TWI254746B - Method and apparatus for manufacturing low reflectivity film - Google Patents

Description

1254746 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 薄膜的方法及其裝置，用 的光學濾光片。 本發明係關於製造低反射率 於電漿顯示器和其它平面顯示器 【先前技術】 一般說來’此類型的_大部分藉由舰技術來製造 成^:提供在一個具有大表面面積的基板上均句形 的良好控制的好處’特別是由其中使用具有大表面 板的趨勢為顯著的平面顯示器的觀點來看（尤其見 下述專利文件1及2)。 低反料薄膜傳統上係由結合二層或二層以上的由反 〜式濺鍍（reactive sputtering)所製備的層所形成，其係 使用氧氣、氮氣和/或碳以及一層反射層。 、 通常來說，區域地產生之高密度電漿以及於一標的物 上形成迴形磁場捕捉電子的技術（如磁控濺鍍方法被 使用於改善沉積速率的薄膜形成程序。然而，由於高密度 電漿藉由磁控濺鍍區域地被產生，濺鍍產生區域（腐二^ 同樣位於標的物上而經常地減少目標物的使用咬 同時増加運作成本。 / ， 為了避免這個問題，一種旋轉排列於相對於後者電極 背面的磁控磁路並且經常地移動於標的物上的濺鍍產生區 域的技術已經被提出。然而，使用此技術，需要使用一 ^ 具有大寬度的標的物。因此，產生高成本的問題，特別是 在目榡物材料以及濺鍍系統項目上。 疋 1254746 生區域在數目 的物的邊緣及 ’也W起標的 假如磁控磁路被做來旋轉，因為減鑛產 上的差異消除經過的磁流，濺鍍的延展在標 中央之間不同。然後，標的物一步步地損^ 物使用的低效率。 為了試圖解決上述特定的問題，本發明 本專利第2002-37825號中提出藉由增加置於+ :明人在曰 控磁路數目來形成減本伴㈣進階層 1極背後的磁 更特別的是，二個磁控磁路被置於在—個2的溥膜。 現出相同電位以產生二個封閉迴路電⑽電極=裝置表 後’置於電極背後的磁控磁路被製 /後。然 背後’一著藉由產生磁控電裝 的物的表面。 包水移動到標 專利文件1」 日本專利laid-open公告第10—140345號 「專利文件2」 日文專利laid-open公告第〇7〜310181號 /藉由濺鍍形成薄膜時，藉由反應式濺鍍形成的層的 及層的光學常數根據氧氣的流動速率、氮氣的^動 摇'、及一氧化兔的動速率而大量地變動。根據這個已 二^的方去，當這個速率和光學常數藉由反應式濺鍍快速 =、交動，磁控磁路的旋轉速率必須精確地被決定，因為磁 空磁路的旋轉方向與傳送基板的方向互相相反。 【發明内容】 因此，本發明的主要目的係在於提供一種製造低反射 1254746 率薄膜的方法及裝置，使得上述的問題得以解決。 在本發明的第一特點中，上述的目的係藉由在基板上 形成低反射率薄膜之方法，該方法藉由錢鑛一種標的物材 料連續地在置於相反於及相對於置於一個濺鍍容室中的一 個電極的基板上以形成低反射率薄膜，包括步驟為： 產生封閉迴路磁控電漿於置於表示相同電位的電極上 的標的物的表面，其分別藉由置於陰極背後的二個磁子磁 電流I生，以及

旋轉表示相同電位並且置於陰極背後的磁控磁路於不 高於相對於基板移動速度的1/50，藉以移動得到的電漿導 致沿著標的物的表面的磁控電漿產生。 置於陰極表面之標的物材料，可由鉻、鉬鐵、鎳或 一個包含上列一個或一個以上元素的合金所製得。 根據本發明中的方法，氣體包含氧氣、氮氣和碳的一 種或多種作為制動氣體。

ί發明的第二個特點，係提供—種在基板上形成低 射率㈣之裝置，該裝置藉由雜—種標的物材料連續 在置於相反於及相對於置於_個賴容室中的—個陰極 基板上以形成低反射率薄膜，其包括： ^個磁控磁路，其置於表i㈣電位的陰極的背後 以產生7刀別的磁控電漿封閉迴路； 面的==方用於分別地旋轉相對於陰極的背後 的磁控電漿產生；以及 令致〜者払的物表 10 1254746 於控制相對於基板移動速度的磁控 一個控制方法，用 磁路旋轉逮度。 根據本發明的方法，二個磁控電漿的封閉迴路，藉由 置於陰極背後的二個磁控磁路產生於置於表示相同電^的 陰極的表面的標的物表面，且產生的磁控電漿藉由旋轉置 於陰極背後的磁控磁路沿著標的物表面，以不高於相對;於 基板移動速率的1/50的速度移動。因此，使用標的物的效 率，夠顯著地被改善以減少薄膜形成成本。此外，低反射 率薄膜能夠一致地形成於基板上。 根據本發明的裝置，其包括二個磁控磁路，其置於表 示相同電位的陰極的背後，以產生分別的磁控電漿封閉迴 路，旋轉磁路方法，其係用於分別地旋轉相對於陰極背後 表面的磁控磁路，藉以移動得到的電漿導致沿著標的物表 面的磁控電漿產生；及-個控制方法，其係用於控制相對 於基板移動速度的磁控磁路旋轉速度。因此，本裝置的薄 膜形成速率相較於具有單一磁流的傳統裝置高至二倍，以 致於可以顯著地改善標的物的使用效率。結果，陰極的數 目、電源的數目以及幫浦的數目可以顯著地減少，以一致 地減少裝置的成本以及全段的長度。 【實施方式】 如今，本發明將會藉由參考表示根據本發明的製造低 反射率薄膜的方法及裝置的一個較佳實施例的附加的圖示 〇 第1圖係為本發明形成低反射率薄膜裝置實施例的示 意圖，顯示所有於其上的設置。所示的裝置包含一個送進 1254746 /送出谷室1並且一個錢鍛容官2，直益丄 ......... 戮奋至Z其糟由一個分割閥3予以 出個谷可ΐ藉由經由閥4的真空/消耗幫浦5 被平工以達到-個想要的真空度。相似地，賤鑛 真空/消耗幫浦卜混合的氣體藉由射分_重 制㈣氬氣送入系統8與制動氣體送人裝置⑽ == 驗，中。陰極11置於具有電性絕緣板_ :鍍谷至2内。‘的物材料12置於陰_的表面上。 置於陰極下面’以在標的物材料12形成二個迴路 旋轉機制^上，使得 匕們可以被製造為藉由磁流旋轉驅動單元]5同時地旋轉。 直接r個直流電源16 ’使得高密度電漿17由 電源（圖未示）送入電力以沿著在桿 ::=2上的迴路磁場產生，並且標的物材料酬鑛 、濺鍍的中心及周圍，其為電漿產生的區域。 賴容室2中’以及基板I9置於基板基 j上。基板基座18以一個傳輸機制（圖未示）支撐以致 '動在达進/送出容室1與濺鍍容室2之間。美板美庙18拉 由置於藏鍍容室2右端的包覆型加熱器2〇加熱^土糟 接於控^單元21被用於決定磁控磁路13的旋轉速度，1連 接=旋=單元15以驅動磁控軸的旋轉機制14 工制早心糾限制置於陰㈣㈣ 不大於相對於基㈣移動速度聰：二= 向二广以相對於基板基座18經過的方向以正或負的、 圖式的裝置以下列方式操作。在藉由經由閥4的真空/ 1254746 消耗幫浦5淨空送進/送出容室！於想要的程度 f =的基板19藉由分隔閥3帶進親容室2。_容土室‘ 先，由、經由閥7的真空/抽氣幫浦7淨空到高度真空度，並且 接著混合氣體藉由具有分開的重量流控制器的 統8與制動氣體送入系統9以特定的速率送入。在另外一方 面，當電力由直流電源16與跗電源提供到陰極〗1，高密度 電漿π沿著標的物材料12上的迴路磁場形成，並且^ς 12濺鑛於減鍍的中央及周圍，其為電漿產生的區域。不在這 方式’置於以包覆型加熱器20加熱的基板基座18上的基板 19被帶入標的物材料12被濺鍍的區域。結果，氧氣薄膜、 氮氣薄膜與碳薄膜形成於藉由濺鍍的標的物材料置於基板 基座18的基板19上。在操作期間，基板19具有以包覆ς加 熱器20控制的溫度。 實例 本發明將會參考一個實例以被敘述。在表示的實施例 中，一個鉻標的物被用於如第i圖所示的裝置，並且氧氣 、二氧化碳、氮氣被用於制動氣體送入裝置9。同時，〇· 7 帕的濺鍍壓力並且15kw的電力被使用。磁流旋轉驅動單元 15藉由控制單元21控制以致於當基板基座18被做為經過鉻 標的物材料12表面時，磁控磁路13的旋轉速度13為相對於 置於分開的基板基座18上的基板19的移動速度的1/5〇及 1/7。結果，一個45奈米反應式濺鍍層與一個〗3〇奈米反射 層形成於每一基板上。第2A圖與第2B圖顯示實例中的基板 19。 第2A圖顯示基板19中速度比率（基板19的移動速度s ··磁控 ^254746 為1 : 7。、％轉速度Μ)為1 : 50 ’以及第2β圖顯示速度比率 的基柄1Q氏反射率薄膜一致地形成於如靖示的第2Α圖所示 板19。心ί中帶狀物產生於如如所示的第職中的基 與〜Μ的恃Γ、缚膜在磁流相對於基板移動速度S的旋轉速度領 換句兄下’由電漿來看基板的相對速度為㈣與^。 個’帶狀物會產生’除非M夠大或夠小。藉由選擇一 °削值，可以較為簡單地消除帶狀物，因為硬 ，⑽具有一個上限。 第3圖顯示如第2A圖的基板的反射特性示意圖。如第 :斤不波長最低反射㈣以；^表示。本發明的目的係在 二‘造出的波長在550ηιη與600nm之間’其約在可見光波長 車巳圍的中心以涵蓋整個可視光範圍。 —第4圖顯示沿著基板移動方向的反射率分布示意圖， 其藉由改變磁流的旋轉速度M而得到。由第4圖來看，當速 度比率（其與磁流旋轉速度Μ的互動數目相等）不小於5〇， 波長Ab的旯度為穩定以顯示反射率的一致分布。 【圖式簡單說明】 第1圖係為本發明用於形成低反射率薄膜裝置實施例的示 意圖； 第2 Α圖與第2Β圖係為使用第—圖的裝置形成二層低反射 、率薄膜於分別的基板上的平面示意圖·， -第3圖係為第2 Α圖的基板的反射特性的圖表；以及 第4圖係為表示藉由改變磁流的旋轉速度，沿著基板移動 方向反射率的分布圖。 14 1254746 【圖號簡早說明】 1 · · • · · ·送進/送出容室 2 · · •···藏鐘容室 3 · · •···分割閥 4 · · · Μ 5 · · • · · ·真空/消耗幫浦 6 · · • · · · ^ 7 · · • · · ·真空/消耗幫浦 8 · · •···氬氣送入系統 9 · · ··••制動氣體送入裝置 10· •···具有電性絕緣板 11· • · · ·陰極 1 2 · •···標的物材料 13· •···磁控磁路 14· •···旋轉機制 15· •···磁流旋轉驅動單元 16· •···直流電源 17· •···高密度電漿 18· •···基板基座 19· • · · ·基板 2 0 · •···包覆型加熱器 2 1· .....控制單元

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Claims (1)

1254746 拾、申請專利範圍： 1種在基板上形成低反射率薄膜之方法，該方法藉由減鐘一 種標的物材料連續地在置於滅於及姉於胁—個減鑛容 室中的-個陰極的基板上以形成低反射率薄膜，包含的步驟 為. 產生封閉迴路磁控電漿於置於表示相同電位的陰極上的 標的物表面，其分職由置嫌極讀的二伽子磁電流產 生，以及 旋轉表示_電位並且置於陰極背後的磁控鱗於不高 辦目對於基板鷄速度的1/5G，因此義制電漿的導致沿 著標的物的表面的磁控電漿產生。 2 .如申請專利範圍第！項所述之方法’其中標的物材料其置於陰 極表面可以由鉻、鉬、鐵、錄或一個包含上列一個或一個以上 元素所包含的合金。 3.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中標的物材料由絡翻、 鐵、鎳或-個包含上列-個或一個以上元素所包含的合金被使 用為標的物’包含-種或多種氧氣、氮氣和碳的氣體被使為於 制動氣體。 4 ·-種在基板上形成低反射率薄膜的裝置，該裝置藉由麟一 種標的物材料連軌在置於相反於及⑽於置於—個麟容 室中的-個陰極的基板上以形成低反射率軸，其包括： 二個磁控麟，其置絲示相同電㈣陰㈣背後，以 16 1254746 產生分別的磁控電漿封閉迴路； 旋轉磁路方法，其係用於分別地旋轉相 表面的磁控觀，藉以移動得_電漿導致沿 的磁控電漿產生；以及 個控制方法，其係用於控制相對於基板移動速度的磁 控磁路旋轉速度。