[發(fā)明專利]薄膜沉積設(shè)備及薄膜沉積方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011186034.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112442683A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林俊成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鑫天虹(廈門)科技有限公司
• 主分類號(hào): C23C16/46
• 分類號(hào): C23C16/46;C23C16/458;C23C14/50
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

本發(fā)明提供一種薄膜沉積設(shè)備及薄膜沉積方法，主要包括一腔體、一進(jìn)氣口、一載臺(tái)、一冷卻氣體輸入管線、一擋件及一升降裝置。載臺(tái)及擋件位于腔體的容置空間內(nèi)，而冷卻氣體輸入管線位于載臺(tái)內(nèi)，并將冷卻氣體輸送至載臺(tái)與基板之間。升降裝置會(huì)驅(qū)動(dòng)載臺(tái)及擋件相互靠近，使得擋件接觸并固定載臺(tái)上的基板，而后經(jīng)由冷卻氣體輸入管線將冷卻氣體輸送至容置空間。在進(jìn)行沉積步驟之前，冷卻氣體輸入管線停止輸送冷卻氣體，升降裝置驅(qū)動(dòng)載臺(tái)及擋件相互遠(yuǎn)離，而后進(jìn)行沉積步驟，以避免擋件接觸基板，而造成基板表面沉積的薄膜的厚度不均。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)于一種薄膜沉積設(shè)備及薄膜沉積方法，可在不使用靜電吸盤的情況下，以冷卻氣體降低載臺(tái)承載的基板溫度，可在不影響沉積在基板表面的薄膜品質(zhì)的前提下，達(dá)到降低制程成本的目的。

背景技術(shù)

在薄膜沉積制程中通常需要進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚缭诨瘜W(xué)氣相沉積制程(CVD)及物理氣相沉積制程(PVD)的過(guò)程中，基板通常需要經(jīng)過(guò)高溫?zé)崽幚恚栽诨宓谋砻嫘纬杀∧ぁ?/p>

然而在基板的表面形成薄膜的過(guò)程中，薄膜的材料會(huì)因?yàn)闇囟鹊睦鄯e及熱應(yīng)力的影響，而在基板上形成凸起或小山丘(hillock)。特別是當(dāng)薄膜的厚度較大時(shí)，例如薄膜的厚度大于3000A，更容易在基板上形成凸起或小山丘，進(jìn)而影響制程的良率及可靠度。

為了解決上述的問(wèn)題，目前業(yè)界普片使用靜電吸盤(Electrostatic Chuck、ESC)取代傳統(tǒng)的載臺(tái)，靜電吸盤可通過(guò)靜電力吸附基板。在沉積制程中可使用冷卻氣體吹向靜電吸盤上的基板，以降低基板的溫度及減少基板的溫度累積，并降低熱應(yīng)力的影響。

靜電吸盤的使用確實(shí)可有效減少基板上的薄膜在沉積過(guò)程中產(chǎn)生凸起或小山丘，并可提高制成的良率及可靠度。然而靜電吸盤的造價(jià)昂貴并容易損壞，相較于傳統(tǒng)的載臺(tái)會(huì)大幅增加沉積制程的成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述薄膜的材料會(huì)因?yàn)闇囟鹊睦鄯e及熱應(yīng)力的影響，而在基板上形成凸起或小山丘(hillock)的問(wèn)題，并避免使用靜電吸盤所增加的制程成本，本發(fā)明提出一種新穎的薄膜沉積設(shè)備。

本發(fā)明的一目的，在于提供一種薄膜沉積設(shè)備，主要包括一腔體、一載臺(tái)、至少一擋件及一升降裝置，其中載臺(tái)及擋件位于腔體內(nèi)，而升降裝置則用以驅(qū)動(dòng)載臺(tái)及擋件相對(duì)位移。腔體流體連接至少一進(jìn)氣口及至少一冷卻氣體輸入管線，在進(jìn)行沉積步驟時(shí)進(jìn)氣口將一制程氣體輸送至腔體內(nèi)，并在載臺(tái)的基板表面上形成薄膜。在進(jìn)行冷卻步驟時(shí)，冷卻氣體輸入管線則將一冷卻氣體輸送至載臺(tái)與承載的基板之間，使得冷卻氣體接觸載臺(tái)上的基板，以降低基板的溫度，避免在基板的表面形成凸起或小山丘(hillock)。

本發(fā)明所述的薄膜沉積設(shè)備會(huì)依據(jù)冷卻步驟及沉積步驟調(diào)整擋件與載臺(tái)及基板之間的距離。在進(jìn)行冷卻步驟前，升降裝置會(huì)驅(qū)動(dòng)載臺(tái)及擋件相互靠近，使得擋件接觸基板，以將基板固定在載臺(tái)上，而后將冷卻氣體輸送至載臺(tái)與基板之間，以避免基板接觸冷卻氣體，而相對(duì)于載臺(tái)位移。此外在進(jìn)行沉積步驟前，升降裝置則會(huì)驅(qū)動(dòng)載臺(tái)及擋件相互遠(yuǎn)離，使得擋件不接觸載臺(tái)上的基板，以避免影響沉積在基板表面的薄膜品質(zhì)。

本發(fā)明的一目的，在于提供一種薄膜沉積設(shè)備，主要于載臺(tái)上設(shè)置一環(huán)狀構(gòu)造，其中環(huán)狀構(gòu)造位于載臺(tái)上的基板周圍。環(huán)狀構(gòu)造上設(shè)置至少一凹槽，而擋件上則設(shè)置至少一對(duì)應(yīng)的凸出部。在進(jìn)行沉積步驟時(shí)，擋件上部分的凸出部會(huì)位于環(huán)狀構(gòu)造的凹槽內(nèi)，以提高擋件的遮擋效果。

本發(fā)明的一目的，在于提供一種沉積設(shè)備，其中擋件接觸至少一冷卻循環(huán)通道，在使用時(shí)可將冷卻流體輸送至的冷卻循環(huán)通道，并通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式降低擋件及/或基板的溫度。

本發(fā)明的一目的，在于提供一種薄膜沉積方法，其中升降裝置會(huì)驅(qū)動(dòng)載臺(tái)及擋件相互靠近，使得擋件接觸并固定載臺(tái)上的基板，而后再進(jìn)行冷卻步驟，以避免因冷卻氣體接觸基板，而造成基板相對(duì)于載臺(tái)位移。此外升降裝置會(huì)驅(qū)動(dòng)載臺(tái)及擋件相互遠(yuǎn)離，使得擋件不接觸載臺(tái)上的基板，而后進(jìn)行沉積步驟，以避免影響沉積在基板表面的薄膜品質(zhì)。