用于制备低介电常数材料的等离子增强化学气相沉积装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种用于制备低介电常数材料的等离子增强化学气相沉积装置，包括炉体、位于炉体一侧的液体源喷射机构，炉体前半段缠绕有感应线圈，此感应线圈依次连接到13.36MHz射频电源和匹配器，液体源喷射机构包括耐压不锈钢釜、第一耐压混气罐和第二耐压混气罐，第一耐压混气罐另一端与耐压不锈钢釜一端通过安装有顶针阀的管路连接，耐压不锈钢釜另一端通过安装有顶针阀、第一质量流量计的管路连接到第一喷嘴；第二耐压混气罐一端连接安装有第三进气管、第四进气管，第二耐压混气罐另一端连接到第二喷嘴。本实用新型专利技术结构简单、操作便捷、制造及使用费用低，实现了将不易于控制流量及速率的液态液体源转化为易于控制流量及速率的气体流，从而便捷精确调控薄膜介电常数值。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开一种用于制备低介电常数材料的等离子增强化学气相沉积装置，包括炉体、位于炉体一侧的液体源喷射机构，炉体前半段缠绕有感应线圈，此感应线圈依次连接到13.36MHz射频电源和匹配器，液体源喷射机构包括耐压不锈钢釜、第一耐压混气罐和第二耐压混气罐，第一耐压混气罐另一端与耐压不锈钢釜一端通过安装有顶针阀的管路连接，耐压不锈钢釜另一端通过安装有顶针阀、第一质量流量计的管路连接到第一喷嘴；第二耐压混气罐一端连接安装有第三进气管、第四进气管，第二耐压混气罐另一端连接到第二喷嘴。本技术结构简单、操作便捷、制造及使用费用低，实现了将不易于控制流量及速率的液态液体源转化为易于控制流量及速率的气体流，从而便捷精确调控薄膜介电常数值。【专利说明】用于制备低介电常数材料的等离子增强化学气相沉积装置
本技术涉及一种用于制备低介电常数材料的等离子增强化学气相沉积装置，属于半导体
。
技术介绍
在集成电路内部，不同的器件之间主要是靠金属导线相互连接，随着集成电路制程的不断缩小，各个互连线之间的距离和间距不算缩小，由此所产生的互联电阻(R)和电容(C)所产生的寄生效应也越来越明显。为了降低RC所带来的延迟，进一步提升集成电路芯片的性能，具有低介电常数(low-k)特性的材料不断被提出并且得到了广泛的研究。通常用于制备低介电常数(low-k)材料薄膜的方法主要有气相沉积法(CVD)和旋凃(spin-coating)两种方法。其中，气相沉积法由于使用的原料相对较少，沉积厚度较为均匀等特点，在半导体工业中得到了广泛的应用。然而，通常作为气相沉积法的原材料的物质通常为气态的含碳气体如甲烷，乙烯，乙炔和含硅气体如硅烷等，这一类物质由于其常压下是气态因此不利于储存运输和携带。随着半导体工业的发展，液体源材料得到了越来越多的重视，然而，如何用液体源材料制备满足半导体工艺要求的低介电常数材料薄膜仍然具有一定的困难。
技术实现思路
本技术目的是提供一种用于制备低介电常数材料的等离子增强化学气相沉积装置，该等离子增强化学气相沉积装置结构简单、操作便捷、制造及使用费用低，实现了将不易于控制流量及速率的液态液体源转化为易于控制流量及速率的气体流，从而便捷精确调控薄膜介电常数值。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是:一种用于制备低介电常数材料的等离子增强化学气相沉积装置，包括两端密封安装有端盖的炉体、位于炉体一侧的液体源喷射机构，所述炉体前半段缠绕有感应线圈，此感应线圈依次连接到13.36MHz射频电源和匹配器，所述液体源喷射机构包括耐压不锈钢釜、第一耐压混气罐和第二耐压混气罐，此第一耐压混气罐一端连接均安装有第一质量流量计的第一进气管、第二进气管，第一耐压混气罐另一端与耐压不锈钢釜一端通过安装有顶针阀的管路连接，耐压不锈钢釜另一端通过安装有顶针阀、第一质量流量计的管路连接到第一喷嘴；所述第二耐压混气罐一端连接安装有第二质量流量计的第三进气管、第四进气管，所述第二耐压混气罐另一端连接到第二喷嘴，所述第一喷嘴、第二喷嘴密封地插入所述炉体一端的端盖从而嵌入炉体内；一真空泵位于炉体另一侧，连接所述真空泵一端的管路密封地插入炉体另一端的端盖内，一手动挡板阀。上述技术方案中进一步改进的方案如下:1.上述方案中，一尾气净化器安装于端盖和真空泵之间。2.上述方案中，所述端盖和真空泵之间的管路上安装有真空计。3.上述方案中，所述13.36MHz射频电源、匹配器的功率为25W?300W。4.上述方案中，所述第一喷嘴、第二喷嘴均为不锈钢喷嘴。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点和效果:本技术用于制备低介电常数材料的等离子增强化学气相沉积装置，其将不易于控制流量及速率的液态液体源转化为易于控制流量及速率的气体流，通过精确调控各气体源的成分以及流量，可以精确地调控所沉积的低介电常数材料薄膜层内的碳含量，从而精确地调控所制备的低介电常数材料薄膜的介电常数值；其次，通过精确调控载气的成分以及流量，可以调整气流的大小，从而调整所沉积的低介电常数材料薄膜的厚度，均匀性以及沉积速率；再次，该沉积装置可调节的成分多，可调节的流量多，因此控制精度高，数据的可靠性及准确性强。该设备还具有结构简单，操作便捷，制造及使用费用低，节约原料，可靠性强等优点；再次，沉积装置在气流量小，真空度高的时候，可以将样品靠前放置(进气端)来获得更高的沉积速率，气流量大，真空度低的时候可以将样品靠后放置来获得均匀，较慢的沉积速率，因而制备出的样品具有更高的均匀性，也不需要额外的负极基板，因此对样品没有任何导电性的要求，此外，由于本装置依靠正负离子的自然重力进行沉积，故对等离子体中的正负离子吸附性相同，因此制备出的样品成分更加符合制定实验时的要求，其成分能够得到保证。【专利附图】【附图说明】附图1为本技术等离子增强化学气相沉积装置结构示意图。以上附图中:1、炉体；2、端盖；3、液体源喷射机构；4、感应线圈；5、13.36MHz射频电源；6、匹配器；7、耐压不锈钢釜；8、第一耐压混气罐；9、第二耐压混气罐；101、第一质量流量计；102、第二质量流量计；111、第一进气管；112、第二进气管；12、顶针阀；13、第一喷嘴；141、第三进气管；15、第二喷嘴；16、尾气净化器；17、真空泵；18、真空计；19、手动挡板阀。【具体实施方式】下面结合实施例对本技术作进一步描述:实施例:一种用于制备低介电常数材料的等离子增强化学气相沉积装置，包括两端密封安装有端盖2的炉体1、位于炉体I 一侧的液体源喷射机构3，所述炉体I前半段缠绕有感应线圈4，此感应线圈4依次连接到13.36MHz射频电源5和匹配器6，所述液体源喷射机构3包括耐压不锈钢釜7、第一耐压混气罐8和第二耐压混气罐9，此第一耐压混气罐8一端连接均安装有第一质量流量计101的第一进气管111、第二进气管112，第一耐压混气罐8另一端与耐压不锈钢釜7 —端通过安装有顶针阀12的管路连接，耐压不锈钢釜7另一端通过安装有顶针阀12、第一质量流量计101的管路连接到第一喷嘴13 ;所述第二耐压混气罐9 一端连接安装有第二质量流量计102的第三进气管141、第四进气管，所述第二耐压混气罐9另一端连接到第二喷嘴15，所述第一喷嘴13、第二喷嘴15密封地插入所述炉体一端的端盖从而嵌入炉体内；一真空泵17位于炉体I另一侧，连接所述真空泵17 —端的管路密封地插入炉体I另一端的端盖2内，一手动挡板阀19。一尾气净化器16安装于端盖2和真空泵17之间。上述端盖2和真空泵17之间的管路上安装有真空计18。上述13.36MHz射频电源5、匹配器6的功率为25W?300W。上述第一喷嘴13、第二喷嘴15均为不锈钢喷嘴。生长过程如下:整个生长过程在炉体I内进行，在进行沉积前，先将正硅酸乙酯与环己烷以体积比1:1的比例混合均匀并注入耐压不锈钢釜7内，关闭所有的顶针阀12、第一质量流量计101和第二质量流量计102。打开手动挡板阀19和真空泵17，当真空计18所示真空度小于10_3Pa时，启动13.36MHz射频电源5和匹配器6，打开第二质量流量计102，按照工艺要求第三进气管141通入氩气，流量设定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备低介电常数材料的等离子增强化学气相沉积装置，其特征在于：包括两端密封安装有端盖（2）的炉体（1）、位于炉体（1）一侧的液体源喷射机构（3），所述炉体（1）前半段缠绕有感应线圈（4），此感应线圈（4）依次连接到13.36MHz射频电源（5）和匹配器（6），所述液体源喷射机构（3）包括耐压不锈钢釜（7）、第一耐压混气罐（8）和第二耐压混气罐（9），此第一耐压混气罐（8）一端连接均安装有第一质量流量计（101）的第一进气管（111）、第二进气管（112），第一耐压混气罐（8）另一端与耐压不锈钢釜（7）一端通过安装有顶针阀（12）的管路连接，耐压不锈钢釜（7）另一端通过安装有顶针阀（12）、第一质量流量计（101）的管路连接到第一喷嘴（13）；所述第二耐压混气罐（9）一端连接安装有第二质量流量计（102）的第三进气管（141）、第四进气管，所述第二耐压混气罐（9）另一端连接到第二喷嘴（15），所述第一喷嘴（13）、第二喷嘴（15）密封地插入所述炉体一端的端盖从而嵌入炉体内；一真空泵（17）位于炉体（1）另一侧，连接所述真空泵（17）一端的管路密封地插入炉体（1）另一端的端盖（2）内，一手动挡板阀（19）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙旭辉，夏雨健，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32