溅射源和溅射装置

摘要

本发明的目的在于不破坏有机薄膜表面地在其上形成溅射膜。在配置了靶(113a)的筒状侧壁(103)的开口中配置有粒子通路(130a)，在其两侧配置有第1、第2捕集磁铁(121a、122a)，在粒子通路(130a)中形成磁力线。在欲通过粒子通路(130a)的喷溅粒子中，只有中性粒子直行，因此，在成膜对象物的有机薄膜表面上形成溅射膜。由于带电粒子、电子因磁力线的作用而其飞行方向弯曲，不会到达有机薄膜表面上，所以对有机薄膜的破坏较小。

权利要求

1.一种溅射源，具有筒状侧壁，配置在所述筒状侧壁内、由所述筒状侧壁包围的靶，从所述靶放出的喷溅粒子从所述筒状侧壁一端的开口向所述筒状侧壁的外部放出，其特征是，具有遮蔽所述开口的一部分的盖部，以及磁力线形成部；

所述磁力线形成部具有第1、第2捕集磁铁；

在所述盖部和所述筒状侧壁前端之间形成有作为喷溅粒子通过的间隙的粒子通路；

所述第1捕集磁铁设置在所述盖部；

所述第1、第2捕集磁铁配置成不同的磁极将所述粒子通路夹在其间；

通过所述磁力线形成部，在所述开口附近的所述喷溅粒子通过的位置上形成有磁力线；

所述喷溅粒子中所包含的带电粒子在向所述筒状侧壁的外部放出时，其飞行方向因所述磁力线而弯曲。

2.如权利要求1所述的溅射源，其特征是，上述喷溅粒子通过所述第1、第2捕集磁铁之间，向上述筒状侧壁的外部放出。

3.如权利要求1所述的溅射源，其特征是，具有多个孔的过滤器配置在上述开口中，上述喷溅粒子通过上述孔向上述筒状侧壁的外部放出。

4.如权利要求3所述的溅射源，其特征是，上述过滤器具有导电性，上述过滤器连接在与配置了上述溅射源的真空槽相同的电位上。

5.如权利要求1所述的溅射源，其特征是，上述靶至少具有两个；

所述两个靶是使溅射面相向地沿着上述筒状侧壁的壁面配置的；

上述开口位于所述各靶的侧方。

6.一种溅射装置，在真空槽内配置有溅射源，通过所述溅射源，在送入所述真空槽内的成膜对象物上形成薄膜，其特征是，所述溅射源具有筒状侧壁，配置在所述筒状侧壁内、由所述筒状侧壁包围的靶，遮蔽所述筒状侧壁一端的开口的一部分的盖部，以及磁力线形成部；

所述磁力线形成部具有第1、第2捕集磁铁；

在所述盖部和所述筒状侧壁前端之间形成有作为喷溅粒子通过的间隙的粒子通路；

所述第1捕集磁铁设置在所述盖部；

所述第1、第2捕集磁铁配置成不同的磁极将所述粒子通路夹在其间；

从所述靶放出的喷溅粒子从所述开口向所述真空槽内放出；

通过磁力线形成部，在所述开口附近的所述喷溅粒子通过的位置上形成有磁力线；

所述喷溅粒子中所包含的带电粒子在向所述真空槽内放出时，其飞行方向因所述磁力线而弯曲。

7.如权利要求6所述的溅射装置，其特征是，上述喷溅粒子通过所述第1、第2捕集磁铁之间，向上述筒状侧壁的外部放出。

8.如权利要求6所述的溅射装置，其特征是，具有多个孔的过滤器配置在上述开口处，上述喷溅粒子通过上述孔向上述筒状侧壁的外部放出。

9.如权利要求8所述的溅射装置，其特征是，上述过滤器具有导电性，上述过滤器连接在与配置了上述溅射源的真空槽相同的电位上。

10.如权利要求6所述的溅射装置，其特征是，上述靶至少具有两个；

所述两个靶是使溅射面相向地沿着上述筒状侧壁的壁面配置的；

上述开口位于所述各靶的侧方。

说明书

溅射源和溅射装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种有机EL元件的制造方法及制造装置，特别是关于通过喷溅在有机层上形成电极的有机EL元件的制造方法及制造装置。

背景技术

[0002] 以往，在有机层上形成电极、特别是形成金属或合金的电极的情况下，一直采用蒸镀法。这是由于在蒸镀法中几乎不产生电子等，不会对有机层带来损伤的缘故。

[0003] 但是，在蒸镀法中，由于是将金属或合金加热到高温使其蒸发，并蒸镀在已形成有机层的基板上，所以为了有机层不因高温而损伤，要使蒸镀源充分离开基板，并且要对基板进行冷却。另外，由于抑制了温度上升，所以成膜速度也不快。

[0004] 进而，由于在蒸镀法中不能够使用高沸点的金属，所以在使用的金属上存在限制。特别是不能够使用高沸点的金属化合物等。

[0005] 因此，提出了通过喷溅在有机层上形成电极膜的方法。

[0006] 但是，在通常的半导体上等形成电极膜的喷溅方法中，存在所产生的带电粒子对有机层带来损伤的情况。由于在有机EL等上使用的有机层非常纤细，所以存在因入射的带电粒子造成的损伤，电子或空穴的传递等功能消失或显著降低的情况。

[0007] 因此，专利文献1中公开了如下的技术：在基板和靶之间设置接地电位或正电位的栅极、小孔，减少碰撞到基板上的电子。

[0008] 而且，专利文献2中公开了如下的技术：在基板和靶之间产生与基板平行的磁场，减少碰撞到基板上的电子。

[0009] 但是，在上述现有技术中，随着基板的大型化，栅极或小孔、磁场发生装置也要大型化，因而实际上难以对应。另外，如果备有较大的栅极或小孔，则存在清洁的频度增加，不利于保养的情况。进而，还存在受到因污物的剥离而产生的弧光等影响的情况。

[0010] 进而，在同时或依次地对多种金属进行成膜的情况下，存在用一个装置而无法实施的情况。

[0011] 【专利文献1】特开平10-158821

[0012] 【专利文献2】特开平10-228981

发明内容

[0013] 本发明的目的在于提供一种电极膜的形成方法及形成装置，在通过喷溅在有机层上形成金属等溅射膜的情况下，能够抑制损坏有机层。

[0014] 另外，本发明的目的在于提供一种即使是大型的基板也能够容易应对的溅射膜的形成方法及形成装置。

[0015] 进而，本发明的目的还在于提供一种能够用一个装置同时或依次对多种金属进行溅射的电极膜的形成装置。

[0016] 为了解决上述问题，本发明的溅射源具有：筒状侧壁，和配置在所述筒状侧壁内、由所述筒状侧壁包围的靶，从所述靶放出的喷溅粒子从所述筒状侧壁一端的开口向所述筒状侧壁的外部放出，其中，具有磁力线形成部；通过所述磁力线形成部，在所述开口附近的所述喷溅粒子通过的位置上形成有磁力线；所述喷溅粒子中所包含的带电粒子在向所述筒状侧壁的外部放出时，其飞行方向因所述磁力线而弯曲。

[0017] 本发明的溅射源是，上述磁力线形成部具有配置在上述开口处的第1捕集磁铁，和离开地配置在所述第1捕集磁铁的外侧的第2捕集磁铁；上述喷溅粒子通过所述第1、第2捕集磁铁之间，向上述筒状侧壁的外部放出。

[0018] 本发明的溅射源是，具有多个孔的过滤器配置在上述开口处，上述喷溅粒子通过上述孔向上述筒状侧壁的外部放出。

[0019] 本发明的溅射源是，上述过滤器具有导电性，上述过滤器连接在与配置了上述溅射源的真空槽相同的电位上。

[0020] 本发明的溅射源是，上述靶至少具有两个；所述两个靶是溅射面对合地沿着上述筒状侧壁的壁面配置的；上述开口位于所述各靶的侧方。

[0021] 本发明的溅射装置是，在真空槽内配置有溅射源，通过所述溅射源，在送入所述真空槽内的成膜对象物上形成薄膜，其中，所述溅射源具有筒状侧壁，配置在所述筒状侧壁内、由所述筒状侧壁包围的靶，以及磁力线形成部；从所述靶放出的喷溅粒子从所述筒状侧壁一端的开口向所述真空槽内放出；通过所述磁力线形成部，在所述开口附近的所述喷溅粒子通过的位置上形成有磁力线；所述喷溅粒子中所包含的带电粒子在向所述真空槽内放出时，其飞行方向因所述磁力线而弯曲。

[0022] 本发明的溅射装置是，上述磁力线形成部具有配置在上述开口处的第1捕集磁铁，和离开地配置在所述第1捕集磁铁外侧的第2捕集磁铁；上述喷溅粒子通过所述第1、第2捕集磁铁之间，向上述筒状侧壁的外部放出。

[0023] 本发明的溅射装置是，具有多个孔的过滤器配置在上述开口中，上述喷溅粒子通过上述孔向上述筒状侧壁的外部放出。

[0024] 本发明的溅射装置是，上述过滤器具有导电性，上述过滤器连接在与配置了上述溅射源的真空槽相同的电位上。

[0025] 本发明的溅射装置是，上述靶至少具有两个；所述两个靶是溅射面对合地沿着上述筒状侧壁的壁面配置的；上述开口位于所述各靶的侧方。

[0026] 本发明如上所述构成，在筒状侧壁内生成的喷溅粒子向筒状侧壁的外部放出之际，与磁力线形成部所形成的磁力线相交叉，喷溅粒子中所包含的带电粒子、电子的飞行方向弯曲，不到达成膜对象物上。

[0027] 在开口中配置有导电性过滤器、导电性的盖部，过滤器、盖部连接在接地电位上的情况下，由于带电粒子入射到过滤器、盖部上而被捕捉，所以能够进一步可靠地防止带电粒子到达成膜对象物。

[0028] 因此，根据本发明，由于电子、带电粒子不入射到成膜对象物上，所以不会在成膜对象物表面的有机薄膜上产生损坏。

[0029] 过滤器既可以是在导电性的板上形成一个至多个贯通孔，也可以采用导电性的网。

[0030] 在有机薄膜表面上形成溅射膜之际，由于电子、离子不入射到有机薄膜表面上，所以不会在有机薄膜上产生损坏。

附图说明

[0031] 图1为本发明的溅射装置的一例。

[0032] 图2为本发明第1例的溅射源。

[0033] 图3为本发明第2例的溅射源。

[0034] 图4为本发明第3例的溅射源。

[0035] 图5为本发明第1例的溅射源的示意立体图。

[0036] 图6为本发明第1例的溅射源的分解立体图。

[0037] 图7为本发明第4例的溅射源。

[0038] 图8为本发明第5例的溅射源。

[0039] 图9为本发明第6例的溅射源。

[0040] 图10为本发明第5例的溅射源的示意立体图。

[0041] 图11为本发明第5例的溅射源的分解立体图。

[0042] 图12为第1例的过滤器的俯视图。

[0043] 图13为第2例的过滤器，(a)为俯视图，(b)为立体图。

[0044] 图14为本发明第7例的溅射源。

具体实施方式

[0045] 参照图1，附图标记10是本发明的溅射装置。在其真空槽5的底壁上配置有一台至多台本发明第1例的溅射源11。

[0046] 在真空槽5的天井一侧配置有成膜对象物6。在真空槽5上连接有真空排气系统9，对真空槽5内进行真空排气，将真空槽5的内部和第1例的溅射源11(及后述的各例的溅射源)的内部置于真空氛围中。

[0047] 溅射源11如后所述，构成为向真空槽5内放出喷溅粒子。

[0048] 在成膜对象物6的表面上形成有有机薄膜。成膜对象物6以与溅射源11对置的状态旋转，从溅射源11放出的喷溅粒子均匀地到达成膜对象物6的有机薄膜表面上，在有机薄膜表面上形成膜厚分布均匀的溅射薄膜。

[0049] 在该例中，溅射源11是两台，成膜对象物6配置在溅射源11的中央附近之上，从两侧的溅射源11放出的喷溅粒子到达成膜对象物6的表面上。既可以从两侧的溅射源11放出相同的喷溅粒子，也可以放出不同物质的喷溅粒子。

[0050] 图2为第1例的溅射源11的内部示意图，图5为其示意立体图，图6为分解立体图。

[0051] 这种溅射源11具有靶部110a和包围该靶部110a的筒状侧壁103，在作为筒状侧壁103的一端的开口部分配置有第1第一捕集磁铁121a。图2中的附图标记108表示构成筒状侧壁103的开口部分的筒前端。

[0052] 在筒状侧壁103外周的侧面上配置有第2捕集磁铁122a。筒状侧壁103是圆筒形或方筒形等的筒形，第1、第2捕集磁铁121a、122a为环状。

[0053] 第1捕集磁铁121a位于筒状侧壁103的外部、筒状侧壁103的开口部分上。第1捕集磁铁121a比筒前端108要小，在与筒前端108之间，如后所述，构成粒子通路130a，作为从靶部110a的靶113a放出的喷溅粒子通过的间隙。

[0054] 在第1捕集磁铁121a的中央配置有盖部135，封闭着第1捕集磁铁121a的中央，喷溅粒子不通过第1捕集磁铁121a的内侧，而是如后所述，通过粒子通路130a向筒状侧壁103的外部放出。另外，在此，盖部135通过未图示的部件安装在筒前端108上。

[0055] 第2捕集磁铁122a形成为比筒状侧壁103大，位于筒状侧壁103的外周，包围着筒状侧壁103。

[0056] 其结果，较小的第1捕集磁铁121a位于较大的第2捕集磁铁122a的内侧，粒子通路130a位于第1捕集磁铁121a和第2捕集磁铁122a之间。

[0057] 第1、第2捕集磁铁121a、122a构成为不同的磁极将粒子通路130a夹在其间，例如，如果第1捕集磁铁121a的外周是N极，则第2捕集磁铁122a的内周侧或上部为S极。

[0058] 相反，如果第1捕集磁铁121a的外周是S极，则第2捕集磁铁122a的内周侧或上部为N极。

[0059] 因此，由第1、第2捕集磁铁121a、122a在粒子通路130a中形成磁力线。附图标记120a表示由第1、第2捕集磁铁121a、122a构成的磁力线形成部。

[0060] 筒状侧壁103是有底的，与底面部分102构成容器状。在此，筒状侧壁103是圆筒形，因此，底面部分102是圆形。第1、第2捕集磁铁121a、122a是圆形的环状。

[0061] 靶部110a具有靶保持架112a，在靶保持架112a上配置有靶113a，在背面配置有磁控管磁铁114a。靶部110a是磁控管磁铁114a一侧朝向底面部分102，靶113a一侧朝向筒前端108。因此，靶113a的表面在筒状侧壁103的开口部之下露出。

[0062] 当使连接有真空槽5的电位为接地电位时，靶保持架112a连接在未图示的溅射电源上，溅射电压(直流的负电压、交流电压、或者包含负的偏置电压的交流电压)外加在靶113a上。

[0063] 在筒状侧壁103上连接有喷溅气体导入系统109，在通过真空排气系统9将真空槽5的内部和筒状侧壁103的内部置于真空氛围后，从喷溅气体导入系统109将喷溅气体导入筒状侧壁103的内部，并将溅射电压外加在靶保持架112a上时，在靶113a的表面附近产生等离子体。等离子体在筒状侧壁103的内部产生。

[0064] 由于该等离子体，由构成靶113a的材料组成的喷溅粒子从靶113a的表面飞出。其喷溅粒子或等离子体中所包含的电子通过粒子通路130a向筒状侧壁103的外部飞出。

[0065] 在喷溅粒子中含有正离子、负离子、以及中性粒子，但正或负离子、电子在通过粒子通路130a时如果要横切磁力线形成部120a形成的磁力线，则其飞行方向在磁力线的作用下弯曲。

[0066] 这种溅射源11及后述的各溅射源12～17是配置在粒子通路130a上的磁力线与成膜对象物6的表面基本上平行，电子、正或负的带电粒子卷入磁力线中，移动方向变为与成膜对象物6平行的方向，其结果，朝向第1或第2捕集磁铁11a、122a所在的位置飞行。

[0067] 成膜对象物6位于该溅射源11及后述的各溅射源12～17的上方，磁力线对从该溅射源11～17内部朝向成膜对象物6飞行中的中性粒子的影响较小，直行而入射到成膜对象物6的有机薄膜表面上。

[0068] 因此，电子、正或负的带电粒子不入射到有机薄膜上，溅射膜由中性粒子形成，其结果，电荷不积蓄在有机薄膜上，不会产生损坏。

[0069] 筒状侧壁103和盖部135是金属制成的，筒状侧壁103和盖部135之间是绝缘的。筒状侧壁103相对于真空槽5、其他部件是绝缘的。构成筒状侧壁103和盖部135的金属是非磁性材料，不磁化。

[0070] 第1例的溅射源11、及下述的第2、第3例的溅射源12、13也一样，将筒状侧壁103置于浮置电位，将盖部135置于比靶113a、113b的电位更接近于接地电位的电位、接地电位、或正电位，能够使电子、负的带电粒子入射到盖部135上。

[0071] 在这种情况下，电子、负的带电粒子入射到盖部135上，不向外部放出，从而不会入射到有机薄膜上。另外，筒状侧壁103也可由绝缘物构成。

[0072] 在上述第1例的溅射源11中，第2捕集磁铁122a配置在筒状侧壁103的外周，但本发明的溅射源并不仅限于此。

[0073] 在图3所示的本发明第2例的溅射源12中，与上述第1例的溅射源11相同，第1捕集磁铁121b位于筒状侧壁103的外部、作为筒状侧壁103的一端的开口部分附近。

[0074] 另一方面，第2捕集磁铁122b不是配置在筒状侧壁103的外周，而是配置在筒状侧壁103的外部、筒前端108附近。

[0075] 第1、第2捕集磁铁121b、122b为环状，第1捕集磁铁121b 比筒前端108小，第1捕集磁铁121b的外周和筒前端108之间是离开的。

[0076] 第2捕集磁铁122b比第1捕集磁铁122a大，位于第1捕集磁铁121a所在的平面内，配置成包围第1捕集磁铁121a的外周。

[0077] 因此，小直径的第1捕集磁铁121b的外周和第2捕集磁铁122b的内周对合，中性粒子通过的粒子通路130b位于第1、第2捕集磁铁121b、122b之间。

[0078] 第1捕集磁铁121b的中央被盖部135封闭，在筒状侧壁103内部产生的喷溅粒子飞出到筒状侧壁103的外部之际，不通过第1捕集磁铁121b的内侧位置和第2捕集磁铁122b的外侧位置，而是通过第1、第2捕集磁铁121b、122b之间的粒子通路130b。

[0079] 在第1捕集磁铁121b的外周和第2捕集磁铁122b的内周配置有不同的磁极，由第1、第2捕集磁铁121b、122b构成在粒子通路130b上形成磁力线的磁力线形成部120b。

[0080] 因此，第2例的溅射源12也与第1例相同，要通过粒子通路130b的带电粒子、电子横切磁力线时飞行方向弯曲，另一方面，中性粒子能够直行而到达成膜对象物6上。

[0081] 在上述第1例的溅射源11中，靶113a是平坦的板，其表面垂直于筒状侧壁103的中心轴线，但并不仅限于此。

[0082] 在图4所示的第3例的溅射源13中，配置在筒状侧壁103内部的靶部110b插入筒状侧壁103的内部，具有沿着筒状侧壁103的内周配置的筒状的靶113b。在该靶113b的外周配置有靶保持架112b，在靶保持架112b的外周配置有包围靶113b的外周的环状磁控管磁铁114b。

[0083] 其他结构与第1例的溅射源11相同，在被筒状侧壁103内部的靶113b包围的空间内形成等离子体。

[0084] 这种第3例的溅射源13也一样，通过磁力线形成部120a，磁力线配置在筒状侧壁103的前端位置的粒子通路130a上，由从圆筒的靶113b飞出的喷溅粒子中的中性粒子、电荷/质量比小的带电粒子形成溅射薄膜。

[0085] 图7～图9的第4～第6例的溅射源14～16分别是本发明第1～第3例的溅射源11～13的变形例。在第4～第6例的溅射源14～16中，在第1捕集磁铁121a(或121b)和筒前端108之间配置有第1过滤器140a。其他的结构和与第4至第6例的各溅射源14～16相对应的第1例至第3例的溅射源11～13相同。

[0086] 图10是图8的溅射源(第5例的溅射源)15的立体图，图11是其分解立体图。

[0087] 图12是第1过滤器140a的俯视图。

[0088] 第4例～第6例的溅射源14～16在中，第1例的过滤器140a能够更换成其他结构的过滤器。

[0089] 图13(a)是可与第1过滤器140a更换的第2过滤器140b的俯视图，图13(b)是其立体图。第1、第2过滤器140a、140b由遮蔽部件141a、141b和孔142a、142b构成，遮蔽部件141a、141b由板状的金属或绝缘物构成，孔142a、142b形成在遮蔽部件141a、141b上。

[0090] 第1过滤器140a的孔142a是小的圆形或小的四边形，在遮蔽部件141a上形成有多个，在第1过滤器140a配置在筒前端108上的第4～第6例的溅射源14～16中，通过该多个孔142a，形成喷溅粒子通过的粒子通路130b。

[0091] 第2过滤器140b的孔142b是宽度较窄的环状，在孔142b的内侧配置有第2捕集磁铁121a、121b，在孔142b的外侧配置有第2捕集磁铁122a、122b。

[0092] 在第2过滤器140b配置在筒前端108上的状态下，由第2过滤器14b的孔142b形成粒子通路。

[0093] 图14中的附图标记14是将第4溅射源14的第1过滤器140a更换成第2过滤器140b的第7例的溅射源，由第2过滤器140b的孔142b形成喷溅粒子通过的粒子通路130c。
可将第5、第6溅射源15、16的第1过滤器140a更换成第2过滤器140b，在这种情况下，也是由环状的孔142b形成粒子通路。

[0094] 在具有第1或第2过滤器140a、140b的第4～第7例的溅射源14～16中，从各靶部110a、110b的靶113a、113b放出的喷溅粒子欲通过孔142a、142b构成的粒子通路130b、130c向外部飞出。

[0095] 此时，通过第1、第2捕集磁铁121a、121b、122a、122b在粒子通路上形成的磁力线，中性粒子可直行而到达成膜对象物6上。因此，能够不破坏有机薄膜地形成溅射膜。

[0096] 在第1、第2过滤器140a、140b具有导电性的情况下，可置于比靶113a、113b更接近于接地电位的负电位、接地电位、或超过接地电位的正电位。能够将筒状侧壁103置于浮置电位。

[0097] 在将靶113a、113b置于接近于接地电位的负电位、接地电位、或超过接地电位的正电位的情况下，几乎所有的电子、负的带电粒子入射到过滤器140a、140b上，而不通过粒子通路130b、130c。为数不多的通过的电子、带电粒子也基本上能够被磁力线完全捕捉。

[0098] 另外，在图1的溅射装置10中，虽然在真空槽5内配置了多个同种的第1例的溅射源11，但也可以配置第1例～第7例的溅射源11～17中不同种类的溅射源。而且，还可以与其他的溅射源一起配置。

[0099] 上述筒状侧壁103是有底的，为具有底面部分102的容器状，但也可以不设置底面部分102。

[0100] 过滤器140a、140b是具有贯通孔的导电性板，但也可以采用导电性的网。