磁控溅射装置及使用该磁控溅射装置的成膜方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种当在有机层表面形成透明导电氧化物膜时，可尽量抑制有机层受损的磁控溅射装置(SM1)。阴极单元Sc具有在X轴方向上以规定间隔并列设置的筒状靶(Tg1、Tg2)，设置有分别旋转驱动筒状靶围绕Y轴旋转的驱动装置(Db1、Db2)，且磁铁单元(Mu1、Mu2)分别装配在各筒状靶内，成对的磁铁单元各自具有中央磁铁(5a)和周边磁铁(5b)，在筒状靶和成膜面之间的空间内形成隧道状的磁场(Mf)，成对的磁铁单元各自被配置为使得当在成膜对象物(Sw)相对于阴极单元静止相对向的状态下成膜时，在经过成膜面内薄膜厚度最厚位置的Z轴上Z轴分量的磁场强度为零。场强度为零。场强度为零。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁控溅射装置及使用该磁控溅射装置的成膜方法


[0001]本专利技术涉及一种具备阴极单元的磁控溅射装置及使用该磁控溅射装置的成膜方法，其中该阴极单元在真空室中与成膜对象物的成膜面相对配置，更具体地说，涉及适用于在顶部发射型有机EL装置的制造工序中，在有机层表面形成作为阴极电极的透明导电氧化膜的装置和方法。

技术介绍

[0002]顶部发射型有机EL显示装置是将有机层中产生的光是从层积在其上表面的阴极电极侧提取的构造，因此要求阴极电极具有透明度。作为这样的阴极电极，尝试了使用例如包括ITO和IZO这类氧化铟系氧化物膜的透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide)薄膜。在形成透明的导电氧化膜时，不仅要有高透明度和导电性，而且重要的是怎样能在不损坏有机层的情况下形成薄膜，同时还要求高生产率。在这种情况下，可考虑使用磁控溅射装置来进行透明导电氧化物膜的成膜。
[0003]上述类型的磁控溅射装置是例如在专利文件1中已知的。该装置具有真空室，真空室中设置有在一个方向上运输成膜对象物(例如在一侧的表面上形成了有机层的玻璃基板)的基板运输装置。这里，设置成膜对象物的移动方向是X轴方向，成膜对象物的成膜面(即有机层表面)内与X轴正交的方向是Y轴方向，与X轴和Y轴正交的方向是Z轴方向，在真空室中还配置有旋转式阴极单元，其与以规定速度移动的成膜对象物在Z轴方向相对配置。在下文中，以从靶到成膜对象物的方向为上。
[0004]阴极单元具备长边在Y轴方向上的两个筒状靶，其在X轴方向上以规定间隔并列设置，并设有驱动装置，其分别旋转驱动各筒状靶围绕Y轴旋转，且各筒状靶内分别装配了磁铁单元。各成对的磁铁单元具有长边在Y轴方向的中央磁铁和围绕该中央磁铁周围的周边磁铁，在筒状靶和成膜面之间的空间内形成隧道状的磁场。在这种情况下，各磁铁单元的中央磁铁被安排为使其成膜面侧的极性彼此一致。通常情况下，一对筒状靶并排安装时X轴方向的间距和分别从各筒状靶内装配的各磁铁单元泄漏的磁场强度都被适当地设计为：当使成膜对象物相对于阴极单元静止相对向并在成膜面上形成了规定薄膜时，在各筒状靶的Y轴线之间的中点向成膜对象物的投影位置上，薄膜厚度达到最大，并且在X轴方向上薄膜厚度分布的均匀性良好。
[0005]当通过上述磁控溅射装置在成膜面上形成透明导电氧化膜时，将稀有气体(或稀有气体和氧气)导入真空气氛中的真空室内，以规定速度绕Y轴旋转筒状靶，并根据靶的类型向各筒状靶施加脉冲状的直流电力或高频电力。然后，在真空室内，在各筒状靶和成膜面之间的空间中形成等离子体，各靶材被等离子体中稀有气体的离子溅射，根据规定的余弦定理从各筒状靶飞散出的溅射粒子堆积附着到以规定的速度在X轴方向上运输的成膜对象物的成膜面上，形成透明导电氧化膜。然而，使用上述结构的磁控溅射装置，在有机层表面以规定薄膜厚度形成透明导电氧化物膜(例如IZO膜)，并且测量其光致发光强度(PL强度)时，发现特别是在薄膜厚度最厚的位置处与形成透明导电氧化膜前的有机层单体相比下降
率增大，此后透明导电氧化膜的成膜导致有机层受损。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本专利公开2019
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218604号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的技术问题
[0010]鉴于上述情况，本专利技术要解决的技术问题是提供一种当在有机层表面形成透明导电氧化物膜时，可尽量抑制有机层受损的磁控溅射装置和成膜方法。
[0011]解决技术问题的手段
[0012]为了解决上述技术问题，具有在真空室中与成膜对象物的成膜面相对配置阴极单元的本专利技术的磁控溅射装置，其特征在于：以成膜面内彼此正交的方向为X轴方向和Y轴方向，以与X轴和Y轴正交的方向为Z轴方向，以从阴极单元朝成膜面的方向为上，阴极单元具备长边在Y轴方向上的至少一对筒状靶，其在X轴方向上以规定间隔并列设置；设有驱动装置，其分别旋转驱动筒状靶围绕Y轴旋转，且各筒状靶内分别装配有磁铁单元；成对的磁铁单元各自具有长边在Y轴方向的中央磁铁和围绕该中央磁铁周围的周边磁铁，在筒状靶和成膜面之间的空间内形成隧道状的磁场，成对的磁铁单元各自被配置为使得当在成膜对象物相对于阴极单元静止相对向的状态下成膜时，在经过成膜面内薄膜厚度最厚位置的Z轴上磁场的Z轴分量的磁场强度为零。
[0013]在本专利技术中，所述成对的磁铁单元各自可实现下述结构：一方的磁铁单元的中央磁铁和另一方的磁铁单元的中央磁铁的所述空间侧的极性彼此不同，并且根据各中央磁铁，所述周边磁铁的处理面侧的极性不同，以各磁铁单元的中央磁铁上表面与所述成膜面相对的姿态为基准姿态，如果分别配置为从基准姿态向相对于Z轴以规定角度彼此相面对的方向倾斜的倾斜姿态的话，则通过成膜面内薄膜厚度最厚位置的Z轴上磁场的Z轴分量的磁场强度为零。
[0014]根据上述情况，证实了通过将经过薄膜厚度最厚位置的Z轴上Z轴分量的磁场强度设置为零，可以抑制相对于形成透明导电氧化膜之前的有机层单体PL强度的下降率。因此，当使用本专利技术的磁控溅射装置在有机层表面形成透明导电氧化膜时，可尽量抑制有机层受损。此外，在本专利技术中，"零"完全没有限定而仅作为绝对值表示小的数值，并不一定意味着完全为零。
[0015]在本专利技术中，成对的磁铁单元倾斜时的规定角度不需要在磁铁单元之间同等设置，而是可以在考虑薄膜厚度分布等情况下适当设置，但角度需要设置在15度
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60度的范围内。小于15度的角度不能尽量抑制有机层受损，而在大于60度的角度会产生在成膜面的成膜速率显著降低的问题。再有，可采取还具有移动装置的结构，所述移动装置使所述移动阴极单元和所述成膜对象物中的至少一方在X轴方向上以规定速度相对移动。由此，确认可进一步抑制相对于形成透明导电氧化膜之前的有机层单体的下降率。
[0016]为了解决上述技术问题，用于在真空气氛中的真空室内对阴极单元的靶材进行溅射而在与其相对配置的成膜对象物的成膜面上成膜的本专利技术的成膜方法，其特征在于：以成膜面内彼此正交的方向为X轴方向和Y轴方向，以与X轴和Y轴正交的方向为Z轴方向，以从
阴极单元朝成膜面的方向为上，作为阴极单元使用的装置，具备：长边在Y轴方向上的至少一对筒状靶，其在X轴方向上以规定间隔并列设置；以及分别装配在各筒状靶内的磁铁单元；成对的磁铁单元各自具有长边在Y轴方向上的中央磁铁和围绕该中央磁铁周围的周边磁铁，在筒状靶和成膜面之间的空间内形成隧道状的磁场，使用的成对的磁铁单元使得当在成膜对象物相对于阴极单元静止相对向的状态下成膜时，在经过成膜面内薄膜厚度最厚位置的Z轴上磁场的Z轴分量的磁场强度为零，并包括下述工序：第一工序，在不使阴极单元和成膜对象物相对的第一退避位置处，旋转驱动各筒状靶并对各筒状靶施加电力而溅射各靶的外表面；第二工序，使阴极单元和成膜对象物中的至少一方以规定速度在X轴方向上相对移动，在各靶和成膜面相对的期间内从各靶飞散的溅射粒子堆积附着在成膜面上成膜；以及第三工序，当阴极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种磁控溅射装置，具备在真空室中与成膜对象物的成膜面相对配置的阴极单元，所述磁控溅射装置的特征在于：以成膜面内彼此正交的方向为X轴方向和Y轴方向，以与X轴和Y轴正交的方向为Z轴方向，以从阴极单元朝成膜面的方向为上，阴极单元具备长边在Y轴方向上的至少一对筒状靶，其在X轴方向上以规定间隔并列设置；设有驱动装置，其分别旋转驱动筒状靶围绕Y轴旋转，且各筒状靶内分别装配有磁铁单元，成对的磁铁单元各自具有长边在Y轴方向的中央磁铁和围绕该中央磁铁周围的周边磁铁，在筒状靶和成膜面之间的空间内形成隧道状的磁场，成对的磁铁单元各自被构成为使得当在成膜对象物相对于阴极单元静止相对向的状态下成膜时，在经过成膜面内薄膜厚度最厚位置的Z轴上磁场的Z轴分量的磁场强度为零。2.根据权利要求1所述的磁控溅射装置，其特征在于：所述成对的磁铁单元各自配置为：一方的磁铁单元的中央磁铁和另一方磁铁单元的中央磁铁在所述空间侧的极性彼此不同，并且根据各中央磁铁而所述周边磁铁的处理面侧的极性不同，以各磁铁单元的中央磁铁上表面与所述成膜面相对的姿态为基准姿态，以从基准姿态相对于Z轴以规定角度向彼此相面对的方向倾斜的倾斜姿态配置。3.根据权利要求2所述的磁控溅射装置，其特征在于：所述规定角度在15度
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60度的范围内。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的磁控溅射装置，其特征在于：还具有移动装...

【专利技术属性】
技术研发人员：松崎淳介，氏原祐辅，长谷川丈之，大久保裕夫，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：