JP2009293074A - マスク、該マスクを用いた成膜装置、及び、該マスクを用いた成膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスク交換の作業性を向上させる。
【解決手段】四角形のガラス基板３の４辺各々に対応する４つのマスク４が用意され、該４つのマスクは、分割された状態で成膜室１の内部に設置されている。そして、各マスク４を、ガラス基板３と同一平面上であってガラス基板３の各辺に対して垂直な方向において直線的に移動させると、分割された各マスク４が互いに接続し合って一つの集合体としてのマスクになる。このとき、ガラス基板３の全周縁が各マスク４で覆われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基体の主面に処理を施すときに使用する治具及びその治具を用いた処理装置並びに処理方法に関する。とりわけ、スパッタリング装置に用いられる成膜用マスク及びそのマスクを用いたスパッタリング装置並びにそのマスクを用いた成膜方法に関するものである。

現在、例えば、ガラス基板用成膜装置として枚葉式マグネトロンスパッタリング装置が用いられ、この装置例として特許文献１に開示の構成が知られている。

図５はこの枚葉式マグネトロンスパッタリング装置を示したものであり、同図に示すように、成膜室１内にヒータを備えた基体ホルダー２が配設され、この基体ホルダー２上に、処理される基体であるガラス基板３が載置される。

この基体ホルダー２の上方には、ガラス基板３の周囲面を覆うマスク４が取り付けられている。

さらに、基体ホルダー２の上方には、基体ホルダー２に対向して負電極となるターゲット６が配設されている。ターゲット６の底面側には、揺動可能なマグネット７が配設されている。

そして、成膜室１内に成膜ガスを充填し、マグネット７を揺動させながらターゲット６からガラス基板３にプラズマ放電させることで、ガラス基板３上に成膜処理が実施される。成膜する際にはガラス基板３の縁をマスク４で覆い、ガラス基板３の縁がスパッタリングにより成膜されないようにしている。
特開2004-211133号公報

しかしながら、上記図５の装置は、ガラス基板３の大きさ（面積）以上を占めるマスク４が成膜室１内に備えられることになる。そして、マスク４に付着した膜が厚みを増して剥離しないように、所定の処理枚数で交換作業が行われるが、形状及び重量の面からその作業性には課題を有していた。

本発明は、上記課題を解決できるマスク、及び、該マスクを用いた成膜装置を提供することを目的とする。その目的の一つは、マスク交換の作業性を向上させることにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、板状の基体の処理に使用されるマスクであって、基体の周縁の一部又は全てと接触する複数の部品からなり、該部品を処理の際に複数の該部品を該基体の周縁で接続させて一つの集合体として使用するマスクである。

ここで、基体の周縁とは、基体の表面のうち、処理が行われる側の表面の一部又は側面側である端面をいう。

また本発明の他の態様は、成膜室と、成膜室内に配設され、処理する基体を載置する基体ホルダーと、成膜室内で基体ホルダーに載置された基体に対して配される上記のマスクと、を備えた成膜装置である。

本発明によれば、これまでの一体形状のマスクとは異なり、分割されているため、マスクを構成する一つ一つの部品が小型化且つ軽量化され、交換の作業性を向上させる効果がある。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下の説明では、背景技術である図５の装置と同じの構成要素には同じ符号を用いる。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態によるマスクが、基体ホルダー２上に載置された状態（左側図）と、ガラス基板３の周縁にセットされた状態（右側図）を示す上面図である。また図１（ｂ）は、基板ホルダー２上のガラス基板３の周縁をマスク４で覆った状態での縦断面図である。

本実施形態のマスクを使用する成膜装置は、図５に示した成膜装置における成膜室１内の基体ホルダー２から複数の不図示のリフトピンが上がり、不図示のアームが該リフトピン上に、処理する基体であるガラス基板３を設置するものである。そして、該リフトピンはガラス基板３を支持したまま下降して基体ホルダー２上に置くように制御される。

図１（ａ）の左側図のように基板ホルダー２上に置かれた四角形のガラス基板３の４辺各々に対応する４つのマスク４が用意され、該４つのマスクは、分割された状態で成膜室１の内部に設置されている。

本実施形態では図１（ａ）の左側図のように各々のマスク４がガラス基板３の各辺に対して近くに配置され、その後、図１（ａ）の右側図のように４つのマスク４を移動し一つの集合体としてガラス基板３の周縁を覆っている。

このようなマスク４の配置を容量及び性能の面で実現できる成膜装置であれば、分割されたマスク４の成膜室１内の格納状態は、いかなる形態を採ってもよい。例えば基体ホルダー２の表面に垂直に立てた状態で各マスク４が格納されていたり、或いは、４つのマスク４が一箇所に格納されていてもよい。

また、マスク４の移動方法は、モーター駆動のほか、エアー圧や油圧等のハイドロ駆動の利用も可能であり、いかなる駆動方式の利用も可能である。それぞれの分割されたマスク４は、これらの駆動系と不図示の支持体で連結されている。

そして、図１（ａ）に示されるように、ガラス基板３の４辺各々に対応する４方向から４つのマスク４でガラス基板３の周縁を囲うように、各マスク４がガラス基板３と同一平面上、すなわち、基体ホルダー２上を移動する。このとき、各マスク４は、ガラス基板３の各辺に対して垂直な方向において直線的に移動する。

その結果、４つに分割されたマスク４は互いに接続し合って一つの集合体となり、枠状のマスクを構成する。

ここで、ガラス基板３の処理の後工程でガラス基板３の全周縁に膜が付着してはいけない場合、図１（ｂ）に示すようにマスク４がガラス基板３の各辺の周縁に僅かに覆い被さるような構造にすることで、そのような膜の付着を防止できる。

さらに、このように覆い被さる構造は、ガラス基板３への成膜時において、ガラス基板３の周縁のうち端面の一部または全部と接触するように、ガラス基板２を保持することができる。

一方、ガラス基板３の処理の後工程でガラス基板３の周縁に膜が付着されてもよい場合、図２（ａ）に示すようにマスク４はガラス基板３を覆わないようにして、４分割のマスク４が、ガラス基板３の端面に接触するように接近してガラス基板３を固定する。この場合、マスク４とガラス基板３との接触面は、ガラス基板３の端面に相当する。

また、図２に示した形状の分割された各マスク４に、図３に示されるように、ガラス基板３の周縁に部分的に覆い被さる爪形状のクランプ４ａを設けても構わない。このクランプ付きのマスクにより、基体ホルダー２を例えば垂直に立てた状態でも成膜することが可能になる。

上述したようなマスク４の材質は、主にSUSもしくはAlなどが用いられる。

次に、マスク４の形状について説明する。

マスク４の形状は、四角形のガラス基板３の周縁を囲むような枠をガラス基板３の４辺に対応して４つの部分に分割した形状であることが好ましい。ガラス基板３を四方から均等な力を加えることで、分割されたマスクを安定して一つの集合体にすることができ、さらにガラス基板３を保持することもできるからである。

また、他のマスク形状として、四角形のガラス基板３の周縁を囲むような枠形状を、図４に示すようにＬ字形に２分割した形状からなるマスク４を採用することもできる。つまり、各マスク４は、ガラス基板３の４辺のうち隣り合う２辺に対応する部分に分割した形状からなる。

このようなＬ字形のマスク４は、枠形状のマスクに比べてマスク重量を半分にすることができ、しかも、分割されたマスク4を移動する駆動系は２系統で済む。そのため、各マスク４に互いに平行で均等な力を作用させることができ、その結果、分割されたマスク４を安定して一つの集合体にすることができる。

次に、本発明に係るマスクを用いた成膜装置での成膜方法について、図１及び図５を使って説明する。

まず、ガラス基板３が載置される成膜室１内に、ガラス基板３の４辺にそれぞれ対応する分割されたマスク４を配置する。この配置状態は図１（ａ）の左側図のようになる。

その後、各マスク４を、ガラス基板３と略同一平面上であってガラス基板３の各辺に対して垂直な方向において直線的に移動させる。この結果、分割された各マスク４がガラス基板３の周縁のうち端面の一部または全部と接触すると共に、互いに接続し合って一つの集合体としてのマスクになる。このとき、図１の形態のマスクでは、ガラス基板３の全周縁が各マスク４で覆われる。この状態は、図１（ａ）の右側図及び図１（ｂ）に示されている。

その後、成膜室１内を減圧下に排気し、一つの集合体であるマスク４で周縁が覆われたガラス基板３を成膜する。

この成膜工程は、図５に示すようにスパッタリング法を用いても構わないが、この成膜方法に限定されるものではない。

また、ここで説明した成膜方法は、図１に示した形態のマスクを使用した例であるが、図２から図４に挙げたマスクを使用することも可能である。

以上に実施形態を示して説明したマスクは、４辺からなるガラス基板等の基体に限られず、複数の辺を持つ板状の基体に対して適用可能である。

（ａ）は本発明の一実施形態によるマスクが、基体ホルダー上に載置された状態（左側図）から、ガラス基板の周縁にセットされた状態（右側図）を示す上面図、（ｂ）は、基板ホルダー上のガラス基板の周縁をマスクで覆った状態での縦断面図である。 図１の形態の変形例のマスクと、該マスクのガラス基板へのセット状態を説明する図である。 図１の形態の変形例のマスクと、該マスクのガラス基板へのセット状態を説明する図である。 図１の形態の変形例のマスクと、該マスクのガラス基板へのセット状態を説明する図である。 本発明及び背景技術に係る成膜装置の模式的断面図である。

符号の説明

１ 成膜室
２ 基体ホルダー
３ ガラス基板
４ マスク

Claims (9)

1. 板状の基体の処理に使用されるマスクであって、
   前記基体の周縁の一部又は全てと接触する複数の部品からなり、前記処理の際に複数の該部品を該基体の周縁で接続させて一つの集合体として使用するマスク。
2. 前記基体が四角形の基板からなり、
   前記部品は、前記基板の４辺の各々に対応する部分に分割した請求項１に記載のマスク。
3. 前記基体が四角形の基板からなり、
   前記部品は、前記基板の４辺のうち隣り合う２辺に対応する部分に分割した請求項１に記載のマスク。
4. 成膜室と、
   前記成膜室内に配設され、板状の基体を載置する基体ホルダーと、
   前記成膜室内で前記基体ホルダーに載置された前記基体に対して配される請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマスクと、
   を備えた成膜装置。
5. 前記マスクを構成する各部品は、該部品が対応する前記基体の辺に向けて移動するように構成されている、請求項４に記載の成膜装置。
6. 減圧下の前記成膜室でスパッタリングが行われる請求項４又は５に記載の成膜装置。
7. 請求項２に記載のマスクを使用した成膜方法であって、
   前記四角形の基板が載置された成膜室内にて、該基板の４辺の各々に対応するように前記マスクが分割された部品を配置する工程と、
   前記成膜室内に載置された該基板と略同一平面に沿って、前記基板の各辺に向けて対応する前記部品を移動させ、各々の前記部品を前記基板の周縁と接触させると共に、互いに接続して一つの集合体して前記マスクを形成する工程と、
   該一つの集合体としてのマスクで覆われた前記基板を成膜する工程と、
   を有する成膜方法。
8. 請求項３に記載のマスクを使用した成膜方法であって、
   前記四角形の基板が載置された成膜室内にて、該基板の４辺のうち隣り合う２辺の各々に対応するように前記マスクが分割され部品を配置する工程と、
   前記成膜室内に載置された該基板と略同一平面上に沿って、前記基板の隣り合う２辺に向けて対応する前記部品を移動させ、各々の前記部品を前記基板の周縁と接触させると共に、互いに接続して一つの集合体として前記マスクを形成する工程と、
   該一つの集合体としてのマスクで覆われた前記基板を成膜する工程と、
   を有する成膜方法。
9. 成膜工程においてスパッタリングを行う請求項７又は８に記載の成膜方法。

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