TW201024447A - Sputtering system for depositing thin film and method for depositing thin film - Google Patents

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201024447 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種在包含薄膜單層及多層結構之電子 汉備、電子工業、鐘錶工業、機械工業、光學工業中不可 欠缺之重要之薄膜製作用濺鍍裝置及薄膜製作方法。 【先前技術】 於包含薄膜單層及多層結構之電子材料及作為其應用之 電子元件製作中，真空狀態下之薄膜製作用濺鍍裝置較為 重要。薄膜製造方法大致分為蒸鐘、減鑛、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積p其中，濺鍍被廣泛使 用於各方面，其原因在於，無論基板材料之種類如何，對 於任何材質之膜均可不使用有毒之氣體而安全地利用比較 簡單之裝置來堆積薄膜。 以下簡要說明濺鍍之原理。於真空裝置内產生電漿，使 該電漿中之離子碰撞至乾材而撞飛靶材表面之構成原子、 分子’使其堆積於基板上而製作薄膜。濺鑛裝置根據衝擊 離子源之離子化氣體或放電電漿之發生方法、施加電源之 種類、電極之結構而有如圖18〜24之各種方法。 圖18所不之離子束濺鍍係將離子室内形成之照射離子導 出至減鑛室來滅鍍靶材而堆積薄膜。根據形成離子之方法 之差異’有熱陰極型之考夫曼離子源、電子迴旋加速器共 振（electron cyclotron resonance，ECR)型之 ECR離子源。 該等均係引出Ar等之離子束並照射至靶材而進行濺鍍之方 法。即便放電時之壓力低至i 〇-4 T〇rr以下仍可進行濺鍍， 142364.doc 201024447 由於放電氣體向薄膜中之混入較少且濺鍍粒子所具有之運 動能量較大，因而可形成表面平滑性優異之敏密之薄膜， 然而薄膜堆積速度較小係為缺點。 圖〗9、圖20所示之2極濺鍍係電漿内之離子於陰極下降 内被加速而衝擊&#而引起_，於相對之基板上被機鍛 之粒子飛來而形成薄膜。圖20中，3表示靶材單元，其中工 表示靶材，2表示靶材板（靶材架卜根據施加電源之差異， 有直流（DC)、交流（RF)濺鍍。雖裝置構成簡單，但有如下 缺點.1)電漿效率較差，必須提高用於產生電漿而導入之 氣體壓力，氣體向薄膜中之混入較大；2)電漿效率較差， 結果薄膜堆積速度較小；3)由於離子氣體衝擊靶材丨時生 成之高能量之γ電子（2次電子）直擊正對著之基板，因而基 板溫度於堆積中會上升至數百度；4)由於靶材1與基板係 為正對，因而衝擊靶材丨之離子之一部分會直擊基板（反彈 離子）’從而會引起對基板之損傷及多成分之薄膜中之組 成偏移等。 為解決2極濺鍍之缺點，設計出磁控濺鍍。圖21表示其 代表性之平面磁控濺鍍之原理圖。於圖21中，4表示磁 鐵’ 4(Ν)表示Ν極，4(S)表示S極。又，5表示磁通線。根 據施加電源之差異，有直流（DC)、交流（RF)濺鍍。2極濺 鑛中所述之 '離子氣體衝擊靶材丨時生成之高能量之γ電子 雖係因基板直擊造成之基板溫度上升之重大原因，然而由 於係尚能量’在用於將氣體離子化而維持電漿放電方面起 到重要作用。因此’於靶材背面如圖所示般配置磁鐵4而 142364.doc 201024447 形成彎曲磁場丄. 將自靶材1表面放出之γ電子封閉於靶材 表面附近’以此方式謀求與環境氣體之碰撞次數之增加， +有如下特徵.丨）促進環境氣體之離子化而提高電漿效 率（而速踐鑛）；，、& )Μ藉由如圖所示之封閉之移動路徑可抑制 ' 因回此里之γ電子衝擊基板引起之基板溫度上升（低溫濺 、錢）#由磁控配置’ 2極減鑛之缺點得到大幅改善，但由 於基板與乾材1係為正對，因此，1)弯曲磁場之-部分不 φ 閉〇❿有可能到達基板，因*無法完全抑制γ電子向基板 之入射；2)無法完全抑制反彈離子向基板之入射。又，於 將強磁體作為乾材1之情形時，磁鐵之磁場會通過強磁體 之邛分，無法對靶材丨表面施加對於封閉γ電子而言充分大 • *之磁場，因此仍具有強磁體之低溫、高速錢鍵較為困難 之缺點。然而’由於結構比較簡單且能以高堆積速度形成 薄膜，因此平面磁控濺鍍被廣泛使用。 為改善磁控濺鍍所具有之缺點，設計出圖22所示之相對 • 模式相對靶材式濺鍍（參照專利文獻2、3)。其具有如下特 徵·· 2個靶材！位於相對之位置，於各自之靶材背面，以彼 : 此具有相反磁極之方式配置有磁鐵4 ^藉由環境氣體之離 子化氣體之靶材衝擊而自靶材表面放出之高能量之丫電子 ’被封閉於相對之靶材之間而產生高密度電漿。由於基板係 置於相對之靶材之旁邊之電漿外，因此可完全抑制γ電子 及反彈離子向基板之入射，可實現低溫濺鍍。利用藉由封 閉γ電子產生之高密度電漿，即使降低環境氣體壓力亦可 進行放電（約〜10-4 Ton·)，環境氣體對薄膜之混入亦較小， 142364.doc 201024447 於使用強磁體之靶材之情形時，亦可實現低溫濺鍍。根據 施加電源之差異，有直流（DC)、交流（RF)濺鍍。 然而’比較圖21、圖2 2之各原理圖可判明，於平面磁控 滅锻中’配置於靶材背面之磁鐵4所產生之磁場5係為閉 合，與此相對，由先前型之相對靶材式濺鍍時之靶材及靶 材背面之磁鐵與所產生之磁通線之動作可判明，於先前型 中’相對之無材間之相向面之磁鐵的磁極為相反，因而在 此產生之磁通線為閉合。然而，根據圖可明確，磁鐵之乾 材相反面無法形成閉合之磁通線，從而發生磁通線之浪 魯 漏。磁場於背面洩漏則意味著相應地磁場於相對之靶材面 間無法環繞，自磁鐵產生之磁場未有效地導引至相對之靶 材面，從而未能效率良好地使用磁鐵。為減小該影響，於 靶材之相反側之磁極後方，為減小洩漏磁場而必需設置較 厚之軛鐵，從而存在結構不得不增大之缺點。相對之靶材 之間磁場大致需要150〜250 〇e(厄斯特）。為於相對之靶材 間產生較大之磁場而使用钕磁鐵，但如先前所述般靶材之 相反側之磁極會發生磁場茂漏，因而無法有效地導引磁 _ 場故必須增厚磁鐵之厚度。並且，由於輛鐵之飽和磁化 有限，因此若過於減薄軛鐵則會導致磁性飽和，致使磁場 · 於輛鐵之背面茂漏。用於減小茂漏磁場之輛鐵之厚度亦必 須設計為較厚。於圖21所示之磁控濺鑛中，由於磁場於磁 鐵之参面及背面兩方均為閉合，因此磁鐵+輛鐵之厚度為 60 _左右即可’與此相對’先前型之相對模式相躲材 式濺鑛中’其缺點係結果磁鐵+輛鐵之厚度達到随左 142364.doc 201024447 右。 又’雖有損傷較小之優·點，但根據與基板之位置關係， 與磁控機錢相比無法獲得較大之堆積速度，就生產性之觀 ★ °不利。若為提高堆積速度，而增加用於DC濺鍍之 ' 直流電源或用MRF濺鍍之交流電源之施加電力，則有電漿 t集中至靶材中心部間之傾向，且有會引起施加電力之飽 和現象，而堆積速度飽和不再上升之傾向。 • 子此於圖23所不之合併相對模式與磁控模式之複合模 式相對乾材減鑛（參照專利文獻1}中，將磁鐵4配置成，於 方之靶材單凡3背面成為與圖21之磁控濺鍍相同之磁鐵4 之配置，於相對之另一方之靶材單元3背面亦同樣地成為 '與磁控減鐘相同之磁鐵4之配置，但與一方之磁鐵成為相 反磁鐵4。再者，6為背面磁扼。於各個乾材面，以與磁控 濺錄相同之方式形成彎曲磁場（磁控模式），同時，於相對 之乾材間形成基於相反磁極之垂直磁場（相對模式）。於圖 • 22之相對模式相對㈣⑽中成為問題之㈣架外側之磁 通線茂漏，如圖23所示，由於藉由相反磁極形成閉合之磁 迴路，目而不再成問題，且扼鐵之厚度亦比相對濺鍍時 薄，為與磁控难鍍之情形時相同程度之薄度便已足夠。與 基板相對之2個靶材之位置關係與相對靶材式濺鍍相同， 係磁場難以入射至基板之結構，從而可實現低溫濺鍍。 於複合模式時，藉由磁控與相對模式之磁場形成，不易 引起僅相對模式之濺鍍中產生之增大施加電力時之堆積速 度之飽和，與僅為相對模式相比，具有可獲得特別大之堆 142364.doc 201024447 積速度之優點。 然而，如圖24所示’於靶材i為強磁體之情形時，磁鐵4 之磁通線5會通過強磁體之部分，作為磁控模式之彎曲磁 場難以施加至輕材表面，因此僅成為相對模式之垂直磁場 成分。再者’ la表示強磁性材料之無材’ 5a表示較弱之磁 通線。若磁鐵之強度相同’則與圖22所示之相對模式相對 乾材濺鍵相比，強磁性乾材間之相對模式之磁場會相應地 減小作為磁控濺鍵模式之彎曲磁場埋沒於強磁性乾材^之 部分。相應地’藉由封閉γ電子之高密度電漿之強磁體之〇 低溫、高速濺鑛與純粹之相對模式相對㈣㈣相比不 利。根據磁場模擬之結果可判明，由於環式磁場之生成之 影響，垂直磁場之大小與僅為相對模式時之垂直磁場之大 J相比變小至一半左右。該垂直磁場之減少導致於乾材 間封閉γ電子之效果與僅相對模式相比變小。亦即，作為 低溫藏鍍之效果，雖比磁控賤鍍有效，然而與僅相對模式 相比變得稍弱。 "" 近年來之電子元件或光學薄膜幾乎皆採用多層薄膜结Q 構’需要不破壞真空而製作多層薄膜結構。並且，該薄膜 材料涉及磁性材料、非磁性材料、金屬材料、介電質材料. 等之多方面。為以圖23所示之相對靶材式濺鍍進行多層薄 膜構製作’必須如圖25所示般將多層薄膜種類數量之相 對乾材陰極並列地配置。於圓21所示之磁控錢鍍中亦同樣 需要配置多層薄膜之種類數量之磁控陰極。於在同—真空 裝置内利用濺鍍製作磁性材料、非磁性材料、金屬材料、 142364.doc 201024447 ^質㈣等混合存在之多層薄膜結構之情形時，高品質 ，薄膜結構製作t要求以對於各材料有效之減鑛方法 仃作。如先前所述，可實現低溫減鑛者係圖22所示之 目對模式相對乾材濺鑛、圖23所示之複合模式相對乾材減 鑛0 為形成各種材料之多層薄層’需要分別選擇不同之靶材 二減錢條件，並分別設為圖22所示之相對㈣式滅鍵方 "’或設為圖21所示之磁控減鍍方式，除此以外，還必須 如圖26所示般依每個多層薄膜之種類數而並列排列複數個 乾材’或者配置如圖27所示之盒旋轉式輕材（參照專利文 獻4)等之裝置。 又，近年來，於以有機EL元件為代表之顯示元件或太陽 電池等之廣範圍之領域中，要求於有機薄膜基板上形成有 透明導電體之撓性元件。為此，必需於熱方面、物理方面 均較弱之有機薄膜基板上進行讀，因而要求不會造成損 傷之所謂之低溫濺鍍技術。此一般意味著堆積速度較慢之 緩慢堆積。然而’另一方面’就生產性之觀點而言，亦期 望高速堆積之濺鍍技術。 若為進行高速激鍍而增大施加電力，則堆積速度可增 大’但來自㈣之原子或分子會帶著較大之運動能量而碰 撞至基板，因此會對薄膜或基板造成損傷。進而，如先前 所述般’若使用可進行高速濺鍍之磁控濺鍍，則會因產生 之γ電子或反彈氣體（一般係氬氣）而對基板造成損傷，致使 基板溫度上升，進而會產生負離子向薄膜層中之混入等之 142364.doc 201024447 不良狀况。存在此種相反之課題，期望其解決對策。 於非專利文獻1、專利文獻5中，於基底膜上之透明導電 膜製作中’係以相對乾材式賤鑛製作初始成長層，以磁控 賤鑛製作騎膜厚之薄膜。任何-種滅鍵方式均係將乾材 "又為陰極（cathode)、將真空裝置側設為陽極（an〇de)施加電 壓而引起濺鍍。以損傷較小之相對靶材式濺鍍製作薄膜之 初始成長層，藉由初始成長層之存在可減輕對基底層之損 傷’因此以損傷較大但可獲得較大堆積速度之磁控濺鍍而 製作剩餘膜厚之透明導電膜。包括相對靶材式濺鍍之陰極 與磁控賤鑛之陰極間之基板移動機構在内，必須於1個腔 室中放入2個用於陰極設置及移動之裝置，因而腔室容積 之增大成為問題。 先行技術文獻 專利文獻 專利文獻1:日本專利特開2005-179716 專利文獻2:曰本專利特開平6_丨7248 專利文獻3:日本專利特開平5_丨829ι 專利文獻4:國際公開2008/14963 5 專利文獻5:曰本專利特開2007-39712 非專利文獻 非專利文獻 1 : ULVACTECHNICAL JOURNAL NO.64 (2004) pp 18-22 【發明内容】 發明所欲解決之問題 142364.doc •10· 201024447 -般認為，對☆強磁性材料有狀方法係相對模式相對 起材濺鑛，對於非強磁性材料有狀方法係複合模式相對 乾材雜。然而，迄今為止之相對㈣式㈣中，雖改變 相對靶材間之磁通線圖案之優點較大，然而改變相對靶材 間之磁通線圖案卻非常困難。需要全部更換磁鐵本身。該 情形於磁控濺鍍中亦同樣。現狀為，下述概念本身便不存 在，即：對於磁鐵所產生之磁通線圖案，於同一濺鍍裝置 之同一陰極中，根據濺鍍之材料來改變磁通線圖案。於在 同一真空裝置内利用濺鍍製作磁性材料、非磁性材料、金 屬材料、介電質材料等混合存在之多層薄膜結構之情形 時，高品質之多層薄膜結構製作要求以對於各種材料有效 之濺鍍方法進行製作，然而先前卻無解決此問題之裝置。 本發明之目的在於解決上述問題而提供一種相對靶材濺 鍍方式，其可容易改變相對靶材間之磁通線圖案，可簡便 地進行相對模式相對靶材濺鍍、複合（相對+磁控）模式相 對乾材濺鍍等之複數種藏链’且對於各種材料有效。又， 其目的在於提供一種裝置及方法，可解決低損傷性與高速 堆積之相反課題’進而不需要真空室内之基板之移動並 且以複數種模式連續地進行濺鍍。 解決問題之技術手段 為解決上述課題，本發明具有以下之構成。 一種薄膜製作用濺鍍裝置，其特徵在於，其係將配置有 靶材之一對靶材架配置成上述靶材彼此相對者， 在各上述靶材架之與上述靶材之配置面相反之背面側， 142364.doc -11 · 201024447 配置至少包含具有不同磁極方向之複數個磁極要素之磁極 群； 上述磁極要素係永久磁鐵、磁軛、電磁鐵中之任一個、 或其組合； 上述薄膜製作用濺鍍裝置包含磁通線圖案控制機構，其 使上述磁極要素之至少—部分移動、或使磁場強度及方向 之至少一者發生變化，而使相對配置之上述靶材間之磁通 線圖案發生變化。 本發明具有以下之構成。 ❿ 一種薄膜製作方法，其特徵在於， 於基板上新形成薄膜時，以根據相對之一對乾材間之極 性形成磁通線之狀態（相對模式）進行濺鍍，繼而，以在相 對之-對乾材各自之表面形成環狀之磁通線，並且，在相 對之乾材間亦形心通狀狀態（複合模幻進行賤鑛。 又，較好的是可具有以下實施態樣。 上述磁極群之各磁極要素係配置成相鄰之磁極要素之間 磁極方向交替不同。 _ 又，較好的是可具有以下實施態樣。 上述磁極群係不同磁極方向之磁極要素配置成同心圓： 狀。 又，較好的是可具有以下實施態樣。 上述磁極要素至少包含永夂磁鐵或磁軛； 藉由移動上述磁極群中之複數個磁極要素之一部分或全 部，可改變相對配置之上聽材間之磁通線圖案。 142364.doc 12 201024447 又，較好的是可具有以下實施態樣。 上述磁極要素至少包含磁軛及磁鐵，上述磁鐵係永久磁 鐵或電磁鐵； 上述磁扼之至少一部分可移動； ' 藉由移動上述磁軛之至少一部分，可使上述磁軛離開上 . 述靶材架之背面與上述磁鐵之至少一者。 又，較好的是可具有以下實施態樣。 _ 上述磁扼係 9 一端與上述靶材架之背面接觸或接近， 另一端與上述磁鐵之位於與靶材背面為相反側之磁極磁 性連接。 又，較好的是可具有以下實施態樣。 上述磁輛與上述乾材架之背面與上述磁鐵之至少一者接 近時，上述靶材間之磁通線圖案為複合模式； 上述磁軛離開上述靶材架之背面與上述磁鐵之至少一者 Φ 時，上述靶材間之磁通線圖案為相對模式。 又，較好的是可具有以下實施態樣。 上述磁極要素至少包含電磁鐵， 上述薄膜製作用賤鑛裝置更包含用於控制電流之方向及 強度之裝置，以便可改變上述電磁鐵之磁極性及其強度之 至少一者。 上述構成係使用電磁鐵作為模式之轉換機構者。亦即， 對於電磁鐵，藉由改變通電於線圈之電流之方向，可使磁 鐵之磁極性反轉，因此不僅包括永久磁鐵，亦包括電磁鐵 142364.doc -13· 201024447 部分在内，可+ ^ "又為全面之相對模式。又， 式。除此之外一上 77 了 δ又為相對模 度，從而可對庵於々“ 雙谷模式下之強 子應於各種基板，而且對於薄 擇最佳條件。 之材質亦可選 又’較好的是可具有以下實施態樣。 以上之可旋 上述靶材架係旋轉軸位於同一平面内之2個 轉之多邊式靶材架； 在其各面，分別設有靶材， 1個而形成靶材之相對之面。 可藉由旋轉各靶材架之至少 又，較好的是可具有以下實施態樣。 於真空腔 將相對配置上述靶材架之機構設為1個模組 室内配設有1個以上之上述模組。 又，較好的是可具有以下實施態樣。 -種多層薄膜結構之薄膜製作方法，在形成該多 結構之至少其最下居夕场描、 八取下層之4膜時，貫先以相對模式進行 鍍，繼而以複合模式進行濺鍍。 0 其使用薄膜製作用濺 又，較好的是可具有以下實施態樣 一種薄膜製作方法，其特徵在於， 鍍裝置， 於基板上新形成薄膜時，以藉由上述磁通線圖案控制機 構根據相對之-對㈣間之極性形成磁通線之狀態（相對 模式）進行濺鍍而形成初始成長層； 繼而，以藉由上述磁通線圖案控制機構在相對之—對靶 142364.doc -14- 201024447 材各自之表面形成環狀之磁通線，並且在相對之靶材間亦 形成磁通線之狀態（複合模式）進行濺鍍。 又，較好的是可具有以下實施態樣。 一種多層膜結構之薄膜製作方法，其使用薄膜製作用濺 ..鍍裝置， 於上述多稜柱式靶材架之各靶材配置有不同材料； 至少於形成多層薄膜之最下層之薄膜時，以藉由上述磁 Φ 通線圖案控制機構根據相對之一對靶材之間之極性形成磁 通線之狀態（相對模式）進行濺鍍而形成初始成長層； 繼而，以藉由上述磁通線圖案控制機構在相對之一對靶 材各自之表面形成環狀之磁通線，並且在相對之靶材間亦 形成磁通線之狀態（複合模式）進行濺鍍而完成薄膜； 然後，使上述多稜柱式靶材架旋轉，形成不同種類之薄 ‘膜。 再者，上述磁軛及上述磁極片只要為磁性體即可，通常 係使用鐵。 發明之效果 本發明可提供一種相對靶材濺鍍方法，其藉由實施上述 磁極群之高功能之配置，可容易改變相對靶材間之磁通線 圖案，可簡便地進行相對模式相對靶材濺鍍、複合（相對+ 磁控）模式相對靶材濺鍍等之複數種模式之相對靶材濺 鑛，於在同-真空裝置内利用相對乾材濺鑛製作磁性材 料、非磁性材料、金屬材料、介電質材料等混合存 層薄膜結構時，對於各種材料有效，從而可進行高σ 142364.doc 15 201024447 多層薄膜結構製作。又，於孩缸 、 動磁耗或永久磁鐵之觫檨 中，可成為極其緊湊之裝置，鐵之ϋ 因此於較小之真空裝置， 不破壞真空便可形成複數種模式或多層薄膜。 二本發明在基板上形成薄膜時首先以相對模式形成 涛膜之初始成長層，繼而以複合模式完成剩餘之薄膜，夢 此，不會損傷基板材料或多層薄膜中之先形成之薄膜層，曰 且可縮短處理時間而進行均質之薄膜形成。進而，本發明 之特徵在於，對於透明導電材料、磁性材料、非磁性材 料、金屬材料 '介電質材料等之任何材料之基板皆可適 用其中’對於包含如有機高分子材料般在熱方面、物理 方面均較弱之材料的基板，可不造成損傷而以高速形成薄 膜。 根據本發明，可製作廣範圍之領域之高品質、高性能之 電子元件，例如，作為需要不會造成損傷之低溫濺鍍之領 域的有機EL元件，還有同屬顯示器且熱方面較弱因而需要 不會造成損傷地堆積透明電極ΙΤ〇之液晶，或使厚度1 nm(l〇億分之匕卡）之隧道障壁置於正中間並以超導薄膜夾 持兩側之需要原子級之界面控制之超導隧道接合，或以強 磁性薄膜夾持隧道障壁之強磁性隧道接合，定位為7〇 nm 規則（64 Gbit DRAM)以後之半導體光微影技術之軟χ射線 縮小投影微影，或物性評價之X射線顯微鏡所需之X射線 鏡多層膜，發光二極體領域等。 【實施方式】 «實施形態1» 142364.doc -16· 201024447 以下，一面使用圖1〜6 ’ 一面對作為本發明之實施形態 之一例之實施形態1進行說明。

於磁控之濺鍵中’使用極性不同之複數個磁極群形成磁 迴路之情形時’一般將磁極群設為平衡型配置，以利用不 同之極性使磁場之強度平衡。於本發明中，在包含接觸或 接近之磁鐵及磁輛之磁極群中，於外側之輪狀磁鐵與輪狀 磁鐵之中心，將磁軛配置為成為非平衡磁控模式。藉由設 為非平衡配置，於相對模式+磁控模式之複合模式中，可 增大相對模式相應之磁場密度。 圖1係表示本發明之實施形態1_丨之例之圖 靶材之背面，在包含接觸或接近之磁鐵及磁軛之磁極群 中，於外側之輪狀磁鐵與輪狀磁鐵之中心，將磁軛配置為 成為磁控模式。圖1中，3表示靶材單元，靶材單元3包含 乾材1絲材板2。於乾材單元3之背面，配置有包含磁鐵4 及可動磁軛7之磁極群。4(N)表示磁鐵4之N極，4(S)表示 磁鐵4之S極，7(N)表示磁化為N極之可動磁軛厂7⑻表示 磁化為=之可動磁輛7。又，5表示磁通線。配置於相對 之各㈣單兀3之背面之磁鐵4係如圖所示般配置，於無材 1間產生如圖所示之磁通線5。可動磁輛7可向垂直妹… :面：方向移動。圖1⑷表示可動磁辆7離開磁鐵4之狀 ^可動2表不可動磁輕7接觸至磁鐵4之狀態，圖1⑷表 :材單-3 7之形狀。在圖叫中，可動磁輕7離開磁鐵4及 ==因此可動磁輛7幾乎不對磁迴路造成影響，而 、圖所示成為相對模式’可作為相對模式相對乾 142364.doc •17· 201024447 材濺鐘方式而利用。在圖1 (b)中，可動磁輛7在磁鐵4之背 面側接觸’因此可動磁輛7被磁化為N極7(N)或被磁化為S 極7(S)。因此，藉由可動磁軛7於靶材1之表面產生之磁場 與由鄰接之磁鐵4產生之磁場方向為相反，如圖1所示般於 可動磁軛7與磁鐵4之間產生磁通線5。又，如圖所示，於 相對之靶材1之間亦產生磁通線5。因此，可作為磁控模式 +相對模式之複合模式相對把材濺鑛方式而利用。如此， 藉由使磁極群中之可動磁概7移動，從而可改變相對之乾 材1間之磁通線5之圖案。 圖2係表示本發明之實施形態丨_2之例之圖。圖2係使磁 軛7、8之一部分移動之實施形態。於圖丨中係使磁軛整體 移動，而於圖2之實施形態中’係將磁軛分為可動磁輛7與 固定磁軛8，僅使可動磁軛7移動。圖2(a)表示可動磁軛7離 開上述磁鐵4之狀態，圖2(b)表示可動磁軛7接觸至磁鐵4之 狀態，圖2(c)表不固定磁軛8與可動磁軛7之形狀例。再 者，8(N)表示磁化為N極之固定磁軛8，8(s)表示磁化為s 極之固定磁軛8。圖2⑷所示之狀態係相對模式相對靶材濺 鍍方式，圖2(b)所示之狀態係磁控模式+相對模式之複合 模式相餘材⑽^。藉較上述磁極群巾之磁軺之: 部分移動’從而可改變相對之乾材間之磁通線之圖案。藉 由僅使磁輕之-部分移動，與移動磁㈣體相比，可使才二 成變得簡單。 圖3係表示本發明之實施形態13之例之圖。圖3係使磁 輛7、8之-部分移動之其他實施形態。圖3⑷表示可動磁 142364.doc 201024447 軛7離開上述磁鐵4之狀態，圖3(b)表示可動磁輛了接觸至磁 鐵4之狀態，圖3(c)表示固定磁軛8與可動磁軛7之形狀例。 圖3(a)所示之狀態係相對模式相對把材濺鑛方式，圖3(b) 所示之狀態係磁控模式+相對模式之複合模式相對靶材濺 鍍方式。藉由使上述磁極群中之磁軛之一部分移動，從而 可改變相對之靶材間之磁通線之圖案。與圖2之不同之處 在於，磁軛之一部分始終與靶材3之相反側之磁鐵4始終接 觸，可減小因磁軛之一部分之可動之有無引起之磁束洩漏 之影響。 圖4係表示本發明之實施形態丨_4之例之圖。圖4與圖二所 示之磁鐵群基本相同，將包含磁鐵4及磁軛7、8之磁極群 配置為成為磁控模式，圖4(a)表示可動磁軛7離開上述磁鐵 4之狀態，圖4(b)表示可動磁軛7接觸至磁鐵4之狀態。圖 4(a)所不之狀態係相對模式相對靶材濺鍍方式，圖4(b)所 示之狀態係磁控模式+相對模式之複合模式相對靶材濺鍍 方式。藉由使上述磁極群中之磁軛7、8之一部分移動，從 而可改變相對之靶材間之磁通線之圖案。與圖2之不同之 處在於，妹材側’與磁鐵制地設置剖面積大於輪狀磁 鐵之磁極片9,以謀求靶材間之磁通線之均勻性之提高。 再者，9(N)表示磁化為N極之磁極片9，9⑻表示磁化為s 極之磁極片9。根據該實施形態，亦可應對伴隨大型基板 之歡材尺寸之大型化。 圖5係表示本發明之實施形態Μ之例之圖。圖5係亦可 應對伴隨大型基板之Μ尺寸之大型化之其他實施形態。 I42364.doc •19- 201024447 將包含複數個磁鐵4及固定磁輛8之磁極群配置為成為磁^^ 模式’圖5(a)表示可動磁軛7離開上述磁鐵4之狀維，圖 5(b)表示可動磁軛7接觸至磁鐵4之狀態。又，各個剖面圖 表示複數個磁鐵4與固定磁軛8之配置及固定磁概8與可動 磁軛7接觸或非接觸時之磁化狀態。圖5(a)所示之狀態係相 對模式相對靶材濺鑛方式，圖5(b)所示之狀態係磁控模式 +相對模式之複合模式相對靶材濺鍍方式。藉由使上述磁 極群中之磁軛之一部分移動，從而可改變相對之靶材間之 磁通線5之圖案。 於上述之實施形態中，示出靶材正對著之例，然而不限 於此，例如，如圖6(本發明之實施形態卜6)所示般，於與 基板相向之方向上將相對之各靶材自由地旋轉控制為任意 之角度，藉此可增大基板之堆積速度。 圖7係說明實施形態之圖。實施形態1-7係將如專利 文獻4般之盒式之靶材架2之背面磁軛之一部分設為可動磁 軛7之例。藉由使可動磁軛7離開磁鐵4及靶材架2，可將靶 材1間之磁通線圖案設為相對模式，藉由使可動磁軛7接近 或接觸磁鐵4及靶材架2,可將磁通線圖案設為複合模式。 再者，僅對以該盒旋轉式多元相對濺鍍進行濺鍍之相對面 、行相對模式—複合模式之變化’巾&滅艘之其他面之磁 束模式設為磁控模式’從而抑制先前技術中成為問題之靶 材架外側之磁場之發散。圖7中，係採用圖1之配置作為盒 式之靶材架背面之磁鐵及可動磁軛之配置者然而不限於 此’當然、亦可採用圖2〜5之配置作為盒式之把材架背面之 142364.doc 201024447 磁鐵、磁軛及磁極片之配置。 «實施形態2>> 繼而，一面使用圖8~ 14，一面說明作為本發明之實施形 態之一例之實施形態2。 於實施形態1中’係藉由使磁軛7移動而改變相對之無材 1間之磁通線圖案，然而於本實施形態中，藉由使永久磁 鐵移動而改變相對之靶材1間之磁通線圖案。圖8及圖9係 說明實施形態2-1之圖。圖8(a)係可動磁鐵1 〇離開粗材板2 之狀態，靶材1間之磁通線圖案成為相對模式；圖8(b)係可 動磁鐵10接觸至乾材板2之狀態，乾材1間之磁通線圖案成 為複合模式。於圖8(b)中係使可動磁鐵1〇完全接觸至乾材 板2’然而如圖9所示般藉由控制可動磁鐵1〇與乾材板2之 距離，從而可控制複合模式之磁通線圖案或磁場強度。再 者，1〇(Ν)表示可動磁鐵10之N極，10(S)表示可動磁鐵1〇 之S極。 圖10係說明實施形態2-2之圖。在實施形態2-1中，固定 磁鐵4及可動磁鐵10各為1個，然而不限於此，亦可如圖丄〇 所示般為複數個之組合。 圖11係說明實施形態2-3之圖。在實施形態2-1中，乾材i 係正對著，然而不限於此，亦可如圖11所示般以任意之角 度傾斜。 圖12係使用實施形態2-1之相對濺鍍裝置之薄膜製作方 法之一例之、說明實施形態2-4之圖。將圖8之相對濺錢裝 置配置於真空腔室11中，於基板12上製作薄膜。首先，如 142364.doc •21 - 201024447 (a)所示般以相對模式製作初始成長層’然後仍維持真 工腔至11内之真空並移動可動磁鐵10而如圖12(b)般設為複 〇模式，於初始成長層上進而製作薄膜。 圖13及圖14係說明實施形態2-5之圖。實施形態2-5係將 如專利文獻4般之盒式之靶材架2之背面磁鐵之一部分設為 可動磁概10之例。圖13係使可動磁鐵1〇離開靶材架2而設 為相對模式之例，圖14係使可動磁鐵10接觸至靶材架2而 叹為複合模式之例。又，僅對濺鍍之相對面進行相對模式 —複合模式之變化，而未濺鍍之其他面之磁束模式係設為 磁控模式’從而抑制先前技術巾成問題之㈣架外側之磁 場之發散。 «實施形態3» 繼而，一面使用圖15〜Ιό，一面說明作為本發明之實施 形態之一例之實施形態3。 實施形態3之特徵之—為：藉由使用可利用位於㈣架 背側之電磁鐵之線圈通電接通/斷開而進行相對模式與複 合模式之切換的裝置，從而不必移動基板或破壞真空狀 態’便可進行薄膜之初始成長，繼而藉由複合模式，以高 速完成薄膜形成。並且，對線圈通電之電流值，即施加至 電磁鐵之磁場之大小可根據利用濺鍍進行薄膜製作之材料 而選擇最佳之值。 根據圖15說明本實施形態之概念。冑其作為實施形__ 1。圖中為靶材丨及靶材架2。於圖15中，示出有2個永^礤 鐵、1個電磁鐵，然而可交替地存在複數個。當然，亦可 142364.doc -22- 201024447 呈方格花紋狀配置複數列。靶材係相向地存在1對。而 且’於各靶材之背側，分別設有包含永久磁鐵4及電磁鐵 13之磁極群。包含永久磁鐵及電磁鐵之複數個磁極群係接 觸或接近上述一對靶材架各自之背面而配置，將不同磁極 . 之永久磁鐵及線圈通電時之電磁鐵相對配置為在相對之磁 極群之間產生不同方向之磁通線，從而為在相對之靶材間 產生磁通線5之狀態，上述電磁鐵包含鐵等之軟磁性材料 之怒及卷繞於其周圍之線圈。

V 於圖15(a)中，係在電磁鐵之線圈無電流流經之狀態，所 謂通電斷開之狀態且電磁鐵不起磁鐵功能之狀態。因此， 磁通線5如圖所示般於一對靶材之間產生，形成相對模 式。再者，永久磁鐵或電磁鐵之鐵心之形狀一般為筒狀及 棒狀，然而為了容易理解，在本說明書中係以剖面形狀表 不 ° 於圖15(b)中，形成相對模式，即：對線圈進行通電， • 冑得即便電磁鐵之線圈為通電接通，仍成為與相同之把材 架背面之一連串磁極群中之永久磁鐵相同之極性，且於相 肖之靶材間—連串磁極群間成為相反磁極。對線圈通電之 H即施加至電磁鐵之磁場之大小可根據利用錢錢進 打薄膜製作之材料而選擇最佳之值。 θ ;圖5(c)中，形成複合模式，即：對線圈進行通電，使 、成為&材架背面之—連串磁極群中之永久磁鐵為相反 、極且於相對之靶材間一連串磁極群間成為相反磁極。 ί線圈通電之電流值，即施加至電磁鐵之磁場之大小可根 142364.doc -23· 201024447 據利用濺鍍進行薄膜製作之材料而選擇最佳之值。於本實 施形態中’較好的態樣為，對電磁鐵之線圈進行通電，以 使得在磁極群中，外側之筒狀之磁鐵與置於筒狀磁鐵之中 心之電磁鐵成為非平衡磁控模式。亦即，設為外側之輪狀 磁鐵之磁場強度之絕對值之大小大於電磁鐵所產生之磁場 強度之絕對值之非平衡配置。藉此，於相對模式+磁控模 式之複合模式中，即使靶材間之距離增大，亦可增大相對 模式相應之磁場強度，從而可大大地獲得靶材間之丫電子 之封閉效果。 於圖15中，以相對之靶材完全正對之狀態進行說明，然 而為進一步增大向基板之堆積速度，亦可在與基板相向之 方向上將相對之靶材之各個自由地旋轉控制為任意角度而 進行堆積。 進而，作為實施形態3-2，示於圖16。圖16係使用盒旋 轉式多元相對濺鍍裝置（亦稱為多邊型靶材架）之情形。如 圖所示，使2個多邊型靶材架相對地使用。存在於各面之 靶材及位於其背面之永久磁鐵及電磁鐵與已說明之機構均 無任何不同。 亦即，可進行一種薄膜製作方法，其特徵在於，薄膜製 作用濺鍍裝置係相對地配置旋轉軸位於同一平面内之2個 可旋轉之一對多稜柱型靶材架，且於各面分別配置有乾 材於上述乾材架之各背面，一連串之包含永久磁鐵及電 磁鐵之磁極群接觸或接近於背面’且配置成於靶材架内磁 極群構成封閉之磁迴路，且配置成在相對之乾材架間存在 142364.doc 201024447 於相對之2個面之各背面上的磁極群相互成為相反磁極， 並且’僅以相對模式之相對乾材式錢鐘進行製作，即，對 電磁鐵之線圈進行通電，以使得無論電磁鐵之線圈為通電 斷開抑或通電接通，均成為與相同之靶材架背面之一連串 磁極群中之永久磁鐵相同之極性，且相對之靶材間之一連 串磁極群間成為相反磁極，繼而，以基於濺鍍模式切換之 複合模式之相對靶材式濺鍍來製作初始成長層以後之薄

膜即’對電磁鐵之線圈進行通電，以使得成為與相同之 乾材架老面之一連串磁極群中之永久磁鐵為相反磁極，且 在相對之靶材間一連串磁極群間成為相反磁極。對線圈通 電之電流值，即施加至電磁鐵之磁場之大小可根據利用濺 鍍進行薄膜製作之材料而選擇最佳之值。 亦即，於圖16(a)中，相對之靶材架間之電磁鐵之線圈通 電為斷開，而相對之靶材架間之磁通線圖案成為相對模 式。除此以外之電磁鐵之線圈以成為與相同之靶材架背面 之一連串磁極群中之永久磁鐵為相反磁極之方式進行通 電而β又為磁控模式，從而抑制並收斂先前技術中成問題 之靶材架外侧之磁場之發散。 於圖16(b) ’相對之靶材架間之電磁鐵係以成為與各靶 材架背面之—連串磁極群巾之永久磁助同之極性之方式 、、電磁鐵之線圈進行通電，相對之乾材架間之磁通線圖案 、為相對模式。除此以外之電磁鐵之線圈係以成為與相同 乾材架#面之—連串磁極群中之永久磁鐵為相反磁極之 式進仃通電’而設為磁控模式，從而抑制並收斂先前技 142364.doc -25· 201024447 術中成問題之靶材架外側之磁場之發散。 於圖16(e)中’相對之乾材架間之電磁鐵係以成為與各乾 材架背面之—連串磁極群中之永久磁鐵為相反磁極之方式 對電磁鐵之線圈騎通電，相對之㈣間之磁通線圖案成 為複合模心除此以外之電磁鐵之線圈細成為與相同之 無材架背面之-連串磁極群中之永久磁鐵為相反磁極之方 式進行通電，而設為磁控模式，從而抑㈣收斂先前技術 中成問題之乾材架外側之磁場之發散。 與圖15所示之例同樣地’對線圈通電之電流值即施加 至電磁鐵之磁場之大小可根據利用缝進行薄膜製作之材 料而選擇最佳之值。又，較好的態樣為’對電磁鐵之線圈 進行通電，以使得在磁極群中，外側之筒狀之磁鐵與置於 筒狀磁鐵之中心之電磁鐵成為非平衡磁控模式。亦即，設 為外側之輪狀磁鐵之磁場強度之絕對值之大小大於電磁鐵 所產生之磁場強度之絕對值之非平衡配置。藉此，於相對 模式+磁控模式之複合模式中，即使靶材間之距離增大， 亦可增大相對模式相應之磁場強度’從而可大大地獲得把 材間之γ電子之封閉效果。 於圖16中，以2個可旋轉之多邊型靶材架之旋轉軸平 行’相對之靶材完全正對之狀態進行說明，然而為進一步 增大向基板之堆積速度’亦可將多邊型靶材架之旋轉軸以 成為同一平面内之方式改變角度，上述多邊型靶材架係可 旋轉以在與基板相向之方向上將相對之乾材之各個自由地 旋轉控制為任意角度。 142364.doc -26- 201024447 *如圖16所不’將—對多邊型靶材架之相向之面設為相對 '式而進行薄膜之初始成^。使用多邊型之乾材架之優點 ^.益内之磁通線在相鄰之永久磁鐵或電磁鐵之間完結， Π 磁通線之發散，從而可進一步提高效率；藉由分別 已3複數種靶材’從而不破壞真空便可形成複數種薄膜、 或者於靶材因使用而有所消耗時不必破壞真空便可使靶材 架旋轉’從而可藉由新的面繼續操作，因此可顯著提高作 業效率。

於實施形態3中較多地示出㈣為正對著之例，然而不 限於3亥等態樣。進而，在本發明中，改變電磁鐵之極性及 調整磁通線之強弱之機構並無特別限定，可使用使電流之 方向反轉、使電流之量變化之機構。該等方法中，可不受 任何限定地採用已公知之機構。 <<實施形態4» 繼而，說明使用實施形態卜3之裝置之薄膜製作方法之 一例之實施形態4。 本實施形態之特徵之-在於’使用藉由移動位於無材架 之背侧之磁軛或永久磁鐵或者藉由控制電磁鐵而可進行相 對模式與複合模式之切換之装置，藉此，X ^教姜 错此不必移動基板或 破壞真空便可進行薄膜之初始成長，繼而藉由複合模式， 以尚速完成薄膜形成。 於本實施形態中重要的係以相對模式形成薄骐。確實， 以相對模式進行濺鍍之堆積速度較慢而於時間方面不，， 然而堆積較為平穩’不會損傷基底之基板或先形薄 142364.doc •27- 201024447 膜，且亦不會使基板之熱上升。如此，於進行-定之初始 成長後藉由複合模式以高速完成薄膜，但由於預先以相對 模式形成有均句之薄膜之基底，因此即使於其上以複合模 式進打堆積’實質上亦無損傷。然而，根據本發明者之緩 驗’基於磁控模式之後半部分之堆積會產生陰離子向薄膜 中之混入或薄膜表面之城’進^會產生科與基底之混 合等，因而不佳。 本實施形態中之相對模式下之初始成長亦取決於進行減 鍵之材質，因此只要藉由預先試行進行確認即可，但一般 為目標薄膜之5〜30 %左右即可。 作為適合使用本實施形態之濺鍍方法之薄膜，有汀〇透 明導電膜或Sn〇2薄膜、Ζη〇2薄膜、ΙΖ〇薄膜、训或τ&推雜

Ti〇2薄膜等之透明導電性薄膜，或者Nb薄膜、Ta薄膜、 薄膜等之金屬薄膜’ sio2薄膜、A1203薄膜、Mgo薄膜等 之絕緣薄膜，或者c0FeB薄膜、NiFe薄膜等之強磁性薄膜 等。 ' 進而，亦可於同一真空裝置内製作透明導電性材料、磁 性材料、非磁性材料、金屬材料、介電質材料等混合存在 之多層薄膜結構，又，於製作氧化膜、氮化膜等之薄膜 時，亦可於Ar氣體中添加最佳量之氧、氮氣體而製作氧化 膜、氮化膜。 以下’作為本實施形態之具體例而表示透明導電膜ιτο 薄膜之製作例。 於圖17表示裝置之概略圖。安裝於相對及複合切換陰極 142364.doc -28- 201024447 之2片乾材均為直徑loo mm(j)、厚度5 mm，且組成為In2〇3-10 wt% Sn02。以濺鍍全壓為0.5 Pa且於Ar中微量（以〇2分 壓計為0.0〜1.0 xl〇-2 Pa之範圍）混合有〇2氣體之反應性濺鍍 而製作ITO薄膜。於相對陰極中，DC施加電力為0.6 kW， 此時之堆積速度為60 nm/min。以該條件堆積1 〇 nm作為初 始成長層，基板保持原樣而將陰極由相對模式外部切換為 複合模式，以DC施加電力1.0 kW且堆積速度120 nm/min堆 積剩餘之190 nm。由於不需要移動基板，因此分別設置於 陰極之濺鐘用氣體控制機構為1個Ar用與1個〇2用合計2個 即可。均無基板加熱地進行製作。所製作之ΙΤ〇薄膜顯示 出片材電阻15.3 Ω/sq之良好之值。 作為比較例1 ’說明在記載於專利文獻4之圖25中之1個 真空腔室内設置相對陰極與磁控陰極之方法下之ΙΤ〇薄膜 製作方法。安裝於相對陰極之2片靶材、及安裝於磁控陰 極之1片乾材之合計3片靶材均為直徑1〇〇 mrinj)、厚度5 mm，且組成為ln2〇3_i〇 wt% Sn〇2。以濺鍍全壓為〇 5 且 於Ar中微量（以〇2分壓計為o.oq 〇xl〇·2 pa之範圍）混合有 〇2氣體之反應性濺鍍而製作ITO薄膜。於相對陰極中，DC 施加電力為0.6 kW，此時之堆積速度為6〇 nm/min。以該 條件堆積10 nm作為初始成長層，藉由基板移動機構移動 至磁控陰極上，以DC施加電力〇.4 kw且堆積速度18〇 nm/min堆積剩餘之190 ηπ^由於需要移動基板，因此分別 «置於陰極之濺鍍用氣體控制機構需要分別於陰極上設置 1個Ar用與1個〇2用’因此合計需要4個。均無基板加熱地 142364.doc •29- 201024447 進行製作。所製作之ITO薄膜顯示出片材電阻1S 6 n/sq之 良好之值。 繼而，作為比較例2，說明在記載於專利文獻4之圖27中 之1個真空腔室内設置相對陰極與複合陰極之2個之方法下 之ITO薄膜製作方法。安裝於相對陰極之2片靶材及安裝 於複合陰極之2片靶材之合計3片靶材均為直徑1〇〇⑺瓜小、 厚度5 mm，且組成為Ιη2〇3·1〇 wt% Sn〇2。以濺鍍全壓為 0.5 Pa且於Ar中微量（以A分壓計為〇 〇xl〇.2 pa之範圍） 混合有〇2氣體之反應性濺鍍而製作IT〇薄膜。於相對陰極 中’ DC施加電力為〇.6 kw ’此時之堆積速度為6〇 nm/min。以該條件堆積10 11111作為初始成長層，藉由基板 移動機構而移動至複合陰極上，以DC施加電力丨〇 kw且 堆積速度120 nm/min堆積剩餘之190 nm。由於需要移動基 板，因此分別設置於陰極之濺鍍用氣體控制機構需要分別 於陰極上a免置1個Ar用與1個〇2用，因此合計需要4個。均 無基板加熱地進行製作。所製作之IT〇薄膜顯示出片材電 阻15.3 Ω/sq之良好之值。 本實施形態與比較例之決定性差異係在形成相同之薄膜 時’可實現裝置之期初成本或運行成本之大幅削減，例 如：（1)本實施形態下’腔室容積成為一半以下；（2)在本 實施形態中不需要基板移動機構；（3)在本實施形態中，減 鍵用氣體控制機構或加熱機構為1台即可。又，對於4層結 構之薄膜製作’若與將相對陰極及複合陰極之2個作為1組 而需要4組之比較例相比，則在本實施形態之帶有濺鍍模 142364.doc -30. 201024447 式可變機構之盒旋轉式4元相對濺鍍中，腔容積成為約^化 以下，可實現進一步之期初成本及運行成本之降低。 以上’說明了本發明之實施形態之_例，然而本發明不

限於此，在記載於申請專利範圍之技術性思想之範疇内當 然可進行各種變更。 W 【圖式簡單說明】 圖1係實施形態1-1之概略圖，（勾表示相對模式相對靶材

濺鍍，（b)表示複合模式相對靶材濺鍍，（e)表示可動磁軛 形狀。 圖2係實施形態u之概略圖，⑷表示相對模式相對無材 滅鐘，（b)表示複合模式相對㈣騎，⑷表㈣定磁辆 及可動磁軛之形狀。 圖3係實施形態U之概略圖，⑷表示相對模式相對乾材 賤錄’（b)表示複合模式相對把材魏，（e)表示 及可動磁軛之形狀。 ^ 圖4係實施形態U4之概略圖，⑷表示相對模式相對 濺鍍，（b)表示複合模式相對靶材濺鍍。 圖5係實施形態i.5之概略圖，⑷表示相對模式相對 濺鍍，（b)表示複合模式相對靶材濺鍍。 圖6係實施形態i · 6之概略圖，⑷表示相對模式相對 濺錢，（b)表示複合模式相對乾材滅鐘。 圖7係實施形態Μ之概略圖，表示將可動磁概 式靶材之例。 、现 圖8係實施形態Μ之概略圖，⑷表示相對模式相對乾材 U2364.d〇c -31 - 201024447 濺鍍，（b)表示複合模式相對靶材濺鍍。 圖9係實施形態2-1之概略圖，係說明複合模式相對t材 濺鍍之磁通線圖案之控制之圖。 圖10係實施形態2-2之概略圖，（a)表示相對模式相對乾 材濺鍍，（b)表示複合模式相對靶材濺鍍。 圖11係實施形態2-3之概略圖，（a)表示相對棋戈相對 材濺鑛，（b)表示複合模式相對乾材濺鍍。 圖12(a)、（b)係實施形態2-4之概略圖，係薄膜製作之 例0 圖13係實施形態2-5之概略圖，表示相對模式相對 ^ 濺鍍。 : 圖14係實施形態2-5之概略圖，表示複合模式相對靶材 滅鑛。 圖15⑷〜⑷係實施形態3]之、基於電磁鐵之線圈通電 接通/斷開之賤鑛模式轉換之原理圖。 圖16(a)〜(c)係實施形態3_2之、盒旋糙 蓋灰锝式多疋相對濺鍍 裝置之原理圖。 ^ 圖17a)、b)係用於實施形態4之裝置之原理圖。 圖18係離子束減鑛之原理圖。 圖19係2極濺鍍之原理圖。 圖20係2極濺鑛之原理圖。 圖21(a)、（b)係平面磁控濺鍍之原理圖。 圖22⑷、（_相龍式、相對_式類之原理圖。 圖23(a)、（b)係複合模式濺鍍之原理圖。 142364.doc -32- 201024447 圖24係將強磁性材料用於靶材時 鍍原理圖。（a)係無背面磁輛時之剖面合棋式相對靶材竣 辆時之剖面圖。 （b)係有背面磁 圖25係3元相對靶材濺鍍原理圖。 而進行薄膜形成之例 圖26係將各種模式（系統）並列排列 之圖。

圖27係多稜柱式把材架之原理圖。【主要元件符號說明】

1 靶材（靶材本體） 1 a 強磁性材料之靶材 2 把材板（把材架） 3 靶材單元 4 磁鐵 4(N) 磁鐵（N極） 4(S) 磁鐵（S極） 5 磁通線 5a 較弱之磁通線 6 背面磁耗 7 可動磁輛 8 固定磁軛 9 磁極片 10 可動磁鐵 10(N) 可動磁鐵（N極） 10(S) 可動磁鐵（S極） 142364.doc -33- 201024447 11 真空腔室 12 基板 13 電磁鐵 14 電流源

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Claims (1)

1. 201024447 七、申請專利範圍： 1. 一種薄膜製作方法，其特徵在於：於基板上新形成薄膜 時，以根據相對之一對靶材之間之極性形成磁通線之狀 態（相對模式）進行濺鍍，繼而，以在相對之一對靶材各 自之表面形成環狀之磁通線、並在相對之靶材之間亦形 成磁通線之狀態（複合模式）進行濺鍍。 2」:請求項!之薄膜製作方法’其係多層薄膜結構之薄膜

   製作方法，在形成該多層薄膜結構之至少其最下層之薄 膜時’首先以相對模式進行⑽，繼㈣複合模式進行 濺鍍。 :種薄膜製作㈣鑛裝置，其特徵在於：其係用於如請 求項1或2之薄膜製作方法者， 將配置有乾材之一對·把L 1 了祀材架配置成上述靶材彼此相 對； 在各上述乾材架之與上述㈣之配置面相反之背面 側’配置至少包含具有不同磁極方向之複數個磁極要素 之磁極群； 上述磁極要素係永久磁鐵、磁概、電磁鐵中之任一個 或其組合； 4. 该薄膜製作用濺鍍裝置包含磁通線圖案控制機構，其 使上述磁極要素之至少—部分移動、或使磁場強度及方 向之至少—者發生變化’而使相對配置之上述㈣間之 磁通線圖案至少變化為相對模式或複合模式。 一種薄膜製作用㈣裝置，其特徵/於/其係將配置有 142364.doc 201024447 靶材之一對靶材架配置成上述靶材彼此相對者， 在各上述靶材架之與上述耙材之配置面相反之背面 侧’ g己置至少包含具有不同磁極方向之複數個磁極要素 之磁極群； 上述磁極要素至少包含磁軛及磁鐵，上述磁鐵係永久 磁鐵或電磁鐵； 該薄膜製作用減鍍裝置包含磁通線圖案控制機構，其 使上述磁極要素之至少__部分移動、或使磁場強度及方 向之至少一者發生變化，而使相對配置之上述靶材間之鬱 磁通線圖案至少變化為相對模式或複合模式； 上述磁軛係一端與上述靶材架之背面接觸或接近，另 一端與上述磁鐵之位於與靶材背面為相反側之磁極磁性 連接； 上述磁軛之至少一部分可移動； 藉由移動上述磁軛之至少一部分，可使上述磁軛離開 上述靶材架之背面與上述磁鐵之至少—者。 5. 如請求項4之薄膜製作用濺鍍裝置，其中 _ 上述磁輛與上述把材架之背面與上述磁鐵之至少一者 接近時，上述靶材之間之磁通線圖案為複合模式； ： •上述磁軛離開上述靶材架之背面與上述磁鐵之至少一 ： 者時，上述靶材之間之磁通線圖案為相對模式。 6. 一種薄膜製作用減鍍裝置，其特徵在於··其係將配置有 靶材之一對靶材架配置成上述靶材彼此相對者， 在各上述靶材架之與上述靶材之配置面相反之背面 142364.doc -2 - 201024447 側，配置至少、包含具有$同磁極方向之複數個磁極要素 之磁極群； 上述磁極要素係永久磁鐵、磁軛、電磁鐵中之任一個 或其組合； 該薄膜製作用濺鍍裝置包含磁通線圖案控制機構，其 使上述磁極要素之至少一部分移動、或使磁場強度及方 向之至少一者發生變化，而使相對配置之上述靶材間之 磁通線圖案發生變化； 上述靶材架係旋轉轴位於同一平面内之2個以上之可 旋轉之多邊式乾材架； 其構成方式為：在上述靶材架之各面，分別設有靶 材，可藉由旋轉各靶材架之至少丨個而形成靶材之相對 之面。 7. —種多層膜結構之薄膜製作方法，其特徵在於：其使用 如請求項6之薄膜製作用濺鍍裝置， • 於上述多稜柱式靶材架之各靶材配置有不同材料； 至少於形成多層薄膜之最下層之薄膜時，以藉由上述 磁通線圖案控制機構，根據相對之一對靶材間之極性形 成磁通線之狀態（相對模式），進行濺鍍而形成初始成長 層； 繼而’以藉由上述磁通線圖案控制機構在相對之—對 靶材各自之表面形成環狀之磁通線、並在相對之靶材間 亦形成磁通線之狀態（複合模式）進行濺鍍而完成薄膜； 其次’使上述多稜柱式靶材架旋轉，形成不同種類之 142364.doc 201024447 薄膜。 8. -種薄膜製作用歸裝置’其特徵在於：其係將配置有 靶材之一對靶材架配置成上述靶材彼此相對者， 在各上述靶材架之與上述靶材之配置面相反之背面 側’配置至少包含具有不同磁極方向之複數個磁極要素 之磁極群； 上述磁極要素係永久磁鐵、磁軛、電磁鐵中之任一個 或其組合； 該薄膜製作用濺鍍裝置包含磁通線圖案控制機構，其 使上述磁極要素之至少一部分移動、或使磁場強度及方 向之至少一者發生變化，而使相對配置之上述靶材間之 磁通線圖案發生變化。 9. 如請求項8之薄膜製作用濺鍍裝置，其中 上述磁極群之各磁極要素係配置成相鄰之磁極要素彼 此之間磁極方向交替不同。 10. 如請求項8之薄膜製作用濺鍍裝置，其中 上述磁極群係不同磁極方向之磁極要素配置成同心圓 狀。 11. 如請求項8至10中任一項之薄膜製作用濺鑛裝置，其中 上述磁極要素至少包含永久磁鐵或磁扼； 藉由移動上述磁極群中之複數個磁極要素之一部分或 全部’可改變相對配置之上述靶材間之磁通線圖案。 12_如請求項8至1〇中任一項之薄膜製作用濺鑛裝置，其中 上述磁極要素至少包含磁軛及磁鐵，上述磁鐵係永久 142364.doc 201024447 磁鐵或電磁鐵； 上述磁輕之至少一部分可移動； 藉由移動上述磁輛之至少一部分， 上述乾材架之背面與上述磁鐵之至少 可使上述磁轭離 _者。 開 13.如請求項8至10中任一項之薄膜製作用濺鍍裝置，其中 上述磁極要素至少包含電磁鐵，

   該薄膜製作用濺鍍裝置更包含用於控制電流之方向及 強度之裝置’以便可改變上述電磁鐵之磁極性及其強度 之至少一者。 14.如請求項8至1〇中任一項之薄膜製作用濺鍍裝置，其中 將相對配置上述靶材架之機構設為1個模組，於真空 腔室内配設有1個以上之上述模組。

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