[發(fā)明專利]一種成膜裝置、成膜方法及成膜源

有效

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• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN106967951B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田寧;趙云;張為蒼;李建華;楊輔
• 申請（專利權(quán)）人: 信利半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): C23C14/24
• 分類號(hào): C23C14/24;C23C14/54
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 鄧義華;陳衛(wèi)

本發(fā)明公開了一種成膜裝置、成膜方法及成膜源。該成膜裝置包括具有成膜室、成膜源，成膜源包括加熱坩堝、和至少兩個(gè)緩沖件以及驅(qū)動(dòng)件；其中，加熱坩堝包括用于收容成膜材料的坩堝以及用于加熱所述坩堝內(nèi)的成膜材料的加熱件；每一緩沖件包括恒溫容器、位于恒溫容器底部的下閥門、位于恒溫容器頂部的上閥門和出氣口、用于檢測恒溫容器的氣壓的壓力傳感器。本成膜裝置控制膜厚時(shí)，無需要知道具體的材料蒸氣壓與溫度之間的對應(yīng)關(guān)系，只需要了解恒溫容器的壓力與膜厚之間的簡單關(guān)系，簡化工作難度，提高生產(chǎn)效率以及良品率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種成膜裝置、成膜方法及成膜源。

背景技術(shù)

在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的今天，薄膜器件應(yīng)用在各大領(lǐng)域，精確地控制薄膜的厚度及均勻性，是決定薄膜器件精密性的一項(xiàng)重要指標(biāo)，由此對成膜設(shè)備的精度也提出了更高的要求。

歸結(jié)傳統(tǒng)的成膜方法，主要有幾種：濺射鍍膜、離子鍍、分子束外延、旋涂成膜等，在這其中真空蒸鍍是制作薄膜最一般的方法。這種真空蒸鍍方法就是把裝有基片的真空室抽成真空，使氣體壓強(qiáng)達(dá)到10^-4Pa以下，然后加熱鍍料，使原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸氣流，入射到基片表面，凝結(jié)形成固態(tài)薄膜。如圖1所示，這種蒸鍍設(shè)備，一般由幾部分組成：抽真空系統(tǒng)（真空泵）、坩堝2’、加熱系統(tǒng)（電阻絲）、監(jiān)控系統(tǒng)（膜厚控制儀以及溫度傳感器）、控制終端、腔體1’、擋板等。

在理想的情況下，蒸氣流在真空環(huán)境下以設(shè)置好的蒸鍍速率從坩堝2’中逸出，均勻地鋪在勻速旋轉(zhuǎn)的基板3’上，倘若監(jiān)測到蒸鍍速率偏離目標(biāo)值，便通過控制電阻絲的功率來調(diào)節(jié)達(dá)到目標(biāo)設(shè)置蒸鍍速率。但是這種控制方式存在以下弊端：

1.它對鍍料材料要求比較嚴(yán)格，它要求鍍料為在一定溫度下穩(wěn)定蒸發(fā)的材料。這就使得一些先進(jìn)材料在生產(chǎn)中受限。蒸鍍的有機(jī)材料分為熔融性材料和升華性材料兩大類，熔融性材料在蒸鍍過程中比較穩(wěn)定，而升華性材料則在蒸鍍過程中存在速率很不穩(wěn)定的情況，速率不穩(wěn)定，成膜的均勻性也會(huì)存在很大問題，繼而影響器件的整體性能。

2. 會(huì)造成材料的浪費(fèi)。主要表現(xiàn)在：生產(chǎn)過程中為了蒸鍍到基板的薄膜材料比較均勻，一般會(huì)提前加熱坩堝中的鍍料，使其達(dá)到穩(wěn)定速率后再移入基板進(jìn)行蒸鍍。鍍料在達(dá)到穩(wěn)定速率之前是浪費(fèi)掉的，同時(shí)這部分氣體逸出凝結(jié)在腔體其他地方，而且清洗非常不便。此外，材料的浪費(fèi)還表現(xiàn)在，生產(chǎn)中為了不改變腔體的真空度，會(huì)減少開腔的次數(shù)，于是會(huì)一次性加入足夠維持很長一段時(shí)間的鍍料，這樣做的結(jié)果就是如果加的少，影響生產(chǎn)，加的多則開腔后這些昂貴的鍍料就會(huì)因此浪費(fèi)掉，加上生產(chǎn)總有突發(fā)情況，更無法準(zhǔn)確估計(jì)鍍料的用量。

3. 為了保證鍍料以點(diǎn)源的形式蒸發(fā)，一般盛裝鍍料的坩堝為一個(gè)細(xì)長的圓柱容器。但實(shí)際生產(chǎn)中，圓柱容器上段的材料與下段的材料的蒸鍍速率不一致，導(dǎo)致成膜不均勻。

4. 蒸鍍的溫度與速率之間為一個(gè)比較復(fù)雜的關(guān)系，無法特別精密的配合，這也是導(dǎo)致成膜不均勻的一個(gè)重要的因素。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種成膜裝置，解決傳統(tǒng)成膜裝置在實(shí)際生產(chǎn)中存在的鍍料浪費(fèi)、速率難以控制、成膜不均勻等問題；特別是解決針對蒸鍍速率不穩(wěn)定的升華性材料成膜時(shí)速率無法控制的問題；本成膜裝置控制膜厚時(shí)，無需要知道具體的材料蒸氣壓與溫度之間的對應(yīng)關(guān)系，只需要了解恒溫容器的壓力與膜厚之間的簡單關(guān)系，簡化工作難度，提高生產(chǎn)效率以及良品率。

本發(fā)明還提供了一種成膜方法。

本發(fā)明又提供了一種應(yīng)用在上述成膜裝置的成膜源。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：