(57)【要約】      （修正有）【課題】スループットを向上させる真空蒸着装置を提供する。【解決手段】同一半径上に同一間隔で孔と基板が交互に設けられた基板ホルダ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと、同一半径上に複数の孔が前記間隔の２倍の間隔で設けられたダミーホルダ２７を、ダミーホルダ２７が坩堝７側に位置する様に、重ねて支持軸２２に取り付ける。順次、各基板ホルダの基板がダミーホルダ２７の孔と通じる様に、支持軸２２の周りに回転させ、各基板ホルダに取り付けられた基板への成膜を行う。【選択図】図３
2005248260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発源からの蒸発粒子を、支持軸に取り付けられた基板ホルダに設けられた複数の基板に付着させるように成した真空蒸着装置において、同一半径上に同一間隔で孔と基板取り付け穴が交互に複数設けられた複数の基板ホルダと、前記半径と同じ大きさの半径上に複数の孔が前記基板ホルダでの孔と基板取り付け穴の間隔の２倍の間隔で設けられたダミーホルダを、該ダミーホルダが蒸発源側に位置する様に、中心を合わせて重ねて支持軸に取り付けると共に、前記各基板ホルダを支持軸の周りに個々に回転可能に成した真空蒸着装置。
【請求項２】
基板ホルダに設けられた孔と基板取り付け穴の組が２以上である請求項１記載の真空蒸着装置。
【請求項３】
各基板取り付け穴は基板の厚さより深く形成されており、基板が基板ホルダの表面に出ない様に収容出来るように設けられている請求項１記載の真空蒸着装置。
【請求項４】
各基板ホルダの側面には歯が形成され、該歯に噛み合う様に各基板ホルダに対して歯車が設けられており、該歯車は個々に回転されるように成した請求項１記載の真空蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基板を取り付けた基板ホルダを備えた真空蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空蒸着装置は、光学レンズの反射防止膜等、幅広く成膜に使われている。
【０００３】
真空蒸着装置は、真空チャンバ内に置かれた蒸発材料を加熱蒸発させ、蒸発粒子を基板に付着させるもので、加熱方法には、抵抗加熱によって蒸発材料を加熱蒸発させる方法や、電子ビーム加熱により蒸発材料を加熱蒸発させる方法等があり、蒸着方法には、蒸発粒子をそのまま基板に付着させる方法や、蒸発粒子をイオン化して付着させる方法等がある。
【０００４】
図１は真空蒸着装置の１概略例を示したものである。
【０００５】
図中１は真空チャンバで、排気通路２を通じて真空ポンプ３により排気されるように成っている。
【０００６】
真空チャンバ１の上壁中央には、複数の基板４（４ａ，４ｂ，４ｃ，……）がセットされた基板ホルダ５が取り付けられている。
【０００７】
基板ホルダ５の下方のチャンバ底壁には、蒸発材料６を収容した坩堝７が設置されている。
【０００８】
８は電子銃で、該電子銃は、ここからの電子ビームが偏向器（図示せず）により２７０゜偏向され、坩堝７に収容された蒸発材料６を衝撃加熱する位置に配設されている。尚、電子銃８と坩堝７に収容された蒸発材料６との間には、電子銃８から発生し、偏向器（図示せず）で２７０゜偏向された電子ビームＥＢで蒸発材料上を走査させるための走査用コイル（図示せず）が設けられている。
【０００９】
９は、坩堝７からの蒸発粒子の基板ホルダ５方向への飛散を遮蔽することが出来るシャッタで、支持棒１０及び回転軸１１を介してモータ等から成る駆動機構１２により回転可能に取り付けられている。尚、１３はホルダ支持軸である。
【００１０】
この様な構成の真空蒸着装置で基板上に成膜を行う場合、先ず、真空チャンバ１内を真空ポンプ３により真空排気する。
【００１１】
真空チャンバ１内が所定の真空度に達したら、電子銃８を作動させる。この時、既に、シャッタ駆動機構１２の作動によりシャッタ９は坩堝７と基板４との間、即ち、遮蔽位置に来ている。
【００１２】
電子銃８の作動により、該電子銃からの電子ビームＥＢは偏向器（図示せず）により２７０゜偏向され、坩堝７に収容されている蒸発材料６に当たる。そして、走査コイル（図示せず）の働きにより、電子ビームＥＢは該蒸発材料６上を走査する。尚、電子銃８はフィラメント，グリッド及びアノードから成り、フィラメントから発生した電子ビームは、グリッドを介して一定の開き角でアノードを通過し、偏向器などの構造の工夫により、蒸発材料６の溶融面が所定の高さにある時に、その溶融表面上で一定の径のスポット状断面を成して当たるように成っている。この時のスポット径を基準スポット径と称す。
【００１３】
この電子ビームの衝撃により、蒸発材料は加熱され、やがて蒸発を始める。
この蒸発が安定したら、シャッタ駆動機構１２の作動により、シャッタ９は坩堝７と基板４を結ぶライン上から大きく外れた位置に回転移動する。
【００１４】
該移動により、坩堝７からの蒸発粒子は基板４に到達し、これらの表面に薄膜状に付着する。
【００１５】
図２は、図１のＡ−Ａ断面を示すもので、基板を取り付けた基板ホルダ５を示している。
成膜を行う前に、基板４ａ，４ｂ，４ｃ，……を基板ホルダ５の表面にセットし、基板ホルダをチャンバ１の上壁に設置されているホルダ支持軸１３に取り付ける。そして、上記操作により、各基板に成膜を行う。
【００１６】
所定の成膜が終了すると、チャンバ１内を大気圧に戻し、基板ホルダ５をホルダ支持軸１３から取り外す。そして、基板ホルダ５に新しい基板をセットし、基板ホルダをホルダ支持軸１３に取り付け、各基板に成膜を行う。以後同様な操作を繰り返して多数の基板への成膜を行う。    
【特許文献１】特開平５−２３０６３３号公報
【特許文献２】特開平１１−２０００１８号公報
【特許文献３】特開平５−２７９８５１号公報
【特許文献４】特開平１０−１３５１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
さて、上記した様に、基板交換の際、チャンバ１を大気圧に戻し、チャンバ１を開けた状態で、成膜の終了した基板４がセットされている基板ホルダ５をホルダ支持軸１３から外し、新しい基板４をセットした基板ホルダ５をホルダ支持軸１３に取り付ける操作を行っている。チャンバ１を開けた状態にしておくと、その間に、チャンバ内に入り込む空気と空気中に含まれている水分の量が多くなり、チャンバ１内を所定の真空状態にするまでに可成りの時間がかかってしまう（当然のことながら、不十分な真空度で成膜を行うと、成膜の質が低下するばかりか、各基板の成膜状態が異なってしまう）。従って、基板交換の回数が多くなるに従い、基板成膜のスループットが低下する。
【００１８】
本発明は、この様な問題を解決する新規な真空蒸着装置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】
【００１９】
本発明の真空蒸着装置は、蒸発源からの蒸発粒子を、支持軸に取り付けられた基板ホルダに設けられた複数の基板に付着させるように成した真空蒸着装置において、同一半径上に同一間隔で孔と基板取り付け穴が交互に複数設けられた複数の基板ホルダと、前記半径と同じ大きさの半径上に複数の孔が前記基板ホルダでの孔と基板取り付け穴の間隔の２倍の間隔で設けられたダミーホルダを、該ダミーホルダが蒸発源側に位置する様に、中心を合わせて重ねて支持軸に取り付けると共に、前記各基板ホルダを支持軸の周りに個々に回転可能に成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、チャンバ内を成膜のために１度真空状態にすると、その真空状態において、著しく多くの枚数の基板に対して成膜を行うことが出来るので、基板交換の回数が著しく減り、基板成膜のスループットが著しく向上する。
【００２１】
又、最初の基板ホルダにセットされた成膜前の基板はダミーホルダによって覆われており、二枚目以降の基板ホルダにセットされている基板はダミーホルダと前方に備えられている他の基板ホルダによって覆われているので、成膜前の処理における汚染が防止される。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
図３は本発明の真空蒸着装置の概略例を示したものである。図中、図１で使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。
【００２４】
図３に示す真空蒸着装置においては、複数枚、例えば４枚の基板ホルダ２１Ａ（第１基板ホルダ），２１Ｂ（第２基板ホルダ），２１Ｃ（第３基板ホルダ），２１Ｄ（第４基板ホルダ）が互いに平行、且つ、独立に回転可能に、重なる様に支持軸２２に取り付けられている。これらの基板ホルダは、同一の大きさと構造の円板形状を成しており、図４（図４の（ｂ）は図４の（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す）に示す様に、同一半径上、９０度おきに基板２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが取り付けられており、各基板の中間位置に孔２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが開けられている。尚、図４の（ｂ）に示す様に、基板ホルダの基板が取り付けられる部分には基板より少し径の大きく、基板の厚さより少し深めの穴２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ（２５ｂは図示されていない）が形成されており、その穴の底面に基板が取り付けられる様に成っている。尚、図３において２６は軸受けである。
【００２５】
第１基板ホルダ２１Ａの前（蒸発源側）にはダミーホルダ２７が支持軸２２に取り付けられている。このダミーホルダは図５に示す様に、前記基板ホルダと同一の大きさの円板形状を成しており、同一半径上、９０度おきに孔２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが開けられている。
【００２６】
図６（図６の（ｂ）は図６の（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す）は前記各基板ホルダ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄの駆動機構の概略を示したものである。基板ホルダ（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）の各側面には歯が形成されており、各側面の歯に噛み合うように、歯車２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄが配設されている。３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは各歯車２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄの回転軸で、それぞれ、チャンバ１の外で、モータ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄの回転軸と繋がっている。３２は各モータを駆動する為の制御装置である。
【００２７】
この様な構成の真空蒸着装置の動作を次に説明する。
【００２８】
先ず、真空チャンバ１内を真空ポンプ３により真空排気する。
【００２９】
真空チャンバ１内が所定の真空度に達したら、電子銃８を作動させる。この時、既に、シャッタ駆動機構１２の作動によりシャッタ９は坩堝７と基板との間、即ち、遮蔽位置に来ている。
【００３０】
電子銃８の作動により、該電子銃からの電子ビームＥＢは偏向器（図示せず）により２７０゜偏向され、坩堝７に収容されている蒸発材料６に当たる。そして、走査コイル（図示せず）の働きにより、電子ビームＥＢは該蒸発材料６上を走査する。
【００３１】
この電子ビームの衝撃により、蒸発材料は加熱され蒸発を始め、やがて蒸発が安定する。
【００３２】
この様な蒸発状態の少し前、或いは同時、或いは少し後に、次の（１），（２）の操作を行う。
【００３３】
（１）制御装置３２から、各モータ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄに駆動信号を送り、歯車２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄを介して各基板ホルダ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを回転させ、図７の（ａ）に示す様に、各基板ホルダの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）がダミーホルダ２７の４つの孔（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）と完全に重なるようにする。
【００３４】
（２）制御装置３２から、モータ３１Ａに駆動信号を送り、歯車２９Ａを介して第１基板ホルダ２１Ａを例えば時計方向に４５゜回転させ、図７の（ｂ）に示す様に、第１基板ホルダ２１Ａの４つの基板（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）がダミーホルダ２７の４つの孔（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）と完全に重なるようにする。  
この状態において、シャッタ駆動機構１２の作動により、シャッタ９を坩堝７と基板を結ぶライン上から大きく外れた位置に回転移動させ、坩堝７からの蒸発粒子をダミーホルダ２７の孔（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）を通過させて第１基板ホルダ２１Ａの基板（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）に薄膜状に付着させる。所定の時間付着させたら、シャッタ駆動機構１２の作動によりシャッタ９を坩堝７と基板との間に持って来る。
【００３５】
次に、制御装置３２から、モータ３１Ａ及びモータ３１Ｂに駆動信号を送り、歯車２９Ａを介して第１基板ホルダ２１Ａを半時計方向に４５゜，歯車２９Ｂを介して第２基板ホルダ２１Ｂを時計方向に４５゜それぞれ回転させ、図７の（ｃ）に示す様に、第１基板ホルダ２１Ａの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）と第２基板ホルダ２１Ｂの４つの基板（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）が、それぞれ、ダミーホルダ２７の４つの孔（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）完全に重なるようにする。
【００３６】
この状態において、シャッタ駆動機構１２の作動により、シャッタ９を坩堝７と基板を結ぶライン上から大きく外れた位置に回転移動させ、坩堝７からの蒸発粒子をダミーホルダ２７の孔（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）と第１基板ホルダ２１Ａの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）を通過させ第２基板ホルダ２１Ｂの基板（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）に薄膜状に付着させる。所定の時間付着させたら、シャッタ駆動機構１２の作動によりシャッタ９を坩堝７と基板との間に持って来る。
【００３７】
次に、制御装置３２から、モータ３１Ｂ及びモータ３１Ｃに駆動信号を送り、歯車２９Ｂを介して第２基板ホルダ２１Ｂを半時計方向に４５゜，歯車２９Ｃを介して第３基板ホルダ２１Ｃを時計方向に４５゜それぞれ回転させ、図７の（ｄ）に示す様に、第１基板ホルダ２１Ａの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）、第２基板ホルダ２１Ｂの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）及び第３基板ホルダ２１Ｃの４つの基板（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）が、それぞれ、ダミーホルダ２７の４つの孔（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）完全に重なるようにする。
【００３８】
この状態において、シャッタ駆動機構１２の作動により、シャッタ９を坩堝７と基板を結ぶライン上から大きく外れた位置に回転移動させ、坩堝７からの蒸発粒子をダミーホルダ２７の孔（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）、第１基板ホルダ２１Ａの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）及び第２基板ホルダ２１Ｂの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）を通過させ第３基板ホルダ２１Ｃの基板（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）に薄膜状に付着させる。所定の時間付着させたら、シャッタ駆動機構１２の作動によりシャッタ９を坩堝７と基板との間に持って来る。
【００３９】
次に、制御装置３２から、モータ３１Ｃ及びモータ３１Ｄに駆動信号を送り、歯車２９Ｃを介して第３基板ホルダ２１Ｃを半時計方向に４５゜，歯車２９Ｄを介して第４基板ホルダ２１Ｄを時計方向に４５゜それぞれ回転させ、図７の（ｅ）に示す様に、第１基板ホルダ２１Ａの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）、第２基板ホルダ２１Ｂの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）、第３基板ホルダ２１Ｃの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）及び第４基板ホルダ２１Ｄの４つの基板（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）が、それぞれ、ダミーホルダ２７の４つの孔（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）完全に重なるようにする。
【００４０】
この状態において、シャッタ駆動機構１２の作動により、シャッタ９を坩堝７と基板を結ぶライン上から大きく外れた位置に回転移動させ、坩堝７からの蒸発粒子をダミーホルダ２７の孔（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）、第１基板ホルダ２１Ａの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）、第２基板ホルダ２１Ｂの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）及び第３基板ホルダ２１Ｃの４つの孔（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）を通過させ第４基板ホルダ２１Ｄの基板（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）に薄膜状に付着させる。所定の時間付着させたら、シャッタ駆動機構１２の作動によりシャッタ９を坩堝７と基板との間に持って来る。
【００４１】
この様にして、全ての基板ホルダに取り付けられた全ての基板の成膜が終了したら、チャンバ１内を大気圧に戻し、全ての基板ホルダ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを支持軸２２から取り外す。そして、各基板ホルダに新しい基板をセットし、各基板ホルダを支持軸２２に取り付け、各基板に成膜を行う。以後同様な操作を繰り返して多数の基板への成膜を行う。
【００４２】
尚、本発明は、上記図３〜図６で説明した構造のものに限定されない。例えば、前記例では、基板と孔の組数が４組設けられた基板ホルダを４枚使用し、４の自乗、即ち１６枚の基板の成膜を行うものを示したが、基板と孔の組数が５組設けられた基板ホルダを５枚使用し、５の自乗、即ち２５枚の基板の成膜を行うものでも良い。即ち、Ｎ組（Ｎ≧２である正の整数）の基板と孔を有するＮ枚の基板ホルダを使用して、Ｎの自乗の枚数の基板に成膜を行うもので良く、Ｎが大きいほど、スループットが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】真空蒸着装置の一概略例を示している。
【図２】従来の基板ホルダの一概略例を示している。
【図３】本発明の真空蒸着装置の一概略例を示している。
【図４】本発明の基板ホルダの一概略例を示している。
【図５】図３に示す真空蒸着装置に使用されているダミーホルダの一概略例を示している。
【図６】図３に示す真空蒸着装置に使用されている各基板ホルダの駆動機構の概略を示したものである。
【図７】本発明の真空蒸着装置の動作の説明に使用される各基板ホルダの動きを示したものである。
【符号の説明】
【００４４】
１…真空チャンバ
２…排気通路
３…真空ポンプ
４…基板
５…基板ホルダ
６…蒸発材料
７…坩堝
８…電子銃
９…シャッタ
１０…支持棒
１１…回転軸
１２…シャッタ駆動機構
１３…ホルダ支持軸
２１Ａ…第１基板ホルダ
２１Ｂ…第２基板ホルダ
２１Ｃ…第３基板ホルダ
２１Ｄ…第４基板ホルダ
２２…支持軸
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…基板
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ…孔
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ…穴
２６…軸受け
２７…ダミーホルダ
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ…孔
２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄ…歯車
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ…回転軸
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ…モータ
３２…制御装置
【図１】
2005248260.tif 000003
【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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