JPH03197674A - 連続真空薄膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １束上夏■凰分互 本発明は、真空雰囲気下で基板上に薄膜を連続的に形成
する方法に関する。

災米勿夜亙 真空蒸着法などによる薄膜の形成においては、バッチ式
と連続式とがある。バッチ式では、基板を取り付けた基
板ホルダを真空処理室内にセントした後、排気→加熱→
蒸着→徐冷→リーク・取出しの各工程を施して、基板上
に薄膜が形成される。しかしバッチ式では、１つの基板
ホルダしか取り扱うことができず、排気、加熱、徐冷等
の蒸着の前後の工程に多くの時間を要し、装置−台当た
りの生産能力が低いという問題があった。

そこで、生産能力を高めるべく、連続式の蒸着装置が数
多く開発されている。連続型の蒸着装置では、予備排気
室−蒸着室−取出室（リーク室）、あるいは更に必要に
応じて予備加熱室等の他の処理室を連設し、各室間をゲ
ートバルブを介して結び、基板ホルダを各室間に順次搬
送し、−の基板ホルダの蒸着時には他の基板ホルダの前
処理あるいは後処理をする。

しかしなから、従来の連続式の蒸着装置では、いずれも
ライン状に各室を配置するため、新たな基板ホルダの投
入口と、蒸着後の基板ホルダの取出口とがラインの両端
に離れて位置することが避けられない、そのため、工場
のレイアウトに制約を受けたり、自動化への対応が困芝
な場合もあった。また、ゴミやホコリにより薄膜にピン
ホールが発生することを防止するため、クリーンルーム
化が行なわれているが、この場合にもラインの両端に位
置する投入口と取出口との両方にクリーンルームを設置
する必要が生じ、設備コストの上昇を招いていた。

また、薄膜の形成に先立って長時間の加熱処理を必要と
する場合にあっては、加熱室の部分を長くしないと連続
化のメリットが得られなくなるが、そうすると工場レイ
アウトや自動化対応、あるいはクリーン化（無塵化）対
応がいっそう困戴となる。

明が解　しようとする 本発明は、装置本体に対して同一の搬出入口から、基板
ホルダの装置への搬入および取出しが可能な連続真空薄
膜形成方法を提供するものである。

本発明は、また、小さな設置面積およびコンパクトな装
置レイアウトで、加熱工程に時間を要する場合でも、連
続化による生産能力の十二分な増強が可能な連続真空薄
膜形成方法を提供するものである。

災尻勿盈處 本発明の連続真空薄膜形成方法は、 成膜帯域および入替帯域を有する薄膜形成室と、薄膜形
成室を真空的に遮蔽−開放自在に閉鎖する扉部材と、基
板ホルダが出入り可能な開口部を有し基板ホルダを内部
で支持する搬出入部材とを設け、 薄膜を形成すべき基板を有する新たな基板ホルダを支持
した搬出入部材を扉部材に向けて移送し、開口部を扉部
材に密接させて搬出入部材と扉部材とにより入換真空室
を形成せしめ、この入換真空室内を排気し、 扉部材を開放して入替真空室と薄膜形成室とを連通せし
めて、新たな基板ホルダを薄膜形成室内の入換帯域に搬
入し、さらに、新たな基板ホルダを薄膜形成室内の成膜
帯域に移送して薄膜を形成し、 一方、成膜帯域で既に薄膜が形成された基板を有する処
理済基板ホルダを、成膜帯域から入換帯域に移送し、さ
らに処理済基板ホルダを、開放された扉部材を通して搬
出入部材内に移送して、搬出入部材により支持せしめ、
　扉部材を遮蔽して薄膜形成室と入換真空室とを遮蔽し
た後、入換真空室を大気にリークして処理済基板ホルダ
を回収することを加熱処理する。

叉−爽−Ｍ 第１Ａ−Ｅ図は、本発明の実施例を示すための説明図で
あり、各工程を追って図示しである。

また、第２図は、第１Ｂ図の状態における入換真空室６
３の近傍を示す断面図である。

第１Ａ図は、本発明で用いられる装置の概略を示す説明
斜視図であり、薄膜形成室ｌｌ内には３つの基板ホルダ
８３，８５．８７が配置されている。

薄膜形成室ｌｌ内には円形のベースプレート２１が水平
に配設され、このベースプレート２１は駆動ギア１７に
より、回転軸１９を中心として回転する。

ベースプレート２１にはリング状の４つのホルダ架台２
３が設けられ、そのうち３つについては基板ホルダ８３
，８５．８７が載置されている。そして、それぞれのホ
ルダ架台が位置する所が、薄膜形成室１１の入換帯域３
１．第１加熱帯域３３、第２加熱帯域３５、蒸着帯域３
７（成膜帯域）を形成している。１３．１５は、真空ポ
ンプを示す。

蒸着帯域３７では、その下部に設けられた蒸着室１１ａ
（薄膜形成室１１の一部を構成）内の蒸着源により、基
板ホルダ８７の下面側にセットされた基板に薄膜の蒸着
が為される。

一方、第１および第２の加熱帯域３３．３５では、その
上下に設けられたヒースヒータにより、基板ホルダ８３
．８５の基板の加熱処理が為される。

薄膜形成室１１の入換帯域３１の上方の天井部１１ｂ（
第２図を参照）にはゲートバルブ４１（扉部材）が設け
られており、その上には、ゲートバルブ４１から離れて
（浮いて）、回転供給部材７１の支持杆７５の一端側７
５ｂに取り付けられた第２の搬出入部材６５が位置して
いる。この第２の搬出入部材６５は、既に蒸着により薄
膜が形成された基板を有する基板ホルダ８９を吊り上げ
ている。回転供給部材７１の支持杆７５の他端側７５ａ
には第１の搬出入部材５１が固定され、この第１の搬出
入部材５１は、エレベータ（昇降部材）７７により上昇
してきた新たな基板がセットされた基板ホルダ８１を吊
り上げて支持している。

第１Ａ図に■で示したように、回転供給部材７１の回転
軸７３を中心に支持杆７５が半回転し、支持杆７５が下
降して、第１および第２の搬出入部材５１．６５が下降
すると、第１Ｂ図に示した状態となる。また、このとき
の第１の搬出入部材５１の近傍を示す断面図が第２図で
ある。

支持杆７５によって支持された第１の搬出入部材５１は
椀をふせたような外観をしており、基板ホルダ８１を吊
り上げて保持する吊持部材５３．５７を有している。吊
持部材５３．５７は、駆動シリンダ５５．５９により図
中を左右方向に動くことにより、基板ホルダ８１の吊り
上げを解除したり、あるいは、新たに基板ホルダをチャ
ッキングすることができる。また、基板を加熱するため
のヒータ６１が設けられ、さらに真空排気系（図示を省
略）により真空への排気および大気へのリークを行なう
ことができる。

第２図に示すように、薄膜形成室１１の入換帯域３１の
上方の天井部１１ｂには、ゲートバルブ４１が固定され
ている。支持杆７５の下降に伴なって下降してきた第１
の搬出入部材５１の下端部は、バッキング４３を介して
ゲートバルブ４１に密接しており、第１の搬出入部材５
１とゲートバルブ４１とで入換真空室６３が形成されて
いる。この状態で入換真空室６３内を真空排気するとと
もに、ヒータ６１により基板ホルダ８１内の基板を加熱
処理する。

入換真空室６３内が所定の真空度に達したのち、ゲート
バルブ４１を開いて入換真空室６３と薄膜形成室１１と
を連通せしめ（第１Ｂ図中の■）、エアシリンダ（図示
せず）によりセンタリングホルダ４５を薄膜形成室１１
内から上昇せしめ、センタリングホルダ４５により基板
ホルダ８１の中央部を支持し、吊持部材５３．５７を左
右に開いて基板ホルダ８１のチャッキングを解除し、基
板ホルダ８１を支持したセンタリングホルダ４５を下降
させて、ホルダ架台２３上に基板ホルダ８１をセットす
る（■）。一方、第２の搬出入部材６５中の既に薄膜が
形成された基板ホルダ８９は、吊持部材５３．５７のチ
ャッキングを解除され、エレベータ７７に搭載されて下
降していく（■）、なお、第１および第２の搬出入部材
５１．６５の構造は、全く同一である。

次に、第１Ｃ図に示すように、ベースホルダ２１を回転
し、成膜帯域３７で既に薄膜が形成された基板ホルダ８
７を入換帯域に移送する（図中の■）。また、このベー
スホルダ２１の回転に伴ない、第１Ｂ図で入換帯域に導
入された基板ホルダ８１は第１加熱帯域３３に、第１加
熱帯域３３にあった基板ホルダ８３は第２加熱帯域３５
へ、第２加熱帯域３５にあった基板ホルダ８５は成膜帯
域３７へ、それぞれ移動する。一方、エレベータ７７上
の基板ホルダ８９は、次工程に回収される（■：８９→
８９′）。

次に第１Ｄ図に示すように、入換帯域３１にある基板ホ
ルダ８７の中央部をセンタリングホルダ４５により支持
してホルダ架台２３から上昇せしめ、開放されたゲート
バルブ４１を経て第１の搬出入部材５１内に移送しく図
中の■）、吊持部材５３．５７により基板ホルダ８７を
チャッキングして吊り上げ保持が可能とする。ついで、
センタリングホルダ４５が薄膜形成室１１内のホルダ架
台２３より下方に下降し、ゲートバルブ４１が閉じ（■
）、第１の搬出入部材５１内が大気にリークされる。一
方、新たな基板がセットされた基板ホルダ９１番ヨ、エ
レベータ７７に載置され（■；９工′→０１）、Ｚレベ
ータ７７により上昇しく■）、第２の搬出入部材６５の
吊持部材に、吊り上げ可能にチャッキングされる。

この状態で、回転軸７３を上方にあげ、支持杆７５に支
持された第１および第２の搬出入部材５１゜６５を持ち
上げたのが、第１および第２の搬出入部材５１．６５の
位置が逆になっていることを除いて、第１Ａ図と同じ状
態である。以下、支持杆７５を半回転させて同様の操作
を繰り返すことにより、薄膜形成室１１を大気に破るこ
となく、同様にして基板ホルダの入換え及び蒸着処理を
連続して行なうことができる。

すなわち、新たな基板ホルダの搬入および蒸着済基板ホ
ルダの回収が１つのエレベータ７７０で行なえるため、
ロボット化、クリーンルーム化、工場レイアウト等が容
易である。

また、新たな基板ホルダは、搬出入部材５１゜６５内（
入換真空室６３内）で加熱され、さらに、薄膜形成室１
１に導入後、第１および第２加熱帯域３３　、３５で加
熱処理されたのち蒸着されるので、蒸着に先立って十分
に加熱処理をすることができ、しかも、これをコンパク
トな装置設計で実現できる。

なお、以上の説明では真空蒸着による薄膜形成を例に挙
げて説明したが、薄膜の形成手段はこれに限定されず、
例えばスパッタリングでもよい。

月１す１釆 薄膜形成室の扉部材と、基板ホルダを支持する搬出入部
材との間で入換真空室を形成し、新たな基板ホルダを扉
部材を介して薄膜形成室内へ搬入し、さらに、薄膜形成
室内で基板ホルダの移送を行ない、成膜済基板ホルダを
扉部材を介して入換真空室に搬出して外部に回収するこ
とにより、１つの搬出入口を利用して、薄膜形成室内の
真空を破ることなく、連続して基板に薄膜を形成できる
。

よって、新たな基板の用意や、成膜後の基板の次工程の
搬送への自動化・ロボット化への対応がしやすく、また
、装置前面に設けた１つのクリーンルームによって無塵
化を実現できるので設備コストの低減化が可能となり、
工場レイアウトの自由度も大きくなる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ−Ｄ図は、本発明の実施例を示す説明図である。 第２図は、第１Ｂ図の状態における入換真空室の近傍を
示す断面図である。 １１・・・薄膜形成室　　　１１ａ・・・蒸着室１１ｂ
・・・天井部　　　　１７・・・駆動ギア１９・・・回
転軸　　　　　２１・・・ベースプレート２３・・・ホ
ルダ架台　　　３１・・・入換帯域３３・・・第１加熱
帯域　　３５・・・第２加熱帯域３７・・・蒸着帯域　
　　　４１・・・ゲートバルブ４３・・・バッキング ４５・・・センタリングホルダ ５１・・・第１の搬出入部材 ５３．５７・・・吊持部材　　５５．５９・・・駆動シ
リンダ６１・・・ヒータ　　　　　６３・・・入換真空
室６５・・・第２の搬出入部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．成膜帯域および入替帯域を有する薄膜形成室と、薄
   膜形成室を真空的に遮蔽−開放自在に閉鎖する扉部材と
   、基板ホルダが出入り可能な開口部を有し基板ホルダを
   内部で支持する搬出入部材とを設け、 薄膜を形成すべき基板を有する新たな基板 ホルダを支持した搬出入部材を扉部材に向けて移送し、
   開口部を扉部材に密接させて搬出入部材と扉部材とによ
   り入換真空室を形成せしめ、この入換真空室内を排気し
   、 扉部材を開放して入替真空室と薄膜形成室 とを連通せしめて、新たな基板ホルダを薄膜形成室内の
   入換帯域に搬入し、さらに、新たな基板ホルダを薄膜形
   成室内の成膜帯域に移送して薄膜を形成し、 一方、成膜帯域で既に薄膜が形成された基 板を有する処理済基板ホルダを、成膜帯域から入換帯域
   に移送し、さらに処理済基板ホルダを、開放された扉部
   材を通して搬出入部材内に移送して、搬出入部材により
   支持せしめ、扉部材を遮蔽して薄膜形成室と入換真空室 とを遮蔽した後、入換真空室を大気にリークして処理済
   基板ホルダを回収することを特徴とする連続真空薄膜形
   成方法。
2. ２．薄膜形成室で基板ホルダを、入換帯域から成膜帯域
   に、さらに成膜帯域から再び入換帯域に向けて１回転す
   るように回転移送する請求項１記載の連続真空薄膜形成
   方法。
3. ３．薄膜形成室の入換帯域と成膜帯域との間に加熱帯域
   を設け、新たな基板ホルダを入換帯域から成膜帯域へ向
   けて移送する間に、加熱帯域で基板を加熱処理する請求
   項１または２に記載の連続真空薄膜形成方法。
4. ４．搬出入部材内にヒータを設け、入換真空室内を排気
   し新たな基板ホルダを薄膜形成室に搬入する間に、基板
   を加熱処理する請求項１〜３のいずれか一項に記載の連
   続真空薄膜形成方法。