用于线型沉积设备的线性源的制作方法

本发明涉及一种线性源，且更特别地，涉及一种用于线型(inline type)沉积设备的线性源，该线性源能够在进行线式(inline)PECVD(等离子体增强化学气相沉积)、线式ALD(原子层沉积)或诸如此类以产生线形高密度等离子体的线型沉积设备中使得沉积厚度在小面积或大面积基板上维持高的均匀度，从而在基板上沉积薄膜。

背景技术：

PECVD和ALD是用于通过气(真空)态的前体将固态薄膜沉积在基板上的工艺。通过一种工艺发生化学反应，在这种工艺中，在沉积腔中产生的等离子体与前体反应。有利的，在基板上的PECVD工艺与典型CVD(化学气相沉积)工艺相比在相对较低的温度或气压下进行。

顺带提一下，传统PECVD工艺在真空腔中进行，在真空腔中形成高真空环境，且进一步的，PECVD工艺在一种结构中进行，在这种结构中，工艺气体通过喷头被供应到载入真空腔的基板上方的空间。

因此，传统PECVD工艺对于用于大面积基板的连续工艺是不够的。特别是，几乎没有开发能够将前体和工艺气体均匀地供应到沿水平方向连续移动的基板从而在基板上形成薄膜的线性源，且因此，线型沉积设备的生产力显著降低。

技术实现要素：

因此，鉴于现有技术中存在的上述问题提出了本发明，且本发明的目的是提供一种用于线型沉积设备的线性源，其能够在进行线式PECVD、线式ALD或诸如此类以产生线形高密度等离子体的线型沉积设备中使得沉积厚度在小面积或大面积基板上维持高的均匀度，从而在基板上沉积薄膜。

为了实现上述目的，根据本发明，提供一种用于线型沉积设备的线性源，其包括：接地单元，所述接地单元设置在所述线性源的中央部以向下 喷射前体；第一等离子体喷嘴单元，所述第一等离子体喷嘴单元以向着所述接地单元倾斜的方式设置在所述接地单元的左侧，且所述第一等离子体喷嘴单元适于通过从外侧供应的电力将工艺气体转变成等离子体，以向下喷射所述等离子体；以及第二等离子体喷嘴单元，所述第二等离子体喷嘴单元以向着所述接地单元倾斜的方式设置在所述接地单元的右侧，且所述第二等离子体喷嘴单元适于通过从外侧供应的电力将工艺气体转变成等离子体，以向下喷射所述等离子体。

根据本发明，理想的，所述第一等离子体喷嘴单元包括：第一壳体；第一绝缘体，所述第一绝缘体联接到所述第一壳体的下部；第一电极，所述第一电极联接到所述第一绝缘体的下侧；一对第一侧方磁体安装部分，所述一对第一侧方磁体安装部分以彼此面对的方式在所述第一电极下侧的两端上彼此间隔开；第一中央磁体安装部分，所述第一中央磁体安装部分以将由所述一对第一侧方磁体安装部分形成的空间划分成两个部分的方式设置在所述第一电极的下侧的中央上；第一侧方磁体，所述第一侧方磁体安装在每个第一侧方磁体安装部分上；第一中央磁体，所述第一中央磁体安装在所述第一中央磁体安装部分上；以及第一工艺气体供应部分，所述第一工艺气体供应部分设置在所述第一电极的下侧上，以将所述工艺气体供应到由所述一对第一侧方磁体安装部分和所述第一中央磁体安装部分形成的空间。

根据本发明，理想的，所述第一等离子体喷嘴单元进一步包括：第一电极冷却部分，所述第一电极冷却部分设置在所述第一电极上，以通过在所述第一电极冷却部分中循环的制冷剂使所述第一电极冷却；以及第二磁体冷却部分，所述第二磁体冷却部分设置在所述第一侧方磁体安装部分的下部上，以通过在所述第二磁体冷却部分中循环的制冷剂使所述第一侧方磁体安装部分和所述第一侧方磁体冷却。

根据本发明，理想的，所述第一侧方磁体具有在每个第一侧方磁体安装部分的内部表面上沿上下方向彼此间隔开的N极部和S极部。

根据本发明，理想的，所述第一中央磁体具有在所述第一中央磁体安装部分上彼此邻近设置的N极部和S极部。

根据本发明，理想的，所述第二等离子体喷嘴单元包括：第二壳体；第二绝缘体，所述第二绝缘体联接到所述第二壳体的下部；第二电极，所 述第二电极联接到所述第二绝缘体的下侧；一对第二侧方磁体安装部分，所述一对第二侧方磁体安装部分以彼此面对的方式在所述第二电极的下侧的两端上彼此间隔开；第二中央磁体安装部分，所述第二中央磁体安装部分以将由所述一对第二侧方磁体安装部分形成的空间划分成两个部分的方式设置在所述第二电极的下侧的中央上；第二侧方磁体，所述第二侧方磁体安装在每个第二侧方磁体安装部分上；第二中央磁体，所述第二中央磁体安装在所述第二中央磁体安装部分上；以及第二工艺气体供应部分，所述第二工艺气体供应部分设置在所述第二电极的下侧上，以将所述工艺气体供应到由所述一对第二侧方磁体安装部分和所述第二中央磁体安装部分形成的空间。

根据本发明，理想的，所述第一壳体和所述第二壳体的上部联接到安装在真空腔的安装孔上的安装板。

根据本发明，理想的，所述线性源进一步包括水平移动单元，所述水平移动单元适于以一种方式沿一个侧方向水平移动基板，这种方式允许所述基板与所述第一等离子体喷嘴单元、所述第二等离子体喷嘴单元和所述接地单元间隔开一给定距离。

根据本发明，该线性源可以作为进行PECVD或ALD的线型沉积设备的通用线性源使用，且进一步的，该线性源具有左右对称结构，所以即便当基板从线性源两侧以任意方向进入时，薄膜可以以相同方式沉积。尤其是，根据本发明的线性源可以在进行线式PECVD以产生线形高密度等离子体的线型沉积设备中使得沉积厚度在大面积基板上维持高的均匀度，从而在基板上沉积薄膜。

附图说明

图1是示出了根据本发明的用于线型沉积设备的线性源的截面图。

图2是示出了根据本发明的用于线型沉积设备的线性源的工作状态的截面图。

图3到图5是示出了根据本发明的用于线型沉积设备的线性源的管道的紧固状态的透视图。

图6是示出了根据本发明的用于线型沉积设备的线性源的第一等离子 体喷嘴单元的内部结构的截面图。

具体实施方式

以下会参照附图详细给出关于根据本发明的用于线型沉积设备的线性源的说明。

根据本发明，如图1所示，用于线型沉积设备的线性源100主要包括接地单元110、第一等离子体喷嘴单元120和第二等离子体喷嘴单元130。

如图1所示，首先，接地单元110以一种方式设置在线性源100的中央部，以致接地单元由地线116接地，且用于向下喷射前体。如图1和图5所示，接地单元110连接到前体供应线140，前体供应线连接到设置在外侧的前体供应源(未示出)，且接地单元从前体供应线140连续接收前体以通过前体喷射喷嘴118向下喷射前体。

根据本发明，前体喷射喷嘴118具有能够向下喷射前体的长线形状。

然后，如图1和图2所示，第一等离子体喷嘴单元120以一种方式设置在接地单元110的左侧，以这种方式第一等离子体喷嘴单元向着接地单元110倾斜一给定角度，且用于通过从外侧供应的电力将工艺气体转变成等离子体，从而向下喷射等离子体。

更具体的，如图1和图2所示，根据本发明的第一等离子体喷嘴单元120理想地包括第一壳体121、第一绝缘体122、第一电极123，一对第一侧方磁体安装部分124、第一中央磁体安装部分125、第一侧方磁体126、第一中央磁体127和第一工艺气体供应部分128。

如图1和图2所示，第一壳体121为设置第一绝缘体122提供空间并为在第一壳体下侧上设置电力线、制冷剂线和工艺气体供应线提供空间。进一步的，如图1所示，第一壳体121的上侧联接到将在后文讨论的安装板150，然后设置在真空腔(未示出)内侧。

然后，如图1和图2所示，第一绝缘体122联接到第一壳体121的下部，且用于使联接到第一绝缘体下侧的第一电极123与第一壳体121绝缘。进一步的，如图2所示，第一绝缘体122具有通孔，制冷剂线穿过通孔。

然后，如图1和图2所示，第一电极123以一种方式联接到第一绝缘体122的下侧，以这种方式第一电极连接到从外侧供应的交流电。根据本发明，第一电极123具有形成在其上部上的冷却部分安装槽以设置将在后 文讨论的第一冷却部分171，和形成在其下部上的中央磁体安装槽以使第一中央磁体安装部分125与之联接。

进一步的，如图1所示，这对第一侧方磁体安装部分124以彼此面对的方式在第一电极123下侧的两端上彼此间隔开。因此，如图1和图2所示，通过这对第一侧方磁体安装部分124形成一给定的内部空间，且在该给定的内部空间中产生等离子体。

然后，如图1和图2所示，第一侧方磁体126设置在每个第一侧方磁体安装部分124的内部表面上且用于产生磁场。更具体的，如图2所示，第一侧方磁体126包括在每个第一侧方磁体安装部分124的内部表面上以上下方向彼此间隔开的N极部126a和S极部126b，因此磁场可以理想地沿上下方向延伸。

然后，如图1和图2所示，第一中央磁体安装部分125设置在第一电极123下侧的中央上，且如图6所示，第一中央磁体安装部分用于将由这对第一侧方磁体安装部分124形成的空间划分成两个部分。相应的，第一中央磁体127安装在第一中央磁体安装部分125上，且进一步的，将在下文讨论的第一工艺气体供应部分128在第一中央磁体安装部分125上。

第一中央磁体127设置在第一中央磁体安装部分125上，且如图2所示，第一中央磁体与第一侧方磁体126一起产生磁场。更具体的，如图2所示，第一中央磁体127包括在第一中央磁体安装部分125上彼此邻近设置的N极部127a和S极部127b，因此在工艺气体供应的开始步骤可以理想地产生具有非常强密度的磁场。

然后，如图1和图2所示，第一工艺气体供应部分128设置在第一电极123下侧上且用于将工艺气体供应到由第一侧方磁体安装部分124和第一中央磁体安装部分125形成的空间。通过第一工艺气体供应部分128，工艺气体被从外侧引入到等离子体产生空间，且引入的工艺气体通过由施加到第一电极123的电力产生的电场和由第一侧方磁体126和第一中央磁体127产生的磁场，由强烈反应变成等离子体，因此等离子体被喷射到基板S。

根据本发明，如图1和图2所示，第一等离子体喷嘴单元120进一步包括第一电极冷却部分171和第二磁体冷却部分172。如图2所示，第一电极冷却部分171设置在第一电极123上且用于通过其中的制冷剂的循环使第一电极123冷却。另一方面，如图2所示，第二磁体冷却部分172设置 在第一侧方磁体安装部分124的下部上，且如图4所示，它们从制冷剂供应线174接收制冷剂以通过其中的制冷剂的循环使第一侧方磁体安装部分124和第一侧方磁体126冷却。根据本发明，第一电极冷却部分171和第二磁体冷却部分172构成冷却部分170，从而更有效地冷却部件。

然后，如图1和图2所示，第二等离子体喷嘴单元130以一种方式设置在接地单元110的右侧，以这种方式第二等离子体喷嘴单元向着接地单元110倾斜一给定角度，且用于通过从外侧供应的电力将工艺气体转变成等离子体，从而向下喷射等离子体。根据本发明，第二等离子体喷嘴单元130的具体配置与第一等离子体喷嘴单元120的相同，因此，为了描述的简洁，将省略关于第二等离子体喷嘴单元130的配置的说明。

如图2所示，根据本发明的用于线型沉积设备的线性源100配置成：其中第一等离子体喷嘴单元120和第二等离子体喷嘴单元130向着布置在线性源100中央的接地单元110倾斜设置。相应的，如图1所示，从第一等离子体喷嘴单元120和第二等离子体喷嘴单元130喷射的等离子体被收集到形成于线性源100下方的一给定区域P，且基板S经过该给定区域P，从而以有效方式进行沉积。

根据本发明，进一步的，第一等离子体喷嘴单元120和第二等离子体喷嘴单元130在线性源100的左右两侧上彼此对称，因此，在基板P于线性源的左右两侧正往复运动的同时，沉积工艺重复进行多次。

另一方面，根据本发明的线性源100固定设置在真空腔的顶侧上，且基板S在真空腔的底侧上水平移动，在基板S上进行沉积。相应的，如图2所示，线性源100进一步包括水平移动单元180，适于以一种方式沿一个侧方向水平移动基板S，以这种方式允许基板S与第一等离子体喷嘴单元120、第二等离子体喷嘴单元130和接地单元110间隔开一给定距离。

虽然本发明已经参照特定示例性实施例做出描述，但其并不受实施例限制而仅受所附权利要求书限制。应当理解，本领域技术人员可以改变或修改实施例而不脱离本发明的范围和精神。