(57)【要約】【課題】例えば、複数のターゲットを相互に隔てる溝部をクリーニングする。【解決手段】第２マグネット素子（８０）は、Ｎ極及びＳ極のうちＳ極が裏板６側に位置し、且つＮ極がターゲット（３）側に位置している。第１マグネット素子（８１）は、中部にＮ極が設けられ、その周辺部にＳ極が設けられている。第１マグネット素子（８１）は、溝部（４）内をクリーニングする際に、制御装置（１００）の制御下で、Ｘ方向、即ち図中太線矢印方向に沿って駆動される。第２マグネット素子（８０）は、第１マグネット素子（８１）から当該第２マグネット素子（８０）に作用する磁力によって、第１マグネット素子（８１）と同様に、図中太線矢印方向に沿って駆動されることによって、溝部（４）に付着した付着物をクリーニングする。【選択図】図４
2010202964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、
薄膜が成膜されるべき被成膜対象物に向かい合うように前記チャンバ内に配置されたカソードユニットと、
前記カソードユニットにおける前記被成膜対象物に臨む側において、溝部を介して相互に離して配置された複数のターゲットと、
前記溝部内を移動可能なように前記溝部に配置された磁性体と、
前記複数のターゲットから見て前記カソードユニット側に配置された第１マグネット素子と、
前記溝部が延びる方向に沿って前記第１マグネット素子が揺動されるように、前記第１マグネット素子の動作を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
前記磁性体は、Ｎ極及びＳ極のうち一方の極が前記カソードユニット側に位置し、且つ他方の極が前記ターゲット側に位置する第２マグネット素子であること
を特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、大型ディスプレイを製造する際に用いられるスパッタ装置であって、広い領域に薄膜を形成可能なスパッタ装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタ装置は、スパッタ現象を利用して半導体ウェハ、ガラス基板などの被成膜対象である基板に薄膜を形成する可能な薄膜形成装置である。スパッタ装置によれば、真空中にＡｒ等の不活性原子の放電用ガスを導入し、電極に電圧を加えるとグロー放電が起こる。このとき、プラズマ中のＡｒイオンが陰極のターゲットに衝突してターゲット原子をはじき出す（スパッタする）。スパッタされた原子は、陽極側に置かれたウェハ等の基板上に沈着し、薄膜を形成する。スパッタ装置によれば、ターゲット材料を選ぶことであらゆる材料の成膜が可能であり、例えば、大型液晶ディスプレイ装置の製造プロセスにおいて、ＩＴＯ等の透明導電材料で構成される画素電極を形成することが可能である。特許文献１は、高品位の薄膜を形成可能なターゲット、及びそのようなターゲットを用いたスパッタ装置を開示している。尚、Ａｒガス等の不活性ガスは、スパッタリングを実行する際だけでなく、スパッタ装置がスタンバイ状態にある際にも、チャンバ内の温度を均一に維持することを目的として、当該チャンバ内に供給されている。
【０００３】
また、大型ディスプレイを製造する際には、薄膜を広い範囲に均一に形成することを目的として、一枚のターゲットではなく、平面的に複数のターゲットが配列されたスパッタ装置が用いられる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６９９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スパッタ処理を続けて行っていくにつれて、複数のターゲット間を相互に隔てる溝部に付着物（リデポ物）が堆積していく。このような付着物は、ターゲットから被成膜対象である基板に向かって飛翔するスパッタ原子以外の不純物が発生してしまう発塵源になる。溝部に付着した付着物によれば、均一な膜質を成膜することが困難となり、当該スパッタ装置を用いて製造される表示装置について表示欠陥等の品質問題を発生させてしまう。
【０００６】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、均一な膜質を有する薄膜を成膜可能なスパッタ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るスパッタ装置は上記課題を解決するために、チャンバと、薄膜が成膜されるべき被成膜対象物に向かい合うように前記チャンバ内に配置されたカソードユニットと、前記カソードユニットにおける前記被成膜対象物に臨む側において、溝部を介して相互に離して配置された複数のターゲットと、前記溝部内を移動可能なように前記溝部に配置された磁性体と、前記複数のターゲットから見て前記カソードユニット側に配置された第１マグネット素子と、前記溝部が延びる方向に沿って前記第１マグネット素子が揺動されるように、前記第１マグネット素子の動作を制御する制御手段とを備える。
【０００８】
本発明に係るスパッタ装置によれば、複数のターゲットは、チャンバ内においてカソードユニットにおける前記被成膜対象物に臨む側の面において、相互に離して配置されている。そのため、複数のターゲット間には、これらターゲットを相互に隔てる溝部が形成されていることになる。
【０００９】
磁性体は、前記溝部内を移動可能なように前記溝部に配置されている。磁性体は、後述する第１マグネット素子から当該磁性体に作用する磁力によって当該磁性体が溝部内を移動可能な材料から構成されている。このような磁性体としては、例えば、鉄等の強磁性体が好ましい。
【００１０】
第１マグネット素子は、前記複数のターゲットから見て前記カソードユニット側に配置されている。第１マグネット素子は、例えば、スパッタ装置による薄膜形成処理の後に、或いは、薄膜形成処理が断続的に実行される合間に、後述する制御手段の制御下で溝部が延びる方向に沿って移動可能である。
【００１１】
制御手段は、前記溝部が延びる方向に沿って前記第１マグネット素子が揺動されるように、前記第１マグネット素子の動作を制御する。制御手段は、当該スパッタ装置の制御部として設けられた制御回路等の電子制御手段と、当該電子制御手段によって第１マグネット素子を駆動可能な駆動手段とを含む概念であり、第１マグネット素子及び磁性体を相互に物理的に接触させることなく、磁性体を溝部内で移動させることが可能である。
【００１２】
よって、本発明に係るスパッタ装置によれば、溝部に付着した付着物を磁性体によってクリーニングすることが可能であり、溝部に付着物が残留した状態で薄膜が形成される場合に比べて、薄膜の膜質を高めることが可能である。加えて、本発明に係るスパッタ装置によれば、付着物をクリーニングする磁性体と、磁性体を駆動する第１マグネット素子とが非接触であるため、クリーニングするクリーニング手段と、当該クリーニング手段を駆動する駆動手段とを物理的に直接接触させた状態で駆動手段からクリーニング手段に駆動力を供給する場合に比べて、スパッタ装置の構成を簡略化できると共に、スパッタ装置のサイズが大型することを抑制可能である。
【００１３】
本発明に係るスパッタ装置の一の態様では、前記磁性体は、Ｎ極及びＳ極のうち一方の極が前記カソードユニット側に位置し、且つ他方の極が前記ターゲット側に位置する第２マグネット素子であってもよい。
【００１４】
この態様によれば、第１マグネット素子及び第１マグネット素子相互に作用する磁力によって、より強力に溝部内で第２マグネット素子を移動させることが可能である。
【００１５】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るスパッタ装置の実施形態であるスパッタ装置の概略構成を示した構成図である。
【図２】複数のターゲットの配列状態を示した平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ´断面図である。
【図４】第１マグネット素子及び第２マグネット素子の夫々の駆動方向を図式的に示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るスパッタ装置の一実施形態であるマグネトロンスパッタ装置を説明する。尚、本実施形態では、本発明に係るスパッタ装置は、マグネトロンスパッタ方式以外の他のスパッタリング方式を採用するスパッタ装置についても適用可能である。
【００１８】
図１乃至図４を参照しながら、本発明に係るスパッタ装置の実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係るスパッタ装置１の概略構成を示した構成図である。図２は、複数のターゲットの配列状態を示した平面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ´断面図である。図４は、第１マグネット素子及び第２マグネット素子の夫々の駆動方向を図式的に示した概念図である。
【００１９】
図１において、スパッタ装置１は、チャンバ２、カソードユニット５、複数のターゲット３、本発明の「制御手段」の一例である制御装置１００、本発明の「磁性体」の一例である第２マグネット素子８０、第１マグネット素子８１、排気経路部１０、及びクライオポンプ１４を備えて構成されている。
【００２０】
カソードユニット５は、ＩＴＯ等の薄膜８が成膜されるべき被成膜対象物である基板９に向かい合うようにチャンバ内２に配置されている。スパッタ装置１によれば、その動作時に、言い換えれば、薄膜を形成するためにスパッタ装置１が動作状態にある際に、制御装置１００の制御下で駆動される電源２００によってカソードユニット５及び基板９間に電圧を印加し、磁力線に沿って電子を螺旋状に運動させることによって、電子の周囲にＡｒガスのプラズマを発生させる。
【００２１】
複数のターゲット３は、カソードユニット５における基板９に臨む側の面において、相互に離して配置されている。より具体的には、複数のターゲット３は、カソードユニット５における基板９に臨む側に配置された裏板６の表面、即ち、裏板６の基板９に臨む側の面に配列されている。スパッタ装置１の動作時、即ち、薄膜８を形成する際には、基板９に向かって相互に溝部４を介して配列された複数のターゲット３の夫々から原子が叩き出される。これら原子は、マスク７の開口部を介して、基板９の表面に所定のパターン形状にパターニングされた状態で成膜される。
【００２２】
排気経路部１０は、複数のターゲット３を相互に隔てる溝部４に臨む排気口１０ａ（図３参照）を有している。排気経路部１０の途中には、バルブ１２が設けられている。バルブ１２は、スパッタ装置１がスタンバイ状態にある際、閉状態から開状態に切り換えられる。尚、排気経路部１０とは別に設けられた排気経路部１１の途中にもバルブ１３が設けられている。チャンバ２内のＡｒガスは、スパッタ装置１がスタンバイ状態にある際、排気経路部１０だけでなく、制御装置１００の制御下で駆動されるクライオポンプ１４の動作に応じて排気経路部１１を介しても排出される。
【００２３】
クライオポンプ１４は、スパッタ装置１がスタンバイ状態にある際に、チャンバ２内のＡｒガスと共に、溝部４に蓄積された異物を排気経路部１０を介して排出可能である。排気経路部１０及びクライオポンプ１４によれば、排気経路部１０の排気口１０ａが溝部４に臨んでいるため、排気経路部１１を介して溝部４から異物を排出する場合に比べて、効率良く異物をチャンバ２の外部に排出できる。
【００２４】
第２マグネット素子８０は、溝部４内に配置されている。第１マグネット素子８１は、複数のターゲット３から見てカソードユニット５側に配置されている。第１マグネット素子８１は、例えば、スパッタ装置１による薄膜形成処理の後に、或いは、薄膜形成処理が断続的に実行される合間に、制御装置１００の制御下で溝部４が延びる方向に沿って移動可能である。
【００２５】
次に、図２及び図３を参照しながら、溝部４及び溝部４に蓄積される付着物について説明する。
【００２６】
図２に示すように、大型の基板９に薄膜８を形成する（図１参照）ためには、裏板６上に複数のターゲット３が、相互に離して配列される。したがって、ターゲット３相互の間には、溝部４が形成されてしまう。より具体的には、複数のターゲット３の夫々は、図中Ｘ方向及びＹ方向の夫々に延びる溝部４を介して相互に隔てられている。第２マグネット素子８０は、溝部４内において、Ｘ方向及びＹ方向の夫々に沿って移動可能に配置されている。
【００２７】
図３に示すように、溝部４が形成された状態でスパッタリングを実行すると、ターゲット３から叩き出された原子のうちターゲット３から基板９に向かう原子だけでなく、溝部４に付着してしまう原子もある。このように溝部４に付着した原子が当該溝部４に蓄積されることによって、溝部４に付着物５０が形成されてしまう。異物５０が溝部４に蓄積されたままの状態でスパッタリングを実行すると、薄膜８が均質且つ一様な膜厚で形成されず、欠陥を含んだ薄膜８が形成されてしまう。したがって、付着物５０を除去しないままでスパッタリングを実行すると、例えば画素電極を形成する際に画素電極の歩留まりを低下させてしまう。加えて、これら画素電極を含んでなる大型ディスプレイ装置等の表示装置を製造する際の歩留まりを低下させてしまう。
【００２８】
そこで、スパッタ装置１によれば、図２に示すように、後述するように第２マグネット素子８０が溝部４内をＸ方向及びＹ方向の夫々に沿って移動可能に配置されているため、溝部４に付着した付着物が第２マグネット素子８０によってクリーニングされる。
【００２９】
加えて、図３に示すように、スパッタ装置１によれば、溝部４に排気口１０ａが臨む排気経路部１０を介してＡｒガスを排出することによって、Ａｒガスと共に、溝部４から直接付着物５０を排出することができる。したがって、スパッタ装置１によれば、複数のターゲット３間の溝部４に蓄積された付着物５０を溝部４から除去することが可能であるため、付着物５０が溝部４に蓄積されたままでスパッタリングを実行する場合に比べて、薄膜８に生じる欠陥を低減することが可能である。特に、スパッタ装置１によれば、複数のターゲット３を用いて広い領域に均質な薄膜８を形成できるため、例えば、大型液晶ディスプレイ装置の製造プロセスにおいて、ＩＴＯ等の透明導電材料で構成される高品位の画素電極を形成でき、大型ディスプレイの製造プロセスに歩留まりを向上させることが可能である。
【００３０】
尚、スパッタ装置１によれば、排気経路部１０の途中にフィルタが設けられていてもよい。フィルタによれば、排気経路部１０を介して排出される付着物５０がクライオポンプ１４に蓄積される蓄積量を低減でき、スパッタ装置１のメンテナンスサイクルを延ばすことが可能である。
【００３１】
次に、図４を参照しながら、第１マグネット素子８１及び第２マグネット素子８０の夫々の動作について詳細に説明する。
【００３２】
図４に示すように、第２マグネット素子８０は、Ｎ極及びＳ極のうちＳ極が裏板６側に位置し、且つＮ極がターゲット３側に位置している。第１マグネット素子８１は、中部にＮ極が設けられ、その周辺部にＳ極が設けられている。
【００３３】
第１マグネット素子８１は、溝部４内をクリーニングする際に、制御装置１００の制御下で、Ｘ方向、即ち図中太線矢印方向に沿って駆動される。第２マグネット素子８０は、第１マグネット素子８１から当該第２マグネット素子８０に作用する磁力によって、第１マグネット素子８１と同様に、図中太線矢印方向に沿って駆動されることによって、溝部４に付着した付着物をクリーニングする。
【００３４】
よって、スパッタ装置１によれば、溝部４に付着した付着物を第２マグネット素子８０によってクリーニングすることが可能であり、溝部４に付着物５０が残留した状態で薄膜８が形成される場合に比べて、薄膜８の膜質を高めることが可能である。
【００３５】
加えて、スパッタ装置１によれば、第１マグネット素子８１及び第２マグネット素子８０を相互に物理的に接触させることなく、第２マグネット素子８０を溝部４内で移動させることができるため、溝部４内をクリーニングするクリーニング手段と、当該クリーニング手段を駆動する駆動手段とを物理的に直接接触させた状態で駆動手段からクリーニング手段に駆動力を供給する場合に比べて、スパッタ装置の構成を簡略化できると共に、スパッタ装置のサイズが大型することを抑制可能である。
【００３６】
尚、本実施形態に係るスパッタ装置１によれば、第２マグネット素子８０の代わりに、鉄等の強磁性体からなる磁性体を溝部に配置してもよい。このような磁性体は。第２マグネット素子８０と同様に、第１マグネット素子８１から作用する磁力によって溝部４内でＸ方向及びＹ方向の夫々に沿って移動可能であり、溝部４内に付着した付着物５０をクリーニングできる。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・スパッタ装置、２・・・チャンバ、３・・・ターゲット、４・・・溝部、５・・・カソードユニット、８０・・・第２マグネット素子、８１・・・第１マグネット素子、１００・・・制御装置
【図１】
2010202964.tif 000003
【図２】
2010202964.tif 000004
【図３】
2010202964.tif 000005
【図４】
2010202964.tif 000006