TW200809924A - Chemical vapor thin film deposition device - Google Patents

Description

200809924 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種化學氣相薄膜沈積設備，尤指一種 具水平鍍覆面及動力源控制加熱線之化學氣相薄膜沈積設 5 備。 【先前技術】 一般應用在工業上的薄膜沈積（Thin Film Deposition) 之種類，視薄膜形成的沈積過程之中，是否產生化學反應， 10 而可略分為物理氣相沈積（Physical Vapor Deposition， PVD)、以及化學氣相沈積（Chemical Vapor Deposition，CVD) 兩種。 其中，熱線化學氣相沈積（Hot Filament CVD，HFCVD) 係屬於化學氣相沈積之一種，因熱線化學氣相沈積具有覆 15 蓋性佳、薄膜均勻度優良、純度高、以及可沈積大面積基 材等諸多優點，故廣泛應用在製作如鑽石薄膜、多晶矽奪 材料上。 熱線化學氣相沈積之基本原理，係透過設置在反應腔 體内之熱線（Hot Filament)，利用其表面之高溫，將通過熱 20 線之反應氣體高溫裂解、或激發解離，使原子在基板上沈 積形成薄膜。 在實際的製程應用上，反應腔體内部之基板反應溫度 需控制在最佳的製程條件内，所沈積出的薄膜純度、厚度、 及均勻性等品質參數才能獲得控制。 ^ 200809924 然而，該化學氣相薄膜沈積設備在鍍覆時，反應腔體 2的熱線表面溫度（熱線溫度視欲鍍覆之材料而不同）有 時會高達2400。(：以上；在如此溫度變化的情形下，熱線會 自然伸長’且可能因為反應氣流的吹人而產生晃動，因而 左右偏移擺動’導致薄膜沈積厚度不均、甚或熱線斷裂碰 觸基材使基材破裂。 為了解決上述的問題，目前業界係以加裝彈簧、或琺 碼在熱線兩端等種種手段，欲解決熱線因溫度變化而伸長 之問題，然而均不甚理想，仍有改進之空間。 10 15

【發明内容】 本發明係有關於-種具水平錄覆面及動力源控制加熱 線之化學氣相薄膜沈積設備，其係、包括有—腔體、至少二 電極、複數條熱線、以及-旋轉動力源。 谷空間，欲進行鍍膜處理的基 内。前述之基材係包括一欲進 上述之腔體内具有一内 材可放置在腔體之内容空間 行鑛膜之上平面。 此外，上述之至少二電極，其係設置於腔體之内容空 間内，此至少二電極中包括有至少-旋轉電極。 另外上述複數條熱線，其兩端係分《憎置於上述至 少-電極上，並分別具有一特定張力。前述熱線係分別距 離上述基材之上平面一特定距離。 6 200809924 最後，上述之旋轉動力源，係可促使上述至少一旋轉 電極朝特定方向旋轉’進而保持上述熱線與基材間之特定 距離不變。 藉此，當熱線在腔體内受到高溫而產生伸長之時，可 透過旋轉電極旋轉拉樓，與基材之所欲鑛膜之上平面維持 固定距離，改善習知之缺點。 此外，本發明更可包括有至少一感測器，其係可感測 :線與基材上平面間之特定距離之變化、並輸出一感測訊 號。 承上所述，此至少一感測器係可採用光學感測器、熱 “偶感測為、或其他等效感測裂置。 述’本發明更可包括_控制器，其係可接收感 感：訊號、進而控制旋轉動力源。又感測器之感測 «亦可直接回駐旋轉動力料行 』 15 缺碼等僅單向控制熱線而沒有妹用^或 保熱線與基材可維持-特定距離。〜胃°技術更此確 測上=線:::::包括::少-應力感測器，其係感 力源，或亦可未經控制器而直 制。 我口饋至％轉動力源進行控 再者’本發明之旋轉動力源係可 产厂 紅、㈣缸、或其他等效之旋轉動力源。〜、μ 20 200809924 最後，本發明之每一 絲，當採用複數條熱絲時 述之熱線，藉以增加熱線 能0 熱線係可包括至少一條較細之熱 ’该等熱絲係可相互絞合成為上 之強度，並強化其高溫之物理性 【實施方式】 ス下為本發明較佳的實施例，進一步詳述本發明的 特點及功效。惟，該等實施細節僅係用於說明本發明之特 點而非以侷限本發明之範w壽。 ' 10 如圖1係本發明第一較佳實施例之示意圖，圖4係為圖！ 之加熱線的局部放大示意圖。 如圖1所示，本實施例具有一進行鍍膜作業之腔體ι， 在腔體1内具有-内容空間u。所欲進行化學氣相沈積之鑛 膜作業的基材9,係放置於内容空間u内一適當之台座上， 15 基材9係具有欲進行鍵膜之一上平面91。

此外，在内容空間11内部兩邊，設置有二電極2,21。· 在本貫施例中，右側係為一旋轉電極21，其上設置有六條 熱線4，而左側係為一固定電極2。且如圖4 (圖1之熱線A 的放大圖）所示，每一熱線係分別由三條線徑較細之熱絲 20 401所相互絞合而成。 承上所述，每一熱線4之兩端除了分別設置於前述之固 定電極2、及旋轉電極21上之外，該等熱線4並相互平行形 成一與設備底槽水平之鍍覆面，每一熱線4係分別距離基材 8 200809924 9之上平面91一特定距離m，且每一熱線4係分別具有一特 定張力。 另卜％轉電極21 —端係設置在一旋轉動力源3上。在 本實施例中，旋轉動力源3係採用一電動馬達。 、卜$疋轉龟極21上係裝設有一應力感測器5 〇丨，其係 可感载置於旋轉電極21±之每—熱線4之特定張力，並輸 出感/則Λ就至外部之一控制器93進行運算。透過控制器 93進订運异| ’可控制旋轉動力源3，進而促使決定旋轉電 極21朝特疋方向旋轉’而維持特定距離⑴於一定值。 10 如此一來，當熱線4在腔體1内部因鍍膜作業之溫度變 化而產生伸長之時，可由旋轉電極21旋轉拉撐，使熱線4與 基材9之上平面91維持一固定距離。 、承上所述，雖然在本實施例中，應力感測器％ 1係傳輸 -感測訊就至外部之控制器_行運算，然而應力感測器 15 501亦可透過自動控制等手段，不經由控制器％運算而直接 回饋感測訊號至旋轉動力源3直接進行控制。 請再參閱圖2係本發日月第二較佳實施例之示意圖。本實 %例之結構大致與第一較佳實施例大致相同，惟在旋轉電 極之處進行又化’並加裝感測器，故本實施例亦能達成前 20 例之各種功效。 —如圖2所不，本實施例之旋轉電極22係採用直立式，且 每方疋轉電極22上所分別設置之熱線41係同時連接至另一 侧之固定電極2。每-旋轉電極22係分別設置在一旋轉動力 源31上，本貫施例之旋轉動力源係採用電動馬達。 9 200809924 另外，一成對之感測器5，其係感測基材鍍膜面至每一 熱線41之間之特定距離〇2的變化，並輸出一感測訊號至外 部之一控制器931進行運算。在本實施例中，感測器5係採 用光學感測器，當然亦可採用紅外線、或其他等效之光感 5 測裝置。控制器931接收感測訊號之後，再透過線控方式， 控制旋轉動力源3 1輸出動力以控制旋轉電極22旋轉，藉以 拉撐母一熱線41，進而保持基材至每一熱線41之間之特定 距離D2維持在一定值。 承上所述，雖然在本實施例中，感測器5係傳輸一感測 °凡號至外°卩之控制為93 1進行運算，然而感測器5亦可透過 自動控制等手段，經由控制器931運算而直接回饋感測 訊號至旋轉動力源3 1進行控制。 請再參閱圖3係本發明第三較佳實施例之示意圖。同樣 的本貝鈿例之結構大致與第一較佳實施例大致相同，惟 15 «轉電極之處進行變化，並加裝感測器，故本實施例亦 能達成前例之各種功效。 如圖3所示，本實施例之旋轉電極23係採用直立式，且 分別設置在相對侧。每一成對之旋轉電極23係設置有熱線 42’ 一共為六對旋轉電極23、及六條熱線42。此外，每一 '旋轉電極23係分別設置在一旋轉動力源32上，本實施例之 旋轉動力源32係採用電動馬達。 另外 成對之感測器51係感測每一熱線42之溫度變 化’並輸出-相賴至外部__控㈣932 判斷每一熱線42是否因伸；而于丁如 货甲長而垂下。在本實施例中，感測 200809924 器51係採用熱電偶感測器。當控制器932運算比對完成之 後’透過線控方式控制旋轉動力源32輸出動：，以：制兩 側成對之旋轉電極23旋轉，藉以拉撐每—熱線42，避免教 線42因伸長而垂下碰觸到基材之鐘膜面，故本實施例亦能 達成第一較佳實施例之各種功效。 本發明所主張 而非僅限於上 上述實施例僅係為了方便說明而舉例

之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準 述實施例。 1〇 【圖式簡單說明】 圖1係本發明第一較佳實施例之示意圖。 圖2係本發明第二較佳實施例之示意圖。 圖3係本發明第三較佳實施例之示意圖。 圖4係圖1之熱線A的局部放大示意圖。 15

【主要元件符號說1 1 腔體 21，22,23旋轉電極 401熱絲 9 基材 m，D2特定距離 11 内容空間 3,31，32旋轉動力源 5，51感測器 91 上平面 2 固定電極 4,41，42，A 熱線 501應力感測器 93,931，932控制器 11

Claims (1)

1. 200809924 十、申請專利範圍： 1·一種具水平鍍覆面及動力源控制加熱線之化學氣相 薄膜沈積設備，包括： 一腔體，其係包括一内容空間，該内容空間係設置有 5 至少一基材，該至少一基材係包括一上平面； 至少二電極，其係設置於該内容空間内，該至少二電 極包括至少一旋轉電極； 複數條熱線，其兩端係分別設置於該至少二電極上， 並相互平行形成一水平鍍覆面，該等熱線係分別距離該至 10少一基材之該上平面一特定距離，該等熱線係分別具有一 特定張力；以及 A 一旋轉動力源，係促使該至少一旋轉電極朝特定方向 旋轉，進而保持該特定距離不變。 ° 15

   20 2·如申請專利範圍第丨項所述之化學氣相薄暝沈積設 備:其更包括有至少-光學感測器，其係感測該特定= 之變化’並輸出一感測訊號。 薄膜沈積設 ’進而控制 3 ·如申請專利範圍第2項所述之化學氣相 備，其更包括一控制器，其係接收該感測訊號 該旋轉動力源。 4·如申請專利範圍第2項所述之化學氣相薄 備，其中，該感測訊號係直接控制該旋轉動力源。 、 5.如申請專利範圍第i項所述之化學氣相薄膜沈 備，其更包括有至少一應力感測器，其係感測該、 之變化，並輸出一感測訊號。 、張’ 12 200809924 薄膜沈積設 ，進而控制 6·如申請專利範圍第5項所述之化學氣相 備〃更包括一控制為，其係接收該感測訊號 該旋轉動力源。 i如中請專利範圍第5項所述之化學氣相薄膜沈積設 /、中，該感測訊號係直接控制該旋轉動力源。 ^如申請專利範圍第旧所述之化學氣相薄膜沈積設

   10 15 加命更包括有至 > —熱電偶感測11，其係、感測該等熱線 之溫又變化，並輸出一感測訊號。 薄膜沈積設 ，進而控制 9·如申請專利範圍第8項所述之化學氣相 備/、更包括一控制器，其係接收該感測訊號 該旋轉動力源。 =·如申請專利細8項所述之化學氣相薄膜沈積設 備/、中，該感測訊號係直接控制該旋轉動力源。 I，1如中請專利範圍第1項所述之化學氣相薄膜沈積設 、一中，該旋轉動力源係選自下列群組至少其一：+ 馬達、液壓缸、及氣壓缸。 ^ ^•如中請專利項所述之化學氣相薄膜沈積設 的八：Γ每一熱線係包括複數條熱絲，該等熱絲係相互 紅5成為該熱線。 20 13