JP2008057010A - 成膜基板の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸着膜の未成膜部分の発生を防止して、小型化を図りつつより多くの基板を保持可能とする成膜基板の製造装置を提供する。
【解決手段】側面に突部１５が設けられた基板１４の表面に斜方成長膜法によって成膜する成膜基板の製造装置は、突部１５を係合する溝部１３を有した保持基材１２を複数備え、保持基材１２を、基板１４の側面方向に対して対向するように配置し、互いに対向する保持基材１２の溝部１３どうしによって、基板１４の突部を保持するとともに、基板１４の被成膜面１４ａよりも保持基材１２の上面１２ａが突出しない形状となっている成膜基板保持治具を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、成膜基板の製造装置に関するものである。

現在、液晶パネルは携帯電話、プロジェクターなどにおいて広範囲で行なわれている。なかでも、プロジェクターのライトバルブとして使用される液晶パネルは、点灯に強い光源を用いるため、従来の有機物による配向膜を使用した液晶パネルでは、早期に配向膜が劣化し、表示に影響を及ぼすことが知られている。よって、有機物に代わり、無機配向膜を用いた液晶パネルの開発が行なわれ、その中でイオンビームスパッタ方式ではスパッタ時の成膜分子を基板に対して４５度以下の斜め方向で基板へ入射させることで無機物による柱状構造体の配向膜表面を形成し液晶の配向を実現させている。

従来、イオンビームスパッタ方式を用いて基板に成膜を行なう際には、下記特許文献１，２に示すようなホルダーと呼ばれる基板保持用治具へ基板をセットして、そのホルダーを成膜装置へ投入し、成膜処理を行なうことが一般的であった。
実開平５−９４２６７号公報 実開平５−９６０６０号公報

しかしながら、成膜分子が基板に対して斜めに入射される成膜方法においては、基板を保持している保持部が成膜粒子を遮ってしまい、基板の被成膜面上に未成膜部分が発生してしまうという問題があった。そのため、成膜分子が入射する方向側に位置する保持部を除いて、基板の片側のみを保持するようにした方法が提案されている。これにより、未成膜部分が発生することを防止することができる。また、保持部の数が減るので保持部同士の間隔を狭くすることができ、装置の小型化を図ることも可能となる。ところが、成膜分子の入射方向前方に位置する保持部が、該保持部よりも後方に位置する基板の被成膜面への成膜粒子を遮ってしまう虞がある。これにより、後続の基板上に未成膜部分が発生するという問題が出てしまう。そのため、結局は保持部同士の配置間隔を大きくとらなければならなくなり、小型化の実現が困難となっていた。

また、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、落とし込み式と呼ばれる成膜基板保持治具９０があった。この成膜基板保持治具９０は、保持基材９１に形成された穴９２内に基板９３を落とし込み、該基板９３の四隅を、穴９２の底部に設けられた爪部９４により保持するというものである。しかしながら、図１８に示すように、基板９３の被成膜面９３Ａに成膜する際、被成膜面９３Ａが保持基材９１の上面９１ａよりも低い位置にあることから、保持基材９１により成膜粒子（図中の矢印Ｔで示す）が遮られてしまう。その結果、基板９３の被成膜面９３Ａ上に未成膜領域Ｂが発生するという問題が生じてしまっていた。

上述したような保持方法では、未成膜部分の発生を防止しようとすると、基板保持治具の小型化が困難となるだけでなく一度に保持可能な基板が制限される。そのため処理効率の向上が見込めない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蒸着膜の未成膜部分の発生を防止して、小型化を図りつつより多くの基板を保持可能とする成膜基板の製造装置を提供することにある。

本発明の成膜基板の製造装置は、上記課題を解決するために、側面に凹部又は凸部が設けられた基板の表面に斜方成長膜法によって成膜する成膜基板の製造装置であって、凹部又は凸部を係合する保持部を有した保持基材を複数備え、保持基材を、成膜基板の側面方向に対して対向するように配置し、互いに対向する保持基材の保持部どうしによって、成膜基板の凹部又は凸部を保持するとともに、成膜基板の被成膜面よりも保持基材の上面が突出しないことを特徴としている。

本発明の成膜基板の製造装置によれば、互いに対向する保持基材の保持部同士によって基板の凹部又は凸部を保持することができるため、基板の被成膜面を全面露出させることができる。さらに、保持基材の上面が基板の被成膜面よりも突出しないようになっていることから、保持基材が影となって成膜分子を遮ることがなくなる。そのため、被成膜面に未成膜部分が発生することがなくなり、所望とする膜性能を有した蒸着膜を形成することができる。

また、保持部が、隣り合う他の保持基材側に向かって開口する溝であることも好ましい。
このような構成によれば、側方に突部を有した基板を保持する場合、基板の凸部を保持基材の溝内に挿入させることによって保持することが可能となる。

保持部が、隣り合う他の保持基材側に向かって突出する突部からなることも好ましい。
このような構成によれば、側方に溝部を有した基板を保持する場合、基板の凹部内に保持基材の突部を挿入させることによって保持することが可能となる。

また、複数の基板を保持可能とするものであって、保持基材を複数連設し、保持部の傾斜角度が連設方向に沿って大きくなっていることも好ましい。
このような構成によれば、保持する全ての基板の被成膜面に対して、成膜分子の入射角度を一定にすることができる。また、他の保持基材の保持部が影となることがないので、隣り合う保持基材間に保持される基板の被成膜面に未成膜部分が発生することを防止できる。以上のことから、斜め蒸着膜の膜厚分布の均一化が実現される。

本発明の成膜基板の製造装置は、側面に凹部又は凸部が設けられた基板の表面に斜方成長膜法によって成膜する成膜基板の製造装置であって、凹部又は凸部を係合する第一線材を複数備え、第一線材を、成膜基板の側面方向に対して対向するように配置し、互いに対向する第一線材どうしによって、成膜基板の凹部又は凸部を保持するとともに、成膜基板の被成膜面よりも第一線材が突出しないことを特徴とする。
本発明の成膜基板の製造装置によれば、一対の第一線材の挟持力によって、基板の側方を保持することができる。例えば、両側方に凹部を有した基板を保持する場合、基板の各凹部内に第一線材をそれぞれ挿入させることによって保持することが可能となる。さらに、第一線材が基板の被成膜面よりも突出しないように構成されていることから、第一線材が影となって成膜分子を遮る虞もなくなる。このように、基板の側方を保持することにより、被成膜面を全面露出することができるので被成膜面上に未成膜部分が発生することをなくすことができる。よって、所望とする膜性能を有した蒸着膜を得ることができる。また、線材を用いることによって、治具全体の小型化を図ることができる。

また、一対の第一線材に対して垂直に延在する第二線材を少なくとも一対有することも好ましい。
このような構成によれば、例えば基板が平面視矩形状である場合には、基板の４辺を支持することができるので、確実且つ安定的に保持することができる。

また、複数の基板を保持可能とするものであって、第一線材を複数連設し、第一線材の高さ位置が連設方向に沿って高くなっていることも好ましい。
このような構成によれば、保持する全ての基板の被成膜面に対して、成膜分子の入射角度を一定にすることができる。また、他の第一線材が影となることがないので、連設する第一線材間に保持される基板の被成膜面に未成膜部分が発生することを防止できる。以上のことから、斜め蒸着膜の膜厚分布の均一化が実現される。

また、斜方成長膜法は、真空蒸着法による斜方蒸着であることが好ましい。
真空蒸着法により成膜することにより、成膜分子に過大なエネルギーを与えることなく、熱速度程度の運動エネルギーで蒸着を行なうことができる。これにより、成膜分子を斜めに整列させる上で有利になる。

また、斜方成長膜法は、イオンビームスパッタ法による斜方スパッタであることが好ましい。
イオンビームスパッタ法により成膜を行なうことにより、金属、合金、化合物及び有機物等、ほとんど全ての物質を蒸着させることができる。また、基板に対する付着性もよい。

本発明の成膜基板の製造装置は、基板を成膜基板保持治具に設けた状態で処理が行われるため、基板への蒸着膜の形成不良をなくすことができる。また、処理温度が比較的低温なＰＶＤ法によれば、基板の被成膜面に対する熱の影響が少なくて済む。そのため、例えば、基板の被成膜面上に配された配線や電極等が損傷することを防止することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。また、以下の説明においては、ｘｙｚ直交座標系を設定し、このｘｙｚ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をｘ方向、水平面内においてｘ方向と直交する方向をｙ方向、ｘ方向及びｙ方向のそれぞれに直交する方向をｚ方向とする。

本発明の成膜基板の製造装置は、成膜基板保持治具を備える成膜装置であって、成膜基板保持治具に保持された基板の表面上に斜方成膜法にて成膜するものである。

まず、成膜基板保持治具について述べる。
以下に述べる各実施形態の成膜基板保持治具は、成膜しようとする基板を後述の成膜装置内で保持するためのものである。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について、図１から図３を用いて説明する。
図１は、本実施形態における成膜基板保持治具の全体の概要を示す平面図である。図２は、保持基材の側断面図である。図３は、成膜基板保持治具による基板の保持状態を示す説明図である。なお、図３には、本実施形態の成膜基板保持治具に対応する基板が図示してある。

まず初めに、本実施形態の成膜基板保持治具１０に対応する基板１４の構成について説明しておく。
基板１４は、図１，３（ａ）に示すように、底部（被成膜面１４ａを上面とすると、該被成膜面１４ａとは反対側の下面１４ｂ側）に、平面視における長手方向両側の側面１４ｃ，１４ｃからそれぞれ垂直に突出する一対の突出部１５，１５を有した形状となっている。

本実施形態の成膜基板保持治具１０は、上述したような構成の基板１４を複数、保持可能とするものであって、図１，２に示すように、枠状のフレーム１１と、該フレーム１１内に設けられ、互いに平行をなすとともに所定の間隔をおいて連設された複数の保持基材１２と、を有して構成されている。

フレーム１１の枠内には、図１に示すｙ方向に沿って延在する保持基材１２がｘ方向に間隔をおいて複数備えられている。そして、本実施形態のフレーム１１は、例えば、保持基材１２の延在方向におけるどちらか一方の側部（ここでは、図中の二点鎖線で示す側部１１ａ）を取り外し可能なものとしている。これにより、各保持基材１２の端部側から、隣り合う保持基材１２同士の間に複数の基板１４を保持させることができる構成となっている。

保持基材１２は、図１，２に示すように、平面視矩形状の細棒状を呈し、幅方向両側には内側に凹む一対の溝部１３（保持部）を有している。溝部１３は、保持基材１２の長手方向（図１におけるｙ方向）に沿って形成され、上記した基板１４の突出部１５を挿入させるための溝となっている。そして、各保持基材１２は、互いの溝部１３を対向させた状態でフレーム１１に設けられている。また、フレーム１１に対する位置（ｚ方向における位置）を互いに一致させているので、隣り合う保持基材１２の溝部１３同士の位置は、必然的に一致することになる。これら隣り合う保持基材１２同士の対向する溝部１３内に、基板１４の突出部１５を挿入させることによって基板１４を保持することになる。そのため、本実施形態における保持基材１２同士の間隔は、保持する基板１４の長手方向が保持基材１２に対して垂直となるように、基板１４の長手方向長さに対応した間隔となっている。

図２に示すように、溝部１３は、互いに対向する内面１６，１６及びこれら内面１６，１６同士を繋ぐ連結面１７とから構成されている。ここで、内面１６は互いに平行であってもよい（図３（ａ）参照）が、溝部１３の開口１３ａ側が広がるように、どちらか一方の内面１６（本実施形態においては１６ａ）が水平面に対して所定の角度で傾斜していてもよい。この場合、連結面１７の幅寸法を基板１４の突出部１５の厚さ寸法以下にしておく。そうすることによって、基板１４を溝部１３内に挿入するだけで突出部１５に対して所望とする押圧力が付加される構成となる。よって、基板１４を溝部１３の内面１６，１６間でずれることなく保持することが可能となる。

なお、溝部１３の奥行き、つまり内面１６の幅寸法は、基板１４の突出部１５の突出量に応じて適宜設定される。

このような成膜基板保持治具１０に基板１４を保持する場合には、図１から図３に示すように、フレーム１１内で隣り合う保持基材１２同士の対向する溝部１３内に、これら各溝部１３の長手方向一方の開口１３ｂ側から基板１４の突出部１５を各々挿入させ、溝部１３の延在方向に沿ってスライドさせながら行なう。

図１に示すように、基板１４は、フレーム１１の取り外された側部１１ａ側から、保持基材１２間に挿入させることになる。そのため、保持基材１２の長手方向一方の端部側（図中下側）の開口１３ｂが広がるように、内面１６及び連結面１７の開口１３ｂ側の端部をそれぞれ若干傾斜させておいてもよい。これにより、開口１３ｂが広がるので、隣り合う保持基材１２，１２の溝部１３，１３内へ基板１４を挿入することが容易となる。

こうして、成膜基板保持治具２０に保持される複数の基板１４は、各々の被成膜面１４ａを上方に向けた状態で保持される。

本実施形態の成膜基板保持治具１０によれば、基板１４の被成膜面１４ａの全面を露出させることができる。すなわち、成膜基板保持治具１０は、基板１４を保持する際、保持基材１２の上面１２ａが基板１４の被成膜面１４ａから突出することなく基板１４を保持することができる構成となっている。そのため、図３（ｂ）に示すように、基板１４の被成膜面１４ａの全面が露出していることから、保持基材１２が影となって成膜分子（図中の矢印Ｔで示す）を遮る心配はない。これにより、被成膜面１４ａ上に未成膜部分を発生させることなく成膜を施すことができる。したがって、所望とする膜性能を有した蒸着膜を効果的に得ることができる。

さらに、保持基材１２の厚さは、基板１４の厚さよりも薄く形成されていることから、治具の薄型化、すなわち小型化を図ることができる。また、保持基材１２の幅寸法を調整したり、溝部１３を基板１４の突出部１５の形状に沿って形成する（例えば、溝部１３の奥行き寸法を突出部１５の突出寸法に合わせる等）ことによって、更なる小型化を図ることができる。

以下に示す各実施形態の成膜基板保持治具の基本構成は、第１実施形態と同様であり、第１実施形態の保持基材の構成が異なるだけである。よって、以下では、保持基材の構成についてのみ説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図１から図３と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について、図１，図４及び図５を用いて説明する。
図４は、保持基材の全体の概要を示す斜視図である。図５は、基板の保持状態を示す説明図である。

本実施形態の保持基材２１は、図４に示すように、中央に平板状の基部２２を有し、その幅方向両側に基板保持部２３を一対備えている。基板保持部２３は、基部２２に対して垂直な連結板部２４と、連結板部２４の幅方向両端からそれぞれ垂直に延在する保持板部２５とから構成され、断面視コ字状を呈すものである。このような構成により、内部に基板１４の突出部１５を挿入可能な溝部２６（保持部）を有している。

なお、一対の保持板部２５は、連結板部２４に対してそれぞれ垂直に設けられるものとしたが、溝部２６の幅方向における開口２６ａ側が広がるように、連結板部２４に対して所定の角度で傾斜させてもよい。すると、対向する連結板部２４の基部側よりも端部側の方が離間した姿勢となる。この場合、連結板部２４の幅寸法は基板１４の突出部１５の厚さ寸法よりも若干短くしておく。

このような成膜基板保持治具２０に基板１４を保持する場合には、図１，図４，５に示すように、フレーム１１内で隣り合う保持基材２１同士の対向する溝部２６内に、これら各溝部２６の長手方向一方の開口２６ｂ側から基板１４の突出部１５を各々の溝部２６内に挿入させ、溝部２６の延在方向に沿ってスライドさせながら行なう。成膜基板保持治具２０に保持される複数の基板１４は、各々の被成膜面１４ａを上方に向けた状態で保持される。

本実施形態の成膜基板保持治具２０によれば、基板１４の被成膜面１４ａの全面を露出させることができる。すなわち、成膜基板保持治具２０は、基板１４を保持する際、保持基材２１の保持板部２５の上面２５ａが基板１４の被成膜面１４ａから突出することなく基板１４を保持することができる構成となっている。よって、成膜基板保持治具２０によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上に述べた第１及び第２実施形態の成膜基板保持治具１０，２０は、突出部１５を有した基板１４に対応するよう構成されたもので、基板１４の突出部１５を保持可能な溝部１３，２６を有した保持基材１２，２１を備えている。これに対して、以下に述べる第３，４実施形態は、保持する基板の形状が、上記実施形態の成膜基板保持治具１０，２０に対応する基板１４の形状と異なっている。そのため、第３実施形態及び第４実施形態について述べる前に、まず、第３実施形態及び第４実施形態に対応する基板について述べる。

図８，１０に示すように、以下の第３，４実施形態に対応する基板２８，２８’は、平面視における長手方向両側の側面２８ｂに、内方へと凹む凹部２９，２９’を有した形状となっている。凹部２９，２９’は、側面２８ｂの略中央に設けられ、側面２８ｂの長手方向（図中ｙ方向）に延在している。なお、凹部２９，２９’の形状は、断面視矩形状、或いは三角形状となっているが、その他の形状でもあってもよい。

［第３実施形態］
第３実施形態について、図６から図８を用いて説明する。
図６は、成膜基板保持治具全体の概要を示す平面図である。図７は、保持基材の概略構成を示す側断面図である。図８は、基板の保持状態を示す説明図である。
なお、本実施形態の成膜基板保持治具は、断面視矩形状を呈する凹部を有した基板を保持するよう構成されたものである。

本実施形態の保持基材３１は、図６に示すフレーム１１のｙ方向に延在する断面視矩形状の基材部３２と、該基材部の幅方向両側に、各側面３２ａの中央部から各側面３２ａに対してそれぞれ垂直に突出する平板状の突部３３（保持部）と、から構成されている。突部３３は、基材部３２の長手方向（図６におけるｙ方向）に沿って延在している。

突部３３は、基板２８の凹部２９内に挿入可能な厚さ寸法となっている。また、突部の突出方向における寸法は、基板の溝部の奥行き寸法に応じて適宜設定される。

第３実施形態の保持基材３１は、互いの突部３３を対向させるようにしてフレーム１１に連設されている。これら保持基材３１に基板２８を保持させる際には、図６から図８に示すように、基板２８の凹部２９内に、フレーム１１内で隣り合う保持基材３１同士の対向する突部３３を挿入させ、突部３３の延在方向に沿って基板２８をスライドさせながら行なう。成膜基板保持治具３０に保持される複数の基板２８は、各々の被成膜面２８Ａを上方に向けた状態で保持される。

本実施形態の成膜基板保持治具３０によれば、基板２８の被成膜面２８Ａの全面を露出させることができる。すなわち、成膜基板保持治具３０は、基板２８を保持する際、保持基材３１の上面３１ａが基板２８の被成膜面２８Ａから突出することなく基板２８を保持することができる構成となっている。よって、成膜基板保持治具３０によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について、図６，図９及び図１０を用いて説明する。
図６は、本実施形態の成膜基板保持治具全体の概要を示す平面図である。図９は、保持基材の概略構成を示す側断面図である。図１０は、基板の保持状態を示す説明図である。
なお、本実施形態の成膜基板保持治具は、断面視三角形状を呈する凹部を有した基板に対応するよう構成されたものである。

本実施形態の保持基材４１は、図６及び図９に示すように、フレーム１１のｙ方向に延在する断面視矩形状の基材部４２と、該基材部４２の両側面４２ａから突出する断面視三角形状の突部４３（保持部）を有している。突部４３は、基材部４２の長手方向（図６におけるｙ方向）に沿って延在し、突部４３を構成する一対の側面４４のうち、一方の側面４４の端部を保持基材４１の上面４１Ａの端部に沿わせた状態で配置されている。そして、一対の側面４４から構成される頂部４５（側面４４同士の接合点）が突出方向外側へと向いている。

突部４３は、基板２８’の凹部２９’に対応した形状となっており、基板２８’の凹部２９’を構成している内面２９ａ同士の傾斜角度θ１と、突部４３の頂部４５を構成している２つの側面４４の傾斜角度θ２とが、同じ角度となっている。また、突部４３の突出方向における寸法は、少なくとも基板２８’の凹部２９’の奥行き寸法以上の大きさでなければならない。

本実施形態の保持基材４１は、図６に示すように、互いの突部４３を対向させるようにしてフレーム１１に連設されている。これら保持基材４１に基板２８’を保持させる際には、図１０に示すように、基板２８’の凹部２９’内に対応する各保持基材４１の突部４３を挿入させ、保持基材４１の長手方向に沿ってスライドさせながら複数設ける。また、本実施形態の保持基材４１によれば、基板２８’の凹部２９’の形状をそのまま突部４３の形状に反映させた構成となっていることから、凹部２９’の内面２９ａと突部４３の側面４４とを接触させることができるので基板２８’のずれが生じにくい。また、成膜基板保持治具４０に保持される複数の基板２８’は、各々の被成膜面２８Ａを上方に向けた状態で保持される。

本実施形態の成膜基板保持治具４０によれば、基板２８’の被成膜面２８Ａ’の全面を露出させることができる。すなわち、成膜基板保持治具４０は、基板２８’を保持する際、保持基材４１の上面４１ａが基板２８’の被成膜面２８Ａ’から突出することなく基板２８’を保持することができる構成となっている。よって、成膜基板保持治具４０によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

［第５実施形態］
次に、第５実施形態について、図１１及び図１２を用いて説明する。
以下に示す成膜基板保持治具は、ワイヤーによって基板を保持する場合の一実施形態である。
図１１は、本実施形態の成膜基板保持治具の概要構成を示す斜視図である。図１２は、基板の保持状態を示す説明図であって、（ａ）成膜基板保持治具の要部拡大図、（ｂ），（ｃ）は基板の側断面図である。

本実施形態の成膜基板保持治具５０は、図１１に示すように、フレーム１１の対向する各辺１１ａ，１１ｂに沿って、第１ワイヤー５１及び第２ワイヤー５２が格子状に設けられている。詳述すると、図１１に示すフレーム１１内には、ｙ方向に沿って延在する複数本の第１ワイヤー５１がｘ方向に所定の間隔をおいて張設されている。また、これら第１ワイヤー５１に交差してｘ方向に延在する複数本の第２ワイヤー５２がｙ方向に所定間隔をおいて張設されている。

詳述すると、第１ワイヤー５１及び第２ワイヤー５２はそれぞれ２本一組で配設されている。これら隣り合う２本の第１ワイヤー５１及び第２ワイヤー５２により基板３８を挟持する構成となっている。すなわち、これら２本一組みで構成される第１ワイヤー５１及び第２ワイヤー５２によって、後述の基板３８を保持する保持部５３が構成されることになる。

組となっている第１ワイヤー５１同士は、互いに基板３８の長手方向長さよりも若干狭くした所定の間隔をおいて張設されている。また、第２ワイヤー５２同士は、互いに基板３８の短手方向長さよりも若干狭くした所定の間隔をおいて配設されている。各ワイヤー５１，５２の配置間隔の詳細については後述する。さらに、隣り合う各組（保持部５３）同士の間隔は、各ワイヤー５１，５２によって構成される保持部５３に保持される基板３８同士が干渉しない間隔とする。

第１ワイヤー５１及び第２ワイヤー５２は交差部において互いに干渉しないように設けられ、図１２（ａ）に示すように、ｚ方向に位置を異ならせてある。本実施形態においては、第２ワイヤー５２の方が第１ワイヤー５１よりもフレーム１１の表面側に位置している。

本実施形態の成膜基板保持治具５０に対応する基板３８は、４つの側面全てに凹部を有した形状となっている。上記実施形態の成膜基板保持治具３０，４０に対応する基板２８は、平面視における長手方向両側の側面２８ｂのみに凹部２９，２９’を有した形状（図８，１０参照）となっていた。本実施形態においては、図１２に示すように、成膜基板保持治具５０に対応する基板３８は、長手方向両側の側面３８ｂのみならず、短手方向両側の側面３８ｃにも凹部を有した形状となっている。

詳しくは、図１２（ｂ）に示すように、平面視における短手方向両側の側面３８ｂには、該側面３８ｂから内方へと凹む断面視三角形状の凹部３７が形成されている。また、図１２（ｃ）平面視における長手方向両側の側面３８ｃには、該側面３８ｃから内方へと凹む断面視三角形状の凹部３９が形成されている。

対向する側面３８ｂにおける凹部３７同士、及び、対向する側面３８ｃにおける凹部３９同士の位置は、基板面に対して平行となるように形成されている。また、隣り合う側面３８ｂ，３８ｃに設けられる凹部３７，３９は、フレーム１１に設けられる各ワイヤー５１，５２に対応するように、互いの位置がｚ方向（基板の厚さ方向）で異なっている。すなわち、側面３８ｂに形成される凹部３７は、第２ワイヤー５２に対応するように被成膜面３８Ａ側に形成されている。一方、側面３８ｃに形成される凹部３９は、第２ワイヤー５１に対応するように被成膜面３８Ａとは反対側の底面３８Ｃ側に形成されている。

本実施形態の成膜基板保持治具５０に基板３８を保持する場合には、基板３８の各凹部３７，３９内に隣り合う２本の第１ワイヤー５１及び第２ワイヤー５２をそれぞれ挿入させて保持する。このとき、隣り合う２本の第１ワイヤー５１及び第２ワイヤー５２をそれぞれ引っ張りながら間隔を広げ、隣り合う２本の第１ワイヤー５１及び第２ワイヤー５２によって囲まれた領域内に基板３８を挿入する。基板３８を挿入した後、第１ワイヤー５１及び第２ワイヤー５２の引っ張りを解除すると、各ワイヤー５１，５２はその張力によって元に戻ることになる。このとき、第１ワイヤー５１が基板３８の凹部３９に、第２ワイヤー５２が基板３８の凹部３７に入り込むことによって基板３８が保持される。

このように、第１ワイヤー５１及び第２ワイヤー５２は、基板３８の寸法よりも若干狭い間隔をおいて配置されていることから、基板３８の各凹部３７，３９に引っ掛けることができる。詳細には、保持部５３における各ワイヤー５１，５２の間隔は、基板３８の凹部３７同士、凹部３９同士の間隔に設定しておくことで可能となる。

また、基板３８の凹部３７同士、凹部３９同士の間隔よりも若干狭い間隔で各ワイヤー５１，５２を配設することにより、ワイヤー５１，５２に、基板３８に対する挟持力を持たせることができる。つまり、隣り合う２本のワイヤー５１，５２の張力によって基板３８の４つの側面を挟持するようにすれば、基板３８を安定的に保持することができる。

成膜基板保持治具５０では、各ワイヤー５１，５２の間隔を広げながら基板３８を保持させることになるので、フレーム１１の側部１１ａを取り外しのできる構成とする必要はなく、４つの側部が一体形成されたものを用いることができる。

上記実施形態においては、フレーム１１に、複数のワイヤー５１，５２を格子状に設けた形態について述べたが、これに限らず、ｘ方向或いはｙ方向のどちらか一方向のみにワイヤーを張設するようにしてもよい。例えば、第１ワイヤー５１のみ、或いは第２ワイヤー５２のみ張設した構成であってもよい。このような成膜基板保持治具によれば、これに対応する基板の凹部も、対向する一組の側面（側面３８ｂ同士或いは側面３８ｃ同士）のみに形成しておけばよいことから、より簡単な構成とすることができる。しかしながら、基板の各側面において４点支持する成膜基板保持治具の方が確実に基板を保持することができる。

本実施形態の成膜基板保持治具５０によれば、基板３８の被成膜面３８Ａの全面を露出させることができる。すなわち、成膜基板保持治具５０は、基板３８を保持する際、ワイヤー５１，５２が基板３８の被成膜面３８Ａから突出することなく保持する構成となっている。そのため、基板３８の被成膜面３８Ａは全面的に露出した状態となる。これにより、ワイヤー５１，５２が成膜分子を遮るということはなくなるので、基板３８の被成膜面３８Ａに未成膜部分が形成されることを防止することができる。これにより、所望とする膜性能を有した蒸着膜を形成することができる。

また、線形をなすワイヤー５１，５２によって基板３８を保持する構成であることから、ワイヤー５１，５２の配設間隔を調整することによって、保持する基板３８同士の間隔を狭くすることができる。これにより、より多くの基板３８を保持することが可能になるとともに、治具の小型化を図ることができる。

成膜基板保持治具１０，…，５０は、保持する全ての基板１４，２８，２８’，３８の被成膜面１４ａ，２８Ａ，３８Ａが平行をなすように構成された成膜基板保持治具である。以下に示す実施形態は、保持する基板の被成膜面が所定の角度で傾くように構成された成膜基板保持治具である。

［第６実施形態］
次に、第６実施形態について、図１３を用いて説明する。
以下に示す本実施形態の成膜基板保持治具は、ｘ方向で隣り合う保持基材同士の高さ位置がｚ方向で異なっているとともに、水平面に対してその保持部方向を所定の角度で傾斜させている点で異なる。本実施形態では、第３実施形態の保持基材３１を用いて説明するが、その他実施形態におけるいずれの保持基材を用いてもよい。図１３は、ｘ方向に連設する保持基材の傾斜状態を示す断面図である。

図１３に示すように、本実施形態の成膜基板保持治具６０は、Ｘ方向に連設する保持基材３１同士の位置が、ｘ方向一方（図中左側）に向かうにしたがってｚ方向へと高くなっている。それと同時に、各々の突部方向（突部３３同士の方向）を水平面に対して所定の角度で傾斜させている。各保持基材３１の水平面に対する傾斜角度θは同等であってもよいが、本実施形態では、低位置にある保持基材３１ａから高位置にある保持基材３１ｃにかけて各々の傾斜角度θが漸次大きくなるように構成されている。つまり、図１３に示すように、保持基材３１ａの傾斜角度θ１から順に大きくなり、保持基材３１ｃの傾斜角度θ３が、保持基材３１ａの傾斜角度θ１よりも大きくなっている。

従来、基板９３の被成膜面９３Ａに斜方蒸着する場合、例えば、図１６（ａ）に示すように、基板９３の右斜め上方に示す点Ｐから成膜分子（図中の矢印Ｔで示す）が入射してくるものとする。すると、基板９３の被成膜面９３Ａ上では図中ｘ方向において、成膜分子Ｔの入射角度θが異なっていることが分かる。点Ｐから最も遠い地点Ｈでは入射角度がθａとなっており、点Ｐから最も近い地点Ｊでは入射角度がθｃとなっている。このように、点Ｐに近い地点ほど入射角度が大きくなっている。

図１６（ｂ）に示す従来の成膜基板保持治具８０では、基板９３の両端側を保持部８１によって保持する構成となっていたため、被成膜面９３Ａに対して図中の矢印Ｔで示す方向から成膜分子Ｔが入射してくると、成膜分子Ｔの入射方向側にある保持部８１が成膜分子Ｔを遮ってしまっていた。すると、被成膜面９３Ａ上に未成膜領域Ｂが発生してしまい、これに起因する膜性能の低下が懸念されていた。また、上述したように、成膜基板保持治具８０に対する成膜分子Ｔの入射角度は、図中ｘ方向において異なっていることから、ｘ方向に並ぶ各基板９３では、膜厚にばらつきが生じる虞もあった。

これに対して、本実施形態の成膜基板保持治具６０は、図１３に示すように、保持する全ての基板２８の被成膜面２８Ａに対する成膜分子Ｔの入射角度が同じ角度となるように、水平面に対する保持基材３１の傾斜角度θを適宜変化させている。

このように、ｘ方向で隣り合う保持基材３１の傾斜角度θを変化させることによって、各基板２８に対する成膜分子Ｔの入射角度θｓを一定にすることができる。その結果、被成膜面２８Ａ上に未成膜部分が発生することを防止して、蒸着膜の膜厚均一化を図ることができる。これにより、所望とする膜特性を有する蒸着膜を各基板２８上へ成膜することができる。

また、保持基材３１に対して保持部３３が自在に傾斜する構成としてもよい。

なお、一方向のみにワイヤーを張設した構成の成膜基板保持治具の場合、連設する各ワイヤーの高さ位置を、その連設方向に向かって漸次高くなるように変えるだけでよい。この場合、ワイヤーを格子状に設ける必要はなくなる。

上記した各成膜基板保持治具１０〜４０において、保持基材１２，２１，３１，４１を例えば、樹脂等から形成することが好ましい。成膜基板保持治具５０においては、例えば、各ワイヤー５１，５２の表面を樹脂等で覆っておくことが好ましい。例えば、液晶装置等に用いる場合、基板１４，２８，２８’，３８は、石英やガラス等から形成されることから、保持基材１２，２１，３１，４１が硬質のものであると、基板１４，２８，２８’，３８の装着時に双方が干渉することによって基板１４，２８，２８’，３８に傷が付いてしまう虞がある。単なる傷が後に基板１４，２８，２８’，３８の破損する虞もあることから、傷の発生は避けなければならない。しかしながら、保持基材１２，２１，３１，４１を樹脂等から形成することによって柔軟性を持たせることができるので、基板１４，２８，２８’，３８を傷付けることなく保持することができる。ワイヤー５１，５２を樹脂等で覆った場合においても同様のことが言える。

上記した各成膜基板保持治具１０〜４０において、保持基材１２，２１，３１，４１の幅寸方を調整することで、保持基材１２，２１，３１，４１を介して隣り合う基板同士の配置間隔を狭くすることができる。これにより、治具の小型化を図ることが可能となる。

さらに、上述した第１から第６実施形態の成膜基板保持治具１０，…，６０によれば、基板の形状に関わらず確実に保持することができる。また例えば、成膜基板保持治具が、搬送時や成膜時に斜めや逆さ状態になったとしても、成膜基板保持治具から基板が脱落することがない。

以上述べた成膜基板保持治具１０，…，６０は、斜方成膜法により成膜を行なう基板を保持するものである。斜方成膜法としては、斜方蒸着或いは斜方スパッタ等が挙げられる。よって、以下では斜方蒸着により成膜を行なう成膜装置、及び斜方スパッタにより成膜を行なう成膜装置について述べる。

上記成膜基板保持治具を備える成膜装置について図１４及び図１５を用いて説明する。ここで、成膜装置に用いられる成膜基板保持治具として、例えば、上記した第１実施形態の成膜基板保持治具１０を用いた場合を例にあげて説明する。

図１４に示すイオンビームスパッタ装置１００は、成膜室としての成膜チャンバ１０１と、該成膜チャンバ１０１内に設けられ成膜材料の成膜分子を射出させるイオンガン１０２と、成膜チャンバ１０１内に具備されるとともに複数の基板１４を保持した成膜基板保持治具とを備えている。そして、イオンガン１０２からターゲット１０３にイオンビームを照射し、ターゲット１０３をスパッタリングすることにより該ターゲット１０３から放出されたスパッタ粒子を、成膜基板保持治具１０に保持されている全ての基板１４上に、一定の入射角度θｓ（傾斜角度）で堆積させて成膜を行っている。このようなターゲット１０３の材料としては、基板１４上に成膜する所望の材料を適宜採用することができる。そして、成膜チャンバ１０１には、その内部圧力を制御し、所望の真空度を得るための真空ポンプ１０４が接続されている。

イオンビームスパッタ装置１００に具備される成膜基板保持治具は、ターゲット２２と基板１４の基板面重心位置とを結ぶ基準線Ｘ１と、基板１４の被成膜面１４ａと垂直に交わる直線Ｘ２とのなす角θ０が、所定値となるように成膜チャンバ１１１内に保持される。

図１５に示す真空蒸着装置１１０は、成膜室としての成膜チャンバ１１１と、該成膜チャンバ１１１内に設けられ成膜材料の蒸気流を発生させる蒸着源１１２と、成膜チャンバ１０１の内部圧力を制御し、所望の真空度を得るための真空ポンプ１１４と、成膜チャンバ１１１内に具備されるとともに複数の基板１４を保持した成膜基板保持治具とを備えている。図中矢印Ｙ１で示すように、蒸着源１１２から昇華した成膜材料が、成膜基板保持治具に保持されている全ての基板１４に対して一定の入射角度θｓ（傾斜角度）で連続入射する。これにより、基板１４に成膜材料が斜め柱状に堆積しさせて成膜を行なっている。成膜材料としては、基板１４上に成膜する所望の材料を適宜採用することができる。

真空蒸着装置１１０に具備される成膜基板保持治具は、蒸着源１１２と基板１４の基板面重心位置とを結ぶ基準線Ｘ１と、基板１４の被成膜面１４ａと垂直に交わる直線Ｘ２とのなす角θ０が、所定値となるように、保持機構に保持される。

また、図１４，１５において矢印Ｙ１によって示される、成膜分子の進行方向（成膜材料の成膜方向）と、成膜が施される基板１４（被成膜面１４ａ）とのなす角度θｓ（入射角度）が、成膜基板保持治具１０に備えられている全ての基板１４において一定となるように、成膜基板保持治具１０の取り付け方向が適宜調整可能となっている。本実施形態では斜方蒸着を行うことから、各基板１４の被成膜面１４ａに対する入射角度θｓは９０°未満で設定される。

本発明に係る各実施形態の成膜基板保持治具１０，…，６０を用いれば、イオンビームスパッタ装置１００及び真空蒸着装置１１０によって成膜処理を行なう際、基板を保持している保持基材１２，２１，３１，４１、第１ワイヤー５１及び第２ワイヤー５２が成膜分子を遮ることがない。そのため、基板の被成膜面を全面露出することができる。

したがって、成膜基板保持治具１０，…，６０に保持される全ての基板１４，２８，２８’，３８の被成膜面１４ａ，２８Ａ，２８Ａ’，３８Ａに対して、未成膜部分を発生させることなく全面的に均一な蒸着膜を形成することが可能となる。よって、基板への蒸着膜の形成不良をなくすことができ、成膜形成処理精度を向上させることができる。

さらに、成膜基板保持治具１０，…，６０に保持される全ての基板１４，２８，２８’，３８の被成膜面１４ａ，２８Ａ，２８Ａ’，３８Ａに対して、同じ入射角度θで成膜分子を蒸着させることができる。これにより、膜厚の均一化を図ることができ、所望とする膜性能を有した蒸着膜を得ることができる。

また、成膜分子の入射が、４５°以下の低角度入射であっても、未成膜部分を発生させることなく、良好な膜性能を有した蒸着膜を形成することができる。また、成膜基板保持治具１０，…，６０には、複数の基板を載置させることができるので、一度に多くの基板を処理することが可能になることから作業効率が良い。

さらに、処理温度が比較的低温なＰＶＤ法を用いて成膜を行なうことから、基板の被成膜面に対する熱の影響が少なくて済む。そのため、例えば、基板の被成膜面上に配された配線や電極等が損傷することを防止することができる。

真空蒸着法により成膜処理を行なうことにより、成膜分子に過大なエネルギーを与えることなく、熱速度程度の運動エネルギーで蒸着を行なうことができる。これにより、成膜分子を斜めに整列させる上で有利になる。

一方、イオンビームスパッタ法により成膜処理を行なうことにより、金属、合金、化合物及び有機物等、ほとんど全ての物質を蒸着させることができる。また、基板に対する付着性もよい。

なお、本実施形態はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、且つ当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。

水平面に対する保持基材の傾斜角度θは、基板への所望とする膜性能、保持する基板の大きさや数、成膜基板保持治具が後述の成膜装置へ装着されるときの条件等が適宜考慮される。

第１，２実施形態に係る成膜基板保持治具の概略構成を示す平面図である。 第１実施形態に係る保持基材の概略構成を示す側断面図である。 第１実施形態に係る保持基材による基板の保持状態を示す説明図である。 第２実施形態に係る保持基材の概略構成を示す側断面図である。 第２実施形態に係る保持基材による基板の保持状態を示す説明図である。 第３，４実施形態に係る成膜基板保持治具の概略構成を示す平面図である。 第３実施形態に係る保持基材の概略構成を示す側断面図である。 第３実施形態に係る保持基材による基板の保持状態を示す説明図である。 第４実施形態に係る保持基材の概略構成を示す側断面図である。 第４実施形態に係る保持基材による基板の保持状態を示す説明図である。 第５実施形態に係る成膜基板保持治具の概略構成を示す斜視図である。 第５実施形態に係る成膜基板保持治具による基板の保持状態を示す説明図である。 第６実施形態に係る成膜基板保持治具の概略構成を示す断面図である。 イオンビームスパッタ装置の概略構成図である。 蒸着装置の概略構成図である。 基板の被成膜面に対する成膜分子の入射角度を示す説明図である。 従来の他の実施形態の成膜基板保持治具の概略構成を示す側断面図である。 図１７に示す成膜基板保持治具を用いて成膜する際の課題を示す説明図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０，５０，６０…成膜基板保持治具、１４，２８，２８’，３８…基板、１４ａ，２８Ａ，２８Ａ’，３８Ａ…被成膜面、，１３，２６…溝部（保持部）、３３，４３…突部（保持部）、５１…第１ワイヤー（第一線材）、５２…第２ワイヤー（第２線材）、１００…イオンビームスパッタ装置、１１０…蒸着装置

Claims (9)

1. 側面に凹部又は凸部が設けられた基板の表面に斜方成長膜法によって成膜する成膜基板の製造装置であって、
   前記凹部又は凸部を係合する保持部を有した保持基材を複数備え、
   前記保持基材を、前記成膜基板の側面方向に対して対向するように配置し、
   互いに対向する前記保持基材の前記保持部どうしによって、前記成膜基板の凹部又は凸部を保持するとともに、
   前記成膜基板の被成膜面よりも前記保持基材の上面が突出しないことを特徴とする成膜基板の製造装置。
2. 前記保持部が、隣り合う他の保持治基材側に向かって開口する溝であることを特徴とする請求項１記載の成膜基板の製造装置。
3. 前記保持部が、隣り合う他の保持基材側に向かって突出する突部からなることを特徴とする請求項１記載の成膜基板の製造装置。
4. 複数の前記基板を保持可能とするものであって、
   前記保持基材を複数連設し、前記保持部の傾斜角度が連設方向に沿って大きくなっていることを特徴とする請求項１乃至３記載の成膜基板の製造装置。
5. 側面に凹部又は凸部が設けられた基板の表面に斜方成長膜法によって成膜する成膜基板の製造装置であって、
   前記凹部又は凸部を係合する第一線材を複数備え、
   前記第一線材を、前記成膜基板の側面方向に対して対向するように配置し、
   互いに対向する前記第一線材どうしによって、前記成膜基板の凹部又は凸部を保持するとともに、
   前記成膜基板の被成膜面よりも前記第一線材が突出しないことを特徴とする成膜基板の製造装置。
6. 前記一対の第一線材に対して垂直に延在する第二線材を少なくとも一対有することを特徴とする請求項５記載の成膜基板の製造装置。
7. 複数の前記基板を保持可能とするものであって、
   前記第一線材を複数連設し、前記第一線材の高さ位置が連設方向に沿って高くなっていることを特徴とする請求項５又は６記載の成膜基板の製造装置。
8. 前記斜方成長膜法は、真空蒸着法による斜方蒸着であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の成膜基板の製造装置。
9. 前記斜方成長膜法は、イオンビームスパッタ法による斜方スパッタであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の成膜基板の製造装置。

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