CN104233234A

CN104233234A - 一种带氟清理装置的pecvd炉及其氟清理方法

Info

Publication number: CN104233234A
Application number: CN201310239188.0A
Authority: CN
Inventors: 沙嫣; 沙晓林
Original assignee: 沙嫣; 沙晓林
Current assignee: Nantong Johnson Photoelectric Technology Co., Ltd.
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-12-24

Abstract

一种带氟清理装置的PECVD炉，包括：一反应器，包括一气体分布箱，一气体筛板，设置于该气体分布箱表面，该气孔间具有一气孔间距，一正极板，及一负极板；一腔室，包括：一进气法兰，一出气法兰，一RF连接法兰及一加热管，工艺气体装在该进气法兰上，该加热管通过压块均匀分布在腔体外侧，RF电源通过该RF连接法兰与反应器连接；一气路系统，包括一汇流箱，设置于炉腔侧，该汇流箱包括六路工艺气体管和一路N2管；一真空管路，包括一干泵，一分子泵，一罗茨泵，及一控制阀门；一RF电源，采用了13.56MHz的电源发生器，匹配器安装在腔体下部；及一氟清理装置，用于通过氟离子清理PECVD炉内的硅。

Description

一种带氟清理装置的PECVD炉及其氟清理方法

技术领域

本发明涉及一种PECVD炉，尤其是一种带氟清理装置的PECVD炉。

背景技术

PECVD，全称为Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，即：等离子体增强化学气相沉积法。PECVD借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积。

PECVD镀膜过程中会在PECVD炉的腔体和反应器内部产生大量的硅粉和硅膜层。现有技术中，一般采用人工清理的方法，人工清理的方法存在一些弊端，如：清理的过程中会造成环境的污染，同时也无法将硅粉和硅膜层完全清除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PECVD炉，其特征在于在PECVD炉上加装一套氟清理装置，采用氟离子对硅粉和硅膜层进行清理，清理过程自动完成，大大节省了人力劳动，而且硅去除率高，且不会产生环境污染。

本发明的另一目的在于提供一种PECVD炉，其特征在于氟离子发生器在RF电源的作用下产生氟离子，氟离子继而与反应器内的硅粉或硅膜进行发生反应生成气体，然后废气泵将该气体抽出并输送至设备尾气装置，经设备尾气装置处理后，将该气体排放。

为达到以上目的，本发明提供一种带氟清理装置的PECVD炉，包括：

一反应器，包括一气体分布箱，一气体筛板，设置于该气体分布箱表面，该气体筛板具有多个气孔，均匀分布于该气体筛板上，每个该气孔具有一气孔直径，该气孔间具有一气孔间距，一正极板，及一负极板，该正极板与该负极板之间具有一电极板间距，每片玻璃对应一个气体分布箱，气体由上部进入气体分布箱内后再通过气体筛板分散后进入玻璃表面，以提高布气的均匀性，从而提高产品的均匀性；

一腔室，用于沉积，包括：一进气法兰，一出气法兰，一RF连接法兰及一加热管，工艺气体装在该进气法兰上，反应后的气体通过该出气法兰排出，该加热管通过压块均匀分布在腔体外侧并用保温棉充填，RF电源通过该RF连接法兰与反应器连接；

一气路系统，包括一汇流箱，设置于炉腔侧，该汇流箱包括六路工艺气体管和一路N2管；

一真空管路，用于保证设备的极限真空度和沉积压力的连续闭环控制，包括一干泵，一分子泵，一罗茨泵，及一控制阀门；

一RF电源，采用了13-14MHz的电源发生器，匹配器安装在腔体下部，以减少接线距离，减少射频的衰减；及

一氟清理装置，用于通过氟离子清理PECVD炉内的硅，包括：

一氩气单元，用于控制氩气吹扫该反应器内部因PECVD工艺产生的残余气体，使得功率场效应晶体管更具有活力，有助于点火，在PECVD工艺中连续吹扫氩气将有助于防止PECVD工艺气体回流玷污产品，

一三氟化氮单元，用于控制三氟化氮对PECVD炉进行清洗，

一废气泵，用于将反应后所得废气抽出并输送至设备尾气装置，及

一设备尾气装置，用于对所述废气进行处理，并将该废气排放。

本发明采用氟离子对硅粉和硅膜层进行清理，清理过程自动完成，大大节省了人力劳动，降低成本；另外，硅去除率大大高于人工清理方法，且不会产生环境污染。

本发明的这些目的，特点，和优点将会在下面的具体实施方式，附图，和权利要求中详细的揭露。

附图说明

图1为根据本发明的一较佳实施例的反应器内部的结构示意图。

图2为根据本发明的一较佳实施例的PECVD炉的结构示意图。

具体实施方式

一种带氟清理装置的PECVD炉，包括：

一反应器5，包括一气体分布箱1，一气体筛板，设置于该气体分布箱表面，该气体筛板具有多个气孔，均匀分布于该气体筛板上，每个该气孔具有一气孔直径，该气孔间具有一气孔间距，一正极板2，及一负极板3，该正极板2与该负极板3之间具有一电极板间距，每片玻璃4对应一个气体分布箱1，气体由上部进入气体分布箱1内后再通过气体筛板分散后进入玻璃4表面，以提高布气的均匀性，从而提高产品的均匀性；

优选地，该电极板间距为28-32mm；

一真空管路6，用于保证设备的极限真空度和沉积压力的连续闭环控制，包括一干泵，一分子泵，一罗茨泵，及一控制阀门；

一RF电源7，采用了13.56MHz的电源发生器，匹配器安装在腔体下部，以减少接线距离，减少射频的衰减；

一腔室，用于沉积，包括：一进气法兰，一出气法兰，一RF连接法兰及一加热管，工艺气体装在该进气法兰上，反应后的气体通过该出气法兰排出，该加热管通过压块均匀分布在腔体外侧并用保温棉充填，RF电源7通过该RF连接法兰与反应器5连接；

一气路系统8，包括一汇流箱，设置于炉腔侧，该汇流箱包括六路工艺气体管和一路N2管；

优选地，该气路系统8进一步包括一质量流量控制器，用于控制流量，及两个阀门，安装与该质量流量控制器的前部和后部，用于保证所述气路系统8的安全运行；及

优选地，该气路系统8的全部管件和阀门均由不锈钢制成；

一氟清理装置9，用于通过氟离子清理PECVD炉内的硅，包括：

一氩气单元，用于控制氩气吹扫该反应器5内部因PECVD工艺产生的残余气体，使得功率场效应晶体管更具有活力，有助于点火，在PECVD工艺中连续吹扫氩气将有助于防止PECVD工艺气体回流玷污产品，

一三氟化氮单元，用于控制三氟化氮对PECVD炉进行清洗，

一设备尾气装置，用于对所述废气进行处理，并将该气体排放。

优选地，所述废气泵采用3200分子泵。从性能上看分子泵的抽速低于扩散泵，但是分子泵的综合性能高于扩散泵，因此考虑采用分子泵，并通过改变腔体结构采用两台分子泵或再寻求大抽速的分子泵来提高抽速。

一种带氟清理装置的PECVD炉的氟清理方法，包括：

1)氩气单元将氩气输送至反应器5内，使氩气吹扫该反应器5内部因PECVD工艺产生的残余气体，使得功率场效应晶体管更具有活力，有助于点火，在PECVD工艺中连续吹扫氩气将有助于防止PECVD工艺气体回流玷污产品，吹扫时间大于等于10s，氩气流量为5slm，APS出口压力为1.5～2.0torr；

2)氩气单元控制氩气继续吹扫反应器5内部，吹扫流量为1～4slm，APS出口压力为1.5～2.0torr；

3)三氟化氮单元将三氟化氮气体输送至反应器5内，APS出口压力为15～20torr，持续时间为5s，这一步的目的是防止已点燃的等离子体熄灭，因为此时流入三氟化氮气体，会使反应器5内部的流量和压力产生较大的波动；

4)三氟化氮单元将三氟化氮气体输送至反应器5内，从而三氟化氮与反应器5内的硅发生反应，APS出口压力为10～30torr，持续时间为5s，此时，有大量的三氟化氮流入，要注意避免因流量波动引起的过载；及

5)氩气单元将氩气输送至反应器5内，使氩气吹扫该反应器5内部，吹扫时间大于等于10s，氩气流量为5slm，APS出口压力为1.5～2.0torr；这个吹扫将有助于下一次点火。

优选地，步骤3)与步骤4)中的三氟化氮气体的用量比为2∶7。

通过上述实施例，本发明的目的已经被完全有效的达到了。熟悉该项技艺的人士应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims

1.一种带氟清理装置的PECVD炉，包括：

一RF电源，采用了13-14MHz的电源发生器，匹配器安装在腔体下部，以减少接线距离，减少射频的衰减；

一气路系统，包括一汇流箱，设置于炉腔侧，该汇流箱包括六路工艺气体管和一路N2管；及

一氟清理装置，用于通过氟离子清理PECVD炉内的硅，包括：

一氩气单元，用于控制氩气吹扫该反应器内部因PECVD工艺产生的残余气体，使得功率场效应晶体管更具有活力，

一三氟化氮单元，用于控制三氟化氮对PECVD炉进行清洗，

2.根据权利要求1所述的带氟清理装置的PECVD炉，其中，所述废气泵采用3200分子泵。

3.根据权利要求1所述的带氟清理装置的PECVD炉，其中，该电极板间距为28-32mm。

4.根据权利要求1所述的带氟清理装置的PECVD炉，其中，该气路系统进一步包括：一质量流量控制器，用于控制流量，及两个阀门，安装与该质量流量控制器的前部和后部，用于保证所述气路系统的安全运行。

5.根据权利要求1所述的带氟清理装置的PECVD炉，其中，该气路系统的全部管件和阀门均由不锈钢制成。

6.根据权利要求1所述的带氟清理装置的PECVD炉的氟清理方法，包括：

1)氩气单元将氩气输送至反应器内，使氩气吹扫该反应器内部因PECVD工艺产生的残余气体，使得功率场效应晶体管更具有活力，有助于点火，吹扫时间大于等于10s，氩气流量为5slm，APS出口压力为1.5～2.0torr；

2)氩气单元控制氩气继续吹扫反应器内部，吹扫流量为1～4slm，APS出口压力为1.5～2.0torr；

3)三氟化氮单元将三氟化氮气体输送至反应器内，APS出口压力为15～20torr，持续时间为5s；

4)三氟化氮单元将三氟化氮气体输送至反应器内，从而三氟化氮与反应器内的硅发生反应，APS出口压力为10～30torr，持续时间为5s；及

5)氩气单元将氩气输送至反应器内，使氩气吹扫该反应器内部，吹扫时间大于等于10s，氩气流量为5slm，APS出口压力为1.5～2.0torr。

7.根据权利要求6所述的带氟清理装置的PECVD炉的氟清理方法，其中，步骤3)与步骤4)中的三氟化氮气体的用量比为2∶7。