JP2004099947A - Thin-film-forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜形成装置に係り、特に成膜室を真空に保持したまま順次にプラスチック基板等に成膜処理を行うことが可能な連続式成膜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、各種基板(眼鏡レンズ、導光板等)は、薄膜形成装置を用いた真空蒸着等の薄膜形成処理によって、その表面に薄膜が形成されている。このような薄膜形成の方式としては、基板供給,排気・基板加熱,成膜,基板冷却,大気開放,基板取出し等の一連の処理を1つの真空室(チャンバ)内で行うバッチ処理方式と、特定の処理を受け持つ複数のチャンバ間で基板を受け渡しながら上記処理を連続的に行う連続処理方式が知られている。
【0003】
バッチ処理方式では、成膜処理を行うチャンバの排気,大気開放処理を基板毎に行う必要がある。しかし、連続処理方式では、成膜処理を行うチャンバ(成膜室)は真空状態に維持されるので、同じ条件で安定的な成膜処理を行うことができると共に、成膜室での排気,大気開放処理を行う必要がないため、次々と基板の成膜処理を行うことができるので生産性が高いという利点がある。
【0004】
このような連続処理方式を行う連続式薄膜形成装置としては、例えば3つのチャンバが直列的に連結された構成となっているものが知られている(特開2002−222846号公報参照)。なお、基板は基板ホルダ(例えば、ドーム形状のホルダ)に複数配置されて、各チャンバに順次に搬送され、処理される。
【0005】
上記薄膜形成装置は、3つのチャンバとして供給室、成膜室、取出室が連結された構成となっており、供給室及び取出室下部の大気側には、搬入機構,搬出機構がそれぞれ配設されている。
【0006】
搬入機構,搬出機構は、それぞれ供給室,取出室のベースプレートが上下移動する構成であり、基板ホルダは、ベースプレートに載置された状態で搬入機構によって下位置(取付け高さ)から供給室内に搬送され、搬出機構によって取出室から下位置(取出し高さ)まで搬送されるようになっている。
【0007】
供給室内に搬送された基板ホルダは、キャリアに移載され、キャリアに載置された状態で、成膜室、取出室へ搬送されるように構成されている。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−222846号公報(第5−9頁、第1図)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、基板ホルダは、先ず下位置に停止している供給室のベースプレートに載置され、搬入機構によって供給室内に搬入され、キャリアに移載されるため、基板ホルダの供給室へ供給作業に手間が掛かるという問題があった。
【0010】
また、各チャンバの下部に搬送機構が配設されるため、他の機構をチャンバ下部に配設するためのスペースが制限されるという問題があった。
【0011】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、薄膜形成装置に基板ホルダを供給したり、取出したりする手間が掛からず、チャンバ内下部への他の機構の配置の自由度が向上される薄膜形成装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項1に記載の薄膜形成装置によれば、複数の真空室と、成膜処理される基板が取付けられた基板ホルダの前記真空室間での搬送を行う搬送機構と、を備えた薄膜形成装置であって、前記真空室は、前記基板ホルダの供給及び取外しが行われる補助室を含み、前記補助室には、前記基板ホルダを出し入れ可能な補助室開閉扉が配設され、前記搬送機構は、前記真空室間を前記基板ホルダを支持しながら伸縮可能な搬送アームと、該搬送アームを伸縮させるための駆動部と、を備え、前記搬送アームには、前記補助室開閉扉を通して前記基板ホルダの着脱が可能であることにより解決される。
【0013】
このように本発明によれば、基板ホルダを真空室間で搬送する搬送機構では、補助室に形成された補助室開閉扉を通して、基板ホルダを搬送機構の搬送アームに着脱可能である。これにより、従来、補助室の下側に配設されていた搬入機構,搬出機構が不要となるので好適である。また、補助室開閉扉を開閉して基板ホルダを搬送アームに着脱することのみで、作業者は基板ホルダを搬送機構に受渡すことができるので、処理工程が簡単になると共に、処理効率の向上を図ることができる。
【0014】
また、請求項2に記載のように、前記真空室は、前記基板ホルダの供給及び取外しが行われる補助室と、該補助室に連通された成膜室とを含み、前記搬送機構は、前記補助室に配設することができる。このように搬送機構が補助室に配設され、成膜室内には搬送機構が配設されないので、成膜室内の機構配置の自由度が高まるので好適である。
【0015】
また、請求項3に記載のように、前記搬送機構は、補助室の上側壁に取付けることができる。このようにすると、従来のキャリア搬送方式やデリバリ搬送方式のように、補助室内下部に構成部材が配設されることがないので、補助室内下部への他の機構を配置する自由度が向上される。
【0016】
また、請求項4に記載のように、前記搬送アームは、複数のリンクによって形成され、前記複数のリンクのうち先端にあるリンクには、前記基板ホルダを着脱可能な係合部が配設されるように構成することができる。このように、複数のリンクの伸縮による搬送機構とすることにより構造を簡単にすることができる。
【0017】
また、請求項5に記載のように、前記係合部は、略U字形状の薄板係合片であって、前記係合部は、前記搬送アームが前記補助室での待機位置で停止するときに前記補助室開閉扉の開口方向に相対するように停止されるようにすれば好適である。このようにすると、補助室開閉扉を開けたときに搬送アームに基板ホルダの着脱を行い易くなるので、作業効率が向上される。
【0018】
また、請求項6に記載のように、前記搬送機構では、前記駆動部からの回転力を前記複数のリンクに配設された駆動チェーンによって伝達して前記搬送アームの伸縮が行われ、前記駆動チェーンは、前記前記複数のリンクの上部に配設されれば好適である。このようにすると、リンクが伸びたときに、駆動チェーンが張るようになるので、微小な位置精度の制御を行い易くなる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は実施例の薄膜形成装置の正面説明図、図2は実施例の薄膜形成装置の上面説明図、図3は実施例の成膜室の側面説明図、図4は実施例の覗窓の断面図である。図5は実施例のドーム搬送機構の説明図、図6は実施例の搬送アームの正面図、図7は実施例の搬送アーム支持機構の説明図、図8は実施例の補助室のドーム回転機構の説明図、図9乃至図11は実施例のドアバルブ機構の説明図である。図12は実施例の成膜室上部の機構の説明図、図13は実施例のドーム上下搬送機構の説明図、図14は実施例のフレームの正面図、図15は実施例の成膜室のドーム回転機構の説明図、図16は実施例の成膜室のドーム回転機構の説明図である。図17は実施例の分光特性図、図18は実施例の薄膜形成処理のタイミングチャート、図19は従来例の薄膜形成処理のタイミングチャートである。なお、以下に説明する配置、形状等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【0020】
図1に本発明の実施例に係る薄膜形成装置A(以下、「装置A」という)の断面説明図を示す。本例の装置Aは、主にプラスチック基板表面に多層反射防止膜を形成することを目的とした量産装置である。
【0021】
装置Aは、図中左側から供給室C1、成膜室C2、取出室C3の3つのチャンバを備えている。各チャンバの後面には、不図示のポンプが取付けられる。各チャンバは、ステンレス鋼板材(SUS304No.1、厚さ12mm)が共通に使用され、これを折り曲げ加工し、溶接にてボックス形状としたものである。なお、成膜室C2は作業圧力2.6×10−3(Pa)程度、補助室(供給室C1及び取出室C3)は7(Pa)程度の真空状態まで排気されることを考慮し、安全率3(静荷重)を基準に構成されている。
【0022】
成膜室C2は、ステンレス鋼板材を折り曲げ加工して、左右側板と上板とのつなぎ部分がR形状とされた一体構成となっており、当該つなぎ部分の溶接が不要であると共に、R形状によって強度を持たせる構成とされている。
【0023】
また、成膜室C2の左右側板の大気側面には、水平方向に断面L字状のリブ16(アングル材)が溶接付けされており、開口部周縁に集中する応力に対して構造補強されている。さらに、成膜室C2の上部には、コ字板形状のリブ17がドーム回転機構500等を挟んで図中手前側と奥側の2箇所に溶接付けされている。リブ17は、上部のリブ16とも溶接付けされている。なお、成膜室C2のベースプレート19は、厚さ30mmのステンレス鋼板材(SUS304No.1)が用いられており、側面の板材とは溶接にて一体化されている。このように、装置Aは、薄い板材(厚さ12mm)をベースに形成され、全体の軽量化が図られている。また、装置Aは、リブ16,17等又はR形状の採用による補強が図られている。
【0024】
補助室と成膜室C2との連結は、成膜室C2の左右側板の真空側からボルト締めにて連結される構成となっている。これにより、従来のようにチャンバに取付用フランジを形成する必要がなく、製造コストを低減することができる。なお、補助室と成膜室C2とを連絡する通過口14は補助室側に形成されており、通過口14が開口形成された補助室の側板には厚さ30mmのステンレス鋼板材(SUS304No.1)が使用されている。
【0025】
また、後述するドアバルブ機構300、ドーム搬送機構100、ドーム回転機構500、モニタ回転機構600等はそれぞれユニット化されており、別組みした状態でそれぞれ本体に組付け可能となっている。これにより、組付け工数の低減、作業効率の向上を図ることができると共に、メンテナンスや部品(ユニット全体又はユニット構成部品)交換が容易となる。
【0026】
また、各チャンバは、架台11によって支えられている。成膜室C2には4本のH鋼支柱による架台11が設けられ、供給室C1及び取出室C3にはそれぞれ1本のH鋼支柱による架台11が設けられている。このように、架台11をH鋼の支柱とすることにより製造コストの低減が図られている。
【0027】
また、架台11の各支柱には、装置Aの搬送時にジャッキを装着するためのジャッキアップ部材12が溶接付けされている。
【0028】
さらに、各支柱には図3に示すように搬送用治具取付部13が溶接付けされており、搬送時に搬送用治具2を搬送用治具取付部13に取付けて3つのチャンバの架台11を互いに連結して固定することができるようになっている。
【0029】
本例の搬送用治具2は、左右3本づつの支柱を連結することができるようにチャンネル材によってT型に形成され、搬送用治具2の端部には各支柱の搬送用治具取付部13とボルト締め又は取付ピン等によって固定するための取付孔が形成されている。
【0030】
なお、本例では補助室に支柱が1本づつ配設される構成であるので搬送用治具2をT型としたが、これに限らず、各チャンバに形成された支柱の数、及び配置に応じて適宜の形状とすることができる。さらに、成膜室C2の左右の支柱を互いに固定するようにしても良い。
【0031】
また、リブ17には、クレーンによって装置Aを吊上げる際に使用される吊上げ用穴18が形成されている。このように本例の吊上げ用穴18は構造が簡単であり、従来のように装置Aの上面にアイボルト座を設ける必要がないので、従来に比して部品点数や取付作業工数を削減することができる。
【0032】
図2に示すように補助室の外側面(成膜室C2と連結される側面とは反対側の面)は、曲面となっている。これは、基板ホルダ(950mm径)の形状に合わせて曲面に形成されたものである。そして、補助室の上下側板の外側(成膜室C2とは反対側)の端部は、上記曲面に合わせて略半円状となっている。このようにすることにより、補助室の端部においては曲面で圧力差を支える構造とすることができる。また、これにより省スペース化が図られている。
【0033】
また、本例の装置Aでは補助室に手動式の補助室開閉扉20が設けられており、作業者が補助室開閉扉20を開けて、基板ホルダ40の供給及び取外し作業を行うように構成されている。本例では、作業者は基板ホルダ40を床から1000mm程度の高さに保持して、補助室内のドーム搬送機構100の搬送アーム114に取付けたり、取外したりすることができるようになっている。これにより作業者は取付け及び取外し作業を楽な姿勢で行うことができ、作業者に対する負担が低減されている。
【0034】
上記のように補助室にドーム搬送機構100が設けられ、このドーム搬送機構100に、基板ホルダ40を配設するように構成されているので、従来のように補助室下部に搬入機構及び搬出機構を配設し、この搬入機構及び搬出機構を用いて薄膜形成装置の上部側に配置された補助室へ基板ホルダを供給したり、取出したりするために上下搬送処理を行う必要がなく、装置構成と処理工程を簡略にすることができ好適である。
【0035】
また、装置Aの制御盤を補助室下部へ収納することが可能となり、装置Aと制御盤との配線を短くすることができると共に、装置Aの設置面積を小さくすることができる。さらに、作業者の移動距離を短くすることができるので、作業効率が向上される。
【0036】
なお、本例の装置Aでは、通過口14を通り成膜室C2に搬送された基板ホルダ40は、成膜室C2に備えられたドーム上下搬送機構400によって成膜室C2内上部の成膜位置付近まで搬送される構成となっている。
【0037】
補助室は、図2に示すように補助室を上から見て斜めに切り取られた部分が補助室開閉扉20とされた構成となっている。そして、補助室開閉扉20と補助室とのそれぞれの当接部には平板で形成された枠部21,22が溶接付けされており、枠部22には不図示のパッキンが装着されるようになっている。なお、パッキンは枠部21側に装着されるようにしてもよい。補助室開閉扉20は補助室後側板に設けられているヒンジに取付けられており、補助室開閉扉20は当該ヒンジを中心として装置Aの水平方向外側に回動して開くようになっている。
【0038】
また、補助室開閉扉20は不図示の扉締め金具(供給室C1及び取出室C3にそれぞれ1箇所づつ配設)によって、閉めることができるようになっている。なお、本例では、扉締め金具の配設箇所を1箇所とすることにより、作業者の負担が軽減されている。なお、補助室内部が排気されると補助室開閉扉20が密着する方向に力を受けるので、枠部21,22及びパッキンが密着することにより補助室内部の気密性は保たれる。
【0039】
以上のように補助室開閉扉20と補助室との合わせ面が斜めとなっているので、補助室開閉扉20の開口部は、矩形状で水平方向に大きく開口したものとなる。これにより、作業者が基板ホルダ40をドーム搬送機構100に取付ける作業が容易となる。
【0040】
なお、本例では、作業者は補助室開閉扉20を55度程度開くことにより、基板ホルダ40の脱着作業を行うことができる。また、補助室の形状は、基板ホルダ40の外形形状に合わせて形成されているので、基板ホルダ40がドーム搬送機構100に取付けられた状態では、基板ホルダ40の一部が外に出ている状態となる。そして、補助室開閉扉20が閉められると、一部外に出ていた部分が、補助室開閉扉20に収容される。
【0041】
また、開口部が大きく形成されることにより、補助室内に配設されている機構(例えば、基板加熱用のハロゲンヒータ、ドアバルブ機構300等)へのアクセスが容易となり、メンテナンス及び点検が容易となる。
【0042】
また、従来のように搬入機構,搬出機構によって基板ホルダ40を補助室内に供給したり、取外しをしたりする構成では、搬入機構,搬出機構のメンテナンス等の作業が必要となるが、本例では作業者が搬送アーム114に基板ホルダ40を脱着するだけの構成なので、前記機構に対するメンテナンス等の作業が発生しないので好適である。
【0043】
また、補助室開閉扉20と補助室との合わせ面が本例のように斜めでなく、基板ホルダ40の搬送方向(供給室C1から成膜室C2への方向)と略垂直になるように補助室開閉扉20が形成された場合と比べて、本例の場合は作業者の移動距離が短くて済むので、作業効率が向上されることが期待される。
【0044】
なお、本例では補助室開閉扉20は手動式としたが、これに限らず電動モータ等の駆動源によって自動的に開閉される構成としてもよい。
【0045】
供給室C1、取出室C3の後部側板には、排気口24が形成されており、それぞれの排気口24には共用のあら引きポンプがバルブを介して接続されている。なお、高真空ポンプを接続することも可能となっており、例えば取出室C3で撥水処理を行う場合に高真空ポンプが配設される。
【0046】
また、供給室C1、取出室C3には、ドーム搬送機構100,ドアバルブ機構300及びドーム回転機構200が配設されている。また、供給室C1には、不図示の基板加熱機構が配設されている。
【0047】
供給室C1に配設されたドーム搬送機構100は、搬送アーム110,112,114によって基板ホルダ40を供給室C1から成膜室C2のドーム上下搬送機構400に受け渡す機構である。また、取出室C3のドーム搬送機構100は、成膜処理が行われた基板ホルダ40をドーム上下搬送機構400から成膜室C2内で受取り、取出室C3へ搬送する機構である。
【0048】
基板ホルダ40は、図1に示すように複数の基板を取付け可能なドーム部42と、ドーム部42の頂上部に取付けられた円筒形状のドームヘッド41とから構成されている。ドームヘッド41は上部に斜め外側上方に延出する係合部を備えており、基板ホルダ40は該係合部に搬送アーム114のツメ部115aを引っ掛けるようにして取付けられる。
【0049】
また、ドームヘッド41には上部からモニタホルダ650を挿着可能となっている。モニタホルダ650の高さは、ドームヘッド41の高さよりも大きくなっており、モニタホルダ650がドームヘッド41内に挿着されると、ドームヘッド41の上下にモニタホルダ650の上部及び下部が一部突出する状態に保持される。
【0050】
チャンバ間を気密的に仕切るバルブ機構としてのドアバルブ機構300は、通常、弁板310を閉位置に保持して通過口14を気密的に閉じているが、ドーム搬送機構100によって基板ホルダ40が受渡しされる際に弁板310を開位置まで作動させて通過口14を開くように構成されている。
【0051】
補助室に配設されたドーム回転機構200は、補助室が排気又はリークされている所定期間に、補助室内で基板ホルダ40をドーム搬送機構100から受取り、所定回転速度で回転させる機構である。
【0052】
成膜室C2の後部側板には、排気口25が形成されており、2台の高真空ポンプと1台のあら引きポンプがバルブを介して接続されている。図3に示すように、排気口バッフル26は後面側壁との間に所定の間隔を空けて配設されている。従来は、排気口を塞ぐように排気口バッフルが配設されていたが、本例のような配置にすることにより流体の流れがスムーズとなり、成膜室C2の排気効率向上が図られている。
【0053】
成膜室C2内には、ベースシールド30の中央部に電子ビーム蒸発源31及び電子ビームシャッタ機構32が配設されている。本例の電子ビーム蒸発源31は、1台の電子銃,ハース(800mm径エンドレスハース)を備えている。なお、ハースの蒸着材料保持部が大型化されているため、試料自動供給機構は配設されていない。ただし、2台の電子銃や試料自動供給機構を配設するようにしてもよく、また、抵抗加熱蒸着源を配設してもよい。
【0054】
また、成膜室C2内壁はフラット化されており、これにより防着シールドの取付けが容易となっており、内部の清掃性が向上されている。
【0055】
また、成膜室C2には、ドーム上下搬送機構400,ドーム回転機構500,モニタ回転機構600(不図示),光学式膜厚計700,基板加熱機構(不図示)が配設されている。
【0056】
ドーム上下搬送機構400は、ドーム搬送機構100から受取位置で基板ホルダ40を受取り、基板ホルダ40を成膜室C2内の上部成膜位置付近(チャック位置)まで搬送し、成膜処理後、再びチャック位置から受取位置まで搬送してドーム搬送機構100に受渡すように構成されている。
【0057】
成膜室C2のドーム回転機構500は、ドーム上下搬送機構400からチャック位置で基板ホルダ40を受取り、成膜処理中、基板ホルダ40を所定回転速度で回転させ、成膜処理後、再びドーム上下搬送機構400へ基板ホルダ40を受渡す機構である。
【0058】
モニタ回転機構600は、基板ホルダ40の中央部に載置された円筒状のモニタホルダ650を蒸着材料毎に所定角度(本例では45度)回転させる機構である。モニタホルダ650の底部にはモニタガラス656が配設されている。成膜処理中、モニタガラス656の所定位置に形成された薄膜の膜厚は、光学式膜厚計700によって計測されるように構成されている。
【0059】
また、成膜室C2の前面には、作業用扉27が配設されている。作業用扉27は、外側に突出する凸状のフタ部27aと、フタ部27aの外周に溶接付けされた額縁状の枠部27bから構成されている。フタ部27aは、厚さ12mmの板材を使用して形成されており、前面はRが大きく採られた曲面(本例の場合、3000mm径)となっている。
【0060】
また、枠部27bは、フラットバー(30mm×75mm)をそのまま使用して形成されており、幅75mmとされている。これにより、コスト低減が図られている。ただし、本体との接触面は切削加工されると共に、溝部が形成されパッキンが装着されている。
【0061】
さらに、作業用扉27は、成膜室C2の前面全体を覆うような構成ではなく高さが低く形成されており、作業スペースのみが開口するようになっている。以上のように構成することにより、作業用扉27は軽量化と開閉時の作業者の負担軽減が図られている。
【0062】
また、補助室開閉扉20の前面中央部には、基板監視用の覗窓28が取付けられている。成膜室C2の側板上方には基板監視用の覗窓28が取付けられており、作業用扉27には蒸発源確認用の覗窓28(左右2箇所)と搬送アーム確認用の覗窓28(中央1箇所)が取付けられている。
【0063】
図4に示すように、覗窓28は、側板等に形成されたリング状のフランジ28aに、アクリル板28bがOリング28eを挟んでボルト28fにて取付けられている。また、アクリル板28bの内側には、蒸着防止筒28d,保護ガラス28cがスプリング28gによって弾性的に係止されている。
【0064】
このように、覗窓28の外側窓は、フランジ28aとその外側に配設されたリング状の押えフランジとで挟持される構成ではなく、保護ガラス28cの外側に配設される外側窓としてのアクリル板28bとフランジ28aとが、ボルト28fで螺子留めされる構成となっている。これにより、前記押えフランジが不要となり、部品点数が低減される。
【0065】
次に、図5に基づきドーム搬送機構100について説明する。ドーム搬送機構100は、チェーン駆動による吊下げアーム式(3リンク)の搬送装置であって、基板ホルダ40は搬送アーム114に取付けられてチャンバ間を水平移動するようになっている。隣合うチャンバ間の搬送時間は10秒程度となっている。
【0066】
ドーム搬送機構100は、駆動部としての 駆動モータ101、3リンクの搬送アーム110,112,114、速度制御するための位置センサ131等から構成されている。
【0067】
駆動モータ101(本例の場合はインダクションモータ)は、補助室上部の大気側に配設されている。駆動モータ101の回転出力は、出力軸102に挿着されたプーリ104に伝達される。一方、補助室の上板には真空シール121が取付けられており、真空シール121の大気側には回転軸120が連結されている。
【0068】
回転軸120には、プーリ122及びチョッパ130が挿着されており、さらにプーリ122と真空シール121との間には電磁ブレーキ124が挿通されている。プーリ104とプーリ122には無端ベルト状の駆動ベルト123が回動自在に掛け渡されている。プーリ122の外径は、プーリ104の外径の6倍程度となっており、駆動モータ101の回転出力は、プーリ104及びプーリ122によって減速されて回転軸120に伝達される。
【0069】
搬送アーム110の図中左側端部には不図示の回転軸が取付けられており、該回転軸が真空シール121の真空側に連結されている。したがって、回転軸120が回動することにより、真空シール121を介して搬送アーム110が回動するようになっている。
【0070】
また、搬送アーム112の左側端部に取付けられた回転軸112aが搬送アーム110の右側端部に挿通され、搬送アーム110,112は回転軸112aを中心として回動可能に連結されている。また、搬送アーム112,114も同様に、搬送アーム114の左側端部に取付けられた回転軸114aが搬送アーム112の右側端部に挿通され、搬送アーム112,114は回転軸114aを中心として回動自在に連結されている。
【0071】
さらに、搬送アーム110上側には駆動チェーン111が配設されており、駆動チェーン111は回転軸112aに取付けられた歯車112bと真空シール121の下端部に取付けられた歯車121aとに掛け渡されている。また、搬送アーム112上側にも同様に駆動チェーン(不図示)が配設されており、該駆動チェーンは回転軸114aに取付けられた歯車114bと回転軸112aに取付けられた歯車(不図示)とに掛け渡されている。
【0072】
駆動チェーン111等が搬送アーム110,112の上側に配置されているのは、搬送アーム110,112,114が伸びたときに駆動チェーン111等が張るため、位置精度が出し易いからである。
【0073】
このように搬送アーム110,112,114が取付けられているので、回転軸120が回動して搬送アーム110が回動すると、これによって駆動チェーン111が歯車112bを介して回転軸112a及び搬送アーム112を回動させる。さらに、回転軸112aの回動により、不図示の駆動チェーンが歯車114bを介して回転軸114a及び搬送アーム114を回動させるようになっている。
【0074】
通常、搬送アーム110,112,114は、折り畳まれた状態で待機している。すなわち、図2の供給室C1において破線で示すような状態となっている。つまり、搬送アーム114の先端のU字形状が補助室開閉扉20の開口方向を向くように停止される。そして、駆動モータ101が所定方向に回動すると、搬送アーム110,112,114は、全体に真直ぐになるように腕を伸ばしながら回動し、図2の供給室C1の搬送アーム110,112,114(実線)のような状態となり停止する。
【0075】
このとき、適切な停止位置で停止するように、当て止めストッパが搬送アーム112の上部に設けられている。なお、搬送アーム110,112は、発塵防止のためにカバー110c,112cによって覆われている。また、搬送アーム110,114はステンレススチール材によって形成されているが、軽量化のために搬送アーム112はアルミニウム合金によって形成されている。
【0076】
プーリ122の上方には位置センサ131が配設されている。位置センサ131は回転軸120と共に回動するチョッパ130の回動角度を検出し、不図示の制御部に検出信号を送信している。この検出信号を受け、制御部は電圧制御により回動速度(搬送速度)の制御を行っている。
【0077】
図6に搬送アーム114を示す。搬送アーム114の図中右側端部には基板ホルダ40との係合部であるU字形のハンド部115が取付けられている。ハンド部115は内側にツメ部115aを備えており、基板ホルダ40はドームヘッド41の首部がツメ部115aに載置される状態で搬送アーム114に取付けられる。なお、ハンド部115は、ボルトの締め付けにより搬送アーム114に対する取付け角度の調整ができるようになっている。
【0078】
このように、ドーム搬送機構100は、その構成部材が補助室の上部に配置されている。これにより、基板ホルダ40を搬送する機構をデリバリ搬送機構やキャリア搬送機構とした場合と比べて、本例では他の機構(例えば、前処理機構等)を取付けるためのスペースをチャンバベースに確保することが容易となっている。
【0079】
また、図7に示すように供給室C1内には、搬送アーム支持機構140が配設されている。搬送アーム支持機構140は、チャンバ内上板の真空側に略垂直に取付けられた支持ロッド141と、支持ロッド141の下端部に支持ロッド141を挟持するように取付けられた2枚の支持片142と、2枚の支持片142間に取付けられたローラ143とから構成されている。
【0080】
ドーム搬送機構100の搬送アーム114等が前記折り畳まれた状態に戻るとき、搬送アーム114は略水平方向からローラ143上を滑るように移動してきて、搬送アーム114の下面がローラ143と当接した状態で停止するようになっている。
【0081】
このように、ドーム搬送機構100が前記折り畳まれた状態のとき、搬送アーム114は搬送アーム支持機構140によって下から支えられている。したがって、作業者が基板ホルダ40を搬送アーム114に取付けるときに、誤って搬送アーム114に大きな下向きの力を加えてしまったとしても、搬送アーム支持機構140が下向きの力を支えるのでドーム搬送機構100にダメージを与えることを防ぐことができる。
【0082】
次に、図8に基づき補助室のドーム回転機構200について説明する。ドーム回転機構200は、エアシリンダ220と、エアシリンダ220によって上下移動して基板ホルダ40をドーム搬送機構100から受取って、基板ホルダ40を所定高さまで持ち上げるカップ225と、カップ225を所定速度で回転させる駆動モータ210等から構成されている。
【0083】
エアシリンダ220はチャンバ下部の大気側に固定されており、圧縮空気によりピストン221を所定のストロークだけ伸縮させる。ピストン221上部には、連結部222が取付けられており、連結部222には駆動モータ210が一体に固定されている。したがって、ピストン221が伸縮すると、駆動モータ210も上下移動するようになっている。また、連結部222の上部にはロッド224が回転自在に取付けられており、ロッド224は真空シール230を介してチャンバ内に挿通されている。
【0084】
ロッド224の先端部には有底円筒状のカップ225が取付けられている。また、ロッド224の下部には平歯車223が取付けられており、駆動モータ210の出力軸211に取付けられた平歯車212と噛合している。したがって、駆動モータ210が回転すると、その回転力は平歯車212から平歯車223に伝達され、平歯車223の回転によってロッド224及びカップ225が回転するようになっている。
【0085】
また、カップ225の下部に汚れ防止用のカバー226が取付けられており、カップ225がベースプレート付近(下部位置)にあるときは、畳まれた状態となっており、カップ225が回転位置(上部位置)にあるときは、展開してロッド224をカバーするようになっている。
【0086】
また、連結部222にはローラ228が取付けられている。ローラ228はピストン221の伸縮時にガイド227上を回転しながら上下移動し、ピストン221のぶれを防止している。
【0087】
通常、ピストン221は縮んだ状態で待機している。搬送アーム114に基板ホルダ40が取付けられた後、所定条件が揃うと、不図示の制御部からの制御信号により、エアシリンダ220の延伸側に圧縮空気が導入されピストン221が所定ストローク延伸する。
【0088】
ピストン221が延伸していくと、カップ225の上縁部が基板ホルダ40のドームヘッド41の下縁部と係合し、所定ストロークだけピストン221が延伸し回転位置に達すると、基板ホルダ40は搬送アーム114から10mm程度持ち上げられた状態となる。このときカップ225がモニタホルダ650を覆うため、モニタホルダ650の下部に配設されているモニタガラス656に前処理が影響しないので好適である。
【0089】
制御部は、エアシリンダ220の上部リミットスイッチからの信号を受けた後、駆動モータ210を駆動する。駆動モータ210の回転により、カップ225が所定速度(本例の場合、4RPMまで)で回転し、カップ225に載置された基板ホルダ40も回転する。このとき、基板加熱機構が作動し、基板は所定温度に加熱される。
【0090】
基板ホルダ40の回転処理が終了すると、制御部によって駆動モータ210の回転は停止され、エアシリンダ220の収縮側に圧縮空気が導かれることによりピストン221は収縮する。ピストン221の収縮により、基板ホルダ40は下降し、搬送アーム114に受渡される。制御部は下部リミットスイッチからの信号により圧縮空気の供給を停止する。
【0091】
次に、図9乃至図11に基づきドアバルブ機構300について説明する。ドアバルブ機構300は各補助室に配設されており、ラック・ピニオン方式によって回動するシャフト330を回転中心として弁板310を約90度開閉させることにより、補助室に設けられた通過口14を気密的に開閉するものである。
【0092】
ドアバルブ機構300は、矩形平板状の弁板310と、弁板310に接続されたシャフト330と、シャフト330を回動させる駆動部であるエアシリンダ340等から構成されている。
【0093】
弁板310の一方の面には、略矩形状にパッキン取付用の溝314が形成され、パッキン314aが装着されている。弁板310が閉じられたとき、パッキン314aが通過口14の枠部と当接して、補助室と成膜室C2とは気密的に仕切られる。なお、パッキン314aが前記枠部に取付けられる構成としてもよい。
【0094】
また、本例の装置Aでは、従来と比して通過口14の位置が蒸発源に近い構成となっていることから、弁板310の溝314が形成された面には、防着板313が通過口14の開口部を塞ぐように取付けられている。
【0095】
また、弁板310の他方の面には、アーム取付部312が左右2箇所に取付けられている。アーム取付部312にはアーム320が取付けられている。弁板310の押し付け力を均等にするために、アーム320は高さ調整ねじ322によって弁板310との取付角度を調整して取付けることができるようになっている。
【0096】
アーム320の端部にはシャフト取付部322が形成されており、シャフト取付部322はシャフト330に挿通され、ボルトによってシャフト330に取付けられている。なお、アーム320は2本に限らず、密着性を向上させるために例えば6本としてもよい。
【0097】
シャフト330の両端部には真空シール332が連結されている。真空シール332の大気側には、扇型のピニオン334が連結されている。また、シャフト330の両外側(大気側)には、それぞれエアシリンダ340が配設されている。
【0098】
エアシリンダ340のピストン(不図示)にはラック342が連結されており、エアシリンダ340のピストンが伸びると、ラック342が下方へ移動するようになっている。
【0099】
制御部の信号によってエアシリンダ340が作動し、所定のストロークだけピストンが伸びると、ラック342と噛合しているピニオン334は90度程度回動するように構成されている。そして、ピニオン334が回動すると、真空シール332を介してシャフト330が回動し、弁板310が開閉されるようになっている。
【0100】
このように、補助室と成膜室C2を気密的に仕切る構成を、弁板310の回動によるものとしたことにより、従来のようなゲートバルブ方式の場合と比較して、ゲートボックスが不要となり、ゲートボックスが装置Aの上部に突出することないので装置全体の高さを低くすることができる。
【0101】
なお、本例の装置Aは、幅3710mm、高さ2300mm、奥行1600mm程度であり、従来の同等性能品と比べて小型化されている。このため装置Aを搬送用コンテナ内に収納して搬送することが可能となり、特に海外へ搬送する場合に装置A全体を組み付けた状態で搬送することができる。したがって、設置場所での最終組立て及び調整等の作業時間の大幅な短縮が可能となり、搬送コストを大幅に低減することができる。
【0102】
また、駆動源として油圧ユニットではなく圧縮空気によるエアシリンダ340を使用しているので、装置Aへの汚れ付着を低減することができる。
【0103】
また、ゲートバルブ方式では、ゲートバルブが上下方向に移動して通過口14を塞ぐ構成となっているが、本例のドアバルブ機構300では、弁板310を回動させて枠部に押し付ける構成であるので、より弁板310が枠部に密着して気密性が保たれるので好適である。
【0104】
なお、本例では、弁板310が上側に回動する構成となっているが、これに限らず下側に回動する構成としても良い。このようにすると、メンテナンスにおいてパッキン314aの取り替え作業が容易となる。また、弁板310に付着した異物が基板ホルダ40に落下することがないので好適である。
【0105】
また、本例の弁板310はシャフト330を回転中心として約90度回動して、通過口14を塞ぐ構成であるが、これに限らず、例えばシャフト330と弁板310を複数のリンクによって連結し、シャフト330が回動するとき、弁板310は垂直となった姿勢(弁板310が通過口14を塞ぐときの姿勢)を略維持しながら、通過口14の開閉を行うように構成してもよい。
【0106】
次に、成膜室C2の上部に設けられた各機構について説明する。図12に示すように成膜室C2の上部には、ドーム上下搬送機構400,ドーム回転機構500,モニタ回転機構600(不図示),光学式膜厚計700等が配設されている。なお、成膜室C2の上板には円盤状の取付板35が取付けられており、取付板35にドーム回転機構500,モニタ回転機構600,光学式膜厚計700が配設されている。
【0107】
光学式膜厚計700は、投光器710,受光器720,ミラーボックス730,フィルタチェンジャー740,光束案内筒750を備えている。なお、光束案内筒750は、角パイプで製作されており、製造コストの低減が図られている。
【0108】
ドーム上下搬送機構400は、スチールベルト445によってフレーム460を上下移動させ、フレーム460に載置させた状態で基板ホルダ40を上下搬送するものである。
【0109】
図13に示すようにドーム上下搬送機構400は、大気側に駆動部としての駆動モータ410,ギヤボックス420,位置センサ453等が配設され、真空側にシャフト440,スチールベルト445,フレーム460等が配設された構成となっている。
【0110】
駆動モータ410は成膜室C2の上部後面側中央付近に配設されており、その回転出力は出力軸411を介してギヤボックス420へ伝達され、ギヤボックス420で減速されて回転軸421に伝達される。ギヤボックス420にはウォーム減速機構が採用されており、フレーム460等の急落下防止が図られている。回転軸421にはプーリ423及び平歯車422が挿着されている。
【0111】
成膜室C2の背面側板の上部左右2箇所には、真空シール432が挿着されており、各真空シール432の大気側には回転軸426及びプーリ425が連結されている。
【0112】
プーリ423及び2つのプーリ425には、ベルト切れによる不具合を防止するために2本の無端状のタイミングベルト427a,427bが掛け渡されている。したがって、駆動モータ410が回転するとプーリ423が回転し、その回転力は2本のタイミングベルト427a,427bによって2つのプーリ425に伝達される。
【0113】
また、平歯車422は回転軸451を回転中心とする平歯車450と噛合している。平歯車450にはチョッパ452が取付けられており、平歯車450の回転位置が位置センサ453で検出されるようになっている。
【0114】
真空シール432の真空側にはシャフト430が連結されており、シャフト430の他端部にはジョイント431が取付けられている。シャフト440の一端側にはジョイント441が取付けられており、シャフト430の回転力は、ジョイント431及びジョイント441を介してシャフト440へ伝達される。
【0115】
成膜室C2の上板の真空側には軸受442が取付けられており、シャフト440は2つの軸受442によって支持されている。また、シャフト440には2つのプーリ444が挿着されており、プーリ444にスチールベルト445の一端部が接続されている。スチールベルト445の他端部は、フレーム460のベルト取付部462に取付けられている。したがって、シャフト440が所定方向に回転すると、スチールベルト445はプーリ444に巻き取られ、それに伴ないフレーム460が上方へ搬送されるようになっている。
【0116】
図14に示すように、フレーム460はアングル材によって形成された矩形状の枠部461と、モニタホルダ受部466と、補正板アーム463を主構成部として構成されている。補正板アーム463は、枠部461の各辺中央部と枠部461の中央上部に位置するモニタホルダ受部466とを連結する薄板片である。補正板アーム463には、膜厚分布の均一化を図るために膜厚補正板が取付けられる。
【0117】
枠部461には、左右の辺の2箇所づつに位置決めピン465が取付けられている。位置決めピン465は先端がテーパー形状となっている。また、枠部461の上下の辺の2箇所づつにベルト取付部462が取付けられている。
【0118】
また、供給室C1の右側板外側(成膜室C2側)には、通過口14の下辺付近に薄平板状の揺れ止めガイド33が取付けられている。枠部461には、ガイド片464が取付けられており、フレーム460が上下移動するときにガイド片464が揺れ止めガイド33と摺接して、フレーム460の揺れを防止するようになっている。なお、本例では通過口14の下辺付近での揺れを防止するようにガイド33が取付けられているが、後述する位置決めガイド34付近までの上下移動中の揺れを防止するようにガイド33は位置決めガイド34付近まで延設されてもよい。
【0119】
次に、ドーム上下搬送機構400の動作について説明する。フレーム460は、通常、成膜室C2内下部の待機位置で停止している。基板ホルダ40がドーム搬送機構100によって成膜室C2に搬送され所定位置で停止すると、駆動モータ410が正回転してスチールベルト445を巻き上げ始める。
【0120】
フレーム460が上昇すると、先ずモニタホルダ受部466が基板ホルダ40のドームヘッド41内に載置されたモニタホルダ650の底部と当接し、モニタホルダ650のみがモニタホルダ受部466内に挿通された状態で持ち上げられ、基板ホルダ40とモニタホルダ650とが分離される。
【0121】
さらに、フレーム460が上昇して受取位置に達すると、基板ホルダ40のドーム部42が枠部461と当接し、基板ホルダ40はフレーム460によって持ち上げられる。この状態で駆動モータ410は一旦、回転を停止する。停止している間に搬送アーム114等が供給室C1に戻り、弁板310が閉じられる。
【0122】
なお、本例では、受取位置高さでドーム搬送機構100からフレーム460へ基板ホルダ40が受渡される構成となっているが、これに限らず、ドーム搬送機構100が、成膜室C2の受取位置に基板ホルダ40を搬送した後、基板ホルダ40を降下させて、待機位置のフレーム460へ基板ホルダ40を載置するようにしてもよい。この場合、搬送アーム114等を上下移動させるために、ドーム搬送機構460の駆動部に、例えば上下方向にストロークを有するエアシリンダを併設すると良い。
【0123】
その後、駆動モータ410は回転を再開し、フレーム460及び基板ホルダ40をチャック位置まで搬送する。成膜室C2内の左右側板には、チャック位置に対応した高さにガイド孔を有する位置決めガイド34が4箇所取付けられている。チャック位置では、位置決めピン465が位置決めガイド34のガイド孔に入り込んで、フレーム460の水平位置が位置決めされる。
【0124】
成膜処理後、駆動モータ410は逆回転し、フレーム460及び基板ホルダ40は受取位置まで下降する。ここで駆動モータ410は一旦、停止する。停止している間に、取出室C3の弁板310が開き、搬送アーム114等が回動して所定位置に停止する。
【0125】
搬送アーム114等が所定位置に停止すると、駆動モータ410は回転を再開し、フレーム460は待機位置まで下降して停止する。なお、フレーム460が下降することにより、基板ホルダ40は搬送アーム114に載置され、ドーム搬送機構100に受け渡される。
【0126】
次に、図15及び図16に基づき、ドーム回転機構500について説明する。ドーム回転機構500は、ドーム上下搬送機構400から基板ホルダ40を受取り、基板ホルダ40を回転位置(成膜位置)まで持ち上げるリフト機構520,リフト機構520が備える係合アーム546をスプリングの付勢に抗して外側に回動させるリング機構560,基板ホルダ40を回転させる回転機構580から構成されている。
【0127】
リフト機構520は、係合ツメ546aを備える係合アーム546と、係合アーム546及び歯車部541が取付けられた内輪部540と、内輪部540の外側にベアリング531を介して取付けられた外輪部530と、外輪部530にシャフト526等を介して取付けられたエアシリンダ521等から構成されている。
【0128】
エアシリンダ521は所定のストロークだけ伸縮するピストン522を備えており、ピストン522の下端部にはシャフト523が連結されている。シャフト523は、真空シール526を介して真空側に挿通されている。
【0129】
シャフト523には、両端部にベアリングが取付けられた停止用シャフト524が取付けられている。エアシリンダ521が作動すると、ピストン522は、前記ベアリングとガイド板525にガイドされながら伸縮する。そして、ピストン522の延伸位置では停止用シャフト524が真空シール526と当接することにより、ピストン522の所定以上の延伸が防止されている。
【0130】
また、シャフト523の下端部には、外輪部530が取付けられている。内輪部540は、外輪部530の内側にベアリング531を介して取付けられており、内輪部540の上側にリング状の歯車部541が形成され、下側2箇所にアーム部544が形成されている。
【0131】
歯車部541の外側端には、回転機構580の歯車584と噛合する歯542が形成されている。アーム部544の下端部には、係合アーム546が回動自在に接続されている。なお、係合アーム546は、通常、スプリングによりチャック位置(垂直位置)に付勢されている。
【0132】
また、係合アーム546には、ローラ545が水平方向外向きに連結されている。そして、係合アーム546の先端部には、基板ホルダ40のドームヘッド41の首部に係合する係合ツメ546aが水平方向内向きに取付けられている。
【0133】
リング機構560は、リング566と、リング566に接続されたシャフト564と、シャフト564に連結されたピストン562と、エアシリンダ561等から構成されている。
【0134】
シャフト564は真空シール563に挿通されている。また、シャフト564の下端部にはローラ部565が取付けられており、シャフト564が所定ストロークだけ上下移動するとき、ローラ部565はガイド部567に取付けられているガイド板567aと当接しながら上下移動する。通常、リング566は下位置で停止しているが、エアシリンダ561が動作すると、所定ストローク分だけピストン562が縮み、リング566は上位置まで移動する。
【0135】
回転機構580は、駆動モータ(PSモータ)581と、駆動モータ581の出力軸582と、出力軸582の下端部に連結された真空シール583と、真空シール583の真空側に連結された歯車584等から構成されている。
【0136】
歯車584は、少なくともリフト機構520の上下移動ストローク分の高さを有している。これにより、リフト機構520の歯車部541が前記ストローク分だけ上下移動しても、歯車部541の歯542と歯車584は噛合したままとなる。
【0137】
次に、ドーム回転機構500の動作について説明する。基板ホルダ40がフレーム460に載置された状態で、ドーム上下搬送機構400によってチャック位置まで搬送されてくると、制御部からの制御信号により、予めリング機構560のエアシリンダ561は収縮側に作動してリング566を上昇させて上位置で待機させる。
【0138】
リング566が上位置まで上昇していくと、リング566はリフト機構520のローラ545と当接し、リング566はさらにスプリングの付勢に抗してローラ545を上部まで回動させる。このとき、ローラ545が取付けられている係合アーム546も回動し、係合ツメ546aは外側に開いた状態となる。なお、ローラ545を備える内輪部540は回転することが可能であり、回転後にローラ545がどの位置で停止していても、リング546によるローラ545の回動を行うことができる構成となっている。
【0139】
基板ホルダ40がチャック位置で停止すると、リング機構560のエアシリンダ561は延伸側に作動し、リング566は下位置まで下降する。これにより、スプリングの付勢力によって係合アーム546はチャック位置に戻る。
【0140】
そして、リフト機構520のエアシリンダ521が収縮側に作動することにより、係合アーム546等が上昇していくと、係合ツメ546aがドームヘッド41の首部に係合する。エアシリンダ521が所定ストロークだけ作動すると、基板ホルダ40は、回転位置(成膜位置)まで持ち上げられる。これにより、基板ホルダ40は、フレーム460から僅か上方に離れた位置に保持される。
【0141】
基板ホルダ40が回転位置に持ち上げられると、回転機構580の駆動モータ581が回転し始める。駆動モータ581の回転力は、歯車584を介して歯車部541に伝達され、内輪部540及び係合ツメ546aにチャックされた基板ホルダ40等が一体となって回転する。
【0142】
基板ホルダ40の回転速度が所定回転速度に達した後、成膜処理が行われる。なお、本例の場合、基板ホルダ40の回転速度は最大20RPM程度となっている。このように、回転速度を大きくすることにより基板に形成される成膜分布の状態を向上させるようにされている。
【0143】
成膜処理が終了し、回転機構580による基板ホルダ40の回転が停止されると、リフト機構520のエアシリンダ521が延伸側に作動して基板ホルダ40はフレーム460に載置される。そして、リング機構560のリング566が上位置まで移動し、係合アーム546が開状態に保持される。この状態で、ドーム上下搬送機構400が作動し、フレーム460及び基板ホルダ40を受取位置まで搬送する。そして、再びリング機構560のエアシリンダ561が延伸側に作動し、リング566は下位置まで移動して停止する。
【0144】
次に、本例の装置Aにより、表1に示す膜構成の成膜処理を行う場合の装置Aの動作について、従来の装置の場合と比較しつつ説明する。なお、図17に、表1の5層膜を構成した場合の分光特性を示す。
【0145】
【表1】
【0146】
図18は本例の装置Aによる薄膜形成処理のタイムチャートであり、図19は従来のデリバリ搬送式装置による薄膜形成処理のタイムチャートである。なお、成膜室C2における成膜処理は、従来のものと同様である。
【0147】
先ず、基板ホルダ40が供給室C1の搬送アーム114に取付けられた状態で所定条件が揃うと、約8秒で弁板310が開く。なお、従来のスライド式のゲートバルブの場合は、ゲートが開くのに約13秒必要であった。
【0148】
弁板310が完全に開くと、ドーム搬送機構100により供給室C1から成膜室C2へ基板ホルダ40が約10秒で搬送される。なお、従来のデリバリ搬送方式では、約23秒必要であった。
【0149】
基板ホルダ40が成膜室C2へ搬送されると、ドーム上下搬送機構400によって、フレーム460が待機位置から受取位置へ約5秒で上昇し、基板ホルダ40はフレーム460へ受渡される。
【0150】
基板ホルダ40がフレーム460へ受渡されると、搬送アーム114等は成膜室C2から供給室C1へ約10秒で戻る。その後、弁板310が閉じると共に、基板ホルダ40はフレーム460に載置された状態で受取位置からチャック位置まで約15秒で上昇する。
【0151】
基板ホルダ40がチャック位置まで達すると、リフト機構520によって基板ホルダ40が約5秒掛かってチャックされる。その後、リフト機構520によって、基板ホルダ40はチャック位置から回転位置(成膜位置)まで約5秒で持ち上げられる。基板ホルダ40が回転位置まで持ち上げられると、その後、約16分間で成膜処理が行われる。
【0152】
このように、基板ホルダ40が成膜室C2へ搬送されてから成膜処理が開始されるまでの所要時間は、本例の場合、約33秒となっている。一方、従来の場合、約72秒必要であった。
【0153】
成膜処理後、基板ホルダ40はリフト機構520によって、回転位置からチャック位置まで約5秒で下ろされる。チャック位置では、約5秒掛かってリング機構560によって基板ホルダ40へのチャックが開放される。
【0154】
チャックが開放されると、基板ホルダ40はフレーム460に載置された状態で、約15秒掛かってチャック位置から受取位置まで下ろされる。これと同時に、取出室C3の弁板310が開く。
【0155】
基板ホルダ40が受取位置に達すると、搬送アーム114が取出室C3から成膜室C2へ約10秒で延伸し、搬送アーム114は基板ホルダ40を受取る。搬送アーム114が基板ホルダ40を受取ると、フレーム460は受取位置から待機位置まで約5秒で下降して停止する。
【0156】
フレーム460が待機位置に達すると、基板ホルダ40はドーム搬送機構100によって成膜室C2から取出室C3へ約10秒で搬送される。このとき、次の基板ホルダ40を供給室C1から成膜室C2へ搬送するために、供給室C1の弁板310が開く。
【0157】
基板ホルダ40が取出室C3へ搬送されると、取出室C3の弁板310が約10秒で閉じ、取出室C3内のリーク処理が開始される。リーク終了後、基板ホルダ40は作業者によって取り出される。
【0158】
このように、成膜処理が終了してから、次の基板ホルダ40を供給室C1から成膜室C2へ搬送するために弁板310を開く処理が開始されるまでの所要時間は、本例の場合、約48秒となっている。一方、従来の場合、約108秒必要であった。
【0159】
すなわち、本例の装置Aの場合、タクトタイムは約17分40秒であり、従来装置の場合、タクトタイムは約19分40秒であった。このように、本例の装置Aでは、従来と比してタクトタイムが約2分短縮され、より生産性の向上が図られている。
【0160】
タクトタイムが短縮された理由としては、ドアバルブ機構300によってチャンバ間を気密的に仕切る弁板310の開閉時間が短縮されたこと、ドーム搬送機構100によって基板ホルダ40のチャンバ間搬送時間が短縮されたこと、ドーム上下搬送機構400によって成膜室C2内での基板ホルダ40の上下搬送時間が短縮されたこと、及び弁板310の開閉処理と基板ホルダ40の上下搬送処理を同時期に行うように処理シーケンスが変更されたこと等が挙げられる。なお、各機構の制御は、不図示の制御盤が有する制御部によって行われる。
【0161】
本例の装置Aは、3チャンバ構成で左側のチャンバから順に供給室、成膜室、取出室とされているが、これ以外にもチャンバの構成を変えることが可能である。
【0162】
例えば、左チャンバと右チャンバを供給室、取出室の共用室とすれば、左チャンバに供給された基板は、中チャンバで成膜処理を行われ、その後、左チャンバに搬送されて取出され、同様に右チャンバに供給された基板は、中チャンバで成膜処理を行われ、その後、右チャンバに搬送され取出されるように構成することができる。
【0163】
装置Aがこのように構成されることにより、左チャンバに基板が供給されるときと、右チャンバに基板が供給されるときとで、成膜条件(成膜膜厚)を変えることが容易となり、装置Aは多品種成膜に対応することが可能となる。
【0164】
また、装置Aに後処理室(例えば、撥水膜成膜処理室)を別途に設けて、4チャンバ構成としても良い。
【0165】
また、本例では、供給室と取出室を別々に設けているが、これに限らずこれらを供給及び取出しの双方を行うことが可能な共用室としてもよい。そして、装置Aを共用室、前(後)処理室、成膜室の3チャンバ構成とすることができる。この場合、前(後)処理室に、成膜処理後の基板ホルダと成膜処理前の基板ホルダを上下位置で入れ替える機構を設けるとよい。
【0166】
また、本例の装置Aでは、各機構がユニット化されており、さらに他の機構(ユニット)を追加,変更することが可能となっている。例えば、ガス導入機構を追加したり、電子ビーム蒸発源を2つの電子銃構成としたものに変更したりすることが可能である。これにより、追加変更を含めた装置Aの製造工数の把握が容易となると共に、使用者のニーズを満足する装置Aを短納期で提供することが可能となる。
【0167】
【発明の効果】
以上のように、本発明の薄膜形成装置によれば、基板ホルダは供給室のドーム搬送機構の搬送アームに作業者によって取付けられ、搬送アームによって水平移動して成膜室に搬送される。また、成膜処理後、基板ホルダは取出室のドーム搬送機構の搬送アームによって成膜室から取出室に搬送され、作業者によって搬送アームから取り外される。
【0168】
このように、本発明の薄膜形成装置は、基板ドームの補助室への供給、取外しが、作業者によって直接できるように構成されているので、従来のように搬入機構,搬出機構が不要となると共に、供給及び取外しの手間が掛からないので、作業効率が向上される。
【0169】
また、本発明の薄膜形成装置では、2つのドーム搬送機構は共に補助室の上板に取付けられている。これにより、補助室においては室内下部のスペースが制限されず、また、成膜室においてはドーム搬送機構の構成部材が配設されないので、他の機構を配置する自由度が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の薄膜形成装置の正面説明図である。
【図2】実施例の薄膜形成装置の上面説明図である。
【図3】実施例の成膜室の側面説明図である。
【図4】実施例の覗窓の断面図である。
【図5】実施例のドーム搬送機構の説明図である。
【図6】実施例の搬送アームの正面図である。
【図7】実施例の搬送アーム支持機構の説明図である。
【図8】実施例の補助室のドーム回転機構の説明図である。
【図9】実施例のドアバルブ機構の説明図である。
【図10】実施例のドアバルブ機構の説明図である。
【図11】実施例のドアバルブ機構の説明図である。
【図12】実施例の成膜室上部の機構の説明図である。
【図13】実施例のドーム上下搬送機構の説明図である。
【図14】実施例のフレームの正面図である。
【図15】実施例の成膜室のドーム回転機構の説明図である。
【図16】実施例の成膜室のドーム回転機構の説明図である。
【図17】実施例の分光特性図である。
【図18】実施例の薄膜形成処理のタイミングチャートである。
【図19】従来例の薄膜形成処理のタイミングチャートである。
【符号の説明】
2 搬送用治具、11 架台、12 ジャッキアップ部材、13 搬送用治具取付部、14 通過口、16,17 リブ、18 吊上げ用穴、19 ベースプレート、20 補助室開閉扉、21,22 枠部、24,25 排気口、26 排気口バッフル、27 作業用扉、27a フタ部、27b 枠部、28 覗窓、28a フランジ、28b アクリル板、28c 保護ガラス、28d 蒸着防止筒、28e Oリング、28f ボルト、28g スプリング、30 ベースシールド、31 電子ビーム蒸発源、32 電子ビームシャッタ機構、33,34 ガイド、35 取付板、40 基板ホルダ、41 ドームヘッド、42 ドーム部、100 ドーム搬送機構、101 駆動モータ、102 出力軸、104 プーリ、110c,112c カバー、110,112,114 搬送アーム、111 駆動チェーン、112a,114a 回転軸、112b,114b歯車、115 ハンド部、115a ツメ部、120 回転軸、121a 歯車、121 真空シール、122 プーリ、23 駆動ベルト、124 電磁ブレーキ、130 チョッパ、131 位置センサ、140 搬送アーム支持機構、141 支持ロッド、142 支持片、143 ローラ、200 ドーム回転機構、210 駆動モータ、211 出力軸、212 平歯車、220 エアシリンダ、221 ピストン、222 連結部、223 平歯車、224 ロッド、225 カップ、226 カバー、227 ガイド、228 ローラ、230真空シール、300 ドアバルブ機構、310 弁板、312 アーム取付部、313 防着板、314 溝、314a パッキン、320 アーム、322シャフト取付部、330 シャフト、332 真空シール、334 ピニオン、340 エアシリンダ、342 ラック、400 ドーム上下搬送機構、410 駆動モータ、411 出力軸、420 ギヤボックス、421 回転軸、422 平歯車、423,425 プーリ、426 回転軸、427a,427bタイミングベルト、430,440 シャフト、431,441 ジョイント、432 真空シール、442 軸受、444 プーリ、445 スチールベルト、450 平歯車、451 回転軸、452 チョッパ、453 位置センサ、460 フレーム、461 枠部、462 ベルト取付部、463 補正板アーム、464 ガイド片、465 位置決めピン、466 モニタホルダ受部、467 補正板アーム連結部、467a マスク孔、467b 凸部、468 ベアリング保持部、468a マスク孔、468b 凹部、468c ネジ部、469 ベアリング、500 ドーム回転機構、520 リフト機構、521 エアシリンダ、522 ピストン、523 シャフト、524 停止用シャフト、525 ガイド板、526 シャフト、526 真空シール、530 外輪部、531 ベアリング、540 内輪部、541 歯車部、542 歯、544アーム部、545 ローラ、546 リング、546 係合アーム、546a係合ツメ、560 リング機構、561 エアシリンダ、562 ピストン、563 真空シール、564 シャフト、565 ローラ部、66 リング、567 ガイド部、567a ガイド板、580 回転機構、581 駆動モータ、582 出力軸、583 真空シール、584 歯車、650 モニタホルダ、656 モニタガラス、700 光学式膜厚計、710 投光器、720 受光器、730 ミラーボックス、740 フィルタチェンジャー、750 光束案内筒、A 薄膜形成装置、C1 供給室、C2 成膜室、C3 取出室[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin film forming apparatus, and more particularly to a continuous film forming apparatus capable of sequentially performing a film forming process on a plastic substrate or the like while keeping a film forming chamber at a vacuum.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, thin films are formed on the surfaces of various substrates (eg, eyeglass lenses, light guide plates, and the like) by a thin film forming process such as vacuum evaporation using a thin film forming apparatus. As a method of forming such a thin film, a batch processing method in which a series of processes such as substrate supply, exhaust / substrate heating, film formation, substrate cooling, opening to the atmosphere, and substrate removal are performed in one vacuum chamber (chamber); There has been known a continuous processing method in which the above-described processing is continuously performed while a substrate is transferred between a plurality of chambers that handle a specific processing.
[0003]
In the batch processing method, it is necessary to perform a process of evacuating a chamber for performing a film forming process and releasing the process to the atmosphere for each substrate. However, in the continuous processing method, the chamber (film forming chamber) for performing the film forming process is maintained in a vacuum state, so that the film forming process can be stably performed under the same conditions, and the evacuation, Since there is no need to perform an open-to-atmosphere process, there is an advantage that productivity can be high because a substrate can be formed one after another.
[0004]
As a continuous thin film forming apparatus that performs such a continuous processing method, for example, a continuous thin film forming apparatus in which three chambers are connected in series is known (see JP-A-2002-222846). A plurality of substrates are arranged in a substrate holder (for example, a dome-shaped holder), and are sequentially transported to each chamber and processed.
[0005]
The thin film forming apparatus has a configuration in which a supply chamber, a film formation chamber, and an unloading chamber are connected as three chambers, and a loading mechanism and an unloading mechanism are arranged on the atmosphere side below the supply chamber and the unloading chamber, respectively. Have been.
[0006]
The loading mechanism and the unloading mechanism are configured such that the base plates of the supply chamber and the unloading chamber move up and down, respectively. The substrate holder is transported from the lower position (mounting height) into the supply chamber by the loading mechanism while being mounted on the base plate. Then, the sheet is transported from the unloading chamber to a lower position (unloading height) by the unloading mechanism.
[0007]
The substrate holder transported into the supply chamber is configured to be transported to the carrier and transported to the film forming chamber and the unloading chamber while being placed on the carrier.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2002-222846 A (page 5-9, FIG. 1)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the substrate holder is first placed on the base plate of the supply chamber stopped at the lower position, carried into the supply chamber by the carry-in mechanism, and transferred to the carrier, so that it takes time to supply the substrate holder to the supply chamber. There is a problem that it takes.
[0010]
In addition, since the transfer mechanism is disposed below each chamber, there is a problem that a space for disposing another mechanism below the chamber is limited.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a thin film forming apparatus which does not require a trouble of supplying and removing a substrate holder to and from the thin film forming apparatus, and has a higher degree of freedom in arranging other mechanisms in a lower portion in the chamber. Is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the thin film forming apparatus of the present invention, the object is to provide a plurality of vacuum chambers and a transfer mechanism for transferring a substrate holder on which a substrate to be subjected to film formation is mounted between the vacuum chambers. In the thin film forming apparatus provided, the vacuum chamber includes an auxiliary chamber in which supply and removal of the substrate holder are performed, and the auxiliary chamber is provided with an auxiliary chamber opening / closing door capable of taking in and out the substrate holder. The transfer mechanism includes a transfer arm that can expand and contract between the vacuum chambers while supporting the substrate holder, and a drive unit that expands and contracts the transfer arm. This is solved by the fact that the substrate holder can be attached and detached through a door.
[0013]
As described above, according to the present invention, in the transfer mechanism for transferring the substrate holder between the vacuum chambers, the substrate holder can be attached to and detached from the transfer arm of the transfer mechanism through the auxiliary chamber opening / closing door formed in the auxiliary chamber. This is preferable because the carrying-in mechanism and the carrying-out mechanism conventionally provided below the auxiliary chamber become unnecessary. Also, the operator can transfer the substrate holder to the transfer mechanism simply by opening and closing the auxiliary chamber opening / closing door and attaching / detaching the substrate holder to / from the transfer arm, thereby simplifying the processing steps and improving processing efficiency. Can be achieved.
[0014]
Further, as described in
[0015]
Further, as described in
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, the transfer arm is formed by a plurality of links, and a link at a leading end of the plurality of links is provided with an engaging portion to which the substrate holder can be attached and detached. It can be configured to be. In this way, the structure can be simplified by using a transport mechanism by extending and contracting a plurality of links.
[0017]
Further, as set forth in
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, in the transport mechanism, the rotational force from the drive unit is transmitted by a drive chain disposed on the plurality of links to expand and contract the transport arm, and It is preferable that a chain is disposed above the plurality of links. In this case, when the link is extended, the drive chain is stretched, so that it is easy to perform minute positional control.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a thin film forming apparatus according to an embodiment, FIG. 2 is a top view of the thin film forming apparatus according to the embodiment, FIG. 3 is a side view of a film forming chamber of the embodiment, and FIG. FIG. FIG. 5 is an explanatory view of a dome transport mechanism of the embodiment, FIG. 6 is a front view of the transport arm of the embodiment, FIG. 7 is an explanatory view of a transport arm support mechanism of the embodiment, and FIG. FIGS. 9 to 11 are explanatory views of a mechanism of the door valve mechanism of the embodiment. 12 is an explanatory view of a mechanism above the film forming chamber of the embodiment, FIG. 13 is an explanatory view of a dome vertical transport mechanism of the embodiment, FIG. 14 is a front view of a frame of the embodiment, and FIG. FIG. 16 is an explanatory view of the dome rotating mechanism of the film forming chamber of the embodiment. 17 is a spectral characteristic diagram of the embodiment, FIG. 18 is a timing chart of the thin film forming process of the embodiment, and FIG. 19 is a timing chart of the thin film forming process of the conventional example. Note that the arrangement, shape, and the like described below do not limit the present invention, and it is needless to say that various modifications can be made in accordance with the gist of the present invention.
[0020]
FIG. 1 is a sectional explanatory view of a thin film forming apparatus A (hereinafter, referred to as “apparatus A”) according to an embodiment of the present invention. The apparatus A of this example is a mass production apparatus mainly for forming a multilayer antireflection film on the surface of a plastic substrate.
[0021]
The apparatus A includes three chambers, a supply chamber C1, a film formation chamber C2, and an extraction chamber C3, from the left side in the figure. A pump (not shown) is attached to the rear surface of each chamber. In each chamber, a stainless steel plate material (SUS304 No. 1,
[0022]
The film forming chamber C2 is formed by bending a stainless steel plate material, and has an integrated configuration in which a connection portion between the left and right side plates and the upper plate is formed in an R shape. The structure is such that the strength is provided by the
[0023]
Further, ribs 16 (angle members) having an L-shaped cross section are welded in the horizontal direction to the atmospheric side surfaces of the left and right side plates of the film forming chamber C2, and the structure is reinforced against stress concentrated on the periphery of the opening. I have. Further, a U-shaped plate-shaped
[0024]
The connection between the auxiliary chamber and the film forming chamber C2 is made by connecting bolts from the vacuum sides of the left and right side plates of the film forming chamber C2. Thus, it is not necessary to form a mounting flange in the chamber as in the related art, and the manufacturing cost can be reduced. In addition, the
[0025]
Further, a
[0026]
Each chamber is supported by a
[0027]
Further, a jack-up
[0028]
Further, as shown in FIG. 3, a transfer
[0029]
The
[0030]
In this example, the
[0031]
The
[0032]
As shown in FIG. 2, the outer surface of the auxiliary chamber (the surface opposite to the side surface connected to the film forming chamber C2) is a curved surface. This is formed on a curved surface according to the shape of the substrate holder (950 mm diameter). The outer ends of the upper and lower side plates of the auxiliary chamber (on the side opposite to the film forming chamber C2) have a substantially semicircular shape in accordance with the curved surface. By doing so, it is possible to provide a structure that supports the pressure difference with a curved surface at the end of the auxiliary chamber. This also saves space.
[0033]
Further, in the apparatus A of this example, a manual auxiliary chamber opening / closing
[0034]
As described above, the
[0035]
Further, the control panel of the device A can be stored in the lower part of the auxiliary chamber, so that the wiring between the device A and the control panel can be shortened, and the installation area of the device A can be reduced. Further, since the moving distance of the worker can be shortened, the working efficiency is improved.
[0036]
In the apparatus A of the present example, the
[0037]
As shown in FIG. 2, the auxiliary chamber has a configuration in which a part of the auxiliary chamber that is obliquely cut off when viewed from above is an auxiliary chamber opening / closing
[0038]
Further, the auxiliary chamber opening / closing
[0039]
As described above, since the mating surface between the auxiliary chamber opening / closing
[0040]
In this example, the operator can perform the work of attaching and detaching the
[0041]
In addition, since the opening is formed large, access to a mechanism (for example, a halogen heater for heating a substrate, a
[0042]
Further, in a configuration in which the
[0043]
Also, the mating surface between the auxiliary chamber opening / closing
[0044]
In this example, the auxiliary chamber opening / closing
[0045]
An
[0046]
A
[0047]
The
[0048]
As shown in FIG. 1, the
[0049]
Further, the
[0050]
The
[0051]
The dome
[0052]
An
[0053]
In the film forming chamber C2, an electron
[0054]
Further, the inner wall of the film forming chamber C2 is flattened, thereby facilitating attachment of the deposition prevention shield, and improving cleanability of the inside.
[0055]
In the film forming chamber C2, a dome
[0056]
The dome
[0057]
The dome
[0058]
The monitor rotation mechanism 600 is a mechanism for rotating a
[0059]
In addition, a
[0060]
The
[0061]
Further, the
[0062]
At the center of the front surface of the auxiliary chamber opening / closing
[0063]
As shown in FIG. 4, the
[0064]
As described above, the outer window of the
[0065]
Next, the
[0066]
The
[0067]
The drive motor 101 (in this case, an induction motor) is disposed above the auxiliary chamber on the atmosphere side. The rotation output of the
[0068]
A
[0069]
A rotating shaft (not shown) is attached to the left end of the
[0070]
A
[0071]
Further, a
[0072]
The
[0073]
Since the
[0074]
Normally, the
[0075]
At this time, a stop stopper is provided on the upper part of the
[0076]
Above the
[0077]
FIG. 6 shows the
[0078]
As described above, the components of the
[0079]
Further, as shown in FIG. 7, a transfer
[0080]
When the
[0081]
Thus, when the
[0082]
Next, the
[0083]
The
[0084]
A bottomed
[0085]
A
[0086]
A
[0087]
Normally, the
[0088]
As the
[0089]
The control unit drives the
[0090]
When the rotation process of the
[0091]
Next, the
[0092]
The
[0093]
On one surface of the
[0094]
Further, in the device A of the present example, the position of the
[0095]
Further, on the other surface of the
[0096]
A
[0097]
A
[0098]
A
[0099]
When the
[0100]
As described above, the configuration in which the auxiliary chamber and the film forming chamber C2 are airtightly separated by the rotation of the
[0101]
The apparatus A of this example has a width of about 3710 mm, a height of about 2300 mm, and a depth of about 1600 mm, and is smaller than a conventional equivalent-performance product. For this reason, the apparatus A can be stored in the transport container and transported, and particularly when transported overseas, the apparatus A can be transported with the entire apparatus A assembled. Therefore, it is possible to greatly reduce the work time for final assembly and adjustment at the installation location, and to significantly reduce the transportation cost.
[0102]
Further, since the
[0103]
Further, in the gate valve system, the gate valve is configured to move up and down to close the
[0104]
In the present example, the
[0105]
In addition, the
[0106]
Next, each mechanism provided above the film forming chamber C2 will be described. As shown in FIG. 12, a dome
[0107]
The optical
[0108]
The dome
[0109]
As shown in FIG. 13, the dome
[0110]
The
[0111]
Vacuum seals 432 are inserted into upper left and right portions of the rear side plate of the film forming chamber C2, and a
[0112]
Two
[0113]
The
[0114]
A
[0115]
A
[0116]
As shown in FIG. 14, the
[0117]
Positioning pins 465 are attached to the
[0118]
A thin plate-shaped
[0119]
Next, the operation of the dome
[0120]
When the
[0121]
Further, when the
[0122]
In the present example, the
[0123]
Thereafter, the
[0124]
After the film forming process, the
[0125]
When the
[0126]
Next, the
[0127]
The
[0128]
The
[0129]
A stopping
[0130]
An
[0131]
On the outer end of the
[0132]
Further, a
[0133]
The
[0134]
The
[0135]
The
[0136]
The
[0137]
Next, the operation of the
[0138]
When the
[0139]
When the
[0140]
When the
[0141]
When the
[0142]
After the rotation speed of the
[0143]
When the film formation process is completed and the rotation of the
[0144]
Next, the operation of the apparatus A in the case of performing the film forming process of the film configuration shown in Table 1 by the apparatus A of the present example will be described in comparison with the case of the conventional apparatus. FIG. 17 shows the spectral characteristics when the five-layer film shown in Table 1 is formed.
[0145]
[Table 1]
[0146]
FIG. 18 is a time chart of the thin film forming process by the apparatus A of the present example, and FIG. 19 is a time chart of the thin film forming process by the conventional delivery conveyance type device. The film forming process in the film forming chamber C2 is the same as the conventional one.
[0147]
First, when predetermined conditions are met in a state where the
[0148]
When the
[0149]
When the
[0150]
When the
[0151]
When the
[0152]
As described above, the required time from the transfer of the
[0153]
After the film forming process, the
[0154]
When the chuck is opened, the
[0155]
When the
[0156]
When the
[0157]
When the
[0158]
As described above, the required time from the end of the film forming process to the start of the process of opening the
[0159]
That is, in the case of the apparatus A of the present example, the tact time was about 17 minutes and 40 seconds, and in the case of the conventional apparatus, the tact time was about 19 minutes and 40 seconds. As described above, in the device A of the present example, the tact time is reduced by about 2 minutes as compared with the related art, and the productivity is further improved.
[0160]
The reason why the tact time has been shortened is that the opening and closing time of the
[0161]
The apparatus A of this example has a three-chamber configuration in which a supply chamber, a film formation chamber, and an extraction chamber are arranged in order from the left chamber. However, the configuration of the chamber can be changed in addition to the above.
[0162]
For example, if the left chamber and the right chamber are a supply chamber and a common chamber for the unloading chamber, the substrate supplied to the left chamber is subjected to a film forming process in the middle chamber, and then transported to the left chamber to be unloaded. Similarly, the substrate supplied to the right chamber may be configured to be subjected to a film forming process in the middle chamber, and then transported to and removed from the right chamber.
[0163]
With this configuration of the apparatus A, it is easy to change the film formation conditions (film thickness) between when the substrate is supplied to the left chamber and when the substrate is supplied to the right chamber. In addition, the apparatus A can support multi-type film formation.
[0164]
Further, a post-processing chamber (for example, a water-repellent film deposition processing chamber) may be separately provided in the apparatus A to form a four-chamber configuration.
[0165]
Further, in this example, the supply chamber and the take-out chamber are separately provided, but the invention is not limited thereto, and they may be a shared room capable of performing both supply and take-out. The apparatus A can have a three-chamber configuration of a common room, a front (post) processing room, and a film forming room. In this case, a mechanism for switching the substrate holder after the film formation processing and the substrate holder before the film formation processing at the vertical position may be provided in the front (post) processing chamber.
[0166]
Further, in the apparatus A of this example, each mechanism is unitized, and it is possible to add or change another mechanism (unit). For example, it is possible to add a gas introduction mechanism or change the electron beam evaporation source to one having two electron guns. This makes it easy to ascertain the manufacturing man-hours of the device A including the additional changes, and makes it possible to provide the device A that satisfies the needs of the user in a short delivery time.
[0167]
【The invention's effect】
As described above, according to the thin film forming apparatus of the present invention, the substrate holder is attached to the transfer arm of the dome transfer mechanism in the supply chamber by the operator, and is horizontally moved by the transfer arm and transferred to the film formation chamber. After the film formation process, the substrate holder is transferred from the film formation chamber to the extraction chamber by the transfer arm of the dome transfer mechanism in the extraction chamber, and is removed from the transfer arm by the operator.
[0168]
As described above, since the thin film forming apparatus of the present invention is configured so that the supply and removal of the substrate dome to and from the auxiliary chamber can be directly performed by the operator, the loading mechanism and the unloading mechanism are not required as in the related art. At the same time, the labor of supply and removal is not required, so that the work efficiency is improved.
[0169]
In the thin film forming apparatus of the present invention, the two dome transport mechanisms are both mounted on the upper plate of the auxiliary chamber. Thus, the space in the lower part of the room is not limited in the auxiliary chamber, and since the constituent members of the dome transport mechanism are not provided in the film forming chamber, the degree of freedom in arranging other mechanisms is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory front view of a thin film forming apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory top view of the thin film forming apparatus of the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory side view of a film forming chamber of the embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the viewing window of the embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a dome transport mechanism according to the embodiment.
FIG. 6 is a front view of a transfer arm according to the embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a transfer arm support mechanism of the embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a dome rotating mechanism of the auxiliary chamber according to the embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a door valve mechanism of the embodiment.
FIG. 10 is an explanatory view of a door valve mechanism of the embodiment.
FIG. 11 is an explanatory view of a door valve mechanism of the embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a mechanism in an upper part of a film forming chamber of the embodiment.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a dome vertical transport mechanism of the embodiment.
FIG. 14 is a front view of the frame of the embodiment.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a dome rotating mechanism of a film forming chamber of the embodiment.
FIG. 16 is an explanatory diagram of a dome rotating mechanism of a film forming chamber according to the embodiment.
FIG. 17 is a spectral characteristic diagram of the example.
FIG. 18 is a timing chart of a thin film forming process according to an example.
FIG. 19 is a timing chart of a conventional thin film forming process.
[Explanation of symbols]
2 Transport jig, 11 gantry, 12 jack-up member, 13 Transport jig mounting part, 14 Passage port, 16, 17 rib, 18 Lifting hole, 19 Base plate, 20 Auxiliary chamber opening / closing door, 21, 22 Frame part , 24, 25 exhaust port, 26 exhaust port baffle, 27 work door, 27a lid, 27b frame, 28 viewing window, 28a flange, 28b acrylic plate, 28c protective glass, 28d evaporation prevention cylinder, 28e O-ring, 28f Bolt, 28 g spring, 30 base shield, 31 electron beam evaporation source, 32 electron beam shutter mechanism, 33, 34 guide, 35 mounting plate, 40 substrate holder, 41 dome head, 42 dome part, 100 dome transport mechanism, 101 drive motor , 102 output shaft, 104 pulley, 110c, 112c cover, 110, 112, 114 transport Arm, 111 drive chain, 112a, 114a rotating shaft, 112b, 114b gear, 115 hand, 115a claws, 120 rotating shaft, 121a gear, 121 vacuum seal, 122 pulley, 23 drive belt, 124 electromagnetic brake, 130 chopper, 131 position sensor, 140 transfer arm support mechanism, 141 support rod, 142 support piece, 143 roller, 200 dome rotation mechanism, 210 drive motor, 211 output shaft, 212 spur gear, 220 air cylinder, 221 piston, 222 connection section, 223 Spur gears, 224 rods, 225 cups, 226 covers, 227 guides, 228 rollers, 230 vacuum seals, 300 door valve mechanisms, 310 valve plates, 312 arm mounting parts, 313 attachment plates, 314 grooves, 314a packing, 320 arms, 22 shaft mounting part, 330 shaft, 332 vacuum seal, 334 pinion, 340 air cylinder, 342 rack, 400 dome vertical transport mechanism, 410 drive motor, 411 output shaft, 420 gear box, 421 rotation shaft, 422 spur gear, 423, 425 pulley, 426 rotation shaft, 427a, 427b timing belt, 430, 440 shaft, 431, 441 joint, 432 vacuum seal, 442 bearing, 444 pulley, 445 steel belt, 450 spur gear, 451 rotation shaft, 452 chopper, 453 position Sensor, 460 frame, 461 frame portion, 462 belt mounting portion, 463 correction plate arm, 464 guide piece, 465 positioning pin, 466 monitor holder receiving portion, 467 correction plate arm connecting portion, 467a mask hole, 467b convex , 468 a mask hole, 468 b recess, 468 c screw part, 469 bearing, 500 dome rotation mechanism, 520 lift mechanism, 521 air cylinder, 522 piston, 523 shaft, 524 stop shaft, 525 guide plate, 526 shaft , 526 vacuum seal, 530 outer ring part, 530 bearing, 540 inner ring part, 541 gear part, 542 teeth, 544 arm part, 545 roller, 546 ring, 546 engaging arm, 546a engaging claw, 560 ring mechanism, 561 air cylinder , 562 piston, 563 vacuum seal, 564 shaft, 565 roller part, 66 ring, 567 guide part, 567a guide plate, 580 rotation mechanism, 581 drive motor, 582 output shaft, 583 vacuum seal, 584 gear, 650 Nitahoruda, 656 monitor glass, 700 optical film thickness meter, 710 projector, 720 photodetector, 730 mirror box, 740 filter changer, 750 light beam guide tube, A thin film forming apparatus, C1 supply chamber, C2 deposition chamber, C3 ejecting chamber
Claims (6)
前記真空室は、前記基板ホルダの供給及び取外しが行われる補助室を含み、
前記補助室には、前記基板ホルダを出し入れ可能な補助室開閉扉が配設され、
前記搬送機構は、前記真空室間を前記基板ホルダを支持しながら伸縮可能な搬送アームと、該搬送アームを伸縮させるための駆動部と、を備え、
前記搬送アームには、前記補助室開閉扉を通して前記基板ホルダの着脱が可能であることを特徴とする薄膜形成装置。A plurality of vacuum chambers, and a transport mechanism for transporting a substrate holder to which a substrate to be subjected to a film formation process is attached between the vacuum chambers,
The vacuum chamber includes an auxiliary chamber in which supply and removal of the substrate holder are performed,
The auxiliary chamber is provided with an auxiliary chamber opening / closing door capable of taking the substrate holder in and out,
The transfer mechanism includes a transfer arm that can expand and contract between the vacuum chambers while supporting the substrate holder, and a drive unit that expands and contracts the transfer arm.
The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein the substrate holder is detachable from the transfer arm through the auxiliary chamber opening / closing door.
前記搬送機構は、前記補助室に配設されたことを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置。The vacuum chamber includes an auxiliary chamber in which supply and removal of the substrate holder are performed, and a film formation chamber that is communicated with the auxiliary chamber,
The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein the transport mechanism is provided in the auxiliary chamber.
前記複数のリンクのうち先端にあるリンクには、前記基板ホルダを着脱可能な係合部が配設されたことを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置。The transfer arm is formed by a plurality of links,
The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein an engagement portion to which the substrate holder can be attached / detached is provided at a link at a tip end of the plurality of links.
前記駆動チェーンは、前記前記複数のリンクの上部に配設されたことを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置。In the transport mechanism, the rotational force from the drive unit is transmitted by a drive chain disposed on the plurality of links to extend and retract the transport arm,
The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein the drive chain is disposed above the plurality of links.
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