CN213142185U - 等离子体增强化学气相沉积装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种等离子体增强化学气相沉积装置，包括壳体和设置于壳体内部的上电极、下电极和支架，上电极和下电极相对设置，并使上电极和下电极之间形成第一容纳腔，工件放置于第一容纳腔内并能够与第一容纳腔内的化学气体反应形成薄膜结构，下电极与壳体的底部之间形成第二容纳腔，支架用于支撑工件，支架设置于壳体的侧壁上，且支架位于第一容纳腔和第二容纳腔之间，支架开设有第一气流通道和第二气流通道，第一气流通道和第二气流通道分别连通第一容纳腔和第二容纳腔，相邻两个侧壁的相交处设有第一气流通道，每个侧壁的中线处设置有第二气流通道。该装置具有方便清理和保证工件的生产质量的特点。

Description

等离子体增强化学气相沉积装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种等离子体增强化学气相沉积装置。

背景技术

随着半导体技术的发展，等离子体增强化学气相沉积(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，PECVD)装置的开发和使用日益广泛。该装置利用辉光放电使化学气体电离后在基板上形成薄膜结构。在实际应用中，为提高薄膜在基板上的附着稳固性，通常在基板的边缘部盖设有遮挡盖板，以使基板的边缘部不形成薄膜结构。遮挡盖板通过支架支撑固定在反应腔室内。反应过程中，除了需要形成薄膜结构的基板，反应腔室内的其他位置也会形成薄膜结构。因此，需要对其他位置的薄膜结构进行清理。清理时，通过向反应腔室内通入清洁气体，使薄膜脱离附着表面并随气体排出。位于反应腔室的侧壁的中部位置由于气体流动性不足，极易造成薄膜碎屑的残留，无法保证清理质量。同时，反应时需要对基板加热，支架在热影响下容易发生拉伸变形，造成支架与基板之间发生磨损，不利于保证基板的生产质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种等离子体增强化学气相沉积装置，其利于薄膜清理和保证工件的生产质量。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供的一种等离子体增强化学气相沉积装置，包括壳体和设置于所述壳体内部的上电极、下电极和支架，所述上电极和所述下电极相对设置，并使所述上电极和所述下电极之间形成第一容纳腔，工件放置于所述第一容纳腔内并能够与所述第一容纳腔内的化学气体反应形成薄膜结构，所述下电极与所述壳体的底部之间形成第二容纳腔，所述支架用于支撑所述工件，所述支架设置于所述壳体的侧壁上，且所述支架位于所述第一容纳腔和所述第二容纳腔之间，所述支架开设有第一气流通道和第二气流通道，所述第一气流通道和所述第二气流通道分别连通所述第一容纳腔和所述第二容纳腔，相邻两个所述侧壁的相交处设有所述第一气流通道，每个所述侧壁的中线处设置有所述第二气流通道。

作为等离子体增强化学气相沉积装置的一种优选方案，所述工件包括玻璃基板和盖设在所述玻璃基板的周部的遮挡盖板，所述玻璃基板放置于所述下电极朝向所述上电极的一侧面，所述遮挡盖板的边缘部与所述支架连接，所述第一气流通道和所述第二气流通道位于所述遮挡盖板与所述壳体的侧壁之间。

作为等离子体增强化学气相沉积装置的一种优选方案，所述支架包括多个支撑件，每个所述支撑件设置于相对应的所述侧壁上，所述支撑件的端部与相邻两个所述侧壁的相交处间隔，以使相邻两个所述支撑件之间形成所述第一气流通道。

作为等离子体增强化学气相沉积装置的一种优选方案，所述支撑件包括两个间隔设置的支撑分段，两个所述支撑分段之间形成所述第二气流通道。

作为等离子体增强化学气相沉积装置的一种优选方案，所述支撑分段为中空结构。

作为等离子体增强化学气相沉积装置的一种优选方案，所述上电极与所述下电极之间设置有散风板，所述散风板与所述上电极之间形成第三容纳腔，所述上电极设置有进气通道，所述进气通道与所述第三容纳腔连通，所述散风板上间隔设置有多个散风嘴，所述第三容纳腔内的所述化学气体通过所述散风嘴喷射至所述工件。

作为等离子体增强化学气相沉积装置的一种优选方案，所述上电极朝向所述散风板的一侧设置有导流板，所述导流板与所述进气通道正对。

作为等离子体增强化学气相沉积装置的一种优选方案，所述下电极内设置有电阻丝，所述电阻丝用于加热所述下电极。

作为等离子体增强化学气相沉积装置的一种优选方案，还包括气泵，所述壳体的底部设置有出气通道，所述气泵与所述出气通道连接。

作为等离子体增强化学气相沉积装置的一种优选方案，还包括废气处理装置，所述废气处理装置与所述气泵的出口连通。

本实用新型相比于现有技术的有益效果：

本实用新型的等离子体增强化学气相沉积装置，通过在支架上设置第一气流通道和第二气流通道，第一气流通道位于相邻两个侧壁的相交处，第二气流通道位于侧壁的中线处，在清理第一容纳腔内的薄膜时，可有效避免薄膜的碎屑残留在侧壁的中部位置，以利于清理和保证清理质量。同时，反应过程中，支架受到热影响发生拉伸时，可通过第一气流通道和第二气流通道对支架的拉伸应力进行释放，避免工件与支架之间发生磨损，具有方便清理和保证工件的生产质量的特点。

附图说明

图1为实施例的等离子体增强化学气相沉积装置的侧视剖视图。

图2为实施例的等离子体增强化学气相沉积装置的俯视剖视图。

图中：

1、壳体；11、第一容纳腔；12、第二容纳腔；13、第三容纳腔；14、进气输气管；15、出气输气管；2、上电极；21、进气通道；22、导流板；3、下电极；4、散风板；41、散风嘴；42、密封板；43、安装板；5、工件；51、玻璃基板；52、遮挡盖板；6、支架；60、支撑分段；61、第一气流通道；62、第二气流通道。

具体实施方式

参考下面结合附图详细描述的实施例，本实用新型的优点和特征以及实现它们的方法将变得显而易见。然而，本实用新型不限于以下公开的实施例，而是可以以各种不同的形式来实现，提供本实施例仅仅是为了完成本实用新型的公开并且使本领域技术人员充分地了解本实用新型的范围，并且本实用新型仅由权利要求的范围限定。相同的附图标记在整个说明书中表示相同的构成要素。

以下，参照附图来详细描述本实用新型。

实施例一

参照图1和图2所示，提供一种等离子体增强化学气相沉积装置，包括壳体1、上电极2、下电极3和支架6，壳体1具有用于发生气相沉积反应的容纳腔，上电极2、下电极3、支架6以及工件5均安装在容纳腔内。上电极2和下电极3相对设置，上电极2安装在容纳腔的顶部，上电极2能够封堵容纳腔顶部的开口，并使上电极2与壳体1之间形成密封的容纳腔。下电极3安装在上电极2的正下方，下电极3与容纳腔的底部间隔，上电极2和下电极3之间形成第一容纳腔11，下电极3与壳体1的底部之间形成第二容纳腔12。支架6用于支撑工件5，壳体1呈长方体结构，沿壳体1的水平方向，壳体1具有四个侧壁，支架6呈矩形环状结构，支架6的外侧壁与壳体1的四个侧壁连接固定，支架6的内侧壁朝向容纳腔的中部延伸。支架6上开设有第一气流通道61和第二气流通道62，第一气流通道61和第二气流通道62均贯穿支架6的上下侧面，支架6位于第一容纳腔11和第二容纳腔12之间，因此，第一气流通道61能够连通第一容纳腔11和第二容纳腔12，第二气流通道62能够连通第一容纳腔11和第二容纳腔12。工件5包括玻璃基板51和遮挡盖板52，遮挡盖板52呈矩形环状结构，遮挡盖板52用于对玻璃基板51的周部不需要形成薄膜的区域进行遮挡。安装工件5时，玻璃基板51放置于下电极3朝向上电极2的侧面上，遮挡盖板52盖设在玻璃基板51的边缘区域，遮挡盖板52的边缘部与支架6连接，实现支架6对遮挡盖板52支撑固定。由于支架6上开设有第一气流通道61和第二气流通道62，遮挡盖板52的边缘部与支架6背离壳体1的侧壁的一端连接，使遮挡盖板52与壳体1的侧壁间隔，第一气流通道61和第二气流通道62位于遮挡盖板52与壳体1的侧壁之间，保证第一容纳腔11内的化学气体流入第二容纳腔12。上电极2上设置有进气通道21，进气通道21的两端分别与用于输送化学气体的进气输气管14和第一容纳腔11连通。使用时，通过进气输气管14向第一容纳腔11内输入化学气体，上电极2被输入射频电流，下电极3接地，以使化学气体形成等离子体，并在玻璃基板51未被遮挡的表面上形成薄膜结构。反应后的化学气体通过第一气流通道61和第二气流通道62流入第二容纳腔12，壳体1的底部设置有出气通道，出气通道连通第二容纳腔12和出气输气管15，第二容纳腔12内的化学气体通过出气通道和出气输气管15排出。第一气流通道61设置在壳体1的相邻两个侧壁的相交处，即第一气流通道61位于支架6的四角位置。第二气流通道62位于壳体1的侧壁的中线处，也可以理解为，第二气流通道62到与之相邻的两个第一气流通道61之间的间距相等。将第一气流通道61和第二气流通道62分别设置在支架6的四角位置和侧壁的中线位置，一个目的在于连通第一容纳腔11和第二容纳腔12，使第一容纳腔11内反应后的化学气体流入第二容纳腔12。另一目的在于方便对第一容纳腔11的清理，在反应过程中，第一容纳腔11的腔壁以及支架6上与化学气体有接触的表面均会形成薄膜结构，因此，该装置在使用后需要对第一容纳腔11内以及支架6上的薄膜结构进行清理。清理时，主要采用清洁气体对薄膜结构进行冲刷，使薄膜结构脱落并通过第一气流通道61和第二气流通道62排出。第二气流通道62位于侧壁的中线位置，可避免薄膜的碎屑在槽壁的中部位置区域残留，以便于清理和保证清理质量。同时，反应过程中，下电极3对玻璃基板51均匀加热，以使第一容纳腔11内的等离子体均匀沉积在玻璃基板51的表面，进而形成厚度均匀的薄膜结构。支架6在热影响下会发生热拉伸，由于支架6上开设有第一气流通道61和第二气流通道62，支架6的拉伸应力能够在第一气流通道61和第二气流通道62的位置得到释放，进而避免支架6发生变形，避免工件5与支架6之间发生局部磨损。

需要说明的是，侧壁的中线为侧壁相对的两端的对称中心线。

具体地，下电极3内设置有电阻丝，电阻丝用于加热下电极3。本实施例中，玻璃基板51放置于下电极3上，下电极3对玻璃基板51均匀加热，促进薄膜结构厚度均匀。

具体地，为了使化学气体能够均匀地流动至工件5的表面，上电极2与下电极3之间设置有散风板4，散风板4通过安装板43安装在壳体1的侧壁上，散风板4与上电极2之间形成第三容纳腔13，上电极2上的进气通道21分别与进气输气管14和第三容纳腔13连通。散风板4的周部设置有密封板42，散风板4上间隔设置有多个散风嘴41，散风嘴41连通第三容纳腔13和第一容纳腔11。进气输气管14内的化学气体通过进气通道21进入第三容纳腔13，第三容纳腔13内的化学气体通过散风嘴41均匀的喷射至工件5。散风板4的大小与工件5的大小配合设置，多个散风嘴41呈阵列排布，散风板4与工件5正对，并使散风板4在工件5上的正投影能够覆盖工件5上需要形成薄膜结构的区域。该结构有利于使化学气体均匀的喷射至工件5的表面，提高薄膜结构的成型质量。

具体地，上电极2朝向散风板4的一侧设置有导流板22，导流板22与上电极2间隔，且导流板22与进气通道21正对。导流板22与上电极2之间形成导流通道，化学气体通过进气通道21进入第三容纳腔13时，由于受到导流板22的阻挡，以使化学气体沿导流通道向第三容纳腔13的周部流动，进一步使化学气体通过散风嘴41均匀喷射至工件5。

具体地，等离子体增强化学气相沉积装置还包括气泵(图中未示出)，气泵的入口与壳体1底部的出气通道连接，气泵的出口与出气输气管15连接，气泵用于驱动第二容纳腔12内的化学气体通过出气输气管15排出。

具体地，化学气体含有有害物质，不能直接排放，因此在用于排放化学气体的出气输气管15上设置有废气处理装置(图中未示出)，废气处理装置与气泵的出口连通，废气处理装置对排放的化学气体进行净化处理。

实施例二

参照图1和图2所示，支架6包括多个支撑件，每个支撑件设置于相对应的侧壁上，支撑件的端部与壳体1上相邻两个侧壁的相交处间隔，以使相邻两个支撑件之间形成第一气流通道61。本实施例中，支撑件呈长方体结构，支撑件为四个，壳体1的每个侧壁上安装一个支撑件。通过使支撑件的端部与相邻两个侧壁的相交处间隔形成第一气流通道61，以减少对支撑件的开孔加工，节约成本。

作为优选方案，支撑件包括两个间隔设置的支撑分段60，两个支撑分段60之间形成第二气流通道62。本实施例中，通过使用两个间隔设置的支撑分段60形成支撑件，可进一步减小对支撑件的开口加工。同时，由于支撑件被一分为二形成两个支撑分段60，由于单个的支撑分段60长度较小，在热影响下不易发生变形，进而可避免因支架6的变形造成对工件5局部磨损。

具体地，支撑分段60为中空结构。支撑分段60设置为中空结构，有利于减轻重量，以及提高散热性能，避免支撑分段60发生变形而影响工件5的质量。

本实施例的技术效果为：通过在支架6上设置第一气流通道61和第二气流通道62，第一气流通道61位于相邻两个侧壁的相交处，第二气流通道62位于侧壁的中线处，在清理第一容纳腔11内的薄膜时，可有效避免薄膜的碎屑残留在侧壁的中部位置，以便于清理和保证清理质量。同时，反应过程中，支架6受到热影响发生拉伸时，可通过第一气流通道61和第二气流通道62对支架6的拉伸应力进行释放，避免工件5与支架6之间发生磨损，具有便于清理和保证工件5的生产质量的特点。

尽管上面已经参考附图描述了本实用新型的实施例，但是本实用新型不限于以上实施例，而是可以以各种形式制造，并且本领域技术人员将理解，在不改变本实用新型的技术精神或基本特征的情况下，可以以其他特定形式来实施本实用新型。因此，应该理解，上述实施例在所有方面都是示例性的而不是限制性的。

Claims (10)

1.一种等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，包括壳体和设置于所述壳体内部的上电极、下电极和支架，所述上电极和所述下电极相对设置，并使所述上电极和所述下电极之间形成第一容纳腔，工件放置于所述第一容纳腔内并能够与所述第一容纳腔内的化学气体反应形成薄膜结构，所述下电极与所述壳体的底部之间形成第二容纳腔，所述支架用于支撑所述工件，所述支架设置于所述壳体的侧壁上，且所述支架位于所述第一容纳腔和所述第二容纳腔之间，所述支架开设有第一气流通道和第二气流通道，所述第一气流通道和所述第二气流通道分别连通所述第一容纳腔和所述第二容纳腔，相邻两个所述侧壁的相交处设有所述第一气流通道，每个所述侧壁的中线处设置有所述第二气流通道。

2.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述工件包括玻璃基板和盖设在所述玻璃基板的周部的遮挡盖板，所述玻璃基板放置于所述下电极朝向所述上电极的一侧面，所述遮挡盖板的边缘部与所述支架连接，所述第一气流通道和所述第二气流通道位于所述遮挡盖板与所述壳体的侧壁之间。

3.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述支架包括多个支撑件，每个所述支撑件设置于相对应的所述侧壁上，所述支撑件的端部与相邻两个所述侧壁的相交处间隔，以使相邻两个所述支撑件之间形成所述第一气流通道。

4.根据权利要求3所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述支撑件包括两个间隔设置的支撑分段，两个所述支撑分段之间形成所述第二气流通道。

5.根据权利要求4所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述支撑分段为中空结构。

6.根据权利要求2所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述上电极与所述下电极之间设置有散风板，所述散风板与所述上电极之间形成第三容纳腔，所述上电极设置有进气通道，所述进气通道与所述第三容纳腔连通，所述散风板上间隔设置有多个散风嘴，所述第三容纳腔内的所述化学气体通过所述散风嘴喷射至所述工件。

7.根据权利要求6所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述上电极朝向所述散风板的一侧设置有导流板，所述导流板与所述进气通道正对。

8.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，所述下电极内设置有电阻丝，所述电阻丝用于加热所述下电极。

9.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，还包括气泵，所述壳体的底部设置有出气通道，所述气泵与所述出气通道连接。

10.根据权利要求9所述的等离子体增强化学气相沉积装置，其特征在于，还包括废气处理装置，所述废气处理装置与所述气泵的出口连通。

Images