JP2005332935A

JP2005332935A - 基板保持装置

Info

Publication number: JP2005332935A
Application number: JP2004149199A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yanagi; 雄二柳; Tomoshi Arai; 智志荒井; Shuji Maki; 修治牧; Yoshiko Abe; 可子阿部; Hidetoshi Saito; 秀俊斎藤
Original assignee: Hitachi Metals Ltd; Nagaoka University of Technology NUC; Optoquest Co Ltd; Tokki Corp
Current assignee: Nagaoka University of Technology NUC; Optoquest Co Ltd; Canon Tokki Corp; Proterial Ltd
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】基板の両面に同時に成膜を行えると共に基板の歪みを阻止して品質の向上を図ることができる極めて実用性に秀れた基板保持装置を提供することである。
【解決手段】基板１の成膜面と対向状態に設けられる成膜材料放出源から、加熱される前記基板１の成膜面に成膜材料を放出して付着させることで薄膜を成膜する成膜室に設けられ、前記基板１をこの成膜室の所定位置に保持する基板保持装置であって、前記基板１の外方端部複数箇所に連結する複数の基板連結部３と、この基板連結部３の少なくとも一つを外方に引っ張る若しくは基板１にこの基板連結部３を介して外方へ引っ張り付勢を生じさせて基板１を所定位置に引っ張り保持する引張機構２とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば大気開放型ＣＶＤ装置等に用いられる基板保持装置に関するものである。

基板に薄膜を成膜する成膜装置、例えば特開２００２−１０５６４２号公報（特許文献１）に開示されているような大気開放型ＣＶＤ装置においては、一般に基板をヒータープレートに止めネジにより固定して、このヒータープレートによって基板を加熱しながらこの基板の片面に高温の材料ガスを吹き付けることで成膜を行っている。

特開２００２−１０５６４２号公報

しかしながら、上述したようなＣＶＤ装置等、基板を高温に加熱する必要がある場合は、この基板に熱膨張が生じ、特に大型の基板を加熱するとそれだけ歪みが大きくなり、品質が大きく低下するという問題がある。

また、基板の両面に成膜を行う場合には、片面に成膜を行った後、このヒータープレートから基板を外して反転させて、もう一方の面に成膜を行う必要があり厄介である。

本発明は、上述のような問題点を解決すべく、従来は基板をヒータプレートに止めネジにより固定して加熱していたために、基板の両面に同時に成膜を行うことができず、しかも、基板に生じる熱膨張に伴う伸びを外部に逃がすことができないために、基板に歪み等の変形が生じていたという知見に基づきなされたもので、基板の外方端部に連結する基板連結部を外方に引っ張る若しくは基板にこの基板連結部を介して外方へ引っ張り付勢を生じさせて基板を所定位置に引っ張り保持することで、基板の両面に同時に成膜を行うことが可能となるのは勿論、基板の熱膨張に伴う伸びを吸収することで、基板の歪みを阻止して品質の向上を図ることができる極めて実用性に秀れた基板保持装置を提供することを目的としている。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

基板１の成膜面と対向状態に設けられる成膜材料放出源から、加熱される前記基板１の成膜面に成膜材料を放出して付着させることで薄膜を成膜する成膜室に設けられ、前記基板１をこの成膜室の所定位置に保持する基板保持装置であって、前記基板１の外方端部複数箇所に連結する複数の基板連結部３と、この基板連結部３の少なくとも一つを外方に引っ張る若しくは基板１にこの基板連結部３を介して外方へ引っ張り付勢を生じさせて基板１を所定位置に引っ張り保持する引張機構２とを備えたことを特徴とする基板保持装置に係るものである。

また、一側を固定し、他側を前記基板１の外方端部に連結する前記基板連結部３を、この基板１を囲む複数箇所に設けて、前記引張機構２により少なくとも一の基板連結部３を介して基板１の外方端部を引っ張ることで基板１を所定位置に保持し得るように構成したことを特徴とする請求項１記載の基板保持装置に係るものである。

また、前記引張機構２は、前記基板連結部３を伸縮自在に設けるか若しくはこの基板連結部３に伸縮部を設けるかまたはこの基板連結部３を固定する固定部と基板連結部３との間に伸縮部を設けるか若しくは基板連結部３を外方へ引き寄せる引張駆動部を設けて、前記基板連結部３を外方に引っ張る若しくは伸縮作用による外方への引っ張り付勢を生じさせてこの基板１を保持するように構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の基板保持装置に係るものである。

また、前記基板連結部３を、略四角形状の前記基板１の各角部に夫々設けて、この基板１を前記各角部を結ぶ対角線方向に張力が作用する状態で保持するように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板保持装置に係るものである。

また、前記基板連結部３を、略四角形状の前記基板１の各辺中央部に夫々設けて、この基板１を前記各辺中央部を夫々結ぶ対角線方向に張力が作用する状態で保持するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板保持装置に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、基板の両面に同時に成膜を行うことが可能となる勿論、基板の熱膨張に伴う伸びを吸収することで、基板の歪みを阻止して品質の向上を図ることができる極めて実用性に秀れた基板保持装置となる。

また、請求項２，３記載の発明においては、本発明を一層容易に実現できる一層実用性に秀れたものとなる。

また、請求項４，５記載の発明においては、大面積の基板であっても確実に保持できるより一層実用性に秀れたものとなる。

好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

基板１を加熱しながら成膜を行う際、この加熱により基板１が中心を基点として周方向に均一に膨張（熱膨張）するが、この熱膨張は基板１の外方端部に連結する基板連結部３によっては阻害されず、基板１に生じる伸びは、この基板連結部３を外方に引っ張る若しくは基板１に基板連結部３を介して引っ張り付勢を生じさせる引張機構２により吸収される。

即ち、この基板１に作用する熱膨張に伴う伸びを外部に逃がすことができるため、基板１にはこの熱膨張に伴う伸びが阻害される際の抵抗が作用せず、歪み等の変形が生じない。

従って、基板１を加熱しながら成膜を行ってもこの基板１には変形が生ぜず、この基板１上に均質な薄膜を成膜できることになり、それだけ品質の向上を図ることができる。

特に、前記歪み等の変形による品質の低下が顕著であった大面積の基板１に対して良好に成膜を行えることになり、大面積基板１上への高品質な薄膜の成膜を簡易な構成でコスト安に実現できることになる。

即ち、基板１が加熱板等に止めネジ等により固定状態で保持されておらず、基板１に生じる変形が許容される引っ張り状態で基板１を保持することで、基板１に熱膨張が原因で生じる歪み等の変形を生じさせることなく保持できることになる。

特に、例えば、一側を固定し、他側を前記基板１の外方端部に連結する前記基板連結部３を、この基板１を囲む複数箇所に設けて、前記引張機構２により少なくとも一の基板連結部３を介して基板１の外方端部を引っ張ることで基板１を所定位置に保持し得るように構成した場合、具体的には、例えば前記基板連結部３を、略四角形状の前記基板１の各角部に夫々設けて、この基板１を前記各角部を結ぶ対角線方向に張力が作用する状態で保持するように構成したり、前記基板連結部３を、略四角形状の前記基板１の各辺中央部に夫々設けて、この基板１を前記各辺中央部を夫々結ぶ対角線方向に張力が作用する状態で保持するように構成したりすることで、基板１がこの基板１の中心を基点として周方向に均一に膨張しても、前記対角線方向に基板１の伸びを良好にガイドすることができ、一層確実に基板１の熱膨張に起因する変形を阻止できることになる。

従って、本発明によれば、極めて簡易な構成により、コスト安に前記熱膨張に起因する歪み等の基板１の変形を阻止できることになり、品質及び生産性の向上を図ることができることになる。

更に、基板１はこの基板１の外方端部に連結する基板連結部３を外方に引っ張る（若しくは基板１の外方端部に連結する基板連結部３を介して基板１に引っ張り付勢が生じる）ことで所定位置に引っ張り保持されるから、この基板１の両面から同時に成膜を行うことも可能となる。

即ち、従来は、ヒータープレートに基板の各角部を止めネジ等により固定するため、基板の片面がこのヒータープレートにより閉塞されてしまい、片面に成膜を行った後、ヒータープレートから基板を外して反転させて、もう一方の面に成膜を行う必要があったが、本発明によれば取り外し等の厄介な作業を行う必要なく、基板１の両面に同時に成膜を行うことも可能となり、この点からも生産性の向上を図ることができる。

また、例えば、前記引張機構２は、前記基板連結部３を伸縮自在に設けるか若しくはこの基板連結部３に伸縮部を設けるかまたはこの基板連結部３を固定する固定部と基板連結部３との間に伸縮部を設けるか若しくは基板連結部３を外方へ引き寄せる引張駆動部を設けて、前記基板連結部３を外方に引っ張る若しくは伸縮作用による外方への引っ張り付勢を生じさせてこの基板１を保持するように構成した場合には、簡易な構成でコスト安に引張機構２を実現できることになる。
。

従って、本発明は、基板の両面に同時に成膜を行うことが可能となるのは勿論、基板の熱膨張に伴う伸びを外部に良好に逃がすことができ、基板の歪みを阻止して品質の向上を図ることができる極めて実用性に秀れた基板保持装置となる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、基板１の成膜面と対向状態に設けられる成膜材料放出源から、加熱される前記基板１の成膜面に成膜材料を放出して付着させることで薄膜を成膜する成膜室に設けられ、前記基板１をこの成膜室の所定位置に保持する基板保持装置であって、前記基板１の外方端部複数箇所に連結する複数の基板連結部３と、この基板連結部３を介して外方へ引っ張り付勢を生じさせて基板１を所定位置に引っ張り保持する引張機構２とを備えたものである。

具体的には、一側を固定し、他側を前記基板１の外方端部に連結する前記基板連結部３を、この基板１を囲む複数箇所に設けて、前記引張機構２により少なくとも一の基板連結部３を介して基板１の外方端部を引っ張ることで基板１を所定位置に保持し得るように構成している。

即ち、基板１を従来のようにこの基板１の片面に添設状態に設けられる加熱板に止めネジ等により固定状態に設けるのではなく、熱膨張に伴う伸びが吸収される引っ張り状態でこの基板１を保持するように構成することで、熱膨張に伴う基板１の伸びを良好に外方に逃がすことができ、よって、基板１の熱膨張に伴う伸びが阻害される際の抵抗が作用せず、熱膨張に伴う歪み等の変形を防止できることになる。

また、基板連結部３は、基板１の外方端部に連結して引張機構２により基板１の外方端部を引っ張って引っ張り保持するから、従来の加熱板のように基板１の片面を閉塞することなく、両面を解放した状態で基板１を保持できることになり、両面から同時に成膜を行うことも可能となる。

また、本実施例においては、この基板連結部３を、略四角形状の前記基板１の各角部及び各辺中央部に夫々設けて、この基板１を前記各角部及び各辺中央部を夫々結ぶ対角線方向に張力が作用する状態で保持するように構成している。

即ち、基板１の各角部と各辺中央部計８箇所に設けた基板連結部３に夫々外方へ引っ張り付勢を生じさせて基板１を所定位置に引っ張り保持するように前記引張機構２を構成している。

従って、基板１は加熱されると、その中心を基点として周方向に均一に膨張するが、この周方向への均一な基板１の伸びを極めて効率良く吸収して基板１の変形を確実に防止することができる。

また、大面積の基板１であっても安定的に保持することができ、上述のように基板１の両面から同時に成膜することも可能な構成と相俟って極めて効率良く成膜を行うことが可能となる。

尚、本実施例においては基板１の外方端部にして各角部及び各辺中央部の計８箇所に基板連結部３を設けた構成としているが、各角部（計４箇所、図２参照）だけに設けた構成や、各辺中央部だけに設けた構成としても良いし、更に多く設けた構成としても良い。

また、引張機構２は、前記基板連結部３を伸縮自在に設けるか若しくはこの基板連結部３に伸縮部を設けるかまたはこの基板連結部３を固定する固定部と基板連結部３との間に伸縮部を設けるか若しくは基板連結部３を外方へ引き寄せる引張駆動部を設けて、前記基板連結部３を外方に引っ張る若しくは伸縮作用による外方への引っ張り付勢を生じさせて基板１を保持するように構成する。

本実施例においては、引張機構２に、基板連結部３を外方へ引き寄せる引張駆動部を設けて、基板連結部３に伸縮作用による外方への引っ張り付勢を生じさせて基板１を保持するように構成している。

各部を具体的に説明する。

基板１の外周位置には、引張機構２が設けられる枠状の基板保持部５を設けている。この基板保持部５は、成膜装置の成膜室に、この成膜室の底面に対して垂直状態（立設状態）に設けている。尚、この基板保持部５は、成膜室の底面に対して平行状態に設けても良い。

この基板保持部５に、図３に図示したようにガイド枠６と、前記基板連結部３の一端側に連結しこのガイド枠６内をスライド移動するスライド体７とから成り、このスライド体７を基板保持部５側にスプリング８によって付勢する引張駆動部を有する引張機構２を設けている。符号10は、ガイド枠６を基板保持部５に固定するための止めネジである。

従って、引張駆動部はスプリング８による付勢力によって基板連結部３を外方に引き寄せる構成であるから、構造が簡易でコスト安に実現でき、故障も起きにくいからメンテナンス性にも秀れたものとなる。尚、スプリング８は、高温中でも機能を保てるように耐熱性材料から成るものを採用する。

この引張機構２には、前記スライド体７が、基板１と基板保持部５との間をスムーズに直線スライド移動するためのガイド機構と、このスライド体７に連結される基板連結部３による基板１を保持する張力を調整する張力調整機構とを設けている。

具体的には、ガイド機構としては、スライド体７の両端部に設けた挿通孔13に挿通され、一端が基板保持部５に固定され、他端がガイド枠６に固定されたスプリング８の伸縮動作を直線的にスムーズに案内するためのスプリングガイド14と、このスライド体７の両端縁に形成されたガイド枠６内周面に形成されたガイド凸条15と係合するガイド凹部16とから成るものを採用している。

従って、スライド体７は、このスプリングガイド14と前記挿通孔13とのガイド作用、及びガイド凸条15とガイド凹部16とのガイド作用によりガイド枠６内を良好に直線スライド移動することになる。

即ち、このスライド体７に連結する基板連結部３の移動も直線スライド移動となり、基板１がその中心を基点として周方向に均一に膨張する際にも、対角線方向に均一に基板１の伸びを吸収することができることになる。

また、本実施例においては、スプリング８を二つ用いてスライド体７を外方（基板保持部５側）に付勢するから、一つのスプリングによりスライド体７を外方に付勢する場合に比し、前記ガイド作用が一層良好に発揮されるのは勿論、小さいスプリング８で良好な付勢力を得ることができることになり、ガイド枠６の短縮化及び薄型化を達成でき、コンパクト化を図ることができる。

また、張力調整機構は、スライド体７の前記スプリングガイド14が挿通する挿通孔13間にして前記基板連結部３との連結部17に設けられている。

具体的には、スライド体７の基板連結部３が挿通する挿通孔（図示省略）の前後にこの基板連結部３の一端側に設けた雄螺子部19と螺合する雌螺子部（図示省略）を有するナット20を設けて基板連結部３の一端側とスライド体７とを連結するように構成し、この基板連結部３の螺動によりこの基板連結部３の基板１に対する突出度を調整し得るように構成している。符号18は、ガイド枠６の基板連結部３が挿通する挿通孔である。

従って、基板連結部３により基板１を保持する際の張力の調整を、簡易な構成で極めて容易に行えることになる。

尚、本実施例は、前記連結部17を、この基板連結部３の突出度の調整をより広い範囲で行えるように基板１側にやや突出状態に設けた構成である。また、基板連結部３が挿通する挿通孔を雌螺子部に設定してナット20を設けない構成としても良い。

また、基板連結部３の他端側には、基板１の外方端部に設けた孔１ａに係止する係止凸部21が設けられた受け部22と、この係止凸部21に係止した基板１を押さえ付ける押さえ部23とを設けて基板１と連結するように構成している。符号24は、押さえ部23を受け部22に固定するための止めネジである。この係止凸部21と押さえ部23とにより基板１と基板連結部３とは良好に連結される。

従って、本実施例は、基板１が熱膨張に伴い外方に伸びようとして、基板連結部３の係止凸部21を介して前記スライド体７を外方に押動しようとしても、このスライド体７を外方にスプリング８によって付勢することで、このスライド体７の押動が良好に行われ、即ち、基板１の伸びが良好に吸収され、熱膨張に伴う基板１の歪み等の変形を阻止できる構成を極めて簡易且つコスト安に実現できることになる。

即ち、本実施例を、適宜な成膜装置、例えば大気開放型化学気相析出装置等で用いることで、基板１が加熱される際に生じる熱膨張に伴う基板の変形を阻止でき、大面積の基板１であっても良好な成膜を実現でき、極めて効率良く膜質の良好な薄膜の成膜が可能となる。

特に、前記基板保持部５を成膜室に立設状態に設けることで、大面積の基板１であっても撓わむことなく良好に保持することが可能となり、一層良好な成膜が可能となる。

具体的には、例えばこの基板保持部５を搬送キャリアとして基板１を立設状態に保持しながら搬送して成膜を行うように構成することで、極めて効率性に秀れた構成を実現できる。

本実施例は上述のように構成したから、基板１を加熱しながら成膜を行う際、この加熱により基板１が中心を基点として周方向に均一に膨張（熱膨張）するが、この熱膨張は基板１の外方端部に連結する基板連結部３によっては阻害されず、基板１に生じる伸びは、基板１に基板連結部３を介して引っ張り付勢を生じさせる引張機構２により吸収される。

特に、基板連結部３を、略四角形状の前記基板１の各角部及び各辺中央部に夫々設けて、この基板１を前記各角部及び各辺中央部を夫々結ぶ対角線方向に張力が作用する状態で保持するように構成することで、基板１がこの基板１の中心を基点として周方向に均一に膨張しても、前記対角線方向に基板１の伸びを良好にガイドすることができ、一層確実に基板１の熱膨張に起因する変形を阻止できることになる。

更に、基板１にこの基板１の外方端部に連結する基板連結部３を介して引っ張り付勢を生じさせて所定位置に引っ張り保持するから、この基板１の両面から同時に成膜を行うことも可能となる。

従って、本実施例は、基板の両面に同時に成膜を行うことが可能となるのは勿論、基板の熱膨張に伴う伸びを外部に良好に逃がすことができ、基板の歪みを阻止して品質の向上を図ることができる極めて実用性に秀れた基板保持装置となる。

本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

本実施例の概略説明正面図である。別例の概略説明正面図である。本実施例の引張機構の構成概略説明斜視図である。

符号の説明

１基板
２引張機構
３基板連結部

Claims

基板の成膜面と対向状態に設けられる成膜材料放出源から、加熱される前記基板の成膜面に成膜材料を放出して付着させることで薄膜を成膜する成膜室に設けられ、前記基板をこの成膜室の所定位置に保持する基板保持装置であって、前記基板の外方端部複数箇所に連結する複数の基板連結部と、この基板連結部の少なくとも一つを外方に引っ張る若しくは基板にこの基板連結部を介して外方へ引っ張り付勢を生じさせて基板を所定位置に引っ張り保持する引張機構とを備えたことを特徴とする基板保持装置。
一側を固定し、他側を前記基板の外方端部に連結する前記基板連結部を、この基板を囲む複数箇所に設けて、前記引張機構により少なくとも一の基板連結部を介して基板の外方端部を引っ張ることで基板を所定位置に保持し得るように構成したことを特徴とする請求項１記載の基板保持装置。
前記引張機構は、前記基板連結部を伸縮自在に設けるか若しくはこの基板連結部に伸縮部を設けるかまたはこの基板連結部を固定する固定部と基板連結部との間に伸縮部を設けるか若しくは基板連結部を外方へ引き寄せる引張駆動部を設けて、前記基板連結部を外方に引っ張る若しくは伸縮作用による外方への引っ張り付勢を生じさせてこの基板を保持するように構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の基板保持装置。
前記基板連結部を、略四角形状の前記基板の各角部に夫々設けて、この基板を前記各角部を結ぶ対角線方向に張力が作用する状態で保持するように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板保持装置。
前記基板連結部を、略四角形状の前記基板の各辺中央部に夫々設けて、この基板を前記各辺中央部を夫々結ぶ対角線方向に張力が作用する状態で保持するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板保持装置。