JPH0630848Y2 - 基板受台の昇降装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、真空の成膜室でシリコンウエハやガラスなど
の基板を乗せて昇降・位置決めする基板受台の昇降装置
に関するものである。

［従来の技術］ 基板を複数枚連続的に成膜して行く場合、成膜室の真空
を破らず基板をその内部に出入させるため、成膜室に１
チャージ分の基板を格納する真空室を併設し、この真空
室から成膜室に基板を一枚づつ搬入出させることが行な
われる。この場合、成膜室の内部には、その上に基板を
水平姿勢に乗せて、該基板を所定の高さ位置に昇降・位
置決めするための基板受台が配置される。

すなわち、真空室から適宜の搬送機構により搬入される
基板を基板受台に受け取り、次いで基板受台から成膜室
内に別途設置される基板ホルダに渡し、更に膜付け後基
板ホルダから基板を基板受台に受け取って、再びこれを
搬送機構に渡し真空室に戻す、という手順により基板を
一枚づつ成膜して行くものとなる。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、基板受台と基板ホルダ等の間で基板の受渡を
行なう際には、確実な受渡動作を保障するため、基板受
台に乗せた基板をその都度精確に所定の受渡高さに調節
する必要がある。しかし、真空中で0.5〜１mm程度の薄
いシリコンウエハ等の基板を上下に定位置搬送させると
なると、実際にはセンサの問題もあって、基板を乗せる
基板受台の昇降装置にとっては、位置決め精度が困難な
問題となってくる。

また、基板受台の昇降機構として、従来は、その外部か
ら成膜室内に導入した駆動軸に連動させて基板受台を上
下に往復動させる機構のものが一般的である。しかし、
成膜室のチャンバを貫通する駆動軸を真空側と大気側と
で進退させると、成膜室を高真空のクリーンな雰囲気に
保つことができない問題を来たす。すなわち、成膜室の
内外に軸が往復動する場合、特に軸が大気側から真空側
に進入する際、真空シールを設けても軸表面に大気を連
行して真空側への大気の引き込みが不可避となるからで
ある。

本考案は、真空の成膜室内で基板を乗せる基板受台の昇
降装置として、その高さ位置調整が簡易で済み、またそ
の昇降作動に伴い成膜室に大気引き込み現象を生じるこ
とのない改良された装置を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、上記の目的を達成するために、プラズマＣＶ
ＤやＥＣＲ−ＣＶＤ等の適宜の成膜プロセスにより基板
に膜付けする成膜室内において、基板を乗せる基板受台
を弾性支持する昇降台と、この昇降台を成膜室の外部か
ら導入した回転軸で上下動する昇降機構とを配置して基
板受台の昇降装置を構成したものである。

［作用］ このような基板受台の昇降装置であれば、第１にそれが
昇降台に弾性支持されているので、例えば基板受台から
基板ホルダに基板を受渡するときには、基板が基板ホル
ダに圧着される範囲の高さに基板受台を上昇させればよ
い。これは、基板受渡時の基板受台の高さ位置調整がラ
フに行ない得ることを意味する。また第２には、基板受
台を載せる昇降台を、成膜室の外部から導入される回転
軸で昇降できるようにしているので、昇降機構の駆動源
を大気中に設置しながら、軸貫通に伴う成膜室への大気
引き込み問題を的確に解消できる。これは、進退運動を
伴わない回転軸の場合には、軸表面に付着した大気を成
膜室にもち込む現象が起こり得ないからである。

［実施例］ 以下、図示の一実施例を参照して、本考案をより具体的
に説明する。

まず、第１図について昇降装置の全体構成の概略を説明
する。この装置は、その昇降駆動源を除いた主要部が、
基板に先に例示したような適宜の成膜プロセスで膜付け
する真空成膜室（試料室）１の内部に配設される。そし
て、成膜室１での装置構成は、基板Ｂをその上に乗せて
水平姿勢に保持する基板受台２と、この基板受台２を弾
性支持する昇降台３と、この昇降台２を下面側から支持
するとともに、成膜室１の外部から真空シール６を介し
て導入した回転軸５により水平姿勢のままで上下動させ
るように構成した昇降機構４とからなっている。

なお、第１図において、７は成膜室１の内部で基板受台
２の上方に配置した静電吸着式の基板ホルダを図示して
いる。この基板ホルダ７は、成膜室１の上壁から懸吊し
た固定配管８にその回転支軸９を回転可能に支持させる
とともに、回転支軸９の軸端に固設したセグメント１０
を外部駆動源により回転されるピニオン１１と噛合させ
て、成膜室１内で自在に旋回できるようにしたものであ
る。そして、この基板ホルダ７は図示実線の旋回姿勢で
その表面に吸着した基板Ｂに膜付し、また図示二点鎖線
の旋回姿勢で対面する下方の基板受台２と基板Ｂの受渡
を行なうものとなる。

また、この成膜室２には、内部を真空排気するための排
気口１２を、昇降台３の真下に当る昇降機構４の下方で
開口させて、真空排気管１３を接続している。その他、
第１図において１４は、成膜室１の外側に設置した前記
回転軸５の回転駆動源（モータ）を示す。

次いで、第２図乃至第４図を併せて装置各部の構成を詳
述する。

基板受台２は、第２図に示すように、プレート状の本体
２ａと、その上面の外周に固設したテフロン製の受片２
ｂとからなり、基板Ｂの周縁を受片２ｂに乗架させて、
該基板Ｂを水平に保持するようにしたものである。

この基板受台２は、その下方に水平姿勢で支持される昇
降台３の上に弾性支持されている。すなわち、基板受台
２を昇降台３の上に立設した伸縮可能な摺動軸１５に支
持させるとともに、摺動軸１５のまわりに基板受台２を
弾支するコイルスプリング１６を介装してなっている。

そして、基板受台２を弾支する昇降台３は、その下方に
配した昇降機構４の上に載置され、水平姿勢を保って上
下動し高さ調整される。この昇降機構４は、レバー１７
とレバー１８とをＸ形に交差させ、中間の交差部を連結
軸１９で揺動自在に枢支した一対の揺動レバー２０から
なっている。そして、一方の各レバー１７は、基端を成
膜室１の底部で軸受２９、２９の間に架設した回転支軸
２１と連結し、先端を遊転ローラ２２を介して昇降台１
の下面をスライド可能に当接させている。また、他方の
各レバー１８は、先端を昇降台３の下面に突設した支持
片２３に連結軸２４で揺動自在に枢支する一方で、その
基端には遊転ローラ２５を設け、この遊転ローラ２５を
成膜室１の底部に水平に架設した転動プレート２６の上
に添接させている。なお、第２図において２７は遊転ロ
ーラ２５のローラガイドを、２８は同ストッパを示す。

しかして、かかる構成よりなる昇降機構４であれば、一
方の各レバー１７が連結される回転支軸２１を回転する
と、一対の揺動レバー２０の各先端が図示の如く上下動
し、これに伴い昇降台３が基板受台２と共に昇降する。
なお、第２図において図示実線の高さＩは、基板受台２
の待機位置を示し、また図示二点鎖線の高さIIは、成膜
室１に紙面の向側から基板Ｂを搬入出するホルダ（搬送
機構）３０との基板受渡位置を示し、さらに図示二点鎖
線の高さIIIは、前記基板ホルダ７との基板受渡位置を
示す。

次に、上記昇降機構４の回転駆動系について説明する。

成膜室１の内部には、第１図に示すように、その一側か
ら真空シール６を介して回転軸５が導入され、この回転
軸５と昇降機構４の前記回転支軸２１とが軸継手３１で
連結されている。そして、回転軸５には成膜室１を貫出
した大気側の軸端５ａでベベルギヤ３２が固設される。
また、この回転軸５の駆動源として、第３図に示すよう
に、成膜室１の外側壁に電磁ブレーキ付きレバーシブル
モータ１４を設置し、このモータ１４から減速機３３、
３４を介して出力する出力軸３５にベベルギヤ３６を固
設して、これを回転軸５のベベルギヤ３２と噛合わせて
いる。なお、第３図において３７は、回転軸５のベベル
ギヤ３２に付設した光センサであって、回転軸５の回転
位相から成膜室１内での基板受台２の高さを検出する。

さらに、第４図について、成膜室１に導入される回転軸
５の軸貫通部での前記真空シール６についても説明す
る。この真空シール６は、成膜室１の軸導入口３８に嵌
装されて外側から成膜室１の外側壁に固定される外筒３
９と、この外筒３９に嵌合した内筒４０と、内筒４０の
両側に配したベアリング４１、４１との要素からなり、
内外にＯリングを巻回する内筒４０が回転軸５に圧接さ
れて軸表面での気密性を担保している。４２は外筒３９
に設けた中間排気口である。

叙上のような構成を具備してなる基板受台の昇降装置で
は、外部の大気中に設けた駆動源１４を作動して回転軸
５を回転すると、軸継手３１を介して昇降機構４の回転
支軸２１が回転される結果、昇降台３上の基板受台２を
成膜室１内で自在に昇降させ、かつ位置決めすることが
できる。

そして、例えば第２図の高さIIIの位置で基板ホルダ７
と基板Ｂの受渡作業を行なう場合は、基板Ｂが基板ホル
ダ７の吸着面と圧着される、ある誤差範囲をもった高さ
に基板受台２を調節すればよいので、厳密な高さ位置決
め精度を必要としないで済む利便が得られる。なお、基
板Ｂを基板ホルダ７に圧着するようにしても、基板受台
２が下方の昇降台３にスプリング１６等で弾支されてい
るから、もとより基板Ｂが破損などするおそれもない。
そして、かかる位置決め精度の緩和は、高さIIで搬送機
構のホルダ３０と基板Ｂの受渡を行なうときにも、同様
に奏効する。

なお、基板受台２が高さＩの待機位置に置かれる場合に
おいても、この装置によると次のような好ましい作用、
効果が得られるものとなる。すなわち、成膜中、成膜室
にはその内部でダストが発生し、これが排気口から排気
系に吸込まれて、バルブや真空ポンプを汚染、浸蝕する
トラブルを起こす例が往々に出現しているが、このもの
では成膜室１の真空排気口１２を、丁度待機状態の昇降
台３がこれを蓋封するその真下位置で開口させているの
で、かかるダスト吸込み問題も同時に回避される実益が
達せられる。

そして又、基板受台２の昇降機構４を外部から導入され
る回転軸５により昇降作動できるように工夫したことに
よって、成膜室１の内部への大気引き込み問題も有効に
解消することができる。すなわち、軸貫通部で真空シー
ル６を回転軸５が挿通する構造では、進退運動をする往
復動軸が挿通する構造に比較すると、軸表面に大気を付
着して起こる成膜室１への大気引き込み現象が非常に少
ないものとなり、前記真空シール６によって成膜室１の
気密性を確実に担保することができる。

そして、この装置ではその回転軸５を回転駆動する駆動
源１４が外部の大気中に置かれるから、そのメンテナン
スも簡便化される。

［考案の効果］ 以上のように本考案では、成膜室内での基板受台の位置
決め精度の緩和と、大気引き込みによる真空低下や雰囲
気汚染問題の解消とに改善効果を発揮する基板受台の昇
降装置を提供し得たものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は成膜室に配置
された基板受台の昇降装置の概要を示す断面図、第２図
はその要部の拡大図、第３図は第１図のＹ線矢視図、第
４図は第３図のＺ−Ｚ線矢視断面図である。 １……成膜室、２……基板受台 ３……昇降台、４……昇降機構 ５……回転軸、６……真空シール ７……基板ホルダ、９……回転支軸 １２……排気口、１４……駆動源 １５……摺動軸、１６……スプリング １７……レバー、１８……レバー １９……連結軸、２０……揺動レバー ２１……回転支軸、２２……遊転ローラ ２４……連結軸、２５……遊転ローラ ２６……転動プレート、３１……軸継手 ３２……ベベルギヤ、３６……ベベルギヤ ３７……光センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】成膜室内に、基板を乗せる基板受台を弾性
   支持する昇降台と、この昇降台を成膜室の外部から導入
   した回転軸で上下動する昇降機構とを配置してなること
   を特徴とする基板受台の昇降装置。