專利名稱：鍍膜裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍍膜裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前，鍍膜的方法一般包括化學氣相沉積方法以及物理氣相沉積方法。例如，在半 導體的金屬連接層中包括TiN，W，AlCu層，其中TiN與W層使用化學氣相沉積制程進行噴 鍍，而AlCu層則是使用物理氣相沉積制程進行噴鍍。在傳統(tǒng)工藝中，制備這樣的半導體元 件一般需要進行物理與化學鍍膜制程的轉(zhuǎn)換，當進行完一種鍍膜制程后，需要破除真空取 出被鍍物，然后移至下一個鍍膜制程。但是在鍍膜制程轉(zhuǎn)換過程中，半導體元件由于接觸空 氣，所以表面容易產(chǎn)生氧化物，從而影響半導體元件的電氣特性。所以說如何提供一種在單 一制程中可同時完成物理及化學氣相沉積的鍍膜裝置，成為業(yè)內(nèi)人士需要解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種可同時進行物理及化學氣相沉積鍍膜的鍍膜裝置及方 法。一種鍍膜裝置，其包括真空室，鍍膜源以及工作臺。所述鍍膜源與所述工作臺相對 設(shè)置在所述真空室內(nèi)，所述鍍膜源包括承載架，多個氣流噴頭以及靶材，所述靶材設(shè)置在所 述承載架上，所述多個氣流噴頭圍繞所述靶材均勻設(shè)置在所述承載架上。一種鍍膜方法，其包括以下幾個步驟提供一真空室以及一鍍膜源，所述鍍膜源設(shè)置于所述真空室中，所述鍍膜源包括 氣流噴頭及靶材；控制真空室溫度及壓強，使所述溫度及壓強滿足化學氣相沉積所需要的溫度及壓 強；在所述氣流噴頭中通入多種氣體，并進行反應，進行化學氣相沉積鍍膜；控制真空室溫度及壓強，使所述溫度及壓強滿足物理氣相沉積所需要的溫度及壓 強；在所述氣流噴頭中通入惰性氣體，以產(chǎn)生高能離子，所述高能離子轟擊所述靶材， 進行物理氣相沉積鍍膜。本發(fā)明提供的鍍膜裝置具有多個氣流噴頭以及一靶材，所述氣流噴頭用于噴出反 應氣體，實現(xiàn)化學氣相沉積鍍膜，所述靶材由高能離子轟擊，實現(xiàn)物理氣相沉積鍍膜，從而 可同時完成物理及化學氣相沉積鍍膜的制程。


圖1為本發(fā)明實施方式提供的鍍膜裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中鍍膜裝置的鍍膜源的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1中鍍膜裝置的鍍膜源的正視圖。
圖4為本發(fā)明實施方式提供的鍍膜方法流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。請參閱圖1，一種鍍膜裝置10，其包括真空室100，鍍膜源200以及工作臺300。所 述真空室100能夠改變其內(nèi)部的溫度與壓強。所述鍍膜源200與所述工作臺300相對設(shè)置 在所述真空室100內(nèi)。所述工作臺300用于承載鍍膜工件。請參閱圖2及圖3，所述鍍膜源200包括承載架201，承載軸202，多個氣流噴頭203 以及靶材204。在本實施方式中，所述鍍膜源200包括四個氣流噴頭203。所述承載架201包括一上表面2011以及一下表面2012，所述上表面2011中心處 設(shè)置有一容置槽2013，圍繞所述容置槽2013均勻形成有多個通孔2014。在本實施方式中， 所述承載架201包括四個通孔2014。所述靶材204設(shè)置在所述容置槽2013內(nèi)。在所述上 表面2011上，靠近所述容置槽2013處設(shè)置有一連接部2015。在所述容置槽2013上方設(shè)置 有一遮擋蓋2016，所述遮擋蓋2016活動連接在所述連接部2015上。所述遮擋蓋2016可相 對所述容置槽2013開啟或者關(guān)閉，其用于遮擋所述靶材204。所述下表面2012中心處設(shè)置 在所述承載軸202上，所述承載架可相對所述承載軸202旋轉(zhuǎn)。在本實施方式中，所述承載 架201為一圓盤形狀。所述氣流噴頭203設(shè)置在所述通孔2014內(nèi)，每個氣流噴頭203上設(shè)置有一主氣流 噴口 2031以及圍繞在所述主氣流噴口 2031周圍的多個反應氣流噴口 2032。所述氣流噴 頭203用于實現(xiàn)化學氣相沉積制程，所述主氣流噴口 2031噴出的氣體與所述反應氣流噴口 2032噴出的氣體能夠進行化學反應，并沉積到鍍膜工件上。所述承載架201的旋轉(zhuǎn)可帶動 所述氣流噴頭203旋轉(zhuǎn)，可以實現(xiàn)所述氣流噴頭203的多方向噴射，并能夠加快氣體的反 應。所述氣流噴頭203可根據(jù)具體鍍膜工件通入不同的氣體。所述靶材204為濺鍍用金屬靶材，用于實現(xiàn)物理氣相沉積制程。在本實施方式中， 所述靶材204主要為鋁靶材，其中添加3% 5%的銅。在進行鍍膜時，首先將鍍膜工件放置在所述工作臺300上，控制所述真空室100內(nèi) 的溫度及壓強，從所述氣流噴頭203通入氣體，控制旋轉(zhuǎn)所述承載架201，所述主氣流噴口 2031噴出的氣體與所述反應氣流噴口 2032噴出的氣體進行化學反應，并沉積到鍍膜工件 上，從而實現(xiàn)鍍膜工件的化學氣相沉積制程。然后控制真空室100內(nèi)的溫度及壓強，打開所 述遮擋蓋2016，由所述氣流噴頭203向所述真空室100內(nèi)通入氬氣，以產(chǎn)生高能離子，開啟 濺射電源，所述靶材204在大量高能離子的轟擊下，其上的原子或者原子團落向相對的所 述工作臺300上的鍍膜工件上，從而實現(xiàn)鍍膜工件的物理氣相沉積制程。請參閱圖4，其為本發(fā)明的一種鍍膜方法的流程圖，所述鍍膜方法包括以下幾個步 驟SlOl，提供一真空室以及一鍍膜源，所述鍍膜源設(shè)置于所述真空室中，所述鍍膜源 包括氣流噴頭及靶材；S102，控制真空室溫度及壓強，使所述溫度及壓強滿足化學氣相沉積所需要的溫 度及壓強；S103，在所述氣流噴頭中通入多種氣體，并進行反應，進行化學氣相沉積鍍膜；
S104，控制真空室溫度及壓強，使所述溫度及壓強滿足物理氣相沉積所需要的溫 度及壓強；S105，在所述氣流噴頭中通入惰性氣體，以產(chǎn)生高能離子，所述高能離子轟擊所述 靶材，進行物理氣相沉積鍍膜。在方法SlOl中，所述氣流噴頭包括主氣流噴口以及反應氣流噴口，所述主氣流噴 口及反應氣流噴口噴出的氣體能夠進行反應。在方法SlOl中，所述靶材為濺鍍用金屬靶材，主要為鋁靶材，其中添加3% 5% 的銅。在方法S105中，所述惰性氣體為氬氣。例如，在制鍍半導體元件中的接觸窗時，首先在被蝕刻后SiO2接觸窗中以化學氣 相沉積方法填入TiN組障層。在所述鍍膜裝置10的氣流噴頭203的主氣流噴口 2031中通 入氣體TiCl4，在氣流噴頭203的反應氣流噴口 2032中通入反應氣體N2。控制改變所述真 空室100環(huán)境，使反應溫度為400°C，真空度為5T00r，并旋轉(zhuǎn)所述承載架201，使氣體TiCl4 與氣體N2進行反應，并在接觸窗中沉積TiN。其次沉積鎢插塞。在氣流噴頭203的主氣流噴口 2031中通入氣體WF6，在氣流噴頭 203的反應氣流噴口 2032中通入氣體吐及SiH4?？刂聘淖冋婵帐?00的反應溫度為300 550°C，真空度為1 lOOToor，旋轉(zhuǎn)所述承載架201，使氣體WF6, H2及SiH4進行反應，在所 述接觸窗中沉積W。最后在所述接觸窗表面沉積AiCu。然后控制改變真空室100內(nèi)的溫度為50°C，真 空度為5X 10_2TOOr，打開所述遮擋蓋2016，由所述氣流噴頭203向所述真空室100內(nèi)通入 氬氣，以產(chǎn)生Ar+離子，開啟濺射電源，利用Ar+離子轟擊所述靶材204，使所述接觸表面沉 積AiCu，從而完成所述接觸窗的制作。本發(fā)明提供的鍍膜裝置具有多個氣流噴頭以及一靶材，所述氣流噴頭用于噴出反 應氣體，實現(xiàn)化學氣相沉積鍍膜，所述靶材由高能離子轟擊，實現(xiàn)物理氣相沉積鍍膜，從而 可同時完成物理及化學氣相沉積鍍膜的制程。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍之內(nèi)，對以上實施方式所作 的適當改變和變化都落在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種鍍膜裝置，其包括真空室，鍍膜源以及工作臺，所述鍍膜源與所述工作臺相對設(shè)置在所述真空室內(nèi)，其特征在于，所述鍍膜源包括承載架，多個氣流噴頭以及靶材，所述靶材設(shè)置在所述承載架上，所述多個氣流噴頭圍繞所述靶材均勻設(shè)置在所述承載架上。
2.如權(quán)利要求1所述的鍍膜裝置，其特征在于，所述工作臺用于承載鍍膜工件。
3.如權(quán)利要求1所述的鍍膜裝置，其特征在于，所述承載架包括一上表面以及一下表 面，所述上表面中心處設(shè)置有一容置槽，圍繞所述容置槽均勻形成有多個通孔，所述靶材設(shè) 置在所述容置槽內(nèi)，所述氣流噴頭設(shè)置在所述通孔內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的鍍膜裝置，其特征在于，所述鍍膜源還包括一承載軸，所述承載 架的下表面中心處設(shè)置在所述承載軸上，所述承載架可相對所述承載軸旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求3所述的鍍膜裝置，其特征在于，所述上表面上，靠近所述容置槽處設(shè)置 有一連接部。
6.如權(quán)利要求5所述的鍍膜裝置，其特征在于，所述容置槽上方設(shè)置有一遮擋蓋，所述 遮擋蓋活動連接在所述連接部上，所述遮擋蓋可相對所述容置槽開啟或者關(guān)閉。
7.如權(quán)利要求1所述的鍍膜裝置，其特征在于，所述承載架為一圓盤形狀。
8.如權(quán)利要求1所述的鍍膜裝置，其特征在于，所述靶材為濺鍍用金屬靶材，主要為鋁 靶材，其中添加3% 5%的銅。
9.如權(quán)利要求1所述的鍍膜裝置，其特征在于，所述氣流噴頭上設(shè)置有一主氣流噴口 以及圍繞在所述主氣流噴口周圍的多個反應氣流噴口。
10.一種鍍膜方法，其特征在于，包括以下幾個步驟提供一真空室以及一鍍膜源，所述鍍膜源設(shè)置于所述真空室中，所述鍍膜源包括氣流 噴頭及靶材；控制真空室溫度及壓強，使所述溫度及壓強滿足化學氣相沉積所需要的溫度及壓強；在所述氣流噴頭中通入多種氣體，并進行反應，進行化學氣相沉積鍍膜；控制真空室溫度及壓強，使所述溫度及壓強滿足物理氣相沉積所需要的溫度及壓強；在所述氣流噴頭中通入惰性氣體，以產(chǎn)生高能離子，所述高能離子轟擊所述靶材，進行 物理氣相沉積鍍膜。
11.如權(quán)利要求10所述的鍍膜方法，其特征在于，所述氣流噴頭包括主氣流噴口以及 反應氣流噴口。
12.如權(quán)利要求10所述的鍍膜方法，其特征在于，所述靶材為濺鍍用金屬靶材，主要為 鋁靶材，其中添加3% 5%的銅。
13.如權(quán)利要求10所述的鍍膜方法，其特征在于，所述惰性氣體為氬氣。
全文摘要
一種鍍膜裝置，其包括真空室，鍍膜源以及工作臺。所述鍍膜源與所述工作臺相對設(shè)置在所述真空室內(nèi)，所述鍍膜源包括承載架，多個氣流噴頭以及靶材，所述靶材設(shè)置在所述承載架上，所述多個氣流噴頭圍繞所述靶材均勻設(shè)置在所述承載架上。本發(fā)明提供的鍍膜裝置具有多個氣流噴頭以及一靶材，所述氣流噴頭用于噴出反應氣體，實現(xiàn)化學氣相沉積鍍膜，所述靶材由高能離子轟擊，用于實現(xiàn)物理氣相沉積，本發(fā)明的鍍膜裝置可同時進行物理及化學氣相沉積的鍍膜制程。本發(fā)明還提供一種鍍膜方法。
文檔編號C23C14/56GK101928931SQ20091030341
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者裴紹凱 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司