[发明专利]薄膜形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用生成的等离子体及供给于该等离子体生成区域的反应气体，在基板上形成薄膜的薄膜形成方法。

背景技术

一直以来，作为对基板形成薄膜的装置，已知通过在相对接近大气压的压力气氛中生成等离子体，使用该等离子体在反应容器内使反应气体活化而堆积于基板上，从而形成薄膜的等离子体CVD。该等离子体CVD中，优选采用向1对平行的电极板间供给高频电力而在电极板间生成等离子体的平行平板型的装置。

与之相对，下述专利文献1中揭示了通过对鼓状的旋转电极施加高频电力或直流电力而生成等离子体，使用该生成的等离子体使所供给的反应气体活化，在基板上形成薄膜的装置及方法。藉此，可以高速且大面积地形成均质的薄膜，从而解决以往的平行平板型的形成大面积的薄膜时无法形成均质的薄膜的问题。

专利文献1：日本专利第3295310号公报

发明的揭示

另外，专利文献1的装置中，在旋转电极和基板之间的间隙窄的部分(最窄的间隙的宽度在1mm以下)生成等离子体，使用该生成的等离子体活化反应气体来形成薄膜，所以形成薄膜的区域局限于旋转电极和基板之间的间隙最窄的部分的附近。因此，必须在使基板相对于旋转电极移动搬运的同时形成薄膜。基板的移动搬运由电动机等驱动装置控制，移动搬运时的轻微振动就会使旋转电极和基板之间的间隙变动，存在因该变动而无法形成均质的薄膜的问题。此外，为了高效地生成等离子体而使上述间隙变窄的情况下，还产生旋转电极因振动等细微的变化而接触到基板的问题。

另一方面，如果加大旋转电极和基板之间的间隙来避免上述问题，则被等离子体活化了的反应气体相互反应而生成的微粒大量产生，附着在形成于基板的薄膜上，产生无法形成凹凸小的光滑的均质薄膜的问题。实际上，即使加大旋转电极和基板之间的间隙，专利文献1的薄膜形成方法也遇到该问题无法获得均质的膜。

于是，为了解决上述问题，本发明的目的在于提供即使将旋转电极和基板之间的间隙设定得比以往宽，也可以抑制上述微粒的产生，且薄膜的均质化中上述间隙的变动的影响小的薄膜形成方法。

本发明提供的薄膜形成方法是通过在900hPa以上的压力气氛中向旋转中心轴相对于基板平行的圆筒状的旋转电极供给电力，从而在所述旋转电极和基板之间的间隙中生成等离子体，使用生成的等离子体，通过所供给的反应气体的化学反应而在基板上形成薄膜的薄膜形成方法，其特征在于，所述旋转电极和基板之间的间隙宽度为2mm～7mm，向所述旋转电极供给频率为100kHz～1MHz的高频电力。

这时，所述频率较好是300kHz～800kHz。

本发明中，旋转电极和基板之间的间隙宽度是指所述旋转电极和基板之间的间隙中，间隙最窄的部分(以下也称间距)。

本发明中，所述旋转电极和基板之间的间隙宽度较好是3mm～5mm。

作为所述薄膜，较好是形成金属氧化膜。这时，所述金属氧化膜较好是选自SiO₂、TiO₂、ZnO和SnO₂的1种以上的氧化膜，所述金属氧化膜更好是SiO₂或TiO₂的氧化膜。

此外，形成薄膜的基板可以例举例如具有透明性的玻璃板，但并不局限于此。

此外，所述薄膜形成方法中，较好是在将所述基板相对于所述旋转电极沿与旋转中心轴大致垂直的方向移动搬运的同时，在所述基板上形成薄膜。

本发明中，通过向旋转电极供给频率为100kHz～1MHz的高频电力，与以往的13.56MHz或60MHz等频率更高的高频电力相比，生成的等离子体的密度下降。因此，即使在将旋转电极和基板之间的间隙设定得比以往宽的情况下，也可以抑制被等离子体活化了的反应气体相互反应而生成的大量微粒的产生。其结果是，可以在基板上形成凹凸少的均质薄膜。此外，通过向旋转电极供给频率为100kHz～1MHz的高频电力，即使在将旋转电极和基板之间的间隙设定得比以往宽的情况下，在等离子体中被活化的反应种(反応種)可以不以气相被消耗而达到基板，所以微粒的产生得到抑制。因此，即使在将旋转电极和基板之间的间隙设定得比以往宽的情况下，也可以形成凹凸少且均质的薄膜。