[发明专利]一种稳定气流的等离子辅助氧化装置

说明书

本发明揭示了一种稳定气流的等离子辅助氧化装置，其包括等离子处理腔、输送穿过所述等离子处理腔内部的输送装置以及位于所述输送装置上用于承载基板的载板，所述等离子处理腔内位于所述输送装置的上方沿输送方向依次设置有气体导入系统、阴极板以及抽真空系统，所述等离子处理腔内位于所述输送装置的下方形成有与所述阴极板上下相对的阳极板，所述阴极板通过导线电连通于高频电源，所述气体导入系统与所述抽真空系统配合在所述输送装置上方空间内形成有弧形轨迹的气流场，所述阳极板与所述阴极板配合在两者之间的空间内形成有自下而上的电场。本发明解决基片平行传动对电场和流场的扰动问题，从而提高被氧化薄膜的整体均匀度。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，特别是涉及一种稳定气流的等离子辅助氧化装置。

背景技术

从20世纪60~70年代以来由于半导体和集成电路技术发展和生产的需要，化学气相沉积技术CVD得到了迅速和广泛的发展。目前，在制造硅基半导体器件中，PECVD技术在薄膜制备领域中凭借其可低温制备、高沉积速率和良好的阶梯覆盖性具有极大的应用潜力。

PECVD设备中核心装置为等离子处理装置，等离子处理装置通常具有成对的阴极电极和阳极电极以及供应用于产生等离子体的反应气体的气体供应装置。基于辉光放电方法的PECVD技术，能够使得反应气体在外界电磁场的激励下实现电离形成等离子体，等离子体的存在可以使得含氧反应气体分解或电离，同时扩散至被处理基片表面，使得基片表面氧化。

在PECVD技术中，在高功率的沉积过程中，不稳定的气体压强会导致供电电极异常放电，从而导致被处理基片表面薄膜的不均匀性提高。反应气体通常采用在阴极电极表面上设置的喷淋板来供应到阴极电极和阳极电极之间，实现在整个等离子体产生空间均匀扩散气体。而在PECVD产线制备氧化薄膜的过程中，考虑到被处理基片面积的扩大和节拍问题，基片的传动方式由传统的旋转变为平行传动。

现有技术中专利公开号为CN206774570U公开了一种太阳能电池镀膜设备及太阳能电池链式生产设备，其采用连续输送装置实现基板的自动水平输送，然后依次穿过预热腔室、氧化腔室与镀膜腔室；其中在氧化腔室中，在靠近输入侧且位于输送装置的下方设置等离子体发生器，在等离子体发生器的上方设置导流板，利用导流板斜向向下向后吹气，配合氧化腔室输出侧位于输送装置下方的抽真空口的负压，形成气流场，该气流场位于氧化腔室的内部，且没有特定管路限定其气流场的走向，而真空抽气口的位置又设置在氧化腔室的输出侧底部，当真空抽气口抽真空时，氧化腔室内的气体会从真空抽气口的各个方向涌来，其中就包括输送装置下方的空间，因此，导流板吹出的气体会形成两股气流，一股气流流经输送装置与上方的加热装置之间的空间，另一股气流流经输送装置下方的空间，而流经输送装置上方空间的反应气体才起到了作用，流经输送装置下方空间的气体则造成了浪费；上述结构在输送装置与加热装置之间对应的氧化反应区段并不存在电场，反应气体是先电离为等离子体，然后再在气流场的作用下扩散至基板所在区段使基片表面氧化。这种模式下等离子体在行进过程中离子浓度随着与基板反应而不断降低，且气流很难分散均匀，从而导致氧化反应不均匀。

由于基片平行传动会引发许多问题，包括随着基片传动过程中电场强度的变化以及平行传动对反应气体及等离子体的扰动。这些问题会进一步导致被处理基片表面不均匀性的提高，使得最终半导体器件性能的下降。

因此，亟需对现有的等离子反应腔腔体结构进行进一步改进，以解决基片平行传动对电场和流场的扰动问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种稳定气流的等离子辅助氧化装置，解决基片平行传动对电场和流场的扰动问题，从而提高被氧化薄膜的整体均匀度。