JP2000058299A

JP2000058299A - 電極取り付け方法およびプラズマ処理装置ならびにスパッタリング装置

Info

Publication number: JP2000058299A
Application number: JP10223487A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Takizawa; 貴博滝澤; Soichi Naganuma; 壮一長沼
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1998-08-07
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶用ガラス基板等の比較的大型の基板に対
して、プラズマによる薄膜形成やエッチングを行う各種
装置において、ふたを貫通する形での取り付けねじを廃
し、絶縁プレートの中で電極を保持することを課題と
し、電極交換作業の簡素化と装置のシンプル化、さらに
信頼性をも向上できる電極取り付け方法を提供すること
を目的とする。【解決手段】絶縁プレート２０に電極２の取り付けね
じ２２の位置に沿う形で溝２３を形成し、その溝２３に
電極２を保持するためのナットプレート２５を埋め込む
ことで、絶縁プレート２０の中で電極２を保持できるよ
うにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶用ガラス基板
等の比較的大型の基板に対して、プラズマによる薄膜形
成やエッチングを行う装置等、各種装置の電極取り付け
方法、およびプラズマ処理装置ならびにスパッタリング
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体や液晶パネルの製造装置に
おいては、基板の大型化のためにバッチ処理から枚葉処
理へとその生産形態が移行してきている。枚葉処理では
一枚ずつチャンバー（反応容器）内で処理を行う。スパ
ッタリング装置を例にとると、処理ガスのプラズマによ
り膜の材料となるターゲットから原子をたたきだすこと
で、基板上に薄膜を形成するという処理が行われてい
る。

【０００３】処理前に基板は、前段の予備室から横搬送
手段を用いてチャンバー内の成膜室に移載されるが、６
００×７２０程度の大きさの基板では、縦搬送手段のア
ームの上に基板を載せる水平の搬送が一般的であるた
め、成膜室内での縦搬送手段はチャンバーの本体下側に
設けられる。またターゲットは、一定の処理枚数に達す
ると交換の必要があるため、作業のしやすい位置に配置
されるべきである。

【０００４】以上の理由から、枚葉水平処理ではターゲ
ットをふた側に配置するスパッタダウン方式が取られ
る。このターゲットは交換作業時にはふたを開けて作業
を行うことになる。

【０００５】以下に、従来の技術を液晶用のスパッタリ
ング装置を例として、図４、図５を用いて説明する。な
お、ターゲットの上、下はふたが閉じている状態とす
る。枚葉処理においては、現在主流のスパッタダウン方
式では前述のように、ふた１側にターゲット（上部電
極）２が、チャンバー３側に下部電極４が配置される。
まず処理される基板５は、水平状方向の横搬送手段６と
上下方向の縦搬送手段７とにより、下位置の下部電極４
に載置される。両搬送手段６，７が退いたあと、下部電
極４は成膜位置まで上昇する。次にガス導入口８よりプ
ロセスガスが導入され、真空計９と排気系１０によって
所定のガス圧に調整される。最後にターゲット２に接続
された電源１１により電力を印可することによってプラ
ズマを発生し、スパッタによる成膜が行われる。処理さ
れた基板５は、上述とは逆の順序でチャンバー３から排
出される。

【０００６】一般にスパッタリング装置では、膜の原子
をたたき出す側のターゲット２に電力を印可して成膜を
行っているため、ターゲット２はテフロンなどの絶縁プ
レート１２により、ふた１と絶縁される必要がある。タ
ーゲット２の上方には、ガスのプラズマの密度を高め、
成膜レートを向上させるためのマグネット１３が配置さ
れている。

【０００７】ターゲット２は、ふた１に対して上、下ど
ちらでも取り付けは可能であるが、前述のマグネット１
３等を取り外す作業を低減するため、ターゲット２の交
換がチャンバー３側からできるよう、マグネット１３の
外側に配置された吊り下げねじ１４により、下側に吊り
下げられる格好でふた１に取り付けられることが多い。
この吊り下げねじ１４は、ターゲット２と接触していて
同電位なので、ふた１とはテフロン等のカラー１５によ
って絶縁されている。ターゲット２はこの吊り下げねじ
１４を外すことによって、縁部材１９などとともに外し
て、交換を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ターゲット
２の交換作業は装置の稼働率に影響を及ぼすため、なる
べく早く終了させる必要がある。また最近では、膜厚の
均一性を向上させるため、ターゲット２の上方に、マグ
ネット１３を移動させる機構を取り付けることが行われ
ており、ターゲット２を大気側から交換することがほと
んど不可能になっている。

【０００９】従来の電極取り付け方法は、以下の欠点を
有していた。ターゲット２の上方には、電力が印可され
るための安全対策として、また高周波を使用するときに
はノイズ対策として、カバー１６が多数の連結具（ね
じ）１７を介して取り付けられていた。ターゲット２の
交換時には、吊り下げねじ１４を操作するためにカバー
１６を外さなくてはならず、作業時間が長くなってい
た。またターゲット（パッキングプレート）２には、吊
り下げねじ１４が螺合するためのねじ穴１８を直接に形
成しなければならず、その螺合が緩くなったときにター
ゲット２を再製作しなければならなかった。なお、吊り
下げねじ１４に中間プレートを取り付け、この中間プレ
ートにターゲット２を取り付ける方法もあるが、部品点
数が多くなりコストがアップする。

【００１０】ターゲット２の吊り下げねじ１４は、絶縁
用のカラー１５とともにふた１に取り付けられているた
め、ねじの本数だけふた１から飛び出しており、構造物
の設置に邪魔となる。一部には、ターゲット２とマグネ
ット１３を接近させることでさらにプラズマ密度を向上
させようと、ターゲット２の上方にチャンバーを取り付
け、ターゲット２を極力薄くした装置もあるが、このチ
ャンバーの設置にも吊り下げねじ１４は邪魔で、解決の
ためにターゲットサイズの増大を招く。

【００１１】さらにターゲット２の重量がカラー１５の
部分にのみかかるためテフロン等の材料は圧縮され、タ
ーゲット２やふた１の間のＯリングのつぶししろが小さ
くなってシールの信頼性が低下する。なお吊り下げねじ
１４の本数増加による圧力の低減やセラミック化による
剛性アップの方法もあるが、それぞれ作業時間の増加、
コストアップは免れない。

【００１２】本発明は、ふたを貫通する形での吊り下げ
ねじを廃止し、絶縁プレートの中でターゲットを保持す
ることを課題とし、ターゲット交換作業の簡素化と装置
のシンプル化、さらに信頼性の向上できる電極取り付け
方法、およびこの電極取り付け方法を採用したプラズマ
処理装置ならびにスパッタリング装置を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の電極取り付け方法は、チャンバー内の一方の
電極が、チャンバー内側からの取り付けねじの締結によ
り、天井のふたに絶縁圧を保ちながら支持可能な構成を
有している。

【００１４】この構成によって、電極の取り付け、取り
外しの作業は、すべてチャンバー側から行うことがで
き、作業時間を低減して電極交換作業の簡素化と装置の
シンプル化、さらに信頼性の向上ができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、真空状態で処理ガスのプラズマによって基板を処理
するチャンバー内で、平行平板式に構成された一方の電
極が、チャンバー内側からの取り付けねじの締結によ
り、天井のふたに絶縁圧を保ちながら支持可能であるこ
とを特徴とした電極取り付け方法としたものであり、電
極の保持は、ふたを貫通する形での吊り下げねじを廃止
して行え、電極交換作業の簡素化と装置のシンプル化、
さらに信頼性の向上ができるという作用を有する。

【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
電極取り付け方法であって、絶縁圧を保つための絶縁プ
レートに複数本の溝を形成し、これら溝にナットプレー
トを埋め込んで、取り付けねじをナットプレートに締結
させることを特徴とした請求項１記載の電極取り付け方
法としたものであり、電極の重量は、直接取り付けられ
たナットプレートを介して、絶縁プレートの溝の底面が
受けることになり、そしてナットプレートの下面の面積
を変えることによって、受圧面積の変更を容易に行えて
絶縁プレートの変形を防止でき、さらに絶縁プレートの
中にナットプレートを埋め込むことによって、絶縁プレ
ート自体の剛性もアップできてシール性等の信頼性が向
上し、また電極の交換等で外す頻度が高く締結構造が緩
くなったとしても、ナットプレートを交換するだけでよ
い、などの作用を有する。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の電極取り付け方法であって、天井のふたは、チ
ャンバーに対して開閉可能であることを特徴としたこと
を特徴としたものであり、昇降や旋回によるふたの開閉
は、電極取り付け構造に邪魔されることなく容易に行え
るという作用を有する。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の電極取り付け方法であって、電極の裏
面に、天井のふたをベースに大気側から取り付けされて
いる構造物が存在することを特徴としたものであり、絶
縁プレートの中で電極を保持できるため、ふたの上面に
飛び出しがなくて、構造物の設置を容易に行えるという
作用を有する。

【００１９】請求項５に記載の発明は、平行平板式に構
成された一方の電極が、チャンバー内側からの取り付け
ねじの締結により、天井のふたに絶縁圧を保ちながら支
持可能であることを特徴としたプラズマ処理装置とした
ものであり、上部電極の保持は、ふたを貫通する形での
吊り下げねじを廃止して行え、上部電極の交換作業の簡
素化と装置のシンプル化、さらに信頼性の向上ができる
という作用を有する。

【００２０】請求項６に記載の発明は、ターゲットが、
チャンバー内側からの取り付けねじの締結により、天井
のふたに絶縁圧を保ちながら支持可能であることを特徴
としたスパッタリング装置としたものであり、ターゲッ
トの保持は、ふたを貫通する形での吊り下げねじを廃止
して行え、上部電極の交換作業の簡素化と装置のシンプ
ル化、さらに信頼性の向上ができるという作用を有す
る。（実施の形態１）以下、本発明の電極取り付け方法にお
ける実施の形態１について、液晶用スパッタ装置を例と
して図１〜図３を用いて説明する。ここで、図１は本発
明の実施の形態１におけるスパッタリング装置の電極取
り付け部分の縦断正面図、図２はスパッタリング装置の
電極取り付け部分の要部縦断側面図、図３はスパッタリ
ング装置の電極取り付け部分の分解斜視図を示す。

【００２１】なお、従来例（図４、図５）と同一または
ほぼ同一の作用を成すものには、同一の符号を付けて詳
細な説明は省略する。すなわち、図１において、１はふ
た、２はターゲット（上部電極）、３はチャンバー、１
３はマグネット、１９は縁部材をそれぞれ示す。

【００２２】本発明の実施の形態１においては、まず、
ふた１に対して絶縁プレート２０が、複数のねじ２１に
より下側から固定されている。この絶縁プレート２０は
額縁状であって、その裏面側には、ターゲット２の取り
付けねじ２２の位置に沿う形で、溝２３が形成されてい
る。そして溝２３には、ターゲット２を保持するための
ねじ穴２４が形成されたナットプレート２５が、埋め込
み状に配設される。

【００２３】その際にナットプレート２５の複数箇所に
は、ターゲット２の取り付けねじ２２の位置に合致され
る状態で段差２５Ａが形成されており、これら段差２５
Ａの部分にねじ穴２４が形成されている。そして溝２３
の底面２３ａの部分には、段差２５Ａが嵌まり込む貫通
部２６が複数箇所に形成されている。

【００２４】ターゲット２に形成されている貫通部２Ａ
に対して下方から通した取り付けねじ２２をねじ穴２４
に螺合させることで、ターゲット２は、絶縁プレート２
０をはさむ格好で、チャンバー３側からナットプレート
２５に取り付けされる。このときターゲット２の重量
は、ナットプレート２５の下面２５ａを介して溝２３の
底面２３ａが受けることになる。その後に、ねじ２１を
介して縁部材１９が取り付けされる。

【００２５】これによりターゲット２の取り付け、取り
外しの作業は、すべてチャンバー３側から行うことがで
き、作業時間を低減することができる。なお、ナットプ
レート２５の上面には、ふた１との絶縁を確保するため
に、絶縁用のふた板２７が溝２３に嵌め込み状で取り付
けられている。

【００２６】ナットプレート２５における下面２５ａの
面積を変えることによって、受圧面積はカラー形式に比
べて容易に変更でき、絶縁プレート２０の変形を防止で
きる。また絶縁プレート２０の中でターゲット２を保持
できるため、ふた１の上面に飛び出しがなくて、マグネ
ット１３など構造物の設置が容易になる。

【００２７】さらに絶縁プレート２０の中にナットプレ
ート２５を埋め込むことによって、絶縁プレート２０自
体の剛性もアップすることができ、シール性等の信頼性
が向上する。またこの構造によれば、ナットプレート２
５はターゲット２の交換等で外す頻度が高くねじ穴２４
が緩くなったとしても、ナットプレート２５を交換する
だけでよい。

【００２８】なお、ナットプレート２５は、段差２５Ａ
を有さない構成でもよいが、ターゲット２の取り付けの
過大な締めつけ力による絶縁プレート２０の変形を防止
するため、スペーサの役目をする段差２５Ａを有する構
成のほうが望ましい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電極交換
作業の簡素化と装置のシンプル化、さらに信頼性の向上
ができるという有利な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電極取り付け方法における実施の形態
１であって、スパッタリング装置の電極取り付け部分の
縦断正面図。

【図２】本発明の電極取り付け方法における実施の形態
１であって、スパッタリング装置の電極取り付け部分の
要部縦断側面図。

【図３】本発明の電極取り付け方法における実施の形態
１であって、スパッタリング装置の電極取り付け部分の
分解斜視図。

【図４】従来の電極取り付け方法を示し、スパッタリン
グ装置の縦断正面図。

【図５】従来の電極取り付け方法を示し、スパッタリン
グ装置の電極取り付け部分の縦断正面図。

【符号の説明】

１ふた２ターゲット（上部電極）２Ａ貫通部３チャンバー５基板１３マグネット（構造物）１９縁部材２０絶縁プレート２１ねじ２２取り付けねじ２３溝２３ａ底面２４ねじ孔２５ナットプレート２５Ａ段差２５ａ下面２６貫通部２７ふた板

フロントページの続きＦターム(参考） 4K029 DC01 DC23 5F004 AA16 BA04 BA08 BB07 BB13 BD03 BD04 BD05 DB03 5F103 AA08 BB22 RR07 RR10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空状態で処理ガスのプラズマによって
基板を処理するチャンバー内で、平行平板式に構成され
た一方の電極が、チャンバー内側からの取り付けねじの
締結により、天井のふたに絶縁圧を保ちながら支持可能
であることを特徴とした電極取り付け方法。
【請求項２】絶縁圧を保つための絶縁プレートに複数
本の溝を形成し、これら溝にナットプレートを埋め込ん
で、取り付けねじをナットプレートに締結させることを
特徴とした請求項１記載の電極取り付け方法。
【請求項３】天井のふたは、チャンバーに対して開閉
可能であることを特徴とした請求項１または２記載の電
極取り付け方法。
【請求項４】電極の裏面に、天井のふたをベースに大
気側から取り付けされている構造物が存在することを特
徴とした請求項１〜３のいずれかに記載の電極取り付け
方法。
【請求項５】平行平板式に構成された一方の電極が、
チャンバー内側からの取り付けねじの締結により、天井
のふたに絶縁圧を保ちながら支持可能であることを特徴
としたプラズマ処理装置。
【請求項６】ターゲットが、チャンバー内側からの取
り付けねじの締結により、天井のふたに絶縁圧を保ちな
がら支持可能であることを特徴としたスパッタリング装
置。