スパッタ装置およびターゲットプレート
【課題】処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、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で、従来の、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となり、処理基板に異物欠陥やＰＨ等の欠陥を発生させるという問題を、解決できるスパッタ装置を提供する。
【解決手段】ターゲットプレート１０は、バッキングプレート１２に沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されている。
【解決手段】ターゲットプレート１０は、バッキングプレート１２に沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレー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とターゲットプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
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プレートとし、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。
【０００３】
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４（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４（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４（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４（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、ターゲットプレート８７１と平行にして対向させてスパッタが行われる。
尚、図４（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、ターゲットプレート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プレート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。
【０００４】
図４（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をターゲットプレー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プレート材を、厚さ８ｍｍ〜１５ｍｍとして用いる。
例えば、ターゲットプレートとしては、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プレート材をつなぎ合わせている。
【０００５】
このような、スパッタ装置においては、ターゲットプレー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、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となることがあり、これにより、処理基板に、異物欠陥やＰＨ等の欠陥が発生するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２４８２６号公報
【特許文献２】特開平６−２４７７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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４（ａ）に示すようなスパッタ装置においては、ターゲットプレート８７１と処理基板８６３とを立てた状態で対向させて、搬送しながらスパッタ処理を行っているが、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となり、これが、処理基板に異物欠陥やＰＨ等の欠陥を発生させ、問題となっていた。
本発明はこれに対応するもので、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、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で、従来の、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となり、処理基板に異物欠陥やＰＨ等の欠陥を発生させるという問題を、解決できるスパッタ装置を提供しようとするものである。
同時に、ターゲットプレートにおいて成膜に寄与していない部分を、削除ないし減らそうとするもので、更に、そのようなターゲットプレートを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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プレートとを、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であって、前記ターゲットプレートは、バッキングプレートに沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されていることを特徴とするものであり、前記ターゲットプレートの外周に沿い防着板を設けていることを特徴とするものである。
そして、上記いずれかのスパッタ装置であって、前記ターゲットプレート外周部の防着板は、その表面が粗面化されていることを特徴とするものである。
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。
【０００９】
尚、ここでは、スパッタに大きく寄与して侵食される部分をエロージョン領域と言う。 マグネットを用いて磁束でプラズマを閉じ込めるマグネトロンスパッタ方式のスパッタ装置の場合、エロージョン領域を大きくとるためにマグネットを揺動するが、マグネットの揺動に制限があり、ターゲットプレートには非エロージョン領域ができるのが通常である。
また、ここでは、防着板の粗面化とは、ターゲットプレートを使い切るまでの間、あるいは定期メンテナンスまでの間、ターゲットプレートから飛散し防着板に付着したものが剥れないように粗面化することである。
また、非エロージョン部分の粗面化とは、スパッタによりエロージョン部分から飛散して非エロージョン部分に付着したものが厚くなるが、これを剥れにくくするための粗面化である。
防着板を粗面化することで、剥がれるまでの時間が稼げるが、通常は、ターゲットプレートを使い切るまでに剥がれてしまうので、剥がれる前に交換する。
更に言うと、防着板は１つのターゲットプレートを使い切るまでの間に、何回か交換することを前提としており、ここで言う、防着板の粗面化とは、防着板に付着したターゲットプレートから飛散したものが、防着板の交換時期までに剥れないように粗面化することである。
【００１０】
本発明のターゲットプレートは、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用いられるターゲットプレートであって、前記ターゲットプレートは、バッキングプレートに沿い保持された状態でスパッタ処理に供された場合に、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されていることを特徴とするものである。
そして、上記のターゲットプレートであって、焼結体のＩＴＯ（錫をドープしたインジウム酸化物）からなることを特徴とするものである。
【００１１】
（作用）
本発明のスパッタ装置では、ターゲットプレートは、バッキングプレートに沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されている形態とすることにより、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、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で、従来の、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となり、処理基板に異物欠陥やＰＨ等の欠陥を発生させるという問題を、解決できるスパッタ装置の提供を可能としている。
詳しくは、エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い、粗面化されている非エロージョン部分となる領域を有することにより、非エロージョン部分に、該ターゲットから飛散したものが付着し、厚くなった付着物が剥れにくいものとしている。
そして、前記ターゲットプレートの外周に沿い防着板を設けている、請求項２の発明の形態することにより、防着板にターゲットプレートから飛散したものが付着することとなるが、適宜、防着板の交換を行うことにより、ターゲットプレートから飛散して防着板に付着したものが、厚くなり、剥れて、処理基板の異物欠陥やＰＨ等の欠陥の発生原因となることを、防止できるものとしている。
尚、エロージョン部分と非エロージョン部分との境界において、きっちりと非エロージョンのみを粗面化処理をするのは難しいので、通常、非エロージョン部分の一部や一部のエロージョン部分も粗面化処理する。
また、先にも述べたが、ここでは、非エロージョン部分の粗面化とは、スパッタによりエロージョン部分から飛散して非エロージョン部分に付着したものが厚くなるが、これを剥れにくくするための粗面化である。
そして、粗面化方法としては、具体的には、サンドブラストにより粗面化する方法やアルミニウム材を吹き付けるアルミ溶射等が挙げられる。
尚、ここで、アルミ溶射は、防着板の処理だけに適用され、ターゲットプレート表面の粗面化には適用できない。
【００１２】
更に、ターゲットプレート外周部の防着板は、その表面が粗面化されている、請求項３の発明の形態にすることにより、防着板にターゲットプレートから飛散したものが付着した付着物を、剥れずらいものとしている。
これにより、防着板の交換の時期の自由度を大きくすることができる。
尚、先にも述べたが、ここでは、防着板の粗面化とは、該防着板を使い切るまでの間、ターゲットプレートから飛散し防着板に付着したものが剥れないように粗面化することで、また、ターゲットプレートの粗面化とは、該ターゲットを使い切るまでの間、ターゲットプレートから飛散しターゲットプレートに付着したものが剥れないように粗面化することである。
そして、粗面化方法としては、具体的には、サンドブラストにより粗面化する方法やアルミニウム材を吹き付けるアルミ溶射等が挙げられる。
尚、ここでも、アルミ溶射は、防着板の処理だけに適用され、ターゲットプレート表面の粗面化には適用できない。
また、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４の発明の形態とすることにより、特に、有効である。
【００１３】
本発明のターゲットプレートは、バッキングプレートに沿い保持された状態でスパッタ処理に供された場合に、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されている形態としていることより、該粗面化された非エロージョン部分、あるいはエロージョン部分ににターゲットプレートから飛散して付着した付着物を剥れにくいものとできる。
特に、ターゲットプレートが、焼結体のＩＴＯ（錫をドープしたインジウム酸化物）からなる場合には有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上記のように、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、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で、従来の、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となり、処理基板に異物欠陥やＰＨ等の欠陥を発生させるという問題を、解決できるスパッタ装置の提供を可能とした。
また、このようなスパッタ装置に好適に用いられるターゲットプレートの提供を可能にした。
具体的には、成膜に寄与していない部分を、削除ないし減らすことができるターゲットプレートの提供を可能としした。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（ａ）は本発明に関わるスパッタ装置の実施の形態の１例におけるターゲット部の表面を示した概略図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１側から見た図で、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面図である。
【図２】本発明に関わるターゲットプレートの１例を用いたターゲット部を示した断面図である。
【図３】本発明のターゲットプレートの１例を用いたターゲット部を示した断面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明に関わるスパッタ装置の実施の形態の１例におけ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４（ｂ）は図４（ａ）のＢ１方向からみた、キャリアの他に搬送駆動用の歯車も示した図である。
【図５】ターゲットプレートとキャリアの対向状態を示した断面図である。
【図６】図６（ａ）はインライン型のＩＴＯスパッタ成膜装置の概略構成配置図で、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＩＴＯスパッタ成膜装置に用られるキャリアを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を説明する。
図１（ａ）は本発明に関わるスパッタ装置の実施の形態の１例におけるターゲット部の表面を示した概略図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１側から見た図で、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面図で、図２は本発明に関わるターゲットプレートの１例を用いたターゲット部を示した断面図で、図３は本発明のターゲットプレートの１例を用いたターゲット部を示した断面図で、図４（ａ）は本発明に関わるスパッタ装置の実施の形態の１例におけ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４（ｂ）は図４（ａ）のＢ１方向からみた、キャリアの他に搬送駆動用の歯車も示した図で、図５はターゲットプレートとキャリアの対向状態を示した断面図である。
尚、図４（ａ）は、図４（ｂ）、図４（ｃ）のＡ３方向から見た図であり、また、図４においては、キャリアの他にも回転ローラや歯車を示している。
図１〜図５中、１０は（エロージョン部分のみの）ターゲットプレート、１０ａは薄肉部、１０ｂは粗面化部、１１は防着板、１２はバッキングプレート、１３はターゲット保持部、１５はマグネット、１６は磁束の向き、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。
【００１７】
はじめに、本発明に関わるスパッタ装置の実施の形態の１例を、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、キャリアに搭載して立てた状態で、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。
本例は、スパッタ処理の際には、処理基板１３０を図４（ａ）に示すキャリア１００に搭載し、図５に示すように、処理基板１３０の成膜する側の面とターゲットプレート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。
本例のスパッタ装置において、キャリア１００は、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。
【００１８】
図１（ａ）にターゲット部を示すが、ターゲットプレート１０は、四角状で、その領域全体を、エロージョン部分のみとして、その外周に沿い防着板１１を設けている。
ここでは、ターゲットプレート１０は、バッキングプレート１２に沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その処理基板面側が、エロージョン部分のみからなる。
そして、防着板の表面を、サンドブラストにより粗くしている。
また、本例においては、図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面を図１（ｃ）に示すように、スパッタ処理側でないターゲットプレート１０の裏面側にマグネトロン構造にマグネットを備えてマグネトロンスパッタ方式により、スパッタ処理を行うものである。
本例においては、図１には明示していないが、マグネトロン構造のマグネットを一体として、ターゲットプレート面に沿い、ターゲットプレート１０の短辺方向、即ち、キャリア１００の搬送方向に、所定の範囲で揺動するもので、この揺動の範囲と、マグネトロン構造のマグネットの長手方向のサイズとにより、ここでは、ターゲットプレート１０の領域全体をエロージョン部としている。
マグネトロン構造は、回路設計上、電子やイオンが磁気回路にそって連続的に運動し、局所的に溜まることがないため、局部的に磁石等構造体に熱がたまることがなく、成膜、特に成膜分布に対して悪影響を及ぼす可能性がなく、好適である。
尚、マグネトロン構造は、薄膜ハンドブック（日本学術振興会・薄膜第１３１委員会編集、株式会社オーム社発行、平成７年１２月１０日第１版第６刷発行、１８６ページから１８８ページ）等に記載のように、スパッタリング等において広く用いられてきた。
マグネットの配置すなわち磁場を工夫して設けた構造で、その構造体表面に電子を拘束させることが可能となり、電離衝突の頻度が極めて高くなり、非常に大きなターゲット（材料）衝撃電流密度を容易に得ることができる。
このように、ターゲットプレート１０は、ターゲットプレート領域全体を、エロージョン部のみとして、その外周部に防着板１１を設けていることにより、従来の、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となり、処理基板に異物欠陥やＰＨ等の欠陥を発生させるという問題を、解決できる。
【００１９】
また、ターゲットプレート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プレート材を、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プレート材をつなぎ合わせている。
防着板１１としては、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）材が用いられる。
ここでは、防着板１１をサンドブラスト処理により粗面化している。
尚、この場合、表１のように、サンドブラスト処理により粗面化が行える。
【表１】
ＲａやＲｍａｘが大きいいほど、防着板１１に付着した膜の密着力は向上し、剥がれにくくなりますが、その交換が必要で、通常、メンテナンスの周期に合わせて、交換を行う。
例えば、あるメンテナンス周期交換を行う場合、その周期の間に防着板１１に付着する膜厚が１０μｍとすると、この膜厚で剥がれなければいいだけのサンドブラスト処理を行えば良く、過剰なブラスト処理はいらない。
上記表１のサンドブラスト処理の粗面化でも十分に実用レベルである。
【００２０】
ここでは、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をターゲットプレー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。
【００２１】
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が、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、駆動用モーター２１０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２００が、キャリア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。
【００２２】
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。
【００２３】
本例のスパッタ装置は１例で、これに限定されるものではない。
図１に示す本例のターゲット部の構造を、他の形態のマグネトロン方式のスパッタ装置、例えば、搬送しないでスパッタを行う装置等に、適用する形態が挙げられる。
また、処理基板１３０、ターゲットプレート１０を鉛直方向から傾けた状態、あるいは水平にして、互いに平行に対向した状態でスパッタを行う形態も挙げられる。
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。
【００２４】
また、本例のスパッタ装置の変形例として、本例において、図１に示すようなターゲット部に代え、図２や図３に示すターゲット部を用いる形態のスパッタ装置も挙げることができる。
図２に示すターゲット部においては、図１に示すターゲット部と同様、ターゲットプレート１０は、バッキングプレート１２に沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その外側全周にわたり、前記バッキングプレート面側に沿うように延設された薄肉部１０ａを設けているもので、該ターゲットプレート１０の処理基板面側をエロージョン部分のみとしている。
換言すると、図１に示すエロージョン部分のみをその領域とするターゲットプレートに、薄肉部１０ａを一体的に付加した形態のものである。
ターゲットプレート１０と防着板１１とは、電気的に分離していることが必要で、図１に示すターゲットプレートと防着板との間には、隙間があいてしまうため、該隙間からバッキングプレート１２がスパッタされるが、図２に示すターゲット部においては、ターゲットプレート１０が薄肉部１０ａを設けていることにより、バッキングプレート１２がスパッタされることを防止できる。
また、図３に示すターゲット部においては、図１に示すターゲット部と同様、ターゲットプレート１０は、バッキングプレート１２に沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、そのスパッタ面側の外側全周にわたり、粗面化されている。
１１ｂが粗面化部である。
ここでは、図１に示すエロージョン部分のみをその領域とするターゲットプレートに、更に、該粗面化された非エロージョン部分をその領域として加えた形態のもので、このような形態とすることにより、スパッタの際に、該粗面化された領域を非エロージョン部分として用いる場合には、該粗面化された非エロージョン部分にターゲットプレートから飛散して付着した付着物を剥れにくいものとできる。
尚、図２、図３に示すターゲット部において、ターゲットプレートは、図１に示すターゲットプレートと形状が異なるだけで、それ以外の各部については、全く、図１に示すターゲット部と同じである。
上記説明を以って、本発明に関わるターゲットプレートの実施の形態の説明とする。
【符号の説明】
【００２５】
１０ （エロージョン部分のみの）ターゲットプレート
１０ａ 薄肉部
１０ｂ 粗面化部
１１ 防着板
１２ バッキングプレート
１３ ターゲット保持部
１５ マグネット
１６ 磁束の向き
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 処理基板保持部
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 搬送支持レール（単に支持部とも言う）
８６８ 溝形成部
８６９ 回転ローラ（回転部とも言う）
８６９ａ 軸
８７１ ターゲットプレート
８９１ 水平方向
８９２ 鉛直方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレー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とターゲットプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
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プレートとし、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。
【０００３】
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４（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４（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４（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４（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、ターゲットプレート８７１と平行にして対向させてスパッタが行われる。
尚、図４（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、ターゲットプレート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プレート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。
【０００４】
図４（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をターゲットプレー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プレート材を、厚さ８ｍｍ〜１５ｍｍとして用いる。
例えば、ターゲットプレートとしては、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プレート材をつなぎ合わせている。
【０００５】
このような、スパッタ装置においては、ターゲットプレー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、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となることがあり、これにより、処理基板に、異物欠陥やＰＨ等の欠陥が発生するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２４８２６号公報
【特許文献２】特開平６−２４７７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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４（ａ）に示すようなスパッタ装置においては、ターゲットプレート８７１と処理基板８６３とを立てた状態で対向させて、搬送しながらスパッタ処理を行っているが、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となり、これが、処理基板に異物欠陥やＰＨ等の欠陥を発生させ、問題となっていた。
本発明はこれに対応するもので、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、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で、従来の、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となり、処理基板に異物欠陥やＰＨ等の欠陥を発生させるという問題を、解決できるスパッタ装置を提供しようとするものである。
同時に、ターゲットプレートにおいて成膜に寄与していない部分を、削除ないし減らそうとするもので、更に、そのようなターゲットプレートを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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プレートとを、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であって、前記ターゲットプレートは、バッキングプレートに沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されていることを特徴とするものであり、前記ターゲットプレートの外周に沿い防着板を設けていることを特徴とするものである。
そして、上記いずれかのスパッタ装置であって、前記ターゲットプレート外周部の防着板は、その表面が粗面化されていることを特徴とするものである。
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。
【０００９】
尚、ここでは、スパッタに大きく寄与して侵食される部分をエロージョン領域と言う。 マグネットを用いて磁束でプラズマを閉じ込めるマグネトロンスパッタ方式のスパッタ装置の場合、エロージョン領域を大きくとるためにマグネットを揺動するが、マグネットの揺動に制限があり、ターゲットプレートには非エロージョン領域ができるのが通常である。
また、ここでは、防着板の粗面化とは、ターゲットプレートを使い切るまでの間、あるいは定期メンテナンスまでの間、ターゲットプレートから飛散し防着板に付着したものが剥れないように粗面化することである。
また、非エロージョン部分の粗面化とは、スパッタによりエロージョン部分から飛散して非エロージョン部分に付着したものが厚くなるが、これを剥れにくくするための粗面化である。
防着板を粗面化することで、剥がれるまでの時間が稼げるが、通常は、ターゲットプレートを使い切るまでに剥がれてしまうので、剥がれる前に交換する。
更に言うと、防着板は１つのターゲットプレートを使い切るまでの間に、何回か交換することを前提としており、ここで言う、防着板の粗面化とは、防着板に付着したターゲットプレートから飛散したものが、防着板の交換時期までに剥れないように粗面化することである。
【００１０】
本発明のターゲットプレートは、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用いられるターゲットプレートであって、前記ターゲットプレートは、バッキングプレートに沿い保持された状態でスパッタ処理に供された場合に、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されていることを特徴とするものである。
そして、上記のターゲットプレートであって、焼結体のＩＴＯ（錫をドープしたインジウム酸化物）からなることを特徴とするものである。
【００１１】
（作用）
本発明のスパッタ装置では、ターゲットプレートは、バッキングプレートに沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されている形態とすることにより、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、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で、従来の、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となり、処理基板に異物欠陥やＰＨ等の欠陥を発生させるという問題を、解決できるスパッタ装置の提供を可能としている。
詳しくは、エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い、粗面化されている非エロージョン部分となる領域を有することにより、非エロージョン部分に、該ターゲットから飛散したものが付着し、厚くなった付着物が剥れにくいものとしている。
そして、前記ターゲットプレートの外周に沿い防着板を設けている、請求項２の発明の形態することにより、防着板にターゲットプレートから飛散したものが付着することとなるが、適宜、防着板の交換を行うことにより、ターゲットプレートから飛散して防着板に付着したものが、厚くなり、剥れて、処理基板の異物欠陥やＰＨ等の欠陥の発生原因となることを、防止できるものとしている。
尚、エロージョン部分と非エロージョン部分との境界において、きっちりと非エロージョンのみを粗面化処理をするのは難しいので、通常、非エロージョン部分の一部や一部のエロージョン部分も粗面化処理する。
また、先にも述べたが、ここでは、非エロージョン部分の粗面化とは、スパッタによりエロージョン部分から飛散して非エロージョン部分に付着したものが厚くなるが、これを剥れにくくするための粗面化である。
そして、粗面化方法としては、具体的には、サンドブラストにより粗面化する方法やアルミニウム材を吹き付けるアルミ溶射等が挙げられる。
尚、ここで、アルミ溶射は、防着板の処理だけに適用され、ターゲットプレート表面の粗面化には適用できない。
【００１２】
更に、ターゲットプレート外周部の防着板は、その表面が粗面化されている、請求項３の発明の形態にすることにより、防着板にターゲットプレートから飛散したものが付着した付着物を、剥れずらいものとしている。
これにより、防着板の交換の時期の自由度を大きくすることができる。
尚、先にも述べたが、ここでは、防着板の粗面化とは、該防着板を使い切るまでの間、ターゲットプレートから飛散し防着板に付着したものが剥れないように粗面化することで、また、ターゲットプレートの粗面化とは、該ターゲットを使い切るまでの間、ターゲットプレートから飛散しターゲットプレートに付着したものが剥れないように粗面化することである。
そして、粗面化方法としては、具体的には、サンドブラストにより粗面化する方法やアルミニウム材を吹き付けるアルミ溶射等が挙げられる。
尚、ここでも、アルミ溶射は、防着板の処理だけに適用され、ターゲットプレート表面の粗面化には適用できない。
また、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４の発明の形態とすることにより、特に、有効である。
【００１３】
本発明のターゲットプレートは、バッキングプレートに沿い保持された状態でスパッタ処理に供された場合に、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されている形態としていることより、該粗面化された非エロージョン部分、あるいはエロージョン部分ににターゲットプレートから飛散して付着した付着物を剥れにくいものとできる。
特に、ターゲットプレートが、焼結体のＩＴＯ（錫をドープしたインジウム酸化物）からなる場合には有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上記のように、処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、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で、従来の、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となり、処理基板に異物欠陥やＰＨ等の欠陥を発生させるという問題を、解決できるスパッタ装置の提供を可能とした。
また、このようなスパッタ装置に好適に用いられるターゲットプレートの提供を可能にした。
具体的には、成膜に寄与していない部分を、削除ないし減らすことができるターゲットプレートの提供を可能としした。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（ａ）は本発明に関わるスパッタ装置の実施の形態の１例におけるターゲット部の表面を示した概略図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１側から見た図で、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面図である。
【図２】本発明に関わるターゲットプレートの１例を用いたターゲット部を示した断面図である。
【図３】本発明のターゲットプレートの１例を用いたターゲット部を示した断面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明に関わるスパッタ装置の実施の形態の１例におけ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４（ｂ）は図４（ａ）のＢ１方向からみた、キャリアの他に搬送駆動用の歯車も示した図である。
【図５】ターゲットプレートとキャリアの対向状態を示した断面図である。
【図６】図６（ａ）はインライン型のＩＴＯスパッタ成膜装置の概略構成配置図で、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＩＴＯスパッタ成膜装置に用られるキャリアを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を説明する。
図１（ａ）は本発明に関わるスパッタ装置の実施の形態の１例におけるターゲット部の表面を示した概略図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１側から見た図で、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面図で、図２は本発明に関わるターゲットプレートの１例を用いたターゲット部を示した断面図で、図３は本発明のターゲットプレートの１例を用いたターゲット部を示した断面図で、図４（ａ）は本発明に関わるスパッタ装置の実施の形態の１例におけ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４（ｂ）は図４（ａ）のＢ１方向からみた、キャリアの他に搬送駆動用の歯車も示した図で、図５はターゲットプレートとキャリアの対向状態を示した断面図である。
尚、図４（ａ）は、図４（ｂ）、図４（ｃ）のＡ３方向から見た図であり、また、図４においては、キャリアの他にも回転ローラや歯車を示している。
図１〜図５中、１０は（エロージョン部分のみの）ターゲットプレート、１０ａは薄肉部、１０ｂは粗面化部、１１は防着板、１２はバッキングプレート、１３はターゲット保持部、１５はマグネット、１６は磁束の向き、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。
【００１７】
はじめに、本発明に関わるスパッタ装置の実施の形態の１例を、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、キャリアに搭載して立てた状態で、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。
本例は、スパッタ処理の際には、処理基板１３０を図４（ａ）に示すキャリア１００に搭載し、図５に示すように、処理基板１３０の成膜する側の面とターゲットプレート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。
本例のスパッタ装置において、キャリア１００は、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。
【００１８】
図１（ａ）にターゲット部を示すが、ターゲットプレート１０は、四角状で、その領域全体を、エロージョン部分のみとして、その外周に沿い防着板１１を設けている。
ここでは、ターゲットプレート１０は、バッキングプレート１２に沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その処理基板面側が、エロージョン部分のみからなる。
そして、防着板の表面を、サンドブラストにより粗くしている。
また、本例においては、図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面を図１（ｃ）に示すように、スパッタ処理側でないターゲットプレート１０の裏面側にマグネトロン構造にマグネットを備えてマグネトロンスパッタ方式により、スパッタ処理を行うものである。
本例においては、図１には明示していないが、マグネトロン構造のマグネットを一体として、ターゲットプレート面に沿い、ターゲットプレート１０の短辺方向、即ち、キャリア１００の搬送方向に、所定の範囲で揺動するもので、この揺動の範囲と、マグネトロン構造のマグネットの長手方向のサイズとにより、ここでは、ターゲットプレート１０の領域全体をエロージョン部としている。
マグネトロン構造は、回路設計上、電子やイオンが磁気回路にそって連続的に運動し、局所的に溜まることがないため、局部的に磁石等構造体に熱がたまることがなく、成膜、特に成膜分布に対して悪影響を及ぼす可能性がなく、好適である。
尚、マグネトロン構造は、薄膜ハンドブック（日本学術振興会・薄膜第１３１委員会編集、株式会社オーム社発行、平成７年１２月１０日第１版第６刷発行、１８６ページから１８８ページ）等に記載のように、スパッタリング等において広く用いられてきた。
マグネットの配置すなわち磁場を工夫して設けた構造で、その構造体表面に電子を拘束させることが可能となり、電離衝突の頻度が極めて高くなり、非常に大きなターゲット（材料）衝撃電流密度を容易に得ることができる。
このように、ターゲットプレート１０は、ターゲットプレート領域全体を、エロージョン部のみとして、その外周部に防着板１１を設けていることにより、従来の、ターゲットプレートの非エロージョン部分に、該ターゲットプレートから飛散したものが付着し、厚くなり、付着したものが剥れて、処理基板への異物付着となり、処理基板に異物欠陥やＰＨ等の欠陥を発生させるという問題を、解決できる。
【００１９】
また、ターゲットプレート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プレート材を、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プレート材をつなぎ合わせている。
防着板１１としては、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）材が用いられる。
ここでは、防着板１１をサンドブラスト処理により粗面化している。
尚、この場合、表１のように、サンドブラスト処理により粗面化が行える。
【表１】
ＲａやＲｍａｘが大きいいほど、防着板１１に付着した膜の密着力は向上し、剥がれにくくなりますが、その交換が必要で、通常、メンテナンスの周期に合わせて、交換を行う。
例えば、あるメンテナンス周期交換を行う場合、その周期の間に防着板１１に付着する膜厚が１０μｍとすると、この膜厚で剥がれなければいいだけのサンドブラスト処理を行えば良く、過剰なブラスト処理はいらない。
上記表１のサンドブラスト処理の粗面化でも十分に実用レベルである。
【００２０】
ここでは、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をターゲットプレー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。
【００２１】
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が、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、駆動用モーター２１０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２００が、キャリア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。
【００２２】
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。
【００２３】
本例のスパッタ装置は１例で、これに限定されるものではない。
図１に示す本例のターゲット部の構造を、他の形態のマグネトロン方式のスパッタ装置、例えば、搬送しないでスパッタを行う装置等に、適用する形態が挙げられる。
また、処理基板１３０、ターゲットプレート１０を鉛直方向から傾けた状態、あるいは水平にして、互いに平行に対向した状態でスパッタを行う形態も挙げられる。
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。
【００２４】
また、本例のスパッタ装置の変形例として、本例において、図１に示すようなターゲット部に代え、図２や図３に示すターゲット部を用いる形態のスパッタ装置も挙げることができる。
図２に示すターゲット部においては、図１に示すターゲット部と同様、ターゲットプレート１０は、バッキングプレート１２に沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その外側全周にわたり、前記バッキングプレート面側に沿うように延設された薄肉部１０ａを設けているもので、該ターゲットプレート１０の処理基板面側をエロージョン部分のみとしている。
換言すると、図１に示すエロージョン部分のみをその領域とするターゲットプレートに、薄肉部１０ａを一体的に付加した形態のものである。
ターゲットプレート１０と防着板１１とは、電気的に分離していることが必要で、図１に示すターゲットプレートと防着板との間には、隙間があいてしまうため、該隙間からバッキングプレート１２がスパッタされるが、図２に示すターゲット部においては、ターゲットプレート１０が薄肉部１０ａを設けていることにより、バッキングプレート１２がスパッタされることを防止できる。
また、図３に示すターゲット部においては、図１に示すターゲット部と同様、ターゲットプレート１０は、バッキングプレート１２に沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、そのスパッタ面側の外側全周にわたり、粗面化されている。
１１ｂが粗面化部である。
ここでは、図１に示すエロージョン部分のみをその領域とするターゲットプレートに、更に、該粗面化された非エロージョン部分をその領域として加えた形態のもので、このような形態とすることにより、スパッタの際に、該粗面化された領域を非エロージョン部分として用いる場合には、該粗面化された非エロージョン部分にターゲットプレートから飛散して付着した付着物を剥れにくいものとできる。
尚、図２、図３に示すターゲット部において、ターゲットプレートは、図１に示すターゲットプレートと形状が異なるだけで、それ以外の各部については、全く、図１に示すターゲット部と同じである。
上記説明を以って、本発明に関わるターゲットプレートの実施の形態の説明とする。
【符号の説明】
【００２５】
１０ （エロージョン部分のみの）ターゲットプレート
１０ａ 薄肉部
１０ｂ 粗面化部
１１ 防着板
１２ バッキングプレート
１３ ターゲット保持部
１５ マグネット
１６ 磁束の向き
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 処理基板保持部
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 搬送支持レール（単に支持部とも言う）
８６８ 溝形成部
８６９ 回転ローラ（回転部とも言う）
８６９ａ 軸
８７１ ターゲットプレート
８９１ 水平方向
８９２ 鉛直方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、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であって、前記ターゲットプレートは、バッキングプレートに沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されていることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスパッタ装置であって、前記ターゲットプレートの外周に沿い防着板を設けていることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載のスパッタ装置であって、前記ターゲットプレート外周部の防着板は、その表面が粗面化されていることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載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スパッタ装置。
【請求項５】
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用いられるターゲットプレートであって、前記ターゲットプレートは、バッキングプレートに沿い保持された状態でスパッタ処理に供された場合に、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されていることを特徴とするターゲットプレート。
【請求項６】
請求項５に記載のターゲットプレートであって、焼結体のＩＴＯ（錫をドープしたインジウム酸化物）からなることを特徴とするターゲットプレート。
【請求項１】
処理基板の成膜する側の面とターゲットプレートとを、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であって、前記ターゲットプレートは、バッキングプレートに沿い保持された状態でスパッタ処理に供されるもので、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されていることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスパッタ装置であって、前記ターゲットプレートの外周に沿い防着板を設けていることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載のスパッタ装置であって、前記ターゲットプレート外周部の防着板は、その表面が粗面化されていることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載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スパッタ装置。
【請求項５】
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用いられるターゲットプレートであって、前記ターゲットプレートは、バッキングプレートに沿い保持された状態でスパッタ処理に供された場合に、その中央側にエロージョン部分となる領域を有し、該エロージョン部分となる領域の外側全周に沿い非エロージョン部分となる領域を有するもので、該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部、もしくは、該エロージョン部分となる領域の一部と該非エロージョン部分となる領域の少なくとも一部は表面が、粗面化されていることを特徴とするターゲットプレート。
【請求項６】
請求項５に記載のターゲットプレートであって、焼結体のＩＴＯ（錫をドープしたインジウム酸化物）からなることを特徴とするターゲットプレート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１２３３（Ｐ２０１２−２１２３３Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３０３９（Ｐ２０１１−２０３０３９）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【分割の表示】特願２００５−２９６３９１（Ｐ２００５−２９６３９１）の分割
【原出願日】平成１７年１０月１１日（２００５．１０．１１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【分割の表示】特願２００５−２９６３９１（Ｐ２００５−２９６３９１）の分割
【原出願日】平成１７年１０月１１日（２００５．１０．１１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]