[发明专利]薄膜沉积设备及薄膜沉积方法

说明书

本发明提供一种薄膜沉积设备及薄膜沉积方法，主要包括一腔体、一进气口、一载台、一冷却气体输入管线、一挡件及一升降装置。载台及挡件位于腔体的容置空间内，而冷却气体输入管线位于载台内，并将冷却气体输送至载台与基板之间。升降装置会驱动载台及挡件相互靠近，使得挡件接触并固定载台上的基板，而后经由冷却气体输入管线将冷却气体输送至容置空间。在进行沉积步骤之前，冷却气体输入管线停止输送冷却气体，升降装置驱动载台及挡件相互远离，而后进行沉积步骤，以避免挡件接触基板，而造成基板表面沉积的薄膜的厚度不均。

技术领域

本发明有关于一种薄膜沉积设备及薄膜沉积方法，可在不使用静电吸盘的情况下，以冷却气体降低载台承载的基板温度，可在不影响沉积在基板表面的薄膜品质的前提下，达到降低制程成本的目的。

背景技术

在薄膜沉积制程中通常需要进行高温热处理，例如在化学气相沉积制程(CVD)及物理气相沉积制程(PVD)的过程中，基板通常需要经过高温热处理，以在基板的表面形成薄膜。

然而在基板的表面形成薄膜的过程中，薄膜的材料会因为温度的累积及热应力的影响，而在基板上形成凸起或小山丘(hillock)。特别是当薄膜的厚度较大时，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，进而影响制程的良率及可靠度。

为了解决上述的问题，目前业界普片使用静电吸盘(Electrostatic Chuck、ESC)取代传统的载台，静电吸盘可通过静电力吸附基板。在沉积制程中可使用冷却气体吹向静电吸盘上的基板，以降低基板的温度及减少基板的温度累积，并降低热应力的影响。

静电吸盘的使用确实可有效减少基板上的薄膜在沉积过程中产生凸起或小山丘，并可提高制成的良率及可靠度。然而静电吸盘的造价昂贵并容易损坏，相较于传统的载台会大幅增加沉积制程的成本。

发明内容

为了解决上述薄膜的材料会因为温度的累积及热应力的影响，而在基板上形成凸起或小山丘(hillock)的问题，并避免使用静电吸盘所增加的制程成本，本发明提出一种新颖的薄膜沉积设备。

本发明的一目的，在于提供一种薄膜沉积设备，主要包括一腔体、一载台、至少一挡件及一升降装置，其中载台及挡件位于腔体内，而升降装置则用以驱动载台及挡件相对位移。腔体流体连接至少一进气口及至少一冷却气体输入管线，在进行沉积步骤时进气口将一制程气体输送至腔体内，并在载台的基板表面上形成薄膜。在进行冷却步骤时，冷却气体输入管线则将一冷却气体输送至载台与承载的基板之间，使得冷却气体接触载台上的基板，以降低基板的温度，避免在基板的表面形成凸起或小山丘(hillock)。

本发明所述的薄膜沉积设备会依据冷却步骤及沉积步骤调整挡件与载台及基板之间的距离。在进行冷却步骤前，升降装置会驱动载台及挡件相互靠近，使得挡件接触基板，以将基板固定在载台上，而后将冷却气体输送至载台与基板之间，以避免基板接触冷却气体，而相对于载台位移。此外在进行沉积步骤前，升降装置则会驱动载台及挡件相互远离，使得挡件不接触载台上的基板，以避免影响沉积在基板表面的薄膜品质。

本发明的一目的，在于提供一种薄膜沉积设备，主要于载台上设置一环状构造，其中环状构造位于载台上的基板周围。环状构造上设置至少一凹槽，而挡件上则设置至少一对应的凸出部。在进行沉积步骤时，挡件上部分的凸出部会位于环状构造的凹槽内，以提高挡件的遮挡效果。

本发明的一目的，在于提供一种沉积设备，其中挡件接触至少一冷却循环通道，在使用时可将冷却流体输送至的冷却循环通道，并通过热传导的方式降低挡件及/或基板的温度。

本发明的一目的，在于提供一种薄膜沉积方法，其中升降装置会驱动载台及挡件相互靠近，使得挡件接触并固定载台上的基板，而后再进行冷却步骤，以避免因冷却气体接触基板，而造成基板相对于载台位移。此外升降装置会驱动载台及挡件相互远离，使得挡件不接触载台上的基板，而后进行沉积步骤，以避免影响沉积在基板表面的薄膜品质。