JP2002121663A

JP2002121663A - スパッタ装置用トレイ

Info

Publication number: JP2002121663A
Application number: JP2000317744A
Authority: JP
Inventors: Koji Nagase; 浩二長瀬
Original assignee: Nippon Electric Kagoshima Ltd; NEC Kagoshima Ltd
Current assignee: Nippon Electric Kagoshima Ltd; NEC Kagoshima Ltd
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス基板を保持するスパッタ装置用トレイに
おいて、異常放電を起こすことなく成膜できるとともに
不必要な領域に成膜することのなく、トレイの寿命を長
くする。【解決手段】ガラス基板１５の載置面であるトレイ本体
７のひさし部１０に傾斜面１０ａを設け、ガラス基板１
５を押し付けるクランプ８にも傾斜面８ａを形成し、二
つの傾斜面８ａ、１０ａでガラス基板１５のエッジ部１
５ａ，１５ｂを挟み保持し、既成の膜との異常放電を無
くしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリングに
よって表面に導電膜や絶縁膜が形成される絶縁基板を保
持するスパッタ装置用トレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶パネルやプラズマディスプレ
ィなどはますます大型化し、その製造歩留まり厳しいも
のとなった。特に、液晶パネルのような大型の絶縁基板
であるガラス基板にＴＦＴ膜や絶縁膜を均一に形成する
ことは、製造技術において重大な課題である。この成膜
技術には、通常、スパッタリング技術が用いられてい
る。

【０００３】この液晶パネルのような大型基板にスパッ
タリングによる成膜工程では、成膜対象以外の場所にも
膜が形成される。この不要な膜がガラス基板の端部など
に堆積し、次の洗浄工程でガラス基板のアライメント治
具によって衝撃が加わり、ガラス基板の端部の堆積膜が
剥離し、剥がれた塵が成膜面にて再付着し、膜の品質に
重大な欠陥をもたらすという問題があった。

【０００４】また、限られた大きさのガラス基板内によ
り大きな液晶パネルを製造するためにガラス基板の外形
寸法ぎりぎりまで薄膜の形成が要求されるようになっ
た。しかし、ガラス基板の外形から内側に数ｍｍメ−ト
ルの非成膜領域を必要とした。これは、ガラス基板を保
持するトレイによる掴み代として必要であった。特に近
年、ガラス基板の大型化および軽量化のための厚みを薄
くするなどため、トレイの基板保持機構や移載機からの
受け渡し機構など含め検討された。

【０００５】図３（ａ）および（ｂ）は従来の一例にお
けるトレイを説明するための部分平面図およびＢＢ断面
矢視図である。このトレイは、図３に示すように、ガラ
ス基板１５が入る開口をもつとともに不要な部分に膜が
形成されないようにガラス基板１５の周辺部を覆うひさ
し部２６を有するトレイ本体２１と、ガラス基板１５の
外周囲の複数箇所を固定するためにトレイ本体２１上に
配置される軸受部２３と、軸受部２３にさし渡された軸
２２に回転自在に取付けられるクランプ２４とを備えて
いる。

【０００６】そして、このトレイによってガラス基板１
５を保持するには、トレイ本体２１のクランプ２４が矢
印に示す方向に開いた状態で、ガラス基板を積載する移
載機からガラス基板１５をトレイ本体２１のひさし部２
６に載せる。次に、クランプ２４を矢印の方向に倒し、
図示していないばねによってガラス基板１５の裏面を固
定する。

【０００７】また、ガラス基板１５が薄くなり軽量にな
るものの、ガラス基板はたわみ易く、このたわみを矯正
するために、クランプの数を増やし対処していた。さら
に、ひさし部２６のガラス基板との逃げ部の隙間は、ス
パッタの回り込み少なくするために、例えば、０，３乃
至０．５ｍｍ程度をもたせていた。

【０００８】このように、ガラス基板を搭載したトレイ
は、ロ−ダによってスパッタ装置のチャンバに収納さ
れ、減圧状態にされプロセスガスが導入されたチャンバ
内のタ−ゲットより放出されるスパッタ物がガラス基板
に堆積され薄膜が形成される。そして、ひさし部２６が
ガラス基板１５の周辺部を覆うことで不要な領域へのス
パッタ物質の被着を防止をしていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】アルミニウム膜をクロ
ム膜で挟む構造の形成工程における下地膜２７は、ガラ
ス基板１５の端部まで形成されているので、ひさし部２
６の先端部と接触する。成膜中に、フロ−ティング電位
である導電性の下地膜２７とグランド電位であるトレイ
のひさし部２６とが接触すると、トレイに電流が流れ、
導電膜とトレイとの間で異常放電を起こし、成膜された
膜を破壊したり、極端な場合、ガラス基板をも破壊する
という問題があった。

【００１０】また、トレイを繰り返して使用していく
と、隙間を少なくしてスパッタの回り込みを極力避けて
いるものの、トレイ本体のひさし部の表面に導電膜が堆
積し、何かの衝撃が加わると、堆積膜が剥がれ形成中の
膜に剥がれた異物が移行し、膜質を劣化させるという問
題がある。

【００１１】さらに、このように堆積した膜を事前に除
去するにしても、機械的に粒子をぶつけて除去するか、
あるいは薬液でエッチング除去するしかなく、これらの
方法はトレイの寿命を著しく短くするという欠点があ
る。

【００１２】従って、本発明の目的は、異常放電を起こ
すことなく成膜できるとともに不必要な領域に成膜する
ことのない寿命の長いスパッタ装置用のトレイを提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、プロセ
スガスを導入し減圧されたチャンバ内でグロ−放電させ
タ−ゲットから放出されるスパッタ物質が堆積され膜が
形成される方形状の絶縁基板を保持するスパッタ装置用
トレイにおいて、前記タ−ゲットに面する前記絶縁基板
の外周囲のエッジ部と線接触し前記絶縁基板を載置する
とともに該絶縁基板の周辺部を覆うように前方に延在す
る傾斜面をもつひさし部を具備するトレイ本体と、この
トレイ本体の裏面の軸受部に貫通し保持される軸部材
と、この軸部材に回転自在にはめ込まれるとともに前記
絶縁基板の他のエッジ部と線接触し前記絶縁基板を押さ
えかつ前方に延在する傾斜面をもつクランプ部材と、こ
のクランプ部材の前記絶縁基板への押圧力を与えるばね
部材とを備えるスパッタ装置用トレイである。

【００１４】また、前記クランプ部材は、前記絶縁基板
のそれぞれの辺に備えられていることが望ましい。さら
に、前記クランプ部材の該軸部材は複数の軸受部で保持
されていることが望ましい。一方、前記クランプ部材の
下部から突出するとともに前記絶縁基板を該クランプ部
材が押さえるとき前記トレイ本体の穴に入り込む突起部
材を備えることが望ましい。また、堆積膜が容易に剥が
れないように、前記ひさし部を含む前記トレイ本体の表
面が微小な凹凸のある梨地状に形成されていることが望
ましい。

【００１５】そして、前記絶縁基板はガラス基板に適用
することが望ましい。また、前記グロ−放電の発生は、
前記タ−ゲットと前記トレイ本体に印加する直流電圧に
よることか、あるいは、前記タ−ゲットと前記トレイ本
体に印加する高周波電圧によることが望ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施の形態におけるスパ
ッタ装置用トレイを説明するためのスパッタ装置の概略
を示す模式断面図である。このスパッタ装置は、図１に
示すように、プロセスガスを導入し真空ポンプで減圧さ
れたチャンバ４内のタ−ゲット２と絶縁基板を搭載した
トレイ１との間に直流電源６により直流電圧を印加し、
グロ−放電させタ−ゲット２からスパッタ物質を放出さ
せ、トレイ１の絶縁基板にスパッタ物質を堆積し成膜す
る。いわゆる直流２極スパッタ装置である。

【００１８】また、ガラス基板のような大きく重量のあ
る絶縁基板は、チャンバ４内に垂直に立てて配置され
る。従って、ガラス移載機から立てた状態でトレイ搬送
部５にガラス基板は移載され、チャンバ４内に収納され
る。このことにより、ガラス基板の自重による撓みを解
消している。

【００１９】一方、陰極であるタ−ゲット２も陽極であ
るトレイ１に対し平行になるように垂直にチャンバ内に
配置され、成膜材料と同じ導電材料で製作されている。
そして、冷却構造のタ−ゲット裏板３に取り付けられて
いる。また、導入されるプロセスガスは、通常、不活性
ガスが用いられる。ここでは、比重の重いアルゴンガス
が用いられた。なお、チャンバ内のガスの圧力は、放電
し易い、例えば、０．１パスカル程度に維持される。

【００２０】図２（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施の形
態におけるスパッタ装置用トレイを示す（ａ）は裏面の
平面図、（ｂ）は表面の平面図、（ｃ）はＡ部拡大図お
よび（ｄ）はＡＡ断面矢視図である。次に、図２を参照
して、このスパッタ装置用トレイを説明する。このトレ
イは、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、トレイ本
体７の二つ開口１６に被膜すべきガラス基板１５の領域
を露呈させトレイ本体７のひさし部１０に載せている。
一方、トレイ本体７の裏面には、ガラス基板１５の四辺
を固定するクランプ８が取り付けられている。

【００２１】また、トレイ本体７は、一枚の圧延され
た、例えば、ステンレス鋼あるいは高力アルミニウム圧
延板材からひさし部１０をガラス基板の周囲に対応する
部分に機械加工したものである。そして、トレイ本体７
の開口１６の周辺部であるひさし部１０を含めたトレイ
本体の表面領域は、堆積膜が容易に剥がれないように表
面に微小な凹凸あるいは梨地のようにし、表面を粗らす
ことが望ましい。この表面をあらす方法は、例えば、ア
ルミニュウム粒子あるいは銅の粒子を吹き付ける金属溶
射法か、あるいはアルミナ粒子の叩き付けるブラスト法
がある。

【００２２】一方、タ−ゲットに対して反対側のトレイ
本体７には、ガラス基板１５の四辺を固定するクランプ
８がある。従来は、一辺に複数のクランプで固定してい
たが、ガラス基板の撓みを矯正する作用効果があまりな
く、このトレイでは、各辺に一個ずつ設けた。

【００２３】また、ここで、重要なことは、図２（ｄ）
に示すように、ひさし部１０に傾斜面１０ａと同様にク
ランプ８にも傾斜面８ａをもたせることである。これら
傾斜面８ａおよび１０ａをもたせることで、ガラス基板
１５のエッジ部１５ａはひさし部１０の傾斜面１０ａと
線接触し、ガラス基板１５のエッジ部１５ｂは、クラン
プ８の傾斜面８ａと線接触する。従って、従来のよう
に、直接ガラス基板に面接触することがないので、異常
放電が無くなる。

【００２４】このように、ガラス基板１５のエッジ部１
５ａおよび１５ｂに傾斜面８ａおよび１０ａを介してば
ね１２の圧力を与えると、ガラス基板１５を押さえる力
の他にガラス基板１５を前方に押す力が働き、合い対す
るクランプ８で押し合いガラス基板１５を強固に固定で
きる利点もある。

【００２５】クランプ８を回転自在に取り付ける機構
は、図２（ｃ）に示すように、トレイ本体７に取付けら
れた軸受１３に保持される軸９に回転し得るようにはめ
込まれている。そして、これら軸受１３は、長尺なクラ
ンプ８の間に複数個配置されている。このことは、クラ
ンプ８の長さに応じて軸受１３を配置できることであ
る。また、クランプ８のガラス基板へのアライメントを
採るのに、複数の軸受１３があった方がやりやすいとい
う利点がある。

【００２６】クランプ８に押圧力を与えるばね１２は、
一端がトレイ本体８に接触し、他端はクランプ８の上に
接触している。また、ばね１２の途中部分は軸９に巻き
付けてある。そして、このばね１２は、クランプ８の切
欠き部の側部に設けられている。すなわち、軸受１３に
対面する切欠き部ごとに設けられている。これによっ
て、ガラス基板１５の周縁部は一様に押さえられる。

【００２７】クランプ８の下部から突出する突起部１１
は、クランプ８が閉じたときトレイ本体７の穴に入る。
そして、ひさし部１０とクランプ８との隙間から入るス
パッタ物の侵入を阻止している。また、この突起部１１
の役割は、膜形成が終了し、トレイをチャンバから搬出
してから、トレイからガラス基板を外すときに、クラン
プ８を回転させ、図２（ｄ）の鎖線に示すように、垂直
に立てるための突き当て部の役割をしている。

【００２８】なお、このトレイは、図１に示した直流２
極スパッタ装置に用いて説明したが、図１の直流電源６
の代わりに高周波電源を用いた高周波２極スパッタ装置
にも適用できる。この高周波２極スパッタ装置は、タ−
ゲットとトレイとの間に、例えば、１３．５６ＭＨｚの
高周波電圧を印加し、グロ−放電させタ−ゲットからス
パッタさせ、ガラス基板に膜を形成させる。むしろ、こ
の装置の方がイオン発生率が高く、導電膜だけではなく
絶縁膜も形成できる利点がある。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ガラス基
板の載置面であるトレイ本体のひさし部に傾斜面を設
け、ガラス基板を押し付けるクランプにも傾斜面を形成
し、二つの傾斜面でガラス基板のエッジ部を挟み保持す
ることによって、直接ガラス基板の面に接触することが
無くなり、既成の膜との間での異常放電を起こさず膜の
形成歩留まりが向上するという効果がある。

【００３０】また、ひさし部でガラス基板の周辺部を覆
い、かつクランプとの隙間を少なく止しスパッタ物の侵
入を阻止し不要な領域への付着を無くし、成膜への汚染
を無くし成膜の歩留まりを向上させたという効果があ
る。

【００３１】さらに、タ−ゲットに晒されスパッタ物が
堆積する表面に、予め微小な凹凸を設け、堆積した膜が
容易に剥がれないようにすることで、成膜を汚染しない
ばかりか、定期的にトレイを洗浄する頻度が少なくな
り、トレイの寿命が長くなり装置の稼働率が向上すると
いう効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるスパッタ装置用
トレイを説明するためのスパッタ装置の概略を示す模式
断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態におけるスパッタ装置用
トレイを示す（ａ）は裏面の平面図、（ｂ）は表面の平
面図、（ｃ）はＡ部拡大図および（ｄ）はＡＡ断面矢視
図であるである。

【図３】従来の一例におけるトレイを説明するための部
分平面図およびＢＢ断面矢視図である。

【符号の説明】

１トレイ２タ−ゲット３タ−ゲット裏板４チャンバ５トレイ搬送部６直流電源７トレイ本体８クランプ９軸１０ひさし部１１突起部１２ばね１３軸受１５ガラス基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プロセスガスを導入し減圧されたチャン
バ内でグロ−放電させタ−ゲットから放出されるスパッ
タ物質が堆積され膜が形成される絶縁基板を保持するス
パッタ装置用トレイにおいて、前記タ−ゲットに面する
前記絶縁基板の外周囲のエッジ部と線接触し前記絶縁基
板を載置するとともに該絶縁基板の周辺部を覆うように
前方に延在する傾斜面をもつひさし部を具備するトレイ
本体と、このトレイ本体の裏面の軸受部に貫通し保持さ
れる軸部材と、この軸部材に回転自在にはめ込まれると
ともに前記絶縁基板の他のエッジ部と線接触し前記絶縁
基板を押さえかつ前方に延在する傾斜面をもつクランプ
部材と、このクランプ部材の前記絶縁基板への押圧力を
与えるばね部材とを備えることを特徴とするスパッタ装
置用トレイ。
【請求項２】前記クランプ部材は、前記絶縁基板のそ
れぞれの辺に備えられていることを特徴とする請求項１
記載のスパッタ装置用トレイ。
【請求項３】前記クランプ部材の該軸部材は複数の軸
受部で保持されていることを特徴とする請求項１または
請求項２記載のスパッタ装置用トレイ。
【請求項４】前記クランプ部材の下部から突出すると
ともに前記絶縁基板を該クランプ部材が押さえるとき前
記トレイ本体の穴に入り込む突起部材を備えることを特
徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のスパ
ッタ装置用トレイ。
【請求項５】前記ひさし部を含む前記トレイ本体の表
面が微小な凹凸のある梨地状に形成されていることを特
徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４
記載のスパッタ装置用トレイ。
【請求項６】前記絶縁基板はガラス基板であることを
特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４ま
たは請求項５記載のスパッタ装置用トレイ。
【請求項７】前記グロ−放電の発生は、前記タ−ゲッ
トと前記トレイ本体に印加する直流電圧によることを特
徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請
求項５または請求項６記載のスパッタ装置用トレイ。
【請求項８】前記グロ−放電の発生は、前記タ−ゲッ
トと前記トレイ本体に印加する高周波電圧によることを
特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、
請求項５または請求項６記載のスパッタ装置用トレイ。