CN1993491A - 溅射源、溅镀装置、薄膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
不对有机薄膜造成损伤地在其表面上形成溅镀膜。以遮蔽板103来遮蔽溅射源11～13的框体101的开口，在该开口部107a的两侧配置捕获磁铁1051、1052。在框体101内部配置靶部120，溅镀时，将遮蔽部103连接到接地电位，使电子等负的带电粒子入射到遮蔽部103，而通过了开口部107a的带电粒子则由于捕获磁铁1051、1052形成的磁场而弯曲其飞行方向。在成膜对象物横越溅射源11～13时，带电粒子不入射到成膜对象物表面，因此对有机薄膜的损伤减小。
Description
技术领域
本发明涉及有机EL元件的制造方法及制造装置，尤其涉及通过溅镀而在有机层上形成电极的有机EL元件的制造方法及制造装置。
背景技术
以往，在有机层上形成电极、特别是形成金属或合金的电极时，采用蒸镀法。这是因为，在蒸镀法中几乎不产生电子等，不会对有机层造成损伤。
但是，在蒸镀法中，是将金属或合金加热到高温而使其蒸发，蒸镀于形成了有机层的基板，所以，为不使有机层因为高温而损伤，要将蒸镀源与基板充分地分开，并对基板加以冷却。而且，为了抑制温度上升，薄膜形成速度也无法加快。
而且，在蒸镀法中，不能使用高沸点的金属，因此可用的金属受到限制。特别是，高沸点的金属化合物等无法使用蒸镀法。
因此，提出了通过溅镀而在有机层上形成电极膜的方法。
但是，在通常的半导体上等形成电极膜的溅镀方法中，所产生的带电粒子会对有机层造成损伤。在有机EL等所使用的有机层，由于非常纤细，因此，由于入射的带电粒子造成的损伤，电子或空穴的传送等的功能会消失或显著降低。
因此，提出了在基板和靶之间设置接地电位或正电位的栅极电极、孔阑，以使冲击基板的电子减少的技术(专利文献1)。
而且，提出了在基板和靶之间产生与基板平行的磁场来使冲击基板的电子减少的技术(专利文献2)。
但是，在上述传统技术中，伴随基板的大型化，需要栅极电极、孔阑的大型化、磁场产生装置的大型化，实质上难以满足要求。而且，如设置大型的栅极电极、孔阑，则清理频度增大，维护上有其不利之处。而且，也会大为受到因污物的剥离所致的电弧等的影响。
而且，在将多种金属同时或依次形成薄膜时，存在不能用一个装置形成多种薄膜的情形。
[专利文献1]：日本专利特开平10-158821
[专利文献2]：日本专利特开平10-228981
发明内容
[发明要解决的课题]
本发明提供在通过溅镀在有机层上形成金属等溅镀膜时可抑制对有机层的损伤的电极膜形成方法及形成装置。
本发明还提供即使基板变得大型化也能够容易应对的溅镀膜形成方法及形成装置。
本发明还提供可通过同时或依次以一个装置形成多种金属的溅镀电极膜的形成装置。
[解决课题的手段]
为了解决上述课题，本发明提供了一种溅射源，它具有靶及与上述靶相离地配置的、具有细长开口部的遮蔽板，使上述靶发出的溅射粒子通过上述开口部而到达成膜对象物表面，其中，沿着上述开口部的长边方向在上述开口部的两侧设有第一、第二捕获磁铁部，在上述第一、第二捕获磁铁部的面对上述开口部的侧面配置不同的磁极。
另外，本发明是一种溅射源，其中，上述遮蔽板连接到相对于上述靶上施加的电压为正的电压。
另外，本发明是一种溅射源，其中，上述遮蔽板设于与配置了上述溅射源的真空槽相同的电位。
另外，本发明是一种溅射源，其中，上述靶设于容器状的框体的内部，上述遮蔽板隔着绝缘物而设于上述框体的开口，上述框体与上述遮蔽板之间被绝缘。
另外，本发明是一种溅射源，其中，上述开口部由多个开口并排而构成。
另外，本发明是一种溅射源，它具有靶以及与上述靶相离地配置的、具有细长开口部的遮蔽板，使上述靶发出的溅射粒子通过上述开口部而到达成膜对象物表面，其中，上述遮蔽板连接到相对于上述靶上施加的电压为正的电压。
另外，本发明是一种溅射源，其中，上述遮蔽板设于与配置了上述溅射源的真空槽相同的电位。
另外，本发明是一种溅射源，其中，上述真空槽与上述遮蔽板连接于接地电位，上述靶被施加相对于上述接地电位为负的电压。
另外，本发明是一种溅射源，其中，上述靶设于容器状的框体的内部，上述遮蔽板隔着绝缘物而设于上述框体的开口，上述框体与上述遮蔽板之间被绝缘。
另外，本发明是一种溅射源，其中，上述开口部由多个开口并排而构成。
另外，本发明是一种溅镀装置，它具有真空槽设于上述真空槽的溅射源，上述溅射源具有靶、遮蔽板以及形成于上述遮蔽板的细长开口部，上述遮蔽板与上述靶相离地配置，从上述靶发出的溅射粒子通过上述开口部而到达成膜对象物表面，上述遮蔽板连接在相对于上述靶上施加的电压为正的电压上，上述成膜对象物和上述溅射源在与上述开口的长边方向垂直的方向上相对地移动。
另外，本发明是一种溅镀装置，上述遮蔽板和上述真空槽连接于接地电位。
另外，本发明是一种溅镀装置，它具有真空槽及设于上述真空槽的溅射源，上述溅射源具有靶、遮蔽板、形成于上述遮蔽板的细长开口部以及第一、第二捕获磁铁部，上述遮蔽板与上述靶相离而配置，上述靶发出的溅射粒子通过上述开口部而到达成膜对象物表面，上述第一、第二捕获磁铁部沿着上述开口部的长边方向设于上述开口部的两侧，在上述第一、第二捕获磁铁部的面对上述开口部的侧面配置不同的磁极。
另外，本发明是一种溅镀装置，其中，上述遮蔽板连接在相对于上述靶上施加的电压为正的电压上。
另外，本发明是一种溅镀装置，其中，上述遮蔽板和上述真空槽连接于接地电位。
另外，本发明是一种薄膜的制造方法，使从设于真空槽的靶表面发出的溅射粒子通过设置于遮蔽板的开口部，到达露出于成膜对象物的有机薄膜表面而形成薄膜，其中，上述遮蔽板被施加相对于上述靶的电位为正的电压。
另外，本发明是一种薄膜的制造方法，其中，上述遮蔽板与上述真空槽连接于接地电位，上述靶被施加相对于接地电位为负的电压。
另外，本发明是一种薄膜的制造方法，使从设于真空槽的靶表面发出的溅射粒子通过设置于遮蔽板的开口部，到达露出成膜对象物上的有机薄膜表面而形成薄膜，其中，形成对上述遮蔽板平行的磁力线，通过上述磁力线的上述溅射粒子入射到上述有机薄膜表面。
另外，本发明是一种薄膜的制造方法，其中，上述遮蔽板被施加相对于上述靶的电位为正的电压。
另外，本发明是一种薄膜的制造方法，其中，上述遮蔽板与上述真空槽连接于接地电位，上述靶被施加相对于接地电位为负的电压。
本发明如上述那样构成，电子或电荷/质量比大的带电粒子不会到达成膜对象物，从而由中性粒子来形成薄膜。因此，即使于成膜对象物表面形成容易损伤的薄膜，也可用溅镀法在该薄膜表面上层积薄膜。
[发明效果]
通过溅镀法在有机薄膜表面上形成薄膜时，电子或离子不入射到有机薄膜表面，所以，不会对有机薄膜产生损伤。
附图说明
图1是本发明的一例溅镀装置。
图2的(a)、(b)是本发明的一例溅射源。
图3的(a)、(b)图是本发明的溅射源的其它例。
图4是本发明的溅射源的其它例。
图5是本发明的溅射源的其它例。
[附图标记说明]
1：溅镀装置
13～16：溅射源
101：框体
1051、1052：捕获磁铁
107a、107b：开口部
120：靶部
122：靶
具体实施方式
参照图1，标记11～13是本发明的溅射源，标记1是具有该溅射源11-13的本发明的溅镀装置。
此溅镀装置设有真空槽10，在该真空槽10内配有一至多个溅射源11-13。此处为三个。在真空槽10连接有真空排气系统25，构成为能够将真空槽10内真空排气。
在真空槽10内设有搬入孔21与搬出孔22，通过真空排气系统25而将真空槽10抽真空，在到达预定压力后，打开设于搬入孔21的真空阀，从连接于搬入孔21的前工序的有机薄膜制造装置，将成膜对象物30搬入真空槽内。
在所搬入的成膜对象物30的表面形成有机薄膜。此有机薄膜朝向下方。
如后述，各溅射源11-13构成为可发出溅射粒子。在溅射源11～13内导入溅镀气体，一边从溅射源11～13发出溅射粒子，一边使成膜对象物30移动，并使之依次通过各溅射源11～13上方，于是，在成膜对象物30的有机薄膜的表面上形成导电性薄膜等溅镀薄膜。
如在有机薄膜表面形成了溅镀膜，则设于搬出孔22的真空阀被打开，将形成有溅镀膜的成膜对象物30从搬出孔22搬运至后工序的制造装置。
在从搬入孔b21将成膜对象物30搬入时以及从搬出孔22搬出时，真空槽10内均维持在真空环境。
再有，标记23表示保持成膜对象物30的支架，标记24表示移动成膜对象物的移动装置。
此处，各溅射源11-13具有相同构造，图2(a)表示其外观，图2(b)表示其内部。
溅射源11-13具有细长的框体101。框体101为容器状，该框体101内的底壁上配置有细长的靶部120。
靶122固定在靶部120的靶支架121的表面，在背面侧设有磁控管放电用磁铁123。
靶122为细长板状，在框体101的内部沿着框体101的长边方向配置，靶122的表面平行地朝向框体101的开口。此处，靶122是金属材料等导电性材料。
连接于真空槽10的电位设于接地电位时，靶支架121连接于溅镀电源108，从而可将直流负电压或含偏压的交流电压经由靶支架121而施加在靶122上。
在由框体101构成的容器的开口上，隔着绝缘物104设有细长的遮蔽板103，框体101的开口由遮蔽板103遮挡。从而，除了靶122的前后左右由框体101的侧壁包围之外，在靶122的上方位置除了后述的开口部107a的部分外，均被遮蔽板103遮挡。因此，靶122的表面、框体101的壁面和遮蔽板103将靶122表面上的空间包围。在此空间形成后述的等离子体。
框体101和遮蔽板103至少其表面由导电性材料构成。框体101和遮蔽板103例如由金属构成。框体101与遮蔽板103和真空槽10绝缘，被设为浮置电位。而在此例中，遮蔽板103电连接于真空槽10。真空槽10被设成接地电位，所以，遮蔽板103也被设为接地电位。
但是，遮蔽板103的电位并不是接地电位，而是比对靶122施加的电压更接近接地电位的电位，若是相对于靶122为正的电压，则可为相对于接地电位为正的电压，也可为相对于接地电压为负的电压。框体101可以是绝缘物。将遮蔽板103设成接地电位以外的电压时，可将遮蔽板连接于偏压电源110而被施加电压。
在此溅射源11～13中，靶122设于靶支架121的框体101的开口侧的面上，磁控管放电用磁铁123设于面向靶支架121的框体101的底壁侧的面上。靶122表面和遮蔽板103的背面平行地相互面对。
在遮蔽板103的宽度方向的中央位置，形成沿着遮蔽板103的长边方向延伸的细长的、在厚度方向贯穿遮蔽板103的开口部107a。绝缘物104为细长状，位于遮蔽板103和框体101的上端之间，但是，遮蔽板103的背面露出于框体101的内部空间，因此，通过此开口部107a，框体101的内部空间连接于框体101的外部的真空槽10的内部空间。
在遮蔽板103上的开口部107a的两侧位置，沿着开口部107a的长边方向分别配置有细长的捕获磁铁部1051、1052。
即，两个捕获磁铁部1051、1052沿着其长边中的一边的侧面被设于接近开口部107a的位置，沿着与其平行的另一长边的侧面设于远离开口部107a的位置。
此捕获磁铁部1051、1052可以由细长的永久磁铁构成，也可将小的永久磁铁排列成细长状。另外，也可用电磁铁来构成。
总之，设于开口部107a两侧的两个捕获磁铁部1051、1052中，一方的捕获磁铁部1051的N极沿着长边方向的一侧面形成，另一方的捕获磁铁部1052中，至少将与其相反的磁极(S极)在沿着长边方向的一侧面上形成。
两个捕获磁铁部1051、1052分别以N极与S极设于朝向开口部107a的侧面，因此，通过开口部107a两侧的捕获磁铁部1051、1052夹住开口部107a，使相互不同极性的磁极相互面对。
从而，在开口部107a的上方由两个捕获磁铁部1051、1052的侧面夹住的区域，形成在与开口部107a的宽度方向平行(与长边方向垂直)的方向延伸的磁力线。此磁力线与遮蔽板103的表面和靶122的表面大致平行。再有，此处通过将捕获磁铁部1051、1052设于遮蔽板103的表面而在框体101的外部形成磁场，但是，只要对等离子体形成保护，也可设在遮蔽板103的背面侧，在开口部107a的下方由两个捕获磁铁部1051、1052的侧面所夹住的区域形成磁力线。
而且，还可在开口部107a的侧面配置第一、第二捕获磁铁部1051、1052，在沿着开口部107a的长边方向且相面对的侧面配置N极与S极。
总之，在包含开口部107a的内部、且接近于开口部107a的位置，形成与遮蔽板103的表面大致平行的包覆开口部107a的磁力线即可。
在各溅射源11～13的框体101上，分别连接有溅镀气体供给系统109，真空槽10的真空排气系统25工作时，各溅射源11～13的框体101的内部和真空槽10的内部被同时抽真空，到达预定压力后，通过溅镀气体供给系统109而对成为真空环境的框体101内导入氩气等的溅镀气体。
然后，对靶122施加负电压或交流电压时，在框体101内部形成等离子体，靶122的表面受到溅射，构成靶122的材料的溅射粒子从靶122表面发出到框体101内。
框体101内部，在遮蔽板103和靶122之间形成电场，从靶122发出的溅射粒子中，电荷/质量的值(电荷/质量比)大的负离子与大部分的电子被遮蔽板103吸引，而入射到遮蔽板103，成为流经接地电位与遮蔽板之间的电流。
正离子和中性粒子以及不入射到遮蔽板103的电荷/质量比小的负离子与电子中朝向开口部107a而飞行的粒子，则通过开口部107a并横切由捕获磁铁部1051、1052形成的磁力线。
此时，带电荷的离子由于该磁力线而飞行方向弯曲，电子则由于磁力线而被捕获，入射到捕获磁铁部1051、1052、遮蔽板103或真空槽10。
中性粒子不受到磁力线的影响而直进。成膜对象物30移动于真空槽10的内部，在开口部107a上形成了有机薄膜的薄膜形成面朝向开口部107a并通过面对开口部107a的位置，因此，直进且通过被以两个捕获磁铁部1051、1052的侧面所夹住的区域的中性粒子，入射到成膜对象物30的薄膜形成面中朝向开口部107a的位置上，在成膜对象物30的有机薄膜表面形成溅镀薄膜。
因此，在成膜对象物30的薄膜形成面上，只有中性的溅射粒子入射，没有带电荷的离子与电子入射，所以，有机薄膜不会被带电粒子损伤。
各溅射源11～13为相同构造，但靶122可以配置成以同一材料构成的靶122，也可配置成以不同材料构成的靶。成膜对象物30通过一至多个溅射源11～13上时，可通过从各溅射源11～13发出的中性溅射粒子形成溅镀薄膜。如果设有不同材料的靶122则可以层积不同种类的薄膜，例如，可由最初通过的溅射源11形成电子注入层，再由其后通过的溅射源12、13形成电极膜。
以上说明的溅射源11～14，相对于靶122被施加正电压的遮蔽板103和捕获磁铁部1051、1052这两方来使带电粒子不到达成膜对象物30，但是，即便其中任何一方也可取得效果，本发明涵盖这两种情况。
另外，以上说明的溅射源11-13中，在1个溅射源11～13中用一个细长开口来形成一个开口部107a，但是，如图3(a)、(b)的溅射源14所示，也可将多个开口131接近地排成一列或多列来构成一个开口部107b。图3(a)、(b)的开口131排成一列。
另外，上述的溅射源11～13中，靶部120设置在框体101的底壁上，但是，本发明并不限于此，也可在沿着长边方向的侧面配置两个靶部120。
在此情形下，如第4图的溅射源15那样，可将沿着长边方向的侧面的两个靶部120的靶122平行地相互面对而配置。例如，可朝向框体101的中心轴线。
另外，如图5的溅射源16那样，在沿着长边方向的侧面的靶部120之外，还可在底壁上配置其靶122朝向开口部107a的靶部120。由于靶122的被溅射的面积增加而溅射粒子更多地发出，使薄膜形成速度提高。
再有，上述各实施例中，第一例的溅射源11～13和其它例的溅射源14、15，全部设于真空槽10的内部，但即使溅射源11～15的一部分突出于真空槽10的外部，其开口部17a、17b朝向真空槽10的内部，由于设于真空槽10内，也是属于本发明的溅镀装置。
Claims (20)
1.一种溅射源，其中设有靶以及与所述靶相离而配置的、具有细长开口部的遮蔽板，使从所述靶发出的溅射粒子通过所述开口部而到达成膜对象物表面，
沿着所述开口部的长边方向在所述开口部的两侧，设置第一、第二捕获磁铁部，
在所述第一、第二捕获磁铁部的面对所述开口部的侧面，设置不同的磁极。
2.如权利要求1所述的溅射源，其中，所述遮蔽板连接到相对于加在所述靶上的电压为正的电压。
3.如权利要求2所述的溅射源，其中，所述遮蔽板设于与配置有所述溅射源的真空槽相同的电位。
4.如权利要求2所述的溅射源，其中，
所述靶设于容器状框体的内部，
所述遮蔽板隔着绝缘物而设于所述框体的开口，所述框体与所述遮蔽板之间被绝缘。
5.如权利要求1至4中任一项所述的溅射源，其中，所述开口部由多个开口排列而成。
6.一种溅射源，其中设有靶以及与所述靶相离而配置的、具有细长开口部的遮蔽板，使从述靶发出的溅射粒子通过所述开口部而到达成膜对象物表面，其中，
所述遮蔽板连接到相对于加在所述靶上的电压为正的电压。
7.如权利要求6所述的溅射源，其中，所述遮蔽板设于与配置有所述溅射源的真空槽相同的电位。
8.如权利要求7所述的溅射源，其中，
所述真空槽和所述遮蔽板连接于接地电位，
所述靶被施加相对于所述接地电位为负的电压。
9.如权利要求6所述的溅射源，其中，
所述靶设于容器状框体的内部，
所述遮蔽板隔着绝缘物而设于所述框体的开口中，所述框体与所述遮蔽板之间被绝缘。
10.如权利要求6至9中任一项所述的溅射源，其中，所述开口部由多个开口排列而成。
11.一种溅镀装置，其中设有真空槽以及设于所述真空槽的溅射源，
所述溅射源设有靶、遮蔽板以及形成在所述遮蔽板上的细长开口部，
所述遮蔽板与所述靶相离而配置，
从所述靶发出的溅射粒子通过所述开口部而到达成膜对象物表面，
所述遮蔽板连接到相对于所述靶上施加的电压为正的电压，
所述成膜对象物与所述溅射源，在与所述开口的长边方向垂直的方向上相对移动。
12.如权利要求11所述的溅镀装置，其中，所述遮蔽板和所述真空槽连接于接地电位。
13.一种溅镀装置，其中设有真空槽以及设于所述真空槽的溅射源，
所述溅射源设有靶、遮蔽板、形成在所述遮蔽板上的细长开口部以及第一、第二捕获磁铁部，
所述遮蔽板与所述靶相离而配置，
从所述靶发出的溅射粒子通过所述开口部而到达成膜对象物表面，
所述溅射源设有靶以及与所述靶相离而配置的、具有细长开口部的遮蔽板，
从所述靶发出的溅射粒子通过所述开口部而到达成膜对象物表面，
所述第一、第二捕获磁铁部沿着所述开口部的长边方向而设于所述开口部的两侧，
在所述第一、第二捕获磁铁部的面对所述开口部的侧面配置不同的磁极。
14.如权利要求13所述的溅镀装置，其中，所述遮蔽板连接到相对于所述靶上施加的电压为正的电压。
15.如权利要求14所述的溅镀装置，其中，所述遮蔽板和所述真空槽连接于接地电位。
16.一种薄膜的制造方法，使得从设于真空槽的靶表面发出的溅射粒子通过设于遮蔽板的开口部而到达在成膜对象物上露出的有机薄膜表面，从而形成薄膜，其中，
在所述遮蔽板上，施加相对于所述靶的电位为正的电压。
17.如权利要求16所述的薄膜的制造方法，其中，
所述遮蔽板和所述真空槽连接于接地电位，
在所述靶上施加相对于接地电位为负的电压。
18.一种薄膜的制造方法，使得从设于真空槽的靶表面发出的溅射粒子通过设置于遮蔽板的开口部而到达在成膜对象物上露出的有机薄膜表面，从而形成薄膜，其中，
形成对所述遮蔽板平行的磁力线，使通过了所述磁力线的所述溅射粒子入射到所述有机薄膜表面。
19.如权利要求18所述的薄膜的制造方法，其中，在所述遮蔽板上施加相对于所述靶的电位为正的电压。
20.如权利要求19所述的薄膜的制造方法，其中，
所述遮蔽板和所述真空槽连接于接地电位，
在所述靶上施加相对于接地电位为负的电压。
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