JPH08511305A - プレート上に金属材料をスパッタリングする装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 プレート上に金属材料をスパッタリングするための装置が、下方に向けられて処理加工されるプレート表面の少なくとも１つのプレートを搬送する直線コンベヤによって提供される真空コンベヤを含む。少なくとも２つのスパッタ源は移動方向に垂直にコンベヤの下に配置される。各スパッタ源はコリメータに関係づけられる。そのスパッタ源とこれらに関係付けられたコリメータがプレートの幅全体を被覆するために配置される。

Description

【発明の詳細な説明】 プレート上に金属材料をスパッタリングする装置 本発明は被覆されるべき表面領域上に金属材料をスパッタリングする装置に関 する。特に、フラットディスプレイスクリーンのカソード上に導体材料の真空蒸 発によってデポジットされる電子放射マイクロチップの実現を提供することに関 する。 主に、マイクロチップはマイクロチップの表面にホールを有するグリッド及び マイクロチップカソードによって構成されている。カソードはディスプレイ表面 を構成するガラス基板を有する陰極ルミネンスアノードに面している。 そのようなマイクロチップディスプレイの詳細な構成及び動作の原理はコミッ サリア タ レネルジー アトミークによって出願された米国特許第４，９４０ ，９１６号明細書に開示されている。 この装置はアノードとカソードとの間に発生する電界を用いている。というの は、グリッドを制御すると電子がアノードの陰極ルミネンス層に向かってマイク ロチップから抽出されるからである。 図１はマイクロチップスクリーンのカソードーグリッドのプレート１の構成を 示す部分断面図である。 プレート１は一般に絶縁基板２上に有効的にデポジットさ れた層によって構成される。導体層はカソード導体３を形成するために格子パタ ーンに離れてエッチングされる。そして、抵抗層４はカソード導体３に渡ってデ ポジットされる。抵抗層４はトリガで発生しやすい過電流に対して各マイクロチ ップ５を保護するするためにデポジットされる。絶縁層６は導体層によって形成 されるグリッド７からカソード導体３を絶縁するために抵抗層４に渡ってデポジ ットされる。ホール８はマイクロチップを適応するために層６及び７に設けられ る。 従来マイクロチップ５のデポジットは例えばモリブデンの導体材料をスパッタ リングすることによって実行されている。例えばニッケルのリフトオフ層はグリ ッド７の表面に渡って、かつホール８のエッジ上に形成されている。マイクロチ ップを構成するこれらの部分に蒸発された材料が放射され得る。 マイクロチップの配列で生じる問題点は金属材料をスパッタリングする従来の 装置が大きなサイズのプレートに渡って実際の基準入射をもってデポジットを達 成し得なかったことである。 図１に示すように、マイクロチップ５はホール８の底にデポジットされるが蒸 発された材料はホール８を満たさず、絶縁層６にホールの壁にデポジットされな い。言い換えれば、不要な導体材料はマイクロチップ５に関して選択的に放射さ れ得ないのである。リフトオフ層は通常グリッド層７の表面のみ被覆を使用され る。スパッタリングビームの入射は事実 上所定の領域の外側にデポジットを施すためにプレート１に対して標準のもので ある。 その上、スクリーンプレート１は単一部品によって構成される。ここでスパッ タリングビームの実際の基準入射はプレートの全体の表面に渡って得られるもの である。 図２はマイクロチップ５を形成するために使用される１つのような金属材料を 蒸発するための従来の装置を示す図である。 金属材料１０はデポジットされるべき材料を有するるつぼ１１に真空蒸発され る。るつぼ１１の中身は電子衝突発生装置（図示せず）を用いて加熱され、かつ スパッタリングされる。従来、スパッタ装置は外転する方法で移動するターンテ ーブル１２から構成される。被覆されるべきプレート１はるつぼ１１に向かって 凹面にされたターンテーブル１２の内側の表面上に吊り下げられている。るつぼ １１によって構成されるスパッタ装置及び電子衝突発生装置はターンテーブル１ ２の中央に配置される。ターンテーブル１２及びプレート１の回転が平均なデポ ジットを提供することとなる。 プレート１の表面に対して実際の通常入射角を有するスパッタリングビームは 大きなサイズのプレートに対してプレートからかなり遠のくようにデポジットさ れるスパッタ源を必要とする。これは大変小さい所定のプレートに達するスパッ タリングビームの最大入射角αが必要である。言い換えれば、所定のプレート１ に達するベースのスパッタされた材料の円錐が大変小さな角度を有するのでター ンテーブル１２は 重要な半径を有するのである。典型的なものとして、所定のプレート１上にビー ムの最大入射角は５°〜１５°のレンジ範囲である。例えば、２０ｃｍ×３０ｃ ｍの長方形のプレート１において約９°の最大入射角を有する、プレート１とる つぼ１１との間の距離は約１ｍである。 そのような距離からは大変大きなサイズの装置が必要となる。 従来例の他の欠点はターンテーブル１２でのプレート１の新規な一列の装填と 非装填のステップがスパッタリングが装置の製造率が減少してしまうという真空 を汚すことである。 本発明の目的は小型を維持してかつ高い製造率を有する一方で実際上の基準入 射を用いてスパッタリングを可能とする装置を提供することによって前述の問題 点を解決することである。 他の本発明の目的はスパッタがプレートの多数の製造を可能とするように実施 されて真空の汚れを防止することである。 これらの目的を達成するために、本発明はプレートに渡って金属材料のデポジ ットを蒸発する装置を提供するものである。 本装置は真空チェンバと、下方に向けられて処理加工されるプレート表面の少 なくとも１つのプレートを搬送する直線コンベヤと、移動方向に垂直にコンベヤ の下に配置される少なくとも２つのスパッタ源から構成される。各源に関係づけ られるコリメータを含み、スパッタ源と該源に関係づけられたコリメータがプレ ートの全幅を被覆するために配列される。 本発明の実施例として、コンベヤは搬送方向にプレートを平行に保持する手段 を含み、プレートが水平面に対する所定の角度で傾斜されている。各スパッタ源 は軸が蒸発される材料の表面に関して所定の角度を有するスパッタリング円錐を 定めるために配列されるコリメータに関係づけられている。 本発明の実施例として、コリメータはプレートとスパッタ源との間に配列され て環状に開口されたマスクによって構成されている。 本発明の他の実施例として、真空チェンバは入力ロックチェンバと出力ロック チェンバによって端を密閉されたチェンバである。 本発明の他の実施例として、被覆されたプレートがフラットディスプレイスク リーンのカソードとグリッドを構成する堆積層を含む。蒸発された材料がカソー ド導体からグリッドを絶縁するための層及びグリッドに形成されたホールに電子 放射マイクロチップを構成するための導体材料である。 また、本発明はフラットディスプレイスクリーンの電子放射マイクロチップを 形成する方法に関する。マイクロチップは導体材料の蒸発のデポジットを介して デポジットされる。その方法は密閉された真空チェンバの中にプレートを搬送し 、スパッタ源の前面にプレートを直線的に移動し、源が小 さいな角度のスパッタリング円錐を定めるコリメータに関係づけられることを含 む。 本発明の更なる他の実施例として、各コリメータによって定められた円錐の角 度が５°〜１５°のレンジ範囲である。 本発明の上記の目的、見地及び技術思想は図面と共に本発明の次の詳細な説明 から明らかとなるであろう。 図１及びず２は従来の装置及び問題点を示す図である。 図３は本発明に係る金属材料のスパッタリングする装置の第１の実施例を示す 長手方向の部分断面図である。 図４は図３の装置の平面図である。 図５は本発明に係るスパッタ装置の第２の実施例を示す部分断面図である。 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 図３及び図４に示すように、本発明に係る装置はトンネルの気密のチェンバ２ ０を含み、かつそれぞれ入口ロックチェンバ２１及び出口ロックチェンバ２２に よって閉成されている。各ロックチェンバはドア２３と２４，２５と２６によっ て閉じられている。 入力ロックチェンバ２１を介して提供されるプレート１がコンベヤ２７によっ て真空チェンバ２０に向かって搬送される。コンベヤ２７は好ましくはチェンバ ２０の上方部にコンベヤ２８を用いて同じ高さに配置される。出力でもロックチ ェンバ２２のコンベヤ２９もチェンバ２０のコンベヤ２８を用いて同じ高さに配 置される。真空チェンバでのコンベヤ２ ８の部分は直線状であってスパッタ領域で少なくとも水平である。好ましくは、 入力ロックチェンバ２１から出力ロックチェンバ２２にチェンバ２０を介してコ ンベヤ２８の部分は直線状であって水平である。 例えばコンベヤ２７，２８，２９はローラ３０によって駆動される２つの離間 された平行なストリップによって形成される。コンベヤのストリップ上に２つの エッジによってそのままの状態にするためにプレート１は被覆されるべき表面を 下面にして搬送される。また架空コンベヤは使用され得る。架空コンベヤはプレ ート１の２つの端部において構成支持を滑るように走る、吊り下げられた荷物運 送用そりからレールによって構成される。また、プレート１はプレート端部をグ リップするクリップによって架空コンベヤに吊り下げられ得る。 スパッタ源３１はチェンバ２０の低い位置に配置されている。これらのスパッ タ源はスパッタリングされる材料を含むるつぼ１１と電子衝突発生装置（図示せ ず）によって構成される。プレート１の全表面はチェンバ２０を介して通過中に 被覆されるので源３１は好ましくは作用領域に分配される。言い換えれば、チェ ンバ２０はプレート１のコンベヤの軸に対して垂直に設けられたいくつものスパ ッタ源３１を含み、各スパッタ源３１はチェンバ２０の幅の所定の部分を覆う。 各スパッタ源３１は源によって放射されたスパッタリングされる材料のビーム を制限するコリメータに関連づけられて いる。コリメータはスパッタ源のるつぼ１１とプレート１を被覆された表面との 間に設けられる。例えば、コリメータはるつぼ１１とプレート１の被覆された表 面との間に設けられたマスク３２によって構成される。マスク３２は例えば各る つぼ１１の前面に環状的に開口されたプレートによって形成される。 マスク３２の各開口部の直径は材料１０のスパッタリングする所定の入射角の レンジ範囲、かつマスク３２から離れたるつぼまでの距離によるものである。 図３及び図４に示すように、スパッタ源３１は真空チェンバ２０に沿って分配 されている。また、スパッタ源はコンベヤの軸に垂直な方向に沿って配列されて いる。しかし、領域がプレート１上のスパッタリング円錐のベースによって覆わ れ、かつ開口部３３によって定められるので注意すべきである。また、隣接する 被覆領域を持つ２つのスパッタ源３１のスパッタリング円錐のベースがデポジッ トの平坦を損なわないように互いに適切に重なるように注意すべきである。 そして、スパッタ源からプレート１までの離れた距離を小さくする一方では本 発明は被覆される表面に実際に直角に材料のスパッタリングを実現できる。距離 でのこの減少は同じプレートに関係づけられるスパッタ源の数を増やすことによ って得られる。源の数を増加されたこのことは各スパッタリング円錐のベース表 面を減少し、よってプレートとるつぼ１１との間の距離を減少できる。 更に、プレート１と所定の数のるつぼ１１との間の距離は 小さなサイズ及び長方形のプレートの大きなサイズとして定められる。 その上に、るつぼ１１の前にのみ開けられたマスク３２及びプレートのサイズ として形成される開口部３３を使用することは、使用する方向へのスパッタリン グ方向を制限することによってチェンバ２０で滑ることから材料を提供すること である。 図２に関係して説明された一例に戻って参照すると、プレート１はスパッタリ ング円錐が４ｃｍのベースの直径を有する５個のるつぼ１１から約１３ｃｍのみ で配置され得る。そのようなスパッタリング円錐は、例えば、るつぼ１１から約 ６ｃｍで設けられる約２ｃｍの直径を持つ環状の開口部３３を有するマスク３２ で得られる。そのような所定のプレート１には５個のるつぼ１１によって提供さ れるスパッタリングされた材料が達し、そのそれぞれがプレート表面の部分に配 列されて、デポジットの速度は図２の一例に対して比５によって増加する。 図５は本発明に係る装置の他の実施例を示す図である。 この実施例では、プレート１はコンベヤ３４によってチェンバ２０のなかに直 線的に搬送されるが、これらは水平面に対して所定の角度に傾斜されている。 各スパッタ源３１はるつぼ１１に入った材料１０の表面を基準に角度βを有す る方向でのスパッタリング円錐を定めるコリメータ３５に関係づけられる。各コ リメータ３５によって定められる円錐はプレート１に向けられる。各コリメータ ３５は例えばスパッタリング円錐を定める環状の開口部３３を含むプレートによ って前もって形成される。好ましくは、コリメータ３５を構成する各プレートは るつぼ１１を覆う。そのるつぼ１１はチェンバ２０に過度に滑ることから材料を 防止することに関係づけられる。 スパッタ源３１はいまだコンベヤ方向に垂直に分配されるが、また異なる高さ に分配される。というのは、プレート１と各るつぼ１１との間の距離は一定であ る。明らかにするために、ただ１つのスパッタ源３１の例を図５に示す。実際に には、プレート１のストリップに相当する各スパッタリング円錐が前もってるつ ぼ１１から短い距離にプレートを配列することが可能である。 好ましくは、プレート１が傾けられるとき架空コンベヤが使用される。そのコ ンベヤ３４は例えばコンベヤローラ３９を介して２つの平行なレール３８に吊り 下げられる梁３７によって構成される。プレート１はスパッタリンググリップ４ ０によって梁に吊り下げられている。 そのような実施例は、それらの実施されないことをするプレートに達するため に、るつぼに入った材料の表面に基準に沿って主に生じる材料の爆発を防ぐ。 当業者であれば多種の変形は前述した実施例に基づいてなされ得る。更に、開 示した各装置は同じように作用する１または複数の構成要素で置き換えられ得る 。例えば、コンベヤは提供されるいくつかの適応な手段によって形成され得、そ れらは水平方向にプレートを直線的に搬送され、プレートの 下方部の表面が利用しやすい。 更に、コリメータの開口部のサイズ、かつコリメータとスパッタ源との間の距 離のサイズの選択はスパッタされる材料における所定の入射角に、処理加工する プレートのサイズに、そしてプレートとスパッタ源との間の距離によるところが ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メイェール ロベール フランス国，38330 サン―ナザイール― レ―エメ，シュマン ドゥ ラ リミー ト，306番地

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．真空チェンバ（２０）と、 下方に向けられて処理加工されるプレート表面の少なくとも１つのプレートを 搬送する直線コンベヤ（２８；３４）と、 各源に関係づけられるコリメータ（３２，３３；３５）とを含み、 スパッタ源と該源に関係づけられたコリメータがプレート（１）の全幅を被覆 するために配列されることを特徴とするプレート上に金属材料をスパッタリング する装置。 ２．前記コンベヤ（３４）は搬送方向にプレート（１）を平行に保持する手段 を含み、プレートが水平面に対する所定の角度で傾斜され、各スパッタ源（３１ ）は軸が蒸発される材料の表面に関して所定の角度（β）を有するスパッタリン グ円錐を定めるために配列されるコリメータ（３５）に関係づけられる請求項１ 記載の装置。 ３．前記コリメータはプレート（１）と前記スパッタリ源（３１）との間に配 列されて環状に開口されたマスク（３２）によって構成される請求項１記載の装 置。 ４．前記真空チェンバ（２０）は入力ロックチェンバ（２１）と出力ロックチ ェンバ（２２）によって端を密閉されたチェンバである請求項１記載の装置。 ５．被覆された前記プレート（１）がフラットディスプレ イスクリーンのカソードとグリッドを構成する堆積層（２，３，４，６，７）を 含み、蒸発された前記材料がカソード導体（３）からグリッドを絶縁するための 層（６）及びグリッド（７）に形成されたホール（８）に電子放射マイクロチッ プ（５）を構成するための導体材料である請求項１記載の装置。 ６．フラットディスプレイスクリーンの電子放射マイクロチップを形成する方 法において、マイクロチップが導体材料の蒸発のデポジットを介してデポジット され、密閉された真空チェンバ（２０）の中にプレート（１）を搬送し、スパッ タ源（３１）の前面にプレートを直線的に移動し、源が小さいな角度のスパッタ リング円錐を定めるコリメータ（３２，３３；３５）に関係づけられることを特 徴とする方法。 ７．各コリメータ（３２，３３；３５）によって定められた円錐の角度が５° 〜１５°のレンジ範囲である請求項６記載の方法。