专利名称：薄膜形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种薄膜形成设备，即，一种例如在半导体晶片或液晶显示器(LCDs)的生产过程中用于在衬底上形成各种不同材料的薄膜的设备。更特别地，本发明涉及这样一种薄膜形成设备，其能够从根本上防止由于在设备内除了衬底之外的部件的表面上形成然后脱落的薄膜部分粘附到衬底，而导致的薄膜形成失败。
这里使用的薄膜形成设备大致代表全部类型的薄膜形成设备，包括使用例如气相沉积，分子束外延，激光消融(laserablation)，溅射沉积，离子镀，离子团束沉积和离子束沉积的物理气相沉积(PVD)技术的薄膜形成设备，以及使用例如热气相沉积，光化学气相沉积和等离子体化学气相沉积的化学气相沉积(CVD)技术的薄膜形成设备。
背景技术：
对于上述半导体晶片或LCDs的情况，带有形成在衬底上的特殊材料薄膜的电子设备已经广泛普及在相关工业领域内。
当然，由于这样的电子设备的有用性和重要性在增加，所以用于在衬底上形成高质量薄膜的多种技术和相关设备被开发出来。
这种薄膜形成设备通常包括衬底支撑部和腔，衬底支撑部用于安装上面将形成薄膜的衬底，腔封闭衬底支撑部，并具备适当的操作条件。
即，薄膜形成设备在腔内通过物理或化学方法，在衬底上通过沉积特殊材料的粒子，以形成薄膜。
下面将通过举例的方式介绍一些使用PVD或CVD技术的这种薄膜形成设备。
图1示出了使用溅射沉积(一种PVD技术)的高频磁控溅射设备。
如上所述，该设备包括衬底支撑部10和腔30，衬底支撑部10用于安装上面将形成薄膜的衬底P，腔30封闭衬底支撑部10，并具备适当的操作条件。
目标T被布置在背板11上，背板11被安装在衬底支撑部10的对面，然后，通过对高频电源12进行操作，高电压被施加到目标T上。从而，目标材料的大量粒子，即，离子，通过溅射现象从目标T的表面产生，并向衬底P移动，从而在衬底P的表面上形成薄膜。
附图标记13表示屏蔽罩，其负责把目标T和背板11接地，同时有助于使目标材料粒子具有正确的方向性。
图2示出了使用离子团束沉积(一种PVD技术)的薄膜形成设备。
与上述溅射设备相似，这种设备也包括衬底支撑部10和腔30，衬底支撑部10用于安装衬底P，腔30封闭衬底支撑部10，并具备适当的操作条件。
目标材料被布置在面对衬底支撑部10的电炉14内，然后，通过对灯丝电源15进行操作，高电压被施加到电炉14上。从而，大量离子从目标材料上被射出，并向衬底P移动，从而在衬底P的表面上形成薄膜。
同时，当经过附加的灯丝16和加速电极17时，这些离子是团的形式。
附图标记13表示与图1中示出的设备执行相同功能的屏蔽罩。在下面要介绍的其他设备中，相同的附图标记表示执行相同功能的类似部件。
图3示出了使用离子镀(一种PVD技术)的多弧放电(multi-arc discharging)设备。
在这种设备中，上面将要形成薄膜的衬底P被布置在安装在腔30中心处的衬底支撑部10上，高电压被施加到布置在衬底P上方和侧面的目标T上。从而，大量离子从每个目标T的表面上产生，并向衬底P移动，从而在衬底P的表面上形成薄膜。
附图标记18表示抽真空管，用于使腔30内达到适当程度的真空。虽然没有在图中示出，前面的设备中也提供这种抽真空管18。
同时，附图标记19表示电弧电源，其用于在目标T上产生电弧，从而由其上产生粒子。
图4示出了使用激光消融法(一种PVD技术)的薄膜形成设备。
如图所示，激光束被发射到位于圆柱形腔30的中心处、布置在目标支撑部11上的目标T上。然后，气态粒子以成列的形式从目标T的表面被射出，并向面对目标T的衬底P移动，从而在衬底P上形成薄膜。
附图标记22表示激光产生器，用于产生激光束，附图标记24表示观察窗，用于使操作者能够查看腔30内的操作状态。
衬底P上薄膜的形成状态通过设置在腔30外部的附加的电子监控器24进行监控。
同时，图5示出了使用等离子体CVD(一种CVD技术)的薄膜形成设备。
与上述使用PVD技术的设备类似，这种设备也包括衬底支撑部10和腔30，衬底支撑部10用于安装衬底P，腔30封闭衬底支撑部10，并具备适当的操作条件。
在使用CVD的薄膜形成设备中，源气体通过进气口25被进入到腔内。接着，当源气体经过连接到高频电源26和匹配箱(matching box)27的通道时，源气体变成等离子体，即，变成充电粒子状态。所述充电粒子在腔30内向衬底P移动，从而在衬底P上形成薄膜。
在等离子体CVD设备的实例中，通过进气口25进入的气体在腔30内循环，以形成薄膜，然后，被排出到废气处理装置28，从而建立了一次循环。
现有使用PVD或CVD技术的薄膜形成设备能够执行在衬底上形成多种材料薄膜的基本功能。不过，这些设备不能从根本上解决因粒子或气态目标物质在设备内除了衬底之外的其他部件表面上粘附而导致的问题。
换句话说，一些目标材料粒子粘附到除了衬底之外的其他部分上，而不是精确地向衬底移动从而在衬底上形成预定的薄膜。结果，不需要的薄膜被形成。在某些情况下，这些薄膜的厚度可能随时间逐渐增长，薄膜的一部分可能在操作过程中由于物理、电子、化学或类似影响因素脱落。
薄膜的一部分以粒子或块的形式脱落。一些脱落的粒子或块向薄膜形成于其上的衬底移动，并粘附到衬底上。这导致薄膜形成彻底失败。
为解决这个问题，已提出过多种解决方法，包括在薄膜形成设备中通过使例如腔或屏蔽罩的部件的表面粗糙，提高目标材料粒子的粘附性。不过，这些解决方法尚未显示出阻止薄膜部分脱落的明显效果。
发明内容
本发明设计用于解决现有技术的上述问题。本发明的目的是提供一种薄膜形成设备，能够从根本上防止由于在设备内除了衬底之外的部件的表面上形成并脱落的薄膜部分粘附到衬底，而导致的薄膜形成失败。
为达到目的，根据本发明提供一种薄膜形成设备，包括衬底支撑部和腔，所述衬底支撑部用于安装上面将形成薄膜的衬底，所述腔封闭所述衬底支撑部，并具备适当的操作条件，还包括连接到所述薄膜形成设备内除了所述衬底之外的其他部件表面上的吸收装置。
即，具有强吸收能力的所述吸收装置被连接到所述薄膜形成设备中除了所述衬底之外的部分上，即，所述腔，屏蔽罩或类似部件上。从而，粘附在所述吸收装置上并形成薄膜的目标材料的粒子不会从所述吸收装置上脱落。
通过把具有热粘附性和延展性的焊接金属，例如铟(In)，锡(Sn)，铅(Pb)，锑(Sb)或银(Ag)涂敷到金属基材或合成树脂基材的表面来构成每个所述吸收装置。
在一优选实施例中，例如铟的所述焊接金属材料是延展性金属，所具有的延展性达到在室温下能够使用手指甲对其做标记的程度。除了延展性之外，在薄膜的形成过程中，在所述腔内的所述焊接金属材料在适当高温下还具有粘附性，使得能够保证粘附到除了所述衬底之外的所述设备其他部分上的所述目标材料粒子不会脱落。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图详细介绍根据本发明的一优选实施例的薄膜形成设备。
图6示出了根据本发明的一优选实施例的薄膜形成设备，其中，吸收装置S被连接到构成高频磁控溅射设备的主要部件的表面上。
如图所示，通过溅射现象的方式从目标T的表面射出的大量粒子的大部分向衬底P移动，从而在衬底的表面上形成适当厚度的薄膜。不过，一些粒子向设备内的部件例如腔30的内壁或屏蔽罩13移动。
由于具有强粘附性的吸收装置S被连接到部件表面上，向腔30的内壁或类似部件移动的粒子被在吸收装置S的表面上涂敷的例如铟(In)的焊接金属材料I强力吸收，并因此难以从其上脱落，这与现有的薄膜形成装置相反，在现有装置中，这些粒子粘附在所述部件的表面上，并因此形成单层可脱离的薄膜。
如上所述，通过熔化例如铟(In)的焊接金属材料，并把熔化了的焊接金属材料涂敷到金属或合成树脂基材B上而获得每个吸收装置S。
基材B具有一定的可塑性，方便对其进行处理。如图7a和图7b所示，优选地，在基材表面上形成多个凹槽或突出部以使得粒子更容易粘附到其上。
这些凹槽或突出部可以采取包括圆形，多边形和直线形的任何形状。
此外，图7c示出了基材B具有类似网状结构的一个实例，其通过选择具有适当的线直径尺寸和网孔尺寸的网状体，并把例如铟(In)的焊接金属材料涂敷到侧表面上进行构造。
对于把例如铟(In)的焊接金属材料涂敷到基材B上的方法，可以采用多种方法，例如热喷涂或刷涂。在本实施例中，涂敷方法本身不具有显著意义。
对于把吸收装置S连接到腔30的内壁或类似部件上的方法，如图7a所示，可以通过采用在部件的表面上额外形成吊钩H，把吸收装置S连接到例如腔30的部件表面上。可选的，如图7b所示，基材B的背面可以焊接到(在被焊接部C处)例如腔30的每个部件的表面上。
同时，更为优选地，利用铟(In)作为热粘敷和延展性材料(ductile material)涂敷到基材的表面。不过，依靠腔内的温度条件，可以选择例如锡(Sn)或铅(Pb)的其他延展金属材料。
本领域技术人员能够对材料、凹槽或基材的形状进行变更或修改，或根据上述介绍选择其他连接基材的方法。因而，可以看到，在本发明的范围内具有多种修改或变更的方法，例如，在薄膜形成装置内，对涂敷了例如铟的延展金属材料的吸收装置连接到除了衬底之外的部件表面上的方法进行修改或变更。
工业使用范围根据上述本发明的薄膜形成装置，吸收装置被连接到薄膜形成装置中除了衬底之外的其他部件表面上，所述吸收装置包括每个基材和例如铟的焊接金属材料。从而，可能从根本上防止由于在设备内除了衬底之外的部件的表面上形成并脱落的薄膜部分粘附到衬底，而导致的薄膜形成失败。
在例如半导体晶片或LCDs的高技术电子设备的生产过程中，在当前由于薄膜形成失败而导致的生产率非常低下的形势下，本发明的薄膜形成装置在相关工业领域内是非常有用的。
权利要求
1.一种薄膜形成设备(100)，包括衬底支撑部(10)和腔(30)，所述衬底支撑部(10)用于安装上面将形成薄膜的衬底(P)，所述腔(30)封闭所述衬底支撑部，并具备适当的操作条件，包括吸收装置(S)，其连接到所述薄膜形成设备内除了所述衬底(P)之外的各部件的表面上。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每个所述吸收装置(S)是通过在金属基材(B)的表面上涂敷焊接金属材料(I)进行构造的。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每个所述吸收装置(S)是通过在合成树脂基材(B)的表面上涂敷焊接金属材料(I)进行构造的。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的设备，其特征在于，在所述基材(B)的表面上形成多个凹槽。
5.根据权利要求2或权利要求3所述的设备，其特征在于，在所述基材(B)的表面上形成多个突起部。
6.根据权利要求2或权利要求3所述的设备，其特征在于，所述基材(B)具有网状形式。
全文摘要
本发明涉及一种薄膜形成设备，即，一种例如在半导体晶片或液晶显示器(LCDs)的生产过程中，用于在衬底上形成多种材料的薄膜的设备。薄膜形成设备包括衬底支撑部和腔，衬底支撑部用于安装上面形成有薄膜的衬底，腔封闭衬底支撑部，并具备适当的操作条件。然后，通过把例如铟，锡，铅或锑的延展金属材料涂敷到金属或合成树脂基材上构成的吸收装置被连接到薄膜形成设备中除了衬底之外的部件表面上。从而，可能从根本上防止由于在设备内除了衬底之外的部件的表面上形成并脱落的薄膜部分粘附到衬底，而导致的薄膜形成失败。
文档编号H01L21/20GK1708830SQ02830032
公开日2005年12月14日 申请日期2002年12月14日 优先权日2002年12月14日
发明者尹柱 申请人:TM Tech株式会社