[發明專利]化學氣相沉積裝置

有效

• 申請號: 201110234249.5
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN102373440A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 許閏成;樸勝一
• 申請（專利權）人: SNT能源技術有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明涉及一種化學氣相沉積裝置。

背景技術

在物體上形成薄膜的方法通常可以被分成：物理氣相沉積(PVD)方法，其中利用物理碰撞例如濺射來形成薄膜；和化學氣相沉積(CVD)方法，其中利用化學反應來形成薄膜。然而，因為PVD方法具有的組成或厚度均勻性以及臺階覆蓋率不如CVD方法的好，所以CVD方法更常用。CVD方法包括APCVD(大氣壓CVD)方法、LPCVD(低壓CVD)方法、和PECVD(等離子體增強CVD)方法等。

在CVD方法中，PECVD方法由于其低溫沉積和快速形成薄膜的能力近來被廣泛采用。PECVD方法是指向注入到反應室中的反應氣體施加RF功率以使反應氣體成為等離子體狀態，并使等離子體中的自由基沉積在晶片或玻璃襯底上的方法。

不管采用哪種方法，薄膜的均勻沉積是薄膜沉積工藝的最關鍵，從而為此提議了大量的改進思路。對于薄膜的均勻沉積來說，反應氣體或等離子體的均勻分布起著很重要的作用。

PECVD裝置是薄膜沉積工藝中不可缺少的裝備，PECVD裝置的規模由于需要的產量規模的增大而逐漸增大。例如，在近來用來制造平面屏幕顯示裝置的工藝中使用的PECVD裝置超大，一邊的尺寸很容易超過2米，因此為了獲得期望質量的薄膜，需要將它的具體功能配置得更精確。為了使用于制造大表面薄膜的PECVD裝置內薄膜的厚度均勻，本發明提出了用于改進噴射氣體的功能并且使由氣體噴射表面的熱膨脹所引起的彎曲現象最小化的概念。

圖1示出常見PECVD裝置的簡要結構，下面參照圖1描述了使用PECVD裝置的工藝。

首先，一旦通過機械手(未示出)將襯底3安全地接收在安裝在反應室1內的基座2的上表面上之后，用于薄膜工藝的氣體就通過氣體入口管7進入位于噴頭4上方的緩沖空間5中，并在所述緩沖空間5中擴散。擴散到緩沖空間5中的氣體通過噴頭4的噴嘴4a均勻地噴射到襯底3上，并且通過經等離子體電極6提供的RF(射頻)功率將噴射的氣體轉換成等離子體8的狀態。等離子體8的狀態下的反應氣體沉積到襯底3上，并且通過真空泵(未示出)經出口管9排放在完成薄膜沉積工藝之后剩余的任何反應氣體。

然而，如圖2所示，PECVD裝置中的噴頭4由于其自身的重量和熱變形而具有在中部下陷的問題。熱變形是由于來自高溫等離子體和安裝在基座2中的加熱器(未示出)的熱傳遞引起的熱膨脹而導致的，并且熱膨脹在水平方向比在垂直(厚度)方向上大。

當噴頭4的中部下陷從而彎曲時，噴頭4與基座2之間的距離在中部比在外圍區域要近，使得噴射氣體的分布密度不均勻并且使工藝均勻性變差。

發明內容

本發明旨在提供一種化學氣相沉積裝置，該化學氣相沉積裝置能夠使工藝氣體平穩地流動并且能夠使噴頭的熱膨脹變形最小化。

根據本發明的一個方面，提供一種化學氣相沉積裝置，可包括：處理室，被配置為用來界定反應空間；背板，放置于所述反應空間上方，并且在該背板的中部具有氣體入口；氣體擴散構件，設置在該氣體入口的下方并且與該氣體入口分離，該氣體擴散構件被配置為用來擴散通過該氣體入口提供的工藝氣體，并且該氣體擴散元件通過第一耦合構件與該背板耦合；噴頭，放置于所述背板和氣體擴散構件的下方并且與所述背板和氣體擴散構件分離，在該噴頭中通過打孔形成有多個噴孔，該噴頭的中部通過第二耦合構件與該氣體擴散構件耦合；以及基座，設置在該噴頭的下方并且與該噴頭分離，該基座用于支撐襯底。

優選地，所述第一耦合構件和第二耦合構件的至少其中之一可以是螺釘。

優選地，該背板的下端部具有形成在其中的膨脹腔，該氣體擴散構件的一部分或全部可放置在該膨脹腔內部，該膨脹腔具有比該氣體入口大的橫截面面積。

優選地，該處理室可具有六面體形狀，該氣體擴散構件可包括盤形的支撐板和形成在該支撐板的上表面上的四角錐，該四角錐的每一個側面可面對該處理室的角。該第一耦合構件可放置于線性路徑上，該線性路徑從該四角錐的中心穿過該四角錐的角。

優選地，該氣體擴散構件可包括矩形板形狀的支撐板和形成在該支撐板的上表面上的錐體，該支撐板的每一個側邊可面對該處理室的角。該第一耦合構件可放置于線性路徑上，該線性路徑從該錐體的中心穿過該支撐板的角。可在該基座內部安裝熱絲，該噴頭可由鋁制成。