TWI714836B - 成膜裝置及成膜方法 - Google Patents

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Abstract

一種成膜裝置及成膜方法，能使水蒸氣分壓安定，且能使透明導電膜之膜質更為安定。
成膜裝置係具備第一真空室、氣體供給源、成膜源及控制裝置。在上述第一真空室中係能維持減壓狀態，且能夠進行保持基板的載具之搬入搬出。上述氣體供給源係可以對上述第一真空室供給水蒸氣氣體。上述成膜源係配置於上述第一真空室，且可以產生形成於上述基板的透明導電膜之材料。上述控制裝置係在上述透明導電膜形成於上述基板時，將上述第一真空室之水蒸氣分壓控制在第一分壓以上且比上述第一分壓更高的第二分壓以下之範圍。

Description

成膜裝置及成膜方法
本發明係關於一種成膜裝置及成膜方法。
在為觸控面板(touch panel)等所利用的透明導電膜之成膜中，一般而言是採用大面積成膜、膜膜質控制等方面優異的濺鍍(sputtering)法。在濺鍍法中，為了抑制透明導電膜中的氧缺陷(oxygen deficiency)，有的情況是在真空容器內導入氧氣(例如，參照專利文獻1)。
但是，在實際的成膜製程中，就連導入氣體以外的氣體亦會存在於真空容器內。作為如此的氣體，可列舉水蒸氣。例如，水蒸氣係從設置於處理室之內壁或真空室的零件中釋放出。針對水蒸氣，能藉由一邊事先將真空容器進行排氣一邊進行烘烤(baking)，或在成膜前進行預備放電，來完成充分的除氣處理。
但是，在成膜裝置之中，有一種定期地將基板從另一真空室搬入至處理室，或將成膜處理結束後的基板再次從 處理室搬出至另一真空室的型式。在如此的裝置中，有的情況是從另一真空室所搬入之新的基板及基板保持用的載具(carrier)會再次成為水蒸氣源。更且，有的情況是當藉由基板及載具之搬入搬出而使處理室開放時，水蒸氣就會在不同的真空室與處理室之間移動。
從而，在實際的成膜製程中，有的情況是處理室中的水蒸氣成分會不安定，且透明導電膜之膜質會在每次成膜時不均一。
〔先前技術文獻〕
〔專利文獻〕
專利文獻1：國際公開第2010/004937號。
有鑑於如上的情形，本發明之目的係在於提供一種能使處理室中的水蒸氣分壓，且能使透明導電膜之膜質更為安定的成膜裝置及成膜方法。
為了達成上述目的，本發明之一形態的成膜裝置，係具備第一真空室、氣體供給源、成膜源及控制裝置。在上述第一真空室中係能維持減壓狀態，且能夠進行保持基板 的載具之搬入搬出。上述氣體供給源係可以對上述第一真空室供給水蒸氣氣體。上述成膜源係配置於上述第一真空室，且可以產生形成於上述基板的透明導電膜之材料。上述控制裝置係在上述透明導電膜形成於上述基板時，將上述第一真空室之水蒸氣分壓控制在第一分壓以上且比上述第一分壓更高的第二分壓以下之範圍。
依據如此的成膜裝置，則即便在上述第一真空室中從上述氣體供給源以外釋放出水蒸氣，上述第一真空室中的水蒸氣分壓仍能控制在第一分壓以上第二分壓以下之範圍。藉此，能使透明導電膜之膜質更為安定。
在上述之成膜裝置中，上述第一真空室之上述水蒸氣分壓亦可包含：藉由從上述氣體供給源所供給的上述水蒸氣氣體所致的分壓；以及藉由從上述第一真空室之內壁、上述基板、上述載具及上述成膜源之至少其中任一個所釋放出的水蒸氣氣體所致的分壓。
依據如此的成膜裝置，則即便上述第一真空室之上述水蒸氣分壓是包含：藉由從上述氣體供給源所供給的上述水蒸氣氣體所致的分壓；以及藉由從上述第一真空室之內壁、上述基板、上述載具及上述成膜源之至少其中任一個所釋放出的水蒸氣氣體所致的分壓，上述第一真空室中的上述水蒸氣分壓仍能控制在第一分壓以上第二分壓以下之範圍，且能使透明導電膜之膜質更為安定。
在上述之成膜裝置中，上述控制裝置係進行在上述第一真空室之上述水蒸氣分壓已成為比上述第二分壓更低且比上述第一分壓更高的第三分壓以下的情況下，藉由上述氣體供給源將上述水蒸氣氣體以第一流量供給至上述第一真空室的控制。上述控制裝置係進行在上述第一真空室之上述水蒸氣分壓已成為比上述第三分壓更低且比上述第一分壓更高的第四分壓以下的情況下，藉由上述氣體供給源將上述水蒸氣氣體以比上述第一流量更大的第二流量供給至上述第一真空室的控制。上述控制裝置係進行在上述第一真空室之上述水蒸氣分壓已成為比上述第三分壓更大的情況下，藉由上述氣體供給源將上述水蒸氣氣體以比上述第一流量更小的第三流量供給至上述第一真空室的控制。
依據如此的成膜裝置，則即便從上述基板或上述載具釋放出水蒸氣，仍能以上述第一真空室中的水蒸氣分壓收在第一分壓以上第二分壓以下之範圍的方式對第一真空室導入水蒸氣，且能使透明導電膜之膜質更為安定。
在上述之成膜裝置中，亦可更具備：第二真空室，係能夠在減壓狀態下連結於上述第一真空室；開口，係在上述第二真空室與上述第一真空室之間移送上述載具；以及閥，係開閉上述開口。
依據如此的成膜裝置，則即便是在上述第二真空室與上述第一真空室之間移動水蒸氣，仍能以上述第一真空室 中的水蒸氣分壓收在第一分壓以上第二分壓以下之範圍的方式對第一真空室導入水蒸氣，且能使透明導電膜之膜質更為安定。
在上述之成膜裝置中，上述第二流量亦可比上述第一流量之100%更大且為110%以下；上述第三流量亦可為上述第一流量之90%以上且比100%更小。
依據如此的成膜裝置，則即便是從上述基板或上述載具釋放出水蒸氣，仍能以上述第一真空室中的水蒸氣分壓收在第一分壓以上第二分壓以下之範圍的方式對第一真空室導入水蒸氣，且能使透明導電膜之膜質更為安定。
為了達成上述目的，本發明之一形態的成膜方法，係包含：對能維持減壓狀態且能夠進行保持基板的載具之搬入搬出的第一真空室供給水蒸氣氣體。從配置於上述第一真空室的成膜源產生透明導電膜材料。將上述第一真空室之水蒸氣分壓控制在第一分壓以上且比上述第一分壓更高的第二分壓以下之範圍以將透明導電膜形成於上述基板。
依據如此的成膜方法，上述第一真空室中的水蒸氣分壓能控制在第一分壓以上第二分壓以下之範圍，且能使透明導電膜之膜質更為安定。
在上述之成膜方法中，亦可使用從氣體供給源所供給的水蒸氣氣體、和從上述第一真空室之內壁、上述基板、 上述載具及上述成膜源之至少其中任一個所釋放出的水蒸氣氣體，作為上述第一真空室之上述水蒸氣氣體。
依據如此的成膜方法，則即便上述第一真空室之上述水蒸氣分壓是包含：從上述氣體供給源所供給的上述水蒸氣氣體，以及從上述第一真空室之內壁、上述基板、上述載具及上述成膜源之至少其中任一個所釋放出的水蒸氣氣體，上述第一真空室中的上述水蒸氣分壓仍能控制在第一分壓以上第二分壓以下之範圍，且能使透明導電膜之膜質更為安定。
在上述之成膜方法中，在上述第一真空室之上述水蒸氣分壓已成為比上述第二分壓更低且比上述第一分壓更高的第三分壓以下的情況下，亦可藉由上述氣體供給源將上述水蒸氣氣體以第一流量供給至上述第一真空室；在上述第一真空室之上述水蒸氣分壓已成為比上述第三分壓更低且比上述第一分壓更高的第四分壓以下的情況下，亦可藉由上述氣體供給源將上述水蒸氣氣體以比上述第一流量更大的第二流量供給至上述第一真空室；在上述第一真空室之上述水蒸氣分壓已成為比上述第三分壓更大的情況下，亦可藉由上述氣體供給源將上述水蒸氣氣體以比上述第一流量更小的第三流量供給至上述第一真空室。
依據如此的成膜方法，則即便是從上述基板或上述載具釋放出水蒸氣，仍能以上述第一真空室中的水蒸氣分壓 收在第一分壓以上第二分壓以下之範圍的方式對第一真空室導入水蒸氣，且能使透明導電膜之膜質更為安定。
在上述之成膜方法中，亦可使用能夠在減壓狀態下連結於上述第一真空室的第二真空室；亦可從上述第二真空室透過開口對上述第一真空室搬入上述基板及上述載具；亦可在上述第一真空室對上述基板進行濺鍍成膜。
依據如此的成膜方法，則即便是在上述第二真空室與上述第一真空室之間移動水蒸氣，仍能以上述第一真空室中的水蒸氣分壓收在第一分壓以上第二分壓以下之範圍的方式對第一真空室導入水蒸氣，且能使透明導電膜之膜質更為安定。
在上述之成膜方法中，上述第二流量係比上述第一流量之100%更大且為120%以下；上述第三流量係上述第一流量之80%以上且比100%更小。
依據如此的成膜方法，則即便是從上述基板或上述載具釋放出水蒸氣，仍能以上述第一真空室中的水蒸氣分壓收在第一分壓以上第二分壓以下之範圍的方式對第一真空室導入水蒸氣，且能使透明導電膜之膜質更為安定。
如以上所述，依據本發明，可提供一種能使處理室內的水蒸氣分壓安定，且能使透明導電膜之膜質更為安定的 成膜裝置及成膜方法。
10‧‧‧真空容器
10d‧‧‧排氣口
10p‧‧‧附著防止板
10wa、10wb‧‧‧側壁
11‧‧‧第一真空室
12‧‧‧第二真空室
13‧‧‧第三真空室
15、16‧‧‧閥
20‧‧‧基板搬運機構
20f‧‧‧框架部
20r‧‧‧輥子旋轉機構
21‧‧‧基板
21d‧‧‧成膜面
22‧‧‧載具
30‧‧‧成膜源
31‧‧‧第一成膜源
31B‧‧‧第一背襯管
31c、32c‧‧‧中心軸
31M‧‧‧第一磁性迴路
31T‧‧‧第一靶
32‧‧‧第二成膜源
32B‧‧‧第二背襯管
32M‧‧‧第二磁性迴路
32T‧‧‧第二靶
35P‧‧‧第一電源
36P‧‧‧第二電源
70‧‧‧氣體供給源
71‧‧‧流量調整器
71a‧‧‧第一流量調整器
71b‧‧‧第二流量調整器
71c‧‧‧第三流量調整器
72‧‧‧氣體噴嘴
72a‧‧‧第一氣體噴嘴
72b‧‧‧第二氣體噴嘴
72c‧‧‧第三氣體噴嘴
75‧‧‧壓力計
75a‧‧‧第一壓力計
75b‧‧‧第二壓力計
80‧‧‧控制裝置
101‧‧‧成膜裝置
S1、S2‧‧‧濺鍍粒子
T‧‧‧搬運方向
圖1係本實施形態的成膜裝置之概略剖視圖。
圖2係顯示水蒸氣分壓與透明導電膜之電阻係數的關係之一例的曲線圖。
圖3係第一真空室中的水蒸氣分壓受控制的時序圖。
圖4中之(a)及(b)係顯示氧分壓與ITO(Indium Tin Oxide；銦錫氧化物)膜之電阻係數的關係之一例的曲線圖。
以下，一邊參照圖式，一邊說明本發明之實施形態。在各個圖式中，有的情況是導入XYZ軸座標。
圖1係本實施形態的成膜裝置之概略剖視圖。
圖1所示的成膜裝置101係具備真空容器10、基板搬運機構20、成膜源30、氣體供給源70、壓力計75及控制裝置80。
真空容器10係具有第一真空室11、第二真空室12及第三真空室13。在圖1中係顯示第二真空室12及第三真空室13之各自的一部分。又，真空室之數目係未限為三個，亦可為二個以下，或是四個以上。
第一真空室11、第二真空室12及第三真空室13之各個係能夠維持減壓狀態。例如，第一真空室11內的氣體係通過排氣口10d並藉由渦輪分子泵(turbo molecular pump)等的排氣機構來朝向外部排氣。有關第二真空室12及第三真空室13之各個，亦能藉由排氣機構來維持減壓狀態。在排氣機構，亦可在渦輪分子泵之上游設置有冷阱(cryo trap)。
在圖1之例中係顯示連續式(例如，連續式(in-line type))之成膜裝置101。例如，第二真空室12係能夠在減壓狀態下連結於第一真空室11。第三真空室13係能夠在減壓狀態下連結於第一真空室11。在真空容器10中係於側壁10wa設置有閥15，於側壁10wb設置有閥16。
例如，當閥15成為開啟狀態時，係於第二真空室12與第一真空室11之間形成有開口，當閥15成為閉合狀態時，係使第二真空室12與第一真空室11之間的開口關閉。當閥16成為開啟狀態時，係於第一真空室11與第三真空室13之間形成有開口，當閥16成為閉合狀態時，係使第一真空室11與第三真空室13之間的開口關閉。
第一真空室11係具有作為成膜裝置101中之能夠成膜的處理室的功能。例如，當閥15成為開啟狀態時，基板 21及支撐基板21的載具(基板保持具(holder))22就從第二真空室12透過開口而搬入至第一真空室11，當閥15成為閉合狀態時，就在第一真空室11於基板21完成濺鍍成膜。當濺鍍成膜結束時，閥16就成為開啟狀態，使基板21及載具22從第一真空室11透過開口而搬出至第三真空室13。
基板21，例如是包含平面形狀為矩形的玻璃基板。基板21對向於成膜源30的面為成膜面21d。
基板搬運機構20係將基板21搬入至第一真空室11，或搬出至第一真空室11外部。例如，基板搬運機構20係具有輥子旋轉機構20r及框架部20f。輥子旋轉機構20r係藉由框架部20f所支撐。然後，當在輥子旋轉機構20r上載置有基板21及載具22時，藉由輥子旋轉機構20r自轉，就能使基板21及載具22從閥15朝向閥16滑動移送。
第一真空室11中的基板21之搬入搬出，例如是自動地進行。又，在成膜裝置101完成成膜處理的基板之片數係不限為一片。例如，已裝入至成膜裝置101的複數個基板21係在第一真空室11定期地逐片完成成膜處理。藉此，閥15、16之其中任一個係定期地開閉。
成膜源30係具有第一成膜源31及第二成膜源32。第 一成膜源31係具有第一靶(target)31T、第一背襯管(backing tube)31B、第一磁性迴路31M及第一電源35P。第二成膜源32係具有第二靶32T、第二背襯管32B、第二磁性迴路32M及第二電源36P。第一靶31T及第二靶32T係所謂的旋轉靶(rotary target)。
第一靶31T係由第一背襯管31B所支撐。第一磁性迴路31M係配置於第一靶31T內，並且配置於第一背襯管31B內。第二靶32T係由第二背襯管32B所支撐。第二磁性迴路32M係配置於第二靶32T內，並且配置於第二背襯管32B內。在第一背襯管31B及第二背襯管32B之各自的內部，亦可設置有可供冷卻媒體流動的流路(未圖示)。
第一靶31T和第二靶32T係與基板21對向。第一靶31T和第二靶32T係沿著基板21之搬運方向(箭頭T(Y軸方向))所配置。第一靶31T之中心軸31c係與第一靶31T之長邊方向(X軸方向)平行。第二靶32T之中心軸32c係與第二靶32T之長邊方向(X軸方向)平行。
第一靶31T、第一背襯管31B、第二靶32T及第二背襯管32B之各個為圓筒型。但是，第一靶31T、第一背襯管31B、第二靶32T及第二背襯管32B之各個係未限為圓筒型，而亦可為圓板型。
第一靶31T之中心軸31c係相對於基板21之搬運方向T而交叉著。第二靶32T之中心軸32c係相對於基板21之搬運方向而交叉著。例如，中心軸31c、32c之各個係相對於Y軸方向而正交，且相對於X軸方向而平行。第一靶31T係構成能夠以中心軸31c作為軸而旋轉。第二靶32T係構成能夠以中心軸32c作為軸而旋轉。
第一靶31T之材料，亦可與第二靶32T之材料相同，又可為不同。例如，第一靶31T及第二靶32T之各個係包含ITO(氧化銦錫(氧化錫含量：1wt%以上15wt%以下))。ITO中的氧化錫之含量為一例，且不限於該值。再者，在基板搬運機構20與成膜源30之間係設置有附著防止板10p。
在成膜裝置101中，第一磁性迴路31M亦可構成能夠以中心軸31c作為軸而旋轉，第二磁性迴路32M亦可構成能夠以中心軸32c作為軸而旋轉。藉此，以從第一磁性迴路31M洩漏至第一靶31T之表面的磁力線(沿著第一靶31T之表面所形成的磁場)之位置成為可變的方式所構成。更且，以從第二磁性迴路32M洩漏至第二靶32T之表面的磁力線(沿著第二靶32T之表面所形成的磁場)之位置成為可變的方式所構成。
在圖1之例中，第一磁性迴路31M及第二磁性迴路32M之各個係以透過靶來與基板21對向的方式所配置。藉 此，第一靶31T之表面上的磁通密度係在第一靶31T與基板21之間變高。更且，第二靶32T之表面上的磁通密度係在第二靶32T與基板21之間變高。
在成膜裝置101中，當在真空容器10內導入有放電用氣體，且從第一電源35P對第一靶31T施加有電壓時，放電用氣體就會在第一靶31T與接地部(真空容器10、基板搬運機構20、載具22及附著防止板10p等)之間電離，且在第一靶31T與接地部之間產生電漿(plasma)。更且，當從第二電源36P對第二靶32T施加有電壓時，放電用氣體就會在第二靶32T與接地部之間電離，且在第二靶32T與接地部之間產生電漿。
供給至各個靶的電壓，為直流電壓或交流電壓。交流電壓之頻率為10kHz以上300MHz以下(例如，13.56MHz)。
從第一靶31T及第二靶32T之各個靶所釋放出的濺鍍粒子係到達基板21之成膜面21d。藉此，在成膜面21d係形成有從第一靶31T所濺鍍出的濺鍍粒子S1、以及從第二靶32T所濺鍍出的濺鍍粒子S2混合所成的層(例如，透明導電膜)。
氣體供給源70係具有流量調整器71及氣體噴嘴(gas nozzle)72。流量調整器71係具有第一流量調整器71a、第 二流量調整器71b及第三流量調整器71c。氣體噴嘴72係具有第一氣體噴嘴72a、第二氣體噴嘴72b及第三氣體噴嘴72c。第一流量調整器71a、第二流量調整器71b及第三流量調整器71c之各個流量調整器係藉由控制裝置80所控制。流量調整器71及氣體噴嘴72之各自的數目係不限於圖示的數目。
在第一真空室11係藉由氣體供給源70而在真空容器10內供給有放電用氣體。放電用氣體，例如是氬(argon)、氦(helium)等的稀有氣體、氧(O2)、水蒸氣(H2O)等。例如，稀有氣體係藉由第一流量調整器71a及第一氣體噴嘴72a而供給至第一真空室11。氧係藉由第二流量調整器71b及第二氣體噴嘴72b而供給至第一真空室11。水蒸氣係藉由第三流量調整器71c及第三氣體噴嘴72c而供給至第一真空室11。
壓力計75係具有第一壓力計75a及第二壓力計75b。例如，第一真空室11之全部壓力係藉由第一壓力計75a所計測，第一真空室11之水蒸氣分壓係藉由第二壓力計75b所計測。例如，第一壓力計75a為電離真空計，第二壓力計75b為質量分析計。藉由第一壓力計75a及第二壓力計75b之各個壓力計所計測的測量值係送至控制裝置80。
針對成膜裝置101之成膜方法(動作)加以說明。
在成膜裝置101中，氣體供給源70會成為對第一真空室11供給水蒸氣氣體的水蒸氣氣體供給源。但是，在成膜裝置101中，有的情況是氣體供給源70以外的部分會成為水蒸氣源。
例如，在成膜裝置101中，有的情況是從真空容器10、附著防止板10p、基板搬運機構20、基板21、載具22及成膜源30之至少其中任一個的表面釋放出極微量的水蒸氣氣體。
例如，在成膜裝置101中，新的基板21及載具22會定期地搬入至第一真空室11。藉此，有的情況是每次在成膜處理時，新搬入的基板21及載具22會成為水蒸氣源。
又，即便是在成膜開始前已事先對真空容器10、附著防止板10p及基板搬運機構20等進行烘烤處理(除氣處理)，當藉由放電開始而使真空容器10、附著防止板10p及基板搬運機構20等依電漿而再次加溫時，有的情況就仍會從真空容器10、附著防止板10p及基板搬運機構20等之各自的表面釋放出水蒸氣。
特別是，在基板21為大型基板(例如，平面尺寸：1500mm×1850mm以上)時，支撐基板21的載具22、搬運載 具22的基板搬運機構20及附著防止板10p亦會成為大型。藉此，就無法忽視從基板21、載具22、基板搬運機構20及附著防止板10p等之各自的表面所釋放出的水蒸氣。更且，當藉由基板搬運而使閥15、16成為開啟狀態時，有的情況就會在第二真空室12與第一真空室11之間移動水蒸氣，或在第三真空室13與第一真空室11之間移動水蒸氣。
從而，即便是藉由氣體供給源70來對第一真空室11供給一定流量的水蒸氣氣體，有的情況仍會增加從氣體供給源70以外所釋放出的水蒸氣氣體，且使第一真空室11之水蒸氣分壓不均一。然後，當第一真空室11之水蒸氣分壓不均一時，有的情況就會因透明導電膜之氧缺陷的程度不均一，而使透明導電膜之膜質(例如，電阻係數)不均一。
例如，圖2係顯示水蒸氣分壓與透明導電膜之電阻係數的關係之一例的曲線圖。
成膜條件係如同以下所述。
靶材(target material)：氧化銦(95wt%)/氧化錫(5wt%)
電力：6W/cm2(DC電源)
放電氣體：氬/水蒸氣
全部壓力：0.4Pa
水蒸氣流量/(氬流量+水蒸氣流量)：0%以上4%以下
水蒸氣分壓：0Pa以上0.018Pa以下
基板溫度：37℃
膜退火(anneal)：120℃、60分鐘
圖2係顯示成膜於玻璃基板上的ITO膜之結果(ITO層/玻璃)、和透過IM(Index Matched；折射率匹配)膜而成膜於玻璃基板上的ITO膜之結果(ITO層/IM層/玻璃)。如圖2所示，可明白ITO膜之電阻係數係依水蒸氣分壓而變化。
為了抑制該不均一，而有必要以包含藉由第一真空室11之水蒸氣分壓(PH2O)從氣體供給源70所供給的水蒸氣氣體所致的分壓、和藉由從氣體供給源70以外所釋放出的水蒸氣氣體所致的分壓作為前提，來控制存在於第一真空室11的全部水蒸氣量。
說明本實施形態的水蒸氣分壓(PH2O)之控制方法。
圖3係第一真空室中的水蒸氣分壓受控制的時序圖。橫軸為時間(規格值)，左縱軸為水蒸氣分壓(規格值)，右縱軸為來自氣體供給源70的水蒸氣流量(規格值)。
在成膜裝置101中，在第一真空室11於基板21形成有透明導電膜時，控制裝置80是按照藉由第二壓力計75b所測量到的水蒸氣分壓(PH2O)，來控制從氣體供給源70供給至第一真空室11的水蒸氣之流量。例如，在透明導電膜 之成膜中，控制裝置80係將第一真空室11之水蒸氣分壓控制在第一分壓(P1)以上第二分壓(P2)以下之範圍。在此，第二分壓(P2)係設為比第一分壓(P1)更高的分壓。
例如，在成膜裝置101之第一真空室11，假設基板21及載具22是從另一真空室移送至第一真空室11。接著，藉由排氣機構使第一真空室11進行真空排氣。藉此，第一真空室11之水蒸氣分壓(PH2O)會慢慢地減少(圖3：A區間)。在此階段下係不藉由氣體供給源70來對第一真空室11供給水蒸氣。
其次，在第一真空室11之水蒸氣分壓(PH2O)已變成第三分壓(P3)以下的情況下，控制裝置80係進行藉由氣體供給源70將水蒸氣氣體以第一流量(F1)供給至第一真空室11的控制。在此，第三分壓(P3)係比第二分壓(P2)更低且比第一分壓(P1)更高的分壓。
其次，在第一真空室11之水蒸氣分壓(PH2O)已變成第四分壓(P4)以下的情況下，控制裝置80係進行藉由氣體供給源70將水蒸氣氣體以比第一流量(F1)更大的第二流量(F2)供給至第一真空室11的控制。在此，第四分壓(P4)係比第三分壓(P3)更低且比第一分壓(P1)更高的分壓。
其次，在第一真空室11之水蒸氣分壓(PH2O)已變成比 第三分壓(P3)更大的情況下，控制裝置80係進行藉由氣體供給源70將水蒸氣以比第一流量(F1)更小的第三流量(F3)供給至第一真空室11的控制。
作為一例，第一分壓(P1)為8×10-4Pa以上1×10-3Pa以下，第四分壓(P4)為1×10-3Pa以上5×10-3Pa以下，第三分壓(P3)為5×10-3Pa以上1×10-2Pa以下，第二分壓(P2)為1×10-2Pa以上2×10-2Pa以下。第二流量(F2)為比第一流量(F1)之100%更大且為120%以下的流量。例如，第二流量(F2)為第一流量(F1)之110%的流量。第三流量(F3)為第一流量(F1)之80%以上且比100%更小的流量。例如，第三流量(F3)為第一流量(F1)之90%的流量。
透明導電膜之成膜係在水蒸氣分壓已收在第一分壓(P1)以上第二分壓(P2)以下之範圍的狀態(圖3：B區間)執行。只要進行如此的控制，第一真空室11之水蒸氣分壓就能確實地控制在第一分壓(P1)以上第二分壓(P2)以下之範圍，並能抑制透明導電膜之膜質(例如，電阻係數)的不均一。
如此，在本實施形態中係對能夠進行基板21及載具22之搬入搬出的第一真空室11供給水蒸氣氣體，且從配置於第一真空室11的成膜源30，產生透明導電膜材料。然後，將第一真空室11之水蒸氣分壓(PH2O)控制在第一分 壓(P1)以上第二分壓(P2)以下之範圍以將透明導電膜形成於基板21。
依據如此的成膜裝置101，則在第一真空室11中，即便再次從氣體供給源70以外釋放出水蒸氣，第一真空室11中的水蒸氣分壓(PH2O)仍能控制在第一分壓(P1)以上第二分壓(P2)以下之範圍，且能使透明導電膜之膜質更為安定。
更且，當適度地控制水蒸氣分壓時，就能獲得更進一步的功效作為透明導電膜之特性。
圖4中之(a)及圖4中之(b)係顯示氧分壓與ITO膜之電阻係數的關係之一例的曲線圖。但是，圖4中之(b)係顯示在ITO之成膜中添加有水蒸氣氣體的情況之例。
成膜條件係如同以下所述。再者，有關圖中之鏤空的三角標記係在成膜後施予120℃、60分鐘的膜退火。
靶材：氧化銦(95wt%)/氧化錫(5wt%)
電力：6kW/m(DC電源)
放電氣體：氬/氧(圖4中之(a))、氬/氧/水蒸氣(圖4中之(b))
全部壓力：0.4Pa
氧分壓：0.004Pa以上0.023Pa以下
水蒸氣分壓：0.009Pa(圖4中之(b))
基板溫度：37℃
如圖4中之(a)所示，ITO膜之電阻係數係依氧分壓而變化。例如，在圖4中之(a)中，當氧分壓從0.004Pa上升至0.018Pa時，ITO膜之電阻係數就會下降。但是，當氧分壓超過0.018Pa時，就有ITO膜之電阻係數再次上升的傾向。如此的電阻係數之變化，例如作為一個主要因素乃是藉由電子遷移率依氧缺陷而降低，或反之載子(carrier)依氧缺陷而增加所導致。又，當對成膜後的ITO膜施予退火處理時，就有ITO膜的電阻係數更為降低的傾向。此可認為ITO膜之結晶化會藉由退火處理而進行，並使ITO膜之電阻係數更為降低。
另一方面，作為成膜中的添加氣體，當一起添加氧與水蒸氣時，就如圖4中之(b)所示，ITO膜之電阻係數就會更為降低。作為此主要因素之一，可推測是當在成膜中添加水蒸氣時，ITO膜中的微結晶化會受到抑制。為了證實此情形，而當對已添加有水蒸氣的ITO膜施予退火處理時，其電阻係數就已更為降低。此可推測是由於藉由水蒸氣添加而使ITO膜之微結晶化事先受到抑制，所以藉由退火處理會使ITO膜之結晶化更進一步進行。
如此，可明白在ITO膜形成中，藉由調整水蒸氣分壓， ITO膜之電阻係數的選擇幅度就會擴大。
以上，雖然已針對本發明之實施形態加以說明，但是本發明並非僅限定於上述之實施形態而是當然能施加各種變更。
10‧‧‧真空容器
10d‧‧‧排氣口
10p‧‧‧附著防止板
10wa、10wb‧‧‧側壁
11‧‧‧第一真空室
12‧‧‧第二真空室
13‧‧‧第三真空室
15、16‧‧‧閥
20‧‧‧基板搬運機構
20f‧‧‧框架部
20r‧‧‧輥子旋轉機構
21‧‧‧基板
21d‧‧‧成膜面
22‧‧‧載具
30‧‧‧成膜源
31‧‧‧第一成膜源
31B‧‧‧第一背襯管
31c、32c‧‧‧中心軸
31M‧‧‧第一磁性迴路
31T‧‧‧第一靶
32‧‧‧第二成膜源
32B‧‧‧第二背襯管
32M‧‧‧第二磁性迴路
32T‧‧‧第二靶
35P‧‧‧第一電源
36P‧‧‧第二電源
70‧‧‧氣體供給源
71‧‧‧流量調整器
71a‧‧‧第一流量調整器
71b‧‧‧第二流量調整器
71c‧‧‧第三流量調整器
72‧‧‧氣體噴嘴
72a‧‧‧第一氣體噴嘴
72b‧‧‧第二氣體噴嘴
72c‧‧‧第三氣體噴嘴
75‧‧‧壓力計
75a‧‧‧第一壓力計
75b‧‧‧第二壓力計
80‧‧‧控制裝置
101‧‧‧成膜裝置
S1、S2‧‧‧濺鍍粒子
T‧‧‧搬運方向

Claims (8)

  1. 一種成膜裝置，係具備：第一真空室，係能維持減壓狀態，且能夠進行保持基板的載具之搬入搬出；氣體供給源，係能夠對前述第一真空室供給水蒸氣氣體；成膜源，係配置於前述第一真空室，且能夠產生形成於前述基板的透明導電膜之材料；以及控制裝置，係在前述透明導電膜形成於前述基板時，將前述第一真空室之水蒸氣分壓控制在第一分壓以上且比前述第一分壓更高的第二分壓以下之範圍，且進行以下的控制：在前述第一真空室之前述水蒸氣分壓已成為比前述第二分壓更低且比前述第一分壓更高的第三分壓以下的情況下，藉由前述氣體供給源將前述水蒸氣氣體以第一流量供給至前述第一真空室；在前述第一真空室之前述水蒸氣分壓已成為比前述第三分壓更低且比前述第一分壓更高的第四分壓以下的情況下，藉由前述氣體供給源將前述水蒸氣氣體以比前述第一流量更大的第二流量供給至前述第一真空室；在前述第一真空室之前述水蒸氣分壓已成為比前述第三分壓更大的情況下，藉由前述氣體供給源將前 述水蒸氣氣體以比前述第一流量更小的第三流量供給至前述第一真空室。
  2. 如請求項1所記載之成膜裝置，其中前述第一真空室之前述水蒸氣分壓係包含：藉由從前述氣體供給源所供給的前述水蒸氣氣體所致的分壓；以及藉由從前述第一真空室之內壁、前述基板、前述載具及前述成膜源之至少其中任一個所釋放出的水蒸氣氣體所致的分壓。
  3. 如請求項1或2所記載之成膜裝置，其中更具備：第二真空室，係能夠在減壓狀態下連結於前述第一真空室；開口，係在前述第二真空室與前述第一真空室之間移送前述載具；以及閥，係開閉前述開口。
  4. 如請求項1或2所記載之成膜裝置，其中前述第二流量係比前述第一流量之100%更大且為120%以下；前述第三流量係前述第一流量之80%以上且比100%更小。
  5. 一種成膜方法，係包含以下的步驟：對能維持減壓狀態且能夠進行保持基板的載具之搬入搬出的第一真空室供給水蒸氣氣體；從配置於前述第一真空室的成膜源產生透明導電膜材料； 將前述第一真空室之水蒸氣分壓控制在第一分壓以上且比前述第一分壓更高的第二分壓以下之範圍，且進行以下控制來將透明導電膜形成於前述基板：在前述第一真空室之前述水蒸氣分壓已成為比前述第二分壓更低且比前述第一分壓更高的第三分壓以下的情況下，藉由前述氣體供給源將前述水蒸氣氣體以第一流量供給至前述第一真空室；在前述第一真空室之前述水蒸氣分壓已成為比前述第三分壓更低且比前述第一分壓更高的第四分壓以下的情況下，藉由前述氣體供給源將前述水蒸氣氣體以比前述第一流量更大的第二流量供給至前述第一真空室；在前述第一真空室之前述水蒸氣分壓已成為比前述第三分壓更大的情況下，藉由前述氣體供給源將前述水蒸氣氣體以比前述第一流量更小的第三流量供給至前述第一真空室。
  6. 如請求項5所記載之成膜方法，其中使用從氣體供給源所供給的水蒸氣氣體、和從前述第一真空室之內壁、前述基板、前述載具及前述成膜源之至少其中任一個所釋放出的水蒸氣氣體，作為前述第一真空室之前述水蒸氣氣體。
  7. 如請求項5或6所記載之成膜方法，其中使用能夠在減壓狀態下連結於前述第一真空室的第二真空室； 從前述第二真空室透過開口對前述第一真空室搬入前述基板及前述載具；在前述第一真空室對前述基板進行濺鍍成膜。
  8. 如請求項5或6所記載之成膜方法，其中前述第二流量係比前述第一流量之100%更大且為120%以下；前述第三流量係前述第一流量之80%以上且比100%更小。
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