TWI732781B - 真空處理設備以及用於真空處理基板的方法 - Google Patents

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Abstract

一種真空處理設備，包括：一真空處理容器(12)，具有至少一圓形的開孔(13)，其介於該容器(12)之內部(i)及外部(e)之間。該容器(12)包圍一轉盤(1)，該轉盤(1)沿著其表面定義一平面(P)；係驅動地可繞著垂直平面(P)之一中心軸(B)旋轉；以及具有複數個圓形的基板支撐件(2-9)；其中該至少一開孔(13)係被配置，使得在轉盤(1)旋轉期間，基板支撐件(2-9)之每一者的區域以及開孔(13)，係彼此完全對齊而且完全相對；真空處理設備更包括：一PVD沉積源(14)，附接於至少一開孔(13)，藉此該PVD源具有至少一圓形的靶材(15)以及一靜態磁鐵裝置(11)，以及該磁鐵裝置(11)被配置於平行於平面(P)之平面(M)且並未繞著一中心軸(C)呈旋轉對稱，該中心軸(C)延伸穿過該磁鐵裝置之中心，並且垂直於該平面(M)。

Description

真空處理設備以及用於真空處理基板的方法
本發明係有關於一種在低於大氣壓的條件下用於處理基板之系統或設備，特別是半導體晶圓或主要包括玻璃或塑膠之基板。此外，本發明係亦有關於一種製造此基板之方法。
[定義]
就本發明而言，「製程」意即用於基板之一處理步驟或一系列處理步驟。真空處理意即一真空製程，其中，工件係分別於低於大氣壓的壓力下或在真空條件下進行表面處理。該處理包括在表面上之任何化學、物理效應，諸如PVD、CVD塗層、蝕刻、熱退火、或類似者。
就本發明而言，基板或工件係為在製程設備內進行處理之組成或零件。基板包括，但不受限於，具有矩形、方形或圓形形狀的平坦、碟狀之零件。在一較佳實施例中，本發明係指實質上平面的、圓形的基板，例如，主要包括矽(晶圓)、玻璃或塑膠。
真空製程或真空處理系統或設備包括至少一包圍基板之裝置，在壓力低於大氣壓下進行處理。
製程機台意即用於進行處理步驟(相對於真空下裝載/卸載操作或輸送)之真空處理系統之區域。
化學氣相沉積(CVD)係為一種化學製程，以在加熱基板上進行薄膜沉積。一或多揮發性前驅物材料被餵入製程系統，在其中該發性前驅物材料在基板表面上反應及/或分解，以產生所要之沉積物。
物理氣相沉積(PVD)係為一種用來說明任何藉由基板表面上之氣相形式材料以沉積薄膜之方法的一般用語。相對於CVD，塗層方法涉及單純的物理製程，諸如，高溫真空蒸鍍或電漿濺鍍轟擊。各種PVD包括陰極電弧沉積、電子束物理氣相沉積、蒸鍍式沉積、濺鍍沉積(意即，輝光電漿放電，通常侷限於位於靶材表面上之磁鐵性通道)。
濺鍍之PVD製程，亦稱作陰極濺鍍，意即原子從靶材表面藉由高能離子之轟擊而剝離，進入氣相並且最終沉積於基板表面。
靶材以及相對電極之間的電場維持本區域內之供應之工作氣體的離子化製程。氣體離子朝向靶材加速，而且造成本體表面之霧化。此濺鍍製程的特性可被設置於靶材後面(遠離基板)的磁鐵性裝置所影響且放大。此磁鐵系統在本技術領域係為習知，其被配置以產生橫越靶材表面之封閉的磁鐵性通道迴路。此通道主要侷限以工作氣體強化碰撞離子化製程之電子。此設備係為習知的磁控濺鍍裝置或磁控管。為了改善靶材隨時間而劣化以及沉積之均勻性，磁鐵系統通常繞著垂直於靶材表面之軸而旋轉。
使用於濺鍍設備之工作氣體係為鈍氣，諸如，氬，其可由類似之氫、氮、氧等或其混合物反應氣體補充。從靶材濺鍍之粒子可接著與該等氣體反應，而且所沉積之薄膜包括靶材之氧化物、氮化物、氧氮化物。
層、塗層、沉積及薄膜等術語係交替使用於在本揭露書中，以在真空製程設備中進行薄膜沉積，不論是CVD、LPCVD、電漿輔助CVD(PECVD)或PVD(物理氣相沉積)。
真空濺鍍設備在本技術領域中係為習知，並且包括諸如批次類型製程系統或單一基板處理系統等變化。具有許多不同製程機台的真空製程系統允許在製程步驟之間不破真空而處理基板。載入或移除基板進入或離開此種受制之真空環境通常使用一種裝載/卸載閘，其在本技術領域中亦為習知。
本發明有關於真空製程系統之一類型，其包括真空環境中的可旋轉之轉盤。此轉盤具有數個配置基板之位置。可能之基板數目係由轉盤尺寸與半徑之比例以及基板形狀所決定。製程機台係共接於真空且可密封之開孔於一外殼中，在其中進行基板所需之處理。在製程進行時，轉盤可以連續或不連續之程序旋轉。兩種操作程序都有其規格。在不連續程序中，基板被移到製程機台前面，並且在轉盤靜止時被處理。處理源在基板被正確放置時，即被活化。同質性處理結果的達成在此被簡化。然而，開關處理源以及在處理程序之間移動基板 是不具生產力的時段。在連續程序中，在基板經過製程機台時以在進行處理。此方式從所謂在線塗層系統(in-line coating system)中已為習知，其已廣泛熟知於本技術領域中，例如，用於塗佈結構玻璃。例如，濺鍍源之製程機台在基板經過時仍然繼續操作。
[先前技術的缺點]
儘管很明顯的可以結合旋轉之基板轉盤(精簡)與在線系統之經過方式(易於操作)的優勢，仍然有不可避免之系統性問題。圖1顯示，一外殼35中之圓形轉盤31上之上視圖。僅顯示3個基板位置32、33、34。在操作時，轉盤旋轉而且因此基板藉由，例如，區域36所示之塗層源而被處理。吾人將輕易地了解，基板之每個區域將不會均勻地被塗佈，而取決於其相對於旋轉軸的位置以及其在基板上的位置。基板源36係顯示為圓形的，但其下方之效果亦將適用於具有更加延伸形式之源，意即，徑向延伸之線源。
EP 0 443 442顯示一種設備以及應用，其處理a.m.問題。不僅藉由旋轉轉盤，亦旋轉基板，隨著時間而獲得沉積均勻性。然而，轉盤必須裝配允許個別基板旋轉之裝置。其可使用機械(例如，藉由齒輪)或使用電氣驅動而獲得解決，然而，其需要一條連接到轉盤之電力線。旋轉基板產生其自身的問題，因為夾持基板以及冷卻需要更多結構以及維護成本。
因此，本發明之目的在於提供一種真空處理設備以及用於真空處理基板之方法，其避免基板旋轉之 必要性，並且不需要旋轉磁控管內之磁鐵系統，而是使用靜態磁鐵系統。
根據本發明之真空處理設備係顯示於圖3中，並且包括一真空處理容器12，具有至少一可密封的圓形開孔13，其介於容器12之內部(i)以及外部(e)之間，容器12包圍一轉盤1，轉盤1沿著其表面定義一平面P，驅動地可繞著垂直平面P之一中心軸B旋轉，並且具有複數個圓形的基板支撐件2-9。開孔13係被配置，使得該等基板支撐件2-9之每一者的區域以及該開孔13在該轉盤1旋轉一周的期間，係彼此完全對齊而且完全相對。PVD沉積源14附接於該至少一開孔13，其中PVD源具有至少一圓形的靶材15以及一靜態磁鐵裝置11，該磁鐵裝置11被配置於一平行於平面P之平面M，以及並未繞著一中心軸C呈旋轉對稱，該中心軸C延伸穿過該磁鐵裝置之中心，並且垂直於該平面M。在一較佳實施例中，磁鐵裝置11係繞著平面M上之一對稱軸A呈現對稱。
在又一較佳實施例中，磁鐵裝置11係繞著平面M上之任意對稱軸A呈現不對稱。
在又一較佳實施例中，磁鐵裝置11包括兩個磁鐵之閉迴路，該磁鐵具有每迴路相同之極性以及該兩迴路相反之極性，一迴路環繞環繞另一迴路，形成一外迴路以及一內迴路，其中該外迴路係環繞中心軸C以及兩個磁鐵之迴路係繞著該平面M上之任意對稱軸A而呈現不對稱。
在又一較佳實施例中，磁鐵裝置11之每迴路包括至少四個區段，其中兩區段形成一圓弧線，其繞著該磁鐵裝置之中心軸C，而且圓弧形區段之第一對相對端之間之一區段包括或形成一直線，以及該圓弧形區段之第二對相對端之間之一區段包括或形成向內朝著該磁鐵裝置之該中心軸C延伸或繞著該磁鐵裝置之該中心軸C之一線。藉此，直線以及周圍線並未彼此交叉。圓弧形區段亦可向內朝著圓形中心軸C。
在又一較佳實施例中，一圓弧形區段相對於該轉盤之中心軸B形成該磁鐵系統之一最內區段，而且一圓弧形區段相對於該轉盤之中心軸B形成該磁鐵系統之一最外區段。
至少一圓弧形區段係相對於一與該轉盤之中心軸B交叉之對稱軸A呈現對稱。
本發明亦涉及一種用於在真空處理設備中處理基板的方法，該方法包括裝載至少一基板進入該真空處理設備於該等基板支撐件2-9之至少一者上，以及至少在從該PVD沉積源14濺鍍沉積材料於該至少一基板上時，以連續而不中斷之運動使該轉盤繞著其中心軸B旋轉。
本發明之進一步目的、優點以及可能應用可從以下本發明示例性具體實施例配合圖式之說明而獲得。
1、31:轉盤
2-9:支撐件
10、16、17:區域
11:磁鐵裝置
12:容器
13、23:開孔
14:PVD沉積源
15:靶材
32、33、34:位置
35:外殼
36:基板源
A、B、C:軸
K:線
M、P:平面
i:內部
e:外部
I-IV:區段
本發明之進一步目的、優點以及可能應用可從以下本發明示例性具體實施例配合圖式之說明而獲得，其中：圖1顯示「轉盤」真空處理系統之系統性問題；圖2顯示使用於本發明之磁鐵系統的基本設計；圖3顯示具有轉盤之真空塗層系統的上視圖以及截面圖；以及圖4顯示使用於本發明之磁鐵系統之細節。
真空製程系統將參考圖3而加以說明。圖3顯示透過本發明之系統之簡化圖式的上視圖以及截面圖。外殼或真空處理容器12具有至少一個，較佳為複數個可密封的開孔13、23。其被提供以接受製程機台，諸如，PVD沉積源14、裝載閘、加熱機台、或除氣器，視其處理程序所需而定。在容器12裡，具有實質上圓形的轉盤1，具有用於基板或基板支撐件2-9之位置。轉盤之一般表面亦定義一平面P。基板支撐件2-9可為與所欲處裡之基板外部形狀匹配之凹座；框邊、接腳、卡盤、保持器、夾器或安裝架。如果基板由載體所保持，安裝架可為用於此載體之支撐件。
支撐件2-9係被顯示為具有圓形的形狀，然而其非基板形狀之限制因素。
轉盤具有旋轉軸B。可以旋轉轉盤之驅動器在圖3被省略。熟悉本技術之人士可以選擇適當的解決之道。
基板支撐件之數量與形狀將由幾何限制以及真空處理系統之規格所定義。
示範性地，PVD沉積源14係顯示被配置於開孔13上。PVD源14實質上包括圓形的靶材15以及靜態磁鐵裝置11。磁鐵裝置定義一平面M，其平行於平面P並且因而垂直於軸B。軸C係為通過圓形靶材之中心軸，並且垂直於平面M，且因而平行於軸B。軸C亦分別標示開孔13、23之中心。軸B以及C之間的徑向距離之選擇係相同於軸B以及每一基板支撐件2-9之中心之徑向距離。換言之，在轉盤每旋轉一周的期間，當條件滿足時，基板支撐件之每一區域以及開孔13、23係完全對齊，而且完全彼此相對。開孔之數量可與基板位置之數量匹配，但並非強制的。
PVD源具有一靜態磁鐵裝置11，其被設計以補償下方通過之基板旋轉運動所造成之沉積不均勻性。其亦被設計而不需要掩蔽物、塑形器或遮蔽物。此元件通常被用來阻擋靶材以及基板之間路徑之特定部分。因此，將在此所述之PVD源設計成，沒有阻礙性實體元件是基於靶材的材料在撞擊基板之前接受靶材的材料的目的，而被引進靶材與基板之間的空間裡。此空間將由互相對齊時之靶材框邊以及基板框邊之間的連接線所定義以及限制。換言之，在靶材上任何點以及基板上任何點之間，存在著未被阻擋之視線(在互相對齊時)。由於沒有塑形器或遮蔽物，消除了剝落的主要來源；此外，靶材之使用獲得改善。
在一較佳實施例中，可以達成此目的之磁鐵系統具有如圖2所示之基本形式，其係為上視圖。實質上，其包括兩圈磁鐵，一個環繞另一個，並且具有相對之極性。其以虛線顯示於圖2，而且在操作時，電漿通道本質上被困在這兩圈磁鐵所產生之磁拱之間。令人驚訝地，發明人發現，在一較佳實施例中，兩磁鐵迴路基本上具有梯形之形狀。在簡化形式中，其可包括至少四個區段，其中兩區段形成直線而且兩區段形成圓弧線。羅馬數字I-IV顯示圖2之這些區段。下標o代表磁鐵外(outer)圈，其中的點狀分離線係為有效的。內圈具有其自身的區段角分布，不過沿用上述之基本方式。兩區段之間的過度區可具有彎曲的區段，以平滑該電漿迴路在操作時之彎折。在一變換例中，此磁鐵系統之布局係繞著平面M上之軸A呈現對稱。在此變換例之一較佳實施例中，軸A與軸B交叉，並且分別徑向地從真空系統或轉盤之中心軸B延伸。
圖4說明進一步之發明特徵，其顯示圖3之部分。相同圖式代表相同技術成分。上視圖之磁鐵裝置11係顯示具有對稱軸A以及線K。線K與軸C交叉，並且躺在平面M上，其基本上將區域10分成兩半。因此，磁鐵裝置11所包圍之區域亦被分離成區域17徑向地較區域16來得靠近軸B，區域16延伸遠離中心(如軸A之箭頭所示)。根據本發明，區域16必須大於區域17，以允許基板之均勻塗佈以及補償基板通過塗層源14下方之彎曲弧形路徑時所產生之系統性不均勻性。為本發明 之目的，區域16、17之邊緣可以由外或內磁鐵迴路所定義之線來選擇。
本說明書已顯示，使用上述包括靜態磁鐵系統之處理系統，基板係靜止於連續旋轉之轉盤上，可以在SiO2靶材之6”晶圓之等效基板區域上獲得小於1%之塗層均勻性。在等效之條件下，對於Nb2O5可獲得1.3%之均勻性，而且對於SiN可獲得2.3%之均勻性。
當基板與基板旋轉機構一起旋轉時，可以獲得甚至較好的性能。對於大於6”的晶圓，可以獲得低於1%之均勻性。
1‧‧‧轉盤
2-9‧‧‧支撐件
10‧‧‧區域
11‧‧‧磁鐵裝置
12‧‧‧容器
13、23‧‧‧開孔
14‧‧‧PVD沉積源
15‧‧‧靶材
A、B、C‧‧‧軸
M、P‧‧‧平面
i‧‧‧內部
e‧‧‧外部

Claims (9)

  1. 一種真空處理設備，包括：一真空處理容器(12)，具有至少一可密封的圓形開孔(13)，其介於該容器(12)之內部(i)與外部(e)之間，該容器(12)包圍一轉盤(1)，該轉盤(1)沿著其表面定義一平面(P)；可繞著垂直該平面(P)之一中心軸(B)驅動地旋轉；以及具有複數個圓形基板支撐件(2-9)；該至少一開孔(13)係被配置成使得在該轉盤(1)旋轉期間，該等基板支撐件(2-9)之每一者的區域與該開孔(13)係彼此完全對齊而且完全面對；一PVD沉積源(14)，附接於該至少一開孔(13)；該PVD沉積源具有至少一圓形的靶材(15)以及一靜態磁鐵裝置(11)，該磁鐵裝置(11)被配置於一平行於該平面(P)之平面(M)；以及並未繞著一中心軸(C)呈旋轉對稱，該中心軸(C)延伸穿過該磁鐵裝置之中心，並且垂直於該平面(M)；其中該磁鐵裝置(11)係繞著該平面(M)上之任意對稱軸(A)呈現不對稱，且該磁鐵裝置(11)包括兩個磁鐵之閉迴路，每個迴路具有相同之極性以及在兩個迴路之間具有相反之極性，一個迴路環繞另一個迴路，形成一外迴路以及一內迴路，其 中該外迴路係環繞中心軸(C)以及兩個磁鐵之迴路係繞著該平面(M)上之任意對稱軸(A)而呈現不對稱。
  2. 如請求項1之真空處理設備，其中磁鐵裝置(11)所包圍的區域可沿著與軸(C)垂直地交叉之平面(M)上的一線(K)，被分離成遠離該轉盤之中心之一區域(16)與朝向該轉盤之中心之一區域(17)，其中該區域(16)係大於該區域(17)。
  3. 如請求項1或2之真空處理設備，其中不需要掩蔽物、塑形器或遮蔽物來改善該PVD沉積源(14)之沉積均勻性。
  4. 如請求項1或2之真空處理設備，其中該磁鐵裝置(11)之每個迴路包括至少四個區段，其中兩區段形成一直線而且兩區段形成一圓弧。
  5. 如請求項1或2之真空處理設備，其中該磁鐵裝置(11)包括兩個磁鐵之閉迴路，每個迴路具有相同之極性以及在兩個迴路之間具有相反之極性，一迴路環繞另一迴路並且兩者均環繞中心軸(C)。
  6. 如請求項1或2之真空處理設備，其中該磁鐵裝置(11)之每個迴路包括至少四個區段，其中兩個區段形成一圓弧，其繞著該磁鐵裝置之中心軸(C)，且在圓弧區段之第一對相對端之間之一個區段包括或形成一直線，以及在該圓弧區段之第二對相對端之間之一個區段包括或形成朝向該磁鐵裝置之該中心軸(C)或繞著該磁鐵裝置之該中心軸(C)之向內界定的一線。
  7. 如請求項6之真空處理設備，其中一個圓弧區段相對於該轉盤之中心軸(B)形成該磁鐵裝置之一最內區段，而且一個圓弧區段相對於該轉盤之中心軸(B)形成該磁鐵裝置之一最外區段。
  8. 如請求項7之真空處理設備，其中至少一圓弧區段係相對於與該轉盤之中心軸(B)交叉之對稱軸(A)呈現對稱。
  9. 一種用於在如請求項1至8中任一項之真空處理設備中處理基板的方法，該方法包括裝載至少一基板進入該真空處理設備於該等基板支撐件(2-9)之至少一者上，以及至少在從該PVD沉積源(14)濺鍍沉積材料於該至少一基板上時，以連續而不中斷之運動使該轉盤繞著其中心軸(B)旋轉。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111828641A (zh) * 2019-04-15 2020-10-27 王嬿蕾 一种基于防雷灭弧的强气流卡接密封装置
US10998209B2 (en) 2019-05-31 2021-05-04 Applied Materials, Inc. Substrate processing platforms including multiple processing chambers
CN114762080A (zh) * 2019-12-13 2022-07-15 瑞士艾发科技 溅射涂覆基板或制造溅射涂覆基板的方法和设备
US12080571B2 (en) 2020-07-08 2024-09-03 Applied Materials, Inc. Substrate processing module and method of moving a workpiece
US11749542B2 (en) 2020-07-27 2023-09-05 Applied Materials, Inc. Apparatus, system, and method for non-contact temperature monitoring of substrate supports
US11817331B2 (en) 2020-07-27 2023-11-14 Applied Materials, Inc. Substrate holder replacement with protective disk during pasting process
US11600507B2 (en) 2020-09-09 2023-03-07 Applied Materials, Inc. Pedestal assembly for a substrate processing chamber
US11610799B2 (en) 2020-09-18 2023-03-21 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having a heating and chucking capabilities
US11674227B2 (en) 2021-02-03 2023-06-13 Applied Materials, Inc. Symmetric pump down mini-volume with laminar flow cavity gas injection for high and low pressure
US12002668B2 (en) 2021-06-25 2024-06-04 Applied Materials, Inc. Thermal management hardware for uniform temperature control for enhanced bake-out for cluster tool
WO2024056313A1 (en) 2022-09-16 2024-03-21 Evatec Ag Process to deposit quantized nano layers by magnetron sputtering
CN117778979B (zh) * 2024-02-26 2024-04-30 芜湖新航薄膜科技有限公司 半导体离子薄膜材料的制备装置、方法及薄膜材料

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2707144A1 (de) * 1976-02-19 1977-08-25 Sloan Technology Corp Kathodenzerstaeubungsvorrichtung
US5182003A (en) * 1990-12-07 1993-01-26 Leybold Aktiengesellschaft Stationary magnetron sputtering cathode for a vacuum coating apparatus
TW486718B (en) * 1999-08-12 2002-05-11 Applied Materials Inc High-density plasma source for ionized metal deposition
TW201142062A (en) * 2010-02-10 2011-12-01 Oc Oerlikon Balzers Ag Magnetron source and method of manufacturing

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3619194A1 (de) * 1986-06-06 1987-12-10 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Magnetron-zerstaeubungskatode fuer vakuum-beschichtungsanlagen
JPH02301596A (ja) * 1989-05-16 1990-12-13 Minoru Mitani アルミニウム又はその合金の表面処理方法
JP2918600B2 (ja) 1990-02-16 1999-07-12 三菱樹脂株式会社 光磁気記録媒体
JPH11140639A (ja) 1997-10-29 1999-05-25 Applied Materials Inc マグネトロン装置及びスパッタリング装置
JP4274452B2 (ja) * 2001-03-30 2009-06-10 芝浦メカトロニクス株式会社 スパッタ源及び成膜装置
JP2005187830A (ja) * 2003-12-24 2005-07-14 Cyg Gijutsu Kenkyusho Kk スパッタ装置
US7485210B2 (en) * 2004-10-07 2009-02-03 International Business Machines Corporation Sputtering target fixture
US7799190B2 (en) * 2005-04-14 2010-09-21 Tango Systems, Inc. Target backing plate for sputtering system
US7682495B2 (en) * 2005-04-14 2010-03-23 Tango Systems, Inc. Oscillating magnet in sputtering system
AU2007224996B2 (en) * 2006-03-13 2013-10-24 Magswitch-Technology Worldwide Pty Ltd Magnetic wheel
CN103887130B (zh) * 2012-12-21 2016-08-31 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 磁控管以及应用该磁控管的磁控溅射设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2707144A1 (de) * 1976-02-19 1977-08-25 Sloan Technology Corp Kathodenzerstaeubungsvorrichtung
US5182003A (en) * 1990-12-07 1993-01-26 Leybold Aktiengesellschaft Stationary magnetron sputtering cathode for a vacuum coating apparatus
TW486718B (en) * 1999-08-12 2002-05-11 Applied Materials Inc High-density plasma source for ionized metal deposition
TW201142062A (en) * 2010-02-10 2011-12-01 Oc Oerlikon Balzers Ag Magnetron source and method of manufacturing

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Publication number Publication date
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