[发明专利]溅射方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在处理基板的表面上形成规定的薄膜的溅射方法，尤其涉及使用交流电源的溅射方法。

背景技术

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

发明内容

发明要解决的问题

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ITO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，本发明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溅射方法。

解决问题的手段

为了解决上述问题，权利要求1记载的溅射方法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溅射方法，其特征在于按照规定的间隔减少向各个靶施加的功率。

根据本发明，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。

在本发明中，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。