專利名稱：用于混合工藝氣體的氣體混合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于混合工藝氣體的氣體混合器，尤其涉及在工藝氣體被送入化學(xué)氣相沉積室內(nèi)前，用于混合工藝氣體的混合器。
背景技術(shù)：
在平面顯示器的制造工藝中由于需要在基板上制作晶體管組件，因此在工藝中需要鍍上不同的材質(zhì)，諸如SiO2、SiNx、a-Si與n+a-Si等薄膜。目前多采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣象沉積系統(tǒng)(PECVD，Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition)來成長。PECVD乃是于真空系統(tǒng)中，在通入工藝氣體后以等離子機(jī)激發(fā)等離子、解離工藝氣體活化其反應(yīng)，并且因解離后的工藝氣體離子可利用電場等使其具有方向性來加速制造工藝速度。
目前平面顯示器所使用的PECVD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要為集群式(Clusters)，如圖5所示。
在圖5的集群式系統(tǒng)100架構(gòu)中包含一個裝載室(Loading Chamber)(110)，基板先由裝載口(Load Port)進(jìn)入裝載室(110)，裝載口通常包括兩個或三個可抽離的部分，彼此上下疊置，且每一個部分具有一個或多個槽孔，用于裝載基板，接著將裝載室抽真空，由傳輸室(TransferChamber)(130)內(nèi)的機(jī)械手臂(140)將基板由裝載室傳到預(yù)熱室(HeatingChamber)(150)，將基板在此室內(nèi)預(yù)熱以減少在沉積室中進(jìn)行加熱前對基板加熱的時(shí)間。接著基板再依其工藝需求傳入沉積室(Process Chamber)(200)中進(jìn)行一道或數(shù)道鍍膜工藝。最后將基板傳回裝載室(110)、去除真空后由裝載口取出完成工藝。此系統(tǒng)的特色在其具多個工藝室，可使基板于同一道程序進(jìn)行多道不同材料鍍膜工藝，提供設(shè)備較佳的工藝彈性。
圖5中沉積室(200)的構(gòu)造如圖6所示，此沉積室(200)通常設(shè)置有工藝氣體供應(yīng)源(210)供應(yīng)工藝氣體至沉積室(200)內(nèi)。一般而言，工藝氣體被直接在放置基材的沉積室內(nèi)激發(fā)成等離子。經(jīng)由作成如蓮蓬頭般具許多小孔的平板，稱為擴(kuò)散器(diffuser)(215)，且設(shè)置于室體蓋(250)中或固定至室體蓋(250)底側(cè)，將工藝氣體的等離子到達(dá)基材表面與其反應(yīng)。由于擴(kuò)散器結(jié)構(gòu)較能均勻地分配工藝氣體，因此對于大面積工藝氣體的系統(tǒng)，如平面顯示器設(shè)備的應(yīng)用特別合適，另外，沉積室(200)中設(shè)置臺座(susceptor)(220)，用于放置基板(230)，此臺座(220)一般由平臺(platen)(221)及具有調(diào)整上下高度的功能的臺座軸(222)所構(gòu)成，室體蓋(250)并覆蓋該沉積室(200)，以形成封閉空間，沉積室(200)中亦提供抽氣口(240)，將剩余的工藝氣體抽離。
如果需要在基板上鍍上SiO2及a-Si，則需要使用正硅酸乙酯(Tetraethylorthosilicate(TEOS))作為先導(dǎo)材料(Precursor)。由于TEOS在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，以液態(tài)存在。而化學(xué)氣相沉積技術(shù)所需求的化學(xué)先導(dǎo)材料(Precursor)必需為氣體，因此先導(dǎo)材料必須經(jīng)過處理，使得原料在產(chǎn)生反應(yīng)時(shí)能夠以氣態(tài)之方式出現(xiàn)。化學(xué)氣相沉積的一項(xiàng)特色是利用液態(tài)或固態(tài)化學(xué)源產(chǎn)生化學(xué)先導(dǎo)材料，以分子形態(tài)進(jìn)入反應(yīng)室內(nèi)，經(jīng)由工藝氣體的反應(yīng)或分解，使得氣態(tài)分子沉積于基板表面而產(chǎn)生固態(tài)薄膜，成為電子組件的一部份。因此，在先導(dǎo)材料擴(kuò)散入化學(xué)氣相沉積室前，需將其通過加熱器以轉(zhuǎn)化成氣相態(tài)(Vapor)。但是，由于TEOS的比重比其它工藝或載體氣體(Carrier Gas)(如氦氣、氮?dú)獾?重，如果在被送入化學(xué)氣相沉積室前沒有將TEOS與其它工藝或載體氣體混合均勻，在擴(kuò)散入化學(xué)氣相沉積室內(nèi)后，由于TEOS比較重，所有的TEOS會傾向于與工藝或載體氣體分離，使得沉積于基板表面而產(chǎn)生固態(tài)薄膜呈現(xiàn)不均勻的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
為了在解決所有的TEOS在擴(kuò)散入化學(xué)氣相沉積室內(nèi)后，所有的TEOS會傾向于與工藝或載體氣體分離的問題，本實(shí)用新型提供一種用于混合氣體的氣體混合器，設(shè)置于連接至該沉積室之入口的管件內(nèi)，以確保TEOS與其它工藝氣體能夠均勻混合。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是將氣體混合器設(shè)置于連接至該沉積室之入口的管件內(nèi)，其特征是具有中央軸件，延伸于該管件內(nèi)；及至少兩塊擋板，以彼此間距方式結(jié)合至該中央軸件，且每一擋板覆蓋該管件的部分剖面以在該中央軸件及該管件間形成開口，其中這些擋板彼此交錯設(shè)置以與相鄰的擋板部分重疊，以在該管件內(nèi)形成曲折路徑。
根據(jù)本實(shí)用新型，該氣體混合器還可包括入口端擋板，結(jié)合至該中央軸件靠近管件的入口端，該入口端擋板為圓形盤體且覆蓋該管件的入口端，該圓形盤體上形成開口，作為工藝氣體的入口。
根據(jù)本實(shí)用新型，該氣體混合器還可包括篩件，設(shè)置在該管件的出口端，以進(jìn)一步混合工藝氣體。
根據(jù)本實(shí)用新型，該氣體混合器的每一擋板在該中央軸件及該管件間形成的開口跨越管件剖面的三分之一。
根據(jù)本實(shí)用新型，該氣體混合器的擋板的開口恰被相鄰的擋板覆蓋。
根據(jù)本實(shí)用新型，該氣體混合器的中央軸件及擋板由鋁金屬制成。
根據(jù)本實(shí)用新型，該氣體混合器的入口端擋板由鋁金屬制成。
根據(jù)本實(shí)用新型，該氣體混合器的篩件由鋁金屬制成。
本實(shí)用新型的有益效果是，在混合的氣體被擴(kuò)散化學(xué)氣相沉積室時(shí)，可避免比重較重的工藝氣體朝向同一個方向流動，確保工藝氣體能夠以在基板上沉積成勻均的固態(tài)薄膜。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型之氣體混合器的立體示意圖。
圖2是本實(shí)用新型之氣體混合器的的平面視圖。
圖3是沿圖2的I-I線的剖面圖。
圖4是沿圖2的II-II線的剖面圖視圖。
圖5是集群式PECVD系統(tǒng)的平面示意圖。
圖6是公知的沉積室的剖面示意圖。
圖1至圖4中，10.氣體混合器；12.中央軸件；14.擋板；16.入口端擋板；18.開口；20.管件；22.入口端；24.出口端；30.篩件；40.曲折路徑；142.開口。
具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型之氣體混合器(10)的立體示意圖。圖2則是本實(shí)用新型之氣體混合器(10)的的平面視圖。
如
圖1及圖2所示，氣體混合器(10)設(shè)置于管件(20)內(nèi)，該管件(20)連接至化學(xué)沉積室(200)，如圖6所示。氣體混合器(10)具有中央軸件(12)，延伸于該管件內(nèi)(20)，以及至少兩塊擋板(14)，以彼此間距方式結(jié)合至該中央軸件(12)，圖示中的氣體混合器(10)則具有四塊擋板(14)。
圖3是沿圖2的I-I線的剖面圖。如圖3所示，每一擋板(14)覆蓋該管件(20)的部分剖面，因此，在該中央軸件(12)及該管件(20)間形成開口(142)。最好是，每一擋板(14)在該中央軸件(12)及該管件(20)間形成的開口(142)跨越管件(20)剖面的三分之一，即約120度的范圍。
圖4是則沿圖2的II-II線的剖面圖。如
圖1及圖4所示，各擋板(14)系彼此交錯設(shè)置，使得每一塊擋板(14)以與相鄰的擋板(14)部分重疊。最好的是，如
圖1所示，這些擋板(14)的開口(142)剛好被相鄰的擋板(14)覆蓋，也就是，各擋板(14)位置相鄰的擋板(14)的開口(142)之間，以在該管件(20)內(nèi)形成如圖4中的虛線所示意的曲折路徑(40)。
再參考
圖1、2、4，氣體混合器(10)還可包括入口端擋板(16)，結(jié)合至該中央軸件(12)上靠近管件(20)的入口端(22)。入口端擋板(16)是一圓形盤體且覆蓋該管件(20)的入口端(22)，該圓形盤體上形成開口(18)，作為工藝氣體的入口。
為了使工藝氣體能夠更均勻，氣體混合器(10)還可包括篩件(30)設(shè)置在該管件(20)的出口端(24)，以進(jìn)一步混合工藝氣體。
根據(jù)本實(shí)用新型中央軸件(12)、擋板(14)、入口端擋板(16)及篩件(30)皆是由鋁金屬或是其它防銹蝕的金屬制成。
使用本實(shí)用新型的氣體混合器(10)時(shí)，將氣體混合器(10)設(shè)置于管件(20)內(nèi)，該管件(20)則連接至化學(xué)沉積室(200)，如圖6所示。接著，將經(jīng)加壓的TEOS或其它工藝氣體以及載體氣體(Carrier Gas)由管件(20)入口端(22)，通過入口端擋板(16)的開口(18)送入管件(20)內(nèi)。此時(shí)，各種由管件(20)入口端(22)進(jìn)入管件(20)的加壓氣體將被鄰接的擋板(14)阻擋，因而直接沖擊擋板(14)，而必需經(jīng)由擋板(14)與管件(20)間形成的開口(142)才能持續(xù)在管件(20)流動，因此產(chǎn)生氣體的混合。而當(dāng)被初步混合的氣體由擋板(14)與管件(20)間形成的開口(142)流動后，其將再度被下一個鄰接的擋板(14)阻擋，直接沖擊擋板(14)，而再度產(chǎn)生氣體的混合。這個沖擊擋板(14)、混合氣體的程序?qū)⒁辉僦貜?fù)，直到氣體流經(jīng)圖4中所示意的曲折路徑(40)，流經(jīng)篩件(30)后，才會經(jīng)由擴(kuò)散器(215)(參圖6)被擴(kuò)散至沉積室(200)內(nèi)，以在基板上沉積成固態(tài)薄膜。
由上述實(shí)用新型實(shí)施例可知，本實(shí)用新型的有益效果是，在工藝氣體或被送入沉積室前，各氣體即已經(jīng)過與氣體混合器內(nèi)的擋板的重復(fù)沖擊及流動，而被充分的均勻混合，因此在混合的氣體被擴(kuò)散化學(xué)氣相沉積室時(shí)，可避免比重較重的工藝氣體朝向同一個方向流動，確保工藝氣體能夠以在基板上沉積成勻均的固態(tài)薄膜。
雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定實(shí)用新型，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與改進(jìn)，因此實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)依照權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種氣體混合器，用于混合被擴(kuò)散至沉積室內(nèi)以處理基板的工藝氣體，該混合器設(shè)置于連接至該沉積室之入口的管件內(nèi)，其特征是具有中央軸件，延伸于該管件內(nèi)；及至少兩塊擋板，以彼此間距方式結(jié)合至該中央軸件，且每一擋板覆蓋該管件的部分剖面以在該中央軸件及該管件間形成開口，其中上述這些擋板彼此交錯設(shè)置以與相鄰的擋板部分重疊，以在該管件內(nèi)形成曲折路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體混合器，其特征是還包括入口端擋板，結(jié)合至該中央軸件上靠近管件的入口端，該入口端擋板為一圓形盤體且覆蓋該管件的入口端，該圓形盤體上形成開口，作為工藝氣體的入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體混合器，其特征是還包括篩件，設(shè)置在該管件的出口端，以進(jìn)一步混合工藝氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體混合器，其特征是每一擋板在該中央軸件及該管件間形成的開口跨越管件剖面的三分之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體混合器，其特征是上述這些擋板的開口恰被相鄰的擋板覆蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體混合器，其特征是該中央軸件及上述這些擋板由鋁金屬制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體混合器，其特征是該入口端擋板由鋁金屬制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體混合器，其特征是該篩件由鋁金屬制成。
專利摘要一種氣體混合器，用于混合被擴(kuò)散至沉積室內(nèi)以處理基板的工藝氣體，該混合器設(shè)置于連接至該沉積室之入口的管件內(nèi)，其具有中央軸件，延伸于該管件內(nèi)；至少兩塊擋板，以彼此間距方式結(jié)合至該中央軸件，且每一擋板覆蓋該管件的部分剖面以在該中央軸件及該管件內(nèi)形成開口，其中這些擋板彼此交錯設(shè)置以與相鄰的擋板部分重疊，以在該管件內(nèi)形成曲折路徑。
文檔編號C23C16/455GK2782708SQ20052000847
公開日2006年5月24日 申請日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者羅賓·泰諾, M·懷特 約翰, 史帆章, T·娜西莎 曼紐爾 申請人:應(yīng)用材料公司