專利名稱：成膜裝置和成膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成膜裝置和成膜方法。更具體地說，涉及在用反應(yīng)性濺射法 在基板表面上形成透明導(dǎo)電薄膜等化合物薄膜時適當(dāng)?shù)厥褂茫梢孕纬赡べ|(zhì) 的面內(nèi)均勻性優(yōu)異的化合物薄膜的成膜裝置和成膜方法。
本申請基于2007年2月28日在日本申請的日本特愿2007-050646號主 張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容合并于此。
背景技術(shù)：
目前，在液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器(PDP)等中，為了在許 多大面積玻璃基板上以均勻的膜厚連續(xù)地形成透明電極、電介質(zhì)膜、絕緣膜 等薄膜，提出了各種濺射裝置。
其中的一種為直線排列式濺射裝置。該裝置中，在其濺射成膜室內(nèi)，多 個、踐射陰極配置成 一 列，固定基板的載體沿著該濺射陰極的排列方向以 一 定 速度移動。在此過程中，通過將由靶釋放的靶材料堆積在基板上，在基板上 形成所需的薄膜。根據(jù)該裝置，可以在許多大面積玻璃基板上連續(xù)地形成膜 厚均勻的薄膜(專利文獻(xiàn)l)。
此外，還提出了在各側(cè)面安裝靶，并具有旋轉(zhuǎn)的多棱柱狀濺射陰極，在 該旋轉(zhuǎn)的濺射陰極的周圍搬運基板期間，將由靶釋放的靶材料堆積在基板 上，由此在基板上形成所需薄膜的濺射裝置(專利文獻(xiàn)2)。在該裝置中， 也可以在許多大面積玻璃基板上連續(xù)地形成膜厚均勻的薄膜。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-60938號公才艮
專利文獻(xiàn)2:日本特開平6-44836號公報
在現(xiàn)有的濺射裝置中，在靶與玻璃基板之間導(dǎo)入惰性氣體和反應(yīng)性氣
4體。但是，由于近年隨著玻璃基板的大面積化，成膜裝置整體大型化，特別 是濺射成膜室的內(nèi)部體積增大，不僅導(dǎo)入到靶上的反應(yīng)性氣體、惰性氣體從 基板與靶之間的空間部直接排出的量增加，而且這些反應(yīng)性氣體、惰性氣體 一旦泄漏到基板背面后排出的量也增加。此時，由于導(dǎo)入到靶上的反應(yīng)性氣 體、惰性氣體從基板的外周向基板背面?zhèn)葦U(kuò)散而排出，在基板表面?zhèn)?，?dǎo)入 的惰性氣體和反應(yīng)性氣體因位置不同而產(chǎn)生濃度差異，由此，在基板上的面 內(nèi)，有可能因位置而產(chǎn)生成膜氣氛的差異。此時，形成在基板上的薄膜，產(chǎn) 生其膜厚、膜質(zhì)不均勻的面內(nèi)分布，其結(jié)果，存在在基板上的面內(nèi)，得到的 透明電極、電介質(zhì)膜、絕緣膜等的特性的偏差增大的問題。
此外，在液晶顯示器(LCD)的制造工序中，有時在玻璃基板上形成樹 脂膜，在該樹脂膜上形成氧化銦錫(ITO: Indium Tin Oxide )膜。該ITO成 膜時，在現(xiàn)有的賊射裝置中，ITO膜的成膜氣氛受到從樹脂膜釋放的氣體的 影響。其結(jié)果，成膜的ITO膜的膜質(zhì)受到其影響，存在得不到具有所需特性 的ITO膜的問題。
此外，連續(xù)成膜時，由于對載體的附膜量增加，在大氣中取出該載體時， 附著在載體上的薄膜有可能吸收大氣中的水分。若將該載體再次用于成膜工 序中，則在大氣中吸收的水分釋放到成膜室內(nèi)，成膜的ITO膜的膜質(zhì)受到其 影響。其結(jié)果，存在得不到具有所需特性的ITO膜的問題。
如此來自樹脂膜、載體的釋放氣體對成膜的影響，隨著基板的大面積化、 賊射裝置的大型化、高速化而日益增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于，提供用反應(yīng)性濺射 法在基板表面上形成透明導(dǎo)電薄膜等化合物薄膜時，可以形成膜質(zhì)的面內(nèi)均 勻性優(yōu)異的化合物薄膜，進(jìn)而即使在連續(xù)成膜時，也不存在來自載體的釋放 氣體，從而成膜的薄膜的膜質(zhì)不會受到釋放氣體的影響的成膜裝置和成膜方法。為了解決上述課題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。即，本發(fā)明的成膜裝置， 用反應(yīng)性賊射法在保持在濺射成膜室內(nèi)的基板的表面形成化合物薄膜，其 中，所述濺射成膜室包括將對成膜在所述基板的表面的化合物薄膜的膜質(zhì)進(jìn) 行調(diào)整的膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入到所述基板的背面的第 一膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo) 入設(shè)備。
根據(jù)上述成膜裝置，在濺射成膜室設(shè)置將對成膜在基板表面的化合物薄 膜的膜質(zhì)進(jìn)行調(diào)整的膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入到上述基板背面的第 一膜質(zhì)調(diào)整 用氣體導(dǎo)入設(shè)備，由此該膜質(zhì)調(diào)整用氣體防止反應(yīng)性氣體從基板的周圍泄漏 到其背面。因此，使基板表面?zhèn)鹊拿鎯?nèi)的惰性氣體和反應(yīng)性氣體的濃度均勻 化，從而可以使該基板上的成膜氣氛均勻化。其結(jié)果，成膜的薄膜的膜厚、 膜質(zhì)的面內(nèi)均勻性提高，所以可以使基板面內(nèi)的該薄膜特性的偏差大幅減 小。進(jìn)而也可以提高薄膜特性的穩(wěn)定性。
此外，在樹脂膜上形成化合物薄膜時，化合物薄膜的成膜氣氛不會受到 由樹脂膜釋放的氣體的影響，因此，成膜的化合物薄膜不會受到釋放氣體的 影響。其結(jié)果，也可以使化合物薄膜的特性穩(wěn)定化。
由此，可以容易且廉價地制造基板面內(nèi)的特性偏差極小、且其特性的穩(wěn) 定性高的化合物薄膜。
在用于將所述基板搬入到所述濺射成膜室中的前室、和用于將所述基板 搬出所述濺射成膜室的后室中的任意一方或兩方可以進(jìn)一步包括將所述膜 質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入到所述基板的表面和背面的第二膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入設(shè) 備。
此時，在用于將基板搬入到濺射成膜室中的前室、和用于將所述基板搬 出所述賊射成膜室的后室中的任意一方或兩方設(shè)置將所述膜質(zhì)調(diào)整用氣體 導(dǎo)入到所述基板的表面和背面的第二膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入設(shè)備，由此成膜前 后的基板兩面的成膜氣氛均勻化。由此成膜的薄膜的膜質(zhì)、膜厚進(jìn)一步均勻 化，因此，得到的薄膜的膜厚、膜質(zhì)的面內(nèi)均勻性也進(jìn)一步提高。其結(jié)果， 可以使基板面內(nèi)的薄膜特性的偏差極小，進(jìn)而也可以提高薄膜特性的穩(wěn)定性。
所述賊射成膜室可以包括分別保持所述基板，在這些基板的表面上沿 著平行的一個方向配置成一列的多個載體；在這些載體連續(xù)移動或靜止的狀 態(tài)下，在所述各基板的表面上形成所述化合物薄膜時，經(jīng)時改變導(dǎo)入到所述
各基板的背面的所述膜質(zhì)調(diào)整用氣體的導(dǎo)入量的氣體導(dǎo)入量調(diào)整設(shè)備。
此時，通過用氣體導(dǎo)入量調(diào)整設(shè)備經(jīng)時改變導(dǎo)入到基板背面的膜質(zhì)調(diào)整 用氣體的導(dǎo)入量，可以對應(yīng)成膜時的釋放氣體量的經(jīng)時變化進(jìn)行膜質(zhì)調(diào)整。 其結(jié)果，可以實現(xiàn)在許多基板上的連續(xù)成膜中的穩(wěn)定膜質(zhì)的維持。
此外，本發(fā)明的成膜方法，用反應(yīng)性濺射法在基板的表面上形成化合物 薄膜，其中，在惰性氣體和反應(yīng)性氣體的氣氛下形成所述化合物薄膜時，將 膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入到所述基板的背面。
根據(jù)上述成膜方法，在形成化合物薄膜時將膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入到基板 背面，由此可以防止反應(yīng)性氣體從基板的周圍泄漏到其背面。由此使基板表 面?zhèn)鹊拿鎯?nèi)的惰性氣體和反應(yīng)性氣體的濃度均勻化，因此可以使該基板上的 成膜氣氛均勻化。其結(jié)果，成膜的薄膜的膜質(zhì)、膜厚均勻化，得到的薄膜的 膜厚、膜質(zhì)的面內(nèi)均勻性也提高，所以可以使基板面內(nèi)的薄膜特性的偏差極 小，進(jìn)而也可以提高特性的穩(wěn)定性。
此外，在樹脂膜上形成化合物薄膜時，化合物薄膜的成膜氣氛不會受到 由樹脂膜釋放的氣體的影響。因此，成膜的化合物薄膜的膜質(zhì)也不會受到釋 放氣體的影響。其結(jié)果，可以使該化合物薄膜的特性穩(wěn)定化。
在所述化合物薄膜成膜前或成膜后、或者在成膜前和成膜后，可以將所 述膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入到所述基板的表面和背面。
此時，成膜前后的基板兩面的成膜氣氛均勻化。由此，成膜的薄膜的膜 質(zhì)、膜厚進(jìn)一步均勻化，因此，得到的薄膜的膜厚、膜質(zhì)的面內(nèi)均勻性進(jìn)一 步提高。其結(jié)果，可以使基板面內(nèi)的薄膜的特性的偏差極小，進(jìn)而也可以提 高特性的穩(wěn)定性。
此外，可以將多個所述基板沿著與這些基板的表面平行的一方向配置；在這些基板連續(xù)移動或靜止的狀態(tài)下，在這些基板的表面上形成所述化合物 薄膜時，經(jīng)時改變導(dǎo)入到這些基板的背面的所述膜質(zhì)調(diào)整用氣體的導(dǎo)入量。 此時，經(jīng)時改變導(dǎo)入到基板背面的膜質(zhì)調(diào)整用氣體的導(dǎo)入量，由此，可 以對應(yīng)成膜時的釋放氣體量的經(jīng)時變化進(jìn)行膜質(zhì)調(diào)整。其結(jié)果，可以實現(xiàn)穩(wěn) 定的連續(xù)成膜。
在形成所述化合物薄膜時，可以將惰性氣體導(dǎo)入到所述基板的背面。 此外，可以將多個所述基板沿著與這些基板的表面平行的一個方向配
置；在這些基板連續(xù)移動或靜止的狀態(tài)下，在這些基板的表面上形成所述化 合物薄膜時，經(jīng)時改變所述惰性氣體的導(dǎo)入量。
根據(jù)本發(fā)明的成膜裝置，在濺射成膜室設(shè)置將對成膜在基板表面的化合 物薄膜的膜質(zhì)進(jìn)行調(diào)整的膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入到上述基板背面的膜質(zhì)調(diào)整 用氣體導(dǎo)入設(shè)備，所以可以容易且廉價地制造膜厚、膜質(zhì)的面內(nèi)均勻性優(yōu)異， 基板面內(nèi)的特性偏差也極小，且特性的穩(wěn)定性優(yōu)異的化合物薄膜。
此外，在樹脂膜上形成化合物薄膜時，化合物薄膜的成膜氣氛不會受到 由樹脂膜釋放的氣體的影響，所以成膜的化合物薄膜不會受到釋放氣體的影 響，其結(jié)果，可以容易地制造特性穩(wěn)定化的化合物薄膜。
此外，在多個載體移動的同時，在保持在這些載體上的基板的表面上形 成化合物薄膜時，使用氣體導(dǎo)入量調(diào)整設(shè)備經(jīng)時改變導(dǎo)入到基板背面的膜質(zhì) 調(diào)整用氣體的導(dǎo)入量，由此可以對應(yīng)成膜時的釋放氣體量的經(jīng)時變化進(jìn)行膜 質(zhì)調(diào)整。因此，可以實現(xiàn)連續(xù)成膜中的穩(wěn)定的膜質(zhì)維持。
根據(jù)本發(fā)明的成膜方法，在惰性氣體和反應(yīng)性氣體的氣氛下形成化合物 薄膜時，將膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入到基板背面，所以可以防止反應(yīng)性氣體從基 板的周圍泄漏到其背面。由此，可以使基板表面?zhèn)鹊拿鎯?nèi)的惰性氣體和反應(yīng) 性氣體的濃度均勾化，因此可以使基板上的成膜氣氛均勻化。其結(jié)果，可以 提高成膜的薄膜的膜厚、膜質(zhì)的面內(nèi)均勻性，所以可以使基板面內(nèi)的薄膜特 性的偏差極小，進(jìn)而也可以提高特性的穩(wěn)定性。
此外，在樹脂膜上形成化合物薄膜時，化合物薄膜的成膜氣氛不會受到
8由樹脂膜釋放的氣體的影響，所以成膜的化合物薄膜不會受到釋放氣體的影 響，其結(jié)果可以使化合物薄膜的特性穩(wěn)定化。


圖1為本發(fā)明第一實施方式的直線排列式反應(yīng)性濺射裝置的示意圖； 圖2為本發(fā)明第一實施方式的分散管的側(cè)視圖3為表示基板表面的每1根反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管的02氣體流量與ITO 薄膜的薄層電阻的關(guān)系的圖4為表示基板內(nèi)的ITO薄膜表面中的薄層電阻的測定點的示意圖5為表示基板背面的每1根膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管的02氣體流量與 ITO薄膜的薄層電阻的關(guān)系的圖6為表示基板背面的02氣體流量為0sccm ( 0Pa'mVs )時的ITO薄膜 的薄層電阻的面內(nèi)偏差的圖7為表示分別對于2根膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管、基板背面的02氣體 流量為12sccm (2.03x l(T2Pa'm3/s)時的ITO薄膜的薄層電阻的面內(nèi)偏差的
圖8為本發(fā)明第二實施方式的直線排列式反應(yīng)性濺射裝置的示意圖； 圖9為本發(fā)明第三實施方式的直線排列式反應(yīng)性濺射裝置的示意圖； 圖10為本發(fā)明第四實施方式的直線排列式反應(yīng)性濺射裝置的示意圖。 符號說明 1賊射裝置 2前室
3濺射成膜室 4后室
5入口側(cè)區(qū)域 6臧射區(qū)域 7出口側(cè)區(qū)域11真空泵
12載體
14濺射陰極
15耙
16惰性氣體導(dǎo)入管
17反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管
18膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管
21配管
22細(xì)管部
23孔
24分散管
31賊射裝置
32濺射成膜室
33賊射區(qū)i或
41賊射裝置
42濺射成膜室
43賊射區(qū)域
51濺射裝置
52濺射成膜室
53、 54賊射區(qū)i或
具體實施例方式
對本發(fā)明的成膜裝置及成膜方法的具體實施方式
進(jìn)行說明。
而且，此方式是為了更好地理解發(fā)明主旨而進(jìn)行的具體說明，只要未特
別指定，則不限定本發(fā)明。
此外，以下的說明中使用的各附圖中，為了使各部件為可以識別的尺寸，
對各部件的比例進(jìn)行了適當(dāng)?shù)刈兏１緦嵤┓绞街?，作為成膜裝置以直線排列式反應(yīng)性賊射裝置為例進(jìn)行說明。
圖1為本發(fā)明第一實施方式的直線排列式反應(yīng)性濺射裝置的示意圖。
該濺射裝置1由前室2、濺射成膜室3和兼作反轉(zhuǎn)室的后室4構(gòu)成。賊 射成膜室3由入口側(cè)區(qū)域5、濺射區(qū)域6和出口側(cè)區(qū)域7的三個區(qū)域構(gòu)成。 在這些入口側(cè)區(qū)域5、賊射區(qū)域6和出口側(cè)區(qū)域7的寬度方向的中心位置設(shè) 置有用于將這些區(qū)域分割成去路(圖1中下側(cè))和回路(圖1中上側(cè))兩個 系統(tǒng)的間隔板8。
而且，該濺射裝置l中，在回路的情況下，前室2作為后室發(fā)揮作用， 后室4作為前室發(fā)揮作用，這里為了方便，以去路的情況為基準(zhǔn)，稱為前室 2和后室4。
該前室2、濺射成膜室3的入口側(cè)區(qū)域5和出口側(cè)區(qū)域7、后室4分別 設(shè)置有真空泵11。這些區(qū)域2~4內(nèi)的去路和回路分別連續(xù)地配置用于搬運 基板的多個載體12。各載體12在區(qū)域2~4內(nèi)可以在其配置方向(圖1中 左右方向)上移動，可以固定在規(guī)定位置。在這些載體12的規(guī)定位置，形 成化合物薄膜的由玻璃等形成的基板13以大致垂直直立的狀態(tài)被保持。
另一方面，在'減射區(qū)域6內(nèi)的兩側(cè)壁上，沿著載體12的去路和回路各 自的移動方向設(shè)置有多個濺射陰極14。這些濺射陰極14安裝有作為化合物 薄膜濺射材料的靶15。將這些靶15定位以使其與安裝在載體12規(guī)定位置 的基板13的表面間隔規(guī)定的距離對置。
進(jìn)而在該賊射陰極14的附近，向著載體12配置用于導(dǎo)入Ar等惰性氣
體的惰性氣體導(dǎo)入管16和用于導(dǎo)入02等反應(yīng)性氣體的反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管
17。在該濺射區(qū)域6內(nèi)的中央部的間隔板8的兩側(cè)設(shè)置有將02等膜質(zhì)調(diào)整
用氣體導(dǎo)入到保持在載體12上的基板13的背面的膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管
(膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入設(shè)備)18。該膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入設(shè)備對搬入到該濺
射區(qū)域6的基板13的表面的成膜氣氛進(jìn)行調(diào)整使其均勻化。此外，在前室2和后室4中也設(shè)置有惰性氣體導(dǎo)入管16和反應(yīng)性氣體 導(dǎo)入管17。而且，對于惰性氣體導(dǎo)入管16、反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管17和膜質(zhì)調(diào) 整用氣體導(dǎo)入管18,可以根據(jù)靶15的個數(shù)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定其個數(shù)。該膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18可以根據(jù)需要設(shè)置在前室2、后室4或兩 者中。此外，對于該膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18,可以根據(jù)需要并列配置惰 性氣體導(dǎo)入管16。該膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18為可以防止Ar等惰性氣體和02等反應(yīng)性 氣體從保持基板13的載體12的周圍、特別是從上下方向泄漏到基板13的 背面的結(jié)構(gòu)即可。例如，如圖2所示，優(yōu)選使用乂人濺射區(qū)域6的頂部(或底 部)到室內(nèi)垂直立設(shè)的配管21的頂端部分枝為多段(圖2中為兩段)，在 其最頂端的長的細(xì)管部2 2上沿著其延伸方向、即濺射區(qū)域6的載體12的搬 運方向形成多個用于噴出膜質(zhì)調(diào)整用氣體的小直徑的孔23的被稱為三重比 賽管(三重卜一于乂 y卜管)的分散管24。其中，分散管24在濺射區(qū)域6 的上下方向上總計設(shè)置2根。而且，用噴嘴替代該小直徑的孔23也得到相同效果。除了這些氣體分散管以外，例如也可以使用在垂直方向上延伸的長管的 一部位形成有用于噴出膜質(zhì)調(diào)整用氣體的小直徑的孔的氣體噴管、或在垂直 方向上延伸的長管的 一部位設(shè)置有用于噴出膜質(zhì)調(diào)整用氣體的噴嘴的氣體 噴管等。而且，這些氣體噴管的情況下，由于膜質(zhì)調(diào)整用氣體僅從一個部位 噴出，為了使該膜質(zhì)調(diào)整用氣體向基板13的周圍均勻地擴(kuò)散，優(yōu)選在該氣 體噴管與基板13之間設(shè)置擴(kuò)散板等擴(kuò)散設(shè)備。接著，對于使用該濺射裝置1在保持在載體12上的基板13的表面上形 成化合物薄膜的方法，以回路的情況為例進(jìn)行說明。首先，在濺射區(qū)域6的濺射陰極14上裝配作為化合物薄膜的濺射材料 的靶15。該靶15根據(jù)成膜的化合物薄膜適當(dāng)選擇。例如，透明導(dǎo)電膜的氧 化銦錫(ITO: Indium Tin Oxide )薄膜的情況下，使用錫銦合金靶，而氧化 銻錫(ATO: Antimony Tin Oxide )薄膜的情況下，使用銻錫合金靶。此外，12光學(xué)薄膜的氧化鈦(Ti02)薄膜的情況下，使用鈦靶。此外，電介質(zhì)膜的氧化鎂(MgO)薄膜的情況下，使用鎂耙。另一方面，將載體12搬入到前室2中，用真空泵11將該前室2內(nèi)減壓 至規(guī)定的真空度。接著，用惰性氣體導(dǎo)入管16和反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管17將 Ar等惰性氣體和02等反應(yīng)性氣體導(dǎo)入到該前室2內(nèi)，使該前室2內(nèi)形成規(guī) 定壓力的惰性氣體和反應(yīng)性氣體的混合氣體氣氛。接著用真空泵11將包括入口側(cè)區(qū)域5的濺射成膜室3內(nèi)減壓至規(guī)定的 真空度。向其中用惰性氣體導(dǎo)入管16和反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管17將Ar等惰性 氣體和02等反應(yīng)性氣體導(dǎo)入到該賊射成膜室3內(nèi)，使包括入口側(cè)區(qū)域5的 濺射成膜室3內(nèi)與前室2內(nèi)同樣地形成規(guī)定壓力的惰性氣體和反應(yīng)性氣體的 混合氣體氣氛。接著將載體12從前室2移動到入口側(cè)區(qū)域5，在入口側(cè)區(qū)域5在其行 進(jìn)方向上緊密地裝入載體12,形成鄰接的載體12的端面彼此接近的狀態(tài)。才妄著，將該接近的載體12移動到濺射區(qū)域6。在該濺射區(qū)域6內(nèi)，在 使載體12連續(xù)移動的同時，在惰性氣體和反應(yīng)性氣體的混合氣體氣氛下， 用膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18將02等膜質(zhì)調(diào)整用氣體噴到保持為與載體12 大致垂直的基板13的背面。由此，在將基板13表面(成膜面)的氣氛保持 為惰性氣體和反應(yīng)性氣體的混合氣體氣氛的同時，在連續(xù)移動的基板13的 表面形成以靶15為主要成分的化合物薄膜。該成膜的過程中，通過將膜質(zhì)調(diào)整用氣體噴到基板13的背面，防止惰 性氣體和反應(yīng)性氣體從載體12的周圍、特別是從上下方向泄漏到基板13的 背面，所以基板13表面?zhèn)鹊拿鎯?nèi)的混合氣體的濃度均勻化，因此該基板13 上的成膜氣氛均勻化。其結(jié)果，在該基板13的表面上形成膜厚、膜質(zhì)的面 內(nèi)均勻性優(yōu)異的化合物薄膜。該成膜中的惰性氣體、反應(yīng)性氣體和膜質(zhì)調(diào)整用氣體的流量比根據(jù)成膜 的化合物薄膜的組成和特性、以及成膜裝置的結(jié)構(gòu)來適當(dāng)設(shè)定。特別是膜質(zhì) 調(diào)整用氣體的流量有必要為可以防止惰性氣體和反應(yīng)性氣體泄漏到保持在13載體12上的基板的背面的流量。例如，在ITO薄膜的情況下，惰性氣體和反應(yīng)性氣體的總計流量為100時，膜質(zhì)調(diào)整用氣體的流量優(yōu)選為0.1 ~2。接著，將該載體12移動到出口側(cè)區(qū)域7中，用真空泵11將后室4內(nèi)減 壓至規(guī)定的真空度。接著，用惰性氣體導(dǎo)入管16和反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管17將 Ar等惰性氣體和02等反應(yīng)性氣體導(dǎo)入到該后室4內(nèi)，使該后室4內(nèi)形成規(guī) 定壓力的惰性氣體和反應(yīng)性氣體的混合氣體氣氛。接著，將該載體12從出口側(cè)區(qū)域7移動到后室4中。在該后室4中使 載體12反轉(zhuǎn)，再次向前室2搬運，與去路完全相同地進(jìn)行回路的成膜。對 于回路，也得到與去路完全相同的作用、效果，所以對回路的情況省略說明。 最后，從前室2搬出該載體12,取出基板13。由此可以容易且廉價地制造膜厚和膜質(zhì)的面內(nèi)均勻性優(yōu)異、基板面內(nèi)的 特性偏差也極小、且特性的穩(wěn)定性優(yōu)異的化合物薄膜。而且，若在前室2和后室4中的任意一方或兩方設(shè)置膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo) 入管18，則可以將成膜前后的基板表面的成膜氣氛穩(wěn)定化。此時，可以將 化合物薄膜的膜質(zhì)和膜厚進(jìn)一步均勻化，從而可以進(jìn)一步提高化合物薄膜的 特性。在此，為在濺射區(qū)域6內(nèi)連續(xù)移動載體12的同時，在基板13的表面上 形成以靶15為主要成分的化合物薄膜的結(jié)構(gòu)，但是也可以為將多個載體12 搬運到賊射區(qū)域6內(nèi)并使其靜止，在該靜止的狀態(tài)下在基板13的表面上形 成以靶15為主要成分的化合物薄膜的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，也得到完全相 同的效果。接著，對證明本實施方式的成膜方法的特別效果的實驗結(jié)果進(jìn)行說明。 使用本實施方式的成膜裝置，在室溫(25°C )的成膜溫度下在裝配在載 體12上的玻璃基板上形成膜厚為150nm的ITO薄膜。首先，分別對于6根惰性氣體導(dǎo)入管16使基板背面02氣體流量為Osccm (OPa'mVs)時的玻璃基板表面(成膜面)的Ar氣體流量為400sccm (0.675Pa.mVs ),分別對于6根反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管17使該玻璃基板表面(成膜面)的02氣體流量在0 ~ 5sccm ( 0 ~ 8.4 x 10-3Pa'm3/s )的范圍內(nèi)變化以形 成相同的流量，形成總計為14種的ITO薄膜。接著，對這些ITO薄膜在大氣中、23(TC下進(jìn)行熱處理1小時。用四端子法測定如此處理得到的14種ITO薄膜各自的薄層電阻。分別 對于這14種ITO薄膜，成膜時的基板表面的每1根反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管17 的02氣體流量與薄層電阻的關(guān)系如圖3所示。圖中，13、 1、 19為表示圖4 所示的基板內(nèi)的ITO薄膜上的薄層電阻測定點的編號。而且，圖4中所示的 25點為等排列。此外，這些測定點中，角的4個點都位于距離基板的角縱 25mm、橫25mm內(nèi)側(cè)。其中，對各測定點附與1 ~ 25的編號。圖4中，上 部的箭頭(—、i )分別表示ITO薄膜上的X軸方向、Y軸方向。根據(jù)圖3可知，薄層電阻為10 35Q/口的范圍的玻璃基板表面的每1 根反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管17的02氣體流量為2 ~ 5sccm ( 3.4 x IO-3 ~ 8.4 x 10^Pa.mVs)的范圍，即6根反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管17為12 ~ 30sccm( 2.03 x 1(T2~ 5.07x l(T2Pa.m3/s)的范圍。此外可知，若表面02氣體流量在上述范圍內(nèi)， 則薄層電阻的面內(nèi)偏差也小。接著，分別對于6根惰性氣體導(dǎo)入管16使玻璃基板表面(成膜面)的 Ar氣體流量為400sccm ( 0.675Pa'mVs ),分別對于6根反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管 17使玻璃基板表面(成膜面)的02氣體流量為2.2sccm( 3.7 x l(T3Pa'm3/s)， 分別對于2根膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18使基板背面的02氣體流量在0~ 20sccm (0~3.38xl (T2Pa.m3/s )的范圍內(nèi)變化以形成相同的流量，形成總計 為9種的ITO薄膜。接著，對這些ITO薄膜在大氣中、230。C下進(jìn)行熱處理1小時。用四端子法測定如此處理得到的9種ITO薄膜各自的薄層電阻。分別 對于這9種ITO薄膜，成膜時的基板背面的每1根膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管 18的02氣體流量與薄層電阻的關(guān)系如圖5所示。圖中，13、 1、 19為表示 圖4所示的ITO薄膜的測定點。根據(jù)圖5可知，隨著基板背面的02氣體流量增加，薄層電阻的面內(nèi)偏差變小，但是若基板背面的02氣體流量超過某值，則基板背面的02氣體對 成膜開始有不良影響，薄層電阻的面內(nèi)偏差也增大。此外，為了調(diào)查薄層電阻的面內(nèi)偏差，分別對于圖4所示的ITO薄膜 的測定點，用四端子法對基板背面02氣體流量為0sccm (0Pa.mVs)、分別 對于6根惰性氣體導(dǎo)入管16使玻璃基板表面(成膜面)的Ar氣體流量為 400sccm ( 0.675PaTnVs )、分別對于6根反應(yīng)性氣體導(dǎo)入管17使玻璃基板 表面(成膜面)的02氣體流量為3.6sccm ( 6.1 x l(T3Pa.m3/s)時的ITO薄膜 的薄層電阻進(jìn)行測定。分別對應(yīng)于圖4的測定點的測定值如圖6所示。此外，分別對于圖4所示的ITO薄膜的測定點，用四端子法對分別對 于2根膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18使基板背面中的02氣體流量為12sccm(2.03 x l(T2Pa.m3/s )、分別對于6根惰性氣體導(dǎo)入管16使玻璃基板表面(成膜面) 的Ar氣體流量為400sccm ( 0.675Pa'mVs )、分別對于6根反應(yīng)性氣體導(dǎo)入 管17使玻璃基板表面(成膜面)的02氣體流量為2.2sccm(3.7x l(T3Pa'm3/s) 時的ITO薄膜的薄層電阻進(jìn)行測定。分別對應(yīng)于圖4的測定點的測定值如圖 7所示。此外，用下述分布評價(計算)式(l)求出圖6和圖7分別所示的ITO 薄膜的薄層電阻的基板面內(nèi)的偏差。(Rsmax - Rsmin ) / ( Rsmax+Rsmin ) ( 1 )其中，式(l)中，R孤ax為測定值中的最大值，Rsmm為測定值中的最小值。根據(jù)這些計算結(jié)果，ITO薄膜的薄層電阻的面內(nèi)偏差在將02氣體導(dǎo)入 到基板背面的情況下為±5%，未導(dǎo)入的情況下為± 14%。即，將02氣體導(dǎo) 入到基板背面的情況與未導(dǎo)入的情況相比，面內(nèi)偏差為一半以下。由該實驗 可知，通過將02氣體導(dǎo)入到基板背面，可以提高薄層電阻的面內(nèi)均勻性。如上所述，根據(jù)本實施方式的成膜方法，可以防止反應(yīng)性氣體從基板的 周圍泄漏到其背面。因此，可以將基板表面?zhèn)鹊拿鎯?nèi)的惰性氣體和反應(yīng)性氣 體的濃度均勻化，因此可以使基板上的成膜氣氛均勻化。其結(jié)果，由于可以提高膜厚、膜質(zhì)等面內(nèi)均勻性，可以使薄膜的薄層電阻的面內(nèi)偏差極小，進(jìn) 而也可以提高穩(wěn)定性。根據(jù)本實施方式的濺射裝置1,由于在濺射成膜室3設(shè)置有用于將膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入到基板背面的膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18,可以容易且廉價地形成膜厚、膜質(zhì)的面內(nèi)均勻性優(yōu)異，基板面內(nèi)的特性偏差也極小，且特性 的穩(wěn)定性優(yōu)異的化合物薄膜。在將多個載體13移動的同時，在保持在這些載體13上的基板12的表 面上形成化合物薄膜時，根據(jù)現(xiàn)有的成膜裝置，附著在載體13的部分上的 薄膜成分的化合物所吸附的水分量緩慢增加，該水分量的增加表現(xiàn)為成膜時 的釋放氣體量的經(jīng)時變化。與此相對地，根據(jù)本實施方式的濺射裝置1,通 過用膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18經(jīng)時改變導(dǎo)入到基板背面的膜質(zhì)調(diào)整用氣體 的導(dǎo)入量，可以對應(yīng)成膜時的氣體釋放量的經(jīng)時變化進(jìn)行膜質(zhì)調(diào)整。其結(jié)果， 可以實現(xiàn)連續(xù)成膜中的穩(wěn)定的膜質(zhì)維持。[第二實施方式]圖8為本發(fā)明第二實施方式的直線排列式反應(yīng)性濺射裝置的示意圖。本 實施方式的濺射裝置31與第一實施方式的濺射裝置1的不同點如下所述。 即，第一實施方式的濺射裝置1中，為往返搬運載體12的結(jié)構(gòu)，在濺射成 膜室3的入口側(cè)區(qū)域5和出口側(cè)區(qū)域7各自的兩側(cè)設(shè)置有真空泵11，在濺 射區(qū)域6的中央部設(shè)置有膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18。與此相對地，本實施 方式的'減射裝置31中，為僅在一個方向上搬運載體12的結(jié)構(gòu)，在濺射成膜 室32的入口側(cè)區(qū)域5和出口側(cè)區(qū)域7各自的一側(cè)設(shè)置有真空泵11，在濺射 區(qū)域33內(nèi)的與真空泵ll對置的一側(cè)的壁面周緣部附近設(shè)置有膜質(zhì)調(diào)整用氣 體導(dǎo)入管18。根據(jù)本實施方式的濺射裝置31，在濺射區(qū)域6內(nèi)的與真空泵ll對置的 一側(cè)的端部附近設(shè)置有膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18,所以即使為僅在一個方 向上搬運載體12的結(jié)構(gòu)的情況，也可以對保持在載體12上的基板的表面的 成膜氣氛進(jìn)行調(diào)整使其均勻化。圖9為本發(fā)明第三實施方式的直線排列式反應(yīng)性濺射裝置的示意圖。本 實施方式的賊射裝置41與第二實施方式的賊射裝置31的不同點如下所述。 即，第二實施方式的濺射裝置31中，在入口側(cè)區(qū)域5和出口側(cè)區(qū)域7各自 的一側(cè)設(shè)置有真空泵11,在賊射區(qū)域33內(nèi)的與真空泵11對置的一側(cè)的壁 面的端部附近設(shè)置有膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18。與此相對地，本實施方式 的濺射裝置41中，在賊射成膜室42的入口側(cè)區(qū)域5和出口側(cè)區(qū)域7各自的 一側(cè)設(shè)置有真空泵11,在賊射區(qū)域43內(nèi)的與真空泵11對置的一側(cè)的壁面 中央部設(shè)置有膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18。根據(jù)本實施方式的濺射裝置41,在濺射區(qū)域43內(nèi)的與真空泵11對置 的一側(cè)的壁面中央部設(shè)置有膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18,所以即使為僅在一 個方向上搬運載體12的結(jié)構(gòu)的情況，也可以對保持在載體12上的基板的表 面的成膜氣氛進(jìn)行調(diào)整使其均勻化。[第四實施方式]圖10為本發(fā)明第四實施方式的直線排列式反應(yīng)性濺射裝置的示意圖。 本實施方式的濺射裝置51與第二實施方式的濺射裝置31的不同點如下所 述。即，第二實施方式的賊射裝置31中，賊射成膜室32的濺射區(qū)域由一個 賊射區(qū)域33構(gòu)成，在入口側(cè)區(qū)域5和出口側(cè)區(qū)域7各自的一側(cè)i殳置有真空 泵11，在濺射區(qū)域33內(nèi)的與真空泵11對置的一側(cè)的壁面的端部附近設(shè)置 有膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18。與此相對地，本實施方式的濺射裝置51中， 濺射成膜室52的濺射區(qū)域由多個(圖10中為2個)濺射區(qū)域53、 54構(gòu)成， 在濺射區(qū)域54的一側(cè)的端部設(shè)置有真空泵11,在濺射區(qū)域53、 54內(nèi)的與 真空泵11對置的一側(cè)的壁面中央部分別設(shè)置有膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18。根據(jù)本實施方式的濺射裝置51,在濺射區(qū)域54的 一側(cè)設(shè)置有真空泵11, 在濺射區(qū)域53、 54內(nèi)的與真空泵11對置的一側(cè)的壁面中央部分別設(shè)置有膜 質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入管18，所以即使為具有多個濺射區(qū)域的結(jié)構(gòu)，也可以對 保持在載體12上的基板的表面的成膜氣氛進(jìn)行調(diào)整使其均勻化。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，可以提供在用反應(yīng)性濺射法在基板表面上形成透明導(dǎo)電薄 膜等化合物薄膜時，可以形成膜質(zhì)的面內(nèi)均勻性優(yōu)異的化合物薄膜，進(jìn)而即 使在連續(xù)成膜時，也不存在來自載體的釋放氣體，從而成膜的薄膜的膜質(zhì)不 會受到釋放氣體的影響的成膜裝置和成膜方法。
權(quán)利要求
1、一種成膜裝置，用反應(yīng)性濺射法在保持在濺射成膜室內(nèi)的基板的表面形成化合物薄膜，其特征在于，所述濺射成膜室包括將對成膜在所述基板的表面的化合物薄膜的膜質(zhì)進(jìn)行調(diào)整的膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入到所述基板的背面的第一膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入設(shè)備。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置，其中，在用于將所述基板搬入到所述濺射成膜室中的前室、和用于將所述基板搬 出所述濺射成膜室的后室中的任意一方或兩方進(jìn)一步包括將所述膜質(zhì)調(diào)整用氣 體導(dǎo)入到所述J4反的表面和背面的第二膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入設(shè)備。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成膜裝置，其中， 所述濺射成膜室包括分別保持所述基板，在這些基板的表面上沿著平行的一個方向配置成一列的多個載體；在這些載體連續(xù)移動或靜止的狀態(tài)下，在所述各基板的表面上形成所述化 合物薄膜時，經(jīng)時改變導(dǎo)入到所述各基板的背面的所述膜質(zhì)調(diào)整用氣體的導(dǎo)入 量的氣體導(dǎo)入量調(diào)整設(shè)備。
4、 一種成膜方法，用反應(yīng)性濺射法在基板的表面上形成化合物薄膜，其特征在于，在惰性氣體和反應(yīng)性氣體的氣氛下形成所述化合物薄膜時，將膜質(zhì)調(diào)整 用氣體導(dǎo)入到所述基板的背面。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的成膜方法，其中，在所述化合物薄膜成膜前 或成膜后、或者在成膜前和成膜后，將所述膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入到所述基板 的表面和背面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的成膜方法，其中， 將多個所述基板沿著與這些基板的表面平行的一個方向配置；在這些基板連續(xù)移動或靜止的狀態(tài)下，在這些基板的表面上形成所述化 合物薄膜時，經(jīng)時改變導(dǎo)入到這些基板的背面的所述膜質(zhì)調(diào)整用氣體的導(dǎo)入量。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的成膜方法，其中，在形成所述化合物薄膜時， 將惰性氣體導(dǎo)入到所述基板的背面。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的成膜方法，其中， 將多個所述基板沿著與這些基板的表面平行的一個方向配置； 在這些基板連續(xù)移動或靜止的狀態(tài)下，在這些基板的表面上形成所述化合物薄膜時，經(jīng)時改變所述惰性氣體的導(dǎo)入量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種成膜裝置，用反應(yīng)性濺射法在保持在濺射成膜室內(nèi)的基板的表面形成化合物薄膜，所述濺射成膜室包括將對成膜在所述基板的表面的化合物薄膜的膜質(zhì)進(jìn)行調(diào)整的膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入到所述基板的背面的第一膜質(zhì)調(diào)整用氣體導(dǎo)入設(shè)備。
文檔編號C23C14/34GK101631891SQ20088000624
公開日2010年1月20日 申請日期2008年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月28日
發(fā)明者中村肇, 今村俊一, 有馬央恭, 齊藤一也 申請人:株式會社愛發(fā)科