等离子体增强化学气相沉积系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种等离子体增强化学气相沉积系统(1),包括：基片能够在其中被沉积薄膜的沉积室(3)，在所述沉积室(3)包括至少一个沉积工位；设置在所述沉积室(3)一侧的气体供给系统(5)，用于将反应气体分别供给到相应的沉积工位上的基片的表面；部分地设置在所述沉积室(3)中以便对相应的沉积工位进行加热的加热装置(7)；以及设置在所述沉积室(3)另一侧的用于激发等离子体的回路(10)；其特征在于，所述等离子体增强化学气相沉积系统(1)还包括对所述用于激发等离子体的回路(10)进行温度控制的温度控制装置(17)。根据本实用新型专利技术，能够改善在基片上沉积的薄膜的特性。

Plasma enhanced chemical vapor deposition system

【技术实现步骤摘要】
等离子体增强化学气相沉积系统
本技术涉及化学气相沉积，尤其涉及一种等离子体增强化学气相沉积系统。
技术介绍
等离子体增强化学气相沉积工艺通常借助射频(或微波)等使含有薄膜成分原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，从而在基片(晶圆)上沉积所期望的薄膜。由于等离子体增强化学气相沉积工艺具有运行基本温度低、薄膜沉积速率快、成膜质量好、针孔较少、并且不易龟裂等优点而在半导体工业中被广泛使用。但是，由于射频等离子体的工作频率通常在数千赫兹到千兆赫兹之间，等离子体需要几十伏到数千伏的高压以及几百瓦到几千瓦的高功率来激发。在等离子体激发过程中，与用于激发等离子体的回路相关的部件很容易发热而从诸如20-25℃室温的工作温度升高，最终升高的温度取决于工作功率以及等离子体的撞击时间。长时间的高温会导致沉积室中产生不稳定的等离子体或者产生等离子体波动。在薄膜沉积过程中不稳定的等离子体或者等离子体波动又将导致在基片上的薄膜上出现颗粒、基片上所沉积薄膜厚度的较大变化、以及其它不可预测的薄膜特性变化。因此，需要对现有的等离子体增强化学气相沉积系统进行改进。
技术实现思路
本技术的一个目的是要克服上述现有技术中的缺陷，提供一种等离子体增强化学气相沉积系统，它能够防止与用于激发等离子体的回路相关的部件由于温度升高而造成在沉积室中产生不稳定的等离子体或者产生等离子体波动，从而改善在基片上所沉积的薄膜的特性。根据本技术的一个方面，提供一种等离子体增强化学气相沉积系统，包括：<br>其中设置有至少一个沉积工位的沉积室，基片能够在所述沉积工位上被沉积薄膜；设置在所述沉积室一侧的气体供给系统，用于将反应气体分别供给到相应的沉积工位上的基片的表面；部分地设置在所述沉积室中以便对相应的沉积工位进行加热的加热装置；以及设置在所述沉积室另一侧的用于激发等离子体的回路；其特征在于，所述等离子体增强化学气相沉积系统还包括对所述用于激发等离子体的回路进行温度控制的温度控制装置。在一个实施例中，所述用于激发等离子体的回路包括：用于产生射频的射频发生器；对所述射频发生器产生的射频根据负载变化而进行调节的阻抗匹配器；以及将已经经过所述阻抗匹配器调节的射频分配到相应的所述沉积工位的射频功率分配器。在一个实施例中，所述用于激发等离子体的回路还包括用于对输入到相应的沉积工位的射频功率进行过滤的过滤器。在一个实施例中，所述温度控制装置是将热空气从所述用于激发等离子体的回路周围吹走的风扇。在一个实施例中，所述温度控制装置是将制冷机产生的冷却气体输送到所述用于激发等离子体的回路周围的冷却气体输送装置。在一个实施例中，所述温度控制装置设置在与所述用于激发等离子体的回路齐平的高度。在一个实施例中，所述温度控制装置远离所述沉积室设置。在一个实施例中，所述气体供给系统设置在所述沉积室上方，所述加热装置部分地布置在所述沉积室下方，所述用于激发等离子体的回路布置在所述沉积室下方，所述温度控制装置设置成使得用于降低所述用于激发等离子体的回路的温度的气流沿着水平方向从所述用于激发等离子体的回路的一侧流向另一侧。根据本技术的等离子体增强化学气相沉积系统，可以在沉积室中产生稳定的等离子体并且避免等离子体波动，进而减少基片的薄膜上所形成的颗粒、避免基片上所沉积薄膜厚度的较大变化，从而改善在基片上沉积的薄膜的特性。附图说明图1以简化示意图显示了根据本技术的等离子体增强化学气相沉积系统；图2是采用现有技术的等离子体增强化学气相沉积系统和根据本技术的等离子体增强化学气相沉积系统所形成的薄膜中含有的颗粒数目对照图表；以及图3是采用现有技术的等离子体增强化学气相沉积系统和根据本技术的等离子体增强化学气相沉积系统所形成的薄膜的重量对照图表。具体实施方式下面结合示例详细描述本技术的优选实施例。本领域技术人员应理解的是，这些示例性实施例并不意味着对本技术形成任何限制。图1以简化示意图显示了根据本技术优选实施例的等离子体增强化学气相沉积系统。如图1所示，根据本技术优选实施例的等离子体增强化学气相沉积系统1包括基片能够在其中被沉积薄膜的沉积室3以及设置在沉积室3一侧的气体供给系统5。在所示优选实施例中，沉积室3内有四个沉积工位3a、3b、3c和3d，但应理解的是，根据需要，沉积工位数目可以少于或者多于四个。基片能够在沉积工位上沉积所需要的薄膜。气体供给系统5用于将反应气体分别供给到相应的沉积工位上的基片的表面，以便进行化学反应以生成薄膜。根据本技术优选实施例的等离子体增强化学气相沉积系统1还包括部分地设置在沉积室3中以便对相应工位进行加热的加热装置7。根据本技术优选实施例的等离子体增强化学气相沉积系统1还包括设置在沉积室3另一侧的用于激发等离子体的回路10。用于激发等离子体的回路10包括用于产生射频的射频发生器11、以及对射频发生器11产生的射频根据负载变化而进行调节的阻抗匹配器13。阻抗匹配器13通过对射频发生器11产生的射频的诸如电感与电容等参数进行调节以达到阻抗匹配的目的，从而降低能耗。在如图1所示的优选实施例中，显示了设置两组射频发生器11和阻抗匹配器13，但应理解的是，可以根据需要设置一组射频发生器和阻抗匹配器或者更多组射频发生器和阻抗匹配器。经过阻抗匹配器13调节的射频通过射频功率分配器15被分配到相应的沉积工位，以便在沉积工位处的电极之间产生高频电场，使得反应气体在高频电场激励下放电，形成等离子体，从而在位于下电极表面的基体上生成固态薄膜。此外，用于激发等离子体的回路10还可以包括过滤器16，用于对输入到相应的沉积工位的射频功率进行过滤，以除掉其中不想要的部分，而将所需要的部分予以保留并且输送到相应的沉积工位。根据本技术的等离子体增强化学气相沉积系统1还包括对用于激发等离子体的回路10进行温度控制以防止用于激发等离子体的回路温度过高的温度控制装置17。在一个优选实施例中，温度控制装置17是用于将热空气从用于激发等离子体的回路10周围吹走的风扇。在另一个优选实施例中，温度控制装置17是将制冷机产生的冷却气体输送到用于激发等离子体的回路10周围的冷却气体输送装置。温度控制装置17优选地设置在与用于激发等离子体的回路10大体齐平的高度。由于在进行气相沉积的过程中，沉积室3及其内部应保持设定的高温，因此，温度控制装置17应设置成稍微远离沉积室3，以避免对沉积室3及其内部的温度产生大的影响。在图1优选实施例中，气体供给系统5设置在沉积室3上方，加热装置7部分地布置在沉积室3下方，用于激发等离子体的回路10布置在沉积室3下方，温度控制装置17设置成使得用于降低用于激发等离子体的回路10的温度的气流大体沿着水平方向从用于激发等离子体的回路10的一侧流向另一侧。图中的波浪形箭头线示意性地表示气体流动方向。如图1所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体增强化学气相沉积系统(1),包括：/n基片能够在其中被沉积薄膜的沉积室(3)，在所述沉积室(3)中包括至少一个沉积工位；/n设置在所述沉积室(3)一侧的气体供给系统(5)，用于将反应气体分别供给到相应的沉积工位上的基片的表面；/n部分地设置在所述沉积室(3)中以便对相应的沉积工位进行加热的加热装置(7)；以及/n设置在所述沉积室(3)另一侧的用于激发等离子体的回路(10)；/n其特征在于，所述等离子体增强化学气相沉积系统(1)还包括对所述用于激发等离子体的回路(10)进行温度控制的温度控制装置(17)。/n

【技术特征摘要】
1.一种等离子体增强化学气相沉积系统(1),包括：
基片能够在其中被沉积薄膜的沉积室(3)，在所述沉积室(3)中包括至少一个沉积工位；
设置在所述沉积室(3)一侧的气体供给系统(5)，用于将反应气体分别供给到相应的沉积工位上的基片的表面；
部分地设置在所述沉积室(3)中以便对相应的沉积工位进行加热的加热装置(7)；以及
设置在所述沉积室(3)另一侧的用于激发等离子体的回路(10)；
其特征在于，所述等离子体增强化学气相沉积系统(1)还包括对所述用于激发等离子体的回路(10)进行温度控制的温度控制装置(17)。


2.如权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积系统(1)，其特征在于，所述用于激发等离子体的回路(10)包括：
用于产生射频的射频发生器(11)；
对所述射频发生器(11)产生的射频根据负载变化而进行调节的阻抗匹配器(13)；以及
将已经经过所述阻抗匹配器(13)调节的射频分配到相应的所述沉积工位的射频功率分配器(15)。


3.如权利要求2所述的等离子体增强化学气相沉积系统(1)，其特征在于，所述用于激发等离子体的回路(10)还包括用于对输入到相应的沉积工位的射频功率进行过滤的过滤器(16)。

【专利技术属性】
技术研发人员：王家平，霍冬冬，
申请(专利权)人：英特尔半导体大连有限公司，英特尔公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21