專利名稱：薄膜晶體管或等離子體顯示應(yīng)用的平板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及TFT(薄膜晶體管)或等離子體顯示應(yīng)用的平板的制造方法。
背景技術(shù)：
原則上講，本發(fā)明是從需要出發(fā)，用來(lái)對(duì)大平面、尤其是對(duì)需要鍍膜的平面至少為900cm2的矩形基片進(jìn)行濺射鍍膜，它可使膜厚分布均勻，在此，該過(guò)程尤其可以是反應(yīng)性的。這種基片特別是應(yīng)用在平面顯示屏-它們一般都具有薄于1mm的玻璃基片-的生產(chǎn)中，所以它們尤其可用于TFT屏或等離子體顯示屏(PDP)。
在大平面的磁控管濺射鍍膜中，通常需要較大的濺射面，因而將需要較大的靶子，因?yàn)闉R射源和基片要作相互的移動(dòng)。從而會(huì)產(chǎn)生下述有關(guān)問(wèn)題(a)大平面靶子上處理?xiàng)l件的均勻性，這在反應(yīng)性的濺射鍍膜中表現(xiàn)十分突出，(b)侵蝕斷面(c)冷卻(d)基本由大靶子的大氣壓和冷卻介質(zhì)壓力所產(chǎn)生的負(fù)荷。
為了解決力學(xué)負(fù)荷問(wèn)題(d)，必須使用相當(dāng)厚的靶子板，它減少了磁場(chǎng)滲透，從而在給定電氣功率下減少了電子陷阱效應(yīng)。但如果電氣功率提高了，就會(huì)產(chǎn)生冷卻問(wèn)題(c)。這主要是因?yàn)橹挥欣幂^高的費(fèi)用才能實(shí)現(xiàn)大平面靶子與冷卻介質(zhì)保持良好接觸，而且，與靶子相對(duì)的背面磁裝置起到了阻礙作用。另外，大家都知道，在磁控管濺射中，無(wú)論是反應(yīng)性或非反應(yīng)性，靶子裝置都通常由一種定義了濺射面的靶子板組成，靶子板則由需要濺射的材料和一個(gè)配套的支撐板組成，而且，該靶子裝置沿著所謂的“跑道”被濺射鍍膜。根據(jù)靶子上沿給定軌跡所生成的隧道狀磁場(chǎng)情況-該磁場(chǎng)產(chǎn)生較高的等離子密度環(huán)形區(qū)域-，在濺射面上將形成一個(gè)或多個(gè)環(huán)形侵蝕溝。這是根據(jù)呈隧道狀環(huán)繞的磁控管磁場(chǎng)(電子陷阱)區(qū)域內(nèi)的高電子密度來(lái)生成的。通過(guò)這些“跑道”，在安放于磁控管濺射源前面的相對(duì)小些的平面上，進(jìn)行鍍膜的基片將獲得一個(gè)不均勻的厚度分布。對(duì)此，靶子的材料難以充分利用，因?yàn)檠亍芭艿馈钡臑R射侵蝕使軌道外的靶子區(qū)域?yàn)R射得較少，這樣就會(huì)產(chǎn)生波狀或溝狀侵蝕斷面。實(shí)際上，因?yàn)橛辛恕芭艿馈保笃矫姘凶拥臑R射面要比基片平面小。為了消除上述“跑道”對(duì)鍍膜的作用，濺射源和需要鍍膜的基片可以按照上文作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但這樣會(huì)導(dǎo)致每時(shí)間單位的鍍膜效率下降。另一方面，在做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中，按位置實(shí)行較高濺射功率的工作還須面對(duì)冷卻問(wèn)題。
因此，從原則上講，這四個(gè)問(wèn)題(a)、(b)、(c)及(d)-即為所要達(dá)到的目標(biāo)-其單獨(dú)的解決方法常常隨之帶來(lái)與其他問(wèn)題解決方法的沖突；這些解決方法是背道而馳的。
在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)存在不同的對(duì)比文獻(xiàn)，例如現(xiàn)有技術(shù)C1(JP09-013169)是基于單個(gè)的、具有動(dòng)態(tài)移動(dòng)的磁控管場(chǎng)的靶子磁控管源，教導(dǎo)了沿著具有相應(yīng)移動(dòng)的磁裝置的靶子而動(dòng)態(tài)地移動(dòng)磁控管場(chǎng)的缺點(diǎn)，建議不要移動(dòng)磁控管場(chǎng)并由此不要移動(dòng)磁裝置，而要把一個(gè)靶子再分成多個(gè)長(zhǎng)形靶子，并沿著每個(gè)長(zhǎng)形靶子提供一個(gè)靜態(tài)的磁控管場(chǎng)，該磁控管場(chǎng)分別由位于每個(gè)長(zhǎng)形靶子裝置處的靜態(tài)磁裝置來(lái)產(chǎn)生。該對(duì)比文獻(xiàn)C1提出了與本發(fā)明相同的技術(shù)問(wèn)題和目的，也是本發(fā)明的最接近現(xiàn)有技術(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)C2(JP3243763)教導(dǎo)了一種聚焦型磁控管源，其具有兩個(gè)橫向的、相對(duì)于中央靶子裝置有傾斜的長(zhǎng)形靶子裝置；靜態(tài)的靶子裝置，用于在三個(gè)長(zhǎng)形靶子裝置中的每一個(gè)處產(chǎn)生一個(gè)靜態(tài)的磁控管場(chǎng)；磁控管場(chǎng)調(diào)節(jié)裝置，用于專門(mén)地預(yù)調(diào)整位于所述兩個(gè)橫向的和傾斜的靶子裝置處的磁控管場(chǎng)。
現(xiàn)有技術(shù)C3(JP54009716)教導(dǎo)了利用磁控管濺射很難實(shí)現(xiàn)的圖案的濺射淀積；直列式的鍍敷裝置，具有多個(gè)通過(guò)移動(dòng)基片被旁路的多個(gè)濺射電極；每個(gè)濺射電極利用一交流電信號(hào)通過(guò)一相應(yīng)的移相器而被電驅(qū)動(dòng)。
現(xiàn)有技術(shù)C4(JP2-243762)教導(dǎo)了調(diào)節(jié)施加給三個(gè)或三個(gè)以上的磁控管濺射區(qū)的能量；具有四個(gè)磁控管濺射電極的直列式裝置，所述濺射電極位于用移動(dòng)基片旁路的四個(gè)不同源處；各個(gè)源的長(zhǎng)形靶子被遠(yuǎn)遠(yuǎn)地相互隔離開(kāi)，并在各個(gè)鍍敷室內(nèi)形成不同的源；調(diào)節(jié)每個(gè)濺射電極處的能量，包括改變位于濺射電極的每個(gè)靶子之下的各個(gè)磁裝置和靶子之間的距離。
現(xiàn)有技術(shù)C5(JP05-148642)教導(dǎo)了原則上早已公知的單靶移動(dòng)磁控管濺射源的一種實(shí)施方式，其具有用于改變位于單個(gè)靶子上方磁控管場(chǎng)的特定磁裝置。
現(xiàn)有技術(shù)C6(JP08-134640)教導(dǎo)了單靶磁控管源；由移動(dòng)靶子裝置沿著一個(gè)靶子產(chǎn)生幾個(gè)磁控管場(chǎng)樣式；所述靶子裝置包括多個(gè)不同的子裝置，每個(gè)子裝置沿著單個(gè)靶子產(chǎn)生一個(gè)磁控管磁場(chǎng)；所有的子磁裝置同步地沿著所述的單個(gè)靶子被驅(qū)動(dòng)而移動(dòng)。
現(xiàn)有技術(shù)C7(JP5-222530)教導(dǎo)了無(wú)磁控管濺射，而是常規(guī)的濺射；兩個(gè)靶子在交流信號(hào)的相反相位上工作，該交流信號(hào)從變壓器各側(cè)的二次繞組上抽取。
現(xiàn)有技術(shù)C8(EP0701270)教導(dǎo)了·柱形靶子是相對(duì)于固定的磁裝置而移動(dòng)的。因此，一方面磁控管場(chǎng)沿著各柱形的旋轉(zhuǎn)靶子裝置移動(dòng)，但由于取決于磁裝置的位置，所以該磁控管場(chǎng)相對(duì)于需要被鍍膜的基片來(lái)說(shuō)是位置固定的。根據(jù)其圖5a，不固定的柱形靶子具有被分別配備的電源。在固定磁裝置時(shí)移動(dòng)靶子與在移動(dòng)磁裝置時(shí)固定靶子裝置并不是一種機(jī)械逆轉(zhuǎn)關(guān)系。之所以不是這樣，是因?yàn)閺幕瑏?lái)看，根據(jù)磁控管場(chǎng)的變化特性，濺射率最高的位置只取決于磁裝置的位置。在本發(fā)明的方案中，也即在固定的靶子裝置情況下，基片將“看到”磁場(chǎng)的時(shí)間及空間變化。由此帶來(lái)鍍膜率的時(shí)間和空間變化?；瑢ⅰ翱床坏健贝趴毓軋?chǎng)的時(shí)間和空間變化，由此也不能得到鍍膜率的變化。
現(xiàn)有技術(shù)C9(US5399253)教導(dǎo)了單靶磁控管源，其在單個(gè)靶子下方具有特定的移動(dòng)磁場(chǎng)布置。
現(xiàn)有技術(shù)C10(EP-A-0162643)教導(dǎo)了圓形磁控管源，具有兩個(gè)或三個(gè)相互嵌套的閉環(huán)靶子環(huán)；在每個(gè)所述靶子環(huán)下方設(shè)有一個(gè)用于可控地調(diào)節(jié)各個(gè)磁控管場(chǎng)的電磁裝置；為代替圓形閉環(huán)靶子，另外可以采用矩形形狀，使得矩形或框狀的靶子被一個(gè)套一個(gè)地設(shè)置。
相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)還有C11(JP04-202662)，C12(JP02-225666)，C13(JP8-092740)，C14(JP3-503547)，C15(JP08-134640)，C16(JP4-63267)，C17(JP03-243761)。
雖然現(xiàn)有技術(shù)中存在如此多的對(duì)比文獻(xiàn)，但遺憾的是，上述對(duì)比文獻(xiàn)都沒(méi)有提出或不能從其得出本發(fā)明的磁控管濺射解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，創(chuàng)造一種薄膜晶體管或等離子體顯示應(yīng)用的平板的制造方法，利用它解決上述問(wèn)題，而且該濺射源在實(shí)踐中能夠做到任意大小，尤其是對(duì)固定在至少一個(gè)相關(guān)濺射源上的大平面基片，能夠經(jīng)濟(jì)合算地保證它的均勻膜厚分布。對(duì)此，在處理?xiàng)l件為高均勻性情況下，濺射源還應(yīng)該在高分離效率或高鍍膜效率時(shí)具有靈敏的反應(yīng)性處理。在反應(yīng)性處理中，由于公知的較大等離子密度梯度，不均勻的“跑道”作用將導(dǎo)致一些明顯的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管或等離子體顯示應(yīng)用的平板的制造方法，包括在一濺射鍍膜室內(nèi)形成一濺射源，其中至少兩個(gè)相互電氣絕緣的固定的長(zhǎng)形靶子裝置被相互并排地安放，并由相應(yīng)的縫隙隔開(kāi)，每個(gè)所述的靶子裝置都具有相應(yīng)的電氣接線，使得每個(gè)所述的靶子裝置可以相互獨(dú)立地被控制；在每個(gè)所述的靶子裝置下面提供一被控的磁裝置，以在相應(yīng)的靶子裝置上方產(chǎn)生一個(gè)時(shí)變的磁控管場(chǎng)；以及將待制造的平板基片有距離地、平行地和靠近地放至所述的濺射源，使得選擇VQS≤3，其中VQS是所述濺射源的濺射源表面與所述需要被鍍膜的平板的基片表面的比例。
作為替代方案，根據(jù)本發(fā)明的另一種薄膜晶體管或等離子體顯示應(yīng)用的平板的制造方法，包括在一濺射鍍膜室內(nèi)形成一濺射源，其中至少兩個(gè)相互電氣絕緣的固定的長(zhǎng)形靶子裝置被相互并排地安放，并由相應(yīng)的縫隙隔開(kāi)，每個(gè)所述的靶子裝置都具有相應(yīng)的電氣接線，使得每個(gè)所述的靶子裝置可以相互獨(dú)立地被控制；在每個(gè)所述的靶子裝置下面提供一可獨(dú)立控制的磁裝置，以在相應(yīng)的靶子裝置上方產(chǎn)生一個(gè)時(shí)變的磁控管場(chǎng)；以及與所述的濺射源有距離地和平行地，將待制造的平板基片放至一平板中，以便控制所述可獨(dú)立控制的磁裝置，使得在所述平板基片上產(chǎn)生所需要的濺射分布，從而制造出所述的平板。
該目標(biāo)是通過(guò)本發(fā)明的磁控管濺射源來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中，至少兩個(gè)、優(yōu)選地為多于兩個(gè)的相互電氣絕緣的長(zhǎng)形靶子裝置其長(zhǎng)邊相互挨著安放，它們之間有一個(gè)間隙，此間隙與靶子裝置的寬度相比要小得多，并且，每個(gè)靶子裝置都具有一個(gè)自己的電氣接線，其中還安放有陽(yáng)極裝置。靶子裝置的靶子優(yōu)選地在角上沿“跑道”軌跡呈圓形放置。
在本發(fā)明的這種磁控管濺射源中，單獨(dú)的靶子裝置的饋電可相互獨(dú)立地調(diào)整，由此以大大改善基片上的膜厚分布。對(duì)此，本發(fā)明的濺射源能夠在模件上適合任意大小的待鍍膜基片。
陽(yáng)極裝置可以-假如有時(shí)不是由靶子裝置本身來(lái)構(gòu)造，對(duì)照?qǐng)D2或圖3的工作方式-安放在整個(gè)裝置的外邊，但是，它還優(yōu)選地包括有在靶子裝置長(zhǎng)邊側(cè)之間和/或位于靶子裝置正面的陽(yáng)極，長(zhǎng)邊側(cè)是尤其優(yōu)選的。
另外還優(yōu)選地在濺射源上安放了一種固定的磁裝置；該裝置優(yōu)選地由一個(gè)圍繞靶子裝置的公用磁框構(gòu)成，或者尤其優(yōu)選地由圍繞每個(gè)靶子裝置的框架構(gòu)成。至少部分地由可控電磁體來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)框架上的、或固定磁裝置上的磁體，這是完全有可能和有意義的，但是，本文優(yōu)選地采用永磁體來(lái)實(shí)現(xiàn)該裝置的、或一個(gè)或多個(gè)框架的磁體。
通過(guò)分別鋪設(shè)上述固定的磁裝置-優(yōu)選地為永磁框-，使得在直接相臨的靶子裝置上所產(chǎn)生的磁場(chǎng)還能夠通過(guò)如期的“跑道”結(jié)構(gòu)來(lái)改善上述基片上的膜厚分布和所安放長(zhǎng)靶子的利用程度。
另外，還優(yōu)選地在至少兩個(gè)靶子裝置的每一個(gè)下面安放了磁裝置。這能夠構(gòu)造成完全位置固定的或不隨時(shí)間改變的形式，以在每個(gè)靶子裝置上構(gòu)造隧道狀磁場(chǎng)。另外，它們還優(yōu)選地作如此構(gòu)造，以便在靶子裝置上造成磁場(chǎng)模型的時(shí)間變化。有關(guān)發(fā)明靶子裝置上磁裝置的構(gòu)造和生成，參見(jiàn)同一專利申請(qǐng)人的歐洲專利EP-A-0 603 587以及美國(guó)專利US-A-5 399 253，其與此有關(guān)的公開(kāi)內(nèi)容聲明為本說(shuō)明書(shū)的組成部分。
按照歐洲專利EP-A-0 603 587中的圖2，雖然磁場(chǎng)模型的位置以及較高等離子密度區(qū)域的位置能夠作為一個(gè)整體改變，但它們最好是不要變化，或只是很小的變化，相反，按照所述文件的圖2和3，頂點(diǎn)的位置-最高等離子密度的位置-被改變。
無(wú)論如何，為了改變磁裝置上的區(qū)域或頂點(diǎn)的位置，在靶子裝置下方安放了可選擇控制的電磁鐵-它可能是位置固定的或可移動(dòng)的-，優(yōu)選地，該磁裝置由可驅(qū)動(dòng)移動(dòng)的永磁體來(lái)實(shí)現(xiàn)。
一種優(yōu)選的可移動(dòng)磁裝置由至少兩個(gè)在靶子裝置下方沿長(zhǎng)度方向延伸的、可驅(qū)動(dòng)并且旋轉(zhuǎn)放置的磁體滾筒來(lái)實(shí)現(xiàn)，再次優(yōu)選使用永磁體，這在歐洲專利EP-A-0 603 587的圖3和4的單個(gè)靶子上有所指明。
磁體滾筒以擺動(dòng)方式運(yùn)轉(zhuǎn)，最大擺幅優(yōu)選地為≤τ/4。有關(guān)這項(xiàng)技術(shù)及其效果全部再次參見(jiàn)所提及的歐洲專利EP0603587以及美國(guó)專利US-A-5 399 253，這些文獻(xiàn)也被聲明與本申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)的組成部分有關(guān)。
因此優(yōu)選地安放了至少兩個(gè)沿靶子裝置的長(zhǎng)度方向延伸的、可驅(qū)動(dòng)并且旋轉(zhuǎn)放置的永磁體滾筒。
利用下述較優(yōu)選的方式和方法-具有靶子裝置的饋電-具有所提及的固定式磁裝置區(qū)域，尤其是所提及的框架區(qū)域-在每一個(gè)靶子裝置下面具有隨時(shí)間變化的磁裝置，優(yōu)選地為磁體滾筒來(lái)提供一組作用量，這組作用量聯(lián)合起來(lái)可以對(duì)鍍膜的膜厚分布進(jìn)行最大程度的優(yōu)化，尤其是其均勻化作用。同時(shí)，還可獲得一個(gè)較高的靶子材料利用率。最大的優(yōu)點(diǎn)是，-利用靶子裝置上磁場(chǎng)頂點(diǎn)的移動(dòng)-，等離子區(qū)域并不掃描移動(dòng)，而是這個(gè)區(qū)域中的等離子密度分布擺動(dòng)變化。
為了能夠獲得盡可能高的濺射功率，靶子裝置要盡可能好地冷卻，其方法是把它安裝在一個(gè)支撐機(jī)座上，在此，對(duì)于機(jī)座側(cè)絕大部分平面被覆蓋的靶子裝置，其上述平面的反面安放了一種借助薄膜封閉的冷卻介質(zhì)管道。這樣就形成了一種大平面的散熱，在此，根據(jù)冷卻介質(zhì)的壓力情況，上述薄膜用壓力無(wú)間隙且又平坦地鋪壓在待冷卻的靶子裝置上。
本發(fā)明磁控管濺射源上的支撐機(jī)座優(yōu)選地、并且最好是至少部分地由電氣絕緣材料制成，優(yōu)選使用塑料，這樣，連同上述靶子裝置、陽(yáng)極、以及(如果有的話)固定式磁裝置(優(yōu)選地為永磁框)、靶子裝置下方的磁裝置(優(yōu)選地為可移動(dòng)式的永磁裝置，尤其是上述滾筒)、還有冷卻介質(zhì)管道等都被采納。對(duì)此，支撐機(jī)座作如此構(gòu)造和安裝，以便隔開(kāi)真空與外部大氣。這樣，就可以在壓力機(jī)械負(fù)荷方面對(duì)靶子裝置作出更靈活的設(shè)計(jì)。
用于上文大平面膜厚分布的另一種優(yōu)化量和調(diào)節(jié)量可按下述方式獲得沿靶子裝置的長(zhǎng)邊側(cè)分散地安放氣體出氣孔，這些氣孔與一種氣體分配系統(tǒng)相通。這樣就可能如期地調(diào)整分配反應(yīng)性氣體和/或工作氣體，以把它們補(bǔ)充給本發(fā)明濺射源的真空處理室或真空處理設(shè)備中的處理室。
矩形靶子裝置的相互間隔占其寬度的最大值為15％，優(yōu)選的最大值為10％，更優(yōu)選的最大值可為7％。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，每個(gè)單獨(dú)的靶子裝置之間的側(cè)面間距d為1mm≤d≤230mm，其中優(yōu)選地為7mm≤d≤20mm。
每個(gè)單獨(dú)的靶子裝置所占寬度B優(yōu)選地為60mm≤B≤350mm，其中優(yōu)選地為80mm≤B≤200mm。
其長(zhǎng)度L優(yōu)選地為400mm≤L≤2000mm。
對(duì)此，每個(gè)單獨(dú)的靶子裝置的長(zhǎng)度與其寬度相比應(yīng)至少相等，優(yōu)選地，前者遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者。雖然單個(gè)長(zhǎng)形的靶子裝置-剛剛或已經(jīng)預(yù)成型-的濺射平面優(yōu)選地沿著一個(gè)平面安放，但是，完全有可能、尤其是把靠近待濺射基片的側(cè)濺射平面當(dāng)作中間平面來(lái)安放，有時(shí)也是特意地-如果有必要-用來(lái)補(bǔ)償鍍膜厚度分布的邊際效應(yīng)。
磁控管等離子體的電子沿著“跑道”在由靶子表面區(qū)域中的磁場(chǎng)和電場(chǎng)所確定的方向上作環(huán)繞運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在可以認(rèn)為，電子軌道的走向及其作用、以及由此在靶子表面產(chǎn)生的侵蝕溝作用能夠如期地被優(yōu)化，而且，磁場(chǎng)在沿靶子裝置的長(zhǎng)度方向上進(jìn)行構(gòu)造時(shí)，不但是時(shí)間變化的，而且是隨位置變化的。無(wú)論如何，在優(yōu)選地安放磁框時(shí)-優(yōu)選為每一個(gè)磁框，進(jìn)一步優(yōu)選為每一個(gè)永磁框-，通過(guò)對(duì)框架上安放的磁體進(jìn)行定位和/或選擇強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，和/或在每一個(gè)靶子裝置下安放有磁裝置-優(yōu)選為永磁體滾筒-的情況下，通過(guò)對(duì)磁裝置上的磁體進(jìn)行相應(yīng)強(qiáng)度和相應(yīng)位置的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)殡娮訉?duì)應(yīng)著磁場(chǎng)極性在一個(gè)給定的環(huán)繞方向上運(yùn)動(dòng)，所以可以觀測(cè)到由于明顯的偏移力，電子尤其會(huì)在靶子裝置的窄邊區(qū)域內(nèi)、并對(duì)應(yīng)于它們的運(yùn)動(dòng)方向在對(duì)角的拐角部分區(qū)域向外甩出。所以優(yōu)選地推薦在安放磁框時(shí)，框架磁體所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)是隨位置不同地構(gòu)建出來(lái)的，此場(chǎng)強(qiáng)與靶子“矩形”對(duì)角線呈鏡面對(duì)稱。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的濺射源借助直線卡口式接頭來(lái)固定，這尤其適合使用前述方式的加壓薄膜來(lái)進(jìn)行冷卻。從而，此裝置由于冷卻介質(zhì)管道的減壓，而能夠非常簡(jiǎn)單地被替換掉，靶子裝置背面的絕大部分不需要冷卻，而且在處理室對(duì)面沒(méi)有用于固定靶子裝置的機(jī)構(gòu)。
一種本發(fā)明的優(yōu)選濺射源具有多于兩個(gè)的靶子裝置，優(yōu)選地為五個(gè)或更多。
通過(guò)在濺射鍍膜室中使用本發(fā)明的磁控管濺射源，-與此有關(guān)的補(bǔ)充是，安放了一個(gè)基片支撐，以用于待濺射鍍膜的、優(yōu)選的平面基片-，有可能在濺射源的濺射平面FQ和待鍍膜的基片表面FS之間實(shí)現(xiàn)一個(gè)合適的小比例VQS，其范圍為VQS≤3，優(yōu)選為VQS≤2，其中尤其優(yōu)選為1.5≤VQS≤2。
由此濺射源的有效功率大大提高。此外，在本發(fā)明的具有上述濺射源的濺射鍍膜室上，這還可以用其它標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)選擇磁控管濺射源的新平面與基片之間的間距D，基本等于長(zhǎng)形靶子裝置的寬，優(yōu)選為60mm≤D≤250mm尤其優(yōu)選為80mm≤D≤160mm。
在本發(fā)明的具有本發(fā)明濺射鍍膜室的真空鍍膜設(shè)備中，由此在本發(fā)明的磁控管濺射源中，靶子裝置均連接了一個(gè)發(fā)電機(jī)或電流源，這些發(fā)電機(jī)能夠相互獨(dú)立地進(jìn)行控制。
在另外一個(gè)實(shí)施方案中，或必要情況下，如果要使安放的多個(gè)靶子裝置與前述發(fā)電機(jī)裝置相連，那么，安放的靶子裝置中至少有兩個(gè)可以與公用交流發(fā)電機(jī)的輸出相連。
給每個(gè)靶子裝置獨(dú)立供電的發(fā)電機(jī)可以是“純種的”直流發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī)，或者是用于產(chǎn)生交直流疊加信號(hào)或脈動(dòng)直流信號(hào)的發(fā)電機(jī)，其中，特別是在發(fā)電機(jī)與每個(gè)靶子裝置之間，直流發(fā)電機(jī)附近可以安放一種斬波器單元，借助該單元，靶子裝置承載著脈沖的發(fā)電機(jī)輸出或低歐姆的發(fā)電機(jī)參考電勢(shì)。關(guān)于此項(xiàng)技術(shù)，全部參見(jiàn)同一專利申請(qǐng)人的歐洲專利EP-A-0 564 789或美國(guó)專利第08/887 091號(hào)。
另外，在靶子裝置的長(zhǎng)邊側(cè)安放的氣體出氣口與一個(gè)反應(yīng)性儲(chǔ)氣罐和/或一個(gè)工作儲(chǔ)氣罐(比如用于儲(chǔ)存氬氣)相連，優(yōu)選地，沿不同靶子裝置長(zhǎng)邊側(cè)的氣體出口能夠在氣流方面相互獨(dú)立地調(diào)整。
具有至少三個(gè)長(zhǎng)形靶子裝置的本發(fā)明濺射鍍膜設(shè)備如此最優(yōu)化地運(yùn)轉(zhuǎn)，使得側(cè)邊外安放的靶子裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比在內(nèi)部安放的靶子裝置的濺射功率要高5％至35％，優(yōu)選高10％至20％。上文述及的靶子裝置對(duì)有關(guān)等離子區(qū)域位置的“掃描”、尤其是管道狀磁場(chǎng)的頂點(diǎn)位置的“擺動(dòng)”、以及由此產(chǎn)生的等離子密度分布的擺動(dòng)等等-特別是借助所提及的磁體滾筒來(lái)實(shí)現(xiàn)-，擺動(dòng)的頻率優(yōu)選地為1至4Hz，尤其優(yōu)選地為大約2Hz。在此，滾筒擺幅優(yōu)選為φ≤π/4。通過(guò)給上述位置偏移明確地設(shè)計(jì)一種路徑/時(shí)間-輪廓圖，基片上的膜厚分布還可以繼續(xù)得到優(yōu)化。
在此，需要強(qiáng)調(diào)的是，為此連接到靶子裝置上的發(fā)電機(jī)還能夠被控制為實(shí)時(shí)輸出以及輸出相互依賴的調(diào)制信號(hào)。
另外，靶子裝置的饋電和/或氣體進(jìn)氣的分布和/或磁場(chǎng)分布在進(jìn)行控制或?qū)崟r(shí)調(diào)制時(shí)，使基片上產(chǎn)生一個(gè)期望的膜厚分布，優(yōu)選地為一種均勻的分布。
磁控管濺射源運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所具有的最佳功率密度P為1W/cm2≤P≤30W/cm2，其中，特別是對(duì)于反應(yīng)性沉積膜，優(yōu)選地由金屬靶子制成，對(duì)此，尤其對(duì)于ITO膜，該值為1W/cm2≤P≤5W/cm2，對(duì)于金屬膜的濺射鍍膜，優(yōu)選為15W/cm2≤P≤30W/cm2。
聯(lián)系前述本發(fā)明磁控管濺射源的發(fā)展，可以知道，尤其在長(zhǎng)度比寬度大得多的靶子板裝置中，下述做法在原則上是比較優(yōu)選的，即考慮在靶子裝置的長(zhǎng)度方向，尤其是在它的側(cè)面區(qū)域內(nèi)按位置地構(gòu)造不同磁控管場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
但是，這些認(rèn)識(shí)也基本適用于長(zhǎng)形磁控管。
所以對(duì)于本發(fā)明的長(zhǎng)形磁控源-其下面包括有一種時(shí)間變化的磁系統(tǒng)，優(yōu)選地為永磁系統(tǒng)-來(lái)說(shuō)，建議給靶子裝置分配一個(gè)磁框，優(yōu)選地為永磁框，并且，沿著靶子裝置的長(zhǎng)邊側(cè)按位置地構(gòu)造框架磁體的不同場(chǎng)強(qiáng)-可在給定的空間方向上測(cè)量。為了補(bǔ)償上述作用于環(huán)繞電子的偏移力，在此建議沿靶子裝置對(duì)角線基本對(duì)稱地并且位置不同地構(gòu)造這種場(chǎng)強(qiáng)。
本發(fā)明在所有方面尤其適合于基片的濺射鍍膜，尤其適用于大平面基片，在此，優(yōu)選地適用于一種反應(yīng)性過(guò)程下的平坦基片，優(yōu)選地利用金屬靶子，優(yōu)選地利用ITO膜(銦錫氧化物)。另外，本發(fā)明尤其適合于基片鍍膜，特別是玻璃基片，例如平板顯示器特別是TFT屏或PDP屏的制造，其中，原則上是在經(jīng)濟(jì)合理且只有微小次品率的情況下對(duì)大平面基片，比如半導(dǎo)體基片等進(jìn)行反應(yīng)性或非反應(yīng)性鍍膜，但一般是反應(yīng)性的。
正是在反應(yīng)性濺射鍍膜過(guò)程中，尤其是在ITO鍍膜中，用于獲得高鍍膜質(zhì)量的低放電電壓是比較重要的，對(duì)此，特別是低的膜電阻，即便在沒(méi)有降溫措施時(shí)都是很重要的。這些目標(biāo)可通過(guò)本發(fā)明的濺射源達(dá)到。
在此，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)弧光放電的有效抑制。


接下來(lái)，本發(fā)明借助附圖進(jìn)行舉例解釋。其中圖1示出了本發(fā)明的磁控管濺射源，它工作于第一種電氣方案；圖2示出了在另一種電氣布線配置下的本發(fā)明圖1中的濺射源簡(jiǎn)圖；圖3示出了本發(fā)明濺射源的另一種電氣布線配置，它類(lèi)似于圖1；圖4示出了本發(fā)明磁控管濺射源的橫斷面一部分；圖5示出了直線卡口式接頭俯視圖，它優(yōu)選地裝在圖4的濺射源上；圖6示出了本發(fā)明磁控管濺射源的部分簡(jiǎn)化俯視圖；圖7示出了一個(gè)永磁體滾筒的優(yōu)選實(shí)施方案俯視圖，它按照?qǐng)DA優(yōu)選地裝在本發(fā)明的磁控管濺射源上；
圖8示出了本發(fā)明的一種濺射鍍膜設(shè)備的簡(jiǎn)圖；圖9示出了本發(fā)明濺射源的靶子裝置上的侵蝕斷面；圖10示出了本發(fā)明具有五個(gè)靶子裝置的濺射源上的濺射源所濺射的材料分布；圖11示出了使用本發(fā)明濺射源進(jìn)行鍍膜的530×630mm2玻璃基片上的膜厚輪廓圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示出了基本配置下的本發(fā)明磁控管濺射源1。它包括至少兩個(gè)長(zhǎng)形靶子裝置3a至3c，本圖示為三個(gè)。安裝在磁控管濺射源上的公知的其他設(shè)備組，比如磁場(chǎng)源，冷卻裝置等在圖1中沒(méi)有示出出來(lái)。濺射源1在每個(gè)靶子裝置3上都具有電氣接線5。優(yōu)選地，在長(zhǎng)邊側(cè)相互隔開(kāi)的靶子裝置3之間，示例地安放了板條狀陽(yáng)極7a、7b。
靶子裝置3相互絕緣，并且均具有電氣接線5，這樣，才有可能象接下來(lái)的圖2和3所描述的一樣，進(jìn)行獨(dú)立的電氣接線。
根據(jù)圖1，每個(gè)靶子裝置3都連接在發(fā)電機(jī)9上，此發(fā)電機(jī)可相互獨(dú)立地控制，并且不須是同一種類(lèi)型的。象圖中示出的一樣，所有發(fā)電機(jī)可以是直流發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、交直流發(fā)電機(jī)、產(chǎn)生脈動(dòng)直流信號(hào)的發(fā)電機(jī)、或者在發(fā)電機(jī)輸出與每個(gè)靶子裝置之間安放了斬波器單元的直流發(fā)電機(jī)，或者必要時(shí)是它們的混合，它們的相關(guān)構(gòu)造及作用方式全部參見(jiàn)所提及的歐洲專利EP-A-0 564 789以及美國(guó)專利第08/887 091號(hào)。
陽(yáng)極7在電氣運(yùn)行時(shí)也具有選擇性。象用發(fā)電機(jī)12所示出的一樣，陽(yáng)極比如可以工作在直流、交流、或疊加有交流的直流、或脈動(dòng)直流電壓上，必要時(shí)可采用所提及的斬波單元，或者象12a示出的一樣，使用參考電勢(shì)。通過(guò)改變電氣陰極的工作方式，也即靶子裝置的工作方式，以及必要時(shí)還改變電氣陽(yáng)極的工作方式，分布到由靶子裝置構(gòu)建的濺射源平面上的濺射材料分布以及安裝在濺射源上的基片(沒(méi)有示出)上的分布由此便可以如期地被調(diào)整。
在此，相互依賴的發(fā)電機(jī)9可以如調(diào)制輸入MOD所示，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)制，以便如期地對(duì)靶子裝置的電氣工作狀況進(jìn)行行波時(shí)間調(diào)制。
在圖2和3中，在保留所描述過(guò)的濺射源部件的位置標(biāo)識(shí)情況下，示出了本發(fā)明濺射源1的另外一種電氣接線可能性，其中(圖中未示出)可以放棄使用陽(yáng)極裝置。
按照?qǐng)D2和3，靶子裝置3均成對(duì)地與交流發(fā)電機(jī)15a、15b或17a、17b的輸入相連，其中，發(fā)電機(jī)15以及17在必要時(shí)也可輸出疊加有交流的直流信號(hào)或脈動(dòng)直流信號(hào)。發(fā)電機(jī)15、17必要時(shí)也可再次進(jìn)行調(diào)制，比如實(shí)際用作載波信號(hào)的交流輸出信號(hào)可采用調(diào)幅。
根據(jù)圖2，靶子裝置的一個(gè)(3b)均與一個(gè)發(fā)電機(jī)15a或15b中的輸入端相連，而根據(jù)圖3，靶子裝置3成對(duì)地通過(guò)發(fā)電機(jī)17而連在一起，對(duì)此，完全有可能象19中劃線所示的一樣，從“共模”信號(hào)的意義上講，在圖2實(shí)施方案和圖3實(shí)施方案中，單個(gè)靶子裝置組一同承受不同的電勢(shì)。如果選用圖2或3的接線技術(shù)，那么在優(yōu)選的實(shí)施方案中，發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率為12至45kHz。在此，就“共?！彪妱?shì)而言-比如象在圖2中所描述的大地電勢(shì)一樣-，成對(duì)連接在發(fā)電機(jī)上的靶子裝置交替地承受正負(fù)電勢(shì)。
從圖1至3的示出可以看出，本發(fā)明的磁控管濺射源具有很大的靈活性，以使單獨(dú)的靶子裝置3進(jìn)行電氣運(yùn)行，從而在處理室10中，所濺射材料的分布和沉積在基片上的材料可以如期地進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在圖4中示出的是優(yōu)選實(shí)施方案中的本發(fā)明磁控管濺射源的橫斷面圖的一段。根據(jù)圖4，靶子裝置均包括一個(gè)由待濺射的材料構(gòu)成的靶子板3a1以及3b1，靶子板均固定在一個(gè)背板3a2以及3b2上。在直線卡口式接頭20的協(xié)助下，靶子裝置3的側(cè)面四周和/或中間區(qū)域固定在金屬冷卻板23上。
直線卡口式接頭的構(gòu)造可以從圖5中獲得。由此，空心夾板25安放在靶子裝置3上或者冷卻板23上，其橫斷面為U形，具有向里彎曲的U形腳27，其中還補(bǔ)充安放了相互隔開(kāi)的凹進(jìn)構(gòu)造29。優(yōu)選地，在靶子裝置3兩部分的另一半上，安放了一個(gè)具有T形橫斷面的直線夾板31，其中橫梁33的尾部具有突出構(gòu)造34。通過(guò)把突出構(gòu)造34插入凹進(jìn)構(gòu)造29，和在S方向上的直線移動(dòng)，兩部分便相互鉤住。當(dāng)然也可以反過(guò)來(lái)，在空心夾板處安放突出構(gòu)造，它相應(yīng)地與夾板31上的凹進(jìn)構(gòu)造相嵌接。
把靶子裝置3緊固在冷卻板23上，首先是通過(guò)冷卻板23的冷卻管道35中冷卻介質(zhì)的負(fù)壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。管道35沿著朝冷卻板23方向的靶子裝置平面的絕大部分平面區(qū)域延伸。冷卻管道35-象所提及的一樣-被加入一種負(fù)壓的流動(dòng)冷卻介質(zhì)，且位于朝著靶子裝置3的方向上，這些在同一專利申請(qǐng)人的CH-A-687 427中有描述，它們是通過(guò)一個(gè)薄膜狀隔膜37進(jìn)行封閉的。在冷卻介質(zhì)的壓力下，薄膜37無(wú)間隙地位于背板3a2以及3b2的下邊。對(duì)此，靶子裝置首先在冷卻介質(zhì)的負(fù)壓作用下，固定在卡口式接頭上。為了摘除靶子裝置3，冷卻系統(tǒng)作為一個(gè)整體或分別的冷卻系統(tǒng)被卸壓，從而靶子裝置能夠很容易地移出和摘除，或者更換。
陽(yáng)極夾板39沿靶子裝置3的長(zhǎng)邊延伸。陽(yáng)極夾板以及冷卻板23安裝在一個(gè)支撐機(jī)座41上，此機(jī)座優(yōu)選并且至少部分地由絕緣材料制成，優(yōu)選地為塑料。機(jī)座41隔開(kāi)處理室10中的真空與空間11中的環(huán)境或標(biāo)準(zhǔn)大氣。
在支撐機(jī)座41中的大氣壓側(cè)，例如，放置了兩個(gè)沿靶子裝置的長(zhǎng)度方向延伸的、并且可旋轉(zhuǎn)的永磁體滾筒43，此滾筒由驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未示出)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)。在擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)中，優(yōu)選地執(zhí)行180°旋轉(zhuǎn)角擺動(dòng)-ω43。在永磁體滾筒43中，沿其長(zhǎng)度方向在直徑上嵌入了永磁體45。
另外，在支撐機(jī)座41中的大氣側(cè)，為每個(gè)靶子裝置3均嵌入了一個(gè)永磁框47，它基本上沿每個(gè)靶子裝置3的外圍在下面放置，如圖6所示。
根據(jù)圖6，尤其是沿靶子裝置長(zhǎng)邊方向上具有氣體流入導(dǎo)孔49，并如同圖4的劃線所示一樣進(jìn)行載入載出，就氣流而言，這些導(dǎo)孔優(yōu)選為成行地相互獨(dú)立控制。這在圖4中用調(diào)節(jié)閥51示出，此調(diào)節(jié)閥把導(dǎo)孔49和一個(gè)氣體儲(chǔ)存罐裝置53連接起來(lái)，裝置53帶有一種工作氣體-如氬氣-和/或一種反應(yīng)性氣體。
關(guān)于永磁體滾筒43的運(yùn)行和設(shè)計(jì)再次全部參見(jiàn)歐洲專利EP-0603 587以及美國(guó)專利US-A-5 399 253的公開(kāi)內(nèi)容。
在圖6中，簡(jiǎn)化且部分地示出了圖4中本發(fā)明磁控管濺射源的俯視圖。象借助圖4已示出的一樣，每個(gè)靶子裝置3的下面都裝有一個(gè)永磁框47。優(yōu)選地，磁框47如此構(gòu)造，以便從一個(gè)空間方向上來(lái)看-如按照?qǐng)D4的Hz-，由永磁框所產(chǎn)生的磁場(chǎng)-如在圖6中以X表示-沿靶子裝置3的長(zhǎng)邊方向上有位置的變化。在較優(yōu)選的實(shí)施方案中，框架47的長(zhǎng)邊47l1和47l2上安放的磁體被劃分為多個(gè)區(qū)，例如象圖6中示出的一樣為四個(gè)區(qū)。在圖6的圖解中，定性地示出了在x坐標(biāo)軸方向上每個(gè)單獨(dú)區(qū)域Z1至Z4中安放的永磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度，還由此示出了x方向上的場(chǎng)強(qiáng)分布。另外，在每個(gè)區(qū)域Z中，都繪上了永磁體偶極方向。
優(yōu)選地，在47l1，2處安放同一種永磁體區(qū)域，但它們相對(duì)長(zhǎng)形靶子裝置3的對(duì)角線Di呈鏡面對(duì)稱。
對(duì)于由靶子裝置3上永磁框47所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，通過(guò)它產(chǎn)生期望的位置磁場(chǎng)分布，這樣才有可能對(duì)電子環(huán)繞軌跡進(jìn)行優(yōu)化，從而優(yōu)化了單個(gè)靶子裝置上侵蝕溝的位置和生成。這尤其考慮到了由偏移力所導(dǎo)致的軌道變形。在靶子框架47的寬邊上，安放了永磁體區(qū)域ZB，它們優(yōu)選地與區(qū)域Z2相一致。如上所述，圖4、6和7中的靶子濺射源都具有創(chuàng)造性。
在每個(gè)靶子裝置3的x方向上具有位置變化的磁場(chǎng)H-另外還根據(jù)磁體滾筒的擺動(dòng)作按時(shí)間變化-是通過(guò)選擇所安放的永磁體場(chǎng)強(qiáng)-如在區(qū)域Z1、Z2、Z4中-，和/或通過(guò)選擇空間偶極定向-如在區(qū)域Z3中-，和/或通過(guò)選擇位置(即靶子裝置的間隔)-來(lái)進(jìn)行有目的地設(shè)計(jì)的。
如上所述，優(yōu)選地為在本發(fā)明濺射源上所安放的每個(gè)靶子裝置3至少裝設(shè)兩個(gè)永磁體滾筒43。在圖7中示出了其中的一個(gè)。
優(yōu)選地在滾筒43上也安放不同的永磁體區(qū)域，如Z1′至Z4′。圖7中定性地示出了沿著滾筒有位置變化的永磁體磁場(chǎng)HR(x)的變化過(guò)程，以及其優(yōu)選的設(shè)計(jì)。
因而，通過(guò)按目的實(shí)現(xiàn)單個(gè)靶子裝置的電氣饋電的位置及/或時(shí)間分布、和/或按目的實(shí)現(xiàn)單個(gè)靶子裝置的磁體磁場(chǎng)的位置及/或時(shí)間分布，和/或通過(guò)按目的實(shí)現(xiàn)氣體流入口49的氣體噴入情況的位置及/或時(shí)間變化或設(shè)計(jì)，本發(fā)明濺射源上的濺射速率的位置和時(shí)間分布將得到優(yōu)化。在借助圖4至7闡述的優(yōu)選實(shí)時(shí)方案中，優(yōu)選地為所有量組合起來(lái)使用，以便如期地設(shè)計(jì)待濺射鍍膜的基片上、尤其是平板上的膜厚分布，特別是以便優(yōu)選地進(jìn)行均勻構(gòu)造。
在圖8中，示出了一種具有本發(fā)明濺射鍍膜室60的濺射鍍膜設(shè)備50，其中，同樣也示出了一種本發(fā)明磁控管濺射源10。圖示的濺射源10具有-如同在優(yōu)選實(shí)施方案中所實(shí)現(xiàn)的那樣-六個(gè)靶子裝置3，并且象圖4至7中所闡述的那樣進(jìn)行更進(jìn)一步的構(gòu)造。本發(fā)明具有靶子裝置的濺射源工作時(shí)可進(jìn)行獨(dú)立的電氣-必要時(shí)也可為模塊化-饋電，如框62所示。另外，尤其是沿靶子裝置長(zhǎng)度方向上的氣體噴入情況-必要時(shí)也可模塊化-可有選擇地進(jìn)行調(diào)整，如調(diào)節(jié)閥框64所示，以便讓工作氣體和/或反應(yīng)性氣體從氣體儲(chǔ)氣罐53流入反應(yīng)室。
驅(qū)動(dòng)框65示出了安放在本發(fā)明濺射源上的永磁體滾筒的驅(qū)動(dòng)裝置-有時(shí)為路徑/時(shí)間可調(diào)制的-，這樣，所期望的滾筒擺動(dòng)能夠有選擇性地進(jìn)行優(yōu)選調(diào)整。
在本發(fā)明的處理室60中，安放了一個(gè)基片支撐66，尤其用于接收待鍍膜的平面基片。根據(jù)本發(fā)明的濺射源，能夠優(yōu)選地調(diào)整濺射源10發(fā)射材料的時(shí)間和位置分布，尤其是在時(shí)間段內(nèi)的平均均勻分布，特別是在濺射源邊緣區(qū)域，可以把濺射源的濺射面FQ與待鍍膜的基片表面FS的比例VQS設(shè)定得相當(dāng)小，優(yōu)選地VQS≤3，優(yōu)選地為VQS≤2，尤其優(yōu)選地為1.5≤VQS≤2。
這些量說(shuō)明，由濺射源發(fā)出的材料高效率地被利用，其中只有相當(dāng)少的發(fā)射材料沒(méi)有落到待鍍膜基片平面上。這些特性得到增強(qiáng)的方式是，濺射鍍膜基片平面和磁控管濺射源10的新平面之間的間距D-由于濺射源的大平面等離子分布-可以選擇得小一點(diǎn)，基本上等于靶子裝置3的濺射平面的寬度B(見(jiàn)圖4)，優(yōu)選地為60mm≤D≤250mm更優(yōu)選地為80mm≤D≤160mm。
由于所提及的小間距D的可實(shí)現(xiàn)性，可以獲得具有高濺射利用率的鍍膜速率，從而獲得最經(jīng)濟(jì)的鍍膜。
在圖8所示的設(shè)備中，優(yōu)選地，側(cè)面最外邊的靶子裝置利用發(fā)電機(jī)63在較高的濺射功率下進(jìn)行工作，優(yōu)選地比其它內(nèi)部放置的靶子裝置的濺射功率高5％至35％，尤其優(yōu)選地為高10％至20％。另外，安放在如圖4所示的濺射源10上的永磁體滾筒，其工作時(shí)的擺動(dòng)頻率為1至4Hz，優(yōu)選地為大約2Hz。
尤其在優(yōu)選工作方式下，本發(fā)明的磁控管濺射源、濺射室以及設(shè)備尤其適合于大平面、特別是平面基片的磁控管濺射鍍膜，并且具有高的鍍膜質(zhì)量和所期望的膜厚分布，尤其是具有高經(jīng)濟(jì)性的均勻膜厚分布。這些主要取決于本發(fā)明濺射源上的大平面均勻分布的處理?xiàng)l件。從而，本發(fā)明能夠用于大平面半導(dǎo)體基片鍍膜，尤其是用于平板顯示器的基片鍍膜，特別是TFT屏以及PDP屏。在此，本發(fā)明尤其應(yīng)用于所述基片的反應(yīng)性鍍膜-特別是利用ITO膜-，或者通過(guò)非反應(yīng)性濺射鍍膜對(duì)所述基片進(jìn)行金屬鍍膜。下面列舉了本發(fā)明的濺射源或處理室或設(shè)備的優(yōu)選設(shè)定量。
1.幾何學(xué)1.1濺射源■圖4的側(cè)面間距d最高值為靶子裝置寬度B的15％，優(yōu)選為10％，尤其優(yōu)選為7％，和/或1mm≤d≤230mm，優(yōu)選為7mm≤d≤20mm。
■沿一個(gè)平面的靶子裝置的新平面；■靶子裝置的寬度B60mm≤B≤350mm，優(yōu)選為80mm≤B≤200mm。
■靶子裝置的長(zhǎng)度L至少為B，優(yōu)選地為遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于B，更優(yōu)選為400mm≤L≤2000mm。
■靶子裝置的末端區(qū)域比如，半圓形。
1.2濺射源/基片■濺射平面FQ大小與待鍍膜基片上表面FS大小的比例VQSVQS≤3，優(yōu)選為VQS≤2，更優(yōu)選為1.5≤VQS≤2。
■濺射源新平面/待鍍膜平面的最小間距D60mm≤D≤250mm，優(yōu)選為80mm≤B≤160mm。
■基片尺寸比如為750×630mm2，鍍膜濺射源的濺射平面為920×900mm2，或者基片尺寸1100×900mm2，濺射源的濺射平面為1300×1200mm2。
1.3冷卻濺射平面與冷卻平面的比例VSK1.2≤VSK≤1.5。
2.運(yùn)行數(shù)據(jù)■靶子溫度T40℃≤T≤150℃，優(yōu)選為60℃≤T≤130℃。
■每個(gè)濺射平面單元的濺射功率10至30W/cm2，優(yōu)選為15至20W/cm2。
■側(cè)面最外邊的靶子裝置均優(yōu)選具有多出5至35％的濺射功率，優(yōu)選地為每平面單元多出10至20％的濺射功率。
■磁體滾筒的擺動(dòng)頻率1至4Hz，優(yōu)選為大約2Hz。
結(jié)果達(dá)到下列鍍膜速率■ITO20/秒。
■鋁130至160/秒。
■鉻140/秒。
■鈦100/秒。
■鉭106/秒。
在圖9中，描述了在本發(fā)明濺射源上一個(gè)靶子裝置15cm寬的濺射平面上的侵蝕斷面?？梢钥闯鲎钔膺叺木鶆蚣庸び嗔?，其中“跑道”以及侵蝕溝幾乎看不出來(lái)。
在圖10中，示出了帶有五個(gè)靶子裝置的本發(fā)明濺射源在ITO濺射鍍膜中的最終鍍膜速率分布，其中，每個(gè)靶子裝置均帶有寬度B為150mm的濺射平面。在這種分布中，對(duì)于安放在距濺射源平面為D＝120mm遠(yuǎn)的基片，其上面只有一個(gè)僅為+3.8％的膜厚偏差。
在圖11中，示出了在一個(gè)大平面玻璃基片上的最終膜厚分布，其具體鍍膜如下-總濺射功率Ptot2千瓦。
-濺射時(shí)間100秒。
-濺射速率R26/秒，相對(duì)值13/秒·千瓦。
-濺射源具有六個(gè)靶子裝置，其中最外邊的靶子裝置(P1，P6)以高出5至35％的濺射功率工作。
-基片尺寸650×550mm2。
在圖11中記錄了基片的邊緣區(qū)域，此種基片位于使用較高效率工作的靶子裝置上。在平均膜厚為267nm的ITO鍍膜中，獲得的膜厚偏差為+6.3％。
在本發(fā)明中，尤其避免了已公開(kāi)濺射源的下述缺點(diǎn)，特別是在大平面工件鍍膜中■由于本發(fā)明在大磁控管濺射平面上能夠?qū)崿F(xiàn)處理?xiàng)l件的均勻分布，利用較高的鍍膜速率和較高的濺射速度，可獲得大平面基片鍍膜的高度經(jīng)濟(jì)性，必要時(shí)可同時(shí)對(duì)許多單個(gè)基片鍍膜。
■由于在本發(fā)明的濺射源上進(jìn)行大平面同時(shí)濺射，可在基片上獲得一個(gè)較好的膜厚分布，并防止了干擾的形成(電弧)。
■由于解決了反應(yīng)性氣體的分布問(wèn)題和/或在均勻性意義上的靶子侵蝕分布問(wèn)題，待鍍膜的基片能夠相當(dāng)近地放置到濺射源上，并且對(duì)濺射源平面來(lái)說(shuō)，可以擁有相當(dāng)大的鍍膜平面，這大大提高了帶有本發(fā)明濺射源的濺射鍍膜設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。
■在大平面靶子上，解決了靶子中央與靶子邊緣之間產(chǎn)生的等離子密度不同的問(wèn)題。
■濺射源能夠靈活地利用模塊化靶子裝置來(lái)適應(yīng)各種尺寸要求。
■解決了大平面靶子中，也即靶子中央缺少反應(yīng)性氣體的處理問(wèn)題，因?yàn)樵谠瓉?lái)的濺射源平面上分散安放了氣體流入口49。
■(見(jiàn)圖4)因?yàn)橹螜C(jī)座(41)位于處理真空和大氣壓之間，所以沒(méi)有必要安放較厚的冷卻板(23)-雖然它也承受負(fù)荷-，這樣，濺射源減少了費(fèi)用，并且尤其可使磁裝置(47，43)的磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)較好的滲透，此磁裝置安放在靶子裝置(3)的下方。
通過(guò)選擇地控制下列分布■靶子裝置電運(yùn)行的時(shí)間和/或位置分布■靶子裝置磁運(yùn)行的時(shí)間和/或位置分布■氣體流入的時(shí)間和/或位置分布才有可能在大平面基片上對(duì)最終膜厚分布進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，特別是均勻性調(diào)整。
■靶子裝置通過(guò)冷卻介質(zhì)壓力壓緊，并與安放的卡口式接口一起作用，在此基礎(chǔ)上，靶子裝置的更換可以非常簡(jiǎn)單和迅速，并且大平面冷卻可以非常有效。
■濺射平面下方安放有卡口支架，在此基礎(chǔ)上，不會(huì)尤其是不會(huì)從處理室引來(lái)濺射材料之外的固定裝置。
權(quán)利要求
1.薄膜晶體管或等離子體顯示應(yīng)用的平板的制造方法，包括在一濺射鍍膜室內(nèi)形成一濺射源，其中至少兩個(gè)相互電氣絕緣的固定的長(zhǎng)形靶子裝置被相互并排地安放，并由相應(yīng)的縫隙隔開(kāi)，每個(gè)所述的靶子裝置都具有相應(yīng)的電氣接線，使得每個(gè)所述的靶子裝置可以相互獨(dú)立地被控制；在每個(gè)所述的靶子裝置下面提供一被控的磁裝置，以在相應(yīng)的靶子裝置上方產(chǎn)生一個(gè)時(shí)變的磁控管場(chǎng)；以及將待制造的平板基片有距離地、平行地和靠近地放至所述的濺射源，使得選擇VQS≤3，其中VQS是所述濺射源的濺射源表面與所述需要被鍍膜的平板的基片表面的比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還提供一陽(yáng)極裝置，該陽(yáng)極裝置包括挨著所述靶子裝置且位于所述靶子裝置之間的和/或位于靶子裝置短邊側(cè)的陽(yáng)極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括選擇所述的靶子裝置的長(zhǎng)度L為400mm≤L≤2000mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于還包括選擇相應(yīng)的靶子裝置的寬度B為60mm≤B≤350mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于還包括選擇相應(yīng)的兩個(gè)所述長(zhǎng)形靶子裝置的間距d為1mm≤d≤230mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于還包括選擇所述平板與所述濺射源的間距D為60mm≤D≤250mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括步驟用兩個(gè)以上的所述靶子裝置來(lái)構(gòu)建所述的濺射源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括將所述靶子裝置的靶子材料選擇為銦錫氧化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括沿著所述的靶子裝置提供一具有電磁體和/或永磁體的框架。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還在相應(yīng)的靶子裝置上方產(chǎn)生隧道狀磁場(chǎng)形式的所述時(shí)變的磁控管場(chǎng)，該隧道狀磁場(chǎng)具有隨時(shí)間改變的頂點(diǎn)位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還通過(guò)可驅(qū)動(dòng)地移動(dòng)位于相應(yīng)的所述靶子裝置下面的永磁體來(lái)產(chǎn)生所述時(shí)變的磁控管場(chǎng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括步驟通過(guò)可驅(qū)動(dòng)地旋轉(zhuǎn)或在樞軸上轉(zhuǎn)動(dòng)具有電磁體和/或永磁體且位于所述相應(yīng)的磁裝置下面的滾筒來(lái)產(chǎn)生所述時(shí)變的磁控管場(chǎng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于還包括步驟沿著所述長(zhǎng)形靶子裝置的寬度方向而可驅(qū)動(dòng)地移動(dòng)所述的永磁體。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括步驟將所述的靶子裝置安裝在一鄰近于每個(gè)所述靶子裝置的機(jī)座上，以及通過(guò)該機(jī)座的用薄膜封蔽的管道裝置內(nèi)的冷卻介質(zhì)來(lái)冷卻所述的靶子裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括步驟通過(guò)可驅(qū)動(dòng)地移動(dòng)的磁體和固定安裝的磁體來(lái)產(chǎn)生所述時(shí)變的磁控管場(chǎng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括步驟給相應(yīng)的電氣接線饋入直流電。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括在所述制造過(guò)程中向所述的濺射鍍膜室導(dǎo)入氣體。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括把所述靶子裝置之間的間距最多選擇為一個(gè)所述長(zhǎng)形靶子裝置的寬度的15％。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其特征在于還包括把所述的間距最多選擇為所述寬度的10％。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于還包括把所述的間距最多選擇為所述寬度的7％。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于還包括把所述靶子裝置的長(zhǎng)度選擇為遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其寬度。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于選擇相應(yīng)的兩個(gè)所述長(zhǎng)形靶子裝置的間距d為7mm≤d≤20mm。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括步驟選擇相應(yīng)的所述靶子裝置的寬度B為80mm≤B≤200mm。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括步驟將所述的靶子裝置在非濺射狀態(tài)下基本沿著一個(gè)平面對(duì)準(zhǔn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括步驟在所述的靶子裝置上產(chǎn)生一個(gè)沿著所述長(zhǎng)形靶子裝置的長(zhǎng)度方向局部變化的磁場(chǎng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括步驟提供一個(gè)圍繞所述靶子裝置中的至少一些的磁框。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其特征在于還包括步驟把所述靶子裝置中的至少一些靶子裝置邊上的所述磁體選擇為相互不同的磁強(qiáng)度。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括步驟產(chǎn)生相互依賴的所述時(shí)變的磁場(chǎng)。
29.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括步驟在所述的基片上進(jìn)行反應(yīng)性的濺射材料鍍敷。
30.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于選擇所述需要被濺射鍍膜的基片的表面積FS為FS≥900cm2。
31.薄膜晶體管或等離子體顯示應(yīng)用的平板的制造方法，包括在一濺射鍍膜室內(nèi)形成一濺射源，其中至少兩個(gè)相互電氣絕緣的固定的長(zhǎng)形靶子裝置被相互并排地安放，并由相應(yīng)的縫隙隔開(kāi)，每個(gè)所述的靶子裝置都具有相應(yīng)的電氣接線，使得每個(gè)所述的靶子裝置可以相互獨(dú)立地被控制；在每個(gè)所述的靶子裝置下面提供一可獨(dú)立控制的磁裝置，以在相應(yīng)的靶子裝置上方產(chǎn)生一個(gè)時(shí)變的磁控管場(chǎng)；以及與所述的濺射源有距離地和平行地，將待制造的平板基片放至一平板中，以便控制所述可獨(dú)立控制的磁裝置，使得在所述平板基片上產(chǎn)生所需要的濺射分布，從而制造出所述的平板。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于還包括提供一陽(yáng)極裝置，該陽(yáng)極裝置包括挨著所述靶子裝置且位于所述靶子裝置之間的和/或位于靶子裝置短邊側(cè)的陽(yáng)極。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于包括保證所述的磁裝置包含一沿著所述的靶子裝置具有電磁體和/或永磁體的框架。
34.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于包括利用所述的磁裝置在相應(yīng)的靶子裝置上方產(chǎn)生相應(yīng)的隧道狀磁場(chǎng)，該隧道狀磁場(chǎng)具有隨時(shí)間改變的頂點(diǎn)位置。
35.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于包括提供所述的磁裝置使得其均包括至少兩個(gè)可驅(qū)動(dòng)地旋轉(zhuǎn)或在樞軸上轉(zhuǎn)動(dòng)的且具有電磁體和/或永磁體的滾筒。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其特征在于沿著所述長(zhǎng)形靶子裝置的長(zhǎng)度方向布置所述的滾筒。
37.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于將所述的靶子裝置安裝在鄰近于每個(gè)所述靶子裝置的機(jī)座上，該機(jī)座包括用薄膜封蔽的冷卻介質(zhì)管道裝置。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其特征在于所述的機(jī)座適于承受濺射真空與周?chē)h(huán)境氣壓之間的壓差。
39.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于將所述的靶子裝置安裝在一機(jī)座上，所述磁裝置包括被安裝到該機(jī)座的電氣絕緣材料中的固定磁體。
40.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述的靶子裝置被安裝到一機(jī)座的電氣絕緣材料上。
41.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于提供一陽(yáng)極裝置安裝到所述鍍膜室內(nèi)的電氣絕緣材料上。
42.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述的磁裝置包括位于所述靶子裝置下方的可機(jī)械地移動(dòng)的永磁體和/或電磁體，所述的磁體被安裝在一機(jī)座的電氣絕緣材料上。
43.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于還包括提供一機(jī)座，在該機(jī)座上安裝所述的靶子裝置，所述的機(jī)座包括被限制在該機(jī)座的電氣絕緣材料中的冷卻介質(zhì)管道。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其特征在于所述冷卻介質(zhì)管道的底面由一個(gè)金屬板材料形成。
45.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于還包括一具有進(jìn)氣孔的進(jìn)氣裝置，所述的進(jìn)氣孔挨著所述的靶子裝置被布置，并與一氣體分配系統(tǒng)相連。
46.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述靶子裝置彼此之間的間距最多為一個(gè)所述長(zhǎng)形靶子裝置的寬度的15％。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其特征在于所述的間距最多為所述寬度的10％。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其特征在于所述的間距最多為所述寬度的7％。
49.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述長(zhǎng)形靶子裝置的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其寬度。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其特征在于所述的長(zhǎng)度被標(biāo)為L(zhǎng)，其范圍是400mm≤L≤2000mm。
51.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述長(zhǎng)形靶子裝置彼此的間距d為1mm≤d≤230mm。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的方法，其特征在于7mm≤d≤20mm。
53.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其特征在于相應(yīng)的所述靶子裝置的寬度B為60mm≤B≤350mm。
54.根據(jù)權(quán)利要求53的方法，其特征在于80mm≤B≤200mm。
55.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述的靶子裝置的濺射表面在非濺射狀態(tài)下基本沿著一個(gè)平面對(duì)準(zhǔn)。
56.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述的磁裝置產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，從時(shí)刻來(lái)看，該磁場(chǎng)沿著所述長(zhǎng)形靶子裝置的長(zhǎng)度方向是局部變化的。
57.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于一個(gè)磁框圍繞所述靶子裝置中的至少一些，所述磁框內(nèi)和所述靶子裝置中的至少一些靶子裝置邊上的所述磁體為相互不同的磁強(qiáng)度。
58.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于至少兩個(gè)可驅(qū)動(dòng)地圍繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體滾筒被相互平行地沿著所述的靶子裝置安放在該靶子裝置的下方，而且其所包含的磁體的位置和/或強(qiáng)度在該磁體滾筒的軸向上變化。
59.根據(jù)權(quán)利要求58的方法，其特征在于所述磁體滾筒的所述磁體是永磁體。
60.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于還包括一圍繞所述靶子裝置至少一部分的框架，所述框架包括沿著所述框架長(zhǎng)度方向布置的、并且從該長(zhǎng)度方向上看具有不同磁強(qiáng)度的磁體，所述磁體的磁強(qiáng)度相對(duì)于所述框架的對(duì)角線方向基本是呈對(duì)稱的。
61.根據(jù)權(quán)利要求60的方法，其特征在于所述框架的所述磁體是永磁體。
62.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述的靶子裝置通過(guò)直線卡口式接頭被安裝到一機(jī)座上。
63.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于包括兩個(gè)以上所述靶子裝置。
64.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其特征在于包括至少5個(gè)所述靶子裝置。
65.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的比例VQS≤2。
66.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的比例VQS≤1。
67.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的比例1.5≤VQS≤2。
全文摘要
薄膜晶體管或等離子體顯示應(yīng)用的平板的制造方法，包括在濺射鍍膜室內(nèi)形成濺射源，相互絕緣的固定長(zhǎng)形靶子裝置被并排地安放并由縫隙隔開(kāi)，每個(gè)靶子裝置有電氣接線，使得靶子裝置可獨(dú)立地被控制；在靶子裝置下面提供被控的磁裝置以在靶子裝置上產(chǎn)生時(shí)變的磁控管場(chǎng)。將待制造的平板基片有距離地、平行地和靠近地放至濺射源，使得選擇V
文檔編號(hào)C23C14/54GK1776006SQ20051012858
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期1998年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月17日
發(fā)明者W·哈爾格, P·格呂寧菲爾德, U·施文德納, M·施勒格爾, S·克拉斯尼策爾 申請(qǐng)人:尤納克西斯貿(mào)易公司