[发明专利]薄膜沉积装置及薄膜沉积方法

权利要求书

1.一种薄膜沉积装置，包括反应腔室、靶材、晶圆支撑装置以及与所述靶材电连接的功率源，所述功率源设置在所述反应腔室外，所述靶材设置在所述反应腔室内的顶部，所述晶圆支撑装置设置在所述反应腔室内的底部并与所述靶材相对，其特征在于，在所述靶材和所述晶圆支撑装置之间还设有能量控制器，所述能量控制器接地，在所述能量控制器上设有贯穿其厚度的多个通孔，所述通孔的内径小于分子碰撞的平均自由程。

2.根据权利要求1所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述能量控制器与所述靶材之间的距离小于所述能量控制器与所述晶圆支撑装置之间的距离。

3.根据权利要求1所述的薄膜沉积装置，其特征在于，多个所述通孔均匀地分布于所述能量控制器上。

4.根据权利要求1所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述能量控制器采用导电导热的材料制作。

5.根据权利要求4所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述能量控制器采用铝制作。

6.根据权利要求1所述的薄膜沉积装置，其特征在于，还包括工艺遮挡筒，所述工艺遮挡筒嵌套在所述反应腔室内，所述能量控制器固定在所述工艺遮挡筒的侧壁上。

7.一种薄膜沉积装置，包括反应腔室、靶材、晶圆支撑装置以及与所述靶材电连接的功率源，所述功率源设置在所述反应腔室外，所述靶材设置在所述反应腔室内的顶部，所述晶圆支撑装置设置在所述反应腔室内的底部并与所述靶材相对，其特征在于，还包括能量控制器、摆动机构和储存室，所述能量控制器接地，在所述能量控制器上设有贯穿其厚度的多个通孔，所述通孔的内径小于分子碰撞的平均自由程，所述储存室与所述反应腔室连通，所述储存室用于存放所述能量控制器，所述摆动机构用于在所述反应腔室和所述储存室之间移动所述能量控制器。

8.根据权利要求1或7所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述功率源为直流电源，所述靶材与所述直流电源的负极电连接。

9.根据权利要求1或7所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述功率源为：

直流电源，所述靶材与所述直流电源的负极电连接；

射频电源，所述靶材与所述射频电源电连接，而且，在所述射频电源与所述靶材之间设有匹配器，用以使所述射频电源的阻抗与所述反应腔室的阻抗匹配。

10.根据权利要求9所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述直流电源与所述靶材之间串接有滤波电路。

11.根据权利要求1或7所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述功率源为射频电源，所述射频电源与所述靶材电连接，用以在所述反应腔室内产生并维持等离子体。

12.根据权利要求1或7所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述靶材采用金属或金属氧化物制作。

13.根据权利要求1或7所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述薄膜沉积装置为ITO薄膜沉积装置。

14.根据权利要求13所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述晶圆支撑装置包括托盘。

15.根据权利要求1或7所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述靶材与所述晶圆支撑装置之间的距离小于10厘米。

16.根据权利要求1或7所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述晶圆支撑装置处于悬浮状态。

17.根据权利要求1或7所述的薄膜沉积装置，其特征在于，所述通孔的直径小于或等于10毫米。

18.一种薄膜沉积方法，包括步骤：

A对所述反应腔室抽真空并达到本底真空度；

B将晶圆放置在反应腔室的晶圆支撑装置上；

C将在厚度方向具有多个贯穿通孔且通孔的内径小于分子碰撞自由程的能量控制器放置在靶材和晶圆之间；

D向所述反应腔室内通入工艺气体，并将腔室压力保持为沉积工艺所需的压力；

E向腔室内施加功率将工艺气体电离为等离子体，即等离子启辉；

F维持等离子体，在晶圆上沉积薄膜，即进行正常的溅射沉积工艺。

19.根据权利要求18所述的薄膜沉积方法，其特征在于，在步骤E中，向腔室内施加功率为利用直流电源向反应腔室内施加功率，在步骤F中，利用直流电源或射频电源或二者同时持续向反应腔室内施加功率以维持等离子体。