JP5876065B2 - 真空処理装置 - Google Patents
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Description
この真空処理装置100は真空槽111を有している。真空槽111内には載置台121が配置され、載置台121に設けられた貫通孔124には昇降ピン127が挿入されている。
また、貫通孔124の内側に流入したガスが貫通孔124の内壁面に付着して、パーティクル源になるという問題があった。
本発明は、前記蓋部材の裏面と前記窪みの内部表面とは、前記窪みと前記蓋部材とが前記シール部材に接触する位置よりも、上方で環状に接触するように構成された真空処理装置である。
本発明は、前記窪みの内部表面のうち、前記開口を環状に取り囲む部分である底面を有し、前記シール部材は前記底面に配置され、前記シール部材は前記蓋部材の裏面と接触する真空処理装置である。
本発明は、緩衝部材を有し、前記昇降ピンが上昇すると前記蓋部材は、前記緩衝部材を介して前記昇降ピンによって上方に移動される真空処理装置である。
本発明は、前記窪みの側面は上方に向けられた傾斜にされた真空処理装置である。
本発明は、前記蓋部材の材質は前記載置台の材質と同じである真空処理装置である。
ガスの流れが重要な成膜プロセス(例えばALD)に用いる場合には、貫通孔の内側にガスが流入しないため、貫通孔の周囲のガス流の乱れを防ぐことができ、載置台上の基板に形成される膜の膜厚分布を改善できる。
本発明の真空処理装置の構造の一例を説明する。
図1は真空処理装置10の内部構成図である。
載置台21は、基板を配置できる台載置面35を有しており、ここでは台載置面35は水平にされ、上方に向けられて真空槽11の内部に位置するようにされている。台載置面35には、凹部である窪み22が一乃至複数個形成されている。
載置台21の台載置面35の位置には、窪み22と同数の貫通孔24が形成されており、各窪み22の内部表面には、一個の貫通孔24の上端の開口23が位置するようにされている。ここでは、各貫通孔24は鉛直に配置されている。
図1の状態では、各窪み22の内部に蓋部材26がそれぞれ配置されている。以下、各窪み22や蓋部材26等の部材は同じ部材なので、一個の窪み22と蓋部材26について説明する。
貫通孔24内には、昇降ピン27が配置されており、その下部は、昇降装置28に取り付けられ、昇降移動ができるようにされている。昇降ピン27を上昇させると、昇降ピン27の上端は蓋部材26の底面に当接され、蓋部材26は持ち上げられて、窪み22内から窪み22よりも上部に移動されるようになっている。
図1の符号31は基板を示しており、基板31は台載置面35の上に配置されている。蓋部材26が持ち上げられるときは、蓋部材26と一緒に基板31も持ち上げられる。
昇降装置28はここではモーターであり、昇降ピン27の下端に接続され、昇降ピン27に動力を伝達して、昇降ピン27を上下移動できるように構成されている。
本実施形態では、載置台21の窪み22は平面状の底面37を有しており、貫通孔24の開口23は窪み22の底面の中央に露出されている。
筒部41の水平方向の大きさは、貫通孔24の水平方向の大きさよりも小さくされており、蓋部材26が窪み22内に配置された状態では、筒部41は、開口23から貫通孔24の内側に挿入される。
昇降ピン27は、軸部45と、膨出部47とを有している。昇降ピン27は、軸部45が小孔に挿通されており、軸部45の上端は、筒部41の内部中空部分に位置するようにされている。符号42は、筒部41の底面のうちの小孔の周囲の部分である縁部である。
筒部41の中空部分には、円形に巻かれた螺旋状のバネから成る弾性部材43が配置されている。ここでは、バネの径は小孔の径よりも大径であり、バネは、中心軸線を小孔の中心軸線と一致させて縁部42上に乗せられている。
軸部45は、このバネの中心軸線にそって小孔とバネとに挿通されており、従って、弾性部材43は、軸部45によって貫通されている。
膨出部47は、バネの径よりも大径であり、軸部45が弾性部材43を貫通した状態で、軸部45の上端に取り付けられている。
つまり、昇降ピン27の上端には膨出部47が配置されており、膨出部47は筒部41の内側に挿入されており、膨出部47の下方に弾性部材43が配置された状態で、筒部41の下端は縁部42により蓋されていることになる。弾性部材43の上端は膨出部47と接触し、下端は縁部42と接触しており、すなわち昇降ピン27と蓋部材26とは弾性部材43を介して接続されている。
緩衝部材44は、筒部41の中空内部に配置され、蓋部材26の裏面である当接面38に固定されており、昇降ピン27は、上端の膨出部47が緩衝部材44に接触するようにされている。
昇降ピン27が緩衝部材44に接触した状態から昇降ピン27を下降させると、昇降ピン27は、緩衝部材44と離間する。
弾性部材43は、膨出部47と縁部42とで挟まれており、その状態で昇降ピン27が下降して、膨出部47と縁部42との間の距離が短くなると、弾性部材43は圧縮されると共に、縁部42を下向きに押圧する。
このとき、蓋部材26の外部表面のうち、上方に向けられた蓋部載置面36は、台載置面35と互いに平行になるようにされている。
図4は上昇し、蓋部材26が台載置面35よりも上方に持ち上げられた状態を示している。このように蓋部材26が上方に移動したときも、蓋部材26の蓋部載置面36と台載置面35とは平行になるようにされている。台載置面35は水平にされており、台載置面35の上に基板31が配置された状態で、昇降ピン27によって蓋部材26を上昇させると、台載置面35に配置された基板31は蓋部材26に載せられて、水平な姿勢で台載置面35から離間される。
上昇した昇降ピン27を下降させると、蓋部材26は昇降ピン27と一緒に下降され、蓋部材26は窪み22の内部に配置され、蓋部材26上に載せられた基板31は載置台21の台載置面35に接触して、台載置面35上に載置されるようになっている。その状態は図1に示されている。
このとき、窪み22とシール部材25との間の接触部分も環状であり、開口23を環状に取り囲む。
このとき、蓋部材26とシール部材25との間の接触部分の位置と、窪み22の内面とシール部材25との間の接触部分の位置よりも上方位置で、蓋部材26の表面と窪み22とが接触する。
なお、この実施例では、シール部材25は、載置台21の窪み22の底面37のうち、蓋部材26の裏面と対面する部分に、中心軸線を開口23の中心軸線と一致させて、開口23の周囲を取り囲んで配置されている。このシール部材25の材質はここではフッ素ゴムであるが、他の圧縮変形可能な材料も用いることもできる。
シール部材25は、窪み22の底面37や側面30を含む窪み22の内面と、蓋部材26の当接面38を含む蓋部材26の裏面に、それぞれ環状に密着して、シール部材25のリングの内側の空間と外側の空間とが分離され、すなわち貫通孔24の内部の空間は、真空槽11の内部の台載置面35上の空間から分離される。
本実施形態では、蓋部材26と昇降ピン27とは弾性部材43を介して接続されており、蓋部材26の裏面がシール部材25を押圧していない状態から、昇降ピン27が下降してシール部材25を押圧すると、弾性部材43も押圧して変形(ここでは圧縮)される。圧縮変形した弾性部材43の内部には、押圧が解除されたときに元の状態に戻ろうとする復元力が生じている。従って、昇降ピン27の下降が停止し、昇降ピン27に押圧を終了させても、昇降ピン27を停止させた状態で復元力が発生していると、シール部材25は、弾性部材43の復元力によって押圧される状態が維持される。
蓋部材26の蓋部載置面36は、蓋部載置面36の裏面となる当接面38よりも大きく形成されており、蓋部材26の側面29は下方を向いて傾斜されている。
窪み22の側面30の形状は無底筒状形状であり、蓋部材26の側面29の形状も無底筒状形状であり、各無底筒状形状を合同にすれば、窪み22内に蓋部材26が配置されたときに、窪み22の側面30と蓋部材26の側面29とを密着させることができる。
但し、本実施例では、当接面38と窪み22の底面との間にはシール部材25が位置しているから、押圧変形されたシール部材25の厚みがゼロにならない場合は、合同にしたときの蓋部材26の側面29の無底筒状形状の下端部を、鉛直方向に、押圧変形されたシール部材25の厚み以上削除し、当接面38と、窪み22の底面37とが、非接触の状態で、当接面38と底面37とがシール部材25に接触しながら、蓋部材26の側面29と窪み22の側面30とを接触させることができる。
また、蓋部材26の側面29と窪み22の側面30とを接触させて蓋部材26を窪み22内に配置したときに、当接面38が、台載置面35よりも上方に確実に突き出されないようにするために、合同にしたときの蓋部材26の側面29の無底筒状形状の上端部を、鉛直方向に少距離分だけ削除することもできる。
窪み22の側面30の無底筒状形状と合同のときの、蓋部材26の側面29の無底筒状形状の下端部が削除されると、蓋部材26の裏面は窪み22の底面より大きく、かつ窪み22の上端部である縁部分より小さくなる。
その場合は、蓋部載置面36が台載置面35よりも上方に位置する状態で、蓋部材26の側面29の一部が、窪み22の側面30に接触し、更に昇降ピン27が降下すると、窪み22の側面30に沿って滑落して、蓋部材26は開口23を蓋する位置に自然に配置されるようになっている。
上述の真空処理装置10を使用した真空処理方法を、ALD工程によるアルミナ膜の形成方法を一例に説明する。
真空槽11内の真空雰囲気を維持しながら、真空槽11内に基板31を搬入し、蓋部材26上に載せる。
昇降ピン27を下降させて、蓋部材26と基板31とを一緒に下降させ、基板31を載置台21の台載置面35に接触させ、台載置面35に載置させる。
また、蓋部材26の裏面と窪み22の底面とは離間した状態で、蓋部材26の側面29と窪み22の側面30とは環状に接触する。
蓋部材26は載置台21と同じ部材であり、蓋部材26と載置台21との間に温度差は生じず、載置台21上の基板31に加熱ムラは生じない。
原料ガスの原子層を形成したのち、原料ガスの供給を停止し、真空槽11内に真空雰囲気を形成する。
反応生成物の薄膜を形成したのち、反応ガスの供給を停止し、真空槽11内に真空雰囲気を形成する。
所望の厚みの膜を形成した後、原料ガスと反応ガスの供給を停止した状態で、昇降ピン27を上昇させて、蓋部材26を上昇させ、基板31を蓋部材26に載せて、載置台21の台載置面35から離間させる。次いで、真空槽11内の真空雰囲気を維持しながら、蓋部材26上の基板31を真空槽11の外側に搬出する。
上記例では、窪み22は平坦な底面37を有していたが、底面は湾曲していても良いし、底面を有しておらず、窪み22の内部表面に開口23を取り囲んで蓋部材26と環状に接触できるシール部材を有していれば、窪み22の内部表面は、側面30と開口23とによって構成されていてもよい。
また、上記例では、蓋部材26と窪み22とを縦方向に切断したときの蓋部材26の側面29の形状と、窪み22の側面30の形状とは、直線状であったが、蓋部材26の側面29と窪み22の側面30とが接触できれば、湾曲していたり、折線状になっていてもよい。
また、上記緩衝部材44は、蓋部材26に取り付けられていたが、膨出部47上に固定し、緩衝部材44が軸部45の昇降移動と共に昇降移動するようにしてもよい。
上記実施例では、シール部材25は窪み22内に設けられていたが、蓋部材26に設けて、蓋部材26と一緒に昇降移動し、降下したときに、蓋部材26と窪み22の底面37などの底面又は側面と接触し、蓋部材26とシール部材25との間の接触部分と、窪み22とシール部材25との間の接触部分とが、開口23を環状に取り囲むようになればよい。
11……真空槽
21……載置台
22……窪み
23……開口
24……貫通孔
25……シール部材
26……蓋部材
27……昇降ピン
28……昇降装置
31……基板
35……台載置面
43……弾性部材
Claims (6)
- 真空槽と、
上方に向けられ、前記真空槽内に配置された台載置面に基板が載置される載置台と、
前記台載置面に設けられた窪みと、
前記載置台に設けられ、前記窪みの内部表面に開口が露出する貫通孔と、
前記貫通孔に挿入された昇降ピンと、
前記昇降ピンを昇降移動させる昇降装置と、
前記昇降ピンの上端に設けられ、前記昇降装置による前記昇降ピンの昇降移動によって、前記窪みの内部の位置と、前記窪みよりも上方の位置との間で昇降移動可能な蓋部材と、
を有し、
前記窪みの内部表面には、前記開口を環状に取り囲む環状のシール部材が設けられ、
前記昇降ピンの下降移動によって、前記蓋部材は、前記蓋部材の裏面と前記窪みの内部表面とが前記シール部材と接触し、前記シール部材が押圧されて変形し、
前記蓋部材は、前記蓋部材と前記シール部材が接触する部分と、前記窪みの内部表面と前記シール部材が接触する部分とが、前記開口をそれぞれ環状に取り囲んだ状態で、前記窪みの内部に配置される真空処理装置であって、
弾性部材を有し、
前記昇降ピンを下降させ、前記シール部材が押圧されるときに、前記弾性部材は圧縮変形され、
前記弾性部材の前記圧縮変形を復元させる力によって、前記シール部材は押圧される真空処理装置。 - 前記蓋部材の裏面と前記窪みの内部表面とは、前記窪みと前記蓋部材とが前記シール部材に接触する位置よりも、上方で環状に接触するように構成された請求項1記載の真空処理装置。
- 前記窪みの内部表面のうち、前記開口を環状に取り囲む部分である底面を有し、前記シール部材は前記底面に配置され、前記シール部材は前記蓋部材の裏面と接触する請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の真空処理装置。
- 緩衝部材を有し、
前記昇降ピンが上昇すると前記蓋部材は、前記緩衝部材を介して前記昇降ピンによって上方に移動される請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の真空処理装置。 - 前記窪みの側面は上方に向けられた傾斜にされた請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の真空処理装置。
- 前記蓋部材の材質は前記載置台の材質と同じである請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の真空処理装置。
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