(57)【要約】【課題】  インライン方式のスパッタ装置において、スパッタ成膜を低温で行い、成膜後にアニール処理を行って、ＩＴＯ膜を得る低温成膜方法を採る場合、得られたＩＴＯ膜のシート抵抗値が所望の値でないと、大量の不良膜付けが行われてしまうという問題を、解決できるインライン方式のＩＴＯ成膜装置、ＩＴＯ成膜方法を提供する。【解決手段】  順に、低温成膜法によりＩＴＯ膜をスパッタ成膜するＩＴＯ成膜処理部と、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜について、高周波の交流４端子法により、所定の周波数でその抵抗およびまたはリアクタンスを測定する高周波測定部と、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜をアニール処理するアニール処理部とを、備えている。【選択図】  図１
2007157409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の基板の面にＩＴＯ膜を成膜するインライン方式のＩＴＯ成膜装置であって、順に、低温成膜法によりＩＴＯ膜をスパッタ成膜するＩＴＯ成膜処理部と、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜について、高周波の交流４端子法により、所定の周波数でその抵抗およびまたはリアクタンスを測定する高周波測定部と、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜をアニール処理するアニール処理部とを、備えていることを特徴とするＩＴＯ成膜装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＩＴＯ成膜装置であって、前記高周波測定部の測定結果に基づき、成膜されたＩＴＯ膜のアニール処理後のシート抵抗値の良否を予測判定する判定処理部を備えていることを特徴とするＩＴＯ成膜装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＩＴＯ成膜装置であって、前記判定処理部は、あらかじめ、複数の試料用の基板について、アニール処理後のシート抵抗値がばらけるように、ＩＴＯ成膜処理の条件を調整し、それぞれ、前記ＩＴＯ成膜処理、前記測定処理、前記アニール処理を、順に行い、各試料用の基板の測定処理により、それぞれ得られた所定の複数の周波数ｆｉ（ｉ＝１〜ｎ）における抵抗Ｒfi（ｉ＝１〜ｎ）と、各試料用の基板の対応するアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0i（ｉ＝１〜ｎ）とから、その値が所定の範囲である場合に、アニール処理後のシート抵抗値Ｒが所望の所定値（通常２５Ω）以下に対応付けできる関係を有する、選ばれた関数Ｆ（Ｒfi）を用いて、成膜された処理対象の基板について、その測定結果から、該処理対象の基板のアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0 の良否を予測して判定するものであることを特徴とするＩＴＯ成膜装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＩＴＯ成膜装置であって、処理対象の基板をキャリアに搭載した状態で、搬送しながら、前記スパッタ処理部にて、処理対象の基板の成膜する側の面とターゲットとを、平行に対向させ、水平もしくは鉛直方向から斜めに傾けて配して、スパッタ処理を行い、該処理対象の基板の一面側にＩＴＯ膜を成膜するものであることを特徴とするＩＴＯ成膜装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＩＴＯ成膜装置であって、前記処理対象の基板が、その一面側に各色の着色層をカラーフィルタとして形成したカラーフィルタ形成基板で、該カラーフィルタ形成面側にＩＴＯ膜を成膜するものであることを特徴とするＩＴＯ成膜装置。
【請求項６】
処理対象の基板の面に、低温成膜法によりＩＴＯ膜をスパッタ成膜するＩＴＯ成膜処理と、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜をアニール処理するアニール処理とを、順に行い、ＩＴＯ膜が成膜されたＩＴＯ膜付着基板を得る、インライン方式のＩＴＯ成膜方法であって、前記ＩＴＯ成膜処理後、前記アニール処理前に、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜について、高周波の交流４端子法により、所定の複数の周波数における抵抗およびまたはリアクタンスを測定する測定処理と、該測定処理の測定結果に基づき、成膜されたＩＴＯ膜のアニール処理後のシート抵抗値の良否を予測判定する判定処理を行うもので、該判定処理の結果に基づいて、成膜条件の変更を行う、あるいは必要に応じて成膜中止するものであることを特徴とするＩＴＯ成膜方法。
【請求項７】
請求項６に記載のＩＴＯ成膜方法であって、前記判定処理は、あらかじめ、複数の試料用の基板について、アニール処理後のシート抵抗値がばらけるように、ＩＴＯ成膜処理の条件を調整し、それぞれ、前記ＩＴＯ成膜処理、前記測定処理、前記アニール処理を、順に行い、各試料用の基板の測定処理により、それぞれ得られた所定の複数の周波数ｆｉ（ｉ＝１〜ｎ）における抵抗Ｒfi（ｉ＝１〜ｎ）と、各試料用の基板の対応するアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0i（ｉ＝１〜ｎ）とから、その値が所定の範囲である場合に、アニール処理後のシート抵抗値Ｒが所望の所定値（通常２５Ω）以下に対応付けできる関係を有する、関数Ｆ（Ｒfi）を選び、処理対象の基板については、前記関数Ｆ（Ｒfi）の測定結果をもとに、該成膜された処理対象の基板のアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0 の良否を予測して判定するものであることを特徴とするＩＴＯ成膜方法。
【請求項８】
請求項７に記載のＩＴＯ成膜方法であって、前記関数Ｆ（Ｒfi）が、ｆ１、ｆ２を、それぞれ、１００ｋＨｚ、１０ＭＨｚとして、Ｒf2／Ｒf1であるであることを特徴とするＩＴＯ成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温成膜法により処理対象の基板の面にＩＴＯ膜をスパッタ成膜するインライン方式のＩＴＯ成膜装置とＩＴＯ成膜方法に関し、特に、ディスプレイパネル用の基板を処理の対象とするものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化社会への進展が著しく、ディスプレイ装置の使用も多様化し、種々のディスプレイ装置が開発、実用化されている。
特に、液晶表示装置は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ、ブラウン管) に代わり、広く普及されるようになってきた。
液晶表示装置用のカラー表示用の液晶パネルは、簡単には、バックライトからの光が各色の着色層を通過して表示されるが、各色の着色層を通過する光は、画素毎に液晶をスイッチング素子としてオン−オフ制御されている。
そして、この画素毎に液晶をスイッチング素子としてオン−オフ制御するための制御用電極の材質としては、従来から、透明導電性のＩＴＯ膜（錫をドープしたインジウム酸化物）が用いられている。
ＩＴＯ膜の成膜方法としては、ＩＴＯ焼結体をターゲットとし、所定のスパッタリング条件の下で基板上にＩＴＯをスパッタリングすることにより、所望のＩＴＯ膜を形成する方法が、特開平６−２４８２６号公報（特許文献１）、特開平６−２４７７６５号公報（特許文献２）等にて知られている。
【特許文献１】特開平６−２４８２６号公報
【特許文献２】特開平６−２４７７６５号公報
【０００３】
生産性向上の面、低コスト化の面等から、面付け生産が行われているが、これに用いられる透明なガラス基板の大型化の要求は強く、最近では、Ｇ６世代（１８００ｍｍ×１５００ｍｍサイズ）サイズの大サイズのガラス基板での量産化が現実のものとなってきている。
そして、生産性の面から、このような、大サイズのガラス基板を用いた処理基板へのＩＴＯ膜の成膜をインラインで行う、図４（ａ）にその概略構成配置図を示すような、インライン方式のＩＴＯスパッタ成膜装置も提案されている。
ここに示すスパッタ装置においては、図４（ｂ）に示すように、大サイズのガラス基板をベース基板とする処理基板８６３を、キャリア８６０に搭載して鉛直方向８９２に立てた状態で、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、処理基板７６３の一面側に電極用のＩＴＯ膜をスパッタ成膜する。
簡単には、処理基板８６３は、ローディングチャンバー８１１に投入され、予備チャンバー８１２を経て、第１のスパッタチャンバー８８３に投入され、搬送されながらスパッタ処理され、回転処理部８２０に搬入され、ここで、回転部によりキャリアごと１８０度回転され、向きを変え、第２のスパッタチャンバー８３３に投入され、搬送されながらスパッタ処理される。
そして、スパッタ後、予備チャンバー８３２、アンローディングチャンバー８３１を経て搬出される。
ここでは、図４（ｂ）に示すように、キャリア（基板ホールダとも言う）８６０と呼ばれる、処理基板８６３を保持するための枠体８６１を有するサポート部材に、処理基板８６３を載せた状態で、キャリア８６０ごと立てた状態で搬送する。
キャリア８６０は、枠体８６１に、順に、処理基板８６３、裏板８６１を嵌め込み、処理基板８６３を保持する処理基板保持部１０１を備えたものであり、処理基板８６３は、鉛直方向８９２に沿うように立てた状態でキャリア８６０の処理基板保持部１０１にはめ込まれている。
そして、図４（ａ）に示すように、処理基板８６３は、処理基板保持部１０１ごとキャリア８６０に搭載されて、水平方向８９１に搬送され、鉛直方向８９２に沿うように立てた状態で、ターゲット８７１と平行にして対向させてスパッタが行われる。
尚、図４（ａ）中、点線矢印は、キャリア８６０の搬送方向を示している。
図示していないが、ここでのスパッタ方式は、ターゲット８７１の裏面側（処理基板８６３側とは反対の側）に、外側磁極と内側磁極の間で磁場が閉じるように設計し、発生したプラズマをターゲット８７１近傍のみに存在するようにしているマグネトロンスパッタ方式のものである。
大サイズの処理基板として、例えば、大サイズの透明なガラス基板の一面側に各色の着色層をカラーフィルタ（以下、ＣＦとも言う）として形成したカラーフィルタ形成基板を処理基板が挙げられ、この処理基板のＣＦ形成面側に、電極用のＩＴＯ膜を成膜する。
【０００４】
図４（ｂ）に示すキャリア８６０には、図示していない駆動用モーター（キャリア側のものではない）からの駆動力を歯車（図示していない）との噛み合わせで伝える溝を切った溝形成部８６８がその下部に設けられており、更に、歯車による磨耗を極力抑えるために、キャリア８６０の溝形成部８６８の進行方向両側、下側に平坦部を有する搬送支持レール８６６、８６７が、キャリアの荷重を支えるために設けられており、本体側にある前記の歯車とは異なるボビンのような回転体８６９にキャリア側の搬送支持レール８６６、８６８の平坦部が乗っかるようになっている。
キャリア８６０は、その下側に設けられた搬送支持レール８６６、８６７に保持されながら、溝形成部８６８にて駆動用モーターからの駆動力を歯車の噛み合わせで受けて、搬送される。
Ｇ６世代では、スパッタ処理する処理基板８６３とキャリ８６０アを併せた重量は１００ｋｇ程度となるため、どうしても磨耗が発生するためこのように、できるだけ、前記溝形成部２００と歯車との嵌合を少なくしている。
尚、キャリア８６０の材質としては重量の面、剛性の面から、Ｔｉが好ましく用いられる。
スパッタリングは、Ａｒガス雰囲気中、１０-5ｔｏｒｒ〜１０-2ｔｏｒｒ圧下で、プレート状にされた、成膜する膜組成のＩＴＯをターゲットとして用いて行う。
この場合、ＣＦを形成する着色層の耐熱性（ＣＦからの脱ガス）の面から、基板の大型化にともないキャリア等の熱伸びの問題を考慮して、低温で成膜を行うことが求められている。
尚、このような、マグネトロンスパッタ方式で、低温スパッタには、例えば、Ｉｎ2 Ｏ3 、９０ｗ％＋ＳｎＯ2 、１０ｗ％組成の焼結したターゲット材を、厚さ８ｍｍ〜１５ｍｍとして用いる。
例えば、ターゲットとしては、Ｃｕプレートをバッキング材として、インジウム半田を接着層とし、数枚の焼結ターゲット材をつなぎ合わせている。
【０００５】
このように、従来、インライン方式のスパッタ装置において、ターゲットとスパッタ処理対象の基板とを立てた状態で対向させてスパッタを行っており、当初は、液晶表示パネル用のＣＦ形成基板の作製において着色層上にＩＴＯ膜を成膜する場合、スパッタ成膜を２３０℃の高温で行い、ＩＴＯ膜を配していた。
このような成膜法を、ここでは、高温成膜法とも言う。
尚、アニール温度は、２３０℃に限定する必要はありませんが、これより高いとＣＦ形成基板の着色層へのダメージが発生、これより低いとＩＴＯ膜質改善能力が低下する。
近年では、ＣＦ形成基板からの脱ガスや成膜時のＣＦ形成基板への熱負荷低減のため、近年では、液晶表示パネル用のＣＦ形成基板の作製において着色層上にＩＴＯ膜を成膜する場合、スパッタ成膜を１２０℃の低温で行い、成膜後にアニール処理を行って、ＩＴＯ膜を得る低温成膜方法が採られるようになってきた。
高温成膜法の場合、ＣＦ形成基板からの脱ガス量が成膜されたＩＴＯ膜品質に影響するのに対し、低温成膜方法の場合は、ＣＦ形成基板からの脱ガス量が少なく、成膜されたＩＴＯ膜品質への脱ガスの影響はすくない。
しかし、インライン方式のスパッタ装置において、低温成膜方法を採り入れ、量産する際、得られたＩＴＯ膜のシート抵抗値が所望の値でない場合、インライン方式であるためこの情報を成膜部等へフィードバックしても、大量の不良膜付けが行われてしまうという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、近年、情報化社会への進展が著しく、ディスプレイ装置の使用も多様化し、特に、液晶表示装置が広く普及されるようになり、その生産性向上の面、低コスト化の面から、面付け生産が行われているが、液晶表示パネル用のＣＦ形成基板の作製において着色層上にＩＴＯ膜を成膜する場合、インライン方式のスパッタ装置において、スパッタ成膜を低温で行い、成膜後にアニール処理を行って、ＩＴＯ膜を得る低温成膜方法を採る場合、得られたＩＴＯ膜のシート抵抗値が所望の値でないと、大量の不良膜付けが行われてしまうという問題があり、その対応が求められていた。
本発明はこれに対応するもので、インライン方式のスパッタ装置において、スパッタ成膜を低温で行い、成膜後にアニール処理を行って、ＩＴＯ膜を得る低温成膜方法を採る場合、得られたＩＴＯ膜のシート抵抗値が所望の値でないと、大量の不良膜付けが行われてしまうという問題を、解決できるインライン方式のＩＴＯ成膜装置、ＩＴＯ成膜方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＩＴＯ成膜装置は、処理対象の基板の面にＩＴＯ膜を成膜するインライン方式のＩＴＯ成膜装置であって、順に、低温成膜法によりＩＴＯ膜をスパッタ成膜するＩＴＯ成膜処理部と、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜について、高周波の交流４端子法により、所定の周波数でその抵抗およびまたはリアクタンスを測定する高周波測定部と、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜をアニール処理するアニール処理部とを、備えていることを特徴とするものである。
そして、上記のＩＴＯ成膜装置であって、前記高周波測定部の測定結果に基づき、成膜されたＩＴＯ膜のアニール処理後のシート抵抗値の良否を予測判定する判定処理部を備えていることを特徴とするものであり、該前記判定処理部は、あらかじめ、複数の試料用の基板について、アニール処理後のシート抵抗値がばらけるように、ＩＴＯ成膜処理の条件を調整し、それぞれ、前記ＩＴＯ成膜処理、前記測定処理、前記アニール処理を、順に行い、各試料用の基板の測定処理により、それぞれ得られた所定の複数の周波数ｆｉ（ｉ＝１〜ｎ）における抵抗Ｒfi（ｉ＝１〜ｎ）と、各試料用の基板の対応するアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0i（ｉ＝１〜ｎ）とから、その値が所定の範囲である場合に、アニール処理後のシート抵抗値Ｒが所望の所定値（通常２５Ω）以下に対応付けできる関係を有する、選ばれた関数Ｆ（Ｒfi）を用いて、成膜された処理対象の基板について、その測定結果から、該処理対象の基板のアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0 の良否を予測して判定するものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記のいずれかのＩＴＯ成膜装置であって、処理対象の基板をキャリアに搭載した状態で、搬送しながら、前記スパッタ処理部にて、処理対象の基板の成膜する側の面とターゲットとを、平行に対向させ、水平もしくは鉛直方向から斜めに傾けて配して、スパッタ処理を行い、該処理対象の基板の一面側にＩＴＯ膜を成膜するものであることを特徴とするものである。
Ｉまた、上記いずれかのＩＴＯ成膜装置であって、前記処理対象の基板が、その一面側に各色の着色層をカラーフィルタとして形成したカラーフィルタ形成基板で、該カラーフィルタ形成面側にＩＴＯ膜を成膜するものであることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のＩＴＯ成膜方法は、処理対象の基板の面に、低温成膜法によりＩＴＯ膜をスパッタ成膜するＩＴＯ成膜処理と、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜をアニール処理するアニール処理とを、順に行い、ＩＴＯ膜が成膜されたＩＴＯ膜付着基板を得る、インライン方式のＩＴＯ成膜方法であって、前記ＩＴＯ成膜処理後、前記アニール処理前に、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜について、高周波の交流４端子法により、所定の複数の周波数における抵抗およびまたはリアクタンスを測定する測定処理と、該測定処理の測定結果に基づき、成膜されたＩＴＯ膜のアニール処理後のシート抵抗値の良否を予測判定する判定処理を行うもので、該判定処理の結果に基づいて、成膜条件の変更を行う、あるいは必要に応じて成膜中止するものであることを特徴とするものである。
そして、上記のＩＴＯ成膜方法であって、前記判定処理は、あらかじめ、複数の試料用の基板について、アニール処理後のシート抵抗値がばらけるように、ＩＴＯ成膜処理の条件を調整し、それぞれ、前記ＩＴＯ成膜処理、前記測定処理、前記アニール処理を、順に行い、各試料用の基板の測定処理により、それぞれ得られた所定の複数の周波数ｆｉ（ｉ＝１〜ｎ）における抵抗Ｒfi（ｉ＝１〜ｎ）と、各試料用の基板の対応するアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0i（ｉ＝１〜ｎ）とから、その値が所定の範囲である場合に、アニール処理後のシート抵抗値Ｒが所望の所定値（通常２５Ω）以下に対応付けできる関係を有する、関数Ｆ（Ｒfi）を選び、処理対象の基板については、前記関数Ｆ（Ｒfi）の測定結果をもとに、該成膜された処理対象の基板のアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0 の良否を予測して判定するものであることを特徴とするものであり、前記関数Ｆ（Ｒfi）が、ｆ１、ｆ２を、それぞれ、１００ｋＨｚ、１０ＭＨｚとして、Ｒf2／Ｒf1であることを特徴とするものである。
尚、ここで言う高周波数とは、１０ｋＨｚ〜１２ＭＨｚの範囲を含むものである。
また、ｆ１、ｆ２を、それぞれ、１００ｋＨｚ、１０ＭＨｚとした場合、以下、Ｒf1をＲ100 kHz 、Ｒf2をＲ10MHz とも記す。
【０００９】
（作用）
本発明のＩＴＯ成膜装置は、このような構成にすることにより、インライン方式のスパッタ装置において、スパッタ成膜を低温で行い、成膜後にアニール処理を行って、ＩＴＯ膜を得る低温成膜方法を採る場合、得られたＩＴＯ膜のシート抵抗値が所望の値でないと、大量の不良膜付けが行われてしまうという問題を、解決できるインライン方式のＩＴＯ成膜装置の提供を可能とするものである。
具体的には、順に、低温成膜法によりＩＴＯ膜をスパッタ成膜するＩＴＯ成膜処理部と、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜について、高周波の交流４端子法により、所定の周波数でその抵抗およびまたはリアクタンスを測定する高周波測定部と、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜をアニール処理するアニール処理部とを、備えていることにより、これを達成している。
詳しくは、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜について、高周波の交流４端子法により、所定の周波数でその抵抗およびまたはリアクタンスを測定する高周波測定部を、この順に備えていることにより、低温成膜法によるＩＴＯ成膜後、アニール処理前に、所定の複数の周波数ｆｉ（ｉ＝１〜ｎ）における抵抗Ｒfi（ｉ＝１〜ｎ）や、リアクタンスの測定を可能にしている。
成膜後、アニール前に、早かに、その測定結果の情報を得ることができる。
そして、高周波測定部の測定結果に基づき、成膜されたＩＴＯ膜のアニール処理後のシート抵抗値の良否を予測判定する判定処理部を備えている請求項２の発明の形態とすることにより、成膜された処理対象の基板について、その測定結果から、該処理対象の基板のアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0 の良否を予測して判定することを可能としている。
判定処理部としては、あらかじめ、複数の試料用の基板について、アニール処理後のシート抵抗値がばらけるように、ＩＴＯ成膜処理の条件を調整し、それぞれ、前記ＩＴＯ成膜処理、前記測定処理、前記アニール処理を、順に行い、各試料用の基板の測定処理により、それぞれ得られた所定の複数の周波数ｆｉ（ｉ＝１〜ｎ）における抵抗Ｒfi（ｉ＝１〜ｎ）と、各試料用の基板の対応するアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0i（ｉ＝１〜ｎ）とから、その値が所定の範囲である場合に、アニール処理後のシート抵抗値Ｒが所望の所定値（通常２５Ω）以下に対応付けできる関係を有する、選ばれた関数Ｆ（Ｒfi）を用いて、成膜された処理対象の基板について、その測定結果から、該処理対象の基板のアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0 の良否を予測して判定するものである請求項３の発明の形態が挙げられる。
尚、ＩＴＯ成膜する際、ＩＴＯ膜の膜質変動要素が、一番高いのは酸素分圧で、通常、アニール処理後のシート抵抗値がばらけるようにするためには、ＩＴＯ成膜処理の際の導入する酸素分圧（％表示）にて調整する。
また、このようなインライン方式のＩＴＯ成膜装置としては、処理対象の基板をキャリアに搭載した状態で、搬送しながら、前記スパッタ処理部にて、処理対象の基板の成膜する側の面とターゲットとを、平行に対向させ、水平もしくは鉛直方向から斜めに傾けて配して、スパッタ処理を行い、該処理対象の基板の一面側にＩＴＯ膜を成膜するものである、請求項４の発明の形態が挙げられる。
処理対象の基板が、その一面側に各色の着色層をカラーフィルタとして形成したカラーフィルタ形成基板で、該カラーフィルタ形成面側にＩＴＯ膜を成膜するものである場合には、低温成膜法によりＣＦ形成基板からの脱ガスや成膜時のＣＦ形成基板への熱負荷を低減し、生産性良く、着色層上へ所望のシート抵抗値のＩＴＯを配設することを可能としており、特に、有効である。
【００１０】
尚、成膜後、アニール前のＩＴＯ膜を通常の直流方式の４端子法で測定すると、酸素分圧を増加した膜では、シート抵抗値が低下して、良化している傾向にありますが、これをアニールすると酸素分圧の高い領域では、シート抵抗値は逆に悪化してしまうため、アニール前の状態では、通常の直流方式の４端子法での測定では、アニール後のシート抵抗を予測判定することができないのです。
例えば、直流方式の４端子法での、成膜後、アニール前のシート抵抗Ｒｓとアニール後のシート抵抗Ｒｓ１とは、表２に示すような関係となる。
本発明者は、このような中、高周波の交流４端子法による、成膜後、アニール前のＩＴＯ膜の測定結果から、直流方式の４端子法での、アニール後のシート抵抗値Ｒｓを予測判定することができる方法を見出したものである。
【００１１】
本発明のＩＴＯ成膜方法は、このような構成にすることにより、スパッタ成膜を低温で行い、成膜後にアニール処理を行って、ＩＴＯ膜を得る低温成膜方法を採る場合、得られたＩＴＯ膜のシート抵抗値が所望の値でないと、大量の不良膜付けが行われてしまうという問題を、解決できるインライン方式のＩＴＯ成膜方法の提供を可能としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記のように、インライン方式のスパッタ装置において、スパッタ成膜を低温で行い、成膜後にアニール処理を行って、ＩＴＯ膜を得る低温成膜方法を採る場合、得られたＩＴＯ膜のシート抵抗値が所望の値でないと、大量の不良膜付けが行われてしまうという問題を、解決できるインライン方式のＩＴＯ成膜装置、ＩＴＯ成膜方法の提供を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１（ａ）は本発明のＩＴＯ成膜装置の実施の形態の１例の、ラインにおけるＩＴＯ成膜処理部、高周波測定部、アニール処理部の配列状態を示した概略構成図で、図１（ｂ）は高周波測定部の概略構成を示した図で、図２（ａ）は図１に示す実施の形態例のＩＴＯ成膜装置におけるキャリアと搬送用の回転ロールを示した概略断面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ１方向からみた図で、図３は各関数とシート抵抗値との関係をグラフ化して示した図である。
図１（ａ）中点線矢印は処理対象の基板の搬送方向を示し、また。図１（ｂ）中、実線矢印は情報ないし制御の方向を示している。
図１〜図２、図４中、１０は（インライン方式の）ＩＴＯ成膜装置、２０、２０Ａ、２０ＢはＩＴＯ成膜処理部（スパッタ処理部とも言う）、３０は高周波測定部、３１はプローブヘッド（測定部とも言う）、３１ａは端子用針部、３２は高周波測定装置、３３はコントロール部、４０は判定処理部、５０はアニール処理部、８０は処理対象の基板（単に基板とも言う）、８０ａは成膜後、アニール前の処理対象の基板、８０ｂはアニール処理後の処理対象の基板、９０はターゲット、９５はターゲット保持部である。
【００１４】
はじめに、本発明のＩＴＯ成膜装置の実施の形態の１例を、図１に基づいて説明する。  本例のＩＴＯ成膜装置１０は、ディスプレイパネル用のＧ６世代サイズ（１８００ｍｍ×１５００ｍｍサイズ）以上の大サイズの透明なガラス基板をベース基板とする処理対象の基板８０を、キャリア（図２の１００）に搭載して立てた状態で、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、処理対象の基板８０の一面側に電極用のＩＴＯ膜をスパッタ成膜するＩＴＯ成膜装置で、図１（ａ）に示すように、順に、低温成膜法によりＩＴＯ膜をスパッタ成膜するＩＴＯ成膜処理部２０と、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜について、高周波の交流４端子法により、所定の周波数でその抵抗およびまたはリアクタンスを測定する高周波測定部３０と、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜をアニール処理するアニール処理部５０と、成膜されたＩＴＯ膜のアニール処理後のシート抵抗値の良否を予測判定する判定処理部４０とを備えているものである。
本例のＩＴＯ成膜装置は、図４に示す、従来の各部の構成配列のインライン方式のスパッタ装置において、処理対象の基板（図４（ｂ）の８６３に相当）の搬送方向、スパッタによりＩＴＯ成膜を行うＩＴＯ成膜処理部２０Ｂの後側に、高周波測定部３０、アニール処理部５０をインラインの装置内に設けているものである。
尚、図１においては、図４に示すスパッタによるＩＴＯ成膜装置２０Ａ、２０Ｂを併せてＩＴＯ成膜装置２０として示している。
ここでは、処理対象の基板８０として、Ｇ６世代サイズの透明なガラス基板の一面側に各色の着色層をカラーフィルタとして形成したカラーフィルタ形成基板を用い、そのカラーフィルタ形成面側にＩＴＯ膜をスパッタ成膜するものである。
【００１５】
本例においては、図２（ａ）に示すように、スパッタ処理の際には、処理対象の基板８０の成膜する側の面とターゲット９０とを、平行に対向させ、立てた状態のままキャリア１００を搬送する。
尚、本例におけるキャリア１００は、図２に示すように、枠体１１０に、処理対象の基板８０、裏板１２０を順に嵌め込み、処理対象の基板８０を保持する処理基板保持部１０１を備えている。
枠体１１０の材質については、剛性が大きく、強固で、軽いものが好ましく、Ｔｉやステンレスが挙げられる。
他の各部についても、剛性が大きく、強固で軽い材質が好まく、枠体と同様に、Ｔｉやステンレスが用いられる。
【００１６】
本例においては、このように、スパッタ成膜されたＩＴＯ膜について、高周波の交流４端子法により、所定の周波数でその抵抗およびまたはリアクタンスを測定する高周波測定部３０を、上記の配列順に備えていることにより、ＩＴＯ成膜処理部２０における低温成膜法によるＩＴＯ成膜後、アニール処理部５０によるアニール処理前に、所定の複数の周波数ｆｉ（ｉ＝１〜ｎ）における抵抗Ｒfi（ｉ＝１〜ｎ）や、リアクタンスの測定が可能である。
高周波測定部３０は、図１（ｂ）に示すように、コントロール部３３の制御の下で、プローブヘッド（測定部とも言う）３１の端子用針部３１ａを処理対象の基板８０のＩＴＯ成膜面側に押し付けて、これに接続する高周波測定装置３２にて、周波数に対応した抵抗値とリアクタンス値を測定する。
判定処理部４０は、高周波測定部３０の測定結果に基づき、成膜されたＩＴＯ膜のアニール処理後のシート抵抗値の良否を予測判定するものである。
詳しくは、あらかじめ、複数の試料用の基板について、アニール処理後のシート抵抗値がばらけるように、ＩＴＯ成膜処理の条件を調整し、それぞれ、前記ＩＴＯ成膜処理、前記測定処理、前記アニール処理を、順に行い、各試料用の基板の測定処理により、それぞれ得られた所定の複数の周波数ｆｉ（ｉ＝１〜ｎ）における抵抗Ｒfi（ｉ＝１〜ｎ）と、各試料用の基板の対応するアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0i（ｉ＝１〜ｎ）とから、その値が所定の範囲である場合に、アニール処理後のシート抵抗値Ｒが所望の所定値（通常２５Ω）以下に対応付けできる関係を有する、選ばれた関数Ｆ（Ｒfi）を用いて、成膜された処理対象の基板について、その測定結果から、該処理対象の基板のアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0 の良否を予測して判定するものである。
これにより、成膜された処理対象の基板８０について、その測定結果から、該処理対象の基板８０のアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0 の良否を予測して判定する。
【００１７】
このような、関数Ｆ（Ｒfi）の選択は、例えば、複数の試料用の基板について、アニール処理後のシート抵抗値がばらけるように、処理条件としての導入酸素分圧量（％表示）を変化させてＩＴＯ成膜を行い、それぞれ、ＩＴＯ成膜処理、測定処理、アニール処理を、順に行い、各試料用の基板の測定処理により、それぞれ得られた所定の複数の周波数ｆｉ（ｉ＝１〜ｎ）における抵抗Ｒfi（ｉ＝１〜ｎ）と、各試料用の基板の対応するアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0i（ｉ＝１〜ｎ）とから、その値が所定の範囲である場合に、アニール処理後のシート抵抗値Ｒが所望の所定値（通常２５Ω）以下に対応付けできる関係を有する、選ばれた関数Ｆ（Ｒfi）を用いて、成膜された処理対象の基板について、その測定結果から、該処理対象の基板のアニール処理後のシート抵抗値Ｒ0 の良否を予測して判定するが、更に、上記の導入酸素分圧量を変化させた場合についての、具体的な測定結果を挙げて、判定が可能であることを、以下説明する。
尚、ＩＴＯ成膜する際、ＩＴＯ膜の膜質変動要素が、一番高いのは酸素分圧で、成膜装置でのリークや下地基板からの脱ガスの影響により、この酸素分圧がばらつき、膜質が悪化する。
上記の導入酸素分圧量を変化させた場合についての、試料用の基板について、各測定周波数に対応した抵抗とリアクタンスの測定結果、およびアニール後のシート抵抗は、表１のようになった。
尚、各試料用の基板Ｎｏ１〜Ｎｏ６の成膜条件について、酸素分圧は、それぞれ、表１に示す％表示、０．１％、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、１．１％であるが、その他は同じく、下記の条件で行った。
成膜温度        １２０℃
成膜圧力        ０．４Ｐａ
ＤＣ投入パワー  １．８Ｗ/ ｃｍ2 
【表１】
2007157409.tif 000003
この測定結果をもとに、例えば、下記（１）式〜（４）式に示す、関数Ｆ１〜Ｆ４を、判定のための評価用の関数とした場合、各関数の値は、各試料用の基板Ｎｏ１（０％）〜Ｎｏ６（１．１％）について、測定周波数に対応して、表２のようになった。
表２には、対応させて、各試料用の基板の成膜後、アニール前のシート抵抗Ｒｓ１とアニール後のシート抵抗Ｒｓとを挙げて示す。
尚、上記％表示の数値は、ＩＴＯ膜を成膜する際に導入する酸素分圧量を％で示したものであり、ここでは、以下同様に扱う。
【数１】
2007157409.tif 000004
【数２】
2007157409.tif 000005
【数３】
2007157409.tif 000006
【数４】
2007157409.tif 000007
【表２】
2007157409.tif 000008
これら関数の値と導入する酸素分圧量（％表示）とを、及び、直流方式の４端子法によるアニール後のシート抵抗Ｒｓと導入する酸素分圧量（％表示）とを関連付けて、グラフ化すると図３のようになる。
但し、分かり易くするため、シート抵抗Ｒｓについては、定数０．０５をかけた値で示してある。
ＣＦ形成基板の着色層上へのＩＴＯ膜のシート抵抗値としては、通常、２５Ω／□以下であることが求められるが、即ち、（ＩＴＯ膜のシート抵抗値）×０．０５としては、１．２５以下であることが求められるが、図３に示すグラフのように、この場合、（ＩＴＯ膜のシート抵抗Ｒｓ）×０．０５のグラフは下に凸型のグラフであり、関数Ｆ１のグラフは上に凸型のグラフで、概略その数値を２．０以上とすれば、これに対応する（ＩＴＯ膜のシート抵抗Ｒｓ）×０．０５の値は、１．２５以下となる。
同様に、関数Ｆ２、Ｆ３についても、それぞれ、概略２．５以上にすれば、これに対応する（ＩＴＯ膜のシート抵抗Ｒｓ）×０．０５の値は、１．２５以下となる。
また、関数Ｆ４についても同様に、概略０．４以上にすれば、これに対応する（ＩＴＯ膜のシート抵抗Ｒｓ）×０．０５の値は、１．２５以下となる。
したがって、関数Ｆ１を用いる場合には、これらの値が２．０以上であるか否かを判定基準とし、Ｆ２、Ｆ３を用いる場合には、これらの値が２．５以上であるか否かを判定基準とし、また、関数Ｆ４を用いる場合には、これらの値が０．４以上であるか否かを判定基準とすれば良い。
このように、選ばれた関数を用い、該関数に応じて決めた判定基準の値をもとに、アニール後のシート抵抗の値を予測して、その量非を判定することができる。
【００１８】
尚、成膜後、アニール前のＩＴＯ膜を通常の直流方式の４端子法で測定すると、酸素分圧を増加した膜では、シート抵抗値が低下して、良化している傾向にありますが、これをアニールすると酸素分圧の高い領域では、シート抵抗値は逆に悪化してしまうため、アニール前の状態では、通常の直流方式の４端子法での測定では、アニール後のシート抵抗を予測判定することができないのです。
直流方式の４端子法での、成膜後、アニール前のシート抵抗Ｒｓ１とアニール後のシート抵抗Ｒｓとは、例えば、表２に示すような関係となり、成膜後、アニール前のシート抵抗Ｒｓ１により、アニール後のシート抵抗Ｒｓを予測判定することはできない。
【００１９】
尚、本例は１例で本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、処理対象の基板とターゲットとを対向させ、鉛直方向から傾けた上体で搬送する形態も挙げられる。
場合によっては、処理対象の基板を水平搬送する形態も挙げられる。
勿論、処理対象の基板を水平状態として、アニール前のＩＴＯ膜を、高周波の交流４端子法により、所定の周波数でその抵抗およびまたはリアクタンスを測定する形態も挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は本発明のＩＴＯ成膜装置の実施の形態の１例の、ラインにおけるＩＴＯ成膜処理部、高周波測定部、アニール処理部の配列状態を示した概略構成図で、図１（ｂ）は高周波測定部の概略構成を示した図である。
【図２】図２（ａ）は図１に示す実施の形態例のＩＴＯ成膜装置におけるキャリアと搬送用の回転ロールを示した概略断面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ１方向からみた図である。
【図３】各関数とシート抵抗値との関係をグラフ化して示した図である。
【図４】図４（ａ）はインライン型のＩＴＯスパッタ成膜装置の概略構成配置図で、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＩＴＯスパッタ成膜装置に用られるキャリアを示した図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０                （インライン方式の）ＩＴＯ成膜装置
２０、２０Ａ、２０Ｂ  ＩＴＯ成膜処理部（スパッタ処理部とも言う）
３０                  高周波測定部
３１                  プローブヘッド（測定部とも言う）
３１ａ                端子用針部
３２                  高周波測定装置
３３                  コントロール部
４０                  判定処理部
５０                  アニール処理部
８０                  処理対象の基板（単に基板とも言う）
８０ａ                成膜後、アニール前の処理対象の基板
８０ｂ                アニール処理後の処理対象の基板
９０                  ターゲット
９５                  ターゲット保持部
１００                キャリア
１０１                処理基板保持部
１１０                枠体
１２０                裏板
１５０                支持部
１６１、１６２        位置決め回転ロール
１６１ａ、１６２ａ        軸
１７１、１７２        搬送支持レール（単に支持部とも言う）
１９０                回転ロール（回転体とも言う）
１９０ａ              軸
２００                溝形成部
２１０                歯車
２４１                水平方向
２４２                鉛直方向
８１１                ローディングチャンバー
８１２                予備チャンバー
８１３                スパッタチャンバー
８２０                回転処理部
８２１                回転部
８３１                アンローディングチャンバー
８３２                予備チャンバー
８３３                スパッタチャンバー
８４１〜８４３        チャンバー仕切り
８４１ａ〜８４３ａ    チャンバー仕切り
８６０、８６０ａ      キャリア
８６０Ａ              基板保持部
８６１                枠体
８６２                裏板（押さえ板とも言う）
８６３                処理基板
８６４                支持部
８６５                位置決回転ローラ
８６５ａ、８６５ｂ    軸
８６６、８６７        搬送支持レール（単に支持部とも言う）
８６８                溝形成部
８６９                回転ローラ（回転部とも言う）
８６９ａ              軸
８７１、８７２        ターゲット
８９１                水平方向
８９２                鉛直方向
【図１】
2007157409.tif 000009
【図２】
2007157409.tif 000010
【図３】
2007157409.tif 000011
【図４】
2007157409.tif 000012