TWI463025B - 成膜裝置及成膜方法 - Google Patents

Description

成膜裝置及成膜方法

本發明係關於成膜裝置及成膜方法。更詳細而言，本發明的成膜裝置及成膜方法適用於以反應性濺鍍法於基板之表面上將透明導電薄膜等化合物薄膜成膜時，其可使膜質之面內均一性優異的化合物薄膜成膜。

本申請案根據2007年2月28日於日本申請之特願2007－050646號而主張優先權，此處引用其內容。

先前，於液晶顯示器(LCD)及電漿顯示器(PDP)等中，為了於多數大面積玻璃基板上將透明電極、介電質膜、絕緣膜等薄膜以均一之膜厚連續地成膜，提出了種種濺鍍裝置。

該等裝置中之1種為連續式(in－line)濺鍍裝置。該裝置中，將複數個濺鍍陰極於濺鍍成膜室內配置成一行，並且使固定有基板之載體沿著上述濺鍍陰極之排列方向以固定速度移動。在此過程中，從靶中穿出之靶材堆積於基板上，從而所需之薄膜於基板上成膜。根據該裝置，可於多數大面積玻璃基板上使膜厚均一之薄膜連續地成膜(專利文獻1)。

又，亦提出一種濺鍍裝置，其具有旋轉的多角柱狀之濺鍍陰極，於其各個側面上安裝有靶，在將基板搬送至該旋轉之濺鍍陰極之周圍期間，從靶中穿出之靶材會堆積於基板上，從而所需之薄膜於基板上成膜(專利文獻2)。該裝置 亦可於多數大面積玻璃基板上使膜厚均一之薄膜連續地成膜。

[專利文獻1]日本專利特開2002－60938號公報

[專利文獻2]日本專利特開平6－44836號公報

先前之濺鍍裝置係向靶與玻璃基板之間導入惰性氣體及反應性氣體。然而，隨著近年來玻璃基板之大面積化，使得成膜裝置全體大型化，尤其是濺鍍成膜室之內部體積增大，因而不僅導入至靶上之反應性氣體及惰性氣體從基板與靶之間的空間部直接排氣之排氣量增加，而且該等反應性氣體及惰性氣體一旦向基板之背面漏掉，則排氣量亦會增加。此時，由於導入至靶上之反應性氣體及惰性氣體從基板之外周向基板背面側擴散並排氣，故於基板之表面側，會因所導入之惰性氣體及反應性氣體之部位不同而產生濃度差，因此，於基板上之面內，可能會因位置不同而產生成膜環境之差異。於此情形時，在成膜於基板上之薄膜上，會產生膜厚及膜質不均一之面內分布，其結果導致以下問題：於基板上之面內，所獲得之透明電極、介電質膜、絕緣膜等之特性不均程度增大。

又，於液晶顯示器(LCD)之製造步驟中，有時會在玻璃基板上形成樹脂膜，並於該樹脂膜上使含有錫之氣化銦(ITO：Indium　Tin Oxide)膜成膜。於該ITO成膜時，於先前之濺鍍裝置中，ITO膜之成膜環境會受到從樹脂膜排出 之氣體的影響。其結果使得所成膜之ITO膜之膜質受到其影響，從而導致無法獲得具有所需特性之ITO膜。

又，當繼續成膜時，為了增加載體上之著膜量，在從大氣中取出該載體時，著膜於載體上之薄膜可能會吸收大氣中之水分。若將該載體用於再次成膜步驟，則大氣中吸收之水分向成膜室內排出，從而所成膜之ITO膜之膜質會受其影響。其結果導致無法獲得具有所需特性之ITO膜之問題。

以此，來自樹脂膜及載體之排出氣體對成膜之影響會隨著基板之大面積化、濺鍍裝置之大型化、高速化而越來越增大。

本發明係為了解決上述問題研製而成者，其目的在於提供一種成膜裝置及成膜方法，在以反應性濺鍍法於基板之表面上將透明導電薄膜等化合物薄膜成膜時，可使膜質之面內均一性優異之化合物薄膜成膜，進而，即使在繼續成膜時，亦不會有來自載體之排出氣體，從而所成膜之薄膜之膜質不會受到排出氣體之影響。

為了解決上述問題，本發明採用以下手段。即，本發明之成膜裝置係在保持於濺鍍成膜室內之基板之表面上，以反應性濺鍍法使化合物薄膜成膜之成膜裝置，於上述濺鍍成膜室中具備第1膜質調整用氣體導入機構，其將對成膜於上述基板之表面上的化合物薄膜之膜質進行調整之膜質調整用氣體導入至上述基板之背面。

依上述成膜裝置，於濺鍍成膜室中設置有第1膜質調整用氣體導入機構，其將對成膜於基板之表面上的化合物薄膜之膜質進行調整之膜質調整用氣體導入至上述基板之背面，藉此，該膜質調整用氣體可防止反應性氣體從基板之周圍向其背面漏掉。因此，可使基板之表面側之面內的惰性氣體及反應性氣體之濃度均一化，從而可實現該基板上之成膜環境之均一化。其結果為，所成膜之薄膜之膜厚及膜質之面內均一性提高，故可使基板面內的該薄膜特性之不均程度亦極小。進而，薄膜特性之穩定性亦可提高。

又，在化合物薄膜於樹脂膜上成膜時，化合物薄膜之成膜環境不會受到樹脂膜所排出之氣體之影響，因此，所成膜之化合物薄膜不會受到排出氣體之影響。其結果使得化合物薄膜之特性亦可穩定化。

根據以上所述，可使基板面內之特性不均程度極小，且容易廉價地製作出特性之穩定性高的化合物薄膜。

本發明之成膜裝置進而亦可於用以將上述基板搬入至上述濺鍍成膜室內之前室、及用以將上述基板從上述濺鍍成膜室內搬出之後室中之任一者或兩者中具備第2膜質調整用氣體導入機構，其將上述膜質調整用氣體導入至上述基板之表面及背面。

於此情形時，於用以將基板搬入至濺鍍成膜室內之前室、及用以將上述基板從上述濺鍍成膜室內搬出之後室中之任一者或兩者中設置第2膜質調整用氣體導入機構，以便將上述膜質調整用氣體導入至上述基板之表面及背面， 從而成膜前後之基板之兩面的成膜環境得以均一化。藉此，可使所成膜之薄膜之膜質及膜厚更加均一化，因而所獲得之薄膜之膜厚及膜質之面內均一性亦更高。其結果可使基板面內之薄膜之特性不均程度極小，進而，其特性之穩定性亦可提高。

上述濺鍍成膜室中亦可具備：複數個載體，其分別保持上述基板，並沿著與該等基板之表面平行之一方向配置成一行；以及氣體導入量調整機構，其在上述載體連續移動或靜止之狀態下將上述化合物薄膜成膜於上述各基板之表面上時，使導入至上述各基板之背面的上述膜質調整用氣體之導入量經時性變化。

於此情形時，使用氣體導入量調整機構來使導入至基板背面之膜質調整用氣體之導入量經時性變化，從而可進行與成膜時之排出氣體量之經時變化相對應的膜質調整。其結果可實現於多數基板上連續成膜時維持穩定之膜質。

又，本發明之成膜方法係以反應性濺鍍法於基板之表面上使化合物薄膜成膜之成膜方法，在上述化合物薄膜於惰性氣體及反應性氣體之環境下成膜時，向上述基板之背面導入膜質調整用氣體。

根據上述成膜方法，在化合物薄膜成膜時，向基板之背面導入膜質調整用氣體，由此可防止反應性氣體從基板之周圍向其背面漏掉。藉此，可實現基板之表面側之面內的惰性氣體及反應性氣體之濃度均一化，因此可使該基板上之成膜環境均一化。其結果為，所成膜之薄膜之膜質及膜 厚得以均一化，並且所獲得之薄膜之膜厚及膜質之面內均一性亦提高，故可使基板面內之薄膜特性之不均程度極小，進而，特性之穩定性亦可提高。

又，化合物薄膜在樹脂膜上成膜時，化合物薄膜之成膜環境不會受到樹脂膜所排出之氣體之影響。因此，所成膜之化合物薄膜之膜質亦不會受到排出氣體之影響。其結果可使該化合物薄膜之特性穩定化。

亦可在上述化合物薄膜成膜之前或成膜之後，或者成膜之前及成膜之後，向上述基板之表面及背面導入上述膜質調整用氣體。

於此情形時，成膜前後之基板之兩面的成膜環境得以均一化。藉此，所成膜之薄膜之膜質及膜厚更加均一化，故所獲得之薄膜之膜厚及膜質之面內均一性亦更高。其結果可使基板面內之薄膜特性之不均程度極小，進而，特性之穩定性亦可提高。

又，將複數個上述基板沿著與該等基板之表面平行之一方向而配置，並且在該等基板連續移動或靜止之狀態下將上述化合物薄膜成膜於該等基板之表面上時，使導入至該等基板之背面的上述膜質調整用氣體之導入量經時性變化。

於此情形時，使導入至基板背面的膜質調整用氣體之導入量經時性變化，藉此可進行與成膜時之排出氣體量之經時變化相對應之膜質調整。其結果可實現穩定之連續成膜。

亦可在上述化合物薄膜成膜時，向上述基板之背面導入惰性氣體。

又，將複數個上述基板沿著與該等基板之表面平行之一方向而配置，並且在該等基板連續移動或靜止之狀態下將上述化合物薄膜成膜於該等基板之表面上時，使上述惰性氣體之導入量經時性變化。

本發明之成膜裝置中，設置有膜質調整用氣體導入機構，用以向濺鍍成膜室中，將成膜於基板之表面上的化合物薄膜之膜質進行調整之膜質調整用氣體導入至上述基板之背面，故可容易廉價地製作出一種化合物薄膜，其膜厚及膜質之面內均一性優異，基板面內之特性之不均程度亦極小，且特性之穩定性優異。

又，在化合物薄膜成膜於樹脂膜上時，化合物薄膜之成膜環境不會受到樹脂膜所排出之氣體之影響，故所成膜之化合物薄膜不會受到排出氣體之影響，其結果可容易製作出特性穩定之化合物薄膜。

又，在一邊使複數個載體移動，一邊將化合物薄膜成膜於該等載體所保持之基板之表面上時，利用氣體導入量調整機構來使導入至基板背面的膜質調整用氣體之導入量經時性變化，藉此可進行與成膜時之排出氣體量之經時變化相對應之膜質調整。因此，可實現於連續成膜時維持穩定之膜質。

根據本發明之成膜方法，在化合物薄膜於惰性氣體及反 應性氣體之環境下成膜時，向基板之背面導入膜質調整用氣體，故可防止反應性氣體從基板之周圍向其背面漏掉。藉此，可實現基板之表面側之面內的惰性氣體及反應性氣體之濃度均一化，因而可使基板上之成膜環境均一化。其結果可使所成膜之薄膜之膜厚及膜質之面內均一性得到提高，故可使基板面內之薄膜之特性不均程度極小，進而，特性之穩定性亦可提高。

又，當化合物薄膜成膜於樹脂膜上時，化合物薄膜之成膜環境不會受到樹脂膜所排出之氣體之影響，故所成膜之化合物薄膜不會受到排出氣體之影響，其結果可使化合物薄膜之特性穩定化。

以下對用以實施本發明之成膜裝置及成膜方法的最佳形態進行說明。

另外，該形態係為了更好地理解本發明之宗旨而進行具體說明之形態，只要無特別指定，該形態並不限定本發明。

又，以下說明所使用之各圖式中，為了使各構件具有可識別之大小而適當變更各構件之縮尺。

本實施形態中，以連續式反應性濺鍍裝置作為成膜裝置之例進行說明。

[第1實施形態]

圖1係本發明第1實施形態之連續式反應性濺鍍裝置之示意圖。

該濺鍍裝置1由以下部分構成：前室2、濺鍍成膜室3、以及兼帶反轉室之後室4。濺鍍成膜室3係由入口側區域5、濺鍍區域6、及出口側區域7該3個區域構成。於上述入口側區域5、濺鍍區域6及出口側區域7之寬度方向之中心位置上設有間隔板8，用以將該等區域劃分成去路(圖1中下側)及回路(圖1中上側)之2個系統。

再者，該濺鍍裝置1中，於回路上，前室2作為後室而發揮功能，後室4作為前室而發揮功能，但此處為方便起見，以去路時為基準稱為前室2及後室4。

於上述前室2、濺鍍成膜室3之入口側區域5及出口側區域7、以及後室4上，分別設有真空泵11。於該等區域2~4內之去路及回路上，分別連續地設置有用以搬送基板之複數個載體12。各載體12於區域2~4內在其配置方向(圖1中為左右方向)上可移動，且可固定於特定之位置。於該等載體12之特定位置上，成膜有化合物薄膜之由玻璃等構成之基板13以大致鉛直豎立之狀態保持著。

另一方面，於濺鍍區域6內之兩側壁上，沿著載體12於去路及回路各自之移動方向而設置有複數個濺鍍陰極14。該等濺鍍陰極14上安裝有化合物薄膜之濺鍍材料即靶15。該等靶15被定位成與安裝於載體12之特定位置上的基板13之表面以特定距離而對向。

進而，於該濺鍍陰極14附近，朝向載體12而配置有惰性氣體導入管16及反應性氣體導入管17，其中，上述惰性氣體導入管用以導入Ar等惰性氣體，上述反應性氣體導入管 用以導入O₂ 等反應性氣體。於該濺鍍區域6內之中央部的間隔板8之兩側，設置有用以向保持於載體12上之基板13之背面導入O₂ 等膜質調整用氣體的膜質調整用氣體導入管(膜質調整用氣體導入機構)18，其調整搬入至該濺鍍區域6內的基板13之表面的成膜環境，以使其均一化。

又，於前室2及後室4中亦設置有惰性氣體導入管16及反應性氣體導入管17。再者，關於惰性氣體導入管16、反應性氣體導入管17、以及膜質調整用氣體導入管18之個數，可根據靶15之個數而適當設定。

視需要，亦可將該膜質調整用氣體導入管18設置於前室2、或後室4、或者該兩者中。又，視需要，亦可於膜質調整用氣體導入管18中並列配置惰性氣體導入管16。

該膜質調整用氣體導入管18之構成可為，能夠防止Ar等惰性氣體及O₂ 等反應性氣體從保持有基板13之載體12之周圍、尤其是從上下方向朝向基板13之背面漏掉。例如，如圖2所示，從濺鍍區域6之頂棚部(或者底部)將與室內垂直立設的配管21之前端部分支成複數段(圖2中為二段)，於其最前端之較長之細管部22上，適合使用沿著其延伸方向、即濺鍍區域6之載體12之搬送方向而形成有多個用以噴出膜質調整用氣體之小徑的孔23的被稱為三重淘汰賽型(tournament)管的分散管24。此處，分散管24於濺鍍區域6之上下方向上合計設置2根。

再者，替代小程的孔23而使用噴出噴嘴亦可取得相同效果。

除上述氣體分散管之外，亦可使用例如於鉛直方向上延伸之較長之管的一個部位上形成有用以噴出膜質調整用氣體之小徑的孔的氣體噴出管，或者於鉛直方向上延伸之較長之管的一個部位上設置有用以噴出膜質調整用氣體之噴出噴嘴的氣體噴出管等。再者，對該等氣體噴出管而言，由於膜質調整用氣體僅從1個部位噴出，故為了使該膜質調整用氣體朝向基板13之周圍均勻地擴散，較好的是於該氣體噴出管與基板13之間設置擴散板等擴散機構。

其次，以去路為例來說明使用該濺鍍裝置1在保持於載體12上之基板13之表面上使化合物薄膜成膜之成膜方法。

首先，於濺鍍區域6之濺鍍陰極14上，安裝作為化合物薄膜之濺鍍材料之靶15。該靶15係根據所成膜之化合物薄膜而適當選擇的。例如，對於作為透明導電膜之含有錫之氣化銦(ITO：Indium　Tin Oxide)薄膜，使用錫銦合金靶，對於含有銻之氧化錫(ATO：Antimony Tin Oxide)薄膜，使用銻錫合金靶。又，對於作為光學薄膜之氧化鈦(TiO₂ )薄膜，使用鈦靶。

又，對於作為介電質膜之氧化鎂(MgO)薄膜，使用鎂靶。

另一方面，將載體12搬入至前室2，並利用真空泵11使得該前室2內減壓至特定之真空度。繼而，使用惰性氣體導入管16及反應性氣體導入管17向該前室2內導入Ar等惰性氣體及O₂ 等反應性氣體，以使該前室2內成為具有特定壓力之惰性氣體及反應性氣體之混合氣體環境。

接著，利用真空泵11使得包含入口側區域5之濺鍍成膜室3內減壓至特定之真空度。此時使用惰性氣體導入管16及反應性氣體導入管17向該濺鍍成膜室3內導入Ar等惰性氣體及O₂ 等反應性氣體，並且與前室2內同樣地，使包含該入口側區域5之濺鍍成膜室3內成為具有特定壓力之惰性氣體及反應性氣體之混合氣體環境。

其後，使載體12從前室2移動至入口側區域5，並於該入口側區域5上使載體12密集於其行進方向上，從而成為鄰接之載體12之端面彼此接近之狀態。

隨後，使該接近之載體12向濺鍍區域6移動。於該濺鍍區域6內，一邊使載體12連續移動，一邊於惰性氣體及反應性氣體之混合氣體環境下，使用膜質調整用氣體導入管18來使O₂ 等膜質調整用氣體向大致垂直地保持於載體12上之基板13之背面噴出。藉此，可一方面將基板13之表面(成膜面)之環境保持為惰性氣體及反應性氣體之混合氣體環境，一方面於連續移動之基板13之表面上使以靶15為主成分之化合物薄膜成膜。

於該成膜過程中，向基板13之背面噴出膜質調整用氣體，以此防止惰性氣體及反應性氣體從載體12之周圍、尤其是從上下方向朝向基板13之背面漏掉，故可使基板13之表面側之面內的混合氣體之濃度均一化，因此，該基板13上之成膜環境得以均一化。其結果為，於該基板13之表面上，使膜厚及膜質之面內均一性優異之化合物薄膜成膜。

該成膜時之惰性氣體、反應性氣體及膜質調整用氣體之 流量比係根據所成膜之化合物薄膜之組成及特性、以及成膜裝置之構造而適當設定的。特別是膜質調整用氣體之流量必須達到可防止惰性氣體及反應性氣體向保持於載體12上之基板之背面漏掉的流量。例如，對於ITO薄膜，在使惰性氣體及反應性氣體之合計流量為100時，膜質調整用氣體之流量較好的是0.1~2。

繼而，使該載體12向出口側區域7移動，並使用真空泵11使得後室4內減壓至特定之真空度。接著，使用惰性氣體導入管16及反應性氣體導入管17向該後室4內導入Ar等惰性氣體及O₂ 等反應性氣體，以使該後室4內成為具有特定壓力之惰性氣體及反應性氣體之混合氣體環境。

隨後，使載體12從出口側區域7向後室4移動。於該後室4中使載體12反轉，並再次朝向前室2搬送，與去路完全相同，進行回路之成膜。於回路上，亦取得與去路完全相同之作用、效果，故對於回路之情況省略其說明。

最後，將該載體12從前室2搬出，並取出基板13。

根據以上所述，可容易廉價地製作出膜厚及膜質之面內均一性優異、基板面內之特性不均程度亦極小、且特性之穩定性優異之化合物薄膜。

再者，於前室2及後室4之任一者或兩者中設置膜質調整用氣體導入管18時，可使成膜前後的基板之表面之成膜環境穩定化。於此情形時，可使化合物薄膜之膜質及膜厚更加均一化，從而可進一步提高化合物薄膜之特性。

此處，形成為一邊使載體12於濺鍍區域6內連續移動、 一邊於板13之表面上使以靶15為主成分之化合物薄膜成膜之構成，但亦可為如下構成：將複數個載體12搬送至濺鍍區域6內，使其靜止，並於該靜止狀態下在基板13之表面上使以靶15為主成分之化合物薄膜成膜。於此情形時，亦取得完全相同之效果。

其次，對用以證實本實施形態之成膜方法之顯著效果的實驗結果進行說明。

使用本實施形態之成膜裝置，在安裝於載體12上之玻璃基板上，於室溫(25℃)之成膜溫度下使膜厚150 nm之ITO薄膜成膜。

首先，將6根惰性氣體導入管16中基板背面之O₂ 氣體流量為0 sccm(0 Pa．m³ /s)時的玻璃基板之表面(成膜面)之Ar氣體流量分別設為400 sccm(0.675 Pa．m³ /s)，並將6根反應性氣體導入管17中該玻璃基板之表面(成膜面)的O₂ 氣體流量分別設於0~5 sccm(0~8.4×10^－3 Pa．m³ /s)，於上述範圍內使O₂ 氣體流量變化成為相同流量，從而合計使14種ITO薄膜成膜。

繼而，將該等ITO薄膜於大氣中以230℃之溫度進行1小時熱處理。

使用4端子法來測定以此獲得之14種ITO薄膜各自之薄片電阻。對於上述14種ITO薄膜之每一個，圖3中顯示成膜時之基板表面上的反應性氣體導入管17中每1根之O₂ 氣體流量與薄片電阻間的關係。圖中，13、1、19係表示圖4所示之基板內的ITO薄膜上之薄片電阻測定點之編號。再者， 圖4所示之25點為均等排列。又，該等測定點中角上之4個點均位於離開基板之角的長25 mm、寬25 mm之內側。此處，各個測定點上標註1~25編號。圖4中，上部之箭頭符號(←、↓)分別表示ITO薄膜上之X軸方向、Y軸方向。

根據圖3可知，薄片電阻為10~35 Ω/□之範圍內的玻璃基板之表面上的反應性氣體導入管17之每1根的O₂ 氣體流量為2~5 sccm(3.4×10^－3 ~8.4×10^－3 Pa．m³ /s)之範圍，即6根反應性氣體導入管17為12~30 sccm(2.03×10^－2 ~5.07×10^－2 Pa．m³ /s)之範圍。又可知，若表面O₂ 氣體流量為上述範圍內，則薄片電阻之面內不均程度亦較小。

繼而，將6根惰性氣體導入管16中的玻璃基板表面(成膜面)之Ar氣體之流量分別設為400 sccm(0.675 Pa．m³ /s)，將6根反應性氣體導入管17中的O₂ 氣體流量分別設為2.2 sccm(3.7×10^－3 Pa．m³ /s)，並將2根膜質調整用氣體導入管18中的基板背面之O₂ 氣體流量分別設為0~20 sccm(0~3.38×10^－2 Pa．m³ /s)，於上述範圍內使O₂ 氣體流量變化成相同流量，從而合計使9種ITO薄膜成膜。

接著，將該等ITO薄膜於大氣中以230℃之溫度進行1小時熱處理。

使用4端子法來測定以此獲得之9種ITO薄膜各自之薄片電阻。對於上述9種ITO薄膜之每一個，圖5中顯示成膜時之基板背面上的膜質調整用氣體導入管18中每1根之O₂ 氣體流量與薄片電阻間的關係。圖中，13、1、19係表示圖4所示之ITO薄膜之測定點之編號。

根據圖5可知，隨著基板背面O₂ 氣體流量之增加，薄片電阻之面內不均程度亦變小，但當基板背面O₂ 氣體流量超過某一值時，基板背面之O₂ 氣體開始對成膜造成不良影響，從而薄片電阻之面內不均程度亦變大。

又，為了檢查薄片電阻之面內不均，對圖4所示之ITO薄膜之測定點分別使用4端子法來測定以下條件時的ITO薄膜之薄片電阻，即，將基板背面O₂ 氣體流量設為0 sccm(0 Pa·m³ /s)，將6根惰性氣體導入管16中的玻璃基板表面(成膜面)之Ar氣體流量分別設為400 sccm(0.675 Pa·m³ /s)，並將6根反應性氣體導入管17中的O₂ 氣體流量分別設為3.6 sccm(6.1×10^－3 Pa·m³ /s)。圖6中顯示與圖4之側定點分別對應之測定值。

又，對圖4所示之ITO薄膜之測定點分別使用4端子法來測定以下條件時的ITO薄膜之薄片電阻，即，將2根膜質調整用氣體導入管18中的基板背面之O₂ 氣體流量分別設為12 sccm(2.03×10^－2 Pa·m3/s)，將6根惰性氣體導入管16中的玻璃基板表面(成膜面)之Ar氣體流量分別設為400 sccm(0.675 Pa·m³ /s)，並將6根反應性氣體導入管17中的O₂ 氣體流量分別設為2.2 sccm(3.7×10^－3 Pa·m³ /s)。圖7中顯示與圖4之測定點分別對應之測定值。

又，利用以下分布評價(計算)式(1)，求出圖6及圖7各自所示之ITO薄膜之薄片電阻之基板面內的不均。

(R_srmax －R_smin )/(R_smax ＋R_smin ) (1)

此處，式(1)中，R_smax 為測定值中之最大值，R_smin 為測 定值中之最小值。

根據上述計算結果，在向基板之背面導入O₂ 氣體時，ITO薄膜之薄片電阻之面內不均為±5%，在不導入時為±14%。即，在向基板之背面導入O₂ 氣體之情形與不導入時相比，面內不均為一半以下。由該實驗可知，借由向基板之背面導入O₂ 氣體，可使薄片電阻之面內均一性提高。

如上所說明，根據本實施形態之成膜方法，可防止反應性氣體從基板之周圍向其背面漏掉。因此，可使基板之表面側之面內的惰性氣體及反應性氣體之濃度均一化，從而可實現基板上之成膜環境之均一化。其結果可提高膜厚、膜質等之面內均一性，故可使薄膜之薄片電阻之面內不均程度極小，進而穩定性亦可提高。

根據本實施形態之濺鍍裝置1，於濺鍍成膜室3內設有用以向基板之背面導入膜質調整用氣體之膜質調整用氣體導入管18，故可容易且廉價地使膜厚及膜質之面內均一性優異、基板面內之特性不均程度亦極小、且特性之穩定性優異的化合物薄膜成膜。

在一邊使複數個載體13移動，一邊於保持在該等載體13上之基板12之表面上使化合物薄膜成膜時，根據先前之成膜裝置，由附著於載體13之部分的薄膜之成分即化合物所吸附之水分量逐漸增加，並且該水分量之增加呈現為成膜時之排出氣體量之經時變化。相對於此，本實施形態之濺鍍裝置1中，使用膜質調整用氣體導入管18向基板之背面導入的膜質調整用氣體之導入量經時性變化，藉此可進行 與成膜時之排出氣體量之經時變化相對應的膜質調整。其結果可實現於連續成膜時維持穩定之膜質。

[第2實施形態]

圖8係本發明第2實施形態之連續式反應性濺鍍裝置之示意圖。本實施形態之濺鍍裝置31與第1實施形態之濺鍍裝置1的不同點如下所述。即，於第1實施形態之濺鍍裝置1中，形成為使載體12往復搬送之構造，於濺鍍成膜室3之入口側區域5及出口側區域7各自之兩側設有真空泵11，並且於濺鍍區域6內之中央部設有膜質調整用氣體導入管18。相對於此，本實施形態之濺鍍裝置31中，形成為使載體12僅向一方向搬送之構造，於濺鍍成膜室32之入口側區域5及出口側區域7各自之一側上設有真空泵11，並且在與濺鍍區域33內之真空泵11對向之側的壁面之周緣部附近，設有膜質調整用氣體導入管18。

根據本實施形態之濺鍍裝置31，在與濺鍍區域6內之真空泵11對向之側之端部近傍設有膜質調整用氣體導入管18，故在形成為使載體12僅向一方向搬送之構造時，亦可將保持於載體12上基板之表面的成膜環境調整成均一化。

[第3實施形態]

圖9係本發明第3實施形態之連續式反應性濺鍍裝置之示意圖。本實施形態之濺鍍裝置41與第2實施形態之濺鍍裝置31之不同點如下所述。即，第2實施形態之濺鍍裝置31中，於入口側區域5及出口側區域7各自之一側上設有真空泵11，並且在與濺鍍區域33內之真空泵11對向之側的壁面 之端部附近，設有膜質調整用氣體導入管18。相對於此，本實施形態之濺鍍裝置41中，於濺鍍成膜室42之入口側區域5及出口側區域7各自之一側上設有真空泵11，並且在與濺鍍區域43內之真空泵11對向之側的壁面之中央部，設有膜質調整用氣體導入管18。

根據本實施形態之濺鍍裝置41，在與濺鍍區域43內之真空泵11對向之側的壁面之中央部設有膜質調整用氣體導入管18，故在形成為使載體12僅向一方向搬送之構造時，亦可將保持於載體12上之基板之表面的成膜環境調整成均一化。

[第4實施形態]

圖10係本發明第4實施形態之連續式反應性濺鍍裝置之示意圖。本實施形態之濺鍍裝置51與第2實施形態之濺鍍裝置31之不同點如下所述。即，第2實施形態之濺鍍裝置31中，由1個濺鍍區域33構成濺鍍成膜室32之濺鍍區域，於入口側區域5及出口側區域7各自之一側設有真空泵11，並在與濺鍍區域33內之真空泵11對向之側之壁面的端部附近設有膜質調整用氣體導入管18。相對於此，本實施形態之濺鍍裝置51中，由複數個(圖10中為2個)濺鍍區域53、54構成濺鍍成膜室52之濺鍍區域，於濺鍍區域54之一側之端部設有真空泵11，並且在與濺鍍區域53、54內之真空泵11對向之側的壁面之中央部，分別設有膜質調整用氣體導入管18。

根據本實施形態之濺鍍裝置51，於濺鍍區域54之一側設 有真空泵11，並且在與濺鍍區域53、54內之真空泵11對向之側的壁面之中央部分別設有膜質調整用氣體導入管18，故即便是具有複數個濺鍍區域之構造，亦可將保持於載體12上之基板之表面的成膜環境調整成均一化。

[產業上之可利用性]

根據本發明，可提供一種成膜裝置及成膜方法，在以反應性濺鍍法於基板之表面上將透明導電薄膜等化合物薄膜成膜時，可使膜質之面內均一性優異之化合物薄膜成膜，進而，在繼續成膜時，不會有來自載體之排出氣體，從而所成膜之薄膜之膜質不會受到排出氣體之影響。

1‧‧‧濺鍍裝置

2‧‧‧前室

3‧‧‧濺鍍成膜室

4‧‧‧後室

5‧‧‧入口側區域

6‧‧‧濺鍍區域

7‧‧‧出口側區域

11‧‧‧真空泵

12‧‧‧載體

14‧‧‧濺鍍陰極

15‧‧‧靶

16‧‧‧惰性氣體導入管

17‧‧‧反應性氣體導入管

18‧‧‧膜質調整用氣體導入管

21‧‧‧配管

22‧‧‧細管部

23‧‧‧孔

24‧‧‧分散管

31‧‧‧濺鍍裝置

32‧‧‧濺鍍成膜室

33‧‧‧濺鍍區域

41‧‧‧濺鍍裝置

42‧‧‧濺鍍成膜室

43‧‧‧濺鍍區域

51‧‧‧濺鍍裝置

52‧‧‧濺鍍成膜室

53,54‧‧‧濺鍍區域

圖1係本發明第1實施形態之連續式反應性濺鍍裝置之示意圖。

圖2係第1實施形態之分散管之側面圖。

圖3係表示基板表面上之每1根反應性氣體導入管之O₂ 氣體流量與ITO薄膜之薄片電阻間的關係。

圖4係表示基板內之ITO薄膜之表面上的薄片電阻之測定點之示意圖。

圖5係表示基板背面上之每1根膜質調整用氣體導入管之O₂ 氣體流量與ITO薄膜之薄片電阻間的關係。

圖6係表示將基板背面之O₂ 氣體流量設為0 sccm(0 Pa·m³ /s)時的ITO薄膜之薄片電阻之面內不均。

圖7係表示將基板背面上2根膜質調整用氣體導入管之O₂ 氣體流量分別設為12 sccm(2.03×10^－2 Pa·m³ /s)時的ITO薄 膜之薄片電阻之面內不均。

圖8係本發明第2實施形態之連續式反應性濺鍍裝置之示意圖。

圖9係本發明第3實施形態之連續式反應性濺鍍裝置之示意圖。

圖10係本發明第4實施形態之連續式反應性濺鍍裝置之示意圖。

1‧‧‧濺鍍裝置

2‧‧‧前室

3‧‧‧濺鍍成膜室

4‧‧‧後室

5‧‧‧入口側區域

6‧‧‧濺鍍區域

7‧‧‧出口側區域

8‧‧‧間隔板

11‧‧‧真空泵

12‧‧‧載體

14‧‧‧濺鍍陰極

15‧‧‧靶

16‧‧‧惰性氣體導入管

17‧‧‧反應性氣體導入管

18‧‧‧膜質調整用氣體導入管

Claims (9)

1. 一種成膜裝置，其特徵在於：在垂直保持於濺鍍成膜室內之基板之表面上，導入惰性氣體及反應性氣體而藉由反應性濺鍍法使化合物薄膜成膜；於上述濺鍍成膜室包含第1膜質調整用氣體導入機構，其將對成膜於上述基板之表面上的上述化合物薄膜之膜質進行調整之膜質調整用氣體導入至無上述化合物薄膜成膜之上述基板之背面；其中於用以將上述基板搬入至上述濺鍍成膜室內之前室、及用以將上述基板從上述濺鍍成膜室搬出之後室中之任一者或兩者中進一步具備第2膜質調整用氣體導入機構，其將上述膜質調整用氣體導入至上述基板之表面及背面。
2. 如請求項1之成膜裝置，其中上述膜質調整用氣體包含惰性氣體及反應性氣體；令導入至上述表面之上述惰性氣體及上述反應性氣體之合計流量為100時，從上述第1膜質調整用氣體導入機構導入至上述背面之上述膜質調整用氣體之流量係0.1~2。
3. 如請求項1或2之成膜裝置，其中於上述濺鍍成膜室設有真空泵；在與上述真空泵對向之側的壁面之周緣部附近，設有上述第1膜質調整用氣體導入管。
4. 如請求項1或2之成膜裝置，其中於上述濺鍍成膜室中具備：複數個載體，分別保持上述基板，並沿著與該等基板之表面平行之一方向配置成一行；以及氣體導入量調整機構，其在上述載體連續移動或靜止之狀態下將上述化合物薄膜成膜於上述各基板之表面上時，使導入至上述各基板之背面的上述膜質調整用氣體之導入量經時性變化。
5. 一種成膜方法，其特徵在於：導入惰性氣體及反應性氣體而以反應性濺鍍法於垂直保持之基板之表面上使化合物薄膜成膜，在上述化合物薄膜於上述惰性氣體及上述反應性氣體之環境下於上述基板之表面上成膜時，向無上述化合物薄膜成膜之上述基板之背面導入膜質調整用氣體。
6. 如請求項5之成膜方法，其中在上述化合物薄膜成膜之前或成膜之後，或者成膜之前及成膜之後，向上述基板之表面及背面導入上述膜質調整用氣體。
7. 如請求項5或6之成膜方法，其中將複數個上述基板沿著與該等基板之表面平行之一方向而配置；在該等基板連續移動或靜止之狀態下將上述化合物薄膜成膜於該等基板之表面上時，使導入至該等基板之背面的上述膜質調整用氣體之導入量經時性變化。
8. 如請求項5之成膜方法，其中在上述化合物薄膜成膜時，向上述基板之背面導入惰性氣體。
9. 如請求項8之成膜方法，其中將複數個上述基板沿著與該等基板之表面平行之一方向而配置；在該等基板連續移動或靜止之狀態下將上述化合物薄膜成膜於該等基板之表面上時，使上述惰性氣體之導入量經時性變化。