CN2783707Y - 远距等离子体反应器的制程气体旁通装置 - Google Patents
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Abstract
一种制程气体旁通装置，适用于等离子体辅助化学气相沉积腔，该远距等离子体反应器具有一入口连接至制程气体源，及一出口，该制程气体旁通装置具有：一主要导管，连接于该远距等离子体反应器的出口与沉积腔之间，将制程气体送入沉积腔；一旁通阀；一第一管件，由抗锈蚀性材料制成，连接于该旁通阀及主要导管之间；一先导气体源，提供一先导气体；及一第二管件，连接于旁通阀及该先导气体源之间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种远距等离子体反应器的制程气体旁通装置，尤其是使在常态下为液态的制程气体绕过远距等离子体反应器的制程气体旁通装置。
背景技术
在平面显示器的制程中由于需要在玻璃基板上制作晶体管组件，因此在制程中需要镀上不同的材质，诸如SiO2、SiNx、a-Si与n+a-Si等薄膜。目前多采用等离子体辅助化学气相沉积系统(PECVD，Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition)来成长。PECVD是在一真空系统中，在通入制程气体后以一等离子体机台激发等离子体、电离制程气体活化其反应，并且因电离后的制程气体离子可利用电场等使其具有方向性来加速制程速度。
目前平面显示器所使用的PECVD系统结构主要为群集式(Clusters)，如图2所示。
在图2的群集式系统100架构中包含一个装载腔(Loading Chamber)110，基板先由装载端(Load Port)进入装载腔110，装载端通常包括两个或三个可抽离的部分，彼此上下迭置，且每一个部分具有一个多个槽孔，用于装载基板，接着将装载腔抽真空，由传输腔(Transfer Chamber)130内的机械手臂140将基板由装载腔传到预热腔(Heating Chamber)150，将基板在此腔内预热以减少在沉积腔中进行加热前对基板加热的时间。接着基板再根据其制程需求传入沉积腔(Process Chamber)200中进行一道或数道镀膜制程。最后将基板传回装载腔110、去除真空后由装载端取出完成制程。此系统的特色在其具有多个制程腔，可使基板在同一道程序进行多道不同材料镀膜制程，提供设备较佳的制程弹性。
图2中沉积腔200的构造如图3所示，此沉积腔200通常设置有一制程气体供应源210以供应制程气体至沉积腔200内。一般而言，制程气体被直接在放置基材的沉积腔内激发成等离子体。通过做成如莲蓬头般具有许多小孔的平板，称为扩散器(diffuser)215，且设置在一腔体盖250中或固定至腔体盖250底侧，将制程气体的等离子体到达基材表面与其反应。由于扩散器结构较能均匀地分配制程气体，因此对于大面积制程气体的系统，如平面显示器设备的应用特别合适，另外，沉积腔200中设置一台座(susceptor)220，用于放置基板230，此台座220一般由一平台(platen)221及一具有调整上下高度的功能的台座轴222所构成，腔体盖250覆盖该沉积腔200，以形成一封闭空间，沉积腔200中也提供一抽气端240，将剩余的制程气体抽离。
虽然此种等离子体辅助化学气相沉积系统被设计成可利用将制程气体沉积在基材表面上，但制程气体亦可能沉积于沉积腔的内部表面。因此，重复使用此系统后，必需清洁沉积腔的内部表面以除去在沉积腔中已堆积的材料沉积层。其中一种清洁方法即为在一远程等离子体反应器(RemotePlasma Source Unit)270中激发等离子体，以在沉积腔外侧生成一反应物种，如NF3、SF6、F2或其它含卤素气体，再将此反应物种供应至沉积腔中以对沉积腔进行干式清洁程序，亦即使用等离子体清洁剂而非使用一水性清洁剂。
如果需要在玻璃基板上镀上SiO2及a-Si，则需要使用Tetraethylorthosilicate(TEOS)作为先导材料(Precursor)。而由于TEOS在标准状况下，是以液态存在。而化学气相沉积技术所需求的化学先导材料(Precursor)必需为气体，因此先导材料必须经过处理，使得原料在产生反应时能够以气态之方式出现。化学气相沉积的一项特色是利用液态或固态化学源产生化学先导材料，以分子形态进入反应腔内，经由制程气体的反应或分解，使得气态分子沉积于基板表面而产生固态薄膜，成为电子组件的一部份。因此，在先导材料扩散入化学气相沉积腔前，需将其通知一加热器以转化成气相(Vapor)。
但是，在应用前述远程等离子体反应器270的等离子体辅助化学气相沉积系统中，若将TEOS随同其它制气体通过流经远程等离子体反应器270的方式送入沉积腔(200)内，由于TEOS在标准状况下是以液态存在，因此当已转化成气相的TEOS通过远程等离子体反应器270，则会发生冷凝现象，使得气相的TEOS被冷凝成液相的TEOS，使得TEOS与其它制程或载携带气体无法混合均匀，因此在扩散入化学气相沉积腔内后，由于TEOS比较重，所有的TEOS会倾向于与制程或载携带气体分离，使沉积在基板表面而产生固态薄膜呈现不均匀的状态。
发明内容
为了在解决冷凝TEOS的现象，本实用新型提供一种远距等离子体反应器的制程气体旁通装置，以避免气相的TEOS通过远程等离子体反应器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是，一种远距等离子体反应器的制程气体旁通装置，适用于等离子体辅助化学气相沉积腔，该远距等离子体反应器具有一入口连接至制程气体源，及一出口，其特征是具有：一主要导管，连接于该远距等离子体反应器的出口与沉积腔之间，将制程气体送入沉积腔；一旁通阀；一第一管件，由抗锈蚀性材料制成，连接于该旁通阀及该主要导管之间；一先导气体源，提供一先导气体；及一第二管件，连接于旁通阀及该先导气体源之间。
根据本实用新型，所述的先导气体为四乙基原硅酸盐(Tetraethylorthosilicate，TEOS)。
根据本实用新型，所述的旁通阀为一单向阀。
根据本实用新型，所述的抗锈蚀性材料为铝金属。
根据本实用新型，由于气相的TEOS气体在被送入沉积腔内前，会绕过远距等离子体反应器，因而不会发生冷凝现象，确保制程气体能够在基板上沉积成均匀的固态薄膜。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是运用本实用新型的沉积腔的剖面示意图。
图2是一群集式PECVD系统的平面示意图。
图3是一已知的沉积腔的剖面示意图。
附图标记说明：
10 制程气体旁通装置 12 主要导管
14 旁通阀 16 第一管件
18 第二管件 20 先导气体源
200 沉积腔 210 制程气体供应源
215 扩散器 220 台座
230 基板 221 平台
222 台座轴 240 抽气端
250 腔体盖 270 远程等离子体反应器
271 入口 272 出口。
具体实施方式
图1是运用本实用新型的沉积腔200的剖面示意图。如图1所示，此沉积腔200通常设置有一制程气体供应源210以供应制程气体至沉积腔200内。制程气体是通过一设置于一腔体盖250中的一扩散器215，送入沉积腔200中。沉积腔200中还设置有一台座220，用于放置基板230，此台座220一般由一平台221及一具有调整上下高度的功能的台座轴222所构成，腔体盖250覆盖该沉积腔200，以形成一封闭空间，沉积腔200中也提供一抽气端240，将剩余的制程气体抽离。一远程等离子体反应器270设置于沉积腔200外，以在需要时，在沉积腔外侧生成一反应物种，如NF3、SF6、F2或其它含卤素气体，再将此反应物种供应至沉积腔中对沉积腔进行干式清洁程序。根据本实用新型，一远距等离子体反应器的制程气体旁通装置10是设置于该远程等离子体反应器270的下游。
所述的远距等离子体反应器270具有一入口271连接至该制程气体源210，及一出口272。根据本实用新型的远距等离子体反应器的制程气体旁通装置10包括一主要导管12，连接于该远距等离子体反应器270的出口271与沉积腔200之间，用于将制程气体送入沉积腔(200)；一旁通阀14；一第一管件16，由抗锈蚀性材料制成，诸如铝金属，该第一管件16连接于该旁通阀14及该主要导管12之间；及一第二管件18，连接于该旁通阀14及一先导气体源20之间。所述的先导气体可为任何可能产生冷凝的先导气体，如四乙基原硅酸盐(Tetraethyl orthosilicate，TEOS)。根据本实用新型，该旁通阀14较佳为一单向阀，其仅容许先导气体由先导气体源20至主要导管12的单方向流体流动。
在进行一般化学气相沉积的程序时，可让在常态下为气体的制程气体通过距等离子体反应器270，通过主导管12而被送入沉积腔200。此时，将旁通阀14开启，以同时允许来自先导气体源20且已被转化成气相的先导气体，诸如TEOS，进入主导管12，以与其它制程气体被送入沉积腔200。由于气相的TEOS气体在被送入沉积腔内前，会绕过远距等离子体反应器，因而不会发生冷凝现象，确保制程气体能够在基板上沉积成均匀的固态薄膜。
在重复使用此系统，必需清洁沉积腔200的内部表面以除去在沉积腔200中已堆积的材料沉积层时，即将旁通阀14关闭，接着，在远程等离子体反应器270中激发等离子体，以在沉积腔外侧生成一反应物种，如NF3、SF6、F2或其它含卤素气体，再将此反应物种供应至沉积腔200中以对沉积腔200进行干式清洁程序。由于设在旁通阀14及该主要导管12之间的第一管件16是由抗锈蚀性材料制成，因此，即便当干性清洁气体通过主要导管12而可能部分流入该第一管件16，也不致锈蚀该第一管件16而产生泄漏的风险。同时，若该让旁通阀14采用单向阀，则在进行一般化学气相沉积的程序，而需要开启旁通阀14时，也可防止残留在该第一管件16内的锈蚀性干性清洁气体流向第二管件18或是先导气体源20。
由上述实用新型实施例可知，本实用新型的有益效果是，由于气相的TEOS气体在被送入沉积腔内前，会绕过远距等离子体反应器，因而不会发生冷凝现象，确保制程气体能够在基板上沉积成均匀的固态薄膜，另外，由于设在旁通阀及该主要导管之间的管件是由抗锈蚀性材料制成，因此，即便当干性清洁气体通过主导管而流经该管件时，也不致锈蚀该管件产生泄漏的风险。
虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，然而它并不是用来限定本实用新型，任何熟悉此项技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此实用新型的保护范围应当根据权利要求书所界定的为准。
Claims (4)
1.一种远距等离子体反应器的制程气体旁通装置，适用于等离子体辅助化学气相沉积腔，该远距等离子体反应器具有一入口连接至制程气体源，及一出口，其特征是，具有：
一主要导管，设于所述的远距等离子体反应器的出口与沉积腔之间，将制程气体送入沉积腔；
一旁通阀；
一第一管件，由抗锈蚀性材料制成，连接于所述的旁通阀及该主要导管之间；
一先导气体源，提供一先导气体；及
一第二管件，连接于旁通阀及所述的先导气体源之间。
2.根据权利要求1所述的制程气体旁通装置，其特征是：所述的先导气体为四乙基原硅酸盐(Tetraethyl orthosilicate，TEOS)。
3.根据权利要求1所述的制程气体旁通装置，其特征是：所述的旁通阀为一单向阀。
4.根据权利要求1所述的制程气体旁通装置，其特征是：所述的抗锈蚀性材料为铝金属。
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Cited By (3)
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| CN102179175A (zh) * | 2011-03-18 | 2011-09-14 | 北京理工大学 | 一种利用远程等离子体对膜组件整体改性的装置及方法 |
| CN103887139A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-06-25 | 苏州大学 | 用于制备低介电常数材料的等离子增强化学气相沉积装置 |
| WO2017197903A1 (zh) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | 广东蒙泰纺织纤维有限公司 | 一种丙纶纤维导线的制造方法 |
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