KR100847684B1

KR100847684B1 - 허스 기구 및 성막장치

Info

Publication number: KR100847684B1
Application number: KR1020060058847A
Authority: KR
Inventors: 요시노부 무라카미; 히데히코 이토
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2008-07-23
Also published as: KR20070005484A; JP2007016269A; TW200710238A; JP4767605B2; TWI340176B

Abstract

진공용기의 진공상태를 유지하면서 허스(hearth)를 교환할 수 있는 허스 기구 및 성막(成膜)장치를 제공한다.

허스 기구(2)는, 성막장치(1)의 진공용기(10) 내의 재료 지지위치(B)에 있어서 고형(固形) 성막재료(Ma)를 지지하기 위한 기구이다. 허스 기구(2)는, 상하방향으로 관통하여 있고 고형 성막재료(Ma)를 도입하기 위한 도입구멍(21a)을 가지는 복수의 허스 부재(21)와, 진공용기(10) 내에 마련되고, 복수의 허스 부재(21)를 탑재함과 함께, 복수의 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)의 아래쪽으로 순차 이동시키는 허스 탑재부(22)와, 재료 지지위치(B)의 아래쪽에 있어서 상하방향으로 이동가능하게 마련되고, 허스 탑재부(22) 상에 탑재된 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)로 밀어 올리는 허스 밀어올림부재(23a)와, 재료 지지위치(B)의 아래쪽에 있어서 상하방향으로 이동가능하게 마련되고, 고형 성막재료(Ma)를 밀어 올리는 재료 밀어올림부재(24a)를 구비한다.

허스 기구, 성막장치, 진공용기, 진공펌프, 반송기구

Description

허스 기구 및 성막장치{Hearth system and firm formation device}

도 1은, 본 발명에 의한 허스(hearth) 기구를 구비하는 성막장치의 제1 실시형태의 구성을 나타낸 측면단면도이다.

도 2는, 허스 기구, 재료보관부, 및 재료이송기구의 구성을 상세하게 나타낸 측면 단면도이다.

도 3은, 재료이송 테이블 및 아암의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 4는, 성막장치 및 허스 기구의 동작을 나타내는 단면도이다.

도 5는, 성막장치 및 허스 기구의 동작을 나타내는 단면도이다.

도 6은, 성막장치 및 허스 기구의 동작을 나타내는 단면도이다.

도 7은, 성막장치 및 허스 기구의 동작을 나타내는 단면도이다.

도 8은, 성막장치 및 허스 기구의 동작을 나타내는 단면도이다.

도 9는, 제2 실시형태에 의한 허스 기구의 구성을 나타내는 측면단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 성막장치

2, 2a : 허스 기구

3 : 반송기구

6 : 보조 양극

7 : 플라스마 소스

8, 13 : 진공펌프

10, 10e : 진공용기

10a : 반송실(搬送室)

10b : 성막실(成膜室)

10f : 이송로

10m : 게이트 밸브

11 : 피처리물

12 : 재료보관부

12a : 재료보관 테이블

15 : 재료이송기구

15a : 재료 밀어올림막대

15c : 재료이송 테이블

15d : 아암

21 : 허스 부재

22 : 허스 탑재부

22a : 허스 탑재 테이블

23 : 허스 밀어올림기구

23a : 허스 밀어올림부재

24 : 재료 밀어올림기구

24a : 재료 밀어올림부재

25 : 허스 받이판

31 : 반송롤러

32 : 피처리물 지지부재

B : 재료 지지위치

Ma : 고형 성막재료

Mb : 성막재료입자

본 발명은, 허스(hearth) 기구 및 성막(成膜; 막 형성)장치에 관한 것이다.

피처리물의 표면에 성막재료를 성막하는 장치로서는, 예컨대 증착장치가 알려져 있다. 증착장치는, 진공용기 내에 있어서 성막재료를 기화시켜, 확산한 성막재료를 피처리물의 표면에 부착시켜서 성막한다. 이러한 증착장치에 있어서는, 생산 효율상, 진공용기의 진공상태를 유지한 채 성막작업을 연속하여 행하는 것이 바람직하다.

예컨대, 특허문헌 1에는, 진공용기의 진공상태를 유지한 채 진공용기 내로 성막재료를 계속 공급하기 위한 재료 공급장치가 개시되어 있다. 이 재료 공급장치를 이용하면, 진공용기의 진공상태를 유지한 채 장시간에 걸쳐 성막작업을 행할 수 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특허공개 평11-043763호 공보

증착장치에 있어서는, 다음 이유에 의하여, 성막재료를 도입하기 위한 허스를 정기적으로 교환하는 것이 바람직하다. 예컨대, 기화한 성막재료는 허스에도 부착되는데, 성막재료가 허스의 개구 부근에 과도하게 부착되면, 성막재료의 비행경로를 방해하여, 막두께분포에 영향을 끼칠 우려가 있다.

보통, 허스는 진공용기 내에 있어서 볼트 등에 의하여 강고히 고정되고 있어, 용이하게는 분리할 수 없다. 따라서, 종래의 증착장치에 있어서는, 허스를 교환할 때에, 진공용기의 진공상태를 해제한 뒤에 교환작업을 행하고 있었다. 이로 인하여, 진공용기의 진공상태를 유지하면서의 연속 성막작업을 중단하는 것이 되어, 생산 효율을 저하시키는 한 요인이 되고 있었다.

본 발명은, 상기한 문제점을 감안하여 행하여진 것으로서, 진공용기의 진공상태를 유지하면서 허스의 장착 및 분리가 가능한 허스 기구 및 성막장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 허스 기구는, 상하방향으로 관통하여 있고 고형 성막재료를 도입하기 위한 도입구멍을 가지는 허스 부재를, 성막장치의 진공용기 내의 재료 지지위치에 공급하는 허스 기구로서, 진공용기 내에 마련되고, 허스 부재를 탑재 가능하며, 허스 부재를 재료 지지위치의 아래쪽으로 이동가능한 허스 탑재부와, 재료 지지위치의 아래쪽에 있어서 상하방향으로 이동가능하게 마련되고, 허스 탑재부 상에 탑재된 허스 부재를 재료 지지위치로 밀어 올리는 허스 밀어올림부재와, 재료 지지위치의 아래쪽에 있어서 상하방향으로 이동가능하게 마련되고, 고형 성막재료를 밀어 올리는 재료 밀어올림부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기한 허스 기구에서는, 진공용기 내에 있어서, 허스 탑재부가 허스 부재를 재료 지지위치의 아래쪽으로 이동시키고, 허스 밀어올림부재가 이 허스 부재를 재료 지지위치까지 밀어 올린다. 그리고, 이 허스 부재에 도입된 고형 성막재료를 이용하여 성막작업이 행하여진 후, 사용한 허스 부재를 제거할 때는, 허스 밀어올림부재가 이 허스 부재를 강하시켜서 허스 탑재부에 되돌려준다. 이와 같이, 상기한 허스 기구에 의하면, 허스의 장착 및 분리를 진공용기의 진공상태를 유지한 채 용이하게 행할 수 있다.

또한, 상기한 허스 기구는, 고형 성막재료를 밀어 올리는 재료 밀어올림부재를 구비하고 있다. 도입구멍 내의 고형 성막재료는, 성막에 따라서 서서히 줄어들어 가는데, 막두께나 막품질을 균일하게 하기 위하여는 고형 성막재료의 꼭대기 부분의 위치가 일정한 것이 바람직하다. 상기 허스 기구에 의하면, 재료 밀어올림부재를 이용하여, 도입구멍 내에 도입된 고형 성막재료를 그 감소 상태에 응하여 밀어 올릴 수 있으므로, 고형 성막재료의 꼭대기 부분의 위치를 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 허스 기구는, 허스 탑재부가, 상하방향으로 관통하는 관통구멍을 가지 고, 허스 밀어올림부재가, 허스 탑재부의 관통구멍을 통하여 허스 부재를 밀어 올리는 것을 특징으로 하여도 좋다. 이에 의하여, 허스 탑재부 상에 탑재된 허스 부재를 허스 밀어올림부재가 적절하게 밀어 올릴 수 있다.

또한, 허스 기구는, 허스 탑재부가, 관통구멍의 내경이 상단을 향하여 확대되도록 이루어져서 허스 부재를 위치결정하는 허스 받이부를 더욱 가지는 것을 특징으로 하여도 좋다. 이에 의하여, 허스 밀어올림부재에 대한 허스 부재의 상대위치 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 허스 기구는, 허스 탑재부가, 허스 부재와는 별개인 허스 부재를 더욱 탑재 가능하고, 각 허스 부재를 재료 지지위치의 아래쪽으로 순차이동 가능한 것을 특징으로 하여도 좋다. 이 허스 기구에 있어서는, 일방의 허스 부재를 이용하여 성막작업이 행하여지고, 허스 밀어올림부재가 이 일방의 허스 부재를 강하시켜서 허스 탑재부로 되돌려준 후, 허스 탑재부가 타방의 허스 부재를 재료 지지위치의 아래쪽으로 이동시키고, 허스 밀어올림부재가 이 타방의 허스 부재를 재료 지지위치까지 밀어 올릴 수 있다. 이렇게, 이 허스 기구에 의하면, 일련의 허스 교환작업을 진공용기의 진공상태를 유지한 채 행할 수 있으므로, 보다 장시간의 연속 성막작업이 가능해진다.

또한, 허스 기구는, 허스 밀어올림부재가 상하방향으로 뻗은 통 형상을 하고 있고, 재료 밀어올림부재가 상하방향으로 뻗은 형상을 하고 있고, 재료 밀어올림부재가 허스 밀어올림부재의 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하여도 좋다. 이에 의하여, 허스 부재의 도입구멍 내에 도입된 고형 성막재료를 적절하게 밀어 올릴 수 있다.

또한, 허스 기구는, 허스 부재가, 도입구멍의 내경이 하단을 향하여 확대되도록 이루어지는 받이구멍을 가지고, 허스 밀어올림부재의 상단이, 허스 부재의 받이구멍과 끼워맞춤가능한 것을 특징으로 하여도 좋다. 이에 의하여, 허스 밀어올림부재가 허스 부재를 안정적으로 밀어 올릴 수 있다.

또한, 허스 기구는, 허스 부재가, 도입구멍 내에 고형 성막재료를 도입한 상태로 허스 탑재부 상에 탑재되는 것을 특징으로 하여도 좋다. 이에 의하여, 허스 부재를 재료 지지위치로 밀어 올림과 동시에 고형 성막재료를 재료 지지위치에 보충할 수 있다.

또한, 허스 기구는, 허스 탑재부가, 허스 부재와는 별개인 허스 부재를 더욱 탑재 가능하고, 각 허스 부재를 재료 지지위치의 아래쪽으로 순차이동 가능함과 동시에, 별개인 허스 부재가, 허스 부재에 도입된 고형 성막재료와는 다른 고형 성막재료를 도입구멍 내에 도입한 상태로 허스 탑재부 상에 탑재되는 것을 특징으로 하여도 좋다. 이에 의하여, 진공용기의 진공상태를 유지한 채, 2종류 이상의 성막재료에 의한 성막을 적절하게 행할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 성막장치는, 고형 성막재료를 피처리물에 부착시킴으로써 성막을 행하는 성막장치로서, 진공용기 내에 있어서 고형 성막재료를 지지하는 상기한 허스 기구와, 진공용기 내에 마련되고, 고형 성막재료를 보관하는 재료보관부와, 고형 성막재료를 재료보관부로부터 재료 지지위치의 아래쪽으로 이송하는 재료이송기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기한 성막장치에서는, 진공용기 내의 재료보관부에 보관된 고형 성막재료가, 재료이송기구에 의하여 재료 지지위치의 아래쪽으로 순차이송된다. 재료 지지위치의 아래쪽으로 이송된 고형 성막재료는, 허스 기구의 재료 밀어올림부재에 의하여 재료 지지위치까지 밀어 올려진다. 이렇게, 상기한 성막장치에 의하면, 진공용기의 진공상태를 유지한 채 고형 성막재료를 연속하여 공급할 수 있으므로, 연속 성막작업을 보다 장시간 행할 수 있다.

또한, 성막장치는, 허스 밀어올림부재가, 상하방향으로 뻗는 통 형상임과 함께, 고형 성막재료를 내측에 받아 들이기 위한 개구를 측벽에 가지고 있고, 재료 밀어올림부재가, 상하방향으로 뻗은 형상이며 허스 밀어올림부재의 내측에 배치되는 것을 특징으로 하여도 좋다. 이에 의하여, 허스 밀어올림부재가 허스 부재를 재료 지지위치로 밀어 올린 상태 그대로, 허스 밀어올림부재의 내부를 통하여 허스 부재의 도입구멍 내에 고형 성막재료를 적절하게 공급할 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명에 의한 허스 기구 및 성막장치의 실시의 형태를 상세히 설명한다. 다만, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 첨부하고, 중복하는 설명을 생략한다.

(제1의 실시의 형태)

도 1은, 본 발명에 의한 허스 기구를 구비하는 성막장치의 제1 실시형태의 구성을 나타내는 측면단면도이다. 본 실시형태의 성막장치(1)는, 소위 이온 플레이 팅(plating) 장치이다. 다만, 도 1에는, 설명을 쉽게 하기 위하여 XYZ직교 좌표계도 나타내어져 있다.

본 실시형태의 성막장치(1)는, 허스 기구(2), 반송기구(3), 보조 양극(6), 플라즈마 소스(7), 진공펌프(8, 13), 진공용기(10, 10e), 그리고 재료보관부(12)를 구비한다.

진공용기(10)는, 도전성의 재료로 이루어지고 접지전위에 접속되어 있다. 진공용기(10)는, 성막 대상인 피처리물(11)을 반송하기 위한 반송실(10a)과, 고형 성막재료(Ma)를 확산시키는 성막실(10b)과, 진공펌프(8)를 장착할 수 있는 펌프실(10d)을 가진다. 반송실(10a)은, 소정의 반송방향(도면 중의 화살표 A)으로 뻗어 있고, 성막실(10b) 위에 배치되어 있다. 여기서, 본 실시형태에 있어서는, 반송방향(화살표 A)은 X축을 따라서 설정되어 있다. 펌프실(10d)은, 성막실(10b)의 측방(X축의 정방향)에 배치되어 있다.

반송기구(3)는, 반송실(10a) 내에 설치된 복수의 반송 롤러(31)에 의하여 구성되고, 피처리물(11)을 지지하는 피처리물 지지부재(32)를, 후술하는 고형 성막재료(Ma)와 대향한 상태로 반송방향(화살표 A)으로 반송한다. 반송 롤러(31)는, 반송방향(화살표 A)을 따라서 등간격으로 늘어서 있고, 피처리물 지지부재(32)를 지지하면서 반송방향으로 반송할 수 있는다. 여기서, 피처리물(11)로서는, 예컨대 유리 기판이나 플라스틱 기판 등의 판 형상 부재가 예시된다.

플라즈마 소스(7)는, 압력구배(勾配)형이며, 그 본체부분이 성막실(10b)의 측벽(플라즈마 구멍(10c))에 마련되어 있다. 플라즈마 소스(7)에서 생성된 플라즈 마(P)는, 플라즈마 구멍(10c)으로부터 성막실(10b) 내로 출사된다. 플라즈마(P)의 출사방향은, 플라즈마 구멍(10c)에 마련된 도시하지 않은 스티어링 코일에 의하여 제어된다.

보조 양극(6)은, 플라즈마(P)를 유도하기 위한 전자석이다. 보조 양극(6)은, 성막실(10b) 내에 설정된 재료 지지위치(B)의 주위에 배치되어 있고, 링 형상의 용기, 그리고 이 용기 내에 수용된 코일(6a) 및 영구자석(6b)을 가진다. 코일(6a) 및 영구자석(6b)은, 코일(6a)에 흐르는 전류량에 응하여, 후술하는 허스 부재(21)에 입사하는 플라즈마(P)의 방향을 제어한다.

허스 기구(2)는, 재료 지지위치(B)에 있어서 고형 성막재료(Ma)를 지지하기 위한 기구이다. 허스 기구(2)는, 진공용기(10)의 성막실(10b) 내에 마련되고, 반송기구(3)로부터 보아서, Z축방향의 음의 방향에 배치되어 있다. 허스 기구(2)는, 복수의 허스(메인 허스) 부재(21), 허스 탑재부(22), 허스 밀어올림부재(23a), 재료 밀어올림부재(24a), 및 허스 받이판(25)을 포함하여 구성되어 있다.

허스 부재(21)는, 고형 성막재료(Ma)를 도입함과 함께, 플라즈마 소스(7)로부터 출사된 플라즈마(P)를 고형 성막재료(Ma)에 안내하기 위한 메인 양극이다. 본 실시형태의 허스 기구(2)는, 이 허스 부재(21)를 복수 구비하고 있다. 허스 부재(21)의 중앙부에는, 고형 성막재료(Ma)를 도입하기 위한 도입구멍(21a)이 형성되어 있다. 이 도입구멍(21a)은, 상하방향(Z축방향)으로 관통하여 있다. 복수의 허스 부재(21)는, 허스 탑재부(22) 상에 탑재된다. 이 허스 탑재부(22)는, 복수의 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)의 아래쪽으로 순차 이동시킬 수 있다.

허스 밀어올림부재(23a)는, 상하방향(Z축방향)을 따라서 뻗는 원통 형상으로 형성되어 있고, 재료 지지위치(B)의 아래쪽에 있어서 상하방향(Z축방향)으로 이동가능하게 마련되어 있다. 그리고, 허스 밀어올림부재(23a)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 허스 탑재부(22) 상에 탑재된 복수의 허스 부재(21) 중 하나의 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)로 밀어 올린다. 허스 밀어올림부재(23a)에 의하여 밀어 올려진 허스 부재(21)는, 접지전위인 진공용기(10)에 대하여 정(正)전위로 유지되어, 플라즈마(P)를 흡인한다.

허스 밀어올림부재(23a)의 내부에는, 상하방향(Z축방향)을 따라서 뻗는 봉 형상의 재료 밀어올림부재(24a)가 수용되어 있다. 재료 밀어올림부재(24a)는 상하방향으로 이동가능하게 마련되고 있어, 허스 부재(21) 내에 도입된 고형 성막재료(Ma)를 밀어 올린다. 고형 성막재료(Ma)의 선단부분은, 재료 지지위치(B)로 밀어 올려진 허스 부재(21)의 도입구멍(21a)의 일단에 있어서 노출된다. 재료 밀어올림부재(24a)는, 성막에 의한 고형 성막재료(Ma)의 소비에 따라서 고형 성막재료(Ma)를 밀어 올림으로써, 고형 성막재료(Ma)의 선단부분이 허스 부재(21)의 상단과의 소정의 위치관계를 유지하도록, 고형 성막재료(Ma)의 상단면(꼭대기 부분)의 위치를 일정하게 유지할 수 있다.

진공용기(10e)는, 성막실(10b)의 아래쪽(Z축의 음의 방향)에 배치되어 있다. 진공용기(10e)는, 재료보관부(12)를 수용하기 위한 진공용기로서, 진공펌프(13)가 장착된다. 진공용기(10e)와 성막실(10b)은, 이송로(10f)에 의하여 서로 연결되어 있다.

재료보관부(12)는, 고형 성막재료(Ma)를 보관하기 위한 부분이다. 재료보관부(12)는, 진공용기(10e) 내에 마련되어 있고, 복수의 고형 성막재료(Ma)를 보관할 수 있다. 재료보관부(12)에 보관되어 있는 고형 성막재료(Ma)는, 재료이송기구(15)에 의하여 재료 지지위치(B)의 아래쪽으로 이송된다. 그리고, 이 고형 성막재료(Ma)는, 전술한 재료 밀어올림부재(24a)에 의하여 재료 지지위치(B)로 밀어 올려져서, 성막에 이용된다.

고형 성막재료(Ma)는, 소정 길이의 원주 형상으로 형성되어 있다. 고형 성막재료(Ma)로서는, SiO₂나 SiON 등의 절연재료가 예시될 수 있다. 다만, 고형 성막재료(Ma)가 절연성 물질로 이루어질 경우, 허스 부재(21)는, 예컨대 텅스텐 등의 도전성 금속재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 성막실(10b) 내에 확산한 성막재료입자(Mb)는, 플라즈마(P)에 의하여 이온화되어, 성막실(10b)의 윗쪽(Z축 양의 방향)으로 이동하여, 반송실(10a) 내에 있어서 피처리물(11)의 표면에 부착된다.

여기에서, 본 실시형태의 허스 기구(2), 재료보관부(12), 및 재료이송기구(15)의 구성에 대하여, 더욱 상세히 설명한다. 도 2는, 허스 기구(2), 재료보관부(12), 및 재료이송기구(15)의 구성을 상세히 나타내는 측면단면도이다.

우선, 허스 기구(2)에 대하여 설명한다. 허스 기구(2)는, 복수의 허스 부재(21), 허스 탑재부(22), 허스 밀어올림기구(23), 재료 밀어올림기구(24), 및 허스 받이판(25)을 포함하여 구성되어 있다. 이 중, 허스 부재(21)는, 상하방향(Z축방향)으로 뻗는 원통 형상으로 형성되어 있고, 상하방향으로 관통하는 도입구 멍(21a)을 가진다. 또한, 허스 부재(21)의 하단부근의 도입구멍(21a) 내에는, 도입구멍(21a)의 내경이 하단을 향하여 비연속적으로 확대되도록 이루어지는 받이구멍(단차(段差)부)(2lb)이 형성되어 있다. 또한, 허스 부재(21)의 하단부근의 외측면에는, 허스 부재(21)의 외경이 하단을 향하여 비연속적으로 확대되도록 이루어지는 단차부분(21c)이 형성되어 있다. 다만, 허스 부재(21)는, 고형 성막재료(Ma)의 낙하를 방지하기 위한 클램프 기구를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 클램프 기구는, 예컨대 도입구멍(21a) 내에 마련된 판 스프링에 의하여 적절하게 구성된다.

허스 탑재부(22)는, 복수의 허스 부재(21)를 탑재하기 위한 부분으로서, 원판 형상의 허스 탑재 테이블(22a)과, 허스 탑재 테이블(22a)을 지지하는 지주(22b)를 가진다. 허스 탑재 테이블(22a)은, 수평면(XY평면)을 따르는 상면(上面)을 가지고 있고, 이 상면 위에 복수의 허스 부재(21)를 탑재하고 있다. 허스 탑재 테이블(22a)에는, 허스 탑재 테이블(22a)을 두께방향(즉 상하방향)으로 관통하는 복수의 관통구멍(22c)이 허스 탑재 테이블(22a)의 외주를 따라서 늘어서도록 형성되어 있다. 또한, 허스 탑재 테이블(22a)은, 복수의 관통구멍(22c) 중 어느 하나의 관통구멍(22c)이 재료 지지위치(B)의 바로 아래에 위치하도록 배치된다.

관통구멍(22c)에 있어서의 적어도 일부분의 내경은, 허스 부재(21)의 받이구멍(2lb)의 직경보다도 크고, 또한 허스 부재(21)의 하단에 있어서의 외경보다도 작다. 그리고, 이 관통구멍(22c)의 내경은, 그 상단부근에 있어서, 허스 부재(21)의 하단에 있어서의 외경보다도 크게 되도록 비연속적으로 넓혀져 있다. 이에 의하여, 관통구멍(22c)의 상단부근은, 허스 부재(21)를 받아서 위치결정하기 위한 허스 받 이부(광폭부)(22d)가 되어 있다. 복수의 허스 부재(21) 각각은, 복수의 관통구멍(22c) 각각의 허스 받이부(22d) 위로 올려 놓인다.

또한, 지주(22b)는, 상하방향(Z축방향)을 따라서 뻗어 있고, 허스 탑재 테이블(22a)을 지지하고 있다. 지주(22b)는, 진공용기(10)의 외부에 마련된 도시되지 않은 제어장치에 의하여 소정 각도씩 회전할 수 있는 회전축을 가지고 있고, 이 회전축의 상단이 허스 탑재 테이블(22a)의 중심부분에 고정되어 있다. 지주(22b)는, 허스 탑재 테이블(22a)을 소정 각도씩 회전시킴으로써, 허스 탑재 테이블(22a)의 상면 위에 탑재된 복수의 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)의 바로 아래로 순차 이동시킬 수 있다.

허스 밀어올림기구(23)는, 허스 탑재 테이블(22a) 위의 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)로 밀어 올리기 위한 기구이다. 허스 밀어올림기구(23)는, 허스 밀어올림부재(23a), 지지판(23b), 복수의 너트(23c), 및 복수의 나사축(23d)을 가진다.

허스 밀어올림부재(23a)는, 상하방향으로 뻗는 원통 형상의 부재로서, 재료 지지위치(B)의 아래쪽에 있어서, 진공용기(10)의 바닥벽(10i)에 마련된 개구(10k)에 삽입 통과되어 배치되어 있다. 허스 밀어올림부재(23a)의 외경은, 허스 탑재 테이블(22a)의 관통구멍(22c)의 내경보다도 작다. 또한, 허스 밀어올림부재(23a)의 상단은, 허스 부재(21)의 받이구멍(2lb)과 끼워맞춤되는 형상 및 치수로 형성되어 있다. 또한, 허스 밀어올림부재(23a)의 측벽에는, 고형 성막재료(Ma)를 내측으로 받아 들이기 위한 개구(23e)가 형성되어 있다. 이 개구(23e)의 하단은, 후술하는 재료이송 테이블(15c)의 상면과 같은 높이에 형성되어 있다.

지지판(23b)은, 진공용기(10)의 외부에 있어서 허스 밀어올림부재(23a)의 외측면에 고정되어, 허스 밀어올림부재(23a)를 지지한다. 복수의 너트(23c)는, 볼 나사용의 너트로서, 지지판(23b)에 박아넣어져 있다. 복수의 나사축(23d)은, 허스 밀어올림부재(23a)의 주위에 있어서 상하방향으로 뻗어 있고, 회전가능하게 지지됨과 함께, 복수의 너트(23c)와 각각 나사결합하고 있다.

허스 밀어올림기구(23)에 있어서는, 복수의 나사축(23d)이 일방향으로 회전하면, 복수의 너트(23c) 및 지지판(23b)과 함께 허스 밀어올림부재(23a)가 아래쪽으로 이동한다. 또한, 복수의 나사축(23d)이 역방향으로 회전하면, 복수의 너트(23c) 및 지지판(23b)과 함께 허스 밀어올림부재(23a)가 윗쪽에 이동한다. 이들의 동작에 의하여, 허스 밀어올림부재(23a)는, 허스 탑재 테이블(22a)의 관통구멍(22c)을 통하여 허스 부재(21)를 아래쪽으로부터 들어 올려서, 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)로 밀어 올릴 수 있다. 다만, 허스 밀어올림부재(23a)와 진공용기(10)의 개구(10k)와의 간극은, 신축가능한 부재에 의하여 기밀하게 밀봉되어 있다.

재료 밀어올림기구(24)는, 고형 성막재료(Ma)를 밀어 올리기 위한 기구이다. 재료 밀어올림기구(24)는, 재료 밀어올림부재(24a), 너트(24b), 및 지지봉(24c)을 가진다. 재료 밀어올림부재(24a)는, 상하방향으로 뻗는 봉 형상의 부재로서, 재료 지지위치의 아래쪽, 즉 허스 밀어올림부재(23a)의 내측에 배치되어 있다. 또한, 재료 밀어올림부재(24a)의 하단부근은 허스 밀어올림부재(23a)로부터 노출되어 있고, 볼 나사용의 나사축이 되어 있다. 너트(24b)는, 재료 밀어올림부재(24a)의 나사축과 나사결합하고 있고, 지지판(24d) 상에 회전가능하게 지지되어 있다. 지지판(24d)은, 지지봉(24c)을 통하여 허스 밀어올림기구(23)의 지지판(23b)에 고정되어 있다.

이와 같이, 재료 밀어올림기구(24)의 지지판(24d)은 허스 밀어올림기구(23)의 지지판(23b)에 고정되어 있으므로, 허스 밀어올림기구(23)의 허스 밀어올림부재(23a)의 상하운동에 응하여, 재료 밀어올림부재(24a)가 상하에 움직이는 것이 된다. 또한, 너트(24b)가 회전하면, 재료 밀어올림부재(24a)는 허스 밀어올림부재(23a)에 대하여 상대적으로 윗쪽(또는 아래쪽)으로 이동한다. 이 동작에 의하여, 재료 밀어올림부재(24a)는, 허스 부재(21)의 도입구멍(21a) 내(혹은, 허스 밀어올림부재(23a) 내)에 장전된 고형 성막재료(Ma)를 윗쪽으로 밀어 올릴 수 있다. 다만, 재료 밀어올림부재(24a)와 허스 밀어올림부재(23a)와의 간극은, 신축가능한 부재에 의하여 기밀하게 밀봉되어 있다.

허스 받이판(25)은, 허스 밀어올림부재(23a)에 의하여 밀어 올려진 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)에 위치결정함과 함께, 허스 탑재부(22), 허스 밀어올림기구(23), 재료 밀어올림기구(24), 및 재료이송기구(15)(후술)를 성막재료입자(Mb)(도 1)로부터 보호하기 위한 부재이다. 허스 받이판(25)은, 성막실(10b)의 내부에 있어서, 허스 탑재 테이블(22a), 허스 밀어올림부재(23a), 재료 밀어올림부재(24a), 및 재료이송기구(15)를 덮도록 수평면(XY평면)을 따라서 마련되고, 지주(26)에 의하여 진공용기(10)에 고정되어 있다. 허스 받이판(25)은, 허스 부재(21)를 받기 위한 개구(25a)를 가진다. 개구(25a)의 내경은, 허스 부재(21)의 외 경에 따라서 설정되어 있고, 개구(25a)의 하단에는, 허스 부재(21)의 단차부분(21c)을 받기 위한 받이구멍(25b)이 형성되어 있다.

다음으로, 재료보관부(12)의 구성에 대하여 설명한다. 재료보관부(12)는, 성막에 이용되는 고형 성막재료(Ma)를 보관하기 위한 부분으로서, 진공용기(10)와는 별도로 진공으로 할 수 있는 진공용기(10e) 내에 마련되어 있다. 재료보관부(12)는, 원판 형상의 재료보관 테이블(12a)과, 재료보관 테이블(12a)을 지지하는 지주(12b)를 가진다. 재료보관 테이블(12a)은, 수평면(XY평면)을 따른 상면을 가지고 있고, 이 상면 위에 복수의 고형 성막재료(Ma)를 보관하고 있다. 재료보관 테이블(12a)에는, 재료보관 테이블(12a)을 두께방향(즉 상하방향)으로 관통하는 복수의 관통구멍(12c)이 재료보관 테이블(12a)의 외주를 따라서 늘어서도록 형성되어 있다. 또한, 재료보관 테이블(12a)은, 복수의 관통구멍(12c) 중 어느 하나의 관통구멍(12c)이 이송로(10f)의 바로 아래에 위치하도록 배치된다. 관통구멍(12c)의 내경은, 고형 성막재료(Ma)의 직경보다도 작다. 그리고, 복수의 고형 성막재료(Ma)는, 각각 복수의 관통구멍(12c) 상에 올려놓여 보관된다.

또한, 지주(12b)는, 상하방향(Z축방향)을 따라서 뻗어 있다. 지주(12b)는, 진공용기(10)의 외부에 마련된 도시되지 않은 제어장치에 의하여 소정 각도씩 회전할 수 있는 회전축을 가지고 있고, 이 회전축은 재료보관 테이블(12a)의 중심부분에 고정되어 있다. 지주(12b)는, 재료보관 테이블(12a)을 소정 각도씩 회전시킴으로써, 재료보관 테이블(12a)의 상면 위에 보관된 복수의 고형 성막재료(Ma)를 이송로(10f)의 아래쪽으로 순차 이동시킬 수 있다.

진공용기(10e)는, 재료보관부(12)를 연속 공급하기 위하여 진공용기(10)와는 별개로 형성되어 있다. 진공용기(10e)는, 성막실(10b)의 아래쪽에 배치되어 있고, 이송로(10f)에 의하여 성막실(10b)과 연결되어 있다. 진공용기(10e)는, 재료보충구(10g) 및 이 재료보충구(10g)를 기밀하게 닫는 뚜껑(10h)을 가지고 있다. 또한, 진공용기(10e)에는 진공펌프(13)가 마련되어 있다. 진공펌프(13)는, 진공용기(10e) 내의 진공배기를 행하기 위한 진공장치이다.

또한, 이송로(10f)는, 성막실(10b)과 진공용기(10e)와의 사이에 마련되어 있고, 후술하는 재료이송기구(15)에 의하여 이송되는 고형 성막재료(Ma)가 통과하기 위한 진공용기(10)의 일부분이다. 이송로(10f)는, 상하방향으로 뻗는 원통 형상의 부재로 이루어지고, 성막실(10b)의 바닥벽(10i)과 진공용기(10e)의 천장벽을 관통하여 배치되어 있다. 또한, 이송로(10f)의 외측면과, 성막실(10b)의 바닥벽(10i) 및 진공용기(10e)의 천장벽과의 간극은, 기밀하게 밀봉되어 있다. 그리고, 이송로(10f)에는, 이 이송로(10f)를 기밀하게 닫는 개폐가능한 게이트밸브(10m)가 마련되어 있다.

작업자가 재료보관부(12)에 고형 성막재료(Ma)를 보충할 때는, 게이트밸브(10m)를 닫고, 진공용기(10e)를 대기로 해방시킨다. 그리고, 재료보충구(10g)로부터 재료보관 테이블(12a) 위로 고형 성막재료(Ma)를 보충한 뒤, 뚜껑(10h)을 닫고, 진공용기(10e)의 내부를 진공펌프(13)에 의하여 진공상태로 한다. 이 다음, 게이트밸브(10m)를 열어서 고형 성막재료(Ma)의 이송을 가능하게 한다. 이와 같이, 진공용기(10e)는, 작업자가 성막실(10b)의 진공상태를 해제하지 않고 재료보관부(12)로 고형 성막재료(Ma)를 수시 보충할 수 있는 구조로 되어 있다.

이어서, 재료이송기구(15)의 구성에 대하여 설명한다. 재료이송기구(15)는, 고형 성막재료(Ma)를 재료보관부(12)로부터 재료 지지위치(B)의 아래쪽으로 이송하기 위한 기구이다. 재료이송기구(15)는, 재료 밀어올림막대(15a), 나사축(15b), 재료이송 테이블(15c), 아암(15d), 및 지주(15e)를 가진다.

재료 밀어올림막대(15a)는, 재료보관부(12)에 보관된 고형 성막재료(Ma)를 성막실(10b) 내의 재료이송 테이블(15c) 위로 밀어 올리기 위한 부재이다. 재료 밀어올림막대(15a)는, 상하방향으로 뻗은 봉 형상의 부재로서, 하단에는 나사축(15b)이 동축으로 나사결합되어 있다. 그리고, 재료 밀어올림막대(15a)는, 나사축(15b)의 회전에 따라서 상하방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 재료 밀어올림막대(15a)는, 재료보관 테이블(12a)의 관통구멍(12c) 및 이송로(10f)를 삽입 통과 가능한 위치에 마련되어 있다. 이에 의하여, 재료 밀어올림막대(15a)는, 관통구멍(12c) 상에 올려놓여져 보관되어 있는 고형 성막재료(Ma)를 밀어 올리고, 이 고형 성막재료(Ma)로 이송로(10f) 내를 통과시켜서 이 고형 성막재료(Ma)를 재료이송 테이블(15c) 위에까지 운반한다.

재료이송 테이블(15c)은, 수평면(XY평면)을 따른 상면을 가지고 있고, 그 일단이 허스 밀어올림부재(23a)의 개구(23e)에 근접하여 배치되어 있다. 또한, 재료이송 테이블(15c)의 타단에는 개구가 형성되어 있고, 이 개구에 이송로(10f)의 상단이 고정되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 재료이송 테이블(15c)의 상면은, 허스 탑재 테이블(22a)의 상면보다도 높은 위치에 배치되어 있다.

아암(15d)은, 재료이송 테이블(15c) 상에 밀어 올려진 고형 성막재료(Ma)를, 허스 밀어올림부재(23a)의 내측으로 이송하기 위한 부재이다. 여기에서, 도 3을 참조하면서 아암(15d)에 대하여 설명한다. 도 3은, 재료이송 테이블(15c) 및 아암(15d)의 구성을 나타내는 평면도이다. 아암(15d)의 일단은, 지주(15e)에 의하여 회전운동가능하게 지지되어 있다. 또한, 아암(15d)의 타단은, 고형 성막재료(Ma)를 받기 위하여 오목 형상으로 형성된 재료받이부(15f)가 되어 있다. 아암(15d)의 재료받이부(15f)는, 아암(15d)의 회전운동에 의하여 이송로(10f) 위를 통과하여 고형 성막재료(Ma)의 측면을 밀어서, 허스 밀어올림부재(23a)의 개구(23e)를 통하여 허스 밀어올림부재(23a) 내로 이 고형 성막재료(Ma)를 밀어 넣는다.

다시 도 2을 참조한다. 지주(15e)는, 아암(15d)을 회전운동 가능하게 지지함과 함께 아암(15d)에 회전운동력을 주는 부재이다. 지주(15e)는, 허스 밀어올림부재(23a)를 따라서 상하방향으로 뻗어 있고, 진공용기(10)의 외부에 마련된 도시되지 않은 제어장치에 의하여 소정 각도의 회전운동 및 역회전운동을 되풀이할 수 있는 회전운동축을 가진다. 지주(15e)는, 아암(15d)의 재료받이부(15f)가 이송로(10f) 위와 허스 밀어올림부재(23a)와의 사이를 왕복하도록, 아암(15d)을 회전운동시킬 수 있다.

이상의 구성을 구비하는 성막장치(1) 및 허스 기구(2)의 동작에 대하여, 성막장치(1)를 이용한 성막 방법과 함께 설명한다. 다만, 도 4 내지 도 8은, 성막장치(1) 및 허스 기구(2)의 동작을 나타내는 단면도이다. 우선, 허스 준비공정으로서, 도 4에 나타내는 바와 같이 허스 탑재 테이블(22a) 상에 복수의 허스 부재(21) 를 올려놓는다. 이 때, 허스 밀어올림기구(23)의 나사축(23d)을 일방향으로 회전시킴으로써, 허스 밀어올림부재(23a) 및 재료 밀어올림부재(24a)의 상단을 허스 탑재 테이블(22a)보다도 아래쪽으로 강하시켜 둔다.

이어서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 허스 밀어올림기구(23)의 나사축(23d)을 역방향으로 회전시켜서, 허스 밀어올림부재(23a)를 상승시킨다. 이 때, 허스 밀어올림부재(23a)의 상단부는, 허스 탑재 테이블(22a)의 관통구멍(22c)을 통과함과 함께, 이 관통구멍(22c) 상에 탑재되어 있던 하나의 허스 부재(21)를 밀어 올린다. 이렇게 하여, 하나의 허스 부재(21)가 허스 밀어올림부재(23a)에 의하여 밀어 올려지고, 이 허스 부재(21)의 상단이 허스 받이판(25)의 개구(25a)를 통하여 허스 받이판(25)의 윗쪽으로 돌출된다. 또한, 이 허스 부재(21)의 단차부분(21c)이 개구(25a)의 받이구멍(25b)에 수용됨(끼워맞춰짐)으로써, 이 허스 부재(21)가 재료 지지위치(B)에 위치결정된다.

이어서, 재료준비공정으로서, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이 재료보관 테이블(12a) 상에 복수의 고형 성막재료(Ma)를 올려놓는다. 이 때, 재료이송기구(15)의 나사축(15b)을 일방향으로 회전시킴으로써, 재료 밀어올림막대(15a)의 상단을 재료보관 테이블(12a)보다도 아래쪽으로 강하시켜 둔다.

이어서, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 나사축(15b)을 역방향으로 회전시켜서, 재료 밀어올림막대(15a)를 상승시킨다. 이 때, 재료 밀어올림막대(15a)의 상단부는, 재료보관 테이블(12a)의 관통구멍(12c)을 통과함과 함께, 이 관통구멍(12c) 상에 올려놓여져 있던 하나의 고형 성막재료(Ma)를 밀어 올린다. 이렇게 하여, 고 형 성막재료(Ma)는, 재료 밀어올림막대(15a)에 의하여 밀어 올려져서, 이송로(10f)를 통하여 재료이송 테이블(15c)의 윗쪽으로 돌출된다.

이어서, 도 7에 나타내는 바와 같이, 재료이송기구(15)의 아암(15d)을 회전운동시킴으로써, 고형 성막재료(Ma)를 허스 밀어올림부재(23a)의 내측으로 이송한다(아암(15d)의 동작에 대하여는, 도 3 참조). 그리고, 도 8에 나타내는 바와 같이, 아암(15d)을 대피시킨 후, 재료 밀어올림기구(24)의 너트(24b)를 일방향으로 회전시킴으로써 재료 밀어올림부재(24a)를 상승시킨다. 이 때, 재료 밀어올림부재(24a)의 상단부는, 허스 밀어올림부재(23a)의 내측을 상승하여, 고형 성막재료(Ma)를 재료 지지위치(B)까지 밀어 올린다.

이어서, 도 1을 참조하면서 성막 공정에 대하여 설명한다. 이상과 같이 하여 성막실(10b)의 재료 지지위치(B)에 고형 성막재료(Ma)가 세트된 후, 피처리물(11)을 지지한 피처리물 지지부재(32)를 반송기구(3)에 복수 세트하고, 진공펌프(8)를 이용하여 진공용기(10) 내부를 진공상태로 한다.

이어서, 접지전위에 있는 진공용기(10)를 사이에 두고, 플라즈마 소스(7)에 음의 전압을, 밀어 올려진 허스 부재(21)에 양의 전압을 인가하여 방전을 생기게 하여, 플라즈마(P)를 생성한다. 플라즈마(P)는, 보조 양극(6)에 안내되어서 이 허스 부재(21)에 조사된다. 본 방법에서는, 피처리물 지지부재(32)를 반송방향(화살표 A)으로 반송하면서, 이와 같이 플라즈마(P)를 허스 부재(21)에 조사한다. 플라즈마(P)에 피폭된 허스 부재(21)는 서서히 가열되고, 이 열에 의하여, 허스 부재(21)에 도입된 고형 성막재료(Ma)도 동시에 가열된다. 고형 성막재료(Ma)가 충분 히 가열되면, 고형 성막재료(Ma)가 승화하고, 더욱 성막실(10b) 내를 Z축방향의 양의 방향으로 상승할 때, 플라즈마(P)에 의하여 활성화되어서 이온화되어, 피처리물(11)을 향하여 비행한다.

다른 한편, 피처리물(11)은, 반송기구(3)에 의하여 반송되어서 성막실(10b)의 윗쪽에 도달하여, 성막실(10b) 내를 확산하고 있는 성막재료입자(Mb)에 피폭된다. 그리고, 허스 부재(21)와 대향하는 피처리물(11)의 성막면에, 성막실(10b) 내에 확산한 성막재료입자(Mb)의 이온화 입자가 막 형상으로 부착된다. 피처리물(11)이 일정 속도로 반송되면서 성막재료입자(Mb)에 소정 시간 피폭됨으로써, 피처리물(11)의 표면에 소정의 두께의 막이 형성된다. 이렇게 하여, 피처리물(11)의 표면에 바라던 바의 막이 형성된다.

이상의 성막 공정을 복수의 피처리물(11)에 대하여 연속하여 행하면, 고형 성막재료(Ma)는 서서히 소비된다. 따라서, 고형 성막재료(Ma)의 길이는 점차로 짧아지는데, 막두께나 막품질을 균일하게 하기 위하여는 고형 성막재료의 꼭대기 부분의 위치가 일정한 것이 바람직하다. 본 실시형태의 성막장치(1) 및 허스 기구(2)에 있어서는, 재료 밀어올림부재(24a)가 상승함으로써 고형 성막재료(Ma)를 그 소비분량에 따라서 밀어 올릴 수 있으므로, 고형 성막재료(Ma)의 꼭대기 부분(노출 끝면)을 항상 일정한 높이로 유지할 수 있다.

또한, 본 실시형태와 같이, 허스 밀어올림부재(23a)가 상하방향으로 뻗은 통 형상임과 함께, 재료 밀어올림부재(24a)는, 상하방향으로 뻗은 봉 형상을 하고 있고 또한 허스 밀어올림부재(23a)의 내측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 허스 부재(21)의 도입구멍(21a) 내에 도입된 고형 성막재료(Ma)를 적절하게 밀어 올릴 수 있다.

또한, 본 실시형태의 성막장치(1)에 있어서는, 고형 성막재료(Ma)가 소비되어서 없어지면, 진공용기(10)의 진공상태를 유지한 채 다른 고형 성막재료(Ma)가 재료 지지위치(B)에 보충된다. 다시 말해, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 재료보관부(12)에 보관되어 있는 고형 성막재료(Ma)가, 재료보관 테이블(12a)의 회전에 의하여 이송로(10f)의 바로 아래에 이동된 후, 재료이송기구(15)에 의하여 재료 지지위치(B)의 바로 아래(허스 밀어올림부재(23a)의 내측)에 이송된다. 그리고, 재료 밀어올림부재(24a)가 이 고형 성막재료(Ma)를 재료 지지위치(B)로 밀어 올림으로써, 새로운 고형 성막재료(Ma)가 허스 부재(21)에 세트된다. 이와 같이, 본 실시형태의 성막장치(1)에 의하면, 진공용기(10)의 진공상태를 유지한 채 고형 성막재료(Ma)를 연속하여 공급할 수 있으므로, 연속 성막작업을 보다 장시간 행할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 성막장치(1)에 있어서는, 허스 밀어올림부재(23a)가, 상하방향으로 뻗는 통 형상임과 함께, 고형 성막재료(Ma)를 내측으로 받아 들이기 위한 개구(23e)를 측벽에 가지고 있다. 그리고, 재료 밀어올림부재(24a)가, 상하방향으로 뻗은 봉 형상이며 허스 밀어올림부재(23a)의 내측에 배치되어 있다. 이에 의하여, 허스 밀어올림부재(23a)가 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)로 밀어 올린 상태인 채로, 허스 밀어올림부재(23a)의 내부를 통하여 허스 부재(21)의 도입구멍(21a) 내에 고형 성막재료(Ma)를 적절하게 공급할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 성막장치(1)는, 진공용기(10e), 이송로(10f), 및 게이트밸브(10m)를 가진다. 또한, 진공용기(10e)는, 진공펌프(13) 및 재료보급구(10g)를 가진다. 재료보관부(12)에 보관된 고형 성막재료(Ma)를 다 써 버렸을 경우에는, 상술한 바와 같이 게이트밸브(10m)를 닫아서 성막실(10b)의 진공상태를 유지하면서 진공용기(10e)의 진공상태를 해제(대기로 해방)하고, 재료보급구(10g)로부터 재료보관부(12)로 고형 성막재료(Ma)를 보충할 수 있다. 그리고, 진공펌프(13)를 이용하여 진공용기(10e)를 다시 진공상태로 한 후에 게이트밸브(10m)를 열고, 이송로(10f)를 통하여 고형 성막재료(Ma)를 재료 지지위치(B)에 공급할 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 성막장치(1)에 의하면, 성막실(10b)의 진공상태를 유지하면서 재료보관부(12)에 고형 성막재료(Ma)를 보충할 수 있으므로, 연속 성막작업을 더욱 장시간 행할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 성막장치(1)에 있어서는, 상술한 바와 같이 성막실(10b)의 진공상태를 유지하면서 고형 성막재료(Ma)를 연속적으로 보충할 수 있으므로, 장시간에 걸쳐 성막작업을 행할 수 있지만, 장시간의 성막작업의 결과, 허스 부재(21)의 선단부분에 성막재료가 부착되어, 양극으로서의 기능이나 고형 성막재료(Ma)를 도입하는 기능이 손상되어 버리는 경우가 있다.

이에 대하여, 본 실시형태의 허스 기구(2)에 있어서는, 진공용기(10)의 진공상태를 유지한 채, 허스 부재(21)의 장착 및 분리를 용이하게 행할 수 있다. 즉, 허스 부재(21)의 장착을 행할 때는, 허스 탑재 테이블(22a)을 회전시켜서, 미사용의 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)의 바로 아래에 이동시킨다. 이어서, 나사축(23d)을 역회전시켜서 허스 밀어올림부재(23a)를 상승시켜서, 미사용의 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)까지 밀어 올린다. 그리고, 허스 부재(21)를 분리할 때는, 작업자는, 나사축(23d)을 회전시켜서, 허스 밀어올림부재(23a)의 상단부를 허스 탑재 테이블(22a)보다도 아래쪽으로 하강시켜서, 허스 부재(21)를 허스 탑재부(22)에 되돌아가게 한다. 사용한 허스 부재(21)가 미사용의 허스 부재(21)와 교환된다. 이렇게, 본 실시형태의 허스 기구(2)에 의하면, 허스 부재(21)의 장착 및 분리를 진공용기(10)의 진공상태를 유지한 채 용이하게 행할 수 있다.

또한, 본 실시형태와 같이, 허스 탑재부(22)는, 복수의 허스 부재(21)를 탑재할 수 있고, 각 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)의 아래쪽으로 순차이동 가능한 것이 바람직하다. 이에 의하여, 허스 밀어올림부재(23)가 사용 후의 허스 부재(21)를 강하시켜서 허스 탑재부(22)에 되돌아가게 한 후, 허스 탑재부(22)가 미사용의 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)의 아래쪽으로 이동시키고, 허스 밀어올림부재(23)가 이 미사용의 허스 부재(21)를 재료 지지위치(B)까지 밀어 올릴 수 있다. 이렇게 하여, 사용 후의 허스 부재(21)가 미사용의 허스 부재(21)와 교환된다. 이와 같이, 본 실시형태의 성막장치(1) 및 허스 기구(2)에 의하면, 일련의 허스 교환작업을 진공용기(10)의 진공상태를 유지한 채 행할 수 있으므로, 더욱 장시간의 연속 성막작업이 가능해진다.

또한, 본 실시형태와 같이, 허스 탑재부(22)는, 허스 부재(21)를 위치결정하는 허스 받이부(22d)를 가지는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 허스 밀어올림부재(23)에 대한 허스 부재(21)의 상대위치 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 본 실시형 태와 같이, 허스 밀어올림부재(23)의 상단은, 허스 부재(21)의 받이구멍(2lb)과 끼워맞춤 가능한 것이 바람직하다. 이에 의하여, 허스 밀어올림부재(23)가 허스 부재(21)를 안정적으로 밀어 올릴 수 있다.

(제2의 실시의 형태)

다음으로, 본 발명에 의한 허스 기구의 제2 실시형태에 대하여 설명한다. 도 9는, 본 실시형태에 의한 허스 기구(2a)의 구성을 나타내는 측면단면도이다. 본 실시형태의 허스 기구(2a)가 상기 제1 실시형태의 허스 기구(2)와 다른 점은, 재료보관부(12) 및 재료이송기구(15)(도 2 참조)를 구비하고 있지 않는 점, 및 허스 탑재 테이블(22a) 상의 복수의 허스 부재(211 내지 214)가 각각 고형 성막재료(Ma1 내지 Ma4)를 미리 도입하여, 지지하고 있는 점이다.

즉, 본 실시형태의 허스 기구(2a)는, 복수의 허스 부재(211 내지 214), 허스 탑재부(22), 허스 밀어올림기구(23), 재료 밀어올림기구(24), 및 허스 받이판(25)을 포함하여 구성되어 있다. 이들 중, 허스 탑재부(22), 재료 밀어올림기구(24), 및 허스 받이판(25)의 구성에 대하여는, 상기 제1 실시형태의 구성과 마찬가지이므로 상세한 설명을 생략한다.

복수의 허스 부재(211 내지 214)는, 각각 본 실시형태에 있어서의 제1 내지 제4의 허스 부재이다. 즉, 허스 부재(211 내지 214)는, 상기 제1 실시형태의 허스 부재(21)와 마찬가지의 형상을 하고 있고, 각각 고형 성막재료(Ma1 내지 Ma4)를 도입구멍(21a) 내에 도입해 지지한 상태로 허스 탑재 테이블(22a) 상에 탑재되어 있다. 여기에서, 고형 성막재료(Ma1 내지 Ma4)의 각각은, 서로 다른 제1 내지 제4의 성막재료로 이루어진다.

본 실시형태의 허스 기구(2a)에 있어서, 예컨대 제1의 성막재료로 이루어지는 막을 형성할 때는, 허스 탑재 테이블(22a)을 회전시켜서 제1의 허스 부재(211)를 재료 지지위치(B)의 바로 아래에 이동시키고, 허스 밀어올림부재(23a)에 의하여 제1의 허스 부재(211)를 재료 지지위치(B)로 밀어 올린다. 이에 의하여, 제1의 성막재료로 이루어지는 고형 성막재료(Ma1)를 이용하여 성막을 행할 수 있다. 또한, 제1의 성막재료와는 다른 제2의 성막재료로 이루어지는 막을 형성하는 때는, 제1의 허스 부재(211)를 허스 탑재 테이블(22a) 위에 되돌아가게 한 후, 허스 탑재 테이블(22a)을 회전시켜서 제2의 허스 부재(212)를 재료 지지위치(B)의 바로 아래로 이동시키고, 허스 밀어올림부재(23a)에 의하여 제2의 허스 부재(212)를 재료 지지위치(B)로 밀어 올린다. 이에 의하여, 제2의 성막재료로 이루어지는 고형 성막재료(Ma2)를 이용하여 성막을 행할 수 있다. 허스 기구(2a)에 있어서는, 제3 또는 제4의 성막재료로 이루어지는 막에 대하여도, 제1 및 제2의 성막재료와 마찬가지로 하여 성막할 수 있다.

이렇게, 본 실시형태에 의한 허스 기구(2a)에 의하면, 일련의 허스 교환작업을 진공용기(10)의 진공상태를 유지한 채 행할 수 있으므로, 허스 교환 때마다 진공상태를 해제할 필요가 없어져서, 보다 장시간의 연속 성막작업이 가능해진다. 더욱이, 허스 부재(211 내지 214)를 교환할 때에 고형 성막재료(Ma1 내지 Ma4)를 재료 지지위치(B)에 보충할 수 있으므로, 장시간의 연속 성막작업을 적절하게 행할 수 있다.

또한, 본실시형태에 의한 허스 기구(2a)에 의하면, 진공용기(10)의 진공상태를 유지한 채, 복수 종류의 성막재료를 선택적으로 이용할 수 있다. 따라서, 예컨대 조성이 다른 다층막의 성막과 같은 2종류 이상의 성막재료에 의한 성막을 효율적으로 행할 수 있다.

다만, 본 실시형태의 허스 밀어올림기구(23)에 있어서는, 허스 밀어올림부재(23a)의 측벽에 개구(23e)(도 2 참조)가 형성되어 있지 않다. 이는, 허스 부재(211 내지 214)에 미리 고형 성막재료(Ma1 내지 Ma4)를 도입시켜 두므로, 허스 밀어올림부재(23a)의 내측으로 고형 성막재료를 받아 들이지 않아도 장시간의 연속 성막작업이 가능한 점에 의한다. 단, 본실시형태의 구성에 추가하여, 제1 실시형태의 재료보관부(12) 및 재료이송기구(15)(도 2 참조)를 성막장치가 더욱 구비함으로써, 극히 장시간의 연속 성막작업을 적절하게 행할 수 있다. 혹은, 2종류 이상의 성막재료에 의한 성막을 더욱 효율적으로 행할 수 있다.

본 발명에 의한 허스 기구 및 성막장치는, 상기한 각 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 이외에 다양한 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 각 실시형태에서는 본 발명에 의한 허스 기구 및 성막장치를 이온 플레이팅 장치에 적용하고 있지만, 본 발명의 구성은 이외에도, 허스 기구를 구비하는 다양한 성막장치(증착장치)에 적용할 수 있다.

본 발명에 의한 허스 기구 및 성막장치에 의하면, 진공용기의 진공상태를 유지하면서 허스를 교환할 수 있다.

Claims

상하방향으로 관통하고 있고 고형 성막(成膜)재료를 도입하기 위한 도입구멍을 가지는 허스(hearth) 부재를, 성막장치의 진공용기 내의 재료 지지위치에 공급하는 허스 기구로서,

상기 진공용기 내에 마련되고, 상기 허스 부재를 탑재 가능하며, 상기 허스 부재를 상기 재료 지지위치의 아래쪽으로 이동가능한 허스 탑재부와,

상기 재료 지지위치의 아래쪽에 있어서 상하방향으로 이동가능하게 마련되고, 상기 허스 탑재부 상에 탑재된 상기 허스 부재를 상기 재료 지지위치로 밀어 올리는 허스 밀어올림부재와,

상기 재료 지지위치의 아래쪽에 있어서 상하방향으로 이동가능하게 마련되고, 상기 고형 성막재료를 밀어 올리는 재료 밀어올림부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 허스 기구.
청구항 1에 있어서,

상기 허스 탑재부가, 상하방향으로 관통하는 관통구멍을 가지고,

상기 허스 밀어올림부재가, 상기 허스 탑재부의 상기 관통구멍을 통하여 상기 허스 부재를 밀어 올리는 것을 특징으로 하는 허스 기구.
청구항 2에 있어서,

상기 허스 탑재부가, 상기 관통구멍의 내경이 상단에 향하여 확대되도록 이루어져서 상기 허스 부재를 위치결정하는 허스 받이부를 더욱 가지는 것을 특징으로 하는 허스 기구.
청구항 1에 있어서,

상기 허스 탑재부가, 상기 허스 부재와는 별개인 허스 부재를 더욱 탑재 가능하고, 각 허스 부재를 상기 재료 지지위치의 아래쪽으로 순차이동 가능한 것을 특징으로 하는 허스 기구.
청구항 1에 있어서,

상기 허스 밀어올림부재가 상하방향으로 뻗은 통 형상을 하고 있고,

상기 재료 밀어올림부재가 상하방향으로 뻗은 형상을 하고 있고,

상기 재료 밀어올림부재가 상기 허스 밀어올림부재의 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 허스 기구.
청구항 1에 있어서,

상기 허스 부재가, 상기 도입구멍의 내경이 하단을 향하여 확대되도록 이루어지는 받이구멍을 가지고,

상기 허스 밀어올림부재의 상단이, 상기 허스 부재의 상기 받이구멍과 끼워맞춤 가능한 것을 특징으로 하는 허스 기구.
청구항 1에 있어서,

상기 허스 부재가, 상기 도입구멍 내에 상기 고형 성막재료를 도입한 상태로 상기 허스 탑재부 상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 허스 기구.
청구항 7에 있어서,

상기 허스 탑재부가, 상기 허스 부재와는 별개인 허스 부재를 더욱 탑재 가능하고, 각 허스 부재를 상기 재료 지지위치의 아래쪽으로 순차이동 가능함과 함께,

상기 별개인 허스 부재가, 상기 허스 부재에 도입된 상기 고형 성막재료와는 다른 고형 성막재료를 도입구멍 내에 도입한 상태로 상기 허스 탑재부 상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 허스 기구.
고형 성막재료를 피처리물에 부착시킴으로써 성막을 행하는 성막장치로서,

진공용기 내에 있어서 상기 고형 성막재료를 지지하는 청구항 1 내지 청구항 6 중의 어느 한 항에 기재된 허스 기구와,

진공용기 내에 마련되고, 상기 고형 성막재료를 보관하는 재료보관부와,

상기 고형 성막재료를 상기 재료보관부에서 상기 재료 지지위치의 아래쪽으로 이송하는 재료이송기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 성막장치.
청구항 9에 있어서,

상기 허스 밀어올림부재가, 상하방향으로 뻗는 통 형상임과 함께, 상기 고형 성막재료를 내측으로 받아 들이기 위한 개구를 측벽에 가지고 있고,

상기 재료 밀어올림부재가, 상하방향으로 뻗은 형상이며 상기 허스 밀어올림부재의 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 성막장치.