蒸镀装置的制作方法

本发明涉及一种能够抑制靶材(Target)物质蒸镀于波导模块的蒸镀装置。

背景技术：

蒸镀装置大致分为化学气相蒸镀(Chemical Vapor Deposition)装置与物理气相蒸镀(Physical Vapor Deposition)装置，在物理气相蒸镀装置中代表性的有溅射(Sputtering)装置。

溅射装置广泛使用于在制造显示装置、半导体装置、太阳能电池或有机发光装置等时所需的金属薄膜或金属氧化物薄膜，在由薄膜形成用材料构成的靶材(Target)表面上冲撞能量粒子，将从靶材脱落的靶材粒子蒸镀于基板上。

如今正在广泛地使用溅射技术，但是溅射过程会产生高压/高能，因此存在待形成的薄膜被损伤的问题。为了解决这种问题，正在使用利用了微波(Microwave)的溅射等。

对于日本公开专利公报特开平6-17247号公开的现有的高效率交流磁控溅射装置进行说明

所述溅射装置为，微波导入部1的一端部侧位于腔室内部，并且与圆筒形阴极4的外周面邻接。

因此，现有的溅射装置为，在阴极7生成的靶材物质蒸镀于微波导入部1的一端部，因为在微波导入部1的一端部蒸镀的靶材物质产生颗粒(Particle)与电弧现象(Arcing)。如此，颗粒与电弧现象会损伤待蒸镀于成膜气体9的膜，因此存在膜质量低下的缺点。

另外，在微波导入部1的一端部容易蒸镀靶材物质，因此应当以短暂的周期进行用于去除在微波导入部1的一端部蒸镀的靶材物质的作业。因此，存在成本被提高的缺点。

技术实现要素：

(要解决的问题)

本发明的目的在于能够提供一种可解决现有技术的所有问题的利用微波的蒸镀装置。

本发明的另一目的在于提供如下的利用微波的蒸镀装置：向导波模块之间喷射气体来抑制靶材物质向导波模块侧移动，进而能够提高蒸镀于基板的膜的质量，同时还能够节省成本，其中导波模块向靶材与靶材侧照射导波。

(解决问题的手段)

根据用于达成上述目的本发明的利益微波的蒸镀装置包括：腔室，内部形成投入基板并进行处理的空间，并且在外板形成用于向所述空间喷射气体的喷射部；靶材模块，设置在与所述基板面对的所述腔室内部，并且具有由用于在所述基板形成膜的物质构成的靶材；导波模块，设置在所述腔室的所述外板，并且引导微波向所述靶材侧照射，其中，可向所述靶材模块与所述导波模块之间喷射通过所述喷射部向所述腔室内部喷射的气体。

(发明的效果)

根据本发明的利用微波的蒸镀装置，向照射微波的导波模块与靶材之间供应气体，来分隔设置有导波模块的腔室的区域与设置有靶材的腔室的区域。如此，抑制靶材物质向导波模块侧移动，因此抑制靶材物质蒸镀于导波模块侧。从而，防止因为靶材物质蒸镀于导波模块侧而产生的颗粒Particle)与电弧(Arcing)现象使待蒸镀于基板的膜受损，因此具有能够提高膜质量的效果。

另外，由于用于去除蒸镀于导波模块的靶材物质的维护作业周期变长，因此可具有节省成本的效果。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的蒸镀装置构成的概略截面图。

图2是图1示出的靶材模块与导波模块部位的扩大图。

图3是根据本发明第二实施例的蒸镀装置的主要部分扩大截面图。

图4是根据本发明第三实施例的蒸镀装置的主要部分扩大截面图。

图5是根据本发明第四实施例的蒸镀装置的主要部分扩大截面图。

图6是示出根据本发明实施例的蒸镀装置的靶材模块的磁铁的另一配置状态的扩大截面图。

图7是根据本发明实施例的蒸镀装置的导波模块的立体图。

图8是图7的宽度方向的截面图。

图9是根据本发明另一实施例的导波模块的截面图。

图10是根据本发明其他实施例的导波模块的截面图。

图11是示出根据本发明实施例的蒸镀装置的使用示例的图面。

(附图标记说明)

110：腔室

119：喷射部

130：靶材模块

131：靶材

133：磁铁

150：导波模块

具体实施方法

在本说明书中叙述的用语的意思应该按照如下说明理解。

未在文章上定义为明确而不同的以外，单数的表述应该理解为包括复数的表述。“第一”、“第二”等用语是用于将一个构成要素从其他构成要素区分出来，不得因该用语限定权利要求范围。

应该理解为，“包括”或者“具有”等的用语并没有提前排除一个或其以上的其他特征，或数字、步骤、构成要素、部分零部件或这些的组合的存在或附加可能性

“至少一个”的用语应该理解为包括从一个以上的相关项目中可能提出的所有组合。例如“第一项目、第二项目及第三项目中的至少一个”的意思不仅包括第一项目、第二项目或第三项目的各个项目，还意味着可从第一项目、第二项目及第三项目中提出的2个以上的所有项的组合。

“在……上”的用语不仅意味着某一构成直接在其它构成的上面，还意味着包括在这些构成之间介入的第三构成的情况。

在以下，参照附图详细说明根据本发明实施例的利用微波的蒸镀装置。

图1是示出根据本发明第一实施例的蒸镀装置构成的概略截面图。图2是图1示出的靶材模块与导波模块部位的扩大图。

如图所示，根据本发明第一实施例的蒸镀装置可包括形成蒸镀空间的腔室110。腔室110具有形成外廓的多个外板，并且可由所述外板形成蒸镀空间。腔室110的蒸镀空间与外部的泵装置(未图示)连通，进而在蒸镀工艺时能够保持真空状态。

以下，在指代包括腔室110的其他构成要素的方向时，以图1为基准，朝向腔室110上侧的方向称为“上侧”，向腔室110下侧的方向称为“下侧”。

腔室110可包括第一腔室111与第二腔室115。

第一腔室111可形成六面体形状，并能够投入基板50来进行处理。在第一腔室111的左侧外板及右侧外边分别形成搬入及搬出基板50的入口111a及出口111b，入口111a及出口111b可被闸门阀(未图示)等选择性地开合。另外，在第一腔室111的内部可设置支撑并移送基板50的诸如滚轮或者传送机等支撑/移送工具120。

第二腔室115可设置在上板(即，第一腔室111的上侧外板)进而向第一腔室111的上侧突出，并与第一腔室111连通。

第二腔室115可包括：在第一腔室115的上板向上侧铅垂延伸并且相互面对面的一对铅垂板116；在铅垂板116的上端面向上侧延伸并且以越向上侧越靠近方式倾斜形成的一对倾斜板117；及形成在倾斜板117的上端面来连接倾斜板117的连接板118。

构成第二腔室115的铅垂板116、倾斜板117及连接板118当然也是腔室110的外板。

在第二腔室115的内部中心部侧可设置气缸型的靶材模块130，靶材模块130可包括靶材(Target)131与多个磁铁133。在第二腔室115的内部设置靶材模块130，因此靶材模块130当然位于基板50的上侧。

靶材131可形成为气缸型(cylinder)，并且能够以中心轴方向为基准进行旋转。靶材131可由待形成于基板50的膜的物质构成。

磁铁133可沿着靶材131的圆周方向隔着间距同时设置在靶材131的内周面侧。这时，磁铁133可具有与靶材131的长度对应的长度，并且可向靶材131的下侧部位内周面侧地设置磁铁133，其中靶材131朝向基板50侧。

在相互邻接的磁铁133之间形成磁场，进而能够在靶材131的周边形成高密度的等离子区。磁铁133设置在靶材131的下侧部位内周面侧，因此可在向基板50侧的靶材131下侧周围外周面侧形成磁场。

在图1及图2举例示出了以靶材131为基准并且大致以4点、6点及8点方向设置磁铁133。这时，适当地配置磁铁133，在靶材131的外周面侧以在6点方向朝向4点方形成磁场，在靶材131的外周面侧以在6点方向朝向8点方向形成磁场。

在第二腔室115的外侧可设置：气体供应部140，向包括第二腔室110的腔室110内部供应包括诸如氩气(Ar)等惰性气体与氧气(O₂)的工艺气体。

由此，在腔室110保持在真空的状态下，向腔室110内部供应工艺气体，之后若将高电压施加于靶材131来进行放电，则工艺气体被离子化，而被离子化的工艺气体的阳离子与靶材131反应。如此，从靶材131蹦出粒子形状的靶材物质进而附着于基板50，因此在基板50蒸镀成膜。

根据本发明第一实施例的蒸镀装置，向腔室110的内部靶材133侧照射微波(Microwave)，进而可生成高密度的等离子区。

若向形成在靶材133外周面侧的磁场侧照射微波，则由微波与磁铁133产生的磁场引起电子回旋共振(ECR:Electron Cyclotron Resonance)，因此可生成高密度的等离子区。

根据本发明第一实施例的蒸镀装置可包括用于向第二腔室115内部照射微波的导波模块150。导波模块150可设置在第二腔室115的倾斜板117的外面。这时，导波模块150能够以将靶材模块130放在中间的形状，分别设置在倾斜板117。

为了更加提高由电子回旋共振引起的等离子密度，优选为向由磁铁133形成的磁场中心侧照射由导波模块150照射的微波。

这时，更加优选为，由导波模块150照向形成在靶材131外周面侧的磁场的微波的方向d与假想直线垂直，所述假想直线为连接了形成磁场的相互邻接的磁铁133之间的间隔二等分的点与靶材131的半径方向中心的假想直线。

若靶材物质蒸镀于导波模块150，则无法向靶材131侧照射微波，或者微波的照射量减少。另外，若因为蒸镀于导波模块150的靶材物质而产生颗粒(Particle)与电弧(Arcing)现象，则可损伤待蒸镀于基板50的膜。

根据本发明第一实施例的蒸镀装置可配置有抑制靶材物质向导波模块150侧移动的工具。所述工具向靶材131与导波模块150之间喷射由气体供应部140供应的气体，进而能够抑制靶材物质向导波模块150侧移动。

详细地说，位于靶材131与导波模块150之间的第二腔室115的连接板118的部位可分别形成喷射部119，喷射部119可与气体供应部140连通。如此，通过喷射部119喷射的气体起到空气帘功能，因此靶材131与导波模块150之间被分隔起来，因此能够抑制靶材物质向导波模块150侧移动。

这时，喷射部119可以是沿着靶材131的长度方向形成的多个喷射孔，或者沿着靶材131的长度方向形成的间隙。

在图1及图2中举例说明了在第一腔室111的上侧形成第二腔室115，但是也可在第一腔室111的下侧形成第二腔室115，还可以在第一腔室111的左侧形成第二腔室115，又可以在第一腔室111的右侧形成第二腔室115。这时，各个情况下，靶材模块130位于基板50的下侧，靶材模块130位于基板50的左侧，当然靶材模块130位于基板50的右侧。

图3是根据本发明第二实施例的蒸镀装置的主要部分扩大截面图，在此仅说明与图2的区别点。

如图所示，根据本发明第二实施例的蒸镀装置的喷射部219可分别形成在位于靶材231与导波模块250之间的腔室210的第二腔室215的倾斜板217的部位，这时，若适当地调整喷射部219朝向的角度，则可向靶材231与导波模块250之间喷射气体。

除此之外的构成可与图2的构成相同或类似。

在图1至图3中举例示出了腔室110、210具有突出的第二腔室115、 215，但是腔室110、210也可形成为没有突出的部分的六面体形状。这时，在腔室的上板将靶材模块130、230放在中间分别设置导波模块150、250，当然喷射部119、219也可形成在靶材模块130、230与导波模块150、250之间的腔室上板部位。

图4是根据本发明第三实施例的蒸镀装置的主要部分扩大截面图，只说明与图2的区别点。

如图所示，根据本发明第三实施例的蒸镀装置的喷射部319可分别形成在：不位于靶材331与导波模块350之间的、腔室310的第二腔室315的倾斜板317的部位。这时，若适当地调整喷射部319朝向的角度，则可向靶材331与导波模块350之间喷射气体。

喷射部319当然也可分别形成在铅垂板316的部位。

除此之外的构成可与图2的构成相同或类似。

在图4举例示出了腔室310具有突出的第二腔室315，但是腔室310也可形成为没有突出的部位的六面体形状。这时，可在腔室的上板将靶材模块319放在中间分别设置导波模块350，当然喷射部319也可分别形成在腔室上板部位的、非靶材模块330与导波模块350之间的部位。

图5是根据本发明第四实施例的蒸镀装置的主要部分扩大截面图，只说明与图2的区别点。

如图所示，根据本发明第四实施例的蒸镀装置的喷射部419将一个导波模块450放在中间，可分别形成在导波模块450的两侧，并且将一个导波模块450放在中间并且由两侧喷射部419喷射的气体可相互交叉喷射。这时，若适当地调整喷射部419朝向的角度，则可向靶材模块430的靶材431与导波模块450之间喷射气体，同时将一个导波模块450放在中间并且由两侧的喷射部419喷射的气体可相互交叉喷射。

图6是示出根据本发明实施例的蒸镀装置的靶材模块的磁铁的另一配置状态的扩大截面图，仅说明与图2的区别点。

如图所示，根据本发明实施例的靶材模块530的磁铁533以靶材531的中心为基准，可设置在大致4点、5点半、6点半及8点这4个方向。这时，适当地配置磁铁533，在靶材531的外后面侧以从5点半方向朝向4点方向形成磁场，在靶材531的外周面侧以从6点半的方向朝向8点的 方向形成磁场。

参照图2、图7及图8说明根据本发明实施例的导波模块150。图7是根据本发明实施例的蒸镀装置的导波模块的立体图。图8是图7的宽度方向的截面图。

如图所示，导波模块150可引导由设置在腔室110外侧的微波生成部(未图示)生成的微波向第二腔室115的内部照射。导波模块150可形成管形状，并将电波束缚在里面来传送，因此在周围的导体不会直接流动电流。因此电阻损耗少。另外，导波模块150的内部是空的并填满了空气，因此介电损耗也少。

导波模块150可形成具有固定长度与宽度的长方形的六面体形状。导波模块150可包括第一导波管151、第二导波管153与窗口155，并且可插入于形成在第二腔室115的倾斜板117的贯通孔117a(参照图2)。

详细地说，第一导波管151在宽度方向截面形状可形成正方形，并且可与所述微波生成部联接。第一导波板151的下面可被开放，并在内部可形成由所述微波生成部生成的微波经过的第一导波路151a。由于第一导波管151的下面被开放，因此第一导波路151a的下侧部位当然与第一导波管151的外侧连通。

第二导波管153可开放上面及下面，并在内部可形成第二导波路153a。第二导波管153被开放的上端面可与第一导波管151被开放的下端面结合，第二导波管153被开放的下端面可结合于形成贯通孔117a的倾斜板117。

第二导波管153的上面及下面被开放，因此第二导波路153a的下侧部位及上侧部位当然分别与第二导波管153的外侧连通。并且，若第一导波管151与第二导波管153结合，并且第二导波管153结合于倾斜板117，则第一导波路151a与第二导波路153a相互连通，并且可连通第二导波路153a与第二腔室115的内部。

窗口155设置在第一导波管151与第二导波管153之间，进而可分隔第一导波路151a与第二导波路153a。

如此，在所述微波生成部生成的微波依次经过第一导波路151a→窗口155→第二导波路153a，向第二腔室115的靶材131侧照射。

根据本发明实施例的蒸镀装置为，导波模块150的第二导波管153的下侧部位将插入于贯通孔117a。这时，第二导波管153的下端面可位于贯通孔117a的内部。

如此，第二导波管153的下端面与靶材131间隔最长的距离，因此能够更加防止在第二导波管153的下端面被蒸镀靶材物质。另外，第二导波管153只有下端面向第二腔室115的内侧露出，因此将能够蒸镀靶材物质的第二导波管153的部位最小化。因此，能够进一步抑制靶材物质蒸镀于第二导波管153。

为使微波能够经过导波模块150稳定地被传送，可选择铝或铝合金中一种材料形成第一导波管151及第二导波管153，并且可选择微波能够贯通的陶瓷或工程塑料中的一种形成窗口155。

第一导波路151a的部位中，与第二导波路153a邻接的第一导波路151a下侧部位的宽度能够以越向第二导波路153a侧逐渐变窄的形状锥形化形成，第二导波路153a的宽度能够以越向下侧(即，倾斜板117侧)越窄的形状锥形化形成。

另外，为使微波能够被稳定地传送，第二导波路153a的宽度优选为比第一导波路151a的宽度窄。这时，更加优选为，与第二腔室115连通的第二导波路153a的下端部侧宽度形成10～30㎜的宽度。

为使由导波模块150向第二腔室115照射的微波与磁铁133的磁场能够引起电子回旋共振(ECR:Electron Cyclroton Resonance)，在生成等离子的区域中的磁场的强度优选为在800G(Gsuss)以上。

图9是根据本发明另一实施例的导波模块的截面图，只说明与图8的区别点。

如图9(a)所示，对于第一导波管151的高度方向，导波模块150的第一导波管151的第一导波路151b的宽度均匀，而第二导波管153的第二导波路153a的宽度能够以越向下侧宽度逐渐变窄的形状锥形化形成。此外的构成与图8的构成相同。

如图9(b)所示，对于第一导波管151的高度方向，导波模块150的第一导波管151的第一导波路151b的宽度均匀，而对于第二导波管153的高度方向，第二导波管153的第二导波路153b的宽度能够均匀。除此 之外的构成与图8的构成相同。

如图9(c)所示，导波模块150的第一导波管151的第一导波路151a的下部侧宽度以越向下侧宽度逐渐变窄的形状锥形化形成，而第二导波管153的第二导波路153c的宽度可逐渐变宽地形成，进而可形成越向下侧越宽的形状。除此之外的构成与图8的构成相同。

如图9(d)所示，对于第一导波管151的高度方向，导波模块150的第一导波管151的第一导波路151b的宽度均匀，而第二导波管153的第二导波路153c的宽度可逐渐变宽地形成，进而可形成越向下侧越宽的形状。除此之外的构成与图8的构成相同。

图10是根据本发明其他实施例的导波模块的截面图，只说明与图8的区别点。

如图所示，根据本发明另一实施例的导波模块160可包括导波管161与窗口165。导波管161宽度方向的截面形状可形成正方形，并且与所述微波生成部连接。导波管161的下面被开放并可结合于腔室110(图1腔室)，被开放的下端面可与腔室110的内部连通。

窗口165结合于导波管161的下端面来分隔腔室110与导波路161a。如此，所述微波生成部生成的微波依次经过导波路161a→窗口165，向腔室110的靶材131(参照图1)侧照射。

能够只由导波管161与窗口165形成导波模块160是因为，由喷射口119(参照图1)喷射的气体来抑制靶材物质向窗口165侧移动，进而抑制靶材物质蒸镀于窗口165。

导波路161a可与图8示出的第一导波路151a相同或类似。

图11是示出根据本发明实施例的蒸镀装置的使用示例的图面。

如图所示，根据待形成于基板50的膜的特性，能够以在线型配置多个蒸镀装置。即，连续设置多个投入待处理的基板的缓冲用蒸镀装置100a与基板处理用蒸镀装置100b、100c、100d，将其中至少一个蒸镀装置100d作为根据本实施例的设置有导波模块150的蒸镀装置100d来使用。

在以上说明的本发明并不被上述的实施例及附图限定，而是在不超出本发明的技术思想的范围内可进行各种替换、变形及变更，并且这对在本发明所属技术领域具有通常知识的技术人员显而易见的。因此，本发明的 范围应该解释为，由权利要求范围体现，并且权利要求的意思、范围及与其等价概念导出的所有变更或变形的形状应包括于本发明的范围。