JP2020056051A - 成膜装置、成膜方法、および電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記成膜源を、所定の成膜待機領域と成膜領域との間で前記成膜対象物に対して相対的に移動させる移動手段と、を有する成膜装置であって、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向するように配置された対向部材と、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源の前記成膜領域側に配置され、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対的に移動する遮蔽部材と、を有し、
前記遮蔽部材は、前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときに前記対向部材に近接した状態で対向する対向端部を有し、
該対向端部の前記相対移動方向の幅は、前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときにおける、前記対向端部と前記対向部材との間の最短距離よりも大きいことを特徴とする。
前記成膜源を、所定の成膜待機領域と成膜領域との間で前記成膜対象物に対して相対的に移動させる移動手段と、を有する成膜装置であって、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向するように配置された対向部材と、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源の前記成膜領域側に配置され、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対的に移動する遮蔽部材と、を有し、
前記遮蔽部材は、前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときに前記対向部材に近接した状態で対向する対向端部を有し、
前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときに、前記対向部材と前記対向端部との間に、前記成膜待機領域内からの成膜材料の前記成膜領域側への飛翔を制限する隙間が形成されることを特徴とする。
前記成膜待機領域から前記チャンバ内の成膜領域に、前記準備工程で前記成膜材料が飛翔する状態となった前記成膜源を前記成膜対象物に対して相対的に移動させ、前記成膜源から飛翔する成膜材料を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程と、を有する成膜方法であって、
前記成膜待機領域には、該成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向する対向部材を設けるとともに、前記成膜源の前記成膜領域側に、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対移動する遮蔽部材を設け、
前記準備工程では、前記成膜源を前記成膜待機領域に待機させるとともに、前記遮蔽部材の対向端部を前記対向部材に近接させた状態で、前記成膜源からの前記成膜材料の放出を開始し、前記遮蔽部材の対向端部と前記対向部材との間の隙間を通じて前記成膜領域側に移動する成形材料を、近接する前記対向部材と前記遮蔽部材の対向端部に付着させることを特徴とする。
前記成膜待機領域から前記チャンバ内の成膜領域に、前記準備工程で前記成膜材料が飛翔する状態となった前記成膜源を前記成膜対象物に対して相対的に移動させ、前記成膜源から飛翔する成膜材料を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程と、を有する電子デバイスの製造方法であって、
前記成膜待機領域には、該成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向する対向部材を設けるとともに、前記成膜源の前記成膜領域側に、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対移動する遮蔽部材を設け、
前記準備工程では、前記成膜源を前記成膜待機領域に待機させるとともに、前記遮蔽部材の対向端部を前記対向部材に近接させた状態で、前記成膜源からの前記成膜材料の放出を開始し、前記遮蔽部材の対向端部と前記対向部材との間の隙間を通じて前記成膜領域側に移動する成形材料を、近接する前記対向部材と前記遮蔽部材の対向端部に付着させることを特徴とする。
まず、図1(A)および図2(A)を参照して、実施形態1の成膜装置1の基本的な構成について説明する。本実施形態に係る成膜装置1は、半導体デバイス、磁気デバイス、電子部品などの各種電子デバイスや、光学部品などの製造において成膜対象物2(基板上に積層体が形成されているものも含む)上に薄膜を堆積形成するために用いられる。より具体的には、成膜装置1は、発光素子や光電変換素子、タッチパネルなどの電子デバイスの製造において好ましく用いられる。中でも、本実施形態に係る成膜装置1は、有機EL(ErectroLuminescence)素子などの有機発光素子や、有機薄膜太陽電池などの有機光電変換素子の製造において特に好ましく適用可能である。なお、本発明における電子デバイスは、発光素子を備えた表示装置(例えば有機EL表示装置)や照明装置(例えば有機EL照明装置)、光電変換素子を備えたセンサ(例えば有機CMOSイメージセンサ)も含むものである。
な面に積層成膜が可能である。
ップの構成となっているが、これには限定はされない。たとえば、成膜対象物2がチャンバ10の底面側に配置されてその上方にカソードユニット3が配置され、成膜対象物2の成膜面2aが重力方向上方を向いた状態で成膜が行われる、いわゆるデポダウンの構成で
あってもよい。あるいは、成膜対象物2が垂直に立てられた状態、すなわち、成膜対象物2の成膜面が重力方向と平行な状態で成膜が行われる構成であってもよい。
35aには、電源13が電気的に接続され、電源13からバイアス電圧が印加されるカソードとして機能する。バイアス電圧はターゲットそのものに印加してもよく、バッキングチューブが無くてもよい。なお、チャンバ10は接地されている。また、ターゲット35は円筒形のターゲットであるが、ここで言う「円筒形」は数学的に厳密な円筒形のみを意味するのではなく、母線が直線ではなく曲線であるものや、中心軸に垂直な断面が数学的に厳密な「円」ではないものも含む。すなわち、本発明におけるターゲット2は、中心軸を軸に回転可能な円筒状のものであればよい。
。成膜待機領域Bから成膜領域Aへの成膜源の移動は、駆動機構(直線駆動機構12)によって行われる。換言すれば、本実施形態において、直線駆動機構12は、成膜源を成膜待機領域Bと成膜領域Aとの間で成膜対象物2に対して相対的に移動させる移動手段である。
5aと対向部材41の間に隙間Gが形成される。この隙間Gによって、第1成膜待機領域B1においてカソードユニット3のプリスパッタを行った際に発生するスパッタ粒子(成膜材料)の成膜領域A側への飛翔が制限され、回り込みが制限される。回り込みを効果的に制限するために、隙間Gを形成する対向端部5aの移動方向FLの幅は、対向端部5a
と第1対向部材41間最短距離よりも大きく設定することが好ましい。すなわち、第1遮蔽部材51の対向端部5aの移動方向の幅をL、対向端部5aと第1対向部材41間の最短距離をd1とすると、下記式(1)を満たすことが好ましい。
L>d1 ・・・式(1)
L≧3d1 ・・・式(2)
これにより、スパッタ粒子の成膜領域A側への回り込みをより効果的に抑制している。この関係は、距離d1に対する幅Lの比を大きくすれば大きくするほど、回り込み抑制効果を高めることができ、下記式(3)を満たすことがさらに好ましい。
L≧5d1 ・・・式(3)
えば、30mm以上とすることが好ましく、90mm以上とすることがより好ましく150mm以上とすることがさらに好ましい。より具体的には、距離d1は、10mm程度にすることが好ましいため、この場合には幅Lは、10mm以上とすることが好ましく、30mm以上とすることがより好ましく、50mm以上とすることがさらに好ましい。
L>d2 ・・・式(4)
この最小距離d2は、対向端部5aの第1成膜待機領域B1側のエッジEから、回転カソード3Aの断面中心を結ぶ線が回転カソード3Aの円形のターゲット35の表面と交差する点までの距離である。このように設定すれば、隙間G内に進入したスパッタ粒子の成膜領域A側への回り込みをより効果的に制限することができる。
によって、第2成膜待機領域B2内でのプリスパッタ時に発生するスパッタ粒子(成形材料)の成膜領域A側への飛翔が制限され、回り込みが制限される。回り込みを効果的に制限するために、隙間Gを形成する対向端部5aの移動方向Fの幅Lは、対向端部5aと第
2対向部材42間の最短距離d1よりも大きく設定されている。この場合も、第1遮蔽部材51と同様に、(L≧3d1)とすることが好ましく、より好ましくは、(L≧5d1)に設定される。
3Bの中間を通るYZ面に対して、第1遮蔽部材51と対称形状であり、同一の構成部分について、同一の符号を付し、説明は省略する。
図3(A)は、遮蔽部材の変形例1を示している。この変形例1では、第1遮蔽部材151が、ストレートの垂直板部15bと、垂直板部15bの一端から成膜領域A側に水平に張り出す張出部15aとを備えた構成で、張出部15aが、第1対向部材41の水平板部4aに対向する対向端部を構成している。この場合も、張出部15aと対向部材41の水平板部4aの間に隙間Gが形成され、この隙間Gによって、第1成膜待機領域B1内でのプリスパッタ時に発生するスパッタ粒子(成形材料)の成膜領域A側への回り込みが制限される。そして、張出部15aの移動方向Fの幅Lと、張出部15aと第1対向部材4
1の水平板部4a間最短距離d1の関係は、上記実施形態1の第1遮蔽部材と第1対向部材の関係と同じである。
図3(B)は、遮蔽部材の変形例2を示している。この変形例2も、変形例1と同様に、第1遮蔽部材251が、ストレートの垂直板部25bと、垂直板部25bの一端から成膜領域A側に張り出す張出部25aとを備えた構成であるが、張出部25aが水平に張り出すのではなく、成膜領域A側に向けて徐々に対向部材の水平板部に近接する方向に傾斜する傾斜構造となっている。この張出部25aが、第1対向部材41の水平板部4aに対向する対向端部を構成している。この場合も、張出部25aと対向部材41の水平板部4aの間に隙間Gが形成され、この隙間Gによって、第1成膜待機領域B1内でのプリスパッタ時に発生するスパッタ粒子(成形材料)の成膜領域A側への回り込みが制限される。そして、張出部15aの移動方向Fの幅Lと、張出部25aと第1対向部材41の水平板
部4a間の最短距離d1の関係は、上記実施形態1の第1遮蔽部材と第1対向部材の関係と同じである。ただし、張出部25aと第1対向部材41の水平板部4a間の最短距離d1は、張出部25aの成膜領域A側の張り出し端である。
図4は、遮蔽部材の変形例3を示している。この変形例3も、変形例1と同様に、第1遮蔽部材351が、ストレートの板材によって構成されるが、一端に張出部がなく、ストレートの第1遮蔽部材351の対向端部35aが第1対向部材41の水平板部4aに近接するようになっている。この場合も、対向端部35aと対向部材41の水平板部4aの間に隙間Gが形成され、この隙間Gによって、第1成膜待機領域B1内でのプリスパッタ時に発生するスパッタ粒子(成形材料)の成膜領域A側への回り込みが制限される。回り込みを効果的に制限するために、隙間Gを形成する対向端部35aの移動方向Fの幅Lは、
対向端部35aと第1対向部材41間最短距離d1よりも大きく設定されている。第2遮蔽部材352についても、第1遮蔽部材351と対称形状であり、同一の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
なお、上記実施形態では、カソードユニット3が、2つの回転カソード3A,3Bを2連配置となっているが、3つ以上でもよいし、1つでもよい。また、カソードユニット3は回転可能なターゲット35を有するロータリーカソードではなく、平板状のターゲットを有するプレーナカソードであってもよい。さらに、本発明は、スパッタ成膜装置に限定されるものではなく、スパッタリングを用いない蒸着方式の成膜源についても適用可能である。
2 成膜対象物
3 回転カソードユニット(成膜源)
41,42 第1,第2対向部材
51,52 第1,第2遮蔽部材
5a 対向端部
10 チャンバ
12 直線駆動機構(駆動機構、移動手段)
A1 成膜領域
B1,B2 第1,第2成膜待機領域
L 対向端部の幅
d1 対向端部と対向部材間の最短距離
Claims (15)
- 成膜対象物と、該成膜対象物に向かって成膜材料を飛翔させて前記成膜対象物に成膜する成膜源と、が配置されるチャンバと、
前記成膜源を、所定の成膜待機領域と成膜領域との間で前記成膜対象物に対して相対的に移動させる移動手段と、を有する成膜装置であって、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向するように配置された対向部材と、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源の前記成膜領域側に配置され、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対的に移動する遮蔽部材と、を有し、
前記遮蔽部材は、前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときに前記対向部材に近接した状態で対向する対向端部を有し、
該対向端部の前記相対移動方向の幅は、前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときにおける、前記対向端部と前記対向部材との間の最短距離よりも大きいことを特徴とする成膜装置。 - 前記遮蔽部材は、前記成膜源の相対移動方向に対して交差する方向に延びる壁部を有し、該壁部の一端に前記対向端部が設けられており、該対向端部は前記壁部の前記相対移動方向の厚さよりも幅広の延在部となっている請求項1に記載の成膜装置。
- 前記移動手段は、前記成膜源および前記遮蔽部材を前記成膜対象物の成膜面に沿って移動させることを特徴とする請求項1または2に記載の成膜装置。
- 前記成膜源は、スパッタリングカソードであることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の成膜装置。
- 前記成膜源は、前記チャンバ内に配置されるターゲットを介して前記成膜対象物と対向する位置に配置される磁場発生手段を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の成膜装置。
- 前記成膜対象物への成膜の前に、前記成膜待機領域において、前記成膜源の周囲にプラズマを生成させることを特徴とする請求項4または5に記載の成膜装置。
- 前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の上流側に配置された第1成膜待機領域と、前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の下流側に配置された第2成膜待機領域と、を有し、
前記第1成膜待機領域において前記成膜源と対向する第1の対向部材と、前記第2成膜待機領域において前記成膜源と対向する第2の対向部材と、を有することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の成膜装置。 - 前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の上流側に配置された第1の遮蔽部材と、前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の下流側に配置された第2の遮蔽部材と、を有することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の成膜装置。
- 前記第1の遮蔽部材の有する前記対向部材に対向する対向端部は前記成膜源側から前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の上流側に向かって延在しており、
前記第2の遮蔽部材の有する前記対向部材に対向する対向端部は前記成膜源側から前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の下流側に向かって延在していることを特徴とする請求項8に記載の成膜装置。 - 前記対向端部の前記相対移動方向の幅をL、前記対向端部と前記対向部材間の最短距離
をd1としたときに、下記式(1)を満たすことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の成膜装置。
L≧3d1・・・(1) - 前記対向端部の前記相対移動方向の幅をL、前記対向端部と前記対向部材間の最短距離をd1としたときに、下記式(2)を満たすことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の成膜装置。
L≧5d1 ・・・式(2) - 前記遮蔽部材の前記対向部材に対向する対向端部と前記成膜源との間の最小距離をd2としたときに、さらに下記式(3)を満たすことを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の成膜装置。
L>d2 ・・・式(3) - 成膜対象物と、該成膜対象物に向かって成膜材料を飛翔させて前記成膜対象物に成膜する成膜源と、が配置されるチャンバと、
前記成膜源を、所定の成膜待機領域と成膜領域との間で前記成膜対象物に対して相対的に移動させる移動手段と、を有する成膜装置であって、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向するように配置された対向部材と、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源の前記成膜領域側に配置され、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対的に移動する遮蔽部材と、を有し、
前記遮蔽部材は、前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときに前記対向部材に近接した状態で対向する対向端部を有し、
前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときに、前記対向部材と前記対向端部との間に、前記成膜待機領域内からの成膜材料の前記成膜領域側への飛翔を制限する隙間が形成されることを特徴とする成膜装置。 - 成膜源をチャンバ内の成膜待機領域に待機させ、前記成膜源から成膜材料が飛翔する状態とする準備工程と、
前記成膜待機領域から前記チャンバ内の成膜領域に、前記準備工程で前記成膜材料が飛翔する状態となった前記成膜源を前記成膜対象物に対して相対的に移動させ、前記成膜源から飛翔する成膜材料を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程と、を有する成膜方法であって、
前記成膜待機領域には、該成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向する対向部材を設けるとともに、前記成膜源の前記成膜領域側に、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対移動する遮蔽部材を設け、
前記準備工程では、前記成膜源を前記成膜待機領域に待機させるとともに、前記遮蔽部材の対向端部を前記対向部材に近接させた状態で、前記成膜源からの前記成膜材料の放出を開始し、前記遮蔽部材の対向端部と前記対向部材との間の隙間を通じて前記成膜領域側に移動する成形材料を、近接する前記対向部材と前記遮蔽部材の対向端部に付着させることを特徴とする成膜方法。 - 成膜源をチャンバ内の成膜待機領域に待機させ、前記成膜源から成膜材料が飛翔する状態とする準備工程と、
前記成膜待機領域から前記チャンバ内の成膜領域に、前記準備工程で前記成膜材料が飛翔する状態となった前記成膜源を前記成膜対象物に対して相対的に移動させ、前記成膜源から飛翔する成膜材料を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程と、を有する電子デバイスの製造方法であって、
前記成膜待機領域には、該成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向する対向部材を設けるとともに、前記成膜源の前記成膜領域側に、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対し
て相対移動する遮蔽部材を設け、
前記準備工程では、前記成膜源を前記成膜待機領域に待機させるとともに、前記遮蔽部材の対向端部を前記対向部材に近接させた状態で、前記成膜源からの前記成膜材料の放出を開始し、前記遮蔽部材の対向端部と前記対向部材との間の隙間を通じて前記成膜領域側に移動する成形材料を、近接する前記対向部材と前記遮蔽部材の対向端部に付着させることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
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