JP2004193083A - 透明導電膜の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スパッタ装置は、内部が真空ポンプにより真空引きされて内部圧力が負圧に保持される真空処理槽1と、真空処理槽1にスパッタリングガスを導入するスパッタリングガス導入路2と、真空処理槽1内の上部に配され、スパッタリングされるべきガラス基板3を保持する基板ホルダ4と、基板ホルダ4の対向するように真空処理槽1内の下部に配され、ITOターゲット5を保持するためのターゲットホルダ6と、真空処理槽1内においてITOターゲット5近傍にカスプ磁界を形成するように互いに逆方向の磁界を発生すべく、真空処理槽1の外部に配された一対の励磁ソレノイド7,8とを備える。ターゲットホルダ6の上面には、ITOターゲット5が直接載置されている。また、このITOターゲット5は弾性クリップ式の留め具11により固定されている。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明導電膜の形成方法に関し、特に、有機ELディスプレイ用のガラス基板上への透明導電膜の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ(OELD)、無機ELディスプレイ、電子線励起ディスプレイ、及びプラズマディスプレイ等用のガラス基板上には、通常、酸化錫をドープした酸化インジウム(以下「ITO(Indium-Tin-Oxide)」という。)膜等の透明導電膜が形成されている。
【0003】
この透明導電膜の形成方法としては、放電陰極を兼ねたターゲット近傍にグロー放電プラズマを発生させることにより基板上に透明導電膜を形成するスパッタ法が用いられている。このようなスパッタ法としては、ガラス基板上の透明導電膜の膜厚や膜質の形成に重要な役割を担うターゲット付近の磁束領域幅や温度制御方法等に着目した先行技術がある(例えば、特許文献1〜3参照)。
【0004】
従来の透明導電膜の形成装置は、内部圧力が負圧に保持されると共に中にスパッタリングガスが導入される真空処理槽と、真空処理槽内の上部に配され、スパッタリングされるべきガラス基板を保持する基板ホルダと、基板ホルダと対向するように真空処理槽内の下部に配され、ITOターゲットを保持するためのターゲットホルダと、真空処理槽内においてITOターゲット近傍にカスプ磁界を形成するように互いに逆方向の磁界を発生すべく、真空処理槽の外部に配された一対の励磁ソレノイドとを備える。
【0005】
図3は、従来の透明導電膜の形成装置の真空処理槽内に配されるターゲットホルダの断面図である。
【0006】
図3において、ターゲットホルダ20の上面には、Inメタル21によりITOターゲット22が固着されている。このInメタル21は厚さが約1μmである。また、ターゲットホルダ20には冷却系23が配されており、この冷却系23は、ターゲットホルダ20を所定の温度に冷却し、ひいてはITOターゲット22を冷却する。
【0007】
【特許文献1】
特開平06−088221号公報
【特許文献2】
特開平10−287974号公報
【特許文献3】
特開平7−78526号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ITOターゲット22をターゲットホルダ20の上面に固着するInメタル21は、厚さが約1μmである上に熱伝導率が比較的高いので、スパッタリング時のITOターゲット22の熱は、Inメタル21を介して冷却系23により冷却されているターゲットホルダ20に移動し、その結果、ITOターゲット22の表面温度が必要以上に低下する。
【0009】
ITOターゲット22の表面温度が低いと、ITOターゲット22上に存在して異常放電の起点となる異常粒子のスパッタリング速度が低く、ITOターゲット22上での異常粒子の存在時間が長くなって異常放電が発生し、もってITO膜上の膜欠点、即ちITO膜中の異物混入や膜表面の突起が増大して、有機ELディスプレイの表示欠点を引き起こす。特に、有機ELディスプレイでは、発光層が1μmに満たない薄膜層で構成されているため、膜欠点の大きさが1μmに満たなくとも、表示欠点を引き起こす。ITO膜中の異物やITO膜上の突起を介してディスプレイの駆動電流が発光層を短絡して対向する電極に流れることにより、発光層が発光せずにディスプレイとしての表示が適切になされなくなる。
【0010】
本発明の目的は、透明導電膜上の膜欠点を低減することができる透明導電膜の形成方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の透明導電膜の形成方法は、真空処理槽内において、基板ホルダに保持されたガラス基板にターゲットホルダに保持されたターゲットをスパッタリングする透明導電膜の形成方法において、前記ターゲットを前記ターゲットホルダに直接載置することを特徴とする。
【0012】
請求項2記載の透明導電膜の形成方法は、請求項1記載の透明導電膜の形成方法において、前記ターゲットを前記ターゲットホルダに留め具により固定することを特徴とする。
【0013】
請求項3記載の透明導電膜の形成方法は、請求項1又は2記載の透明導電膜の形成方法において、前記ターゲットは表面温度が400℃以上であることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明者は、上記目標を達成すべく鋭意研究を行った結果、真空処理槽内において、基板ホルダに保持されたガラス基板にターゲットホルダに保持されたターゲットをスパッタリングする透明導電膜の形成方法において、ターゲットをターゲットホルダに直接載置すると、ITOターゲットとターゲットホルダの間の薄い空隙による断熱により、ITOターゲットからターゲットホルダへの熱の移動を抑制して、ITOターゲットの表面温度の低下を抑制することができ、もって透明導電膜上の膜欠点を低減することができることを見出した。
【0015】
本発明は、上記研究の結果に基づいてなされたものである。
【0016】
以下、本発明の実施の形態に係る透明導電膜の形成方法を図面を参照しながら説明する。
【0017】
図1は、本発明の実施の形態に係る透明導電膜の形成方法を実行するスパッタ装置の概略構成を示す図である。
【0018】
図1のスパッタ装置は、内部が真空ポンプにより真空引きされて内部圧力(差成膜圧力)が負圧に保持される真空処理槽1と、真空処理槽1にスパッタリングガス(放電ガス)を導入するスパッタリングガス導入路2と、真空処理槽1内の上部に配され、スパッタリングされるべきガラス基板3を保持する基板ホルダ4と、基板ホルダ4の対向するように真空処理槽1内の下部に配され、ITOターゲット5を保持するためのターゲットホルダ6と、真空処理槽1内においてITOターゲット5近傍にカスプ磁界を形成するように互いに逆方向の磁界を発生すべく、真空処理槽1の外部に配された一対の励磁ソレノイド7,8とを備える。ターゲットホルダ6は、直流電源10に接続されている。当該直流電源10は、例えば、3000Wの放電電力を発生させることができる。
【0019】
図2は、図1におけるターゲットホルダ6の断面図である。
【0020】
図2において、ターゲットホルダ6の上面には、ITOターゲット5が、直接載置されている。また、このITOターゲット5は少なくとも3つの弾性クリップ式留め具11により固定されている。留め具11はクランプから成ってもよい。
【0021】
ターゲットホルダ6には冷却系12が配されており、この冷却系12は、ターゲットホルダ6を所定の温度に冷却し、ひいてはITOターゲット5を冷却する。また、ターゲットホルダ6の上面は、凹凸のある表面であってもよい。
【0022】
上記のように構成された図1のスパッタ装置では、ITOターゲット5をターゲットホルダ6の上面に直接載置する。この際、ITOターゲット5は、固着剤による固着ではなく留め具11によってターゲットホルダ6に固定される。図1のスパッタ装置によれば、ガラス基板3の表面にITO膜を形成してITO膜付きガラス基板を作製することができ、このITO膜付きガラス基板からは、さらに有機ELディスプレイパネルを製造することができる。
【0023】
本発明の実施の形態によれば、ITOターゲット5は、ターゲットホルダ6に留め具11により固定されているので、ITOターゲット5とターゲットホルダ6の間に薄い空隙が存在し、この薄い空隙が断熱層を形成することにより、冷却系12がITOターゲット5から熱を奪うことがなく、もってITOターゲット5の表面温度を上昇させることができ、また、ITOターゲット5をターゲットホルダ6に留め具11により固定するので、ターゲットホルダ6に載置されたITOターゲット5のターゲットホルダ6への固定を確実に行うことができる。
【0024】
以下、本発明の実施例を説明する。
【0025】
第1の実施例では、図1のスパッタ装置において、ITOターゲット5をターゲットホルダ6上に載置して留め具11で固定し、以下の条件でスパッタリング放電を行い、放電中のITOターゲット5の表面温度と、放電時間12時間内での異常放電の回数と、作製されたITO膜付き基板を用いて製造された有機ELディスプレイパネルの不良率とを測定した。不良率は、作製されたITO膜付き基板1000枚を用いて製造された有機ELディスプレイパネルのうち、ITO膜上の異物が原因で不良品と判定されたものの率である。結果を表1に示す。
【0026】
ITOターゲット:密度99%、Sn濃度10質量%
放電ガス:Ar+O2(但し、O2濃度1.0%)
成膜圧力:0.4Pa
放電電力:3000W
放電時間:12時間
【0027】
【表1】
【0028】
第2の実施例も、図1のスパッタ装置において、ITOターゲット5をターゲットホルダ6上に載置して留め具11で固定し、放電電力が4000Wであること以外は上記第1の実施例と同様の条件でスパッタリング放電を行い、第1の実施例と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
【0029】
一方、比較例では、図3に示すように、ITOターゲット22をターゲットホルダ20に融点157℃のInメタル21を用いて固着し、第1の実施例と同様の条件でスパッタリング放電を行い、第1の実施例と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
【0030】
上記比較例では、ITOターゲット22表面の熱が冷却されたターゲットホルダ20に移動し、放電中のITOターゲット22表面の温度が下がったと考えられる。
【0031】
上記第1実施例及び第2実施例によれば、ITOターゲット5の表面温度を400℃以上にさせることができ、その結果、以下の効果を奏することができる。
【0032】
即ち、ITOターゲット5の表面温度を400℃以上にさせることにより、異常粒子の付着によって形成される異常粒子の堆積部での異常放電を抑制して、異常放電によって飛散する異常粒子の一部を基板表面に再付着するのを防止することができ、もって表示欠点を引き起こす基板の個数を減少させることができる。
【0033】
また、ITOターゲット5の表面以外の装置内壁や治具等への異常粒子の堆積を抑制できることにより、装置内の電界の分布に狂いが生じず、ITOターゲット5上の異常粒子部分での異常放電が発生しにくくなるので、ユーザは異常放電の原因となる成膜装置内壁、治具、若しくはITOターゲット表面等に付着した異常粒子の堆積物を除去すべく、装置を大気開放してこれらの堆積物を除去する清掃を頻繁に行う必要が無く、もって装置の稼働率を上げることができる。
【0034】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項1記載の透明導電膜の形成方法によれば、ターゲットをターゲットホルダに直接載置するので、ITOターゲットとターゲットホルダの間の薄い空隙による断熱により、ITOターゲットからターゲットホルダへの熱の移動を抑制して、ITOターゲットの表面温度の低下を抑制することができ、もって透明導電膜上の膜欠点を低減することができる。
【0035】
請求項2記載の透明導電膜の形成方法によれば、ターゲットをターゲットホルダに留め具により固定するので、ターゲットホルダに載置されたターゲットのターゲットホルダへの固定を確実に行うことができる。
【0036】
請求項3記載の透明導電膜の形成方法によれば、ターゲットは表面温度が400℃以上であるので、異常粒子の付着によって形成される異常粒子の堆積部での異常放電を抑制して、異常放電によって飛散する異常粒子の一部を基板表面に再付着するのを防止することができ、もって表示欠点を引き起こす基板の個数を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る透明導電膜の形成方法を実行するスパッタ装置の概略構成を示す図である。
【図2】図1におけるターゲットホルダ6の断面図である。
【図3】従来の透明導電膜の形成装置の真空処理槽内に配されるターゲットホルダの断面図である。
【符号の説明】
1 真空処理槽
2 スパッタリングガス導入路
3 ガラス基板
4 基板ホルダ
5 ITOターゲット
6 ターゲットホルダ
7,8 励磁ソレノイド
10 直流電源
11 留め具
12 冷却系
20 ターゲットホルダ
21 Inメタル
22 ITOターゲット
23 冷却系
Claims (3)
- 真空処理槽内において、ターゲットを保持するターゲットホルダを冷却しつつ、基板ホルダに保持されたガラス基板にスパッタリングを行う透明導電膜の形成方法において、前記ターゲットを前記ターゲットホルダに直接載置することを特徴とする透明導電膜の形成方法。
- 前記ターゲットを前記ターゲットホルダに留め具により固定することを特徴とする請求項1記載の透明導電膜の形成方法。
- 前記ターゲットは表面温度が400℃以上であることを特徴とする請求項1又は2記載の透明導電膜の形成方法。
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