JPH059734A - 薄膜製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来よりも構造が簡略化され、低コストで提
供でき、成膜時間も短く済む薄膜製造装置を提供する。 【構成】 イオン源１１及びターゲット１３を備えた成
膜室１０にゲートバルブＡを介してロードロック室２０
を連設し、ゲートバルブＡの弁体８１及び弁座８２を、
該弁体の平行二面８１０、８１１のそれぞれが選択的
に、ゲートバルブ閉成状態で、成膜室内１０に臨むこと
ができるように構成してあり、面８１０、８１１のそれ
ぞれに基板７を取り付けることができ、前記イオン源１
１及びターゲット１３は成膜室１０内に臨む弁体面上の
基体７に成膜できるように設置してある薄膜製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶素子基板、エレク
トロルミネサンス（ＥＬ）素子基板、超電導部材の基体
等の基体表面に液晶素子用膜、ＥＬ素子用膜、超電導膜
等、それぞれに適した機能を有する薄膜を形成するため
の薄膜製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の薄膜製造装置は概ね図５に示す
ような構造をしている。すなわち、イオン源１１と、こ
のイオン源からイオンビーム１２を照射されることで被
成膜基体へスパッタ粒子１４を放出、付着させるターゲ
ット１３とからなる成膜手段を付設した成膜室１、及び
該成膜室１にゲートバルブ３を介して連設されたロード
ロック室２を備えている。成膜手段としては、前記イオ
ンビームスパッタリング装置に限定されず、必要に応
じ、他の手段、例えば真空蒸着とイオンビームの照射に
て成膜するもの等も採用される。

【０００３】かかる装置によると、成膜室１は図示しな
い真空排気装置にて所定圧に減圧されて成膜可能な状態
とされ、一方、ロードロック室２ではその扉６を開けて
搬送機構５の基体ホルダ５１に被成膜基体７が装着され
る。基体装着後、扉６は閉じられ、室２内が図示しない
真空排気装置にて所定圧まで減圧される。しかるのち、
ゲートバルブ３が開けられ、基体７が成膜室１内へ搬送
され、そこで成膜室内の基体ホルダ４に渡される。その
後、搬送機構５がロードロック室２へ戻され、ゲートバ
ルブ３が閉じられる。かくして基体表面に成膜される。

【０００４】所望の膜形成後、バルブ３が再び開かれ、
基体７はホルダ４から搬送機構５に引き取られ、ロード
ロック室２へ引き戻される。そのあと、ゲートバルブ３
が閉じられ、扉６が開かれ、基体７が取り出され、引き
続き、次の基体が装着される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来装置によると、 ロードロック室における基体の搬
送手段及び成膜室における基体ホルダへの基体装着手段
を要し、それだけ装置構成が複雑化し、装置コストが高
くつく、 使用されるゲートバルブは一般に高価であ
り、これが装置コスト高の一因となっている、 成膜
の工程数が多く、成膜に時間がかかりスループットが低
い、といった問題がある。

【０００６】そこで本発明は、従来よりも構造が簡略化
され、低コストで提供でき、成膜時間も短く済む薄膜製
造装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、成膜手段を備えた成膜室にゲートバルブを介
してロードロック室を連設した薄膜製造装置において、
前記ゲートバルブの弁体及び弁座を、該弁体の複数の面
のそれぞれが選択的にバルブ閉成状態で前記成膜室内に
臨むことができるように構成するとともに、該複数の面
のそれぞれに被成膜基体の支持手段を設け、前記成膜手
段を、バルブ閉成状態で成膜室内に臨む弁体面上の基体
に成膜できるように設置したことを特徴とする薄膜製造
装置を提供するものである。

【０００８】前記ゲートバルブはその弁体及び弁座が上
述のように構成されている限り、その形状、大きさ等は
任意である。また、成膜手段も、必要に応じ、種々のも
のを採用できる。ゲートバルブの好ましいものの例とし
て、弁体が、球体をその中心を通る軸線両側の平行二面
で切断して該軸線周りに回動できるようにしたもので、
弁座が、該弁体の側周曲面に所定の間隙を保って対向す
る凹曲面で形成されているものを挙げることができる。

【０００９】この場合、弁体及び（又は）弁座に例えば
オーリングのような適当な気密シール部材を含ませ、該
シール部材でバルブ閉成時の気密シールを行うようにす
ればよい。

【００１０】

【作用】本発明装置によると、基体を装着できるように
構成した弁体面のいずれかに基体が装着され、この面が
基体ごと成膜室に向けられ、同時に成膜室が密閉され
る。この状態で該基体上に成膜されている間に、ロード
ロック室側に向けられた弁体面に次の基体が装着され
る。

【００１１】成膜室内基体への成膜が終了すると、弁体
を動かすことでこの基体がロードロック室へ戻され、同
時に待機中であった基体が成膜室内に向け配置され、且
つ、成膜室が閉じられ、次の成膜が始まる。ロードロッ
ク室へ戻された成膜後の基体は弁体から外され、そこに
次の基体が装着される。かくして、次々と成膜が能率よ
く行われる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は１実施例装置の概略断面を示している。図
２は図１に示す装置中のゲートバルブＡ部分の拡大断面
図である。図３は図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図、図４は
図２のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。

【００１３】この薄膜製造装置は、図５に示す従来装置
と同様、成膜室１０及びこれに連設したロードロック室
２０を備えている。成膜室１０にはターゲット１３が設
置され、このターゲットに対しイオン源１１が設けられ
ている。ロードロック室２０には扉６０が開閉可能に設
けてあり、この扉を閉めると本体側のオーリング６１が
扉下面に接して室２０内を気密に保持する。

【００１４】成膜室１０には開閉弁１５を介して、ロー
ドロック室２０には開閉弁６２を介して真空排気装置１
６が接続されている。ゲートバルブＡは図２から図４に
詳細を示すように、球体をその中心軸線ＣＬの両側等距
離位置における平行二面で切断した形状の弁体８１と、
この弁体８１が納まる弁座８２を備えている。弁体８１
の側周曲面の曲率半径は前記球体の半径Ｒと同一であ
る。弁座８２は該弁体の側周曲面に所定の間隙を保って
対向する凹曲面８２０を備えており、この凹曲面の曲率
半径は弁体８１側周曲面の曲率半径Ｒに前記間隙寸法を
加えたものである。

【００１５】弁体８１には前記球の中心軸線ＣＬと軸線
を同じくする軸８３及び８４が左右に突設されており、
一方の軸８３は軸受け８５を介して弁座８２に回転可能
に支持されている。他方の軸８４も軸受け８５を介して
弁座８２に回転自在に支持されている。軸８３は弁座８
２に設けたオーリング８６によって気密に囲繞されてい
るとともに、弁座８２外へ突出し、該突出端にロータリ
ーアクチュエータ９が連結されている。

【００１６】弁体８１には、前記中心軸線ＣＬを境にし
て片側にオーリング１０が巻きつけられるとともに、反
対側にもオーリング１０が巻きつけられ、図２に示すよ
うに、弁体８１が閉成位置に置かれているときには、こ
れらオーリング１０が弁座８２の凹曲面８２０に気密に
接する。また、図２に示すように、弁体８１が閉止位置
に置かれているとき、該弁体の片側の面８１０は成膜室
１０内に向けられ、反対側の面８１１はロードロック室
２０側に向けられる。アクチュエータ９の起動により、
弁体８１を１８０度回動させて面８１１を成膜室１０側
に、面８１０をロードロック室２０側に配置することも
できる。

【００１７】これら弁体の平面８１０、８１１のそれぞ
れには被成膜基板７をこの面に取り付けるための手段と
してネジ孔７０が刻設されており、これら面上に配置し
た基板７の周囲を押さえるリング状の治具７１に貫通さ
せたネジ７２をこのネジ孔７０にねじ込むことができ、
それによって基板７をこれら面に固定することができ
る。

【００１８】以上説明した薄膜製造装置によると、当
初、弁体８１はその上のオーリング１０、１０が弁座８
２の凹曲面８２０に接するようにゲートバルブ閉成位置
に配置される。かくして、成膜室１０内が弁１５の開放
及び真空排気装置１６の運転により成膜を行える所定圧
まで真空引きされる。一方、ロードロック室２０におい
ては、扉６０が開かれ、弁体８１のロードロック室側に
向いた面に基板７が配置され、その位置に治具７１とネ
ジ７２を用いて固定される。しかるのち扉６０が気密に
閉じられ、室２０内が弁６２の開放及び装置１６の運転
にて所定圧まで真空引きされる。

【００１９】そのあと、弁体８１がロータリーアクチュ
エータ９にて１８０度回され、いま取り付けた基板７が
成膜室１０内に向けられるとともに、弁体８１のもう一
方の基板取り付け面がロードロック２０側に向けられ、
且つ、ゲートバルブＡが閉じられる。かくして成膜室１
０内ではイオン源１１からイオンビーム１２がターゲッ
ト１３に照射され、そのエネルギーでターゲットからス
パッタ粒子１４が基板７に向け放出され、該基板面上に
所望の薄膜が形成される。この成膜作業の間、ロードロ
ック室２０においては、扉６０を開けて弁体８１に次の
基板７が取り付けられ、しかるのち扉６０を閉めてロー
ドロック２０内を所定圧まで真空引きし、次の成膜を待
つことになる。

【００２０】通常、弁体８１への基板の取り付け、取り
外しに要する時間より成膜室１０における成膜時間のほ
うが短いから、ロードロック室２０において次の基板７
の取り付けが終了したときには、成膜室１０での膜形成
が既に完了しており、従って、ロードロック室２０にお
ける基板７の取り付けが完了すると、アクチュエータ９
の起動により弁体８１が１８０度回され、これによって
既に薄膜が形成された基板７がロードロック室２０に戻
されるとともに該室において取り付けた次の基板７が成
膜室１０内に配置され、且つ、ゲートバルブＡが閉じら
れる。かくして次の成膜処理を開始することができる。
また、ロードロック室２０では、既に成膜の終わった基
板７を弁体８１から取り外し、そこに次の新しい基板を
取り付けることができる。

【００２１】かくして次々と新しい基板７に所望の薄膜
を形成していくことができる。以上説明した薄膜製造装
置によると、ゲートバルブＡにおける弁体８１にゲート
バルブ開閉機能と基板保持機能を兼ねさせているので、
図５に示す従来装置における基板搬送機構５や成膜室１
における基板ホルダ４が不要であり、それだけ装置全体
の構造が簡略化されるとともに、安価に提供することが
できる利点がある。また、前記ゲートバルブＡは従来装
置において使用されている市販のゲートバルブに比べ安
価に提供することができるので、この点からも装置のコ
ストダウンが図れる。

【００２２】さらに、ロードロック室２０と成膜室１０
間の搬送手段による基板７の受け渡しがないので、基板
の成膜室１０内への設置及び基板の取り付け、取り外し
等の点で装置の信頼性が向上している。さらに、前記実
施例装置によると、従来装置における搬送機構による基
板の搬送工程が不要となり、さらに、成膜と基板交換が
同時に行えるので、単位時間当たりの処理枚数が増え、
スループットが改善される。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、従
来よりも構造が簡略化され、低コストで提供でき、成膜
時間も短く済む薄膜製造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す概略断面図である。

【図２】図１の装置におけるゲートバルブＡの拡大断面
図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図４】図２のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。

【図５】従来例の概略断面図である。

【符号の説明】

１０ 成膜室 １１ イオン源 １３ ターゲット ２０ ロードロック室 ６０ 扉 １５、６２ 開閉弁 １６ 真空排気装置 Ａ ゲートバルブ ８１ 弁体 ＣＬ 弁体の中心軸線 ８１０、８１１ 弁体の基板取り付け面 ７０ 基板取り付け用のネジ孔 ７１ 基板取り付け治具 ７２ ネジ ７ 基板 ８２ 弁座 ８２０ 凹曲面 ８３、８４ 弁体回動軸 ８５ 軸受け ８６ オーリング ９ ロータリーアクチュエータ １０ オーリング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 成膜手段を備えた成膜室にゲートバルブ
   を介してロードロック室を連設した薄膜製造装置におい
   て、前記ゲートバルブの弁体及び弁座を、該弁体の複数
   の面のそれぞれが選択的にバルブ閉成状態で前記成膜室
   内に臨むことができるように構成するとともに、該複数
   の面のそれぞれに被成膜基体の支持手段を設け、前記成
   膜手段を、バルブ閉成状態で成膜室内に臨む弁体面上の
   基体に成膜できるように設置したことを特徴とする薄膜
   製造装置。