JPH0798992B2 - 真空槽内における基板の固定および解除方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、真空槽内において処理される基板の固定およ
び解除方法に関する。

従来の技術 近年、真空蒸着、スパッタリング、ドライエッチング、
真空乾燥など種々の分野で、真空下に基板を処理するこ
とが行なわれている。これら真空技術においては、一般
に真空槽内に処理すべき基板を入れ、真空槽内を所望の
圧力（真空度）まで排気したのち、加熱、基板上への薄
膜の形成等の処理を行ない、ついで、真空槽をリークし
て大気に戻したのち、処理済みの基板を真空槽外に取り
出している。

近年、基板の基板ホルダへの装着、あるいは基板ホルダ
の真空装置内への搬入、装着、搬出等に際して、ロボッ
トが使用されるようになっている。この場合、基板や基
板ホルダの装着精度を粗く設定する方が、ロボットの設
計や動作は容易である。しかし、例えば基板の基板ホル
ダへの装着精度が悪いと、基板ホルダ内で基板が“がた
つき”、蒸着に際しての基板の回転時に、基板が基板ホ
ルダから外れて落下するという問題があった。

さらに、レンズ等の光学部品を中心として、両面真空蒸
着装置が使用されるようになってきた。これは、基板の
表面に真空蒸着により薄膜を形成したのち、真空を破る
ことなく、真空槽内で基板を反転させ、引き続き基板の
裏面に真空蒸着するものである。このような両面真空蒸
着装置にあっては、真空槽内での基板の反転時に基板が
落下しないように、基板を基板ホルダに固定して真空装
置内に装着することが必要となる。しかし、この固定操
作は自動化しにくく、作業性の点で問題があった。

発明が解決しようとする課題 本発明は、真空槽内において処理される基板を基本ホル
ダに固定したり、固定を解除したりする際に利用できる
簡便な基板の固定および解除方法を提供するものであ
る。

発明の構成 本発明の真空槽内における基板の固定および解除方法
は、真空槽における処理の段階に応じて真空槽内の圧力
が変化する際に、真空槽内で処理される基板を、開口部
を具備し真空槽内に配設された基板ホルダに固定支持し
或いはこの固定支持を解除する方法であって、形状変形
が可能な密閉室を有し、この密閉室内に所定圧力で気体
が封入された駆動固定部材を、真空槽内の基板ホルダの
開口部の近傍に配置せしめ、真空槽内の圧力の減少によ
って密閉室を膨張せしめて、駆動固定部材により、基板
ホルダの開口部に臨ませて基板ホルダ上に載置された前
記基板に押圧力を与えて基板を基板ホルダに固定支持
し、一方、処理終了後に真空槽内の圧力を増加せしめて
密閉室を収縮せしめ、駆動固定部材による前記の押圧力
を解放して基板ホルダへの基板の固定支持を解除するこ
とを特徴とする。

実施例 第１図は、本発明の実施例を説明するための模式図であ
り、両面真空蒸着装置を示している。

真空槽11内には、基板を搭載した基板ホルダ21が後述す
るように配置されている。真空排気系（図示せず）によ
り、真空槽11内を所定の真空度まで排気したのち、基板
に形成される薄膜の膜厚分布を取るべく基板ホルダ21を
図中の矢印Ｒ方向へすなわち、蒸発源13と基板ホルダ21
との位置関係を高さ方向とした場合に水平方向に回転さ
せながら、蒸発源13から蒸着材料が蒸着せしめて基板の
表面上に薄膜を形成する。この薄膜形成後、基板ホルダ
21を反転して基板の裏面を蒸発源13に向け、同様にして
基板の裏面上に薄膜を形成して両面蒸着を終了する。

第２図は、基板ホルダ21を示す斜視図である。基板ホル
ダ21は全体として扇形をしており、この複数個の円周上
に配置される。片方の基板面の蒸着終了後に、反転軸23
を中心として図中矢印で示したように反転される。基板
ホルダ21には複数の開口部25が設けられており、この部
分に基板がその面を蒸発源13に向けるようにして固定さ
れる。なお、開口部25の周縁には基板の固定機構が設け
られているが、第２図では煩雑を避ける意味から、この
図示を省略してある。

第３図は、基板51の固定時における基板ホルダ21の開口
部25の近傍を示す平面図、第４図はその線Ａ−Ｂ−Ｃに
沿った断面図であり、基板の固定機構を示している。ま
た、第５図は、第４図のベロー37の近傍を示す一部拡大
断面図である。

基板ホルダ21の開口部25の周辺には、外周を三等分する
位置に基準突起27,27がネジ29により固定されており、
また、駆動固定部材31が設けられている。駆動固定部材
31は、ネジ33により基板ホルダ21に固定された固定片3
5、一端側がガイド部材41を介して固定片35に固着され
たベロー37、ベロー37の他端側に固着された押圧片39、
およびベロー37を囲繞するように配設されたガイド部材
41とから構成されている。なお第３図では、ベロー37の
全体形状を図示すべく、囲繞するガイド部材41の上面側
を切り欠いて示してある。ベロー37は、側壁に蛇腹構造
をする略円筒状の密閉室でり、中に所定圧力の気体が封
入されている。真空槽11内が排気され、ベロー37内の圧
力が真空槽11内の圧力に比べて高くなってくると、この
圧力差によりベロー37の蛇腹構造が伸び、押圧片39は第
３図で右方に向かって前進する。逆に、真空槽11のリー
クにより、ベロー37内の圧力が真空槽11内の圧力に比べ
て低下してくると、ベロー37の蛇腹構造が縮み、押圧片
39が後退する。このとき、ガイド部材41によりベロー37
の伸縮方向が確実に規制され、押圧片39は直線方向に前
後動する。

第３図〜第５図は、真空槽11内が高真空度に排気され、
ベロ37が伸長し、押圧片39が前進し、基板51が２つの基
準突起27,27と押圧片39との間に挟まれている状態を示
している。基板51は、リング状の枠体53にフィルム55が
張設されている。基板51は、２つの基準突起27,27と押
圧片39とにより基板ホルダ21上で固定されているので、
“がたつかず”、また、第２図で説明したように基板ホ
ルダ21を反転させても基板ホルダ21から基板51が落ちる
ことがない。

基板ホルダ21の真空槽11内への搬入前にあっては、大気
圧により、ベロー37が第3,4図で示した状態よりも縮ん
でいる。この状態を示すのが第６図であり、２つの基準
突起27,27と押圧片39との距離は基板の大きさに対して
ある程度の余裕Ｌをもって開いている。そこで、基板ホ
ルダ21上に基板51を載置する場合に、載置位置にある程
度の誤差があっても、基板51を２つの基準突起27,27と
押圧片39との間に置くことができる。したがって、基板
51を基板ホルダ21にセットする作業性が向上し、自動化
・ロボット化への対応も容易となる。

基板51を基板ホルダ21にセットしたのち、基板ホルダ21
を真空槽11内に装着し、真空槽11内を排気する。真空槽
11内が排気されるにつれて、ベロー37の内側と外側との
圧力差に変化が生じ、ベロー37が伸長し、押圧片39が前
進し、押圧片39により基板51が２つの基準突起27,27に
押しけられて固定される。ベロー37の蛇腹構造は一種の
バネ体として働くので、基板51に過度の力を掛けること
なく、基板51をしっかりと固定できる。この状態で基板
ホルダ21を回転して真空蒸着により基板51のフィルム55
の片面に薄膜を形成する。ついで、基板ホルダ21を反転
したのち、同様に基板ホルダ21を回転しながら基板51の
フィルム55の裏面に薄膜を形成する。次に、再び基板ホ
ルダ21を反転させて元の状態に戻したのち、真空槽11内
を大気にリークして、基板51を真空槽外部に取り出す。
大気にリークされた際は、ベロー37が縮み、基板51は固
定状態を解かれているので、基板51が容易に回収できる 真空槽11内の圧力の変化により、駆動固定部材31が自動
的に作動し、基板51の固定およびこの解除を行なうの
で、操作が極めて容易であり、基板51が取り付けられる
基板ホルダ21の各開口部25に本発明の駆動固定部材31を
設けるだけで、この駆動固定部材31が個々に自動的に作
動する。なお、基板51の形状は特に制限がなく、例え
ば、光学フィルタ、レンズなどの円盤状のガラス基板な
ど、いずれの形状、材質でもよい。

ベロー37内の圧力は、真空槽11内の到達真空度を勘案し
て適宜設定すればよく、ほぼ常圧（大気圧）としてもよ
い。ベロー37内に封入する気体の種類は特に問わない
が、大気中の存在量が少ない気体、例えば、アルゴン、
ヘリウム等の希ガスが好ましい。ベロー37が損傷して封
入ガスがリークした際に、真空槽11内の希ガス量を検知
することにより、ベロー37の損傷、リークを確認するこ
とができる。

以上の説明では、両面真空蒸着装置における基板の固定
機構に本発明を応用する場合を示したが、本発明はこれ
に限定されず、一般の片面蒸着装置、スパッタリング装
置等の薄膜形成装置あるいは連続型の薄膜形成装置にお
ける基板の固定機構などに応用できる。

また、前述の実施例では、ベロー（密閉室）の膨張運動
をそのまま基板に伝達したが、中間にリンク機構を介し
て運動の方向や態様を変化させることもできる。

発明の効果 本発明によれば、形状変形が可能な密閉室を有する駆動
固定部材を真空槽内に配置せしめ、真空槽内の圧力と密
閉室内の圧力との圧力差によって密閉室の形状を変化せ
しめ、この形状変化により真空槽内の基板を固定支持
し、あるいはこの固定支持を解除することにより、真空
槽内の基板、例えば、薄膜形成装置における基板の基板
ホルダへの固定およびその解除を簡単に行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、真空蒸着装置を示す模式図である。 第２図は、基板ホルダを示す斜視図である。 第３図は基板ホルダにおける基板の固定状態を示す部分
平面図、第４図はその線Ａ−Ｂ−Ｃに沿った断面図、第
５図は第４図のベロー37付近の一部拡大断面図である。 第６図は、基板の非固定時における第５図に相当する一
部拡大断面図である。 11……真空槽、13……蒸発源 21……基板ホルダ、23……反転軸 25……開口部、27……基準突起 29……ネジ、31……駆動固定部材 33……ネジ、35……固定片 37……ベロー、39……押圧片 41……ガイド部材、51……基板 53……枠体、55……フィルム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空槽における処理の段階に応じて真空槽
   内の圧力が変化する際に、真空槽内で処理される基板
   を、開口部を具備し真空槽内に配設された基板ホルダに
   固定支持し或いはこの固定支持を解除する方法であっ
   て、形状変形が可能な密閉室を有し、この密閉室内に所
   定圧力で気体が封入された駆動固定部材を、真空槽内の
   基板ホルダの開口部の近傍に配置せしめ、真空槽内の圧
   力の減少によって密閉室を膨張せしめて、駆動固定部材
   により、基板ホルダの開口部に臨ませて基板ホルダ上に
   載置された前記基板に押圧力を与えて基板を基板ホルダ
   に固定支持し、一方、処理終了後に真空槽内の圧力を増
   加せしめて密閉室を収縮せしめ、駆動固定部材による前
   記の押圧力を解放して基板ホルダへの基板の固定支持を
   解除することを特徴とする、真空槽内における基板の固
   定および解除方法。
2. 【請求項２】前記密閉室が、側壁に蛇腹構造を有する筒
   状体である請求項１記載の基板の固定および解除方法。
3. 【請求項３】前記密閉室の膨張により前記基板を基準面
   に押し付けて固定する請求項１または２に記載の基板の
   固定および解除方法。
4. 【請求項４】前記密閉室内に、希ガスが封入されている
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板の固定および
   解除方法。