JP2008266665A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に成長した薄膜と反り防止部材上に成長した薄膜とがつながっても、両者の間に電流が流れることのない成膜装置を実現する。
【解決手段】真空中でガラス基板１上に成膜材料を堆積させて薄膜を形成する成膜装置であって、ガラス基板１を保持する基板ホルダ３と、基板ホルダ３に保持されたガラス基板１の周縁に、１０ｍｍ未満の間隔で対向する枠状の反り防止部材４とを有する。反り防止部材４は電気的にフローティング状態にある。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空雰囲気中で基板上に成膜材料を堆積させて薄膜を形成する成膜装置に関するものである。

従来から、スパッタリング法や化学的気相成長法によって、ガラス基板などの絶縁性基板上に、メタルなどの導電性薄膜を形成する成膜装置が知られている。

しかし、スパッタリング法や化学的気相成長法によって、ガラス基板などの絶縁性基板上にメタルなどの導電性薄膜を形成する場合、形成中の薄膜はプラズマの電位によってある電位にさらされている。薄膜の成長に伴い、薄膜が基板の端面にも形成され始めると、薄膜が導電性であることから、薄膜の電位は基板を保持している基板ホルダの電位に移行する。この際、すなわち、薄膜の電位が基板ホルダの電位と同じになる過程で、薄膜と基板ホルダとの間に電流が流れたり、それに伴って薄膜の一部が剥離したりする不都合があった。

また、ガラス基板の反りを防止する枠状の反り防止部材を用いた場合であっても、反り防止部材が接地電位にある場合は、上記と同様の不具合が発生する場合があった。図５を用いて具体的に説明する。図５は、従来の成膜装置の主要構成を示す模式的断面図である。図示されている成膜装置は、成膜工程が実施される真空チャンバ５０を有する。真空チャンバ５０内には、基板ホルダ３０と、電極２０と、反り防止部材４０とが配置されている。成膜対象であるガラス基板１０は、基板ホルダ３０によって保持される。そして、電極２０と基板ホルダ３０や真空チャンバ５０との間で発生する放電を利用したスパッタリングや化学的気相成長によってガラス基板１０の表面に所望の薄膜が形成される。

このとき、ガラス基板１０は、放電や成膜によるストレスを受けるので、平面度が成膜中に大きく崩れることがあり、かかる現象は大型ガラス基板において特に顕著である。そこで、反り防止部材４０によってガラス基板１０の反りを防止している。従って、図６に示すように、形成された薄膜は、薄膜１００ａとしてガラス基板１０の表面上で成長するとともに、薄膜１００ｂとして反り防止部材の表面上でも成長する。ここで、ガラス基板１０は絶縁物なので、ガラス基板１０上で成長する薄膜１００ａは、周囲のプラズマの電位と同電位に帯電している。一方、反り防止部材４０は接地電位なので、反り防止部材４０の上で成長する薄膜１００ｂの電位は、薄膜１００ａの電位と異なる。従って、薄膜１００ａ、１００ｂが成長し、両者がつながった際に、電流が流れ、その近傍の薄膜が破壊されたり、放電痕跡が残ったりした。

本発明の目的は、上記課題を解決する成膜装置を実現することである。

本発明の成膜装置の一つは、真空中で基板上に成膜材料を堆積させて薄膜を形成する成膜装置である。この成膜装置は、前記基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダに保持された前記基板の周縁に当接される枠状の反り防止部材とを有する。そして、前記反り防止部材は電気的にフローティング状態にある。

本発明の成膜装置の他の一つは、真空中で基板上に成膜材料を堆積させて薄膜を形成する成膜装置である。この成膜装置は、前記基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダに保持された前記基板の周縁に、１０ｍｍ未満の間隔で対向する枠状の反り防止部材とを有する。そして、前記反り防止部材は電気的にフローティング状態にある。

本発明よれば、基板上に成長した薄膜と反り防止部材上に成長した薄膜との間に電流が流れて薄膜が破壊されたり、放電痕跡が残ったりすることがない。また、成膜過程で反り返った基板が周囲の構造物に接触して割れたりすることもない。

以下、図面を参照しながら本発明の成膜装置の実施形態の一例について説明する。図１は、本例の成膜装置の主要構成を示す模式的断面図である。本例の成膜装置は、真空チャンバ５を有し、この真空チャンバ５内で、すなわち真空雰囲気中で成膜工程が実行される。真空チャンバ５内には、基板ホルダ３と、電極２と、反り防止部材４とが配置されている。成膜対象である基板（本例では、ガラス基板１）は、基板ホルダ３によって保持される。そして、電極２と基板ホルダ３や真空チャンバ５との間で発生する放電を利用したスパッタリングや化学的気相成長によってガラス基板１の表面に所望の薄膜（本例では金属薄膜）が形成される。

本例の成膜装置を用いた場合にも、成膜過程で放電や成膜によるストレスを受けるガラス基板１の平面度が崩れることがある点は従来と同様である。そこで、本例の成膜装置も矩形枠状の反り防止部材４を備え、これをガラス基板１の周縁に当接させることで該基板１の反りを防止している。

反り防止部材４は不図示の支持体によって支持され、基板ホルダ３のガラス基板１が載置される側の面（搭載面３ａ）と対向する位置に配置されている。尚、搭載面３ａのうち、反り防止部材４と対向する領域は、反り防止部材４の形状に合わせて凹陥している。上記支持体は、電気的にフローティング状態にあり、従って、反り防止部材４も電気的にフローティング状態にある。

図２に示すように、基板ホルダ３の搭載面３ａと反り防止部材４との間の間隔は、搭載面３ａに搭載されたガラス基板１の表面と反り防止部材４との間の間隔（ｄ）が１０ｍｍ未満となるように設定されている。

図３（ａ）に示すように、反り防止部材４の短辺の長さ（ａ）は、ガラス基板１の対応する短辺の長さ（ｂ）よりも２乃至３０ｍｍ短く形成されている。同図（ｂ）に示すように、反り防止部材４の長辺の長さ（ａ’）は、ガラス基板１の対応する長辺の長さ（ｂ’）よりも２乃至３０ｍｍ短く形成されている。すなわち、反り防止部材４の内寸は、ガラス基板１の外寸よりも小さく、反り防止部材４がガラス基板１の周縁に被さるようになっている。

図４は、成膜過程におけるガラス基板１の反りの状態を模式的に示した断面図である。同図に示されているように、ガラス基板１には、成膜過程中に反りが発生する。しかし、ガラス基板１の周縁には、該周縁と対向するように枠状の反り防止部材４が配置されているので、ガラス基板１の反りは、該基板１と反り防止部材４との間の間隔の範囲内（本例では、１０ｍｍ未満）に規制され、それ以上に反ることはない。

さらに、反り防止部材４は電気的にフローティング状態にあるので、ガラス基板１の上に成長した薄膜（不図示）と、反り防止部材４の上に成長した薄膜（不図示）とがつながったとしても、両者の間に電流が流れることはない。結果、形成された薄膜に欠陥が生じることはない。

尚、図１〜図４では、ガラス基板１と基板ホルダ３との間の相当程度に広い隙間が存在するかのように図示されている。従って、ガラス基板１の側面に成長した薄膜が基板ホルダ３と接触し、その電位差によって電流が流れるようにも見える。しかし、図１〜図４は、ガラス基板１に発生する反りと、反り防止部材４による反り防止効果とを理解しやすくするために、上記隙間を実際よりも広く図示してある。実際には、ガラス基板１と基板ホルダ３との間の隙間は、ガラス基板１の側面に薄膜が成長しない程度の隙間に設定されている。

ここでは、基板ホルダ３に保持されたガラス基板１と反り防止部材４とは、ガラス基板１に反りが発生するまで非接触である場合について説明した。すなわち、成膜工程の開始時には、基板ホルダ３の搭載面３ａに載置されたガラス基板１と反り防止部材４との間には所定の隙間（ｄ＝１０ｍｍ未満）が存在している。しかし、成膜工程の開始時において、ガラス基板１に反り防止部材４を密着させてもよい。

本発明の成膜装置の実施形態の一例を示す模式的断面図である。 反り防止部材と基板ホルダとの間隔を説明する模式的断面図である。 反り防止部材とガラス基板との対応する辺同士の寸法を説明する模式的断面図である。 図１に示す成膜装置による成膜過程を示す模式的断面図である。 従来の成膜装置を示す模式的断面図である。 図５に示す成膜装置による成膜過程を示す一部拡大の模式的断面図である。

符号の説明

１ ガラス基板
２ 電極
３ 基板ホルダ
４ 反り防止部材
５ 真空チャンバ

Claims (5)

1. 真空雰囲気中で基板上に成膜材料を堆積させて薄膜を形成する成膜装置において、
   前記基板を保持する基板ホルダと、
   前記基板ホルダに保持された前記基板の周縁に当接される枠状の反り防止部材と、を有し、
   前記反り防止部材は電気的にフローティング状態にあることを特徴とする成膜装置。
2. 真空雰囲気中で基板上に成膜材料を堆積させて薄膜を形成する成膜装置において、
   前記基板を保持する基板ホルダと、
   前記基板ホルダに保持された前記基板の周縁に、１０ｍｍ未満の間隔で対向する枠状の反り防止部材と、を有し、
   前記反り防止部材は電気的にフローティング状態にあることを特徴とする成膜装置。
3. 前記反り防止部材の短辺の長さは、前記基板の対応する短辺の長さよりも２乃至３０ｍｍ短く、前記反り防止部材の長辺の長さは、前記基板の対応する長辺の長さよりも２乃至３０ｍｍ短いことを特徴とする成膜装置。
4. 前記反り防止部材が前記基板ホルダに設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の成膜装置。
5. 前記反り防止部材が絶縁物よりなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の成膜装置。

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