JP2010263052A - 真空処理装置用基板クランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
真空処理チャンバ内の寸法を真空処理に必要な寸法まで縮小でき、しかも基板や基板を載せるトレーを操作しやすく、基板又は基板を載せたトレーを制御可能に保持できる真空処理装置用基板クランプ装置を提供する。
【解決手段】
真空処理チャンバ内で処理されることになる基板又は基板を載せたトレーを基板又は基板を載せたトレーの周縁部の少なくとも二つの相対した部位に対して係合する少なくとも二つのクランプ本体を設け、各クランプ本体に接続されて該クランプ本体を昇降させる少なくとも一つの昇降ピンンにより基板又は基板を装着したトレーを基板ホルダー上に独立して調整可能な押圧力で保持する構成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子部品や磁気デバイス、例えば太陽電池を生産するに際し、特に高生産性を必要とする場合に大型の又は複数のデバイスを同じ品質で歩留まり良く生産できる真空処理装置用基板クランプ装置に関する。

近年エレクトロにクス機器が小型軽量化しかつ高性能なものが求められ回路パターンも高密度化しており、これには電子部品の絶縁膜や配線膜のパターン作成、形状、寸法を制御する必要が求められている。これを可能にするためにドライエッチング技術が用いられている。

デバイスの製造コストを低減するためには、大型電極部内部で複数のデバイスを同時に処理することが求められている。そのため、ドライエッチングをする基板の大型化につれて装置の大型化、重量化が進んでいる。

大型の基板のエッチング処理に用いられる従来のドライエッチング装置などの真空処理装置では、基板又は基板を載せるトレー全周を押える枠型のクランプ装置が用いられてきた（特許文献１参照）。

一方、この種の真空処理装置においては、動作中に基板又は基板を載せたトレーだけでなく、枠型のクランプ装置も加熱や冷却を受けることになる。その結果、基板がたわみ、基板に対して均一な処理が損われたり、場合によっては基板に局所的に応力が掛かり、基板自体を破損する恐れも生じ得る。

このような観点から、従来、枠型のクランプ装置は反りを補償するために十分な重量を持たせたり大型に構成し、或いは特許文献１に記載されているように基板の反りを考慮して枠型クランプ自体を立体的に構成すると共に基板の押し付けられる基板電極に特別の工夫がなされている。しかし、大型基板又は大型トレーの場合、クランプ装置自体の反りなどで基板を平面上で均一に押さえることが難しくなる。また、クランプ装置の重量も大きくなるため、装置全体の構造も大きくなってしまうという問題もある。

添付図面の図１には従来のこの種の枠型クランプ装置の一例を示している。図１において１は額縁形状のクランプ本体であり、このクランプ本体１の四隅にはクランプ本体１を基板又はトレー２に対して上下に動かすための昇降ピン３が設けられている。各昇降ピン３を作動させて、基板又はトレー２に対してクランプ本体１を押圧させ、保持するようにしている。このような枠型クランプ装置では基板又はトレー２を電極上に装着したり、電極上から取外す際には、基板又はトレー２を操作する冶具がアクセスできるようにするため、クランプ本体１は基板又はトレー１から十分上方へ移動できる必要があり、また基板又はトレー２の幅より広く幅を持つ必要があり、それに合わせて真空処理チャンバの高さ及び幅を大きくする必要がある。言い換えれば、枠型クランプ装置はそれに相応して真空処理チャンバの内寸を大きく設定する必要があるだけでなく、基板又はトレーの操作も限定されることになる。

特開２０００−１７４０００公開特許公報

本発明は、真空処理チャンバ内の寸法をエッチング処理に必要な寸法まで縮小でき、しかも基板や基板を載せるトレーを操作しやすく、基板又は基板を載せたトレーを制御可能に保持できるドライエッチング装置用基板クランプ装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明による真空処理装置用基板クランプ装置は、真空処理チャンバ内で処理されることになる基板又は基板を載せたトレーを基板又は基板を載せたトレーの周縁部の少なくとも二つの相対した部位に当接するようにされた少なくとも二つのクランプ本体と、各クランプ本体に接続されて該クランプ本体を昇降させる少なくとも一つの昇降ピンとを有し、各昇降ピンにより基板又は基板を装着したトレーを基板ホルダー上に独立して調整可能な押圧力で保持するように構成したことを特徴としている。

本発明の一実施形態においては、基板又は基板を載せたトレーの輪郭形状が四角形である場合に、クランプ本体の数が四つであり、それぞれのクランプ本体が四角形の基板又は基板を載せたトレーの四隅の縁部に係合するように構成され得る。

好ましくは、さらに各クランプ本体の押圧力を感知する圧力センサーを有し、圧力センサーで感知した押圧力に基き、各クランプ本体の押圧力を調整するように構成され得る。

本発明の真空処理装置用基板クランプ装置においては、各圧力センサーは基板又は基板を載せたトレーを装着する電極上に該電極と電気的に絶縁して設けられ得る。

本発明の一実施形態においては、各クランプ本体は基板又は基板を載せたトレーに対して上下方向に加えて水平方向に変位し得る。

本発明による真空処理装置用基板クランプ装置においては、真空処理チャンバ内でエッチング処理されることになる基板又は基板を載せたトレーを基板又は基板を載せたトレーの周縁部の少なくとも二つの相対した部位に対して係合する少なくとも二つのクランプ本体を設け、各クランプ本体に接続されて該クランプ本体を昇降させる少なくとも一つの昇降ピンンにより基板又は基板を装着したトレーを基板ホルダー上に独立して調整可能な押圧力で保持する構成としているので、クランプ装置自体を小型軽量化できるだけでなく、基板の又は基板を装着したトレーを電極上に熱応力の影響なしに平らに保持できるようになる。例えば図１に示すような構造のクランプ装置ではアルミニウム材料を用いてＧ５サイズ用に製作すると、約１９ｋｇになるのに対して、本捕発明の構成では約３．５ｋｇにでき、従来の半分以下にできる。

また、各クランプ本体の押圧力を感知する圧力センサーを設け、圧力センサーで感知した押圧力に基き、各クランプ本体の押圧力を調整するように構成した場合には、基板のエッチング処理中の熱応力の影響による基板又は基板を装着したトレーの歪みや反りを補償することができる。

さらに、各クランプ本体を基板又は基板を載せたトレーに対して上下方向に加えて水平方向に変位できるように構成した場合には、基板又は基板を載せたトレーの取り出しや装着の操作が大幅にやり易くなる。

従来の枠型のクランプ装置の一例を示す概略斜視図。 本発明による真空処理装置用基板クランプ装置の一実施形態を示す概略斜視図。

以下添付図面の図２を参照して本発明による真空処理装置用基板クランプ装置の一実施形態について説明する。
図２には、本発明の一実施形態による真空処理装置用基板クランプ装置を示し、１１はアルミニウムで構成した外寸２００ｍｍ、内寸１００ｍｍ、厚さ１０ｍｍのＬ字型のクランプ本体である。なお、比較例として従来の枠型のクランプ構造では内寸□１２４０ｍｍ、外寸□１５００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの大きさとなる。

図示例では真空処理すべき基板１２を基板電極（図示していない）上に保持するために基板又は基板を装着したトレー１２の四隅に係合するように四つ設けられている。各クランプ本体１１には、一本又は複数本の昇降ピン１３が組み合わされ、昇降ピン１３は基板電極又は基板電極の側面に沿って真空処理チャンバ（図示していない）の底壁に電気的に絶縁して取付けられ、そしてそれぞれの図示していない駆動装置によって昇降駆動される。すなわち、各クランプ本体１１に組み合わされた単数又は複数の昇降ピン１３はそのクランプ本体１１の昇降を他のクランプ本体１１とは独立して行うようにされている。こうして、四つのそれぞれのクランプ本体１１は、それぞれ独立して昇降され得る。

また、各クランプ本体１１により基板又は基板を装着したトレー１２に作用するクランプ力すなわち押圧力を感知する圧力センサー１４が検知する基板又は基板を装着したトレー１２、或いは各クランプ本体１１における基板又は基板を装着したトレー１２との当接面に電気的に絶縁して設けられ、これらの圧力センサー１４は、感知した押圧力に基き、クランプ本体１１による押圧力を調節するため、組合わさった昇降ピン１３の駆動装置を制御するように構成されている。これにより処理中に基板又は基板を装着したトレー１２に反りが生じても基板又は基板を装着したトレー１２を均一の力で保持し歪みや反りを補償して保持できるようにしている。

図示していないが、各クランプ本体１１は、基板又は基板を装着したトレー１２の取外しや装着の取り扱いを容易にできるようにするため、基板又は基板を載せたトレー１２に対して上下方向に加えて水平方向に変位できるように構成することができる。

ところで、図示実施形態では、四つのクランプ本体１１が設けられているが、基板又は基板を装着したトレー１２の形状や大きさ並びに特性に応じて、二つ、又は三つ、或いは四つ以上のクランプ本体１１を設けることもできる。例えば基板又は基板を装着したトレー１２が円形状である場合には、二つ又は三つの円弧状のクランプ本体を用いることができる。

本発明は、太陽電池のテクスチャー形成、有機EL、サーマルヘッドの絶縁膜エッチングに用いられるドライエッチング装置に有利に応用され得る。

１１：クランプ本体
１２：基板又は基板を装着したトレー
１３：昇降ピン
１４：圧力センサー

Claims (6)

1. 真空処理チャンバ内で処理されることになる基板又は基板を載せたトレーを基板又は基板を載せたトレーの周縁部の少なくとも二つの相対した部位に当接するようにされた少なくとも二つのクランプ本体と、各クランプ本体に接続されて該クランプ本体を昇降させる少なくとも一つの昇降ピンとを有し、各昇降ピンにより基板又は基板を装着したトレーを基板ホルダー上に独立して調整可能な押圧力で保持するように構成したことを特徴とする真空処理装置用基板クランプ装置。
2. 基板又は基板を載せたトレーの輪郭形状が四角形である場合、クランプ本体の数が四つであり、それぞれのクランプ本体が四角形の基板又は基板を載せたトレーの四隅の縁部に係合するように構成されることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置用基板クランプ装置。
3. さらに各クランプ本体の押圧力を感知する圧力センサーを有し、圧力センサーで感知した押圧力に基き、各クランプ本体の押圧力を調整するように構成されることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置用基板クランプ装置。
4. 各圧力センサーが基板又は基板を載せたトレーを装着する電極上に該電極と電気的に絶縁して設けられることを特徴とする請求項３記載の真空処理装置用基板クランプ装置。
5. 各圧力センサーがそれと組合わさったクランプ本体の基板又は基板を載せたトレーとの当接面に設けられることを特徴とする請求項３記載の真空処理装置用基板クランプ装置。
6. 各クランプ本体が基板又は基板を載せたトレーに対して上下方向に加えて水平方向に変位することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の真空処理装置用基板クランプ装置。

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