CN2808933Y - 远程等离子反应器的并合器 - Google Patents
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Abstract
一种远程等离子反应器的并合器，适用于基材沉积室，具有：至少两个远程等离子反应器，每一个远程等离子反应器产生清洁气体流，且具有排出口，供该主要导管清洁气体流流出；歧管，具有多个入口及一个出口，其中该歧管内形成内部通道，与上述入口及该出口连通；主要管线，具有连接至该歧管出口的第一端，以及连接至该基材沉积室的第二端；及多个分支管线，各具有连接至各别远程等离子反应器的排出口的第一端，以及连接至该歧管的一个入口的第二端。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种远程等离子反应器的并合器，特别是涉及将多个干式清洁气体流，在进入基材沉积室前并合成并合流的并合器。
背景技术
在平面显示器的制造工艺中由于需要在玻璃基板上制造晶体管元件，因此在制造工艺中需要镀上不同的材质，诸如SiO2、SiNx、a-Si与n+a-Si等薄膜。目前多采用等离子增强化学气相沉积系统(PECVD，PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition)来沉积。PECVD是于真空系统中，在通入工艺气体后以等离子机台激发等离子体、解离工艺气体活化其反应，并且因解离后的工艺气体离子可利用电场等使其具有方向性来加速工艺速度。
用于此种沉积工艺的沉积室(10)的构造如图5所示，该沉积室(10)与外界隔绝以形成反应空间。该沉积室(10)包括上盖(12)及室体(14)。O型环(16)设置于该上盖(12)及室体(14)之间，以使沉积室(10)与外界间呈现密闭的状态。
该上盖(12)是通过室体盖(22)与外界隔绝。该室体盖(22)内横向设置有背衬板(Backing Plate)(34)及扩散器(Diffuser)(30)。
工艺气体通过气体管线(71)将设置在沉积室(10)外的工艺气体源，再通过气体入口(70)，并穿越过背衬板(34)的中间，而被喷射入该背衬板(34)下的空间内。该被喷射的工艺气体会先通过位于该背衬板(34)下方的隔板(图中未示)扩散后，而在隔板及背衬板(34)的下方，通过在扩散器(30)上，外形为平板且其上形成许多小孔(32)的喷头而被喷向基板(S)的上表面，该基板(S)被设置在台座(susceptor)(60)上。
射频(radio frequency)电源(80)连接至该背衬板(34)及扩散器(30)，并提供激发被喷射的工艺气体而活化流经该扩散器(30)的工艺气体，因而在基板(S)上沉积成薄膜。亦即，该背衬板(34)及扩散器(30)作为上方电极。
室体(14)的侧边与上盖(12)的室体盖(22)结合，如上述，O型环(16)设置于该上盖(12)及室体(14)之间。台座(60)是设在该室体(14)内。台座(60)距离扩散器(30)一段距离，且面向扩散器(30)，而基板(S)是放置在该台座(60)的上表面。该台座(60)内设有加热器(62)，用于对放置在该台座(60)上的基板(S)加热至适当的温度，以在沉积工艺中进行薄膜沉积。同时，台座(60)被接地，因而作为下方电极。为了防止工艺材料被沉积在基板(S)的周缘，遮盖框(Shadow Frame)(64)被设置在该台座(60)上，并遮盖基板(S)的周缘。
该室体(14)底侧、台座(60)下方形成出口(52)，以在完成沉积工艺后，将工艺气体制抽离至外界。
如图所示，作为上电极，且将工艺气体喷射至基板(S)上表面的扩散器(30)及背衬板(34)是通过设置在边缘的螺栓(42)而相互结合，且彼此电连接。多个绝缘件(44)(46)(48)设置在扩散器(30)及背衬板(34)相互结合的周缘部分以及室体盖(22)之间，以将室体盖(22)与扩散器(30)及背衬板(34)彼此电绝缘，并保持沉积室(10)内的真空状态。
虽然此种等离子增强化学气相沉积系统被设计成可利用将工艺气体沉积在基材表面上，但工艺气体亦可能沉积于沉积室的内表面。因此，重复使用此沉积室后，必须清洁沉积室的侧壁的内表面以除去在沉积室中已堆积的材料沉积层。其中一种清洁方法即为在远程等离子反应器(RemotePlasma Source Unit)(90)中激发等离子，以在沉积室外侧生反应物种，如NF3、SF6、F2或其它含卤素气体，再将此反应物种供应至沉积室中以对沉积室进行干式清洁程序，亦即使用等离子清洁剂而非使用水性清洁剂。
只是由于此清洁气体具有锈蚀性，因此，在使用此清洁气体对沉积室进行多次清洁程序后，将可能对沉积室的侧壁的内表面造成损害，因而需要更换沉积室的室体，以确保沉积的品质。
只是当欲处理的基板尺寸加大，因而必须同时加大沉积室的室体时，单一的远程等离子反应器将无法产生足够的，用于清洁沉积室的等离子，而需使用管线将多个远程等离子反应器所产生的反应物种并合。只是，应用管线的方式的设置弹性较小、造成杂乱的外观、且在需要更多个远程等离子反应器时会显得更为困难。
发明内容
为了在使用个远程等离子反应器的沉积室具有较高的的设置弹性较小，并提供整齐的外观，本实用新型提供一种远程等离子反应器的并合器，其在进入基材沉积室前将多个干式清洁气体流并合成并合流。.
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是，一种远程等离子反应器的并合器，适用于基材沉积室，具有：至少两个远程等离子反应器，每一个远程等离子反应器产生清洁气体流，且具有排出口，供该主要导管清洁气体流流出；歧管，具有多个入口及一个出口，其中该歧管内形成内部通道，与上述入口及该出口连通；主要管线，具有连接至该歧管出口的第一端，以及连接至该基材沉积室的第二端；及多个分支管线，各具有连接至各别远程等离子反应器的排出口的第一端，以及连接至该歧管的一个入口的第二端。
根据本实用新型，该内部通道包括主要通道，其第一端即为该歧管的出口，及多个分支通道，各具有一端即为该歧管的入口及以连通至该主要通道的不同位置的另一端。
根据本实用新型，该主要通道及分支通道将由上述远程等离子反应器产生且通过上述入口流入该歧管的清洁气体流合并成并合流，该并合流通过该出口离开该歧管。
根据本实用新型，该歧管是由铝块制成，并在铝块上钻孔以形成该主要通道及分支通道。
根据本实用新型，该并合器是设置在该沉积室的顶部。
根据本实用新型，该清洁气体为NF3等离子。
根据本实用新型，由于气相的TEOS气体在被注入沉积室内前，会绕过远程等离子反应器，因而不会发生冷凝现象，确保工艺气体能够以在基板上沉积成匀均的固态薄膜。
本实用新型的有益效果是，并合器可直接置放在沉积室上，邻近该沉积室的一个气体管线，以允许较高的的设置弹性较小，并提供整齐的外观。即便需要使用更多个远程等离子反应器产生更多量的反应物种，以配合较大尺寸的系统，只需将更多的分支管线连接至已预先形成在铝块内的分支通道即可轻易达成此目的。
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室的剖面示意图。
图2A是立体分解图，其图示本实用新型的歧管及不同管线。
图2B为本实用新型的歧管的平面视图。
图3是沿图2B的A-A线所取的剖面视图。
图4是立体分解图，其图示本实用新型的歧管及不同管线的另一实施例。
图5是公知的沉积室的剖面示意图。
图1至4中，100.远程等离子反应器的并合器；101.150.歧管；102.104.远程等离子反应器；107.排出口；103.主要管线；105.106.分支管线；121.入口；123.出口；131.主要通道；132.分支通道；135.151.152盖件；200.沉积板；215.扩散器；220.台座；222.台座轴；240.抽气泵；250.室体盖；271.入口；S.基材。
具体实施方式
图1是运用本实用新型的沉积室(200)的剖面示意图。如图1所示，此沉积室(200)的构成与图5中所示的公知沉积室相似。简言之，该沉积室(200)设置有工艺气体供应源(210)，通过气体管线(271)及入口(270)供应工艺气体至沉积室(200)内。工艺气体通过设置于室体盖(250)中的扩散器(215)，注入沉积室(200)中。沉积室(200)中另设置台座(220)，用于放置基板(230)，此台座(220)一般由平台(221)及具有调整上下高度的功能的台座轴(222)所构成，室体盖(250)并覆盖该沉积室(200)，以形成封闭空间，沉积室(200)中亦提供抽气泵(240)，将剩余的工艺气体抽离。
根据本实用新型，其并非使用远程等离子反应器生成清洁气体反应物种，而是将远程等离子反应器的并合器(100)设置在气体管线(271)的上游。该并合器(100)包括多个远程等离子反应器(102)(104)，每一个远程等离子反应器产生清洁气体流，且具有排出口(17)，供该主要导管清洁气体流，如NF3、SF6、F2或其它含卤素气体流，流出用；歧管(101)、主要管线(103)、及多个分支管线(105)(106)。该远程等离子反应器的数量可依照需要清洁的沉积室(200)所需的清洁气体量而定。本实用新型以两个远程等离子反应器作为说明的例示。远程等离子反应器的结构为一般公知结构，故不在此说明。
R，具有多个入口及一个出口，其中该歧管内形成内部通道，与上述入口及该出口连通；
主要管线，具有连接至该歧管出口的第一端，以及连接至该基材沉积室的第二端；及
多个分支管线，各具有连接至各别远程等离子反应器的排出口的第一端，以及连接至该歧管的一个入口的第二端。如NF3、SF6、F2或其它含卤素气体，再将此反应物种供应至沉积室中对沉积室进行干式清洁程序。根据本实用新型，远程等离子反应器的并合器.(10)设于该远程等离子反应器(270)的下游。
图2A是立体分解图，其表示本实用新型的歧管(101)及不同管线(103)(105)(106)。管线(103)(105)(106)的实际长度可以依照远程等离子反应器设置的位置而改变。图示的实施例并非用于限定此等管线(103)(105)(106)的长度。
图2B为本实用新型的歧管的平面视图。如图2A所示，歧管(101)具有多个入口(121，图中仅能显示一个)及个出口(123)。主要管线(103)，具有连接至该歧管(101)出口(123)的第一端，以及连接至该沉积室(200)的气体管线(271)的第二端(参图1)。分支管线(105)(106)各具有连接至各别远程等离子反应器(102)(104)的排出口(107)的第一端(参图1)，以及连接至该歧管(101)的个入口(121)的第二端。及
图3是沿图2B的A-A线所取的剖面视图。如图3所示，该歧管(101)内形成内部通道，与上述入口(121)及该出口(123)连通。
该歧管(101)的内部通道包括主要通道(131)，其第一端即为该歧管(101)的出口(123)，及多个分支通道(132)，各具有一端即为该歧管(101)的入口(121)，以及连通至该主要通道(123)的不同位置的另一端。
因此，该主要通道(131)及分支通道(132)可将由上述远程等离子反应器(102)(104)产生且通过该歧管(101)的入口(121)流入该歧管(101)的清洁气体流合并成并合流，该并合流再通过该出口(123)离开该歧管(101)。
根据本实用新型，该歧管(101)可由防锈蚀的金属制成，如铝块，并在铝块上钻孔以形成该主要通道(131)及分支通道(132)。主要通道(131)可为钻过铝块的未穿孔。如图3所示，若主要通道(131)完全贯穿铝块，即可在其中一个开口上设置盖件(135)以封闭歧管(101)。
在并合器(100)已通过分支管线(105)(106)连接至个别远程等离子反应器(102)(104)后，其可被设置在该沉积室(200)的顶部，邻近该沉积室(200)的气体管线，其中远程等离子反应器(102)(104)可被设置在离沉积室(200)较远的位置，因而提供更高的设置弹性，亦保持沉积室(200)整齐的外观。
当需要使用更多个远程等离子反应器产生更多量的反应物种，以配合较大尺寸的系统时，只需将更多的分支管线连接至已预先形成在铝块内的分支通道即可轻易达成此目的，如图4所示。此实施例中，歧管(150)上另形成两个入口(121)及分支通道，而此等分支通道在未被连接至任何分支管线时，是由盖件(151)(152)密封。
根据本实用新型，本实用新型的有益效果是，并合器可直接置放在沉积室上，邻近该沉积室的一个气体管线，以允许较高的的设置弹性较小，并提供整齐的外观。即便需要使用更多个远程等离子反应器产生更多量的反应物种，以配合较大尺寸的系统，只需将更多的分支管线连接至已预先形成在铝块内的分支通道即可轻易达成此目的。
虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定实用新型，任何所属领域的技术人员，在不脱离实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与改进，因此本实用新型的保护范围当依照权利要求所界定者为准。
Claims (6)
1.一种远程等离子反应器的并合器，适用于基材沉积室，其特征是具有：
至少两个远程等离子反应器，每一个远程等离子反应器产生清洁气体流，且具有排出口，供该主要导管清洁气体流流出；
歧管，具有多个入口及一个出口，其中该歧管内形成内部通道，与上述入口及该出口连通；
主要管线，具有连接至该歧管出口的第一端，以及连接至该基材沉积室的第二端；及
多个分支管线，各具有连接至各别远程等离子反应器的排出口的第一端，以及连接至该歧管的个入口的第二端。
2.根据权利要求1所述的远程等离子反应器的并合器，其特征是该内部通道包括主要通道，其第一端即为该歧管的出口，及多个分支通道，各具有一端即为该歧管的入口以及连通至该主要通道的不同位置的另一端。
3.根据权利要求2所述的远程等离子反应器的并合器，其特征是该主要通道及分支通道将由上述远程等离子反应器产生且通过上述入口流入该歧管的清洁气体流合并成并合流，该并合流通过该出口离开该歧管。
4.根据权利要求2所述的远程等离子反应器的并合器，其特征是该歧管是由铝块制成，并在铝块上钻孔以形成该主要通道及分支通道。
5.根据权利要求1所述的远程等离子反应器的并合器，其特征是该并合器是设置在该沉积室的顶部。
6.根据权利要求2所述的远程等离子反应器的并合器，其特征是该清洁气体为NF3等离子。
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