TWI649442B

TWI649442B - 成膜裝置

Info

Publication number: TWI649442B
Application number: TW106122655A
Authority: TW
Inventors: 坂本勇太; 沼田幸展; 小平周司
Original assignee: 日商愛發科股份有限公司
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2019-02-01
Also published as: JPWO2018008681A1; JP6688385B2; KR102161986B1; TW201812059A; WO2018008681A1; CN108779548A; KR20180105706A; CN108779548B

Abstract

本發明之成膜裝置包含：腔室，其收容靶；平台，其與上述靶之一面隔開特定間隔而相對配置，載置被成膜物；及環形板，其包含與上述靶對向之對向面、及形成於上述對向面之槽，且包圍上述平台之周緣。載置於上述平台上之上述被成膜物之周緣以位於上述平台之周緣之外側之方式自上述平台之上述周緣伸出，於與上述被成膜物之周緣對應之位置配置有上述槽，上述槽係以上述靶至上述槽之第2距離大於上述靶至上述被成膜物之第1距離之方式環繞設置於上述環形板，且上述槽包含防止自上述靶釋出之成膜粒子堆積於上述被成膜物之背面之防背面附膜曲面。

Description

成膜裝置

本發明係關於一種成膜裝置、環形板，尤其係關於一種較佳用於在濺鍍等成膜時防止對作為成膜對象之基板之背面的附膜之技術。

濺鍍裝置作為於對象物之表面製作薄膜之成膜裝置，廣泛使用於產業之各領域。尤其於以LSI(Large Scale Integration，大型積體電路)為代表之各種電子裝置之製造中，濺鍍裝置多用於各種導電膜或絕緣膜之製作中。

於日本專利第5654939號公報中，記載有進行Al之濺鍍之例，於日本特開2013-120858號公報中，記載有進行Cu之濺鍍之例。

近年來，再配線Al之需求提高。再配線Al為如膜厚超過1000nm之厚膜、且藉由使用真空裝置之成膜方法而獲得的配線膜。再配線Al之膜厚係設定為較至今為止通常進行之微細配線之膜厚(<100nm)大幅變厚。

伴隨形成於基板等被成膜物之配線之膜厚之增加，附著於基板之背面之Al膜亦變厚。因此，必須去除附著於背面之膜從而產生步驟增加之問題，且產生希望減少該附著於基板之背面之Al膜之附著量的要求。

又，不僅僅是Al，於Cu、Ti、Ta、W等其他成膜中，亦存在希望減少膜向基板之背面之附著量之要求。

本發明係鑒於上述情況而完成者，欲達成以下目的。

1.於濺鍍等成膜中，防止向被成膜物之背面之附膜。

2.當於被成膜物成膜厚膜時，防止向被成膜物之背面之附膜。

3.於不同成膜粒子之情形時，亦同樣防止向被成膜物之背面之附膜。

為了解決上述問題，本發明之第1態樣之成膜裝置包含：腔室，其收容靶；平台，其與上述靶之一面隔開特定間隔而相對配置，且載置被成膜物；及環形板，其包含與上述靶對向之對向面、及形成於上述對向面之槽，且包圍上述平台之周緣。載置於上述平台上之上述被成膜物之周緣係以位於上述平台之周緣之外側之方式自上述平台之上述周緣伸出，於與上述被成膜物之周緣對應之位置配置有上述槽，上述槽係以上述靶至上述槽之第2距離大於上述靶至上述被成膜物之第1距離之方式環繞設置於上述環形板，且上述槽包含防止自上述靶釋出之成膜粒子堆積於上述被成膜物之背面之防背面附膜曲面。

於本發明之第1態樣之成膜裝置中，上述防背面附膜曲面亦可包含於沿上述平台之法線方向之截面具有曲率半徑之曲面。

於本發明之第1態樣之成膜裝置中，上述槽亦可包含遠離上述平台之外側內壁、及靠近上述平台之內側內壁，且上述防背面附膜曲面於上述槽內設置於上述外側內壁。

於本發明之第1態樣之成膜裝置中，上述槽亦可包含遠離上述平台之外側內壁、及靠近上述平台之內側內壁，且上述防背面附膜曲面於上述槽內設置於上述內側內壁。

於本發明之第1態樣之成膜裝置中，上述防背面附膜曲面亦可於沿上述平台之法線方向之截面形成為圓弧狀。

於本發明之第1態樣之成膜裝置中，上述防背面附膜曲面亦可於沿上述平台之法線方向之截面形成為橢圓形狀。

於本發明之第1態樣之成膜裝置中，於上述槽中，上述防背面附膜曲面亦可為遠離上述平台之外側內壁，且自上述被成膜物之背面於朝向上述平台之外側之方向上從上述平台伸出之交界之位置起，朝向較成為上述平台之側面之法線方向之水平更下側，劃出相對於上述水平以濺鍍釋出最大角θ延伸之直線，於該情形時，上述外側內壁之上端之位置位於較上述直線與上述外側內壁相交之到達點之位置更上側。

於本發明之第1態樣之成膜裝置中，於上述槽中，上述防背面附膜曲面亦可為遠離上述平台之外側內壁，且於成為上述平台之側面之法線方向之鉛垂截面，畫出將上述防背面附膜曲面之曲率中心、與上述被成膜物之背面於朝向上述平台之外側之方向上自上述平台伸出之交界之位置連結的直線，於該情形時，上述直線相對於水平於下側所成之角係設定為大於濺鍍釋出最大角θ。

於本發明之第1態樣之成膜裝置中，上述平台之形狀亦可於自上述靶觀察時為圓形或矩形。

本發明之第2態樣之環形板係用於上述第1態樣之成膜裝置。

由於本發明之第1態樣之成膜裝置包含防背面附膜曲面，因此自環形板再蒸發或再濺鍍(resputter)之成膜粒子不易飛向並到達被成膜物之背面，因此不會堆積於被成膜物背面。即，來自靶之成膜粒子不會飛向被成膜物背面，從而不會附膜於被成膜物之背面。

又，由於防背面附膜曲面具有相對於粒子入射方向傾斜之曲面，因此於環形板之防背面附膜曲面再濺鍍之成膜粒子不會飛向被成膜物之背面。即，自環形板之槽內部再濺鍍或再蒸發之粒子不會向被成膜物之背面之方向行進。例如，向朝向槽之內部之其他部分之方向、或自槽觀察時朝向腔室之內壁之方向釋出。因此，成膜粒子(濺鍍粒子)不會再堆積於被成膜物之背面。藉此，無須進行去除附著於背面之膜之步驟。

又，由於防背面附膜曲面包含於沿平台之法線方向之截面具有曲率半徑之曲面，因此於沿平台之側面之法線方向之鉛垂截面內，例如雖然粒子向朝向槽之內部之其他部分之方向、或自槽觀察時朝向腔室之內壁之方向釋出，但不會向被成膜物之背面之方向行進。因此，成膜粒子(濺鍍粒子)不會再堆積於被成膜物之背面。藉此，無須進行去除附著於背面之膜之步驟。

又，防背面附膜曲面於槽中設置於遠離平台之外側內壁，藉此，於入射至槽之外側內壁之成膜粒子在防背面附膜曲面被再濺鍍時，可使成膜粒子不飛向被成膜物之背面。

又，防背面附膜曲面於槽中係設置於靠近平台之內側內壁，藉此，於入射至槽之內側內壁之成膜粒子在防背面附膜曲面被再濺鍍時，可使成膜粒子不飛向被成膜物之背面。

又，防背面附膜曲面於沿平台之法線方向之鉛垂截面係形成為圓弧狀。藉此，於沿平台之法線方向之鉛垂截面內，以通過成為圓弧狀之曲率中心之點而入射至槽之成膜粒子之角度以外之角度入射至槽的成膜粒子係以相對於自入射位置向防背面附膜曲面之曲率中心延伸之直線對稱的出射角再濺鍍。通過成為曲率中心之點而入射之成膜粒子沿入射方向自槽出射。因此，於成膜粒子在圓弧狀之防背面附膜曲面被再濺鍍時，可使成膜粒子不飛向被成膜物之背面。

又，防背面附膜曲面於沿平台之法線方向之鉛垂截面形成為橢圓形狀。藉此，於沿平台之法線方向之鉛垂截面內，以通過成為橢圓形狀之曲率中心之點而入射至槽之成膜粒子之角度以外之角度入射至槽的成膜粒子係以相對於自入射位置向防背面附膜曲面之曲率中心延伸之直線對稱的出射角再濺鍍。通過成為曲率中心之點而入射之成膜粒子沿入射方向自槽出射。因此，於成膜粒子在橢圓形狀之防背面附膜曲面被再濺鍍時，可使成膜粒子不飛向被成膜物之背面。

又，於槽中，防背面附膜曲面為遠離平台之外側內壁，且自被成膜物之背面於朝向平台之外側之方向上從平台伸出之交界之位置，朝向較成為平台之側面之法線方向之水平更下側，劃出相對於水平以濺鍍釋出最大角θ延伸之直線，於該情形時，外側內壁之上端之位置位於較直線與外側內壁相交之到達點之位置更上側。藉此，可使於環形板之防背面附膜曲面(防背面附膜壁部)被再濺鍍之成膜粒子不飛向被成膜物之背面。

又，於槽中，防背面附膜曲面為遠離平台之外側內壁，且於成為平台之側面之法線方向之鉛垂截面，劃出將防背面附膜曲面之曲率中心、與被成膜物之背面於朝向平台之外側之方向上自平台伸出之交界之位置連結的直線，於該情形時，直線相對於水平於下側所成之角係設定為大於濺鍍釋出最大角θ。藉此，可使於環形板之防背面附膜曲面(防背面附膜壁部)被再濺鍍之成膜粒子不飛向被成膜物之背面。

又，由於平台之形狀於自靶觀察時為圓形或矩形，因此可將圓形或矩形之晶圓等用作被成膜物。

本發明之第2態樣之環形板係用於上述任一項記載之成膜裝置。因此，於作為使具有指向性之粒子(成膜粒子)飛散之成膜裝置的濺鍍裝置、蒸鍍裝置、電漿CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)裝置、利用觸媒化學氣相沈積法之Cat CVD(Catalyst Chemical Vapor Deposition，觸媒化學氣相沈積)裝置等成膜裝置中，亦可應用第2態樣之環形板。藉此，可使於環形板之防背面附膜曲面(防背面附膜壁部)被再濺鍍之成膜粒子不飛向被成膜物之背面。

根據本發明之態樣，可產生如下效果：於濺鍍等成膜中，可防止向被成膜物(基板等)之背面之附膜，於在被成膜物成膜厚膜之情形時，可防止向被成膜物(基板等)之背面之附膜，且於使用不同成膜粒子之情形時，亦可同樣地防止背面附膜。

10‧‧‧成膜裝置

11‧‧‧腔室

11a‧‧‧內周面(側壁)

12‧‧‧靶

13‧‧‧平台

15‧‧‧接地屏蔽

16‧‧‧上部防附著板

17‧‧‧下部防附著板

18‧‧‧基板(被成膜物)

18a‧‧‧背面

19‧‧‧環形板

19a‧‧‧上表面(面)

20‧‧‧槽

20A‧‧‧槽

20Ab‧‧‧內側內壁(防背面附膜曲面)

20Ac‧‧‧底部

20a‧‧‧外側內壁(防背面附膜曲面)

20B‧‧‧槽

20Ba‧‧‧外側內壁(防背面附膜曲面)

20b‧‧‧內側內壁(防背面附膜曲面)

20Bc‧‧‧底部

20C‧‧‧槽

20Ca‧‧‧外側內壁(防背面附膜曲面)

20Cb‧‧‧內側內壁(防背面附膜曲面)

20Cc‧‧‧底部

20Co‧‧‧中心點

20c‧‧‧底部

20D‧‧‧槽

20Da‧‧‧外側內壁(防背面附膜曲面)

20Db‧‧‧內側內壁(防背面附膜曲面)

20Dc‧‧‧底部

20Do‧‧‧曲率中心(第1曲率中心)

20Dob‧‧‧曲率中心(第2曲率中心)

20E‧‧‧槽

20Ea‧‧‧外側內壁(防背面附膜曲面)

20Eb‧‧‧內側內壁(防背面附膜曲面)

20Ec‧‧‧底部

20Eoa‧‧‧曲率中心(第1曲率中心)

20Eo‧‧‧曲率中心(第2曲率中心)

20o‧‧‧曲率中心

21‧‧‧濺鍍電源

22‧‧‧偏壓電源

120‧‧‧槽

120a‧‧‧外側內壁

120b‧‧‧內側內壁

120c‧‧‧底部

a‧‧‧伸出長度

B1‧‧‧入射點

B2‧‧‧入射點

B3‧‧‧點

B4‧‧‧點

D‧‧‧高度

d1‧‧‧虛線

d2‧‧‧虛線

d3‧‧‧虛線

d4‧‧‧虛線

d5‧‧‧虛線

d6‧‧‧虛線

d7‧‧‧虛線

dP1‧‧‧直線

dP2‧‧‧直線

K‧‧‧交界

L‧‧‧距離(底部寬度尺寸)

P1‧‧‧到達點

P2‧‧‧到達點

Ra‧‧‧曲率半徑

Rb‧‧‧曲率半徑

Rc‧‧‧曲率半徑

S‧‧‧濺鍍粒子

T‧‧‧前端

Ua‧‧‧上端

Ub‧‧‧上端

γ‧‧‧區域

θ‧‧‧濺鍍釋出角

θa‧‧‧角度

圖1係表示本發明之第1實施形態之成膜裝置之模式剖視圖。

圖2係表示本發明之第1實施形態之成膜裝置中之環形板之放大剖視圖。

圖3係表示濺鍍釋出角分佈之曲線圖。

圖4係表示相對於垂直入射離子之濺鍍釋出角分佈之曲線圖。

圖5係表示本發明之第1實施形態之成膜裝置中之環形板之槽之放大剖視圖。

圖6係表示成膜裝置中之環形板之例之放大剖視圖。

圖7係表示本發明之第2實施形態之成膜裝置中之環形板之放大剖視圖。

圖8係表示本發明之第3實施形態之成膜裝置中之環形板之放大剖視圖。

圖9係表示本發明之第4實施形態之成膜裝置中之環形板之放大剖視圖。

圖10係表示本發明之第5實施形態之成膜裝置中之環形板之放大剖視圖。

圖11係表示本發明之第6實施形態之成膜裝置中之環形板之放大剖視圖。

以下，基於圖式，對本發明之第1實施形態之成膜裝置及環形板進行說明。

圖1係表示本實施形態之成膜裝置之模式剖視圖，於圖1中，符號10為成膜裝置。

作為一例，本實施形態之成膜裝置10為濺鍍裝置，如圖1所示，包含腔室(真空槽)11。於該腔室11之內部空間且鉛垂方向之上方，配置有靶12。又，於腔室11之內部空間且下方，例如以與腔室11絕緣之狀態形成有平台13。

此種平台13之上側面為平面，平台13支持被成膜物、例如矽晶圓等圓形基板或FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)等矩形基板(被成膜物)18。平台13之平面形狀(自靶12觀察之平台13之形狀)為圓形或矩形。再者，於平台13之內部，例如配置有具有吸附功能之電極。於將腔室11之內部之氣體排出而設為真空狀態，於平台13上載置基板18，且對吸附電極施加電壓的情形時，平台13具有將基板(被成膜物)18靜電吸附於平台13之表面之構造即可。又，如下所述，平台13上，以基板18之緣部自平台 13之端部伸出之方式載置基板18。即，於將具有較平台13之上表面緣部之尺寸更大之尺寸的基板18配置於平台13上之情形時，以於基板18之周緣具有基板18之背面18a(下表面)不與平台13之上表面相接之部分之方式，將基板18載置於平台13上。

於靶12連接有濺鍍電源21。於相對於靶12為大氣側之區域設置有轉盤。於轉盤固定有永久磁鐵，對相對於靶為真空側之區域賦予磁場。

腔室11接地，腔室11之電位成為接地電位(GND)。此處，將腔室11內部之氣體排出而設為真空狀態，使基板18靜電吸附於平台13上後，對腔室11內導入濺鍍氣體(例如混合氣體(氬氣+氮氣))，啟動濺鍍電源21而對靶12施加負電壓，藉此，於靶12之表面附近產生電漿。於該電漿中產生之游離之離子入射至靶12時，構成靶12之物質成為濺鍍粒子S而自靶12之表面向腔室11內飛出。

於成膜裝置10中，以包圍靶12之周圍之方式設置有接地屏蔽15。又，以包圍位於靶12與平台13之間之空間之方式，配置有上部防附著板(上部屏蔽)16、及下部防附著板(下部屏蔽)17。此種接地屏蔽15、上部防附著板16、及下部防附著板17構成陽極，與腔室11同樣地接地，接地屏蔽15、上部防附著板16、及下部防附著板17之電位成為接地電位(GND)。其結果為，於基板或防附著板形成包含構成靶12之材料、及濺鍍氣體材料之薄膜。

另一方面，平台13係以藉由偏壓電源22而被施加高頻功率之方式構成。基板18之電位藉由自給偏壓而成為負電位。因此，電漿中之電子被牽引至陽極，自靶12飛出之具有正電荷之濺鍍粒子或游離之Ar陽離子被牽引至基板18。因此，具有正電荷之濺鍍粒子或游離之Ar陽離子撞擊基板 18之表面，產生對成膜於基板之材料進行蝕刻之效果。

於此種成膜裝置10中，於成膜時，自靶12釋出之濺鍍粒子(成膜粒子)S於腔室11內擴散。為了防止此種濺鍍粒子向腔室11之內壁之附著、堆積，而配置有上部防附著板16、及下部防附著板17。

其中，上部防附著板16例如係形成為於平台13與靶12之間且於沿腔室11之內周面(側壁)11a之大致鉛垂方向上內徑(相對於鉛垂方向之直角方向上之直徑)增加的筒狀。即，上部防附著板16之內徑沿著沿腔室11之內周面而自下部防附著板17朝向接地屏蔽15之方向(上方向)增加，上部防附著板16之下端區域彎曲即可。

另一方面，下部防附著板17包圍平台13之周緣區域(邊緣部)，形成為自該平台13朝向腔室11之內周面(側壁)11a而擴張之環狀。

又，於下部防附著板17之底部，以與下部防附著板17之底面側嵌合之方式形成有環形板19(底部防附著板)。

圖2係表示本實施形態中之環形板之放大剖視圖。圖2表示沿平台13之法線方向之環形板19之截面。具體而言，圖2表示環形板19以包圍平台13之周圍之方式形成為環狀，且環形板19之與環繞方向垂直之截面。圖2所示之環形板19之截面於基板18為圓形之情形時為沿徑向之截面，於基板18為矩形之情形時為沿與四邊垂直之方向之截面。換言之，圖2表示成為平台13之側面之法線方向之鉛垂截面。關於「側面之法線方向】，於基板18為圓形之情形時為基板18之徑向，於基板18為矩形之情形時為與基板之四邊垂直之方向。

環形板19包含與靶12(參照圖1)對向之上表面19a(對向面)、及槽20。槽20係設置於鄰接於上表面19a之位置、且接近平台13之位置，且係設置 (環繞設置)於接近環形板19之外周之位置。

如圖2所示，槽20係以自靶12觀察時包圍平台13之外側位置之方式形成。又，槽20係形成於與以自平台13之周緣伸出之方式載置於平台13上之基板18局部重疊的位置。進而，槽20之位置與基板18之外側位置相對應。

自靶12觀察時，與平台13之外側位置相對應之槽20內之位置、及與基板18之周緣位置相對應之槽20內之位置上的槽20之深度不同。換言之，靶12至槽20之內面之距離(第2距離)大於靶12至基板(被成膜物)18之距離(第1距離)。具有此種深度並且設置於環形板19之槽20係配置於靠近平台13之外周之位置。

更具體而言，於槽20之內部，形成有遠離平台13之外側內壁20a、及靠近平台13之內側內壁20b。換言之，外側內壁20a係配置於較內側內壁20b更遠離平台13之位置。內側內壁20b係配置於較外側內壁20a更靠近平台13之位置。

外側內壁20a作為防止自靶12釋出之濺鍍粒子(成膜粒子)堆積於基板18之背面18a的防背面附膜曲面而發揮功能。

於槽20中，如圖2所示，內側內壁20b具有上端Ub。內側內壁20b之上端Ub與自平台13之周緣伸出而載置之基板18之內側位置、即平台13之上表面外側端大致一致。內側內壁20b之上端Ub於自平台13朝向靶12之方向上直立設置。換言之，內側內壁20b之上端Ub係以沿平台13與基板18之背面18a之交界線而朝向平台13之法線方向之方式，包圍平台13之外周而直立設置。

再者，如圖2所示，於包含內側內壁20b之上端Ub之面，形成有傾斜面(錐面)。於圖2所示之剖視圖中，包含內側內壁20b之上端Ub之傾斜面具有直線狀之面。即，傾斜面係以於自平台13朝向靶12之方向上，槽20之寬度尺寸逐漸增加之方式朝向內側內壁20b之上端Ub延伸而形成。換言之，與平台13之外側側面對向之外側構件(環形板19之一部分)之厚度於自平台13朝向靶12之方向上逐漸變薄。

於槽20中，如圖2所示，內側內壁20b之下端側作為防止自靶12釋出之濺鍍粒子(成膜粒子)堆積於基板18之背面18a的防背面附膜曲面而發揮功能。

作為防背面附膜曲面之外側內壁20a與內側內壁20b於槽20之中心附近相互連接而形成底部20c。

外側內壁20a之上端Ua係以位於較基板18之外側輪廓(前端T)更外側之方式，於圓弧形狀之上側部自平台13朝向靶12之方向上直立設置。換言之，外側內壁20a之上端Ua係於沿平台13與基板18之背面18a之交界線之外側位置，直立設置於平台13之法線方向上。

於本實施形態中，作為防背面附膜壁部(防背面附膜曲面)之外側內壁20a、底部20c、內側內壁20b係如圖2所示，均形成為圓弧狀。外側內壁20a係形成為具有曲率半徑Ra之圓弧狀。內側內壁20b係形成為具有曲率半徑Rb之圓弧狀。底部20c係形成為具有曲率半徑Rc之圓弧狀。該等曲率半徑Ra、曲率半徑Rb、曲率半徑Rc係以成為相同之方式設定，外側內壁20a、內側內壁20b、及底部20c係設為具有同一曲率中心20o之形狀。因此，外側內壁20a、內側內壁20b、及底部20c係形成為平滑連接之同一圓弧狀。

作為防背面附膜曲面之外側內壁20a、底部20c、內側內壁20b之尺寸、形狀分別設為：基板18之背面18a至底部20c之位置為止的內側內壁20b之高度D，基板18朝向平台13之外側伸出之長度a，於朝向平台13之外側之方向上，基板18之背面18a自平台伸出之交界K(平台13之外周緣部)之位置至作為防背面附膜曲面之外側內壁20a之上端Ua的距離(底部寬度尺寸)L，成膜粒子之濺鍍釋出角θ，此時，以滿足下式之關係之方式設定：a≦L≦D/tanθ

D-(L-a)tanθ≦Ra

D<5a

Rb>a

Ra+Rb>L

Rc<D

Ra=Rb=Rc。

藉此，可防止成膜裝置10之高度方向之尺寸變得過大，從而可實現省空間化。

圖5係表示本實施形態中之環形板之放大剖視圖。

如圖5所示，自基板18之背面18a朝向平台13之外側伸出之前端T之位置延伸、且相對於水平以與濺鍍釋出角θ相等之角度延伸的直線dP1與外側內壁20a之圓弧相交(到達點P1)。此處，成為外側內壁20a之上端Ua之上表面19a可位於較直線dP1與外側內壁20a之圓弧之到達點P1更上側。

又，自基板18之背面18a從平台13伸出之交界K之位置延伸、且相對於水平以與濺鍍釋出角θ相等之角度延伸之直線dP2與外側內壁20a之圓弧相交(到達點P2)。此處，成為外側內壁20a之上端Ua之上表面19a可位於較直線dP2與外側內壁20a之圓弧之到達點P2更上側。

再者，於將槽20之截面形狀設為大致半圓時，曲率半徑Ra與槽20之深度尺寸相等，即，與槽20之底部20c至上表面19a之高度尺寸相等。

進而，對該等之設定方法進行說明。

如圖3所示，成膜粒子之濺鍍釋出角θ根據靶12之材質而不同。濺鍍產量之角度分佈函數A(θ1)之通式係以下式表示：A(θ1)=αsinθ1(1+βsin²θ1)

此處，α為標準化常數，β為根據濺鍍靶物質、濺鍍氣體而變化之常數。若β變化則濺鍍產量成為最大之濺鍍釋出角θ變化。圖3所示之橫軸相對於濺鍍靶為水平方向，圖3所示之縱軸相對於濺鍍靶為垂直方向。將圖3中繪製之點與原點連結之線段之長度為A(θ1)。θ1係定義為橫軸與A(θ1)之線段所成之角。將濺鍍釋出角θ規定為濺鍍產量成為最大之角度。

再者，關於圖3之說明記載於Yamamura et al.,Radiat.Eff.Defects Solids,118(1991)P27-33。

濺鍍釋出角θ依存於靶12之物質，釋出角分佈各種各樣，θ成為連續且大範圍之值。作為濺鍍粒子、與相對於其之濺鍍釋出角θ之例，以下表示Al(鋁)及Ti(鈦)。

如圖4所示，相對於垂直入射離子之濺鍍釋出角θ具有某種程度之分佈，但於本實施形態中，將濺鍍產量成為最大之角度規定為濺鍍釋出角θ。此處，圖4所示之橫軸相對於濺鍍靶為水平方向，圖4所示之縱軸相對於濺鍍靶為垂直方向。將圖4中繪製之點與原點連結之線段之長度表示濺鍍產量。

如圖4所示，濺鍍釋出角θ可分別設定為鋁為60°左右，鈦為40°左右。

作為本實施形態中之具體例，於將內側內壁20b之高度D設為20mm，將基板18伸出長度a設為5mm之情形時，當將濺鍍粒子設為鋁時，濺鍍釋出角θ=60°，因此底部寬度尺寸L、成為防背面附膜曲面20a高度之曲率半徑Ra根據上述式可設定為：5[mm]≦L≦11.5[mm]

5[mm]-(L-5[mm])×1.73[mm]≦Ra

同樣地，作為本實施形態中之具體例，於將內側內壁20b之高度D設為20mm，將基板18伸出長度a設為5mm之情形時，當將濺鍍粒子設為鈦時，濺鍍釋出角θ=40°，因此底部寬度尺寸L、成為防背面附膜曲面20a高度之曲率半徑Ra根據上述式可設定為：5[mm]≦L≦23.8[mm]

5[mm]-(L-5[mm])×0.83[mm]≦Ra

藉由以上述方式設定，而在圖2所示之虛線d1、d2所夾之傾斜之區域內，削減朝向基板18之背面18a飛去之濺鍍粒子。再者，虛線d1、d2為通過曲率中心20o之直線。

於圖2中，自位於較平台13更上側之靶12鉛垂向下地飛來之濺鍍粒子入射至槽20。

然後，以虛線d1向外側內壁20a垂直入射之濺鍍粒子於入射點B1向相對於通過曲率中心20o之直線而與入射角對稱之角度方向行進。

因此，於槽20內，自位於較圖2所示之虛線d1所通過之點B1更右側之點飛出之濺鍍粒子朝向內側內壁20b行進，因此濺鍍粒子不會到達基板 18之背面18a。

同樣地，以虛線d2垂直入射至內側內壁20b之濺鍍粒子於入射點B2向相對於通過曲率中心20o之直線而與入射角對稱之角度方向行進。

因此，於槽20內，自位於較圖2所示之虛線d2所通過之點B2更左側之點飛出之濺鍍粒子朝向外側內壁20a行進，因此濺鍍粒子不會到達基板18之背面18a。

其次，對圖2所示之外側內壁20a上之點B3與外側內壁20a上之點B4進行說明。點B3係以從自平台13之周緣伸出而載置之基板18之內側位置通過曲率中心20o之方式延伸的虛線d3到達外側內壁20a之點。點B4係以從自平台13之周緣伸出而載置之基板18之外側位置通過曲率中心20o之方式延伸的虛線d4到達外側內壁20a之點。於外側內壁20a上，點B3與點B4之間之區域係以符號γ表示。入射至該區域γ之濺鍍粒子存在朝向基板18之背面18a行進之可能性，但由於可入射至該區域γ之濺鍍粒子極少，因此幾乎不會到達基板18之背面18a。

即便為如該等般以大於成膜粒子之濺鍍釋出角θ之角度θa入射之濺鍍粒子，亦可防止朝向基板18之背面18a飛去。

又，於較作為防背面附膜曲面之外側內壁20a更上側的上表面19a之部分，即便濺鍍粒子向角度θ方向飛去，亦不會到達基板18之背面18a。

藉此，可防止基板18之背面18a之再濺鍍之產生。

於本實施形態中，於環形板19，與自平台13之周圍伸出之基板18相對應地設置有包含作為防背面附膜曲面之外側內壁20a的槽20。因此，可設定為濺鍍粒子之行進路線不朝向基板18之背面18a，從而可防止基板18之背面18a產生再濺鍍。進而，無須設置去除對於背面18a之附膜之步驟。

進而，即便為以大於成膜粒子之濺鍍釋出角θ之角度入射至槽20之濺鍍粒子，亦可防止朝向基板18之背面18a飛去。

又，相對於特定之槽20之寬度尺寸L，亦可設定高度D為Ltanθ至伸出長度a之5倍左右之範圍內的相對較深之槽20。

再者，基板18朝向平台13之外側伸出之長度a係設定為基板18之背面18a露出之區域自中接近基板之中心之位置至基板18之背面18a之前端T為止的長度。因此，定義長度a之基板18與平台13之間之交界K之位置，不限定為平台13之外緣或為內側內壁20b之上端Ub。

又，藉由使用本發明之實施形態之環形板19，從而於濺鍍成膜時，亦可實現防止蒸鍍時對於背面18a之附膜。於該情形時，作為濺鍍成膜之例，可採用DC(Direct Current，直流)磁控濺鍍裝置、RF(Radio Frequency，射頻)磁控濺鍍裝置，或者，作為蒸鍍之例，可採用電子束式蒸鍍裝置、電阻加熱式蒸鍍裝置、批次式蒸鍍裝置等裝置構成。

進而，可將本發明之實施形態之環形板19用於光罩之製造等。

例如，如圖6所示，對使用包含具有矩形截面之槽120之環形板的情形進行說明。於該情形時，於以大於虛線d5所示之最大釋出角之角度入射至槽120之濺鍍粒子中，再濺鍍成分附膜於基板18之背面18a。此處，槽120包含與鉛垂方向平行之外側內壁120a及內側內壁120b、及於水平方向上延伸之底部120c。

又，如圖6所示，於使用包含具有矩形截面之槽120之環形板之情形時，於虛線d6、d7所夾之傾斜之區域內，無法防止再濺鍍成分附膜於基板18之背面18a。

與此相對，於本實施形態中，藉由於槽20內形成作為防背面附膜曲面之外側內壁20a及內側內壁20b，從而，即便於如上述之濺鍍粒子入射至槽20內之情形時，亦可防止朝向基板18之背面18a飛去，從而極大地減少再濺鍍之產生。又，由於通過曲率中心20o而入射之粒子以外之入射粒子成為斜入射，因此可進一步減少向朝向基板18之背面18a之方向的再濺鍍。

以下，基於圖式對本發明之第2實施形態之成膜裝置及環形板進行說明。

圖7係表示本實施形態之成膜裝置中之環形板之放大剖視圖。本實施形態與上述第1實施形態之不同之處在於與內側內壁20Ab及底部20Ac相關之方面。本實施形態之成膜裝置之其他構造與上述第1實施形態相同。對與上述第1實施形態對應之構成標註同一符號並省略其說明。

如圖7所示，本實施形態之成膜裝置10之槽20A中，底部20Ac及內側內壁20Ab係形成為平面狀(截面直線狀)。配置於靠近平台13之位置之內側內壁20Ab之上端Ub係以與自平台13之周緣伸出而載置之基板18之內側位置、即平台13之上表面外側端大致一致之方式於自平台13朝向靶12之方向直立設置。換言之，內側內壁20Ab係以沿平台13與基板18之背面18a之交界線而朝向平台13之法線方向之方式，包圍平台13之外周而直立設置。

再者，如圖7所示，於包含內側內壁20Ab之上端Ub之面，形成有傾斜面(錐面)。於圖7所示之剖視圖中，包含內側內壁20Ab之上端Ub之傾斜面具有直線狀之面。即，傾斜面係以槽20A之寬度尺寸於自平台13朝向靶12之方向上逐漸增加之方式朝向內側內壁20Ab之上端Ub延伸而形成。換言之，與平台13之外側側面對向之外側構件(環形板19之一部分)之厚度於自平台13朝向靶12之方向上逐漸變薄。

於槽20A中，如圖7所示，內側內壁20Ab之下端連接於與平台13之主面平行之底部20Ac，底部20Ac之外側連接於圓弧狀之外側內壁20a之下端。內側內壁20Ab係以位於較基板18之外側輪廓(前端T)更內側之方式直立設置於自平台13朝向靶12之方向上。換言之，內側內壁20Ab係於沿平台13與基板18之背面18a之交界線之內側位置，直立設置於平台13之法線方向上。底部20Ac與外側內壁20a之連接位置係以位於較基板18之外側輪廓(前端T)更外側之方式設定。於底部20Ac與外側內壁20a之連接部位形成有平滑之曲面。

於本實施形態中，外側內壁20a、底部20Ac、內側內壁20Ab之尺寸、形狀係分別以滿足如下關係之方式設定：D-(L-a)tanθ≦Ra≦L

a≦L≦D/tanθ

5a≦D。

於本實施形態之成膜裝置10及環形板19中，藉由如上述般設定外側內壁20a、底部20Ac、內側內壁20Ab之尺寸、形狀，從而，亦可於與圖7所示之虛線d3、d4所夾之傾斜之區域相對應之區域內，削減朝向基板18之背面18a飛去之濺鍍粒子。

進而，於本實施形態之成膜裝置10及環形板19中，可產生延長環形板19之除膜維護週期之效果。

以下，基於圖式，對本發明之第3實施形態之成膜裝置及環形板進行說明。

圖8係表示本實施形態之成膜裝置中之環形板之放大剖視圖。本實施形態與上述第1或第2實施形態之不同之處在於與外側內壁20Bb及底部20Bc相關之方面。本實施形態之成膜裝置之其他構造與上述第1或第2實施形態相同。對與上述第1或第2實施形態對應之構成標註同一符號並省略其說明。

如圖8所示，本實施形態之成膜裝置10之槽20B中，底部20Bc及外側內壁20Ba係形成為平面狀(截面直線狀)。配置於遠離平台13之位置之外側內壁20Ba位於較基板18之外側輪廓(前端T)更靠外側，且直立設置於自平台13朝向靶12之方向上。換言之，外側內壁20Ba係於沿平台13與基板18之背面18a之交界線之外側位置，直立設置於平台13之法線方向。

如圖8所示，於槽20B中，外側內壁20Ba之下端係連接於與平台13之主面平行之底部20Bc之外側，底部20Bc之內側係連接於圓弧狀之內側內壁20b之下端。內側內壁20b係以內側內壁20b之上端Ub位於較基板18之外側輪廓(前端T)更內側之方式直立設置於自平台13朝向靶12之方向上。內側內壁20b與底部20Bc之連接位置係以位於較基板18之外側輪廓(前端T)更外側之方式設定。於底部20Bc與內側內壁20b之連接部位形成有平滑之曲面。

於本實施形態中，外側內壁20Ba、底部20Bc、內側內壁20b之尺寸、形狀係分別以滿足如下關係之方式設定：D-(L-a)tanθ≦Rb≦L

a≦L≦D/tanθ

5a≦D。

於本實施形態之成膜裝置10及環形板19中，藉由如上述般設定外側內壁20Ba、底部20Bc、內側內壁20b之尺寸、形狀，亦可防止向基板18 之背面18a之附膜。具體而言，以大於圖8所示之虛線d5所示之最大釋出角之角度入射至槽20B的濺鍍粒子之再濺鍍成分朝向與基板18之背面18a不同之方向飛去。因此，可削減朝向基板18之背面18a飛去之濺鍍粒子。

以下，基於圖式，對本發明之第4實施形態之成膜裝置及環形板進行說明。

圖9係表示本實施形態之成膜裝置中之環形板之放大剖視圖。本實施形態與上述第1實施形態之不同之處在於與槽20C相關之方面。本實施形態之成膜裝置之其他構造與上述第1實施形態相同。對與上述第1至第3實施形態之任一者對應之構成標註同一符號並省略其說明。

如圖9所示，本實施形態之成膜裝置10之槽20C中，作為防背面附膜曲面之外側內壁20Ca、底部20Cc、內側內壁20Cb均形成為橢圓形狀(半橢圓形狀)。外側內壁20Ca、底部20Cc、內側內壁20Cb之橢圓形狀之中心點20Co係以於槽20C之寬度方向上成為槽20C之中心位置之方式設定。如圖9所示，槽20C係以相對於與鉛垂方向平行並且通過中心點20Co之線成為左右對稱之方式形成。即，外側內壁20Ca與內側內壁20Cb之離心率係設定為相等。因此，外側內壁20Ca、內側內壁20Cb、及底部20Cc係形成為平滑連接之同一橢圓狀(半橢圓形狀)。

再者，於圖9中，橢圓之長軸係記載為槽20C之寬度方向、圖中之左右方向，但亦可以橢圓之長軸與鉛垂方向平行、即橢圓之長軸與上下方向平行之方式形成槽20C。

於本實施形態中，作為防背面附膜曲面之外側內壁20Ca、底部 20Cc、內側內壁20Cb之尺寸、形狀係分別以滿足如下關係之方式設定：a≦L≦D/tanθ

5a≦D。

於本實施形態之成膜裝置10及環形板19中，藉由如上述般設定外側內壁20Ca、底部20Cc、內側內壁20Cb之尺寸、形狀，亦可防止向基板18之背面18a之附膜。具體而言，以大於最大釋出角之角度入射至槽20C之濺鍍粒子之再濺鍍成分朝向與基板18之背面18a不同之方向飛去。因此，可削減朝向基板18之背面18a飛去之濺鍍粒子。

以下，基於圖式，對本發明之第5實施形態之成膜裝置及環形板進行說明。

圖10係表示本實施形態之成膜裝置中之環形板之放大剖視圖。本實施形態與上述第1至第4實施形態之任一者之不同之處在於與槽20D相關之方面。本實施形態之成膜裝置之其他構造與上述第1至第4實施形態之任一者相同。對與上述第1至第4實施形態之任一者對應之構成標註同一符號並省略其說明。

如圖10所示，本實施形態之成膜裝置10中之槽20D中，作為防背面附膜曲面之外側內壁20Da、底部20Dc、內側內壁20Db均形成為圓弧形狀。外側內壁20Da形成為具有曲率半徑Ra之圓弧狀。內側內壁20Db形成為具有曲率半徑Rb之圓弧狀。底部20Dc作為外側內壁20Da與內側內壁20Db之連接部分而形成為圓弧狀。該等曲率半徑Ra與曲率半徑Rb係以外側內壁20Da之曲率半徑Ra大於內側內壁20Db之曲率半徑Rb之方式設定。

又，內側內壁20Db之較圓弧狀更上側部分係以成為具有於鉛垂方向上延伸之壁部之直線形狀的方式直立設置。

再者，外側內壁20Da與內側內壁20Db之連接位置係設定為於槽20D之寬度方向上與基板18之外側輪廓(前端T)大致相等之位置。又，底部20Dc之連接部位係平滑地形成。

外側內壁20Da之曲率中心20Do(第1曲率中心)、內側內壁20Db之曲率中心20Dob(第2曲率中心)均於槽20D之寬度方向上位於相同位置。曲率中心20Do及曲率中心20Dob於槽20D之寬度方向上位於與基板18之外側輪廓(前端T)大致相等之位置。即，如圖10所示，槽20D係以相對於與鉛垂方向平行並且通過中心點20Do之線成為左右不對稱之方式形成。

於本實施形態中，作為防背面附膜曲面之外側內壁20Da、底部20Dc、內側內壁20Db之尺寸、形狀係分別以滿足如下關係之方式設定：Ra>Rb

Rb=a。

於本實施形態之成膜裝置10及環形板19中，藉由如上述般設定外側內壁20Da、底部20Dc、內側內壁20Db之尺寸、形狀，亦可防止向基板18之背面18a之附膜。具體而言，以大於最大釋出角之角度入射至槽20D之濺鍍粒子之再濺鍍成分朝向與基板18之背面18a不同之方向飛去。因此，可削減朝向基板18之背面18a飛去之濺鍍粒子。

以下，基於圖式，對本發明之第6實施形態之成膜裝置環形板進行說明。

圖11係表示本實施形態之成膜裝置中之環形板之放大剖視圖。本實施形態與上述第1至第5實施形態之任一者之不同之處在於與槽20E相關之方面。本實施形態之成膜裝置之其他構造與上述第1至第5實施形態之任一者相同。對與上述第1至第5實施形態之任一者對應之構成標註同一符號並省略其說明。

如圖11所示，本實施形態之成膜裝置10之槽20E中，作為防背面附膜曲面之外側內壁20Ea、底部20Ec、內側內壁20Eb均形成為圓弧形狀。外側內壁20Ea形成為具有曲率半徑Ra之圓弧狀。內側內壁20Eb形成為具有曲率半徑Rb之圓弧狀。底部20Ec作為外側內壁20Ea與內側內壁20Eb之連接部分而形成為圓弧狀。該等曲率半徑Ra與曲率半徑Rb係以外側內壁20Ea之曲率半徑Ra小於內側內壁20Eb之曲率半徑Rb之方式設定。

又，外側內壁20Ea中之較圓弧狀更上側部分係以成為具有於鉛垂方向上延伸之壁部之直線形狀的方式直立設置。

再者，外側內壁20Ea與內側內壁20Eb之連接位置係以於槽20E之寬度方向上位於較基板18之外側輪廓(前端T)更靠外側之方式設定。又，底部20Ec之連接部位係平滑地形成。

外側內壁20Ea之曲率中心20Eoa(第1曲率中心)、內側內壁20Eb之曲率中心20Eo(第2曲率中心)均於槽20E之寬度方向上位於相同位置。曲率中心20Eoa及曲率中心20Eo於槽20E之寬度方向上位於較基板18之外側輪廓(前端T)更靠外側。即，如圖11所示，槽20E係以相對於與鉛垂方向平行並且通過中心點20Do之線成為左右不對稱之方式形成。

於本實施形態中，作為防背面附膜曲面之外側內壁20Ea、底部E20c、內側內壁20Eb之尺寸、形狀係分別以滿足如下關係之方式設定： Ra<Rb

Rb>a。

於本實施形態中之槽20E中，作為防背面附膜曲面之外側內壁20Ea至少配置於遠離平台13之位置。於圖11中，表示有直線d8。直線d8將外側內壁20Ea之曲率中心20Eoa、與基板18之背面18a於平台13之外側自平台13伸出之交界K之位置連結。直線d8與水平所成之角係設定為大於濺鍍釋出最大角θ。

於本實施形態之成膜裝置10及環形板19中，藉由如上述般設定外側內壁20Ea、底部E20c、內側內壁20Eb之尺寸、形狀，亦可防止向基板18之背面18a之附膜。具體而言，以大於最大釋出角之角度入射至槽20E之濺鍍粒子之再濺鍍成分朝向與基板18之背面18a不同之方向飛去。因此，可削減朝向基板18之背面18a飛去之濺鍍粒子。

對本發明之較佳實施形態進行說明，雖已於上述進行了說明，但應當理解該等為本發明之例示，不應認為該等限定本發明。可不脫離本發明之範圍地進行追加、省略、置換、及其他變更。因此，應理解本發明不受上述說明限定，而由申請專利範圍限制。

Claims

一種成膜裝置，其包含：腔室，其收容靶；平台，其與上述靶之一面相對配置，且載置被成膜物；及環形板，其包含與上述靶對向之對向面、及形成於上述對向面之槽，且包圍上述平台之周緣；且載置於上述平台上之上述被成膜物之周緣係以位於上述平台之周緣之外側之方式自上述平台之上述周緣伸出，於與上述被成膜物之周緣對應之位置配置有上述槽，上述槽係以上述靶至上述槽之第2距離大於上述靶至上述被成膜物之第1距離之方式環繞設置於上述環形板，上述槽包含防止自上述靶釋出之成膜粒子堆積於上述被成膜物之背面之防背面附膜曲面，於上述槽中，上述防背面附膜曲面為遠離上述平台之外側內壁，且自上述被成膜物之背面於朝向上述平台之外側之方向上從上述平台伸出之交界之位置起，朝向較成為上述平台之側面之法線方向之水平更下側，劃出相對於上述水平以濺鍍釋出角θ延伸之直線，於該情形時，上述外側內壁之上端之位置位於較上述直線與上述外側內壁相交之到達點之位置更上側。
如請求項1之成膜裝置，其中上述防背面附膜曲面包含於沿上述平台之法線方向之截面具有曲率半徑之曲面。
如請求項1或2之成膜裝置，其中上述槽包含遠離上述平台之外側內壁、及靠近上述平台之內側內壁，且上述防背面附膜曲面於上述槽內設置於上述外側內壁。
如請求項1或2之成膜裝置，其中上述槽包含遠離上述平台之外側內壁、及靠近上述平台之內側內壁，且上述防背面附膜曲面於上述槽內設置於上述內側內壁。
如請求項1或2之成膜裝置，其中上述防背面附膜曲面於沿上述平台之法線方向之截面形成為圓弧狀。
如請求項1或2之成膜裝置，其中上述防背面附膜曲面於沿上述平台之法線方向之截面形成為橢圓形狀。
如請求項1或2之成膜裝置，其中於上述槽中，上述防背面附膜曲面為遠離上述平台之外側內壁，且於成為上述平台之側面之法線方向之鉛垂截面，劃出將上述防背面附膜曲面之曲率中心、與上述被成膜物之背面於朝向上述平台之外側之方向上自上述平台伸出之交界之位置連結的直線，於該情形時，上述直線相對於水平於下側所成之角係設定為大於濺鍍釋出角θ。
如請求項1或2之成膜裝置，其中上述平台之形狀於自上述靶觀察時為圓形或矩形。