JP3781384B2 - 真空コーティング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空コーティング装置、それもハウジング内に複数処理ステーションが設けられており、これらステーションの少なくとも１つが、スパッタ用陰極を備え、運動平面内に、もしくは運動平面と平行に整列せしめられた少なくとも１つの基板ホールダを有しており、この基板ホールダ内へ少なくとも１つの基板が装入され、基板ホールダの基板区域には被コーティング域を露出させる穴が設けられている形式の装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記の種類の真空コーティング装置は、インライン・スパッタ装置として知られ、特に、インジウム・錫・酸化物、ＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅ のいずれかによるディスプレー技術用ガラスのコーティングに用いられる。
【０００３】
基板のクリーニングのためには、別の構成による真空コーティング装置を用いたスパッタ腐食が公知である。その場合には、ターゲットを備えた陰極の代りに、不導電性の基板が高周波にさらされ、基板のところにプラズマを発生させて、酸化物層又は汚れを基板から除去する。基板への高周波の負荷は、不導電性の基板の場合、高周波は開放フレームとして構成された基板ホールダに負荷される。しかし、基板が不導電性の場合には、基板ホールダは、基板背後の閉じられた面を有していなければならない。そうしなければ、不導電性の基板に対して腐食作用は達成できないからである。
【０００４】
しかしながら、この閉じられた面は、基板背後に基板加熱装置が備えられる必要がある場合には、実現できない。加熱装置の装備は、たとえばインジウム・錫・酸化物を用いたスパッタリングによるガラスのコーティングの場合に有利である。したがって、スパッタ腐食の場合、基板背後の区域は閉じられていなければならないが、スパッタリング時には加熱のため開放されていなければならないというジレンマが生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底をなす課題は、冒頭に記した種類の真空コーティング装置を次のように構成することにある。すなわち、スパッタ腐食を実施するために基板に高周波を供給できるようにし、しかも、それによって、スパッタ陰極との対向側で基板が加熱される可能性が排除されるようにするのである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、次のようにすることにより解決された。すなわち、スパッタ腐食ステーションを形成するため、陽極板との対向側に、プレート状の高周波の結合電極（Ｅｉｎｋｏｐｐｅｌｅｌｅｋｔｒｏｄｅ）を固定的かつハウジングに対し電気絶縁されて配置するようにし、この電極が、搬送ワゴンにより電極の前を通過する基板から僅かの間隔を有するようにし、それによって高周波電極と基板ホールダとの間にプラズマが発生しないようにするのである。
【０００７】
このような真空コーティング装置の場合、基板ホールダが、完全な貫通穴を有するようにすることができる。なぜなら、高周波エネルギーが、スパッタ腐食のさい容量的に基板に結合されるからである。その場合、重要な点は次の点である。すなわち、電極と基板ホールダとの間隔が暗部間隔より小さくなるようにし、そうすることによりプラズマの発生を防止し、それによって、腐食工程が逆にされ、材料が高周波電極から除去され、基板上に付着せしめられる点である。
【０００８】
基板ホールダと電極との間隔を小さくすることにより、スパッタ被覆ステーションで基板裏側から基板の加熱ができることは別にして、基板ホールダ又は基板が、電極に接触しない利点が得られる。これにより、基板ホールダを搬送ワゴンの運動方向に対し横方向に走行させる手段が不要となり、この結果、真空コーティング装置の構造が簡単化され、摩耗による粒子発生の危険が低減される。この場合、考慮せねばならない点は、基板を横方向に走行させるそのような手段が、装置内の高真空のため、乾式で作業し、最高４００℃の温度に耐えねばならず、このことが多大の出費を必要とし、かつまた、そのことにより粒子発生が決して完全には排除できないと思われる点である。加えて、複数基板ホールダを直立整列させた場合、すべての駆動装置を基板の下方に配置でき、これにより付加的に粒子による基板の汚れの危険が低減される。
【０００９】
本発明による真空コーティング装置の効率を高めるため、スパッタ腐食の不可能なインライン装置と比較可能な本発明の有利な別の構成によれば、搬送ワゴンが、搬送ワゴンの移動方向に互いに平行に配置された基板ホールダを有するようにし、これら基板ホールダの相互間隔を次のように選定する。すなわち、基板ホールダが電極の双方の側の前をプラズマ発生不能の間隔で移動できるように選定するのである。
【００１０】
装置費用を特に低額にするため、本発明の別の有利な構成によれば、搬送ワゴンは、各基板ホールダ内の基板が高周波電極と向い合うような位置に停止するようにされている。このような真空コーティング装置により静止スパッタ腐食を行なうことができる。
【００１１】
本発明は、しかし、また動的スパッタリングにも適用できる。その場合には、本発明の別の構成により、搬送ワゴンを高周波電極の傍を定速で通過するように構成し、かつまた各基板ホールダがカバーを有し、このカバーが隣接する基板ホールダの間隙にかぶせられるようにする。
【００１２】
装置内での電極装置は、電極縁部のところを取囲むフレーム内に配置するようにすると、特に簡単である。その場合、電極と電極側フレーム内側との間に電極保持用の絶縁体を配置しておく。
【００１３】
電極と基板ホールダとの間隔が過小にならないようにする措置は、フレーム内に基板ホールダの平面と平行方向の軸線を中心として回転可能の縁部ローラを配置しておき、基板ホールダが電極のところを通過するさい、これらのローラに接触するようにすることにより、簡単に可能となる。
【００１４】
また、電極と基板ホールダとの間隔が過大にならないようにする措置は、静止スパッタ腐食の場合は、スパッタ腐食ステーション内で基板ホールダが縁部ローラのほうへ引張られるようにすることで可能になる。しかし、特に簡単な措置としては、本発明の特に有利な別の構成によれば、基板ホールダが、縁部ローラの最も外側区域間の横方向最大間隔より、僅かに小さい相互間隔を有するようにする。
【００１５】
構成面で特に簡単にするには、電極をハウジング内に懸架配置する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明には多数の実施例が可能である。本発明の基本原理を更に明らかにするために、以下で図面につき説明する。
【００１７】
図１に全体を略示した真空コーティング装置は、ハウジング１内に前後に配置された複数処理ステーション２，３，４を有している。処理ステーション２はスパッタ腐食ステーションであるのに対し、処理ステーション３，４は、それぞれスパッタ処理室であり、このスパッタ処理室内には搬送ワゴン７の両側にスパッタ用カソード１９，２０が配置されている。搬送ワゴン７は、図２に示した被コーティング基板５，６を搬送し保持するのに役立っている。これら搬送ワゴン７は、装入ステーション８で基材５，６を装入され、順次に送入モジュール９内へ走入せしめられ、次いで個々の処理ステーション２，３，４へ送られる。処理ステーション３，４の間には、緩衝ステーション４が設けられ、他方、処理ステーション４の後方には２つの送出モジュール１１，１２と１つの取出しステーション１３が設けられている。個々のステーション及びモジュールは関門によって互いに分離されている。これらの関門は、たとえば処理ステーション３に符号１４，１５で示されている。
【００１８】
真空化に要するポンプも、同じく図１に示されている。送入モジュール９と送出モジュール１２とが、たとえばルーツポンプ１６とトリバックポンプ１７とを備えているだけなのに対し、処理ステーション２，３，４と、緩衝ステーション１０と、第１送出モジュールとには、付加的に高真空ポンプ１８、たとえばターボ分子ポンプが備えられている。
【００１９】
図２には、図１のハウジング１と搬送ワゴン７とが拡大して示されている。搬送ワゴン７は駆動ローラ２１，２２により走行させることができる。この搬送ワゴン７は、各長手側にそれぞれフレームとして構成された基板ホールダ２３，２４を有し、このホールダ内へ内側から基板５，６がはめ込まれている。基板ホールダ２３，２４を有する搬送ワゴン７とハウジング１とは、ともに接地されている。基本ホールダ２３，２４に対する基板の装入及び取出しには、ホールダを下縁を中心として外方へ開き、基板５，６を上方から装入又は取出することができる。
【００２０】
基板ホールダ２３，２４の間には、ホールダ２３，２４がプレート状高周波電極２５の両側から僅かの間隔ａをおいて走行できるだけのスペースが設けられている。電極２５は、その狭幅側が暗部遮蔽体として役立つフレーム２６により取囲まれている。このフレーム２６からは、垂直軸線を中心として回転可能の縁部ローラ２７，２８，２９，３０が突出している。これらローラに基板ホールダ２３，２４が接触することにより、間隔ａを下回ることは有り得ない。この間隔ａは、暗部間隔より小さい。このため、基板６と電極２５との間にも、また、基板５と電極２５との間にも、プラズマ発生は有り得ない。各基板ホールダ２３，２４の、電極２５と反対の側には、陽極板３７，３８が配置されている。陽極板３７，３８は、ハウジング１同様に接地されている。
【００２１】
図３から分かるように、フレーム２６は保持体３１，３２を介してハウジング１の天井に固定されている。このフレーム２６は内縁部に複数の絶縁体３３を有し、これら絶縁体が電極２５を電気絶縁保持している。電極２５は、通常の形式で引込み線３４を備えているので、外部から高周波エネルギーを供給されることができる。フレーム２６内には、縁部ローラ２７，２８に加え、２個の別の縁部ローラ３５，３６も備えられている。
【００２２】
フレーム２６の右横には、２つの搬送ワゴン７，７ａが、２個の基板６，６′ないし６ａ，６ａ′を装入されたそれぞれ１つの基板ホールダ２４，２４ａを載せられて示されている。
【００２３】
スパッタ腐食の場合、通常、各ワゴン７はスパッタ腐食工程用の高周波電極２５の下に停止せしめられる。しかし、原則として、動的なスパッタ腐食も可能である。その場合には、異なる搬送ワゴン７，７ａの基板ホールダ２４，２４ａの開放間隙が電極２５の前へ来ることがあってはならない。もし、そのようなことになれば、基板５，６の汚れが除去される代りに電極２５が取崩されることになろう。前記間隙は、したがって、図４に示したように、カバー３９によりふさぐことができる。このカバー３９は、それぞれ基板ホールダ２４に固定し、次の基板ホールダ２４ａにまたがるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による真空コーティング装置の原理図である。
【図２】真空コーティング装置の横断面図である。
【図３】スパッタ腐食ステーションの区域での真空コーティング装置内部の側面図である。
【図４】２つの基材ホールダの間隙にカバーをかぶせた状態を示した図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２，３，４ 処理ステーション
５，６ 基材
７，７ａ 搬送ワゴン
８ 装入ステーション
９ 送入モジュール
１０ 緩衝ステーション
１１，１２ 送出モジュール
１３ 取出しステーション
１４，１５ 関門
１６ ルーツポンプ
１７ トリバックポンプ
１８ 高真空ポンプ
１９，２０ スパッタ陰極
２１，２２ ローラ
２３，２４ 基板ホールダ
２５ 電極
２６ フレーム
２７，２８，２９，３０，３５，３６ 縁部ローラ
３１，３２ 保持体
３４ 貫通穴
３７，３８ 陽極板
３９ カバー

Claims (8)

1. 真空コーティング装置であって、ハウジング内に複数の処理ステーションを備え、これら処理ステーションのうちの少なくとも１つが、スパッタ用の陰極を有し、かつまた、運動平面内に、もしくは運動平面と平行に整列された少なくとも１つの基板ホールダを備えた搬送ワゴンを有しており、更に、基板ホールダ内には少なくとも１個の基材を装入でき、かつまた基板ホールダが、基板の区域に被コーティング域を露出させる穴を有している形式のものにおいて、スパッタ腐食ステーション（処理ステーション２）を形成するために、陽極板（３７，３８）と向い合った側に、プレート状高周波電極（２５）が、固定的に、かつまたハウジング（１）に対し電気絶縁されて配置されており、前記電極が、搬送ワゴンにより電極前方を走行せしめられる基板から、高周波電極（２５）と基板ホールダ（２３，２４）との間にプラズマが発生しない程度の僅かな間隔（ａ）を有することを特徴とする真空コーティング装置。
2. 搬送ワゴン（７）が、その運動方向に互いに平行に配置された基板ホールダ（２３，２４）を有し、これらホールダの相互間隔が、次のように、すなわち基板ホールダが、高周波電極（２５）の両側を、プラズマの発生することのない間隔（ａ）をおいて可動であることを特徴とする、請求項１記載の真空コーティング装置。
3. 搬送ワゴン（７）が停止する位置が、高周波電極（２５）の２つの基板ホールダ（２３，２４）それぞれの内部で基板（５，６）が向い合う位置であるように構成されていることを特徴とする、請求項１記載の真空コーティング装置。
4. 搬送ワゴン（７）が高周波電極（２５）のところを一様の速度で通過するように構成されており、かつまた各基板ホールダ（２３，２４）が、隣接基板ホールダ（２４ａ）との間隙にかぶせられるカバー（３９）を有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の真空コーティング装置。
5. 高周波電極（２５）が縁部を取囲むフレーム（２６）内に配置されており、しかも、電極（２５）と電極側のフレーム内側との間には、電極（２５）を保持するための絶縁体（３３）が配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の真空コーティング装置。
6. フレーム（２６）内に、基板ホールダ（２３，２４）の平面と平行の軸線を中心として回転可能な縁部ローラ（２７，２８，２９，３０，３５，３６）が配置されており、基板ホールダ（２３，２４）が電極（２５）のところを通過するさい、前記ローラに接触することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の真空コーティング装置。
7. 基板ホールダ（２３，２４）が、縁部ローラ（２７〜３０，３５，３６）の最も外側の区域間の横方向最大間隔より僅かに小さい相互間隔を有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の真空コーティング装置。
8. 高周波電極（２５）がハウジング（１）内に懸架配置されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の真空コーティング装置。

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