CN101080509A - 溅镀装置、透明导电膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
形成一种电阻值小,透过率高,对下层的有机EL膜不造成伤害的透明导电膜。在平行隔开有间隔而配置的第1、第2靶材(21a、21b)的间隙,与成膜对象物(5)的搬送路径(14)之间设置遮蔽板(31),使通过形成于遮蔽板(31)的放出孔(32)的溅镀粒子到达成膜对象物(5)。倾斜入射的溅镀粒子是被遮蔽板(31)所遮蔽,而形成低电阻且高透过率的透明导电膜。
Description
技术领域
本发明涉及溅镀技术,特别是涉及对成膜面的伤害少的溅镀装置和透明导电膜的制造方法。
背景技术
作为显示元件,有机EL元件近年来受到瞩目。
图9为用于说明有机EL元件201的构造的示意剖视图。
该有机EL元件201在基板211上将下部电极214、有机层217、218和上部电极219以此顺序层叠,若在下部电极214与上部电极219之间施加电压,则在有机层217、218的内部或是界面发光。若以ITO膜(铟锡氧化物膜)等的透明导电膜来构成上部电极219,则发出的光会透过上部电极219而放出至外部。
如上所述的上部电极219的形成方法主要是使用蒸镀法。
在蒸镀法中,从蒸镀源经由升华或蒸发所放出的粒子是中性的低能量(数eV左右)粒子,故在形成有机EL元件的阴极或保护膜时,不会对有机膜造成伤害,而有能形成良好的界面的优点。
但是,蒸镀法由于与有机膜的紧贴性不佳,故会有产生暗点(darkspot)或是由于长期驱动而造成电极剥离的问题。
又,从生产性的观点来看,会有由于是点蒸发源而在大面积时无法形成良好膜厚分布的问题,或是由于蒸发容器的劣化或蒸发材料的连续供给困难而使维修周期变短等的问题。
作为解决上述问题的方法,虽提出有溅镀法,但在使成膜对象物正对于靶材的平行平板型的溅镀法中,在有机层上形成铝的上部电极时,在有机EL装置的驱动试验中会产生发光开始电压明显变高或不发光等的问题。这是由于在溅镀法中等离子体中的电荷粒子(Ar离子,2次电子,击返(Knock-on)Ar)或是具有高运动能量的溅镀粒子入射到有机膜上,破坏有机膜的界面而使电子无法顺利注入。
因此,在现有技术仍在摸索对策而提出有如图10所示的溅镀装置110。
该溅镀装置110具有真空槽111,在该真空槽111内,2台的靶材121a、121b是将背面安装于支承板122a、122b,并将表面相互离开一定距离而平行地对置配置。
在支承板122a、122b的背面,在真空槽111的侧壁的外侧配置有磁体部件115a、115b。
磁体部件115a、115b在磁轭129a、129b安装有环状的磁体123a、123b。
各磁体123a、123b配置成分别将一方的磁极朝向靶材121a、121b,将另一方的磁极朝向与靶材相反的方向,且,2个磁体123a、123b将相异的磁极朝向靶材121a、121b。总之,一方的磁体123a将N极朝向靶材121a时,另一方的磁体123b将S极朝向靶材121b。
经由真空排气系统116将真空槽111内真空排气,从气体导入系统117将溅镀气体导入,对靶材121a、121b施加电压,则在被靶材121a、121b所夹的空间内产生溅镀气体的等离子体,靶材121a、121b的表面被溅镀。
在被靶材121a、121b所夹的空间的侧方配置有成膜对象物113,利用从靶材121a、121b斜飞出来而被放出至真空槽111内的溅镀粒子,在成膜对象物113的表面形成薄膜。
在该溅镀装置110中,靶材121a、121b所相互对置的空间被由2个磁体123a、123b所形成的磁力线包围,由于等离子体由磁力线131封闭,所以成膜对象物113不会暴露在等离子体下,在成膜对象物113表面所露出的有机薄膜不会受到伤害。
又,由于利用从靶材斜方向飞出且能量较小的溅镀粒子来成膜,故具备有对露出于成膜对象物表面的薄膜的伤害较小的优点。
专利文献1:日本特开平10-255987号公报
发明内容
在使用上述溅镀装置110而欲连续地在成膜对象物表面形成薄膜时,只要应用将成膜面朝向靶材115a、115b,并从靶材115a、115b的侧方缓慢通过的通过成膜方法即可。
然而,在远离靶材115a、115b的位置所形成的膜、即倾斜入射到成膜对象物而形成的膜发现有电阻大且透过率低的问题。
本发明的发明者们发现了:在与靶材对置并利用通过成膜来形成透明导电膜时,若成膜对象物含有在离开靶材的位置所成膜的成分,则会造成电阻率的增大或透过率的降低。
这是因为因在对置的靶材间的外侧所形成的薄膜具有较多的斜向入射成分而成为多孔膜。
本发明是根据上述发现作出的一种溅镀装置,其特征为,包括:
真空槽;
将上述真空槽内真空排气的真空排气系统;
在上述真空槽内导入溅镀气体的溅镀气体导入系统;
在上述真空槽内、表面隔开既定间隔地配置的第1、第2靶材;
在成膜对象物的成膜面朝向由上述第1、第2靶材所夹着的空间的状态下,将上述成膜对象物以通过上述第1、第2靶材的侧方位置的方式沿着上述真空槽内的搬送路径搬送的搬送机构;
配置于上述第1、第2靶材与上述搬送路径之间,具有从上述第1、第2靶材放出并在上述搬送路径飞行的溅镀粒子所通过的放出孔的遮蔽物。
又,本发明为一种溅镀装置,其中,
上述成膜对象物在垂直地通过上述第1、第2靶材的表面所处平面的方向上被搬送,
上述放出孔的沿上述搬送路径的方向的宽度为上述第1、第2靶材的表面间的距离的1.2倍以下。
又,本发明为一种溅镀装置,其中,上述第1、第2靶材由透明导电材料构成。
又,本发明为一种溅镀装置,其中,
在上述真空槽内,第3靶材配置成表面朝向上述搬送路径,上述成膜对象物在通过上述第1、第2靶材的侧方位置后,对置于上述第3靶材的表面并通过上述第3靶材。
又,本发明为一种溅镀装置,其中,上述第1、第2、第3靶材由透明导电材料构成。
又,本发明为一种溅镀装置,其中,在上述真空槽中连接有导入氧气的反应气体导入系统。
又,本发明为一种透明导电膜的制造方法,在真空槽内,由透明导电材料构成的第1、第2靶材以表面隔开既定间隔的方式配置,溅镀上述第1、第2靶材;沿着上述真空槽内的搬送路径搬送搬送对象物,在上述成膜对象物的成膜面朝向由上述第1、第2靶材夹着的空间的状态下,以使上述成膜对象物通过上述第1、第2靶材的侧方位置的方式沿着上述真空槽内的搬送路径搬送上述成膜对象物,在上述成膜对象物的成膜面上形成透明导电膜,其中,在上述第1、第2靶材与上述搬送路径之间配置遮蔽物,使从上述第1、第1的靶材放出的溅镀粒子通过形成于上述遮蔽物的放出孔而入射到上述成膜对象物。
又,本发明为一种透明导电膜的制造方法,在上述真空槽内,由透明导电材料构成的第3靶材配置成表面朝向上述搬送路径,使上述成膜对象物的上述成膜面对置于上述第3靶材表面并通过上述第3靶材,在由上述第1、第2靶材形成的透明导电膜表面上层叠由上述第3靶材形成的透明导电膜。
又,本发明为一种透明导电膜的制造方法,上述成膜对象物在垂直地通过上述第1、第2靶材的表面所处平面的方向上被搬送,
上述放出孔的沿上述搬送路径的方向的宽度为上述第1、第2靶材的表面间的距离的120%以下。
又,本发明为一种透明导电膜的制造方法,在上述真空槽内导入氧气,同时对上述第1、第2靶材进行溅镀。
根据本发明,能得到膜厚分布均匀,电阻率小,透过率大的透明导电膜。
又,能在形成于下层的伤害较少的透明导电膜上层叠以高成膜率形成的透明导电膜。特别是,在于有机薄膜上层叠ITO薄膜时,能得到有机薄膜的伤害少、发光量多、寿命长的有机EL发光元件。
附图说明
图1是用于说明本发明的溅镀装置和成膜工序的图(1)。
图2是用于说明本发明的溅镀装置和成膜工序的图(2)。
图3是用于说明本发明的溅镀装置和成膜工序的图(3)。
图4(a)、(b)是用于说明第1、第2磁体部件的磁力线的图。
图5是用于说明本发明的溅镀装置的其他例子的图。
图6(a)~(d)是第1、第2磁体部件的磁体配置的例子。
图7(a)~(c)是用于说明第1、第2磁体部件在直线上移动时的相对位置关系的图,显示一个周期的移动。
图8(a)~(h)是用于说明第1、第2磁体部件在椭圆上移动时的相对位置关系的图,显示一个周期的移动。
图9是用于说明有机EL元件的构造的示意剖视图。
图10是用于说明现有技术的溅镀装置的图。
图11表示使用本发明的溅镀装置而成膜的ITO薄膜的与靶材垂直的方向的膜厚分布。
图12表示使用本发明的溅镀装置而成膜的ITO薄膜的与靶材平行的方向的膜厚分布。
图13表示使用本发明的溅镀装置而成膜的ITO薄膜的与靶材垂直的方向的电阻率分布。
图14表示使用本发明的溅镀装置而成膜的ITO薄膜的与靶材平行的方向的电阻率分布。
图15表示使用本发明的溅镀装置而成膜的ITO薄膜的与靶材垂直的方向的透过率分布。
标号说明
5:成膜对象物
10:溅镀装置
11:真空槽
14:搬送路径
15a、15d:第1磁体部件
15b、15e:第2磁体部件
18:反应气体导入系统
21a:第1靶材
21b:第2靶材
21c:第3靶材
31、33:遮蔽物(31:遮蔽板,33:筒)
具体实施方式
实施例
图1的附图标记10表示本发明的一例的溅镀装置。
该溅镀装置10具有真空槽11。真空槽11经由闸阀39与未图示的L/UL室连接。附图标记49是在搬出时使用的闸阀。
L/UL室构成为进行保持成膜对象物的载体的装入和取出,在被配置于L/UL室内的载体保持成膜对象物并将L/UL室从大气隔断后,打开闸阀39,将成膜对象物与载体一同搬入至真空槽11的内部。
在真空槽11的内部安装有用于搬送载体的搬送机构。图1的附图标记14表示由该搬送机构使载体移动的搬送路径,在此,搬送路径14为直线,附图标记13表示位于搬送路径14上的载体。在此,载体13保持有成膜对象物5,沿着搬送路径14被直线搬入真空槽11的内部。
在真空槽11的内部设置有第1溅镀室16。
在第1溅镀室16中配置有第1、第2靶材21a、21b。
第1、第2靶材21a、21b为板状,其背面是安装于支承板22a、22b。第1、第2靶材21a、21b表面彼此对置并隔开既定间隔而平行配置。
在各靶材21a、21b的背面侧分别配置有第1、第2磁体部件15a、15b。在此,第1、第2磁体部件15a、15b位于真空槽11的外部,但也可位于真空槽11的内部。
第1、第2磁体部件15a、15b的俯视图如图6(a)所示。图1及后述的图2、图3所示的第1、第2磁体部件15a、15b相当于图6(a)的A-A线剖视图。
第1、第2磁体部件15a、15b具有第1、第2磁轭29a、29b,该第1、第2磁轭29a、29b表面分别配置有环状的第1、第2环状磁体23a、23b。
第1、第2环状磁体23a、23b位于较第1、第2靶材21a、21b的外周更为内侧,沿着第1、第2靶材21a、21b的边缘配置。第1、第2靶材21a、21b为长方形,因此,第1、第2环状磁体23a、23b成为四方环状。
第1、第2环状磁体23a、23b将相互不同的磁极朝向第1或第2靶材21a、21b侧。
图4(a)的附图标记42表示由第1、第2环状磁体23a、23b形成的磁力线。
在第1、第2环状磁体23a、23b之间形成的磁力线42包围第1、第2靶材21a、21b的表面,当在第1、第2靶材21a、21b之间形成等离子体时,不使该等离子体从第1、第2靶材21a、21b之间的空间漏泄到外侧。
第1、第2靶材21a、21b为相同形状(长方形),以相互平行且轮廓重合的方式配置。
第1、第2靶材21a、21b的长边朝向载体13的搬送路径14。
另一侧的长边朝向第1溅镀室16的壁面。在该长边所朝向的壁面上与反应气体导入系统18及未图示的溅镀气体导入系统连接,能将反应性气体与溅镀气体导入第1、第2靶材21a、21b之间。在此,反应性气体为氧气,溅镀气体为氩气。也可从相同的导入系统导入反应性气体及溅镀气体。
第1、第2靶材21a、21b的表面相对于载体13的搬送路径14垂直配置。
第1、第2靶材21a、21b与搬送路径14之间配置有遮蔽板31。在遮蔽板31上形成有贯通遮蔽板31的厚度方向的放出孔32,因此,放出孔32也位于搬送路径14与第1、第2靶材21a、21b之间。
又,遮蔽板31相对于搬送路径14平行,因此,放出孔32也与搬送路径14平行。
放出孔32的边缘具有相互平行的两条直线状的边34a、34b。该两边34a、34b位于相对搬送路径14垂直的平面内,一方的边34a位于成膜对象物5的移动的上游侧,另一方的边34b位于下游侧。
图1的附图标记W表示两边34a、34b间的距离、即放出孔32的宽度。
图1的附图标记T为第1、第2靶材21a、21b的表面分别所处的两平面所夹的范围的距离、即靶材间距离T,附图标记38为放出孔32及上述两平面所夹的范围的中心线。
如后述所示,宽度W,在满足W≤T×1.6,理想为W≤T×1.2时,借助通过放出孔32的溅镀粒子能形成膜质良好的透明导电膜。
放出孔32与第1、第2靶材21a、21b之间被筒33所覆盖,由遮蔽板31及筒33构成遮蔽物。借助该遮蔽物,只有通过放出孔32的溅镀粒子会到达成膜对象物5处,沿倾斜入射到成膜对象物5的方向飞行的溅镀粒子被遮蔽而不会到达成膜对象物5。
若是通过放出孔32的溅镀粒子以外的粒子不会到达成膜对象物5,则不设置筒33也可得到相同效果。
接下来,对第1、第2磁体部件15a、15b作说明,则第1、第2磁体部件15a、15b连接有未图示的移动装置,以相对于第1、第2靶材21a、21b相对移动的方式构成。
其结果,磁力线在第1、第2靶材21a、21b的表面移动,第1、第2靶材21a、21b的表面的侵蚀区域扩大。
第1、第2磁体部件15a、15b的移动为相对于第1、第2靶材21a、21b的长边方向垂直(即平行于短边方向)的方向,尽可能扩大侵蚀区域。
又,第1、第2磁体部件15a、15b在相同周期内在既定范围反复往返移动,且第1、第2靶材21a、21b的移动错开半个周期。
因此,如图2所示,当第1磁体部件15a相对于载体13的搬送路径14最为接近时,第2磁体部件15b相对于载体13的搬送路径14最为远离,相反地,如图3所示,当第1磁体部件15a相对于载体13的搬送路径14最为远离时,第2磁体部件15b相对于载体13的搬送路径14最为接近。
图7(a)~(c)表示错开半个周期的第1、第2磁体部件15a、15b的相对位置关系,附图标记45表示第1、第2磁体部件15a、15b的移动方向,在直线上周期性移动。
借助第1、第2磁体部件15a、15b的移动,第1、第2靶材21a、21b表面的溅镀量多的部分交替地接近搬送路径14,从第1、第2靶材21a、21b飞出并通过放出孔32而入射到在搬送路径14上移动的成膜对象物5的溅镀粒子,在从一方的靶材的入射量粒子较多时从另一方的靶材的粒子入射量变少,其结果,入射到成膜对象物5的溅镀粒子的量变为平均化。
在此,第1、第2磁体部件15a、15b的移动范围为从第1、第2靶材21a、21b的背面超出一部分的范围,往返移动的距离相互相等。
图7(a)~(c)表示错开半个周期的第1、第2磁体部件15a、15b的相对位置关系,附图标记45表示第1、第2磁体部件15a、15b的移动方向,作为移动的其中一例,表示在直线上作周期移动的情况。
说明使用此溅镀装置10,在成膜对象物5表面形成薄膜的工序,使用由透明导电材料构成的靶材作为第1、第2靶材21a、21b及后述的第3靶材21c。在此,作为透明导电材料,使用ITO。
首先,使连接于真空槽11的真空排气系统19动作,将真空槽11的内部真空排气至既定压力,将反应性气体(氧气)和溅镀气体(氩气)导入真空槽11内,在第1溅镀室16的内部稳定为既定压力后,在第1、第2靶材21a、21b施加交流电压或直流电压,则在第1、第2靶材21a、21b之间的空间形成等离子体。
以上述方式移动第1、第2磁体部件15a、15b,将第1、第2靶材21a、21b的表面溅镀,则溅镀粒子的一部分通过放出孔32到达成膜对象物5的搬送路径14。
在此状态下使载体13沿着搬送路径14移动。在图1的状态下,成膜对象物5并未面对放出孔32,故通过放出孔32的溅镀粒子无法到达成膜对象物5。
图2中,成膜对象物5是从图1的状态向下游侧方向移动,成膜对象物5的上游侧的一部分面向放出孔32,剩余的下游侧的部分不面对放出孔32而面对遮蔽板31。
图2的附图标记A表示位于下游侧并面对放出孔32的部分,附图标记B表示位于上游侧且并未面对放出孔32的部分。
遮蔽板31的表面和成膜对象物5的表面间的距离尽可能地短,具体而言,设定在0.5cm以上、10cm以下的范围。
根据该构成,通过放出孔32的溅镀粒子入射到成膜对象物5中面对放出孔32的部分,而基本上并不入射到未面对放出孔32的部分。
放出孔32的垂直于搬送路径14的两边34a、34b的长度比成膜对象物5的成膜区域的垂直于搬送路径14的方向的长度更长,成膜对象物5在通过面对放出孔32的位置期间,溅镀粒子到达成膜区域值的各个角落。
氧气根据需要而被供给。在此,从反应气体导入系统18供给氧气,在成膜对象物5的表面上一边补充氧气一边形成透明导电膜(在此为ITO薄膜)。
入射到成膜对象物5的表面的溅镀粒子为从第1、第2靶材21a、21b的表面倾斜飞出的粒子,由于其能量较小,因此能不对成膜对象物5的表面造成伤害而形成薄膜。
又,当成膜对象物5不面对放出孔32时,溅镀粒子不会入射,因此,在成膜对象物5上大多为大致垂直地入射的溅镀粒子。
又,由于溅镀第1、第2靶材21a、21b的等离子体及电子被封闭于第1、第2靶材21a、21b之间的空间内,成膜对象物5不会暴露于等离子体或电子,故成膜对象物5表面不会受到等离子体或是电子的伤害。
在一面移动成膜对象物5一面成膜时,所形成的薄膜的所有膜厚中,以对置的第1、第2靶材21a、21b来成膜为没有效率,若是目的是在于回避对基底膜的伤害,则以仅在成膜初期时以回避伤害的方法成膜,剩余的膜厚则经由成膜率较大的平行平板型溅镀法来成膜为较有效率。
在此溅镀装置10中,在较成膜对象物5的搬送路径14的面对第1溅镀室16的位置更下游侧,配置有第2溅镀室17,成膜对象物5在通过面对放出孔32的位置并形成第1透明导电膜(在此为ITO薄膜)之后,向第2溅镀室17的方向移动。
在第2溅镀室17内配置有第3支承板22c,在其表面设置有第3靶材21c。在第3靶材21c的背面侧配置有第3磁体部件15c。
第3磁体部件15c在磁轭29c上配置有第3环状磁体23c与中心磁体24c,在第3靶材21c的表面形成具有与该第3靶材21c的表面平行的部分的磁力线,由此产生磁控管放电,第3靶材21c的表面被高效地溅镀。
第3靶材21c的表面朝向搬送路径14,使成膜对象物5的表面一面与第3靶材21c的表面平行对置一面通过第3靶材21c。
与第1、第2靶材21a、21b的情况相同,在第3靶材21c与搬送路径14之间配置有遮蔽板35。在遮蔽板35上形成有贯通遮蔽板35的厚度方向的放出孔36。
该遮蔽板35也相对于搬送路径14平行,放出孔36也位于搬送路径14与第3靶材21c之间,与搬送路径14平行。
放出孔36位于第3靶材21c的正前面,如图3所示,当成膜对象物5通过面对放出孔36的位置期间,从第3靶材21c垂直飞出的溅镀粒子垂直地入射到成膜对象物5。
在成膜对象物5通过第3靶材21c上的放出孔36时,在成膜对象物的表面借助第1、第2靶材21a、21b形成有第1透明导电膜,第3靶材21c的溅镀粒子入射到第1的透明导电膜的表面,不对位于第1透明导电膜的下层的有机薄膜等其他薄膜造成伤害,而能形成第2透明导电膜(在此为ITO薄膜)。
利用被导入真空槽11内的氧气,对第2透明导电膜的构造补充氧。
第3靶材21c与遮蔽板36之间由筒37包围,第3靶材21c的周围被筒37覆盖。
筒37的上端与遮蔽板35接触,在倾斜入射到成膜对象物5的表面的方向上飞行的溅镀粒子被遮蔽板35或筒37遮蔽,不会入射到成膜对象物5,因此能形成电阻率小,透过率高的透明导电膜。
形成第2透明导电膜的溅镀粒子为从第3靶材21c的表面垂直飞出的粒子,比从第1、第2靶材21a、21b入射的溅镀粒子的量要多,故与第1透明导电膜相比,第2透明导电膜的成膜速度较快。
在以第3靶材21c形成第2透明导电膜时,可将氧气导入第2溅镀室17内。
[实验结果]
针对第1、第2靶材21a、21b的间隔T作实验。
使用ITO靶材作为第1、第2靶材21a、21b,第1、第2磁体部件15a、15b使用与第3的磁体部件15c相同构造的磁体,使由玻璃基板构成的成膜对象物5静止而形成ITO薄膜。使成膜对象物5静止而在其表面上形成ITO薄膜。实验结果如下述表1所示。
[表1]
表1靶材间距离与膜附着量
靶材-靶材间距离(mm) | 20 | 40 | 60 | 100 | 150 | 200 |
膜附着量(%) | 5 | 11.6 | 19 | 29 | 36 | 45 |
靶材-靶材间中央位置的磁场强度(高斯) | 850 | 700 | 520 | 300 | 150 | 50 |
表中的「膜附着量」将以ITO构成的第3靶材以相同时间成膜的情况设为100%。
根据上述表1,可知优选将间隔T设为40mm以上、150mm以下。这是因为当对置的间隔T较狭窄时,成膜速率变慢,若靶材间隔过大,则无法有效利用在对置的靶材的空间中产生的磁场。
接下来,由使用上述的溅镀装置10所形成的ITO膜的特性,来决定放出孔32的宽度W的大小。
不设置遮蔽板31及筒33,在第1、第2靶材21a、21b之间的空间的正面位置设置作为成膜对象物的基板,在基板表面形成ITO薄膜。靶材间距离为100mm。在图11~图15中,使成膜对象物5静止而形成ITO薄膜。
首先,图11、12表示形成的ITO薄膜的膜厚分布。
图11及后述的图13、图15的横轴是将基板上的面对于第1、第2靶材21a、21b之间的中央的位置作为0,相对于第1、第2靶材21a、21b垂直的方向的距离,图12及后述的图14的横轴,是将第1、第2靶材21a、21b的宽度方向中央作为0,相对于第1、第2靶材21a、21b平行的方向的距离。
图11为相对于第1、第2靶材21a、21b垂直的方向的膜厚分布,图12为平行方向的膜厚分布。
图11、图12的图绘的数值示于下述表2a、2b。
[表2]
表2a:垂直于靶材的方向(X轴) 表2b:平行于靶材的方向(Y轴)
测定点 | 膜厚() |
180160140120100806040200-20-40-60-80-100-120-140-160-180 | 265290355478813946113112651399139612801130993813672508389277178 |
测定点 | 膜厚() |
140120100806040200-20-40-60-80-100-120-140 | 92797510711200127513271367139613651268117711651139944890 |
X轴方向膜厚分布66.95% Y轴方向膜厚分布22.13%
成膜条件:AC电源 Power 0.97kw(370V,2.78A)
固定成膜,成膜时间:7min,O2:3×10-5Torr
图11、图12及后述的图13~15为将靶材间隔设为100mm、不设置遮蔽板31而使基板静止并成膜时的结果。
从图12可知,与靶材平行的方向的膜厚分布较为均匀。从图11可知,与靶材垂直的方向的膜厚分布虽比平行的方向稍差,但由于成膜对象物一面在与靶材垂直的方向上移动一面成膜,故不会产生问题。
接下来,图13、14表示电阻率分布。
将图13、14的图绘的值,示于下述表3、表4。
[表3]
表3:与搬送路径平行的方向的电阻率等的分布(X轴方向)
As depo | 退火(200℃,1h) | ||||
测定点 | 膜厚() | 薄片电阻(Ω/□) | 电阻率(μΩ·cm) | 薄片电阻(Ω/□) | 电阻率(μΩ·cm) |
180160140120100806040200-20-40-60-80-100-120-140-160-180 | 265290355478813946113112651399139612801130993813672508389277178 | 20701414110686261748343748155957052953163694314371953284037405320 | 5485.54100.63926.34120.45016.24569.24942.56084.77820.47957.26771.26000.36315.57666.69656.69921.211047.610359.89469.6 | 273000389003920481193.5167.7167.7216230206176.7140.5119.6174.54513630322007900002270000 | 723450.0112810.013916.02299.21573.21586.41896.72732.43217.72875.82261.81587.71187.61418.73030.718440.4125258.02188300.04040600.0 |
[表4]
表4:与搬送路径垂直的方向的电阻率等的分布
As depo | 退火(200℃,1h) | ||||
测定点 | 膜厚() | 薄片电阻(Ω/□) | 电阻率(μΩ·cm) | 薄片电阻(Ω/□) | 电阻率(μΩ·cm) |
140120100806040200-20-40-60-80-100-120-140 | 92797510711200127513271367139613651268117711651139944890 | 135198880868362760459158558160764171484611061591 | 12523.89633.08653.78196.07994.38015.18079.08166.67930.77696.87544.68318.19635.910440.614159.9 | 231279205204209189.4197.1212221251291324373428538 | 2141.42720.32195.62448.02664.82513.32694.42959.53016.73182.73425.13774.64248.54040.34788.2 |
由图13可知,与靶材垂直的方向的电阻率以零点为中心,比-80mm以上+80mm以下的范围(靶材间距离T的1.6倍)更远时,电阻率急速增大。
优选地,以零点为中心,-60mm以上+60mm以下的范围(靶材间距离T的1.2倍)时电阻率较小。
在不配置遮蔽板31时,当成膜对象物5接近第1、第2靶材21a、21b时,溅镀粒子也会到达比靶材间距离T的1.6倍范围更为外侧的区域,形成电阻率大的ITO薄膜,其结果,使膜厚方向的电阻值增大。
因此,为了使透明导电膜的电阻率变小,只要以零点为中心,在与靶材垂直的方向上形成靶材间距离T的1.6倍以下(更理想为1.2倍以下)的大小的开口,将此开口作为放出孔32,使溅镀粒子到达成膜对象物5即可。
接下来,图15表示ITO薄膜(膜厚1500)的透过率。将图15的图绘的值示于下述表5。
[表5]
表5:与靶材垂直的方向的透过率分布
测定点(从基板中央起的距离)(mm) | 于550nm的透过率(%) |
-120-100-80-60-40-20020406080100120 | 31456986919394929087654335 |
对于透过率,也以零点为中心,开口的宽度W在-80mm以上+80mm以下的范围内(靶材间距离T的1.6倍),更理想为以零点中心,在-60mm以上+60mm以下的范围内(靶材间距离T的1.2倍)透过率较高。因此,可知若仅使该范围的溅镀粒子到达成膜对象物5,则能形成透过率高的ITO薄膜。
接下来,下述表6表示在由第1、第2靶材21a、21b成膜的ITO薄膜上层叠由第3靶材21c形成的ITO薄膜时的电阻值与透过率。形成温度为室温。
第2磁体部件15a、15b使用与第3磁体部件15c相同构造的磁体。
[表6]
表6:所层叠的ITO薄膜的特性
第1、第2的靶材第3的靶材 | As depo电阻率 | As depo透过率(基板基本λ=550nm) |
10nm90nm | 760μΩcm | 84.5% |
20nm80nm | 830μΩcm | 85% |
30nm70nm | 921μΩcm | 84.4% |
其结果,即使合计膜厚相同,第1导电膜的厚度越薄则电阻值越低。针对伤害,在有机薄膜上以第1、第2靶材21a、21b、第3靶材21c的顺序成膜而形成有机EL元件,调查其发光亮度及发光开始电压。在由第1、第2靶材21a、21b形成与有机层紧贴的第1薄膜时,即使将合计膜厚增加100,200,300,也和利用蒸镀成膜的上部电极膜为同等程度。
在上述实施例中,第1、第2磁体部件15a、15b将相异的磁极朝向靶材的背面,但是本发明不限于此,如图5的第1、第2磁体部件15d、15e所示,也可在第1、第2环状磁体23a、23b的中央配置将相异的磁极朝向靶材的背面的中央磁体24a、24b。
若图6(b)表示磁体部件15d、15e的俯视图,则该磁体部件15d、15e如图4(b)所示,除了包围靶材21a、21b的表面的磁场42之外,在靶材21a、21b的表面上形成具有平行于靶材21a、21b的表面的分量的磁场41a、41b,将靶材21a、21b磁控管溅镀。
又,本发明也可使用其他种类的磁体。举例而言,如图6(c)所示,配置将与第1、第2环状磁体23a、23b相反的磁极朝向第1、第2靶材21a、21b的背面的环状的中央磁体24c、24d。
进而,如图6(d)所示,也可在第1、第2环状磁体23、23b的内侧配置其他的环状的中央磁体25a、25b,并在其更内侧配置直线状的中央磁体26a、26b。
关于第1、第2磁体部件15a、15b(及15d、15e),上述例子中,使其沿与第1、第2靶材21a、21b的长边垂直的方向作一定周期的往复运动,但本发明不限定于此,除了垂直于长边的方向分量之外,也可使其含有沿着长边的方向的分量。举例而言,也可对第1、第1的靶材21a、21b作圆运动或是椭圆运动。
图8(a)~(h)表示第1、第2磁体部件15a、15b沿椭圆形状的移动方向46移动时的相对位置关系图。
在该情况下,第1、第2磁体部件在既定范围内以相同周期反复移动,若错开半个周期,则第1、第2磁体部件15a、15b交替地接近成膜对象物5,故入射到成膜对象物5的溅镀粒子的量被均匀化,成膜对象物5表面的膜厚成为均匀。
在本发明中,成膜对象物5的移动速度为10cm/分~100cm/分。由于第1、第2靶材21a、21b的表面平行,其间隔为100mm左右,故第1、第2磁体部件15a、15b在成膜对象物5通过第1、第1的靶材21a、21b期间进行两个周期以上的移动,由此,再加上将第1、第2磁体部件15a、15b的移动错开半个周期,而更能将对应于第1、第2磁体部件15a、15b的移动的成膜速度的变化平均化。
另外,在上述例子中,将第1、第2靶材21a、21b平行配置,但第1、第2靶材21a、21b也可带有角度,使成膜对象物5通过间隔较宽的侧面的附近。
以上,虽对形成透明导电膜的情况进行了说明,但本发明装置的靶材并不限定为透明导电材料,可以用于使用硅靶材及氧气的氧化硅膜成膜、或使用有硅靶材和氮气的氮化硅膜的成膜等绝缘膜的成膜,或使用有铝等的金属靶材的金属膜的成膜。
Claims (11)
1.一种溅镀装置,其特征在于,包括:
真空槽;
将上述真空槽内真空排气的真空排气系统;
在上述真空槽内导入溅镀气体的溅镀气体导入系统;
在上述真空槽内以表面隔开既定间隔的方式配置的第1、第2靶材;
在成膜对象物的成膜面朝向由上述第1、第2靶材所夹的空间的状态下,以上述成膜对象物通过上述第1、第2靶材的侧方位置的方式沿着上述真空槽内的搬送路径搬送上述成膜对象物的搬送机构;
配置于上述第1、第2靶材与上述搬送路径之间,具有从上述第1、第2靶材放出并在上述搬送路径方向上飞行的溅镀粒子所通过的放出孔的遮蔽物。
2.如权利要求1所述的溅镀装置,其特征在于,
上述成膜对象物在垂直地通过上述第1、第2靶材的表面所处平面的方向上被搬送,
上述放出孔的沿上述搬送路径的方向的宽度为上述第1、第2靶材的表面间的距离的1.2倍以下。
3.如权利要求1所述的溅镀装置,其特征在于,上述第1、第2靶材由透明导电材料构成。
4.如权利要求3所述的溅镀装置,其特征在于,在上述真空槽连接有导入氧气的反应气体导入系统。
5.如权利要求1所述的溅镀装置,其特征在于,
在上述真空槽内,第3靶材配置成表面朝向上述搬送路径,
上述成膜对象物在通过上述第1、第2靶材的侧方位置后,一边对置于上述第3靶材的表面一边通过上述第3靶材。
6.如权利要求5所述的溅镀装置,其特征在于,上述第1、第2、第3靶材由透明导电材料构成。
7.如权利要求6所述的溅镀装置,其特征在于,在上述真空槽连接有导入氧气的反应气体导入系统。
8.一种透明导电膜的制造方法,在真空槽内,由透明导电材料构成的第1、第2靶材以表面隔开既定间隔的方式配置,溅镀上述第1、第2靶材;
沿着上述真空槽内的搬送路径搬送搬送对象物,在上述成膜对象物的成膜面朝向由上述第1、第2靶材所夹的空间的状态下,以通过上述第1、第2靶材的侧方位置的方式沿着上述真空槽内的搬送路径搬送上述成膜对象物;
在上述成膜对象物的成膜面上形成透明导电膜,
其特征在于,在上述第1、第2靶材与上述搬送路径之间配置遮蔽物,使从上述第1、第2靶材放出的溅镀粒子通过形成于上述遮蔽物的放出孔而入射到上述成膜对象物。
9.如权利要求8所述的透明导电膜的制造方法,其特征在于,
在上述真空槽内,由透明导电材料构成的第3靶材配置成表面朝向上述搬送路径,使上述成膜对象物的上述成膜面一边对置于上述第3靶材的表面一边通过上述第3靶材,
在由上述第1、第2靶材形成的透明导电膜表面上层叠由上述第3靶材形成的透明导电膜。
10.如权利要求8所述的透明导电膜的制造方法,其特征在于,
上述成膜对象物在垂直地通过上述第1、第2靶材的表面所处平面的方向上被搬送,
上述放出孔的沿上述搬送路径的方向的宽度为上述第1、第2靶材的表面的距离的120%以下。
11.如权利要求8所述的透明导电膜的制造方法,其特征在于,一边在上述真空槽内导入氧气,一边溅镀上述第1、第2靶材。
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