TW500819B - Ion electroplating apparatus and ion electroplating method - Google Patents

Ion electroplating apparatus and ion electroplating method Download PDF

Info

Publication number
TW500819B
TW500819B TW090105965A TW90105965A TW500819B TW 500819 B TW500819 B TW 500819B TW 090105965 A TW090105965 A TW 090105965A TW 90105965 A TW90105965 A TW 90105965A TW 500819 B TW500819 B TW 500819B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
power supply
bias
supply unit
output
film
Prior art date
Application number
TW090105965A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Koizumi
Kouichi Nose
Isao Tokomoto
Original Assignee
Shin Meiwa Ind Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Meiwa Ind Co Ltd filed Critical Shin Meiwa Ind Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of TW500819B publication Critical patent/TW500819B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/48Ion implantation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32422Arrangement for selecting ions or species in the plasma
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32697Electrostatic control
    • H01J37/32706Polarising the substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

I 五、發明說明(丨) 【發明之詳細說明】 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於離子沉積成膜裝置以及離子沉積成膜方 法。 【習知技術】 , 離子沈積法的成膜方式,係將一定的電力供給入真空 室內,使膜原料產生放電電漿,讓該電漿作用於配置在真 空室內的基板,藉以將膜析出。 此種離子沉積法的成膜,可適用在反射鏡之反射膜的 被覆(coating)等各種基板的成膜。圖4所示,乃是一種藉 離子沉積法來成膜的成膜裝置之槪略構成示意圖。 在圖4所示的離子沉積成膜裝置60之中,係具備有: 真空室61 ;基板保持62,係用來保持設在真空室61內的 基板65 ;蒸發源63,係用來保持膜的原料物質並使蒸發入 真空室61內;高頻電源66,係透過基板保持器62將既定 電力供給入真空室61內;以及直流電源67,係用來輸出 一定的負偏壓。 又’經由蒸發源63所蒸發的原料物質藉著高頻電源 66及直流電流67所供給的電力而被電漿化68,同時,離 子化的原料物質附著在基板6S而以膜的形式析出,乃在基 板65成腾。 故而,一旦藉直流電源67來施加偏壓,則可加速電槳 中的離子,使膜的結構更緻密,同時,可使得所形成的膜 對基板65的附著力更強。尤其是,若再強化藉直流電源 _ 3 本紙張尺度適用中^^S¥~(CNS)A4規格(210 X 297¥|| ) (請先閱讀背面之注意事項 裝--- 再填寫本頁) 訂----- 線· 500819 A7 B7 五、發明說明(y) 、 67所輸出的電壓,則更可使膜的結構愈加緻密,所形成的 膜對基板65的附著力再予進一步強化。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 【發明所欲解決的課題】 但是,若依上述作法施加偏壓,則易造成在真空室61 內產生電弧放電的問題,尤其是,當偏壓更強時,則更易 產生電弧放電的問題。以下所述,係爲此種電弧放電的產 生原因。 亦即,一旦施加偏壓後,在電漿68中的離子容易被拉 往基板保持器62的方向,易造成離子的存在產生空間上的 偏差。之後,若是存在於蒸發源63與基板保持器62之間 的基板65、或形成於基板65的膜、或是膜的原料物質係 絕緣物質所構成時,則上述離子將被絕緣物質所捕捉而無 法進行電氣中和,以致形成了局部的大電場,乃至破壞了 絕緣物質的絕緣性而導致電弧放電。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 尤其是當基板65或基板65上的膜是由絕緣物質構成 時,離子易被捕捉至基板65周邊或膜上,故]^易在該周邊 形成電弧放電。又,一旦發生電弧放電,容易在成膜於基 板65之時混入雜質,損及膜的均勻性或緻密性。此外,產 生電弧放電的通道,在通過基板65上的成膜時,易造成膜 的損傷。 本發明係提供了一種離子沉積成膜裝置、以及離子沉 積成膜方法,其目的在於,不致損及使用偏壓所達成之膜 緻密性或附著力,亦能避免了電弧放電的發生,藉而防止 雜質混入膜內,亦避免基板或膜受到損傷。' 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐Γ ' ~ 500819 A7 __ B7 五、發明說明(>)) 【用以解決課題的手段】 爲解決上述課題,本發明之離子沉積成腠裝置,係具 有: 真空室,其內部形成真空環境;基板保持器,係用來 保持設在該真空室內的基板;以及電力供給單元,係透過 基板保持器將電力供給入真空室內,以使待成膜於基板的 成膜原料電漿化,並使該電漿化後的原料在基板上析出成 膜; 該電力供給單元,係具有能以ΙΚΗζ〜1GHz的範圍內 所設定的周期來輸出偏壓之偏壓電源單元,該偏壓係包括 由既定負電壓値與輸出時間所構成之負偏壓部分、及構成 一定時間正電壓的脈衝狀輸出之脈衝偏壓部分。 藉而,若根據本發明之離子沉積裝置,則可藉助於上 述偏壓中之負偏壓,來使電漿中的離子朝基板加速,故而 ,可提昇形成於基板的膜之緻密性且強化對基板的附著力 。況而,藉助於上述偏壓中之脈衝偏壓,在基板、或形成 基板的膜,或是混於電漿中的膜之原料物質等,即使是由 絕緣物質構成時,仍可以中和被該絕緣物質所捕捉的正電 荷。藉而,可防止雜質混入基板的成膜內,亦防止在膜產 生針孔(pin hole)等所造成的損傷。 又,宜使上述偏壓的單一周期之中,其脈衝電壓之一 定時間所占的比値爲40%以下。亦即,若是脈衝電壓的輸 出時間在偏壓的單一周期內占了過大的比値,則將招致電 漿的衰減而損及成膜效率。 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂--I------ . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500819 A7 _____ B7 五、發明說明(4) 又,上述脈衝偏壓的脈衝狀輸出,可爲上述一定時間 的脈寬及既定電壓値所構成的方形波脈衝。若形成該方形 波脈衝,則易於獲得偏壓之中所需要的脈衝偏壓,使得所 具備的脈衝偏壓易於產生足於中和上述基板周邊等之正電 荷的所需電壓値及脈寬。 再者,上述離子沉積成膜裝置之偏壓電源單元,可包 含有波形產生器及偏壓電源;波形產生器係用來產生上述 電壓的基本波形,偏壓電源係根據該波形產生器所輸出的 上述基本波形來輸出一定的上述偏壓。藉而,因爲係使用 能產生任意波形的上述波形產生器,來形成含有既定波形 的上述偏壓,故易於獲得所需的偏壓。 又,上述之偏壓電源單元的結構,亦可包括直流電源 與脈衝電源;直流電流係用來形成上述負偏壓,脈衝電源 係用來形成上述脈衝偏壓。因而,可藉著個別調整直流電 源及脈衝電源,來個別調整上述負偏壓及脈衝偏壓,來簡 化偏壓的調整。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外,當偏壓電源單元的結構含上述波形產生器及偏 壓電源時,可再備有高頻電源單元來輸出高頻電力;將高 通濾波器(high pass filter)設於上述高頻電源單元與基板保 持器之間,以讓該高頻電源單元的輸出通過基板保持器, 同時阻止上述偏壓電源單元的輸出進入高頻電源單元; 可將第一低通濾波器(low pass filter)設於上述偏壓電 源單元與基板保持器之間,以讓上述偏壓電源單元的輸出 通過基板保持器,同時阻止上述高頻電源單元的輸出進入 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 500819 A7 B7 五、發明說明(<) 上述偏壓電源單元。 若是增設了此種高頻電源單元,則可在上述偏壓電源 單元的電力供給之外,同時亦由高頻電源單元來供給電力 ,作爲產生電漿進行成膜,及成膜時所必須的電力。藉而 ,可用較簡單的方法來供給所需電力,有利於裝置的連續 操作與成膜的良率提昇,乃可降低總體成本' 再者,偏壓電源單元的結構包含上述直流電源及偏壓 電源時,可再增設高頻電源單元來輸出高頻電力;將高通 濾波器設於上述高頻電源單元與基板保持器之間,以譲該 高頻電源單元的輸出通過基板保持器,同時阻止上述偏壓 電源單元的輸出進入高頻電源單元; 可將第一低通濾波器設於上述偏壓電源單元與基板保 持器之間,以讓上述偏壓電源單元的輸出通過基板保持器 ,同時阻止上述高頻電源單元的輸出進入上_偏壓電源單 元。在此種情況之下,亦同樣由高頻電源單元與偏壓電源 單元共同供給成膜時所必須的電力,乃可較簡易的供給出 所須的電力,有利於裝置的連續操作與成膜的良率提昇, 乃可降低總體成本。 另一方面,使上述離子沉積成膜裝置的偏壓電源單元 ,含有直流電源及脈衝(impulse)列電源;直流電源係用來 形成負偏壓,脈衝列電源係用來形成上述脈衝偏壓;將第 二低通濾波器設於上述直流電源與基板保持f之間,以讓 上述直流電源的輸出通過基板保持器,同時阻止脈衝列電 源的輸出進入直流電源;可將帶通濾波器(band pass filter) 7 (請先閲讀背面之注音?事項再填寫本頁) 訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 500819 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(b) , 設於上述脈衝列電源與基板保持器之間’以讓上述脈衝列 電源的輸出通過基板保持器’同時阻止直流電源的輸出進 入脈衝列電源。若依照此種結構’則更簡化了分別調整直 流電源(用來形成負偏壓)及脈衝列電源(用來形成脈衝 偏壓)的作業,乃使得偏壓的的調整更易於進行。 再者,此種離子沉積成膜裝置的結構,可再添有高頻 電源單元來輸出高頻電力;將高通濾波器設在上述高頻電 源單元與基板保持器之間’以讓該高頻電源f元的輸出通 過基板保持器,同時阻止上述偏壓電源單元的輸出進入高 頻電源單元;上述第二低通濾波器,更可阻止上述高頻電 源單元的輸出進入上述直流電源;上述帶通濾波器,其結 構可再阻止上述高頻電源單元的輸出進入上述脈衝列電源 。若根據此種成膜裝置,則更易於獨立調整偏壓之中的負 偏壓及脈衝偏壓,亦即,可將影響成膜的各種變數個別調 整,故可採較簡單的方法來調整出所須的電力。 又,本發明之離子沉積成膜裝置,其構_亦可爲具有 争 真空室,其內部形成真空環境;基板保持器,係用來 保持設在該真空室內的基板;以及電力供給單元,係透過 基板保持器將電力供給入真空室內,以使待成膜於基板的 成膜原料電漿化,並使該電漿化後的原料在基板上析出成 膜; 該電力供給單元,能以ΙΚΗζ〜1GHz的範圍內所設定 之周期輸出偏壓,該偏壓包括由既定負電壓値與輸出時間 8 玉紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規玉(21〇 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) II-----訂---II----· 500819 A7 ____ B7 五、發明說明(1) 所構成之負偏壓部分、及構成一定時間正電壓的脈衝狀輸 出之脈衝偏壓部分,同時能輸出高頻電力;< 藉由函數產生器將前述偏壓之負偏壓部分相關波形、 脈衝偏壓部分相關波形、與前述高頻電力的高頻相關波形 予以合成’根據該函數產生器所合成的波形用線性放大器 放大輸出後再進行供給。 藉此,可免去濾波器的設置及調整。又,可對於含有 上述負偏壓及脈衝偏壓之偏壓輸出或是高頻輸出予以一元 化管理,乃易於調整輸出的平衡。 又,採電力供給單元輸出高頻電力的構成之上述離子 沉積成膜裝置中,可先實施預備電漿產生製程,讓真空室 內形成6.7XlO-3Pa〜SJXlOipa的真空環境,將脈衝偏壓 的絕對値小於負偏壓的絕對値之偏壓((包括由既定負電壓 値與輸出時間所構成之負偏壓部分、及構成一定時間正電 壓的脈衝狀輸出之脈衝偏壓部分)以IKHz〜1GHz的周期來 輸出,以產生預備電漿; 之後實施成膜製程,將真空環境調整成爲蒸發成膜的 原料物質來進行成膜以產生成膜電漿的環境,,藉由將高頻 電力與偏壓一倂輸出,來產生成膜電漿而於基板上進行成 又,採電力供給單元輸出高頻電力,在實施預備電漿 形成製程之後才實施成膜製程的構造之上述離子沉積成膜 裝置中;在實施上述成膜製程之時,除了施加上述高頻電 力之外,亦同時可使所施加的上述偏壓的周期爲 9 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -! 11III 訂-! I I----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500819 A7 _ B7 五、發明說明(f ) ΙΟΚΗζ〜500KHz。 又,當上述成膜裝置之構成中不含高頻電源單元時, 係先實施預備電漿產生製程,將上述真空室內的真空 度抽至6.7Xl(T3Pa〜SJXH^Pa,並將脈衝偏壓之絕對値小 於負偏壓之絕對値之偏壓(包括由既定的負電壓及輸出時間 所構成之負偏壓部分、和構成一定時間正電壓的脈衝狀輸 出之脈衝偏壓部分)以IKHz〜1GHz的周期輸出,以產生預 備電漿; 之後實施成膜製程,將真空度調整至能夠蒸發膜的原 料物質以形成成膜電漿的真空度,同時,使上述偏壓以 1MHz〜1GHz的周期來輸出,以形成上述成膜電漿進而成 膜於基板。 , 又,本發明之離子沈積成膜方法,係將配設有基板保 持器(用來保持基板)以及蒸發源(用來保持待成膜於基板的 成膜用原料物質)之真空室的內部形成真空環境,將透過基 板保持器將既定電力供給入真空室內,來產生電漿而成膜 於基板;其特徵在於包含: 預備電漿產生步驟,讓真空室內形成6.7XlO_3Pa〜6·7 X10_ 4a的真空環境,將脈衝偏壓的絕對値小於負偏壓的 絕對値之偏壓(包括由既定負電壓値與輸出時間所構成之負 偏壓部分、及構成一定時間正電壓的脈衝狀輸出之脈衝偏 壓部分)以IKHz〜1GHz的周期來施加,以產生預備電漿; 以及 成膜電將產生步驟,將真空環境調整成爲蒸發成膜的 10 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公f ) ' " (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500819 A7 B7 五、發明說明(q) 原料物質來進行成膜以產生成膜電漿的環境,藉由將高頻 電力與偏壓一倂施加,來產生成膜電漿。 又,上述離子沉積成膜的進行中,對於上述預備電漿 產生步驟後的成膜電漿產生步驟中,亦可不施加上述高頻 電力,而以1MHz〜1GHz之周期施加上述偏壓。 【發明之實施形態】 1 以下,將根據圖1至圖3,來說明本發明之實施形態 〇 圖1A所示的離子沉積成膜裝置10,係爲本發明之一 種實施形態的槪略構成示意圖。成膜裝置10的結構具有真 空室1與電力供給單元8,而電力供給單元8包括高頻電 源單元11與偏壓電源單元12。 真空室1之內的上部,設有基板保持器2,乃是用來 保持被成膜的基板5。基板保持器2係由導電性材質所構 成,由高頻電源單元11及偏壓電源單元12所輸出的電力 將透過基板保持器2供給入真空室1的內部。再者,基板 保持器2係藉由未圖示的馬達來旋轉驅動,藉著持續地旋 轉基板保持器2來邊進行成膜。 在真空室1內的下部係配置有蒸發源3,邊保持待成 膜的膜原料物質,同時將該膜原料物質蒸發至真空室1之 內。此蒸發源3可採用各種蒸發源之用例,例如,藉加熱 用電源的電阻來加熱膜的原料物質以蒸發之,或藉電子槍 來加熱以蒸發之,或者,藉濺鍍(sputter)來蒸發原料物質, 或藉電弧放電來蒸發之,凡各種可將膜的原料物質蒸發至 11 本紙張尺度適用中國0¾準(CNS)A4規格(21() x 297公"^· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
500819 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(1〇 真空室1之內的各種蒸發源均可適用。 又,對於真空室1之所需真空度的達成,可採真空泵 等未圖示的排氣機構以及氣體供給機梅來形成真空室1內 所需的真空度。亦即,可因應實際需要來調琴在成膜製程 中各個階段的所需真空度,例如,在前階段之中爲產生預 備電漿之既定氣體的真空度’或是將膜的原料物質予以電 漿化來產生成膜電漿時該製程的真空度等等。 又,真空室1係由導電性材質所構成,其室壁予以接 地。 高頻電源單元11係可供給高頻電力至真空室1之內, 將已經藉蒸發源3蒸發出的膜的原料物質予以電漿化。高 頻電源單元之輸出端子的一端係透過高通瀘波器15連接至 基板保持器2,其輸出端子的另一端則予以接地。故而, 由高頻電源單元11所輸出的高頻電力施加於基板保持器2 〇 再者,高通濾波器15係設於高頻電源單元u與基板 保持器2之間’其機能除了使高頻電源單元u的輸出通過 基板保持器2之外’同時亦阻止了偏壓電源單元12的輸出 進入高頻電源單元11。 由高頻電源單元11所輸出的電力値或頻率之具體數値 ,需因應等各種成膜條件,來選擇例如待成膜的膜原料物 質之種類等等,來選擇適合的電力値或頻率。 偏壓電源單元12的結構,係具備了波形產生器13及 偏壓電源14。波形產生器13的機能,係用來產生由偏壓 12 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂--- ----· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500819 A7 B7 五、發明說明(d) 電源單元12所輸出之偏壓的波形。此波形產生器13,可 穩定地產生一定値的直流成分或各頻率的交流成分,方形 波或三角波等各種波形的基本成份;又,亦可根據複數的 基本成分來合成基本波形。之後,根據波形產生器13所產 生的基本波形,藉偏壓電源14放大成既定的偏壓輸出。 偏壓電源14的輸出端子的一端係透過低通濾波器16 連接至基板保持器2,其輸出端子的另一端係予以接地。 之後,由偏壓電源14所輸出的偏壓係施加於基板保持器2 ,進而將偏壓供給入真空室1之內。 又,係將低通濾波器16設於偏壓電源14與基板保持 器2之間,其機能除了使偏壓電源14所輸出通過基板保持 器2之外,同時,亦阻止高頻電源單元11的輸出進入偏壓 電源單元12。在此將該低通濾波器16命爲第一低通濾波 器。 接著,將說明由偏壓電源單元12所輸出的偏壓。圖 1B所示,係爲偏壓的波形之一例。在圖1B之中,其橫軸 爲時間値(sec),縱軸爲電壓値(V)。又,橫軸的上方表示正 電壓,橫軸的下方表示負電壓。 如圖1B所示,偏壓係由負偏壓及脈衝偏壓所構成, 負偏壓是具有一定負電壓値(-VB1)的直流電壓,脈衝偏壓是 具有定時(Twl)之正電壓値(VP1)的方形波脈衝。 負偏壓有助於對電漿中的離子加速,使所成的膜更加 緻密,所選用的電壓値VB1及輸出時間乃應使所成的膜對 基板具附著力。負偏壓之具體的電壓値(-VB1),係選自 13 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁)
500819
五、發明說明(A) ον〜-2000V的範圍內。 又’脈衝偏壓之中的電壓値(VB1)及脈寬(Twl),應慎選 出足以將累積於基板5,或形成於基板5的膜、或混於電 漿中的原料物質之正電荷予以中和,而不衰減電漿的數値 。所選擇之電壓値VP1,係在OV〜至2000V的範圍。 又’在圖1Β的示例之中,單一偏壓周期之上述脈寬 TW1以及輸出時間Tl之各個時間帶所占的比例,係使脈寬 TW1的所占比例(亦即,TwATwi+Ti^ 40%,負偏壓之輸 出時間乃的所占比例則爲6〇%。上述脈寬Tw』占單一偏壓 周期的比値,較宜望在40%以下,若一旦高於此比例,則 有衰減電漿之虞,有可能降低成膜的效率。 圖2係爲偏壓之他種波形的示例。圖2所示之波形, 亦同樣的包括了具有負電壓値(-VB2)的負偏壓,以及,定時 (TW2)之正電壓値(VP2)。圖2所示之偏壓,係將具一定之負 電壓値的直流電壓加於交流電壓而獲得。 又,對負偏壓可適當選擇其電壓値-VB2以及輸出時間 T2,使得所形成的膜呈緻密化,並對基板具育附著力(電 壓的數値VB2,係指時間帶Τ2內之平均値)。 又,對正電壓値的部份,應選擇足以用來中和基板或 其周邊等所累積的正電荷之電壓値VP2及固定時間(TW2) ,況且,能夠不衰減真空室1內的電漿(電壓的數値VP2 ,係爲時間帶TW22平均値)。
再者,VB2及VP2之具數的數値’係設於〇V〜2000V 的範圍。 14 i 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
500819 A7 B7 五、發明說明(d) 又,宜使上述之圖1B、圖2所示的偏壓之重複周期爲 ΙΚΗζ〜1GHz。若在ΙΚΗζ以下時,則施加脈衝偏壓的周期 過少,在中和被基板5周邊等所捕捉的離子電荷之前,已 經先形成了破壞絕緣的電場。另一方面,若在1GHz以上 時,則將不易調整施加偏壓的時機。 更宜使上述偏壓的周期爲ΙΟΚΗζ〜500KHZ。 在以上所說明的離子沉積成膜裝置10之中,係藉著施 加具一定負電壓的負偏壓來進一步強化電漿中之離子速度 ’以成膜於基板5,乃可產生具緻密性且附著力強的成膜 。再者,又藉著施加正電壓的脈衝偏壓之助,當絕緣物質 存在於基板5或是形成於基板5的膜等,或存在於基板5 及其本身的周邊區域,則可以中和被絕緣物貧所捕捉的正 電荷。因此,可防止電弧放電的發生,乃能防止雜質混入 形成於基板5的成膜,且能避免膜的結構不均,並可避免 損傷膜或基板等。 其後,將根據圖3來說明電力供給單元之另一例。在 圖3A所示之偏壓電源單元22之中,係含有直流電源24 來輸出一定的負直流電壓以形成負偏壓,以及,含有脈衝 電源23來輸出一定的正脈衝電壓以形成脈衝偏壓。故而, 藉著直源電源24的輸出與脈衝電源23的輸出而形成了偏 壓。此偏壓乃是透過低通濾波器21來輸出至基板保持器2 〇 低通濾波器21之機能,除了可讓直流電源24與脈衝 電源23所構成的偏壓通過基板保持器2之外,同時,亦阻 15 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(21G χ 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500819 A7 B7 五、發明說明(叫) 止了高頻電源單元11的輸出進入偏壓電源22。在此將該 低通濾波器21命爲第一低通濾波器。 若偏壓電源單元的結構如圖3A所示’則用來形成負 偏壓的直流電源24與用來形成脈衝偏壓的脈衝電源23係 分開而獨立設置,乃易於個別調整負偏壓及脈衝偏壓。 圖3B所示則爲偏壓電源單元之另一例。在圖3B所示 之偏壓電源單元26之中,係含有直流電源27來輸出一定 的直流電以形成負偏壓,以及,含有脈衝(impulse)列電源 28以形成脈衝偏壓。故而,直流電源27的輸出係透過低 通濾波器29來輸出至基板保持器2,脈衝列電源28的輸 出係透過帶通濾波器(band pass filter)30來輸出至基板保持 器2,藉由此等輸出所形成的偏壓乃施加至基板保持器2。 低通濾波器29,係設在直流電源27與基板保持器2 之間,其機能除了可讓直流電源27的輸出通過基板保持器 2之外,同時,並阻止了高頻電源單元11的輸出及脈衝列 電源28的輸出進入直流電源27。在此將該低通瀘波器29 命爲第二低通濾波器。 帶通瀘波器30,係設在脈衝列電源28與基板保持器 2之間,其機能除了使脈衝列電源28的脈衝輸出通過基板 保持器2之外,同時,亦阻止了高頻電源單元11或直流電 源27的輸出進入脈衝列電源28。 如圖3B所示之偏壓電源單元26,用來形成負偏壓之 直流電源27與用來形成脈衝偏壓之脈衝列電源28乃是個 別設置’又,用來控制此等電源進入基板保持器2之濾波 16 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁)
500819 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(Θ ) 器29,30亦是個別設置,乃更易於調整偏壓。 圖3C所示係爲電力供給單元之另一構成例。在圖3C 所示之例中,電力供給單元的結構,係包括了線性放大器 3l(linear amplifier)與函數產生器(function generator)32,又 ,將高頻電力之高頻波形、加上上述偏壓之中的負偏壓之 波形,以及偏壓之中的脈衝偏壓之波形,藉函數產生器32 來合成以產生波形,再藉著線性放大器31來放大此合成的 波形至所需的輸出値後,輸出至基板保持器2。 若依照圖3C所示之電力供給單元的結Λ,則因爲無 需設置濾波器而能免除了濾波器的調整作業。又,對於高 頻輸出,或是偏壓之中的負偏壓及脈衝偏壓之輸出,係採 一元化管理,乃易於調整輸出偏壓。 又,如圖3所示之偏壓電源單元22,26 —般,使負偏 壓與脈衝偏壓獨立輸出時,合成此等之輸出所形成的偏壓 ,可藉著相互調整直流電源24,27或脈衝電源23,脈衝列 電源28的輸出,來到達既定的負偏壓値以及既定的脈衝偏 壓値。 再者,以上所說明之離子沉積成膜裝置,係設有控制 器(未圖示)。故而,根據此種控制器的控制,來使得上 述高頻電源單元11可輸出具備既定電力或頻率的高頻電力 ,又,使上述偏壓電源單元12,22,26可輸出既定的負偏壓 或脈衝偏壓,又,亦可控制上述之函數產生器32或線性放 大器31來進行所需的動作。又,亦可藉著上述之控制器, 來控制真空幫浦等之排氣方式及供氣方式的動作,來使真 17 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) -IK mmmmmmm m n 1 _ I n tmmm mmmmmmm mmmmmmm mmmmmmm I _ 500819 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明( 1&內到達所需的真空水準。 以下,將藉由一例,來說明當使用離子沉積成膜裝置 10來進行成膜製程時,此成膜裝置10之操作方式。用來 成膜的原料物質係採氟化鎂(MgF2)來作爲絕緣物質的一種 應用例’使氟化鎂成膜於基板。 【操作例] 將氟化鎂置於蒸發源3,關閉真空室1,開始進行成膜 裝置10的操作。首先,在前階段係實施預備電漿之形成製 程。例如使用氬氣(Ar)作爲操作氣體( process gas),導入 真空室1之內,使真空度的範圍爲6.7Xl(T3Pa(5Xl5·5 Torr)〜ejXloUpaGXlO·3 Torr)。之後,僅使得電源之中 的偏壓電源單元12動作,藉施加上述偏壓來形成放電電漿 。此時,對偏壓電源單元12的輸出而言,正電壓的脈衝偏 壓之電壓値(絕對値)係小於負電壓的負偏壓之電壓値( 絕對値)。又,周期的範圍係爲IKHz〜1GHz。 其後,實施成膜電漿之形成製程。亦啓動高頻電源單 元11來開始施加高頻電力。此時,對高頻電源單元12的 輸出程度,須能在成膜進行時可使所產生的電漿濃度滿足 所需。之後,藉著蒸發源3加熱氟化鎂並蒸發至真空室i 之內,同時,維持在可供成膜的真空度。 如以上所述之作法,先藉著上述脈衝偏壓來形成電槳 ,是爲預備電漿形成製程,接著,才實施成膜電漿之形成 製程,此作法乃是具有以下的意義。亦即,在原本的作法 之中,藉著高頻電源單元11的輸出來產生成膜所必需的電 18 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) I I I I I---— — II · I---— II ^ ί I I I----i^w. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500819 A7 B7 五、發明說明(ο ) 漿時,雖有電弧放電之虞,然而,藉著此種階段性的成膜 步驟,先實施預備電漿形成製程,再實施成膜電漿形成製 程,可控制電弧放電的發生。 又,在上述預備電漿之形成製程中’亦可藉高頻電源 單元11代替上述的脈衝偏壓來產生電漿,但f使高頻電源 單元11的輸出及真空室1之內的真空度能滿足於不發生電 弧放電的條件。 【操作例2】 將氟化鎂置於蒸發源3,關上真空室1,開始進行成膜 裝置10的運動。首先,實施預備電漿之形成製程。可將急 氣(AO作爲操作氣之一例,導入真空室1之內,使真空 度的範圍爲 6·7Χ 10·3 Pa(5X 10·5 Torr)〜6·7 χ ΗΓ1 Pa(5X 10— 3 Τοπ〇。之後,僅使得電源之中的偏壓電源單元12動作, 藉施加上述偏壓來形成放電電漿。此時’對偏壓電源單元 12的輸出而言,脈衝偏壓之電壓値(絕對値)’將會小於 負偏壓的電壓値(絕對値)。又,周期的範圍係爲1KHz 〜1GHz。 其後,實施成膜電漿之形成製程。偏壓電源單元12的 輸出周期係位在1MHz〜1GHz的範圍。之後,藉著蒸發源 3加熱氟化鎂來蒸發至真空室1之內’同時’保持在可供 成膜的真空度。 如此例所示,亦可不藉助於高頻電源單元11的動作, 而僅藉由偏壓電源單元的輸出來進行成膜作業。 再者,對以上所述之離子沉積成膜裝置10的離子沉積 19 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1------訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500819 A7 B7 五、發明說明(J ) 方式,可選用各種離子沉積的作法。亦即,以氬氣等惰性 氣體作爲媒介的成膜方式,或是,不施加惰性氣體的離子 沉積法,或是,加入反應性氣體的離子沉積法等,均可適 【發明的效果】 如同以上之說明,若依據本發明,乃是將由一定的負 偏壓與脈衝偏壓所構成的偏壓施加於基板保持器,來進行 離子沈積的成膜作業,因之,除了可強化電漿中的離子朝 基板加速的力量,同時,亦可防止電弧放電的發生。 藉此,可持續強化形成於基板的膜之附著力,防止雜 質混入膜內,使膜的結構均勻,避免基板或膜遭致損傷。 【圖式之簡單說明】 圖i中,圖1A係爲本發明之離子沈積成膜裝置的槪 略結構示意圖;圖1B係爲本發明之偏壓一種圖例。 圖2係爲本發明之偏壓的另一種圖例。 圖3係爲本發明之偏壓電源單元的結構例。之示意圖。 圖4係爲習知的離子沈積成膜裝置之槪略結構圖。 【元件符號說明】 L真空室 2. 基板保持器 3. 蒸發源 5.基板 8·電力供給單元 11.高頻電源單元 。 20 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 麵 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----— II 訂-------1線· 500819 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明) 12. 偏壓電源單元 13. 波形產生器 14. 偏壓電源 15. 高通濾波器 16. 低通濾波器 21. 低通濾波器 22. 偏壓電源單元 23. 脈衝電源 24. 直流電源 26. 偏壓電源單元 27. 直流電源 28. 脈衝列電源 29. 低通瀘波器 30. 帶通濾波器 31. 線性放大器 32. 函數產生器 61. 真空室 62. 基板保持器 63. 蒸發源 65. 基板 66. 高頻電源 67. 直流電源 68. 電漿 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-------!線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

  1. 500819
    A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 1·一種離子沈積成膜裝置,其特徵在於,係具有: 真空室,其內部形成真空環境;基板保g器,係用來 保持設在該真空室內的基板;以及電力供給單元,係透過 基板保持器將電力供給入真空室內,以使待成膜於基板的 成膜原料電漿化’並使該電漿化後的原料在基板上析出成 膜; 該電力供給單元,係具有能以1KHZ〜1GHz的範圍內 所設定的周期來輸出偏壓之偏壓電源單元,該偏壓係包括 由既定負電壓値與輸出時間所構成之負偏壓部分、及構成 一定時間正電壓的脈衝狀輸出之脈衝偏壓部分' 2·—種離子沈積成膜裝置,其特徵在於,係具有: 真空室’其內部形成真空環境;基板保持器,係用來 保持設在該真空室內的基板;以及電力供給單元,係透過 基板保持器將電力供給入真空室內,以使待成膜於基板的 成膜原料電漿化,並使該電漿化後的原料在基板上析出成 膜; 該電力供給單元,係具有能以ΙΚΗζ〜1GHz的範圍內 所設定的周期來輸出偏壓之偏壓電源單元,讀偏壓包括由 既定負電壓値與輸出時間所構成之負偏壓部分、及構成一 定時間正電壓的脈衝狀輸出之脈衝偏壓部分; 前述偏壓之一周期中,前述脈衝偏壓之一定時間的比 例爲40%以下。 3·—種離子沈積成膜裝置,其特徵在於,係具有: 真空室,其內部形成真空環境;基板保持器,係用來 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 500819 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 保持設在該真空室內的基板;以及電力供給單元,係透過 基板保持器將電力供給入真空室內,以使待成膜於基板的 成膜原料電漿化,並使該電漿化後的原料在基板上析出成 膜; 又 該電力供給單元,係具有能以IKHz〜1GHz的範圍內 所設定的周期來輸出偏壓之偏壓電源單元,該偏壓包括由 既定負電壓値與輸出時間所構成之負偏壓部分、及構成一 定時間正電壓的脈衝狀輸出之脈衝偏壓部分; 前述脈衝偏壓之脈衝狀輸出,係前述一定時間脈寬以 及既定電壓値所構成的方形波脈衝。 4·一種離子沈積成膜裝置,其特徵在於,係具有: 真空室,其內部形成真空環境;基板保持器,係用來 保持設在該真空室內的基板;以及電力供給單元,係透過 基板保持器將電力供給入真空室內,以使待成膜於基板的 成膜原料電漿化,並使該電漿化後的原料在基板上析出成 膜; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該電力供給單元,係具有能以IKHz〜1GHz的範圍內 所設定的周期來輸出偏壓之偏壓電源單元,該偏壓包括由 既定負電壓値與輸出時間所構成之負偏壓部分、及構成一 定時間正電壓的脈衝狀輸出之脈衝偏壓部分h 前述偏壓之一周期中,前述脈衝偏壓之一定時間的比 例爲40%以下; 前述脈衝偏壓之脈衝狀輸出,係前述一定時間脈寬以 及既定電壓値所構成的方形波脈衝。 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 500819 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5·如申請專利範圍第1〜第4項中任一項之離子沈積成 膜裝置,其中前述偏壓電源單元,係具備用來產生偏壓的 基本波形之波形產生器,以及,根據該波形產生器所輸出 的基本波形而產生既定大小輸出的偏壓之偏壓電源。 6·如申請專利範圍第1〜第4項中任一項之離子沈積成 膜裝置’其中前述偏壓電源,係具備用來形成負偏壓之直 流電源、及用來形成脈衝偏壓之脈衝電源。’ 7·如申請專利範圍第1〜第4項中任一項之離子沈積成 膜裝置,其中前述偏壓電源單元,係具備用來產生偏壓的 基本波形之波形產生器,以及,根據該波形產生器所輸出 的基本波形而產生既定大小輸出的偏壓之偏壓電源; 並具備用來輸出筒頻電力之筒頻電源單元; 又具有高通濾波器和第一低通濾波器; 該高通濾波器設於高頻電源單元與基板保持器之間, 以讓高頻電源單元的輸出通過基板保持器,幽時阻止偏壓 電源單元的輸出進入高頻電源單元, 該第一低通濾波器設於偏壓電源單元與基板保持器之 間,以讓偏壓電源單元的輸出通過基板保持器,同時阻止 局頻電源單兀的輸出進入偏壓電源單元。 8·如申請專利範圍第1〜第4項中任一項之離子沈積成 膜裝置,其中前述偏壓電源單元,係具備用來形成負偏壓 之直流電源,以及用來形成脈衝偏壓之脈衝列電源; 將第二低通濾波器設於直流電源與基板葆持器之間, 以讓直流電源的輸出通過基板保持器,同時阻止脈衝列電 3 本&張尺度適用中國國家榡準(CNS ) A4規格(210X297公羡Γ --------II (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 •Ί. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500819 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 源的輸出進入直流電源; 將帶通濾波器設於脈衝列電源與基板保持器之間,以 讓脈衝列電源的輸出通過基板保持器,同時阻止直流電源 的輸出進入脈衝列電源。 9·如申請專利範圍第1〜第4項中任一項之離子沈積 成膜裝置,其中前述偏壓電源單元,係具備用來產生負偏 壓之直流電源,以及用來形成脈衝偏壓之脈衝電源; 並具備用以輸出高頻電力之高頻電源單元; 將高通瀘波器設於高頻電源單元與基板保持器之間, 以讓該高頻電源單元的輸出通過基板保持器,同時阻止偏 壓電源單元的輸出進入高頻電源單元; 。 將第一低通濾波器設於偏壓電源單元與基板保持器之 間,以讓偏壓電源單元的輸出通過基板保持器,同時阻止 高頻電源單元的輸出進入偏壓電源單元。 10·如申請專利範圍第1〜第4項中任一項之離子沈積 成膜裝置,其中前述偏壓電源單元,係具備用來產生負偏 壓之直流電源,以及用來形成脈衝偏壓之脈衝列電源; 將第二低通濾波器設於直流電源與基板保持器之間’ 以讓直流電源的輸出通過基板保持器,同時阻止脈衝列電 源的輸出進入直流電源; 將帶通濾波器設於脈衝列電源與基板保持器之間’以 讓脈衝列電源的輸出通過基板保持器,同時阻止直流電源 的輸出進入脈衝列電源; 並具備用以輸出高頻電力之高頻電源單元; 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500819 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 將高通瀘波器設於高頻電源單元與基板保持器之間’ 以讓該高頻電源單元的輸出通過基板保持器,同時阻止偏 壓電源單元的輸出進入高頻電源單元; 前述第二低通濾波器,更具備阻止高頻i源單元的輸 出進入直流電源之機能; 前述帶通濾波器,更具備阻止高頻電源單元的輸出進 入脈衝列電源之機能。 11. 一種離子沈積成膜裝置,其特徵在於,係具有: 真空室,其內部形成真空環境;基板保持器,係用來 保持設在該真空室內的基板;以及電力供給單元,係透過 基板保持器將電力供給入真空室內,以使待成膜於基板的 成膜原料電漿化,並使該電漿化後的原料在i板上析出成 膜; 該電力供給單元,能以IKHz〜1GHz的範圍內所設定 之周期輸出偏壓,該偏壓包括由既定負電壓値與輸出時間 所構成之負偏壓部分、及構成一定時間正電壓的脈衝狀輸 出之脈衝偏壓部分,同時能輸出高頻電力; 藉由函數產生器將前述偏壓之負偏壓部分相關波形、 脈衝偏壓部分相關波形、與前述高頻電力的高頻相關波形 予以合成,根據該函數產生器所合成的波形角線性放大器 放大輸出後再進行供給。 12. 如申請專利範圍第1〜第4項中任一項之離子沈積 成膜裝置,其中前述偏壓電源單元,係具備用來產生偏壓 的基本波形之波形產生器,及根據該波形產生器所輸出的 5 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -I't» 丁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 500819 A8 B8 ί C8 D8 六、申請專利範圍 基本波形而產生既定大小輸出的偏壓之偏壓電源; 並具備用以輸出高頻電力之高頻電源單元; 將高通濾波器設於高頻電源單元與基板保持器之間, 以讓該高頻電源單元的輸出通過基板保持器,同時阻止偏 壓電源單元的輸出進入高頻電源單元; 將第一低通濾波器設於偏壓電源單元與基板保持器之 間,以讓偏壓電源單元的輸出通過基保持器,同時阻止高 頻電源單元的輸出進入偏壓電源單元; 係先實施預備電漿產生製程,讓真空室內形成6·7χ 10_3Pa〜SJXlO^Pa的真空環境,將脈衝偏壓的絕對値小於 負偏壓的絕對値之偏壓以ΙΚΗζ〜1GHz的周期來輸出,以 產生預備電漿; 之後實施成膜製程,將真空環境調整成爲蒸發成膜的 原料物質來進行成膜以產生成膜電漿的環境/藉由將高頻 電力與偏壓一倂輸出,來產生成膜電漿而於基板上進行成 膜。 13·如申請專利範圍第1〜第4項中任一項之離子沈積 成膜裝置,其中前述偏壓電源單元,係具備用來產生負偏 壓之直流電源,及用來形成脈衝偏壓之脈衝電源; 並具備用以輸出高頻電力之高頻電源單元; 將高通濾波器設於高頻電源單元與基板保持器之間’ 以讓該高頻電源單元的輸出通過基板保持器,。同時阻止偏 壓電源單元的輸出進入高頻電源單元; 將第一低通濾波器設於偏壓電源單元與基板保持器之 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐Γ ----------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500819 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 , 間,以讓偏壓電源單元的輸出通過基板保持器,同時阻止 高頻電源單元的輸出進入偏壓電源單元; 係先實施預備電漿產生製程’讓真空室內形成6.7X l(T3Pa〜SJXlO^Pa的真空環境,將脈衝偏壓的絕對値小於 負偏壓的絕對値之偏壓以IKHz〜1GHz的周期來輸出,以 產生預備電漿; 之後實施成膜製程’將真空環境調整成爲蒸發成膜的 原料物質來進行成膜以產生成膜電漿的環境,< 藉由將高頻 電力與偏壓一倂輸出,來產生成膜電漿而於基板上進行成 膜。 14.如申請專利範圍第1〜第4項中任一項之離子沈積 成膜裝置,其中前述偏壓電源單元,係具備用來產生負偏 壓之直流電源,及用來形成脈衝偏壓之脈衝列電源; 將第二低通濾波器設於直流電源與基板保持器之間’ 以讓直流電源的輸出通過基板保持器,同時阻止脈衝列電 源的輸出進入直流電源;^ 將帶通濾波器設於脈衝列電源與基板保持器之間,以 讓脈衝列電源的輸出通過基板保持器,同時阻止直流電源 的輸出進入脈衝列電源; 並具備用以輸出高頻電力之高頻電源單元; 將高通濾波器設於高頻電源單元與基板保持器之間’ 以讓該高頻電源單元的輸出通過基板保持器,同時阻止偏 壓電源單元的輸出進入高頻電源單元; 前述第二低通濾波器,更具備阻止高頻電源單元的輸 7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ----1---—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 #1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500819 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 出進入直流電源之機能; 前述帶通濾波器,更具備阻止高頻電源單元的輸出進 入脈衝列電源之機能; 係先實施預備電漿產生製程,讓真空室內形成6.7X 10_3Pa〜SJXlO^Pa的真空環境,將脈衝偏壓的絕對値小於 負偏壓的絕對値之偏壓以ΙΚΗζ〜1GHz的周期來輸出,以 產生預備電漿; 之後實施成膜製程,將真空環境調整成爲蒸發成膜的 原料物質來進行成膜以產生成膜電漿的環境,藉由將高頻 電力與偏壓一倂輸出,來產生成膜電漿而於基板上進行成 膜。 15·—種離子沈積成膜裝置,其特徵在於,係具有: 真空室,其內部形成真空環境;基板保持器,係用來 保持設在該真空室內的基板;以及電力供給零元,係透過 基板保持器將電力供給入真空室內,以使待成膜於基板的 成膜原料電漿化,並使該電漿化後的原料在基板上析出成 膜; 該電力供給單元,能以ΙΚΗζ〜1GHz的範圍內所設定 之周期輸出偏壓,該偏壓包括由既定負電壓値與輸出時間 所構成之負偏壓部分、及構成一定時間正電壓的脈衝狀輸 出之脈衝偏壓部分,同時能輸出高頻電力; 藉由函數產生器將前述偏壓之負偏壓部分相關波形、 脈衝偏壓部分相關波形、與前述高頻電力的高頻相關波形 予以合成,根據該函數產生器所合成的波形用線性放大器 8 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -I-U 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 500819 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 放大輸出後再進行供給; < (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 係先實施預備電槳產生製程,讓真空室內形成6.7X 10_3Pa〜SJXlO^Pa的真空環境,將脈衝偏壓的絕對値小於 負偏壓的絕對値之偏壓以ΙΚΗζ〜1GHz的周期來輸出,以 產生預備電漿; 之後實施成膜製程,將真空環境調整成爲蒸發成膜的 原料物質來進行成膜以產生成膜電漿的環境,藉由將高頻 電力與偏壓一倂輸出,來產生成膜電漿而於基板上進行成 膜。 又 16·如申請專利範圍第15項之離子沈積成膜裝置,其 中前述成膜製程實施時,與高頻電力一倂施加的偏壓,其 周期爲ΙΟΚΗζ〜500KHz。 17·如申請專利範圍第1〜4項中任一項之離子沈積成膜 裝置,係先實施預備電漿產生製程,讓真空室內形成6.7X 10_3Pa〜GJXlO^Pa的真空環境,將脈衝偏壓的絕對値小於 負偏壓的絕對値之偏壓以ΙΚΗζ〜1GHz的周期來輸出,以 產生預備電漿; ^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之後實施成膜製程,將真空環境調整成爲蒸發成膜的 原料物質來進行成膜以產生成膜電漿的環境,藉由將高頻 電力與偏壓一倂輸出,來產生成膜電漿而於基板上進行成 18· —種離子沈積成膜方法,係將配設有基板保持器( 用來保持基板)以及蒸發源(用來保持待成膜於基板的成膜 用原料物質)之真空室的內部形成真空環境,將透過基板保 9 ^張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(210><297公釐了 500819 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 持器將既定電力供給入真空室內,來產生電漿而成膜於基 板;其特徵在於包含: 預備電漿產生步驟,讓真空室內形成6.lXl(T3Pa〜6·7 XIOUpa的真空環境,將脈衝偏壓的絕對値小於負偏壓的 絕對値之偏壓(包括由既定負電壓値與輸出時間所構成之負 偏壓部分、及構成一定時間正電壓的脈衝狀輸出之脈衝偏 壓部分)以ΙΚΗζ〜1GHz的周期來施加,以產生預備電漿; 以及 成膜電將產生步驟,將真空環境調整成爲蒸發成膜的 原料物質來進行成膜以產生成膜電漿的環境,藉由將高頻 電力與偏壓一倂施加,來產生成膜電漿。 又 19. 如申請專利範圍第18項之離子沈積成膜方法’其 中前述成膜電漿產生步驟中,偏壓周期爲ΙΟΚΗζ〜500KHZ 〇 20. —種離子沈積成膜方法,係將配設有基板保持器( 用來保持基板)以及蒸發源(用來保持待成膜於基板的成膜 用原料物質)之真空室的內部形成真空環境,將透過基板保 持器將既定電力供給入真空室內’來產生電漿而成膜於基 板;其特徵在於包含: , 預備電漿產生步驟,讓真空室內形成6.7Xl(T3Pa〜6·7 X l〇-的真空環境,將脈衝偏壓的絕對値小於負偏壓的 絕對値之偏壓(包括由既定負電壓値與輸出時間所構成之負 偏壓部分、及構成一定時間正電壓的脈衝狀輸出之脈衝偏 壓部分)以IKHz〜1GHz的周期來輸出’以產生預備電漿; 10 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(公釐) ---------- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tr 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500819 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 以及 成膜電將產生步驟,將真空環境調整成爲蒸發成膜的 原料物質來進行成膜以產生成膜電漿的環境,藉由以 1MHz〜1GHz的周期施加偏壓,來產生成膜電漿。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
TW090105965A 2000-03-21 2001-03-14 Ion electroplating apparatus and ion electroplating method TW500819B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000078952A JP4334723B2 (ja) 2000-03-21 2000-03-21 イオンプレーティング成膜装置、及びイオンプレーティング成膜方法。

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW500819B true TW500819B (en) 2002-09-01

Family

ID=18596283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW090105965A TW500819B (en) 2000-03-21 2001-03-14 Ion electroplating apparatus and ion electroplating method

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6863018B2 (zh)
JP (1) JP4334723B2 (zh)
KR (1) KR100397137B1 (zh)
CN (1) CN1268782C (zh)
TW (1) TW500819B (zh)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003166047A (ja) * 2001-09-20 2003-06-13 Shin Meiwa Ind Co Ltd ハロゲン化合物の成膜方法及び成膜装置、並びにフッ化マグネシウム膜
JP4204824B2 (ja) * 2001-09-20 2009-01-07 新明和工業株式会社 光学系
JP2004157497A (ja) * 2002-09-09 2004-06-03 Shin Meiwa Ind Co Ltd 光学用反射防止膜及びその成膜方法
US20040137745A1 (en) * 2003-01-10 2004-07-15 International Business Machines Corporation Method and apparatus for removing backside edge polymer
US7314537B2 (en) * 2003-09-30 2008-01-01 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for detecting a plasma
GB2410254A (en) * 2004-01-21 2005-07-27 Nanofilm Technologies Int Method of reducing stress in coatings produced by physical vapour deposition
JP4553247B2 (ja) * 2004-04-30 2010-09-29 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US7214619B2 (en) * 2004-10-05 2007-05-08 Applied Materials, Inc. Method for forming a barrier layer in an integrated circuit in a plasma with source and bias power frequencies applied through the workpiece
US7399943B2 (en) * 2004-10-05 2008-07-15 Applied Materials, Inc. Apparatus for metal plasma vapor deposition and re-sputter with source and bias power frequencies applied through the workpiece
US7268076B2 (en) * 2004-10-05 2007-09-11 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for metal plasma vapor deposition and re-sputter with source and bias power frequencies applied through the workpiece
US20060172536A1 (en) * 2005-02-03 2006-08-03 Brown Karl M Apparatus for plasma-enhanced physical vapor deposition of copper with RF source power applied through the workpiece
US8642135B2 (en) 2005-09-01 2014-02-04 Micron Technology, Inc. Systems and methods for plasma doping microfeature workpieces
US7713430B2 (en) * 2006-02-23 2010-05-11 Micron Technology, Inc. Using positive DC offset of bias RF to neutralize charge build-up of etch features
US8373425B2 (en) * 2007-04-06 2013-02-12 Hypertherm, Inc. Plasma insensitive height sensing
US8244494B2 (en) * 2007-04-06 2012-08-14 Hypertherm, Inc. Plasma insensitive height sensing
JP5224837B2 (ja) * 2008-02-01 2013-07-03 株式会社東芝 基板のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP5674280B2 (ja) * 2009-03-02 2015-02-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US9287092B2 (en) * 2009-05-01 2016-03-15 Advanced Energy Industries, Inc. Method and apparatus for controlling ion energy distribution
US9287086B2 (en) 2010-04-26 2016-03-15 Advanced Energy Industries, Inc. System, method and apparatus for controlling ion energy distribution
US9767988B2 (en) 2010-08-29 2017-09-19 Advanced Energy Industries, Inc. Method of controlling the switched mode ion energy distribution system
US9435029B2 (en) 2010-08-29 2016-09-06 Advanced Energy Industries, Inc. Wafer chucking system for advanced plasma ion energy processing systems
US11615941B2 (en) 2009-05-01 2023-03-28 Advanced Energy Industries, Inc. System, method, and apparatus for controlling ion energy distribution in plasma processing systems
US9309594B2 (en) 2010-04-26 2016-04-12 Advanced Energy Industries, Inc. System, method and apparatus for controlling ion energy distribution of a projected plasma
US9362089B2 (en) 2010-08-29 2016-06-07 Advanced Energy Industries, Inc. Method of controlling the switched mode ion energy distribution system
JP5864879B2 (ja) * 2011-03-31 2016-02-17 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及びその制御方法
JP5924872B2 (ja) * 2011-05-11 2016-05-25 ワイエス電子工業株式会社 プラズマ発生装置による絶縁性窒化層の形成方法およびプラズマ発生装置
US10224182B2 (en) * 2011-10-17 2019-03-05 Novellus Systems, Inc. Mechanical suppression of parasitic plasma in substrate processing chamber
EP2669401A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-04 Seco Tools AB Method for depositing a coating and a coated cutting tool
US9685297B2 (en) 2012-08-28 2017-06-20 Advanced Energy Industries, Inc. Systems and methods for monitoring faults, anomalies, and other characteristics of a switched mode ion energy distribution system
US9210790B2 (en) 2012-08-28 2015-12-08 Advanced Energy Industries, Inc. Systems and methods for calibrating a switched mode ion energy distribution system
KR102025540B1 (ko) 2012-08-28 2019-09-26 에이이에스 글로벌 홀딩스 피티이 리미티드 넓은 다이내믹 레인지 이온 에너지 바이어스 제어; 고속 이온 에너지 스위칭; 이온 에너지 제어와 펄스동작 바이어스 서플라이; 및 가상 전면 패널
US11004660B2 (en) 2018-11-30 2021-05-11 Eagle Harbor Technologies, Inc. Variable output impedance RF generator
US11430635B2 (en) 2018-07-27 2022-08-30 Eagle Harbor Technologies, Inc. Precise plasma control system
CN106048512B (zh) * 2016-07-05 2019-04-12 常州夸克涂层科技有限公司 一种离子渗氮及电弧离子镀制备dlc一体化复合方法
CN111788655B (zh) 2017-11-17 2024-04-05 先进工程解决方案全球控股私人有限公司 对等离子体处理的离子偏置电压的空间和时间控制
JP7235761B2 (ja) 2017-11-17 2023-03-08 エーイーエス グローバル ホールディングス, プライベート リミテッド プラズマ処理源および基板バイアスの同期パルス化
KR20200100643A (ko) 2017-11-17 2020-08-26 에이이에스 글로벌 홀딩스 피티이 리미티드 플라즈마 프로세싱 시스템에서 변조 공급기들의 개선된 적용
US11532457B2 (en) 2018-07-27 2022-12-20 Eagle Harbor Technologies, Inc. Precise plasma control system
US11887812B2 (en) 2019-07-12 2024-01-30 Advanced Energy Industries, Inc. Bias supply with a single controlled switch
KR20230150396A (ko) * 2019-12-24 2023-10-30 이글 하버 테크놀로지스, 인코포레이티드 플라즈마 시스템을 위한 나노초 펄서 rf 절연
US20210210355A1 (en) * 2020-01-08 2021-07-08 Tokyo Electron Limited Methods of Plasma Processing Using a Pulsed Electron Beam
US11942309B2 (en) 2022-01-26 2024-03-26 Advanced Energy Industries, Inc. Bias supply with resonant switching
US11670487B1 (en) 2022-01-26 2023-06-06 Advanced Energy Industries, Inc. Bias supply control and data processing
US11978613B2 (en) 2022-09-01 2024-05-07 Advanced Energy Industries, Inc. Transition control in a bias supply

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4039416A (en) * 1975-04-21 1977-08-02 White Gerald W Gasless ion plating
JPS5681678A (en) * 1979-12-05 1981-07-03 Toshiba Corp Method and apparatus for plasma etching
JPS58100672A (ja) * 1981-12-11 1983-06-15 Toshiba Corp 薄膜形成法及びその装置
US4464223A (en) * 1983-10-03 1984-08-07 Tegal Corp. Plasma reactor apparatus and method
JP3375646B2 (ja) * 1991-05-31 2003-02-10 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置
JP2941572B2 (ja) * 1992-08-11 1999-08-25 三菱電機株式会社 プラズマエッチング装置及び半導体装置の製造方法
TW277139B (zh) * 1993-09-16 1996-06-01 Hitachi Seisakusyo Kk
US5900103A (en) * 1994-04-20 1999-05-04 Tokyo Electron Limited Plasma treatment method and apparatus
JP3799073B2 (ja) * 1994-11-04 2006-07-19 株式会社日立製作所 ドライエッチング方法
JP3060876B2 (ja) * 1995-02-15 2000-07-10 日新電機株式会社 金属イオン注入装置
JPH104085A (ja) * 1996-06-18 1998-01-06 Sony Corp ドライエッチング方法および装置
US6033587A (en) * 1996-09-20 2000-03-07 Georgia Tech Research Corporation Method and apparatus for low energy electron enhanced etching and cleaning of substrates in the positive column of a plasma
US5654043A (en) * 1996-10-10 1997-08-05 Eaton Corporation Pulsed plate plasma implantation system and method
US6051114A (en) * 1997-06-23 2000-04-18 Applied Materials, Inc. Use of pulsed-DC wafer bias for filling vias/trenches with metal in HDP physical vapor deposition
US6074488A (en) * 1997-09-16 2000-06-13 Applied Materials, Inc Plasma chamber support having an electrically coupled collar ring
JPH11224796A (ja) * 1998-02-05 1999-08-17 Matsushita Electron Corp プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US6218196B1 (en) * 1998-05-06 2001-04-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Etching apparatus, etching method, manufacturing method of a semiconductor device, and semiconductor device
US6201208B1 (en) * 1999-11-04 2001-03-13 Wisconsin Alumni Research Foundation Method and apparatus for plasma processing with control of ion energy distribution at the substrates

Also Published As

Publication number Publication date
CN1268782C (zh) 2006-08-09
KR100397137B1 (ko) 2003-09-06
JP4334723B2 (ja) 2009-09-30
KR20010092395A (ko) 2001-10-24
US20010023822A1 (en) 2001-09-27
CN1327083A (zh) 2001-12-19
US6863018B2 (en) 2005-03-08
JP2001262324A (ja) 2001-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW500819B (en) Ion electroplating apparatus and ion electroplating method
RU2082283C1 (ru) Способ зажигания свд-плазмы (варианты)
US20080060579A1 (en) Apparatus of triple-electrode dielectric barrier discharge at atmospheric pressure
JP2792558B2 (ja) 表面処理装置および表面処理方法
JP4714166B2 (ja) 基板のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JPS63210099A (ja) ダイヤモンド膜の作製方法
Zhang et al. A comparison between characteristics of atmospheric-pressure plasma jets sustained by nanosecond-and microsecond-pulse generators in helium
GB2178062A (en) Pulsed plasma apparatus and process
JP2008243568A (ja) 基板のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
TWI276695B (en) Method and apparatus for forming film of halogen compound, and magnesium fluoride film
Li et al. Characteristics of a micro-gap argon barrier discharge excited by a saw-tooth voltage at atmospheric pressure
JP2003073814A (ja) 製膜装置
JP4791636B2 (ja) ハイブリッドパルスプラズマ蒸着装置
KR101032836B1 (ko) 직류 펄스형 대기압 글로우 플라즈마 발생장치
JP2978940B2 (ja) プラズマプロセス装置の反応室のクリーニング方法
Li et al. Surface discharge induced interactions of filaments in argon dielectric barrier discharge at atmospheric pressure
Bazinette et al. Transition from Townsend to radio-frequency homogeneous dielectric barrier discharge in a roll-to-roll configuration
TWI244672B (en) Plasma chamber
Zhang et al. Interaction between pulsed discharge and radio frequency discharge burst at atmospheric pressure
EP2422352B1 (en) Rf-plasma glow discharge sputtering
JPS62216637A (ja) プラズマ処理装置
Guo et al. Injection of plasma plume into radio frequency atmospheric pressure glow discharge
JPH10172793A (ja) プラズマ発生装置
JP2781944B2 (ja) アルミニウム材のイオン窒化方法および装置
JP3463159B2 (ja) 物体の加工処理方法と、その装置

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees