KR20070024518A - Substrate dome rotating mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 진공장치에 탑재되는 기판 돔의 회전기구에 관한 것이다.The present invention relates to a rotating mechanism of a substrate dome mounted in a vacuum apparatus.
진공 증착법이란, 진공조(眞空槽) 내부를 미리 고진공 영역까지 배기한 상태에서 증착 재료를 증발시키고, 기판 표면에 증착 재료를 퇴적시키는 성막(成膜) 방법을 말한다. 성막의 효율을 높이기 위해서는 복수의 기판을 동시에 증착하는 것이 요구되지만, 진공조 내부에 있어서의 증착 재료의 증발 분포는 한결같지 않기 때문에, 기판 돔이라고 불리는 돔 형상의 지지구에 복수의 기판을 탑재하고, 또한 돔을 회전함으로써 각 기판의 막두께 분포를 한결같게 유지하는 것이 일반적으로 행하여지고 있다. 본 발명은, 돔의 중심을 회전축으로 하여 구동원에 접속되는 회전 구동형 기판 돔의 회전기구에 관한 것이다.The vacuum vapor deposition method refers to a film formation method in which a vapor deposition material is evaporated in a state where the inside of a vacuum chamber is evacuated to a high vacuum region in advance, and the vapor deposition material is deposited on the substrate surface. In order to increase the efficiency of film formation, it is required to deposit a plurality of substrates at the same time, but since the evaporation distribution of the deposition material in the vacuum chamber is not uniform, a plurality of substrates are mounted on a dome-shaped support called a substrate dome. In addition, it is generally performed to keep the film thickness distribution of each substrate uniformly by rotating the dome. The present invention relates to a rotation mechanism of a rotation drive type substrate dome connected to a drive source with the center of the dome as the rotation axis.
도 5에 회전 구동형 기판 돔을 탑재한 진공장치의 한 예로서 광학 박막용 진공증착 장치의 개략 구성도를 도시한다.Fig. 5 shows a schematic configuration diagram of a vacuum deposition apparatus for an optical thin film as an example of a vacuum apparatus equipped with a rotationally driven substrate dome.
진공조 본체(40)에는 기판(11), 기판(11)을 탑재한 기판 돔(12), 기판 돔 회전기구(42), 기판(11)을 가열하기 위한 기판 가열용 히터(47), 증착 재료(43), 증착 재료를 충전하는 도가니(44), 증착 재료(43)를 증발 온도까지 가열하는 전자총(45), 증착 완료시에 닫고 증착 재료를 차폐하는 셔터(46) 등이 배치된다.The vacuum chamber
동 도면에 도시하는 장치에 의해 증착을 행하는 경우는, 우선 기판 돔(12)에 기판(11)을 설치하고, 증착 재료(43)를 도가니(44)에 넣는다. 진공조(40) 내를 도시하지 않은 배기계에 의해 고진공 상태로 하고 나서, 기판 돔 회전기구(42)에 의해 기판 돔(12)을 회전시키고, 기판 가열용 히터(47)를 이용하여 기판(11)을 가열한다. 진공도 및 기판 온도가 목표치에 도달한 시점에서 전자총(45)으로부터 전자 빔을 증착 재료(43)에 조사하고, 증착 재료(43)를 증발 온도까지 승온(昇溫)시킨다. 셔터(46)를 열면 증착 재료(43)는 진공조(40) 내를 비산(飛散)하고, 기판(11)상에 퇴적함으로써 박막을 형성한다. 막두께가 목표치에 도달한 시점에서 셔터(46)를 닫고, 전자총(45)이나 기판 가열용 히터(47) 등을 정지시키고, 냉각후 진공조 내에 대기를 도입한 후 박막이 형성된 기판(11)을 취출하면 좋다.In the case of performing vapor deposition by the apparatus shown in the same figure, the board |
상기한 진공 증착 장치는, 예를 들면 특허 문헌 1 등에 개시된다.Said vacuum vapor deposition apparatus is disclosed by
도 5 및 도 6을 참조하여, 종래의 기판 돔 회전기구를 설명한다.5 and 6, a conventional substrate dome rotating mechanism will be described.
기판 돔 회전기구(42)는, 돔측 치차(2), 돔측 치차(2)에 고정되는 회전축(6), 돔측 치차(2)에 접합하여 하중 방향의 부하를 받는 스러스트 베어링 기구(51), 회전축(6)에 접합하여 원주 방향의 부하를 받는 래디얼 베어링 기구(52), 스러스트 베어링 기구(51) 및 래디얼 베어링 기구(52)를 지지하는 축받이(53), 볼트(55)에 의해 돔측 치차(2)에 고정되는 돔 캐처(10)에 의해 구성되고, 돔측 치차(2)가 구동원(41)에 접속한 구동원측 치차(15)로부터의 전달을 받아 회전함에 의해, 회전기구(42)가 회전하는 구조로 되어 있다.The substrate
기판 돔(12)은 볼트(56)에 의해 돔 캐처(10)에 고정됨으로써 회전기구(42)에 접속되고, 돔측 치차(2)와 함께 소정의 회전수로 회전을 한다. 돔측 치차(2)에는 회전축(6), 돔 캐처(10), 및 기판 돔(12)이 부착되기 때문에 종방향의 스러스트 하중이 가해지게 된다. 이 스러스트 방향의 하중을 받기 위해 스러스트 베어링 기구(51)가 배치된다. 또한, 회전시의 횡방향의 하중을 받기 위해 래디얼 베어링 기구(52)가 배치된다. 도 7a에, 스러스트 베어링 기구(51)의 개략도를 도시한다. 스러스트 베어링 기구는, 스틸 볼(20), 윤활재(21), 복수의 스틸 볼(20) 및 윤활재(21)를 수용하는 고리형상 홈(22)에 의해 구성된다. 도 7b는 스틸 볼(20) 개략 단면도이고, 도 7c는 윤활재(21)의 개략 단면도이다. 스틸 볼(20)은 예를 들면 철 등에 의해 구성되고, 윤활재(21)는 예를 들면 2황화 텅스텐 등에 의해 구성되지만, 그 재질은 적절히 선택하면 좋다. 이상, 예시를 위해 스러스트 베어링 기구(51)를 설명하였는데, 래디얼 베어링 기구(52)에서도 구성 부품은 마찬가지이다. 축받이(53)는 스러스트 베어링 기구(51) 및 래디얼 베어링 기구(52)의 받이로서의 역할을 다하며, 돔측 치차(2)나 기판 돔(12) 등을 진공조(40) 내부에 회전 자유롭게 지지하고 있다. 축받이(53)는, 베이스(50)의 상방으로부터 끼워 넣어지고, 기판 돔(12)과 반대의 방향으로부터 볼트(54)에 의해 고정된다.The board |
예를 들면, 메인티넌스 등에서 도면에 도시하는 회전기구(42)를 분해하는 경우에는, 우선, 돔 캐처(10)로부터 기판 돔(12)을 하방으로 떼어낸 후, 회전기구(42)의 상방에 배치되는 도시하지 않은 막두께 모니터 기구나 히터 등의 주변 기구를 떼어내고, 축받이(53)와 베이스(50)를 떼어내고, 회전기구(42)를 일체로 하여 베이스(50)의 상방으로부터 떼어내고 있다. 조립하는 경우에는, 주변 기구가 부착 전에 회전기구(42)를 베이스(50)의 상방으로부터 부착하고, 베이스(50)의 하방에 기판 돔(12)을 부착하고 있다.For example, when disassembling the
특허 문헌 1 : 일본 특개2001-73136호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-73136
발명이 해결하고자 하는 과제Problems to be Solved by the Invention
도 8은, 도 7에 도시하는 스러스트 베어링 기구(51)가 회전에 의해 소모한 때의 양상을 도시한다. 윤활재(21)는, 스틸 볼(20) 및 고리형상 홈(22)의 표면에 윤활막을 형성하고 스틸 볼(20)을 매끄럽게 회전시킨다는 효과를 갖기 때문에, 스틸 볼(20)의 회전에 의해 윤활재(21)가 소모되면, 이음(異音) 발생의 원인이나 베어링 수명을 앞당기는 원인으로 되어 버린다. 또한, 회전에 의해 윤활재(21)가 소모되면, 소모한 윤활재(21)가 분진(60)으로 되어 고리형상 홈(22)에 쌓여 버린다는 문제가 발생한다. 분진(60)에는, 윤활재(21)뿐만 아니라 스틸 볼(20)의 마모에 의한 철 부스러기도 포함되고, 이와 같은 분진(60)이 고리형상 홈(22)에 쌓이면 스틸 볼(20)이 원활하게 회전되지 못하게 되어 회전의 지장으로 되어 버린다. 래디얼 베어링 기구(52)에서도 같은 문제가 발생하기 때문에, 베어링 기구에는 정기적인 윤활재의 교환이나 회전부의 청소 등의 메인티넌스 작업이 필요하게 된다. 그러나 종래의 회전기구는, 주변 기구를 떼어내지 않고서는 베어링을 떼어낼 수 없다는 불편한 점이 있다. 이것은, 기판 돔 상방의 한정된 공간에 막두께 모니터 기구나 히터 등 기판 돔에 근접 배치할 필요가 있는 기구가 복수 배치되기 때문으로, 메인티넌스용의 공간을 확보할 수 없기 때문이다.FIG. 8 shows an aspect when the
윤활재로부터 발생하는 분진은, 회전부에 쌓여서 회전의 지장이 될 뿐만 아니라, 진공조 내로 날려 떨어져서 성막의 지장이 된다는 문제도 있다. 도 8을 참조하면, 고리형상 홈(22)에 쌓인 분진(60)의 일부는 하방으로 넘쳐 떨어져 버리고 있다. 도 6을 참조하면, 스러스트 베어링 기구(51) 및 래디얼 베어링 기구(52)의 직하에는 기판 돔이 배치되기 때문에, 넘쳐 떨어진 분진(60)의 일부는 기판 돔으로 날려 떨어져 버리고 있다. 기판 돔에 분진이 날려 떨어지면, 성막할 때에 증발 재료와 함께 분진이 성막 기판에 부착하여 버려, 막질의 악화로 연결되어 버린다.Dust generated from the lubricating material not only accumulates in the rotating part, but also hinders the rotation, and also blows into the vacuum chamber, causing the problem of film formation. Referring to FIG. 8, a part of the
또한, 종래의 회전기구에서는, 베어링의 상방에 기판 가열 히터가 배치되어 있기 때문에, 가열에 의해 윤활재의 소모를 앞당겨 버리고 있다는 문제도 있다.Moreover, in the conventional rotating mechanism, since the substrate heating heater is disposed above the bearing, there is also a problem that the consumption of the lubricant is accelerated by the heating.
또한, 종래기구에서는, 돔측 치차와 기판 돔과의 고정을 볼트 채움에 의해 행하고 있는데, 볼트 채움으로는 기판 돔의 정확한 위치 맞춤을 할 수 없다는 문제도 있다. 돔측 치차의 중심과 기판 돔의 중심이 일치하지 않으면, 회전할 때에 기판 돔 자체가 좌우로 흔들리며 회전하여 버린다. 이 상태에서 성막을 행하면, 증착 재료가 기판 돔에 탑재되어 있는 기판에 균일하게 부착하지 않게 되어, 막두께 분포의 악화에 연결되어 버리고 있다.In addition, in the conventional mechanism, the dome-side gear and the substrate dome are fixed by bolt filling, but there is also a problem that the bolt do not allow accurate positioning of the substrate dome. If the center of the dome side gear does not coincide with the center of the substrate dome, the substrate dome itself swings left and right while rotating. When the film is formed in this state, the vapor deposition material does not adhere uniformly to the substrate mounted on the substrate dome, which leads to deterioration of the film thickness distribution.
더하여, 종래의 회전기구에서는 그 높이에 관해서도 과제가 있다. 기판 돔 회전기구의 상방에는, 막두께를 계측하기 위한 막두께 모니터 기구가 배치되는 것이 일반적인데, 모니터가 증발원에 대해 그림자가 되지 않도록, 기판 돔의 회전기구의 높이를 가능한 한 얇게 할 필요가 있다.In addition, in the conventional rotating mechanism, there is a problem with respect to the height thereof. A film thickness monitor mechanism for measuring the film thickness is generally disposed above the substrate dome rotating mechanism, but the height of the rotating mechanism of the substrate dome needs to be as thin as possible so that the monitor does not become a shadow of the evaporation source. .
과제를 해결하기 위한 수단Means to solve the problem
본 발명의 제 1의 측면은, 진공조, 진공조 내부에 고정되는 베이스, 베이스에 부착되는 회전기구, 및 성막 기판이 탑재되고 회전기구에 의해 수평으로 회전되는 기판 돔으로 이루어지는 진공장치로서, 회전기구를 베이스로부터 진공조 저면 방향으로 착탈 가능한 구성으로 한 진공장치이다. 여기서, 회전기구가 적어도, 돔 기판의 회전 중심과 같은 회전 중심을 갖도록 배치되고, 회전기구 외부에 마련된 구동원으로부터의 동력에 의해 수평으로 회전되는 돔측 치차, 베이스에 대해 돔측 치차를 지지하기 위한 지지 수단, 및 기판 돔을 해당 돔측 치차에 부착하기 위한 지지 수단으로 이루어지고, 돔측 치차의 외경이 해당 베이스의 내경보다도 작아지도록 하였다. 또한, 지지 수단이 베이스의 하단(下端)에 부착되는 구성으로 하였다. 구체적으로는, 지지 수단이, 적어도 돔측 치차와 동심원형상으로 해당 돔측 치차에 고정되는 회전축, 및 돔측 치차와 동심원 형상으로 배치되고, 베이스에 부착되는 축받이로 이루어지고, 축받이가 베이스의 하단에 부착되는 구성으로 하였다. 또한, 지지 수단이, 돔측 치차와 동심원형상으로 배치되고, 축받이에 지지되어 돔측 치차를 지지하는 스러스트 베어링, 및 돔측 치차와 동심원형상으로 배치되고 회전축과 접촉하는 래디얼 베어링으로 이루어지는 구성으로 하였다.A first aspect of the present invention is a vacuum apparatus comprising a vacuum chamber, a base fixed inside the vacuum chamber, a rotating mechanism attached to the base, and a substrate dome on which a film forming substrate is mounted and rotated horizontally by the rotating mechanism, wherein the rotating apparatus is rotated. A vacuum apparatus in which a mechanism is detachable from the base in the direction of the bottom of the vacuum chamber. Here, the support mechanism for supporting the dome-side gear against the base and the dome-side gear, which is disposed so as to have a rotational center at least equal to the rotational center of the dome substrate, and is rotated horizontally by the power from a drive source provided outside the rotational mechanism, and the base. And a supporting means for attaching the substrate dome to the dome-side gear, and the outer diameter of the dome-side gear is smaller than the inner diameter of the base. Moreover, the support means was set as the structure attached to the lower end of a base. Specifically, the support means comprises at least a rotating shaft fixed to the dome side gear in a concentric shape with the dome side gear, and a bearing arranged concentrically with the dome side gear and attached to the base, and the bearing is attached to the lower end of the base. It was set as the structure. Moreover, the support means was set as the structure which consists of a thrust bearing arrange | positioned concentrically with a dome-side gear, and is supported by a bearing, and supports a dome-side gear, and a radial bearing arrange | positioned concentrically with a dome-side gear and contacting a rotating shaft.
본 발명의 제 2의 측면은, 진공조, 진공조 내부에 고정되는 베이스, 베이스에 부착되는 회전기구, 및 성막 기판이 탑재되고 회전기구에 의해 수평으로 회전되는 기판 돔으로 이루어지는 진공장치로서, 회전기구가 적어도, 돔 기판의 회전 중심과 같은 회전 중심을 갖도록 배치되고, 회전기구 외부에 마련된 구동원으로부터의 동력에 의해 수평으로 회전되는 돔측 치차, 베이스에 대해 돔측 치차를 지지하기 위한 지지 수단, 및 기판 돔을 돔측 치차에 부착하기 위한 지지 수단으로 이루어지고, 지지 수단이, 돔측 치차와 동심원형상으로 배치되고 축받이에 지지되어 돔측 치차를 지지하는 스러스트 베어링, 및 돔측 치차와 동심원형상으로 배치되고 회전축과 접촉하는 래디얼 베어링으로 이루어지는 진공장치이다.A second aspect of the present invention is a vacuum apparatus comprising a vacuum chamber, a base fixed inside the vacuum chamber, a rotating mechanism attached to the base, and a substrate dome on which a film forming substrate is mounted and rotated horizontally by the rotating mechanism, wherein the rotating apparatus is rotated. The mechanism is disposed so as to have a rotational center at least equal to the rotational center of the dome substrate, and the dome-side gear that is horizontally rotated by power from a drive source provided outside the rotational mechanism, support means for supporting the dome-side gear against the base, and the substrate. A support means for attaching the dome to the dome-side gear, the support means being disposed concentrically with the dome-side gear and supported by the bearing to support the dome-side tooth, and being disposed concentrically with the dome-side gear and contacting the rotating shaft. It is a vacuum device consisting of a radial bearing.
또한, 상기 제 1의 측면 및 제 2의 측면에 있어서, 스러스트 베어링과 래디얼 베어링이 개략 동일 평면상에 배치되는 구성으로 하였다. 또한, 스러스트 베어링이 자르는 면의 높이 방향의 폭과 래디얼 베어링이 자르는 면의 높이 방향의 폭이 겹치는 부분을 갖도록 배치되는 구성으로 하였다.Moreover, in the said 1st side surface and the 2nd side surface, the thrust bearing and the radial bearing were set as the structure arrange | positioned on the substantially same plane. Moreover, it was set as the structure arrange | positioned so that the width | variety of the height direction of the surface which a thrust bearing cuts, and the width | variety of the height direction of the surface which a radial bearing may cut may overlap.
본 발명의 제 3의 측면은, 진공조, 진공조 내부에 고정되는 베이스, 베이스에 부착되는 회전기구, 성막 기판이 탑재되고 회전기구에 의해 수평으로 회전되는 기판 돔, 및 회전기구가 고리형상 홈에 수용한 복수의 볼 및 윤활유에 의해 구성되는 베어링으로 이루어지는 진공장치로서, 기판 돔의 상방에 기판 돔의 적어도 일부분을 덮는 분진 받이를 배치한 진공장치이다. 여기서, 성막 기판 가열용의 돔 히터를 분진 받이로 하였다. 또한, 성막 기판 가열용의 돔 히터가 베이스에 고정되는 구성으로 하였다. 또한, 회전기구는, 또한 돔측 치차와 동심원형상으로 돔측 치차에 고정되는 회전축, 및 돔측 치차와 동심원형상으로 배치되고, 베이스에 부착되는 축받이로 이루어지고, 회전축이 외주 방향으로 늘어나는 돌기부를 가지며, 분진 받이를 돌기부에 마련된 홈으로 구성하였다.The third aspect of the present invention is a vacuum chamber, a base fixed inside the vacuum chamber, a rotating mechanism attached to the base, a substrate dome on which the film forming substrate is mounted and rotated horizontally by the rotating mechanism, and the rotating mechanism has an annular groove. A vacuum device comprising a plurality of balls and a bearing composed of lubricating oil contained therein, wherein the dust collector is disposed above the substrate dome to cover at least a portion of the substrate dome. Here, the dome heater for film-forming board | substrate heating was made into dust collecting. Moreover, the dome heater for film-forming board | substrate heating was set as the structure fixed to the base. The rotating mechanism further comprises a rotating shaft fixed to the dome side gear in a concentric shape with the dome side gear, and a bearing arranged concentrically with the dome side gear and attached to the base, and having a protrusion in which the rotating shaft extends in the circumferential direction, The receiving part was composed of a groove provided in the protrusion part.
또한, 상기 제 1부터 제 3의 측면에 있어서, 지지 수단의 적어도 1개소에 접시 비스를 이용하는 구성으로 하였다.Moreover, in the said 1st thru | or 3rd side surface, it was set as the structure which uses a dish vis in at least 1 place of a support means.
본 발명의 제 4의 측면은, 진공조, 성막 기판이 탑재되는 기판 돔, 기판 돔의 바로 위에 배치되고 기판 돔을 회전시키는 회전기구, 및 진공조의 천판에 배치되고 적어도 회전기구를 진공조의 내부에 부착하는 베이스로 이루어지는 진공장치의 조립 분해 방법으로서, 적어도 회전기구를 진공조 저면측에 착탈하는 방법이다. 또한, 회전기구와 기판 돔과 고정하는 고정구를 또한 가지는 진공장치에 있어서, 고정구와 회전기구 사이, 또는 고정구와 기판 돔 사이의 적어도 한쪽을 접시 비스로 고정하여, 기판 돔의 위치 맞춤을 행하도록 하였다.A fourth aspect of the present invention is a vacuum chamber, a substrate dome on which a film-forming substrate is mounted, a rotating mechanism disposed directly above the substrate dome and rotating the substrate dome, and disposed on a top plate of the vacuum chamber and at least rotating the mechanism within the vacuum chamber. A method of assembling and disassembling a vacuum device comprising a base to be attached, which is a method of attaching and detaching at least a rotating mechanism to the bottom surface of a vacuum chamber. Further, in a vacuum apparatus further comprising a rotating mechanism and a fixture fixed to the substrate dome, at least one of the fixture and the rotating mechanism or between the fixture and the substrate dome is fixed with a dish vis to align the substrate dome. .
본 발명의 제 5의 측면은, 진공조, 성막 재료를 충전하는 증발원, 성막 기판이 탑재되고 해당 성막 재료에 대향 배치되는 기판 돔, 기판 돔의 바로 위에 배치되고 기판 돔을 회전시키는 회전기구, 및 진공조의 천판(天板)에 배치되고 회전기구 또는 회전기구 및 기판 돔을 진공조의 내부에 부착하는 베이스로 이루어지는 진공 장치에 있어서의 기판 돔을 회전시킨 상태에서 성막 기판에 성막 재료를 퇴적시키는 성막 방법으로서, 회전기구와 해당 기판 돔의 사이에 마련된 분진 받이에 의해 회전기구로부터 발생하는 분진을 받는 성막 방법이다.A fifth aspect of the present invention is a vacuum chamber, an evaporation source for filling a film forming material, a substrate dome on which a film forming substrate is mounted and disposed opposite to the film forming material, a rotating mechanism disposed directly above the substrate dome and rotating the substrate dome, and The film-forming method which deposits a film-forming material on a film-forming board | substrate in the state which rotated the board | substrate dome in the vacuum apparatus which is arrange | positioned at the top plate of a vacuum chamber, and consists of a base which attaches a rotating mechanism or a rotating mechanism, and a board | substrate dome inside a vacuum chamber. This is a film forming method that receives dust generated from the rotating mechanism by the dust collector provided between the rotating mechanism and the substrate dome.
발명의 효과Effects of the Invention
본 발명에 의해, 한정된 스페이스라도 효율 좋게 회전기구의 조립 분해를 행하는 것이 가능하게 되기 때문에, 메인티넌스성 및 작업성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 기판 돔의 심(芯)진동 방지, 베어링으로부터 발생하는 분진에 의한 오염 방지 및 회전기구의 박형화를 도모함에 의해 성막 정밀도의 향상에도 공헌할 수 있다.According to the present invention, since it is possible to assemble and disassemble the rotary mechanism efficiently even in a limited space, it becomes possible to improve maintenance and workability. In addition, it is possible to contribute to the improvement of film formation accuracy by preventing core vibration of the substrate dome, preventing contamination by dust generated from the bearing, and reducing the thickness of the rotating mechanism.
도 1은 본 발명의 회전기구 개략 단면도1 is a schematic cross-sectional view of the rotating mechanism of the present invention
도 2는 본 발명의 회전기구 개략 평면도Figure 2 is a schematic plan view of the rotating mechanism of the present invention
도 3은 베어링 기구 개략도3 is a schematic diagram of a bearing mechanism;
도 4는 스토퍼 개략도4 is a stopper schematic view
도 5는 광학 박막 제조 장치의 구성 개략도5 is a configuration schematic diagram of an optical thin film manufacturing apparatus;
도 6은 종래의 회전기구 개략도6 is a schematic view of a conventional rotating mechanism
도 7은 스러스트 베어링 기구 개략도7 is a schematic diagram of a thrust bearing mechanism;
도 8은 소모 후의 스러스트 베어링 기구 개략도8 is a schematic diagram of a thrust bearing mechanism after consumption;
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
1 : 베이스 2 : 돔측 치차1
3 : 스러스트 베어링 기구 4 : 래디얼 베어링 기구3: thrust bearing mechanism 4: radial bearing mechanism
5 : 축받이 6 : 회전축5: bearing 6: axis of rotation
7 : 볼트 8 : 접시 비스7: bolt 8: dish bis
9 : 접시 비스 10 : 돔 캐처9: dish vis 10: dome catcher
11 : 성막 기판 12 : 기판 돔11
13 : 히터 돔 14 : 회전기구13
15 : 구동원측 치차 20 : 스틸 볼15: drive source side gear 20: steel ball
21 : 윤활재 30 : 스토퍼21: lubricant 30: stopper
31 : 홈 40 : 진공조31: groove 40: vacuum chamber
41 : 구동원 42I : 회전기구41: drive source 42I: rotating mechanism
43 : 증착 재료 44 : 도가니43: evaporation material 44: crucible
45 : 전자총 46 : 셔터45: electron gun 46: shutter
47 : 기판 가열 히터 50 : 베이스47: substrate heating heater 50: base
51 : 스러스트 베어링 기구 52 : 래디얼 베어링 기구51
53 : 축받이 54 : 볼트53: bearing 54: bolt
55 : 볼트 56 : 볼트55: bolt 56: bolt
60 : 분진60: dust
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 관한 기판 돔 회전기구의 실시예를 설명하지만, 종래와 같은 부분에는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 도 1 내지 도 4에 도시하는 회전기구는, 예를 들면 도 5에 도시하는 바와 같은 진공장치에 탑재되지만, 진공 성막에 관한 동작은 종래와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.Although the embodiment of the board | substrate dome rotating mechanism which concerns on this invention is demonstrated with reference to FIGS. 1-4, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. Although the rotating mechanism shown in FIGS. 1-4 is mounted in the vacuum apparatus shown in FIG. 5, for example, since operation | movement regarding vacuum film forming is the same as that of the prior art, description is abbreviate | omitted.
도 1에, 돔측 치차(2), 회전축(6), 돔 캐처(10), 스러스트 베어링 기구(3), 래디얼 베어링 기구(4), 축받이(5)에 의해 구성되는 회전기구(14), 회전기구(14)를 고정하는 베이스(1), 회전기구(14)를 구동하는 구동원측 치차(15), 기판 돔(12), 기판 돔(12)에 탑재되는 성막 기판(11), 기판 가열용의 히터 돔(13)의 개략 단면도를 도시한다. 도 2는, 도 1에 도시하는 회전기구를 상방에서 본 개략 평면도이다.1, the
도 1 내지 도 2에 도시하는 회전기구(14)는, 진공조에 고정 배치되는 베이스(1)의 내경을 돔측 치차(2)의 외경보다도 크게 설계하고, 축받이(5)를 베이스(1) 에 대해 기판 돔(12)의 방향에서 끼워 넣고, 베이스(1)와 축받이(5)를 기판 돔(12)의 방향에서 볼트(7)에 의해 고정하는 것을 특징으로 한다. 축받이(5)가 스러스트 베어링 기구(3) 및 래디얼 베어링 기구(4)를 고정하고, 돔측 치차(2) 및 회전축(6)을 회전 자유롭게 지지함에 의해, 볼트(7)를 떼면 회전기구(14)를 전부 하방으로 떼어내는 것이 가능해진다. 이로써, 주변 기구를 떼어내는 일 없이 회전기구(14)의 조립 분해를 행할 수 있고, 메인티넌스시 등의 작업성을 현저하게 향상시키는 것이 가능하게 되었다. 실시예에서는, 내경이 돔측 치차(2)의 외경보다도 큰 원반 형상의 베이스(1)를 이용하고 있지만, 베이스(1)는, 돔측 치차(2)를 끼워 넣는 스페이스를 갖는다면 어떤 형상이라도 상관없다.The
도 3에, 스러스트 베어링 기구(3) 및 래디얼 베어링 기구(4)의 개략도를 도시한다. 스러스트 베어링 기구(3) 및 래디얼 베어링 기구(4)는 동일 평면 내에 동심원형상으로 배치되고, 고리형상 홈(22)에 수용되는 스틸 볼(20)과 윤활재(21)에 의해 구성된다. 윤활재(21)를 사용함에 의해 회전이 원활히 행하여지게 되지만, 예를 들면 래디얼 베어링 기구(4)와 같이 부하가 그다지 크지 않은 베어링 기구라면 윤활재(21)는 이용하지 않아도 된다. 실시예에서, 스러스트 베어링 기구(3)와 래디얼 베어링 기구(4)를 동일 평면내에 배치함에 의해, 회전기구(14)의 높이를 축소하고, 회전기구(14)의 상방에 배치되는 막두께 모니터 기구와 성막 기판과의 거리를 근접시키는 것이 가능해진다. 또한, 이 박형화에 수반하여, 예를 들면 돔 캐처(10)를 키를 낮게 하는 등에 의해, 회전기구(14)의 총 중량을 가볍게 할 수 있고, 회전기구(14)를 하방으로 떼는, 또는 하방으로부터 부착할 때의 노력 경감이나 안전성 향상을 도모할 수 있다.3, the schematic diagram of the
베어링 기구에 사용되는 스틸 볼(20) 및 윤활재(21)는 회전에 의해 마모하여 분진이 발생하기 때문에, 실시예에서는 회전기구(14)의 바로 아래에 히터 돔(13)을 배치하였다. 히터 돔(13)은 베이스(1)에 고정하면 좋다. 이로써, 분진이 발생하여도 회전기구(14)의 외주 방향으로부터 기판 돔에 날려 떨어지는 일 없이, 히터 돔(13)이 받아내기 때문에, 성막시의 기판(11)에의 부스러기의 부착을 막는 것이 가능해진다. 또한, 히터 돔(3)이 회전기구의 바로 위에 있으면, 히터 돔(13)이 윤활재를 가열하여 소모를 앞당겨 버린다는 문제가 있지만, 히터 돔(13)이 회전기구(14)의 바로 아래에 배치됨으로써 윤활재(21)의 수명을 연장시킨다는 효과도 이룬다. 실시예에서는 성막에 필요한 기판 가열용의 히터 돔(13)을 분진 대책용의 받이판과 겸용하고 있기 때문에, 구성 부품을 추가하는 일 없이 분진 대책을 행하는 것이 가능하게 되지만, 분진 대책용의 받이판을 별도로 배치하여도 된다.Since the
도 4에 도 1에 파선원으로 둘러싼 부분(60)의 상세도를 도시한다. 축받이(5)에는, 돔측 치차(2)가 상방으로 빠지는 것을 방지하기 위한 스토퍼(30)가 마련되지만, 실시예에서는 스토퍼(30)에 홈(31)을 마련하여, 스틸 볼(20) 및 윤활재(21)로부터 발생하는 분진을 받는 구조로 하였다. 이로써 기판(11)의 오염을 더욱 방지하는 것이 가능해진다.FIG. 4 shows a detailed view of the
이하, 도 1 내지 도 4에 도시하는 회전기구의 조립 동작을 설명한다.Hereinafter, the assembling operation of the rotary mechanism shown in FIGS. 1 to 4 will be described.
우선, 돔측 치차(2)에 회전축(6) 및 돔 캐처(10)를 고정하고, 축받이(5)상에 스러스트 베어링 기구(3) 및 래디얼 베어링 기구(4)를 조립하고, 스러스트 베어링 기구(3)에 돔측 치차(2)를, 래디얼 베어링 기구(4)에 회전축(6)을 접합시킨 상태에서 축받이(5)를 볼트(7)에 의해 베이스(1)에 고정한다. 이때, 돔측 치차(2)와 돔 캐처(10)와의 고정에는 접시 비스(8)를 사용한다. 다음에, 기판(11)을 탑재한 기판 돔(12)을 돔 캐처(10)에 부착하고, 접시 비스(9)로 고정하여, 심(芯)맞춤을 행한다. 구동원의 모터에 의해 돔측 치차(2)를 소정의 회전수로 회전을 시킨다. 돔측 치차(2)와 돔 캐처(10)와의 접속, 및 돔 캐처(10)와 기판 돔(12)과의 접속에 접시 비스(8, 9)를 사용함에 의해, 돔측 치차(2)의 중심과 기판 돔(12)의 중심을 정확하게 맞추어, 기판 돔(12)을 심진동 없이 회전시키는 것이 가능해진다. 실시예에서 접시 비스(8, 9)를 사용함에 의해, 메인티넌스시의 작업자에 의한 개인차를 해소하고, 심진동을 해소하여, 성막시에 있어서의 막두께 분포의 악화를 방지하는 것이 가능하게 되었다.First, the rotating shaft 6 and the
분해시는 돔 캐처(10)와 기판 돔(12)과의 고정을 떼고, 축받이(5)의 볼트(7)을 떼어냄으로써 회전기구(14) 일체를 하방으로 떼어낼 수 있다. 다른 구성 부품, 특히 회전기구 상방의 도시되지 않은 주변 기구를 떼어내는 일 없이 회전기구(14)를 분해할 수 있기 때문에, 메인티넌스시의 작업성을 현저하게 향상시키는 것이 가능해진다.At the time of disassembly, the
상기 실시예에서는 증착법을 이용한 성막에 관해 설명하였지만, 본 발명의 장치 및 방법을 실시 가능한 성막 방법은 증착법으로 한정되는 것이 아니라, 스퍼터링법, 이온 도금법 등 다수 들 수 있다.In the above embodiment, the film formation using the vapor deposition method has been described. However, the film deposition method in which the apparatus and method of the present invention can be implemented is not limited to the vapor deposition method.
본 발명은 진공장치에 탑재되는 기판 돔의 회전기구에 이용된다.The present invention is used in a rotating mechanism of a substrate dome mounted in a vacuum apparatus.
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