JPH08250577A - 自公転型基板保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成膜装置に適用される自公転型基板保持装置
において、基板保持具を直接的に冷却して基板温度を適
切に保持し、薄膜の特性を向上する。 【構成】 成膜装置に含まれる真空容器１内に配設さ
れ、成膜対象である基板８を保持する基板保持具１７ｃ
と、真空容器１の外部から駆動力を与えられて基板保持
具１７ｃに公転および自転の動作をさせる動力伝達機構
１３，１７，２６を有するものであり、動力伝達機構の
公転部材１３と、基板保持具１７ｃを含む自転部材１７
のそれぞれの内部に、互いに連通された冷却水通路を形
成し、公転部材の冷却水通路の出入り口に接続される冷
却水供給装置２９を真空容器１の外部に備え、冷却水供
給装置２９から公転部材１３および自転部材１７に対し
循環的に冷却水を供給し、基板保持具１７ｃを冷却す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自公転型基板保持装置に
係り、特に、内部を真空状態にして基板の表面に薄膜を
作製する成膜装置に好適な自公転型基板保持装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の自公転型基板保持装置の例を図２
に示す。１は真空容器であり、図示例では真空容器１の
一部を示す。真空容器１内は所要の減圧状態に保持され
る。自公転型基板保持装置２は、真空容器１の内部に配
設される。３は公転部材であり、その軸部３ａが、真空
容器１の壁部内側に取り付けられた固定歯車４ａの筒体
部４ｂに、ベアリング５で回転自在に支持されている。
軸部３ａは、真空容器１の壁部に形成された孔１ａから
外部に引き出され、回転駆動装置（図示せず）の回転軸
に連結される。回転駆動装置によって公転部材３に公転
動作が付与される。またベアリング５は、真空容器１の
内部を気密に保持するシール機能を有している。

【０００３】６は自転部材である。自転部材６は、固定
歯車４ａと噛み合う遊星歯車６ａと、軸部６ｂと、基板
保持具６ｃとから構成される。自転部材６の軸部６ｂ
は、公転部材３の径方向延設部３ｂの周辺部にてベアリ
ング７によって回転自在に支持されている。図示例で
は、基板保持具６ｃの下面に、基板８が、固定具９とね
じ９ａによって固定されている。図２では１つの自転部
材６が示されるが、径方向延設部３ｂには通常複数の自
転部材６が設けられる。

【０００４】上記自公転型基板保持装置によれば、自転
部材６の基板保持具６ｃに基板８をセットした状態で、
軸部３ａに回転を与えると、固定歯車４ａおよび遊星歯
車６ａの噛み合い関係と、径方向延設部３ｂの回転動作
とに基づいて、基板保持具６ｃは公転しながら自転す
る。図２中、ａは公転軸を表す線、ｂは自転軸を表す線
である。真空容器１内の減圧環境で基板８上に薄膜を形
成する例えば蒸着装置等に、前述の自公転型基板保持装
置を適用すると、基板の位置が真空容器１内で最もよく
変化し、そのため基板静止型や自転型や公転型に比較す
ると、薄膜の膜厚分布の均一性をより高いものとするこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の自公転型基板保
持装置では、その機構上の制約から、基板保持具６ｃに
冷却水を供給することは不可能であると考えられてい
た。しかし、蒸着装置等では、基板に発生する温度を抑
制し、基板温度を最適な温度に制御することが、必要と
される特性を有する薄膜を作製する上で重要である。こ
の意味で、従来の自公転型基板保持装置は、基板の温度
が最適になるように冷却できず、作製される薄膜の特性
が十分に良くないという不具合を有していた。

【０００６】本発明の目的は、上記問題に鑑み、基板保
持具に冷却水を供給して基板を冷却できる自公転型基板
保持装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る自公転型基
板保持装置は、成膜装置に含まれる真空容器内に配設さ
れ、成膜対象である基板を保持する基板保持具と、真空
容器の外部から駆動力を与えられて基板保持具に公転お
よび自転の動作をさせる動力伝達機構を有するものであ
り、動力伝達機構の公転部材と、基板保持具を含む自転
部材のそれぞれの内部に、互いに連通された冷却水通路
を形成し、公転部材の冷却水通路の出入り口に接続され
る冷却水供給装置を真空容器の外部に備え、冷却水供給
装置から公転部材および自転部材に対し循環的に冷却水
を供給し、基板保持具を冷却するようにした。

【０００８】また好ましくは、公転部材を、ベローズを
介して真空容器に取付け、当該ベローズの伸縮作用で上
下動し、もって基板保持具の位置を変えるように構成す
ることもできる。

【０００９】

【作用】本発明による自公転型基板保持装置では、真空
容器内に配置され、かつ自公転動力伝達機構で公転およ
び自転の動作を行う基板保持具に対し、直接的に冷却水
を供給できる構成を実現し、基板保持具に保持された基
板に対し蒸着等を用いて成膜を行うにあたり、基板の温
度を冷却して適切な基板温度に保持することが可能とな
る。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１において、図２で説明した要素と同一
の要素には同一の符号を付している。１は例えば蒸着装
置を構成する真空容器の壁部の一部を示し、１ａは真空
容器１の壁部に形成された孔である。８は基板、９は基
板保持具である。

【００１１】孔１ａの外側の周囲部分には、支持板１１
が取り付けられたベローズ１２が固定される。ベローズ
１２は、図１中上下方向に伸縮自在である。支持板１１
とベローズ１２で形成される内部空間は、真空容器１の
内部空間に通じており、気密に形成される。すなわちベ
ローズ１２および支持板１１の周辺部分から外気が内部
に侵入することがない。

【００１２】１３は公転部材、１３ａは公転軸部、公転
軸部１３ａの下端に設けられた１３ｂは径方向延設部で
ある。公転軸部１３ａの上部は、支持板１１を挿通して
外側に延設される。支持板１１における公転軸部１３ａ
の挿通部分にはシール性を有するベアリング（図示せ
ず）が設けられる。公転軸部１３ａは、公転のための回
転力１５を与える回転駆動装置１６の回転軸に接続され
る。公転軸部１３ａは、管体で形成され、さらに内部に
内管１４を有する。従って、公転軸部１３ａの内部に
は、内管１４内の空間と、内管１４と公転軸部１３ａの
間の空間によって内外２重の内部空間が形成される。ま
た径方向延設部１３ｂも内部空間を有し、かつ上下で内
部空間を分割する仕切り板１３ｃを備える。公転軸部１
３ａ内の外側の内部空間は、径方向延設部１３ｂの上側
の内部空間に通じており、公転軸部１３ａの内側の内部
空間（内管１４内の空間）は、径方向延設部１３ｂの下
側の内部空間に通じている。径方向延設部１３ｂの平面
形状は、任意の形状とすることができる。

【００１３】径方向延設部１３ｂの周辺部の適当な位置
に自転部材１７が回転自在に取り付けられる。自転部材
１７は、上部に設けられた遊星歯車１７ａと、基板８を
下面に取り付ける基板保持具１７ｃと、遊星歯車１７ａ
と基板保持具１７ｃをつなぐ軸部１７ｂとから構成され
る。自転部材１７は、その軸部１７ｂが径方向延設部１
３ｂを上下方向に貫通するように取り付けられ、かつシ
ール部材１８，１９でシール性を保持しつつ、ベアリン
グ２０，２１で回転自在に取り付けられる。

【００１４】自転部材１７の内部には、管体部および平
板部を有する仕切り部材２２が設けられ、内部空間は二
重構造に形成される。ただし、自転部材１７の内外の内
部空間は、仕切り部材２２の下側位置でつながってい
る。さらに、自転部材１７の内側の内部空間は、軸部１
７ｂに形成された孔１７ｄを通して、径方向延設部材１
３ｂの上側の内部空間に通じている。自転部材１７の外
側の内部空間は、軸部１７ｂに形成された孔１７ｅを通
して、径方向延設部材１３ｂの下側の内部空間に通じて
いる。

【００１５】自転部材１７の遊星歯車１７ａは、公転部
材１３の公転軸部１３ａに周囲にベアリング２３，２４
で回転自在に支持された中間歯車２５の下側歯車２５ａ
に噛み合っている。

【００１６】２６は初段歯車である。初段歯車２６は、
その軸部２６ａが支持板１１に回転自在に取り付けられ
る。初段歯車２６は、中間歯車２５の上側歯車２５ｂに
噛み合っている。また軸部２６ａは外側に延設され、他
の回転駆動装置２７の回転軸に接続されている。初段歯
車２６は、回転駆動装置２７から与えられる回転力２８
を、中間歯車２５を介して遊星歯車１７ａに伝達する。

【００１７】２９は給水装置であり、本装置は、基板８
を冷却するための冷却水を、自公転型基板保持装置に対
して循環的に供給する。給水装置２９の給水口は公転軸
部１３ａの外側の内部空間に接続されている。また給水
装置２９の冷却水の取入れ口は公転軸部１３ａの内側の
内部空間に接続されている。図１において、矢印３０
は、給水装置２９から自公転型基板保持装置に供給され
た冷却水の流れを示している。

【００１８】上記構成を有する自公転型基板保持装置で
は、回転駆動装置１６により公転軸部１３ａが公転しか
つ回転駆動装置２７により初段歯車２６が回転すること
に基づき、自転部材１７は、公転しながら、かつ初段歯
車２６と中間歯車２５を介して回転力を伝達されること
により自転する。自転部材１７の設置個数は、任意であ
る。

【００１９】自公転型基板保持装置が自公転の動作を行
い、基板８の表面に薄膜を作製している間、給水装置２
９からは冷却水が供給される。自公転型基板保持装置に
供給された冷却水は、矢印３０によって示されるルート
で流れ、基板保持具１７ｃの箇所まで供給されて、基板
８を冷却する。その後、冷却水は矢印３０に従って流
れ、排水として給水装置２９に戻る。

【００２０】上記実施例の構成では、真空容器１に設け
た伸縮可能なベローズ１２を介して設けられた支持板１
１に公転軸部１３ａと自転用の軸部２６ａを回転自在に
かつ気密に取付け、かつ公転軸部１３ａの内部を利用し
て冷却水を流入または流出させている。また公転軸部１
３ａの位置を、上下方向にて調整することにより、初段
歯車２６と中間歯車２５の上側歯車２５ｂが常に噛み合
うように構成されている。従って、中間歯車２５の上側
歯車２５ｂは、軸方向に関して所定の幅を有するように
構成されている。この構成によれば、中間歯車２５と自
転部材１７を上下動させることができ、基板保持具１７
ｃの位置を上下に変化させることが可能となる。

【００２１】また公転部材１３の公転軸部１３ａと自転
部材１７に自転用の回転力を伝達する軸部２６ａは、そ
れぞれ、独立に回転するように構成されているため、自
転部材１７の自転および公転の各回転の回転数を自由に
設定することができる。このことは基板８上に形成され
る薄膜の均一性を高める点で有利となる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、真空容器の中で薄膜を形成する装置に適用され
る自公転型基板保持装置において、公転しながら自転す
る基板保持具に直接的に冷却水を供給するように構成し
たため、基板の温度を適切な温度に保持することがで
き、基板上に形成される薄膜の特性を向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自公転型基板保持装置の一実施例を示
す縦断面図である。

【図２】従来の自公転型基板保持装置の構成を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 真空容器 ８ 基板 １１ 支持板 １２ ベローズ １３ 公転部材 １３ａ 公転軸部 １３ｂ 径方向延設部 １３ｃ 仕切り板 １４ 内管 １６ 回転駆動装置 １７ 自転部材 １７ｃ 基板保持具 ２５ 中間歯車 ２６ 初段歯車 ２７ 回転駆動装置 ２９ 給水装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成膜装置に含まれる真空容器内に配設さ
   れ、成膜対象である基板を保持する基板保持具と、前記
   真空容器の外部から駆動力を与えられて前記基板保持具
   を公転および自転させる動力伝達機構を有する自公転型
   基板保持装置において、 前記動力伝達機構の公転部材と、前記基板保持具を含む
   自転部材のそれぞれの内部に、互いに連通された冷却水
   通路を形成し、前記公転部材の冷却水通路の出入り口に
   接続される冷却水供給装置を前記真空容器の外部に備
   え、前記冷却水供給装置から前記公転部材および前記自
   転部材に対し循環的に冷却水を供給し、前記基板保持具
   を冷却したことを特徴とする自公転型基板保持装置。