[发明专利]片状等离子体发生装置及使用它的成膜方法和成膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种片状等离子体发生装置、以及使用该片状等离子体发生装置的成膜装置和成膜方法，涉及适合例如等离子体显示面板的制造等在大面积的基板上形成膜的成膜装置及成膜方法。

背景技术

近年来，对液晶显示装置(本说明书中有时用“LCD”表示)、等离子体显示装置(本说明书中有时用“PDP”表示)等显示用大型基板的批量生产有强烈的需求。

当向LCD、PDP等的显示用的大面积基板形成透明导电膜ITO、前面板电极保护层即MgO等的薄膜时，伴随着生产量的增加、高精细面板化，作为代替EB蒸镀法和溅射法的成膜法，离子镀膜法被人们所关注。离子镀膜法具有高成膜率、高密度的膜质形成、大工艺容限这样的种种优点，并且通过用磁场控制等离子体束能够进行对大面积基板的成膜。其中，尤其是，将空心阴极式离子镀膜法用作对显示用的大面积基板的成膜被人们所期待。

这种空心阴极式离子镀膜法中，有在等离子体源上采用了浦本上进先生开发的UR式等离子体枪的方法(日本专利第1755055号公报)。该UR式等离子体枪，由空心阴极和多个电极构成，导入Ar气体生成高密度的等离子体，用不同的4种磁场使等离子体束的形状、轨道变化，导向成膜室。即，使用等离子体枪生成的等离子体束在由片化磁体形成的磁场之中通过，该片化磁体是由在与该等离子体束的行进方向垂直的方向上延伸、对置且互相平行地配置而成对的永磁体构成的。由此，使该等离子体束变形为片状，形成扁平地展宽的片状的等离子体束。

将该扁平地展宽的片状的等离子体束大范围地照射到蒸发材料托盘上的蒸发材料上的技术也被开发过(日本特开平9-78230号公报)。由此，利用被片化的等离子体束将等离子体大范围地照射到蒸发材料托盘上的蒸发材料例如MgO上，所以可以使蒸发源宽度增大，能够在宽度大的基板上成膜。

采用图11、图12说明利用这样的现有的成膜装置100的成膜方法的一例。图11是说明现有的成膜装置的一例的概要侧面图，图12是其概要平面图。从图11中箭头X方向看到的就是图12所示的状态，从图12中箭头Y方向看到的就是图11所示的状态。

在成膜装置100的可真空排气的成膜室30内的下部，配备了容纳蒸发材料(例如MgO)31的蒸发材料托盘32。在成膜室30内的上部，与蒸发材料托盘32对置地配置有进行成膜处理的基板33(例如，显示用大型基板)。而且，在基板33上连续地形成膜透明导电性膜ITO或MgO膜时，利用未图示的基板夹具隔开预定的距离，如箭头43那样地连续输送基板33。

图11、图12所示的实施方式中配置于成膜室30的外侧的等离子体枪20，由空心阴极21和电极磁体22及电极线圈23构成，如图11所示地，它们沿基本水平的轴以同轴进行配置。另外，也有将等离子体枪20设置在成膜室30内的情况。

用于将等离子体束25引向成膜室30的集束线圈26被设置于电极线圈23的下游侧(等离子体束行进的方向)。

集束线圈26的更下游侧配置有片化磁体，该片化磁体是由在与该等离子体束的行进方向垂直的方向上延伸、对置且互相平行地配置而成对的永磁体构成的。如上所述地向成膜室30行进的等离子体束25，通过由该片化磁体形成的磁场之中，在通过这里的期间，形成扁平的被片化的片状等离子体束28。配置一组或多组片化磁体。图11、图12所示的现有例中，配置了两组片化磁体29、29。

另外，在图11、图12所示的现有例中把片化磁体29配置在成膜室30的内部，但有时也把片化磁体29配置在成膜室30的外部。

进行对基板33的成膜时，在蒸发材料托盘32上配置蒸发材料31。并将要进行成膜处理的基板33保持于未图示的基板夹具上。将真空室30内部如箭头42所示地排气，形成预定的真空度，并且如箭头41所示地向真空室30内供给反应气体。

以这个状态，如箭头40所示向等离子体枪20导入氩(Ar)等的等离子体用气体。用等离子体枪20生成的等离子体束25，被由集束线圈26形成的磁场集束，一边在特定的范围内有展宽性例如如图4(a)、图5(a)所示地展宽为有特定直径的圆柱状，一边被引至真空室30内。然后，分别通过由两组片化磁体29、29分别形成的磁场之中。通过各组片化磁体29、29时，分别被变形，成为扁平的被片化的片状等离子体束28。

该片状等离子体束28，因蒸发材料托盘32下方的阳极磁体34所生的磁场而偏转，被引入至蒸发材料31上，加热蒸发材料31。其结果，加热后的部分的蒸发材料31蒸发，到达被未图示的基板夹具保持、向箭头43方向移动着的基板33，在基板33的表面形成膜。