CN1667155B

CN1667155B - 溅射装置

Info

Publication number: CN1667155B
Application number: CN2005100527186A
Authority: CN
Inventors: 新井真; 大石祐一; 石桥晓; 小松孝; 谷典明; 清田淳也; 太田淳; 中村久三
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2025-03-10
Also published as: CN1667155A; KR20060043832A; JP4780972B2; KR101164047B1; TWI375729B; TW200538568A; JP2005290550A

Abstract

本发明的目的在于，提供一种可以减少异常放电和非腐蚀部，并能够形成膜厚分布均匀的膜的成膜装置。本发明的成膜装置(1)具有多个靶(31a～31f)，对不同的靶(31a～31f)施加极性不同的交流电压。当一方的靶(31a～31f)置于负电位时，另一方的靶(31a～31f)置于正电位，并作为阳极起作用，所以，相邻靶(31a～31f)之间不必配置阳极。因相邻的靶(31a～31f)之间什么都不配置，故可以缩短靶(31a～31f)间的距离s，由于在配置了靶(31a～31f)的区域内不放射溅射粒子的面积的比例减小，故溅射粒子均匀地到达衬底(5)，从而使膜厚分布变得均匀。

Description

溅射装置

技术领域

本发明涉及溅射装置。

背景技术

图8的符号101示出现有技术的成膜装置。

成膜装置101具有真空槽102和配置在真空槽102内部的多个靶131a～131e。

各靶131a～131e呈细长的平板形状，并且在面向溅射面的状态下，以一定的间隔相互平行地配置在配置于真空槽102内部的衬底105上。

利用真空排气系统112对真空槽102内部进行真空排气，同时，从气体供给系统113向真空槽102的内部导入溅射气体，在真空槽102内部形成了成膜环境的状态下，启动连接了电极135a～135e的电源117a～117e，若在真空槽102和衬底10-5置于接地电位的状态下对各靶131a～131e施加交流电压，则靶131a～131e的表面就会被溅射。

当同时溅射多个靶131a～131e时，若只在靶131a～131e的周边配置被置于接地电位的屏蔽板111，则等离子体就会偏向已配置了屏蔽板111的方向，但是，在该成膜装置101中，因在靶131a～131e之间也配置被置于接地电位的屏蔽板111，故等离子体不会偏向一边，各靶131a～131e会受到均匀的溅射。

在与靶131a～131e的溅射面相反的一侧，沿靶131a～131e的长度方向配置细长的磁场形成装置140a～140e。磁场形成装置140a～140e的宽度比靶131a～131e的宽度窄，利用未图示的移动装置使其从靶131a～131e的宽度方向的一端向另一端来回移动。

因此，由磁场形成装置140a～140e形成的磁场也在靶131a～131e的表面移动，所以，等离子体密度高的部分在靶131a～131e的表面移动，使靶131a～131e的大部分区域受到溅射。

在使用了多个靶的成膜装置中，因靶的数量越多越能在很宽的区域放射溅射粒子，故可以在大面积的衬底105上进行成膜。

但是，现有的成膜装置具有如下所述的问题。首先，第1，由于不从屏蔽板111所在的部分放射出溅射粒子，故在位于衬底105表面的屏蔽板111上的部分和位于靶131a～131e上的部分产生膜厚分布及膜质分布不均匀的情况。

此外，如上所述，当使磁场形成装置140a～140e移动的同时，对靶131a～131e施加交流电压时，伴随磁场形成装置140a～140e的移动，等离子体密度高的部分也发生移动。

因此，当和溅射气体一起导入象氧气那样的反应气体来进行溅射时，若等离子体密度高的部分移动，则在溅射面的等离子体密度较薄的部分，溅射材料和反应气体起反应而形成反应物膜(例如氧化膜)，因此会产生异常放电。

若固定磁场形成装置140a～140e使其不发生移动来进行溅射，则等离子体密度较高的部分不移动，在靶131a～131e内(特别是在靶131a～131e宽度方向的中央部分)产生非腐蚀部，该非腐蚀部会成为异常放电的原因，或者该非腐蚀部剥离后，还会成为产生粒子的原因。

【专利文献1】特表2002-508447号公报

【专利文献2】特开平11-241159号公报

【专利文献3】特开平9-13160号公报

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术中的问题而提出的，其目的在于提供一种腐蚀区宽、无异常放电、能形成膜厚分布均匀的薄膜的成膜装置。

为了解决上述问题，本发明的第1方面是一种成膜装置，包括真空槽、多个具有长度方向的板状靶和对上述靶施加交流电压的交流电源，在上述多个靶中，从同一交流电源对不同的靶施加极性不同的交流电压，上述多个靶在溅射面面向同一方向的状态下，使相邻的上述靶的长度方向的侧面经由上述真空槽中的气体环境相互直接对置配置。

本发明的第2方面是本发明第1方面记载的成膜装置，上述相互对置的侧面之间的距离大于等于1mm而小于等于10mm。

本发明的第3方面是本发明第1方面或第2方面记载的成膜装置，上述交流电源部的频率大于等于1KHz而小于等于100KHz。

本发明第4方面是一种成膜装置，包括真空槽和配置在上述真空槽内部的多个细长的板状靶，上述各靶相互平行配置使其长度方向的侧面之间相互对置，在上述各靶的正背后，沿上述靶的长度方向分别配置细长的磁场形成装置，在配置了上述磁场形成装置的区域的外侧，并且比上述靶的正背后更靠外的一侧，沿上述靶的长度方向，配置了细长的辅助磁场形成装置。

本发明的第5方面是本发明第4方面记载的成膜装置，上述各磁场形成装置具有多个磁铁，在上述多个磁铁中，与上述辅助磁场形成装置相邻配置的磁铁的面向上述靶侧的面的磁极与面向上述辅助磁场形成装置的上述靶侧的面的磁极极性相同。

本发明第6方面涉及本发明第4方面或第5方面记载的成膜装置，具有使上述磁场形成装置和上述辅助磁场形成装置相对上述靶作相对移动的移动装置。

本发明如上述那样构成，在相邻的靶之间既不配置接地电极又不配置绝缘物，因此，在已对真空槽内部进行了真空排气时，相邻靶的长度方向的侧面的相对区域也形成真空环境，该真空环境区的宽度和侧面之间的距离相等。

由于什么都没有配置，侧面之间的距离可以小到大于等于1mm而小于等于10mm，所以，不放射溅射粒子的区域变窄，从而使到达衬底的溅射粒子量的分布变得均匀。

若使磁场形成装置的宽度和靶的宽度大致相等，则即使不移动磁场形成装置而进行溅射，也可以提高靶的整个表面区域的等离子体密度。但是，如上所述，当靶之间的间隔较短时，磁场形成装置之间的间隔也变短。当使多台磁场形成装置相靠近配置时，因相邻磁场形成装置之间的磁场干扰而破坏了磁场的平衡。特别，当使用交流电源进行溅射时，因成对的阴极(靶)之间的放电阻抗不同，故存在使膜厚、膜质分布变差，并且使成对的阴极之间的靶的使用效率降低的问题。

在本发明的成膜装置中，在配置了靶的区域的外侧，在配置于最外侧的磁场形成装置的附近位置具有辅助磁场形成装置，因利用该辅助磁场形成装置可以使靠近磁场形成装置时的磁场干扰趋于缓和，故不会破坏磁场强度的平衡，使各靶表面的磁通密度分布变得均匀。

当一边使磁场形成装置相对靶进行相对移动，一边进行溅射时，磁力线远离、等离子体密度较小的部分不被溅射，在靶的表面形成了与反应性气体的反应物(例如氧化物)，该反应物成为异常放电或产生粒子的原因。但是，如上所述，在本发明中，因不必使磁场形成装置移动而在相对靶固定的状态下进行溅射，故不会引起异常放电。

若使用本发明的成膜装置，即使是对大型衬底进行成膜，也可以得到膜厚分布和膜质分布均良好的膜。此外，因不需要接地屏蔽部件，故可以减小来自接地屏蔽部件的粒子。进而，与现有的装置相比，因不需要接地屏蔽部件、磁路的摇动机构和防止电源异常放电的机构，故可以减小部件的个数，降低成本，改善装置的维护性能。

附图说明

图1是说明本发明的一例成膜装置的截面图。

图2是说明一例溅射源的斜视图。

图3是说明磁场形成装置和辅助磁场形成装置的截面图。

图4是说明靶和交流电源的连接关系的另一例的图。

图5是说明膜厚分布的图。

图6是说明配置了磁场形成装置和辅助磁场形成装置时的磁通密度和位置关系的图。

图7是配置了磁场形成装置时的磁通密度和位置关系的图。

图8是说明现有技术的成膜装置的图。

图9是说明本发明的第2例成膜装置的截面图。

图10是说明(a)本发明的第2例成膜装置的初始状态和(b)移动后的状态的截面图。

具体实施方式

图1的符号1示出本发明的成膜装置的一例，该成膜装置1具有真空槽2、配置在真空槽2内部的衬底支架4、配置在与真空槽2内部的衬底支架4相面对的位置的溅射源3。溅射源3具有多个溅射部30a～30f。各溅射部30a～30f分别具有板状的靶31a～31f，若将各靶31a～31f的被溅射的面作为溅射面，则各溅射部30a～30f配置成使各溅射面位于相同的平面上。

各靶31a～31f是具有长度方向的细长形状，各溅射面也是具有长度方向的细长形状。各靶31a～31f分别是同一形状，溅射面的长度方向的边缘部分(侧面)相互隔开规定的间隔而平行配置。

相邻的靶31a～31f的侧面之间只隔开一定的距离，因此，相邻的靶31a～31f的侧面平行。本发明在靶31a～31f之间既不配置电极也不配置屏蔽板，靶31a～31f的侧面彼此之间直接面对面。

在各靶31a～31f的背面上紧贴着安装具有和靶31a～31f相同宽度和相同长度的电极35a～35f，且使其不从靶31a～31f的外周伸出来。

在真空槽2的外部配置交流电源17a～17c，在各交流电源17a～17c的两个端子中，一个端子与相邻的2个电极35a～35f中的一个电极35a、35c、35e连接，另一个端子与另一个电极35b、35d、35f相连接。

各交流电源17a～17c的2个端子输出正负极性不同的电压，因靶31a～31f紧贴着安装在电极35a～35f上，故从交流电源17a～17c向相邻的2个靶31a～31f施加极性互不相同的交流电压。因此，相邻的靶31a～31f中，当一方置于正电位时，另一方被置于负电位。

在电极35a～35f的与靶31a～31f相反一侧的面上安装有绝缘板33a～33f，靶31a～31f和电极35a～35f与后述的磁场形成装置40a～40f或其他部件绝缘。

在电极35a～35f的与靶31a～31f相反一侧的面上配置了磁场形成装置40a～40f。参照图2，各磁场形成装置40a～40f分别具有外周尺寸与靶31a～31f的外周大致相等的细长的环状磁铁42a～42f和长度比环状磁铁42a～42f短的棒状磁铁43a～43f。

各环状磁铁42a～42f配置在对应的1个靶31a～31f的正背后位置上，且与靶31a～31f的长度方向平行。如上所述，因靶31a～31f隔开规定的间隔平行配置，故环状磁铁42a～42f变成隔开和靶31a～31f相同的间隔而配置的状态。

棒状磁铁43a～43f在环状磁铁42a～42f的环内，沿靶31a～31f的长度方向配置。因此，变成在棒状磁铁43a～43f长度方向的侧面的两侧配置环状磁铁42a～42f的状态。

在磁场形成装置40a～40f的磁铁中，若将配置在两侧的磁铁(环状磁铁)作为第1磁铁42a～42f，将配置在第1磁铁42a～42f之间的磁铁(棒状磁铁)作为第2磁铁43a～43f，则第1、第2磁铁42a～42f、43a～43f的磁极位于厚度方向的两端、即表面侧和背面侧，若将面向靶31a～31f一侧的面作为表面，则板状的轭铁41a～41f紧贴在第1、第2磁铁42a～42f、43a～43f的背面。

因此，在第1、第2磁铁42a～42f、43a～43f背面侧的磁极之间产生的磁力线通过轭铁41a～41f的内部。轭铁41a～41f的平面形状和第1磁铁42a～42f的环的外周相等，第1磁铁42a～42f从轭铁41a～41f的边缘伸出。如上所述，因第1磁铁42a～42f的形状和靶31a～31f大致相等，故磁场形成装置40a～40f的平面形状也和靶31a～31f大致相等。

这里，因各磁场形成装置40a～40f配置在对应的1个靶31a～31f的正背后的位置上，故各磁场形成装置40a～40f从靶31a～31f的外周伸出，各磁场形成装置40a～40f 是横跨2个靶31a～31f配置。

当第1磁铁42a～42f表面侧的磁极的磁性是N极时，则第2磁铁43a～43f表面侧磁极的磁性是S极，当第1磁铁42a～42f表面侧磁极的磁性是S极时，则第2磁铁43a～43f的表面侧磁极的磁性是N极，因此，在第1磁铁42a～42f的表面和第2磁铁43a～43f的表面之间，形成通过电极35a～35f的磁力线。

在各电极35a～35f内部的、第1、第2磁铁42a～42f上面的位置上，分别配置有由导磁材料(这里是纯度为99.8％的纯铁)形成的磁性体36a～36f，通过电极35a～35f的磁力线被该磁性体36a～36f吸引到靶31a～31f一侧，使其通过靶31a～31f的表面。

各溅射部30a～30f中和第1磁铁42a～42f极性相同的磁极位于相同的面一侧，因此，第1磁铁42a～42f的靶31a～31f一侧的极性全变成N极或S极。

如上所述，因第2磁铁43a～43f的和第1磁铁42a～42f相同的面一侧的磁极的极性与第1磁铁42a～42f相反，故当第1磁铁42a～42f的靶31a～31f一侧的极性全是N极时，第2磁铁43a～43f的靶31a～31f一侧的极性全变成S极，当第1磁铁42a～42f的靶31a～31f一侧的极性全是S极时，第2磁铁43a～43f的靶31a～31f一侧的极性全变成N极。

因此，在同一溅射部30a～30f的第1、第2磁铁42a～42f、43a～43f之间形成磁力线，但在不同的溅射部30a～30f的相邻的第1磁铁42a～42f之间不形成磁力线。

溅射源3具有辅助磁场形成装置15a、15b。辅助磁场形成装置15a、15b由长度和第1磁铁42a～42f的长度大致相等的细长的棒状磁铁构成，并且沿第1磁铁42a～42f的长度方向配置在第1磁铁42a～42f的排列区域外侧。

辅助磁场形成装置15a、15b位于和第1、第2磁铁42a～42f、43a～43f相同的高度上。图1的符号42a和符号42f表示第1磁铁42a～42f中位于列的开头和结尾的第1磁铁。在位于列的开头和结尾的第1磁铁42a、42f的2个长度方向的侧面中，如果不将面向列的中心方向的侧面、而是将面向外方向的侧面作为端部面，则该端部面与辅助磁场形成装置15a、15b的长度方向的侧面紧贴或脱离。

图3是表示第1、第2磁铁42a～42f、43a～43f和辅助磁场形成装置15a、15b的磁极之间关系的一例的图。辅助磁场形成装置15a、15b的磁极位于厚度方向的两端，即表面侧和背面侧，若将面向和第1、第2磁铁42a～42f、43a～43f的表面同一侧的面作为表面，则辅助磁场形成装置15a、15b的背面紧贴着轭铁16a、16b，因此，从辅助磁场形成装置15a、15b背面侧的磁极产生的磁力线通过轭铁16a、16b的内部。

辅助磁场形成装置15a、15b表面侧的磁极的磁性和第1磁铁42a～42f表面侧的磁极的磁性相同。因此，当第1磁铁42a～42f表面侧的磁极是N极时，辅助磁场形成装置15a、15b表面侧的磁极的磁性就是N极，当第1磁铁42a～42f表面侧的磁极的磁性是S极时，辅助磁场形成装置15a、15b表面侧的磁极的磁性就是S极。

如上所述，因辅助磁场形成装置15a、15b沿位于最外侧的第1磁铁42a、42f配置，故辅助磁场形成装置15a、15b和位于最外侧的第1磁铁42a、42f作为1块磁铁起作用，该磁铁的表面和相邻的第2磁铁43a、43f的表面之间产生通过位于最外侧的靶31a、31f的磁力线。

这里，第1磁铁42a～42f的端部面位于某侧面的正下方，该侧面在位于列的开头和末尾的靶31a、31f的2个长度方向的侧面中，是面向外方向的侧面，而不是面向列的中心方向的侧面。

因此，辅助磁场形成装置15a、15b配置在比位于最外侧的靶31a、31f的正背后的位置还靠外的位置，通过位于最外侧的靶31a、31f表面的磁力线的磁通密度即使在该靶31a、31f的端部位置也不会变弱。

图6示出磁场形成装置40a～40e和辅助磁场形成装置15a、15b的位置以及当将5个溅射部30a～30e并列配置并靠近位于最外侧的第1磁铁42a、42e来配置辅助磁场形成装置15a、15b时对靶31a～31e表面的磁通密度进行测定的结果。再有，图6和后述的图7的符号Bv表示与靶31a～31e的表面垂直方向上的磁通密度，符号Bh表示与靶31a～31e的表面平行方向上的磁通密度，横轴表示当将5个靶31a～31e的列的中央位置作为0时离开中央的距离，纵轴表示磁通密度(G：高斯)。

如图6所示，磁通密度在平行方向的分布是梯形形状，在垂直方向的分布存在2个或2个以上(这里是3个)与0相交的点。通过形成这样的磁场形状的磁力线，可以推测出：即使磁铁摇动，在后述的溅射工序中也能实现对各靶31a～31e的几乎整个面进行溅射，并能够实现几乎没有非腐蚀部分的状态。

进而，通过配置辅助磁场形成装置15a、15b，即使在位于最外侧的靶31a～31f宽度方向的端部，也可以维持和中央部相同程度的磁场强度。

与此对应，图7是把当不配置辅助磁场形成装置15a、15b时对靶31a～31e表面的磁通密度进行测定的结果与磁场形成装置40a～40e的位置关系一起示出的图。这时的磁通密度在平行方向的分布是梯形形状，在垂直方向的分布存在2个或2个以上与0相交的点，但是，因磁场形成装置40a～40f彼此之间相邻，所以，由于磁场形成装置40a～40e彼此之间的磁场干扰，在靶列31a～31e的两端，磁场强度的平衡被破坏，与溅射源3的中央部分相比，磁通密度变弱。

其次，说明使用该成膜装置1在衬底表面上形成薄膜的工序。成膜装置1分别具有与真空槽2连接的真空排气系统12和气体供给系统13，若利用真空排气系统12对真空槽2内部进行真空排气，则靶31a～31f的相互对置的侧面之间也被抽成真空，并在该区域形成真空环境。

图1的符号s表示靶31a～31f的相互对置的侧面之间的距离，在本发明的成膜装置1中，在相邻的靶31a～31f之间，既没有配置电极或屏蔽板等固体，也没有配置象冷却水那样的液体，靶31a～31f的长度方向的侧面只经由真空槽2内部的环境而直接对置。因此，在靶31a～31f的相互对置的侧面之间形成的真空区，其在侧面之间的距离s方向上的长度和侧面之间的距离s的长度相同。

其次，在继续真空排气的同时，从气体供给系统13一起供给溅射气体和反应气体，在真空槽2内部形成规定压力的成膜环境。预先将衬底5保持在衬底支架4上，在使衬底5和真空槽2置于接地电位的状态下，维持成膜环境的同时，启动交流电源17a～17c。

如上所述，当从交流电源17a～17c施加大于等于1KHz而小于等于100KHz的交流电压时，相邻2个靶31a～31f中一方相对接地电位被置于正电位，另一方相对接地电位置被置于负电位，所以，被置于正电位的靶31a～31f起阳极的作用，置于负电位的靶31a～31f的溅射面被溅射，并放射出溅射粒子。

靶31a～31f的电位与交流电压的频率对应地从正电位切换到负电位，或从负电位切换到正电位，所以，靶31a～31f被交替溅射，结果，所有的靶31a～31f均被溅射。

若设形成衬底5的膜的面为成膜面，则衬底5配置成使成膜面与各靶31a～31f的溅射面相对置，所以，从溅射面放射的溅射粒子到达衬底5的表面，在衬底5表面与反应气体进行反应，在衬底5的表面生长由靶材料和反应气体的反应物构成的膜。

如上所述，因在相邻的靶31a～31f之间什么都不配置，靶31a～31f的相互对置的侧面之间的距离s减小为大于等于1mm而小于等于10mm，故该距离s越小，不放射溅射粒子的面积的比例越小。因此，溅射粒子均匀地到达衬底5的表面，结果，衬底5表面形成的膜的膜厚分布较均匀。

再有，该成膜装置1具有作为挡板的屏蔽板11，屏蔽板11配置成将排列着靶31a～31f的区域的周围以及辅助磁场形成装置15a、15b包围，使溅射面之外的部分不从屏蔽板11露出来。因此，电极35a～35f或磁场形成装置40a～40f利用该屏蔽板11被溅射粒子屏蔽，所以，不会附着溅射粒子。

【实施例】

<实施例>

使用上述成膜装置1，在不加热的情况下，对宽1100mm、长1250mm、厚0.7mm的玻璃衬底5进行30秒钟的溅射，在衬底5的表面形成膜厚1000埃(100nm)的ITO(铟锡氧化物)膜。

这里，使用6个由In₂O₂-10wt％SnO₂(ITO)构成、宽200mm、长1700mm、厚10mm的靶31a～31f，各靶31a～31f配置成与衬底5的宽度方向平行且距离s为2mm。磁场形成装置40a～40f的宽度和靶31a～31f相同，为200mm。从气体供给系统13供给200sccm作为溅射气体的Ar气体，同时，还供给反应气体(H₂O、O₂)，为了控制最佳流量，使各反应气体的流量在0sccm～5sccm之间变化，形成0.7Pa的成膜气体环境。施加交流电压使输出从0kw逐渐上升，最终达到20kw。交流电压的频率是50KHz。

在35个点上测定成膜后的ITO膜的膜厚。该测定结果在图5中示出。

如图5所示，衬底5面内的膜厚的偏差较小，在35个点上测定膜厚分布得到了±8％的较好的值。由此可知，在溅射中等离子体的偏差较小。此外，溅射时看不到异常放电，放电稳定，几乎看不到混入成膜后的膜中的粒子。

此外，作为反应气体，不使用O₂气，只使用H₂O气，除了使H₂O气的流量在0sccm到5sccm之间变化之外，在和上述实施例相同的条件下进行成膜，形成ITO膜，分别测定刚刚成膜后的ITO膜的薄膜电阻(Ω/□)和成膜后再进行加热处理(退火处理)的薄膜电阻(Ω/□)，在刚成膜后，即使改变气体流量，薄膜电阻也不变，且电阻值较高。在退火的情况下，与刚成膜后的情况相比，薄膜电阻值较低，特别是当H₂O气的流量为2sccm时，薄膜电阻值最低。

进而，使用O₂气和H₂O气作为反应气体，将H₂O气的流量固定在2sccm，并使O₂气的流量在0到2.0sccm之间变化进行ITO膜的成膜，分别测定刚成膜后和退火处理后的薄膜电阻(Ω/□)，结果，退火处理后比刚成膜后的薄膜电阻低，特别是当O₂气的流量为1.0sccm时，薄膜电阻值最低。因此，可知反应气体的最佳流量是：H₂O气为2sccm，O₂气为1sccm。

进而，在反应气体的流量是最佳流量的情况下，求ITO膜的薄膜电阻分布，结果，薄膜电阻的最大值是26.8Ω/□，最小值是23.4Ω/□，平均值是25.1Ω/□，薄膜电阻分布为±6.7％。由此可知，若使用本发明的成膜装置1，可以得到薄膜电阻分布良好的I TO膜，该薄膜电阻分布与靶的形状或配置无关。

进而，即使使用本发明的成膜装置1进行长时间成膜，放电也很稳定，看不到异常放电。放电后，对ITO靶31a～31f的表面进行确认，在靶31a～31f的表面看不到非腐蚀区。

<比较例>

作为成膜装置，变成上述成膜装置1的磁场形成装置40a～40f，配置宽度比靶31a～31f窄(130mm宽)的棒状磁铁，从外部对其进行控制，使其在靶的宽度方向摇动80mm，并使靶表面的磁场随时间变化。进行棒状磁铁的摇动速度为10mm/sec的等速反向控制。

靶31a～31f使用和上述实施例相同的靶，并隔开相同的间隔配置。成膜气体环境为由气体供给系统13供给200sccm的Ar气，并且压力是0.7Pa。以50KHz的频率，使相邻的靶31a～31f的电位正负切换，功率从0kw逐渐上升，当投入10kw的功率时，通过目视可以确认在靶上有剧烈的异常放电，不能再投入更大的功率。在放电试验后再确认真空槽内的情况，可以确认在屏蔽板11上有异常放电的痕迹。从以上事例可知，若使用本发明的成膜装置1，则溅射时不会引起异常放电，也不会在靶上形成非腐蚀区。

以上，说明了从相同的交流电源17a～17c对相邻的靶31a～31b施加交流电压的情况，但本发明不限于此。也可以如图4所示，从相同的交流电源17a～17c对不相邻且不同的2个靶31a～31f施加交流电压。这时，也最好对相邻的靶31a～31f施加电压，使其交替置于极性不同的电位。

以上对由ITO形成的透明导电膜进行了说明，但本发明并不特别限于此，可以对金属薄膜、透明导电膜、电介质膜等各种膜进行成膜，并应用于液晶、PDP(Plasma display panel：等离子体显示面板)、或FED(Field Emission Display：场致发射显示器)、或EL(Electro Luminescence：电致发光)等平板显示器的制造。

对本发明使用的衬底5没有特别限制，可以使用玻璃衬底、带树脂膜的衬底或树脂衬底等各种衬底。若按照本发明，通过使用多个靶31a～31f，因成膜面积加大，故能够在平面形状的面积不低于1m²的大型衬底的表面形成薄膜。

当把磁场形成装置40a～40f配置在和靶31a～31f相同的真空槽2内部时，最好对磁铁42a～42f、43a～43f及厄铁41a～41f的表面实施不会对溅射成膜后的膜质产生影响的材料、表面处理、以及与轭铁材料的粘接方法。进而，由于处于和放电空间同样的气体环境，故最好利用非磁性体且不会对溅射成膜后的膜质产生影响的、进行表面处理的材料，将S极和N极之间的空间充满，使磁场形成装置40a～40f的S极和N极之间的空间不产生等离子体。

以上，说明了磁性体36a～36f配置在电极35a～35f内部的情况，但本发明并不限于此，如果形成图6所示的磁场形状的磁力线，则也可以例如不配置磁性体36a～36f，此外，当配置磁性体36a～36f时，对其位置也没有特别的限制，例如，可以将磁性体36a～36f配置在和第1、第2磁铁42a～42f、43a～43f相同的轭铁41a～41f的上面。

此外，若是形成上述图6所示磁场形状的磁力线，则对第1、第2磁铁42a～42f、43a～43f的形状、配置或个数都没有特别的限制。

各靶31a～31f的长度大于等于成膜衬底的长度，例如大于等于1500mm而小于等于2000mm。此外，各靶31a～31f的宽度例如大于等于100mm而小于等于400mm。

靶的个数例如是满足靶数×靶宽+靶数×靶间距离所表示的阴极的外形W大于等于衬底宽度的个数，例如是满足条件1200mm≤W≤1900mm的个数。

相邻的靶31a～31f的相互对置的侧面的距离s例如是大于等于1mm而小于等于10mm。从靶31a～31f的溅射面到衬底5的成膜面的距离例如是大于等于60mm而小于等于300mm。

靶31a～31f的溅射面最好配置在同一平面上。对靶31a～31f的厚度没有特别限制，例如大于等于5mm而小于等于30mm。

若对电极35a～35f安装冷却装置，则可以一边冷却靶31a～31f一边进行溅射。对安装靶31a～31f的电极35a～35f的厚度没有特别限制，例如大于等于5mm而小于等于30mm。

使靶31a～31f和电极35a～35f与磁场形成装置40a～40f电绝缘的绝缘板33a～33f的厚度例如大于等于2mm而小于等于10mm。

此外，在真空槽2内部，沿靶31a～31f的长度方向配置气体管道，若利用该气体管道使溅射气体或反应气体从相邻的靶31a～31f间流出，则由于向放电空间直接供气，故供气速度难以下降。这时，若在衬底侧面的周围设置排气口，则可以使供给到放电空间的气体迅速排出。

关于向靶31a～31f供给的电力，其对连接在1个交流电源17a～17c的2个靶31a～31f的输出密度P例如是大于等于1W/cm²而小于等于10W/cm²。此外，当使用金属靶31a～31f时，输出密度P例如是大于等于5W/cm²而小于等于40W/cm²。

此外，关于向靶31a～31f供给的电力，为了调整衬底上的膜厚分布，在多个并列的靶31a～31f中，供给到位于最外侧的靶31a、31f的供给量为供给到位于中央位置的靶31c、31d的供给量的100％～130％。

此外，在溅射时，施加给靶31a～31f的电压例如是相对接地电位大于等于-3000V的交流电压。

以上，说明了由1个细长的磁铁构成1个辅助磁场形成装置15a、15b的情况，但本发明并不限于此，也可以由多个磁铁构成1个辅助磁场形成装置，使各磁铁沿靶的长度方向配置在已配置了磁场形成装置的区域外侧。此外，当辅助磁场形成装置15a、15b和相邻的第1磁铁42a、42f紧贴时，也可以和这些磁铁一体形成。

在上述成膜装置1中，即使不移动磁场形成装置40a～40b和辅助磁场形成装置15a、15b而继续溅射，也可以对靶31a～31f几乎整个面进行溅射，但如果靶31a～31f表面的磁通密度不均匀，则在磁通密度较高的部分和较低的部分由于溅射而产生膜厚减小量的差。

图9示出为了解决该问题的本发明的第2例成膜装置。该成膜装置7具有除磁性体36a～36f之外的上述成膜装置1的全部结构。成膜装置7进而具有移动装置14，各磁场形成装置40a～40f和各辅助磁场形成装置15a、15b与移动装置14连接，并和移动装置14一起移动。

移动装置14构成为利用未图示的电机，在与靶31a～31f表面平行的面内，使其相对靶31a～31f作相对移动，所以，各磁场形成装置40a～40f和各辅助磁场形成装置15a、15b也在平行于靶31a～31f表面的面内移动。

因此，靶31a～31f的平面和磁场形成装置40a～40f的平面的距离不变。此外，各磁场形成装置40a～40f和各辅助磁场形成装置15a、15b固定在相同的移动装置14上并相对于移动装置14静止，所以，各磁场形成装置40a～40f和各辅助磁场形成装置15a、15b的相对位置关系不变。因此，靶31a～31f表面上的磁通密度的形状不变，但磁通密度的形状和靶31a～31f表面的相对位置关系发生变化。

这里，移动装置14的移动方向沿着靶31a～31f并排的方向，因此，磁场形成装置40a～40f和辅助磁场形成装置15a、15b沿着靶31a～31f并排的方向移动。

图10(a)示出磁场形成装置40a～40f配置在对应的靶31a～31f的正背后位置的初始状态，当移动装置14移动时，如图10(b)所示，变成磁场形成装置40a～40b偏离对应的靶31a～31f的正背后位置，列开头和末尾的靶31a、31f的端部从磁场形成装置40a～40f的列中伸出的状态，但通过移动，从而使辅助磁场形成装置15a、15b靠近其端部的正下方的位置，结果，在各靶31a～31f的表面，从移动方向的一端到另一端磁力线通过。

其次，说明使用该成膜装置7进行成膜的工序。

在对成膜结束后的衬底5和新衬底5进行交换的期间，使磁场形成装置40a～40f和辅助磁场形成装置15a、15b朝向与上述对应的靶31a～31f相邻的靶31a～31f的正背后位置移动一个不使磁场形成装置40a～40f进入的移动量D，当在新衬底5的表面进行成膜时，使磁场形成装置40a～40f和辅助磁场形成装置15a、15b相对靶31a～31f静止来进行溅射。

当磁场形状和靶31a～31f表面的相对位置关系变化时，因靶31a～31f表面上的磁通密度较高的部分发生移动，故对靶31a～31f的膜厚减小量较少的部分溅射较多，相反，对膜厚减小量较多的部分溅射较少。

如果反复地移动磁场形成装置40a～40f和辅助磁场形成装置15a、15b以及反复地进行靶31a～31f的溅射，则因靶31a～31f表面的膜厚均匀减小，故靶31a～31f的使用效率较高。

再有，在图1的成膜装置1中，通过对靶31a～31f配置磁性体36a～36f，从而靶31a～31f表面的磁通密度均匀，并且靶31a～31f的膜厚减小变得均匀，但在第2例的成膜装置7中，即使没有磁性体36a～36f，通过移动磁场形成装置40a～40f和辅助磁场形成装置15a、15f，结果，也可以使靶31a～31f的膜厚减小量变得均匀。

以上，说明了使磁场形成装置40a～40f和辅助磁场形成装置15a、15b一起移动的情况，但本发明并不限于此，当对靶31a～31f进行溅射时，若各磁场形成装置40a～40f和各辅助磁场形成装置15a、15b不改变相互之间的相对位置关系，而改变与靶31a～31f的相对位置关系，则也可以分别移动各磁场形成装置40a～40f和各辅助磁场形成装置15a、15b。

此外，也可以使磁场形成装置40a～40f和辅助磁场形成装置15a、15b静止，并移动靶31a～31f，也可以使磁场形成装置40a～40f和辅助磁场形成装置15a、15b移动而不改变其相互之间的相对位置关系，同时，使靶31a～31f移动。

Claims

1.一种成膜装置，其特征在于：包括真空槽、多个具有长度方向的板状靶和对上述靶施加交流电压的交流电源，

在上述多个靶中，从相同的交流电源对不同的靶施加极性不同的交流电压，

上述多个靶在溅射面面向同一方向的状态下，使相邻的上述靶的长度方向的侧面只通过上述真空槽中的气体环境相互直接对置配置，

相互对置的上述侧面之间的距离大于等于1mm而小于等于10mm。

2.权利要求1记载的成膜装置，其特征在于：上述交流电源部的频率大于等于1KHz而小于等于100KHz。

3.一种成膜装置，其特征在于：包括真空槽和配置在上述真空槽内部的多个细长的板状靶，

上述各靶相互平行配置，使其长度方向的侧面之间相对置，

在上述各靶的正背后位置，沿上述靶的长度方向，分别配置细长的磁场形成装置，

在配置了上述磁场形成装置的区域外侧，并且在比上述靶的正背后位置更靠外的一侧，沿上述靶的长度方向，配置了细长的辅助磁场形成装置。

4.权利要求3记载的成膜装置，其特征在于：上述各磁场形成装置具有多个磁铁，

在上述多个磁铁中的与上述辅助磁场形成装置相邻配置的磁铁的面向上述靶侧的面的磁极，与上述辅助磁场形成装置的面向上述靶侧的面的磁极极性相同。

5.权利要求3或4中任意一项记载的成膜装置，其特征在于：具有使上述磁场形成装置和上述辅助磁场形成装置相对上述靶进行相对移动的移动装置。