本發(fā)明涉及濺射裝置。

背景技術(shù)：

近年來，顯示器及照明、電子基板、建材等的需求提高，特別是在不耐熱的柔性基板等上的成膜要求反應(yīng)性濺射的過渡模式下的高速成膜。

在進(jìn)行過渡模式下的成膜時(shí)，采用對等離子體發(fā)光進(jìn)行監(jiān)視并對反應(yīng)性氣體流量進(jìn)行PID(比例、積分、微分)控制以將發(fā)光強(qiáng)度保持為固定的、被稱為PEM(plasma emission monitor：等離子體發(fā)射監(jiān)控)的控制方法進(jìn)行(參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2006-124811號公報(bào)

但是，在針對于大面積基板采用專利文獻(xiàn)1所述的PEM控制方法來進(jìn)行反應(yīng)性濺射法的成膜的情況下，需要如圖1所示地沿陰極的長度方向配置多個(gè)光導(dǎo)入部(例如準(zhǔn)直器)，在各光導(dǎo)入部分別連接發(fā)光強(qiáng)度檢測器(分光器、光電子倍增管、光電倍增管(Photomultiplier Tube)等)，并對每個(gè)檢測器獨(dú)立地設(shè)置PEM控制系統(tǒng)。這里，圖1的PEM控制系統(tǒng)由根據(jù)檢測出的發(fā)光強(qiáng)度來調(diào)整反應(yīng)性氣體的供給量的下位PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))和與下位PC連接的MFC(massflow controller：質(zhì)量流量控制器)構(gòu)成。此外，在圖1中，設(shè)置有用于統(tǒng)括下位PC的上位PC。

并且，由于在各檢測器之間存在個(gè)體差(靈敏度差)，因此需要進(jìn)行各檢測器間的個(gè)體差修正，控制系統(tǒng)及控制軟件容易復(fù)雜。因此，有可能招致由控制誤差、修正誤差等引起的膜質(zhì)及膜厚分布的劣化及裝置成本的上漲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是鑒于上述那樣的課題而完成的，提供在針對于大面積基板進(jìn)行過渡模式下的成膜時(shí)能夠針對多個(gè)光導(dǎo)入部采用一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度檢測器和一個(gè)控制機(jī)構(gòu)來進(jìn)行PEM控制的濺射裝置。

一種濺射裝置，其在真空室內(nèi)在被成膜部件上形成膜，該濺射裝置的特征在于，其具備：陰極，其設(shè)置有靶材；氣體供給部，其向真空室內(nèi)供給氣體；發(fā)光強(qiáng)度檢測器，其對形成膜時(shí)產(chǎn)生的等離子體的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行檢測；多個(gè)光導(dǎo)入部，其將所述等離子體的光導(dǎo)入到所述發(fā)光強(qiáng)度檢測器；和切換開關(guān)部，其用于將所述發(fā)光強(qiáng)度檢測器選擇性地與所述多個(gè)光導(dǎo)入部中的任一個(gè)連接。

發(fā)明效果

由于本發(fā)明如上構(gòu)成，因此成為在針對大面積基板進(jìn)行過渡模式下的成膜時(shí)能夠針對多個(gè)光導(dǎo)入部采用一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度檢測器和一個(gè)控制機(jī)構(gòu)來進(jìn)行PEM控制的濺射裝置。

標(biāo)號說明

1 真空室

2 被成膜部件

3 陰極

4 氣體供給部

5 發(fā)光強(qiáng)度檢測器

6 光導(dǎo)入部

7 切換開關(guān)部

8 CPU部

14 校正光源

15 吹掃用氣體導(dǎo)入部

16 控制機(jī)構(gòu)

附圖說明

圖1是現(xiàn)有示例的概略說明圖。

圖2是本發(fā)明的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例的裝置的概略說明圖。

圖3是光導(dǎo)入部(準(zhǔn)直器)的放大概略說明圖。

圖4是切換控制的概略說明圖。

圖5是本發(fā)明的優(yōu)選的另一示例1的裝置的概略說明圖。

圖6是圖5中的切換開關(guān)部的放大概略說明圖。

圖7是本發(fā)明的優(yōu)選的另一示例2的裝置的概略說明圖。

圖8是本發(fā)明的優(yōu)選的另一示例3的光導(dǎo)入部(準(zhǔn)直器)的放大概略說明圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)附圖，示出本發(fā)明的作用來對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式簡單地進(jìn)行說明。

在圖2所示的裝置中，在通過濺射在被成膜部件2上形成反應(yīng)性膜時(shí)，能夠根據(jù)等離子體的發(fā)光強(qiáng)度來調(diào)整反應(yīng)性氣體的供給量，能可靠地在過渡模式下形成反應(yīng)性膜。

這里，對于等離子體的發(fā)光強(qiáng)度，通過切換開關(guān)部7選擇多個(gè)光導(dǎo)入部中的任一個(gè)來依次地通過發(fā)光強(qiáng)度檢測器5檢測從一個(gè)光導(dǎo)入部導(dǎo)入的發(fā)光的強(qiáng)度。例如，通過構(gòu)成為：分別每隔t秒切換多個(gè)光導(dǎo)入部以依次地檢測從各光導(dǎo)入部導(dǎo)入的等離子體的發(fā)光強(qiáng)度，從而即使未對每個(gè)光導(dǎo)入部均設(shè)置檢測器，也能夠?qū)Χ鄠€(gè)光導(dǎo)入部各自的設(shè)置部位的發(fā)光強(qiáng)度以足夠的頻率進(jìn)行監(jiān)視。

因此，與圖1那樣的結(jié)構(gòu)相比，能夠簡化裝置結(jié)構(gòu)，此外，無需檢測器之間的個(gè)體差修正，能夠抑制控制系統(tǒng)及控制軟件的復(fù)雜化以控制成本。此外，本發(fā)明在反應(yīng)性濺射裝置中特別有效。

[實(shí)施例]

根據(jù)附圖對本發(fā)明的具體的實(shí)施例進(jìn)行說明。

本實(shí)施例是如下的反應(yīng)性濺射裝置：在真空室1內(nèi)對置配設(shè)玻璃基板或膜等被成膜部件2和設(shè)置有靶材的旋轉(zhuǎn)陰極3，在真空室1內(nèi)導(dǎo)入O₂、N₂等反應(yīng)性氣體并采用PEM控制方法進(jìn)行反應(yīng)性濺射，形成反應(yīng)性膜。

具體而言，在本實(shí)施例中，如圖2所示，是如下結(jié)構(gòu)：設(shè)置有一對旋轉(zhuǎn)陰極3和用于供給反應(yīng)性氣體的三個(gè)氣體供給部4(氣體噴頭)，所述一對旋轉(zhuǎn)陰極3沿與通過搬送機(jī)構(gòu)搬送的被成膜部件2的搬送方向垂直的方向設(shè)置，所述氣體供給部4在該旋轉(zhuǎn)陰極3之間沿旋轉(zhuǎn)陰極3設(shè)置有多個(gè)氣體排出口，并且，沿旋轉(zhuǎn)陰極3而與各氣體噴頭對應(yīng)地設(shè)置有三個(gè)作為光導(dǎo)入部6的準(zhǔn)直器。無需一定在每個(gè)氣體供給部4設(shè)置光導(dǎo)入部6，但由于通過在每個(gè)氣體供給部設(shè)置光導(dǎo)入部6而容易對由各氣體供給部4供給的氣體適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行控制，因此是優(yōu)選的。

氣體噴頭分別設(shè)置在旋轉(zhuǎn)陰極3的中央部、左部、右部，中央部的氣體噴頭構(gòu)成得比左右部的氣體噴頭的尺寸長。由于旋轉(zhuǎn)陰極3的端部區(qū)域特別容易發(fā)生膜不平整，因此，利用這樣的結(jié)構(gòu)使供給到端部的氣體流量最佳化以減少膜不平整。此外，雖在圖2中未示出，但由于從中央部的長尺寸的氣體噴頭均勻地排出氣體，因此，還優(yōu)選形成如下結(jié)構(gòu)：在通過MFC調(diào)整流量后使氣體的流路分支而與氣體噴頭連接，使氣體從多處流入。

將等離子體發(fā)出的光向發(fā)光強(qiáng)度檢測器5導(dǎo)入的光導(dǎo)入部6經(jīng)由切換開關(guān)部7而通過光纖被連接于作為發(fā)光強(qiáng)度檢測器5的分光器。具體而言，對切換開關(guān)部7進(jìn)行切換控制，以使所述光導(dǎo)入部6分別經(jīng)光纖而被連接于輸入側(cè)的多個(gè)切換端子(在圖1中是1ch～3ch(通道))，所述發(fā)光強(qiáng)度檢測器5經(jīng)光纖而被連接于輸出側(cè)公共端子，選擇將所述等離子體發(fā)出的光導(dǎo)入的所述光導(dǎo)入部中的任一個(gè)。

此外，為了在周圍的影響(從其它區(qū)域入射的散射光等)減少的狀態(tài)下將設(shè)置部位的發(fā)光狀態(tài)向發(fā)光強(qiáng)度檢測器5引導(dǎo)，光導(dǎo)入部6優(yōu)選具有準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)。如圖3所示，本實(shí)施例的光導(dǎo)入部6具有準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)，所述準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)設(shè)置有導(dǎo)入部件和準(zhǔn)直透鏡，所述導(dǎo)入部件具備貫通孔，所述準(zhǔn)直透鏡將等離子體發(fā)出的光向貫通孔的內(nèi)部朝向光纖導(dǎo)入。導(dǎo)入部件設(shè)置有吹掃用氣體導(dǎo)入部15，所述吹掃用氣體導(dǎo)入部15用于導(dǎo)入吹掃用氣體，所述吹掃用氣體防止濺射形成的膜附著于準(zhǔn)直透鏡和導(dǎo)入部件的內(nèi)周面。吹掃用氣體導(dǎo)入部15由Ar氣體導(dǎo)入管和節(jié)流閥構(gòu)成，所述Ar氣體導(dǎo)入管的一端與設(shè)置于導(dǎo)入部件的內(nèi)周面的開口連接，另一端與Ar氣罐連接，所述節(jié)流閥對該Ar氣體導(dǎo)入管進(jìn)行開閉。因此，通過在成膜時(shí)調(diào)整節(jié)流閥而將Ar氣體噴射到導(dǎo)入部件內(nèi)，由此能夠抑制成膜材料侵入到光導(dǎo)入部6內(nèi)。

通過控制機(jī)構(gòu)16進(jìn)行切換開關(guān)部7的切換控制。該控制機(jī)構(gòu)16由通常的PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))的CPU(中央處理器)部8和控制部9構(gòu)成。通過CPU部8同時(shí)進(jìn)行上述切換開關(guān)部7的切換控制及操作轉(zhuǎn)速/方向控制部12進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)陰極3的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向的控制。

此外，在對來自所述氣體供給部4的反應(yīng)性氣體的供給量進(jìn)行控制以使由發(fā)光強(qiáng)度檢測器5檢測出的發(fā)光強(qiáng)度成為預(yù)先設(shè)定的發(fā)光強(qiáng)度時(shí)，根據(jù)來自CPU部8的指令操作控制部9來調(diào)整MFC11以控制反應(yīng)性氣體(O₂及N₂)的供給量。此外，還可以通過控制部9操作DC/AC(直流/交流)電源10以控制向旋轉(zhuǎn)陰極3施加的電壓等。

在本實(shí)施例中，構(gòu)成為：根據(jù)預(yù)先設(shè)定的切換時(shí)間自動地按規(guī)定的巡回周期反復(fù)地進(jìn)行切換控制。具體而言，如圖4所示構(gòu)成切換開關(guān)部7、CPU部8和控制部9，以按Tsec周期進(jìn)行借助于各發(fā)光強(qiáng)度檢測器5的檢測。

即，例如，在將切換開關(guān)部7切換到1通道后，在t₁sec從發(fā)光強(qiáng)度檢測器5取得發(fā)光強(qiáng)度，將該發(fā)光強(qiáng)度值轉(zhuǎn)送至控制部9，進(jìn)行PEM控制，設(shè)定下一周期(Tsec)的MFC1通道的流量值。關(guān)于其它通道也依次地同樣進(jìn)行(另外，在本實(shí)施例中t₁＝t₂＝t₃)。因此，在本實(shí)施例中按Tsec周期進(jìn)行PEM控制，確認(rèn)了過渡模式下的成膜能夠良好地持續(xù)。

如上所述，通過借助于切換開關(guān)部7自動地依次切換將所述等離子體發(fā)出的光向所述發(fā)光強(qiáng)度檢測器5導(dǎo)入的所述光導(dǎo)入部6，從而能夠通過一個(gè)所述發(fā)光強(qiáng)度檢測器5檢測出設(shè)置有多個(gè)所述光導(dǎo)入部6的多個(gè)位置處的所述等離子體的發(fā)光強(qiáng)度。

此外，在本實(shí)施例中，構(gòu)成為，將校正光源14連接于切換開關(guān)部7的切換端子(4通道)，從而能夠?qū)⒃撔Ｕ庠?4和所述發(fā)光強(qiáng)度檢測器5連接起來，通過借助于發(fā)光強(qiáng)度檢測器5檢測來自校正光源14的光，從而能夠進(jìn)行發(fā)光強(qiáng)度檢測器5的校正。因此，通過將切換端子切換到4通道，從而能夠檢測出發(fā)光強(qiáng)度檢測器5的老化導(dǎo)致的靈敏度誤差并進(jìn)行修正。此外，本實(shí)施例的切換開關(guān)部7具備對測量值設(shè)定修正范圍并在測量值處于修正范圍外時(shí)發(fā)出警報(bào)以催促確認(rèn)的警報(bào)功能。

另外，例如，也可以如圖5、圖6所示的另一示例1那樣構(gòu)成為：檢測出包括光導(dǎo)入部6在內(nèi)的光路整體的靈敏度誤差并進(jìn)行靈敏度修正。具體而言，也可以構(gòu)成為：以對置的方式配置光導(dǎo)入部6和光射出部17，能夠?qū)⒐鈱?dǎo)入部6與發(fā)光強(qiáng)度檢測器5連接，能夠?qū)⒐馍涑霾?7與校正光源14連接，以使得來自校正光源14的光經(jīng)光射出部17、光導(dǎo)入部16而被導(dǎo)入到發(fā)光強(qiáng)度檢測器5。在該情況下，如圖6所示，在每個(gè)通道成對地配置光射出部17和光導(dǎo)入部6。此外，在另一示例1中也與上述同樣地為如下結(jié)構(gòu)：切換開關(guān)部7具備對測量值設(shè)定修正范圍并在測量值處于修正范圍外時(shí)發(fā)出警報(bào)以催促確認(rèn)的警報(bào)功能。由此，能夠檢測出系統(tǒng)整體的靈敏度誤差以進(jìn)行靈敏度修正。

此外，上述控制機(jī)構(gòu)16也可以為如下結(jié)構(gòu)：具備滯后特性取得單元，該滯后特性取得單元自動地增減反應(yīng)性氣體而自動取得當(dāng)時(shí)的指定波長的發(fā)光強(qiáng)度并將其以圖表化的形式顯示在與CPU部8連接的顯示器上。通過使用滯后特性取得單元，從而能夠預(yù)先得知在進(jìn)行過渡模式下的成膜時(shí)的大致的反應(yīng)氣體供給量。

另外，本實(shí)施例使用了旋轉(zhuǎn)陰極3，例如，如圖7所示的另一示例2那樣在將本發(fā)明應(yīng)用于轉(zhuǎn)盤(カルーセル)型濺射裝置的情況下也同樣。圖7是如下結(jié)構(gòu)：使周面設(shè)置有多個(gè)被成膜部件2的滾筒旋轉(zhuǎn)，并且在真空室1內(nèi)表面的三處分別設(shè)置陰極3(靶材)以進(jìn)行成膜。在圖7中，構(gòu)成為這樣：在三個(gè)靶材的附近位置分別配置光導(dǎo)入部6，能夠分別檢測出在各靶材附近產(chǎn)生的等離子體的發(fā)光。在圖7中，標(biāo)號13是由控制部9進(jìn)行控制的陰極3的電源。其余與本實(shí)施例相同。

在使用上述實(shí)施例中所述的裝置而在被成膜部件上形成膜的情況下，優(yōu)選的是，在膜形成過程中，通過一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度檢測器在多處依次地檢測等離子體的發(fā)光強(qiáng)度，并調(diào)整氣體流量，以使得檢測結(jié)果成為規(guī)定的發(fā)光強(qiáng)度。另外，也可以在膜形成前進(jìn)行調(diào)整，在該情況下，可以采用這樣的方法：在調(diào)整后在裝置內(nèi)設(shè)置被成膜部件，或者，在調(diào)整后將閘門打開以開始成膜。此外，也可以使用本發(fā)明的裝置來形成用于電極等的膜并通過蒸鍍、CVD(化學(xué)氣相成膜)、涂布等方法形成其它膜，從而制造電子器件。

另外，作為光導(dǎo)入部6的另一示例3，還優(yōu)選的是，具有如圖8所示的準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)，以便在設(shè)置部位的發(fā)光狀態(tài)為周圍的影響(從其它區(qū)域入射的散射光等)減少的狀態(tài)下經(jīng)由光纖將等離子體發(fā)出的光向發(fā)光強(qiáng)度檢測器5引導(dǎo)。如圖8所示，本另一示例3的光導(dǎo)入部6具有導(dǎo)入部件和連接部22，所述導(dǎo)入部件具有貫通孔20，所述連接部22與將等離子體的光向所述發(fā)光強(qiáng)度檢測部引導(dǎo)的光纖連接，貫通孔20的靠所述連接部側(cè)的直徑小于所述等離子體的光入射的一側(cè)的直徑。并且，在貫通孔20與連接部22之間設(shè)置有防附著部件21。更具體而言，光導(dǎo)入部6具備：第一取入口18，其是將等離子體發(fā)出的光取入的取入口；和第二取入口19，其在該第一取入口18的里側(cè)，比所述第一取入口18小，從第二取入口19被取入的等離子體發(fā)出的光穿過貫通孔20并透過防附著部件21后被引導(dǎo)向光纖。所述防附著部件21是防止成膜材料附著于光纖的部件，材質(zhì)是被發(fā)光強(qiáng)度檢測器5測量的波長透過的材質(zhì)即可，也可以是玻璃或樹脂。

并且，在光導(dǎo)入部6設(shè)置有吹掃用氣體導(dǎo)入部15，所述吹掃用氣體導(dǎo)入部15用于導(dǎo)入吹掃用氣體，所述吹掃用氣體防止成膜材料附著在防附著部件21、貫通孔20、第一取入口18和第二取入口19的內(nèi)周面等。吹掃用氣體導(dǎo)入部15由Ar氣體導(dǎo)入管和節(jié)流閥構(gòu)成，所述Ar氣體導(dǎo)入管的一端與設(shè)置于導(dǎo)入路的內(nèi)周面的開口連接，另一端與Ar氣罐連接，所述節(jié)流閥對該Ar氣體導(dǎo)入管進(jìn)行開閉。因此，通過在成膜時(shí)調(diào)整節(jié)流閥以將Ar氣體噴射到光導(dǎo)入部6內(nèi)，從而能夠抑制成膜材料侵入到光導(dǎo)入部6內(nèi)。

另外，本發(fā)明不限于本實(shí)施例，各構(gòu)成要素的具體結(jié)構(gòu)可適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。