本發(fā)明涉及一種能夠抑制靶材(Target)物質(zhì)蒸鍍于波導模塊的蒸鍍裝置。

背景技術(shù)：

蒸鍍裝置大致分為化學氣相蒸鍍(Chemical Vapor Deposition)裝置與物理氣相蒸鍍(Physical Vapor Deposition)裝置，在物理氣相蒸鍍裝置中代表性的有濺射(Sputtering)裝置。

濺射裝置廣泛使用于在制造顯示裝置、半導體裝置、太陽能電池或有機發(fā)光裝置等時所需的金屬薄膜或金屬氧化物薄膜，在由薄膜形成用材料構(gòu)成的靶材(Target)表面上沖撞能量粒子，將從靶材脫落的靶材粒子蒸鍍于基板上。

如今正在廣泛地使用濺射技術(shù)，但是濺射過程會產(chǎn)生高壓/高能，因此存在待形成的薄膜被損傷的問題。為了解決這種問題，正在使用利用了微波(Microwave)的濺射等。

對于日本公開專利公報特開平6-17247號公開的現(xiàn)有的高效率交流磁控濺射裝置進行說明

所述濺射裝置為，微波導入部1的一端部側(cè)位于腔室內(nèi)部，并且與圓筒形陰極4的外周面鄰接。

因此，現(xiàn)有的濺射裝置為，在陰極7生成的靶材物質(zhì)蒸鍍于微波導入部1的一端部，因為在微波導入部1的一端部蒸鍍的靶材物質(zhì)產(chǎn)生顆粒(Particle)與電弧現(xiàn)象(Arcing)。如此，顆粒與電弧現(xiàn)象會損傷待蒸鍍于成膜氣體9的膜，因此存在膜質(zhì)量低下的缺點。

另外，在微波導入部1的一端部容易蒸鍍靶材物質(zhì)，因此應當以短暫的周期進行用于去除在微波導入部1的一端部蒸鍍的靶材物質(zhì)的作業(yè)。因此，存在成本被提高的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(要解決的問題)

本發(fā)明的目的在于能夠提供一種可解決現(xiàn)有技術(shù)的所有問題的利用微波的蒸鍍裝置。

本發(fā)明的另一目的在于提供如下的利用微波的蒸鍍裝置：向?qū)РK之間噴射氣體來抑制靶材物質(zhì)向?qū)РK側(cè)移動，進而能夠提高蒸鍍于基板的膜的質(zhì)量，同時還能夠節(jié)省成本，其中導波模塊向靶材與靶材側(cè)照射導波。

(解決問題的手段)

根據(jù)用于達成上述目的本發(fā)明的利益微波的蒸鍍裝置包括：腔室，內(nèi)部形成投入基板并進行處理的空間，并且在外板形成用于向所述空間噴射氣體的噴射部；靶材模塊，設置在與所述基板面對的所述腔室內(nèi)部，并且具有由用于在所述基板形成膜的物質(zhì)構(gòu)成的靶材；導波模塊，設置在所述腔室的所述外板，并且引導微波向所述靶材側(cè)照射，其中，可向所述靶材模塊與所述導波模塊之間噴射通過所述噴射部向所述腔室內(nèi)部噴射的氣體。

(發(fā)明的效果)

根據(jù)本發(fā)明的利用微波的蒸鍍裝置，向照射微波的導波模塊與靶材之間供應氣體，來分隔設置有導波模塊的腔室的區(qū)域與設置有靶材的腔室的區(qū)域。如此，抑制靶材物質(zhì)向?qū)РK側(cè)移動，因此抑制靶材物質(zhì)蒸鍍于導波模塊側(cè)。從而，防止因為靶材物質(zhì)蒸鍍于導波模塊側(cè)而產(chǎn)生的顆粒Particle)與電弧(Arcing)現(xiàn)象使待蒸鍍于基板的膜受損，因此具有能夠提高膜質(zhì)量的效果。

另外，由于用于去除蒸鍍于導波模塊的靶材物質(zhì)的維護作業(yè)周期變長，因此可具有節(jié)省成本的效果。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的蒸鍍裝置構(gòu)成的概略截面圖。

圖2是圖1示出的靶材模塊與導波模塊部位的擴大圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的蒸鍍裝置的主要部分擴大截面圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的蒸鍍裝置的主要部分擴大截面圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的蒸鍍裝置的主要部分擴大截面圖。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的蒸鍍裝置的靶材模塊的磁鐵的另一配置狀態(tài)的擴大截面圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的蒸鍍裝置的導波模塊的立體圖。

圖8是圖7的寬度方向的截面圖。

圖9是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的導波模塊的截面圖。

圖10是根據(jù)本發(fā)明其他實施例的導波模塊的截面圖。

圖11是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的蒸鍍裝置的使用示例的圖面。

(附圖標記說明)

110：腔室

119：噴射部

130：靶材模塊

131：靶材

133：磁鐵

150：導波模塊

具體實施方法

在本說明書中敘述的用語的意思應該按照如下說明理解。

未在文章上定義為明確而不同的以外，單數(shù)的表述應該理解為包括復數(shù)的表述。“第一”、“第二”等用語是用于將一個構(gòu)成要素從其他構(gòu)成要素區(qū)分出來，不得因該用語限定權(quán)利要求范圍。

應該理解為，“包括”或者“具有”等的用語并沒有提前排除一個或其以上的其他特征，或數(shù)字、步驟、構(gòu)成要素、部分零部件或這些的組合的存在或附加可能性

“至少一個”的用語應該理解為包括從一個以上的相關(guān)項目中可能提出的所有組合。例如“第一項目、第二項目及第三項目中的至少一個”的意思不僅包括第一項目、第二項目或第三項目的各個項目，還意味著可從第一項目、第二項目及第三項目中提出的2個以上的所有項的組合。

“在……上”的用語不僅意味著某一構(gòu)成直接在其它構(gòu)成的上面，還意味著包括在這些構(gòu)成之間介入的第三構(gòu)成的情況。

在以下，參照附圖詳細說明根據(jù)本發(fā)明實施例的利用微波的蒸鍍裝置。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的蒸鍍裝置構(gòu)成的概略截面圖。圖2是圖1示出的靶材模塊與導波模塊部位的擴大圖。

如圖所示，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的蒸鍍裝置可包括形成蒸鍍空間的腔室110。腔室110具有形成外廓的多個外板，并且可由所述外板形成蒸鍍空間。腔室110的蒸鍍空間與外部的泵裝置(未圖示)連通，進而在蒸鍍工藝時能夠保持真空狀態(tài)。

以下，在指代包括腔室110的其他構(gòu)成要素的方向時，以圖1為基準，朝向腔室110上側(cè)的方向稱為“上側(cè)”，向腔室110下側(cè)的方向稱為“下側(cè)”。

腔室110可包括第一腔室111與第二腔室115。

第一腔室111可形成六面體形狀，并能夠投入基板50來進行處理。在第一腔室111的左側(cè)外板及右側(cè)外邊分別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可被閘門閥(未圖示)等選擇性地開合。另外，在第一腔室111的內(nèi)部可設置支撐并移送基板50的諸如滾輪或者傳送機等支撐/移送工具120。

第二腔室115可設置在上板(即，第一腔室111的上側(cè)外板)進而向第一腔室111的上側(cè)突出，并與第一腔室111連通。

第二腔室115可包括：在第一腔室115的上板向上側(cè)鉛垂延伸并且相互面對面的一對鉛垂板116；在鉛垂板116的上端面向上側(cè)延伸并且以越向上側(cè)越靠近方式傾斜形成的一對傾斜板117；及形成在傾斜板117的上端面來連接傾斜板117的連接板118。

構(gòu)成第二腔室115的鉛垂板116、傾斜板117及連接板118當然也是腔室110的外板。

在第二腔室115的內(nèi)部中心部側(cè)可設置氣缸型的靶材模塊130，靶材模塊130可包括靶材(Target)131與多個磁鐵133。在第二腔室115的內(nèi)部設置靶材模塊130，因此靶材模塊130當然位于基板50的上側(cè)。

靶材131可形成為氣缸型(cylinder)，并且能夠以中心軸方向為基準進行旋轉(zhuǎn)。靶材131可由待形成于基板50的膜的物質(zhì)構(gòu)成。

磁鐵133可沿著靶材131的圓周方向隔著間距同時設置在靶材131的內(nèi)周面?zhèn)?。這時，磁鐵133可具有與靶材131的長度對應的長度，并且可向靶材131的下側(cè)部位內(nèi)周面?zhèn)鹊卦O置磁鐵133，其中靶材131朝向基板50側(cè)。

在相互鄰接的磁鐵133之間形成磁場，進而能夠在靶材131的周邊形成高密度的等離子區(qū)。磁鐵133設置在靶材131的下側(cè)部位內(nèi)周面?zhèn)龋虼丝稍谙蚧?0側(cè)的靶材131下側(cè)周圍外周面?zhèn)刃纬纱艌觥?/p>

在圖1及圖2舉例示出了以靶材131為基準并且大致以4點、6點及8點方向設置磁鐵133。這時，適當?shù)嘏渲么盆F133，在靶材131的外周面?zhèn)纫栽?點方向朝向4點方形成磁場，在靶材131的外周面?zhèn)纫栽?點方向朝向8點方向形成磁場。

在第二腔室115的外側(cè)可設置：氣體供應部140，向包括第二腔室110的腔室110內(nèi)部供應包括諸如氬氣(Ar)等惰性氣體與氧氣(O₂)的工藝氣體。

由此，在腔室110保持在真空的狀態(tài)下，向腔室110內(nèi)部供應工藝氣體，之后若將高電壓施加于靶材131來進行放電，則工藝氣體被離子化，而被離子化的工藝氣體的陽離子與靶材131反應。如此，從靶材131蹦出粒子形狀的靶材物質(zhì)進而附著于基板50，因此在基板50蒸鍍成膜。

根據(jù)本發(fā)明第一實施例的蒸鍍裝置，向腔室110的內(nèi)部靶材133側(cè)照射微波(Microwave)，進而可生成高密度的等離子區(qū)。

若向形成在靶材133外周面?zhèn)鹊拇艌鰝?cè)照射微波，則由微波與磁鐵133產(chǎn)生的磁場引起電子回旋共振(ECR:Electron Cyclotron Resonance)，因此可生成高密度的等離子區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明第一實施例的蒸鍍裝置可包括用于向第二腔室115內(nèi)部照射微波的導波模塊150。導波模塊150可設置在第二腔室115的傾斜板117的外面。這時，導波模塊150能夠以將靶材模塊130放在中間的形狀，分別設置在傾斜板117。

為了更加提高由電子回旋共振引起的等離子密度，優(yōu)選為向由磁鐵133形成的磁場中心側(cè)照射由導波模塊150照射的微波。

這時，更加優(yōu)選為，由導波模塊150照向形成在靶材131外周面?zhèn)鹊拇艌龅奈⒉ǖ姆较騞與假想直線垂直，所述假想直線為連接了形成磁場的相互鄰接的磁鐵133之間的間隔二等分的點與靶材131的半徑方向中心的假想直線。

若靶材物質(zhì)蒸鍍于導波模塊150，則無法向靶材131側(cè)照射微波，或者微波的照射量減少。另外，若因為蒸鍍于導波模塊150的靶材物質(zhì)而產(chǎn)生顆粒(Particle)與電弧(Arcing)現(xiàn)象，則可損傷待蒸鍍于基板50的膜。

根據(jù)本發(fā)明第一實施例的蒸鍍裝置可配置有抑制靶材物質(zhì)向?qū)РK150側(cè)移動的工具。所述工具向靶材131與導波模塊150之間噴射由氣體供應部140供應的氣體，進而能夠抑制靶材物質(zhì)向?qū)РK150側(cè)移動。

詳細地說，位于靶材131與導波模塊150之間的第二腔室115的連接板118的部位可分別形成噴射部119，噴射部119可與氣體供應部140連通。如此，通過噴射部119噴射的氣體起到空氣簾功能，因此靶材131與導波模塊150之間被分隔起來，因此能夠抑制靶材物質(zhì)向?qū)РK150側(cè)移動。

這時，噴射部119可以是沿著靶材131的長度方向形成的多個噴射孔，或者沿著靶材131的長度方向形成的間隙。

在圖1及圖2中舉例說明了在第一腔室111的上側(cè)形成第二腔室115，但是也可在第一腔室111的下側(cè)形成第二腔室115，還可以在第一腔室111的左側(cè)形成第二腔室115，又可以在第一腔室111的右側(cè)形成第二腔室115。這時，各個情況下，靶材模塊130位于基板50的下側(cè)，靶材模塊130位于基板50的左側(cè)，當然靶材模塊130位于基板50的右側(cè)。

圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的蒸鍍裝置的主要部分擴大截面圖，在此僅說明與圖2的區(qū)別點。

如圖所示，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的蒸鍍裝置的噴射部219可分別形成在位于靶材231與導波模塊250之間的腔室210的第二腔室215的傾斜板217的部位，這時，若適當?shù)卣{(diào)整噴射部219朝向的角度，則可向靶材231與導波模塊250之間噴射氣體。

除此之外的構(gòu)成可與圖2的構(gòu)成相同或類似。

在圖1至圖3中舉例示出了腔室110、210具有突出的第二腔室115、 215，但是腔室110、210也可形成為沒有突出的部分的六面體形狀。這時，在腔室的上板將靶材模塊130、230放在中間分別設置導波模塊150、250，當然噴射部119、219也可形成在靶材模塊130、230與導波模塊150、250之間的腔室上板部位。

圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的蒸鍍裝置的主要部分擴大截面圖，只說明與圖2的區(qū)別點。

如圖所示，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的蒸鍍裝置的噴射部319可分別形成在：不位于靶材331與導波模塊350之間的、腔室310的第二腔室315的傾斜板317的部位。這時，若適當?shù)卣{(diào)整噴射部319朝向的角度，則可向靶材331與導波模塊350之間噴射氣體。

噴射部319當然也可分別形成在鉛垂板316的部位。

除此之外的構(gòu)成可與圖2的構(gòu)成相同或類似。

在圖4舉例示出了腔室310具有突出的第二腔室315，但是腔室310也可形成為沒有突出的部位的六面體形狀。這時，可在腔室的上板將靶材模塊319放在中間分別設置導波模塊350，當然噴射部319也可分別形成在腔室上板部位的、非靶材模塊330與導波模塊350之間的部位。

圖5是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的蒸鍍裝置的主要部分擴大截面圖，只說明與圖2的區(qū)別點。

如圖所示，根據(jù)本發(fā)明第四實施例的蒸鍍裝置的噴射部419將一個導波模塊450放在中間，可分別形成在導波模塊450的兩側(cè)，并且將一個導波模塊450放在中間并且由兩側(cè)噴射部419噴射的氣體可相互交叉噴射。這時，若適當?shù)卣{(diào)整噴射部419朝向的角度，則可向靶材模塊430的靶材431與導波模塊450之間噴射氣體，同時將一個導波模塊450放在中間并且由兩側(cè)的噴射部419噴射的氣體可相互交叉噴射。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的蒸鍍裝置的靶材模塊的磁鐵的另一配置狀態(tài)的擴大截面圖，僅說明與圖2的區(qū)別點。

如圖所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的靶材模塊530的磁鐵533以靶材531的中心為基準，可設置在大致4點、5點半、6點半及8點這4個方向。這時，適當?shù)嘏渲么盆F533，在靶材531的外后面?zhèn)纫詮?點半方向朝向4點方向形成磁場，在靶材531的外周面?zhèn)纫詮?點半的方向朝向8點的 方向形成磁場。

參照圖2、圖7及圖8說明根據(jù)本發(fā)明實施例的導波模塊150。圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的蒸鍍裝置的導波模塊的立體圖。圖8是圖7的寬度方向的截面圖。

如圖所示，導波模塊150可引導由設置在腔室110外側(cè)的微波生成部(未圖示)生成的微波向第二腔室115的內(nèi)部照射。導波模塊150可形成管形狀，并將電波束縛在里面來傳送，因此在周圍的導體不會直接流動電流。因此電阻損耗少。另外，導波模塊150的內(nèi)部是空的并填滿了空氣，因此介電損耗也少。

導波模塊150可形成具有固定長度與寬度的長方形的六面體形狀。導波模塊150可包括第一導波管151、第二導波管153與窗口155，并且可插入于形成在第二腔室115的傾斜板117的貫通孔117a(參照圖2)。

詳細地說，第一導波管151在寬度方向截面形狀可形成正方形，并且可與所述微波生成部聯(lián)接。第一導波板151的下面可被開放，并在內(nèi)部可形成由所述微波生成部生成的微波經(jīng)過的第一導波路151a。由于第一導波管151的下面被開放，因此第一導波路151a的下側(cè)部位當然與第一導波管151的外側(cè)連通。

第二導波管153可開放上面及下面，并在內(nèi)部可形成第二導波路153a。第二導波管153被開放的上端面可與第一導波管151被開放的下端面結(jié)合，第二導波管153被開放的下端面可結(jié)合于形成貫通孔117a的傾斜板117。

第二導波管153的上面及下面被開放，因此第二導波路153a的下側(cè)部位及上側(cè)部位當然分別與第二導波管153的外側(cè)連通。并且，若第一導波管151與第二導波管153結(jié)合，并且第二導波管153結(jié)合于傾斜板117，則第一導波路151a與第二導波路153a相互連通，并且可連通第二導波路153a與第二腔室115的內(nèi)部。

窗口155設置在第一導波管151與第二導波管153之間，進而可分隔第一導波路151a與第二導波路153a。

如此，在所述微波生成部生成的微波依次經(jīng)過第一導波路151a→窗口155→第二導波路153a，向第二腔室115的靶材131側(cè)照射。

根據(jù)本發(fā)明實施例的蒸鍍裝置為，導波模塊150的第二導波管153的下側(cè)部位將插入于貫通孔117a。這時，第二導波管153的下端面可位于貫通孔117a的內(nèi)部。

如此，第二導波管153的下端面與靶材131間隔最長的距離，因此能夠更加防止在第二導波管153的下端面被蒸鍍靶材物質(zhì)。另外，第二導波管153只有下端面向第二腔室115的內(nèi)側(cè)露出，因此將能夠蒸鍍靶材物質(zhì)的第二導波管153的部位最小化。因此，能夠進一步抑制靶材物質(zhì)蒸鍍于第二導波管153。

為使微波能夠經(jīng)過導波模塊150穩(wěn)定地被傳送，可選擇鋁或鋁合金中一種材料形成第一導波管151及第二導波管153，并且可選擇微波能夠貫通的陶瓷或工程塑料中的一種形成窗口155。

第一導波路151a的部位中，與第二導波路153a鄰接的第一導波路151a下側(cè)部位的寬度能夠以越向第二導波路153a側(cè)逐漸變窄的形狀錐形化形成，第二導波路153a的寬度能夠以越向下側(cè)(即，傾斜板117側(cè))越窄的形狀錐形化形成。

另外，為使微波能夠被穩(wěn)定地傳送，第二導波路153a的寬度優(yōu)選為比第一導波路151a的寬度窄。這時，更加優(yōu)選為，與第二腔室115連通的第二導波路153a的下端部側(cè)寬度形成10～30㎜的寬度。

為使由導波模塊150向第二腔室115照射的微波與磁鐵133的磁場能夠引起電子回旋共振(ECR:Electron Cyclroton Resonance)，在生成等離子的區(qū)域中的磁場的強度優(yōu)選為在800G(Gsuss)以上。

圖9是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的導波模塊的截面圖，只說明與圖8的區(qū)別點。

如圖9(a)所示，對于第一導波管151的高度方向，導波模塊150的第一導波管151的第一導波路151b的寬度均勻，而第二導波管153的第二導波路153a的寬度能夠以越向下側(cè)寬度逐漸變窄的形狀錐形化形成。此外的構(gòu)成與圖8的構(gòu)成相同。

如圖9(b)所示，對于第一導波管151的高度方向，導波模塊150的第一導波管151的第一導波路151b的寬度均勻，而對于第二導波管153的高度方向，第二導波管153的第二導波路153b的寬度能夠均勻。除此 之外的構(gòu)成與圖8的構(gòu)成相同。

如圖9(c)所示，導波模塊150的第一導波管151的第一導波路151a的下部側(cè)寬度以越向下側(cè)寬度逐漸變窄的形狀錐形化形成，而第二導波管153的第二導波路153c的寬度可逐漸變寬地形成，進而可形成越向下側(cè)越寬的形狀。除此之外的構(gòu)成與圖8的構(gòu)成相同。

如圖9(d)所示，對于第一導波管151的高度方向，導波模塊150的第一導波管151的第一導波路151b的寬度均勻，而第二導波管153的第二導波路153c的寬度可逐漸變寬地形成，進而可形成越向下側(cè)越寬的形狀。除此之外的構(gòu)成與圖8的構(gòu)成相同。

圖10是根據(jù)本發(fā)明其他實施例的導波模塊的截面圖，只說明與圖8的區(qū)別點。

如圖所示，根據(jù)本發(fā)明另一實施例的導波模塊160可包括導波管161與窗口165。導波管161寬度方向的截面形狀可形成正方形，并且與所述微波生成部連接。導波管161的下面被開放并可結(jié)合于腔室110(圖1腔室)，被開放的下端面可與腔室110的內(nèi)部連通。

窗口165結(jié)合于導波管161的下端面來分隔腔室110與導波路161a。如此，所述微波生成部生成的微波依次經(jīng)過導波路161a→窗口165，向腔室110的靶材131(參照圖1)側(cè)照射。

能夠只由導波管161與窗口165形成導波模塊160是因為，由噴射口119(參照圖1)噴射的氣體來抑制靶材物質(zhì)向窗口165側(cè)移動，進而抑制靶材物質(zhì)蒸鍍于窗口165。

導波路161a可與圖8示出的第一導波路151a相同或類似。

圖11是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的蒸鍍裝置的使用示例的圖面。

如圖所示，根據(jù)待形成于基板50的膜的特性，能夠以在線型配置多個蒸鍍裝置。即，連續(xù)設置多個投入待處理的基板的緩沖用蒸鍍裝置100a與基板處理用蒸鍍裝置100b、100c、100d，將其中至少一個蒸鍍裝置100d作為根據(jù)本實施例的設置有導波模塊150的蒸鍍裝置100d來使用。

在以上說明的本發(fā)明并不被上述的實施例及附圖限定，而是在不超出本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)可進行各種替換、變形及變更，并且這對在本發(fā)明所屬技術(shù)領域具有通常知識的技術(shù)人員顯而易見的。因此，本發(fā)明的 范圍應該解釋為，由權(quán)利要求范圍體現(xiàn)，并且權(quán)利要求的意思、范圍及與其等價概念導出的所有變更或變形的形狀應包括于本發(fā)明的范圍。