JPH05263243A

JPH05263243A - 薄膜形成装置

Info

Publication number: JPH05263243A
Application number: JP5798592A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Tsuino; 康弘対野
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1993-10-12

Abstract

(57)【要約】【目的】放熱時間の短縮、および正確な冷却温度制御
を、簡単な構造で達成する。【構成】回転自在に支持された支持ホルダー２と、この
支持ホルダー２を冷却する冷却部３とを備え、冷却部３
は、支持ホルダー２に対して接触／非接触の状態に進退
する冷却ジャケット３Ａと、この冷ジャケット３Ａに供
給される冷却媒体の量を調節する流量調節部３Ｂとを有
している薄膜形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸着、スパッタリン
グ、ＣＶＤなどのような薄膜を形成する装置に関し、詳
しくは、その冷却構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ
などによって基板上に薄膜を形成する工程は、膜厚を一
定にする目的から回転する支持ホルダーを用い、この支
持ホルダーに基板を載置しておいて加熱状態で行われ
る。そして、薄膜形成工程終了後、基板は約１００℃ま
で冷却される。冷却の方法としては自然放熱も考えられ
るがこれでは時間がかかる。そこで、従来から、支持ホ
ルダーに冷却媒体を流通させて基板を冷却させていた。
このような冷却構造を有する従来の薄膜形成装置を図３
に示す。この薄膜形成装置３０は真空室３１を備えてお
り、この真空室３１内に支持ホルダー３２が回転自在に
支持されている。支持ホルダー３２は室外に配置された
回転駆動部３８によって回転駆動されるようになってい
る。この支持ホルダー３２の内部には冷却液室３３が形
成されている。そして、この冷却液室３３に冷却液パイ
プ３４から冷却液（主に冷却水）が供給され、この冷却
水によって基板が冷却されるようになっている。

【０００３】なお、図中、符号３５は支持ホルダー３２
に内装された加熱用ヒータ線、３６は同じく支持ホルダ
ー３２に内装された温度検出用の熱電対、３７は支持ホ
ルダー３２を真空室３１内において回転自在に支持する
軸受、Ａは基板である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
薄膜形成装置３０においては、冷却液室３３は回転駆動
される支持ホルダー３２内に形成されている。そのた
め、この冷却液室３３に冷却液を供給する構造が複雑に
なり、その分製造コストを上昇させていた。また、この
ような複雑な冷却液引き込み構造は真空室３１における
高真空達成の障害となるので都合が悪かった。

【０００５】さらに、薄膜形成の際、支持ホルダー３２
の温度は３５０〜４５０℃程度に上昇するので、薄膜形
成は冷却液室３３から冷却液を排出しておいて行うよう
になっている。というのも冷却液を留め置いた状態で薄
膜形成を行うと、冷却液室３３内で冷却液が蒸発し、そ
の圧力によって通液経路が破損してしまう。そこで、冷
却の際には、急激冷却を防止するため、ある程度自然放
熱させておき、そのうえで熱電対３６で支持ホルダー３
２の温度を測定しながら、徐々に冷却液を供給するとい
った込み入った作業が必要であり、その制御が複雑で手
間がかかっていた。さらに、これによって冷却開始タイ
ミングが大幅に遅れることになり十分な冷却時間の短縮
効果も得られなかった。

【０００６】くわえて、プラスチック、樹脂フィルムと
いった熱変形温度の比較的低いものに金属薄膜を形成す
る場合、基板の温度が熱変形温度以上にならないよう
に、温度制御を行いながら薄膜形成する必要がある。し
かしながら、従来の薄膜形成装置で、このような微妙な
温度制御を行うのは困難であった。

【０００７】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、放熱時間の短縮、および正確な冷却温度
制御を、簡単な構造で達成できる薄膜形成装置を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、回転自在に支持された基板支持部と、こ
の基板支持部を冷却する冷却部とを備え、前記冷却部
は、前記基板支持部に対して接触／非接触の状態に進退
する冷却媒体貯蔵部と、この冷却媒体貯蔵部に供給され
る冷却媒体の量を調節する流量調節部とを有しており、
以上のものから薄膜形成装置を構成した。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、冷却媒体貯蔵部は、冷却
中、すなわち基板支持部の回転停止中のみ基板支持部と
接触すればよいので、冷却媒体貯蔵部を回転自在に支持
する必要がなくなり、冷却媒体を供給する流路の構造は
簡単になる。冷却媒体を供給した冷却媒体貯蔵部を基
板支持部に接触させれば冷却動作が行えるので、冷却開
始タイミングが大幅に遅れることはない。

【００１０】冷却媒体貯蔵部の基板に対する離合や、流
量調節部による冷却媒体貯蔵部に供給される冷却媒体の
量を調節することにより冷却温度の制御は正確に行え
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明の一実施例の断面図であ
る。

【００１２】この薄膜形成装置１は、支持ホルダー（基
板支持部）２と冷却部３とを備えている。支持ホルダー
２は、基板Ａを載置するものであり、回転軸２ａと、こ
の回転軸２ａの先端に一体に取り付けられた円盤状の載
置盤２ｂとからなっている。載置盤２ｂの内部にはヒー
タ線９と熱電対１０とが埋め込まれている。

【００１３】冷却部３は冷却ジャケット（冷却媒体貯蔵
部）３Ａと流量調整部３Ｂとを備えている。冷却ジャケ
ット３Ａは、ドーナツ円盤状をしており、その中心孔３
ａを回転軸２ａに挿通させて支持ホルダー２の下方に配
置されている。冷却ジャケット３Ａは中空状になってお
り、その内部に冷却水室３ｂを備えている。また、冷却
ジャケット３Ａには給排用の冷却水パイプ４，５が連結
されている。冷却水パイプ４，５は回転軸２ａと平行に
冷却ジャケット３から下方に延出している。冷却水パイ
プ４，５は冷却ジャケット３Ａの支持棒を兼ねている。
なお、支持ホルダー２と冷却ジャケット３Ａとは熱伝導
性のよい金属（例えばアルミニウム）から構成されてい
る。

【００１４】支持ホルダー２と冷却ジャケット３Ａとは
真空室６内で支持されている。すなわち、支持ホルダー
２は回転軸２ａが軸受７を介して回転自在に、冷却ジャ
ケット３は冷却水パイプ４，５が軸受８，８を介して上
下動自在に、それぞれ真空室６の底面に支持されてい
る。冷却水パイプ４，５には圧着用コイルスプリング１
１，１１が装着されている。コイルスプリング１１，１
１は冷却ジャケット３Ａと真空室６底面との間に配置さ
れている。

【００１５】流量調整部３Ｂは供給側の冷却水パイプ４
の中途部に設けられている。冷却水パイプ４の先端は冷
却水供給部１３に連結されている。一方、排出側の冷却
水パイプ５の先端は真空室６外で開放されている。冷却
水パイプ４，５はエアシリンダなどの直線駆動部１５に
よって、図中上下方向に移動可能に設けられている。真
空室６から導出された回転軸２ａの先端はモータなどの
回転駆動部１２に連結されている。

【００１６】なお、上記した流量調節部３Ｂとしては、
ニードルバルブや、電磁弁が用いられる。ニードルバル
ブを用いた場合、熱電対１０で測定した支持ホルダー２
の温度や降温時間に応じて作業者が手動でニードルバル
ブの開閉を行い、冷却水の流量調節を行うことになる。
また、電磁弁を用いた場合、制御部を追加して設けれ
ば、熱電対１０で測定した支持ホルダー２の温度や降温
時間に応じた冷却水量を制御部が判断して自動的に冷却
水の流量調節をすることになる。

【００１７】次に、薄膜形成装置１による冷却工程を説
明する。

【００１８】加熱中、および薄膜形成中は、直線駆動部
１５によって冷却ジャケット３をコイルスプリング１１
に抗して下方に移動させて支持ホルダー２から分離させ
ておく。薄膜形成終了後、図２に示すように、冷却水を
満たした冷却ジャケット３Ａを直線駆動部１５によって
上昇させて支持ホルダー２に接触させる。この際、冷却
ジャケット３Ａへの冷却水供給は支持ホルダー２とは分
離した状態で行えるので、冷却水供給時の急激な温度変
化が支持ホルダー２上の基板Ａに及ぶことはない。その
ため、急激冷却を回避するために自然冷却といった余分
な時間を設ける必要がなくなり、冷却開始タイミングが
遅延することもない。

【００１９】支持ホルダー２に接触した冷却ジャケット
３Ａはコイルスプリング１１の弾性力によって密着する
ことになる。そして、支持ホルダー２は密着した冷却ジ
ャケット３Ａの熱交換作用により冷却される。冷却温度
と冷却時間とは互いに相関関係にあるが、これらは流量
調節部３Ｂによる冷却水の供給量によって調整すること
ができる。

【００２０】ところで、この薄膜形成装置１において
は、支持ホルダー２の回転を一時停止すれば、薄膜形成
中であっても支持ホルダー２を冷却することができる。
そのため、この薄膜形成装置１を用いてプラスチック、
樹脂フィルムといった熱変形温度の比較的低いものに金
属薄膜を形成する場合、基板の温度が熱変形温度以上に
ならないように、前記した冷却動作によって温度制御を
行いながら薄膜形成することもできる。この際、流量調
節部３Ｂによる冷却水供給量の調整や、支持ホルダー２
に対する冷却ジャケット３Ａの離合によって加熱温度の
調整を微妙に行える。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、冷却媒
体貯蔵部は、冷却中、すなわち基板支持部の回転停止中
のみ基板支持部と接触すればよいので、冷却媒体貯蔵部
を回転自在に支持する必要がなくなり、冷却媒体を供給
する流路の構造は簡単になり製造コストの低減が図れる
とともに、真空室の高真空達成も容易になった。

【００２２】冷却媒体を満たした冷却媒体貯蔵部を基板
支持部に接触させれば冷却動作が行えるので、冷却開始
タイミングが大幅に遅れることはなく、冷却時間の短縮
が可能になった。

【００２３】冷却媒体貯蔵部の基板に対する離合や、冷
却媒体貯蔵部に供給される冷却媒体の量を流量調節部に
よって調節することにより冷却の制御を行うので、冷却
温度や冷却時間の制御は正確に行えるようになり、プラ
スチックや樹脂フィルムといった比較的熱変形温度の低
いものにでも、熱変形を起こすことなく薄膜を形成する
ことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の薄膜形成装置の構造を示す
断面図である。

【図２】実施例の薄膜形成装置の冷却動作を説明する断
面図である。

【図３】従来例の薄膜形成装置の構造を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２基板支持部（支持ホルダー）３冷却部３Ａ冷却ジャケット（冷却媒体貯蔵部）３Ｂ流量調整部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転自在に支持された基板支持部（２）
と、この基板支持部（２）を冷却する冷却部（３）とを
備え、前記冷却部（３）は、前記基板支持部（２）に対
して接触／非接触の状態に進退する冷却媒体貯蔵部（３
Ａ）と、この冷却媒体貯蔵部（３Ａ）に供給される冷却
媒体の量を調節する流量調節部（３Ｂ）とを有している
ことを特徴とする薄膜形成装置。