JP4665155B2 - 薄膜形成装置及びその方法 - Google Patents
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Description
加えて、従来のカソードはボルト締めにより固定していたため、ボルトの数が多くなり取り扱いに手間がかかりメンテナンスに時間を要してしまっていた。
また、基板トレーがスパッタカソード前面を往復動作により複数回通過するように搬送機構が構成され、真空室内に基板トレーの待機スペースを設け、待機スペースにおける搬送経路に垂直な断面の形状が、基板および基板トレーで画定される形状に略相似し、断面の面積が真空室の待機スペースでない部分における搬送経路に垂直な断面の面積よりも小さくなるように構成した。
さらに、薄膜形成装置を仕込取出室および成膜室により構成し、仕込取出室に基板トレーの昇降機構を設けた。仕込取出室に粗引き用ポンプを、成膜室にメインポンプを接続し、排気系を1系統とした。また、基板は複数の圧電素子を搭載し、少なくとも1つのターゲット材料をAu又はAgとした。
基板トレー4は複数枚の基板3を連続して搭載可能に設計し、図では5枚の基板3を搭載するものとする。基板3は、搬送方向にギャップレスに隣接させるものとする。一回の成膜処理で無駄となるターゲット材料6の量は、搭載する基板3の枚数によらず一定であるため、基板トレー4に搭載する基板3の数を増加することで無駄となるターゲット材料1の量を低減することが可能となる。例えば、基板トレー4に5枚の基板3を搭載する場合、1枚の基板3を搭載する場合に比して、無駄となるターゲット材料6を20%まで抑えることができる。搭載する基板3の数は、生産量あるいは装置の設置スペース等の条件に合わせて適宜選択すればよく、成膜領域内に基板3を連続して供給することでターゲット材料6の利用率を向上させることが可能となる。また、複数枚を同時に処理することで生産性を向上させタクトタイムの短縮にも貢献する。
なお、好適な例として、基板に複数の圧電素子を搭載し、上記ターゲット材料A及びBをAu及びAgとするものが挙げられる。
また、実施例では真空槽の側壁にカソードを配置し真空槽に対して基板を直立させた状態で搬送するが、真空槽の天板又は底板にカソードを配置し真空槽に対して基板を寝かせた状態で搬送させてもよい。
なお、本発明の真空槽以外の部分を既存の真空槽内部に布設してもよい。
2 成膜室
3 基板
4 基板トレー
5 搬送機構
6 ターゲット材料
7 スパッタカソード
8 カソード電源
9 粗引きバルブ
10 メインバルブ
11 ゲートバルブ
12 プーリー
13 タイミングベルト
14 駆動モーター
15 昇降機構
16 基板加熱機構
17 待機スペース
20 板歯車
21 平歯車
22 車軸
23 ローラ
24 ベアリング
25 ガイド
30 クランプ
31 蝶番
32 押さえ板
33 孔
34 ねじ
35 ハンドル
40 ストッカー
41 成膜室
42 基板トレー
43 搬送機構
44 待機スペース
45 歯車
50 水晶片
60 ボルト
70 搬送ローラ
71 ベアリング
72 ガイド
Claims (15)
- 真空室、ターゲット材料を保持するスパッタカソード、スパッタされた該ターゲット材料を堆積する基板を搭載する搭載手段、および該搭載手段の搬送機構を備えた薄膜形成装置であって、
該搬送機構において、該基板が該ターゲット材料の前面を通過するよう搬送経路が設けられ、
該搭載手段が、複数の該基板を連接して保持する基板トレーからなり、
該基板トレーが該スパッタカソード前面を往復動作により複数回通過するように該搬送機構が構成され、
該真空室内に該基板トレーが折り返すときに位置する折り返しスペースが設けられ、
該折り返しスペースにおける該搬送経路に垂直な断面の面積が、該真空室の該折り返しスペースでない部分における該搬送経路に垂直な断面の面積よりも小さいことを特徴とする薄膜形成装置。
- 請求項1記載の薄膜形成装置であって、
該折り返しスペースにおける該搬送経路に垂直な断面の形状が、該基板および該基板トレーで画定される形状に略相似していることを特徴とする薄膜形成装置。
- 請求項1記載の薄膜形成装置であって、
該基板トレーに板歯車が形成され、
該搬送機構が該板歯車に係合する平歯車、および該平歯車を駆動する駆動手段を備えたことを特徴とする薄膜形成装置。
- 請求項3記載の薄膜形成装置であって、
該基板トレーの搬送経路に該平歯車を複数設け、
該平歯車に接続されたプーリー、該プーリー間に張られた少なくとも1つ以上のタイミングベルト、および該プーリーの少なくとも1つを駆動する駆動モーターを備えたことを特徴とする薄膜形成装置。
- 請求項4記載の薄膜形成装置であって、
該搬送機構は、該基板トレーの搬送経路を形成するガイド、該基板トレーに配設した板歯車、該基板トレーに配設され該基板トレーの荷重を受けながら該ガイド上を移動するローラ、および移動する該基板を支持するベアリングにより構成されることを特徴とする薄膜形成装置。
- 請求項1記載の薄膜形成装置であって、
該スパッタカソードを、該基板トレーの搬送経路を挟んで対向する位置に設けたことを特徴とする薄膜形成装置。
- 請求項1記載の薄膜形成装置であって、
該スパッタカソードを該真空室の外側から固定するクランプを備えたことを特徴とする薄膜形成装置。
- 請求項1記載の薄膜形成装置であって、
該真空室が仕込取出室および成膜室からなり、
該仕込取出室に該基板トレーの昇降機構を設けたことを特徴とする薄膜形成装置。
- 請求項1記載の薄膜形成装置であって、
該真空室が仕込取出室および成膜室からなり、
該仕込取出室に粗引き用ポンプを、該成膜室にメインポンプを接続し、
排気系を1系統としたことを特徴とする薄膜形成装置。
- 請求項1記載の薄膜形成装置であって、
該基板に複数の圧電素子が搭載されたことを特徴とする薄膜形成装置。
- 請求項1記載の薄膜形成装置であって、
少なくとも1つの該ターゲット材料が、Au又はAgであることを特徴とする薄膜形成装置。
- 真空室に配したターゲット材料の成膜領域に基板を通過させる搬送機構を備えた薄膜形成装置において該基板に成膜を行う薄膜形成方法であって、
該ターゲット材料をスパッタカソードによりスパッタ放電させて成膜領域を形成するステップ、及び
該搬送機構によって、該基板が該成膜領域を少なくとも1往復通過するように、該基板を搭載する基板トレーを搬送するステップ
からなり、
該搬送するステップが、さらに、該往復の折り返し時に該基板トレーを待機スペースに待機させるステップを含み、該待機スペースにおける搬送経路に垂直な断面の面積が該真空室の該待機スペースでない部分における該搬送経路に垂直な断面の面積よりも小さいスペースであることを特徴とする方法。
- 請求項12記載の薄膜形成方法であって、
前記スパッタカソードが該基板の搬送経路に沿ってかつ該搬送経路を挟んで2列に配設され、
前記搬送するステップが、さらに、該基板と基板の間にスパッタ放電された該ターゲット材料を通過させないように該複数の基板を基板トレー上に保持して搬送するステップからなることを特徴とする方法。
- 請求項12記載の薄膜形成方法であって、
該搬送するステップにおいて、該基板トレーに備えられた板歯車と該搬送機構に備えられた平歯車を係合させ、該平歯車を回転させることにより該基板トレーを搬送することを特徴とする薄膜形成方法。
- 請求項12記載の薄膜形成方法において、
スパッタ放電が安定した時点で該搬送するステップを開始して、該基板に該ターゲット材料を堆積させ、
連接した該基板の最後尾が該ターゲット材料のスパッタ放電領域から抜けた時点で該スパッタカソードへの通電を停止することを特徴とする薄膜形成方法。
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