本發(fā)明涉及化學(xué)氣相沉積相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種氣相沉積設(shè)備和一種應(yīng)用于氣相沉積設(shè)備的避免離子與離子傳輸裝置發(fā)生碰撞的方法。

背景技術(shù)：

化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)是半導(dǎo)體工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的用來沉積多種材料的技術(shù)，包括大范圍的絕緣材料，大多數(shù)金屬材料和金屬合金材料。從理論上來說，它是很簡單的：兩種或兩種以上的氣態(tài)原材料導(dǎo)入到一個反應(yīng)室內(nèi)，然后他們相互之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一種新的材料，沉積到晶片表面上。淀積氮化硅膜(Si₃N₄)就是一個很好的例子，它是由硅烷和氮反應(yīng)形成的。

現(xiàn)有技術(shù)中常用的CVD設(shè)備為AKT-15K，CVD AKT-15K Gas feed through為連接解離腔室(remote plasma source clean，RPSC)出口端連接背板(Backing Plate，B/P)的氣體通道。

因機臺在對RPSC進行清潔時，NF₃在RPSC之中解離成為N₃-&F-離子在傳輸過程之中，離子與通道內(nèi)壁發(fā)生碰撞，一方面會損失一部分能量，另一方面還會腐蝕通道內(nèi)部產(chǎn)生微粒。離子在通道內(nèi)發(fā)生碰撞后會損失電離能，從而使表現(xiàn)在成膜工藝室內(nèi)解離率偏低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種氣相沉積設(shè)備和一種應(yīng)用于氣相沉積設(shè)備的避免離子與離子傳輸裝置發(fā)生碰撞的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種氣相沉積設(shè)備，其特征在于，包括一種離子傳輸裝置，包括射頻供電端、管道和線圈，所述管道的第一端連接到所述射頻供電端，所述線圈套裝到所述管道的外壁上，所述線圈的兩端施加恒定電壓，在所述管道內(nèi)形成勻強磁場。

優(yōu)選地，還包括供電設(shè)備，所述供電設(shè)備為所述線圈提供恒定電壓。

優(yōu)選地，所述線圈與相鄰設(shè)備或部件靠近的部分設(shè)置有屏蔽結(jié)構(gòu)，所述屏蔽結(jié)構(gòu)用于避免相鄰設(shè)備或部件對所述管道內(nèi)磁場的干擾。

優(yōu)選地，所述屏蔽結(jié)構(gòu)為鋁箔。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種應(yīng)用于氣相沉積設(shè)備的避免離子與離子傳輸裝置發(fā)生碰撞的方法，其特征在于，包括：a、將離子傳輸裝置的線圈通入一定電流I，使離子傳輸裝置的管道內(nèi)產(chǎn)生一恒定磁場，其中，所述恒定磁場的磁感線方向與所述管道的軸向方向平行；b、使外部解離的離子與所述管道的軸向之間成一定夾角θ，并以大小為V₀的初始速率入射到所述管道內(nèi)；c、使所述解離的離子在穿過所述管道的過程中，在所述恒定磁場的作用下做螺旋運動，避免與管道的內(nèi)壁相碰。

優(yōu)選地，所述a中，所述線圈中通入的電流為直流電。

優(yōu)選地，所述c包括：首先對所述解離的離子通過所述管道內(nèi)壁的情況進行檢測，若檢測結(jié)果符合要求，則無需做調(diào)整；若檢測結(jié)果不符合要求，則調(diào)整所述線圈中通入的電流I的大小，直至符合要求。

優(yōu)選地，當檢測到通過所述管道的離子的比例大于等于預(yù)設(shè)值時，則檢測結(jié)果符合要求，反之，則不符合要求。

優(yōu)選地，所述a中，根據(jù)公式以及公式求出所述線圈中通入的電流I的值，其中，m為電子質(zhì)量，B為所述管道內(nèi)的電場強度值，θ為離子的入射方向與所述管道的軸線之間的夾角，V₀為離子的初始入射速率，R為所述管道的半徑，L為所述管道的長度。

優(yōu)選地，離子進入所述管道的初始位置位于以所述管道端口的中心為中心，半徑為所述管道的半徑的10-20％的圓內(nèi)。

本發(fā)明提供的一種氣相沉積設(shè)備和一種應(yīng)用于氣相沉積設(shè)備的避免離子與離子傳輸裝置發(fā)生碰撞的方法，該氣相沉積設(shè)備包括離子傳輸裝置，通過在管道外側(cè)設(shè)置通電線圈，使傳輸管道內(nèi)部產(chǎn)生勻強磁場，使帶電離子在傳輸管道內(nèi)運動時受到洛倫茲力的作用，從而使其沿螺旋線軌跡運動，既可以避免離子與管道發(fā)生碰撞損失能量，又能夠避免離子與管道碰撞對管道造成的腐蝕。且本發(fā)明提供的離子傳輸裝置結(jié)構(gòu)簡單，僅需在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上進行簡單改進即可。降低了設(shè)備升級的成本。

附圖說明

通過以下參照附圖對本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中：

圖1為本發(fā)明提供的離子傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為離子在傳輸管道中的運動軌跡示意圖。

圖3為應(yīng)用于氣相沉積設(shè)備的避免離子與離子傳輸裝置發(fā)生碰撞的方法的流程圖。

具體實施方式

以下將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的各種實施例。在各個附圖中，相同的元件采用相同或類似的附圖標記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。

本發(fā)明提供的離子傳輸裝置可用于化學(xué)氣相沉積設(shè)備。如圖1所示，本發(fā)明提供的離子傳輸裝置包括RF(Radio Freqency，射頻)供電端1、管道2和線圈3，所述管道2的第一端連接到所述FR供電端1上，所述線圈3套裝在所述管道2的外壁上。所述管道2的兩端分別與RPSC和B/P連通(圖中未示出)。所述線圈3的兩端施加恒定的電壓，使所述管道2內(nèi)產(chǎn)生勻強磁場。所述恒定電壓為15-36V，優(yōu)選地，所述恒定電壓為24V。所述恒定電壓由獨立電源提供，或者，當化學(xué)氣相沉積設(shè)備能夠提供15-36V電壓時，所述恒定電壓直接由化學(xué)氣相沉積設(shè)備提供，能夠簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)。

所述線圈3的兩端供電后在所述管道2內(nèi)形成勻強磁場。所述管道2的第一端連接RPSC的出口，所述管道2的第二端還設(shè)置有連接部4，所述連接部4用于所述管道2與B/P連接，清潔的氣體在所述RPSC內(nèi)解離，并通過所述管道2進入所述B/P。所述化學(xué)氣相沉積設(shè)備為所述RF供電端1供電，且所述RF供電端1會有高頻電流，RF高頻電流會產(chǎn)生高頻電磁場，在所述線圈3與RF供電端1之間設(shè)置屏蔽結(jié)構(gòu)5，避免RF高頻電流產(chǎn)生的高頻電磁場對所述線圈管道2內(nèi)的磁場造成干擾。優(yōu)選地，所述屏蔽結(jié)構(gòu)5為鋁箔板，所述鋁箔板的厚度優(yōu)選為1mm。

所述RPSC內(nèi)的離子以一定的速度進入所述管道2內(nèi)，且離子的入射方向與所述管道3內(nèi)的磁場的磁感線方向成一定的夾角，所述夾角為銳角。使所述離子在所述管道2內(nèi)在洛倫茲力的作用下沿螺旋線的軌跡通過所述管道2，如圖2所示，避免離子與所述管道2內(nèi)壁發(fā)生碰撞，所以所述離子在所述管道2內(nèi)傳輸過程中不會損失電離能。

圖3為應(yīng)用于氣相沉積設(shè)備的避免離子與離子傳輸裝置發(fā)生碰撞的方法的流程圖。如圖3所示，當解離的離子通過氣相沉積設(shè)備的所述管道2時，可采用如下方法避免離子與離子傳輸裝置發(fā)生碰撞，其包括步驟S01-S03。

S01、將離子傳輸裝置的線圈3通入一定電流I，使離子傳輸裝置的管道內(nèi)產(chǎn)生一恒定磁場。其中，所述恒定磁場的磁感線方向與所述管道2的軸向方向平行。

在該步驟中，首先根據(jù)公式以及公式求出所述線圈3中通入的電流I的值，其中，m為電子質(zhì)量，B為所述管道2內(nèi)的電場強度值，θ為離子的入射方向與所述管道的軸線之間的夾角，V₀為離子的初始入射速率。并將該求得的電流I的值作為初始通入所述線圈3中的電流值，R為所述管道2的半徑，L為所述管道的長度。

在該步驟中，線圈3通入的電流為直流電，例如為直流，24電壓，6A的直流電，以便產(chǎn)生恒定的磁場，以便于對離子運動軌跡的控制。

S02、使外部解離的離子與所述管道的軸向之間成一定夾角θ，并以大小為V₀的初始速率入射到所述管道內(nèi)。

在該步驟中，使解離的離子盡量經(jīng)所述管道的軸線附近進行管道2。解離的離子在進入所述管道2時，保持一定角度和速率。具體的，離子進入所述管道2的初始位置位于以所述管道2端口的中心為中心，半徑為所述管道的半徑的10-20％的圓內(nèi)。如此，可使得離子在初始入射位置盡量靠近所述管道的軸心，以便預(yù)留出更大的偏轉(zhuǎn)空間，進而盡量避免離子通過所述管道時撞擊到管道內(nèi)壁。

S03、使所述解離的離子在穿過所述管道的過程中，在所述恒定磁場的作用下做螺旋運動，避免與管道的內(nèi)壁相碰。

離子在通過管道的過程中，在洛倫茲力的作用下，會產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，使得離子做螺旋運動經(jīng)過所述管道。

在該步驟中，首先對所述解離的離子通過所述管道2內(nèi)壁的情況進行檢測，若檢測結(jié)果符合要求，則無需做調(diào)整；若檢測結(jié)果不符合要求，則調(diào)整所述線圈3中通入的電流I的大小，直至符合要求。當檢測到通過所述管道2的離子的比例大于等于預(yù)設(shè)值時，則檢測結(jié)果符合要求，反之，則不符合要求。該預(yù)設(shè)值可選為85％-100％，以便盡可能的保證離子的通過率，避免離子與管道2碰撞，進而對管道2造成腐蝕。

本發(fā)明提供的離子傳輸裝置通過在傳輸管道內(nèi)施加磁場，使離子的運動方向發(fā)生改變，并使離子能夠按照固定的軌跡運動，從而避免其與管道內(nèi)壁發(fā)生碰撞。優(yōu)選地，使離子的入射方向與磁場的磁感線方向成一定的角度，離子在洛倫茲力的作用下在傳輸管道內(nèi)沿螺旋線軌跡運動。既可以避免離子與管道發(fā)生碰撞損失能量，又能夠避免離子與管道碰撞對管道造成的腐蝕。

應(yīng)當說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。