CN107761077A - 一种镀膜方法、装置以及pecvd设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种镀膜装置、方法以及PECVD设备，包括：镀膜腔室及位于所述镀膜腔室内用于承载和加热待镀膜基板的载板；所述载板的承载表面朝向所述镀膜腔室的进气口，所述载板的两端分别靠近所述镀膜腔室的出气口；所述载板中间设置有旋转轴，所述载板可绕所述旋转轴在预设转动角度范围内转动；所述载板上设置有加热装置，其中，所述加热装置，铺设在所述载板上，用于对所述待镀膜基板加热，从而解决了目前镀膜方式存在成膜均一性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及等离子体技术领域，特别是涉及一种镀膜方法、装置及一种等离子体增强化学气相沉积PECVD设备。
背景技术
目前镀膜技术广泛应用于半导体、液晶显示等领域，主要是用于沉积非金属薄膜等绝缘介电薄膜。对于高世代液晶生产线，沉积优异的大面积的非金属绝缘介电薄膜，可以为金属氧化物晶体管提供了一个良好的层间界面，从而最大限度地减少了氢杂质，提高了晶体管的稳定性，实现了液晶显示的优化性能。但目前沉积的方法，由于加热装置存在较大控制误差，从而导致沉积大面积薄膜过程中存在着成膜均匀性差，边缘成膜较薄等问题。
发明内容
本发明提供了一种镀膜方法、装置及一种等离子体增强化学气相沉积PECVD设备，以解决目前镀膜方式存在成膜均一性差的问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种镀膜装置，包括：镀膜腔室及位于所述镀膜腔室内用于承载和加热待镀膜基板的载板；
所述载板的承载表面朝向所述镀膜腔室的进气口，所述载板的两端分别靠近所述镀膜腔室的出气口；
所述载板中间设置有旋转轴，所述载板可绕所述旋转轴在预设转动角度范围内转动；
所述载板上设置有加热装置，其中，所述加热装置，铺设在所述载板上，用于对所述待镀膜基板加热。
优选的，所述加热装置包括第一加热装置和第二加热装置；
所述第一加热装置，均匀铺设在所述载板上，用于对所述待镀膜基板均匀加热；
所述第二加热装置，分设在所述载板的两端，用于对所述待镀膜基板的边缘区域加热，所述载板两端的所述第二加热装置可单独控制。
优选的，所述第二加热装置包括多个加热器，所述加热器包括多个线圈，且所述加热线圈呈正方形结构。
优选的，所述第一加热装置呈长方形结构，并且所述第一加热装置的线圈呈梯度排布，所述线圈的缠绕方式由外到内依次递减。
优选的，所述载板可绕所述旋转轴在预设转动角度范围内转动包括：
所述载板可绕所述旋转轴在5度-15度范围为转动。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种PECVD设备，包括权利要求1-5任一项所述的镀膜装置。
为了解决上述问题，本发明还公开了一种镀膜方法，应用于PECVD设备的镀膜装置中，包括：
控制加热装置对放置在镀膜腔室载板上的待镀膜基板进行预热，使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足预设温差范围，并打开进气口进行气体沉积；
分别控制所述载板绕旋转轴沿第一方向和第二方向旋转至预设角度范围，并控制加热装置对远离所述进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域加热温度升高；其中，第一方向与第二方向相反；
控制载板绕旋转轴沿第一方向和第二方向快速震荡，并控制加热装置使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足所述预设温差范围。
优选的，当所述加热装置包括均匀铺设在所述载板上的第一加热装置和分设在所述载板两端的第二加热装置时；
所述控制加热装置对放置在在镀膜腔室载板上的待镀膜基板进行预热，使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足预设温差范围，包括：
控制第一加热装置和第二加热装置对放置在镀膜腔室载板上的待镀膜基板进行预热，使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足预设温差范围。
优选的，所述控制加热装置对远离所述进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域加热温度升高，包括：
控制远离所述进气口一侧的第二加热装置对远离所述进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域加热温度升高。
优选的，所述预设温差范围为2度-5度。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明通过在载板上设置旋转轴和加热装置，当载板绕所述旋转轴在预设转动角度范围内转动时，针对载板不同的转动位置，并控制加热装置对远离镀膜腔室进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域的加热温度升高，从而提高了镀膜基板的边缘成膜的厚度，提高了成膜的均一性。
当然，实施本发明的任一产品不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1是本发明实施例一所述一种镀膜装置的结构框图；
图2是本发明加热装置的结构示意图；
图3是本发明第一加热装置中线圈的排布方式；
图4是本发明第二加热装置中线圈的排布方式；
图5是本发明实施例三所述一种镀膜方法的流程图；
图6-a是使用本发明所述镀膜方法进行预热的示意图；
图6-b是使用本发明所述镀膜方法沿第一方向进行旋转加热的示意图；
图6-c是使用本发明所述镀膜方法沿第二方向进行旋转加热的示意图；
图6-d是使用本发明所述镀膜方法后形成膜层的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
参照图1，其示出了本发明实施例一所述一种镀膜装置的结构框图，具体包括：
镀膜腔室10以及位于所述镀膜腔室10内用于承载和加热待镀膜基板2的载板1。
所述载板1的承载表面朝向所述镀膜腔室10的进气口5，所述载板1的两端分别靠近所述镀膜腔室10的出气口6。
在镀膜腔室内设有进气口和出气口，用于从进气口向镀膜腔室内通入工艺气体，并由出气口排除镀膜腔室内的工艺气体，从而有利于气压的控制。
所述载板1中间设置有旋转轴4，所述载板1可绕所述旋转轴在预设转动角度范围内转动。
载板可绕旋转轴在预设转动角度内进行摇摆，例如：左右摇摆，也即是上下摇摆等等，预设转动角度可以为5度至15度范围为转动，也可以其他角度，对此本发明不做具体限制。
所述载板1上设置有加热装置3，其中，所述加热装置3，铺设在所述载板上，用于对所述待镀膜基板2加热。
作为其中一种实施方式，所述加热装置3包括第一加热装置31和第二加热装置32，如图2所示。
所述第一加热装置31均匀铺设在所述载板上，用于对所述待镀膜基板2均匀加热。
第一加热装置31均匀铺设在载板1上，可以保证待镀膜基板的加热区域的温度的均一性，第一加热装置31呈长方形结构，该第一加热装置32的线圈采用正方形结构，所述线圈的缠绕方式由外到内依次递减，整体呈梯度排布，如图3所示。
所述第二加热装置32，分设在所述载板1的两端，用于对所述待镀膜基板的边缘区域加热，所述载板两端的所述第二加热装置32可单独控制。
所述第二加热装置32包括多个加热器，每一个加热装置均可以独立进行加热，并且加热器包括多个线圈7，且所述加热线圈为正方形结构，通过多个正方形加热线圈进行组合，从而保证了加热温度的均一性，如图4所示，在图4中，第二加热装置32为长方形结构，在该第二加热装置32中设置了4个加热线圈7，该加热线圈呈正方形结构，通过对4个加热线圈调整功率，从而可以使第二加热装置单独对待镀膜基板进行加热。
本实施例，通过在载板上设置旋转轴和加热装置，当所述载板绕所述旋转轴在预设转动角度范围内转动时，针对载板不同的转动位置，并控制加热装置对远离镀膜腔室的进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域的加热温度升高，从而提高了镀膜基板的边缘成膜的厚度，提高了成膜的均一性。
实施例二
本发明还公开了一种PECVD设备，包括实施例一中的所述镀膜装置。
所述镀膜装置具有上述实施例一中镀膜装置的所有优点，在此不再赘述。
实施例三
参见图5，其示出了本发明实施例三所述一种镀膜方法的流程图，具体包括：
步骤501：控制加热装置对放置在镀膜腔室载板上的待镀膜基板进行预热，使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足预设温差范围，并打开进气口进行气体沉积。
镀膜过程中对待镀膜基板进行预热是时间最长的一步，控制加热装置对待镀膜基板进行预热，使待镀膜基板边缘区域的温度高于基板中心区域的温度，并满足预设温差范围后，并打开进气口进行气体沉积。
优选的，当所述加热装置包括均匀铺设在所述载板上的第一加热装置和分设在所述载板两端的第二加热装置时；
所述控制加热装置对放置在在镀膜腔室载板上的待镀膜基板进行预热，使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足预设温差范围，包括：
控制第一加热装置和第二加热装置对放置在在镀膜腔室载板上的待镀膜基板进行预热，使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度满足预设温差范围。
在实际应用中，预设温差范围一般为2-5度，也可以为其他温差，对此本发明不做具体限制，只要使待镀膜基板边缘区域的温度高于基板中心区域的温度即可。
步骤502：分别控制所述载板绕旋转轴沿第一方向和第二方向旋转至预设角度范围，并控制加热装置对远离所述进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域加热温度升高；其中，第一方向与第二方向相反。
其中，第一方向与第二方向相反，例如：如果第一方向向左偏转，那么第二方向则向右偏转。或者第一方向向上偏转，那么第二方向则向下偏转。
控制载板绕旋转轴沿第一方向旋转至预设角度后，经过设定时间，此时待镀膜基板左侧距离进气口一侧近，则控制加热装置对远离所述进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域加热温度升高，从而保证远离进气口一侧的待镀膜基板侧加快沉积速度，避免了边缘区域的厚度不均。
当控制载板绕旋转轴沿第二方向旋转至预设角度后，经过设定时间，此时待镀膜基板右侧距离进气口一侧近，则控制加热装置对远离所述进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域加热温度升高，从而保证远离进气口一侧的待镀膜基板侧加快沉积速度，避免了边缘区域的厚度不均。
在实际应用中，可以先沿着第一方向旋转，然后在沿着第二方向旋转，也可以先沿着第二方向旋转，然后在沿着第一方向旋转，也可以第一方向和第二方向反复旋转，对此本发明不做具体限制。
在实际应用中，预设角度的范围一般为5-15度，也可以为其他角度，对此本发明不做具体限制。
可选的，所述控制加热装置对远离所述进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域加热温度升高，包括：
控制远离所述进气口一侧的第二加热装置对远离所述进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域加热温度升高。
步骤503：控制载板绕旋转轴沿第一方向和第二方向快速震荡，并控制加热装置使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足所述预设温差范围。
控制载板绕旋转轴沿第一方向和第二方向快速震荡时，则需要加热装置使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足所述预设温差范围即可，而不需要单独边缘区域的加热温度。
本实施例，通过在载板上设置旋转轴和加热装置，当所述载板绕所述旋转轴在预设转动角度范围内转动时，针对载板不同的转动位置，并控制加热装置对远离镀膜腔室的进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域的加热温度升高，从而提高了镀膜基板的边缘成膜的厚度，提高了成膜的均一性。
为了本领域技术人员更好的理解本发明限定的技术方案，示出了使用本发明所述一种镀膜方法应用的实例。
(1)对载体上的待镀膜基板进行预热，经过设定时间，使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度于2-5度，并打开进气口进行气体沉积，如图6-a。
(2)将所述载板绕旋转轴沿第一方向(向右侧旋转)，并经过一定时间，此时，待镀膜基板左侧距离进气口最近，待镀膜基板右侧距离进气口最远，此时调整第二加热装置的温度，使待镀膜基板的右侧加热温度高于左侧加热温度，保证右侧对应的区域温度最高，从而在左侧快速成膜的过程中，右侧也有较好的沉积速度，如图6-b。
(3)将所述载板绕旋转轴沿第二方向(向左侧旋转)旋转5度，并经过一定时间，此时，待镀膜基板右侧距离进气口最近，待镀膜基板左侧距离进气口最远，此时调整第二加热装置的温度，使待镀膜基板的右侧加热温度低于左侧加热温度，保证左侧对应的区域温度最高，从而在右侧快速成膜的过程中，左侧也有较好的沉积速度，如图6-c。
(4)控制载板绕旋转轴沿第一方向和第二方向快速震荡，并控制加热装置使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足所述预设温差2-5度，这样保证了边缘成膜的均一性，如图6-d。
需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明所必需的。
对于上述方法实施例而言，由于其与装置实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见所示装置实施例的部分说明即可。
本领域技术人员易于想到的是：上述各个实施例的任意组合应用都是可行的，故上述各个实施例之间的任意组合都是本发明的实施方案，但是由于篇幅限制，本说明书在此就不一一详述了。
以上对本发明所提供的一种镀膜方法、装置及PECVD设置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种镀膜装置，其特征在于，包括：镀膜腔室及位于所述镀膜腔室内用于承载和加热待镀膜基板的载板；
所述载板的承载表面朝向所述镀膜腔室的进气口，所述载板的两端分别靠近所述镀膜腔室的出气口；
所述载板中间设置有旋转轴，所述载板可绕所述旋转轴在预设转动角度范围内转动；
所述载板上设置有加热装置，其中，所述加热装置，铺设在所述载板上，用于对所述待镀膜基板加热。
2.根据权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，所述加热装置包括第一加热装置和第二加热装置；
所述第一加热装置，均匀铺设在所述载板上，用于对所述待镀膜基板均匀加热；
所述第二加热装置，分设在所述载板的两端，用于对所述待镀膜基板的边缘区域加热，所述载板两端的所述第二加热装置可单独控制。
3.根据权利要求2所述的镀膜装置，其特征在于，所述第二加热装置包括多个加热器，所述加热器包括多个线圈，且所述加热线圈呈正方形结构。
4.根据权利要求2所述的镀膜装置，其特征在于，所述第一加热装置呈长方形结构，并且所述第一加热装置的线圈呈梯度排布，所述线圈的缠绕方式由外到内依次递减。
5.根据权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，所述载板可绕所述旋转轴在预设转动角度范围内转动包括：
所述载板可绕所述旋转轴在5度-15度范围为转动。
6.一种PECVD设备，包括权利要求1-5任一项所述的镀膜装置。
7.一种镀膜方法，应用于PECVD设备的镀膜装置中，其特征在于，包括：
控制加热装置对放置在镀膜腔室载板上的待镀膜基板进行预热，使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足预设温差范围，并打开进气口进行气体沉积；
分别控制所述载板绕旋转轴沿第一方向和第二方向旋转至预设角度范围，并控制加热装置对远离所述进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域加热温度升高；其中，第一方向与第二方向相反；
控制载板绕旋转轴沿第一方向和第二方向快速震荡，并控制加热装置使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足所述预设温差范围。
8.根据权利要求7所述的镀膜方法，其特征在于，当所述加热装置包括均匀铺设在所述载板上的第一加热装置和分设在所述载板两端的第二加热装置时；
所述控制加热装置对放置在在镀膜腔室载板上的待镀膜基板进行预热，使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足预设温差范围，包括：
控制第一加热装置和第二加热装置对放置在镀膜腔室载板上的待镀膜基板进行预热，使所述待镀膜基板边缘区域的温度高于所述基板中心区域的温度并满足预设温差范围。
9.根据权利要求8所述的镀膜方法，其特征在于，所述控制加热装置对远离所述进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域加热温度升高，包括：
控制远离所述进气口一侧的第二加热装置对远离所述进气口一侧的待镀膜基板的边缘区域加热温度升高。
10.根据权利要求7所述的镀膜方法，其特征在于，所述预设温差范围为2度-5度。
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