TWI224149B - Thin-film formation system and thin-film formation process - Google Patents

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1224149 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _________B7五、發明説明（1 ) 本發明之背景： 本發明之領域： 本發明係關於一種薄膜形成系統及薄膜形成方法，更 明確地說’本·發明係關於一種薄膜形成系統及利用此系統 之薄膜形成方法，而薄膜形成系統具有一室，其基本上係 由一濺擊空間及一膜形成空間和一配置在濺擊空間與膜形 成空間之間的格子板。 相關之背景技術： 灑_(爲薄膜形成方法的其中一種）係一種薄膜形成方 法，其中使藉由發光放電所產生之正離子微粒入射於一被 稱爲標靶的膜材料上’而負電位繼續被施加於該膜材料 上，並且已被釋放至真空之膜材料（被稱爲濺擊微粒）藉由擺 擊的現象而被沉積於基體上。 相較於氣相沉積，因爲濺擊微粒具有較高的動能，所 以濺擊能夠形成具有優越特性之膜。濺撃甚至在與其他方 法（其中，高能量被用來使材料微粒入射於基體上，例如離 子電鍍）相較之下，亦具有一特有特色，即系統能夠是簡單 構造的系統，並具有優越的程序重複能力。因爲這些原 因，濺擊是目前在薄膜的工業製造方面，例如在玻璃的膜 塗覆及半導體裝置用的膜形成方法上，最常被使用的其中 一種膜形成方法。 但是，習知的濺擊利用在陰極標靶與陽極室之間所產 生的發光放電，而因此，真空室的內部必須已被塡充有壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 7^1 ~ (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1224149 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _B7五、發明説明（2 ) 力爲數百mPa之稀有氣體（被稱爲濺擊氣體）。 圖1例舉一實施一般濺擊之習知薄膜形成系統的構 造，在此所示之真空室2中被設置有一標靶3及一膜被形 成於其上之基體8，他們被如此地配置，以致於彼此實際上 平行地相向。標靶3被固定於一磁控管濺擊用的陰極組 件，此陰極組件具有一背板4，標靶3被固定於此背板4， 並且自一 DC電源施加負電壓；多個磁鐵，其在實際上平行 於標靶3的平面上產生一磁場；一屏蔽板5，其保護除了標 靶3以外的組件，以免受到灑擊的現象；以及一冷卻水循 環器10，用以冷卻標靶3。 $ 一真空泵1連接於真空室2，氬氣經由一流量控制器9 而被引導進真空室2，參考數字11表示氬分子，及參考數 字1 2表示濺擊微粒。 從此圖中能夠看到，被配置於真空室2中之基體8及 標靶3在膜形成期間總是暴露於濺擊氣體。 此時，J. Vac. Sci，Technol·，Vol. 11, No. 4, July/Aug. 1 974, pp. 666-670槪略涉及在上面的習知薄膜形成系統中膜 特性與濺擊氣體間之關係，此文件解釋了，隨著濺擊氣體 之壓力的增加，膜歸結而具有許多細孔（洞），且具有柱狀結 構，此具有許多細孔且具有柱狀結構之膜在物理上係弱 的，並且在化學上也是不穩定的，而因此在許多情況中不 適用於工業使用。 Electrochimica Acta 44 (1999)，ρρ· 3945-3952 也報告了 在濺擊氣體之壓力、濺擊微粒入射於基體上之入射角0與 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） -5- 1224149 A 7 B7 五、發明説明（3 ) 濺擊微粒之動能間的關係，此文件解釋了，當濺擊氣體係 在高壓時，濺擊微粒具有低的動能，並且以大的入射角β 落在基體上。 通常，具有低動能之膜材料微粒在他們和基體表面碰 撞之後，在基體表面上移動一段短的距離，並且具有在膜 表面的最佳位置變得穩定之低可能性。又，隨著以大的入 射角Θ落下並斜向地入射於基體上之微粒的增加，由於起 因於基體表面之不平的陰影效應，膜歸結而具有許多洞或 細孔。 如上所述，當濺擊氣體係在高壓時，釋放自標靶之濺 擊微粒在他們到達基體之前被濺擊氣體所散射，並且以大 的入射角0落在基體上，使得膜材料微粒喪失他們的動 能，而相對應不可避免地造成膜品質的變差。 爲了解決這樣的問題，已經考慮需要發展一種方法， 其降低在膜形成期間之濺擊氣體的壓力，或者去除由濺擊 氣體所造成之濺擊微粒的散射效應。 能夠被實施於低壓之濺擊包含，例如在Shmkii，Vol. 35, NO· 2 (1992)，ρρ· 70-75中所揭示之低電壓濺擊方法，及 在 J· Vac” Sci· Technol. All(6)，Nov./Dec. ( 1 993)，ρρ. 2980-29 84中所揭示之自動濺擊方法。 低電壓濺擊方法係一種方法，其中，使被施加於標靶 之電位及在標靶表面之磁場強度較高，以使電漿之密度較 高，使得甚至在低壓時，發光放電能夠繼續。自動濺擊方 法係一種使用膜材料微粒來代替濺擊氣體以形成電漿的方 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 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6 - 1224149 A7 ____B7 五、發明説明（4 ) 法’並且是一種方法，電漿能夠藉由該方法而被形成，但 不需饋送任何濺擊氣體進真空室中。 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 但是，這兩種方法涉及實際使用上的問題，使得此二 者很難使發光放電穩定，具有低的膜形成速率，並且相較 於習知濺擊，不能夠自由選擇膜材料。 曰本專利申請特開平第6- 1 92829號案亦揭示一種方 法，其中，濺擊室及膜形成室被分開設立，並且灑擊微粒 經由連接濺擊室及膜形成室之孔洞而被引導進膜形成室。 此方法致使膜形成室內之壓力被設定低於濺擊室內之壓 力，而因此能夠防止膜材料微粒散射於膜形成室中。但 是，濺擊室的內部被塡充以保持在實際和習知濺擊情況中 相同的壓力之濺擊氣體，且濺擊室中所散射之膜材料微粒 無需調整地到達基體。因此，這並非一種方法，而能夠藉 由此方法來防止散射，使得他們入.射於基體上之入射角度 能夠被完美地做成均勻。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當濺擊方法僅注意濺擊微粒的調整時，可以使用準 直，其被實施而沒有降低濺擊氣體的壓力，準直係一種方 法，其中，準直器被設置在基體與標靶之間，以控制濺擊 微粒入射於基體上之入射角度。但是，此方法具有一可能 性，即已通過準直器之微粒在他們到達基韹之前不需要地 被濺擊氣體所散射。 如上所討論地，任何的習知濺擊不能夠完全去除由濺 擊氣體所造成之濺擊微粒散射的影響，並且一直難以產生 具有良好之底部有效區的稠密且高品質的薄膜。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1224149 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 本發明之槪述： 本發明之目的在於解決習知技術已有之上述問題，及 提供一種能夠形成具有良好底部有效區之稠密且高品質的 薄膜之方法及系統。 爲了達成上面的目的，本發明提供一種薄膜形成之方 法，其藉由一具有一室之濺擊設備，該室包括一濺擊空間 及一膜形成空間和一配置在濺擊空間與膜形成空間之間的 格子板，該方法包括步驟： 將一標靶及一基體分別放置在濺擊空間及膜形成空間 中； 使膜形成空間中之壓力維持在一低於濺擊空間中之壓 力的壓力，及一足以使濺擊微粒移動於膜形成空間中之壓 力，該等濺擊微粒具有比格子板與基體間之距離還’長的平 均自由路徑；以及 濺擊該標靶，以形成薄膜於基體上。 本發明亦提供一種薄膜形成系統，其包括： 一室，包括一濺擊空間，用以放置一標靶於其中，及 一膜形成空間，用以放置一基體於其中，而一薄膜即將被 形成於該基體上； 一格子板，被配置在濺擊空間與膜形成空間之間；以 及 一壓力控制機構，用以使膜形成空間中之壓力維持在 一低於濺擊空間中之壓力的壓力，及一足以使濺擊微粒移 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） -8 - 1224149 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) 動於膜形成空間中之壓力，該等濺擊微粒具有比格子板與 基體間之距離還長的平均自由路徑。 附圖之藺略說明： 圖1例舉習知薄膜形成系統之構造。 圖2係顯示依據本發明之第一實施例薄膜形成系統的 示意圖。 圖3係顯示本發明中所使用之格子板實例的示意圖。 圖4例舉格子板之缺口及濺擊微粒如何通過座台的剖 面圖。 圖5係顯示依據本發明之第二實施例薄膜形成系統的 不意圖。 圖6係顯示在圖2所示之連接於膜形成室之真空杲具 有一 500升/秒之真空容積的情況中，格子板之缺口與標革巴 之侵蝕面積間之位置關係的圖形。 圖7係顯示依據本發明之第四實施例薄膜形成系統的 示意圖。 圖8係顯示依據本發明之第五實施例薄膜形成系統的 示意圖。 圖9係顯示依據本發明之第六實施例薄膜形成系統的 示意圖。 元件對照表 — I 21，21’真空泵 ^^^^^^?7。奶）八4規格（210/297公釐) 7〇1 '---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 1224149 A7 B7 五、發明説明（7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2，22 真空室 3，23 標靶 4，24 背板- 5，25 屏蔽板 8，28 基體 9, 29 流量控制器 10，30 冷卻水循環器 11,31 魏分子 12，32 濺擊微粒 26 濺撃電源 27 磁鐵 28， 基體固持器 33 閘極閥 34 濺擊空間 35 膜形成空間 36 格子板 36， 網路電極 37 分隔壁 38 缺口 39 可變電壓DC電 39， 可變電壓電源 40 侵鈾面積 41，43 固定夾具 41’ 振動機構 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） _ 1〇 - 1224149 A7 ________B7 五、發明説明（8 ) 42 固持器固定部件 43’ 轉動機構 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 較佳實施例之詳細說明： 在本發明中，濺擊被實施於真空室中，而真空室基本 上係由一濺擊空間及一膜形成空間所構成。一柵格（格子板） 被配置在濺擊空間與膜形成空間之間，並且膜形成空間中 之壓力被維持在一低於濺擊空間中之壓力的壓力，及一足 以使濺擊微粒移動於膜形成空間中之壓力，該等濺擊微粒 具有比格子板與基體間之距離還長的平均自由路徑。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明中所指的”平均自由路徑”意謂延伸直到任何的移 動微粒碰撞到其他微粒的平均距離，通常，包含兩種成分 A及B之氣體中的平均自由路徑係視各氣體的分子數密度 和分子半徑而定。但是，因爲濺擊氣體之分子數密度足夠 大於濺擊微粒的分子數密度，並且濺擊微粒通常是像濺擊 氣體一樣的單原子，其分子半徑並非遠不同於濺擊的半 徑，因此，在這樣的情況下，平均自由路徑λ能夠被表示 成 λ = 3.1 X ΙΟ"24 X Τ/(σ2Ρ) 其中，以P (Pa)來表示濺擊氣體的壓力，以σ (m)來表 示直徑，及以T (K)來表示溫度。

在一般的濺擊中，真空室的內部必須被塡充以0.1到1 Pa的濺擊氣體，舉例來說，假設具有〇·4 Pa之壓力及25°C 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 「11 : 一 1224149 A7 B7 五、發明説明（9) 之溫度的氬氣被使用，平均自由路徑λ爲丨·8 cm ’濺擊氣 體的內部被保持在這樣的狀態中’以便實施濺擊。爲了使 發光放電發生’標靶與柵格之間的距離必須被保持在至少1 c m或1 c m以上。假設標祀與疆格之間的距離爲1.8 c m ’濺 擊微粒和濺擊氣體碰撞平均大約1次’直到他們通過柵格 爲止。 但是，當膜形成空間中之壓力低於濺擊空間中之壓力 時，例如，膜形成空間中之壓力爲0.04 Pa，平均自由路徑 λ爲1.8 cm，其中，假設柵格與標靶之間的距離爲4 cm， 濺擊微粒和濺擊氣體碰撞大約0.22次，平均大約0.22次之 碰撞次數的數目爲對膜之形成而言幾乎可以忽略之次數的 數目。 在這樣的情況下，已經通過柵格並已經被調整之濺擊 微粒以相同的入射角落在基體表面上，但沒有被濺擊氣體 所散射，祇要僅在一定方向上具有速度之微粒能夠被柵格 所引導到膜形成空間。因此，這致使了具有良好底部有效 區之稠密且局品質的薄膜。 此外，在本發明中，能夠根據柵格的電位或一網路電 極的電位來控制即將入射於基體上之正電或負電微粒的數 量。 以下參照附圖來說明本發明之實施例。 (實施例1) 圖2係顯示依據本發明之第一實施例薄膜形成系統的， 本紙張尺度適用中國國家標準（cNsT7i^f210x297公董)----- (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1224149 A7 ____B7^ 五、發明説明（10) 示意圖。在圖2中，參考數字21表示一用作真空機構的真 空泵；參考數字22表示一真空室；參考數字23表示一標 靶；參考數字24表示一背板；參考數字25表示一屏蔽 板；參考數字26表示一用以產生發光放電的濺擊電源；參 考數字27表示一磁鐵；參考數字28表示一基體；參考數 字28’表示一基體固持器；參考數字29表示一設置於氣體 饋送系統中之流量控制器；參考數字30表示一當作用以冷 •卻標靶23之冷卻機構的冷卻水循環器；參考數字31表示 一氬分子；及參考數字32表示一濺擊微粒。 真空室22的內部.被分.隔成一標靶23已被置於其中之 濺擊空間34，及一基體已被置於其中，用以形成膜於該基 體上之膜形成空間35，真空室22係以格子板36及分隔壁 3 7來予以分隔；前者具有多個缺口 38,而缺口 38具有1 或大於1之縱橫比。 濺擊空間34與一用作真空機構的真空泵21’相連通， 此真空泵21’係一機構，而藉由此機構，，任何留下當作雜質 (例如空氣）之氣體在膜形成之前被驅離，並且被如此地建 構，以致於在膜形成期間，其閘控閥33保持關閉。 圖3顯示本發明中所使用之格子板的實例。在此例 中，格子板36被如此地成形，以致於呈六角稜柱體（在長 度上各具有5 mm之對角線h)之約250個缺口 38被做成於 直徑爲13 cm及厚度爲10 mm之不銹鋼碟片中，使各缺口 具有六角形剖面致使缺口高等級被稠密地排列遍及於格子 板上，舉例來說，在'氬氣流動之處，缺口各具有0.6升/秒 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂- 線 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 -13- 1224149 kl B7 .經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（11) 之導流，並且整個格子板具有1 5 0升/秒之導流。附帶地， 缺口可以具有任何其他的多角形剖面，或者可以具有圓形 或傾斜的剖面。 利用此薄膜形成系統之薄膜形成係以下面的方式來予 以實施，標靶23經由背板24而被固定於一磁控管濺擊用 的陰極，又，基體28被設置於基體固持器28,上，操作真 空泵21及21’以使真空室22的內部真空。之後，在諸如氬 热（Ar)之濺_氣體經由流量控制器29而被引進真空室22內 的狀態中，閘控閥33被關閉，並且真空室繼續被操作。 濺擊空間34中之壓力及膜形成空間35中之壓力各被 維持在所述壓力處，在該處，自電源26施加DC電壓以致 使濺擊氣體之發光放電的發生，在此，膜形成空間35中之 壓力被如此地控制，以致於濺擊微粒移動了他們的平均自 由路徑之長度（比格子板36與基體28之間的距離還長）。由 發光放電所產生在標靶23之前的正氬離子進入（轟擊）標 靶，而在該處之標靶表面被濺擊，如此所脫離之部分的標 靶-組成-微粒（亦即，濺擊微粒）通過格子板36的缺口 38， 並行經膜形成空間35而到達基體28的表面，且沉積於其 上而變成膜。. 圖4例舉格子板36之缺口 38及濺擊微粒32如何通過 座台的剖面圖。從濺擊空間34進入格子板36之缺口 38的 灑擊微粒3 2在各個方向上具有速度，但是，從圖4中能夠 看出，通過缺口 38而沒有碰撞到格子板36的濺擊微粒32 僅是那些具有不大於通過臨界角度Θ (以0 = Un (D/T)來 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 1224149 A7 B7 五、發明説明（12) 表式）之入射角度的濺擊微粒’以及那些具有大於碰撞到格 子板36而變得被捕捉於該處’且不能夠通過格子板36之 入射角度的濺擊微粒，在此’ D係缺口 3 8之直徑的最大 値，T係缺口 3 8的深度（在此，和格子板的厚度相同）’且 T/D被稱作縱橫比。 舉例來說，在具有含有1 〇 m m / 5 m m == 2之縱橫比的缺 口 3 8之栗的情況，僅正以小於θ = 2 7 °之角度進入格子板 36之濺擊微粒能夠通過格子板36。 舉例來說，在具有根據氬之2,000升/秒之真空容積的 泵被用作真空泵2 1的情況，因爲在膜形成期間’僅使用此 真空泵2 1來使濺擊空間34及膜形成空間35兩者真空’所 以氬氣以33 seem之流動速率，經由流量控制器29而被饋 入濺擊空間34中，以便致使發光放電發生。在這樣的情況 中，因爲格子板36之導流與真空泵21之真空容積間的關 係，濺擊空間34中之壓力及膜形成空間35中之壓力分別 到達0.4 Pa及0.02 8 Pa，因此，能夠提供相差一個數字或 一個數字以上的壓差。 在此，濺擊空間34中之濺擊微粒的平均自由路徑爲 1.8 cm，且膜形成空間35中之灑擊微粒的平均自由路徑爲 26 cm，假設格子板36與標靶23之間的距離L1被設定爲2 cm，且格子板36與基體28之間的距離L2被設定爲4 cm， 在濺擊空間中，濺擊微粒32和濺擊氣體（氬分子3 1 ;見圖 2)碰撞大約1.1次，且在膜形成空間中大約0.15次。因 此，由於他們小於27°之入射角而能夠通過格子板36的濺 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-5-U Γ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1224149 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___B7五、發明説明（13) 擊微粒在膜形成空間35中更少被濺撃氣體（氬分子31)散 射’並且能夠到達基體28，而同時保持他們入射角的分 佈。 (實施例2) 圖5係顯示依據本發明之第二實施例薄膜形成系統的 示意圖。在此實施例中，除了上述實施例1的構造以外， 一能夠改變所施加電壓之極性及電壓値的可變電壓DC(直 流電流）電源39被連接至格子板。在圖5中，以相同的參 考數字表示那些和圖2相同的組件，·以避免重複個別的詳 細說明。一以參考數字36’表示之部件爲一選擇性設置在格 子板36與基體28之間的網路電極，一所述電壓從一當作 電壓施加機構之可變電壓電源39’而被施加至網路電極 36’，其被這樣地施加，以致於此網路電極的電位可能和電 漿的電位不同。 在習知濺擊中，電漿被形成在基體28的前面，而因 此，不能夠防止任何具有高能量之離.子或電子落在基體28 上，使得所形成之膜的特性被這樣的高能量帶電粒子所影 響。如圖5所示，可變電壓DC電源39被連接至格子板， 並且相對於該室壁之濺擊空間34的電位被設定爲任何所想 要的數値，藉此，落在基體28上之帶電粒子能夠被控制。 通常，電漿存在於一相對於該室壁高出+ 20到+ 30 V的電 位處，因此，一正電壓可以被施加於格子板36，使得格子 板36能夠具有比電漿電位還高的電位，藉此’能夠防止電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16 _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 啟 1224149 A7B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（14) 漿之正氬粒子進入膜形成空間35而到達基體28。相反地， 一所述電壓（例如，負電壓）可以被施加於格子板36，使得 格子板36能夠具有比電漿電位還低的電位，藉此，能夠防 止負離子（例如，電子）進入膜形成空間35。 作爲防止電漿之正氬粒子落在基體28上的另一機構， 如圖5所示，網路電極36’可以被設置在格子板36與基體 28之間，該電極已被設定爲高於電漿電位之電位，並且其 導流上的改變係在可忽略之位準，這致使電 >獎電位更少被 影響，並能夠產生更佳的效果。又，一適當之偏壓電壓可 以被施加於基體28，使得基體28能夠具有比電漿電位還高 的電位。 舉例來說，當能夠假設多個結晶結構之材料（例如鉅）的 膜被形成時，最好可以使用本實施例之薄膜形成系統，當 帶電粒子有力地轟擊於膜上時，傾向於形成^ -Ta(體心立方 晶系）’而不是iS-Ta(±L方晶系）。因此’施加於格子板之偏 壓電壓或施加於基體之偏壓電壓可以被控制，使得上面的 趨勢能夠被利用，以形成一具有所想要之結構的鉅膜。 (實施例3) 在上述實施例1及實施例2中，在連接於膜形成空間 35之真空泵2 1具有小的真空容積之情況，圖3所示之格子 板36的使用可以使真空容積對格子板導流之比値太小，而 不能夠提供任何足夠的壓差。在這樣的情況中’必須降低 格子板中之缺口的百分比，以減少整個格子板的導流。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17 - ---------------、1T-------R .. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1224149 A7 B7 五、發明説明（15) 圖6圖示例舉在圖2所示之連接於膜形成室35之真空 泵具有一 500升/秒之真空容積的情況中，格子板36之缺口 3 8與標靶2 3之侵蝕面積間的位置關係。在此真空容積的情 況中，格子板36必須具有38升/秒之導流，以便提供和實 施例1中相同的壓差。因此，缺口 38的數目被減少至大約 65(在實施例1中大約250)，因爲缺口 38的數目被限制， 所以缺口 3 8必須被這樣地排列遍及於格子板3 6上，以致 於濺擊微粒能夠通過缺口 38，並且膜能夠以高速率來予以 形成。 如圖6所示，如果在濺擊空間34中，濺擊微粒被濺擊 氣體（氬分子31)之散射可以被忽視，釋放自標靶之侵蝕面 積40的濺擊微粒32通過格子板36之缺口（P)，拉出路徑 (α )之直線軌跡。但是，缺口（Q)及缺口（R)不能夠讓飛來自 侵鈾面積40之濺擊微粒通過，因此，格子板36之缺口必 須被排列在由圖6中之虛線所畫出之圓C 1的外側及圓C2 的內側上，換言之，僅從膜形成空間35側，能夠經由格子 板36之缺口看到侵飩面積40這樣的缺口能夠讓濺擊微粒 3 2通過，而因此，缺口僅被設置在這樣的區域中。 在圖6所示的實例中，標靶23具有直徑110 mm的圓 形形狀，其侵蝕面積40係在延伸於圍繞標靶中心之半徑2 cm的圓周與圍繞該中心之半徑4 cm的圓周間的區域中，並 且呈環形形狀。然後，如實施例1所述，因爲缺口的縱橫 比爲2，且格子板36與標靶23之間的距離L1爲2 cm，圓 C1爲具有0.5 cm之半徑的圓，且圓C2爲具有5.5 cm之半 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -化- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1224149 A7 B7 五、發明説明（16) 徑的圓，.所有的缺口被做在此固定於這些圓C 1與C2之間 的環形區域內。可以從圖6看出，從膜形成空間側，經由 此區域內之缺口能夠看到侵飩面積40。 在濺擊空間34中，濺擊係處於高壓，而因此，濺擊微 粒之散射發生。但是，因爲濺擊微粒被散射平均僅約一 次，直到他們到達格子板36，甚至當其內之缺口被排列遍 及於格子板上的區域係根據濺擊微粒不被散射之假設而被 決定時，在實際的使用上不會發生問題。 (實施例4) 圖7係顯示依據本發明之第四實施例薄膜形成系統的 示意圖。本實施例係一實施例，其中，一用以改善膜厚度 之均勻度的機構被設置在任一上述的實施例中。在圖7 中，以相同的參考數字表示那些和圖2到圖6相同的組 件，以避免重複個別的詳細說明。參照圖7，格子板36被 設置而離開分隔壁37，並且以具有一振動機構41’之固定夾 具41來予以支撐，而振動機構41’使格子板從圖上來看左 右振動（在與標靶23平行的方向），部分的格子板36並不讓 濺擊微粒通過。因此，如果膜被形成於格子板36與基體28 保持固定的狀態中，膜表面在缺口 38的成形之後可能會不 平坦，藉由使格子板左右振動，以便相對於基體28偏移缺 口 38的位置，能夠防止此膜表面的不平坦。 一在膜形成之時用以移動（轉動）基體的機構可以進一步 選擇性地被連接至用以固定基體28之基體固持器28’及固 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂* 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -19 - 1224149 A7 _____ B7 五、發明説明（17) 持器固定部件42的其中之一，使得能夠讓膜厚度更均勻。 (實施例5) 圖8係顯示依據本發明之第五實施例薄膜形成系統的 示意圖。在圖8中，以相同的參考數字表示那些和圖2到 圖7相同的組件，以避免重複個別的詳細說明。參照圖8 : 就像實施例4 一樣，格子板36被設置而離開分隔壁37，並 且以具有一振動機構41’之固定夾具41來予以支撐，而振 動機構41’使格子板從圖上來看左右振動（在與標靶23平行 的方向）。 如圖8所示，一在膜形成之時用以轉動及旋轉基體的 機構可以進一步選擇性地被連接至用以固定基體28之基體 固持器28’及固持器固定部件42的其中之一，使得能夠讓 膜厚度更均勻。 就像實施例2，一網路電極36’可以進一步被設置在格 子板36與基體28之間，一所述電壓從一可變電壓電源39, 而被施加至網路電極36’，其被這樣地施加，以致於此網路 電極的電位可能和電漿的電位不同，以防止（或助長）帶電粒 子落在基體上。 (實施例0) 圖9係顯示依據本發明之第六實施例薄膜形成系統的 示意圖。在圖9中，以相同的參考數字表示那些和圖2到 圖8相同的組件，以避免重複個別的詳細說明。在圖7及 ^氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Of). (請先閲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 1224149 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7 _五、發明説明（18) 圖8所示之系統中顯示實例，其中，格子板36與基體28 及標靶23平行地被振動，爲了防止膜在缺口 3 8的成形之 後變得不平坦，如圖9所示，當以具有一轉動機構43’之固 定夾具4 3代替振動機構4 1 ’時，也可以獲得相同的效果， 而轉動機構43’致使格子板36繞著格子板36的中心當作軸 而旋轉。通常，在格子板36與基體28之間的距離愈短， 由於柵格之缺口而使膜可以變得不平坦更加顯著，因此， 格子板可以被振動及/或轉動，使得能夠防止膜由於柵格之 缺口而變成不平坦，這使得有可能使格子板36與基體28 之間的距離更加短。在這樣的情況中，可以使濺擊微粒在 膜形成空間中更少被散射。 格子板的振動及/或轉動防止膜由於格子板36之安裝而 變成不平坦，並且不能夠修改膜厚度的分佈，而甚至當格 子板不被設置時，可能會造成膜厚度的分佈，在後者的情 況中，能夠使在膜形成之時，可以移動（轉動）基體之上述機 構被連接至用以固定基體28之基體固持器28’及固持器固 定部件42的其中之一之處的膜厚度之分佈均勻。 除了上面所述的實施例之外，本發明能夠以各種的方 式來予以修正，本發明包含所有這樣的修正，祇要他們不 違離申請專利範圍之範疇。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂、 垅 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1224149 A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 1、一種形成薄膜之薄膜形成方法，其.藉由一具有一室 之濺擊設備’該室包括一濺擊空間及一膜形成空間和一配 置在濺撃空間與膜形成空間之間的格子板，該方法包括步 驟： 將一標靶及一基體分別放置在濺擊空間及膜形成空間 中； 使膜形成空間中之壓力維持在一低於濺擊空間中之壓 力的壓力，及一足以使濺擊微粒移動於膜形成空間中之壓 力，該等濺擊微粒具有比格子.板與基體間之距離還長的平 均自由路徑；以及 濺擊該標靶，以形成薄膜於基體上。 2 ·、如申請專利範圍第1項之薄膜形成方法，其中該格 子板具有缺口，各缺口具有1或大於1之縱橫比。 3、 如申請專利範圍第1項之薄膜形成方法，其中，當 薄膜被形成時，一電壓被這樣地施加於格子板，以致於格 子板之電位和濺擊空間中所產生之電漿的電位不同。 4、 如申請專利範圍等1項之薄膜形成方法，其中該濺 擊設備具有一網路電極在格子板與基體之間，且當薄膜被 形成時，一電壓被這樣地施加於格子板，以致於網路電極 之電位和濺擊空間中所產生之電漿的電位不同。 5、 如申請專利範圍第1項之薄膜形成方法，.其中，當 薄膜被形成時，一電壓被這樣地施加於基體，以致於基體 之電位被設定在一比在濺擊空間中所產生之電漿的電位還 高之數値。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局a(工消費合作社印製 、τ

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22 1224149 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍 6、 如申請專利範圍第1項之薄膜形成方法，其中，當 薄膜被形成時，格子板平行於標靶地被振動。 7、 如申請專利範圍第1項之薄膜形成方法，其中，當 薄膜被形成時，格子板被轉動、 8、 如申請專利範圍第1項之薄膜形成方法，其中，當 薄膜被形成時，基體被移動於室中。 9、 如申請專利範圍第1項之薄膜形成方法，其中該格 子板具有缺口，各缺口具有三角形、四角形及六角形之任 一形狀的剖面。 10、 如申請專利範圍第1項之薄膜形成方法，其中該 格子板具有多個缺口，該等缺口被這樣地排列，以致於非 均勻地分布遍及於格子板上。 11、 如申請專利範圍第1項之薄膜形成方法，其中該 格子板具有多個缺口，該等缺口被這樣分布地排列遍及於 格子板上，以致於當經由缺口來看標祀時，得以看到侵蝕 面積。 12、 一種薄膜形成系統，其包括： 一室，包括一濺擊空間，用以放置一標靶於其中，及 一膜形成空間，用以放置一基體於其中，而一薄膜即將被 形成於該基體上； 一格子板，被配置在濺擊空間與膜形成空間之間；以 及 一壓力控制機構，用以使膜形成空間中之壓力維持在 一低於濺擊空間中之壓力的壓力，及一足以使濺擊微粒移 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1224149 A8 B8 C8 _____ D8 六、申請專利範圍 動於膜形成空間中之壓力，該等濺擊微粒具有比格子板與 基體間之距離還長的平均自由路徑。 . 1 3、如申請專利範圍第1 2項之薄膜形成系統，其中該 格子板具有缺口，各缺口具有1或大於1之縱橫比。 1 4、如申請專利範圍第1 2項之薄膜形成系統，其另包 括一電源，用來以這樣的方式施加電壓於格子板，以致於 格子板之電位和濺擊空間中所產生之電漿的電位不同。 1 5、如申請專利範圍第1 2項之薄膜形成系統，其另_包 括一網路電極配置在格子板與基體之間，以及一電源，用 來以這樣的方式施加電壓於網路電極，以致於網路電極之 電位和濺擊空間中所產生之電漿的電位不同。 1 6、如申請專利範圍第1 2項之薄膜形成系統，其另包 括一電源，用來以這樣的方式.施加電壓於基體，以致於基 體之電位係一比在濺擊空間中所產生之電漿的電位還高之· 數値。 1 7、如申請專利範圍第1 2項之薄膜形成系統，其另包 括一驅動機構，用以使格子板平行於標靶地振動。 1 8、如申請專利範圍第1 2項之薄膜形成系統，其另包 括一驅動機構，用以使格子板轉動。 1 9、如申請專利範圍第1 2項之薄膜形成系統，其另包 括一驅動機構’用以使基體移動於室中。 20、如申請專利範圍第1 2項之薄膜形成系統，其中該 格子板具有缺口 ’各缺口具有三角形、四角形及六角形之 任一形狀的剖面。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X ：297公釐） ~ " I 訂it* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1224149 A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 2 1、如申請專利範圍第1 2項之薄膜形成系統，其中該 格子板具有缺口，該等缺口被這樣地排列，以致於非均句 地分布遍及於格子板上。 22、如申請專利範圍第1 2項之薄膜形成系統，其中該 格子板具有缺口，該等缺口被這樣分布地排列遍及於格子 板上，以致於當經由缺口來看標靶時，得以看到侵蝕面 槓0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 、τ