説明

被成膜物の支持機構

【課題】簡易な構成で、被成膜物における未成膜部分を低減させることができる成膜装置の支持機構を提供する。
【解決手段】成膜面W1aが下方に向けられた状態にガラス基板W1を支持して成膜面W1aに成膜物質を付着堆積させる成膜装置1におけるガラス基板W1の搬送トレイ40であって、成膜面W1aと同等以上の広さを有する開口部42を内部に備えると共に開口部42を囲む外枠43から構成される枠体44と、外枠43から内に突出してガラス基板W1を複数の箇所で支持すると共に、複数の箇所を結んで形成される領域R1内にガラス基板W1の重心Gが位置するように配置された複数のワイヤー状の線状支持部材45,・・・とを備える。このようなワイヤー状の線状支持部材45でガラス基板W1を支持することにより、ガラス基板W1の未成膜部分が低減される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、成膜装置における被成膜物の支持機構に関する。
【背景技術】
【0002】
ガラス基板やシリコン基板などの被成膜物に対して成膜を行う成膜装置として、成膜面が下方に向けられた状態に被成膜物を支持して、この成膜面に対して下方からITO(インジウムすず酸化膜)やSiON(シリコン酸窒化物)といった成膜物質を付着させて成膜する装置レイアウトを持った成膜装置が知られている(例えば特許文献1)。このような成膜装置では、成膜を行う被成膜物を搭載して搬送する搬送トレイやホルダといった支持機構の内部に所定以上の広さを有する開口部を設けて成膜領域を確保すると共に、この開口部を取り囲む部分全体に段差からなる支持部を設け、被成膜物を落下させないように確実に支持して成膜を行っていた。
【特許文献1】特開2007−211270号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、このような成膜装置では、段差からなる支持部が成膜面の外周端部と接触して被成膜物を支持した状態で成膜を行うことから、成膜面の外周端部が未成膜部分として残存し、この未成膜部分により、成膜面全体における成膜物質の付着率が低下してしまうおそれがあった。また、被成膜物の外周端部に特定の機能を付与しようとした場合(例えば、ガラス基板の外周部にも導電性を持たせるためITOといった透明電極を外周部を含む全面に成膜する場合)には、成膜工程終了後に、上述したような未成膜部分の外周端部を切断して除去したり或いは未成膜部分に導電性物質などを印刷等の方法で改めて塗布したりする必要があった。一方、成膜面に支持部を一切接触させないよう成膜面と逆側の裏面を真空吸着などで吸着支持して被成膜物を支持する支持機構はあるものの、このような機構は支持や搬送の安定性を確保することが難しく、また装置構成が複雑となることから現実的ではなかった。
【0004】
本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、簡易な構成にもかかわらず、被成膜物における未成膜部分を低減させることができる成膜装置の支持機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る支持機構は、成膜面が下方に向けられた状態に被成膜物を支持して成膜面に成膜物質を付着堆積させる成膜装置における被成膜物の支持機構であって、成膜面と同等以上の広さを有する開口部を内部に備えると共に開口部を囲む外枠から構成される枠体と、外枠から内に突出して被成膜物を複数の箇所で支持すると共に、複数の箇所を結んで形成される領域内に被成膜物の重心が位置するように配置された複数の線状支持部材とを備えたことを特徴としている。
【0006】
この支持機構では、複数の線状支持部材で被成膜物を支持するようになっている。このため、被成膜物を成膜する際、支持のための成膜面における接触面積を大幅に低減させ、成膜面の略全面を成膜させることができる。この結果、線状支持部材を用いるといった簡易な構成にもかかわらず、被成膜物における未成膜部分を低減させて、成膜物質の付着率を上昇させることができる。また、被成膜物の外周端部などに形成され易い未成膜部分を低減できるので、被成膜物の外周端部などに特定の機能を成膜処理で持たせることができる。更に、被成膜物の下面に相当する成膜面を被処理物の重心を基準として複数の箇所で支持しているため、裏面の真空吸着などによる支持機構に比べて、支持や搬送の安定性を高くできる。なお、ここで、「開口部を囲む外枠」とは、開口部の外周を完全に取り囲む外枠だけを意味するのではなく、開口部の少なくとも一部を囲む外枠であればよい。
【0007】
また、枠体における開口部は矩形状であり、複数の線状支持部材のそれぞれが矩形状の開口部における4つの隅部において被成膜物を支持するようになっていることが好ましい。4隅で被成膜物を支持することで被成膜物をバランスよく支持することができ、支持や搬送の安定性を更に高くできる。
【0008】
また、枠体における開口部は矩形状であり、外枠は矩形状の開口部によって画定される4つの辺部からなり、複数の線状支持部材は、4つの辺部それぞれから少なくとも1つの線状支持部材が突出するように配置されていることが好ましい。各辺部から線状支持部材が片持ち状に突出して配置されることにより、簡易な構成で被成膜物を安定支持できる。
【0009】
また、枠体における開口部は円形状であり、複数の線状支持部材が被成膜物を少なくとも3点以上の箇所で支持するようになっていることが好ましい。被成膜物が3箇所以上で支持されることにより、被成膜物が円形である場合、簡易な構成で被成膜物を安定支持できる。
【0010】
また、複数の線状支持部材のそれぞれと被成膜物の成膜面とは、線接触または点接触によって接触支持するようになっていることが好ましい。線接触であれば、成膜面との接触面積を低減して未成膜部分を更に低減させることができ、点接触であれば、成膜面との接触面積を低減して未成膜部分を一層低減させることができる。
【0011】
また、複数の線状支持部材の少なくともいずれかは、螺旋形状または波形状であることが好ましい。このような形状であれば、簡易な構成で、成膜面との接触面積を低減して未成膜部分を低減させることができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、簡易な構成で、被成膜物における未成膜部分を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0014】
[第1実施形態]
図1は、本実施形態に係る成膜装置を模式的に示した断面図である。図2は、搬送トレイとガラス基板との配置関係を示す斜視図、図3は、搬送トレイにガラス基板を配置した際の、(a)は縦断面図であり、(b)は底面図である。図1に示すように、成膜装置1は、イオンプレーティング法に基づく成膜を行う装置であり、ITOといった透明導電材料などからなる材料ロッドMをプラズマビームPbで加熱し、材料ロッドMから昇華(または蒸発)して気化した粒子(以下、「昇華粒子」という)を上方に位置するガラス基板(被成膜物)W1の成膜面W1aに付着堆積させて膜を生成する。
【0015】
成膜装置1は、成膜室である真空容器3と、真空容器3内を減圧状態にする排気手段5と、真空容器3内にプラズマビームPbを供給するプラズマガン7と、真空容器3内の下部に配置されてプラズマビームPbを導く陽極部9と、陽極部9に材料ロッドMを供給する材料供給装置11と、陽極部9で昇華された昇華粒子が成膜されるガラス基板W1を水平方向に搬送させる搬送機構13とを備えている。
【0016】
プラズマガン7は、圧力勾配型のプラズマガンであり、真空容器3の側壁に設けられた筒状部3aに固定されている。プラズマガン7は、プラズマビームPbを収束させる永久磁石15aと空芯コイル16aとがそれぞれ内蔵された第1中間電極15及び第2中間電極16からなる中間電極17と、陰極管18が固定されたカソードフランジ19とを備え、中間電極17とカソードフランジ19との間に陰極管18を包囲するガラス管20が配置されている。また、筒状部3aの周囲には、プラズマビームPbを真空容器3内に導くステアリングコイル21が設けられている。プラズマガン7は、ガン駆動装置22に接続され、ガン駆動装置22によって、陰極管18への給電を切り替えたり、第1中間電極15、第2中間電極16、またはステアリングコイル21への給電を調整する。
【0017】
陽極部9は、プラズマビームPbを下方に導く主陽極であるハース23と、ハース23の周囲に配置された環状の補助陽極24とを備えている。このハース23は、絶縁物を介して真空容器3の下部に固定されている。ハース23は、内部に貫通孔を有しており、この貫通孔に材料ロッドMが下方から材料供給装置11によって供給される。補助陽極24は、プラズマビームPbをコントロールしてハース23の直上方にカスプ状磁場を形成する環状永久磁石24aとコイル24bとを備え、陽極電源装置25に接続されている。陽極電源装置25によってコイル24bに印加する電流を変化させてハース23に入射するプラズマビームPbの位置や入射範囲が微調整される。
【0018】
材料供給装置11は、真空容器3の下部に設けられており、ハース23に設けられた貫通孔内で材料ロッドMを上方に移動させて供給する。このように供給される材料ロッドMがITOといった導電性物質の場合、プラズマビームPbが材料ロッドMに直接入射し、材料ロッドMの先端部分が加熱されて昇華点以上の温度になり、昇華(または蒸発)して昇華粒子になる。なお、材料ロッドMは、所定長さの円柱状の固体に成形されており、材料供給装置11により所定時間ごとに突き上げて上昇されるようになっている。
【0019】
搬送機構13は、ガラス基板W1を保持する搬送トレイ(支持機構)40と、搬送トレイ40を定速で上流側から下流側に向かって水平方向に移動させる複数のローラからなるローラ部41とを備えている。
【0020】
搬送トレイ40は、図2及び図3に示すように、矩形状の開口部42を内部に備えると共にこの開口部42を取り囲む外枠43から構成される枠体44と、外枠43から開口部の4つの隅部に向かって内に突出形成された4つの線状支持部材45,・・・とを備えている。開口部42は、支持するガラス基板W1の成膜面W1aの面積よりも広い面積を有し、ガラス基板W1全体を内部に位置させることができる。外枠43は、所定の厚みを有する4つの辺部43a,43b,43c,43dからなり、開口部42を取り囲むように、隣接する辺部の端部同士が各連結部43eでそれぞれ連結され、枠体44が構成される。
【0021】
線状支持部材45は、例えば直径0.025mm程度といった丸線のワイヤーからなる支持部材である。線状支持部材45は、開口部42の4つの隅部それぞれにおいて、内部に位置させたガラス基板W1の各角部を支持することができる位置にくるように各隅部を跨いで配置されている。このように各隅部を跨いで配置されている各線状支持部材45の両端は、連結部43e側における一の辺部の端部下面と隣接する他の辺部の端部下面とにそれぞれ固定されている。
【0022】
このように形成された搬送トレイ40には、ガラス基板W1が成膜面W1aを下方に向けた状態で配置され、4隅に配置された4つの線状支持部材45,・・・の上側の線部でガラス基板W1の4つの角部がそれぞれ線支持されている。なお、線状支持部材45それぞれが成膜面W1aと接触する複数の箇所を結んで形成される領域R1内にガラス基板W1の重心Gが位置しており、ガラス基板W1は、搬送トレイ40によって安定して支持されている。
【0023】
次に、上記した成膜装置1の動作手順について説明する。
【0024】
まず、排気手段5によって真空容器3内を減圧状態になるように排気すると共に、材料供給装置11によってハース23に材料ロッドMを充填し、陽極部9の貫通孔に材料ロッドMを保持させる(第1のステップ)。続いて、ガン駆動装置22及び陽極電源装置25によって、プラズマガン7の陰極管18とハース23との間で放電を生じさせ、放電によって生じるプラズマビームPbをハース23に向けて照射する(第2のステップ)。
【0025】
次に、陽極電源装置25によって、補助陽極24に印加する電流を調整し、ハース23の貫通孔に入射するプラズマビームPbの入射範囲を制御し、材料ロッドMの先端部分などの温度が昇華点以上になるように制御する(第3のステップ)。材料ロッドMが十分に加熱されると、材料ロッドMが昇華(または蒸発)して気化し、昇華粒子が出現する。そして、昇華粒子をプラズマビームPbによってイオン化し、活性度の高い状態で、搬送トレイ40に支持されたガラス基板W1の下面に位置する成膜面W1aに入射させ、成膜面W1aにITO膜を形成する(第4のステップ)。
【0026】
以上詳述したように、本実施形態に係る搬送トレイ40を有する成膜装置では、複数の線状支持部材45でガラス基板W1を支持するようになっている。この線状支持部材45は極めて微小な直径(例えば直径0.025mm)からなるワイヤーといった線状支持部材から形成されているため、ガラス基板W1を成膜する際、支持のための成膜面W1aにおける接触面積を大幅に低減させ、成膜面W1aの略全面を成膜させることができる。この結果、線状支持部材45を用いるといった簡易な構成にもかかわらず、ガラス基板W1における未成膜部分を低減させて、ITO膜の付着率を上昇させることができ、しかも、ガラス基板W1の外周端部にもITO膜を成膜して特定の機能を持たせることができる。更に、ガラス基板W1の下面に相当する成膜面W1aをガラス基板W1の重心を基準として複数の箇所で支持しているため、裏面の真空吸着などによる支持機構に比べて、支持や搬送の安定性を高くできる。
【0027】
また、複数の線状支持部材45それぞれが4つの隅部においてガラス基板W1を支持するようになっているため、ガラス基板W1をバランスよく支持することができ、支持や搬送の安定性を更に高くできる。しかも、隅部のみで支持することから、ガラス基板W1の角部以外の外周端部は全面が成膜され、未成膜部分が更に低減される。
【0028】
また、線状支持部材45が丸線のワイヤーであることから、直接成膜面W1aと線接触している部分以外には、昇華粒子が側面から回りこんで成膜されるようになっている。このような線状支持により、未成膜部分が一層低減される。
【0029】
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、複数の線状支持部材を4つの辺部それぞれから内に向かって突出するように配置された搬送トレイを用いる。
【0030】
本実施形態に係る搬送トレイ50について図4を参照して説明する。搬送トレイ50は、図4に示すように、矩形状の開口部52を内部に備えると共にこの開口部52を取り囲む外枠53から構成される枠体54と、外枠53から開口部に向かって突出形成された4つの線状支持部材55,・・・とを備えている。開口部52は、支持するガラス基板W1の成膜面W1aの面積より広い面積を有し、ガラス基板W1全体を内部に位置させることができる。外枠53は、所定の厚みを有する4つの辺部53a,53b,53c,53dからなり、開口部52を取り囲むように、隣接する辺部の端部同士が各連結部53eでそれぞれ連結され、枠体54を構成する。
【0031】
線状支持部材55は、直径0.1mm程度の針からなる所定の剛性を有する支持部材である。4つの線状支持部材55それぞれは、4つの辺部53a,53b,53c,53dから1つずつ開口部52の中心に向かうと共にガラス基板W1の成膜面W1aにも向かうように水平方向斜め上方に突出して形成されている。このような線状支持部材55の一端は、4つの辺部53a,53b,53c,53dの中央付近の下面に固定されている。
【0032】
このように形成された搬送トレイ50には、ガラス基板W1が成膜面W1aを下方に向けた状態で配置され、4つの辺部53a,53b,53c,53dの略中央に配置された4つの線状支持部材55,・・・でガラス基板W1における4つの辺部の中央付近がそれぞれ点支持されている。なお、線状支持部材55それぞれが成膜面W1と接触する複数の箇所を結んで形成される領域R2内にガラス基板W1の重心Gが位置しており、ガラス基板W1は、搬送トレイ50によって安定して支持されている。
【0033】
このように、本実施形態に係る搬送トレイ50を有する成膜装置では、4つの辺部それぞれから1つの線状支持部材55が開口部52に向かって突出するように配置されている。しかも、本実施形態に係る搬送トレイ50では、線状支持部材55を成膜面W1aに向けて斜め上方に突出形成して、ガラス基板W1を点支持するようになっている。このため、成膜面W1aにおける支持のための接触面積を線支持の場合と比べて更に低減させ、これにより、成膜面W1aの略全面を成膜でき、線状支持部材55を用いるといった簡易な構成にもかかわらず、ガラス基板W1における未成膜部分を一層低減させて、ITO膜の付着率を上昇させることができる。
【0034】
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態の搬送トレイは円盤状の基板を保持するためのものであって、円形状の開口部を有し、複数の線状支持部材がガラス基板の成膜面に少なくとも3箇所以上で接触支持している。
【0035】
本実施形態に係る搬送トレイ60について図5を参照して説明する。搬送トレイ60は、図5に示すように、円形状の開口部62を内部に備えると共にこの開口部62を取り囲む外枠63から構成される枠体64と、外枠63から開口部62に向かって突出形成された3つの線状支持部材65,65,65とを備えている。開口部62は、支持するガラス基板W2の成膜面W2aの面積より広い面積を有し、ガラス基板W2全体を内部に位置させることができる。
【0036】
線状支持部材65は、直径0.1mm程度の針からなる所定の剛性を有する支持部材である。3つの線状支持部材65それぞれは、開口部62によって画定される周63a上に略均等間隔となるように、開口部62の中心に向かうと共にガラス基板W2の成膜面W2aにも向かうように水平方向斜め上方に突出形成されている。このような線状支持部材65の一端は、外枠63の下面に固定されている。
【0037】
このように形成された搬送トレイ60には、ガラス基板W2が成膜面W2aを下方に向けた状態で配置され、外枠63の周63a上に略均等間隔で配置された3つの線状支持部材65,65,65でガラス基板W2の外周の3点が略均等間隔でそれぞれ点支持されている。なお、線状支持部材65それぞれが成膜面W2aと接触する複数の箇所を結んで形成される領域R3内にガラス基板W2の重心Gが位置しており、ガラス基板W2は、搬送トレイ60によって安定して支持されている。
【0038】
このように、本実施形態に係る搬送トレイ60を有する成膜装置では、複数の線状支持部材65がガラス基板W2を3点といった複数の箇所で支持するようになっている。このような支持により、ガラス基板W2が円形である場合でも、簡易な構成でガラス基板W2を安定支持できる。しかも、本実施形態に係る搬送トレイ60では、第2実施形態と同様に、線状支持部材65を成膜面W2aに向けて斜め上方に突出形成して、ガラス基板W2を点支持するようになっている。このため、成膜面W2aにおける支持のための接触面積を線支持の場合と比べて更に低減させ、これにより、成膜面W2aの略全面を成膜でき、線状支持部材65を用いるといった簡易な構成にもかかわらず、ガラス基板W2における未成膜部分を一層低減させて、ITO膜の付着率を上昇させることができる。
【0039】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、直線形状の線状支持部材であるワイヤーや針などを用いたが、図6(a)に示す螺旋形状の線状支持部材を用いてもよいし、図6(b)に示す波形状の線状支持部材を波形が鉛直方向になるように用いてもよい。このように用いれば、成膜面と線状支持部材とを点接触させることになり、線上支持部材を所定角度で斜め上方に突出させるといったことを行わずに両者の接触面積を減少させて、付着率を向上させることができる。なお、図6(b)に示す波形状の線状支持部材を波形が水平方向になるように用いてもよい。
【0040】
第2及び第3実施形態では、線状支持部材55,65を斜め上方に突出形成して成膜面W1a,W2aに点接触させるようにしていたが、線状支持部材55,65を開口部52,62に向かって水平方向に突出形成して、成膜面W1a,W2aに線接触させるようにしてもよい。また、本実施形態では、被成膜物としてガラス基板を用いて説明したが、シリコン基板やプラスチック基板などでもよく、成膜面が下方に向けられた状態で成膜する必要のある被成膜物であればよい。また、本実施形態では、成膜物質として、ITOを用いて説明したが、SiON等の成膜物質でもよく、成膜物質であればよい。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】第1実施形態に係る成膜装置を模式的に示した断面図である。
【図2】第1実施形態に係る搬送トレイと基板との配置関係を示す斜視図である。
【図3】第1実施形態に係る搬送トレイにガラス基板を配置した際の、(a)は縦断面図であり、(b)は底面図である。
【図4】第2実施形態に係る搬送トレイにガラス基板を配置した際の、(a)は縦断面図であり、(b)は底面図である。
【図5】第3実施形態に係る搬送トレイにガラス基板を配置した際の、(a)は縦断面図であり、(b)は底面図である。
【図6】線状支持部材の変化例であり、(a)は螺旋形状の変化例であり、(b)は波形状の変化例である。
【符号の説明】
【0042】
1…成膜装置、13…搬送機構、40,50,60…搬送トレイ(支持機構)、41…ローラ部、42,52,62…開口部、43,53,63…外枠、43a,43b,43c,43d,53a,53b,53c,53d…辺部、43e,53e…連結部、44,54,64…枠体、45,55,65…線状支持部材、R1,R2,R3…領域、W1,W2…ガラス基板、W1a、W2a…成膜面。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
成膜面が下方に向けられた状態に被成膜物を支持して前記成膜面に成膜物質を付着堆積させる成膜装置における被成膜物の支持機構であって、
前記成膜面と同等以上の広さを有する開口部を内部に備えると共に前記開口部を囲む外枠から構成される枠体と、
前記外枠から内に突出して前記被成膜物を複数の箇所で支持すると共に、前記複数の箇所を結んで形成される領域内に前記被成膜物の重心が位置するように配置された複数の線状支持部材と、
を備えたことを特徴とする支持機構。
【請求項2】
前記枠体における前記開口部は矩形状であり、
前記複数の線状支持部材のそれぞれは、矩形状の前記開口部における4つの隅部において、前記被成膜物を支持するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の支持機構。
【請求項3】
前記枠体における前記開口部は矩形状であり、
前記外枠は、矩形状の前記開口部によって画定される4つの辺部からなり、
前記複数の線状支持部材は、前記4つの辺部それぞれから少なくとも1つの線状支持部材が突出するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の支持機構。
【請求項4】
前記枠体における前記開口部は円形状であり、
前記複数の線状支持部材は、前記被成膜物を少なくとも3点以上の箇所で支持するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の支持機構。
【請求項5】
前記複数の線状支持部材のそれぞれと前記被成膜物の前記成膜面とは、線接触または点接触によって接触支持するようになっていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の支持機構。
【請求項6】
前記複数の線状支持部材の少なくともいずれかは、螺旋形状または波形状であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の支持機構。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2009−228050(P2009−228050A)
【公開日】平成21年10月8日(2009.10.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−73975(P2008−73975)
【出願日】平成20年3月21日(2008.3.21)
【出願人】(000002107)住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Fターム(参考)】