(57)【要約】【課題】  処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でスパッタを行うスパッタ装置で、ノジュールの発生をなくし、スパッタ処理においてターゲットプレートを効率的に利用でき、エロージョン部分全面を均一に堀り込むことができるスパッタ装置を提供する。【解決手段】  ターゲットプレートの処理基板面側でない裏面側にマグネットを１以上配し、該１以上のマグネットを揺動させ、ターゲットプレートの前記処理基板面側全体をエロージョン部分とする、もしくは、該ターゲットプレートの処理基板面側を、その天地方向または水平方向のいずれか１方向の対向する周辺部を非エロージョン部分として残してそれ以外をエロージョン部分とするもので、前記ターゲットプレートの処理基板面側の周辺部がエロージョン部分となる外周に、近接して、外側に、処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも前記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設している。【選択図】  図１
2007238978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でＩＴＯ膜を成膜するスパッタを行うスパッタ装置であって、
ターゲットプレートの処理基板面側でない裏面側にマグネットを１以上配し、該１以上のマグネットを揺動させ、ターゲットプレートの前記処理基板面側全体をエロージョン部分とする、もしくは、該ターゲットプレートの処理基板面側を、その天地方向または水平方向のいずれか１方向の対向する周辺部を非エロージョン部分として残してそれ以外をエロージョン部分とするもので、前記ターゲットプレートの処理基板面側の周辺部がエロージョン部分となる外周に、近接して、外側に、処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも前記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設していることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスパッタ装置であって、前記補助部材は電気的に浮いたフローティング状態であることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載のスパッタ装置であって、前記ターゲットプレートは、エロージョン部分の外周に延設してバッキングプレート面に沿い、薄肉部を設けていることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項４】
処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でＩＴＯ膜を成膜するスパッタを行うスパッタ装置であって、ターゲットプレートの処理基板面側でない裏面側にマグネットを複数配し、該複数のマグネットを揺動させるもので、前記各マグネットの揺動によるターゲットプレートにおけるスパッタ作用範囲が、これと隣接するマグネットによるスパッタ作用範囲と一部重なる、ターゲットプレートにおける重なり領域を設け、且つ、エロージョン部分全体にわたり、該重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量が、非重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量と同じくなるように、前記各マグネットの揺動動作を制御しているものであることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のスパッタ装置であって、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅と位置を固定として、揺動におけるスピードを変化させて制御するものであることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項６】
請求項４に記載のスパッタ装置であって、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅と揺動におけるスピードを一定とし、揺動範囲の位置を変化させて制御するものであることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項７】
請求項４に記載のスパッタ装置であって、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅を変化させて制御するものであることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項８】
請求項４ないし７のいずれか１項に記載のスパッタ装置であって、前記複数のマグネットを揺動させ、ターゲットプレートの前記処理基板面側全体をエロージョン部分とする、もしくは、該ターゲットプレートの処理基板面側を、その天地方向または水平方向のいずれか１方向の対向する周辺部を非エロージョン部分として残してそれ以外をエロージョン部分とするもので、前記ターゲットプレートの処理基板面側の周辺部がエロージョン部分となる外周に、近接して、外側に、処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも前記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設していることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のスパッタ装置であって、前記処理基板を、キャリアに搭載して、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、該処理基板の一面側に電極用のＩＴＯ膜をスパッタ成膜するものであることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項１０】
処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でＩＴＯ膜を成膜するスパッタを行うスパッタ方法であって、ターゲットプレートの処理基板面側でない裏面側にマグネットを１以上配し、該１以上のマグネットを揺動させ、ターゲットプレートの前記処理基板面側をエロージョン部分のみとするものであり、且つ、前記ターゲットプレートのエロージョン部分の外周に、近接して、外側に、前記処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも前記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設して、スパッタ処理を行うものであることを特徴とする
スパッタ方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のスパッタ方法であって、前記補助部材を接地しておくことを特徴とするスパッタ方法。
【請求項１２】
請求項１０ないし１１のいずれか１項に記載のスパッタ方法であって、前記揺動させるマグネットを複数配し、前記各マグネットの揺動によるターゲットプレートにおけるスパッタ作用範囲が、これと隣接するマグネットによるスパッタ作用範囲と一部重なる、ターゲットプレートにおける重なり領域を設け、且つ、エロージョン部分全体にわたり、該重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量が、非重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量と同じくなるように、前記各マグネットの揺動動作を制御しているものであることを特徴とするスパッタ方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のスパッタ方法であって、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅と位置を固定として、揺動におけるスピードを変化させて制御するものであることを特徴とするスパッタ方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載のスパッタ方法であって、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅と揺動におけるスピードを一定とし、揺動範囲の位置を変化させて制御するものであることを特徴とするスパッタ方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載のスパッタ方法であって、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅を変化させて制御するものであることを特徴とするスパッタ方法。
【請求項１６】
請求項１０ないし１５のいずれか１項に記載のスパッタ方法であって、前記処理基板を、キャリアに搭載して、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、該処理基板の一面側に電極用のＩＴＯ膜をスパッタ成膜するものであることを特徴とするスパッタ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でＩＴＯ膜を成膜するスパッタを行うスパッタ装置とスパッタ方法に関する。
【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プレートとし、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７（ａ）にその概略構成配置図を示すような、インライン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７（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７（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７（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、ターゲットプレート８７１と平行にして対向させてスパッタが行われる。
尚、図７（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、ターゲットプレート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プレート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７（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８６８と歯車８６８Ａ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、１０-3ｔｏｒｒ〜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、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、つなぎ目は斜めにして、多数枚の焼結ターゲット材をつなぎ合わせている。      
【０００５】
このような、処理基板にＩＴＯ膜を成膜するスパッタ装置においては、ターゲットプレートとスパッタ処理するガラス基板をベースとする処理基板とを、平行に立てた状態で対向させてスパッタを行っているが、上記該ターゲットプレートから飛散したものが、ターゲットプレートを保持しているバッキングプレートに付着することを防止するため、図６（ａ）に示すように、ターゲットプレート３２０の外周に沿いステンレスからなる防着材３５０を設ける形態が提案されている。
バッキングプレートに該付着物が付着すると冷却しているために、他の部分よりも剥がれが顕著になるため、防着材３５０によりこの剥れを防止するものである。
しかし、このように、防着材３５０を設けた形態としても、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となり、処理基板に異物欠陥やＰＨ等の欠陥を発生させるという問題があった。
【０００６】
一方、ターゲットプレート３２０の処理基板面側でない裏面側にマグネットを複数配し、これらを揺動させる、マグネトロンスパッタ方式の場合、スパッタ処理によるターゲットプレートの堀り込み量は、図６（ｂ）に示すように、各マグネットの揺動によるターゲットプレートにおけるスパッタ作用範囲は、隣接するマグネット同士で重なるが、重なり領域（以下、Ａ領域とも言う）３２１におけるターゲットプレートの堀り込み量が、非重なり領域３２２におけるターゲットプレートの堀り込み量より少なく、また、ターゲットプレートのエロージョン領域外周部においては堀り込みがない領域（以下Ｂ領域とも言う）３２３が発生し、スパッタ処理において、ターゲットプレートを効率的に利用することができず、問題となっていた。また、この場合、ターゲットプレートのエロージョン領域外周部の堀り込みがない領域（Ｂ領域）近傍ではノジュールが発生して品質的にも問題となっていた。
尚、ノジュールは、該ターゲットプレートから飛散したものが付着したＩＴＯ自体のツブ状の細かい堆積物で、これが原因で異常放電を引き起こし、成膜におけるキズの一因となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、これに用いられるガラス基板をベースとする処理の大型化の要求は強く、最近では、Ｇ６世代（１８００ｍｍ×１５００ｍｍサイズ）の大サイズの透明なガラス基板での量産化が現実のものとなってきている。
このような中、図７（ａ）に示すようなスパッタ装置においては、ターゲットプレート８７１と処理基板８６３とを立てた状態で対向させて、搬送しながらスパッタ処理を行っているが、ノジュールの発生をなくし、スパッタ処理においてターゲットプレートを効率的に利用できるものがなく、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、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でスパッタを行うスパッタ装置で、ノジュールの発生をなくすことができ、更には、エロージョン部分全面を均一に堀り込むことができ、結果的に、スパッタ処理においてターゲットプレートを効率的に利用できるスパッタ装置を提供しようとするものである。
同時に、ノジュールの発生をなくすことができ、更には、スパッタ処理において、エロージョン部分全面を均一に堀り込むことができ、結果的に、ターゲットプレートを効率的に利用できるスパッタ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】
【０００８】
本発明のスパッタ装置は、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でＩＴＯ膜を成膜するスパッタを行うスパッタ装置であって、ターゲットプレートの処理基板面側でない裏面側にマグネットを１以上配し、該１以上のマグネットを揺動させ、ターゲットプレートの前記処理基板面側全体をエロージョン部分とする、もしくは、該ターゲットプレートの処理基板面側を、その天地方向または水平方向のいずれか１方向の対向する周辺部を非エロージョン部分として残してそれ以外をエロージョン部分とするもので、前記ターゲットプレートの処理基板面側の周辺部がエロージョン部分となる外周に、近接して、外側に、処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも前記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設していることを特徴とするものである。
そして、上記のスパッタ装置であって、前記補助部材は電気的に浮いたフローティング状態であることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのスパッタ装置であって、前記ターゲットプレートは、エロージョン部分の外周に延設してバッキングプレート面に沿い、薄肉部を設けていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のスパッタ装置は、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でＩＴＯ膜を成膜するスパッタを行うスパッタ装置であって、ターゲットプレートの処理基板面側でない裏面側にマグネットを複数配し、該複数のマグネットを揺動させるもので、前記各マグネットの揺動によるターゲットプレートにおけるスパッタ作用範囲が、これと隣接するマグネットによるスパッタ作用範囲と一部重なる、ターゲットプレートにおける重なり領域を設け、且つ、エロージョン部分全体にわたり、該重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量が、非重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量と同じくなるように、前記各マグネットの揺動動作を制御しているものであることを特徴とするものである。
そして、上記のスパッタ装置であって、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅と位置を固定として、揺動におけるスピードを変化させて制御するものであることを特徴とするものである。
あるいは、上記のスパッタ装置であって、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅と揺動におけるスピードを一定とし、揺動範囲の位置を変化させて制御するものであることを特徴とするものである。
あるいはまた、上記のスパッタ装置であって、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅を変化させて制御するものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスパッタ装置であって、前記複数のマグネットを揺動させ、ターゲットプレートの前記処理基板面側全体をエロージョン部分とする、もしくは、該ターゲットプレートの処理基板面側を、その天地方向または水平方向のいずれか１方向の対向する周辺部を非エロージョン部分として残してそれ以外をエロージョン部分とするもので、前記ターゲットプレートの処理基板面側の周辺部がエロージョン部分となる外周に、近接して、外側に、処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも前記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設していることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスパッタ装置であって、前記処理基板を、キャリアに搭載して、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、該処理基板の一面側に電極用のＩＴＯ膜をスパッタ成膜するものであることを特徴とするものである。
【００１０】
尚、ここでは、スパッタに大きく寄与して侵食される部分をエロージョン領域と言う。  マグネットを用いて磁束でプラズマを閉じ込めるマグネトロンスパッタ方式のスパッタ装置の場合、エロージョン領域を大きくとるためにマグネットを揺動するが、マグネットの揺動に制限があり、ターゲットプレートには非エロージョン領域ができるのが通常である。
【００１１】
本発明のスパッタ方法は、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でＩＴＯ膜を成膜するスパッタを行うスパッタ方法であって、ターゲットプレートの処理基板面側でない裏面側にマグネットを１以上配し、該１以上のマグネットを揺動させ、ターゲットプレートの前記処理基板面側をエロージョン部分のみとするものであり、且つ、前記ターゲットプレートのエロージョン部分の外周に、近接して、外側に、前記処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも前記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設して、
スパッタ処理を行うものであることを特徴とするものである。
そして、上記のスパッタ方法であって、前記補助部材を接地しておくことを特徴とするものである。
そして、上記いずれかのスパッタ方法であって、前記揺動させるマグネットを複数配し、前記各マグネットの揺動によるターゲットプレートにおけるスパッタ作用範囲が、これと隣接するマグネットによるスパッタ作用範囲と一部重なる、ターゲットプレートにおける重なり領域を設け、且つ、エロージョン部分全体にわたり、該重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量が、非重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量と同じくなるように、前記各マグネットの揺動動作を制御しているものであることを特徴とするものであり、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅と位置を固定として、揺動におけるスピードを変化させて制御するものであることを特徴とするものである。
あるいは、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅と揺動におけるスピードを一定とし、揺動範囲の位置を変化させて制御するものであることを特徴とするものである。
あるいはまた、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅を変化させて制御するものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスパッタ方法であって、前記処理基板を、キャリアに搭載して、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、該処理基板の一面側に電極用のＩＴＯ膜をスパッタ成膜するものであることを特徴とするものである。
【００１２】
（作用）
本発明のスパッタ装置は、このような構成にすることにより、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でスパッタを行うスパッタ装置で、ノジュールの発生をなくし、スパッタ処理においてターゲットプレート外周部を内部と同程度に均一に堀り込むことができるスパッタ装置の提供を可能としている。
具体的には、ターゲットプレートの処理基板面側でない裏面側にマグネットを１以上配し、該１以上のマグネットを揺動させ、ターゲットプレートの前記処理基板面側全体をエロージョン部分とする、もしくは、該ターゲットプレートの処理基板面側を、その天地方向または水平方向のいずれか１方向の対向する周辺部を非エロージョン部分として残してそれ以外をエロージョン部分とするもので、前記ターゲットプレートの処理基板面側の周辺部がエロージョン部分となる外周に、近接して、外側に、処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも前記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設していることにより、これを達成している。
即ち、ターゲットプレートの前記処理基板面側全体をエロージョン部分とするように、もしくは、該ターゲットプレートの処理基板面側を、その天地方向または水平方向のいずれか１方向の対向する周辺部を非エロージョン部分として残してそれ以外をエロージョン部分とするように、前記マグネットの揺動範囲のターゲットプレートにおけるスパッタ作用範囲が、前記補助基材に達するようにして、前記マグネットを揺動させるが、この場合、ターゲットプレートの処理基板面側の周辺部がエロージョン部分となる外周に、近接して、外側に、処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも前記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設していることにより、ノジュールの発生がないものとでき、且つ、スパッタ処理においてターゲットプレート外周部を内部側と同程度に堀り込むことができる。
従来のスパッタ処理における、図６（ｂ）に示す堀り込みがない領域（Ｂ領域）３２３を、図６（ｂ）に示す非重なり領域３２２の程度に堀り込むことができる。
そして、前記補助部材は電気的に浮いたフローティング状態である、請求項２の発明の形態とすることにより、補助部材はほとんどスパッタされないものとしている。
前記補助部材を接地した場合には、確実に、簡単に、スパッタ処理においてターゲットプレート外周部を内部と同程度に堀り込むことができ、ターゲットプレートの効率利用の面では、フローティング状態とした場合に比べ優れるが、スパッタされるため、フローティング状態とした場合に比べ、その交換の頻度が多くなってしまう。
尚、ノジュール発生を無くすためには、非エロージョン部分を無くすことが効果的であるが、図６（ａ）に示すような、ターゲットプレートの周辺にステンレス製の防着材３５０を設けた従来のターゲット部の場合、非エロージョン部分を無くすためにマグネットの揺動幅を動かし、ターゲットプレートのギリギリまでエロージョン部分にすると、ステンレス製の防着材３５０がスパッタされてしまう。
このため、防着材３５０が、電気的に接地する代わり、フローティングにして該防着材３５０へのスパッタを防止することも行われていたが、それでもスパッタの防止は完全ではないため、本発明においては、該防着材をスパッタされてもいい材料（ターゲットと同じ材料）にして補助部材を形成している。
そして、前記ターゲットプレートは、エロージョン部分の外周に延設してバッキングプレート面に沿い、薄肉部を設けている、請求項３の発明の形態とすることにより、ターゲットプレートのエロージョン部分と、少なくともその前記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする基板との境目からのバッキングプレートへのスパッタ作用をほとんどなくせるものとしている。
通常は、該防着材（前記補助部材と同じ）とターゲットプレートは、重なっていないのに対し、ターゲットプレートに上記薄肉部を設けることで、重なっていることになる。
【００１３】
また、本発明のスパッタ装置は、請求項４の発明の形態とすることにより、ターゲットプレートのエロージョン部分の領域全体について、均一な堀り込みを可能としている。
具体的には、ターゲットプレートの処理基板面側でない裏面側にマグネットを複数配し、該複数のマグネットを揺動させるもので、前記各マグネットの揺動によるターゲットプレートにおけるスパッタ作用範囲が、これと隣接するマグネットによるスパッタ作用範囲と一部重なる、ターゲットプレートにおける重なり領域を設け、且つ、エロージョン部分全体にわたり、該重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量が、非重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量と同じくなるように、前記各マグネットの揺動動作を制御しているものであることにより、これを達成している。
この形態の場合、更に具体的には、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅と位置を固定として、揺動におけるスピードを変化させて制御するものである、請求項５の形態、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅と揺動におけるスピードを一定とし、揺動範囲の位置を変化させて制御するものである、請求項６の形態、前記各マグネットの揺動動作の制御は、前記各マグネットの揺動範囲の幅を変化させて制御するものである、請求項７の形態が挙げられる。
特に、前記複数のマグネットを揺動させ、ターゲットプレートの前記処理基板面側全体をエロージョン部分とする、もしくは、該ターゲットプレートの処理基板面側を、その天地方向または水平方向のいずれか１方向の対向する周辺部を非エロージョン部分として残してそれ以外をエロージョン部分とするもので、前記ターゲットプレートの処理基板面側の周辺部がエロージョン部分となる外周に、近接して、外側に、処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にして、少なくとも前記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助部材を配設している、請求項８の発明の形態とすることにより、１層、ターゲットを効率的に利用できるものとしている。
また、前記処理基板を、キャリアに搭載して、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、該処理基板の一面側に電極用のＩＴＯ膜をスパッタ成膜するものである、請求項９の発明の形態とすることにより、特に、有効である。
【００１４】
本発明のスパッタ方法は、このような構成にすることにより、ノジュールの発生をなくし、更に、スパッタ処理においてターゲットプレート外周部を内部と同程度に均一に堀り込むことができるスパッタ方法の提供を可能としている。
更には、ターゲットプレートのエロージョン部分の領域全体について、均一な堀り込みを可能としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、上記のように、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でスパッタを行うスパッタ装置で、ノジュールの発生をなくすことができ、更には、スパッタ処理においてターゲットプレートを効率的に利用でき、エロージョン部分全面を均一に堀り込むことができるスパッタ装置の提供を可能とした。
同時に、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でスパッタを行うスパッタ方法で、ノジュールの発生をなくすことができ、更には、スパッタ処理において、エロージョン部分全面を均一に堀り込むことができ、結果的に、ターゲットプレートを効率的に利用できるスパッタ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】
【００１６】
本発明の実施の形態を説明する。
図１（ａ）は本発明のスパッタ装置の実施の形態の１例におけるターゲット部の表面を示した概略図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面図で、図２（ａ）は未使用のターゲット部の断面を示した断面図で、図２（ｂ）は使用後のターゲット部の断面を示した断面図で、図３はターゲットプレートとキャリアの対向状態を示した断面図で、図４（ａ）〜図４（ｃ）はｘ方向位置と移動速度の関係を示した図で、図５（ａ）は本発明のスパッタ装置の実施の形態の１例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５（ｂ）は図５（ａ）のＢ１方向からみた、キャリアの他に搬送駆動用の歯車も示した図である。
尚、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ３側から見た図で、図１においてｘ方向は、水平方向であって、ターゲット部の長手方向に直交する方向で処理基板の移動方向であり、図１では点線両矢印はマグネットのｘ方向への揺動を示している。
また、図５においては、キャリアの他にも回転ローラや歯車を示している。
図１〜図５中、１０はターゲット部、２０はターゲットプレート、２０ａは使用後のターゲットプレート、２１はエロージョン部分、２１ａは使用後のエロージョン部分、２５は薄肉部、２５ａは使用後の薄肉部、３０はバッキングプレート、３１はバッキングプレート面、４０はターゲット保持部、４１はマグネット、５０は補助基材、１００はキャリア、１０１は処理基板保持部、１１０は枠体、１２０は裏板、１３０は処理基板、１５０は支持部、１６１、１６２は位置決め回転ロール、１６１ａ、１６２ａは軸、１７１、１７２は搬送支持レール（単に支持部とも言う）、１９０は回転ロール（回転体とも言う）、１９０ａは軸、２００は溝形成部、２１０は歯車である。
【００１７】
はじめに、本発明のスパッタ装置の実施の形態の１例を、図に基づいて説明する。
本例のスパッタ装置は、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基板１３０を、キャリア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、処理基板の一面側に電極用のＩＴＯ膜をスパッタ成膜する、マグネトロンスパッタ方式のスパッタ装置で、図７に示す各部の構成配列と同じ構成配列のスパッタ装置である。
スパッタ処理の際には、処理基板１３０を図５（ａ）に示すキャリア１００に搭載し、図３に示すように、処理基板１３０の成膜する側の面とターゲットプレート２０とを、平行に対向させ、搬送しながら、スパッタ処理を行うものである。
図５（ａ）に示すように、キャリア１００は、枠体１１０に、順に、処理基板１３０、裏板１２０を嵌め込み、処理基板１３０を保持する処理基板保持部１０１を備えている。  特に、本例のスパッタ装置においては、図１（ｂ）に示すように、ターゲットプレート２０の処理基板面側でない裏面側にマグネット４１を複数配し、これらを揺動させるもので、ターゲットプレートの前記処理基板面側をエロージョン部分２１のみとし、前記ターゲットプレート２０のエロージョン部分２１の外周に沿い、近接して、外側に、少なくともその前記処理基板面側の表面部を焼結したＩＴＯとする補助基材５０を設けている。
補助基材５０の処理基板面側をターゲットプレート面に沿う平面にしている。
また、ターゲットプレート２０は、エロージョン部分２１の外周に延設してバッキングプレート３０の面３１に沿い、薄肉部２５を設けている。
尚、本例においては、補助基材５０は電気的に浮いたフローティング状態である。
ここでは、処理基板１３０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。
【００１８】
本例では、ターゲットプレート２０の処理基板面側をエロージョン部分２１のみとなるように、前記マグネット４１の揺動範囲のターゲットプレート２０におけるスパッタ作用範囲が、前記補助基材５０に達するように、前記マグネットを揺動させるが、この場合、ターゲットプレートのエロージョン部分２１の全外周に、近接して、外側に、前記補助部材５０を配設している。
このようにすることにより、ノジュールの発生がないものとでき、且つ、スパッタ処理においてターゲットプレート外周部を内部側と同程度に堀り込むことができる。
即ち、従来のスパッタ処理における、図６（ｂ）に示す堀り込みがない領域（Ｂ領域）３２３を、図６（ｂ）に示す非重なり領域３２２の程度に堀り込むことができる。
【００１９】
また、本例においては、各マグネット４１の揺動によるターゲットプレート２０におけるスパッタ作用範囲が、これと隣接するマグネットによるスパッタ作用範囲と一部重なる、ターゲットプレートにおける重なり領域（図６の３２１に相当）を設け、且つ、エロージョン部分全体にわたり、該重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレート２０の堀り込み量が、非重なり領域（図６の３２２に相当）におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量と同じくなるように、各マグネット４１の揺動動作を制御しているものである。
このため、ターゲットプレート２０のエロージョン部分２１の領域全体について、均一な堀り込みを可能としている。
各マグネットの揺動動作の制御としては、各マグネットの揺動範囲の幅と位置を固定として、揺動におけるスピードを変化させて制御する方式のもの、各マグネットの揺動範囲の幅と揺動におけるスピードを一定とし、揺動範囲の位置を変化させて制御する方式のもの、各マグネットの揺動範囲の幅（ストロークとも言う）を変化させて制御するものが挙げられる。
図４（ａ）に示すように、１つのマグネットを、所定の固定された位置で移動を行う場合に、図６（ｂ）に示すように、重なり領域（Ａ領域）３１１、非重なり領域３２２において堀り込みがなされ、重なり領域（Ａ領域）３１１における掘り込み量は、非重なり領域３２２における掘り込み量よりも小さいとした場合、本例のスパッタ装置においては、例えば、図４（ｃ）に示すように、該１つのマグネットについて、マグネットの揺動範囲の幅と位置を固定として、揺動におけるスピード（速度とも言う）を変化させて制御する。
図４（ｃ）に示す制御の場合、Ｐ３１−Ｐ３２−Ｐ３３−Ｐ３４−Ｐ３５−Ｐ３６−Ｐを１つの揺動範囲とするが、Ｐ３２−Ｐ３３区間、Ｐ３４−Ｐ３５区間の移動速度を可変とし、且つ、Ｐ３３−Ｐ３４区間の速度より大きくしている。
また、揺動範囲の幅も図４（ａ）に示す揺動範囲の幅よりも大きいものとしている。
あるいは、例えば、図４（ｂ）に示すように、マグネットの揺動範囲の幅と揺動におけるスピードを一定とし、揺動範囲の位置を変化させて制御する。
尚、図４（ｂ）に示す制御の場合、Ｐ１１−Ｐ１２−Ｐ１３−Ｐ１４、Ｐ２１−Ｐ２２−Ｐ２３−Ｐ２４を、それぞれ、１つの揺動範囲の位置とする。
あるいはまた、図示していないが、各マグネットの揺動範囲の幅を変化させて制御する。
【００２０】
図１（ａ）にターゲット部１０を示すが、ターゲットプレート２０は、四角状で、その処理基板側全体を、エロージョン部分２１のみとして、エロージョン部分２１の外周に沿い補助基材５０を設けている。
ここでは、ターゲットプレート２０は、バッキングプレート３０に沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その処理基板面側が、エロージョン部分２１のみからなる。
また、本例においては、図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面を図１（ｂ）に示すように、スパッタ処理側でないターゲットプレート２０の裏面側にマグネトロン構造にマグネット４１を、複数、備えてマグネトロンスパッタ方式により、スパッタ処理を行うものである。
本例においては、マグネトロン構造のマグネットを一体として、複数、ターゲットプレート面に沿い、ターゲットプレート２０の短辺方向、即ち、キャリア１００の搬送方向に、所定の範囲で揺動するもので、この揺動の範囲と、マグネトロン構造のマグネットの長手方向のサイズとにより、ここでは、ターゲットプレート２０の処理基板側の全領域をエロージョン部２１としている。
マグネトロン構造は、回路設計上、電子やイオンが磁気回路にそって連続的に運動し、局所的に溜まることがないため、局部的に磁石等構造体に熱がたまることがなく、成膜、特に成膜分布に対して悪影響を及ぼす可能性がなく、好適である。
尚、マグネトロン構造は、薄膜ハンドブック（日本学術振興会・薄膜第１３１委員会編集、株式会社オーム社発行、平成７年１２月１０日第１版第６刷発行、１８６ページから１８８ページ）等に記載のように、スパッタリング等において広く用いられてきた。
マグネットの配置すなわち磁場を工夫して設けた構造で、その構造体表面に電子を拘束させることが可能となり、電離衝突の頻度が極めて高くなり、非常に大きなターゲット（材料）衝撃電流密度を容易に得ることができる。
【００２１】
ターゲットプレート２０としては、ここでは、例えば、Ｉｎ2 Ｏ3 、９０ｗ％＋ＳｎＯ2 、１０ｗ％組成の焼結したターゲットプレート材を、厚さ８ｍｍ〜１５ｍｍとしたものを用いるが、サイズを大とするために、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、複数枚の焼結ターゲットプレート材をつなぎ合わせている。
ここでは、スパッタリングは、Ａｒガス雰囲気中、１０-3ｔｏｒｒ〜１０-2ｔｏｒｒ圧下で、プレート状にされた、成膜する膜組成のＩＴＯをターゲットプレー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、低温で成膜を行う。
【００２２】
本例のスパッタ装置は、図７に示されるスパッタ装置と同じように、搬送されながらスパッタ処理を行うもので、各チャンバーの配置や処理基板の搬入から搬出までの流れは、基本的に、図７（ａ）に示されるスパッタ装置と同じである。
本例におけるキャリア１００は、図７（ｂ）に示すキャリア８６０と同じである。
キャリア１００の搬送も、基本的には図７に示されるスパッタ装置と同じで、駆動用モーター２１０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２００が、キャリア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１００の溝形成部２００の進行方向両側、下側に、平坦部を有する搬送支持レール１７１、１７２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１９０にキャリア側の搬送支持レール１７１、１７２の平坦部が乗っかるようになっている。
本例においては、このような回転体１９０、歯車２１０を、搬送路に沿い複数配置して搬送を行う。
【００２３】
本例のスパッタ装置においては、簡単には、処理基板１３０（図７の８６３に相当）は、ローディングチャンバー（図７の８１１に相当）に投入され、予備チャンバー（図７の８１２に相当）を経て、第１のスパッタチャンバー（図７の８１３に相当）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（図７の８２０に相当）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（図７の８３３に相当）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（図７の８３２に相当）、アンローディングチャンバー（図７の８３１に相当）を経て搬出される。
尚、各チャンバーの境には、機械的な仕切りがあり、各仕切りの開放は、両側のチャンバーの真空度を同じ程度にして行う。
また、処理基板保持部１０１の枠体１１０他各部の材質については、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。
【００２４】
先にも述べたように、図１に示すターゲット部１０においては、ターゲットプレート２０は、バッキングプレート３０に沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その外側全周にわたり、前記バッキングプレート面３１側に沿うように延設された薄肉部２５を設けており、該ターゲットプレート２０の処理基板面側をエロージョン部分２１のみとしているが、これは、図１に示すエロージョン部分２１のみをその領域とするターゲットプレートに、薄肉部２５を一体的に付加した形態のものである。
ターゲットプレート２０と補助基材５０とは、電気的に分離していることが必要で、図１に示すターゲットプレート２０と補助基材５０との間には、隙間があいてしまうため、該隙間からバッキングプレート３０がスパッタされるが、本例の図１に示すターゲット部１０においては、ターゲットプレート２０が薄肉部２５を設けていることにより、バッキングプレート３０がスパッタされることを防止できる。
尚、薄肉部２５の形状は図１（ｂ）に示す形状に限定はされない。
【００２５】
本例のスパッタ装置は１例で、本発明は、これに限定されるものではない。
図１に示す本例のターゲット部の構造を、他の形態のマグネトロン方式のスパッタ装置、例えば、搬送しないでスパッタを行う装置等に、適用する形態が挙げられる。
本例のターゲット部に代え、該ターゲットプレートの処理基板面側を、その天地方向または水平方向のいずれか１方向の対向する周辺部を非エロージョン部分として残してそれ以外をエロージョン部分とする形態のものも挙げられる。
尚、本例においては、エロージョン部分全体にわたり、該重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量が、非重なり領域におけるスパッタによるターゲットプレートの堀り込み量と同じくなるように、各マグネットの揺動動作を制御しているが、本例において、このような制御をおこなわない形態も挙げられる。
この形態の場合は、本例に比べて、ターゲットプレートの効率利用の面では劣る。
また、本例のターゲット部の構造において、補助部材を接地した形態のものも挙げられる。
また、処理基板１３０、ターゲットプレート２０を鉛直方向から傾けた状態、あるいは水平にして、互いに平行に対向した状態でスパッタを行う形態も挙げられる。
勿論、図７に示す各部の構成配置を直線的に設けた形態としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（ａ）は本発明のスパッタ装置の実施の形態の１例におけるターゲット部の表面を示した概略図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面図である。
【図２】図２（ａ）は未使用のターゲット部の断面を示した断面図で、図２（ｂ）は使用後のターゲット部の断面を示した断面図である。
【図３】ターゲットプレートとキャリアの対向状態を示した断面図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）はｘ方向位置と移動速度の関係を示した図である。
【図５】図５（ａ）は本発明のスパッタ装置の実施の形態の１例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５（ｂ）は図５（ａ）のＢ１方向からみた、キャリアの他に搬送駆動用の歯車も示した図である。
【図６】図６（ａ）は従来のマグネトロンスパッタ方式のターゲット部を示した断面図で、図６（ｂ）は使用後のターゲットプレートを説明するためのターゲット部の一部を拡大して示した図である。
【図７】図７（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７（ｂ）は図７（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】
【００２７】
１０                  ターゲット部
２０                  ターゲットプレート
２０ａ                使用後のターゲットプレート
２１                  エロージョン部分
２１ａ                使用後のエロージョン部分
２５                  薄肉部
２５ａ                使用後の薄肉部
３０                  バッキングプレート
３１                  バッキングプレート面
４０                  ターゲット保持部
４１                  マグネット
５０                  補助基材
１００                キャリア
１０１                処理基板保持部
１１０                枠体
１２０                裏板
１３０                処理基板
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
３１０                ターゲット部
３２０                ターゲットプレート
３２０Ａ              使用後のターゲットプレート
３２１                重なり領域（Ａ領域とも言う）
３２２                非重なり領域
３２３                堀り込みがない領域（Ｂ領域とも言う）
３３０                バッキングプレート
３４０                ターゲット保持部
３４１                マグネット
３５０                防着材
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              処理基板保持部
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
８６８Ａ              歯車
８６９                回転ローラ（回転部とも言う）
８６９ａ              軸
８７１                ターゲットプレート
８９１                水平方向
８９２                鉛直方向
【図１】
2007238978.tif 000003
【図２】
2007238978.tif 000004
【図３】
2007238978.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007238978.tif 000007
【図６】
2007238978.tif 000008
【図７】
2007238978.tif 000009