CN102534568A - 等离子体增强化学气相沉积设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子体增强化学气相沉积设备，包括：腔室本体，所述腔室本体内限定有腔室，且所述腔室本体的顶壁上设有用于将工艺气体和射频或中频通入所述腔室内的开口；上电极，所述上电极可升降地设在所述腔室的上部，所述上电极用于将射频或中频通过所述开口引入所述腔室内；承载部件，所述承载部件设在所述腔室的下部；和载板，所述载板水平放置在所述承载部件上。根据本发明实施例的等离子体增强化学气相沉积设备，通过在腔室内设置可升降的上电极且将载板放置在承载部件上，可使载板上的晶片在工艺过程中稳定地被镀膜，从而提高了工艺稳定性。此外，载板稳定地水平放置，可保证载板上放置的多个晶片之间的镀膜均匀性。

Description

等离子体增强化学气相沉积设备

技术领域

本发明涉及光伏产品制造领域，尤其是涉及一种等离子体增强化学气相沉积设备。

背景技术

等离子体增强化学气相沉积(PECVD：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)是光伏产品制造工艺中的一个重要环节，其作用是晶片表面上镀一层具有减反射效果同时又对晶片表面钝化的薄膜。现有的等离子体增强化学气相沉积设备，根据成膜方式的不同分为直接法和间接法。

如图2所示，传统的直接法的等离子体增强化学气相沉积设备的工艺过程如下：工艺气体通过进气孔10’进入反应腔1’内部，射频电源RF通过上极板2’向反应腔1’内部提供能量，承载部件3’上放置载板4’且载板4’作为下电极可以直接接地。在上极板2’和载板4’之间产生射频电场，将工艺气体激发成等离子体，从而对放置于载板4’上的晶片等进行镀膜，反应腔1’内由加热器(图未示出)加热。

然而，当镀膜的均匀性变差时需要通过多个升降气缸5’来调整上极板2’和载板4’之间的距离，因为上极板2’是固定的，所以只能调节载板4’。当调节载板4’时，由于多个升降气缸5’在升降的过程不一定同步，从而会导致载板4’脱轨，影响了镀膜的稳定性。此外，由于载板4’的面积很大，靠升降气缸5’升起来后载板4’不是水平的，这样就影响了载板4’上各晶片之间的镀膜均匀性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种等离子体增强化学气相沉积设备，所述等离子体增强化学气相沉积设备可保证对载板上晶片的镀膜稳定性和均匀性。

根据本发明实施例的一种等离子体增强化学气相沉积设备，包括：腔室本体，所述腔室本体内限定有腔室，且所述腔室本体的顶壁上设有用于将工艺气体通入所述腔室内的开口；上电极，所述上电极可升降地设在所述腔室内的上部，所述上电极用于将射频或中频通过所述开口引入所述腔室内；承载部件，所述承载部件设在所述腔室内的下部，所述承载部件用于放置载板。

根据本发明实施例的等离子体增强化学气相沉积设备，通过在腔室内设置可升降的上电极且将载板放置在承载部件上，可使载板上的晶片在工艺过程中稳定地被镀膜，从而提高了工艺稳定性。此外，载板稳定地水平放置，可保证载板上放置的多个晶片之间的镀膜均匀性。

另外，根据本发明实施例的等离子体增强化学气相沉积设备还具有如下附加技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述等离子体增强化学气相沉积设备还包括：升降组件，所述升降组件与所述上电极连接以驱动所述上电极在所述腔室内升降。

其中，所述升降组件包括：驱动器，所述驱动器设在所述腔室本体外部；中空波纹管，所述中空波纹管的上端连接至所述驱动器且所述中空波纹管的下端连接至所述腔室本体的顶部；和连接轴，所述连接轴的上端连接至所述驱动器且所述连接轴的下端同轴地穿过所述中空波纹管伸入到所述腔室内且与所述上电极绝缘地连接。

根据本发明实施例的等离子体增强化学气相沉积设备通过将上电极的升降组件安装在腔室本体内的上部，使维护和更换更方便。

可选地，所述驱动器为气缸或液压缸。

所述等离子体增强化学气相沉积设备还包括限位部件，所述限位部件用于限制所述气缸的驱动行程且包括：限位片，所述限位片设在所述气缸和所述连接轴之间；限位柱，所述限位柱设在所述限位片上。

在本发明的一个实施例中，所述等离子体增强化学气相沉积设备还包括：吊架，所述吊架与所述上电极相连，其中所述连接轴的下端与所述吊架绝缘地相连。

其中，所述连接轴与所述吊架之间通过四氟垫连接，以使连接轴与上电极之间绝缘。

其中，所述中空波纹管与所述腔室本体之间通过法兰和密封圈密封。

在本发明的一个实施例中，所述等离子体增强化学气相沉积设备还包括弹性管，所述弹性管与所述腔室本体的开口连接。

其中，所述弹性管通过法兰固定在所述腔室本体上，且所述弹性管与所述腔室本体之间通过密封圈和四氟垫进行密封和绝缘隔离。

可选地，所述弹性管为中空波纹管。

在本发明的一个实施例中，所述等离子体增强化学气相沉积设备还包括传动组件，所述传动组件用于将所述载板水平地传送到所述承载部件上。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的等离子体增强化学气相沉积设备的示意图；以及

图2是现有的等离子体增强化学气相沉积设备的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1描述根据本发明实施例的一种等离子体增强化学气相沉积设备。

如图1所示，根据本发明实施例的等离子体增强化学气相沉积设备，包括：腔室本体1、上电极2、和承载部件3。腔室本体1内限定有腔室，且在腔室本体1的顶壁上设有开口以便将工艺气体例如SiH₄和NH₃通入腔室腔室内。上电极2可升降地设在腔室内的上部，用于将射频或中频通过开口引入腔室内。承载部件3设在腔室内的下部且用于水平放置载板4，载板4用于承载需要镀膜的晶片例如硅片等。

根据本发明实施例的等离子体增强化学气相沉积设备在使用时，将承载部件3接地以使放置在其上的载板4更好地接地，由此，工作过程中，工艺气体通过腔室本体1顶壁的开口进入腔室内部，且电源E例如射频电源通过上电极2向腔室内部提供能量，在上电极2和接地后的载板之间可产生射频电场，将工艺气体激发成等离子体。在此过程中，当镀膜均匀性变差时，使上电极2上下移动以调整上电极2和载板4之间的距离，这样避免了传统设备中上下移动载板时可能因各升降气缸不同时升降而导致载板脱轨的缺陷，从而提高了镀膜工艺的稳定性。

根据本发明实施例的等离子体增强化学气相沉积设备，通过在腔室内设置可升降的上电极2且将载板4放置在承载部件3上，可使载板4上的晶片在工艺过程中稳定地被镀膜，从而提高了工艺稳定性。此外，载板4稳定地水平放置，可保证载板4上放置的多个晶片之间的镀膜均匀性。

在本发明的一个实施例中，还包括升降组件，升降组件与上电极2连接以驱动上电极2在腔室内升降。在本发明的一个示例中，如图1所示，升降组件包括驱动器51、中空波纹管52和连接轴53。驱动器51设在腔室本体1外部，在本发明的其中一个示例中，驱动器51为气缸。当然，本发明并不限于此，驱动器51还可为其他类型的驱动，例如液压缸驱动或电机驱动等。

中空波纹管52的上端连接至驱动器51，且中空波纹管52的下端连接至腔室本体1的顶壁上。可选地，如图1所示，中空波纹管52与腔室本体1之间通过法兰(图未示出)和密封圈82密封。连接轴53的上端连接至驱动器51，且连接轴53的下端同轴地穿过中空波纹管52伸入到腔室内且与上电极2绝缘地连接。可选地，连接轴53与上电极2之间通过四氟垫81连接以使连接轴53与上电极2之间绝缘。另外，在驱动器51与中空波纹管52之间也可设置四氟垫以绝缘(图未示)。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，还包括吊架7，吊架7与上电极2相连，其中连接轴53的下端与吊架7绝缘地相连，具体地，连接轴53的下端与吊架7通过螺钉连接，且连接轴53的下端与吊架7之间设有四氟垫81以使连接轴53与上电极2之间绝缘。可选地，吊架7的底端沿水平向两侧延伸并设有吊钩勾住上电极2的水平两端，由此，当吊架7被升降组件驱动上下运动时可带动上电极2在腔室内升降。

当镀膜均匀性变差时，为调整上电极2和载板4之间的距离，上电极2需向下移动至预定位置以保证镀膜的均匀性，此时，驱动器51例如气缸推动连接轴53和中空波纹管52向下运动，中空波纹管52被压缩在驱动器51与腔室本体1的顶壁之间，且连接轴53穿过中空波纹管52推动吊架7向下运动以使上电极2随之向下运动至所述预定位置，其中，中空波纹管52起到密封腔室的作用，以保证外界气体或杂质不进入腔室内部。

根据本发明实施例的等离子体增强化学气相沉积设备通过将上电极2的升降组件安装在腔室本体1内的上部，使维护和更换更方便。

在本发明的一个实施例中，等离子体增强化学气相沉积设备还包括限位部件，限位部件用于限制驱动器51的驱动行程。在本发明的一个示例中，以驱动器51为气缸为例进行说明，如图1所示，限位部件包括限位片61和限位柱62，其中，限位片61设在气缸51和连接轴53之间，限位柱62设在限位片61上，具体地，限位柱62在气缸51的活塞杆达到预定行程时止挡住活塞杆，以使连接轴51推动吊架7向下运动进而将上电极2移动到预定位置时停止。

在本发明的一个实施例中，等离子体增强化学气相沉积设备还包括弹性管9。如图1所示，弹性管9与腔室本体1的开口连接，用于将工艺气体例如SiH₄和NH₃以及射频或中频通入腔室腔室内。在本发明的一个示例中，弹性管9通过法兰固定在腔室本体1上且弹性管9与腔室本体1之间通过密封圈82和四氟垫81进行密封和绝缘隔离。可选地，弹性管9也可为中空波纹管。当然，可以理解的是，弹性管9也可以为其他类型的具有弹性的管件。

在本发明的一个实施例中，等离子体增强化学气相沉积设备还包括传动组件10。如图1所示，传动组件10用于将载板4水平地传送到承载部件3上。由于等离子体增强化学气相沉积设备中的传动组件对于本领域内的普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

下面参考图1描述根据本发明实施例的等离子体增强化学气相沉积设备的工艺过程。

工作过程中，腔室内部处于真空状态且由设在腔室内体1内的加热器(图未示)加热载板4到工艺需要的预定温度，此时工艺气体例如SiH₄和NH₃通过弹性管9进入腔室内部，且电源E例如射频电源通过上电极2向腔室内部提供能量，在上电极2和接地后的载板4之间可产生射频电场，将工艺气体激发成等离子体。在此过程中，当镀膜均匀性变差时，上电极2需向下移动以调整上电极2和载板4之间的距离以保证镀膜均匀性。并且当一块载板4上的晶片的镀膜工艺完成后，上电极2需向上移动，传动组件10将下一块载板4水平移动到承载部件3上方以对晶片进行镀膜。

上电极2需要向下运动时，驱动器51例如气缸推动连接轴53和中空波纹管52向下运动，中空波纹管52被压缩在驱动器51与腔室本体1的顶壁之间，且连接轴53穿过中空波纹管52推动吊架7向下运动，直至驱动器51被限位部件限制驱动行程，以使吊架7带动上电极2向下运动至所述预定位置。其中，该预定位置的确定应根据工艺的均匀性进行调整。

相应地，上电极2需要向上运动时，驱动器51驱动连接轴53向上运动，中空波纹管52在驱动器51与腔室本体1的顶壁之间逐渐恢复，连接轴53穿过中空波纹管52带动吊架7向上运动，以使带动上电极2向下运动。

根据本发明实施例的等离子体增强化学气相沉积设备的其他构成例如加热器和传动组件等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，包括：

腔室本体，所述腔室本体内限定有腔室，且所述腔室本体的顶壁上设有用于将工艺气体通入所述腔室内的开口；

上电极，所述上电极可升降地设在所述腔室内的上部，所述上电极用于将射频或中频通过所述开口引入所述腔室内；和

承载部件，所述承载部件设在所述腔室内的下部，所述承载部件用于放置载板。

2.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，还包括：

升降组件，所述升降组件与所述上电极连接以驱动所述上电极在所述腔室内升降。

3.根据权利要求2所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述升降组件包括：

驱动器，所述驱动器设在所述腔室本体外部；

中空波纹管，所述中空波纹管的上端连接至所述驱动器且所述中空波纹管的下端连接至所述腔室本体的顶部；和

连接轴，所述连接轴的上端连接至所述驱动器且所述连接轴的下端同轴地穿过所述中空波纹管伸入到所述腔室内且与所述上电极绝缘地连接。

4.根据权利要求3所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述驱动器为气缸或液压缸。

5.根据权利要求4所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，还包括限位部件，所述限位部件用于限制所述气缸的驱动行程且包括：

限位片，所述限位片设在所述气缸和所述连接轴之间；

限位柱，所述限位柱设在所述限位片上。

6.根据权利要求3所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，还包括：

吊架，所述吊架与所述上电极相连，其中所述连接轴的下端与所述吊架绝缘地相连。

7.根据权利要求6所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述连接轴与所述吊架之间通过四氟垫连接。

8.根据权利要求3-7任一项所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述中空波纹管与所述腔室本体之间通过法兰和密封圈密封。

9.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，还包括弹性管，所述弹性管与所述腔室本体的开口连接。

10.根据权利要求9所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述弹性管通过法兰固定在所述腔室本体上，且所述弹性管与所述腔室本体之间通过密封圈和四氟垫进行密封和绝缘隔离。

11.根据权利要求10所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，所述弹性管为中空波纹管。

12.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于，还包括传动组件，所述传动组件用于将所述载板水平地传送到所述承载部件上。

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