JP5218507B2 - Sputtering equipment - Google Patents
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Description
本発明は、処理基板の成膜する側の面とターゲットとを、平行に対向させ、マグネトロンスパッタ方式でスパッタを行うスパッタ装置に関する。 The present invention relates to a sputtering apparatus that performs sputtering by a magnetron sputtering method with a surface of a processing substrate on which a film is formed and a target facing each other in parallel.
近年、情報化社会への進展が著しく、ディスプレイ装置の使用も多様化し、種々のディスプレイ装置が開発、実用化されている。
特に、液晶表示装置は、CRT(Cathode−Ray Tube、ブラウン管) に代わり、広く普及されるようになってきた。
液晶表示装置用のカラー表示用の液晶パネルは、簡単には、バックライトからの光が各色の着色層を通過して表示されるが、各色の着色層を通過する光は、画素毎に液晶をスイッチング素子としてオン−オフ制御されている。
そして、この画素毎に液晶をスイッチング素子としてオン−オフ制御するための制御用電極の材質としては、従来から、透明導電性のITO膜(錫をドープしたインジウム酸化物)が用いられている。
ITO膜の成膜方法としては、ITO焼結体をターゲットとし、所定のスパッタリング条件の下で基板上にITOをスパッタリングすることにより、所望のITO膜を形成する方法が、特開平6−24826号公報(特許文献1)、特開平6−247765号公報(特許文献2)等にて知られている。
In recent years, progress toward an information society has been remarkable, and the use of display devices has been diversified, and various display devices have been developed and put into practical use.
In particular, liquid crystal display devices have been widely used in place of CRT (Cathode-Ray Tube, CRT).
In a liquid crystal panel for color display for a liquid crystal display device, light from a backlight is displayed through a colored layer of each color, but the light passing through the colored layer of each color is liquid crystal for each pixel. Are controlled on and off as switching elements.
A transparent conductive ITO film (indium oxide doped with tin) has been conventionally used as a material for a control electrode for on-off control using a liquid crystal as a switching element for each pixel.
As a method for forming an ITO film, a method for forming a desired ITO film by sputtering an ITO on a substrate under a predetermined sputtering condition using an ITO sintered body as a target is disclosed in JP-A-6-24826. It is known in Japanese Patent Publication (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-247765 (Patent Document 2), and the like.
生産性向上の面、低コスト化の面等から、面付け生産が行われているが、これに用いられる透明なガラス基板の大型化の要求は強く、最近では、G6世代(1800mm×1500mmサイズ)サイズの大サイズのガラス基板での量産化が現実のものとなってきている。
そして、生産性の面から、このような、大サイズのガラス基板を用いた処理基板へのITO膜の成膜をインラインで行う、図6(a)にその概略構成配置図を示すような、インラインITOスパッタ成膜装置も提案されている。
ここに示すスパッタ装置においては、図6(b)に示すように、大サイズのガラス基板をベース基板とする処理基板863を、キャリア860に搭載して鉛直方向892に立てた状態で、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、処理基板763の一面側に電極用のITO膜をスパッタ成膜する。
簡単には、処理基板863は、ローディングチャンバー811に投入され、予備チャンバー812を経て、第1のスパッタチャンバー883に投入され、搬送されながらスパッタ処理され、回転処理部820に搬入され、ここで、回転部によりキャリアごと180度回転され、向きを変え、第2のスパッタチャンバー833に投入され、搬送されながらスパッタ処理される。
そして、スパッタ後、予備チャンバー832、アンローディングチャンバー831を経て搬出される。
ここでは、図6(b)に示すように、キャリア(基板ホールダとも言う)860と呼ばれる、処理基板863を保持するための枠体861を有するサポート部材に、処理基板863を載せた状態で、キャリア860ごと立てた状態で搬送する。
キャリア860は、枠体861に、順に、処理基板863、裏板861を嵌め込み、処理基板863を保持する処理基板保持部101を備えたものであり、処理基板863は、鉛直方向892に沿うように立てた状態でキャリア860の処理基板保持部101にはめ込まれている。
そして、図6(a)に示すように、処理基板863は、処理基板保持部101ごとキャリア860に搭載されて、水平方向891に搬送され、鉛直方向892に沿うように立てた状態で、ターゲット871と平行にして対向させてスパッタが行われる。
尚、図6(a)中、点線矢印は、キャリア860の搬送方向を示している。
図示していないが、ここでのスパッタ方式は、ターゲット871の裏面側(処理基板863側とは反対の側)に、外側磁極と内側磁極の間で磁場が閉じるように設計し、発生したプラズマをターゲット871近傍のみに存在するようにしているマグネトロンスパッタ方式のものである。
大サイズの処理基板として、例えば、大サイズの透明なガラス基板の一面側に各色の着色層をカラーフィルタ(以下、CFとも言う)として形成したカラーフィルタ形成基板を処理基板が挙げられ、この処理基板のCF形成面側に、電極用のITO膜を成膜する。
Impositional production is carried out from the viewpoint of productivity improvement and cost reduction, but there is a strong demand for enlargement of the transparent glass substrate used for this, and recently, the G6 generation (1800 mm x 1500 mm size) ) Mass production with large glass substrates is becoming a reality.
And, from the aspect of productivity, in-line deposition of the ITO film on the processing substrate using such a large glass substrate is performed in-line, as shown in FIG. An inline ITO sputter deposition apparatus has also been proposed.
In the sputtering apparatus shown here, as shown in FIG. 6 (b), a processing substrate 863 having a large glass substrate as a base substrate is mounted on a carrier 860 and placed in a vertical direction 892, in-line. Then, sputtering is performed while being conveyed, and an ITO film for electrodes is formed on one surface side of the processing substrate 763 by sputtering.
Briefly, the processing substrate 863 is put into the loading chamber 811, passed through the
Then, after sputtering, the material is unloaded through the preliminary chamber 832 and the unloading chamber 831.
Here, as illustrated in FIG. 6B, in a state where the processing substrate 863 is placed on a support member having a frame body 861 for holding the processing substrate 863, which is called a carrier (also referred to as a substrate holder) 860. The carrier 860 is conveyed in a standing state.
The carrier 860 includes a processing substrate holding portion 101 that holds the processing substrate 863 in order by fitting the processing substrate 863 and the back plate 861 into the frame 861, and the processing substrate 863 is arranged along the vertical direction 892. The carrier 860 is fitted into the processing substrate holding part 101 in a state where it stands upright.
Then, as shown in FIG. 6A, the processing substrate 863 is mounted on the carrier 860 together with the processing substrate holding unit 101, transported in the horizontal direction 891, and stood along the vertical direction 892. Sputtering is performed parallel to 871 and facing.
In FIG. 6A, a dotted arrow indicates the conveyance direction of the carrier 860.
Although not shown, the sputtering method here is designed so that the magnetic field is closed between the outer magnetic pole and the inner magnetic pole on the back side of the target 871 (the side opposite to the processing substrate 863 side). Is of a magnetron sputtering method, so that it exists only in the vicinity of the
An example of a large-size processing substrate is a color filter-formed substrate in which a colored layer of each color is formed as a color filter (hereinafter also referred to as CF) on one surface side of a large-size transparent glass substrate. An ITO film for electrodes is formed on the CF forming surface side of the substrate.
図6(b)に示すキャリア860には、図示していない駆動用モーター(キャリア側のものではない)からの駆動力を歯車(図示していない)との噛み合わせで伝える溝を切った溝形成部868がその下部に設けられており、更に、歯車による磨耗を極力抑えるために、キャリア860の溝形成部868の進行方向両側、下側に平坦部を有する搬送支持レール866、867が、キャリアの荷重を支えるために設けられており、本体側にある前記の歯車とは異なるボビンのような回転体869にキャリア側の搬送支持レール866、868の平坦部が乗っかるようになっている。
キャリア860は、その下側に設けられた搬送支持レール866、867に保持されながら、溝形成部868にて駆動用モーターからの駆動力を歯車の噛み合わせで受けて、搬送される。
G6世代では、スパッタ処理する処理基板863とキャリ860アを併せた重量は100kg程度となるため、どうしても磨耗が発生するためこのように、できるだけ、前記溝形成部200と歯車との嵌合を少なくしている。
尚、キャリア860の材質としては重量の面、剛性の面から、Tiが好ましく用いられる。
スパッタリングは、Arガス雰囲気中、10-5torr〜10-2torr圧下で、プレート状にされた、成膜する膜組成のITOをターゲットとして用いて行う。
この場合、CFを形成する着色層の耐熱性(CFからの脱ガス)の面から、低温で成膜を行うことが求められている。
尚、このような、マグネトロンスパッタ方式で、低温スパッタには、例えば、In2 O3 、90w%+SnO2 、10w%組成の焼結したターゲット材を、厚さ8mm〜15mmとして用いる。
例えば、ターゲットとしては、Cuプレートをバッキング材として、インジウム半田を接着層とし、数枚の焼結ターゲット材をつなぎ合わせている。
In the carrier 860 shown in FIG. 6B, a groove in which a groove for transmitting a driving force from a driving motor (not shown on the carrier side) (not shown) by meshing with a gear (not shown) is cut. A forming portion 868 is provided at the lower portion thereof, and in order to suppress wear by the gears as much as possible, conveyance support rails 866 and 867 having flat portions on both sides in the traveling direction of the groove forming portion 868 of the carrier 860 and below, It is provided to support the load of the carrier, and the flat portions of the carrier support rails 866 and 868 are placed on a rotating body 869 such as a bobbin different from the gear on the main body side.
The carrier 860 is conveyed by receiving the driving force from the driving motor by the engagement of the gears at the groove forming portion 868 while being held by the conveying support rails 866 and 867 provided below the carrier 860.
In the G6 generation, the combined weight of the processing substrate 863 to be sputtered and the carrier 860a is about 100 kg, so wear is inevitably generated. Thus, the fitting between the groove forming portion 200 and the gear is reduced as much as possible. doing.
As a material of the carrier 860, Ti is preferably used from the viewpoint of weight and rigidity.
Sputtering is performed in an Ar gas atmosphere under a pressure of 10 −5 torr to 10 −2 torr using a ITO film having a film composition to be deposited as a target.
In this case, it is required to form the film at a low temperature from the viewpoint of heat resistance (degassing from CF) of the colored layer forming CF.
In addition, in such a magnetron sputtering method, for example, a sintered target material having a composition of In 2 O 3 , 90 w% + SnO 2 , 10 w% is used in a low temperature sputtering with a thickness of 8 mm to 15 mm.
For example, as a target, a Cu plate is used as a backing material, indium solder is used as an adhesive layer, and several sintered target materials are joined together.
このような、スパッタ装置においては、ターゲットとスパッタ処理するガラス基板をベースとする処理基板とを、平行にした状態で対向させてスパッタを行っているが、特開平8−269686号公報(特許文献3)に記載のように、ITO膜の低抵抗化を目的としてITO膜の結晶性を上げるために、接地した導電性棒、あるいは網を処理基板とターゲット材との間に配置することが行われている。
これは、スパッタ時における水素のITO膜成膜への影響(結晶化を阻害し、アモルファス性を上げる影響)を除去し、ITO膜の結晶性を上げるものである。
ITO膜の低抵抗化に関しては、結晶化したITO膜とすることが効果的である。
また、処理基板の大サイズ化に対応して、アノードロッドのサイズも大きくなり、その両端を固定していた従来の場合においては、アノードロッドの自重による撓みが、放電の安定性の面から無視できなくなってきた。
ターゲット側に、放電安定性を考慮し、接地した大サイズの導電性棒(以下、これをアノードロッドと言う)が用いられるようになる。
そして、このアノードロッドは、従来、その両端部を固定され、配されている。
In such a sputtering apparatus, sputtering is performed with a target and a processing substrate based on a glass substrate to be sputtered facing each other in a parallel state, but JP-A-8-269686 (patent document) As described in 3), in order to increase the crystallinity of the ITO film for the purpose of reducing the resistance of the ITO film, a grounded conductive rod or net may be disposed between the processing substrate and the target material. It has been broken.
This removes the influence of hydrogen on the formation of the ITO film during sputtering (the influence of inhibiting crystallization and increasing the amorphousness), and improves the crystallinity of the ITO film.
For reducing the resistance of the ITO film, it is effective to use a crystallized ITO film.
In addition, in the conventional case where both ends of the anode rod are fixed in response to an increase in the size of the processed substrate, the deflection due to the weight of the anode rod is ignored in terms of discharge stability. I can't do it.
In consideration of discharge stability, a large-sized conductive bar (hereinafter referred to as an anode rod) that is grounded is used on the target side.
The anode rod is conventionally arranged with both ends fixed.
一方、先にも述べたように、図6に示すように、スパッタ装置においては、ターゲットとスパッタ処理するガラス基板をベースとする処理基板とを、平行に立てた状態で対向させてスパッタを行っているが、本来なら、処理基板の異物付着の面から、図5(b)に示すように、ターゲット30に対して処理基板130を上側にして、鉛直方向から傾けて配置したいのである。
しかし、この場合、特に、大サイズの処理基板をスパッタする場合、ターゲットに対して処理基板を上側にして鉛直方向から傾けて配すると、該処理基が反ってしまう為、図5(a)に示すように、ターゲット30に対して処理基板130を下側にして鉛直方向から傾けて配することがある。
仮に、大サイズの処理基板を、ターゲットに対して上側にして、処理基板を反らないように、スパッタ処理面側に保持サポートバーを設置した場合には、該保持サポートバーにより、スパッタ処理において影となる部分が発生し、膜厚分布が不均一になるが、本願出願人は、このような場合に処理基板に反りを発生しないように、処理基板のスパッタ処理面側ではない裏面側を静電吸着する方法を、特願2005−284545(特許文献4)にて提案している。
尚、ターゲットに対して大サイズの処理基板を上側にして、スパッタ処理面側に保持サポートバーを設置しない場合には、処理基板が反ってしまい、膜厚分布が悪くなる。
On the other hand, as described above, as shown in FIG. 6, in the sputtering apparatus, sputtering is performed with a target and a processing substrate based on a glass substrate to be sputtered facing each other in a standing state. However, originally, from the surface of the processing substrate on which foreign matter adheres, as shown in FIG. 5 (b), the processing substrate 130 is on the upper side with respect to the
However, in this case, particularly when a large-sized processing substrate is sputtered, if the processing substrate is tilted from the vertical direction with the processing substrate on the upper side, the processing base is warped. As shown, the
If a holding support bar is installed on the sputter processing surface side so that a large size processing substrate is on the upper side of the target and the processing substrate is not warped, the holding support bar can A shadowed part occurs and the film thickness distribution becomes non-uniform, but the applicant of the present application is not required to warp the processing substrate in such a case, so that the back side of the processing substrate is not the sputter processing side. A method for electrostatic adsorption is proposed in Japanese Patent Application No. 2005-284545 (Patent Document 4).
In addition, when a large-sized processing substrate is set on the upper side with respect to the target and no holding support bar is provided on the sputtering processing surface side, the processing substrate is warped and the film thickness distribution is deteriorated.
また、ターゲットに対して処理基板を下側にして鉛直方向から傾けて配する場合、先に述べたアノードロッドは、その両端が固定されているため、自重により、下側(処理基板側)に反りを発生させることとなり、スパッタの際に、放電安定性、プラズマ分布が悪くなり、これが膜厚分布のばらつきの原因となっていた。 Also, when the substrate is tilted from the vertical direction with the processing substrate on the lower side, the both ends of the anode rod described above are fixed. Warpage was generated, and discharge stability and plasma distribution deteriorated during sputtering, which caused variations in film thickness distribution.
上記のように、近年、情報化社会への進展が著しく、ディスプレイ装置の使用も多様化し、特に、液晶表示装置が広く普及されるようになり、その生産性向上の面、低コスト化の面から、面付け生産が行われているが、これに用いられるガラス基板をベースとする処理の大型化の要求は強く、最近では、G6世代(1800mm×1500mmサイズ)の大サイズの透明なガラス基板での量産化が現実のものとなってきている。
このような中、図6(a)に示すようなスパッタ装置において、ターゲット871と処理基板863とを平行に対向させて、搬送しながらスパッタ処理を行い、ターゲットに対して処理基板を下側ないし上側にして鉛直方向から傾けて配する場合、先に述べたアノードロッドは、その両端が固定されているため、自重により、その下側に反りを発生させることとなり、スパッタの際に、放電安定性、プラズマ分布が悪くなり、これが膜厚分布のばらつきの原因となっており、この対応が求められていた。
本発明は、これに対応するもので、平行に対向させて、ターゲットに対して処理基板を下側ないし上側にして鉛直方向から傾けて配してスパッタを行うスパッタ装置で、導電性棒(アノードロッド)の自重による、その下側への反りを抑制できる構造のスパッタ装置を提供しようとするものである。
As described above, in recent years, progress toward the information society has been remarkable, and the use of display devices has been diversified. In particular, liquid crystal display devices have become widespread, improving productivity and reducing costs. Therefore, imposition production is performed, but there is a strong demand for larger processing based on the glass substrate used for this, and recently, a large transparent glass substrate of G6 generation (1800 mm × 1500 mm size). Mass production at has become a reality.
Under such circumstances, in the sputtering apparatus as shown in FIG. 6A, the sputtering process is performed while the
The present invention is corresponding to this, and is a sputtering apparatus for performing sputtering by placing the processing substrate downward or upward with respect to the target and inclining from the vertical direction with respect to the target. It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus having a structure capable of suppressing the downward warping due to its own weight.
本発明のスパッタ装置は、処理基板の成膜する側の面とターゲットとを、平行に対向させ、ターゲットに対して処理基板を下側ないし上側にして鉛直方向から傾けて配してスパッタを行うスパッタ装置で、接地した複数の導電性棒を、互いに平行になるように、処理基板とターゲットとの間に、前記ターゲットおよび前記処理基板に沿って、配置したスパッタ装置であって、接地した複数の導電性棒を、各々、前記ターゲットおよび前記処理基板の、天側から地側方向に対して、斜めに、且つ、前記ターゲットの天側から地側方向幅よりも短かくして、両端部を固定して、配していることを特徴とするものである。
そして、上記のスパッタ装置であって、前記処理基板を、キャリアに搭載して、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、該処理基板の一面側にスパッタ成膜するものであり、前記斜めにして配された複数の導電性棒は、各導電性棒の搬送方向に直交する方向のターゲット上の位置範囲を併せた範囲が、該搬送方向に直交する方向のターゲットの位置範囲全体を含み、且つ、前記各導電性棒の搬送方向に直交する方向のターゲット上の位置範囲が互いにオーバーラップしないように配置されていることを特徴とするものである。
尚、この場合は、ターゲットの長手方向が天地方向に配されることを前提としている。 そしてまた、上記いずれかのスパッタ装置であって、前記処理基板を、キャリアに搭載して、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、該処理基板の一面側に電極用のITO膜をスパッタ成膜するものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスパッタ装置であって、マグネトロンスパッタ方式のスパッタ装置であることを特徴とするものである。
In the sputtering apparatus of the present invention, the surface of the processing substrate on which the film is to be formed and the target face each other in parallel, and the sputtering is performed by tilting the substrate from the vertical direction with the processing substrate facing downward or upward. A sputtering apparatus in which a plurality of grounded conductive bars are arranged between a processing substrate and a target along the target and the processing substrate so as to be parallel to each other. The both ends of each of the conductive rods are fixed obliquely with respect to the ground side direction from the top side of the target and the processing substrate and shorter than the ground side direction width from the top side of the target. And, it is characterized by being arranged .
In the sputtering apparatus, the processing substrate is mounted on a carrier and sputtered while being transported in-line to form a sputter film on one side of the processing substrate. The plurality of conductive rods arranged in a range, the range including the position range on the target in the direction orthogonal to the transport direction of each conductive rod includes the entire position range of the target in the direction orthogonal to the transport direction, And the position range on the target of the direction orthogonal to the conveyance direction of each said electroconductive rod is arrange | positioned so that it may not mutually overlap.
In this case, it is assumed that the longitudinal direction of the target is arranged in the vertical direction. Further, in any one of the above sputtering apparatuses, the processing substrate is mounted on a carrier and sputtered while being conveyed in-line, and an ITO film for electrodes is formed on one side of the processing substrate by sputtering. It is characterized by being a film.
In addition, any one of the above-described sputtering apparatuses is a magnetron sputtering type sputtering apparatus.
(作用)
請求項1の発明の形態にすることにより、平行に対向させて、ターゲットに対して処理基板を下側ないし上側にして鉛直方向から傾けて配してスパッタを行うスパッタ装置で、アノードロッドの自重による、その下側への反りの発生を防止できる構造のスパッタ装置の提供を可能としている。
請求1の発明の形態の場合は、導電性棒の両端部を固定しているが、ターゲットの天側から地側方向幅よりも短かくしていることにより、導電性棒をターゲットに沿いその天側から地側方向に配設いている場合に比べ、自重による反りを小さく抑えることを可能としている。
尚、先にも述べたように、請求項1の発明の場合は、ターゲットの長手方向が天地方向に配されることを前提としている。
そして、この請求項1の発明の形態であって、処理基板を、キャリアに搭載して、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、該処理基板の一面側にスパッタ成膜するものであり、前記斜めにして配された複数の導電性棒は、各導電性棒の搬送方向に直交する方向のターゲット上の位置範囲を併せた範囲が、該搬送方向に直交する方向のターゲットの位置範囲全体を含み、且つ、前記各導電性棒の搬送方向に直交する方向のターゲット上の位置範囲が互いにオーバーラップしないように配置されている、請求項2の発明の形態とすることにより、均一な成膜を可能とするものである。
処理基板を、キャリアに搭載して、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、該処理基板の一面側に電極用のITO膜をスパッタ成膜するものである、請求項3の発明の形態が挙げられる。
そして、マグネトロンスパッタ方式のスパッタ装置である、請求項4の発明の形態とすることにより、膜厚分布の良い成膜を図る場合には、特に有効である。
導電性棒の、自重による反りをできるだけ抑えることにより、成膜する膜厚の分布を良いものとできる。
尚、通常、チャージアップ等による異常放電を防止し、プラズマ分布を均一に維持するために、導電性棒を接地しているアノード側に落としてある。
(Function)
According to the first aspect of the present invention , in the sputtering apparatus for performing sputtering by making the processing substrate face down or up with respect to the target and inclining from the vertical direction with respect to the target, the dead weight of the anode rod Therefore, it is possible to provide a sputtering apparatus having a structure capable of preventing the occurrence of warping downward.
In the case of the form of the invention of
As described above, in the case of the invention of
And, in the form of the invention of
The form of the invention of
And it is a sputtering apparatus of a magnetron sputtering method, by which the form of the invention of
By suppressing the warpage of the conductive rod due to its own weight as much as possible, the distribution of the film thickness to be formed can be improved.
Normally, in order to prevent abnormal discharge due to charge-up or the like and maintain a uniform plasma distribution, the conductive bar is dropped to the grounded anode side.
本発明は、上記のように、平行に対向させて、ターゲットに対して処理基板を下側ないし上側にして鉛直方向から傾けて配してスパッタを行うスパッタ装置で、導電性棒(アノードロッド)の自重による、その下側への反りを抑制できる構造のスパッタ装置の提供を可能とした。
そして、特に、ターゲットと処理基板とを対向させてて、搬送しながら、ターゲットに対して処理基板を下側ないし上側にして鉛直方向から傾けて配して、且つ、導電性棒を配してスパッタ処理を行う、インラインスパッタ装置で、特に、G6世代以上の大サイズの、ガラス基板をベース基板とし、該ガラス基板の一面側に各色の着色層をカラーフィルタとして形成したカラーフィルタ形成基板を処理基板として、スパッタ処理する場合において、成膜の膜厚の分布を良くすることができる、スパッタ装置の提供を可能とした。
The present invention, as described above, is a sputtering apparatus that performs sputtering by placing a processing substrate below or above the target and tilting it from the vertical direction with respect to the target, and conducting sputtering. It is possible to provide a sputtering apparatus having a structure capable of suppressing the downward warping due to its own weight.
In particular, while the target and the processing substrate are opposed to each other and are transported, the processing substrate is disposed on the lower side or the upper side with respect to the target and is tilted from the vertical direction, and the conductive rod is disposed. In-line sputtering equipment that performs sputtering processing, especially for color filter forming substrates with a large glass substrate of G6 generation or larger as a base substrate, and a colored layer of each color formed as a color filter on one side of the glass substrate As a substrate, it is possible to provide a sputtering apparatus capable of improving the film thickness distribution in the case of performing a sputtering process.
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1(a)は本発明のスパッタ装置に関わる参考実施例1の導電性棒の配置の仕方を示した図で、図1(b)は図1(a)のA1側から見た導電性棒の配置状態を示した図で、図2(a)はターゲットと処理基板との状態および該処理基板を搬送するキャリアと搬送用の回転ロールを示した概略断面図で、図2(b)は図2(a)のキャリアをターゲット側から見た図で、図3は本発明のスパッタ装置の実施の形態の第1の例の導電性棒の配置を説明するための図で、図4は導電性棒の両端部を固定した場合の反りを説明するための図で、図5(a)、図5(b)はそれぞれ、ターゲットと処理基板との位置関係を示した断面図である。
尚、図2においては、キャリアの他にも回転ロールや歯車を示している。
図1〜図5中、10は導電性棒(アノードロッドとも言う)、11〜15は導電性棒(アノードロッドとも言う)、30はターゲット、35は保持部、50は固定部、51は支持部、52は回転支持部、53は支持部、54はネジ部、60は導電性棒案内支持部、61は貫通孔、70は反り部、100はキャリア、101は処理基板保持部、110は枠体、120は裏板、130は処理基板、150は支持部、161、162は位置決め回転ロール、161a、162aは軸、171、172は搬送支持レール(単に支持部とも言う)、190は回転ロール(回転体とも言う)、190aは軸、200は溝形成部、210は歯車である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 (a) is a diagram showing the arrangement of the conductive rods of Reference Example 1 relating to the sputtering apparatus of the present invention, and FIG. 1 (b) is a diagram showing the conductivity as viewed from the A1 side in FIG. 1 (a). FIG. 2A is a schematic sectional view showing a state of a target and a processing substrate, a carrier for transporting the processing substrate, and a rotating roll for transporting, and FIG. FIG. 3 is a view of the carrier of FIG. 2A as viewed from the target side, and FIG. 3 is a view for explaining the arrangement of the conductive rods of the first example of the embodiment of the sputtering apparatus of the present invention. FIG. 5 is a view for explaining warpage when both ends of the conductive rod are fixed, and FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views showing the positional relationship between the target and the processing substrate, respectively. .
In FIG. 2, a rotating roll and gears are shown in addition to the carrier.
1 to 5, 10 is a conductive rod (also referred to as an anode rod), 11 to 15 is a conductive rod (also referred to as an anode rod), 30 is a target, 35 is a holding portion, 50 is a fixing portion, and 51 is a supporting portion. Part, 52 is a rotation support part, 53 is a support part, 54 is a screw part, 60 is a conductive rod guide support part, 61 is a through hole, 70 is a warp part, 100 is a carrier, 101 is a processing substrate holding part, 110 is Frame body, 120 is a back plate, 130 is a processing substrate, 150 is a support portion, 161 and 162 are positioning rotary rolls, 161a and 162a are shafts, 171 and 172 are conveyance support rails (also simply referred to as a support portion), and 190 is a rotation A roll (also referred to as a rotating body), 190a is a shaft, 200 is a groove forming portion, and 210 is a gear.
はじめに、本発明のスパッタ装置に関わる参考実施例1を、図に基づいて説明する。 本例のスパッタ装置は、ディスプレイパネル用のG6世代サイズ(1800mm×1500mmサイズ)以上の大サイズの透明なガラス基板をベース基板とする処理基板130を、キャリアに搭載した状態で、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、処理基板の一面側に電極用のITO膜をスパッタ成膜する、マグネトロンスパッタ方式のスパッタ装置で、図6に示す各部の構成配列と同じ構成配列のスパッタ装置である。
参考実施例1は、スパッタ処理の際には、図2(a)に示すように、処理基板130をキャリア100に搭載し、処理基板130の成膜する側の面とターゲット10とを、平行に対向させ、搬送しながら、スパッタ処理を行うものである。
特に、参考実施例1においては、図1(a)に示すように、ターゲット30に対して処理基板130を下側にして鉛直方向から傾けて配しており、接地した複数の導電性棒(アノードロッドとも言う)10を、互いに平行になるように、処理基板130とターゲット30との間に、ターゲット30に沿って天側から地側方向に、配置している。
図1(b)に示すように、前記複数の導電性棒10を、前記ターゲットの天側から地側方向に、互いに平行になるように、配置しいている。
導電性棒10は、各々、その天側の端部を、支点として位置固定され、その地側の端部を、固定しないで、所定位置の該導電性棒10より大きめの貫通穴部61に通し、該貫通穴61内にその位置を制御されるものである。
参考実施例1では、導電性棒10の地側部を、導電性棒10より大きめの貫通穴部61に通して、固定しないで、天側の端部の支点から垂らしている。
また、参考実施例1においては、キャリア100は、図2に示すように、枠体110に、順に、処理基板130、裏板120を嵌め込み、処理基板130を保持する処理基板保持部101を備えている。
ここでは、処理基板130として、G6世代サイズの透明なガラス基板の一面側に各色の着色層をカラーフィルタとして形成したカラーフィルタ形成基板を用い、そのカラーフィルタ形成面側にITO膜をスパッタ成膜するものである。
First , Reference Example 1 relating to the sputtering apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. The sputtering apparatus of this example transports in-line with a processing substrate 130 having a large transparent glass substrate of G6 generation size (1800 mm × 1500 mm size) or larger for a display panel as a base substrate mounted on a carrier. 6 is a magnetron sputtering type sputtering apparatus in which sputtering processing is performed and an ITO film for electrodes is formed on one surface side of the processing substrate by sputtering. The sputtering apparatus has the same arrangement as the arrangement shown in FIG.
In Reference Example 1 , during the sputtering process, as shown in FIG. 2A, the processing substrate 130 is mounted on the
In particular, in the first embodiment , as shown in FIG. 1A, a plurality of grounded conductive rods (which are inclined with respect to the
As shown in FIG. 1B, the plurality of
Each of the
In the reference example 1 , the ground side portion of the
In Reference Example 1 , as shown in FIG. 2, the
Here, a color filter forming substrate in which a colored layer of each color is formed as a color filter on one surface side of a G6 generation size transparent glass substrate is used as the processing substrate 130, and an ITO film is formed by sputtering on the color filter forming surface side. To do.
仮に、図4に示すように、導電性棒10の両端部を、それぞれ、固定部50で固定し、鉛直方向から斜めに傾けた場合、その自重により反り(反り部70)が発生するが、第1の例では、上記のように、導電性棒10は、各々、その天側の端部を、支点として位置固定し、その地側の端部を、固定しないで、所定位置の該導電性棒より大きめの貫通穴61に通し、該貫通穴61内にその位置を制御するものであることにより、導電性棒61の両端部を固定した場合に比べ、地側の端部を固定しないで、所定位置の該導電性棒より大きめの貫通穴に通すだけにしているため、反り変形を地側の端部により逃がすことができ、結果、その自重による反りを抑制できるものとしている。
そして、このように、導電性棒10の自重による反りを抑えることにより、成膜する膜厚の分布を良いものとできる。
As shown in FIG. 4, when both ends of the
Thus, by suppressing the warpage due to the weight of the
尚、ターゲット10としては、ここでは、例えば、In2 O3 、90w%+SnO2 、10w%組成の焼結したターゲット材を、厚さ8mm〜15mmとしたものを用いるが、サイズを大とするために、Cuプレートをバッキング材として、インジウム半田を接着層とし、複数枚の焼結ターゲット材をつなぎ合わせて四角状にしている。
そして、スパッタリングは、Arガス雰囲気中、10-5torr〜10-2torr圧下で、プレート状にされた、成膜する膜組成のITOをターゲットとして用いて行う。
この場合、CFを形成する着色層の耐熱性(CFからの脱ガス)の面から、低温で成膜を行う。
Here, as the
Sputtering is performed in an Ar gas atmosphere under a pressure of 10 −5 torr to 10 −2 torr using a plate-shaped ITO having a film composition to be formed as a target.
In this case, the film is formed at a low temperature from the viewpoint of the heat resistance (degassing from CF) of the colored layer forming the CF.
本例のスパッタ装置は、図6に示されるスパッタ装置と同じように、搬送されながらスパッタ処理を行うもので、各チャンバーの配置や処理基板の搬入から搬出までの流れは、基本的に、図6(a)に示されるスパッタ装置と同じである。
本例におけるキャリア100は、図6(b)に示すキャリア860と同じである。
キャリア100の搬送も、基本的には図6に示されるスパッタ装置と同じで、図4に示すように、駆動用モーターからの駆動力を歯車210との噛み合わせで伝える溝を切った溝形成部200が、キャリア100下部に設けられており、更に、歯車210による磨耗を極力抑えるために、キャリア100の溝形成部200の進行方向両側、下側に、平坦部を有する搬送支持レール171、172が、キャリアの荷重を支えるために設けられており、本体側にある前記の歯車210とは異なるボビンのような回転体190にキャリア側の搬送支持レール171、172の平坦部が乗っかるようになっている。
本例においては、このような回転体190、歯車210を、搬送路に沿い複数配置して搬送を行う。
The sputtering apparatus of this example performs the sputtering process while being transported in the same way as the sputtering apparatus shown in FIG. 6. The flow from the placement of each chamber and the loading and unloading of the processing substrate is basically shown in FIG. This is the same as the sputtering apparatus shown in FIG.
The
The
In this example, a plurality of such
本例のスパッタ装置においては、簡単には、処理基板130(図6の863に相当)は、ローディングチャンバー(図6の811に相当)に投入され、予備チャンバー(図6の812に相当)を経て、第1のスパッタチャンバー(図6の813に相当)に投入され、搬送されながらスパッタ処理され、回転処理部(図6の820に相当)に搬入され、ここで、回転部によりキャリアごと180度回転され、向きを変え、第2のスパッタチャンバー(図6の833に相当)に投入され、搬送されながらスパッタ処理される。
そして、スパッタ後、予備チャンバー(図6の832に相当)、アンローディングチャンバー(図6の831に相当)を経て搬出される。
尚、各チャンバーの境には、機械的な仕切りがあり、各仕切りの開放は、両側のチャンバーの真空度を同じ程度にして行う。
また、処理基板保持部101の枠体110他各部の材質については、剛性が大きく、強固で、軽いものが好ましく、Tiやステンレスが挙げられる。
In the sputtering apparatus of this example, simply, the processing substrate 130 (corresponding to 863 in FIG. 6) is put into a loading chamber (corresponding to 811 in FIG. 6), and a spare chamber (corresponding to 812 in FIG. 6) is provided. After that, it is put into the first sputter chamber (corresponding to 813 in FIG. 6), sputtered while being transported, and carried into the rotation processing part (corresponding to 820 in FIG. 6). The direction is changed, the direction is changed, and the second sputter chamber (corresponding to 833 in FIG. 6) is charged and sputtered while being conveyed.
Then, after sputtering, it is unloaded through a preliminary chamber (corresponding to 832 in FIG. 6) and an unloading chamber (corresponding to 831 in FIG. 6).
In addition, there is a mechanical partition at the boundary of each chamber, and the opening of each partition is performed with the same degree of vacuum in the chambers on both sides.
Moreover, about the material of
本発明のスパッタ装置の実施の形態の第1の例を、図3に基づいて説明する。
第1の例は、上記参考実施例1において、導電性棒の配置と固定方法とを変えたもので、それ以外は参考実施例1と同じである。
第1の例は、図3に示すように、接地した複数の導電性棒11〜15を、互いに平行になるように、処理基板130とターゲット30との間に、ターゲット30に沿って、配置したスパッタ装置で、接地した複数の導電性棒11〜15を、各々、前記ターゲットおよび前記処理基板の、天側から地側方向に対して、斜めに、且つ、前記ターゲットの天側から地側方向幅よりも短かくして、その両端部を固定して、配している。
固定は参考実施例1と同じ固定部を用いる。
第1の例の場合は、導電性棒11〜15の長さを短かくすることにより、反りを抑制するものである。
第1の例は、参考実施例1と同様、処理基板を、キャリアに搭載して、インラインで、搬送しながらスパッタ処理を行い、該処理基板の一面側にスパッタ成膜するものであるが、斜めにして配された複数の導電性棒11〜15は、各導電性棒の搬送方向に直交する方向のターゲット上の位置範囲を併せた範囲が、該搬送方向に直交する方向のターゲットの位置範囲全体を含み、且つ、前記各導電性棒の搬送方向に直交する方向のターゲット上の位置範囲が互いにオーバーラップしないように配置して、成膜の膜厚の分布を良いものとしている。
尚、図3に示すように、導電性棒11〜15の、前記搬送方向(x方向)に直交する方向(y方向)のターゲット上の位置範囲は、それぞれ、y0〜y1、y1〜y2、y2〜y3、y3〜y4、y4〜y5である。
A first example of the embodiment of the sputtering apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
The first example is the same as the reference example 1 except that the arrangement and fixing method of the conductive rods are changed in the reference example 1 described above.
In the first example , as shown in FIG. 3, a plurality of grounded conductive rods 11 to 15 are arranged between the processing substrate 130 and the
The same fixing part as in Reference Example 1 is used for fixing.
In the case of the first example , warping is suppressed by shortening the length of the conductive rods 11 to 15.
The first example is similar to Reference Example 1, in which a processing substrate is mounted on a carrier and sputtered while being transported in-line, and sputter deposition is performed on one side of the processing substrate. The plurality of conductive rods 11 to 15 arranged obliquely have a range of positions on the target in a direction perpendicular to the conveyance direction of each conductive rod, and the target position in the direction perpendicular to the conveyance direction. The film thickness distribution of the film is improved by arranging the position ranges on the target in the direction including the entire range and orthogonal to the transport direction of each conductive rod so as not to overlap each other.
As shown in FIG. 3, the position ranges of the conductive bars 11 to 15 on the target in the direction (y direction) orthogonal to the transport direction (x direction) are y0 to y1, y1 to y2, respectively. y2 to y3, y3 to y4, and y4 to y5.
上記第1の例は、1例で、本発明は、これに限定されるものではない。
参考実施例1の導電性棒の固定方法で、第1の例のように、接地した複数の導電性棒を、各々、前記ターゲットおよび前記処理基板の、天側から地側方向に対して、斜めに、且つ、前記ターゲットの天側から地側方向幅よりも短かくして、配した形態も挙げられる。 勿論、図6に示す各部の構成配置を直線的に設けた形態としても良い。
The first example is one example and the present onset Ming is not limited thereto.
In the fixing method of the conductive rod of Reference Example 1 , as in the first example , a plurality of grounded conductive rods are respectively connected from the top side to the ground side direction of the target and the processing substrate. A configuration in which the target is arranged obliquely and shorter than the width in the ground side direction from the top side of the target is also exemplified. Of course, it is good also as a form which provided the structure arrangement | positioning of each part shown in FIG. 6 linearly.
10 導電性棒(アノードロッドとも言う)
11〜15 導電性棒(アノードロッドとも言う)
30 ターゲット
35 保持部
50 固定部
51 支持部
52 回転支持部
53 支持部
54 ネジ部
60 導電性棒案内支持部
61 貫通孔
70 反り部
100 キャリア
101 処理基板保持部
110 枠体
120 裏板
130 処理基板
150 支持部
161、162 位置決め回転ロール
161a、162a 軸
171、172 搬送支持レール(単に支持部とも言う)
190 回転ロール(回転体とも言う)
190a 軸
200 溝形成部
210 歯車
811 ローディングチャンバー
812 予備チャンバー
813 スパッタチャンバー
820 回転処理部
821 回転部
831 アンローディングチャンバー
832 予備チャンバー
833 スパッタチャンバー
841〜843 チャンバー仕切り
841a〜843a チャンバー仕切り
860、860a キャリア
860A 基板保持部
861 枠体
862 裏板(押さえ板とも言う)
863 処理基板
864 支持部
865 位置決回転ローラ
865a、865b 軸
866、867 支持部(搬送用支持部)
868 溝形成部
869 回転ローラ(回転部とも言う)
869a 軸
871 ターゲット
891 水平方向
892 鉛直方向
10 Conductive rod (also called anode rod)
11-15 Conductive rod (also called anode rod)
30 target 35 holding
190 Rotating roll (also called rotating body)
190a Shaft 200 Groove forming part 210 Gear 811
863
868 Groove forming portion 869 Rotating roller (also referred to as rotating portion)
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