对腔体抽真空的方法技术

一种对半导体制程薄膜沉积腔体抽真空的方法，该方法包括以下步骤：提供一半导体制程薄膜沉积腔体，接着，以低真空泵对半导体制程薄膜沉积腔体进行抽气，再以高真空泵进行第二阶段抽气，此时，以可调节档板挡住晶圆，再以加热器对坩埚中的吸气材料加热以产生蒸气，用以捕捉腔体内残余气体，形成化合物后沉积于档板上，直至达成目标真空度，停止对该吸气材料加热以及打开该可调节档板，以进行下一步制程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种对半导体制程沉积腔体抽真空的方法，特别是指以加热吸气材 料产生蒸气用以吸附气体分子的方法。
技术介绍
在一般半导体或薄膜制程中，必须在一较高真空度的环境下进行，通常先让沉积 腔体内的真空度达到一定程度(约10_5torr以下)，才能继续进行后续薄膜沉积制程。而 利用真空设备来达到此需求为常见技术。现今的薄膜制程无论是利用CVD(化学气相沉积 法)或利用PVD(物理气相沉积法)皆必须利用到真空设备。将腔体内的真空度由一大气压(760torr)抽至高真空(10_3 10_5torr)通常分 为两个阶段来抽气，首先，使用如机械泵(mechanical pump)、干式泵(dry pump)或目 前一般厂商常用的低真空泵，先将真空度由一大气压抽至大约0. 2torr，再利用如冷冻 泵(cryo pump)或涡轮分子泵(turbo pump)等高真空泵继续将真空度由0. 2torr抽至 10_5torr以下的高真空度。将一基材放入一真空设备作沉积时，需要将腔体破真空之后才能放入该基材，在 打开腔体时，其内部会直接与大气接触，大气中的水气进入到腔体之后容易吸附于腔壁，当 抽到0. 2torr以后，腔壁面吸附的气体释出，随着压力越往下降会越严重，因此在10_3tOrr 以下，主要的气体负荷来自腔体内部的表面释气，故在一开始破真空时吸附于腔壁表面的 水气及氧气，是在抽至高真空时，使抽气速率降低的原因之一。较为高阶的抽真空设备是额 外加上一个缓冲腔(buffer chamber)以区隔主要的沉积腔体，将基材先置于缓冲腔中，抽 真空至某一预定值之后，再将基材传送到主要的沉积腔体中继续抽至预定真空度之后再进 行蒸镀，主要沉积腔体并未直接接触大气，抽至较高真空相对未具缓冲腔的沉积腔体而言 较为容易。对于未具缓冲腔(buffer chamber)的沉积腔体而言，抽真空过程费时，直接影响 产品产能。因此，如何节省抽真空时间为一关键问题。现有的改善方式为加大泵(pump)的 功率，然而，此方式会增加成本，且效果并不显著。
技术实现思路
本专利技术提供一种对半导体制程薄膜沉积腔体抽真空的方法，其可在不使用加大泵 (pump)功率的情况下，减少将真空度由一大气压抽至高真空的时间。本专利技术的技术解决方案是一种对半导体制程薄膜沉积腔体抽真空的方法，该方 法包括以下步骤提供一半导体制程薄膜沉积腔体，该半导体制程薄膜沉积腔体连接一低真空泵及 一高真空泵以对该半导体制程薄膜沉积腔体进行抽气，该半导体制程薄膜沉积腔体设有一 晶圆承载盘以承载数片晶圆，一可调节档板，至少一承载吸气材料的坩埚，及一加热器；以该低真空泵对该半导体制程薄膜沉积腔体进行第一阶段抽气，直到达成一第一预定目标真空度；以该高真空泵进行第二阶段抽气至达成一第二预定目标真空度，此时，该可调节 档板挡住该晶圆；继续以该高真空泵进行第三阶段抽气，同时，以该加热器对该吸气材料加热产生 蒸气，以捕捉该半导体制程薄膜沉积腔体内的残余气体，直至达成终极目标真空度；关闭对该吸气材料加热的该加热器；以及打开该可调节档板，进行所述晶圆的半导体制程沉积。如上所述的对半导体制程薄膜沉积腔体抽真空的方法，其中该半导体制程薄膜沉 积腔体为一电子枪蒸镀腔体，还包括数个坩埚，以承载除了该吸气材料以外的数个目的金 属块，以做为沉积金属层来源。如上所述的对半导体制程薄膜沉积腔体抽真空的方法，其中在打开该可调节档板 后，还包括一步骤重新开启该加热器以对该目的金属块加热，其中该加热器为电子枪、灯 丝或加热板其中的一种。如上所述的对半导体制程沉积腔体抽真空的方法，其中该吸气材料为一钛块。如上所述的对半导体制程沉积腔体抽真空的方法，其中上述的第一预定目标真空 度约为0. 1至l(T2torr。如上所述的对半导体制程沉积腔体抽真空的方法，其中上述的第二预定目标真空 度约为 9X10—4 至 lXl(T5torr。如上所述的对半导体制程沉积腔体抽真空的方法，其中上述的预定目标真空度约 为 9X10—6 至 lX10_7torr。本专利技术还提出另一种对沉积腔体抽真空的方法，该方法包括以下步骤提供一沉积腔体，至少一真空泵与该沉积腔体连接，该沉积腔体内包括一坩埚，该 坩埚放置一吸气材料，一加热器用以对该吸气材料进行加热；利用该真空泵对该腔体进行第一次抽气至9 X 10_4 1 X 10_5torr ；利用该真空泵对该腔体进行第二次抽气，同时以该加热器将该坩埚内的该吸气材 料加热至熔融态，使该吸气材料产生蒸气于该腔体中，用以捕捉残余气体分子，使该沉积腔 体内的气体分子快速减少；以及当该真空泵将该沉积腔体的真空度抽至一终极目标真空度时，停止加热该吸气材 料。如上所述的对沉积腔体抽真空的方法，其中上述的终极预定目标真空度约为 9X10—6 至 lX10_7torr。如上所述的对沉积腔体抽真空的方法，其中该吸气材料为一钛块。本专利技术的特点和优点是本专利技术的对半导体制程薄膜沉积腔体抽真空的方法，是 当抽气泵对半导体制程薄膜沉积腔体进行抽气时，同时对吸气材料进行加热，使其产生气 体分子，该气体分子可吸附由腔壁逸出的水气及原本大气中的水气及氧气，快速降低压力 的目的，达到节省抽真空时间的目的。利用本专利技术可大幅减少抽真空的时间，以本专利技术的实施例而言，腔体为圆柱型，该 腔体的大小为高度900mm，直径750mm，亦即容积约为4X 108mm2为例。原本将真空度由一 大气压抽至3 X 10-6torr需要花大约60分钟，其中将真空度由10_5torr抽至3 X 10-6torr就需要花大约36分钟，而利用本专利技术的方法后，将真空度由10-5torr抽至3X 10_6torr仅 需花6分钟，亦即将容积约为4X 108mm2由一大气压抽至3 X 10-6torr总共仅需花30分钟， 节省了约半小时的时间，在相同时间内，可增加半导体制程的产能。附图说明图1显示本专利技术所提供的对」主要组件符号说明半导体制程薄膜沉积腔体10坩埚101-103加热器104晶圆承载盘105可调节挡板107第一控制阀13体制程薄膜沉积腔体抽真空的设备。承载台100 吸气材料1020 目的金属块1010、1030 晶圆106低真空泵11 高真空泵12 第二控制阀1具体实施例方式有关本专利技术的前述及其它
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图的较佳实 施例的详细说明中，将可清楚的呈现。本专利技术提供一种对半导体制程薄膜沉积腔体抽真空的方法，可节省对腔体抽真 空的时间。图1所示为本专利技术的一实施例应用，首先提供一半导体制程薄膜沉积腔体10， 在腔体10内具有一承载台100，用以承载数个坩埚(crucible) 101 103，其中一坩埚 (crucible) 102内放置一吸气材料1020，此吸气材料在本专利技术实施例中为一钛块，吸气材 料1020在抽气过程中被一加热器104加热产生蒸气，以捕捉腔体内残余气体分子，而加热 器104可以为一电子枪，或是灯丝及加热板，本专利技术实施例中该加热器为一电子枪。其它坩 埚101,103 (crucible)则承载除了吸气材料1020以外的数个目的金属块1010、1030，做为 沉积金属层来源。半导体制程薄膜沉积腔体10内还包括一晶圆承载盘105，晶圆承载盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对半导体制程薄膜沉积腔体抽真空的方法，该方法包括以下步骤：提供一半导体制程薄膜沉积腔体，该半导体制程薄膜沉积腔体连接一低真空泵及一高真空泵以对该半导体制程薄膜沉积腔体进行抽气，该半导体制程薄膜沉积腔体设有一晶圆承载盘以承载数片晶圆，一可调节档板，至少一承载吸气材料的坩埚，及一加热器；以该低真空泵对该半导体制程薄膜沉积腔体进行第一阶段抽气，直到达成一第一预定目标真空度；以该高真空泵进行第二阶段抽气至达成一第二预定目标真空度，此时，该可调节档板挡住该晶圆；继续以该高真空泵进行第三阶段抽气，同时，以该加热器对该吸气材料加热产生蒸气，以捕捉该半导体制程薄膜沉积腔体内的残余气体，直至达成终极目标真空度；关闭对该吸气材料加热的该加热器；以及打开该可调节档板，进行所述晶圆的半导体制程沉积。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林俊德，邱志欣，杨环隆，林玉婷，黄继毅，
申请(专利权)人：台湾茂矽电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]