JP2017509801A5 - - Google Patents

Description

上述の観点から、当該技術分野での問題の少なくとも幾つかを克服する、新しいスパッタリング装置、及びその操作方法が望まれる。

図１は、分離された状態にある、本明細書で説明される実施形態を使用するためのスパッタリング装置１０の側面断面図を示す。スパッタリング装置１０は、真空チャンバ１１及びコーティングドラム１２を有する。コーティングドラム１２は、真空チャンバ１１内に配置され、（図示せぬ）コーティングされるべき基板を支持するように構成される。ある実施態様によれば、スパッタリング装置１０の複数のスパッタリングカソード１６は、「レシピエントプレート」とも呼ばれ得る保持デバイス１４に取り付けられている。図１で示されているように、スパッタリングカソード１６及び保持デバイス１４は、カンチレバー構成として形成され得る。そこに取り付けられているスパッタリングカソード１６を有する保持デバイス１４は、搬送デバイス１５上に提供され得る。スパッタリング装置１０を組み立てるために、スパッタリングカソード１６は、その開口部を通って真空チャンバ１１の中へ移動される。図２Ａの前面断面図及び図２Ｂの上面断面図で示されているように、スパッタリングカソード１６は、コーティングドラム１２を取り囲むように、真空チャンバ１１内に配置される。レシピエントプレート又は保持デバイス１４は、気密なやり方で真空チャンバ１１の開口部を密封し得る。

図１、図２Ａ、及び図２Ｂでは、スパッタリングカソード１６とコーティングドラム１２が平行であるように配置される、すなわち、スパッタリングカソード１６とコーティングドラム１２との間の距離が一定である、理想的な場合が示されている。しかし、図３Ａ及び図３Ｂで示されるような実際のシステムでは、特に、重力とレシピエントプレート又は保持デバイス１４に対するスパッタリングカソード１６の一方の側の取り付けからもたらされるレバーアームとのせいで、レシピエントプレート及び／又はスパッタリングカソード１６が曲がる。図３Ｂで示されるように、そのような曲げは、スパッタリングカソード１６とコーティングドラム１２の平行ではない構成をもたらす。

本明細書で説明される他の実施形態と組み合わせることが可能な、ある実施形態によれば、少なくとも１つの駆動デバイス３０は、第１の角度２９をほぼゼロ度に変更し又は調整するように構成され得る。これは、第１の軸２８と第２の軸２３の平行な構成、又は±５度以内の偏差に対応し得る。他の実施形態では、少なくとも１つの駆動デバイス３０が、第１の角度２９を第１の値に変更し又は調整するように構成され得る。第１の値は、所定の値、又は例えばスパッタリング処理の間にリアルタイムで決定及び／若しくは適合された値であり得る。第１の値は、基板表面上でスパッタリングされた材料の層の厚さ、真空パラメータ、スパッタリング材料、及び／又は処理電力などの、スパッタリング処理の少なくとも１つの処理パラメータに基づいて計算又は決定され得る。

上述したように、ある実施形態によれば、スパッタリング装置２０は、２つの駆動デバイス３０を含み、１つの駆動デバイス３０が第１の末端部分２６と連結可能であり、別の１つの駆動デバイス３０が第２の末端部分２７と連結可能であり得る。そのような場合では、第１の末端部分２６は、適所に固定されないが、それに連結された他の駆動デバイス３０によって移動可能であり得る。ある実施形態では、第１の末端部分２６が、他の駆動デバイス３０を介して保持デバイス２４と連結され得る。第２の末端部分２７と第１の末端部分２６を互いに対して相対的に移動させることによって、第１の軸２８と第２の軸２３との間の第１の角度２９が変更され得る。この実施例では、第１の角度２９を変更するために、第１の末端部分２６が移動され、一方、第２の末端部分２７は移動されず若しくは適所に固定され、又は第１の末端部分２６が移動されず若しくは適所に固定され、一方、第２の末端部分２７が移動され、又は第１の末端部分２６と第２の末端部分２７の両方が、互いに対して相対的に移動され、特に、同時に互いに対して相対的に移動され得る。

本明細書で説明される他の実施形態と組み合わせることが可能な、ある実施形態によれば、保持デバイス２４は、少なくとも１つのスパッタリングカソード２５を保持するように構成され得る。一実施例として、少なくとも１つのスパッタリングカソード２５は、保持デバイス２４と連結され又は保持デバイス２４に固定され得る。通常、保持デバイスは、プレート、特に、レシピエントプレートであり得る。典型的な実施形態では、第１の末端部分２６が、保持デバイス２４に固定され又は取り付けられ得る。一実施例として、第１の末端部分２６は、適所に固定されるように保持デバイス２４と連結され、第２の末端部分２７は、移動可能又は変位可能な状態で少なくとも１つの駆動デバイス３０に対して連結可能なように提供され得る。第１の末端部分２６が適所に固定される一方で、第２の末端部分２７を移動させることによって、第１の軸２８と第２の軸２３との間の第１の角度２９が変更され得る。

ある実施態様では、スパッタリングカソード２５と、基板支持体２２と、オプションとして保持デバイス２４及び／又はフレキシブル基板を搬送するための搬送手段などの更なる要素とを含むアセンブリが、真空チャンバ２１に対して移動可能に提供され得る。一実施例として、スパッタリングカソード２５及び基板支持体は、真空チャンバ２１の中へ移動可能であり、且つ、真空チャンバ２１から外へ移動可能な独立した物として提供され得る。

調整ユニット３１、３１’は、モータ、ステッピングモータ、リニアモータ、機械的な調整ユニット、空気圧による調整ユニット、及び油圧による調整ユニットのうちの少なくとも１つを含み得る。機械的な調整ユニットは、真空チャンバの壁を通るフィードスルー（ｆｅｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ）を含み得る。したがって、機械的な調整ユニット３１、３１’は、真空チャンバ２１の外側から制御可能であり、特に、手動で制御可能である。

少なくとも１つの駆動デバイス３０、３０’は、特にスパッタリング処理の間に、第１の角度を変更するように構成される。第１の角度をインシトゥ（その場）（例えば、真空下）で変更することによって、例えば、熱膨張又は機械的な応力によるスパッタリングカソードの曲げによってもたらされた第１の角度２９の変化が相殺され、それによって、基板上にコーティングされた材料の層の厚さの均一性が増加され得る。図６では、駆動デバイス３０、３０’が、真空チャンバ２１内に提供されている。

ある実施形態によれば、スパッタリングカソード２５は、保持デバイス２４又はレシピエントプレートに取り付けられる。したがって、基板支持体２２とスパッタリングカソード２５との間の距離２９２及び２９４が固定され得る。スパッタリングカソード２５の遊離端又は自由端における、基板支持体２２とスパッタリングカソード２５との間の距離２９１及び２９３は、（例えば、真空チャンバ内の圧力、カソードの位置、重量、スパッタリングカソード及び／又はレシピエントプレートの曲げなどに応じる）柔軟な独立した値であり得る。少なくとも１つの駆動デバイス３０、３０’を含むシステムは、各スパッタリングカソード２５の自由端又は遊離端において統合され、例えば、同じ距離２９１と２９３を得るやり方で、すなわち、基板支持体２２とスパッタリングカソード２５の平行な構成を得るやり方で、スパッタリングカソード２５を移動させ又は曲げるように適合され得る。

薄膜堆積システム１０００は、巻き戻しステーション１１０、巻き取りステーション１１０’、第１のスパッタリング装置１２０、及び第２のスパッタリング装置１３０を含む。スパッタリング装置１２０と１３０は、各々、処理チャンバとして構成され得る真空チャンバを含む。ロードロックチャンバ１０１０は、巻き戻しステーション１１０と第１のスパッタリング装置１２０の第１のチャンバとの間に提供され得る。更なるロードロックチャンバ１０１０が、レーザスクライビングチャンバ１０２０と巻き取りステーション１１０’との間に提供され得る。ロードロックチャンバ１０１０は、各々、シール１０１２を含み、シール１０１２は、例えば、フレキシブル基板１００が薄膜堆積システム１０００を通って搬送される間に、又はフレキシブル基板１００の存在なしに閉じられ（ｃｌｏｓｅｄ）得る。それによって、巻き取りステーション１１０及び巻き戻しステーション１１０’は、オープンになり、残りのシステムが排気されている間に大気圧を有し得る。更に、ロードロックチャンバ１０１０は、中真空段階を提供するために使用され、それによって、例えば、巻き取りステーション１１０と第１のスパッタリング装置１２０の真空チャンバとの間の圧力差が増加され得る。

本明細書で説明される他の実施形態と組み合わせることが可能な、異なる実施形態によれば、ガスクッション領域１１２３は、１ｍｂａｒから約１・１０^−２ｍｂａｒまでの圧力を有し、一方、動作の間に、他の領域は、１・１０^−２ｍｂａｒから１・１０^−４ｍｂａｒの圧力まで排気され得る。

本明細書で説明される他の実施形態と組み合わせることが可能な、また更なる実施形態によれば、スパッタリング装置１２０及び１３０の各々の後で、レーザスクライビングチャンバ１０２０が提供され得る。レーザスクライビングチャンバ１０２０は、各々、フレキシブル基板１００の前面をレーザ処理するための装備を含む。異なる実施形態によれば、レーザ１０２２、１以上の鏡１０２５、及び／又は少なくとも１つのレンズ１０２６が、レーザスクライビングチャンバ１０２０内に提供される。レーザビーム１０２８は、フレキシブル基板１００の前面、すなわち、以前の処理チャンバ内で、その上に薄膜が堆積されたところの表面上に導かれる。

本明細書で説明される他の実施形態と組み合わせることが可能な、ある実施形態によれば、スパッタリング装置１２０は、ウェブ（例えば基板１００）を搬送するように構成された２以上のコーティングドラム６１、６２、６３を含み、且つ、少なくとも１つのスパッタリングカソード６４を含み得る。図９の実施例では３つのコーティングドラム６１、６２、６３が示されているが、本開示は、それらに限定されるものではなく、任意の適切な数のコーティングドラムが提供され得る。一実施例として、２つ又は４つのコーティングドラムが提供され得る。本開示のいくつかの実施形態によれば、コーティングドラムは回転可能な基板支持体とも呼ばれうる。よって、２以上の回転可能な基板支持体が、図９の左側の堆積チャンバに示されるようにフリースパン堆積システムを提供しうるか、又は、１つのコーティングドラムが、図９の右側の堆積チャンバに示されるようにウェブがコーティングドラムと接触している間に材料を堆積するために利用されうる。

Claims (15)

1. 基板表面上に材料をスパッタリングするためのスパッタリング装置であって、
   第１の末端部分及び第２の末端部分を有する少なくとも１つのスパッタリングカソードであって、第１の軸に沿って延在する、少なくとも１つのスパッタリングカソード、
   前記基板を支持するように構成され、前記少なくとも１つのスパッタリングカソードと対向して配置される少なくとも１つの基板支持体であって、第２の軸に沿って延在し、前記第２の軸が前記第１の軸と共に第１の角度を形成する、少なくとも１つの基板支持体、並びに
   前記少なくとも１つのスパッタリングカソードと連結可能な少なくとも１つの駆動デバイスであって、前記第１の角度を変更するように構成された、少なくとも１つの駆動デバイス
   を備える、スパッタリング装置。
2. 前記少なくとも１つの駆動デバイスが、第１の末端部分及び第２の末端部分で前記少なくとも１つのスパッタリングカソードと接続可能で、前記少なくとも１つの駆動デバイスが、スパッタリング処理の間に、前記第１の角度を変更するように構成されている、請求項１に記載のスパッタリング装置。
3. 前記少なくとも１つのスパッタリングカソードを保持するように構成された保持デバイスを更に含む、請求項１に記載のスパッタリング装置。
4. 前記第２の末端部分と連結可能な１つの駆動デバイスを含み、又は２つの駆動デバイスであって、前記２つの駆動デバイスのうちの一方の駆動デバイスが前記第１の末端部分と連結可能であり、前記２つの駆動デバイスのうちの他方の駆動デバイスが前記第２の末端部分と連結可能である、２つの駆動デバイスを含む、請求項１から３の何れか一項に記載のスパッタリング装置。
5. 前記少なくとも１つのスパッタリングカソードが、平坦なスパッタリングカソード、又は回転可能なスパッタリングカソードであって、前記第１の軸が前記回転可能なスパッタリングカソードの回転軸である、回転可能なスパッタリングカソードである、請求項１から４のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
6. 前記少なくとも１つの基板支持体が、コーティングドラムであって、前記第２の軸が前記コーティングドラムの回転軸である、コーティングドラムである、請求項１から５のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
7. 前記基板を搬送するための第１の回転可能な基板支持体と第２の回転可能な基板支持体との間に形成される隔たりを伴って平行に配置された、前記第１の回転可能な基板支持体と前記第２の回転可能な基板支持体を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
8. 前記駆動デバイスが、前記第１の角度をほぼゼロ度に変更するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
9. １以上のスパッタリング処理パラメータに基づいて、前記駆動デバイスを制御して、前記第１の角度を調整するように構成されたコントローラを更に含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
10. 少なくとも２つのスパッタリングカソード、３個又は６個のスパッタリングカソードを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
11. 真空チャンバであって、前記少なくとも１つの基板支持体及び／又は前記少なくとも１つの駆動デバイスが前記真空チャンバ内に提供された、真空チャンバを更に含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
12. 第１の末端部分及び第２の末端部分を有する少なくとも１つのスパッタリングカソードであって、第１の軸に沿って延在する、少なくとも１つのスパッタリングカソードを有するスパッタリング装置を用いて、基板表面上に材料をスパッタリングするための方法であって、
    スパッタリング処理の間に前記第１の軸の方向を変更することを含む、方法。
13. 前記スパッタリング装置が、
    前記基板を支持するように構成され、前記少なくとも１つのスパッタリングカソードと対向して配置される少なくとも１つの基板支持体であって、第２の軸に沿って延在し、前記第２の軸が前記第１の軸と共に第１の角度を形成する、少なくとも１つの基板支持体を更に備え、
    前記第１の軸の前記方向を変更することが、前記第１の角度を変更することをもたらす、請求項１２に記載の方法。
14. 少なくとも１つのスパッタリング処理パラメータに基づいて、前記第１の軸の前記方向を変更することを更に含む、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 前記スパッタリング処理パラメータが、前記基板表面上でスパッタリングされた前記材料の層の厚さ、真空パラメータ、スパッタリング材料、及び処理電力から成るグループから選択された少なくとも１つのパラメータを含む、請求項１４に記載の方法。