KR100697165B1 - 원판형 기판용 성막 장치에 대한 기판의 교환 방법, 상기방법에 이용되는 기판 교환 기구 및 기판 홀더 및 상기방법을 이용한 디스크형 기록 매체의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대기 중에 있어서 중앙 구멍이 존재하지 않는 원판형 기판 등을 보유 지지하고, 또한 스패터링 장치에 대해 쉽게 이동 탑재 가능하게 하는 기판의 교환 방법에 관한 것이다. 본 발명에 있어서, 원판형 기판의 양면 중앙부에 돌기부를 설치하고 또한 상기 기판은 그 외주단부와 중앙부를 덮는 외부 마스크 및 내부 마스크와 일체화하여 반송 등이 이루어진다. 교환 기구에 있어서는 자력에 의한 내부 마스크 및 외부 마스크의 보유 지지를 행하는 것으로 하고, 기판이 교환되는 기판 홀더에 있어서도 자력에 의한 내부 마스크 및 외부 마스크의 보유 지지가 동시에 행해져 교환시에 있어서는 교환 기구측의 자력 저감이 이루어진다.

스패터링 장치, 원판형 기판, 기판 홀더, 디스크형 기록 매체

Description

원판형 기판용 성막 장치에 대한 기판의 교환 방법, 상기 방법에 이용되는 기판 교환 기구 및 기판 홀더 및 상기 방법을 이용한 디스크형 기록 매체의 제조 방법 {METHOD OF DELIVERING SUBSTRATE TO FILM FORMING DEVICE FOR DISK-LIKE SUBSTRATE, MECHANISM FOR DELIVERING SUBSTRATE USED FOR THE METHOD, SUBSTRATE HOLDER, AND METHOD OF MANUFACTURING DISK-LIKE RECORDING MEDIUM USING THE METHOD}

본 발명은, 원판형의 기판에 대해 박막을 형성하는 박막 형성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 장치를 이용하여 박막 형성을 행할 때에 상기 장치에 대해 상기 장치에 있어서 이용되는 원판형 기판의 교환을 행하는 방법, 상기 방법에 이용되는 기구에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 기구와 함께 이용되는 소위 기판 홀더 및 상기 기구를 이용하여 소위 광디스크 등의 디스크형의 기록 매체를 제조하는 디스크형 기록 매체의 제조 방법에도 관한 것이다.

원판형의 기판에 대해 각종 박막을 형성하여 제조되는 기록 매체, 특히 디스크형의 형상을 갖는 것으로 하고, 예를 들어 CD, CD-R, CD-RW 등의 CD계 디스크, 혹은 DVD-ROM, DVD-R 등의 DVD계 디스크 등의 광디스크, 혹은 MO, MD 등의 광자기 디스크 등 다양한 디스크가 존재한다. 이들 디스크는, 예를 들어 폴리카보네이트 등의 소재로 이루어지는 기판에 대해 스패터링법, 스핀 코팅법 등의 다양한 방법을 이용하여 박막을 적층함으로써 제조되어 있다.

일반적으로, 이들 디스크의 소재가 되는 기판에는 실제로 상기 디스크를 기록 매체로서 이용할 때에 디스크 핸들링에 이용하기 위해, 그 공급시에 있어서, 이미 중앙부에 관통 구멍이 형성되어 있다. 이후의 박막 형성 공정에서는, 통상 이 중앙 구멍을 이용하여 성막 장치 등에의 반입 및 반출 및 성막 장치 등에 있어서의 기판의 위치 결정 등의 핸들링이 행해진다. 그러나, 이 중앙 구멍의 존재는 성막시에 있어서, 예를 들어 기판 상에 있어서의 박막의 막두께 혹은 막질의 분포를 저하시킬 우려가 있다. 이로 인해, 일반적으로는 중앙 구멍에 대해 캡 등을 덮어 그 존재가 성막 공정에 부여하는 영향을 최대한 작게 한 상태에서의 성막이 행해진다.

예를 들어, DVD계의 디스크 제조시에 있어서는 스핀 코팅법을 이용하여 자외선 경화 수지로 이루어지는 박막이 그 구성막의 하나로서 형성된다. 구체적으로는, 우선 회전 가능한 테이블 상에 그 중심과 테이블의 회전 중심을 일치시키도록 기판이 탑재된다. 이로 인해, 중앙 구멍을 관통하는 회전축을 이용하거나, 혹은 테이블의 회전 중심에 대해 동심형으로 고정되는 캡을 디스크의 중심 구멍에 배치하는 등의 조작에 의해 기판의 테이블에 대한 위치 결정과 고정이 이루어진다.

다음에, 회전 중의 디스크에 대해 중심 구멍 근방 혹은 캡단부로부터 디스크 외주를 향해 연속적으로 수지의 적하가 이루어진다. 적하된 수지는 디스크의 회전에 수반하는 원심력에 의해 확산되고, 그 결과 기판 표면 상에 수지 박막의 형성이 행해진다. 또한, 박막이 된 수지는 그 후 자외선의 조사 등의 공정을 경유하여 안 정된 막구조가 된다.

이 경우, 회전 중심으로부터 떨어진 위치에 수지의 적하를 행할 수밖에 없으므로, 이 것에 기인한 막두께의 분포가 생기고 있었다. 그러나, 현재 일반적으로 기록의 판독 등에 이용되고 있는 적색 레이저광은 비교적 파장이 길기 때문에 이 분포는 허용할 수 있는 범위의 것이었다. 또한, 금후, 광디스크의 기록 밀도를 보다 높이기 위해 파장이 짧은, 예를 들어 청색 레이저광을 이용한 경우에는 보다 균일성이 높은 박막을 얻는 것이 필요해진다.

본 출원인은 이상의 과제를 해결하는 수단으로서, 즉 상기 스핀 코팅법을 이용하는 공정에 있어서 막두께 분포를 보다 개선하는 방법으로서 중앙부에 구멍을 마련하지 않은 기판을 이용한 제조 공정을 제안하고 있다. 상기 제조 공정에 있어서는 각종 박막을 기판 상에 형성한 후, 그 중앙부에 관통 구멍이 형성된다.

예를 들어, 반사막 등에 이용되는 금속 박막 등은 스패터링법을 이용하여 형성된다. 상기 방법에 있어서는, 원판형 기판은 진공 용기 중에서 타겟 정면에 고정, 보유 지지된다. 일반적으로는 이 타겟에 대해 일정 전압이 부여되고, 이에 의해 타겟과 기판 사이에 방전이 발생하여 플라즈마가 생긴다. 상기 플라즈마 중의 이온에 의해 타겟 표면의 타겟 구성 원소가 스패터되고, 이 스패터 입자가 기판 표면에 부착함으로써 막형성이 행해진다.

이 스패터링법에 의해 금속 박막을 형성하는 경우, 플라즈마로부터의 복사열 혹은 기판으로 입사하는 이온 등의 에너지에 의해 기판의 온도 상승이 생겨 버린다. 이 온도 상승에 의해 기판에는 열팽창 혹은 열변형이 생긴다. 성막시에 있어 서의 기판은 그 외주부에 소위 외부 마스크에 의해 대략 고정되어 있다. 이로 인해, 이 열팽창 등이 이 외부 마스크에 의해 규제되어 기판 중앙에 있어서 가장 변형량이 커지는 휨이 생길 가능성이 있다.

통상, 기판은 그 이면에 있어서 기판 홀더와 밀착하고 있고, 이 기판 홀더를 거쳐서 어느 정도의 열량이 방출되므로, 열의 큰 축적은 생기지 않아, 이와 같은 휨이 문제가 될 우려는 작다. 그러나, 성막 조건에 따라서는 이 열량 방출에 상관없이 휨에 의해 기판 중앙부가 기판을 보유 지지하는 기판 홀더로부터 떨어져 열의 전달 대상이며 홀더와 떨어지는 것도 고려된다. 이 경우, 열방출의 양이 감소되므로, 기판 온도는 더욱 상승하여 기판의 변형량을 증가시킨다.

대책의 하나로서, 기판에 있어서 가장 변형될 가능이 큰 중앙 부분을 기판 홀더에 대해 강제적으로 압박하는 기구를 설치하는 것이 고려된다. 이 방법은, 중앙부에 관통 구멍을 갖는 종래의 기판을 이용하는 경우에는 중앙부를 덮는 소위 내부 마스크를 이용함으로써 비교적 쉽게 실시하는 것이 가능했다.

본 발명자는 스핀 코팅법에 의해 형성되는 박막의 막두께의 균일성 개선을 목적으로 하여 중앙에 관통 구멍을 갖지 않는 기판 대상으로 한 스패터링 장치 내에 있어서의 새로운 기판의 처킹 방법을 안출하여 제안하고 있다. 또한, 일련의 성막 공정을 자동화하기 위해, 이 기판에다가 기판 및 그 외주부를 덮는 외부 마스크도 포함한 이송 등을 확실하게 행할 수 있는 기판 반송 기구 등에 대해서도 제안하고 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 이들 기구를 이용하여 스패터링 장치에서 성막 공정을 행하는 경우, 기판 중앙부가 휘어지는 문제가 생길 가능성이 있고, 장 래적으로 이 문제의 대책을 강구할 필요가 있다고 생각된다.

본 발명에 관한 기판의 교환 방법은 상술한 요청에 착안하여 이루어진 것으로, 기판의 반송시에 상기 외부 마스크 등 및 기판의 상대적 관계에 대해서도 확실한 유지를 가능하게 하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명은 상기 교환 방법을 구현화한 스패터링 장치 등의 박막 형성 장치에 있어서의 기판의 교환 기구 및 상기 장치를 이용한 디스크형 기록 매체의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 기판의 교환 방법은 이면 중앙에 돌기부를 갖는 원판형의 기판을, 기판의 표면 중앙부를 덮기 위한 자성을 가진 내부 마스크 및 기판의 표면 외주부를 덮기 위한 자성을 가진 외부 마스크와 함께 기판 홀더로 교환하는 방법이며, 미리 반송 아암에 있어서의 마스크 보유 지지면 상의 소정 위치에 있어서, 내부 마스크 및 외부 마스크에 대해 자력을 미침으로써 내부 마스크 및 외부 마스크의 표면을 고정, 보유 지지하는 동시에 마스크 보유 지지면 상에 보유 지지된 내부 마스크 및 외부 마스크에 대해 기판을 적재하고, 내부 마스크 및 외부 마스크 및 기판을 보유 지지한 반송 아암에 있어서의 마스크 보유 지지면에 기판 홀더를 대향시켜 기판의 이면 중앙의 돌기부를 기판 홀더 중앙에 마련된 오목부에 삽입하면 대략 동시에 기판 홀더 내에 설치된 마그네트에 의해 내부 마스크 및 외부 마스크에 대해 자력을 미쳐 반송 아암으로부터 내부 마스크 및 외부 마스크로 미치는 자력의 저감을 행하고, 기판 홀더로부터 미치는 자력에 의해 홀더에 대해 내부 마스크 및 외부 마스크의 이면을 고정, 보유 지지하고, 이에 의 해 기판을 기판 홀더로 교환하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상술한 교환 방법에 있어서는, 기판은 외부 마스크에 마련된 마스크 내 기판 고정 수단에 의해 외부 마스크에 대해 고정되어 있고, 기판의 교환은 기판과 외부 마스크가 일체로서 행해지는 것이 바람직하다. 또한, 기판 홀더 내에 설치된 마그네트는 기판 홀더의 대략 중앙부 부분 및 그 주위이며 외부 마스크에 대략 대응하여 위치하는 부분에 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 기판 홀더는 이면 중앙부에 돌기를 갖는 대략 원판형 기판의 표면에 막형성을 행할 때에 기판, 기판의 표면 외주부를 덮는 외부 마스크 및 기판의 표면 중앙부를 덮는 내부 마스크를 보유 지지하는 기판 홀더이며, 기판의 이면에 따르는 대략 환형의 기판 받침부와, 기판 받침면의 중심 부분에 마련된 대략 원통 형상의 오목부와, 오목부에 수용된 내부 마스크 고정용 마그네트와, 기판 받침면의 주위에 설치된 상기 기판 받침면보다 오목하게 들어간 외부 마스크 받침면을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상술한 기판 홀더에 있어서는, 내부 마스크 고정용 마그네트는 기판 이면의 돌기를 수용하는 구멍 직경을 갖는 대략 원통 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 내부 마스크 고정용 마그네트는 탄성체를 거쳐서 상기 오목부의 임의의 부분에 고정되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 기판 교환 기구는 이면 중앙부에 돌기부를 갖는 대략 원판 형상의 기판과 함께 기판의 외주부를 덮는 외부 마스크 및 기판의 중앙부를 덮는 내부 마스크를 보유 지지하여 기판, 내부 마스크 및 외부 마스크를 다른 기판 보유 지지 기구로 이동 탑재하는 기판 교환 기구이며, 내부 마스크를 지지하는 내부 마스크 받침면과, 내부 마스크 받침면 하부에 배치되어 내부 마스크 받침면에 대해 접근 및 이격이 가능한 내부 마스크용 마그네트와, 외부 마스크를 지지하는 외부 마스크용 받침면과, 외부 마스크 받침면 하부에 배치되어 외부 마스크 받침면에 대해 접근 및 이격이 가능한 내부 마스크용 마그네트를 갖고, 내부 마스크용 마그네트 및 외부 마스크용 마그네트가 발하는 자력에 의해 내부 마스크 및 외부 마스크를 각각 소정 위치에 고정, 보유 지지하고, 이에 의해 기판을 소정 위치에 보유 지지하여 내부 마스크용 마그네트 및 외부 마스크용 마그네트를 내부 마스크용 받침면 및 외부 마스크용 받침면 각각으로부터 이격시킴으로써 내부 마스크 및 외부 마스크의 이동을 가능하게 하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상술한 기판 교환 기구에 있어서는, 내부 마스크 받침면 및 외부 마스크 받침면은 동일 평면 내에 존재하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 제조 방법은 디스크형 기록 매체의 제조 방법이며, 대략 디스크형의 기판을 이용하여 기판 반송용 아암에 있어서의 마스크 보유 지지면에 대해 자력에 의해 기판의 표면 중앙부를 덮는 내부 마스크와 기판의 외주부를 덮는 외부 마스크의 표면을 각각 고정, 보유 지지하는 동시에 내부 마스크 및 외부 마스크의 이면에 있어서 기판 표면의 소정 부위를 지지하여 내부 및 외부 마스크 및 기판을 보유 지지한 반송 아암에 있어서의 상기 마스크 보유 지지면에 기판 홀더를 대향시키고, 기판 홀더로부터 내부 마스크 및 외부 마스크에 대해 자력을 미치고, 반송 아암으로부터 상기 내부 마스크 및 외부 마 스크에 미치는 자력의 저감을 행하여 기판 홀더로부터 발하는 자력에 의해 기판 홀더에 대해 마스크 이면을 고정, 보유 지지하고, 이에 의해 내부 및 외부 마스크와 기판 홀더에 의해 기판을 협지하여 기판 및 내부 및 외부 마스크를 보유 지지한 기판 홀더를 박막 형성 장치에 있어서의 박막 형성 위치로 반송하여 기판 상에 박막을 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상술한 제조 방법에 있어서는 기판과, 기판에 있어서의 성막면의 외주단부를 덮는 마스크를 마스크에 마련된 마스크 내 기판 고정 수단에 의해 일체화하여 반송 아암으로부터 박막 형성 장치까지의 이송이 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 기판은 그 이면에 돌기부를 갖고, 기판 홀더에는 돌기부를 수용하는 수용 구멍이 마련되어 있는 것이 바람직하다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 기판의 교환 기구에 관한 것으로, 기판 및 마스크를 보유 지지한 기판 홀더의 단면에 있어서의 개략 구성을 도시하는 도면이다.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 관한 기판의 교환 기구로, 대기 중 반송 아암의 단면에 있어서의 개략 구성을 도시하는 도면이다.

도3은 본 발명에 관한 기판의 교환 방법을 나타내는 도면이다.

도4는 본 발명에 관한 기판의 교환 방법을 나타내는 도면이다.

도5는 본 발명에 관한 기판의 교환 방법을 나타내는 도면이다.

도6은 본 발명에 관한 기판의 교환 방법을 나타내는 도면이다.

도7은 본 발명의 제2 실시예에 관한 기판 및 마스크를 보유 지지한 기판 홀더의 단면에 있어서의 개략 구성을 도시하는 도면이다.

(제1 실시 형태)

본 발명에 있어서의 제1 실시 형태에 관한 기판 홀더 및 기반의 교환 기구 등에 대해 이하에 상세하게 서술한다. 상기 교환 기구에 의해 기판과 함께 보유 지지 가능하고 또한 스패터링 장치 등에 있어서 성막 중에 실제로 기판을 보유 지지하는 기판 홀더 및 상기 홀더에 의해 보유 지지된 기판, 외부 마스크 및 내부 마스크의 대략 단면도를 도1에 도시한다. 또한, 기판을 보유 지지한 기판 홀더와 대략 정면으로 마주 대하여 상기 기판 홀더와의 사이에서 기판 및 마스크의 교환을 행하는 기판 교환 기구를 갖는 대기측 반송 아암의 대략 단면도를 도2에 도시한다. 또한, 이들 구성에 의해 기판의 교환이 행해지는 상태의 각 대략 단면도를 도3 내지 도6에 각각 도시한다.

본 발명에 있어서 이용되는 기판(10)은 대략 원판형의 형상으로 이루어지고, 성막면의 중앙부에 제1 돌기부(9)가, 또한 성막면의 이면 중앙부에 제2 돌기부(11)가 형성되어 있다. 상기 돌기부는 기판 중심과 그 축심이 일치한 대략 원주 형상을 갖고 있다. 스패터링 장치에 있어서의 도시되지 않은 진공측 반송 아암 등에 의해 보유 지지되는 기판 홀더(21)는 기판 이면에 대응하는 대략 환형의 기판 받침부(22), 그 외주에 배치되어 기판 받침부보다 오목하게 들어간 배치로 된 외부 마스크 받침부(26) 및 내부 마스크 고정용 마그네트(24)를 수용하기 위해 기판 홀더 중앙부에 마련된 오목부(23)로 구성된다.

내부 마스크 고정용 마그네트(24)는 기판 이면측에 개구(24a)를 갖고, 또한 그 반대측에 바닥부(24b)를 갖는 원통 형상으로 이루어진다. 상기 마그네트(24)는 이 개구(24a)에 대해 기판 이면의 제2 돌기부(11)가 삽입되도록 상기 개구(24a)단부를 기판 이면측을 향해 배치된다. 또한, 상기 마그네트(24)는 그 타단부인 바닥면(24b)에 도시되지 않은 나사 구멍 등이 마련되어 있고, 이 나사 구멍 등을 이용하여 기판 홀더(21)의 오목부(23)의 바닥면에 고정되어 있다. 또한, 이 구조는 내부 마스크 고정용 마그네트(24)를 충분한 강도와 정밀도로 상기 오목부(23) 바닥면에 고정하기 위한 것이고, 이것이 가능하면, 단순히 원통형의 마그네트를 접착제 등에 의해 오목부 바닥면에 접착하는 구성으로 해도 좋다.

내부 마스크(18)는 단부에 근접함에 따라서 기판(10) 표면과 밀착하는 면으로부터의 높이가 줄어드는 대략 원판 형상을 갖고 있고, 기판(10)과의 밀착면의 중앙에 있어서 기판 표면의 제1 돌기부(9)를 수용하는 수용 오목부(19)가 마련되어 있다. 상기 수용 오목부(19)에 제1 돌기부(9)가 끼워 넣어짐으로써 기판(10)과 내부 마스크의 위치 맞춤이 행해진다. 내부 마스크(18)는 자성체로 구성되어 있고, 기판(10) 이면에 배치된 내부 마스크 고정용 마그네트(24)의 자력에 의해 기판(10)을 상기 마그네트(24)에 대해 압박하도록 하여 기판 표면에 밀착한다. 이에 의해, 스패터링 중에 기판(10)에 열팽창이 생기는 상황이라도 기판 중앙은 기판 홀더(21)측으로 압박되므로, 기판(10)에 있어서의 휨의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 도1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는 기판(10)과 내부 마스크 고정용 마그네트(24)의 상대적인 위치 관계를 일정하게 하기 위해 기판 이면에 있어서의 제2 돌기부(9)의 주위에 내부 마스크 고정용 마그네트(24)의 기판측단부가 끼워 넣어지는 환형 홈(12)이 마련되어 있다. 즉, 내부 마스크 고정용 마그네트(24)의 높이 및 오목부(23)의 깊이는 내부 마스크 고정용 마그네트(24)의 기판측단부가 이 환형 홈(12)에 끼워 넣어지도록 조절되어 있다.

또한, 이와 같은 구성으로 함으로써 기판 중앙의 두께가 감소되어 내부 마스크 고정용 마그네트(24)가 내부 마스크에 미치는 자력을 보다 강한 것으로 하고, 또한 기판(10)이 열변형되는 경우의 중앙부에서의 변형력을 작은 것으로 하는 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 내부 마스크(18) 및 내부 마스크 고정용 마그네트(24)에 의해 기판 중앙부의 휨의 발생을 확실하게 억제할 수 있는 것이면, 이 환형 홈(12)은 특별히 마련하지 않아도 좋다.

외부 마스크(15)는 기판 외경보다 큰 내경을 갖는 링형의 외부 마스크 본체(17)와, 그 한 쪽 단부면으로부터 내주측으로 돌출된 기판(10)의 외주단부를 덮기 위한 외부 마스크 플랜지부(16)를 갖고 있다. 또한, 외부 마스크 본체(17) 내부에는 기판(10)을 외부 마스크 플랜지부(16)에 의해 협지하고, 외부 마스크(15)에 대해 기판을 보유 지지, 고정하기 위한 기판 보유 지지 수단으로서 마스크 내 볼 플랜저(27)가 링 내주면을 향해 배치되어 있다.

상기 외부 마스크 플랜지부(16)는 이를 지지하는 외부 마스크 본체(17)와 기판(10)이 스패터링에 의한 성막시에 이상 방전을 일으키지 않는 충분한 간격을 두는 폭인 것을 필요로 한다. 또한, 성막시에 전계에 미치는 영향을 최대한 작게 하 기 위해 그 내주단부에 근접함에 따라서 외부 마스크 본체(17)의 다른 쪽 단부면측으로 경사지도록 테이퍼부가 설치되어 있다.

또한, 외부 마스크 플랜지부(16)의 내주단부는 기판(10)의 표면과의 사이에서 스패터링에 의한 성막시에 있어서의 이상 방전의 발생을 방지하기 위해 소정치 이하의 미소 간격을 두고, 또한 이들의 접촉을 피할 필요가 있다. 이로 인해, 외부 마스크 받침부(26)에 있어서 외부 마스크(15)를 지지할 때에 이들 요건을 만족시키도록 외부 마스크 본체(17)의 두께 및 외부 마스크 플랜지부(16)의 두께, 혹은 외부 마스크(15)의 지지 방법 등을 방전 조건에 따라서 정하는 것을 필요로 한다. 또한, 여기서 서술한 마스크 플랜지부의 형상에 관한 조건 등은 내부 마스크(18)의 외주단부에 대해서도 마찬가지로 적응된다.

또한, 마스크 내 기판 고정 수단인 마스크 내 볼 플랜저(27)는 마스크 내 스프링(28)에 의해 기판(10)을 외부 마스크(15)에 대해 그 중심을 일치시키도록 압박한다. 마스크 내 볼 플랜저(27)는 동시에 외부 마스크 플랜지부(16)에 의해 기판(10)의 단부를 협지하고, 이에 의해 외부 마스크(15)와 기판(10)의 상대적인 위치 관계를 항상 일정한 것으로 하고 있다.

본 실시 형태에 있어서는 외부 마스크 받침부(26)에 위치된 외부 마스크 고정용 마그네트(도시되지 않음)가 발하는 자력에 의해 외부 마스크 받침부(26)에 밀착하여 외부 마스크(15)는 고정, 보유 지지된다. 기판(10) 이면은 상기 마그네트에 의해 외부 마스크(15)가 기판 홀더(21)에 밀착함으로써 기판 받침부(22)로서 형성된 대략 환형의 평탄면에 밀착하여 보유 지지된다. 또한, 외부 마스크 받침부 (26)에는 그 외주 근방에 있어서, 정밀하게 평면도가 유지된 영역이 형성되어 있다. 상기 영역은 다른 부분으로부터 외부 마스크(15)측으로 약간 돌출된 외부 마스크 받침면(26a)으로서 형성되어 있고, 상기 외부 마스크 받침면(26a)이 실제로 외부 마스크(15)를 지지하게 된다. 상기 구조로 함으로써, 고정밀도의 가공이 요구되는 부분을 적게 하면서 외부 마스크(15)를 정밀도 좋게 보유 지지하는 것이 가능해진다.

도2에 도시한 바와 같이, 기판의 교환 기구인 대기측 반송 아암(30)은 대략 평탄한 마스크 받침면(33), 이 마스크 받침면 하부에 배치된 마스크 받침면에 대해 이동 가능한 외부 마스크용 및 내부 마스크용 마그네트(35, 37), 이들 마그네트를 마스크 받침면(33)에 대해 접근 및 이격시켜 얻기 위한 외부 마스크용 및 내부 마스크용 에어 실린더(36, 38)를 갖고 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 내부 마스크(18) 및 외부 마스크(15)는 기판(10)과 일체가 된 상태에서 그 상단부면(기판 홀더측과는 반대측의 면)이 동일 평면 상의 존재하는 구성으로 하고 있다. 따라서, 마스크 받침면(33)은 대략 평면형으로 유지됨으로써 기판 등을 안정적으로 보유 지지하는 것이 가능해진다.

내부 마스크용 마그네트(35)는 마스크 받침면(33)의 대략 중앙부에 따른 위치에 배치되고, 외부 마스크용 마그네트(37)는 내부 마스크용 마그네트(35)를 중심으로 하여 대략 링 형상의 외부 마스크(15)의 마스크 본체부(17)와 대략 대응하는 위치에 배치된다. 또한, 외부 마스크용 마그네트(37)는 내부 마스크용 마그네트(35)를 중심으로 하여 대칭이 되는 위치에 한 쌍 설치하거나, 방사형으로 복수 설 치하거나, 혹은 대략 환형이 되는 배치로 설치하는 등 다양한 배치로 하는 것이 가능하다.

대기측 반송 아암(30)에 보유 지지된 기판(10)을 기반 홀더(21)에 대해 교환할 때의 동작에 대해 이하에 서술한다. 또한, 본 발명에 있어서의 기판(10)의 이송에 있어서, 기판(10)과 마스크(15)는 마스크 내 볼 플랜저(27)의 작용에 의해 위치적 관계가 정해져 항상 일체적으로 그 이송이 행해진다. 우선 도3에 도시한 바와 같이, 기판 등을 보유 지지하지 않은 기판 홀더(21)와, 마그네트(35)의 작용에 의해 마스크 보유 지지부(33)에 있어서 마스크(15)를 보유 지지한 대기측 반송 아암(30)이 정면으로 마주 대한다. 또한, 도면의 이해를 쉽게 하기 위해 기판 홀더를 지지하고 또한 이를 진공 장치 내로 반송하는 진공 반송 아암에 대해서는 생략하는 것으로 한다.

이 상태에서 대기측 반송 아암(30)은 기판 홀더(21)에 근접하여 소정 간격이 된 상태에서 정지한다. 이 상태를 도4에 도시한다. 그 때, 제2 기판 돌기부(11)는 기판 홀더(21)에 배치된 내부 마스크 고정용 마그네트(24)의 중앙의 오목부에 삽입되고, 내부 마스크 고정용 마그네트(24)의 기판측단부가 기판 이면의 환형 오목부(12)에 끼워 넣어진 상태가 된다.

이 상태에 있어서도 내부 마스크 고정용 마그네트(24)로부터 내부 마스크(18)로 미치는 자력 및 도시되지 않은 외부 마스크 고정용 마그네트로부터 외부 마스크(15)로 미치는 자력은 작용하고 있다. 그러나, 대기측 반송 아암(30)에 있어서의 내부 마스크용 및 외부 마스크용 마그네트(35, 37)가 내부 마스크(18) 및 외 부 마스크(15) 각각에 미치는 자력이 그것들보다 강하기 때문에, 내부 마스크(18) 및 외부 마스크(15)는 마스크 받침면(33)에 보유 지지된 상태를 유지하고 있다.

계속해서, 도5에 도시한 바와 같이 내부 마스크용 및 외부 마스크용 에어 실린더(36, 38)에 의해 내부 마스크용 마그네트(35) 및 외부 마스크용 마그네트(37)가 대략 동시에 각각 기판 받침면(33)으로부터 이격된다. 이 조작에 의해 내부 마스크용 및 외부 마스크용 마그네트(35, 37)가 내부 마스크(18) 및 외부 마스크(15) 각각에 미치는 자력이 감소되고, 각각의 마스크는 기판 홀더(21)측으로부터 미치는 자력에 의해 그 보유 지지 상태가 유지되게 된다.

내부 마스크 고정용 마그네트(24) 및 도시되지 않은 외부 마스크 고정용 마그네트는 각각 대기측 반송 아암(30)측의 내부 마스크용 마그네트(25) 및 외부 마스크용 마그네트(37)와 대략 대응하는 위치에 배치되어 있다. 이로 인해, 대기측 반송 아암(30)으로부터 미치는 자력에 의해 보유 지지되어 있던 내부 및 외부 마스크(15, 18)가 기판 홀더(21)측으로부터 미치는 자력에 의해 보유 지지되게 되어도 그 보유 지지 위치, 자세 등은 기본적으로 변화되지 않는다.

그 후, 도6에 도시한 바와 같이 대기측 반송 아암(30)은 퇴피하고, 기판(10) 및 마스크(15)를 보유 지지한 기판 홀더(21)는 도시되지 않은 진공측 반송 아암에 의해 스패터링 장치에 대해 반송되어 성막 프로세스가 실행된다. 성막 프로세스 종료 후, 성막이 완료된 기판(10)을 보유 지지한 기판 홀더(21)는 대기측 반송 아암(30)과 정면으로 마주 대하는 위치로 복귀되고, 상술한 기판(10)의 교환과는 반대의 순서에 의해 진공측 반송 아암으로부터 대기측 반송 아암(30)에의 기판(10) 등의 교환이 행해진다.

(제2 실시 형태)

본 발명에 관한 교환 기구에 의해, 기판과 함께 보유 지지 가능하고 또한 스패터링 장치 등에 있어서 성막 중에 실제로 기판을 보유 지지하는 본 발명에 있어서의 제2 실시 형태에 관한 기판 홀더 및 상기 홀더에 의해 보유 지지된 기판, 외부 마스크 및 내부 마스크의 대략 단면도를 도7에 도시한다. 또한, 기판 교환 기구 외에는 본 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태의 경우와 전혀 변경이 없으므로 여기서의 설명은 생략한다.

본 실시 형태에 있어서의 기판 홀더는 마그네트(24)의 바닥면에 설치된 탄성 부재의 존재에 있어서만 제1 실시 형태와 다르기 때문에, 이하 이 부분에 대해서만 상세하게 서술한다. 제1 실시 형태에 있어서는, 마그네트(24)는 바닥면(24b)에 도시되지 않은 나사 구멍 등이 마련되어 있고, 이 나사 구멍 등을 이용하여 기판 홀더(21)의 오목부(23)의 바닥면에 고정되어 있다. 이로 인해, 예를 들어 마그네트(24)의 부착 정밀도 혹은 기판(10)의 두께에 기인하여 마그네트의 선단부(24)가 기판(10) 이면 혹은 환형 홈(12)의 바닥면에 접촉할 수 없어, 내부 마스크(18)에 대해 충분한 자력을 미칠 수 없는 경우가 생길 우려가 있다.

제2 실시 형태에 있어서는 마그네트(24)가 탄성 부재(29)를 개재시킨 후에 오목부(23)의 바닥면에 고정되어 있다. 이 탄성 부재(29)의 존재에 의해 마그네트(24)는 기판 방향에 약간의 이동이 가능해지고, 마그네트의 단부(24)는 항상 기판(10) 이면 등과 접촉하여 내부 마스크(18)에 대해 설계상 최대의 자력을 안정적으 로 미치는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는 탄성 부재(29)로서 판 스프링을 이용하고 있지만, 고무판 등을 이용하는 것도 가능하다. 또한, 탄성 부재의 배치도 도7에 도시되는 마그네트(24)의 바닥부에 한정되지 않고, 측면 등에 배치해도 좋다. 이 경우, 상기 마그네트를 오목부(23)의 바닥면측으로 압박하는 작용을 갖고, 또한 마그네트를 기판측으로 약간 이동 가능해지도록 구성을 부가하는 것이면 좋다.

이상의 구성의 채용에 의해, 중앙 구멍을 갖지 않는 기판을 이용해도 기판 홀더(21)에 대한 기판(10)의 탑재 및 이들에 대한 외부 마스크(15) 및 내부 마스크(18)의 설치를 용이하고 또한 확실하게 행하는 것이 가능해진다. 또한, 마스크 내주단부와 기판 표면의 간격을 소정치로 하는 것이 용이해져 이상 방전 등을 감소시키는 것도 가능해진다.

또한, 이상의 실시 형태에 있어서는, 내부 마스크(18)는 단일의 자성체로 이루어지는 것으로 하고 있지만, 그 내부에 자성체를 수지 등에 의해 포함한 구성으로 해도 좋다. 또한, 내부 마스크(18) 및 외부 마스크(15)의 상단부면이 동일 평면 내에 존재하는 것으로 하고, 또한 마스크 받침면(33)을 평탄면으로 이루어지는 구성으로 하고 있다. 그러나, 예를 들어 마스크 받침면에 각각의 마스크에 따른 오목부를 마련하고, 여기서 마스크를 보유 지지함으로써 각 마스크의 위치 결정을 보다 확실한 것으로 하는 구성으로 해도 좋고, 또한 내부 마스크 및 외부 마스크의 상단부면을 다른 평면에 포함되는 것으로 하고, 마스크 받침면을 내부 마스크용 받침면과 외부 마스크용 받침면으로 구성하거나, 혹은 이들 마스크에 따른 오목부를 마련하는 것으로 해도 좋다.

또한, 각 도면 중 오목부(23)는 내부 마스크 고정용 마그네트의 외주보다 충분한 공간을 보유 지지하도록 형성되어 있다. 그러나, 성막시에 있어서의 기판의 온도 상승을 보다 효과적으로 방지하는 데 있어서, 이 공간은 최대한 작게 하고 기판 이면과 밀착하는 영역을 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는 마스크 받침면의 외주 근방에 평탄도가 확보된 마스크 받침면을 형성하는 것으로 하고 있지만, 이 형성 위치는 전술한 외주 근방에 한정되지 않는다. 구체적인 가공의 편의 혹은 마스크를 지지하는 편의에 따라서 임의로 형성하거나, 혹은 형성하지 않는 것이 가능하다.

또한, 각 도면 중 대기측 반송 아암에 있어서의 내부 마스크용 마그네트와 외부 마스크용 마그네트의 외경은 동일한 치수로 설정되어 있다. 그러나, 각 위치에서 요구되는 자력에 따라서 이들 크기 혹은 종류는 적절하게 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 에어 실린더의 구동 범위를 각각의 자석에 관해서 다르게 함으로써 필요한 자력의 조절을 행하는 것으로 해도 좋다. 또한, 본 실시예에 있어서는 취급의 용이함 및 장치 구성의 단순함 등의 관점으로부터 이들 각 마그네트의 구동에는 2위치에만 제어하는 에어 실린더를 이용하는 것으로 하고 있다. 그러나, 예를 들어 마그네트의 정지 위치를 복수로 설정하여 자력을 단계적으로 조절할 필요가 있는 경우 등에 대해서는 복수의 정지 위치를 갖는 에어 실린더 혹은 스텝핑 모터 등의 구동 장치를 이용하는 것도 가능하다.

또한, 이상의 실시예에 있어서는 그 표면에도 돌기부를 갖는 기판을 이용하 는 것으로 하고, 내부 마스크에도 이 돌기부에 따른 수용 오목부를 마련하는 것으로 하고 있다. 그러나, 기판 표면이 평탄한 경우에는 이들 오목부를 마련할 필요는 없다. 또한, 기판 중앙에, 예를 들어 위치 결정용 오목부가 마련되어 있는 경우에는, 마스크 이면에 이 오목부에 따른 돌기를 설치하여 위치 결정을 행하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 이상의 본 실시 형태에 있어서는 마스크 본체(17)에 설치된 마스크 내 볼 플랜저(27)의 작용 방향이 그 링 형상의 중심부가 되도록 균형있게 설치되어 있다. 그러나, 그 개수는 특별히 규정되지 않고, 링 형상의 대략 중앙에 기판(10)을 고정하고 또한 이를 지지하는 것이면 좋고, 예를 들어 1개의 볼 플랜저와 위치 결정용 돌기를 링 내주에 설치하는 것만으로도 좋다. 또한, 기판(10)의 고정, 보유 지지에 볼 플랜저를 이용하고 있지만, 같은 작용을 갖는 것이면, 상기 구성은 볼 플랜저로 한정되지 않는다.

또한, 본 발명을 이용할 때에 대상이 되는 박막 형성 장치로서 스패터링 장치를 들 수 있었지만, 본 발명의 적응은 이에 한정되지 않고, 증착 장치, CVD 장치 등 다양한 박막 형성 장치에 대해 적응하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명은 단순히 광디스크 등의 제조 방법으로서 이용될 뿐만 아니라, 중앙부의 제거 공정이 후에 실시되는 제품, 예를 들어 하드디스크 등 원판형의 부재 전체의 제조 공정에 대해서도 적응 가능하다.

본 발명의 실시에 의해 중앙 구멍이 존재하지 않는 원판형 기판을 홀더에 대해 안정적으로 밀착시켜 보유 지지하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 스핀 코팅법 에 의한 성막 공정뿐만 아니라, 스패터링법에 의한 성막 공정에 있어서 중앙 구멍이 존재하지 않는 원판형 기판에 대해 박막 형성을 행하는 것이 가능해지고, 막두께, 막질의 균일성이 보다 높은 박막을 얻는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 실시에 의해 대기 중에 있어서 기판을 확실하게 보유 지지하고, 이송하여 스패터링 장치와의 기판의 수수 등을 안전하게 행하는 것이 가능해져 일련의 성막 공정의 자동화가 용이해진다. 또한, 기판과 내부 마스크 및 외부 마스크와의 상대적인 위치 관계를 고정한 후에 스패터링 장치에 대한 이들의 반입, 반출 등이 행해지므로, 마스크에 의한 이상 방전의 발생, 혹은 막두께 등의 분포에 대한 마스크의 영향 등의 발생을 쉽게 억제하는 것이 가능해진다.

Claims (11)

1. 이면 중앙에 돌기부를 갖는 원판형의 기판을, 상기 기판의 표면 중앙부를 덮기 위한 자성을 가진 내부 마스크 및 상기 기판의 표면 외주부를 덮기 위한 자성을 가진 외부 마스크와 함께 기판 홀더로 교환하는 방법이며,

   미리 반송 아암에 있어서의 마스크 보유 지지면 상의 소정 위치에 있어서, 상기 내부 마스크 및 외부 마스크에 대해 자력을 미침으로써 상기 내부 마스크 및 외부 마스크의 표면을 고정, 보유 지지하는 동시에, 상기 마스크 보유 지지면 상에 보유 지지된 상기 내부 마스크 및 외부 마스크에 대해 상기 기판을 적재하고,

   상기 내부 마스크 및 외부 마스크 및 상기 기판을 보유 지지한 상기 반송 아암에 있어서의 마스크 보유 지지면에 상기 기판 홀더를 대향시키고,

   상기 기판의 이면 중앙의 돌기부를 상기 기판 홀더 중앙에 마련된 오목부에 삽입하면 대략 동시에 상기 기판 홀더 내에 설치된 마그네트에 의해 상기 내부 마스크 및 외부 마스크에 대해 자력을 미치고,

   상기 반송 아암으로부터 상기 내부 마스크 및 외부 마스크로 미치는 자력의 저감을 행하고,

   상기 기판 홀더로부터 미치는 자력에 의해 상기 홀더에 대해 상기 내부 마스크 및 외부 마스크의 이면을 고정, 보유 지지하고, 이에 의해 상기 기판을 상기 기판 홀더로 교환하는 것을 특징으로 하는 기판 교환 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 기판은 상기 외부 마스크에 마련된 마스크 내 기판 고정 수단에 의해 상기 외부 마스크에 대해 고정되어 있고, 상기 기판의 교환은 상기 기판과 상기 외부 마스크가 일체적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 기판 교환 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 기판 홀더 내에 설치된 마그네트는 상기 기판 홀더의 대략 중앙부 부분 및 그 주위이며 상기 외부 마스크에 대략 대응하여 위치하는 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 교환 방법.
4. 삭제
5. 이면 중앙부에 돌기를 갖는 대략 원판 형상의 기판의 표면에 막형성을 행할 때에 상기 기판, 상기 기판의 표면 외주부를 덮는 외부 마스크 및 상기 기판의 표면 중앙부를 덮는 내부 마스크를 보유 지지하는 기판 홀더이며,

   상기 기판의 이면에 따르는 대략 환형의 기판 받침부와,

   상기 기판 받침면의 중심 부분에 설치된 원통 형상의 오목부와,

   상기 오목부에 수용된 내부 마스크 고정용 마그네트와,

   상기 기판 받침면의 주위에 설치된 상기 기판 받침면보다 오목하게 들어간 외부 마스크 받침면을 갖고,

   상기 내부 마스크 고정용 마그네트는 상기 기판 이면의 돌기를 수용하는 구멍 직경을 갖는 대략 원통 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 홀더.
6. 이면 중앙부에 돌기를 갖는 대략 원판 형상의 기판의 표면에 막형성을 행할 때에 상기 기판, 상기 기판의 표면 외주부를 덮는 외부 마스크 및 상기 기판의 표면 중앙부를 덮는 내부 마스크를 보유 지지하는 기판 홀더이며,

   상기 기판의 이면에 따르는 대략 환형의 기판 받침부와,

   상기 기판 받침면의 중심 부분에 설치된 원통 형상의 오목부와,

   상기 오목부에 수용된 내부 마스크 고정용 마그네트와,

   상기 기판 받침면의 주위에 설치된 상기 기판 받침면보다 오목하게 들어간 외부 마스크 받침면을 갖고,

   상기 내부 마스크 고정용 마그네트는 탄성체를 거쳐서 상기 오목부의 임의의 부분에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 홀더.
7. 이면 중앙부에 돌기부를 갖는 대략 원판 형상의 기판과 함께 상기 기판의 외주부를 덮는 외부 마스크 및 상기 기판의 중앙부를 덮는 내부 마스크를 보유 지지하여 상기 기판, 내부 마스크 및 외부 마스크를 다른 기판 보유 지지 기구로 이동 탑재하는 기판 교환 기구이며,

   상기 내부 마스크를 지지하는 내부 마스크 받침면과,

   상기 내부 마스크 받침면 하부에 배치되어 상기 내부 마스크 받침면에 대해 접근 및 이격이 가능한 내부 마스크용 마그네트와,

   상기 외부 마스크를 지지하는 외부 마스크용 받침면과,

   상기 외부 마스크 받침면 하부에 배치되어 상기 외부 마스크 받침면에 대해 접근 및 이격이 가능한 내부 마스크용 마그네트를 갖고,

   상기 내부 마스크용 마그네트 및 외부 마스크용 마그네트가 발하는 자력에 의해 상기 내부 마스크 및 외부 마스크를 각각 소정 위치에 고정, 보유 지지하고, 이에 의해 상기 기판을 소정 위치에 보유 지지하여 상기 내부 마스크용 마그네트 및 상기 외부 마스크용 마그네트를 상기 내부 마스크용 받침면 및 외부 마스크용 받침면 각각으로부터 이격시킴으로써 상기 내부 마스크 및 외부 마스크의 이동을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 기판 교환 기구.
8. 제7항에 있어서, 상기 내부 마스크 받침면 및 상기 외부 마스크 받침면은 동일 평면 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 기판 교환 기구.
9. 디스크형 기록 매체의 제조 방법이며, 대략 디스크형의 기판을 이용하고,

   기판 반송용 아암에 있어서의 마스크 보유 지지면에 대해 자력에 의해 상기 기판의 표면 중앙부를 덮는 내부 마스크와 상기 기판의 외주부를 덮는 외부 마스크의 표면을 각각 고정, 보유 지지하는 동시에, 상기 내부 마스크 및 외부 마스크의 이면에 있어서 상기 기판 표면의 소정 부위를 지지하고,

   상기 내부 및 외부 마스크 및 기판을 보유 지지한 상기 반송 아암에 있어서의 상기 마스크 보유 지지면에 기판 홀더를 대향시키고,

   상기 기판 홀더로부터 상기 내부 마스크 및 외부 마스크에 대해 자력을 미치고,

   상기 반송 아암으로부터 상기 내부 마스크 및 외부 마스크로 미치는 자력의 저감을 행하고,

   상기 기판 홀더로부터 발하는 자력에 의해 상기 기판 홀더에 대해 상기 마스크 이면을 고정, 보유 지지하고, 이에 의해 상기 내부 및 외부 마스크와 상기 기판 홀더에 의해 상기 기판을 협지하고,

   상기 기판 및 상기 내부 및 외부 마스크를 보유 지지한 상기 기판 홀더를 박 막 형성 장치에 있어서의 박막 형성 위치로 반송하고,

   상기 기판 상에 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 기판과, 상기 기판에 있어서의 성막면의 외주단부를 덮는 마스크를 상기 마스크에 마련된 마스크 내 기판 고정 수단에 의해 일체화하고, 상기 반송 아암으로부터 상기 박막 형성 장치까지의 이송이 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체의 제조 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 기판은 그 이면에 돌기부를 갖고, 상기 기판 홀더에는 상기 돌기부를 수용하는 수용 구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 디스크형 기록 매체의 제조 방법.

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