JP4995306B2 - 成膜基板ホルダ及び成膜装置 - Google Patents
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Description
例えば、成膜チャンバー120に、排気管121及び真空ポンプ122が接続されており、内部が所定の圧力に減圧可能となっている。
真空蒸着による成膜時における成膜チャンバー120内の背圧は、例えば10−2〜10−5Pa程度である。
真空蒸着法の場合、例えば、蒸着材料123は不図示の抵抗加熱ボート上に戴置され、抵抗加熱ボートを介して蒸着材料123が加熱される。あるいは、例えば、成膜チャンバー120の内部に不図示の電子ビーム照射部が設けられており、電子ビームが蒸着材料123に照射して蒸着材料123が加熱される。成膜チャンバー120中の背圧が十分に低く、加熱された蒸発材料123の蒸気圧がそれより大きくなれば蒸発材料123が蒸発し、気化した蒸発材料が得られる。
また、スパッタリング法の場合、蒸着材料123にイオン化したアルゴンなどの不活性ガスを衝突させ、蒸着材料123の原子をはじき飛ばす。これにより、気化した蒸発材料が得られる。
成膜基板ホルダ110には、成膜基板の成膜しようとする表面が蒸発材料123に臨むように、成膜基板が保持される。
上記の気化した蒸発材料が成膜基板の表面に達して固化すると、成膜基板の表面に蒸発材料の薄膜が形成される。
上記の従来の成膜方法では、成膜基板の全面へ成膜を行うことが一般的である。
また、例えば蒸発材料123として酸化シリコンあるいは窒化シリコンなどの絶縁材料を用いることで絶縁膜が形成される。
また、例えば蒸発材料123として金属などの導電材料など用いることで導電膜が形成される。
成膜基板ホルダ110には、例えば複数枚の矩形形状の成膜基板が保持される。
成膜基板1は、成膜しようとする表面である成膜領域2を有している。
ここで、成膜基板ホルダ110に、成膜領域2が蒸発材料123に臨むように成膜基板ホルダ110上に配置されて保持される。
上記のようにして成膜基板1の成膜領域2が蒸発材料に臨むように保持された状態で、上記のように気化した蒸発材料に晒されると、蒸発材料の薄膜が成膜領域の表面に形成される。
図11の従来例に係る成膜基板ホルダ110においては、成膜基板1同士が接しないように互いに十分に離間して、例えば円形の成膜基板ホルダ110上に放射状に配置され、保持される。
上記の成膜方法は、蒸発材料の上側に成膜基板ホルダに保持された成膜基板が配置されたデポアップと称せられる方式の成膜方法である。
例えば成膜しようとする表面である成膜領域2を有する矩形形状の複数枚の成膜基板1が成膜基板ホルダ114に保持される。
ここで、成膜基板ホルダ114に、成膜基板1の成膜領域2が蒸発材料123に臨むように配置されて保持される。
図12の従来例に係る成膜基板ホルダ114においては、成膜基板1同士が接しないように互いに十分に離間して、例えば矩形形状の成膜基板の辺同士が隣接するように配置され、保持される。
上記の成膜方法は、上記と同様のデポアップと称せられる方式の成膜方法である。
例えば成膜しようとする表面である成膜領域2を有する矩形形状の複数枚の成膜基板1が成膜基板ホルダ115に保持される。
ここで、成膜基板ホルダ115に、成膜基板1の成膜領域2が蒸発材料123に臨むように配置されて保持される。
図13(a)〜図13(c)の従来例に係る成膜基板ホルダ115においては、成膜基板1同士が接しないように互いに十分に離間して、例えば矩形形状の成膜基板の辺同士が隣接するように配置され、保持される。
上記の成膜方法は、蒸発材料の側部に成膜基板ホルダに保持された成膜基板が配置されたデポサイドと称せられる方式の成膜方法である。
特に、成膜基板の大きさに対して成膜領域が十分に小さい場合でも、成膜基板ホルダ上で1枚の成膜基板はその大きさの面積を占めてしまうため、成膜領域以外に対する成膜材料の消費量が大きく、生産コストが高くなり、生産性を高めることが困難であるという不利益があった。
ホルダ基体は、複数枚の成膜基板の成膜領域を露出するための複数個の開口部が形成され、成膜領域を除く領域をマスクする部材となる。
保持部材は、ホルダ基体の一方の面上に設けられ、開口部からホルダ基体の他方の面側に成膜領域が露出し、成膜領域を除く部分において他の成膜基板と重なり領域を有し、かつ他の成膜基板と接しないようにホルダ基体に対して所定の傾きを有するように、複数枚の成膜基板をホルダ基体の一方の面上に保持する。
上記の成膜基板ホルダは、成膜領域を有する複数枚の成膜基板を保持する成膜基板ホルダであって、ホルダ基体と保持部材を有する。
ホルダ基体は、複数枚の成膜基板の成膜領域を露出するための複数個の開口部が形成され、成膜領域を除く領域をマスクする部材となる。
保持部材は、ホルダ基体の一方の面上に設けられ、開口部からホルダ基体の他方の面側に成膜領域が露出し、成膜領域を除く部分において他の成膜基板と重なり領域を有し、かつ他の成膜基板と接しないようにホルダ基体に対して所定の傾きを有するように、複数枚の成膜基板をホルダ基体の一方の面上に保持する。
[成膜装置の構成]
図1は本実施形態に係る成膜装置である真空蒸着装置の模式構成図である。
例えば、成膜チャンバー20に、排気管21及び真空ポンプ22が接続されており、内部が所定の圧力に減圧可能となっている。真空蒸着による成膜時における成膜チャンバー20内の背圧は、例えば10−2〜10−5Pa程度である。
真空蒸着法の場合、例えば、蒸着材料23は不図示の抵抗加熱ボート上に戴置され、抵抗加熱ボートを介して蒸着材料23が加熱される。あるいは、例えば、成膜チャンバー20の内部に不図示の電子ビーム照射部が設けられており、電子ビームが蒸着材料23に照射して蒸着材料23が加熱される。成膜チャンバー20中の背圧が十分に低く、加熱された蒸発材料23の蒸気圧がそれより大きくなれば蒸発材料23が蒸発し、気化した蒸発材料が得られる。
また、スパッタリング法の場合、蒸着材料23にイオン化したアルゴンなどの不活性ガスを衝突させ、蒸着材料23の原子をはじき飛ばす。これにより、気化した蒸発材料が得られる。
成膜基板ホルダ10は後述の構成を有し、成膜基板の成膜しようとする表面が蒸発材料23に臨むように、成膜基板が保持される。
上記の気化した蒸発材料が成膜基板の表面に達して固化すると、成膜基板の表面に蒸発材料の薄膜が形成される。
また、例えば蒸発材料23として酸化シリコンあるいは窒化シリコンなどの絶縁材料を用いることで絶縁膜が形成される。
また、例えば蒸発材料23として金属などの導電材料など用いることで導電膜が形成される。
図2は本実施形態に係る成膜装置の成膜対象である成膜基板の平面図である。
成膜基板1は、例えば矩形の平板形状を有しており、成膜しようとする表面である成膜領域2を有している。
図3(a)〜図3(c)は本発明の第1実施形態に係るバッチ式成膜装置で用いられるリング状の成膜基板ホルダの平面図である。
本実施形態の成膜基板ホルダ10は、成膜領域を有する複数枚の成膜基板を保持する。
本実施形態においては、径が異なる複数個のリング状の形状の成膜基板ホルダを組み合わせて構成されている。より径の大きいほうから、第1の成膜基板ホルダ11、第2の成膜基板ホルダ12、第3の成膜基板ホルダ13を有する。
ホルダ基体11aは、複数枚の成膜基板の成膜領域を露出するための複数個の開口部11bが形成され、成膜領域を除く領域をマスクする部材となる。成膜時のマスクとするために、ホルダ基体11aは例えば金属材料で形成されている。
保持部材11c、11dは、ホルダ基体の一方の面上に設けられ、開口部11bからホルダ基体11aの他方の面側に成膜領域2が露出し、成膜領域2を除く部分において他の成膜基板1と重なり領域を有し、かつ他の成膜基板2と接しないようにホルダ基体11aに対して所定の傾きを有するように、複数枚の成膜基板1をホルダ基体11aの一方の面上に保持する。
保持部材11c,11d,12c,12d,13c,13dの詳細な構成は後述する。
上記のようにして成膜基板1の成膜領域2が蒸発材料に臨むように保持された状態で、上記のように気化した蒸発材料に晒されると、蒸発材料の薄膜が成膜領域の表面に形成される。
また、図5は本実施形態に係るバッチ式成膜装置で用いられるリング状の成膜基板ホルダの一部拡大した平面図である。
また、図6(a)及び図6(b)は本実施形態に係るバッチ式成膜装置で用いられるリング状の成膜基板ホルダの一部拡大した模式的断面図である。
上記の図4〜図6においては、第1〜第3の成膜基板ホルダから代表して第1の成膜基板ホルダ11を示している。
ホルダ基体11aは、複数枚の成膜基板の成膜領域を露出するための複数個の開口部11bが形成され、成膜領域を除く領域をマスクする部材となる。
保持部材11c、11dは、ホルダ基体の一方の面上に設けられ、開口部11bからホルダ基体11aの他方の面側に成膜領域2が露出し、成膜領域2を除く部分において他の成膜基板1と重なり領域を有するように成膜基板1を位置決めする。
補助保持部材11e,11fは、成膜基板をホルダ基体11a側に抑える部材である。成膜基板1が振動などにより成膜基板ホルダ上で揺れるのを抑制する。
補助保持部材11g,11hは、成膜基板をホルダ基体11aから所定の距離離間させる部材である。成膜基板1がホルダ基体11aに対して所定の傾きを有するように保持する。
上記のように成膜基板がホルダ基体11aに対して所定の傾きを有するので、成膜基板とホルダ基体11aの間に空間が生じる。本実施形態では、この空間内に他の成膜基板が重なり領域を有するように入り込むようにレイアウトされる。
上記の構成により、成膜基板が、成膜領域2を除く部分において他の成膜基板1と重なり領域を有し、かつ他の成膜基板2と接しないようにして、複数枚の成膜基板1をホルダ基体11aの一方の面上に保持することができる。
次に、本実施形態に係る有機膜形成用蒸着材料を用いた真空蒸着方法について説明する。
例えば、上述の本実施形態に係る真空蒸着装置を用いて行う。
まず、例えば、成膜基板ホルダ10に成膜対象である成膜基板を保持して成膜チャンバー20内に配置する。
また、成膜チャンバー20内に蒸発材料23を配置する。例えば、抵抗加熱ボートなどの上に配置する。
あるいは、スパッタリング法の場合、蒸着材料23にイオン化したアルゴンなどの不活性ガスを衝突させ、蒸着材料23の原子をはじき飛ばし、蒸発材料を気化させる。
また、例えば蒸発材料23として酸化シリコンあるいは窒化シリコンなどの絶縁材料を用いることで絶縁膜を形成できる。
また、例えば蒸発材料23として金属などの導電材料など用いることで導電層を形成できる。
図7は本実施形態に係るバッチ式成膜装置で用いられるリング状の成膜基板ホルダの模式的断面図である。特に成膜基板の成膜領域を含む断面図としている。
本実施形態に係る成膜装置は、成膜基板ホルダの構成を除いて第1実施形態と同様である。
また、成膜対象である成膜基板の構成も第1実施形態と同様である。
図7に示すように、本実施形態の成膜基板ホルダは、開口部11bの外周縁部におけるホルダ基体11aと成膜基板1の間隙に、成膜領域2を露出し、成膜領域2の外周縁部において成膜基板1を保持する補助マスク部材11iが設けられている。補助マスク部材11iは、ホルダ基体11aと同様の金属材料で形成されている。
図8は本実施形態に係るインライン型の成膜装置で用いられる成膜基板ホルダの平面図である。
本実施形態に係る成膜装置は、成膜基板ホルダの構成を除いて第1実施形態と同様である。
また、成膜対象である成膜基板の構成も第1実施形態と同様である。
図8に示すように、例えば成膜しようとする表面である成膜領域2を有する矩形形状の複数枚の成膜基板1が成膜基板ホルダ14に保持される。
成膜基板ホルダ14は、ホルダ基体14aと、不図示の保持部材を有する。
ホルダ基体14aは、複数枚の成膜基板の成膜領域を露出するための複数個の開口部14bが形成され、成膜領域を除く領域をマスクする部材となる。
保持部材は、ホルダ基体の一方の面上に設けられ、開口部14bからホルダ基体14aの他方の面側に成膜領域2が露出し、成膜領域2を除く部分において他の成膜基板1と重なり領域を有し、かつ他の成膜基板2と接しないようにホルダ基体14aに対して所定の傾きを有するように、複数枚の成膜基板1をホルダ基体14aの一方の面上に保持する。
上記のように、成膜基板ホルダ14には、成膜基板1の成膜領域2に相当する領域を開口する開口部14aが形成されており、成膜基板1は、開口部14aから成膜領域2が蒸発材料23に臨むように配置されて保持される。
図9(a)は本実施形態に係るバッチ式の成膜装置で用いられるドラム型の成膜基板ホルダの上面図であり、図9(b)は模式的断面図である。図9(c)は2枚の成膜基板を保持する部分における成膜基板ホルダの平面図である。
本実施形態に係る成膜装置は、成膜基板ホルダの構成を除いて第1実施形態と同様である。
また、成膜対象である成膜基板の構成も第1実施形態と同様である。
成膜基板ホルダ15は、ホルダ基体15aと、不図示の保持部材を有する。
ホルダ基体15aは、複数枚の成膜基板の成膜領域を露出するための複数個の開口部15bが形成され、成膜領域を除く領域をマスクする部材となる。
ここで、本実施形態においてはホルダ基体15aが円筒形形状であり、保持部材が円筒形形状のホルダ基体15aの内壁面上に設けられ、開口部15bからホルダ基体15aの外壁面側に成膜領域2が露出するように複数枚の成膜基板1をホルダ基体15aの内壁面上に保持する。
上記のように、成膜基板ホルダ15には、成膜基板1の成膜領域2に相当する領域を開口する開口部15aが形成されており、成膜基板1は、開口部15aから成膜領域2が蒸発材料23に臨むように配置されて保持される。
例えば、第1実施形態において3個の径の異なるリング状の成膜基板ホルダを組み合わせているが、基本的には1個のリング状の成膜基板ホルダのみの構成であってもよい。
成膜基板としては、矩形形状のものを例示しているが、これに限らず、例えば円形形状の成膜基板に対しても適用可能である。
上記の実施形態においては、真空蒸着法あるいはスパッタリング法に関する成膜装置を示しており、成膜チャンバー内に蒸発材料を配置している。しかし、これに限定されることはなく、成膜基板に成膜する材料を供給する材料供給部を有していればCVD(Chemical Vapor Deposition)法などの上記以外の成膜方法にも適用可能である。例えば、CVD法では、原料ガスを成膜チャンバー内に導入し、成膜チャンバー内で化学反応を生じさせて得られる材料を成膜基板上に堆積させて成膜する。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
2…成膜領域
10…成膜基板ホルダ
11…第1の成膜基板ホルダ
11a…基体ホルダ
11b…開口部
11c,11d…保持部材
11e,11f,11g,11h…補助保持部材
11i…補助マスク部材
12…第2の成膜基板ホルダ
12a…基体ホルダ
12b…開口部
12c,12d…保持部材
13…第3の成膜基板ホルダ
13a…基体ホルダ
13b…開口部
13c,13d…保持部材
14…成膜基板ホルダ
14a…基体ホルダ
14b…開口部
15…成膜基板ホルダ
15a…基体ホルダ
15b…開口部
20…成膜チャンバー
21…排気管
22…真空ポンプ
23…蒸着材料
Claims (12)
- 成膜領域を有する複数枚の成膜基板を保持する成膜基板ホルダであって、
複数枚の前記成膜基板の前記成膜領域を露出するための複数個の開口部が形成され、前記成膜領域を除く領域をマスクする部材となるホルダ基体と、
前記ホルダ基体の一方の面上に設けられ、前記開口部から前記ホルダ基体の他方の面側に前記成膜領域が露出し、前記成膜領域を除く部分において他の成膜基板と重なる領域を有し、かつ前記他の成膜基板と接しないように前記ホルダ基体に対して所定の傾きを有するように、複数枚の前記成膜基板を前記ホルダ基体の前記一方の面上に保持する保持部材と
を有し、
前記開口部から前記ホルダ基体の他方の面側に前記成膜領域が露出するように、前記複数枚の前記成膜基板を前記ホルダ基体の前記一方の面上に保持する
成膜基板ホルダ。 - 前記開口部の外周縁部における前記ホルダ基体と前記成膜基板の間隙に設けられ、前記成膜領域を露出し、前記成膜領域の外周縁部において前記成膜基板を保持する補助マスク部材をさらに有する
請求項1に記載の成膜基板ホルダ。 - 前記ホルダ基体がリング状の形状または円形形状である
請求項1または2に記載の成膜基板ホルダ。 - 径が異なる複数個のリング状の形状の成膜基板ホルダを組み合わせて構成され、より大きいホルダの内径より内側の領域に、より小さいホルダの少なくとも前記開口部が配置されるように、前記径が異なるリング状のホルダが同心円状に配置されている
請求項1または2に記載の成膜基板ホルダ。 - 前記複数枚の成膜基板に順次連続的に成膜を行うための成膜基板ホルダであり、
前記ホルダ基体が一の方向に延伸するベルト状の形状である
請求項1または2に記載の成膜基板ホルダ。 - 前記ホルダ基体が円筒形形状であり、前記保持部材が前記円筒形形状の前記ホルダ基体の内壁面上に設けられ、前記開口部から前記ホルダ基体の外壁面側に前記成膜領域が露出するように複数枚の前記成膜基板を前記ホルダ基体の前記内壁面上に保持する
請求項1または2に記載の成膜基板ホルダ。 - 成膜チャンバーと、
前記成膜チャンバー内に設けられた成膜領域を有する複数枚の成膜基板を保持する成膜基板ホルダと、
前記成膜基板に成膜する材料を供給する材料供給部と
を有し、
前記成膜基板ホルダは、
複数枚の前記成膜基板の前記成膜領域を露出するための複数個の開口部が形成され、前記成膜領域を除く領域をマスクする部材となるホルダ基体と、
前記ホルダ基体の一方の面上に設けられ、前記開口部から前記ホルダ基体の他方の面側に前記成膜領域が露出し、前記成膜領域を除く部分において他の成膜基板と重なり領域を有し、かつ前記他の成膜基板と接しないように前記ホルダ基体に対して所定の傾きを有するように、複数枚の前記成膜基板を前記ホルダ基体の前記一方の面上に保持する保持部材と
を有し、
前記開口部から前記ホルダ基体の他方の面側に前記成膜領域が露出するように、前記複数枚の前記成膜基板を前記ホルダ基体の前記一方の面上に保持する
成膜装置。 - 前記成膜基板ホルダは、前記開口部の外周縁部における前記ホルダ基体と前記成膜基板の間隙に設けられ、前記成膜領域を露出し、前記成膜領域の外周縁部において前記成膜基板を保持する補助マスク部材をさらに有する
請求項7に記載の成膜装置。 - 前記成膜基板ホルダは、前記ホルダ基体がリング状の形状または円形形状である
請求項7または8に記載の成膜装置。 - 前記成膜基板ホルダは、径が異なる複数個のリング状の形状の成膜基板ホルダを組み合わせて構成され、より大きいホルダの内径より内側の領域に、より小さいホルダの少なくとも前記開口部が配置されるように、前記径が異なるリング状のホルダが同心円状に配置されている
請求項7または8に記載の成膜装置。 - 前記成膜基板ホルダは、前記複数枚の成膜基板に順次連続的に成膜を行うための成膜基板ホルダであり、前記ホルダ基体が一の方向に延伸するベルト状の形状である
請求項7または8に記載の成膜装置。 - 前記成膜基板ホルダは、前記ホルダ基体が円筒形形状であり、前記保持部材が前記円筒形形状の前記ホルダ基体の内壁面上に設けられ、前記開口部から前記ホルダ基体の外壁面側に前記成膜領域が露出するように複数枚の前記成膜基板を前記ホルダ基体の前記内壁面上に保持する
請求項7または8に記載の成膜装置。
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