TWI721619B - 金屬化合物膜的成膜方法及反應性濺鍍裝置 - Google Patents

金屬化合物膜的成膜方法及反應性濺鍍裝置 Download PDF

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Abstract

既定的反應性濺鍍條件中，將對反應氣體流量的成膜速度變化率的絕對值極大值相對大的第1目標(T1)與相對小的第2目標(T2)，安裝至至少分別的2個濺鍍電極之後，包括第1步驟，成膜室(11)內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第1目標的濺鍍電極(18)，供給脈衝控制信號圖樣設定的第1濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序不從反應氣體導入機(16)導入反應氣體至上述成膜室，在基板(S)上形成上述第1目標的金屬超薄膜；以及第2步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第2目標的濺鍍電極(19)，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第2濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第2目標的金屬超薄膜。

Description

金屬化合物膜的成膜方法及反應性濺鍍裝置
本發明係有關於金屬化合物膜的成膜方法及反應性濺鍍裝置。
利用反應性濺鍍法形成金屬氧化物薄膜的情況下，濺鍍空氣內導入的氧分子流量變多時，比起形成金屬膜的情況，成膜速度顯著下降。因此，成膜室內，與安裝目標的濺鍍電極不同，設置自由基電極，對於基板表面以及與目標表面的間隙，為了供給氧基即氧原子構成的金屬氧化物成膜裝置是眾所周知的(專利文獻1)。 [先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利公開2007-204819號公報
[發明所欲解決的課題]
但是，上述習知技術中，因為除了濺鍍電極還需要自由基電極，高頻電源等的裝置費用增加的同時，僅僅成膜室中的自由基電極專有容積就有成膜裝置大型化的問題。
本發明所欲解決的課題，係提供可以以簡單構造形成金屬化合物膜的金屬化合物膜的成膜方法及反應性濺鍍裝置。 [用以解決課題的手段]
本發明，在直流電源與至少2個濺鍍電極之間，對應至少2個濺鍍電極，設置轉換直流電壓成脈衝波電壓的脈衝波轉換開關，透過以產生編程脈衝控制信號圖樣的可編程發送器控制脈衝波轉換開關、反應氣體導入控制器以及反應需要的時間，藉由適當設定對各濺鍍電極供給的目標電力與目標反應氣體導入時序，解決上述課題。
利用金屬化合物膜的成膜方法解決上述課題，尤其，既定的反應性濺鍍條件中，將對於反應氣體流量的成膜速度變化率的絕對值極大值相對大的第1目標與相對小的第2目標，安裝至分別的至少2個濺鍍電極之後，至少包括： 第1步驟，成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第1目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第1濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序停止從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第1目標的金屬超薄膜； 第2步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第2目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第2濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序從上述反應氣體導入機導入上述反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第2目標的金屬超薄膜。
又，利用金屬化合物膜的成膜方法解決上述課題，將第1目標與第2目標，安裝至至少分別2個濺鍍電極之後，至少包括： 第1步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第1目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第1濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序不從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第1目標的金屬超薄膜； 第2步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第2目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第2濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序不從上述反應氣體導入機導入上述反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第2目標的金屬超薄膜； 第3步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第1目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第1濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第1目標的金屬超薄膜； 第4步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第2目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第2濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序從上述反應氣體導入機導入上述反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第2目標的金屬超薄膜。
又，也利用反應性濺鍍裝置，解決上述課題，反應性濺鍍裝置包括： 成膜室，投入成膜基板； 減壓機，減壓上述成膜室至既定壓力； 放電氣體導入機，導入放電氣體至上述成膜室； 複數濺鍍電極，分別具有作為成膜材料的目標，對一個上述基板對向； 反應氣體導入機，導入反應氣體至上述成膜室； 直流電源，供給電力至上述複數濺鍍電極； 複數脈衝波轉換開關，連接至上述直流電源與上述複數濺鍍電極之間，轉換施加至各個濺鍍電極的直流電壓為脈衝波電壓； 反應氣體導入控制器，控制從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室；以及 可編程發送器，根據供給至上述複數濺鍍電極的各個濺鍍目標電力以及上述反應氣體的目標導入時序的脈衝控制信號圖樣可編程，依照編程的脈衝控制信號圖樣，控制各個上述複數脈衝波轉換開關以及上述氣體導入控制器； 其中，上述反應氣體導入機，包括： 反應氣體供給源； 流量調節器，調節從上述反應氣體供給源供給的反應氣體流量； 第1氣體流路，從上述流量調節器分岔引導反應氣體往上述成膜室； 第2氣體流路，從上述流量調節器分岔引導反應氣體往上述減壓機的排氣系統； 第1開關閥，開關上述第1氣體流路；以及 第2開關閥，開關上述第2氣體流路； 上述反應氣體導入控制器，根據來自上述可編程發送器的脈衝控制信號圖樣，專門開關控制上述第1開關閥與上述第2開關閥。 [發明效果]
根據本發明，可以提供以簡單構造可以形成金屬化合物膜的成膜方法及反應性濺鍍裝置。
>>反應性濺鍍裝置>> 以下，根據圖面說明本發明的實施形態。第1A圖係顯示本發明的反應性濺鍍裝置的一實施形態之方塊圖，第1B圖係顯示第1A圖的反應氣體導入機16的細部方塊圖。本實施形態的反應性濺鍍裝置1，具有實質上形成密閉空間的成膜室11，成膜室11中，設置保持成膜基板S的基板座12以及分別具有作為成膜材料的目標(本例中第1目標T1與第2目標T2)且對一個基板S對向的複數濺鍍電極(本例中第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19)。又，成膜室11中，也可以設置減壓機13，減壓上述成膜室11至既定壓力；傳導閥14，控制減壓機13減壓的成膜室11的壓力，兼分隔閥(主閥)；放電氣體導入機15，導入放電氣體至成膜室11；反應氣體導入機16，導入反應氣體至成膜室11；以及反應氣體導入控制器17，控制反應氣體導入機16的反應氣體量。又，成膜室11與減壓機13之間的配管中，從成膜室11側依序設置傳導閥以及與此不同的分隔閥(主閥)。
本實施形態的反應性濺鍍裝置1，具有一個直流電源20，供給電力至第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19。又，本實施形態的反應性濺鍍裝置1，具有複數脈衝波轉換開關(本例中，第1脈衝波轉換開關22及第2脈衝波轉換開關23)，在直流電源20與第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19之間串聯連接，將施加給第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19的直流電壓轉換成脈衝波電壓。還有，本實施形態的反應性濺鍍裝置1，包括可編程發送器24，根據供給至第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19的各個濺鍍目標電力以及反應氣體的目標導入時序的脈衝控制信號圖樣可編程，且依照編程的脈衝控制信號圖樣，分別控制第1脈衝波轉換開關22及第2脈衝波轉換開關23的同時，控制反應氣體導入控制器17；控制裝置25，控制減壓機13、傳導閥14、放電氣體導入機15及反應氣體導入機16；以及成膜控制器26，總括反應性濺鍍裝置1的全體控制。以下，說明各構成構件。
基板座12，例如形成平板狀，設置在成膜室11，其上面，裝載視作成膜對象的基板S。又，對應成膜時需要加熱基板S的情況，基板座12上設置加熱基板S的加熱器也可以。第1A圖中省略圖示，成膜室11的一側壁，經由閘閥連接裝載閉鎖室，將基板S從上述裝載閉鎖室打開閘閥以裝載機構等投入，裝 載在基板座12上面。又，結束成膜的基板S，使用裝載機構從基板座12搬出至裝載閉鎖室。本實施形態的反應性濺鍍裝置1，對1枚基板S實行濺鍍成膜，所謂枚葉式反應性濺鍍裝置。但是，本發明的反應性濺鍍裝置1，不限定於枚葉式，成膜室11內投入複數基板S的處理也可以。又，本例的基板座12，也可以具有用以提高對基板S的成膜品質(膜厚、組成比)均等性的旋轉機構或上下機構、用以提高與裝載閉鎖室之間取出放入基板S之際的作業性的升降機構。
第1濺鍍電極18，前端面上保持作為成膜材料的第1目標T1，第1目標T1表面，設置為面對基板座12上裝載的基板S。同樣地，第2濺鍍電極19，前端面上保持作為成膜材料的第2目標T2，第2目標T2表面，設置為面對基板座12上裝載的基板S。本實施形態的反應性濺鍍裝置1，對基板S的1面設置2個濺鍍電極18、19，但本發明的反應性濺鍍裝置，不只是限定於2個濺鍍電極18、19，對基板S的1面設置3個濺鍍電極也可以。
又，面對基板S設置複數濺鍍電極時，雖然不能全部目標的表面與基板S表面平行，但考慮成膜控制的容易性，各濺鍍電極，對基板S表面設置為等間隔配置或對稱配置。第1A圖所示的2個第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19中，第1濺鍍電極18的中心軸C1與第2濺鍍電極19的中心軸C2，朝向基板S的中心O，設置為各個形成角度θ1、θ2相等。
減壓機13，在濺鍍處理時，包含用以形成可濺鍍成膜室11的壓力之排氣口、排氣管及排氣泵(真空泵)。為了除去成膜室11的殘留氣體，將成膜室11排氣到既定高真空壓力為止後，轉移至濺鍍處理。濺鍍處理，從放電氣體導入機15導入放電氣體至成膜室11，例如為了形成數Pa~數10Pa的減壓(真空)空氣，操作兼分隔閥的傳導閥14，設定成膜室11為既定壓力。又，分隔閥(主閥)，係實行開或閉的動作，傳導閥係為了調節排氣速度可改變分叉角度的閥。又，結束成膜時，關閉兼分隔閥的傳導閥14，經由打開上述成膜室11中設置的漏閥(未 圖示)，可以復原成膜室11至常壓。又，成膜室11的大氣開放，以成膜室11中設置的漏閥實行，減壓機13，除了停止反應性濺鍍裝置1全體時之外，理想是繼續動作，因為，停止減壓機13大氣開放的話，大氣內包含的水、塵埃有污染減壓機13的危險，還有停止減壓機13後再啟動減壓機13花費長時間。
放電氣體導入機15，用以供給放電氣體(濺鍍處理中形成電漿，產生衝撞離子目標的氣體)給成膜室11之氣瓶、調節器、分隔閥、導入管、流量調節閥及根據需要的泵。放電氣體不特別限定，例如使用氬氣體等非活性氣體。
反應氣體導入機16，包括反應氣瓶161，在進行反應性濺鍍處理時使用，如第1B圖所示，積存壓縮的反應氣體；流量調節器162，用以設定從反應氣瓶161經由氣體流路165供給的氣體流量；第1氣體流路166a、166b，從流量調節器162分岔引導反應氣體往成膜室11；第2氣體流路167a、167b，從流量調節器162分岔引導反應氣體往減壓機13的排氣系統；第1開關閥163，開關第1氣體流路166a、166b；以及第2開關閥164，開關第2氣體流路167a、167b。又，反應氣瓶161的壓力，當氣瓶全滿時，因為壓縮至初次壓(例如100MPa)，反應氣瓶161中設置調節器，形成二次壓(例如50~300MPa)，減壓至流量調節器162的動作壓力，引導往氣體流路165。在第2氣體流路167b中設置針閥，調節往減壓機13排氣的反應氣體流量也可以。
於是，反應氣體導入控制器17，輸入後述的可編程發送器24產生的脈衝控制信號圖樣，將此升壓至反應氣體導入機16可控制的既定電壓後，藉由輸出至上述反應氣體導入機16，專門開關控制反應氣體導入機16的第1開關閥163與第2開關閥164。藉此，高精確度地控制往成膜室11導入的反應氣體的導入時序與導入量。嚴格說來，假設往成膜室11的反應氣體的導入量為反應氣體流量×導入時間時，反應氣體的流量控制以流量調節器162控制，導入時間以可編程發送器24控制。在此，所謂「專門開關控控」，係開放第1開關閥163與第2開 關閥164的一方時，閉塞另一方，相反地，閉塞一方時，開放另一方。如本例，從反應氣瓶161以流量調節器162供給一定量反應氣體的狀態下，以導入反應氣體至成膜室11的時序，打開第1開關閥163的同時關閉第2開關閥164，另一方面，以停止往成膜室11供給反應氣體的時序，關閉第1開關閥163的同時打開第2開關閥164，引導反應氣體往減壓機13的排氣系統。這樣，可以以100msec(毫秒)以下的高精確度的時序穩定控制往成膜室11脈衝式導入/非導入反應氣體。
尤其，第1開關閥163與成膜室11間的第1氣體流路166b，成膜時經常是減壓空氣。相對於此，假設構成為不設置第2開關閥164時，流量調節器162與第1開關閥163之間的第1氣體流路166a，第1開關閥163是「閉」時，返回至反應氣瓶161的二次壓，反應氣體導入時，因為上述第1氣體流路166a與成膜室11的壓力差，產生反應氣體衝入成膜室11的問題。因此，如本例，藉由設置第2開關閥164，即使第1開關閥163是「閉」時，因為第2開關閥164為「開」，也維持流量調節器162與第1開關閥163之間的第1氣體流路166a在減壓狀態，結果，可以抑制發生往成膜室11衝入氣體
作為成膜物質濺鍍金屬氧化膜、金屬氮化膜時，從反應氣體導入機16往成膜室11導入氧氣、氮氣。又，根據需要，將反應氣體導入系統分為氧氣用與氮氣用也可以，不實行反應性濺鍍時，控制反應氣體導入控制器17，只要停止反應氣體導入機16導入反應氣體即可。
直流電源20，在本實施形態的反應性濺鍍裝置1中只設置1個。直流電源20，施加1kV以下的直流電壓使目標放電，藉此，放出電子陽離子化的氬氣(放電氣體)的一部分，衝撞目標，趕出上述目標原子，這堆積在目標延伸方向上的基板S上。又，作為本實施形態的直流電源20，電力控制(CP)、電壓控制(CV)、電流(CC)理想是分別可以自動轉換控制的電源。
尤其本實施形態的直流電源20與第1濺鍍電極18之間的電力供給線中，設置第1脈衝波轉換開關22，直流電源20與第2濺鍍電極19之間的電力供給線中，設置第2脈衝波轉換開關23。這些第1脈衝波轉換開關22與第2脈衝波轉換開關23，因為對直流電源20並聯連接，分別施加與直流電源20相同的電壓。但是，電力控制直流電源20時，根據目標種類有時施加電壓不同。第1脈衝波轉換開關22與第2脈衝波轉換開關23，是由轉換來自直流電源20的直流電壓成脈衝波電壓的開關元件等構成，可以耐數kV高電壓的開關元件，例如可以使用MOSFET、IGBT、SiC等的功率電晶體等。
第1脈衝波轉換開關22與第2脈衝波轉換開關23，由可編程發送器24，一邊保持同步，一邊分別獨立控制。即，可編程發送器24，將根據對第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19供給的分別濺鍍目標電力值之脈衝控制信號圖樣，分別輸出至第1脈衝波轉換開關22與第2脈衝波轉換開關23， 進行ON/OFF(通/斷)控制。
第2C圖，係顯示可編程發送器24中濺鍍光罩脈衝的產生方法圖。如同圖所示，第1脈衝波轉換開關22與第2脈衝波轉換開關23分別輸出的濺鍍光罩脈衝(脈衝控制信號的圖樣)，設定為表示脈衝濺鍍步頻率的基底脈衝與表示濺鍍時間頻率的光罩脈衝的濺鍍光罩脈衝(基底脈衝與光罩脈衝的AND條件，輸出脈衝)所定義。此時，基底脈衝及光罩脈衝分別可設定各個頻率、工作周期以及相位角。使用相同的閉鎖達到基底脈衝與光罩脈衝的同步。對2個目標使用相同目標材時，一方目標的基底光罩的相位角前進180，成為雙陰極。又，1周期中的濺鍍時期，以改變光罩脈衝的相位角實行。例如顯示同圖所示的基底脈衝設定為頻率1kHz〜500 kHz、工作周期50%、相位角0，光罩脈衝設定為頻率0.5Hz〜1.0Hz、工作周期50%、相位角0的例。又，可編程發送器24的頻道數，只具有輸出處的脈衝波轉換開關數與反應氣體導入控制器17內包含的輸出處的機器數之合計數以上的數量。又，也可以設定可編程發送器24的1周期次數的重複次數、開始到結束的時間。還有輸出至後述的反應氣體導入機16的第1開關閥163及第2開關閥164的脈衝信號，只以光罩脈衝構成。
第2A圖係顯示第1A圖的可編程發送器24、第1脈衝波轉換開關22或第2脈衝波轉換開關23產生的電壓脈衝波(mask pulse(光罩脈衝))的一例圖。例如，如第2A圖所示，可編程發送器24中，包含分別ON/OFF第1脈衝波轉換開關22或第2脈衝波轉換開關23的頻率1/T及工作周期τ/T之控制信號圖樣可任意編程。又，因為不論重複波形在時間軸上都可以製作波形，可以單發現象中的編程。又，可編程發送器24，包括調整單元的內部周期開始時序的機能，因為對第1脈衝波轉換開關22輸出的控制信號圖樣與對第2脈衝波轉換開關23輸出的控制信號圖樣，根據相同的時脈產生，保持高精確度的同步性。
又，如第1A圖所示，第1脈衝波轉換開關22的第1濺鍍電極18側的電路及第2脈衝波轉換開關23的第2濺鍍電極19側的電路，連接+50V左右(+100V以下為佳)的偏壓直流電源21也可以。連接偏壓直流電源21的情況下，未輸出濺鍍電壓時，會施加偏壓電壓至目標。第2B圖顯示，設置偏壓直流電源21時，第1A圖的可編程發送器24、第1脈衝波轉換開關22及第2脈衝波轉換開關23產生的電波脈衝波(光罩脈衝)的其它例。由於設置正的偏壓直流電源21，如第2B圖所示，第1脈衝波轉換開關22及第2脈衝波轉換開關23OFF(切斷)時，會對第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19施加(+的直流電壓)反相電壓。濺鍍處理中，目標內部的含有物或表面上附著的不純物局部+電位帶電，與施加至一電位的目標或濺鍍電極之間有時產生電弧。因此，如第2B圖所示，第1脈衝波轉換開關22及第2脈衝波轉換開關23切斷(OFF)時，由於產生反相電壓脈衝波，可以自動除去(中和)這樣的+電位帶電，可以抑制電弧產生。
回到第1A圖，控制裝置25，根據來自成膜控制器26的控制信號，控制減壓機13、傳導閥14、放電氣體導入機15、反應氣體導入機16，與根據可 編程發送器24的反應氣體導入控制器17的控制相結合，控制成膜室11的排氣、對成膜室11的放電氣體及反應氣體的導入時序。具體的使用例後述，例如，對第1濺鍍電極18及/或第2濺鍍電極19供給電力期間，為了從放電氣體導入機15往成膜室11導入氬氣等非活性氣體，控制放電氣體導入機15的同時，對第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19中任一方供給電力期間，為了從反應氣體導入控制器17往成膜室11導入氣體，控制反應氣體導入機16。
又，第1A圖所示的實施形態中，只對基板S的單面設置2個濺鍍電極18、19，如第1C圖所示，基板座12上，保持上述基板S，使基板S的正反兩面的成膜部分露出，基板座12的下側也可以設置前端面支持作為成膜材料的第3目標T3之第3濺鍍電極27以及前端面支持作為成膜材料的第4目標T4之第4濺鍍電極28，使第3目標T3及第4目標T4的表面分別面對基板座12保持的基板S背面。在此情況下，不特別限定，如第1D圖所示，第1直流電源201與第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19之間的電力供給線上設置第1脈衝波轉換開關22，第2直流電源202與第3濺鍍電極27及第4濺鍍電極28之間的電力供給線上設置第2脈衝波轉換開關23。於是，可編程發送器24也可以構成為將根據對第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19供給的濺鍍目標電力值之脈衝控制信號圖樣，輸出至第1脈衝波轉換開關22，將根據對第3濺鍍電極27及第4濺鍍電極28供給的濺鍍目標電力值之脈衝控制信號圖樣，輸出至第2脈衝波轉換開關23，控制ON/OFF。
又，上述各實施形態中，各個濺鍍電極中設置的各目標(第1目標T1、第2目標T2、第3目標T3及第4目標T4)，可以是分別不同的成膜材料，也可以是一部分不同的成膜材料，也可以是全部相同的成膜材料。又，即使目標相同的成膜材料，也可以改變反應氣體的導入圖樣。
又，本發明的反應性濺鍍裝置1，不限定於第1A圖所示的1個直流電源20，設置複數直流電源20也可以。第3A圖，係顯示本發明的反應性濺鍍裝置的又其它實施形態的電氣系統之要部方塊圖，第3B圖，係顯示本發明的反應性濺鍍裝置的又其它實施形態的電氣系統之要部方塊圖。第3A圖所示的實施形態，係分別對2個濺鍍電極(第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19)設置第1直流電源201及第2直流電源202的同時，分別對2個脈衝轉換開關(第1脈衝波轉換開關22及第2脈衝波轉換開關23)設置第1偏壓直流電源211及第2偏壓直流電源212的例。又，第3B圖所示的實施形態，係分別對2個濺鍍電極(第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19)，設置第1直流電源201及第2直流電源202的同時，對2個脈衝轉換開關(第1脈衝波轉換開關22及第2脈衝波轉換開關23)，設置1個偏壓直流電源21的例。
>>使用反應性濺鍍裝置的成膜方法>> 使用這樣的本實施形態的反應性濺鍍裝置1時，各種成膜形態中的濺鍍處理成為可能。尤其，以複數不同種金屬為目標，形成金屬氧化膜、金屬氮化膜等的複合金屬化合物膜、混合膜或多層膜的情況下，盡可能抑制成膜速度下降的同時可以成膜的方法是可能的。包含複合金屬化合物膜及混合膜，稱作金屬化合物膜。
第5圖係顯示在既定的反應性濺鍍條件中，對於既定種類的反應氣體流量之成膜速度特性剖面圖，以實線2表示第1目標T1，以虛線表示與此不同材料的第2目標T2的特性。反應氣體流量相對少量的範圍稱作金屬模式，反應氣體流量相對多量的範圍稱作氧化模式(顯示用氧作為反應氣體的情況。以下，也稱作反應模式)，這些之間有稱作遷移模式的區域。對於第1目標T1的反應氣體流量之成膜速度，隨著反應氣體流量從0開始增加慢慢減少後，在範圍R(遷移模式的範圍近旁)中急劇減少，之後再慢慢減少。對於此第1目標T1的反應氣體流量之成膜速度變化率(剖面傾斜)的絕對值，隨著反應氣體流量從0開始增加慢慢變大，在範圍R中顯示極大值後，慢慢減少。
相對於此，對於第2目標T2的反應氣體流量之成膜速度，隨著反應氣體流量從0開始增加慢慢減少後，在範圍R(遷移模式的範圍近旁)中稍微急劇減少，之後再慢慢減少。對於此第2目標T2的反應氣體流量之成膜速度變化率(剖面傾斜)的絕對值，隨著反應氣體流量從0開始增加慢慢變大，在範圍R中顯示極大值後，慢慢變小。但是，第2目標T2在範圍R中的極大值，比第1目標T1的極大值小。即，對於第2目標T2的反應氣體流量之成膜速度影響度，比起對於第1目標T1的反應氣體流量之成膜速度影響度相對小。
在此本發明者們，有關對於反應氣體流量之成膜速度影響度相對小 (換言之遲鈍) 的第2目標T2，對第2濺鍍電極19施加電壓，實施第2目標T2的濺鍍處理的同時，導入反應氣體至成膜室11內，形成上述反應氣體以濺鍍電力基化的步驟時，可以抑制成膜速度減少至最小限度的同時，著眼於導入成膜室11的反應氣體可以以第2濺鍍電極19基化方面。即，反應氣體的自由基電極即使另外設置，由於共用第2濺鍍電極19作為自由基電極，也基化反應氣體，有關對於反應氣體流量的成膜速度影響度相對大(換言之敏感)的第1目標T1，利用成膜室11內殘留的反應氣體自由基，可以進行反應處理。以下，對於反應氣體流量的成膜速度變化率絕對值的極大值相對大的目標稱作第1目標T1，相對小的目標稱作第2目標T2，說明本實施形態的成膜方法。作為第1目標T1，可以例示鋯(Zr)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉭(Ta)等的金屬，作為第2目標T2，可以例示釔(Y)、鉺(Er)/ 釔(Y)或矽(Si)等的金屬。
第4A〜4C圖係顯示使用本發明的反應性濺鍍裝置1的成膜方法例的時序圖，顯示作為成膜步驟單位的1周期(1cycle)。同圖，係可編程發送器24中可編程的脈衝控制信號圖樣(圖的縱軸顯示ON/OFF，橫軸顯示時間)，從上圖依序，分別顯示對第1濺鍍電極18的施加脈衝(ON/OFF)、對第2濺鍍電極19的施加脈衝(ON/OFF)、對反應氣體導入控制器17的施加脈衝(ON/OFF)、對放電氣體導入機15的施加脈衝(ON/OFF)。藉由每個成膜方法都從反應氣體導入機16導入所希望的反應氣體至成膜室11，形成金屬氧化膜、金屬氮化膜等金屬化合物膜的例。以下，脈衝控制信號圖樣中，對濺鍍電極施加的施加脈衝也稱作濺鍍光罩脈衝。
第4A〜4C圖所示的成膜方法，例如可以應用於分別選擇鋯(Zr)作為第1目標T1、釔(Y) 作為第2目標T2、氧作為反應氣體，形成穩定性的氧化釔鋯YSZ (ZrO2 ．Y2 O3 )的金屬化合物的情況(以下所示的第1例〜第3例)，分別選擇矽(Si)作為第1目標T1、釔(Y) 作為第2目標T2、氧作為反應氣體，形成氧化矽釔(Y2 O3 ．SiO2 )的金屬化合物的情況(以下所示的第4例〜第7例)，分別選擇矽(Si)作為第1目標T1、鉺(Er)/ 釔(Y)作為第2目標T2、氧作為反應氣體，形成氧化矽鉺釔(Erx Y2-X SiO2 ) 的金屬化合物的情況(以下所示的第4例〜第7例)等。
>>第1例>> 第4A圖所示的成膜方法，在成膜室11內導入非活性氣體等放電氣體的狀態下，對於安裝第1目標T1(例如鋯(Zr))的第1濺鍍電極18，施加既定時間寬度Pt1的濺鍍光罩脈衝，形成第1目標T1的超薄膜。其次，對第2濺鍍電極19，施加既定時間寬度Pt2的濺鍍光罩脈衝，形成第2目標T2(例如釔(Y))的超薄膜的同時，導入反應氣體(例如氧(O2 ))至成膜室11內。即，濺鍍處理對反應氣體流量的成膜速度影響度相對敏感的第1目標T1的時序，不導入反應氣體至成膜室11內，濺鍍處理對反應氣體流量的成膜速度影響度相對遲鈍的第2目標T2的時序，導入反應氣體至成膜室11內。
藉此，成膜室11內導入的反應氣體，以第2濺鍍電極19的電場基化，使在基板S上形成的第1目標T1的超薄膜與第2目標T2的超薄膜同時與反應氣體反應。於是，直到成為作為目標的膜厚為止，重複此周期。此時，對第1濺鍍電極18供給的電力與對第2濺鍍電極19供給的電力設定為相同值也可以，對第1濺鍍電極18與第2濺鍍電極19供給的電力設定為不同值也可以。
第6圖，係顯示以第4A圖所示的成膜方法處理時的第1目標T1的材料飛翔量的一例圖。第6圖的時間t1到時間t3，相當於第4A圖的既定時間寬度Pt1的施加時間，第6圖的時間t3到時間t5，相當於第4A圖的既定時間寬度Pt2的施加時間。如第6圖所示，對第1目標T1施加電壓的初期時間t1〜t2中，遷移至金屬模式，上述第1目標T1的材料飛翔量增加，在時間t2〜t3中第1目標T1的材料飛翔量成為最大。在時間t3停止對第1目標T1施加電壓的同時，導入氣體的話，在時間t3〜t4中，在第1目標T1的表面產生與反應氣體的反應，由於遷移至反應模式，上述第1目標T1的材料飛翔量急劇減少。因為在此時間t4〜t5期間對第2目標T2施加電壓，導入的反應氣體基化，基板S上堆積的不完全金屬超薄膜與反應氣體自由基產生反應。
藉此，維持含有比率(穩定性的氧化釔鋯YSZ (ZrO2 ．Y2 O3 )成膜時，鋯(Zr)：釔(Y)=9：1)高的第1目標T1在金屬膜的高成膜速度的同時，第2目標T2成膜時，可以使第1目標T1的不完全金屬超薄膜與反應性高的反應自由基同時反應。藉此，可以實施利用高成膜速度的反應性濺鍍。又，反應氣體的自由基電極，因為與第2濺鍍電極19共用，可以削減反應需要的時間的同時，不必設置另外的自由基電極，可以抑制裝置費用增加、裝置大型化。
又，對第4A圖的第2濺鍍電極19的既定時間寬度Pt2的施加時間以及對反應氣體導入控制器17的施加時間，理想是相同時間，至少只要有重複的時間即可。
>>第2例>> 第4B圖所示的成膜方法，在成膜室11內導入非活性氣體等放電氣體的狀態下，對第2濺鍍電極19施加既定時間寬度Pt2的濺鍍光罩脈衝形成第2目標T2(例如釔(Y))的超薄膜的同時，成膜室11內導入反應氣體(例如氧O2 )。其次，對安裝第1目標T1 (例如鋯(Zr))的第1濺鍍電極18施加既定時間寬度Pt1的濺鍍光罩脈衝形成第1目標T1的超薄膜。即，此成膜方法中，在濺鍍處理對反應氣體流量的成膜速度影響度相對敏感的第1目標T1的時序，也不導入反應氣體至成膜室11內，濺鍍處理對反應氣體流量的成膜速度影響度相對遲鈍的第2目標T2的時序，導入反應氣體至成膜室11內。
藉此，成膜室11內導入反應氣體，由第2濺鍍電極19的電場基化，使基板S上形成的第1目標T1及第2目標T2的超薄膜與反應氣體反應。於是，直到成為作為目標的膜厚為止，重複此周期。此時，對第1濺鍍電極18供給的電力與對第2濺鍍電極19供給的電力設定相同值也可以，對第1濺鍍電極18與第2濺鍍電極19供給的電力設定為不同值也可以。又，對第4B圖的第2濺鍍電極19的既定時間寬度Pt2的施加時間以及對反應氣體導入控制器17的施加時間，理想是相同的時間，至少只要有重複的時間即可。
>>第3例>> 第4C圖所示的成膜方法，在成膜室11內導入非活性氣體等的放電氣體的狀態下，對於安裝第1目標T1(例如鋯(Zr))的第1濺鍍電極18，施加既定時間寬度Pt1的濺鍍光罩脈衝，形成第1目標T1的超薄膜。其次，對第2濺鍍電極19施加既定時間寬度Pt2的濺鍍光罩脈衝，形成第2目標T2(例如釔(Y))的超薄膜。施加這些既定時間寬度Pt1、Pt2的脈衝期間，不導入反應氣體至成膜室11內，實行金屬模式的濺鍍處理。其次，對安裝第1目標T1的第1濺鍍電極18施加既定時間寬度Pt3的脈衝，形成第1目標T1的超薄膜。其次，對第2濺鍍電極19施加既定時間寬度Pt4的脈衝，形成第2目標T2的超薄膜的同時，導入反應氣體(例如氧(O2 ))至成膜室11內。即，此成膜方法中，也至少在濺鍍處理對反應氣體流量的成膜速度影響度相對敏感的第1目標T1之時序，不導入反應氣體至成膜室11內。
因此，對第2濺鍍電極19施加既定時間寬度Pt4的脈衝的同時，導入成膜室11內的反應氣體，以上述第2濺鍍電極19的電場基化，使基板S上形成的第1目標T1及第2目標T2的超薄膜與反應氣體反應。於是，直到成為作為目標的膜厚為止，重複此周期。此時，對第1濺鍍電極18供給的電力與對第2濺鍍電極19供給的電力設定相同值也可以，對第1濺鍍電極18與第2濺鍍電極19供給的電力設定為不同值也可以。又，對於第4C圖的第2濺鍍電極19的既定時間寬度Pt4的施加時間以及對於反應氣體導入控制器17的施加時間，理想是相同的時間，至少只要有重複的時間即可。
如上述，根據本實施形態的反應性濺鍍裝置1，濺鍍處理對反應氣體流量的成膜速度影響度相對敏感的第1目標T1的時序，不導入反應氣體至成膜室11內，濺鍍處理對反應氣體流量的成膜速度影響度相對遲鈍的第2目標T2的時序，導入反應氣體至成膜室11內。藉此，維持第1目標T1的成膜速度在金屬模式的高速度的同時，可以使第2目標T2成膜時第1目標T1的超薄膜與反應氣體反應。又，反應氣體的自由基電極，因為與第2濺鍍電極19共用，不必設置另外的自由基電極，可以抑制裝置費用增加、裝置大型化。
如上述，使用對反應氣體流量的成膜速度影響度相對敏感的鋯(Zr)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鈮(Nb)、鉭(Ta)等的金屬目標作為一方目標時，理想是如第1例〜第3例成膜，但使用對反應氣體流量的成膜速度影響度相對遲鈍的釔(Y)、鉺(Er)/ 釔(Y)或矽(Si)等的金屬目標之間成膜時，用以下的方法實行也可以。例如，分別選擇矽(Si)作為第1目標T1、釔(Y) 作為第2目標T2、氧作為反應氣體，形成氧化矽釔(Y2 O3 ．SiO2 )的金屬化合物的情況，分別選擇矽(Si)作為第1目標T1、鉺(Er)/ 釔(Y)作為第2目標T2、氧作為反應氣體，形成氧化矽鉺釔(Erx Y2-X SiO2 ) 的金屬化合物的情況等。
>>第4例>> 第4D圖所示的成膜方法，在成膜室11內導入非活性氣體等的放電氣體的狀態下，對於安裝第1目標T1(例如矽(Si))的第1濺鍍電極18，施加既定時間寬度Pt1的濺鍍光罩脈衝，形成第1目標T1的超薄膜。其次，對第2濺鍍電極19施加既定時間寬度Pt2的濺鍍光罩脈衝，形成第2目標T2(例如釔(Y)或鉺(Er)/ 釔(Y))的超薄膜。施加這些既定時間寬度Pt1、Pt2的脈衝期間，不導入反應氣體至成膜室11內，實行金屬模式的濺鍍處理。透過不導入反應氣體的濺鍍處理，設立以一次濺鍍除去目標表面上的氧化物的時間，目標表面上實行恢復金屬面的再生。透過重複此周期，可以恢復金屬模式中的高成膜速度。其次，對安裝第1目標T1的第1濺鍍電極18施加既定時間寬度Pt3的脈衝，形成第1目標T1的超薄膜。其次，同樣在成膜室11內導入反應氣體(例如氧O2 )的狀態下，對第2濺鍍電極19施加既定時間寬度Pt4，形成第2目標T2的超薄膜。
即，此成膜方法中，第1目標T1及第2目標T2即使都是對反應氣體流量的成膜速度影響度相對遲鈍，如第5圖的虛線所示，比較金屬模式與氧化模式的話，氧化模式中的成膜速度也相對變慢。因此，在成膜的1周期前半濺鍍處理第1目標T1及第2目標T2的時序，不導入反應氣體至成膜室11內，以金屬模式實行濺鍍處理，藉此確保成膜速度。一方面，在成膜的1周期後半濺鍍處理第1目標T1及第2目標T2的時序，導入反應氣體至成膜室11內，以金屬模式實行濺鍍處理，藉此將導入成膜室11內的反應氣體，以第1濺鍍電極18及第2濺鍍電極19基化，使基板S上形成的第1目標T1的超薄膜與第2目標T2的超薄膜同時與反應氣體反應。於是，直到成為作為目標的膜厚為止，重複此周期。此時，對第1濺鍍電極18供給的電力與對第2濺鍍電極19供給的電力設定相同值也可以，對第1濺鍍電極18與第2濺鍍電極19供給的電力設定為不同值也可以。
>>第5例>> 第4E圖所示的成膜方法，係第4D圖所示的成膜方法的變形例。即，第4E圖所示的成膜方法，在成膜室11內導入非活性氣體等的放電氣體的狀態下，對於安裝第1目標T1(例如矽(Si))的第1濺鍍電極18，施加既定時間寬度Pt1的濺鍍光罩脈衝，形成第1目標T1的超薄膜。其次，對第2濺鍍電極19，施加既定時間寬度Pt2的濺鍍光罩脈衝，形成第2目標T2(例如釔(Y)或鉺(Er)/ 釔(Y))的超薄膜。施加這些既定時間寬度Pt1、Pt2的脈衝期間，導入反應氣體至成膜室11內，實行氧化模式的濺鍍處理。其次，停止導入反應氣體至成膜室11內，對安裝上述第1目標的濺鍍電極18，施加既定時間寬度Pt3的脈衝，形成第1目標T1的超薄膜。其次，同樣在不導入反應氣體(例如氧(O2 ))至成膜室11內的狀態下，對第2濺鍍電極19施加既定時間寬度Pt4的脈衝，形成第2目標T2的超薄膜。根據此成膜方法，也達到與第4D圖所示的成膜方法相同的作用效果。
>>第6例>> 第4F圖所示的成膜方法，係第4D圖所示的成膜方法的變形例。即，第4F圖所示的成膜方法，在成膜室11內導入非活性氣體等的放電氣體的狀態下，對於安裝第1目標T1(例如矽(Si))的第1濺鍍電極18，施加既定時間寬度Pt1的濺鍍光罩脈衝，形成第1目標T1的超薄膜。施加此既定時間寬度Pt1的脈衝期間，不導入反應氣體至成膜室11內，實行氧化模式的濺鍍處理。其次，對第2濺鍍電極19施加既定時間寬度Pt2的濺鍍光罩脈衝，形成第2目標T2(例如釔(Y)或鉺(Er)/ 釔(Y))的超薄膜。施加此既定時間寬度Pt2的脈衝期間，導入反應氣體至成膜室11內，實行氧化模式的濺鍍處理。其次，繼續導入反應氣體至成膜室11內，對於安裝第1目標T1的第1濺鍍電極18，施加既定時間寬度Pt3的脈衝，以氧化模式形成第1目標T1的超薄膜。其次，在不導入反應氣體(例如氧(O2 ))至成膜室11內的狀態下，對第2濺鍍電極19施加既定時間寬度Pt4的脈衝，以金屬模式形成第2目標T2的超薄膜。根據此成膜方法，也達到與第4D圖所示的成膜方法相同的作用效果。
>>第7例>> 第4G圖所示的成膜方法，係第4D圖所示的成膜方法的變形例。即，第4G圖所示的成膜方法，在成膜室11內導入非活性氣體等的放電氣體的狀態下，對於安裝第1目標T1(例如矽(Si))的第1濺鍍電極18，施加既定時間寬度Pt1的濺鍍光罩脈衝，形成第1目標T1的超薄膜。施加此既定時間寬度Pt1的脈衝期間，導入反應氣體至成膜室11內，實行氧化模式的濺鍍處理。其次，對第2濺鍍電極19施加既定時間寬度Pt2的濺鍍光罩脈衝，形成第2目標T2(例如釔(Y)或鉺(Er)/ 釔(Y))的超薄膜。施加此既定時間寬度Pt2的脈衝期間，不導入反應氣體至成膜室11內，實行金屬模式的濺鍍處理。其次，繼續導入反應氣體至成膜室11內，對於安裝第1目標T1的第1濺鍍電極18，施加既定時間寬度Pt3的脈衝，以金屬模式形成第1目標T1的超薄膜。其次，在導入反應氣體(例如氧(O2 ))至成膜室11內的狀態下，對第2濺鍍電極19施加既定時間寬度Pt4的脈衝，以氧化模式形成第2目標T2的超薄膜。根據此成膜方法，也達到與第4D圖所示的成膜方法相同的作用效果。
1:反應性濺鍍裝置 11:成膜室 12:基板座 13:減壓機 14:傳導閥 15:放電氣體導入機 16:反應氣體導入機 161:反應氣瓶 162:流量調節器 163:第1開關閥
164:第2開關閥
165:氣體流路
166a、166b:第1氣體流路
167a、167b:第2氣體流路
17:反應氣體導入控制器
18:第1濺鍍電極
19:第2濺鍍電極
20:直流電源
201:第1直流電源
202:第2直流電源
21:偏壓直流電源
211:第1偏壓直流電源
212:第2偏壓直流電源
22:第1脈衝波轉換開關
23:第2脈衝波轉換開關
24:可編程發送器
25:控制裝置
26:成膜控制器
27:第3濺鍍電極
28:第4濺鍍電極
Pt1、Pt2、Pt3、Pt4:既定時間寬度
S:基板
T1:第1目標
T2:第2目標
T3:第3目標 T4:第4目標
[第1A圖] 係顯示本發明的反應性濺鍍裝置的一實施形態之方塊圖； [第1B圖] 係顯示第1A圖的反應氣體導入機的細部方塊圖； [第1C圖] 係顯本發明的反應性濺鍍裝置的其它實施形態之要部方塊圖； [第1D圖] 係顯示第1C圖的反應性濺鍍裝置的電氣系統方塊圖； [第2A圖] 係顯示第1A圖的可編程發送器24、第1脈衝波轉換開關22或第2脈衝波轉換開關23產生的電壓脈衝波(mask pulse(光罩脈衝))的一例圖； [第2B圖] 係顯示設置偏壓直流電源21的情況下，第1A圖的可編程發送器24、第1脈衝波轉換開關22或第2脈衝波轉換開關23產生的電壓脈衝波(mask pulse(光罩脈衝))的其它例圖； [第2C圖] 係顯示第1A圖的可編程發送器設定的基底脈衝及光罩脈衝以及由這些產生的濺鍍光罩脈衝圖； [第3A圖] 係顯示本發明的反應性濺鍍裝置的又其它實施形態的電氣系統之要部方塊圖； [第3B圖] 係顯示本發明的反應性濺鍍裝置的又其它實施形態的電氣系統之要部方塊圖； [第4A圖] 係顯示使用本發明的反應性濺鍍裝置的成膜方法第1例的時序圖； [第4B圖] 係顯示使用本發明的反應性濺鍍裝置的成膜方法第2例的時序圖； [第4C圖] 係顯示使用本發明的反應性濺鍍裝置的成膜方法第3例的時序圖； [第4D圖] 係顯示使用本發明的反應性濺鍍裝置的成膜方法第4例的時序圖； [第4E圖] 係顯示使用本發明的反應性濺鍍裝置的成膜方法第5例的時序圖； [第4F圖] 係顯示使用本發明的反應性濺鍍裝置的成膜方法第6例的時序圖； [第4G圖] 係顯示使用本發明的反應性濺鍍裝置的成膜方法第7例的時序圖； [第5圖] 係顯示在既定的反應性濺鍍條件中，對於不同目標的反應氣體流量之成膜速度特性剖面圖；以及 [第6圖]係顯示以第4A圖所示的成膜方法處理時的第1目標的材料飛翔量的一例圖。
Pt1:既定時間寬度
Pt2:既定時間寬度

Claims (6)

  1. 一種金屬化合物膜的成膜方法，使用反應性濺鍍裝置，對基板施行成膜處理，上述反應性濺鍍裝置，包括：成膜室，投入成膜的上述基板；減壓機，減壓上述成膜室至既定壓力；放電氣體導入機，導入放電氣體至上述成膜室；至少2個濺鍍電極，分別具有作為成膜材料的目標，對一個上述基板對向；反應氣體導入機，導入反應氣體至上述成膜室；直流電源，分別供給電力至上述至少2個濺鍍電極；至少2個脈衝波轉換開關，連接至上述直流電源與上述至少2個濺鍍電極之間，轉換施加至各個濺鍍電極的直流電壓為脈衝波電壓；反應氣體導入控制器，控制從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室；以及可編程發送器，根據供給至上述至少2個濺鍍電極的各個濺鍍目標電力以及上述反應氣體的目標導入時序的脈衝控制信號圖樣可編程，依照編程的脈衝控制信號圖樣，控制各個上述至少2個脈衝波轉換開關以及上述反應氣體導入控制器；既定的反應性濺鍍條件中，將對於上述反應氣體流量的成膜速度變化率的絕對值極大值相對大的第1目標與相對小的第2目標，安裝至分別的上述至少2個濺鍍電極之後，至少包括：第1步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第1目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第1濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序不從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第1目標的金屬超薄膜； 第2步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第2目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第2濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第2目標的金屬超薄膜；其中，安裝上述第1目標與上述第2目標至分別的上述至少2個濺鍍電極後的成膜步驟的1周期中，實施上述第1步驟後實施上述第2步驟，或實施上述第2步驟後實施上述第1步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的金屬化合物膜的成膜方法，其中，上述成膜步驟的1周期中，實施上述第1步驟後實施上述第2步驟的情況下，實施上述第1步驟前或上述第2步驟後，實施上述第2步驟後實施上述第1步驟的情況下，實施上述第2步驟前或上述第1步驟後，第3步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第1目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第1濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序不從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第1目標的金屬超薄膜；第4步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第2目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第2濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序不從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第2目標的金屬超薄膜。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項所述的金屬化合物膜的成膜方法，其中， 上述第1目標，係鋯(Zr)、鈦(Ti)、鋁(Al)，上述第2目標，係釔(Y)、鉺(Er)/釔(Y)或矽(Si)。
  4. 一種金屬化合物膜的成膜方法，使用反應性濺鍍裝置，對基板施行成膜處理，上述反應性濺鍍裝置，包括：成膜室，投入成膜的上述基板；減壓機，減壓上述成膜室至既定壓力；放電氣體導入機，導入放電氣體至上述成膜室；至少2個濺鍍電極，分別具有作為成膜材料的目標，對一個上述基板對向；反應氣體導入機，導入反應氣體至上述成膜室；直流電源，分別供給電力至上述至少2個濺鍍電極；至少2個脈衝波轉換開關，連接至上述直流電源與上述至少2個濺鍍電極之間，轉換施加至各個濺鍍電極的直流電壓為脈衝波電壓；反應氣體導入控制器，控制從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室；以及可編程發送器，根據供給至上述至少2個濺鍍電極的各個濺鍍目標電力以及上述反應氣體的目標導入時序的脈衝控制信號圖樣可編程，依照編程的脈衝控制信號圖樣，控制各個上述至少2個脈衝波轉換開關以及上述反應氣體導入控制器；將第1目標與第2目標，安裝至分別的上述至少2個濺鍍電極之後，至少包括：第1步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第1目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第1濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序不從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第1目標的金屬超薄膜；第2步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第2目標的濺 鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第2濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序不從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第2目標的金屬超薄膜；第3步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第1目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第1濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第1目標的金屬超薄膜；第4步驟，上述成膜室內導入放電氣體的狀態下，對安裝上述第2目標的濺鍍電極，供給上述脈衝控制信號圖樣設定的第2濺鍍目標電力的同時，只有上述脈衝控制信號圖樣設定的目標導入時序從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室，在上述基板上形成上述第2目標的金屬超薄膜；其中，將上述第1步驟、上述第2步驟、上述第3步驟及上述第4步驟依此順序實施；或將上述第3步驟、上述第4步驟、上述第1步驟及上述第2步驟依此順序實施；或將上述第1步驟、上述第4步驟、上述第3步驟及上述第2步驟依此順序實施；或將上述第3步驟、上述第2步驟、上述第1步驟及上述第4步驟依此順序實施。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的金屬化合物膜的成膜方法，其中，上述第1目標及上述第2目標，係釔(Y)、鉺(Er)/釔(Y)或矽(Si)其中任一。
  6. 一種反應性濺鍍裝置，包括：成膜室，投入成膜基板；減壓機，減壓上述成膜室至既定壓力；放電氣體導入機，導入放電氣體至上述成膜室； 複數濺鍍電極，分別具有作為成膜材料的目標，對一個上述基板對向；反應氣體導入機，導入反應氣體至上述成膜室；直流電源，供給電力至上述複數濺鍍電極；複數脈衝波轉換開關，連接至上述直流電源與上述複數濺鍍電極之間，轉換施加至各個濺鍍電極的直流電壓為脈衝波電壓；反應氣體導入控制器，控制從上述反應氣體導入機導入反應氣體至上述成膜室；以及可編程發送器，根據供給至上述複數濺鍍電極的各個濺鍍目標電力以及上述反應氣體的目標導入時序的脈衝控制信號圖樣可編程，依照編程的脈衝控制信號圖樣，控制各個上述複數脈衝波轉換開關以及上述反應氣體導入控制器；其中，上述反應氣體導入機，包括：反應氣體供給源；流量調節器，調節從上述反應氣體供給源供給的反應氣體流量；第1氣體流路，從上述流量調節器分岔引導反應氣體往上述成膜室；第2氣體流路，從上述流量調節器分岔引導反應氣體往上述減壓機的排氣系統；第1開關閥，開關上述第1氣體流路；以及第2開關閥，開關上述第2氣體流路；上述反應氣體導入控制器，根據來自上述可編程發送器的脈衝控制信號圖樣，專門開關控制上述第1開關閥與上述第2開關閥。
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