CN104233236B - 一种具有双高真空泵系统的pecvd炉 - Google Patents
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Abstract
一种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；及一双高真空泵系统，用于保证设备的极限真空度和沉积压力的连续闭环控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种PECVD炉，尤其是一种具有双高真空泵系统的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。
国内外大部分厂家都采用的扩散泵进行高真空抽取。但此真空泵在工作中存在以下问题：
1)由于扩散泵是采用加热油的方式工作，采用液氮进行冷却。这种工作方式如液氮控制不好过多会造成抽空能力下降，过下也会造成抽空能力下降，同时还容易造成返油。使得产品被污染，造成产品的质量下降。
2)由于油被反复加热为了保证真空效果，每年都必须更换一次真空泵，维护费用相对比较高。
3)利用加热管对油进行加热，由于加热管功率达到9kw而且工作方式是开机后一直是满功率工作，由此造成用电较高，同时加热管易损坏，特别是生产反应过程中加热损坏无法及时停机更换，容易造成当炉产品功率不正常。
4)利用液氮对扩散泵进行冷却，这样设备上需要安装一台冷却阱。冷却阱的安装会增加抽高真空时的阻力，为此必须要配大规模的扩散泵才能保证工艺需求。同时，液氮的使用车间需要安装真空管道进行供液，管道的一次性投入和长期维护检测成本也比较高，而且通过长期使用情况来看，真空管道的保温效果也不好。长距离供液气化问题比较严重，由此造成了大量的液氮浪费。气化严重时也造成了扩散泵的工作不稳定，造成返油的机会变高。
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炉上加装一高真空泵，真空度达到1.0E-6T，工艺时间短，单位产能高。
为达到以上目的，本发明提供一种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
一双高真空泵系统，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：第一高真空泵和第二高真空泵，其中，该第一、第二高真空泵分别包括一壳体，其中设置有一进气口和一排气口，该第一、第二高真空泵的该排气口与一排气总管相连，该第一、第二高真空泵的该进气口上分别设有第一进气管和第二进气管，该第一、第二进气管上分别设有第一阀和第二阀，第一、第二高真空泵的进气口之间设有并联管路，该并联管路上设有第三阀。
该第一、第二高真空泵分别包括：
一定子元件，其紧固到该壳体上；及
一转子元件，其与旋转轴一体地安装。
其中，该第一、第二高真空泵中至少一个是涡轮分子泵；
其中，该第一、第二高真空泵中至少一个是拖拽分子泵。
其中，该拖拽分子泵包括：转子主体，该转子主体在其至少一个表面上具有至少一个螺旋通道。
其中，该第一、第二高真空泵采用1600与3200组合的分子泵。
其中，该电极板间距为28-32mm。
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。
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箱的结构示意图。
图2为根据本发明的一较佳实施例的双高真空泵系统的结构示意图。
图3为根据本发明的一较佳实施例的涡轮分子泵转子原件的透视图。
图4为图3中所示的转子原件的示意性截面图。
图5为根据本发明的一较佳实施例的拖拽分子泵转子原件的透视图。
图6为图5中所示的转子原件的透视底视图。
图7为图5中所示的转子原件的示意性截面图。
具体实施方式
一种PECVD炉，包括：
一反应器，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；
优选地，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；
优选地，该气路系统的全部管件和阀门均由不锈钢制成；
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13.56MHz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；及
一双高真空泵系统，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：第一高真空泵5和第二高真空泵6，其中，该第一、第二高真空泵分别包括一壳体，其中设置有一进气口和一排气口，该第一、第二高真空泵的该排气口与一排气总管7相连，该第一、第二高真空泵的该进气口上分别设有第一进气管8和第二进气管9，该第一、第二进气管上分别设有第一阀10和第二阀11，第一、第二高真空泵的进气口之间设有并联管路，该并联管路上设有第三阀12。
该第一、第二高真空泵分别包括：
一定子元件，其紧固到该壳体上；及
一转子元件，其与旋转轴一体地安装；
优选地，该第一、第二高真空泵的该至少一个元件是转子元件。
优选地，该第一、第二高真空泵的该至少一个元件是定子元件。
优选地，该第一、第二高真空泵中至少一个是涡轮分子泵，其包括涡轮分子泵转子原件13。
优选地，该涡轮分子泵的主体是基本上盘状的，并且是从盘的中心向外周减缩的。
具体地，每个涡轮分子泵至少包括：
一固定的环状定子元件，其被紧固到壳体上；及
一个盘状转子元件，其与中心旋转轴一体地安装，电动机使中心旋转轴以高速旋转；
其中，定子元件和转子元件相互合作，用于对经过泵的气体实施泵送作用。
优选地，该第一、第二高真空泵中至少一个是拖拽分子泵，其包括拖拽分子泵转子原件14。
具体地，每个拖拽分子泵至少包括：
一固定的定子元件，其被紧固到壳体上；及
一个转子元件，其与中心旋转轴一体地安装，电动机使中心旋转轴以高速旋转；
其中，定子元件和转子元件相互合作，用于对经过泵的气体实施泵送作用。
优选地，该拖拽分子泵包括：转子主体，该转子主体在其至少一个表面上具有至少一个螺旋通道15a，15b，15c，15d；15’a，15’b.15’c。
优选地，所述高真空泵采用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。
优选地，采用1600与3200组合的分子泵，其性能比单台3200的好。
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 (9)
1.一种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
一双高真空泵系统，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：第一高真空泵和第二高真空泵，其中，该第一、第二高真空泵分别包括一壳体，其中设置有一进气口和一排气口，该第一、第二高真空泵的该排气口与一排气总管相连，该第一、第二高真空泵的该进气口上分别设有第一进气管和第二进气管，该第一、第二进气管上分别设有第一阀和第二阀，第一、第二高真空泵的进气口之间设有并联管路，该并联管路上设有第三阀。
2.根据权利要求1所述的PECVD炉，其中，该第一、第二高真空泵分别包括：
一定子元件，其紧固到该壳体上；及
一转子元件，其与旋转轴一体地安装。
3.根据权利要求1所述的PECVD炉，其中，该第一、第二高真空泵中至少一个是涡轮分子泵。
4.根据权利要求1所述的PECVD炉，其中，该第一、第二高真空泵中至少一个是拖拽分子泵。
5.根据权利要求4所述的PECVD炉，其中，该拖拽分子泵包括：转子主体，该转子主体在其至少一个表面上具有至少一个螺旋通道。
6.根据权利要求1所述的PECVD炉，其中，该第一、第二高真空泵至少一个采用3200分子泵。
7.根据权利要求1所述的PECVD炉，其中，该第一、第二高真空泵采用1600与3200组合的分子泵。
8.根据权利要求1所述的PECVD炉，其中，该电极板间距为28-32mm。
9.根据权利要求1所述的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。
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