薄膜工艺设备及其制作方法技术

本发明专利技术是有关于一种薄膜工艺设备及一种薄膜制作方法，包括：一个反应室、一个供气机构及一个输送机构，本发明专利技术的技术特征在于：提供一种可以上下或左右移动的供气结构及可上下移动的载盘，由此可调整供气结构与基板的距离，配合具有循环泵热源的加热机构，使得生成薄膜效果更佳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种薄膜工艺设备及薄膜制作方法，特别是有关于一种薄膜工艺设备中的供气结构，通过此供气结构的设计，可使薄膜工艺设备中的反应气体均匀混合并且加速完成反应。
技术介绍
随着半导体工艺技术的演进，已有越来越多的产品需要使用薄膜工艺设备， 在基板上成长一层薄膜。然而，目前主要用来成长薄膜的方法有几种，包括蒸镀法 (spattering)、层积法(depositing)及有机金属化学气相沉积技术(MOCVD)等。特别是在太阳能光电相关产业中，大都使用有机金属化学气相沉积技术来成长薄膜，这是因为有机金属化学气相沉积技术(MOCVD)具有如下的优点(I)用于生长化合物半导体材料的各成分和掺杂剂都是以气态方式通入反应室， 而有机金属化学气相沉积技术可以通过精确控制气态源的流量和通断时间来控制生成薄膜的成分、掺杂浓度、厚度等，适于生长薄层和超薄层材料。(2)由于生长化合物半导体材料时，需要控制反应室中各种气体的反应时间，而有机金属化学气相沉积技术可以在反应室中改变化合物成分和掺杂浓度，适于进行异质结构和超晶格、量子阱的生长。(3)由于薄膜生长是以热解化学反应的方式进行的，而有机金属化学气相沉积技术可以通过控制反应源气流和温度分布来达到薄膜生长的均匀性，因此，有机金属化学气相沉积技术适于多片和大片的生长薄膜，便于工业化大批量生产。(4)由于有机金属化学气相沉积技术，因为没有等离子体(plasma)反应，反应炉体对真空度的规格要求较低，反应室的结构较简单，故可以降低设备的成本。由于有机金属化学气相沉积技术具有上述优点，使得有机金属化学气相沉积技术相关技术及设备发展越益蓬勃。然而，有机金属化学气相沉积技术的主要方法是将有机金属气体于气态下与别的气体混合并反应，由于各种不同的气体是由不同的供气口提供，使得各种不同的气体经由不同的供气口将各种气体送至反应室中进行反应，因此在反应室的设计上，需要考虑供气结构上供气口的设计、供气口相较于基板(substrate)的相对距离及与加热温度间互相的配合，这三大因素对于有机金属化学气相沉积技术的最后形成薄膜的性质优劣，具有决定性影响。 请参考图1a为一种现有技术的薄膜工艺设备的示意图，而图1b则为一种供气结构上供气口的传统设计示意图；由图1a中可看出薄膜工艺设备的反应室200中的气体224 及223是由供气结构221上的不同供气口提供并喷至反应室200中；而一般的在供气结构 221上的供气口设计为正交或交错排列，如图1b所示。然而，这种正交或交错排列的供气方式，大都无法有效将不同气体混合均匀；现举一例说明若以交错排列方式将二乙基锌 (DEZn(g))气体与水(H2Ow)气体在反应室中进行反应时，则会在反应室中于两种气体混合时才会生成氧化锌(ZnO)及乙炔(C2H6);很明显地，由于供气口的设计因素，造成两气体的气流混合的区域不大，如图1c中的影线所示；使得气体在反应室中无法达到最佳的混合及反应结果，且产生的乙炔气由于具可燃性，为待清除废气，为清除乙炔气也增加气体均匀性控制的困难度。因此，在现有的薄膜工艺设备中的供气结构是可以有改善的空间。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的一主要目的是于薄膜工艺设备中，设计一种新的供气结构，使得不同气体出气后，能混合更均匀，以利于增加气体混合暨反应效果，使得生成薄膜膜质及均匀性更佳。本专利技术的另一主要目的是于薄膜工艺设备中，设计一种可以上下或左右移动的供气结构及可上下移动的载盘，由此可调整供气结构与基板(substrate)的距离,进一步控制薄膜生成状况，使得生成薄膜效果更佳。本专利技术的再一主要目的是针对每一薄膜工艺设备，提供一可上下移动的加热机构，针对载盘进行加热与保温，同时可保温位于其上的基板(substrate)，使反应得以顺利进行。本专利技术还有另一主要目的是提供一种新式供气结构，于喷气过程中，可同时移除废气，节省清除废气所需成本。本专利技术的还有另一主要目的是提供一薄膜工艺设备，其中包含一传感器，使得于生成薄膜过程中，得以实时监测成膜进度，以利于有效控制，使得生成薄膜效果更佳。本专利技术的再一主要目的在于提供一薄膜制作方法，经由本薄膜制作方法，可使得最后成膜效果更佳，且简化流程，更有利于使用者方便使用。为达上述目的，本专利技术提供一种薄膜工艺设备，包括用以承载一个基板的一载盘；一个反应室，为一密闭空间并具有一顶部及相对该顶部的一底部；一个供气机构，是配置于反应室内的顶部，具有一对相互隔离的供气口，可通过相互隔离的供气口向下喷出不同的气体；及一输送机构，是配置于反应室内的底部，供输送载盘及基板至反应室中；其中此薄膜工艺设备的特征在于供气机构的为一同心圆结构的供气口。本专利技术接着提供一种薄膜工艺设备，包括用以承载一个基板的一载盘；一个反应室，是为一密闭空间且具有一顶部及相对该顶部的一底部；一个供气机构，是配置于反应室内的顶部，此供气机构是由多个具有同心圆结构的供气口所组成，每一同心圆结构的供气口的同心圆结构间是相互隔离，可通过每一同心圆结构的供气口向下喷出气体，同心圆内环及外环则各喷出不同气体；及一个输送机构，是配置于反应室内的底部，供输送载盘及基板至反应室中。本专利技术接着再提供一种薄膜工艺系统，包括用以承载一个基板的一载盘；一个第一反应室，此第一反应室配置一加温设备；一个第二反应室，经由一阀门与第一反应室隔离，此第二反应室具有一个顶部及相对顶部的底部；一个第三反应室，经由另一阀门与第二反应室隔离，用以提供一降温环境；一个输送机构，是配置于第一反应室、第二反应室及第三反应室内，用以输送载盘及基板通过每一至该反应室；其中薄膜工艺系统的特征在于 一供气机构，是配置于第二反应室内的顶部，而供气机构是由多个具有同心圆结构的供气口所组成，每一同心圆结构的供气口的同心圆结构间是相互隔离，可通过每一同心圆结构的供气口向下喷出气体，同心圆内环及外环则各喷出不同气体。本专利技术接着再提供一种用以沉积一薄膜于基板上的薄膜制作方法，包括提供一载盘，用以承载一个基板；提供一反应室，是为一密闭空间，具有一顶部及相对顶部的一底部；提供一供气机构，是配置于反应室内的顶部，供气机构具有至少一对相互隔离的同心圆结构供气口，可通过每一同心圆结构的供气口向下喷出气体，同心圆内环及外环则各喷出不同气体；提供一输送机构，是配置于反应室内的底部，供输送载盘及基板至反应室中，以使基板与对相互隔离的同心圆结构供气口分别向下所喷出的不同的气体进行反应。经由本专利技术所提供的薄膜工艺设备及薄膜制作方法，其通过薄膜工艺设备的供气机构的为一同心圆结构的供气口的结构设计，可有效将反应气体混合均匀，且可控制供气口与基板间距，及基板温度，进一步可控制薄膜生成情形及其生成效率，使薄膜生成效果更佳，以利于使用者生成各式薄膜使用。附图说明为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制，其中图1a为现有技术示意图。图1b为现有技术的供气结构的供气口示意图。图第Ic为现有技术的供气结构的供气口的气流混合状态示意图。图2a为本专利技术的薄膜工艺设备的供气机构的供气口剖面图。图2b为本专利技术的薄膜工艺设备的供气机构的供气口下视图。图2c为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜工艺设备，包括：一底板，具有一第一面及一相对该第一面的一第二面，而该第一面用以承载一基板；一反应室，为一密闭空间，具有一顶部及相对该顶部的一底部；一供气机构，配置于该反应室内的该顶部；及一输送机构，配置于该反应室内的该底部的两侧边上，供输送该底板及该基板至该反应室中；一加热机构，配置于该反应室内的该底部的两侧边之间，与该底板该第二面相接触，用以加热该基板。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜工艺设备，包括 一底板，具有一第一面及一相对该第一面的一第二面，而该第一面用以承载一基板； 一反应室，为一密闭空间，具有一顶部及相对该顶部的一底部； 一供气机构，配置于该反应室内的该顶部 '及 一输送机构，配置于该反应室内的该底部的两侧边上，供输送该底板及该基板至该反应室中； 一加热机构，配置于该反应室内的该底部的两侧边之间，与该底板该第二面相接触，用以加热该基板。2.一种薄膜工艺设备，包括 一底板，具有一第一面及一相对该第一面的一第二面，而该第一面用以承载一基板； 一反应室，为一密闭空间，具有一顶部及相对该顶部的一底部； 一供气机构，配置于该反应室内的该顶部 '及 一输送机构，配置于该反应室内的该底部的两侧边上，供输送该底板及该基板至该反应室中； 一加热机构，配置于该反应室内的该底部的两侧边之间，与该底板该第二面相接触，且该加热机构被一传动机构带动于该反应室的该顶部与该底部之间移动。3.依据权利要求1或2所述的薄膜工艺设备，其中该加热机构内部具有一储存区。4.依据权利要求3所述的薄膜工艺设备，其中该加热机构的该储存区中储存热油。5.依据权利要求3所述的薄膜工艺设备，其中该加热机构中配置一循环管路及一泵，通过该泵来将热源输送至循环管路中。6.依据权利要求1或2所述的薄膜工艺设备，其中该供气机构被一传动机构带动于该顶部的两侧间移动。7.依据权利要求1或2所述的薄膜工艺设备，其中该供气机构被一传动机构带动于该顶部与该底部之间移动。8.依据权利要求1或2所述的薄膜工艺设备，其进一步于该反应室的该顶部上配合多个感应装置。9.一种用以沉积一薄膜于一基板上的薄膜制作方法，包括 提供一底板，其具有一第一面及一相对该第一面的一第二面，而该第一面用以承载一基板； 提供一反应室，为一密闭空间，具有一顶部及相对该顶部的一底部； 提供一供气机构，配置于该反应室内的该顶部，可通过该供气机构向下喷出不同的气体； 提供一输送机构，配置于该反应室内的该底部的两侧边上，供输送该底板及该基板至该反...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧盈诗，吉村俊秋，
申请(专利权)人：核心能源实业有限公司，吉村俊秋，
类型：发明
国别省市：