JP2008081770A - 真空成膜装置の防着体および真空成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス及び設置を容易に行うことができると共に、設置の自由度を高めることができる真空成膜装置の防着体および真空成膜装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ワークＷから外れた蒸発流Ａの蒸発粒子を遮蔽して、真空チャンバ２の内壁および／または構成部品への蒸発粒子の付着を阻止するシート状部材７１と、シート状部材７１を、真空チャンバ２内に保持するシート保持部１０１と、を備え、シート状部材７１は、可とう性を有すると共に蒸発粒子に対し易付着性を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸着装置やスパッタ装置等の真空成膜装置において、真空チャンバの内壁および構成部品に汚染物が付着するのを防止する真空成膜装置の防着体および真空成膜装置に関するものである。

この種の真空成膜装置の防着体として、アルミニウムを主成分とした薄板を接着剤によって積層することにより形成された防着板が知られている（特許文献１参照）。この防着板は、真空チャンバの内壁に着脱自在に装着され、処理時に発生した微粒子状の汚染物を遮蔽、捕捉し、これらの汚染物が真空チャンバの内壁に直接付着することを防止している。また、防着体は、定期的に薄板を一枚剥がす、もしくは、防着体全体を交換することにより、メンテナンスを行っている。このような防着体のメンテナンスにより、捕捉された蒸発粒子（汚染物）により生成されるパーティクルの剥離を防止し、剥離したパーティクルが成膜対象物に付着して製品の歩留まりを悪化させることを抑えている。
特開２００５−１０１４３５号公報

しかしながら、このような防着板の場合、一定の剛性を有しているため、パーティクルが反ると剥離し易く、メンテナンスの頻度を多くする必要があった。また、蒸発粒子の被着部材となる防着板の設置および取り外しが煩雑であるという問題があった。

本発明は、メンテナンス及び設置を容易に行うことができると共に、設置の自由度を高めることができる真空成膜装置の防着体および真空成膜装置を提供することを課題としている。

本発明の真空成膜装置の防着体は、成膜対象物から外れた蒸発流の蒸発粒子を遮蔽して、真空チャンバの内壁および／または構成部品への蒸発粒子の付着を阻止するシート状部材と、シート状部材を、真空チャンバ内に保持するシート保持手段と、を備え、シート状部材は、可とう性を有すると共に蒸発粒子に対し易付着性を有することを特徴とする。

この構成によれば、シート状部材により蒸発粒子が真空チャンバの内壁や構成部品に付着することを抑えることができるため、パーティクル剥離による製品の歩留まり悪化を抑えることができる。また、蒸発粒子の被着部材として、可とう性を有したシート状部材を使用することにより、自由な変形が可能であり、設置の自由度を高めることができると共に、着脱が容易な設置構造を可能とし、メンテナンスにかかる労力を軽減することができる。

この場合、シート状部材は、付着した蒸発粒子により形成されるパーティクルの反りに倣って変形する可とう性を、有していることが好ましい。

この構成によれば、シート状部材がパーティクルの反りに倣って変形することにより、パーティクルが剥離しにくい構造とすることができるため、メンテナンスの頻度を少なくすることができる。

この場合、シート状部材が、アルミ箔であることが好ましい。

この構成によれば、安価なアルミ箔を使用することにより、使い捨てが可能となり、シート状部材の費用が軽減できる。そのため、シート状部材を交換する際にかかる費用を軽減することができ、メンテナンスにかかるコストを抑えることができる。

この場合、シート状部材の厚みが、０．０４ｍｍから０．０６ｍｍであることが好ましい。

この構成によれば、シート状部材が、設置や取り出し等の際に扱いやすい適度な可とう性と適度な強度（剛性）を有するものとなる。

上記真空成膜装置の防着体において、シート保持手段は、真空チャンバに取り付けられ、シート状部材をカーテン様に吊設する複数のクリップを、有していることが好ましい。

この構成によれば、シート状部材を容易に設置でき、容易に取り外すことができるため、防着体のメンテナンスにおける労力を更に軽減することができる。また、従来のように接着剤を使用することがないため、接着剤使用による成膜処理の不具合を抑えることができる。

上記真空成膜装置の防着体において、シート保持手段は、少なくとも蒸発流側の面にシート状部材を被着した心材板を、有していることが好ましい

この構成によれば、シート状部材を交換することにより、容易に防着体のメンテナンスを行うことができ、防着体のメンテナンスにかかる労力を更に軽減することができる。また、心材板により、真空成膜装置の内壁に立て掛ける等、設置を容易に行うことができる。

上記真空成膜装置の防着体において、シート保持手段は、真空チャンバの底壁に立設され、シート状部材を真空チャンバの内周面に沿うようかつ内壁に立て掛けた状態に保持する複数のロッドを、有していることが好ましい。

この構成によれば、シート状部材の設置および取り外しを容易に行うことができるため、防着体のメンテナンスにかかる労力を更に軽減することができる。また、従来のように接着剤を使用することがないため、接着剤使用による成膜処理の不具合を抑えることができる。

本発明の真空成膜装置は、上記真空成膜装置の防着体を、備えたことを特徴とする。

この構成によれば、設置の自由度が高いと共に、着脱容易な設置構造を可能とする防着体を備えたことにより、防着体のメンテナンスにおける時間およびコストを軽減することができると共に、装置全体として構成の自由度を高くすることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の防着体を適用した真空蒸着装置（真空成膜装置）について説明する。この真空蒸着装置は、内部を真空にした状態で、蒸発材料を蒸発させて、この蒸発粒子をワーク（成膜対象物）に付着、推積させて薄膜を形成する、いわゆる真空蒸着を行うものである。

図１および図２に示すように、真空蒸着装置１は、箱形の真空チャンバ２と、真空チャンバ２に外部から接続され、チャンバ内を真空もしくは大気圧に調整することが可能な圧力調整機構３と、真空チャンバ２の底壁２１上に配設され、蒸発粒子を発生させる蒸発材料源４と、蒸発材料源４に対向配置されると共に成膜されるワークＷを保持するワーク保持部５と、蒸発材料源４からの蒸発流Ａを遮断するシャッタ機構６と、真空チャンバ２の内壁に沿って配設された防着体７と、各装置を統括制御する制御装置（図示省略）と、を備えている。

真空チャンバ２は、天壁２０、底壁２１、奥壁２２および両側壁２３,２３を有すると共に、正面に図外の開閉扉を有し、箱状に形成されている。真空チャンバ２の側壁２３には、チャンバ内部を真空引きするための真空吸引口２７と、チャンバ内部に不活性ガスを供給するためのガス供給口２８が形成されている。

圧力調整機構３は、真空チャンバ２内部を真空引きする真空吸引機構３１と、真空チャンバ２内部に不活性ガスを供給することで、内部圧力を大気圧に調整するガス供給機構３２を備えている。

真空吸引機構３１は、真空チャンバ２の真空吸引口２７に接続されており、真空ポンプ８１と、真空吸引口２７と真空ポンプ８１を接続する真空配管８２とを有している。真空配管８２には真空チャンバ２側から真空計８３、圧力調整バルブ８４およびメインバルブ８５が介設されている。メインバルブ８５は電磁弁で構成されており、メインバルブ８５が「開」状態の時、真空チャンバ２と真空ポンプ８１が連通するため、この状態において、真空チャンバ２内の真空引きが行われる。

ガス供給機構３２は、真空チェンバ２のガス供給口２８に接続されており、不活性ガスである窒素ガスを収納するガスボンベ９１と、ガスボンベ９１とガス供給口２８を接続するガス供給管９２とを有している。ガス供給管９２には、電磁弁で構成されたガスバルブ９３および不活性ガスの供給量を制御するためのマスフローコントローラ９４が介設されている。これら装置により、ワーク交換等の作業に際し、真空チャンバ２内に不活性ガスを導入することで真空チャンバ２内部を大気圧と同圧にして、開閉扉を開放する。

蒸発材料源４は、蒸発粒子の蒸発流Ａを発生させるアルミニウムなどの蒸発材料４１と、蒸発材料４１を保持するルツボ４２を有している。また、蒸発材料源４は、加熱機構を有しており、蒸発材料４１を加熱させ、蒸発させることにより、蒸発粒子を発生させる。なお、蒸発材料源４から発生した蒸発流Ａは、一定の立体角内で上方放射状に流れる。

ワーク保持部５は、天壁２０に設置されており、ワークＷをその表面が蒸発材料４１側に向く様に上側から保持している。また、本実施形態においては、ワーク保持部５が真空チャンバ２に固定されたものであり、１枚のワークＷを保持するものを使用しているが、成膜処理時に回転駆動するものを使用してもよいし、複数枚のワークＷをいっしょに保持するものでもよい。

シャッタ機構６は、蒸発材料源４からの蒸発流Ａをウォーミングアップ時等において遮断制御するものであり、直接、蒸発流Ａを遮断する円板状のシャッタ板６１と、シャッタ板６１を縁部で支持するシャッタ支持軸６２と、シャッタ支持軸６２を介して、シャッタ板６１を旋回運動させるシャッタモータ６３を備えている。シャッタ板６１は水平に配設される一方、シャッタ支持軸６２は鉛直に配設され、底壁２１を貫通したシャッタ支持部６２の下端部にシャッタモータ６３が連結されている。シャッタモータ６３は、真空チャンバ２の外部に配設されており、制御装置（図示省略）の開閉指令により、シャッタ支持軸６２を介して、シャッタ板６１を、ワークＷへの蒸発流Ａを完全に遮断する遮断位置と非遮断位置との間で旋回させる。

防着体７は、チャンバ内部で、奥壁２２、両側壁２３,２３および開閉扉に沿わせるように配設されており、アルミ箔（シート状部材）７１と、アルミ箔７１を保持する複数のクリップ１０１（シート保持手段）と、を備えている。この防着体７によって、真空チャンバ２の奥壁２２、両側壁２３,２３および開閉扉へ到達する蒸発粒子が遮断、捕捉され、これらの箇所に付着しないようになっている。

アルミ箔７１は、厚さが０．０４ｍｍ〜０．０６ｍｍに形成されており、防着体７において蒸発粒子が被着する被着部材として機能するものである。アルミ箔７１は、可とう性を有すると共に蒸発粒子に対し易付着性を有しており、これにより、パーティクルが剥離しにくいと共に、自由度の高い設置構造を可能とし、さらに着脱容易な設置構造を可能としている。また、上記厚みのアルミ箔のように、付着した蒸発粒子により形成されるパーティクルの反りに倣って変形する可とう性を有しているものを使用することで、パーティクルの剥離を抑え、アルミ箔７１の交換周期を長くしている。

また、シート状部材は、可とう性および易付着性を有していれば、厚さが０．０４ｍｍ〜０．０６ｍｍでなくてもよいし、さらには、アルミ箔７１を使用しなくてもよい。しかしながら、本実施形態においては、これらの構成により、シート状部材を扱いやすいように形成し、また安価に形成している。

複数のクリップ１０１は、奥壁２２、両側壁２３,２３および開閉扉に沿って真空チャンバ２の天壁２０に固定されたレール１０２に取り付けられている。これにより、これらのクリップ１０１は、アルミ箔７１を、奥壁２２、両側壁２３,２３および開閉扉に沿ってカーテン様且つ着脱自在に吊設している。

このような構成により、蒸発粒子の被着部材となるアルミ箔７１を容易に設置でき、容易に取り外すことができるため、防着体７のメンテナンスにおける労力を更に軽減することができる。また、従来のように接着剤を使用することがないため、接着剤使用による成膜処理への影響を抑えることができる。

次に、図３および図４を用いて、本発明の第２実施形態に係る真空蒸着装置１について、特に異なる部分を主に説明する。この実施形態において、真空蒸着装置１は、チャンバ内で、奥壁２２、両側壁２３,２３および開閉扉にそれぞれ配設された４つの防着体７を備えている。この場合、各内壁の下部に掛止片１０３が取り付けられており、これら掛止片１０３に各防着体７が掛止されている。各掛止片１０３は、断面Ｌ字状に形成されており、各防着体７は掛止片１０３により、ズレ止めされた状態で各内壁に立て掛けられるようになっている。なお、掛止片１０３は、メンテナンスを考慮してネジ止め等、簡単に取り外しができる構成とすることが好ましい。

防着体７は、アルミ箔７１と、アルミニウム等の金属製の板である心材板１０４（シート保持手段）を備えている。この心材板１０４にアルミ箔７１を覆装することにより防着体７１が形成されている。具体的には、心材板１０４よりひとまわり大きいアルミ箔７１を用意し、アルミ箔７１を心材板１０４の表面にあてがって、周縁を心材板１０４の裏面に折り込むようにして形成されている。なお、上記厚みのアルミ箔７１は一定の剛性を有しているため、折り込むだけで、接着剤は不要である。このような防着体７を使用することにより、蒸発粒子の被着部材となるアルミ箔７１を心材板から剥がして交換することで、容易に防着体７のメンテナンスを行うことができる。なお、各内壁に設けた防着体７を複数枚の分割防着体７で構成するようにしてもよい（図５参照）。また、これをジャバラ上に連結してもよい。さらに、幅狭の同一形状の防着体７を多数用意しておき、これを適宜内壁の巾に対応して並べるようにしてもよい。またさらに、掛止片１０３を各内壁の上段または中段に設けると共に、心材板にもこれに対応する下向きフック片を設け、掛止片１０３を覆う形態で防着体を内壁に掛け止めするようにしてもよい。このようにすれば掛止片１０３のメンテナンスが不要となる。

次に、図６を用いて、本発明の第３実施形態に係る真空蒸着装置１について、特に異なる部分を主に説明する。この実施形態において、真空蒸着装置１は、チャンバ内部に配設された防着体７を備えている。

防着体７は、アルミ箔７１と、真空チャンバ２の底壁２１の四つ隅にそれぞれ着脱自在に立設され、アルミ箔７１を真空チャンバの奥壁２２、両側壁２３,２３および開閉扉に沿うよう且つ内壁に立て掛けた状態に保持する４本のロッド１０６と、真空チャンバ２の外部に配設され、アルミ箔７１を巻回した状態から繰出す繰出しリール１０５と、を備えている。各ロッド１０６は、内壁の高さと略同一の長さを有する丸棒等で構成され、ネジ等により、底壁２１に着脱自在に取り付けられている。ユーザは、アルミ箔７１を、繰出しリール１０５から引き出しつつ、各ロッド１０６と真空チャンバ２の内壁の間に繰り出していき、繰出しリール１０５に備えられたカッタ機構（図示省略）により、繰出しリール１０５の繰出し部付近のアルミ箔７１を切断することで、アルミ箔７１を真空チャンバ２の当該内壁に沿って配設する。このような構成により、アルミ箔７１の交換を極めて容易にすることができる。なお、ロッド１０６は、自由回転可能なローラ状に構成されていても良い。また、アルミ箔７１の端部に位置するロッド１０６を、自由回転可能なリール状の構成にしたうえでアルミ箔７１を巻き付け、繰出しリール１０５として使用してよい。

これらの構成によれば、蒸発粒子が真空チャンバ２の内壁や構成部品に付着することを抑えることができるため、パーティクル剥離による製品の歩留まり悪化を抑えることができる。また、蒸発粒子の被着部材として、可とう性を有したアルミ箔７１を使用することにより、自由度の高い設置を行うことができると共に、着脱が容易な設置構造を可能とし、メンテナンスにかかる労力を軽減することができる。

本発明の真空蒸着装置を模式的に表した断面図である。 真空蒸着装置の一部を模式的に表した斜視図である。 第２実施形態に係る真空蒸着装置を模式的に表した断面図である。 第２実施形態に係る真空蒸着装置の一部を模式的に表した斜視図である。 第２実施形態に係る真空蒸着装置の別実施例を模式的に表した斜視図である。 第３実施形態に係る真空蒸着装置の一部を模式的に表した斜視図である。

符号の説明

１：真空蒸着装置、 ２：真空チャンバ、 ７：防着体、 ２１：底壁、 ７１：アルミ箔、 １０１：クリップ、 １０４：心材板、 １０６：ロッド

Claims (8)

1. 成膜対象物から外れた蒸発流の蒸発粒子を遮蔽して、真空チャンバの内壁および／または構成部品への前記蒸発粒子の付着を阻止するシート状部材と、
   前記シート状部材を、前記真空チャンバ内に保持するシート保持手段と、を備え、
   前記シート状部材は、可とう性を有すると共に前記蒸発粒子に対し易付着性を有することを特徴とする真空成膜装置の防着体。
2. 前記シート状部材は、付着した前記蒸発粒子により形成されるパーティクルの反りに倣って変形する可とう性を、有していることを特徴とする請求項１に記載の真空成膜装置の防着体。
3. 前記シート状部材が、アルミ箔であることを特徴とする請求項１または２に記載の真空成膜装置の防着体。
4. 前記シート状部材の厚みが、０．０４ｍｍから０．０６ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の真空成膜装置の防着体。
5. 前記シート保持手段は、前記真空チャンバに取り付けられ、前記シート状部材をカーテン様に吊設する複数のクリップを、有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の真空成膜装置の防着体。
6. 前記シート保持手段は、少なくとも前記蒸発流側の面に前記シート状部材を被着した心材板を、有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の真空成膜装置の防着体。
7. 前記シート保持手段は、前記真空チャンバの底壁に立設され、前記シート状部材を前記真空チャンバの内周面に沿うようかつ前記内壁に立て掛けた状態に保持する複数のロッドを、有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の真空成膜装置の防着体。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の真空成膜装置の防着体を、備えたことを特徴とする真空成膜装置。

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