薄膜沉积方法技术

本发明专利技术提供一种薄膜沉积方法，其包括：第一阶段，使基座位于第一工艺位置，向工艺腔室内通入工艺气体，并仅开启射频电源，以在晶片表面沉积形成预设厚度的薄膜；第二阶段，使基座位于第二工艺位置，并开启直流电源，以使该薄膜达到目标厚度；其中，第一工艺位置低于第二工艺位置。本发明专利技术提供的薄膜沉积方法，其通过在第一阶段仅加载射频功率，可以避免产生的靶材颗粒的能量过大，造成晶片表面损伤，同时通过使第一工艺位置低于第二工艺位置，可以在仅加载射频功率的条件下，保证溅射速率满足工艺要求。

【技术实现步骤摘要】
薄膜沉积方法
本专利技术涉及半导体制造
，具体地，涉及一种薄膜沉积方法。
技术介绍
在LED芯片制造过程中，ITO薄膜作为一种透明导电薄膜与传统的金属薄膜相比具有可见光透过率高、导电性好、抗磨损、耐腐蚀等优点，被广泛的应用于GaN基芯片的电极材料。ITO薄膜的制备方法包括磁控溅射法，其制备的ITO薄膜具有低的电阻率、较高的可见光透过率以及较高的重复性。图1为现有的磁控溅射设备结构示意图，请参阅图1，该磁控溅射设备包括工艺腔室1，在该工艺腔室1的顶部设置有靶材2，该靶材2与射频电源和直流电源(二者未示出)电连接，并且在工艺腔室1内，且位于靶材2的下方设置有用于承载晶片4的基座3。此外，在工艺腔室1内还设置有压环8，其在基座3处于如图1所示的工艺位置进行沉积工艺时，压住晶片4上表面的边缘区域，从而起到固定晶片4的作用，避免在向晶片4的下表面与基座3的上表面之间输送冷却气体时，晶片4在气压的作用下被吹飞。另外，当基座3下降时，压环8与基座3相分离，并由内衬7的下端支撑。在现有的薄膜沉积方法包括：步骤1，使上述基座3处于上述工艺位置，并向工艺腔室1内通入工艺气体，以及向晶片4的下表面与基座3的上表面之间输送冷却气体；步骤2，开启射频电源，以激发工艺腔室1内的工艺气体形成等离子体；步骤3，开启直流电源，此时直流功率和射频功率同时加载在靶材2上，以使等离子体轰击靶材2，从而使靶材材料溅射到晶片4上。上述薄膜沉积方法在实际应用中不可避免地存在以下问题：当基座3处于如图1所示的工艺位置进行沉积工艺时，若同时向靶材2加载射频功率和直流功率，则会产生能量较大的靶材颗粒，其在溅射到晶片4上时，可能会损伤晶片表面，导致产品的正向电压值升高，发光强度值降低，从而影响产品性能。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种薄膜沉积方法，其可以减少晶片表面损伤，从而可以提高产品性能。为实现本专利技术的目的而提供一种薄膜沉积方法，其采用的工艺设备包括工艺腔室，在所述工艺腔室的顶部设置有靶材，所述靶材分别与射频电源和直流电源电连接，并且在所述工艺腔室内、位于所述靶材的下方设置有用于承载晶片的基座，该方法包括：第一阶段，使基座位于第一工艺位置，向所述工艺腔室内通入工艺气体，并仅开启所述射频电源，以在所述晶片表面沉积形成预设厚度的薄膜；第二阶段，使基座位于第二工艺位置，并开启所述直流电源，以使所述薄膜达到目标厚度；其中，所述第一工艺位置低于所述第二工艺位置。优选的，在所述工艺腔室内还设置有压环，当所述基座位于所述第二工艺位置时，所述压环压住所述晶片上表面的边缘区域；当所述基座位于所述第一工艺位置时，所述压环与所述晶片相分离；在进行所述第二阶段的过程中，向所述基座的上表面与所述晶片的下表面之间输送冷却气体。优选的，所述基座在处于所述第一工艺位置时，与所述压环之间的竖直间距为30～50mm。优选的，所述第一阶段进一步包括以下步骤：S11，使基座位于第一工艺位置，并向所述工艺腔室内通入工艺气体，且使工艺气体的流量处于预设的第一流量状态，以及使腔室压强处于预设的第一压强状态；S12，开启所述射频电源，以激发所述工艺腔室内的工艺气体形成等离子体；S13，降低腔室压强，以使其处于预设的第二压强状态。S14，降低工艺气体的流量，以使其处于预设的第二流量状态。优选的，所述第二阶段进一步包括以下步骤：S21，使工艺气体的流量处于第三流量状态，以及使腔室压强维持在所述第二压强状态，并使基座位于第二工艺位置；S22，向所述基座的上表面与所述晶片的下表面之间输送冷却气体，并开启所述直流电源；S23，仅关闭所述射频电源；S24，降低工艺气体的流量，以使其处于预设的第四流量状态；S25，停止通入所述工艺气体和所述冷却气体，以使腔室压强降低至真空压强状态。优选的，所述步骤S21、所述步骤S22和所述步骤S23的工艺时间均为3～10s；所述步骤S24的工艺时间为100～1000s；所述步骤S25的工艺时间为1～5s；所述冷却气体的流量为10～100sccm；所述工艺气体在处于所述第三流量状态时的流量为100～200sccm；所述工艺气体在处于所述第四流量状态时的流量为50～80sccm；所述直流电源的直流功率为200～500W；所述射频电源的射频功率为100～500W。优选的，所述步骤S11、所述步骤S12和所述步骤S13的工艺时间均为3～10s；所述步骤S14的工艺时间为30～100s；所述工艺气体在处于所述第一流量状态时的流量为100～200sccm；所述工艺气体在处于所述第二流量状态时的流量为30～50sccm；所述射频电源的射频功率为100～500W。优选的，所述工艺设备还包括用于控制所述反应腔室的排气量的闸阀；在所述步骤S11中，通过使所述闸阀处于半开状态，而使腔室压强处于所述第一压强状态；在所述步骤S13中，通过使所述闸阀处于全开状态，而使腔室压强处于所述第二压强状态。优选的，所述预设厚度为3～5nm。优选的，所述目标厚度为40～100nm。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的薄膜沉积方法，其分为两个阶段，在第一阶段使基座位于第一工艺位置，并仅向靶材加载射频功率，以在晶片表面沉积预设厚度的薄膜，用于在进行第二阶段时，保护基片表面不会被靶材颗粒损伤；在第二阶段使基座自第一工艺位置上升至第二工艺位置，并同时向靶材加载射频功率和直流功率，以使薄膜达到目标厚度。通过在第一阶段仅加载射频功率，可以避免产生的靶材颗粒的能量过大，造成晶片表面损伤，同时通过使第一工艺位置低于第二工艺位置，可以在仅加载射频功率的条件下，保证溅射速率满足工艺要求。附图说明图1为现有的磁控溅射设备结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的薄膜沉积方法的流程框图；图3A为本专利技术实施例中基座在第一工艺位置的示意图；图3B为本专利技术实施例中基座在第二工艺位置的示意图；图4为本专利技术实施例采用的第一阶段的流程框图；图5为本专利技术实施例采用的第二阶段的流程框图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的薄膜沉积方法进行详细描述。本专利技术实施例提供的薄膜沉积方法采用的工艺设备如图1所示，包括工艺腔室1，在该工艺腔室1的顶部设置有靶材2，该靶材2分别与射频电源和直流电源(二者未示出)电连接，即，靶材2具有两个接入点，二者分别与射频电源和直流电源连接，并且在工艺腔室1内，且位于靶材2的下方设置有用于承载晶片4的基座3。图2为本专利技术实施例提供的薄膜沉积方法的流程框图。请参阅图2，薄膜沉积方法包括：第一阶段S1，使基座3位于第一工艺位置，向工艺腔室1内通入工艺气体，并仅开启射频电源，以在晶片表面沉积形成预设厚度的薄膜；第二阶段S2，使基座3位于第二工艺位置，并开启直流电源，以使该薄膜达到目标厚度。其中，第一工艺位置低于第二工艺位置。通过在第一阶段S1仅通过开启射频电源，向靶材2加载射频功率，可以避免产生的靶材颗粒的能量过大，造成晶片表面损伤。而且，在晶片表面形成的一定厚度的薄膜可以在进行第二阶段S2时，保护基片表面不会被靶材颗粒损伤。同时，由于基座3与靶材2之间的竖直间距(以下称为靶基间距)影响溅射速率，即，靶基间距越小，则溅射速率越低；反之，靶基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜沉积方法，其采用的工艺设备包括工艺腔室，在所述工艺腔室的顶部设置有靶材，所述靶材分别与射频电源和直流电源电连接，并且在所述工艺腔室内、位于所述靶材的下方设置有用于承载晶片的基座，其特征在于，包括：第一阶段，使基座位于第一工艺位置，向所述工艺腔室内通入工艺气体，并仅开启所述射频电源，以在所述晶片表面沉积形成预设厚度的薄膜；第二阶段，使基座位于第二工艺位置，并开启所述直流电源，以使所述薄膜达到目标厚度；其中，所述第一工艺位置低于所述第二工艺位置。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜沉积方法，其采用的工艺设备包括工艺腔室，在所述工艺腔室的顶部设置有靶材，所述靶材分别与射频电源和直流电源电连接，并且在所述工艺腔室内、位于所述靶材的下方设置有用于承载晶片的基座，其特征在于，包括：第一阶段，使基座位于第一工艺位置，向所述工艺腔室内通入工艺气体，并仅开启所述射频电源，以在所述晶片表面沉积形成预设厚度的薄膜；第二阶段，使基座位于第二工艺位置，并开启所述直流电源，以使所述薄膜达到目标厚度；其中，所述第一工艺位置低于所述第二工艺位置。2.根据权利要求1所述的薄膜沉积方法，其特征在于，在所述工艺腔室内还设置有压环，当所述基座位于所述第二工艺位置时，所述压环压住所述晶片上表面的边缘区域；当所述基座位于所述第一工艺位置时，所述压环与所述晶片相分离；在进行所述第二阶段的过程中，向所述基座的上表面与所述晶片的下表面之间输送冷却气体。3.根据权利要求2所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述基座在处于所述第一工艺位置时，与所述压环之间的竖直间距为30～50mm。4.根据权利要求2所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述第一阶段进一步包括以下步骤：S11，使基座位于第一工艺位置，并向所述工艺腔室内通入工艺气体，且使工艺气体的流量处于预设的第一流量状态，以及使腔室压强处于预设的第一压强状态；S12，开启所述射频电源，以激发所述工艺腔室内的工艺气体形成等离子体；S13，降低腔室压强，以使其处于预设的第二压强状态。S14，降低工艺气体的流量，以使其处于预设的第二流量状态。5.根据权利要求4所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述第二阶段进一步包括以下步骤：S21，使工艺气体的流量处于第三流量状态，以及使腔室压强维持在所述第二压强状态，并使基座位于第二工艺位置；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张同文，耿波，高攀，罗建恒，武学伟，王厚工，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11