TW201402847A - 濺鍍裝置 - Google Patents

Abstract

濺鍍裝置具有：配置於基板平台與複數個陰極電極之間的防附著板，以及配置於前述防附著板與前述基板平台之間的閘門板。防附著板，在與被前述複數個陰極電極保持之複數個靶材的各個相向之位置具有孔。在前述防附著板與前述閘門板彼此相向的各自之面，形成有以該閘門板的旋轉軸為中心之同心狀的凹凸形狀。

Description

濺鍍裝置

1]本發明係有關具有真空腔室之濺鍍裝置，特別是有關可將濺鍍所使用之靶材在複數個靶材之間藉由閘門機構而切換之濺鍍裝置。

習知，在真空室內使薄膜於基板上沉積之成膜裝置，早已運用在各種產業領域。最近，以半導體元件或記憶體為代表，層積奈米尺度的極薄膜之需求逐漸上升。為了因應這樣的需求，在可沉積高純度極薄膜之物理蒸鍍(Physical Vapor Deposition；PVD)法當中廣泛使用的裝置，是在一個腔室內配置兩個以上的靶材，將該複數個靶材各自做成相異之材料，藉此能夠以高生產性及界面控制性來形成層積構造。

圖7為具備習知技術一例的複數靶材之濺鍍裝置。此類裝置例如揭示於專利文獻1。

圖7中，701是構成為氣密構造之真空腔室，通過設於腔室壁之排氣口702而連接至未圖示之排氣手段，更連接有濺鍍氣體導入手段703。

真空腔室701內設有平台706，平台706係構成為可固定被處理體707。真空腔室701內配置有由金屬的純物質或化合物所構成之靶材704、705，靶材704、705與真空腔室701電性絕緣，且與未圖示之DC電源連接。在DC電源與靶材704、705之間，連接有未圖示之切換手段，能夠選擇靶材704或705其中一方並對一方供給電力。

又，在靶材704、705與被處理體707之間，設有具備未圖示旋轉機構之閘門機構708，藉由以旋轉機構來驅動閘門機構708，能夠將靶材704或705的其中一方做成遮蔽狀態，而使另一方的靶材對於被處理體707露出。

於靶材704、705分別設有與大氣側鄰近而未圖示之磁鐵，可在靶材704、705被濺鍍的面形成磁場。將被處理體707固定至平台706，將例如DC電力的切換手段做成連接至靶材704側之狀態，再驅動閘門機構708將靶材705側做成遮蔽狀態，藉此，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，將切換手段及閘門機構708切換至相反側，將DC電力供給至靶材705，藉此，無需將被處理體707從腔室取出，便可層積靶材705的膜。

不過，如上所述之技術中，有如下的問題：濺鍍粒子會從被濺鍍的靶材，附著於未用於濺鍍之靶材表面及鄰近的護屏，當切換靶材而進行成膜時會發生污染 (contamination)。

鑑此，上述專利文獻1所揭示之技術中，於圖7裝置中，係在靶材704的鄰近設置氣體導入管710及閥件709，而在靶材705的鄰近設置另一氣體導入管711及閥件712。在這樣的構成中，除了從濺鍍氣體導入手段703導入之氣體外，還另行透過未使用側的靶材鄰近之氣體導入管及閥件來導入氣體(以下稱為潔淨用氣體)，使未使用的靶材鄰近之壓力變得比濺鍍空間的壓力還高，藉此可防止受到被濺鍍之靶材的污染。

不過，專利文獻1之技術中，有著如下缺點：由於除了濺鍍氣體外另行導入潔淨用氣體，造成潔淨用氣體會到達濺鍍所使用之靶材鄰近，而無法發揮設想的濺鍍性能。

像這種減低濺鍍粒子從被濺鍍的靶材洩漏至外部之技術，另如專利文獻2所揭示(圖8)。專利文獻2中，旋轉閘門801更構成為亦可於直進方向驅動，當遮蔽靶材802時，可驅動而包覆至靶材802的側面部，故可防止濺鍍粒子從靶材802洩漏至周圍。另，圖8中，803為陽極電極，806為可遮蓋陽極電極803的環狀蓋。

然而，在這些驅動機構中，必須在大氣壓側設置電動機等動力源，故為了在真空腔室內的閘門機構同時實現直線驅動與旋轉，需要複雜的機構，會降低裝置的可靠性，招致成本增加，為其缺點。

又，專利文獻3中揭示，藉由具有雙重旋轉 閘門機構的濺鍍裝置，而能夠謀求防止交叉污染之濺鍍裝置(圖9)。專利文獻3中揭示一種濺鍍裝置，具備：設於真空容器911內的複數個濺鍍陰極942、及雙重旋轉閘門機構、及第1防附著護屏938。雙重旋轉閘門機構，包含配設成可彼此獨立旋轉之第1閘門板932及第2閘門板934。於第1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1閘門板932還遠離濺鍍陰極942的位置。第1防附著護屏938配設於濺鍍陰極942與第1閘門板932之間，圍繞濺鍍陰極942的第1閘門板932側的前面區域之側面。

專利文獻3中，構成雙重旋轉閘門機構的兩片閘門板932、934當中，在配設於靶材944側的第1閘門板932上形成之第1開口部932a的周圍且與第2閘門板934之間，設有圓筒狀的第2防附著護屏937。此外，在濺鍍陰極942與第1閘門板932之間，配設有圓筒狀的第1防附著護屏938，其圍繞靶材944的前面區域之周圍。如此一來，濺鍍物質便無法通過第1閘門板932與第2閘門板934之間，以及第1閘門板932與濺鍍陰極942之間的間隙，能夠防止交叉污染發生。

另一方面，專利文獻4中揭示一種能減小入射角之濺鍍裝置(圖10)。專利文獻4中揭示一種濺鍍裝置，屬於具有真空槽411、及配置於真空槽411內的基板配置部413、及與基板配置部413相向配置的複數個靶材4051~4059之濺鍍裝置，在基板配置部413與複數個 靶材4051~4059之間，形成有複數個孔431、432、433的護屏板421~423，係拉開間隔而配置。專利文獻4中，從靶材4051~4053斜向飛出的濺鍍粒子會附著於護屏板421~423的表面，僅有垂直飛出者能夠到達基板412表面。是故，能夠在高深寬比(high aspect ratio)的微細孔內均一地形成薄膜。將濺鍍氣體從靶材4051~4053附近導入，將反應性氣體從基板412附近導入，再從基板412附近真空排氣，這樣反應性氣體便不會進入靶材4051~4053側，故能防止靶材4051~4053表面變質。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特開平04-202768號公報

專利文獻2：日本特開昭58-210166號公報

專利文獻3：日本特開2010-209463號公報

專利文獻4：日本專利第4137277號公報

然而，專利文獻3中，如果將驅動零件亦即閘門板周圍的餘隙做得狹窄，會提高該閘門板干涉的危險性，成為降低裝置可靠性之因素。

另一方面，專利文獻4之濺鍍裝置中，從靶 材4051~4053斜向飛出的濺鍍粒子會附著於護屏板421~423表面，僅有垂直飛出者能到達基板412表面，能夠在高深寬比的微細孔內均一地形成薄膜。但，專利文獻4之濺鍍裝置無法抑制靶材間的污染，就本發明者所知之範圍內，仍未有人能夠解決此點。

本發明係有鑑於上述問題而研發，目的為在具備複數靶材之濺鍍裝置中，提供一種不損及可靠性而可靶材間污染之技術。

為解決上述問題，本案申請專利範圍第1項之發明為，一種濺鍍裝置，屬於配置有：真空腔室；及基板平台，設於前述真空腔室內而用來保持基板；及複數個陰極電極，與前述基板平台相向設置而用來保持各個靶材；及防附著板，配置於前述基板平台與前述陰極電極之間，在與前述複數個靶材的各個相向之位置形成有孔；該濺鍍裝置，其特徵為：在前述防附著板與前述基板平台之間具有閘門板，該閘門板形成有使前述靶材對前述基板露出之至少一個孔，藉由以旋轉軸為中心之旋轉，將前述靶材與前述基板做成遮蔽狀態或非遮蔽狀態，在前述防附著板與前述閘門板彼此相向的各自之面，形成有以該閘門板的旋轉軸為中心之同心狀的凹凸形狀，在前述各自之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。

此處，防附著板是設置成不使膜附著於靶材之間的壁面部，但並不特別限於此區域，亦可保護廣範圍。舉例來說，亦可為包覆前述真空腔室內壁的靶材側一半之形狀。此外，防附著板未必要以一片護屏板來構成，亦可為將複數個護屏板組合而成之形狀。

此處，閘門板，無論是在各靶材使用或非使用之任一狀態下，只要在各個靶材之間於閘門板設置形成有凹凸形狀的護屏面，那麼閘門板的形狀並無特別限制，例如可為下述機構：以一片圓形護屏板來形成閘門板，並於前述圓形護屏板設置用來供濺鍍粒子通過之開口，令其以該圓形護屏板的中心為軸而自轉，藉此切換使用靶材。此外，亦可在各個靶材之間分別設置以圓形護屏板形成之閘門板，以複數個圓形護屏板來達成該功能。此外，亦可以一片圓形護屏板來形成閘門板，並於一片護屏板上設置複數個開口，設計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。

為達成上述目的，申請專利範圍第2項之發明，是如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，前述凹凸形狀的凹部之寬度，比前述靶材的大小還來得小。

關於圓弧狀的凹凸，只要是以閘門板的旋轉軸為中心而描繪圓弧之形狀，則其截面形狀並無特別限制，可為以矩形或三角形、曲線等所構成之凹凸。此外，如果閘門板是沿著移動方向而形成凹凸形狀，那麼亦可不為圓弧狀。

此外，形成有凹凸的防附著板與閘門板彼此相向的各自之面的背側面形狀，不會對本發明之功效造成影響。

也就是說，防附著板與閘門板本身亦可為屈曲成如凹凸般之形狀而在背面側形成凹凸，或是亦可構成為於防附著板與閘門板形成如突起或溝般之形狀而在背面側未形成凹凸。又，圓弧狀的凹凸，可為一根亦可為複數根，即使圓弧在中途被切斷之形狀亦不構成問題。

為達成上述目的，申請專利範圍第3項之發明，是如申請專利範圍第1項或第2項之濺鍍裝置，其中，前述閘門板上形成之凹凸形狀的凸部之高度，與前述防附著板上形成之凹凸形狀的凸部之高度相同。

為達成上述目的，申請專利範圍第4項之發明，是如申請專利範圍第1項至第3項任一項之濺鍍裝置，其中，前述閘門板上形成之凹凸形狀的凸部之高度，與前述防附著板上形成之凹凸形狀的凸部之高度，是比前述閘門板上形成之凹凸形狀的凸部與前述防附著板上形成之凹凸形狀的凹部之間的間隔，以及前述閘門板上形成之凹凸形狀的凹部與前述防附著板上形成之凹凸形狀的凸部之間的間隔還來得大。

為達成上述目的，申請專利範圍第5項之發明，是如申請專利範圍第1項至第4項任一項之濺鍍裝置，其中，前述防附著板上形成之凹凸形狀與前述閘門板上形成之凹凸形狀，是分別以與前述防附著板和前述閘門 板的母材不同之材料所構成的膜來形成。此處所謂以膜來形成，例如可使用熱噴塗或CVD，濺鍍等各種技術。此外，亦可為僅在凸部附上膜之形狀，或是亦可依不同場所來改變前述形成之膜的膜厚，藉此形成凹凸。

為達成上述目的，申請專利範圍第6項之發明，是如申請專利範圍第1項至第5項任一項之濺鍍裝置，其中，前述複數個靶材，係配置於以前述旋轉軸為中心之同一圓周狀上。此處，靶材的中心只要相對於前述旋轉軸呈同一圓周狀即可，靶材面的角度或靶材與被處理體之距離等可任意構成。

為達成上述目的，申請專利範圍第7項之發明，是如申請專利範圍第1項至第6項任一項之濺鍍裝置，其中，前述閘門板與前述防附著板彼此相向的各自之面，為曲面。

為達成上述目的，申請專利範圍第8項之發明，是如申請專利範圍第1項至第7項任一項之濺鍍裝置，其中，設前述防附著板與前述閘門板相向的面之凹凸形狀的凹部內徑為Rn、該凹部寬度為Wn、該凹部兩側的凸部之圓弧角當中較小者為θn時，則(Rn+Wn)cos(θn/2)≦Rn。

為達成上述目的，申請專利範圍第9項之發明，是如申請專利範圍第1項至第8項任一項之濺鍍裝置，其中，更具備：第1護屏，圍繞前述基板平台與前述靶材之間的濺鍍空間；及筒狀的第2護屏，圍繞前述靶材 的外周。

為達成上述目的，申請專利範圍第10項之發明，是如申請專利範圍第1項至第9項任一項之濺鍍裝置，其中，在前述防附著板與前述閘門板相向的面，具備濺鍍氣體的吐出口。

為達成上述目的，申請專利範圍第11項之發明，是如申請專利範圍第9項或第10項之濺鍍裝置，其中，在前述筒狀的第2護屏的先端，具備濺鍍氣體的吐出口。

為達成上述目的，申請專利範圍第12項之發明，是如申請專利範圍第9項至第11項任一項之濺鍍裝置，其中，前述第2護屏與前述防附著板，是環繞前述第2護屏的全周而接觸。此處，第2護屏與防附著板，只要是能遮蔽氣體或濺鍍粒子通過之形態，則無論哪種接觸狀態均不構成問題，亦不追究以第2護屏的哪一部分接觸。針對接觸狀態亦然，無論兩者是緊固或是僅單純接觸，均不構成問題。

按照本案申請專利範圍第1項之發明，在具備複數個靶材之濺鍍裝置中，藉由保護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屏面，又，在該護屏面上彼此面對面之凹凸形狀，係形成為以閘門板的旋轉軸為中心之同心狀。

由於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為前述閘門板的旋轉而接觸，故沒有損及可靠性之虞。

按照本案申請專利範圍第2項之發明，由於該凹凸形狀的凹部寬度形成為比靶材的大小還來得小，故會大幅限制濺鍍粒子從正在進行濺鍍的靶材到達至未使用的靶材之軌道，能夠抑制污染。

此外，按照本案申請專利範圍第3項之發明，對於兼顧閘門板的驅動可靠性與防止污染，十分理想。

此外，按照本案申請專利範圍第4項之發明，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。

此外，按照本案申請專利範圍第5項之發明，由於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之材質的膜來形成，故當該防附著板或閘門板上已附著一定量的濺鍍膜時，藉由選擇性地除去該膜，便能容易地進行再利用，能夠有助於減低裝置的運用成本。

此外，按照本案申請專利範圍第6項之發明，由於複數個靶材是以閘門板的旋轉軸為中心配置成同一圓周狀，故能夠將用來遮蔽濺鍍粒子的圓弧狀凹凸形狀，有效地配置於該靶材之間。

此外，按照本案申請專利範圍第7項之發 明，前述閘門板與前述防附著板彼此相向的各自之面係互為曲面，能進一步阻礙濺鍍粒子於靶材間移動，故較佳。

此外，按照本案申請專利範圍第8項之發明，設前述防附著板與前述閘門板相向的面之凹凸形狀的凹部內徑為Rn、該凹部寬度為Wn、該凹部兩側的凸部之圓弧角當中較小者為θn時，係形成為滿足(Rn+Wn)cos(θn/2)≦Rn。此條件式，是當圓弧狀通路的兩端無法以直線連結時成立。也就是說，從一方的靶材放出之濺鍍粒子，在通過圓弧狀的前述凹凸形狀之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，故適於防止濺鍍粒子之污染。

此外，按照本案申請專利範圍第9項之發明，更設置圍繞前述靶材外周之筒狀的第2護屏，藉此，能夠防止濺鍍粒子從靶材與前述防附著板之間飛散。又，更設置圍繞前述基板平台與前述靶材之間的濺鍍空間之第1護屏，藉此，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壁。

此外，按照本案申請專利範圍第10項之發明，由於在前述防附著板與前述閘門板相向之第一面設置濺鍍氣體的吐出口，故在欲抑制污染的靶材之間，可構成為吐出口區域的氣體壓力比其他區域還來得高。又，在吐出口的壓力較高區域，濺鍍粒子與氣體分子碰撞的機率會變高，能夠減低運動能量。是故，當濺鍍粒子與形成有凹凸形狀的護屏面碰撞時，能夠提高被捕捉的機率，故為較 佳之構成。

此外，按照本案申請專利範圍第11項之發明，由於在配置於靶材周圍的第2護屏先端構成濺鍍氣體的吐出口，故前述第2護屏先端部的壓力，相較於其他區域較為高壓。因此，能夠抑制被濺鍍之粒子污染其他靶材，在裝置構成上較理想。

此外，按照本案申請專利範圍第12項之發明，由於前述第2護屏的先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護屏與前述防附著板之間的空隙，故適於提升裝置可靠性。

本發明的其他特徵及優點，藉由參照所附圖式之下述說明，應可明瞭。另，所附圖式中，遇有相同或同樣之構成，係標記同一參照編號。

201‧‧‧真空腔室

203a、203b‧‧‧靶材

204a、204b‧‧‧第2護屏

205‧‧‧第1護屏

206‧‧‧基板平台

207‧‧‧基板(被處理體)

208‧‧‧閘門板

209‧‧‧防附著板

212‧‧‧孔

213a、213b‧‧‧孔

220‧‧‧第1圓弧狀凹凸形狀

221‧‧‧第2圓弧狀凹凸形狀

230‧‧‧第1護屏面

231‧‧‧第2護屏面

所附圖式包含於說明書中，構成其一部分，用來示意本發明之實施形態，隨其記述一起說明本發明之原理。

[圖1A]本發明實施例之，濺鍍裝置構造示意模型圖。

[圖1B]圖1A中，防附著板209與閘門板208、靶材203a，b的位置關係示意圖。

[圖1C]圖1A中，防附著板209與閘門板208、靶材203a，b的位置關係示意圖。

[圖1D]圖1A中，防附著板209與閘門板208、靶材 203a，b的位置關係示意圖。

[圖2A]圖1A至圖1C所示濺鍍裝置中，閘門板208與防附著板209的構造詳細示意圖。

[圖2B]圖1A至圖1C所示濺鍍裝置中，閘門板208與防附著板209的構造詳細示意圖。

[圖2C]圖1A至圖1C所示濺鍍裝置中，閘門板208與防附著板209的構造詳細示意圖。

[圖2D]圖1A中虛線所示區域的擴大圖。

[圖3]圖1A至圖1C所示濺鍍裝置中，第2護屏204a，b的構造詳細示意圖。

[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。

[圖5]本發明中，圓弧狀凹部的理想實施形態說明圖。

[圖6]本發明中，凹凸部的實施形態另一例示意圖。

[圖7]習知技術(專利文獻1)一例之多重靶材濺鍍裝置構造示意模型圖。

[圖8]習知技術(專利文獻2)另一例之濺鍍裝置中，閘門部的構造示意圖。

[圖9]習知技術(專利文獻3)另一例之濺鍍裝置中，閘門部的構造示意圖。

[圖10]習知技術(專利文獻4)另一例之濺鍍裝置構造示意模型圖。

以下依據圖面，說明本發明之細節。

本發明一個實施形態之濺鍍裝置，具有真空腔室201。在真空腔室201中配置有：基板平台206，用來保持基板(被處理體)207；及複數個陰極電極203a、203b，與基板平台206相向而設置，用來保持各個靶材203a、203b。在基板平台206與陰極電極203a、203b之間，配置有防附著板209。於防附著板209，在分別面向複數個靶材203a、203b的位置，形成有孔213a、213b。在防附著板209與基板平台206之間，配置有閘門板208。閘門板208具有使靶材203a、203b對於基板207露出之至少一個孔212，藉由以旋轉軸210為中心之自轉旋轉，能夠將靶材203a、203b與基板207做成遮蔽狀態或非遮蔽狀態(靶材對於基板露出之狀態，亦即能藉由該靶材之濺鍍而在基板形成膜之狀態)。如圖2A~圖2C所示例般，在防附著板209與閘門板208彼此相向的各自之面230、231，形成有以旋轉軸210為中心之同心狀的凹凸形狀220、221，在各自之面230、231形成之凹凸形狀220、221，係配置成凹凸形狀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。

圖1A為本發明第1實施形態之濺鍍裝置截面圖。本裝置中，係保持兩個靶材，藉由閘門機構來切換欲使用之靶材，藉此可連續地在基板成膜出層積構造。

本裝置中，例如是在藉由不鏽鋼等而構成為氣密構造之真空腔室201內，設置可載置或保持被處理體(基板)207之基板平台206。真空腔室201內的空間，是藉由渦輪分子泵浦(turbo molecular pump)等排氣部202而排氣成略真空。203a、203b為靶材，其與接地電位之真空腔室201的腔室壁電性絕緣。於靶材203a、203b設有未圖示之DC電源及磁鐵。另一方面，氣體導入部211a，b是選擇性地被使用，能夠將氬氣體等濺鍍氣體從靶材203a、203b其中一者的鄰近，供給至真空腔室201內。利用氣體導入部211a或211b供給濺鍍氣體，對靶材203a或203b供給DC電力，藉此，能夠使靶材203a或203b的表面產生磁控管放電，進行濺鍍。

於基板平台206與靶材203a、203b之間配置之防附著板209，在分別面向複數個靶材203a、203b之位置，形成有孔213a、213b。圖1A之濺鍍裝置，除了防附著板209之外，更可具備：第1護屏205，包圍基板平台206與靶材203a、203b之間的濺鍍空間；及筒狀的第2護屏204a、204b，分別包圍靶材203a、203b。第1護屏205，防附著板209，第2護屏204a、204b，係設置成用來防止被濺鍍之粒子附著於真空腔室201的腔室壁，防附著板209、第1護屏205、第2護屏204a、204b，藉由分別定期地拆卸更換，便能防止沉積之濺鍍膜在真空腔室201內剝落。

其中，第2護屏204a、204b為筒狀護屏，是 構成為分別包圍靶材203a、203b之護屏零件，如圖3所示例般，其發揮之作用為限制自靶材203飛散之濺鍍粒子的飛翔方向，且該第2護屏204a、204b的先端部係成為氣體導入部211a、211b之吐出口216。

此外，防附著板209為位於第2護屏204a、204b下端之略圓盤狀的護屏，防止濺鍍粒子附著至真空腔室201的靶材鄰近之內壁。此外，第1護屏205係構成為，從防附著板209的下方包圍至基板平台206鄰近。

包含閘門板208之閘門機構，是用來切換並使用靶材203a、203b之零件。閘門機構，例如包含略圓形的護屏板208以及驅動其之未圖示驅動部，藉由以旋轉軸210為中心來驅動閘門板208，能夠將靶材203a、203b與被處理體207之間做成遮蔽狀態或非遮蔽狀態。舉例來說，使閘門機構的閘門板208旋轉而使得靶材203a、203b當中的靶材203a側成為非遮蔽狀態，由濺鍍氣體供給部211a導入濺鍍氣體，並將DC電力供給至靶材203a，如此便能濺鍍靶材203a，利用藉此產生的粒子對被處理體207進行成膜。

圖1B為閘門機構的閘門板208、防附著板209及靶材203a、203b之位置關係示例用模型圖，為了表示成便於理解位置關係，省略了其他零件。靶材203a、203b，是在閘門板208的以旋轉軸210為中心之同一圓周上，例如以80度夾角配置。於防附著板209，為了分別使來自靶材203a、203b的濺鍍粒子通過，係設置 有兩個開口213a、213b，於閘門機構的閘門板208則設有一個開口212。如圖1C般，使閘門板208旋轉，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側望去順時針旋轉80度，如圖1B般使開口212位於靶材203b側，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80度，如圖1D般使開口212移動至不與靶材203a，b任一者相向之位置，如此便能做成不讓來自任一靶材203a、203b的濺鍍粒子到達被處理體207之狀態。像這樣，閘門板208的狀態，例如在當使用靶材203a進行成膜後，不取出被處理體207而欲使用靶材203b進行成膜的情形下，必須在靶材203b側做預備放電時等十分有用。

又，圖2A~圖2C，是進一步詳細示意防附著板209，閘門板208的構成之圖。圖2A、圖2B分別為從靶材側觀察防附著板209及閘門機構的閘門板208之圖。此處，閘門機構的閘門板208上設置之開口212，係被描繪成位於靶材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中單點鏈線299的位置)之截面圖，來揭示防附著板209與閘門機構的閘門板208之位置關係。

如圖2A、圖2C所示，於防附著板209當 中，如區域200所示位於靶材之間的區域中以虛線表示之位置，在與閘門機構的閘門板208相向之防附著板209的第1護屏面230，設有構成凹凸形狀220之圓弧狀的凸部；又，於閘門機構的閘門板208的靶材側的第2護屏面231，同樣在圖2B，圖2C所示虛線之位置，設有構成凹凸形狀221之圓弧狀的凸部。亦即，凹凸形狀220與凹凸形狀221，在防附著板209與閘門板208彼此相向的各自之面230、231，形成為以閘門板208的旋轉軸210為中心之同心狀。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，係構成為在任一場所均不會成為規定值以下。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，典型來說係為相同。

又，圖2B中，閘門機構的閘門板208的圓弧狀之凹凸形狀221，係形成為橫跨了約240度的圓弧角，即使閘門機構的閘門板208移動至圖1B、圖1C、圖1D所示之任一位置，閘門機構的閘門板208之凹凸形狀221，仍會與防附著板209的凹凸形狀220面對面之位置相向。

藉由此構成，自靶材放出之濺鍍粒子，相對於閘門板208的旋轉軸210，在徑方向的運動會明顯受到 限制。也就是說，自靶材放出之濺鍍粒子，對於防附著板209的凹凸形狀220之凸部及閘門板208的凹凸形狀221之凸部，會有很高的機率碰撞。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構的閘門板208的旋轉軸210為中心而形成同心狀，能夠保有確保驅動可靠性所需之餘隙，故不會對閘門板208的驅動造成影響。

圖3為圖1A中第2護屏(圓筒狀護屏)204a、204b的詳細示意圖。於該護屏204a、204b，設有三處濺鍍氣體的吐出口216，分別連接有藉由氣體導入手段211而三向分岐之氣體管。在被濺鍍的靶材周圍，配置如此構成之第2護屏204a、204b，當濺鍍氣體吐出時，該第2護屏204a、204b的先端部分會因氣體吐出之影響而成為比周圍還高的壓力。因此，在第2護屏204a、204b的先端部被濺鍍之粒子，容易與氣體分子碰撞，運動能量會衰減。因此，該濺鍍粒子在到達鄰接靶材之前，容易被護屏表面捕捉，故為本發明實施上理想之構成。

本發明中，凹凸形狀220，221各自之凸部的高度，理想是比前述間隔251、252還大。在此情形下，第1、第2護屏面230、231的面對面之凹部及凸部係成為彼此嵌合般的位置關係，故會遮蔽濺鍍粒子相對於旋轉軸210朝徑方向直線移動之路徑，能夠提高該濺鍍粒子碰撞至護屏面的機率。

此外，本發明中，濺鍍氣體導入機構211a、 211b，亦可構成為如圖2C所示般，在防附著板209上形成有凹凸形狀220的第1護屏面230具有吐出口300。此種構成之情形下，能夠使第1、第2護屏面230、231之間的空間比周圍還高壓，能夠阻擋經過該空間的濺鍍粒子之移動。

本發明中，將防附著板209及閘門機構的閘門板208，例如如圖4般以曲面來構成，藉此，在濺鍍粒子於鄰接之靶材間直線移動的過程中，能夠進一步提高與第1、第2護屏面230、231碰撞的機率。

本發明中，設圓弧狀的凹凸形狀220、221的凹部之內徑為Rn，該凹部的寬度為Wn，該凹部兩側的凸部(亦即外壁及內壁)的圓弧角當中較小者為θn時，理想是(Rn+Wn)cos(θn/2)≦Rn。舉例來說，如圖5所示之構成中，構成外壁的凸部之圓弧角θn為60度、構成內壁的凸部之內徑Rn為200mm時，凹部240的寬度Wn，理想是在約30.9mm以下。

本發明中，如圖2D所示般，第2護屏204(204a、204b)的先端，理想是對於防附著板209環繞全周而接觸。藉由設計成這樣的構成，能夠減低來自靶材203a，b的濺鍍粒子從防附著板209洩漏至真空腔室201的內壁方向之可能性，故對於確保裝置可靠性而言是理想的構成。

以上已敍述本發明理想實施形態之濺鍍裝置的一例，但本發明之形態並不限於此，而可適當變更。舉 例來說，防附著板209，閘門機構的閘門板208上設置之凹凸形狀的根數並無限制，寬度也只要設計成比靶材還小之構成，便可獲得效果。此外，圓弧形狀亦無需連續，即使中途有中斷之處，對於發明實施而言並不構成問題。又，凹凸形狀，例如亦可為圖6所示之波浪形。

又，靶材的個數亦可為複數，只要是配置成可藉由具旋轉機構的閘門機構(閘門板)來切換，則可任意配置。閘門機構(閘門板)亦無需以一片護屏板來構成，可由複數片護屏板來構成，其形狀也不限於圓盤。

此外，濺鍍的放電機構亦不限於DC磁控管，可為RF或微波等，使用之氣體除了氬以外，可使用氙、氖等稀有氣體，以及氮氣或氧氣等反應性氣體。又，本發明的氣體導入位置、排氣手段、真空腔室之構成或放電機構，當然亦可適當變更。

此外，防附著板208上形成之第1圓弧狀的凹凸形狀220與閘門板209上形成之第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成之膜來形成。此處所謂以膜來形成，例如可使用熱噴塗或CVD，濺鍍等各種技術。此外，亦可為僅在凸部附上膜之形狀，或是亦可依不同場所來改變前述形成之膜的膜厚，藉此形成凹凸形狀。

關於第1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的旋轉軸210為中心而描繪圓弧之形狀，則其截面形狀並無特別限制，可為 以矩形或三角形、曲線等所構成之凹凸。此外，如果閘門板209是沿著驅動之軌道而形成凹凸形狀，那麼亦可不為圓弧狀。此外，形成有凹凸形狀的防附著板208與閘門板209彼此相向的各自之面的背側面形狀，不會對本發明之功效造成影響。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之形狀而在背面側形成凹凸，或是構成為於防附著板208與閘門板209形成如突起或溝般之形狀而在背面側未形成凹凸，均不構成問題。又，圓弧狀的凹凸，可為一根亦可為複數根，即使圓弧在中途被切斷之形狀亦不構成問題。

本發明並不受上述實施形態所限制，在不脫離本發明精神及範圍內，可進行各種變更及變形。是故，為揭明本發明之範圍，係附上以下之申請專利範圍。

本申請案是以2012年3月14日提出之日本專利申請案特願2012-57300為基礎而主張優先權，將其所有記載內容援引於此。

201‧‧‧真空腔室

202‧‧‧排氣部

203a、203b‧‧‧靶材

204a、204b‧‧‧第2護屏

205‧‧‧第1護屏

206‧‧‧基板平台

207‧‧‧基板(被處理體)

208‧‧‧閘門板

209‧‧‧防附著板

210‧‧‧旋轉軸

211a、211b‧‧‧氣體導入部

Claims (13)

1. 一種濺鍍裝置，屬於配置有：真空腔室；及基板平台，設於前述真空腔室內而用來保持基板；及複數個陰極電極，與前述基板平台相向設置而用來保持各個靶材；及防附著板，配置於前述基板平台與前述陰極電極之間，在與前述複數個靶材的各個相向之位置形成有孔；該濺鍍裝置，其特徵為：在前述防附著板與前述基板平台之間具有閘門板，該閘門板形成有使前述靶材對前述基板露出之至少一個孔，藉由以旋轉軸為中心之旋轉，將前述靶材與前述基板做成遮蔽狀態或非遮蔽狀態，在前述防附著板與前述閘門板彼此相向的各自之面，形成有以該閘門板的旋轉軸為中心之同心狀的凹凸形狀，在前述各自之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。
2. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，前述凹凸形狀的凹部之寬度，比前述靶材的大小還來得小。
3. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，前述閘門板上形成之凹凸形狀的凸部之高度，與前述防附著板上形成之凹凸形狀的凸部之高度相同。
4. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，前述閘門板上形成之凹凸形狀的凸部之高度，與前述防附著板上形成之凹凸形狀的凸部之高度，是比前述閘門板上形成之凹凸形狀的凸部與前述防附著板上形成之凹凸形狀的凹部 之間的間隔，以及前述閘門板上形成之凹凸形狀的凹部與前述防附著板上形成之凹凸形狀的凸部之間的間隔還來得大。
5. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，前述防附著板上形成之凹凸形狀與前述閘門板上形成之凹凸形狀，是分別以與前述防附著板和前述閘門板的母材不同之材料所構成的膜來形成。
6. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，前述複數個靶材，係配置於以前述旋轉軸為中心之同一圓周狀上。
7. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，前述閘門板與前述防附著板彼此相向的各自之面，為曲面。
8. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，設前述防附著板與前述閘門板相向的面之凹凸形狀的凹部內徑為Rn、該凹部寬度為Wn、該凹部兩側的凸部之圓弧角當中較小者為θn時，則(Rn+Wn)cos(θn/2)≦Rn。
9. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，更具備：第1護屏，圍繞前述基板平台與前述靶材之間的濺鍍空間；及筒狀的第2護屏，圍繞前述靶材的外周。
10. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，在前述防附著板與前述閘門板相向的面，具備濺鍍氣體的吐出口。
11. 如申請專利範圍第9項之濺鍍裝置，其中，在前述筒狀的第2護屏的先端，具備濺鍍氣體的吐出口。
12. 如申請專利範圍第9項之濺鍍裝置，其中，前述第2護屏與前述防附著板，是環繞前述第2護屏的全周而接觸。
13. 一種濺鍍裝置，屬於具有：真空腔室；及基板平台，在前述真空腔室內保持基板；及複數個陰極電極，在前述真空腔室內保持各個靶材；及防附著板，配置於前述基板平台與前述複數個陰極電極之間，在與前述複數個靶材的各個相向之位置形成有孔；該濺鍍裝置，其特徵為：在前述防附著板與前述基板平台之間具有閘門板，該閘門板具有使前述靶材對前述基板露出之孔，藉由以旋轉軸為中心之旋轉，將前述靶材與前述基板做成遮蔽狀態或非遮蔽狀態，在前述防附著板與前述閘門板彼此相向的各自之面，形成有以該閘門板的旋轉軸為中心之同心狀的凹凸形狀，且互不接觸。