TWI428464B - A sputtering apparatus, a thin film forming method, and a method of manufacturing the field effect transistor - Google Patents

Description

濺鍍裝置、薄膜形成方法及場效電晶體的製造方法

本發明係有關用以在基板上形成薄膜之濺鍍裝置及使用此裝置之薄膜形成方法，以及場效電晶體的製造方法。

以往，於基板上形成薄膜之製程係使用濺鍍裝置。濺鍍裝置具有配置在真空槽內部的濺鍍靶材(以下簡稱「靶材」。)，以及用以在靶材的表面附近產生電漿之電漿產生機構。濺鍍裝置係藉由利用電漿中的離子將靶材表面進行濺鍍，並將從該靶材擊出之粒子(濺鍍粒子)堆積在基板上，來形成薄膜(例如參照專利文獻一)。

【專利文獻】

【專利文獻一】日本特開2007-3971

2號公報

利用濺鍍法形成之薄膜(以下亦簡稱「濺鍍薄膜」。)，係由於從靶材飛濺出來之濺鍍粒子以高能源入射到基板表面，故與利用真空蒸鍍法等所形成之薄膜比較，其與基板之密合性高。因此，形成有濺鍍薄膜之基底層(基底膜或基底基板)，因與入射的濺鍍粒子之衝突而容易受到更大的損害。例如，利用濺鍍法將薄膜電晶體的活性層進行成膜時，可能由於基底層受到損害而無法得到所欲的薄膜特性。

鑑於以上之情況，本發明的目的係在提供一種可降低基底層損害之濺鍍裝置、薄膜形成方法及場效電晶體的製造方法。

本發明的一形態之濺鍍裝置，係於基板之被處理面形成薄膜之濺鍍裝置，其具備真空槽、支撐部、靶材、電漿產生機構。

上述真空槽係維持真空狀態。

上述支撐部係配置在上述真空槽內部，而支撐上述基板。

上述靶材係平行地配置在受上述支撐部支撐的上述基板之被處理面，且具有被濺鍍面。

上述電漿產生機構係藉由將上述被濺鍍面進行濺鍍而將形成濺鍍粒子射出的被濺鍍區域之電漿予以產生，並跨越上述被濺鍍區域與上述被處理面不相對之第一位置，以及上述被濺鍍區域與上述被處理面相對之第二位置間，使上述被濺鍍區域移動。

本發明的一形態之薄膜形成方法，係將具有被處理面的基板配置在真空槽內。

產生將靶材進行濺鍍之電漿。

使上述靶材之被濺鍍區域，跨越上述被濺鍍區域與上述被處理面不相對之第一位置以及上述被濺鍍區域與上述被處理面相對的第二位置間而移動。

本發明的一形態之場效電晶體的製造方法，係在基板上形成閘極絕緣膜。

將上述基板配置在配置有具有In-Ga-Zn-O系統組成的靶材之真空槽的內部。

產生將上述靶材進行濺鍍之電漿。

使上述靶材的被濺鍍區域，移動於上述被濺鍍區域與上述被處理面不相對之第一位置，以及上述被濺鍍區域與上述被處理面相對之第二位置間，而在上述閘極絕緣膜上形成活性層。

本發明的一形態之濺鍍裝置，係於基板之被處理面形成薄膜之濺鍍裝置，其具備真空槽、支撐部、靶材、電漿產生機構。

上述真空槽係維持真空狀態。

上述支撐部係配置在上述真空槽內部，而支撐上述基板。

上述靶材係平行地配置在受上述支撐部支撐的上述基板之被處理面，且具有被濺鍍面。

上述電漿產生機構係藉由將上述被濺鍍面進行濺鍍而使形成濺鍍粒子射出的被濺鍍區域之電漿予以產生，並跨越上述被濺鍍區域與上述被處理面不相對之第一位置，以及上述被濺鍍區域與上述被處理面相對之第二位置間，使上述被濺鍍區域移動。

上述濺鍍裝置係藉由使被濺鍍區域移動，來改變濺鍍粒子對基板的被處理面的入射角度。從第一位置，朝被處理面斜方向入射之濺鍍粒子，比起垂直方向入射者其入射能源(每單位面積之入射粒子數)低，故對基底層造成之損害小。之後，藉由從第二位置使濺鍍粒子垂直方向入射，對基底層的損害少，且可達成成膜速度亦高的成膜。

上述電漿產生機構，係包含用以在上述靶材的上述被濺鍍面側形成磁場之磁鐵，而上述磁鐵，亦可對著上述支撐部而相對移動自如地配置。

上述電漿產生機構，藉由利用磁鐵施加的磁場來控制電漿密度(磁控濺鍍)。在磁控濺鍍中，所濺鍍之區域(被濺鍍區域)偏在靶材的表面上。藉由使磁鐵移動，可使被濺鍍區域移動，且可控制濺鍍粒子對著被處理面之入射方向。

上述被濺鍍面具有與上述被處理面不相對之第一區域以及與上述被處理面相對之第二區域，且上述磁鐵亦可移動自如地配置於上述第一區域與上述第二區域之間。

若將被濺鍍面上之第一區域，亦即從被處理面來看位於斜方向之區域設為濺鍍區域，便可將濺鍍粒子對著被處理面的入射方向設為斜方向。此外，若將第二區域，亦即從被處理面來看位於垂直方向的區域設為被濺鍍區域，便可將入射方向設為垂直方向。

上述靶材亦可與上述磁鐵一起移動。

透過使靶材與磁鐵一起移動，由被處理面來看可控制被濺鍍區域的方向。

本發明的一實施形態之薄膜形成方法，係將具有被處理面的基板配置在真空槽內。

產生將靶材進行濺鍍之電漿。

使上述靶材之被濺鍍區域，跨越上述被濺鍍區域與上述被處理面不相對之第一位置，以及上述被濺鍍區域與上述被處理面相對之第二位置間而移動。

本發明的一實施形態之場效電晶體的製造方法，係在基板上形成閘極絕緣膜。

將上述基板配置在配置有具有In-Ga-Zn-O系統組成的靶材之真空槽內部。

產生將上述靶材進行濺鍍之電漿。

使上述靶材之被濺鍍區域，跨越上述被濺鍍區域與上述被處理面不相對之第一位置，以及上述被濺鍍區域與上述被處理面相對之第二位置間而移動，且在上述閘極絕緣膜上形成活性層。

依據此場效電晶體的製造方法，利用濺鍍進行活性層的成膜時，可保護因該入射能源而容易受到損傷之閘極絕緣膜。

以下，根據圖式說明本發明的實施形態。

(第一實施形態)

就第一實施形態之真空處理裝置100加以說明。

第一圖係顯示真空處理裝置100之示意性的平面圖。

真空處理裝置100係以例如使用於顯示器之玻璃基板(以下，僅簡稱基板。)10作為基材予以處理之裝置，典型上為一種裝置，其係進行具有所謂底部閘極型的電晶體構造的場效電晶體之製造的一部分。

真空處理裝置100，具備枚葉式處理單元50、連續式處理單元60、姿態變換室70。這些各室形成在單一真空槽或組合為複數真空槽的內部。

枚葉式處理單元50具備有複數橫型的處理室，其係在將基板10實質上設為水平之狀態下處理基板10者。典型上，枚葉式處理單元50包含基板載入腔51、搬運室53、複數CVD(化學氣相沉積，Chemical Vapor Deposition)室52。

基板載入腔51係切換大氣壓及真空狀態，且從真空處理裝置100之外部裝載基板10，又將基板10卸載到該外部。搬運室53具備有未圖示之搬運機器人。各CVD室52個別連接到搬運室53，且將基板10進行CVD處理。搬運室53的搬運機器人係將基板10搬入到基板載入腔51、各CVD室52以及後述的姿態變換室70，又從上述各室將基板10搬出。

在CVD室52中，典型上形成有場效電晶體的閘極絕緣膜。

該等搬運室53及CVD室52內，可維持在預定的真空度。

姿態變換室70係將基板10的姿態從水平變換為垂直狀態，並且，從垂直變換為水平狀態。例如，如第二圖所示在姿態變換室70內，設置有保持基板10之保持機構71，而保持機構71係以旋轉軸72為中心而以可旋轉之方式所構成。保持機構71藉著機械式夾頭或真空夾頭等保持基板10。姿態變換室70可維持在與搬運室53實質上相同的真空度。

亦可藉由連接在保持機構71的兩端部之未圖示的驅動機構的驅動使保持機構71旋轉。

枚葉式處理單元50係除了連接在搬運室53之CVD室52、姿態變換室70之外，亦可設置用以進行加熱室與其他處理之室。

連續式處理單元60係包含第一濺鍍室61(真空槽)、第二濺鍍室62及緩衝室63，而實質上在使基板10垂直站立之狀態下來處理基板10。

在第一濺鍍室61中，典型上，如後述在基板10上形成具有In-Ga-Zn-O系統組成之薄膜(以下，僅簡稱IGZO膜。)。在第二濺鍍室62中，在該IGZO膜上形成阻擋層膜。IGZO膜係構成場效電晶體的活性層。阻擋層膜具有蝕刻保護層的功能，其係在構成源極電極及汲極電極之金屬膜的圖案製程，以及將IGZO膜之不必要區域進行蝕刻而予以除去的製程中，從蝕刻劑來保護IGZO膜的通道區域。

第一濺鍍室61具有包含用以形成該IGZO膜的靶材材料之濺鍍陰極Tc。第二濺鍍室62具有包含用以形成阻擋層膜的靶材材料之單一濺鍍陰極Ts。

第一濺鍍室61如後述係構成為固定成膜方法的濺鍍裝置。另一方面，第二濺鍍室62亦可構成為固定成膜方法的濺鍍裝置，或亦可構成為通過成膜方法的濺鍍裝置。

在第一濺鍍室61、第二濺鍍室62及緩衝室63內，例如準備由去程64及回程65構成之兩路徑的基板10的搬運路徑，且設置有一未圖示的支撐機構，係以將基板10呈垂直的狀態，或由垂直多少呈傾斜之狀態下予以支撐者。利用上述支撐機構所支撐之基板10，係透過未圖示之輸送滾輪、齒條與小齒輪等之機構來搬運。

在各室間，設置有閘極閥54，且將這些閘極閥54個個獨立進行開關控制。

緩衝室63係連接在姿態變換室70與第二濺鍍室62之間，而以成為姿態變換室70及第二濺鍍室62之各個壓力空氣的緩衝區域之方式運作。例如，將設置在姿態變換室70與緩衝室63間之閘極閥54予以開放時，控制緩衝室63的真空度以成為與姿態變換室70內的壓力實質上相同的壓力。此外，將設置在緩衝室63與第二濺鍍室62間之閘極閥54予以開放時，控制緩衝室63的真空度以成為與第二濺鍍室62內的壓力實質上相同的壓力。

在CVD室52中，有時使用清淨氣體等之特殊氣體來清潔室內。例如，CVD室52由縱型的裝置構成時，可能有產生一些問題之疑慮，即如設置在上述第二濺鍍室62之縱型的處理裝置特有的支撐機構與搬運機構，因特殊氣體而腐蝕等之問題。但是，在本實施形態中，CVD室52係以橫型的裝置所構成，故可解決此種問題。

另一方面，濺鍍裝置構成為橫型的裝置時，有一些虞慮，例如靶材配置在基板的正上面時，附著在靶材周圍之靶材材料掉落到基板上而污染基板10。相反地，靶材配置在基板下時，有附著於配置在基板周圍的防著板之靶材材料掉落到電極而污染電極之虞。恐怕由於這些汚染而在濺鍍處理中發生的異常放電。但是，透過將第二濺鍍室62構成為縱型的處理室，可解決上述問題。

其次，就第一濺鍍室61之詳細情況加以說明。第三圖係顯示第一濺鍍室61之概略平面圖。

如上述第一濺鍍室61具有濺鍍陰極Tc。濺鍍陰極Tc包含靶材80與支撐板82以及磁鐵83。第一濺鍍室61係連接在未圖示之氣體導入管，而經由上述氣體導入管將氬等之濺鍍用氣體及氧等之反應性氣體導入到第一濺鍍室61內。

靶材80係由成膜材料之鑄錠或燒結體所構成。在本實施形態中，由具有In-Ga-Zn-O組成之合金鑄錠或燒結體材料所形成。靶材80係以該被濺鍍面成為與基板10之被處理面平行之方式安裝。靶材80具有比基板10更大的面積。靶材80的被濺鍍面具有與基板10相對之區域(第二區域)以及與其不相對之區域(第一區域)。在靶材80的被濺鍍面中，將進行濺鍍之區域(後述)設為被濺鍍區域80a。

支撐板82係以未圖示之交流電源(包含高頻電源。)或與直流電源連接之電極所構成。支撐板82亦可在內部具備有冷卻水等之冷卻媒體循環之冷卻機構。支撐板82安裝在靶材80的背面(與被濺鍍面相反側之面)。

磁鐵83係由永久磁石與軛鐵的組合體所構成，而於靶材80的表面(被濺鍍面)附近形成預定的磁場84。磁鐵83係安裝在支撐板82的背面側(靶材80的相反側)，藉由未圖示之驅動機構，而形成為可移動於與靶材80的被濺鍍面平行(同時與基板10之被處理面平行)之一方向。

如以上所構成的濺鍍陰極Tc，係藉由包含上述電源、支撐板82、磁鐵83、上述氣體導入管等的電漿產生機構，在第一濺鍍室61內產生電漿。亦即，在支撐板82施加預定的交流電源或直流電源時，在靶材80之被濺鍍面附近，形成濺鍍用氣體的電漿。然後，利用電漿中的離子將靶材80之被濺鍍面進行濺鍍(形成被濺鍍區域80a)。此外，藉由利用磁鐵83而在靶材表面形成的磁場產生高密度電漿(磁控管放電)，而可得到對應磁場分布之電漿的密度分布。藉由控制電漿密度，不均等地將被濺鍍面之全區域進行濺鍍，而限定成為被濺鍍區域80a之區域。被濺鍍區域80a係取決於磁鐵83的場所，而隨著磁鐵83的移動而移動。

如第三圖所示，由被濺鍍區域80a產生之濺鍍粒子，從被濺鍍區域80a跨越角度範圍S而射出。角度範圍S受到電漿的形成條件等所控制。濺鍍粒子包含從被濺鍍區域80a朝垂直方向飛出之粒子，以及從靶材80的表面朝斜方向飛出之粒子。從靶材80飛出之濺鍍粒子，堆積在基板10的被處理面，形成薄膜。

於第一濺鍍室61配置有基板10。基板10係由具備支撐板91與夾鉗機構92之支撐部93所支撐，成膜時靜止(固定)於回程65上之預定位置。夾鉗機構92係將支撐在與濺鍍陰極Tc相對之支撐板91的支撐區域之基板10的周緣部予以保持。

就磁鐵83與基板10的配置關係加以說明。

於濺鍍之開始時點，磁鐵83配置在第一位置。第一位置係相當於磁鐵83隔著靶材80而與基板10不相對之位置，亦即靶材80之被濺鍍面中與基板10不相對之區域的背面。如後述，進行濺鍍時，磁鐵83係藉由驅動機構來驅動，而移動到與基板10相對之位置的第二位置。

就如以上構成的真空處理裝置100中之基板10的處理順序加以說明。第五圖係顯示該順序之流程圖。

搬運室53、CVD室52、姿態變換室70、緩衝室63、第一濺鍍室61以及第二濺鍍室62，係各別維持在預定的真空狀態。首先，裝載基板10到基板載入腔51(步驟101)。之後，基板10係經由搬運室53搬入到CVD室52，且透過CVD處理而將預定的膜，例如閘極絕緣膜形成在基板10上(步驟102)。CVD處理後，經由搬運室53搬入到姿態變換室70，並將基板10的姿態從水平姿態變換為垂直姿態(步驟103)。

成為垂直姿態之基板10，係經由緩衝室63搬入到濺鍍室，且通過去程64而搬運到第一濺鍍室61的端部。之後，基板10通過回程65，在第一濺鍍室61停止，而如以下進行濺鍍處理。藉此方式，在基板10的表面，例如形成IGZO膜(步驟104)。

參照第三圖，基板10係藉由支撐機構搬運到第一濺鍍室61內，而於與濺鍍陰極Tc相對之位置停止。各別導入預定流量的濺鍍氣體(氬氣體與氧氣體等)到第一濺鍍室61。如上述，在濺鍍氣體施加電場與磁場，開始進行濺鍍。

第四圖係顯示濺鍍的情況之圖。

濺鍍係按照第四圖(A)、(B)、(C)的順序來進行。在第四圖(A)所示之濺鍍的開始階段中，磁鐵83配置在與基板10不相對之第一位置。被濺鍍區域80a係在靶材80之被濺鍍面中，於磁鐵83附近產生。由被濺鍍區域80a射出之濺鍍粒子，係以某些程度的角度擴散而到達基板10的被處理面且堆積。在此階段到達被處理面之濺鍍粒子，係從被濺鍍區域80a，對著被濺鍍面朝斜方向射出之濺鍍粒子。由於被濺鍍區域80a與基板10不相對，故對著被濺鍍面朝垂直方向射出之濺鍍粒子不到達被處理面。

基板10之被處理面當中，在接近被濺鍍區域80a之一部分區域，利用朝斜方向入射的濺鍍粒子進行成膜時，磁鐵83受驅動機構驅動，而如第四圖(B)所示移動。藉此移動，磁鐵83從與基板10不相對之第一位置，移動到與基板10相對之第二位置。此外，在此移動時，亦進行濺鍍(施加有電場及磁場)。被濺鍍區域80a亦與磁鐵83一起移動於被濺鍍面上，而取得與基板10相對之位置。據此，從被濺鍍區域80a射出之濺鍍粒子中對著被濺鍍面朝斜方向及垂直方向射出之濺鍍粒子到達基板10的被處理面。朝斜方向射出之濺鍍粒子的一部分，到達被處理面上之未成膜的(新的)區域。另一方面，朝垂直方向射出之濺鍍粒子，到達第四圖(A)所示之前階段中已成膜之區域。

利用朝垂直方向射出之濺鍍粒子進行成膜到預定的膜厚時，如第四圖(B)所示進一部移動磁鐵83，而在第四圖(B)所示之階段中藉由朝斜方向射出之濺鍍粒子，使業已成膜之區域藉由朝垂直方向射出之濺鍍粒子進一步進行成膜。之後，相同地磁鐵83移動，而遍及基板10的被處理面的全區域進行成膜。磁鐵83的移動設為連續性，而亦可為階段性(重複進行與一時停止)者。

如以上，基板10之被處理面，首先，係利用從被濺鍍區域80a朝斜方向射出之濺鍍粒子進行成膜，其次，利用朝垂直方向射出之濺鍍粒子進行成膜。朝斜方向射出之濺鍍粒子，與朝垂直方向者比較到達被處理面的單位面積之數目少。據此被處理面接受之每單位面積的入射能源亦變小，且被處理面所受之損害亦小。另一方面，斜方向的濺鍍粒子之粒子數目少故成膜速度慢，不過利用後續之垂直方向的濺鍍粒子，可使整個成膜速度不致大幅降低而進行成膜。垂直方向之濺鍍粒子，僅到達被處理面之業已成膜的區域，故既有之膜成為緩衝材料，而不對被處理面造成損害。

在本實施形態之濺鍍過程中，藉由磁鐵83移動，於基板10的被處理面之任一區域中亦透過上述過程進行成膜，而可將被處理面所受的損害減小，並提高且維持成膜速度。

在第一濺鍍室61中業已將IGZO膜進行成膜之基板10，係與支撐板91一起搬運到第二濺鍍室62。在第二濺鍍室62中，於基板10的表面，形成例如由二氧化矽薄膜所形成之阻擋層(步驟104)。

第二濺鍍室62中之成膜處理，係與第一濺鍍室61中之成膜處理相同，採用固定成膜方法，其係使基板10在第二濺鍍室62靜止來進行成膜者。不限於此，亦可採用在基板10通過第二濺鍍室62之過程中進行成膜之通過成膜方法。

濺鍍處理後，基板10經由緩衝室63搬入到姿態變換室70，而基板10的姿態從垂直姿態變換為水平姿態(步驟105)。之後，基板10經由搬運室53及基板載入腔51而卸載到真空處理裝置100外部(步驟106)。

如以上，依據本實施形態，在一個真空處理裝置100的內部，不將基板10暴露於大氣而可將CVD成膜與濺鍍成膜一貫進行處理。據此，可謀求提高生產力。此外，可防止大氣中的水分與塵埃附著在基板10，故亦可謀求提高膜質。

再者，如上述，在入射能源低的狀態下藉由將初始的IGZO膜進行成膜，可降低基底層之閘極絕緣膜的損害，故可製造高特性之電界效果型薄膜電晶體。

(第二實施形態)

就第二實施形態之真空處理裝置加以說明。

在以下的說明中，具有與上述實施形態的構成相同的構成之部分則予以簡略。

第十二圖係顯示第二實施形態的第一濺鍍室261之示意性的平面圖。

與第一實施形態之真空處理裝置100不同，本實施形態之真空處理裝置，具有與磁鐵283一起移動之靶材板281。

真空處理裝置之第一濺鍍室261，具有濺鍍陰極Td。濺鍍陰極Td係構成為可相對於成膜對象物之基板210移動，尤其是構成為靶材板281可取得不與基板210相對的位置。

濺鍍陰極Td包含靶材板281、支撐板282、磁鐵283。

本實施形態之濺鍍陰極Td，係構成為可相對於成膜對象物之基板210移動。

靶材板281係以與基板210的被處理面成為平行之方式安裝。靶材板281係藉由濺鍍陰極Td的移動而取得與基板210相對，或不相對之位置。因此，與基板210的大小比較，靶材板281的大小變為較小。在靶材板281的被濺鍍面中，將進行濺鍍之區域(後述)設為被濺鍍區域280a。

支撐板282安裝於靶材板281的背面(被濺鍍面的相反側之面)。

磁鐵283配置在支撐板282的背面側(靶材280的相反側)。與第一實施形態之磁鐵83不同，由於磁鐵283係不相對於靶材板281及支撐板282移動，故亦可將之相對於靶材板281及支撐板282予以固定。此外，亦可不將磁鐵283固定於支撐板282，或亦可藉由支撐板282之外的驅動源使磁鐵283移動。

濺鍍陰極Td藉由未圖示之驅動機構，對著基板210，而移動於與靶材板281的被濺鍍面平行的方向。濺鍍陰極Td取得靶材板281與基板210不相對之第一位置，以及靶材板281與基板210相對之第二位置。

就如以上所構成的真空處理裝置之濺鍍加以說明。

與第一實施形態之濺鍍相同，利用施加的電場及磁場將濺鍍氣體予以電漿化。靶材板281上的被濺鍍區域280a，不移動於靶材板281上，而相對固定著。再者，依磁場強度等之濺鍍條件，可將被濺鍍區域的大小、形狀等作變更。

於濺鍍之開始時點，濺鍍陰極Td位於該靶材板281與基板210不相對之位置。因此，從靶材板281的被濺鍍區域280a射出之濺鍍粒子中，對著被濺鍍面僅朝斜方向射出者到達基板210的被處理面，朝垂直方向射出者不到達被處理面。一邊將靶材板281進行濺鍍，而一邊濺鍍陰極Td移動。

藉此方式，被處理面中，利用朝斜方向入射之濺鍍粒子，使得業已成膜之區域藉由朝垂直方向入射之濺鍍粒子進一步進行成膜，再者，未成膜之區域藉由朝斜方向入射之濺鍍粒子進行成膜。濺鍍陰極Td連續性或間歇性地移動，且利用濺鍍粒子將基板210的被處理面之全區域進行成膜。

如以上，對被處理面造成之損害小，且達成使成膜速度維持在高速的成膜。

以下，就利用對著靶材之被濺鍍面朝斜方向射出之濺鍍粒子，以及朝垂直方向射出之濺鍍粒子進行成膜，其個別對成膜速度及基底層造成之損害的差加以介紹。

第六圖係說明本發明者們進行之實驗的濺鍍裝置之概略構成圖。此濺鍍裝置具備兩個濺鍍陰極T1及T2，其個別具有靶材11、支撐板12、磁鐵13。各濺鍍陰極T1及T2的支撐板12個別連接在交流電源14之各電極。於靶材11上係使用In-Ga-Zn-O組成之靶材材料。

與上述濺鍍陰極T1及T2相對，配置一基板，其係於表面形成有二氧化矽薄膜作為閘極絕緣膜者。將濺鍍陰極與基板間的距離(TS距離)設為260mm。基板的中心係對準著濺鍍陰極T1及T2的中間地點(A點)。從此A點到各靶材11的中心(B點)為止之距離為100mm。導入預定流量的氧氣體到維持在減壓氬空氣(流量230sccm、分壓0.74Pa)之真空槽內部，且利用藉由在各濺鍍陰極T1及T2間施加交流電力(0.6kW)所形成的電漿15將各靶材11進行濺鍍。

第七圖係顯示以A點為原點之基板上的各位置之膜厚的測量結果。各點的膜厚係將A點的膜厚設為1所換算之相對比。基板溫度設為室溫。C點係與A點距離250mm之位置，而與濺鍍陰極T2的磁鐵13之外周側的距離為82.5mm。圖中「◇」係個別表示氧導入量為1sccm(分壓0.004Pa)時之膜厚，而「■」係氧導入量為5sccm(分壓0.02Pa)時之膜厚，「△」係氧導入量為25sccm(分壓0.08Pa)時之膜厚，而「●」係氧導入量為50sccm(分壓0.14Pa)時之膜厚。

如第七圖所示，從兩個濺鍍陰極T1及T2射出之濺鍍粒子到達之A點的膜厚最大，而膜厚隨著離開A點而減少。在C點上，由於為從濺鍍陰極T2朝斜方向射出之濺鍍粒子的堆積區域，故比起從濺鍍陰極T2朝垂直方向入射之濺鍍粒子的堆積區域(B點)其膜厚較小。此C點上之濺鍍粒子的入射角θ，如第八圖所示為72.39°。

第九圖係顯示在A點、B點及C點上測量之導入分壓與成膜率的關係之圖。確認知道氧分壓(氧導入量)愈上昇則成膜率愈低，而無關乎成膜位置。

在上述A及C之各點上，個別製作薄膜電晶體，其係將業已使氧分壓不同而進行成膜之IGZO膜設為活性層者。藉由在大氣中以200℃15分鐘將各電晶體的樣本進行加熱，而將活性層予以退火。然後，就各樣本測量開啟狀態電流特性及關閉狀態電流特性。將其結果顯示於第十圖。圖中縱軸係顯示開啟狀態電流或關閉狀態電流，而橫軸係顯示IGZO膜的成膜時之氧分壓。一併將利用RF濺鍍法且以通過成膜方法形成IGZO膜之樣本的電晶體特性予以顯示，以作為參照用。圖中「△」係C點上之關閉狀態電流，「▲」係C點上之開啟狀態電流，「◇」係A點上之關閉狀態電流，「◆」係A點上之開啟狀態電流，「○」係參照用樣本的關閉狀態電流，「●」係參照用樣本的開啟狀態電流。

由第十圖的結果顯示，各樣本皆隨著氧分壓增加而開啟狀態電流降低。此係可能因膜中的氧濃度變高而活性層的導電特性降低之故。再者，比較A點及C點的各樣本時，A點的樣本比C點的樣本之開啟狀態電流還低。此係可能在活性層(IGZO膜)的成膜時，因與濺鍍粒子的衝突使得基底膜(閘極絕緣膜)受到的損害大，而無法維持基底膜所欲的膜質之故。此外，C點的樣本可得到與參照用樣本相同程度的開啟狀態電流特性。

另一方面，第十一圖係將把活性層的退火條件設為大氣中、400℃、15分鐘時之上述薄膜電晶體的開啟狀態電流特性及關閉狀態電流特性予以測量之實驗結果。在此退火條件下，各樣本方面於開啟狀態電流特性上沒有大的差異。但是，關於關閉狀態電流特性，確認知道A點的樣本比起C點及參照用的各樣本還高。此係可能在活性層之成膜時，因與濺鍍粒子之衝突使得基底膜受到大的損害，而失去所欲的絕緣特性之故。

此外，確認知道藉由使退火溫度升高，可得到高的開啟狀態電流特性而不受氧分壓的影響。

由以上的結果顯示，對薄膜電晶體的活性層進行濺鍍成膜時，藉由利用從斜方向朝基板入射之濺鍍粒子來形成薄膜的初始層，可得到開啟狀態電流高，關閉狀態電流低之優良的電晶體特性。此外，可穩定並製造具有所欲的電晶體特性之In-Ga-Zn-O系統組成的活性層。

以上，就本發明之實施形態作了說明，當然本發明不限於此，根據本發明的技術思想可作種種替代。

在上述實施形態中，舉以IGZO膜作為活性層之薄膜電晶體的製造方法為例作了說明，而將金屬材料等之其他的成膜材料進行濺鍍成膜時，亦可適用本發明。

10．．．基板

11．．．靶材

12．．．支撐板

13．．．磁鐵

14．．．交流電源

50．．．枚葉式處理單元

51．．．基板載入腔

52．．．CVD室

53．．．搬運室

54．．．閘極閥

60．．．連續式處理單元

61．．．第一濺鍍室

62．．．第二濺鍍室

63．．．緩衝室

64．．．去程

65．．．回程

70．．．姿態變換室

71．．．保持機構

72．．．旋轉軸

80．．．靶材

80a．．．被濺鍍區域

82．．．支撐板

83．．．磁鐵

91．．．支撐板

92．．．夾鉗機構

93．．．支撐部

100．．．真空處理裝置

210．．．基板

261．．．第一濺鍍室

280．．．靶材

280a．．．被濺鍍區域

283．．．磁鐵

T1．．．濺鍍陰極

T2．．．濺鍍陰極

Tc．．．濺鍍陰極

Ts．．．單一濺鍍陰極

第一圖係顯示第一實施形態的真空處理裝置之平面圖。

第二圖係顯示保持機構的平面圖。

第三圖係顯示第一濺鍍室之平面圖。

第四圖係顯示濺鍍的情況之示意圖。

第五圖係顯示基板處理過程的流程圖。

第六圖係使用於實驗之濺鍍裝置圖。

第七圖係顯示由實驗得到的薄膜之膜厚分布圖。

第八圖係說明濺鍍粒子之入射角的圖。

第九圖係顯示由實驗得到的薄膜之成膜率圖。

第十圖係顯示以200℃將由實驗所製造之薄膜電晶體的各樣本進行退火時之開啟狀態電流特性以及關閉狀態電流特性之圖。

第十一圖係顯示以400℃將由實驗所製造之薄膜電晶體的各樣本進行退火時之開啟狀態電流特性以及關閉狀態電流特性之圖。

第十二圖係顯示第二實施形態之第一濺鍍室的平面圖。

Tc．．．濺鍍陰極

10．．．基板

61．．．第一濺鍍室

65．．．回程

80．．．靶材

80a．．．被濺鍍區域

82．．．支撐板

83．．．磁鐵

91．．．支撐板

92．．．夾鉗機構

93．．．支撐部

Claims (6)

1. 一種濺鍍裝置，係在基板的被處理面形成薄膜，其具備：真空槽，係可維持真空狀態；支撐部，係配置在前述真空槽的內部，來支撐前述基板；靶材，係平行地配置在受前述支撐部支撐之前述基板的被處理面，且具有被濺鍍面；以及電漿產生機構，係藉由將前述被濺鍍面進行濺鍍而將形成濺鍍粒子射出的被濺鍍區域之電漿予以產生，並跨越前述被濺鍍區域與前述被處理面不相對之第一位置，以及前述被濺鍍區域與前述被處理面相對之第二位置間，使前述被濺鍍區域移動，使僅從前述第一位置的斜方向的濺鍍粒子入射至前述被處理面，並使從前述第二位置的前述濺鍍粒子朝垂直方向入射至前述被處理面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之濺鍍裝置，其中前述電漿產生機構包含用以在前述靶材的前述被濺鍍面側形成磁場之磁鐵；前述磁鐵對著前述支撐部而相對移動自如地配置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之濺鍍裝置，其中前述被濺鍍面具有與前述被處理面不相對之第一區域以及與前述被處理面相對之第二區域； 前述磁鐵移動自如地配置在前述第一區域與前述第二區域之間。
4. 如申請專利範圍第2項所述之濺鍍裝置，其中前述靶材與前述磁鐵一起移動。
5. 一種薄膜形成方法，係將具有被處理面的基板配置在真空槽內，使將靶材進行濺鍍之電漿產生，且使前述靶材的被濺鍍區域，跨越前述被濺鍍區域與前述被處理面不相對之第一位置，以及前述被濺鍍區域與前述被處理面相對之第二位置間而移動，使僅從前述第一位置的斜方向的濺鍍粒子入射至前述被處理面，並使從前述第二位置的前述濺鍍粒子朝垂直方向入射至前述被處理面。
6. 一種場效電晶體的製造方法，係在基板上形成閘極絕緣膜，將前述基板配置在配置有具有In-Ga-Zn-O系統組成的靶材之真空槽的內部，且使將前述靶材進行濺鍍之電漿產生，並使前述靶材之被濺鍍區域，跨越前述被濺鍍區域與前述被處理面不相對之第一位置，以及前述被濺鍍區域與前述被處理面相對之第二位置間而移動，使僅從前述第一位置的斜方向的濺鍍粒子入射至前述被處理面，並使從前述第二位置的前述濺鍍粒子朝垂直方向入射至前述被處理面，藉此在前述 閘極絕緣膜上形成活性層。