JPH111769A - スパッタ膜の製造方法及びスパッタ膜 - Google Patents

スパッタ膜の製造方法及びスパッタ膜

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JPH111769A
JPH111769A JP16793397A JP16793397A JPH111769A JP H111769 A JPH111769 A JP H111769A JP 16793397 A JP16793397 A JP 16793397A JP 16793397 A JP16793397 A JP 16793397A JP H111769 A JPH111769 A JP H111769A
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JP
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film
chamber
sputtering
sputter
films
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JP16793397A
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English (en)
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Mitsuharu Sawamura
光治 沢村
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、膜質を劣化させることなくスパッタ
膜を形成することができ、膜品質の維持・管理が容易な
スパッタ膜の製造方法及びスパッタ膜を提供することを
目的としている。 【解決手段】本発明のスパッタ膜の製造方法は、少なく
とも一つの搬入搬出室、及び少なくとも一つのスパッタ
室、及び該搬入搬出室とスパッタ室との間で基板を搬送
する搬送室を有する枚葉式スパッタ装置を用いたスパッ
タ膜の製造方法において、投入電力を段階的又は連続的
に変えて、有機樹脂層上に膜を形成することを特徴とす
るものであり、また本発明のスパッタ膜は、有機樹脂層
上に形成された透明導電性のスパッタ膜であって、該膜
は低電力から始まり高電力で終わるように投入電力を段
階的又は連続的に変えることにより、成膜されたことを
特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶基板用、半導
体基板、光磁気記録基板等の成膜に用いられる枚葉式ス
パッタ装置において、保護膜等の有機樹脂層を成膜面と
する基板上に単層、又は複数層の膜を形成するスパッタ
膜の製造方法及びスパッタ膜に関し、特に、複数枚取り
の液晶用大型基板の透明導電膜の成膜方法及び透明導電
膜等のスパッタ膜に関する。
【0002】
【従来の技術】カラー液晶ディスプレイの応用分野が広
がり、またその市場の拡大とともに、ブラックマトリッ
クス(以下BM)用、メタル電極用、絶縁膜用、透明導
電膜用等のスパッタ成膜装置が各種用いられているが、
中でも、基板の大版化とともに生産性に優れるIn−l
ine装置が主流であった。このIn−line装置
は、大きな設置スペースを必要とし成膜室が大きくなる
が、ターゲットの枚数(レートUp)、種類(多層)の
選択、成膜前加熱、成膜後アニールの方式に自由度があ
るという利点がある。又、トレイを連続搬送するため
に、成膜室においてターゲットに対向する成膜面近傍が
供給スパッタガスに対して常に解放状態にあり、有機樹
脂からなる保護膜等の上に膜を形成する場合、基板から
の脱ガスの影響を受けにくく膜室を確保しやすいという
利点もある。また、両面スパッタ成膜が可能のため生産
性にも優れるが、上記したとおり大きな設置スペースを
必要とするだけでなく、基板搬送のためのトレイを必要
としこのトレイの管理維持が煩雑であり、またトレイ以
外に成膜室の多くの部分が汚れこの成膜室の管理維持が
煩雑であって、一度装置が故障のために停止すると複数
ターゲットを有する成膜室全体が大気にさらされ生産が
停止するとともに回復に時間がかかるという難点を有し
ている。
【0003】このようなことから、近年においては、こ
れまで半導体ウェーファ等の小型基板の成膜、ドライエ
ッチングで用いられていた枚葉式装置が大形基板のスパ
ッタ成膜に用いられるようになった。この枚葉式装置
は、上記したIn−lineに比較して生産性にやや劣
るものの、装置の設置スペースが半分以下で済み、トレ
イを用いず基板だけを搬送することができるため、膜質
の長期維持が容易であり、また固定成膜のため成膜室の
汚れる部分が少なく、一つの成膜室が故障しても他の成
膜室を用いて生産を続行できるという利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記I
n−line装置での高い生産性、装置構成の自由度、
基板からの脱ガスの影響の受けにくさよりは、上記した
ように膜品質の維持や管理のし易さ等を重視して、枚葉
式装置を大形基板のスパッタ成膜に用いようとするる場
合にも、つぎのような問題があった。すなわち、、従来
の枚葉装置の成膜室においては、図2に示すように基板
21とターゲット25で挟まれた放電空間は装置マスク
28と呼ばれる防着板でほぼ密閉されており、このよう
な構造のもとでは保護膜等の有機樹脂を成膜面とする基
板からの脱ガスが、成膜中に膜中に取り込まれることと
なり、膜質を劣化させるという問題があった。そこで、
本発明は、上記従来の枚葉装置における課題を解決し、
膜質を劣化させることなくスパッタ膜を形成することが
でき、膜品質の維持・管理が容易なスパッタ膜の製造方
法及びスパッタ膜を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、スパッタ膜の製造方法及びスパッタ膜をつ
ぎのように構成したことを特徴とするものである。すな
わち、本発明のスパッタ膜の製造方法は、少なくとも一
つの搬入搬出室、及び少なくとも一つのスパッタ室、及
び該搬入搬出室とスパッタ室との間で基板を搬送する搬
送室を有する枚葉式スパッタ装置を用いたスパッタ膜の
製造方法において、投入電力を段階的又は連続的に変え
て、有機樹脂層上に膜を形成することを特徴としてい
る。また、本発明のスパッタ膜の製造方法は、前記膜の
形成が、同一のスパッタ室又は異なるスパッタ室で行わ
れることを特徴としている。また、本発明のスパッタ膜
の製造方法は、前記投入電力が、低電力から始まり高電
力で終わることを特徴としている。また、本発明のスパ
ッタ膜の製造方法は、前記低電力が、ターゲット電力密
度において300mW/cm2以下であることを特徴と
している。また、本発明のスパッタ膜の製造方法は、前
記膜が、同一材料で形成されることを特徴としている。
また、本発明のスパッタ膜の製造方法は、前記膜が、透
明導電膜であることを特徴としている。また、本発明の
スパッタ膜の製造方法は、前記膜が、異なる材料からな
る膜を複数層に積層して形成されることを特徴としてい
る。また、本発明のスパッタ膜は、有機樹脂層上に形成
された透明導電性のスパッタ膜であって、該膜は低電力
から始まり高電力で終わるように投入電力を段階的又は
連続的に変えることにより、成膜されたことを特徴とし
ている。また、本発明のスパッタ膜は、前記低電力を、
ターゲット電力密度において300mW/cm2以下と
して形成されていることを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】本願発明は、上記したとおり、投
入電力を段階的又は連続的に変えて、有機樹脂層上に膜
を形成することに特徴を有する発明であるが、それは、
上記した課題を解決するため鋭意検討した結果、膜質の
劣化が、投入電力に依存して生じることが明らかとされ
たことに基づくものである。以下、図面を参照して、発
明の実施の形態について説明する。図1は、従来の液晶
基板用枚葉スパッタ装置の室構成を示す模式図である。
図1において、1、2は搬入搬出室、3は加熱室、4、
5、6はスパッタ室、7は搬送用ロボットを内蔵する搬
送室、8、9は複数基板が収納される外部カセットであ
る。各室はゲートバルブで仕切られ独立に排気運転され
る。連続運転時は外部カセット8、又は9から複数枚の
大判ガラス基板が同時に移載ロボットにより、大気開放
された搬入搬出室1、又は2の装置内専用カセットに投
入される。投入後、搬入搬出室は真空に排気され、ガラ
ス基板は搬送室7を介して、加熱室3からスパッタ室
4、又は5、又は6へ搬送される。加熱室3では、通
常、ガラス基板はホットプレート上で直接加熱される。
スパッタ室4、又は5、又は6においては、スパッタ方
式はサイドスパッタが好ましく、ゴミに対して有利であ
ると同時に、水平搬送から基板がほぼ直立した時に、基
板の自重で突き当て、上下方向の位置だしが出来るとい
う利点がある。
【0007】図2に、従来のスパッタ室内の模式断面図
を示す。21はガラス基板、22は均熱板、23はヒー
ター内蔵の支持台で水平搬送されたガラス基板をスパッ
タ時にほぼ直立させる機構を有する。24は基板がほぼ
直立した時に上下方向の位置だしを行うための突き当て
ピンである。25はスパッタ用のターゲット、26はゲ
ートバルブ、27は排気口、28は装置マスク(防着
板)を示す。スパッタ膜形成終了後、基板は搬送室7を
介して搬入搬出室1、又は2の専用カセットに戻り、専
用カセットに所定の成膜処理済の基板枚数が収納された
後、大気開放されて外部カセット8、又は9に移され
る。本発明は、上記従来の枚葉スパッタ装置を用い、加
熱室からスパッタ室に保護膜付基板を搬送し、スパッタ
室で成膜する場合、投入電力を低電力から始めて高電力
で終わることを特徴とする。この時、同一スパッタ室内
で同一材料で膜を形成してもよいし、異なるスパッタ室
を用いて同一材料で膜を形成してもよいし、又異なるス
パッタ室を用いて異なる材料で多層形成してもよい。量
産時のタクト短縮の目的からは、ターゲットヘの投入電
力を極力大きくし、堆積速度を早くして膜を形成する方
法が選択されるべきであるが、本発明の検討から、投入
電力に依存して膜の初期形成の段階で膜質が劣化するこ
とが明らかとなった。
【0008】図3にITO膜の場合の、投入電力をパラ
メーターとした時の、吸収、シート抵抗の膜厚依存性を
示す。実用上は、シート抵抗に関しては〜20Ω/□以
下、吸収に関しては〜3%以下(ガラス基板、保護膜、
ITO膜を含む)を目標とするが、投入電力が1KW、
3KWの両者において膜の初期形成の段階(〜300
Å)で膜質(特に吸収)の劣化が大きい。又、低電力の
方が劣化が少ないことがわかる。本発明の検討結果から
は、成膜中の保護膜からの脱ガス成分が、取り込まれて
いることが原因と推測される。
【0009】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。 [実施例1]BM(ブラックマトリクス)、色材、保護
膜を設けた洗浄済ガラス基板(コーニング7059、3
70×470×1.1t)を用意し、この基板を外部カ
セットから枚葉装置に投入し、加熱、膜形成を行った。
保護膜は日本合成ゴム製のアクリル系の保護膜でその厚
さは約2μである。図1に示す加熱室3、スパッタ室
4、又は5、又は6において、基板加熱温度は200℃
に設定した。スパッタ室では、図2のごとくして、IT
O膜を1500Å形成した。この時のスパッタ圧力は
0.45Pa、Ar流量100sccm、酸素流量1.
4sccmであった。投入電力は約300Åまで1KW
(〜260mW/cm2)とし、その後投入電力を3K
Wまであげ、同一スパッタ室内で残り1200Åの厚さ
を形成した。形成後の評価項目はITO膜のシート抵抗
と吸収(透過率)であるが、シート抵抗に関しては〜2
0Ω/□以下、吸収に関しては〜3%と透過性に優れる
透明導電膜が得られた。
【0010】[実施例2]実施例1と同様にして、保護
膜上にITO膜を1500Å形成した。但しスパッタ室
としては図1に示す4と5の2室を用いた。この時のス
パッタ圧力は両室とも0.45Pa、Ar流量100s
ccm、酸素流量1.4sccmとした。4室の投入電
力は約300ÅまでlKW(〜260mW/cm2)と
し、その後5室に搬送し投入電力を3KWまであげ、残
り1200Åの厚さを形成した。シート抵抗に関しては
〜20Ω/□以下、吸収に関しては〜3%と透過性に優
れる透明導電膜が得られた。
【0011】(比較例1)実施例1と同様にして、保護
膜上にITO膜を1500Å形成した。この時のスパッ
タ圧力は、0.45Pa、Ar流量100sccm、酸
素流量1.4sccmとした。投入電力は3KWとし1
室内で条件を変えることなく形成した。シート抵抗に関
しては25〜30Ω/□、吸収に関しては〜7%と導電
性、透過性ともに劣る透明導電膜が得られた。特に吸収
量においては、カラーフィルターの透過率を大きく損な
うものであり、実用上問題であった。
【0012】[実施例3]実施例1と同様にして、保護
膜上にSiO2膜を300Å、ITO膜を1500Å形
成した。但しスパッタ室としては図1に示す4と5の2
室を用いた。この時のスパッタ圧力は両室とも0.45
Pa、Ar流量100sccm、酸素流量1.4scc
mとした。4室のSiO2スパッタ投入電力は〜1KW
(〜260mW/cm2)とし、その後5室に搬送しI
TO投入電力を3KWまであげ、更に1500Åの厚さ
を形成した。シート抵抗に関しては〜20Ω/□以下、
吸収に関しては〜3%と透過性に優れる透明導電膜が得
られた。
【0013】(比較例2)実施例3と同様にして、保護
膜上にSiO2膜を300Å、ITO膜を1500Å形
成した。但しスパッタ室としては図1に示す4と5の2
室を用いた。この時のスパッタ圧力は両室とも0.45
Pa、Ar流量100sccm、酸素流量1.4scc
mとした。4室のSiO2スパッタ投入電力は〜3KW
(〜260mW/cm2)とし、その後5室に搬送しI
TO投入電力を同様に3KWとし、更に1500Åの厚
さを形成した。シート抵抗に関しては〜20Ω/□以下
と良好であったが、吸収に関しては〜5%と透過性に劣
る透明導電膜が得られた。
【0014】(比較例3)実施例1と同様にして、保護
膜上にITO膜を1500Å形成した。但しスパッタ室
としては図1に示す4と5の2室を用いた。この時のス
パッタ圧力は両室とも0.45Pa、Ar流量100s
ccm、酸素流量1.4sccmとした4室の投入電力
は約300Åまで1.5KW(〜390mW/cm2
とし、その後5室に搬送し投入電力を3KWまであげ、
残り1200Åの厚さを形成した。シート抵抗に関して
は〜25Ω/□、吸収に関しては〜5%と導電性、透過
性に劣る透明導電膜が得られた。
【0015】
【発明の効果】本発明は、以上のように、スパッタ室に
おける有機樹脂層を成膜面とする基板上に膜を形成する
に際して、一つのスパッタ室内であるいは複数のスパッ
タ室毎に、投入電力を段階的又は連続的に変えて成膜す
ることにより、膜質の向上を図ることができると共に、
膜質の維持管理に優れた高品質の、スパッタ膜及びそれ
を製造することが可能なスパッタ膜の製造方法を実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】液晶用枚葉式スパッタ製造装置の一例を示す模
式図である。
【図2】液晶用枚葉式スパッタ製造装置のスパッタ室の
断面を示す模式図である。
【図3】本発明による効果を示す図である。
【符号の説明】
1:搬入搬出室 2:搬入搬出室 3:加熱室 4:スパッタ室 5:スパッタ室 6:スパッタ室 7:搬送室 8:外部カセット 9:外部カセット 21:保護膜付き基板 22:均熱板 23:支持台 24:突き当てピン 25:ターゲット 26:ゲートバルブ 27:排気口 28:装置マスク

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一つの搬入搬出室、及び少なく
    とも一つのスパッタ室、及び該搬入搬出室とスパッタ室
    との間で基板を搬送する搬送室を有する枚葉式スパッタ
    装置を用いたスパッタ膜の製造方法において、 投入電力を段階的又は連続的に変えて、有機樹脂層上に
    膜を形成することを特徴とするスパッタ膜の製造方法。
  2. 【請求項2】前記膜の形成が、同一のスパッタ室又は異
    なるスパッタ室で行われることを特徴とする請求項1に
    記載のスパッタ膜の製造方法。
  3. 【請求項3】前記投入電力が、低電力から始まり高電力
    で終わることを特徴とする請求項1または請求項2に記
    載のスパッタ膜の製造方法。
  4. 【請求項4】前記低電力が、ターゲット電力密度におい
    て300mW/cm2以下であることを特徴とする請求
    項1〜請求項3のいずれか1項に記載のスパッタ膜の製
    造方法。
  5. 【請求項5】前記膜が、同一材料で形成されることを特
    徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のス
    パッタ膜の製造方法。
  6. 【請求項6】前記膜が、透明導電膜であることを特徴と
    する請求項5に記載のスパッタ膜の製造方法。
  7. 【請求項7】前記膜が、異なる材料からなる膜を複数層
    に積層して形成されることを特徴とする請求項1〜請求
    項3のいずれか1項に記載のスパッタ膜の製造方法。
  8. 【請求項8】有機樹脂層上に形成された透明導電性のス
    パッタ膜であって、該膜は低電力から始まり高電力で終
    わるように投入電力を段階的又は連続的に変えることに
    より、成膜されたことを特徴とするスパッタ膜。
  9. 【請求項9】前記低電力を、ターゲット電力密度におい
    て300mW/cm2以下として形成されていることを
    特徴とする請求項8に記載のスパッタ膜。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003009394A1 (en) * 2001-07-18 2003-01-30 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of film-forming transparent electrode layer and device therefor
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JP2011524463A (ja) * 2008-05-06 2011-09-01 エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ 光透過性デバイス用導電性構造
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