阅读说明：本技术 一种pecvd薄膜沉积腔室及pecvd工艺 (A kind of PECVD thin film deposition chamber and pecvd process ) 是由 李伯平 李渊 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种PECVD薄膜沉积腔室及PECVD工艺。PECVD薄膜沉积腔室包括：沉积腔室本体,上电极和下电极,均设置在沉积腔室本体内部,上电极和下电极用于施加电源,并在上电极和下电极之间形成等离子体；真空腔室阀门,设置在沉积腔室本体内部,用于在开启状态下联通沉积腔室本体与大气压,并且在关闭状态下密封沉积腔室本体；固定载具,固定载具与下电极固连,位于上电极和下电极之间,用于承载待加工工件。本发明通过固定载具设置在PECVD薄膜沉积腔室中,在该腔室完成薄膜沉积工艺这一过程中不采用载具,从根本上杜绝了污染源,从而避免沉积不同掺杂层之间的掺杂原子交叉污染,适合大规模生产PECVD薄膜沉积。(The present invention relates to a kind of PECVD thin film deposition chamber and pecvd processes.PECVD thin film deposition chamber includes: deposition chambers ontology, top electrode and lower electrode, is arranged at deposition chambers body interior, top electrode and lower electrode for applying power supply, and form plasma between the upper and lower electrodes；Vacuum chamber valve, setting is in deposition chambers body interior, for connection deposition chambers ontology and atmospheric pressure in the on state, and seals deposition chambers ontology in the off state；Fixed carrier, fixed carrier and lower electrode are connected, between top electrode and lower electrode, for carrying workpiece to be processed.The present invention passes through fixed carrier and is arranged in PECVD thin film deposition chamber, the chamber complete thin film deposition processes this during do not use carrier, pollution sources are fundamentally prevented, to avoid depositing the foreign atom cross contamination between different doped layers, it is suitble to large-scale production PECVD film deposition.)

一种PECVD薄膜沉积腔室及PECVD工艺

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别是涉及一种PECVD薄膜沉积腔室及PECVD工艺。

背景技术

PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)是指等离子体增强化学的气相沉积法。这种方法有很多优点，比如成膜质量好等。PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜成分原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。

为避免沉积不同掺杂层之间的掺杂原子交叉污染，适合大规模生产的PECVD设备必须具备多个独立封闭的腔室，产品通过载具在各个腔室中移动，这些对制备条件的特殊要求势必增加产品的成本，不利于提高产品的竞争力，而且载具在各个腔室中移动时载具上的上一次沉积的薄膜掺杂原子也会对本次掺杂薄膜形成污染。为了避免或减少污染的产生，传统技术采用了以下的各种方法：每一种薄膜采用一个PECVD腔室沉积，各种薄膜沉积用到的载板单独使用，不与其他种薄膜PECVD沉积腔室混用，每一次在产品镀完膜后均需采用自动化把产品从前一次镀膜用的专门产品载具中移出、并移栽到下一道镀膜专用产品载具内，以避免污染。该方法增加了PECVD设备的复杂度、自动化的复杂度，且需要增加多个腔室，PECVD设备成本上难以降低；每一种薄膜采用一个PECVD腔室沉积，各种薄膜沉积用到的载板共享使用，载板携带产品进入到其他种薄膜PECVD沉积腔室前，先采用离子清洗的方式去除载板在前一PECVD腔室沉积的掺杂原子，以避免污染。该方法事实上无法完全去除前一ECVD腔室沉积的掺杂原子，但可以减少污染，由于增加了离子清洗工序，设备的成本上升很多，不利于产业化。

发明内容

基于上述缺点，发明人通过大量研究发现，沉积不同掺杂层之间的掺杂原子交叉污染多是由于载具上在PECVD薄膜沉积腔室中会同时沉积该薄膜，而载具在传到下一种薄膜沉积腔室中时，载具上的上一次沉积的薄膜掺杂原子也会对本次掺杂薄膜形成污染。

由此，本发明提供一种PECVD薄膜沉积腔室及PECVD工艺，以实现降低成本的目的。具体技术方案如下：

一种PECVD薄膜沉积腔室，包括：

沉积腔室本体，

上电极和下电极，均设置在所述沉积腔室本体内部，所述上电极和下电极用于施加电源，并在所述上电极和下电极之间形成等离子体；

真空腔室阀门，设置在所述沉积腔室本体内部，用于在开启状态下联通所述沉积腔室本体与大气压，并且在关闭状态下密封所述沉积腔室本体；

固定载具，所述固定载具与所述下电极固连，位于所述上电极和下电极之间，用于承载待加工工件。

本发明所述的PECVD薄膜沉积腔室，优选地，所述固定载具为导电材料的固定载具；更优选为石墨固定载具、碳纤维固定载具、铝制固定载具中的一种。

本发明所述的PECVD薄膜沉积腔室，优选地，所述上电极和下电极用于施加RF射频电源或VHF甚高频电源。

本发明所述的固定载具可以是本领域所允许的一切可以想到的形状，所述固定载具可以是单层固定载具、两层固定载具或多层固定载具。(此处所述的多层是指三层或更多层)

本发明所述的PECVD薄膜沉积腔室，优选地，还可以包括磁场装置；

气源入口，用于在所述真空腔室阀门关闭状态下向所述沉积腔室本体内输送工艺气源。

本领域技术人员可以理解，本发明所述的PECVD薄膜沉积腔室还可进一步包括载具加热装置、载具传输装置、下电极升降装置等中的一种或至少两种。

与此同时，本发明同时提供一种生产PECVD薄膜的工艺，优选地，使用上述任一项技术方案所述的PECVD薄膜沉积腔室以完成生产PECVD薄膜。

本发明所述的工艺，优选地，包括如下步骤：

1)将所述待加工工件通过自动化方法放置在所述固定载具上；

2)进行薄膜沉积；

3)将加工后的工件通过自动化方法移出所述PECVD薄膜沉积腔室。

本发明所述的工艺，优选地，步骤2)包括：

关闭所述真空腔室阀门，待所述沉积腔室本体内部真空后，通过所述气源入口向所述沉积腔室本体内部输送工艺气源，所述工艺气源在所述上电极和下电极之间形成等离子体，在此条件下所述待加工工件完成薄膜沉积。

本发明所述的工艺，优选地，所述工艺气源包括(但不限于)含有硅和/或氢的气体。

作为解释和说明，本发明所述的自动化方法可以是本领域所允许的一切可以想到的方法(如采用自动化设备加以完成，举例如机械手、传送带、辊道等等)，通过自动化移载产品到固定载具及通过自动化从固定载具移载产品离开，所有这些均在本发明的保护范围内。

如上所述，本发明通过固定载具设置在PECVD薄膜沉积腔室中，且利用自动化将待加工工件移送到PECVD薄膜沉积腔室，在该腔室完成薄膜沉积工艺后再次通过自动化移出PECVD薄膜沉积腔室，这一过程中不采用载具，从根本上杜绝了污染源，从而避免沉积不同掺杂层之间的掺杂原子交叉污染，这一方法适合大规模生产PECVD薄膜沉积。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种PECVD薄膜沉积腔室的结构示意图；

图2为本发明所提供的一种PECVD薄膜沉积腔室的立体图；

图3为本发明所提供的一种PECVD薄膜沉积腔室的使用状态示意图；

附图标记：

A：待加工工件；

101：沉积腔室本体；

102：上电极；

103：下电极；

104：真空腔室阀门；

105：固定载具。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参考附图1-3，本实施例提供一种PECVD薄膜沉积腔室，包括：

沉积腔室本体101，

上电极102和下电极103，均设置在所述沉积腔室本体101内部，所述上电极102和下电极103用于施加电源，并在所述上电极102和下电极103之间形成等离子体；

真空腔室阀门104，设置在所述沉积腔室本体101内部，用于在开启状态下联通所述沉积腔室本体101与大气压，并且在关闭状态下密封所述沉积腔室本体101；

固定载具105，所述固定载具105与所述下电极103固连，位于所述上电极102和下电极103之间，用于承载待加工工件。

由此，通过把用于承载加工工件的固定载具105固定到PECVD薄膜沉积腔室中，可借助自动化装置将待加工工件A移送到PECVD薄膜沉积腔室，在该腔室完成薄膜沉积工艺后再次通过自动化移出PECVD薄膜沉积腔室，这一过程中不采用其他载具，从根本上杜绝了污染源，从而避免交叉污染。

本实施例所述的PECVD薄膜沉积腔室，优选地，所述固定载具105为石墨固定载具105、碳纤维固定载具105、铝制固定载具105或其他导电材料加工的载具中的一种。

由此，所述固定载具坚固耐用，稳定可靠。

本发明所述的固定载具105可以是本领域所允许的一切可以想到的形状，所述固定载具可以是单层固定载具、两层固定载具或多层固定载具。(此处所述的多层是指三层或更多层)

本实施例所述的PECVD薄膜沉积腔室，优选地，所述上电极102和下电极103用于施加RF射频电源或VHF甚高频电源。

本实施例所述的PECVD薄膜沉积腔室，优选地，还可包括磁场装置；

气源入口，用于在所述真空腔室阀门104关闭状态下向所述沉积腔室本体101内输送工艺气源。

本领域技术人员可以理解，本发明所述的PECVD薄膜沉积腔室还可进一步包括载具加热装置、载具传输装置、下电极升降装置等中的一种或至少两种。并且，上述的载具加热装置、载具传输装置、下电极升降装置等中的一种或至少两种可按照本领域可接受的方式设置或安装在所述的PECVD薄膜沉积腔室。

实施例2

参考附图1-3，本实施例提供一种利用实施例1所述的PECVD薄膜沉积腔室进行生产PECVD薄膜的工艺，包括如下步骤：

1)将所述待加工工件通过自动化设备放置在所述固定载具105上；

2)进行薄膜沉积；

3)将加工后的工件通过自动化设备移出所述PECVD薄膜沉积腔室。

本实施例所述的工艺，优选地，步骤2)包括：

关闭所述真空腔室阀门104，待所述沉积腔室本体101内部真空后，通过所述气源入口向所述沉积腔室本体101内部输送工艺气源，所述工艺气源在所述上电极102和下电极103之间形成等离子体，在此条件下所述待加工工件A完成薄膜沉积。

本实施例所述的工艺，优选地，所述工艺气源选自包括含有硅和/或氢的气体。

在本发明前，传统的适合大规模生产PECVD薄膜沉积各类方法上没有采用载盘固定到PECVD薄膜沉积腔室中、仅通过自动化不使用产品载具来移栽产品进出PECVD薄膜沉积腔室。本发明通过固定载具设置在PECVD薄膜沉积腔室中，且利用自动化将待加工工件移送到PECVD薄膜沉积腔室，在该腔室完成薄膜沉积工艺后再次通过自动化移出PECVD薄膜沉积腔室，这一过程中不采用载具，从根本上杜绝了污染源，从而避免沉积不同掺杂层之间的掺杂原子交叉污染，这一方法适合大规模生产PECVD薄膜沉积。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。