本發(fā)明涉及濺射裝置。

背景技術：

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性濺射的過渡模式下的高速成膜。

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

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2006-124811號公報

但是，在針對于大面積基板采用專利文獻1所述的PEM控制方法來進行反應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光導入部(例如準直器)，在各光導入部分別連接發(fā)光強度檢測器(分光器、光電子倍增管、光電倍增管(Photomultiplier Tube)等)，并對每個檢測器獨立地設置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)光強度來調(diào)整反應性氣體的供給量的下位PC(個人計算機)和與下位PC連接的MFC(massflow controller：質(zhì)量流量控制器)構成。此外，在圖1中，設置有用于統(tǒng)括下位PC的上位PC。

并且，由于在各檢測器之間存在個體差(靈敏度差)，因此需要進行各檢測器間的個體差修正，控制系統(tǒng)及控制軟件容易復雜。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。

技術實現(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行過渡模式下的成膜時能夠針對多個光導入部采用一個發(fā)光強度檢測器和一個控制機構來進行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，其設置有靶材；氣體供給部，其向真空室內(nèi)供給氣體；發(fā)光強度檢測器，其對形成膜時產(chǎn)生的等離子體的發(fā)光強度進行檢測；多個光導入部，其將所述等離子體的光導入到所述發(fā)光強度檢測器；和切換開關部，其用于將所述發(fā)光強度檢測器選擇性地與所述多個光導入部中的任一個連接。

發(fā)明效果

由于本發(fā)明如上構成，因此成為在針對大面積基板進行過渡模式下的成膜時能夠針對多個光導入部采用一個發(fā)光強度檢測器和一個控制機構來進行PEM控制的濺射裝置。

標號說明

1 真空室

2 被成膜部件

3 陰極

4 氣體供給部

5 發(fā)光強度檢測器

6 光導入部

7 切換開關部

8 CPU部

14 校正光源

15 吹掃用氣體導入部

16 控制機構

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)選的一個實施例的裝置的概略說明圖。

圖3是光導入部(準直器)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的光導入部(準直器)的放大概略說明圖。

具體實施方式

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

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

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

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

[實施例]

根據(jù)附圖對本發(fā)明的具體的實施例進行說明。

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

具體而言，在本實施例中，如圖2所示，是如下結構：設置有一對旋轉(zhuǎn)陰極3和用于供給反應性氣體的三個氣體供給部4(氣體噴頭)，所述一對旋轉(zhuǎn)陰極3沿與通過搬送機構搬送的被成膜部件2的搬送方向垂直的方向設置，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設置有多個氣體排出口，并且，沿旋轉(zhuǎn)陰極3而與各氣體噴頭對應地設置有三個作為光導入部6的準直器。無需一定在每個氣體供給部4設置光導入部6，但由于通過在每個氣體供給部設置光導入部6而容易對由各氣體供給部4供給的氣體適當?shù)剡M行控制，因此是優(yōu)選的。

氣體噴頭分別設置在旋轉(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，利用這樣的結構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)選形成如下結構：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)光強度檢測器5導入的光導入部6經(jīng)由切換開關部7而通過光纖被連接于作為發(fā)光強度檢測器5的分光器。具體而言，對切換開關部7進行切換控制，以使所述光導入部6分別經(jīng)光纖而被連接于輸入側的多個切換端子(在圖1中是1ch～3ch(通道))，所述發(fā)光強度檢測器5經(jīng)光纖而被連接于輸出側公共端子，選擇將所述等離子體發(fā)出的光導入的所述光導入部中的任一個。

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)下將設置部位的發(fā)光狀態(tài)向發(fā)光強度檢測器5引導，光導入部6優(yōu)選具有準直結構。如圖3所示，本實施例的光導入部6具有準直結構，所述準直結構設置有導入部件和準直透鏡，所述導入部件具備貫通孔，所述準直透鏡將等離子體發(fā)出的光向貫通孔的內(nèi)部朝向光纖導入。導入部件設置有吹掃用氣體導入部15，所述吹掃用氣體導入部15用于導入吹掃用氣體，所述吹掃用氣體防止濺射形成的膜附著于準直透鏡和導入部件的內(nèi)周面。吹掃用氣體導入部15由Ar氣體導入管和節(jié)流閥構成，所述Ar氣體導入管的一端與設置于導入部件的內(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氣體導入管進行開閉。因此，通過在成膜時調(diào)整節(jié)流閥而將Ar氣體噴射到導入部件內(nèi)，由此能夠抑制成膜材料侵入到光導入部6內(nèi)。

通過控制機構16進行切換開關部7的切換控制。該控制機構16由通常的PC(個人計算機)的CPU(中央處理器)部8和控制部9構成。通過CPU部8同時進行上述切換開關部7的切換控制及操作轉(zhuǎn)速/方向控制部12進行的旋轉(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的反應性氣體的供給量進行控制以使由發(fā)光強度檢測器5檢測出的發(fā)光強度成為預先設定的發(fā)光強度時，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。

在本實施例中，構成為：根據(jù)預先設定的切換時間自動地按規(guī)定的巡回周期反復地進行切換控制。具體而言，如圖4所示構成切換開關部7、CPU部8和控制部9，以按Tsec周期進行借助于各發(fā)光強度檢測器5的檢測。

即，例如，在將切換開關部7切換到1通道后，在t₁sec從發(fā)光強度檢測器5取得發(fā)光強度，將該發(fā)光強度值轉(zhuǎn)送至控制部9，進行PEM控制，設定下一周期(Tsec)的MFC1通道的流量值。關于其它通道也依次地同樣進行(另外，在本實施例中t₁＝t₂＝t₃)。因此，在本實施例中按Tsec周期進行PEM控制，確認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)光強度檢測器5導入的所述光導入部6，從而能夠通過一個所述發(fā)光強度檢測器5檢測出設置有多個所述光導入部6的多個位置處的所述等離子體的發(fā)光強度。

此外，在本實施例中，構成為，將校正光源14連接于切換開關部7的切換端子(4通道)，從而能夠?qū)⒃撔Ｕ庠?4和所述發(fā)光強度檢測器5連接起來，通過借助于發(fā)光強度檢測器5檢測來自校正光源14的光，從而能夠進行發(fā)光強度檢測器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)光強度檢測器5的老化導致的靈敏度誤差并進行修正。此外，本實施例的切換開關部7具備對測量值設定修正范圍并在測量值處于修正范圍外時發(fā)出警報以催促確認的警報功能。

另外，例如，也可以如圖5、圖6所示的另一示例1那樣構成為：檢測出包括光導入部6在內(nèi)的光路整體的靈敏度誤差并進行靈敏度修正。具體而言，也可以構成為：以對置的方式配置光導入部6和光射出部17，能夠?qū)⒐鈱氩?與發(fā)光強度檢測器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、光導入部16而被導入到發(fā)光強度檢測器5。在該情況下，如圖6所示，在每個通道成對地配置光射出部17和光導入部6。此外，在另一示例1中也與上述同樣地為如下結構：切換開關部7具備對測量值設定修正范圍并在測量值處于修正范圍外時發(fā)出警報以催促確認的警報功能。由此，能夠檢測出系統(tǒng)整體的靈敏度誤差以進行靈敏度修正。

此外，上述控制機構16也可以為如下結構：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性氣體而自動取得當時的指定波長的發(fā)光強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，從而能夠預先得知在進行過渡模式下的成膜時的大致的反應氣體供給量。

另外，本實施例使用了旋轉(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是如下結構：使周面設置有多個被成膜部件2的滾筒旋轉(zhuǎn)，并且在真空室1內(nèi)表面的三處分別設置陰極3(靶材)以進行成膜。在圖7中，構成為這樣：在三個靶材的附近位置分別配置光導入部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，標號13是由控制部9進行控制的陰極3的電源。其余與本實施例相同。

在使用上述實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，通過一個發(fā)光強度檢測器在多處依次地檢測等離子體的發(fā)光強度，并調(diào)整氣體流量，以使得檢測結果成為規(guī)定的發(fā)光強度。另外，也可以在膜形成前進行調(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，作為光導入部6的另一示例3，還優(yōu)選的是，具有如圖8所示的準直結構，以便在設置部位的發(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)光強度檢測器5引導。如圖8所示，本另一示例3的光導入部6具有導入部件和連接部22，所述導入部件具有貫通孔20，所述連接部22與將等離子體的光向所述發(fā)光強度檢測部引導的光纖連接，貫通孔20的靠所述連接部側的直徑小于所述等離子體的光入射的一側的直徑。并且，在貫通孔20與連接部22之間設置有防附著部件21。更具體而言，光導入部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，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，在光導入部6設置有吹掃用氣體導入部15，所述吹掃用氣體導入部15用于導入吹掃用氣體，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。吹掃用氣體導入部15由Ar氣體導入管和節(jié)流閥構成，所述Ar氣體導入管的一端與設置于導入路的內(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氣體導入管進行開閉。因此，通過在成膜時調(diào)整節(jié)流閥以將Ar氣體噴射到光導入部6內(nèi)，從而能夠抑制成膜材料侵入到光導入部6內(nèi)。

另外，本發(fā)明不限于本實施例，各構成要素的具體結構可適當?shù)卦O計。