专利名称：对向靶材式溅镀装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种对向靶材式溅镀装置，其具备有于既定的对向空间中成对向的一对靶材；以及由设置于靶材周缘、形成与靶材面成垂直方向的对向模式磁场的永久磁铁所形成的对向式溅镀部；且能够成膜在配置于面对对向空间的侧面的基板；详而言之，将于前述靶材周缘部设置前述永久磁铁而成的对向靶材单元，装设于长方体状的框体的对向侧面，而遮蔽其余4面之中，除了作为开口的开口侧面之外的其它侧面，可适当地改良为箱型对向式溅镀部，具体而言，以连续生产方式可成膜于极宽的基板上，同时于静止状态下，亦可成膜于大面积的基板上。
背景技术：
具备有上述的箱型对向式溅镀部的对向靶材式溅镀装置，为本发明者由日本特开平10-330936号公报(美国专利第6,156,172号的说明书)所揭示，其构成如图18所示。
如图18所示，箱型对向式溅镀部70，于去除正方体状框体71开口部的开口侧面71f以外的其余5个侧面71a～71e中，于连接开口侧面71f的4个侧面71a～71d之中，相对向的2个侧面71a、71b，装设具备有靶材110a、110b(未图示)和设置于其周围、以永久磁铁构成的磁场产生装置的靶材单元100a、100b，而其余3个面以遮蔽板72c～72e遮蔽的构造，外形为包括有立方体的长方体状，整体而言为一箱型。而且，箱型对向靶材式溅镀装置，能够将此箱型对向式溅镀部，通过其开口侧面71f，后述的图1所示，结合于真空槽，而在配置于真空槽内部、与其开口部相对面的基板上形成薄膜。
而且，于本说明书之中，以围绕由对向的一对靶材所形成的对向空间的磁场方向，换言之，对向方向为X方向；以从对向空间看到成膜的基板方向，换言之，垂直于基板表面的方向为Z方向；以与X及Z方向正交的方向，换言之，平行于靶材表面及基板表面的方向为Y方向；且将各方向的坐标轴称为X轴，Y轴，Z轴。
通过该构造对于生成、拘束溅镀电浆的磁场的形成，如日本特开平10-8246号公报所揭示，是于具备有磁场产生装置的靶材单元中，相对向的靶材间的对向空间内，如已知的对向靶材式溅镀装置同样地，于全体靶材区域中，形成有垂直于靶材的方向的对向模式的磁场，除此之外，在其靶材面附近，于靶材外缘周围，形成有平行于靶材面方向的磁控模式(magnetron mode)的磁场，结果，可于整面靶材上形成有高密度的电浆。
因此，于具备有除开口侧面外的5个侧面皆遮蔽的箱型对向式溅镀部的箱型对向靶材式溅镀装置中，被溅镀的粒子，会经由开口部而往配置有高真空排气下的基板的真空槽溅飞，而堆积于基板上，形成薄膜。
前述已知的箱型对向靶材式溅镀装置，其构造结实，具有能于低温下形成高品质薄膜的优点，广泛应用于各种成膜的形成。其中最近引人注目的是，应用于积极商品化开发中的有机EL装置的电极的形成，进行各种研究。另外，也有朝应用于半导体装置发展的研究。而且，其中也有接近于实用化的。
然而，在这些装置量产之际，无论于显示器领域或于内存等装置的领域，如众所皆知的那样，从生产效率方面、成本方面等考虑，都必须使用大面积的基板。
相对于此，已知的对向靶材式溅镀装置，具有以下问题。为容纳大面积的基板，增加基板的对向间隔时，会减弱拘束电浆用的对向方向磁场，使对向溅镀功能丧失，因此有实质上无法增加对向方向间隔的问题。而目前如果使用永久磁铁来当作磁场产生装置，其间隔限制于最高20cm程度，因此，于静止基板状态下成膜，有基板面积限于这些尺寸之下的问题。另外，如果采用基板移动中一边成膜的，所谓连续生产方式，以X方向，具体而言，对向方向移动，而增加与其垂直的Y方向的靶材长度，虽可对应于大面积基板，但在此情况下，靶材的形状会变得非常细长，除靶材价格变高外，也不易均匀冷却靶材，而有生产效率受限的问题，甚至因为靶材的材料而异，可能发生制造过程中容易折损、操作性变差等问题。
发明内容
本发明的目的在于解决前述问题，提供一种可以解决这些问题而能够处理大面积基板的对向靶材式溅镀装置，具体而言，本发明的目的是提供一种不会发生上述问题，并可使用于连续生产方式的对向靶材式溅镀装置，甚至，即使于基板静止状态下也可处理大面积基板的对向靶材式溅镀装置。
为达成上述目的，本发明第1实施例提供一种对向靶材式溅镀装置，包含具备有于包含冷却装置的凸模垫板(backing)部前面装设有矩形靶材的靶材模块；于前面装设有靶材模块的模块装设部、包含收纳有永久磁铁的磁铁收纳部、以于前述模块装设部的周围产生对向方向的磁场的单元支撑体；收纳于前述磁铁收纳部之前述永久磁铁的一组对向靶材单元，将靶材于隔离既定的对向空间配置成相对向的对向式溅镀部，能够成膜于配置在于对向式溅镀部的对向空间的侧面，相对向侧方的基板上的对向靶材式溅镀装置；其特征在于前述单元支撑体之前述模块装设部，于靶材面及平行于基板面的水平方向之中，分割成能够各自密封地装设靶材模块的多个装设区块，同时，将既定长度的靶材模块装设于各装设区块，再以横向排列设置于前述水平方向的多个靶材模块形成合成靶材，以供前述水平方向基板的成膜区域的需。
另外，为达成上述目的，本发明第2实施例提供一种对向靶材式溅镀装置，隔离既定的对向空间而使一对的靶材相对向，同时，于前述靶材周围具备有配置永久磁铁以产生对向方向磁场的对向溅镀部，且能够成膜于配置在和前述对向式溅镀部的对向空间的侧面相对向的侧方的基板上者，其特征为在将该对向式溅镀部的结合侧的靶材装设于各面的板状中间单元支持体的周围，配置有以永久磁铁来产生对向方向磁场的构造，将含有靶材的整体厚度配合于两侧的对向式溅镀部的成膜区域，而于中间单元支撑体的基板侧的侧方，以可形成既定膜厚以下的中间靶材单元，结合多个之前述对向式溅镀部，使多个之前述对向式溅镀部的成膜区域于对向方向合成，而形成一个成膜区域的合成对向式溅镀部。
另外，于上述本发明的第2实施例中，前述合成对向式溅镀部两侧的端部靶材单元包括有于包含冷却装置的凸模垫板部前面装设有矩形靶材的靶材模块；以及于前面装设有靶材模块的模块装设部；由包含收纳有永久磁铁的磁铁收纳部、以于前述模块装设部的周围产生对向方向的磁场的单元支撑体与收纳于前述磁铁收纳部之前述永久磁铁所构成；前述中间靶材单元包括有于包含冷却装置的中间单元支撑体的两面安装有靶材的中间靶材模块；以及沿着前述靶材外缘配置、可产生对向方向磁场的永久磁铁构造；其中，端部及中间的靶材单元，整体而言，垂直方向的尺寸亦即单元厚度变薄，具有于中间靶材单元侧方的两侧的溅镀部成膜区域的叠合程度较大，及可将溅镀部形成较小箱形构造的优点。
另外，前述既定的膜厚，虽然由必要的膜厚分布决定，但是从均一性考虑，优选的是，必要的成膜区域的平均膜厚以上。而且，此中间靶材单元侧方的膜，是从中间靶材单元两侧的溅镀部飞溅而来的粒子相互叠合而成。而且，各溅镀部的中心部的膜厚较厚，且从此处随着距离拉远而逐渐变薄。因此，要得到平均膜厚，只要于中间靶材单元侧方，能够相互叠合成为两侧的溅镀部的最大膜厚50％以上的膜厚即可。
另外，为达成上述目的，本发明第3实施例，于上述第2实施例中，提供和前述第1实施例组合而成的对向靶材式溅镀装置，也就是说，前述端部靶材单元，是能够于靶材面及平行于基板面的水平方向之中，将单元支撑体之前述模块装设部分割成能够各自密封装设靶材模块的多个装设区块，同时，也可装设合于各装设区块的既定长度的靶材模块，再将由排列设置于前述水平方向的多个靶材模块所形成的合成靶材模块，装设到前述单元支撑体上的单元；前述中间靶材单元于具有冷却装置之中间单元支撑体的两面，将装设有靶材的既定长度的多个中间靶材模块，并列于前述水平方向而连接靶材，使合成长度和前述端部靶材单元的水平方向合成的长度相同，且沿着并列设置之中间靶材模块的外周，具有配置永久磁铁以产生对向方向磁场的合成中间靶材单元。
本发明第1实施例的对向靶材式溅镀装置中，单元支撑体的Y方向，即亦，水平方向的长度设为基板的Y方向长度以上的长度，且将单元支撑体的模块装设部分割成多个适当长度的装设区块，能于各装设区块装设靶材模块，连接多个靶材模块而成的合成靶材，并对向配置而成对向靶材单元。通过此构成，不需使用巨大长度的靶材，可通过连接多个适当既定长度的靶材模块的合成靶材，有效增加靶材的长度。因此，通过本发明的第1实施例，可避免因靶材巨大化造成作业性恶化、成本上升、冷却不均匀的问题，同时，可提供一种可因应大面积化的基板的对向靶材式溅镀装置。甚至，因采用规格化长度的靶材模块，只需准备具有既定规格长度的靶材和凸模垫板部，于这些的制作费、安全管理、备料等方面可得到很大的效果。
本发明第2实施例的对向靶材式溅镀装置，于两面通过装设有各溅镀部一面的靶材的中间靶材单元，结合多个对向式溅镀部，成为合成对向式溅镀部而形成单一成膜区域。通过此构成，使用只能形成既定对向间隔的对向式溅镀部的永久磁铁，即可有效达成具有对向方向毫无限制的长度的成膜区域的合成对向式溅镀部，且于静止状态的X方向，亦即，对向方向上，对长形状的大面积基板而言，也能提供一种可成膜均匀厚度的对向靶材式溅镀装置。
本发明的第3实施例，由于是组合上述的第2实施例和第1实施例而成的，故本质上对水平方向(Y方向)及对向方向(X方向)的长度并无限制，于静止状态下也可提供一种能成膜于大面积基板的对向靶材式溅镀装置。
以上，本发明在因电浆造成的下层损坏较少而受到瞩目的对向靶材式溅镀装置上，克服已知视为困难的大型化的问题，能广泛被适用于半导体装置的制造、液晶显示器、有机EL显示器等的平面显示器的制造，甚至，于塑料薄膜上形成有ITO膜等高功能性薄膜的功能性薄膜的制造等。
图1是以剖视图来显示本发明第1实施例的部分立体图。
图2是本发明第1实施例的靶材单元的概略立体图。
图3是图2的A-A线的剖视图。
图4是用于本发明第1实施例的辅助电极立体图。
图5是用于本发明第1实施例的单元支撑体的俯视图。
图6是以剖视图来显示本发明第2实施例的部分立体图。
图7是用于本发明第2实施例的中间靶材单元的概略立体图。
图8是图7的B-B线的剖视图。
图9是本发明第3实施例的立体图。
图10是用于本发明第3实施例的中间靶材单元的概略立体图。
图11是图10的C-C线的剖视图。
图12是图10的D-D线的剖视图。
图13是本发明实施例的改变例的剖视图。
图14是本发明实施例的改变例的剖视图。
图15是本发明实施例的改变例的剖视图。
图16是本发明成膜实施例1的膜厚分布图。
图17(a)、(b)是本发明成膜实施例2的膜厚分布图。
图18是已知箱型对向式溅镀部的立体图。
具体实施例方式
其次，参照附图就本发明的实施方式详加说明。
图1是本发明第1实施例所涉及的箱型对向靶材式溅镀装置，且包含部分剖视图的立体概略图。本实施例的箱型对向式溅镀部(以下简称为箱型溅镀部)70，于图中的长方体状的框体71上，于左右的对向侧面71a、71b以气密方式装设靶材单元100a、100b，且以遮蔽板72c～72e(其中，靠前端侧面71c的遮蔽板72未图示)将面对基板20的下端开口侧面71f以外的侧面71c～71e(其中，靠图面前端及底端侧面71c，71d未图示)气密性遮蔽，成为仅开口侧面71f开放，其它面封闭，内部形成对向空间120的箱型构造。
对向于靶材单元100a、100b的面侧，于Y方向各并排安装有靶材100a1、100a2；100b1、100b2(其中，100b2未图示)。另外，靶材单元100a、100b主要装设有用来形成X方向磁场的永久磁铁130a、130b；以及用来调整磁控模式磁场的永久磁铁180a、180b。永久磁铁130a、130b和180a、180b是用保持板132a、132b和182a、182b各自保持于收纳部内。于靶材单元100a、100b的反面设置有用来磁性结合永久磁铁132a、132b和永久磁铁182a、182b的极板(pole)191a、191b。其中，极板191a、191b设置有用来连通冷却水供给管和排水管的开口193a(未图示)，193b。
于靶材单元100a、100b的前方(于本说明书中，所谓前方是指对向的靶材对向空间120侧，而后方则是指和前方侧相反)，设置有如后述图4所示，各自用以吸收电子、由铜管构成的U字形辅助电极(为容易观察，于图1省略本体部的图示)，此辅助电极的接脚部201b、201c(其中，201c未图示)被从遮蔽板72e拉出来。
本实施例中的对向靶材单元100a、100b，是可整体从框体71装卸的单元构造。
图2是用于本实施例的靶材单元的立体图，图3是图2的A-A线的剖视图。图2、图3仅显示靶材单元100a，靶材单元100b除了磁场产生装置的永久磁铁130a和磁场调整装置的永久磁铁180a的磁极N及S成反向之外，其余皆和靶材单元100a构造相同，因此省略其详图。
如图2所示的靶材单元100a，通过单元支撑体150a的凸缘(flange)155a可装卸地安装于框体71。并且，于本实施例中，靶材单元100a如下形成具有支撑体模块和两个靶材模块的模块构造，其中，于支撑体模块的单元支撑体150a上，靶材模块200a1、200a2安装成在Y方向上相连接。而靶材模块200a1、200a2的构造是包括有凸模垫板部113a1、113a2和保持于凸模垫板部表面的靶材110a1、110a2。其中，凸模垫板部113a1、113a2如图所示，具备有和靶材110a1，110a2相同形状的装设面，于其内部，设置有形成图中虚线所示的冷却沟161a1、161a2的间隔壁162a1、162a2，于此构成冷却水套160a1、160a2。冷却沟161a1、161a2的两个端部连接有用来供/排水冷却水的连接口163a1、163a2。另外，冷却沟161a1、161a2形成可覆盖到靶材110a1、110a2的反面的最大范围。
如图3所示，于前面固装有靶材110a1、110a2的凸模垫板部113a1、113a2，于安装有设置在支撑体模块的单元支撑体150a前面的靶材模块的模块装设部的凹部152a，以其周缘部通过一定间隔的螺栓111a，以O形环116a1、116a2安装成气密而可更换。
冷却水套160a1、160a2于由凸模垫板部113a1、113a2的厚板状体形成的凸模垫板部本体114a1、114a2后部，形成具备间隔壁162a1、162a2的阶段凹部，于此阶段部焊接形成有连接口163a1、163a2的凸模垫板盖体115a1、115a2，而密闭阶段凹部。另外，凸模垫板部113a1、113a2及间隔壁162a1、162a2以良好的导热体，具体而言，于本实施例中以铜形成。另外，虽然省略图示，但于连接口163a1、163a2，透过设置于单元支撑体150a的贯通孔154a，可以连接配件配设合成树脂管，而将冷却水贯通于冷却水套160a1、160a2。
而且，于此凸模垫板部113a1、113a2的前面，以导热性的粘着材料(例如铟)来粘接靶材110a1、110a2，而形成靶材模块200a1、200a2。此靶材模块200a1、200a2通过真空密封用的O形环116a1、116a2使冷却水套160a1、160a2对真空侧(对向空间120侧)遮断，且于以下详细叙述的支撑体模块的模块装设部的凹部152a中，以螺栓111a装设，使其与凸模垫板部113a1、113a2后面直接接触。
通过以上所述的构造，连接2个靶材模块200a1、200a2的靶材110a1、110a2，可有效于Y方向上使用巨大的合成靶材，于此方向中能成膜在大尺寸基板上。因此，通过一边往X方向运送基板，而一边以连续方式成膜，能成膜于Y方向较大，具体而言，水平方向极长的连续薄膜或水平方向的广大面积的单片晶圆、玻璃等基板上。而且，于每个靶材模块200a1、200a2上皆设置有单独的冷却水套160a1、160a2，对每个靶材110a1、110a2独立冷却，因此可避免冷却的不稳定，而有效均匀地冷却。因此，由于可输入较大的电力，故可提高生产性。又，虽然可独立于各冷却水套160a1、160a2供给冷水，但是在输入电力较小，换言之就是成膜速度较小，且不需大量冷却的情形等时，亦可依状况配管串连靶材模块200a1、200a2中的2个冷却水套160a1、160a2，将其中一边冷却水套的排水供给到另一边的冷却水套，以简化配管系统。
于本实施例中，可有效增加靶材的Y方向尺寸，但于必要的情况下，亦可通过使用后述的磁场调整装置的永久磁铁180a，调整靶材Y方向的侵蚀(erosion)，进而调整此方向的膜厚分布。
支撑体模块使用良好的导热材料，于本实施例中，以铝块切削加工形成图示的整体单元支撑体150a。并且，于装设部的凸缘155a上以电气绝缘材料，于本实施例中，以耐热性树脂形成的垫片156a(packing)及真空密封用的O形环117a、118a，于框体71上之一定间隔以附绝缘套的螺栓112a绝缘且气密性安装。
单元支撑体150a，如图2所示，其外形是长方体的支撑本体部151a，且于图中下面的后面侧突起设置有用以安装于框体71的既定宽度的凸缘155a。并且，于支撑本体部151a的前面(位于图上方)，形成有安装靶材模块的模块装设部的凹部152a，且于围绕凹部152a的周缘壁部153a，穿过大气侧的后面侧(位于图下方)，设置有用以收纳磁场产生装置的永久磁铁130的收纳部131a。
此模块装设部的凹部152a，如图5所示，安装有2个靶材模块方式。也就是说，于Y方向将凹部152a的模块装设部的底端分割为两个区块，于各区块上形成有用以安置在凸模垫板部113a1、113a2背面的O形环116a1、116a2的密封面119a1、119a2，而为可密封装设各独立的靶材模块的装设区块。因此，于此各个装设区块，通过装设到靶材模块，使多个的靶材模块构成于Y方向相连接的合成靶材模块。于图5中，为简化附图，省略安装用的螺栓孔。另外，于本实施例中，周缘壁部153a的前方(位于图上方)侧端面覆盖着靶材模块的凸模垫板部113a1、113a2的保护部和靶材110a1、110a2的端部。于此构造中，此保护部和保护部上端的靶材端部具有与已知电子反射装置相同的作用，但其与透过后述支撑构件安装到凸模垫板部的已知电子反射装置有所差异，此靶材端部直接粘着于凸模垫板部113a1、113a2的保护部，因此冷却效果极佳，且可输较大的电力，故整体而言可获得提高生产性的效果。再者，靶材周缘部的结构非常精简，也具有降低成本的优点。但是，于此靶材端部上设置电子反射功能的构造，如果是碰到磁性材料的靶材时，就难以形成磁控模式的磁场。依情况，如果需要于靶材110a1、110a2周缘部的前面附近，更确实地形成磁控模式磁场时，最好去除和周缘壁部153a重叠的凸模垫板部113a1、113a2的保护部和靶材110a1、110a2的端部，且，提高周缘壁部153a，也就是永久磁铁130a的磁极端，于周缘壁部153a前方，形成一设置有电子反射板的已知电子反射装置，使永久磁铁130a的前方侧磁极端面于槽内侧中稍微突出于靶材110a1、110a2前面。
另外，于单元支撑体150a的支撑本体部151a后面侧的中央部，以既定深度于靶材110a1、110a2的约略全长，设置与Y轴平行、用来安装磁场调整装置的永久磁铁180a的沟槽部。另外，也可于此沟槽部的全长设置永久磁铁(180a)，或者间隔设置也可以。磁场调整装置的永久磁铁(180a)和磁场产生装置的永久磁铁130a，透过保持板(182a)、132a而由极板191a磁性连接。极板191a由强磁性体形成，靶材单元(100b)的极板(191b)与整面覆盖于未图示的，例如以遮蔽板(72c，72d或是72e)，上端的强磁性体形成的板状连接板磁性结合。另外，用来磁性结合极板191a-191b之间的连结板，也可为插入在真空槽10的沟槽壁11和框体71之间，将框体71开口部形成狭窄开口部的板状体。另外，极板191a的安装，由于以永久磁铁130a、180a的磁力可充分稳定保持，也可仅利用这些磁力，但为了安全，也可以用附电气绝缘套的螺丝等来保持。极板191a对靶材单元100a，是通过电气绝缘材料的保持板(182a)、132a而电性绝缘，例如，保持于接地电位。
如图3所示，收纳部131a，由朝大气侧开口、既定深度的沟孔构成，使作为磁场产生装置的永久磁铁130a可由槽外的大气侧进出，而此永久磁铁130a，依照图中所示的磁极配置而插入此收纳部131a的沟孔。其中，本实施例的永久磁铁130a使用市贩的既定长度及宽度板状的磁性合金的永久磁铁，且沿既定多个靶材110a1和110a2所构成的永久磁铁130a的合成靶材(也就是110a1+110a2的虚拟靶材)外周配设，而与电气绝缘材料，本实施例中则为以薄树脂板形成的保持板132a，粘着保持。
另外，永久磁铁130a，如前述的图1所示，通过上述配置构造，以封闭电浆的磁场，和对向靶材单元100b的永久磁铁130b共同形成围绕对向空间120(通过对向的一对合成靶材所形成的空间)的X方向的对向模式磁场。另外，通过永久磁铁130a，或者和图1所示的永久磁铁180a及极板191a共同，从位于靶材110a1和110a2所构成的合成靶材的永久磁铁130a上的端部表面，沿着合成靶材(110a1+110a2)的周围产生朝向其中央部表面的圆弧状磁控模式磁场。而且，主要以前者的对向模式磁场来控制合成靶材的中心部的溅镀，而以后者的磁控模式磁场来控制合成靶材的周缘部的溅镀，整体而言，除作为电子反射装置的机能而作用、沿着外周部的前述端部外的靶材整面，皆可实现略为均匀的溅镀。
如上所述，于本实施例上，配置有作为磁场调整装置的永久磁铁180a以整体加强磁控模式，且粘着于以与保持板132a相同的薄树脂板形成的保持板182a而保持。通过此磁场调整装置，可调整由靶材110a1和110a2组成的合成靶材的周缘部前面附近的磁控模式磁场，因此可调整以对向模式的磁场和独立磁控模式的磁场所控制、对靶材周缘部电浆的限制，使靶材的侵蚀均匀化，可进一步实现形成于薄膜Y方向的膜厚分布均匀化。
然而，箱型溅镀部相较于开放型，箱型空间内的电子密闭较强，依靶材的材料情况而异，可能产生从开口部流失能量等，所谓热电子流出的问题。因应于此，于本实施例中，于对向空间设置有从对向空间的电浆空间直接吸收电子的辅助电极，图1中只显示辅助电极的接脚部201b，但其接脚部是以焊接而气密式装设于遮蔽板72e的贯通部。图4是装有辅助电极状态的遮蔽板72e立体图。本实施例的辅助电极，对应于由容易滞留热电子的电子反射装置形成的前述合成靶材的端部，具有铜制管体所形成的本体部201a和接脚部201b、201c的U字型管状电极201构成，以将其接脚部的一部分从遮蔽板72e往外部，亦即大气中拉出。且，为易于观察，图1中并未显示，但是本体部201a，于对向空间120中，靶材110a1、110a2和110b1、110b2上，在图1中下方端部处，接脚部201b、201c沿着图中前后的端部而于前方附近平行配置于靶材面。管状电极201施加与遮蔽板72e相同的阳极电位(接地电位)，来吸收于对向空间内产生的包括热电子在内的多余电子。管状电极201中有冷却水循环以强制冷却。
另外，辅助电极的配置、形状并不限于图示的例子。只要于容易残留热电子处的附近配置电极即可。设置此辅助电极，已确认能够大幅减少伴随电子的滞留产生的发光，也已确认能控制基板成膜中的温度上升。
如上述说明，靶材单元100a是于单元支撑体150a并列设置有两个靶材模块200a1、200a2的构造。而且，靶材单元100a以电气绝缘材料，具体而言，以耐热树脂的垫片156a及真空密封用的O形环117a、118a，并使用有电气绝缘套(未图示)的螺栓112a，于一定间隔将装用的凸缘部155a组装于框体71，如图1所示，于电气绝缘的状态下气密地配置于框体71，而构成以下的箱型溅镀部70。
也就是说，此箱型溅镀部70，于以长方体状结构材料形成(本实施例中为铝)的框体71的侧面71a、71b，如上所述，将前述靶材单元100a、100b电气绝缘而气密地装设于框体71，且除了面对基板20下端开口部的侧面71f外，于其它侧面71c～71e上，透过O形环(省略图示)以螺栓(省略图示)气密地装设遮蔽板72c～72e而形成一封闭的构造(其中，71c、71d及遮蔽板72c未图示)。又，遮蔽板72c～72e只要具耐热性、能遮断真空即可，并不限定其材料，可适用一般的结构材料，本实施例使用和框体71同样轻量的铝。而且，可依需要，于外侧设置冷却管以冷却遮蔽板72c～72e。
而且，此箱型溅镀部70，其开口部面对于真空槽10，以螺栓气密安装于图中框体71下端的开口侧面71f的真空槽10的沟槽壁11。因此，真空槽10和框体71通过安装螺栓电气连接。本实施例的对向靶材式溅镀装置，是于基板保持座21上将基板20保持于静止状态下成膜的构造，但也可通过运送装置使基板往对向方向移动，而以连续方式成膜。此真空槽10的一个侧面连接有未图示的公知批次生产(loadlock)室，通过未图示的基板送入·送出装置而能够将基板20供给/送出到基板保持座21上。
于上述构成中，于箱型溅镀部70内，合成靶材的各靶材110a1和110a2、110b1和110b2(110b2未图示)以既定间隔相对向，且对合成靶材的电浆限制磁场的基本构成也和前述图18相同，也就是和已知例相同，因此，溅镀电源以真空槽10的沟槽壁11为阳极，而以靶材单元100a、100b为阴极，而连接到这些的适当处，于注入氩等溅镀气体的同时供给溅镀电力，与已知例同样地进行溅镀成膜。且，如后述的成膜实施例所示，能成膜于如期望的宽广的范围，且可实现出成膜区域基本上在基板水平方向长度上，无所限制的对向靶材式溅镀装置。
图6是本发明第2实施例所涉及的箱型对向靶材式溅镀装置、含部分剖视图的立体概略图。本实施例的箱型对向式溅镀部70，将两端部的靶材单元100a、100b气密性装设于图中框体71的左右对向侧面的71a、71b，将除面对基板20、图中下侧开口侧面71f以外的侧面71c～71e(前端及底端的侧面71c，71d未图示)，遮蔽板72c～72e(靠前端的侧面71c的遮蔽板72未图示)气密性遮蔽，而为仅开口侧面71f为开口的构成，同时，经由绝缘平板331，于遮蔽板72e上，靶材单元100a、100b的中间位置处，设置其两面具有形成各自对向的对向式溅镀部的靶材110g、110h的中间靶材单元300，结合形成在靶材单元100a-100b之间的2个对向空间1201、1202的对向式溅镀部，而构成形成一个成膜区域的合成对向式溅镀部。
位于合成对向式溅镀部对向方向的两端的靶材单元100a、100b中，前述图1的靶材单元和靶材模块并非图1的合成靶材模块，除与已知例同样地仅为1个的点外，基本上为相同构成，各零件的符号也和图1符号相同。因此，省略其详细说明，以下仅就重点说明。也就是说，于其对向面侧，各安装有同样大小矩形状的单一靶材110a、110b。另外，于靶材单元100a、100b上，主要安装有用来形成X方向磁场的永久磁铁130a、130b；以及用来调整磁控模式磁场的永久磁铁180a、180b；以保持板132a、132b和182a、182b各自保持于收纳部内。于靶材单元100a、100b的背面上，设置有用来磁性结合永久磁铁130a与180a和永久磁铁130b与180b的极板191a、191b。于极板191a、191b，设置有用来连通冷却水供给管和排水管的开口193a(未图示)、193b。
中间靶材单元300包含有由与两侧用于装设靶材的平行面相同的矩形状的厚板状体所形成、内部形成冷却水套(图6中为易于观察而省略)、与中间单元支撑体301的对向空间1201、1202相对面的面上装设有靶材110g、110h的中间靶材模块；装设于中间单元支撑体301以外的其它4个侧面，用以保持在X方向，具体来说，对向方向产生磁场的永久磁铁130c而作为磁铁保持装置的磁铁保持具311；磁铁保持箱314～316(其中，314、316未图示)；以及保持在磁铁保持箱314～316的永久磁铁130c。且，中间靶材单元300中，除靶材110g、110h表面以外的露出面，以如图所示的遮蔽板338覆盖，使不被溅镀。此遮蔽板338直接安装于遮蔽板72e上。于装设在中间靶材单元300的遮蔽板72e，设有使冷却水循环于中间单元支撑体301内的冷却水套中用的配管用贯通孔76。而且，于本实施例中，也于各靶材100a、100g、100h、100b的端部前方附近各设置有用来吸收电子的辅助电极(为简化而省略对向空间内部的图示)，此辅助电极的接脚部201b、201c(其中，201c未图示)被从遮蔽板72e拉出。
靶材110a和靶材110g与已知同样以既定距离相对向而形成对向空间1201，于各端部的背面沿着各靶材外周装设有永久磁铁130a、130c。同样地，靶材110b和靶材110h相对向而形成有对向空间1202，于各端部的背面沿着各靶材的周边装设有永久磁铁130b、130c。于此，永久磁铁130c与靶材100g、100h共通，永久磁铁130a、130c及永久磁铁130b、130c为相同但极性相异而相互对向的配置。因此，于中间靶材单元300两侧的对向空间1201、1202所形成的各对向式溅镀部，形成有既定的对向模式磁场，封闭朝向前述空间内的电浆。同时，沿着各靶材模块的外周配备有永久磁铁，于各靶材的周缘部表面附近形成圆弧状的磁控模式磁场。另外，于本实施例，为与中间靶材单元300整合的便利，于靶材单元100a、100b设置有用以调整其磁控模式磁场、作为磁场调整装置的永久磁铁180a、180b，但如果无此调整的必要，也可省略。
于统合对向空间1201、1202的两个对向式溅镀部的合成对向式溅镀部下方，配置有真空槽10，而于真空槽10的沟槽壁11上，在图中与此合成对向式溅镀部下面相对向的部份，设置有开口。于其开口下方的真空槽10内部设置有保持基板20的基板保持座21。而且，然省略图示，但是与前述第1实施例相同，在图中真空槽10的前后一侧，连接有批次生产室，可以使基板20进出。
端部的靶材单元100a、100b，如前所述，透过耐热树脂制的垫片156a、156b装设于框体71的侧面71a、71b，于框体71的侧面71c～71e装设有遮蔽板72c～72e(侧面71c、71d及遮蔽板72c未图示)，于遮蔽板72e的真空侧，透过如后述的耐热树脂制的绝缘平板331，气密性装设有中间靶材单元300，而构成箱型溅镀部70。箱型溅镀部70通过螺栓将框体71安装到真空槽10的沟槽壁11上以装设真空槽10。靶材单元100a、100b，遮蔽板72c～72e及真空槽10与框体71各自透过O形环气密性安装，而将对向空间1201、1202及真空槽10对大气侧遮断。
于对向空间1201、1202所形成的各对向式溅镀部，与其相对面，图中正下方的基板20的成膜区域中，使由对向的靶材表面的溅镀所溅起的溅镀粒子堆积而进行成膜。此时，于中间靶材单元300的侧面，图中的下方区域，也溅起溅镀粒子，产生比对向空间正下方区域较薄的薄膜。也就是说，对向式溅镀部的成膜区域，并非仅限于面对开口部的部分，也包含其周缘部分，于其开口部的中心部大约以相同的堆积速度，堆积约略均匀的膜厚，但离从此中心部越远处，堆积速度也随之渐次降低，同时所形成的厚度也减少，但是仍会堆积成膜。因此，于中间靶材单元300正下方的区域，使两侧各对向式溅镀部所产生的溅起粒子重叠而成膜。于是，通过适当选择溅镀条件及中间靶材单元300的X方向的厚度，具体而言，靶材110g、110h的表面之间的尺寸，于对向空间1201和1202的各对向式溅镀部正下方区域的膜厚，及于中间靶材单元300正下方区域膜厚可约略为均等，并可控制X方向膜厚的变异，而于基板20上形成略为均匀厚度的膜。也就是，通过本实施例，由中间靶材单元统合其两侧的对向式溅镀部的合成对向式溅镀部，可有效地将均匀膜厚的成膜区域扩大于X方向，具体而言，对向方向，且能于静止状态下成膜此方向尺寸无限制的大面积基板。
图7是中间靶材单元300的立体图，图8是图7的B-B线的剖视图。但是，其中，图8为易于分辨遮蔽板72e装设于中间靶材单元300的状态，同时显示遮蔽板72e和绝缘平板331。如图8所示，中间单元支撑体301，由两面上有靶材装设面的导热性佳的铜制厚板状体所形成，于其内部形成有由间隔壁304所区划的冷却沟303所形成的冷却水套302。于冷却沟303的两端形成有连接口305，此处通过连接的管而进行冷却水的供给/排水。如图7、图8所示，中间单元支撑体301两侧的靶材装设面，以例如铟，粘着有靶材110g、110h。而于中间单元支撑体301的剩余的4个侧面上，穿设有磁铁收纳用沟槽306。于除了4个侧面中的大气侧的侧面(图7、图8的上方侧面)以外的3个侧面的磁铁收纳用沟槽306，以小螺栓334安装收纳有永久磁铁130c、作为磁铁保持装置的磁铁保持箱314～316(316未图示)。
于中间单元支撑体301的大气侧的侧面上，安装兼具有收纳永久磁铁130c的磁铁保持装置和气密安装于外部遮蔽板72e之外部连接部的磁铁保持具311。磁铁保持具311由具有可将永久磁铁130c保持于对向方向的阶段凹部的本体部312，和嵌入于阶段凹部的盖体部313所构成。阶段凹部的背面和侧部的前端面能够密封，且磁铁保持具311的本体部312和盖体部313，将永久磁铁130c在X方向保持的状态下，以螺栓335气密安装于中间单元支撑体301。且，隔着绝缘平板331以附绝缘套的螺栓336将磁铁保持具311安装到遮蔽板72e上，使中间靶材单元300对遮蔽板72e电气绝缘且支撑于遮蔽板72e上。于磁铁保持具311和绝缘平板331上设有用来连通供给冷却水用管子的贯通孔317、332。另外，于绝缘平板331上，设置用来将溅镀电源的配线连接到设在磁铁保持具311的盖体部313上的配线连接部318的贯通孔(未图示)。这些贯通孔和中间单元支撑体301的冷却水套302，以O形环341～343与真空侧遮断。又，磁铁保持具311和磁铁保持箱314～316(316未图示)轻量铝合金制成。
收纳在磁铁保持具311和磁铁保持箱314～316的永久磁铁130c，加工成可穿过小螺栓334或螺栓335或冷却水用管。
图9是本发明第3实施例所涉及的对向靶材式溅镀装置的箱型溅镀部70，从基板端(真空槽端)观看的立体概略图。如图9所示，长方体状的框体71的1个侧面71f，是面向基板侧具既定尺寸的开口部，对向于挟有此开口部的两个侧面上，装设有与图1的第1实施例相同构造的靶材单元100a、100b。框体71剩余的3侧面由遮蔽板72c～72e封锁。于此端部的靶材单元100a和100b上，装设有如前述的构成合成靶材的各2片靶材110a1、110a2(皆未图示)及110b1、110b2。而且，于靶材单元100a、100b的背面安装有极板191a、191b。
于和开口部对向的底端侧面的遮蔽板72e，如下所述安装有由排列设置成连接各靶材的2个端部的中间靶材单元3001、3002所形成的合成中间靶材单元3000。另外，各端部的中间靶材单元3001、3002除了磁铁保持装置的磁铁保持箱的配置一部分相异外，其它皆与前述第2实施例实施方式的中间靶材单元300构造相同。也就是说，于中间靶材单元3001、3002的各中间单元支撑体3011、3012的两端的靶材装设面，装设有靶材110h1、110g1和110h2、110g2。且，合成中间靶材单元3000如图示，于具备有端部的合成靶材的靶材单元100a、100b的中间位置设置为与其等平行。因此，装备有2个靶材于Y方向，具体而言，于水平方向安装并列的2对合成靶材，且以各对所构成的合成靶材的2个对向式溅镀部，形成于中间靶材单元3000的两侧，而成将这些对向式溅镀部，通过合成中间靶材单元3000，整合成的合成对向式溅镀部。
如前述，靶材单元100a和100b，由于具有和以图1～图3说明过的第1实施例相同的构造，所以省略其详细说明，以下就本实施例的中间靶材单元详细说明。
图10是具备有端部的2个中间靶材单元3001、3002的合成中间靶材单元3000的立体图，而图11、图12是图10的C-C线和D-D线的剖视图。如图11、图12所示，中间单元支撑体3011、3012的内部，具备有由间隔壁3041、3042划分出的Z字形冷却沟3031、3032，而于此形成冷却水套3021、3022。于冷却沟3031、3032的两端形成有连接口3051、3052，通过与此连接的管进行冷却水的供给/排水。如图10～图12所示，于中间单元支撑体3011、3012两面的靶材装设面，使用例如铟来粘接各靶材110g1、110h1和110g2、110h2。除了衔接于中间单元支撑体3011、3012间的侧面，换言之，结合侧面以外的3侧面上，穿设有磁铁收容用沟槽3061、3062。于3个侧面中除大气侧的侧面(于图10的上方侧面)以外的2个侧面的磁铁收容用沟槽3061、3062，通过小螺栓334将永久磁铁130c保持在收纳于垂直靶材方向的磁铁保持箱3141、3151和3152、3162。
于中间单元支撑体3011、3012的大气侧侧面，安装有兼具收纳永久磁铁130c的磁铁保持装置和安装于外部遮蔽板72e上之外部连接部的磁铁保持具3111、3112。磁铁保持具3111、3112由具有保持永久磁铁130c的阶段凹部以产生垂直于靶材方向磁场的本体部3121、3122和嵌入于阶段凹部内的盖体部3131、3132所构成(图11中为简化图示，阶段凹部仅显示为凹部)。磁铁保持具3111、3112的本体部3121、3122和盖体部3131、3132于保持永久磁铁130c的实施例下，以螺栓335气密安装中间单元支撑体3011、3012。于磁铁保持具3111、3112上设有用来连通冷却水的供给用管的孔3171、3172，于盖体部3131、3132的上面设置有用来连接溅镀电源配线的配线连接部3181、3182。另外，中间单元支撑体的冷却水套3021、3022，通过磁铁保持具3111、3112的本体部3121、3122反面的O形环3411、3142及在本体部3121、3122的大气侧面(于图的上端)的O形环(未图示；相当于图8的O形环342)与真空侧遮断。且，磁铁保持具3111、3112与第2实施例相同，隔着绝缘平板，且通过附电气绝缘套的螺栓(未图示)安装于遮蔽板72e上。通过该，将端部中间靶材单元3001、3002在Y方向并列设置的中间靶材单元3000，在电气绝缘状态下支撑于遮蔽板72e，可组合成图9所示的箱型溅镀部70。又，虽然省略图示，但是和第2实施例相同，于遮蔽板72e上，于各合成靶材端部的前方附近，设置用来吸收对向空间内的多余电子的辅助电极。
以此方式组合而成的箱型溅镀部70，如图9所示，形成由靶材110a1、110a2(皆未图示)和靶材110g1、110g2的对向空间1201形成的对向式溅镀部，或由靶材110b1、110b2和靶材110h1、110h2的对向空间1202形成的对向式溅镀部。且，于由对向空间1201形成的对向式溅镀部，从通过并列于Y方向的靶材所构成的合成靶材(110a1+110a2及110g1+110g2)外周部，向X方向发射的磁场，形成围绕对向空间1201的对向模式磁场，另外，于由对向空间1202形成的对向式溅镀部，从通过并列于Y方向的靶材所构成的合成靶材(110b1+110b2及110h1+110h2)外周部，向X方向发射的磁场，形成围绕对向空间1202的对向模式磁场。同时，于各合成靶材，沿着外周往周缘部，换言之，于各靶材，沿着与其它靶材相邻接的边之外的各边外周的周缘部，形成磁控模式的磁场。
而且，此箱型溅镀部70，和第1，第2实施例的情况相同，框体71于图中上侧的开口侧面上，以螺栓气密安装于真空槽的槽壁，使其开口部面对于真空槽。因此，真空槽和框体71通过螺栓电性连接。于真空槽内，也和前述实施例相同，将基板设置为对向于上述开口部而成膜。此时，如第2实施例所述，也会于合成中间靶材单元3000的正下方区域中，通过从于各对向式溅镀部的各对向空间1201、1202所产生的两方溅镀粒子溅入，而可成膜为与对向空间1201、1202正下方区域相同的膜厚，且对于大面积基板，也能成膜为整面约略均匀的膜厚。
于第3实施例，虽设置1个合成中间靶材单元3000而形成2个对向式溅镀部，并于Y方向各并列有2片靶材，但亦可在靶材单元100a、100b之间设置2个以上的中间靶材单元3000，或是/及于Y方向并列3片以上的靶材，而可成膜于更宽的基板。由于能任意选择并列的中间靶材单元或靶材的个数，因此，本质上，可得到不论于基板的水平方向或垂直方向上，皆可处理尺寸无限制的大面积基板的对向靶材式溅镀装置。
图13是于Y方向排列有3片靶材的合成中间靶材单元3000的构成剖视图。于此情况下，于端部中间靶材单元3001和3002之间，配置有中央部中间靶材单元3003而构成中间靶材单元3000。由于端部的中间靶材单元3001和3002，具有和图11所示的相同组件符号单元，所以省略其详细说明。于中央部的中间靶材单元3003的中间单元支撑体3013的内部，具有与端部相同、由间隔壁3043分割的冷却沟3033，于此形成冷却水套3023。于冷却沟3033的两端形成有连接口3053，且通过装设于此的管进行冷却水的供给/排水。
平行于中央部的中间单元支撑体3013的X-Z平面的侧面，具体而言，与端部的中间单元支撑体3011及3012的侧面接合的侧面，不配置永久磁铁。而平行于此中间单元支撑体3013的X-Y平面的侧面，具体而言，连接于外部的外部连接部侧面及与此相对向的侧面，形成有用来收纳磁铁的磁铁收纳用沟槽(未图示)。而且，于中间单元支撑体3013的大气侧的侧面上(图的上侧的侧面)，也与端部的中间靶材单元3001、3002相同，安装有兼具收纳永久磁铁130c的磁铁保持装置和安装于外部遮蔽板之外部连接部的磁铁保持具3113。磁铁保持具3113，由具有阶段凹部的本体部3123和嵌入于阶段凹部的盖体部3133所构成。(图13中将阶段凹部显示为单纯的凹部)磁铁保持具3113的本体部3123和盖体部3133通过螺栓335安装于中间单元支撑体3013。于磁铁保持具3113上，设有用来连通冷却水供给用管的贯通孔3173，并于磁铁保持具的盖体部3133的上面，设置有用来连接溅镀电源的配线的配线连接部3183。另外，中间单元支撑体3013的冷却水套3023，通过磁铁保持具3113本体部3123的背面的O形环3413及本体部3123大气侧面(于图的上端)的O形环(未图示；相当于图8的O形环342)与真空侧遮断。而且，磁铁保持具3113和磁铁保持具3111、3112都隔着绝缘平板，以螺栓安装于遮蔽板。
与合成中间靶材单元3000对向配置的靶材单元100a、100b的支撑体模块，各配置有3个靶材模块。于此状况下，配置于两端的靶材模块构成，和图2，图3所示的靶材模块200a1、200a2相同，且，正中央的靶材模块，以和Z-X平面平行的2个侧面与其它靶材模块接合，并仅用剩余的2个侧面(也就是，和X-Y平面平行的侧面)构成接触于支撑本体部的周缘壁部。另外，虽未图示出合成中间靶材单元，但与第2实施例同样，于除靶材面以外的露出面，配置遮蔽板以遮蔽的。
第1～第3实施例实施方式的对向靶材式溅镀装置，任一者的靶材皆为非磁性体，如果靶材为磁性体，最好靶材不要覆盖住用以形成靶材对向模式磁场的永久磁铁的磁极。再者，于靶材周缘部上(靶材排列于Y方向下，由排列于Y方向的靶材所构成的合成靶材的周缘部上)最好设置电子反射装置。图14是靶材为磁性体情况下的靶材单元100a的剖视图，图15是靶材为磁性体情况下的中间靶材单元的剖视图，两者皆为于Y方向上排列有2片靶材情况的例子。
于图14中，对应到图3所示的第1实施例一部分，赋予相同的组件符号，省略其重复说明。于第1实施例的情况下，于靶材模块200a1、200a2的凸模垫板部113a1、113a2上，形成有覆盖支撑本体部151a的周缘壁部153a的保护部，但是于图14所示的例子上，却无此保护部，且凸模垫板部113a1、113a2形成为长方体状。且，于支撑本体部151a的周缘壁部153a，装设如图所示的电子反射装置170a。此电子反射装置170a是由以剖面L字型的热传导佳的铜形成的装设部172a支撑住相对于靶材110a1、110a2周缘部宽度的电子反射平板部171a所构成。电子反射平板部171a使用例如铁板的强磁性体形成，兼作磁场产生装置的磁极。
于图15中，对应到图12所示的第3实施例的部分，赋予相同的组件符号，省略其重复说明。第3实施例下，于中间单元支撑体3011、3012的3个侧面上，穿设有磁铁收纳用沟槽3061、3062，但是于图15的例子上，于中间单元支撑体3011、3012上没有磁铁收纳用沟槽，而且，中间单元支撑体3011、3012具有长方体的形状。于收纳永久磁铁130c的磁铁保持箱3141、3162的各两端面，装设有如图所示的电子反射装置170c。此电子反射装置170c由以板状的热导体佳的铜形成的装设部172c支撑对应于靶材周缘部宽度的电子反射平板部171c所构成。而电子反射平板部171c使用例如铁板的强磁性体形成，兼作磁场产生装置的磁极。
虽然未图示于图15中，磁铁保持具3111、3112和磁铁保持箱3151、3152的各两端面上亦装设有电子反射装置170c。通过该，由靶材110g1、110g2及靶材110h1、110h2所构成的合成靶材(110g1+110g2及110h1+110h2)的周缘部能够覆盖到电子反射装置170c。
其次，显示使用第1及第2实施例的对向靶材式溅镀装置实际成膜的成膜实施例。
于具备有图1所示中的第1实施例的合成靶材的对向靶材式溅镀装置，于Y方向也就是于水平方向，排列设置有5个靶材模块，其水平方向的合成靶材全长设为1300mm，而其靶材间的对向间隔设为90mm。而且，于距离靶材端80mm的位置，配置有基板保持座，而于基板保持座上的水平方向排列有玻璃基板，而且使用金属氧化物的靶材，而于两边的合成靶材，由共通的电源端并联供给电力，于玻璃基板上使金属氧化物膜成膜为最大膜厚1μm以上，并以触针式面差计(surfacelevel difference meter)测量膜厚以评估膜厚分布。
图16是膜厚分布的测定结果。此膜厚分布，是对应于靶材间的中心位置的Y方向膜厚分布。其中，膜厚以中心点(图的测定位置7)上的膜厚为基准设为100％，显示各测定位置上所测定出的测定值，对基准值的比例(％)。而且，测定位置是于Y方向上每隔10cm测定。
由图16的图表，可确认即使于1m宽度上，也可得到对平均值只有±10％误差的均匀膜厚。此数据完全未以膜厚调整用光罩等调整膜厚分布下的数据，可看出如果于中心点部附近设置光罩以降低此部分的膜厚等调整之下，可进一步因应误差±5％等的严苛要求。所以，通过合成靶材，于透明导电性薄膜等功能性薄膜的制造所必要的宽度的基板上，可实现以连续生产方式成膜的对向靶材式溅镀装置。
于具备有图6所示的第2实施例的合成对向式溅镀部的对向靶材式溅镀装置中，使用Z方向100mm、Y方向315mm的靶材在8时晶圆上成膜，同时，形成中间靶材单元的厚度，也就是两面的靶材面间距离为60mm，各靶材的对向间隔为145mm，具有X方向350mm、Y方向315mm的开口面积的合成对向式溅镀部。而且，端部的靶材单元，是第2实施例中，省略调整磁场用的永久磁铁180a，180b的。
使用此对向靶材式溅镀装置，将8时晶圆设置于距离靶材100mm的位置，使用金属氧化物靶材，从共享电源端并联供给电力于端部靶材单元及中间靶材单元，于晶圆上金属氧化物膜成膜的最大膜厚为1000以上，并通过触针式面差计测量膜厚以评估膜厚分布。
膜厚分布的测定结果以图17(a)、(b)显示。图(a)的X方向，也就是对向方向的膜厚分布，各膜厚是于开口的此方向中心线上，以每隔10mm位置所测定出的测定值。图(b)的Y方向，也就是水平方向的膜厚分布，各膜厚是于开口的此方向中心线上，以每隔10mm位置所测定出的测定值。测定位置6是开口的中心位置。膜厚是以在开口中心位置的膜厚为基准设为100％，显示出于各测定位置上所测定出的测定值，对基准值的比例(％)。
通过图表，可确认8时晶圆两个方向的膜厚分布，也可得到对平均值只有±10％误差以内膜厚。另外，也可看出如果为6时晶圆，将可得到对平均值只有±5％误差以内的均匀膜厚。再者，通过设置膜厚调整用的光罩等，可进一步提高均匀性。如此，通过合成对向式溅镀部，可达成已知技术中不可能办到的，扩大对向方向的成膜区域，而实现可于制造半导体装置所要求的静止状态下，在大面积基板上成膜的对向靶材式溅镀装置。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种对向靶材式溅镀装置，包含有靶材模块，于具有冷却装置的凸模垫板部前面装设有矩形靶材；单元支撑体，于前面装设有靶材模块的模块装设部，包含收纳有永久磁铁的磁铁收纳部，以于前述模块装设部的周围产生对向方向的磁场；及前述永久磁铁，收纳于前述磁铁收纳部；具有如此一组对向靶材单元，将靶材于隔离既定的对向空间配置成相对向的对向式溅镀部，且能够成膜于配置在和对向式溅镀部的对向空间的侧面相对向侧方的基板上，如此的对向靶材式溅镀装置；其特征在于前述单元支撑体的前述模块装设部，于靶材面及平行于基板面的水平方向之中，分割成能够各自密封地装设靶材模块的多个装设区块，同时，将既定长度的靶材模块装设于各装设区块，再以横向排列设置于前述水平方向的相连的多个靶材模块形成长大的合成靶材，以供前述水平方向基板的成膜区域的需要。
2.如权利要求1所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，前述对向式溅镀部是具有长方体形状的框体，于邻接于与前述框体的基板对面的开口侧面而对向的各2个侧面，各自装设前述对向靶材单元，封闭前述框体的其余3个侧面的箱型对向式溅镀部。
3.如权利要求1所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，靶材设置为可覆盖于前述磁铁收纳部的对向侧端面上。
4.如权利要求3所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，将前述磁铁收纳部的对向侧端面上，覆盖有形成于前述凸模垫板部顶端的突起部，且靶材设置为可覆盖于该突起部上。
5.如权利要求1所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，于前述
权利要求
1.一种对向靶材式溅镀装置，包含有靶材模块，于具有冷却装置的凸模垫板部前面装设有矩形靶材；单元支撑体，于前面装设有靶材模块的模块装设部，包含收纳有永久磁铁的磁铁收纳部，以于前述模块装设部的周围产生对向方向的磁场；及前述永久磁铁，收纳于前述磁铁收纳部；具有如此一组对向靶材单元，将靶材于隔离既定的对向空间配置成相对向的对向式溅镀部，且能够成膜于配置在和对向式溅镀部的对向空间的侧面相对向侧方的基板上，如此的对向靶材式溅镀装置；其特征在于前述单元支撑体的前述模块装设部，于靶材面及平行于基板面的水平方向之中，分割成能够各自密封地装设靶材模块的多个装设区块，同时，将既定长度的靶材模块装设于各装设区块，再以横向排列设置于前述水平方向的多个靶材模块形成合成靶材，以供前述水平方向基板的成膜区域的需要。
2.如权利要求1所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，前述对向式溅镀部是具有长方体形状的框体，于邻接于与前述框体的基板对面的开口侧面而对向的各2个侧面，各自装设前述对向靶材单元，封闭前述框体的其余3个侧面的箱型对向式溅镀部。
3.如权利要求1所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，靶材设置为可覆盖于前述磁铁收纳部的对向侧端面上。
4.如权利要求3所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，将前述磁铁收纳部的对向侧端面上，覆盖有形成于前述凸模垫板部顶端的突起部，且靶材设置为可覆盖于该突起部上。
5.如权利要求1所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，于前述磁铁收纳部的对向侧端面上，设置有反射电子的电子反射装置。
6.如权利要求1所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，将吸收电子的辅助电极设置于各对向靶材间的各对向空间。
7.如权利要求6所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，将吸收电子的辅助电极，沿着前述磁铁收纳部的对向侧端面，设置于前方附近。
8.如权利要求1所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，将前述对向靶材单元的永久磁铁配置为，于对向方向的对向模式磁场和靶材面的周缘部附近，可产生圆弧状的磁控模式磁场。
9.如权利要求1所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，于前述单元支撑体主要设置有可调整磁控模式磁场的磁场调整装置。
10.一种对向靶材式溅镀装置，其是隔离既定的对向空间而使一对的靶材相对向，同时，于前述靶材周围具备有配置永久磁铁以产生对向方向磁场的对向溅镀部，且能够成膜于配置在和前述对向式溅镀部的对向空间的侧面相对向的侧方的基板上者，其特征为在将该对向式溅镀部的结合侧的靶材装设于各面的板状中间单元支持体的周围，配置有以永久磁铁来产生对向方向磁场的构造，将含有靶材的整体厚度配合于两侧的对向式溅镀部的成膜区域，而于中间单元支撑体的基板侧的侧方，以可形成既定膜厚以下的中间靶材单元，结合多个前述对向式溅镀部，使多个前述对向式溅镀部的成膜区域于对向方向合成，而形成一个成膜区域的合成对向式溅镀部。
11.如权利要求10所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，前述合成对向式溅镀部两侧的端部靶材单元包括有于包含冷却装置的凸模垫板部前面装设有矩形靶材的靶材模块；于前面装设有靶材模块的模块装设部、包含收纳有永久磁铁的磁铁收纳部、以于前述模块装设部的周围产生对向方向的磁场，如此的单元支撑体；以及收纳于前述收纳部的前述永久磁铁；而前述中间靶材单元包括有于包含冷却装置的中间单元支撑体两面装设有靶材的中间靶材模块；以及配置为可沿着前述靶材外周产生对向方向磁场的永久磁铁。
12.如权利要求11所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，前述对向式溅镀部是具有长方体形状的框体，于邻接于与前述框体的基板对面的开口侧面而对向的各2个侧面，各自装设前述端部靶材单元，封闭前述框体的其余3个侧面的箱型对向式溅镀部，于封闭与前述框体的基板对面的开口侧面相对向的遮蔽板上，保持有前述中间靶材单元。
13.如权利要求12所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，前述端部靶材单元，是能够于靶材面及平行于基板面的水平方向之中，将单元支撑体的前述模块装设部分割成能够各自密封装设靶材模块的多个装设区块，同时，也可装设合于各装设区块的既定长度的靶材模块，再将由排列设置于前述水平方向的多个靶材模块所形成的合成靶材模块，装设到前述单元支撑体上的单元；前述中间靶材单元于具有冷却装置的中间单元支撑体的两面，将装设有靶材的既定长度的多个个中间靶材模块，并列于前述水平方向而连接靶材，使合成长度和前述端部靶材单元的水平方向合成的长度相同，且沿着并列设置的中间靶材模块的外周，具有配置永久磁铁以产生对向方向磁场的合成中间靶材单元。
14.如权利要求13所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，前述合成中间靶材单元，于并列设置方向两端的端部的中间靶材模块上，于包含中间单元支撑体的靶材装设面与其它中间靶材模块衔接的侧面以外的大气侧侧面的3个侧面，配置有保持永久磁铁以产生对向方向磁场的磁铁保持装置，更进一步，于端部的两中间靶材模块间，具有中央部的中间靶材模块时，于前述中央部的中间靶材模块上，中间单元支撑体的大气侧侧面及对向于前述大气侧侧面的侧面，配置具有永久磁铁以产生对向方向磁场的磁铁保持装置，于前述磁铁保持装置内收纳有永久磁铁。
15.如权利要求10所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，前述中间靶材单元，于中间靶材模块的中间单元支撑体的靶材装设面以外的4个侧面，配置保持永久磁铁以产生对向方向磁场的磁铁保持装置，且，于前述磁铁保持装置内收纳有永久磁铁。
16.如权利要求14所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，配置于作为中间靶材模块的外部连接部的大气侧的前述磁铁保持装置，具备将永久磁铁保持于一定方向的凹部，且能够密封住凹部的背面与凹部的侧面的前面端的本体部；以及覆盖住本体部上方的盖体部；于凹部背面、中间单元支撑体侧面，以盖体部前面形成有可对外部气密而安装的外部连接部，透过此外部连接部，可连接中间单元支撑体的冷却装置及靶材的电源。
17.如权利要求10所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，前述既定的膜厚是成膜区域的平均膜厚以上。
18.如权利要求14所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，靶材设置为可覆盖于前述磁铁收纳部的对向侧端面上，及前述磁铁保持装置对向方向的两侧面上。
19.如权利要求18所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，前述磁铁收纳部的对向侧端面上及前述磁铁保持装置的对向方向的两侧面上，覆盖有形成于前述凸模垫板部或前述中间单元支撑体端部的突起部，且靶材设置为可覆盖于该突起部上。
20.如权利要求14所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，于前述磁铁收纳部的对向侧端面上及前述磁铁保持装置的对向方向的两侧面上，设置有反射电子的电子反射装置。
21.如权利要求10所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，吸收电子的辅助电极设置于各对向靶材间的各对向空间。
22.如权利要求21所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，前述辅助电极，沿着前述磁铁收纳部的对向侧端面及前述磁铁保持装置对向方向的两侧面，设置于前方附近。
23.如权利要求10所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，将前述永久磁铁配置为，于对向方向的对向模式磁场和靶材面的周缘部附近，可产生圆弧状的磁控模式磁场。
24.如权利要求11所述的对向靶材式溅镀装置，其特征在于，于前述单元支撑体主要设置有可调整磁控模式磁场的磁场调整装置。
全文摘要
本发明提供一种对向靶材式溅镀装置，不需使用大型靶材可在实质上实现大型靶材的功能，为可成膜于大面积的基板上，将长方体状框体71的6个侧面71a～71f中的1个71f作为开口的开口侧面；将具备有靶材和设置于其周围、形成垂直于靶材面方向的对向模式磁场，及平行于靶材面方向的磁控模式磁场的永久磁铁的磁场产生装置的一对靶材单元100a及100b，装设于与靶材单元相邻接的开口侧面的两侧对向的侧面；将以遮蔽板72c～72e(71c、72c于正前方未图示)遮蔽其它侧面71c～71e的箱型对向式溅镀部70，在开口侧面安装于真空容器10上；将开口侧面的开口部面对真空容器内，于各靶材单元100a、100b各配置有多个多片的靶材110a
文档编号H01L21/285GK1957107SQ20058001668
公开日2007年5月2日 申请日期2005年12月13日 优先权日2004年12月28日
发明者门仓贞夫, 安福久直 申请人:F·T·S·股份有限公司