TWI409351B - 多層膜形成方法及裝置 - Google Patents

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Shin Kikuchi
Yutaka Nishioka
Koukou Suu
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Description

多層膜形成方法及裝置
本發明係關於一種多層膜形成方法及多層膜形成裝置。
鋯鈦酸鉛(PZT：Pb(Zr,Ti)O3 )等複合氧化物因具備優良壓電性與誘電性，而被廣泛運用於如感應器、致動器等電子裝置。由複合氧化物所組成之各種電子元件以往係藉由對複合氧化物之燒結體施予機械加工所形成。
近年來於電子裝置製造技術領域，隨著電子裝置之細微化以及微機電系統(MEMS,Micro Electro Mechanical System)技術之發達，產生了薄膜化上述複合氧化物的需求。複合氧化物之薄膜化技術與半導體之製造技術相同，例如濺鍍法及蝕刻法。
專利文獻1係揭示，PZT膜可藉由以三種含有PZT構成元素之不同靶材進行濺鍍而形成。此時，於各靶材上所施加之電力會被控制，藉此以高精準度調節PZT膜之含鉛量。專利文獻2係揭示，藉由對PZT薄膜施予乾式蝕刻可使PZT薄膜成形，而成形後之PZT薄膜則被浸漬於指定之蝕刻液中。因此，附著於PZT薄膜之表面及側面之反應生成物可藉由蝕刻液洗淨，使PZT膜之壓電性與誘電性於成形前後得以維持。
然而，於對鉛系複合氧化物之薄膜施予乾式蝕刻的情 況下，鉛系複合氧化物所含之鉛或氧會因氯系或氟系之蝕刻劑之影響，以氯化鉛(PbCl4 或PbCl2 )或一氧化碳(CO)的形式排放，因此會形成鉛系複合氧化物之鉛或氧之欠損狀態，增加外洩之電流，以致於無法獲得良好的壓電性。此外，於使用乾式蝕刻形成電子元件的情況下，不僅有蝕刻之步驟，也必須加入阻劑遮罩之形成步驟與阻劑遮罩之剝離步驟，因此招致電子裝置之生產性下降或製造成本之增加。
(專利文獻1)日本專利特開平第6－57412號公報。 (專利文獻2)日本專利特開第2000－133643號公報。
本發明係為提供一種可不使用蝕刻處理，使包含複合氧化物層之多層膜形成希望的電子元件形狀之多層膜形成方法及該多層膜之形成裝置。
本發明之第一方面係為多層膜形成方法，該方法係包含下列步驟：將第一光罩置於基板上方，以第一靶材進行濺鍍，再使用前述第一光罩使下部電極層於前述基板上方成膜；將由陶瓷材料形成之第二光罩置於前述下部電極層上方，以第二靶材進行濺鍍，再使用前述第二光罩於前述下部電極層上方層積複合氧化物層；將第三光罩置於前述複合氧化物層上方，以第三靶材進行濺鍍，再使用前述第三光罩於前述複合氧化物層上方層積上部電極層。
本發明之第二方面係為多層膜形成裝置，該裝置係包 含：第一成膜部，其係為將第一光罩置於基板上方，以第一靶材進行濺鍍，再使用前述第一光罩使下部電極層於前述基板上方成膜；第二成膜部，其係為將由陶瓷材料形成之第二光罩置於前述基板上方，以第二靶材進行濺鍍，再使用前述第二光罩使複合氧化物層於前述下部電極層上成膜；第三成膜部，其係為將第三光罩置於前述複合氧化物層上方，以第三靶材進行濺鍍，再使用前述第三光罩使上部電極層於前述複合氧化物層上成膜；搬送部，其係為連結前述第一成膜部、前述第二成膜部、前述第三成膜部，且搬送前述基板至前述第一成膜部、前述第二成膜部、前述第三成膜部；控制部，其係為驅動前述搬送部、前述第一成膜部、前述第二成膜部、前述第三成膜部，於前述基板上依順序層積前述下部電極層、前述複合氧化物層、及前述上部電極層。
以下說明為本發明實施態樣的多層膜形成裝置。第一圖係為將作為該多層膜形成裝置之成膜裝置10以模型方式揭示之平面圖。
在第一圖中，成膜裝置10係具有：加載互鎖真空室11(load lock chamber，以下簡稱為LL室)；及搬送室12，其係為與LL室11連結以構成搬送部。此外，成膜裝置10係具有與搬送室12連結之三個成膜室13，即指構成第一成膜部之第一成膜室13A、構成第二成膜部之第二成膜室13B、及構成第三成膜部之第三成膜部13C。
LL室11係具有可減壓之內部空間(以下簡稱為收容室11a)，可收容複數之基板S的搬出及搬入。該基板S係可使用如矽基板或陶瓷基板等材質。一旦基板S之成膜處理開始，LL室11會使收容室11a減壓，使複數個基板得以搬出至搬送室12。而當基板S之成膜處理結束後，LL室11會使收容室11a對大氣開放，使其收容之基板得以被搬出至成膜裝置10外部。
搬送室12係具有可與收容室11a連通之內部空間(以下簡稱為搬送室12a)，其係搭載為搬送基板S之自動搬送裝置12b。一旦基板S之成膜處理開始，自動搬送裝置12b會將成膜處理前的基板S從LL室11搬入至搬送室12。而自動搬送裝置12b則將搬入之基板S依照第一圖所示之逆時針順序搬送，即指依照第一成膜室13A、第二成膜室13B、第三成膜室13C之順序搬送。此時，於不將基板S暴露於大氣之情況下，實行連續的各層成膜處理。當基板S之成膜處理結束後，自動搬送裝置12b會將成膜處理後之基板S從搬送室12搬出至LL室11。
各成膜室13A、13B、13C係具有可與搬送室12a連通之內部空間(以下簡稱為成膜室13S)，且於各成膜室13S係各自搭載與各成膜室對應之靶材T。若詳加描述，於第一成膜室13A係搭載構成第一靶材之密著層靶材T1及下部電極層靶材T2。此外，於第二成膜室13B係搭載作為第二靶材之氧化物層靶材T3，而於第三成膜室13C係搭載作為第三靶材之上層電極層靶材T4。
密著層靶材T1係包含密著層之主成分，即指係由鈦 (Ti)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、鈷(Co)組成群組中之一的金屬，或含有90%以上該金屬之氧化物或氮化物，較佳為95%以上。密著層靶材T1之剩餘部份係含有上述主成分之金屬元素以外之金屬。下部電極層靶材T2係包含下部電極層之主成分，即指係由白金(Pt)、銥(Ir)、金(Au)、銀(Ag)組成群組中之一的貴金屬，或含有90%以上該貴金屬之氧化物或氮化物，較佳為95%以上。下部電極層靶材T2之剩餘部份係包含上述主成分之金屬元素以外之金屬，如銅或矽等。氧化物層靶材T3係可使用鉛系複合氧化物之主成分，即指包括鋯鈦酸鉛(Pb(Zr,Ti)O3 ：PZT)、鉭鈧酸鉛(Pb(Sr,Ti)O3 ：PST)、鋯鈦酸鉛鑭(Pb(Zr,TiO3 ：PLZT)等複合氧化物之燒結體。上部電極層靶材T4係包含上部電極層之主成分，即指包含白金(Pt)、銥(Ir)、金(Au)、銀(Ag)組成群組中之一的貴金屬，或含有90%以上該貴金屬之氧化物或氮化物，較佳為95%以上。該上部電極層靶材T4剩餘部份係包含上述主成分之金屬元素以外之金屬，如銅或矽等。
各成膜室13係為將靶材T以濺鍍法使與靶材T相對應之層膜於保持於一定溫度(例如500℃以上之溫度)之基板S上成膜。亦即，第一成膜室13A係使用密著層靶材T1及下部電極層靶材T2，以濺鍍法使密著層及下部電極層成膜。第二成膜室13B係使用氧化物層靶材T3以濺鍍法使複合氧化物層成膜。第三成膜室13C係使用上部電極層靶材T4以濺鍍法使上部電極層成膜。
在第二圖中，成膜室13係具有形成前述成膜室13S之反應室本體21。反應室本體21係具有經由供給配管IL與 成膜室13S連通之氣體供給部22。該氣體供給部22係為調整與各靶材T對應之氣體至設定流量，以供應至成膜室13S。例如，與第一成膜室13A及第三成膜室13C對應之氣體供給部22係為供應氬氣(Ar)至成膜室13S，為濺鍍密著層靶材T1、下部電極層靶材T2、及上部電極層靶材T4所用。此外，與第二成膜室13B對應之氣體供給部22係為供應為濺鍍氧化物層靶材T3所用之氬氣(Ar)、及為濺鍍粒子填補氧所用之氧氣(O2 )至成膜室13S。
成膜室13S係為經由排氣配管OL與由渦輪分子幫浦或乾式幫浦等所組成之排氣系統23連結。排氣系統23係為排出供應至成膜室13S之Ar氣體，或Ar氣體與O2 氣體之混合氣體，使成膜室13S減壓至設定之壓力值。
成膜室13S係具有為載置基板S之基板平台24，該基板平台24係為載置由搬送室12搬入之基板S，且將基板S固定於設定之位置。
於基板平台24之正上方係配設了形成圓盤狀之靶材T，於該靶材T上側係配設了靶電極25。靶電極25係為使靶材T與基板S正對，以保持靶材T與基板S間之設定距離。靶電極25係與外部電源FG接續，供應由外部電源FG所提供之設定的直流或交流電力至靶材T。當電漿於成膜室13S形成時，接收了直流或交流電力之靶電極25係作為負電極(即指cathode)運作，藉此濺鍍靶材T。
於靶電極25上側係配設了磁氣迴路26。磁氣迴路26係沿著靶材T之內側形成磁控磁場。當電漿於成膜室13S形成時，磁氣迴路26能使電漿安定，且使電漿密度增加。
各成膜室13在與靶材T對應之薄膜於基板S上成膜時，於氣體供給部22供應設定流量之濺鍍氣體，或濺鍍氣體與反應氣體之混合氣體同時，成膜室13S會藉由排氣系統23減壓至設定之壓力值。於此狀態下，各成膜室13係由外部電源FG對靶電極25施加設定之電力，藉高密度之電漿濺鍍靶材T。濺鍍粒子則被射入至基板S之表面，覆蓋基板S之表面。
在第二圖中，於成膜室13S係具備一對升降機L於基板平台24之兩側。該升降機L係與配設於反應室本體21下側之升降構造27連結驅動，依受升降構造驅動之基板S之略法線方向，即指沿著第二圖中之垂直方向升降。其中，於第一成膜室13A、第二成膜室13B、及第三成膜室13C設置的一對升降機L係由各自之第一移動構造、第二移動構造、及第三移動構造構成。
於一對升降機L上側係配設了共通之光罩升降環R。由垂直向朝下看，光罩升降環R係如包圍基板S外圍般形成環狀，且於一對升降機L進行升降時，隨著一對升降機L沿著基板S之法線方向升降。亦即，光罩升降環R之位置係由一對升降機決定，且其變位僅限於基板S之法線方向。
光罩升降環R之上側係配設了約略圓筒狀之下側防著板28L。該下側防著板28L係為於濺鍍靶材T時，防止濺鍍粒子附著於成膜室13S之內壁下側。下側防著板28L係於一對升降機L升降時，隨著一對升降機L沿著基板S之法線方向升降。
於下側防著板28L之上側係配設了約略圓筒狀之上側 防著板28U。該上側防著板28U係為於濺鍍靶材T時，防止濺鍍粒子附著於成膜室13S之內壁上側。
於光罩升降環R之內側係配設了與基板S相面對之光罩30。第三圖(a)係為從靶材T方向看光罩30之平面圖，第三圖(b)係為從基板S面方向看光罩30之側剖面圖。
在第三圖中，光罩30係由陶瓷材料(例如礬土(Al2 O3 ))所組成之約略四角板狀形成。光罩30之外緣設有複數個定位孔30h，而光罩30藉由定位針P於各個位置之定位孔30h之穿通，得以被固定於可脫離光罩升降環R之位置。光罩30在一對升降機L升降時係於與基板S接近之位置(第三圖(b)之實線位置)與基板S上方相隔較遠之位置(第三圖(b)之二點鍊線位置)之間移動。在此，光罩30與基板接近之位置係為成膜位置，而光罩30與基板S相隔較遠之位置係為搬送位置。
於光罩30內側係形成了朝基板S方向貫通之複數個光罩孔31。複數個光罩孔31之形成係擴及至基板S上方全面，且各光罩孔31係對應各層之形狀，即指對應電子元件之形狀形成。
各成膜室13於與靶材T1相對應之薄膜於基板S上成膜時，係藉由升降構造27將光罩30置於成膜位置，使光罩30接近基板S。光罩30係於濺鍍靶材T時，經由各光罩孔31使濺鍍粒子通過，射入基板S之表面，即指依照與各光罩孔31對應之形狀使濺鍍粒子於基板S上堆積。此外，各成膜室13係於搬送基板S時藉由升降構造27將光罩30置於搬送位置，使光罩30遠離基板S。因此，各成膜室13可避免與搬送之基板S及光罩30的實體接觸。
此外，與配置於第一成膜室13A置之密著層靶材T1及下部電極層靶材T2對應之光罩30係稱為第一光罩30A，而對應該第一光罩30A形成之光罩孔31則被稱為第一光罩孔31A。與配置於第二成膜室13B之氧化物層靶材T3對應之光罩30係稱為第二光罩30B，而對應該第二光罩30B形成之光罩孔31則被稱為第二光罩孔31B。而與配置於第三成膜室13C之上部電極層靶材T4對應之光罩30係稱為第三光罩30C，而對應該第三光罩30C形成之光罩孔31則被稱為第三光罩孔31C。
第四圖(a)係為從靶材T看各光罩30之光罩孔31的平面圖，而第四圖(b)係為揭示各光罩30之光罩孔31之側剖面圖。此外，第四圖(c)係為揭示使用各光罩30所形成之多層膜之側剖面圖。
在第四圖中，第一光罩孔31A從靶材T看係形成略呈四角形之矩形。第一光罩孔31A之內壁係形成上方加寬之圓錐狀。當濺鍍密著層靶材T1時，濺鍍粒子朝向基板S通過第一光罩孔31A，使具有與第一光罩孔31A對應之形狀之密著層36於基板S上堆積。同樣的，當濺鍍下部電極層靶材T2時，濺鍍粒子朝向基板S通過第一光罩孔31A，使具有與第一光罩孔31A對應之形狀之下部電極層37於基板S上方，即指密著層上方堆積。此時，由於第一光罩孔31A之內壁形成圓錐狀，通過的濺鍍粒子之入射角度範圍會變廣，因此得以使密著層36及下部電極層37形成更均一之膜厚。
第二光罩孔31B從靶材T看係為略呈四角形之矩形孔，且與共通之基板S相對，於第一光罩孔31A之內側形成。亦 即，第二光罩孔31B較第一光罩孔31A小，且該第二光罩孔31B之內壁如同第一光罩孔31A，係形成上方加寬之圓錐狀。於濺鍍氧化物層靶材T3時，濺鍍粒子係朝基板S方向通過第二光罩孔31B，使與具有第二光罩孔31B相對應形狀之複合氧化物層38於基板S上堆積。亦即，使複合氧化物層38於不超出下部電極層37範圍之情況下，經由第二光罩孔31B於下部電極層37之上側層積。此時，由於第二光罩孔31B之內壁形成圓錐狀，通過的濺鍍粒子之入射角度範圍會變廣，因此得以使複合氧化物層38形成更均一之膜厚。此外，因第二光罩30B係由陶瓷材料所形成，於第二光罩30B與複合氧化物層38之間之熱膨脹率之差值小，因此抑制因堆積於第二光罩30B上之複合氧化物的熱膨脹率之差所產生之剝膜現象。亦即，第二光罩30B於複合氧化物層38層積時，可抑制因複合氧化物之剝膜所引起之粒子之產生。
第三光罩孔31C係為從靶材T看呈約略四角形之矩形孔，與共通之基板S相對，於第二光罩孔31B之內側形成。亦即，第三光罩孔31較第二光罩孔31B小，且該第三光罩孔31C之內壁如同第一光罩孔31A，係形成為上方加寬之圓錐狀。於濺鍍上部電極層靶材T4時，濺鍍粒子係朝基板S方向通過第三光罩孔31C，使與具有第三光罩孔31C相對應形狀之上部電極層39於基板S上堆積。亦即，使上部電極層39於不超出複合氧化物層38範圍之情況下，經由第三光罩孔31C於複合氧化物層38之上側層積。此時，由於第三光罩孔31C之內壁形成圓錐狀，通過的濺鍍粒子之入射角度範圍會變廣，因此得以使上部電極層39形成更均一之膜厚。
接著，按照第五圖說明上述成膜裝置10之電路構成。控制部41係為實行成膜裝置之各種處理動作(例如基板S之搬送處理或基板S之成膜處理)之構件。該控制部41係具有為實行各種演算處理之CPU、為容納各種數據之RAM、為容納各種控制程式之ROM、或硬碟等。例如、該控制部41從硬碟中讀取其容納之成膜處理程式，而依照該成膜處理程式實行成膜處理。
控制部41係與輸出入部42連結。輸出入部42係具有啟動開關、停止開關等各種操作開關，及液晶儀表板等各種表示裝置。該輸出入部42係供應各種處理動作之數據至控制部41，且輸出與成膜裝置10之處理狀況相關之數據。該輸出入部42係將成膜參數相關之數據(例如氣體流量、成膜壓力、成膜溫度、成膜時間等)作為成膜條件數據Id提供至控制部41。亦即，該輸出入部42將密著層、下部電極層、複合氧化物層、上部電極層成膜所需之各種成膜參數作為成膜條件數據Id供應至控制部41。該控制部41則以與輸出入部提供之成膜條件數據Id對應之成膜條件實行各層之成膜處理。
控制部41係與為控制LL室11驅動之LL室驅動迴路43連結。該LL室驅動迴路43係為檢測LL室11之狀態，且供應其檢測結果至控制部41。例如，LL室驅動迴路43檢測出收容室11a之壓力值，且供應其檢測數據至控制部41。控制部41進一步依據LL室驅動迴路43供應之檢測信號，供應與LL室驅動迴路43對應之驅動控制信號至LL室驅動迴路43。LL室驅動迴路43則回應從控制部41接收之驅動控制信號，進行 收容室11a之減壓或使其對大氣開放，使基板S得以進行搬入或搬出。
控制部41係與為控制搬送室12驅動之搬送室驅動迴路44連結。該搬送室驅動回路44係為檢測搬送室12之狀態，且供應其檢測結果至控制部41。例如，搬送室驅動迴路44檢測出自動搬送裝置12b之機械手臂之位置，且供應其關於機械手臂位置之數據之檢測信號至控制部41。該控制部41進一步依據搬送室驅動迴路44供應之檢測信號，供應與搬送室驅動迴路44對應之驅動控制信號至搬送室驅動迴路44。搬送室驅動迴路44則回應從控制部41接收之驅動控制信號，依成膜處理程式將基板S照LL室11、搬送室12、第一成膜室13A、第二成膜室13B、第三成膜室13C之順序搬送。
控制部41係與為控制第一成膜室13A驅動之第一成膜室驅動迴路45連結。該第一成膜室驅動迴路45係為檢測第一成膜室13A之狀態，且供應其檢測結果至控制部41。例如，第一成膜室驅動迴路45檢測出成膜室13S之實際壓力、濺鍍氣體之實際流量、基板S之實際溫度、處理時間、施予靶材T之實際電力值、升降機L位置等參數，且供應其關於參數之數據之檢測信號至控制部41。該控制部41進一步依據第一成膜室驅動迴路45供應之檢測信號，供應與成膜條件數據Id對應之驅動控制信號至第一成膜室驅動迴路45。第一成膜室驅動迴路45則回應從控制部41接收之驅動控制信號，依照與成膜條件數據Id對應之成膜條件實施密著層36及下部電極層37之成膜處理。
控制部41係與為控制第二成膜室13B驅動之第二成 膜室驅動迴路46連結。該第二成膜室驅動迴路46係為檢測第二成膜室13B之狀態，且供應其檢測結果至控制部41。例如，第二成膜室驅動迴路46檢測出成膜室13S之實際壓力、濺鍍氣體或反應氣體之實際流量、基板S之實際溫度、處理時間、施予靶材T之實際電力值、升降機L位置等參數，且供應其關於參數之數據之檢測信號至控制部41。該控制部41進一步依據第二成膜室驅動迴路46供應之檢測信號，供應與成膜條件數據Id對應之驅動控制信號至第二成膜室驅動迴路46。第二成膜室驅動迴路46則回應從控制部41接收之驅動控制信號，依照與成膜條件數據Id對應之成膜條件實施複合氧化物層38之成膜處理。
控制部41係與為控制第三成膜室13C驅動之第三成膜室驅動迴路47連結。該第三成膜室驅動迴路47係為檢測第三成膜室13C之狀態，且供應其檢測結果至控制部41。例如，第三成膜室驅動迴路47檢測出成膜室13S之實際壓力、濺鍍氣體或反應氣體之實際流量、基板S之實際溫度、處理時間、施予靶材T之實際電力值、升降機L位置等參數，且供應其關於參數之數據之檢測信號至控制部41。該控制部41進一步依據第三成膜室驅動迴路47供應之檢測信號，供應與成膜條件數據Id對應之驅動控制信號至第三成膜室驅動迴路47。第三成膜室驅動迴路47則回應從控制部41接收之驅動控制信號，依照與成膜條件數據Id對應之成膜條件實施上部電極層39之成膜處理。
接著，說明利用上述成膜裝置10之多層膜形成方法。
首先，複數個基板S會被安裝於LL室11。此時基板S如第四圖(c)所示，其表面係具有最下層UL(例如氧化矽膜等)。當控制部41從輸出入部42接收成膜條件數據Id，會經由LL室驅動迴路43及搬送室驅動迴路44驅動LL室11及搬送室12，將收容室11a中之基板S搬送至第一成膜室13A。
當基板S被搬入第一成膜室13A之成膜室13S時，控制部41會使密著層36及下部電極層37按照順序層積於最下層UL之上側。亦即，控制部41經由第一成膜室驅動迴路45，使位於搬送位置之第一光罩30A移動至成膜位置，依照與成膜條件數據Id相對應之成膜條件，經由第一光罩孔31A使密著層36及下部電極層37成膜。
下部電極層37成膜後，控制部41係使複合氧化物層38於下部電極層37之上側層積。亦即，控制部41經由搬送室驅動迴路44驅動搬送室12，搬送被置於第一成膜室13A中之基板S至第二成膜室13B。接著，控制部41經由第二成膜室驅動迴路46，使位於搬送位置之第二光罩30B移動至成膜位置，依照與成膜條件數據Id相對應之成膜條件，經由第二光罩孔31B使複合氧化物層38成膜。
複合氧化物層38成膜後，控制部41係使上部電極層39於複合氧化物層38之上側層積。亦即，控制部41經由搬送室驅動迴路44驅動搬送室12，搬送被置於第二成膜室13B中之基板S至第三成膜室13C。接著，控制部41經由第三成膜室驅動迴路47，使位於搬送位置之第三光罩30C 移動至成膜位置，依照與成膜條件數據Id相對應之成膜條件，經由第三光罩孔31C使上部電極層39成膜。藉此，成膜裝置10可於不使用蝕刻處理之情況下，形成形狀與光罩孔31對應，由密著層36、下部電極層37、複合氧化物層38、上部電極層39所組成之多層膜。
上部電極層39形成後，控制部41會使基板S搬出至成膜裝置10外部。亦即，控制部41經由搬送室驅動迴路44驅動搬送室12，收納第三成膜室13C之基板S至LL室11。控制部41從此如同前述，經由各驅動迴路43~47驅動各反應室11~13，對所有基板S實施密著層36、下部電極層37、鉛系複合氧化層38、上部電極層39之層積且收納至LL室11。對所有基板S所施之成膜處理結束時，控制部41經由LL室驅動迴路43使LL室11對大氣開放，使所有的基板S搬出至成膜裝置10外部。
本實施態樣之多層膜形成方法係具有以下優點。
(1)本實施態樣之多層膜形成方法係包含：於基板S上方放置第一光罩30A，濺鍍密著層靶材T1及下部電極層靶材T2，使具有與第一光罩孔31A對應之形狀之密著層及下部電極層37於基板S上方成膜；於下部電極層37上方放置由陶瓷材料所形成之第二光罩30B，濺鍍氧化物層靶材T3，使具有與第二光罩孔31B對應之形狀之複合氧化物層38層積；於複合氧化物層38上方放置第三光罩30C，濺鍍上部電極層靶材T4，使具有與第三光罩孔31C對應之形狀之上部電極層39層積。
藉此，密著層36及下部電極層37會以第一光罩孔31A之形狀成膜；複合氧化物層38會以第二光罩孔31B之形狀成膜；上部電極層39會以第三光罩孔31C之形狀成膜。因此，具有複合氧化物層38之多層膜可不使用蝕刻處理，形成希望之電子元件形狀。
而且，因第二光罩30B係由陶瓷材料所形成，可使第二光罩30B與複合氧化物層38之間的熱膨脹率之差變小。藉此，可抑制因堆積於第二光罩30B上之複合氧化物的熱膨脹率之差所產生之剝膜現象。更進一步地，於複合氧化物層38層積時，可抑制因複合氧化物之剝膜的粒子之產生。
(2)當密著層36及下部電極層37成膜時，位於搬送位置之第一光罩30A會移動至成膜位置，使第一光罩30A接近基板S。並且，當複合氧化物層38成膜時，位於搬送位置之第二光罩30B會移動至成膜位置，使第二光罩30B接近基板S。此外，當上部電極層39成膜時，位於搬送位置之第三光罩30C會移動至成膜位置，使第三光罩30C接近基板S。
藉此，當搬送基板S時，可避免基板S與各光罩30間的實體接觸。因此可使密著層36、下部電極層37、複合氧化物層38、上部電極層39各層於更高加工精度的條件下成膜。
(3)各光罩30係被固定於可脫離光罩升降環R之位置。因此，當實行成膜室13S之維護時(例如交換下側防著板28或上側防著板28U時)，可同時交換光罩30。藉此可 實現對於密著層36、下部電極層37、複合氧化物層38、及上部電極層39各層長期之成膜安定性。
(4)光罩30係藉由為升降下側防著板之升降機L進行升降動作。因此，因無特別為光罩30設立另外之升降構件之必要，可簡化成膜裝置10之構造。
(5)各光罩孔31之內壁係呈現上方加寬之圓錐狀。因此可使通過光罩孔31之濺鍍粒子之入射角度變廣，藉此使密著層36、下部電極層37、複合氧化物層38、及上部電極層39各層形成更均一之膜厚。
此外，上述實施態樣亦可以以下態樣實施。
．光罩30A、30C之材質不限定於陶瓷材料。例如，第一光罩30A及第三光罩30C其中至少任何一方可由金屬材料或樹脂材料形成。亦即，於下部電極層37或上部電極層39等密著性高之金屬層成膜時，構成光罩30之材料不限定於陶瓷材料。
．車可藉由升降基板平台24代替光罩30之升降，以變更基板S與光罩30間之距離。
．使用單一靶材濺鍍之單一靶材濺鍍法適用於複合氧化物層38。濺鍍法不以此為限，例如使用複數靶材之複數靶材濺鍍法亦適用。
．用於各成膜室13之直流磁控濺鍍法或交流磁控濺鍍法亦可以直流濺鍍法或交流濺鍍法代替實行。
10‧‧‧成膜裝置
12‧‧‧搬送部
13‧‧‧成膜部
13A‧‧‧第一成膜部
13B‧‧‧第二成膜部
13C‧‧‧第三成膜部
30‧‧‧光罩
30A‧‧‧第一光罩
30B‧‧‧第二光罩
30C‧‧‧第三光罩
36‧‧‧密著層
37‧‧‧下部電極層
38‧‧‧複合氧化物層
39‧‧‧上部電極層
41‧‧‧控制部
L‧‧‧升降機
S‧‧‧基板
T‧‧‧靶材
T1‧‧‧密著層靶材
T2‧‧‧下部電極層靶材
T3‧‧‧氧化物層靶材
T4‧‧‧上部電極層靶材
第一圖係為將實施態樣之成膜裝置以模型方式揭示之平面圖。
第二圖係為將第一圖之成膜室之構成以概要方式揭示之側視剖面圖。
第三圖(a)及(b)係為分別揭示光罩構成之平面圖及側視剖面圖。
第四圖(a)及(b)係為分別揭示光罩孔之構成之平面圖及側視剖面圖，第四圖(c)係為揭示光罩孔與多層膜關係之圖式。
第五圖係為將第一圖之成膜裝置之機電構成以概要方式揭示之迴路方塊圖。
30A‧‧‧第一光罩
30B‧‧‧第二光罩
30C‧‧‧第三光罩
31A‧‧‧第一光罩孔
31B‧‧‧第二光罩孔
31C‧‧‧第三光罩孔
36‧‧‧密著層
37‧‧‧下部電極層
38‧‧‧複合氧化物層
39‧‧‧上部電極層
S‧‧‧基板
UL‧‧‧最下層

Claims (6)

  1. 一種多層膜之形成方法，其特徵係為具備下列步驟：將第一光罩(30A)置於基板(S)上方；以第一靶材(T2)進行濺鍍，再使用前述第一光罩使下部電極膜(37)於前述基板上方成膜；將由陶瓷材料形成之第二光罩(30B)置於前述下部電極膜上方；以第二靶材(T3)進行濺鍍，再使用前述第二光罩於前述下部電極膜上方層積複合氧化物膜(38)；將第三光罩(30C)置於前述複合氧化物膜上方；及以第三靶材(T4)進行濺鍍，再使用前述第三光罩於前述複合氧化物膜上方層積上部電極膜(39)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多層膜形成方法，更包含下列步驟：於前述下部電極膜成膜時，使前述第一光罩朝前述基板之法線方向移動，使前述第一光罩接近前述基板；於前述複合氧化物膜成膜時，使前述第二光罩朝前述法線方向移動，使前述第二光罩接近前述基板；及於前述上部電極膜成膜時，使前述第三光罩朝前述基板之法線方向移動，使前述第三光罩接近前述基板。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之多層膜形成 方法，其中，前述下部電極膜之成膜係包含：使用以鈦為主成分之靶材(T1)進行濺鍍，再使用前述第一光罩使前述以鈦為主成分之密著膜(36)於前述基板上成膜；使用以白金為主成分之靶材(T2)進行濺鍍，再使用前述第一光罩使前述以白金為主成分之前述下部電極膜(37)於前述密著膜上成膜；前述複合氧化物膜之層積係包含以至少含鉛之靶材(T3)進行濺鍍，再使用前述第二光罩使前述以鋯鈦酸鉛為主成分之前述複合氧化物膜(38)於前述下部電極膜上成膜；及前述上部電極膜之層積係包含以白金為主成分之靶材(T4)進行濺鍍，再使用前述第三光罩使前述以白金為主成分之前述上部電極膜(39)於前述複合氧化物膜上成膜。
  4. 一種多層膜形成裝置，其特徵係為包含：第一成膜部(13A)，其係為將第一光罩置於基板上方，以第一靶材進行濺鍍，再使用前述第一光罩使下部電極膜於前述基板上方成膜；第二成膜部(13B)，其係為將由陶瓷材料形成之第二光罩置於前述基板上方，以第二靶材進行濺鍍，再使用前述第二光罩使複合氧化物膜於前述下部電極膜上成膜；第三成膜部(13C)，其係為將第三光罩置於前述 複合氧化物膜上方，以第三靶材進行濺鍍，再使用前述第三光罩使上部電極膜於前述複合氧化物膜上成膜；搬送部(12)，其係為連結前述第一成膜部、前述第二成膜部、前述第三成膜部，且搬送前述基板至前述第一成膜部、前述第二成膜部及前述第三成膜部；及控制部(41)，其係為驅動前述搬送部、前述第一成膜部、前述第二成膜部、前述第三成膜部，於前述基板上依順序層積前述下部電極膜、前述複合氧化物膜、及前述上部電極膜。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之多層膜形成裝置，其特徵為：前述第一成膜部係包含第一移動構造(13A中的升降機L)，其係為使前述第一光罩朝前述基板之法線方向移動，以變更前述基板及前述第一光罩之間之距離；前述第二成膜部係包含第二移動構造(13B中的升降機L)，其係為使前述第二光罩朝前述基板之法線方向移動，以變更前述基板及前述第二光罩之間之距離；前述第三成膜部係包含第三移動構造(13C中的升降機L)，其係為使前述第三光罩朝前述基板之法線方向移動，以變更前述基板及前述第三光罩之間之距離；及 前述控制部係為於前述下部電極膜成膜時驅動前述第一移動構造，使前述第一光罩接近前述基板；於前述複合氧化物膜層積時驅動前述第二移動構造，使前述第二光罩接近前述基板；於前述上部電極膜層膜時驅動前述第三移動構造，使前述第三光罩接近前述基板。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之多膜形成裝置，其特徵為：前述第一靶材係包含以鈦為主成分之密著膜靶材(T1)及以白金為主成分之下部電極膜靶材(T2)；前述第二靶材係包含至少含鉛之氧化物膜靶材(T3)；前述第三靶材係包含以白金為主成分之上部電極膜靶材(T4)；前述第一成膜部係為以前述密著膜靶材及前述下部電極膜靶材進行濺鍍，再使用前述第一光罩，使前述以鈦為主成分之密著膜及前述以白金為主成分之前述下部電極膜於前述基板上成膜；前述第二成膜部係為以前述氧化物膜靶材進行濺渡，再使用前述第二光罩使以鋯鈦酸鉛為主成分之前述複合氧化物膜於前述下部電極膜上成膜；及前述第三成膜部係為以前述上部電極膜靶材進行濺鍍，再使用前述第三光罩使以白金為主成分之前述上部電極膜於前述複合氧化物膜上成膜。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI513840B (zh) * 2014-12-25 2015-12-21 Linco Technology Co Ltd Production method of multilayer film

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5399207B2 (ja) * 2009-11-05 2014-01-29 日立造船株式会社 蒸着装置及び蒸着方法
KR101144125B1 (ko) * 2009-11-27 2012-05-24 (주)알파플러스 마스크를 구비하는 스퍼터 건
US8538061B2 (en) * 2010-07-09 2013-09-17 Shure Acquisition Holdings, Inc. Earphone driver and method of manufacture
CN103205685A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 昆山允升吉光电科技有限公司 电铸掩模板
CN102877026B (zh) * 2012-09-27 2014-12-24 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 多层膜器件真空沉积装置
JP6410370B2 (ja) * 2014-06-20 2018-10-24 株式会社アルバック 多層膜並びにその製造方法及びその製造装置
WO2016158407A1 (ja) * 2015-04-02 2016-10-06 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
RU2669259C2 (ru) * 2016-12-09 2018-10-09 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Устройство для получения пленок
US10886452B2 (en) * 2018-01-25 2021-01-05 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Selective and direct deposition technique for streamlined CMOS processing

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5019234A (en) * 1990-06-08 1991-05-28 Vlsi Technology, Inc. System and method for depositing tungsten/titanium films
TW445303B (en) * 1996-02-26 2001-07-11 Kuramoto Seisakusho Co Ltd Low reflection film substrate
US20020030443A1 (en) * 2000-09-08 2002-03-14 Toshimitsu Konuma Light emitting device, method of manufacturing the same, and thin film forming apparatus
US20030234835A1 (en) * 2002-06-20 2003-12-25 Hideo Torii Piezoelectric element, ink jet head, angular velocity sensor, method for manufacturing the same, and ink jet recording apparatus
TW573038B (en) * 2000-11-30 2004-01-21 Anelva Corp Magnetic multilayered film deposition system
TWI251030B (en) * 2002-01-11 2006-03-11 Jeng-Jung Li Method of manufacturing, plated hybrid optic film by using ion beam to sputter dual target materials
TW200628623A (en) * 2004-11-04 2006-08-16 Asahi Glass Co Ltd Ion beam sputtering equipment and method for forming multilayer film for reflective mask blank for EUV lithography
TW200632881A (en) * 2005-01-19 2006-09-16 Ulvac Inc Sputtering apparatus and film deposition method
TW200639263A (en) * 2005-05-13 2006-11-16 Applied Vacuum Coating Technologies Co Ltd Method for sputter-coating multilayer film on sheet work-piece at low temperature

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4315960A (en) * 1980-05-28 1982-02-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of making a thin film
US4923585A (en) * 1988-11-02 1990-05-08 Arch Development Corporation Sputter deposition for multi-component thin films
JPH05255846A (ja) * 1992-03-12 1993-10-05 Toshiba Corp スパッタリング装置
JP2688872B2 (ja) 1992-03-30 1997-12-10 アネルバ株式会社 Ｐｚｔ薄膜の作製方法及びスパッタリング装置
DE19728473A1 (de) * 1997-07-03 1999-01-07 Siemens Ag Strukturierungsverfahren
KR100464305B1 (ko) 1998-07-07 2005-04-13 삼성전자주식회사 에챈트를이용한pzt박막의청소방법
US6214413B1 (en) * 1999-01-13 2001-04-10 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for fabricating a wafer spacing mask on a substrate support chuck
US7062348B1 (en) * 2000-07-13 2006-06-13 The Extreme Ultaviolet Lithography Llc Dynamic mask for producing uniform or graded-thickness thin films
JP5159010B2 (ja) * 2000-09-08 2013-03-06 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置の作製方法
JP4451610B2 (ja) * 2002-06-20 2010-04-14 パナソニック株式会社 圧電素子、インクジェットヘッド、角速度センサ及びこれらの製造方法、並びにインクジェット式記録装置
JP2006089793A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Sharp Corp 成膜装置
KR101174154B1 (ko) * 2005-06-13 2012-08-14 엘지디스플레이 주식회사 스퍼터링 장치

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5019234A (en) * 1990-06-08 1991-05-28 Vlsi Technology, Inc. System and method for depositing tungsten/titanium films
TW445303B (en) * 1996-02-26 2001-07-11 Kuramoto Seisakusho Co Ltd Low reflection film substrate
US20020030443A1 (en) * 2000-09-08 2002-03-14 Toshimitsu Konuma Light emitting device, method of manufacturing the same, and thin film forming apparatus
TW573038B (en) * 2000-11-30 2004-01-21 Anelva Corp Magnetic multilayered film deposition system
TWI251030B (en) * 2002-01-11 2006-03-11 Jeng-Jung Li Method of manufacturing, plated hybrid optic film by using ion beam to sputter dual target materials
US20030234835A1 (en) * 2002-06-20 2003-12-25 Hideo Torii Piezoelectric element, ink jet head, angular velocity sensor, method for manufacturing the same, and ink jet recording apparatus
TW200628623A (en) * 2004-11-04 2006-08-16 Asahi Glass Co Ltd Ion beam sputtering equipment and method for forming multilayer film for reflective mask blank for EUV lithography
TW200632881A (en) * 2005-01-19 2006-09-16 Ulvac Inc Sputtering apparatus and film deposition method
TW200639263A (en) * 2005-05-13 2006-11-16 Applied Vacuum Coating Technologies Co Ltd Method for sputter-coating multilayer film on sheet work-piece at low temperature

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI513840B (zh) * 2014-12-25 2015-12-21 Linco Technology Co Ltd Production method of multilayer film

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Publication number Publication date
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