[发明专利]等离子体成膜装置与膜制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体成膜装置，更具体地，涉及偏转等离子体束以将它引到蒸发材料上的类型的等离子体成膜装置。

背景技术

近年来，用于诸如LCD(液晶显示器)、PDP(等离子体显示面板)等的大屏幕显示器件的大面积基板上的诸如透明导电膜ITO、前面板电极保护层(例如MgO或氧化镁)等的薄膜的产量增大。随着对高分辨率面板的需求增大，离子镀(ion plating)方法作为代替电子束(EB)成膜方法或溅射方法的成膜方法吸引了注意。离子镀方法不仅能够实现高的成膜速度、高密度膜的形成与大的处理裕度(margin)，而且使得能够通过由磁场控制等离子体束而在大面积基板上成膜。

在具有这样的优点的离子镀方法中，对于在用于显示器的大面积基板上的成膜，中空阴极型离子镀方法特别有前景。在采用中空阴极型离子镀方法的成膜装置中，Ar气被引入到包含中空阴极和多个电极的等离子体枪以产生高密度等离子体。在使用磁场改变等离子体束的形状和轨道之后，将等离子体束引导到成膜腔。由等离子体枪产生的等离子体束在垂直于等离子体束照射(irradiation)方向的方向上延伸，并且穿过由磁体产生的磁场，所述磁体由彼此平行地布置的相对的永磁体形成。

等离子体束照射方向是穿过等离子体枪的中心并且平行于蒸发材料盘的上表面的图1中箭头Z的方向，并且是指等离子体束被偏转之前它从等离子体枪被发射的照射方向。因此，穿过磁场的等离子体束形成片状的薄的扩展的等离子体束。以这种方式，利用引入(pull-in)磁体，等离子体束能够在宽范围上照射蒸发材料盘上的蒸发材料(例如MgO)。这也能够在宽范围内使蒸发材料加热和蒸发，以在大宽度基板上形成膜(参见日本专利公开第9-78230号)。

近年来，对于作为代替传统阴极射线管型显示器件的平的大屏幕显示器件的LCD和PDP的需求急剧增大。迫切需要进一步改进LCD和PDP的生产率。当要采用上述中空阴极型离子镀方法以在用于这样的大屏幕显示器件的大面积基板上形成薄膜时，必须增大要被注入(inject)到蒸发源的等离子体束的功率，从而增大成膜速度。

发明内容

本发明要解决的问题

但是，当增大等离子体束的注入功率时，可能从用等离子体束照射的蒸发材料未预料地产生被称为飞溅物(splash)的滴状或微细的固体散射物(scattering)(蒸发材料)。

注入功率越高以增大成膜速度，则飞溅物的产生量就越大。功率增大的等离子体束的能量集中在蒸发材料的照射部分上。这可能导致诸如在照射部分处的突沸(bumping)的现象，从而导致飞溅物。因此，在传统的等离子体成膜装置中，如果在成膜期间由飞溅物导致的散射物附着到基板的表面，那么它们可能被不期望地沉积在已经形成的孔和槽中或者在其他图案上，以形成空隙和任何其他的缺陷配线。因此，这显著地降低显示装置的质量。

解决问题的手段

考虑到上述问题而作出了本发明，且本发明将防止飞溅物出现而不降低成膜速度作为其目的。

为了实现上述目的，根据本发明，提供一种等离子体成膜装置，其具有发射等离子体束的等离子体枪、和将磁场施加到从等离子体枪发射的等离子体束以将等离子体束的束截面变形成几乎矩形或椭圆形形状的磁体，所述装置包括：

多个磁体单元，其偏转其束截面被变形的等离子体束，以用被偏转的等离子体束来照射照射靶，

其中，要被布置在照射靶的表面的下后侧(lower backside)的第一磁体和具有与第一磁体的磁极相同的磁极的第二磁体被布置在磁体单元中，使得第一磁体和第二磁体排列(line up)成彼此间隔开。

根据本发明的等离子体成膜装置，第一磁体和第二磁体沿等离子体束的照射方向排列。

根据本发明的等离子体成膜装置，第一磁体和第二磁体通过磁轭(yoke)排列。

根据本发明的等离子体成膜装置，第一磁体和第二磁体通过第三磁体排列，所述第三磁体布置在照射靶的表面的下后侧，并且具有与第一磁体和第二磁体的磁极不同的磁极。

根据本发明的等离子体成膜装置，第一磁体和第二磁体中被布置得离等离子体枪最远的磁体产生最强的磁场。

根据本发明的等离子体成膜装置，第一到第三磁体具有四边棱柱(quadrangular prismatic)形状。

根据本发明的制造要被形成在基板上的膜的方法，所述方法包括：