JP2006225748A

JP2006225748A - 基板へのスパッタ薄膜の形成方法および搬送キャリア

Info

Publication number: JP2006225748A
Application number: JP2005044249A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Koizumi; 敏行小泉; Binsei Jo; 旻生徐
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】簡易な構成で、異常放電などを引き起こすことなく、１枚のガラス基板から複数枚のパネルを安定に調製することを可能にする、基板へのスパッタ薄膜の形成方法および当該方法を実施するための搬送キャリアを提供すること。
【解決手段】搬送キャリアを、四角形状の枠体と、枠体の対向する枠辺と枠辺の間に、枠体との間で絶縁した状態で、その両端を枠体の各枠辺と弾性部材を介して連結することでテンションを付加して架設した薄体状部材とから構成し、複数本の薄体状部材に、基板が搬送キャリアに載置されている状態を形成するための保持部材としての機能、および／または、基板における２つ以上のスパッタ薄膜形成領域を画定するためのマスク部材としての機能を担わせる。
【選択図】図２

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）を製造する際の、ガラス基板にスパッタ薄膜を形成する工程などに適用される、基板へのスパッタ薄膜の形成方法および当該方法を実施するための搬送キャリアに関する。

従来、基板への薄膜の形成方法および搬送キャリアとして知られているものには、例えば、特許文献１に記載のものがある。特許文献１には、四角形状の枠体と、枠体の対向する内周部と内周部の間に、その両端を枠体の各内周部と弾性部材を介して連結することでテンションを付加して架設した薄体状部材とから構成される搬送キャリアを用いた、ガラス基板へのＭｇＯ被膜などの蒸着被膜の形成方法が記載されている（例えば図２を参照のこと）。

特許文献１に記載の方法は、基板への蒸着被膜の形成方法として一応の評価をすることができるものである。しかしながら、この方法は、蒸着法に基づくものであるので、搬送キャリアに対して電気的な作用を考慮する必要がないことから、ここに記載の搬送キャリアの構成は、電気的な作用を何ら考慮したものではない。従って、真空状態のプラズマ雰囲気中で薄膜形成を行うスパッタ法に基づく方法に、特許文献１に記載の搬送キャリアを適用した場合、異常放電などを引き起こし、良質なスパッタ薄膜を安定して形成できないという問題がある。また、特許文献１に記載の方法は、蒸着法に基づくものとして評価した場合でも、次のような問題を有する。即ち、特許文献１に記載の方法は、その発明の詳細な説明の段落００１２に記載の通り、ガラス基板を四角形状の枠体の内周部に設けた窓枠状の基板受けに載置することで保持するようにしている。従って、例えば、大型のガラス基板を加熱して蒸着被膜を形成する際、枠体自体を加熱しなければならないので、エネルギー消費量が膨大であるといった問題や、枠体の熱歪が起こるといった問題を有していた。また、ガラス基板を搬送キャリアにセットすることで初期に発生する機械応力を緩和することができないといった問題を有していた。さらに、ガラス基板に許容範囲を超える熱応力が発生するとこれを緩和することができないことに加え、ガラス基板の高熱による撓みを基板受けが十分に吸収することができないことで熱のびによって無視することのできない機械応力が発生するといった問題を有していた。その結果、熱負荷によるガラス基板の割れなどを誘発するおそれがあるといった問題を有していた。このような問題は、基板を加熱してスパッタ薄膜を形成する場合には、同じように問題となる。
特開２０００−１９９０４６号公報

そこで本発明は、簡易な構成で、異常放電などを引き起こすことなく、１枚のガラス基板から複数枚のパネルを安定に調製することを可能にする、基板へのスパッタ薄膜の形成方法および当該方法を実施するための搬送キャリアを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の点に鑑みて種々の検討を行った結果、ガラス基板にスパッタ薄膜を形成するために用いる搬送キャリアを、四角形状の枠体と、枠体の対向する枠辺と枠辺の間に、枠体との間で絶縁した状態で、その両端を枠体の各枠辺と弾性部材を介して連結することでテンションを付加して架設した薄体状部材とから構成し、複数本の薄体状部材に、ガラス基板が搬送キャリアに載置されている状態を形成するための保持部材としての機能、および／または、ガラス基板における２つ以上のスパッタ薄膜形成領域を画定するためのマスク部材としての機能を担わせることで、上記の目的を達成することができることを知見した。

上記の知見に基づいてなされた本発明の基板へのスパッタ薄膜の形成方法は、請求項１記載の通り、基板を水平から垂直までの任意の角度に維持してスパッタ装置の処理室に搬送し、基板にスパッタ薄膜を形成するために用いられる搬送キャリアを、四角形状の枠体と、枠体の対向する枠辺と枠辺の間に、その両端を枠体の各枠辺と弾性部材を介して連結することでテンションを付加して架設した薄体状部材とから構成し、前記薄体状部材を、一方の対向する枠辺と枠辺の間に他方の枠辺に平行に１本以上、他方の対向する枠辺と枠辺の間に一方の枠辺に平行に１本以上、枠体との間で絶縁した状態で架設して、個々の薄体状部材に、基板が搬送キャリアに載置されている状態を形成するための保持部材としての機能、および／または、基板における２つ以上のスパッタ薄膜形成領域を画定するためのマスク部材としての機能を担わせ、基板にスパッタ薄膜を形成することを特徴とする。
また、本発明の搬送キャリアは、請求項２記載の通り、基板を水平から垂直までの任意の角度に維持してスパッタ装置の処理室に搬送し、基板にスパッタ薄膜を形成するために用いられる搬送キャリアであって、四角形状の枠体と、枠体の対向する枠辺と枠辺の間に、その両端を枠体の各枠辺と弾性部材を介して連結することでテンションを付加して架設した薄体状部材とから構成され、前記薄体状部材を、一方の対向する枠辺と枠辺の間に他方の枠辺に平行に１本以上、他方の対向する枠辺と枠辺の間に一方の枠辺に平行に１本以上、枠体との間で絶縁した状態で架設して、個々の薄体状部材に、基板が搬送キャリアに載置されている状態を形成するための保持部材としての機能、および／または、基板における２つ以上のスパッタ薄膜形成領域を画定するためのマスク部材としての機能を担わせるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で、異常放電などを引き起こすことなく、１枚のガラス基板から複数枚のパネルを安定に調製することを可能にする、基板へのスパッタ薄膜の形成方法および当該方法を実施するための搬送キャリアが提供される。

以下、本発明の基板へのスパッタ薄膜の形成方法を、ＦＰＤを製造する際の、ガラス基板にＩＴＯスパッタ薄膜を形成する場合を例にとって図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の基板へのスパッタ薄膜の形成方法を実施するための搬送キャリアの一実施形態の概略平面図である。図１に示した搬送キャリアＡは、ステンレスやチタンなどからなる四角形状の枠体１と、枠体１の対向する枠辺と枠辺の間に、その両端を枠体１の各枠辺と弾性部材としてのスプリング３を介して連結することでテンションを付加して架設した薄体状部材２とから構成される。薄体状部材２は、図１における横方向に対向する枠辺と枠辺の間に縦方向の枠辺に平行に３本、縦方向の対向する枠辺と枠辺の間に横方向の枠辺に平行に４本、枠体１との間で絶縁した状態で（即ち、枠体１に対して電気的にフローティングした状態で）架設されている。枠体１と薄板状部材２の間での絶縁性は、ポリイミド樹脂からなる絶縁板４を、ポリイミド樹脂からなる図略の絶縁ブッシュを介して枠体１にボルト５で固定し、このようにして枠体１に固定された絶縁板４にスプリング３を固定することで確保されている（もちろん絶縁性の確保の方法はこの方法に限定されるものではない）。

図２は、図１に示した搬送キャリアＡにガラス基板Ｘを載置した状態を示す概略平面図である。この態様においては、個々の薄体状部材２を、ガラス基板Ｘが搬送キャリアＡに載置されている状態を形成するための保持部材として機能させるとともに、ガラス基板Ｘにおける６つのスパッタ薄膜形成領域（斜線で示すＹの部分）を画定するためのマスク部材として機能させる。これにより、異常放電などを引き起こすことなく、１枚のガラス基板から６枚のパネルを安定に調製することが可能となる。また、ガラス基板を加熱して各スパッタ薄膜形成領域にＩＴＯスパッタ薄膜を形成する際でも、枠体を加熱する必要がないので、省エネルギー化を図ることができる。加えて、枠体の熱歪を抑制することができる。また、両端にテンションを付加した薄体状部材が、ガラス基板を搬送キャリアにセットすることで初期に発生する機械応力を緩和する。また、薄体状であることで熱容量が小さいことから、ガラス基板との温度差が小さくなるので、ガラス基板に発生する熱応力を軽減するとともに、ガラス基板に発生する熱応力を緩和する。さらに、ガラス基板の高熱による撓みを均等に吸収することで熱のびによる機械応力も緩和する。従って、特許文献１に記載の方法のように、ガラス基板を枠体の内周部に設けた窓枠状の基板受けに載置するといった態様の他、薄体状部材をガラス基板の保持部材として機能させる場合であっても、その両端を枠体の各枠辺と弾性部材を介さず固定するといった態様や、一方の端部のみ枠体の枠辺と弾性部材を介して連結することでテンションを付加し、他方の端部は枠体の枠辺と弾性部材を介さず固定するといった態様において起こりうる熱負荷によるガラス基板の割れなどを抑制することができる。

薄体状部材の熱膨張率をガラス基板の熱膨張率の±２０％とすることで、ガラス基板を加熱してＩＴＯスパッタ薄膜を形成する際、ガラス基板に発生する熱応力や機械応力をより効果的に緩和することができる。従って、熱負荷によるガラス基板の割れなどをより効果的に抑制することができる。例えば、ガラス基板としてホウケイ酸ガラスを用いる場合、薄体状部材はホウケイ酸ガラスと熱膨張率が近似するニッケル鉄合金からなるものが望ましい。

薄体状部材の厚みは０．１ｍｍ〜０．８ｍｍとすることが望ましい。厚みが０．１ｍｍを下回るとガラス基板の保持部材としての機能が十分でなくなるおそれがある一方、厚みが０．８ｍｍを上回ると薄体状部材と薄体状部材の交差部分周囲に隙間が生じ、マスク部分へのＩＴＯ成分の回り込み現象（所謂「膜ダレ現象」）が起こることで、ガラス基板におけるスパッタ薄膜形成領域への正確なＩＴＯスパッタ薄膜の形成ができなくなるおそれがある。

本発明の基板へのスパッタ薄膜の形成方法を実施するために用いるスパッタ装置は、図面による説明は省略するが、自体公知のものであってよく、搬送キャリアＡによって水平から垂直までの任意の角度に維持された状態で処理室に搬送されてきたガラス基板Ｘに、真空状態のプラズマ雰囲気中で、ターゲットがイオン衝撃を受けることで生成したＩＴＯ成分を付着させてＩＴＯスパッタ薄膜を形成することができる構造を有する装置であれば、どのような装置であってもよい。

なお、図１に示した搬送キャリアＡは、ガラス基板Ｘにおける６つのスパッタ薄膜形成領域ＹにＩＴＯスパッタ薄膜を形成することで、１枚のガラス基板Ｘから６枚のパネルを調製するためのものであるが、薄体状部材２をスプリング３とともに枠体１から着脱自在とし、これらを枠体１の枠辺の任意の位置に任意の本数だけ架設することができるようにすれば、ガラス基板Ｘに２つ以上の任意の個数かつ任意の大きさのスパッタ薄膜形成領域Ｙを画定してＩＴＯスパッタ薄膜を形成することができるので、１枚のガラス基板Ｘから２枚以上の任意の枚数かつ任意の大きさのパネルを調製することができる。また、図１に示した搬送キャリアＡに複数枚のガラス基板を載置するようにしてもよい。また、枠体１の内周部に、枠体１との間で絶縁した状態で、基板受けや基板押えを補助的に設けてもよい。

本発明は、簡易な構成で、異常放電などを引き起こすことなく、１枚のガラス基板から複数枚のパネルを安定に調製することを可能にする、基板へのスパッタ薄膜の形成方法および当該方法を実施するための搬送キャリアを提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。

本発明の基板へのスパッタ薄膜の形成方法を実施するための搬送キャリアの一実施形態の概略平面図である。図１に示した搬送キャリアＡにガラス基板Ｘを載置した状態を示す概略平面図である。

符号の説明

Ａ搬送キャリア
１枠体
２薄体状部材
３スプリング
４絶縁板
５ボルト
Ｘガラス基板
Ｙスパッタ薄膜形成領域

Claims

基板を水平から垂直までの任意の角度に維持してスパッタ装置の処理室に搬送し、基板にスパッタ薄膜を形成するために用いられる搬送キャリアを、四角形状の枠体と、枠体の対向する枠辺と枠辺の間に、その両端を枠体の各枠辺と弾性部材を介して連結することでテンションを付加して架設した薄体状部材とから構成し、前記薄体状部材を、一方の対向する枠辺と枠辺の間に他方の枠辺に平行に１本以上、他方の対向する枠辺と枠辺の間に一方の枠辺に平行に１本以上、枠体との間で絶縁した状態で架設して、個々の薄体状部材に、基板が搬送キャリアに載置されている状態を形成するための保持部材としての機能、および／または、基板における２つ以上のスパッタ薄膜形成領域を画定するためのマスク部材としての機能を担わせ、基板にスパッタ薄膜を形成することを特徴とする基板へのスパッタ薄膜の形成方法。
基板を水平から垂直までの任意の角度に維持してスパッタ装置の処理室に搬送し、基板にスパッタ薄膜を形成するために用いられる搬送キャリアであって、四角形状の枠体と、枠体の対向する枠辺と枠辺の間に、その両端を枠体の各枠辺と弾性部材を介して連結することでテンションを付加して架設した薄体状部材とから構成され、前記薄体状部材を、一方の対向する枠辺と枠辺の間に他方の枠辺に平行に１本以上、他方の対向する枠辺と枠辺の間に一方の枠辺に平行に１本以上、枠体との間で絶縁した状態で架設して、個々の薄体状部材に、基板が搬送キャリアに載置されている状態を形成するための保持部材としての機能、および／または、基板における２つ以上のスパッタ薄膜形成領域を画定するためのマスク部材としての機能を担わせるようにしたことを特徴とする搬送キャリア。