TW589393B - An improved process for deposition a thin film by sputtering - Google Patents

Description

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五、發明說明（1 ) 【先前技術】 在濺鍍技術領域中，直流濺鍍技術應用於濺鍍金屬薄 膜，加入13·56ΜΗζ的高週波後，由於電子移動速率快於帶 正電的氣體離子，因此可以中和紀面上的正電荷，應用於 介質材料濺鍍，但由於需要足夠多的氣體，才可以達到灑 鍍效果，真空度必須在10·2托（torr)到5X10.3托下方能正常 工作，由於真空度不佳，將折損薄膜品質。 本案發明人鑒於此缺點，改進鍍膜系統設計，發展出 一種在更低壓力下能沈積薄膜的濺鍍製程。 【發明目的】 本發明的主要目的在提供一種改良的薄膜濺鍍製程，可 提昇傳統濺鍍薄膜的特性。 【圖示簡單說明】 請參閱以下有關本發明實例說明及附圖，將可進一步 了解本發明之技術內容及其目的功效： 有關實例之附圖爲： 圖一爲濺鍍氧化鋁薄膜所使用的濺鍍系統的示意圖； 圖二爲濺鍍源、氬氣充入處、邦浦抽氣處與基板之間的 幾何配置圖； 圖三爲基板和薄膜的穿透率光譜圖； 圖四爲薄膜表面粗糙圖。 圖號說明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 589393 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7___五、發明說明（2 ) 10.. .反應室 11...旋轉基座 12...驅動及加熱器12 14.. .濺鍍鎗 16…初級機械泵13...高真空冷凍泵 15.. .壓縮機 23...熱電偶真空計 21...冷陰極真空計 【較佳實施例】 請參閱圖一，是濺鍍氧化鋁薄膜所用的濺鍍系統示意 圖，其包含一氣密地反應室1〇，一位於該反應室內的旋轉 基座11，一用於驅動及加熱該旋轉基座的驅動及加熱器 12,三支獨立的濺鍍鎗14,用於抽空該反應室的初級機械 泵16和高真空冷凍泵13,驅動該高真空冷凍泵13的壓縮機 15，熱電偶真空計23及冷陰極真空計21。一欲被濺鍍薄膜 的基板20被安置於該旋轉基座11上，而一個氧化鋁靶材30 就位於三支獨立的濺鍍鎗14的一支上。該高真空冷凍泵13 係藉由一高真空閥門17被氣密地連結至該反應室10，該高 真空閥門1 7從一視窗1 8所觀察到相對於該基板20及氧化鋁 靶材30的位置如圖二中虛線所示的圓形灰區。 於此實施例中，該反應室1 〇先經由該初步機械泵1 6初步 抽空，再經由該高真空冷凍泵13抽空。如圖二所示，反應 室10內產生電漿所需的工作氣體氬氣（Ar)，直接由氧化鋁 靶材30的外環向內噴出，並以氬氣量來調節真空度。該靶 材30到基板20的距離爲210公釐，較傳統距離還大，如此一 來，氬氣大量聚集在該靶材30附近工作，而在該基板20附 近的真空度被維持在8X1 (T4托（torr)(由冷陰極真空計2 1 測得），於是薄膜就可在較低壓環境中被沈積。所使用的濺 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f 訂---- 參 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 589393 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（3 ) 鍍功率爲400瓦’赢氣流量爲12.4 SCCM，及_鍍時間爲7〇 分鐘。 圖三示出了（a)爲基板的穿透率曲線，（b)爲基板製 程壓力8 X 1 CT4Torr的薄膜穿透率曲線，及（c)爲基板製程 壓力5xl(T3T〇rr的薄膜穿透率曲線。比較曲線（1〇與（c)， 可看出本發明使用比一般濺鍍製程低的製程壓力所沈積的 薄膜具有較小吸收，膜質明顯較佳。同樣的結果，也可從 圖四的薄膜表面粗縫圖獲得，圖四（a)爲基板製程壓力8 Xl(T4Torr的薄膜表面粗糙圖，圖四（b)爲基板製程壓力5 Xl(T3Torr的薄膜表面粗糙圖。圖四（a)者的表面比圖四 (b)者具有明顯降低的粗糙度，膜質較優。 上列實施例，明確顯示本發明的濺鍍製程所沈積的薄膜 膜質特性比傳統製程來得好，惟該實施例並非用於限制本 發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神爲之等效實施 或變更，均應包含於本案專利範圍中。 綜上所述，本案不但在技術上確實有創新，且充分符合 新穎性及進步性之法定發明專利條件，爰依法提出申請， 懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德 便。 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---— — — — — — — — — - — — — — I — I 訂--------線—ttw. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

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   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六利:範ιί ι· 一種改良的薄膜濺鍍製程，其中一欲被沈積薄膜的 基板被置於一反應室內，該反應室設有濺鍍鎗、靶材和真 空泵，包含下列步驟： a) 將一工作氣體由接近靶材的位置導入該反應室內； 及 b) 對該反應室抽氣，而使得該基板附近的壓力爲5 X 1〇.3〜1 X 10·5托（torr) 〇 2·如申請專利範圍第1項的製程，其中該靶材和該基 板之間的直線距離大於15公分。 3. 如申請專利範圍第2項的製程，其中該靶材和該基 板之間的直線距離爲21公分。 4. 如申請專利範圍第1項的製程，其中該基板附近的 壓力爲8χ1(Τ4托。 5. 如申請專利範圍第1項的製程，其中於步驟a)該工 作氣體係由環繞該靶材的複數個入口被導入該反應室。 6. 如申請專利範圍第1項的製程，其中於步驟b)係由 該靶材和基板之間的位置對該反應室抽氣。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------il^w------- 丨訂-----------線 i'i-------------- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 589393 A8 B8 C8 __ D8 六、申請專利範圍 7·如申請專利範圍第1項的製程，其中該工作氣體被 導入該反應室的流量爲4-30 SCCM。 8·如申請專利範圍第1項的製程，其中該工作氣體爲 被導入該反應室的流量爲12.4 SCCM。 9.如申請專利範圍第8項的製程，其中該工作氣體爲 氬氣。 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) ----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） • · ^aJ· ϋ ►1 ϋ ϋ ϋ ϋ I ϋ I ϋ ϋ ϋ ϋ «^1 ϋ ^1 ^1 ϋ ϋ ·-1 ϋ ·ϋ ϋ ϋ n ·ϋ ϋ I I