(57)【要約】【課題】大型基板を成膜処理する搬送成膜方式のスパッタ装置に用いるアノードを、反りや曲がりによる変形が生じないように設置でき、スパッタ成膜中の異常放電を防止して放電安定性を保持することができる上、アノードの交換洗浄等に伴うハンドリングを行う上でも容易とする一般化された対策が施されたスパッタ装置を提案すること。【解決手段】成膜処理対象の基板と成膜材料を供給するターゲットとを平行に対向させ、対向する基板面とターゲット面との間に両面に平行にアノードを設けたスパッタ装置であって、アノードが、可撓性を有する導電性材料からなり、アノード両端からの張力により直線状に保持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜処理対象の基板と成膜材料を供給するターゲットとを平行に対向させ、対向する基板面とターゲット面との間に両面に平行にアノードを設けたスパッタ装置であって、
アノードが、可撓性を有する導電性材料からなり、アノード両端からの張力により直線状に保持されることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
アノードが、線状体または帯状体の軽量物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。
【請求項３】
アノードの両端に巻き取り機構を有することを特徴とする請求項１または２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、マグネトロンスパッタ装置を主とするスパッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタ装置は、従来より、各種電子部品の製造工程において、膜厚および膜質の均一性を保持して膜厚制御が容易な薄膜の形成手段として多用されている。特に、電気的または光学的特性に優れた大面積の薄膜の形成に効果的である。例えば、近年、液晶表示装置等の平面パネル型表示装置に用いるカラーフィルタのマザー基板のサイズが大型化するにつれて、その透明導電膜に使用するＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜の大面積形成技術にスパッタ装置を用いた方法が寄与している。
【０００３】
図３は、従来の装置の主要部の一例を説明するための模式斜視図である。
基板１は、板厚０．７ｍｍ程度の薄くて平面性に優れた透明ガラス基板で、一辺が１ｍを超える大型になると、搬送成膜方式のスパッタ装置が特に有効である。ブロック矢印で示すように、枚葉基板１を一方向に搬送させつつ、図で下部に示したターゲット２をカソード電極側として、アルゴン等の不活性ガスを主とする減圧された空間の中でプラズマ状態を発生させる。ターゲット２に対向して等速で通過する基板１の表面上に、ターゲットからスパッタリング作用で飛び出させた分子を堆積させて、均一な膜を形成する。
【０００４】
従来より、不純物の少ない高品質の薄膜を得る一般的なスパッタ装置の改良手段として、カソード側のターゲット２と基板１との間に、例えば網目状のアノード電極を設けることにより、基板表面に負のバイアス電圧が印加され、イオンによるクリーニング効果を受けることが知られている。また、ターゲットに磁界発生源を設けることで、スパッタ分子とチャンバー内のガスとの衝突確率を高くして低いガス圧中でスパッタ成膜できるので、不純物の少ない高品質の薄膜を得ることも知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
後者の手段を改良したマグネトロンスパッタ装置が特許文献２に提案されている。また、特許文献３は、搬送成膜方式のマグネトロンスパッタ装置において、大サイズのガラス基板にＩＴＯをスパッタ成膜する際に、前述の改良を実用化する手段として、棒状アノードのスパッタ装置内での取り付け方を工夫している。棒状アノードの反りを防止することにより、ターゲットと基板とが平行に傾きを有する配置において、スパッタ成膜中の放電安定性が得られ、膜厚分布のばらつきを防止できることを提案している。
【０００６】
特許文献３における搬送成膜方式のスパッタ装置のように、ターゲットと基板との平行関係を保持したままの傾きは、各種のものが可能であり、大型基板を成膜処理する場合の異物付着の防止、ハンドリングの都合、設置スペース、等の種々の要因により装置設計される。図３は、ターゲットと基板との平行関係を保持したままの傾きを一般化して表現したものであり、棒状アノード４０は、剛性を有する導電性材料からなる。また、棒状アノード４０とターゲット２との間に、スパッタ放電の安定化を図り、成膜処理対象の基板以外へのスパッタ分子の付着を制限する防着板機能も有する枠体状のチムニー５を設ける。上記の棒状アノードやチムニーには、剛性が高く、比較的軽量のチタンやステンレス等の金属材料が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１３８０６９号公報
【特許文献２】特開平５−２３９６３８号公報
【特許文献３】特開２００７−１２６６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
大型基板を成膜処理する搬送成膜方式のスパッタ装置に用いる棒状アノード４０は、対象基板のサイズが大きくなるにつれて、長大化し重くなることが避けられない。特許文献３における工夫で、一定の傾きで設ける棒状アノードに対しては、自重による反りを防いで放電安定性を維持できる。しかし、上記の対策では、アノードの傾きを変える装置設計には対応できず、アノードが重くなった場合の交換洗浄等に伴うハンドリングにおいても不都合である。
【０００９】
本発明は、前記の問題点に鑑みて提案するものであり、本発明が解決しようとする課題は、大型基板を成膜処理する搬送成膜方式のスパッタ装置に用いるアノードを、反りや曲がりによる変形が生じないように設置でき、スパッタ成膜中の異常放電を防止して放電安定性を保持することができる上、アノードの交換洗浄等に伴うハンドリングを行う上でも容易とする一般化された対策が施されたスパッタ装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、成膜処理対象の基板と成膜材料を供給するターゲットとを平行に対向させ、対向する基板面とターゲット面との間に両面に平行にアノードを設けたスパッタ装置であって、アノードが、可撓性を有する導電性材料からなり、アノード両端からの張力により直線状に保持されることを特徴とするスパッタ装置である。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、アノードが、線状体または帯状体の軽量物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である。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、アノードの両端に巻き取り機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスパッタ装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、成膜処理対象の基板と成膜材料を供給するターゲットとを平行に対向させ、対向する基板面とターゲット面との間に両面に平行にアノードを設けたスパッタ装置であって、アノードが、可撓性を有する導電性材料からなり、アノード両端からの張力により直線状に保持されることを特徴とするスパッタ装置であるので、大型基板を成膜処理する搬送成膜方式のスパッタ装置に用いるアノードを、反りや曲がりによる変形が生じないように設置でき、スパッタ成膜中の異常放電を防止して放電安定性を保持することができる。また、アノードの交換洗浄等に伴うハンドリングを行う上でも容易とする一般化された対策が施されたスパッタ装置を提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の装置の主要部の一例を説明するための模式斜視図である。
【図２】本発明の装置の主要部の他の一例を説明するための模式斜視図である。
【図３】従来の装置の主要部の一例を説明するための模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に従って、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の装置の主要部の一例を説明するための模式斜視図である。
本発明は、成膜処理をする基板１と成膜材料を供給するターゲット２とを平行に対向させ、対向する基板面とターゲット面との間に両面に平行にアノード４１を設けたスパッタ装置であって、アノード４１が、可撓性を有する導電性材料からなり、アノード両端からの張力により直線状に保持されることを特徴とするスパッタ装置である。
【００１６】
従来の棒状アノード４０より細い線状アノード４１を使用することにより、変形無く直線状にアノードを張ることができるだけでなく、アノードによる成膜時の遮蔽効果を減少させ、成膜処理対象の基板への着膜効率を向上することができる。このことが、スパッタの使用電力の効率やターゲットの利用効率を向上させ、ターゲットの交換サイクルを延長できる。
【００１７】
本例において、アノードは、金属ワイヤ等の可撓性の線状体を有する導電性材料からなる線状アノード４１であり、線状アノード４１の両端側には、電線用のボビンに類似した巻き芯を用いて、巻き取り機構兼張力保持具６を設けることにより、線状アノードが両端からの張力により直線状に保持される。図示されないが、巻き取り機構兼張力保持具６は線状アノードの端部を巻き込んで固定するとともに、適正な張力を線状アノードに与えるように、巻き締めることができ、巻き締めた状態を固定する機構も保有する。適正な張力を与えるためのテンション制御機構により、線状アノードが緩んだり、締め過ぎにより断線したりするトラブルを未然に防止できる。
【００１８】
上記アノードは、可撓性を有する導電性材料であれば、線状体に限定されることはなく、例えば、後述の帯状体からなる帯状アノード４２を用いることが可能である。線状アノード４１と帯状アノード４２は、いずれも従来の剛性を有する導電性材料からなる棒状アノード４０に比較して軽量物で構成することができ、アノードの両端部から適正な張力を与えて引き合うことによって、自重による変形が生じないように設置でき、軽量のためハンドリングを行う上でも容易にできる。
線状アノード４１や帯状アノード４２に用いる可撓性の導電性材料としては、従来の棒状アノードに用いたチタンやステンレス等の金属材料等、真空装置内部で一般的に使用可能な材料を挙げることができる。
【００１９】
図２は、本発明の装置の主要部の他の一例を説明するための模式斜視図である。
本例においては、前述の帯状アノード４２を用いているほかに、アノード両端部での固定方法が図１と異なる。アノード両端部の内、一方は、図１と同様の巻き取り機構兼張力保持具６’を用いるが、他方は、端部固定治具７により、アノード端部を巻き込んだり巻き締めたりすることなく、咥えこむ形態で固定する。端部固定治具７により固定されたアノード端部に対して、他方の巻き取り機構兼張力保持具６’を用いる側のアノード端部を巻き込んで固定するとともに、適正な張力をアノードに与えるように、巻き締めることができる。
【００２０】
上記巻き取り機構兼張力保持具６、６’や端部固定治具７は、絶縁性セラミックスを介して線状アノード４１や帯状アノード４２を所定の配線と接続させることができる他、アノード端部を巻き締めたり、咥え込んだりする機構は、一般的なワイヤやリボン等の処理装置と同様に構成することができる。また、張力制御の機構を加えて、真空装置内部で一般的に使用可能な状態で用いることができる。
【００２１】
また、搬送成膜方式のスパッタ装置に用いるアノードは、棒状アノード４０においてそうであるように、連続成膜の一定時間の処理後、定期的に交換洗浄しないと、アノード表面に付着した被膜が成膜時の異物となって製品不良の原因となる。交換洗浄のためには、一般的に真空排気したスパッタ室を大気開放して行う必要がある上、棒状アノードのハンドリングに伴うキズや破損が避けられない。これに対して、本発明の可撓性を有する導電性材料からなるアノードを用いたスパッタ装置では、アノードの軽量化と可撓性により交換洗浄時のハンドリング自体が容易になりキズや破損の可能性を減少できる。
【００２２】
また、図１に示したように、アノードの両端に巻き取り機構を有することにより、アノードとして働かせる作用領域を一定の成膜時間後に真空中で巻き取り移動させて、新鮮なアノードの作用領域をターゲット上に配置することができる。このようにアノードの作用領域の移動を真空中で行う方式では、アノードの交換洗浄のための大気開放を伴う交換時間が不要となり、大幅なメンテナンス時間の短縮を図れる。
【００２３】
さらに、図１に示した例では、アノードの作用領域の変更が容易になるため、従来より短い成膜時間での変更とするように、アノードの作用領域の交換頻度を高める処置をとれるので、アノードに堆積するスパッタ被膜に起因する成膜基板上の異物不良を減少させることができる。
【符号の説明】
【００２４】
１・・・基板
２・・・ターゲット
５・・・チムニー
６、６’・・・巻き取り機構  兼  張力保持具
７・・・端部固定治具
４０・・・棒状アノード
４１・・・線状アノード
４２・・・帯状アノード
【図１】
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【図２】
2014005488.tif 000004
【図３】
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