JP4101966B2

JP4101966B2 - 薄膜の成膜装置

Info

Publication number: JP4101966B2
Application number: JP07901299A
Authority: JP
Inventors: 輝重日野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: KR20000076858A; JP2000273626A; TW581818B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜の成膜装置に関し、特に、チャンバー壁や内部構造物への膜の付着を抑制し、これらに付着した膜の剥離による発塵を防止する薄膜の成膜装置の構造およびこれを用いて薄膜が形成された液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の薄膜の成膜装置の構造を示す断面図である。図において、１は真空チャンバーのチャンバー壁、１２は被処理基板である基板３を載置するためのサセプター、４は基板３と対向して設けられたターゲット、１５はサセプター１２及び基板３と接触せずに基板３周辺部を全周にわたって上側より覆う枠状のマスク、６はグランドシールド、７はガス配管をそれぞれ示している。
従来装置による薄膜の成膜方法を説明する。真空チャンバー内のサセプター１２に基板３を載置し、ガス配管７を通してチャンバー内に放電用ガスを導入する。基板３と対向するターゲット４に負電荷を印加してプラズマ放電させ、スパッタリングにより基板３表面に薄膜を形成する。サセプター１２とターゲット４の間には、基板３周囲を覆う枠状のマスク１５が配置され、基板３周辺部への膜の付着を防止している。なお、図５は、ターゲット４側からマスク１５を見た時の正面図である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の成膜装置においては、基板３表面における異常放電防止のため、マスク１５と基板３が接触しないように１ｍｍ以上の間隔をあける必要があった。また、基板３周辺部まで成膜する場合には、マスク１５の開口面積を広くとり、マスク１５と基板３が重なり合う量を小さくする必要があった。このため、成膜時には、図６に示すように、膜８が基板３とマスク１５の隙間を通って、マスク１５裏面側やサセプター１２の周辺部及びガス配管７等の構造物や、チャンバー壁１に回り込んで付着し、ある程度の厚さになると膜８がフレーク９となって剥がれ、これらが基板３上に付着するとパターン欠陥等を引き起こし、製品の歩留まりを低下させるという問題があった。例えば、上記の従来装置を用いて薄膜が形成された液晶表示装置では、図７に示すようなパターン欠陥が発生し易く、高品質な液晶表示装置を得ることが困難であった。図７において（ａ）は正常な配線、（ｂ）は歩留まり低下の原因となる断線、（ｃ）（ｄ）は、品質低下の原因となるパターン異常を示している。
【０００４】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、薄膜の成膜装置のチャンバー壁や内部構造物への膜の付着を抑制し、これらに付着した膜の剥がれによる発塵を防止するとともにパターン欠陥のない高品質な液晶表示装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる薄膜の成膜装置は、被処理基板が設置された真空チャンバー中に放電用ガスを導入し、基板と対向して設けられたターゲットに負電荷を印加してプラズマ放電させ、スパッタリングにより基板表面に薄膜を形成する成膜装置において、基板を載置するためのサセプターと、サセプター及び基板と接触せずに基板周辺部を全周にわたって上側より覆う枠状のマスクを備え、サセプター表面周辺部とマスク裏面に、互いに所定の間隔を保ちながら噛み合う堤防状の凸部を設けたものである。
また、サセプターとマスクの間隔は１〜５ｍｍとし、被処理基板側からサセプターとマスクの隙間を通してチャンバー壁が直接見えない屈曲構造としたものである。
【０００６】
また、サセプター表面周辺部の凸部は、被処理基板端部よりも外周側に設けられ、基板端部と凸部の間の部分は、基板面よりも低い位置となるようにしたものである。
また、サセプター表面周辺部の凸部及びマスク裏面の凸部は、それぞれ複数段ずつ設けられ、それらが交互に噛み合っているものである。
さらに、マスク裏面の凸部は、サセプター表面周辺部に設けられた被処理基板に最も近い凸部よりも外周側に設けられているものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１である薄膜の成膜装置の構造を示す断面図である。図において、１は真空チャンバーのチャンバー壁、２は被処理基板である基板３を載置するためのサセプター、４は基板３と対向して設けられたターゲット、５はサセプター２及び基板３と接触せずに基板３周辺部を全周にわたって上側より覆う枠状のマスク、６はグランドシールド、７はガス配管をそれぞれ示している。また、本実施の形態では、サセプター２表面周辺部とマスク５裏面に、互いに所定の間隔を保ちながら噛み合う堤防状の凸部２ａ、５ａを設けている。さらに、サセプター２とマスク５の間隔は１〜５ｍｍとし、基板３側からサセプター２とマスク５の隙間を通してチャンバー壁１が直接見えない屈曲構造としたものである。
【０００８】
本実施の形態における薄膜の成膜装置は、基板３が設置された真空チャンバー中にガス配管７より放電用ガスを導入し、基板３と対向して設けられたターゲット４に負電荷を印加してプラズマ放電させ、スパッタリングにより基板３表面に薄膜を形成するものである。
本実施の形態では、サセプター２表面周辺部の凸部２ａは、基板３端部よりも外周側の基板端部３から数ｍｍ隔てた位置に設けられ、基板３端部と凸部２ａの間の部分は、基板３面よりも低い位置となるようにした。また、マスク５裏面のＬ字型の凸部５ａは、サセプター２の凸部２ａよりも外周側に設けられ、それぞれの凸部２ａ及び凸部５ａは互いに１〜５ｍｍの間隔を保ちながら噛み合っている。
【０００９】
このように構成された薄膜の成膜装置では、成膜時に、図２に示すように、膜８は、主に基板３、マスク５表面に付着し、基板３とマスク５の隙間を通って回り込んだ膜８は、サセプター２表面周辺部の凸部２ａ及びマスク５裏面の凸部５ａに付着するため、チャンバー壁１やガス配管７等の内部構造物への付着が抑制される。このため、従来の成膜装置で発生していた膜８の剥がれによるフレークの発生を防止することができる。また、サセプター２及びマスク５は、表面処理により、付着した膜８の密着強度が大きく剥がれにくいため、付着した膜８が所定の厚さになってフレークとなる前に、定期的に交換すればよい。さらに、膜８が厚くなった場合でも、基板３とサセプター２の凸部２ａには数ｍｍの隙間を設けており、且つ基板３端部と凸部２ａの間の部分は、基板３面よりも低い位置としているため、凸部２ａに付着した膜８が剥がれても基板３には付着しない。
【００１０】
以上のように、本実施の形態によれば、サセプター２表面周辺部とマスク５裏面に、互いに所定の間隔を保ちながら噛み合う堤防状の凸部２ａ、５ａを設けたので、成膜時に基板３とマスク５の隙間を通って回り込んだ膜８が、サセプター２の凸部２ａ及びマスク５の凸部５ａに付着することにより、チャンバー壁１やガス配管７等の内部構造物への膜の付着が抑制され、付着膜の剥がれによるフレークの発生を防止することができる。このため、フレークに起因するパターン欠陥等の不良の発生が抑制され、製品の歩留まりが向上する。
なお、本実施の形態における薄膜の成膜装置は、薄膜トランジスタを含むスイッチング素子およびこのスイッチング素子を経てそれぞれ制御される表示素子を有するＴＦＴアレイ基板と、透明電極およびカラーフィルタ等を有する対向電極基板の間に液晶が挟持されてなる液晶表示装置の製造に用いられる。本実施の形態における薄膜の成膜装置を用いて、基板表面に薄膜が形成された液晶表示装置は、パターン欠陥の発生が抑制されるため、高品質な液晶表示装置を高い歩留まりで得ることが可能となる。
【００１１】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２である薄膜の成膜装置を示す部分拡大断面図である。図において２ａ、２ｂは、サセプター２表面周辺部に設けられた堤防状の凸部、５ａ、５ｂはマスク５裏面に設けられた堤防状の凸部であり、サセプター２の凸部２ａ、２ｂとマスク５裏面の凸部５ａ、５ｂは、互いに所定の間隔を保ちながら噛み合っている。なお、図中、同一、相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態では、サセプター２表面周辺部とマスク５裏面に、それぞれ２段ずつ堤防状の凸部（２ａ、２ｂ、５ａ、５ｂ）を設け、それらが交互に噛み合うように配置した。マスク５裏面の凸部５ａ、５ｂは、サセプター２表面周辺部に設けられた被処理基板３に最も近い凸部２ａよりも外周側に設けられている。また、サセプター２の凸部２ａは、基板３端部から数ｍｍ隔てた位置に設けられ、基板３端部と凸部２ａの間の部分は、基板３面よりも低い位置となるようにした。なお、本実施の形態では、サセプター２及びマスク５の凸部をそれぞれ２段ずつ設けたが、３段以上の複数段ずつ設け、それらが交互に噛み合うようにしても良い。
以上のように、本実施の形態によれば、サセプター２表面周辺部とマスク５裏面の堤防状の凸部を多段構造とすることにより、上記実施の形態１よりもさらに成膜時の膜８のトラップ効果が高まり、チャンバー壁１やガス配管７等の内部構造物への膜８の付着をさらに抑制することができる。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、基板を載置するためのサセプターと、サセプター及び基板と接触せずに基板周辺部を全周にわたって上側より覆う枠状のマスクを備えた薄膜の成膜装置において、サセプター表面周辺部とマスク裏面に、互いに所定の間隔を保ちながら噛み合う堤防状の凸部を設けたので、成膜時に基板とマスクの隙間を通って回り込んだ膜が、サセプター及びマスクに設けられた凸部に付着することにより、チャンバー壁やガス配管等の内部構造物への膜の付着が抑制され、付着膜の剥がれによるフレークの発生を防止することができ、パターン欠陥の発生が抑制され、製品の歩留まりが向上する。
また、本発明における成膜装置を用いて薄膜を形成することにより、パターン欠陥が少なく、高品質な液晶表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である薄膜の成膜装置の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１である薄膜の成膜装置における成膜時の膜の付着状況を説明する部分拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２である薄膜の成膜装置を示す部分拡大断面図である。
【図４】従来の薄膜の成膜装置の構造を示す断面図である。
【図５】従来の薄膜の成膜装置におけるマスクをターゲット側から見た時の正面図である。
【図６】従来の薄膜の成膜装置における成膜時の膜の付着状況を説明する部分拡大断面図である。
【図７】従来の薄膜の成膜装置を用いて形成された配線のパターン欠陥を示す図である。
【符号の説明】
１チャンバー壁、２、１２サセプター、２ａ、２ｂ凸部、３基板、
４ターゲット、５、１５マスク、５ａ、５ｂ凸部、
６グランドシールド、７ガス配管、８膜、９フレーク。

Claims

被処理基板が設置された真空チャンバー中に放電用ガスを導入し、上記基板と対向して設けられたターゲットに負電荷を印加してプラズマ放電させ、スパッタリングにより上記基板表面に薄膜を形成する成膜装置において、上記基板を載置するためのサセプターと、上記サセプター及び上記基板と接触せずに上記基板周辺部を全周にわたって上側より覆う枠状のマスクを備え、上記サセプター表面周辺部と上記マスク裏面に、互いに所定の間隔を保ちながら噛み合う堤防状の凸部を設けたことを特徴とする薄膜の成膜装置。
サセプターとマスクの間隔は１〜５ｍｍとし、被処理基板側から上記サセプターと上記マスクの隙間を通してチャンバー壁が直接見えない屈曲構造としたことを特徴とする請求項１記載の薄膜の成膜装置。
サセプター表面周辺部の凸部は、被処理基板端部よりも外周側に設けられ、上記基板端部と上記凸部の間の部分は、上記基板面よりも低い位置となるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の薄膜の成膜装置。
サセプター表面周辺部の凸部及びマスク裏面の凸部は、それぞれ複数段ずつ設けられ、それらが交互に噛み合っていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の薄膜の成膜装置。
マスク裏面の凸部は、サセプター表面周辺部に設けられた被処理基板に最も近い凸部よりも外周側に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の薄膜の成膜装置。