JPS589980A - プラネタリ形蒸着装置 - 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】 本発明は半導体ウェハ（以下ウェハと呼ぶ）用のプラネ
タリ形蒸着装買に関するものである。

第１図は被加工物であるウェハ１の外観を示し２はその
上面、３は同じく下面である。

上記のようなウェハの表面にアルミニウム。

銀などの蒸着を施すには通常第２図に示すようなプラネ
タリ形蒸着装置４が用いられる。この装置には数個（通
常６個）のプラネタリ５が設けられており、このプラネ
タリ５．５にそれぞれ１０乃至３０個のウェハホルダ６
が取付けられていて各１個のウェハを保持し得るように
なっている。

上記のプラネタリ５．５はそれぞれアーム７゜７の先端
に軸受部８を介して回転自在に支承され、上記のアーム
７．７の基端部は回転プレート９に対して放射状に固着
されている。

１０はフタであり、この７タ１ｏ内に前記の回転プレー
ト９を回転駆動する機構（図示せず）が内蔵されている
。

前述のプラネタリ５．５は円形のレール１１の上に乗せ
られていて、回転プレート９が回転駆動されるとプラネ
タリ５．５は円形レール１１に接触しつつ転動し、中心
軸ＹＹの回りを公転しながら軸受部８０回りに自転する
ようになっている。

ヒンジ１２によって支承されたフタ１ｏで蒸着装置４の
開口部を覆って密閉した後、内部を真空にし、蒸発皿１
３に入れられた蒸着物質を加熱蒸発させつつプラネタリ
５を自転及び公転させることにより、ウェハホルダ６、
−６に装着されたウェハに蒸着を行う。

第３図は上記ウェハホルダ６の平面図、第４図は同じく
側断面図である。

ウェハホルダ６はプラネタリ５に形成されたウェハよ沙
も僅かに大径の円形凹部６ａと、上記の凹部と同心状に
設けられたウェハよりも僅かに小径の円形開口部６ｂと
、前記の円形凹部６＆の近傍にボルト１５．ナツト１６
で取付けられ丸板ばね１４とから成り立っている。前記
の円形凹部６ａにウェハ１を嵌めこんで板ばね１４で押
さえることにより、ウェハ１は着脱自在にウェハホルダ
６に装着され、開口部６ｂを介してその片面がプラネタ
リ５の内側に向けて露出され、この面に蒸着を受ける。

上述の構造機能から明らかなように、上記の従来形プラ
ネタリ蒸着装置においては、ウェハ１は１回の蒸着操作
によって片面にのみ蒸着を施される。従って、たとえば
大容量半導体集積回路用ウェハのように両面に蒸着を施
さねばならない場合には、上記のようにして片面に蒸着
操作をした後、一旦蒸着装置４の真空を切り、フタ１０
を開いて手作業でウェハ１の表裏を反転してから再度同
様の蒸着操作を行わねばならない０ このように、一度真空を切り、フタを開いてウェハを反
転することは時間と労力を浪費するだけでなく、ウェハ
に異物付着を生じる可能性を増し、その上、再加熱に要
するエネルギーと時間のロスを伴う。

本発明は以上の事情に鑑みて為され、蒸着操作の途中で
７タを開いて手作業でウェハの反転を行う必要なくウェ
ハの両面に蒸着を施し得るプラネタリ形蒸着装置を提供
しようとするものである。

上記の目的を達成するため、本発明は、着脱自在にウェ
ハを保持するウェハホルダと、上記のウェハホルダを支
承する回転軸と、上記の回転軸を約１８０°　回転させ
る手段とを備え、かつ前記の回転軸はウェハホルダに保
持されたウェハとほぼ接するようにしたことを特徴とす
る。

次に、本発明の一実施例を第５図乃至第９図について説
明する。

第５図は本発明に係るウェハホルダの側面図第６図り同
平面図である。回転軸ＳＯの両端にそれぞればねホルダ
２６．５１を取付け、２個の板ばね１７，１８がウェハ
１を挾んで対向するようそれぞれ前記のばねホルダ２６
．３１に取付ける。

２７は板ばね１７取付用のブロック、２８．２９は同ネ
ジである。３３は板ばね１８取付用ブロツク、３３は同
ネジである。

板ばね１７の先端にはウェハチャック用チップ１９を固
着し、板ばね１８の先端にはブロック２１を固着する。

そして、両端にウェハチャック用チップ２４．同２５を
固着したプレート２５の中央にブロック２２を固着し、
このブロック２２と、ばね１Ｂの先端に固着したブロッ
ク２１とをピン２１を介して若干の回動自在なように軸
着する。４０はウニ設 ハチャツク用チップ１９に植讐したピンである。

前記のピン２１と同４０とに指先で矢印Ａ、同Ｂ方向の
力を加えると、板ばね１７．１８が撓んで押し広げられ
る。このようにしてクエハチャツク用チップ１９．同２
４．同２５の間にウェハ１を挾みこむと、ウェハ１は板
ばね１７，１Ｂの弾性によってチャック用チップ１９．
２４．２５を介して保持される。本実施例は以上のよう
にしてウエノ・１を着脱自在に保持するウェハホルダを
構成し、このウェハホルダを回転軸５０によって支承せ
しめる。そして、上記の回転軸３０を、ベアリング６６
゜３７およびベアリングホルダ５４．５５を介して、前
述のプラネタリ５に回動自在に取りつける。

３８は回転軸３０を回動させるためばねホルダ２６に取
付けたリンクピン、３９はこれを回転駆動するリンク、
４３は回転軸３０の回転位置を中立位置に戻すためのト
ーションばねである。

本実施例においては板ばね５１７と同１８と回転軸３０
とがコの字形をなすように互いに固着し、とのコの字形
が含まれる平面に沿ってウェハ１が挾持されるようにウ
ェハチャック用チップ１９゜同２４及び同２５を設ける
ことによシ、ウェハ１は回転軸３０にほぼ接するように
保持される０第７図は第６図に示したウェハホルダをプ
ラネタリに配列する方法を説明するため３個のウェハホ
ルダ６．６’、６“、およびこれらのウエノ・ホルダに
保持された３個のウェハ１，１’、１“を例示している
。このように１複数個配設されたウェハホルダの回転軸
５０．３０’、　３ＣＩ”　の軸心が１点０で交わるよ
うにし、かつ、隣接するウエノ・１と同１′とが回転軸
３０について対称の位置にあり、ウェハ１′と同１“と
が回転軸５０′について対称の位置にあるように配列す
る。これにより、３個の回転軸３０．３０’　、５０”
を同時に同方向へ／２回転させると、ウェハ１は同１′
の位置に、ウェハ１′は同１“の位置にというように、
すべてのウェハが隣接するウェハの位置に移るとともに
表裏を反転される。

第８図は以上に説明したウェハホルダ６．６を設けたプ
ラネタリ５、及びつ、エノ・ホルダの回（ｊｉ　　　’
、１ 転軸５０．３０を回転させるための駆動機構を示す断面
図である。ウェハホルダ６．６は球面板状のプラネタリ
５の内面側に取付ける。４４は取付用ペース、４５は取
付用ネジである。

上記と別体に７ランジを有する中空軸５０を設け、この
中空軸５０に５本のシャフト　（２本のみ図示す）　４
８．４８を固着する。５１は止めねじである。そして、
上記のシャツ）４８．４８の先端部におねじを形成し、
ナラ）４９．４９を螺合して前述のプラネタリ５の中央
部を挾みつけて支承する。

４６．４７は座金である。

前記の中空軸５０をベアリング５３．５５を介してアー
ム７の先端に回動自在に支承する。７ａはアーム７ａの
先端に一体形成したベアリングケージである。カラー５
２．ベアリングナツト５４．座金５５、ボルト５７およ
び回りどめプレート５６は前記ベアリング５３の位置ぎ
め手段である。

前記の中空軸５０にスライド軸５８を摺動自在に嵌合し
、その一端に駆動プレート６４を取付ける。

ナツト６５と座金６２とは駆動プレート６４の取付は手
段である。そして、スライド軸５８の他端にはスライド
軸を駆動するための円板５９をボルト６０で取付ける。

３９は先に第５図について説明した回転軸３０を回動さ
せるためのリンクである。このリンク３９の先端に対応
する位置に、スリワリを形成したリンクホルダ６５を駆
動プレート６４に取付け、上記のスリワリをビン６６を
介してリンク５９の先端に係合する。６７はリンクホル
ダ６５取付用のナツトである。

以上のようにして、ウニ／Ｓホルダを支承する回転軸３
０を、同回転軸に取付けたリンク３９．同リンクに係合
したリンクホルダ６５．同リンクホルダを取付けた駆動
プレート６４および同駆動プレートに取付けたスライド
軸５８を介して約１８０゜回転させる手段を構成する〇 一般に、１組のリンク機構を用いて被動軸を１８０°回
転することは容易でない。そこで本例においては、先に
第６図について説明したように回動軸５０を中立位置に
付勢するトーションばね４３を備えて１８０°回動を可
能ならしめている０上記の中立位置とは、回動軸５０に
支承されたウェハがプラネタリ５０面とほぼ垂直となる
位置を意味する。即ち、リンク３９に別設の力を加えな
いとき、ウェハはプラネタリ５０面に対して垂直のｉ勢
になるので、回動軸３０に対してこの中立位置から反対
方向にそれぞれ９０°の回動を与えればこの回動軸に支
承されたウエノ飄が１８０°回動する。その上、回動軸
３０は球面状のプラネタリ５の内面側に設けられている
ので、これに保持されたウェハの表裏を反転さ騒るため
に必要な回動角は１８０°よりも小さくて済む。

ボールプランジャ６１と、これに対応するＶ形式６１ａ
　、　６１ｂとはスライド軸５８の軸心方向の摺動位置
を保持させるための手段である。

第９図に上記のスライド軸５８を軸方向に摺動させる操
作機構を示す。

真空容器６Ｂに固設されたブロック６８ａに軸孔を穿っ
てスライドシャフト７１を挿通する。７２゜７２は気密
保持用のシールである０上記のスライドシャフト７１の
先端にコの字形断面の溝を有するブロック７３を取付け
、コの字形溝をスライドシャフト５Ｂの駆動用円板５９
に対向離間させる。

前記のスライド軸７１は、ボス）６９．６９によって同
スライド軸７１と同心状に固設されたモータシリンダ７
０によって往復駆動される。７４はスライド軸７１に回
着されたガイドピースで、ポスト６９に沿って摺動する
ことによりスライドシャフト７１の回り止め機能を果た
し、同スライドシャフトに回着された駆動ブロック７３
が円板５９に干渉しないようにしている。

アーム７は回転プレート９の中心軸Ｙ−Ｙの回りに回動
するので、同アーム７の先端に設けられたスライド軸５
８がスライド軸７１と同心状に対向する位置に静止した
ときモータシリンダ７０を作動させると、スライド軸７
１．駆動ブロック７３、および駆動円板５９を介してス
ライ・ド軸５８が前進もしくは後退、任意に駆動され、
これに従って回動軸３０の回動、並びにウェハの反転が
行われる。

第１０図は本発明の応用例を示す。本例は第５図の実施
例に比してウェハチャック用チップ１９゜同２４．同２
５のウェハ挾持用の溝状部の幅を広くして、２枚のウェ
ハ１，１′を挾持し得るようにしである。このようにし
て２枚のウェハを重ねて保持すると、ウェハ１および同
１それぞれの片面に蒸着操作を施す場合、１回のセット
、１回の真空引きによシ片方のウェハ１′の片面に蒸着
を行い、そのまま２枚のウェハを反転して他方のウェハ
１の蒸着を行い得るので、蒸着操作に要する時間、労力
、真空引き作業、および蒸着用の加熱エネルギーを大幅
に節減できる。また、ウェハチャック用チップ１９．２
４．２５の形状を適宜に設定することにより、形状の異
なる２枚のウェハを保持させることもできる。

以上説明したように、本発明によれば゛、ウェハホルダ
を支承する回転軸と、この回転軸を約１８０°回転させ
る手段とを備えることによって、蒸着装置内を真空に保
持したままでウェハの表裏を反転させることができるの
で、ウェハの両面に蒸着を行う際、蒸着操作の途中でフ
タを開゛いてウェハの表裏を反転させる必要が無い。ま
た、前記の回転軸の位置を、同回転軸に保持されたウェ
ハに接するようにすることによって、多数のウェハを保
持してこれらを同時に反転せしめる場合、相互に干渉す
ることなく反転させることができ、しかもプラネタリの
内面に無駄な面積を残さずに多数のウェハホルダを有効
に配列することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はウェハの斜視図、第２図乃至第４図は従来一般
に用いられているプラネタリ形蒸着装置を示し、第２図
は全体斜視図、第３図はウェハホルダ部分の平面図、第
４図は同側面図である。第５図乃至第９図は本発明に係
るプラネタリ形蒸着装置の一実施例を示し、第５図はウ
ェハホルダ部分の側面図、第６図は同平面図、第７図は
同配置図、第８図はウェハホルダを備えたプラネタリの
断面図、第９図は第８図のプラネタリ及びウェハホルダ
の操作機構の断面図である。第１０図は上記と異なる実
施例におけるウェハホルダの側面図である。 １　、１’、　１“・・・ウェハ　１７，１８・・・ウ
ェハホルダを構成する板ばね　１９．２４．２５・・・
同チャック用チップ　３０・・・ウェハホルダを支承す
る回転軸　３８・・・上記回転軸を回転させる手段を構
成するリンクピン　３９・・・同リンク　６５・・・同
リンクホルダ　６４・・・同駆動プレート４８・・・同
シャ７）５８．７１・・・同スライド軸　７０・・・同
モータシリンダ 第　ＩＩ￥１ 修２図 ０ 第３　図 第４ｍ 坐６図　　　　　　　　　　　　　　　＼第８図 第　１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 着脱自在にウェハを保持するウエノ・ホルダと上記のウ
   ェハホルダを支承する回転軸と、上記の回転軸を約１８
   ０度回転させる手段とを備え、かつ前記のウェハホルダ
   は回転軸にほぼ接するようにウェハを保持するようにし
   たることを特徴とするプラネタリ形蒸着装置。