CN106480432A - 气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备 - Google Patents

气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备 Download PDF

Info

Publication number
CN106480432A
CN106480432A CN201611267479.0A CN201611267479A CN106480432A CN 106480432 A CN106480432 A CN 106480432A CN 201611267479 A CN201611267479 A CN 201611267479A CN 106480432 A CN106480432 A CN 106480432A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control
chemical vapor
vapor deposition
gas component
plasma chemical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611267479.0A
Other languages
English (en)
Inventor
滕海燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Top Technology Co Ltd
Original Assignee
Hefei Top Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Top Technology Co Ltd filed Critical Hefei Top Technology Co Ltd
Priority to CN201611267479.0A priority Critical patent/CN106480432A/zh
Publication of CN106480432A publication Critical patent/CN106480432A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/513—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明公开了一种气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备，包括真空腔室，所述真空腔室上开设有快接接口，所述快接接口通过取样气路与用于检测真空腔室内气体组分的气相检测系统连接，气相检测系统的输出端与控制及反馈系统连接并将检测结果输出至控制及反馈系统，控制及反馈系统的输出端与质量流量计连接，控制及反馈系统输出控制信号来控制质量流量计给气量的大小。通过在等离子体化学气相沉积设备中添加气相检测系统和控制及反馈系统来实时检测并调控真空腔室内的气体组分，以达到提高成膜质量和提高成膜速率的效果。

Description

气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备
技术领域
本发明属于等离子体处理技术领域，具体涉及一种气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备。
背景技术
化学气相沉积(CVD)是半导体工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术，包括大范围的绝缘材料，大多数金属材料和金属合金材料。从理论上来说，它是很简单的：两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室内，然后他们相互之间发生化学反应，形成一种新的材料，沉积到晶片表面上。沉积氮化硅膜(Si3N4)就是一个很好的例子，它是由硅烷和氮反应形成的。
等离子体增强化学气相沉积（PECVD）是将低压气体放电形成的等离子体应用于化学气相沉积的一项具有发展前途的新技术。是利用等离子激发的化学气相沉积，借助于气体辉光放电产生的低温等离子体，增强了反应物质的化学活性，促进了气体间的化学反应，从而在低温下也能在基片上形成新的固体膜。因为其沉积温度低，沉积速率快，膜厚均匀性好等优点，正得到越来越多的应用。PECVD是依靠等离子体中电子的动能去激活气相的化学反应，反应中气相的成分是在时刻变化着的，而这个变化过程却一直是个未知数，因为目前为止没有设备可以做到在PECVD工作的时候实时监控其内部成分的变化，更没有一种有效的方法做到实时精确控制PECVD气相组份，以达到更好的沉积效果。
发明内容
虽然PECVD的成膜性能好，沉积效率高，但是市面上的PECVD设备都不能做到精确控制反应气体的组份。对于PECVD过程中的活性因子的控制更是束手无策。
本发明可以解决如上问题。为了达到更好的沉积效果，更快的沉积速率，通过完全自动化的控制反应的中间过程的参数，包括反应气体成分和比例、等离子体密度和电子能量。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
一种气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备，包括真空腔室，所述真空腔室上开设有快接接口，所述快接接口通过取样气路与用于检测真空腔室内气体组分的气相检测系统连接，气相检测系统的输出端与控制及反馈系统连接并将检测结果输出至控制及反馈系统，控制及反馈系统的输出端与质量流量计连接，控制及反馈系统输出控制信号来控制质量流量计给气量的大小。
进一步地，所述等离子体化学气相沉积设备还包括工作气体源，所述工作气体源依次与气压表、第一控制阀、第一压力传感器、质量流量计、第二控制阀和第二压力传感器连接，第一压力传感器和第二压力传感器实时检测气路的压力并将检测结果反馈至控制及反馈系统。
进一步地，所述气相检测系统为气相色谱仪。
进一步地，所述等离子体化学气相沉积设备还包括等离子体发生系统，所述等离子体发生系统为射频等离子体系统、微波等离子体系统或直流高压等离子体系统。
进一步地，所述控制及反馈系统采用中央处理器。
进一步地，所述控制及反馈系统还包括用于显示气体组分的显示部件。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明通过在等离子体化学气相沉积设备中添加气相检测系统和控制及反馈系统来实时检测并调控真空腔室内的气体组分，以达到提高成膜质量和提高成膜速率的效果。首次在工业化的等离子体化学气相沉积设备上添加气体组分并通过控制及反馈系统集成，将实时监测与参数控制联动，获得精确控制的终端产品。
附图说明
图1为本发明中等离子体化学气相沉积设备的结构示意图；
图2为本发明中添加气相检测系统和控制及反馈系统的等离子体化学气相沉积设备的结构示意图；
图3为本发明中气相色谱仪的结构示意图。
具体实施方式
下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
参见图1-2，等离子体化学气相沉积设备即为现有技术中常用的设备，包括真空腔室10、工作气体源20、等离子体发生系统30、上电极60、下电极70、支撑80、支撑耳90、上盖板100及基材110等，所述等离子体发生系统30为射频等离子体系统、微波等离子体系统或直流高压等离子体系统。真空腔室10的一侧开设有快接接口11，所述快接接口11通过取样气路41与用于检测真空腔室10内气体组分的气相检测系统40连接，气相检测系统40的输出端与控制及反馈系统50连接并将检测结果输出至控制及反馈系统50，控制及反馈系统50的输出端与质量流量计21连接，控制及反馈系统50输出控制信号来控制质量流量计21给气量的大小。气相检测系统40检测气体组分后输出检测结果，控制及反馈系统50对上述检测结果进行分析，若检测结果大于预定设定值，控制及反馈系统50输出控制信号来控制质量流量计21减小气量，若检测结果小于预定设定值，控制及反馈系统50输出控制信号来控制质量流量计21增大气量。所述工作气体源20依次与气压表22、第一控制阀23、第一压力传感器24、质量流量计21、第二控制阀25和第二压力传感器26连接，第一压力传感器24和第二压力传感器26实时检测气路的压力并将检测结果反馈至控制及反馈系统50。
气相检测系统优选为气相色谱仪，气相色谱仪的结构如图3所示。
所述控制及反馈系统50采用中央处理器。
所述控制及反馈系统50还包括用于显示气体组分的显示部件。

Claims (6)

1.一种气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备，包括真空腔室，其特征在于，所述真空腔室上开设有快接接口，所述快接接口通过取样气路与用于检测真空腔室内气体组分的气相检测系统连接，气相检测系统的输出端与控制及反馈系统连接并将检测结果输出至控制及反馈系统，控制及反馈系统的输出端与质量流量计连接，控制及反馈系统输出控制信号来控制质量流量计给气量的大小。
2.根据权利要求1所述的气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备，其特征在于，所述等离子体化学气相沉积设备还包括工作气体源，所述工作气体源依次与气压表、第一控制阀、第一压力传感器、质量流量计、第二控制阀和第二压力传感器连接，第一压力传感器和第二压力传感器实时检测气路的压力并将检测结果反馈至控制及反馈系统。
3.根据权利要求1所述的气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备，其特征在于，所述气相检测系统为气相色谱仪。
4.根据权利要求1所述的气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备，其特征在于，所述等离子体化学气相沉积设备还包括等离子体发生系统，所述等离子体发生系统为射频等离子体系统、微波等离子体系统或直流高压等离子体系统。
5.根据权利要求1所述的气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备，其特征在于，所述控制及反馈系统采用中央处理器。
6.根据权利要求5所述的气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备，其特征在于，所述控制及反馈系统还包括用于显示气体组分的显示部件。
CN201611267479.0A 2016-12-31 2016-12-31 气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备 Pending CN106480432A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611267479.0A CN106480432A (zh) 2016-12-31 2016-12-31 气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611267479.0A CN106480432A (zh) 2016-12-31 2016-12-31 气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106480432A true CN106480432A (zh) 2017-03-08

Family

ID=58286042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611267479.0A Pending CN106480432A (zh) 2016-12-31 2016-12-31 气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106480432A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108914087A (zh) * 2018-07-26 2018-11-30 北京泰科诺科技有限公司 一种金刚石设备的镀膜压力自动控制装置、方法及系统
CN113684471A (zh) * 2021-08-02 2021-11-23 江苏鎏溪光学科技有限公司 一种化学气相沉积过程中反应气氛的监控系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5942089A (en) * 1996-04-22 1999-08-24 Northwestern University Method for sputtering compounds on a substrate
CN1380685A (zh) * 2001-04-12 2002-11-20 松下电器产业株式会社 等离子体处理装置及等离子体处理方法
CN101864558A (zh) * 2009-04-16 2010-10-20 北京广微积电科技有限公司 反应溅射系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5942089A (en) * 1996-04-22 1999-08-24 Northwestern University Method for sputtering compounds on a substrate
CN1380685A (zh) * 2001-04-12 2002-11-20 松下电器产业株式会社 等离子体处理装置及等离子体处理方法
CN101864558A (zh) * 2009-04-16 2010-10-20 北京广微积电科技有限公司 反应溅射系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108914087A (zh) * 2018-07-26 2018-11-30 北京泰科诺科技有限公司 一种金刚石设备的镀膜压力自动控制装置、方法及系统
CN113684471A (zh) * 2021-08-02 2021-11-23 江苏鎏溪光学科技有限公司 一种化学气相沉积过程中反应气氛的监控系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10796922B2 (en) Systems and methods for internal surface conditioning assessment in plasma processing equipment
US10593523B2 (en) Systems and methods for internal surface conditioning in plasma processing equipment
CN103155716A (zh) 用以降低在等离子体蚀刻室中的粒子缺陷的方法及设备
KR20160041802A (ko) 비말 동반된 증기를 측정하기 위한 시스템들 및 방법들
US5660694A (en) Film forming method
CN106480432A (zh) 气体组分自动控制的等离子体化学气相沉积设备
Kim et al. Uniformity control of the deposition rate profile of a-Si: H film by gas velocity and temperature distributions in a capacitively coupled plasma reactor
CN106756894A (zh) 一种等离子体化学气相沉积设备
US20130189800A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
TW307027B (en) Process for reducing circuit damage during pecvd in single wafer pecvd system
CN106637114B (zh) 一种团簇束流实验装置及纳米团簇的制备方法
KR102225930B1 (ko) 성막 장치
Parashar et al. High-pressure condition of SiH4+ Ar+ H2 plasma for deposition of hydrogenated nanocrystalline silicon film
US20220333972A1 (en) Flow metrology calibration for improved processing chamber matching in substrate processing systems
Song et al. Study on SiN and SiCN film production using PE-ALD process with high-density multi-ICP source at low temperature
TWI761793B (zh) 金屬污染測試裝置和方法
CN103866290B (zh) Pecvd装置、使用其制备不规则表面膜的方法及其应用
CN214099577U (zh) 等离子体处理装置及绝缘窗口
CN113862641A (zh) 一种原子层沉积前驱体用量的监测系统及其方法与应用
Li et al. Influence of Different Pressures on Characteristics of Plasmas in PECVD Chamber
Foucher et al. Study of the precursor injection in a remote microwave PECVD reactor
US6217660B1 (en) Method for cleaning a throttle valve and apparatus
Knight et al. Application of sampling quadrupole mass spectrometry to multivariable process control
KR20230089877A (ko) 플라즈마 제어 장치 및 플라즈마 처리 시스템
JP2013171859A (ja) ドライエッチング装置とドライエッチング装置の調整方法、半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170308