CN109563615B

CN109563615B - 溅射装置

Info

Publication number: CN109563615B
Application number: CN201880002937.9A
Authority: CN
Inventors: 金子俊则; 大野哲宏
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2021-07-30
Anticipated expiration: 2038-06-28
Also published as: US11473188B2; WO2019004351A1; JP6579726B2; KR20190022767A; JPWO2019004351A1; TWI686493B; CN109563615A; KR102182582B1; TW201905226A; US20210285094A1

Abstract

本发明的溅射装置为通过溅射法在被处理基板上进行成膜的装置，包括：真空腔室；靶，设置在位于所述真空腔室内的阴极的表面上；基板保持部，以与所述靶相对的方式设置于所述真空腔室内，在所述基板保持部上设置被处理基板；和摇动部，用于使所述基板保持部相对于所述靶能够摇动。所述基板保持部中的所述被处理基板的摇动区域被设定为小于所述靶的溅蚀区域。

Description

溅射装置

技术领域

本发明涉及一种溅射装置，特别是涉及一种适于在具有磁控管阴极的成膜中使用的技术。

本申请基于2017年6月28日在日本申请的专利申请第2017-126261号要求优先权，并且在此援引其内容。

背景技术

如专利文献1中的记载，在具有磁控管阴极的成膜装置中已知有为了提高靶的利用效率等而使磁铁相对于靶移动的方式。

另外，如专利文献1所公开的技术那样，还已知有为了提高成膜均匀性等，在磁铁移动的基础上，使阴极及靶相对于成膜基板摇动。

在如专利文献1所公开的技术那样使磁铁或阴极摇动的装置中，必然存在由摇动中的摇动部发生的灰尘。

因此，虽然在专利文献1中未公开，但为了防止发生的颗粒对溅射处理室内的成膜带来不良影响，需要将用于收纳并密闭驱动部的内部腔室设置于溅射处理室内，其中，该驱动部用于使磁铁和/或阴极摇动(专利文献2)。

专利文献1：日本专利公开2009-41115号公报

专利文献2：日本专利公开2012-158835号公报

专利文献3：日本专利第5869560号公报

然而，在处理腔室内会发生多余成膜的附着物，而该附着物可能会成为发生新颗粒的原因。特别是，具有从摇动的阴极等可动部分发生的颗粒显著的问题。因此，人们要求解决该问题。

此外，由于磁铁和/或阴极结构部件的重量较重，因此在使该结构部件摇动时需要大功率驱动系统。此外，为了供应冷却水和电力等，上述结构部件需要可动连接部分。为了能够在这种装置中维持真空密闭状态，具有如下的问题：即，真空密闭结构复杂，制造成本也上升，装置总体的容积也有可能增大。特别是，在如对大型基板进行溅射处理的装置的容积增加的情况下，容积增加量甚至对配置处理装置的建筑物的配置带来影响。因此，寻求处理装置的省空间化，要求解决这种问题。

另外，如专利文献3所公开，近年来处于连续进行多种成膜处理的情况等成膜量增加的倾向，因此要进一步削减处理腔室内的成为颗粒发生原因的多余成膜面积的要求不断提高。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其欲实现以下目的。

1、能够使靶和基板相对移动，并且维持形成于基板上的膜的均匀性。

2、实现装置的省空间化。

3、与成膜量增加无关地降低颗粒发生。

4、不依赖于成为颗粒发生原因的阴极侧驱动，维持成膜特性且降低颗粒发生。

5、防止膜特性下降。

本发明的一方式所涉及的溅射装置为通过溅射法在被处理基板上进行成膜的装置，包括：真空腔室；靶，设置在位于所述真空腔室内的阴极的表面上；基板保持部，以与所述靶相对的方式设置于所述真空腔室内，在所述基板保持部上设置被处理基板；和摇动部，用于使所述基板保持部相对于所述靶能够摇动，所述基板保持部中的所述被处理基板的摇动区域被设定为小于所述靶的溅蚀区域。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，所述基板保持部也可以具备纵防着板，所述纵防着板配置在所述被处理基板的在所述基板保持部的摇动方向上的两端位置且沿与所述摇动方向交叉的方向延伸。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，所述真空腔室也可以具备横防着板，所述横防着板配置在所述纵防着板的与所述摇动方向交叉的方向上的端部且配置在所述被处理基板的两端位置，并且所述横防着板不与所述基板保持部的摇动同步。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，所述纵防着板的长度也可以被设定为大于在与所述摇动方向交叉的方向上彼此相对的所述横防着板之间的尺寸。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，所述横防着板在所述摇动方向上的尺寸也可以被设定为大于所述纵防着板在所述摇动方向上的摇动范围的外侧边界尺寸。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，所述横防着板在所述摇动方向上的尺寸也可以被设定为小于所述靶在所述摇动方向上的尺寸。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，所述摇动部也可以具有沿摇动方向延伸的摇动轴，并且具有用于使所述基板保持部沿所述摇动轴的轴线方向摇动的摇动驱动部。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，也可以在所述摇动轴上设置有转动驱动部，所述转动驱动部连接到能够使所述摇动轴绕轴线转动的旋转驱动部，通过所述摇动轴的转动，所述基板保持部能够在水平载置位置和铅直处理位置之间进行旋转动作，所述水平载置位置为载置并取出处于大致水平方向位置的所述被处理基板的位置，所述铅直处理位置为所述被处理基板的被处理面沿大致铅直方向立起的位置。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，也可以包括：磁控管磁路，配置于所述阴极的背面且用于发生磁控管等离子体；和磁路摇动部，用于使所述磁控管磁路相对于所述阴极的背面摇动，并且与此相应地发生磁控管等离子体时的等离子体在靶的表面上移动。

本发明的一方式所涉及的溅射装置为通过溅射法在被处理基板上进行成膜的装置，包括：真空腔室；靶，设置在位于所述腔室内的阴极的表面上；基板保持部，以与所述靶相对的方式设置于所述真空腔室内，在所述基板保持部上设置被处理基板；和摇动部，用于使所述基板保持部相对于所述靶能够摇动，所述基板保持部中的所述被处理基板的摇动区域被设定为小于所述靶的溅蚀区域。由此，能够在靶不摇动的情况下，改变被处理基板与靶的相对位置的同时进行成膜。因此，不必设置用于使靶摇动的结构，能够维持成膜均匀性。由此，与设置有用于使靶摇动的结构的情况相比，能够极大地减少在真空腔室内由伴随成膜而产生的附着物等发生的颗粒，并且能实现装置的省空间化。

例如，已知有具备靶所摇动的摇动式靶的溅射装置。在采用摇动式靶的装置中，不仅靶设置于成膜室内，而且包围连接于靶的布线或磁路的筐体(内部腔室)也设置于成膜室内。筐体使靶的表面露出到前侧空间。该筐体为摇动部分，在靶摇动时，筐体也在成膜室内摇动。

在具备这种摇动式靶的结构的情况下，不仅伴随成膜而产生的附着物堆积在图12的斜线所示的区域的表面上，而且在未与玻璃基板相对的筐体的侧面或后面也堆积附着物。换言之，在具备摇动式靶的结构中，附着物所堆积的表面积增加。

与此相对地，根据本发明的一方式所涉及的溅射装置，只在图12的斜线所示的区域的表面上堆积伴随成膜而产生的附着物。换言之，由于与摇动式靶不同地未具备筐体，因此不会在筐体的侧面或后面堆积附着物。即，能够削减附着物所堆积的表面积。

作为一例，本实施方式与摇动式靶的情况相比较，能够将附着物附着于摇动部分的面积削减到2/3～1/2。

在该例中，能够相对于构造摇动式靶的摇动部分的面积，将附着物所附着的面积削减1.5～2倍。

由此，能够降低颗粒发生，并且能降低因颗粒影响导致的成膜不良情况发生。另外，即使在成膜量增加的情况下，也能够取得如下的效果：即，能够实现成品率提高、因装置维修时间的削减带来的操作性提高以及装置运转率提高，并且能削减制造成本。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，所述基板保持部具备纵防着板，所述纵防着板配置在所述被处理基板的在所述基板保持部的摇动方向上的两端位置且沿与所述摇动方向交叉的方向延伸。由此，在摇动被处理基板时，通过利用纵防着板覆盖成膜粒子从靶到达的被处理基板以外的区域，从而能防止成膜材料直接附着于基板保持部。

另外，在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，所述真空腔室具备横防着板，所述横防着板配置在所述纵防着板的在与所述摇动方向交叉的方向上的端部且配置在所述被处理基板的两端位置，并且所述横防着板不与所述基板保持部的摇动同步。由此，在具有矩形轮廓的被处理基板中位于彼此相反的位置上的两个纵向边的周边的边缘部被纵防着板覆盖。能够在由该横防着板覆盖沿横向延伸的被处理基板的边缘部的状态下，对被处理基板进行成膜。而且，横防着板配置在靶的与摇动方向正交的方向上的端部对应的位置上。此外，横防着板覆盖作为位于彼此相反的位置上的被处理体的边缘部的整个区域。因此，能够通过由纵防着板及横防着板覆盖具有矩形轮廓的被处理基板的四个边而在被处理基板的整个面上进行均匀的成膜。

对于本发明的一方式所涉及的溅射装置来说，所述纵防着板的长度被设定为大于在与所述摇动方向交叉的方向上彼此相对的所述横防着板之间的尺寸。由此，从靶撞击出的成膜粒子到达配置在彼此相对的纵防着板之间的被处理基板的表面。在该被处理基板中，成膜粒子所到达的表面为成膜区域。在成膜区域中能够进行均匀的成膜。能够由纵防着板和横防着板覆盖作为被处理基板的非成膜区域的位于被处理基板的整周上的外侧区域。

另外，所述横防着板在所述摇动方向上的尺寸被设定为大于所述纵防着板在所述摇动方向上的摇动范围的外侧边界尺寸。由此，能够由横防着板完全覆盖纵防着板的摇动范围，因此即使被处理基板在成膜处理中摇动，也能够维持覆盖被处理基板及纵防着板的与摇动方向正交的方向上的端部的状态。

另外，所述横防着板在所述摇动方向上的尺寸被设定为小于所述靶在所述摇动方向上的尺寸。由此，能够在横防着板在摇动方向上延伸的整个区域进行均匀的成膜。由此，能够在摇动的被处理基板的整个面上进行均匀的成膜。

在此，当溅射装置具备多个靶时，所述靶在摇动方向上的尺寸是指能够发生成膜粒子的区域的最大尺寸。

另外，横防着板的尺寸优选至少被设定为彼此相对的横防着板的内侧端部之间的距离小于靶的与摇动方向正交的方向上的尺寸，彼此相对的横防着板的外侧端部之间的距离还可以超出能够发生成膜粒子的靶在摇动方向上的区域。

对于本发明的一方式所涉及的溅射装置来说，所述摇动部具有沿摇动方向延伸的摇动轴，并且具有用于使所述基板保持部沿所述摇动轴的轴线方向摇动的摇动驱动部。由此，通过在真空腔室的外部配置摇动驱动部，并且利用该摇动驱动部使摇动轴进行往复动作，从而能够使真空腔室内的基板保持部摇动。

对于本发明的一方式所涉及的溅射装置来说，在所述摇动轴上设置有转动驱动部，所述转动驱动部连接到能够使所述摇动轴绕轴线转动的旋转驱动部，通过所述摇动轴的转动，所述基板保持部能够在水平载置位置和铅直处理位置之间进行旋转动作，所述水平载置位置为载置并取出处于大致水平方向位置的所述被处理基板的位置，所述铅直处理位置为所述被处理基板的被处理面沿大致铅直方向立起的位置。由此，在真空腔室的外部配置旋转驱动部，并且利用该旋转驱动部来使摇动轴进行旋转动作。因此，能够使真空腔室内的基板保持部旋转，从而在水平载置位置上对基板保持部载置并取出被处理基板，并且在铅直处理位置上使保持在基板保持部的被处理基板的被处理面沿大致铅直方向立起并成为与靶相对的状态的同时使之摇动，并且进行成膜。

本发明的一方式所涉及的溅射装置包括：磁控管磁路，配置于所述阴极的背面且用于发生磁控管等离子体；和磁路摇动部，用于使所述磁控管磁路相对于所述阴极的背面摇动，并且与此相应地发生磁控管等离子体时的等离子体在靶的表面上移动。由此，能够通过在磁控管溅射中使被处理基板摇动而实现成膜均匀性。此时，能够将磁控管磁路的摇动及被处理基板的摇动设为规定的速度及摇动范围，从而良好地进行成膜。

具体而言，可以设定为被处理基板的摇动范围小于磁控管磁路的摇动范围。或者，可以设定为被处理基板的摇动周期大于磁控管磁路的摇动周期。

根据本发明的方式，能取得如下的效果：即，在被处理体和靶摇动的状态下提高成膜均匀性的同时，降低真空腔室内的颗粒发生，既能对付增大的成膜量还能提高成品率，并且削减装置容积来实现省空间化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的溅射装置的示意性俯视图。

图2是表示本发明的实施方式所涉及的溅射装置中的成膜室的一部分的立体图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的溅射装置中的防着板的摇动的主视图。

图4是表示在本发明的实施方式所涉及的溅射装置中的成膜室中进行的工序的示意性侧视图。

图5是表示在本发明的实施方式所涉及的溅射装置中的成膜室中进行的工序的示意性侧视图。

图6是表示在本发明的实施方式所涉及的溅射装置中的成膜室中进行的工序的示意性侧视图。

图7是表示在本发明的实施方式所涉及的溅射装置中的成膜室中进行的工序的示意性侧视图。

图8是表示在本发明的实施方式所涉及的溅射装置中的成膜室中进行的工序的示意性侧视图。

图9是表示在本发明的实施方式所涉及的溅射装置中的成膜室中进行的工序的示意性侧视图。

图10是表示本发明的实施方式所涉及的溅射装置中的防着板的摇动的示意性俯视图。

图11是表示本发明的实施方式所涉及的溅射装置中的防着板的摇动的示意性俯视图。

图12是表示本发明的实施方式所涉及的溅射装置中的靶与基板相对于靶摇动的摇动区域之间的关系的示意性主视图。

图13是表示本发明的实施方式所涉及的溅射装置中的基板与防着板之间的关系的示意性主视图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的溅射装置进行说明。此外，本实施方式是为了更好地理解本发明的主旨而具体说明的内容，在没有特别指定的情况下，并不限定本发明。

图1是表示本实施方式所涉及的溅射装置的示意性俯视图，在图1中，附图标记1为溅射装置。

本实施方式所涉及的溅射装置1为例如在液晶显示器的制造工艺中对由玻璃等形成的基板上形成TFT(Thin film transistor，薄膜晶体管)的情况等对由玻璃或树脂形成的被处理基板在真空环境下进行加热处理、成膜处理和蚀刻处理等的往复式真空处理装置。

如图1所示，溅射装置1具备：装载及卸载室2，用于运入和运出大致矩形的玻璃基板11(被处理基板)；耐压的成膜室4(真空腔室)，利用溅射法在玻璃基板11上形成例如ZnO类或In₂O₃类的透明导电膜等的被膜；和运送室3，位于成膜室4与装载及卸载室2(真空腔室)之间。虽然本实施方式所涉及的溅射装置1在图1中表示为侧面溅射式，但也可以是顶部溅射式或底部溅射式。

此外，在溅射装置1中设置有成膜室4A(真空腔室)和装载及卸载室2A(真空腔室)。这些多个腔室2、2A、4、4A被形成为包围运送室3的周围。这种腔室被构造为例如具有彼此相邻地形成的两个装载及卸载室(真空腔室)和多个处理室(真空腔室)。例如，一个装载及卸载室2为从外部朝向溅射装置1(真空处理装置)的内部运入玻璃基板11的装载室，另一个装载及卸载室2A为从溅射装置1的内部向外部运出玻璃基板11的卸载室。另外，也可以采用由成膜室4和成膜室4A进行不同的成膜工序的结构。

在这种各个腔室2、2A、4、4A与运送室3之间可以设置有闸阀。

在装载及卸载室2中也可以设置有定位部件，该定位部件能够设定从溅射装置1的外部运入的玻璃基板11的载置位置并进行对准。

在装载及卸载室2中还设置有用于对该室内进行粗抽真空的旋转泵等的粗抽排气装置(粗抽排气机构、低真空排气装置)。

如图1所示，在运送室3的内部配置有运送装置3a(运送机器人)。

运送装置3a具有旋转轴、安装于该旋转轴的机械臂、形成于该机械臂的一端的机械手和用于使机械手进行上下运动的上下运动装置。机械臂由能够彼此弯曲的第一及第二主动臂和第一及第二从动臂构造。运送装置3a能够使作为被运送物的玻璃基板11在各个腔室2、2A、4、4A与运送室3之间移动。

图2是表示本实施方式中的成膜室的一部分的立体图，图3是表示本实施方式中的成膜室的成膜口部分的主视图。

如图1及图2所示，在成膜室4的内部设置有：作为供给成膜材料的供给装置(供给机构)发挥功能且保持竖立设置的靶7的衬板6(阴极、阴极电极)、对衬板6施加负电位溅射电压的电源、向该室内导入气体的气体导入装置(气体导入机构)和对成膜室4的内部进行高抽真空的涡轮分子泵等的高真空排气装置(高真空排气机构)。在成膜室4的内部，衬板6竖立设置在离运送室3的运送口4a最远的位置上(参照图4)。

在衬板6的与玻璃基板11大致平行相对的前面侧固定有靶7。衬板6发挥对靶7施加负电位溅射电压的电极的功能。衬板6与施加负电位溅射电压的电源连接。

在衬板6的后侧(阴极的背面)设置有磁控管磁路，该磁控管磁路用于在靶7上形成规定的磁场且发生磁控管等离子体。另外，磁控管磁路安装于摇动机构，并被构造为能够由磁路摇动用驱动装置摇动。此外，如后述的图12所示，靶7由具有跑道形状的多个长条靶并排而成。虽然图12示出八个长条靶，但长条靶的数量并不限定于八个。

此外，本实施方式所涉及的溅射装置1也可以具备磁路摇动部。该磁路摇动部使磁控管磁路相对于衬板6的后侧摇动，与此相应地发生磁控管等离子体时的等离子体沿靶7的表面移动。

如图1所示，成膜室4的内部由成膜时供玻璃基板11的表面露出的前侧空间41和位于玻璃基板11的后面侧的后侧空间42构造。固定有靶7的衬板6被配置在前侧空间41中。

如图1及图2所示，在成膜室4的后侧空间42中设置有向前侧空间41开口的成膜口4b。

如图1及图2所示，在后侧空间42的内部，以在成膜中靶7和被处理面11a相对的方式设置有基板保持部10(基板保持机构)，该基板保持部10将玻璃基板11保持为能够沿横向(附图标记AX所示的方向)摇动。

如图2及图3所示，基板保持部10具备：摇动轴12，在后侧空间42的下侧位置与运送口4a和/或成膜口4b大致平行地延伸；保持部13，安装于摇动轴12且用于保持玻璃基板11的后面；和纵防着板15(第一防着板)，与保持部13相对且覆盖玻璃基板11的纵边缘部11Y及在基板保持部10中成膜材料所附着的区域10R。摇动轴12等的基板保持部10及横防着板21(第二防着板)构造摇动部(摇动机构)。

特别是，纵防着板15配置在玻璃基板11的附图标记AX所示的摇动方向上的两端位置，并且沿与摇动方向交叉的方向延伸。

另外，对于成膜室4来说，在成膜口4b的上位置及下位置中分别设置有横防着板21。横防着板21配置在纵防着板15的与附图标记AX所示的摇动方向交叉的方向上的端部且配置在玻璃基板11的两端位置，并且该横防着板21不与基板保持部10的摇动同步。

纵防着板15的长度大于在与附图标记AX所示的摇动方向交叉的方向上彼此相对的横防着板21之间的尺寸。

如图2所示，在摇动轴12上连接有摇动驱动部20(转动驱动部)，摇动轴12能够沿轴线方向AX摇动。另外，摇动驱动部20兼备旋转驱动部，该旋转驱动部与摇动轴12的摇动一同使摇动轴12绕轴线(附图标记R所示的旋转方向)转动。摇动驱动部20(旋转驱动部)配置在成膜室(真空腔室)的外侧。

在摇动轴12上通过安装部件12a安装有大致矩形平板状的保持部13。保持部13的平面位置不与摇动轴12的轴线位置一致。追随摇动轴12绕轴线的转动(旋转方向R)以及在轴线方向AX的摇动，保持部13能够使所保持的玻璃基板11移动。

如图2所示，保持部13能够通过由旋转驱动部20产生的摇动轴12绕轴线的转动而进行旋转动作。在比摇动轴12更上侧，在沿大致水平方向配置保持部13的水平载置位置与沿大致铅直方向立起配置保持部13的铅直处理位置之间进行保持部13的旋转动作。

在配置于水平载置位置的保持部13的表面延长线上设置有运送口4a。保持部13能够在水平载置位置上载置从运送室3运送来的玻璃基板11。

配置于铅直处理位置的保持部13的表面设置为几乎堵塞成膜口4b。在该情况下，玻璃基板11的表面与衬板6相对，并且能够对玻璃基板11的表面进行成膜。当保持部13配置在铅直处理位置时，保持部13通过由摇动驱动部20产生的摇动轴12在轴线方向上的摇动而能够在成膜口4b的横向(附图标记AX所示的方向)上摇动。

如图2所示，在基板保持部10上设置有保持部13。另外，在基板保持部10上配置有升降销(未图示)和用于使该升降销进行上下运动的升降销移动部(未图示)。通过升降销移动部的驱动，在运入或运出玻璃基板11时，升降销比配置于水平载置位置的保持部13的上表面更向上方突出，并且在比保持部13更靠上侧支撑玻璃基板11。

升降销移动部可以是通过配置于成膜室4(真空腔室)的外侧的驱动电动机等驱动装置来使升降销沿上下方向进退的结构。升降销移动部能够在维持腔室4的密闭的状态下驱动升降销。根据该结构，当对成膜室4运入或运出玻璃基板11时，能够在保持部13与运送装置3a的机械手之间自由进行玻璃基板11的转交。

如图2及图3所示，纵防着板15与配置于水平载置位置的保持部13并排设置。彼此相对的两个纵防着板15配置在玻璃基板11的横向上的两端位置，并且设置为以覆盖纵边缘部11Y的方式纵向延伸。

纵防着板15可以以纵防着板15和保持部13彼此隔开及接近的方式移动。即，以纵防着板15和保持部13所隔开的距离可变的方式设置纵防着板15。此时，纵防着板15和保持部13彼此维持并排状态的同时，在铅直方向上改变纵防着板15和保持部13所隔开的距离。

基板保持部10可以以改变纵防着板15和保持部13所隔开的距离的方式驱动，能够利用纵防着板15和保持部13来夹持玻璃基板11并保持及释放玻璃基板11。

纵防着板15例如能够在利用升降销移动部(未图示)等来与保持部13维持并排状态的情况下进行上下运动。

如图2及图3所示，纵防着板15被形成为沿玻璃基板11的作为左右方向两端的纵边缘部11Y的形状，以覆盖基板保持部10中的不希望有成膜材料附着的区域10R和支撑于保持部13上的玻璃基板11的周边中作为纵边缘部11Y的非成膜区域。

纵防着板15能够在夹持玻璃基板11的状态下与利用摇动轴12的转动动作的保持部13同步地进行转动动作。

纵防着板15设置为在保持部13配置于铅直处理位置时几乎闭塞成膜口4b，并且与保持部13的横向摇动动作同步地进行摇动。纵防着板15的横向形状被设定为当保持部13在铅直处理位置上进行摇动时纵防着板15不会与成膜口4b的左右端接触。

此外，纵防着板15被构造为在保持部13的转动动作中以及保持部13配置于铅直处理位置时纵防着板15不会远离保持部13。

此外，也可以在基板保持部10上设置与纵防着板15一体的支撑框或与保持部13一体的基板导向件等，以作为限制玻璃基板11的纵向上的端部位置的同时支撑玻璃基板11的支撑部。特别是，基板导向件优选采用能够通过与玻璃基板11的外周端面部抵接而支撑玻璃基板11的结构。

如图2及图3所示，配置于成膜口4b的上端位置及下端位置且彼此相对的两个横防着板21沿横向延伸设置。位于成膜口4b的中心附近的横防着板21的端部配置为覆盖纵防着板15的上端15U(端部)和下端15L(端部)以及作为玻璃基板11的上端和下端的边缘部11U、11L。

横防着板21设置为覆盖从基板保持部10的外周中的上端部分至玻璃基板11的外周部分的上端部分为止的区域和从基板保持部10的外周中的下端部分至玻璃基板11的外周部分的下端部分为止的区域。横防着板21设置为将在玻璃基板11以外的部分中从衬板6的靶7撞击出的粒子所附着的区域覆盖。

横防着板21的横向尺寸被设定为与成膜口4b的横向尺寸相等，横防着板21在成膜口4b的横向全长中延伸。

如图2及图3所示，在保持部13配置于铅直处理位置时纵防着板15和横防着板21组合成框状。在该状态下，在由纵防着板15和横防着板21包围的中央部，以成膜材料到达玻璃基板11的被处理面11a(表面)的方式，形成有沿纵防着板15的厚度方向贯通的开口部15a、21a。在形成该开口部15a、21a的边缘部的纵防着板15和横防着板21中的、与衬板6相对的纵防着板15的表面侧部分和横防着板21的表面侧部分形成有倾斜部15b、21b。倾斜部15b、21b具有如倾斜部15b、21b的厚度在从玻璃基板11的外侧朝向中心的方向上减少的倾斜面。即，开口部15a、21a被形成为开口部15a、21a的开口面积在从纵防着板15及横防着板21的表面侧朝向后面侧的方向上缩小。由此，在开口部15a、21a的内周面上形成有倾斜部15b、21b。

接着，关于在本实施方式所涉及的溅射装置1中对由基板保持部10保持玻璃基板11的状态下的玻璃基板11所进行的成膜进行说明。

首先，从溅射装置1的外部运入到内部的玻璃基板11暂且载置在装载及卸载室2内的定位部件上，并且对玻璃基板11进行对准以使其在定位部件上配置到规定位置。

接着，由运送装置3a(运送机器人)的机械手支撑载置在装载及卸载室2的定位部件上的玻璃基板11，并且从装载及卸载室2中取出该玻璃基板11。并且，玻璃基板11经由运送室3运送到成膜室4。

图4～图9是表示在本实施方式中的成膜室中进行的工序的示意性侧视图。此外，在图4～图9中，对倾斜部15b、21b等部位省略说明。

此时，如图4所示，对于成膜室4来说，在基板保持部10中，摇动轴12通过旋转驱动部20旋转，保持部13及纵防着板15配置于水平载置位置。此外，通过未图示的升降销移动部，纵防着板15配置在远离保持部13的准备位置。

在该状态下，到达成膜室4的玻璃基板11通过运送装置3a(运送机器人)载置在基板保持部10的保持部13上。

下面进行具体说明，首先如图5的箭头A所示那样，通过运送装置3a(运送机器人)支撑为与纵防着板15及保持部13大致并排状态的玻璃基板11从与保持部13的面平行的方向上的外侧朝向内侧插入到彼此隔开的保持部13与纵防着板15之间。此时，升降销移动部使升降销朝向比保持部13的表面更上方移动，升降销为了接收玻璃基板11而成为比保持部13的表面更向上方突出的状态。

接着，如图6所示，运送装置3a(运送机器人)的机械手靠近保持部13，从而成为玻璃基板11对准到保持部13的规定面内位置上的状态，玻璃基板11被载置于保持部13上。在此，在进行玻璃基板11的转交之后，运送机器人3a的臂向运送室3后退。并且，设置于基板保持部10的升降销移动部的升降销下降，玻璃基板11容纳到保持部13的下侧，从而玻璃基板11被支撑在保持部13。

接着，通过未图示的升降销移动部，如图7的箭头B所示那样，纵防着板15朝向保持部13下降并与之靠近。

通过纵防着板15的停止，由未图示的支撑部等，玻璃基板11的表面及后面被纵防着板15和保持部13所夹持。在该状态下，玻璃基板11在对准到成膜处理位置的状态下被基板保持部10保持。此时，还可以通过设置于纵防着板15或保持部13上的基板导向件等来支撑玻璃基板11。

接着，通过旋转驱动部20来转动摇动轴12，从而如图8的箭头C所示那样，在利用通过安装部件12a安装于摇动轴12的保持部13和纵防着板15来保持玻璃基板11的状态下，保持部13及纵防着板15绕摇动轴12的轴线转动，并且以到达铅直处理位置的方式立起。

由此，成为由纵防着板15及保持部13几乎闭塞成膜口4b的状态，并且纵防着板15靠近横防着板21。

如图3所示，彼此靠近的纵防着板15及横防着板21组合成框状，玻璃基板11的被处理面11a的周边部整周(纵边缘部11Y、边缘部11U、边缘部11L)成为以成膜材料不会到达的方式被框状的纵防着板15和横防着板21覆盖的状态。此外，露出到由框状的纵防着板15和横防着板21形成的开口部15a、21a的玻璃基板11成为与衬板6的靶7相对的状态。

该配置于铅直处理位置且被基板保持部10保持的玻璃基板11被保持为玻璃基板11的表面11a(被处理面)和衬板6的表面大致平行的状态，在该状态下在成膜室4内进行成膜工序。

在成膜工序中，气体导入装置向成膜室4供给溅射气体和反应气体，外部电源对衬板6施加溅射电压。另外，通过磁控管磁路在靶7上形成规定的磁场。在成膜室4的前侧空间41内由等离子体激发的溅射气体离子与衬板6的靶7碰撞并飞出成膜材料的粒子。并且，通过在飞出的粒子和反应气体结合之后，粒子附着到玻璃基板11，从而在玻璃基板11的表面上形成规定的膜。

此时，对于本实施方式所涉及的往复式反应性溅射装置(溅射装置1)来说，在成膜工序中利用摇动驱动部20使摇动轴12沿轴向摇动，从而如图9的箭头D所示那样，保持部13沿左右方向摇动。通过驱动保持部13，被保持的玻璃基板11相对于衬板6沿横向相对移动。

对成膜工序中的基板摇动进行说明。

图10及图11是表示本实施方式中的防着板(纵防着板15、横防着板21)的摇动的示意性俯视图。

在图10及图11所示的成膜工序中，保持部13如附图标记D1及D2所示那样进行往复动作。具体而言，从图10的衬板6观察时，保持部13沿从成膜口4b的左侧端部的位置PL朝向成膜口4b的右侧端部的位置PR的方向即方向D1移动。

此外，从图11的衬板6观察时，保持部13沿从成膜口4b的右侧端部的位置PR朝向成膜口4b的左侧端部的位置PL的方向即方向D2移动。

即，在位置PR及位置PL之间的区域，保持部13沿方向D1、D2进行往复动作。由此，由保持部13保持的玻璃基板11和衬板6相对移动，维持形成在玻璃基板11上的溅射膜中的膜特性的面内均匀性。

此时，如图9所示，由于通过横防着板21来闭塞成膜口4b的上边侧US及下边侧LS，因此成膜粒子被横防着板21遮挡而不会到达后侧空间42。另外，成膜粒子不会附着到保持部13。

另外，由于如图3所示通过纵防着板15来覆盖成膜口4b的右边侧R和左边侧L，因此成膜粒子被纵防着板15遮挡而不会到达后侧空间42。另外，成膜粒子不会附着到保持部13。

由此，防止成膜粒子进入到后侧空间42，并且防止成膜粒子附着到保持部13。因此，能降低因成膜粒子的附着物引起的颗粒发生。

图12是表示本实施方式中的靶7与基板相对于靶7摇动的区域(摇动区域)之间的关系的示意性主视图。图13是表示本实施方式中的玻璃基板11与防着板(纵防着板15、横防着板21)之间的位置关系的示意性主视图。

在图12中，伴随保持部13的往复移动而移动的玻璃基板11的位置和靶7的位置重合。

在图13中，省略了纵防着板15和横防着板21所重叠的部分，示出纵防着板15及横防着板21组合为一体的一个防着板。

如图12所示，靶7具有排列有八个长条靶的结构，该长条靶具有跑道形状。对于各个长条靶来说，在比长条靶的外形更靠内侧用虚线所示的部分表示通过溅射形成于靶7的露出面的溅蚀。溅蚀形状也具有跑道形状。

在构造靶7的八个长条靶中，位于靠近成膜口4b中的位置PR(参照图10及图11)的长条靶为右端靶7R，位于靠近成膜口4b中的位置PL(参照图10及图11)的长条靶为左端靶7L。

靶7的从右边缘部至左边缘部的区域及靶7的从上边缘部至下边缘部的区域为溅蚀区域7E。在溅蚀区域7E中，靶7的从右边缘部至左边缘部的区域为溅蚀区域7E的横向尺寸7EX，靶7的从上边缘部至下边缘部的区域为溅蚀区域7E的纵向尺寸7EZ。

溅蚀区域7E的横向尺寸7EX相当于生成在右端靶7R的右边缘部的溅蚀7RE与生成在左端靶7L的左边缘部的溅蚀7LE之间的距离。

如图13所示，玻璃基板11被纵防着板15及横防着板21包围，如图8所示，玻璃基板11通过开口部15a、21a露出到前侧空间41且与靶7相对。

附图标记11WX为右侧纵防着板15ER的左端15aR(开口部15a)与左侧纵防着板15EL的右端15aL(开口部15a)之间的距离，即为露出到前侧空间41的玻璃基板11的横宽(横向尺寸)。

附图标记11WZ为上侧横防着板21EU的下端21aL(内侧端部、开口部21a)与下侧横防着板21EL的上端21aU(内侧端部、开口部21a)之间的距离，即为露出到前侧空间41的玻璃基板11的纵宽(纵向尺寸)。

此外，在图12中也用虚线表示下端21aL、上端21aU及玻璃基板11的纵宽WZ。

在图12中，附图标记11MR表示如图10所示那样保持部13沿方向D1移动且保持部13最靠近成膜口4b的右侧端部的位置PR时的玻璃基板11的位置。

另外，附图标记11ML表示如图11所示那样保持部13沿方向D2移动且保持部13最靠近成膜口4b的左侧端部的位置PL时的玻璃基板11的位置。

在玻璃基板11的位置11MR、11ML中的每一个上，具有横宽11WX的玻璃基板11与靶7相对。即，伴随保持部13的往复动作，玻璃基板11摇动并且反复到达位置11MR、11ML的同时，通过溅射从靶7飞出的成膜粒子堆积在玻璃基板11上。

在图12中，玻璃基板11到达位置11MR时的玻璃基板11的右端11ER与玻璃基板11到达位置11ML时的玻璃基板11的左端11EL之间的区域为摇动区域50。摇动区域50是指在通过摇动驱动部20使保持部13沿轴线方向AX往复移动的期间玻璃基板11暴露于前侧空间41的区域。

如图12的虚线所示，摇动区域50被设定为小于靶7中的溅蚀区域7E的横向尺寸7EX。在此，靶7的溅蚀区域7E是指从靶7飞出成膜粒子并能大致均匀地进行溅射成膜的区域，并不拘泥于实际的靶7的轮廓。

接着，对摇动区域50中的伴随玻璃基板11的摇动而纵防着板15暴露于前侧空间41的区域进行说明。

如图10及图12所示，如果玻璃基板11沿方向D1移动，则暴露于前侧空间41的左侧纵防着板15EL的区域缓慢变大。另外，在玻璃基板11到达位置11MR时，暴露于前侧空间41的左侧纵防着板15EL的区域最大。此时，由于图13所示的左侧纵防着板15EL的左端15bL不会暴露于前侧空间41，因此从靶7撞击出的粒子不会经过左端15bL的侧面到达前侧空间41。

同样，如图11及图12所示，如果玻璃基板11沿方向D2移动，则暴露于前侧空间41的右侧纵防着板15ER的区域缓慢变大。另外，在玻璃基板11到达位置11ML时，暴露于前侧空间41的右侧纵防着板15ER的区域最大。此时，由于图13所示的右侧纵防着板15ER的右端15bR不会暴露于前侧空间41，因此从靶7撞击出的粒子不会经过右端15bR的侧面到达前侧空间41。

另外，上述的左端15bL与右端15bR之间的区域为摇动范围15SR，摇动范围的外侧边界尺寸15D相当于左端15bL与右端15bR之间的距离。横防着板21在摇动方向上的尺寸21SR(外侧端部之间的距离)大于外侧边界尺寸15D。

因此，能够由横防着板21完全覆盖纵防着板15的摇动范围15SR，所以即使在成膜处理中进行玻璃基板11的摇动，也能够维持覆盖玻璃基板11及纵防着板15的与摇动方向正交的方向上的端部的状态。

另外，横防着板21在摇动方向上的尺寸21SR被设定为小于靶7在摇动方向上的尺寸。由此，能够在横防着板21在摇动方向上延伸的整个区域均匀地进行成膜。由此，能够对摇动的玻璃基板11的整个面均匀地进行成膜。

另外，如图12的虚线所示，上侧横防着板21EU的下端21aL与下侧横防着板21EL的上端21aU之间的距离即暴露于前侧空间41的玻璃基板11的纵宽WZ被设定为小于靶7中的溅蚀区域7E的纵向尺寸7EZ。

由此，玻璃基板11的摇动区域50被设定为小于靶7的溅蚀区域7E，因此能够获得成膜均匀性。

在通过旋转驱动部20来转动摇动轴12而由保持部13和纵防着板15保持完成成膜处理后的玻璃基板11的状态下，该玻璃基板11绕摇动轴12的轴线沿与图8所示的箭头C相反的方向转动。如图7所示，直至玻璃基板11到达水平载置位置为止进行转动动作。

接着，通过升降销移动部，纵防着板15沿与图7所示的箭头B相反的方向上升而成为图6所示的状态。然后，利用运送装置3a(运送机器人)沿与图5的箭头A相反的方向从纵防着板15与保持部13之间取出玻璃基板11。进而，经由运送室3最终从装载及卸载室2将玻璃基板11运出到外部。此外，还可以在其他腔室中进行其他处理。

根据本实施方式所涉及的溅射装置1，可通过将基板保持部10设为能够摇动而提高成膜均匀性。进而，通过与保持部13同步摇动的纵防着板15和安装在成膜室4的成膜口4b上的横防着板21，能够削减在成膜中发生在后侧空间42中的附着物，并且降低颗粒发生。

(比较摇动式靶和上述实施方式所涉及的靶)

作为与上述实施方式不同的结构，例如已知有具备靶所摇动的摇动式靶的溅射装置。在采用摇动式靶的装置中，不仅靶设置于成膜室内，而且包围连接于靶的布线或磁路的筐体(内部腔室)也设置于成膜室内。如图12所示，筐体使靶的表面露出到前侧空间41。该筐体为摇动部分，当靶摇动时，筐体也在成膜室内摇动。

在具备这种摇动式靶的结构的情况下，不仅伴随成膜而发生的附着物堆积在图12中由斜线所示的区域的表面上，而且在未与玻璃基板相对的筐体的侧面和后面也有附着物堆积。换言之，在具备摇动式靶的结构中，附着物所堆积的表面积增加。

与此相对地，根据本实施方式所涉及的溅射装置1，只在图12中由斜线所示的区域的表面上堆积伴随成膜而发生的附着物。换言之，由于与摇动式靶不同地未具备筐体，因此不会在筐体的侧面和后面堆积附着物。即，能够削减附着物所堆积的表面积。

同时，本实施方式与摇动式靶的情况相比较，能削减成膜室4的容积，并且实现省空间化。另外，由于摇动驱动部20(旋转驱动部)配置在成膜室(真空腔室)的外侧，因此能削减颗粒发生量。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但应理解这些实施方式为本发明的举例说明，并不能认为限定本发明。在不脱离本发明的范围的情况下可进行附加、省略、置换及其他变更。因此，并不能认为本发明由前述说明来限定，本发明由权利要求书的范围来限制。

附图标记说明

1 溅射装置(成膜装置) 2、2A 装载及卸载室(真空腔室)

3 运送室(真空腔室) 3a 运送装置(运送机器人)

3a 运送装置 3a 运送机器人

4、4A 成膜室(真空腔室) 4a 运送口

4b 成膜口 6 衬板(阴极、阴极电极)

7 靶 7E 溅蚀区域

7L 左端靶 7LE、7RE 溅蚀 7R 右端靶

10 基板保持部(保持机构) 10R 区域

11a 被处理面(表面) 11EL、15aR、15bL 左端

11ER、15aL、15bR 右端 11L、11U 边缘部

11ML、11MR、PL、PR 位置 11WX 横宽

11Y 纵边缘部 11 玻璃基板(被处理基板)

12 摇动轴(摇动部、摇动机构) 12a 安装部件

13 保持部 15、15EL、15ER 纵防着板

15a、21a 开口部 15b、21b 倾斜部

15L、21aL 下端 15SR 摇动范围

15U、21aU 上端 20 摇动驱动部(旋转驱动部)

21、21EL、21EU 横防着板 41 前侧空间

42 后侧空间 50 摇动区域

AX 轴线方向 LS 下边侧

R 旋转方向 R 右边侧

Claims

1.一种溅射装置，其为通过溅射法在被处理基板上进行成膜的装置，包括：

真空腔室，具有前侧空间、后侧空间及向所述前侧空间开口并设置在所述后侧空间的成膜口；

靶，设置在位于所述真空腔室的所述前侧空间内的阴极的表面上；

基板保持部，设置于所述真空腔室的所述后侧空间内，以被处理基板的被处理面和所述靶相对的方式保持所述被处理基板；和

摇动部，用于使所述基板保持部相对于所述靶能够摇动，

所述基板保持部中的所述被处理基板的摇动区域被设定为小于所述靶的溅蚀区域，

所述摇动部具有沿摇动方向延伸的摇动轴，并且具有用于使所述基板保持部沿所述摇动轴的轴线方向摇动的摇动驱动部，

所述摇动驱动部具备使所述摇动轴绕轴线转动的旋转驱动部，通过所述摇动轴的转动，所述基板保持部能够在水平载置位置和铅直处理位置之间进行旋转动作，所述水平载置位置为载置及取出处于水平方向位置的所述被处理基板的位置，所述铅直处理位置为将所述被处理基板的所述被处理面沿铅直方向立起的位置，

所述基板保持部具备纵防着板，所述纵防着板配置在所述被处理基板的在所述基板保持部的摇动方向上的两端位置且沿与所述摇动方向交叉的方向延伸，所述纵防着板被构造为与所述基板保持部的摇动方向的摇动动作同步摇动，

所述纵防着板能够在夹持所述被处理基板的状态下通过所述摇动轴的转动动作与所述基板保持部同步地进行旋转动作，并且当所述基板保持部配置在所述铅直处理位置时所述纵防着板覆盖所述成膜口的右边侧和左边侧，

所述真空腔室具备横防着板，所述横防着板分别设置在所述成膜口的上位置及下位置且与所述基板保持部的摇动不同步，

所述纵防着板的长度被设定为大于在与所述摇动方向交叉的方向上彼此相对的所述横防着板之间的尺寸，

所述横防着板的所述摇动方向的尺寸被设定为大于所述纵防着板在所述摇动方向上的摇动范围的外侧边界尺寸，

所述摇动驱动部配置在所述真空腔室的外侧，

当所述基板保持部配置在所述铅直处理位置时，所述纵防着板和所述横防着板组合成框状，在由框状的所述纵防着板和所述横防着板包围的中央部形成有沿所述纵防着板的厚度方向贯通的开口部，暴露于所述开口部的所述被处理面处于与所述靶相对的状态，从而在所述被处理基板上进行成膜。

2.根据权利要求1所述的溅射装置，其中，

当所述基板保持部配置在所述铅直处理位置时，所述横防着板配置在所述纵防着板的与所述摇动方向交叉的方向上的端部且配置在所述被处理基板的两端位置。

3.根据权利要求1所述的溅射装置，其中，

所述横防着板在所述摇动方向上的尺寸被设定为小于所述靶在所述摇动方向上的尺寸。

4.根据权利要求1所述的溅射装置，包括：

磁控管磁路，配置于所述阴极的背面且用于发生磁控管等离子体；和

磁路摇动部，用于使所述磁控管磁路相对于所述阴极的背面摇动，并且与此相应地发生磁控管等离子体时的等离子体在靶的表面上移动。