JPWO2006025336A1 - 成膜装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで本発明は、基板が所定温度以上に上昇するのを抑えて効率よく連続して基板両面に良好なスパッタ成膜を行なうことができる成膜装置を提供することを目的とする。
さらに、請求項3記載の発明は、筒状回転体の円周方向に沿って複数の前記基板ホルダーを設けたことを特徴としている。
また、請求項4記載の発明は、成膜室内に、基板ホルダーに対して基板トレイの装着及び取外しを行なう基板装着・取外し手段を設けたことを特徴としている。
また、請求項5記載の発明は、基板ホルダーに磁石を有するとともに、基板トレイが磁性を有し、更に、基板装着・取外し手段に磁石よりも磁力が大きい電磁石を備え、基板トレイを基板ホルダーに装着するときは、電磁石への通電をOFFし、基板装着・取外し手段上に保持した基板トレイを基板ホルダー側に移動させて、磁性を有する前記基板トレイを磁石に近接させることで磁石による磁力で基板トレイを基板ホルダーに保持させ、基板ホルダーから基板トレイを取外すときは、基板装着・取外し手段を基板ホルダー近傍に移動させて、電磁石への通電をONし、磁石による磁力に抗して電磁石による磁力で基板トレイを基板ホルダーから引き離して、電磁石による磁力で基板トレイを基板装着・取外し手段上に保持することを特徴としている。
これにより、成膜期間と成膜されない期間が繰り返され、成膜されない期間で基板が冷却されるため、基板が所定温度以上に上昇するのを抑えて効率よく連続して基板片面だけでなく、基板両面に良好なスパッタ成膜を行なうことができる。
さらに、複数の基板を筒状回転体に設置して連続的に成膜できるため、通過成膜の場合よりも効率よく成膜することができる。
さらに本発明では基板トレイを磁力により固定することで回転していないときにも基板トレイが外れるのを防ぐことができるため、筒状回転体を段階的に回転させながら、筒状回転体に取り付けられた複数の基板トレイを順次交換することができる。
また本発明では基板トレイを固定する構造を簡易にすることができる。
さらに本発明は電磁石で取り外しすることで、基板装着・取外し手段での脱着が可能となる。
また、筒状回転体を、略水平の回転軸を中心に回転するように設置することは、基板トレイの搬送が水平になり、構造を簡易にすることができる。
図1は、本発明の実施形態に係る両面成膜を行なう成膜装置を上面側から見た概略断面図、図2は、図1のA−A線断面図、図3は、図1のB−B線断面図である。
本成膜装置1は、成膜室2と搬送室3と仕込取出し室4を備えており、成膜室2と搬送室3との間、及び搬送室3と仕込取出し室4との間には仕切弁5、6がそれぞれ設けられている。成膜室2内には、外周面が略円筒状の回転ドラム7がその軸線方向を水平にして回転自在に設置されている。回転ドラム7の一方の側面(搬送室3側)は開口しており、回転ドラム7の他方の側面(搬送室3と反対側)7aの中心には駆動モータ8が連結された駆動軸8aが接続されている。
回転ドラム7の内側には、その回転中心を挟んで対向するようにして水平方向に長方形状の内面用カソード14a、14bをそれぞれ取付けた円筒部材15が設置されており、内面用カソード14a、14bの外側の面には内面用ターゲット16a、16bがそれぞれ取付けられている。円筒部材15の一方の側面(搬送室3側)は成膜室2の内壁面に密着固定され、円筒部材15の他方の側面(搬送室3と反対側)は密閉されている。
円筒部材15の鉛直方向の上面には、図2、図4に示すように回転ドラム7の基板ホルダー10の位置に合わせて、基板トレイ13を昇降させるトレイ昇降部材19が伸縮自在な昇降軸21を介して設置されており、円筒部材15内に設けた昇降駆動部20の駆動により昇降軸21が伸縮することによってトレイ昇降部材19が昇降する。トレイ昇降部材19の上面には、回転ドラム7の上記永久磁石11a、11b、11cの位置に合わせて電磁石22a、22b、22cがそれぞれ設置されている。各電磁石22a、22b、22cの両端側には、その先端から少し突出するようにして絶縁部材からなる突起部材23a、23b、23cがそれぞれ設けられている。
回転ドラム7の上面が位置する成膜室2の搬送室3側の側面には、図2に示すように開口部2aが形成されており、この開口部2aの外側に仕切弁5を介して搬送室3が設置されている。また、搬送室3の成膜室2と反対側の側面には、開口部4aに設けた仕切弁6を介して仕込取出し室4が設置されている。仕込取出し室4内には、2枚の基板12を保持した複数の基板トレイ13を収納した棚24が設置されており、棚24は連結されているカセット昇降装置25の駆動によって上下動する。基板トレイ13は、2枚の基板12の端部側を保持し、各基板12の成膜される両面が露出するようにしている。また、基板トレイ13は、磁性材料(例えばSUS430)で形成されている。
搬送室3内には、先端に基板ハンド部26aを有する伸縮自在なアーム26が旋回可能に設けられており、アーム26は駆動部27に連結されている。基板ハンド部26aはアーム26の旋回動作により、成膜時に仕込取出し室4内の基板トレイ13を保持して成膜室2内のトレイ昇降部材19上に搬送するとともに、成膜後にトレイ昇降部材19上に載置された基板トレイ13を保持して仕込取出し室4内の棚24に搬出する。
先ず、成膜室2の仕切弁5と仕込取出し室4の仕切弁6をそれぞれ開けた状態で、各排気系(不図示)を作動させて成膜室2内、搬送室3内及び仕込取出し室4内をそれぞれ排気して所定の圧力に調整(減圧)する。そして、駆動部27を駆動してアーム26を旋回させるとともに伸ばして、仕込取出し室4内のカセット24に収納されている、未処理の基板12を保持している基板トレイ13の下に基板ハンド部26aを挿入した後、カセット昇降装置25の駆動によりカセット24を少し下降させて、基板ハンド部26a上に基板トレイ13を載置する。
そして、基板ハンド部26aとアーム26を搬送室3に移動させた後に、昇降駆動部20の駆動により昇降軸21を伸ばしてトレイ昇降部材19を上昇させ、基板トレイ13を回転ドラム7の基板ホルダー10に接触させる。これにより、図5に示すように、磁性材料で形成されている基板トレイ13が、永久磁石11a、11b、11cの磁力によって基板ホルダー10に吸着保持される。その後、トレイ昇降部材19を元の位置まで下降させる。
よって、回転ドラム7の各基板ホルダー10にそれぞれ吸着保持されている基板トレイ13上の基板12は、内面用ターゲット16a、16b及び外面用ターゲット18a、18bとの間に位置しているスパッタ成膜時にはプラズマ等によって加熱されて温度が上昇(例えば基板温度が150℃程度)するが、この位置以外のときには、上記のような加熱源(プラズマ等)に接していないので、各基板トレイ13上の基板12の温度上昇が抑制されることにより、基板冷却手段を用いることなく成膜時における各基板トレイ13上の基板12の温度を所定温度以上に上昇することが抑えられ、良好な成膜を効率よく連続して行なうことができる。
そして、図5の状態から昇降駆動部20の駆動により昇降軸21を伸ばしてトレイ昇降部材19を上昇させ、突起部材23a、23b、23cを、回転ドラム7の基板ホルダー10に吸着保持されている基板トレイ13に接触させる。この際、電磁石22a、22b、22cに通電して磁力を発生される。電磁石22a、22b、22cの磁力は、上記永久磁石11a、11b、11cの磁力よりも例えば2倍程度強い磁力である。
そして、仕切弁5、6を閉じた後、仕込取出し室4の扉28を開けて、大気圧状態にした仕込取出し室4から、両面にスパッタ成膜された2枚の基板12を保持している各基板トレイ13を取り出し、その後、未処理の基板をカセット24に格納する。
2 成膜室
3 搬送室
4 仕込取出し室
5、6 仕切弁基板
7 回転ドラム
10 基板ホルダー
11a、11b、11c 永久磁石
12 基板
13 基板トレイ
14a、14b 内面用カソード
16a、16b 内面用ターゲット
17a、17b 外面用カソード
18a、18b 外面用ターゲット
19 トレイ昇降部材
22a、22b、22c 電磁石
26 アーム
26a 基板ハンド部
Claims (13)
- 圧力調整自在な成膜室内に、回転自在に設置された円形又は多角形の筒状回転体と、前記筒状回転体を回転駆動する回転体駆動手段と、前記筒状回転体の外表面側と対向して設置した第1のスパッタ成膜手段と、前記筒状回転体の内表面側と対向して設置した第2のスパッタ成膜手段と、基板の縁部を保持して該基板の表面と裏面とが露出するようにして載置した基板トレイと、前記筒状回転体の周面に形成した開口に設けた、基板の表面と裏面とが露出するようにして前記基板トレイを着脱自在に保持する基板ホルダーと、を備え、
圧力調整された前記成膜室内で、前記回転体駆動手段の駆動により前記筒状回転体を回転させながら、前記第1のスパッタ成膜手段で前記基板ホルダーに保持された前記基板トレイ上の基板の表面に成膜を行なうとともに、前記第2のスパッタ成膜手段で前記基板ホルダーに保持された前記基板トレイ上の基板の裏面に成膜を行なう、
ことを特徴とする成膜装置。 - 前記筒状回転体は、その軸線方向が略水平となるようにして設置される、
ことを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。 - 前記筒状回転体の円周方向に沿って複数の前記基板ホルダーを設けた、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の成膜装置。 - 前記成膜室内に、前記基板ホルダーに対して前記基板トレイの装着及び取外しを行なう基板装着・取外し手段を設けた、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の成膜装置。 - 前記基板ホルダーに磁石を有するとともに、前記基板トレイが磁性を有し、更に、前記基板装着・取外し手段に前記磁石よりも磁力が大きい電磁石を備え、
前記基板トレイを前記基板ホルダーに装着するときは、前記電磁石への通電をOFFし、前記基板装着・取外し手段上に保持した前記基板トレイを前記基板ホルダー側に移動させて磁性を有する前記基板トレイを前記磁石に近接させることで前記磁石による磁力で前記基板トレイを前記基板ホルダーに保持させ、
前記基板ホルダーから前記基板トレイを取外すときは、前記基板装着・取外し手段を前記基板ホルダー近傍に移動させて、前記電磁石への通電をONし、前記磁石による磁力に抗して前記電磁石による磁力で前記基板トレイを前記基板ホルダーから引き離して、前記電磁石による磁力で前記基板トレイを前記基板装着・取外し手段上に保持する、
ことを特徴とする請求項4に記載の成膜装置。 - 前記第1のスパッタ成膜手段を、所定の間隔を設けて前記筒状回転体の外表面側と対向するようにして複数設置し、前記第2のスパッタ成膜手段を、所定の間隔を設けて前記筒状回転体の内表面側と対向するようにして複数設置した、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の成膜装置。 - 前記成膜室と仕切弁を介して設置した搬送室に、前記成膜室と前記搬送室が圧力調整された状態で前記基板トレイを、開いた前記仕切弁を通して前記搬送室から前記成膜室内の前記基板装着・取外し手段に搬送するとともに、前記成膜室内の前記基板装着・取外し手段から開いた前記仕切弁を通して前記搬送室に搬送する基板トレイ搬送手段を設けた、
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の成膜装置。 - 前記搬送室と仕切弁を介して、前記基板トレイを収納する棚を備えた仕込取出し室が設置されており、基板トレイ搬送手段により前記搬送室と前記仕込取出し室が圧力調整された状態で前記基板トレイを、開いた前記仕切弁を通して前記搬送室から前記仕込取出し室内の前記棚に搬送するとともに、前記棚に収納されている前記基板トレイを前記搬送室に搬送する、
ことを特徴とする請求項7に記載の成膜装置。 - 真空容器内で基板に膜を成膜する成膜装置であって、
回転自在に設置された円形又は多角形の筒状回転体と、
前記基板を保持し、前記筒状回転体の内面に脱着可能に固定された基板トレイと、
前記筒状回転体の外周面に対向して設置される成膜手段を有し、
前記筒状回転体は、少なくとも前記基板の成膜範囲に対応する部分に開口し、前記筒状回転体を回転させながら前記基板に成膜を行う成膜装置。 - 真空容器内で基板に膜を成膜する成膜装置であって、
回転自在に設置された円形又は多角形の筒状回転体と、
前記基板を保持し、前記筒状回転体の内面に脱着可能に固定される基板トレイと、
前記筒状回転体の内周面に対向して設置される成膜手段を有し、
前記筒状回転体を回転させながら前記基板に成膜を行う成膜装置。 - 前記筒状回転体若しくは前記基板トレイは磁石を有し、前記筒状回転体内面への前記基板トレイの固定は磁力により行われることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の成膜装置。
- 前記基板トレイを前記筒状回転体の内側に移送する基板装着・取外し手段を有し、前記基板装着・取外し手段は、前記磁石より磁力が大きい電磁石を備え、
前記基板トレイを前記筒状回転体内面に保持させるとき前記電磁石への通電をOFFし、前記基板トレイを前記筒状回転内面から外し、前記基板装着・取外し手段で保持するときは前記電磁石への通電をONすることを特徴とする請求項11に記載の成膜装置。 - 前記筒状回転体は、略水平の回転軸を中心に回転することを特徴とする請求項9〜12に記載の成膜装置。
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