等离子体增强化学气相沉积装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种等离子体增强化学气相沉积（ＰＥＣＶＤ）装置，包括设置于腔室中的匀流室和工艺室，所述匀流室位于工艺室的上方，匀流室的上部设置有进气口，下部为设置有喷淋孔的喷淋板，工艺室的下部设置有下电极，匀流室的周壁与电源相连接，下电极和腔室的周壁与地相连接，在匀流室内设置有清洗电极，清洗电极通过开关装置可选择性地与电源或者地相连接。本发明专利技术因在匀流室内设置有清洗电极，则在该清洗电极接地并通入清洗气体时，在匀流室内产生等离子体，对匀流室内的污染颗粒进行有效清洗和去除，实现对匀流室的原位干法清洗，同时不影响ＰＥＣＶＤ装置正常工作和工艺，提高了ＰＥＣＶＤ装置的使用寿命和工件沉积的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子体增强化学气相沉积设备，更具体而言，涉及一种带自清洗功 能的新型等离子体增强化学气相沉积装置。
技术介绍
等离子体增强化学气相沉积(PlasmaEnhanced Chemical VaporD印osition，简 称为PECVD)设备广泛用于半导体工业、太阳能电池制作工艺中，用于沉积各种薄膜，如氮 化硅薄膜，透明导电薄膜，太阳能减反射膜等。例如，太阳能电池制作工艺中，要用到等离子 体增强化学气相沉积设备，尤其是在大面积晶体硅太阳能电池的制作工艺中的应用就更加 广泛，在太阳能电池的制备工艺流程中，PECVD设备是制备减反射膜的设备，PECVD的工作 原理示意图如图1所示上电极接电源，下电极接地，待加工的工件位于下电极上，上下电 极之间为工艺腔室，工作时，工艺气体(如SiH4、NH3等)进入工艺室，在电场的作用下被电 离、离解或激发成要沉积的薄膜成分，然后在待加工的工件上沉积成薄膜，最终工艺副产物 被抽走，完成对待加工工件的沉积。所述工件，为包括硅片等具有相同加工原理的其他产PΡΠ O图2为现有技术PECVD设备结构示意图腔室1内设置有勻流室2和工艺室3，勻 流室2上部有进气孔21、下部有喷淋板22，喷淋板22上设置有喷淋孔221，包括喷淋板在内 的勻流室2的周壁接射频、直流高压等电源，形成上电极，工艺室3的下部设置有带加热器 331的下电极31。工作时，上电极(即勻流室2的周壁)接射频或者直流高压等电源，下电 极31接地，工艺气体首先从进气口 21进入勻流室2中，在勻流室2内，工艺气体的流场和 流速被均勻化，然后通过喷淋板22的喷淋孔221进入工艺室3，当加入射频功率或者直流高 压等高电位后，会在工艺室3(即喷淋板22和下电极31之间)内放电产生工艺等离子体， 从而在硅片(置于下电极31上，图中未示出)等工件表面沉积成太阳能减反射膜、导电薄 膜等沉积膜，且由于勻流室2周壁均与射频或直流高压等电源相连接而同电位，因此不会 在勻流室2内产生等离子体，只会在工艺室3内产生等离子体，以实现对工件的等离子体增 强化学气相沉积。其中，所述的勻流室2，为一个相对独立的密闭腔室，其上部开有进气口 21，下部 为喷淋板22，且在喷淋板22上均勻设置有多个喷淋孔221，包括喷淋板22在内的所述勻 流室2的周壁均与射频、直流高压等电源相连接，形成高电位，作为上电极。工艺气体从进 气口 21进入勻流室时，是不均勻的，若直接对其进行等离子电离，则导致电离不均勻、不充 分，从而影响沉积的效果且效率低，因此必须对工艺气体进行均勻化处理，勻流室2就是起 均勻工艺气体的作用，被均勻化后的工艺气体，通过喷淋板22上的喷淋孔221进入工艺室 3，在电场的作用下将其电离形成等离子体从而实现化学气相沉积。因此，要求喷淋孔221 的分布尽量均勻，这样可以保持被勻流后的工艺气体均勻地进入工艺室3内，保证沉积工 艺的质量和沉积的效率。所述工艺室3则为腔室1中勻流室2和下电极31之间的空间，腔室1的周壁和下电极31接地，则工艺室内为不等电位，从而产生等离子体，实现对工艺气体的电离、离解等 物理、化学反应，完成气相化学沉积。上述现有技术，在采用PECVD工艺沉积太阳能减反射膜或者导电薄膜等沉积膜 时，需要在加热的条件下进行，一般需要将下电极加热到300°C 500°C，甚至更高的温度， 因此，喷淋板22，腔室1的壁以及勻流室2内，都有较高的温度。当工艺气体通过勻流室2 时，由于勻流室2内有一定的温度，则会使工艺气体产生通常的化学气相沉积(Chemical VaporDeposition,简称CVD)，如形成氮化硅等，又由于勻流室2内的温度相对工艺室3要 低，则在较低的温度下容易使CVD形成颗粒状物质(业内称为污染颗粒)，因此一段时间后， 会在整个勻流室2周壁的内表面上都会覆盖上一层非致密的、颗粒状物质，而且这些颗粒 还会通过喷淋板22上的喷淋孔221落到工艺室3内的待加工工件例如硅片等上，从而影响 工艺腔3内PECVD工艺结果和工件的产品质量，带来不良效果，例如，在太阳能领域则会影 响电池的效率。因此，如何在保证在通常的PECVD工艺的情况下，有效去除污染颗粒、保证 工件的产品质量，是急需解决的一个问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种新型PECVD装置，此装置不仅能够满足目前PECVD 设备沉积工艺的需求，还能够利用原位方法产生等离子体对PECVD勻流室进行干法清洗， 去除勻流室内产生的污染物颗粒，以提高PECVD工艺结果和工件的沉积质量。为了解决上述现有技术的问题、实现本专利技术目的，本专利技术提供了一种新型等离子 体增强化学气相沉积装置，包括设置于腔室中的勻流室和工艺室，所述勻流室位于所述工 艺室的上方，所述勻流室的上部设置有进气口，下部为设置有喷淋孔的喷淋板，所述工艺室 的下部设置有下电极，所述勻流室的周壁与电源相连接形成上电极，所述下电极和所述腔 室的周壁与地相连接，其特征在于，在所述勻流室内设置有清洗电极，所述清洗电极通过开 关装置可选择性地与所述电源或者所述地相连接。进一步，在所述清洗电极与所述电源连接时，所述进气口进入的是等离子体增强 化学气相沉积用工艺气体，以便实现对工件的等离子体增强化学气相沉积，在所述清洗电 极与所述地连接时，所述进气口进入的是清洗用清洗气体，以便实现对所述勻流室的清洗。优选地，所述电源可以为射频电源、直流高压电源或者脉冲电源。所述下电极31带加热装置311，所述工艺气体为SiH4或NH3或两者的混合。所述清洗气体为NF3、F2或SF6中的一种或多种。所述开关装置为单刀双掷开关、电子开关或者继电器。所述清洗电极为整块实体板。或者，所述清洗电极为带清洗气孔的板，所述清洗气孔在所述板上的分布可根据 要求进行调整。进一步，所述清洗电极上的所述清洗气孔为直通孔或者台阶通孔。优选地，所述清洗电极为铝、不锈钢、铜、石墨或者碳化硅制成。根据本专利技术提供的一种新型等离子体增强化学气相沉积装置，因在勻流室内设置 有清洗电极，则在该清洗电极接地并通入清洗气体时，在勻流室内产生等离子体，对勻流室 内污染颗粒进行有效清洗和去除 实现对勻流室的原位干法清洗，提高了 PECVD装置的工艺性能，且不影响PECVD装置的正常工作和工艺，本专利技术的新型等离子体增强化学气相沉 积装置可完全替代现有技术中的PECVD装置，同时提高了 PECVD装置的使用寿命和工件沉 积的质量。附图说明图1为PECVD的工作原理示意图；图2为现有技术PECVD设备的结构示意图；图3为根据本专利技术的一种新型PECVD装置的结构示意图；图4为根据本专利技术的一种新型PECVD装置的工作状态示意图；图5为根据本专利技术的一种新型PECVD装置的清洗状态示意图；图6为根据本专利技术的一种新型PECVD装置中清洗电极上清洗气孔布置的一实施例 示意图；图7为根据本专利技术的一种新型PECVD装置中清洗电极的清洗气孔的一种结构示意 图；图8为根据本专利技术的一种新型PECVD装置中清洗电极的清洗气孔的另一种结构示 意图。具体实施例方式下面结合附图说明根据本专利技术的具体实施方式。图3示出了根据本专利技术的一种新型等离子体增强化学气相沉积(PECVD)装置的结 构示意图。根据本专利技术的一种新型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体增强化学气相沉积装置，包括设置于腔室中的匀流室和工艺室，所述匀流室位于所述工艺室的上方，所述匀流室的上部设置有进气口，下部为设置有喷淋孔的喷淋板，所述工艺室的下部设置有下电极，所述匀流室的周壁与电源相连接形成上电极，所述下电极和所述腔室的周壁与地相连接，其特征在于，在所述匀流室内设置有清洗电极，所述清洗电极通过开关装置可选择性地与所述电源或者所述地相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦刚，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]