专利名称：镀膜装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种镀膜装置及方法。
背景技术：
目前，镀膜的方法一般包括化学气相沉积方法以及物理气相沉积方法。例如，在半 导体的金属连接层中包括TiN，W，AlCu层，其中TiN与W层使用化学气相沉积制程进行喷 镀，而AlCu层则是使用物理气相沉积制程进行喷镀。在传统工艺中，制备这样的半导体元 件一般需要进行物理与化学镀膜制程的转换，当进行完一种镀膜制程后，需要破除真空取 出被镀物，然后移至下一个镀膜制程。但是在镀膜制程转换过程中，半导体元件由于接触空 气，所以表面容易产生氧化物，从而影响半导体元件的电气特性。所以说如何提供一种在单 一制程中可同时完成物理及化学气相沉积的镀膜装置，成为业内人士需要解决的课题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可同时进行物理及化学气相沉积镀膜的镀膜装置及方 法。一种镀膜装置，其包括真空室，镀膜源以及工作台。所述镀膜源与所述工作台相对 设置在所述真空室内，所述镀膜源包括承载架，多个气流喷头以及靶材，所述靶材设置在所 述承载架上，所述多个气流喷头围绕所述靶材均勻设置在所述承载架上。一种镀膜方法，其包括以下几个步骤提供一真空室以及一镀膜源，所述镀膜源设置于所述真空室中，所述镀膜源包括 气流喷头及靶材；控制真空室温度及压强，使所述温度及压强满足化学气相沉积所需要的温度及压 强；在所述气流喷头中通入多种气体，并进行反应，进行化学气相沉积镀膜；控制真空室温度及压强，使所述温度及压强满足物理气相沉积所需要的温度及压 强；在所述气流喷头中通入惰性气体，以产生高能离子，所述高能离子轰击所述靶材， 进行物理气相沉积镀膜。本发明提供的镀膜装置具有多个气流喷头以及一靶材，所述气流喷头用于喷出反 应气体，实现化学气相沉积镀膜，所述靶材由高能离子轰击，实现物理气相沉积镀膜，从而 可同时完成物理及化学气相沉积镀膜的制程。
图1为本发明实施方式提供的镀膜装置结构示意图。图2为图1中镀膜装置的镀膜源的结构示意图。图3为图1中镀膜装置的镀膜源的正视图。
图4为本发明实施方式提供的镀膜方法流程图。
具体实施例方式下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。请参阅图1，一种镀膜装置10，其包括真空室100，镀膜源200以及工作台300。所 述真空室100能够改变其内部的温度与压强。所述镀膜源200与所述工作台300相对设置 在所述真空室100内。所述工作台300用于承载镀膜工件。请参阅图2及图3，所述镀膜源200包括承载架201，承载轴202，多个气流喷头203 以及靶材204。在本实施方式中，所述镀膜源200包括四个气流喷头203。所述承载架201包括一上表面2011以及一下表面2012，所述上表面2011中心处 设置有一容置槽2013，围绕所述容置槽2013均勻形成有多个通孔2014。在本实施方式中， 所述承载架201包括四个通孔2014。所述靶材204设置在所述容置槽2013内。在所述上 表面2011上，靠近所述容置槽2013处设置有一连接部2015。在所述容置槽2013上方设置 有一遮挡盖2016，所述遮挡盖2016活动连接在所述连接部2015上。所述遮挡盖2016可相 对所述容置槽2013开启或者关闭，其用于遮挡所述靶材204。所述下表面2012中心处设置 在所述承载轴202上，所述承载架可相对所述承载轴202旋转。在本实施方式中，所述承载 架201为一圆盘形状。所述气流喷头203设置在所述通孔2014内，每个气流喷头203上设置有一主气流 喷口 2031以及围绕在所述主气流喷口 2031周围的多个反应气流喷口 2032。所述气流喷 头203用于实现化学气相沉积制程，所述主气流喷口 2031喷出的气体与所述反应气流喷口 2032喷出的气体能够进行化学反应，并沉积到镀膜工件上。所述承载架201的旋转可带动 所述气流喷头203旋转，可以实现所述气流喷头203的多方向喷射，并能够加快气体的反 应。所述气流喷头203可根据具体镀膜工件通入不同的气体。所述靶材204为溅镀用金属靶材，用于实现物理气相沉积制程。在本实施方式中， 所述靶材204主要为铝靶材，其中添加3% 5%的铜。在进行镀膜时，首先将镀膜工件放置在所述工作台300上，控制所述真空室100内 的温度及压强，从所述气流喷头203通入气体，控制旋转所述承载架201，所述主气流喷口 2031喷出的气体与所述反应气流喷口 2032喷出的气体进行化学反应，并沉积到镀膜工件 上，从而实现镀膜工件的化学气相沉积制程。然后控制真空室100内的温度及压强，打开所 述遮挡盖2016，由所述气流喷头203向所述真空室100内通入氩气，以产生高能离子，开启 溅射电源，所述靶材204在大量高能离子的轰击下，其上的原子或者原子团落向相对的所 述工作台300上的镀膜工件上，从而实现镀膜工件的物理气相沉积制程。请参阅图4，其为本发明的一种镀膜方法的流程图，所述镀膜方法包括以下几个步 骤SlOl，提供一真空室以及一镀膜源，所述镀膜源设置于所述真空室中，所述镀膜源 包括气流喷头及靶材；S102，控制真空室温度及压强，使所述温度及压强满足化学气相沉积所需要的温 度及压强；S103，在所述气流喷头中通入多种气体，并进行反应，进行化学气相沉积镀膜；
S104，控制真空室温度及压强，使所述温度及压强满足物理气相沉积所需要的温 度及压强；S105，在所述气流喷头中通入惰性气体，以产生高能离子，所述高能离子轰击所述 靶材，进行物理气相沉积镀膜。在方法SlOl中，所述气流喷头包括主气流喷口以及反应气流喷口，所述主气流喷 口及反应气流喷口喷出的气体能够进行反应。在方法SlOl中，所述靶材为溅镀用金属靶材，主要为铝靶材，其中添加3% 5% 的铜。在方法S105中，所述惰性气体为氩气。例如，在制镀半导体元件中的接触窗时，首先在被蚀刻后SiO2接触窗中以化学气 相沉积方法填入TiN组障层。在所述镀膜装置10的气流喷头203的主气流喷口 2031中通 入气体TiCl4，在气流喷头203的反应气流喷口 2032中通入反应气体N2。控制改变所述真 空室100环境，使反应温度为400°C，真空度为5T00r，并旋转所述承载架201，使气体TiCl4 与气体N2进行反应，并在接触窗中沉积TiN。其次沉积钨插塞。在气流喷头203的主气流喷口 2031中通入气体WF6，在气流喷头 203的反应气流喷口 2032中通入气体吐及SiH4。控制改变真空室100的反应温度为300 550°C，真空度为1 lOOToor，旋转所述承载架201，使气体WF6, H2及SiH4进行反应，在所 述接触窗中沉积W。最后在所述接触窗表面沉积AiCu。然后控制改变真空室100内的温度为50°C，真 空度为5X 10_2TOOr，打开所述遮挡盖2016，由所述气流喷头203向所述真空室100内通入 氩气，以产生Ar+离子，开启溅射电源，利用Ar+离子轰击所述靶材204，使所述接触表面沉 积AiCu，从而完成所述接触窗的制作。本发明提供的镀膜装置具有多个气流喷头以及一靶材，所述气流喷头用于喷出反 应气体，实现化学气相沉积镀膜，所述靶材由高能离子轰击，实现物理气相沉积镀膜，从而 可同时完成物理及化学气相沉积镀膜的制程。本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施方式所作 的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
权利要求
一种镀膜装置，其包括真空室，镀膜源以及工作台，所述镀膜源与所述工作台相对设置在所述真空室内，其特征在于，所述镀膜源包括承载架，多个气流喷头以及靶材，所述靶材设置在所述承载架上，所述多个气流喷头围绕所述靶材均匀设置在所述承载架上。
2.如权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，所述工作台用于承载镀膜工件。
3.如权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，所述承载架包括一上表面以及一下表 面，所述上表面中心处设置有一容置槽，围绕所述容置槽均勻形成有多个通孔，所述靶材设 置在所述容置槽内，所述气流喷头设置在所述通孔内。
4.如权利要求3所述的镀膜装置，其特征在于，所述镀膜源还包括一承载轴，所述承载 架的下表面中心处设置在所述承载轴上，所述承载架可相对所述承载轴旋转。
5.如权利要求3所述的镀膜装置，其特征在于，所述上表面上，靠近所述容置槽处设置 有一连接部。
6.如权利要求5所述的镀膜装置，其特征在于，所述容置槽上方设置有一遮挡盖，所述 遮挡盖活动连接在所述连接部上，所述遮挡盖可相对所述容置槽开启或者关闭。
7.如权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，所述承载架为一圆盘形状。
8.如权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，所述靶材为溅镀用金属靶材，主要为铝 靶材，其中添加3% 5%的铜。
9.如权利要求1所述的镀膜装置，其特征在于，所述气流喷头上设置有一主气流喷口 以及围绕在所述主气流喷口周围的多个反应气流喷口。
10.一种镀膜方法，其特征在于，包括以下几个步骤提供一真空室以及一镀膜源，所述镀膜源设置于所述真空室中，所述镀膜源包括气流 喷头及靶材；控制真空室温度及压强，使所述温度及压强满足化学气相沉积所需要的温度及压强；在所述气流喷头中通入多种气体，并进行反应，进行化学气相沉积镀膜；控制真空室温度及压强，使所述温度及压强满足物理气相沉积所需要的温度及压强；在所述气流喷头中通入惰性气体，以产生高能离子，所述高能离子轰击所述靶材，进行 物理气相沉积镀膜。
11.如权利要求10所述的镀膜方法，其特征在于，所述气流喷头包括主气流喷口以及 反应气流喷口。
12.如权利要求10所述的镀膜方法，其特征在于，所述靶材为溅镀用金属靶材，主要为 铝靶材，其中添加3% 5%的铜。
13.如权利要求10所述的镀膜方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气。
全文摘要
一种镀膜装置，其包括真空室，镀膜源以及工作台。所述镀膜源与所述工作台相对设置在所述真空室内，所述镀膜源包括承载架，多个气流喷头以及靶材，所述靶材设置在所述承载架上，所述多个气流喷头围绕所述靶材均匀设置在所述承载架上。本发明提供的镀膜装置具有多个气流喷头以及一靶材，所述气流喷头用于喷出反应气体，实现化学气相沉积镀膜，所述靶材由高能离子轰击，用于实现物理气相沉积，本发明的镀膜装置可同时进行物理及化学气相沉积的镀膜制程。本发明还提供一种镀膜方法。
文档编号C23C14/56GK101928931SQ20091030341
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月18日 优先权日2009年6月18日
发明者裴绍凯 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司