[发明专利]具有控制施于基材上的等离子体偏压能力的连续腔体制程设备

说明书

技术领域

本发明为一种等离子体制程设备，适用于连续式系统(In-line)的等离子体制程(Plasma process)，它具有降低流入基材瞬间电流的功能，并且能够控制等离子体加诸于基材上的偏压，因此能保护基材表面，特别适合作为干蚀刻制程(dry etching)之用；其它非使用等离子体作为干蚀刻制程之用者(如PECVD，等离子体辅助化学蒸气蒸镀)，或使用等离子体但不是作镀膜使用者(如等离子体清洁，plasma clean)等，亦可应用本发明，使其同时俱备高效率的等离子体辅助制程与其它的特点。

背景技术

传统的连续式(In-line)等离子体制程镀膜系统，由于产量大，使用的基材(substrate)面积亦大，被广泛地使用在许多制程上(如：透明导电氧化物TCO溅镀制程、化学蒸气蒸镀、硅薄膜制程、装饰镀膜制程、太阳能电池镀膜制程，以及电磁屏蔽EMI溅镀制程等等)。其机台设计可概分为直立式与水平式两种，使用的等离子体一般分为直流(DC)、脉冲直流(Pulse DC)、射频(RF，例如频率在13.56MHz、27.12MHz及60MHz等等)、DC+RF混合模式电波、中频(MF；例如：频率约为数百kHz)或MF+DC混合模式电波等。这些传统的技术不论是直立式或者是水平式的，DC或RF的，都有一个基本限制，那就是装设在真空腔体的电极(一般是指靶材、平板电极或多孔的气体喷头(shower head)等，必须使基材与腔体电性隔绝(electrically isolated)，如此才能使受等离子体轰击的基材表面得到稳定的物理与化学性质。例如，在溅镀(sputtering deposition)时，当极高的电压导入靶材的瞬间会有一股甚高的电流产生，这对机台本身或是基材都是不利的。因此，传统设计者多将基材设计成与腔体和靶材均不电性连通，以利于整个机台的电感性趋于安定，如此则基材表面不会吸引高能量的电子或离子，甚至被它们轰击而损伤，甚至毁坏。此种安排对溅镀的膜亦有利，因为少了离子的轰击，其微结构(如晶粒的结晶方向)不致于变化过大，使得其均匀性(如电阻率，折射率等等)得以保持在一固定范围之内。过去将近半世纪，这样的设计已广被接受，例如，台湾的富林、日旸、灿元；深圳市豪威薄膜装置有限公司，美国的AKT；日本的Ulvac；韩国的Jusung Engineering；德国的Oerlikon、Leybold及Von Ardena等，都是将基材置于电性绝缘状态(Electrically floated)，然后实施等离子体制程的。