專利名稱：用于化學(xué)氣相沉積的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于化學(xué)氣相沉積的裝置。
背景技術(shù)：
用于在物體上形成薄膜的方法一般分為物理氣相沉積(PVD)方法(例如，濺射) 和化學(xué)氣相沉積(CVD)方法，在PVD方法中，以沉積源的物理特性和薄膜材料的物理特性相同的方式形成薄膜，在CVD方法中，以沉積源的物理特性和薄膜材料的物理特性不同的方式使用化學(xué)反應(yīng)形成薄膜。但是，由于PVD方法成分或厚度的均勻性和臺階覆蓋性不如CVD方法，因此通常更多地使用CVD方法。CVD方法包括APCVD (大氣壓CVD)方法，LPCVD (低壓CVD)方法、 PECVD (等離子體增強CVD)方法等。在CVD方法中，由于PECVD方法能夠低溫沉積和快速形成薄膜，因此目前已經(jīng)廣泛使用PECVD方法。PECVD方法涉及到其中將RF功率施加到注入到反應(yīng)腔中的反應(yīng)氣體以使得反應(yīng)氣體處于等離子體狀態(tài)和使得等離子體中的基團沉積在晶片或玻璃基板上的方法。不管采用了哪種方法，對于薄膜沉積工藝最關(guān)鍵的是均勻沉積薄膜，且由此已經(jīng)對此提出了大量改進觀點。為了均勻沉積薄膜，均勻分布反應(yīng)氣體或等離子體起到非常重要的作用。PECVD裝置是在薄膜工藝中必不可少的設(shè)備，且由于所需產(chǎn)量的規(guī)模較大，因此 PECVD裝置的規(guī)模正在逐步增大。例如，用于制造平面屏幕顯示器件的當前工藝中使用的 PECVD裝置非常大，其一邊尺寸可能超過2米，且由此要求更為精確地構(gòu)造其具體功能，以獲得所需質(zhì)量的薄膜。本發(fā)明提出了用于改善噴射氣體的功能和最小化由氣體噴射表面的熱膨脹引起的翹曲現(xiàn)象的想法，從而使得用于制造大表面積薄膜的PECVD裝置內(nèi)部薄膜厚度均勻。圖1示出了通用PECVD裝置的簡要結(jié)構(gòu)，且以下參考圖1描述的是使用PECVD裝
置的工藝。首先，一旦通過機械臂(未示出)將基板3安全地接收在安裝在反應(yīng)室1內(nèi)部的基座2的上表面上，用于薄膜工藝的氣體經(jīng)由氣體導(dǎo)入管(pipe) 7進入位于噴頭4上方的緩沖空間5并在其中擴散。通過噴頭4的噴灑管嘴(nozzle) 4a，將在緩沖空間5中擴散的氣體均勻噴灑到基板3上方，且通過經(jīng)由等離子體電極6提供的RF (射頻)功率，將所噴灑的氣體轉(zhuǎn)換成等離子體8的狀態(tài)。將等離子體8狀態(tài)下的反應(yīng)氣體沉積到基板3上，且通過真空泵(未示出)經(jīng)由排氣管9排放在薄膜沉積工藝完成之后殘留的任何反應(yīng)氣體。但是，如圖2中所示，在PECVD裝置中的噴頭4的問題在于，由于其自身重量和熱變形導(dǎo)致中間下垂。由于自高溫等離子體和安裝在基座2中的加熱器(未示出)傳送的熱量導(dǎo)致的熱膨脹引起了熱變形，且水平方向上的熱膨脹大于垂直(厚度)方向上的熱膨脹。當噴頭4的中間下垂且由此翹曲時，噴頭4和基座2之間的距離在中間比在外圍區(qū)域更接近，使得噴灑氣體的分布密度不均勻且使得工藝均勻性變差。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提供了一種用于化學(xué)氣相沉積的裝置，其允許工藝氣體平穩(wěn)流動和最小化噴頭的熱膨脹變形。技術(shù)方案本發(fā)明的一方面構(gòu)造了一種用于化學(xué)氣相沉積的裝置，包括工藝室，所述工藝室被構(gòu)造成界定反應(yīng)空間；背板，所述背板被設(shè)置在反應(yīng)空間上方，且在所述背板的中間具有氣體入口 ；氣體擴散部件，所述氣體擴散部件被設(shè)置在氣體入口下方且與所述氣體入口分離，所述氣體擴散部件通過第一耦合部件耦合到背板，和所述氣體擴散部件被配置成擴散經(jīng)由氣體入口提供的工藝氣體；噴頭，所述噴頭被設(shè)置在背板和氣體擴散部件下方且與所述背板和氣體擴散部件分離，所述噴頭的中間部分通過第二耦合部件耦合到氣體擴散部件，且所述噴頭中穿孔形成有多個噴灑孔；和基座，所述基座被設(shè)置在噴頭下方且與所述噴頭分離，且所述基座支撐基板。所述氣體擴散部件可具有形成于其中的多個氣體引導(dǎo)孔，使得經(jīng)由氣體入口提供的工藝氣體擴散向氣體擴散部件的下側(cè)，所述多個氣體引導(dǎo)孔垂直穿透所述氣體擴散部件。所述多個氣體引導(dǎo)孔以規(guī)則間隔沿著圍繞氣體擴散部件的中心的圓的圓周設(shè)置。所述氣體擴散部件可包括支撐板；和形成在所述支撐板的上表面上的突出部件。所述氣體弓I導(dǎo)孔可形成在所述突出部件中。在所述氣體擴散部件中可形成有連接所述氣體引導(dǎo)孔的底部的環(huán)形擴散通路。所述擴散通路可具有向著下側(cè)變寬的矩形形狀截面。所述裝置還可包括安裝在所述氣體擴散部件的下表面上的擴散板，以便覆蓋所述擴散通路。其中在所述擴散板中可形成有多個擴散孔，所述多個擴散孔的中心偏離所述氣體引導(dǎo)孔的中心。所述擴散孔的數(shù)量可大于所述氣體引導(dǎo)孔的數(shù)量。所述多個擴散孔可以按照規(guī)則間隔沿著圍繞氣體擴散部件的中心的圓的圓周設(shè)置。在所述氣體擴散部件的下表面上可形成有接收溝槽，在所述接收溝槽中接收有所述擴散板。所述擴散孔的上端截面積可向著擴散孔的上側(cè)增大。所述擴散孔的下端截面積可向著擴散孔的下側(cè)增大。所述支撐板的橫向側(cè)面可向著所述支撐板的中心傾斜。所述工藝室可具有六面體形狀，所述支撐板可為盤狀。所述突出部件可具有直角錐形狀，和所述突出部件的橫向側(cè)面可分別面對工藝室的拐角。
所述第一耦合部件可設(shè)置在自所述突出部件的中心穿過所述突出部件的拐角的線性路徑上。所述工藝室可具有六面體形狀，所述支撐板可具有矩形板形狀，所述突出部件可具有圓錐形狀。所述支撐板的橫向側(cè)面可分別面對工藝室的拐角。所述第一耦合部件可設(shè)置在自所述突出部件的中心穿過所述支撐板的拐角的線性路徑上。所述第一耦合部件和第二耦合部件中的至少一個可以是螺絲。所述裝置還可包括夾持部件，所述夾持部件通過第三耦合部件耦合到背板，以便支撐噴頭的邊緣，并且所述夾持部件設(shè)置在噴頭的橫向側(cè)邊上，在所述夾持部件和所述噴頭之間具有預(yù)定間隔。所述裝置還可包括熱阻部件，所述熱阻部件插入在所述夾持部件和背板之間，且所述熱阻部件的一側(cè)與背板的下表面接觸，所述熱阻部件的另一側(cè)與噴頭的上表面接觸。所述夾持部件可包括用于支撐噴頭的下表面的水平部分和用于支撐噴頭的橫向表面的垂直部分，和所述噴頭的邊緣的下部中可形成有用于與夾持部件的水平部分嚙合的溝槽。所述熱阻部件可以是薄金屬板。所述熱阻部件可以由鋁或鋁合金制成。在所述噴頭的邊緣中可形成有橢圓形長孔，和所述裝置還可包括第四耦合部件， 所述第四耦合部件通過穿透所述夾持部件的水平部分而插入到長孔中。所述噴頭可具有矩形板形狀，和所述夾持部件、橢圓形長孔和第四耦合部件可設(shè)置在噴頭的每個橫向側(cè)邊上。所述長孔和耦合部件可成對地設(shè)置在所述噴頭的每個橫向側(cè)邊上。在所述背板的下端部分可形成有截面積大于氣體入口的膨脹空穴，且所述氣體擴散部件的至少一部分可設(shè)置在所述膨脹空穴內(nèi)部。在所述基座的內(nèi)部可安裝有加熱導(dǎo)線。所述噴頭可由鋁或鋁合金制成。有益效果通過本發(fā)明的優(yōu)選實施例，可最小化噴頭的熱膨脹變形，從而可以獲得良好質(zhì)量的均勻的大面積薄膜。


圖1示出了根據(jù)常規(guī)技術(shù)的PECVD裝置。圖2示出了根據(jù)常規(guī)技術(shù)的噴頭的翹曲現(xiàn)象。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于化學(xué)氣相沉積的裝置的截面圖。圖4是由圖3中“A”部分的截面放大圖。圖5是由圖3中“B”部分的截面放大圖。圖6是其中形成有長孔的噴頭的頂視圖。圖7示出了根據(jù)常規(guī)技術(shù)經(jīng)由氣體入口在真空容器中流動的工藝氣體怎樣在 PECVD裝置中擴散。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的氣體擴散部件的透視圖。圖9示出了經(jīng)由氣體入口在真空容器中流動的工藝氣體怎樣在其中應(yīng)用了圖8的氣體擴散部件的PECVD裝置中擴散。圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的氣體擴散部件的頂視圖。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的去除了擴散板的氣體擴散部件的底視圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的氣體擴散部件的底視圖。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明實施例工藝氣體怎樣流過氣體擴散部件。圖14是沿著線A-A的圖10的截面圖。圖15是沿著線B-B的圖10的截面圖。圖16是沿著線C-C的圖10的截面圖。圖17是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的氣體擴散部件的透視圖。圖18示出了經(jīng)由氣體入口在真空容器中流動的工藝氣體怎樣在其中應(yīng)用了圖17 的氣體擴散部件的PECVD裝置中擴散。圖19是示出根據(jù)本發(fā)明再一實施例的氣體擴散部件的透視圖。
具體實施例方式由于本發(fā)明存在各種排列變化和實施例，因此參考附圖示出且描述了某些實施例。但是，其不以任何方式將本發(fā)明限制為這些實施例，而是應(yīng)當認為其包括被本發(fā)明的觀點和范圍覆蓋的所有排列變化、等價物和替代。通過本發(fā)明的描述，當確定描述某些技術(shù)會避開本發(fā)明的要點時，將省略相關(guān)的詳細描述。術(shù)語諸如“第一”和“第二”可用于描述各元件，但是上述元件不應(yīng)限制上述術(shù)語。 上述術(shù)語僅用于區(qū)分各元件。在描述中使用的術(shù)語僅意在描述某些實施例，且不以任何方式限制本發(fā)明。除非另外明確使用，否則單數(shù)形式的表述包括復(fù)數(shù)含義。本文描述中，諸如“具有”或者“包括” 的表達意在指明特性、數(shù)目、步驟、操作、元件、其一部分或者其組合，且不應(yīng)解釋為排除存在一個或多個其他特性、數(shù)目、步驟、操作、元件、其部分或其組合等可能性。以下，將參考附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的用于化學(xué)氣相沉積的裝置的某些優(yōu)選實施例。不管圖號如何，對相同或相應(yīng)元件給予相同參考數(shù)字，且將不再重復(fù)相同或相應(yīng)元件的任何冗余描述。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于PECVD的裝置的截面圖。圖4是圖3中的“A” 部分的截面放大圖，和圖5是圖3中的“B”部分的截面放大圖。圖3至5中所示的是工藝室100、反應(yīng)空間150、背板200、氣體入口 210、第一耦合部件250、氣體擴散部件300、噴頭 400、噴灑孔410、第二耦合部件450、長孔460、基座500、夾持部件600、第三耦合部件650、 第四耦合部件670、熱阻部件700和基板800。如圖3中所示，根據(jù)本實施例的用于CVD的裝置包括界定了反應(yīng)空間150的工藝室100 ；背板200，其設(shè)置在反應(yīng)空間150上方且在其中間具有氣體入口 210 ；氣體擴散部件300，其被設(shè)置在氣體入口 210下方且與氣體入口 210分離，并被配置成擴散經(jīng)由氣體入口 210流入的工藝氣體；噴頭400，其被設(shè)置在背板200和氣體擴散部件300下方且與背板 200和氣體擴散部件300分離，并且具有在其中穿孔的多個噴灑孔410 ；和基座500，其被設(shè)置在噴頭400下方并與噴頭400分離，并且支撐基板800。氣體擴散部件300通過第一耦合部件250與背板200耦合，和噴頭400的中間部分通過第二耦合部件450與氣體擴散部件300耦合。換句話說，噴頭400的中間部分借助于氣體擴散部件300而與背板200耦合。根據(jù)具有這種結(jié)構(gòu)的本實施例，可以解決由于熱膨脹導(dǎo)致的噴頭400中間部分下垂的問題。更具體地，如圖4中所示，氣體擴散部件300通過諸如螺絲的第一耦合部件250而與背板200耦合，該第一耦合部件250穿過氣體擴散部件300的邊緣(brim)，同時氣體擴散部件300以預(yù)定距離與背板200分離。而且，氣體擴散部件300通過諸如螺絲的第二耦合部件450而與噴頭400耦合，同時氣體擴散部件300以預(yù)定距離與噴頭400分離。此處，第二耦合部件的端部可通過穿透噴頭400而插入到氣體擴散部件300的中間。盡管本實施例提出了用于第一耦合部件250和第二耦合部件的螺絲，但是本發(fā)明不應(yīng)限制為本實施例中提出的結(jié)構(gòu)，而是只要可固定氣體擴散部件300同時使其與背板 200和噴頭400分離就可使用任意部件(例如，銷(pin))。工藝室100界定了處于真空狀態(tài)的反應(yīng)空間150。該工藝室100主要分成上蓋120 和室主體110，諸如0型環(huán)的密封部件(未示出)插入到上蓋120和室主體110之間以密封工藝室100內(nèi)部的反應(yīng)空間150不受外部影響。背板200位于反應(yīng)空間150的上部，更具體地，位于由上蓋120界定的空間內(nèi)。背板200可由諸如鋁的金屬制成，用于注入工藝氣體的氣體入口 210設(shè)置在背板200的中間。 氣體入口 210可以是穿透背板200的孔或者是插入到孔中的管?？山?jīng)由氣體入口 210將自外部氣體源(未示出)提供的工藝氣體注入到背板200下方。如圖4中所示，用于擴散所提供的工藝氣體的氣體擴散部件300位于背板200下方、更具體地位于設(shè)置在背板200中的氣體入口 210下方。如之前所述，通過第一耦合部件 250固定所述氣體擴散部件300，同時將氣體擴散部件300與背板200分離。氣體擴散部件300用于在工藝室100內(nèi)部、更具體地在背板200和噴頭400之間的空間200(下文中稱作“緩沖空間”)內(nèi)有效地擴散所注入的工藝氣體。為此，重要的是所注入的工藝氣體具有層流。稍后將描述氣體擴散部件300的特定形狀和功能。如圖4中所示，具有大于氣體入口 210的橫截面積的膨脹空穴230可形成在背板 200的下端部分，可將氣體擴散部件300的一部分或全部設(shè)置在膨脹空穴230的內(nèi)部。此處，膨脹空穴230和氣體擴散部件300可具有相似形狀?？赏ㄟ^與背板200和氣體擴散部件300分離，將噴頭400設(shè)置在背板200和氣體擴散部件300下方。噴頭400是用于擴散所注入的出射氣體和將工藝氣體均勻噴灑在設(shè)置于基座500上方的基板整個表面上，且噴頭400可具有與工藝室100截面形狀相似的形狀。 例如，如果工藝室100具有六面體形狀且由此具有矩形截面形狀，則噴頭400可具有矩形板形狀。噴頭400也可具有噴灑孔410，在由諸如鋁的金屬制成的噴頭的板狀主體中均勻穿孔以形成噴灑孔410。此處，噴灑孔410可具有圓錐形狀，其截面積向著下部逐步變大。由于上述結(jié)構(gòu)，首先通過形成在背板200下方的氣體擴散部件300擴散所注入的工藝氣體，之后，通過噴頭400再次擴散該工藝氣體，由此可將工藝氣體均勻噴灑在被接收于基座500上表面上的基板800的上表面上。此處，RF功率900與背板200和噴頭400連接，且提供用于激勵所噴灑的工藝氣體以將經(jīng)由噴頭400噴灑的工藝氣體轉(zhuǎn)換成等離子體所需的能量。換句話說，背板200和噴頭400可用作上電極。如圖5中所示，由于工藝室100、更具體地上蓋120用作接地，因此在上蓋120與用作上電極的背板和噴頭之間插入絕緣體160、170、180，以保持其間的電絕緣。此處，將0型環(huán)190設(shè)置在絕緣體160的預(yù)定位置，以保持反應(yīng)空間150的真空狀態(tài)。在結(jié)晶硅太陽能電池的制造工藝中，氮化硅(SiNx)膜主要用作抗反射膜，可通過注入作為工藝氣體的SiH4和NH3來執(zhí)行工藝，以形成這種類型的抗反射膜。如圖5中所示，可通過夾持部件600支撐噴頭400的邊緣，該夾持部件600由用于支撐噴頭400下表面的水平部分610和用于支撐噴頭400橫向表面的垂直部分620構(gòu)成。 此處，噴頭400邊緣的下部可形成有用于與夾持部件下部、即水平部分610嚙合的溝槽430。夾持部件600，例如夾持部件600的垂直部分620可通過諸如螺絲的第三耦合部件650而與背板200耦合，夾持部件600的水平部分610可通過與噴頭400的下表面嚙合而支撐噴頭400的下表面。可在噴頭400橫向側(cè)邊和夾持部件600之間形成預(yù)定間隔420。考慮到噴頭400 的熱膨脹，而形成該間隔420。如圖6中所示，橢圓形長孔460形成在噴頭400的邊緣中，第四耦合部件670可通過穿透夾持部件600的水平部分610而插入到長孔460中。第四耦合部件670是用于通過耦合所述夾持部件600和噴頭400來支撐噴頭400邊緣的裝置。應(yīng)當理解，諸如螺絲、銷等各種耦合裝置都可用于第四耦合部件670。如圖6中所示，噴頭400中形成有長孔460。通過形成這些長孔460，雖然存在噴頭400的熱膨脹，但是由于存在第四耦合部件670，仍可以防止過多應(yīng)力作用在噴頭400上。 這是由于考慮到噴頭400的熱膨脹，在長孔460中的額外空間可用作保留空間。如果噴頭400為矩形板形狀，則夾持部件600、橢圓形長孔460和第四耦合部件 670都可設(shè)置在噴頭400的每個橫向側(cè)邊上。換句話說，通過在噴頭400的每個橫向側(cè)邊上形成夾持部件600和第四耦合部件670，可更固定地支撐噴頭400的邊緣。如圖6中所示，長孔460和第四耦合部件670成對地設(shè)置在噴頭400的每個橫向側(cè)邊上且由此能更加固定地支撐噴頭400。而且，將熱阻部件700插入在夾持部件600和背板200之間。如圖5中所示，熱阻部件700的一側(cè)與背板200的下表面接觸，熱阻部件700的另一側(cè)與噴頭400的上表面接觸，由此熱阻部件700可用于阻擋噴頭400和背板200之間的熱傳送。由于熱阻部件700 的作用，可以降低自噴頭400至背板200傳送的熱量。由諸如鋁的材料制成的薄金屬板可用于熱阻部件700。熱阻部件700的厚度可在約1. 5mm和3. Omm之間。通過與噴頭400分離，將上面接收有基板800的基座500設(shè)置在噴頭400下方。 加熱器510可位于基座500內(nèi)部，這種情況下，將接收在基座500上方的基板800加熱至適合于在薄膜沉積工藝期間進行沉積的溫度(例如400°C)。而且，基座500電接地和由此能用作下電極，也可以通過用于裝載和卸載基板800的單獨的升降裝置520升高和降低基座 500?？蓪⑴欧懦隹?130設(shè)置在工藝室100下方，更具體地在基座500下方，使得可在完成沉積反應(yīng)之后，將殘留在工藝室100內(nèi)部的工藝氣體排放到外部。
以下，將更詳細地描述之前描述的氣體擴散部件300的形狀和功能。圖7示出了經(jīng)由氣體入口 210在工藝室100中、更具體地在緩沖空間220中流動的工藝氣體怎樣在常規(guī)PECVD裝置中擴散。此處，箭頭表示擴散的工藝氣體。為了在基板800上形成均勻的薄膜，重要的是在整個基板800上均勻提供工藝氣體。為此，需要使經(jīng)由氣體入口 210提供到噴頭400上側(cè)的工藝氣體在整個噴頭400均勻分布。但是，根據(jù)常規(guī)技術(shù)，如圖7中所示，具有六面體形狀的工藝室100的拐角區(qū)域102遠離位于工藝室100中間的氣體入口 210，這限制了工藝氣體在整個工藝室100的均勻分布?？紤]到上述內(nèi)容，如圖8中所示，本實施例提出了一種氣體擴散部件300A，其包括盤狀的支撐板310A和圓錐狀的形成在支撐板310A上表面中間的突出部件320A。此處，將突出部件320A的每個橫向側(cè)面322A都設(shè)置成面對工藝室100的每個拐角區(qū)域102。在本實施例中，如圖9中所示，突出部件320的拐角324A可用作阻止工藝氣體流動的阻擋，且由此可以通過允許突出部件320A的橫向側(cè)面322A面對工藝室100的拐角區(qū)域102，為工藝室100的拐角區(qū)域102補償工藝氣體。此處，如圖9中所示，通過將第一耦合部件250設(shè)置在自突出部件320A中心經(jīng)過突出部件320A的拐角324A的線性路徑上，該第一耦合部件250用作工藝氣體移動的阻擋， 從而可以允許工藝氣體在工藝室100拐角區(qū)域102的方向上更平穩(wěn)地流動。如此，通過經(jīng)由改良氣體擴散部件的形狀以允許工藝氣體在工藝室100相對較遠的拐角區(qū)域102的方向上更平穩(wěn)地流動，可為工藝室100的拐角區(qū)域102補償該工藝氣體， 由此實現(xiàn)緩沖空間220中、甚至在工藝室100中工藝氣體改善的整體均勻性。如圖8中所示，支撐板310A的橫向側(cè)面可形成為向著支撐板310A的中心傾斜。更具體地，自上向下地在支撐板310A邊界上形成傾斜表面，該傾斜表面可具有中凸的彎曲形狀(見圖13)，且由此經(jīng)由突出部件320A經(jīng)過支撐板310A的工藝氣體可沿著該傾斜表面更平穩(wěn)地流動。如圖8和10中所示，氣體擴散部件300A可形成有垂直穿透所述氣體擴散部件 300A的多個氣體引導(dǎo)孔326A。因此，經(jīng)由氣體入口 210提供的工藝氣體可經(jīng)由氣體引導(dǎo)孔 326A以及氣體擴散部件300A的表面擴散，由此工藝氣體不僅能沿著氣體擴散部件300A的周界擴散，也能向著氣體擴散部件300A的下側(cè)有效擴散。如圖10中所示，可以按照規(guī)則間隔沿著圍繞氣體擴散部件300A中心的圓的圓周設(shè)置氣體引導(dǎo)孔326A。也就是說，可以按照規(guī)則間隔在位于氣體擴散部件300A中心的假想圓上設(shè)置氣體引導(dǎo)孔326A。例如，如圖10中所示，可存在形成在突出部件320A中的4個氣體引導(dǎo)孔326A。如圖11中所示，可以通過形成在氣體擴散部件300A下表面上的環(huán)形擴散通路 316A連接氣體引導(dǎo)孔326A的底部。也如圖11中所示，氣體擴散部件300A的下表面形成有用于接收擴散板330A的接收溝槽318A，如圖12中所示，可將其中形成了擴散孔332A的擴散板330A安裝在接收溝槽318A中以便覆蓋擴散通路316A。如此，通過在氣體引導(dǎo)孔326A底部上形成連接氣體引導(dǎo)孔326A的擴散通路316A 和將擴散板330A安裝在氣體擴散部件330A下表面上以便覆蓋擴散通路316A，經(jīng)由氣體引導(dǎo)孔326A上部流入的工藝氣體不能直接排放向氣體擴散部件300A下側(cè)，而是在首先聚集在由擴散通路316A和擴散板330A限定的空間中之后，通過多個擴散孔332A排放向氣體擴散部件300A的下側(cè)，從而經(jīng)由氣體引導(dǎo)孔326A流入的工藝氣體可以更均勻地排放向氣體擴散部件300A的下側(cè)。這種情況下，如圖12中所示，與氣體引導(dǎo)孔326A相似，可以按照規(guī)則間隔沿著圍繞氣體擴散部件300A中心的圓的周邊設(shè)置擴散孔332A，但是如在圖10和12中看到的，擴散孔332A可形成為偏離氣體引導(dǎo)孔326A的中心，且可以存在比氣體引導(dǎo)孔326A更多的擴散孔332A。例如，如圖10和12中所示，可存在用于4個氣體引導(dǎo)孔326A的8個擴散孔 332A。如此，通過將擴散孔332A設(shè)置在與氣體引導(dǎo)孔326A不同的平面位置和形成比氣體引導(dǎo)孔326A數(shù)量更多的擴散孔332A，在擴散通路316A中聚集的工藝氣體可經(jīng)由多個均勻分布的擴散孔332A更加均勻地擴散到氣體擴散部件300的下側(cè)。以下，將參考圖13至16描述經(jīng)由氣體擴散部件300A的上表面和氣體引導(dǎo)孔326A 的工藝氣體的流動。圖13示出了工藝氣體怎樣經(jīng)由氣體擴散部件300A流動的原理。但是圖13并非意在示出氣體引導(dǎo)孔326A、擴散通路316A和擴散孔332A的特定設(shè)置關(guān)系，圖14至16分別是沿著線A-A、B-B和C-C的圖12的各截面圖，通過圖14至16可理解氣體引導(dǎo)孔326A、擴散通路316A和擴散孔332A的特定設(shè)置關(guān)系。如圖13中所示，經(jīng)由氣體入口 210提供的工藝氣體經(jīng)由氣體引導(dǎo)孔326A以及氣體擴散部件300A上表面流入。如圖13和14中所示，經(jīng)由氣體引導(dǎo)孔326A上部流入的工藝氣體向著連接氣體引導(dǎo)孔326A底部的環(huán)形擴散通路316A移動。如圖13和15中所示，如上所述已經(jīng)到達擴散通路316A的工藝氣體最初暫留在被擴散板330A擋住的擴散通路316A，以實現(xiàn)更均勻的擴散。這種情況下，如圖13和15中所示，擴散通路316A可具有向著下側(cè)變寬的矩形形狀截面。擴散通路316A是通過例如圍繞氣體擴散部件300A的中心的梯形截面的旋轉(zhuǎn)和對稱而形成的環(huán)形元件，由于其截面面積向著底部增加，因此能降低流入的工藝氣體流速，因此通過該擴散通路316A可更加均勻地擴散該工藝氣體。之后，如圖13和16中所示，可經(jīng)由擴散孔332A將擴散通路316A內(nèi)部的工藝氣體排放向氣體擴散部件300A下側(cè)，該擴散孔332A的數(shù)量大于氣體引導(dǎo)孔326A，且擴散孔 332A形成為偏離氣體引導(dǎo)孔326A的中心。這種情況下，如圖13和16中所示，擴散孔322A的上端截面積可向著上側(cè)增大，擴散孔322A的下端截面積可向著下側(cè)增大。通過具有其中擴散孔322A的截面積從上向下逐漸減小又逐漸增大的研缽形狀(mortar shape)，自擴散通路316A流入的工藝氣體可以沿著擴散孔332A內(nèi)壁穩(wěn)定流動，因此可最小化在工藝氣體內(nèi)部形成的渦流。在另一實施例中，如圖17中所示，可使用包括矩形板狀的支撐板310B和形成在支撐板310B上表面上的錐形突出部件320B的氣體擴散部件300B。此處，支撐板310B的每個橫向側(cè)面312B都面對工藝室100的每個拐角102。通過使用上述氣體擴散部件300B，如圖18中所示，經(jīng)由氣體入口 210提供的工藝氣體最初沿著錐形突出部件320B的橫向側(cè)面在全部四個方向上均勻流下(descend)，之后沿著支撐板310B的上表面移動。此處，由于支撐板310B的上表面用作工藝氣體移動的阻擋，因此工藝氣體在支撐板310B的距中心相對較短(即較少阻擋)的橫向側(cè)面312B方向上平穩(wěn)流動，而在支撐板310B的距中心相對較遠(即，較多阻擋)的拐角314B方向上不會
平穩(wěn)流動。此處，如圖18中所示，通過將第一耦合部件250設(shè)置在自錐形突出部件320B的中心經(jīng)過支撐板310B的拐角314B的線性路徑上，第一耦合部件250可用作工藝氣體移動的阻擋，從而允許工藝氣體可以在支撐板310B的橫向側(cè)面312B的方向上更加平穩(wěn)地流動。在再一實施例中，如圖19中所示，可使用包括盤狀支撐板310C和形成于支撐板 310C上表面上的錐形突出部件320C的氣體擴散部件300C。與之前描述的實施例相似，該氣體擴散部件300C中可具有氣體引導(dǎo)孔326C和擴散通路，且其中形成了擴散孔的擴散板可安裝在氣體擴散部件300C下表面上的接收溝槽中。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例，但是應(yīng)當理解，本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的技術(shù)理念和范圍的情況下可實現(xiàn)本發(fā)明的各種改進和排列變化。應(yīng)當理解，在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)，除了上述實施例外還存在很多其他實施例。元件描述100:工藝室110:室主體120:上蓋150:反應(yīng)空間2OO 背板210:氣體入口220:緩沖空間230 膨脹空穴250:第一耦合部件300A, 300B, 300C 氣體擴散部件400:噴頭410:噴灑孔450:第二耦合部件460:長孔500 基座600:夾持部件610 水平部分620:垂直部分650 第三耦合部件670:第四耦合部件700 熱阻部件800 基板
權(quán)利要求
1.一種用于化學(xué)氣相沉積的裝置，包括工藝室，所述工藝室被構(gòu)造成界定反應(yīng)空間；背板，所述背板被設(shè)置在反應(yīng)空間上方，且在所述背板的中間具有氣體入口 ； 氣體擴散部件，所述氣體擴散部件被設(shè)置在氣體入口下方且與所述氣體入口分離，所述氣體擴散部件通過第一耦合部件耦合到背板，和所述氣體擴散部件被配置成擴散經(jīng)由氣體入口提供的工藝氣體；噴頭，所述噴頭被設(shè)置在背板和氣體擴散部件下方且與所述背板和氣體擴散部件分離，所述噴頭的中間部分通過第二耦合部件耦合到氣體擴散部件，且所述噴頭中穿孔形成有多個噴灑孔；和基座，所述基座被設(shè)置在噴頭下方且與所述噴頭分離，且所述基座支撐基板； 其中所述氣體擴散部件具有形成于其中的多個氣體引導(dǎo)孔，使得經(jīng)由氣體入口提供的工藝氣體擴散向氣體擴散部件的下側(cè)，所述多個氣體引導(dǎo)孔垂直穿透所述氣體擴散部件。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多個氣體引導(dǎo)孔以規(guī)則間隔沿著圍繞氣體擴散部件的中心的圓的圓周設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述氣體擴散部件包括 支撐板；和形成在所述支撐板的上表面上的突出部件。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述氣體引導(dǎo)孔形成在所述突出部件中。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中在所述氣體擴散部件中形成有連接所述氣體引導(dǎo)孔的底部的環(huán)形擴散通路。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述擴散通路具有向著下側(cè)變寬的矩形形狀截面。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，還包括安裝在所述氣體擴散部件的下表面上的擴散板， 以便覆蓋所述擴散通路，其中在所述擴散板中形成有多個擴散孔，所述多個擴散孔的中心偏離所述氣體引導(dǎo)孔的中心。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述擴散孔的數(shù)量大于所述氣體引導(dǎo)孔的數(shù)量。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述多個擴散孔以規(guī)則間隔沿著圍繞氣體擴散部件的中心的圓的圓周設(shè)置。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中在所述氣體擴散部件的下表面上形成有接收溝槽， 在所述接收溝槽中接收有所述擴散板。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述擴散孔的上端截面積向著擴散孔的上側(cè)增大。
12.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述擴散孔的下端截面積向著擴散孔的下側(cè)增大。
13.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述支撐板的橫向側(cè)面向著所述支撐板的中心傾斜。
14.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中 所述工藝室具有六面體形狀；所述支撐板為盤狀； 所述突出部件具有直角錐形狀；和所述突出部件的橫向側(cè)面分別面對工藝室的拐角。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述第一耦合部件設(shè)置在自所述突出部件的中心穿過所述突出部件的拐角的線性路徑上。
16.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述工藝室具有六面體形狀；所述支撐板具有矩形板形狀；所述突出部件具有圓錐形狀；和所述支撐板的橫向側(cè)面分別面對工藝室的拐角。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述第一耦合部件設(shè)置在自所述突出部件的中心穿過所述支撐板的拐角的線性路徑上。
18.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一耦合部件和第二耦合部件中的至少一個是螺絲。
19.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括夾持部件，所述夾持部件通過第三耦合部件耦合到背板，以便支撐噴頭的邊緣，并且所述夾持部件設(shè)置在噴頭的橫向側(cè)邊上，在所述夾持部件和所述噴頭之間具有預(yù)定間隔。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，還包括熱阻部件，所述熱阻部件插入在所述夾持部件和背板之間，且所述熱阻部件的一側(cè)與背板的下表面接觸，所述熱阻部件的另一側(cè)與噴頭的上表面接觸。
21.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述夾持部件包括用于支撐噴頭的下表面的水平部分和用于支撐噴頭的橫向表面的垂直部分；和所述噴頭的邊緣的下部中形成有用于與夾持部件的水平部分嚙合的溝槽。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述熱阻部件是薄金屬板。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述熱阻部件由鋁或鋁合金制成。
24.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中在所述噴頭的邊緣中形成有橢圓形長孔，和還包括第四耦合部件，所述第四耦合部件通過穿透所述夾持部件的水平部分而插入到長孔中。
25.如權(quán)利要求M所述的裝置，其中所述噴頭具有矩形板形狀；和所述夾持部件、橢圓形長孔和第四耦合部件被設(shè)置在噴頭的每個橫向側(cè)邊上。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述長孔和耦合部件被成對地設(shè)置在所述噴頭的每個橫向側(cè)邊上。
27.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中在所述背板的下端部分形成有截面積大于氣體入口的膨脹空穴，且所述氣體擴散部件的至少一部分被設(shè)置在所述膨脹空穴內(nèi)部。
28.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中在所述基座的內(nèi)部安裝有加熱導(dǎo)線。
29.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述噴頭由鋁或鋁合金制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于化學(xué)氣相沉積的裝置。本發(fā)明的一個方面提供了一種用于化學(xué)氣相沉積的裝置，包括被構(gòu)造成界定反應(yīng)空間的工藝室；背板，位于反應(yīng)空間上方且在背板中間具有氣體入口；氣體擴散部件，設(shè)置在氣體入口下方且與氣體入口分離，通過第一耦合部件耦合到背板并被配置成擴散經(jīng)由氣體入口提供的工藝氣體；噴頭，設(shè)置在背板和氣體擴散部件下方且與背板和氣體擴散部件分離，噴頭的中間部分通過第二耦合部件耦合到氣體擴散部分，噴頭具有穿孔其中的多個噴灑孔；和基座，設(shè)置在噴頭下方且與噴頭分離，且支撐基板。該氣體擴散部件具有垂直穿透氣體擴散部件的多個氣體引導(dǎo)孔，使得經(jīng)由氣體入口提供的工藝氣體擴散向氣體擴散部件的下側(cè)。
文檔編號C23C16/44GK102586755SQ201110280169
公開日2012年7月18日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者樸勝一, 許閏成 申請人:Snt能源技術(shù)有限公司