專利名稱：平板氮化硅薄膜pecvd沉積系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)。
技術(shù)背景目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)提供的生產(chǎn)用的PECVD主要是管式結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)電極 為多片并聯(lián)，電極的寬度約為140 150mm,使用低頻電源。放好樣品后將 電極送入管式PECVD,預(yù)熱然后沉積。該結(jié)構(gòu)電極的每一部分有效沉積面積略大于沉積硅片的面積。沉積樣品 薄膜的均勻性不好控制，由于是管式結(jié)構(gòu)，靠近管壁的溫度高，而管芯的溫 度相對(duì)較低，因此不能保證溫度整體均勻性，由溫度不均勻性導(dǎo)致硅片之間 被沉積薄膜的不均勻性，對(duì)材料質(zhì)量影響很大。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)以上不足提供一種平板式氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，它 可用以加工更大面積的硅片，薄膜的沉積質(zhì)量高，可達(dá)到更高的均勻性、致 密性要求。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的這種平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，包 括沉積腔室、射頻引入電極、加熱器及抽氣系統(tǒng)，其特征在于所述的沉積 系統(tǒng)為平板式PECVD沉積系統(tǒng)，沉積腔室為平板式真空腔體，射頻引入平 板電極設(shè)于真空腔體上蓋的下方，加熱器設(shè)于真空腔體外部緊貼下電極的背 面。真空腔體的兩側(cè)分別設(shè)有錐狀緩沖進(jìn)氣室和錐狀緩沖抽氣室，錐狀緩沖 進(jìn)氣室和錐狀緩沖抽氣室分別設(shè)置有進(jìn)氣孔和抽氣孔，抽氣孔與抽氣系統(tǒng)連 接。射頻引入電極包括電極板和電極框架，其中電極板上設(shè)有排列整齊的大 量通氣孔，電極板與電極上蓋設(shè)有間隔地安裝于真空腔體上蓋的下面，電極 上蓋上面依次復(fù)合氟塑料、屏蔽罩和電極框架。加熱器包括加熱管和一體連接的導(dǎo)溫塊，其中導(dǎo)溫塊表面固定連接于平整的加熱面，導(dǎo)溫塊背面設(shè)有絕熱棉并用壓板一體固定。 加熱器上還設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕?。射頻引入電極上設(shè)有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管一端與緩沖進(jìn)氣室連接，另一端和 電極板與電極上蓋的間隔相連。射頻引入平板電極可調(diào)節(jié)地設(shè)于真空腔體上蓋的下方。 進(jìn)氣孔和抽氣孔分別設(shè)于錐狀緩沖進(jìn)氣室和錐狀緩沖抽氣室的底部。 電極板與電極上蓋設(shè)有間隔并距離可調(diào)節(jié)地安裝于真空腔體上蓋的下面。相對(duì)現(xiàn)有的沉積系統(tǒng)，本發(fā)明具有如下有益效果1、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)制造成本低。有效提高沉積樣品的溫度及其均勻性， 有效提高樣品薄膜的均勻性，方便了樣品的裝卸。2、 有效增大了需要沉積硅片的面積。3、 解決了可能因?yàn)榫嚯x不同，受熱不同而產(chǎn)生的沉積質(zhì)量問(wèn)題，大大 提高了薄膜的沉積質(zhì)量，達(dá)到更高的均勻性、致密性要求。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述 圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖； 圖2是真空腔體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是電極結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是加熱器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是真空腔體、電極和加熱器位置關(guān)系的示意圖。其中1真空腔體；2射頻引入電極；3抽氣系統(tǒng)；4進(jìn)氣管；5抽 氣管；6射頻電源匹配器；7加熱器；8進(jìn)氣孔；9錐狀緩沖抽氣室；10抽 氣孔；11電極框架；12屏蔽罩；13氟塑料；14電極上蓋；15電極板； 151通氣孔；17加熱管；18導(dǎo)溫塊；19加熱面；20絕熱棉；21壓板；22測(cè)溫?zé)犭娕迹?3沉積樣品；24螺栓；25真空腔體上蓋26導(dǎo)氣管。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如圖1所示，這種平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，與現(xiàn)有 的相同部分，包括沉積腔室、電極、加熱器7及抽氣系統(tǒng)3，沉積腔室兩側(cè)分別連接有反應(yīng)氣的進(jìn)氣管4和抽氣管5,抽氣管5與抽氣系統(tǒng)3連接，射 頻引入電極2與射頻電源匹配器6連接；與現(xiàn)有技術(shù)所不同之處在于，沉積 腔室為平板式真空腔體1，電極2是射頻引入電極2設(shè)于真空腔體1上部(圖 1未示出)，加熱器7設(shè)于真空腔體1的底部。下面再對(duì)各個(gè)組成部分做具 體說(shuō)明如圖2所示，真空腔體1為一方形體形，兩側(cè)分別設(shè)有錐狀緩沖進(jìn)氣室 和錐狀緩沖抽氣室，其中進(jìn)氣室設(shè)有錐狀一長(zhǎng)條形進(jìn)氣孔8，并與進(jìn)氣管連 接，對(duì)應(yīng)的另一側(cè)設(shè)有一個(gè)錐狀緩沖抽氣室9,抽氣孔10設(shè)于該緩沖抽氣 室9的底部，抽氣孔10與抽氣系統(tǒng)3連接，加熱器7相當(dāng)于真空腔體1的 下蓋設(shè)于底部，沉積樣品也就是下電極直接放在加熱器7上(圖中未示出)。如圖3所示，射頻引入電極2包括電極板15和電極框架11，其中電極 板上設(shè)有排列整齊的大量通氣孔151，電極板15與電極上蓋14設(shè)有間隔并 距離可調(diào)節(jié)地安裝于真空腔體上蓋25的下面，電極上蓋14上面依次復(fù)合氟 塑料13、屏蔽罩12和電極框架11，電極板15與電極上蓋14的間隔16與 電極框架11形成電極氣體盒，射頻引入電極上設(shè)有導(dǎo)氣管26,導(dǎo)氣管26 一端與緩沖進(jìn)氣室連接，另一端和電極板15與電極上蓋14的間隔16相連， 電極板15上排列整齊的大量通氣孔151可以保證氣流均勻的分布在射頻引 入電極2的下方。需要說(shuō)明的是，這里所說(shuō)的射頻引入電極2為上電極，與 作為下電極的沉積樣品23對(duì)應(yīng)。如圖4所示，加熱器7包括加熱管17和一體連接的導(dǎo)溫塊18,其中導(dǎo) 溫塊18表面固定連接有平整的加熱面19,導(dǎo)溫塊18背面設(shè)有絕熱棉20并 用壓板21—體固定，加熱器7上還設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕?2,即時(shí)監(jiān)測(cè)加熱面19 的溫度。如圖5所示，加熱器7位于真空腔體的下方，實(shí)際上是作為下蓋的一部 分，沉積樣品23也就是下電極直接放在加熱器7上方，兩者相互接觸，射 頻引入電極2通過(guò)可調(diào)節(jié)的螺栓24懸掛于真空腔體上蓋25底部，通過(guò)螺栓 24可以調(diào)節(jié)射頻引入電級(jí)2與沉積樣品23之間的距離。本發(fā)明為平板式真空腔體，可以對(duì)更大面積的硅片進(jìn)行加工，可用以沉 積數(shù)量在100片以上的125mmX125mm硅片的SiNx薄膜，本實(shí)施例的真空 腔體規(guī)格為1.5m*1.5m*0.4m,可有效沉積面積為1.4m*1.4m，而且這種結(jié) 構(gòu)為加熱系統(tǒng)更為合理，不會(huì)因溫度不均造成沉積質(zhì)量下降。本發(fā)明的真空腔體靠近抽氣口的部分設(shè)計(jì)成錐狀，起到"抽氣緩沖"的 作用，可避免抽氣孔部位直接抽真空腔室的氣體而導(dǎo)致氣流嚴(yán)重不均勻，直 接影響沉積效果，該部分是保證大面積沉積的關(guān)鍵因素之一。所設(shè)計(jì)的射頻 引入電極充分考慮保證大面積沉積的均勻性，氣體進(jìn)入電極的氣體盒子，充 分混合各種氣體，然后通過(guò)氣體盒子的篩孔均勻的流出。并且，保證沉積薄 膜的均勻性的另一關(guān)鍵因素是沉積溫度的均勻性，為了保證溫度的大面積均 勻性，也保證薄膜的沉積質(zhì)量，本實(shí)施例采用外加熱方式，并且分25個(gè)溫 區(qū)分別控制，每個(gè)溫區(qū)采用銅塊導(dǎo)熱，以達(dá)到溫度的高度均勻性。因而，本發(fā)明沉積的薄膜質(zhì)量高，可達(dá)到更髙的均勻性、致密性要求。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于經(jīng)充分說(shuō)明的本發(fā)明來(lái)說(shuō)，還可具有多種變換及改型的 實(shí)施方案，并不局限于上述實(shí)施方式的具體實(shí)施例。上述實(shí)施例僅僅作為本 發(fā)明的說(shuō)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制?？傊?，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)包括那些 對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的變換或替代以及改型。權(quán)利要求
1. 一種平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，包括沉積腔室、射頻引入電極、加熱器及抽氣系統(tǒng)，其特征在于所述的沉積系統(tǒng)為平板式PECVD沉積系統(tǒng)，沉積腔室為平板式真空腔體，射頻引入平板電極設(shè)于真空腔體上蓋的下方，加熱器設(shè)于真空腔體外部緊貼下電極的背面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，其特征 在于真空腔體的兩側(cè)分別設(shè)有錐狀緩沖進(jìn)氣室和錐狀緩沖抽氣室，錐狀緩 沖進(jìn)氣室和錐狀緩沖抽氣室分別設(shè)置有進(jìn)氣孔和抽氣孔，抽氣孔與抽氣系統(tǒng) 連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，其特征 在于所述的射頻引入電極包括電極板和電極框架，其中電極板上設(shè)有排列 整齊的大量通氣孔，電極板與電極上蓋設(shè)有間隔地安裝于真空腔體上蓋的下 面，電極上蓋上面依次復(fù)合氟塑料、屏蔽罩和電極框架。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，其特征 在于所述的加熱器包括加熱管和一體連接的導(dǎo)溫塊，其中導(dǎo)溫塊表面固定 連接于平整的加熱面，導(dǎo)溫塊背面設(shè)有絕熱棉并用壓板一體固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，其特征 在于所述的加熱器上還設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕肌?br> 6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，其特征 在于所述的射頻引入電極上設(shè)有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管一端與緩沖進(jìn)氣室連接， 另一端和電極板與電極上蓋的間隔相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，其特征 在于所述的射頻引入平板電極可調(diào)節(jié)地設(shè)于真空腔體上蓋的下方。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，其特征 在于所述進(jìn)氣孔和抽氣孔分別設(shè)于錐狀緩沖進(jìn)氣室和錐狀緩沖抽氣室的底 部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，其特征 在于所述的電極板與電極上蓋設(shè)有間隔并距離可調(diào)節(jié)地安裝于真空腔體上 蓋的下面。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種平板氮化硅薄膜PECVD沉積系統(tǒng)，包括沉積腔室、射頻引入電極、加熱器及抽氣系統(tǒng)，該沉積系統(tǒng)為平板式，沉積腔室為平板式真空腔體，射頻引入平板電極設(shè)于真空腔體上蓋的下方，加熱器設(shè)于真空腔體外部緊貼下電極的背面。真空腔體的兩側(cè)分別設(shè)有錐狀緩沖進(jìn)氣室和錐狀緩沖抽氣室，進(jìn)氣室和抽氣室分別設(shè)置有進(jìn)氣孔和抽氣孔，抽氣孔與抽氣系統(tǒng)連接。射頻引入電極包括電極板和電極框架，電極板上設(shè)有排列整齊的通氣孔，電極板與電極上蓋設(shè)有間隔地安裝于真空腔體上蓋的下面，電極上蓋上面依次復(fù)合氟塑料、屏蔽罩和電極框架。本發(fā)明可用以沉積數(shù)量在百片以上125mm×125mm硅片的SiNx薄膜，薄膜的沉積質(zhì)量高，可達(dá)到更高均勻性、致密性要求。
文檔編號(hào)C23C16/513GK101260520SQ20081002535
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者周子彬, 奚建平 申請(qǐng)人:奚建平