CN108779548B - 成膜装置及压板环 - Google Patents

Abstract

本发明的成膜装置具备：收容靶的腔室；工作台，配设为与所述靶的一面隔开规定的间隔面对并且载置被成膜物；和包围所述工作台的周边的压板环，具有与所述靶相对的相对面和形成于所述相对面上的槽。载置在所述工作台上的所述被成膜物的周边以位于所述工作台的周边的外侧的方式从所述工作台的所述周边伸出，所述槽配置在与所述被成膜物的周边对应的位置上，所述槽以所述靶与所述槽之间的第二距离大于所述靶与所述被成膜物之间的第一距离的方式环绕设置于所述压板环上，所述槽具有防背面附膜曲面，所述防背面附膜曲面防止从所述靶发射的成膜粒子堆积在所述被成膜物的背面上。

Description

成膜装置及压板环

技术领域

本发明涉及一种成膜装置及压板环，特别是涉及一种在溅射等的成膜时用于防止膜附着在作为成膜对象的基板的背面上的适当技术。

本申请基于2016年7月6日在日本申请的专利申请2016-134532号要求优先权，并且在此援引其内容。

背景技术

溅射装置作为在对象物的表面上制作薄膜的成膜装置而在产业的各领域中积极使用。特别是，在以LSI为首的各种电子设备的制造中，溅射装置经常用于制作各种导电膜或绝缘膜。

在专利文献1中记载了进行Al溅射的例，在专利文献2中记载了进行Cu溅射的例。

近年来，再布线Al的需求不断提高。再布线Al为例如膜厚超过1000nm的厚膜，并且为通过使用真空装置的成膜方法得到的布线膜。再布线Al的膜厚被设定为比迄今为止一直普遍进行的微细布线的膜厚(＜100nm)颇厚。

专利文献1：日本专利第5654939号公报

专利文献2：日本公开专利2013-120858号公报

非专利文献1：Yamamura et al,Radiat.Eff.Defects Solids,188(1991)P27-33

随着形成于基板等被成膜物上的布线膜厚的增加，附着在基板的背面上的Al膜也变厚。因此，需要去除附着在背面上的膜，有可能发生导致工序增加的问题，或者有可能发生想要降低附着在该基板的背面上的Al膜的附着量这种要求。

另外，不限于Al，在进行Cu、Ti、Ta或W等其他成膜时，也具有想要降低附着在基板的背面上的膜附着量这种要求。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其欲实现以下目的。

1、在溅射等的成膜中，防止膜附着在被成膜面的背面上。

2、在对被成膜物进行厚膜成膜时，防止膜附着在被成膜物的背面上。

3、在不同的成膜粒子的情况下，也同样防止膜附着在被成膜物的背面上。

为了解决上述问题，本发明的第一方式所涉及的成膜装置具备：收容靶的腔室；工作台，配设为与所述靶的一面隔开规定的间隔面对并且载置被成膜物；和包围所述工作台的周边的压板环，具有与所述靶相对的相对面和形成于所述相对面上的槽。载置在所述工作台上的所述被成膜物的周边以位于所述工作台的周边的外侧的方式从所述工作台的所述周边伸出，所述槽配置在与所述被成膜物的周边对应的位置上，所述槽以所述靶与所述槽之间的第二距离大于所述靶与所述被成膜物之间的第一距离的方式环绕设置于所述压板环上，所述槽具有防背面附膜曲面，所述防背面附膜曲面防止从所述靶发射的成膜粒子堆积在所述被成膜物的背面上。

在本发明的第一方式所涉及的成膜装置中，所述防背面附膜曲面也可以在沿所述工作台的法线方向的剖面上包括具有曲率半径的曲面。

在本发明的第一方式所涉及的成膜装置中，所述槽也可以具有远离所述工作台的外侧内壁和靠近所述工作台的内侧内壁，所述防背面附膜曲面在所述槽内设置于所述外侧内壁上。

在本发明的第一方式所涉及的成膜装置中，所述槽也可以具有远离所述工作台的外侧内壁和靠近所述工作台的内侧内壁，所述防背面附膜曲面在所述槽内设置于所述内侧内壁上。

在本发明的第一方式所涉及的成膜装置中，所述防背面附膜曲面也可以在沿所述工作台的法线方向的剖面上形成为圆弧状。

在本发明的第一方式所涉及的成膜装置中，所述防背面附膜曲面也可以在沿所述工作台的法线方向的剖面上形成为椭圆形状。

在本发明的第一方式所涉及的成膜装置中，所述槽的所述防背面附膜曲面也可以是远离所述工作台的外侧内壁，从所述被成膜物的背面在朝向所述工作台的外侧的方向上从所述工作台伸出的边界的位置朝向比作为所述工作台的侧面的法线方向的水平更下侧绘制相对于所述水平以最大溅射发射角θ延伸的直线时，所述外侧内壁的上端位于比所述直线相交于所述外侧内壁的到达点的位置更靠上侧。

在本发明的第一方式所涉及的成膜装置中，所述槽的所述防背面附膜曲面也可以是远离所述工作台的外侧内壁，在作为所述工作台的侧面的法线方向的铅直剖面上，绘制将所述防背面附膜曲面的曲率中心和所述被成膜物的背面在朝向所述工作台的外侧的方向上从所述工作台伸出的边界的位置相连的直线时，所述直线相对于水平向下侧形成的角度被设定为大于最大溅射发射角θ。

在本发明的第一方式所涉及的成膜装置中，从所述靶观察时所述工作台的形状也可以是圆形或矩形。

本发明的第二方式所涉及的压板环在上述第一实施方式所涉及的成膜装置中使用。

本发明的第一方式所涉及的成膜装置由于具备防背面附膜曲面，因此从压板环再蒸发或再溅射(re-sputter)的成膜粒子难以向被成膜物的背面飞行并到达，从而该成膜粒子不会堆积在被成膜物的背面上。即，来自靶的成膜粒子不会朝向被成膜物的背面飞行，膜不会附着在被成膜物的背面上。

另外，由于防背面附膜曲面具有相对于粒子入射方向倾斜的曲面，因此在压板环的防背面附膜曲面上再溅射的成膜粒子不会朝向被成膜物的背面飞行。即，从压板环的槽内部再溅射或再蒸发的粒子不会朝向被成膜物的背面行进。例如，沿着朝向槽内部的其他部分的方向或者从槽观察时朝向腔室的内壁的方向发射。因此，成膜粒子(溅射粒子)不会再堆积在被成膜物的背面上。由此，不需要进行用于去除附着在背面上的膜的工序。

另外，由于防背面附膜曲面在沿工作台的法线方向的剖面上包括具有曲率半径的曲面，因此在沿工作台的侧面的法线方向的铅直剖面内，例如粒子沿着朝向槽内部的其他部分的方向或者从槽观察时朝向腔室的内壁的方向发射，但该粒子不会向被成膜物的背面的方向行进。因此，成膜粒子(溅射粒子)不会再堆积在被成膜物的背面上。由此，不需要进行用于去除附着在背面上的膜的工序。

另外，通过将防背面附膜曲面在槽中设置在远离工作台的外侧内壁上，从而当入射到槽的外侧内壁的成膜粒子在防背面附膜曲面上再溅射时，能够避免成膜粒子朝向被成膜物的背面飞行。

另外，通过将防背面附膜曲面在槽中设置在靠近工作台的内侧内壁上，从而当入射到槽的内侧内壁上的成膜粒子在防背面附膜曲面上再溅射时，能够避免成膜粒子朝向被成膜物的背面飞行。

另外，防背面附膜曲面在沿工作台的法线方向的铅直剖面上形成为圆弧状。由此，在沿工作台的法线方向的铅直剖面内，以经过作为圆弧状的曲率中心的点而入射到槽中的成膜粒子的角度以外的角度入射到槽中的成膜粒子以关于从入射位置朝向防背面附膜曲面的曲率中心延伸的直线对称的出射角度再溅射。经过作为曲率中心的点而入射的成膜粒子沿入射方向从槽中出射。由此，当成膜粒子在圆弧状的防背面附膜曲面上再溅射时，能够避免成膜粒子朝向被成膜物的背面飞行。

另外，防背面附膜曲面在沿工作台的法线方向的铅直剖面内形成为椭圆形状。由此，在沿工作台的法线方向的铅直剖面内，以经过作为椭圆形状的曲率中心的点而入射到槽中的成膜粒子的角度以外的角度入射到槽中的成膜粒子以关于从入射位置朝向防背面附膜曲面的曲率中心延伸的直线对称的出射角再溅射。经过作为曲率中心的点而入射的成膜粒子沿入射方向从槽中出射。由此，当成膜粒子在椭圆形状的防背面附膜曲面上再溅射时，能够避免成膜粒子朝向被成膜物的背面飞行。

另外，槽的防背面附膜曲面为远离工作台的外侧内壁，从被成膜物的背面在朝向工作台的外侧的方向上从工作台伸出的边界的位置朝向比作为工作台的侧面的法线方向的水平更下侧绘制相对于水平以最大溅射发射角θ延伸的直线时，外侧内壁的上端的位置位于比直线相交于外侧内壁的到达点更上侧。由此，能够避免在压板环的防背面附膜曲面(防背面附膜壁部)上再溅射的成膜粒子朝向被成膜物的背面飞行。

另外，槽的防背面附膜曲面为远离工作台的外侧内壁，在作为工作台的侧面的法线方向的铅直剖面上，绘制将防背面附膜曲面的曲率中心和被成膜物的背面在朝向工作台的外侧的方向上从工作台伸出的边界的位置相连的直线时，直线相对于水平向下侧形成的角度被设定为大于最大溅射发射角θ。由此，能够避免在压板环的防背面附膜曲面(防背面附膜壁部)上再溅射的成膜粒子朝向被成膜物的背面飞行。

另外，由于从靶观察时工作台的形状为圆形或矩形，因此能够将圆形或矩形的晶圆等用作被成膜物。

本发明的第二方式所涉及的压板环在上述任一方式所记载的成膜装置中使用。由此，在作为使具有定向性的粒子(成膜粒子)飞散的成膜装置的溅射装置、蒸镀装置、等离子体化学气相淀积装置及利用催化剂化学气相沉积法的催化剂化学气相淀积(Cat CVD)装置等成膜装置中也能够应用第二方式所涉及的压板环。由此，能够避免在压板环的防背面附膜曲面(防背面附膜壁部)上再溅射的成膜粒子朝向被成膜物的背面飞行。

根据本发明，在溅射等的成膜时能够防止膜附着在被成膜物(基板等)的背面上，在对被成膜物进行厚膜成膜时能够防止膜附着在被成膜物(基板等)的背面上，从而即使在使用不同的成膜粒子的情况下也同样能够实现防止背面附膜的效果。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置的示意性剖视图。

图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置中的压板环的放大剖面图。

图3是表示溅射发射角分布的图表。

图4是表示相对于垂直入射离子的溅射发射角分布的图表。

图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置中的压板环的槽的放大剖面图。

图6是表示成膜装置中的压板环的例的放大剖面图。

图7是表示本发明的第二实施方式所涉及的成膜装置中的压板环的放大剖面图。

图8是表示本发明的第三实施方式所涉及的成膜装置中的压板环的放大剖面图。

图9是表示本发明的第四实施方式所涉及的成膜装置中的压板环的放大剖面图。

图10是表示本发明的第五实施方式所涉及的成膜装置中的压板环的放大剖面图。

图11是表示本发明的第六实施方式所涉及的成膜装置中的压板环的放大剖面图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的第一实施方式所涉及的成膜装置及压板环进行说明。

图1是表示本实施方式所涉及的成膜装置的示意性剖视图，在图1中，附图标记10为成膜装置。

作为一例，本实施方式所涉及的成膜装置10为溅射装置，如图1所示具备腔室(真空槽)11。在该腔室11的内部空间的铅直方向的上方配置有靶12。另外，在腔室11的内部空间的下方例如以与腔室11绝缘的状态形成有工作台13。

这种工作台13的上侧面为平面，工作台13用于支撑被成膜物例如硅晶圆等的圆形基板或FPD(平板显示器)等的矩形基板(被成膜物)18。工作台13的平面形状(从靶12观察的工作台13的形状)为圆形或矩形。此外，在工作台13的内部例如配置有具有吸附功能的电极。在通过排放腔室11内部的气体而设为真空状态，并且在工作台13上载置基板18且对吸附电极施加电压的情况下，工作台13具有将基板(被成膜物)18静电吸附到工作台13的表面上的结构即可。另外，在工作台13上以如后述那样基板18的边缘部从工作台13的端部伸出的方式放置有基板18。即，在具有尺寸大于工作台13的上表面周边部的尺寸的基板18配置在工作台13上的情况下，基板18以在基板18的周边具有基板18的背面(下表面)18a不接触工作台13的上表面的部分的方式被载置在工作台13上。

靶12与溅射电源21连接。相对于靶12，在大气侧的区域设置有旋转盘。在旋转盘上固定有永久磁铁，从而相对于靶，对真空侧的区域施加磁场。

腔室11被接地，腔室11的电位为接地电位(GND)。在此，在通过排放腔室11内部的气体而设为真空状态，并且在工作台13上静电吸附基板18之后，向腔室11内导入溅射气体(例如，混合气体(氩气+氮气))，通过启动溅射电源21对靶12施加负电压，从而在靶12的表面附近产生等离子体。如果生成在该等离子体中的经电离的离子入射到靶12，则构成靶12的物质成为溅射粒子S并从靶12的表面向腔室11内飞出。

在成膜装置10中以包围靶12的周围的方式设置有接地屏蔽件15。另外，以包围位于靶12与工作台13之间的空间的方式配设有上部防着板(上部屏蔽件)16及下部防着板(下部屏蔽件)17。这种接地屏蔽件15、上部防着板16及下部防着板17构造阳极并且与腔室11同样被接地，接地屏蔽件15、上部防着板16及下部防着板17的电位为接地电位(GND)。其结果，在基板或防着板上形成由构造靶12的材料及溅射气体材料构成的薄膜。

另一方面，工作台13被构造为通过偏置电源22施加高频功率。基板18的电位因自偏置而成为负电位。因此，等离子体中的电子被吸引到阳极，从靶12飞出且带有正电荷的溅射粒子或经电离的Ar阳离子被吸引到基板18。因此，具有正电荷的溅射粒子或经电离的Ar阳离子与基板18的表面碰撞，发生对基板上成膜的材料进行蚀刻的效果。

在这种成膜装置10中，成膜时从靶12发射的溅射粒子(成膜粒子)S在腔室11内扩散。为了防止这种溅射粒子附着或堆积在腔室11的内壁上，配设有上部防着板16及下部防着板17。

其中，上部防着板16例如在工作台13与靶12之间被形成为在沿腔室11的内周面(侧壁)11a的大致铅直方向上内径(相对于铅直方向的直角方向上的直径)增加的筒状。即，上部防着板16的内径沿腔室11的内周面从下部防着板17沿朝向接地屏蔽件15的方向(上方向)增加，并且上部防着板16的下端区域弯曲即可。

另一方面，下部防着板17被形成为包围工作台13的周边区域(边缘部)且从该工作台13朝向腔室11的内周面(侧壁)11a变宽的环状。

另外，在下部防着板17的底部以与下部防着板17的底面侧嵌合的方式形成有压板环19(底部防着板)。

图2是表示本实施方式中的压板环的放大剖面图。图2表示沿工作台13的法线方向的压板环19的剖面。具体而言，图2表示压板环19以包围工作台13的周围的方式被形成为环状，并且表示压板环19的与圆周方向垂直的剖面。就图2所示的压板环19的剖面而言，在基板18为圆形时是指沿径向的剖面，在基板18为矩形时是指沿与四边垂直的方向的剖面。换言之，图2表示作为工作台13的侧面的法线方向的铅直剖面。就“侧面的法线方向”而言，在基板18为圆形时是指基板18的径向，在基板18为矩形时是指与基板的四边垂直的方向。

压板环19具有与靶12(参照图1)相对的上表面19a(相对面)和槽20。槽20设置在与上表面19a相邻的位置且靠近工作台13的位置，并且设置(环绕设置)在靠近压板环19的外周的位置。

如图2所示，从靶12观察时槽20被形成为包围工作台13的外侧位置。另外，槽20被形成在与以从工作台13的周边伸出的方式载置在工作台13上的基板18部分重叠的位置上。此外，槽20的位置与基板18的外侧位置对应。

从靶12观察时，槽20在与工作台13的外侧位置对应的槽20内的位置及与基板18的周边位置对应的槽20内的位置上的深度不同。换言之，从靶12至槽20的内表面的距离(第二距离)大于从靶12至基板(被成膜物)18的距离(第一距离)。具有这种深度且设置于压板环19中的槽20配置在靠近工作台13的外周的位置上。

更具体而言，在槽20的内部形成有远离工作台13的外侧内壁20a和靠近工作台13的内侧内壁20b。换言之，外侧内壁20a配置在比内侧内壁20b更远离工作台13的位置上。内侧内壁20b配置在比外侧内壁20a更靠近工作台13的位置上。

外侧内壁20a作为防背面附膜曲面来发挥功能，其中，该防背面附膜曲面防止从靶12发射的溅射粒子(成膜粒子)堆积在基板18的背面18a上。

如图2所示，就槽20而言，内侧内壁20b具有上端Ub。内侧内壁20b的上端Ub与以从工作台13的周边伸出的方式载置的基板18的内侧位置几乎对齐，即与工作台13的上表面外侧端几乎对齐。内侧内壁20b的上端Ub从工作台13起沿朝向靶12的方向竖立设置。换言之，内侧内壁20b的上端Ub沿工作台13与基板18的背面18a之间的边界线，以朝向工作台13的法线方向的方式且以包围工作台13的外周的方式竖立设置。

此外，如图2所示，在内侧内壁20b的包含上端Ub的面上形成有倾斜面(锥面)。在图2所示的剖面图中，内侧内壁20b的包含上端Ub的倾斜面具有直线状的面。即，以槽20的宽度尺寸在从工作台13朝向靶12的方向上逐渐增加的方式，倾斜面被形成为朝向内侧内壁20b的上端Ub延伸。换言之，与工作台13的外侧侧面相对的外侧部件(压板环19的一部分)的厚度在从工作台13朝向靶12的方向上逐渐变薄。

如图2所示，就槽20而言，内侧内壁20b的下端侧作为防背面附膜曲面来发挥功能，其中，该防背面附膜曲面防止从靶12发射的溅射粒子(成膜粒子)堆积在基板18的背面18a上。

作为防背面附膜曲面的外侧内壁20a和内侧内壁20b在槽20的中心附近彼此连接并形成底部20c。

外侧内壁20a的上端Ua以其位于比基板18的外侧轮廓(前端T)更靠外侧的方式，沿从工作台13朝向靶12的方向竖立设置有圆弧形状的上侧部。换言之，外侧内壁20a的上端Ua在沿工作台13与基板18的背面18a之间的边界线的外侧位置上沿工作台13的法线方向竖立设置。

在本实施方式中，如图2所示，作为防背面附膜壁部(防背面附膜曲面)的外侧内壁20a、底部20c及内侧内壁20b均被形成为圆弧状。外侧内壁20a被形成为具有曲率半径Ra的圆弧状。内侧内壁20b被形成为具有曲率半径Rb的圆弧状。底部20c被形成为具有曲率半径Rc的圆弧状。这些曲率半径Ra、曲率半径Rb及曲率半径Rc被设定为相同，外侧内壁20a、内侧内壁20b和底部20c被设为具有相同的曲率中心20o的形状。因此，外侧内壁20a、内侧内壁20b和底部20c被形成为光滑连接的同一圆弧状。

作为防背面附膜曲面的外侧内壁20a、底部20c及内侧内壁20b的尺寸和形状分别被设定为如下：

在将从基板18的背面18a至底部20c的位置为止的内侧内壁20b的高度设为D、将基板18朝向工作台13的外侧伸出的长度设为a、

将在朝向工作台13外侧的方向上基板18的背面18a从工作台伸出的边界K(工作台13的外周边缘部)的位置与作为防背面附膜曲面的外侧内壁20a的上端Ua之间的距离(底部宽度尺寸)设为L、以及

将成膜粒子中的溅射发射角设为θ时，满足以下式所示的关系：

a≤L≤D/tanθ；

D-(L-a)tanθ≤Ra；

D＜5a；

Rb＞a；

Ra+Rb＞L；

Rc＜D；

Ra＝Rb＝Rc。

由此，能够防止成膜装置10的高度方向的尺寸过大并能节省空间。

图5是表示本实施方式中的压板环的放大剖面图。

如图5所示，从基板18的背面18a朝向工作台13的外侧伸出的前端T的位置延伸且相对于水平以与溅射发射角θ相等的角度延伸的直线dP1与外侧内壁20a的圆弧相交(到达点P1)，在此，作为外侧内壁20a的上端Ua的上表面19a能够位于比直线dP1与外侧内壁20a的圆弧之间的到达点P1更靠上侧。

另外，从基板18的背面18a从工作台13伸出的边界点K的位置延伸且相对于水平以与溅射发射角θ相等的角度延伸的直线dP2与外侧内壁20a的圆弧相交(到达点P2)。在此，作为外侧内壁20a的上端Ua的上表面19a能够位于比直线dP2与外侧内壁20a的圆弧之间的到达点P2更靠上侧。

此外，在将槽20的剖面形状设为大致半圆时，曲率半径Ra与槽20的深度尺寸相等，即与从槽20的底部20c至上表面19a的高度尺寸相等。

此外，对这些设定方法进行说明。

如图3所示，成膜粒子中的溅射发射角θ根据靶12的材质而不同。溅射产量的角度分布函数A(θ1)的一般式用以下式表示：

A(θ1)＝αsinθ1(1+βsin²θ1)。

在此，α为归一化常数，β为随溅射靶物质及溅射气体变化的常数。如果β变化溅射产量最大的溅射发射角θ发生变化。图3所示的横轴为相对于溅射靶的水平方向，图3所示的纵轴为相对于溅射靶的垂直方向。连结绘制在图3中的点和原点的线段的长度为A(θ1)。θ1由横轴和A(θ1)的线段所成的角度来定义。将溅射发射角θ规定为溅射产量最大的角度。

此外，在非专利文献1中记载了与图3有关的说明。

溅射发射角θ依赖于靶12的物质，发射角分布多种多样，θ为连续的宽范围值。作为溅射粒子和关于该溅射粒子的溅射发射角θ的例，下面示出Al(铝)和Ti(钛)。

如图4所示，相对于垂直入射离子的溅射发射角θ具有某种程度的分布，但在本实施方式中，将溅射产量最大的角度规定为溅射发射角θ。在此，图4所示的横轴为相对于溅射靶的水平方向，图4所示的纵轴为相对于溅射靶的垂直方向。连结绘制在图4的点和原点的线段表示溅射产量。

如图4所示，关于溅射发射角θ，铝可设定为60°左右，钛可设定为40°左右。

作为本实施方式中的具体例，在将内侧内壁20b的高度D设为20mm、将基板18的伸出长度a设为5mm时，由于溅射粒子为铝时溅射发射角θ＝60°，因此可通过上述式将底部宽度尺寸L及作为防背面附膜曲面20a的高度的曲率半径Ra设定如下：

5[mm]≤L≤11.5[mm]；

5[mm]-(L-5[mm])×1.73[mm]≤Ra。

同样，作为本实施方式中的具体例，在将内侧内壁20b的高度D设为20mm、将基板18的伸出长度a设为5mm时，由于溅射粒子为钛时溅射发射角θ＝40°，因此可通过上述式将底部宽度尺寸L及作为防背面附膜曲面20a的高度的曲率半径Ra设定如下：

5[mm]≤L≤23.8[mm]；

5[mm]-(L-5[mm])×0.83[mm]≤Ra。

通过以上述方式设定，在图2所示的被夹在点线d1、d2之间的倾斜区域内削减朝向基板18的背面18a飞翔的溅射粒子。此外，点线d1、d2为经过曲率中心20o的直线。

在图2中，从位于比工作台13更靠上侧的靶12向铅直下方飞来的溅射粒子入射到槽20中。

并且，沿点线d1垂直入射到外侧内壁20a的溅射粒子在入射点B1上相对于经过曲率中心20o的直线沿与入射角对称的角度方向行进。

由此，在槽20内位于比图2所示的点线d1所经过的点B1更靠右侧的点飞出的溅射粒子朝向内侧内壁20b行进，因此溅射粒子不会到达基板18的背面18a。

同样，沿点线d2垂直入射到内侧内壁20b的溅射粒子在入射点B2上相对于经过曲率中心20o的直线沿与入射角对称的角度方向行进。

由此，在槽20内位于比图2所示的点线d2所经过的点B2更靠左侧的点飞出的溅射粒子朝向外侧内壁20a行进，因此溅射粒子不会到达基板18的背面18a。

接着，对图2所示的外侧内壁20a上的B3和外侧内壁20a上的点B4进行说明。点B3为从以从工作台13的周边伸出的方式载置的基板18的内侧位置经过曲率中心20o而延伸的点线d3到达外侧内壁20a的点。点B4为从以从工作台13的周边伸出的方式载置的基板18的外侧位置经过曲率中心20o而延伸的点线d4到达外侧内壁20a的点。外侧内壁20a上的点B3与点B4之间的区域利用附图标记γ来表示。入射到该区域γ的溅射粒子可能会朝向基板18的背面18a行进，但由于能够入射到该区域γ的溅射粒子极少，因此溅射粒子几乎不会到达基板18的背面18a。

如此，即便是以大于成膜粒子中的溅射发射角θ的角度θa入射的溅射粒子，也能够防止其朝向基板18的背面18a飞翔。

另外，在作为比防背面附膜曲面即外侧内壁20a更上侧的上表面19a的部分，即使溅射粒子沿角度θ方向飞翔，也不会到达基板18的背面18a。

由此，能够防止在基板18的背面18a上发生再溅射。

在本实施方式中，在压板环19上与从工作台13的周围伸出的基板18对应地设置有具有作为防背面附膜曲面的外侧内壁20a的槽20。由此，通过设定为溅射粒子的前进方向不会朝向基板18的背面18a，从而能够防止在基板18的背面18a上发生再溅射。此外，无需设置用于去除附着在背面18a上的膜的工序。

此外，即便是以大于成膜粒子中的溅射发射角θ的角度入射到槽20的溅射粒子，也能够防止其朝向基板18的背面18a飞翔。

另外，也可以通过使高度D相对于规定的槽20的宽度尺寸L在从Ltanθ至伸出长度a的五倍左右的范围内来设定稍微深的槽20。

此外，基板18朝向工作台13的外侧伸出的长度a被设定为在基板18的背面18a所露区域中从靠近基板中心的位置至基板18的背面18a的前端T为止的长度。由此，并不限定用于定义长度a的基板18与工作台13之间的边界K的位置为工作台13的外缘还是内侧内壁20b的上端Ub。

另外，通过使用本发明的实施方式所涉及的压板环19，还能够防止溅射成膜时及蒸镀时膜附着在背面18a上。在该情况下，作为溅射成膜的例可采用直流磁控溅射装置或射频磁控溅射装置，或者作为蒸镀的例可采用电子束式蒸镀装置、电阻加热式蒸镀装置或分批式蒸镀装置等装置结构。

此外，可以将本发明的实施方式所涉及的压板环19用于光掩模的制造等中。

例如，如图6所示，对使用具有矩形截面且具有槽120的压板环的情况进行说明。在该情况下，以大于用点线d5表示的最大发射角的角度入射到槽120的溅射粒子中的再溅射成分附着在基板18的背面18a上。在此，槽120具有与铅直方向平行的外侧内壁120a及内侧内壁120b和沿水平方向延伸的底部120c。

另外，如图6所示，在使用具有矩形截面且具有槽120的压板环的情况下，在夹在点线d6、d7之间的倾斜区域内能够防止再溅射成分附着在基板18的背面18a上。

与此相对地，在本实施方式中，通过在槽20内形成作为防背面附膜曲面的外侧内壁20a及内侧内壁20b，从而即使在如上述那样溅射粒子入射到槽20内，也能够防止该溅射粒子朝向基板18的背面18a飞翔，并且能够大幅降低再溅射的发生。另外，由于经过曲率中心20o入射的粒子以外的入射粒子倾斜入射，因此能够进一步降低向朝向基板18的背面18a的方向进行的再溅射。

下面，基于附图对本发明的第二实施方式所涉及的成膜装置及压板环进行说明。

图7是表示本实施方式所涉及的成膜装置中的压板环的放大剖面图。本实施方式在关于内侧内壁20Ab及底部20Ac的方面与上述第一实施方式不同。本实施方式所涉及的成膜装置的其他结构与上述第一实施方式相同。对与上述第一实施方式对应的结构使用相同的附图标记，并省略其说明。

如图7所示，就本实施方式所涉及的成膜装置10的槽20A而言，底部20Ac及内侧内壁20Ab被形成为平面状(剖面直线状)。配置在靠近工作台13的位置上的内侧内壁20Ab的上端Ub以与基板18的内侧位置即工作台13的上表面外侧端几乎对齐的方式沿从工作台13朝向靶12的方向竖立设置。换言之，内侧内壁20Ab以沿工作台13与基板18的背面18a之间的边界线朝向工作台13的法线方向的方式且以包围工作台13的外周的方式竖立设置。

此外，如图7所示，在内侧内壁20Ab的包含上端Ub的面上形成有倾斜面(锥面)。在图7所示的剖面图中，内侧内壁20Ab的包含上端Ub的倾斜面具有直线状的面。即，以槽20A的宽度尺寸在从工作台13朝向靶12的方向上逐渐增加的方式，倾斜面被形成为朝向内侧内壁20Ab的上端Ub延伸。换言之，与工作台13的外侧侧面相对的外侧部件(压板环19的一部分)的厚度在从工作台13朝向靶12的方向上逐渐变薄。

如图7所示，就槽20A而言，内侧内壁20Ab的下端连接到与工作台13的主面平行的底部20Ac，底部20Ac的外侧与圆弧状的外侧内壁20a的下端连接。内侧内壁20Ab以其位于比基板18的外侧轮廓(前端T)更靠内侧的方式沿从工作台13朝向靶12的方向竖立设置。换言之，内侧内壁20Ab在沿工作台13与基板18的背面18a之间的边界线的内侧位置上沿工作台13的法线方向竖立设置。底部20Ac与外侧内壁20a之间的连接位置被设定为位于比基板18的外侧轮廓(前端T)更靠外侧。在底部20Ac与外侧内壁20a之间的连接部位形成有光滑曲面。

在本实施方式中，外侧内壁20a、底部20Ac及内侧内壁20Ab的尺寸及形状分别被设定为满足以下关系：

D-(L-a)tanθ≤Ra≤L；

a≤L≤D/tanθ；

5a≤D。

在本实施方式所涉及的成膜装置10及压板环19中，也通过如上述那样设定外侧内壁20a、底部20Ac及内侧内壁20Ab的尺寸及形状，从而在与图7所示的被夹在点线d3、d4之间的倾斜区域对应的区域内能够削减朝向基板18的背面18a飞翔的溅射粒子。

此外，在本实施方式所涉及的成膜装置10及压板环19中，能够实现延长压板环19的除膜维护周期的效果。

下面，基于附图对本发明的第三实施方式所涉及的成膜装置及压板环进行说明。

图8是表示本实施方式所涉及的成膜装置中的压板环的放大剖面图。本实施方式在关于外侧内壁20Bb及底部20Bc的方面与上述第一实施方式或第二实施方式不同。本实施方式所涉及的成膜装置的其他结构与上述第一实施方式或第二实施方式相同。对与上述第一实施方式或第二实施方式对应的结构使用相同的附图标记，并省略其说明。

如图8所示，就本实施方式所涉及的成膜装置10而言，槽20B的底部20Bc及外侧内壁20Ba被形成为平面状(剖面直线状)。配置在远离工作台13的位置上的外侧内壁20Ba位于比基板18的外侧轮廓(前端T)更靠外侧，并且竖立设置在从工作台13朝向靶12的方向上。换言之，外侧内壁20Ba在沿工作台13与基板18的背面18a之间的边界线的外侧位置上沿工作台13的法线方向竖立设置。

如图8所示，槽20B的外侧内壁20Ba的下端被连接到作为与工作台13的主面平行的底部20Bc的外侧，底部20Bc的内侧被连接到圆弧状的内侧内壁20b的下端。内侧内壁20b以内侧内壁20b的上端Ub位于比基板18的外侧轮廓(前端T)更靠内侧的方式沿从工作台13朝向靶12的方向竖立设置。内侧内壁20b与底部20Bc之间的连接位置被设定为位于比基板18的外侧轮廓(前端T)更靠外侧。在底部20Bc与内侧内壁20b之间的连接部位形成有光滑曲面。

在本实施方式中，外侧内壁20Ba、底部20Bc及内侧内壁20b的尺寸及形状分别被设定为满足以下关系：

D-(L-a)tanθ≤Rb≤L；

a≤L≤D/tanθ；

5a≤D。

在本实施方式所涉及的成膜装置10及压板环19中，也通过如上述那样设定外侧内壁20Ba、底部20Bc及内侧内壁20b的尺寸及形状，从而能够防止膜附着在基板18的背面18a上。具体而言，以大于图8所示的用点线d5表示的最大发射角的角度入射到槽20B中的溅射粒子的再溅射成分朝向与基板18的背面18a不同的方向飞翔。因此，能够削减朝向基板18的背面18a飞翔的溅射粒子。

此外，在本实施方式所涉及的成膜装置10及压板环19中，能够实现延长压板环19的除膜维护周期的效果。

下面，基于附图对本发明的第四实施方式所涉及的成膜装置及压板环进行说明。

图9是表示本实施方式所涉及的成膜装置中的压板环的放大剖面图。本实施方式在关于槽20C的方面与上述第一实施方式不同。本实施方式的成膜装置的其他结构与上述第一实施方式相同。对与上述第一实施方式至第三实施方式中的任一方式对应的结构使用相同的附图标记，并省略其说明。

如图9所示，就本实施方式所涉及的成膜装置10而言，槽20C的作为防背面附膜曲面的外侧内壁20Ca、底部20Cc及内侧内壁20Cb均被形成为椭圆形状(半椭圆形状)。外侧内壁20Ca、底部20Cc及内侧内壁20Cb中的椭圆形状的中心点20Co被设定为在槽20C的宽度方向上成为槽20C的中心位置。如图9所示，槽20C被形成为关于与铅直方向平行且经过中心点20Co的线而左右对称。即，外侧内壁20Ca及内侧内壁20Cb的离心率被设定为相等。因此，外侧内壁20Ca、内侧内壁20Cb及底部20Cc被形成为光滑连接的同一椭圆状(半椭圆形状)。

此外，虽然在图9中示出椭圆的长轴为槽20C的宽度方向或图中的左右方向，但椭圆的长轴也可以与铅直方向平行，即，也可以以椭圆的长轴与上下方向平行的方式形成槽20C。

在本实施方式中，作为防背面附膜曲面的外侧内壁20Ca、底部20Cc及内侧内壁20Cb的尺寸及形状分别被设定为满足以下关系：

a≤L≤D/tanθ；

5a≤D。

在本实施方式所涉及的成膜装置10及压板环19中，也通过如上述那样设定外侧内壁20Ca、底部20Cc及内侧内壁20Cb的尺寸及形状，从而能够防止膜附着在基板18的背面18a上。具体而言，以大于最大发射角的角度入射到槽20C中的溅射粒子的再溅射成分朝向与基板18的背面18a相反的方向飞翔。因此，能够削减朝向基板18的背面18a飞翔的溅射粒子。

此外，在本实施方式所涉及的成膜装置10及压板环19中，能够实现延长压板环19的除膜维护周期的效果。

下面，基于附图对本发明的第五实施方式所涉及的成膜装置及压板环进行说明。

图10是表示本实施方式所涉及的成膜装置中的压板环的放大剖面图。本实施方式在关于槽20D的方面与上述第一实施方式至第四实施方式中的任一方式不同。本实施方式所涉及的成膜装置的其他结构与上述第一实施方式至第四实施方式中的任一方式相同。对与上述第一实施方式至第四实施方式中的任一方式对应的结构使用相同的附图标记，并省略其说明。

如图10所示，就本实施方式所涉及的成膜装置10而言，槽20D的作为防背面附膜曲面的外侧内壁20Da、底部20Dc及内侧内壁20Db均被形成为圆弧形状。外侧内壁20Da被形成为具有曲率半径Ra的圆弧状。内侧内壁20Db被形成为具有曲率半径Rb的圆弧状。底部20Dc作为外侧内壁20Da与内侧内壁20Db之间的连接部分被形成为圆弧状。这些曲率半径Ra及曲率半径Rb被设定为外侧内壁20Da的曲率半径Ra大于内侧内壁20Db的曲率半径Rb。

另外，内侧内壁20Db中的比圆弧状更靠上侧的部分竖立设置为呈具有沿铅直方向延伸的壁部的直线形状。

此外，外侧内壁20Da与内侧内壁20Db之间的连接位置被设定为在槽20D的宽度方向上与基板18的外侧轮廓(前端T)大致相等的位置。另外，底部20Dc中的连接部位光滑形成。

外侧内壁20Da的曲率中心20Do(第一曲率中心)及内侧内壁20Db的曲率中心20Dob(第二曲率中心)均在槽20D的宽度方向上位于相同的位置上。曲率中心20Do及曲率中心20Dob在槽20D的宽度方向上位于与基板18的外侧轮廓(前端T)大致相等的位置上。即，如图10所示，槽20D被形成为关于与铅直方向平行且经过中心点20Do的线而左右非对称。

在本实施方式中，作为防背面附膜曲面的外侧内壁20Da、底部20Dc及内侧内壁20Db的尺寸及形状分别被设定为满足以下关系：

Ra＞Rb；

Rb＝a。

在本实施方式所涉及的成膜装置10及压板环19中，也通过如上述那样设定外侧内壁20Da、底部20Dc及内侧内壁20Db中的尺寸及形状，从而能够防止膜附着在基板18的背面18a上。具体而言，以大于最大发射角的角度入射到槽20D中的溅射粒子的再溅射成分朝向与基板18的背面18a不同的方向飞翔。因此，能够削减朝向基板18的背面18a飞翔的溅射粒子。

此外，在本实施方式所涉及的成膜装置10及压板环19中，能够实现延长压板环19的除膜维护周期的效果。

下面，基于附图对本发明的第六实施方式所涉及的成膜装置及压板环进行说明。

图11是表示本实施方式所涉及的成膜装置中的压板环的放大剖面图。本实施方式在关于槽20E的方面与上述第一实施方式至第五实施方式中的任一方式不同。本实施方式所涉及的成膜装置的其他结构与上述第一实施方式至第五实施方式中的任一方式相同。对与上述第一实施方式至第五实施方式中的任一方式对应的结构使用相同的附图标记，并省略其说明。

如图11所示，就本实施方式所涉及的成膜装置10而言，槽20E的作为防背面附膜曲面的外侧内壁20Ea、底部20Ec及内侧内壁20Eb均被形成为圆弧形状。外侧内壁20Ea被形成为具有曲率半径Ra的圆弧状。内侧内壁20Eb被形成为具有曲率半径Rb的圆弧状。底部20Ec作为外侧内壁20Ea与内侧内壁20Eb之间的连接部分被形成为圆弧状。这些曲率半径Ra及曲率半径Rb被形成为外侧内壁20Ea的曲率半径Ra小于内侧内壁20Eb的曲率半径Rb。

另外，外侧内壁20Ea中的比圆弧状更靠上侧的部分竖立设置为呈具有沿铅直方向延伸的壁部的直线形状。

此外，外侧内壁20Ea与内侧内壁20Eb之间的连接位置被形成为在槽20E的宽度方向上位于比基板18的外侧轮廓(前端T)更靠外侧。另外，底部20Ec中的连接部位光滑形成。

外侧内壁20Ea的曲率中心20Eoa(第一曲率中心)、内侧内壁20Eb的曲率中心20Eo(第二曲率中心)均在槽20E的宽度方向上位于相同的位置上。曲率中心20Eoa及曲率中心20Eo在槽20E的宽度方向上位于比基板18的外侧轮廓(前端T)更靠外侧的位置上。即，如图11所示，槽20E关于与铅直方向平行且经过中心点20Do的线而左右非对称。

在本实施方式中，作为防背面附膜曲面的外侧内壁20Ea、底部20Ec及内侧内壁20Eb中的尺寸及形状分别被形成为满足以下关系：

Ra＜Rb；

Rb＞a。

在本实施方式的槽20E中，作为防背面附膜曲面的外侧内壁20Ea配置在至少远离工作台13的位置上。在图11中示出直线d8。直线d8连结外侧内壁20Ea的曲率中心20Eoa和基板18的背面18a在工作台13的外侧从工作台13伸出的边界K的位置。直线d8和水平所成的角度被设定为大于最大溅射发射角θ。

在本实施方式所涉及的成膜装置10及压板环19中，也通过如上述那样设定外侧内壁20Ea、底部20Ec内侧内壁20Eb的尺寸及形状，从而能够防止膜附着在基板18的背面18a上。具体而言，以大于最大发射角的角度入射到槽20E中的溅射粒子的再溅射成分朝向与基板18的背面18a相反的方向飞翔。因此，能够削减朝向基板18的背面18a飞翔的溅射粒子。

此外，在本实施方式所涉及的成膜装置10及压板环19中，能够实现延长压板环19的除膜维护周期的效果。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但应理解这些实施方式为本发明的举例说明，并不能认为限定本发明。在不脱离本发明的范围的情况下可进行附加、省略、置换及其他变更。因此，并不能认为本发明由前述说明来限定，本发明由权利要求书的范围来限制。

附图标记说明

10…成膜装置

11…腔室

12…靶

13…工作台

18…基板(被成膜物)

18a…背面

19…压板环

19a…上表面(面)

20、20A、20B、20C、20D、20E…槽

20a、20Ba、20Ca、20Da、20Ea…外侧内壁(防背面附膜曲面)

20b、20Ab、20Cb、20Db、20Eb…内侧内壁(防背面附膜曲面)

20c、20Ac、20Bc、20Cc、20Dc、20Ec…底部

Claims (7)

1.一种成膜装置，具备：

收容靶的腔室；

工作台，配设为与所述靶的一面隔开规定的间隔面对并且载置被成膜物；和

包围所述工作台的周边的压板环，具有与所述靶相对的相对面和形成于所述相对面上的槽，

载置在所述工作台上的所述被成膜物的周边以位于所述工作台的周边的外侧的方式从所述工作台的所述周边伸出，

所述槽配置在与所述被成膜物的周边对应的位置上，

所述槽以所述靶与所述槽之间的第二距离大于所述靶与所述被成膜物之间的第一距离的方式环绕设置于所述压板环上，

所述槽具有防背面附膜曲面，所述防背面附膜曲面防止从所述靶发射的成膜粒子堆积在所述被成膜物的背面上，

所述槽具有远离所述工作台的外侧内壁和靠近所述工作台的内侧内壁，

所述外侧内壁为满足以下关系式的所述防背面附膜曲面，

D-(L-a)tanθ≤Ra≤L；

a≤L≤D/tanθ；

5a≤D，

其中，所述D、所述a、所述L、所述θ及所述Ra定义如下：

所述D为从所述被成膜物的背面到所述槽的底部的位置为止的所述内侧内壁的高度；

所述a为所述被成膜物朝向所述工作台的外侧伸出的长度；

所述L为在朝向所述工作台的外侧的方向上所述被成膜物的背面从所述工作台伸出的所述工作台的外周边缘部的位置与作为所述防背面附膜曲面的所述外侧内壁的上端之间的底部宽度尺寸；

所述θ为成膜粒子中的溅射发射角；以及

所述Ra为呈圆弧状的所述外侧内壁的曲率半径。

2.根据权利要求1所述的成膜装置，

所述防背面附膜曲面在沿所述工作台的法线方向的剖面上包括具有曲率半径的曲面。

3.根据权利要求1或2所述的成膜装置，

所述防背面附膜曲面在沿所述工作台的法线方向的剖面上形成为圆弧状。

4.根据权利要求1或2所述的成膜装置，

从所述被成膜物的背面在朝向所述工作台的外侧的方向上从所述工作台伸出的边界的位置朝向比作为所述工作台的侧面的法线方向的水平更下侧绘制相对于所述水平以最大溅射发射角θ延伸的直线时，所述外侧内壁的上端位于比所述直线相交于所述外侧内壁的到达点的位置更靠上侧。

5.根据权利要求1或2所述的成膜装置，

在作为所述工作台的侧面的法线方向的铅直剖面上，绘制将所述防背面附膜曲面的曲率中心和所述被成膜物的背面在朝向所述工作台的外侧的方向上从所述工作台伸出的边界的位置相连的直线时，所述直线相对于水平向下侧形成的角度被设定为大于最大溅射发射角θ。

6.根据权利要求1或2所述的成膜装置，

从所述靶观察时所述工作台的形状为圆形或矩形。

7.一种压板环，在权利要求1至6中的任一项所述的成膜装置中使用。

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