CN115279938A - 溅镀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明通过在真空容器的外部配置天线并缩短从靶材到被处理物的距离，从而可实现成膜速度或处理效率的提高，并且高效率地溅镀靶材。一种溅镀装置100，使用等离子体P来溅镀靶材T而在被处理物W进行成膜，且包括：真空容器1，经真空排气；天线5，设置在真空容器1的外部；介电质板6，设置在真空容器1的外壁1a的面向天线5的位置；以及靶材保持部3，在真空容器1内保持靶材T，靶材T设置在夹持介电质板6的位置中的一者或两者，其溅镀面Ta相对于介电质板6向与天线5相反的一侧倾斜延伸。

Description

溅镀装置
技术领域
本发明涉及一种溅镀装置，使用等离子体来溅镀靶材而在被处理物进行成膜。
背景技术
作为以往的溅镀装置，如专利文献1所示，有下述溅镀装置，即：在真空容器的外部配置天线，使由所述天线所产生的高频磁场经由设置在真空容器的外壁的介电质板向真空容器内透过，由此使真空容器内产生等离子体，借此溅镀靶材而在被处理物进行成膜。
与在真空容器的内部配置天线的结构相比，如此这样在真空容器的外部配置天线的结构可使靶材接近被处理物，可实现成膜速度的提高或处理效率的提高。而且，通过在真空容器的外部配置天线，从而溅镀粒子不附着于天线，可抑制污染或寿命的减少，或进而可发挥可实现天线的安装结构的简化等各种作用效果。
但是，在将天线配置于真空容器的外部的情况下，如图5的(A)所示，若将天线配置于比靶材的溅镀面更靠后方，则无法将从天线扩展的高频磁场高效率地引导至溅镀面，溅镀效率变差。
因此，本发明等人为了将天线配置于真空容器的外部并且也实现溅镀效率的提高，而在达成本发明的中途，中间性地考虑了下述结构，即：如图5的(B)所示，使真空容器的外壁向外侧凹陷，在其底部配置靶材，并且以面向所述侧壁部的介电质板的方式配置天线。若为此种结构，则可使天线位于比靶材的溅镀面更靠前方，可实现溅镀效率的提高。
但是，所述图5的(B)所示的结构由于从靶材到被处理物的距离长，因而成膜速度或处理效率降低，由将天线配置于真空容器的外部所得的优势变得不足。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2000-226655号公报
发明内容
发明所要解决的问题
因此，本发明是为了一举解决所述问题点而成，其主要课题在于，通过在真空容器的外部配置天线并缩短从靶材到被处理物的距离，从而实现成膜速度或处理效率的提高，并且可高效率地溅镀靶材。
解决问题的技术手段
即，本发明的溅镀装置使用等离子体来溅镀靶材而在被处理物进行成膜，其特征在于包括：真空容器，经真空排气；天线，设置在所述真空容器的外部；介电质板，设置在所述真空容器的外壁的面向所述天线的位置；以及靶材保持部，在所述真空容器内保持所述靶材，所述靶材设置在夹持所述介电质板的位置中的一者或两者，其溅镀面相对于所述介电质板向与所述天线相反的一侧倾斜延伸。
根据如此构成的溅镀装置，靶材的溅镀面相对于介电质板向与天线相反的一侧倾斜延伸，因而可将从天线扩散的高频磁场高效率地引导至溅镀面。
由此，可在将天线设置于真空容器的外部的结构中，通过缩短直到被处理物的距离，从而实现成膜速度或处理效率的提高，并且高效率地溅镀靶材。
进而，通过使溅镀面倾斜，从而可抑制对被处理物的溅镀粒子的扩散，可使溅镀源的利用率高。
为了实现成膜速度或处理效率的进一步提高，优选为所述靶材设置在夹持所述介电质板的位置两者，这些靶材的溅镀面分别相对于所述介电质板向与所述天线相反的一侧倾斜延伸。
为了更显著地发挥所述作用效果，优选为所述靶材的溅镀面相对于所述介电质板的倾斜角度为10度以上且45度以下。
优选为所述介电质板载置于形成有多个狭缝而成的狭缝板。
若为此种结构，则将狭缝板与介电质板重合而形成磁场透过窗，因而与仅使介电质板承担作为磁场透过窗的功能的情况相比，可减小磁场透过窗的厚度。由此，可缩短从天线到真空容器内的距离，可将由天线产生的高频磁场高效率地供给于真空容器内。
发明的效果
根据如此构成的本发明，通过在真空容器的外部配置天线并缩短从靶材到被处理物的距离，从而可实现成膜速度或处理效率的提高，并且高效率地溅镀靶材。
附图说明
图1为表示本实施方式的溅镀装置的结构的示意图。
图2为表示本实施方式的溅镀装置的靶材的配置的示意图。
图3为表示其他实施方式的溅镀装置的结构的示意图。
图4为表示其他实施方式的溅镀装置的结构的示意图。
图5为表示在达成本发明的中途中间性地研究的结构的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的溅镀装置的一实施方式进行说明。
＜装置结构＞
本实施方式的溅镀装置100使用电感耦合型的等离子体P来溅镀靶材T而对基板等被处理物W进行成膜。此处，被处理物W例如为液晶显示器或有机电致发光(Electroluminescence，EL)显示器等平板显示器(FPD)用的基板、柔性显示器用的柔性基板等。
具体而言，如图1和图2所示，溅镀装置100包括：真空容器1，形成经真空排气且供导入气体的处理室S；基板保持部2，在处理室S内保持被处理物W；靶材保持部3，在处理室S内保持靶材T；靶材偏置电源4，对靶材T施加偏置电压；天线5，设置在真空容器1的外部；介电质板6，设置在真空容器1的外壁的面向天线的位置；以及高频电源7，对天线5施加高频。根据所述结构，通过从高频电源7对天线5施加高频从而在多个天线5流动高频电流，在真空容器1内产生感应电场而生成电感耦合型的等离子体P。
真空容器1例如为金属制的容器，其内部由真空排气装置8进行真空排气。本示例中，真空容器1电性接地。
在真空容器1内，例如从具有流量调整器(图示省略)等的气体供给机构9经由气体导入口10导入有溅镀用气体或反应性气体。溅镀用气体和反应性气体只要设为与对被处理物W实施的处理内容相应即可。作为溅镀用气体，例如为氩气(Ar)等惰性气体，作为反应性气体，例如为氧气(O2)或氮气(N2)等。
基板保持部2为固持器，在真空容器1中以例如成为水平状态的方式保持呈平板状的被处理物W。本示例中，所述固持器电性接地。
靶材保持部3与保持于基板保持部2的被处理物W相向地保持靶材T。本实施方式的靶材T为平面观看时呈矩形状的平板状。所述靶材保持部3设置在形成真空容器1的外壁(例如上壁)1a。而且，在靶材保持部3与真空容器1的上壁1a之间，设有具有真空密封功能的绝缘部31。
本实施方式中，设有多个靶材保持部3，具体而言，一对靶材保持部3设置在夹持后述的天线5的位置。
靶材偏置电源4经由靶材保持部3连接于靶材T，对靶材T施加偏置电压。所述偏置电压为将等离子体P中的离子吸入至靶材T而进行溅镀的电压。此外，此处对一对靶材T连接有共同的靶材偏置电源4，但也可对各靶材T连接不同的靶材偏置电源4。
天线5用于在处理室S内生成等离子体P，例如是长度为几十厘米(cm)以上的直线状。本实施方式中，如图1所示，在一对靶材T之间配置有一根天线5。此处，天线5的长度方向与各靶材T的长度方向为相同方向，天线5以距各靶材T的距离相等的方式配置。
而且，各天线5的材质例如为铜、铝、这些的合金、不锈钢等，但不限于此。此外，也可将天线5设为中空，在其中流动冷却水等冷媒将天线5冷却。
在天线5的长度方向一端部，经由匹配电路71连接有高频电源7，长度方向另一端部直接接地。此外，也可构成为在天线5的一端部或另一端部设置可变电容器或可变电抗器等阻抗调整电路，调整各天线5的阻抗。通过如此调整各天线5的阻抗，从而可使天线5的长度方向的等离子体P的密度分布变均匀，可使天线5的长度方向的膜厚变均匀。
根据所述结构，可从高频电源7经由匹配电路71在天线5流动高频电流。高频的频率例如为通常的13.56MHz，但不限于此。
介电质板6构成使由天线5产生的高频磁场向处理室S内透过的磁场透过窗，以将形成于真空容器1的外壁(此处为上壁)1a的开口堵塞的方式设置。
此处的介电质板6从天线5侧观看为矩形状，以其长度方向与各靶材T的长度方向成为相同方向的方式配置。此外，作为构成介电质板6的材料，可举出：氧化铝、碳化硅、氮化硅等陶瓷；石英玻璃、无碱玻璃等无机材料；氟树脂(例如聚四氟乙烯)等树脂材料等。
另外，如图1和图2所示，本实施方式的溅镀装置100的特征在于，靶材T的溅镀面Ta相对于介电质板6向与天线5相反的一侧倾斜延伸。
加以更详细说明，靶材T的溅镀面Ta以随着远离介电质板6而向保持于基板保持部2的被处理物W接近的方式倾斜，具体而言如图2所示，靶材T的溅镀面Ta相对于介电质板6的倾斜角度θ为10度以上且45度以下。此外，此处的倾斜角度θ为在溅镀面Ta随着远离介电质板6而向被处理物W接近的结构中，溅镀面Ta与介电质板6的朝向被处理物W的面61的交叉角度中的锐角。
本实施方式中，一对靶材T的溅镀面Ta分别相对于介电质板6向与天线5相反的一侧倾斜延伸。这些一对靶材T相对于介电质板6配置成线对称，具体的而言，配置成从介电质板6侧向被处理物W侧扩展的ハ字状。即，这些一对靶材T以下述方式配置：各自的溅镀面Ta向相互相向的方向倾斜，并且这些溅镀面Ta朝向被处理物W的表面。
＜本实施方式的效果＞
根据如此构成的本实施方式的溅镀装置100，靶材T的溅镀面Ta相对于介电质板6向与天线5相反的一侧倾斜延伸，因而可将从天线5扩展的高频磁场高效率地引导至溅镀面Ta。
由此，可在将天线5设置于真空容器1的外部的结构中，通过缩短直到被处理物W为止的距离，从而实现成膜速度或处理效率的提高，并且高效率地溅镀靶材T。
进而，通过使溅镀面Ta倾斜，从而可抑制对被处理物W的溅镀粒子的扩散，可使溅镀源的利用率高。
而且，在夹持介电质板6的位置两者保持有靶材T，因而可实现成膜速度或处理效率的进一步提高。
＜其他变形实施方式＞
此外，本发明不限于所述实施方式。
例如，所述实施方式中，将靶材T设置在夹持介电质板6的位置两者，但也可仅在夹持介电质板6的位置中的一者设置靶材T。
而且，所述实施方式的溅镀装置100包括一根天线5和一对靶材T，但例如也可包括相互平行地设置的多根天线5，也可与这些天线5对应地包括多组一对靶材T。
进而，所述实施方式中，由介电质板6来形成磁场透过窗，但也可如图3所示，在形成有多个狭缝11s而成的狭缝板11载置介电质板6，由这些狭缝板11和介电质板6来形成磁场透过窗。
若为此种结构，则将狭缝板11与介电质板6重合而形成磁场透过窗，因而与仅使介电质板6承担作为磁场透过窗的功能的情况相比，可减小磁场透过窗的厚度。由此，可缩短从天线5到真空容器1内的距离，可将从天线5产生的高频磁场高效率地供给于真空容器1内。
此外，作为溅镀装置100，也可包括将被处理物W搬送至真空容器1内或者使所述被处理物W在真空容器1内摇动的移动机构。
而且，作为溅镀装置100，也可如图4所示，例如将真空容器1设为筒状，且包括移动机构12，此移动机构12使处理中的被处理物W绕与真空容器1的轴向平行的轴旋转移动。
若为所述结构，则例如可设为工具等被处理物W，可通过在工具等的表面进行成膜从而实现寿命的改善等。
除此以外，本发明不限于所述实施方式，当然可在不偏离其主旨的范围进行各种变形。
符号的说明
100：溅镀装置
W：被处理物
T：靶材
Ta：溅镀面
1：真空容器
3：靶材保持部
5：天线
6：介电质板
θ：倾斜角度
S：狭缝
11：狭缝板

Claims (4)

1.一种溅镀装置，使用等离子体来溅镀靶材而在被处理物进行成膜，所述溅镀装置包括：
真空容器，经真空排气；
天线，设置在所述真空容器的外部；
介电质板，设置在所述真空容器的外壁的面向所述天线的位置；以及
靶材保持部，在所述真空容器内保持所述靶材，并且
所述靶材设置在夹持所述介电质板的位置中的一者或两者，其溅镀面相对于所述介电质板向与所述天线相反的一侧倾斜延伸。
2.根据权利要求1所述的溅镀装置，其中，所述靶材设置在夹持所述介电质板的位置两者，所述靶材的溅镀面分别相对于所述介电质板向与所述天线相反的一侧倾斜延伸。
3.根据权利要求1或2所述的溅镀装置，其中，所述靶材的溅镀面相对于所述介电质板的倾斜角度为10度以上且45度以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的溅镀装置，其中，所述介电质板载置于形成有多个狭缝而成的狭缝板。
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