(57)【要約】      （修正有）【課題】耐久力が高く、コストの低い位置合わせ機能付き基板載置装置と、その基板載置装置を有する成膜装置を提供する。【解決手段】載置台１２の四辺に貫通孔９を設け、貫通孔９内に筒部３と、筒部３に挿通した軸部４を配置する。軸部４の上端にフランジ部８を設けておき、筒部３と軸部４を上昇させて、載置台１２の上方に位置する基板２０をフランジ部８に乗せ、四辺のうちの二辺の軸部４を傾斜機構によって、他の二辺である位置決め辺の軸部４に向けて傾斜させ、基板２０を押圧して位置決め辺の軸部４の側面に接触させ、位置決めを行う。カメラやＸＹθステージが不要であり、精度よく位置合わせできる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四辺形の基板が載置される載置台と、
前記載置台上の、前記基板よりも大きな四辺形の各四辺の位置で、それぞれ前記載置台を貫通する貫通孔と、
前記貫通孔にそれぞれ挿通され、上端に基板を載置可能な筒部と、
前記各筒部に挿通され、上端が前記貫通孔と前記筒部の上端よりも上方に位置する軸部と、
前記各軸部の前記各筒部よりも下方に形成され、前記各筒部を乗せた台座部と、
前記台座部を乗せ、前記載置台に対して昇降移動可能に構成され、前記筒部を前記軸部と一緒に昇降移動させる昇降部材と、
前記昇降部材が上昇すると、前記四辺のうち互いに直行する二辺に位置する前記軸部を、前記載置台の内側方向に傾ける傾斜機構と、
が設けられたアラインメント機能付き基板載置装置。
【請求項２】
前記四辺のうち、前記二辺とは異なる残りの二辺のうちの一辺には、前記軸部が二個以上配置された請求項１記載のアラインメント機能付き基板載置装置。
【請求項３】
前記傾斜機構は、前記昇降部材の上昇により変形し、変形が復元しようとする下方向きの復元力を、前記台座部の前記軸部よりも前記載置台の内側に位置する部分に印加する第一のバネ部材を有する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のアラインメント機能付き基板載置装置。
【請求項４】
前記バネ部材は、前記載置台裏面に設けられ、前記昇降部材が上昇すると前記台座部と接触して曲げられる板バネである請求項３記載のアラインメント機能付き基板載置装置。
【請求項５】
前記軸部が配置された前記四辺のうち、少なくとも直交する二辺に位置する前記軸部の上端に、前記載置台の内側に向かう斜面が設けられた請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のアラインメント機能付き基板載置装置。
【請求項６】
前記斜面を有する前記軸部の上端は円錐形に形成され、円錐の側面が前記斜面にされた請求項５記載のアラインメント機能付き基板載置装置。
【請求項７】
前記筒部の上端には、水平方向に拡がるフランジ部を有し、前記基板は前記フランジ部上に載置される請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載のアラインメント機能付き基板載置装置。
【請求項８】
前記昇降部材が所定位置よりも上昇すると変形し、変形が復元しようとする下向きの復元力を、前記傾斜機構で傾斜されない前記軸部の前記台座部に印加する請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載のアラインメント機能付き基板載置装置。
【請求項９】
載置台と、
前記載置台上の四辺形の少なくとも直交する二辺の位置に形成された貫通孔と、
前記二辺の残りの他の二辺の位置に設けられ、基板を定位置で停止させる位置決め部材と、
前記貫通孔にそれぞれ挿通され、上端に基板を載置可能な筒部と、
前記各筒部に挿通され、上端が前記貫通孔と前記筒部の上端よりも上方に位置する軸部と、
前記各軸部の前記各筒部よりも下方に形成され、前記各筒部を乗せた台座部と、
前記台座部を乗せ、前記載置台に対して昇降移動可能に構成され、前記筒部を前記軸部と一緒に昇降移動させる昇降部材と、
前記昇降部材が上昇すると、前記軸部を、前記載置台の内側方向に傾ける傾斜機構と、
を有するアラインメント機能付き基板載置装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の基板載置装置と、前記基板載置装置の上方に位置するシャドウマスクを載置するマスク載置装置と、前記マスク載置装置の上方に位置する成膜源と、前記基板載置装置と前記マスク載置装置と前記成膜源が配置された真空槽と、前記昇降部材を昇降移動させる動力機構とを有する成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板載置装置に関し、特に、アラインメント機能を有する基板載置装置と、その基板載置装置が配置された成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パターニングされたフォトレジストのマスクとエッチングによって、薄膜を所望のパターンに成形するフォトリソグラフに替え、成膜の際に、成膜対象物の表面にシャドウマスクを配置し、シャドウマスクによって成膜物質の陰を形成して所望のパターンの薄膜を成膜する技術が注目されている。
【０００３】
シャドウマスクに対して成膜対象物を位置合わせするために、カメラとＸＹθステージ等の位置合わせ装置を用いることも可能であるが、サブマイクロンオーダーのフォトリソグラフのような精度はシャドウマスクには要求されないので、低コストの装置で要求精度を満たす装置の開発が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記要求に応じて創作された基板載置装置であり、簡単な構造で使用に対する耐力が高く、要求精度を確保できる基板載置装置と、その基板載置装置を用いた成膜装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、四辺形の基板が載置される載置台と、前記載置台上の、前記基板よりも大きな四辺形の各四辺の位置で、それぞれ前記載置台を貫通する貫通孔と、前記貫通孔にそれぞれ挿通され、上端に基板を載置可能な筒部と、前記各筒部に挿通され、上端が前記貫通孔と前記筒部の上端よりも上方に位置する軸部と、前記各軸部の前記各筒部よりも下方に形成され、前記各筒部を乗せた台座部と、前記台座部を乗せ、前記載置台に対して昇降移動可能に構成され、前記筒部を前記軸部と一緒に昇降移動させる昇降部材と、前記昇降部材が上昇すると、前記四辺のうち互いに直行する二辺に位置する前記軸部を、前記載置台の内側方向に傾ける傾斜機構と、が設けられたアラインメント機能付き基板載置装置である。
また、本発明は、前記四辺のうち、前記二辺とは異なる残りの二辺のうちの一辺には、前記軸部が二個以上配置されたアラインメント機能付き基板載置装置である。
また、本発明は、前記傾斜機構は、前記昇降部材の上昇により変形し、変形が復元しようとする下方向きの復元力を、前記台座部の前記軸部よりも前記載置台の内側に位置する部分に印加する第一のバネ部材を有するアラインメント機能付き基板載置装置である。
また、本発明は、前記バネ部材は、前記載置台裏面に設けられ、前記昇降部材が上昇すると前記台座部と接触して曲げられる板バネであるアラインメント機能付き基板載置装置である。
また、本発明は、前記軸部が配置された前記四辺のうち、少なくとも直交する二辺に位置する前記軸部の上端に、前記載置台の内側に向かう斜面が設けられたアラインメント機能付き基板載置装置である。
また、本発明は、前記斜面を有する前記軸部の上端は円錐形に形成され、円錐の側面が前記斜面にされたアラインメント機能付き基板載置装置である。
また、本発明は、前記筒部の上端には、水平方向に拡がるフランジ部を有し、前記基板は前記フランジ部上に載置されるアラインメント機能付き基板載置装置である。
また、本発明は、前記昇降部材が所定位置よりも上昇すると変形し、変形が復元しようとする下向きの復元力を、前記傾斜機構で傾斜されない前記軸部の前記台座部に印加するアラインメント機能付き基板載置装置である。
また、本発明は、載置台と、前記載置台上の四辺形の少なくとも直交する二辺の位置に形成された貫通孔と、前記二辺の残りの他の二辺の位置に設けられ、基板を定位置で停止させる位置決め部材と、前記貫通孔にそれぞれ挿通され、上端に基板を載置可能な筒部と、前記各筒部に挿通され、上端が前記貫通孔と前記筒部の上端よりも上方に位置する軸部と、前記各軸部の前記各筒部よりも下方に形成され、前記各筒部を乗せた台座部と、前記台座部を乗せ、前記載置台に対して昇降移動可能に構成され、前記筒部を前記軸部と一緒に昇降移動させる昇降部材と、前記昇降部材が上昇すると、前記軸部を、前記載置台の内側方向に傾ける傾斜機構と、を有するアラインメント機能付き基板載置装置である。
また、本発明は、上記いずれかの基板載置装置と、前記基板載置装置の上方に位置するシャドウマスクを載置するマスク載置装置と、前記マスク載置装置の上方に位置する成膜源と、前記基板載置装置と前記マスク載置装置と前記成膜源が配置された真空槽と、前記昇降部材を昇降移動させる動力機構とを有する成膜装置である。
【発明の効果】
【０００６】
載置台上方のシャドウマスクは、基板が位置合わせ位置に配置されたときに、基板の表面の所定の位置に薄膜を形成できるように配置されており、シャドウマスクと、位置合わせ位置の基板とは位置合わせがされた状態になり、位置精度の高い薄膜を形成することができる。
【０００７】
傾斜装置には弾力性があり、また、位置決め用の辺に配置された軸部にもバネ部材が設けられているから、基板を移動させて位置決めする際に基板が破損することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１(ａ)の符号１０は、本発明の成膜装置を示している。この成膜装置１０は、真空槽１１と、基板載置装置２と、マスク載置装置１３を有している。
基板載置装置２は載置台１２を有している。マスク載置装置１３と載置台１２とは水平に配置されている。
マスク載置装置１３は、中央部分に開口が形成されており、マスク載置装置１３にシャドウマスク１４を配置すると、この開口から鉛直下方方向にシャドウマスク１４が露出できるようにされている。
マスク載置装置１３上にはシャドウマスク１４が乗せられている。
【０００９】
基板に薄膜を形成する場合、真空排気系２３によって真空槽１１の内部を真空排気し、シャドウマスク１４をマスク載置装置１３と共に載置台１２から離間して上方に移動させ、真空槽１１内に基板を搬入し、シャドウマスク１４と載置台１２の間に静止させ、載置台１２を上方に移動させて載置台１２上に基板を乗せ、更に上昇させて基板をシャドウマスク１４に密着させる。
【００１０】
図１(ｂ)はその状態を示しており、基板２０が載置台１２上に配置され、シャドウマスク１４に密着されている。
ここで、この成膜装置１０は、ターゲットを有するスパッタリング装置や、原料ガスを導入するシャワープレートを有するＣＶＤ装置等の、真空雰囲気中で薄膜を形成する装置であり、ターゲットやシャワープレートなどの成膜源１５が、真空槽１１の天井付近に配置され、成膜源１５の下方位置に、シャドウマスク１４と基板２０が上方からこの順序で配置されている。
【００１１】
図２は、載置台１２と、マスク載置装置１３と、シャドウマスク１４の概略斜視図である。
シャドウマスク１４には、一乃至複数の開口２１が形成されており、ターゲットから飛び出したスパッタリング粒子やシャワープレートから放出された原料ガスなどの、成膜源１５から供給された成膜物質が開口２１を通過し、基板２０表面に到達すると、開口２１の形成に従って基板２０表面に薄膜が形成される。
このとき、シャドウマスク１４と基板２０とが位置合わせされていると、薄膜を、基板２０上の所定位置に形成することができる。
【００１２】
本発明の位置合わせ方法を説明する。
載置台１２の平面図を図３に示し、基板２０の搬入前の載置台１２の縦方向切断断面図を図６(ａ)に示す。
載置台１２上には、基板２０よりも大きな長方形又は正方形の四辺形２８の四辺に沿って、貫通孔９が形成されており、各貫通孔９には筒部３が鉛直に挿通されている。ここでは、その四辺形２８は、各軸部４の中心軸線を通り、段差を形成する四辺形として示されている。
【００１３】
各筒部３の上端は水平方向に拡がるフランジ部８が形成されている、四辺に位置する筒部３のフランジ部８は同じ高さに位置しており、フランジ部８の幅は、フランジ部８の端部の載置台１２の内側に向く部分が、基板２０よりも小さな四辺形２６に接するようになっている。従って、フランジ部８上に基板を乗せることができる。
各筒部３には軸部４が鉛直に挿通されており、軸部４上端は、筒部３の上端よりも上方に突き出されている。
【００１４】
各軸部４の下端には、軸部４の直径よりも大きな台座部５が設けられており、筒部３は、台座部５上から離間できるように台座部５上に乗せられている。
載置台１２の下方には、昇降部材１８が配置されている。真空槽１１の外部には上下移動機構が配置されている。
【００１５】
昇降部材１８は、真空槽１１の底面を気密に挿通された図１の昇降軸１９によって上下移動機構に接続されており、上下移動機構が動作すると、昇降部材１８が真空槽１１の内部で真空雰囲気を維持したまま昇降移動できる。
昇降部材１８の上方を向いた表面は平坦な部分があり、各軸部４の台座部５は昇降部材１８の平坦な部分の上に乗せられている。昇降部材１８が昇降移動すると、各軸部４と、軸部４の台座部５上の筒部３とは、一緒に昇降移動する。
【００１６】
図６(ａ)は、基板２０を配置する前に昇降部材１８を降下させ、載置台１２と、載置台１２の上方のシャドウマスク１４との間に隙間を形成した状態である。
各筒部３の側面は、図３の符号２２で示すように、基板２０よりも大きく、基板２０を内側に配置可能な位置合わせ用の四辺形(２２)に接触するように配置されている。
【００１７】
この位置合わせ用の四辺形２２のうち、予め設定された位置決め用二辺２２ａ、２２ｂに、これも予め設定された基板２０の二辺が一致したときに基板２０の位置合わせがされたものと規定されており、シャドウマスク１４は、位置合わせがされた基板２０に対して、所望の位置に薄膜が形成されるように配置されている。
【００１８】
基板搬送ロボットのハンド上に基板２０が乗せられ、隣室から真空槽１１内にハンドが搬入され、シャドウマスク１４と載置台１２の間の高さであって載置台１２上の位置で静止する。次いで、昇降部材１８が上方に移動し、軸部４と筒部３とが一緒に持ち上げられると、軸部４と筒部３はハンドのフィンガー間を通過し、基板２０よりも上方位置に軸部４の上端が突出しようとする。
【００１９】
四辺に沿って配置された軸部４のうち、直交する二辺に位置する軸部４の上端には、載置台１２の内側方向に向く斜面６が形成されており、基板２０は、軸部４と筒部３が基板２０よりも上方に突き出るときに、斜面６と接触せずにフランジ部８上に乗るか、一旦斜面６に乗り、斜面６上を滑落してフランジ部８上に乗る。
従って、基板２０をフランジ部８上に載置するために、位置合わせ用の四辺形２２よりも広い、軸部４の側面や頂点を結ぶ四辺形内に基板２０を位置させて、軸部４及び筒部３を基板の下方から上昇させることができる。
【００２０】
図６(ｂ)は、基板２０がフランジ部８上に乗った状態を示す側面図である。この状態では、基板２０はフランジ部８上で位置合わせ用四辺形２２内に配置されたことになる。この場合、各軸部４は鉛直にされており、位置合わせ用四辺形２２内に配置された基板２０は、最大で、四辺のうちの直交する二辺に位置する軸部４の側面と接触することはできるが、四辺に位置する全軸部４の側面に同時に接触することはできない。
この基板載置装置２は、位置決め用二辺２２ａ、２２ｂ以外の二辺２２ｃ、２２ｄに位置する軸部４を傾斜させる傾斜装置を有している。
【００２１】
ここでは、傾斜装置は載置台１２の裏面に設けられた板バネ７で構成されている。板バネ７は、その先端が、昇降部材１８が上昇したときに、台座部５に載置台１２の内側方向の部分と接触可能に配置されており、接触後、更に昇降部材１８が上昇すると、板バネ７が曲げられ、その復元力によって、板バネ７の先端と接触する部分が押圧される。
その台座部５上の軸部４と、筒部３との間には隙間が形成されており、台座部５が押圧された軸部４は、載置台１２の内側方向に向けて傾斜される。
【００２２】
軸部４が傾斜した場合、各軸部４の側面に接触できる位置合わせ用四辺形２２の大きさも小さくなり、基板２０は位置合わせ用四辺形２２の外側にはみ出ることはできないので、傾斜した軸部４によって基板２０は押圧され、位置決め用二辺２２ａ、２２ｂの方向に移動する。図６(ｃ)は基板２０が押圧される状態を示している。
【００２３】
位置合わせ用四辺形２２が小さくなり、その大きさが基板２０の大きさと等しくなったときに、基板２０の縁は四辺に位置する軸部４の側面と接触する。このとき、予め位置決め用二辺２２ａ、２２ｂに近接配置された基板２０の二辺が、位置決め用二辺２２ａ、２２ｂと一致する。
そして、更に傾斜しようとすると、その軸部４により、基板２０は傾斜しない軸部４に向けて押圧される。
【００２４】
位置合わせ用の二辺２２ａ、２２ｂに位置する軸部４も、筒部３の内周面と離間し、その間に隙間が形成されている。また、その軸部４の台座部５と載置台１２の間には、バネ部材１７が配置されており、板バネ７が軸部４を傾けるときにはバネ部材１７も圧縮されている。基板２０によって位置合わせ用の二辺２２ａ、２２ｂに位置する軸部４が押圧されると、その軸部４は僅かに傾き、基板２０による押圧力がバネ部材１７の変形によって吸収される。
【００２５】
その状態から元の位置に戻るように、載置台１２が上昇すると(又は昇降部材１８が下降すると)、板バネ７やバネ部材１７の変形は復元し、基板２０への押圧力は消滅し、基板２０は、基板２０の二辺が、位置決め用二辺２２ａ、２２ｂと一致した状態を維持している。この状態は、基板２０が位置合わせされた状態であり、図４に示すように、基板２０は、位置合わせ位置でフランジ部８に対して静止している。
【００２６】
このとき、板バネ７やバネ部材１７は変形を復元するときに、復元力によって台座部５を昇降部材１８側に押圧するので、筒部３や軸部４が貫通孔９の縁に引っ掛かって載置台１２に固定されてしまって昇降部材１８から離間するようなことはない。
【００２７】
載置台１２には、フランジ部８を収容する有底又は無底の溝が設けられており、載置台１２がフランジ部８と同じ高さまで相対移動すると、基板２０は、位置合わせされた状態で載置台１２上に乗せられる。
更に、マスク載置装置１３の下降や基板載置装置２の上昇により、図５の平面図及び図６(ｃ)の側面図のように、載置台１２の位置決め用二辺２２ａ、２２ｂに対して位置合わせがされた基板２０とシャドウマスク１４とが密着し、シャドウマスク１４の開口２１底面の基板２０上に薄膜が形成される。
【００２８】
以上説明したように、マスク載置装置１３に配置されたシャドウマスク１４は、基板２０が位置合わせされたときに、基板２０の表面の所定の位置に薄膜を形成できるように配置されており、基板２０が位置合わせされるとシャドウマスク１４と基板２０とが位置合わせがされた状態になり、位置精度の高い薄膜を形成することができる。
【００２９】
なお、上記実施例では、位置合わせ用の二辺２２ａ、２２ｂの位置に、筒部３内に挿入した軸部４を配置したが、本発明の位置決め部材は基板２０を軸部４の側面で位置決めするものに限定されず、傾斜して基板２０を移動させる軸部４以外の軸部４に替え、突起や突条などの基板の移動を停止させる部材であってもよい。
【００３０】
また、上記実施例では、四辺の各辺に二個ずつ筒部３と軸部４を設けてたが、その個数に限定されるものではなく、特に、突起や軸部４により、基板側面と部分的に接触して位置決めする場合、位置決め用の二辺のうち、一辺には一個、他の一辺は二個設けて基板２０と接触するようにすればよい。
【００３１】
なお、上記傾斜装置７は、載置台１２に設けた板バネ７であったが、台座部５に設けられた板バネであってもよいし、板バネではなく、螺旋状のバネであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】(ａ)、(ｂ)：本発明の成膜装置を説明するための図
【図２】シャドウマスクとマスク載置装置と載置台の位置関係を説明するための図
【図３】載置台の平面図
【図４】基板が位置合わせされた状態の載置台の平面図
【図５】基板とシャドウマスクが配置された載置台の平面図
【図６】(ａ)〜(ｄ)：載置台の基板の位置合わせを説明するための図
【符号の説明】
【００３３】
２……基板載置装置
３……筒部
４……軸部
５……台座部
６……斜面
７……傾斜装置（板バネ）
８……フランジ部
９……貫通孔
１２……載置台
２０……基板
【図１】
2010157526.tif 000003
【図２】
2010157526.tif 000004
【図３】
2010157526.tif 000005
【図４】
2010157526.tif 000006
【図５】
2010157526.tif 000007
【図６】
2010157526.tif 000008