JPH0577258U

JPH0577258U - 真空加熱成膜装置の基板固定搬送装置

Info

Publication number: JPH0577258U
Application number: JP2716392U
Authority: JP
Inventors: 真澄寺崎; 賢司武井
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-10-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】高温下でも基板上に成膜される膜厚を均一と
し、メタルマスクのズレや落下がなく、固定手段である
磁石の再着磁を不要とする。【構成】真空加熱成膜装置の内において、表面に成膜
すべき基板１００をメタルマスク２５との間に挟持しな
がらチャンバー１１０を移動する基板固定搬送装置は、
透磁性金属により形成された固定板２２の周囲に電磁コ
イル２３を巻装して電磁石を形成している。チャンバー
１１０内に電磁コイルの摺動電極２４が常に摺動する位
置に供給電極３０が配置され、電磁コイル２３に常に電
流を供給する。また、この供給電極３０に供給すれる電
力は、基板固定搬送装置が真空加熱成膜装置内を移動し
て加熱されても、常に一定の磁力を発生するよう、供給
電力制御回路１６０で電力が制御される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、真空加熱成膜装置内を表面に成膜すべき基板を搬送する装置の改良に関し、特に、磁力によってメタルマスクとの間に基板を挟持しながら搬送する真空加熱成膜装置の基板固定搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来真空加熱成膜装置において絶縁基板表面に金属等を成膜する場合、成膜しようとする基板を基板固定搬送装置上に載せ、さらに、その表面上からメタルマスクを重ねて固定する。この際、上記基板固定搬送装置の固定表面上に複数の永久磁石が配置固定されており、これら複数の永久磁石の磁力により上記メタルマスクを吸引し、その間に表面成膜すべき基板を挟持して固定する。このような従来用いられていた基板固定搬送装置の一例が、図７に示されている。この図において、トレーと呼ばれる基板固定搬送装置治具の固定板２の基板固定表面に複数の円板形の永久磁石６が埋め込まれ、その磁力でメタルマスク３を吸着する。一方、基板１は、固定板２とメタルマスク３でサンドウィッチ状態にされて挟持し、固定されている。

【０００３】さらに、この固定板２の上部は、「コ」の字状に曲げられたフック７が形成され、これが断面略「Ｊ」字形状のトレーハンガー８に引っ掛けられる。なお、このトレーハンガー８は、真空加熱成膜装置のチャンバー１０内に移動通路に沿って配列されたベアリング９、９により滑動可能に支持されており、モータ１１及びその出力軸に取り付けられた搬送用歯車１２により自動的に移動される構造となっている。

【０００４】かかる従来技術による基板固定搬送装置を使用する場合、まず、真空加熱成膜装置の室外で、上記固定板２の固定表面上に基板１を配置し、その表面上からさらにメタルマスク３を載せ、上記基板１をサンドウィッチ状に挟持しながらセットする。このようにして基板１がセットされた固定板２は、トレーハンガー８のフック７に引っ掛けられ、モータ１１及び搬送用歯車１２によって真空加熱成膜装置内へ送り込まれ、移動され、その間に成膜が行われる。

【０００５】また、上記のような基板固定搬送装置が用いられる真空加熱成膜装置としては、各種の真空蒸着装置、スパッタリング装置、電子ビーム蒸着装置、ＣＶＤ装置等が挙げられ、さらに、成膜される材質としては金属、セラミック等である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の従来技術による基板固定搬送装置では、上記固定板２の表面に複数配置された永久磁石６は、真空加熱成膜装置内で加熱されることにより、図４に示すように、その磁力が低下する特性を有する。この永久磁石の劣化による磁力の低下により、メタルマスク３を吸引する力も低下し、ついにメタルマスク３の配置がズレ、あるいは、落下してしまう。

【０００７】また、上記の従来技術の基板固定搬送装置治具の構成では、固定板２の表面に埋め込まれてある磁石が個々に磁場を作り、そのため、固定板２の表面の磁界が不均一になる。そのため、真空加熱成膜装置内において生成された分子、イオンの動きがこの固定板２（トレー）表面の不均一な磁界のために不安定になり、形成される膜の厚さにもむらが生ずる（不均一になる）。また、上記のように、高温により劣化した永久磁石は、必要な磁力を復元するために、再度着磁を行う必要がある。

【０００８】そこで、本考案の目的は、上述の従来技術の上記の問題点に鑑み、加熱による磁力の低下を伴わず、常時所望の磁力を保持することが出来、真空加熱成膜装置中でのメタルマスクのズレや落下等が生じることなく、かつ、基板表面上に形成される膜厚のむらがなくなる真空加熱成膜装置用の、基板とメタルマスクを固定するための基板固定搬送装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本考案では、真空加熱成膜装置内において、表面に成膜すべき基板を透磁性メタルマスクとの間に挟持しながら移動する真空加熱成膜装置の基板固定搬送装置であって、透磁性金属から形成される板状部材の周囲に電磁コイルを巻装して電磁石を形成し、前記電磁コイルに電流を供給するための供給電極を前記真空加熱成膜装置内に配置し、さらに前記基板固定搬送装置の温度上昇に伴う電磁石の磁力低下を補償するよう前記電磁コイルに供給される電力を制御する供給電力制御回路を備えたことを特徴とする真空加熱成膜装置の基板固定搬送装置を提供する。

【００１０】

【作用】

本考案の真空加熱成膜装置の基板固定搬送装置では、複数の永久磁石に代えて、一個の電磁石を用いることにより、上記板状部材の表面の磁界が均一になり、真空加熱成膜装置内で生成された分子、イオンの基板表面付近での動きが安定するため、成膜される薄膜の特性や膜厚が均一となる。また、真空加熱成膜装置内に配置された供給電極を介して前記電磁コイルに電力を供給すると共に、温度上昇に伴う電磁石の磁力低下を補償するよう前記電磁コイルに供給される電力を制御することによって、真空加熱成膜装置内で基板固定搬送装置が加熱されても、前記電磁石によって発生される磁力が一定になるように制御できる。そのため、磁力の低下によるメタルマスクのずれや落下等の不都合が避けられる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明すると、本考案では、従来複数個の永久磁石を使用していたのに代えて、図１及び図２に示すように、固定板２２の周囲に電磁コイル２３を巻装し、一個の電磁石を形成している。この固定板２２は、その表面に成膜すべき基板をメタルマスクとの間にサンドイッチ状に挟持するものであり、基板固定搬送装置を構成している。また、この固定板２２は、例えば鉄等の透磁性の金属を板状に形成したものであり、上記電磁コイル２３により発生された磁束は透磁性金属の固定板２２の表面で均一に分配され、均一な磁界を発生する。

【００１２】なお、これらの図においても、固定板２２の上部は、「コ」の字状に曲げられたフック２７が形成され、これが断面略「Ｊ」字形状のトレーハンガー２８に引っ掛けられる。このトレーハンガー２８は、真空加熱成膜装置のチャンバー１１０内に貫通して配列されたベアリング２９、２９により滑動可能に支持されており、モータ１１１及びその出力軸に取り付けられた搬送用歯車１１２により移動される構造となっていることは上記の従来技術と同様である。さらに、上記の固定部２２の下方に上記電磁コイル２３の両端に接続された摺動電極２４、２４が並んで設けられている。また、図３に固定板２２の表面上に載せた基板の上に重ねられたメタルマスク２５、２５…が示されており、これらメタルマスク２５は、鉄等の透磁性金属の薄いマスクに、円形等の所定のパターンの窓２６、２６… を形成したものである。この図３において、符号１００は成膜が行われる基板を示している。

【００１３】ところで、図１及び図２に示すように、真空加熱成膜装置のチャンバー１１０の底面に絶縁体３１の表面に並列に２列の導電電極３２（＋）、３２（−）を形成した供給電極３０が、上記固定部２２から成る基板固定搬送装置の移動経路に沿って配列されている。これら２列の導電電極３２（＋）、３２（−）に直流電源１５０から供給される電圧を所定の電圧に変換して供給する供給電力制御回路１６０が接続され、基板固定搬送装置の移動経路に沿って供給される供給電力が制御されるようになっている。

【００１４】続いて、上記真空加熱成膜装置の基板固定搬送装置の動作について、以下に説明する。まず、図３において、真空加熱成膜装置の室外で、上記固定板２２の表面上に成膜すべき基板１００を配置し、その表面上からメタルマスク２５、２５…を載せ、上記基板１００をサンドウィッチ状に挟持しながらセットする。このようにして基板１００がセットされた固定板２２は、トレーハンガー２８のフック２７に引っ掛けられ、モータ１１１及び搬送用歯車１１２によって真空加熱成膜装置内へ送り込まれ、移動され、その間に成膜が行われる。

【００１５】真空加熱成膜装置のチャンバー１１０の底部に一対のレール状に配列された導電電極３２、３２を備えた供給電極３０が配置されており、これらの導電電極３２、３２に供給電力制御回路１６０により電圧が制御された電力が常に通電されている。この供給電極３０の導電電極３２（＋）、３２（−）に上記固定部２２のフック２７がトレーハンガー２８に引っ掛けられた状態で、その下端に取り付けられた摺動電極２４、２４が、それぞれ、常に接触するようになっている。そのため、電磁コイル２３に常に、励磁電流が流れ、固定部２２の表面に均一な磁界が形成される。これにより、装置内で生成された分子、イオンの基板表面付近での動きが安定するため、成膜される薄膜の特性や膜厚が均一となる。

【００１６】また、上記の電磁石が加熱されて磁力が低下した（すなわち、固定部２２の温度が上昇することにより、その材質の透磁率が変化する）場合、図４に示すように、通電電圧Ｖsを上昇することにより、発生される磁力は強くなるので、この通電電圧を制御することにより、常に、所望の磁力を保持することができる。この通電電圧Ｖsの制御は、例えば真空加熱成膜装置内の温度等に応じて、上記供給電力制御回路１６０により適宜制御する。すなわち、本考案によれば、電磁石を用いることにより、固定部２２の表面の磁界を均一にし、成膜装置内で生成された分子、イオンの動きを安定することによって均一な膜厚を得ると同時に、電磁石を用いることにより、加熱による磁力の低下を通電電圧Ｖsを制御することにより補い、常に所望の磁力を保持することが出来るようにし、メタルマスク２５の落下やズレを防止するものである。

【００１７】また、電磁石を形成する電磁コイル２３に常時通電できるように、成膜装置のチャンバー１０内の底部に一対のレール状の導電電極を備えた供給電極３０が配置され、固定部２２の下端に取り付けられた（＋）端子と（−）端子が、それぞれ、接触するようになっており、そのため、真空加熱成膜装置の室外でメタルマスクと基板をサンドウィッチ状にセットする際も、上記成膜装置内へ搬送用歯車１１２によって搬送する際も、また、上記成膜装置内で成膜する際も、常時、磁力が発生、維持されているため、メタルマスク２５の吸着位置がズレ、あるいは、落下することがない。

【００１８】続いて、上記本考案の基板固定搬送装置をスパッタリング装置において適用した例について以下に述べる。この例では、成膜すべき基板１００としてはソーダライムガラスを用い、基板１００上にアルミニウムの薄膜を形成する。上記の図１、図２及び図３に示すように、電磁石を設けた固定板２２の表面に、基板１００とメタルマスク２５と重ねて取り付け、スパッタリング装置内に搬送して、下記の条件でアルミニウムを２０００オングストロームの膜厚で成膜した。

【００１９】成膜条件としては：真空度５Ｐａ、温度１００゜Ｃ、放電用のアルゴンガスの導入流量０、５ｓｃｃｍ、ＤＣ電力５００Ｖ、成膜時間２０分間、ターゲットをアルミニウムとした。なお、電磁石への供給電圧については、１０ｗｂ／ｃｍ² で一定になるように（すなわち、室温で５ｖ程度、温度１００゜Ｃの真空加熱成膜装置内で８ｖ程度）制御した。これと同時に、比較例として、上記図７に示す従来の装置についても、同じ条件にて成膜を行った。

【００２０】本考案による基板固定搬送装置と従来の基板固定搬送装置による生成膜について、干渉膜厚計にて膜厚分布を測定した結果を図５のグラフに示す。このグラフからも明らかなように、本考案による装置を適用した場合のアルミニウム薄膜の膜厚の位置による分布の状況（実線）は、従来装置による膜厚の位置による分布の状況（破線）と比較し、従来の装置では位置により膜厚が変化しているのに対し、本考案の装置による成膜状況については、ほぼ一定していることが分かる。また、本考案の固定搬送装置を使用して成膜を行った場合と、上記従来技術の装置を使用して行った場合、２００ミクロン以上のメタルマスクのズレの発生状況を調査した結果を、以下の表１に示す。

【００２１】

【表１】 ─────────────────────────────── サンプル数（個）ズレの発生数（個）ズレ発生率（％） ─────────────────────────────── 実施例１，０００００．０従来例１，０００１１４１１．４ ───────────────────────────────

【００２２】この表１からも明らかなように、本考案の固定搬送装置を使用した場合、ズレは発生しないが、一方、比較例である上記従来技術の固定搬送装置では、１１．４％のズレが発生している。更に本考案の固定搬送装置をプラズマＣＶＤ装置に適用した場合の例について述べる。この例では、ソーダライムガラス基板上にモノシランを使ってアモルファスシリコンを下記条件で４０００オングストロームの膜厚で成膜を行った。成膜条件としては、真空度１００Ｐａ、モノシラン流量５０ｓｃｃｍ、温度３００゜Ｃ、ＲＦ入力５０mw／cm²、成膜時間２０分間であった。なお、電磁石への供給電圧については、１０ｗｂ／ｃｍ²で一定になるように（すなわち、室温では５ｖ程度、温度３００゜Ｃの真空加熱成膜装置内では２０ｖ程度）制御した。これと同時に、比較例として、上記図７に示す従来の装置についても、同じ条件にて成膜を行った。

【００２３】本考案による固定搬送装置と従来の装置による生成膜について、干渉膜厚計にて膜厚分布を測定した結果を図６に示す。この図６に示すグラフでは、本考案による固定搬送装置を適用した場合のアモルファスシリコン膜厚の位置による分布状況を実線で示し、他方、従来の装置による膜厚の位置による分布状況を破線で示す。図より明らかなように、本考案の装置を用いた場合、生成された膜厚の変化は、従来技術の装置を用いた場合に比較して小さい。更に、本考案による固定搬送装置及び従来の装置を用いた場合、成膜について２００ミクロン以上のメタルマスクのずれ発生率を調査した結果は、下記の図２に示す通りであり、本考案の装置による場合のズレも無くなる。

【００２４】

【表２】 ─────────────────────────────── サンプル数（個）ズレの発生数（個）ズレ発生率（％） ─────────────────────────────── 実施例１，０００００．０従来例１，０００２１４２１．４ ───────────────────────────────

【００２５】

【考案の効果】

以上説明した通り、本考案の基板固定搬送装置によれば、永久磁石の代わりに電磁石を用いて固定板表面の磁界を均一化し、かつ、メタルマスクを介して基板を吸着するための磁力についても、温度の変化にも拘らず、常に一定にすることを可能にしたことにより、基板上に生成される薄膜の厚さが均一でむらがなくなり、かつ、メタルマスクの落下やズレも無く、そのため、真空加熱成膜装置に適用することにより、均質で歩留まりの良好な基板が提供可能な真空加熱成膜装置を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例による真空加熱成膜装置の基板
固定搬送装置の断面図。

【図２】上記真空加熱成膜装置の基板固定搬送装置の外
観を示す斜視図。

【図３】上記基板固定搬送装置の基板固定構造を説明す
るための展開斜視図。

【図４】上記基板固定搬送装置に採用されている電磁石
における、温度による磁力の変化を示す特性グラフを示
す図。

【図５】本考案の固定搬送装置をスパッタリング装置に
適用した場合の生成膜の膜厚分布のグラフを示す図。

【図６】本考案の固定搬送装置をプラズマＣＶＤ装置に
適用した場合の生成膜の膜厚分布のグラフを示す図。

【図７】従来の基板固定搬送装置の一例を示す断面図。

【符号の説明】

２２固定板２３電磁コイル２４摺動電極２５メタルマスク３０供給電極１００基板１１０真空加熱成膜装置のチャンバー１６０供給電力制御回路

Claims

【整理番号】００３１０３６−０１【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】真空加熱成膜装置内において、表面に成
膜すべき基板を透磁性メタルマスクとの間に挟持しなが
ら移動する真空加熱成膜装置の基板固定搬送装置であっ
て、透磁性金属から形成される板状部材の周囲に電磁コ
イルを巻装して電磁石を形成し、前記電磁コイルに電流
を供給するための供給電極を前記真空加熱成膜装置内に
配置し、さらに前記基板固定搬送装置の温度上昇に伴う
電磁石の磁力低下を補償するよう前記電磁コイルに供給
される電力を制御する供給電力制御回路を備えたことを
特徴とする真空加熱成膜装置の基板固定搬送装置。