JPH0913172A

JPH0913172A - 真空装置用昇降機構

Info

Publication number: JPH0913172A
Application number: JP18481295A
Authority: JP
Inventors: Susumu Arai; 進新井; Masashi Kikuchi; 正志菊池; Hideyuki Ogata; 英之小形; Katsuhiko Mori; 勝彦森; Yasuo Shimizu; 康男清水
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】［目的］真空チャンバの下方において、金属ベロー
ズ、エヤシリンダが錯綜して存在しない真空装置用昇降
機構を提供すること。［構成］二段に昇降する昇降支持筒３１に基板載置台
３４を固定し、その周縁部に４本の基板支持ピン４１を
上下に挿通させて設ける。基板支持ピン４１には上端部
に鍔４２と下端部に鍔４３を設ける。また、基板支持ピ
ン４１の直下となる真空チャンバ１２の底面部分のばね
孔４９にピン受け４５を乗せたコイルばね４７を嵌入し
て設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空装置内に設置される
昇降機構に関するものであり、更に詳しくは、真空装置
内で基板等の物品を昇降させるための真空装置用昇降機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】図９は従来使用されてい
る基板昇降機構２１が組み込まれた真空装置の一例とし
てのプラズマＣＶＤ装置２０の縦断面図である。基板昇
降機構２１は昇降支持筒５１に固定され基板Ｓが載置さ
れる基板載置台５４とその周縁部に配置された基板支持
ピン５５、及び基板支持ピン５５の直下に設けられた昇
降ピン６１とからなっている。

【０００３】基板載置台５４には図示せずとも基板Ｓを
加熱して所定の温度に維持するためのヒータが内蔵され
ている。基板載置台５４は真空チャンバ２２の筐体２３
の底面部分を下方から挿入され、図示しないエヤシリン
ダによって昇降される昇降支持筒５１に固定されてお
り、昇降支持筒５１と筐体２３との間の気密化のため
に、昇降支持筒５１を囲むようにフランジ付き金属ベロ
ーズ５３が設けられＯ−リング５７を介して筐体２３の
下面に取り付けられている。

【０００４】基板載置台５４の周縁部には上端部に鍔５
６を有する４本の基板支持ピン５５が対称位置において
上下に緩く挿通して設けられ、基板載置台５４の上昇位
置において、基板支持ピン５５は鍔５６を基板載置台５
４に形成された座ぐりに嵌入して垂下される。そして基
板Ｓは４本の基板支持ピン５５の鍔５６を覆うように載
置される。

【０００５】また、筐体２３の底面部分の基板支持ピン
５５の直下となる箇所には、下方から挿通されて図示し
ないエヤシリンダによって昇降し、上端部に鍔６２を有
する昇降ピン６１が設けられている。また、昇降ピン６
１と筐体２３との間の気密化のために、昇降ピン６１を
囲むようにフランジ付き金属ベローズ６３が設けられ、
Ｏ−リング６４を介して筐体２３の下面に取り付けられ
ている。

【０００６】筐体２３の壁面部分には隣接する図示しな
い搬送チャンバに設置された後述する搬送ロボットのハ
ンド３９によって基板Ｓを搬出入するための開口２８が
設けられ、搬出入時以外はゲート弁２９によって密閉さ
れている。

【０００７】筐体２３の上縁部には真空チャンバ２２の
上蓋を兼ねるカソードとしての電極フランジ２４が絶縁
フランジ２６を介して取り付けられ、絶縁フランジ２６
の上下の接触面はＯ−リング２７によって気密が保たれ
ている。電極フランジ２４の中央部にはガス導入パイプ
６５がＯ−リング６６を介して気密に取り付けられてお
り、真空チャンバ２２内において、電極フランジ２４の
下面側の環状隆起部２５には多数のガス整流孔６８を設
けたシャワープレート６７がねじ６９によって取り付け
られている。図示せずとも電極フランジ２４にはＲＦ電
源が接続され、アノードとなる基板載置台５４は筐体２
３と同電位としてアースされている。また、図示せずと
も、真空チャンバ２２は筐体２３に設けた排気管によっ
て真空排気系に接続されている。

【０００８】基板Ｓへの薄膜の形成に際しては、真空チ
ャンバ２２内を所定の真空度に維持し、内蔵ヒータで基
板載置台５４を加熱して所定の温度に達すると基板Ｓが
載置される。続いて、ガス導入パイプ６５から原料ガス
が導入され、図示しないＲＦ電源によって高周波電力が
印加されると、電極フランジ２４と基板載置台５４との
間にプラズマ放電が生起し、原料ガスが分解され反応し
て基板Ｓ上に薄膜が形成され始める。そして、所定の膜
厚が得られると、プラズマ放電と原料ガスの導入とを停
止し、残る原料ガスを不活性ガスと置換した後、基板Ｓ
は真空チャンバ２２から搬出され、新しい基板Ｓが搬入
されて成膜が継続される。

【０００９】上記の基板Ｓの搬出時における昇降機構２
１の動作は図１０のＡ、Ｂ、図１１のＡ、Ｂ、および図
１１のＢにおける［１２］−［１２］線方向の矢視の断
面を示す図１２に示されている。なお、図１０のＡは図
９に対応するが、図１０のＢ以降の図では、動作に関係
しない構成要素は簡略化して示している。

【００１０】図１０のＡでは、基板昇降機構２１上の基
板載置台５４はプラズマＣＶＤによる基板Ｓへの成膜時
の位置、すなわち上昇位置にある。図１０のＡの状態か
ら基板載置台５４の昇降支持筒５１が下降され、昇降ピ
ン６１が上昇されて図１０のＢに示すように、昇降ピン
６１の鍔６２は基板載置台５４の下面に接して基板支持
ピン５５を押し上げ、基板Ｓは基板支持ピン５５の鍔５
６に支持されて残り、下降された基板載置台５４との間
に間隙ｇ₂ が生じる。次いで、図１１のＡを参照し、隣
接する図示しない搬送チャンバとの間のゲート弁２９が
開とされて、搬送ロボットのハンド３９が開口２８から
挿入され、間隙ｇ₂ を進んで基板Ｓの直下に至り停止さ
れる。続いて昇降ピン６１が下降され、基板支持ピン５
５も下降されて、図１１のＢ、図１２を参照し、基板支
持ピン５５の鍔５６の位置がハンド３９よりも下方とな
ることにより、基板支持ピン５５の鍔５６に支持されて
いた基板Ｓはハンド３９へ移載される。そして基板Ｓは
搬送チャンバへ運び出される。次いで新しい基板Ｓが送
り込まれ、新しい基板Ｓの載置された基板載置台５４は
成膜時の上昇位置へ上昇されるが、この搬入時における
基板昇降機構２１の動作は搬出時の場合と丁度逆であ
る。

【００１１】従来例の基板昇降機構２１は上述のように
使用されるが、これを組み込んだプラズマＣＶＤ装置２
０は、図９に示すように、真空チャンバ２２の下方が極
めて錯綜した状態になっている。すなわち、基板載置台
５４の昇降支持筒５１をシールするためのフランジ付き
金属ベローズ５３と昇降支持筒５１を昇降させる図示し
ないエヤシリンダが存在し、その周囲に近接して、４本
の昇降ピン６１のそれぞれについてフランジ付き金属ベ
ローズ６３と図示しないエヤシリンダが存在している。
このことによって、金属ベローズ、エヤシリンダが密
度高く存在するのでメンテナンス作業を行いにくい、
金属ペローズはＯ−リングを介して取り付けているが、
このことは潜在的な真空洩れポイントを増大させてい
る、金属ペローズの占有面積が大きく、結果的に真空
チャンバの内の表面積を大にしている、昇降機構が構
造的に複雑であり、製造コストを高くしている、などの
問題点がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされ、真空装置内の昇降機構に使用される金
属ベローズの数を減らして潜在的な真空洩れポイントを
減らし、メンテナンス作業が容易であり、かつ真空チャ
ンバを小型し得て製造コストを低下させ得る真空装置用
昇降機構を提供することを目的とする。

【００１３】

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、真空チ
ャンバの底面から内部へ挿入されて二段に昇降する昇降
支持体に固定された物品載置台と、該物品載置台の周縁
部の対称位置において上下方向に緩く挿通され、該物品
載置台の上面側となる上端部と下面側となる下端部とに
鍔を有し、真空処理中において物品が載置される前記物
品載置台の上昇位置では、前記上端部の鍔を前記物品載
置台に形成された座ぐりに嵌入させて垂下される複数の
物品支持ピンと、前記物品載置台の一段目の下降時には
前記物品支持ピンの下降を停止させて前記物品支持ピン
の前記上端部の鍔に支持される前記物品と下降された前
記物品載置台との間に物品搬送機構の先端部が挿入され
る間隙を形成させ、前記物品載置台の二段目の下降時に
は共に下降される前記物品支持ピンの前記上端部の鍔の
位置を挿入されている前記物品搬送機構の先端部より低
くなるまで下降させることによって前記物品支持ピンの
前記上端部の鍔に支持されている前記物品を前記物品搬
送機構の先端部に移載させる部材とからなることを特徴
とする真空装置用昇降機構、によって達成される。

【００１４】

【作用】二段に昇降する物品載置台と物品支持ピンの動
作を規定する部材とによって、従来例の昇降機構に使用
されていた昇降ピンを皆無としており、これによって真
空チャンバの下方は簡素化され、存在するのは物品載置
台の昇降支持体用の金属ベローズとエヤシリンダのみと
なる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例による真空装置用昇降
機構について図面を参照して説明する。図１は実施例の
基板昇降機構１１が組み込まれたプラズマＣＶＤ装置１
０の側断面図であり、図２は図１における［２］−
［２］線方向の平面図である。なお、図１は基板昇降機
構１１を理解し易い断面図としており、図２における
［１］−［１］線方向の断面を示す。プラズマＣＶＤ装
置としての基本的な構成、作用は図９で説明した従来例
のプラズマＣＶＤ装置２０と同様であるので、以下主と
して、異なる基板昇降機構１１について説明する。

【００１６】基板昇降機構１１は基板Ｓが載置される基
板載置台３４と、その周縁部に配置された基板支持ピン
４１と、基板支持ピン４１の直下となる真空チャンバ１
２の底面部分に設けられたコイルばね４７とからなって
いる。

【００１７】基板載置台３４は真空チャンバ１２の筐体
１３の底面部分を下方から挿入され図示しないエヤシリ
ンダによって二段に昇降する昇降支持筒３１に固定され
ており、支持筒３１と筐体１３との間の気密化のため
に、昇降支持筒３１を囲むようにフランジ付き金属ベロ
ーズ３３が設けられ、Ｏ−リング３５を介して筐体１３
の下面に取り付けられている。

【００１８】基板載置台３４の周縁部には上端部に鍔４
２、下端部に鍔４３を有する４本の基板支持ピン４１が
対称において上下に緩く挿通して設けられ、基板載置台
３４の上昇位置において、基板支持ピン４１は鍔４２を
基板載置台３４に形成された座ぐりに嵌入させて垂下さ
れる。そして基板Ｓは４本の基板支持ピン４１の鍔４２
を覆うように載置される。

【００１９】また、４本の基板支持ピン４１それぞれの
直下において、真空チャンバ１２の筐体１３の底面部分
にはばね孔４９を設けてコイルばね４７が上下方向に伸
縮するように嵌入されており、脚部４６をコイルばね４
７内に挿入させたピン受け４５がコイルばね４７の上端
に載置されている。

【００２０】筐体１３の壁面部分には隣接する図示しな
い搬送チャンバに設置された搬送ロボットのハンド３９
によって基板Ｓを搬出入するための開口１８が設けら
れ、搬出入時以外はゲート弁１９によって密閉されてい
る。

【００２１】上述した以外の、昇降機構１１とは関連の
ない絶縁フランジ２６、電極フランジ２４、及びこれら
に取り付けられている各構成要素は図９に示した従来例
のプラズマＣＶＤ装置２０と同様に構成され作用するの
で、同じ符号を付して説明は省略する。

【００２２】基板Ｓに所定の膜厚の薄膜が形成されると
基板Ｓは真空チャンバ１２から搬出され、新しい基板Ｓ
が搬入されて成膜が継続されるが、基板Ｓの搬出に際し
ての実施例の昇降機構１１の動作を以下に説明する。す
なわち、その動作は図３のＡ、Ｂ、図４のＡ、Ｂ、およ
び図４のＢにおける［５］−［５］線方向の矢視の断面
を示す図５に示されている。なお、図３のＡは図１に対
応するが、図３のＢ以降の図では、動作に関係しない構
成要素は簡略化して示している。

【００２３】図３のＡでは、基板昇降機構１１の基板載
置台３４はプラズマＣＶＤによる基板への成膜時の位
置、すなわち上昇位置にある。図３のＡの状態から昇降
支持筒３１が下降され基板載置台３４は一段目の下降を
行うが、図３のＢに示すように、基板支持ピン４１は下
端がピン受け４５に接して下降を停止され、基板Ｓは基
板支持ピン４１の鍔４２に支持されて残り、下降された
基板載置台３４との間に間隙ｇ₁ が生じる。次いで図４
のＡを参照し、隣接する搬送チャンバとの間のゲート弁
１９が開とされて、搬送ロボットのハンド３９が開口１
９から挿入され、間隙ｇ₂ を進んで基板Ｓの直下に至り
停止される。

【００２４】続いて、基板載置台３４が二段目の下降を
行うが、図４のＢと図５を参照し、基板支持ピン４１の
下端部の鍔４３に基板載置台３４の下面が当接して基板
支持ピン４１を押し下げる。従って、基板支持ピン４１
の下端がピン受け４５を押し下げコイルばね４７を圧縮
するので、基板支持ピン４１も下降される。この下降に
よって基板支持ピン４１の上端部の鍔４２の位置が搬送
ロボットのハンド３９よりも下方になるので、基板支持
ピン４１の上端部の鍔４２に支持されていた基板Ｓはハ
ンド３９へ移載される。そして基板Ｓは搬送チャンバへ
運び出される。次いで新しい基板が送り込まれ、これを
載置された基板載置台３４は成膜時の上昇位置とされる
が、この搬入時における基板昇降機構１１の動作は搬出
時の場合と丁度逆の順に行われる。

【００２５】そして、本実施例の昇降機構１１は従来例
の基板昇降機構２１が要していた昇降ピン６１用の多く
の金属ベローズとエヤシリンダを皆無とし、真空チャン
バ１２の下方に存在するのは基板載置台３４の昇降支持
筒３１用のフランジ付き金属ベローズ３３とエヤシリン
ダのみとしているので、メンテナンスの作業性に優れ、
潜在的なリークポイントが減少し、真空チャンバ１２の
小型化、製造コストの低下の観点からも極めて好ましい
ものになっている。

【００２６】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限られることなく、本発明の
技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００２７】例えば本実施例においては、基板載置台３
４の二段の昇降に組み合わせるばねとしてコイルばね４
７を採用したが、これ以外のばね、例えば板ばね、トー
ションばね等を用いてもよい。

【００２８】また、本実施例においては、エヤシリンダ
により基板載置台３４を二段に昇降するようにしている
が、駆動手段としてモータを用いて無段階に昇降するよ
うにしてもよい。

【００２９】また、本実施例においては、４本の基板支
持ピン４１のそれぞれにコイルばね４７を設けたが、例
えば、図１に対応する図６の縦断面図に示すように、筐
体１３の底面部分に形成させた円環状の溝５９内に大き
い径のコイルばね５７を嵌入させ、４本の基板支持ピン
４１をコイルばね５７の円周上で受けるようにしてもよ
い。コイルばね５７には円環状のピン受け５５が設けら
れる。図６においてコイルばね５７以外の要素は図１に
示したプラズマＣＶＤ装置１０と同様であるので同一の
符号を付して説明は省略する。

【００３０】また、本実施例においては、筐体１３の底
面部分にばね孔４９を設けてコイルばね４７を嵌入させ
たが、ばね孔４９は必ずしも必要とせず、例えば底面上
に直接コイルばね４７を固定してもよい。

【００３１】また、本実施例においては、基板支持ピン
４１を４本設けたが、３本または４本以上の基板支持ピ
ン４１として基板Ｓの搬出入に支障とならないように配
置してもよい。

【００３２】また、本実施例においては、基板支持ピン
４１の上端部の鍔４２を基板載置台３４の座ぐりに嵌入
させて基板Ｓを基板載置台３４と当接させるようにした
が、例えば上端部の鍔４２の形状を変更することによっ
て基板Ｓと基板載置台３４との間に間隙を設けるように
してもよい。

【００３３】また、本実施例においては、昇降させる対
象物品として基板Ｓを取り上げたが、基板Ｓ以外の真空
装置内で昇降される全ての物品が対象となる。例えば、
基板Ｓに所定のパターン形状の薄膜を形成させる場合、
その形状に切り抜かれたマスク板Ｍを基板Ｓに重ね合わ
せて成膜操作が行われるが、成膜後に基板Ｓを搬出する
には先ずマスク板Ｍを基板Ｓから上方へ上昇させること
が必要である。

【００３４】図７は基板昇降機構１１のほかにマスク板
昇降機構９１を設けたプラズマＣＶＤ装置７０の縦断面
図であり、図８は図７における［８］−［８］線方向の
平面図である。なお、図７は基板昇降機構１１とマスク
板昇降機構９１とを理解し易い断面図としており、図８
における［７］−［７］線方向の断面を示す。すなわ
ち、基板昇降機構１１の外側にマスク昇降機構９１が設
けられている。マスク板昇降機構９１は対向して配設し
た二段に昇降する２本の昇降ロッド７１上に、円環状の
マスク板載置台７４が固定されている。また、マスク板
載置台７４上において、真空チャンバ７２の中心から基
板支持ピン４１に向う角度と同一角度に基板昇降機構１
１の基板支持ピン４１と同様な４本のマスク板支持ピン
８１を配置し、４本のマスク板支持ピン８１の直下とな
る真空チャンバ７２の筐体７３の底面部分には、基板支
持ピン４１に対するコイルばね４７と同様な、マスク板
支持ピン８１に対するコイルばね８７が設けられてい
る。このようにして基板Ｓとは独立してマスク板Ｍが昇
降される。マスク板Ｍの搬出入には筐体７３の壁面部分
に専用の開口を設けてもよく、基板Ｓを搬出入する開口
７８を兼用して搬出入することもできる。勿論、所定の
期間は基板Ｓの交換毎にマスク板Ｍを交換せず、基板Ｓ
の交換時にはマスク板Ｍを単に昇降させるような使用も
可能である。これ以外の構成要素は図１に示したプラズ
マＣＶＤ装置１０と同様であるので、説明は省略する。

【００３５】また、本実施例においては、真空装置とし
てプラズマＣＶＤ装置を取り上げたが、これ以外の真空
装置、例えば真空蒸着装置、スパッタ装置、エッチング
装置、イオン注入装置、その他各種の真空装置に本発明
の昇降機構を適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の真空装置用
昇降機構によれば、従来の昇降機構が真空チャンバの下
方に要していた昇降ピン用の多くの金属ベローズ、エヤ
シリンダを皆無とし得るので、メンテナンス作業が容易
になりＯーリング等によるシール箇所、すなわち潜在的
なリークポイントが減少して信頼性が高まり、かつ全体
的にコンパクトな設計が可能で、製造コストも低下させ
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の基板昇降機構が組み込まれたプラズマ
ＣＶＤ装置の縦断面図である。

【図２】図１における［２］−［２］線方向の平面図で
ある。

【図３】図４と共に実施例の基板昇降機構の動作を示す
縦断面図である。

【図４】図３と共に実施例の基板昇降機構の動作を示す
縦断面図である。

【図５】図４のＢにおける［５］−［５］線方向の縦断
面図である。

【図６】コイルばねの変形例を示す縦断面図であり、図
１に対応する。

【図７】基板昇降機構とマスク板昇降機構とが組み込ま
れたプラズマＣＶＤ装置の縦断面図であり、図１に対応
する。

【図８】図７における［８］−［８］線方向の平面図で
ある。

【図９】従来例の基板昇降機構が組み込まれたプラズマ
ＣＶＤ装置の縦断面図である。

【図１０】図１１と共に従来例の基板昇降機構の動作を
示す縦断面図である。

【図１１】図１０と共に従来例の基板昇降機構の動作を
示す縦断面図である。

【図１２】図１１のＢにおける［１２］−［１２］線方
向の縦断面図である。

【符号の説明】

１０プラズマＣＶＤ装置１１基板昇降機構１２真空チャンバ１３筐体１９ゲート弁３１昇降支持筒３３フランジ付き金属ベローズ３４基板載置台４１基板支持ピン４２鍔４３鍔４５ピン受け４７コイルばね４９ばね孔Ｓ基板

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/68 21/68 Ｎ (72)発明者森勝彦神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地日本真空技術株式会社内 (72)発明者清水康男神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地日本真空技術株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空チャンバの底面から内部へ挿入され
て二段に昇降する昇降支持体に固定された物品載置台
と、該物品載置台の周縁部の等角度間隔となる箇所にお
いて上下方向に遊嵌され、該物品載置台の上面側となる
上端部と下面側となる下端部とに鍔を有し、真空処理中
において物品が載置される前記物品載置台の上昇位置で
は、前記上端部の鍔を前記物品載置台に近接又は当接さ
せて垂下している複数の物品支持ピンと、前記物品載置
台の一段目の下降時には前記物品支持ピンの下降を停止
させて前記物品支持ピンの前記上端部の鍔に支持される
前記物品と下降された前記物品載置台との間に物品搬送
機構の先端支持部が挿入される間隙を形成させ、前記物
品載置台の二段目の下降時には共に下降される前記物品
支持ピンの前記上端部の鍔の位置を挿入されている前記
物品搬送機構の先端支持部より低くなるまで下降させる
ことによって前記物品支持ピンの前記上端部の鍔に支持
されている前記物品を前記物品搬送機構の先端支持部に
移載させる部材とからなることを特徴とする真空装置用
昇降機構。
【請求項２】前記部材が前記物品支持ピンの直下に設
けられた上下方向への伸縮機能を有するばねであり、前
記物品載置台の一段目の下降時における前記物品支持ピ
ンの下降の停止は前記ばねへの前記物品支持ピンの下端
部の当接によって生じ、前記物品載置台の二段目の下降
時における前記物品支持ピンの下降は前記物品支持ピン
の下端部が当接している前記ばねを圧縮して行われる請
求項１に記載の真空装置用昇降機構。
【請求項３】前記物品載置台にヒータが内蔵されてい
る請求項１または請求項２に記載の真空装置用昇降機
構。