JPH02277773A - 蒸着装置における膜厚モニタ用センサの支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は蒸着装置における膜厚モニタ用センサの支持構
造に関する。

（従来の技術） ガラス等の基板に真空蒸着を行なう場合に、蒸発源を通
る中心軸線まわり（蒸発源前方のこの蒸発源を中心とす
るまわり）に複数の基板を公転させながら、各基板を自
転せしめるようにしたプラネタリ治具を用いて、蒸着膜
の厚さの均等化を図るという技術がある。

すなわち、このプラネタリ治具は、蒸着槽内において蒸
発源を通る中心軸線まわりに略水平に設けた環状レール
に、複数のローラで回転可能に支持されていて、この各
ローラの支軸に基板を保持する基板ホルダーが固定され
ているものである。

この場合、プラネタリ治具は上記蒸発源を通る中心軸線
上に設けた回転軸に固定の回転アームにより回転せしめ
られ、これにより基板ホルダーが公転するとともに、そ
の際の環状レール上でのローラの転勤により、基板ホル
ダー自身が回転、つまり自中云することになる。

そうして、かかるプラネタリ治具を設けた蒸着装置にお
いては、基板への蒸着膜の形成状態をモニタするために
、上記回転軸の近傍にモニタ用のセンサ（水晶振動子）
が配設されている。すなわち、このモニタは、上記セン
サの共振周波数がその表面への成膜材料の蒸着に伴って
変化していくことを利用するものであり、この共振周波
数の変化から基板への蒸着状態を監視するものである。

この場合、上記センサは、蒸着槽の天井壁に固定したセ
ンサ用の銅製冷却水バイブにて保持され、この冷却水バ
イブを曲げることにより、センサを上記回転軸の近傍の
所望位置に配設するようにされている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記センサは基板ホルダーの基板と成膜条件
が同じ位置に設けることが望ましい。しかし、上述の如
く、基板ホルダーを回転アームで回転せしめる方式の場
合、センサをこの回転アームの回転軌跡よりも下方（蒸
発源寄り）に設けることができない。つまり、それはセ
ンサないしはその冷却水バイブと回転アームとが干渉す
るためである。

従って、上記センサは回転アームよりも上方において回
転アームの回転軸、つまり蒸発源を通る中心軸線から偏
心した位置に設けなければならない。しかも、その場合
には、回転アームが１回転する度にこの回転アームによ
ってセンサへの蒸着が遮られることになり、基板とセン
サとの成膜条件の差が大きくなる。よって、上記センサ
によって基板への蒸着膜の形成状態をモニタするには、
上記偏心と回転アームの遮りとの影響を考慮する必要が
あり、基板への蒸着膜の形成状態を高い精度でモニタす
ることが難しくなる。

すなわち、本発明の課題は、基板ホルダーを回転アーム
で回転せしめる方式において、モニタ用のセンサと基板
との成膜条件間に、上記回転アームの回転のために差が
でてしまうことを防止することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、このような課題に対して、上記回転アームの
回転軸を中空にし、その内部を通した支持部材によりモ
ニタ用のセンサを支持して、回転アームに干渉すること
なく、蒸着槽内部に臨ましめることができるようにする
ものである。

すなわち、その具体的な手段は、 蒸着槽内の蒸発源を通る中心軸線まわりに基板を保持す
る基板ホルダーを配置する一方、上記中心軸線上におい
て蒸着槽壁を貫通し蒸着槽外の駆動手段により回転駆動
される回転軸を設け、蒸着槽内でこの回転軸に結合され
た回転アームにより上記基板ホルダーを上記中心軸線ま
わりに回転せしめるようにした蒸着装置において、 上記回転軸にはその両端に開口して貫通する軸孔が形成
され、この軸孔を通して蒸着槽外から蒸着槽内に臨む支
持部材が設けられ、この支持部材の上記蒸着槽内に臨む
端部に上記基板への蒸着膜の形成状態をモニタするため
のセンサが装着されていることを特徴とする蒸着装置に
おける膜厚モニタ用センサの支持構造である。

（作用） 上記膜厚モニタ用センサの支持構造においては、回転軸
を中空にしてそこにセンサ用の支持部材を通したから、
センサを回転アームと干渉することなく回転軸の軸孔か
ら蒸着槽内部に臨ましめることができる。

（発明の効果） 従って、本発明によれば、回転アームの回転軸にその両
端に開口した軸孔を形成し、この軸孔に通した支持部材
によりモニタ用のセンサを支持して蒸着槽内部に臨まし
めるようにしたから、蒸発源を通る中心軸線上にセンサ
を配置することができるとともに、このセンサが回転ア
ームによって蒸発源から遮られることもなくなり、基板
ホルダーの回転のためにモニタ用のセンサと基板との成
膜条件に差がでてしまうことを防止し、基板への蒸着膜
の形成状態を高い精度でモニタすることができるように
なる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示す真空蒸着装置において、１は高真空状態に
される蒸着槽、２は電子銃等によって成膜材料の蒸発が
行なわれる蒸発源、３は蒸発源２の上方に略水平にして
設けられた環状レール、４は環状レール３に支持され蒸
着膜を形成すべき基板を保持する複数の基板ホルダー５
を備えたプラネタリ治具、６はプラネタリ治具４を上記
環状レール３上で回転せしめるための駆動手段（モータ
）である。

上記環状レール３を蒸着槽１の内壁面に支持するために
、この内壁面にブラケット７を介して固定された複数の
上下方向のねじ部材８が設けられている。そして、環状
レール３はこのねじ部材８にナツトを適用して上下位置
調整可能に設けた支持ブラケット９に固定されている。

プラネタリ治具４は、第２図にも示すように、上記環状
レール３の中心位置に配設され、上記環状レール３の中
心まわり（上記蒸発源２を通る中心軸線まわり）に回転
するセンタメンバ１１と、このセンタメンバ１１よりそ
れぞれ放射方向に６０度の角度間隔をおいて且つ下向き
に突出した６本のアーム１２とを備えている。

上記各アーム１２の先端には、軸心をこのアームに直交
せしめて両端を上下に突出せしめた自転軸１５が軸受１
６にて回転自在に支持されている。

そして、このアーム１２の上側に突出した自転軸１５の
上端部に上記環状レール３に当接させてその上を転勤せ
しめるローラ１７が固定され、アーム１２の下側に突出
した自転軸１５の下端部に基板ホルダー５が固定されて
いる。また、上記センタメンバ１１には上記駆動手段６
からその回転駆動力をプラネタリ治具４に受けるロッド
１８が上方へ突設されている。

そうして、上記駆動手段６によりプラネタリ治具４を回
転せしめるために、上記蒸発源２を通る中心軸線（垂直
線）上で、蒸着槽１の天井壁を貫通し、その上部と下部
とを蒸着槽１の外部と内部とに突出せしめた中空の回転
軸１つが設けられている。

すなわち、上記回転軸１９は、その両端に開口して貫通
する軸孔１９ａを備えていて、上記蒸着槽１の天井壁に
形成した貫通孔２０に通されて、蒸着槽１の天井壁に固
定の軸受部材２１の上部軸受２１ａと下部軸受２１ｂと
に支持されている。

この回転軸１９には上下の軸受部の中間にギヤ２２が外
嵌されており、このギヤ２２と上記駆動手段６の出力軸
に結合した駆動ギヤ２３との間にアイドルギヤ２４が介
装されている。また、上記蒸着槽１の内部において、上
記回転軸１９の下端部にプラネタリ治具４のロッド１８
に回転係合可能な回転アーム２５が水平に突設されてい
る。

そして、上記蒸着槽１内での基板への蒸着膜の形成状態
をモニタするために、それ用のセンサ２６が上記回転軸
１９の軸孔１９ａを通して蒸着槽１の内部に蒸発源２へ
向けて臨ましめである。

すなわち、上記センサ２６はその下面に水晶振動子を備
えたものであって、蒸着槽１の外部から上記回転軸１９
の軸孔１９ａを通して蒸着槽１の内部に臨ましめた冷却
水バイブ（支持部材）２７の端部、つまり上記蒸着槽１
内に臨む端部に装着されている。冷却水バイブ２７は、
上記センサ２６を冷却するものであってステンレス製で
あり、上端が上記軸受部材２１の上端に被せたキャップ
２８に貫通固定されていて、回転軸１９の軸孔１９ａを
この回転軸１９に干渉（接触）しないように直線状に延
びている。従って、上記センサ２６は蒸発源２を通る中
心軸線上において蒸着槽１の内部に臨み、冷却水バイブ
２７により上記キャップ２８と軸受部材２１とを介して
蒸着槽１の天井壁に支持されていることになる。

また、本例の場合、蒸着槽１の内部にはセンサ２６のみ
が臨み、冷却水バイブ２７は回転軸１９の軸孔１９ａ内
に配設されている。

なお、第１図において、２９はセンサ２６の共振周波数
を検出するためにセンサ２６に接続された同軸ケーブル
である。

従って、上記真空蒸着装置においては、回転軸１９は駆
動手段６の駆動力を受けて回転し、これにより、この回
転軸１９に結合されている回転アーム２５が回転してプ
ラネタリ治具４のロッド１８に係合してプラネタリ治具
４を回転せしめる。

すなわち、プラネタリ治具４は、各ローラ１７が環状レ
ール３の上を転勤することにより回転して各基板ホルダ
ー５を蒸発源２を通る垂直線まわりに公転せしめること
になる。また、上記ローラ１７は環状レール３の上を転
勤して自転軸１５を回転し、そのことにより、この自転
軸１５に固定の基板ホルダー５が自転することになる。

よって、すべての基板ホルダー５は公転をしながら自申
云をすることになり、これにより、これら基板ホルダー
５に保持せしめる基板は蒸着膜厚さが略一定になる。

しかして、上記基板への蒸着膜の形成状態をモニタする
ためのセンサ２６は、回転軸１９の軸孔１９ａの下端か
ら蒸発源２を通る中心軸線上において蒸着槽１の内部に
臨んでいる。従って、このセンサ２６が回転軸１９の外
周面に結合された回転アーム２５と干渉したり、この回
転アーム２５の回転によって蒸発源２から遮られたりす
ることはなく、また、回転軸１９自体の回転の影響を受
けることもない。

すなわち、センサ２６の水晶振動子と、基板ホルダー５
の基板との間には、回転軸１９ないしは回転アーム２５
の回転によって成膜条件に差がでることはない。よって
、このセンサ２６による基板への蒸着膜の形成状態のモ
ニタにあたっては、従来のような蒸発源２を通る中心軸
線上からの偏心や回転アーム２５の遮りの影響を考慮す
る必要がなく、基板への蒸着膜の形成状態を高い精度で
モニタすることができることになる。

また、上記実施例では、センサ２６の冷却水パイプ２７
をステンレス製としてセンサ２６の支持剛性が高められ
ている。そして、この冷却水バイブ２７は回転軸１９の
軸孔１９ａの内部を直線状に延びているから、蒸着槽１
へのセンサ２６の挿入及び蒸着槽外へのセンサ２６の取
出を回転軸１９の軸孔１９ａを介して簡単に行なうこと
ができる。しかも、上記実施例の場合、蒸着槽１の内部
にはセンサ２６のみを臨ましめているがら、センサ２６
以外のもの、つまり冷却水バイブ２７や同軸ケーブル２
９への蒸発粒子の堆積がほとんどなく、それらの清掃の
手間を省くことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は真空蒸着装置の
全体構成を示す縦断面図、第２図はプラネタリ治具と環
状レールとの関係を示す平面図である。 １・・・・・・蒸着槽 ２・・・・・・蒸発源 ３・・・・・・環状レール ４・・・・・・プラネタリ治具 ５・・・・・・基板ホルダー ６・・・・・・駆動手段 １９・・・・・・回転軸 １９ａ・・・・・・軸孔 ２５・・・・・・回転アーム ２６・・・・・・センサ ２７・・・・・・冷却水パイプ（支持部材）第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸着槽内の蒸発源を通る中心軸線まわりに基板を
   保持する基板ホルダーを配置する一方、上記中心軸線上
   において蒸着槽壁を貫通し蒸着槽外の駆動手段により回
   転駆動される回転軸を設け、蒸着槽内でこの回転軸に結
   合された回転アームにより上記基板ホルダーを上記中心
   軸線まわりに回転せしめるようにした蒸着装置において
   、 上記回転軸にはその両端に開口して貫通する軸孔が形成
   され、この軸孔を通して蒸着槽外から蒸着槽内に臨む支
   持部材が設けられ、この支持部材の上記蒸着槽内に臨む
   端部に上記基板への蒸着膜の形成状態をモニタするため
   のセンサが装着されていることを特徴とする蒸着装置に
   おける膜厚モニタ用センサの支持構造。