一種大面積平板式pecvd設(shè)備反應(yīng)腔壓力的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大面積平板式PECVD設(shè)備反應(yīng)腔壓力的控制裝置，包括反應(yīng)腔體，所述反應(yīng)腔體入口端與送氣系統(tǒng)連通，所述反應(yīng)腔體出口端通過氣路管道與真空泵連通，所述反應(yīng)腔體與所述真空泵之間的氣路管道上安裝有真空蝶閥；所述真空蝶閥與所述反應(yīng)腔體之間的氣路管道與微調(diào)氣路連通，所述微調(diào)氣路由質(zhì)量流量控制器和相應(yīng)的管道組成。所述的反應(yīng)腔體出口端氣路管道安裝有壓力傳感器；所述真空蝶閥的電子執(zhí)行器、微調(diào)氣路中的質(zhì)量流量控制器與控制器連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了PECVD工藝準(zhǔn)備階段反應(yīng)室壓力的快速降低和工藝過程中反應(yīng)腔真空度的精確控制功能。
【專利說明】—種大面積平板式PECVD設(shè)備反應(yīng)腔壓力的控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子半導(dǎo)體生產(chǎn)專用裝備領(lǐng)域，特別是一種大面積平板式PECVD設(shè)備反應(yīng)腔壓力的快速、精確控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)過程準(zhǔn)備階段反應(yīng)室壓力的快速降低和工藝過程中反應(yīng)腔真空度的精確控制功能。
【背景技術(shù)】
[0002]PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposit1n)即等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積，是在低壓環(huán)境下，利用射頻輝光放電將反應(yīng)氣體進(jìn)行電離，形成具有較強(qiáng)活性的離子化的氣體，經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)后在樣品表面形成固態(tài)薄膜的方法。
[0003]平板式PECVD是PECV設(shè)備中的一種，具有氣體利用率高、工藝性能優(yōu)異、易于大面積化、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)能大、更容易實(shí)現(xiàn)整線自動化等優(yōu)點(diǎn)，能夠適應(yīng)未來相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，廣泛應(yīng)用于光伏、OLED等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
[0004]隨著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，平板式PECVD設(shè)備技術(shù)水平不斷提升，反應(yīng)腔尺寸規(guī)格越來越大，產(chǎn)能越來越高，目前，平板式PECVD設(shè)備已由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最初的單片機(jī)到現(xiàn)在的采用多反應(yīng)腔并聯(lián)結(jié)構(gòu)的大面積(2200mm X 2600mm)生產(chǎn)的商業(yè)化機(jī)型，為了適應(yīng)未來整線大生產(chǎn)的發(fā)展潮流，平板式PECVD設(shè)備的反應(yīng)室尺寸規(guī)格及生產(chǎn)能力還會進(jìn)一步提升。PECVD工作時(shí)，在工藝準(zhǔn)備階段反應(yīng)室要求處于很高真空度，而工藝過程中(通工藝氣體)則對反應(yīng)室氣壓的精確性要求很高，反應(yīng)腔體的大面積化對平板式PECVD腔體壓力控制的快速性和精確性均提出了很高的要求。
[0005]( I )快速性
在過程準(zhǔn)備階段反應(yīng)室要求處于較高真空度，為了提高設(shè)備生產(chǎn)效率和產(chǎn)能，平板式PECVD設(shè)備的抽真空時(shí)間要盡可能縮短，以提高設(shè)備的運(yùn)行效率和產(chǎn)能；
(2 )精確性
精確的反應(yīng)腔真空度控制是成膜質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，反應(yīng)腔內(nèi)真空度的精確性對于成膜厚度均勻性、電化學(xué)特性都有著非常重要的影響，尤其是在腔體體積較大的大面積成膜工藝中，真空度的控制更為重要。
[0006]實(shí)現(xiàn)大面積平板式PECVD設(shè)備過程準(zhǔn)備階段反應(yīng)室壓力的快速降低和工藝過程中反應(yīng)腔真空度的精確控制，符合平板式PECVD設(shè)備高效、高均勻性成膜的技術(shù)需求，適應(yīng)未來整線大生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。
[0007]傳統(tǒng)的通過 直接調(diào)節(jié)蝶閥的開啟度(氣阻)改變抽速來控制真空度的方法，由于蝶閥調(diào)非線性、重復(fù)性差，不適合精確控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種大面積平板式PECVD設(shè)備反應(yīng)腔壓力的控制裝置，實(shí)現(xiàn)PECVD過程準(zhǔn)備階段反應(yīng)室壓力的快速降低和工藝過程中反應(yīng)腔真空度的精確控制功能，滿足大面積平板式PECVD高效、高均勻性成膜技術(shù)需求，適應(yīng)未來整線大生產(chǎn)的發(fā)展要求。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種大面積平板式PECVD設(shè)備反應(yīng)腔壓力的控制裝置，包括反應(yīng)腔體，所述反應(yīng)腔體入口端與送氣系統(tǒng)連通，所述反應(yīng)腔體出口端通過氣路管道與真空泵連通，所述反應(yīng)腔體與所述真空泵之間的氣路管道上安裝有真空蝶閥；所述真空蝶閥、反應(yīng)腔體之間的氣路管道與微調(diào)氣路連通；所述的微調(diào)氣路包括質(zhì)量流量控制器和與所述質(zhì)量流量控制器氣路接口連通的管道；所述的反應(yīng)腔體出口端氣路管道內(nèi)安裝有壓力傳感器；所述真空蝶閥的電子執(zhí)行器、質(zhì)量流量控制器、壓力傳感器均與控制器相連接。
[0010]所述真空泵與所述真空蝶閥之間的氣路管道上安裝有第一氣動閥；所述微調(diào)氣路上安裝有第二氣動閥；氣動閥可以控制各管道的通斷。
[0011]蝶閥具有大通徑、大流量的特點(diǎn)，質(zhì)量流量控制器具有高精度、高穩(wěn)定性和高重復(fù)性的特點(diǎn)，采用真空蝶閥+質(zhì)量流量控制器相組合的結(jié)構(gòu)，充分利用了元件特點(diǎn)，構(gòu)成了大、小流量通路。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為:本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了大、小流量調(diào)節(jié)通路連接，氣路結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，不僅適用于新型平板式PECVD設(shè)備設(shè)計(jì)，也可以在已購原有機(jī)型真空系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)升級改造，推廣應(yīng)用簡便；采用大通徑的真空蝶閥及真空泵實(shí)現(xiàn)平板式PECVD設(shè)備工藝準(zhǔn)備階段反應(yīng)腔壓力快速降低，從而提高設(shè)備的運(yùn)行效率和產(chǎn)能；采用質(zhì)量流量計(jì)及相應(yīng)氣路管道構(gòu)成輔助氣流通道，通過精確調(diào)節(jié)送入的輔助氣流量(N2)，來精確控制反應(yīng)室的真空度，提高了設(shè)備反應(yīng)腔壓力的控制精度；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了PECVD過程準(zhǔn)備階段反應(yīng)室壓力的快速降低和工藝過程中反應(yīng)腔真空度的精確控制功能，能滿足大面積平板式PECVD高效、高均勻性成膜技術(shù)需求，適應(yīng)未來整線大生產(chǎn)的發(fā)展要求。
[0013]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一實(shí)施例在PECVD工藝準(zhǔn)備階段，反應(yīng)腔壓力迅速降低時(shí)的氣路流向示意圖；
圖3為本發(fā)明一實(shí)施例在PECVD工藝過程階段，反應(yīng)腔壓力精確控制時(shí)的氣路流向示意圖；
圖4為本發(fā)明一實(shí)施例在PECVD工藝準(zhǔn)備階段，反應(yīng)腔壓力快速降低時(shí)的控制框圖； 圖5為本發(fā)明一實(shí)施例在PECVD工藝過程階段，反應(yīng)腔真空度精確控制時(shí)的控制框圖。
[0015]其中:1 一真空泵，2 一真空蝶閥，3 —蝶閥電子執(zhí)行器，4 一質(zhì)量流量控制器，5 一壓力傳感器，6 一控制器，7 一反應(yīng)腔體，8 一氣動閥，9 一氣路管道。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例包括真空泵I，真空蝶閥2，蝶閥電子執(zhí)行器3，質(zhì)量流量控制器4，壓力傳感器5，控制器6，反應(yīng)腔體7，第一氣動閥11、第二氣動閥8，氣路管道9、微調(diào)氣路10，其中的真空泵1、真空蝶閥2及相應(yīng)氣路管道構(gòu)成大流量控制通道，質(zhì)量流量控制器4及其氣路管道構(gòu)成小流量控制通道。大流量通道、小流量通道和反應(yīng)腔體抽氣管道三者通過“ T ”型接頭進(jìn)行連接，控制器6采用可編程控制器。
[0018]如圖2~圖4所示，在PECVD過程準(zhǔn)備階段壓力快速降低時(shí)(抽真空)，質(zhì)量流量控制器5關(guān)閉，真空泵1、真空碟閥2及相應(yīng)氣路管道構(gòu)成快抽回路。
[0019]由圖2可見，在PECVD過程準(zhǔn)備階段反應(yīng)腔壓力快速降低時(shí)，小流量通路關(guān)閉，大流量通路中的真空蝶閥開啟，通過大流量通路對反應(yīng)腔進(jìn)行快抽，反應(yīng)腔壓力快速降低。
[0020]由圖3可見，在PECVD工藝過程中反應(yīng)腔真空度的精確控制時(shí)，真空泵的抽速和蝶閥的開啟度(氣阻)不變，由質(zhì)量流量控制器4及相應(yīng)氣路管道構(gòu)成輔助氣流，引用輔助氣流(N2)送入管路，由質(zhì)量流量計(jì)調(diào)節(jié)送入的氣流量(N2)來精確控制反應(yīng)室的真空度。
[0021]如圖4所示，在PECVD過程準(zhǔn)備階段反應(yīng)腔壓力快速降低時(shí)，由真空泵、真空碟閥、電子執(zhí)行器、壓力傳感器、控制器構(gòu)成壓力控制回路。
[0022]如圖5所 示，在PECVD工藝過程中反應(yīng)腔真空度的精確控制時(shí)，由所述的質(zhì)量流量控制器5及相應(yīng)氣路管道構(gòu)成輔助氣流(N2)。由壓力控制器、壓力傳感器、質(zhì)量流量控制器構(gòu)成壓力閉環(huán)節(jié)控制系統(tǒng)，對反應(yīng)腔壓力進(jìn)行精確的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.一種大面積平板式PECVD設(shè)備反應(yīng)腔壓力的控制裝置，包括反應(yīng)腔體(7)，其特征在于，所述反應(yīng)腔體(7)入口端與送氣系統(tǒng)連通，所述反應(yīng)腔體(7)出口端通過氣路管道(9)與真空泵(1)連通，所述反應(yīng)腔體(7 )與所述真空泵(I)之間的氣路管道(9 )上安裝有真空蝶閥(2);所述真空蝶閥(2)、反應(yīng)腔體(7)之間的氣路管道(9)與微調(diào)氣路(10)連通；所述的微調(diào)氣路(10)包括質(zhì)量流量控制器(4)和與所述質(zhì)量流量控制器(4)氣路接口連通的管道；所述的反應(yīng)腔體(7)出口端氣路管道(9)內(nèi)安裝有壓力傳感器(5);所述真空蝶閥(2)的電子執(zhí)行器、質(zhì)量流量控制器(4)、壓力傳感器(5)均與控制器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大面積平板式PECVD設(shè)備反應(yīng)腔壓力的控制裝置，其特征在于，所述真空泵(1)與所述真空蝶閥(2)之間的氣路管道(9)上安裝有第一氣動閥(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大面積平板式PECVD設(shè)備反應(yīng)腔壓力的控制裝置，其特征在于，所 述微調(diào)氣路上安裝有第二氣動閥(8 )。
【文檔編號】C23C16/52GK104032283SQ201410252214
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】劉良玉, 陳暉 , 禹慶榮, 楊彬, 蘇衛(wèi)中 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所