JPH11350123A - Thin film production apparatus and production of liquid crystal display substrate - Google Patents
Thin film production apparatus and production of liquid crystal display substrateInfo
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- JPH11350123A JPH11350123A JP15696598A JP15696598A JPH11350123A JP H11350123 A JPH11350123 A JP H11350123A JP 15696598 A JP15696598 A JP 15696598A JP 15696598 A JP15696598 A JP 15696598A JP H11350123 A JPH11350123 A JP H11350123A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜製造装置およ
び薄膜の製造方法に関し、特に、液晶表示基板面に薄膜
を成膜するスパッタリング装置に適用して有効な技術に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film manufacturing apparatus and a thin film manufacturing method, and more particularly to a technique effective when applied to a sputtering apparatus for forming a thin film on a liquid crystal display substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示パネル(液晶表示基板)の製造
に使用されるDCマグネトロンスパッタリング方式の薄
膜製造装置では、大きさが1mm四方にも及ぶガラス基
板面に薄膜を形成する必要があった。このために、成膜
室(真空容器、チャンバ)の一方の側にターゲットを配
置し、他方の側にガラス基板を対向して配置すると共
に、ターゲットを配置した側の成膜室の外側に磁石を配
置し、この磁石をターゲットと平行に揺動(往復移動)
させることによって、マグネトロン放電によるプラズマ
の発生位置をターゲット表面で順次揺動させてガラス基
板上に均一な薄膜を生成していた。2. Description of the Related Art In a DC magnetron sputtering type thin film manufacturing apparatus used for manufacturing a liquid crystal display panel (liquid crystal display substrate), it is necessary to form a thin film on a glass substrate surface having a size of 1 mm square. For this purpose, a target is arranged on one side of a film forming chamber (vacuum chamber, chamber), a glass substrate is arranged on the other side, and a magnet is placed outside the film forming chamber on the side where the target is arranged. And swing this magnet parallel to the target (reciprocating movement)
By doing so, the position where the plasma is generated by the magnetron discharge is caused to fluctuate sequentially on the target surface to generate a uniform thin film on the glass substrate.
【0003】ターゲットはバッキングプレートと称され
る平板表面にインジューム合金でボンディング(接着、
固定)された一体構造をなし、成膜室の壁の一部を構成
する背面プレートにボルト等で固定されていた。バッキ
ングプレートは、たとえば、熱伝導性が高い銅からなる
平板であり、その内部には水路が設けられ、この水路内
に水を循環させることによって、スパッタ時に高温とな
るターゲットを冷却していた。A target is bonded (bonded, bonded) to a flat plate surface called a backing plate with an indium alloy.
Fixed), and was fixed to a back plate constituting a part of the wall of the film forming chamber with bolts or the like. The backing plate is, for example, a flat plate made of copper having high thermal conductivity, and a water passage is provided therein. By circulating water in the water passage, a target that becomes high in temperature during sputtering is cooled.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。従来
のDCマグネトロンスパッタリング方式の薄膜製造装置
では、永久磁石をターゲットと平行に往復移動させるた
めに、反転位置となるターゲットの両端部とそれ以外の
中間部分とでは永久磁石が留まる時間に差が生じ、その
結果、ターゲットのエロージョン速度にも差が生じてい
た。一般的に、永久磁石の反転部位となるターゲットの
両端部分ではエロージョンの進行が速く、他の部分では
進行が遅くなっていた。このために、両端部分のエロー
ジョン深さによって、ターゲット全体の寿命が決まって
いた。たとえば、従来の薄膜製造装置では、全ターゲッ
ト重量の15〜20パーセント程度しか使用されていな
い場合であっても、両端部分のエロージョン深さが所定
の深さ(均一なスパッタができる深さ)に達してしまう
ので、交換の必要が生じていた。SUMMARY OF THE INVENTION As a result of studying the above prior art, the present inventor has found the following problems. In a conventional DC magnetron sputtering type thin film manufacturing apparatus, since the permanent magnet is reciprocated in parallel with the target, there is a difference in the time during which the permanent magnet stays between the opposite ends of the target at the reversal position and other intermediate parts. As a result, there was a difference in the erosion speed of the target. Generally, the erosion progresses rapidly at both ends of the target, which is the inversion portion of the permanent magnet, and slows at other portions. For this reason, the life of the entire target has been determined by the erosion depth at both ends. For example, in a conventional thin film manufacturing apparatus, even when only about 15 to 20% of the total target weight is used, the erosion depth at both ends is set to a predetermined depth (a depth at which uniform sputtering can be performed). It would have to be replaced.
【0005】この問題を解決する方法として、エロージ
ョンの進行速度が速い両端部分の厚さのみを他の部分の
厚さよりも厚くターゲットを形成することによって、タ
ーゲット全体の寿命を延ばすという方法があった。As a method of solving this problem, there is a method of extending the life of the entire target by forming a target having a thickness only at both ends where the erosion proceeds at a higher speed than the thickness of the other portions. .
【0006】しかしながら、ターゲット両端部分の板厚
のみを厚くした場合、ターゲットとバッキングプレート
接合面との形状が複雑になってしまい、加工コストが増
大してしまうという問題があった。また、強度的な問題
からバッキングプレートの厚さも厚くする必要が生じる
ことから、ターゲットユニット(ターゲットアセンブ
リ)の重量が増加し、その交換に要する労力および時間
が増加してしまい、生産効率が低下してしまうという問
題があった。However, when only the thickness of both ends of the target is increased, there is a problem that the shape of the target and the backing plate joining surface becomes complicated and the processing cost increases. In addition, since the thickness of the backing plate needs to be increased due to the problem of strength, the weight of the target unit (target assembly) increases, the labor and time required for replacement thereof increase, and the production efficiency decreases. There was a problem that would.
【0007】また、近年における液晶表示装置の大型化
と製造コストの低減とから、基板となるガラス基板の大
きさが大型化しており、これに伴って、ターゲット面積
もさらに大型化する必要が生じて、ターゲットユニット
重量の増加を少しでも緩やかにしつつ、ターゲット寿命
の長期化が切望されている。Further, in recent years, the size of a glass substrate as a substrate has been increased due to an increase in size of a liquid crystal display device and a reduction in manufacturing cost, and accordingly, it has been necessary to further increase the target area. Therefore, there is a strong demand for a longer target life while reducing the increase in the weight of the target unit even slightly.
【0008】本発明の目的は、ターゲットの使用効率を
向上させることが可能な技術を提供することにある。本
発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明
細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the use efficiency of a target. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。 (1)ターゲットをバッキングプレートとに固定してな
るターゲットアセンブリのターゲット表面に発生させた
プラズマによって、前記ターゲット表面をスパッタし、
前記ターゲットに対向して配置される絶縁基板の対向面
に薄膜を形成する薄膜製造装置において、前記ターゲッ
トアセンブリを複数に分割し、該分割されたターゲット
の表面上のプラズマ発生位置を順次移動させる。SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows. (1) Sputtering the target surface by plasma generated on the target surface of a target assembly in which the target is fixed to a backing plate;
In a thin-film manufacturing apparatus for forming a thin film on a facing surface of an insulating substrate arranged to face the target, the target assembly is divided into a plurality of parts, and a plasma generation position on a surface of the divided target is sequentially moved.
【0010】(2)前述した(1)に記載の薄膜製造装
置において、前記ターゲットアセンブリを3分割以上と
した。(2) In the thin film manufacturing apparatus described in (1), the target assembly is divided into three or more parts.
【0011】(3)前述した(1)もしくは(2)に記
載の薄膜製造装置において、前記スパッタ時のターゲッ
トの間隔が、0.5mm以下である。(3) In the thin-film manufacturing apparatus described in (1) or (2) above, the interval between the targets during the sputtering is 0.5 mm or less.
【0012】(4)前述した(1)乃至(3)の内の何
れかに記載の薄膜製造装置において、前記ターゲットア
センブリと前記絶縁基板とを真空中に配置した。(4) In the thin film manufacturing apparatus according to any one of (1) to (3), the target assembly and the insulating substrate are arranged in a vacuum.
【0013】(5)ターゲットをバッキングプレートに
固定してなるターゲットアセンブリのターゲット表面に
発生させたプラズマの位置を揺動し、前記ターゲットを
スパッタし、前記ターゲットに対向配置された絶縁基板
にスパッタされた粒子を堆積させる液晶表示基板の製造
方法において、前記ターゲットアセンブリを複数に分割
し、該分割されたターゲットの表面上のプラズマ発生位
置を順次移動させる。(5) The position of the plasma generated on the target surface of the target assembly in which the target is fixed to the backing plate is swung, the target is sputtered, and the target is sputtered on the insulating substrate opposed to the target. In the method for manufacturing a liquid crystal display substrate on which particles are deposited, the target assembly is divided into a plurality of parts, and a plasma generation position on a surface of the divided target is sequentially moved.
【0014】前述した(1)〜(5)の手段によれば、
たとえば、ターゲットアセンブリに対向配置される絶縁
基板表面にスパッタリングによって薄膜を形成する際
に、ターゲットアセンブリのバッキングプレート側に配
置された磁石を揺動させて、ターゲットの表面に発生さ
せたプラズマを揺動させるマグネトロンスパッタリング
方式の薄膜製造装置で最もエロージョンが進行する磁石
の折り返し点付近と、通過点部分となる中心部付近とを
分割することによって、それぞれ個別に交換可能となる
すなわちエロージョンの進行が速い部分のターゲットア
センブリのみを交換することができるので、ターゲット
の使用効率を向上させることができる。According to the above-mentioned means (1) to (5),
For example, when a thin film is formed by sputtering on the surface of an insulating substrate opposed to the target assembly, a magnet arranged on the backing plate side of the target assembly is swung to swing plasma generated on the surface of the target. By dividing the vicinity of the turning point of the magnet where the erosion progresses most in the thin film manufacturing apparatus of the magnetron sputtering system and the vicinity of the center part which is the passing point part, it becomes possible to exchange each individually, that is, the part where the erosion progresses fast Because only the target assembly can be replaced, the efficiency of use of the target can be improved.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明について、発明の実
施の形態(実施例)とともに図面を参照して詳細に説明
する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings together with embodiments (examples) of the invention. In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.
【0016】《装置の全体構成》図1は本発明の一実施
の形態の薄膜製造装置の概略構成を説明するための図で
あり、特に、スパッタリング成膜室の概略構成を示す図
である。なお、本実施の形態の薄膜製造装置は、DCマ
グネトロンスパッタリング方式の薄膜製造装置である。<< Overall Configuration of Apparatus >> FIG. 1 is a view for explaining a schematic configuration of a thin film manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, and is a view particularly showing a schematic configuration of a sputtering film forming chamber. The thin film manufacturing apparatus of the present embodiment is a DC magnetron sputtering type thin film manufacturing apparatus.
【0017】図1において、101は磁石、102は真
空容器(チャンバ)、103は電極、104はマスク治
具、105はサセプタ、106は絶縁基板、107はタ
ーゲット、108はバッキングプレート、109はプラ
ズマ、110は直流電源、111は真空排気口、112
はガス供給口を示す。ただし、X,Y,Zは、それぞれ
X軸、Y軸、Z軸を示す。なお、ターゲット107とバ
ッキングプレート108とからなるターゲットアセンブ
リの真空容器102への取り付け機構については後述す
る。In FIG. 1, 101 is a magnet, 102 is a vacuum vessel (chamber), 103 is an electrode, 104 is a mask jig, 105 is a susceptor, 106 is an insulating substrate, 107 is a target, 108 is a backing plate, and 109 is plasma. , 110 is a DC power supply, 111 is a vacuum exhaust port, 112
Indicates a gas supply port. Here, X, Y, and Z indicate the X axis, the Y axis, and the Z axis, respectively. A mechanism for attaching the target assembly including the target 107 and the backing plate 108 to the vacuum vessel 102 will be described later.
【0018】磁石101は、図5に示すように、Y軸方
向に延在するN極をS極で囲むように形成されており、
特に、N極のY軸方向の長さは、ターゲットアセンブリ
113のY軸方向の長さよりも短く構成される。これ
は、ターゲット107のエロジョン領域をターゲットサ
イズよりも小さくなるように構成することによって、真
空容器102内(成膜室)の他の部材をスパッタリング
しないようにするためである。磁石101は、長手方向
がY軸方向となり、かつ、XY平面と平行に真空容器1
02の外側に配置され、矢印で示すX軸方向に揺動され
る。なお、この揺動機構については、従来の薄膜製造装
置と同様となるので、その詳細な説明については省略す
る。As shown in FIG. 5, the magnet 101 is formed so as to surround an N pole extending in the Y-axis direction with an S pole.
In particular, the length of the N pole in the Y-axis direction is shorter than the length of the target assembly 113 in the Y-axis direction. This is because the erosion region of the target 107 is configured to be smaller than the target size so that other members in the vacuum chamber 102 (the film forming chamber) are not sputtered. The magnet 101 is arranged such that the longitudinal direction is the Y-axis direction and the vacuum vessel 1 is parallel to the XY plane.
02, and swings in the X-axis direction indicated by the arrow. Since the swing mechanism is the same as that of the conventional thin film manufacturing apparatus, a detailed description thereof will be omitted.
【0019】磁石101の揺動に伴って、マグネトロン
放電によるプラズマ109の発生位置はターゲット10
7の表面側すなわち絶縁基板106に対向する面側で順
次揺動され、ターゲット107の表面をスパッタし、絶
縁基板106の表面すなわちターゲットと対向する側の
面に薄膜を形成する。このときのプラズマ109の発生
は、直流電源110の一方の側が接続されるターゲット
アセンブリ113と、直流電源110の他方の側が接続
される電極103との電界による。With the oscillation of the magnet 101, the position of the plasma 109 generated by the magnetron discharge is determined by the target 10
7, the surface of the target 107 is sputtered, and a thin film is formed on the surface of the insulating substrate 106, that is, the surface facing the target. The generation of the plasma 109 at this time is caused by the electric field between the target assembly 113 to which one side of the DC power supply 110 is connected and the electrode 103 to which the other side of the DC power supply 110 is connected.
【0020】ターゲットアセンブリ113は、真空容器
102内の磁石101が配置される内部の側面に設けら
れた図示しない背面プレートに固定されている。このタ
ーゲットアセンブリ113と対向する位置には、温度制
御可能なサセプタ105が設けられており、該サセプタ
105の表面側すなわちターゲットアセンブリと対向す
る側に絶縁基板106が保持される。この絶縁基板10
6の表面側には、絶縁基板106の外周部を覆い、成膜
室内壁すなわち真空容器102の内壁への膜の付き周り
を防止するマスク治具104が配置されている。The target assembly 113 is fixed to a back plate (not shown) provided on a side surface inside the vacuum vessel 102 where the magnet 101 is arranged. A susceptor 105 whose temperature can be controlled is provided at a position facing the target assembly 113, and an insulating substrate 106 is held on the surface side of the susceptor 105, that is, on the side facing the target assembly. This insulating substrate 10
A mask jig 104 that covers the outer peripheral portion of the insulating substrate 106 and prevents the film from sticking to the inner wall of the film formation chamber, that is, the inner wall of the vacuum vessel 102, is disposed on the front surface side of 6.
【0021】サセプタ105を設けた側には、真空排気
口111が設けられており、該真空排気口111には、
図示しない周知の真空排気システムが接続されており、
該真空排気システムによって、真空容器102内のガス
を排気すると共に、所定の圧力に調圧させる。このサセ
プタ105を設けた側には、ガス供給口112も配置さ
れており、たとえば、周知のアルゴンガス(Ar単独あ
るいはAr+O2等)を供給する。On the side where the susceptor 105 is provided, a vacuum exhaust port 111 is provided.
A well-known vacuum exhaust system (not shown) is connected,
The evacuation system evacuates the gas in the vacuum vessel 102 and regulates the pressure to a predetermined pressure. A gas supply port 112 is also provided on the side where the susceptor 105 is provided, and supplies, for example, a well-known argon gas (Ar alone or Ar + O 2 or the like).
【0022】したがって、本実施の形態では、プラズマ
109の発生中において、アルゴンイオンが陰極である
ターゲット107に衝突し、そこからスパッタされた粒
子がターゲット107に対向配置される絶縁基板106
の表面上に堆積して成膜される。このとき、磁石101
の発生する磁界によって、発生されたプラズマ109は
ターゲット107の近傍に閉じ込められ、その電子は、
サイクロイド曲線を描きながらドリフト運動をすること
となるので、電子とガス分子との電離衝突確率が増大
し、薄膜の堆積速度を大きくすることができる。このと
き、プラズマ109はターゲット107の近傍に閉じ込
められることとなるので、プラズマ109による絶縁基
板106への影響を小さく抑えることができる。Therefore, in the present embodiment, during the generation of the plasma 109, the argon ions collide with the target 107, which is a cathode, and the particles sputtered therefrom cause the insulating substrate 106 to face the target 107.
And deposited on the surface of the film. At this time, the magnet 101
Is generated, the generated plasma 109 is confined in the vicinity of the target 107, and its electrons are
Since the drift motion is performed while drawing a cycloid curve, the probability of ionization collision between electrons and gas molecules is increased, and the deposition rate of the thin film can be increased. At this time, since the plasma 109 is confined in the vicinity of the target 107, the influence of the plasma 109 on the insulating substrate 106 can be reduced.
【0023】《ターゲットアセンブリの概略構成》図2
はターゲットアセンブリの概略構成を説明するための正
面図であり、図3はAA部の断面図である。<< Schematic Configuration of Target Assembly >> FIG.
FIG. 3 is a front view for explaining a schematic configuration of a target assembly, and FIG. 3 is a sectional view of an AA part.
【0024】図2に示すように、本実施の形態の薄膜製
造装置では、ターゲットアセンブリ113は、Y軸方向
すなわち磁石の揺動方向と垂直をなす方向に3分割され
ており、それぞれのターゲットアセンブリ113a,1
13b,113cが独立して、真空容器102の壁面に
設けられた背面プレート203に固定されている。した
がって、本実施の形態では、図4のターゲット位置とエ
ロージョン深さとの関係を示す図から明らかなように、
ターゲット107のエロージョン深さが深いすなわちエ
ロージョンの進行速度が速く短寿命となるターゲットア
センブリ113a,113cのみを交換することによっ
て、特に、エロージョン進行速度が遅い中心部分のター
ゲットアセンブリ113bの交換頻度を低減することが
できる。ただし、ターゲット107とバッキングプレー
ト108との接着は、従来のターゲットアセンブリと同
様に、インジュームあるいはインジューム合金である。As shown in FIG. 2, in the thin film manufacturing apparatus according to the present embodiment, the target assembly 113 is divided into three in the Y-axis direction, that is, in the direction perpendicular to the magnet swing direction. 113a, 1
13b and 113c are independently fixed to a back plate 203 provided on the wall surface of the vacuum vessel 102. Therefore, in the present embodiment, as is clear from the diagram showing the relationship between the target position and the erosion depth in FIG.
By exchanging only the target assemblies 113a and 113c in which the erosion depth of the target 107 is deep, that is, the erosion progress speed is high and the life is short, the frequency of exchanging the target assembly 113b in the central portion where the erosion progress speed is low is reduced. be able to. However, the bonding between the target 107 and the backing plate 108 is made of indium or indium alloy as in the case of the conventional target assembly.
【0025】図2から明らかなように、本実施の形態の
ターゲットアセンブリは、各ターゲットアセンブリを独
立して背面プレートから交換可能とするために、それぞ
れのバッキングプレート108に背面プレートへの取り
付け用のネジ穴202が周辺部に設けられている。ま
た、図3に示すように、背面プレートには各ターゲット
アセンブリ113a,113b,113cに対応した凹
部301a,301b,301c(以下、「真空室」と
記す)が設けられている。As is apparent from FIG. 2, the target assemblies of the present embodiment have respective backing plates 108 for attachment to the back plate so that each target assembly can be replaced independently from the back plate. A screw hole 202 is provided in the periphery. As shown in FIG. 3, the back plate is provided with recesses 301a, 301b, and 301c (hereinafter, referred to as "vacuum chambers") corresponding to the respective target assemblies 113a, 113b, and 113c.
【0026】真空容器102の内部を真空状態にしたと
きに、背面プレートに設けた真空室301a,301
b,301cの空気を抜くための孔として、各バッキン
グプレート108の周辺部には排気孔201が設けられ
ている。このとき、第1の真空室の排気を行うのは第1
の排気孔201aであり、第2の真空室の排気を行うの
は第2の排気孔201bであり、第3の真空室の排気を
行うのは第3の排気孔201cである。When the inside of the vacuum vessel 102 is evacuated, vacuum chambers 301a, 301 provided on the back plate are provided.
Exhaust holes 201 are provided in the periphery of each backing plate 108 as holes for removing air of b and 301c. At this time, the first vacuum chamber is evacuated by the first vacuum chamber.
The second exhaust hole 201b exhausts the second vacuum chamber, and the third exhaust hole 201c exhausts the third vacuum chamber.
【0027】また、このときの隣接するバッキングプレ
ート108へのターゲット107の取り付け位置は、成
膜時のバッキングプレート温度とターゲット温度、並び
に、それぞれの熱膨張率の差を考慮し、成膜時における
隣接するターゲット107の間隔が0.5mm以下とな
るようにターゲット107を接着する。このとき、アル
ミや銅の薄膜を絶縁基板106に形成する場合には、タ
ーゲット107とバッキングプレート108との熱膨張
率は大きく異ならないが、ITO薄膜を形成する場合に
は、ターゲット107をITOで形成しバッキングプレ
ート108を銅等で形成するのが一般的であり、熱膨張
率が大きく異なることとなっている。したがって、本実
施の形態では、ターゲット107とバッキングプレート
108との材質が異なりその熱膨張率が異なる場合に
は、バッキングプレート108の端部とターゲット10
7の端部とを揃えるのではなく、バッキングプレート1
08のX軸方向の長さをターゲット107よりも短く
(または長く)形成して段差を設けておく。これによっ
て、一般的に、高温となる成膜時におけるターゲット1
07の変形や割れ等を防止することができる。このとき
の段差は、成膜持に隣接するターゲット107間の間隔
が0.5mm以下となる間隔とし、その間隔は実験等に
よって最適値を見つけるものとする。これによって、成
膜中に隣接するターゲット107の隙間から不純物とし
てバッキングプレート108等がスパッタリングされる
ことを防止できる。At this time, the mounting position of the target 107 on the adjacent backing plate 108 is determined by taking into consideration the difference between the backing plate temperature and the target temperature during film formation and the difference between the respective coefficients of thermal expansion. The targets 107 are bonded so that the distance between adjacent targets 107 is 0.5 mm or less. At this time, when a thin film of aluminum or copper is formed on the insulating substrate 106, the thermal expansion coefficients of the target 107 and the backing plate 108 do not greatly differ from each other. In general, the backing plate 108 is formed of copper or the like, and the coefficient of thermal expansion is largely different. Therefore, in the present embodiment, when the material of the target 107 and the material of the backing plate 108 are different and the coefficients of thermal expansion are different, the end of the backing plate 108 and the target 10
7 is not aligned with the backing plate 1
08 is formed shorter (or longer) than the target 107 in the X-axis direction to provide a step. Thereby, in general, the target 1 during film formation at a high temperature is formed.
07 can be prevented from being deformed or cracked. The step at this time is an interval at which the interval between the targets 107 adjacent to the film is 0.5 mm or less, and the interval is determined to be an optimum value through experiments or the like. This can prevent the backing plate 108 and the like from being sputtered as impurities from the gap between the adjacent targets 107 during the film formation.
【0028】また、本実施の形態では、各ターゲット1
07a,107b,107cの大きさが等しくなるよう
に分割したが、これに限定されることはなく、それぞれ
が異なる大きさに分割してもよいことはいうまでもな
い。さらには、各バッキングプレート108a,108
b,108c上でターゲット107のみをさらに分割し
てもよいことはいうまでもない。In the present embodiment, each target 1
Although the divisions are made such that the sizes of 07a, 107b, and 107c are equal, it is needless to say that the present invention is not limited to this, and they may be divided into different sizes. Further, each backing plate 108a, 108
It goes without saying that only the target 107 may be further divided on b and 108c.
【0029】また、図3に示すように、各バッキングプ
レート108の大きさに対応して、バッキングプレート
108の背面の真空室301も分割することによって、
背面プレート203の強度を向上させることができるこ
とはいうまでもない。As shown in FIG. 3, the vacuum chamber 301 on the back of the backing plate 108 is also divided according to the size of each backing plate 108,
It goes without saying that the strength of the back plate 203 can be improved.
【0030】本実施の形態では、ターゲットアセンブリ
の分割数を3としたが、これに限定されることはなく、
図4に示すように、エロージョンの進行速度が大きく異
なる部分をそれぞれ分離させることができるならば、分
割数は3に限定されることはなく、それ以上でもよいこ
とはいうまでもない。この場合には、各ターゲットアセ
ンブリ113の重量を低減させると共に、その強度(変
形に対する強度を含む)を上げることができる。In the present embodiment, the number of divisions of the target assembly is set to 3, but is not limited to this.
As shown in FIG. 4, the number of divisions is not limited to three, but may be more than three as long as the portions having greatly different erosion speeds can be separated. In this case, it is possible to reduce the weight of each target assembly 113 and increase its strength (including the strength against deformation).
【0031】さらには、従来の液晶表示基板用薄膜製造
装置では、液晶表示装置の大画面化およびコスト削減の
ための液晶表示基板の多面取り化によって、真空容器1
02のサイズが大型化しており、その強度を保つために
真空容器102の壁厚が厚なる傾向にある。一方、プラ
ズマ109の安定的な放電を維持させるためには、ター
ゲット107表面での磁場強度を所定値以上に保つ必要
がある。このための方策としては、従来よりも強力な磁
石101を用いる第一の方法と、ターゲット107およ
びバッキングプレート108の厚さを薄くする第二の方
法がある。しかしながら、現在の技術においては、均一
な磁場強度分布を有する強力な磁石を作成することが困
難なことから、一般的には、第二の方法あるいは第一と
第二の方法を組み合わせた方法が採用されている。しか
しながら、第二の方法を採用する場合、バッキングプレ
ート108の強度が薄型化と共に減少してしまうという
問題があり、従来の薄膜製造装置では、ターゲットアセ
ンブリの大型化と薄型化に伴って、ターゲットアセンブ
リの強度が低下し、交換作業により多くの時間が必要と
なっている。この点においても、本願発明を適用するこ
とによって、すなわち、各ターゲットアセンブリ113
a,113b,113cを小型化することによって、個
々のターゲットアセンブリ113a,113b,113
cの強度を向上できる(十分な強度を確保できる)の
で、その交換に際しても自由度が大きくなり、交換作業
の効率を向上できる。その結果、液晶ガラス基板の製造
効率を向上することができる。Further, in the conventional thin film manufacturing apparatus for a liquid crystal display substrate, the vacuum vessel 1 is formed by increasing the size of the liquid crystal display device and increasing the number of the liquid crystal display substrates for cost reduction.
The size of the vacuum container 102 tends to be large in order to maintain its strength. On the other hand, in order to maintain stable discharge of the plasma 109, the magnetic field intensity on the surface of the target 107 needs to be maintained at a predetermined value or more. As a measure for this, there are a first method using a magnet 101 stronger than before, and a second method for reducing the thickness of the target 107 and the backing plate 108. However, with the current technology, it is difficult to create a strong magnet having a uniform magnetic field strength distribution, so that the second method or a method combining the first and second methods is generally used. Has been adopted. However, when the second method is adopted, there is a problem that the strength of the backing plate 108 decreases as the thickness decreases, and in the conventional thin film manufacturing apparatus, the target assembly becomes larger and thinner. And the exchange work requires more time. Also in this regard, by applying the present invention, that is, each target assembly 113
By reducing the sizes of the target assemblies 113a, 113b, 113c,
Since the strength of c can be improved (sufficient strength can be ensured), the degree of freedom at the time of replacement can be increased, and the efficiency of the replacement work can be improved. As a result, the production efficiency of the liquid crystal glass substrate can be improved.
【0032】《薄膜の製造方法》絶縁基板106として
液晶表示装置を構成するガラス基板にITO膜(Ind
ium Tin Oxide)をスパッタ成膜する場合
について説明する。ただし、この場合には、図1に示す
薄膜製造装置のターゲット107はITOで構成され、
バッキングプレート108は銅で構成される。<< Method of Manufacturing Thin Film >> An ITO film (Ind) is formed on a glass substrate constituting a liquid crystal display device as the insulating substrate 106.
The case where sputter-deposited ium tin oxide is formed will be described. However, in this case, the target 107 of the thin film manufacturing apparatus shown in FIG.
The backing plate 108 is made of copper.
【0033】まず、排気孔111に接続される図示しな
い真空排気システムを動作させて、ITOターゲット1
07を装着したスパッタ成膜室内を所定の圧力に排気す
る。次に、吸気口からアルゴンガス(Ar+O2)を成
膜室内に導入して調圧した後に、ターゲットアセンブリ
と電極103間にDC電源110による直流電圧を印加
する。すると、往復移動する磁石101と共に、ターゲ
ット107の表面近傍に発生したプラズマ109が移動
する。このときの磁石101の移動回数(揺動回数)
は、数回から数十回である。First, a vacuum exhaust system (not shown) connected to the exhaust hole 111 is operated to
07 is evacuated to a predetermined pressure. Next, an argon gas (Ar + O 2 ) is introduced into the deposition chamber from the air inlet to regulate the pressure, and then a DC voltage is applied between the target assembly and the electrode 103 by the DC power supply 110. Then, the plasma 109 generated near the surface of the target 107 moves together with the reciprocating magnet 101. The number of movements of the magnet 101 at this time (the number of swings)
Is several to several tens of times.
【0034】この揺動運動によって移動するプラズマ1
09は、ターゲット107の表面を移動し、該プラズマ
109に曝されたターゲット107の表面から飛び出し
たスパッタ粒子が対向配置された絶縁基板(ガラス基
板)106上に堆積することによって、絶縁基板106
にITOスパッタ薄膜が形成される。The plasma 1 moving by this swinging motion
09 moves on the surface of the target 107 and sputtered particles sputtered from the surface of the target 107 exposed to the plasma 109 are deposited on the insulating substrate (glass substrate) 106 opposed to the insulating substrate 106.
Then, an ITO sputtered thin film is formed.
【0035】このとき、本実施の形態では、ITOター
ゲット表面のエロージョン深さが最も深くなるすなわち
ターゲットの寿命が短い第1および第3のターゲットア
センブリ113a,113cのみを交換することができ
るので、これらのターゲット107a,107cよりも
寿命が長い第2のターゲット107bを継続してその寿
命まで使用することができる。また、このときのターゲ
ットアセンブリの交換は、第1および第3のターゲット
アセンブリをそれぞれ別々に交換することができるの
で、その重量が軽くなり、交換効率を向上できる。した
がって、薄膜製造装置の停止時間を短縮することが可能
となり、生産効率を向上できる。At this time, in this embodiment, only the first and third target assemblies 113a and 113c in which the erosion depth of the surface of the ITO target is the deepest, that is, the life of the target is short, can be replaced. The second target 107b having a longer life than the first targets 107a and 107c can be continuously used up to the life. In this case, since the first and third target assemblies can be replaced separately, the weight can be reduced, and the replacement efficiency can be improved. Therefore, it is possible to reduce the downtime of the thin film manufacturing apparatus, and improve the production efficiency.
【0036】なお、本実施の形態では、ターゲットおよ
び基板を水平状態に保持し、スパッタ粒子を鉛直方向に
飛来させて成膜を行うスパッタダウン方式の場合につい
て説明したが、これに限定されることはなく、スパッタ
粒子を水平方向に飛来させて成膜を行うサイドスパッタ
方式にも適用可能なことは言うまでもない。In this embodiment, the description has been given of the case of the sputter-down system in which the target and the substrate are held in a horizontal state and the sputtered particles fly in the vertical direction to form a film, but the present invention is not limited to this. However, it is needless to say that the present invention can be applied to a side sputtering method in which a sputtered particle is made to fly in a horizontal direction to form a film.
【0037】また、本実施の形態では、各ターゲットア
センブリのターゲット107のX軸方向の長さが等しく
なるように分割したが、これに限定されることはなく、
たとえば、図4に示すエロージョン深さに応じて決定す
ることによって、最適な長さとすることができる。In this embodiment, the target 107 of each target assembly is divided so that the length in the X-axis direction is equal. However, the present invention is not limited to this.
For example, an optimal length can be obtained by determining according to the erosion depth shown in FIG.
【0038】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。As described above, the invention made by the present inventor is:
Although specifically described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the embodiments of the present invention, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. .
【0039】[0039]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。エロージョン深さに対応したターゲッ
ト交換が可能となるので、ターゲットの使用効率を向上
させることができる。The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. Since the target can be exchanged according to the erosion depth, the use efficiency of the target can be improved.
【図1】本発明の一実施の形態の薄膜製造装置の概略構
成を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of a thin film manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】ターゲットアセンブリの概略構成を説明するた
めの正面図である。FIG. 2 is a front view for explaining a schematic configuration of a target assembly.
【図3】図2に示すAA部の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of an AA part shown in FIG. 2;
【図4】ターゲット位置とエロージョン深さとの関係の
一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between a target position and an erosion depth.
【図5】磁石の概略構成を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a schematic configuration of a magnet.
101…磁石、102…真空容器(チャンバ)、103
…電極、104…マスク治具、105…サセプタ、10
6…絶縁基板、107…ターゲット、108…バッキン
グプレート、109…プラズマ、110…直流電源、1
11…真空排気口、112…ガス供給口、113…ター
ゲットアセンブリ、201a…第1の排気孔、201b
…第2の排気孔201b、201c…第3の排気孔20
1c、202…ネジ穴、203…背面プレート、301
a…第1の真空室、301b…第2の真空室、301c
…第3の真空室。101: magnet, 102: vacuum container (chamber), 103
… Electrode, 104… mask jig, 105… susceptor, 10
6: insulating substrate, 107: target, 108: backing plate, 109: plasma, 110: DC power supply, 1
11 vacuum exhaust port, 112 gas supply port, 113 target assembly, 201a first exhaust hole, 201b
... second exhaust holes 201b, 201c ... third exhaust holes 20
1c, 202: screw hole, 203: back plate, 301
a: first vacuum chamber, 301b: second vacuum chamber, 301c
... the third vacuum chamber.
Claims (5)
定してなるターゲットアセンブリのターゲット表面に発
生させたプラズマによって、前記ターゲット表面をスパ
ッタし、前記ターゲットに対向して配置される絶縁基板
の対向面に薄膜を形成する薄膜製造装置において、 前記ターゲットアセンブリを複数に分割し、該分割され
たターゲットの表面上のプラズマ発生位置を順次移動さ
せることを特徴とする薄膜製造装置。1. A target assembly comprising a target assembly fixed to a backing plate, wherein the target surface is sputtered by plasma generated on the target surface, and a thin film is formed on an opposing surface of an insulating substrate disposed opposite to the target. 2. The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the target assembly is divided into a plurality of parts, and a plasma generation position on a surface of the divided target is sequentially moved.
て、 前記ターゲットアセンブリを3分割以上としたことを特
徴とする薄膜製造装置。2. The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the target assembly is divided into three or more parts.
置において、 前記スパッタ時のターゲットの間隔が、0.5mm以下
であることを特徴とする薄膜製造装置。3. The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein an interval between the targets during the sputtering is 0.5 mm or less.
の薄膜製造装置において、 前記ターゲットアセンブリと前記絶縁基板とを真空中に
配置したことを特徴とする薄膜製造装置。4. The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the target assembly and the insulating substrate are arranged in a vacuum.
してなるターゲットアセンブリのターゲット表面に発生
させたプラズマの位置を揺動し、前記ターゲットをスパ
ッタし、前記ターゲットに対向配置された絶縁基板にス
パッタされた粒子を堆積させる液晶表示基板の製造方法
において、 前記ターゲットアセンブリを複数に分割し、該分割され
たターゲットの表面上のプラズマ発生位置を順次移動さ
せることを特徴とする液晶表示基板の製造方法。5. The position of plasma generated on a target surface of a target assembly having a target fixed to a backing plate is swung, the target is sputtered, and the plasma is sputtered on an insulating substrate opposed to the target. A method of manufacturing a liquid crystal display substrate on which particles are deposited, wherein the target assembly is divided into a plurality of parts, and a plasma generation position on a surface of the divided target is sequentially moved.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15696598A JPH11350123A (en) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | Thin film production apparatus and production of liquid crystal display substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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---|---|
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ID=15639202
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JP (1) | JPH11350123A (en) |
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