濺鍍裝置制造方法
【專利摘要】濺鍍裝置具有：配置于基板平臺與多個陰極電極之間的防附著板，以及配置于前述防附著板與前述基板平臺之間的閘門板。防附著板，在與被前述多個陰極電極保持的多個靶材的各個相向的位置具有孔。在前述防附著板與前述閘門板彼此相向的各自的面，形成有以該閘門板的旋轉(zhuǎn)軸為中心的同心狀的凹凸形狀。
【專利說明】濺鍍裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)具有真空腔室的濺鍍裝置，特別是有關(guān)可將濺鍍所使用的靶材在多個靶材之間通過閘門機(jī)構(gòu)而切換的濺鍍裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]已往，在真空室內(nèi)使薄膜于基板上沉積的成膜裝置，早已運(yùn)用在各種產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。最近，以半導(dǎo)體組件或內(nèi)存為代表，層積奈米尺度的極薄膜的需求逐漸上升。為了因應(yīng)這樣的需求，在可沉積高純度極薄膜的物理蒸鍍(Physical Vapor Deposit1n ；PVD)法當(dāng)中廣泛使用的裝置，是在一個腔室內(nèi)配置兩個以上的靶材，將該多個靶材各自做成相異的材料，由此能夠以高生產(chǎn)性及界面控制性來形成層積構(gòu)造。
[0003]圖7為具備現(xiàn)有技術(shù)一例的復(fù)數(shù)靶材的濺鍍裝置。此類裝置例如揭示于專利文獻(xiàn)
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[0004]圖7中，701是構(gòu)成為氣密構(gòu)造的真空腔室，通過設(shè)于腔室壁的排氣口 702而連接至未圖示的排氣構(gòu)件，更連接有濺鍍氣體導(dǎo)入構(gòu)件703。
[0005]真空腔室 701內(nèi)設(shè)有平臺706，平臺706是構(gòu)成為可固定被處理體707。真空腔室701內(nèi)配置有由金屬的純物質(zhì)或化合物所構(gòu)成的靶材704、705，靶材704、705與真空腔室701電性絕緣，且與未圖示的DC電源連接。在DC電源與靶材704、705之間，連接有未圖示的切換構(gòu)件，能夠選擇靶材704或705其中一方并對一方供給電力。
[0006]進(jìn)而，在靶材704、705與被處理體707之間，設(shè)有具備未圖示旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的閘門機(jī)構(gòu)708，通過以旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來驅(qū)動閘門機(jī)構(gòu)708，能夠?qū)胁?04或705的其中一方做成遮蔽狀態(tài)，而使另一方的靶材對于被處理體707露出。
[0007]于靶材704、705分別設(shè)有與大氣側(cè)鄰近而未圖示的磁鐵，可在靶材704、705被濺鍍的面形成磁場。將被處理體707固定至平臺706，將例如DC電力的切換構(gòu)件做成連接至靶材704側(cè)的狀態(tài)，再驅(qū)動閘門機(jī)構(gòu)708將靶材705側(cè)做成遮蔽狀態(tài)，由此，便能利用從靶材704被濺鍍的粒子在被處理體707形成膜。此外，將切換構(gòu)件及閘門機(jī)構(gòu)708切換至相反側(cè)，將DC電力供給至靶材705，由此，無需將被處理體707從腔室取出，便可層積靶材705的膜。
[0008]不過，如上所述的技術(shù)中，有如下的問題:濺鍍粒子會從被濺鍍的靶材，附著于未用于濺鍍的靶材表面及鄰近的護(hù)屏，當(dāng)切換靶材而進(jìn)行成膜時會發(fā)生污染(contaminat1n)。
[0009]鑒此，上述專利文獻(xiàn)I所揭示的技術(shù)中，于圖7裝置中，是在靶材704的鄰近設(shè)置氣體導(dǎo)入管710及閥件709，而在靶材705的鄰近設(shè)置另一氣體導(dǎo)入管711及閥件712。在這樣的構(gòu)成中，除了從濺鍍氣體導(dǎo)入構(gòu)件703導(dǎo)入的氣體外，還另行透過未使用側(cè)的靶材鄰近的氣體導(dǎo)入管及閥件來導(dǎo)入氣體(以下稱為潔凈用氣體)，使未使用的靶材鄰近的壓力變得比濺鍍空間的壓力還高，由此可防止受到被濺鍍的靶材的污染。
[0010]不過，專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，有著如下缺點(diǎn):由于除了濺鍍氣體外另行導(dǎo)入潔凈用氣體，造成潔凈用氣體會到達(dá)濺鍍所使用的靶材鄰近，而無法發(fā)揮設(shè)想的濺鍍性能。
[0011]像這種減低濺鍍粒子從被濺鍍的靶材泄漏至外部的技術(shù)，另如專利文獻(xiàn)2所揭示(圖8)。專利文獻(xiàn)2中，旋轉(zhuǎn)閘門801更構(gòu)成為亦可于直進(jìn)方向驅(qū)動，當(dāng)遮蔽靶材802時，可驅(qū)動而包覆至靶材802的側(cè)面部，故可防止濺鍍粒子從靶材802泄漏至周圍。另，圖8中，803為陽極電極，806為可遮蓋陽極電極803的環(huán)狀蓋。
[0012]然而，在這些驅(qū)動機(jī)構(gòu)中，必須在大氣壓側(cè)設(shè)置電動機(jī)等動力源，故為了在真空腔室內(nèi)的閘門機(jī)構(gòu)同時實(shí)現(xiàn)直線驅(qū)動與旋轉(zhuǎn)，需要復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，會降低裝置的可靠性，招致成本增加，為其缺點(diǎn)。
[0013]進(jìn)而，專利文獻(xiàn)3中揭示，通過具有雙重旋轉(zhuǎn)閘門機(jī)構(gòu)的濺鍍裝置，而能夠謀求防止交叉污染的濺鍍裝置(圖9)。專利文獻(xiàn)3中揭示一種濺鍍裝置，具備:設(shè)于真空容器911內(nèi)的多個濺鍍陰極942、及雙重旋轉(zhuǎn)閘門機(jī)構(gòu)、及第I防附著護(hù)屏938。雙重旋轉(zhuǎn)閘門機(jī)構(gòu)，包含配設(shè)成可彼此獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的第I閘門板932及第2閘門板934。于第I閘門板932、第2閘門板934，分別形成有至少一個開口部932a、934a。第2閘門板934配置在比第I閘門板932還遠(yuǎn)離濺鍍陰極942的位置。第I防附著護(hù)屏938配設(shè)于濺鍍陰極942與第I閘門板932之間，圍繞濺鍍陰極942的第I閘門板932側(cè)的前面區(qū)域的側(cè)面。
[0014]專利文獻(xiàn)3中，構(gòu)成雙重旋轉(zhuǎn)閘門機(jī)構(gòu)的兩片閘門板932、934當(dāng)中，在配設(shè)于靶材944側(cè)的第I閘門板932上形成的第I開口部932a的周圍且與第2閘門板934之間，設(shè)有圓筒狀的第2防附著護(hù)屏937。此外，在濺鍍陰極942與第I閘門板932之間，配設(shè)有圓筒狀的第I防附著護(hù)屏938，其圍繞靶材944的前面區(qū)域的周圍。如此一來，濺鍍物質(zhì)便無法通過第I閘門板932與第2閘門板934之間，以及第I閘門板932與濺鍍陰極942之間之間隙，能夠防止交叉污染發(fā)生。
[0015]另一方面，專利文獻(xiàn)4中揭示一種能減小入射角的濺鍍裝置(圖10)。專利文獻(xiàn)4中揭示一種濺鍍裝置，屬于具有真空槽411、及配置于真空槽411內(nèi)的基板配置部413、及與基板配置部413相向配置的多個靶材4051~4059的濺鍍裝置，在基板配置部413與多個靶材4051~4059之間，形成有多個孔431、432、433的護(hù)屏板421~423，是拉開間隔而配置的。專利文獻(xiàn)4中，從靶材4051~4053斜向飛出的濺鍍粒子會附著于護(hù)屏板421~423的表面，僅有垂直飛出者能夠到達(dá)基板412表面。是故，能夠在高深寬比(high aspectrat1)的微細(xì)孔內(nèi)均一地形成薄膜。將濺鍍氣體從靶材4051~4053附近導(dǎo)入，將反應(yīng)性氣體從基板412附近導(dǎo)入，再從基板412附近真空排氣，這樣反應(yīng)性氣體便不會進(jìn)入靶材4051~4053側(cè)，故能防止靶材4051~4053表面變質(zhì)。
[0016]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0017]專利文獻(xiàn)
[0018]專利文獻(xiàn)1:日本特開平04-202768號公報(bào)
[0019]專利文獻(xiàn)2:日本特開昭58-210166號公報(bào)
[0020]專利文獻(xiàn)3:日本特開2010-209463號公報(bào)
[0021]專利文獻(xiàn)4:日本專利第4137277號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]發(fā)明所欲解決的問題
[0023]然而，專利文獻(xiàn)3中，如果將驅(qū)動零件亦即閘門板周圍的余隙做得狹窄，會提高該閘門板干涉的危險(xiǎn)性，成為降低裝置可靠性的因素。
[0024]另一方面，專利文獻(xiàn)4的濺鍍裝置中，從靶材4051~4053斜向飛出的濺鍍粒子會附著于護(hù)屏板421~423表面，僅有垂直飛出者能到達(dá)基板412表面，能夠在高深寬比的微細(xì)孔內(nèi)均一地形成薄膜。但，專利文獻(xiàn)4的濺鍍裝置無法抑制靶材間的污染，就本
【發(fā)明者】所知的范圍內(nèi)，仍未有人能夠解決此點(diǎn)。
[0025]本發(fā)明是有鑒于上述問題而研發(fā)，目的為在具備復(fù)數(shù)靶材的濺鍍裝置中，提供一種不損及可靠性而可靶材間污染的技術(shù)。
[0026]解決問題的技術(shù)手段
[0027]為解決上述問題，本案申請專利范圍第I項(xiàng)的發(fā)明為，一種濺鍍裝置，屬于配置有:真空腔室；及基板平臺，設(shè)于前述真空腔室內(nèi)而用來保持基板；及多個陰極電極，與前述基板平臺相向設(shè)置而用來保持各個靶材；及防附著板，配置于前述基板平臺與前述陰極電極之間，在與前述多個靶材的各個相向的位置形成有孔；該濺鍍裝置，其特征為:在前述防附著板與前述基板平臺之間具有閘門板，該閘門板形成有使前述靶材對前述基板露出的至少一個孔，通過以旋轉(zhuǎn)軸為中心的旋轉(zhuǎn)，將前述靶材與前述基板做成遮蔽狀態(tài)或非遮蔽狀態(tài)，在前述防附著板與前述閘門板彼此相向的各自的面，形成有以該閘門板的旋轉(zhuǎn)軸為中心的同心狀的凹凸形狀，在前述各自的面形成的前述凹凸形狀，是形成為各自的凹部與凸部互相面對面，且各自的凹部與凸部互相交錯。
[0028]此處，防附著板是設(shè)置成不使膜附著于靶材之間的壁面部，但并不特別限于此區(qū)域，亦可保護(hù)廣范圍。舉例來說，亦可為包覆前述真空腔室內(nèi)壁的靶材側(cè)一半的形狀。此外，防附著板未必要以一片護(hù)屏板來構(gòu)成，亦可為將多個護(hù)屏板組合而成的形狀。
[0029]此處，閘門板，無論是在各靶材使用或非使用的任一狀態(tài)下，只要在各個靶材之間于閘門板設(shè)置形成有凹凸形狀的護(hù)屏面，那么閘門板的形狀并無特別限制，例如可為下述機(jī)構(gòu):以一片圓形護(hù)屏板來形成閘門板，并于前述圓形護(hù)屏板設(shè)置用來供濺鍍粒子通過的開口，令其以該圓形護(hù)屏板的中心為軸而自轉(zhuǎn)，由此切換使用靶材。此外，亦可在各個靶材之間分別設(shè)置以圓形護(hù)屏板形成的閘門板，以多個圓形護(hù)屏板來達(dá)成該功能。此外，亦可以一片圓形護(hù)屏板來形成閘門板，并于一片護(hù)屏板上設(shè)置多個開口，設(shè)計(jì)成可依其角度而使用為不僅濺鍍一個靶材，而是同時濺鍍兩個以上的靶材。
[0030]為達(dá)成上述目的，申請專利范圍第2項(xiàng)的發(fā)明，是如申請專利范圍第I項(xiàng)的濺鍍裝置，其中，前述凹凸形狀的凹部的寬度，小于前述靶材的大小。
[0031]關(guān)于圓弧狀的凹凸，只要是以閘門板的旋轉(zhuǎn)軸為中心而描繪圓弧的形狀，則其截面形狀并無特別限制，可為以矩形或三角形、曲線等所構(gòu)成的凹凸。此外，如果閘門板是沿著移動方向而形成凹凸形狀，那么亦可不為圓弧狀。
[0032]此外，形成有凹凸的防附著板與閘門板彼此相向的各自的面的背側(cè)面形狀，不會對本發(fā)明的功效造成影響。
[0033]也就是說，防附著板與閘門板本身亦可為屈曲成如凹凸般的形狀而在背面?zhèn)刃纬砂纪?，或是亦可?gòu)成為于防附著板與閘門板形成如突起或溝般的形狀而在背面?zhèn)任葱纬砂纪?。進(jìn)而，圓弧狀的凹凸，可為一根亦可為復(fù)數(shù)根，即使圓弧在中途被切斷的形狀亦不構(gòu)成問題。
[0034]為達(dá)成上述目的，申請專利范圍第3項(xiàng)的發(fā)明，是如申請專利范圍第I項(xiàng)或第2項(xiàng)的濺鍍裝置，其中，前述閘門板上形成的凹凸形狀的凸部的高度，與前述防附著板上形成的凹凸形狀的凸部的高度相同。
[0035]為達(dá)成上述目的，申請專利范圍第4項(xiàng)的發(fā)明，是如申請專利范圍第I項(xiàng)至第3項(xiàng)任一項(xiàng)的濺鍍裝置，其中，前述閘門板上形成的凹凸形狀的凸部的高度，與前述防附著板上形成的凹凸形狀的凸部的高度，大于前述閘門板上形成的凹凸形狀的凸部與前述防附著板上形成的凹凸形狀的凹部之間的間隔以及前述閘門板上形成的凹凸形狀的凹部與前述防附著板上形成的凹凸形狀的凸部之間的間隔。
[0036]為達(dá)成上述目的，申請專利范圍第5項(xiàng)的發(fā)明，是如申請專利范圍第I項(xiàng)至第4項(xiàng)任一項(xiàng)的濺鍍裝置，其中，前述防附著板上形成的凹凸形狀與前述閘門板上形成的凹凸形狀，是分別以與前述防附著板和前述閘門板的母材不同的材料所構(gòu)成的膜來形成。此處所謂以膜來形成，例如可使用熱噴涂或CVD，濺鍍等各種技術(shù)。此外，亦可為僅在凸部附上膜的形狀，或是亦可依不同場所來改變前述形成的膜的膜厚，由此形成凹凸。
[0037]為達(dá)成上述目的，申請專利范圍第6項(xiàng)的發(fā)明，是如申請專利范圍第I項(xiàng)至第5項(xiàng)任一項(xiàng)的濺鍍裝置，其中，前述多個靶材，配置成以前述旋轉(zhuǎn)軸為中心的同一圓周狀。此處，靶材的中心只要相對于前述旋轉(zhuǎn)軸呈同一圓周狀即可，靶材面的角度或靶材與被處理體的距離等可任意構(gòu)成。
[0038]為達(dá)成上述目的，申請專利范圍第7項(xiàng)的發(fā)明，是如申請專利范圍第I項(xiàng)至第6項(xiàng)任一項(xiàng)的濺鍍裝置，其中，前述閘門板與前述防附著板彼此相向的各自的面，為曲面。
[0039]為達(dá)成上述目的，申請專利范圍第8項(xiàng)的發(fā)明，是如申請專利范圍第I項(xiàng)至第7項(xiàng)任一項(xiàng)的濺鍍裝置，其中，設(shè)前述防附著板與前述閘門板相向的面的凹凸形狀的凹部內(nèi)徑為Rn、該凹部寬度為Wn、該凹部兩側(cè)的凸部的圓弧角當(dāng)中較小者為θη時，則(Rn+ffn)cos ( Θ n/2) = Rn0
[0040]為達(dá)成上述目的，申請專利范圍第9項(xiàng)的發(fā)明，是如申請專利范圍第I項(xiàng)至第8項(xiàng)任一項(xiàng)的濺鍍裝置，其中，還具備--第I護(hù)屏，圍繞前述基板平臺與前述靶材之間的濺鍍空間；及筒狀的第2護(hù)屏，圍繞前述靶材的外周。
[0041]為達(dá)成上述目的，申請專利范圍第10項(xiàng)的發(fā)明，是如申請專利范圍第I項(xiàng)至第9項(xiàng)任一項(xiàng)的濺鍍裝置，其中，在前述防附著板與前述閘門板相向的面，具備濺鍍氣體的排出□。
[0042]為達(dá)成上述目的，申請專利范圍第11項(xiàng)的發(fā)明，是如申請專利范圍第9項(xiàng)或第10項(xiàng)的濺鍍裝置，其中，在前述筒狀的第2護(hù)屏的前端，具備濺鍍氣體的排出口。
[0043]為達(dá)成上述目的，申請專利范圍第12項(xiàng)的發(fā)明，是如申請專利范圍第9項(xiàng)至第11項(xiàng)任一項(xiàng)的濺鍍裝置，其中，前述第2護(hù)屏與前述防附著板，是環(huán)繞前述第2護(hù)屏的整周進(jìn)行接觸。此處，第2護(hù)屏與防附著板，只要是能遮蔽氣體或?yàn)R鍍粒子通過的形態(tài)，則無論哪種接觸狀態(tài)均不構(gòu)成問題，亦不追究以第2護(hù)屏的哪一部分接觸。針對接觸狀態(tài)亦然，無論兩者是緊固或是僅單純接觸，均不構(gòu)成問題。
[0044]對照現(xiàn)有技術(shù)的功效
[0045]按照本案申請專利范圍第I項(xiàng)的發(fā)明，在具備多個靶材的濺鍍裝置中，通過保護(hù)真空腔室壁面的防附著板與閘門板而在各靶材之間形成面對面的護(hù)屏面，進(jìn)而，在該護(hù)屏面上彼此面對面的凹凸形狀，是形成為以閘門板的旋轉(zhuǎn)軸為中心的同心狀。
[0046]由于前述凹凸形狀彼此面對面且形成為同心狀，故前述閘門板與前述防附著板不會因?yàn)榍笆鲩l門板的旋轉(zhuǎn)而接觸，故沒有損及可靠性的虞。
[0047]按照本案申請專利范圍第2項(xiàng)的發(fā)明，由于該凹凸形狀的凹部寬度形成為小于靶材的大小，故會大幅限制濺鍍粒子從正在進(jìn)行濺鍍的靶材到達(dá)至未使用的靶材的軌道，能夠抑制污染。
[0048]此外，按照本案申請專利范圍第3項(xiàng)的發(fā)明，對于兼顧閘門板的驅(qū)動可靠性與防止污染，十分理想。
[0049]此外，按照本案申請專利范圍第4項(xiàng)的發(fā)明，會有效地阻礙濺鍍粒子通過前述閘門板與前述防附著板之間。
[0050]此外，按照本案申請專利范圍第5項(xiàng)的發(fā)明，由于前述圓弧狀的凹凸形狀，是以與防附著板或閘門板的母材不同的材質(zhì)的膜來形成，故當(dāng)該防附著板或閘門板上已附著一定量的濺鍍膜時，通過選擇性地除去該膜，便能容易地進(jìn)行再利用，能夠有助于減低裝置的運(yùn)用成本。
[0051]此外，按照本案申請專利范圍第6項(xiàng)的發(fā)明，由于多個靶材是以閘門板的旋轉(zhuǎn)軸為中心配置成同一圓周狀，故能夠?qū)⒂脕碚诒螢R鍍粒子的圓弧狀凹凸形狀，有效地配置于該靶材之間。
[0052]此外，按照本案申請專利范圍第7項(xiàng)的發(fā)明，前述閘門板與前述防附著板彼此相向的各自的面是互為曲面，能進(jìn)一步阻礙濺鍍粒子于靶材間移動，故較佳。
[0053]此外，按照本案申請專利范圍第8項(xiàng)的發(fā)明，設(shè)前述防附著板與前述閘門板相向的面的凹凸形狀的凹部內(nèi)徑為Rn、該凹部寬度為Wn、該凹部兩側(cè)的凸部的圓弧角當(dāng)中較小者為θ η時,是形成為滿足(Rn+Wn) cos ( Θ n/2) f Rn。此條件式,是當(dāng)圓弧狀通路的兩端無法以直線鏈接時成立。也就是說，從一方的靶材放出的濺鍍粒子，在通過圓弧狀的前述凹凸形狀的凹部而飛翔至另一靶材時，必定會與圓弧狀通路的壁面碰撞，而不可能直接入射，故適于防止濺鍍粒子的污染。
[0054]此外，按照本案申請專利范圍第9項(xiàng)的發(fā)明，更設(shè)置圍繞前述靶材外周的筒狀的第2護(hù)屏，由此，能夠防止濺鍍粒子從靶材與前述防附著板之間飛散。進(jìn)而，更設(shè)置圍繞前述基板平臺與前述靶材之間的濺鍍空間的第I護(hù)屏，由此，即使濺鍍粒子從靶材與前述防附著板之間飛散，仍能防止濺鍍粒子飛散至真空腔室內(nèi)壁。
[0055]此外，按照本案申請專利范圍第10項(xiàng)的發(fā)明，由于在前述防附著板與前述閘門板相向的第一面設(shè)置濺鍍氣體的排出口，故在欲抑制污染的靶材之間，可構(gòu)成為排出口區(qū)域的氣體壓力比其他區(qū)域還來得高。進(jìn)而，在排出口的壓力較高區(qū)域，濺鍍粒子與氣體分子碰撞的機(jī)率會變高，能夠減低運(yùn)動能量。是故，當(dāng)濺鍍粒子與形成有凹凸形狀的護(hù)屏面碰撞時，能夠提高被捕捉的機(jī)率，故為較佳的構(gòu)成。
[0056]此外，按照本案申請專利范圍第11項(xiàng)的發(fā)明，由于在配置于靶材周圍的第2護(hù)屏前端構(gòu)成濺鍍氣體的排出口，故前述第2護(hù)屏前端部的壓力，相較于其他區(qū)域較為高壓。因此，能夠抑制被濺鍍的粒子污染其他靶材，在裝置構(gòu)成上較理想。
[0057]此外，按照本案申請專利范圍第12項(xiàng)的發(fā)明，由于前述第2護(hù)屏的前端與前述防附著板接觸，故能夠防止濺鍍粒子通過濺鍍氣體而通過前述第2護(hù)屏與前述防附著板之間的空隙，故適于提升裝置可靠性。
[0058]本發(fā)明的其他特征及優(yōu)點(diǎn)，通過參照所附附圖的下述說明，應(yīng)可明了。另，所附附圖中，遇有相同或同樣的構(gòu)成，是標(biāo)記同一參照編號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0059]所附附圖包含于說明書中，構(gòu)成其一部分，用來示意本發(fā)明的實(shí)施方式，隨其記述一起說明本發(fā)明的原理。
[0060][圖1A]本發(fā)明實(shí)施例的，濺鍍裝置構(gòu)造示意模型圖。
[0061][圖1B]圖1A中，防附著板209與閘門板208、靶材203a，b的位置關(guān)系示意圖。
[0062][圖1C]圖1A中，防附著板209與閘門板208、靶材203a，b的位置關(guān)系示意圖。
[0063][圖1D]圖1A中，防附著板209與閘門板208、靶材203a，b的位置關(guān)系示意圖。
[0064][圖2A]圖1A至圖1C所示濺鍍裝置中，閘門板208與防附著板209的構(gòu)造詳細(xì)示意圖。
[0065][圖2B]圖1A至圖1C所示濺鍍裝置中，閘門板208與防附著板209的構(gòu)造詳細(xì)示意圖。
[0066][圖2C]圖1A至圖1C所示濺鍍裝置中，閘門板208與防附著板209的構(gòu)造詳細(xì)示意圖。
[0067][圖2D]圖1A中虛線所示區(qū)域的擴(kuò)大圖。
[0068][圖3]圖1A至圖1C所示濺鍍裝置中，第2護(hù)屏204a，b的構(gòu)造詳細(xì)示意圖。
[0069][圖4]圖3所示濺鍍裝置中，閘門板208與防附著板209的另一形狀例示意圖。
[0070][圖5]本發(fā)明中，圓弧狀凹部的理想實(shí)施方式說明圖。
[0071][圖6]本發(fā)明中，凹凸部的實(shí)施方式另一例示意圖。
[0072][圖7]現(xiàn)有技術(shù)(專利文獻(xiàn)I)一例的多重靶材濺鍍裝置構(gòu)造示意模型圖。
[0073][圖8]現(xiàn)有技術(shù)(專利文獻(xiàn)2)另一例的濺鍍裝置中，閘門部的構(gòu)造示意圖。
[0074][圖9]現(xiàn)有技術(shù)(專利文獻(xiàn)3)另一例的濺鍍裝置中，閘門部的構(gòu)造示意圖。
[0075][圖10]現(xiàn)有技術(shù)(專利文獻(xiàn)4)另一例的濺鍍裝置構(gòu)造示意模型圖。

【具體實(shí)施方式】
[0076]以下依據(jù)附圖，說明本發(fā)明的細(xì)節(jié)。
[0077]本發(fā)明一個實(shí)施方式的濺鍍裝置，具有真空腔室201。在真空腔室201中配置有:基板平臺206，用來保持基板(被處理體)207 ;及多個陰極電極203a、203b，與基板平臺206相向而設(shè)置，用來保持各個靶材203a、203b。在基板平臺206與陰極電極203a、203b之間，配置有防附著板209。于防附著板209，在分別面向多個靶材203a、203b的位置，形成有孔213a、213b。在防附著板209與基板平臺206之間，配置有閘門板208。閘門板208具有使靶材203a、203b對于基板207露出的至少一個孔212，通過以旋轉(zhuǎn)軸210為中心的自轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)胁?03a、203b與基板207做成遮蔽狀態(tài)或非遮蔽狀態(tài)(靶材對于基板露出的狀態(tài)，亦即能通過該靶材的濺鍍而在基板形成膜的狀態(tài))。如圖2A~圖2C所示例般，在防附著板209與閘門板208彼此相向的各自的面230、231，形成有以旋轉(zhuǎn)軸210為中心的同心狀的凹凸形狀220、221，在各自的面230、231形成的凹凸形狀220、221，是配置成凹凸形狀220的凸部與凹凸形狀221的凹部相向，而凹凸形狀220的凹部與凹凸形狀221的凸部相向。
[0078]圖1A為本發(fā)明第I實(shí)施方式的濺鍍裝置截面圖。本裝置中，是保持兩個靶材，通過閘門機(jī)構(gòu)來切換欲使用的靶材，由此可連續(xù)地在基板成膜出層積構(gòu)造。
[0079]本裝置中，例如是在通過不銹鋼等而構(gòu)成為氣密構(gòu)造的真空腔室201內(nèi)，設(shè)置可載置或保持被處理體(基板)207的基板平臺206。真空腔室201內(nèi)的空間，是通過渦輪分子泵浦(turbo molecular pump)等排氣部202而排氣成略真空。203a、203b為祀材,其與接地電位的真空腔室201的腔室壁電性絕緣。于靶材203a、203b設(shè)有未圖示的DC電源及磁鐵。另一方面，氣體導(dǎo)入部211a，b是選擇性地被使用，能夠?qū)鍤怏w等濺鍍氣體從靶材203a、203b其中一者的鄰近，供給至真空腔室201內(nèi)。利用氣體導(dǎo)入部211a或211b供給濺鍍氣體，對靶材203a或203b供給DC電力，由此，能夠使靶材203a或203b的表面產(chǎn)生磁控管放電，進(jìn)行濺鍍。
[0080]于基板平臺206與靶材203a、203b之間配置的防附著板209，在分別面向多個靶材203a、203b的位置，形成有孔213a、213b。圖1A的濺鍍裝置，除了防附著板209之外，更可具備:第I護(hù)屏205，包圍基板平臺206與靶材203a、203b之間的濺鍍空間；及筒狀的第2護(hù)屏204a、204b,分別包圍靶材203a、203b。第I護(hù)屏205，防附著板209，第2護(hù)屏204a、204b，是設(shè)置成用來防止被濺鍍的粒子附著于真空腔室201的腔室壁，防附著板209、第I護(hù)屏205、第2護(hù)屏204a、204b，通過分別定期地拆卸更換，便能防止沉積的濺鍍膜在真空腔室201內(nèi)剝落。
[0081]其中，第2護(hù)屏204a、204b為筒狀護(hù)屏，是構(gòu)成為分別包圍靶材203a、203b的護(hù)屏零件，如圖3所示例般，其發(fā)揮的作用為限制自靶材203飛散的濺鍍粒子的飛翔方向，且該第2護(hù)屏204a、204b的前端部是成為氣體導(dǎo)入部211a、211b的排出口 216。
[0082]此外，防附著板209為位于第2護(hù)屏204a、204b下端的略圓盤狀的護(hù)屏，防止濺鍍粒子附著至真空腔室201的靶材鄰近的內(nèi)壁。此外，第I護(hù)屏205是構(gòu)成為，從防附著板209的下方包圍至基板平臺206鄰近。
[0083]包含閘門板208的閘門機(jī)構(gòu)，是用來切換并使用靶材203a、203b的零件。閘門機(jī)構(gòu)，例如包含略圓形的護(hù)屏板208以及驅(qū)動其的未圖標(biāo)驅(qū)動部，通過以旋轉(zhuǎn)軸210為中心來驅(qū)動閘門板208，能夠?qū)胁?03a、203b與被處理體207之間做成遮蔽狀態(tài)或非遮蔽狀態(tài)。舉例來說，使閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208旋轉(zhuǎn)而使得靶材203a、203b當(dāng)中的靶材203a側(cè)成為非遮蔽狀態(tài)，由濺鍍氣體供給部211a導(dǎo)入濺鍍氣體，并將DC電力供給至靶材203a，如此便能濺鍍靶材203a，利用由此產(chǎn)生的粒子對被處理體207進(jìn)行成膜。
[0084]圖1B為閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208、防附著板209及靶材203a、203b的位置關(guān)系示例用模型圖，為了表示成便于理解位置關(guān)系，省略了其他零件。靶材203a、203b，是在閘門板208的以旋轉(zhuǎn)軸210為中心的同一圓周上，例如以80度夾角配置。于防附著板209，為了分別使來自靶材203a、203b的濺鍍粒子通過，是設(shè)置有兩個開口 213a、213b，于閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208則設(shè)有一個開口 212。如圖1C般，使閘門板208旋轉(zhuǎn)，使開口 212移動到與靶材203a相向的位置，如此便能將來自靶材203a的濺鍍粒子通過開口 213a，212而供給至被處理體207。使閘門板208從靶材203a側(cè)望去順時針旋轉(zhuǎn)80度，如圖1B般使開口 212位于靶材203b側(cè)，如此便能將來自靶材203b的濺鍍粒子供給至被處理體207。再順時針旋轉(zhuǎn)80度，如圖1D般使開口 212移動至不與靶材203a，b任一者相向的位置，如此便能做成不讓來自任一靶材203a、203b的濺鍍粒子到達(dá)被處理體207的狀態(tài)。像這樣，閘門板208的狀態(tài)，例如在當(dāng)使用靶材203a進(jìn)行成膜后，不取出被處理體207而欲使用靶材203b進(jìn)行成膜的情形下，必須在靶材203b側(cè)做預(yù)備放電時等十分有用。
[0085]進(jìn)而，圖2A~圖2C，是進(jìn)一步詳細(xì)示意防附著板209，閘門板208的構(gòu)成的圖。圖2A、圖2B分別為從靶材側(cè)觀察防附著板209及閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208的圖。此處，閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208上設(shè)置的開口 212，是被描繪成位于靶材203b及開口 213b的正下方，兩個靶材203a、203b的中間位置以共通的單點(diǎn)鏈線299表示。此外，圖2C是以兩個靶材的中間位置(圖2B中單點(diǎn)鏈線299的位置)的截面圖，來揭示防附著板209與閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208的位直關(guān)系。
[0086]如圖2A、圖2C所示，于防附著板209當(dāng)中，如區(qū)域200所示位于靶材之間的區(qū)域中以虛線表示的位置，在與閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208相向的防附著板209的第I護(hù)屏面230，設(shè)有構(gòu)成凹凸形狀220的圓弧狀的凸部；進(jìn)而，于閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208的靶材側(cè)的第2護(hù)屏面231，同樣在圖2B，圖2C所示虛線的位置，設(shè)有構(gòu)成凹凸形狀221的圓弧狀的凸部。亦SP，凹凸形狀220與凹凸形狀221，在防附著板209與閘門板208彼此相向的各自的面230、231，形成為以閘門板208的旋轉(zhuǎn)軸210為中心的同心狀。此處，凹凸形狀220的凸部與凹凸形狀221的凹部相向，而凹凸形狀220的凹部與凹凸形狀221的凸部相向。凹凸形狀220的凸部與凹凸形狀221的凹部之間隔251、以及凹凸形狀220的凹部與凹凸形狀221的凸部之間隔252，是構(gòu)成為在任一場所均不會成為規(guī)定值以下。凹凸形狀220的凸部與凹凸形狀221的凹部之間隔251，以及凹凸形狀220的凹部與凹凸形狀221的凸部之間隔252，典型來說是為相同。
[0087]進(jìn)而，圖2B中 ，閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208的圓弧狀的凹凸形狀221，是形成為橫跨了約240度的圓弧角，即使閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208移動至圖1B、圖1C、圖1D所示的任一位置，閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208的凹凸形狀221，仍會與防附著板209的凹凸形狀220面對面的位置相向。
[0088]通過此構(gòu)成，自靶材放出的濺鍍粒子，相對于閘門板208的旋轉(zhuǎn)軸210，在徑方向的運(yùn)動會明顯受到限制。也就是說，自靶材放出的濺鍍粒子，對于防附著板209的凹凸形狀220的凸部及閘門板208的凹凸形狀221的凸部，會有很高的機(jī)率碰撞。如此一來，能夠有效地抑制靶材間的交叉污染。再者，凹凸形狀是以閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208的旋轉(zhuǎn)軸210為中心而形成同心狀，能夠保有確保驅(qū)動可靠性所需的余隙，故不會對閘門板208的驅(qū)動造成影響。
[0089]圖3為圖1A中第2護(hù)屏(圓筒狀護(hù)屏)204a、204b的詳細(xì)示意圖。于該護(hù)屏204a、204b，設(shè)有三處濺鍍氣體的排出口 216，分別連接有通過氣體導(dǎo)入構(gòu)件211而三向分岐的氣體管。在被濺鍍的靶材周圍，配置如此構(gòu)成的第2護(hù)屏204a、204b，當(dāng)濺鍍氣體排出時，該第2護(hù)屏204a、204b的前端部分會因氣體排出的影響而成為比周圍還高的壓力。因此，在第2護(hù)屏204a、204b的前端部被濺鍍的粒子，容易與氣體分子碰撞，運(yùn)動能量會衰減。因此，該濺鍍粒子在到達(dá)鄰接靶材的前，容易被護(hù)屏表面捕捉，故為本發(fā)明實(shí)施上理想的構(gòu)成。
[0090]本發(fā)明中，凹凸形狀220，221各自的凸部的高度，理想是比前述間隔251、252還大。在此情形下，第1、第2護(hù)屏面230、231的面對面的凹部及凸部是成為彼此嵌合般的位置關(guān)系，故會遮蔽濺鍍粒子相對于旋轉(zhuǎn)軸210朝徑方向直線移動的路徑，能夠提高該濺鍍粒子碰撞至護(hù)屏面的機(jī)率。
[0091]此外，本發(fā)明中，濺鍍氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)211a、211b，亦可構(gòu)成為如圖2C所示般，在防附著板209上形成有凹凸形狀220的第I護(hù)屏面230具有排出口 300。此種構(gòu)成的情形下，能夠使第1、第2護(hù)屏面230、231之間的空間比周圍還高壓，能夠阻擋經(jīng)過該空間的濺鍍粒子的移動。
[0092]本發(fā)明中，將防附著板209及閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208，例如如圖4般以曲面來構(gòu)成，由此，在濺鍍粒子于鄰接的靶材間直線移動的過程中，能夠進(jìn)一步提高與第1、第2護(hù)屏面230、231碰撞的機(jī)率。
[0093]本發(fā)明中，設(shè)圓弧狀的凹凸形狀220、221的凹部的內(nèi)徑為Rn，該凹部的寬度為fc，該凹部兩側(cè)的凸部(亦即外壁及內(nèi)壁)的圓弧角當(dāng)中較小者為θ n時，理想是(Rn+Wn)cos (Θ n/2) = Rn。舉例來說，如圖5所示的構(gòu)成中，構(gòu)成外壁的凸部的圓弧角θη為60度、構(gòu)成內(nèi)壁的凸部的內(nèi)徑Rn為200mm時，凹部240的寬度Wn，理想是在約30.9mm以下。
[0094]本發(fā)明中，如圖2D所示般，第2護(hù)屏204(204a、204b)的前端，理想是對于防附著板209環(huán)繞整周進(jìn)行接觸。通過設(shè)計(jì)成這樣的構(gòu)成，能夠減低來自靶材203a，b的濺鍍粒子從防附著板209泄漏至真空腔室201的內(nèi)壁方向的可能性，故對于確保裝置可靠性而言是理想的構(gòu)成。
[0095]以上已敘述本發(fā)明理想實(shí)施方式的濺鍍裝置的一例，但本發(fā)明的形態(tài)并不限于此，而可適當(dāng)變更 。舉例來說，防附著板209，閘門機(jī)構(gòu)的閘門板208上設(shè)置的凹凸形狀的根數(shù)并無限制，寬度也只要設(shè)計(jì)成比靶材還小的構(gòu)成，便可獲得效果。此外，圓弧形狀亦無需連續(xù)，即使中途有中斷的處，對于發(fā)明實(shí)施而言并不構(gòu)成問題。進(jìn)而，凹凸形狀，例如亦可為圖6所示的波浪形。
[0096]進(jìn)而，靶材的個數(shù)亦可為復(fù)數(shù)，只要是配置成可通過具旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的閘門機(jī)構(gòu)(閘門板)來切換，則可任意配置。閘門機(jī)構(gòu)(閘門板)亦無需以一片護(hù)屏板來構(gòu)成，可由復(fù)數(shù)片護(hù)屏板來構(gòu)成，其形狀也不限于圓盤。
[0097]此外，濺鍍的放電機(jī)構(gòu)亦不限于DC磁控管，可為RF或微波等，使用的氣體除了氬以外，可使用氙、氖等稀有氣體，以及氮?dú)饣蜓鯕獾确磻?yīng)性氣體。進(jìn)而，本發(fā)明的氣體導(dǎo)入位置、排氣構(gòu)件、真空腔室的構(gòu)成或放電機(jī)構(gòu)，當(dāng)然亦可適當(dāng)變更。
[0098]此外，防附著板208上形成的第I圓弧狀的凹凸形狀220與閘門板209上形成的第2圓弧狀的凹凸形狀221，亦可分別以與防附著板208和閘門板209的母材不同的材料所構(gòu)成的膜來形成。此處所謂以膜來形成，例如可使用熱噴涂或CVD，濺鍍等各種技術(shù)。此外，亦可為僅在凸部附上膜的形狀，或是亦可依不同場所來改變前述形成的膜的膜厚，由此形成凹凸形狀。
[0099]關(guān)于第I圓弧狀的凹凸形狀220、第2圓弧狀的凹凸形狀221，只要是以閘門板209的旋轉(zhuǎn)軸210為中心而描繪圓弧的形狀，則其截面形狀并無特別限制，可為以矩形或三角形、曲線等所構(gòu)成的凹凸。此外，如果閘門板209是沿著驅(qū)動的軌道而形成凹凸形狀，那么亦可不為圓弧狀。此外，形成有凹凸形狀的防附著板208與閘門板209彼此相向的各自的面的背側(cè)面形狀，不會對本發(fā)明的功效造成影響。也就是說，防附著板208與閘門板209本身亦可為屈曲成如凹凸般的形狀而在背面?zhèn)刃纬砂纪?，或是?gòu)成為于防附著板208與閘門板209形成如突起或溝般的形狀而在背面?zhèn)任葱纬砂纪梗粯?gòu)成問題。進(jìn)而，圓弧狀的凹凸，可為一根亦可為復(fù)數(shù)根，即使圓弧在中途被切斷的形狀亦不構(gòu)成問題。
[0100]本發(fā)明并不受上述實(shí)施方式所限制，在不脫離本發(fā)明精神及范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種變更及變形。是故，為揭明本發(fā)明的范圍，是附上以下的申請專利范圍。
[0101]本申請案是以2012年3月14日提出的日本專利申請案特愿2012-57300為基礎(chǔ)而主張優(yōu)先權(quán)，將其所有記載內(nèi)容援引于此。
[0102]附圖標(biāo)記說明
[0103]201:真空腔室
[0104]203a、203b:靶材
[0105]204a、204b:第 2 護(hù)屏
[0106]205:第 I 護(hù)屏
[0107]206:基板平臺
[0108]207:基板(被處理體)
[0109]208:閘門板
[0110]209:防附著板
[0111]212:孔
[0112]213a、213b:孔
[0113]220:第I圓弧狀凹凸形狀
[0114]221:第2圓弧狀凹凸形狀
[0115]230:第I護(hù)屏面
[0116]231:第2護(hù)屏面
【權(quán)利要求】
1.一種濺鍍裝置，該濺鍍裝置配置有:真空腔室；基板平臺，設(shè)于前述真空腔室內(nèi)而用來保持基板；多個陰極電極，與前述基板平臺相向設(shè)置而用來保持各個靶材；防附著板，配置于前述基板平臺與前述陰極電極之間，在與前述多個靶材的各個相向的位置形成有孔；該濺鍍裝置的特征在于: 在前述防附著板與前述基板平臺之間具有閘門板，該閘門板形成有使前述靶材對前述基板露出的至少一個孔，通過以旋轉(zhuǎn)軸為中心的旋轉(zhuǎn)，將前述靶材與前述基板做成遮蔽狀態(tài)或非遮蔽狀態(tài)， 在前述防附著板與前述閘門板彼此相向的各自的面，形成有以該閘門板的旋轉(zhuǎn)軸為中心的同心狀的凹凸形狀，在前述各自的面形成的前述凹凸形狀，形成為各自的凹部與凸部互相面對面，且各自的凹部與凸部互相交錯。
2.如權(quán)利要求1所述的濺鍍裝置，其特征在于，前述凹凸形狀的凹部的寬度，小于前述靶材的大小。
3.如權(quán)利要求1或2所述的濺鍍裝置，其特征在于，前述閘門板上形成的凹凸形狀的凸部的高度，與前述防附著板上形成的凹凸形狀的凸部的高度相同。
4.如權(quán)利要求1~3中的任一項(xiàng)所述的濺鍍裝置，其特征在于，前述閘門板上形成的凹凸形狀的凸部的高度與前述防附著板上形成的凹凸形狀的凸部的高度，大于前述閘門板上形成的凹凸形狀的凸部與前述防附著板上形成的凹凸形狀的凹部之間的間隔以及前述閘門板上形成的凹凸形狀的凹部與前述防附著板上形成的凹凸形狀的凸部之間的間隔。
5.如權(quán)利要求1~4中的任一項(xiàng)所述的濺鍍裝置，其特征在于，前述防附著板上形成的凹凸形狀與前述閘門板上形成的凹凸形狀，分別由與前述防附著板和前述閘門板的母材不同的材料所構(gòu)成的膜來形成。
6.如權(quán)利要求1~5中的任一項(xiàng)所述的濺鍍裝置，其特征在于，前述多個靶材，配置成以前述旋轉(zhuǎn)軸為中心的同一圓周狀。
7.如權(quán)利要求1~6中的任一項(xiàng)所述的濺鍍裝置，其特征在于，前述閘門板與前述防附著板彼此相向的各自的面，為曲面。
8.如權(quán)利要求1~7中的任一項(xiàng)所述的濺鍍裝置，其特征在于，設(shè)前述防附著板與前述閘門板相向的面的凹凸形狀的凹部的內(nèi)徑為Rn、該凹部的寬度為Wn、該凹部兩側(cè)的凸部的圓弧角當(dāng)中較小者為θη時，則(Rn+ffn) cos ( Θ n/2) ^ Rn。
9.如權(quán)利要求1~8中的任一項(xiàng)所述的濺鍍裝置，其特征在于，還具備圍繞前述基板平臺與前述靶材之間的濺鍍空間的第I護(hù)屏，和圍繞前述靶材的外周的筒狀的第2護(hù)屏。
10.如權(quán)利要求1~9中的任一項(xiàng)所述的濺鍍裝置，其特征在于，在前述防附著板與前述閘門板相向的面，具備濺鍍氣體的排出口。
11.如權(quán)利要求9或10所述的濺鍍裝置，其特征在于，在前述筒狀的第2護(hù)屏的前端，具備濺鍍氣體的排出口。
12.如權(quán)利要求9~11中的任一項(xiàng)所述的濺鍍裝置，其特征在于，前述第2護(hù)屏與前述防附著板環(huán)繞前述第2護(hù)屏的整周進(jìn)行接觸。
13.—種濺鍍裝置，該濺鍍裝置具有:真空腔室；基板平臺，在前述真空腔室內(nèi)保持基板；多個陰極電極，在前述真空腔室內(nèi)保持各個靶材；及防附著板，配置于前述基板平臺與前述多個陰極電極之間，在與前述多個靶材的各個相向的位置形成有孔；該濺鍍裝置的特征在于: 在前述防附著板與前述基板平臺之間具有閘門板，該閘門板具有使前述靶材對前述基板露出的孔，通過以旋轉(zhuǎn)軸為中心的旋轉(zhuǎn)，將前述靶材與前述基板做成遮蔽狀態(tài)或非遮蔽狀態(tài)， 在前述防附著板與前述閘門板彼此相向的各自的面，形成有以該閘門板的旋轉(zhuǎn)軸為中心的同心狀的凹凸形狀，且前述凹 凸形狀互不接觸。
【文檔編號】C23C14/34GK104169456SQ201280071339
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月14日
【發(fā)明者】石原繁紀(jì) 申請人:佳能安內(nèi)華股份有限公司