蒸着システム用の基板ホルダ
【課題】本発明は、化学蒸着（ＣＶＤ）システムまたは物理蒸着（ＰＶＤ）システムなどの蒸着システムの真空チャンバ内で、コーティング源の上につり下げられた遊星式回転プラットホームに基板を固定する磁気ラッチで使用する部分的に使い捨ての基板ホルダに関する。
【解決手段】この基板ホルダは、磁気ラッチに引きつけられる強磁性材料で少なくとも部分的にできている再利用可能なベースと、比較的安価で、強磁性で、容易に成形可能な材料でできており、コーティング材料の付着を促進し、コーティング温度での蒸気圧が低い使い捨てカバーとを含む。
【解決手段】この基板ホルダは、磁気ラッチに引きつけられる強磁性材料で少なくとも部分的にできている再利用可能なベースと、比較的安価で、強磁性で、容易に成形可能な材料でできており、コーティング材料の付着を促進し、コーティング温度での蒸気圧が低い使い捨てカバーとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着システムで使用する基板ホルダに関し、詳細には、磁気ラッチとともに使用する部分的に使い捨ての基板ホルダに関する。この磁気ラッチは、物理蒸着（ＰＶＤ）システムまたは化学蒸着（ＣＶＤ）システムの真空チャンバ内でこの基板ホルダをつり下げる。
関連出願のクロスリファレンス
本発明は、２００４年８月２０日出願の米国特許出願第６０／６０３２１１号の優先権を主張する。本発明は、２００４年１０月１９日出願の米国特許出願第１０／９６８６４２号の一部継続出願である。事実上、これらを参照により本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００２】
小型の光学系で使用するものなどの多層精密コーティングは一般に、ＰＶＤまたはＣＶＤのシステムで生成される。これらのコーティングの多くは、薄い平坦な円盤でできている基板に塗布され、次いで、これらの基板を適切なサイズに切断する。
【０００３】
ＰＶＤまたはＣＶＤのシステム内の供給源からのコーティング剤は、比較的安定しているが空間的な分布を有し、そのため、基板が静止したままの場合、被着された被膜の厚さが不均一になることがある。均一性を向上させるために、供給源と基板の間の幾何学的な関係を適切に選択しなければならない。コーティングすべき表面に直交する軸の回りで基板を回転させると、特に、遊星構成の複数のスピンドルに複数の基板を装着すると、良好な結果が得られることが確認されている。
【０００４】
厚さを再現性よく制御し、欠陥の数を少なくするために、基板ホルダは、他の移動要素に対して相対的に基板を極めて精確に配置しなければならず、スライドして移動しないように基板をしっかりと保持しなければならない。スライド移動があると、加速または温度変化により、粒子による汚染が生じる恐れがある。さらに、基板を支持する工具の表面（ジグのリップ部）は、研磨しなければならず、非垂直入射で到達するコーティング剤のシャドーイングをなくすために極めて薄くしなければならない。基板の裏面は、その上に漂遊コーティング材料が被着しないように遮蔽しなければならない。
【０００５】
これら要求の厳しい要件を満足するために、大量生産用の基板ホルダは一般に、ステンレス鋼、さらには比較的高価で維持するのが難しい焼入ステンレス鋼で製作する。基板に隣接する表面は、例えば酸化高硬度金属の複数の層など、基板と同じコーティング剤に曝される。遺憾ながら、基板ホルダ上のコーティングは、各コーティング処理のたびに形成され、除去されない場合には、はがれ落ちて研磨性の粒子になり、これらの粒子が後続の製品を損傷する恐れがある。基板ホルダを清浄にするには通常、グリット・ブラストまたは極めて攻撃的な化学エッチングを必要とし、これを、コーティング処理をいくつか行うごとに、あるいは、欠陥を極めて少なくすることが必要とされる場合には、各コーティング処理後に繰り返さなければならない。焼入鋼製の基板ホルダでさえ急速に摩耗し、その結果、基板ホルダおよびその保守は、コーティング工程においてかなりのコストがかかり、欠陥を発生させる粒子の主な原因になる。
【０００６】
１９９２年４月２１日発行のＳｔｅｆａｎ Ｌｏｃｈｅｒ他の米国特許第５１０６３４６号に開示されているものなど、従来型遊星歯車コーティング・システムは、大型の回転プラットホームを含む。密封真空チャンバ内に配設されたこのプラットホームは、その上で回転可能な個々のスピンドル（遊星）をいくつか備える。遺憾ながら、各基板ホルダは、ボルトなどの機械式留め具を使用して各スピンドル上の装着フランジに連結しなければならず、そのため、手作業で交換する必要がある。これらの機械的なシステムは余分な手作業を必要とするだけでなく、温度および圧力の変化によって生じる位置合わせ不良がより発生しやすい。
【０００７】
真空チャンバからベアリングおよび歯車の構造をできるだけ離すために、Ｈｕｒｗｉｔｔ他は、１９９８年８月１８日発行の米国特許第５７９５４４８号で、各スピンドルのシャフト内に磁気リンク装置を含む遊星歯車コーティング・システムを開示している。基板ホルダは、陰極の上でつり下げられず、スピンドルの装着フランジに取り付けるために、依然として機械式留め具を必要とする。
【０００８】
２００２年１０月１５日発行のＳｈｉｎｏｚａｋｉの米国特許第６４６４８２５号に開示されているコーティング・システムは、主真空チャンバ内に入るごみの量を最小限に抑えるために、ローディング／アンローディング用の加圧チャンバと主真空チャンバの間を移動するロボット・アームを含む。Ｓｈｉｎｏｚａｋｉのシステムは、相互作用する機械要素によって生じる粒子の発生を最小限に抑えるために、磁気回転駆動部および磁気浮揚部材も含む。しかし、Ｓｈｉｎｏｚａｋｉが開示しているのは、複雑な浮揚プラットホームおよび基板ホルダを完全に取り囲む電磁石を備えた単一の回転プラットホームである。遺憾ながらこの手法を遊星歯車コーティング・システムで実施するのは不可能であろう。というのは、遊星システムでは、真空中かつ高温で動作している間に、個々の回転基板ホルダに別々に電力を送達するのは極めて難しいからである。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５１０６３４６号
【特許文献２】米国特許第５７９５４４８号
【特許文献３】米国特許第６４６４８２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、使い捨てカバーを備えた基板ホルダを提供することによって先行技術の欠点を克服することである。このカバーは、ベースから容易に脱着可能であり、ベースから基板を取り出すために容易に取り外すことができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
したがって、本発明は、コーティング・システムのプロセス・チャンバ内に装着する基板支持体に関係するものであり、この基板支持体は、
それぞれのスピンドル軸の回りで回転可能な少なくとも１つのスピンドルと、
各スピンドルの端部上の、装着表面を含むラッチと、
前記ラッチの装着表面に装着する解放可能な基板ホルダとを備え、前記基板ホルダは、ベースと、基板を支持するベースの端面に装着されたカバーとを含み、
このカバーは、基板を露出させるための開口と、ベースに押し付けて基板の縁部を保持するための、この開口を取り囲むリップと、漂遊コーティング材料からベースを保護するための、ベースの端面を覆う保護領域とを含み、
このカバーは、シート・メタルでできており、
このカバーは、前記ベースから取り外すために、前記ベースに解放可能に取り付けられる。
【００１２】
次に、本発明の好ましい実施形態を示す添付の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜図３を参照すると、本発明による、物理蒸着（ＰＶＤ）または化学蒸着（ＣＶＤ）などの真空蒸着システムは、全体的に１で示すロード・ロック・チャンバおよびプロセス・チャンバ２を含み、これらの間にゲート・バルブ３がある。ゲート・バルブ３により、プロセス・チャンバ２内の圧力に無関係にロード・ロック・チャンバ１内の圧力を、基板のロード・アンロードを行うために大気圧にもってゆくことができ、または、基板を搬送するためにプロセス・チャンバ２の圧力に確立し直すことができる。ロード・ロック・チャンバ１は、カセット・エレベータ５を内部に備えたローディング・コンテナ４と、ロボット・アーム７を内部に備えた搬送チャネル６とを含む。ロボット・アーム７用の制御機構は、搬送チャネル６から延びる円筒形容器８に装着される。
【００１４】
陰極１２および遊星式基板支持体１４は、プロセス・チャンバ２内に装着される。遊星式基板支持体１４は、第１軸の回りで回転可能な円筒形の主プラットホーム１６を備える。主プラットホーム１６は、それから延びる複数の、例えば６つのスピンドル１７を備え、各スピンドル１７は、それ自体の軸の回りで回転可能である。これらの軸は、第１軸に平行であることが好ましいが、なんらかの他の角度とすることもできる。使用中、主プラットホーム１６が回転すると、個々のスピンドル１７もそれぞれ回転し、それによって確実に各基板のすべての部分が均一にコーティングされる。各スピンドル１７は、その外側の自由端のところに、陰極１２の上で基板をつり下げる磁気ラッチ１８を含む。以下、これをさらに説明する。
【００１５】
好ましくは低アーク陰極とする少なくとも１つの陰極１２は、プロセス・チャンバ２の内部に装着される。１つの陰極１２が故障した場合、あるいは、１つの陰極１２のコーティングが供給されつくした場合の予備に、臨時の陰極１２を設けることができる。あるいは、いくつかの異なる陰極１２を設けて、プロセス・チャンバ２を大気に開放せずに、異なるコーティングを連続して被着させることができる。好ましくは、（図示しない）装着プラットホームを移動させることによって、手動または遠隔制御で、陰極１２の位置に微調整を加えることができる。
【００１６】
（図示しない）質量流量コントローラによってプロセス・チャンバ２にプロセスガスを供給しながら、ポンプ・ポート２２を介してプロセス・チャンバ２を排気する。
【００１７】
本明細書では、スパッタ被着真空システムを説明してきたが、本発明による遊星式基板支持体は、蒸着システムまたはＣＶＤシステムなど、任意の他の適切なコーティング・システムとともに使用することができる。シャッタ、マスク、イオン衝突装置、最新のアノード・コンセプト、またはプラズマ励起システムなど、追加の機器によってコーティング・プロセスを強化することができる。
【００１８】
本明細書では、上向きにスパッタする構成でコーティング・システムを示すが、本発明による磁気ラッチは、下向きにコーティングする、また横向きにコーティングするなど、他の向きで使用し得る。
【００１９】
ゲート・バルブ３を閉じ、それによってプロセス・チャンバ２内の圧力が維持される状態で、カセット・エレベータ５に、基板ホルダ２３内に装着された未コーティングの基板をロードする。ロード・ロック・チャンバ１を排気すると、プロセス・チャンバ２へのゲート・バルブが開き、ロボット・アーム７が、搬送チャネル６および開いたバルブ・ゲート３を通ってプロセス・チャンバ２に各基板ホルダ２３を搬送して、磁気ラッチ１８を使用してスピンドル１７に装着する。
【００２０】
図４ａ〜図４ｃに、非ラッチ位置（図４ａおよび図４ｂ）またはラッチ位置（図４ｃ）に永久磁石３１が配設される、磁気ラッチ１８の基礎となる基本原理を示す。図４ａでは、矢印３２で示す磁気回路がバイパス部分３３を貫通して閉じ、極３４ａおよび３４ｂは磁化されないままになる。図４ｂでは、基板ホルダ２３は、極３４ａおよび３４ｂに接触して、代わりの磁気回路が形成される。図４ｃの矢印３６で示す代わりの磁気回路を閉じるために、永久磁石３１を回転させて極３４ａおよび３４ｂと整列させ、それによって確実に、基板ホルダ２３が極３４ａおよび３４ｂによって磁気的に引きつけられる。あるいは、永久磁石３１は固定したままとし、バイパス部分３３ならびに極３４ａおよび３４ｂを移動させて、永久磁石３１と整列した状態および整列しない状態にすることができる。
【００２１】
図５、図６ａ、図６ｂ、および図７に示す磁気ラッチ１８の好ましい実施形態は、円筒形ステータ４１を含む。円筒形ステータ４１は、その上で回転可能な円筒形ロータ４２を有する。ステータ４１は、３組のステータ極４３ａおよび４３ｂを含む。これらのステータ極は、例えば六角ボルト４６などの複数の機械式留め具によってベース４４に固定され、それによって良好な接触が確実に行われる。ロータ４２は、ロータ極４８ａと４８ｂに挟まれた半径方向に延びる３つの永久磁石４７を含む。これらの永久磁石のＮ極およびＳ極はそれぞれ、ロータ極４８ａおよび４８ｂに隣接したこれらの永久磁石の長辺に沿って延びる。各磁気ラッチ１８は、プロセス・チャンバ２の外側から、ラッチ位置（図５）と非ラッチ位置（図７）の間でロータ４２を回転させるための、主プラットホーム１６および各スピンドル１７を通って下に延びる細長いアクチュエータ４９を含む。アクチュエータ４９は、アクチュエータ４９の上端に、遊星式基板支持体の上でシャフト５０（図３）などの別の機械装置と係合するためのトング、またはその他の係合可能な形状を含む。非ラッチ位置では、ロータ極４８ａおよび４８ｂを回転させてともにステータ極の１つ４３ｂに隣接させ、それによって、永久磁石４７を短絡させてステータ４１を通る磁気回路を遮断し、それによって、ステータ４１の磁化を解除し、基板ホルダ２３を解放する。
【００２２】
基板ホルダ２３とステータ４１の位置合わせを容易にするために、ベース４４の中心から延びるテーパ・ピン５１を設ける。ベース４４の中心の単一のテーパ・ピン５１により、位置合わせ形状が設けられ、それによって、基板ホルダ２３の角度を厳密な向きにすることなく、確実に基板ホルダ２３が適切に位置合わせされる。テーパ・ピンは、ステータの円周に沿った他の位置または他の半径方向位置に配置することもできる。
【００２３】
図８ａ〜図８ｄに、基板ホルダ２３の実施例を示す。図８ａでは、基板ホルダ２３ａは、環状カバー５４に固定されたベース５３を含む。環状カバー５４は、単一の基板５７を支持する環状ショルダ５６を含む。ベース５３に、テーパ・ピン５１を受ける円筒形の凹部５５を設け、それによって、テーパ・ピン５１用の対合位置合わせ形状が得られる。ベース５３は、磁気ラッチ１８によって引きつけられる材料、例えば、鉄、コバルト、およびニッケルの１つまたは複数を含む強磁性材料で全部が、または少なくとも部分的にできている。ベース５３は、基板５７のコーティングしない面の保護カバーにもなり、その結果、意図せず望まれない裏面コーティングがなくなる。基板ホルダ２３ｂ（図８ｂ）は、ベース５３に固定された複数ディスク用環状カバー５８を含む。複数ディスク用カバー５８は、複数の比較的小型の基板６１を支持する複数の環状ショルダ５９を含む。プリズム６２などの異形基板の場合には、複数プリズム用カバー６３を設けて、ベース５３に装着する（図８ｃ参照）。
【００２４】
ベース５３の代替手段として、基板７２は、ステータ４１に引きつけられる強磁性リング７１に取り囲まれる（図８ｄ）。リング７１の利点は、リング７１から基板７２を取り外さずに、基板７２の両面に同じまたは異なるコーティングを基板７２に施し得ることである。さらに、コーティングとコーティングの間に基板７２およびリング７１をプロセス・チャンバ１から取り出す必要はなく、例えば、ロボット・アーム７によって単にひっくり返す。
【００２５】
典型的な基板は、直径２００ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ〜１．４ｍｍのガラスウエハであろう。ただし、例えば厚さが最大３２ｍｍ、質量が最大２ｋｇの他の基板形態も可能である。
【００２６】
図９ａおよび図９ｂを参照すると、使い捨てカバー７５がベース７６に装着される。ベース７６は、上記の場合と同様に、磁気ラッチ１８によって引きつけられる材料、例えば、鉄、コバルト、およびニッケルの１つまたは複数を含む強磁性材料で全部が、または少なくとも部分的にできている。ベース７６は、テーパ・ピン５１用の円筒形凹部７７を含む。ベース７６は、基板のコーティングしない面の保護カバーを備え、その結果、意図せず望まれない裏面コーティングを防止する。カバー７５は、基板用の１つまたは複数の開口７８を含み、各開口７８の周りを延びるリップ７９を画定する。各リップ７９は、ベース７６の上面に形成されたスロット８１内の基板の縁部を保持する。典型的には開口７８は円形だが、基板の形状に応じて、例えば正方形または楕円など、任意の形状とし得るはずである。カバー７５は、ベース７６の上面が確実に覆われ、それによって漂遊コーティング材料から保護されるように環状中間領域８２も含む。環状フランジ８３は、中間領域８２から直角に、ベース７６の側壁に隣接して延び、それによって、漂遊コーティング材料からベース８３の側壁を保護する。環状フランジ８３の外側自由端８４は、環状フランジ８３の残りの部分に平行に内向きに折り返され、それによって、ベース７６のラッチ表面８８と係合するクリップが形成される。あるいは、カバー７５から、それに直交して１つまたは複数の別々のクリップを延ばし、ベース７６のラッチ表面８８と係合させることができるはずである。好ましくはこれらのクリップは、例えばカバー７５と同じシート・メタルなどの弾性材料でできており、そのため、これらのクリップおよびカバー７５を比較的簡単に手動で、すなわち工具を使用せずに解放することができる。これらのクリップの取外しを容易にするために、これらのクリップから延びるレバー、押しボタン、および回転ノブを含めて、様々な機械的手段を設けることができる。
【００２７】
ただし、例示の実施形態では、ベース７６からカバー７５を取り外すのを容易にするために、移動可能なウェッジ８９にラッチ表面８８を配設する。ウェッジ８９は、それに十分な力が加えられたときに、ベース７６の中心に向かって、例えば半径方向に、すなわち円筒形凹部７７に向かって前後に動く。ねじ込み留め具９１は、前後の動きの間、ウェッジ８９を案内するために、ウェッジ８２内のスロット９２を貫通して延び、ベース７６にねじ込まれる。ばね９３はウェッジ８９を外向きに偏倚させて、環状フランジ８３の外側自由端８４（クリップ）に接触させ、それによってある設定された力が得られる。この設定された力に手動で打ち勝って、ベース７６からカバー７５を解放しなければならない。
【００２８】
図１０に示す実施形態は、カップを逆さまにした形状の鉄製プレートによって画定される改変されたステータ部分１００を含む。この鉄製プレートは、リム１０１の周りに一連の交互に並んだＮ極およびＳ極を備える。改変されたステータ部分１００は、既存のステータ４１に装着されるか、あるいは、既存のステータ４１と交換する。先に述べたように、ロータ１４２を、アクチュエータ１４９とともに設ける。使い捨て基板ホルダ１０３により、ほぼ円形の開口１０４が画定され、その中に基板が配設される。基板ホルダ１０３は、それぞれ環状中間連結領域１０６ａおよび１０６ｂのところで合わせて連結された第１（ベース）リング１０５ａおよび第２（カバー）リング１０５ｂから形成される。
【００２９】
第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂは、金属またはプラスチックのテープ、折り重ねたタブその他の手段で合わせて取り付けることができる。好ましい方法は、第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂを、連結領域１０６ａおよび１０６ｂ内の第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂの周辺近くの適切な数のポイントのところで「スポット結合」することである。極めて小さい電流によるスポット溶接の機器および技術を利用するスポット結合により、十分な強度が得られる。結合の形態は、単にすずを溶解して「ハンダ」スポットを形成することから、母鋼の完全なスポット溶接まで、連続的である。スポット溶接機器に流す電流は調整することができ、それによって、第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂが合わせてしっかりと保持されるが、基板を取り外すために容易かつ穏やかに分離することができ、重厚な工具または過剰な力を必要としない。
【００３０】
第１リング１０４ａおよび第２リング１０４ｂはそれぞれ、連結領域１０６ａおよび１０６ｂからそれぞれ内向きに延びる環状リップ１０７ａおよび１０７ｂを含む。環状リップ１０７ａおよび１０７ｂは、基板の縁部を受け取り、クランプするための環状スロット１０８を画定する。第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂの外側端部は連結領域に直角に曲げられ、それによってフランジ１０９ａおよび１０９ｂがそれぞれ形成される。連結領域１０６ａおよび１０６ｂはリム１０１の外面を覆い、フランジ１０９ａは、リム１０１の側面に沿って延びて、漂遊コーティング材料からリム１０１の側面を遮蔽し、漂遊コーティング材料が、基板ホルダ１０３とリム１０１の間を基板の裏面に移動しないようにする。さらに、フランジ１０９ａは、リム１０１の周りで嵌合し、それによって、磁気ラッチ１８に基板ホルダ１０３の中心が合う。フランジ１０９ｂは、連結領域１０６ｂから外向きに延びて、リム１０１から基板ホルダ１０３を取り外すために機械または手作業で掴むことを容易にし、漂遊コーティング材料からベースを保護する。好ましい実施形態では、ロボット・アーム７は、基板ホルダ１０３が磁気ラッチ１８から解放されたときに基板ホルダ１０３を受け取るために、フランジ１０９ｂの内側に嵌合する環状の受入れ表面を含む。
【００３１】
コストを最小限に抑え、保管を容易にするために、第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂは互いに同じにするが、第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂは、例えば非対称とし、リップ１０７ａおよび／または１０７ｂ内に特別の摩擦タブを形成して様々な基板を支持することができるなどの特定の要求に合わせるために異なるものとすることもできる。さらに、これらのリングの一方は、平坦なリング、すなわち、環状フランジまたはリップがないリングとすることができるはずである。ただし、第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂが同じ場合、基板ホルダ１０３をひっくり返して、基板の反対側の面をコーティングすることが容易に可能である。ひっくり返すことを意図した第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂはともに、磁気ラッチ１８によって引きつけられる材料、例えば、鉄、コバルト、およびニッケルの１つまたは複数を含む強磁性材料で全部が、または少なくとも部分的にできていなければならない。
【００３２】
図９および図１０に示す基板ホルダは、使い捨てカバー７５および１０５ｂを使用する。これらのカバーは、安価なシート・メタルを打ち抜いて作製され、１回または２回使用した後で破棄することができる。カバー７５および１０５ｂは、加速、振動、および温度サイクル中に、それぞれベース７６および１０５ａに対して相対的に基板をしっかりと精確に保持する。さらに、カバー７５および１０５ｂは、漂遊コーティング剤からベース７６および１０５ａを遮蔽する。そうしないと、漂遊コーティング剤は、ベース７６および１０５ａに被着して、それらがはがれ落ちた場合には基板に損傷を与える。
【００３３】
カバー７５は、機械的にベース７６に取り付けられているので、強磁性とする必要はないが、理想的には、ベース７６および１０５ａを介してステータ４１または改変されたステータ部分１００によって磁気的に引きつけられるように、使い捨てのカバー７５および１０５ｂを強磁性とする。さらに、カバー７５および１０５ｂは、漂遊コーティング材料の付着を促進する表面材料または表面特性を含むべきである。カバー７５および１０５ｂは、安価であり、容易に成形可能で、適切なときにばね力が得られるのに十分な弾性を備え、コーティング温度での蒸気圧が低く、有毒廃棄物の問題が最小限に抑えられたものであるべきである。実際には、カバー７５および１０５ｂの厚さは、最大０．０３０インチ、好ましくは最大０．０２５インチ、さらに好ましくは最大０．０２０インチとする。極めて小型の、すなわち０．００５インチ〜０．０１５インチの基板が好ましい場合には、より薄いカバーとすることが可能である。好ましくは、カバー７５および１０５ｂは、電気スズ・メッキした鋼（Ｔｉｎ Ｐｌａｔｅ）から製作する。これは、比較的安価であり、磁性体であり、容易に成形される。コーティング温度におけるスズ・メッキの蒸気圧は低く（２３２．０６℃で５．７８×Ｅ−２１Ｐａ）、そのため、それから放出される材料による基板の汚染が最小限に抑えられ、大部分の金属および酸化金属に対して比較的良好な付着が得られ、漂遊コーティング材料は、基板に向けられるのではなく、カバー７５および１０５ｂに付着することになる。スズの融点（２３２℃）よりも高いコーティング応用例では、アルミニウムおよびステンレス鋼などの他のシート・メタルを使用し得る。アルミニウムおよびステンレス鋼の付着特性を向上させるために、表面処理が必要なことがある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明によるコーティング・システムの等角図である。
【図２】図１のコーティング・システムを、外壁をいくつか取り除いた状態で示す等角図である。
【図３】本発明による磁気ラッチを備えた遊星式基板ホルダの概略図である。
【図４】図４ａ〜ｃは本発明による磁気ラッチの基本原理を示す概略図である。
【図５】本発明による磁気ラッチの等角図である。
【図６】図６ａは図５の磁気ラッチのステータの上面図である。図６ｂは図６ａのステータの断面図である。
【図７】非ラッチ位置における図５の磁気ラッチの上面図である。
【図８】図８ａ〜ｄは本発明による基板ホルダの断面図である。
【図９ａ】代替基板ホルダの側断面図である。
【図９ｂ】図９ａの基板ホルダの上面図である。
【図１０】代替基板ホルダの側断面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着システムで使用する基板ホルダに関し、詳細には、磁気ラッチとともに使用する部分的に使い捨ての基板ホルダに関する。この磁気ラッチは、物理蒸着（ＰＶＤ）システムまたは化学蒸着（ＣＶＤ）システムの真空チャンバ内でこの基板ホルダをつり下げる。
関連出願のクロスリファレンス
本発明は、２００４年８月２０日出願の米国特許出願第６０／６０３２１１号の優先権を主張する。本発明は、２００４年１０月１９日出願の米国特許出願第１０／９６８６４２号の一部継続出願である。事実上、これらを参照により本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００２】
小型の光学系で使用するものなどの多層精密コーティングは一般に、ＰＶＤまたはＣＶＤのシステムで生成される。これらのコーティングの多くは、薄い平坦な円盤でできている基板に塗布され、次いで、これらの基板を適切なサイズに切断する。
【０００３】
ＰＶＤまたはＣＶＤのシステム内の供給源からのコーティング剤は、比較的安定しているが空間的な分布を有し、そのため、基板が静止したままの場合、被着された被膜の厚さが不均一になることがある。均一性を向上させるために、供給源と基板の間の幾何学的な関係を適切に選択しなければならない。コーティングすべき表面に直交する軸の回りで基板を回転させると、特に、遊星構成の複数のスピンドルに複数の基板を装着すると、良好な結果が得られることが確認されている。
【０００４】
厚さを再現性よく制御し、欠陥の数を少なくするために、基板ホルダは、他の移動要素に対して相対的に基板を極めて精確に配置しなければならず、スライドして移動しないように基板をしっかりと保持しなければならない。スライド移動があると、加速または温度変化により、粒子による汚染が生じる恐れがある。さらに、基板を支持する工具の表面（ジグのリップ部）は、研磨しなければならず、非垂直入射で到達するコーティング剤のシャドーイングをなくすために極めて薄くしなければならない。基板の裏面は、その上に漂遊コーティング材料が被着しないように遮蔽しなければならない。
【０００５】
これら要求の厳しい要件を満足するために、大量生産用の基板ホルダは一般に、ステンレス鋼、さらには比較的高価で維持するのが難しい焼入ステンレス鋼で製作する。基板に隣接する表面は、例えば酸化高硬度金属の複数の層など、基板と同じコーティング剤に曝される。遺憾ながら、基板ホルダ上のコーティングは、各コーティング処理のたびに形成され、除去されない場合には、はがれ落ちて研磨性の粒子になり、これらの粒子が後続の製品を損傷する恐れがある。基板ホルダを清浄にするには通常、グリット・ブラストまたは極めて攻撃的な化学エッチングを必要とし、これを、コーティング処理をいくつか行うごとに、あるいは、欠陥を極めて少なくすることが必要とされる場合には、各コーティング処理後に繰り返さなければならない。焼入鋼製の基板ホルダでさえ急速に摩耗し、その結果、基板ホルダおよびその保守は、コーティング工程においてかなりのコストがかかり、欠陥を発生させる粒子の主な原因になる。
【０００６】
１９９２年４月２１日発行のＳｔｅｆａｎ Ｌｏｃｈｅｒ他の米国特許第５１０６３４６号に開示されているものなど、従来型遊星歯車コーティング・システムは、大型の回転プラットホームを含む。密封真空チャンバ内に配設されたこのプラットホームは、その上で回転可能な個々のスピンドル（遊星）をいくつか備える。遺憾ながら、各基板ホルダは、ボルトなどの機械式留め具を使用して各スピンドル上の装着フランジに連結しなければならず、そのため、手作業で交換する必要がある。これらの機械的なシステムは余分な手作業を必要とするだけでなく、温度および圧力の変化によって生じる位置合わせ不良がより発生しやすい。
【０００７】
真空チャンバからベアリングおよび歯車の構造をできるだけ離すために、Ｈｕｒｗｉｔｔ他は、１９９８年８月１８日発行の米国特許第５７９５４４８号で、各スピンドルのシャフト内に磁気リンク装置を含む遊星歯車コーティング・システムを開示している。基板ホルダは、陰極の上でつり下げられず、スピンドルの装着フランジに取り付けるために、依然として機械式留め具を必要とする。
【０００８】
２００２年１０月１５日発行のＳｈｉｎｏｚａｋｉの米国特許第６４６４８２５号に開示されているコーティング・システムは、主真空チャンバ内に入るごみの量を最小限に抑えるために、ローディング／アンローディング用の加圧チャンバと主真空チャンバの間を移動するロボット・アームを含む。Ｓｈｉｎｏｚａｋｉのシステムは、相互作用する機械要素によって生じる粒子の発生を最小限に抑えるために、磁気回転駆動部および磁気浮揚部材も含む。しかし、Ｓｈｉｎｏｚａｋｉが開示しているのは、複雑な浮揚プラットホームおよび基板ホルダを完全に取り囲む電磁石を備えた単一の回転プラットホームである。遺憾ながらこの手法を遊星歯車コーティング・システムで実施するのは不可能であろう。というのは、遊星システムでは、真空中かつ高温で動作している間に、個々の回転基板ホルダに別々に電力を送達するのは極めて難しいからである。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５１０６３４６号
【特許文献２】米国特許第５７９５４４８号
【特許文献３】米国特許第６４６４８２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、使い捨てカバーを備えた基板ホルダを提供することによって先行技術の欠点を克服することである。このカバーは、ベースから容易に脱着可能であり、ベースから基板を取り出すために容易に取り外すことができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
したがって、本発明は、コーティング・システムのプロセス・チャンバ内に装着する基板支持体に関係するものであり、この基板支持体は、
それぞれのスピンドル軸の回りで回転可能な少なくとも１つのスピンドルと、
各スピンドルの端部上の、装着表面を含むラッチと、
前記ラッチの装着表面に装着する解放可能な基板ホルダとを備え、前記基板ホルダは、ベースと、基板を支持するベースの端面に装着されたカバーとを含み、
このカバーは、基板を露出させるための開口と、ベースに押し付けて基板の縁部を保持するための、この開口を取り囲むリップと、漂遊コーティング材料からベースを保護するための、ベースの端面を覆う保護領域とを含み、
このカバーは、シート・メタルでできており、
このカバーは、前記ベースから取り外すために、前記ベースに解放可能に取り付けられる。
【００１２】
次に、本発明の好ましい実施形態を示す添付の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜図３を参照すると、本発明による、物理蒸着（ＰＶＤ）または化学蒸着（ＣＶＤ）などの真空蒸着システムは、全体的に１で示すロード・ロック・チャンバおよびプロセス・チャンバ２を含み、これらの間にゲート・バルブ３がある。ゲート・バルブ３により、プロセス・チャンバ２内の圧力に無関係にロード・ロック・チャンバ１内の圧力を、基板のロード・アンロードを行うために大気圧にもってゆくことができ、または、基板を搬送するためにプロセス・チャンバ２の圧力に確立し直すことができる。ロード・ロック・チャンバ１は、カセット・エレベータ５を内部に備えたローディング・コンテナ４と、ロボット・アーム７を内部に備えた搬送チャネル６とを含む。ロボット・アーム７用の制御機構は、搬送チャネル６から延びる円筒形容器８に装着される。
【００１４】
陰極１２および遊星式基板支持体１４は、プロセス・チャンバ２内に装着される。遊星式基板支持体１４は、第１軸の回りで回転可能な円筒形の主プラットホーム１６を備える。主プラットホーム１６は、それから延びる複数の、例えば６つのスピンドル１７を備え、各スピンドル１７は、それ自体の軸の回りで回転可能である。これらの軸は、第１軸に平行であることが好ましいが、なんらかの他の角度とすることもできる。使用中、主プラットホーム１６が回転すると、個々のスピンドル１７もそれぞれ回転し、それによって確実に各基板のすべての部分が均一にコーティングされる。各スピンドル１７は、その外側の自由端のところに、陰極１２の上で基板をつり下げる磁気ラッチ１８を含む。以下、これをさらに説明する。
【００１５】
好ましくは低アーク陰極とする少なくとも１つの陰極１２は、プロセス・チャンバ２の内部に装着される。１つの陰極１２が故障した場合、あるいは、１つの陰極１２のコーティングが供給されつくした場合の予備に、臨時の陰極１２を設けることができる。あるいは、いくつかの異なる陰極１２を設けて、プロセス・チャンバ２を大気に開放せずに、異なるコーティングを連続して被着させることができる。好ましくは、（図示しない）装着プラットホームを移動させることによって、手動または遠隔制御で、陰極１２の位置に微調整を加えることができる。
【００１６】
（図示しない）質量流量コントローラによってプロセス・チャンバ２にプロセスガスを供給しながら、ポンプ・ポート２２を介してプロセス・チャンバ２を排気する。
【００１７】
本明細書では、スパッタ被着真空システムを説明してきたが、本発明による遊星式基板支持体は、蒸着システムまたはＣＶＤシステムなど、任意の他の適切なコーティング・システムとともに使用することができる。シャッタ、マスク、イオン衝突装置、最新のアノード・コンセプト、またはプラズマ励起システムなど、追加の機器によってコーティング・プロセスを強化することができる。
【００１８】
本明細書では、上向きにスパッタする構成でコーティング・システムを示すが、本発明による磁気ラッチは、下向きにコーティングする、また横向きにコーティングするなど、他の向きで使用し得る。
【００１９】
ゲート・バルブ３を閉じ、それによってプロセス・チャンバ２内の圧力が維持される状態で、カセット・エレベータ５に、基板ホルダ２３内に装着された未コーティングの基板をロードする。ロード・ロック・チャンバ１を排気すると、プロセス・チャンバ２へのゲート・バルブが開き、ロボット・アーム７が、搬送チャネル６および開いたバルブ・ゲート３を通ってプロセス・チャンバ２に各基板ホルダ２３を搬送して、磁気ラッチ１８を使用してスピンドル１７に装着する。
【００２０】
図４ａ〜図４ｃに、非ラッチ位置（図４ａおよび図４ｂ）またはラッチ位置（図４ｃ）に永久磁石３１が配設される、磁気ラッチ１８の基礎となる基本原理を示す。図４ａでは、矢印３２で示す磁気回路がバイパス部分３３を貫通して閉じ、極３４ａおよび３４ｂは磁化されないままになる。図４ｂでは、基板ホルダ２３は、極３４ａおよび３４ｂに接触して、代わりの磁気回路が形成される。図４ｃの矢印３６で示す代わりの磁気回路を閉じるために、永久磁石３１を回転させて極３４ａおよび３４ｂと整列させ、それによって確実に、基板ホルダ２３が極３４ａおよび３４ｂによって磁気的に引きつけられる。あるいは、永久磁石３１は固定したままとし、バイパス部分３３ならびに極３４ａおよび３４ｂを移動させて、永久磁石３１と整列した状態および整列しない状態にすることができる。
【００２１】
図５、図６ａ、図６ｂ、および図７に示す磁気ラッチ１８の好ましい実施形態は、円筒形ステータ４１を含む。円筒形ステータ４１は、その上で回転可能な円筒形ロータ４２を有する。ステータ４１は、３組のステータ極４３ａおよび４３ｂを含む。これらのステータ極は、例えば六角ボルト４６などの複数の機械式留め具によってベース４４に固定され、それによって良好な接触が確実に行われる。ロータ４２は、ロータ極４８ａと４８ｂに挟まれた半径方向に延びる３つの永久磁石４７を含む。これらの永久磁石のＮ極およびＳ極はそれぞれ、ロータ極４８ａおよび４８ｂに隣接したこれらの永久磁石の長辺に沿って延びる。各磁気ラッチ１８は、プロセス・チャンバ２の外側から、ラッチ位置（図５）と非ラッチ位置（図７）の間でロータ４２を回転させるための、主プラットホーム１６および各スピンドル１７を通って下に延びる細長いアクチュエータ４９を含む。アクチュエータ４９は、アクチュエータ４９の上端に、遊星式基板支持体の上でシャフト５０（図３）などの別の機械装置と係合するためのトング、またはその他の係合可能な形状を含む。非ラッチ位置では、ロータ極４８ａおよび４８ｂを回転させてともにステータ極の１つ４３ｂに隣接させ、それによって、永久磁石４７を短絡させてステータ４１を通る磁気回路を遮断し、それによって、ステータ４１の磁化を解除し、基板ホルダ２３を解放する。
【００２２】
基板ホルダ２３とステータ４１の位置合わせを容易にするために、ベース４４の中心から延びるテーパ・ピン５１を設ける。ベース４４の中心の単一のテーパ・ピン５１により、位置合わせ形状が設けられ、それによって、基板ホルダ２３の角度を厳密な向きにすることなく、確実に基板ホルダ２３が適切に位置合わせされる。テーパ・ピンは、ステータの円周に沿った他の位置または他の半径方向位置に配置することもできる。
【００２３】
図８ａ〜図８ｄに、基板ホルダ２３の実施例を示す。図８ａでは、基板ホルダ２３ａは、環状カバー５４に固定されたベース５３を含む。環状カバー５４は、単一の基板５７を支持する環状ショルダ５６を含む。ベース５３に、テーパ・ピン５１を受ける円筒形の凹部５５を設け、それによって、テーパ・ピン５１用の対合位置合わせ形状が得られる。ベース５３は、磁気ラッチ１８によって引きつけられる材料、例えば、鉄、コバルト、およびニッケルの１つまたは複数を含む強磁性材料で全部が、または少なくとも部分的にできている。ベース５３は、基板５７のコーティングしない面の保護カバーにもなり、その結果、意図せず望まれない裏面コーティングがなくなる。基板ホルダ２３ｂ（図８ｂ）は、ベース５３に固定された複数ディスク用環状カバー５８を含む。複数ディスク用カバー５８は、複数の比較的小型の基板６１を支持する複数の環状ショルダ５９を含む。プリズム６２などの異形基板の場合には、複数プリズム用カバー６３を設けて、ベース５３に装着する（図８ｃ参照）。
【００２４】
ベース５３の代替手段として、基板７２は、ステータ４１に引きつけられる強磁性リング７１に取り囲まれる（図８ｄ）。リング７１の利点は、リング７１から基板７２を取り外さずに、基板７２の両面に同じまたは異なるコーティングを基板７２に施し得ることである。さらに、コーティングとコーティングの間に基板７２およびリング７１をプロセス・チャンバ１から取り出す必要はなく、例えば、ロボット・アーム７によって単にひっくり返す。
【００２５】
典型的な基板は、直径２００ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ〜１．４ｍｍのガラスウエハであろう。ただし、例えば厚さが最大３２ｍｍ、質量が最大２ｋｇの他の基板形態も可能である。
【００２６】
図９ａおよび図９ｂを参照すると、使い捨てカバー７５がベース７６に装着される。ベース７６は、上記の場合と同様に、磁気ラッチ１８によって引きつけられる材料、例えば、鉄、コバルト、およびニッケルの１つまたは複数を含む強磁性材料で全部が、または少なくとも部分的にできている。ベース７６は、テーパ・ピン５１用の円筒形凹部７７を含む。ベース７６は、基板のコーティングしない面の保護カバーを備え、その結果、意図せず望まれない裏面コーティングを防止する。カバー７５は、基板用の１つまたは複数の開口７８を含み、各開口７８の周りを延びるリップ７９を画定する。各リップ７９は、ベース７６の上面に形成されたスロット８１内の基板の縁部を保持する。典型的には開口７８は円形だが、基板の形状に応じて、例えば正方形または楕円など、任意の形状とし得るはずである。カバー７５は、ベース７６の上面が確実に覆われ、それによって漂遊コーティング材料から保護されるように環状中間領域８２も含む。環状フランジ８３は、中間領域８２から直角に、ベース７６の側壁に隣接して延び、それによって、漂遊コーティング材料からベース８３の側壁を保護する。環状フランジ８３の外側自由端８４は、環状フランジ８３の残りの部分に平行に内向きに折り返され、それによって、ベース７６のラッチ表面８８と係合するクリップが形成される。あるいは、カバー７５から、それに直交して１つまたは複数の別々のクリップを延ばし、ベース７６のラッチ表面８８と係合させることができるはずである。好ましくはこれらのクリップは、例えばカバー７５と同じシート・メタルなどの弾性材料でできており、そのため、これらのクリップおよびカバー７５を比較的簡単に手動で、すなわち工具を使用せずに解放することができる。これらのクリップの取外しを容易にするために、これらのクリップから延びるレバー、押しボタン、および回転ノブを含めて、様々な機械的手段を設けることができる。
【００２７】
ただし、例示の実施形態では、ベース７６からカバー７５を取り外すのを容易にするために、移動可能なウェッジ８９にラッチ表面８８を配設する。ウェッジ８９は、それに十分な力が加えられたときに、ベース７６の中心に向かって、例えば半径方向に、すなわち円筒形凹部７７に向かって前後に動く。ねじ込み留め具９１は、前後の動きの間、ウェッジ８９を案内するために、ウェッジ８２内のスロット９２を貫通して延び、ベース７６にねじ込まれる。ばね９３はウェッジ８９を外向きに偏倚させて、環状フランジ８３の外側自由端８４（クリップ）に接触させ、それによってある設定された力が得られる。この設定された力に手動で打ち勝って、ベース７６からカバー７５を解放しなければならない。
【００２８】
図１０に示す実施形態は、カップを逆さまにした形状の鉄製プレートによって画定される改変されたステータ部分１００を含む。この鉄製プレートは、リム１０１の周りに一連の交互に並んだＮ極およびＳ極を備える。改変されたステータ部分１００は、既存のステータ４１に装着されるか、あるいは、既存のステータ４１と交換する。先に述べたように、ロータ１４２を、アクチュエータ１４９とともに設ける。使い捨て基板ホルダ１０３により、ほぼ円形の開口１０４が画定され、その中に基板が配設される。基板ホルダ１０３は、それぞれ環状中間連結領域１０６ａおよび１０６ｂのところで合わせて連結された第１（ベース）リング１０５ａおよび第２（カバー）リング１０５ｂから形成される。
【００２９】
第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂは、金属またはプラスチックのテープ、折り重ねたタブその他の手段で合わせて取り付けることができる。好ましい方法は、第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂを、連結領域１０６ａおよび１０６ｂ内の第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂの周辺近くの適切な数のポイントのところで「スポット結合」することである。極めて小さい電流によるスポット溶接の機器および技術を利用するスポット結合により、十分な強度が得られる。結合の形態は、単にすずを溶解して「ハンダ」スポットを形成することから、母鋼の完全なスポット溶接まで、連続的である。スポット溶接機器に流す電流は調整することができ、それによって、第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂが合わせてしっかりと保持されるが、基板を取り外すために容易かつ穏やかに分離することができ、重厚な工具または過剰な力を必要としない。
【００３０】
第１リング１０４ａおよび第２リング１０４ｂはそれぞれ、連結領域１０６ａおよび１０６ｂからそれぞれ内向きに延びる環状リップ１０７ａおよび１０７ｂを含む。環状リップ１０７ａおよび１０７ｂは、基板の縁部を受け取り、クランプするための環状スロット１０８を画定する。第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂの外側端部は連結領域に直角に曲げられ、それによってフランジ１０９ａおよび１０９ｂがそれぞれ形成される。連結領域１０６ａおよび１０６ｂはリム１０１の外面を覆い、フランジ１０９ａは、リム１０１の側面に沿って延びて、漂遊コーティング材料からリム１０１の側面を遮蔽し、漂遊コーティング材料が、基板ホルダ１０３とリム１０１の間を基板の裏面に移動しないようにする。さらに、フランジ１０９ａは、リム１０１の周りで嵌合し、それによって、磁気ラッチ１８に基板ホルダ１０３の中心が合う。フランジ１０９ｂは、連結領域１０６ｂから外向きに延びて、リム１０１から基板ホルダ１０３を取り外すために機械または手作業で掴むことを容易にし、漂遊コーティング材料からベースを保護する。好ましい実施形態では、ロボット・アーム７は、基板ホルダ１０３が磁気ラッチ１８から解放されたときに基板ホルダ１０３を受け取るために、フランジ１０９ｂの内側に嵌合する環状の受入れ表面を含む。
【００３１】
コストを最小限に抑え、保管を容易にするために、第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂは互いに同じにするが、第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂは、例えば非対称とし、リップ１０７ａおよび／または１０７ｂ内に特別の摩擦タブを形成して様々な基板を支持することができるなどの特定の要求に合わせるために異なるものとすることもできる。さらに、これらのリングの一方は、平坦なリング、すなわち、環状フランジまたはリップがないリングとすることができるはずである。ただし、第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂが同じ場合、基板ホルダ１０３をひっくり返して、基板の反対側の面をコーティングすることが容易に可能である。ひっくり返すことを意図した第１リング１０５ａおよび第２リング１０５ｂはともに、磁気ラッチ１８によって引きつけられる材料、例えば、鉄、コバルト、およびニッケルの１つまたは複数を含む強磁性材料で全部が、または少なくとも部分的にできていなければならない。
【００３２】
図９および図１０に示す基板ホルダは、使い捨てカバー７５および１０５ｂを使用する。これらのカバーは、安価なシート・メタルを打ち抜いて作製され、１回または２回使用した後で破棄することができる。カバー７５および１０５ｂは、加速、振動、および温度サイクル中に、それぞれベース７６および１０５ａに対して相対的に基板をしっかりと精確に保持する。さらに、カバー７５および１０５ｂは、漂遊コーティング剤からベース７６および１０５ａを遮蔽する。そうしないと、漂遊コーティング剤は、ベース７６および１０５ａに被着して、それらがはがれ落ちた場合には基板に損傷を与える。
【００３３】
カバー７５は、機械的にベース７６に取り付けられているので、強磁性とする必要はないが、理想的には、ベース７６および１０５ａを介してステータ４１または改変されたステータ部分１００によって磁気的に引きつけられるように、使い捨てのカバー７５および１０５ｂを強磁性とする。さらに、カバー７５および１０５ｂは、漂遊コーティング材料の付着を促進する表面材料または表面特性を含むべきである。カバー７５および１０５ｂは、安価であり、容易に成形可能で、適切なときにばね力が得られるのに十分な弾性を備え、コーティング温度での蒸気圧が低く、有毒廃棄物の問題が最小限に抑えられたものであるべきである。実際には、カバー７５および１０５ｂの厚さは、最大０．０３０インチ、好ましくは最大０．０２５インチ、さらに好ましくは最大０．０２０インチとする。極めて小型の、すなわち０．００５インチ〜０．０１５インチの基板が好ましい場合には、より薄いカバーとすることが可能である。好ましくは、カバー７５および１０５ｂは、電気スズ・メッキした鋼（Ｔｉｎ Ｐｌａｔｅ）から製作する。これは、比較的安価であり、磁性体であり、容易に成形される。コーティング温度におけるスズ・メッキの蒸気圧は低く（２３２．０６℃で５．７８×Ｅ−２１Ｐａ）、そのため、それから放出される材料による基板の汚染が最小限に抑えられ、大部分の金属および酸化金属に対して比較的良好な付着が得られ、漂遊コーティング材料は、基板に向けられるのではなく、カバー７５および１０５ｂに付着することになる。スズの融点（２３２℃）よりも高いコーティング応用例では、アルミニウムおよびステンレス鋼などの他のシート・メタルを使用し得る。アルミニウムおよびステンレス鋼の付着特性を向上させるために、表面処理が必要なことがある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明によるコーティング・システムの等角図である。
【図２】図１のコーティング・システムを、外壁をいくつか取り除いた状態で示す等角図である。
【図３】本発明による磁気ラッチを備えた遊星式基板ホルダの概略図である。
【図４】図４ａ〜ｃは本発明による磁気ラッチの基本原理を示す概略図である。
【図５】本発明による磁気ラッチの等角図である。
【図６】図６ａは図５の磁気ラッチのステータの上面図である。図６ｂは図６ａのステータの断面図である。
【図７】非ラッチ位置における図５の磁気ラッチの上面図である。
【図８】図８ａ〜ｄは本発明による基板ホルダの断面図である。
【図９ａ】代替基板ホルダの側断面図である。
【図９ｂ】図９ａの基板ホルダの上面図である。
【図１０】代替基板ホルダの側断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティング・システムのプロセス・チャンバ内に装着する基板支持体であって、
それぞれのスピンドル軸の回りで回転可能な少なくとも１つのスピンドルと、
各スピンドルの端部上にあり、装着表面を含むラッチと、
前記ラッチの前記装着表面に装着する解放可能な基板ホルダとを備え、前記基板ホルダは、ベースと、基板を支持する前記ベースの端面に装着されたカバーとを含み、
前記カバーは、前記基板を露出させるための開口と、前記ベースに押し付けて前記基板の縁部を保持するための、前記開口を取り囲むリップと、漂遊コーティング材料から前記ベースを保護するための、前記ベースの前記端面を覆う保護領域とを含み、
前記カバーは、シート・メタルでできており、
前記カバーは、前記ベースから取り外すために、前記ベースに解放可能に取り付けられている、基板支持体。
【請求項２】
前記カバーは、漂遊コーティング材料から前記ベースを保護する前記中間領域からほぼ直角に延びる環状フランジをさらに備える、請求項１に記載の基板支持体。
【請求項３】
前記環状フランジは、前記ベースの側壁に隣接して延びて、漂遊コーティング材料から前記側壁を保護する、請求項２に記載の基板支持体。
【請求項４】
前記カバーを前記ベースに解放可能に取り付けるための、前記環状フランジから延びるクリップをさらに備える、請求項３に記載の基板支持体。
【請求項５】
前記クランプと係合する第１位置と、前記クランプが解放される第２位置との間で移動可能な、前記ベース上を前後に移動するラッチ表面をさらに備える、請求項４に記載の基板支持体。
【請求項６】
前記ラッチ表面は、ばねで偏倚されて前記第１位置に入る、請求項５に記載の基板支持体。
【請求項７】
前記環状フランジは、前記基板ホルダを掴むのを容易にするために、前記カバーから離れるように外向きに延びる、請求項１に記載の基板支持体。
【請求項８】
前記ベースは、リップ、中間領域、並びに、前記カバーの、前記リップの反対側の環状フランジ、前記中間領域および前記環状フランジを備え、前記ベースの前記リップおよび前記カバーの前記リップは、前記基板を受けるための環状スロットを形成し、前記ベースの前記環状フランジは、前記ラッチの側壁に隣接して延びて、漂遊コーティング材料から前記側壁を保護する、請求項７に記載の基板支持体。
【請求項９】
前記ベースおよび前記カバーは実質的に同じ構造であり、そのため、前記基板ホルダをひっくり返して前記基板の両面をコーティングすることができる、請求項８に記載の基板支持体。
【請求項１０】
前記ベースの前記中間領域は、前記カバーの前記中間領域にスポット結合され、そのため、前記カバーを手動で取り外すことができる、請求項９に記載の基板支持体。
【請求項１１】
各ラッチは、前記スピンドルに前記ベースを引きつける磁気ラッチである、請求項１０に記載の基板支持体。
【請求項１２】
前記磁気ラッチは、前記ベースの前記中間領域を引きつける環状リムを備え、前記ベースの前記環状フランジは、前記環状リムの側壁に隣接して延びて、漂遊コーティング材料から前記環状リムの前記側壁を保護する、請求項１１に記載の基板支持体。
【請求項１３】
各ラッチは、前記スピンドルに前記ベースを引きつける磁気ラッチである、請求項１に記載の基板支持体。
【請求項１４】
各磁気ラッチは、第１部分および第２部分を含み、前記第２部分は、基板ホルダを引きつけるために永久磁石が前記装着表面を磁化する第１位置と、前記装着表面の磁化が解除される第２位置との間で前記第１部分に対して相対的に移動可能である、請求項１３に記載の基板支持体。
【請求項１５】
前記第１部分はそれぞれ、前記装着表面と、前記永久磁石と整列する極とを備えるステータを含み、
前記第２部分はそれぞれ、前記永久磁石を備えるロータを含み、前記永久磁石が前記ステータの前記極と整列する前記第１位置と、前記永久磁石が前記ステータの前記極と整列せず、そのため前記ステータの磁化が解除される前記第２位置との間で回転する、請求項１４に記載の基板支持体。
【請求項１６】
各磁気ラッチはさらに、各ロータを回転させるための、前記スピンドルを通って延びるアクチュエータを備える、請求項１５に記載の基板支持体。
【請求項１７】
各ロータは、複数の永久磁石を含み、各ステータは、前記複数の永久磁石と整列する複数の極を含む、請求項１５に記載の基板支持体。
【請求項１８】
各ロータは、各永久磁石の両側にロータ極を含み、前記ロータ極は、前記第１位置にあるときに、それぞれのステータ極と整列して前記装着表面を通る磁気回路を形成し、前記第２位置にあるときに、１つのステータ極と係合して前記永久磁石を短絡する、請求項１７に記載の基板支持体。
【請求項１９】
前記カバーは、前記カバーへの漂遊コーティング材料の付着が促進されるように、スズ・メッキされた鋼を打ち抜いたシート・メタルからなる、請求項１に記載の基板支持体。
【請求項２０】
前記カバーの厚さは、最大０．０１５インチである、請求項１に記載の基板支持体。
【請求項１】
コーティング・システムのプロセス・チャンバ内に装着する基板支持体であって、
それぞれのスピンドル軸の回りで回転可能な少なくとも１つのスピンドルと、
各スピンドルの端部上にあり、装着表面を含むラッチと、
前記ラッチの前記装着表面に装着する解放可能な基板ホルダとを備え、前記基板ホルダは、ベースと、基板を支持する前記ベースの端面に装着されたカバーとを含み、
前記カバーは、前記基板を露出させるための開口と、前記ベースに押し付けて前記基板の縁部を保持するための、前記開口を取り囲むリップと、漂遊コーティング材料から前記ベースを保護するための、前記ベースの前記端面を覆う保護領域とを含み、
前記カバーは、シート・メタルでできており、
前記カバーは、前記ベースから取り外すために、前記ベースに解放可能に取り付けられている、基板支持体。
【請求項２】
前記カバーは、漂遊コーティング材料から前記ベースを保護する前記中間領域からほぼ直角に延びる環状フランジをさらに備える、請求項１に記載の基板支持体。
【請求項３】
前記環状フランジは、前記ベースの側壁に隣接して延びて、漂遊コーティング材料から前記側壁を保護する、請求項２に記載の基板支持体。
【請求項４】
前記カバーを前記ベースに解放可能に取り付けるための、前記環状フランジから延びるクリップをさらに備える、請求項３に記載の基板支持体。
【請求項５】
前記クランプと係合する第１位置と、前記クランプが解放される第２位置との間で移動可能な、前記ベース上を前後に移動するラッチ表面をさらに備える、請求項４に記載の基板支持体。
【請求項６】
前記ラッチ表面は、ばねで偏倚されて前記第１位置に入る、請求項５に記載の基板支持体。
【請求項７】
前記環状フランジは、前記基板ホルダを掴むのを容易にするために、前記カバーから離れるように外向きに延びる、請求項１に記載の基板支持体。
【請求項８】
前記ベースは、リップ、中間領域、並びに、前記カバーの、前記リップの反対側の環状フランジ、前記中間領域および前記環状フランジを備え、前記ベースの前記リップおよび前記カバーの前記リップは、前記基板を受けるための環状スロットを形成し、前記ベースの前記環状フランジは、前記ラッチの側壁に隣接して延びて、漂遊コーティング材料から前記側壁を保護する、請求項７に記載の基板支持体。
【請求項９】
前記ベースおよび前記カバーは実質的に同じ構造であり、そのため、前記基板ホルダをひっくり返して前記基板の両面をコーティングすることができる、請求項８に記載の基板支持体。
【請求項１０】
前記ベースの前記中間領域は、前記カバーの前記中間領域にスポット結合され、そのため、前記カバーを手動で取り外すことができる、請求項９に記載の基板支持体。
【請求項１１】
各ラッチは、前記スピンドルに前記ベースを引きつける磁気ラッチである、請求項１０に記載の基板支持体。
【請求項１２】
前記磁気ラッチは、前記ベースの前記中間領域を引きつける環状リムを備え、前記ベースの前記環状フランジは、前記環状リムの側壁に隣接して延びて、漂遊コーティング材料から前記環状リムの前記側壁を保護する、請求項１１に記載の基板支持体。
【請求項１３】
各ラッチは、前記スピンドルに前記ベースを引きつける磁気ラッチである、請求項１に記載の基板支持体。
【請求項１４】
各磁気ラッチは、第１部分および第２部分を含み、前記第２部分は、基板ホルダを引きつけるために永久磁石が前記装着表面を磁化する第１位置と、前記装着表面の磁化が解除される第２位置との間で前記第１部分に対して相対的に移動可能である、請求項１３に記載の基板支持体。
【請求項１５】
前記第１部分はそれぞれ、前記装着表面と、前記永久磁石と整列する極とを備えるステータを含み、
前記第２部分はそれぞれ、前記永久磁石を備えるロータを含み、前記永久磁石が前記ステータの前記極と整列する前記第１位置と、前記永久磁石が前記ステータの前記極と整列せず、そのため前記ステータの磁化が解除される前記第２位置との間で回転する、請求項１４に記載の基板支持体。
【請求項１６】
各磁気ラッチはさらに、各ロータを回転させるための、前記スピンドルを通って延びるアクチュエータを備える、請求項１５に記載の基板支持体。
【請求項１７】
各ロータは、複数の永久磁石を含み、各ステータは、前記複数の永久磁石と整列する複数の極を含む、請求項１５に記載の基板支持体。
【請求項１８】
各ロータは、各永久磁石の両側にロータ極を含み、前記ロータ極は、前記第１位置にあるときに、それぞれのステータ極と整列して前記装着表面を通る磁気回路を形成し、前記第２位置にあるときに、１つのステータ極と係合して前記永久磁石を短絡する、請求項１７に記載の基板支持体。
【請求項１９】
前記カバーは、前記カバーへの漂遊コーティング材料の付着が促進されるように、スズ・メッキされた鋼を打ち抜いたシート・メタルからなる、請求項１に記載の基板支持体。
【請求項２０】
前記カバーの厚さは、最大０．０１５インチである、請求項１に記載の基板支持体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−５７１８５（Ｐ２００６−５７１８５Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００５−２３８２７１（Ｐ２００５−２３８２７１）
【出願日】平成１７年８月１９日（２００５．８．１９）
【出願人】（５０２１５１８２０）ジェイディーエス ユニフェイズ コーポレーション (90)
【氏名又は名称原語表記】ＪＤＳ Ｕｎｉｐｈａｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【住所又は居所原語表記】１７６８ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｐａｒｋｗａｙ，Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ，９５１３１
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３８２７１（Ｐ２００５−２３８２７１）
【出願日】平成１７年８月１９日（２００５．８．１９）
【出願人】（５０２１５１８２０）ジェイディーエス ユニフェイズ コーポレーション (90)
【氏名又は名称原語表記】ＪＤＳ Ｕｎｉｐｈａｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【住所又は居所原語表記】１７６８ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｐａｒｋｗａｙ，Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ，９５１３１
【Ｆターム（参考）】
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