镀膜装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种镀膜装置。
【背景技术】
[0002]在半导体制程中，沉积或镀膜制程可通过物理气相沉积(Physical VaporDeposit1n, PVD)或化学气相沉积(chemical vapor deposit1n, CVD)完成。其中，物理气相沉积是采用物理方法，将材料源气化成气态原子、分子或电离成离子，并通过低压气体，而在基材表面形成与材料源相同材质的薄膜的技术。化学气相沉积则是将制程气体利用化学反应的方法，将欲形成的材料沉积于基材上。
[0003]现阶段，为了进一步增进PVD制程或CVD制程的效率，可利用等离子辅助薄膜的形成。例如在PVD制程中，通过等离子可使得欲沉积的原子或分子带电，并进一步以电场或磁场控制带电的原子或分子的行进方向，以确保原子或分子可以到达一些传统上较难沉积的位置，例如基材上的沟槽。又例如在CVD中，利用等离子可加强制程气体的活性，使得CVD中的化学反应能在较低的温度下进行且增快材料沉积的速率。然而，随着半导体制程技术的演进，例如晶圆一路从12吋扩展到18吋甚至更大的尺寸时，即使于PVD制程或CVD制程中加入等离子辅助薄膜的形成，也难以在如此大的晶圆上维持沉积薄膜的厚度的一致性。
【发明内容】
[0004]本发明的一方面为一种镀膜装置，此镀膜装置通过等离子在一基材上进行镀膜。
[0005]根据本发明一实施方式，镀膜装置包含镀膜腔室、载台、多个电极以及多个控制单元。载台配置于镀膜腔室内，载台用以盛放基材。多个电极配置于载台。多个控制单元分别电性连接多个电极，其中多个控制单元用以分别施加一偏压于多个电极，以吸引镀膜腔室内的用于镀膜的带电离子。
[0006]根据本发明一实施方式，上述偏压包含直流电源。
[0007]根据本发明一实施方式，上述偏压包含具直流偏压的小信号交流电源。
[0008]根据本发明一实施方式，上述各个电极为圆形、环形及扇形。
[0009]根据本发明一实施方式，上述多个电极排列成环形图案，且此环形图案面对基材。
[0010]根据本发明一实施方式，上述多个电极排列成扇形图案，且此扇形图案面对基材。
[0011]根据本发明一实施方式，其中由垂直载台的方向观之，多个电极均匀的分布于载台内。
[0012]根据本发明一实施方式，上述镀膜装置还包含靶材设置台。靶材设置台配置于镀膜腔室内且面对载台，靶材设置台用以盛放靶材。
[0013]根据本发明一实施方式，上述镀膜装置还包含多个磁铁，配置于镀膜腔室内，且所述磁铁位于靶材设置台远离载台的一侧。
[0014]根据本发明一实施方式，上述镀膜装置还包含喷头。喷头配置于镀膜腔室内的气体入口处，且喷头具有多个喷口。喷口面对载台，其中气体入口处提供的制程气体经由喷口而朝向载台移动。
[0015]综上所述，本发明的一或多个实施方式通过控制单元独立的控制各个电极的电位，使得镀膜形成的过程中，带电的离子可受电极的吸引力影响而移动，借以改善基材的均匀度。此外，在部分实施方式中，通过多种不同的电极的图案，可用来改善各种镀膜不均匀的情况。
【附图说明】
[0016]图1为本发明一实施方式的镀膜装置的示意图；
[0017]图2为图1的多个电极的电路方块图；
[0018]图3为可以应用图4与图5的图案来改善基材上的镀膜均匀度的实施例；
[0019]图4与图5分别为本发明不同实施方式的多个电极的图案示意图；
[0020]图6为可以应用图7与图8的图案来改善基材上的镀膜的均匀度的实施例；
[0021]图7与图8分别为本发明不同实施方式的多个电极的图案示意图；
[0022]图9与图10分别为本发明不同实施方式的多个电极的图案示意图；
[0023]图11为本发明另一实施方式的镀膜装置。
【具体实施方式】
[0024]以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。此外，附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件将以相同的符号标示来说明。
[0025]关于本文中所使用的用词“实质上(substantially) ”、“大约(around) ”、“约(about) ”或“近乎(approximately) ”应大体上意味在给定值或范围的百分之二十以内，较佳是在百分之十以内，而更佳地则是百分之五以内。文中若无明确说明，其所提及的数值皆视作为近似值，即如“实质上”、“大约”、“约”或“近乎”所表示的误差或范围。
[0026]在本发明的一或多个实施方式中，镀膜装置可通过等离子在一基材进行镀膜，其中“镀膜”指的是在基材上沉积一或多层薄膜，且沉积薄膜的方式不限于物理方法(如物理气相沉积)或化学方法(如化学气相沉积)。
[0027]图1为本发明一实施方式的镀膜装置10的示意图，图2为图1的多个电极120的电路方块图。如图1与图2所示，镀膜装置10是通过等离子14在基材11上进行镀膜。如图1的实施方式所示的镀膜装置10，其是利用物理方法将靶材12通过例如电离的方式沉积至基材11上。在一实施方式中，基材11可为一晶圆，但本发明不以此为限。在一实施方式中，靶材12可实质上为纯金属或化合物，但本发明不以此为限。
[0028]请继续参考图1与图2，镀膜装置10包含镀膜腔室100、载台110、多个电极120、多个控制单元130、靶材设置台140以及多个磁铁150。更具体而言，镀膜装置10具有一装置本体99，镀膜腔室100为装置本体99内部的空间。载台110配置于镀膜腔室100内，且载台110用以盛放基材11。多个电极120配置于载台110上。靶材设置台140配置于镀膜腔室100内。靶材设置台140用以盛放靶材12，且靶材设置台140面对载台110上的基材Ilo多个磁铁150配置于镀膜腔室100内，且多个磁铁150位于靶材设置台140远离载台110的一侧。
[0029]在图1的实施方式中，镀膜装置10可还包含气体入口处S以及真空帮浦160。气体入口处S用以提供一工作气体至镀膜腔室100中，其中工作气体可例如为氩气。真空帮浦160用以将制程区域16内的工作气体抽至一预定压力。此外，在图1的实施方式中，靶材设置台140可连接至一电源供应器15。利用电源供应器15施加偏压至靶材12上，可以在制程区域16中产生等离子14，并吸引工作气体(如氩气)的正离子朝靶材12移动以轰击靶材12的原子。
[0030]在图1的实施方式中，多个磁铁150分别具有相反的磁极(即北极N与南极S)，且所述多个磁铁150的北极N与南极S相对设置。磁铁150的磁极可创造出穿过靶材12以及制程区域16的磁场。制程区域16中的磁场可局限电子或带电离子的运动。因此，控制磁铁150的磁场分布可控制基材11上的薄膜13的形状和均匀度。
[0031]在图1的实施方式中，多个电极120配置于载台110面对靶材设置台140的表面上，但本发明不以此为限。在其他实施方式中，多个电极120可配置于载台110内部。多个控制单元130分别电性连接多个电极120。更具体而言，在图1的实施方式中，每个电极120皆可单独的由一个控制单元130所控制。控制单元130可施加一偏压至电极120上，以吸引镀膜腔室100内的制程区域16的带电离子。在一实施方式中，控制单元130可提供直流电源或带有直流偏压的小信号交流偏压至电极120，其中提供直流偏压可控制薄膜13的沉积速率，而小信号交流偏压使带电粒子振动，有助于提升薄膜13的致密度。在一实施方式中，直流偏压可为正负3伏特(V)的电压，小信号交流偏压为振幅(Vpp)约500?300毫伏(mv)或更小的交流信号。更具体的说，交流信号的振幅(Vpp)小于直流偏压大小约一个数量级以上；以上述为例，此具直流偏压的小信号交流电源为正负3伏特(V)直流电压加上约500?300mV或更小(如500mV?1mv)的交流信号，然本发明的直流偏压的电压非以上述3伏特(V)为限。在又一实施方式中，控制单元130可提供约5伏特(V)至约1000伏特(kV)的电压至电极120。在另一实施方式中，控制单元130提供至电极120的电位变化可为任何形式，例如可为正弦波、方波或三角波等。
[0032]在图1与图2的实施方式中，每个电极120皆可分别独立地由控制单元130所控制。如此一来，制程区域16中的带电离子欲沉积至基材11上时，电极120可吸引带电离子沉积至基材11上的特定区域，因此电极120可用以改善薄膜13的均匀度。反过来说，如果只单纯通过磁铁150的磁场分布控制基材11上的薄膜13的均匀度。由于磁场强度在制程区域16并非是一致的，所以可能还是会造成薄膜13的某些区域较厚，某些区域较薄。因此，通过电极120直接吸引带电离子沉积至基材11上的特定区域，可改善基材11上的薄膜13的均勾度，例如于基材11上薄膜13厚度预计会较薄的区域施加偏压至对应的电极120上以吸引带电离子。此外，在一实施方式中，电极120也可作为静电吸盘，用以吸附住基材11。
[0033]接着，请参考图3、图4与图5，其中图3为可以应用图4与图5的电极120图案来改善基材11上的薄膜13均匀度的实施例，图4与图5分别为本发