TW201742939A - 沉積設備以及物理氣相沉積腔室 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種沉積設備，包括第一腔室、第二腔室與第三腔室。第一腔室經配置用以載入基板。第二腔室配置用以提供高溫環境，以使得基板於第二腔室內進行排氣製程以及濺射製程。第三腔室設置於第一腔室及第二腔室之間，並經配置用以將基板由該第一腔室通過第三腔室直接傳輸至第二腔室。本發明另提供一種物理氣相沉積腔室，包括腔室本體、靶材、承載底座及熱源。承載底座設置於腔室本體內，用以承載基板。熱源設置於腔室本體內，並經配置用以將腔室本體加熱至高溫環境，以對基板進行排氣製程以及濺射製程。

Description

沉積設備以及物理氣相沉積腔室
本發明係關於一種半導體製程設備，尤指一種沉積設備以及物理氣相沉積腔室。
物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)，例如濺射製程已廣泛用於現今的半導體積體電路、發光二極體(light emitting diode，LED)、太陽能電池及顯示器等製作中。在PVD設備的製程腔室中，通常係利用在將高功率直流電源連接至濺射靶材，通過直流電源將反應腔內的工作氣體激發為電漿(plasma)，並吸引電漿中的離子轟擊濺射靶材，藉此使靶材的材料被濺射下來而沉積在晶圓或其它基板上。不同的應用領域通常對濺射功率、濺射速率等製程參數的要求也有所不同，但基本上對於提升成膜品質以及增加設備產能的努力方向是非常明確的。
為解決上述技術問題，本發明提供一種沉積設備以及物理氣相沉積腔室，其中物理氣相沉積腔室中設置有可將腔室加熱至攝氏400度或以上之熱源，藉此載入的基板可在物理氣相沉積腔室的高溫環境下進行預熱、排氣與濺射，進而達到減少設備體積與成本、縮短製程時間以及提升產能等效果。
本發明之一些實施例提供一種沉積設備，包括一第一腔室、一第二腔室以及一第三腔室。第一腔室經配置用以載入一基板。第二腔 室配置用以提供一高溫環境，以使得基板於第二腔室內進行排氣製程以及濺射製程。第三腔室設置於第一腔室以及第二腔室之間。第三腔室經配置用以將基板由第一腔室通過第三腔室直接傳輸至第二腔室。
本發明之一些實施例提供一種物理氣相沉積腔室，包括一腔室本體、一靶材、一承載底座以及一熱源。承載底座設置於腔室本體內，用以承載一基板。熱源設置於腔室本體內，熱源經配置用以將腔室本體加熱至一高溫環境，以對基板進行排氣製程以及濺射製程。
本發明之沉積設備包括第一腔室、第二腔室與第三腔室，其中第三腔室係與第一腔室與第二腔室連通並配置用以將基板由第一腔室直接傳輸至第二腔室。第二腔室經配置用以對基板進行排氣製程以及濺射製程，故可省去額外的預熱/排氣腔室並進而達到減少設備體積與成本之效果。
在本發明之物理氣相沉積腔室中，可利用於腔室本體內設置熱源，用以將腔室本體加熱至一高溫環境，以對載入腔室本體內之基板進行排氣製程以及濺射製程，因此可不需設置額外的預熱/排氣腔室並進而達到減少設備體積與成本之效果。
10‧‧‧腔室本體
20‧‧‧承載底座
20S‧‧‧承載面
21‧‧‧熱源
21T‧‧‧加熱燈管
22‧‧‧頂針
30‧‧‧遮罩單元
30A‧‧‧遮蔽環
30B‧‧‧環形罩
30W‧‧‧內表面
41‧‧‧傳輸單元
41A‧‧‧旋轉軸
41B‧‧‧托板
41C‧‧‧機械手臂
42‧‧‧遮蔽盤
43‧‧‧固定元件
50‧‧‧遮蔽盤庫
51‧‧‧端口
100‧‧‧第一腔室
300‧‧‧第三腔室
400‧‧‧第四腔室
200‧‧‧第二腔室
201-203‧‧‧物理氣相沉積腔室
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
H‧‧‧開口
M1、M2‧‧‧沉積設備
P1‧‧‧暫置位置
P2‧‧‧遮擋位置
P3‧‧‧裝卸位置
P4‧‧‧製程位置
R1‧‧‧外徑
R2‧‧‧內徑
S1-S4、S11-S17‧‧‧步驟
SP‧‧‧間隔距離
SR‧‧‧濺射流程
T‧‧‧靶材
W‧‧‧基板
圖1為本發明一些實施例之沉積設備的示意圖；圖2為本發明一些實施例之沉積設備的操作流程示意圖；圖3為本發明一些實施例之物理氣相沉積腔室的示意圖；圖4為本發明一些實施例之物理氣相沉積腔室進行濺射流程的流程示意圖；圖5為本發明一些實施例之物理氣相沉積腔室的示意圖；圖6A為本發明一些實施例之物理氣相沉積腔室進行濺射流程的狀況示意圖；圖6B為本發明一些實施例之物理氣相沉積腔室進行濺射流程的 狀況示意圖；圖7為本發明一些實施例之遮蔽盤與傳輸單元之間的連接狀況示意圖；圖8A為本發明一些實施例之物理氣相沉積腔室進行濺射流程的狀況示意圖；圖8B為本發明一些實施例之物理氣相沉積腔室進行濺射流程的狀況示意圖；圖9為本發明一些實施例之沉積設備的示意圖；以及圖10為本發明一些實施例之沉積設備的操作流程示意圖。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖對本發明提供之沉積設備以及物理氣相沉積腔室進行說明。應當理解，此處所描述之具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
在本發明之沉積設備中，第二腔室配置用以進行提供一高溫環境，用以使得基板可於第二腔室內進行排氣製程與濺射製程，故可省去其它的預熱或/及排氣腔室並進而達到減少設備體積與成本之效果。
在本發明之物理氣相沉積腔室中，可利用於腔室本體內設置熱源，用以將腔室本體加熱至一高溫環境，以對載入腔室本體內之基板進行排氣製程以及濺射製程，因此可不需設置額外的預熱/排氣腔室並進而達到減少設備體積與成本之效果。
本說明書中所使用之"步驟"一詞並不限於單一動作，此"步驟"一詞可包括單一個動作、操作或手法，或者可為由多個動作、操作或/及手法所組成之集合。
請參考圖1與圖2。圖1為本發明一些實施例之沉積設備的示意 圖，圖2為本發明一些實施例之沉積設備的操作流程示意圖。如圖1所示，本發明之一些實施例提供一沉積設備M1，包括一第一腔室100、一第二腔室200以及一第三腔室300。第一腔室100經配置用以載入一基板(圖1與圖2未繪示)，故第一腔室100可被視為一載入/載出腔室，但並不以此為限。第二腔室200經配置用以提供一高溫環境，以使得載入之基板於第二腔室200內進行排氣製程以及濺射製程。第三腔室300設置於第一腔室100以及第二腔室200之間且與第一腔室100以及第二腔室200相連。第三腔室300經配置用以將基板由第一腔室100通過第三腔室300直接傳輸至第二腔室200。第三腔室300可被視為一傳輸腔室，但並不以此為限。
如圖1與圖2所示，在一些實施例中，沉積設備M1的操作流程可包括下列之步驟S1、步驟S2以及步驟S3。於步驟S1處，將基板載入沉積設備M1之第一腔室100。於步驟S2處，將基板由第一腔室100通過第三腔室300直接傳輸至第二腔室200(也就是物理氣相沉積腔室)。於步驟S3處，於第二腔室200內對基板進行排氣(degas)製程以及濺射(sputtering)製程。在一些實施例中，沉積設備M1可另包括一熱源(圖1與圖2未繪示)設置於第二腔室200內，其中熱源經配置用以提供上述之高溫環境，且第二腔室200之高溫環境例如係為攝氏400度以上，故可利用熱源於濺射製程進行之前及/或於濺射製程進行時對基板或/及第二腔室200內的環境進行加熱。當第二腔室200內的溫度被熱源加熱至高於將要沉積在基板表面之材料層例如氮化鋁薄膜之結晶溫度時(例如物理氣相沉積腔室內的溫度可高於攝氏400度，或較佳可介於攝氏400度至攝氏800度之間，或更佳可介於攝氏500度至攝氏700度之間)，同時可對基板或/及基板表面產生排氣或/及高溫活化的效果。因此，第二腔室200亦可被視為一排氣暨物理氣相沉積腔室，但並不以此為限。此外，藉由於第二腔室200中之熱源持續進行加熱可以達到 可進行物理氣相沉積製程的溫度條件，且此溫度可高於物理氣相沉積製程所濺射形成之薄膜的結晶溫度，藉以對物理氣相沉積製程之成膜品質有正面的幫助。再者，上述於物理氣相沉積腔室內的高溫狀況對靶材與腔室狀況亦有正面影響。舉例來說，上述的高溫狀況可使靶材的結晶顆粒變大而降低微粒(particle)相關的缺陷產生，此外在物理氣相沉積腔室處於高溫狀態下其遮蔽單元(圖未示)之元件上的薄膜亦較不易發生破裂(crack)，而此亦有助於改善微粒相關的缺陷問題。精確而言，因此本實施例之物理氣相沉積腔室在進行了一批次濺射之後可進行塗布處理，而由於腔室係處於高於攝氏400度的環境下，因此僅需使用低功率進行並可縮短塗布處理的時間，且可以減少進行塗布(pasting)處理的次數與頻率，故可以縮短整體製程時間並對於靶材的使用壽命亦有正面的幫助。反之，在習知物理氣相沉積腔室內，由於腔室內係處於低於攝氏350度，因此靶材的結晶顆粒較小而會增加微粒相關的缺陷產生的機率，且在此狀況下，覆蓋環與上端蓋等部件上的薄膜亦容易發生破裂而導致微粒缺陷增加。因此，習知物理氣相沉積腔室的塗布處理需使用高功率並持續數十分鐘，且其進行塗布處理的次數與頻率較高，不僅增加了整體製程時間，更會造成靶材的使用壽命減短。
由於在第二腔室200內即可進行排氣製程以及濺射製程，故可藉此省去排氣腔室或/及其它加熱腔室之設置，進而可達到減少設備體積與成本之效果。此外，本發明之沉積設備及物理氣相沉積腔室的設計亦可簡化製作流程，並可避免基板在加熱腔室加熱之後在傳遞至濺射腔室的過程中產生微粒落在基板上而造成相關缺陷。此外，上述高溫環境較佳可高於攝氏400度，藉以有效地使基板達到排氣或/及高溫活化的效果，而當物理氣相沉積製程為高溫物理氣相沉積製程時，可藉由於第二腔室200中的熱源持續進行加熱而實現高溫物理氣 相沉積製程。
換句話說，基板在載入沉積設備M1之後以及於第二腔室200進行排氣製程及濺射製程之前可以不需透過其它加熱腔室進行預熱或/及排氣。在一些實施例中，除了第二腔室200之外，第三腔室300可以不與任何加熱腔室連接。在一些實施例中，沉積設備M1除了第二腔室200(也就是物理氣相沉積腔室)之外未包括其它加熱腔室。
請參考圖3與圖4。圖3為本發明一些實施例之物理氣相沉積腔室的示意圖，圖4為本發明一些實施例之物理氣相沉積腔室進行濺射流程的流程示意圖。如圖3所示，在一些實施例中，物理氣相沉積腔室(也就是第二腔室200)包括一腔室本體10、一靶材T、一承載底座20以及一熱源21。承載底座20以與靶材T保持一間距之方式設置於腔室本體10內，且承載底座20具有一相對靶材T之承載面20S用以承載基板W。熱源21設置於腔室本體10內，熱源21經配置用以將腔室本體10加熱至攝氏400度以上(較佳可介於攝氏400度至攝氏800度之間，且更佳可介於攝氏500度至攝氏700度之間)，以對基板W進行排氣製程以及濺射製程。在一些實施例中，熱源21可包括一輻射式熱源，且此輻射式熱源可包括複數個加熱燈管21T，而基板W可設置於熱源21與靶材T之間，但本發明並不以此為限。
在一些實施例中，物理氣相沉積腔室(也就是第二腔室200)可包括一傳輸單元41以及一遮蔽盤42。傳輸單元41之至少一部分設置於腔室本體10內，遮蔽盤42固定於傳輸單元41上，且傳輸單元41經配置用以將遮蔽盤42移動至位於承載面20S與靶材T之間。傳輸單元41之至少一部分設置於腔室本體10內，遮蔽盤42固定於傳輸單元41上，且傳輸單元41經配置可將遮蔽盤42移動至位於承載面20S與靶材T之間，且遮蔽盤42亦位於承載底座20與靶材T之間。傳輸單元41可藉由例如旋轉方式、平移方式或其它適合之方式將遮蔽盤42移動至位於承載面 20S與靶材T之間，而由於遮蔽盤42係固定於傳輸單元41上，故遮蔽盤42不需被放置於承載底座20上。因此，當遮蔽盤42位於承載面20S與靶材T之間時，在承載底座20上仍可承載欲進行濺射之基板W，故藉由第二腔室200(也就是物理氣相沉積腔室)之設計，可在物理氣相沉積腔室已載入基板W的狀況下對靶材T進行表面修飾製程，進而達到縮短製程時間以及提升產能的效果。在一些實施例中，可先將一個或多個基板W放置於一托盤(未繪示)上，再將放置有基板W的托盤經由上述之第一腔室100以及第三腔室300載入物理氣相沉積腔室之腔室本體10內並放置於承載底座20上。在另外一些實施例中，亦可不通過托盤而直接將基板W放置於承載底座20上。在一些實施例中，基板W可包括藍寶石基板、碳化矽(SiC)基板或其它適合之材質所形成之單一材料基板或複合層材料基板，例如矽基板、絕緣層覆矽(SOI)基板、玻璃基板或陶瓷基板，而遮蔽盤42可由例如碳化矽(SiC)或鉬的耐高溫材料所製成，但並不以此為限。此外，腔室本體10以及腔室本體10內的部件較佳係由金屬鉬、低碳不銹鋼、石英或其它可耐高溫之金屬或非金屬材料所製成，藉此可於腔室本體10內形成上述之高溫環境或執行其它高溫製程而不會產生質變或形變。
如圖3與圖4所示，在一些實施例中，在物理氣相沉積腔室(也就是第二腔室200)內進行之濺射流程SR可包括下列之步驟S11、步驟S12、步驟S13、步驟S14、步驟S15、步驟S16以及步驟S17。於步驟S11處，將基板W載入物理氣相沉積腔室內。於步驟S12處，對物理氣相沉積腔室進行排氣製程。排氣製程可利用熱源21將腔室本體10加熱至高溫環境而實現，而此高溫環境可對基板W產生排氣或/及活化的效果，故此高溫環境較佳可高於將要沉積在基板表面之材料層例如氮化鋁薄膜之結晶溫度(例如物理氣相沉積腔室內的溫度可高於攝氏400度，或較佳可介於攝氏400度至攝氏800度之間，但並不以此為限)。 然後，於步驟S13處，利用傳輸單元41將遮蔽盤42移動至承載面20S與靶材T之間。於步驟S14處，對靶材進行表面修飾製程。於步驟S15處，利用傳輸單元41將遮蔽盤42移開。於步驟S16處，利用腔室本體10內的靶材T對基板W進行一濺射，以於基板W上形成一薄膜。於步驟S17處，將形成有薄膜之基板W載出物理氣相沉積腔室。雖然對靶材T進行表面修飾製程時基板W已載入腔室本體10內，但由於遮蔽盤42位於承載面20S與靶材T之間，可避免靶材T的材料形成到基板W上。換句話說，藉由上述之濺射流程SR可不須在對靶材T進行表面修飾製程之後再開啟腔室本體10以載入基板W，故對於穩定基板W進行濺射時的製程狀況有正面幫助，此外亦可節省因載入基板W而需費時再穩定腔室本體10的操作，進而縮短濺射流程SR的整體時間並達到提升產能的效果。
在一些實施例中，熱源21於腔室本體10內形成高溫環境之動作可被視為一加熱製程，而至少部分之加熱製程可與靶材T的表面修飾製程同時進行，藉此達到縮短整體製程時間的效果。此外，當物理氣相沉積製程為高溫物理氣相沉積製程時，可藉由於第二腔室200中的熱源21持續進行加熱而實現高溫物理氣相沉積製程。熱源21可設置於腔室本體10內，熱源21可對第二腔室200加熱至攝氏400度或以上，故熱源21經配置可用以控制腔室本體10內的溫度。舉例來說，在進行上述之加熱製程或/及物理氣相沉積製程時，可利用熱源21對腔室本體10或/及基板W進行加熱，用以達到除氣的效果或/及物理氣相沉積製程時所需之製程溫度。
上述之物理氣相沉積腔室進行之濺射流程SR僅為示例，而本發明並不以上述之濺射流程SR的內容為限，其它需要的額外步驟亦可於濺射流程SR之前、之後或/及其中進行，而濺射流程SR中所述之步驟亦可於其它實施例中被取代、刪除或改變其順序。
在一些實施例中，上述之沉積裝置以及物理氣相沉積腔室可用以形成非金屬薄膜、金屬薄膜或金屬化合物薄膜例如氮化鋁(AlN)薄膜，但並不以此為限。換句話說，第二腔室200可以是氮化鋁物理氣相沉積腔室，經配置用以於基板W上形成一氮化鋁薄膜。
下文將針對本發明之不同實施例進行說明，且為簡化說明，以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述，而不再對相同之處作重覆贅述。此外，本發明之各實施例中相同之元件係以相同之標號進行標示，以利於各實施例間互相對照。
請參考圖5。圖5為本發明一些實施例之物理氣相沉積腔室201的示意圖。如圖5所示，在一些實施例中，物理氣相沉積腔室201可更包括一遮罩單元30設置於腔室本體10內，遮罩單元30設置於靶材T與承載底座20之間，當遮蔽盤42移動至位於承載面20S與靶材T之間時，遮蔽盤42亦位於承載底座20與遮罩單元30之間。承載底座20可與遮罩單元30於一第一方向D1上對應設置，第一方向D1可被視為一垂直方向，但並不以此為限。遮罩單元係於第一方向D1上設置於承載底座20以及靶材T之間。遮蔽盤42固定於傳輸單元41上，且傳輸單元41經配置可沿一第二方向D2將遮蔽盤42在一暫置位置P1與一遮擋位置P2之間移動，而在遮擋位置P2時遮蔽盤42係位於承載面20S與靶材T之間，且遮蔽盤42亦位於承載面20S與遮罩單元30之間。第二方向D2可被視為一水平方向，但並不以此為限。傳輸單元41可藉由例如旋轉方式、平移方式或其它適合之方式將遮蔽盤42移動至位於承載面20S與靶材T之間，也可說是將遮蔽盤42沿第二方向D2在暫置位置P1與遮擋位置P2之間移動，但並不以此為限。此外，由於遮蔽盤42係固定於傳輸單元41上，故遮蔽盤42不需被放置於承載底座20上。此外，物理氣相沉積腔室201可更包括複數個頂針22設置於承載底座20上，且頂針22係經配置用以將基板W自承載底座20之表面頂起。在一些實施例 中，頂針22可包括測溫式頂針，用以偵測腔室本體10內或/及基板W的溫度，但並不以此為限。
在一些實施例中，遮蔽盤42可具有一黏著面，至少部分之黏著面係面對靶材T，且此黏著面可包括一粗糙面或經由適當的表面處理例如噴砂、熔射或表面粗化等方式所形成之黏著面，用以增加遮蔽盤42與靶材T之材料的結合能力，進而使遮蔽盤42的上表面能夠吸附更多由靶材T所掉落的材料，達到加強遮蔽盤42之遮擋作用的效果。
請參考圖6A、圖6B與圖7。圖6A與圖6B為本發明一些實施例之物理氣相沉積腔室202進行濺射流程的狀況示意圖，圖7為本發明一些實施例之遮蔽盤與傳輸單元之間的連接狀況示意圖。如圖6A所示，可利用傳輸單元41將遮蔽盤42移動至位於承載面20S與靶材T之間，也可說是將遮蔽盤42傳輸至位於基板W上方的遮擋位置P2；或者，如圖6B所示，可利用傳輸單元41將遮蔽盤42通過一端口51移動到位於一遮蔽盤庫50所形成的暫置位置P1。在一些實施例中，遮蔽盤庫50與腔室本體10之間可進行密封處理，考慮到遮蔽盤庫50與腔室本體10之間的真空完整性，遮蔽盤庫50也可以與腔室本體10採用焊接的方式連接或者以一體成型的方式形成。傳輸單元41可以旋轉方式或其它適合之方式將遮蔽盤42移動至位於承載面20S與靶材T之間，也可說是將遮蔽盤42沿第二方向D2在暫置位置P1與遮擋位置P2之間移動。舉例來說，傳輸單元41的結構可包括旋轉軸41A和托板41B，遮蔽盤42可固定在托板41B的上表面上，而旋轉軸41A與和托板41B連接。利用一驅動源用於提供旋轉動力，可使旋轉軸41A帶動托板41B以順時針或逆時針方式旋轉一預設角度，以將遮蔽盤42移動到遮擋位置P2或者暫置位置P1。此外，如圖7所示，遮蔽盤42可藉由一固定元件43固定於傳輸單元41上。固定元件43可包括螺釘、鉚釘、黏著材料或其它適合之固定元件，用以使遮蔽盤42可與傳輸單元41之托板41B固定在一起。在本 發明之其它實施例中，亦可使用其它可拆卸方式或非可拆卸方式例如焊接方式來使得遮蔽盤42固定於傳輸單元41上。
如圖6A所示，當遮蔽盤42移動到遮擋位置P2時，遮蔽盤42係位於遮罩單元30與基板W之間，而位於承載底座20上的基板W可藉由承載底座20下降至一裝卸位置P3，此時可對靶材T進行清洗，且同時亦可利用熱源21對腔室本體10或/及基板W進行加熱。在一些實施例中，遮罩單元30具有一開口H，且遮蔽盤42的面積(例如於第一方向D1上的投影面積)係大於遮罩單元30之開口H的面積，藉以確保遮蔽盤42的遮蔽效果。舉例來說，在一些實施例中，遮罩單元30可包括一遮蔽環30A以及一環形罩30B用於支撑遮蔽環30A，而遮蔽環30A靠近承載面20S之一端的內表面30W定義出開口H，但並不以此為限。當遮蔽盤42移動至遮擋位置P2時(也就是位於承載面20S與遮罩單元30之間時)，遮蔽盤42與遮罩單元30之間於第一方向D1上具有一間隔距離SP，用以確保遮蔽盤42可於第二方向D2上順利移動且使得靶材T濺射出的靶材材料無法通過遮罩單元30與遮蔽盤42之間的間隙而濺射至基板W上。舉例來說，間隔距離SP可係介於2毫米至4毫米之間，但並不以此為限。在一些實施例中，遮蔽盤42的外徑R1較佳係大於遮蔽環30A的內徑R2，用以確保靶材T之材料即使穿過了遮蔽環30A與遮蔽盤42之間的間隙，也只會朝腔室本體10的側壁方向濺射，而不會濺射至基板W上。此外，上述內徑R2可被視為開口H的直徑，而遮蔽盤42的外徑R1較佳可比遮蔽環30A的內徑R2大20毫米至30毫米，但並不以此為限。
如圖6B所示，當遮蔽盤42移動至暫置位置P1時，位於承載底座20上的基板W可藉由承載底座20上升至一製程位置P4，此時遮蔽環30A可自環形罩30B被托起，以使遮蔽環30A在自身重力的作用下壓住基板W的邊緣部分以利用靶材T對基板W進行濺射。當遮蔽盤42位於 暫置位置P1時，遮蔽盤42的一部分通過端口51移入遮蔽盤庫50所罩的空間內，而遮蔽盤42的其餘部分也朝腔室本體10的周邊方向偏移，直至到達基板W以及承載底座20的上升路徑之外，藉此確保基板W能夠順利上升至製程位置P4。
請參考圖8A與圖8B。圖8A與圖8B為本發明一些實施例之物理氣相沉積腔室進行濺射流程的狀況示意圖。如圖8A所示，本實施例的物理氣相沉積腔室203可利用傳輸單元41將遮蔽盤42移動至位於承載面20S與靶材T之間，也可說是將遮蔽盤42傳輸至位於基板W上方的遮擋位置P2；或者，如圖8B所示，可利用傳輸單元41將遮蔽盤42通過一端口51移動到位於遮蔽盤庫50所形成的暫置位置P1。如圖8A與圖8B所示，在一些實施例中，傳輸單元41可以平移方式將遮蔽盤42移動至位於承載面20S與靶材T之間，也可說是將遮蔽盤42沿第二方向D2在暫置位置P1與遮擋位置P2之間移動。舉例來說，傳輸單元41可包括用於承載遮蔽盤42的機械手臂41C，機械手臂41C設置在遮蔽盤庫50所形成的空間內，機械手臂41C可通過端口51伸入腔室本體10內部，或者自腔室本體10內部縮回到遮蔽盤庫50所形成的空間內，以將遮蔽盤42移動至遮擋位置P2或暫置位置P1。舉例來說，機械手臂41C可由多個相連接的懸臂所構成，多個懸臂通過折疊或展開來實現在第二方向D2上的水平伸縮動作，但並不以此為限。其它結構之其它機械手臂或其它可用來實現在第二方向D2上進行水平伸縮動作之結構亦在本發明的範圍之內。
請參考圖9與圖10。圖9為本發明一些實施例之沉積設備的示意圖，圖10為本發明一些實施例之沉積設備的操作流程示意圖。如圖9所示，本發明之一些實施例提供一沉積設備M2，與上述之圖1所示之沉積設備M1不同的地方在於，沉積設備M2更包括一第四腔室400與第三腔室300相連，第四腔室400經配置用以執行冷卻製程，可對已於第 二腔室200中完成排氣製程以及濺射製程的基板進行降溫冷卻的動作。舉例來說，在一些實施例中，沉積設備M2的操作流程可包括如圖10所示之步驟S1、步驟S2、步驟S3與步驟S4。於步驟S1處，將基板載入沉積設備M1之第一腔室100。於步驟S2處，將基板由第一腔室100通過第三腔室300直接傳輸至第二腔室200。於步驟S3處，於第二腔室200內對基板進行排氣製程及濺射製程。於步驟S4處，將完成排氣製程及建設製程之基板自第二腔室200載出，並經由第三腔室300將基板傳輸至第四腔室400進行冷卻製程。此外，藉由第四腔室400將基板之溫度下降到一預定溫度後可將基板自第四腔室400取出並依序經過第三腔室300、第一腔室100後自沉積設備M2載出。
綜上所述，在本發明之沉積設備中，由於物理氣相沉積腔室經配置用以將腔室本體加熱至一高溫環境，故可於物理氣相沉積腔室內對基板進行排氣製程以及濺射製程。此外，可利用傳輸腔室將基板由載入/載出腔室直接傳輸至物理氣相沉積腔室，以對基板進行排氣製程及濺射製程，藉此省去預熱排氣腔室而達到減少設備體積與成本之效果。此外，藉由本發明之沉積設備亦可簡化製作流程，可避免基板在其它加熱腔室加熱之後在傳遞至物理氣相沉積腔室的過程中產生微粒落在基板上之問題。在本發明之物理氣相沉積腔室中，可利用於腔室本體內設置熱源，用以將腔室本體加熱至一高溫環境，以對載入腔室本體內之基板進行排氣製程以及濺射製程。此外，遮蔽盤係固定於傳輸單元上，而傳輸單元將遮蔽盤移動至位於承載底座之承載面與靶材之間，故遮蔽盤位於遮擋位置時在承載底座上仍可承載欲被進行濺射之基板，藉此可在已載入基板的狀況下進行清洗靶材的動作，進而達到縮短製程時間以及提升產能的效果。此外，在靶材進行清洗時位於遮蔽盤下方的基板亦可同時進行加熱製程，藉以對基板產生排氣或/及高溫活化的效果，並可因此縮短整體的製程時間並進而達到產能之提 升。
前述內容概述一些實施方式的特徵，因而熟知此技藝之人士可更加理解本申請案揭示內容之各方面。熟知此技藝之人士應理解可輕易使用本申請案揭示內容作為基礎，用於設計或修飾其它製程與結構而實現與本申請案所述之實施方式具有相同目的與/或達到相同優點。熟知此技藝之人士亦應理解此均等架構並不脫離本申請案揭示內容的精神與範圍，以及熟知此技藝之人士可進行各種變化、取代與替換，而不脫離本申請案揭示內容之精神與範圍。
100‧‧‧第一腔室
300‧‧‧第三腔室
200‧‧‧第二腔室
M1‧‧‧沉積設備

Claims (32)

  1. 一種沉積設備，包括：一第一腔室，經配置用以載入一基板；一第二腔室，配置用以提供一高溫環境，以使得該基板於該第二腔室內進行排氣製程以及濺射製程；以及一第三腔室，設置於該第一腔室以及該第二腔室之間，其中該第三腔室經配置用以將該基板由該第一腔室通過該第三腔室直接傳輸至該第二腔室。
  2. 如請求項1所述的沉積設備，其中該第二腔室之該高溫環境係為攝氏400度或以上。
  3. 如請求項1所述的沉積設備，更包括一第四腔室與該第三腔室相連，其中該第四腔室經配置用以執行冷卻製程。
  4. 如請求項1所述的沉積設備，其中該第二腔室包括：一腔室本體；一靶材；一承載底座，以與該靶材保持一間距之方式設置於該第二腔室內，用以承載該基板；一熱源，設置於該腔室本體內，該熱源經配置用以提供該高溫環境；一傳輸單元；以及一遮蔽盤，固定於該傳輸單元上，其中該傳輸單元經配置用以將該遮蔽盤移動至位於該承載底座與該靶材之間。
  5. 如請求項4所述的沉積設備，其中該傳輸單元係以旋轉方式將該遮蔽盤移動至位於該承載底座與該靶材之間。
  6. 如請求項4所述的沉積設備，其中該傳輸單元係以平移方式將該遮蔽盤移動至位於該承載底座與該靶材之間。
  7. 如請求項4所述的沉積設備，其中該第二腔室更包括一遮罩單元設置於該腔室本體內，該遮蔽盤移動至位於該承載底座與該靶材之間時該遮蔽盤係位於該承載底座與該遮罩單元之間。
  8. 如請求項7所述的沉積設備，其中該遮蔽盤位於該承載底座與該遮罩單元之間時，該遮蔽盤與該遮罩單元之間具有一間隔距離。
  9. 如請求項8所述的沉積設備，其中該間隔距離係介於2毫米至4毫米之間。
  10. 如請求項7所述的沉積設備，其中該遮罩單元具有一開口，且該遮蔽盤的面積大於該遮罩單元之該開口的面積。
  11. 如請求項10所述的沉積設備，其中該遮罩單元包括一遮蔽環，該遮蔽環靠近該承載底座之一端的內表面定義出該開口。
  12. 如請求項11所述的沉積設備，其中該遮蔽盤的外徑比該遮蔽環的內徑大20毫米至30毫米。
  13. 如請求項4所述的沉積設備，其中該遮蔽盤係藉由一固定元件固定於該傳輸單元上。
  14. 如請求項1所述的沉積設備，其中該沉積設備係為一氮化鋁薄膜濺射設備。
  15. 一種物理氣相沉積腔室，包括：一腔室本體；一靶材；一承載底座，設置於該腔室本體內，用以承載一基板；以及一熱源，設置於該腔室本體內，該熱源經配置用以將該腔室本體加熱至一高溫環境，以對該基板進行排氣製程以及濺射製程。
  16. 如請求項15所述的物理氣相沉積腔室，其中該高溫環境係為攝氏400度或以上。
  17. 如請求項15所述的物理氣相沉積腔室，更包括：一傳輸單元；以及一遮蔽盤，固定於該傳輸單元上，其中該傳輸單元經配置用以將該遮蔽盤移動至位於該承載底座與該靶材之間。
  18. 如請求項17所述的物理氣相沉積腔室，其中該傳輸單元係以旋轉方式將該遮蔽盤移動至位於該承載底座與該靶材之間。
  19. 如請求項17所述的物理氣相沉積腔室，其中該傳輸單元係以平移方式將該遮蔽盤移動至位於該承載底座與該靶材之間。
  20. 如請求項17所述的物理氣相沉積腔室，更包括一遮罩單元設置於該腔室本體內，其中該遮蔽盤移動至位於該承載底座與該靶材之間時該遮蔽盤係位於該承載底座與該遮罩單元之間。
  21. 如請求項20所述的物理氣相沉積腔室，其中該遮蔽盤移動至位於該承載底座與該遮罩單元之間時，該遮蔽盤與該遮罩單元之間具有一間隔距離。
  22. 如請求項21所述的物理氣相沉積腔室，其中該間隔距離係介於2毫米至4毫米之間。
  23. 如請求項20所述的物理氣相沉積腔室，其中該遮罩單元具有一開口，且該遮蔽盤的面積大於該遮罩單元之該開口的面積。
  24. 如請求項23所述的物理氣相沉積腔室，其中該遮罩單元包括一遮蔽環，該遮蔽環靠近該承載底座之一端的內表面定義出該開口。
  25. 如請求項24所述的物理氣相沉積腔室，其中該遮蔽盤的外徑比該遮蔽環的內徑大20毫米至30毫米。
  26. 如請求項17所述的物理氣相沉積腔室，其中該遮蔽盤具有一黏著面。
  27. 如請求項26所述的物理氣相沉積腔室，其中該黏著面包括一粗糙面。
  28. 如請求項17所述的物理氣相沉積腔室，其中該遮蔽盤係藉由一固定元件固定於該傳輸單元上。
  29. 如請求項15所述的物理氣相沉積腔室，其中該熱源包括一輻射式熱源。
  30. 如請求項29所述的物理氣相沉積腔室，其中該輻射式熱源包括複數個加熱燈管。
  31. 如請求項15所述的物理氣相沉積腔室，其中該承載底座承載該基板時，該基板係位於該熱源與該靶材之間。
  32. 如請求項15所述的物理氣相沉積腔室，其中該物理氣相沉積腔室係為一氮化鋁物理氣相沉積腔室，經配置用以於該基板上形成一氮化鋁薄膜。
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