成膜裝置及成膜基板制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種成膜裝置及成膜基板制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為在基板等工件(work)的表面進(jìn)行成膜的裝置，廣泛使用通過(guò)濺鍍(sputtering)進(jìn)行成膜的成膜裝置。派鍍是如下一種技術(shù):使導(dǎo)入到腔室(chamber)內(nèi)的氣體等離子體(plasma)化而生成離子(1n)，通過(guò)該離子碰撞到作為成膜材料的靶(target)上而從革El擊出材料的粒子，使所擊出的粒子附著在工件上而形成膜。
[0003]這種成膜裝置中，為了提高成膜效率，而開發(fā)出如下一種技術(shù):使多個(gè)工件循環(huán)移動(dòng)，一邊通過(guò)與靶對(duì)向的位置，一邊總括地進(jìn)行成膜。然而，如果工件的尺寸(size)比靶大，那么膜不會(huì)附著在外周側(cè)，從而膜厚分布變差。
[0004]另一方面，如果工件的尺寸比靶小，那么在腔室內(nèi)附著在工件以外的部分的膜的量增加，因此，成膜效率下降。而且，附著在腔室內(nèi)的成膜材料如果剝離，會(huì)污染工件。因此，必須定期對(duì)腔室內(nèi)進(jìn)行清洗(cleaning)，而耗費(fèi)工夫。
[0005]如果對(duì)照工件的尺寸準(zhǔn)備多個(gè)尺寸的靶，并針對(duì)不同尺寸的工件的每一個(gè)更換這些靶而進(jìn)行成膜，那么會(huì)耗費(fèi)工夫，導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降、及成本上升(cost up)。
[0006]為了應(yīng)對(duì)該問(wèn)題，專利文獻(xiàn)1公開了如下一種成膜裝置:具有兩個(gè)靶，通過(guò)改變?cè)搩蓚€(gè)靶的位置，而改變與工件相對(duì)向的靶的面積。
[0007]而且，在專利文獻(xiàn)1中也公開了如下內(nèi)容:使對(duì)與工件的外周側(cè)對(duì)向的靶的施加電力(electrical power)大于對(duì)與成膜對(duì)象物的內(nèi)周側(cè)對(duì)向的革巴的施加電力，由此，謀求膜厚的面內(nèi)均勻化。
[0008]進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)1中也公開了如下內(nèi)容:并非使對(duì)兩個(gè)靶的施加電力不同，而使對(duì)兩個(gè)靶的施加電力相同，在該條件下，在內(nèi)周側(cè)與外周側(cè)改變靶與成膜對(duì)象物的距離，從而謀求膜厚的面內(nèi)均勻化。
[0009][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0010][專利文獻(xiàn)]
[0011][專利文獻(xiàn)1]國(guó)際公開第07/148536號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012][發(fā)明所要解決的問(wèn)題]
[0013]然而，專利文獻(xiàn)1中，在一個(gè)靶中，工件通過(guò)的區(qū)域內(nèi)的成膜分布固定。而且，各工件以固定的速度、固定的方向通過(guò)成膜區(qū)域。因此，如果各工件的成為成膜對(duì)象的面為平坦面且相對(duì)于靶平行，那么易于確保膜厚的均勻性。
[0014]然而，成為成膜對(duì)象的面不一定為平坦面，且未必與靶平行。例如，存在工件為彎曲成凹狀或凸?fàn)畹幕宓那闆r。這種工件像聚光透鏡(lens)、反射鏡、組合器(combiner)等那樣用于投影儀(projector)、平視顯示器(head up display)等光學(xué)設(shè)備。在這種彎曲的基板的情況下，在緣部與中央部，成為成膜對(duì)象的面與靶的距離產(chǎn)生大的差異。因此，在彎曲的基板的情況下，難以通過(guò)濺鍍以均勻的厚度成膜。
[0015]因此，當(dāng)在彎曲的基板以均勻的厚度進(jìn)行成膜的情況下，一般來(lái)說(shuō)，使用真空蒸鍍裝置。真空蒸鍍裝置是如下一種裝置:通過(guò)對(duì)投入了蒸發(fā)材料的小的蒸發(fā)源進(jìn)行加熱，而使蒸發(fā)材料蒸發(fā)，從而對(duì)包圍蒸發(fā)源的大面積的基板進(jìn)行成膜。如果是真空蒸鍍裝置，那么在彎曲的基板的情況下，也能夠使蒸發(fā)源與基板的距離變長(zhǎng)，由此即便因彎曲導(dǎo)致距離存在差異，也能以相對(duì)較均勻的厚度成膜。
[0016]然而，為了確保使蒸發(fā)源與基板的距離長(zhǎng)到彌補(bǔ)因基板本身的彎曲而產(chǎn)生的距離差的程度，真空蒸發(fā)裝置將大型化。而且，蒸發(fā)源需要進(jìn)行電阻加熱或通過(guò)照射電子束來(lái)加熱，所以其響應(yīng)性不迅速。因此，裝置的啟動(dòng)等會(huì)耗費(fèi)時(shí)間，不適合依次高效率地制造中小批量(lot)的產(chǎn)品。
[0017]本發(fā)明是為了解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種小型且省空間的成膜裝置及成膜基板制造方法，無(wú)論工件的形狀如何，均能夠高速且高效率地以均勻的厚度成膜。
[0018][解決問(wèn)題的技術(shù)手段]
[0019]為了達(dá)成所述目的，實(shí)施方式的成膜裝置是一種使濺射氣體(sputter gas)等離子體化且使成膜材料堆積在工件上的成膜裝置，且包括:腔室，被導(dǎo)入濺射氣體；搬送部，設(shè)置在所述腔室內(nèi)，循環(huán)搬送工件；濺射(sputter)源，由堆積在所述工件而成為膜的所述成膜材料形成，且具有靶，所述靶設(shè)置在與利用所述搬送部使所述工件移動(dòng)的路徑對(duì)向的位置；電源部，對(duì)所述靶施加電力；以及電源控制部，在所述工件通過(guò)供所述成膜材料堆積的區(qū)域即成膜區(qū)域期間，根據(jù)所述工件相對(duì)于所述靶的間隔、方向或從平面方向觀察到的重疊面積的變化，使所述電源部對(duì)所述靶施加的電力變化。
[0020]所述電源控制部也可以根據(jù)所述處理對(duì)象物中的成為成膜對(duì)象的表面與所述靶的垂直方向的距離，使所述電源部對(duì)所述靶施加的電力變化。
[0021]所述電源控制部也可以為所述距離越短則使施加的電力越小，所述距離越長(zhǎng)則使施加的電力越大。
[0022]所述電源控制部也可以使所述電源部施加的電力以指定的振幅及周期變化。
[0023]所述電源控制部也可以在所述工件的循環(huán)搬送的一圈中，按照所規(guī)定的變化模式，使所述電源部對(duì)所述靶施加的電力變化。
[0024]所述搬送部也可以具有將所述工件相對(duì)于所述工件的搬送方向的角度保持為固定的多個(gè)保持部，且所述保持部以等間隔配設(shè)。
[0025]所述保持部也可以將所述工件保持在如下位置，該位置是通過(guò)所述成膜區(qū)域的工件通過(guò)與所述靶的距離成為最大的部位、及與所述靶的距離成為最小的部位的位置。
[0026]所述搬送部也可以具有設(shè)置著所述保持部的旋轉(zhuǎn)臺(tái)。
[0027]所述搬送部也可以具有設(shè)置著所述保持部的旋轉(zhuǎn)筒(drum)。
[0028]所述濺射源也可以具有多個(gè)所述靶，且所述電源部針對(duì)每個(gè)靶改變使施加的電力變化的時(shí)點(diǎn)。
[0029]實(shí)施方式的成膜裝置也可以具有檢測(cè)距離的傳感器(sensor)，且所述電源控制部連接于所述傳感器，根據(jù)由所述傳感器檢測(cè)出的到所述工件的表面的距離，使所述電源部施加的電力變化。
[0030]所述傳感器也可以設(shè)置在對(duì)到所述工件表面的距離成為最大的部位、與到所述工件表面的距離成為最小的部位進(jìn)行檢測(cè)的位置。
[0031]而且，此外，所述各實(shí)施方式也能夠作為所要成膜的工件為基板的成膜基板制造方法的發(fā)明來(lái)理解。
[0032]這種實(shí)施方式的成膜基板制造方法是在被導(dǎo)入有濺射氣體的腔室內(nèi)，利用搬送部循環(huán)搬送基板，通過(guò)電源部對(duì)與該被循環(huán)搬送的所述基板的移動(dòng)路徑對(duì)向地配置的靶施加電力，而使腔室內(nèi)的濺射氣體等離子體化，且使成膜材料堆積在基板上，通過(guò)所述搬送部使所述基板移動(dòng)，根據(jù)隨著所述基板的移動(dòng)而產(chǎn)生的基板與靶的位置的變化，而改變所述電源部對(duì)靶施加的電力。
[0033][發(fā)明的效果]
[0034]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)根據(jù)工件的形狀，在搬送中使工件W相對(duì)于靶的位置變化，即便在靶與工件的表面的距離產(chǎn)生變化的情況下，也會(huì)與其對(duì)應(yīng)地控制施加電力，所以能夠確保膜厚的均勻性。因此，能夠利用濺鍍高速且高效率地以均勻的厚度對(duì)工件W進(jìn)行成膜，且不會(huì)像真空蒸鍍裝置那樣大型化，能夠提供一種小型且省空間的成膜裝置及成膜基板制造方法。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1是具有實(shí)施方式的成膜裝置的等離子體處理裝置的示意立體圖。
[0036]圖2是實(shí)施方式的示意剖視圖。
[0037]圖3是表示實(shí)施方式的控制裝置的框圖。
[0038]圖4是表示旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的處理對(duì)象物的示意平面圖。
[0039]圖5的(A)、圖5的(B)、圖5的(C)是表示從平面方向觀察到的隨著旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)的處理對(duì)象物與靶的位置關(guān)系的說(shuō)明圖。
[0040]圖6是表示與圖5的(A)、圖5的(B)、圖5的(C)對(duì)應(yīng)的施加電力與工件的旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系的說(shuō)明圖。
[0041]圖7的(a)、圖7的(b)、圖7的(c)是表示與圖5的(A)、圖5的(B)、圖5的(C)及圖6對(duì)應(yīng)的靶與工件表面的距離的變化的說(shuō)明圖。
[0042]圖8是表示旋轉(zhuǎn)臺(tái)的一圈中的電力的變化形態(tài)的說(shuō)明圖。
[0043]圖9的(A)、圖9的⑶是表示用作工件的彎曲的基板的剖視圖。
[0044]圖10是表示對(duì)于配置成凹狀的基板，不使電力變化而形成著氧化鈦膜的情況下的膜厚的不均的說(shuō)明圖。
[0045]圖11是表示對(duì)于配置成凹狀的基板，使電力變化且形成著氧化鈦膜的情況下的膜厚的不均的說(shuō)明圖。
[0046]圖12是表示對(duì)于配置成凹狀的基板，不使電力變化而形成著氧化硅膜的情況下的膜厚的不均的說(shuō)明圖。
[0047]圖13是表示對(duì)于配置成凹狀的基板，使電力變化且形成著氧化硅膜的情況下的膜厚的不均的說(shuō)明圖。
[0048]圖14是表示對(duì)于配置成凸?fàn)畹幕澹皇闺娏ψ兓纬芍趸伳さ那闆r下的膜厚的不均的說(shuō)明圖。
[0049]圖15是表示對(duì)于配置成凸?fàn)畹幕?，使電力變化且形成著氧化鈦膜的情況下的膜厚的不均的說(shuō)明圖。
[0050]圖16是表示對(duì)于配置成凸?fàn)畹幕?，不使電力變化而形成著氧化硅膜的情況下的膜厚的不均的說(shuō)明圖。
[0051]圖17是表示對(duì)于配置成凸?fàn)畹幕?，使電力變化且形成著氧化硅膜的情況下的膜厚的不均的說(shuō)明圖。
[0052]圖18的(A)、圖18的⑶、圖18的(C)是表示將濺射源中的多個(gè)靶配置在相對(duì)于搬送方向正交的方向上的情況下的施加電力與工件的旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系的說(shuō)明圖。
[0053]圖19的(A)、圖19的⑶、圖19的(C)是表示將濺射源中的多個(gè)靶配置在相對(duì)于搬送方向傾斜的方向上的情況下的施加電力與工件的旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系的說(shuō)明圖。
[0054]圖20的(A)、圖20的⑶、圖20的(C)是表示將濺射源中的多個(gè)靶配置在相對(duì)于搬送方向平行的方向上的情況下的施加電力與工件的旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系的說(shuō)明圖。
[0055]圖21的(A)、圖21的(B)、圖21的(C)是針對(duì)配置成凹狀的工件，