可调节输入气体温度的制作设备的制作方法

文档序号:6832448
专利名称:可调节输入气体温度的制作设备的制作方法
技术领域
本发明系有关于一种可调节输入气体温度的制作设备,特别是一种适用于提升半导体制作合格率、且可调节输入气体温度功能的制作设备。
背景技术
在现代半导体或液晶显示面板的薄膜晶体管制作中,物理气相沉积、化学气相沉积、干蚀刻等生产机台为不可或缺的制作设备。上述制作设备的共通运作原理为在反应室中利用等离子体进行薄膜沉积或是蚀刻的制作。在进行沉积或是蚀刻的制作时,必须以室温通入如氩(Ar)、水(H2O)、氧、氢与氮等气体,然而反应室内却须以高于室温的温度成膜或进行蚀刻,如此将造成一些制作的问题。以物理气相沉积制作的溅镀反应室为例,溅镀反应室当中部位温度必然高于室温,特别是靶材于溅镀过程中温度会升高,用于固定基板的支撑系统通常需加热至100℃上下。随着溅镀成膜的累积,诸如遮罩等反应室内之装置上也会沈积薄膜,这些薄膜会因应力而产生剥离的现象。而以室温的状态通入反应室的气体则特别容易造成遮罩上之成膜因温度高低差异而剥离,造成产品合格率的降低。因此反应室内遮罩等装置必须经常清洗,在使用过一定周期后就必须洗净并进行特殊的表面处理以防止反应室内部剥落的薄膜造成产品的缺陷、降低产品的合格率。此外,除了上述因缺少制作过程中反应室温度参数设定所造成的问题之外,现有的制作设备亦无法以气体能量的方式提高粒子碰撞机率,增加成膜率,而只能以提高设备功率的方式提高成膜率及产能。增高功率容易造成电弧放电现象增多的现象,使成膜上颗粒与飞溅的现象增加,降低镀膜的均匀度。
有鉴于上述传统制作设备之缺点,因此极需提出一种新的可调节输入气体温度的制作设备以解决上述缺点,此即为本发明提出的目的。

发明内容本发明所欲解决的技术问题为提供一种可调节输入气体温度的制作设备以避免反应室内成膜因温度高低差异而剥离,造成产品合格率的降低。
本发明解决问题之技术手段系提出一种可调节输入气体温度的制作设备以避免因增高制作设备功率造成电弧放电现象增多,使成膜上颗粒与飞溅的现象增加,降低镀膜的均匀度。
本发明解决问题的技术手段系提出一种可调节输入气体温度的制作设备以缩短反应室内洗净与特殊的表面处理的周期。
对照本发明与背景技术的功效,由于本发明利用一种可调节输入气体温度的制作设备调整输入气体的温度使该气体的温度与反应室内的温度大致接近,可避免气体与反应室内的温度差造成产品合格率的降低。
上述有关发明的内容及以下的实施方式详细说明为范例并非限制。其他不脱离本发明之精神的等效改变或修饰均应包含在的本发明的专利范围之内。

为了能让本发明上述的其他目的、特征、和优点能更明显易懂,下文特举一较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下图1显示一物理气相沉积溅镀设备的简单示意图;图2A与图2B分别显示一反应室之气体输入设计俯视图与前视图;图3A显示可控制输入反应室气体温度的制作设备;图3B显示本发明可控制输入反应室气体温度的制作设备的另一实施例;及图4A与图4B、C分别显示气体输入方式的实例。
具体实施方式本发明可以藉各种制作技术来实施,在此仅提及了解本发明所需之元件结构及制作技术。以下将根据本发明所附图示做详细的说明。
参考图2所示,显示一物理气相沉积溅镀设备200的简单示意图。基板100系固定于支撑装置206,支撑装置206则由加热器204加热,而加热器204由冷却水装置202冷却。靶材218则固定于靶座214上,靶材218与靶座214由冷却水装置216冷却,图中磁铁220系用作为磁控之用使溅镀成膜得以平均、均匀地进行。溅镀制作进行时,系通入氩气并以强电场产生等离子体轰击靶材218,使基板100上成膜。在成膜的过程中,不可避免地在遮罩212与浮置遮罩210及水冷板208上也会有薄膜沉积的现象。通入惰性氩气与反应室内之间的温差极容易造成遮罩212与浮置遮罩210及水冷板208上的薄膜剥离并附着于基板100造成产品合格率的降低。
图2A与图2B分别显示一反应室之气体输入设计俯视图与前视图。为了提高输入气体的均匀度,将气体输入管线304贴近靶材302与遮罩使气体更接近靶材302与遮罩,如此靶材302与遮罩与通入气体间的温差效应将更大。
为了避免前述的种种问题,本发明提出可控制输入反应室气体温度的制作设备。如图3A所示,此可控制输入反应室气体温度的制作设备。室温或低温气体如氩(Ar)、水(H2O)、氧、氢与氮等气体自气源406输出,经气体管线408输出,先经过气体温度控制装置404调节温度使其与反应室402内温度接近后再输入至反应室402。图3B显示本发明可控制输入反应室气体温度的制作设备的另一实施例,其中气体温度控制装置404与反应室402内之温度可由中央控制单元410经线路412同步监控调整。以图1所示之物理气相沉积溅镀设备200为例,中央控制单元以反应室内基板、靶材与遮罩等装置之温度变化为准控制气体温度控制装置调整输入气体的温度,使输入气体的温度与反应室内之温度大约一致时,再使气体通入反应室。
上述可控制输入反应室气体温度的制作设备并不限于物理气相沉积溅镀设备,亦即反应室402包含其他物理气相沉积、化学气相沉积(ChemicalVapor Deposition)、干蚀刻等应用等离子体进行反应机台的反应室。机台应用的制作领域包含积体电路制作与液晶显示面板之薄膜晶体管制作等。气体温度控制装置可利用现有的温度监测、加热装置组成。
图4A与图4B、C分别显示气体输入方式的实例。图4A显示一气体输入方式的实例的俯视图,其中显示气体系由紧邻并与靶材508交错排列的气体输入管线504输入,以及用作为磁控之用使溅镀成膜得以平均、均匀地进行且同样与靶材508交错排列的磁铁506,与欲镀膜的基板502,,虽然此基板502系以玻璃基板为例,但此基板502的实例亦包含晶圆。图4B显示另一种气体输入方式的实例的俯视图,其中显示气体系由交错排列栅栏状的气体输入管线512输入,位于气体输入管线512下之靶材510,而图4C显示与图4B类似的气体输入方式的实例,其中栅栏状的气体输入管线512上具有均匀分布之气体输出口,与图4B不同的是,图4C则显示欲镀膜的基板514。
本发明将应用于等离子体反应之室温或低温制作气体于输入反应室前以任何型态之加热装置将制作气体加热并加以控制。以溅镀制作为例,控制制作气体之温度可降低反应室内装置上因温度差异冷热不均造成之应力,并降低薄膜剥离的机率,可解决例如溅镀制作中之颗粒问题。此外制作过程中反应室实际气体温度之控制,可增高气体温度以降低成膜时制作设备所需耗用的功率,降低放电现象产生机率,也降低颗粒、飞溅现象的发生机率。同时在制作过程中增高气体温度,可增高成膜率,增高机台之产出率。再者,控制输入反应室之气体温度可提供更大的出货弹性和制作控制之选择。
上述有关发明的实施方式仅为范例并非限制。其他不脱离本发明之精神的等效改变或修饰均应包含在的本发明的专利范围之内。
权利要求
1.一种可调节输入气体温度的半导体制作设备,该制作设备包含一反应室,该反应室系输入气体并以该气体之等离子体状态进行制作反应;及一气体温度控制装置,该气体温度控制装置于该气体输入至该反应室前调整该气体的温度使该气体的温度与反应室内的温度大致接近。
2.根据权利要求1的可调节输入气体温度的溅镀制作设备,其特征在于,上述的该惰性气体包含氩气。
3.根据权利要求1的可调节输入气体温度的溅镀制作设备,其特征在于,上述的该惰性气体输入至该反应室前的温度为室温。
4.根据权利要求1的可调节输入气体温度的溅镀制作设备,其特征在于,上述的该反应室系用于液晶显示面板的薄膜晶体管制作。
5.一种可调节输入气体温度的半导体制作设备,该制作设备包含一反应室,该反应室系输入气体并以该气体之等离子体状态进行制作反应;一气体温度控制装置,该气体温度控制装置于该气体输入至该反应室前调整该气体的温度;及一中央控制单元,该中央控制单元根据该反应室内的温度控制该气体温度控制装置使该气体的温度与反应室内的温度大致接近。
6.根据权利要求5的可调节输入气体温度的制作设备,其特征在于,上述的该反应室包含物理气相沉积制作反应室。
7.根据权利要求5的可调节输入气体温度的制作设备,其特征在于,上述的该反应室包含溅镀制作反应室。
8.根据权利要求5的可调节输入气体温度的制作设备,其特征在于,上述的该反应室包含化学气相沉积制作反应室。
9.根据权利要求5的可调节输入气体温度的制作设备,其特征在于,上述的该反应室包含干蚀刻反应室。
10.根据权利要求5的可调节输入气体温度的制作设备,其特征在于,上述的该反应室系用于液晶显示面板的薄膜晶体管制作。
全文摘要
本发明揭露了一种可调节输入气体温度的半导体制作设备。此制作设备包含一反应室与一气体温度控制装置,反应室系输入气体并以该气体之等离子体状态进行制作反应,而气体温度控制装置于该气体输入至该反应室前调整该气体之温度使该气体之温度与反应室内之温度大致接近。
文档编号H01L21/02GK1595605SQ200410062810
公开日2005年3月16日 申请日期2004年6月18日 优先权日2004年6月18日
发明者李宗沣 申请人:友达光电股份有限公司
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