CN101652498B - 等离子生成设备和使用等离子生成设备的膜形成设备 - Google Patents

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Abstract

通过使由会聚线圈从等离子枪提取的等离子束(25)通过下面的磁场，使得束的横断面扁平化：该磁场在与等离子束的行进方向正交的方向上延伸，并且通过由相互平行地成对相对配置的永磁体构成的磁体(27)形成。提供一种使用具有0.7≤Wi/Wt的等离子束的等离子生成设备，其中，相对于扁平化后的束28的宽度Wt，束强度的半值为Wi。包括至少一个在束的中心处的排斥磁场的强度更强的磁体。

Description

等离子生成设备和使用等离子生成设备的膜形成设备
技术领域
本发明涉及一种等离子生成设备、使用等离子生成设备的膜形成设备和膜形成方法，尤其涉及一种例如适用于在用于生产等离子显示面板等的大面积基板上形成膜的膜形成设备和膜形成方法。
背景技术
近年来，对于大量生产例如液晶显示器(在本说明书中有时以LCD表示)和等离子显示面板(在本说明书中有时以PDP表示)等显示器用的大尺寸基板的要求强烈。
在LCD或PDP等显示器用的大面积基板上形成ITO透明导电膜和作为前面板电极保护层的MgO膜等薄膜时，随着生产量的增加和面板精细度的变高，作为取代EB汽相沉积法和溅射法的膜形成方法，离子电镀法受到关注。离子电镀法具有高的膜形成率、高密度的膜质量和大的加工余量等各种优点。离子电镀法通过在磁场中控制离子束，从而在大面积基板上形成膜。其中，尤其特别期待空心阴极离子电镀法作为用于在显示器用大面积基板上形成膜的方法。
一些空心阴极离子电镀法使用Joshin Uramoto开发的UR等离子枪作为等离子源(参考日本专利第1755055号)。UR等离子枪由空心阴极和多个电极构成，让Ar气体进入该枪以产生高密度等离子，在四个不同磁场下改变等离子束的形状和路径，并且将该等离子束引导至膜形成室。换句话说，使得由等离子枪生成的等离子束通过下面的磁场，该磁场在与等离子束的行进方向正交的方向上延伸，并且由相互平行地成对相对配置的永磁体制成的磁体形成该磁场。因此，等离子束变形为扁平状等离子束。
开发了一种利用等离子束宽范围照射气化材料用盘上的气化材料的技术(参考日本特开平09-78230号公报)。根据该技术，利用等离子束宽范围照射例如MgO等气化材料用盘上的气化材料，以使得能够在宽的基板上加宽并形成蒸汽源。
参考图11和12说明使用这类传统膜形成设备100形成膜的方法的例子。图11是说明传统膜形成设备的例子的示意性侧视图。图12是图11的示意性平面图。图11示出从图12的方向Y观看的视图。图12示出从图11的方向X观看的视图。
将容纳气化材料(例如，MgO)31的气化材料盘32置于膜形成设备100的可以抽出空气的膜形成室(真空室)30的下部。将要经过膜形成的基板33(例如，显示器用的大基板)与气化材料盘32相对地配置在膜形成室30的上部。当在基板33上连续形成ITO透明导电膜或MgO膜时，通过基板保持器(未示出)如箭头43所示、以预定距离间隔连续输送基板33。
在图11和12所示的实施例中，设置在膜形成室30外的等离子枪20包括沿着如图11所示的基本水平轴同轴配置的空心阴极21、电极磁体22和电极线圈23。可以将等离子枪20设置在膜形成室30内。
用于将等离子束25提取至膜形成室30的会聚线圈26被配置在电极线圈23的下游侧(沿等离子束行进的方向)。
在会聚线圈26的更下游侧，配置由永磁体制成的磁体，其中，该磁体在与等离子束25的行进方向相交的方向上延伸，并且成对地相对配置该磁体。如上所述，向膜形成室30行进的等离子束25通过由该磁体所形成的磁场而成为等离子束28。配置单对或多对磁体。在图11和12所示的传统例子中，配置有两对磁体29和29。
在图11和12所示的传统例子中，尽管将磁体29配置在膜形成室30的内部，但是也可以将磁体配置在膜形成室30的外部。
当在基板33上形成膜时，将气化材料31置于气化材料盘32上。利用基板保持器(未示出)保持要经过膜形成的基板33。如箭头42所示，从膜形成室30抽出空气以形成预定真空水平。如箭头41所示，将反应气体提供至膜形成室30。
在该条件下，如箭头40所示，使氩气(Ar)等的等离子气体进入等离子枪20。通过由会聚线圈26形成的磁场会聚由等离子枪20生成的等离子束25，并且在等离子束25在特定范围扩散并成为横断面具有特定直径的基本上为圆柱状的同时，将等离子束25提取至膜形成室30。等离子束25通过由两对磁体29和29各自形成的磁场。当等离子束25经过这两对磁体29和29时，等离子束25变成扁平状等离子束28，等离子束28在横断面上变形为基本上为矩形或椭圆形。
通过气化材料盘32下方的阳极磁体34所产生的磁场偏转等离子束28，并且将等离子束28提取至气化材料31上以加热气化材料31。结果，气化材料31的被加热部分气化，并且到达由基板保持器(未示出)保持的、并沿箭头43所示的方向移动的基板33，以在基板33的表面上形成膜。
发明内容
如上所述，如图11和12所示且如此配置的传统膜形成设备100使用传统等离子生成设备，在传统等离子生成设备中，使由等离子枪生成的等离子束通过由磁体所形成的磁场，以形成变形后的扁平状等离子束。
传统等离子生成设备和使用膜形成设备100的传统方法能够加宽膜形成面积，但是需要解决膜厚度不均一的问题。
根据本发明人所进行的实验，观察到：在上述传统方法中，表示气化材料表面上的等离子束的分散的离子通量分布具有如图10所示的特征。在图10中，纵坐标表示离子强度(任意平均)，横坐标表示沿束扩散的方向(沿图12的箭头χ所示方向)与作为原点(O)的等离子束28的中心的距离(mm)。
在基板的表面上所形成的膜的剖面(profile)在形状上也与上述分布相同，在中心形成厚的峰，并且向外边缘侧(两侧)厚度逐渐降低，这表示：当在宽面积基板上形成膜时，膜厚度的分布的均一性不够。这可能是因为：例如，当由等离子枪所生成的等离子束在特定范围中扩散并为特定直径的圆柱状的同时，等离子向膜形成室30行进时，等离子集中在该等离子束的中心，而不是在该等离子束的外边缘侧。这使得，等离子束的中心侧所照射的气化材料的气化率比作为中心部分的两侧的外边缘部分的高。结果，膜厚度的分布在中心处变厚，并且在外边缘侧(两侧)变薄，这使得不利于在宽面积基板上形成具有均一的膜厚度分布的膜。
考虑到上述问题做出本发明，并且本发明的目的是提供一种能够增大膜形成的面积并且进一步均一化所形成的膜的厚度分布的等离子生成设备以及使用该等离子生成设备的膜形成方法和膜形成设备。
为了实现上述目的，本发明对等离子生成设备提出以下提案，在该等离子生成设备中，例如，使得由会聚线圈从等离子枪提取出的等离子束，当在特定范围中扩散且以具有特定直径的圆柱状行进时，经过在与等离子束的行进方向正交的方向上延伸并且由相互平行地成对相对配置的永磁体构成的磁体所形成的磁场使之变形。
根据本发明的等离子生成设备包括：等离子枪；磁体，用于向来自所述等离子枪的等离子束施加磁场，以使得所述等离子束的横断面变形成基本上为矩形或椭圆形；以及用于搁置以横断面已变形的等离子束照射的被照射体的部件，所述等离子设备的特征在于：横断面已变形成基本上为矩形或椭圆形横断面的等离子束在以所述等离子束照射的所述被照射体的表面上的强度分布表示为0.4≤Wi/Wt≤1，其中，Wt是所述等离子束的横断面在长度方向上的宽度，Wi是在所述等离子束的横断面的长度方向上离子强度为以所述等离子束照射的所述被照射体上的最大离子强度(Imax)的半值时的宽度。
当在等离子生成设备的等离子照射面上配置具有平坦表面的MgO样板并且利用等离子束照射MgO样板时，根据通过使MgO材料气化所导致的MgO样板的表面上的照射凹痕的深度，间接判断和定义本发明的应用内容所指定的等离子束的离子强度分布。可以认为照射凹痕的深度与等离子束的离子强度基本成正比。可以根据离子强度和照射凹痕的深度之间的关系推测离子强度。可以将照射凹痕的最大深度位置的离子强度作为Imax，并且将Imax的半值宽度作为Wi。在本发明中，将束横断面在长度方向上的束宽度(整个束)Wt定义为照射凹痕的深度等于Imax的1％的位置处的基本束宽度。
为了实现上述目的，在本发明所提出的膜形成设备中，利用根据上述本发明的任意等离子生成设备所生成的等离子来照射被置于设置在可以抽出空气的膜形成室中的气化材料盘上的气化材料，以使所述气化材料气化，从而在所述膜形成室中的、配置在与所述气化材料盘相距预定间隔且与所述气化材料盘相对的位置处的基板上形成膜。
在这种情况下，形成有膜的基板可以在膜形成室内与气化材料盘平行地移动。从而在要移动的基板上连续形成膜。
为了实现上述目的，在本发明提出的膜形成方法中，利用根据上述本发明的任意等离子生成设备所生成的等离子来照射被置于设置在可以抽出空气的膜形成室中的气化材料盘上的气化材料，以使所述气化材料气化，从而在所述膜形成室中的、配置在与所述气化材料盘相距预定间隔且与所述气化材料盘相对的位置处的基板上形成膜。
在这种情况下，形成有膜的基板在膜形成室内与气化材料盘平行地移动，以允许在要移动的基板上连续形成膜。在本发明的膜形成设备和膜形成方法所使用的本发明的等离子生成设备中，可以将等离子枪配置在膜形成室的外部，并且可以将磁体配置在膜形成室的内部。可选地，可以将等离子枪和磁体均配置在膜形成室的外部。
根据本发明的等离子生成设备，如图10所示，在束的断面的长度方向上，气化材料的表面上的离子通量分布从具有一个峰的尖锐角状(sharp angular shape)改变成扁平状，以使得在基板上所形成的膜的剖面变平，从而允许在宽面积上形成厚度具有均一分布的膜。
根据该膜形成设备和膜形成方法，可以使在基板上所形成的膜的剖面变平，以允许在宽面积上形成厚度具有均一分布的膜。
附图说明
图1是示出根据本发明的等离子生成设备和使用该等离子生成设备的膜形成设备的例子的示意性侧视图；
图2是图1的示意性平面图；
图3A是示出在图1和2所示实施例的本发明的等离子生成设备中，在与等离子束正交的方向上将磁体分割成三部分的例子时该磁体的一部分的平面图；
图3B是示出本发明的等离子生成设备中的磁体的一部分的另一结构的平面图；
图3C是示出图3B所示实施例中的磁体的一部分的另一例子的平面图；
图4A、4B、4C、4D和4E是示出本发明的等离子生成设备中的磁体和配置磁体的例子的图；
图5A、5B和5C是示出本发明的等离子生成设备中的磁体和配置磁体的例子的图；
图6是示出通过下面的等离子束在气化材料的表面上所形成的离子通量分布的图：由使用传统磁体的传统等离子生成设备所生成的等离子束，和由使用图4B所示实施例中的磁体的本发明的等离子生成设备所生成的等离子束；
图7是示出通过下面的等离子束在气化材料的表面上所形成的离子通量分布的图：由使用传统磁体的传统等离子生成设备所生成的等离子束，和由使用图5B所示实施例中的磁体的本发明的等离子生成设备所生成的等离子束；
图8是示出通过下面的等离子束在气化材料的表面上所形成的离子通量分布的另一例子的图：由使用传统磁体的传统等离子生成设备所生成的等离子束，和由使用图5B所示实施例中的磁体的本发明的等离子生成设备所生成的等离子束；
图9是示出下面的情况下的膜的厚度分布的图：使用本发明的等离子生成设备和膜形成设备形成膜的情况，和使用传统等离子生成设备和膜形成设备形成膜的情况；
图10是示出传统膜形成设备中的离子通量分布的图；
图11是示出传统等离子生成设备和使用该传统等离子生成设备的传统膜形成设备的例子的示意性侧视图；以及
图12是图11的示意性平面图。
具体实施方式
以下参考附图说明本发明的实施例。
图1是示出根据本发明的等离子生成设备和使用该等离子生成设备的膜形成设备10的例子的示意性侧视图。图2是示出图1中的膜形成设备10的示意性结构的平面图。图1示出从图2的方向Y观看的视图。图2示出从图1的方向X观看的视图。
本发明的特征在于后面所述的磁体27的形状。除磁体27以外，等离子生成设备和膜形成设备10在结构上与说明书的“背景技术”中参考图11和12所述的传统等离子生成设备和膜形成设备100类似，因此使用相同的附图标记和字符表示与说明书的“背景技术”中参考图11和12所述的传统等离子生成设备和膜形成设备100的部分相同的部分，以省略对其的说明。
通过会聚线圈26从等离子枪20提取等离子束25。等离子束25通过在与等离子束向膜形成室30的行进方向正交的方向上延伸且由磁体29和27形成的磁场，其中，由相互平行地成对相对配置的永磁体制成磁体29和27。因此，等离子束25变成图1和2所示的等离子束28。
如利用“背景技术”中参考图11和12所述的传统等离子生成设备的情况中一样，在本发明的等离子生成设备中，例如，在等离子束25在特定范围中扩散的同时，通过磁体将以具有特定直径的圆柱状行进的等离子束25的横断面变形为基本上为矩形或椭圆形的扁平状等离子束28。
在本发明的等离子生成设备中，磁体包括至少一个磁体27，其中，磁体27在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场的强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强。
在图1～3C所示的实施例中，以附图标记27所表示的磁体在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场的强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强。另一方面，在图1～3C中，以附图标记29表示的磁体是传统等离子生成设备中所使用的磁体，并且磁体29的排斥磁场的强度在与等离子束25的中心相对应的部分处和在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处之间没有差别。在图1～3C所示的实施例中，尽管在通过等离子枪20所生成的等离子束25向膜形成室30行进的方向上配置了两对磁体27和29，但是本发明不局限于这一结构。如果配置两对或更多对磁体，则磁体可以包括至少一个在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场的强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强的磁体27。如果配置多个磁体并且这多个磁体中至少一个磁体为上述磁体27，则可以如图1和2所示，将磁体27配置为靠近膜形成室30中的气化材料31，或者可以如图3B所示，将磁体27配置为远离膜形成室30中的气化材料31。
尽管没有示出，但在等离子束25向膜形成室30行进的方向上仅配置一对磁体27，从而可以使得磁体27在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场的强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强。
通过磁体27和29使得等离子束25在横断面上被扁平化地变形而成为扁平状束28，利用扁平状束28照射膜形成室30中的气化材料台(盘)32上的等离子束照射材料(气化材料)31，以使材料31气化，从而将气化后的材料沉积在基板33上。
如利用图11和12所示的传统例子的情况一样，在图1和2所示的实施例中，尽管将磁体29和27配置在膜形成室30内部，但是也可以将磁体27和29配置在膜形成室30外部。
无论如何，磁体包括至少一个在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场的强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强的磁体27，从而允许通过磁体27的中心部分的等离子的密度向外边缘侧分散。这使得能够在利用等离子束28照射配置在膜形成室30中的气化材料31时，防止等离子集中在中心侧而不是外边缘侧。因此，使基板33上所形成的膜的剖面变平，从而使得能够形成厚度的分布均一的膜。
在本发明的等离子生成设备中，可以在与等离子束25正交的方向上，将在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场的强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强的磁体27分割成多个部分。
如下所述，这容易地使得在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场的强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强。
图3A示出在图1和2所示实施例的本发明的等离子生成设备中，在与等离子束25正交的方向上将磁体27分割成三个部分的例子。
图3C示出在图3B所示实施例的本发明的等离子生成设备中，在与等离子束25正交的方向上将磁体27分割成三个部分的例子。
下面参考图4A和4B以及图5A～5C说明在与等离子束25正交的方向上将磁体27分割成多个部分的配置和结构的优选例子。
图4A～4E和图5A～5C是示出在从图2的箭头所示的方向Z观看时，传统等离子生成设备中所使用的磁体29和在本发明的等离子生成设备中所使用的磁体27的配置和结构的图。图4A示出磁体29的配置。
如果在与等离子束25正交的方向上将在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强的磁体27分割成多个部分，则可以以下面的结构配置磁体27。在被分割成多个部分的磁体27中，例如，相对于与等离子束25的外边缘侧相对应的部分的永磁体，与等离子束25的中心相对应的部分的永磁体被配置为更靠近等离子束25。在与中心相对应的部分处相互相对的永磁体之间的间隔，比在与外边缘侧相对应的部分处相互相对的永磁体之间的间隔窄。
如下所述，在与等离子束25正交的方向上将磁体27分割成多个部分，并且以上述结构配置磁体27，这容易使得在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场的强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强。
图4B和4C示出下面的例子：在与等离子束25正交的方向上将磁体27分割成三个部分，并且相对于与等离子束25的外边缘侧相对应的部分的永磁体27b、27b、27c和27c，将与等离子束25的中心相对应的部分的永磁体27a和27a配置为更靠近等离子束25。这使得在与中心相对应的部分处相互相对的永磁体27a和27a之间的间隔A，比在与外边缘侧相对应的部分处相互相对的永磁体27b和27b之间的间隔B以及永磁体27c和27c之间的间隔B窄。
图4A示出在传统等离子生成设备中所使用的磁体29，磁体29的排斥磁场的强度在与等离子束25的中心相对应的部分处和在与外边缘侧相对应的部分处之间没有差别。在与等离子束25的中心相对应的部分处和在与离子束25的外边缘侧相对应的部分处，成对相互相对的永磁体在间隔上相同。而且，由相互相对的永磁体所生成的排斥磁场的强度在任何位置都相同。
图6示出通过在下面的等离子生成设备中利用相同设置条件所生成的等离子束28在气化材料31的表面上所形成的离子通量分布(离子强度分布)：仅使用图4A所示的结构中的传统磁体29的传统等离子生成设备，和以图4B所示的结构中的磁体27代替磁体29的本发明的等离子生成设备。
根据本发明人所进行的实验，如图6的线(1)所示，仅使用图4A所示的结构中的传统磁体29的传统等离子生成设备示出具有一个高峰的尖锐角状的离子通量分布。另一方面，如图6的线(2)所示，本发明的等离子生成设备示出具有多个较低峰的平缓角状(gentle angular shape)的离子通量分布。
结果，用于使气化材料31气化的等离子的分布也类似地改善成平缓角状。根据使用本发明的等离子生成设备的本发明的膜形成设备10，能够使得基板33的表面上所形成的膜的厚度的分布平坦，从而允许在宽面积上形成厚度具有均一分布的膜。
如果如图3A和3C及图4B和4C例示的一样，在与等离子束25正交的方向上将磁体27分割成多个部分，则在与等离子束25正交的方向上分割成多个部分的数量不局限于三个，其中，磁体27在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强。使在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强，从而使得能够在与等离子束25正交的方向上将磁体27分割成多个部分。
图4D和4E示出如下例子：在与等离子束25正交的方向上，将在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强的磁体27分割成五个部分27a～27e。如利用图4B和4C的实施例的情况一样，在与外边缘侧相对应的部分处相互相对的永磁体27b和27b以及永磁体27c和27c之间的间隔，比在与中心相对应的部分处相互相对的永磁体27a和27a之间的间隔宽。而且，在外边缘侧处相互相对的永磁体27d和27d以及永磁体27e和27e之间的间隔更宽。
如上所述，如果在与等离子束25正交的方向上将在与等离子束25的中心相对应的部分处的排斥磁场的强度比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强的磁体27分割成多个部分，则可以使用下面的结构。例如，被分割成多个部分的片状磁体27在与等离子束25的中心相对应的部分处的永磁体的残留磁通密度，比在与等离子束25的外边缘侧相对应的部分处的强。使得在与中心相对应的部分处由相互相对的永磁体所生成的排斥磁场的强度，比在与外边缘侧相对应的部分处的强。
图5B和5C是示出以上述配置的磁体27的图。
在本发明的等离子生成设备所使用的磁体27中，如图5B和5C所示，例如，在与等离子束25正交的方向上被分割成三个部分的磁体27(27a、27b和27c)的中央永磁体27a可以由具有强磁场的钕磁体(Nd·Fe·B)或钐钴磁体(Sm·Co)形成。因此，可以使得由在与中心相对应的部分处相互相对的永磁体27a和27a所生成的排斥磁场的强度，比在与外边缘侧相对应的部分处相互相对的永磁体27b和27b以及永磁体27c和27c所生成的排斥磁场的强度强。
尽管没有示出，使得与等离子束25相对的中央永磁体27a的表面面积和其体积大于外侧的永磁体27b和27c的表面面积和体积，从而可以使得由在与中心相对应的部分处相互相对的永磁体27a和27a所生成的排斥磁场的强度，比由在与外边缘侧相对应的部分处相互相对的永磁体27b和27b以及永磁体27c和27c所生成的排斥磁场的强度强。图7和8示出当被分割成三个部分的磁体27的永磁体27a、27b和27c的材料改变时所获得的离子通量分布。
在图7中，与图6中的线(1)类似的线(3)表示传统技术中的离子通量分布。图7中的线(4)和(5)表示在中央永磁体27a使用钕磁体的实施例中的离子通量分布。在图7中，线(5)所使用的中央永磁体27a长于线(4)所使用的中央永磁体27a。因为这一原因，线(4)中的外侧永磁体27b和27c短于线(5)中的外侧永磁体27b和27c。在图6中，在线(1)上，由于Imax＝765(a.u)，因而半值为382.5，并且该点的Wi为156mm。在线(2)上，Imax＝425(a.u)，半值为212.5，并且该点的Wi为316mm。
Wi与总照射面上的等离子束的总宽度(Wt＝400mm)的比Wi/Wt，在图6的线(1)上等于156/400＝0.39，而在图6的线(2)上等于316/400＝0.79。换句话说，在传统技术中，Wi/Wt小于0.4。然而，在本发明中，Wi/Wt为0.4或更大。如图6所示，在等离子束的中心处看到的一个高峰变小，结果，这允许在基板的宽面积上形成厚度分布均一的膜。在图7的线(4)上，Wi/Wt＝0.71。在图7的线(5)上，Wi/Wt＝0.85。因此，在本发明实施例中的两个线上，Wi/Wt为0.7或更大。
当在等离子生成设备的等离子照射面上配置具有平坦表面的MgO样板并且利用等离子束照射MgO样板时，根据通过使MgO材料气化所导致的MgO样板的表面上的照射凹痕的深度，间接判断和定义图6、7和8中的等离子束的离子强度分布。可以认为照射凹痕的深度与等离子束的离子强度基本上成正比。可以根据离子强度和照射凹痕的深度之间的关系推测离子强度。可以将照射凹痕的最大深度位置的离子强度作为Imax，并且将Imax的半值宽度作为Wi。在本发明中，将束横断面的长度方向上的束宽度(整个束)Wt定义为照射凹痕的深度等于Imax的1％的位置处的基本束宽度。
在图8中，与图6的线(1)类似的线(6)表示传统技术中的离子通量分布。图8的线(7)表示在中央永磁体27a使用钐钴磁体的实施例中的离子通量分布。
在中央永磁体27a使用具有高残留磁通密度的材料的情况下，与在使用图4A和5A所示的传统磁体29的传统片状等离子生成设备中如图6的线(1)所示的具有一个高峰的尖锐角状的离子通量分布相比，离子通量分布的倾斜变得缓和。
结果，使得用于使气化材料31气化的等离子的分布的形状也变得缓和。使用本发明的等离子生成设备的本发明的膜形成设备10可以使得基板33的表面上所形成的膜的厚度分布变得平坦，从而允许在宽面积上形成厚度分布均一的膜。
下面说明在如下的情况下的例子：使用图1和2所示的本发明的膜形成设备10形成膜，该膜形成设备10使用本发明的等离子生成设备，如图3A所示，该等离子生成设备包括图4C所示的磁体27和图4A所示的传统磁体29。
如箭头40所示，使作为等离子气体的氩气进入等离子枪20，并且如箭头41所示，使氧气进入膜形成室30。除此之外，以与在“背景技术”中参考图11和12所述的传统等离子生成设备和膜形成设备100相同的方式给出结构。在以下条件下在基板33上形成膜：
材料：氧化镁(MgO)
膜厚度(目标)：
Figure GSB00000397909900151
排出压力：0.1Pa
基板温度：200℃
Ar流量：30sccm(0.5ml/sec)
O2流量：400sccm(6.7ml/sec)
膜形成速度：
Figure GSB00000397909900161
利用两组磁体在另一基板33上形成膜，这两组磁体均为图4A所示的传统磁体29，并且其它条件保持不变。
图9是下面的情况下的膜厚度分布的测量的图：如上所述，膜是通过使用本发明的等离子生成设备和膜形成设备10以及使用均为图4A所示的传统磁体29的两组磁体而形成的。在图9中，纵坐标表示膜厚度
Figure GSB00000397909900162
并且横坐标表示在等离子束延伸的方向上(图2的箭头X所表示的方向)与作为原点(O)的等离子束28的中心的距离(mm)。
如图9所示，在除上述情况以外，在使用本发明的等离子生成设备和膜形成设备10形成膜的情况下，使得膜的厚度分布更平坦。
尽管以上参考附图说明了本发明的优选实施例，但是本发明不局限于上述实施例，可以在所附权利要求书所述的范围内进行各种改变。

Claims (6)

1.一种等离子生成设备，包括：等离子枪；磁体，用于向来自所述等离子枪的等离子束施加磁场，以使得所述等离子束的圆形横断面变形成扁平状；以及用于搁置以横断面已变形的等离子束照射的被照射体的部件，所述等离子生成设备的特征在于：
横断面已变形成扁平横断面的等离子束在以所述等离子束照射的所述被照射体的表面上的强度分布表示为0.4≤Wi/Wt≤1，
其中，Wt是所述等离子束的横断面在长度方向上的宽度，Wi是在所述等离子束的横断面的长度方向上离子强度为以所述等离子束照射的所述被照射体上的最大离子强度(Imax)的半值时的宽度，以及
所述磁体包括第一磁体对和第二磁体对，每个所述磁体对包括相互相对的一对磁体，且所述等离子束插入在每个所述磁体对的相互相对的一对磁体之间以向所述等离子束施加排斥磁场；
在所述等离子束的行进方向上并置所述第一磁体对和所述第二磁体对；并且
由所述第一磁体对和所述第二磁体对中的至少一个所生成的排斥磁场在与所述等离子束的中心相对应的部分处的强度比在与所述等离子束的外边缘侧相对应的部分处的强度更强。
2.根据权利要求1所述的等离子生成设备，其特征在于，Wi和Wt之间的关系表示为0.7≤Wi/Wt。
3.一种膜形成设备，其特征在于，作为用于搁置以等离子照射的被照射体的部件的气化材料盘设置在能够抽出空气的膜形成室中，气化材料放置在所述气化材料盘上，利用由根据权利要求1所述的等离子生成设备所生成的等离子照射所述气化材料，以使所述气化材料气化，从而在所述膜形成室中的、配置在与所述气化材料盘相距预定间隔且与所述气化材料盘相对的位置处的基板上形成膜。
4.根据权利要求3所述的膜形成设备，其特征在于，形成有所述膜的所述基板在所述膜形成室内与所述气化材料盘平行地移动。
5.一种膜形成方法，其特征在于，气化材料盘设置在能够抽出空气的膜形成室中，气化材料放置在所述气化材料盘上，利用由根据权利要求1所述的等离子生成设备所生成的等离子照射所述气化材料，以使所述气化材料气化，从而在所述膜形成室中的、配置在与所述气化材料盘相距预定间隔且与所述气化材料盘相对的位置处的基板上形成膜。
6.根据权利要求5所述的膜形成方法，其特征在于，形成有所述膜的所述基板在所述膜形成室内与所述气化材料盘平行地移动，并且在要移动的所述基板上连续形成所述膜。
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