するので、基板の成膜時に、このモニタ
ガラスの中央位置からオフセットした位置にモニタ成膜
部が成膜される。そして、基板に対し多数の成膜を層状
に順に行って多層膜を形成する場合、各層の成膜が終了
する都度、回転機構によりホルダ受部が回転駆動され、
このホルダ受部の回転に伴い、ホルダ受部とマスクの回
転部との間に挟まれた状態で支持されているホルダが回
転し、モニタガラスにおいてマスクの開口に対向する位
置がモニタ成膜部の成膜されていない新しい位置に変更
される。従って、基板に多層膜を成膜するときの成膜状
態のモニタ精度やその信頼性を高めることができること
は勿論、モニタガラスでのモニタ成膜部の大きさも小さ
くなって１枚のモニタガラスに成膜できるモニタ成膜部
の数を多くすることができ、より多くの多層膜の成膜モ
ニタに対処することができる。

【００１９】請求項４の発明では、上記治具にはホルダ
支持孔が形成されている一方、ホルダは、ホルダ支持孔
内に嵌挿されるホルダ本体と、このホルダ本体の上端部
に形成され、ホルダ支持孔の周縁部に係止されるフラン
ジとを備えている構成とする。

【００２０】こうすると、ホルダは治具に対し、そのホ
ルダ本体がホルダ支持孔内に嵌挿されかつフランジがホ
ルダ支持孔の周縁部に係止された状態で支持され、この
ホルダを治具から取り出すときには、マスクによりホル
ダの下部を押し上げると、そのホルダはホルダ支持孔か
ら押し出され、その上部がホルダ受部に押し付けられ
る。このような治具に対するホルダの支持構造により、
ホルダのフランジを吊上げフックに係止して持ち上げる
構造のように、そのフランジを治具から突出させてフラ
ンジの下側にフック挿入用に隙間を設けておく必要はな
く、ホルダを支持した状態の治具の高さを低くして、真
空槽において治具搬入出用の開口の高さを小さくするこ
とができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図７は本発明の実施形態に係る真
空成膜装置Ａの全体構成を概略的に示し、１は真空槽
で、その内部には常時真空状態に保たれる蒸着室２が形
成され、この蒸着室２内の底壁には複数種類の蒸着源
３，３，…（１つのみ図示する）が配置されており、こ
の各蒸着源３を加熱して蒸発させ、その蒸発物質を蒸着
室２内で飛翔させてドーム５上の各基板（図示せず）に
蒸着させて蒸着膜を成膜する。

【００２２】図２に示すように、上記ドーム５は円形ド
ーム形状をなし、その表面に複数の基板が支持される。
このドーム５の中心部（頂部）には円形状のホルダ支持
孔６が形成され、このホルダ支持孔６にはホルダ８が着
脱可能に載置支持されている。このホルダ８は、図１に
も示すように、上記ドーム５のホルダ支持孔６に嵌挿さ
れる円筒状のホルダ本体９と、そのホルダ本体９の上端
部から半径方向外側に延び、ホルダ支持孔６の周縁部に
上側から係止されるフランジ１０とからなり、このフラ
ンジ１０及びホルダ本体９の接続部分の上面には、水平
面からなる当接面１１と、その外側に位置し、半径方向
外側に向かって上側にテーパ状に傾斜するガイド面１２
とが形成され、このガイド面１２は後述するホルダ受部
２７の下端部の受面２８を当接面１１に当接するように
案内する。そして、ホルダ８はドーム５に対し、ホルダ
本体９がホルダ支持孔６内に嵌挿されかつフランジ１０
がホルダ支持孔６周縁部に係止された状態で昇降可能に
載置支持されている。

【００２３】上記ホルダ本体９内の下端部には円形板状
のモニタガラス１３が嵌合固定されており、このことで
モニタガラス１３はホルダ８の底部に設けられている。
このモニタガラス１３は、各基板に対する複数種類の多
層の成膜状態をモニタするためのもので、モニタガラス
１３をドーム５と共に真空槽１内の蒸着室２に搬入して
基板と同等の条件で成膜されるモニタ位置に配置し、基
板の成膜時にモニタ位置のモニタガラス１３に後述する
検知光Ｌ１を照射して基板の成膜状態をモニタするよう
にしている。

【００２４】図７に示すように、上記真空槽１内の蒸着
室２の上部において対向する側壁の一方の外側には入口
ロードロック室（図示せず）が、また他方の外側には出
口ロードロック室（図示せず）がそれぞれ配設され、入
口ロードロック室と蒸着室２とは両室を連通する搬入口
（図示せず）を有する入口ゲート弁１５を介して、また
蒸着室２と出口ロードロック室とは両室を連通する搬出
口（図示せず）を有する出口ゲート弁１６を介してそれ
ぞれ接続されている。

【００２５】そして、上記ドーム５は入口ロードロック
室、蒸着室２及び出口ロードロック室の各々の内部で１
台のキャリア１８により載置支持された状態で入口ロー
ドロック室から蒸着室２を経由して出口ロードロック室
に順に搬送される。このため、蒸着室２の側壁部には、
上記キャリア１８を入口ロードロック室及び出口ロード
ロック室の各々に亘り移送させる搬送ローラ１９，１
９，…が設けられている。

【００２６】図２に示すように、蒸着室２内の上壁部に
はドーム５を保持して回転させるドーム回転機構２１が
設けられている。このドーム回転機構２１は、蒸着室２
の上壁に気密状に貫通した状態で回転可能に支持されか
つ蒸着室２の外部から駆動されて回転動作が行われる回
転軸部２２と、この回転軸部２２の下端に中央部にて一
体的に固定され、外周縁部でドーム５の外周縁部を回転
しながら係止する係止アーム部２３とを備えてなる。

【００２７】また、図示しないが、蒸着室２１内の下部
には上記搬送ローラ１９，１９，…上にあるキャリア１
８を上昇動作により上昇させるキャリア昇降機構が設置
されており、ドーム５の各基板に成膜するときには、処
理前のドーム５を載置支持したキャリア１８が蒸着室２
１（詳しくはその搬送ローラ１９，１９，…上）に位置
している状態で、キャリア昇降機構の上昇動作によりキ
ャリア１８を搬送ローラ１９，１９，…から持ち上げ、
その状態でドーム回転機構２１の係止アーム部２３によ
りドーム５を係止してキャリア１８から取り上げた後、
このドーム回転機構２１によりドーム５を保持したまま
で回転させることにより、そのドーム５の基板に蒸着源
３からの蒸発物質で蒸着膜を成膜する一方、ドーム５の
基板に対する成膜処理が終了すると、上記成膜時とは逆
に、ドーム回転機構２１の係止アーム部２３のドーム５
との係止を解除してドーム５を係止アーム部２３からキ
ャリア１８上に預けるとともに、キャリア昇降機構を下
降移動させてキャリア１８を搬送ローラ１９，１９，…
上に載置支持するようにしている。

【００２８】尚、蒸着室２の上部にはシースヒータ２５
が配置されており、蒸着室２でドーム回転機構２１によ
りドーム５を回転させながら成膜するときに、その各基
板をヒータ２５の作動により加熱する。

【００２９】図２及び図５に示す如く、上記蒸着室２の
上部には円筒状のホルダ受部２７が配設されている。す
なわち、真空槽１の上壁部には円筒状の支持部材３０の
上端部が固定され、この支持部材３０は真空槽１の上壁
から垂下して、その下端部内に上記ホルダ受部２７が同
心状に配置され、このホルダ受部２７は支持部材３０に
対し上下に近接して並んだ１対のベアリング３１，３１
を介して回転可能に支持されている。ホルダ受部２７
は、上記ホルダ８のホルダ本体９と略同径及び略同厚の
円筒形状のもので、その下端面にはホルダ８上部の当接
面１１に当接する受面２８が形成されており、このホル
ダ受部２７の受面２８にホルダ８上部の当接面１１が当
接したときに、ホルダ８底部のモニタガラス１３をモニ
タ位置に位置決めするようにしている。

【００３０】上記ホルダ８を回転させるためのホルダ受
部回転機構３２が設けられている。つまり、ホルダ受部
２７の上端部にはスリット状の歯部２９が形成され、こ
の歯部２９にはピニオン３３が内接状態で噛合されてい
る。図５に示すように、このピニオン３３は、支持部材
３０内の一側を上下方向に延びる駆動軸３４の下端部に
回転一体に取付固定され、この駆動軸３４の下部は軸受
３５により支持部材３０に回転可能に支持されている。
駆動軸３４の上端部は真空槽１の上壁を気密状に貫通し
てその外側に延び、この駆動軸３４の上端部には従動ギ
ヤ３６が回転一体に取付固定され、この従動ギヤ３６は
駆動ギヤ３７に噛合され、この駆動ギヤ３７は減速ギヤ
機構（図示せず）を内蔵したモータ３８の出力軸３８ａ
に取り付けられており、ホルダ受部２７下端の受面２８
にホルダ８上端の当接面１１を当接させた状態で、モー
タ３８の作動によりピニオン３３を駆動してホルダ受部
２７をホルダ８と共に回転駆動し、モニタガラス１３に
おける後述のマスク４２の開口４４との対向位置を変更
するようにしている。

【００３１】また、真空槽１の上壁には上記支持部材３
０内の他側に対応する部分に長円形状のガラス装着孔３
９が貫通形成され、このガラス装着孔３９には同形状の
ガラスが気密状に取付固定されている。そして、図示し
ないが、真空槽１上壁の外側には公知の光学式膜厚モニ
タ装置が取り付けられている。この膜厚モニタ装置は、
ドーム５上の各基板に蒸着される成膜状態をリアルタイ
ムで測定するためのもので、投光器と、２つの反射ミラ
ーが隣接して配置されたミラーボックスと、投光器にミ
ラーボックスを挟んで対向配置された受光器と、計測器
とを備え、真空槽１内の蒸発物質の飛翔領域においてモ
ニタ位置に配置されるモニタガラス１３を基板と同等の
試料とし、これに照射した検知光Ｌ１の反射度合を計測
して膜厚を判定する。すなわち、図６に示すように、投
光器からミラーボックスの一方の反射ミラーを介して変
向案内させた検知光Ｌ１（入射光）を上記ガラス４０を
通してモニタガラス１３に入射するとともに、このモニ
タガラス１３からの計測光Ｌ２（反射光）をガラス４０
を通してミラーボックスの他方の反射ミラーを介して変
向案内させて受光器で受け、この受光器のフィルタでの
光干渉作用によりモニタガラス１３からの反射光の中か
ら特定波長の単色光のみを通過させ、この単色光を光電
管やフォトダイオード等の光電変換素子で信号電流に変
換して計測器に出力するようにしている。

【００３２】一方、蒸着室２内の中間部には、上記モニ
タ位置にあるモニタガラス１３を下側から覆って蒸着源
３から飛翔する蒸発物質の蒸着を防ぐためのマスク４２
が配置されている。図１に拡大して示すように、このマ
スク４２は円板状のもので、その上面の周縁部にはホル
ダ８の外径よりも若干だけ大径の内径を有するリンク状
のガイド部４３が取付固定され、このガイド部４３の内
周上端部は上側に向かって大径となるように傾斜するテ
ーパ面に形成されており、このテーパ面で案内しながら
ガイド部４３内側のマスク４２上面、詳しくは後述の回
転部４５上面にホルダ８の下端部を当接させるようにし
ている。

【００３３】そして、上記マスク４２において中心から
オフセットした位置には、下面から上面に向かって小径
となるテーパ状貫通孔からなる開口４４が形成され、こ
の開口４４の位置は、マスク４２がモニタガラス１３を
覆ったときにモニタガラス１３の中心位置からオフセッ
トした位置になるように設定されており、このマスク４
２において開口４４により蒸着源３からの蒸発物質を通
過させてモニタガラス１３に蒸着膜からなるモニタ成膜
部１３ａを成膜させ、開口４４以外の部分でモニタガラ
ス１３を覆うようにしている。

【００３４】また、上記マスク４２の上面にはガイド部
４３内側の位置に円環状の凹溝４２ａが同心状に形成さ
れ、この凹溝４２ａにはベアリングからなる円環状の回
転部４５がその半径方向外半部をガイド部４３で抜止め
されて嵌装されており、この回転部４５の上面の半径方
向内半部にホルダ８の下端面を当接させた状態で回転部
４５を回転させることにより、ホルダ受部回転機構３２
による駆動回転によりホルダ８をマスク４２上で回転可
能としている。

【００３５】さらに、上記マスク４２を昇降させるマス
ク昇降機構４７が設けられている。このマスク昇降機構
４７は、図３及び図４に示すように、円周方向に略等間
隔をあけて配置されかつ内端側に向かって上側に傾斜す
る４本のアーム４８，４８，…を備え、これらのアーム
４８，４８，…の内端部はマスク４２下面の周縁部に連
結固定されている。各アーム４８の外端部にはブラケッ
ト４９が固定され、このブラケット４９の上側には２本
のアーム４８，４８毎にまとめられた１対の円弧状の昇
降部材５２，５２の各々の両端部が配置されている。そ
して、各ブラケット４９の上面には、昇降部材５２の端
部を貫通してその上側に延びる上下方向の連結ピン５０
が突設されており、この各連結ピン５０によりブラケッ
ト４９が昇降部材５２の両端部に昇降可能に支持されて
いる。昇降部材５２の上側に位置する各連結ピン５０の
上端部にはばね止め５１が形成され、このばね止め５１
と昇降部材５２の上面との間には弾性部材としてのコイ
ルばね５３が連結ピン５０の周りに位置した状態で縮装
されている。そして、昇降部材５２は図外の昇降駆動手
段に連結されており、この昇降駆動手段の駆動による昇
降部材５２の昇降移動により各コイルばね５３及び各ア
ーム４８を介してマスク４２を昇降させ、その上昇移動
によりマスク４２の回転部４５上面をホルダ８の下端部
に押し付けてホルダ８上端の当接面１１をホルダ受部２
７下端の受面２８に当接させるとともに、コイルばね５
３の伸張付勢力により、マスク４２をホルダ８の下端部
に押し付けられる上方向に付勢している。

【００３６】したがって、上記実施形態においては、蒸
着室２、入口ロードロック室及び出口ロードロック室が
いずれも真空状態にあるときに入口ゲート弁１５が開
き、各基板及びホルダ８を支持したドーム５がキャリア
１８上に載置されて搬送ローラ１９，１９，…により入
口ロードロック室から蒸着室２に搬入され、この搬入後
に入口ゲート弁１５が閉じられて蒸着室２が密閉され
る。

【００３７】そのとき、上記ホルダ８はドーム５に対
し、ホルダ本体９がドーム５中心部のホルダ支持孔６内
に嵌挿されかつホルダ８のフランジ１０がホルダ支持孔
６周縁部に係止された状態で載置支持されている。

【００３８】そして、蒸着室２においては、マスク昇降
機構４７によりマスク４２は下降位置にあり、搬入され
たドーム５が所定位置に位置付けられると、そのドーム
５に支持されているホルダ８が上記マスク４２の上方に
停止する。この後、キャリア昇降機構によりキャリア１
８が搬送ローラ１９，１９，…から押し上げられ、キャ
リア１８上のドーム５がドーム回転機構２１の係止アー
ム部により支持される。また、マスク昇降機構４７の昇
降部材５２が上昇して、この昇降部材５２の両端部に連
結ピン５０、コイルばね５３、ブラケット４９及びアー
ム４８を介して支持されているマスク４２も上昇移動
し、このマスク４２の上昇移動によりマスク４２上の回
転部４５上面がホルダ８の下端部に当接し、その後はホ
ルダ８がドーム５から押し上げられてホルダ本体９がホ
ルダ支持孔６から抜け出す。マスク４２の上昇端位置で
はホルダ８上部の当接面１１がホルダ受部２７下端の受
面２８に当接し、このホルダ受部２７とホルダ８との当
接状態では、ホルダ本体９内の下端部に嵌合固定されて
いるモニタガラス１３がモニタ位置に位置付けられる。
このモニタ位置にあるモニタガラス１３は、ホルダ８下
端部をそれと当接した状態で押しているマスク４２によ
り覆われ、そのマスク４２の開口４４のみを通して蒸着
室２下部の蒸着源３が臨んだ状態となる。

【００３９】この状態で、蒸着源３が加熱され、その加
熱状態でドーム５がドーム回転機構２１により回転し、
ドーム５に支持されている各基板に対し蒸着源３から飛
翔した蒸発物質が蒸着して蒸着膜が成膜される。また、
上記蒸着源３からの蒸発物質の一部がマスク４２の開口
４４を通過してモニタガラス１３下面に蒸着し、この蒸
着によりモニタガラス１３に蒸着膜からなるモニタ成膜
部１３ａが基板に対する蒸着膜と同等の条件で形成され
る。そして、このモニタ成膜部１３ａに対する蒸着膜の
形成を膜厚モニタ装置によりモニタすることで、基板に
対する蒸着膜の成膜状態を判定することができる。

【００４０】そのとき、上記マスク４２がホルダ８の下
端部に押し付けられ、そのホルダ８上部の当接面１１が
ホルダ受部２７下端の受面２８に当接した状態で、その
モニタガラス１３にモニタ成膜部１３ａが成膜されるの
で、仮に成膜時の加熱に伴う各部分の熱変形、或いはド
ーム５やホルダ８の搬送位置のずれ等があったとして
も、マスク４２のホルダ８下端部への押付けによりマス
ク４２の開口４４とモニタガラス１３とが近接し、両者
間の距離が常に一定の距離に安定して保たれる。このこ
とで、モニタガラス１３に広がりがなくぼけない明瞭な
モニタ成膜部１３ａ（蒸着膜）を形成することができ、
そのモニタ成膜部１３ａの大きさが小さくなるととも
に、モニタ成膜部１３ａ全体において成膜状態を適正に
モニタするための範囲が相対的に大に確保され、成膜モ
ニタの精度及び信頼性を高めることができる。

【００４１】また、マスク４２をホルダ８の下端部に押
し付け、ホルダ８上部の当接面１１をホルダ受部２７に
押し付けてモニタガラス１３をモニタ位置に保持するの
で、ホルダ８をどのような回転位置でドーム５に載置支
持しておいても、ホルダ８をマスク４２で持ち上げ、或
いは後述の如く成膜後にホルダ８をドーム５上に再支持
することができ、蒸着室２（入口ロードロック室）に搬
入する前のドーム５にホルダ８を支持する際に、そのホ
ルダ８をドーム５に位置決めして支持する必要がなく、
その作業性を高めることができる。

【００４２】さらに、上記マスク昇降機構４７における
昇降部材５２と連結ピン５０上端のばね止め５１との間
にコイルばね５３が縮装されているので、このばねの伸
張付勢力によりマスク４２が上方に付勢されて、マスク
４２の回転部４５上面がホルダ８の下端部に、またホル
ダ８上端部の当接面１１がホルダ受部２７の受面２８に
それぞれ常時押し付けられるようになり、マスク４２に
熱変形等があっても、それを吸収しながら、ホルダ８を
ホルダ受部２７に安定して押し当てることができ、モニ
タガラス１３による成膜処理のモニタを安定して行うこ
とができる。

【００４３】そして、このようにして膜厚モニタ装置に
よる成膜状態のモニタにより各基板に適正な蒸着膜が成
膜されると、蒸着源３の加熱のみが停止されて蒸発物質
の飛翔が止まり、基板に対する１層目の成膜処理を終了
する。

【００４４】この後、ホルダ受部回転機構３２のモータ
３８が作動して駆動ギヤ３７、従動ギヤ３６及び駆動軸
３４を介してピニオン３３が回転駆動され、このピニオ
ン３３に噛合しているホルダ受部２７が所定角度だけイ
ンデックス回転する。このホルダ受部２７下端の受面２
８とマスク４２の回転部４５上面との間にはホルダ８が
挟圧保持されているので、ホルダ受部２７の回転に伴
い、ホルダ８がマスク４２の回転部４５と共に所定角度
だけ追従回転し、このことで、モニタガラス１３におい
てマスク４２の開口４４に対向する位置が、先に形成さ
れている１層目のモニタ成膜部１３ａから未だ成膜され
ていない新しい位置に変更される。この状態で、基板に
対する２層目に対応する蒸着源３が加熱されてその蒸着
源３からの蒸発物質の飛翔が開始され、上記と同様にし
て、各基板に対し２層目の蒸着膜が成膜され、その成膜
処理がモニタガラス１３への成膜により膜厚モニタ装置
でモニタされる。以後は、基板の各層の成膜の都度、同
様の処理が繰り返される。

【００４５】そのとき、上記のように、モニタガラス１
３でのモニタ成膜部１３ａ（蒸着膜）自体の大きさが小
さくなるので、１枚のモニタガラス１３に成膜できるモ
ニタ成膜部１３ａの数を多くすることができ、基板に多
層の蒸着膜を成膜するに当たり、より多くの多層膜の成
膜モニタに対処することができる。

【００４６】以上の如く、基板に対し多層の蒸着膜を成
膜して全ての成膜処理が終了すると、その後は、上記成
膜開始前の動作とは逆の動作が行われ、マスク昇降機構
４７によりマスク４２が下降移動して、このマスク４２
の下降移動によりホルダ８がホルダ受部２７から離れて
下降し元のドーム５上に載置支持される。この後、上記
ドーム５の搬入時と逆の動作が行われ、出口ゲート弁１
６が開いて、成膜後の基板と使用後のホルダ８とを支持
したドーム５が蒸着室２から出口ロードロック室に搬出
される。

【００４７】そして、この実施形態では、上記ホルダ８
はドーム５に対し、ホルダ本体９がドーム５のホルダ支
持孔６内に嵌挿されかつフランジ１０がホルダ支持孔６
周縁部に係止された状態で支持されているので、ホルダ
８のフランジ１０を吊上げフックに係止して持ち上げる
構造のように、そのフランジ１０をドーム５上面から上
方に突出させてフランジ１０の下側にフック挿入用の隙
間を設けておく必要はなく、ホルダ８を支持した状態の
ドーム５の高さを低くすることができ、真空槽１におい
てドーム５の搬入出用の開口、つまり各ゲート弁１５，
１６の搬入口及び搬出口の高さを小さくすることができ
る。

【００４８】尚、上記実施形態は、基板に蒸着源３から
の蒸発物質を蒸着させる成膜装置の例であるが、本発明
は、蒸着処理以外の成膜処理を行う真空成膜装置に対し
ても適用することができるのはいうまでもない。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よると、モニタガラスを基板支持用の治具と共に真空槽
内に搬入して、基板の成膜時に基板と同等の条件でモニ
タガラスに成膜し、そのモニタガラスに検知光を照射し
て基板の成膜状態をモニタする場合において、モニタガ
ラスを、治具に昇降可能に載置支持される筒状ホルダの
底部に設け、真空槽内の上部に、ホルダ上部の当接によ
りモニタガラスをモニタ位置に位置決めするホルダ受部
を設け、モニタガラスを覆いかつモニタガラスにモニタ
成膜部を成膜させる開口を有するマスクをマスク昇降機
構により上昇させ、そのマスクをホルダ下部に押し付け
てホルダ上部をホルダ受部に当接させるようにしたこと
により、成膜時の加熱に伴う各部分の熱変形、或いは基
板支持用の治具やホルダの搬送位置のずれ等があって
も、マスクの開口とモニタガラスとの間の距離を常に一
定の距離に安定して保ち、モニタガラスに明瞭なモニタ
成膜部を形成でき、モニタガラスによる成膜モニタの精
度及び信頼性の向上を図ることができる。また、予め、
ホルダを治具に対し位置決めしておく必要がなく、その
作業性の向上を図ることができる。

【００５０】請求項２の発明によると、マスクをホルダ
の下部に押し付けられる方向に付勢するようにしたこと
により、マスクの熱変形等を吸収しながら、ホルダをホ
ルダ受部に押し付けてモニタガラスによる成膜処理のモ
ニタを安定して行うことができる。

【００５１】請求項３の発明によると、マスクの開口を
モニタガラスの中央位置からオフセットした位置に配置
し、ホルダ受部を回転可能とする一方、マスクにはホル
ダに当接した状態で回転可能な回転部を設け、ホルダ受
部をホルダと共に回転駆動してモニタガラスにおけるマ
スクの開口との対向位置を変更するようにしたことによ
り、基板に多層膜を成膜するときの成膜状態のモニタの
精度及び信頼性の向上を図るとともに、モニタガラスで
のモニタ成膜部を小さくしてその数を多くでき、より多
くの多層膜の成膜モニタを行うことができる。

【００５２】請求項４の発明によると、治具にホルダ支
持孔を形成し、ホルダの上端部にフランジを形成し、ホ
ルダは治具に対し、ホルダ本体をホルダ支持孔内に嵌挿
しかつフランジをホルダ支持孔周縁部に係止して支持す
るようにしたことにより、ホルダを支持した状態の治具
の高さを低くして、真空槽において治具搬入出用の開口
の高さを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホルダがマスクによりホルダ受部に押し付けら
れた状態を拡大して示す断面図である。

【図２】本発明の実施形態において真空槽内の上部を示
す断面図である。

【図３】マスク昇降機構の要部を示す平面図である。

【図４】マスク昇降機構の要部を示す正面図である。

【図５】ホルダ受部回転機構を示す断面図である。

【図６】モニタガラスにより膜厚をモニタする原理を示
す図である。

【図７】実施形態に係る真空成膜装置の概略構成を示す
断面図である。

【符号の説明】

Ａ 真空成膜装置 １ 真空槽 ２ 蒸着室 ３ 蒸着源 ５ ドーム ６ ホルダ支持孔 ８ ホルダ ９ ホルダ本体 １０ フランジ １１ 当接面 １３ モニタガラス １３ａ モニタ成膜部 ２７ ホルダ受部 ２８ 受面 ３２ ホルダ受部回転機構 ４２ マスク ４４ 開口 ４５ 回転部 ４７ マスク昇降機構 ５３ コイルばね（弾性部材） Ｌ１ 検知光

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モニタガラスを基板支持用の治具と共に
   真空槽内に搬入して基板と同等の条件で成膜されるモニ
   タ位置に配置し、基板の成膜時にモニタ位置のモニタガ
   ラスに検知光を照射して基板の成膜状態をモニタするよ
   うにした真空成膜装置において、 上記モニタガラスは、上記治具に昇降可能に載置支持さ
   れる筒状ホルダの底部に設けられており、 真空槽内の上部に配置され、上記ホルダの上部が当接し
   たときにモニタガラスを上記モニタ位置に位置決めする
   ホルダ受部と、 上記ホルダの底部に当接可能に設けられ、成膜物質を通
   過させてモニタガラスにモニタ成膜部を成膜させる開口
   を有し、該開口以外の部分で上記モニタガラスを覆うマ
   スクと、 上記ホルダの上部がホルダ受部に当接するように上記マ
   スクを上昇させてホルダの下部に押し付けるマスク昇降
   機構とを備えたことを特徴とする真空成膜装置。
2. 【請求項２】 請求項１の真空成膜装置において、 マスク昇降機構は、マスクをホルダの下部に押し付けら
   れる方向に付勢する弾性部材を有することを特徴とする
   真空成膜装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の真空成膜装置におい
   て、 マスクがモニタガラスを覆ったときにマスクの開口がモ
   ニタガラスの中央位置からオフセットした位置に対向す
   るように設定され、 ホルダ受部は回転可能とされている一方、 マスクにはホルダに当接した状態で回転可能な回転部が
   設けられ、 上記ホルダ受部をホルダと共に回転駆動してモニタガラ
   スにおけるマスクの開口との対向位置を変更する回転機
   構が設けられていることを特徴とする真空成膜装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つの真空成膜
   装置において、 治具にはホルダ支持孔が形成されている一方、 ホルダは、上記ホルダ支持孔内に嵌挿されるホルダ本体
   と、該ホルダ本体の上端部に形成され、ホルダ支持孔の
   周縁部に係止されるフランジとを備えていることを特徴
   とする真空成膜装置。