JP2018059170A

JP2018059170A - Thin film deposition device

Info

Publication number: JP2018059170A
Application number: JP2016198912A
Authority: JP
Inventors: 高佳藤元; Takayoshi Fujimoto; 小森　常範; Tsunenori Komori; 常範小森; 誠樹森; Seiki Mori; 豊治寺田; Toyoji Terada; 知福永; Satoru Fukunaga; 英昭政田; Hideaki Masada; 一規青江; Kazunori Aoe
Original assignee: Choshu Industry Co Ltd; Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Choshu Industry Co Ltd; Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2018-04-12
Anticipated expiration: 2036-10-07
Also published as: JP6839513B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently deposit a film by various film deposition means.SOLUTION: A thin film deposition device 7 comprises a device body 10 having a chamber 11 capable of housing a substrate 8, and a source unit 30. The source unit 30 has a main function part 31 functioning for depositing a film on the substrate 8 while it is installed in the chamber 11, and a frame 32 to which the main function part 31 is mounted and that can move on a floor. The source unit 30 can be attached to and detached from the device body 10. The device body 10 has an outer wall 12 for constituting the chamber 11, and an opening 13 capable of passing through the main function part 31 is formed on one part of the outer wall 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、薄膜形成装置に関する。 The present invention relates to a thin film forming apparatus.

近年、各種基材上に様々な機能膜を付与するための技術開発が盛んに行われている。例えば、前記基材として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、ガラス基板等が挙げられ、前記機能膜として、透明導電膜、水蒸気バリア膜、反射防止膜等が挙げられる。 In recent years, technological development for providing various functional films on various substrates has been actively conducted. Examples of the base material include a PET (polyethylene terephthalate) film, a PEN (polyethylene naphthalate) film, and a glass substrate. Examples of the functional film include a transparent conductive film, a water vapor barrier film, and an antireflection film.

また、前記のような基材に機能膜を付与するための方法として、ウエット法とドライ成膜法とがある。ウエット法は、機能膜の基となる液剤を基材に対して塗布し硬化させることで行われる方法である。ドライ成膜法には、様々な方法があり、成膜を実現するための具体的手段（成膜手段）として、例えば、スパッタリング、プラズマＣＶＤ、真空蒸着、電子ビーム蒸着、熱ＣＶＤ等が用いられる。 In addition, there are a wet method and a dry film forming method as methods for imparting a functional film to the substrate as described above. The wet method is a method performed by applying a liquid agent that is a base of a functional film to a base material and curing it. There are various dry film forming methods, and as specific means (film forming means) for realizing film formation, for example, sputtering, plasma CVD, vacuum evaporation, electron beam evaporation, thermal CVD, or the like is used. .

ドライ成膜法により各種基材上に機能膜を付与するための技術開発として、例えば、ある基材に対してはどの成膜手段が適しているのかを試行錯誤的に実験することが行われている。このために、スパッタリング、プラズマＣＶＤ、真空蒸着等の様々な成膜手段を、短時間かつ低コストで数多く試したい（機能膜を試作したい）という要望がある。 As technology development for applying functional films on various substrates by dry film formation, for example, trial and error experiments have been conducted to determine which film formation method is suitable for a certain substrate. ing. For this reason, there is a demand to try various film forming means such as sputtering, plasma CVD, and vacuum deposition in a short time and at a low cost (to make a functional film as a prototype).

ここで、従来の薄膜形成装置として、例えば特許文献１に開示されているものが知られており、この装置では、ロールトゥロールで帯状の基材が搬送され、その搬送路の途中に成膜手段が設けられている。特許文献１の場合、搬送路に沿って、真空蒸着、ＣＶＤ電極、及びスパッタ電極のための成膜手段がそれぞれ配置されており、それぞれの領域において成膜処理を実行することが可能となる。 Here, as a conventional thin film forming apparatus, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known, and in this apparatus, a belt-like base material is conveyed by roll-to-roll, and a film is formed in the middle of the conveying path. Means are provided. In the case of Patent Document 1, film forming means for vacuum deposition, CVD electrodes, and sputtering electrodes are arranged along the conveyance path, and film forming processing can be executed in each region.

特開２０１０−２７４５６２号公報JP 2010-274562 A

特許文献１に開示されている装置の場合、三種類の成膜手段を独立して機能させれば、それぞれの薄膜の形成を試みることは可能となりそうであるが、それ以外の成膜手段を試すためには、装置の大規模な改造が必要となる。
または、様々な成膜手段の研究・開発を行うために、成膜の方法毎に、異なる成膜手段を備えた装置を準備する必要がある。
しかし、別の成膜手段を試すために装置の改造を行う場合、多くの時間を要し、コストが高くなることが考えられる。また、異なる成膜手段による複数種の装置を予め準備することは、やはりコストが高くなり、現実的ではない。 In the case of the apparatus disclosed in Patent Document 1, it is possible to try to form each thin film if the three types of film forming means function independently, but other film forming means may be used. In order to try it, a large scale modification of the device is required.
Alternatively, in order to conduct research and development of various film forming means, it is necessary to prepare an apparatus having different film forming means for each film forming method.
However, when the apparatus is modified in order to try another film forming means, it takes a lot of time and the cost may increase. In addition, preparing a plurality of types of apparatuses using different film forming means in advance increases the cost and is not practical.

そこで、本発明は、効率よく様々な成膜手段による成膜を可能とさせる薄膜形成装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a thin film forming apparatus that enables film formation by various film forming means efficiently.

本発明の薄膜形成装置は、基材を収容可能なチャンバーを有する装置本体と、前記チャンバー内に設置された状態で前記基材に対して成膜を行うために機能する主機能部、及び、当該主機能部を搭載し床面上を移動可能であるフレームを有しているソースユニットと、を備え、前記ソースユニットは、前記装置本体に対して着脱可能であり、前記装置本体は、前記チャンバーを構成するための外壁を有し、当該外壁の一部に前記主機能部を通過可能とさせる開口が形成されている。 The thin film forming apparatus of the present invention includes an apparatus main body having a chamber capable of accommodating a base material, a main functional unit that functions to form a film on the base material while being installed in the chamber, and And a source unit having a frame mounted with the main function unit and movable on the floor surface, the source unit being detachable from the apparatus main body, An outer wall for configuring the chamber is formed, and an opening that allows passage of the main function portion is formed in a part of the outer wall.

この薄膜形成装置によれば、基材に対して成膜を行うために機能する主機能部を有するソースユニットを、装置本体から分離することができる。このため、成膜を実現するための具体的手段（成膜手段）を変更する場合、装置本体をそのままにして、ソースユニットを取り替えればよい。なお、このために、一つの装置本体に対して、成膜手段が異なる複数種類の前記構成を有するソースユニットが準備されているのが好ましい。また、ソースユニットは、フレームによって床面上を移動可能であり、このフレームに搭載されている主機能部を、装置本体の開口を通じてチャンバーに設置及びチャンバーから離脱させることができるため、ソースユニットの取り換え作業は容易である。以上より、効率よく様々な成膜手段による成膜が可能となる。 According to this thin film forming apparatus, it is possible to separate the source unit having the main functional unit that functions to perform film formation on the base material from the apparatus main body. For this reason, when changing a specific means (film forming means) for realizing film formation, the source unit may be replaced while the apparatus main body is left as it is. For this purpose, it is preferable to prepare a plurality of types of source units having the above-described configuration with different film forming means for one apparatus main body. Further, the source unit can be moved on the floor surface by a frame, and the main functional part mounted on the frame can be installed in and removed from the chamber through the opening of the apparatus body. The replacement work is easy. As described above, film formation by various film formation means can be performed efficiently.

また、前記ソースユニットは、前記フレームの下部に設けられているキャスタを有し、前記キャスタにより前記フレームを移動させることによって、前記装置本体に対して前記ソースユニットを接近又は離間させるのが好ましい。これにより、ソースユニットの取り換え作業がより一層容易となる。 Further, it is preferable that the source unit has a caster provided at a lower portion of the frame, and the frame is moved by the caster so that the source unit approaches or separates from the apparatus main body. Thereby, the replacement | exchange operation | work of a source unit becomes still easier.

また、前記薄膜形成装置は、前記装置本体に対して前記ソースユニットを接近させて前記開口を通じて前記主機能部を前記チャンバーに収容させる際、当該ソースユニットを載せて移動させるスロープ部材を、更に備えているのが好ましい。この場合、ソースユニットを装置本体に装着する際、このソースユニットをスロープ部材に沿って移動させると、主機能部の位置を高くしてチャンバー内の基材との距離を接近させる（変更する）ことが可能となる。これに対して、スロープ部材を用いずにソースユニットを移動させると、主機能部の位置は、スロープ部材を用いる場合よりも低くなり、チャンバー内の基材と主機能部との距離を離す（変更する）ことが可能となる。すなわち、薄膜を形成する条件に応じて、スロープ部材を使用したり使用しなかったりすることで、チャンバー内の基材に対する主機能部の高さを変更することが可能となる。 The thin film forming apparatus further includes a slope member that moves the source unit when the source unit is moved closer to the apparatus main body and the main function part is accommodated in the chamber through the opening. It is preferable. In this case, when the source unit is mounted on the apparatus main body, if the source unit is moved along the slope member, the position of the main function unit is increased to make the distance from the base material in the chamber approach (change). It becomes possible. On the other hand, when the source unit is moved without using the slope member, the position of the main function portion becomes lower than that when the slope member is used, and the distance between the base material in the chamber and the main function portion is increased ( Change). That is, by using or not using the slope member according to the conditions for forming the thin film, it is possible to change the height of the main functional portion with respect to the base material in the chamber.

また、前記薄膜形成装置は、前記ソースユニットの着脱方向に直交する幅方向の両側であって、前記装置本体と前記ソースユニットとの間に、当該ソースユニットを幅方向に位置規制して着脱のための移動を案内するガイド部材を、更に備えているのが好ましい。この場合、装置本体に対するソースユニットの幅方向の位置決めが容易となり、主機能部を、装置本体の開口を通過させてチャンバーの所定場所に位置づける作業が容易となる。 Further, the thin film forming apparatus is on both sides in the width direction orthogonal to the attaching / detaching direction of the source unit, and the source unit is regulated in position in the width direction between the apparatus main body and the source unit. It is preferable to further include a guide member for guiding the movement for the purpose. In this case, the positioning of the source unit in the width direction with respect to the apparatus main body is facilitated, and the operation of positioning the main function portion at a predetermined position in the chamber through the opening of the apparatus main body is facilitated.

また、前記ソースユニットは、前記フレームとして、前記床面上に位置する脚部と、当該脚部から立ち上がって設けられている柱部と、を有し、前記主機能部は前記柱部から水平方向に突出して設けられており、前記主機能部が前記チャンバー内に設置された状態で、前記脚部は当該チャンバーの外側に位置しているのが好ましい。この場合、ソースユニットが装置本体に装着され、主機能部がチャンバー内に位置した状態で、ソースユニットの脚部はチャンバーの外側に位置する。脚部がチャンバーに格納された状態とはならず、チャンバーを不要に広くさせないで済む。 In addition, the source unit includes, as the frame, a leg portion that is located on the floor surface, and a pillar portion that is provided to rise from the leg portion, and the main function portion is horizontal from the pillar portion. Preferably, the leg portion is positioned outside the chamber in a state where the main functional portion is installed in the chamber. In this case, the leg unit of the source unit is positioned outside the chamber in a state where the source unit is mounted on the apparatus main body and the main function unit is positioned in the chamber. The legs are not stored in the chamber, and the chamber is not unnecessarily widened.

また、前記ソースユニットは、前記フレームとして、前記床面上に位置する脚部と、当該脚部から立ち上がって設けられている柱部と、を有し、前記主機能部は前記柱部から水平方向に突出して設けられており、前記ソースユニットは、更に、前記主機能部の基部側に前記開口を塞ぐフランジ部を有し、当該フランジ部が前記開口を閉じた状態で前記チャンバーは密閉状態となるのが好ましい。この構成により、主機能部がチャンバー内に設置された状態で、チャンバーを密閉状態とすることができる。 In addition, the source unit includes, as the frame, a leg portion that is located on the floor surface, and a pillar portion that is provided to rise from the leg portion, and the main function portion is horizontal from the pillar portion. The source unit further has a flange portion that closes the opening on the base side of the main function portion, and the chamber is hermetically sealed with the flange portion closing the opening. It is preferable that With this configuration, the chamber can be sealed in a state where the main function unit is installed in the chamber.

また、前記装置本体に、前記チャンバーを減圧するポンプが設けられているのが好ましい。この場合、ソースユニットを交換可能とする構成であるが、成膜のために要する前記ポンプは共用される。 Moreover, it is preferable that the apparatus main body is provided with a pump for depressurizing the chamber. In this case, the source unit can be replaced, but the pump required for film formation is shared.

本発明の薄膜形成装置によれば、基材に対して成膜を行うために機能する主機能部を有しているソースユニットを、チャンバーを内部に有する装置本体に対して、容易に取り替えることが可能となり、効率よく様々な成膜手段による成膜を行う作業が可能となる。 According to the thin film forming apparatus of the present invention, the source unit having the main functional unit that functions to perform film formation on the substrate can be easily replaced with the apparatus main body having the chamber inside. Therefore, it is possible to efficiently perform film formation using various film forming means.

本発明の薄膜形成装置の実施の一形態を示す側面図である。It is a side view which shows one Embodiment of the thin film forming apparatus of this invention. 本発明の薄膜形成装置の実施の一形態を示す正面図である。It is a front view which shows one Embodiment of the thin film formation apparatus of this invention. ソースユニットが取り外された状態の装置本体の側面図である。It is a side view of an apparatus main body in the state where a source unit was removed. ソースユニットが取り外された状態の装置本体の正面図である。It is a front view of an apparatus main body in the state where a source unit was removed. 高周波プラズマＣＶＤ用のソースユニットの説明図である。It is explanatory drawing of the source unit for high frequency plasma CVD. ＤＣスパッタリング用のソースユニットの説明図である。It is explanatory drawing of the source unit for DC sputtering. 真空蒸着用のソースユニットの説明図である。It is explanatory drawing of the source unit for vacuum evaporation. 薄膜形成装置の側面図である。It is a side view of a thin film forming apparatus. 開口を閉じたフランジ部及びその周囲の構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the flange part which closed the opening, and the structure of the circumference | surroundings.

図１は、本発明の薄膜形成装置の実施の一形態を示す側面図である。図２は、この薄膜形成装置の正面図である。薄膜形成装置７は、基材８に機能膜９を付与するための装置であり、しかも、基材８に対して成膜を実現するための具体的手段（以下、成膜手段という。）を変更可能としている。つまり、後に説明するが、成膜を行うために機能する主機能部３１を変更して成膜を行うことが可能となっている。なお、本実施形態では、機能膜９を基材８上に試作するために用いられるが、それ以外にも、成膜手段を変更して、機能膜９を有する基材８を量産する目的で使用可能である。 FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a thin film forming apparatus of the present invention. FIG. 2 is a front view of the thin film forming apparatus. The thin film forming apparatus 7 is an apparatus for applying the functional film 9 to the base material 8, and further, specific means for realizing film formation on the base material 8 (hereinafter referred to as film forming means). It can be changed. That is, as will be described later, film formation can be performed by changing the main functional unit 31 that functions to perform film formation. In the present embodiment, the functional film 9 is used for prototyping on the base material 8, but other than that, for the purpose of mass-producing the base material 8 having the functional film 9 by changing the film forming means. It can be used.

基材８の例として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム、ガラス基板等が挙げられる。前記のようなフィルムの場合、基材８は帯状であり、ガラス基板の場合は枚葉状である。以下の説明では、基材８が帯状である場合について説明する。 Examples of the substrate 8 include a PET (polyethylene terephthalate) film, a PEN (polyethylene naphthalate) film, and a glass substrate. In the case of the film as described above, the base material 8 has a strip shape, and in the case of a glass substrate, it has a sheet shape. In the following description, the case where the base material 8 is strip-shaped will be described.

機能膜９として、液晶、有機ＥＬ、電子ペーパ、太陽電池等のようなデバイスに用いられる導電膜、保護膜がある。このような導電膜、保護膜を形成するための成膜手段としては、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ等がある。また、機能膜９の他の例として、ハードコート膜、バリアフィルム用バリア膜、反射防止膜等がある。ハードコート膜のための成膜手段としては、スパッタリング、ＣＶＤ等があり、バリアフィルム用バリア膜のための成膜手段としては、蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等があり、反射防止膜のための成膜手段としてはスパッタリング等がある。 Examples of the functional film 9 include a conductive film and a protective film used in devices such as liquid crystal, organic EL, electronic paper, and solar cells. Examples of film forming means for forming such a conductive film and protective film include sputtering, vapor deposition, and CVD. Other examples of the functional film 9 include a hard coat film, a barrier film for a barrier film, and an antireflection film. Examples of film forming means for the hard coat film include sputtering and CVD, and examples of film forming means for the barrier film for the barrier film include vapor deposition, sputtering, and CVD, and film formation for the antireflection film. Means include sputtering.

図１及び図２に示す薄膜形成装置７は、処理対象となる基材８を収容可能なチャンバー１１を有する装置本体１０と、主機能部３１を有するソースユニット３０とを備えている。主機能部３１は、チャンバー１１内に設置された状態で基材８に対して成膜を行うために機能する部分であり、具体例については後に説明する。装置本体１０は、小型であることから設置場所の変更は可能であるが、一旦、設置されると、床面に対して固定状態にある。これに対して、ソースユニット３０は、床面上を移動可能であるフレーム３２を有しており、このフレーム３２に主機能部３１が搭載されている。 The thin film forming apparatus 7 shown in FIGS. 1 and 2 includes an apparatus main body 10 having a chamber 11 that can accommodate a base material 8 to be processed, and a source unit 30 having a main functional unit 31. The main function part 31 is a part that functions to form a film on the substrate 8 in a state of being installed in the chamber 11, and a specific example will be described later. Since the apparatus main body 10 is small, the installation location can be changed, but once installed, the apparatus main body 10 is in a fixed state with respect to the floor surface. On the other hand, the source unit 30 includes a frame 32 that can move on the floor surface, and the main function unit 31 is mounted on the frame 32.

本実施形態では、単一の装置本体１０に対して、複数台のソースユニット３０が準備されており、ソースユニット３０を交換して装置本体１０と組み合わせることで薄膜形成装置７が構成される。このために、各ソースユニット３０は、装置本体１０に対して着脱可能となっている。図３は、ソースユニット３０が取り外された状態の装置本体１０の側面図であり、図４はその正面図である。なお、装置本体１０に対するソースユニット３０の着脱方向（図１及び図３の左右方向）を前後方向と定義し、この着脱方向（前後方向）に直交する方向（図２及び図４の左右方向）を幅方向と定義する。 In the present embodiment, a plurality of source units 30 are prepared for a single apparatus main body 10, and the thin film forming apparatus 7 is configured by exchanging the source units 30 and combining with the apparatus main body 10. For this reason, each source unit 30 can be attached to and detached from the apparatus main body 10. FIG. 3 is a side view of the apparatus main body 10 with the source unit 30 removed, and FIG. 4 is a front view thereof. Note that the direction in which the source unit 30 is attached to and detached from the apparatus body 10 (the left-right direction in FIGS. 1 and 3) is defined as the front-rear direction, and the direction perpendicular to the direction of attachment / removal (front-rear direction) (the left-right direction in FIGS. 2 and 4). Is defined as the width direction.

図３及び図４において、装置本体１０は、チャンバー１１を構成するための外壁１２を有している。本実施形態の外壁１２には、上下の外壁１２ａ，１２ｂ、前後の外壁１２ｃ，１２ｄ、左右の外壁１２ｅ，１２ｆが含まれる。外壁１２の一部である前の外壁１２ｃに、主機能部３１を通過可能とさせる開口１３が形成されている。装置本体１０には内部の基材８を交換するための扉（図示せず）が設けられている。また、チャンバー１１は、開口１３において外部と繋がっており、前記扉が閉じた状態でこの開口１３が閉じられると密閉空間となる（図１参照）。開口１３の高さ位置は、ソースユニット３０の主機能部３１の高さ位置と同じに設定されており、また、開口１３は、主機能部３１の高さ（全高）が多少変わっても、その主機能部３１を通過可能とさせる大きさに設定されている。 3 and 4, the apparatus main body 10 has an outer wall 12 for constituting a chamber 11. The outer wall 12 of the present embodiment includes upper and lower outer walls 12a and 12b, front and rear outer walls 12c and 12d, and left and right outer walls 12e and 12f. An opening 13 that allows the main function portion 31 to pass through is formed in the front outer wall 12 c that is a part of the outer wall 12. The apparatus main body 10 is provided with a door (not shown) for exchanging the internal base material 8. The chamber 11 is connected to the outside through the opening 13, and becomes a sealed space when the opening 13 is closed with the door closed (see FIG. 1). The height position of the opening 13 is set to be the same as the height position of the main function part 31 of the source unit 30, and the opening 13 has a slight change in the height (total height) of the main function part 31. The size is set to allow the main function unit 31 to pass therethrough.

本実施形態では、チャンバー１１は、ロール機構１５によってロールトゥロールで送られる帯状の基材８を収容している。なお、図示しないが、基材８が枚葉状である場合、外部から例えばロボットアームで基材８がチャンバー１１に搬入される。また、装置本体１０に、密閉状態とされたチャンバー１１を減圧するポンプ（真空ポンプ）１４が設けられている。 In the present embodiment, the chamber 11 accommodates the belt-like base material 8 that is fed by roll-to-roll by the roll mechanism 15. Although not shown, when the base material 8 is a single wafer, the base material 8 is carried into the chamber 11 from the outside, for example, by a robot arm. In addition, the apparatus main body 10 is provided with a pump (vacuum pump) 14 that decompresses the sealed chamber 11.

薄膜形成装置７には、図５に示すＣＶＤ（高周波プラズマＣＶＤ）用のソースユニット３０と、図６に示すスパッタリング（ＤＣスパッタリング）用のソースユニット３０と、図７に示す蒸着（真空蒸着）用のソースユニット３０とが含まれる。なお、電子ビーム蒸着や熱ＣＶＤ等、これら以外の成膜手段用のソースユニットを含む構成としてもよい。 The thin film forming apparatus 7 includes a source unit 30 for CVD (high frequency plasma CVD) shown in FIG. 5, a source unit 30 for sputtering (DC sputtering) shown in FIG. 6, and an evaporation (vacuum evaporation) shown in FIG. Source unit 30. In addition, it is good also as a structure containing the source unit for film-forming means other than these, such as electron beam vapor deposition and thermal CVD.

図５（Ａ）は、高周波プラズマＣＶＤ用のソースユニット３０の側面図であり、図５（Ｂ）は、その正面図である。このソースユニット３０は、前記主機能部３１として電極４１を有しており、この主機能部３１を機能させる副機能部として整合器４２、及び、ガス及び冷却水用の接続パネル４３を有している。
図６（Ａ）は、ＤＣスパッタリング用のソースユニット３０の側面図であり、図６（Ｂ）は、その正面図である。このソースユニット３０は、前記主機能部３１としてターゲット（電極）５１を有しており、この主機能部３１を機能させる副機能部としてガス及び冷却水用の接続パネル４３を有している。なお、スパッタリングを高周波で行う場合、副機能部として整合器を更に有していてもよい。
図７（Ａ）は、真空蒸着用のソースユニット３０の側面図であり、図７（Ｂ）は、その正面図である。このソースユニット３０は、前記主機能部３１として材料が入ったるつぼ６１を有しており、この主機能部３１を機能させる副機能部として、主機能部３１の温度調整をするための熱媒体用の接続パネル４３を有している。 FIG. 5A is a side view of the source unit 30 for high-frequency plasma CVD, and FIG. 5B is a front view thereof. The source unit 30 includes an electrode 41 as the main function unit 31, and includes a matching unit 42 and a connection panel 43 for gas and cooling water as sub function units for causing the main function unit 31 to function. ing.
FIG. 6A is a side view of the source unit 30 for DC sputtering, and FIG. 6B is a front view thereof. The source unit 30 has a target (electrode) 51 as the main function part 31, and a connection panel 43 for gas and cooling water as a sub function part for causing the main function part 31 to function. In addition, when performing sputtering at a high frequency, you may have further a matching device as a subfunction part.
FIG. 7A is a side view of the source unit 30 for vacuum deposition, and FIG. 7B is a front view thereof. The source unit 30 has a crucible 61 containing a material as the main function part 31, and a heat medium for adjusting the temperature of the main function part 31 as a sub function part for causing the main function part 31 to function. The connection panel 43 is provided.

図５〜図７に示す各ソースユニット３０は、フレーム３２として、床面上に位置する脚部３３と、この脚部３３から立ち上がって設けられている柱部３４とを有している。脚部３３は、幅方向両側に位置し水平方向に延びる部材により構成されている。本実施形態の各ソースユニット３０では、脚部３３（フレーム３２の下部）に設けられているキャスタ（車輪）３６を有しており、作業者がソースユニット３０を押し引きすることで、ソースユニット３０を床面に沿って走行させることができる。柱部３４は門型を有しており、主機能部３１はこの柱部３４の上部から水平方向に突出して設けられている。図１及び図２に示すように、主機能部３１がチャンバー１１内に設置された状態で、脚部３３はチャンバー１１の外側に位置する。特に、本実施形態では、脚部３３は、チャンバー１１を構成する外壁１２の下部に設けられている支持柱１６の幅方向外側に位置している。 Each of the source units 30 shown in FIGS. 5 to 7 has a leg portion 33 located on the floor surface and a pillar portion 34 provided so as to rise from the leg portion 33 as a frame 32. The leg part 33 is comprised by the member located in the width direction both sides and extended in a horizontal direction. Each source unit 30 of the present embodiment has casters (wheels) 36 provided on the legs 33 (lower part of the frame 32), and the operator pushes and pulls the source unit 30 so that the source unit 30 30 can be run along the floor. The column portion 34 has a gate shape, and the main function portion 31 is provided so as to protrude in the horizontal direction from the upper portion of the column portion 34. As shown in FIGS. 1 and 2, the leg portion 33 is located outside the chamber 11 in a state where the main functional portion 31 is installed in the chamber 11. In particular, in the present embodiment, the leg portion 33 is located on the outer side in the width direction of the support column 16 provided at the lower portion of the outer wall 12 constituting the chamber 11.

図５〜図７に示す各ソースユニット３０は、柱部３４から水平方向に突出して設けられている主機能部３１の基部側（柱部３４側）に、装置本体１０の前記開口１３を塞ぐフランジ部３５を有している。本実施形態では、フランジ部３５は門型の柱部３４の一部により構成されている。図９は、開口１３を閉じたフランジ部３５及びその周囲の構成を説明する断面図である。フランジ部３５と、前の外壁１２ｃのうちの開口１３が形成されている壁部１７との間には、シール部材１８が設けられており、フランジ部３５が開口１３を閉じた状態でチャンバー１１は密閉状態となる。図９に示す形態では、壁部１７に形成されている環状の溝にシール部材１８としてＯリングが取り付けられている。なお、シール部材１８は、フランジ部３５側に取り付けられていてもよい。また、フランジ部３５と壁部１７との間には、位置決めピン１９が設けられており、装置本体１０に対するソースユニット３０の上下方向及び左右方向の位置決めが成される。位置決めがされた状態で、ボルト２３により、装置本体１０とソースユニット３０とが固定される。ボルト２３を取り外すことで、装置本体１０とソースユニット３０とが分離可能となる。 Each of the source units 30 shown in FIG. 5 to FIG. 7 closes the opening 13 of the apparatus main body 10 on the base side (the column portion 34 side) of the main function unit 31 that protrudes from the column portion 34 in the horizontal direction. A flange portion 35 is provided. In the present embodiment, the flange portion 35 is constituted by a part of the gate-shaped column portion 34. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the flange portion 35 with the opening 13 closed and the surrounding configuration. A seal member 18 is provided between the flange portion 35 and the wall portion 17 in which the opening 13 of the front outer wall 12c is formed, and the chamber 11 with the flange portion 35 closing the opening 13 is provided. Is hermetically sealed. In the form shown in FIG. 9, an O-ring is attached as a seal member 18 to an annular groove formed in the wall portion 17. The seal member 18 may be attached to the flange portion 35 side. Further, a positioning pin 19 is provided between the flange portion 35 and the wall portion 17 so that the source unit 30 is positioned in the vertical direction and the horizontal direction with respect to the apparatus main body 10. The apparatus main body 10 and the source unit 30 are fixed by the bolt 23 in the state in which the positioning is performed. By removing the bolt 23, the apparatus main body 10 and the source unit 30 can be separated.

以上のように構成された薄膜形成装置７によれば（図１及び図２参照）、ソースユニット３０の一つが装置本体１０に取り付けられた状態で、そのソースユニット３０の主機能部３１が機能して、チャンバー１１内の基材８に対して薄膜を形成することができる。そして、成膜手段を変更するために、ソースユニット３０を、装置本体１０から取り外すことができる。つまり、成膜手段を変更する場合、装置本体１０をそのままにして、ソースユニット３０を取り替えればよい。ソースユニット３０は、フレーム３２によって床面上を移動可能である。このため、フレーム３２に搭載されている主機能部３１を、装置本体１０の開口１３を通じてチャンバー１１に設置及びチャンバー１１から離脱させることができ、ソースユニット３０の取り換え作業は容易である。これにより、効率よく様々な成膜手段による成膜を試みることができる。
特に本実施形態では、各ソースユニット３０は、フレーム３２の下部（脚部３３）に設けられているキャスタ３６を有している。このキャスタ３６によりフレーム３２を前後方向に移動させることによって、装置本体１０に対して各ソースユニット３０を接近又は離間させることができる。キャスタ３６により、ソースユニット３０の取り換え作業がより一層容易となる。 According to the thin film forming apparatus 7 configured as described above (see FIGS. 1 and 2), the main function unit 31 of the source unit 30 functions in a state where one of the source units 30 is attached to the apparatus main body 10. Thus, a thin film can be formed on the base material 8 in the chamber 11. Then, the source unit 30 can be detached from the apparatus main body 10 in order to change the film forming means. That is, when changing the film forming means, the source unit 30 may be replaced while the apparatus main body 10 is left as it is. The source unit 30 is movable on the floor surface by a frame 32. For this reason, the main functional unit 31 mounted on the frame 32 can be installed in and removed from the chamber 11 through the opening 13 of the apparatus main body 10, and the replacement work of the source unit 30 is easy. Thereby, film formation by various film forming means can be tried efficiently.
In particular, in the present embodiment, each source unit 30 has a caster 36 provided at the lower part (leg part 33) of the frame 32. By moving the frame 32 in the front-rear direction by the caster 36, each source unit 30 can be approached or separated from the apparatus main body 10. The caster 36 makes it easier to replace the source unit 30.

図８は、薄膜形成装置７の側面図である。薄膜形成装置７は、床面に置いて用いるスロープ部材２０を更に備えている。装置本体１０に対してソースユニット３０を接近させて開口１３を通じて主機能部３１をチャンバー１１に収容させる際、スロープ部材２０は、このソースユニット３０をその上に載せて移動させる。スロープ部材２０は、前方側に上り勾配２０ａを有しており、前後方向の途中部から後ろ側に水平面２０ｂを有している。
スロープ部材２０は、装置本体１０の幅方向両側に設置され、ソースユニット３０（キャスタ３６）がこのスロープ部材２０上に載る。これに対して、装置本体１０はスロープ部材２０の上に位置しない。このため、ソースユニット３０を装置本体１０に装着する際、このソースユニット３０をスロープ部材２０に沿って移動させると、主機能部３１の位置を高くしてチャンバー１１内の基材８との距離を接近させる（変更する）ことが可能となる。これに対して、スロープ部材２０を用いずに、図１及び図２に示すようにソースユニット３０を移動させると、主機能部３１の位置は、スロープ部材２０を用いる場合（図８参照）よりも低くなり、チャンバー１１内の基材８と主機能部３１との距離を離す（変更する）ことが可能となる。すなわち、成膜手段の種類等の薄膜を形成する条件に応じて、スロープ部材２０を使用したり使用しなかったりすることで、チャンバー１１内の基材８に対する主機能部３１の高さ方向の位置を変更することが可能となる。なお、主機能部３１の高さ方向の位置を変更するための機構は、前記スロープ部材２０以外としてもよく、図示しないが、ソースユニット３０は、主機能部３１を昇降させるアクチュエータを備える構成や、高さ調整用のスペーサを備えた構成としてもよい。 FIG. 8 is a side view of the thin film forming apparatus 7. The thin film forming apparatus 7 further includes a slope member 20 used by being placed on the floor surface. When the main unit 31 is accommodated in the chamber 11 through the opening 13 by bringing the source unit 30 closer to the apparatus main body 10, the slope member 20 places the source unit 30 thereon and moves it. The slope member 20 has an upward slope 20a on the front side, and has a horizontal surface 20b on the rear side from the middle part in the front-rear direction.
The slope members 20 are installed on both sides in the width direction of the apparatus main body 10, and the source unit 30 (caster 36) is placed on the slope member 20. On the other hand, the apparatus main body 10 is not located on the slope member 20. For this reason, when the source unit 30 is mounted on the apparatus main body 10, if the source unit 30 is moved along the slope member 20, the position of the main function unit 31 is increased and the distance from the base material 8 in the chamber 11 is increased. Can be moved closer (changed). On the other hand, when the source unit 30 is moved as shown in FIG. 1 and FIG. 2 without using the slope member 20, the position of the main function unit 31 is more than that when the slope member 20 is used (see FIG. 8). And the distance between the base material 8 and the main function part 31 in the chamber 11 can be increased (changed). That is, by using or not using the slope member 20 according to the conditions for forming a thin film such as the type of film forming means, the height of the main functional portion 31 relative to the base material 8 in the chamber 11 is increased. The position can be changed. The mechanism for changing the position of the main function unit 31 in the height direction may be other than the slope member 20, and although not shown, the source unit 30 includes an actuator for moving the main function unit 31 up and down. Further, it may be configured to have a height adjusting spacer.

また、装置本体１０に対して各ソースユニット３０を前後方向に移動させることで着脱するために、薄膜形成装置７は（図１及び図２参照）、ソースユニット３０の移動を案内するガイド部材２５を更に備えている。本実施形態では、ガイド部材２５は、各ソースユニット３０のフレーム３２（脚部３３）の幅方向両側に設けられている。ガイド部材２５は、装置本体１０（支持柱１６）の幅方向側面の一部に転がり接触するローラにより構成されている。幅方向両側のガイド部材２５が、装置本体１０（支持柱１６）の幅方向側面に両側から接触することで、ソースユニット３０を幅方向に位置規制して着脱のための移動を案内することができる。このガイド部材２５により、装置本体１０に対するソースユニット３０の幅方向の位置決めが容易となり、主機能部３１を、装置本体１０の開口１３を通過させてチャンバー１１の所定場所に位置づける作業が容易となる。
なお、ガイド部材２５は、反対に、装置本体１０（支持柱１６）の幅方向側面に設けられていてもよい。すなわち、ガイド部材２５は、幅方向の両側であって装置本体１０とソースユニット３０との間に設けられていればよい。又は、ガイド部材２５は床上にあってもよい。 In addition, the thin film forming apparatus 7 (see FIGS. 1 and 2) is used to guide the movement of the source unit 30 in order to attach and detach the source unit 30 by moving the source unit 30 in the front-rear direction with respect to the apparatus body 10. Is further provided. In the present embodiment, the guide member 25 is provided on both sides in the width direction of the frame 32 (leg portion 33) of each source unit 30. The guide member 25 is configured by a roller that is in rolling contact with a part of the side surface in the width direction of the apparatus main body 10 (support column 16). The guide members 25 on both sides in the width direction come into contact with the side surfaces in the width direction of the apparatus main body 10 (support pillars 16) from both sides, thereby restricting the position of the source unit 30 in the width direction and guiding movement for attachment / detachment. it can. The guide member 25 facilitates the positioning of the source unit 30 in the width direction with respect to the apparatus main body 10, and facilitates the operation of positioning the main function unit 31 at a predetermined location in the chamber 11 through the opening 13 of the apparatus main body 10. .
On the contrary, the guide member 25 may be provided on the side surface in the width direction of the apparatus main body 10 (support column 16). That is, the guide member 25 only needs to be provided between the apparatus main body 10 and the source unit 30 on both sides in the width direction. Alternatively, the guide member 25 may be on the floor.

また、本実施形態の薄膜形成装置７では、ソースユニット３０を交換可能とする構成、つまり、成膜手段を変更可能とする構成であるが、装置本体１０に、チャンバー１１を減圧するポンプ１４が設けられている。つまり、成膜手段（ソースユニット３０）を変更する場合であっても、成膜のために要するポンプ１４は共用されている。 Further, in the thin film forming apparatus 7 of the present embodiment, the source unit 30 can be replaced, that is, the film forming means can be changed, but the apparatus main body 10 has a pump 14 for decompressing the chamber 11. Is provided. That is, even when the film forming means (source unit 30) is changed, the pump 14 required for film formation is shared.

そして、前記のとおり、ソースユニット３０が装置本体１０に装着され、主機能部３１がチャンバー１１内に位置した状態で（図１及び図２参照）、ソースユニット３０の脚部３３はチャンバー１１の外側に位置する。これにより、ソースユニット３０が装置本体１０に装着された状態で、ソースユニット３０の脚部３３がチャンバー１１に格納された状態とはならず、チャンバー１１を不要に広くさせないで済む。これにより、前記ポンプ１４によって減圧するチャンバー１１の容積を可及的に小さくすることができ、ポンプ１４の容量を小さくしたり、減圧のための時間を短くしたりすることが可能となる。 As described above, the source unit 30 is mounted on the apparatus main body 10 and the main function unit 31 is located in the chamber 11 (see FIGS. 1 and 2), and the leg portion 33 of the source unit 30 is attached to the chamber 11. Located outside. As a result, the leg unit 33 of the source unit 30 is not stored in the chamber 11 in a state in which the source unit 30 is mounted on the apparatus main body 10, and the chamber 11 does not need to be unnecessarily widened. Thereby, the volume of the chamber 11 decompressed by the pump 14 can be reduced as much as possible, and the capacity of the pump 14 can be reduced, and the time for decompression can be shortened.

本実施形態の薄膜形成装置７では、前記のとおり、装置本体１０に対してソースユニット３０を交換可能としている。装置本体１０と各ソースユニット３０との間の電気的な接続はコネクタ２８（例えば、図５（Ｂ）参照）によって行われる。つまり、装置本体１０側の電源と、ソースユニット３０の主機能部３１や副機能部（整合器、電極、ヒータ等）との電気的な接続は、コネクタ２８にケーブルを接続することで行われ、その作業は容易である。接続後、装置本体１０に設けられているタッチパネル２９を操作することで、装置本体１０側とソースユニット３０側とが連動し、機能膜９の形成が実行可能となる。また、ガス配管４５及び冷却水配管４６については、ソースユニット３０に接続パネル４３が搭載されており、接続パネル４３の継手（ワンタッチ継手等）によって装置本体１０側とソースユニット３０側とを連結することができ、その作業は容易である。 In the thin film forming apparatus 7 of this embodiment, the source unit 30 can be replaced with respect to the apparatus main body 10 as described above. Electrical connection between the apparatus main body 10 and each source unit 30 is performed by a connector 28 (see, for example, FIG. 5B). That is, the electrical connection between the power source on the apparatus main body 10 side and the main function unit 31 and sub function unit (matching unit, electrode, heater, etc.) of the source unit 30 is performed by connecting a cable to the connector 28. That work is easy. After the connection, by operating the touch panel 29 provided in the apparatus main body 10, the apparatus main body 10 side and the source unit 30 side are interlocked, and the formation of the functional film 9 can be executed. As for the gas pipe 45 and the cooling water pipe 46, a connection panel 43 is mounted on the source unit 30, and the apparatus main body 10 side and the source unit 30 side are connected by a joint (such as a one-touch joint) of the connection panel 43. And the work is easy.

以上のように、本実施形態の薄膜形成装置７によれば、ソースユニット３０を、装置本体１０に対して容易に取り替えることが可能となり、効率よく様々な成膜手段による成膜を行う作業が可能となる。つまり、成膜手段（主機能部３１）を迅速に変更して機能膜９の試作を行うことができ、薄膜形成の開発スピードを向上させることができる。そして、装置本体１０は、共通であるため、装置コストを大幅に低減することが可能となる。また、主機能部３１を容易にチャンバー１１から離脱させることができるので、ソースユニット３０（主機能部３１）のメンテナンスも容易となる。 As described above, according to the thin film forming apparatus 7 of the present embodiment, the source unit 30 can be easily replaced with respect to the apparatus main body 10, and an operation of efficiently performing film formation by various film forming means. It becomes possible. That is, the functional film 9 can be prototyped by quickly changing the film forming means (main function unit 31), and the development speed of thin film formation can be improved. And since the apparatus main body 10 is common, it becomes possible to reduce an apparatus cost significantly. Moreover, since the main function part 31 can be easily detached from the chamber 11, maintenance of the source unit 30 (main function part 31) is also facilitated.

以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の薄膜形成装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、基材８は、帯状でなく、枚葉状であってもよい。また、図示した薄膜形成装置７は、一つの装置本体１０に対して、一つのソースユニット３０を着脱可能とした構成であるが、一つの装置本体１０に対して、複数のソースユニット３０が着脱可能となる構成とすることもできる。
また、前記実施形態では、一つの装置本体１０に対して、成膜手段が異なる複数種類のソースユニット３０を準備する場合について説明したが、ソースユニット３０のうちフレーム３２を共通化させて、主機能部３１を交換するようにしてもよい。 The embodiments disclosed above are illustrative in all respects and not restrictive. That is, the thin film forming apparatus of the present invention is not limited to the illustrated form, and may be of another form within the scope of the present invention. For example, the substrate 8 may be a single wafer instead of a strip. The illustrated thin film forming apparatus 7 has a configuration in which one source unit 30 can be attached to and detached from one apparatus body 10, but a plurality of source units 30 can be attached to and detached from one apparatus body 10. A possible configuration may also be adopted.
In the above embodiment, a case has been described in which a plurality of types of source units 30 having different film forming means are prepared for one apparatus main body 10. The functional unit 31 may be replaced.

７：薄膜形成装置８：基材９：機能膜
１０：装置本体１１：チャンバー１２：外壁
１３：開口１４：ポンプ２０：スロープ部材
２５：ガイド部材３０：ソースユニット３１：主機能部
３２：フレーム３３：脚部３４：柱部
３５：フランジ部３６：キャスタ 7: Thin film forming apparatus 8: Base material 9: Functional film 10: Apparatus main body 11: Chamber 12: Outer wall 13: Opening 14: Pump 20: Slope member 25: Guide member 30: Source unit 31: Main functional part 32: Frame 33 : Leg part 34: Column part 35: Flange part 36: Caster

Claims

An apparatus body having a chamber capable of accommodating a substrate;
A main functional unit that functions to perform film formation on the substrate in a state of being installed in the chamber; and a frame that is mounted on the main functional unit and is movable on the floor surface. A source unit, and
The source unit is detachable from the apparatus main body,
The apparatus main body has an outer wall for configuring the chamber, and an opening for allowing the main function part to pass through is formed in a part of the outer wall.

The source unit has a caster provided at a lower part of the frame,
The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein the source unit is moved closer to or away from the apparatus main body by moving the frame by the caster.

The apparatus further comprises a slope member for placing and moving the source unit when the source unit is moved closer to the apparatus main body and the main function part is accommodated in the chamber through the opening. The thin film forming apparatus described in 1.

Guide members that are on both sides in the width direction perpendicular to the attaching / detaching direction of the source unit, and guide the movement for attaching / detaching by restricting the position of the source unit in the width direction between the apparatus main body and the source unit. The thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising:

The source unit includes, as the frame, a leg portion located on the floor surface, and a pillar portion provided so as to stand up from the leg portion, and the main function portion extends in a horizontal direction from the pillar portion. It is provided protruding,
The thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the leg portion is positioned outside the chamber in a state where the main functional portion is installed in the chamber.

The source unit includes, as the frame, a leg portion located on the floor surface, and a pillar portion provided so as to stand up from the leg portion, and the main function portion extends in a horizontal direction from the pillar portion. It is provided protruding,
The source unit further includes a flange portion that closes the opening on the base side of the main function portion,
The thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the chamber is hermetically sealed with the flange portion closing the opening.

The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein the apparatus main body is provided with a pump that depressurizes the chamber.