JP3498293B2 - 基板支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スパッタリング等の
真空成膜によって薄膜が形成される基板を多数枚支持す
るようにした基板支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多数枚の基板を支持する基板支持
装置には、図５および図６に示したような、パレット１
の円周に沿って複数の基板ホルダ２を回転不能に設置
し、パレット１のみを回転するようにした公転式の基板
支持装置や、図７に示したように、パレット１の円周に
沿って設置した複数の基板ホルダ２を回転可能とし、固
定ギヤ３と回転ギヤ４を噛合させることによって、パレ
ット１が回転すると基板ホルダ２も回転するようにした
自公転式の基板支持装置が知られていた。各図中の５が
基板である（例えば特開昭６０−２０４８８２号公報参
照）。

【０００３】

【発明により解決すべき課題】基板表面に薄膜を形成す
るに当たっては、基板内における膜特性が均一に出来る
とともに、基板間においても膜特性が均一になることが
要求される。

【０００４】スパッタリングで基板に成膜する時は、カ
ソードの特性が良い部分を基板が通過する様に、前記の
公転式の基板支持装置（図５、６）においても、自公転
式の基板支持装置（図７）においても、パレット上の周
縁に沿った１つの円周上に基板ホルダを配置し、各基板
ホルダには、一枚の基板を支持するようにして、カソー
ドの特性に対して同一の条件で対向できるようにし、上
記要求を満足させていた。ところが近年では基板の小径
化が進み、かつ生産性を向上させる要請があり、生産性
向上の為に、基板支持装置に対する基板の交換（着脱）
を自動化する必要が生じていた。

【０００５】従来の基板支持装置において、パレットに
設ける基板ホルダを、複数の円周上に設けることによっ
て、パレットに支持できる基板の枚数を増加し、生産性
の向上を図ることが見込まれるが、各円周がカソード特
性の異なる位置となるので、基板間の膜特性が不均一に
なり、採用は難しかった。

【０００６】従って、パレットに支持できる基板の枚数
を増加する為には、基板ホルダに複数枚の基板を支持で
きるようにする必要があるが、この場合、基板の脱着を
行う交換位置で、基板の配置がランダムとなると、基板
交換を行うロボットなどの自動機側で、基板の探索、脱
着装置の移動などを行なう必要があり、生産性向上の障
害となっていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記の問題
点に鑑みてなされたもので、小径の基板が多数枚支持で
き、かつ基板間の膜特性が均一にできると共に、基板交
換の自動化にも対応できる基板支持装置を提供すること
を目的としている。

【０００８】斯る目的を達成するこの発明の基板支持装
置は、回転可能としたパレットに、中心に基板支持部が
設けてあると共に、当該パレットの円周に沿ってｅ等分
（ｅは２以上の整数）の位置にそれぞれ回転可能とした
基板ホルダであって、前記パレットの回転によって自公
転する基板ホルダが設置されている基板支持装置におい
て、前記基板ホルダは、基板ホルダの円周に沿ってｄ等
分（ｄは２以上の整数）の位置に、それぞれ基板支持部
が設けてあり、パレットと基板ホルダ間の自公転機構
は、パレットが１回転したとき、パレット側から見た基
板ホルダ内の基板支持部が、ｋ／（ｄ×ｍ）回転（ｋ、
ｍは整数）した位置に自転すると共に、パレットがｎ／
ｅ回転（ｎ＜ｅ、ｎは整数）したときに、所定の位置に
ある基板ホルダにおける基板支持部の配置が、回転前の
所定の位置にある基板ホルダにおける基板支持部の配置
と同様の配置になることを特徴としている。

【０００９】前記所定の位置は１箇所又は複数箇所とす
る。

【００１０】

【００１１】前記自公転機構は、固定ギヤ又は固定輪
と、基板ホルダの軸に固着され、前記固定ギヤ又は固定
輪と噛み合い又は周面が当接し、パレットの回転に連れ
て前記固定ギヤ又は固定輪の周囲を転動する回転ギヤ又
は回転輪とで構成することができる。固定ギヤ又は固定
輪と、回転ギヤ又は回転輪とのギヤ比又は周面の円周比
（固定ギヤの歯数又は固定輪の円周／回転ギヤの歯数又
は回転輪の円周）はｋ／（ｄ×ｍ）とする。

【００１２】

【作用】この発明の基板支持装置によれば、各基板ホル
ダに複数枚の基板を支持できるので、処理枚数の増加に
対応することができる。

【００１３】又、パレットが１回転した時、パレット側
から見た基板ホルダ内の基板支持部がｋ／（ｄ×ｍ）回
転した位置に自転する構成なので、パレットがある任意
の初期状態から（ｄ×ｍ）回転した時に、各基板が初期
状態の位置に復帰することになるので、基板ホルダ内の
各基板をカソードの特性に対して、平均的に対向させる
ことができ、基板間の膜特性を均一化することができ
る。

【００１４】更に、パレットがｎ／ｅ回転（ｎ＜ｅ、ｎ
は整数）したときに、所定の位置にある基板ホルダにお
ける基板支持部の配置が、回転前の所定の位置にある基
板ホルダにおける基板支持部の配置と同様の配置になる
ので、所定の位置に配置されたロボットなどの自動機側
で基板の探索をする必要をなくし、基板の脱着操作を容
易に行うことができる。

【００１５】

【実施例】以下この発明の実施例を図を参照して説明す
る。

【００１６】図１および図２が実施例の基板支持装置で
あり、スタンド１１に回転自在に支持された円形のパレ
ット１２の円周に沿って、円形の基板ホルダ１３が８
個、等間隔の位置に設けてある。基板ホルダ１３の軸１
４に固着した回転ギヤ１５と、前記スタンド１１側に設
けた固定ギヤ１６が噛合してあり、パレット１２を回転
させることによって、基板ホルダ１３が公転および自転
する自公転機構が構成してある。

【００１７】基板ホルダ１３には、１２０度の間隔で３
個所に基板支持部１７が形成してあり、各基板支持部１
７に円形の基板１８を外周マスク１９および内周マスク
２０を介して支持できるようにしてある。

【００１８】前記自公転機構を構成した固定ギヤ１６と
回転ギヤ１５の比は、１６／３＝５・１／３としてある
（例えば固定ギヤ１６の歯数を１６０、回転ギヤ１５の
歯数を３０とする）。

【００１９】上記実施例の基板支持装置において、パレ
ット１２を矢示２１の方向に回転すると、基板ホルダ１
３が同方向に公転すると共に、軸１４の回りで矢示２２
の方向に自転する。ここでは、基板ホルダ１３の数ｅ＝
８個、基板ホルダ１３内にはｄ＝３等分の位置に基板支
持部１７が設けてあるので、整数ｋ、ｍを、夫々ｋ＝
１、ｍ＝１とすると、パレット１２が１回転した時に、
パレット１２側から見た基板ホルダ１３内の基板支持部
１７は、ｋ／（ｄ×ｍ）＝１／３回転した位置に自転す
る。即ち、図１の状態を初期状態として、パレット１２
を矢示２１の方向に１回転すると、Ａの位置にある基板
ホルダ１３内のａの位置にあった基板支持部１７および
基板１８は、ｂの位置に来る。即ち、パレット１２を１
回転すると、基板ホルダ１３は、矢示２２と同方向で１
／３回転する。

【００２０】従って、ａの位置にあった基板支持部１７
および基板１８は、パレット１２が３回転して元の位置
に復帰する。

【００２１】今、図１のＡの位置において、左に凸の三
角形の各頂点の位置に基板１８がある配置に基板ホルダ
１３を設置し、整数ｎ＝１として、パレット１２をｎ／
ｅ＝１／８回転毎にＡの位置に来る次の基板ホルダ１３
を、同様に左に凸の三角形の各頂点の位置に基板１８が
ある配置に８個全ての基板ホルダ１３を設置すると、Ａ
の位置では、基板ホルダ１３内の基板支持部１７および
基板１８の位置は、常に図１に示したような配置とする
ことができる。他の位置においても常に図１に示したよ
うな配置とすることができる。

【００２２】従って、Ａの位置に対して、左に凸の三角
形の頂点の位置に基板１８がある配置に対応させて、自
動基板交換機を設置すれば、パレットを１／８回転、回
転させる毎に、基板ホルダ１３に支持された基板１８を
３枚ずつ、脱着して交換すれば、脱着作業を８回して、
全ての基板（２４枚）を交換することができる。

【００２３】又、Ａの位置に対して、前記と同様の自動
基板交換機を設置すると共に、Ｂの位置に対して、右に
凸の三角形の頂点の位置に基板１８がある配置に対応さ
せた自動交換機を設置し、パレット１２を１／８回転、
回転させる毎に、基板ホルダ１３に支持された基板１８
を３枚ずつ、ＡとＢの位置２ヶ所で脱着して交換すれ
ば、脱着作業は４回で全ての基板（２４枚）を交換する
ことができる。

【００２４】スパッタリングによる成膜工程を考えた場
合、Ａの位置の基板ホルダ１３上の、ａの位置に支持さ
れた基板１８は、パレット１２が３回転して、ａの位置
に復帰する。即ち、全ての基板１８はパレット１２が３
回転して元の位置に復帰することになる結果、ターゲッ
トとの対向関係が、各基板間で平均化されて、基板間の
成膜特性も均一化することができる。

【００２５】図３は、他の実施例のパレット１２と基板
ホルダ１３の関係を示したものである。

【００２６】図３（ａ）は、前記実施例と同様に３枚の
基板１８を支持できるようにした基板ホルダ１３を８個
設置した実施例で、Ａの位置とＢの位置で、パレット側
から見た、基板ホルダ内の基板支持部の配置が同一とな
るようにしたものである。

【００２７】自公転機構を構成する固定ギヤ１６と回転
ギヤ１５のギヤ比を１１／３＝３・２／３、１３／３＝
４・１／３、１７／３＝５・２／３等とすることで、こ
のようにすることができる。

【００２８】この実施例では、Ａの位置に対する基板の
自動交換機とＢの位置に対する自動交換機を同一の構成
とすることができる。

【００２９】図３（ａ）において、固定ギヤ１６と回転
ギヤ１５のギヤ比を７７／１８＝７７／（３×６）＝４
・５／（３×６）として、Ａの位置とＢの位置で、パレ
ット１２側から見た基板ホルダ１３内の基板支持部の配
置が同一となるようにし、パレット１２を１／８回転さ
せた時、次の基板ホルダ１３がＡの位置およびＢの位置
で同一配置となるようにし、同様の作業をくり返して８
個の基板ホルダ１３を全て設置したのち、パレット１２
を逆回転して初めにＡの位置で取付けた基板ホルダ１３
がＡの位置にもどった状態を初期状態とすると、パレッ
ト１２を初期状態から１８回転した時に、Ａの位置とＢ
の位置で、夫々各基板支持部１７が初期状態に復帰する
ことになる。

【００３０】初期状態からパレット１２を６回転させる
ことにより、基板ホルダ１３内の基板支持部１７はＡの
位置とＢの位置で、夫々、初期状態から２／３回転ずれ
た位置に移動し、配置は初期状態と同じになる。

【００３１】即ち、ｄ＝３、ｍ＝６で７７／（３×６）
の様なギヤ比の場合は、基板支持部１７の配置がＡの位
置とＢの位置で同形状となるまでパレットを６回転した
後に、基板の自動交換を開始し、パレット１２を１／８
回転、回転させる毎に基板の自動交換を行えば、脱着作
業は４回で全ての基板を交換することができる。

【００３２】図３（ｂ）は、４枚の基板１８を支持でき
るようにした基板ホルダ１３を７個設置した実施例で、
Ｃの位置とＤの位置で、パレット側から見た基板ホルダ
内の基板支持部の配置が同一となるようにしたものであ
る。

【００３３】自公転機構におけるギヤ比を１７／４＝４
・１／４、３１／４＝７・３／４等することができる。

【００３４】図３（ｃ）は、パレット１２に対して、５
枚の基板１８を支持できるようにした基板ホルダ１３を
６個設置した実施例である。Ａの位置とＢの位置におい
て、パレット側から見た基板ホルダ内の基板支持部の配
置が同一となるようにしたものである。

【００３５】自公転機構におけるギヤ比を１７／５＝３
・２／５、１９／５＝３・４／５、２１／５＝４・１／
５、２３／５＝４・３／５等とすることでこのようにす
ることができる。

【００３６】次に図３（ｄ）は、パレット１２に対し
て、７枚の基板１８を支持できるようにした基板ホルダ
１３を５個設置した実施例である。基板支持部１７は基
板ホルダ１３の中心位置と、円周を６等配した位置に設
けて、７枚の基板１８が支持できるようにしてある。Ｅ
の位置とＦの位置で、パレット側から見た基板ホルダ内
の基板支持部の配置が同一となるようにしたものであ
る。

【００３７】自公転機構におけるギヤ比を１９／６＝３
・１／６、２９／６＝４・５／６等とすることでこのよ
うにすることができる。

【００３８】図４は、図３（ａ）に示した実施例と同様
に、３枚の基板１８を支持できる様にした基板ホルダ１
３を８個設置した実施例である。

【００３９】Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊの各位置で、基板ホルダ内
の基板支持部１７の配置が同一となるようにしてある。
ｅ＝８、ｎ＝２とすると、図示の状態からｎ／ｅ＝２／
８＝１／４回転した時、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊの位置に来る基
板ホルダの基板支持部が同一の配置となるようにしたも
のである。

【００４０】固定ギヤと回転ギヤのギヤ比を１１／３＝
３・２／３、１３／３＝４・１／３、１７／３＝５・２
／３等に設定すると、パレット１２が１回転した時、
Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊの位置での基板ホルダ１３内の基板支持
部１７が夫々、２／３、１／３、２／３回転等し、基板
ホルダ１３内の基板支持部１７の配置が一定となる。こ
こで、Ｇ〜Ｊの位置に基板の自動交換機を設置して、自
動基板交換を行い、次いでパレット１２を２／８＝１／
４回転させて、自動基板交換を行えば、パレット上の全
ての基板の交換をすることができる。

【００４１】以上、いくつかの実施例について説明した
が、パレット１２内に設ける基板ホルダ１３の数および
基板ホルダ１３内に設ける基板支持部１７の数およびギ
ヤ比は、実施例に限定されるものでは無い。基板１８の
径、および支持可能とすべき枚数の他、許容されるパレ
ット１２の径、自動交換機の設置条件を考慮して各構成
要素の形状および自公転機構のギヤ比を決定することが
できる。尚、自公転機構は、実施例ではギヤとしている
が、ギヤ以外の機構即ち、固定輪と回転輪などの自公転
機構であっても良い。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、小径の基板が多数枚支持できるので、一回の処理枚
数を増大できる基板支持装置を提供できる効果がある。

【００４３】又、基板とターゲットの対向関係を各基板
間で平均化できるので、基板間の成膜特性を均一化でき
る基板支持装置を提供できる効果がある。

【００４４】更に、パレット側から見た基板ホルダ内の
基板支持部の配置を一定の配置にできるので、基板の脱
着の為の自動交換機は、基板の探索を不要にでき、基板
の脱着作業を容易にし、能率を向上できる基板支持装置
を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の正面図である。

【図２】同じく実施例の一部断面図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はこの発明の
他の実施例のパレットと基板ホルダの関係を示した説明
図である。

【図４】この発明の更に別の実施例の概略正面図であ
る。

【図５】従来の公転式の基板支持装置の正面図である。

【図６】同じく従来の基板支持装置の一部断面図であ
る。

【図７】従来の自公転式の基板支持装置の一部断面図で
ある。

【符号の説明】

１２ パレット １３ 基板ホルダ １５ 回転ギヤ １６ 固定ギヤ １７ 基板支持部 １８ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 好弘 東京都府中市四谷５丁目８番１号 日電 アネルバ株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−133319（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−312835（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−13566（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−70274（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−314540（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 C23C 16/00 - 16/56

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能としたパレットに、中心に基板
   支持部が設けてあると共に、当該パレットの円周に沿っ
   てｅ等分（ｅは２以上の整数）の位置にそれぞれ回転可
   能とした基板ホルダであって、前記パレットの回転によ
   って自公転する基板ホルダが設置されている基板支持装
   置において、前記基板ホルダは、基板ホルダの円周に沿
   ってｄ等分（ｄは２以上の整数）の位置に、それぞれ基
   板支持部が設けてあり、パレットと基板ホルダ間の自公
   転機構は、パレットが１回転したとき、パレット側から
   見た基板ホルダ内の基板支持部が、ｋ／（ｄ×ｍ）回転
   （ｋ、ｍは整数）した位置に自転すると共に、パレット
   がｎ／ｅ回転（ｎ＜ｅ、ｎは整数）したときに、所定の
   位置にある基板ホルダにおける基板支持部の配置が、回
   転前の所定の位置にある基板ホルダにおける基板支持部
   の配置と同様の配置になることを特徴とする基板支持装
   置。
2. 【請求項２】 自公転機構は、固定ギヤ又は固定輪と、
   基板ホルダの軸に固着され、前記固定ギヤ又は固定輪と
   噛み合い又は周面が当接し、パレットの回転に連れて前
   記固定ギヤ又は固定輪の周囲を転動する回転ギヤ又は回
   転輪とで構成され、固定ギヤ又は固定輪と、回転ギヤ又
   は回転輪とのギヤ比又は周面の円周比（固定ギヤの歯数
   又は固定輪の円周／回転ギヤの歯数又は回転輪の円周）
   がｋ／（ｄ×ｍ）としてあることを特徴とする請求項１
   記載の基板支持装置。