镀膜装置制造方法
镀膜装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种镀膜装置，其构造成可以减少靶材间的污染的发生。该镀膜装置包括：多个靶材电极，其分别具有附连面，靶材能够附连于所述附连面；用于在与所述多个靶材电极相对的位置保持基板的基板支架；在所述多个靶材电极及所述基板支架之间可旋转地被设置且具有能够与所述附连面相对的多个开口的第一挡板构件；以及与所述第一挡板构件相邻地布置、且具有数量与所述靶材电极的数量相等的开口的遮蔽构件；其中，所述第一挡板构件及所述遮蔽构件之间的间隙从相邻的所述靶材电极的最靠近部朝向外周侧扩大。
【专利说明】镀膜装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及镀膜装置，尤其涉及用于减少多靶材溅射镀膜装置中的污染，所述镀膜装置例如包括在单一室内的由不同材质制成的多个靶材电极，且利用旋转挡板装置通过溅射形成多层式膜。
【背景技术】
[0002]多靶材溅射镀膜装置(例如专利文献I)可以在单个镀膜室内通过没有中断的连续溅射、从最下层至最上层在基板上形成必要的多层式膜。
[0003]在专利文献I的镀膜装置中，为了在单个室内通过溅射形成多层式膜，将多个不同材质的靶材布置于室顶部上，即布置于待要在其上镀膜的基板的上方的空间中，且设有对在溅射镀膜中使用的靶材进行选择的挡板装置。此挡板装置具有包括彼此独立旋转的挡板的双层挡板结构。这两个挡板中的每一个都在预定位置形成有所需数量的开口，从而从基板侧可以看见所选择的靶材。
[0004]借助该旋转挡板装置，由在镀膜过程中不使用的材质制成的靶材被遮蔽，并且由在溅射镀膜过程中使用的材质制成的靶材能够从基板通过开口看到。该旋转挡板装置具备从基板观察为基本圆形形状的两个挡板，此两个挡板板构造成彼此独立旋转。为了选择在溅射镀膜过程中所使用的靶材，借助旋转挡板装置将各挡板旋转，使得由在镀膜过程中需要使用的材质制成的靶材通过开口面向基板。
[0005]在以特定顺序选择多个靶材(所述靶材由待要在镀膜过程中使用的不同的材料制成)进行溅射镀膜的情况下，在靶材间发生污染的话镀膜的膜性能有可能下降。为了在基板上沉积性能良好的多层式膜，需要能够可靠地防止污染的发生的技术。
[0006][引用文献列表]
[0007][专利文献]
[0008]专利文献1:日本特开2011-001597号公报
【发明内容】
[0009][技术问题]
[0010]不过，由于溅射粒子会通过支撑阴极的阴极支架及旋转挡板之间的间隙，可能会发生污染。作为对策，优选的是使阴极支架及旋转挡板之间的间隙变狭窄。同时，为了减少挡板装置的重量，存在由薄板构成旋转挡板的情况。在这种情况下，因为旋转挡板上的膜所产生的应力、或用于清洁旋转挡板时的喷气处理等因素，会使旋转挡板变形，所以有必要在阴极支架及旋转挡板之间形成间隙，以在两者之间提供特定的空间。
[0011]在图12、13A、13B中示出了传统的挡板装置。图12是旋转挡板装置的俯视图，图13AU3B分别是图12的A-A剖面图和B-B剖面图。在传统的挡板装置100中，在阴极C侧的遮蔽板102及阴极C侧的旋转挡板103之间形成有允许被溅射的物质通过的间隙D1。尤其是，如图13B所示，遮蔽板102及旋转挡板103之间的间隙Dl在相邻的阴极之间的区域。存在由于镀膜物质通过此间隙而可能发生污染的担忧。
[0012]鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种镀膜装置，其构造成可以减少靶材间的污染的发生。
[0013][解决问题的方案]
[0014]根据本发明的镀膜装置是这样的一种镀膜装置，其包括:多个靶材电极，其具有附连面，靶材能够附连于所述附连面；用于在与所述多个靶材电极相对的位置保持基板的基板支架；在所述多个靶材电极及所述基板支架之间可旋转地设置且具有能够与所述附连面相对的多个开口的第一挡板构件；以及与所述第一挡板构件相邻地布置、且具有数量与所述靶材电极的数量相等的开口的遮蔽构件；其中，所述第一挡板构件及所述遮蔽构件之间的间隙从相邻的所述靶材电极的最靠近部朝向其外周侧扩大。
[0015][本发明的有益效果]
[0016]本发明能够提供这样一种镀膜装置，其包括位于单个室内的多个靶材，从而通过溅射且借助旋转挡板装置选择靶材而形成多层式膜，该镀膜装置构造成可以减少靶材间的污染。
[0017]本发明的其他的特征及优点从参照附图的以下的说明中会更明显。需要注意的是，在附图中，相同或类似的部件赋予相同的附图标记。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图被包含在说明书中并构成其一部分，其显示了本发明的实施例，并用来与说明书一起说明本发明的原理。
[0019]图1示出了本发明的第一实施例的镀膜装置的竖向剖面图。
[0020]图2示出了构成本发明的第一实施例的挡板装置的各构件的立体图。
[0021]图3示出了本发明的第一实施例的挡板装置从上方观察的示意图。
[0022]图4A示出了图3的1-1剖面图。
[0023]图4B示出了图3的II1-1II剖面图。
[0024]图5示出了图3的I1-1I剖面图。
[0025]图6示出了构成本发明的第二实施例的挡板装置的各构件的立体图。
[0026]图7示出了构成本发明的第二实施例的挡板装置的各构件从上方观察的图。
[0027]图8示出了本发明的第二实施例的挡板装置的剖面图。
[0028]图9示出了本发明的第二实施例的挡板装置的剖面图。
[0029]图10示出了本发明的第二实施例的挡板装置的操作的图。
[0030]图11示出了本发明的第三实施例的挡板装置的剖面图。
[0031]图12示出了传统的旋转挡板装置从上方观察的示意图。
[0032]图13A示出了图12的A-A剖面图(a)。
[0033]图13B示出了图12的B-B剖面图(b)。
[0034]图14示出了图3的II1-1II剖面图，显示了本发明的第一实施例的变形。
【具体实施方式】
[0035]以下将参考【专利附图】
【附图说明】本发明的优选的实施例。以下说明的构件、布置等只是将发明具体化的示例并非限定本发明的范围，因此可以根据本发明的宗旨进行各种改变。本发明的镀膜装置的适用不局限于溅射装置，而是可适用于在真空容器内借助挡板装置选择气相沉积材料的各种PVD装置。
[0036] (第一实施例)
[0037]参考图1至图5说明本发明的第一实施例的镀膜装置。图1是本发明的第一实施例的镀膜装置的竖向剖面图。镀膜装置I是包括真空容器51的溅射镀膜装置，真空容器51的内部设有四个靶材电极35~38 (36、37未示出)、用于保持基板W的基板支架3以及可以将给定的靶材T曝露给基板W的挡板装置4。
[0038]在图1中，将镀膜装置I的内部排空成所需的真空状态的排空单元、朝靶材电极35~38供给电力用的单元、通过闸门阀GV改变基板支架3上的基板W的基板搬运装置、例如处理气体导入单元的等离子体发生单元等都未示出。
[0039]基板支架3可旋转地设在镀膜装置I的底部的中央，并且可以将基板W保持在水平状态下。当在基板W上溅射镀膜时，基板W被保持在旋转状态下。四个靶材电极35~38在倾斜状态下被附连在镀膜装置I的真空容器51的顶部52。
[0040]靶材电极支架61设在构成真空容器51的上部的顶部52中。靶材电极支架61是具有四个用于保持靶材电极的附连部61a的构件。本实施例的靶材电极支架61也有作为真空容器51的盖的功能，与顶部52 —体地形成。但是，附连部61a可以设置于真空容器51的一部分上。被附连部61a保持的靶材电极可以各自保持其上结合了用于镀膜处理的给定镀膜物质的靶材T，使得靶材T面向基板W。各靶材电极的保持靶材T的部分称作“靶材附连面”。
[0041]图1仅示出了位于剖面中的两个靶材电极。在被倾斜设置的各靶材电极35~38上可设置靶材T，使得靶材T与相对于水平方向位于靶材电极下方的基板W的上表面相对。在靶材T上结合有待要在镀膜处理中使用的镀膜材料。
[0042]在此，靶材T与基板相对的状态包含:靶材电极朝向基板周边定向的状态、和如图1所示使靶材T的溅射面朝向基板34倾斜的状态。待要形成于基板上的多层式膜装置的示例包括:LED、MRAM、TMR头、高级(改良型)GMR等。当然也可以根据要形成的多层式膜装置的膜构成来改变被安装于镀膜装置I的靶材电极上的靶材的种类。
[0043]在靶材T及基板W之间布置有挡板装置4。挡板装置4包括两个挡板(15、17)。通过将各挡板(15、17)定位在预定位置的挡板装置4，可以使得分别被安装于四个靶材电极35~38的靶材T之中的待要用于溅射镀膜的靶材T面向基板W。
[0044]在此，参考图2至图6说明挡板装置54的构造。图2是示出构成挡板装置4的各构件的立体图。图3是挡板装置54从上方观察的示意图，只示出了上部遮蔽板。图4A、4B分别是图3的1-1剖面图、II1-1II剖面图。图5是图3的I1-1I剖面图。在图4A、4B、5中，用附图标记C表示选自靶材电极35~38之中的给定的靶材电极，给定的靶材由附图标记T (Tl~T4)表示。挡板装置4包括作为主要构成部件的上部遮蔽板(遮蔽构件)13、第一挡板(第一挡板构件)15、第二挡板(第二挡板构件)17。
[0045]上部遮蔽板13是被附连于靶材电极支架61的构件，其防止膜附着于靶材电极支架61。在未布置上部遮蔽板13的情况下,祀材电极支架61的基板侧表面与第一挡板15相对。第一挡板15及第二挡板17构造成双旋转挡板装置的挡板。上部遮蔽板13、第一挡板15、第二挡板17皆具有朝上凸起的弯曲形状。
[0046]上部遮蔽板(遮蔽构件)13是设在靶材电极支架61的基板支架3侧上的防附着遮蔽板，可以防止从靶材T溅射的物质附着在靶材电极支架61上。如上所述，靶材电极支架61中形成有四个附连部61a。各附连部61a保持靶材电极C。各靶材电极C具有靶材T可附连于其上的面(附连面);上部遮蔽板13在与各靶材电极的附连面相对的区域分别形成有开口 63a。
[0047]第一挡板(第一挡板构件)15是在上部遮蔽板13的基板支架3侧可旋转地设置的挡板，借助将旋转轴65b旋转可以控制第一挡板15的旋转角度。第一挡板15在与两个靶材电极的靶材附连面相对的区域形成有开口 65a。第一挡板15的两个开口 65a形成于关于旋转轴65b对称的位置。
[0048]第二挡板(第二挡板构件)17是在第一挡板15的基板支架3侧可旋转地设置的挡板，借助将旋转轴67b旋转可以控制第二挡板17的旋转角度。旋转轴65b及旋转轴67b构造成能被控制，以彼此独立地旋转。第二挡板17在与三个靶材电极的靶材附连面相对的区域分别形成有开口 67a。同样地，在第二挡板17的三个开口 67a之中，形成于关于旋转轴67b对称的位置的两个开口形成为:其可以布置成第一挡板15的两个开口 65a相对。需要注意的是，第二挡板17的开口 67a的数量不局限于三个。
[0049]在此，参考图4A、4B及图5说明本实施例的特征结构。图4A是图3的1_1剖面图，图5是图3的I1-1I剖面图，图4B是图3的II1-1II剖面图。在本实施例的双层旋转遮蔽中，上部遮蔽板13的弯曲形状及第一挡板15的弯曲形状是不同的。在一个示例中，上部遮蔽板13的弯曲形状及第一挡板15的弯曲形状各自均构成球面的一部分，且第一挡板15的外表面形状所属的球面的半径SR设 定成比上部遮蔽板13的内表面形状所属的球面的半径L小。且第一挡板15的外表面所属的球面的中心位置被布置于比上部遮蔽板13的内表面所属的球面的中心更远离基板支架3的位置(参见图1)。第一挡板15的弯曲程度比上部遮蔽板13大。第二挡板17构造成具有如下的形状:无论在任一位置，第二挡板17与第一挡板15之间的间距均相同。
[0050]上部遮蔽板13及第一挡板15如图4A、4B、5所示布置成使得:相邻的靶材Tl、T4的最接近部SI中的上部遮蔽板13与第一挡板15之间的间隙D2比外周侧的间隙窄。在本实施例的挡板装置4中，在俯视图中，上部遮蔽板13及第一挡板15具有600mm的直径，且间隙D2是约3mm。上部遮蔽板13及第一挡板15之间的间隙从相邻的靶材电极的最接近部SI朝向外周侧渐渐地扩大。在图4A、4B、5所示的示例中，上部遮蔽板13及第一挡板15之间的间隙从相邻的靶材电极的最接近部SI朝内(朝着旋转轴67b)渐渐地变窄。但是，如图14所示，上部遮蔽板13及第一挡板15之间的间隙可以从相邻的靶材电极的最接近部SI(下文称作“最靠近部SI”)朝内(朝着旋转轴67b)渐渐地变宽。如本文使用的术语“最靠近部SI”是相邻的靶材(例如Tl及T4)之间的、该相邻的靶材的距离最小的区域。
[0051]如上所述，最靠近部SI中的上部遮蔽板13及第一挡板15之间的间隙D2设置成比外周侧上的间隙更窄，从而可以防止由于镀膜物质穿过间隙D2而在靶材T1、T4之间造成污染。污染是因为从靶材溅射的物质附着于与溅射该物质的该靶材不同的靶材的表面而发生。尤其是，当由不同的气相沉积物质制成的靶材相邻地布置时，从某个靶材溅射的物质的一部分通过最靠近部SI附着在与该靶材相邻的其他靶材的表面而发生污染的情况很多。然而，通过本实施例的使最靠近部SI中的间隙变窄的结构，可以减少污染。另一方面，即便由于第一挡板15的热膨胀或第一挡板15上的膜造成的应力、或用于清洁第一挡板15的喷气处理等使第一挡板15变形，由于在变形量多的外周部分中具有足够的间隙，所以上部遮蔽板13及第一挡板15不会彼此接触。
[0052]即便是使用从挡板装置4中将第二挡板17去除的构造，也可以减少相邻的靶材之间的污染的发生。这种构造将在后文作为第三实施例进行描述。
[0053]本实施例虽采用了第一挡板15的球面半径比上部遮蔽板13小的构造，但是借助改变上部遮蔽板13或第一挡板15在最靠近部SI处的曲率半径也可以获得同样的效果。例如，如下的构造也是可行的，其中:使球面半径比上部遮蔽板13小的第一挡板15弯曲，使得只有在与最靠近部SI相对的部分中的间隙变窄。在这种构造中，上部遮蔽板13及第一挡板15之间的间隙在最靠近部SI成为最窄，然后从最靠近部SI起无论是向内还是向外周侧该间隙均渐渐地扩大。可造成污染的物质可通过的部分的空间变狭窄，所以可以减少污染。
[0054](第二实施例)
[0055]下面将参考图6~图9说明本发明的第二实施例的镀膜装置。图6是构成本实施例的挡板装置的各构件的立体图，图7是构成本实施例的挡板装置的各构件从上方观察的图，图8仅图示了上部遮蔽板。图8是对应图4的本实施例的挡板装置的剖面图，图9是对应图5的本实施例的挡板装置的剖面图。在图8中，还示出了固定分离壁71及可旋转分离壁72，以清楚地示出从侧方观察的固定分离壁71及可旋转分离壁72的位置关系。且，对于与第一实施例同样的构件、装置等被赋予相同附图标记并省略其详细的说明。 [0056]本实施例的挡板装置54的主要特征在于:在上部遮蔽板(遮蔽构件)63上设有固定分离壁71 (第二分离壁)，在第一挡板(第一挡板构件)65上设有可旋转分离壁72 (第一分离壁)。在示出了从上方观察的上部遮蔽板63、第一挡板65、第二挡板67的图7中，为了清楚示出从上方观察的固定分离壁71及可旋转分离壁72之间的位置关系，将原本从上方看不见的固定分离壁71用虚线表示。
[0057]固定分离壁71 (第二分离壁)是从上部遮蔽板(遮蔽构件)63朝第一挡板65突出的板状构件。总数为四个的固定分离壁71被布置于上部遮蔽板63的四个开口 63a的两侧。四个固定分离壁71从上部遮蔽板63的中心沿径向附连。在本实施例中，固定分离壁71虽是被附连于上部遮蔽板63，但是本发明也可以以如下构造实施:不设置上部遮蔽板63，直接将固定分离壁71附连于容器51或祀材电极支架61。
[0058]可旋转分离壁72 (第一分离壁)是从第一挡板(第一挡板构件)65朝上部遮蔽板63突出的板状构件。总数为四个的可旋转分离壁72被布置于第一挡板65的两个开口 65a的两侧。四个可旋转分离壁72，从第一挡板65的中心沿径向附连。在图7中，附图标记80a、80b,80c是指示第一挡板65和第二挡板67的旋转角度的参考位置的标记。
[0059]两个靶材T之间具有一固定分离壁71及一可旋转分离壁72。固定分离壁71及可旋转分离壁72在旋转轴65b、67b的轴线方向(旋转轴方向)上具有重迭区域。特别地，固定分离壁71及可旋转分离壁72的高度之和设定成比上部遮蔽板63与第一挡板65之间的间隙的长度更长。当固定分离壁71及可旋转分离壁72从图8中的圆周方向看时，固定分离壁71形成为使得从旋转轴65b沿径向延伸至上部遮蔽板63的外周部分。可旋转分离壁72也同样形成为从旋转轴65b沿径向方向延伸至第一挡板65的外周部分。[0060]换句话说，在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙区域中，可以借助固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径。这种构造可以有效地防止从一个靶材T溅射的原子通过上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙D2到达另一靶材T。
[0061]在本实施例中，因为固定分离壁71及可旋转分离壁72在旋转轴65b、67b的轴线方向上具有重迭区域，所以当第一挡板65围绕旋转轴65b以预定或更大角度旋转的话可旋转分离壁72会与固定分离壁71接触。即，如图9所示，全部的可旋转分离壁72可以设置成使得它们能够接近固定分离壁71的沿圆周方向的一侧定位。在进行溅射镀膜处理时，各可旋转分离壁72被定位在各固定分离壁的沿圆周方向的一侧，以与各固定分离壁具有预定的间隙D3，从而在各可旋转分离壁72与各固定分离壁71之间形成曲折路径。该预定的间隙D3可以比间隙D2更小。
[0062]在本实施例的旋转挡板装置54中，可旋转分离壁72可以与固定分离壁71形成曲折路径，所以可以比第一实施例的旋转挡板装置4更有效地防止污染。即便是与旋转挡板装置4的间隙相比间隙D2较宽仍可以有效地防止污染。在此情况下，旋转挡板65、67的加工精度或板厚的选择自由度可以增大。 [0063]可以以如图7所示的固定分离壁71及可旋转分离壁72的位置关系为参考，将第一挡板65相对于图7的纸面逆时针旋转接近90°。第一挡板65可以旋转到各可旋转壁72马上就要与下一固定分离壁71的沿圆周方向的另一侧接触之前的位置，第一挡板65的可旋转角度是例如70~90°，不过该角度可以根据固定分离壁71及可旋转分离壁72的圆周方向上的厚度而略有变化。
[0064]在本实施例中,第一挡板65的可旋转角度(旋转角度)设定成80°。因为旋转角度小于90° ,所以第一挡板65的开口 65a可以形成为其在第一挡板65的圆周方向上的长度比其在径向方向上的长度更长，从而可以大大地开放与靶材相对的区域。第二挡板67的可旋转角度没有限制。
[0065]下面将参考图10说明本实施例的挡板装置54的操作及其优点。图7示意性地示出了表格中的靶材电极支架61、第一挡板65、第二挡板67从上方观察时的情形，以示出当使用一个或多个靶材时第一挡板65及第二挡板67的旋转位置。图10的最右侧的一列是从基板34侧看挡板装置54时的示意图。在图10中，上部遮蔽板63与靶材电极支架61是一体的，并且被附连于祀材电极35~38的祀材由附图标记Tl~T4表不。
[0066]首先将说明，在如图10所示的第一挡板65及第二挡板67的旋转位置的组合中，只使用靶材Tl在基板34进行镀膜时的挡板装置54的操作。参考图10中的Tl行进行说明。借助将第一挡板65的开口 65a及第二挡板67的开口 67a相对于靶材Tl对准并在旋转基板34的表面上沉积预定的膜来进行利用靶材Tl的溅射镀膜。此时靶材T2、T4由第一挡板65覆盖，靶材Τ3由第二挡板67覆盖。这种构造可防止从靶材Tl被溅射的镀膜物质从基板侧附着到其他的靶材Τ2、Τ3、Τ4上。
[0067]进一步，在靶材Tl及靶材Τ2之间、及靶材Tl及靶材Τ3之间的各位置处，固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径，从而防止来自靶材Tl的镀膜物质在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙中移动，结果可以有效地防止污染。此外，靶材Τ2、Τ4的前表面由第一挡板65覆盖，所以可以防止来自靶材Tl的镀膜物质通过第一挡板65及第二挡板67之间的间隙朝靶材Τ2、Τ4移动。靶材Τ3虽未由第一挡板65覆盖，但是因为靶材Τ3最远离靶材Tl且靶材T3及Tl之间存在旋转轴65b、67b，所以可防止来自靶材Tl的镀膜物质到达靶材T3。
[0068]接下来，说明仅使用靶材T2在基板34上进行镀膜时的挡板装置54的操作(参照图10中T2行)。在仅使用靶材T2进行溅射镀膜时，与仅使用靶材Tl时相比，第一挡板65及第二挡板67的双方是位于相对于纸面逆时针旋转80°的位置。由此，第一挡板65的开口 65a及第二挡板67的开口 67a可以相对于靶材T2对齐。靶材Tl、T3由第一挡板65覆盖，靶材T4由第二挡板67覆盖。该构造可防止从靶材T2被溅射的镀膜物质从基板侧附着到其他的靶材Tl、T3、T4上。
[0069]在靶材T2及靶材T3之间、及靶材T2及靶材T4之间的各位置处，固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径，从而防止来自靶材T2的镀膜物质在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙中移动，结果可以有效地防止污染。另外，靶材Tl、T3的前表面由第一挡板65覆盖,所以可以防止来自祀材T2的镀膜物质通过第一挡板65及第二挡板67之间的间隙朝靶材Tl、T3移动。此外，因为靶材T4最远离靶材T2且在靶材T4及T2之间存在旋转轴65b、67b，所以可防止来自靶材T2的镀膜物质到达靶材T4。 [0070]下面将说明仅使用靶材T3在基板34上进行镀膜时的挡板装置54的操作(参照图10中T3行)。在仅使用靶材T3进行溅射镀膜时，与仅使用靶材Tl时相比，第一挡板65并不旋转，第二挡板67位于相对于纸面旋转180°的位置。靶材T2、T4由第一挡板65覆盖，靶材Tl由第二挡板67覆盖。这种构造可防止从靶材Τ3被溅射的镀膜物质从基板侧附着到其他的靶材Tl、Τ2、Τ4上。
[0071]在靶材Τ3与靶材Τ2、Τ4之间的、分别与靶材Τ3的沿圆周方向的两侧相邻的各位置处，固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径，所以可以防止来自靶材Τ3的镀膜物质在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙中移动，结果可以有效地防止污染。此外，靶材Τ2、Τ4的前表面由第一挡板65覆盖，所以可以防止来自靶材Τ3的镀膜物质通过第一挡板65及第二挡板67之间的间隙朝靶材Τ2、Τ4移动。且，因为靶材Tl最远离靶材Τ3、且在靶材Tl及Τ3之间存在旋转轴65b、67b，所以可防止来自靶材T3的镀膜物质到达靶材Tl。
[0072]下面说明只有靶材T4在基板34上进行镀膜时的挡板装置54的操作(参照图10中T4行)。在仅使用靶材T4进行溅射镀膜时，与仅使用靶材Tl时相比，第一挡板65相对于纸面逆时针旋转80°，并且第二挡板67相对于纸面朝逆时针旋转270°。靶材T1、T3由第一挡板65覆盖，靶材Τ2由第二挡板67覆盖。该构造可防止从靶材Τ4被溅射的镀膜物质从基板侧附着到其他的靶材Tl、Τ2、Τ3上。
[0073]在靶材Τ4与靶材Tl、Τ3之间的分别与靶材Τ4的沿圆周方向的两侧相邻的各位置处，固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径，从而防止了来自靶材Τ4的镀膜物质在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙中移动，结果可以有效地防止污染。且，靶材Tl、Τ3的前表面由第一挡板65覆盖，所以可以防止来自靶材Τ4的镀膜物质通过第一挡板65及第二挡板67之间的间隙附着到靶材Tl、Τ3上。且，因为靶材Τ2最远离靶材Τ4、及靶材Τ2及Τ4之间存在旋转轴65b、67b，所以可防止来自靶材T4的镀膜物质到达靶材T2。
[0074]下面说明借助使用靶材Tl及T3的双方的同时溅射(或同时镀膜处理)在基板34上进行镀膜时的挡板装置54的操作(参照图10中T1-T3CO-SP行)。在进行靶材Tl及T3的同时溅射时，与仅使用靶材Tl时相比，第一挡板65不旋转，第二挡板67相对于纸面逆时针旋转90°。此时，靶材Tl及T3相对于基板34是开放的，而靶材T2、T4由第一挡板65覆盖
[0075]在靶材Tl及T3的各自的沿圆周方向的两侧的各位置处，固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径，从而防止来自靶材Tl及T3的镀膜物质在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙中移动，结果可以有效地防止污染。且，靶材T2、T4的前表面由第一挡板65覆盖，所以可以防止来自靶材Tl及T3的镀膜物质通过第一挡板65及第二挡板67之间的间隙朝靶材T2、T4移动。在使用靶材Tl及Τ3的同时溅射中，第一挡板65的两个开口65a对称地定位且旋转轴65b位于其间，所以靶材Tl及T3之间的距离长而可以有效地防止交叉污染。尤其是，当靶材Tl及T3的镀膜物质不同时，借助本实施例的构造可以有效地防止交叉污染。
[0076]下面说明借助使用靶材T2及T4的双方的同时溅射在基板34上进行镀膜时的挡板装置54的操作(参照图10中T2-T4CO-SP行)。在使用靶材T2及T4进行同时溅射时，与仅使用靶材Tl时相比，第一挡板65相对于纸面逆时针旋转80°，第二挡板67不旋转。此时，靶材T2及T4相对于基板34是开放的，并且靶材Tl、T3由第一挡板65覆盖。
[0077]在靶材T2及T4的圆周方向的两侧的各位置中，固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径，从而防止来自靶材T2及T4的镀膜物质在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙中移动，结果可以有效地防止污染。且，靶材T1、T3由第一挡板65覆盖，所以可以防止来自靶材Τ2及Τ4的镀膜物质通过第一挡板65及第二挡板67之间的间隙朝靶材Tl、Τ3移动。在使用靶材Τ2及Τ4同时溅射时，因为第一挡板65的两个开口 65a对称地定位且旋转轴65b位于其间，所以靶 材T2及T4之间的距离长，可以有效地防止交叉污染。尤其是，在靶材T2及T4的镀膜物质不同时，借助本实施例的构造可以有效地防止交叉污染。
[0078]在上述的本实施例中描述了可以在其上安装四个靶材(靶材电极)的镀膜装置，但是靶材的数量不局限于四个。例如，安装两个靶材(靶材电极)、第一挡板65具有开口 65a、第二挡板67具有两个开口 67a的构造也可以获得与上述的实施例同样的防止污染的效果。在此情况下，优选使用如图10所示的只包括靶材Tl及T3 (或T2及T4)的镀膜装置。
[0079]下面将描述本实施例的镀膜装置的有益效果。借助如上所述在镀膜装置中设置旋转挡板54且所述镀膜装置包括位于单个室内的多个靶材、通过溅射形成多层式膜、且通过使用旋转挡板装置来选择靶材，可有效地防止靶材间的污染。尤其是，可有效地防止在同时溅射镀膜时的交叉污染。这使得可以将性能良好的多层式膜沉积在基板上。
[0080](第三实施例)
[0081]本实施例的挡板装置的剖面图如图11所示。与第一实施例同样的构件、装置等被标以相同的附图标记并省略其详细的说明。本实施例的挡板装置与上述实施例的挡板装置4的区别在于不设置第二挡板17。这是因为，在不包括第二挡板17的构造中，通过使靶材Tl~T4的沿圆周方向的两侧的间隙D2变窄，由此可以减少镀膜物质在上部遮蔽板13及第一挡板15之间的间隙D2中的移动。换句话说，可以防止靶材间的污染的发生。且，通过在本实施例的挡板装置的上部遮蔽板13及第一挡板15上设置固定分离壁71及可旋转分离壁72，可以期待获得与第二实施例同样的效果。
[0082](第四实施例)
[0083]在上述各实施例描述的挡板装置54中，上部遮蔽板63布置于第一挡板65及革巴材电极C之间，但是即便是利用上部遮蔽板63布置在第一挡板65及第二挡板67之间的构造，仍可以获得几乎同样的效果。在这种情况下，可旋转分离壁72设在第一挡板65的基板支架33侧的这一面，固定分离壁71设在上部遮蔽板63的第一挡板构件65侧的这一面。类似地，通过将上部遮蔽板63布置于第二挡板67的基板支架33侧的这一面，将可旋转分离壁72设在第二挡板67的基板支架33侧的这一面也可以获得几乎同样的效果。
[0084]本发明并不限制于上述实施例，在不脱离本发明的精神及范围内，可进行各式各样的变更及变形。因此，为使得公众明了本发明的范围，撰写了权利要求。
[0085]附图标记说明
[0086]1\11~了4:靶材
[0087]GV:闸门阀
[0088]V:基板
[0089]1:镀膜装置
[0090]3:基板支架
[0091]4、54:挡板装置
[0092]13、63:上部遮蔽板(遮蔽构件)
[0093]15、65:第一挡板(第一挡板构件)
[0094]17、67:第二挡板(第二挡板构件)
[0095]35~38、C:祀材电极
[0096]51:容器
[0097]52:顶部
[0098]53:磁铁
[0099]61:靶材电极支架
[0100]63a、65a、67a:开口
[0101]65b、67b:旋转轴
[0102]71:固定分离壁(第二分离壁)
[0103]72:可旋转分离壁(第一分离壁)
【权利要求】
1.一种镀膜装置，包括: 多个靶材电极，其分别具有附连面，靶材能够附连于所述附连面； 用于在与所述多个靶材电极相对的位置保持基板的基板支架； 在所述多个靶材电极及所述基板支架之间可旋转地被设置且具有能够与所述附连面相对的多个开口的第一挡板构件；以及 与所述第一挡板构件相邻地布置、且具有数量与所述靶材电极的数量相等的开口的遮蔽构件； 其中，所述第一挡板构件及所述遮蔽构件之间的间隙从相邻的所述靶材电极的最靠近部朝向外周侧扩大。
2.如权利要求1所述的镀膜装置，其中， 所述遮蔽构件布置于所述靶材电极及所述第一挡板构件之间。
3.如权利要求2所述的镀膜装置，其中， 在相邻的所述靶材电极的最靠近部中，所述遮蔽构件具有比所述第一挡板构件更大的曲率半径。
4.如权利要求2或3所述的镀膜装置，还包括第二挡板构件，第二挡板构件可旋转地设于所述第一挡板构件及所述基板支架之间，且具有数量与所述第一挡板构件的开口的数量相等或更多的开口， 其中，所述第二挡板构件的开口能够定位成与所述第一挡板构件的开口相对。`
5.如权利要求1至4中任一项所述的镀膜装置，还包括: 设在所述第一挡板构件的位于所述靶材电极这一侧的表面上的第一分离壁； 设在所述第一挡板构件及所述靶材电极之间的第二分离壁； 其中，所述第一分离壁设置成使所述第一挡板构件的开口位于其间； 所述第二分离壁设置成当所述第一挡板构件围绕旋转轴旋转预定角度或更多角度时能够与所述第一分离壁接触；并且 在镀膜处理过程中，所述第一分离壁定位成与所述第二分离壁之间具有间隙。
6.如权利要求5所述的镀膜装置，其中， 所述靶材电极之中的两个被用于同时镀膜处理，并且 在所述同时镀膜处理过程中，所述第一挡板构件的开口与在所述同时镀膜处理中所使用的靶材电极的所述附连面同时相对。
7.如权利要求1至5中任一项所述的镀膜装置，其中， 在所述第一挡板构件中形成有两个开口，所述两个开口形成于关于所述旋转轴对称的位置。
8.如权利要求5至7中任一项所述的镀膜装置，其中， 所述第一分离壁及所述第二分离壁均以所述旋转轴为中心沿径向方向延伸。
9.如权利要求5至8中任一项所述的镀膜装置，其中， 形成于所述第一挡板构件中的开口在第一挡板构件的圆周方向上的尺寸比在第一挡板构件的径向方向上的尺寸长。
【文档编号】C23C14/34GK103635604SQ201280031817
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年5月30日 优先权日:2011年6月30日
【发明者】梶原雄二, 安松保志, 小长和也 申请人:佳能安内华股份有限公司
【专利摘要】本发明提供一种镀膜装置，其构造成可以减少靶材间的污染的发生。该镀膜装置包括：多个靶材电极，其分别具有附连面，靶材能够附连于所述附连面；用于在与所述多个靶材电极相对的位置保持基板的基板支架；在所述多个靶材电极及所述基板支架之间可旋转地被设置且具有能够与所述附连面相对的多个开口的第一挡板构件；以及与所述第一挡板构件相邻地布置、且具有数量与所述靶材电极的数量相等的开口的遮蔽构件；其中，所述第一挡板构件及所述遮蔽构件之间的间隙从相邻的所述靶材电极的最靠近部朝向外周侧扩大。
【专利说明】镀膜装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及镀膜装置，尤其涉及用于减少多靶材溅射镀膜装置中的污染，所述镀膜装置例如包括在单一室内的由不同材质制成的多个靶材电极，且利用旋转挡板装置通过溅射形成多层式膜。
【背景技术】
[0002]多靶材溅射镀膜装置(例如专利文献I)可以在单个镀膜室内通过没有中断的连续溅射、从最下层至最上层在基板上形成必要的多层式膜。
[0003]在专利文献I的镀膜装置中，为了在单个室内通过溅射形成多层式膜，将多个不同材质的靶材布置于室顶部上，即布置于待要在其上镀膜的基板的上方的空间中，且设有对在溅射镀膜中使用的靶材进行选择的挡板装置。此挡板装置具有包括彼此独立旋转的挡板的双层挡板结构。这两个挡板中的每一个都在预定位置形成有所需数量的开口，从而从基板侧可以看见所选择的靶材。
[0004]借助该旋转挡板装置，由在镀膜过程中不使用的材质制成的靶材被遮蔽，并且由在溅射镀膜过程中使用的材质制成的靶材能够从基板通过开口看到。该旋转挡板装置具备从基板观察为基本圆形形状的两个挡板，此两个挡板板构造成彼此独立旋转。为了选择在溅射镀膜过程中所使用的靶材，借助旋转挡板装置将各挡板旋转，使得由在镀膜过程中需要使用的材质制成的靶材通过开口面向基板。
[0005]在以特定顺序选择多个靶材(所述靶材由待要在镀膜过程中使用的不同的材料制成)进行溅射镀膜的情况下，在靶材间发生污染的话镀膜的膜性能有可能下降。为了在基板上沉积性能良好的多层式膜，需要能够可靠地防止污染的发生的技术。
[0006][引用文献列表]
[0007][专利文献]
[0008]专利文献1:日本特开2011-001597号公报
【发明内容】
[0009][技术问题]
[0010]不过，由于溅射粒子会通过支撑阴极的阴极支架及旋转挡板之间的间隙，可能会发生污染。作为对策，优选的是使阴极支架及旋转挡板之间的间隙变狭窄。同时，为了减少挡板装置的重量，存在由薄板构成旋转挡板的情况。在这种情况下，因为旋转挡板上的膜所产生的应力、或用于清洁旋转挡板时的喷气处理等因素，会使旋转挡板变形，所以有必要在阴极支架及旋转挡板之间形成间隙，以在两者之间提供特定的空间。
[0011]在图12、13A、13B中示出了传统的挡板装置。图12是旋转挡板装置的俯视图，图13AU3B分别是图12的A-A剖面图和B-B剖面图。在传统的挡板装置100中，在阴极C侧的遮蔽板102及阴极C侧的旋转挡板103之间形成有允许被溅射的物质通过的间隙D1。尤其是，如图13B所示，遮蔽板102及旋转挡板103之间的间隙Dl在相邻的阴极之间的区域。存在由于镀膜物质通过此间隙而可能发生污染的担忧。
[0012]鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种镀膜装置，其构造成可以减少靶材间的污染的发生。
[0013][解决问题的方案]
[0014]根据本发明的镀膜装置是这样的一种镀膜装置，其包括:多个靶材电极，其具有附连面，靶材能够附连于所述附连面；用于在与所述多个靶材电极相对的位置保持基板的基板支架；在所述多个靶材电极及所述基板支架之间可旋转地设置且具有能够与所述附连面相对的多个开口的第一挡板构件；以及与所述第一挡板构件相邻地布置、且具有数量与所述靶材电极的数量相等的开口的遮蔽构件；其中，所述第一挡板构件及所述遮蔽构件之间的间隙从相邻的所述靶材电极的最靠近部朝向其外周侧扩大。
[0015][本发明的有益效果]
[0016]本发明能够提供这样一种镀膜装置，其包括位于单个室内的多个靶材，从而通过溅射且借助旋转挡板装置选择靶材而形成多层式膜，该镀膜装置构造成可以减少靶材间的污染。
[0017]本发明的其他的特征及优点从参照附图的以下的说明中会更明显。需要注意的是，在附图中，相同或类似的部件赋予相同的附图标记。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图被包含在说明书中并构成其一部分，其显示了本发明的实施例，并用来与说明书一起说明本发明的原理。
[0019]图1示出了本发明的第一实施例的镀膜装置的竖向剖面图。
[0020]图2示出了构成本发明的第一实施例的挡板装置的各构件的立体图。
[0021]图3示出了本发明的第一实施例的挡板装置从上方观察的示意图。
[0022]图4A示出了图3的1-1剖面图。
[0023]图4B示出了图3的II1-1II剖面图。
[0024]图5示出了图3的I1-1I剖面图。
[0025]图6示出了构成本发明的第二实施例的挡板装置的各构件的立体图。
[0026]图7示出了构成本发明的第二实施例的挡板装置的各构件从上方观察的图。
[0027]图8示出了本发明的第二实施例的挡板装置的剖面图。
[0028]图9示出了本发明的第二实施例的挡板装置的剖面图。
[0029]图10示出了本发明的第二实施例的挡板装置的操作的图。
[0030]图11示出了本发明的第三实施例的挡板装置的剖面图。
[0031]图12示出了传统的旋转挡板装置从上方观察的示意图。
[0032]图13A示出了图12的A-A剖面图(a)。
[0033]图13B示出了图12的B-B剖面图(b)。
[0034]图14示出了图3的II1-1II剖面图，显示了本发明的第一实施例的变形。
【具体实施方式】
[0035]以下将参考【专利附图】
【附图说明】本发明的优选的实施例。以下说明的构件、布置等只是将发明具体化的示例并非限定本发明的范围，因此可以根据本发明的宗旨进行各种改变。本发明的镀膜装置的适用不局限于溅射装置，而是可适用于在真空容器内借助挡板装置选择气相沉积材料的各种PVD装置。
[0036] (第一实施例)
[0037]参考图1至图5说明本发明的第一实施例的镀膜装置。图1是本发明的第一实施例的镀膜装置的竖向剖面图。镀膜装置I是包括真空容器51的溅射镀膜装置，真空容器51的内部设有四个靶材电极35~38 (36、37未示出)、用于保持基板W的基板支架3以及可以将给定的靶材T曝露给基板W的挡板装置4。
[0038]在图1中，将镀膜装置I的内部排空成所需的真空状态的排空单元、朝靶材电极35~38供给电力用的单元、通过闸门阀GV改变基板支架3上的基板W的基板搬运装置、例如处理气体导入单元的等离子体发生单元等都未示出。
[0039]基板支架3可旋转地设在镀膜装置I的底部的中央，并且可以将基板W保持在水平状态下。当在基板W上溅射镀膜时，基板W被保持在旋转状态下。四个靶材电极35~38在倾斜状态下被附连在镀膜装置I的真空容器51的顶部52。
[0040]靶材电极支架61设在构成真空容器51的上部的顶部52中。靶材电极支架61是具有四个用于保持靶材电极的附连部61a的构件。本实施例的靶材电极支架61也有作为真空容器51的盖的功能，与顶部52 —体地形成。但是，附连部61a可以设置于真空容器51的一部分上。被附连部61a保持的靶材电极可以各自保持其上结合了用于镀膜处理的给定镀膜物质的靶材T，使得靶材T面向基板W。各靶材电极的保持靶材T的部分称作“靶材附连面”。
[0041]图1仅示出了位于剖面中的两个靶材电极。在被倾斜设置的各靶材电极35~38上可设置靶材T，使得靶材T与相对于水平方向位于靶材电极下方的基板W的上表面相对。在靶材T上结合有待要在镀膜处理中使用的镀膜材料。
[0042]在此，靶材T与基板相对的状态包含:靶材电极朝向基板周边定向的状态、和如图1所示使靶材T的溅射面朝向基板34倾斜的状态。待要形成于基板上的多层式膜装置的示例包括:LED、MRAM、TMR头、高级(改良型)GMR等。当然也可以根据要形成的多层式膜装置的膜构成来改变被安装于镀膜装置I的靶材电极上的靶材的种类。
[0043]在靶材T及基板W之间布置有挡板装置4。挡板装置4包括两个挡板(15、17)。通过将各挡板(15、17)定位在预定位置的挡板装置4，可以使得分别被安装于四个靶材电极35~38的靶材T之中的待要用于溅射镀膜的靶材T面向基板W。
[0044]在此，参考图2至图6说明挡板装置54的构造。图2是示出构成挡板装置4的各构件的立体图。图3是挡板装置54从上方观察的示意图，只示出了上部遮蔽板。图4A、4B分别是图3的1-1剖面图、II1-1II剖面图。图5是图3的I1-1I剖面图。在图4A、4B、5中，用附图标记C表示选自靶材电极35~38之中的给定的靶材电极，给定的靶材由附图标记T (Tl~T4)表示。挡板装置4包括作为主要构成部件的上部遮蔽板(遮蔽构件)13、第一挡板(第一挡板构件)15、第二挡板(第二挡板构件)17。
[0045]上部遮蔽板13是被附连于靶材电极支架61的构件，其防止膜附着于靶材电极支架61。在未布置上部遮蔽板13的情况下,祀材电极支架61的基板侧表面与第一挡板15相对。第一挡板15及第二挡板17构造成双旋转挡板装置的挡板。上部遮蔽板13、第一挡板15、第二挡板17皆具有朝上凸起的弯曲形状。
[0046]上部遮蔽板(遮蔽构件)13是设在靶材电极支架61的基板支架3侧上的防附着遮蔽板，可以防止从靶材T溅射的物质附着在靶材电极支架61上。如上所述，靶材电极支架61中形成有四个附连部61a。各附连部61a保持靶材电极C。各靶材电极C具有靶材T可附连于其上的面(附连面);上部遮蔽板13在与各靶材电极的附连面相对的区域分别形成有开口 63a。
[0047]第一挡板(第一挡板构件)15是在上部遮蔽板13的基板支架3侧可旋转地设置的挡板，借助将旋转轴65b旋转可以控制第一挡板15的旋转角度。第一挡板15在与两个靶材电极的靶材附连面相对的区域形成有开口 65a。第一挡板15的两个开口 65a形成于关于旋转轴65b对称的位置。
[0048]第二挡板(第二挡板构件)17是在第一挡板15的基板支架3侧可旋转地设置的挡板，借助将旋转轴67b旋转可以控制第二挡板17的旋转角度。旋转轴65b及旋转轴67b构造成能被控制，以彼此独立地旋转。第二挡板17在与三个靶材电极的靶材附连面相对的区域分别形成有开口 67a。同样地，在第二挡板17的三个开口 67a之中，形成于关于旋转轴67b对称的位置的两个开口形成为:其可以布置成第一挡板15的两个开口 65a相对。需要注意的是，第二挡板17的开口 67a的数量不局限于三个。
[0049]在此，参考图4A、4B及图5说明本实施例的特征结构。图4A是图3的1_1剖面图，图5是图3的I1-1I剖面图，图4B是图3的II1-1II剖面图。在本实施例的双层旋转遮蔽中，上部遮蔽板13的弯曲形状及第一挡板15的弯曲形状是不同的。在一个示例中，上部遮蔽板13的弯曲形状及第一挡板15的弯曲形状各自均构成球面的一部分，且第一挡板15的外表面形状所属的球面的半径SR设 定成比上部遮蔽板13的内表面形状所属的球面的半径L小。且第一挡板15的外表面所属的球面的中心位置被布置于比上部遮蔽板13的内表面所属的球面的中心更远离基板支架3的位置(参见图1)。第一挡板15的弯曲程度比上部遮蔽板13大。第二挡板17构造成具有如下的形状:无论在任一位置，第二挡板17与第一挡板15之间的间距均相同。
[0050]上部遮蔽板13及第一挡板15如图4A、4B、5所示布置成使得:相邻的靶材Tl、T4的最接近部SI中的上部遮蔽板13与第一挡板15之间的间隙D2比外周侧的间隙窄。在本实施例的挡板装置4中，在俯视图中，上部遮蔽板13及第一挡板15具有600mm的直径，且间隙D2是约3mm。上部遮蔽板13及第一挡板15之间的间隙从相邻的靶材电极的最接近部SI朝向外周侧渐渐地扩大。在图4A、4B、5所示的示例中，上部遮蔽板13及第一挡板15之间的间隙从相邻的靶材电极的最接近部SI朝内(朝着旋转轴67b)渐渐地变窄。但是，如图14所示，上部遮蔽板13及第一挡板15之间的间隙可以从相邻的靶材电极的最接近部SI(下文称作“最靠近部SI”)朝内(朝着旋转轴67b)渐渐地变宽。如本文使用的术语“最靠近部SI”是相邻的靶材(例如Tl及T4)之间的、该相邻的靶材的距离最小的区域。
[0051]如上所述，最靠近部SI中的上部遮蔽板13及第一挡板15之间的间隙D2设置成比外周侧上的间隙更窄，从而可以防止由于镀膜物质穿过间隙D2而在靶材T1、T4之间造成污染。污染是因为从靶材溅射的物质附着于与溅射该物质的该靶材不同的靶材的表面而发生。尤其是，当由不同的气相沉积物质制成的靶材相邻地布置时，从某个靶材溅射的物质的一部分通过最靠近部SI附着在与该靶材相邻的其他靶材的表面而发生污染的情况很多。然而，通过本实施例的使最靠近部SI中的间隙变窄的结构，可以减少污染。另一方面，即便由于第一挡板15的热膨胀或第一挡板15上的膜造成的应力、或用于清洁第一挡板15的喷气处理等使第一挡板15变形，由于在变形量多的外周部分中具有足够的间隙，所以上部遮蔽板13及第一挡板15不会彼此接触。
[0052]即便是使用从挡板装置4中将第二挡板17去除的构造，也可以减少相邻的靶材之间的污染的发生。这种构造将在后文作为第三实施例进行描述。
[0053]本实施例虽采用了第一挡板15的球面半径比上部遮蔽板13小的构造，但是借助改变上部遮蔽板13或第一挡板15在最靠近部SI处的曲率半径也可以获得同样的效果。例如，如下的构造也是可行的，其中:使球面半径比上部遮蔽板13小的第一挡板15弯曲，使得只有在与最靠近部SI相对的部分中的间隙变窄。在这种构造中，上部遮蔽板13及第一挡板15之间的间隙在最靠近部SI成为最窄，然后从最靠近部SI起无论是向内还是向外周侧该间隙均渐渐地扩大。可造成污染的物质可通过的部分的空间变狭窄，所以可以减少污染。
[0054](第二实施例)
[0055]下面将参考图6~图9说明本发明的第二实施例的镀膜装置。图6是构成本实施例的挡板装置的各构件的立体图，图7是构成本实施例的挡板装置的各构件从上方观察的图，图8仅图示了上部遮蔽板。图8是对应图4的本实施例的挡板装置的剖面图，图9是对应图5的本实施例的挡板装置的剖面图。在图8中，还示出了固定分离壁71及可旋转分离壁72，以清楚地示出从侧方观察的固定分离壁71及可旋转分离壁72的位置关系。且，对于与第一实施例同样的构件、装置等被赋予相同附图标记并省略其详细的说明。 [0056]本实施例的挡板装置54的主要特征在于:在上部遮蔽板(遮蔽构件)63上设有固定分离壁71 (第二分离壁)，在第一挡板(第一挡板构件)65上设有可旋转分离壁72 (第一分离壁)。在示出了从上方观察的上部遮蔽板63、第一挡板65、第二挡板67的图7中，为了清楚示出从上方观察的固定分离壁71及可旋转分离壁72之间的位置关系，将原本从上方看不见的固定分离壁71用虚线表示。
[0057]固定分离壁71 (第二分离壁)是从上部遮蔽板(遮蔽构件)63朝第一挡板65突出的板状构件。总数为四个的固定分离壁71被布置于上部遮蔽板63的四个开口 63a的两侧。四个固定分离壁71从上部遮蔽板63的中心沿径向附连。在本实施例中，固定分离壁71虽是被附连于上部遮蔽板63，但是本发明也可以以如下构造实施:不设置上部遮蔽板63，直接将固定分离壁71附连于容器51或祀材电极支架61。
[0058]可旋转分离壁72 (第一分离壁)是从第一挡板(第一挡板构件)65朝上部遮蔽板63突出的板状构件。总数为四个的可旋转分离壁72被布置于第一挡板65的两个开口 65a的两侧。四个可旋转分离壁72，从第一挡板65的中心沿径向附连。在图7中，附图标记80a、80b,80c是指示第一挡板65和第二挡板67的旋转角度的参考位置的标记。
[0059]两个靶材T之间具有一固定分离壁71及一可旋转分离壁72。固定分离壁71及可旋转分离壁72在旋转轴65b、67b的轴线方向(旋转轴方向)上具有重迭区域。特别地，固定分离壁71及可旋转分离壁72的高度之和设定成比上部遮蔽板63与第一挡板65之间的间隙的长度更长。当固定分离壁71及可旋转分离壁72从图8中的圆周方向看时，固定分离壁71形成为使得从旋转轴65b沿径向延伸至上部遮蔽板63的外周部分。可旋转分离壁72也同样形成为从旋转轴65b沿径向方向延伸至第一挡板65的外周部分。[0060]换句话说，在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙区域中，可以借助固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径。这种构造可以有效地防止从一个靶材T溅射的原子通过上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙D2到达另一靶材T。
[0061]在本实施例中，因为固定分离壁71及可旋转分离壁72在旋转轴65b、67b的轴线方向上具有重迭区域，所以当第一挡板65围绕旋转轴65b以预定或更大角度旋转的话可旋转分离壁72会与固定分离壁71接触。即，如图9所示，全部的可旋转分离壁72可以设置成使得它们能够接近固定分离壁71的沿圆周方向的一侧定位。在进行溅射镀膜处理时，各可旋转分离壁72被定位在各固定分离壁的沿圆周方向的一侧，以与各固定分离壁具有预定的间隙D3，从而在各可旋转分离壁72与各固定分离壁71之间形成曲折路径。该预定的间隙D3可以比间隙D2更小。
[0062]在本实施例的旋转挡板装置54中，可旋转分离壁72可以与固定分离壁71形成曲折路径，所以可以比第一实施例的旋转挡板装置4更有效地防止污染。即便是与旋转挡板装置4的间隙相比间隙D2较宽仍可以有效地防止污染。在此情况下，旋转挡板65、67的加工精度或板厚的选择自由度可以增大。 [0063]可以以如图7所示的固定分离壁71及可旋转分离壁72的位置关系为参考，将第一挡板65相对于图7的纸面逆时针旋转接近90°。第一挡板65可以旋转到各可旋转壁72马上就要与下一固定分离壁71的沿圆周方向的另一侧接触之前的位置，第一挡板65的可旋转角度是例如70~90°，不过该角度可以根据固定分离壁71及可旋转分离壁72的圆周方向上的厚度而略有变化。
[0064]在本实施例中,第一挡板65的可旋转角度(旋转角度)设定成80°。因为旋转角度小于90° ,所以第一挡板65的开口 65a可以形成为其在第一挡板65的圆周方向上的长度比其在径向方向上的长度更长，从而可以大大地开放与靶材相对的区域。第二挡板67的可旋转角度没有限制。
[0065]下面将参考图10说明本实施例的挡板装置54的操作及其优点。图7示意性地示出了表格中的靶材电极支架61、第一挡板65、第二挡板67从上方观察时的情形，以示出当使用一个或多个靶材时第一挡板65及第二挡板67的旋转位置。图10的最右侧的一列是从基板34侧看挡板装置54时的示意图。在图10中，上部遮蔽板63与靶材电极支架61是一体的，并且被附连于祀材电极35~38的祀材由附图标记Tl~T4表不。
[0066]首先将说明，在如图10所示的第一挡板65及第二挡板67的旋转位置的组合中，只使用靶材Tl在基板34进行镀膜时的挡板装置54的操作。参考图10中的Tl行进行说明。借助将第一挡板65的开口 65a及第二挡板67的开口 67a相对于靶材Tl对准并在旋转基板34的表面上沉积预定的膜来进行利用靶材Tl的溅射镀膜。此时靶材T2、T4由第一挡板65覆盖，靶材Τ3由第二挡板67覆盖。这种构造可防止从靶材Tl被溅射的镀膜物质从基板侧附着到其他的靶材Τ2、Τ3、Τ4上。
[0067]进一步，在靶材Tl及靶材Τ2之间、及靶材Tl及靶材Τ3之间的各位置处，固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径，从而防止来自靶材Tl的镀膜物质在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙中移动，结果可以有效地防止污染。此外，靶材Τ2、Τ4的前表面由第一挡板65覆盖，所以可以防止来自靶材Tl的镀膜物质通过第一挡板65及第二挡板67之间的间隙朝靶材Τ2、Τ4移动。靶材Τ3虽未由第一挡板65覆盖，但是因为靶材Τ3最远离靶材Tl且靶材T3及Tl之间存在旋转轴65b、67b，所以可防止来自靶材Tl的镀膜物质到达靶材T3。
[0068]接下来，说明仅使用靶材T2在基板34上进行镀膜时的挡板装置54的操作(参照图10中T2行)。在仅使用靶材T2进行溅射镀膜时，与仅使用靶材Tl时相比，第一挡板65及第二挡板67的双方是位于相对于纸面逆时针旋转80°的位置。由此，第一挡板65的开口 65a及第二挡板67的开口 67a可以相对于靶材T2对齐。靶材Tl、T3由第一挡板65覆盖，靶材T4由第二挡板67覆盖。该构造可防止从靶材T2被溅射的镀膜物质从基板侧附着到其他的靶材Tl、T3、T4上。
[0069]在靶材T2及靶材T3之间、及靶材T2及靶材T4之间的各位置处，固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径，从而防止来自靶材T2的镀膜物质在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙中移动，结果可以有效地防止污染。另外，靶材Tl、T3的前表面由第一挡板65覆盖,所以可以防止来自祀材T2的镀膜物质通过第一挡板65及第二挡板67之间的间隙朝靶材Tl、T3移动。此外，因为靶材T4最远离靶材T2且在靶材T4及T2之间存在旋转轴65b、67b，所以可防止来自靶材T2的镀膜物质到达靶材T4。 [0070]下面将说明仅使用靶材T3在基板34上进行镀膜时的挡板装置54的操作(参照图10中T3行)。在仅使用靶材T3进行溅射镀膜时，与仅使用靶材Tl时相比，第一挡板65并不旋转，第二挡板67位于相对于纸面旋转180°的位置。靶材T2、T4由第一挡板65覆盖，靶材Tl由第二挡板67覆盖。这种构造可防止从靶材Τ3被溅射的镀膜物质从基板侧附着到其他的靶材Tl、Τ2、Τ4上。
[0071]在靶材Τ3与靶材Τ2、Τ4之间的、分别与靶材Τ3的沿圆周方向的两侧相邻的各位置处，固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径，所以可以防止来自靶材Τ3的镀膜物质在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙中移动，结果可以有效地防止污染。此外，靶材Τ2、Τ4的前表面由第一挡板65覆盖，所以可以防止来自靶材Τ3的镀膜物质通过第一挡板65及第二挡板67之间的间隙朝靶材Τ2、Τ4移动。且，因为靶材Tl最远离靶材Τ3、且在靶材Tl及Τ3之间存在旋转轴65b、67b，所以可防止来自靶材T3的镀膜物质到达靶材Tl。
[0072]下面说明只有靶材T4在基板34上进行镀膜时的挡板装置54的操作(参照图10中T4行)。在仅使用靶材T4进行溅射镀膜时，与仅使用靶材Tl时相比，第一挡板65相对于纸面逆时针旋转80°，并且第二挡板67相对于纸面朝逆时针旋转270°。靶材T1、T3由第一挡板65覆盖，靶材Τ2由第二挡板67覆盖。该构造可防止从靶材Τ4被溅射的镀膜物质从基板侧附着到其他的靶材Tl、Τ2、Τ3上。
[0073]在靶材Τ4与靶材Tl、Τ3之间的分别与靶材Τ4的沿圆周方向的两侧相邻的各位置处，固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径，从而防止了来自靶材Τ4的镀膜物质在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙中移动，结果可以有效地防止污染。且，靶材Tl、Τ3的前表面由第一挡板65覆盖，所以可以防止来自靶材Τ4的镀膜物质通过第一挡板65及第二挡板67之间的间隙附着到靶材Tl、Τ3上。且，因为靶材Τ2最远离靶材Τ4、及靶材Τ2及Τ4之间存在旋转轴65b、67b，所以可防止来自靶材T4的镀膜物质到达靶材T2。
[0074]下面说明借助使用靶材Tl及T3的双方的同时溅射(或同时镀膜处理)在基板34上进行镀膜时的挡板装置54的操作(参照图10中T1-T3CO-SP行)。在进行靶材Tl及T3的同时溅射时，与仅使用靶材Tl时相比，第一挡板65不旋转，第二挡板67相对于纸面逆时针旋转90°。此时，靶材Tl及T3相对于基板34是开放的，而靶材T2、T4由第一挡板65覆盖
[0075]在靶材Tl及T3的各自的沿圆周方向的两侧的各位置处，固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径，从而防止来自靶材Tl及T3的镀膜物质在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙中移动，结果可以有效地防止污染。且，靶材T2、T4的前表面由第一挡板65覆盖，所以可以防止来自靶材Tl及T3的镀膜物质通过第一挡板65及第二挡板67之间的间隙朝靶材T2、T4移动。在使用靶材Tl及Τ3的同时溅射中，第一挡板65的两个开口65a对称地定位且旋转轴65b位于其间，所以靶材Tl及T3之间的距离长而可以有效地防止交叉污染。尤其是，当靶材Tl及T3的镀膜物质不同时，借助本实施例的构造可以有效地防止交叉污染。
[0076]下面说明借助使用靶材T2及T4的双方的同时溅射在基板34上进行镀膜时的挡板装置54的操作(参照图10中T2-T4CO-SP行)。在使用靶材T2及T4进行同时溅射时，与仅使用靶材Tl时相比，第一挡板65相对于纸面逆时针旋转80°，第二挡板67不旋转。此时，靶材T2及T4相对于基板34是开放的，并且靶材Tl、T3由第一挡板65覆盖。
[0077]在靶材T2及T4的圆周方向的两侧的各位置中，固定分离壁71及可旋转分离壁72形成曲折路径，从而防止来自靶材T2及T4的镀膜物质在上部遮蔽板63及第一挡板65之间的间隙中移动，结果可以有效地防止污染。且，靶材T1、T3由第一挡板65覆盖，所以可以防止来自靶材Τ2及Τ4的镀膜物质通过第一挡板65及第二挡板67之间的间隙朝靶材Tl、Τ3移动。在使用靶材Τ2及Τ4同时溅射时，因为第一挡板65的两个开口 65a对称地定位且旋转轴65b位于其间，所以靶 材T2及T4之间的距离长，可以有效地防止交叉污染。尤其是，在靶材T2及T4的镀膜物质不同时，借助本实施例的构造可以有效地防止交叉污染。
[0078]在上述的本实施例中描述了可以在其上安装四个靶材(靶材电极)的镀膜装置，但是靶材的数量不局限于四个。例如，安装两个靶材(靶材电极)、第一挡板65具有开口 65a、第二挡板67具有两个开口 67a的构造也可以获得与上述的实施例同样的防止污染的效果。在此情况下，优选使用如图10所示的只包括靶材Tl及T3 (或T2及T4)的镀膜装置。
[0079]下面将描述本实施例的镀膜装置的有益效果。借助如上所述在镀膜装置中设置旋转挡板54且所述镀膜装置包括位于单个室内的多个靶材、通过溅射形成多层式膜、且通过使用旋转挡板装置来选择靶材，可有效地防止靶材间的污染。尤其是，可有效地防止在同时溅射镀膜时的交叉污染。这使得可以将性能良好的多层式膜沉积在基板上。
[0080](第三实施例)
[0081]本实施例的挡板装置的剖面图如图11所示。与第一实施例同样的构件、装置等被标以相同的附图标记并省略其详细的说明。本实施例的挡板装置与上述实施例的挡板装置4的区别在于不设置第二挡板17。这是因为，在不包括第二挡板17的构造中，通过使靶材Tl~T4的沿圆周方向的两侧的间隙D2变窄，由此可以减少镀膜物质在上部遮蔽板13及第一挡板15之间的间隙D2中的移动。换句话说，可以防止靶材间的污染的发生。且，通过在本实施例的挡板装置的上部遮蔽板13及第一挡板15上设置固定分离壁71及可旋转分离壁72，可以期待获得与第二实施例同样的效果。
[0082](第四实施例)
[0083]在上述各实施例描述的挡板装置54中，上部遮蔽板63布置于第一挡板65及革巴材电极C之间，但是即便是利用上部遮蔽板63布置在第一挡板65及第二挡板67之间的构造，仍可以获得几乎同样的效果。在这种情况下，可旋转分离壁72设在第一挡板65的基板支架33侧的这一面，固定分离壁71设在上部遮蔽板63的第一挡板构件65侧的这一面。类似地，通过将上部遮蔽板63布置于第二挡板67的基板支架33侧的这一面，将可旋转分离壁72设在第二挡板67的基板支架33侧的这一面也可以获得几乎同样的效果。
[0084]本发明并不限制于上述实施例，在不脱离本发明的精神及范围内，可进行各式各样的变更及变形。因此，为使得公众明了本发明的范围，撰写了权利要求。
[0085]附图标记说明
[0086]1\11~了4:靶材
[0087]GV:闸门阀
[0088]V:基板
[0089]1:镀膜装置
[0090]3:基板支架
[0091]4、54:挡板装置
[0092]13、63:上部遮蔽板(遮蔽构件)
[0093]15、65:第一挡板(第一挡板构件)
[0094]17、67:第二挡板(第二挡板构件)
[0095]35~38、C:祀材电极
[0096]51:容器
[0097]52:顶部
[0098]53:磁铁
[0099]61:靶材电极支架
[0100]63a、65a、67a:开口
[0101]65b、67b:旋转轴
[0102]71:固定分离壁(第二分离壁)
[0103]72:可旋转分离壁(第一分离壁)
【权利要求】
1.一种镀膜装置，包括: 多个靶材电极，其分别具有附连面，靶材能够附连于所述附连面； 用于在与所述多个靶材电极相对的位置保持基板的基板支架； 在所述多个靶材电极及所述基板支架之间可旋转地被设置且具有能够与所述附连面相对的多个开口的第一挡板构件；以及 与所述第一挡板构件相邻地布置、且具有数量与所述靶材电极的数量相等的开口的遮蔽构件； 其中，所述第一挡板构件及所述遮蔽构件之间的间隙从相邻的所述靶材电极的最靠近部朝向外周侧扩大。
2.如权利要求1所述的镀膜装置，其中， 所述遮蔽构件布置于所述靶材电极及所述第一挡板构件之间。
3.如权利要求2所述的镀膜装置，其中， 在相邻的所述靶材电极的最靠近部中，所述遮蔽构件具有比所述第一挡板构件更大的曲率半径。
4.如权利要求2或3所述的镀膜装置，还包括第二挡板构件，第二挡板构件可旋转地设于所述第一挡板构件及所述基板支架之间，且具有数量与所述第一挡板构件的开口的数量相等或更多的开口， 其中，所述第二挡板构件的开口能够定位成与所述第一挡板构件的开口相对。`
5.如权利要求1至4中任一项所述的镀膜装置，还包括: 设在所述第一挡板构件的位于所述靶材电极这一侧的表面上的第一分离壁； 设在所述第一挡板构件及所述靶材电极之间的第二分离壁； 其中，所述第一分离壁设置成使所述第一挡板构件的开口位于其间； 所述第二分离壁设置成当所述第一挡板构件围绕旋转轴旋转预定角度或更多角度时能够与所述第一分离壁接触；并且 在镀膜处理过程中，所述第一分离壁定位成与所述第二分离壁之间具有间隙。
6.如权利要求5所述的镀膜装置，其中， 所述靶材电极之中的两个被用于同时镀膜处理，并且 在所述同时镀膜处理过程中，所述第一挡板构件的开口与在所述同时镀膜处理中所使用的靶材电极的所述附连面同时相对。
7.如权利要求1至5中任一项所述的镀膜装置，其中， 在所述第一挡板构件中形成有两个开口，所述两个开口形成于关于所述旋转轴对称的位置。
8.如权利要求5至7中任一项所述的镀膜装置，其中， 所述第一分离壁及所述第二分离壁均以所述旋转轴为中心沿径向方向延伸。
9.如权利要求5至8中任一项所述的镀膜装置，其中， 形成于所述第一挡板构件中的开口在第一挡板构件的圆周方向上的尺寸比在第一挡板构件的径向方向上的尺寸长。
【文档编号】C23C14/34GK103635604SQ201280031817
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年5月30日 优先权日:2011年6月30日
【发明者】梶原雄二, 安松保志, 小长和也 申请人:佳能安内华股份有限公司
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