CN117535634A - 成膜装置 - Google Patents
成膜装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117535634A CN117535634A CN202210913518.9A CN202210913518A CN117535634A CN 117535634 A CN117535634 A CN 117535634A CN 202210913518 A CN202210913518 A CN 202210913518A CN 117535634 A CN117535634 A CN 117535634A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- target
- film
- cathode unit
- forming apparatus
- film forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 94
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 83
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 53
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 31
- 239000010408 film Substances 0.000 description 157
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 19
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000005247 gettering Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明涉及成膜装置。提供一种在进行溅射的成膜装置中用于使用吸气材料更高效地去除腔室内部的杂质的技术。使用一种成膜装置,具备:腔室;第1阴极单元,其具有包含成膜材料的第1靶材,在所述腔室内部通过溅射在基板上形成成膜材料的膜;以及第2阴极单元,其具有包含吸气材料的圆筒形状的第2靶材,在腔室内部一边使第2靶材旋转一边进行溅射,能够从第1靶材的放出成膜材料的区域直视第2靶材的表面。
Description
技术领域
本发明涉及成膜装置。
背景技术
已知有在基板上对金属等成膜材料进行溅射而形成薄膜的成膜装置。另外,已知有如下成膜装置:在由成膜材料构成的靶材的与基板相反一侧的面配置磁铁,通过利用产生的磁场提高电子密度来进行溅射的磁控溅射法而提高效率。并且,也已知有如下方法:将靶材设为能够旋转的圆筒形状,在圆筒部的内侧配置磁体。
进行溅射的成膜装置例如适合于在有机EL显示器的制造装置中形成电极层。若在这样的成膜装置的腔室内部存在氧、水分子等杂质,则制造出的有机EL显示器的元件特性有可能降低。因此,已知有使用钛等反应性高的吸气材料从腔室内部去除杂质。例如在专利文献1中记载了如下技术:除了成膜用的靶材之外还设置吸气用的靶材,从而在腔室内部形成吸气材料的膜而去除成膜时的杂质。另外,在专利文献2中也记载了如下技术:将多个溅射源中的一个利用于吸气材料向装置内部的成膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第14/122700号
专利文献2:日本特表2005-504172号公报
发明内容
发明要解决的课题
在进行溅射的成膜装置中,要求使用吸气材料更高效地去除腔室内部的杂质,提高成膜的质量。
本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种在进行溅射的成膜装置中用于使用吸气材料更高效地去除腔室内部的杂质的技术。
用于解决课题的方案
本发明采用以下的结构。即,一种成膜装置,其中,具备:
腔室;
第1阴极单元,其具有包含成膜材料的第1靶材,通过在所述腔室的内部进行溅射,从所述第1靶材朝向基板放出所述成膜材料;以及
第2阴极单元,其具有包含吸气材料的圆筒形状的第2靶材,在所述腔室的内部一边使所述第2靶材旋转一边进行溅射。
本发明还采用以下的结构。即,一种成膜装置,具备:
腔室;
第1阴极单元,其具有包含成膜材料的第1靶材,通过在所述腔室的内部进行溅射,从所述第1靶材朝向基板放出所述成膜材料;以及
第2阴极单元,其具有包含吸气材料的第2靶材,在所述腔室的内部进行溅射,
其中,
能够从所述第1靶材的放出所述成膜材料的区域直视所述第2靶材的表面。
本发明还采用以下的结构。即,一种成膜装置,具备:
第1阴极单元,其具有包含成膜材料的第1靶材,通过溅射在基板上形成所述成膜材料的膜;以及
第2阴极单元,其具有包含吸气材料的圆筒形状的第2靶材,能够在所述腔室内部一边使所述第2靶材旋转,一边向不是所述基板的位置进行溅射,
其中,
所述第1阴极单元和所述第2阴极单元同时进行溅射。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种在进行溅射的成膜装置中用于使用吸气材料更高效地去除腔室内部的杂质的技术。
附图说明
图1是表示实施方式1的成膜装置的结构的剖视图。
图2是表示实施方式1的成膜装置的结构的另一方向的剖视图。
图3是表示磁铁单元的结构的立体图。
图4是说明实施方式1中的成膜的情形的图。
图5是说明实施方式2中的成膜的情形的图。
图6是说明实施方式3中的成膜的情形的图。
图7是表示实施方式4的成膜装置的结构的剖视图。
图8是表示实施方式5的成膜装置的结构的剖视图。
图9是表示实施方式6的成膜装置的结构和成膜的情形的图。
图10是表示有机EL元件的一般的层结构的图。
附图标记说明
1:成膜装置,2:靶材,4,旋转阴极单元,10:腔室,12:第2靶材,14:第2旋转阴极单元。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。其中,以下的实施方式仅是例示性地表示本发明的优选的结构,本发明的范围并不限定于这些结构。另外,对于以下的说明中的装置的硬件结构及软件结构、处理流程、制造条件、尺寸、材质、形状等,只要没有限定性的记载,就不意图将本发明的范围仅限定于此。
本发明适合用于通过溅射在基板等成膜对象物上形成薄膜、特别是金属或金属氧化物的薄膜。本发明能够理解为溅射装置及其控制方法、成膜装置及其控制方法、溅射方法或者成膜方法。本发明还能够理解为电子器件的制造装置及电子器件的制造方法、或者器件制造方法。本发明还能够理解为使计算机执行控制方法的程序、储存有该程序的存储介质。存储介质也可以是能够由计算机读取的非暂时性的存储介质。
[实施方式1]
对本实施方式的成膜装置1的基本结构进行说明。成膜装置1用于在半导体器件、磁性器件、电子元件等各种电子器件或光学元件等的制造中在基板上堆积形成薄膜。在以下的说明中,作为成膜对象物的“基板”也包括在基板上形成有层叠体的结构。典型地,成膜装置1适合于设置有有机EL元件的有机EL显示器用的面板的制造,在由金属等成膜材料形成电极层时特别优选。
成膜装置1也可以是构成集群型或直列型等的成膜系统的一部分的结构。该成膜系统所具备的多个成膜装置分别在基板上形成大量层叠的膜的一部分。此外,不需要成膜系统所包含的所有成膜装置都是溅射装置,也可以使一部分成膜装置如本发明的实施方式所示通过溅射进行成膜,另一部分成膜装置通过蒸镀进行成膜。
(装置的结构)
图1是表示本实施方式的成膜装置1的结构的简化的剖视图。成膜装置1具有腔室10。从成膜装置外部向腔室10送入作为成膜对象物的基板6。基板6从设置于第1侧壁10a的闸阀17送入。成膜完成后的基板6从设置于第2侧壁10b的闸阀18送出。在基板6送入到腔室内部之后,未图示的对准部件对基板6和掩模7进行对位。支承部件8将对位的基板6和掩模7以紧贴状态在规定的成膜高度进行支承。支承部件8也可以具备用于从基板6的背面吸引掩模7的磁体板。作为基板6,能够利用玻璃等所期望的材料,作为掩模7,能够利用金属掩模等所期望的种类的掩模。
在腔室内部配置有由成膜材料构成的靶材2和隔着靶材2与基板6相向的磁铁单元3。本实施方式的靶材2是圆筒形状的旋转阴极。靶材2和配置于靶材内部的磁铁单元3构成旋转阴极单元4。此外,在此所说的“圆筒形”不仅仅指在数学上严格意义的圆筒形,也包括母线为曲线而非直线的形状、或与中心轴垂直的截面不是数学上严格意义的“圆”的形状。即,本发明中的靶材2只要是能够以中心轴为轴旋转的大致圆筒形状即可。旋转阴极单元4对应于第1阴极单元。
在成膜工序中,旋转阴极单元4的靶材2以旋转中心轴为中心旋转。另一方面,本实施方式的磁铁单元3不同于靶材2,不进行旋转。在靶材2的与基板6相向的表面侧形成磁场,提高靶材2的附近的电子密度。该区域是产生溅射粒子的溅射区域A1。也可以沿着旋转阴极单元4的长度方向,作为溅射粒子的防着板,沿着靶材2的长度方向设置第1侧板261。
在本实施方式的腔室内部还配置有第2靶材12和隔着第2靶材12与第2侧板262相向的第2磁铁单元13。第2靶材12也是圆筒形状的旋转阴极。第2靶材12和第2磁铁单元13构成第2旋转阴极单元14。在第2旋转阴极单元14中生成磁场的区域是产生吸气材料的溅射粒子的第2溅射区域A2。第2旋转阴极单元14相当于第2阴极单元。
在此,当通过第2旋转阴极单元14进行溅射时,在沿着第2靶材12的长度方向设置的第2侧板262的表面形成由吸气材料形成的膜。由此,吸气材料的表面积增加,去除杂质的效果提高。在本实施方式中,为了扩大吸气膜的面积,使第2侧板262比第1侧板261大。但是,各侧板的大小、形状、配置等不限定于该例。第2侧板262还作为吸气材料的溅射粒子的防着板发挥功能。
鉴于吸气材料的飞行距离,第2侧板262优选以形成吸气膜的程度设置在第2靶材12的附近。其中,若距第2溅射区域A2的距离变大,则能够扩大吸气膜的面积。另一方面,若从第1靶材2到吸气膜的距离变大,则去除杂质的效果降低。因此,鉴于以上的要素,第2侧板262与第2靶材12的距离优选根据装置结构、所期望的杂质去除能力而确定。
在腔室10的任意的壁面配置与泵等排气部件连接的未图示的排气口。控制部51控制排气部件而控制腔室内部的真空度。也可以在腔室10的任意的壁面配置用于导入溅射气体的未图示的导入口。作为溅射气体,例如使用氩气等非活性气体。气体导入部件具有储气瓶等供给源,经由将供给源与导入口连接的配管系统来供给溅射气体。
图2是从与图1不同的方向观察成膜装置1时的概略剖视图,相当于图1的A-A’视图。在图2中,旋转阴极单元4处于被第2旋转阴极单元14遮住的状态。另外,为方便起见,省略了侧板。第2旋转阴极单元14的两端由固定在底座230上的支承块210和端块220支承。第2旋转阴极单元14的靶材12能够以旋转轴N为旋转中心旋转。另一方面,第2磁铁单元13被固定支承。旋转阴极单元4也具有同样的结构。
靶材2和第2靶材12由作为旋转部件的靶材驱动装置53驱动旋转。作为靶材驱动装置53,能够利用具有马达等驱动源且经由动力传动机构向靶材2和第2靶材12传递动力的一般的驱动机构。靶材驱动装置53也可以搭载于支承块210或端块220。
靶材2成为在基板6上进行成膜的成膜材料的供给源。作为靶材2的材质,例如可列举出Cu、Al、Ti、Mo、Cr、Ag、Au、Ni等金属、或者包含这些金属元素作为主要成分的合金。或者,也可以是ITO、IZO、IWO、AZO、GZO、IGZO等透明导电氧化物。但是,靶材2的材质不限定于此。
第2靶材12的材料设为适合用于从腔室中去除氧、水分子等杂质的吸气材料。作为吸气材料,优选为反应性高的物质,例如能够利用Ti、Zr、V、Mg、Al、Ta、W、Mo、Hf、Nb、Fe、Ag、Ba或Yb。另外,作为吸气材料,能够利用包含所述的金属元素作为主要成分的合金或化合物。但是,第2靶材12的材质不限定于此。
电源52向靶材2和第2靶材12施加偏压。此外,也可以在靶材2和第2靶材12的内侧形成未图示的衬管的层。在该情况下,衬管作为被电源52施加偏压的阴极发挥功能。腔室10接地。
图3是表示磁铁单元的结构例的立体图。磁铁单元3具备在与旋转阴极单元4的旋转轴大致平行的长度方向上延伸的中心磁铁31、包围中心磁铁31的与中心磁铁31不同磁极的周边磁铁32、以及磁轭板33。周边磁铁32包括与中心磁铁31平行地延伸的一对直线部32a及32b和将直线部32a及32b的两端连结的回转部32c及32d。
磁铁单元3在靶材2的周围形成磁场。由磁铁单元3形成的磁场具有从中心磁铁31的磁极朝向周边磁铁32的直线部32a及32b呈环状返回的磁力线。由此,在靶材2的表面附近形成沿靶材2的长度方向延伸的磁场的隧道。电子被该磁场捕捉,使等离子体集中于靶材2的表面附近,因此,溅射的效率提高。该磁铁单元的磁场泄漏的靶材2的表面的区域成为产生溅射粒子的溅射区域A1。
第2磁铁单元13也具有与磁铁单元3同样的结构,具有使第2溅射区域A2产生溅射粒子的功能。
本实施方式的成膜装置1在腔室外部具备控制部51、电源52以及靶材驱动装置53。控制部51按照规定的程序或用户的指示,控制成膜装置1的构成要素的动作。控制部51是具备处理器、存储器、存储装置、通信部件等资源的信息处理装置,能够利用计算机、控制电路等。电源52按照控制部51的控制,控制溅射时的电压施加。靶材驱动装置53按照控制部51的控制,向旋转阴极单元4和第2旋转阴极单元14传递驱动力,使靶材2和第2靶材12旋转。
(装置的动作)
对成膜装置1的动作进行说明。图4(a)~图4(d)示出了腔室10的内部构造中的说明所需的一部分。首先,如图4(a)所示,靶材驱动装置53使第2靶材12沿白色箭头的方向旋转。然后,电源52向第2靶材12施加电压,在与第2侧板262相向的区域(区域12K)生成等离子体,使溅射粒子向第2溅射区域A2飞散。飞散的溅射粒子堆积于第2侧板262(区域262K)。即,第2侧板262作为供吸气材料的薄膜附着的附着构件发挥功能。
接下来,在图4(b)中,靶材驱动装置53使靶材2沿白色箭头的方向旋转。然后,电源52向靶材2施加电压。结果,靶材2的表面附近中的与基板6相向的区域被溅射,溅射粒子向溅射区域A1飞散。由此,成膜材料附着于上方的基板6。
在图4(b)时,主要在以下的两处存在具有活性的吸气材料。
(A)第2靶材12的表面(特别是由于溅射而使表面变得洁净的区域)
(B)附着于第2侧板262的区域262K的吸气膜
第2靶材12中的区域12L表示由于溅射而变得洁净的部分。此外,由于溅射而变得洁净的部分是指通过第2靶材12的旋转而刚从第2溅射区域A2的范围内移动之后的靶材表面。作为一例,在第2靶材12的截面中,将形成第2溅射区域A2那样的扇形的中心角设为θ时,可以将在第2靶材12旋转θ的期间从第2溅射区域的范围内出来到范围外那样的靶材表面区域认为是洁净部分。
图4(c)示意性地表示通过吸气材料从环境中去除杂质的情形。虚线的箭头Ya1~Ya3表示被(A)的第2靶材表面捕捉的杂质,虚线的箭头Yb1~Yb4表示被(B)的吸气膜捕捉的杂质。例如如箭头Ya1所示,能够从靶材2的放出溅射粒子的区域(A1)直视吸气用的第2靶材12的表面,因此,杂质被高效地去除。另外,如箭头Yb2所示,能够从靶材2的区域A1直视具有吸气膜的区域262K,因此,杂质被吸气膜更高效地去除。在此,能够从某一区域直视规定的对象是指该区域的至少1点与该对象之间没有被遮蔽体遮蔽。遮蔽体是靶材本身、阴极单元的构成要素、防着板、除此之外的腔室内的装置、零件等。
吸气材料对杂质的去除能力也根据吸气材料的表面积、靶材2与吸气材料的距离、障碍物的有无而变化,但如上述说明的那样,能够从成膜用的靶材2的表面(特别是放出成膜材料的区域)直视吸气用的第2靶材12的表面,因此,利用第2靶材12的去除更高效地进行。另外,第2靶材12的区域12K位于比第2侧板262的区域262K靠靶材2的附近的位置,因此,即使表面积小,也能够高效地去除杂质。
图4(d)表示使用本实施方式的结构的另一控制例。在此,成膜用的靶材2和吸气用的第2靶材12一边同时旋转一边被施加电压,进行溅射。由此,成为始终在第2靶材12的表面和第2侧板的区域262K存在活性高的吸气材料的状态,因此,能够高效地去除成膜中的杂质,形成优质的薄膜。通过将该薄膜应用于器件,能够进一步提高元件特性。
如以上所述,根据本实施方式的成膜装置,成膜用和吸气膜形成用的旋转阴极分别进行溅射,从而能够高效地去除腔室内部的杂质,能够形成优质的薄膜。通过将该薄膜应用于器件,能够实现元件特性好的器件。
[实施方式2]
对实施方式2的成膜装置1的结构和功能进行说明。对与实施方式1相同的部分标注相同的附图标记,简化说明。
图5示出了本实施方式的成膜装置1的腔室内部中的说明所需的部分。旋转阴极单元4的靶材2的材质是Ag,第2旋转阴极单元14的第2靶材12的材质是Mg。但是这些材料仅为一例。如后所述,本实施方式的第2旋转阴极单元14除了用于吸气膜的形成之外,还用于上部电极等的电极膜的形成。因此,本实施方式中的第2侧板262的尺寸和位置构成为不遮挡从第2靶材12向上方的基板6飞行的溅射粒子。
在图5(a)中,靶材驱动装置53使第2靶材12沿白色箭头的方向旋转。然后,电源52向第2靶材12施加电压。结果,在第2靶材12的表面附近中的与第2侧板262相向的区域(区域12K)生成等离子体,溅射粒子向第2溅射区域A2飞散。飞散的溅射粒子堆积于第2侧板262(区域262K)。即,第2侧板262作为形成以Mg为成分的吸气材料的薄膜的吸气材料附着构件发挥功能。
接下来,如图5(b)中黑色的箭头所示,控制部51在第2靶材12的内部使第2磁铁单元13的方向变化,以使溅射区域与上方的基板6相向。
接下来,控制部51进行从两个靶材同时溅射的共溅射(co-sputtering)。即,如图5(c)所示,使靶材2和第2靶材12沿白色箭头的方向旋转,并且向靶材2和第2靶材12施加电压。于是,Ag向溅射区域A1飞散,同时Mg向第2溅射区域A2飞散,从而在基板6形成Ag-Mg合金的电极膜。
在通过上述的共溅射的成膜时,作为吸气材料的Mg首先存在于第2靶材12的表面(特别是由于溅射而使表面变得洁净的区域)。该第2靶材表面位于能够从靶材2的放出面直视的范围,且位于靶材2的附近,因此,能够高效地去除从靶材2放出的包含分子的杂质。另外,在附着于第2侧板262的区域262K的吸气膜处也进行杂质的去除,因此,去除效果进一步提高。另外,这些吸气材料也能够去除从第2靶材12本身放出的杂质。
如以上所述,根据本实施方式的成膜装置,能够使用吸气材料高效地去除腔室内部的杂质。并且,本实施例中的吸气材料用的第2旋转阴极单元14兼用作成膜用的旋转阴极单元。因此,不需要在成膜装置设置吸气膜形成专用的旋转阴极单元,因此能够实现成本的降低。另外,通过改变磁铁单元的方向来变更溅射时的材料的放出方向的技术是已知的,因此,本实施方式的结构能够使用已有的旋转阴极单元来实施。
[实施方式3]
对实施方式3的成膜装置1的结构和功能进行说明。对与上述各实施方式相同的部分标注相同的附图标记,简化说明。
图6示出了本实施方式的成膜装置1的腔室内部中的说明所需的部分。在本实施方式的腔室内部,作为成膜用的溅射源,利用了使用平板形状的平面靶材102的平面阴极单元104。平面阴极单元104具有与作为成膜对象物的基板6的被成膜面大致平行地配置的平面靶材102以及相对于平面靶材102配置于与基板6相反一侧的作为磁场产生部件的磁铁单元103。通过向平面靶材102施加电力,在溅射区域A1产生溅射粒子。此外,也可以在平面靶材102的与基板6相反一侧的面设置背板,在该情况下从电源52向背板施加电力。平面阴极单元104对应于第1阴极单元。
另一方面,本实施方式的吸气膜形成用的旋转阴极单元204具有靶材202和磁铁单元203,具有与上述各实施方式中用于吸气膜形成的第2旋转阴极单元14同样的结构及功能。平面靶材102和旋转阴极单元204的靶材202能够与实施方式1同样地从各种材质中选择。旋转阴极单元204相当于第2阴极。
在成膜时,靶材驱动装置53使靶材202沿白色箭头的方向旋转,并且从电源52向靶材202施加电压。由此,溅射粒子向第2溅射区域A2飞散,吸气材料的薄膜附着于第2侧板262的区域262K。接下来,控制部51从电源52向平面阴极单元104的平面靶材102施加电压。结果,溅射粒子向溅射区域A1飞散,堆积于基板6。
根据上述的结构,通过平面阴极单元104进行溅射时的杂质被靶材102的表面(特别是由于溅射而使表面变得洁净的区域)的吸气材料和附着于第2侧板262的吸气膜捕捉而从环境中去除,因此,能够实现良好的成膜。
此外,也可以与使用平面阴极单元104向基板6的成膜并行地进行使用旋转阴极单元204的溅射。由此,在第2侧板262新生成吸气膜的同时,在靶材202的表面始终形成洁净的区域,因此,能够提高杂质的去除效果。
[实施方式4]
对实施方式4的成膜装置1的结构和功能进行说明。对与上述各实施方式相同的部分标注相同的附图标记,简化说明。
图7是表示本实施方式的成膜装置1的结构的概略剖视图。旋转阴极单元4和第2旋转阴极单元14的结构及功能与实施方式1相同。
在腔室10的下部隔壁10c的附近配置有在X轴方向上延伸的导轨250。沿着导轨250,连同作为移动台发挥功能的底座230一起,旋转阴极单元4和第2旋转阴极单元14在X轴方向上移动。移动台驱动装置54(驱动部件)能够使用将旋转马达的旋转运动转换为驱动力的滚珠丝杠等的丝杠进给机构、线性马达等公知的各种运动机构。图示例的移动台驱动装置54使底座230在与靶材2的长度方向(Y轴方向)交叉的方向(X轴方向)上移动。
以下说明具体的结构的一例。底座230被支承为能够经由线性轴承等输送导向件沿着一对导轨250移动。旋转阴极单元4和第2旋转阴极单元14在使旋转轴N沿Y轴方向延伸的状态下,一边以旋转轴为中心旋转,一边在与基板6大致平行的平面即移动区域内沿着导轨250移动。由此,从旋转阴极单元4飞行的溅射粒子附着于基板6的附着区域(A3)也移动,因此,即使附着区域的大小相对于基板6的面积较小的情况下也能够对整个基板进行成膜。此外,也可以正在成膜用的溅射之中,以减少成膜不均而实现均匀的成膜等的目的,使底座230往复多次。
这样,根据搭载于底座230的旋转阴极单元4和第2旋转阴极单元14一起移动的结构,追随着旋转阴极单元4的移动,第2旋转阴极单元14生成的吸气膜和第2靶材12表面的吸气材料也移动,因此,能够在靶材2的附近去除环境中的杂质。
[实施方式5]
对实施方式5的成膜装置1的结构和功能进行说明。对与上述各实施方式相同的部分标注相同的附图标记,简化说明。
图8是表示本实施方式的成膜装置1的结构的概略剖视图。旋转阴极单元4和第2旋转阴极单元14的结构及功能与实施方式1相同。
本实施方式的成膜装置1是相对于以被成膜面成为纵向的方式保持于支承部件8的基板6从侧方进行成膜的侧向沉积(日文:サイドデポ)的结构。旋转阴极单元4以成膜时的溅射区域A1与基板6的被成膜面相向的方式配置在腔室内部。
本实施方式中的第2旋转阴极单元14配置成第2溅射区域A2在纸面中朝向下方,溅射粒子附着于第2侧板262。由此形成吸气材料的膜。在旋转阴极单元4的成膜时,通过形成的吸气材料的膜和第2旋转阴极单元14的第2靶材12的表面(特别是由于溅射而使表面变得洁净的区域)去除杂质,因此,腔室内部的环境变得良好。
如以上说明的那样,根据本实施方式的成膜装置,即使是在大致垂直地立起的基板6上进行成膜的侧向沉积方式的成膜,也能够高效地去除环境中的杂质。
(变形例)
本发明还能够应用于基板6配置于腔室10的下部隔壁10c一侧、在腔室10的上方配置旋转阴极单元4、溅射粒子从上方向下方飞行的向下沉积(日文:デポダウン)的结构。除此之外,无论基板6的设置角度如何的情况下,都能够进行与其角度相应的成膜用的溅射和吸气用的溅射。
[实施方式6]
对实施方式6的成膜装置1的结构和功能进行说明。对与上述各实施方式相同的部分标注相同的附图标记,简化说明。
图9(a)是表示本实施方式的成膜装置1的结构的概略剖视图。旋转阴极单元4和第2旋转阴极单元14在纸面中在纵向上排列配置。即,第2旋转阴极单元14相对于旋转阴极单元4配置在与基板6相反一侧。
并且,本实施方式的第2旋转阴极单元14为能够使第2磁铁单元13形成的磁场的方向摆动的结构,第2溅射区域A2能够从如图9(b)所示的与第1侧板261相向的方向移动至如图9(c)所示的与第2侧板262相向的方向。
第2旋转阴极单元14一边使磁铁单元的方向摆动,一边对吸气材料进行溅射。由此,在底座230、第1侧板261、第2侧板262各自的区域230K、261K、262K形成吸气膜。由此,在通过旋转阴极单元4进行成膜时,气体分子等杂质被吸气膜去除。此外,也可以在旋转阴极单元4进行向基板6的成膜的期间也进行通过第2旋转阴极单元14的吸气材料的溅射。由此,在第2靶材12的表面始终形成洁净的面,因此,能够更高效地去除杂质。
<电子器件的制造方法>
对使用上述的成膜装置制造电子器件的方法进行说明。在此,作为电子器件的一例,以用于有机EL显示装置等的有机EL元件为例进行说明。此外,本发明的电子器件不限定于此,也可以是薄膜太阳能电池、有机CMOS图像传感器。在本实施方式中,具有在基板6上形成有机膜的工序和在形成有机膜之后形成金属膜或金属氧化物膜的工序。以下,对通过这样的工序得到的有机EL元件600的构造进行说明。
图10示意性地示出了有机EL元件600的一般的层结构。图示的有机EL元件600是在基板6上依次层叠阳极601(下部电极)、空穴注入层602、空穴传输层603、有机发光层604、电子传输层605、电子注入层606、阴极607(上部电极)而成的结构。也可以根据需要而设置用于防止电极间因异物而短路的绝缘层、用于抑制劣化的保护层。实施方式的成膜装置1在通过溅射在有机膜上形成用于电子注入层、电极(阴极)的金属或金属氧化物等的膜时特别优选。成膜系统例如也可以通过具备蒸镀装置的成膜装置在基板上形成有机膜,通过具备溅射装置的成膜装置在有机膜上形成金属膜。
另外,不限定于向有机膜上的成膜,只要是能够通过金属材料、氧化物材料等的溅射来成膜的材料的组合,则能够在各种面上实现层叠成膜。通过在成膜时使用具有所期望的掩模图案的掩模,能够任意地构成要成膜的各层。
[其他实施方式]
以上,说明了本发明的实施中的各种变形。例如,对于成膜用的旋转阴极单元和吸气膜形成用的旋转阴极单元的配置,如实施方式1所示,也能够是无论哪个旋转阴极单元都相对于基板的被成膜面在法线方向上处于大致等距离的结构,如实施方式6所示,也能够是将吸气膜形成用的旋转阴极单元隔着成膜用的旋转阴极单元配置于与基板相反一侧的结构。另外,作为成膜用的溅射源,也能够使用旋转阴极单元,也能够使用平面阴极单元。另外,也能够采用使阴极单元在腔室内部移动而对大面积进行成膜的结构。另外,作为在腔室内的基板的设置方法,能够采用向上沉积、向下沉积、侧向沉积等各种方式。另外,在进行成膜用的溅射时,可以使吸气膜形成用的溅射停止,也可以并行地进行动作。另外,吸气膜形成用的旋转阴极单元可以为吸气膜专用,也可以兼用于成膜。这些各种变形的组合不限定于上述各实施方式的例子,只要不产生矛盾,也可以相互任意组合。
Claims (20)
1.一种成膜装置,其特征在于,具备:
腔室;
第1阴极单元,其具有包含成膜材料的第1靶材,通过在所述腔室的内部进行溅射,从所述第1靶材朝向基板放出所述成膜材料;以及
第2阴极单元,其具有包含吸气材料的圆筒形状的第2靶材,在所述腔室的内部一边使所述第2靶材旋转一边进行溅射。
2.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,
能够从所述第1靶材的放出所述成膜材料的区域直视所述第2靶材的表面。
3.一种成膜装置,具备:
腔室;
第1阴极单元,其具有包含成膜材料的第1靶材,通过在所述腔室的内部进行溅射,从所述第1靶材朝向基板放出所述成膜材料;以及
第2阴极单元,其具有包含吸气材料的第2靶材,在所述腔室的内部进行溅射,
其特征在于,
能够从所述第1靶材的放出所述成膜材料的区域直视所述第2靶材的表面。
4.根据权利要求2所述的成膜装置,其特征在于,
能够从所述第1靶材的放出所述成膜材料的区域直视所述第2靶材的表面中的刚放出所述吸气材料之后的区域。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的成膜装置,其特征在于,
还具备附着构件,所述附着构件供从所述第2靶材放出的所述吸气材料附着而形成吸气膜。
6.根据权利要求5所述的成膜装置,其特征在于,
能够从所述第1靶材的放出所述成膜材料的区域直视形成于所述附着构件的所述吸气膜。
7.根据权利要求5所述的成膜装置,其特征在于,
所述附着构件与所述第2靶材的放出所述吸气材料的区域相向地设置。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的成膜装置,其特征在于,
所述第2阴极单元与通过所述第1阴极单元进行的所述成膜材料向所述基板的溅射并行地进行所述吸气材料的溅射。
9.根据权利要求1~4中任一项所述的成膜装置,其特征在于,
所述第1阴极单元所具有的所述第1靶材为圆筒形状。
10.根据权利要求1~4中任一项所述的成膜装置,其特征在于,
所述第1阴极单元所具有的所述第1靶材为平板形状。
11.根据权利要求1~4中任一项所述的成膜装置,其特征在于,
所述第2阴极单元还通过与所述第1阴极单元进行共溅射来在所述基板上进行成膜。
12.根据权利要求11所述的成膜装置,其特征在于,
所述第2阴极单元在进行所述共溅射时,使放出所述吸气材料的方向朝向所述基板。
13.根据权利要求11所述的成膜装置,其特征在于,
所述成膜装置通过所述共溅射由所述第1靶材的材料和所述第2靶材的材料的合金形成有机EL元件的上部电极。
14.根据权利要求13所述的成膜装置,其特征在于,
所述第1靶材的材料是Ag,所述第2靶材的材料是Mg,所述上部电极由Ag-Mg合金形成。
15.根据权利要求1~4中任一项所述的成膜装置,其特征在于,
还具备驱动部件,所述驱动部件使所述第1阴极单元和所述第2阴极单元在与所述基板的被成膜面大致平行的移动区域中移动。
16.根据权利要求1~4中任一项所述的成膜装置,其特征在于,
所述第1阴极单元和所述第2阴极单元相对于所述基板的被成膜面在法线方向上大致等距离地配置。
17.根据权利要求1~4中任一项所述的成膜装置,其特征在于,
所述第2阴极单元隔着所述第1阴极单元配置于与所述基板相反一侧,来自所述第2靶材的所述吸气材料向与所述第1阴极单元相反一侧放出。
18.根据权利要求1~4中任一项所述的成膜装置,其特征在于,
所述吸气材料的材质是包括Ti、Zr、V、Mg、Al、Ta、W、Mo、Hf、Nb、Fe、Ag、Ba以及Yb的金属元素中的任意元素、或者以所述金属元素中的任意元素为主要成分的合金。
19.一种成膜装置,具备:
第1阴极单元,其具有包含成膜材料的第1靶材,通过溅射在基板上形成所述成膜材料的膜;以及
第2阴极单元,其具有包含吸气材料的圆筒形状的第2靶材,能够在腔室的内部一边使所述第2靶材旋转,一边向不是所述基板的位置进行溅射,
其特征在于,
所述第1阴极单元和所述第2阴极单元同时进行溅射。
20.一种器件制造方法,所述器件制造方法是使用权利要求1~19中任一项所述的成膜装置的器件制造方法,其特征在于,
具有将从所述第1靶材放出的所述成膜材料堆积于所述基板的成膜工序。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210913518.9A CN117535634A (zh) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | 成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210913518.9A CN117535634A (zh) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | 成膜装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117535634A true CN117535634A (zh) | 2024-02-09 |
Family
ID=89786663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210913518.9A Pending CN117535634A (zh) | 2022-08-01 | 2022-08-01 | 成膜装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117535634A (zh) |
-
2022
- 2022-08-01 CN CN202210913518.9A patent/CN117535634A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101097329B1 (ko) | 스퍼터링 장치 | |
EP1905865A1 (en) | Sputtering apparatus and method for manufacturing transparent conducting film | |
US20040231973A1 (en) | Sputter source, sputtering device, and sputtering method | |
US20070012557A1 (en) | Low voltage sputtering for large area substrates | |
JP2001192805A (ja) | 汚染物質ブロック用シールド付き傾斜スパッタリングターゲット | |
KR101380873B1 (ko) | 도전성 페이스팅 재료의 증착 장치 및 방법 | |
KR102140210B1 (ko) | 층을 증착하는 방법, 트랜지스터를 제조하는 방법, 전자 디바이스에 대한 층 스택, 및 전자 디바이스 | |
US20040154914A1 (en) | Target for sputtering, sputtering device, and sputtering method | |
KR20110024222A (ko) | 원료 공급 유닛 및 스퍼터링 장치 | |
CN117535634A (zh) | 成膜装置 | |
JP6957270B2 (ja) | 成膜装置および成膜方法 | |
KR20200036683A (ko) | 성막 장치, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법 | |
JP2022188450A (ja) | 成膜装置 | |
KR20240013481A (ko) | 성막 장치 | |
KR101441386B1 (ko) | 스퍼터링 장치 | |
CN110965031B (zh) | 成膜装置、成膜方法以及电子器件的制造方法 | |
JP4111375B2 (ja) | スパッタリング装置 | |
KR102312842B1 (ko) | 재증착되지 않는 스퍼터링 시스템 | |
US20230065664A1 (en) | Sputtering device | |
JPWO2020003895A1 (ja) | 成膜方法および成膜装置 | |
JP2020200520A (ja) | 成膜装置、スパッタリングターゲット機構及び成膜方法 | |
WO2023095872A1 (ja) | スパッタリング装置 | |
WO2023277163A1 (ja) | スパッタ装置及び電子デバイスの製造方法 | |
JP5133232B2 (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
JPH1192927A (ja) | マグネトロンスパッタ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication |