TW201026871A - Sputtering apparatus, thin film forming method and method for manufacturing field effect transistor - Google Patents

Description

201026871 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用在基板上形成薄膜之濺鍍裝置 • 及使用該裝置之薄膜形成方法、以及場效電晶體之 製造方法。 【先前技術】

習知在基板之上形成薄膜的步驟係使用濺鍍裝 置。濺鍍裴置具有配置於真空槽内部的濺鍍靶（以下 稱為「靶」）、及用在靶之表面近旁可產生電漿之電 水產生機構。濺鍍裝置，係藉由電漿中的離子來濺 鍍把表*，將自s亥革巴所嗔濺（sp⑽e㈣）的粒子（賤嫉 粒子）堆積於基板，而形成薄膜（參照例如專利文 、1】日本特開2007-39712號公報。 由賤鑛法所形成' $ Μ γ、，t 膜」)，因㈣濺二=广!稱為「_ 板表面，故相較於能量入射㈣ 其與基板之密接性較；法專所形成之薄膜’ 接地層(接地膜或接地基板m鍵薄膜的 大損壞。例如以機鍍法易於遭受極 時，會因接地層之損壞、:：之活性層成膜 的情形發生。 ’、，、忐獲侍所期望之臈特性 201026871 【發明内容】 鑑於以上情事，本發明之目的係提供一種可減 低接地層之損壞的濺鍍聢置、薄膜形成方法及場效 電晶體之製造方法。 本發明一形態的濺鍍裝置係在基板之被處理面 形成薄膜的濺鍍裝置，其包含真空槽、支撐部、搬 運機構、第一靶、第二靶、及濺鍍機構。 上述真空槽可維持真空狀態。 上述支撐部係配置於上述真空槽内部，且支撐 上述基板。 上述搬運機構係配置於上述真空槽内部，沿著 人上述被處理面呈平行的搬運面而直線地搬運上 支撐部。 上述第一靶係空出第一間隔而與上述搬運面對 向0 上述第一革巴係配置於齡卜；十、常 罝万、#又上述第一靶更朝向上述 ΛΛ ^ _ pa „3 ^ , 工出較上述第一間隔更小 的第一間隔而與上述搬運面對向。 上述濺鍍機構仙來濺鍍上述第—減上述第 —-ψο ° 本發明„形態的薄膜形成方法，含 被處理面之基板配置於 ，、有 空槽内，該第一挺係空出η:犯及f二乾之真 之搬運面對向，1，^ —間隔，而相對於基板 5亥第二靶係空出較上述第一 201026871 間隔更小的第二間隔，而相對於基板之搬運面呈對 向0 上述基板係自第一位置搬運至第二位置。 上述被處理面係藉由濺鍍第一靶，即可僅藉由 往傾斜方向（in oblique direction)射出（emitted)之賤 鍍粒子，而在上述第一位置成膜。上述被處理面係 藉由濺鍍第二靶即可藉由往垂直方向射出之濺鍍粒 子而在上述第二位置成膜。 本發明之一形態的場效電晶體，包含在基板之 上形成閘絕緣膜。 上述基板係配置於設置有第一靶及第二私的真 空槽内，該第一靶係具有銦-鎵_辞_氧類型組成，且 相對於基板之搬運面空出第一間隔而呈對向，該第 一靶係具有銦-鎵··鋅-氧類型組成，相對於基板之搬 運面空出較上述第一間隔更小的第二間隔而呈對 向。 上述基板係自第一位置搬運至第二位置。 上述被處理面係藉由使第一靶濺鍍，即可僅藉 由往傾斜方向射出之濺鍍粒子而在上述第一位置成 膜，藉由使第二靶濺鍍，即可藉由往垂直方向射出 之濺鍍粒子而在上述第二位置成膜並形成活性層。 本發明一實施形態的濺鍍裝置，係在基板之被 處理面形成薄膜的濺鍍裝置，其包含真空槽、支撐 ^搬運機構、第一把、第二乾、及濺鑛機構。 201026871 上述真空槽係維持真空狀態。 上述支撐部係配置於上述真空槽内部，且支樓 上述基板。 上述搬運機構係配置於上述真空槽内部，且沿 著與上述被處理面呈平行的搬運面而直線地搬運上 述支撐部。 上述第一靶係空出第一間隔而與上述搬運面呈 對向。 上述第二靶係配置於較上述第一靶更朝向上述 基板之搬運方向下游側，空出較上述第一間隔更小 的第二間隔而與上述搬運面呈對向。 上述濺鍍機構係使上述第一靶及上述第二靶濺 鍍。 上述濺鍍裝置係藉由基板之被處理面與靶之間 隔而調節濺鍍粒子之入射能量（每單位面積之入射 月匕量）並成膜。藉此，可使接地層所受到之損壞小， 形成成膜特性良好的薄膜。 上述搬運機構係依順序通過第一位置與第二位 置而搬運上述基板，上述第一位置係僅自上述第一 革巴往傾斜方向射出之濺鍍粒子到達上述被處理面之 位置，上述第二位置亦可在自上述第二靶往垂直方 向射出之濺鍍粒子到達上述被處理面之位置。 上述濺鍍裝置係可藉由一面濺鍍，一面自第一 位置搬運基板至第二位置，而可階段性強化入射能 201026871 量。 上述第一靶之被濺鍍面亦可平行地配置於上述 搬運面。 上述濺鍍裝置可使自第一靶所射出之濺鍍粒子 的照射面積，較自第二靶所射出之濺鍍粒子的照射 面積更大。 上述第一靶之被濺鍍面亦可定向於該第二位置 側。 上述濺鍍裝置可將自第一靶往傾斜方向射出之 濺鍍粒子垂直地入射於基板之被處理面。 本發明一實施形態之相形成方法係包‘含配置 具有被處理面之基板於設置有第一靶及第二靶之真 工抬内，该第一靶係對基板之搬運面呈對向且空出 第一間隔’該第二㈣對基板之搬運面呈對向，且 空出較上述第一間隔更小的第二間隔。 上述基板係自第一位置搬運至第二位置。 上述被處理面係藉由使第—革巴濺鍍，即可僅藉 由往傾斜方向射出之濺鍍粒子，而在上述第一位置 成膜。 上述被處理面係藉由使第二誠鍵，即 由往垂直方向射出之藏妒卜 膜。 i錄叔子而在上述第二位置成 本發明一實施形 ^ L y ^ a 心之场效電晶體，含有在基板 之上形成閘絕緣膜。 201026871 上述基板係配置於設置有第一靶及第二靶的真 空槽内，該第一靶係具有銦-鎵_鋅_氧類型組成，對 基板之搬運面呈對向，且空出第一間隔，該第二靶 係具有銦-鎵-鋅-氧類型組成，對基板之搬運面呈對 向，且空出較上述第一間隔更小的第二間隔。 上述基板係自第一位置搬運至第二位置。 上述被處理面係藉由使第一靶濺鍍，即可僅藉

第一圖係顯示真空處理裝置1〇〇的模式平面 元5〇、聯機型處理單元6〇 專各室係形成於單一真空賴 真空處理裝置100係處理例如顯示器所使用之 玻璃基板（以下稱為基板）10作為基材的裝置，典型 而言，係擔當場效電晶體製造的一部分之裝置了咳 電晶體具有所謂底閑（bottom gate)型的電晶體構造: _真空處理裝f 100包含叢集（Cluster)型處理單 •兀60、及姿勢變換室70。該 真工槽或複數組合的真空槽内 201026871 部。 叢集型處理單元5〇具備複數個橫型處理 ，係在使基板10實質上呈水平之狀態下進; 基板10之處理。典型而言，叢 含負#错宗玄r丨〜 敢果生處理早兀50包 3負載鎖疋至（load lock chamber)5卜搬運室… 數個CVD(化學氣相沉積）室52。 锼 負載鎖疋至5 1係轉換大氣壓及真空狀態 =理裝置1〇0外部震載基板…又，使基板；0 卸載至該外部。搬運室53具備未圖示的輸送機号人 S__gr〇b〇t)。各CVD"2各自連接於搬運室 5二且在基板1G進行CVD處理。搬運室”之輪送 機為人’係將基板1G搬人至負載鎖定室51、各CVD 述的姿勢變換室7。，又’自該等各室搬 ❹ 在CVD室52中，典型而言可形成 之閘絕緣膜。 曰肢 在5亥等搬運室53 6 d 磲至w及CVD室52内可維持於預 之真空度。 、姿勢變換室70係將基板1〇之姿勢自水平變換 ，垂直狀態，又，自垂直變換成水平狀態。例如如 弟二圖所示，在姿勢變換室7〇内設置有保持該基板 0的保持機構71，保持機構71係構成為可使旋轉 軸72對中心旋轉。保持機構71係藉由機械式爽盤 (meChanical chucks)或真空夾盤等而保持基板丨〇。姿 9 201026871 勢變換室70可維持於與搬 空度。 實貧上相同的真 亦可藉由連接保持機構71 驅動機構的驅動以使保持機構71旋而/的未圖示之 叢集型處理單元5〇除了連接 ⑽室52、姿勢變換室7〇之外，亦：：：的 或用以進行其他處理的室。 。又置加熱室 聯機型處理單元6〇包含第—機 槽卜第二濺鍍室Μ及緩又至1(真工 ψ m μ # * ..L . 其係在使基板1 0 實為=直地立起之狀態下進行基板1〇之處理。 板】。上形成賤:右？中，典型而言係如後述，在基 扳〇上形成具有銦_録令氧類型 :=〇臈)。在第二濺鍰…，在 電曰^之=，（stopper iayer)膜。1GZO膜構成場效 曰日脰之活性層。在構成源電極及汲 =型化步驟、及飿刻除去IGZ0臈之不= ―’阻止層膜之功用係作為_保護層，】 呆濩層係自蝕刻液保護IGZ0膜之通道區域。 第一濺鍍室61具有複數個濺鍍陰極Tc，該濺 鍍陰極Tc含有用以形成其mz〇膜的靶材料。第二 ㈣室62具有單—缝陰極Ts，其含有用以形成阻 止層膜之挺材料。 第一濺鍍室61係如後述，可構成作為通過成膜 方式之濺鍍裝置。一方面，第二濺鍍室62亦可構成 201026871 作為固定成膜方式之濺鍍裝置，亦可構成作為通過 成膜方式之濺鍍裝置。 在第一濺鍍室61、第二濺鍍室62及緩衝室63 内，例如係準備以往路64及返路65所構成二通路 的基板10之搬運通路，設置未圖示之支撐機構，該 支撐機構係在使基板10呈垂直之狀態下，或自垂直 而稍微傾斜的狀態下支撐。藉由上述支撐機構所支 撐的基板10，即可藉由未圖示之搬運輥、齒條齒輪 (rack and pinion)等之機構而搬運。 在各室之間設置有滑門閥（gate valve)54，該等 滑門閥54可各自獨立地控制開閉。 緩衝室63係連接姿勢變換室7〇與第二濺鍍室 62之間，其功用係作為姿勢變換室7〇及第二濺鍍 室62之各自壓力氛圍的緩衝區域。例如，在設置於 姿勢變換室70與緩衝室63之間的滑門閥54可濶放 時，則可控制緩衝室63之真空度以成為與姿勢變換 室70内之壓力貫質上相同的壓力。又，設置於緩衝 室63與第二濺鍍室62之間的滑門閥54可開放時， 即可控制緩衝室63之真空度，以成為與第二賤鑛室 62内之壓力實質上相同的壓力。 在CVD室52中，會有使用清洗氣體等之特殊 氣體在室内清洗的情形。例如，CVD室52係以縱 型裝置所構成時’會顧慮到如上述設置於第二錢鍍 室62之縱型處理裝置所特有的支樓機構或搬運機 201026871 構因特殊氣體而致腐蝕等之問題。但是，在本實施 形態由於CVD室52係以橫型裝置構成，故 此問題。 〆、 一方面，在濺鍍裝置係構成作為橫型之裝置* 時’例如革巴配置於基板正上方時，恐會有附著^靶 周圍的把材料掉落在基板上而污染基板1〇。反之， 在#巴配置於基板之下時，恐會有附著於業已配置在 基板周圍的防沈積板（dep〇siti〇n p】叫的 革巴材料掉^至電極而污染電極。會顧慮因該等污毕 而致騎處理中產生異常放電。但是，藉由使第2 醫 濺鑛室62構成作為縱型處理室即可解決該等問題： ，著根據第一濺鍵室61之詳細内容加以說 明。弟三圖係顯示第一濺鍵室61的概略平面圖。第 一雜室61係連接於未圖示之氣體導人管線，經由 上述氣體導入管線而在第一賤鑛室61内導入氬等 濺鍍用氣體及氧等反應性氣體。 ^第一濺鍍室61具有濺鍍陰極Tc。濺鍍陰極Tc © 係由各自具有相同構成的靶部Tel、Tc2、Tc3、Tc4 及Tc5所構成’革巴部加、Tc2、如、％及如係 4…此项序’配置成為串連排列（arrayed in series) 於後述之搬運機構所至基板1〇之搬運方向，且各被 減鍍面與搬運面呈平行。此外，把部之數目並不限 於五個。 位於搬運方向最上游侧的靶部Tcl係配置為， 12 201026871 相車又於其他乾部Tc2、Tc3、Tc4及Tc5，自搬運機構 之搬運面（或基板10之被處理面）之間隔變大。 各個靶部Tel至Tc5包含靶板81、底板（backing plate)82、及磁體 83。 靶板81係由成膜材料之鑄錠（ing〇t)或燒結體所 構成。在本實施形態，係以具有銦_鎵_鋅-氧組成的 合金鑄錠或燒結體材料所形成。靶板81的被濺鍍 面，係文裴成為與基板i 〇之被處理面平行。 鲁 底板82係構成作為與未圖示之交流電源（含高 頻電源）或直流電源連接之電極。底板82亦可具備 冷f機構，該冷卻機構内部有冷卻水等的冷卻_^質 猶環。底板82係安裝於乾板81之背面（與被賤鑛面 相反側之面）。 磁體83係以永久磁鐵與軛之組合體所構成且 在鞋板81之表面（被滅鑛面）近旁形成預定磁場84。 • 磁體83係安裝於底板82之背面侧（與乾板81相反 側）。 以上述方式所構成之濺鍍陰極Tc，係藉由包含 上述電源、底板82、磁體83、上述氣體導入管線等 的電漿產生機構，而在第一濺鍍室61内產生電漿。 亦即胃外加預疋的父流電源或直流電源於底板Μ 時，即可在革巴板81之被滅錢面近旁形成減鑛用氣體 之電4 #著’藉由電漿中之離子即可濺鍍革巴板Μ 之被滅鍍面。又’藉由因磁體δ3而致靶表面所形成 13 201026871 之磁場’而可產生高密度電漿（磁控管（magnetr〇n) 放電），即可獲得對應於磁場分布的電漿之密度分 布。 2靶板81所產生之濺鍍粒子，係自被濺鍍面遍 及一定範圍擴散並射出。該範圍可由電漿之形成條 件等來控制。濺鍍粒子包含自被濺鍍面往垂直方向 發射（emit)之粒子，與自靶板81之表面往傾斜方向 發射之粒子。自各靶部丁c〗至Tc5之靶板81所發射 之濺鍍粒子則堆積於基板10之被處理面。 _ 在第一濺鍍室61配置基板10。基板1〇係由具 備支撐板91與鉗夾機構％的支撐部93所支撐。鉗 夾機構92係保持基才反]〇之周緣部，而該基板係支 撐於支撐板91之支撐區域。支撐部％係藉由未圖 示之搬運機構，沿著與基板1〇之被處理面呈平行的 搬運面，而搬運至於第三圖及第四圖之箭頭A所示 之一方向。 兹說明根據靶部Tel、Tc2、Tc3、Tc4及Tc5與 ® 基板10之配置關係。 〃 搬運機構係搬運支撐部93，以使基板1〇通過 第一位置與第二位置。第一位置係較靶部Tel與基 板10對向（對向（opposing))之位置更上游側。該位置 係僅自靶部Tel往傾斜方向射出之濺鍍粒子到達基 板10之被處理面的位置。第二位置係最下游側之靶 部（在本實施形態係靶部Tc5)舆基板1〇對向之位 14 201026871 置此位置係自靶部Tc5往垂直方向射屮 子刭i索其妃m 土丑乃Π射出的濺鍍粒 J達基板10之被處理面的位置。此外，在第二 置’亦可使自鄰接之靶部Tc4往傾斜方向射： 鍍粒子到達。搬運機構係自至少第一位置 二 搬運*支撐部93(基板10)至第二位置之下游側。Μ 茲說明根據上述所構成之真空處理裝置〗中 的基板H)之處理順序。第五圖係顯示其順序的流程 圖。

^ &運室53、CVD室52、姿勢變換室70、緩衝 至63、第一濺鍍室61及第二濺鍍室62可各南維 於預定的真空狀態。首先，在負載鎖定室5½載美 板1〇(步驟1〇1)。其後，基板10經由搬運室53ς 入c VD t 5 2，藉纟c VD處理而預定之膜，例如間 絕緣膜形成於基板10上（步驟102)。在CVD處理之 後，經由搬運室53搬入姿勢變換室7〇，使基板⑺ 之姿勢自水平姿勢變換成垂直姿勢（步驟1〇3^。 呈垂直姿勢之基板10經由緩衝室63搬入濺鍍 室，通過往路64被搬運至第一濺鍍室61之端部為 止。其後，基板ίο通過返路65，被第一濺鍍室6ι 所停止，而以下述方式經濺鍍處理。藉此在基板1〇 表面例如可形成IGZO膜（步驟1〇4)。 參照第二圖，基板10係藉由支撐機構被搬運至 第一濺鍍室61内，在第一位置、或較第一位置更上 游側之位置被停止。在第一濺鍍室61各自導入預定 15 201026871 流量之濺鍍氣體（氬氣與氧氣等）。如上述，外加電 場與磁場於濺鍍氣體，藉由電漿之形成，即可開始 各靶部Tel、Tc2、Tc3、Tc4及Tc5之濺鍍。此外， 各革巴部Tel、Tc2、Tc3、Tc4及Tc5亦可在基板1〇 之搬運開始前不使全部之濺鍍開始也可，亦可隨著 搬運之進行，沿著基板之搬運方向A依順序開始濺 鍍。 第四圖係顯示濺鍍之態樣圖。

第四圖（A)係基板1〇在第一位置的狀態，第四 圖（C)係基板1 〇在第二位置的狀態，第四圖（b)係顯 不基板10在第一位置及第二位置之中間位置的狀 態，濺鍍係依照第四圖（A)、（B)、（c)之順序進行。 如該等圖所示，基板10(支撐部93)藉由搬運機 構搬運，同時進行著成膜。此外，搬運可為連續性， 亦可為階段性（重複進行搬運與停止）。

在第四圖（A)所示濺鍍之開始階段中，基板 係搬運至第—位置。在該位置，僅把部Tel之自 歲錄面在傾斜方向射出之濺鍍粒子到達基板1〇 被處理面。由於基板1〇不是與歡部如對向，^ 對：被濺鍍面，往垂直方向射出之濺鍍粒子不至， 被處理面。如卜^ 上述，靶部Tel相較於其他靶部Tc :方=TC5’由於與基板1〇之間隔大，故相 藉此相較於粒子更形擴散而到達被處理® '其他靶部Tc2、Tc3、Tc4及Tc5被減 16 201026871 之情形，則所成膜之面積變大，結果，被處理面每 單位面積的濺鍍粒子之入射能量降低。 被處理面在藉由自靶部Tcl往傾斜方向射出之 ^鍍粒子而成膜後，隨同搬運而與靶部Tcl對向， 猎由自靶部Tcl往垂直方向射出之濺鍍粒子或自靶 部Tc2往傾斜方向射出之濺鍍粒子而成膜。 如第四圖⑻所示’基板1〇進而被搬運，藉由

自其絲部Tc2、Tc3、Tc4及Tc5之各革巴部所射出 之濺鑛粒子而進行著成膜。基板1G在事先與被處理 面之間m ’藉由成膜面積大的歡冑Tci:而成 膜。藉此，自具有間隔小，更大入射能量的㈣％2、

Tc4及Tc5所射出之賤錢粒子並未直接到達沒 有成膜的（新穎）被處理面。 ，如第四圖（C)所示，基板1G係被搬運至第二位 f為止’該第二位置係與靶部Tc5對向之位置，而 ^成成膜。此外，搬運亦可使基板1G移動至第二位 之下游側為止’不過在第二位置之下游側，僅自 =部Tc5往傾斜方向射出之騎粒子到達被處理 面’且堆積於既成薄膜之畏μ爲 s 1 + 瑕上層。至被處理面之濺 ^粒子的人㈣度受到所形成薄膜之膜特性影塑 2鍍亦可在使基㈣運至第二位置為止之階段完i

Tcl 如以上’基板10之被處理面，最初係由自靶部 所射出之濺鍍粒子而成膜，接著，#由自靶部 201026871

Tc2、丁C3、Tc4及Tc5所射出的濺鍍粒子而成膜。自 與被處理面之間隔大的靶部TcI所射出之濺鍍粒 子，相較於與被處理面之間隔小的其他靶部丁c2、 Tc3、Tc4及Tc5所射出之滅鍍粒子更形擴散。藉此 被處理面所接收每單位面積之入射能量亦變小，被 處理面所受到損壞亦小。一方面，自把部丁“所射 出之濺鍍粒子因粒子數少故成膜速度緩慢，不過可 藉由後續之歡部丁 c2、Tc3、Tc4及如所射出之滅 鑛粒子’而使全體之成膜速度不致那麼降低而成 膜。自革巴部Tc2、Tc3、Tc4及Tc5所射出之滅鍍粒 子，由於僅到達被處理面之已經成膜的區域，故既 成之，成為緩衝材料，對被處理面不致蒙受損壞。 濺鍍室6】中有IGZ〇膜業已成膜的基板1〇 入支撐板91 —起被搬運至第二濺鍍室62。在第二 濺鑛室&巾，於基板10表面，例如形成有由料 化膜所組成之阻止層（步驟1〇4)。 第—;賤鍵至62巾的成膜處理’係與第一滅鍵室 中的成膜處理同様地，採用使基板1G在第二藏 二至62靜止*成膜之固定成膜方式。並*限於此， =^用使基板10通過第二賤鍍室62之過程而成 膜的通過成膜方式。 絲處理後’基板1G係經由緩衝室63搬入 水平姿7G’基板1G之姿勢自垂直姿勢變換成 -(步驟105)。其後，基板1〇經由搬運室53 201026871 及負載鎖定室51被卸載至真空處理裝置1〇〇外部 (步驟 106)。 ° • 如上述，根據本實施之形態，在一座真空處理 裝置100内部，可不使基板10曝露於大氣中而進行 CVD成膜與濺鍍成膜的一貫處理。藉此可謀求生產 性之提高。X，由於可防止大氣中水分或灰塵附著 於基板10，故亦可謀求膜質之提高。 又，如上述，藉由在入射能量低的狀態下使初 雩期之IGZO膜成膜，即可減低屬接地層之開絕緣膜 的損壞，故可製造高特性之場效薄臈電晶體。」.、 (第二實施形態） 炫根據第二實施形態之真空處理裝置加以 明。 在以下之說明，關於與上述實施形態乏構成具 同樣構成的部分，則說明予以簡略。 /、 • 第十二圖係顯示第二實施形態之第一濺鍍室 261的模式平面圖。 p與第一實施形態之真空處理裝置丨〇〇不同，本 =把形1、之真空處理裝置具有相對於搬運面呈傾斜 定向的乾部Tdl。 真二處理裝置之第—濺鍍室261具有濺鍍陰極 Td。濺鍍陰極Td係具有靶部Tdi、Td2、丁们、 及Td5 ’该等係沿著基板21〇之搬運方向b串連排 列，且各自具有相同構成。位於搬運方向B最上游 201026871 側位置的靶部Td]係配

Td3> Td4 Μ a , 相較於其他靶部丁们、 挺部仙係相對於搬運面呈傾斜配 被麟面朝向第十二圖中箭頭b所示搬運方二吏二 游側。靶部丁d】亦可在 向之下 宮261介 了在傾斜狀感下固定於第一濺鍍 至，亦可安裝成可傾斜移動（ti】tabiy)。 體陰極Td包含乾板加、底板加、及磁 搬運機構係搬運支撐部293,以使基板210通 °位置與第二位置。第一位置係僅自數部Tdl 面往傾斜方向射出之濺錢粒子到達基板 210之被處理面的位置。由於該位置中，靶 d 係相對於搬運面呈傾斜，故相較於第—實施形態之 第一位置而可接近㈣Tdl。第二位置係自最下游 側之乾部（在本實施形態是㈣Td5)之被賤鑛面往 垂直方向射出_鑛粒子到達基板21G之被處理面 的位置。此外’在第二位置中，亦可有自鄰接之革巴 邛Td4往傾斜方向射出之濺鍍粒子到達。搬運機構 係自至少第一位置之上游側使支撐部293(基板210) 搬運至第二位置之下游側為止。 兹根據以上所構成之真空處理裝置所致濺鍍加 以說明。 與第一實施形態之濺鍍同様，藉由業已外加的 電場及磁場即可使濺鍍氣體電漿化。 20 201026871 :始基板2I〇之搬運，藉由自靶部Td"主傾斜 此，β由;^之难鑛粒子即可在第一位置尹成膜。在 下斿，丨部以1係使被濺鍍面朝向搬運方向Β之 it:斜配置，故—1之被_面往 :方向射出之減鑛粒子則垂直入射於被處理面。 j鍍粒子由於係自㈣Tdl之被魏面往傾斜方 向射出之物，故入射能量小。

後續則與第一實施形態之滅鍍同様地，搬運基 板210，藉由自各革巴部Td2、Td3、⑽及加所身= 出之濺鑛粒子即可成膜。 如上述，濺鍍粒子至被處理面之入射角度;會對 所形成薄膜之膜特性造成影響。尤其是，自靶部加 所射出之濺鍍粒子’最先堆積於無形成有膜的被處 理面。 本貫把开> 態之濺鍍中，由於粗部Td〗呈傾:斜， 入射能量低，可使往傾斜方向射出之濺鍍粒子垂直 入射於基板210，同時使自靶部垂直射出的濺鍍粒 子間隔一段距離入射於基板21〇。 以下論及相對於靶之被濺鍍面往傾斜方向射出 之濺鍍粒子，與往垂直方向射出之濺鍍粒子所致成 膜的成膜速度及接地層所受到損壞之差。 第六圖係說明本發明人等所進行實驗的濺鍍裝 置之概略構成圖。該濺鍍裝置具備二個濺鍍陰極T1 及T 2 ’各自具有靶11、底板12、及磁體13。各濺 201026871 鍍陰極T丨及T2之底板1 2係各自連接於交流電源 14之各電極。在把Π係使用到銦_鎵_鋅-氧組成之 革巴材。

與s亥等錢鍍陰極Τ1及Τ2對向，在表面配置形 成有秒氧化膜之基板作為閘絕緣膜。滅鍍陰極與基 板間之距離（TS距離）為260mm。基板之中心與滅艘 陰極丁1 及 T2 之中間位置（intermecjiate p〇sition)(A 點）一致。從A點至各靶11之中心（B點）之距離為 100mm。藉由在維持於減壓氬氛圍（流量23〇sccm、 分壓〇.74Pa)的真空槽内部導入預定流量的氧氣，且 在各滅鍍陰極ΊΠ及T2間外加交流電力（〇 6kw)，即 可以業已形成之電漿15濺鍍各靶u。 第七圖顯示以A點作為原點的基板上各位置中 的膜厚測疋結果。各點之膜厚係使A點之膜厚為1 而換算的相對比。基板溫度為室溫。c點係離A點 250mm之位置，自濺鍍陰極T2之磁體13的外周側 之距離為82.5mm.。圖中的「◊ lsccm(分壓〇.〇〇4Pa)時之膜厚、r 5sccm(分壓〇.〇2Pa)時之膜厚、「之 25sccm(分壓〇.〇8Pa)時之膜厚、r 50sccm(分壓〇.i4Pa)時之膜厚。 >」係氧導入量為 」係氧導入量為 △」係氧導入量為 •」係氧導入量為 如第七圖所示，自二個濺鍍陰極T1及Τ2所射 出之濺鍍粒子到達之Α點的膜厚為最大，

201026871 丢極T2往傾斜方向射出之雜粒子的堆積區域，故 ::於自賤鍍陰極Τ2往垂直方向入射的賤鍍粒子 的堆積區域（Β點）則膜厚小。該c點中的雜粒子 之入射角θ係如第八圖所示為72.39。。 第九_顯示在Α點、Β點及C點中測定之導 〇分麗與成膜率之關係圖。可確認無關於成膜位 置’而氧分壓（氧導入量）越上升，則成膜率越降低。 _ -在，A * C之各財’個別製作薄膜電晶 二、亥電晶體為使氧分壓各不相同而業已成膜的 膜作為活性層。藉由在大氣中，於20嶋口轨 各電晶體之樣本十五分鐘’而使活㈣敎。搂著) 根據各樣本測定ON電流特性及〇FF電流特性。处 果如第十圖所示。目中縱軸顯示⑽電流或〇ff、^ 流，橫軸顯* IGZO膜成膜時的氧分壓。作為束昭 用者’係-併表示藉由RF濺錢法以通過成膜方;式形 成IGZO膜樣本之電晶體特性。圖中「△」為匚 中的OFF電流、「▲」為C,點中的⑽電流：「/ 為八點中的0FF電流、「♦」為A點中的⑽電流」、 「〇」為參照用樣本之0FF電流、「·」為參照 本之ON電流。 由第十®之結果可知’隨著各樣本均增加氧分 壓，而致QN電流降低。吾人考量此储由膜 氡濃度變高’因而使活性層之導電特性降低。又者 比較與A點及C點之各樣本時，A點之樣本較^ 23 201026871 之流更低。吾人考量此係在活性層（IGZ0膜) 、因與補粒子之衝突而使接地膜（閘絕緣 膜)所受到損壞增大，因而無法維持接地膜之所期望 的膜質。又’ c點之樣本，可得到與參照 同程度之ON電流特性。 灰不相 一面第十圖係測定使活性層之退火條件 大氣中400 C、1 5分鐘時，上述薄膜電晶體之 〇N電流特性及⑽電流特性的實驗結果。在該退

火條件中’根據各樣本對⑽電流特性並無表現大 幅的差異。但是’關於OFF電流特性，可確認a點 =樣本相較於C點及參照用之各樣本則高。吾人考 量此係在/舌性層之成膜時，因與濺鑛粒子之衝突而 使接地膜受到極大損壞，因而失去所期望之絕緣特 性。 又’可確認藉由使退火溫度高溫化，未受到氧 分壓之影響即可獲得高度〇N電流特性。 由以上結果可明瞭，在使薄膜電晶體之活性層 〇 濺鍍成膜時，藉由自傾斜方向入射於基板的濺鍍粒

子而形成薄膜之初期層，即可獲得ON電流高，OFF 電流低的優異電晶體特性。又，可穩定地製造具有 所期望電晶體特性之銦_鎵_鋅_氧類型組成之活性 層0 以上雖係根據本發明實施形態之說明，當然本 發明非限於此’根據本發明之技術思想可作各種變 24 201026871 形。 靶雖是作為一個靶 第 在上述實施形態中 部，但不限於此，亦可為由複數個靶部所成之物 又〃第一靶亦可作為由複數個靶部所成之物，該等 靶係配置成為沿著基板之搬運方向’與搬運面之間 隔經時間變化而變小。 在上述實施形態中，係例舉使IGZO膜作為活

性層之薄膜電晶體之製造方法為例加以說明，不過 使益屬材料等其他成膜材料予以賤鑛成膜時，亦 可適用本發明。 【圖式簡單說明】 第一圖顯示第一實施形態之真空處理裝置 面圖。 第:圖顯示保持機構的平面圖。 • 帛二圖顯示第-濺鍍室的平面®。 f四圖顯示濺鍍形態的模式圖。 ::圖顯示基板處理製程的流程圖。 六圖顯示使用於實驗的濺鍍裝置圖。 圖颂不由貫驗所得薄膜之膜厚分布圖。 圖係忒明濺鍍粒子之入射角之圖。 篦+Ξ係顯不由實驗所得薄膜之成膜率圖 乐十圖係顯+胺h 樣本於2〇〇。〇貫驗所製造薄膜電晶體之各 I火時’ ON電流特性及〇FF電流特性 25 201026871 圖。 第十一圖係顯示將由實驗所製造薄膜電晶體之 各樣本於400°C退火時，ON電流特性及OFF電流特 性圖。 第十二圖係顯示第二實施形態之第一濺鍍室的 平面圖。 【主要元件符號說明】 10基板 ]1靶 12底板 13磁體 14交流電源 15電漿 50叢集型處理單元 5 1負載鎖定室 52CVD 室 53搬運室 54滑門閥 60聯機型處理單元 61第一濺鍍室 62第二濺鍍室 63緩衝室 64往路 201026871 65返路 70姿勢變換室 71保持機構 7 2旋轉轴 81革巴板 82底板 83磁體 91支撐板

92钳夾機構 93支撐部 100真空處理裝置 210基板 261第一濺鍍室 281靶板 282底板

283磁體 291支撐板 292鉗夾機構 293支撐部 ΤΙ、T2、Tc、Td、Ts 濺鍍陰極 Tel、Tc2、Tc3、Tc4、Tc5 靶部 Tdl、Td2、Td3、Td4、Td5 靶部 27

Claims (1)

1. 201026871 七、申請專利範圍： 】、一種濺鍍裝置，其係形成薄膜於基板之被處 理面’該濺鍍裝置包含： 真空槽，其可維持真空狀態； 支撐部，其係配置於該真空槽内部，且支撐該 基板； 搬運機構，其係配置於該真空槽内部，且沿著 與該被處理面平行的搬運面，直線地搬運該支撐°部； 第一靶，其與該搬運面對向並空出第一間隔； 第一靶，其配置於較該第一靶更朝向該基板之 搬運方向下游側，與該搬運面對向且空出較該第一 間隔更小的第二間隔；以及 濺鍍機構，其係用來濺鍍該第一靶及該第二靶。 2、 如申請專利範圍第1項所述之濺鍍裝置，其 中該搬運機構依順序通過第一位置與第二位搬 運該基板， 。玄第一位置係僅自該第一靶往傾斜方向射出之 礬 減鑛粒子到達該被處理面之位置， 該第二位置係僅自該第二靶往垂直方向射出之 濺鑛粒子到達該被處理面之位置。 3、 如申請專利範圍第2項所述之濺鍍裝置，其 中該第一靶之被濺鍍面係平行配置於該搬運面。、 4、 如申請專利範圍第2項所述之濺鍍裝置，其 中該第一靶之被濺鍍面係定向於該第二位置侧。/、- 28 201026871 5、 一種薄膜形成方法’其係使具有被處理面的 基板配置於設置有第一把及第二把之真空槽内，古亥 第一靶係相對於基板之搬運面而對向，且空出第一 間隔，而該第二靶係相對於基板之搬運面而對向， 且空出較該第一間隔更小的第二間隔，該基板自第 一位置搬運至第二位置， 藉由使第一把藏鍵，即可僅藉由往傾斜方向射 出之濺鍍粒子，而使該被處理面在該第一位置成膜， 藉由使第二靶濺鍍，即可僅藉由往垂直方向射 出之滅鑛粒子’而使該被處理面在該第二位置成膜。 6、 一種場效電晶體之製造方法，其係在基板之 上升> 成閘絕緣膜，該基板係配置於設置有第一乾及 第二靶的真空槽内，該第一靶係具有銦_鎵_鋅-氧類 型組成’相對於基板之搬運面而對向並空.出第一間 隔’ δ亥苐一無係具有銦-鎵-鋅-氧類型組成，相對於 基板之搬運面而對向，並空出較該第一間隔更小的 第二間隔，自第一位置搬運基板至第二位置， 藉由使第一靶濺鍍，即可僅藉由往傾斜方向射 出之瘢鍍粒子，而使該被處理面在該第一位置成 膜，藉由使第二靶濺鍍，即可僅藉由往垂直方向射 出之濺鑛粒子’而使該被處理面上在該第二位置成 膜，形成活性層。 29