一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构,主要包括：真空外腔室和真空内腔室均包括围合成相应腔室的腔壁，真空内腔室设置于真空外腔室内；喷淋电极、下电极及基片设置于真空内腔室内，基片位于下电极上且位于喷淋电极下方；真空外腔室和真空内腔室构成反应区和排气区双层的排气结构，真空外腔室和真空内腔室设置有与真空装置连接的排气管道和排气泵组，排气口位于排气区内；反应区和排气区构成不同的真空压差；工作时，反应气体在反应区始终包裹于基片周围，充分反应、沉积后，沿运行轨迹流动到排气区后被排出；这种双层的排气结构，避免了反应区内的工艺气体被污染，保证了膜层厚度的均匀性，膜层组织的致密性，降低了薄膜的内应力。

A Double-Layer Exhaust Structure for Large Area PECVD Cavity

【技术实现步骤摘要】
一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构
本专利技术涉及光伏
，具体涉及一种PECVD工艺腔室真空排气技术。
技术介绍
PECVD（PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition）是指等离子体增强的化学气相沉积技术。即在真空环境下,借助于气体辉光放电产生的低温离子体，增强了反应物质的化学活性，促进了气体间的化学反应，从而在基片上沉积出所需的膜层。由于PECVD薄膜沉积过程是在一个动态的供气、排气中完成的，因此想要在基片表面沉积出厚度均匀、组织致密、内应力小等优质膜层，就应使基片表面始终被辉光层均匀覆盖，使辉光放电区反应气体与生成气体产物穿过边界层以及在平流层和衬底层之间质量输运的轨迹始终环绕在基片周围，使反应物中分子、原子等离子粒团与电子之间的碰撞、散射、电离等的强度稳定。现有PECVD设备中，如图2所示，工艺腔室的排气系统结构往往是单层排气形式，即：工艺腔室是一个单层、独立的真空腔室，下电极、基片位于真空腔室中间，共同位于喷淋电极下方；排气口位于真空腔室下腔壁的一侧方，这种结构导致沉积薄膜时，真空腔室内充入的反应气体运行的轨迹，不能均匀的覆盖并包裹于基片周围，离排气口近侧的气体，运行轨迹很短，气体没来得及充分反应便很快被排出，而离排气口远侧的气体，运行轨迹较长，参与充分的反应、沉积后被排出，这样就导致在基片上沉积的膜层厚度不均匀，局部膜层组织不致密，内应力增大等缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构，工艺腔室由真空外腔室和真空内腔室组成，具有反应区，排气区，双层排气结构；工作时，充入真空内腔室的反应气体，随着排气管道及排气泵组的排气过程，真空内腔室内反应气体的运行轨迹始终均匀地覆盖并包裹于基片周围，基片表面始终被辉光层均匀覆盖，使辉光放电区反应气体与生成气体产物穿过边界层以及在平流层和衬底层之间质量输运的轨迹始终环绕在基片周围，在反应区充分反应、沉积后，沿运行轨迹流动到排气区后被排出。反应区和排气区构成不同的真空压差。反应区真空压力要大于排气区真空压力，保障了反应区内的工艺气体始终不被非工艺气体所污染，保证了基片上所沉积的膜层厚度的均匀性，膜层组织的致密性，同时降低了薄膜的内应力。本专利技术所采用的技术方案是：提供了一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构，其特征在于，包括：真空外腔室，腔室密封圈，内腔室密封圈，真空内腔室，腔室上法兰，喷淋电极，基片，下电极，内腔室阀门，外腔室阀门，真空排气泵组，排气管道，下电极升降系统，反应区，排气区；所述真空外腔室和真空内腔室均包括围合成相应腔室的腔壁，所述真空内腔室设置于真空外腔室内；所述反应区由真空内腔室内侧与所述腔室上法兰内侧围合成，所述排气区由真空内腔室下腔壁外侧凹槽与所述真空外腔室下腔壁内侧围合成，并通过真空内腔室下腔壁凹槽中心位置通孔，使所述反应区和排气区构成不同的真空压差；所述喷淋电极和所述下电极及所述基片设置在真空内腔室内，所述下电极位于所述喷淋电极的下方，所述基片位于所述下电极的上方，共同设置于真空内腔室即反应区中心位置；所述真空外腔室和真空内腔室设置有与真空装置连接的排气管道和排气泵组以及下电极升降系统；作为本专利技术的一种优选技术方案，所述真空外腔室的腔壁环绕所述的真空内腔室的腔壁设置，且分布其中同一个方向上的腔壁为两者的共用腔壁，其余分布在各个方向上的两者的腔壁之间设置有距离。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述共用腔壁为腔室上法兰，且通过腔室密封圈及内腔室密封圈与所述的真空外腔室及真空内腔室构成密封连接，设置方向为上方。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述腔室上法兰朝向真空内腔室的一侧上设置有凹槽，所述喷淋电极的上部卡装在所述凹槽中。作为本专利技术的一种优选技术方案，真空外腔室的下腔壁和所述的真空内腔室的下腔壁的中心位置各设置有一个通孔，两通孔同心分布。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述真空内腔室的下腔壁外侧中心位置设置有高出的凸台，所述凸台的内侧设置有方形或圆形的凹槽，所述凹槽与所述的凸台同心分布，所述凸台的下表面与所述真空外腔室的下腔壁的内表面采用非密封固定连接；所述凹槽的上表面与所述真空内腔室下腔壁内表面构成一定的厚度，并与所述的真空外腔室下腔壁的内表面之间设有距离。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述真空外腔室下腔壁设置有一个排气口，且位于所述真空内腔室下腔壁凹槽内部位置，即：位于排气区内；所述排气泵组及排气管道通过法兰密封结构与所述真空外腔室下腔壁排气口外侧固定连接。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述下电极升降系统，通过真空密封结构与所述真空外腔室下腔壁外侧固定连接，并从所述的真空内腔室下腔壁中心位置的通孔中心，馈入到所述真空内腔室内，并与所述下电极下部的中间位置固定连接，所述下电极可由所述下电极升降系统驱动，沿竖直方向上下移动。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述真空外腔室两侧腔壁上基片传输口处的外侧，设置有外腔室阀门，所述真空内腔室两侧腔壁上基片传输口处外侧，设置有内腔室阀门。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构，工艺腔室由真空外腔室和真空内腔室组成，具有反应区，排气区，双层排气结构；工作时，充入真空内腔室的反应气体，随着排气管道及排气泵组的排气过程，真空内腔室内反应气体的运行轨迹始终均匀地覆盖并包裹于基片周围，基片表面始终被辉光层均匀覆盖，使辉光放电区反应气体与生成气体产物穿过边界层以及在平流层和衬底层之间质量输运的轨迹始终环绕在基片周围，在反应区充分反应、沉积后，沿运行轨迹流动到排气区后被排出。反应区和排气区构成不同的真空压差。反应区真空压力要大于排气区真空压力，保障了反应区内的工艺气体始终不被非工艺气体所污染，保证了基片上所沉积的膜层厚度的均匀性，膜层组织的致密性，同时降低了薄膜的内应力，提高了薄膜质量；这种工艺腔室双层排气结构，适用于各种PECVD工艺腔室的镀膜需求。附图说明图1是本专利技术一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构示意图；图2是一种现有PECVD工艺腔室单层排气结构示意图；图中：1真空外腔室、2腔室密封圈、3内腔室密封圈、4真空内腔室、5腔室上法兰、6喷淋电极、7基片、8下电极、9内腔室阀门、10外腔室阀门、11真空排气泵、12排气管道、13下电极升降系统、14排气区、15反应区。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅附图，图1是本专利技术一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构示意图；图2是一种现有PECVD工艺腔室单层排气结构示意图；本专利技术实施例提供了一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构，包括：如图1所示真空外腔室（1）和真空内腔室（4）均包括围合成相应腔室的腔壁，真空内腔室（4）设置于真空外腔室（1）内；腔室上法兰（5）朝向真空内腔室（4）的一侧上，设置有凹槽，喷淋电极（6）的上部卡装在凹槽中，喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构，其特征在于，包括：真空外腔室（1），腔室密封圈（2），内腔室密封圈（3），真空外腔室（4），腔室上法兰（5），喷淋电极（6），基片（7），下电极（8），内腔室阀门（9），外腔室阀门（10），真空排气泵组（11），排气管道（12），下电极升降系统（13），排气区（14），反应区（15）； 所述真空外腔室（1）和真空内腔室（4）均包括围合成相应腔室的腔壁，所述真空内腔室（4）设置于真空外腔室（1）内；所述喷淋电极（6）和所述下电极（8）及所述基片（7）设置在真空内腔室（4）的内部，所述下电极（8）位于所述喷淋电极（6）的下方，所述基片（7）位于所述下电极（8）的上方；所述真空外腔室（1）和真空内腔室（4）设置有与真空装置连接的排气管道（12）和排气泵组（11）以及下电极升降系统（13）；所述真空外腔室（1）设置有外腔室阀门（10），所述真空内艺腔室（4）设置有内腔室阀门（9）；所述反应区（15），排气区（14）由真空外腔室（1）和真空内腔室（4）及腔室上法兰（5）围合而成。

【技术特征摘要】
1.一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构，其特征在于，包括：真空外腔室（1），腔室密封圈（2），内腔室密封圈（3），真空外腔室（4），腔室上法兰（5），喷淋电极（6），基片（7），下电极（8），内腔室阀门（9），外腔室阀门（10），真空排气泵组（11），排气管道（12），下电极升降系统（13），排气区（14），反应区（15）；所述真空外腔室（1）和真空内腔室（4）均包括围合成相应腔室的腔壁，所述真空内腔室（4）设置于真空外腔室（1）内；所述喷淋电极（6）和所述下电极（8）及所述基片（7）设置在真空内腔室（4）的内部，所述下电极（8）位于所述喷淋电极（6）的下方，所述基片（7）位于所述下电极（8）的上方；所述真空外腔室（1）和真空内腔室（4）设置有与真空装置连接的排气管道（12）和排气泵组（11）以及下电极升降系统（13）；所述真空外腔室（1）设置有外腔室阀门（10），所述真空内艺腔室（4）设置有内腔室阀门（9）；所述反应区（15），排气区（14）由真空外腔室（1）和真空内腔室（4）及腔室上法兰（5）围合而成。2.根据权利要求1所述的一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构，其特征在于所述真空外腔室（1）的腔壁环绕所述的真空内腔室（4）的腔壁设置，且分布其中同一个方向上的腔壁为两者的共用腔壁，其余分布在各个方向上的两者的腔壁之间设置有距离。3.根据权利要求2所述的一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构，其特征在于所述共用腔壁为腔室上法兰（5），且通过腔室密封圈（2）及内腔室密封圈（3）与所述的真空外腔为室（1）及真空内腔室（4）构成密封连接，设置方向为上方。4.根据权利要求3所述的一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构，其特征在于腔室上法兰（5）朝向真空内腔室（4）的一侧设置有凹槽，所述喷淋电极（6）的上部卡装在所述凹槽中。5.根据权利要求1所述的一种用于大面积PECVD工艺腔室双层排气结构，其特征在于所述真空外腔室（1）的下腔壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迎春，刘洁雅，
申请(专利权)人：北京捷造光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11