TWI223837B - Process for controlling thin film uniformity and products produced thereby - Google Patents

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1223837 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___ B7 _— _ 、發明説明（） 1明領域： 本發明大體上係關於薄膜沉積方法，及更特定地係 關於用以改善被沉積在一大表面積上的薄膜的厚度均勾 度的控制方法。 I明背景： 薄膜均勻度（即，整個薄膜之大致固定的厚度）在半 導體及LED元件的製造上是一項重要的要件，用以在整 個工件上獲得良好的性能及能存活的構件。一載座（suscept〇r) 是將一基材保持在一處理室内以進行的製造步驟，如化 學氣相沉積（CVD)，電漿加強的化學氣相沉積（pECVD)， 或物理氣相沉積（PVD)，的機械部件。該載座包括一安裝 在一桿上的基材安裝板，以及一升降組件用來將該基材 升/降於該處理室内。該基材安裝板被加熱用以促進該製 程。典型地，一加熱件被設置在該安裝板内。大多數以 CVD沉積的薄膜是用一在一處理室内的來源物質來沉積 的，數種能量中的至少一種（如電漿，熱，微波）被輸入 至該處理室中用實施該沉積處理。來源物質當然是隨著 被沉積的層的種類而異，且包括像是SiH4，H2 , N2，NH3， PH3，CH4，Si2H6，及〇2的氣體物質；及/或液體來源物 質其可包括金屬離子及有機矽化合物，像是TEOS。當薄 膜被沉積時它們對於溫度條件是相當敏感的，特別是用 有機矽液體來源所沉積者，因為有機矽液體來源的蒸氣 壓是極度溫度敏感的。因此，當沉積薄膜於一大的基材 第4頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1223837 A7 B7 五、發明説明（） 表面積時，如使用在平板顯示器中的玻璃板，溫度控制 為達成薄膜一致性的關鍵因子。 與發生在一相對小規模（即使是從 200mm移向 3 00mm，與使用在平板顯示器業界之5 5 0mm X 65 0mm及 更大的lm X 1.2m的基材比較起來，仍屬小規模）的沉積 相反的，實施在大面積的平板顯示器基材上的沉積有一 組額外的問題必需加以克服，其在半導體晶圓的沉積上 並非是問題。一項主要的差異在於平板顯示器的基材通 常是玻璃，其在熱穩定性上比矽晶圓要差很多。與矽晶 圓相反地，玻璃基材不能在超過600°C的溫度下進行處 理’因為在此溫度之上玻璃會開始液化，因而會有許多 結構溫定性會喪失掉。將此問題與平板基材的大表面積 加在一起會產生在基材中央部分在高溫下的處理期間有 凹陷（bowing)或中間下墜（sagging)的嚴重問題。此外，半導 體晶圓的相對小的表面積方便PECVD處理之一小量的、 緊緻控制的電漿的收縮，而在整個平板基材上的電漿的 控制與一致性則是更具有挑戰性了。 因此’有機構件的均勻沉積，特別是TEOS，用以形 成有機碎薄膜於平板基材上已被證明是相當困難的，因 為在過去五年來的研究在提供以TEOS作為先驅物來沉 積薄膜均勻度$1〇〇/0的有機矽薄膜於5 5 0mm X 650mm或 更大的平板基材上這方面尚未成功。 當基材尺寸加大時，薄膜沉積處理的溫度控制變得 更加的關鍵，因為表面積愈大，橫跨整個基材表面的溫 第頂 «準(CNS)A 娜⑽ X w 公楚)- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂· 線· 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明說明（） ^爰化就愈大。又，在以平板顯示器為例的例子中，薄 騰均勻度是決定產品性能的一項關鍵特性，因為整個基 才都可被用作為最終產品，反觀半導體晶圓，其被分割 成弄多的邵分，因此每—最終產品只與在該部分内之面 積相對小許多的薄膜的均勻度有關。 处玲通常，在前技中的載座包括一單一的加熱件其輸入 把I至載座（及基材），且藉由回饋來改變該加熱件的輸 入進而改變基材的溫度。美國專利第5,977,519號揭示— 中具有雙加熱件的載座用以在容許熱從外表面損失的同 時，在該安裝板上提供徑向對稱的溫度分布。然而，此 專利並沒有提及薄膜，特別是有機矽薄膜，的溫度相依 14，而只是要補償在外表面的熱損失用以在基材上保持 —更為均勻的加熱。 相類似地，美國專利第5,844,205號揭示一種基材支 撐結構其包括一對安排成内及外迴圈式的加熱件，使得 支澄結構的周邊可被加熱至一内部溫度的溫度。此控制 是被實施來補償在支撐結構的周邊較大的熱損失。因此， 該控制的目標是要藉由補償基材在靠近周邊處之額外的 熱損失來提供一均勻的基材溫度。然而，與美國專利第 5，97 7,5 1 9號相同地，此專利並沒有提及薄膜，特別是有 機矽薄膜，的溫度相依性，而只是要補償在外表面的熱 損失用以在基材上保持一更為均勻的加熱。 美國專利第5,534,072號揭示一種多室cvd處理系 統’其中多燈泡加熱器被放置在一基材的背後且被提供 第6頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐） " 一 v-:〆........•裝.........訂......... (請先閲讀背面之注意事項再填、寫本頁> 1223837

五、發明説明( 各別的電源控制器用以 ^ ^ t ^ "由改，夂每一燈泡加熱器所提供 的九來在整個基松矣 4扯. 材表面上獲得一均句的溫度。此外，一 、，及1¾區被形成在該載座 該級階區域及其深产广觸的表面上。藉由控制 …b其衣度’即可讓基材表面上的溫度分布更 為均勻。與之前所述之袁 專利相同的，此專利的目的亦是 要在處理期間在基材上 廷到/皿度的均勻性。此專利並沒 有提及薄膜，特別是有機 日 啕機矽薄膜，的溫度相依性，而只 疋一般性地提到溫度均勻性是所想要的。 •美國專利第6,225,6G1號揭示—種加熱—載座的技 U、其巾^ &第一加熱件的溫度被控制使#當加熱件 的1度被升同至其各自的最終溫度設定點時，第一及第 二加熱件之間的溫度差不會超過一預定值。因此，此= 利主要是關於一用來控制當加熱件被加熱時，加熱件之 間的相對溫度之控制系統。此專利並沒有提到有機矽= 膜的溫度相依性，更沒有提到使用TE〇S所形成的落 由於平板顯示器基材愈變愈大的趨勢，為了 、 供1采性 能良好的產品可經由薄膜沉積處理來獲得，因而 、 而要有 改良的溫度控制。對於可持續地製造相對均勻的 薄膜’特別是使用TEOS作為先驅物所形成的薄膜，於 一相對大規模的基材上（如平板顯示器基材）之解決方案 存在著需求。 第頂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） I明目的及相i述： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於在一被沉積的整個薄膜上之薄膜厚度 均勻度的改善。一種被沉積在一基材上的薄膜厚度均勻 度的控制方法包括提供一基材至一處理室中；控制該基 材上的至少兩個分離的位置的溫度用以包括該基材的一 表面的周邊區域及在該周邊區域内圍的表面的一區域； 將該基材表面的周邊區域的溫度保持在一範圍内，該溫 度範圍介於比該周邊區域内圍的表面區域的溫度低i0°c 及比該周邊區域内圍的表面區域的溫度高20 °c ;及沉積 該有機矽薄膜，其中該被沉積的有機矽薄膜具有一小於 或等於1 0%的薄膜均勻度，等步驟。 該表面的周邊區域的溫度係藉由在一載座内及在該 基材的周邊區域底下的一第一加熱件來加以控制，及該 周邊區域内圍的表面區域的溫度係藉由在該載座内及在 該周邊區域内圍區域的底下的一第二加熱件來加以控 制，該控制包含將該周邊區域的溫度保持在一約3 8 0 °C 至約4 1 0 °C之間的範圍内，同時將該周邊區域内圍的區 域的溫度保持在約390°C。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在一例子中，該有機碎薄膜是使用 TEOS作為一先 驅物來形成的，且該有機矽層的沉積是藉由將該周邊區 域的溫度保持在約3 90 °C而將該周邊區域内圍的區域的 溫度保持在約390°C來加以控制的。在另一例子中，該 周邊區域的溫度被控制在大於390°C至約400°C之間，而 該周邊内圍的區域的溫度則保持在約390°C。在另一例 第8頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐） ^3837 A7 ' ^ _____ 五、發明說明（) 子中’該基材的周邊區域的溫度被控制在大於4 〇 〇 °c至 、·力4 1 〇 °c之間，而該周邊内圍的區域的溫度則保持在約 39(TC。 均勻的有機矽薄膜可使用TEOS依據本發明藉由將 一基材的周邊區域的溫度在沉積期間保持在約39〇〇c至 约41〇。〇而將該周邊内圍的區域的溫度保持在約39(rc來 加以製造。 在涉及在具有730mm X 920mm大小的基材上沉積的 其它例子中，該溫度控制包含將該周邊區域的溫度保持 在一約350°C至約460°C之間的範圍内，同時將該周邊區 域内圍的區域的溫度保持在一約340。(：至約450°C之間的 範圍内，且將該基材表面的周邊區域的溫度保持在一範 園内，該範圍介於比該周邊區域内圍的表面的區域的溫 度低1 0°C至比該周邊區域内圍的表面的區域的溫度高20 °C之間。 依據本發明之沉積有機矽薄膜的方法包括化學氣相 況積，PECVD，PVD，快速熱處理及其它已知的沉積方 法。 一薄膜沉積的特定例子為使用TEOS作為該來源物 質，但本發明可應用在許多用半導體及平板技術沉積之 不同的薄膜上。 具有改良的厚度均勻性之薄膜亦為本發明的目的。 對於熟悉此技藝者而言，本發明的這些及其它的目 的，優點，及特徵在閱讀以下參照了附圖之本發明的細 第須 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} -訂· % 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1223837

卽之後將會變得很清楚。 圖式簡單說明： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖為可用來實施本發 I月的一 CVD處理室的剖面圖。 弟2A圖為依據本發明的— ； 基材文張板或載座的頂視圖。 第2B圖為沿著第2A m μ μ 有弟圖的、線2_2所曲之基材安裝板的一 示意剖面圖。 第3圖：使用-單—加熱管路來加熱整個載座板表面之 前技載座的頂視圖。 第4圖為第3圖的載座的—個視圖，其顯示—包圍住該 載座之室壁。 第5圖為第2Α圖中的載座的圖 <，其顯示包圍該載座的 室壁。 第ό圖為一圖表，其顯示介於薄膜厚度均勻性與一其上 將被沉積該薄膜之基材的溫度分布之間的關係。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第7圖為一圖表，其顯示以PECVD(黑色圈圈）及低壓 CVD(沒有電漿加強）（白色圈圈）沉積於氧化矽基材 上的多晶碎薄膜的沉積率的對數圖（log 10)。（參見 Haijar，J.J. ; Reif，R·;及 Adler D· : J. Electronic Mat.，15,279(1986)) 第8圖為一圖表，其顯示溫度改變與使用TEOS作為一 來源物質之有機矽薄膜的沉積率之間的線性關 係。 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 1223837

五、發明説明（） _ .號對 ： 20 安裝板 22 上表面 121 孔 122 面板 123 箭頭 124 擋板 126 入口岐管 130 CVD設備 131 細縫狀孔口 133 沉積處璞寞 134 側壁 135 載座 137 桿 141 基材處瓔麁 142 開口 150 排氣氣室 152 截斷閥 154 排氣出口 162 舉升銷孔 10 基材 24 加熱件 26 加熱件 28 熱電耦 200 安裝板 220 上表面 240 加熱件 —〆........·裳.........if 請先聞讀背面之涑意事項并廣寫本買) 。藤旅 特定的 發明詳細說明： 在說明本發明的技術及薄膜之前，應被瞭$ 本發明並不侷限於所述之特定的沉積方法或薄朦 明 本發 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 瞭解的是，使用於本文中的用詞只是為了要説明 實施例而已，其並非是要用來限制本發明’因”’ 的範圍是由申請專利範圍來加以限定的。 ，益圜 當一數值範圍被提供時，應被瞭解的是’ ^ > ^ β的範園$ 的上限與下限之間的每一插入值及在該載述的淨 任何其它載述的或插入值都到達該下限值的單位的十分 第11頁 本紙張尺度適用中國國Ϊ標準(CNS)A4規格(210><297公釐） '~*-- 1223837 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 發明説明（） 、 這&較小的範圍的上限及下限制亦可被獨立地包 括在該等Tfh μ、 #、屬於本發明内之較小範圍内。當該載述的範 圍包括上乃τ 下限值中的一或兩者時，排除該被包括在内 的極限值> y _ 範圍亦是屬於本發明之内。 除非被另外加以界定，否則本文中所用之技術性及 利》}生IX| 同具有熟悉此技藝者所瞭解的意涵。雖然任何 3C τ|τ 斤述之方法及物質相近或等效的方法及物質亦 孝用來實施本發明，但本文所述者為較佳的實施例。 本文中所提及之公開文獻皆藉由本文中之參照而被併於 本文中。 應被瞭解的是，在以下的說明書内容及申請專利範 圍中，單數用字，，一，，及，，該，，包括了複數的含意，除非内 容清楚地表示相反的含意。例如，，，一薄膜，，包括複數的 個此薄膜及”該加熱件”包括一或多個加熱件及熟悉此技 藝者所習知的等效物。 本文中所提及的公開文獻只是因為它們的公開是早 於本案的申請g。此外，本文中所提供的公開日期可能 與實際的公開日期不同，這些公開日期需要被獨立地確 認。 定義 ‘‘基材”一詞廣意地涵蓋在一處理室中被處理的任何 物件。”大基材’’一詞係指大於300mm的基材且包括平板 顯示器或玻璃板。 “薄膜均勻度”一詞係指該薄膜在厚度上之最大或最 第12頁 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) -訂· % 1223837 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 小的厚度與該薄膜之平均厚度之間的最大差值，以百分 ㈣表示。薄膜厚度通常是沿著基材的對角線（當該基材 是一平板顯示器時）的不同位w 暑 1 U权置所1侍的，但排除在周邊 一約10mm寬的區域。 以下的縮寫適用於本案之說明書中： CVD為化學氣相沉積。 PECVD為電漿加強的化學氣相沉積。 TEOS為四氧乙基碎。 本發明係關於在一薄漠沉積於一基材期間及之後的 :膜厚度均勻度的改良，在下文中所述的例子中，薄膜 是在CVD至中被沉積的，特別是使用TE〇s作為一先 驅物之有機矽薄膜的沉積。雖然本發明在用TE〇s進行 之有機矽薄膜的CVD沉積上是非常有利的，但應被瞭解 的疋，本發明並不侷限於此，且本發明可被應用其它的 薄膜上，如金屬薄膜，矽薄膜及其它有機矽薄膜，且亦 可在其它種類的處理室中實施，如實施快速熱處理或物 理氣相沉積的室。許多描述的細節係關於所述例子的細 節且可被熟悉此技藝者改變。 CVD包括一組此技藝中所已知且使用的處理，包括 沉積一薄膜層至一基材上在内。大體上，該基材是被支 撐在一真空處理室内，且基材被加熱至數百。c。沉積氣 體及/或液體被注入該室中，及一化學反應發生用以沉積 一薄膜層於該基材上。該薄膜層可以是一介電層（如氮化 碎’氧化矽，或有機氧化矽及類此者），一半導體層（如 第13頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇χ297公釐） 〆：-.·........MW........-訂.........線· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1223837 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 非晶矽）或一金屬層（如鎢）。沉積處理可以是電漿加強的 或熱加強的。 如第1圖示，一 CVD設備13〇包括一載座135具有 一基材安裝板20安裝在一桿137上。該載座丨35被放置 在一真空沉積處理室133内。該安裝板20的一上表面22 支撐著一基材，如一玻璃板（未示出），於一基材處理或 反應區141中。一舉升機構（未示出）被提供，用以將载 座135升尚及降低。舉升銷（未示出）可通過設在該安装 板20上的銷孔162以方便用一機械臂載盤（未示出）將基 材經由一設在該室133的側壁134上的開口 142送進/送 出該室。 沉積處理先驅物物質（氣體及/或液體，以箭頭1 23 來標示）經由入口岐管126進入到室133中。該先驅物物 質然後流經一有孔的擋板124及在一處理氣體散流面板 1 22上的孔1 2 1 (由第1中的基材處理區1 4 1内的小箭頭 所標示者）。安裝板20的上表面22與面板122平行且與 其靠得很近。一射頻（RF)電源供應器（未示出）可被用來供 應電能於該氣體散流面板1 22與該載座1 3 5之間用以將 該處理氣體/液體混合物激勵為一電漿。該電漿的構成物 起反應用以沉積一所想要的薄膜於位在該安裝板20上該 基材的表面上。 沉積處理氣體可經由一包圍該反應區1 4 1的細縫狀 的孔口 131從該室中排出至一排氣氣室150中。該氣體 流利用一真空截斷閥152流出並進入一 154其連接至一 第14頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) ........费.....::訂.........線_ (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁) 1223837

五、發明説明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 外部的真空幫浦（未示出）。 參照第2A圖，該載座137的基材安裝板2〇的上表 面2 2的一頂視圖被示出。如所示的，.安裝板2 〇的上表 面22被建構成可支撐一基材1〇(以虛線表示），該薄膜即 是被沉積於該基材上。該安裝板2〇對於平板顯示器的應 用而吕可以是一由高純度.1001級，陽極化，鑄造鋁所 製成之矩形本體。其它的形狀及大小可針對其它特定的 應用來加以建構。一外加熱件24及一内加熱件26(兩者 都是以虛線表示）被設置在該安裝2〇的表面22底下。為 了要易於暸解起見，加熱件被示於第2A圖中，即使它們 是位在上表面22底下且應該無法被看到。 加熱件24及26可提供雙平行迴圈。此雙迴圈圖案 供一徑向對稱的溫度分布跨越該安裝板2 〇 ,同時允許 會出現在舉升銷孔1 62的位置上的不規則（an〇malies)。加 熱件可被分開來控制且可藉由獨立的熱電搞28加以監 視，每一熱電耦28都是位在每一加熱件供應能量的代表 性區域的位置處。每一加熱件都被提供至少一熱電耦。 在第2B圖所示的例子中’兩個熱電耦28分別被提供在 加熱件24，26的附近。一熱電耦被用來提供回饋訊號用 以控制每一加熱件，及另一熱電耦為備份，如果第一個 熱電耦壞掉的話。此獨立的控制安排讓該載座的周邊區 域及基材的周邊區域可藉由外電路24的輸入而被獨立地 控制，及該基材的内部區域的溫度可藉由通過該内電路 26的輸入及相關聯的熱電耦的監视來加以控制及監視。 第15頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇χ 297公釐) λ ........-訂.........線· 6請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 1223837 A7 B7 五、發明説明（） 第3圖顯示一前技載座的例子的一頂视圖，其具有 一帶有一上表面220之安裝板200，該上表面是被設計 來支撐一基材，一薄膜將被沉積於該，基材上。一單一加 熱件240被設置在該安裝板2〇〇的上表面22〇底下用來 加熱上表面220及當基材被支撐於其上時加熱該基材。 為了易於瞭解起見，加熱件240被示出（以虛線顯示）， 即使其係位在上表面220的底下且應該是看不到的。因 為只由一加熱電路240被提供，所以不需要有表面22〇 的差異加熱控制。在一 CVD沉積處理期間，室壁134並 沒有被獨立地加熱或被直接地加熱。假設該室位在一室 溫下的室内的話，該室壁的溫度則將會比載座安裝板及 基材低很多。因此之故，在沉積處理期間，從基材的中 心在徑向朝外的方向上會存在一溫度梯度。 例如，參照第5圖，一室壁13 4的外表面在一氣體 沉積處理期間被測得的溫度約1 00°C，其中該加熱件240 則被控制在熱電耦的讀數約為400 °C。在此例子中，雖 然基材的中心在沉積期間雖然具有約3 5 0°C的溫度（實際 的基材溫度約比熱電耦的讀數低50°C )，該基材之較靠近 室壁134的周邊則將會有較大的熱損失，且在某些基材 的周邊處測得接近330°C的溫度是很常見的。如第5圖 所示的結構，基材周邊的溫度只有藉由提高通過該單一 加熱件的輸入來升高。然而，此動作將會提高該基材的 内部區域的溫度且溫度梯度的問題仍沒有獲得改善，因 為基材中央區將永遠比基材周邊區域熱。 第順 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塡寫本頁} 、一叮 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1223837 A7 B7 五、發明説明（） 比例下被重復，如在表1中所列。 _ 表 1 内溫度 外溫度 平均薄膜厚度 薄膜均勻度 390〇C 3 80〇C 921k 10.1% 390〇C 390〇C 895 A 8.6% 390〇C 400°C 900人 5.0% 390〇C 4 1 0 °C * 897 A 4.1% 沉積率約為1〇〇〇 A/分鐘。表1中所列的四個測試的 母一者之檢跨該薄腹的長度每分鐘測量厚度所得的结果 被圖形地顯示於第6圖中。 ........t: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在溫度與薄膜厚度均勻度之間的一清楚的關係被顯 示出來，其中較低的溫度是位在基材的周邊，較厚的薄 膜亦疋形成在該處。應被注意的是，藉由將基材周邊的 ‘度改k成等於基材内部的溫度，薄膜的均句度僅獲得 些微的改善（與周邊較冷的例子相比較）。藉由將周邊的 iia度升雨至400C且内邵溫度為390°C，:薇勝祕力洛ί* 即可獲得顯著的改善。藉由將外溫度進一步升高至4 j 〇 。(：而内溫度仍為3 90 °C，則在薄膜均勻度上即可獲得進 一步的改善。詳言之，藉由將外溫度升高至高於内溫度 所獲得之該層的周邊部分在厚度上會有顯著的降低。 使用TEOS之有機矽在真有73〇mm χ 92〇mm尺寸的 玻璃基材上的薄膜層沉積結果被示於底下的表2中。te〇S 液體被用作為一來源物質。如上所述的，熱電耦28被用 來提供用於加熱件24及26的獨立溫度控制的回饋。在 第21頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公爱) 可 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1223837 A7 ___ B7 五、發明説明（） ........f : (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 將基材放置在該室内的載座上及密封該室之後，TE0S以 700sccm的流率被流入該室，氦以240sccm的流率被輸 入及氧以6480sccm的流率被輸入。13.56MHz的RF能量 以約1900W的功率被輸入且> 470米爾（mil)的間距被用 來產生一電漿以實施該沉積。表2中的前兩項沉積試驗 被實施約6 0 0秒鐘而第三項試驗則被實施約7 0 0秒鐘。 表2 内溫度 外溫度 平均薄膜厚度 薄膜均勻度 400°C 420〇C 8494A 6.4% 430〇C 450〇C 673 1 A 6.7% 450〇C 460〇C 8292A 6.0% 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖然本發明已參照特定的實施例加以說明，但熟悉 此技藝者應可瞭解的是在不偏離本發明的精神及範圍之 下可作成不同的改變且可用等效物來取代。例如，雖然 在某些特定的例子中，用來產生電漿的RF能量的功率密 度約為0.45W/cm2，但應被瞭解的是約〇·3至約〇 7w/cm2 的功率密度亦可被使用，更加地約0.4至約〇 5w/cm2。 此外，亦可針對特定的狀況，材質，物之組成，處理， 處理步驟採用不同的變化來達成本發明的目標，精神及 fe圍。所有這些變化都包括在隨附之申請專利範圍所界 地的範圍内。 第22頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X.297公釐)

Claims (1)

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六、申請專利範圍 ----r--------裝·ί— <請先·Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 1· 一種控制沉積在一處理室内一基材上之薄膜厚度均勻 度的方法，該方法至少包括以下的步驟： 控制該基材上至少兩處不同位置的溫度，包括（i) 該基材之一表面之一周邊區域，及（ii)該基材之該表面 之一内圍區域，亦即該表面之該周邊區域之内側處； 將該基材之該表面之該周邊區域之該溫度保持在 一範圍内’該溫度範圍介於比該内圍區域之溫度低約 10 C以及比該内圍區域之溫度高約2 〇 〇c之間；以及 沉積該薄膜’其中該薄膜具有一小於或等於約i0〇/〇 的薄膜厚度均勻度。 •線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基材之該表 面的該周邊區域之該溫度係藉由在一部分載座内及在 該基材的該周邊區域底下之一第一加熱件來加以控 制，且該基材之該表面之該内圍區域的該溫度係藉由 在一部份載座内及在該基材的該内圍區域底下之一第 二加熱件來加以控制，該控制包含將該基材之該表面 之周邊區域的該溫度保持在約380°C至約410°C之間的 範圍内，同時將該基材之該表面之該内圍區域的該溫 度保持在約39(TC。 3·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該薄膜是使用 包含TEOS作為一先驅物來形成的，且該控制包括將該 周邊區域的該溫度保持在約390°C而同時將該内‘圍區 第23頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公爱） 1223837 Α8 Β8 C3 D8 六、申請專利範圍 域之该溫度保持在約3 9 〇 。 4.如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該薄膜是使用 包含TEOS作為一先驅物來形成的，且該控制包括將該 周邊區域之該溫度保持在介約39〇〇c至约4〇〇°c之間， 同時該内圍區域之該溫度則保持約在390°c。 5 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該薄膜是使用 包含TEOS作為一先驅物來形成的，且該控制包括將該 周邊區域之該溫度保持在介約4〇〇。〇至約41〇。(：之間， 同時該内圍區域之該溫度則保持在約390°C。 6 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該薄膜是使用 包含TEOS作為一先驅物來形成的，且該控制包括將該 周邊區域之該溫度保持在約41 0°C，同時該周邊内圍區 域之該溫度則保持約在390°C。 閱 面 之 注 項 t ! 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基材之該表 面的該周邊區域之該溫度係藉由在一部份載座内及在 該基材的周邊區域底下的一第^一加熱件來加以控制， 且該基材之該表面之内圍區域之該溫度係藉由在一部 份載座内及在該内圍區域底下的一第二加熱件來加以 控制，該控制包含將該基材之該表面之該周邊區域的 該溫度保持在約350。(：至約460°C之間的範圍内，同時 第24頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1223837 tl C3 D8 六、申請專利範圍 將該基材之該表面之該内圍區域的溫度保持在約34〇 。(：至約450°C之間的範圍内。 8.如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該沉積包含從 一包括TEOS之先驅物沉積一有機矽薄膜於該基材上。 9 ·如申请專利範圍第1項所述之方法，其中該沉積包含從 一包括TEOS之先驅物沉積一有機矽薄膜於該基材上。 藉 10·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該沉積係 化學氣相沉積、物理氣相沉積、電漿增強化學氣相 積或快速的熱處理來進行。 1 1.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該沉積更包 含輸入TEOS、氦以及氧至一 PECVD室中；及施加RF 能量用以產生一電漿。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印5农 12·如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該TEOS是 以約30〇Sccm的流率流入該處理室，氦是以約1〇〇sccm 的流率輸入’氧是以約5000sccm的流率輸入，且該 RF能量是以約0.3 W/cm2至約〇.7W/cm2的功率密度輸 入° 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項所述之方法，其中該沉積被實 第25頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210^ 297公€------ 1223837 Α8 Β8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 施約1分鐘。 14. 一種厚度均勻之有機矽薄膜，其被沉積於一基材上且 該基材的一表面的周邊區域·的溫度保持在一範圍内， 該溫度範圍介於比該周邊區域内圍的表面區域的該溫 度低約10C及比該周邊區域内圍的表面區域的該溫度 高約20°c之間。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項所述之厚度均勻的有機石夕薄 膜，其中該基材之該表面的周邊區域的該溫度被保持 在介於約3 9 0 °C至約4 1 〇 °C之間，同時該周邊區域内圍 的區域的該溫度則保持在約390°C。 1 6.如申請專利範圍第14項所述之厚度均勻的有機矽薄 膜’其中該有機石夕薄膜是由一包含TEOS的先驅物所形 成。 17. 如申請專利範圍第16項所述之厚度均勻的有機石夕薄 膜，其中該有機矽薄膜是用化學氣相沉積來加以沉積。 18. 如申請專利範圍第16項所述之厚度均勻的有機石夕薄 膜’其中該有機矽薄膜是用電漿增強的化學氣相沉積 來加以沉積。 第26頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----·---------^^^1 (請先·«讀背面之注意事項再填窝本頁} ------訂i i n i I I ί I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1223837 A8 B8 C3 D8 六、申請專利範圍 1 9 ·如申請專利範圍第1 4項所述之厚度均勻的有機矽薄 膜，其中該薄膜具有約1000A的均勻厚度。 20. —種由包含TEOS的先驅物所形成之厚度均勻的有機 矽薄膜，其被沉積於一基材上且該基材的一表面的周 邊區域的該溫度被保持在一範圍内，該溫度範圍介於 比該周邊區域内圍的表面區域的該溫度低約1 0°C及比 該周邊區域内圍的表面區域的該溫度高約.2 0 °C之間， 該厚度均勻的有機矽薄膜具有小於或等於10%的薄膜 均勻度。 21. —種平板堆疊，其至少包含： 一基材；及 一有機矽薄膜，其藉由電漿增強的化學氣相沉積 而被沉積於該基材上且具有小於或等於約1 〇%的薄膜 均勻度。 22. 如申請專利範圍第21項所述之平板堆疊，其中該有機 矽薄膜係使用包含TEOS的先驅物來形成。 23. 如申請專利範圍第21項所述之平板堆疊，其中該有機 矽薄膜具有至少約1000A之均勻厚度。 24. 如申請專利範圍第21項所述之平板堆疊，其中該有機 第27頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公爱~) (請先«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 1223837 C8 D8 、申請專利範圍 4 (請先·«讀背面之注意事項再填寫本頁) 矽薄膜係被沉積，同時該基材的一表面的周邊區域的 該溫度被保持在一範圍内，該溫度範圍介於比該周邊 區域内圍的表面區域之該溫度低約10 °c及比該周邊區 域内圍的表面區域之該溫度高約20°c之間。 25·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該薄膜係為 一有機矽薄膜。 26.如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該TEOS係 以約700seem的流率引入該處理室中。 27·如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該氦氣係以 約240seem的流率引入該處理室中。 28.如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該RF能量 於該沉積期間係提供約0.3至約0.7W/cm2的功率密度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 29·如申請專利範圍第1 1項所述之方法，其中該沉積係實 施約600秒至約700秒。 30.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該處理室係 一快速熱處理室、一物理氣相.沉積室、一電漿增強化 學氣相沉積室或化學氣相沉積室。 第2煩 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1223837 A8 BB C8 D8 六、申請專利範圍 3 1 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該基材係一 玻璃基材或梦基材。 32·如申請專利範圍第1項所述..之方法，其中該基材具有 一大於300亳米之長度以及一大於300亳米之寬度。 33·如申凊專利範圍第1項所述之方法，其中該基材具有 一介於550亳米及ι·〇米之間的長度以及一介於65〇 毫米及1 _ 2米之間的寬度。 34. 如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中該薄膜係以 約850人/分至約1〇5〇人/分之沉積速率被沉積。 35. 如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中該處理室於 沉積步驟期間具有一介約0.3 W/Cm2及約〇 7w/cm2的 功率密度。 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 36. 如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中該薄膜係使 用數種氣體物質進行沉積，而該等氣體係由SiH4、H2、 N2、NH1 2、PH1、CEU、SuH6、及〇2所組成之群組中選 出。 第29頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） 1 7 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該薄膜為一 2 金屬薄膜或矽薄膜。 1223837 Α8 Β8 C8 D8

申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 38. 如申請專利範圍第i項所述之方法，丨中該薄膜係形 成一部分之介電層、一部份之半導體層或一部份之金屬層。 39. —種控制沉積在一處理室内一基材上之薄膜厚度均勻 度的方法’其至少包括以下的步驟： 控制該基材上至少兩處不同位置的溫度，包括（i) 該基材之一表面之一周邊區域，及（ii)該基材之該表面 之一内侧區域，其中該内側區域係位於該基材之該表 面之該周邊區域内之該内侧處； 將該基材之該表面的該周邊區域之該溫度保持在 一高於該基材之該表面之該内側區域之該溫度，以使 一温差係維持在該周邊區域之該溫度及該内侧區域之 該溫度間；以及 沉積一薄膜於該基材之該表面； 其中該溫差係使該薄膜具有一小於或等於約1 0% 的薄膜均勻度。 4 0 ·如申請專利範圍第3 9項所述之方法，其中該外圍區域 之該溫度係維持在一預定之溫差内，且該預定之溫差 係高於該内側區域之該溫度。. 41 ·如申請專利範圍第40項所述之方法，其中該預定·之溫 第30頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁)

------訂·--------線 « 1223837 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 差係介約0°C至約20°C之間。 42·如申請專利範圍第39項所述之方法，其中該薄膜係一 有機石夕薄膜。 43.如申請專利範圍第42項所述之方法，其中該基材之該 表面之該外圍區域之該溫度係藉由在一部分載座内以 及該基材的周邊區域底下之一第一加熱.件來加以控 制，且該基材之該表面之内側區域之該溫度係藉由在 一部份載座内以及該内側區域底下之一第二加熱件來 加以控制，該控制包含將該基材表面之周邊區域之該 溫度保持在約380。(：至約410°C之間的範圍内，同時將 該基材之一表面之該内側區域的該溫度保持在約3 9 0 〇C。 4 4 ·如申請專利範圍第4 3項所述之方法，其中該有機石夕薄 膜是使用包含TEOS作為一先驅物來形成的，且該控制 包括將該周邊區域的該溫度保持在約390°C，同時將該 . 内側區域的該溫度保持在約390°C。 45·如申請專利範圍第43項所述之方法，其中該有機矽薄 膜是使用包含TEOS作為一先驅物來形成的，且該控制 包括將該周邊區域之該溫度保持在介約390 °C至約4〇〇 °C之間，同時該内侧區域的該溫度則保持在約3 9 0 。 第31頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ί •ΙΊΙΙΊΙ — — —— — —— I I I I I I ^ ·Ι!ΙΙΙΙΙ — _ (請先«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 1223837 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46.如申請專利範圍第43項所述之方法，其中該有機矽薄 膜是使用包含TEOS作為一先驅物來形成的，且該控制 包括將該周邊區域之該溫度保持在介約400°c至約41〇 °C之間，同時該内側區域的該溫度則保持在約3 9(rc。 47·如申請專利範圍第43項所述之方法，其中該有機矽薄 膜是使用包含TEOS作為一先驅物來形成.的，且該控制 包括將該周邊區域之該溫度保持在約4丨〇°C，同時該内 圍區域之該溫度則保持在約390°C。 48·如申請專利範圍第42項所述之方法，其中該基材之該 表面之該周邊區域之該溫度係藉由在一部份載座内以 及該基材的周邊區域底下之一第一加熱件來加以控 制，且該基材之該内側表面之該内側區域之該溫度係 藉由在一部份載座内以及該内侧區域底下之一第二加 熱件來加以控制，該控制包含將該基材表面之周邊區 域之該溫度保持在約350°C至約460°C之間的範圍内， 同時將該基材之該表面之該内側區域之該溫度保持約 在約340°C至約450°C之間的範圍内。 49.如申請專利範圍第42項所述炙方法，其中該薄膜係以 約850人/分至約1050人/分之沉積速率被沉積。 第32頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先·Μ讀背面之注意事項再填寫本頁} ^-------訂------- 1223837 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5〇·如申請專利範圍第39項所述之方法，其中該沉積包含 從一包含teos之先驅物沉積一有機矽薄膜於該基材 上。 5 1.如申請專利範圍第3 9項所述之方法，其中該沉積係藉 化學氣相沉積、電漿增強化學氣相沉積、物理氣相沉 積或快速的熱處理來進行。 5 2 ·如申請專利範圍第3 9頊所述之方法，其中該沉積更包 含輸入TEOS、氦以及氧至一 PECVD室中；及施加RF 能量用以產生一電漿。 53如申請專利範圍第52頊所述之方法，其中該RF能量 係以約0.3 W/cm2至約〇.7W/cm2的功率密度輸入。 5 4.如申請專利範圍第3 9項所述之方法’其中該處理室係 一快速熱處理室、一物理氣相沉積室、一電漿增強化 學氣相沉積室或化學氣相沉積室。 5 5 ·如申請專利範圍第3 9頊所述之方法，其中該基材係一 玻璃基材或梦基材。 56.如申請專利範圍第39頊所述之方法，其中該基材具有 一大於300毫米之長度以及一大於300毫米之寬度。 第33頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) <請先M讀背面之注意事項再填窝本頁)

1223837 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 57·如申請專利範圍第39項所述之方法，其中該基材具有 ”於550亳米及1()米之間的長度以及一介於65〇 毫米及1.2米之間的寬度。 58.如申請專利範圍第39項所述之方法，其中該處理室於 沉積步驟期間具有一介約0.3 W/Cm2及約〇 7w/cm2的 功率密度。 59·如申請專利範圍第39項所述之方法，其中該薄膜係使 用數種氣體物質進行沉積，而該等氣體係由SiH4、H2、 N2 NH3、PH3、CH4、S12H6、及〇2所組成之群組中選 出。 60·如申請專利範圍第39項所述之方法，其中該薄膜為一 金屬薄臈或石夕薄膜。 61.如申請專利範圍第39項所述之方法，其+該薄膜係形 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 成一部份之介電層、一部份之半導體層或一部份之金 屬層。 第34頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）