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TW202432881A - 用於電漿增強型薄膜沉積的爐管 - Google Patents

用於電漿增強型薄膜沉積的爐管 Download PDF

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TW202432881A
TW202432881A TW113105379A TW113105379A TW202432881A TW 202432881 A TW202432881 A TW 202432881A TW 113105379 A TW113105379 A TW 113105379A TW 113105379 A TW113105379 A TW 113105379A TW 202432881 A TW202432881 A TW 202432881A
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暉 王
王堅
賈社娜
沈輝
周冬成
張大海
呂策
陳國強
崔致久
全鍾赫
千家蠛
李東根
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大陸商盛美半導體設備（上海）股份有限公司
韓商盛美半導體設備韓國有限公司
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Abstract

本發明公開了一種用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，包括：製程管，製程管內構造有反應室和至少一個電離室；供氣管，供氣管用於輸送待電離製程氣體至電離室，待電離製程氣體在電離室內電離後，進入反應室內，以在基板表面沉積相應的薄膜，或者發生吸附反應實現薄膜在基板表面逐層生長；第一電極和第二電極，位於製程管之內並位於電離室的中部位置，其中，第一電極和/或第二電極由擋板支撐，擋板的一端與對應電極相連，擋板的另一端與電離室內壁連接，以使得待電離製程氣體通過第一電極和第二電極之間。本發明提高了製程氣體的電離效率。

Description

用於電漿增強型薄膜沉積的爐管
本發明涉及半導體加工設備領域，進一步地涉及一種用於電漿增強型薄膜沉積的爐管。
薄膜沉積製程是半導體製造中的關鍵製程，由於薄膜是晶片結構的功能 材料層，在晶片完成製造、封測等工序後會留存在晶片中，薄膜的技術參數直接影響晶片性能。由於半導體器件的高精度，薄膜通常使用薄膜沉積製程來實現。薄膜製備製程按照其成膜方法可分為物理氣相沉積(PVD，Physical Vapor Deposition)和化學氣相沉積（CVD，Chemical Vapor Deposition）。其中，化學氣相沉積是指通過氣體混合的化學反應在矽片表面沉積一層固體膜的製程，化學氣相沉積製程設備的使用占比更高。化學氣相沉積製程進一步包括低壓化學氣相沉積（LPCVD）、電漿體增強型沉積(PECVD，Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)和原子層沉積（ALD，Atomic Layer Deposition）等，其中原子層沉積也可以引入電漿增強模式（PEALD，Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition）。
電漿體增強型沉積的特點是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離，在局部形成電漿體，電漿體具有較強的化學活性，容易發生反應，進而在襯底上沉積出所需薄膜。傳統CVD製程中，化學氣體不斷通入真空室內，因此沉積過程是連續的，而在ALD製程過程中，則是將不同的反應前驅物以氣體脈衝的形式交替送入反應室中，並非一個連續的過程。
現有技術中，電漿體增強型沉積(PECVD)和原子層沉積（ALD）製程設備可採用爐管式基板處理裝置。
如圖11(a)所示，為專利號為ZL03109343.4，所公開的基板處理裝置截面示意圖。該基板處理裝置包括反應管1、設置於反應管1內的緩衝室2、設置於緩衝室2內的氣嘴4和產生電漿的電極5，以及用於承載晶片7的舟6。其中，氣嘴輸入口10用於輸入化學氣體，化學氣體經由氣嘴孔9進入緩衝室2，再由緩衝室孔3提供給晶片7進行薄膜沉積，最後由反應管1的排氣口8排出惰性氣體和反應殘餘氣體等。
如圖11(b)和圖11(c)所示，為圖11(a)兩種不同實施方式的橫截面示意圖，在這兩種實施方式中，由於電極5與緩衝室2側壁之間具有間隙，當化學氣體由供氣室的進入緩衝室2後，僅一部分化學氣體通過兩電極5之間並經由緩衝室孔3流出，另一部分化學氣體將沿電極5與緩衝室2側壁之間的間隙直接由緩衝室孔3流出，化學氣體未完全經過兩電極5之間，導致化學氣體僅部分被電離，部分未被電離。
如圖11(d)所示，為圖11(a)另一種實施方式的橫截面示意圖，在該實施例中，兩電極5設置於緩衝室孔3兩側，且電極5緊靠緩衝室2的內側壁面，由此限定氣體的主要流向。但由於電極5緊靠緩衝室2內側壁，使得電極5緊靠緩衝室2內側壁的一側未被有效利用，該側所產生的電場被緩衝室2內側壁吸收，未被用於化學氣體的電離。且氣嘴孔9與緩衝室孔3之間的距離較短，兩電極之間的電離區域受限，導致化學氣體由氣嘴孔9進入緩衝室2後未被完全電離即由緩衝室孔3流出，進而使化學氣體電離效率較低，增加電力消耗。
針對上述技術問題，本發明的目的在於提升爐管內製程氣體的電離效率。為了實現上述目的，本發明提供了一種電漿增強型薄膜沉積的爐管。
在一些實施方式中，該用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，包括： 製程管，包括可容納多層基板的反應室和至少一個沿所述多層基板的層疊方向配置的電離室，所述電離室開設有若干與所述反應室相導通的第一氣孔； 供氣管，位於所述電離室內，並沿所述多層基板的層疊方向依次開設有若干第二氣孔，所述供氣管用於輸送待電離製程氣體並經由所述第二氣孔通入所述電離室，所述待電離製程氣體在所述電離室內電離後，由所述第一氣孔通入所述反應室內，以在基板表面沉積相應的薄膜； 第一電極和第二電極，位於所述製程管之內並位於電離室的中部位置，且沿所述多層基板的層疊方向排布； 其中，所述第一電極和/或第二電極由擋板支撐，每個所述擋板的一端與對應電極相連，每個所述擋板的另一端與所述電離室內壁連接，以使得待電離製程氣體通過所述第一電極和第二電極之間從而提高製程氣體的電離效率，所述第一氣孔位於所述第一電極和第二電極之間連線的垂直線上。
在一些實施方式中，該用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，包括： 製程管，包括可容納多層基板的反應室和至少一個沿所述多層基板的層疊方向配置的電離室，所述電離室開設有若干與所述反應室相導通的第一氣孔； 供氣管，位於所述電離室內，並沿所述多層基板的層疊方向依次開設有若干第二氣孔，所述供氣管用於輸送待電離製程氣體並經由所述第二氣孔通入所述電離室，所述待電離製程氣體在所述電離室內電離後，由所述第一氣孔通入所述反應室內，以在基板表面沉積相應的薄膜； 第一電極和第二電極，位於所述製程管之內，且沿所述多層基板的層疊方向排布，所述第一電極和/或所述第二電極位於所述電離室側壁上，且位於所述電離室側壁上的電極一部分位於所述電離室以內，另一部分位於所述電離室以外。
與現有技術相比，本發明一方面，通過在電極與電離室內壁間構造擋板，使製程氣體通過兩電極之間，防止製程氣體未經兩電極之間，而由電極與電離室內壁之間的間隙直接逃逸出電離室，提升了製程氣體的電離效率，實現了製程氣體的電離最大化；另一方面，通過將至少一個電極構造於電離室側壁上，且構造於電離室側壁上的電極一部分位於電離室以內，另一部分位於電離室以外，在製程氣體電離過程中，電極僅在位於電離室以內的部分產生電場，在位於電離室以外的部分不產生電場，使得電極產生的電場將全部用於製程氣體的電離，不被電離室側壁吸收，減少設備電力消耗。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對照附圖說明本發明的具體實施方式。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，並獲得其他的實施方式。
為使圖面簡潔，各圖中只示意性地表示出了與發明相關的部分，它們並不代表其作為產品的實際結構。另外，以使圖面簡潔便於理解，在有些圖中具有相同結構或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標出了其中的一個。在本文中，“一個”不僅表示“僅此一個”，也可以表示“多於一個”的情形。
在本文中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
如圖1(a)至圖10(b)所示，本發明公開了具有多種實施方式的爐管100，各種實施例的主要區別在於電離室140內部結構，以及電離室140內電極（例如第一電極161和第二電極162）和供氣管150的排布位置。對於爐管100的整體結構而言，各實施方式採用類似的結構，包括至少一個採用電漿體增強型沉積（PECVD）或原子層沉積（ALD）製程處理基板的製程管120，和為電極（例如第一電極161和第二電極162）提供電力的電源部。
具體而言，在製程管120內部，設置有對基板實施製程處理的反應室130、用於電離製程氣體的電離室140、用於向電離室140內部供應待電離製程氣體的供氣管150、用於向反應室130內部直接供應製程氣體或惰性氣體的若干附加供氣管180，以及用於加熱該製程管120的加熱器（圖中未示出）。反應室130下方，設置有用於承載基板的晶舟和用於上下移動晶舟的升降機構。上述製程管120及其內部的反應室130和電離室140均為豎直中空筒狀結構，反應室130底部配置有用於晶舟出入的開口，以供晶舟在升降機構的作用下上下移動，並使其所承載的基板隨晶舟移入或移出反應室130。
圖10(a)為爐管100沿軸向的剖面圖，圖10(b)為爐管100在電離室140外側的縱向剖面圖，在電離室140內部設置有至少一對電極（例如第一電極161和第二電極162）和一根供氣管150，第一電極161、第二電極162和供氣管150均沿豎直方向固定於電離室140內。其中，電離室140沿豎直方向或多層基板的層疊方向依次開設有若干與反應室130相導通的第一氣孔144。第一電極161和第二電極162通過與電源部連接，產生電離製程氣體的高頻電場，第一電極161和第二電極162之間的電離密度最高。第一電極161和第二電極162間距範圍優選為15mm-60mm，電離功率範圍優選為100-2000W。供氣管150沿豎直方向或多層基板的層疊方向依次開設有若干第二氣孔151，供氣管150底部與外部氣源連接，用於輸送待電離製程氣體經由第二氣孔151通入電離室140。上述待電離製程氣體進入電離室140後，將經第一電極161和第二電極162電離，再由第一氣孔144進入反應室130內，以在基板表面沉積相應的薄膜，或者發生吸附反應實現薄膜在基板表面逐層生長。電離室140的橫截面形狀不限於各實施例附圖所提供的扇環狀，也可根據實際情況選用半圓形、三角形和矩形等規則或不規則的封閉圖形。供氣管150內的氣體流量範圍優選為1L/min-30L/min。供氣管150與第二氣孔151流通面積或橫截面積比值範圍優選為1:(0.21-0.48)，通過將供氣管150與第二氣孔151流通面積或橫截面積的比值範圍限定在上述範圍，可有效控制製程氣體在供氣管150內的流速和第二氣孔151向電離室140內的供應速度，使得製程氣體在電離室140內有充足的電離時間。
另外，如圖1(a)、圖1(b)、圖1(c)和圖1(e)等所示，本發明部分實施方式採用多管式爐管結構，在該部分實施方式中，製程管120還包括呈扇環狀的內管110，且內管110的內側弧線部分與製程管120構成同心圓結構，多層基板位於內管110中。內管110與製程管120之間形成中空的抽氣室112，內管110沿豎直方向或多層基板的層疊方向依次開設有若干與反應室130相導通的第三氣孔111，第三氣孔111與電離室140相對設置，第三氣孔111與抽氣室112導通。製程管120底部設置有與抽氣室112導通的排氣管113，排氣管113與電離室140相對設置。第一氣孔144與製程管120內壁的徑向距離d1不小於內管110與製程管120內壁的徑向距離d2，使得第一氣孔144能夠更加靠近多層基板，增加製程氣體到達基板表面的概率。
又如圖1(d)所示，本發明另一部分實施方式採用單管式爐管結構，在該部分實施方式中，製程管120內未設置內管110。需要說明的是，對於本發明各實施例所公開的電離室140內部結構，並不限定爐管類型，在不脫離本發明原理的前提下，不同電離室140既可以適配於單管式爐管結構，也可以適配於多管式爐管結構。
另外，如圖9(a)、圖9(b)和9(c)，本發明部分實施方式採用多個電離室140的結構，在該部分實施方式中，可根據實際需要，選用本發明任一實施例的電離室140內部結構形式，且不同電離室140的內部結構可以相同也可以不同。
另外，如圖1(a)、圖1(b)和圖1(c)所示，在本發明採用多管式爐管結構的部分實施方式中，內管110與製程管120之間可以通過徑向的壁體固定連接，附加供氣管180位於電離室140附近，靠近製程管120內壁設置。如圖1(e)所示，在本發明採用多管式爐管結構的另一部分實施方式中，內管110也可以固定於電離室140的左側壁141和右側壁142，附加供氣管180位於電離室140附近，靠近內管110內壁設置，附加供氣管180所在位置的內管110半徑大於其它位置的內管110半徑，附加供氣管180和第一氣孔144近似位於同一圓弧線上，使得附加供氣管180到多層基板的距離約等於第一氣孔144到多層基板的距離。
另外，需要說明的是本發明所稱的第一電極161和第二電極162位於電離室140的中部位置，是指第一電極161和第二電極162位於電離室140的第一內側壁146和第二內側壁143之間的中部，第一電極161位於左側壁141和右側壁142之間的中部，或第二電極162位於左側壁141和右側壁142之間的中部，或第一電極161和第二電極162均位於左側壁141和右側壁142之間的中部。
例如，在原子層沉積（ALD）製程過程中，將第一種製程氣體(例如：二氯二氫矽) 由附加供氣管180通入到製程管120。在第一種製程氣體與基板表面的吸附達到飽和後，由附加供氣管180向製程管120通入惰性氣體，惰性氣體將製程管120內多餘的第一種製程氣體經過第三氣孔111由排氣管113抽離製程管120，僅保留基板表面吸附的部分。然後將第二種製程氣體(例如：氨氣) 由電離室140內的供氣管150並經由第二氣孔151進入電離室140內，第二種製程氣體在第一電極161和第二電極162作用下完成電離，並由第一氣孔144進入反應室130，以與基板表面吸附的第一種製程氣體反應生成薄膜(例如：氮化矽薄膜)。在與第一種製程氣體完全吸附反應後，停止向電離室140內通入第二種製程氣體，再次由附加供氣管180向製程管120通入惰性氣體，以將基板表面反應的副產物吹掃並由排氣管113排出，進而完成一次原子層沉積。在半導體製程過程中，可以根據需求多次迴圈上述步驟，以使基板表面形成所需厚度的薄膜。
以下將結合圖1(a)至圖9(c)，逐一對本發明各實施例進行說明： 實施例1
如圖1(a)所示，為本發明的第1種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
在本實施例中，電離室140包括左側壁141、右側壁142、第一內側壁146和第二內側壁143，第一內側壁146可由左側壁141和右側壁142之間的製程管120內壁構成。其中，左側壁141和右側壁142一端固定連接於第一內側壁146，另一端分別與第二內側壁143兩端連接，第二內側壁143與第一內側壁146相對應，且第二內側壁143位於內管110的半徑範圍以內。
在電離室140內部，第一電極161和第二電極162依次位於同一圓弧線上，該圓弧的圓心與製程管120的圓心為同一圓心，且該圓弧半徑位於製程管120和內管110的半徑範圍之間。供氣管150靠近左側壁141設置，供氣管150位於第一電極161和第二電極162的同一側，第一電極161位於左側壁141和右側壁142的中間位置，第二電極162靠近右側壁142設置。第一氣孔144開設於第一電極161和第二電極162之間連線的垂直線上。
此外，第一電極161和第二電極162與第二內側壁143之間分別連接有擋板（171、172），具體地，第一電極161與第一氣孔144左側的第二內側壁143連接有第一擋板171，第二電極162與第一氣孔144右側的第二內側壁143連接有第二擋板172。第一擋板171沿第一電極161長度方向由電離室140的底部延伸到電離室140的頂部，第二擋板172沿第二電極162長度方向由電離室140的底部延伸到電離室140的頂部。在豎直方向上，第一電極161和第二電極162的上下兩端分別固定於電離室140的頂部和低部；在水準方向上，第一電極161由第一擋板171支撐，第二電極162由第二擋板172支撐。第一擋板171和第二擋板172相互平行，第一電極161和第二電極162之間形成製程氣體的流動通道，以使得製程氣體通過第一電極161和第二電極162之間的電離區域，防止製程氣體未經第一電極161和第二電極162之間，而由第一電極161或第二電極162與電離室140內壁之間的間隙直接逃逸出電離室140，從而提高製程氣體的電離效率。擋板（171、172）採用絕緣材質，優選採用石英材質。
在本實施方式中，升降機構將載有多層基板的晶舟上升到反應室130內，待電離製程氣體由供氣管150，並經由第二氣孔151進入電離室140內。在電離室140內，第一擋板171阻擋待電離製程氣體沿第二內側壁143與第一電極161之間的空間流動，第二擋板172阻擋待電離製程氣體沿第二內側壁143與第二電極162之間的空間流動，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間以及第一擋板171和第二擋板172之間，由此提高製程氣體的電離效率。完成電離的製程氣體由各個第一氣孔144進入反應室130，並均勻地提供給晶舟承載的各個基板。更換或排放反應室130內的氣體時，反應室130內原有的氣體先由第三氣孔111抽至抽氣室112，再由排氣管113抽離製程管120。 實施例2
如圖1(b)所示，為本發明的第2種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例1的區別僅在於第二擋板172的擺放位置。在實施例1中，第二擋板172設置於第二電極162與第一氣孔144右側的第二內側壁143之間。在本實施例中，第二擋板172一側與第二電極162連接，另一側連接至右側壁142與第一內側壁146的連接處，使得第二擋板172與右側壁142成銳角。
在本實施方式中，第一擋板171阻擋待電離製程氣體沿第二內側壁143與第一電極161之間的空間流動，第二擋板172阻擋待電離製程氣體沿右側壁142與第二電極162之間的空間流動，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及第一擋板171和第二擋板172之間的流動通道，防止製程氣體未經第一電極161和第二電極162之間，而由第一電極161或第二電極162與電離室140內壁之間的間隙直接逃逸出電離室140，由此提高製程氣體的電離效率。 實施例3
如圖1(c)所示，為本發明的第3種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例1的區別僅在於第一擋板171和第二擋板172的擺放位置。在實施例1中，第一擋板171與第二內側壁143相垂直，第二擋板172設置於第二電極162與第一氣孔144右側的第二內側壁143之間。在本實施例中，第一擋板171一側與第一電極161連接，第一擋板171另一側與第二內側壁143連接，且第一擋板171與第二內側壁143的連接處向供氣管150偏置，使得第一擋板171與第二內側壁143成銳角；第二擋板172一側與第二電極162連接，另一側連接至右側壁142與第一內側壁146的連接處，使得第二擋板172與右側壁142成銳角，第一擋板171與第二擋板172的延長線相平行。
在本實施方式中，第一擋板171阻擋待電離製程氣體沿第二內側壁143與第一電極161之間的空間流動，第二擋板172阻擋待電離製程氣體沿右側壁142與第二電極162之間的空間流動，且由於第一擋板171傾斜設置，一方面，使得由供氣管150提供的待電離製程氣體更趨於在第一電極161與第一內側壁146之間流動，另一方面，減少了第一擋板171對第一電極161和第二電極162之間的電離區域的影響，增加了第一電極161和第二電極162之間的電離區域空間，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及第一擋板171和第二擋板172之間的流動通道，防止製程氣體未經第一電極161和第二電極162之間，而由第一電極161或第二電極162與電離室140內壁之間的間隙直接逃逸出電離室140，由此提高製程氣體的電離效率。 實施例4
如圖1(d)所示，為本發明的第4種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例2的區別僅在於本實施例的製程管120內部未設置內管110，實施例2的製程管120內部設置內管110為多管式爐管，其它結構與實施例2一致，在此不再贅述。
此外，如圖1(e)所示，內管110也可以固定於電離室140的左側壁141和右側壁142，附加供氣管180位於電離室140附近，靠近內管110內壁設置，附加供氣管180所在位置的內管110半徑大於其它位置的內管110半徑，附加供氣管180位於內管110以內且和第一氣孔144近似位於同一圓弧線上，使得附加供氣管180到多層基板的距離約等於第一氣孔144到多層基板的距離。 實施例5
如圖2(a)所示，為本發明的第5種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例1的區別僅在於本實施例增加了第三擋板173。在實施例1中，第一電極161與第一氣孔144左側的第二內側壁143連接有第一擋板171，第二電極162與第一氣孔144右側的第二內側壁143連接有第二擋板172，第二電極162與第一內側壁146間未設置擋板。在本實施例中，第一擋板171與第二擋板172與實施例1的擺放位置一致，且第二電極162與第一內側壁146連接有第三擋板173。上述第三擋板173位於第二擋板172的延長線上，第二擋板172和第三擋板173右側與電離室140的右側壁142之間具有真空腔145。第二電極162部分位於第二擋板172和第三擋板173左側的電離室140內，部分位於第二擋板172和第三擋板173右側的真空腔145內。真空腔145內的真空度可獨立控制，且真空腔145內的真空度不受電離室140和反應室130內氣體流動的影響，將真空腔145內部維持在大氣壓或低真空時，第二電極162將不在真空腔145內產生電場，使得第二電極162與第一電極161生成的電場始終穩定的集中在第二電極162與第一電極161之間，且真空腔145內部的真空度優選為0.005torr-10torr。
在本實施方式中，第一擋板171阻擋待電離製程氣體沿第二內側壁143與第一電極161之間的空間流動，第二擋板172阻擋待電離製程氣體沿右側壁142與第二電極162之間的空間流動，第三擋板173阻擋待電離製程氣體沿第一內側壁146與第二電極162之間的空間流動，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及第一擋板171和第二擋板172之間的流動通道，由此提高製程氣體的電離效率。此外，由於第二電極162局部位於真空腔145內，第二電極162將僅在第二擋板172和第三擋板173左側的電離室140內產生電場，在真空腔145內不生成電場，由此起到節省電力的作用。 實施例6
如圖2(b)所示，為本發明的第6種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例5的區別僅在於第二擋板172和第三擋板173的擺放位置。在實施例1中，第二擋板172與第三擋板173分別與右側壁142平行。在本實施例中，第二擋板172與第二內側壁143的連接處向右側壁142偏置，使得第二擋板172與右側壁142成銳角；第三擋板173與第一內側壁146的連接處向右側壁142偏置，使得第三擋板173與右側壁142成銳角。
在本實施方式中，第一擋板171阻擋待電離製程氣體沿第二內側壁143與第一電極161之間的空間流動，第二擋板172阻擋待電離製程氣體沿右側壁142與第二電極162之間的空間流動，第三擋板173阻擋待電離製程氣體沿第一內側壁146與第二電極162之間的空間流動。且由於第三擋板173傾斜設置，使得待電離製程氣體更趨於在第一擋板171和第二擋板172之間流動。使待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及第一擋板171和第二擋板172之間的流動通道，由此提高製程氣體的電離效率。又由於第二擋板172和第三擋板173均朝向右側壁142傾斜，使第二電極162暴露於第二擋板172和第三擋板173左側電離室140內的部分多於位於真空腔145內的部分，由此增加了第二電極162在電離室140內的電離區域。此外，由於第二電極162部分位於電離室140內，另一部分位於真空腔145內，第二電極162將僅在第二擋板172和第三擋板173左側的電離室140內產生電場，在真空腔145內不產生電場，使得第二電極162產生的電場全部用於製程氣體的電離，而不被電離室140內壁吸收，由此起到節省電力的作用。 實施例7
如圖2(c)所示，為本發明的第7種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例5的區別僅在於第一擋板171的擺放位置。在實施例5中，第一擋板171垂直於第二內側壁143設置。在本實施例中，第一擋板171與第二內側壁143的連接處向左側壁141偏置，使得第一擋板171與第二內側壁143成銳角。
在本實施方式中，第一擋板171阻擋待電離製程氣體沿第二內側壁143與第一電極161之間的空間流動，第二擋板172阻擋待電離製程氣體沿右側壁142與第二電極162之間的空間流動，第三擋板173阻擋待電離製程氣體沿第一內側壁146與第二電極162之間的空間流動，且由於第一擋板171傾斜設置，使得待電離製程氣體更趨於在第一擋板171和第二擋板172之間流動，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及第一擋板171和第二擋板172之間的流動通道，防止製程氣體未經第一電極161和第二電極162之間，而由第一電極161或第二電極162與電離室140內壁之間的間隙直接逃逸出電離室140，由此提高製程氣體的電離效率。又由於第一擋板171與第二內側壁143的連接處向左側壁141偏置，減少了第一擋板171對第一電極161和第二電極162之間的電離區域的影響，增加了第一電極161和第二電極162之間的電離區域空間。此外，由於第二電極162部分位於電離室140內，另一部分位於真空腔145內，第二電極162將僅在第二擋板172和第三擋板173左側的電離室140內產生電場，在真空腔145內不產生電場，使得第二電極162產生的電場全部用於製程氣體的電離，而不被電離室140內壁吸收，由此起到節省電力的作用。 實施例8
如圖2(d)所示，為本發明的第8種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例6的區別僅在於第一擋板171的擺放位置。在實施例6中，第一擋板171垂直於第二內側壁143設置。在本實施例中，第一擋板171與第二內側壁143的連接處向左側壁141偏置，使得第一擋板171與第二內側壁143成銳角。
在本實施方式中，第一擋板171阻擋待電離製程氣體沿第二內側壁143與第一電極161之間的空間流動，第二擋板172阻擋待電離製程氣體沿右側壁142與第二電極162之間的空間流動，第三擋板173阻擋待電離製程氣體沿第一內側壁146與第二電極162之間的空間流動，且由於第一擋板171傾斜設置，使得待電離製程氣體更趨於在第一擋板171和第二擋板172之間流動，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及第一擋板171和第二擋板172之間的流動通道，由此提高製程氣體的電離效率。又由於第二擋板172和第三擋板173均朝向右側壁142傾斜，使第二電極162暴露於第二擋板172和第三擋板173左側電離室140內的部分多於位於真空腔145內的部分，由此增加了第二電極162在電離室140內的電離區域。此外，由於第二電極162部分位於電離室140內，另一部分位於真空腔145內，第二電極162將僅在第二擋板172和第三擋板173左側的電離室140內產生電場，在真空腔145內不產生電場，使得第二電極162產生的電場全部用於製程氣體的電離，而不被電離室140內壁吸收，由此起到節省電力的作用。
此外，如圖2(e)所示，可在實施例6的基礎上將內管110固定於電離室140的左側壁141和右側壁142，附加供氣管180位於電離室140附近，靠近內管110內壁設置，附加供氣管180所在位置的內管110半徑大於其它位置的內管110半徑，附加供氣管180位於內管110以內且和第一氣孔144近似位於同一圓弧線上，使得附加供氣管180到多層基板的距離約等於第一氣孔144到多層基板的距離。 實施例9
如圖3(a)所示，為本發明的第9種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例5的區別僅在於第二電極162的位置及擋板的數量。在實施例5中，第二電極162與第二內側壁143連接有第二擋板172，第二電極162與第一內側壁146間連接有第三擋板173，第二擋板172和第三擋板173右側與電離室140右側壁142形成真空腔145。在本實施例中，將第二電極162設置在右側壁142上，取消第二擋板172和第三擋板173。第二電極162局部位於電離室140內，局部位於電離室140以外，在本實施例中，第二電極162局部位於電離室140內，局部位於反應室130。
在本實施方式中，第一擋板171阻擋待電離製程氣體沿第二內側壁143與第一電極161之間的空間流動，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及第一擋板171和電離室140右側壁142之間的流動通道，由此提高製程氣體的電離效率。此外，由於第二電極162局部位於電離室140以外，第二電極162將僅在電離室140內產生電場，在電離室140以外不生成電場，使得第二電極162產生的電場全部用於製程氣體的電離，而不被電離室140內壁吸收，由此起到節省電力的作用。
此外，如圖3(b)所示，可在實施例9的基礎上取消第一擋板171。
如圖3(c)所示，可在實施例9的基礎上僅將供氣管150調整到第一電極161和第二電極162之間連線的垂直線上。
如圖3(d)所示，可在實施例9的基礎上將供氣管150調整到第一電極161和第二電極162之間連線的垂直線上，且配置於製程管120的半徑範圍之外。製程管120可沿其軸向方向配置用於裝設供氣管150的凸槽結構121，由此增加供氣管150與第一氣孔144之間的距離，增加製程氣體通過第一電極161和第二電極162之間的時間，使得製程氣體有充足的電離時間。
如圖3(e)所示，可在實施例9的基礎上將內管110固定於電離室140的左側壁141和右側壁142，附加供氣管180位於電離室140附近，靠近內管110內壁設置，附加供氣管180所在位置的內管110半徑大於其它位置的內管110半徑，附加供氣管180位於內管110以內且和第一氣孔144近似位於同一圓弧線上，使得附加供氣管180到多層基板的距離約等於第一氣孔144到多層基板的距離。 實施例10
如圖4(a)所示，為本發明的第10種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例9的區別僅在於右側壁142的結構。在實施例9中，右側壁142與左側壁141平行。在本實施例中，右側壁142與第一內側壁146的連接處向遠離左側壁141的一側偏移，右側壁142與第二內側壁143的連接處向遠離左側壁141的一側偏移，使得右側壁142上端與第一內側壁146成銳角，右側壁142下端與第二內側壁143成銳角。
在本實施方式中，第一擋板171阻擋待電離製程氣體沿第二內側壁143與第一電極161之間的空間流動，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及第一擋板171和右側壁142之間的流動通道，由此提高製程氣體的電離效率。又由於右側壁142兩端朝向遠離左側壁141的一側傾斜，使第二電極162暴露於右側壁142左側電離室140內的部分多於位於電離室140以外的部分，由此增加了第二電極162在電離室140內的電離區域。此外，由於第二電極162局部位於電離室140以外，第二電極162將僅在右側壁142左側的電離室140內產生電場，在電離室140以外不生成電場，使得第二電極162產生的電場全部用於製程氣體的電離，而不被電離室140內壁吸收，由此起到節省電力的作用。 實施例11
如圖4(b)所示，為本發明的第11種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例9的區別僅在於第一擋板171的擺放位置。在實施例9中，第一擋板171與第二內側壁143垂直。在本實施例中，第一擋板171與第二內側壁143的連接處向靠近左側壁141的一側偏移，使得第一擋板171與第二內側壁143成銳角。
在本實施方式中，第一擋板171阻擋待電離製程氣體沿第二內側壁143與第一電極161之間的空間流動，且由於第一擋板171傾斜設置，使得由供氣管150提供的待電離製程氣體更趨於在第一電極161與第一內側壁146之間流動，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及第一擋板171和電離室140右側壁142之間的流動通道，又由於第一擋板171傾斜設置，增加了第一電極161右側與第二電極162之間的電離區域，由此提高製程氣體的電離效率。此外，由於第二電極162局部位於電離室140以外，第二電極162將僅在電離室140內產生電場，在電離室140以外不生成電場，使得第二電極162產生的電場全部用於製程氣體的電離，而不被電離室140內壁吸收，由此起到節省電力的作用。 實施例12
如圖4(c)所示，為本發明的第12種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例10的區別僅在於第一擋板171的擺放位置。在實施例10中，第一擋板171與第二內側壁143垂直。在本實施例中，第一擋板171與第二內側壁143的連接處向靠近左側壁141的一側偏移。使得第一擋板171與第二內側壁143成銳角。
在本實施方式中，第一擋板171阻擋待電離製程氣體沿第二內側壁143與第一電極161之間的空間流動，且由於第一擋板171傾斜設置，使得由供氣管150提供的待電離製程氣體更趨於在第一電極161與第一內側壁146之間流動，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及第一擋板171和電離室140右側壁142之間的流動通道，由此提高製程氣體的電離效率。又由於右側壁142兩端朝向遠離左側壁141的一側傾斜，使第二電極162暴露於右側壁142左側電離室140內的部分多於位於電離室140以外的部分，由此增加了第二電極162在電離室140內的電離區域。此外，由於第二電極162局部位於電離室140以外，第二電極162僅在右側壁142左側的電離室140內產生電場，在電離室140以外不生成電場，使得第二電極162產生的電場全部用於製程氣體的電離，而不被電離室140內壁吸收，由此起到節省電力的作用。
如圖4(d)所示，可在實施例10的基礎上將內管110固定於電離室140的左側壁141和右側壁142，附加供氣管180位於電離室140附近，靠近內管110內壁設置，附加供氣管180所在位置的內管110半徑大於其它位置的內管110半徑，附加供氣管180位於內管110以內且和第一氣孔144近似位於同一圓弧線上，使得附加供氣管180到多層基板的距離約等於第一氣孔144到多層基板的距離。 實施例13
如圖5(a)所示，為本發明的第13種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例1的區別僅在於供氣管150、第一電極161和第二電極162的相對位置。在實施例1中，供氣管150靠近左側壁141設置，第一電極161位於左側壁141和右側壁142的中間位置，第二電極162靠近右側壁142設置。在本實施例中，供氣管150靠近第一內側壁146設置，第一電極161靠近左側壁141設置，第二電極162靠近右側壁142設置，供氣管150和第一氣孔144位於第一電極161和第二電極162之間連線的垂直線上。
在本實施方式中，第一擋板171阻擋待電離製程氣體沿第一氣孔144左側的第二內側壁143與第一電極161之間的空間流動，第二擋板172阻擋待電離製程氣體沿第一氣孔144右側的第二內側壁143與第二電極162之間的空間流動，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及第一擋板171和第二擋板172之間的流動通道，由此提高製程氣體的電離效率。
此外，如圖5(b)所示，可在實施例13的基礎上取消內管110，採用單管式爐管。
如圖5(c)所示，可在實施例13的基礎上將供氣管150配置於製程管120的半徑範圍之外，且適應性的在製程管120沿其軸向方向配置用於裝設供氣管150的凸槽結構121，由此增加供氣管150與第一氣孔144之間的距離，提高製程氣體的電離程度。
如圖5(d)所示，可在實施例13的基礎上將第一擋板171調整至第一電極161與供氣管150左側的第一內側壁146之間，第二擋板172調整至第二電極162與供氣管150右側的第一內側壁146之間。
如圖5(e)所示，可在實施例13的基礎上將內管110固定於電離室140的左側壁141和右側壁142，附加供氣管180位於電離室140附近，靠近內管110內壁設置，附加供氣管180所在位置的內管110半徑大於其它位置的內管110半徑，附加供氣管180位於內管110以內且和第一氣孔144近似位於同一圓弧線上，使得附加供氣管180到多層基板的距離約等於第一氣孔144到多層基板的距離。
如圖6(a)所示，可在實施例13的基礎上將第一擋板171調整至第一電極161與供氣管150左側的第一內側壁146之間。
如圖6(b)所示，可在實施例13的基礎上取消第一擋板171。
如圖6(c)所示，可在實施例13的基礎上取消第二擋板172，且將第一擋板171調整至第一電極161與供氣管150左側的第一內側壁146之間。
如圖6(d)所示，可在實施例13的基礎上將第一擋板171調整至第一電極161與供氣管150左側的第一內側壁146之間，且將內管110固定於電離室140的左側壁141和右側壁142，附加供氣管180位於電離室140附近，靠近內管110內壁設置，附加供氣管180所在位置的內管110半徑大於其它位置的內管110半徑，附加供氣管180位於內管110以內且和第一氣孔144近似位於同一圓弧線上。 實施例14
如圖7(a)所示，為本發明的第14種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例13的區別僅在於第一電極161和第二電極162的設置位置。在實施例13中，第一電極161靠近左側壁141設置，第二電極162靠近右側壁142設置，供氣管150和第一氣孔144位於第一電極161和第二電極162之間連線的垂直線上，位於第一氣孔144左側的第二內側壁143與第一電極161之間設置有第一擋板171，位於第一氣孔144右側的第二內側壁143與第二電極162之間設置有第二擋板172。在本實施例中，取消第一擋板171和第二擋板172，將第一電極161設置在左側壁141上，將第二電極162設置在右側壁142上，且第一電極161和第二電極162相向側位於電離室140內，第一電極161和第二電極162相反側位於電離室140外。
在本實施方式中，供氣管150與第一氣孔144均位於第一電極161和第二電極162之間連線的垂直線上，且供氣管150與第一氣孔144均位於左側壁141與右側壁142之間，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及左側壁141與右側壁142之間的流動通道，由此提高製程氣體的電離效率。此外，由於第一電極161和第二電極162局部位於電離室140外，第一電極161和第二電極162僅在電離室140內產生電場，在電離室140外不生成電場，使得第一電極161和第二電極162產生的電場全部用於製程氣體的電離，而不被電離室140內壁吸收，由此起到節省電力的作用。 實施例15
如圖7(b)所示，為本發明的第15種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例14的區別僅在於左側壁141和右側壁142結構。在實施例14中，左側壁141和右側壁142平行。在本實施例中，位於第一電極161和第二內側壁143之間的左側壁141和位於第二電極162和第二內側壁143之間的右側壁142平行，位於第一電極161和第一內側壁146之間的左側壁141和位於第二電極162和第一內側壁146之間的右側壁142沿相反方向傾斜。換言之，左側壁141和右側壁142位於電極和第一內側壁146之間的部分間距逐漸增大，位於電極和第二內側壁143之間的部分相互平行。
在本實施方式中，供氣管150與第一氣孔144均位於第一電極161和第二電極162之間連線的垂直線上，且供氣管150與第一氣孔144均位於左側壁141與右側壁142之間，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域以及左側壁141與右側壁142之間的流動通道，由此提高製程氣體的電離效率。又由於左側壁141和右側壁142沿的同一端沿相反方向傾斜，使第一電極161和第二電極162暴露於電離室140內的部分多於電離室140以外的部分，由此增加了第一電極161和第二電極162在電離室140內的電離區域。此外，由於第一電極161和第二電極162局部位於電離室140外，第一電極161和第二電極162將僅在電離室140內產生電場，在電離室140外不生成電場，使得第一電極161和第二電極162產生的電場全部用於製程氣體的電離，而不被電離室140內壁吸收，由此起到節省電力的作用。
此外，如圖7(c)所示，可在實施例15的基礎上僅改變左側壁141和右側壁142的結構，將位於第一電極161和第二內側壁143之間的左側壁141和位於第二電極162和第二內側壁143之間的右側壁142沿相反方向傾斜，位於第一電極161和第一內側壁146之間的左側壁141和位於第二電極162和第一內側壁146之間的右側壁142平行。
如圖7(d)所示，可在實施例15的基礎上僅改變左側壁141和右側壁142的結構，將位於第一電極161和第二內側壁143之間的左側壁141和位於第二電極162和第二內側壁143之間的右側壁142沿相反方向傾斜，位於第一電極161和第一內側壁146之間的左側壁141和位於第二電極162和第一內側壁146之間的右側壁142沿相反方向傾斜，以使第一電極161和第二電極162間距小於左側壁141和右側壁142任一兩點的間距。
如圖7(e)所示，可在實施例14的基礎上將內管110固定於電離室140的左側壁141和右側壁142，附加供氣管180位於電離室140附近，靠近內管110內壁設置，附加供氣管180所在位置的內管110半徑大於其它位置的內管110半徑，附加供氣管180位於內管110以內且和第一氣孔144近似位於同一圓弧線上，使得附加供氣管180到多層基板的距離約等於第一氣孔144到多層基板的距離。 實施例16
如圖8（a）所示，為本發明的第16種實施方式，本實施例在上述爐管100的整體結構基礎上，進一步限定了電離室140內部結構，以及電離室140內第一電極161、第二電極162和供氣管150的排布位置。
本實施例與實施例13的區別僅在於擋板數量。在實施例13中，擋板包括設置於第一電極161與第一氣孔144左側的第二內側壁143之間的第一擋板171，設置於第二電極162與第一氣孔144右側的第二內側壁143之間的第二擋板172。在本實施例中，增加了第三擋板173和第四擋板174，第三擋板173設置於第一電極161與供氣管150左側的第一內側壁146之間，第四擋板174設置於第二電極162與供氣管150右側的第一內側壁146之間。第一擋板171和第三擋板173左側與左側壁141之間形成左側真空腔1451，第二擋板172和第四擋板174右側與右側壁142之間形成右側真空腔1452，左側真空腔1451和右側真空腔1452內的真空度可分別獨立控制。第一電極161左側位於左側真空腔1451內，第一電極161右側位於電離區域；第二電極162右側位於右側真空腔1452內，第二電極162左側位於電離區域。
在本實施方式中，升降機構將載有多層基板的晶舟上升到反應室130內，待電離製程氣體由供氣管150，並經由第二氣孔151進入電離室140內。在電離室140內，待電離製程氣體將沿第三擋板173和第四擋板174之間以及第一擋板171和第二擋板172之間的空間流動，使得待電離製程氣體在由第一氣孔144進入反應室130之前，必須經過第一電極161和第二電極162之間的電離區域，由此提高製程氣體的電離效率。此外，由於第一電極161局部位於左側真空腔1451內，第二電極162局部位於右側真空腔1452，第一電極161和第二電極162僅在其相向側的電離室140內產生電場，在左側真空腔1451和右側真空腔1452內不生成電場，使得第一電極161和第二電極162產生的電場全部用於製程氣體的電離，而不被電離室140內壁吸收，由此起到節省電力的作用。完成電離的製程氣體由各個第一氣孔144進入反應室130，並均勻地提供給晶舟承載的各個基板。更換或排放反應室130內的氣體時，反應室130內原有的氣體先由第三氣孔111抽至抽氣室112，再由排氣管113抽離製程管120。
此外，如圖8(b)所示，可在實施例16的基礎上將內管110固定於電離室140的左側壁141和右側壁142，附加供氣管180位於電離室140附近，靠近內管110內壁設置，附加供氣管180所在位置的內管110半徑大於其它位置的內管110半徑，附加供氣管180位於內管110以內且和第一氣孔144近似位於同一圓弧線上，使得附加供氣管180到多層基板的距離約等於第一氣孔144到多層基板的距離。
應當說明的是，上述實施例均可根據需要自由組合。以上僅是本發明的優選實施方式，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
1:反應管 2:緩衝室 3:緩衝室孔 4:氣嘴 5:電極 6:舟 7:承載晶片 8:排氣口 9:氣嘴孔 10:氣嘴輸入口 100:爐管 110:內管 111:第三氣孔 112:抽氣室 113:排氣管 120:製程管 130:反應室 140:電離室 141:左側壁 142:右側壁 143:第二內側壁 144:第一氣孔 145:真空腔 1451:左側真空腔 146:第一內側壁 150:供氣管 151:第二氣孔 161:第一電極 162:第二電極 171、172、173:擋板 180:附加供氣管 d1:徑向距離 d2:徑向距離
下面將以明確易懂的方式，結合附圖說明優選實施方式，對本發明的上述特性、技術特徵、優點及其實現方式予以進一步說明。 圖1(a)-1(e)是本發明爐管的一組實施例的橫截面結構示意圖； 圖2(a)-2(e)是本發明爐管的另一組實施例的橫截面結構示意圖； 圖3(a)-3(e)是本發明爐管的另一組實施例的橫截面結構示意圖； 圖4(a)-4(d)是本發明爐管的另一組實施例的橫截面結構示意圖； 圖5(a)-5(e)是本發明爐管的另一組實施例的橫截面結構示意圖； 圖6(a)-6(d)是本發明爐管的另一組實施例的橫截面結構示意圖； 圖7(a)-7(e)是本發明爐管的另一組實施例的橫截面結構示意圖； 圖8(a)-8(b)是本發明爐管的另一組實施例的橫截面結構示意圖； 圖9(a)-9(c)是本發明爐管的另一組實施例的橫截面結構示意圖； 圖10(a)-10(b)是本發明爐管的一組實施例的立體結構剖面示意圖； 圖11(a)-11(d)是本發明背景技術中基板處理裝置的一組結構示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:爐管
110:內管
111:第三氣孔
112:抽氣室
113:排氣管
120:製程管
130:反應室
140:電離室
141:左側壁
142:右側壁
143:第二內側壁
144:第一氣孔
146:第一內側壁
150:供氣管
151:第二氣孔
161:第一電極
162:第二電極
171、172:擋板
180:附加供氣管
d1:徑向距離
d2:徑向距離

Claims (31)

  1. 一種用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，包括： 製程管，包括可容納多層基板的反應室和至少一個沿所述多層基板的層疊方向配置的電離室，所述電離室開設有若干與所述反應室相導通的第一氣孔； 供氣管，位於所述電離室內，並沿所述多層基板的層疊方向依次開設有若干第二氣孔，所述供氣管用於輸送待電離製程氣體並經由所述第二氣孔通入所述電離室，所述待電離製程氣體在所述電離室內電離後，由所述第一氣孔通入所述反應室內，以在基板表面沉積相應的薄膜； 第一電極和第二電極，位於所述製程管之內並位於電離室的中部位置，且沿所述多層基板的層疊方向排布； 其中，所述第一電極和/或第二電極由擋板支撐，每個所述擋板的一端與對應電極相連，每個所述擋板的另一端與所述電離室內壁連接，以使得待電離製程氣體通過所述第一電極和第二電極之間從而提高製程氣體的電離效率，所述第一氣孔位於所述第一電極和第二電極之間連線的垂直線上。
  2. 如請求項1所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中所述製程管還包括： 內管，所述內管被構造於所述製程管內，所述內管與所述製程管構成同心圓結構，所述多層基板位於內管中； 所述第一氣孔與所述製程管內壁的徑向距離不小於所述內管與所述製程管內壁的徑向距離。
  3. 如請求項1所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述製程管側壁配置有排氣管，所述排氣管與所述電離室相對應。
  4. 如請求項1所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述供氣管位於所述第一電極和所述第二電極的同一側。
  5. 如請求項1所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述供氣管位於所述第一電極和所述第二電極之間連線的垂直線上。
  6. 如請求項4所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述製程管的部分內壁構成電離室的第一內側壁，所述電離室還包括左側壁、右側壁以及與所述第一內側壁相對的第二內側壁，所述電離室的左側壁和右側壁的同一端分別與所述第一內側壁連接，所述左側壁和右側壁的另一端分別與所述第二內側壁連接，以沿所述製程管的軸向形成中空的所述電離室； 其中，所述第一電極和所述第二電極依次位於同一弧線上，該弧線位於所述第一內側壁和所述第二內側壁的中部位置。
  7. 如請求項5所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述製程管的部分內壁構成電離室的第一內側壁，所述電離室還包括左側壁、右側壁以及與所述第一內側壁相對的第二內側壁，所述電離室的左側壁和右側壁的同一端分別與第一內側壁連接，所述電離室的左側壁和右側壁的另一端分別與所述第二內側壁連接，以沿所述製程管的軸向形成中空的所述電離室； 其中，所述第一電極和所述第二電極依次位於同一弧線上，該弧線位於所述第一內側壁和所述第二內側壁的中部位置，所述供氣管靠近所述製程管內壁一側，所述供氣管與所述第一氣孔均位於所述第一電極和第二電極之間連線的垂直線上。
  8. 如請求項7所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述供氣管位於所述製程管半徑範圍之外，所述製程管沿其軸向構造有用於容納所述供氣管的凸槽結構。
  9. 如請求項6所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述第一電極和所述第二內側壁之間連接有第一擋板； 所述第二電極和所述第二內側壁、或所述右側壁、或所述第一內側壁之間連接有第二擋板； 所述第一氣孔位於所述第一擋板和所述第二擋板之間。
  10. 如請求項9所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述第一擋板和所述第二擋板平行且垂直於所述第二內側壁； 或所述第一擋板垂直於所述第二內側壁，所述第二擋板與所述右側壁成銳角； 或所述第一擋板與所述第二內側壁成銳角，所述第二擋板與所述右側壁成銳角。
  11. 如請求項6所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述第一電極和所述第二內側壁之間連接有第一擋板； 所述第二電極和所述第二內側壁之間連接有第二擋板，所述第二電極和所述右側壁或所述第一內側壁之間連接有第三擋板，所述第二擋板和第三擋板與所述右側壁間具有真空腔，所述第二電極的一部分位於第二擋板和第三擋板靠近所述第一電極的一側，所述第二電極的另一部分位於所述真空腔內； 所述第一氣孔位於所述第一擋板和所述第二擋板之間。
  12. 如請求項11所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述真空腔內的真空度獨立控制。
  13. 如請求項11所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述第一擋板和所述第二擋板平行且垂直於所述第二內側壁，所述第三擋板與所述第二擋板位於同一直線上； 或所述第一擋板垂直於所述第二內側壁，所述第二擋板和所述第三擋板分別與所述右側壁成銳角； 或所述第一擋板與所述第二內側壁成銳角，所述第二擋板垂直於所述第二內側壁，所述第三擋板與所述第二擋板位於同一直線上； 或所述第一擋板與所述第二內側壁成銳角，所述第二擋板和所述第三擋板分別與所述右側壁成銳角。
  14. 如請求項7所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述第一電極和所述第二內側壁或所述第一內側壁之間連接有第一擋板； 所述第二電極和所述第二內側壁或所述第一內側壁之間連接有第二擋板； 所述第一氣孔位於所述第一擋板和所述第二擋板之間。
  15. 如請求項7所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述第一電極和所述第二內側壁之間連接有第一擋板，所述第一電極和所述第一內側壁之間連接有第四擋板，所述第一擋板和第四擋板與所述左側壁之間具有左側真空腔，所述第一電極的一部分位於所述第一擋板和第四擋板靠近所述第二電極的一側，所述第一電極的另一部分位於所述左側真空腔內； 所述第二電極和所述第二內側壁之間連接有第二擋板，所述第二電極和所述第一內側壁之間連接有第三擋板，所述第二擋板和第三擋板與所述右側壁之間具有右側真空腔，所述第二電極的一部分位於所述第二擋板和第三擋板靠近所述第一電極的一側，所述第二電極的另一部分位於所述右側真空腔內； 所述第一氣孔位於所述第一擋板和第二擋板之間，所述供氣管位於所述第四擋板和所述第三擋板之間。
  16. 如請求項15所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述左側真空腔和所述右側真空腔內的真空度獨立控制。
  17. 如請求項1所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述供氣管與所述第二氣孔流通面積比值範圍為1：（0.21-0.48）。
  18. 一種用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，包括： 製程管，包括可容納多層基板的反應室和至少一個沿所述多層基板的層疊方向配置的電離室，所述電離室開設有若干與所述反應室相導通的第一氣孔； 供氣管，位於所述電離室內，並沿所述多層基板的層疊方向依次開設有若干第二氣孔，所述供氣管用於輸送待電離製程氣體並經由所述第二氣孔通入所述電離室，所述待電離製程氣體在所述電離室內電離後，由所述第一氣孔通入所述反應室內，以在基板表面沉積相應的薄膜； 第一電極和第二電極，位於所述製程管之內，且沿所述多層基板的層疊方向排布，所述第一電極和/或所述第二電極位於所述電離室側壁上，且位於所述電離室側壁上的電極一部分位於所述電離室以內，另一部分位於所述電離室以外。
  19. 如請求項18所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中所述製程管還包括： 內管，所述內管被構造於所述製程管內，所述內管與所述製程管構成同心圓結構，所述多層基板位於內管中； 所述第一氣孔與所述製程管內壁的徑向距離不小於所述內管與所述製程管內壁的徑向距離。
  20. 如請求項19所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述製程管側壁配置有排氣管，所述排氣管與所述電離室相對應。
  21. 如請求項18所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述第一電極位於所述電離室中部位置，所述第二電極位於所述電離室側壁上，且所述第二電極配置為一部分位於所述電離室以內，另一部分位於所述電離室以外； 其中，所述第一電極由擋板支撐，所述擋板的一端與該電極相連，所述擋板的另一端與所述電離室內壁連接，以使得待電離製程氣體通過所述第一電極和第二電極之間從而提高製程氣體的電離效率，所述第一氣孔位於所述第一電極和第二電極之間連線的垂直線上。
  22. 如請求項18所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述第一電極位於所述電離室的左側壁上，所述第二電極位於所述電離室的右側壁上，且所述第一電極和第二電極分別配置為電極的一部分位於所述電離室以內，另一部分位於所述電離室以外； 其中，所述供氣管和所述第一氣孔均位於所述第一電極和第二電極之間連線的垂直線上，且所述供氣管靠近所述製程管內壁，以使得所述供氣管提供的製程氣體通過所述第一電極和第二電極之間，從而提高製程氣體的電離效率。
  23. 如請求項21所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述供氣管位於所述第一電極遠離所述第二電極的一側。
  24. 如請求項21所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述供氣管位於所述第一電極和所述第二電極之間連線的垂直線上。
  25. 如請求項23所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述製程管的部分內壁構成電離室的第一內側壁，所述電離室還包括左側壁、右側壁以及與所述第一內側壁相對的第二內側壁，所述電離室的左側壁和右側壁的同一端分別與所述第一內側壁連接，所述電離室的左側壁和右側壁的另一端分別與所述第二內側壁連接，以沿所述製程管軸向形成中空的所述電離室； 其中，所述第一電極和所述第二電極依次位於同一弧線上，該弧線位於所述第二內側壁和所述第一內側壁之間的中部位置，所述第二電極位於所述右側壁上。
  26. 如請求項24所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述製程管的部分內壁構成電離室的第一內側壁，所述電離室還包括左側壁、右側壁以及與所述第一內側壁相對的第二內側壁，所述電離室的左側壁和右側壁的同一端分別與所述第一內側壁連接，所述電離室的另一端分別與所述第二內側壁連接，以沿所述製程管的軸向形成中空的所述電離室； 其中，所述第一電極和所述第二電極依次位於同一弧線上，該弧線位於所述第二內側壁和所述第一內側壁之間的中部位置，所述供氣管靠近所述第一內側壁一側，所述供氣管與所述第一氣孔均位於所述第一電極和第二電極之間連線的垂直線上。
  27. 如請求項26所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述供氣管位於所述製程管半徑範圍之外，所述製程管沿其軸向構造有用於容納所述供氣管的凸槽結構。
  28. 如請求項25所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述第一電極和所述第二內側壁之間連接有擋板,所述擋板與所述第二內側壁垂直或與所述第二內側壁成銳角，所述第一氣孔位於所述擋板和所述右側壁之間； 所述右側壁平行於所述擋板，或所述右側壁位於所述第二電極與所述第一內側壁之間的部分與所述製程管內壁成銳角，所述右側壁位於所述第二電極與所述第二內側壁之間的部分與所述第二內側壁成銳角。
  29. 如請求項22所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述製程管的部分內壁構成電離室的第一內側壁，所述電離室還包括左側壁、右側壁以及與所述第一內側壁相對的第二內側壁，所述電離室的左側壁和右側壁的同一端分別與所述第一內側壁連接，電離室的左側壁和右側壁的另一端分別與所述第二內側壁連接，以沿所述製程管的軸向形成中空的所述電離室； 其中，所述第一電極和所述第二電極依次位於同一弧線上，該弧線位於所述第二內側壁和所述第一內側壁的中部位置，所述供氣管靠近所述製程管內壁一側，所述供氣管與所述第一氣孔均位於所述第一電極和第二電極之間連線的垂直線上。
  30. 如請求項29所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述左側壁和所述右側壁相互平行； 或所述左側壁和所述右側壁位於所述第一電極和第二電極與所述第一內側壁之間的部分沿相反方向傾斜，位於所述第一電極和第二電極與所述第二內側壁之間的部分相互平行； 或所述左側壁和所述右側壁位於所述第一電極和第二電極與所述第一內側壁之間的部分相互平行，位於所述第一電極和第二電極與所述第二內側壁之間的部分的沿相反方向傾斜； 或所述左側壁和所述右側壁位於所述第一電極和第二電極與所述第一內側壁之間的部分，和位於所述第一電極和第二電極與所述第二內側壁之間的部分均沿相反方向傾斜。
  31. 如請求項18所述之用於電漿增強型薄膜沉積的爐管，其中 所述供氣管與所述第二氣孔流通面積比值範圍為1:(0.21-0.48)。
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