JP4149026B2

JP4149026B2 - 薄膜を被着するための真空処理装置

Info

Publication number: JP4149026B2
Application number: JP09702798A
Authority: JP
Inventors: マイトホーフハンス; シュスラーハンス; クンケルシュテファン; ボイルヨハネス
Original assignee: Oerlikon Deutschland Holding GmbH
Current assignee: Oerlikon Deutschland Holding GmbH
Priority date: 1997-04-12
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2018-04-09
Also published as: EP0872573A1; CA2234351A1; US5993556A; DE19715245A1; EP0872573B1; CA2234351C; JPH10280131A; DE19715245C2; CN1093888C; DE59802288D1; ES2167820T3; TW428038B; CN1201720A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空室の側壁によって保持されていて成膜処理工具を内蔵する複数の定置の処理室と、外周から内方へ前記真空室の中心に向かって方位づけられていて互いに平行な平面内で延びる処理室開口とを備えた形式のサブストレートに薄膜を被着するための真空処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主室もしくは分配室を備え、該主室又は分配室の内部で、成膜処理すべきサブストレート（基板）又はワークを搬送機構によって少なくとも２つの加工室間、もしくは１つのエアロック室と少なくとも１つの加工室間を搬送するようにした真空処理装置が欧州特許第０５５５７６４号明細書に基づいて公知であり、この場合加工室の一部又は全部が、油圧又は空圧作動式のシール装置によって前記の主室又は分配室に対して気密に隔離可能であり、しかも当該公知の真空処理装置は円筒形に構成されており、かつ加工すべきサブストレートを受容するための少なくとも１つの受容室又はコンテナが、円形又は円筒形の分配室のジャケットに沿って配置されており、該受容室又はコンテナは各加工位置では、加工室又は処理室を形成するために、円筒ジャケット内に配置された相応の加工ステーションに対向させられ、また前記受容室もしくはコンテナ或いは円筒ジャケットは円筒中心軸線を中心として回転可能に配置されている。
【０００３】
また真空下で担体面に薄膜層を被着するための成膜装置、特に電気的な層コンデンサの製造時に担体面に金属層とグロー重合層とを交互に被着するための成膜装置もドイツ連邦共和国特許第２８４８４８０号明細書に基づいて公知であり、該成膜装置は、エアロックゲートによって互いに隔離された少なくとも２つの真空室を有し、この場合、運転中には第１真空室内の残留圧は、第２真空室の残留圧力又は、搬送装置を有するその他の室の残留圧よりも低い。なお前記搬送装置とは、成膜処理を施すべき担体を夫々特別のエアロックゲートを介して第１真空室から第２真空室へ搬送し、そこから再び第１真空室へか、又は第３真空室へ搬送するための搬送装置であり、また当該装置は真空室内に、搬送装置に載っている担体に薄膜を被着する装置を有しており、かつこの装置では各エアロックゲートは、搬送装置の表面に直接向き合って位置して該表面に対して極く狭いギャップを残すにすぎない複数のジョーを有し、かつその都度２つのジョー間には残留ガスを吸出するためのサクション管を有している。この場合前記搬送装置は、一方向にしか運動できず、かつ、搬送装置の運動方向で見て第１真空室の前方に位置しているエアロックゲートは、搬送装置の運動方向で見て第１真空室の後方に位置しているエアロックゲートよりも長い拡散距離を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の真空処理装置を改良して、種々異なったサイズの、特に極度に複雑な形状のサブストレートを個々のコンテナ内に配置して加工できるばかりでなく、真空室を通気してサブストレートをサブストレート支持体から別のサブストレート支持体へ引渡す必要なしに、サブストレートに多種の処理を施せるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の構成手段は、真空室の側壁によって保持されかつ成膜処理工具を内蔵した複数の定置の処理室が設けられており、該処理室が、エアロックゲートを介して前記サブストレートを搬入・搬出するために、外周から内方へ前記真空室の中心に向かって方位づけられて互いに平行な平面内で延びる処理室開口を備えており、前記真空室の少なくとも真空室密閉蓋に軸又はねじスピンドルが、前記処理室開口平面に対して平行に延在するように軸支されており、前記の軸又はねじスピンドルが、これによって保持されかつ動かされて前記処理室開口を密閉するための閉鎖プレートと、該閉鎖プレートを半径方向内寄りの開放位置から半径方向外寄りの閉鎖位置へ移動させるための作動子とを備えており、しかも前記の軸又はねじスピンドルと協働する作動子が、レバー伝動機構又はテレスコープ運動可能なブラケットとして構成されており、かつ前記閉鎖プレートが夫々、処理室に対面した側面にサブストレートホルダー又はサブストレートグリッパを有している点にある。
【０００６】
前記課題を解決するための本発明の構成手段は、真空室の側壁によって保持されかつ成膜処理工具を内蔵した複数の定置の処理室が設けられており、該処理室が、エアロックゲートを介して前記サブストレートを搬入・搬出するために、外周から内方へ前記真空室の中心に向かって方位づけられて互いに平行な平面内で延びる処理室開口を備えており、前記真空室の少なくとも真空室ボトムプレートに軸又はねじスピンドルが、前記処理室開口平面に対して平行に延在するように軸支されており、前記の軸又はねじスピンドルが、これによって保持されかつ動かされて前記処理室開口を密閉するための閉鎖プレートと、該閉鎖プレートを半径方向内寄りの開放位置から半径方向外寄りの閉鎖位置へ移動させるための作動子とを備えており、しかも前記の軸又はねじスピンドルと協働する作動子が、レバー伝動機構又はテレスコープ運動可能なブラケットとして構成されており、かつ前記閉鎖プレートが夫々、処理室に対面した側面にサブストレートホルダー又はサブストレートグリッパを有している点にある。
【０００７】
本発明のその他の特徴及び有利な構成手段は、従属請求項に記載した通りである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【０００９】
なお本発明は種々異なった形態で実施することができるが、その内、特に３つの代表的な有利な実施形態が図１乃至図３に概略的に図示されている。
【００１０】
図１に示したように真空処理装置は主として、全部で４つの処理室開口４，５，６，７を有するフレーム状の側壁３と、４つのボックス形の処理室８，９，１０，１１と、前記側壁３の下側を密封する真空室ボトムプレート１２と、図示は省いたが前記側壁３の上側を密封する真空室密閉蓋と、前記の真空室ボトムプレート１２及び真空室密閉蓋に回転可能に鉛直に軸支されている軸１４と、該軸に固着されていて星形に水平に延びる腕１５〜１８と、該腕１５〜１８に枢着結合されたストラット１９〜２２と、前記の各処理室８〜１１に配設されていて前記ストラット１９〜２２の端部に枢着結合された閉鎖プレート２３〜２６と、該閉鎖プレートに固定された例えばサブストレートホルダー又はサブストレートグリッパとして形成されるサブストレート支持体３２，３３，３４，３５と、前記軸１４に相対回動不能に固着結合されたガイドプレート２７と、該ガイドプレート上に固着されていて前記閉鎖プレート２３〜２６を保持しかつガイドするためのレール対２８〜３１と、前記４つの処理室８〜１１内に配置されていて例えばグロー陰極及びスパッタ陰極４１，４２のような成膜工具とから成っている。
【００１１】
図１に示した真空処理装置を稼働させるに当たって、閉鎖プレート２３〜２６に固定的に配置されたサブストレート支持体３２〜３５にサブストレート（基板）３６〜３９が装備され、この装備は例えば、処理室８の密閉蓋４０を矢印Ａの方向に開放し、前記処理室８を通してサブストレート３７を導きかつ処理室開口７の前に位置しているサブストレート支持体３５に装架することによって可能に成り、このために前記ガイドプレート２７は、軸１４及び該軸に前記の腕と抗張抗圧ステーを介して枢着された閉鎖プレート２３〜２６と共に矢印Ｂの方向に回転可能であり、かつ前記閉鎖プレート２３〜２６は、ガイドプレート２７が静止していても軸１４は回転可能であるので、半径方向に前記レール対に沿ってシフト可能である。
【００１２】
サブストレート支持体３２〜３５にサブストレート３６〜３９を装備しかつ密閉蓋４０を閉鎖した後、真空室２及び該真空室に接続された処理室８〜１１を排気することが可能である。いまガイドプレート２７を静止させた状態で軸１４が逆時計回り方向に約９０゜回動されると、４つの閉鎖プレート２３〜２６が全て半径方向外向きに運動して処理室開口４〜７が前記閉鎖プレートによって閉鎖される。成膜処理工具、例えばグロー陰極及びスパッタ陰極４１，４２のスイッチ・オンによってサブストレート３６〜３９に成膜処理が施される。ところで処理室内に異種の処理工具が配置されている場合には、４つの処理室８〜１１の夫々に各サブストレートを順々に搬送して所望の順序で処理することが可能である。処理を施した後サブストレート３６〜３９は、装備と同じ方式で取外すことができる。
【００１３】
図２に示した真空処理装置の実施形態では、腕１５〜１８並びに該腕に枢着されたストラット１９〜２２を備えた軸１４に代えて、軸１４′と共に回転可能に真空室ボトムプレート１２上に支承されたケーシングが設けられており、該ケーシングは、その内部に保持されてガイドされる４つのブラケット４３〜４６を備えている。該ブラケット４３〜４６は前記ケーシングに対して矢印Ｅ及びＦの方向にテレスコープ運動可能に構成されているので、ブラケット４３〜４６の自由端部に固着された閉鎖プレート２３〜２６は処理室開口４〜７の前へ、或いは図示を省いた起点位置へ運動可能である。
【００１４】
図３に示した真空処理装置の実施形態では、軸１４に代えてねじスピンドル４７が使用されており、該ねじスピンドルはナット４８，４９と協働し、該ナットは、ねじスピンドルに沿ってガイドされるヨーク５０，５１の構成部分である。ねじスピンドル４７の回転運動に基づいて、前記ヨーク５０，５１に枢着結合されたストラット５２，５３；５４，５５は閉鎖プレート２４，２６を、ねじスピンドル４７の回転方向に応じて半径方向外向きにか又は半径方向内向きにシフトさせ、その場合、閉鎖プレート２４，２６はレール対２８，２８ａ；３０，３０ａに沿ってガイドされ、しかも閉鎖プレート２４，２６はその滑りシュー５６，５７でもって前記レール対内に係合している。
【００１５】
各レール対２８，２８ａ；２９，２９ａ；３０，３０ａ；３１，３１ａに配設された閉鎖プレート２３〜２６がケーシング中心軸線或いは軸１４，１４′又はねじスピンドル４７を基準として半径方向にしか運動できないようにすることを前記レール対が保証しているのに対して、ストラット１９〜２２又はブラケット４２〜４５又はレバー伝動機構５２，５３；５４，５５に基づいて、軸１４，１４′又はねじスピンドル４７がガイドプレート２７に対して相対的に回転運動する際に全ての閉鎖プレートは、同時にかつ同一方向にしか運動できないようにされる。
【００１６】
ガイドプレート２７と軸１４，１４′又はねじスピンドル４７の同期的な回転運動の結果、全ての閉鎖プレート２３〜２６は同時に、該閉鎖プレートによって保持されたサブストレート３６〜３９と一緒に矢印方向に、つまり（閉鎖プレート２３〜２６が前以て起点位置へ動かされていることを前提とすれば）１つの処理ステーションから次の処理ステーションへと動かされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】１本の軸の回転運動によってリンク式直線ガイド機構を介して夫々対向しているエアロックゲート開口へ向かって走行可能な４つの閉鎖プレートを装備し、しかも回転可能なボトムプレートのガイド溝内を滑動させるようにした第１実施形態の真空処理装置の横断面図である。
【図２】処理室に対面した側にサブストレートを保持する腕を備えた閉鎖プレートをテレスコープ式のブラケットを介して運動可能にした第２実施形態の真空処理装置の横断面図である。
【図３】ねじスピンドルのナットに連接されたレバーを介して閉鎖プレートを半径方向に運動可能にした第３実施形態の真空処理装置の縦断面図である。
【符号の説明】
２真空室、３フレーム状の側壁、４，５，６，７処理室開口、８，９，１０，１１処理室、１２真空室ボトムプレート、１４，１４′ 軸、１５，１６，１７，１８腕、１９，２０，２１，２２ストラット、２３，２４，２５，２６閉鎖プレート、２７ガイドプレート、２８，２８ａ；２９，２９ａ；３０，３０ａ；３１，３１ａレール対、３２，３３，３４，３５サブストレート支持体、３６，３７，３８，３９サブストレート、４０密閉蓋、４１，４２成膜処理工具としてのグロー陰極及びスパッタ陰極、４３，４４，４５，４６ブラケット、４７ねじスピンドル、４８，４９ナット、５０，５１ヨーク、５２，５３；５４，５５レバー伝動機構、５６，５７滑りシュー、５８真空室密閉蓋、Ａ真空室密閉蓋の開放方向を示す矢印、Ｂガイドプレートの回転方向を示す矢印、Ｅ，Ｆブラケットのテレスコープ運動方向を示す矢印

Claims

サブストレート（３６〜３９）に薄膜を被着するための真空処理装置において、真空室（２）の側壁（３）によって保持されかつ成膜処理工具（４１，４２）を内蔵した複数の定置の処理室（８〜１１）が設けられており、該処理室が、エアロックゲートを介して前記サブストレート（３６〜３９）を搬入・搬出するために、外周から内方へ前記真空室（２）の中心に向かって方位づけられて互いに平行な平面内で延びる処理室開口（４〜７）を備えており、前記真空室（２）の少なくとも真空室密閉蓋（５８）に、軸（１４，１４′）又はねじスピンドル（４７）が、前記処理室開口平面に対して平行に延在するように軸支されており、前記の軸（１４，１４′）又はねじスピンドル（４７）が、これによって保持されかつ動かされて前記処理室開口（４〜７）を密閉するための閉鎖プレート（２３〜２６）と、該閉鎖プレート（２３〜２６）を半径方向内寄りの開放位置から半径方向外寄りの閉鎖位置へ移動させるための作動子（１９〜２２；４３〜４６；５２〜５５）とを備えており、しかも前記の軸（１４，１４′）又はねじスピンドル（４７）と協働する作動子が、レバー伝動機構（１９〜２２；５２〜５５）又は伸縮運動可能なブラケット（４３〜４６）として構成されており、かつ前記閉鎖プレート（２３〜２６）が夫々、処理室（８〜１１）に対面した側面にサブストレートホルダー又はサブストレートグリッパ（３２〜３５）を有しており、前記軸（１４，１４′）またはねじスピンドル（４７）によって保持されかつ動かされる前記閉鎖プレート（２３〜２６）が、前記軸（１４，１４′）またはねじスピンドル（４７）の回転によって駆動されて、前記サブストレート（３６〜３９）が前記処理室（８〜１１）に搬入されるようになっていることを特徴とする、薄膜を被着するための真空処理装置。
少なくとも真空室密閉蓋（５８）に軸支された軸（１４）が、処理室（８〜１１）の数に等しい本数の、前記軸（１４）から半径方向に延びていて該軸（１４）に固着結合された腕（１５〜１８）を有しており、該腕の半径方向外端部が夫々枢着部を介して第２のレバー又はストラット（１９〜２２）と連結されており、前記第２のレバー又はストラットの各自由端部がそれぞれ閉鎖プレート（２３〜２６）と枢着結合されており、該閉鎖プレートが、滑子案内又はレール対（２８，２８ａ；〜；３１，３１ａ）のような直線ガイド機構内に滑動可能に配置されており、該直線ガイド機構は、対応した処理室開口平面に対して直角な方向の運動のみを前記閉鎖プレート（２３〜２６）に許容しかつ前記の真空室ボトムプレート（１２）及び／又は真空室密閉蓋（５８）に設けられている、請求項１記載の真空処理装置。
少なくとも真空室密閉蓋（５８）に軸支されていてモータ駆動可能な軸がねじスピンドル（４７）として構成されており、該ねじスピンドルは単数又は複数のナット（４８，４９）と協働し、各ナットには夫々、レバー（５２〜５５）が枢着されており、前記のレバーの自由端部が夫々、閉鎖プレート（２３〜２６）と枢着結合されており、しかも該閉鎖プレート（２３〜２６）は滑子案内又はレール対（２８，２８ａ；〜；３１，３１ａ）内に保持されてガイドされており、該滑子案内又はレール対は、真空室ボトムプレート（１２）に対して平行なガイドプレート（２７）上で半径方向に延在し、かつ対応した処理室開口平面に対して直角な方向の運動のみを前記閉鎖プレート（２３〜２６）に許容する、請求項１記載の真空処理装置。
少なくとも真空室密閉蓋（５８）に軸支されていてモータ駆動可能な軸（１４′）が、処理室（８〜１１）の数に等しい本数のブラケット（４３〜４６）と連結されており、各ブラケットが半径方向で処理室開口（４〜７）へ向かって伸縮運動可能であり、しかも該ブラケット（４３〜４６）の各自由端部が夫々、閉鎖プレート（２３〜２６）と固着結合されており、該閉鎖プレート（２３〜２６）が、サブストレート支持体（３２〜３５）又はサブストレートグリッパを装備している、請求項１記載の真空処理装置。
サブストレート（３６〜３９）に薄膜を被着するための真空処理装置において、真空室（２）の側壁（３）によって保持されかつ成膜処理工具（４１，４２）を内蔵した複数の定置の処理室（８〜１１）が設けられており、該処理室が、エアロックゲートを介して前記サブストレート（３６〜３９）を搬入・搬出するために、外周から内方へ前記真空室（２）の中心に向かって方位づけられて互いに平行な平面内で延びる処理室開口（４〜７）を備えており、前記真空室（２）の少なくとも真空室ボトムプレート（１２）に、軸（１４，１４′）又はねじスピンドル（４７）が、前記処理室開口平面に対して平行に延在するように軸支されており、前記の軸（１４，１４′）又はねじスピンドル（４７）が、これによって保持されかつ動かされて前記処理室開口（４〜７）を密閉するための閉鎖プレート（２３〜２６）と、該閉鎖プレート（２３〜２６）を半径方向内寄りの開放位置から半径方向外寄りの閉鎖位置へ移動させるための作動子（１９〜２２；４３〜４６；５２〜５５）とを備えており、しかも前記の軸（１４，１４′）又はねじスピンドル（４７）と協働する作動子が、レバー伝動機構（１９〜２２；５２〜５５）又は伸縮運動可能なブラケット（４３〜４６）として構成されており、かつ前記閉鎖プレート（２３〜２６）が夫々、処理室（８〜１１）に対面した側面にサブストレートホルダー又はサブストレートグリッパ（３２〜３５）を有しており、前記軸（１４，１４′）またはねじスピンドル（４７）によって保持されかつ動かされる前記閉鎖プレート（２３〜２６）が、前記軸（１４，１４′）またはねじスピンドル（４７）の回転によって駆動されて、前記サブストレート（３６〜３９）が前記処理室（８〜１１）に搬入されるようになっていることを特徴とする、薄膜を被着するための真空処理装置。
少なくとも真空室ボトムプレート（１２）に軸支された軸（１４）が、処理室（８〜１１）の数に等しい本数の、前記軸（１４）から半径方向に延びていて該軸（１４）に固着結合された腕（１５〜１８）を有しており、該腕の半径方向外端部が夫々枢着部を介して第２のレバー又はストラット（１９〜２２）と連結されており、前記第２のレバー又はストラットの各自由端部がそれぞれ閉鎖プレート（２３〜２６）と枢着結合されており、該閉鎖プレートが、滑子案内又はレール対（２８，２８ａ；〜；３１，３１ａ）のような直線ガイド機構内に滑動可能に配置されており、該直線ガイド機構は、対応した処理室開口平面に対して直角な方向の運動のみを前記閉鎖プレート（２３〜２６）に許容しかつ前記の真空室ボトムプレート（１２）及び／又は真空室密閉蓋（５８）に設けられている、請求項５記載の真空処理装置。
少なくとも真空室ボトムプレート（１２）に軸支されていてモータ駆動可能な軸がねじスピンドル（４７）として構成されており、該ねじスピンドルは単数又は複数のナット（４８，４９）と協働し、各ナットには夫々、レバー（５２〜５５）が枢着されており、前記のレバーの自由端部が夫々、閉鎖プレート（２３〜２６）と枢着結合されており、しかも該閉鎖プレート（２３〜２６）は滑子案内又はレール対（２８，２８ａ；〜；３１，３１ａ）内に保持されてガイドされており、該滑子案内又はレール対は、真空室ボトムプレート（１２）に対して平行なガイドプレート（２７）上で半径方向に延在し、かつ対応した処理室開口平面に対して直角な方向の運動のみを前記閉鎖プレート（２３〜２６）に許容する、請求項５記載の真空処理装置。
少なくとも真空室ボトムプレート（１２）に軸支されていてモータ駆動可能な軸（１４′）が、処理室（８〜１１）の数に等しい本数のブラケット（４３〜４６）と連結されており、各ブラケットが半径方向で処理室開口（４〜７）へ向かって伸縮運動可能であり、しかも該ブラケット（４３〜４６）の各自由端部が夫々、閉鎖プレート（２３〜２６）と固着結合されており、該閉鎖プレート（２３〜２６）が、サブストレート支持体（３２〜３５）又はサブストレートグリッパを装備している、請求項５記載の真空処理装置。
前記作動子が、レバー伝動機構（１９〜２２）として構成されており、該レバー伝動機構（１９〜２２）が、処理室開口（４〜７）の方に向かって延びる第１アームと、該第１アームの自由端部に枢着された第２アームとから成り、該第２アームの自由端部がサブストレート支持体（３２〜３５）又はサブストレートグリッパを装備している、請求項１または５記載の真空処理装置。