电压可变型薄膜沉积方法及其设备的制作方法

专利名称：电压可变型薄膜沉积方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及用于制造半导体或涂覆各种类型的模子(molding)的表面的电压可变型薄膜沉积方法和装置，尤其涉及电压可变型薄膜沉积方法和装置，其中，偏压连续 变化，并且根据薄膜的预期用途，在所选的起始偏压下沉积薄膜，因而改进了薄膜特性和沉 积特性，并简化了仪器。
背景技术：
一般来说，为了制造半导体，或在各种类型的模子上沉积(或涂覆)薄膜，人们已 经使用了能够沉积薄膜(其每一个的厚度范围从几微米至几十微米)的薄膜沉积装置。根 据预期的用途及其条件(circumstances)，人们已经需要这种薄膜沉积装置制造能够实现 各种需求(诸如，导电性、韧性、耐热性以及耐磨性)的薄膜。因此，已经努力改进了薄膜沉积方法和各种沉积条件，诸如薄膜材料和注入的反 应气体，因而提供了具有优良特性的薄膜，实现了上述导电性、韧性、耐热性和耐磨性。例如，如图1所示，当模子被涂覆薄膜，为了改进性质相互抵消的耐磨性和耐冲击 性，具有优良润滑性的氮化钛(TiN)薄膜层层1和层3或其他各种薄膜层(未示出)层叠 在同时具有优良耐磨性和耐热性的氮化铝(AlN)薄膜层层2和层4上，从而可以获得能够 同时实现耐磨性和耐冲击性的多层薄膜10的涂层。如上所述，当氮化铝薄膜层层2和层4以及氮化钛薄膜层层1和层3被沉积，从而 形成多层结构层1至层4，改进了各个层(层1、层2、层3和层4)中的上述耐磨性或耐冲击 性中的任一特性。然而，问题是连接层(或分离层)形成在各个层(层1、层2、层3和层 4)之间，以使得裂缝和分离出现在它们之间，并且对于整个多层结构，不可能显著改进薄膜 10的特性。

发明内容
技术问题因此，本发明是针对现有技术中出现的上述问题所做出的，且其目的是提供一种 电压可变型薄膜沉积方法和装置，其中，偏压连续变化，并且根据薄膜的预期用途，在所选 的起始偏压下沉积薄膜，因而当制造半导体或在各种类型的模子的表面上涂覆薄膜时，改 进了薄膜特性和沉积特性，并简化了仪器。技术方案为达到上述目的，本发明提供了一种电压可变型薄膜沉积方法，其包括施加偏 压，将薄膜材料引导至目标物体，以使得所述薄膜材料沉积在所述目标物体上，同时在用户 设置的时间段内连续改变所述偏压的大小。此处，在所述用户设置的所述时间段内，所述偏压的大小至少增加或减少一次。进一步，在所述用户设置的所述时间段内，所述偏压的大小至少增加并随后减少 或者减少并随后增加一次。
进一步，将所述偏压施加至物理气相沉积(PVD)型薄膜沉积装置、化学气相沉积 (CVD)型薄膜沉积装置以及PVD/CVD混合型薄膜沉积装置中的任一个。进一步，所述偏压是直流(DC)偏压和脉冲型偏压中的任一个，并且由所述偏压引 导并沉积的所述薄膜材料是一种或更多种材料。其中，所述偏压的变化范围是每分钟0. 5V或更高至IOV或更低。进一步，改变所述偏压，以使得偏压的最大值和最小值之差是50V或更高。进一步，所述偏压的最大值从100V或更高变化到250V或更低。进一步，所述偏压的最小值从30V或更高变化到80V或更低。进一步，通过施加电压使所述偏压从低电压变化至高电压或从高电压变化至低电 压。进一步，上述电压可变型薄膜沉积方法包括确定步骤，确定是否使用预设偏压 值；如果确定使用所述预设偏压值，作为确定的结果，根据所述预设偏压值沉积薄膜，并且 如果确定使用新的偏压值，设置新的偏压值的步骤；起始电压选择步骤，当设置所述新的偏 压值时，选择是从低偏压还是从高偏压施加电压；电压斜率选择步骤，当选择所述起始电压 时，选择所述偏压的增加/减少的斜率类型；以及沉积开始步骤，当选择所述电压斜率时， 开始沉积所述薄膜。同时，一种电压可变型薄膜沉积装置，其包括电压供应单元，用于输出偏压，将薄 膜材料引导至目标物体，以使得所述薄膜材料沉积在所述目标物体上；以及控制单元，用 于控制所述电压供应单元，以使得被输出的所述偏压的大小在用户设置的时间段内连续变 化。其中，所述控制单元增加或减小所述偏压的大小至少一次。进一步，所述控制单元增加并随后减小所述偏压的大小，或者减小并随后增加所 述偏压的大小至少一次。进一步，所述供电单元是包含于物理气相沉积(PVD)型薄膜沉积装置、化学气相 沉积(CVD)型薄膜沉积装置以及PVD/CVD混合型薄膜沉积装置中的任一个的供电单元。进一步，所述偏压是直流(DC)偏压和脉冲型偏压中的任一个，并且由所述偏压引 导并沉积的所述薄膜材料是一种或更多种材料。此处，所述控制单元能够引起所述偏压变化的变化范围是每分钟0. 5V或更高至 IOV或更低。进一步，所述控制单元可以改变所述偏压，以使得偏压的最大值和最小值之差是 50V或更高。进一步，所述控制单元执行控制，以使得所述偏压的最大值从100V或更高变化到 250V或更低。进一步，所述控制单元执行控制，以使得所述偏压的最小值从30V或更高变化到 80V或更低。进一步，所述控制单元通过施加电压使所述偏压从低电压变化至高电压或从高电压变化至低电压。进一步，所述控制单元能够根据所述用户所选的电压斜率的类型改变所述偏压。有益效果
根据本发明的上述薄膜沉积方法和装置，当制造半导体或在各种类型的模子的表面上涂覆薄膜时，沉积这种薄膜，同时改变偏压，从而优点是改进了所沉积的薄膜的特性。进一步，当沉积薄膜时，可以选择起始偏压，从而优点是可以沉积薄膜，以使得可 以使用单一薄膜材料，以适于各种用途。而且，使用连续变化的偏压的配置，可以沉积其特性显著改进的薄膜，从而优点 是简化了其仪器。


图1为示出了根据现有技术的薄膜沉积装置和方法形成的薄膜的示例的视图；图2为示出了根据本发明的电压可变型薄膜沉积方法，以及根据该方法所沉积的 薄膜的沉积量变化的示例的视图；图3为示出了根据本发明的电压可变型薄膜沉积方法和根据该方法所沉积的薄 膜的第一示例的视图；图4为示出了根据本发明的电压可变型薄膜沉积方法和根据该方法所沉积的薄 膜的第二示例的视图；图5为示出了根据本发明的电压可变型薄膜沉积方法和根据该方法所沉积的薄 膜的第三示例的视图；图6为示出了根据本发明的电压可变型薄膜沉积方法的方框图；图7为示出了根据本发明的电压可变型薄膜沉积装置的示意图；以及图8为示出了应用根据本发明的电压可变型薄膜沉积装置的示例的图。
具体实施例方式下面将参考附图，详细描述根据本发明的优选实施例的电压可变型薄膜沉积装置 和方法。虽然后面将描述的偏压包括直流(DC)偏压和单极脉冲型偏压二者，下面将描述 DC偏压变化的例子。也就是说，可以通过在DC偏压的情况下改变电压的大小或在单极脉冲型偏压的 情况下改变具有预定占空比的电压的大小来改进沉积特性。然而，为了执行基本相同或相 似的动作，由于已设置了 DC电压的大小和具有预定占空比的电压的大小，下面将描述DC 偏压大小变化的例子。特别地，在单极脉冲型偏压的情况下，施加偏压同时以预定的周期在打开/关闭 状态之间交替，使得单纯从能量的量的角度看，似乎单极脉冲型偏压的施加时间应该长于 DC偏压。然而，产生脉冲同时每秒钟快速重复打开状态几百次至几千次(IOKHz至IOOKHz)， 使得在打开状态之间的关闭状态几乎不影响在运转中的薄膜材料的沉积速度，并且不增加 必须施加偏压的时间。例如，在单极脉冲型偏压具有50 50的占空比的情况下，为了沉积薄膜，不需要 在DC偏压的情况下两倍长的时间段内施加电压，并且在与DC偏压等量的时间内施加该电 压是足够的。图2是示出了根据本发明的电压可变型薄膜沉积方法，和根据该方法所沉积的薄膜的量的变化的一个例子的视图。如图2所示，根据本发明的电压可变型薄膜沉积方法连续改变偏压，其将各种类 型的蒸镀、溅射以及电离薄膜材料(也称作“目标”或“蒸镀源”)引导至目标物体(诸如基 板和各种类型的模子)，使得在沉积薄膜过程中的时间段内或部分时间段内，将薄膜沉积在 目标物体上。例如，当使用电离薄膜材料(其中，钛‘Ti’和铝‘Al’的原子百分比率是5 5) 并使用电弧源(氮‘N’作为反应气体提供给该电弧源)以薄膜涂覆各种类型的模子时，偏 压在所设置的时间内连续变化，使得沉积量21b和21c (其中，存在于真空室中的电离钛和 铝沉积在模子上)变化。也就是说，期望以原子百分比率为5 5存在于真空室中的钛离子和 铝离子将以 5 5的比率在模子上沉积。然而，如电压斜率(Vsl。pe)21a所示，当升高偏压并施加高电压 时，尺寸相对小的铝粒子以比钛粒子更高的速度撞击该模子，并随后沉积在模子上。此后， 铝粒子和钛粒子连续撞击该模子，并沉积在模子上。在此，与钛粒子相比数量更大的所沉积 的铝粒子被发射(以下称作“再溅射”)，从而铝的沉积量21b与钛的沉积量21c的比率成 为4 6，虽然该比率依据偏压的大小而稍有不同。相比之下，当降低偏压并施加低电压时，每一个粒子的撞击速度减小，从而所沉积 的铝粒子的再溅射减少，并因此铝的沉积量21b从大约从40%增加至50%，并且钛的沉积 量21c从60%减少至50%，因而达到5 5的比率。因此，如果偏压在预定的时间段内从高电压至低电压或从低电压至高电压连续变 化，连续产生上面描述的变化，从而可以涂覆具有铝和钛二者的优点的混合薄膜。进一步， 缓慢并连续变化偏压，从而在薄膜之间不产生分离层，也就是说，在层之间不产生分离的部 分，因而进一步改进了薄膜的特性。在此，优选偏压的变化范围是每分钟0. 5V或更高至IOV或更低(V/min)，使得薄 膜材料的沉积量缓慢变化。这是因为，根据检测结果，当偏压值的变化(即从高电压至低 电压或从低电压至高电压)高于10V，薄膜的固有应力增加，从而难于涂覆厚度为6 μ m或 更大的薄膜，并且，薄膜的状态变得不稳定，也就是说，薄膜的特性依据切削条件(cutting conditions)而不同。当偏压值的变化小于0. 5V，难于改进厚度大约为3 μ m的薄膜的特性。 这是因为当薄膜厚度至少为6μπι时，诸如耐热性、耐冲击性和耐磨性的薄膜的特性可以得 到改进。进一步，当偏压从高电压变化至低电压或从低电压变化至高电压，优选偏压的最 大值Vmax和最小值Vmin之差为50V或更高。这是因为，当最大值和最小值之差不是50V或更 高时，薄膜可以被沉积为具有10 μ m或更大的厚度，但在与其厚度成比例时只有耐磨性得 到改进，而其它特性不能得到改进。进一步，优选偏压的最大值从100V或更高变化至250V或更低。这是因为，在模子 的各个边缘部分发生分层现象并且发生严重的场增强现象，使得薄膜的全部特性恶化。相 比之下，当最大值低于100V，韧性会降低。虽然偏压从最大值100V变化(即，最大值降低至 更低的电压)，薄膜的特性不能得到改进。进一步，优选偏压的最小值从30V至80V变化。这是因为，当该最小电压高于80V 时，韧性会降低。相比之下，当该最小电压低于30V，耐磨性会降低。
进一步，根据薄膜的预期用途，通过施加电压可以使偏压在预定时间段内从低电 压至高电压连续变化，或者在预定时间段内，通过施加电压可以使其从高电压至低电压连 续变化。在此，如上所述，优选偏压的变化范围是每分钟0. 5V或更高至IOV或更低(V/min)， 优选偏压的最大值Vmax和最小值Vmin之差为50V或更高，优选最大值从100V或更高变化至 250V或更低，以及优选最小值从30V或更高变化至80V或更低。这是因为，当施加高偏压时，薄膜优选生长在具有高密度结构的{111}表面，从而 可以增加其硬度和耐磨性。相比之下，当施加低偏压时，薄膜优选生长在具有低密度结构的 {200}表面，从而可以增加薄膜的韧性。因此，对于诸如要求高耐磨性的嵌入物的产品，优选偏压从高电压开始，并且对于 诸如需要高韧性和耐冲击性的立铣刀(end mill)的产品，优选偏压从低电压开始。 此外，如果偏压从低电压至高电压连续变化，或者从高电压至低电压连续变化，抑 制晶粒只在{111}表面或{222}表面中的一个之上生长，结果是获得薄膜的原子化，因而得 到薄膜的硬度、耐磨性、以及韧性的优良特性。下面将描述显示上述特征的例子。在薄膜被沉积120分钟并且电压被选择从高电 压变化至低电压的情况下，选择高电压100V作为从100V或更高变化至250V或更低的最大 值，选择低电压50V作为从30V或更高变化至80伏的最小值，最大值和最小值之差是50V， 并且偏压每分钟减少2. 5V，使得偏压的增加和减少可以重复三个周期。也就是说，如果偏压开始从高电压100V (即，最大值)每分钟降低2. 5V，偏压在20 分钟后达到低电压50V(即，最小值)。此后，如果偏压开始从低电压50V(即，最小值)每分 钟增加2. 5V，偏压在20分钟后达到高电压100V(即，最大值)。这种周期在120分钟内执 行3次(40分钟X 3T)。下面将描述如上所述的在预定时间段内连续变化各种类型的偏压。图3示出了根据本发明的电压可变型薄膜沉积方法和根据该方法所沉积的薄膜 的第一例子的视图，图4示出了根据本发明的电压可变型薄膜沉积方法和根据该方法所沉 积的薄膜的第二例子的视图，且图5示出了根据本发明的电压可变型薄膜沉积方法和根据 该方法所沉积的薄膜的第三例子的视图。首先，如图3的(a)中所示，如第一电压斜率(Vsl。pel)22a和第二电压斜率 (Vslope 2) 22b所指示的，在薄膜被沉积的过程中的时间段内或部分时间段内，根据本发明的 电压可变型薄膜沉积方法重复并连续增加或减少偏压(高电压一低电压一高电压一低电 压)。因此，如图3的(b)中所示，所沉积的薄膜22c形成为扩散结构，而没有形成分离 层结构，从而可以防止薄膜22c与其它层的层间分离(interlayer s印aration)，同时，实 现了各种特性，诸如，韧性、耐磨性以及耐冲击性。在此，上面已经描述的事实为优选偏压的变化范围是每分钟0.5V或更高至IOV 或更低(V/min)，优选偏压的最大值和最小值之差为50V或更高，优选最大值从100V或更高 变化至250V或更低，以及优选最小值从30V或更高变化至80V或更低。而且，如第一电压斜率22a所指示，当在预定时间段内连续改变偏压，同时改进薄 膜的硬度和耐磨性时，优选偏压从高电压变化至低电压。如第二电压斜率22b所指示，当增 加薄膜22c的韧性，同时改进模子和薄膜22c之间的附着力时，优选偏压从低电压变化至高电压。进一步，如图4的(a)中所示，如第三电压斜率(Vftsl。pe3)23a和第四电压斜率 (Vslope 4) 23b所指示，在薄膜沉积的过程中的时间段内或部分时间段内，根据本发明的电压 可变型薄膜沉积方法重复并连续减少偏压(高电压一低电压以及高电压一低电压)，或者 重复并连续增加偏压(低电压一高电压以及低电压一高电压)。因此，如图4的(b)中所示，所沉积的薄膜每一层形成扩散结构，使得可能同时实 现各种特性，诸如韧性、耐磨性、以及耐冲击性。然而，可能的缺点是与图3中的层间分离 相比，薄膜23c的层间分离的特性会恶化。在此，优选偏压的变化范围是每分钟0. 5V或更高至IOV或更低，优选偏压的最大 值和最小值之差为50V或更高，优选最大值从100V或更高变化至250V或更低，以及优选最 小值从30V或更高变化至80V或更低。进一步，根据薄膜23c的预期用途，如第三电压斜率 23a所指示，优选偏压从高电压变化至低电压，或如第四电压斜率23b所示，从低电压变化 至高电压。进一步，如图5的(a)中所示，如第五电压斜率(Vsl。pe 5)24a和第六电压斜率 (Vslope 6) 24b所指示，在薄膜沉积的过程中的时间段内或部分时间段内，根据本发明的电压 可变型薄膜沉积方法连续并重复地减少或保持该偏压(高电压一低电压一低电压)，或者 增加或保持该偏压(低电压一高电压一高电压)。因此，如图5的(b)中所示，所沉积的薄膜形成为扩散结构，而没有形成分离层结 构，从而可以防止薄膜24c与其它层的层间分离，并同时实现各种特性，诸如韧性、耐磨性、 以及耐冲击性。特别地，根据第五电压斜率24a和第六电压斜率24b，对于其预期用途，可以 通过更缓慢地增加或减少偏差改进薄膜的适应性。在此，优选偏压的变化范围是每分钟0. 5V或更高至IOV或更低，优选偏压的最大 值和最小值之差为50V或更高，优选最大值从100V或更高变化至250V或更低，以及优选最 小值从30V或更高变化至80V或更低。进一步，根据薄膜24c的预期用途，如第五电压斜率 24a所指示，优选偏压从高电压变化至低电压，或如第六电压斜率24b所示，优选从低电压 变化至高电压。下面将描述根据本发明的电压可变型薄膜沉积方法的薄膜沉积过程。图6是根据本发明的电压可变型薄膜沉积方法的方框图。如图6所示，为了执行根据本发明的薄膜沉积，首先，确定是否使用预设条件，诸 如最大值、最小值、以及偏压的变化，以在步骤S31执行相应的薄膜沉积。如果用户选择使 用该预设条件，在步骤S35根据该预设条件开始薄膜沉积。同时，在通过设置新的条件执行薄膜沉积的情况下，在步骤S32a、S32b和S32c中， 通过用户键入设置各个条件，诸如最大值、最小值和偏压的变化。在步骤S32a、S32b和S32c中设置该条件之后，在步骤S33中根据薄膜的预期用途 选择起始偏压。也就是说，在步骤S33中，选择是使偏压从低电压变化至高电压，还是使偏 压从高电压变化至低电压。在步骤S33中选择起始偏压之后，在步骤S34中选择电压斜率的类型。例如，结合 图3至5所描述的，从各种类型的电压斜率22a、22b、23a、23b、24a和25b中选择任一类型 的电压斜率。然而，对于本领域的技术人员显而易见的是，除上面描述的电压斜率之外，可以设置并选择各种类型的电压斜率，其中，偏压连续变化。当在步骤S34选择电压斜率的类型时，在步骤35开始薄膜沉积，并且随后确定沉积是否完成。如果沉积完成，该过程结束。如果沉积没有完成，重复上面描述的程序。如上所述，由于偏压的应用是通过用户的选择来设置的，可以防止薄膜与其他层 的层间分离，以实现各种特性，诸如韧性、耐磨性、以及抗冲击性，同时可以制造适合于其预 期用途的薄膜。下面将参考附图，详细说明根据本发明的电压可变型薄膜沉积装置。图7为示出了根据本发明的电压可变型薄膜沉积装置的示意图。首先，如图7所示，根据本发明的电压可变型薄膜沉积装置包括用户键入单元45， 用于接收用户指令从而设置上面描述的偏压的条件并开始薄膜沉积；存储器42，用于存储 信息数据，诸如所设置的偏压；以及显示单元44，用于显示所设置的条件值、预定设置的条 件值以及薄膜沉积的过程状态，这些均从键入单元45输入；供电单元41，用于根据所设置 的条件值，将偏压施加给物理气相沉积(PVD)型薄膜沉积装置、化学气相沉积(CVD)型薄膜 沉积装置或PVD/CVD混合型薄膜沉积装置；以及控制单元43，用于处理数据，从而将由键入 单元45输入的条件设置值写入存储器42，或者从存储器42读取该条件设置值，并用于根据 所设置的条件值控制供电单元41的输出。因此，在通过用户设置的预定时间段内，可以沉积薄膜同时连续改变偏压。下面将描述应用根据本发明的上述电压可变型薄膜沉积装置的例子。下面将各种 类型的薄膜沉积装置，诸如PVD、00)、和PVD/CVD混合型薄膜沉积装置的、使用电弧源的离 子电镀装置作为示例进行描述。图8是示出了应用根据本发明的电压可变型薄膜沉积装置的例子的图。如图8所示，使用电弧源的离子电镀装置包括真空室50，其具有反应气体可通过 其流入的反应气体入口 53，和内部可以为真空状态并且反应气体可以通过其流出的反应气 体出口 54 ；—个或更多电弧发生源51，其可以设置在真空室50的一侧上，并使用电弧放电 熔化或蒸镀阴极52，S卩，电弧蒸镀源(或薄膜材料)；以及基板支架55，其支撑待离子电镀 的基板(或模子)56，并且接收偏压，从而吸引(pull)由加速电子所电离的被蒸镀的微粒 子。进一步，如果需要，使用电弧源的离子电镀装置还包括在电弧蒸镀源51和基板 56，以及空心阴极放电(HCD)枪57a和炉缸(hearth) 57b之间设置的辅助阳极(未示出)， 其分别被施加了负电位(_)和正电位(+)，从而在使用上面描述的电弧放电将薄膜沉积在 基板56上之前，通过使用离子清洗基板56的表面，以增加薄膜的附着力和均勻度。同时，在上述离子电镀装置中，钛“Ti”和铝“Al”被用作电弧蒸镀源，真空室50内 的初始真空压力被设置为5 X 10_5托，使用真空室50中的加热器加热至500°C，并且使用离 子增强辉光放电进行清洗，以提高基板56和薄膜之间的附着力。此后，开始薄膜沉积，同时将电弧电流保持在100A，并且通过产生氮“N”气以流 入，从而将真空度保持在25毫托。在此，供电单元41将偏压施加给基板支架55 (其用于支撑待离子电镀的基板56)， 从而吸引真空室50中存在的微钛粒子和铝粒子以5 5的原子百分比率。该偏压在用户 所选的预定时间段内连续变化。优选偏压的变化范围是每分钟0. 5V或更高至IOV或更低(V/min)，优选偏压的最大值和最小值之差为50V或更高，优选最大值从IOOV或更高变化至 250V或更低，优选最小值从30V或更高变化至80V或更低，以及优选偏压被选择为从高电压 变化至低电压，或者从低电压变化至高电压。也就是说，如上描述的例子，就120分钟内沉积薄膜的工艺而言，首先，偏压被选 择为从高电压变化至低电压，选择高电压100V作为最大值，选择低电压50V作为最小值，且 偏压每分钟连续变化2. 5V，从而偏压的增加/减少可以重复三个周期，如图3所示。因此，如上所述，所沉积的薄膜形成扩散结构，而没有形成分离结构层结构，从而 可以防止薄膜与其他层发生层间分离，并同时可以实现各种特性，诸如韧性，耐磨性和耐冲 击性。而且，由于可以选择起始偏压，薄膜可以被沉积为适合于其预期的用途。上面已经描述了电压可变型薄膜沉积方法和装置。本领域的技术人员应理解的 是，在不背离本发明的技术精神和必要特征的情况下，本发明的技术配置可以为其它优选 实施例的形式。特别的，尽管已经作为例子详细描述了沉积薄膜以涂覆各种模子的实施例，但本 发明并不限于此。进一步，对于本领域的技术人员显而易见的是，可以将上面描述的本发明 应用于需要沉积薄膜的工艺的半导体的制造，诸如，栅(gate)、位线、绝缘层(或间隔子)， 以及过孔。
进一步，虽然只有将DC偏压和单极脉冲型偏压用作偏压的例子，但对于本领域的 技术人员显而易见的是，除了数字的限制之外(诸如上面描述的每分钟可变的电压值、最 大值、最小值以及最大值和最小值之差)，薄膜可以被沉积同时包括高频(射频(RF))的交 流(AC)型电源在预定的时间内连续增加或减少。因此，应理解的是，上面描述的实施例在所有方面均是例示性的，而不是限制性 的，本发明的范围公开在以下所列的所附权利要求中，而不是在上述实施例中，权利要求的 意思和范围及其从等同概念推出的所有变型均落入本发明的范围内。工业实用性本发明总体涉及用于制造半导体或涂覆各种类型的模子的表面的电压可变型薄 膜沉积方法和装置，尤其涉及电压可变型薄膜沉积方法和装置，其中，偏压连续变化，并且 根据薄膜的预期用途，在所选的起始电压下沉积薄膜，因而改善了薄膜特性和沉积特性，并 简化了仪器。
权利要求
一种电压可变型薄膜沉积方法，包括施加偏压，将薄膜材料引导至目标物体，以使得所述薄膜材料被沉积在所述目标物体上，同时在用户所设置的时间段内连续改变所述偏压的大小。
2.如权利要求1所述的电压可变型薄膜沉积方法，其中，在所述用户所设置的时间段 内，所述偏压的大小至少增加或减小一次。
3.如权利要求2所述的电压可变型薄膜沉积方法，其中，在所述用户所设置的时间段 内，所述偏压的大小至少增加并随后减小或者减小并随后增加一次。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电压可变型薄膜沉积方法，其中，将所述偏压施 加至物理气相沉积(PVD)型薄膜沉积装置、化学气相沉积(CVD)型薄膜沉积装置，以及PVD/ CVD混合型薄膜沉积装置中的任一个。
5.如权利要求1至3中任一项所述的电压可变型薄膜沉积方法，其中，所述偏压是直流 (DC)偏压和脉冲型偏压中的任一个，并且由所述偏压引导并沉积的所述薄膜材料是一种或 更多种类型的材料。
6.如权利要求1所述的电压可变型薄膜沉积方法，其中，所述偏压的变化范围从每分 钟0. 5V或更高至10V或更低。
7.如权利要求1所述的电压可变型薄膜沉积方法，其中，改变所述偏压，以使得偏压的 最大值和最小值之间的差是50V或更高。
8.如权利要求1所述的电压可变型薄膜沉积方法，其中，所述偏压的最大值的范围从 100V或更高到250V或更低。
9.如权利要求1所述的电压可变型薄膜沉积方法，其中，所述偏压的最小值的范围从 30V或更高到80V或更低。
10.如权利要求1所述的电压可变型薄膜沉积方法，其中，通过施加电压，所述偏压从 低电压变化至高电压或从高电压变化至低电压。
11.如权利要求1所述的电压可变型薄膜沉积方法，包括 确定步骤，确定是否使用预设的偏压值；作为确定的结果，如果确定使用所述预设的偏压值，基于所述预设的偏压值沉积薄膜， 并且如果确定使用新的偏压值，设置新的偏压值的步骤；起始电压选择步骤，当设置了新的偏压值时，选择是从低偏压还是从高偏压施加电压；电压斜率选择步骤，当选择了所述起始电压时，选择所述偏压的增加/减小斜率类型；以及沉积开始步骤，当选择了所述电压斜率时，开始沉积所述薄膜。
12.—种电压变化型薄膜沉积装置，包括电压供应单元，用于输出偏压，将薄膜材料引导至目标物体，以使得所述薄膜材料被沉 积在所述目标物体上；以及控制单元，用于控制所述电压供应单元，以使得输出的所述偏压的大小在用户所设置 的时间段内连续变化。
13.如权利要求12所述的电压变化型薄膜沉积装置，其中，所述控制单元至少增加或 减小所述偏压的大小一次。
14.如权利要求13所述的电压变化型薄膜沉积装置，其中，所述控制单元至少增加并 随后减小所述偏压的大小，或者减小并随后增加所述偏压的大小一次。
15.如权利要求12-14中任一项所述的电压变化型薄膜沉积装置，其中，所述供电单元 是包含于物理气相沉积(PVD)型薄膜沉积装置、化学气相沉积(CVD)型薄膜沉积装置以及 PVD/CVD混合型薄膜沉积装置中的任一个之内的供电单元。
16.如权利要求12-14中任一项所述的电压变化型薄膜沉积装置，其中，所述偏压是直 流(DC)偏压和脉冲型偏压中的任一个，并且由所述偏压引导并沉积的所述薄膜材料是一 种或更多种类型的材料。
17.如权利要求12所述的电压变化型薄膜沉积装置，其中，所述控制单元能够引起所 述偏压从每分钟0. 5V或更高至IOV或更低的范围的变化。
18.如权利要求12所述的电压变化型薄膜沉积装置，其中，所述控制单元能够改变所 述偏压，以使得所述偏压的最大值和最小值之间的差是50V或更高。
19.如权利要求12所述的电压变化型薄膜沉积装置，其中，所述控制单元执行控制，以 使得所述偏压的最大值的范围从100V或更高到250V或更低。
20.如权利要求12所述的电压变化型薄膜沉积装置，其中，所述控制单元执行控制，以 使得所述偏压的最小值的范围从30V或更高到80V或更低。
21.如权利要求12所述的电压变化型薄膜沉积装置，其中，所述控制单元通过施加电 压，将所述偏压从低电压变化至高电压或从高电压变化至低电压。
22.如权利要求12所述的电压变化型薄膜沉积装置，其中，所述控制单元能够基于所 述用户所选的电压斜率的类型改变所述偏压。
全文摘要
公开了一种电压可变型薄膜沉积装置和方法。该电压可变型薄膜沉积方法包括施加偏压，同时在用户设置的时间段内连续变化该偏压的大小，以确定是否使用预设的偏压值；如果确定使用该预设的偏压值，作为该确定的结果，基于预设的偏压值沉积薄膜，而如果确定使用新的偏压值，则设置新的偏压值；当设置了新的偏压值时，选择是从低偏压还是从高偏压施加电压；当选择了起始电压时，选择偏压的增加/减少斜率类型；以及当选择了电压斜率时，开始沉积薄膜。
文档编号C23C16/00GK101827953SQ200780101053
公开日2010年9月8日 申请日期2007年10月10日 优先权日2007年10月10日
发明者裵相烈 申请人:艾细饰株式会社