CN105980595B - 溅射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种溅射装置，其在处理室内用防附着板将保持体包含基板按压件在内覆盖住，该保持体将基板正对靶保持，该基板按压件覆盖基板的周缘部在内，在从防附着板的内侧露出的基板的表面形成金属制的薄膜。在保持体与防附着板对置的部分，从保持体和防附着板中的一方朝另一方突出设置止挡凸起，使止挡凸起与保持体或防附着板隔着比防附着板与基板按压件之间的间隙小的间隙对置。在成膜处理中防附着板和保持体发生热变形而接近时，使止挡凸起与防附着板或保持体接触，防止防附着板与保持体接触使得接触部分的金属膜剥离从而混入基板的成膜区域。能够在使防附着板靠近保持体的状态下实现成膜处理，而不会导致成膜品质变差。

Description

溅射装置

技术领域

本发明涉及在基板表面形成金属制薄膜的溅射装置。

背景技术

例如在图像显示用的液晶面板、各种半导体等的制造中，会使用在基板 的一个面形成金属薄膜的溅射装置(例如参照专利文献1、2)。该溅射装置 中，在保持为高真空的处理室的内部将基板和靶相对配置，向处理室内导入 稀有气体(Ar气体等)，并且在基板和靶之间施加高电压，用离子化的稀有 气体元素轰击靶表面，由此使靶表面的原子溅出，在基板的表面形成靶材料 金属的薄膜。

基板以保持在托盘形的保持体上的状态被搬入处理室内，并定位在与靶 对置的处理位置进行成膜处理。此时，从靶弹出的靶原子的一部分可能会附 着在保持体上。在液晶面板的制造中，需要在玻璃制基板的周缘部设置非成 膜区域，保持体包括覆盖基板的非成膜区域的基板按压件，在该基板按压件 的表面会形成不需要的金属膜。在专利文献1、2公开的溅射装置中，在处理 室的内部设置防附着板，在利用该防附着板将保持基板的保持体的一个面覆 盖的状态下进行成膜处理，防止了在保持体上，尤其是基板按压件上的不必要的成膜。

另外，专利文献1记载的溅射装置为流线式溅射装置，其中，沿着基板 的搬送方向将多个处理室与加载互锁室、加热室、卸载室一起排列设置成直 线状，对被依次搬入各处理室内的基板进行成膜处理。而且专利文献2记载 的溅射装置为单张式溅射装置，其中，将多个处理室与加载互锁室、加热室、 卸载室一起排列设置成放射状，通过配置在排列设置区域中央的搬送用自动 装置的动作，向各处理室搬入基板进行成膜处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-241163号公报

专利文献2：日本特开2004-332117号公报

发明内容

发明要解决的课题

为了防止保持体上的不必要的成膜，如上所述的溅射装置的防附着板与 保持体的表面隔着数毫米左右的间隙靠近地对置。专利文献1记载的溅射装 置中，在将基板定位到处理室内之后，使防附着板移动以接近基板和保持体， 从而实现了防附着板与该保持体的靠近配置。

另一方面，例如，在液晶面板的制造中，当使用大块的玻璃基板并用Cu 等具有高导电性的材料形成厚的金属膜时，处理时间较长，处理室内的温度 较高，因此，防附着板和保持体由于热膨胀而变形，有可能在对置部发生接 触。当发生该接触时，存在如下问题，即，附着在防附着板和保持体的表面 的金属膜剥离，混入基板的成膜区域导致成膜品质变差，产品的成品率下降。

该问题可通过增大防附着板和保持体的间隙得到缓解，但会产生新的问 题，即，靶原子经过该间隙进入，结果保持体的不必要成膜范围扩大。

本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种溅射装置，其不会使 保持基板的保持体与防附着板发生接触，能够在保持体与防附着板靠近的状 态下进行成膜处理，能够同时实现提高成膜品质和防止不必要成膜。

用于解决课题的手段

本发明的溅射装置，包括：设置有靶的处理室、利用基板按压件压着基 板的周缘部来保持该基板的保持体和在所述处理室内将所述保持体包含所述 基板按压件在内覆盖住防附着板，所述溅射装置在所述处理室内对所述靶进 行溅射，在从所述防附着板的内侧露出并与所述靶对置的所述基板的表面形 成金属膜，所述溅射装置的特征在于，包括止挡凸起，该止挡凸起在所述防 附着板和所述保持体的对置部分从所述防附着板和所述保持体中的一方朝另 一方突出设置，并与另一方隔着比所述防附着板与所述基板按压件之间的间 隙小的间隙对置。

在防附着板和保持体热变形而接近时，设于双方的对置部分的止挡凸起 与防附着板或保持体接触，防止防附着板与保持体的接触。因此，不必担心 防附着板和保持体的表面附着的金属膜剥离从而混入基板的成膜区域导致成 膜品质变差，能够在使防附着板靠近保持体的状态下进行成膜处理。

而且，本发明的溅射装置，其特征在于，所述基板具有矩形形状，所述 止挡凸起设置在所述基板的一条边的中央部附近和所述一条边的两侧的角部 附近。

当以适用于液晶面板制造等的矩形基板为成膜对象时，通过在基板的一 条边的中央部附近和一条边的两侧的角部附近设置止挡凸起能够达到目的。

而且，本发明的溅射装置，其特征在于，所述止挡凸起由比所述防附着 板和所述保持体的硬度低的材料制成。

由于止挡凸起由低硬度材料，例如树脂材料制成，所以能够降低在与防 附着板或保持体的接触部产生各材料的磨损粉末的风险，能够防止该磨损粉 末混入造成的成膜品质变差。

而且，本发明的溅射装置，其特征在于，所述止挡凸起呈从基端向前端 越来越细的形状。

止挡凸起通过从基端向前端越来越细的前端部与防附着板或保持体接 触，因此，接触部位上的剥离金属和磨损粉末的产生量变少，能够良好地保 证成膜品质。

而且，本发明的溅射装置，其特征在于，构成为流线式溅射装置，在该 流线式溅射装置中，多个所述处理室排列设置为直线状，将所述基板和所述 保持体沿着排列方向搬送并依次搬入搬出所述多个处理室；或者构成为单张 式的溅射装置，在该单张式的溅射装置中，多个所述处理室排列设置为放射 状，通过设于排列区域中央的搬入搬出机构的动作将所述基板依次搬入搬出 各个所述处理室。

发明的效果

本发明中，通过在防附着板与保持体的对置部分设置的止挡凸起的作用， 能够防止防附着板和保持体由于热变形引起的接触，所以在良好地保证基板 的成膜品质的同时，能够在使防附着板靠近保持体的状态下进行成膜处理。

附图说明

图1是流线式溅射装置的示意图。

图2是单张式溅射装置的示意图。

图3是示意表示处理室内部结构的剖视图。

图4是止挡凸起的作用说明图。

图5是为了验证止挡凸起的适当数量和位置而进行的试验的说明图。

图6是表示为了验证止挡凸起的适当数量和位置而进行的试验的结果的 图表。

具体实施方式

以下，基于本发明的附图详述其实施方式。图1是流线式溅射装置的示 意图，图2是单张式溅射装置的示意图，以下所示的本发明对流线式溅射装 置和单张式溅射装置都能适用。

图1、图2所示的溅射装置包括三个处理室1、1、1，加载互锁室10和 加热室11。图1中，处理室1、1、1在直线上排列设置，可通过开放彼此间 设置的闸阀13、13而相互连通。

加载互锁室10和加热室11在处理室1、1、1的排列设置区域的一侧排 列设置在直线上。在加载互锁室10和加热室11之间、以及加热室11与相邻 的处理室1之间也设有闸阀13、13，各个室可通过开放各个闸阀13而连通。 而且，在加载互锁室10的与闸阀13相反的一侧设有搬入搬出阀14，加载互 锁室10可通过开放搬入搬出阀14与外部连通。

在各处理室1的内部，分别配置有靶2，对与该靶2对置的基板3的一 个面进行成膜处理。基板3被各个呈托盘形的保持体4保持，与该保持体4 一起被沿着处理室1、1、1的排列设置方向设置的搬送路径搬送，并在各处 理室1内相对于靶2定位。在关闭两侧的闸阀13、13而形成为高真空状态的 各处理室1内，在这样定位的基板3的表面形成靶2的材料金属的薄膜。

如图1中示意表示的，在各处理室1内设有防附着板5。该防附着板5 如后述那样覆盖被定位于处理室1内基板3的周缘部和保持体4，起到防止 在被覆盖的部分成膜的作用。基板3的搬送路径为经由加载互锁室10和加热 室11通过处理室1、1、1内返回加载互锁室10的循环路径，基板3通过加 载互锁室10、加热室11被依次搬入处理室1、1、1，在各处理室1内的成膜 处理结束后，通过加载互锁室10被搬出到外部。

图2中，处理室1、1、1与加载互锁室10、加热室11和卸载室12一起 排列设置成放射状，各个室可通过开放各个闸阀13而与设置在排列区域中央 的搬入搬出室16连通。搬入搬出室16中设置有可在真空下工作的自动搬入 搬出装置(未图示)。而且在加载互锁室10的与闸阀13相反的一侧设有搬 入阀14，而且在卸载室12的与闸阀13相反的一侧设有搬出阀15，加载互锁 室10、卸载室12可通过开放搬入阀14、搬出阀15而与外部连通。

基板经由开放的搬入阀14被搬入加载互锁室10，通过所述自动搬入搬 出装置的动作，经由开放的各个闸阀13被依次搬入搬出加热室11、各处理 室1和卸载室12，在各处理室1内进行成膜处理。在各处理室1内，与图1 所示的溅射装置同样地设置有靶和防附着板，基板被搬入处理室1并相对于 靶定位，在被防附着板覆盖周缘的状态下进行成膜处理。另外，在图2中， 省略了基板、靶和防附着板的图示。

图3是示意表示处理室内部结构的剖视图，放大要部来示出流线式溅射 装置中在处理室1内对基板3进行成膜处理时的状态。在处理室1的内部， 设置有被支承板20支承的靶2，基板3与保持体4一起被导入处理室1内， 并被定位在与靶2正对的位置。

保持体4是具有图示截面的框形托盘，在整个内周缘上形成有比基板3 尺寸稍大的凹处40。基板3被收纳在凹处40内，背面被从该凹处40的底面 突出设置的支承销41支承，并被基板按压件42压着正面的周缘部保持在保 持体4上，其中，基板按压件42伸到凹处40的内侧并被固定。这样保持基 板3的保持体4，在图1所示的流线式溅射装置中，在图中左右方向上移动 来搬送基板3，并将该基板3定位在图示的位置。通过在该状态下实施溅射， 能够在从基板按压件42的内侧露出的基板3的表面形成由靶2的材料金属 (Cu等)构成的薄膜。

防附着板5包括被固定支承在处理室1内的固定板50和被该固定板50 浮动支承的浮动板51，防附着板5在被定位于处理室1内的保持体4以及基 板3与靶2之间，与保持体4、基板3、靶2大致平行地设置。固定板50是 具有图示截面的框体，位于与如前述那样被定位的保持体4的表面隔着适当 距离的位置。浮动板51是从固定板50的内侧边缘向内伸出适当长度设置的 框体，与基板按压件42隔着微小的间隙X对置，该基板按压件42设置于如 前述那样被定位的保持体4的内侧边缘。

在如上所述实施的成膜工序中，使处理室1内的靶原子附着于如上设置 的防附着板5，从而起到防止靶原子附着到保持体4，尤其是附着到基板按压 件42的表面的作用。防附着板5的浮动板51和保持体4的基板按压件42 隔着间隙X对置，通过使该间隙X为4～6mm左右，能够良好地防止靶原子 的进入，能够有效防止在包含基板按压件42的保持体4表面上成膜。

保持体4还包括止挡凸起43。止挡凸起43在比基板按压件42靠外侧且 与防附着板5的浮动板51对置的位置，即尽可能靠近基板按压件42的位置 朝浮动板51突出设置，该止挡凸起43的前端与浮动板51隔着比所述间隙X 小的间隙Y对置。另外，止挡凸起43优选由比不锈钢、钛等金属材料制的 基板按压件42和浮动板51的硬度低的材料制成，例如由树脂材料制成。另 外，止挡凸起43的前端优选做成图示的半球形等从基端向前端越来越细的形状。

图4是止挡凸起43的作用说明图。图4A表示了成膜处理开始时的状态。 前述的成膜处理是在将与保持体4一起搬入处理室1内的基板3如图4A和 图3所示那样相对于靶2和防附着板5定位的状态下实施的。例如，在液晶 面板的制造中，使用大块的玻璃基板作为基板3，在该基板3上形成Cu等的 具有高导电性的金属膜，但是，此时处理时间较长，处理室1内的温度较高， 因此，保持体4和防附着板5由于热膨胀而变形，有可能相互接近并接触。

实施方式的溅射装置具有止挡凸起43，该止挡凸起43的前端与作为防 附着板5的一部分的浮动板51隔着间隙Y对置。该间隙Y比浮动板51与基 板按压件42之间的间隙X小，因此，如图4B所示，前述的热变形引起的接 触发生在止挡凸起43与浮动板51之间(图中用虚线圆形标记表示的位置Y)， 维持了浮动板51与基板按压件42之间的间隙X。

图4C示出了不具有止挡凸起43的溅射装置中产生接触的状况。这种情 况下，前述的热变形引起的接触发生在隔着间隔X对置的基板按压件42与 浮动板51之间(图中用虚线圆形标记表示的位置X)。

当发生了上述接触时，附着在接触部位的金属膜剥离并向周围飞散。图 4C中的接触位置靠近从基板按压件42的内侧露出的基板3的表面，即靠近 成膜区域，剥离了的金属膜混入成膜区域，导致基板3的成膜品质变差。

另一方面，在图4B中，由于在远离成膜区域的位置设置的止挡凸起43 与浮动板51接触，基板按压件42和浮动板51不发生接触，所以，能够减少 接触部的剥离金属混入成膜区域的危险。此外，在止挡凸起43与浮动板51 的接触位置，只不过附着了从浮动板51与基板按压件42之间的间隙X通过 的靶原子，并且，止挡凸起43和浮动板51的接触仅在止挡凸起43的前端部 分发生，所以，接触引起的剥离金属的产生量本身就少，能够进一步减轻向成膜区域的混入。

另外，如前所述，当止挡凸起43由树脂材料等低硬度材料制成时，能够 减轻在止挡凸起43与浮动板51的接触部由于摩擦而产生各材料的磨损粉末 的危险，能够防止该磨损粉末混入造成的成膜品质变差。此外，如前所述， 由于将止挡凸起43的前端做成从基端向前端越来越细的形状，由此该止挡凸 起43与浮动板51的接触面积变小，故能够减少在接触部位的剥离金属和磨 损粉末的产生量，能够良好地保证基板3的成膜品质。

从防止成膜品质变差的观点出发，优选尽可能减少止挡凸起43的数量， 但减少了止挡凸起43的数量时，在未设置止挡凸起43的部分，有可能如图 4C所示那样发生基板按压件42与浮动板51的接触。而且，需要设定止挡凸 起43与浮动板51之间的间隙Y，以使两者在成膜处理时的温度下以适当强 度发生接触。

图5是为了验证止挡凸起43的适当数量和位置而进行的试验的说明图， 图6是表示为了验证止挡凸起43的适当数量和位置而进行的试验的结果的图 表。图5中示出了基板3和保持体4的俯视图，验证试验按如下顺序进行： 如本图所示在保持矩形的基板3的保持体4的示为A、B、C的位置设置不 同高度的止挡凸起43，分别检查止挡凸起43与浮动板51之间有无接触以及 基板按压件42与浮动板51之间有无接触。

在图6所示的条件1、2下，在具有矩形形状的基板3的一条边两侧的角 部附近的位置A、C设有止挡凸起43，在条件3、4下，除了位置A、C还 在所述一条边的中央位置B设有止挡凸起43。止挡凸起43的高度设定为使 所述间隙X、Y相同，通过在该止挡凸起43与保持体4之间插装垫片来改变 高度。图表中的数值表示插装的垫片的厚度。

在将插装有厚度1mm的垫片的止挡凸起43设于位置A、C的条件1下， 在位置Y未观察到接触，在位置X观察到了接触，可知，止挡凸起43难以 实现前述的作用。在位置A、C插装有厚度3mm的垫片的条件2下，不再能 观察到位置X处的接触，但这种情况下，位置Y处的接触过强，令人担心止 挡凸起43和浮动板51的磨损粉末。这样，当仅在基板3的角部附近的位置 A、C设有止挡凸起43时，即使改变该止挡凸起43的高度，也难以实现前 述的作用、效果。

在除了位置A、C以外，还在位置B设置了插装有厚度1mm的垫片的 止挡凸起43的条件3下，在位置X的局部上能观察到接触，而在相同位置 设置了插装有厚度2mm的垫片的止挡凸起43的条件4下，不能观察到位置 X处的接触，而且，在位置Y存在有接触的部位和无接触的部位，可知，能 实现适度的接触状态。因此，在以矩形的基板3为处理对象的溅射装置中， 通过在一条边的中央部和一条边的两侧的角部设置适当高度的止挡凸起，能 够达到前述的作用、效果。

此外，以上的实施方式中，说明了在保持体4设有止挡凸起43的结构， 但也可以在防附着板5(浮动板51)设置朝保持体4突出的止挡凸起。

应该认为，此次公开的实施方式中所有内容均为例示，并不是限制性的。 本发明的范围并非由上述含义，而是由权利要求所示，包含与权利要求的范 围均等的含义和范围内的各种变更。

附图标记说明

1 处理室

2 靶

3 基板

4 保持体

42 基板按压件

43 止挡凸起

Claims (7)

1.一种溅射装置，其特征在于，包括：

处理室，用于在内部配置靶和基板，所述基板具有第一面和第二面，所述第二面是所述第一面的背面，

保持体，用于在所述处理室内以所述基板的所述第一面与所述靶相向的方式保持所述基板的所述第二面，

基板按压件，用于覆盖并按压所述基板的所述第一面的周缘部，并规定通过在所述处理室内进行所述靶的溅射而形成于所述第一面的金属膜的成膜区域的外缘，

防附着板，不覆盖所述成膜区域，而将所述保持体连同所述基板按压件覆盖，以防止在所述基板按压件和所述保持体上形成不需要的金属膜，

止挡凸起，在所述防附着板和所述保持体正对着的区域，从所述防附着板和所述保持体中的一方朝另一方突出设置；

所述基板具有矩形形状，所述止挡凸起设置在所述基板的一条边的中央部和所述一条边的两侧的角部附近，所述一条边的中央部和所述一条边的两侧的角部附近的各所述止挡凸起的高度被设置为，使得所述基板按压件与所述防附着板之间不发生接触而所述止挡凸起与所述防附着板和所述保持体中的另一方之间发生局部接触。

2.根据权利要求1所述的溅射装置，其特征在于，

所述止挡凸起由硬度比所述防附着板和所述保持体的硬度低的材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的溅射装置，其特征在于，

所述止挡凸起呈从基端向前端越来越细的形状。

4.根据权利要求1或2所述的溅射装置，其特征在于，

构成为流线式溅射装置，在该流线式溅射装置中，多个所述处理室排列为直线状，将所述基板和所述保持体沿着排列方向搬送并依次搬入搬出多个所述处理室。

5.根据权利要求1或2所述的溅射装置，其特征在于，

构成为单张式的溅射装置，在该单张式的溅射装置中，多个所述处理室排列为放射状，通过设于排列区域中央的搬入搬出机构的动作，将所述基板依次搬入搬出各个所述处理室。

6.根据权利要求1或2所述的溅射装置，其特征在于，

在所述保持体形成有用于收纳所述基板的凹处。

7.根据权利要求6所述的溅射装置，其特征在于，

在所述凹处形成有用于支承所述基板的所述背面的凸部。