CN101180417B - 溅射装置及成膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种靶的使用效率高的溅射装置。本发明的溅射装置(1)具有移动部件(28a、28b),移动部件(28a、28b)可使第一、第二磁铁部件(23a、23b)在与第一、第二靶(21a、21b)的表面平行的面内移动。如果第一、第二磁铁部件(23a、23b)移动,则磁力线也移动,第一、第二靶(21a、21b)表面的高侵蚀区域也移动,因此第一、第二靶(21a、21b)表面的广泛区域可被溅射。
Description
技术领域
本发明涉及一种溅射装置,以及使用该装置的成膜方法。
背景技术
有机EL元件作为显示元件近年来备受关注。
图10是用于说明有机EL元件201的结构的模式剖面图。
该有机EL元件201,在基板211上依次叠层下部电极214、有机层217、218,和上部电极219,如果在上部电极219和下部电极214之间施加电压,则在有机层217、218的内部或界面发光。如果上部电极219由ITO膜(铟锡氧化物膜)等透明导电膜构成,则发出的光透过上部电极219放出到外部。
如上述的上部电极219的形成方法主要使用蒸镀法。
蒸镀法中,从蒸镀源通过升华或蒸发而释放的粒子是中性的低能量(数eV左右)粒子,因此在形成上部电极219或有机EL元件的保护膜时,不会对有机膜217、218造成损伤,具有可形成良好的界面的优点。
但是,用蒸镀法所形成的膜与有机膜的密封性差,因此会产生黑斑(ダ一クスポツト)或由长期驱动而造成电极剥离等不理想状况。而且,从生产性方面考虑,由于是点蒸发源,所以存在难以得到大面积膜厚分布的问题;或者由于蒸发舟的劣化或蒸发材料难以连续供给,所以存在维修周期短等问题。
考虑用溅射法作为解决上述问题的方法。但是,对于使成膜对象物面向靶表面的平行平板型溅射法,在有机层上形成铝的上部电极时,在有机EL装置的驱动测试中,会产生发光开始电压显著升高、或不发光等不理想状况。这是由于在溅射法中等离子体中的荷电粒子(Ar离子、2次电子、反冲Ar)或具有高运动能量的溅射粒子会往有机膜上射入,因而破坏有机膜的界面,使电子的注入不能顺利进行。
因此,先前技术也在摸索对策,提出了如图11所示的溅射装置110。该溅射装置110具有真空槽111,在该真空槽111内,设有两台靶121a、121b,将其背面安装在背板122a、122b上,其表面互相离开一定距离而平行对向配置。
在背板122a、122b的背面上配置有磁铁部件115a、115b。磁铁部件115a、115b通过在轭129a、129b上安装环状的磁铁123a、123b而构成。
各磁铁123a、123b,分别将磁极的一极朝向靶121a、121b,而将磁极的另一极朝向与靶相反的方向来配置,而且,两个磁铁123a、123b,不同极性的磁极朝向靶121a、121b。即,当一方的磁铁123a为N极朝向靶121a时,另一方的磁铁123b则是将S极朝向靶121b,因此在两个磁铁123a、123b之间产生磁力线。由于磁铁123a、123b为环状,因此磁铁123a、123b之间所产生的磁力线为筒状。
如果通过真空排气系统116对真空槽111内进行真空排气,从气体导入系统117导入溅射气体,对靶121a、121b施加电压,则在靶121a、121b所夹持的空间产生溅射气体的等离子体,靶121a、121b的表面被溅射。
在靶121a、121b所夹持的空间的侧面配置有成膜对象物113,通过从靶121a、121b斜向地飞出且放出到真空槽111内的溅射粒子,在成膜对象物113表面形成薄膜。
该溅射装置110是通过在两个磁铁123a、123b之间所形成的筒状磁力线,围绕靶121a、121b所对置的空间,等离子体通过该磁力线封闭,因此等离子体不会漏出到成膜对象物113侧。因此,成膜对象物113不会暴露在等离子体中的荷电粒子中,露出到成膜对象物113表面的有机薄膜不会受损。
但是,上述溅射装置110中会因为溅射而产生靶121a、121b的中央部分比边缘部分更被深挖的现象。图12的符号131a、131b表示靶121a、121b被深蚀刻、膜厚变小的侵蚀区域,同图的符号132a、132b表示靶121a、121b未被蚀刻、剩下的膜厚较厚的非侵蚀区域。
如果背面侧的背板122a、122b露出程度的靶121a、121b被深挖,则会引起异常放电,因此靶121a、121b会在背板122a、122b露出之前被更换。
即使仅深挖靶121a、121b的一部分,其它部分的膜厚减少量变少,仍然必须更换靶121a、121b,因此先前的溅射装置110,其靶的使用效率差。
专利文献1:日本专利特开平11-162652号公报
专利文献2:日本专利特开2005-032618号公报
发明内容
本发明为了解决上述技术问题而进行研究,其目的在于提高靶的使用效率。
为了解决上述技术问题,本发明的溅射装置,具有:
真空槽;
板状的第一、第二靶;以及
第一、第二磁铁部件,所述第一、第二磁铁部件为环状,在该环的厚度方向上被磁化,
在上述真空槽内隔开一定间隔以上述第一、第二靶的表面互相平行面向的状态配置上述第一、第二靶,
在上述第一、第二靶的背面侧以相异的磁极对向的方式配置上述第一、第二磁铁部件,从上述第一、第二靶间的间隙即溅射空间的端部向成膜对象物的成膜面放出溅射粒子,
其特征在于:具有移动部件,其使上述第一、第二磁铁部件在对上述第一、第二靶的表面平行的面内相对于上述第一、第二靶相对移动。
本发明的溅射装置,具有:
搬送路径,其配置在上述真空槽内的上述溅射空间的上述端部的附近位置,并且是上述成膜对象物移动的路径;和
搬送机构,其一边维持上述成膜面位于面向上述溅射空间的上述端面的一个平面内的状态,一边沿着上述搬送路径移动上述成膜对象物,
上述第一、第二靶的表面与上述一个平面正交,并且配置于与上述搬送路径交叉的面上。
本发明的溅射装置,其中,在上述溅射空间的上述端部的边缘,上述第一靶的一边与上述第二靶的一边位于互相平行的位置,上述移动部件构成为在沿着位于上述端部的边缘的上述第一、第二靶的边的方向以及与此垂直的方向上分别移动上述第一、第二磁铁部件。
本发明的溅射装置,其中,上述移动部件在维持上述第一、第二磁铁部件的上述搬送路径侧的侧面和上述成膜面所位于的平面平行 的状态下,移动上述第一、第二磁铁部件。
本发明的溅射装置,其中,上述移动部件以位于上述环的内侧的所定的旋转中心为中心在正旋转方向和逆旋转方向以所定角度旋转上述第一、第二磁铁部件。
本发明的溅射装置,其中,上述第一、第二磁铁部件的外周比上述第一、第二靶的外周大,上述移动部件以上述第一、第二靶的外周不会从上述第一、第二磁铁部件的外周露出的方式,移动上述第一、第二磁铁部件。
本发明的成膜方法,其中使用溅射装置,从上述第一、第二靶间的间隙即溅射空间的端部向成膜对象物的成膜面放出溅射粒子,在上述成膜面形成薄膜,该溅射装置具有:
真空槽;
板状的第一、第二靶;以及
第一、第二磁铁部件,其为环状,在该环的厚度方向被磁化,
在上述真空槽内隔开一定间隔以上述第一、第二靶的表面互相平行面向的状态配置上述第一、第二靶,
在上述第一、第二靶的背面侧以相异的磁极对向的方式配置上述第一、第二磁铁部件,
其特征在于:一边使上述第一、第二磁铁部件在和上述第一、第二靶平行的面内对于上述第一、第二靶相对移动,一边进行溅射。
本发明的成膜方法,其中,上述第一、第二磁铁部件的移动是以使上述第一、第二磁铁部件相对静止的方式进行。
本发明的成膜方法,其中,将第一靶的一边与第二靶的一边互相平行地配置在上述溅射空间的上述端部的边缘,上述第一、第二磁铁部件的移动是使上述第一、第二磁铁部件在沿着位于上述端部的边缘的上述第一、第二靶的边的方向以及与此垂直的方向上分别往返移动。
本发明的成膜方法,其中,上述第一、第二磁铁部件的移动是以所定的旋转中心为中心使上述第一、第二磁铁部件在正旋转方向和逆旋转方向上交替旋转。
本发明的成膜方法,其中,上述第一、第二磁铁部件的正旋转和逆旋转是使上述第一、第二磁铁部件接近至相对于上述成膜面所位于的平面相同的高度。
本发明如上述那样构成,由于第一、第二磁铁部件在与第一、第二靶平行的面内移动,因此第一、第二磁铁部件的磁极所位于的表面到第一、第二靶表面的距离不变。因此,第一、第二磁铁部件移动时,相同磁场强度的磁场在第一、第二靶表面上移动。
第一、第二靶的表面位于与成膜面所在平面正交的平面,所以可通过从第一、第二靶的表面斜向飞出小能量的溅射粒子而成膜,因此对露出到成膜对象物的表面的薄膜的损伤少。
第一、第二磁铁部件以相同方向相同速度一起移动,所以为相对静止的状态。因此,第一、第二磁铁部件之间所生成的筒状磁力线在第一、第二磁铁部件移动时也得以维持。
通过使第一、第二磁铁部件移动,第一、第二靶的侵蚀区域扩大,从而提高第一、第二靶的使用效率。
附图说明
图1是本发明的溅射装置的剖面图。
图2是用以说明磁力线的剖面图。
图3(a)、(b)是在与两边正交的两个方向移动时的模式图。
图4(a)、(b)是在沿着两边的两个方向移动时的模式图。
图5(a)是正旋转时的模式图、(b)是逆旋转时的模式图。
图6是说明靶的测定处的平面图。
图7(a)~(c)是用本申请的一例的成膜方法溅射靶后的侵蚀分布。
图8(a)~(c)是用本申请的另一例的成膜方法溅射靶后的侵蚀分布。
图9(a)~(c)是用现有技术的成膜方法溅射靶后的侵蚀分布。
图10是说明有机EL元件的剖面图。
图11是说明现有技术的溅射装置的剖面图。
图12是说明靶表面状态的平面图。
符号说明
10:溅射装置
5:成膜对象物
12:搬送机构
14:搬送路径
21a、21b:第一、第二靶
23a、23b:第一、第二磁铁部件
26a、26b:二边
28a、28b:移动部件
38:溅射空间
39:端部
A1、A2:与两边正交的两个方向
B1、B2:沿着两边的两个方向
具体实施方式
图1的符号10表示本发明的一例的溅射装置。
该溅射装置10是纵型的连续式多槽成膜(インタ一バツク)装置,具有真空槽11。真空槽11具有搬送室9以及与该搬送室9连接的溅射室16。在该溅射室16的内部配置有第一、第二靶21a、21b。
第一、第二靶21a、21b分别为长方形的板状,其表面隔所定的间隔且互相平行。图1的符号38表示第一、第二靶21a、21b之间的空间,即溅射空间。
真空槽11上连接有真空排气系统19和气体供给系统18,使用真空排气系统19对真空槽11内进行排气,从气体供给系统18导入溅射气体,形成所定压力的成膜气体氛围。
在真空槽2的外部配置有电源25,电源25连接于背板22a、22b,未与真空槽2连接,维持成膜气体氛围,在使真空槽2位于接地电位的状态下,如果从电源25通过背板22a、22b对第一、第二靶21a、21b施加电压,则在溅射空间38产生等离子体,第一、第二靶21a、21b被溅射,在溅射空间38放出溅射粒子。
图1的符号39表示溅射空间38的搬送室9侧的端部,放出到溅射空间38的溅射粒子从该端部39向搬送室9飞出。第一、第二靶21a、21b分别具有朝向搬送室9相互平行的直线状的边26a、26b,该二边26a、26b位于溅射空间38的搬送室9侧的端部39的边缘。因此,溅射粒子从该两边26a、26b间向搬送室9飞出。
该两边26a、26b为第一、第二靶21a、21b的长边,由于从位于端部39的边缘的长边到其它长边的深度较浅,因此大多溅射粒子不与第一、第二靶21a、21b再碰撞,而从溅射空间38的上述端部39放出。
在搬送室9内部设有使成膜对象物5移动的搬送路径14。位于上述端部39的第一、第二靶21a、21b的两边26a、26b,对第一、第二靶21a、21b表面而言位于垂直的一个平面内,搬送路径14设置于在与靶的两边26a、26b平行的平面内并沿着和第一、第二靶21a、21b表面所位于的面P正交的方向延伸。如果打开闸阀41,从L/UL室3将成膜对象物5搬入搬送室9内,在载体13上保持成膜对象物5,用搬送机构12搬送载体13,则成膜对象物5沿着搬送路径14移动。
成膜对象物5具有后述应形成薄膜的成膜面6,如果成膜对象物5移动,则成膜面6在与上述两边26a、26b所位于的平面平行的面内移动。
搬送路径14在成膜对象物5移动时,该成膜面6通过与溅射空间38的上述端部39正对的位置,当成膜面6通过与溅射空间38的上述端部39正对的位置时,溅射粒子到达成膜面6而使薄膜成长。
在真空槽11外部的第一、第二靶21a、21b的背面位置分别配置有板状的轭29a、29b,在轭29a、29b的表面安装有环状的第一、第二磁铁部件23a、23b。
第一、第二磁铁部件23a、23b在厚度方向磁化,第一磁铁部件23a的朝向第一靶21a的一侧的磁极的极性与第二磁铁部件23b的朝向第二靶21b的一侧的磁极的极性相异,因此磁力线从第一、第二磁铁部件23a、23b中一方的磁铁部件的靶21a、21b侧的表面进入另一方的磁铁部件的靶21a、21b侧的表面的磁极。
如上述,第一、第二磁铁部件23a、23b为环状,因此在第一、第二磁铁部件23a、23b之间产生的磁力线M为筒状(图2)。
第一、第二磁铁部件23a、23b的环外周的大小比第一、第二靶21a、21b的外周大,第一、第二靶21a、21b配置在比第一、第二磁铁部件23a、23b的环外周更内侧的位置。因此,第一、第二靶21a、21b位于磁力线M的筒中。
轭29a、29b安装在移动部件28a、28b上,移动部件28a、28b 使轭29a、29b与第一、第二磁铁部件23a、23b一起移动,第一、第二磁铁部件23a、23b可在与第一、第二靶21a、21b的表面平行的面内、对第一、第二靶21a、21b相对地移动。
因为由磁力线和第一、第二靶21a、21b的相对位置关系所决定的高侵蚀区域,与磁力线的移动一起在第一、第二靶21a、21b的表面上移动,所以第一、第二靶21a、21b表面的广泛区域被溅射。
移动部件28a、28b设置成在维持第一、第二靶21a、21b的整个外周位于第一、第二磁铁部件23a、23b的环的外周内侧的状态下,使第一、第二磁铁部件23a、23b移动,因此第一、第二靶21a、21b的表面一直位于筒状磁力线之中,在筒状磁力线之外不会产生等离子体。因此,等离子体中的荷电粒子不会到达成膜面6,露出于成膜面6的物质(例如有机薄膜)不会受损。
图3(a)、(b)和图4(a)、(b)是表示第一、第二磁铁部件23a、23b,第一、第二靶21a、21b以及成膜面6的位置关系的模式图,位于溅射空间38的上述端部39的边缘的两边26a、26b,在与成膜面6所位于的平面7平行的面内、以和搬送路径14正交的方式朝向。
第一、第二磁铁部件23a、23b的上述端部39侧的边27a、27b分别为直线状,与位于上述端部39的边缘的两边26a、26b平行,因此第一、第二磁铁部件23a、23b的上述端部39侧的边27a、27b也在与成膜面6所位于的平面7平行的面内、以和搬送路径14正交的方式朝向。
移动部件28a、28b的构成,可使第一、第二磁铁部件23a、23b在与位于上述端部39的边缘的两边26a、26b正交的二个方向A1、A2,以及沿着该两边26a、26b的二个方向B1、B2上移动。
当第一、第二磁铁部件23a、23b在与位于上述端部39的边缘的两边26a、26b正交的二个方向A1、A2上移动时,第一、第二磁铁部件23a、23b的上述端部39侧的边27a、27b,在与成膜面6所位于的平面7平行的状态下,在与该平面7正交的二个方向上移动,这些边27a、27b相对于成膜面6均等地接近或均等地远离,因此在任何方向上移动时,到达成膜面6各部分的溅射粒子的量是均匀的。
相对而言,当第一、第二磁铁部件23a、23b在沿着位于上述端部39的边缘的两边26a、26b的二个方向B1、B2上移动时,第一、第 二磁铁部件23a、23b的上述端部39侧的边27a、27b,在与成膜面6所位于的平面7平行的面内,在与搬送路径14正交的方向上移动。
这时,第一、第二磁铁部件23a、23b接近成膜面6的一端而远离另一端,因此如果第一、第二磁铁部件23a、23b仅在沿着两边26a、26b的其中任一方向上移动,则到达成膜面6的溅射粒子的量变得不均一,但是如果第一、第二磁铁部件23a、23b在沿着两边26a、26b的二个方向上移动,则其移动速度比成膜对象物5的搬送速度快,因此到达成膜面6的溅射粒子的量平均化。所以,在成膜面6上形成膜厚均匀的第一薄膜。
在比连接搬送室9内的溅射室16的部分更靠近搬送路径14的下游侧配置有安装在背板22c上的第三靶21c。
在第三靶21c的背面侧配置有安装在轭29c上的第三磁铁部件23c,第三磁铁部件23c在第三靶21c的表面形成与该表面平行的磁力线。第三靶21c与电源45连接,如果在真空槽11位于接地电位的状态下,由电源45对第三靶21c施加电压,则可通过上述平行的磁力线对第三靶21c的表面进行高效率溅射。
第三靶21c的表面朝向搬送路径14,以成膜对象物5可通过与第三靶21c正对的位置的方式构成,从而使从第三靶21c垂直飞出的溅射粒子到达成膜对象物5。
这时,在成膜对象物5的表面,通过第一、第二靶21a、21b形成第一薄膜,第三靶21c的溅射粒子射入第一薄膜的表面,在不对第一薄膜的下层的薄膜造成损伤的情况下形成第二薄膜。
形成第二薄膜的溅射粒子,是从第三靶21c的表面垂直飞出的粒子,其量比从第一、第二靶21a、21b射入的溅射粒子的量多,与第一薄膜相比,第二薄膜的成膜速度较快。
例如,第一~第三靶21a~21c为诸如ITO的透明导电材料,第一、第二薄膜分别为透明导电材料的薄膜,在成膜面6上形成有由第一、第二薄膜构成的1层透明导电膜。另外,如果第三靶21c的构成材料和第一、第二靶21a、21b的构成材料不同,则在成膜面6上形成2层结构的薄膜。
第一、第二磁铁部件23a、23b的环状并没有特别的限制,可以采用长四角形状、椭圆形状等各种形状,但是第一、第二靶21a、21b 为长方形时,第一、第二磁铁部件23a、23b的环状优选为长四角,将其2个长边和短边分别与第一、第二靶21a、21b的长边和短边平行相向配置。
只要使第一、第二靶21a、21b的长边和短边相对于第一、第二磁铁部件23a、23b的长边和短边平行,则可移动第一、第二磁铁部件23a、23b至第一、第二靶21a、21b的长边和短边与第一、第二磁铁部件23a、23b的长边的外周侧边缘、及短边的外周侧边缘重叠,第一、第二靶21a、21b或第一、第二磁铁部件23a、23b的形状为椭圆形的情形,与第一、第二靶21a、21b的长边和短边相对于第一、第二磁铁部件23a、23b的长边和短边为倾斜的情形相比,可移动的距离变长。
在与上述两边26a、26b正交的二个方向A1、A2上的移动,以及在沿着两边26a、26b的二个方向B1、B2上的移动的顺序和次数并没有特别的限定,但是如果使在与上述两边26a、26b正交的二个方向A1、A2上的移动,和在沿着两边26a、26b的二个方向B1、B2上的移动交替重复,则侵蚀区域会变宽广。
对于在与上述两边26a、26b正交的二个方向A1、A2上的移动,以及在沿着两边26a、26b的二个方向B1、B2上的移动的次数和顺序并没有特别的限定,例如可在正交的二个方向A1、A2上各移动一次或各移动数次后,再在平行的二个方向B1、B2上各移动一次或各移动数次。
第一、第二磁铁部件23a、23b的移动量也没有特别的限定,就其一例而言,当第一、第二靶21a、21b为纵70mm、横330mm的长方形时,第一、第二磁铁部件23a、23b的移动宽度沿着第一、第二靶21a、21b的二边(长边)方向为60mm以下,与该二边正交的方向的移动宽度为20mm以下。
以上是对于第一、第二磁铁部件23a、23b直线状移动的情形的说明,但本发明并不受这些的限定。
图5(a)、(b)表示第一、第二磁铁部件23a、23b的移动的其它例,移动部件28a、28b使第一、第二磁铁部件23a、23b以位于环内侧的所定旋转中心C为中心,在与第一、第二靶21a、21b平行的面上,重复交替正旋转和逆旋转。
设定旋转中心C与正旋转和逆旋转的角度,以使到达成膜面6的端部和中央的溅射粒子的量为均一的。
例如,旋转中心C为第一、第二磁铁部件23a、23b的环的中心,位于第一、第二靶21a、21b的正背面。
这里,第一、第二磁铁部件23a、23b的环状是以旋转中心C作为中心的点对称,移动部件28a、28b的构成,无论旋转中心C为正旋转或逆旋转,仅以相同的角度使第一、第二磁铁部件23a、23b旋转,如果第一、第二磁铁部件23a、23b正旋转时,或者逆旋转时,使从第一、第二磁铁部件23a、23b到成膜面6所位于的平面的最短距离S相同。
第一、第二磁铁部件23a、23b的正旋转和逆旋转的角速度与成膜对象物5的搬送速度相比,非常快,而且在成膜面6通过与溅射空间38的端部39正对的位置之前,如果分别进行多次正旋转和逆旋转,则到达成膜面6的溅射粒子的量均一化,从而在成膜面6上成长膜厚 均匀的第一薄膜。
另外,在使第一、第二磁铁部件23a、23b正旋转和逆旋转时,如果第一、第二靶21a、21b的外周不从第一、第二磁铁部件23a、23b的环的外周露出,则在筒状磁力线的外部不会产生等离子体,因此成膜面不易受损。
可根据本发明形成的透明导电性薄膜包含ITO薄膜、SnO2薄膜、ZnOx薄膜、IZO薄膜等各种透明导电材料的薄膜。
另外,靶的构成材料并不限于透明导电材料,例如可使用以金属材料为主要成分的靶,在成膜面上形成金属膜,或者使用以氧化硅或氮化硅等绝缘材料为主要成分的靶,在成膜面上形成保护膜。
另外,反应气体也可以使用与靶的构成材料反应性高的物质(例如氧气、氢气、水等)进行溅射,在成膜面上可形成靶的构成材料与反应气体的反应物的膜。溅射气体的种类也并没有特别的限定,可使用一般常用的溅射气体,例如Ar、Ne、Kr等。
第一~第三靶21a~21c可使用相同种类的材料构成,也可以用不同材料构成。如果第一溅射室16的第一、第二靶21a、21b使用由不同材料构成的靶,则第一薄膜成为由2种以上的材料构成的复合膜,如果第二溅射室17的第三靶21c使用与第一溅射室16不同的材料, 则在第一薄膜上可得到形成有与第一薄膜不同组成的第二薄膜的叠层膜。
以上是对于使第一、第二靶21a、21b静止、而使第一、第二磁铁部件23a、23b移动的情形的说明,但是本发明并不受这些的限定,如果第一、第二磁铁部件23a、23b对于第一、第二靶21a、21b相对地移动,则使第一、第二磁铁部件23a、23b移动时,可使第一、第二靶21a、21b一起移动;或者也可使第一、第二磁铁部件23a、23b静止,而使第一、第二靶21a、21b移动。
第一、第二磁铁部件23a、23b的磁极方向也没有特别的限定,例如第一磁铁部件23a在与第二磁铁部件23b相向的面具有S极时,第二磁铁部件23b在与第一磁铁部件23a相向的面具有N极,相反地,第一磁铁部件23a在与第二磁铁部件23b相向的面具有N极时,第二磁铁部件23b在与第一磁铁部件23a相向的面具有S极。
可对第一、第二靶21a、21b施加直流电压或交流电压,或者施加重叠这些直流电压或交流电压的电压。
第一、第二磁铁部件23a、23b可配置在真空槽11的外部,或者配置在真空槽11的内部。在将第一、第二磁铁部件23a、23b配置在真空槽11的外部时,期望使用导磁性材料构成真空槽11的第一、第二磁铁部件23a、23b所夹持的部分。
实施例
一边交替重复进行第一、第二磁铁部件23a、23b的与上述二边26a、26b正交的往返移动,及沿着二边26a、26b的往复移动,一边进行溅射,在如下所述的成膜条件下在成膜对象物的表面形成ITO膜。
成膜对象物使用有机EL元件的预制品,该预制品的制造方法,首先使用有机EL制造装置(ULVAC制SATELLA),对Ag/ITO电极图形化的玻璃基板表面进行O2等离子体洗涤,依次用蒸镀法形成有机EL的各层,成为成膜对象物5。
例如,将4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(以下简称为NPB)作为空穴输送层,形成35nm的厚度;另外例如以50nm的厚度形成含8-羟喹啉并铝络合物(以下简称为Alq3)的发光层, 进一步通过蒸镀以5nm的厚度形成LiF作为阴极缓冲层。
将成膜对象物5搬送至安装在有机EL制造装置的氮置换的手套箱(glove box)内,将成膜对象物5放进密闭容器内之后,将密闭容器取出至大气中。然后,将密闭容器装入安装在上述溅射装置10的N2手套箱中,在其中开封密闭容器取出成膜对象物5,将成膜对象物5设置到安装在L/UL室3的载体13上。
另外,在该成膜对象物5的形成有缓冲层的面(成膜面)上,安装用以形成ITO电极的掩模(mask),进行真空排气。
在形成所定的压力时,打开闸阀41,将成膜对象物5和载体13一起搬送到真空槽11内。
一边使第一、第二磁铁部件23a、23b在沿着二边的二个方向,及与二边正交的二个方向上交替移动,一边对由ITO构成的各靶21a~21c进行溅射,使成膜对象物5通过第一、第二靶21a、21b的侧方,形成由膜厚20nm的ITO膜构成的第一薄膜,而且通过第三靶21c上, 在第一薄膜上形成膜厚80nm的ITO膜,得到在成膜对象物5的缓冲层表面形成有由第一、第二薄膜构成的上部电极的有机EL元件。
第一、第二薄膜的成膜条件,对向阴极(第一、第二靶21a、21b)为成模压力0.67Pa、溅射气体(Ar气体)200SCCM;平行平板阴极(第三靶21c)为成模压力0.67Pa、溅射气体(Ar气体)200SCCM、反应气体(氧)2.0SCCM。
投入功率,对向阴极为DC电源1000W(2.1W/cm2/cathode),平行平板阴极为DC电源620W(1W/cm2)。
动态速率,对向阴极为2nm/min,平行平板阴极为8nm/min。成膜对象物5的搬送速度为0.1m/min。
第一、第二靶21a、21b为横70mm、纵330mm的长方形。第一、第二磁铁部件23a、23b,外周宽为90mm(磁铁宽20mm),沿着二边的方向,及与二边正交的方向的移动幅度分别为20mm。
在进行所定时间溅射之后,停止溅射,取出第一、第二靶21a、21b,对图6的a、b、c的点划线所示之处,测定从一端至另一端的侵蚀深度。
将所测值记载在下表1中,对该测定结果作图分别如图7(a)~(c)所示。
表1:侵蚀深度的测定
另外,取代沿着二边26a、26b的方向及正交的方向移动,使第一、第二磁铁部件23a、23b各正旋转及逆旋转20°,将该情形的测定值记载在上述表1中,而且对该测定结果作图分别如图8(a)~(c)所示。
此外,使第一、第二磁铁部件23a、23b处于静止状态下进行溅射,将该情形的测定值记载在上述表1中,而且对该测定结果作图分别如图9(a)~(c)所示。
比较上述表1~3和图7~9可知,一边使第一、第二磁铁部件23a、23b移动,一边进行溅射时,与使第一、第二磁铁部件23a、23b静止而进行溅射时相比,前者的侵蚀深度为均一。由此可确认,如果一边使第一、第二磁铁部件23a、23b移动,一边进行溅射,则侵蚀深度成为均一,靶21a、21b的使用效率提高。
Claims (10)
1.一种溅射装置,其具有:
真空槽;
板状的第一、第二靶;以及
第一、第二磁铁部件,其为环状,在该环的厚度方向被磁化,
上述第一、第二靶,被配置成使其表面互相平行朝向的状态下在上述真空槽内隔一定间隔,
上述第一、第二磁铁部件,在上述第一、第二靶的背面侧以相异的磁极对向的方式配置,从上述第一、第二靶间的间隙即溅射空间的端部向成膜对象物的成膜面放出溅射粒子,
其中,具有移动设施,其使上述第一、第二磁铁部件,在对于上述第一、第二靶的表面平行的面内,对于上述第一、第二靶相对地移动,
上述第一、第二磁铁部件的外周分别比上述第一、第二靶的外周大,
上述移动设施,以上述第一、第二靶的外周分别不会从上述第一、第二磁铁部件的外周露出的方式,使上述第一、第二磁铁部件移动。
2.权利要求1所述的溅射装置,其中,具有:
搬送路径,其是配置在上述真空槽内的上述溅射空间的上述端部的附近位置、上述成膜对象物移动的路径;和
搬送机构,其一边维持上述成膜面位于面向上述溅射空间的上述端部的一个平面内的状态,一边使上述成膜对象物沿着上述搬送路径移动,
上述第一、第二靶的表面与上述一个平面正交,配置于与上述搬送路径交叉的面上。
3.权利要求2所述的溅射装置,其中,在上述溅射空间的上述端部的边缘,上述第一靶的一边与上述第二靶的一边位于互相平行的位置,
上述移动设施使上述第一、第二磁铁部件分别沿着位于上述端部的边缘的上述第一、第二靶的边的方向以及与此垂直的方向移动。
4.权利要求3所述的溅射装置,其中,上述移动设施,维持使上述第一、第二磁铁部件的上述搬送路径侧的侧面与上述成膜面所位于的平面平行的状态,使上述第一、第二磁铁部件移动。
5.权利要求1所述的溅射装置,其中,上述移动设施使上述第一、第二磁铁部件以位于上述环的内侧的所定的旋转中心为中心,并使其在正旋转方向和逆旋转方向以所定角度旋转。
6.一种成膜方法,其中使用溅射装置,该溅射装置具有:
真空槽;
板状的第一、第二靶;以及
第一、第二磁铁部件,其为环状,在该环的厚度方向被磁化,
上述第一、第二靶,被配置成使其表面互相平行朝向的状态下在上述真空槽内隔一定间隔,
上述第一、第二磁铁部件,在上述第一、第二靶的背面侧以相异的磁极对向的方式配置,
从上述第一、第二靶间的间隙即溅射空间的端部向成膜对象物的成膜面放出溅射粒子,在上述成膜面形成薄膜,
其中,上述第一、第二磁铁部件的外周分别比上述第一、第二靶的外周大,
一边使上述第一、第二磁铁部件在和上述第一、第二靶平行的面内,以上述第一、第二靶的外周分别不会从上述第一、第二磁铁部件的外周露出的方式移动,一边进行溅射。
7.权利要求6所述的成膜方法,其中,上述第一、第二磁铁部件的移动以使上述第一、第二磁铁部件相对静止的方式进行。
8.权利要求6所述的成膜方法,其中,第一靶的一边与第二靶的一边互相平行地被配置在上述溅射空间的上述端部的边缘,
上述第一、第二磁铁部件的移动,使上述第一、第二磁铁部件沿着位于上述端部的边缘的上述第一、第二靶的边的方向以及与此垂直的方向,分别往返运动。
9.权利要求6所述的成膜方法,其中,上述第一、第二磁铁部件的移动以所定的旋转中心为中心,使上述第一、第二磁铁部件在正旋转方向和逆旋转方向交替旋转。
10.权利要求9所述的成膜方法,其中,上述第一、第二磁铁部件的正旋转和逆旋转,使上述第一、第二磁铁部件接近至相对于上述成膜面所位于的平面相同的高度。
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CN102352486A (zh) * | 2011-11-16 | 2012-02-15 | 东莞市润华光电有限公司 | 一种可调节磁靴的磁控溅射靶 |
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WO2017203844A1 (ja) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | 株式会社アルバック | 成膜方法及びスパッタリング装置 |
CN110224066A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-09-10 | 浙江大学 | 一种无辅助层的半透明钙钛矿太阳能电池及其制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1603456A (zh) * | 2003-09-30 | 2005-04-06 | 日本胜利株式会社 | 磁控溅射装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57158380A (en) * | 1981-03-26 | 1982-09-30 | Teijin Ltd | Counter target type sputtering device |
JPS61183466A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-16 | Teijin Ltd | 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 |
JPS61243168A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-29 | Hitachi Ltd | 対向タ−ゲツト方式スパツタ装置 |
JPS63121657A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-25 | Hitachi Maxell Ltd | 真空成膜装置 |
JPH01162652A (ja) | 1987-12-16 | 1989-06-27 | Canon Inc | 画像記録装置 |
JPH036371A (ja) * | 1989-06-02 | 1991-01-11 | Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk | 対向ターゲット式スパッタ装置 |
JP2970317B2 (ja) * | 1993-06-24 | 1999-11-02 | 松下電器産業株式会社 | スパッタリング装置及びスパッタリング方法 |
JPH10102247A (ja) * | 1996-10-02 | 1998-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング装置及び方法 |
SG90171A1 (en) * | 2000-09-26 | 2002-07-23 | Inst Data Storage | Sputtering device |
JP2002146529A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-22 | Aisin Seiki Co Ltd | マグネトロンスパッタリング装置およびマグネトロンスパッタリングによる薄膜形成方法 |
JP4396163B2 (ja) | 2003-07-08 | 2010-01-13 | 株式会社デンソー | 有機el素子 |
CN101080509B (zh) * | 2005-07-19 | 2012-07-18 | 株式会社爱发科 | 溅镀装置、透明导电膜的制造方法 |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1603456A (zh) * | 2003-09-30 | 2005-04-06 | 日本胜利株式会社 | 磁控溅射装置 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
JP平3-6371A 1991.01.11 |
JP昭57-158380A 1982.09.30 |
JP昭61-243168A 1986.10.29 |
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