远端电浆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远端电浆增强化学气相沉积装置，涉及薄膜制备技术领域。该装置包括相互连通的反应室和远端电浆产生室，远端电浆产生室上设有制程气体入口，反应室上设有副产品抽出口；反应室内设有平台，平台的平台面上放置有基片，远端电浆产生室中同时且互相隔离地设置有直流放电单元、射频放电单元和微波放电单元，直流放电单元、射频放电单元和微波放电单元同步产生放电，用以使远端电浆产生室内的制程气体形成电浆，并通入反应室中。本实用新型专利技术通过远端电浆产生室产生符合要求的电浆源，能够有效控制电浆密度，避免形成的电浆密度较低或空间分布不均等缺陷，提升了该远端电浆增强化学气相沉积装置的使用效率及其制程效率。

Far end plasma enhanced chemical vapor deposition device

The utility model discloses a far end plasma enhanced chemical vapor deposition device, which relates to the technical field of film preparation. The apparatus includes a reaction chamber and is communicated with the remote plasma generating chamber, the production process produces gas chamber entrance with remote plasma, the reaction chamber is provided with a by-product of pumping outlet; the reaction chamber platform, substrate surface platform placed on the platform of the remote plasma generating chamber simultaneously and isolated from each other is provided DC discharge unit, RF unit and microwave discharge unit, synchronous discharge DC discharge unit, RF unit and microwave discharge unit, process gas to the remote plasma generating chamber to form plasma, and pass into the reaction chamber. The utility model through a remote plasma generating chamber which conform with the requirements of the plasma source, can effectively control the plasma density, avoid plasma density is low or uneven spatial distribution of defect formation efficiency and process to enhance the efficiency of the remote plasma enhanced chemical vapor deposition device.

【技术实现步骤摘要】
远端电浆增强化学气相沉积装置
本技术涉及薄膜制备
，尤其涉及一种远端电浆增强化学气相沉积装置。
技术介绍
化学气相沉积(CVD，ChemicalVaporDeposition)是将源材料(或称反应源、薄膜先前物)以气体形式(或称制程气体)引入反应室中，经由氧化、还原或与基片表面反应之方式进行化学反应，其生成物借内扩散作用而沉积在基片表面上以形成薄膜。电浆已广泛应用于各种领域，如在半导体集成电路制造方面，凡是不同材料薄膜的成长或电路的蚀刻普遍都是利用电浆技术来实现。电浆中的反应物是化学活性较高的离子或自由基，且基片表面受到离子的撞击也会有较高化学活性，故可促进基片表面的化学反应速率，因此在CVD
中已存在一种电浆增强(辅助)CVD(PECVD，PlasmaEnhancedCVD)技术，PECVD技术已广泛应用于氧化物与氮化物薄膜沉积。PECVD技术的沉积原理与一般的CVD技术并无太大差异，但PECVD技术具有能在较低温度沉积薄膜的优点。此外，PECVD
中亦存在一种远端(Remote)PECVD技术，即在反应室外方设置一电浆产生室，即远端电浆产生室，使源材料以气体形式先通入该电浆产生室中并形成电浆，再将该电浆引进反应室内进行沉积成膜制程。在CVD、PECVD、远端PECVD等相关领域中，已存在一些先前技术，如US5908602、US6444945、US2006/0177599、US61/137839(即TWI532414)等；大多数现有的PECVD装置是用于小规模(即小于1平方公尺)沉积，这是因为大多数电浆源极短而只可涂布小面积，其中US6444945虽揭示一种基于平行电子发射表面(即二平行电极板)的电浆源，但消耗较多能量而相对提高制作成本；US61/137839则揭示分别产生线性及二维电浆供适用于PECVD的电浆源。在电浆技术中电浆源是PECVD系统的关键。以使用的功率源而言，目前产生电浆的方法存在有直流(DC)放电、低频及中频放电、射频(RF)放电、及微波放电。然而，现有远端PECVD中的电浆产生室存有下列缺点：其一是，针对可实际运作的远端PECVD系统而言，其电浆产生装置所采用的电浆产生方法已被预先限定，即该电浆产生装置常被限定为直流(DC)放电、射频(RF)放电或微波放电中的一种，由于各放电单元的放电特性不同，使制程气体、源材料(或薄膜先前物)或沉积材及其所沉积形成的薄膜也相对受到限制，也就是说该电浆产生装置无法适用于不同族的沉积材；其二是，现有远端PECVD系统中的电浆产生装置一般只设有一个制程气体入口，相对限制了源材料(或称薄膜先前物、反应源)或制程气体的种类，因而使其在一个沉积制程中只能制作一层沈积材，相对减小了该远端PECVD系统的制程效率；其三是，当一远端PECVD系统的电浆产生装置已设定为直流(DC)放电、射频(RF)放电、微波放电中的一种电浆产生方法时，在该电浆产生装置的室腔中所产生的电浆源，无法维持或符合该远端PECVD制程的最佳要求，例如无法有效地控制电浆密度，以致容易造成电浆密度较低或电浆空间分布的均匀度不佳等缺点，相对减小了该远端PECVD系统的制程效率。因此，对于远端PECVD系统而言，如何提升电浆产生室所产生的电浆源的质量以符合制程需要，进而提升远端PECVD装置的制程效率，是本技术主要解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种远端电浆增强化学气相沉积装置，以产生密度适中、分布均匀、符合要求的电浆源，从而提升化学气相沉积装置的使用效率及其制程效率。为达此目的，本技术采用以下技术方案：一种远端电浆增强化学气相沉积装置，包括相互连通的反应室和远端电浆产生室，所述远端电浆产生室上设有制程气体入口，所述反应室上设有副产品抽出口；所述反应室内设有平台，所述平台的平台面上放置有基片，所述远端电浆产生室中同时且互相隔离地设置有直流放电单元、射频放电单元和微波放电单元，所述直流放电单元、射频放电单元和微波放电单元同步产生放电，用以使远端电浆产生室内的制程气体形成电浆，并通入反应室中。作为一种远端电浆增强化学气相沉积装置的优选方案，所述射频放电单元的射频强度为12000MHz，130A/m±6％。作为一种远端电浆增强化学气相沉积装置的优选方案，所述直流放电单元的直流强度为17KVA/m±20％。作为一种远端电浆增强化学气相沉积装置的优选方案，所述微波放电单元的射频强度为150db/w。作为一种远端电浆增强化学气相沉积装置的优选方案，所述远端电浆产生室采用氩气作为制程气体，且所述氩气的气流强度为3～20cc/min。作为一种远端电浆增强化学气相沉积装置的优选方案，所述远端电浆产生室上设有至少两个制程气体入口，用以分别引入不同的制程气体。作为一种远端电浆增强化学气相沉积装置的优选方案，包括第一电场装置，所述第一电场装置设于所述反应室内腔的环周缘壁上，用于通过电性吸力效应使反应室内的电浆由中央朝外环周缘扩张移动。作为一种远端电浆增强化学气相沉积装置的优选方案，所述第一电场装置利用射频电流通过线圈形成电场，且所述第一电场装置的射频依源材料密度而选用不同射频，所述射频包括：700V/m±6％、800V/m±3％、1200V/m±3％、1300V/m±6％、1700V/m±3％和1900V/m±6％。作为一种远端电浆增强化学气相沉积装置的优选方案，包括第二电场装置，所述第二电场装置设于所述反应室内平台面的下方，用于通过电性吸力效应使电浆吸附并沉积于基片表面。作为一种远端电浆增强化学气相沉积装置的优选方案，所述第二电场装置利用射频电流通过螺旋状线圈形成电场，且所述第二电场装置依源材料气相层析浓度而选用不同射频，所述射频包括：90uV/m±4.5％、100uV/m±1.5％、400uV/m±1.5％、500uV/m±4.5％、900uV/m±1.5％和1100uV/m±4.5％。作为一种远端电浆增强化学气相沉积装置的优选方案，包括射频磁场装置，所述射频磁场装置设于所述反应室内平台面的中央下方处，用以控制沉积于基片表面上的磊晶角度。作为一种远端电浆增强化学气相沉积装置的优选方案，所述副产品抽出口连接有真空泵，用于将气体副产品抽出反应室之外。作为一种远端电浆增强化学气相沉积装置的优选方案，所述平台内设置有加热器件。一种适用于如上述远端电浆增强化学气相沉积装置的沉积方法，其包括以下步骤：A：将至少一基片放置在反应室中的平台面上；B：向反应室中提供由制程气体形成的电浆；C：启动电场装置，用以对反应室内的电浆产生电性吸力效应。作为一种沉积方法的优选方案，所述步骤C包括步骤C1：启动第一电场装置，使电浆中的源材料在吸附并沉积于基片表面之前，由反应室的中央朝外环周缘扩张移动。作为一种沉积方法的优选方案，所述步骤C还包括步骤C2：启动第二电场装置，使电浆中的源材料在该电性吸附力的作用下吸附并沉积于基片表面。作为一种沉积方法的优选方案，所述步骤C2设于步骤C1之后，即关闭所述第一电场装置后，再启动第二电场装置。作为一种沉积方法的优选方案，所述步骤C2之后还设有步骤D：启动射频磁场装置，以控制沉积于基片表面上的磊晶角度。本技术的有益效果为：本技术在同一远端电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远端电浆增强化学气相沉积装置，包括相互连通的反应室(10)和远端电浆产生室(70)，所述远端电浆产生室(70)上设有制程气体入口(11)，所述反应室(10)上设有副产品抽出口(12)；所述反应室(10)内设有平台(13)，所述平台(13)的平台面(14)上放置有基片(20)，其特征在于，所述远端电浆产生室(70)中同时且互相隔离地设置有直流放电单元(71)、射频放电单元(72)和微波放电单元(73)，所述直流放电单元(71)、射频放电单元(72)和微波放电单元(73)同步产生放电，用以使远端电浆产生室(70)内的制程气体形成电浆(30)，并通入反应室(10)中。

【技术特征摘要】
1.一种远端电浆增强化学气相沉积装置，包括相互连通的反应室(10)和远端电浆产生室(70)，所述远端电浆产生室(70)上设有制程气体入口(11)，所述反应室(10)上设有副产品抽出口(12)；所述反应室(10)内设有平台(13)，所述平台(13)的平台面(14)上放置有基片(20)，其特征在于，所述远端电浆产生室(70)中同时且互相隔离地设置有直流放电单元(71)、射频放电单元(72)和微波放电单元(73)，所述直流放电单元(71)、射频放电单元(72)和微波放电单元(73)同步产生放电，用以使远端电浆产生室(70)内的制程气体形成电浆(30)，并通入反应室(10)中。2.根据权利要求1所述的远端电浆增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述远端电浆产生室(70)上设有至少两个制程气体入口(11)，用以分别引入不同的制程气体。3.根据权利要求1或2所述的远端电浆增强化学气相沉积装置，其特征在于，包括第一电场装置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇顺，
申请(专利权)人：张宇顺，
类型：新型
国别省市：广东,44