(57)【要約】【課題】基板２４上に薄膜を高度に均一に形成するための蒸着装備の構造を簡単にして蒸着装備の故障率を減らして修理が容易な蒸着装置を提供する。【解決手段】真空チャンバ４０内部の底に設置されて蒸着材料を蒸発させる蒸着ボート１０と、ウェーハ基板２４が載置され、載置されたウェーハ基板２４を回転させるための回転部材２６を備えたウェーハガイド２０と、ウェーハガイド２０の接近時に、回転部材２６を回転させるための基板回転装置６０と、ウェーハガイド２０を往復動させて真空チャンバの入口４５、蒸着ボート１０及び基板回転装置６０間を移動させる基板移送装置３０とを含むことを特徴とする蒸着装置である。この時、蒸着装置は、気化された蒸着材料が基板移送装置３０に蒸着されることを防止するために、蒸着ボート１０と基板移送装置３０との間に垂直に形成された蒸着防止壁５０をさらに含んでいてもよい。【選択図】図３Ａ
2005194631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバと、
前記真空チャンバ内部に設置されて蒸着材料を蒸発させる蒸着ボートと、
ウェーハと共に回転可能な回転部材を備えるウェーハガイドと、
前記ウェーハガイドの接近時に前記回転部材を回転させるための基板回転装置と、
前記ウェーハガイドを真空チャンバの入口から蒸着ボートを過ぎて基板回転装置まで往復動させる基板移送装置とを含むことを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記蒸着ボートは、中間部分に所定深さの凹部充填部を備える本体と、複数のスロットが並んで形成された覆い部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記スロットの幅は、１μｍないし５００μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
気化された蒸着材料が前記基板移送装置に蒸着されることを防止するために、前記蒸着ボートと前記基板移送装置との間に形成された蒸着防止壁をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記蒸着防止壁は、前記ウェーハガイドの移動方向と平行方向に前記真空チャンバの底に形成されることを特徴とする請求項４に記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記基板移送装置は、
前記真空チャンバの外部に設置された第１駆動モータと、
前記第１駆動モータにより回転され、前記ウェーハガイドの移動方向に沿って真空チャンバの内部に設置された移送軸とを含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記ウェーハガイドは、
前記ウェーハガイドの本体を構成し、中心部を貫通する円形開口が形成されたハウジングと、
前記ハウジング内に前記回転部材が装着されうるように、前記円形開口の内周面に沿って形成された溝と、
前記回転部材の回転時に振動を緩衝する回転部材緩衝部と、
前記ウェーハガイドを前記基板移送装置に固定させるためのウェーハガイド支持部とをさらに含み、
前記回転部材の内部には円形開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記ウェーハガイド支持部は、一端部が前記ウェーハガイドに、他端部が前記基板移送装置にそれぞれ連結されるように、中間部分が所定の角度に屈曲されていることを特徴とする請求項７に記載の蒸着装置。
【請求項９】
前記基板移送装置は、前記真空チャンバの外部に設置された第１駆動モータと、前記第１駆動モータにより回転され、前記ウェーハガイドの移動方向に沿ってと並んで真空チャンバの内部に設置された移送軸とを含み、
前記基板移送装置と連結される方向の前記ウェーハガイド支持部の端部は、前記移送軸と結合されることを特徴とする請求項７に記載の蒸着装置。
【請求項１０】
前記ハウジングの基板回転装置と対向する面は、前記ウェーハガイドが前記基板回転装置に接近する時に、前記回転部材が前記基板回転装置と噛み合うことができるように、部分的に切開されて前記回転部材が外に露出されるようになっていることを特徴とする請求項７に記載の蒸着装置。
【請求項１１】
前記回転部材が気化された蒸着材料に露出されないように、前記ハウジングの下端部は、切開されていないことを特徴とする請求項１０に記載の蒸着装置。
【請求項１２】
前記ハウジングに形成された前記円形開口は、前記ハウジング内の前記溝を基準として上側の径が下側の径より大きく、前記回転部材の内径は、前記ハウジングに形成された円形開口の前記上側の径より小さく、前記下側の径とは同じであることを特徴とする請求項７に記載の蒸着装置。
【請求項１３】
前記回転部材の外周面には、歯車状のギアが形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の蒸着装置。
【請求項１４】
前記回転部材の上面には、基板を揺れることなく固定させるために、基板支持突起が同一円周上に突出されて形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の蒸着装置。
【請求項１５】
前記基板支持突起は、前記回転部材の中心から基板の半径に該当する距離に形成され、基板支持突起の内壁は、前記基板と同じ曲率の曲面となるように設計されていることを特徴とする請求項１４に記載の蒸着装置。
【請求項１６】
前記基板支持突起は、同一円周上に複数個が一定間隔に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の蒸着装置。
【請求項１７】
前記回転部材緩衝部は、
前記ハウジングの円形開口の内周面に沿って形成された溝の底に一定間隔に形成された複数の穴と、
前記穴内に挿入される緩衝スプリングと、
前記緩衝スプリング上に装着され、前記回転部材と接触する球形ボールとを含むことを特徴とする請求項７に記載の蒸着装置。
【請求項１８】
前記基板回転装置は、
前記ウェーハガイドの接近時に、前記回転部材と噛み合って回転することによって前記回転部材を回転させる駆動部と、
前記回転部材が前記駆動部と噛み合うようになる瞬間に発生する衝撃を緩和するためのドッキング緩衝部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項１９】
前記駆動部は、
前記真空チャンバの下部に設置された第２駆動モータと、
前記第２駆動モータと連結され、前記真空チャンバの底から垂直に設置された駆動軸と、
前記駆動軸と共に回転するように前記駆動軸の周りに結合された駆動ギアと、
前記駆動ギアと噛み合って回転する第１従動ギアと、
下側端部が前記第１従動ギアに結合され、前記第１従動ギアと共に回転し、前記駆動軸と平行するように設置された従動軸と、
前記従動軸の上側端部に結合され、回転時に、前記回転部材と噛み合って回転部材を回転させる第２従動ギアとを含むことを特徴とする請求項１８に記載の蒸着装置。
【請求項２０】
前記従動軸の下側端部は、前記第１従動ギアの中心を完全に貫通し、前記真空チャンバの底付近に接近することを特徴とする請求項１９に記載の蒸着装置。
【請求項２１】
前記従動軸が真空チャンバの中心部に向かって倒れないように、前記従動軸を中心に駆動軸の反対側に従動軸支持部が前記従動軸の下側端部と部分的に接触するように設置されていることを特徴とする請求項２０に記載の蒸着装置。
【請求項２２】
前記従動軸支持部の前記従動軸と接触する部分には、摩擦を軽減するように回転可能なローラが装着されることを特徴とする請求項２１に記載の蒸着装置。
【請求項２３】
前記ドッキング緩衝部は、
第１及び第２従動ギア間で従動軸を覆い包む従動軸支持リングと、
前記従動軸支持リングの周りに前記従動軸と垂直方向に沿って対称に形成された２本の緩衝軸と、
前記緩衝軸を回転可能に支持する緩衝軸支持部と、
前記従動軸が真空チャンバの内壁に向けて回転される場合、前記従動軸を弾性により原位置に戻るように前記真空チャンバの内壁と従動軸との間に固定されたドッキング緩衝スプリングと、
前記ドッキング緩衝スプリングを支持するように前記真空チャンバの内壁に形成されたスプリング支持部とを含むことを特徴とする請求項１９に記載の蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸着装置に係り、さらに詳細には、基板上に薄膜を高度に均一に形成するための蒸着装備の構造を簡単にし、蒸着装備の故障率を下げて修理の容易な蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に薄膜を形成する代表的な方法のうち一つであるスパッタリング方法の場合、基板に形成される薄膜の均一度（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）を一定のレベル以上に保つためには、蒸着ボートの上面の面積が基板の広さの２倍程度にならねばならないために、真空チャンバが大きくなる。一方、スパッタリング方法に比べて比較的小さい蒸着ボートを使用できる電子ビーム（Ｅ−ｂｅａｍ）蒸着法の場合、蒸着ボートと基板との距離が十分に離れていなけらばならないので、真空チャンバの大きさの問題は相変らず解決されない。
【０００３】
このような問題を改善するために、抵抗加熱方式の熱蒸着方法が提案された。この方法は、自己発熱機能を有した蒸着ボート内で金属などの蒸着材料を電気的抵抗熱を利用して蒸発させることにより、蒸着ボート上にある基板に気化された金属を蒸着させる方法である。しかし、この方法もやはり気化された蒸着材料の拡散現象により蒸着ボートと基板との間に十分な距離が必要であり、薄膜の密度が低くなってしまうという問題点がある。
【０００４】
一方、従来の蒸着方法を行うための従来の基板移送装置を見れば、図１に図示されたように、従来の基板移送装置３００は、複数のアーム３１０，３２０，３３０及び前記複数のアーム３１０，３２０，３３０を制御するための主制御回路（メイン制御回路）３０６を含んでいる。また、前記複数のアーム３１０，３２０，３３０は、それぞれ制御回路３１６，３２６，３３６、エンコーダ３１２，３２２，３３２、及び駆動モータ３１３，３２３，３３３などを含んでいる。そして、最上部アーム３３０には、ウェーハ基板２１４が載置されるウェーハガイド３４０が設置されており、ウェーハを回転させるためのモータ３４５がウェーハガイド３４０に装着される。前記のような構成の従来の基板移送装置３００は、真空チャンバ内で制御回路３０６，３１６，３２６，３３６の制御によって駆動モータ３１３，３２３，３３３が回転しつつそれぞれのアーム３１０，３２０，３３０を動かし、基板２１４を蒸着ボート上に移動させる動作を行う。
【０００５】
ところで、前記のような従来の基板移送装置３００が備わった蒸着用装備で蒸着を行う場合、次のような問題点が発生する。まず、既存の基板移送装置３００は、配線が複雑であって各アーム３１０，３２０，３３０の節と節との間に配線と駆動装置とがあるために、多くの動作を行った後には、定期的にバンドとモータ及び配線などを修理したり交換しなければならない。特に、従来の基板移送装置３００は、蒸着中に発生する気化された金属にそのまま露出されているために、基板移送装置３００の各部品に金属が蒸着され、前記装置３００の故障を誘発する可能性が非常に高く、それによって蒸着工程が中断される恐れがある。また、基板移送装置３００の不正確な作動により不良率が高まる心配もある。
【０００６】
また、図２Ａに図示されたように、従来のウェーハガイド３４０上に載置されたウェーハ基板２１４は、前記ウェーハガイド３４０と共に回転せずに、ウェーハガイド３４０とは分離されて基板２１４だけがモータ３４５により回転する。よって、回転時に基板２１４の離脱が発生するという問題がある。従って、前記ウェーハガイド３４０には、基板２１４の離脱を感知するためのセンサ３４１，３４２が装着される必要がある。図２Ｂでのように、基板２１４がウェーハガイド３４０から離脱するようになれば、離脱監視センサ３４１，３４２が、この離脱を感知して基板載置動作を反復する。しかし、これは、基板２１４が離脱する問題を根本的に防止するのではなく、離脱された基板を再び載置するために不要に時間が浪費されるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記のような従来の基板移送装置の問題点を改善するためのものである。従って、本発明の目的は、既存の複雑な基板移送装置の構造を簡単にし、故障の発生を減らすことによって工程時間を短縮させて不良を減少させるためのものである。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、高度に均一な蒸着を行うことができる蒸着装置及び基板移送装置、ウェーハガイドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の構成を概略的に説明すれば、真空チャンバ内で基板を蒸着させる本発明による蒸着装置は、前記真空チャンバ内部の底に設置されて蒸着材料を蒸発させる蒸着ボートと、ウェーハ基板が載置され、前記載置されたウェーハ基板と共に回転可能な回転部材を備えるウェーハガイドと、ウェーハガイドの接近時に、前記回転部材を回転させるための基板回転装置と、前記ウェーハガイドを往復動させて真空チャンバの入口、蒸着ボート及び基板回転装置間を移動させる基板移送装置とを含むことを特徴とする。
【００１０】
この時、本発明による蒸着装置は、気化された蒸着材料が前記基板移送装置に蒸着されることを防止するために、前記蒸着ボートと前記基板移送装置との間に垂直に形成された蒸着防止壁をさらに含むことができる。
【００１１】
また、基板移送装置は、前記真空チャンバの外部に設置された第１駆動モータと、前記第１駆動モータにより回転され、前記ウェーハガイドの移動方向に沿って真空チャンバの内部に設置された移送軸とを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、前記ウェーハガイドは、前記ウェーハガイドの本体を構成し、中心部を貫通する円形開口が形成されたハウジングと、前記ハウジング内に前記回転部材が装着できるように、前記円形開口の内周面に沿って形成された溝と、前記回転部材の回転時に振動を緩衝する回転部材緩衝部と、前記ウェーハガイドを前記基板移送装置に固定させるためのウェーハガイド支持部とを含み、前記回転部材の内部には円形開口が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
そして、前記回転部材緩衝部は、前記ハウジングの円形開口の内周面に沿って形成された溝の底に一定間隔に形成された複数の穴と、前記穴内に挿入される緩衝スプリングと、前記緩衝スプリング上に装着され、前記回転部材と接触する球形ボールとを含むことを特徴とする。
【００１４】
一方、前記基板回転装置は、前記ウェーハガイドの接近時に、前記回転部材と噛み合って回転することによって前記回転部材を回転させる駆動部と、前記回転部材が前記駆動部と噛み合うようになる瞬間に発生する衝撃を緩和するためのドッキング緩衝部とを含むことを特徴とする。ここで、前記駆動部は、前記真空チャンバの下部に設置された第２駆動モータと、前記第２駆動モータと連結され、前記真空チャンバの底から垂直に設置された駆動軸と、前記駆動軸と共に回転するように前記駆動軸の周りに結合された駆動ギアと、前記駆動ギアと噛み合って回転する第１従動ギアと、下側端部が前記第１従動ギアに結合され、前記第１従動ギアと共に回転し、前記駆動軸と平行するように設置された従動軸と、前記従動軸の上側端部に結合され、回転時に、前記回転部材と噛み合って回転部材を回転させる第２従動ギアとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、既存の複雑な蒸着装置構造を簡単にして蒸着装置の故障原因を少なくすることができ、故障した場合であっても修理が容易である。従って、蒸着工程を効率的に行うことができるだけではなく、不良率を下げて装置の維持補修にかかる時間及び費用を節減させることができる。また、故障による工程の遅延可能性を低くして工程時間を短縮させることができる。
【００１６】
さらに、本発明によるウェーハガイドは、回転部材と共に基板が回転する方式なので、基板の離脱を根本的に防止できる。従って、離脱感知センサ及び均衡感知センサが不要であり、基板の離脱による工程の遅延及び不良を防止できる。
【００１７】
また、真空チャンバ内の蒸着防止壁により、基板移送装置に蒸着材料が蒸着されることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付された図面を参照し、本発明の一実施形態による本発明の構成及び動作についてさらに詳細に説明する。
【００１９】
図３Ａないし図３Ｃは本発明による蒸着装置の動作原理を説明するための斜視図である。図示されたように、本発明による蒸着装置は、真空チャンバ４０を有し、真空チャンバ４０内に蒸着ボート１０、ウェーハガイド２０、基板移送装置３０、蒸着防止壁５０、及び基板回転装置６０を含むことを特徴とする。
【００２０】
前述の従来の蒸着方法の問題点を改善するために、図４Ａ及び図４Ｂに図示されたように、本発明による蒸着ボート１０は、中間部分にディンプル状をした所定深さの凹部充填部１８を備えるボート本体１２と、複数のスロット（長穴）１６が並んで形成された覆い部１４及び前記ディンプル状の凹部充填部１８内に充填された蒸着ソース材料（蒸着材料）１９とを含む。蒸着ボート１０は、真空チャンバ４０内部に設置されて蒸着材料を蒸発させるものである。このような構成の蒸着ボート１０で気化された蒸着ソース材料１９は、前記複数の並んだスロット１６を通過するために、拡散現象をほとんど見せずに蒸着ボート１０に垂直方向に直進性を有する。従って、蒸着ボート１０と基板との距離を大きく減少させることができ、蒸着器の真空チャンバのサイズを大幅に減少させる。この時、スロット１６による薄膜の不均一な形成を防止するために、図５に図示されたように、蒸着チャンバ４０内で一度は基板２４をＡ１，Ａ２方向に蒸着ボート１０上を通過させた後、基板２４を９０゜回転させてＢ１，Ｂ２方向に通過させることによって蒸着を行う。これにより、非常に均一な薄膜を形成できる。
【００２１】
ここで、前記スロット１６の幅は、１μｍないし５００μｍの範囲内にあるのが適当である。このような構成の蒸着ボート１０で気化された蒸着材料は、前記複数の並んだスロット１６を通過するために、拡散現象をほとんど見せずに蒸着ボート１０に垂直方向に直進性を有する。従って、蒸着ボート１０とウェーハ基板２４との距離を大きく減少させることができ、蒸着器の真空チャンバ４０のサイズを大幅に減少させる。
【００２２】
一方、基板移送装置３０は、ウェーハガイド２０を前後運動させて前記蒸着ボート１０上を通過させることにより、前記ウェーハガイド２０に載置された基板２４の底面に気化された蒸着材料が蒸着される。この時、複雑な構造のアームを有して複雑な方式の運動をする従来の基板移送装置とは異なり、本発明による基板移送装置３０は、単純な直線運動だけを行うように設計される。なお、基板移送装置３０は、ウェーハガイド２０を真空チャンバ４０の入口から蒸着ボート１０を過ぎて基板回転装置６０まで往復動させるものである。
【００２３】
このために、例えば本発明の基板移送装置３０は、駆動モータ（図示せず）により回転する移送軸（例えば、ボールネジ）を備えたアクチュエータである場合もある。言い換えれば、基板移送装置３０は、真空チャンバ４０の外部に設置された駆動モータ（第１駆動モータ）と、この駆動モータにより回転され、ウェーハガイド２０の移動方向に沿って真空チャンバ４０の内部に設置された移送軸とを含む。すなわち、図３に図示されたように、外周面にネジ山が形成された長めのボールネジを前記真空チャンバ４０内に設置するとともに、ボールネジの一端部は、真空チャンバ４０の外部にあるモータ（図示せず）に固定し、他端部は、真空チャンバ４０の内壁に回転可能なように固定する。そして、図６に図示されたように、ウェーハガイド２０を前記基板移送装置３０に固定させるためのウェーハガイド支持部材２３の下部分にボールナットを形成して前記ボールネジと結合する。それにより、ボールネジが時計方向か反時計方向に回転するたびに前記ウェーハガイド２０はネジ山に沿って進退するようになる。この時、前記ウェーハガイド２０が揺れずに進退できるように、前記ウェーハガイド支持部材２３と真空チャンバ４０の底面との間にガイドレール（図示せず）を設置することもできる。
【００２４】
また、本発明による基板移送装置３０は、例えば、上述したようなアクチュエータではなく、リニアモータである場合もある。さらに、基板移送装置３０は、アクチュエータおよびリニアモータに限定されずに、真空チャンバ３０内でウェーハガイド２０を前後に直線運動をさせることができるいかなる種類の装置を使用してもよい。
【００２５】
この時、本発明による蒸着装置は、蒸着ボート１０で気化された蒸着材料が前記基板移送装置３０に蒸着されることを防止するために、前記蒸着ボート１０と基板移送装置３０との間に一定の高さの蒸着防止壁５０を有する。前記蒸着防止壁５０は、図３に図示されたように、蒸着チャンバ４０の底面に垂直に形成され、蒸着チャンバ４０の底面を完全に横切って蒸着チャンバ４０の両側内壁にまで連結されることにより、蒸着チャンバ４０の内部を２つの部分に分割する。好ましくは、前記蒸着防止壁５０は、前記ウェーハガイド２０の運動方向と平行した方向に設置される。そして、前記蒸着防止壁５０は、蒸着チャンバ４０の他の部分と同じ材料で前記蒸着チャンバ４０の他の部分と共に一切に形成されることもある。基板移送装置３０と蒸着ボート１０との間の蒸着防止壁５０により、前記基板移送装置３０は、蒸着ボート１０で生成された気化された蒸着材料にほとんど露出されない。従って、基板移送装置３０に蒸着材料がほとんど蒸着されずに故障及び誤作動の可能性が低下する。
【００２６】
このように、基板移送装置３０と蒸着ボート１０との間に蒸着防止壁５０が形成されているために、蒸着ボート１０上を通過するウェーハガイド２０と前記基板移送装置３０との間を連結するウェーハガイド支持部材２３は、図６に図示されたように、中間部分で所定の角度に屈曲されている。すなわち、ウェーハガイド支持部材２３の一端部は、前記ウェーハガイド２０と連結され、他端部は、前記蒸着防止壁５０の上を通過した後で下に折れて基板移送装置３０と連結される。なお、基板移送装置３０と連結される方向のウエーハガイド支持部２３の端部は、上述したとおり、移送軸（例えば、ボールネジ）と結合される。
【００２７】
一方、図７及び図８Ａ、図８Ｂは、本発明によるウェーハガイド２０の構造をさらに詳細に図示するものである。図７は、本発明によるウェーハガイド２０の斜視図であり、図８Ａは平面図であり、図８Ｂは線分Ａ−Ａ’に沿って切断した様子を図示した部分断面図である。図７及び図８Ａ、図８Ｂに図示されたように、本発明によるウェーハガイド２０は、ウェーハガイド本体を構成するハウジング２１、基板２４が載置されて基板２４と共に回転し、内部に円形の開口（円形開口）が形成された回転部材２６、前記回転部材２６の回転を助けて緩衝作用を行う球形ボール２８及び回転部材緩衝スプリング２９、及び前記回転部材２６上の同一円周上に突出された基板支持突起２５を含むことを特徴とする。
【００２８】
前記ハウジング２１には、蒸着ボート１０から上がってくる気化された蒸着材料が基板２４の底面に蒸着できるように、中心部を貫通する円形開口が形成されている。そして、ハウジング２１内に回転部材２６が挿入できるように、前記ハウジング２１の円形開口の内周面２２に沿って溝が形成される。前記溝には、前記円形開口の内周面２２より径が大きい回転部材２６が挿入されている。ここで、図７及び図８Ａ、図８Ｂに図示されているように、ハウジング２１に形成された円形開口は、上側の径が下側の径よりも大きい。すなわち、前記溝を基準として下の方の円形開口のサイズより上側の円形開口のサイズがさらに大きい。これは、基板を回転部材２６上に容易に載置させつつ、前記回転部材２６の下の面に蒸着材料を蒸着させないためである。従って、前記回転部材２６の内径は、基板が載置されうるように、ハウジング２１に形成された円形開口の上側の径より小さくなければならず、下側の径とは同じであることが良い。
【００２９】
前記回転部材２６は、ウェーハガイド２０が直進運動し、後述する基板回転装置６０に達した時(ウェーハガイド２０の近接時）、前記基板回転装置６０と噛み合って前記回転部材２６上に載置された基板２４と共に回転する。従って、前記回転部材２６の少なくとも一部分は、前記基板回転装置６０と噛み合うことができるように、前記ハウジング２１の外に表れなければならない。図７及び図８Ａは、前記回転部材２６の一部がハウジング２１の外に露出された様子を示している。前記図面に図示されたように、ハウジング２１の正面で、上端部の一部が切開されている。この時、前記回転部材２６が露出されるように切開される面は、前記基板回転装置６０と対向する面でなければならない。すなわち、ハウジング２１の基板回転装置６０と対向する面は、ウェーハガイド２０が基板回転装置６０に近接する時に、回転部材２６が基板回転装置６０と噛み合うことができるように、部分的に切開されて、回転部材２６が外に露出されるようになっている。また、気化された蒸着材料に前記回転部材２６が露出されないように、ハウジング２１の下端部まで切開されてはならない。
【００３０】
また、前記回転部材２６の外周面は、前記基板回転装置６０と噛み合って回転できる構造でなければならない。従って、前記回転部材２６の外周面には、例えば歯車状のギアが形成される。しかし、本発明は必ずしもギアだけに限定されず、噛み合って回転できるいかなる形態の構成も本発明の範囲に含まれる。
【００３１】
一方、回転部材２６上には、基板支持突起２５が同一円周上に突出されて形成されている。前記基板支持突起２５は、回転部材２６の回転時、前記回転部材２６上に載置される基板２４が揺れずに回転部材２６と共に回転できるように基板２４を支持する役割を行う。従って、前記基板２４が回転部材２６上に載置された時に、前記基板２４の外周面と密着されうるように、前記基板支持突起２５は、回転部材２５の中心点から基板２４の半径に該当する距離に形成される。この時、前記基板支持突起２５の内壁は、基板２４と同じ曲率で曲線処理されることが良い。いいかえれば、基板支持突起２５の内壁は、基板と同じ曲率の曲面となるように設計されている。図７及び図８Ａ、図８Ｂには、複数の基板支持突起２５が一定間隔に形成されたものが図示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。他の実施例として、前記基板支持突起２５は、基板２４と同じサイズの円形であり、前記回転部材２６の内周面を形成する円と同心円を描くように形成されることもある。
【００３２】
そして、前記回転部材２６下のハウジング２１内部には、前記回転部材２６の回転を助けて、回転部材２６の回転時に振動を緩衝する緩衝器（回転部材緩衝部）が設置される。前記緩衝器は、基板２４の蒸着過程で回転部材２６の底面に蒸着材料が付いて、表面が凸凹になっても、円滑に回転部材２６を回転させるためのものである。このような目的のために、前記緩衝器は、ハウジング２１の円形開口の内周面２２に沿って形成された溝の底に一定間隔に穴（ホール）をあけ、前記穴の中に回転部材緩衝スプリング２９及び球形ボール２８を入れて構成する。すなわち、緩衝器は、蒸気の穴、穴内に挿入される回転部材緩衝スプリング２９、および回転部材緩衝スプリング２９上に装着され、回転部材２６と接触する球形ボール２８とを含む。
【００３３】
図８Ｂは、前述の特徴を全て示せるように、線分Ａ−Ａ’に沿って切断した様子を図示する断面図である。図８Ｂで、左側がハウジング２１の内側であり、右側は、ハウジング２１の外側である。図示されたように、内側内周面２２に形成された溝に回転部材２６が挿入されており、前記溝の底に形成される穴内部に回転部材緩衝スプリング２９及びボール２８が設置されて回転部材２６の緩衝器の役割を行う。そして、基板支持突起２５が形成された部分の回転部材２６の断面は、図示されたように、凸状を有する。また、前述のように、前記ハウジング２１の下側の円形開口の径と回転部材２６の内径とは、同じであることが良い。もし、ハウジング２１の下側の円形開口の径がさらに大きくなれば、回転部材２６の底面一部が露出され、蒸着ボート１０で発生する蒸着材料により蒸着されるために、回転部材２６の回転が円滑ではなくして寿命が短くなる。反対に、ハウジング２１の下側の円形開口の径がさらに小さくなれば、基板２４の一部が覆われて基板２４が完全に蒸着されないことがある。
【００３４】
次に、基板回転装置６０について説明する。基板回転装置６０は、蒸着ボート１０を通過しつつ、一次に蒸着された基板２４にさらに均一に蒸着材料を蒸着させるために基板２４を９０゜程度回転させる役割を行う。図９は、このような基板回転装置６０を例示的に図示する。図９に図示されたように、前記基板回転装置６０は、ウェーハガイド２０の回転部材２６と噛み合って回転することにより、基板２４を回転させるための駆動部６１，６２，６３，６５，６７、及び回転部材２６が前記駆動部と噛み合うようになる瞬間に発生する衝撃を緩和するためのドッキング緩衝部６４，６６，６８，６９より構成される。
【００３５】
前記駆動部は、真空チャンバ４０下部に設置された駆動装置（図示せず、たとえば、第２駆動モータ）と、駆動装置に連結され、真空チャンバ４０の底から垂直に設置された駆動軸６１、前記駆動軸６１と共に回転するように前記駆動軸６１の周りに形成された駆動ギア６２、前記駆動ギア６２と噛み合って回転する第１従動ギア６３、下側端部が前記第１従動ギア６３の中心を完全に貫通して真空チャンバ４０の底付近に接近し、前記第１従動ギア６３と結合されて共に回転する従動軸６５、及び前記従動軸６５の上側端部に結合され、回転時に前記回転部材２６と噛み合って回転部材２６を回転させる第２従動ギア６７を含む。
【００３６】
また、ドッキング緩衝部は、前記第１従動ギア６３と第２従動ギア６７との間の従動軸６５の周りを覆い包む従動軸支持リング７２、前記従動軸支持リング７２の周りに前記従動軸６５と垂直方向に沿って対称に形成された２本の緩衝軸６６、ウェーハガイド２０とのドッキング時に、前記従動軸６５が前記緩衝軸６７を中心に真空チャンバ４０の内壁に向けて回転できるように前記緩衝軸６７を回転可能に支持する緩衝軸支持部６４、前記真空チャンバ４０の内壁に向けて回転された前記従動軸６５を弾性により原位置に戻るように真空チャンバ４０の内壁と前記従動軸６５との間に固定されたドッキング緩衝スプリング６９、及び前記ドッキング緩衝スプリング６９を支持するように真空チャンバ４０の内壁に形成されたスプリング支持部６８を含む。
【００３７】
このような構成で、前記従動軸６５は、自体を軸を中心として回転することもあり、前記緩衝軸６７を中心にしても上下に回転することもある。この時、前記従動軸６５を覆っている従動軸支持リング７２は、緩衝軸６７を中心としては上下に回転するが、前記従動軸６５を中心にしては回転しない。
【００３８】
この時、前記従動軸６５が真空チャンバ４０の中心部に向かって倒れないようにするために、図１０に図示されたように、前記従動軸６５を中心に駆動軸６１の反対側に従動軸支持部７０が前記従動軸６５の下側端部と部分的に接触するように設置されている。ここで、前記従動軸６５と接する従動軸支持部７０の部分には摩擦を最小化するように回転ローラ７１が回転可能に装着される。
【００３９】
以下では、前記のような構成を有した本発明による蒸着装置の動作について詳細に説明する。まず、図３Ａでのように、ウェーハガイド２０が真空チャンバ４０の入口４５方向に位置する。それにより、前記入口４５を介して基板２４が真空チャンバ４０内部に入っていき、前記ウェーハガイド２０の回転部材２６上に載置される。基板２４が載置されれば、蒸着ボート１０の本体１２両端に電流を印加してジュール熱を発生させる。これにより、蒸着ボート１０内部の蒸着材料が気化されてスロット１６を介して出てくる。
【００４０】
この時、基板移送装置３０が作動してウェーハガイド２０を徐々に前進させ、図３Ｂに図示されたように、蒸着ボート１０上に通過させる。前記基板移送装置３０と蒸着ボート１０との間には、蒸着防止壁５０が形成されているために、蒸着ボート１０で発生した蒸着材料は、基板移送装置３０に影響を与えない。ウェーハガイド２０が蒸着ボート１０上を通過しつつ基板２４の底面に蒸着材料が蒸着される。
【００４１】
基板移送装置３０は、ウェーハガイド２０を前進させ続け、図３Ｃに図示されたように、基板回転装置６０に至る。ウェーハガイド２０が前記基板回転装置６０と接するようになれば、前記基板回転装置６０の第２従動ギア６７とウェーハガイド２０の回転部材２６とが互いに噛み合うようになり、基板移送装置３０は作動を止める。この時、基板回転装置６０の従動軸６５は、ウェーハガイド２０とドッキングする時の衝撃で真空チャンバ４０の内壁に向けて若干押されて戻ってくる。よって、回転部材２６と第２従動ギア６７の歯車部分とが損傷されずに互いに正確に噛み合うようになる。このようにして、回転部材２６と第２従動ギア６７とが正確に噛み合うようになれば、真空チャンバ４０下部の駆動装置が作動して駆動ギア６２を回転させる。駆動ギア６２の回転は、第１従動ギア６３、従動軸６５、第２従動ギア６７、回転部材２６を介して伝えられ、前記回転部材２６上に載置された基板２４が回転するようになる。回転する角度は、９０゜であることが望ましいが、必ずしもそれに限定されるものではない。
【００４２】
基板２４が所望の角度ほど回転したならば、基板移送装置３０が再び作動し、真空チャンバ４０の入口４５に至るまでウェーハガイド２０を徐々に後進させる。この時、回転された基板２４が再び蒸着ボート１０上を通過するために、さらに均一に蒸着材料が蒸着されうる。ウェーハガイド２０が入口４５に着けば、前記入口４５を介して蒸着が完了した基板２４を除去して新しい基板に交換する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、例えば高均一蒸着に関わる産業分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来の蒸着方法を行うための従来の基板移送装置を概略的に図示する図面である。
【図２Ａ】従来の蒸着方法を行うための従来の基板移送装置のウェーハガイド及び前記ウェーハガイドで基板が離脱された状態を図示する図面である。
【図２Ｂ】従来の蒸着方法を行うための従来の基板移送装置のウェーハガイド及び前記ウェーハガイドで基板が離脱された状態を図示する図面である。
【図３Ａ】本発明による蒸着装置の動作原理を説明するための斜視図である。
【図３Ｂ】本発明による蒸着装置の動作原理を説明するための斜視図である。
【図３Ｃ】本発明による蒸着装置の動作原理を説明するための斜視図である。
【図４Ａ】本発明による蒸着ボートの構造を図示する斜視図及び断面図である。
【図４Ｂ】本発明による蒸着ボートの構造を図示する斜視図及び断面図である。
【図５】本発明による蒸着工程を図示する図面である。
【図６】本発明による蒸着装置の基板移送部についての横断面図である。
【図７】本発明によるウェーハガイドの構造を図示する図面である。
【図８Ａ】本発明によるウェーハガイドの構造を図示する平面図である。
【図８Ｂ】本発明によるウェーハガイドの構造を図示する部分断面図である。
【図９】基板回転装置を例示的に図示する図面である。
【図１０】基板回転装置及び従動軸支持部を図示する断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０    蒸着ボート、
１２    本体、
１４    ウェーハ基板、
２０    ウェーハガイド、
２１    ハウジング、
２３    ガイド支持部材、
２４    基板、
２６    回転部材、
３０    基板移送装置、
４０    真空チャンバ、
４５    入口、
５０    蒸着防止壁、
６０    基板回転装置。
【図１】
2005194631.tif 000003
【図２Ａ】
2005194631.tif 000004
【図２Ｂ】
2005194631.tif 000005
【図３Ａ】
2005194631.tif 000006
【図３Ｂ】
2005194631.tif 000007
【図３Ｃ】
2005194631.tif 000008
【図４Ａ】
2005194631.tif 000009
【図４Ｂ】
2005194631.tif 000010
【図５】
2005194631.tif 000011
【図６】
2005194631.tif 000012
【図７】
2005194631.tif 000013
【図８Ａ】
2005194631.tif 000014
【図８Ｂ】
2005194631.tif 000015
【図９】
2005194631.tif 000016
【図１０】
2005194631.tif 000017