JP3221883U - 薄膜コーティングを塗布するための真空プラント - Google Patents

Abstract

【課題】薄膜コーティングを塗布するための真空プラントを提供する。【解決手段】フレーム２に取り付けられ、技術装置３を設けた、少なくとも１つの処理チャンバ１と、積み込み／積み下ろし位置から、処理チャンバの下方の運転位置へと移動するよう構成された輸送システムに取り付けられた、ロードロックチャンバ４と、薄膜コーティングを塗布するために、その上に基板を配置するための基板ホルダ５であって、その軸線周りに回転可能な基板ホルダと、基板ホルダをロードロックチャンバから処理チャンバへと移送するための供給装置６と、チャンバの間に配置され、ロードロックチャンバおよび処理チャンバの内部容積を分割するよう構成された真空ゲート７と、処理およびロードロックチャンバドッキング装置とを備え、処理チャンバの上側部分には、基板ホルダを固定させるよう、かつ、その軸線周りにそれを回転させるよう構成されたクランプ８が取り付けられている。【選択図】図１

Description

本実用新案は、コーティングを塗布するための技術的な機器、すなわち、所与の光学的な、電気的な、および、他の特性を有する薄膜コーティングを塗布することを意図した、真空技術的な機器の分野に関する。

仕掛かり品に対して薄膜コーティングを塗布するためのさまざまな装置が、従来技術より公知である。

本出願の実用新案に最も近い類似物は、（２０１７年９月２１日公開の）国際公開第２０１７／１５６６１４号明細書に開示された、薄膜コーティングを塗布するための真空プラントであって、フレームに取り付けられ、技術装置を設けた、少なくとも１つの処理チャンバと、少なくとも１つのロードロックチャンバであって、当該ロードロックチャンバを、積み込み／積み下ろし位置から、処理チャンバの下方の運転位置へと移動するよう構成された輸送システムに取り付けられた、ロードロックチャンバと、薄膜コーティングを塗布するために、その上に基板を配置するための基板ホルダであって、その軸線周りに回転可能な基板ホルダと、基板ホルダをロードロックチャンバから処理チャンバへと移送するための供給装置と、チャンバの間に配置され、ロードロックチャンバおよび処理チャンバの内部容積を分割するよう構成された真空ゲートとを含んでいる。ここで、供給装置は、基板ホルダを処理チャンバ内へと、回転駆動装置とのその接続に至るまで、移送することを可能にし、その際、供給装置は、基板ホルダのその後の回転中に、ロードロックチャンバに戻ることはなく、ロードロックチャンバと処理チャンバとの間の真空ゲートは、開いたままとなる。

上述した構造の短所は、技術的な処理中に処理チャンバ内およびロードロックチャンバ内両方で真空を提供する必要のために、技術的な処理の時間が増加することにある。これは、チャンバの内部容積が分割されないままであるためである。さらに、基板への薄膜コーティングの塗布という技術的な処理中に、処理チャンバ内に供給装置が存在することが、コーティングの品質低下につながる。

本実用新案の主な目的は、薄膜コーティングを塗布するための真空プラントを開発することであり、その構造により、技術的な処理の時間の短縮と、得られる薄膜コーティングの品質の向上とからなる技術的な結果の達成が保証される。

設定された目的は、薄膜コーティングを塗布するための真空プラントであって、フレームに取り付けられ、技術装置を設けた、少なくとも１つの処理チャンバと、少なくとも１つのロードロックチャンバであって、当該ロードロックチャンバを、積み込み／積み下ろし位置から、前記処理チャンバの下方の運転位置へと移動するよう構成された輸送システムに取り付けられた、ロードロックチャンバと、薄膜コーティングを塗布するために、その上に基板を配置するための基板ホルダであって、その軸線周りに回転可能な基板ホルダと、前記基板ホルダを前記ロードロックチャンバから前記処理チャンバへと移送するための供給装置と、前記チャンバの間に配置され、前記ロードロックチャンバおよび前記処理チャンバの内部容積を分割するよう構成された真空ゲートと、処理およびロードロックチャンバドッキング装置とを備え、前記処理チャンバの上側部分には、基板表面処理中に、前記処理チャンバの前記内部容積内で前記基板ホルダを固定させるよう、かつ、その軸線周りにそれを回転させるよう構成されたクランプが取り付けられている、真空プラントを開発することにより、解決される。

上述した設計により、すなわちクランプの存在により、技術的な処理中に、基板表面処理を行うために、真空ゲートを閉じ、かつ基板ホルダをさらに回転させることによって、処理チャンバおよびロードロックチャンバの内部容積を分割することが可能となる。このようにして、技術的な処理の時間が短縮される。これは、真空が設けられることになる内部容積が減少し、得られる薄膜コーティングの品質が向上するためであり、処理チャンバで、最終品を得る際に、技術的な処理において、運転空間の汚染につながる場合のある、直接係合解除される構造的な要素がないためである。

考え得る実施形態において、処理チャンバの上側部分に取り付けられたクランプは、プレートと、可動の接続によってプレートに接続されたベースであって、基板ホルダを固定するよう構成された一式のクランプ機構を設けたベースと、クランプ機構を始動するために、プレートに力を伝達するよう構成された空圧駆動装置とを備えている。

好ましくは、基板ホルダは、中空とされており、大略的にｎ角形の正角柱の形態とされており、さまざまな通常サイズの基板を取り付けるための、取り外し可能な受け入れ装置が設けられている。

例示的な実施形態の１つは、その上にフレキシブル基板を取り付けるよう構成された円筒形の表面を有する、ドラム式の基板ホルダである。

供給装置は、ロードロックチャンバおよび処理チャンバの外部に配置されている。このおかげで、チャンバ内部の運転空間の汚染が防止されており、それが次いで、得られた薄膜コーティングの高い品質を規定する。

本出願のプラント内のポンピング容積を低減するために、ロードロックチャンバは、基板ホルダの内部形状に対応する形状を有している。

特定の実施形態では、輸送システムは、回転可能な輸送システムである。このような構造により、本出願のプラントを大量生産に使用することが、技術的なサイクルの時間の短縮によって、可能となる。

さまざまな通常サイズの基板に薄膜コーティングを塗布するための本開示の真空プラントは、広い範囲の技術および技術的な装置を使用する能力を有する、複雑で長期的な技術的な処理に適用可能とされている。

本出願の実用新案は、以下の図面資料に関連して開示されている。

薄膜コーティングを塗布するための真空プラントの全体図である。 回転駆動装置を有する、薄膜コーティングを塗布するための真空プラントのクランプの全体図である。

図１は、本出願の実用新案の実施形態として、薄膜コーティングを塗布するための真空プラントの全体図を示している。真空プラントは、フレーム２上に取り付けられ、技術装置３を設けた、少なくとも１つの処理チャンバ１と、少なくとも１つのロードロックチャンバ４であって、当該ロードロックチャンバ４を、積み込み／積み下ろし位置から、処理チャンバ１の下方の運転位置へと移動する輸送システム（図示せず）上に取り付けられたロードロックチャンバ４とを備えている。プラントは、薄膜コーティングを塗布するために基板をその上に配置するための基板ホルダ５であって、その軸線周りに回転可能な基板ホルダ５と、基板ホルダ５をロードロックチャンバ４から処理チャンバ１へと移送するための供給装置６と、チャンバの間に配置され、処理チャンバ１および４の内部容積を分割するよう構成された真空ゲート７とを備えている。処理チャンバ１の上側部分には、クランプ８が取り付けられている。クランプ８は、基板表面処理中に処理チャンバ１の内部容積内で基板ホルダ５を固定させるよう、かつ、回転駆動装置９によって、その軸線周りに基板ホルダ５を回転させるよう、構成されている。また、図１には、ドッキング装置１０および容積デリミタ１１が示されている。

図２は、本出願の実用新案の実施形態として、薄膜コーティングを塗布するための真空プラントのクランプ８の全体図を示している。クランプ８は、基板ホルダ５を固定するよう構成された一式のクランプ機構１４を設けたベース１３に接続された、可動のプレート１２を備えている。さらに、クランプ機構１４を始動するために可動のプレート１２に力を伝達するよう構成された、空圧シリンダ１５と、真空フィードスルー１６と、推進器１７と、駆動バネ１８とを備える空圧駆動装置１９が、図に示されている。

好ましくは、基板ホルダ５は、中空とされており、大略的にｎ角形の正角柱の形態とされている。基板ホルダ５は、さまざまな通常サイズの基板を取り付けるための、取り外し可能な受け入れ装置を有することを特徴としている。最も好ましい実施形態では、正角柱の形態の基板ホルダは、６つの側に矩形の面を有しており、基板を取り付けるための、取り外し可能な受け入れ装置が、各面に取り付けられている。

本出願のプラントでは、その上にフレキシブル基板を取り付けるよう構成された円筒形の表面を有する、ドラム式の基板ホルダ５を使用してもよい。

基板ホルダ５上のロードロックチャンバ４の積み込み／積み下ろし位置において、基板を変更することができ、基板とともに受け入れ装置を変更することができ、または、基板ホルダそれ自体を変更することができ、それにより、技術的な処理の時間を短縮することができる。上述した設計により、真空プラントにおいて、さまざまな通常サイズのフレキシブル（箔、ガラス、金属）および固体平坦（ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ガラス、シリコン、サファイア、ｓｉｔａｌｌなど）基板の両方を処理することが可能となる。

処理操作を行う際、基板ホルダ５は処理チャンバ１の内部にあり、技術装置３は、基板ホルダ５の回転の垂直軸線周りに、処理チャンバ１の縁部に配置されている。クランプ８とともに、基板ホルダ５は、処理チャンバに供給されてクランプ８に固定されたのちに、回転駆動装置９により回転される。

本出願のプラントは、技術装置３として、プラズマ生成システム、清掃およびエッチングイオン源、蒸発システム、マグネトロンなどを備えていてもよい。

基板ホルダ５をその軸線周りに回転するための回転駆動装置９と、それを処理チャンバ１へと移送するための供給装置６とは、処理チャンバ１およびロードロックチャンバ４の外部に配置されており、そのおかげで、チャンバ内部の運転空間の汚染が防止されており、それが次いで、得られた薄膜コーティングの高い品質を規定する。

本出願のプラント内のポンピング容積を低減するために、ロードロックチャンバ４は、基板ホルダ５の内部形状に対応する形状を有しており、輸送システムの直線ガイドに取り付けることができ、その結果、積み込み／積み下ろし位置から、処理チャンバ１の下方の運転位置への、およびその反対の、往復運動を行う。

別の考え得る実施形態では、輸送システムは、例えば、２つのロードロックチャンバ４が取り付けられた、ロッドを有する回転可能な機構を備える、回転可能な輸送システムである。ロードロックチャンバの一方が処理チャンバに接続されているのに対し、別のロードロックチャンバは、積み込み／積み下ろし位置にある。輸送システムの上述した構造により、本出願のプラントを大量生産に使用することが、技術的なサイクルの時間の短縮によって、可能となる。

本出願のプラント内のポンピング容積を低減するために、ロードロックチャンバ４は、基板ホルダ５の内面に対応する形状を有している。さらに、ロードロックチャンバ４内の「依存性の」ポンピング容積を低減するために、好ましくは中性の材料のインサートであり、ロードロックチャンバ４に取り付けられた、容積デリミタ１１を使用することができる。

薄膜コーティングを塗布するための本出願の真空プラントは、以下のように作動する。

基板は、ロードロックチャンバ４を越えて、基板ホルダ５に事前に取り付けられ、次いで供給装置６により、垂直な位置にある基板ホルダ５は、ロードロックチャンバ４内へと自動的に下降されて、輸送システムに取り付けられる。次いで、輸送システムにより、ロードロックチャンバ４は基板ホルダ５とともに、積み込み位置から、処理チャンバ１の下方の運転位置へと、内部を移送される。接続装置１０により、ロードロックチャンバ４は真空ゲート７にしっかりと押圧され、その際、真空ゲート７が閉じられると、ポンピング手段（図示せず）を使用して、ロードロックチャンバ４の、まず低真空ポンピング、次いで高真空ポンピングを行う。所望の真空に達すると、真空ゲート７が開かれ、供給装置６により、基板ホルダ５は、クランプ８区画内の処理チャンバ１へと移送される。空圧駆動装置１９が始動され、真空フィードスルー１６を介した空圧シリンダ１５からの力が、推進器１７により、可動のプレート１２に対して移送されて、プレートは、ヒンジ付きの機構により、少なくとも３つのクランプ機構１４を設けたベース１３に接続される。上記クランプ機構１４が締め付け解除され、基板ホルダ５が、クランプ８のベース１３と接触すると、その際、推進器１７は、その初期の位置に戻り、駆動バネ１８の働きを受けて、クランプ機構１４が閉じ、それにより、基板ホルダ５を締め付け、かつ固定する。その際、供給装置６は、ロードロックチャンバ４内へと、下方に移動され、真空ゲート７が閉じられる。処理チャンバ１は、必要な作動圧力へとポンピングされ、基板ホルダ５を有するクランプ８は、回転駆動装置９により回転され、技術装置３はスイッチを入れられ、基板ホルダ５に取り付けられた基板の表面が、所望の特性を有する薄膜コーティングをその上に塗布するために、それぞれ処理される。

所望の特性を有する薄膜コーティングが塗布されたのち、基板ホルダ５の回転が停止され、真空ゲート７が開かれて、供給装置６が処理チャンバ１内に入れられる。供給装置６が基板ホルダ５に接続されたのち、基板ホルダ５はクランプ８から解放される。その際、空圧駆動装置１９により、推進器１７を使用して、力が、可動のプレート１２へと、再び移送される。可動のプレート１２は、ヒンジ付きの機構により、ベース１３に接続されており、それによって、クランプ機構１４を締め付け解除し、かつ、それに対応して、基板ホルダ５を解放することを可能にする。次いで、供給装置６は、基板ホルダ５をロードロックチャンバ４へと移動する。真空ゲート７は閉じられ、空気が、ロードロックチャンバ４内へと入れられる。圧力は均等化され、次いで、ロードロックチャンバ４は基板ホルダ５とともに、ドッキング装置１０により処理チャンバ１から係合解除され、かつ、輸送システムにより、基板が取り換えられる積み込み／積み下ろし区画へと移送される。

このようにして、薄膜コーティングを塗布するための真空プラントが開発され、その構造により、技術的な処理の時間の短縮と、得られる薄膜コーティングの品質の向上とからなる技術的な結果の達成が保証される。

Claims (8)

1. 薄膜コーティングを塗布するための真空プラントであって、
   フレームに取り付けられ、技術装置を設けた、少なくとも１つの処理チャンバと、
   少なくとも１つのロードロックチャンバであって、当該ロードロックチャンバを、積み込み／積み下ろし位置から、前記処理チャンバの下方の運転位置へと移動するよう構成された輸送システムに取り付けられた、ロードロックチャンバと、
   薄膜コーティングを塗布するために、その上に基板を配置するための基板ホルダであって、その軸線周りに回転可能な基板ホルダと、
   前記基板ホルダを前記ロードロックチャンバから前記処理チャンバへと移送するための供給装置と、
   前記チャンバの間に配置され、前記ロードロックチャンバおよび前記処理チャンバの内部容積を分割するよう構成された真空ゲートと、
   処理およびロードロックチャンバドッキング装置と、
   を備え、
   前記処理チャンバの上側部分には、基板表面処理中に、前記処理チャンバの前記内部容積内で前記基板ホルダを固定させるよう、かつ、その軸線周りにそれを回転させるよう構成されたクランプが取り付けられている、真空プラント。
2. 前記クランプは、
   プレートと、
   可動の接続によって前記プレートに接続されたベースであって、前記基板ホルダを固定するよう構成された一式のクランプ機構を設けたベースと、
   前記クランプ機構を始動するために、前記プレートに力を伝達するよう構成された空圧駆動装置と、
   を備えている、請求項１に記載のプラント。
3. 前記基板ホルダは、中空とされており、大略的にｎ角形の正角柱の形態とされている、請求項１に記載のプラント。
4. 前記基板ホルダは、さまざまな通常サイズの基板を取り付けるための、取り外し可能な受け入れ装置が設けられている、請求項３に記載のプラント。
5. その上にフレキシブル基板を取り付けるよう構成された円筒形の表面を有する、ドラム式の基板ホルダを使用する、請求項３に記載のプラント。
6. 前記供給装置は、前記ロードロックチャンバおよび前記処理チャンバの外部に配置されている、請求項１に記載のプラント。
7. 前記ロードロックチャンバは、前記基板ホルダの内部形状に対応する形状を有している、請求項１に記載のプラント。
8. 前記輸送システムは回転可能とされている、請求項１に記載のプラント。