溅射方法技术

本发明专利技术提供一种薄膜形成方法，在抑制由处理基板的充电所引起的异常放电的同时，防止薄膜形成速度的大幅度增加，能够对大面积的处理基板形成良好的薄膜。向在溅射室１２内与处理基板Ｓ相对并且以规定间隔并列设置的多片靶４１ａ至４１ｈ中分别成对的靶施加电力，并按照规定的频率交替改变极性，将各个靶转换为阳极电极、阴极电极，在阳极电极和阴极电极之间产生辉光放电，形成等离子体气氛，对各个靶进行溅射。在溅射中间歇地使向各个靶施加的功率减少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在处理基板的表面上形成规定的薄膜的，尤其涉及使用交流电源的。
技术介绍
溅射法是在玻璃或硅晶片等的处理基板的表面上形成规定的薄膜的方法之一。这 种溅射法使等离子体气氛下的离子根据要在处理基板的表面上形成薄膜的成分向制作的 靶加速冲击，使溅射粒子(靶原子)飞散，附着、堆积在处理基板的表面上，从而形成规定的 薄膜。近些年来在平板显示器(FPD)的制造工艺中，对大面积的处理基板形成ITO等薄膜 时加以利用。 作为对大面积的处理基板有效地形成一定膜厚的薄膜的装置，已知如下的溅射装置，即，该溅射装置具有在真空腔内与处理基板相对、按相等间隔并列设置的多片相同形状的靶；向并列设置的靶中分别成对的靶施加交流电压、并按照规定的频率交替改变极性的交流电源。并且，在真空腔中导入规定的溅射气体的同时，由交流电源向成对的靶施加电力，将各个靶交替转换为阳极电极、阴极电极，在阳极电极和阴极电极之间产生辉光放电，形成等离子体气氛，对各个靶进行溅射(例如专利文献1)。 专利文献1 :特开2005-290550号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题 在上述采用交流电源的溅射装置中，滞留在靶表面上的充电电荷在被施加了相反 相位的电压时被抵消。因此，即使在使用氧化物等靶的情况下，由靶的充电所引起的异常 放电(弧光放电)也得到了抑制。另一方面，在溅射室内电位上绝缘或浮动状态的处理基 板也充电，但是通常处理基板表面的充电电荷例如被溅射粒子或电离的溅射气体离子所中 和，所以逐渐消失了。 但是，为了提高溅射速度，而使向靶施加的功率变大，或者使靶表面的磁场强度增 强或者提高靶表面附近的等离子体密度的情况下，每单位时间处理基板表面的充电电荷增 加，容易滞留在处理基板的表面上。此外，例如在FPD制作工艺中，在形成有构成电极的金 属膜或绝缘膜的处理基板的表面上形成IT0等透明导电膜的情况下，充电电荷容易滞留在 处理基板表面的绝缘膜上。 充电电荷滞留在处理基板(或在处理基板表面上形成的绝缘膜)上时，有时例如 在处理基板与在该处理基板的边缘部上设置的接地的掩模板的邻接部位，电位差使掩模板 上的充电电荷瞬时漂移，由此产生异常放电(弧光放电)。发生异常放电时，会产生处理基 板表面的膜受到损坏从而使产品不合格、或者产生颗粒等问题，阻碍良好的薄膜的形成。 鉴于上述问题，本专利技术提供一种可以抑制由处理基板的充电所引起的异常放电的 发生、对大面积的处理基板形成良好的薄膜的。 解决问题的手段 为了解决上述问题，权利要求1记载的是在向溅射室内导入工艺气体的同时，向溅射室内与处理基板相对并且以规定间隔并列设置的多片靶中各成对的靶施加电 力，并按照规定的频率交替改变极性，将各个靶交替转换为阳极电极、阴极电极，在阳极电 极和阴极电极之间产生辉光放电，形成等离子体气氛，对各个靶进行溅射，从而在处理基板 的表面上形成规定的薄膜的，其特征在于按照规定的间隔减少向各个靶施加的功率。 根据本专利技术，在溅射中，即使在靶前方电离的电子和溅射所产生的二次电子向处 理基板表面移动而滞留充电电荷，由于按照规定的间隔分别减少向各个靶所施加的功率， 所以在向各个靶所施加的功率减少的状态下，向处理基板移动的电离电子和二次电子的量 减少，且处理基板(或者在处理基板的表面上形成的绝缘膜)的充电电荷由于被溅射粒子 和电离的溅射气体离子所中和等而消失，二者结合，显著抑制了充电电荷在处理基板表面 的滞留。其结果是，可防止伴随着处理基板表面的充电发生异常放电，即使在对表面上形成 了绝缘膜的处理基板进一步形成别的薄膜的情况下，也可以形成良好的薄膜。再有，即使在 向各个靶所施加的功率减少的状态下，由于继续进行溅射以形成薄膜，所以也不会使形成 规定膜厚的薄膜的溅射时间变长。 此外，也可以按照一定的周期对并列设置的全部靶同时进行所述施加功率的减 少。由此，在溅射形成薄膜的过程中，通过减少施加的功率，以定期地形成靠近处理基板的 电离电子和二次电子的量变少的状态，可靠地减少处理基板表面的充电电荷的滞留，确实 防止异常放电的发生。 在本专利技术中，在继续进行溅射以维持进行薄膜的形成状态的同时，为了有效地抑 制充电电荷在处理基板表面的滞留，优选使所述施加功率减少时的功率在通常功率施加时 的5_50%的范围内。 此外，优选将所述施加功率减少时的溅射时间与所述通常功率施加时的溅射时间 的比设定在2以下。所述比例超过2时，溅射时间可能过长。 此外，在本专利技术中，为了有效地抑制充电电荷在处理基板表面的滞留，可以使所述 施加功率减少时的溅射时间大于等于0. 5秒。 此外，用铟和锡的氧化物耙或铟和锡的合金耙作为所述耙，含H20气或H20气和02 作为导入到处理室内的工艺气体，只要在处理基板的表面上形成由铟、锡和氧构成的透明 导电膜，即使例如在FPD制造工艺中，在形成有构成电极的金属膜或绝缘膜的处理基板的 表面上形成IT0等透明导电膜的情况下，也能够通过抑制由绝缘膜的充电所引起的异常放 电的发生而提高产品的合格率。此外，在向各个靶所施加的功率间歇减少时，导入到处理室 内的H^气(反应气体)被提供给处理基板的整个表面而没有被局部消耗，所以防止了透 明导电膜局部微结晶化，得到了更稳定的非晶透明导电膜。 还有，用铟和锌的氧化物靶或铟和锌的合金靶作为所述靶，含02气体作为导入到 处理室内的工艺气体时，也可以在处理基板的表面上形成由铟、锌和氧所构成的透明导电膜。 专利技术效果 如上所述，本专利技术的通过采用了交流电源的溅射，对大面积的处理基板4形成薄膜的情况下，具有抑制由处理基板的充电所引起的异常放电的发生、形成良好的薄 膜的效果。具体实施例方式参照图1， 1是本专利技术的磁控管方式的溅射装置(下面称为"溅射装置")。溅射装 置1例如是流水式的，具有通过旋转泵、涡轮分子泵等真空排气装置(未图示)保持在规定 的真空压力(例如10—5Pa)的真空腔ll，构成溅射室(处理室)12。在真空腔ll的上部设 置基板搬运装置2。该基板搬运装置2具有公知的结构，具有例如在电位浮动状态下保持处 理基板S的托板21 ，使未图示的驱动装置间歇驱动，将基板S依次搬运到与后述的靶相对的 位置上。 此外，在真空室12内，为了防止在对被搬运到与靶相对的位置上的处理基板S形 成薄膜时，溅射粒子附着到托板21的表面等上，在基板搬运装置2与靶之间安装形成了面 向基板S的开口 13a的接地的屏蔽板13。设置将工艺气体导入到真空腔11中或溅射室12 内的气体导入装置3。 气体导入装置3具有例如一端安装在真空腔11的侧壁上的气管31，气体管31的 另一端通过质量流量控制器32与气体源33连通。作为工艺气体，含有由Ar等稀有气体构 成的溅射气体，和在通过反应性溅射形成规定薄膜的情况下，根据要在处理基板S的表面 上形成的薄膜的成分而适当选择的02、 N2或H^等反应性气体。此外，在真空腔11的下侧 设置阴极电极C。 为了能够对大面积的处理基板S有效地形成薄膜，阴极电极C具有与处理基板S 相对等间隔设置的多片(在本实施方式中是8片)靶41a至41h。根据要在基板S表面上 形成的薄膜的成分，各个靶41a至41h由Al、Ti、Mo、铟和锡的氧化物(ITO)或铟和锡的合金 等采用公知的方法制作，例如形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溅射方法，在向溅射室内导入工艺气体的同时，向溅射室内与处理基板相对并且以规定间隔并列设置的多片靶中各成对的靶施加电力，并按照规定的频率交替改变极性，将各个靶交替转换为阳极电极、阴极电极，在阳极电极和阴极电极之间产生辉光放电，形成等离子体气氛，对各个靶进行溅射，从而在处理基板的表面上形成规定的薄膜，其特征在于，在溅射中，按照规定的间隔减少向各个靶施加的功率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：新井真，清田淳也，市桥祐次，小岛雄司，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：JP[日本]