TWI731312B - 濺鍍方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之濺鍍方法係利用反應性濺鍍裝置者，前述反應性濺鍍裝置具備朝向應該形成於成膜對象物之化合物膜之形成區域放出濺鍍粒子之陰極裝置；與前述形成區域對向之空間係對向區域；前述陰極裝置具備：掃描部，其在前述對向區域內掃描侵蝕區域；及靶材，其形成有前述侵蝕區域，且掃描方向上之長度短於前述對向區域；且前述掃描部係自前述掃描方向上之前述靶材之表面之中點，相對於前述掃描方向上之前述形成區域之2個端部中前述濺鍍粒子先到達之第1端部，在前述掃描方向上為前述形成區域之外側的開始位置起，直至前述掃描方向上之前述靶材之前述表面之中點，相對於前述掃描方向上之前述形成區域之2個端部中另一第2端部，在前述掃描方向上為前述形成區域之外側的結束位置為止，朝向前述對向區域掃描前述侵蝕區域。前述濺鍍方法將前述掃描部之前述靶材之速度在自前述開始位置加速至第1掃描速度後，進而加速至第2掃描速度，之後，在減速至第1掃描速度後掃描至前述結束位置，且將自前述第1掃描速度加速而變為前述第2掃描速度之位置，設為較前述第1端部靠前述形成區域之內側，將自前述第2掃描速度減速而變為前述第1掃描速度之位置，設為較前述第2端部靠前述形成區域之內側。

Description

濺鍍方法
本發明係關於一種濺鍍方法，尤其是關於一種用於在大型基板形成化合物膜之反應性濺鍍且較佳之技術。
液晶顯示器或有機EL顯示器等平板顯示器具備驅動顯示元件之複數個薄膜電晶體。薄膜電晶體具有通道層，通道層之形成材料例如係銦鎵鋅氧化物(IGZO)等氧化物半導體。近年來，作為通道層之形成對象之基板大型化，作為成膜於大型之基板之濺鍍裝置，例如，如日本專利第5801500號公報所記載般，本發明申請案人等曾利用掃描靶材之濺鍍裝置以抑制化合物膜之特性不均一。
在此濺鍍裝置中，當在成膜時靶材相對於基板受到掃描時，以成為自基板輪廓之外側位置加速，在基板面內恒速，進而朝向基板輪廓之外側減速之狀態之方式進行控制。由於若將橫軸設為時間，將縱軸設為陰極速度，將該速度變化顯示於圖中，則在圖中顯示速度變化之形狀為大致梯形，故將其稱為梯形控制。
然而，在上述之梯形控制之技術中，尤其是，有陰極為非恒速之狀態、即在基板緣部附近膜厚等之特性分佈變動之可能性，而有欲改善此種特性分佈之變動之要求。
再者，若陰極為低速則膜厚變厚，若陰極為高速則膜厚變薄。因而，有與基板中央附近相比，在基板緣部附近，膜厚變厚之情形，而有欲改善基板緣部附近之膜厚之增加之要求。
本發明係鑒於上述情形而完成者，且謀求達成以下之目的。 1.抑制成膜特性之不均一。 2.謀求提高膜厚之均一性。 3.尤其是改善基板緣部之成膜特性之不均一。
本發明之濺鍍方法係利用反應性濺鍍裝置之濺鍍方法。前述反應性濺鍍裝置具備朝向應該形成於成膜對象物之化合物膜之形成區域放出濺鍍粒子之陰極裝置；與前述形成區域對向之空間係對向區域；前述陰極裝置具備：掃描部，其在前述對向區域內掃描侵蝕區域；及靶材，其形成前述侵蝕區域，且掃描方向上之長度短於前述對向區域；並且前述掃描部自前述掃描方向上之前述靶材之表面之中點相對於前述掃描方向上之前述形成區域之2個端部中前述濺鍍粒子先到達之第1端部在前述掃描方向上為前述形成區域之外側的開始位置起，直至前述掃描方向上之前述靶材之前述表面之中點相對於前述掃描方向上之前述形成區域之2個端部中另一第2端部在前述掃描方向上為前述形成區域之外側的結束位置為止，朝向前述對向區域掃描前述侵蝕區域。前述濺鍍方法藉由下述方法而解決上述問題，即：將前述掃描部之前述靶材之速度在自前述開始位置加速至第1掃描速度後，進而加速至第2掃描速度，之後，在減速至第1掃描速度後掃描至前述結束位置，且將自前述第1掃描速度加速而變為前述第2掃描速度之位置設為較前述第1端部更靠前述形成區域之內側，將自前述第2掃描速度減速而變為前述第1掃描速度之位置設為較前述第2端部更靠前述形成區域之內側。
本發明之濺鍍方法可將自前述開始位置加速而變為前述第1掃描速度之位置設為較前述第1端部更靠前述形成區域之外側，將自前述第1掃描速度減速至前述結束位置之位置設為較前述第2端部更靠前述形成區域之外側。本發明之濺鍍方法可將自前述開始位置加速而變為前述第1掃描速度之位置設為較前述第1端部更靠前述形成區域之內側，將自前述第1掃描速度減速至前述結束位置之位置設為較前述第2端部更靠前述形成區域之內側。
在本發明中，更佳為，以前述掃描部之前述靶材之速度在前述掃描方向上相對於前述形成區域之中心對稱或非對稱之方式進行控制。
本發明可將前述第1掃描速度相對於前述第2掃描速度之比設定於0.70～0.95之範圍內。
又，在本發明中也可採用將自前述掃描方向上之前述開始位置至變為前述第2掃描速度之位置的距離設定於200～400 mm之範圍內之機構。
又，在前述掃描方向上，自前述開始位置至變為前述第2掃描速度之位置的距離相對於前述形成區域之前述第1端部與前述開始位置之距離之比可設定於1.3～2.7之範圍內。
本發明之濺鍍方法係利用反應性濺鍍裝置者，前述反應性濺鍍裝置具備朝向應該形成於成膜對象物之化合物膜之形成區域放出濺鍍粒子之陰極裝置；與前述形成區域對向之空間係對向區域；前述陰極裝置具備：掃描部，其在前述對向區域內掃描侵蝕區域；及靶材，其形成前述侵蝕區域，且掃描方向上之長度短於前述對向區域；並且前述掃描部自前述掃描方向上之前述靶材之表面之中點相對於前述掃描方向上之前述形成區域之2個端部中前述濺鍍粒子先到達之第1端部在前述掃描方向上為前述形成區域之外側的開始位置起，直至前述掃描方向上之前述靶材之前述表面之中點相對於前述掃描方向上之前述形成區域之2個端部中另一第2端部在前述掃描方向上為前述形成區域之外側的結束位置為止，朝向前述對向區域掃描前述侵蝕區域；前述濺鍍方法藉由將前述掃描部之前述靶材之速度在自前述開始位置加速至第1掃描速度後，進而加速至第2掃描速度，之後，在減速至第1掃描速度後，掃描至前述結束位置，且將自前述第1掃描速度加速而變為前述第2掃描速度之位置設為較前述第1端部更靠前述形成區域之內側，將自前述第2掃描速度減速而變為前述第1掃描速度之位置設為較前述第2端部更靠前述形成區域之內側，而可減少在與形成區域之端部對應之掃描方向上之基板端部中，與基板中央部相比膜厚變厚之情形，從而防止在膜特性上產生不均一。
本發明之濺鍍方法藉由將自前述開始位置加速而變為前述第1掃描速度之位置設為較前述第1端部更靠前述形成區域之外側，將自前述第1掃描速度減速至前述結束位置之位置設為較前述第2端部更靠前述形成區域之外側，而可減少在與形成區域之端部對應之掃描方向上之基板端部中，與基板中央部相比膜厚變厚之情形，從而防止在膜特性上產生不均一。
本發明之濺鍍方法藉由將自前述開始位置加速而變為前述第1掃描速度之位置設為較前述第1端部更靠前述形成區域之內側，將自前述第1掃描速度減速至前述結束位置之位置設為較前述第2端部更靠前述形成區域之內側，而可減少在與形成區域之端部對應之掃描方向上之基板端部中，與基板中央部相比膜厚變厚之情形，從而防止在膜特性上產生不均一。
在本發明中，藉由以前述掃描部之前述靶材之速度在前述掃描方向上相對於前述形成區域之中心對稱或非對稱之方式進行控制，而可在與形成區域對應之掃描方向上之基板中以相對於中心對稱之方式成膜，且可以遍及與形成區域對應之掃描方向上之基板全長，膜厚等之膜特性變為均一之方式成膜。
本發明藉由將前述第1掃描速度相對於前述第2掃描速度之比設定於0.70～0.95之範圍內，而能夠防止端部之膜厚較與形成區域對應之掃描方向上之基板中心變大之情形。
又，在本發明中，藉由將自前述掃描方向上之前述開始位置至變為前述第2掃描速度之位置的距離設定於200～400 mm之範圍內，而可在與形成區域對應之掃描方向上之基板中，使成膜厚度均一化，減少膜厚之不均一。
又，藉由在前述掃描方向上，作為前述形成區域之前述第1端部與前述開始位置之距離相對於自前述開始位置至變為前述第2掃描速度之位置的距離之比，設定於1.3～2.7之範圍內，而可在與形成區域對應之掃描方向上之基板中，使成膜厚度均一化，而減少膜厚之不均一。
[發明之效果] 根據本發明，可發揮能夠抑制成膜特性之不均一，謀求提高膜厚之均一性向上，而改善基板緣部之成膜特性之不均一的效果。
以下，基於圖式說明本發明之第1實施形態之濺鍍方法。
圖1係顯示本實施形態之濺鍍方法之濺鍍裝置(反應性濺鍍裝置)之整體構成的構成圖。圖2係示意性顯示本實施形態之濺鍍腔室之構成之構成圖。圖3係示意性顯示本實施形態之陰極單元之構成之構成圖。圖4、圖6至圖8係用於說明本實施形態之濺鍍之作用之圖。在圖1中，符號10係濺鍍裝置。
作為本實施形態之濺鍍裝置10，作為一例，係說明形成於基板之化合物膜為銦鎵鋅氧化物膜(IGZO膜)之情形。以下，依次說明濺鍍裝置之整體構成、濺鍍腔室之構成、陰極單元之構成、及濺鍍腔室之作用。
[濺鍍裝置之整體構成] 本實施形態之濺鍍裝置10係如圖1所示般，搬出搬入腔室11、前處理腔室12、及濺鍍腔室13沿1個方向即搬送方向排列。3個腔室各者係藉由彼此相鄰之另一腔室及閘閥14連結。在3個腔室各者連結有對腔室內之氣體等進行排氣之排氣部15，3個腔室各者藉由排氣部15之驅動而被個別地減壓。在3個腔室各者之底面鋪設有沿搬送方向延伸之相互平行之作為2個通道之成膜通道16及回收通道17。
成膜通道16與回收通道17例如由沿搬送方向延伸之軌道、沿搬送方向配置之複數個輥、及使複數個輥各者自轉之複數個馬達等構成。成膜通道16將被搬入濺鍍裝置10之內部之托盤T自搬出搬入腔室11朝向濺鍍腔室13搬送。回收通道17將被搬入濺鍍腔室13之內部之托盤T自濺鍍腔室13朝向搬出搬入腔室11搬送。
朝向紙面之近前延伸之呈矩形狀之基板S以被豎立之狀態固定於托盤T。基板S之寬度例如沿搬送方向為2200 mm，朝向紙面之近前為2500 mm。
搬出搬入腔室11將自濺鍍裝置10之外部搬入之成膜前之基板S朝前處理腔室12搬送，且將自前處理腔室12搬入之成膜後之基板S朝濺鍍裝置10之外部搬出。在將成膜前之基板S自外部朝搬出搬入腔室11搬入時，且在將成膜後之基板S自搬出搬入腔室11朝外部搬出時，搬出搬入腔室11將內部升壓至大氣壓。在將成膜前之基板S自搬出搬入腔室11朝前處理腔室12搬入時，且，在將成膜後之基板S自前處理腔室12朝搬出搬入腔室11搬出時，搬出搬入腔室11將內部減壓至與前處理腔室12之內部為相同程度。
作為成膜所需之處理，例如，前處理腔室12對自搬出搬入腔室11朝前處理腔室12被搬入之成膜前之基板S進行加熱處理或洗淨處理等。
前處理腔室12將自搬出搬入腔室11朝前處理腔室12被搬出之基板S朝濺鍍腔室13搬入。又，前處理腔室12將自濺鍍腔室13朝前處理腔室12被搬出之基板S朝搬出搬入腔室11搬出。
濺鍍腔室13具備：朝向基板S放出濺鍍粒子之陰極裝置18、及配置於成膜通道16與回收通道17之間之通道變更部19。濺鍍腔室13對自前處理腔室12朝濺鍍腔室13被搬入之成膜前之基板S利用陰極裝置18形成IGZO膜。濺鍍腔室13利用通道變更部19使成膜後之托盤T自成膜通道16朝回收通道17移動。
[濺鍍腔室之構成] 濺鍍腔室13之成膜通道16係如圖2所示般，沿搬送方向搬送自前處理腔室12朝濺鍍腔室13被搬入之基板S，在薄膜朝基板S之形成開始後至結束之期間內，將托盤T之位置固定在成膜通道16之中途。在托盤T之位置由支持托盤T之支持構件固定時，基板S之搬送方向上之緣部之位置也被固定。
濺鍍腔室13之氣體供給部21對托盤T與陰極裝置18之間之間隙供給用於濺鍍之氣體。在自氣體供給部21供給之氣體中包含氬氣等之濺鍍氣體及氧氣等之反應氣體。
陰極裝置18具有1個陰極單元22，陰極單元22沿與基板S之表面Sa對向之平面配置。在陰極單元22中，靶材23、背板24、及磁性電路25係自靠近基板S之位置依序配置。
靶材23形成為沿與基板S對向之平面之平板狀，在與紙面正交之方向即高度方向上具有較基板S為長之寬度，且在搬送方向上具有較基板S為小之寬度，例如具有五分之一左右之寬度。在靶材23之形成材料中主要成分為IGZO，例如，靶材23之形成材料中之95質量%為IGZO，較佳為99質量%以上為IGZO。
背板24形成為沿與基板S對向之平面之平板狀，在靶材23處接合於與基板S不對向之面。在背板24連接有直流電源26D。自直流電源26D供給之直流電力經由背板24對靶材23供給。
磁性電路25係由具有互不相同之磁極之複數個磁性體構成，在靶材23之表面23a、即與基板S對向之靶材23之側面形成磁控管磁場。在沿對於靶材23之表面23a之法線之方向為法線方向時，在靶材23之表面23a與基板S之表面Sa之間之間隙產生之電漿之密度在磁性電路25形成之磁控管磁場中的沿法線方向之磁場成分為0(B⊥0)之部分中變為最高。以下，磁性電路25形成之磁控管磁場中的沿法線方向之磁場成分為0之區域係電漿密度為高之區域。
陰極裝置18具備使陰極單元22沿1個方向即掃描方向移動之掃描部27。掃描方向係與搬送方向平行之方向。掃描部27例如由下述部分構成，即：沿掃描方向延伸之軌道、安裝於陰極單元22之高度方向之2個端部各者之輥、及使輥各者自轉之複數個馬達等。掃描部27之軌道在掃描方向上具有較基板S為長之寬度。此外，掃描部27若可使陰極單元22沿掃描方向移動，則可具體化為其他構成。
掃描部27藉由使陰極單元22沿掃描方向移動，而在與IGZO膜之形成區域R1對向之空間即對向區域R2掃描陰極單元22。作為成膜對象物之一例之基板S的表面Sa之整體係IGZO膜之形成區域R1之一例。掃描部27在陰極裝置18放出濺鍍粒子開始IGZO膜之形成時，例如，自掃描部27之掃描方向上之一端部即開始位置St朝向掃描方向上之另一端部即結束位置En使陰極單元22沿掃描方向移動。藉此，掃描部27在與形成區域R1對向之對向區域R2內掃描陰極單元22之靶材23。
形成區域R1與對向區域R2對向之方向係對向方向。在對向方向上，基板S之表面Sa與靶材23之表面23a之間之距離為300 mm以下，例如為150 mm。
在將陰極單元22配置於開始位置St時，掃描方向上之形成區域R1之2個端部中的濺鍍粒子先到達之第1端部Re1與在掃描方向上靠近第1端部Re1之靶材23之第1端部23e1之間的沿掃描方向之距離D1為150 mm以上。
又，在將陰極單元22配置於開始位置St時，掃描方向上之靶材23之中點23e3(中心位置)與第1端部Re1之距離D2為100 mm～300 mm。
在陰極單元22位於結束位置En時，掃描方向上之形成區域R1之2個端部中的濺鍍粒子後到達之第2端部Re2與在掃描方向上靠近第2端部Re2之靶材23之第2端部23e2之間的沿掃描方向之距離D1為150 mm以上。
又，在將陰極單元22配置於結束位置En時，掃描方向上之靶材23之中點23e3(中心位置)與第2端部Re2之距離D2為100 mm～300 mm。
該等距離D1與距離D2可設定為在掃描方向上相對於基板S之中心對稱，即該等距離D1、D2變為相等。
此外，當在形成區域R1形成有IGZO膜時，掃描部27可自開始位置St朝向結束位置En沿掃描方向掃描陰極單元22一次。或，掃描部27可在自開始位置St朝向結束位置En沿掃描方向掃描完陰極單元22後，自結束位置En朝向開始位置St沿掃描方向掃描。藉此，掃描部27沿掃描方向掃描陰極單元22兩次。掃描部27藉由使陰極單元22沿掃描方向在開始位置St與結束位置En交替地移動，而可在開始位置St與結束位置En之間掃描陰極單元22複數次。掃描部27掃描陰極單元22之次數係配合IGZO膜之厚度而變更。若陰極單元22之掃描次數以外之條件相同，則IGZO膜之厚度越大，掃描部27掃描陰極單元22之次數被設定為越大之值。
[陰極單元之構成] 其次，更詳細地說明陰極單元22之構成。此外，在圖3中顯示將陰極單元22配置於圖2所說明之開始位置St之狀態。
基板S係如圖3所示般供配置基板S之表面Sa之平面為假想平面Pid，與假想平面Pid正交之直線為法線Lv。在靶材23中與基板S對向之側面即表面23a配置於與假想平面Pid平行之1個平面上。
在靶材23之表面23a上形成磁控管磁場B之磁性電路25在靶材23之表面23a形成沿法線Lv之磁場成分為0(B⊥0)之2個垂直磁場零區域。在靶材23之表面23a中，主要自2個垂直磁場零區域放出濺鍍粒子SP。2個零磁場區域中的在掃描方向上靠近形成區域R1之第1端部Re1之垂直磁場零區域係第1侵蝕區域E1，遠離第1端部Re1之垂直磁場零區域係第2侵蝕區域E2。
磁性電路25在與紙面正交之高度方向上具有與靶材23大致相等之寬度，在掃描方向上具有例如靶材23之三分之一左右之寬度。
陰極單元22具備使自第1侵蝕區域E1及第2侵蝕區域E2放出之複數個濺鍍粒子SP中之一部分不會到達基板S的2個遮蔽板28a、28b。2個遮蔽板28a、28b在高度方向上具有與靶材23大致相等之寬度，在與掃描方向正交之寬度方向上，自靶材23之表面23a朝向假想平面Pid突出。第1遮蔽板28a與第2遮蔽板28b之寬度方向之突出寬度相互相等。第1遮蔽板28a係第1遮蔽部之一例，第2遮蔽板28b係第2遮蔽部之一例。
作為一個遮蔽板之第1遮蔽板28a在陰極單元22配置於開始位置St時，在掃描方向上配置於形成區域R1之濺鍍粒子SP先到達之第1端部Re1與靠近靶材23之第1端部Re1之第1端部23e1之間。作為另一遮蔽板之第2遮蔽板28b在陰極單元22位於開始位置St時，在掃描方向上配置於較離形成區域R1之第1端部Re1遠的靶材23之端部即第2端部23e2更遠離形成區域R1之位置。
陰極單元22具備改變磁性電路25相對於靶材23之位置之磁性電路掃描部29。磁性電路掃描部29例如由下述部分構成：沿掃描方向延伸之軌道、安裝於磁性電路25之高度方向之2個端部各者之輥、及使輥各者自轉之複數個馬達等。磁性電路掃描部29之軌道在掃描方向上具有與靶材23大致相等之寬度。此外，磁性電路掃描部29若可使磁性電路25沿掃描方向移動，則可具體化為其他構成。
磁性電路掃描部29在掃描方向上於靶材23之第1端部23e1與磁性電路25重疊之第1位置P1、和靶材23之第2端部23e2與磁性電路25重疊之第2位置P2之間，掃描磁性電路25。磁性電路掃描部29在陰極裝置18放出濺鍍粒子SP開始形成IGZO膜時，使磁性電路25自第1位置P1向第2位置P2移動。磁性電路掃描部29在掃描部27使陰極單元22自開始位置St朝向結束位置En移動時，例如使磁性電路25自第1位置P1向第2位置P2移動。亦即，磁性電路25在陰極單元22自開始位置St開始朝結束位置En之移動時，自第1位置P1開始朝第2位置P2之移動，在陰極單元22到達結束位置En時到達第2位置P2。如此，磁性電路掃描部29沿掃描方向使磁性電路25與陰極單元22之移動方向反向地移動。
掃描部27自開始位置St向結束位置En掃描陰極單元22，在使靶材23通過對向區域R2一次時，磁性電路掃描部29較佳為自第1位置P1向第2位置P2掃描磁性電路25一次。
若在靶材23通過對向區域R2一次形成IGZO膜時，磁性電路25在第1位置P1與第2位置P2之間往來複數次，則每當相對於靶材23之掃描方向的磁性電路25之掃描方向改變時，磁性電路25相對於靶材23之相對速度均改變。由於若磁性電路25之相對速度改變，則形成於靶材23之表面之電漿之狀態也改變，故朝向形成區域R1放出之濺鍍粒子SP之數目也改變。其結果為，在靶材23之掃描方向上，於IGZO膜之厚度產生不均一。
因而，在掃描部27使靶材23通過對向區域R2一次時，藉由磁性電路掃描部29自第1位置P1朝向第2位置P2掃描磁性電路25一次，而抑制在掃描方向上於IGZO膜之厚度產生不均一。
在磁性電路掃描部29使磁性電路25沿掃描方向移動時，磁性電路25形成之垂直磁場零區域也沿掃描方向移動。因而，第1侵蝕區域E1及第2侵蝕區域E2也沿掃描方向在靶材23之表面23a上移動。又，在掃描部27沿掃描方向在對向區域R2內掃描陰極單元22時，掃描部27在對向區域R2內也掃描第1侵蝕區域E1及第2侵蝕區域E2。
[濺鍍腔室之作用] 其次，說明濺鍍腔室13之作用。以下，基於圖4，以陰極單元22自開始位置St朝向結束位置En沿掃描方向移動時之作用為濺鍍腔室之作用之一例進行說明。
在陰極裝置18朝向IGZO膜之形成區域R1開始放出濺鍍粒子SP時，如圖4所示，陰極單元22配置於開始位置St。此時，掃描方向上之形成區域R1之2個端部中的濺鍍粒子SP先到達之第1端部Re1與掃描方向上之靶材23之2個端部中的靠近形成區域R1之第1端部23e1之間的距離D1為150 mm以上。因而，在對靶材23供給直流電力時，自靶材23放出之濺鍍粒子SP幾乎均不易到達基板S。
又，在陰極裝置18朝向IGZO膜之形成區域R1開始放出濺鍍粒子SP時，掃描方向上之靶材23之中點23e3(中心位置)自設為掃描方向上之第1端部Re1之外側的開始位置St開始加速。
此處，在供給直流電力時自靶材23放出之濺鍍粒子SP與在持續供給直流電力時之特定之時刻自靶材23放出之濺鍍粒子SP相比，濺鍍粒子SP具有之能量、氧的活性物種及反應概率等不同。因而，若供給直流電力時之濺鍍粒子SP到達基板S，則形成與由之後到達基板S之濺鍍粒子SP形成之部分為不同膜質之IGZO膜。其結果為，在IGZO膜之形成初始之分子層，於膜之組成產生不均一。
在此點上，由於靶材23之中點23e3(中心位置)自設為掃描方向上之第1端部Re1之外側的開始位置St開始加速，故防止在IGZO膜之形成初始之分子層中膜厚不必要地變厚，而抑制膜之組成不均一。
又，由於形成區域R1之第1端部Re1與靶材23之第1端部23e1之間之距離D1在掃描方向上為150 mm以上，故抑制在IGZO膜之形成初始之分子層中膜之組成不均一。
而且，若陰極單元22沿掃描方向移動，則首先，自靶材23放出之濺鍍粒子SP中的朝自第1侵蝕區域E1往向陰極單元22之方向放出的濺鍍粒子SP到達基板S。
此時，陰極單元22沿掃描方向移動之掃描速度係如以下般設定。
圖5係顯示本實施形態之掃描方向距離與掃描速度之關係之圖。
在本實施形態中，陰極單元22係如圖5所示般，其速度加速直至靶材23之中點23e3(中心位置)自開始位置St到達第1加速位置AP1為止，而變為第1掃描速度V1。之後，以第1掃描速度V1恒速移動直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第1加速位置AP1到達第2加速位置AP2為止。而後，在靶材23之中點23e3(中心位置)到達第2加速位置AP2之狀態下加速至第2掃描速度V2。
以第2掃描速度V2恒速移動直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第2加速位置AP2到達第2減速位置BP2為止。
而後，在靶材23之中點23e3(中心位置)到達第2減速位置BP2之狀態下減速至第1掃描速度V1。之後，以第1掃描速度V1恒速移動直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第2減速位置BP2到達第1減速位置BP1為止。最後，直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第1減速位置BP1到達結束位置En為止減速並停止，而結束掃描。
此處，第1加速位置AP1係如圖5所示般可設定為掃描方向上之第1端部Re1之外側位置。
又，第1掃描速度V1可相對於基板S之緣部之所需之IGZO膜之膜厚適宜地設定。又，第1掃描速度V1可相對於第2掃描速度V2設定於0.70～0.95之範圍內。
自第1加速位置AP1至第2加速位置AP2，陰極單元22之速度設定為在第1掃描速度V1下為恒速。又，自開始位置St至第1加速位置AP1，陰極單元22之速度設定為等加速。
再者，第2加速位置AP2可如圖5所示般設定於掃描方向上之第1端部Re1之外側位置至掃描方向上之第1端部Re1之內側位置之間。
具體而言，第2加速位置AP2可設定於距開始位置St之靶材23之中點23e3(中心位置)之200～400 mm之範圍內。
即，作為開始位置St之靶材23之中點23e3(中心位置)至第2加速位置AP2之距離相對於形成區域R1之第1端部Re1與靠近開始位置St之第1端部Re1之靶材23之第1端部23e1的距離之比可設定於1.3～2.7(200/150～400/150)之範圍內。
又，若第2掃描速度V2變大，則所成膜之膜厚變小，若第2掃描速度V2變小，則所成膜之IGZO膜之膜厚變大。因而，第2掃描速度V2可相對於基板S之所需之IGZO膜之膜厚適宜地設定。
第2加速位置AP2至第2減速位置BP2，陰極單元22之速度設定為在第2掃描速度V2下為恒速。
第2減速位置BP2係如圖5所示般可設定於掃描方向上之第2端部Re2之外側位置至掃描方向上之第2端部Re2之內側位置之間。
又，第2減速位置BP2可被設定為相對於第2加速位置AP2在掃描方向上與基板S之中心對稱之位置。
此處，第1減速位置BP1係如圖5所示般可被設定為掃描方向上之第2端部Re2之外側位置。第1減速位置BP1可被設定為相對於第1加速位置AP1在掃描方向上與基板S之中心對稱之位置。
自第2減速位置BP2至第1減速位置BP1，陰極單元22之速度設定為在第1掃描速度V1下為恒速。
此外，開始位置St與結束位置En可設定為在掃描方向上與基板S之中心對稱之位置。
自第1減速位置BP1至結束位置En，陰極單元22之速度設定為等減速(等加速度)。
如此，藉由設定第1加速位置AP1與第2加速位置AP2之距離，而能夠防止在基板S之緣部中IGZO膜之膜厚變大。同時，藉由設定第1掃描速度V1與第2掃描速度V2之比，而能夠防止在基板S之中央，IGZO膜之膜厚變動。
沿自垂直磁場零區域即各侵蝕區域放出之濺鍍粒子SP之飛行路徑F之平面與假想平面Pid、亦即基板S之表面Sa形成之角度為濺鍍粒子之入射角度θ。
各遮蔽板28a、28b使自各侵蝕區域E1、E2放出之複數個濺鍍粒子SP中的入射角度θ包含於特定之範圍內之濺鍍粒子SP不會到達形成區域R1即基板S之表面Sa。此外，第1遮蔽板28a與第2遮蔽板28b雖然在掃描方向上配置之位置互不相同，但關於到達基板S之濺鍍粒子SP之限制之構成共通。因而，以下，詳細地說明第1遮蔽板28a，省略第2遮蔽板28b之說明。
在磁性電路25被配置於第1位置P1時，掃描方向上之第1侵蝕區域E1與第1遮蔽板28a之間之距離變為最小。因而，朝自第1侵蝕區域E1往向陰極單元22之方向放出之複數個濺鍍粒子SP中的碰撞第1遮蔽板28a之濺鍍粒子SP之入射角度θ1之範圍變為最大。第1遮蔽板28a使朝自第1侵蝕區域E1往向陰極單元22之方向放出之複數個濺鍍粒子SP中的入射角度θ1為例如60ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達基板S。
另一方面，在磁性電路25配置於第2位置P2時，掃描方向上之第1侵蝕區域E1與第1遮蔽板28a之間之距離變為最大。因而，朝自第1侵蝕區域E1往向陰極單元22之方向放出之複數個濺鍍粒子SP中的碰撞第1遮蔽板28a之濺鍍粒子SP之入射角度θ2之範圍變為最小。第1遮蔽板28a使朝自第1侵蝕區域E1往向陰極單元22之方向放出之複數個濺鍍粒子SP中的入射角度θ2為30ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達基板S。
亦即，第1遮蔽板28a無論掃描方向上之磁性電路25之位置如何，均使朝自第1侵蝕區域E1往向陰極單元22之方向放出之濺鍍粒子SP中的入射角度θ為30ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達基板S。
此處，自第1侵蝕區域E1放出之濺鍍粒子SP中的朝往向陰極單元22之方向放出之複數個濺鍍粒子SP不會朝向與第1侵蝕區域E1相鄰之第2侵蝕區域E2飛行。因而，飛行路徑F不通過自其他侵蝕區域朝向濺鍍粒子之飛行之空間沿高度方向延伸之B⊥0之區域。因而，濺鍍粒子SP與電漿所含之氧的活性物種反應之概率變小，在由該濺鍍粒子SP構成之IGZO膜中每單位厚度或每單位面積之氧之密度變小。藉此，在IGZO膜之面內，於膜之組成產生不均一。
另一方面，濺鍍粒子SP之入射角度θ越小，則在超出電漿密度為高之區域即B⊥0之區域後，濺鍍粒子SP直至到達基板S為止之飛行距離越變大。因而，濺鍍粒子SP在超出電漿密度為高之區域即B⊥0之區域之空間中，與濺鍍氣體等活性物種以外之粒子碰撞之次數變多。藉此，由於在構成IGZO膜之濺鍍粒子SP之能量產生不均一，故在所形成之IGZO膜中於膜密度產生不均一。其結果為，IGZO膜中越包含入射角度θ為小之濺鍍粒子SP，於化合物膜之膜特性越產生不均一。
在此點上，由於第1遮蔽板28a使入射角度θ為30ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達基板S，故不易形成含氧量與膜密度為小之IGZO膜。其結果為，抑制IGZO膜之單位厚度或單位面積下之組成或膜密度之不均一。
另一方面，第2遮蔽板28b在陰極單元22自結束位置En朝向開始位置St沿掃描方向移動時，使朝自第2侵蝕區域E2往向陰極單元22之方向放出之複數個濺鍍粒子SP中的入射角度θ為30ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達基板S。因而，抑制IGZO膜之單位厚度或單位面積下之組成或膜密度之不均一。
陰極單元22被配置於開始位置St，如圖4所示，在陰極裝置18朝向IGZO膜之形成區域R1開始濺鍍粒子SP之放出時，磁性電路25被配置於第1位置P1。此時，掃描方向上之形成區域R1之2個端部中的濺鍍粒子SP先到達之第1端部Re1與掃描方向上之靶材23之2個端部中的靠近形成區域R1之第1端部23e1之間的距離D1為150 mm以上。因而，在對靶材23供給直流電力時自靶材23放出之濺鍍粒子SP，無論濺鍍粒子SP之入射角度θ多大，幾乎均不易到達基板S。
在陰極單元22沿掃描方向移動時，首先，自靶材23放出且到達基板S之濺鍍粒子SP係由第1遮蔽板28a限定為入射角度θ大於30ﾟ之濺鍍粒子SP。
而且，由於第1侵蝕區域E1與第2侵蝕區域E2相比距形成區域R1之距離為小，故首先到達基板S之各部分之濺鍍粒子SP為自第1侵蝕區域E1放出之濺鍍粒子SP之概率為高。因而，IGZO膜之初始層為朝自第1侵蝕區域E1往向陰極單元22之方向放出且入射角度θ大於30ﾟ之濺鍍粒子SP之概率為高。因而，抑制在IGZO膜之初始層中膜之組成不均一。
又，在開始IGZO膜之形成時，磁性電路掃描部29將磁性電路25配置於第1位置P1。因而，與磁性電路25配置於第1位置P1與第2位置P2之間之其他位置之情形相比，磁性電路25形成之第1侵蝕區域E1與第1遮蔽板28a之間的掃描方向上之距離變為最小。因而，碰撞第1遮蔽板28a之濺鍍粒子SP之入射角度θ之範圍變為最大，與磁性電路25配置於其他位置之情形相比，入射角度θ更大之濺鍍粒子SP到達形成區域R1之第1端部Re1之附近。其結果為，更加抑制IGZO膜之組成之不均一。
如圖6所示，在陰極單元22掃描與形成區域R1對向之對向區域R2時，朝自第1侵蝕區域E1往向陰極單元22之方向放出之濺鍍粒子SP中的入射角度θ為30ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達基板S。此外，朝與自第2侵蝕區域E2往向陰極單元22之方向相反之方向放出之濺鍍粒子SP中的入射角度為30ﾟ以下之濺鍍粒子SP也因第2遮蔽板28b而不會到達基板S。
藉此，自第1侵蝕區域E1放出且接續首先到達基板S之濺鍍粒子SP而到達基板S之濺鍍粒子SP也被限定為入射角度θ大於30ﾟ之濺鍍粒子SP。其結果為，由於IGZO膜係由入射角度θ經限制之濺鍍粒子SP形成，故在IGZO膜之厚度方向之整體上抑制單位厚度或單位面積下之組成之不均一。
如圖7所示，在陰極單元22配置於結束位置En時，掃描方向上之形成區域R1之2個端部中的濺鍍粒子SP後到達之第2端部Re2與靶材23之第2端部23e2之間的距離D在掃描方向上為150 mm以上。因而，在陰極單元22自結束位置En朝向開始位置St進行掃描時，從自靶材23放出之濺鍍粒子SP幾乎均不到達基板S之狀態開始陰極單元22之掃描。因而，抑制到達形成區域R1之第2端部23e2之濺鍍粒子SP與形成區域R1之其他部位不同。其結果為，抑制IGZO膜之組成在掃描方向上不均一。
又，在陰極單元22配置於結束位置En之狀態下，停止直流電力朝靶材23之供給，而且即便在陰極單元22配置於結束位置之狀態下重啟直流電力之供給，重啟直流電力時之濺鍍粒子SP也幾乎均不會到達基板S。因而，抑制IGZO膜之組成在單位厚度或單位面積下不均一。
在本實施形態中，由於形成區域R1之第1端部Re1與靶材23之第1端部23e1之間之距離D1在掃描方向上為150 mm以上，故抑制在IGZO膜之形成初始之分子層中膜之組成不均一。其結果為，抑制在IGZO膜與IGZO膜以外之其他構件之邊界，IGZO膜之特性不均一。
第1遮蔽板28a在陰極單元22自開始位置St朝向結束位置En進行掃描時，使朝自第1侵蝕區域E1往向陰極單元22之方向放出之濺鍍粒子SP中的入射角度θ為30ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達基板S。因而，由於首先到達形成區域R1之濺鍍粒子SP被限定為入射角度θ大於30ﾟ之濺鍍粒子SP，故抑制IGZO膜之形成初始之單位厚度或單位面積下之組成之不均一。
第2遮蔽板28b使與朝自第2侵蝕區域E2往向陰極單元22之方向相反之方向放出之濺鍍粒子SP中的入射角度為30ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達基板S。因而，自第1侵蝕區域E1放出且接續首先到達基板S之濺鍍粒子SP而到達基板S之濺鍍粒子SP也被限定為入射角度θ大於30ﾟ之濺鍍粒子SP。其結果為，由於IGZO膜係由入射角度θ經限制之濺鍍粒子SP形成，故在IGZO膜之厚度方向之整體上抑制單位厚度或單位面積下之組成之不均一。
在開始IGZO膜之形成時，磁性電路掃描部29將磁性電路25配置於第1位置P1。因而，與磁性電路25配置於第1位置P1與第2位置P2之間之其他位置之情形相比，磁性電路25形成之第1侵蝕區域E1與第1遮蔽板28a之間的掃描方向上之距離變為最小。因而，碰撞第1遮蔽板28a之濺鍍粒子SP之入射角度θ之範圍變為最大，與磁性電路25配置於其他位置之情形相比，入射角度θ更大之濺鍍粒子SP到達形成區域R1之第1端部Re1之附近。其結果為，更加抑制IGZO膜之組成之不均一。
在靶材23通過對向區域R2一次時，藉由自第1位置P1朝向第2位置P2掃描磁性電路25一次，而磁性電路相對於靶材23之相對速度不變化。因而，抑制在靶材23之掃描方向上於化合物膜之厚度產生不均一。
在本實施形態中，例示了距離D1與距離D2、第1減速位置BP1與第1加速位置AP1、第2減速位置BP2與第2加速位置AP2、開始位置St與結束位置En在任一掃描方向上均相對於基板S之中心對稱地配置之構成，但也可依照基板S之膜厚等之膜特性將其等設定為非對稱。或，也可在距離D1與距離D2、第1減速位置BP1與第1加速位置AP1、第2減速位置BP2與第2加速位置AP2、開始位置St與結束位置En之關係中，僅將所選擇之關係設定為對稱，將除其以外之關係設定為非對稱。
具體而言，可例示將第1加速位置AP與第2加速位置AP2之距離設為10，將第2減速位置BP2與第1減速位置BP1之距離設為8，而設定其比率等。
以下，基於圖式說明本發明之第2實施形態之濺鍍方法。
圖8係示意性顯示本實施形態之陰極單元之構成之構成圖。本實施形態在與靶材之個數相關之點上與上述之第1實施形態不同。對除其以外之與上述之第1實施形態對應之構成賦予同一符號，且省略其說明。
[陰極單元22之構成] 在本實施形態中，陰極單元22係如圖8所示般具有第1陰極22A及第2陰極22B。第1陰極22A與第2陰極22B各者具備靶材23、背板24、磁性電路25、及磁性電路掃描部29。在第1陰極22A與第2陰極22B中，各單元具有之靶材23沿掃描方向排列，2個靶材23之表面23a各者包含於與假想平面Pid平行之同一平面。
在陰極單元22配置於開始位置St時，第1陰極22A較第2陰極22B在掃描方向上更靠近形成區域R1。又，在第1陰極22A與第2陰極22B中，各背板24相對於1個交流電源26A並聯連接。
靶材23之中點23e3(中心位置)被設定於第1陰極22A與第2陰極22B之間。
陰極單元22具備使陰極單元22在掃描方向上移動之掃描部27，掃描部27在第1陰極22A與第2陰極22B被連結之狀態下使陰極單元22沿掃描方向移動。
此時，陰極單元22與圖5所示之第1實施形態同樣地，其速度加速直至靶材23之中點23e3(中心位置)自開始位置St到達第1加速位置AP1為止，而變為第1掃描速度V1。之後，以第1掃描速度V1恒速移動直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第1加速位置AP1到達第2加速位置AP2為止。而後，在靶材23之中點23e3(中心位置)到達第2加速位置AP2之狀態下加速至第2掃描速度V2。
以第2掃描速度V2恒速移動直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第2加速位置AP2到達第2減速位置BP2為止。
而後，在靶材23之中點23e3(中心位置)到達第2加速位置AP2之狀態下減速至第1掃描速度V1。之後，以第1掃描速度V1恒速移動直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第2減速位置BP2到達第1減速位置BP1為止。最後，直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第1減速位置BP1到達結束位置En為止減速並停止，而結束掃描。
陰極單元22具備第1遮蔽板28a及第2遮蔽板28b，第1遮蔽板28a在陰極單元22配置於開始位置St之狀態下配置於形成區域R1之第1端部Re1與第1陰極22A具有之靶材23之第1端部23e1之間。另一方面，第2遮蔽板28b在陰極單元22配置於開始位置St之狀態下配置於較第2陰極22B具有之靶材23之第2端部23e2更遠離形成區域R1之第1端部Re1之位置。
各遮蔽板28a、28b使自第1陰極22A及第2陰極22B之各侵蝕區域E1、E2放出之複數個濺鍍粒子SP中的入射角度θ包含於特定之範圍內之濺鍍粒子SP不會到達基板S。此外，第1遮蔽板28a與第2遮蔽板28b雖然在掃描方向上配置之位置互不相同，但關於到達基板S之濺鍍粒子SP之限制之構成共通。因而，以下，詳細地說明第2遮蔽板28b，且省略第1遮蔽板28a之說明。
在磁性電路25配置於第1位置P1時，掃描方向上之第1陰極22A之第1侵蝕區域E1與第2遮蔽板28b之間之距離變為最大。因而，朝與自第1陰極22A之第1侵蝕區域E1往向陰極單元22之方向相反之方向放出之複數個濺鍍粒子SP中的碰撞第2遮蔽板28b之濺鍍粒子SP之入射角度θ3之範圍變為最小。第2遮蔽板28b使朝與自第1陰極22A之第1侵蝕區域E1往向陰極單元22之方向相反之方向放出之複數個濺鍍粒子SP中的入射角度θ3為9ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達基板S。
此處，自第1侵蝕區域E1放出之濺鍍粒子SP中的朝與往向陰極單元22之方向相反之方向放出之複數個濺鍍粒子SP朝向第1陰極22A之第2侵蝕區域E2、及第2陰極22B之各侵蝕區域飛行。因而，自第1侵蝕區域E1放出之複數個濺鍍粒子SP之飛行路徑F通過電漿密度為高之區域直至到達基板S為止。然而，在入射角度θ3為9ﾟ以下之濺鍍粒子SP中，與入射角度θ更大之濺鍍粒子SP相比，在超出自其他侵蝕區域沿高度方向延伸之B⊥0之區域後直至到達基板S為止之飛行距離變長。因而，在超出電漿密度為高之區域即B⊥0之區域之空間中，濺鍍粒子SP與濺鍍氣體等之活性物種以外之粒子碰撞之次數變大。因而，濺鍍粒子SP具有之能量變小，在由入射角度θ小之濺鍍粒子SP形成之IGZO膜中，膜密度變小。其結果，由於IGZO膜之膜密度偏離理論密度，故IGZO膜之膜特性變低。
此外，第2遮蔽板28b在第2陰極22B之磁性電路25配置於第1位置P1時，與第1實施形態之第2遮蔽板28b同樣地，使自第2陰極22B之第2侵蝕區域E2放出之複數個濺鍍粒子SP之一部分不會到達基板S。亦即，第2遮蔽板28b使朝與自第2陰極22B之第2侵蝕區域E2向陰極單元22之方向相反之方向放出之濺鍍粒子SP中，入射角度θ2為30ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達基板S。因而，抑制IGZO膜之單位厚度或單位面積下之組成之不均一。
另一方面，在2個磁性電路25各者配置於第2位置P2時，掃描方向上之第2陰極22B之第2侵蝕區域E2與第1遮蔽板28a之間之距離變為最大。因而，朝自第2陰極22B之第2侵蝕區域E2向陰極單元22之方向放出之複數個濺鍍粒子中，碰撞第1遮蔽板28a之濺鍍粒子SP之入射角度θ3之範圍變為最小。亦即，第1遮蔽板28a與第2遮蔽板28b同樣地，使朝自第2陰極22B之第2侵蝕區域E2向陰極單元22之方向放出之複數個濺鍍粒子中，入射角度θ3為9ﾟ以下之濺鍍粒子不會到達基板S。
又，第1遮蔽板28a在第1陰極22A之磁性電路25配置於第2位置P2時，與第1實施形態之第1遮蔽板28a同樣地，使自第1陰極22A之第1侵蝕區域E1放出之複數個濺鍍粒子SP之一部分不會到達基板S。亦即，第1遮蔽板28a使朝自第1陰極22A之第1侵蝕區域E1向陰極單元22之方向放出之濺鍍粒子SP中，入射角度θ2為30ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達基板S。
在本實施形態中亦然，藉由設定第1加速位置AP1與第2加速位置AP2之距離，而能夠防止在基板S之緣部中IGZO膜之膜厚變大。同時，藉由設定第1掃描速度V1與第2掃描速度V2之比，而能夠防止在基板S之中央，IGZO膜之膜厚變動。
由於第1遮蔽板28a及第2遮蔽板28b使入射角度為9ﾟ以下之濺鍍粒子不會到達形成區域，故抑制IGZO膜之膜密度變小。
以下，基於圖式說明本發明之第3實施形態之濺鍍方法。
圖9係示意性顯示本實施形態之濺鍍腔室之構成之構成圖。圖10係用於說明本實施形態之濺鍍之作用。圖11係用於說明本實施形態之濺鍍之作用之圖。
本實施形態在與濺鍍腔室13具備之陰極單元之個數相關之點上與上述之第1及第2實施形態不同。關於除其以外之與上述之第1及第2實施形態對應之構成要素，賦予同一符號，且省略其說明。
[濺鍍腔室13之構成] 在本實施形態中，陰極裝置18具備第1單元31及第2單元32。第1單元31及第2單元32在配置於開始位置St之狀態下在掃描方向上自靠近形成區域R1之第1端部Re1之位置依序排列。
第1單元31及第2單元32各者具備靶材23、背板24、磁性電路25、直流電源26D、第1遮蔽板28a、及第2遮蔽板28b，在2個陰極單元中，靶材23沿掃描方向排列。第1單元31及第2單元32藉由1個掃描部27而沿掃描方向個別地掃描對向區域R2。此外，第1單元31及第2單元32各者係與第1實施形態之陰極單元22同樣地也具備磁性電路掃描部29。
在第1單元31與第2單元32中，在各者具有之靶材23之形成材料中主要成分互不相同。第1單元31例如具有主要成分為氧化矽之靶材23，第2單元32例如具有主要成分為氧化鈮之靶材23。此外，在各靶材23中，例如形成材料中之95質量%為氧化矽或氧化鈮，較佳為99質量%以上為氧化矽或氧化鈮。
在第1單元31及第2單元32配置於開始位置St時，形成區域R1之第1端部Re1與第1單元31具有之靶材23之第1端部23e1之間之距離為150 mm以上。
又，在第1單元31及第2單元32中，分別設定靶材23之中點23e3(中心位置)。
此處，以在形成區域R1即基板S之表面Sa形成有氧化矽膜與氧化鈮膜之積層膜之情形為濺鍍腔室13之作用之一例進行說明。
如圖9所示，在陰極裝置18開始積層膜之形成時，配置於開始位置St之第1單元31開始濺鍍粒子SP之放出。此時，掃描方向上之形成區域R1之第1端部Re1與靶材23之第1端部23e1之間之距離D1為150 mm以上。因而，在對靶材23供給直流電力時，自靶材23放出之濺鍍粒子SP，無論濺鍍粒子SP之入射角度θ多大，均不易到達基板S。因而，抑制在氧化矽膜之形成初始之分子層中膜之組成不均一。
如圖10所示，藉由第1單元31沿掃描方向移動，而在與形成區域R1對向之對向區域R2中沿掃描方向掃描第1單元31之侵蝕區域。
此時，第1單元31係與圖5所示之第1實施形態同樣地，其速度加速直至靶材23之中點23e3(中心位置)自開始位置St到達第1加速位置AP1為止，而變為第1掃描速度V1。之後，以第1掃描速度V1恒速移動直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第1加速位置AP1到達第2加速位置AP2為止。而後，在靶材23之中點23e3(中心位置)到達第2加速位置AP2之狀態下加速至第2掃描速度V2。
以第2掃描速度V2恒速移動直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第2加速位置AP2到達第2減速位置BP2為止。
而後，在靶材23之中點23e3(中心位置)到達第2加速位置AP2之狀態下減速至第1掃描速度V1。之後，以第1掃描速度V1恒速移動直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第2減速位置BP2到達第1減速位置BP1為止。最後，直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第1減速位置BP1到達結束位置En為止減速並停止，而結束掃描。
此時，到達基板S之濺鍍粒子SP係由第1遮蔽板28a及第2遮蔽板28b限定為入射角度θ大於30ﾟ之濺鍍粒子SP。因而，抑制在氧化矽膜之初始層中膜之組成不均一。
如圖11所示，在第1單元31沿掃描方向移動到達結束位置En時，配置於開始位置St之第2單元32開始濺鍍粒子SP之放出。在第1單元31配置於結束位置En時，第1單元31具有之靶材23之第2端部23e2與形成區域R1之第2端部Re2之間之距離D1為150 mm以上。此外，在掃描部27自開始位置St朝向結束位置En掃描第1單元31之整個期間內，掃描部27不掃描第2單元32。
第2單元32自開始位置St朝向結束位置En沿掃描方向移動。藉此，在與形成區域R1對向之對向區域R2中沿掃描方向掃描第2單元32之侵蝕區域。
此時，第2單元32係與圖5所示之第1實施形態同樣地，其速度加速直至靶材23之中點23e3(中心位置)自開始位置St到達第1加速位置AP1為止，而變為第1掃描速度V1。之後，以第1掃描速度V1恒速移動直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第1加速位置AP1到達第2加速位置AP2為止。而後，在靶材23之中點23e3(中心位置)到達第2加速位置AP2之狀態下加速至第2掃描速度V2。
以第2掃描速度V2恒速移動直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第2加速位置AP2到達第2減速位置BP2為止。
而後，在靶材23之中點23e3(中心位置)到達第2加速位置AP2之狀態下減速至第1掃描速度V1。之後，以第1掃描速度V1恒速移動直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第2減速位置BP2到達第1減速位置BP1為止。最後，直至靶材23之中點23e3(中心位置)自第1減速位置BP1到達結束位置En為止減速並停止，而結束掃描。
此時，與第1單元31同樣地，到達基板S之濺鍍粒子SP係由第1遮蔽板28a及第2遮蔽板28b限定為入射角度θ大於30ﾟ之濺鍍粒子SP。因而，抑制在氧化鈮膜之初始層中膜之組成不均一。此外，在第2單元32配置於結束位置En時，第2單元32具有之靶材23之第2端部23e2與形成區域R1之第2端部Re2之間之距離D1為150 mm以上。又，在掃描部27自開始位置St朝向結束位置En掃描第2單元32之整個期間內，掃描部27不掃描第1單元31。
根據本實施形態，可發揮與上述之第1及第2實施形態同樣之效果，且在由氧化矽膜與氧化鈮膜構成之積層膜中，抑制氧化矽膜之與基板S之邊界之組成不均一，且抑制氧化鈮膜之與氧化矽膜之邊界之組成不均一。
此外，上述之各實施形態也可如以下般適宜地變更而實施。
在第1實施形態及第2實施形態中，靶材23之形成材料之主要成分可為IGZO以外之氧化物半導體，例如氧化鋅、氧化鎳、氧化錫、氧化鈦、氧化釩、氧化銦、及鈦酸鍶等。
在第1實施形態及第2實施形態中，靶材23之形成材料之主要成分既可為IGZO以外之成分，也可利用包含銦之IGZO以外之氧化物半導體、例如氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化銦鋅銻(IZAO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化銦鋅(IZO)、及氧化銦銻(IAO)等。
靶材23之形成材料之主要成分不限定於IGZO，例如可為氧化銦錫(ITO)、及氧化鋁等之無機氧化物。
靶材23之形成材料之主要成分可為金屬、金屬化合物、及半導體等。在將單質金屬或半導體用於靶材23之形成材料之主要成分時，藉由自靶材23放出之濺鍍粒子SP與自反應氣體產生之電漿之反應，而可形成氧化物膜與窒化物膜等之化合物膜。
第3實施形態之濺鍍裝置具備之濺鍍腔室13可並非為在開始濺鍍粒子SP朝形成區域R之放出時第1單元31與第2單元32兩者配置於開始位置St之構成。
如圖12所示，可為第1單元31配置於開始位置St，第2單元32配置於結束位置En之構成。在此構成中，在第1單元31配置於開始位置St時，第1單元31之靶材23之第1端部23e1與形成區域R1之第1端部Re1之間之掃描方向上的距離D1較佳為150 mm以上。另一方面，在第2單元32配置於結束位置En時，第2單元32之靶材23之第2端部23e2與形成區域R1之第2端部Re2之間之掃描方向上的距離D1較佳為150 mm以上。
當在形成區域R1形成有積層體時，例如，掃描部27使第1單元31自開始位置St朝向結束位置En沿掃描方向移動。藉此，在形成區域R1中例如形成有氧化矽膜。而後，掃描部27使第1單元31自結束位置En朝向開始位置St沿掃描方向移動。此時，第1單元31可朝形成區域R1放出濺鍍粒子SP，也可不放出。其次，掃描部27使第2單元32自結束位置En朝向開始位置St沿掃描方向移動。藉此，在形成區域R1中例如形成有氧化鈮膜。而後，掃描部27使第2單元32自開始位置St朝向結束位置En沿掃描方向移動。此時，第2單元32可朝形成區域R1放出濺鍍粒子SP，也可不放出。
此外，第1單元31及第2單元32各者一面放出濺鍍粒子SP一面沿掃描方向在開始位置St與結束位置En之間移動之次數可配合各單元形成之化合物膜之厚度而變更。
濺鍍裝置10可為具備具有1個陰極單元22之2個濺鍍腔室13之構成。在此構成中，藉由各濺鍍腔室13之陰極單元22具備形成材料之主要成分互不相同之靶材23，而在基板S之表面Sa形成有由2個化合物膜構成之積層體。此外，濺鍍裝置10可為具備具有1個陰極單元22之3個以上之濺鍍腔室13，且各陰極單元22具有之靶材23之形成材料之主要成分互不相同之構成。根據此構成，在基板S之表面Sa形成有由3個以上之化合物膜構成之積層體。
第3實施形態之第1單元31可具備形成材料之主要成分為氧化矽以外之成分之靶材23，第2單元32可具備形成材料之主要成分為氧化鈮以外之成分之靶材23。任一靶材23均係形成材料之主要成分為金屬、金屬化合物、及半導體等之任一者。
第3實施形態之濺鍍腔室13可為具備3個以上之陰極單元22之構成，各陰極單元22具備之靶材23之形成材料之主要成分既可互不相同，也可相同。
如圖13所示般，第2實施形態之陰極單元22可具備在掃描方向上配置於第1陰極22A之靶材23與第2陰極22B之靶材23之間的第3遮蔽板28c。第3遮蔽板28c之寬度方向之突出寬度既可與第1遮蔽板28a及第2遮蔽板28b互不相同，也可相同。第3遮蔽板28c係第3遮蔽部之一例。此外，掃描方向上之第3遮蔽板28c與中點23e3(中心位置)一致。
在陰極單元22自開始位置St朝向結束位置En沿掃描方向移動時，掃描方向上之第1陰極22A之第1侵蝕區域E1與第3遮蔽板28c之間之距離變為最大。惟，掃描方向上之第1侵蝕區域E1與第3遮蔽板28c之距離小於第1侵蝕區域E1與第2遮蔽板28b之間之距離。因而，朝與自第1陰極22A之第1侵蝕區域E1往向陰極單元22之方向相反之方向放出之複數個濺鍍粒子SP中的碰撞第3遮蔽板28c之濺鍍粒子SP之入射角度θ4之範圍大於9ﾟ。因而，在到達形成區域R1之複數個濺鍍粒子SP中，飛行路徑F之最大值變小，濺鍍粒子SP與電漿中之其他粒子之碰撞之次數之最大值也變小。其結果為，濺鍍粒子SP具有之能量之最小值變大，而抑制IGZO膜之膜密度變小。
另一方面，在2個磁性電路25各者配置於第2位置P2時，掃描方向上之第2陰極22B之第2侵蝕區域E2與第3遮蔽板28c之間之距離變為最大。惟，小於掃描方向上之第2侵蝕區域E2與第1遮蔽板28a之間之距離。因而，朝自第2陰極22B之第2侵蝕區域E2往向陰極單元22之方向放出之複數個濺鍍粒子SP中的碰撞第3遮蔽板28c之濺鍍粒子SP之入射角度θ之範圍大於9ﾟ。因而，第3遮蔽板28c對於自第2陰極22B放出之濺鍍粒子SP也進行與自第1陰極22A放出之濺鍍粒子SP同等之作用。
在第1實施形態至第3實施形態中，磁性電路掃描部29使磁性電路25沿掃描方向自第1位置P1朝向第2位置P2移動。不限定於此，磁性電路掃描部29可使磁性電路25沿掃描方向自第2位置P2朝向第1位置P1移動。此時，在掃描部27對靶23在對向區域R2內掃描一次時，藉由磁性電路掃描部29自第2位置P2朝向第1位置P1掃描磁性電路25一次，而可獲得上述之效果。
磁性電路掃描部29可為在靶23之第1端部23e1與第2端部23e2之間之一部分內沿掃描方向對磁性電路25進行掃描之構成。在此構成中，由於掃描方向上之各侵蝕區域與各遮蔽部之間之距離之最大值變小，故突出寬度更小之遮蔽板與上述之各實施形態相同地使入射角度θ之濺鍍粒子SP不會到達形成區域R1。
在第1實施形態至第3實施形態中，陰極單元22具備磁性電路掃描部29。不限定於此，陰極單元22可不具備磁性電路掃描部29，亦即在陰極單元22中可為各侵蝕區域相對於靶材23之位置被固定之構成。即便為此構成，藉由靶材23之中點23e3(中心位置)自開始位置St至結束位置En如上述般進行速度設定，而仍可獲得較佳之膜厚分佈。
在第2實施形態之陰極單元22中，第2遮蔽板28b可使自第1陰極22A之第1侵蝕區域E1放出之濺鍍粒子SP中的入射角度θ為9ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達形成區域R1。又，第1遮蔽板28a可使自第2陰極22B之第2侵蝕區域E2放出之濺鍍粒子SP中的入射角度θ為9ﾟ以下之濺鍍粒子SP不會到達形成區域R1。
在第1實施形態至第3實施形態中，第1遮蔽板28a、第2遮蔽板28b可並非為上述之構成，且也可採用未設置遮蔽板之構成。
在第1實施形態至第3實施形態中，在陰極單元22配置於結束位置En時，形成區域R1之第2端部Re2和掃描方向上之與形成區域R1之第2端部Re2之距離最近之靶材23之第2端部23e2的距離可並非為150 mm。即便為此構成，在陰極單元22配置於開始位置St時，若形成區域R1之第1端部Re1和掃描方向上之與形成區域R1之第1端部Re1之距離最近之靶材23之第2端部23e2的距離為150 mm，則仍可獲得上述之效果。
濺鍍裝置10可不具備搬出搬入腔室11、及前處理腔室12，只要具備濺鍍腔室13即可獲得上文列出之效果。或，濺鍍裝置10可為具備複數個前處理腔室12之構成。
基板S之沿搬送方向之寬度、及朝向紙面之近前之寬度不限定於上述之大小，可適宜地變更。
濺鍍氣體可為氬氣以外之稀有氣體，例如為氦氣、氖氣、氪氣、及氙氣。又，反應氣體可為氧氣以外之含氧之氣體、或含氮之氣體等，可配合在濺鍍腔室13中形成之化合物膜進行變更。
第2實施形態之陰極單元22可為具備3個以上由靶材23、背板24、磁性電路25、交流電源26A、及磁性電路掃描部29構成之陰極的構成。
第3實施形態之濺鍍腔室13可為具備2個第2實施形態之陰極單元22、亦即具備第1陰極22A與第2陰極22B之陰極單元22的構成。
形成IGZO膜時之條件不限定於在上述之實施例中所說明之條件，可為其他條件。總之，只要為能夠在基板S之表面Sa形成IGZO膜之條件即可。
如圖14所示，濺鍍裝置可具體化為叢集式濺鍍裝置50。在此構成中，濺鍍裝置50具備：搭載搬送機器人51R之搬送腔室51、及連結於搬送腔室51之以下之腔室。亦即，在搬送腔室51中具備：將成膜前之基板自濺鍍裝置50之外部搬入且將成膜後之基板朝濺鍍裝置50之外部搬出的搬出搬入腔室52、對基板進行成膜所需之前處理之前處理腔室53、及在基板形成化合物膜之濺鍍腔室54。
此外，在上述之實施形態中，雖然將第1加速位置AP1設為較第1端部Re1更靠外側，將第1減速位置BP1設為較第2端部Re2更靠外側，但如圖19所示，可將第1加速位置AP1設為較第1端部Re1更靠基板之內側，將第1減速位置BP1設為較第2端部Re2更靠基板之內側。此時亦然，能夠實現可改善膜厚分佈。
此處，在圖中例示第2掃描速度V2：10000 mm/min、5000 mm/min、2500 mm/min之圖案。
實施例 以下，說明本發明之實施例。
此外，針對本發明之具體例進行說明。
＜實驗例1＞ 此處，在形成IGZO膜時，於自開始位置St至結束位置En掃描靶材23之中點23e3(中心位置)時，如圖15所示，進行速度設定而在對向區域R2內掃描陰極單元22之侵蝕區域一次。
以下顯示成膜之各種規格。 ・基板掃描方向尺寸 ： 1500 mm ・直流電力 ： 15.1 W/cm2 ・氬氣分壓 ： 0.3 Pa ・氧氣分壓 ： 0.02 Pa ・基板S之溫度 ： 100℃ ・第2掃描速度V2 ： 2512.77 mm/min ・第1掃描速度V1/第2掃描速度V2 ： 91% ・至第1加速位置AP1之加速時間 ： 0.2 sec ・第1加速位置AP1與第2加速位置AP2之距離：以200 mm、300 mm、400 mm變化。
又，將使第1加速位置AP1與第2加速位置AP2一致者設為「梯形」。
在圖16中顯示此時成膜之IGZO膜之膜厚。在圖中顯示第1端部Re1及第2端部Re2。
＜實驗例2＞ 再者，如圖17所示，將第1加速位置AP1與第2加速位置AP2之距離設為300 mm，將第1掃描速度V1/第2掃描速度V2設為50%，75%，91%、100%。
又，將使第1加速位置AP1與第2加速位置AP2一致者設為「梯形」。
在圖18中顯示此時成膜之IGZO膜之膜厚。在圖中顯示第1端部Re1及第2端部Re2。
根據該等結果可明瞭：藉由如上述般設定第1加速位置AP1、第2加速位置AP2、第2減速位置BP2、第1減速位置BP1、第1掃描速度V1、第2掃描速度V2，而可改善膜厚分佈。
10‧‧‧濺鍍裝置 11‧‧‧搬出搬入腔室 12‧‧‧前處理腔室 13‧‧‧濺鍍腔室 14‧‧‧閘閥 15‧‧‧排氣部 16‧‧‧成膜通道 17‧‧‧回收通道 18‧‧‧陰極裝置 19‧‧‧通道變更部 21‧‧‧氣體供給部 22‧‧‧陰極單元 22A‧‧‧第1陰極 22B‧‧‧第2陰極 23‧‧‧靶材 23a‧‧‧表面 23e1‧‧‧第1端部 23e2‧‧‧第2端部 23e3‧‧‧中點 24‧‧‧背板 25‧‧‧磁性電路 26A‧‧‧交流電源 26D‧‧‧直流電源 27‧‧‧掃描部 28a‧‧‧遮蔽板/第1遮蔽板 28b‧‧‧遮蔽板/第2遮蔽板 28c‧‧‧第3遮蔽板 29‧‧‧磁性電路掃描部 31‧‧‧第1單元 32‧‧‧第2單元 50‧‧‧濺鍍裝置 51‧‧‧搬送腔室 51R‧‧‧搭載搬送機器人 52‧‧‧搬出搬入腔室 53‧‧‧前處理腔室 54‧‧‧濺鍍腔室 AP1‧‧‧第1加速位置 AP2‧‧‧第2加速位置 B‧‧‧磁控管磁場 BP1‧‧‧第1減速位置 BP2‧‧‧第2減速位置 D1‧‧‧距離 D2‧‧‧距離 E‧‧‧侵蝕區域 E1‧‧‧第1侵蝕區域/侵蝕區域 E2‧‧‧第2侵蝕區域/侵蝕區域 En‧‧‧結束位置 F‧‧‧飛行路徑 Lv‧‧‧法線 P1‧‧‧第1位置 P2‧‧‧第2位置 Pid‧‧‧假想平面 R1‧‧‧形成區域 R2‧‧‧對向區域 Re1‧‧‧第1端部 Re2‧‧‧第2端部 S‧‧‧基板 Sa‧‧‧表面 SP‧‧‧濺鍍粒子 St‧‧‧開始位置 T‧‧‧托盤 TG‧‧‧靶材 TGs‧‧‧表面 V1‧‧‧第1掃描速度 V2‧‧‧第2掃描速度 θ‧‧‧入射角度 θ1‧‧‧入射角度 θ2‧‧‧入射角度 θ3‧‧‧入射角度 θ4‧‧‧入射角度
圖1係顯示本發明之第1實施形態之濺鍍方法之濺鍍裝置之整體構成的構成圖。 圖2係示意性顯示本發明之第1實施形態之濺鍍方法之濺鍍腔室之構成的構成圖。 圖3係示意性顯示本發明之第1實施形態之濺鍍方法之陰極單元之構成的構成圖。 圖4係用於說明本發明之第1實施形態之濺鍍方法之濺鍍之作用的圖。 圖5係顯示本發明之第1實施形態之濺鍍方法之掃描方向距離與掃描速度之關係的圖。 圖6係用於說明本發明之第1實施形態之濺鍍方法之濺鍍之作用的圖。 圖7係用於說明本發明之第1實施形態之濺鍍方法之濺鍍之作用的圖。 圖8係示意性顯示本發明之第2實施形態之濺鍍方法之陰極單元之構成的構成圖。 圖9係示意性顯示本發明之第3實施形態之濺鍍方法之濺鍍腔室之構成的構成圖。 圖10係用於說明本發明之第3實施形態之濺鍍方法之濺鍍之作用的圖。 圖11係用於說明本發明之第3實施形態之濺鍍方法之濺鍍之作用的圖。 圖12係示意性顯示變化例之濺鍍腔室之構成之示意圖。 圖13係示意性顯示變化例之陰極單元之構成之示意圖。 圖14係示意性顯示變化例之濺鍍裝置之構成之示意圖。 圖15係顯示本發明之實施例之濺鍍方法之掃描方向距離與掃描速度之關係的圖。 圖16係顯示本發明之實施例之濺鍍方法之膜厚的圖。 圖17係顯示本發明之實施例之濺鍍方法之掃描方向距離與掃描速度之關係的圖。 圖18係顯示本發明之實施例之濺鍍方法之膜厚的圖。 圖19係顯示本發明之實施例之濺鍍方法之掃描方向距離與掃描速度之關係的圖。
10‧‧‧濺鍍裝置
11‧‧‧搬出搬入腔室
12‧‧‧前處理腔室
13‧‧‧濺鍍腔室
14‧‧‧閘閥
15‧‧‧排氣部
16‧‧‧成膜通道
17‧‧‧回收通道
18‧‧‧陰極裝置
19‧‧‧通道變更部
S‧‧‧基板
T‧‧‧托盤

Claims (7)

  1. 一種濺鍍方法，其係利用反應性濺鍍裝置者， 前述反應性濺鍍裝置包含： 朝向應該形成於成膜對象物之化合物膜之形成區域，放出濺鍍粒子之陰極裝置；且 與前述形成區域對向之空間係對向區域； 前述陰極裝置包含： 掃描部，其在前述對向區域內掃描侵蝕區域；及 靶材，其形成有前述侵蝕區域，且掃描方向上之長度短於前述對向區域；且 前述掃描部， 自前述掃描方向上之前述靶材之表面之中點，相對於前述掃描方向上之前述形成區域之2個端部中前述濺鍍粒子先到達之第1端部，在前述掃描方向上為前述形成區域之外側的開始位置起， 直至前述掃描方向上之前述靶材之前述表面之中點，相對於前述掃描方向上之前述形成區域之2個端部中另一第2端部，在前述掃描方向上為前述形成區域之外側的結束位置為止，朝向前述對向區域掃描前述侵蝕區域； 前述濺鍍方法， 將前述掃描部之前述靶材之速度，在自前述開始位置加速至第1掃描速度後，進而加速至第2掃描速度，之後，在減速至第1掃描速度後，掃描至前述結束位置；且 將自前述第1掃描速度加速而變為前述第2掃描速度之位置，設為較前述第1端部靠前述形成區域之內側， 將自前述第2掃描速度減速而變為前述第1掃描速度之位置，設為較前述第2端部靠前述形成區域之內側。
  2. 如請求項1之濺鍍方法，其中將自前述開始位置加速而變為前述第1掃描速度之位置，設為較前述第1端部靠前述形成區域之外側； 將自前述第1掃描速度減速至前述結束位置之位置，設為較前述第2端部靠前述形成區域之外側。
  3. 如請求項1之濺鍍方法，其中將自前述開始位置加速而變為前述第1掃描速度之位置，設為較前述第1端部靠前述形成區域之內側； 將自前述第1掃描速度減速至前述結束位置之位置，設為較前述第2端部靠前述形成區域之內側。
  4. 如請求項1至3中任一項之濺鍍方法，其中以前述掃描部之前述靶材之速度，在前述掃描方向上相對於前述形成區域之中心成對稱或非對稱之方式進行控制。
  5. 如請求項4之濺鍍方法，其中前述第1掃描速度相對於前述第2掃描速度之比，設定於0.70～0.95之範圍內。
  6. 如請求項4之濺鍍方法，其中自前述掃描方向之前述開始位置至變為前述第2掃描速度之位置的距離，設定於200～400 mm之範圍內。
  7. 如請求項4之濺鍍方法，其中將在前述掃描方向上，自前述開始位置至變為前述第2掃描速度之位置之距離，相對於前述形成區域之前述第1端部與前述開始位置之距離之比，設定於1.3～2.7之範圍內。
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