JP2017534765A - 薄膜製造用仮想陰極蒸着(vcd) - Google Patents
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Abstract
Description
基板125はまた、プロセスチャンバ131内に保持され、太陽電池、有機トランジスタ、ディスプレイ、光源などのような電気または電子デバイスの一部または構成要素によって、または機械的部品または構成要素によって、特に制限なく、構成される。
ガス管107は、非限定的な例として、内径1〜10mmの管である。ガス管107は、電気伝導度が1・103 S/mを越え、溶融温度が300℃を越える任意の既知の材料、好ましくはステンレス鋼、タングステン、銅、青銅または他の金属合金で構成される。
Claims (34)
- 中空陰極と、
基板ホルダと、
前記中空陰極を挟んで前記基板ホルダと反対側に配置されターゲットホルダと、
前記ターゲットホルダに最も近い前記中空陰極の端部においてプラズマを前記中空陰極の内部に供給するためのプラズマ供給要素と、
前記プラズマ供給要素がプラズマを前記中空陰極に供給し、高電圧パルスが前記中空陰極に印加されると仮想プラズマ陰極が形成され、前記仮想プラズマ陰極が、前記ターゲットホルダ内に保持されたターゲットに向けられた電子ビームを生成するように、前記中空陰極に接続されて前記中空陰極に高電圧パルスを供給する電源ユニットと、
を備え、
アブレーションされたターゲット材料のプルームが、前記中空陰極を通過する、
薄膜蒸着装置。 - 前記プラズマ供給要素が、前記中空陰極に隣接し、ガス容器を画定する中空キャップ電極を備えることを特徴とする請求項1に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記中空キャップ電極は、絶縁リングによって前記中空陰極から隔てられ、ガス流スリットは、前記ガス容器から前記中空陰極の内部に延在していることを特徴とする請求項2に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記ガス流スリットは、0.1mm〜10mmの範囲の幅を有することを特徴とする請求項3に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記中空陰極内に初期プラズマを生成するために前記中空陰極に接続された電気トリガユニットを備えることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の薄膜蒸着装置。
- 前記電気トリガユニットは、1kV〜60kVの範囲の電圧を有する電気パルスを生成するように動作可能であることを特徴とする請求項5に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記電気トリガユニットは、0.01kA〜1kAの範囲の電流を有する電気パルスを生成するように動作可能であることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記電気トリガユニットは、1μs未満の持続時間を有する電気パルスを生成するように動作可能であることを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれかに記載の薄膜蒸着装置。
- 前記ガス容器にガスを供給するためのガス管を備えることを特徴とする請求項2乃至請求項8のいずれかに記載の薄膜蒸着装置。
- 前記ガス管は導電性であり、前記電気トリガユニットを前記中空陰極に接続することを特徴とする請求項5に直接的または間接的に従属する請求項9に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記中空陰極は、実質的に円筒形であることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の薄膜蒸着装置。
- 前記陰極は長手方向軸を有し、前記長手方向軸は、前記ターゲットホルダ内に保持されたターゲットの表面に対して、および、前記基板ホルダ内に保持された基板の表面に対して実質的に垂直であることを特徴とする請求項11に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記中空陰極の直径は、0.1mm〜100mmの範囲にあることを特徴とする請求項11または請求項12に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記中空陰極の直径は、2 mm〜40mmの範囲にあることを特徴とする請求項13に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記中空陰極の直径は、0.1mm〜2mmの範囲にあることを特徴とする請求項13に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記中空陰極は、直径対長さ比が0.1〜10の範囲であることを特徴とする請求項11乃至請求項15のいずれかに記載の薄膜蒸着装置。
- 前記ターゲットホルダ内に保持されたターゲットの表面と前記中空陰極との距離と、前記中空陰極の直径との比は、0.1〜10であり、好ましくは略1であることを特徴とする請求項11乃至請求項16のいずれかに記載の薄膜蒸着装置。
- 前記電源ユニットは、−1kV〜−60kVの範囲の、好ましくは−5kV〜−20kVの範囲の電圧を有する電気パルスを生成するように動作可能であることを特徴とする請求項1乃至請求項17のいずれかに記載の薄膜蒸着装置。
- 前記電源ユニットは、0.1kA〜10kAの範囲の電流を有する電気パルスを生成するように動作可能であることを特徴とする請求項1乃至請求項18のいずれかに記載の薄膜蒸着装置。
- 前記電源ユニットは、0.1μs〜100μsの範囲の持続時間を有する電気パルスを生成するように動作可能であることを特徴とする請求項18または請求項19に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記中空陰極、前記基板ホルダ、前記ターゲットホルダ、および前記プラズマ供給要素を収容するプロセスチャンバと、前記プロセスチャンバ内の圧力を維持するためのポンプ要素とを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項20のいずれかに記載の薄膜蒸着装置。
- 前記プロセスチャンバ内の圧力は、10−3Pa〜1Paの範囲に維持されることを特徴とする請求項21に記載の薄膜蒸着装置。
- 複数の中空陰極を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項22のいずれかに記載の薄膜蒸着装置。
- 補助ガス容器をさらに備え、前記ガス容器は、複数のアパーチャによって前記ガス容器に接続されることを特徴とする請求項1乃至請求項23のいずれかに記載の薄膜蒸着装置。
- 前記ガス容器内に配置された補助トリガ電極をさらに備えることを特徴とする請求項24に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記補助トリガ電極に接続された補助トリガ電気トリガユニットをさらに備えることを特徴とする請求項25に記載の薄膜蒸着装置。
- 中空陰極、基板、およびターゲットを、前記基板と前記ターゲットを前記中空陰極を挟んで反対側に配置するように提供し、
前記ターゲットに最も近い前記中空陰極の端部でプラズマを前記中空陰極の内部に供給し、
仮想プラズマ陰極が形成され、前記仮想プラズマ陰極が前記ターゲットホルダ内に保持されたターゲットに向けられた電子ビームを生成するように、前記中空陰極に高電圧パルスを供給する、
薄膜蒸着方法であって、
アブレーションされたターゲット材料のプルームは、前記中空陰極を通って前記基板に向かって通過する、
薄膜蒸着方法。 - 前記中空陰極に隣接しガス容器を画定する中空キャップ電極にガスを供給し、電気トリガパルスを前記中空陰極に供給して前記中空キャップ電極内にプラズマを発生させることを含むことを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記電気トリガパルスは、1kV〜60kVの範囲の電圧と、0.01kA〜1kAの範囲の電流とを有することを特徴とする請求項28に記載の方法。
- 前記電気トリガパルスは、1μs未満の持続時間を有することを特徴とする請求項28または請求項29に記載の方法。
- 前記ターゲットの表面と前記中空陰極との間の距離と、前記中空陰極の直径との比が0.1〜10の範囲に、好ましくは略1になるように前記ターゲットを配置することを含むことを特徴とする請求項27乃至請求項30のいずれかに記載の方法。
- 前記高電圧パルスが、−1kV〜−60kVの範囲、好ましくは−5kV〜−20kVの範囲の電圧と、0.1kA〜10kAの範囲の電流を有することを特徴とする請求項27乃至請求項31のいずれかに記載の方法。
- 前記高電圧パルスが、0.1μs〜100μsの範囲の持続時間を有することを特徴とする請求項27乃至請求項32のいずれかに記載の方法。
- 請求項1乃至請求項26のいずれかに記載の装置を用いて実行されることを特徴とする請求項27乃至請求項33のいずれかに記載の方法。
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