JPH0734221A - 薄膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明は真空中でのスパッタリングにより
基板上に薄膜を形成する場合における装置の破損や生産
効率の低下を未然に防止するようにしてなる薄膜形成方
法の提供を目的とするものである。 【構成】 本発明の薄膜形成方法は、非接触式の変位
計を用いて、真空に維持した装置内の基板および基板に
マスキングを施すためのマスクの装着を確認したのち、
該基板上に薄膜を形成することを特徴とするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は薄膜形成方法、特には真
空中でのスパッタリングにより基板上に薄膜を形成する
場合における装置の破損や生産効率の低下を未然に防止
するようにしてなる薄膜形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、エレクロトニクスの関係分野での
製品、例えばＨＤＤ記録媒体、コンパクトディスク、ミ
ニディスクの生産はスパッタリング法による薄膜形成方
法を用いて行なわれている。このスパッタリング法によ
る装置は大きく分けると成膜室と真空ポンプ系および電
源系とから構成されており、この成膜室は被成膜試料の
基板と原材料となるターゲットを収納し、かつ10^-7Torr
程度の到達真空度を確保できるものとされていて、この
真空ポンプ系はこの成膜室を真空にするための荒引き真
空ポンプと到達真空度を確保するためのディフェージョ
ンポンプあるいはクライオポンプまたはターボポンプな
どの真空排気装置からできており、この電源系はターゲ
ットが取付けられるカソードと成膜室との間に電位差を
発生させ、グロー放電を発生させるためのＤＣまたはＲ
Ｆ／ＣＤおよびＲＦの電源装置からなるものとされてい
る。

【０００３】しかして従来公知の薄膜形成方法は図７に
示したように、成膜室21とタクトタイムを少しでも短く
するために基板などに吸着した水分を取るための機能と
成膜室21の真空を維持するための脱ガス室（ロード室）
22および放電を行なう成膜室21と成膜が完了した移動台
を真空を破ることなく取り出すためのアンロード室23お
よびこれらの各室を開閉するゲートバルブ24とからなる
ものとされており、この装置への基板の装着はキャリア
ーと呼ばれている大きな移動台25に基板を確実に固定す
るホルダー26を配置し、これを大気中に取り出してロボ
ットまたは人間によって基板やマスクを順次成膜室21内
に取りつけている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の量
産用薄膜形成方法では基板を装着する作業が大気中で行
なわれているために、基板のみならずマスクや基板を装
着するためのホルダーやキャリアーなども大気にさらさ
れ、したがって水分が基板やホルダー、キャリアーに吸
着され、この吸着された水分を取り除くためには長時間
真空排気を行なう必要があった。また、これについては
一定の大きさのキャリアーを搬入するための入口や、真
空室を確保する必要があることから薄膜形成方法が大き
くなり、装置を設置するためのスペースも必然的に広く
なっていたし、マスクなどに付着した成膜物質が大気圧
と真空下を頻繁に出入りするので、剥離が発生し、これ
が基板に付着して成膜品の欠陥発生の原因となってい
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような不
利、欠点を解決した薄膜形成方法に関するもので、これ
は真空中で平板状の基板上に薄膜蒸着を行なう薄膜形成
方法において、非接触式の変位計を用いて真空に維持し
た装置内の基板および基板にマスキングを施すためのマ
スクの装着を確認したのち、該基板上に薄膜を形成する
ことを特徴とするものである。

【０００６】すなわち、本発明者らは真空中で基板に薄
膜形成を連続的に行なう薄膜形成方法の改良について種
々検討した結果、これについては成膜室内での基板およ
びマスクの着脱を確実に行なうことが必要であり、これ
にはこの薄膜形成方法に非接触で基板に対するマスクの
着脱を確認する機能を設ければよいということを見出
し、この非接触でこれを確認する手段としては非接触式
の変位計を設ければよいということを確認して本発明を
完成させた。以下にこれをさらに詳述する。

【０００７】

【作用】本発明は薄膜形成方法に関するもので、これは
真空中で平板状の基板上に薄膜蒸着を行なう薄膜形成方
法において、非接触式の変位計を用いて、真空に維持し
た装置内の基板および基板にマスキングを施すためのマ
スクの装着を確認したのち、該基板上に薄膜を形成する
ことを特徴とするものであり、これによればこの機能に
よって成膜室内での基板およびマスクの着脱が確認され
るので成膜室内での基板への薄膜形成を連続的に、かつ
確実に行なうことができ、したがって装置の破損や生産
効率の低下を未然に防止することができるという有利性
が与えられる。

【０００８】本発明の薄膜形成方法は非接触で基板とマ
スクの装着を確認する機能をこの装置に設けたものであ
るが、これは例えば図１〜図４に示したものとされる。
図１は本発明の薄膜形成方法に使用される薄膜形成方法
の真空室構成図、図２は成膜室の縦断面図、図３は薄膜
形成装置および計測部の縦断面要図、図４は基板とマス
クとの関係図を示したものである。

【０００９】本発明の薄膜形成方法で使用される薄膜形
成装置の真空室構成は図１に示したように、成膜室１と
ロードロック室２およびアンロード室３とからなるもの
とされ、このロードロック室２およびアンロード室はそ
の前後にそれぞれゲートバルブ４を有するものとされて
いる。この成膜室への基板およびマスクの搬入はロード
ロック室２の大気側のゲートバルブ４を開け、基板５の
複数枚を挿入したパレットまたはケース６をロードロッ
ク室２に入れ、このロードロック室の真空度を成膜室と
同様の真空度としたのち、成膜室１とロードロック室２
との間のゲートバルブ４を開いてこのパレットまたはケ
ース６に入れた基板を成膜室に搬入し、この成膜室１内
で基板をパレットまたはケース６から取り出し、成膜室
に搬入して置いたマスクと合わせてホルダーに装着すれ
ばよく、成膜室で成膜された基板はロードロック室への
搬入と同じ方法でアンロード室に搬送し、外部に取り出
せばよい。

【００１０】また、この成膜装置１には図２に示したよ
うに基板５、パレットまたはケース６を成膜部７に搬送
するためのキャリア８およびキャリア駆動装置９が設け
られており、ここにはカセット内から基板を取り出しタ
ーゲットに対向させるためのマニュピレーター部10が設
けられているが、この薄膜形成装置および計測部の配置
は図３に示したように成膜室１内に搬送されたケース６
から基板５がキャリア８で引き出されて成膜される。こ
の基板５には図４（ａ）の縦断面図、図４（ｂ）の平面
図に示したように基板５の中心および両側にマスク材11
が取りつけられて成膜されるのであるが、本発明ではこ
のマスクの装着を確認するために、ここに非接触式の変
位形12が取りつけられる。

【００１１】この成膜はマニュピレーターの制御によっ
て行なわれるが、これは非接触式の変位計12の計測値を
演算処理回路13および成膜装置制御部14によってコント
ロールすることによって行なわれる。また、この非接触
式変位計12は図５に示されているように、これから光線
を発射してこの光線の反射光を捕らえ、変位形と基板お
よびマスクの距離を測定し、これを予め設定しておいた
数値と比較してこれが設定された範囲であれば基板とマ
スクが確実に装置されたものと判断するというものであ
る。

【００１２】なお、本発明においては上記したような薄
膜形成方法が使用されるので、これによれば一度に複数
枚の基板を断続的に大気中からロードロック室を通して
成膜室に搬入することができるし、この基板に成膜を行
なったのち同時に複数枚の基板を断続的に成膜室外に搬
出することができる。またこの場合真空室に持ち込まれ
る水分を最小限に抑えることができるし、この装置を小
型化することができるのでこの脱ガス時間を短縮するこ
とができ、したがって成型工程の時間短縮も可能とな
る。

【００１３】また、本発明によれば図１に示した薄膜形
成方法において基板を成膜室に搬入し、マスキングした
のち、この成膜室内に設置した非接触式変位計で基板の
装着情況および基板へのマスキングを確認したのち、こ
の基板をターゲット近傍に移動して基板への成膜を行な
い、成膜後にこれを外部に取り出せば薄膜形成を効率よ
く行なうことができるのであるが、この変位計で測定し
た値が設定された範囲以上である場合には基板装着また
は基板へのマスク装着が不良と判断されて搬送装置の駆
動部が停止すると共に、アラームが発生して運転者にト
ラブル発生を通知するので、基板を点検しその装置を修
正すればよい。

【００１４】

【実施例】つぎに本発明の実施例をあげる。 実施例 図１に示した薄膜形成装置において、被成膜基板５をま
ずプラスチック製カセットケース６に入れ、大気圧のロ
ード室２に搬入し、その後取り入口のゲートバルブを閉
じ、ロード室を成膜室と同程度の到達真空度（３×10^-7
Torr台）まで真空排気し、所定の到達真空度に達したら
成膜室へゲートバルブを開き、該カセットケース６を成
膜室１に搬入した。ついで、該カセットケース６より基
板を取り出し、成膜部へ基板を配置せしめるために設け
られたキャリアー８の基板ホルダー近傍へ移動させ、さ
らに、真空中でマスク11のハンドリングを行う為のマニ
ュピレーター10でマスクとホルダーで基板５を挟むよう
に基板ホルダーにセットした。

【００１５】そして、この動作が確実に行われた事を確
認するため、非接触式の変位計（レーザー式変位計キー
エンス社製ＬＢ−1100）12を用いて、変位計とマスクの
距離を 150mmに固定し、該変位計よりガラス窓とキャリ
アーと基板ホルダーに設けた穴を通し基板またはマスク
にレーザー光を照射したところ、レーザー光は基板背面
またはマスク背面により反射されて変位計受光部で検知
され、変位計と基板またはマスクとの距離が測定され
た。この値はあらかじめセットした距離と正常固定時の
読取値を計測しておき、この値に実験による誤差を考慮
し、許容範囲を設け設定値としたが、実験による読取り
の誤差について表１と図６に示した。

【００１６】該設定値と基板またはマスク装着時に計測
した値を演算処理回路で比較し、回路内のメモリーに設
定された許容値範囲内であればセット良好の信号を、セ
ット不良であれば不良の信号を成膜装置制御部に送るの
であるが、成膜装置制御部は演算処理回路よりの信号を
基にセット良好の信号の場合はキャリア駆動機構の動作
開始の信号を送り、セット不良であれば駆動機構は停止
の状態に保持し、マニュピレーターに対しマスクのハン
ドリング動作の再試行を行わせる。再度、該変位計での
測定を行い、正常値であれば成膜動作へ移行する。も
し、再試行後の測定値が異常値であれば装置稼動を停止
させ、アラームおよびブザーを吹鳴させ装置操作者への
異常と注意を促す。

【００１７】マスクが正常にセットしたことを確認した
のち、キャリアーをマニュピレーター部から成膜部に移
動させ、成膜室にアルゴンガスを導入し、成膜室のガス
圧を５mmTorrに保持し、さらに基板とターゲット間にグ
ロー放電を発生させて基板に薄膜を形成させる。成膜が
終了した基板はカセットケースの収納させたのち、予め
成膜室と同程度の到達真空度に真空排気されたアンロー
ド室へ移動させるためゲートバルブを開き、アンロード
室へ移動されるが、その後アンロード室の大気側のゲー
トバルブを閉じ、アンロード室よりカセットケースに収
納された基板を取り出す。成膜を終了した基板は、成膜
室へ搬入したケースと同様な形状のものに入れ、真空室
側のゲートバルブを開けて、あらかじめ成膜室と同様な
真空度に引かれたアンロード室へ搬出し、そののち、成
膜室側のゲートバルブを閉めて、大気側のゲートバルブ
を開けて、取り出せばよい。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【発明の効果】本発明は薄膜形成方法に関するものであ
り、これは前記したように非接触式の変位計を用いて、
真空に維持した装置内の基板と基板にマスキングを施す
ためのマスクの装置を確認することを特徴とするもので
あり、これによれば成膜室内における基板および基板と
マスクとの脱着を正確に、かつ連続的に行なうことがで
きるので、基板装着ミスによる基板の落下や、基板への
マスク装着ミスによる基板への薄膜形成ミスがなくなる
ので、装置の破損や薄膜生産の効率低下を未然に防止す
ることができるという有利性が与えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用される薄膜形成装置の真空室構成
の縦断面図を示したものである。

【図２】本発明で使用される薄膜形成装置の成膜装置の
縦断面図を示したものである。

【図３】本発明で使用される薄膜形成装置および計測部
の縦断面図要図を示したものである。

【図４】本発明における基板とマスクとの関係図で
（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその平面図を示したも
のである。

【図５】本発明で使用される非接触式変位計の成膜室内
配置の縦断面図を示したものである。

【図６】本発明の実施例で得られた変位計の読取精度を
示す読取値と設定値との関係グラフを示したものであ
る。

【図７】従来公知の薄膜形成装置の真空室構成の縦断面
図を示したものである。

【符号の説明】

１，21…成膜室、 ２，22…ロードロック室、
３，23…アンロード室、 ４，24…ゲートバルブ、５…
基板、 ６…パレットまたはケース、７…
成膜部、 ８，25…キャリア、９…キャリア
駆動機構、 10…マニュピレーター部、11…マスク、
12…非接触式変位形、13…演算処理回路、
14…成膜装置制御部、26…ホルダー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空中で平板状の基板上に薄膜蒸着を行な
   う薄膜形成方法において、非接触式の変位計を用いて、
   真空に維持した装置内の基板および基板にマスキングを
   施すためのマスクの装着を確認したのち、該基板上に薄
   膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。