(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に、水平な基板載置位置と上方に向けて傾動したスパッタ位置との間で揺動可能でかつスパッタ位置でその下部になる位置に基板の下端を支持して位置決めする位置決め手段を設けた基板取付台と、スパッタ位置の基板と平行に対向するようにスパッタリング材料のターゲットを取付けたスパッタ電極と、基板載置位置の基板取付台の上面位置とその上方の受け渡し位置との間で基板を支持ピン上端で支持して昇降させる基板昇降台と、基板昇降台の上昇に伴って作動して支持ピン上に支持された基板を所定の位置に位置決めする位置規正手段とを備え、この位置規正手段は、中間部が揺動可能に支持され、上端に基板の端縁に係合して位置規正する規正ローラが、下端にカムローラがそれぞれ取付られた規正アームと、基板昇降台にカムローラに係合可能に取付られたカムとから成ることを特徴とするスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空容器内にターゲットと基板を対向配置し、ターゲットから放出させたスパッタ粒子によって基板の表面に薄膜を生成するスパッタリング装置に関し、特に大型液晶表示装置等における比較的大きな面積の角形平板状ガラス基板に薄膜を形成するのに適したスパッタリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の用途に用いられる従来の一般的なスパッタリング装置は、図８に示すように構成されている。図８において、真空容器１は真空排気口２を通して真空ポンプ（図示せず）に接続されており、真空ポンプを駆動することによって内部が高真空状態とされる。この高真空状態となった真空容器１内の内部にはガス導入口３を通してアルゴンガスなどの放電ガスが導入される。真空容器１内には、スパッタ電極４に取付けられたターゲット５と、ターゲット５に対向するように配置された成膜対象の角形平板状のガラス基板８と、ガラス基板８の周縁部をターゲット５からマスキングするように配置されたマスク９とが配設されている。
【０００３】
ターゲット５はスパッタリング材料から成り、スパッタ電極４に電気的接続状態で取付けられている。ガラス基板８は、基板取付台６の複数本の支持ピン７上に載置支持されている。マスク９はマスク取付板１０に固定されている。１１は、スパッタ電極４に放電電力を印加する電源部である。
【０００４】
以上の構成のスパッタリング装置において、真空容器１内を例えばアルゴンガスなどの放電ガスの雰囲気とし、電源部１１からスパッタ電極４を介してターゲット５に電圧を印加することによりプラズマを生成し、高いエネルギーを有するイオンをスパッタリング材料のターゲット５に入射させることによって、このターゲット５からスパッタ粒子を弾き出し、そのスパッタ粒子をガラス基板８の表面に堆積させることによりガラス基板８の表面に薄膜を形成するものである。その際、ターゲット５から放出されたスパッタ粒子はマスク９の開口部を通してガラス基板８上に堆積するので、ガラス基板８上の成膜範囲はマスク９の開口部形状とガラス基板８の相対位置によって決定され、ガラス基板８の設置位置に高い精度が求められる。
【０００５】
ところで、一般に生産ラインではロボットアームによりガラス基板８を搬入・設置し、成膜後に取り出すように構成されるため、上記従来の一般的な構成ではガラス基板８をマスク９と干渉しないように基板取付台６の支持ピン７上に搬入し、マスク９に対して高精度に位置決めする必要があるが、上記のような配置構成ではこれらの行程を生産性良く行うのは困難である。
【０００６】
そこで、図３に示すような配置構成のスパッタリング装置が先に提案されている。即ち、図３において、基板取付台６は、真空容器１内で枢支軸１２にて水平な基板載置位置と上方に向けて傾動したスパッタ位置との間で揺動可能に構成され、かつマスク９とターゲット５とスパッタ電極４がスパッタ位置に傾動した基板取付台６に対向するように真空容器１の一側部に垂直姿勢から若干斜め下向きに傾斜した姿勢で配設されている。基板取付台６には、スパッタ位置でその下部になる位置にガラス基板８の下端を支持して位置決めする基板位置決めピン１３が突設されている。また、基板載置位置にある基板取付台６の下部には基板昇降台１４が配設されてこの基板昇降台１４に複数の支持ピン７が立設され、基板昇降台１４を昇降させることにより支持ピン７の上端でガラス基板８を支持して基板取付台６の上面位置とその上方の受け渡し位置との間でガラス基板８を昇降させるように構成されている。ガラス基板８は、ロボットの基板搬送アーム１５にて真空容器１の外部から受け渡し位置に対して搬入搬出される。１６は、基板搬送アーム１５にガラス基板８を位置決めするために設けられた基板規正ピンである。
【０００７】
以上の構成のスパッタリング装置の動作を説明する。図３に示すように、基板搬送アーム１５にて搬入されたガラス基板８が基板取付台６上に載置された状態から基板取付台６が矢印ａの如く上方に向けて傾動し、図４に示すように基板取付台６が水平姿勢から所定の角度（図示例では８５°）傾斜したスパッタ位置に位置決めされる。この時、ガラス基板８は自重によって矢印ｂの如く下方に移動してその下端が基板位置決めピン１３に当接し、これによってガラス基板８のマスク９に対する相対位置が精度良く位置決めされ、この状態でスパッタリングが行われる。
【０００８】
スパッタリングが終了すると、図４の矢印ｃの如く、基板取付台６は水平な基板載置位置に向けて回動し、図５の状態になる。その後、基板昇降台１４が上昇動作して支持ピン７の上端でガラス基板８が支持されて受け渡し位置まで持ち上げられ、次に図６に示すように受け渡し位置に持ち上げられたガラス基板８の直下に基板搬送アーム１５が挿入され、その後基板昇降台１４が下降することによってガラス基板８は基板搬送アーム１５に受け渡され、この基板搬送アーム１５にて真空容器１外に搬出される。また、次のガラス基板８が基板搬送アーム１５にて受け渡し位置の直下に搬入されると、基板昇降台１４が上昇して支持ピン７の上端にてガラス基板８が持ち上げ支持され、次いで基板搬送アーム１５が待避した後基板昇降台１４が下降することによって、ガラス基板８は図３に示すように基板取付台６上に支持される、以下上記動作が繰り返される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の構成において、ガラス基板８を基板搬送アーム１５上から支持ピン７を介して基板取付台６に移載する際に、ガラス基板８の端縁部が基板取付台６の基板位置決めピン１３に乗り上げることを防止するため、図３に示すように、移載されたガラス基板８の端縁と基板位置決めピン１３との間に０．５〜１ｍｍ程度の間隙ｄが生じるように基板搬送アーム１５の搬入・搬出時の位置が設定されている。一方、スパッタリング終了後には、図５に示すように、ガラス基板８が基板位置決めピン１３に当接した状態で基板取付台６が基板載置位置に復帰し、そのまま基板昇降台１４の上昇に伴って支持ピン７で支持されて受け渡し位置に持ち上げられる。そのため、ガラス基板８は搬入時に比べてｄだけ移動した状態で基板搬送アーム１５上に受け渡される。そこで、基板規正ピン１６の先端部をテーパー状にすることにより、ガラス基板８の位置が多少移動していても所定位置に案内するようにしてあり、それによって搬出動作ミスの発生を防止している。
【００１０】
しかしながら、実際には基板搬送アーム１５の停止位置がばらついたり、ガラス基板８の外形寸法のばらつきによって、図７に示すように、基板規正ピン１６の上にガラス基板８が乗り上げた状態が発生する恐れがあり、ガラス基板８の搬送の信頼性に大きく影響するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、スパッタリング時の基板位置決めによるスパッタリング前後での基板の位置ずれを規正して高い信頼性をもって基板を搬送できるスパッタリング装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のスパッタリング装置は、真空容器内に、水平な基板載置位置と上方に向けて傾動したスパッタ位置との間で揺動可能でかつスパッタ位置でその下部になる位置に基板の下端を支持して位置決めする位置決め手段を設けた基板取付台と、スパッタ位置の基板と平行に対向するようにスパッタリング材料のターゲットを取付けたスパッタ電極と、基板載置位置の基板取付台の上面位置とその上方の受け渡し位置との間で基板を支持ピン上端で支持して昇降させる基板昇降台と、基板昇降台の上昇に伴って作動して支持ピン上に支持された基板を所定の位置に位置決めする位置規正手段とを備えたことを基本構成とし、この基本構成により、スパッタリング後に基板載置位置に復帰した基板取付台上の基板を基板昇降台の上昇によって受け渡し位置に持ち上げる際に、位置規正手段によって基板を所定位置に位置決めするので、スパッタリング時の基板位置決めによるスパッタリング前後での基板の位置ずれを規正することができ、かくして高い信頼性をもって基板を搬送することができる。
【００１３】
特に、上記位置規正手段が、中間部が揺動可能に支持され、上端に基板の端縁に係合して位置規正する規正ローラが、下端にカムローラがそれぞれ取付られた規正アームと、基板昇降台にカムローラに係合可能に取付られたカムとから成る、さらなる構成により、簡単な構成で基板昇降台の上昇動作によって確実に基板の位置規正を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスパッタリング装置の一実施形態について図１、図２を参照して説明する。なお、スパッタリング装置の全体的な構成及び動作については、図３〜図６を参照して説明した従来例と同一であるのでその説明を援用し、ここでの説明は省略する。
【００１５】
図１において、１７は基板昇降台１４の上昇に伴って作動して支持ピン７上に支持されたガラス基板８を所定の位置に位置決めする位置規正手段であり、基板昇降台１４の両側部に配設されている。この位置規正手段１７は、中間部が枢支ピン１９にて揺動可能に支持された規正アーム１８を有し、その上端部に基板昇降台１４の上昇行程の途中で支持ピン７の上端で支持されたガラス基板８の端縁に係合して位置規正する規正ローラ２０が、下端部にカムローラ２１が取付けられ、基板昇降台１４にはその上昇行程の途中でカムローラ２１が係合して規正アーム１８を図１に矢印Ａで示すように揺動させるカム２２が取付けられている。
【００１６】
２３は、枢支ピン１９を支持するために真空容器１の底壁上に設置された取付ブラケットである。
【００１７】
以上の構成において、図４の状態でスパッタリングを行った後、基板取付台６が図１に示すように基板載置位置に復帰する。次いで、基板取付台６上のガラス基板８は基板昇降台１４が上昇することによって支持ピン７の上端で支持されて基板受け渡し位置に持ち上げられる。その途中で、位置規正手段１７の規正アーム１８下端のカムローラ２１に基板昇降台１４に取付けられたカム２２が係合することによって、図１に矢印Ａで示すように規正アーム１８が揺動され、図２に示すように規正ローラ２０がガラス基板８の端縁に係合してガラス基板８を矢印Ｂで示すように基板位置決めピン１３に当接した位置から所定位置に向けて押し戻して位置決めする。さらに基板昇降台１４が上昇すると、カムローラ２１がカム２２を通過して規正アーム１８は図示しない付勢手段にて矢印Ｃの如く待避揺動して所定の待避位置に待避する。基板昇降台１４が所定の受け渡し位置まで上昇すると、そのガラス基板８の直下位置に基板搬送アーム１５が挿入され、その後基板昇降台１４が下降することによって図６に示すようにガラス基板８は基板搬送アーム１５上に受け渡される。その際、ガラス基板８は位置規正手段１７にて所定位置に位置決めされているので、基板規正ピン１６上に乗り上げることなく、所定位置に載置支持されて確実に搬出される。
【００１８】
このように本実施形態によれば、スパッタリング後のガラス基板８を受け渡し位置に向けて上昇させる途中で位置規正手段１７にて所定位置に位置規正するので、スパッタリング時に基板位置決めピン１３に当接させて位置決めするためにスパッタリングの前後でガラス基板８の位置が移動しても搬出前にその位置ずれを規正することができ、かくして高い信頼性をもってガラス基板８を搬送することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のスパッタリング装置の基本構成によれば、以上の説明から明らかなように、基板昇降台の上昇に伴って作動して支持ピン上に支持された基板を所定の位置に位置決めする位置規正手段を備えているので、スパッタリング後に基板取付台上の基板を基板昇降台の上昇によって基板受け渡し位置に持ち上げる際に、位置規正手段によって基板を所定位置に位置決めすることができ、スパッタリング時の基板位置決めによるスパッタリング前後での基板の位置ずれを規正することができ、従って高い信頼性をもって基板を搬送することができる。
【００２０】
特に、上記位置規正手段が、上端に基板の端縁に係合して位置規正する規正ローラが、下端にカムローラが取付られた揺動可能な規正アームと、基板昇降台にカムローラに係合可能に取付られたカムとから成る、さらなる構成により、簡単な構成で基板昇降台の上昇動作によって確実に基板の位置規正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスパッタリング装置の一実施形態における要部の断面図である。
【図２】同実施形態における動作状態を示す要部の断面図である。
【図３】本発明の適用対象のスパッタリング装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】同スパッタリング装置のスパッタリング時の状態を示す断面図である。
【図５】同スパッタリング装置におけるスパッタリング後の基板取付台の復帰状態を示す断面図である。
【図６】同スパッタリング装置の基板搬出時の状態を示す要部の断面図である。
【図７】同スパッタリング装置における基板搬出時の問題点である基板搬送アーム上のガラス基板の載置状態を示す正面図である。
【図８】従来の一般的なスパッタリング装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  真空容器
４  スパッタ電極
５  ターゲット
６  基板取付台
７  支持ピン
８  ガラス基板
１３  基板位置決めピン
１４  基板昇降台
１７  位置規正手段
１８  規正アーム
２０  規正ローラ
２１  カムローラ
２２  カム
【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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【図８】
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