專利名稱：一種用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及薄膜制備工藝技術領域，尤其涉及一種用于改善薄膜制備工藝的勻氣
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
薄膜制備工藝是半導體制造工藝中的重要組成部分，一般分為物理成膜、化學成膜，以及物理與化學復合的制膜技術。其中，物理方法中的反應離子束濺射沉積以及化學制膜方法中的所有化學氣相沉積方法，如LPCVD、PECVD等，都需要向反應系統(tǒng)中通入相應的反應氣體。目前采用的方法有通過真空腔壁向整個反應腔體中供氣；使用氣管將反應氣體輸送到指定位置；將放電極板做成篩板狀供氣。這些方法都存在著一定的問題，沉積工藝不佳，沉積薄膜的成分均勻性不是很高，后續(xù)的清洗處理工作也很復雜。向整個腔體供氣在CVD反應中會造成腔體壁上的薄膜過多地生長，造成腔體中出現(xiàn)粉塵影響薄膜質量，使用氣管供氣的方法不能保證良好的均勻性，而在PECVD中常使用的基板供氣方法使得在反應中不斷附著在基板上的薄膜影響供氣的均勻性。在反應濺射中需要將氣體精確地輸送到基片附近，并嚴格控制反應氣體的流量，從而保證薄膜的均勻性。因此，如何精確地將反應氣體輸送到基片附近并保持良好的均勻性是保證反映質量的關鍵問題。

發(fā)明內容
(一 )要解決的技術問題為了改善上述常規(guī)設備和工藝中存在的問題，本發(fā)明提供了一種用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，以精確地將反應氣體輸送到基片附近，并保持良好的均勻性。( 二 )技術方案為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，該裝置由進氣管和勻氣環(huán)構成，進氣管和勻氣環(huán)均由中空管制作而成，二者內部連通，連接處密封，且勻氣環(huán)在其所在平面的表面開有氣孔。上述方案中，所述制作進氣管和勻氣環(huán)的中空管為不銹鋼管，其外徑為6毫米至15毫米，內徑為4毫米至14毫米。上述方案中，所述勻氣環(huán)位于用于放置基片的反應臺附近，氣孔開在勻氣環(huán)朝向基片的一側。上述方案中，所述勻氣環(huán)的直徑為用于放置基片的反應臺直徑的I. 5倍至2倍。上述方案中，所述氣孔的直徑為I毫米至3毫米。上述方案中，所述氣孔的軸線方向與反應臺平面成45度至90度角，使反應氣體集中且均勻分布于基片附近。(三)有益效果
從上述技術方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果I、利用本發(fā)明提供的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，可將反應氣體精確地輸送到基片附近，減少反應氣體對腔體的粘污，并使反應氣體與基片均勻接觸，使薄膜在基片上生長時具有良好的均勻性。2、利用本發(fā)明提供的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，可以將反應氣體輸送到腔體中任何指定位置，實現(xiàn)對復雜的反應系統(tǒng)供氣。3、利用本發(fā)明提供的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，可以根據不同的基片大小和供氣的氣流量合理優(yōu)化勻氣環(huán)的大小、氣孔的位置和氣孔的大小，使薄膜能夠均勻的生長。4、利用本發(fā)明提供的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，具有結構簡單、易于制造的特點，可以根據不同實驗的需要隨時改變勻氣環(huán)位置和形狀。


圖I是本發(fā)明提供的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置的示意圖。圖2是本發(fā)明提供的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置向反應腔供氣的示意圖，圖中其他裝置是提供其他反應條件如提供溫度、使氣體電離、離子轟擊等的裝置。圖3是依照本發(fā)明具體實施例的在反應濺射系統(tǒng)中采用勻氣裝置的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。如圖I所示，圖I是本發(fā)明提供的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置的示意圖，該裝置由進氣管和勻氣環(huán)構成，進氣管和勻氣環(huán)均由中空管制作而成，二者內部連通，連接處密封，且勻氣環(huán)在其所在平面的表面開有氣孔。其中，所述制作進氣管和勻氣環(huán)的中空管為不銹鋼管，其外徑為6毫米至15毫米，內徑為4毫米至14毫米。勻氣環(huán)位于用于放置基片的反應臺附近，氣孔開在勻氣環(huán)朝向基片的一側。勻氣環(huán)的直徑為用于放置基片的反應臺直徑的I. 5倍至2倍。氣孔的直徑為I毫米至3毫米。氣孔的軸線方向與反應臺平面成45度至90度角，使反應氣體集中且均勻分布于基片附近。如圖2所示，圖2是本發(fā)明提供的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置向反應腔供氣的示意圖。本發(fā)明提供的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，通過合理設計氣管路線并調整勻氣環(huán)的位置精確地將反應氣體輸送到被基片附近，勻氣裝置由外徑為6毫米至15毫米、內徑為4毫米至14毫米的不銹鋼管制成，通過優(yōu)化勻氣環(huán)直徑、氣孔的位置和氣孔的大小使氣體能夠均勻地與基片接觸，勻氣環(huán)直徑為反應臺直徑的I. 5倍至2倍，勻氣環(huán)位于基片附近，勻氣環(huán)朝向基片一側開直徑為I毫米至3毫米的氣孔，使反應氣體集中流向基片，氣孔的軸線方向與反應臺平面成45度至90度角。通過上述措施使薄膜能夠均勻的生長。再參照圖1，本發(fā)明提供的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，由反應腔內壁上的供氣口引出外徑為6毫米至15毫米、內徑為4毫米至14毫米的不銹鋼管，跟據反應腔中的實際情況任意彎曲，延伸至基片附近，末端與勻氣環(huán)連接，勻氣環(huán)直徑為反應臺直徑的1.5倍至2倍，勻氣環(huán)位于基片附近，勻氣環(huán)朝向基片一側開直徑為I毫米至4毫米的氣孔，氣孔的軸線方向與反應臺平面成45度至90度角，使反應氣體集中流向反應臺。下面以反應濺射為例，對本發(fā)明提供的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置進行詳細說明。圖3是依照本發(fā)明具體實施例的在反應濺射系統(tǒng)中采用勻氣裝置的示意圖。反應臺倒置于反應腔體頂部，內徑4mm外徑6mm的鋼管由腔體側壁的進氣閥處進入腔體中，通過彎曲鋼管避開離子源及濺射靶材等，同時使鋼管末端到達反應臺附近，反應臺直徑為4英寸，制作直徑6英寸的勻氣環(huán)，與鋼管連接，鋼管與鋼管及腔體的連接均使用氬弧焊，勻氣環(huán)氣孔朝上指向反應臺，氣孔的軸線方向與基片平面成45度，氣孔大小根據與進氣端距離由近到遠從Imm逐漸增加到3_。以指定流量向腔體內供氣，開啟離子源將靶材上的物質濺射到基片上，靶材原子穿過勻氣環(huán)中間，與均勻分布在勻氣環(huán)中間的反應氣體結合生成薄膜材料沉積在基片上，獲得高均勻性的薄膜。 以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，其特征在于，該裝置由進氣管和勻氣環(huán)構成，進氣管和勻氣環(huán)均由中空管制作而成，二者內部連通，連接處密封，且勻氣環(huán)在其所在平面的表面開有氣孔。
2.根據權利要求I所述的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，其特征在于，所述制作進氣管和勻氣環(huán)的中空管為不銹鋼管，其外徑為6毫米至15毫米，內徑為4毫米至14毫米。
3.根據權利要求I所述的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，其特征在于，所述勻氣環(huán)位于用于放置基片的反應臺附近，氣孔開在勻氣環(huán)朝向基片的一側。
4.根據權利要求I所述的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，其特征在于，所述勻氣環(huán)的直徑為用于放置基片的反應臺直徑的I. 5倍至2倍。
5.根據權利要求I所述的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，其特征在于，所述氣孔的直徑為I毫米至3毫米。
6.根據權利要求I所述的用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，其特征在于，所述氣孔的軸線方向與反應臺平面成45度至90度角，使反應氣體集中且均勻分布于基片附近。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于改善薄膜制備工藝的勻氣裝置，該裝置由進氣管和勻氣環(huán)構成，進氣管和勻氣環(huán)均由中空管制作而成，二者內部連通，連接處密封，且勻氣環(huán)在其所在平面的表面開有氣孔。利用本發(fā)明，可將反應氣體精確地輸送到基片附近，減少反應氣體對腔體的粘污，并使反應氣體與基片均勻接觸，使薄膜在基片上生長時具有良好的均勻性。
文檔編號C23C16/455GK102787302SQ201110128609
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權日2011年5月18日
發(fā)明者劉宇, 劉明, 胡媛, 謝常青, 龍世兵 申請人:中國科學院微電子研究所