JP3283817B2 - 枚葉式スパッタ装置 - Google Patents
枚葉式スパッタ装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、枚葉式スパッタ装
置に関し、特にガラス基板などにＩＴＯ膜を形成する枚
葉式スパッタ装置に関する。
置に関し、特にガラス基板などにＩＴＯ膜を形成する枚
葉式スパッタ装置に関する。
【０００２】通常、２酸化スズを含む酸化インジウムで
あるＩＴＯ膜をガラス基板のように大きな基板に形成す
るには、成膜速度が早いことから枚葉式スパッタ装置が
用いられている。また、この枚葉式スパッタ装置のスパ
ッタ材料としては、成膜の制御性の良さから、酸化イン
ジウムと２酸化錫の酸化物焼結体が用いられている。図
５は従来の枚葉式スパッタ装置の一例における全体の構
成を示す図である。従来、この種の枚葉式スパッタ装置
は、例えば、図５に示すように、基板を取り込み真空排
気を行うロ−ドロック室２１と、真空中で基板搬送を行
う基板移載ロボット２５のあるトランスファ−室２３
と、真空中で基板を加熱する加熱室２２とトランスファ
−室から搬入される基板を収納する移載室に連結され真
空中で成膜を行うスパッタ室２４とで構成されている。
そして、各部屋は基板搬送を行う時以外はゲ−トバルブ
２６でそれぞれ隔離されている。
あるＩＴＯ膜をガラス基板のように大きな基板に形成す
るには、成膜速度が早いことから枚葉式スパッタ装置が
用いられている。また、この枚葉式スパッタ装置のスパ
ッタ材料としては、成膜の制御性の良さから、酸化イン
ジウムと２酸化錫の酸化物焼結体が用いられている。図
５は従来の枚葉式スパッタ装置の一例における全体の構
成を示す図である。従来、この種の枚葉式スパッタ装置
は、例えば、図５に示すように、基板を取り込み真空排
気を行うロ−ドロック室２１と、真空中で基板搬送を行
う基板移載ロボット２５のあるトランスファ−室２３
と、真空中で基板を加熱する加熱室２２とトランスファ
−室から搬入される基板を収納する移載室に連結され真
空中で成膜を行うスパッタ室２４とで構成されている。
そして、各部屋は基板搬送を行う時以外はゲ−トバルブ
２６でそれぞれ隔離されている。
【０００３】図６は図５のスパッタ室を抽出して示す断
面図である。トランスファ−室２３からゲ−トバルブ２
６を介して搬送される基板２７は、図６に示すように、
スパッタ室４の前段の室である移載室６に入れられ基板
ホルダ１２に載置される。そして、基板ホルダ１２は駆
動モ−タ１１により旋回され、基板ホルダ１２と基板２
７はターゲット１０と対向し且つ、マスク７と基板２７
が接触しない程度の０．３から０．５ｍｍ直前の位置決
めされ、マスク７と基板２７とで移載室６とスパッタ室
４とを仕切る。勿論、基板ホルダ１２が旋回する前に、
スパッタ室４と載置室６は真空排気ポンプ２０により高
真空に排気されている。
面図である。トランスファ−室２３からゲ−トバルブ２
６を介して搬送される基板２７は、図６に示すように、
スパッタ室４の前段の室である移載室６に入れられ基板
ホルダ１２に載置される。そして、基板ホルダ１２は駆
動モ−タ１１により旋回され、基板ホルダ１２と基板２
７はターゲット１０と対向し且つ、マスク７と基板２７
が接触しない程度の０．３から０．５ｍｍ直前の位置決
めされ、マスク７と基板２７とで移載室６とスパッタ室
４とを仕切る。勿論、基板ホルダ１２が旋回する前に、
スパッタ室４と載置室６は真空排気ポンプ２０により高
真空に排気されている。
【０００４】なお、導入ガス関係としては、放電を立て
プラズマを発生させるのに必要な不活性ガスのＡｒを導
入しているＡｒガス導入管１５と、反応ガスの酸素を導
入している酸素 ガス導入管１４とがタ−ゲット１０に
対しマスク７で遮蔽された位置に設けられている。そし
て、この酸素ガス導入管１４とＡｒガス導入管１５に
は、流量調整用のマスフロ−コントロ−ラ５が設けられ
ている。また、タ−ゲット１０はカソ−ド８に取り付け
られ、カソ−ド８の背面側にはマグネット９を矢印の方
向に揺動させる機構が設けられている。
プラズマを発生させるのに必要な不活性ガスのＡｒを導
入しているＡｒガス導入管１５と、反応ガスの酸素を導
入している酸素 ガス導入管１４とがタ−ゲット１０に
対しマスク７で遮蔽された位置に設けられている。そし
て、この酸素ガス導入管１４とＡｒガス導入管１５に
は、流量調整用のマスフロ−コントロ−ラ５が設けられ
ている。また、タ−ゲット１０はカソ−ド８に取り付け
られ、カソ−ド８の背面側にはマグネット９を矢印の方
向に揺動させる機構が設けられている。
【０００５】図７（ａ）および（ｂ）はスパッタ動作を
説明するためのタ−ゲットと基板付近と基板およびマス
クを示す断面図および平面図、図８（ａ）〜（ｄ）はタ
−ゲットとマグネットの相対位置を示す平面図である。
マスク７の下に配置されるＡｒガス導入管１５および酸
素ガス導入管１４のガス吹き出し口からそれぞれのガス
は、スパッタ室４に供給され真空排気ポンプ２０により
排気され一定のガス圧力に維持される。そして、電界と
交差するマグネット９の磁場の印加によりカソ−ド８か
らの電子にトロコイド運動を起こさせタ−ゲット１０上
に高密度のプラズマを発生させる。
説明するためのタ−ゲットと基板付近と基板およびマス
クを示す断面図および平面図、図８（ａ）〜（ｄ）はタ
−ゲットとマグネットの相対位置を示す平面図である。
マスク７の下に配置されるＡｒガス導入管１５および酸
素ガス導入管１４のガス吹き出し口からそれぞれのガス
は、スパッタ室４に供給され真空排気ポンプ２０により
排気され一定のガス圧力に維持される。そして、電界と
交差するマグネット９の磁場の印加によりカソ−ド８か
らの電子にトロコイド運動を起こさせタ−ゲット１０上
に高密度のプラズマを発生させる。
【０００６】このようにプラズマ発生によりタ−ゲット
１０から酸化インジュウムがスパッタされ、供給される
酸素と反応し基板２７にＩＴＯ膜が形成される。このＤ
Ｃマグネトロンスパッタリング法は、比較的に低電位で
高速に成膜できることを特徴としている。このため、カ
ソード８は、２５０Ｖ程度の低い電圧のＤＣ電源に配線
されている。
１０から酸化インジュウムがスパッタされ、供給される
酸素と反応し基板２７にＩＴＯ膜が形成される。このＤ
Ｃマグネトロンスパッタリング法は、比較的に低電位で
高速に成膜できることを特徴としている。このため、カ
ソード８は、２５０Ｖ程度の低い電圧のＤＣ電源に配線
されている。
【０００７】さらに、カソード８の後ろにはマグネット
９を揺動させる機構が有り、揺動しながらＤＣマグネト
ロンスパッタリング法を行う構造になっている。ＩＴＯ
ターゲット１０に対向する前記所定の位置に来たら成膜
放電が開始し、成膜放電もスパッタ材料であるタ−ゲッ
ト１０上を図８（ａ）から（ｄ）のようにマグネット９
が移動すると、これに追従し成膜放電も移動する。
９を揺動させる機構が有り、揺動しながらＤＣマグネト
ロンスパッタリング法を行う構造になっている。ＩＴＯ
ターゲット１０に対向する前記所定の位置に来たら成膜
放電が開始し、成膜放電もスパッタ材料であるタ−ゲッ
ト１０上を図８（ａ）から（ｄ）のようにマグネット９
が移動すると、これに追従し成膜放電も移動する。
【０００８】このように基板２７は成膜され、大きな基
板２７の全体の膜厚が所定の値になるまでマグネット９
の揺動は続く。成膜完了後、マグネット９は最初の位置
へ戻り、カソード８につながったＤＣ電源からの放電電
力の供給は停止される。
板２７の全体の膜厚が所定の値になるまでマグネット９
の揺動は続く。成膜完了後、マグネット９は最初の位置
へ戻り、カソード８につながったＤＣ電源からの放電電
力の供給は停止される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した枚葉式スパッ
タ装置で成膜されたＩＴＯ膜は、図９に示すように、酸
素供給量が少ないときは、基板の中央部に対し基板の両
側の部分のシ−ト抵抗が高く、流量が多くなると逆に中
央部が基板の両側より高くなる。このことは基板の両側
の部分では酸素の消費量が多く、中央付近では消費量は
少ない状態が発生し、酸素の消費量差に伴う膜質の不均
一性が生じていると言える。
タ装置で成膜されたＩＴＯ膜は、図９に示すように、酸
素供給量が少ないときは、基板の中央部に対し基板の両
側の部分のシ−ト抵抗が高く、流量が多くなると逆に中
央部が基板の両側より高くなる。このことは基板の両側
の部分では酸素の消費量が多く、中央付近では消費量は
少ない状態が発生し、酸素の消費量差に伴う膜質の不均
一性が生じていると言える。
【００１０】また、この消費量の差を起こす要因の一つ
として、前述したように、マグネットの巨大化を避ける
ためにマグネット９を揺動して成膜エリアを広げている
ことによると考えられる。言い換えれば、基板の両側の
部分ではマグネットが一旦停止してから左右に動くの
で、両側部分ではプラズマ持続時間が長く反応ガスであ
る酸素を多量に消費する。さらに、基板の両側の部分で
はアノードであるマスクに近くプラズマ密度が高く酸素
の消費量が大きく膜質の不均一性に拍車をかけている。
として、前述したように、マグネットの巨大化を避ける
ためにマグネット９を揺動して成膜エリアを広げている
ことによると考えられる。言い換えれば、基板の両側の
部分ではマグネットが一旦停止してから左右に動くの
で、両側部分ではプラズマ持続時間が長く反応ガスであ
る酸素を多量に消費する。さらに、基板の両側の部分で
はアノードであるマスクに近くプラズマ密度が高く酸素
の消費量が大きく膜質の不均一性に拍車をかけている。
【００１１】この問題を解消する方法として特開昭６２
−７４０７１号公報に開示されている。この方法は、タ
−ゲット近傍に設けられたガス導入管からのタ−ゲット
の中央部へのガス導入量を両側より多くし膜質を均一に
している。
−７４０７１号公報に開示されている。この方法は、タ
−ゲット近傍に設けられたガス導入管からのタ−ゲット
の中央部へのガス導入量を両側より多くし膜質を均一に
している。
【００１２】しかしながら、この方法を枚葉式スパッタ
装置に適用するにしても、ガス導入管自体をタ−ゲット
近傍に設けることは、カソ−ドからの電子が直接ガス導
入管に当たる異常放電を起こし生成される膜に欠陥をも
たらすことになる。通常、導電膜であって光学性能を必
要とするＩＴＯ膜を形成する枚葉式スパッタ装置では、
この種の放電は避けなければならない。このため、カソ
−ド側のＩＴＯタ−ゲット板と、そのＩＴＯタ−ゲット
板に対向するアノ−ドの役目をはたすマスクの間に一切
物を入れないようにしている。
装置に適用するにしても、ガス導入管自体をタ−ゲット
近傍に設けることは、カソ−ドからの電子が直接ガス導
入管に当たる異常放電を起こし生成される膜に欠陥をも
たらすことになる。通常、導電膜であって光学性能を必
要とするＩＴＯ膜を形成する枚葉式スパッタ装置では、
この種の放電は避けなければならない。このため、カソ
−ド側のＩＴＯタ−ゲット板と、そのＩＴＯタ−ゲット
板に対向するアノ−ドの役目をはたすマスクの間に一切
物を入れないようにしている。
【００１３】一方、移載室にスパッタが侵入しないよう
に、アノ−ドであるマスクでスパッタ室と移載室とを仕
切っているものの、プラズマからのイオン衝撃で加熱さ
れ高温になるマスクにスパッタ物が付着し、スパッタの
回数を重ねる内に堆積する。そして、この堆積物はやが
ては剥がれ基板を汚染し品質に重大な欠陥をもたらすと
いう問題もある。
に、アノ−ドであるマスクでスパッタ室と移載室とを仕
切っているものの、プラズマからのイオン衝撃で加熱さ
れ高温になるマスクにスパッタ物が付着し、スパッタの
回数を重ねる内に堆積する。そして、この堆積物はやが
ては剥がれ基板を汚染し品質に重大な欠陥をもたらすと
いう問題もある。
【００１４】従って、本発明の目的は、異常放電による
欠陥や異物の汚染されることなく膜質の均一性の高い成
膜を形成できる枚葉式スパッタ装置を提供することにあ
る。
欠陥や異物の汚染されることなく膜質の均一性の高い成
膜を形成できる枚葉式スパッタ装置を提供することにあ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、外部か
ら搬送される基板を収納する移載室と、収納される前記
基板を載置する基板ホルダと、タ−ゲットと該タ−ゲッ
トを取り付けるカソ−ドを一面側に取付け前記移載室と
連結するスパッタ室と、前記カソ−ド上を揺動するマグ
ネットと、前記基板ホルダの移動により前記基板が開口
に接近し前記移載室と前記スパッタ室を仕切る枠状のア
ノ−ドと、前記移載室に取り付けられ該移載室と前記ス
パッタ室とを真空排気する真空排気ポンプとを備える枚
葉式スパッタ装置において、前記移載室側にあって前記
アノ−ドに遮蔽された位置に配置されるアルゴンガス導
入手段と、前記移載室側の前記アノ−ドに固定されると
ともに前記基板に平行に酸素ガスを流すガス吹き出し孔
の複数をもつ酸素ガス導入管と、前記基板の中央部およ
び周辺部に流す前記酸素ガスの流量を調節する流量調節
手段とを備える枚葉式スパッタである。
ら搬送される基板を収納する移載室と、収納される前記
基板を載置する基板ホルダと、タ−ゲットと該タ−ゲッ
トを取り付けるカソ−ドを一面側に取付け前記移載室と
連結するスパッタ室と、前記カソ−ド上を揺動するマグ
ネットと、前記基板ホルダの移動により前記基板が開口
に接近し前記移載室と前記スパッタ室を仕切る枠状のア
ノ−ドと、前記移載室に取り付けられ該移載室と前記ス
パッタ室とを真空排気する真空排気ポンプとを備える枚
葉式スパッタ装置において、前記移載室側にあって前記
アノ−ドに遮蔽された位置に配置されるアルゴンガス導
入手段と、前記移載室側の前記アノ−ドに固定されると
ともに前記基板に平行に酸素ガスを流すガス吹き出し孔
の複数をもつ酸素ガス導入管と、前記基板の中央部およ
び周辺部に流す前記酸素ガスの流量を調節する流量調節
手段とを備える枚葉式スパッタである。
【００１６】また、前記流量調節手段は、前記基板に前
記酸素ガスの流量が多くを必要とする部分に対応する前
記酸素ガス導入管の部分の前記ガス吹き出し孔は密に多
くを必要としない部分は粗にしかつ前記酸素ガス導入管
に連結され前記酸素ガスの導入量を調節するマスフロ−
コントロ−ラを備えることが望ましい。そして、前記酸
素ガス導入管が前記基板を囲むように配置されることが
望ましい。さらに、前記酸素ガス導入管が前記アノ−ド
に溶接固定されることが望ましい。
記酸素ガスの流量が多くを必要とする部分に対応する前
記酸素ガス導入管の部分の前記ガス吹き出し孔は密に多
くを必要としない部分は粗にしかつ前記酸素ガス導入管
に連結され前記酸素ガスの導入量を調節するマスフロ−
コントロ−ラを備えることが望ましい。そして、前記酸
素ガス導入管が前記基板を囲むように配置されることが
望ましい。さらに、前記酸素ガス導入管が前記アノ−ド
に溶接固定されることが望ましい。
【００１７】本発明の他の特徴は、外部から搬送される
基板を収納する移載室と、収納される前記基板を載置す
る基板ホルダと、タ−ゲットと該タ−ゲットを取り付け
るカソ−ドを一面側に取付け前記移載室と連結するスパ
ッタ室と、前記カソ−ド上を揺動するマグネットと、前
記基板ホルダの移動により前記基板が開口に接近し前記
移載室と前記スパッタ室を仕切る枠状のアノ−ドとを備
える枚葉式スパッタ装置において、前記移載室側の前記
アノ−ドに固定されるとともにアルゴンガスに酸素ガス
を含めて前記基板に平行に流すガス吹き出し孔の複数を
もつ混合ガス導入管と、前記基板の中央部および周辺部
に流す前記混合ガスの流量を調節する流量調節手段と、
前記移載室と前記スパッタ室とを真空排気するとともに
前記スパッタ室に導入される前記混合ガスを前記スパッ
タ室の内壁に近い前記アノ−ドの穴を経て排気する真空
排気ポンプとを備える枚葉式スパッタ装置である。
基板を収納する移載室と、収納される前記基板を載置す
る基板ホルダと、タ−ゲットと該タ−ゲットを取り付け
るカソ−ドを一面側に取付け前記移載室と連結するスパ
ッタ室と、前記カソ−ド上を揺動するマグネットと、前
記基板ホルダの移動により前記基板が開口に接近し前記
移載室と前記スパッタ室を仕切る枠状のアノ−ドとを備
える枚葉式スパッタ装置において、前記移載室側の前記
アノ−ドに固定されるとともにアルゴンガスに酸素ガス
を含めて前記基板に平行に流すガス吹き出し孔の複数を
もつ混合ガス導入管と、前記基板の中央部および周辺部
に流す前記混合ガスの流量を調節する流量調節手段と、
前記移載室と前記スパッタ室とを真空排気するとともに
前記スパッタ室に導入される前記混合ガスを前記スパッ
タ室の内壁に近い前記アノ−ドの穴を経て排気する真空
排気ポンプとを備える枚葉式スパッタ装置である。
【００１８】また、前記流量調節手段は、前記基板に前
記混合ガスの流量が多くを必要とする部分に対応する前
記混合ガス導入管の部分の前記ガス吹き出し孔は密に多
くを必要としない部分は粗にしかつ前記混合ガス導入管
に連結され前記酸素ガスの導入量を調節するマスフロ−
コントロ−ラを備えることが望ましい。さらに、前記混
合ガス導入管が前記基板を囲むように配置されることが
望ましい。そして、前記混合ガス導入管が前記アノ−ド
に溶接固定されることが望ましい。
記混合ガスの流量が多くを必要とする部分に対応する前
記混合ガス導入管の部分の前記ガス吹き出し孔は密に多
くを必要としない部分は粗にしかつ前記混合ガス導入管
に連結され前記酸素ガスの導入量を調節するマスフロ−
コントロ−ラを備えることが望ましい。さらに、前記混
合ガス導入管が前記基板を囲むように配置されることが
望ましい。そして、前記混合ガス導入管が前記アノ−ド
に溶接固定されることが望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００２０】図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施の形
態における枚葉式スパッタ装置を説明するためのスパッ
タ室の断面図（ａ）およびＡ−Ａ矢視図（ｂ）ならびに
Ｂ−Ｂ矢視図（ｃ）である。この図面では図５および図
６で説明した装置全体の構造と動作と同じであるので説
明を省略する。
態における枚葉式スパッタ装置を説明するためのスパッ
タ室の断面図（ａ）およびＡ−Ａ矢視図（ｂ）ならびに
Ｂ−Ｂ矢視図（ｃ）である。この図面では図５および図
６で説明した装置全体の構造と動作と同じであるので説
明を省略する。
【００２１】この枚葉式スパッタ装置は、図１に示すよ
うに、スパッタ室４の一方向側に配置されるタ−ゲット
１０に対向するアノ−ドであるマスク７に遮蔽されると
ともにマスク７の開口７ａの周囲に配置されかつ基板２
７面に沿って平行に酸素ガスを吹き付ける複数の吹き出
し孔をもつマスク付属ガス導入管１を設けている。
うに、スパッタ室４の一方向側に配置されるタ−ゲット
１０に対向するアノ−ドであるマスク７に遮蔽されると
ともにマスク７の開口７ａの周囲に配置されかつ基板２
７面に沿って平行に酸素ガスを吹き付ける複数の吹き出
し孔をもつマスク付属ガス導入管１を設けている。
【００２２】また、このマスク付属ガス導入管１はマス
ク７の裏にねじ止めで固定しても良いが、マスク７の冷
却効率とマスク７自体の剛性を高めるために、基板２７
を取り囲む４本のマスク付属ガス導入管１は、マスク７
の裏面に溶接されていることが望ましい。さらに、この
図面では、マスク付属ガス導入管１が４本であるが、矩
形であって幅の狭い基板の場合、基板の長辺側に１本づ
つ配置しても良い。
ク７の裏にねじ止めで固定しても良いが、マスク７の冷
却効率とマスク７自体の剛性を高めるために、基板２７
を取り囲む４本のマスク付属ガス導入管１は、マスク７
の裏面に溶接されていることが望ましい。さらに、この
図面では、マスク付属ガス導入管１が４本であるが、矩
形であって幅の狭い基板の場合、基板の長辺側に１本づ
つ配置しても良い。
【００２３】なお、Ａｒガス導入管１５およびマスク付
属ガス導入管１には、それぞれの流量を独立して調整出
来るマスフロ−コントロ−ラ５が備えられている。一
方、基板２７を保温する基板ホルダ１２と、カソ−ド８
上を揺動するマグネット９とは、従来と同じように備え
られている。
属ガス導入管１には、それぞれの流量を独立して調整出
来るマスフロ−コントロ−ラ５が備えられている。一
方、基板２７を保温する基板ホルダ１２と、カソ−ド８
上を揺動するマグネット９とは、従来と同じように備え
られている。
【００２４】図２（ａ）および（ｂ）は図１のマスク近
傍を抽出して示す断面図およびＣ矢視図である。マスク
７には、図２に示すように、スパッタ粒子が飛ぶ方向に
直角に酸素ガスが吹き付けるようにマスク付属ガス導入
管１が取り付けられている。また、吹き出し穴３の間隔
を酸素の不足する基板１３の中央部は密に、例えば、間
隔１ｃｍにし、また、不足量の少ない基板１３の四隅近
くは広くして、例えば、間隔３ｃｍとし酸素ガス導入量
を微調整する。
傍を抽出して示す断面図およびＣ矢視図である。マスク
７には、図２に示すように、スパッタ粒子が飛ぶ方向に
直角に酸素ガスが吹き付けるようにマスク付属ガス導入
管１が取り付けられている。また、吹き出し穴３の間隔
を酸素の不足する基板１３の中央部は密に、例えば、間
隔１ｃｍにし、また、不足量の少ない基板１３の四隅近
くは広くして、例えば、間隔３ｃｍとし酸素ガス導入量
を微調整する。
【００２５】アルミニウム製のマスク７の移載室６側に
ステンレス製のマスク付属ガス導入管１を固定している
が、マスク付属ガス導入管１とマスク７が接触する部分
の構造は、酸素を導入しようとしているスパッタ室４の
放電エリア以外へリークしないようにマスク７を隙間無
く合わせる構造をとっている。
ステンレス製のマスク付属ガス導入管１を固定している
が、マスク付属ガス導入管１とマスク７が接触する部分
の構造は、酸素を導入しようとしているスパッタ室４の
放電エリア以外へリークしないようにマスク７を隙間無
く合わせる構造をとっている。
【００２６】また、マスク付属ガス導入管１のガス吹き
出し孔３はマスク７の長穴３と同等かそれ以下の大きさ
になっており酸素がスムーズに導入されるような構造を
とっている。必要に応じて、ガス吹き出し孔３の代わり
にマスク７より突出しない程度のノズルを設けても良
い。
出し孔３はマスク７の長穴３と同等かそれ以下の大きさ
になっており酸素がスムーズに導入されるような構造を
とっている。必要に応じて、ガス吹き出し孔３の代わり
にマスク７より突出しない程度のノズルを設けても良
い。
【００２７】マスク７上には成膜するに従いスパッタ物
が堆積する。当然、酸素ガスの吹き出し孔３にもスパッ
タ物が付着する恐れがある。このスパッタ物が堆積し吹
き出し孔３が閉じてしまうわないように、吹き出し孔３
の向きは、スパッタ方向と直角になるように水平であ
る。
が堆積する。当然、酸素ガスの吹き出し孔３にもスパッ
タ物が付着する恐れがある。このスパッタ物が堆積し吹
き出し孔３が閉じてしまうわないように、吹き出し孔３
の向きは、スパッタ方向と直角になるように水平であ
る。
【００２８】次に、この枚葉式スパッタ装置の動作につ
いて、図１,２を参照して説明する。まず、従来の技術
の項で説明したように、加熱室にて既に加熱済みの基板
を基板移載ロボットが保持し、ゲ−トバルブを介して移
載室６に搬入し基板ホルダに基板を載せる。次に、基板
移載ロボットはトランスファ−室に戻り、ゲ−トバルブ
は閉じる。そして、駆動モ−タにより基板ホルダ１２を
回転しマスクの近傍まで基板１３を移動させる。
いて、図１,２を参照して説明する。まず、従来の技術
の項で説明したように、加熱室にて既に加熱済みの基板
を基板移載ロボットが保持し、ゲ−トバルブを介して移
載室６に搬入し基板ホルダに基板を載せる。次に、基板
移載ロボットはトランスファ−室に戻り、ゲ−トバルブ
は閉じる。そして、駆動モ−タにより基板ホルダ１２を
回転しマスクの近傍まで基板１３を移動させる。
【００２９】この時点で外部からのガスの行き来は遮断
された状態となる。次に、図１のカソード８に電源ＯＮ
されると揺動するマグネット９の磁場に沿ってマグネト
ロンスパッタリング法の原理でグロー放電が発生する。
この時、マグネット９に対応するターゲット１０の下方
の酸素ガスが消費される。これにより不足した酸素ガス
をスパッタ室４の下方のマスフローコントローラ５を作
動させ酸素ガスを消費に見合った分量導入する。この後
１秒から１．５秒で揺動マグネット９は揺動を開始す
る。
された状態となる。次に、図１のカソード８に電源ＯＮ
されると揺動するマグネット９の磁場に沿ってマグネト
ロンスパッタリング法の原理でグロー放電が発生する。
この時、マグネット９に対応するターゲット１０の下方
の酸素ガスが消費される。これにより不足した酸素ガス
をスパッタ室４の下方のマスフローコントローラ５を作
動させ酸素ガスを消費に見合った分量導入する。この後
１秒から１．５秒で揺動マグネット９は揺動を開始す
る。
【００３０】マグネット９は前述したように揺動し、揺
動開始後は１０秒程度でターゲット１０の範囲内で上下
に揺動マグネット９が移動する。この揺動が繰り返して
行われ、基板２７に所望の膜厚が得られば、マグネット
９の停止と同時に、カソード８への放電電力供給も停止
される。
動開始後は１０秒程度でターゲット１０の範囲内で上下
に揺動マグネット９が移動する。この揺動が繰り返して
行われ、基板２７に所望の膜厚が得られば、マグネット
９の停止と同時に、カソード８への放電電力供給も停止
される。
【００３１】この時、放電領域も揺動マグネットに追従
して移動するので酸素ガスの消費される領域も変化す
る。その為、その領域に見合った酸素ガスの導入が均一
な膜質を得るには不可欠となる。そこで、この酸素ガス
の消費された領域にその領域の近傍に有るマスク付属ガ
ス導入管１より、適量の酸素ガスを導入して膜質の不均
一性を無くそうというものである。
して移動するので酸素ガスの消費される領域も変化す
る。その為、その領域に見合った酸素ガスの導入が均一
な膜質を得るには不可欠となる。そこで、この酸素ガス
の消費された領域にその領域の近傍に有るマスク付属ガ
ス導入管１より、適量の酸素ガスを導入して膜質の不均
一性を無くそうというものである。
【００３２】図３は基板の各点におけるシ−ト抵抗の酸
素ガス流量依存性を示すグラフである。この酸素ガス流
量制御手段をもつ枚葉式スパッタ装置でＩＴＯの薄膜を
成膜する際に、酸素流量のみを変化させると基板内の各
ポイントで適量の酸素ガス流量になると、図３に示すよ
うに、シート抵抗値（表面抵抗値）が最小を示す酸素ガ
スの流量が有る。
素ガス流量依存性を示すグラフである。この酸素ガス流
量制御手段をもつ枚葉式スパッタ装置でＩＴＯの薄膜を
成膜する際に、酸素流量のみを変化させると基板内の各
ポイントで適量の酸素ガス流量になると、図３に示すよ
うに、シート抵抗値（表面抵抗値）が最小を示す酸素ガ
スの流量が有る。
【００３３】この最適の酸素ガス流量で成膜すると、均
一な結晶が得られ透明導電膜として透過率も高く比抵抗
は最も低く且つ、エッチング性に最も優れた良質の膜が
得られる。この時の流量とシ−ト抵抗との関係をグラフ
に示すと、図３に示すように、グラフの曲線にボトム状
の部分が得られば、酸素ガス流量設定が容易になるとい
う利点がある。
一な結晶が得られ透明導電膜として透過率も高く比抵抗
は最も低く且つ、エッチング性に最も優れた良質の膜が
得られる。この時の流量とシ−ト抵抗との関係をグラフ
に示すと、図３に示すように、グラフの曲線にボトム状
の部分が得られば、酸素ガス流量設定が容易になるとい
う利点がある。
【００３４】図４（ａ）および（ｂ）は本発明の他の実
施の形態における枚様式スパッタ装置を説明するための
一部を抽出して示す断面図および平面図である。通常、
基板は洗浄され表面が清浄であるものの、基板とともに
外から持ち込まれた不要なガスが放電エリアに蓄積され
てくると、不純物ガスとして放電の質を変化させてしま
ったり、膜中に取り込まれてしまったりすることがあ
る。このことは、基板の重大な欠陥である汚染と膜質の
不均一性を生むことになる。
施の形態における枚様式スパッタ装置を説明するための
一部を抽出して示す断面図および平面図である。通常、
基板は洗浄され表面が清浄であるものの、基板とともに
外から持ち込まれた不要なガスが放電エリアに蓄積され
てくると、不純物ガスとして放電の質を変化させてしま
ったり、膜中に取り込まれてしまったりすることがあ
る。このことは、基板の重大な欠陥である汚染と膜質の
不均一性を生むことになる。
【００３５】そこで、この枚様式スパッタ装置は、図４
（ａ）に示すように、マスク付属ガス導入管１に成膜放
電の元である不活性ガスのＡｒガス導入管を連結し酸素
とアルゴンの２つのガスを混合し放電エリアであるスパ
ッタ室４に導入する。
（ａ）に示すように、マスク付属ガス導入管１に成膜放
電の元である不活性ガスのＡｒガス導入管を連結し酸素
とアルゴンの２つのガスを混合し放電エリアであるスパ
ッタ室４に導入する。
【００３６】そして、酸素ガスとアルゴンガスの供給に
よって移載室６より陽圧となっているスパッタ室４から
マスク７のターゲットから外れた位置に長穴状の排気穴
１３を設け排気経路を構成したことである。このことに
よりスパッタ室の放電エリアに混入する不要なガスも未
解離のアルゴンや未反応の酸素ガスとともに矢印に示す
ように、スパッタ室４の内壁に近い排気穴１３を経て移
載室６に入り、移載室６に取付けられた真空排気ポンプ
で排気される。
よって移載室６より陽圧となっているスパッタ室４から
マスク７のターゲットから外れた位置に長穴状の排気穴
１３を設け排気経路を構成したことである。このことに
よりスパッタ室の放電エリアに混入する不要なガスも未
解離のアルゴンや未反応の酸素ガスとともに矢印に示す
ように、スパッタ室４の内壁に近い排気穴１３を経て移
載室６に入り、移載室６に取付けられた真空排気ポンプ
で排気される。
【００３７】勿論、この枚葉式スパッタ装置は、図４
（ｂ）に示すように、マスク付属ガス導入管１の酸素供
給管とアルゴン供給管とにマスフロ−コントロ−ラ５が
設けられており、酸素ガスおよびアルゴンガスの導入量
を独立して調整できる。また、前述の実施の形態と同じ
ように、マスク７を冷却することとより剛性を高めるた
めに、マスク付属ガス導入管１はマスク７の裏面に溶接
されている。
（ｂ）に示すように、マスク付属ガス導入管１の酸素供
給管とアルゴン供給管とにマスフロ−コントロ−ラ５が
設けられており、酸素ガスおよびアルゴンガスの導入量
を独立して調整できる。また、前述の実施の形態と同じ
ように、マスク７を冷却することとより剛性を高めるた
めに、マスク付属ガス導入管１はマスク７の裏面に溶接
されている。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、開口を基
板に近接させほぼ同一圧力のスパッタ室と移載室とを仕
切るマスクと、このマスクの移載室側に固定されるとと
もに基板の周囲に配置される酸素導入管とを設け、基板
の四隅と中央部における酸素消費量に応じて酸素導入管
の吹き出し孔を密かまたは粗にし、酸素ガス流量を調節
し基板上に流すことによって、基板上に供給された酸素
ガスが一様に消費されシ−ト抵抗が小さく均一なＩＴＯ
膜が得られる。
板に近接させほぼ同一圧力のスパッタ室と移載室とを仕
切るマスクと、このマスクの移載室側に固定されるとと
もに基板の周囲に配置される酸素導入管とを設け、基板
の四隅と中央部における酸素消費量に応じて酸素導入管
の吹き出し孔を密かまたは粗にし、酸素ガス流量を調節
し基板上に流すことによって、基板上に供給された酸素
ガスが一様に消費されシ−ト抵抗が小さく均一なＩＴＯ
膜が得られる。
【００３９】また、放電エリアであるスパッタ室内に一
切ガス管等を配置せず、移載室よりスパッタ室を陽圧に
し、スパッタ室の内壁面に近い位置に排気穴を設けるこ
とによって、不純なガスが侵入しても成膜放電領域から
除去でき、形成されるＩＴＯ膜に不純物の混入を防止す
ることができる。
切ガス管等を配置せず、移載室よりスパッタ室を陽圧に
し、スパッタ室の内壁面に近い位置に排気穴を設けるこ
とによって、不純なガスが侵入しても成膜放電領域から
除去でき、形成されるＩＴＯ膜に不純物の混入を防止す
ることができる。
【００４０】さらに、酸素ガス導入管をマスクに溶接固
定することによって、剛性が強化されるとともに冷却効
果が得られ、マスクの変形や温度上昇が無くなり、マス
クに堆積するスパッタ物を抑え、スパッタ物の剥がれに
よる基板の汚染が皆無となった。
定することによって、剛性が強化されるとともに冷却効
果が得られ、マスクの変形や温度上昇が無くなり、マス
クに堆積するスパッタ物を抑え、スパッタ物の剥がれに
よる基板の汚染が皆無となった。
【図１】本発明の一実施の形態における枚葉式スパッタ
装置を説明するためのスパッタ室の断面図（ａ）および
Ａ−Ａ矢視図（ｂ）ならびにＢ−Ｂ矢視図（ｃ）であ
る。
装置を説明するためのスパッタ室の断面図（ａ）および
Ａ−Ａ矢視図（ｂ）ならびにＢ−Ｂ矢視図（ｃ）であ
る。
【図２】図１のマスク近傍を抽出して示す断面図および
Ｃ矢視図である。
Ｃ矢視図である。
【図３】基板の各点におけるシ−ト抵抗の酸素ガス流量
依存性を示すグラフである。
依存性を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施の形態における枚様式スパッ
タ装置を説明するための一部を抽出して示す断面図およ
び平面図である。
タ装置を説明するための一部を抽出して示す断面図およ
び平面図である。
【図５】従来の枚葉式スパッタ装置の一例における全体
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図６】図５のスパッタ室を抽出して示す断面図であ
る。
る。
【図７】スパッタ動作を説明するためのタ−ゲットと基
板付近と基板およびマスクを示す断面図および平面図で
ある。
板付近と基板およびマスクを示す断面図および平面図で
ある。
【図８】タ−ゲットとマグネットの相対位置を示す平面
図である。
図である。
【図９】従来の技術による基板の各点におけるシ−ト抵
抗の酸素ガス流量依存性を示すグラフである。
抗の酸素ガス流量依存性を示すグラフである。
１ マスク付属ガス導入管 ２ 長穴 ３ 吹き出し孔 ４，２４ スパッタ室 ５ マスフロ−コントロ−ラ ６ 移載室 ７ マスク ７ａ 開口 ８ カソ−ド ９ マグネット １０ タ−ゲット １１ 駆動モ−タ １２ 基板ホルダ １３ 排気穴 １４ 酸素ガス導入管 １５ Ａｒガス導入管 ２１ ロ−ドアンロ−ド室 ２２ 加熱室 ２３ トランスファ−室 ２５ 基板移載ロボット ２６ ゲ−トバルブ ２７ 基板
Claims (8)
- 【請求項１】 外部から搬送される基板を収納する移載
室と、収納される前記基板を載置する基板ホルダと、タ
−ゲットと該タ−ゲットを取り付けるカソ−ドを一面側
に取付け前記移載室と連結するスパッタ室と、前記カソ
−ド上を揺動するマグネットと、前記基板ホルダの移動
により前記基板が開口に接近し前記移載室と前記スパッ
タ室を仕切る枠状のアノ−ドと、前記移載室に取り付け
られ該移載室と前記スパッタ室とを真空排気する真空排
気ポンプとを備える枚葉式スパッタ装置において、前記
移載室側にあって前記アノ−ドに遮蔽された位置に配置
されるアルゴンガス導入手段と、前記移載室側の前記ア
ノ−ドに固定されるとともに前記基板に平行に酸素ガス
を流すガス吹き出し孔の複数をもつ酸素ガス導入管と、
前記基板の中央部および周辺部に流す前記酸素ガスの流
量を調節する流量調節手段とを備えることをを特徴とす
る枚葉式スパッタ。 - 【請求項２】 前記流量調節手段は、前記基板に前記酸
素ガスの流量が多くする部分に対応する前記酸素ガス導
入管の部分の前記ガス吹き出し孔は密に多くを必要とし
ない部分は粗にしかつ前記酸素ガス導入管に連結され前
記酸素ガスの導入量を調節するマスフロ−コントロ−ラ
を備えることを特徴とする請求項１記載の枚葉式スパッ
タ装置。 - 【請求項３】 前記酸素ガス導入管が前記基板を囲むよ
うに配置されることを特徴とする請求項１または請求項
２記載の枚葉式スパッタ装置。 - 【請求項４】 前記酸素ガス導入管が前記アノ−ドに溶
接固定されていることを特徴とする請求項１、２または
３記載の枚葉式スパッタ装置。 - 【請求項５】 外部から搬送される基板を収納する移載
室と、収納される前記基板を載置する基板ホルダと、タ
−ゲットと該タ−ゲットを取り付けるカソ−ドを一面側
に取付け前記移載室と連結するスパッタ室と、前記カソ
−ド上を揺動するマグネットと、前記基板ホルダの移動
により前記基板が開口に接近し前記移載室と前記スパッ
タ室を仕切る枠状のアノ−ドとを備える枚葉式スパッタ
装置において、前記移載室側の前記アノ−ドに固定され
るとともにアルゴンガスに酸素ガスを含めて前記基板に
平行に流すガス吹き出し孔の複数をもつ混合ガス導入管
と、前記基板の中央部および周辺部に流す前記混合ガス
の流量を調節する流量調節手段と、前記移載室と前記ス
パッタ室とを真空排気するとともに前記スパッタ室に導
入される前記混合ガスを前記スパッタ室の内壁に近い前
記アノ−ドの穴を経て排気する真空排気ポンプとを備え
ることを特徴とする枚葉式スパッタ装置。 - 【請求項６】 前記流量調節手段は、前記基板に前記混
合ガスの流量を多く必要とする前記混合ガスの導入管の
部分の前記吹き出し孔は密に多くを必要としない部分は
粗にしかつ前記混合ガス導入管に連結され前記酸素ガス
の導入量を調節するマスフロ−コントロ−ラを備えるこ
とを特徴とする請求項５記載の枚葉式スパッタ装置。 - 【請求項７】 前記混合ガス導入管が前記基板を囲むよ
うに配置されることを特徴とする請求項５または請求項
６記載の枚葉式スパッタ装置。 - 【請求項８】 前記混合ガス導入管が前記アノ−ドに溶
接固定されていることを特徴とする請求項５、請求項６
または請求項７記載の枚葉式スパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07377198A JP3283817B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 枚葉式スパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07377198A JP3283817B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 枚葉式スパッタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11269641A JPH11269641A (ja) | 1999-10-05 |
| JP3283817B2 true JP3283817B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=13527819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07377198A Expired - Fee Related JP3283817B2 (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 枚葉式スパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3283817B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102376098B1 (ko) * | 2018-03-16 | 2022-03-18 | 가부시키가이샤 알박 | 성막 방법 |
| CN112898014B (zh) * | 2021-03-05 | 2022-06-07 | 株洲火炬安泰新材料有限公司 | 一种ito颗粒的气氛烧结方法 |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP07377198A patent/JP3283817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11269641A (ja) | 1999-10-05 |
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