JP2005256032A - スパッタ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 大型基板に効率良く成膜を行うことができると共に、成膜分布の均一化を図ったスパッタ装置を提供する。
【解決手段】所定の方向に移動する大型基板の移動方向に対して垂直方向に所定の配置で設置された複数のスパッタカソードからなるスパッタカソード群を具備する。尚、前記スパッタカソードは円形であることが望ましい。また、前記スパッタカソード群は、所定の方向に移動する大型基板の移動方向に対して垂直方向に所定の間隔で配置された複数のスパッタカソードからなる第１のスパッタカソード列であることが望ましい。さらに、前記スパッタカソード群が、前記第１のスパッタカソード列と前記移動方向に所定の間隔を配して設けられると共に、前記移動方向に対して前記第１のスパッタカソード列の各々のスパッタカソードと重複しない位置に配された複数のスパッタカソードからなる第２のスパッタカソード列を具備することが望ましい。
【選択図】 図１

Description

この発明は、液晶表示パネル、プラズマディスプレイなどの大型基板の製造における成膜装置であるスパッタ装置に関する。
特許文献１は、内部応力の少ない膜を成膜するのに適し、特に大型基板の成膜に適するスパッタリング方法と装置を開示するもので、スパッタ用チャンバ内に設けられた直線状の２ラインに沿って基板の設けられた保持台をそれぞれ逆方向に移送し、それぞれ両端側で保持台を他方のラインに移送することで、保持台を周回させながら、基板両面にスパッタする方法であって、スパッタする際に、スパッタ粒子の入射角をランダム状態にしてスパッタすることを特徴とするものである。
特許文献２は、小型マグネトロン電極で、大型基板に形成される薄膜の膜厚及び膜質の均一性を向上させることを目的とするもので、平板ターゲットを用いてスパッタリングを行い、基板に薄膜を形成するスパッタリング装置において、ターゲット裏面に設置した磁気回路を、対向した位置にある基板面に平行に移動させるための移動装置を有するスパッタリング電極と、スパッタリング電極に対向した位置で基板を保持すると共に、基板の中心を軸に基板を自転させるための回転装置を有する基板ホルダーを備えるものを開示する。
特開２０００−３１９７７９号公報 特開平１１−１８９８７３号公報
特許文献１に開示されるスパッタリング装置では、スパッタカソードに対して基板を移動させることによって基板に薄膜を形成しており、この薄膜の成膜分布は、基板の移動方向に対しては基板の移動速度に依存し、前記移動方向に垂直な方向ではスパッタカソードに依存する。また、近年基板の大きさが、１メートルを超える大型化が進んでいる。
このため、大型基板の移動方向に垂直な方向での成膜分布の均一化を得るには、スパッタカソードの大きさを基板よりも大きくする必要があるために、基板の大型化に伴ってスパッタカソードの大型化も進み、さらにターゲット材も大型化しなければならず、ターゲット材の入手が困難になってきている。
た、スパッタカソードの大型化に伴い、所定の成膜速度を得るためには、スパッタカソードへの投入電力を大きくする必要があり、製造面及び安全面で問題となってきている。さらに、スパッタターゲット材は、スパッタリングを継続することにより消耗が進むために、一定周期で交換する必要が生じるが、スパッタターゲットの大型化により、交換作業が大変となり、また安全面についても問題が生じている。
また、特許文献２に開示されているように、基板に対してスパッタリング電極を移動させて大型基板に薄膜を形成する方法は、基板を段階的に移動させる必要が生じるため、成膜分布を均一にするためには非常に精密な制御が必要となる。
このため、この発明は、大型基板に効率良く成膜を行うことができると共に、成膜分布の均一化を図ったスパッタ装置を提供することにある。
よって、この発明に係るスパッタ装置は、所定の方向に移動する大型基板の移動方向に対して垂直方向に所定の配置で設置された複数のスパッタカソードからなるスパッタカソード群を具備することにある。尚、前記スパッタカソードは円形であることが望ましい。
また、前記スパッタカソード群は、所定の方向に移動する大型基板の移動方向に対して垂直方向に所定の間隔で配置された複数のスパッタカソードからなる第１のスパッタカソード列であることが望ましい。さらに、前記スパッタカソード群が、前記第１のスパッタカソード列と前記移動方向に所定の間隔を配して設けられると共に、前記移動方向に対して前記第１のスパッタカソード列の各々のスパッタカソードと重複しない位置に配された複数のスパッタカソードからなる第２のスパッタカソード列を具備することが望ましい。
前記第１のスパッタカソード列を構成するそれぞれのスパッタカソードの中心と、前記第２のスパッタカソード列を構成するそれぞれのスパッタカソードの中心とは、前記移動方向に投影した場合、等しい間隔で交互に位置することが望ましい。
したがって、この発明によれば、スパッタカソードを移動方向に垂直方向に複数設置すること、円形の小型スパッタカソードとすることにより、スパッタターゲットの入手が容易となると共に、スパッタターゲットの交換も容易に行うことができるようになるものである。
さらに、アルミ材を１ミクロン成膜する場合、従来の１基のスパッタカソードで行う場合には、５０Ｋｗの電力投入が必要であったが、複数の小型スパッタカソードを用いた場合、例えば５基のスパッタカソードを用いた場合には１基当たりの電力投入は前述した電力の１／５、１０Ｋｗですむこととなり、スパッタカソードの製造が容易となるだけでなく、安全性を維持しやすくなるという効果があるものである。
また、交互に位置する複数のスパッタカソード列を構成することによって、成膜分布の均一化を図ることができるものである。
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
本願発明の実施例に係るスパッタ装置Ａは、図１に示すように、一方向（前方）又は二方向（前後）に移動する大型基板１と、大型基板１の移動方向に対して垂直な方向（以下、縦方向という）に所定の間隔を空けて均等に配置された複数のスパッタカソード２１，２２，２３からなる第１のスパッタカソード列２及び前記移動方向に投影して第１のスパッタカソード列２を構成する各々のスパッタカソード２１，２２，２３の間の各々に、その中心を有すると共に、前記第１のスパッタカソード列２から移動方向に所定の間隔を空けて配された複数のスパッタカソード３１，３２からなる第２のスパッタカソード列３からなるスパッタカソード群３０とによって構成される。
第１のスパッタカソード列２は、図２（ａ）で示すように、それぞれのスパッタカソード２１，２２，２３に電力源５１，５２，５３及びそれぞれのスパッタカソード２１，２２，２３に着脱自在に装着される円形小型のスパッタターゲット４１，４２，４３を具備する。この第１のスパッタカソード列２によって、前記大型基板には、特性線６で示すような膜圧を有する薄膜が形成される。
第２のスパッタカソード列３は、図２（ｂ）で示すように、それぞれのスパッタカソード３１，３２に電力源５４，５５及びそれぞれのスパッタカソード３１，３２に着脱自在に装着さえる円形小型のスパッタターゲット４４，４５を具備する。この第２のスパッタカソード列３によって、前記大型基板には、特性線７で示すような膜厚を有する薄膜が形成され、前記特性線６で示す膜厚に積層されることにより、所定の成膜分布８を得ることができるものである。
また、前記電力源５１，５２，５３，５４，５５は、スパッタカソード２１，２２，２３，３１，３３が小型とすることができるために、低電力なもので良いものである。このため、コストを低減できるという効果を奏することができる。
本願発明の実施例に係るスパッタ装置のスパッタカソードの配列を示した説明図である。 （ａ）は第１のスパッタカソード列及びその膜厚分布を示した説明図であり、（ｂ）は第２のスパッタカソード列及びその膜厚分布、さらには合計された膜厚分布を示した説明図である。
符号の説明
Ａ スパッタ装置
１ 大型基板
２ 第１のスパッタカソード列
３ 第２のスパッタカソード列
６，７ 特性線
８ 成膜分布
２１，２２，２３，３１，３３ スパッタカソード
３０ スパッタカソード群
４１，４２，４３，４４，４５ スパッタターゲット
５１，５２，５３，５４，５５ 電力源

Claims (5)

  1. 所定の方向に移動する大型基板の移動方向に対して垂直方向に所定の間隔で配置された複数のスパッタカソードからなるスパッタカソード群を具備することを特徴とするスパッタ装置。
  2. 前記スパッタカソードは、円形であることを特徴とする請求項１記載のスパッタ装置。
  3. 前記スパッタカソード群は、所定の方向に移動する大型基板の移動方向に対して垂直方向に所定の間隔で配置された複数のスパッタカソードからなる第１のスパッタカソード列であることを特徴とする請求項１又は２記載のスパッタ装置。
  4. 前記スパッタカソード群は、前記第１のスパッタカソード列と前記移動方向に所定の間隔を配して設けられると共に、前記移動方向に対して前記第１のスパッタカソード列の各々のスパッタカソードと重複しない位置に配された複数のスパッタカソードからなる第２のスパッタカソード列を具備することを特徴とする請求項３記載のスパッタ装置。
  5. 前記第１のスパッタカソード列を構成するそれぞれのスパッタカソードの中心と、前記第２のスパッタカソード列を構成するそれぞれのスパッタカソードの中心とは、前記移動方向に投影した場合、等しい間隔で交互に位置することを特徴とする請求項４記載のスパッタ装置。
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