(57)【要約】【課題】コンパクトで処理能力の高い真空成膜装置を実現することを可能にする真空成膜装置用のトレイ構造を提供する。【解決手段】真空成膜装置用のトレイ構造は、基板１９が載置されるマスク２２と、マスク２２を支持するトレイ１８とを有する。トレイ１８のマスク２２を支持している面には、真空成膜装置内でトレイ構造を加熱する際にトレイ構造に照射される電磁波の反射率が少なくともトレイ１８よりも高い反射板２３が備えられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が載置されるマスクと、前記マスクを支持するトレイとを有する真空成膜装置用のトレイ構造において、
前記トレイの前記マスクを支持している面には、前記真空成膜装置内で前記トレイ構造を加熱する際に前記トレイ構造に照射される電磁波の反射率が少なくとも前記トレイよりも高い反射手段が備えられていることを特徴とする、真空成膜装置用のトレイ構造。
【請求項２】
前記反射手段は、前記トレイの前記マスクを支持している面を覆う反射板である、請求項１に記載の真空成膜装置用のトレイ構造。
【請求項３】
前記反射手段は、前記トレイの前記マスクを支持している面に施された表面処理部である、請求項１に記載の真空成膜装置用のトレイ構造。
【請求項４】
前記トレイの前記マスクを支持している面の反対側の面には、前記トレイの前記反対側の面に膜が付着するのを防止する膜付着シールドが設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の真空成膜装置用のトレイ構造。
【請求項５】
前記マスクは非伝熱材を介して前記トレイに支持されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の真空成膜装置用のトレイ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の保護膜として利用されている酸化マグネシウム膜等の酸化膜を真空下で形成する真空成膜装置に用いられるトレイ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスに使用されている酸化膜には、吸湿性が非常に高い膜が多く存在する。そのため、成膜時の環境が膜構造に与える影響も少なくない。ＰＤＰの保護膜として使用されている酸化マグネシウム膜もそのひとつであり、膜特性として高い結晶性、単一の結晶配向性が必要とされている。しかし、それらの特性を併せ持つ膜を真空中で形成しようとするときには、成膜時の環境における水の分圧を極力下げる必要がある。しかし、酸化マグネシウムは非常に吸湿性の高い材料である。そのため、真空チャンバー内で酸化マグネシウム膜を形成するときに基板以外に膜付着した構造物を主にトレイ搬送式真空成膜装置に用いられるトレイなどによって大気に露出し、再度それを真空チャンバーに持ち込む場合には、注意が必要である。
【０００３】
そのような課題に対して、従来技術でも様々な工夫がなされている。
【０００４】
第１に、膜形成を行う成膜チャンバーの前にはゲートバルブで仕切られた１つあるいは複数の前加熱チャンバーが有り、そこで膜付着したトレイ等の構造物を十分加熱し、水を主としたアウトガス量を減らしたうえで成膜チャンバーに搬送している。また、成膜チャンバーの排気ポンプを増やし、主たるアウトガス成分である水を大量に排気できるようにしている。
【０００５】
第２に、トレイ等の構造物を大気露出することを避けるため真空チャンバー内で待機または循環させ、基板は単体で真空チャンバー内に搬送し、真空中でトレイに載せた後、成膜チャンバーに搬送している。
【０００６】
図５は、トレイ搬送式真空成膜装置の概略構成図である。真空成膜装置は、ロードロックチャンバー１０１、複数の加熱チャンバー１０２〜１０５、成膜チャンバー１０６、各チャンバーを仕切るゲートバルブ１０７、各々のチャンバーを排気するポンプ１０９〜１１０、チャンバーポンプ間のバルブ１１１を有している。
【０００７】
図６に示すようにトレイ１１８上のマスク１２２に載せられた基板１１９は、ロードロックチャンバー１０１の上段１２０より搬入される。そして、ある圧力に達した後、第１加熱チャンバー１０２にコロ１１７で輸送される。前述のトレイ１１８及び基板１１９は赤外ランプ１０８で加熱され、所定の時間で第２加熱チャンバー１０３、第３加熱チャンバー１０４へと搬送される。その後、成膜補助チャンバー１０５の上段で同様に加熱され、チャンバー１０５の下段に移動し、成膜チャンバー１０６の上部開口で搬送成膜が行われる。プラズマガン１１２から放出されたプラズマ及び電子のビーム１１６は、ハース１１３内の酸化マグネシウム材料１１４に照射される。ビーム１１６を照射された酸化マグネシウム材料１１４は蒸発粒子１１５として搬送中の基板１１９あるいはトレイ１１８に付着する。成膜後、基板１１９及びトレイ１１８はロードロックチャンバー１０１の下段１２１より搬出される。
【０００８】
図７は、トレイを大気に晒さない構成を有する真空成膜装置の構成図である。基板１１９は単体でロードロックチャンバー１０１の上段１２０より搬入され、第１加熱チャンバー１０２でトレイ１１８に載せられ、成膜補助チャンバー１０５に輸送される。その後、その上段で赤外ランプ１０８によって加熱され、成膜補助チャンバー１０５の下段に搬送され、下段の成膜チャンバー１０６の上部開口で搬送成膜が行われる。成膜を終了した基板１１９は第１加熱チャンバー１０２でトレイ１１８から降ろされ、単体でロードロックチャンバー１０１を経て下段１２１より搬出される。トレイ１１８は、基板１１９を降ろした後、ロードロックチャンバー１０１から搬送された次の未成膜の基板１１９を載せ、前述と同様の動作サイクルを繰り返す。
【０００９】
従来のトレイ搬送式成膜装置は特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１３１２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、成膜前に加熱を十分行う従来の手法では、成膜前加熱チャンバーが多数必要であり、更に加熱に長い時間が必要であった。そのため大きな装置が必要となり、また１枚あたりの処理時間がかかることから、コンパクトで処理能力の高い装置を構成することは難しかった。また成膜チャンバーの排気ポンプを増やすことは成膜時の水分圧を下げる手法しては有効であるが、ポンプ取り付けのために成膜チャンバーが大きくなってしまい、コストが高くなってしまう。また、最近の技術であるトレイ等の構造物を大気に晒さない手法では、構造的にやや複雑となり高価となりやすかった。
【００１１】
そこで本発明は、コンパクトで処理能力の高い真空成膜装置を実現することを可能にする真空成膜装置用のトレイ構造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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の真空成膜装置用のトレイ構造は、基板が載置されるマスクと、前記マスクを支持するトレイとを有する真空成膜装置用のトレイ構造において、前記トレイの前記マスクを支持している面には、前記真空成膜装置内で前記トレイ構造を加熱する際に前記トレイ構造に照射される電磁波の反射率が少なくとも前記トレイよりも高い反射手段が備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コンパクトで処理能力の高い真空成膜装置を実現することを可能にする真空成膜装置用のトレイ構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の真空成膜装置用のトレイ構造の一実施形態を示す図であり、図１（ａ）はその分解斜視図、図１（ｂ）はその全体断面図及び部分拡大断面図である。
【００１６】
図１に示す本実施形態のトレイ構造は、載置される基板１９に対応する開口が形成された枠状のマスク２２と、同じく基板１９に対応する開口が形成された板状のトレイ１８とを有している。マスク２２は非伝熱材２４を介してトレイ１８上に支持されており、マスク２２とトレイ１８とは非伝熱材２４によって断熱されている。本実施形態のトレイ構造は、トレイ１８のマスク２２を支持している面を覆う、反射手段としての反射板２３を備えている。反射板２３はマスク２２の外周と同じかそれよりも僅かに大きな開口を有しており、反射板２３がトレイ１８の上に設置されたときに、反射板２３の開口はマスク２２の周囲を囲んでいる。したがって、反射板２３はトレイ１８のマスク支持面のみを覆い、マスク２２は覆わない。なお、本実施形態のトレイ構造も、図５や図７に示した真空成膜装置において用いられる。
【００１７】
本実施形態のトレイ構造によれば、基板１９を載せたトレイ構造を真空成膜装置内（より詳しくは加熱チャンバー内）で加熱する際にトレイ構造に照射される電磁波の反射率が少なくともトレイ１８よりも高い材料からなる反射板２３によって電磁波が反射される。そのため、トレイ１８の加熱が抑えられるので、トレイ１８の温度を基板１９の温度に対して低い温度に抑えることが可能である。その一方で、マスク２２の温度は基板１９と同様に上昇することから、マスク２２が基板１９の温度分布に悪影響を及ぼすことはない。このように、本実施形態の構成によれば、トレイ１８の下面側に付着した酸化マグネシウム膜等の酸化膜からアウトガスが発生するのを抑えることができ、トレイ１８を十分にベーキングした時と同じ効果を得ることができる。
【００１８】
図２は、従来のトレイ構造と本実施形態のトレイ構造との成膜時における水分圧を比較したグラフである。水分圧を測定する分圧計は、成膜補助チャンバーに取り付けられる。従来のトレイ構造では、図５の前加熱チャンバー１０２〜１０４を搬送される間にトレイ１１８の温度が上昇し、大気側から持ち込まれた水を主としたアウトガスが、成膜チャンバー１０５側へ搬送されるたびに放出されることで、水分圧が増加している。これに対し、本実施形態のトレイ構造ではトレイ１８の下面に付着した酸化マグネシウム膜等の酸化膜からアウトガスが発生するのを抑えることができることから、水分圧が明らかに抑えられていることがわかる。
【００１９】
図３は、成膜した酸化マグネシウム膜の結晶配向性をＸＲＤ（Ｘ−Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）で測定した結果を示すグラフである。図３（ａ）は従来のトレイ構造で成膜した酸化マグネシウム膜の結晶配向性を示し、図３（ｂ）は本実施形態のトレイ構造で成膜した酸化マグネシウム膜の結晶配向性を示している。また、図３（ｃ）は基板上の結晶配向性を測定したポイントＡ，Ｂ，Ｃを示す図である。
【００２０】
従来のトレイ構造を用いて成膜した酸化マグネシウム膜は（１１１），（２００），（２２０）の複合の結晶配向構造であり、各配向における結晶性（ピーク強度）が低い特徴を有している。これに対し、本実施形態のトレイ構造を用いて成膜した酸化マグネシウム膜は、結晶性の高い単一の（１１１）結晶配向膜であり、その配向における結晶性（ピーク強度）が高い特徴を有している。
【００２１】
図４は図１に示したトレイ構造の一変形例を示す図である。図４（ａ）はその分解斜視図、図４（ｂ）はその全体断面図及び部分拡大断面図である。
【００２２】
図４に示すトレイ構造は、反射手段として、トレイ１８のマスク支持面に施された反射率の高い表面処理部２６を備えている。表面処理部２６も、基板１９を載せたトレイ構造を加熱チャンバー内で加熱する際にトレイ構造に照射される電磁波の反射率が少なくともトレイ１８よりも高い。図４に示すトレイ構造は図１に示した反射板２３を備えていない。また、トレイ１８のマスク支持面とは反対側の面（下面）には、その面に膜が付着するのを防止する膜付着シールド２５が取り付けられている。本変形例の構成によっても、図１に示した構成と同様に、トレイ１８の下面側に付着した酸化マグネシウム膜等の酸化膜からアウトガスが発生するのを抑えることができる。なお、膜付着シールド２５は図１に示したトレイ構造に備えられていてもよい。
【００２３】
図１や図４に示した本実施形態のトレイ構造によれば、トレイ１８上に設けられた反射板２３や表面処理部２６によって、成膜時における水分圧を下げることができる。そのため、成膜前にトレイ構造を加熱する成膜前加熱チャンバーを真空成膜装置に増設したり、成膜前にトレイ構造を長時間にわたって加熱したりする必要を無くすことが可能である。したがって、本実施形態のトレイ構造は、コンパクトで処理能力の高い真空成膜装置を実現できる。
【００２４】
なお、本実施形態のトレイ構造は、ＣＶＤ、ＰＶＤ、イオンプレーティングの成膜方式にも適用可能である。また、上記では成膜対象として酸化マグネシウム膜を例に挙げて説明したが、本実施形態のトレイ構造は他の吸湿性の高い材料、例えば酸化アルミニウム等を成膜する場合にも適用可能である。
【００２５】
また、上記では本実施形態のトレイ構造が用いられる真空成膜装置として図５や図７に示したインライン型の真空成膜装置を例に挙げて説明したが、本実施形態のトレイ構造は枚葉型やバッチ型の真空成膜装置で用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の真空成膜装置用のトレイ構造の一実施形態を示す図である。
【図２】従来のトレイ構造と本実施形態のトレイ構造との成膜時における水分圧を比較したグラフである。
【図３】成膜した酸化マグネシウム膜の結晶配向性をＸＲＤで測定した結果を示すグラフである。
【図４】図１に示したトレイ構造の一変形例を示す図である。
【図５】トレイ搬送式真空成膜装置の概略構成図である。
【図６】従来のトレイ構造を示す図である。
【図７】トレイを大気に晒さない構成を有する真空成膜装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１８  トレイ
１９  基板
２２  マスク
２３  反射板
２４  非伝熱材
２５  膜付着シールド
２６  表面処理部
【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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【図７】
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