(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜面が下方に向けられた状態に被成膜物を支持して前記成膜面に成膜物質を付着堆積させる成膜装置における被成膜物の支持機構であって、
前記成膜面と同等以上の広さの開口部を内部に有する枠体と、
前記枠体の内方に備えられ、少なくとも前記開口部の周方向における一部において、前記開口部の縦断面を上方から下方に向けて狭めるテーパー状支持部とを備え、
前記テーパー状支持部は、複数の弾性支持部材からなり、前記成膜面を囲む前記被成膜物の稜線に線接触または点接触するようになっており、
前記複数の弾性支持部材は、各弾性支持部材が前記枠体から下方に向かって前記開口部に突出して前記被成膜物を複数の箇所で支持すると共に、前記複数の箇所を結んで形成される領域内に前記被成膜物の重心が位置するように配置されることを特徴とする支持機構。
【請求項２】
前記複数の弾性支持部材の少なくともいずれか１つの弾性支持部材が螺旋形状または波形状であることを特徴とする請求項１に記載の支持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置における被成膜物の支持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板やシリコン基板などの被成膜物に対して成膜を行う成膜装置として、成膜面が下方に向けられた状態に被成膜物を支持して、この成膜面に対して下方からＩＴＯ（インジウムすず酸化膜）やＳｉＯＮ（シリコン酸窒化物）といった成膜物質を付着させて成膜する装置レイアウトを持った成膜装置が知られている（例えば特許文献１）。このような成膜装置では、成膜を行う被成膜物を搭載して搬送する搬送トレイやホルダといった支持機構の内部に所定以上の広さを有する開口部を設けて成膜領域を確保すると共に、この開口部を取り囲む部分全体に段差からなる支持部を設け、被成膜物を落下させないように確実に支持して成膜を行っていた。
【特許文献１】特開２００７−２１１２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような成膜装置では、段差からなる支持部が成膜面の外周端部と接触して被成膜物を支持した状態で成膜を行うことから、成膜面の外周端部が未成膜部分として残存し、この未成膜部分により、成膜面全体における成膜物質の付着率が低下してしまうおそれがあった。また、被成膜物の外周端部に特定の機能を付与しようとした場合（例えば、ガラス基板の外周部にも導電性を持たせるためＩＴＯといった透明電極を外周部を含む全面に成膜する場合）には、成膜工程終了後に、上述したような未成膜部分の外周端部を切断して除去したり或いは未成膜部分に導電性物質などを印刷等の方法で改めて塗布したりする必要があった。一方、成膜面に支持部を一切接触させないよう成膜面と逆側の裏面を真空吸着などで吸着支持して被成膜物を支持する支持機構はあるものの、このような機構は支持や搬送の安定性を確保することが難しく、また装置構成が複雑となることから現実的ではなかった。
【０００４】
本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、簡易な構成にもかかわらず、被成膜物における未成膜部分を低減させることができる成膜装置の支持機構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】
【０００５】
本発明に係る支持機構は、成膜面が下方に向けられた状態に被成膜物を支持して成膜面に成膜物質を付着堆積させる成膜装置における被成膜物の支持機構であって、成膜面と同等以上の広さの開口部を内部に有する枠体と、枠体の内方に備えられ、少なくとも開口部の周方向における一部において、開口部の縦断面を上方から下方に向けて狭めるテーパー状支持部とを備えている。このテーパー状支持部は、複数の弾性支持部材からなり、成膜面を囲む被成膜物の稜線に線接触または点接触するようになっており、複数の弾性支持部材は、各弾性支持部材が枠体から下方に向かって開口部に突出して被成膜物を複数の箇所で支持すると共に、この複数の箇所を結んで形成される領域内に被成膜物の重心が位置するように配置されることを特徴としている。
【０００６】
この支持機構では、テーパー状支持部が、成膜面を囲む被成膜物の稜線と線接触または点接触するようになっている。このような稜線との接触によって被成膜物を支持していることから、成膜面を直接支持しないで成膜を行うことができ、被成膜物の成膜面の略全面を成膜させることができる。この結果、テーパー状支持部といった簡易な構成にもかかわらず、被成膜物における未成膜部分を低減させて、成膜物質の付着率を上昇させることができる。また、被成膜物の外周端部などに形成され易い未成膜部分を低減できるので、被成膜物の外周端部などに特定の機能を成膜処理で持たせることができる。更に、被成膜物の稜線をテーパー状支持部で斜め下方から支持しているため、裏面の真空吸着などによる支持機構に比べて、支持や搬送の安定性を高くできる。
【０００８】
また、本発明に係る支持機構では、テーパー状支持部は複数の弾性支持部材からなり、複数の弾性支持部材は、各弾性支持部材が枠体から下方に向かって開口部に突出して被成膜物を複数の箇所で支持すると共に、この複数の箇所を結んで形成される領域内に被成膜物の重心が位置するように配置されている。このように配置された弾性支持部材で被成膜物を支持することにより、支持や搬送の安定性を高くしつつ、搬送の際に外部から被成膜物に伝達される振動を低減できる。
【０００９】
また、複数の弾性支持部材の少なくともいずれか１つの弾性支持部材が螺旋形状または波形状であることが好ましい。このような形状であれば、簡易な構成で弾性支持部材を実現することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な構成で、被成膜物における未成膜部分を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る成膜装置を模式的に示した断面図である。図２は、搬送トレイとガラス基板との配置関係を示す斜視図、図３は、搬送トレイにガラス基板を配置した際の、(ａ)は縦断面図であり、（ｂ）は上面図であり、（ｃ）は底面図である。図１に示すように、成膜装置１は、イオンプレーティング法に基づく成膜を行う装置であり、ＩＴＯといった透明導電材料などからなる材料ロッドＭをプラズマビームＰｂで加熱し、材料ロッドＭから昇華（または蒸発）して気化した粒子（以下、「昇華粒子」という）を上方に位置するガラス基板（被成膜物）Ｗの成膜面Ｗａに付着堆積させて膜を生成する。
【００１３】
成膜装置１は、成膜室である真空容器３と、真空容器３内を減圧状態にする排気手段５と、真空容器３内にプラズマビームＰｂを供給するプラズマガン７と、真空容器３内の下部に配置されてプラズマビームＰｂを導く陽極部９と、陽極部９に材料ロッドＭを供給する材料供給装置１１と、陽極部９で昇華された昇華粒子が成膜されるガラス基板Ｗを水平方向に搬送させる搬送機構１３とを備えている。
【００１４】
プラズマガン７は、圧力勾配型のプラズマガンであり、真空容器３の側壁に設けられた筒状部３ａに固定されている。プラズマガン７は、プラズマビームＰｂを収束させる永久磁石１５ａと空芯コイル１６ａとがそれぞれ内蔵された第１中間電極１５及び第２中間電極１６からなる中間電極１７と、陰極管１８が固定されたカソードフランジ１９とを備え、中間電極１７とカソードフランジ１９との間に陰極管１８を包囲するガラス管２０が配置されている。また、筒状部３ａの周囲には、プラズマビームＰｂを真空容器３内に導くステアリングコイル２１が設けられている。プラズマガン７は、ガン駆動装置２２に接続され、ガン駆動装置２２によって、陰極管１８への給電を切り替えたり、第１中間電極１５、第２中間電極１６、またはステアリングコイル２１への給電を調整する。
【００１５】
陽極部９は、プラズマビームＰｂを下方に導く主陽極であるハース２３と、ハース２３の周囲に配置された環状の補助陽極２４とを備えている。このハース２３は、絶縁物を介して真空容器３の下部に固定されている。ハース２３は、内部に貫通孔を有しており、この貫通孔に材料ロッドＭが下方から材料供給装置１１によって供給される。補助陽極２４は、プラズマビームＰｂをコントロールしてハース２３の直上方にカスプ状磁場を形成する環状永久磁石２４ａとコイル２４ｂとを備え、陽極電源装置２５に接続されている。陽極電源装置２５によってコイル２４ｂに印加する電流を変化させてハース２３に入射するプラズマビームＰｂの位置や入射範囲が微調整される。
【００１６】
材料供給装置１１は、真空容器３の下部に設けられており、ハース２３に設けられた貫通孔内で材料ロッドＭを上方に移動させて供給する。このように供給される材料ロッドＭがＩＴＯといった導電性物質の場合、プラズマビームＰｂが材料ロッドＭに直接入射し、材料ロッドＭの先端部分が加熱されて昇華点以上の温度になり、昇華（または蒸発）して昇華粒子になる。なお、材料ロッドＭは、所定長さの円柱状の固体に成形されており、材料供給装置１１により所定時間ごとに突き上げて上昇されるようになっている。
【００１７】
搬送機構１３は、ガラス基板Ｗを保持する搬送トレイ（支持機構）４０と、搬送トレイ４０を定速で上流側から下流側に向かって水平方向に移動させる複数のローラからなるローラ部４１とを備えている。
【００１８】
搬送トレイ４０は、図２及び図３に示すように、矩形状の開口部４２を内部に備える枠体４３と、枠体４３の内側全周に備えられたテーパー状支持部４４とを有している。開口部４２は、テーパー状支持部４４により、上面から下面に向かって狭くなるようなテーパー形状に形成され、このような開口部４２の内部にガラス基板Ｗが収容されるようになっている。
【００１９】
枠体４３は、所定の厚みを有する４つの辺部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄからなり、開口部４２を取り囲むように、隣接する辺部の端部同士が各連結部４３ｅでそれぞれ連結されている。
【００２０】
テーパー状支持部４４は、枠体４３の内側面全周に隣接して備えられており、図３（ａ）に示すように、開口部４２の周方向における縦断面において上方から下方に向けて徐々に幅を狭めるよう、テーパー状支持部４４の下面４４ａに対するテーパー側面４４ｂの角度（テーパー角度）が約７０度であるテーパー形状を有している。このようなテーパー状支持部４４により、開口部４２は、上開口面４２ａが成膜面Ｗａより広い（図３（ｂ）参照）一方、下開口面４２ｂが成膜面Ｗａより狭くなる（図３（ｃ）参照）ように形成され、開口部４２の内部で、テーパー状支持部４４のテーパー側面４４ｂと成膜面Ｗａを囲むガラス基板Ｗの稜線Ｗｂとが全周にわたって線接触するようになっている。このような線接触により、ガラス基板Ｗは、テーパー状支持部４４に斜め下方から支持される。なお、枠体４３とテーパー状支持部４４とは一体形成されても、別々に形成後、両者を接着させて一体化したものでもよい。
【００２１】
次に、上記した成膜装置１の動作手順について説明する。
【００２２】
まず、排気手段５によって真空容器３内を減圧状態になるように排気すると共に、材料供給装置１１によってハース２３に材料ロッドＭを充填し、陽極部９の貫通孔に材料ロッドＭを保持させる（第１のステップ）。続いて、ガン駆動装置２２及び陽極電源装置２５によって、プラズマガン７の陰極管１８と、ハース２３との間で放電を生じさせ、放電によって生じるプラズマビームＰｂをハース２３に向けて照射する（第２のステップ）。
【００２３】
次に、陽極電源装置２５によって、補助陽極２４に印加する電流を調整し、ハース２３の貫通孔に入射するプラズマビームＰｂの入射範囲を制御し、材料ロッドＭの先端部分などの温度が昇華点以上になるように制御する（第３のステップ）。材料ロッドＭが十分に加熱されると、材料ロッドＭが昇華（または蒸発）して気化し、昇華粒子が出現する。そして、昇華粒子をプラズマビームＰｂによってイオン化し、活性度の高い状態で、搬送トレイ４０に支持されたガラス基板Ｗの下面に位置する成膜面Ｗａに入射させ、成膜面ＷａにＩＴＯ膜を形成する（第４のステップ）。
【００２４】
ここで、テーパー状支持部４４の下開口面４２ｂが成膜面Ｗａより狭くなるように形成されていることから成膜面Ｗａの外周端部への直接的な成膜が一部行われない可能性があるものの、所定のテーパー角（例えば６５度〜８５度、好ましくは７０度）を有するテーパー状支持部４４とすることにより、昇華粒子がテーパー状支持部４４の下方先端部に対して回り込むようになり、成膜面Ｗａの外周端部へも所定量のＩＴＯ膜が成膜されるようになっている。
【００２５】
以上詳述したように、本実施形態に係る搬送トレイ４０を有する成膜装置１では、テーパー状支持部４４のテーパー側面４４ｂが、成膜面Ｗａを囲むガラス基板Ｗの稜線Ｗｂと線接触するようになっている。このような稜線との線接触によってガラス基板Ｗを支持していることから、成膜面Ｗａを直接支持しないで成膜を行うことができ、ガラス基板Ｗの成膜面Ｗａの略全面を成膜させることができる。この結果、テーパー状支持部４４といった簡易な構成にもかかわらず、ガラス基板Ｗにおける未成膜部分を低減させて、ＩＴＯ膜の付着率を上昇させることができる。また、ガラス基板Ｗの外周端部などに形成され易い未成膜部分を低減できるので、ガラス基板Ｗの外周端部などに特定の機能を成膜処理で持たせることができる。更に、ガラス基板Ｗの稜線Ｗｂをテーパー状支持部４４のテーパー側面４４ｂで斜め下方から支持しているため、裏面の真空吸着などによる支持機構に比べて、支持や搬送の安定性を高くできる。
【００２６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、テーパー状支持部を複数の板ばねで構成し、各板ばねが４つの辺部それぞれから下方に向かって開口部に突出するように配置された搬送トレイを用いる。
【００２７】
本実施形態に係る搬送トレイ５０について図４を参照して説明する。搬送トレイ５０は、図４に示すように、矩形状の開口部５２を内部に備える枠体５３と、枠体５３の内側に備えられてガラス基板Ｗを支持するテーパー状支持部５４とを備えている。開口部５２は、ガラス基板Ｗの成膜面Ｗａより所定幅広くなるように形成されており、ガラス基板Ｗが開口部５２内に収容されるようになっている。
【００２８】
枠体５３は、所定の厚みを有する４つの辺部５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄからなり、開口部５２を取り囲むように、隣接する辺部の端部同士が各連結部でそれぞれ連結されている。
【００２９】
テーパー状支持部５４は、弾性を有する４つの板ばね（弾性支持部材）５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄから構成される。各板ばね５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄは所定幅を有し、一端が各辺部５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの長手方向の略中央付近に固定され、他端はテーパー角が約７０度になるように開口部５２の下方に向かって突出形成される。なお、突出形成された各板ばね５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの他端の先端は、上方への付勢力を維持してガラス基板Ｗを継続的に安定支持するため、先端が突出方向とは逆に戻る反り返り構造を有している。
【００３０】
上述した枠体５３とテーパー状支持部５４とにより、図４（ａ）に示すように、各板ばね５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄが配置された開口部５２の所定箇所においては、縦断面が上方から下方に向けて徐々に幅を狭め、下方ではガラス基板Ｗの幅より狭くなるようになっている。そして、開口部５２にガラス基板Ｗを収容した際、テーパー状支持部５４を構成する各板ばね５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄのテーパー側面と成膜面Ｗａを囲むガラス基板Ｗの稜線Ｗｂの一部とが線接触する。このような線接触により、ガラス基板Ｗは、板ばね５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄによって複数の箇所において斜め下方から支持される。なお、この支持の際、板ばね５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄそれぞれが成膜面Ｗａと接触する複数の箇所を結んで形成される領域Ｒ１内にガラス基板Ｗの重心Ｇが位置しており、ガラス基板Ｗは搬送トレイ５０によって安定支持される。
【００３１】
このように、本実施形態に係る搬送トレイ５０を有する成膜装置１では、弾性を有する板ばね５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄが下方に向かって開口部５２に突出するように配置されて、テーパー状支持部５４を形成している。このため、弾性を有する板ばねでガラス基板Ｗを支持でき、搬送の際に外部から被成膜物に伝達される振動を低減できる。また、テーパー状支持部５４が枠体５３の内周の一部だけに備えられていることから、第１実施形態に比べて、成膜面Ｗａの外周端部への直接的な成膜が行われない箇所を低減でき、成膜物質の付着率を上昇させることができる。
【００３２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、テーパー状支持部を複数の線ばねで構成し、各線ばねが４つの辺部それぞれから下方に向かって開口部に突出するように配置された搬送トレイを用いる。
【００３３】
本実施形態に係る搬送トレイ６０について図５を参照して説明する。搬送トレイ６０は、図５に示すように、矩形状の開口部６２を内部に備える枠体６３と、枠体６３の内側に備えられてガラス基板Ｗを支持するテーパー状支持部６４とを備えている。開口部６２は、ガラス基板Ｗの成膜面Ｗａより所定幅広くなるように形成されており、ガラス基板Ｗが開口部６２内に収容されるようになっている。
【００３４】
枠体６３は、所定の厚みを有する４つの辺部６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄからなり、開口部６２を取り囲むように、隣接する辺部の端部同士が各連結部でそれぞれ連結されている。
【００３５】
テーパー状支持部６４は、弾性を有する４つの線ばね（弾性支持部材）６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄから構成される。各線ばね６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄは線状の支持部材であって、一端が各辺部６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄの長手方向の略中央付近に固定され、他端はテーパー角が約７０度になるように開口部６２の下方に向かって突出形成される。なお、突出形成された各線ばね６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄの他端の先端は、上方への付勢力を維持してガラス基板Ｗを継続的に安定支持するため、先端が突出方向とは逆に戻る反り返り構造を有している。
【００３６】
上述した枠体６３とテーパー状支持部６４とにより、図５（ａ）に示すように、各線ばね６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄが配置された開口部６２の所定箇所においては、縦断面が上方から下方に向けて徐々に幅を狭め、下方ではガラス基板Ｗの幅より狭くなるようになっている。そして、開口部６２にガラス基板Ｗを収容した際、テーパー状支持部６４を構成する各線ばね６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄのテーパー側面と成膜面Ｗａを囲むガラス基板Ｗの稜線Ｗｂの一部とが点接触する。このような点接触により、ガラス基板Ｗは、線ばね６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄによって複数の箇所において斜め下方から支持される。なお、この支持の際、線ばね６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄそれぞれが成膜面Ｗａと接触する複数の箇所を結んで形成される領域Ｒ２内にガラス基板Ｗの重心Ｇが位置しており、ガラス基板Ｗは搬送トレイ６０によって安定支持される。
【００３７】
このように、本実施形態に係る搬送トレイ６０を有する成膜装置では、弾性を有する線ばね６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄが下方に向かって開口部６２に突出するように配置されて、テーパー状支持部６４を形成している。このため、弾性を有する線ばねでガラス基板Ｗを支持でき、搬送の際に外部から被成膜物に伝達される振動を低減できる。また、テーパー状支持部６４が枠体６３の内周の一部だけに備えられ、しかも線状の線ばねから構成されて点接触で支持するようになっていることから、第１及び第２実施形態に比べて、成膜面Ｗａの外周端部への直接的な成膜が行われない箇所を一層低減でき、成膜物質の付着率を更に上昇させることができる。
【００３８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、被成膜物として支持されるガラス基板が矩形状の場合について説明したが、支持されるガラス基板は円形状であってもよい。このような場合には、開口部が円形であることが好ましい。また、本実施形態では、被成膜物としてガラス基板を用いて説明したが、シリコン基板やプラスチック基板などでもよく、成膜面が下方に向けられた状態で成膜する必要のある被成膜物であればよい。また、本実施形態では、成膜物質として、ＩＴＯを用いて説明したが、ＳｉＯＮ等の成膜物質でもよく、成膜物質であればよい。
【００３９】
また、第３実施形態では、線ばねからなる線状の弾性支持部材を用いたが、図６（ａ）に示す螺旋形状の弾性支持部材を用いてもよいし、図６（ｂ）に示す波形状の弾性支持部材を用いてもよい。このような形状であれば、簡易な構成で弾性支持部材を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態に係る成膜装置を模式的に示した断面図である。
【図２】第１実施形態に係る搬送トレイと基板との配置関係を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る搬送トレイにガラス基板を配置した際の、(ａ)は縦断面図であり、（ｂ）は上面図であり、（ｃ）は底面図である。
【図４】第２実施形態に係る搬送トレイにガラス基板を配置した際の、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は上面図であり、（ｃ）は底面図である。
【図５】第３実施形態に係る搬送トレイにガラス基板を配置した際の、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は上面図であり、（ｃ）は底面図である。
【図６】弾性支持部材の変化例であり、（ａ）は螺旋形状の変化例であり、（ｂ）は波形状の変化例である。
【符号の説明】
【００４１】
１…成膜装置、１３…搬送機構、４０，５０，６０…搬送トレイ（支持機構）、４１…ローラ部、４２，５２，６２…開口部、４３，５３，６３…枠体、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ…辺部、４３ｅ…連結部、４４，５４，６４…テーパー状支持部、５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ…板ばね（弾性支持部材）、６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ…線ばね（弾性支持部材）、Ｒ１，Ｒ２…領域、Ｗ…ガラス基板、Ｗａ…成膜面、Ｗｂ…稜線。
【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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