用於沉積材料的製造設備和其中使用的電極的製作方法

2023-05-28 04:29:06 2

專利名稱：用於沉積材料的製造設備和其中使用的電極的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製造設備。更特別而言，本發明涉及一種在製造設備內使用的電 極。
背景技術：
在本領域內已知有用於在載體上沉積材料的製造設備。這種製造設備包括限定了 腔室的殼體。通常，載體基本上為U形，具有彼此隔開的第一端和第二端。典型地，插座設 置在載體的每端。通常，兩個或更多電極設置在腔室內，用於接收設置於載體的第一端和第 二端處的相應插座。電極還包括接觸區域，所述接觸區域支承插座並最終支承載體，以防止 載體相對於殼體運動。接觸區域為電極的適於與插座直接接觸並且提供從電極通往插座並 進入載體的主電流通路的部分。電源裝置聯接至電極，用於向載體供應電流。電流既加熱電極又加熱載體。電極 和載體各具有一定溫度，其中載體的溫度被加熱至沉積溫度。通過在載體上沉積材料形成 經處理的載體。如本領域中已知，由於當載體被加熱至沉積溫度時沉積於載體上的材料的熱膨 脹，電極和插座的形狀發生變化。一種這樣的方法使用平頭電極和呈石墨滑塊形式的插座。 石墨滑塊用作載體與平頭電極之間的橋接件。作用於接觸區域上的載體和石墨滑塊的重量 減小了石墨滑塊與平頭電極之間的接觸電阻。另一種這樣的方法包括使用由兩部分組成的 電極。所述由兩部分組成的電極包括用於壓緊插座的第一半部和第二半部。彈簧元件聯接 至由兩部分組成的電極的第一半部和第二半部，以便提供壓緊插座的力。另一種這樣的方 法包括使用限定了杯狀部的電極，其中接觸區域位於電極的杯狀部內。插座適於適配於電 極的杯狀部中並接觸位於電極的杯狀部內的接觸區域。替代地，電極可在其外表面上限定 接觸區域，而不限定杯狀部，並且插座可構造為帽，該帽適配於電極的頂部之上，以便接觸 位於電極外表面的接觸區域。由於沉積物的積累，在接觸區域發生對電極的汙染。隨著時間的過去，沉積物導致 插座與電極之間不正確的適配。這種不正確的適配在接觸區域與插座之間引起小的電弧， 這些電弧導致對沉積於載體上的材料造成金屬汙染。金屬汙染減小了載體的價值，因為所 沉積的材料純度變差。另外，汙染減少了電極與插座之間的熱傳遞，導致電極達到更高的溫 度，以便有效地加熱插座並最終加熱載體。電極的更高溫度導致材料加速沉積在電極上。對 於包括銀或銅作為存在於其中的唯一金屬或主金屬的電極，情況尤其是如此。當出現以下條件中的一個或多個時，必須更換電極第一，當對沉積在載體上的材 料的金屬汙染超過閾值水平時；第二，當對電極的接觸區域的汙染引起電極與插座之間的連接變差時；第三，當由於對電極的接觸區域的汙染需要電極具有過高的操作溫度時。電極 具有的壽命由電極在上述情況之一出現之前能處理的載體的數目確定。鑑於與電極汙染有關的上述問題，仍然需要至少延遲對電極的汙染，以便保持電 極與插座之間的連接，從而提高電極的生產能力並增加電極的使用壽命。

發明內容
本發明涉及一種用於在載體上沉積材料的製造設備和用於這種製造設備的電極。 載體具有彼此隔開的第一端和第二端。插座設置在載體的每端處。這種製造設備包括限定了腔室的殼體。殼體還限定了入口和出口，所述入口用於 將氣體引入腔室中，所述出口用於將氣體從腔室排出。設置穿過殼體的至少一個電極，其中 電極至少部分地設置於腔室內以便聯接至插座。電極具有外表面，該外表面具有適於接觸 插座的接觸區域。接觸區域塗層設置在電極的外表面的接觸區域上。接觸區域塗層具有至 少9xl06姆歐(西門子，電導單位)/米的導電係數和在基於室溫海水作為電解質的電位序 中高於銀的抗腐蝕性。電源裝置聯接至電極，用於向電極提供電流。控制電極外表面上的接觸區域塗層的類型和位置具有許多優點。一個優點在於可 以通過根據汙染源而利用不同的材料在電極外表面上製作接觸區域塗層來延遲對電極的 汙染。通過延遲汙染，延長了電極的壽命，導致更低的生產成本，並且降低了所處理載體的 生產時間。此外，與接觸區域外側相比，在外表面的接觸區域內，關於導電係數的因素具有 更大重要性，從而提供在接觸區域塗層使用滿足腐蝕和導電性要求的材料的優點。


當結合附圖考慮時，參考以下具體實施方式
部分，本發明的其它優點將會變得更 好理解，因而本發明的其它優點將容易被領會，附圖中圖1為一種包括電極的用於在載體上沉積材料的製造設備的剖視圖；圖2A為圖1的製造設備使用的電極的第一透視圖，示出了內表面；圖2B為限定了杯狀部的圖2A的電極的第二透視圖，其中接觸表面位於杯狀部的 一部分內；圖3為圖2的電極沿著線3-3剖開的剖視圖；圖4為圖3的電極的一部分的放大剖視圖，示出了設置在杯狀部內的插座；圖5為圖3的電極的剖視圖，其中循環系統的一部分與其連接；圖6為圖2至5的電極的另一個實施例的剖視圖，其中接觸區域塗層、外部塗層和 通道塗層設置在電極上；和圖7為在材料沉積於載體上期間圖1的製造設備的剖視圖。
具體實施例方式參看附圖，其中在所有各圖中，同樣的數字表示同樣的或相應的部件，用於在載體 M上沉積材料22的製造設備20示於圖1和圖6中。在一個實施例中，要沉積的材料22為 矽；然而，應當理解，製造設備20可用於在載體M上沉積其它材料，而不偏離本發明的範圍。
典型地，對於本領域中已知的化學蒸氣沉積方法，例如西門子方法，載體M基本 上為U形，並且具有彼此隔開並平行的第一端M和第二端56。插座57設置在載體M的第 一端M和第二端56每一個處。製造設備20包括限定了腔室30的殼體觀。典型地，殼體觀包括內缸32、外缸34 和基板36。內缸32包括彼此隔開的開口端38和封閉端40。外缸34圍繞內缸32設置以 便在內缸32與外缸34之間限定空隙42，通常用作容放循環的冷卻流體(未示出)的夾套。 本發明所屬領域的普通技術人員應當理解，空隙42可為常規型容器夾套、帶障板式夾套或 半管式夾套，但不限於這些。基板36設置在內缸32的開口端38上以便限定腔室30。基板36包括與內缸32 對齊地設置的密封件(未示出)，用於在內缸32設置在基板36上之後密封腔室30。在一 個實施例中，製造設備20為西門子類型化學蒸氣沉積反應器。殼體觀限定了入口 44和出口 46，入口 44用於將氣體45引入腔室30中，出口 46 用於從腔室30排出氣體45。典型地，入口管48連接至入口 44，用於將氣體45輸送至殼體 觀，排出管50連接至出口 46，用於從殼體28移除氣體45。可利用冷卻流體例如水或工業 熱傳導流體來包圍排出管50。至少一個電極52穿過殼體觀設置，用於與插座57聯接。在一個實施例中，如圖 1和圖6中所示，至少一個電極52包括第一電極52和第二電極52，第一電極52穿過殼體 28設置，用於接收載體M的第一端M的插座57，第二電極52穿過殼體觀設置，用於接收 載體M的第二端56的插座57。應當理解，電極52可為本領域中已知的任何類型的電極， 例如平頭電極、由兩部分組成的電極或杯狀電極。另外，至少一個電極52至少部分地設置 在腔室30內。在一個實施例中，電極52穿過基板36設置。電極52包括的導電材料在室溫下具有的最小導電係數為至少HxlO6姆歐/米或 S/m。例如，電極52可包括銅、銀、鎳、鉻鎳鐵合金和金中的至少一種，其中每個都符合以上 所述的導電性參數。另外，電極52可包括符合以上所述導電性參數的合金。典型地，電極 52包括的導電材料在室溫下具有的最小導電係數為大約58xl06S/m。典型地，電極52包括 銅，基於電極52的重量，銅典型地以按重量計算大約100%的數量存在。銅可為無氧電解銅 等級 UNS 10100。另外參看圖2A、圖2B和圖3，電極52具有外表面60。電極52的外表面60具有 接觸區域66。特別是，此處限定的接觸區域66為電極52的外表面60的部分，該部分適於 與插座57直接接觸並且提供從電極52通過插座57並進入載體M的主電流通路。這樣， 在製造設備20正常操作期間，接觸區域66被遮蔽以免暴露於在載體M上沉積的材料22。 因為接觸區域66適於與插座57直接接觸並且在在載體M上進行沉積期間基本上並不暴 露於材料22，所以與電極52的其它部分相比，接觸區域66具有不同的設計考慮因素，這些 考慮因素在下文中進一步詳細描述。在一個實施例中，電極52包括軸58，該軸58具有第一端61和第二端62。當存在 時，軸58進一步限定了電極52的外表面60。基本上，第一端61為電極52的開口端。在 一個實施例中，軸58具有圓形橫截面形狀，產生圓柱形的軸，並且軸58限定了直徑D1。然 而，應當理解，軸58可具有矩形、三角形或橢圓形橫截面形狀，而不背離本發明。電極52還可包括頭部64，該頭部64設置在軸58的端部61、62之一上。應當理解，頭部64可與軸58形成一體。典型地，當存在頭部64時，接觸區域66位於頭部64上。 本發明所屬領域的普通技術人員應當理解，將插座57連接至電極52的方法可根據應用場 合改變而不背離本發明。例如，在一個實施例中，例如對於平頭電極(未示出)而言，接觸區 域可僅僅為電極52的頭部64上的頂部平表面，並且插座57可限定插座杯狀部(未示出)， 該插座杯狀部適配在電極52的頭部64之上，用於接觸該接觸區域。替代地，儘管圖中未示 出，軸58的端部61、62可以不具有該頭部64。在本實施例中，電極52可限定軸58的外表 面60上的接觸區域，並且插座57可以構造為帽，該帽適配在電極52的軸58之上，用於接 觸位於軸58的外表面60上的接觸區域。在另一個實施例中，如圖2A、圖2B、圖3和圖4中 所示，電極52限定了用於接收插座57的杯狀部68。當電極52限定了杯狀部68時，接觸區 域66位於杯狀部68的一部分內。插座57和杯狀部68可設計成使得在從製造設備20獲 得載體M時插座57能從電極52移除。典型地，頭部64限定的直徑D2大於軸58的直徑 D1。基板36限定了孔(並未編號)，該孔用於接收電極52的軸58，以便使得電極52的頭 部64保留在腔室30內以密封腔室30。第一套螺紋70可設置在電極52的外表面60上。回頭參看圖1，典型地，介電套筒 72圍繞電極52設置以便隔離電極52。介電套筒72可包括陶瓷。螺母74設置在第一套螺 紋70上，用於在基板36與螺母74之間壓緊介電套筒72以將電極52緊固至殼體觀。應當 理解，電極52可通過其它方法緊固至殼體觀，例如通過凸緣，而不背離本發明的範圍。典型地，軸58和頭部64至少一個包括限定了通道78的內表面76。內表面76包 括與軸58的第一端61隔開的終端80。終端80為基本上平的，並且與電極52的第一端61 平行。應當理解，可以使用其它構型的終端80，例如錐形構型、橢圓形構型或倒置錐形構型 (全部未示出)。通道78具有從電極52的第一端61延伸到終端80的長度L。應當理解， 終端80可設置在電極52的軸58內，或者終端80可設置在電極52的頭部64 (當存在時) 內，而不背離本發明。製造設備20進一步包括電源裝置82，電源裝置82聯接至電極52以便提供電流。 典型地，電線或者電纜84將電源裝置82聯接至電極52。在一個實施例中，通過在第一套螺 紋70與螺母74之間設置電線84，而將電線84連接至電極52。應當理解，電線84至電極 52的連接可通過不同的方法實現。電極52具有一定溫度(該溫度通過使電流通過該電極52而改變)，從而產生對電 極52的加熱並因此建立電極52的操作溫度。這種加熱被本發明所屬領域的普通技術人員 稱作焦耳加熱。特別是，電流通過電極52、通過插座57並進入載體M，從而導致對載體M 進行焦耳加熱。另外，對載體M的焦耳加熱導致對腔室30的輻射/對流加熱。電流通過 載體M就建立了載體M的操作溫度。參看圖5並回看圖1和圖6，製造設備20還可包括循環系統86，循環系統86至少 部分地設置在電極52的通道78內。當存在時，循環系統86至少部分地設置在通道78內。 應當理解，循環系統86的一部分可被設置在通道78外部。第二套螺紋88可設置在電極52 的內表面76上，用於將循環系統86聯接至電極52。然而，本發明所屬領域的普通技術人員 應當理解，可以使用其它緊固方法，例如使用凸緣或聯接器，來將循環系統86聯接至電極 52。循環系統86包括與電極52的通道78處於流體連通的冷卻劑，用於降低電極52的溫度。在一個實施例中，冷卻劑為水；然而，應當理解，冷卻劑可為設計成用於通過循環減少 熱量的任何流體而不背離本發明。而且，循環系統86還包括聯接於電極52與儲存器(未 示出)之間的軟管90。僅參看圖5，軟管90包括內管92和外管94。應當理解，內管92和 外管94可與軟管90形成一體，或者，替代地，內管92和外管94可通過使用聯接器(未示 出)附連至軟管90。內管92設置在通道78內並沿通道78的長度L的大部分延伸，以便使 冷卻劑在電極52內循環。循環系統86內的冷卻劑處於壓力下，以迫使冷卻劑通過內管92和外管94。典型 地，冷卻劑離開內管92並被迫至電極52的內表面76的終端80上，隨後經由軟管90的外 管94離開通道78。應當理解，還可以使流動構型反向，以便使得冷卻劑經由外管94進入通 道78並經由內管92離開通道78。熱傳遞領域的普通技術人員還應該理解，由於表面積以 及與電極52的頭部64的接近度，終端80的構型影響熱傳遞速率。如上文所述，對於相同 的循環流動速率而言，終端80的不同的幾何輪廓產生不同的對流傳熱係數。參看圖3、圖4和圖6，電極52包括接觸區域塗層96，接觸區域塗層96設置在電極 52的接觸區域66上。接觸區域塗層96具有為至少QxlO6姆歐/米的導電係數，更典型地 為至少20S/m，最典型地為至少40S/m，並且在基於室溫海水作為電解質的電位序中具有高 於銀的抗腐蝕性。這種電位序試驗在本領域內眾所周知。由於導電性對於接觸區域塗層96 比對於電極52的並不處於在電極52與載體M之間的主電流通路中的其它部分更重要，並 且因為接觸區域塗層96在沉積期間與插座57接觸並多少被遮蔽以防沉積於載體上的材料 22，所以挑選滿足上文所述導電性性能要求的特定材料用於接觸區域塗層96。另外，有利的 是，選擇具有閾值抗腐蝕性並因而以比用於電極52自身的材料更慢的速率汙染的材料。更 慢的汙染提供了在增加電極52壽命方面的優點。選作接觸區域塗層96的材料的特定類型的選擇可取決於電極周圍的環境條件， 特別是由於載體M的溫度、流過電極52的電流、冷卻流體流動速率和冷卻流體溫度的組合 引起的電極52附近的熱狀態。在圖2A、圖2B、圖3、圖4和圖5中所示的包括杯狀部68的電極52的實施例中，腐 蝕減小了杯狀部68的公差並導致設置在載體M上的插座57與位於電極52的杯狀部68 的一部分內的接觸區域66之間適配不良。這種適配不良導致當電流從電極52傳導到載體 24時在接觸區域66與插座57之間產生小的電弧。這些小的電弧導致電極52的金屬沉積 在載體M上，從而導致對沉積於載體M上的材料22的金屬汙染。舉例來說，在製造高純 度矽時，希望的是在沉積之後在經處理的載體中保持儘量少的金屬汙染物，因為金屬汙染 物向由經處理的載體製成的矽錠和晶片提供雜質。在利用晶片製成的微電子器件的後處理 期間，晶片上的這些金屬汙染物可能從體矽晶片擴散進入微電子器件的活性區域中。例如， 如果經處理載體中的銅濃度過高，銅格外傾向於在晶片內擴散。基本上，一旦在多晶矽中金 屬汙染超過閾值水平，或者一旦材料22沉積在電極52上和在處理以後阻止從電極52的杯 狀部68移除插座57，就必須更換電極52。為了說明這種情況，由於銅基電極引起的對多晶 矽的銅汙染通常在0. Olppba的閾值以下。然而，高純度半導體材料生產領域的普通技術人 員應當認識到，對過渡金屬汙染的規範基於特定應用場合而不同。例如，眾所周知，相對於 半導體等級矽，在用於光伏電池的錠和晶片的製造中使用的矽能容許可觀地較高水平的銅 汙染，例如100-10000倍(fold)，而不顯著損失壽命和電池性能。這樣，當針對電極更換需8要進行考慮時，可單獨地評價多晶矽的每種純度規格。另外，腐蝕減小了電極52與載體M之間(特別是電極52的接觸區域66與插座 57之間)的導電能力效率。導電能力效率的減小要求增加將載體M的操作溫度加熱至沉 積溫度所需的電流。導電能力效率的減小還增加了電極52的操作溫度。當電極52的操作 溫度接近沉積溫度時，材料22沉積在電極52上。通過提供比通常用於形成電極52的材料更高的抗腐蝕性，接觸區域塗層96延長 了電極的壽命。另外，因為在接觸區域對電極52的腐蝕為控制電極52是否必須更換的一 個因素，所以基於抗腐蝕性選擇用於接觸區域塗層96的材料可比選擇用於電極的對腐蝕 問題關注較差的其它部分的材料在延長電極52壽命方面更加有效。因此，用於接觸表面塗 層96的材料的特定類型必須在保持電極52的導電性的同時抵抗腐蝕。可用於接觸區域塗層96的適當材料包括金、鉬和鈀。典型地，由於金具有導電性 和對來自各種源的腐蝕的耐腐蝕性的優良組合，接觸區域塗層96包括金。接觸區域塗層96 可包括其它金屬，只要金、鉬和鈀中的至少一種被包括在接觸區域塗層96中。例如，在一個 實施例中，接觸區域塗層96可進一步包括銀、鎳和鉻中的至少一種，例如鎳/銀合金。典型 地，接觸區域塗層96基本上僅包括金、鉬和/或鈀。然而，當存在一種或多種其它金屬時， 金、鉬和鈀的總量典型地為按重量計算基於接觸區域塗層96總重量的至少50%。接觸區域塗層96具有的厚度為0. 00254至0. 254mm,更典型地為0. 00508mm至 0. 127mm,最典型地為 0. 00508mm 至 0. 0254mm。在不受理論約束的情況下，通過由於接觸區域塗層96的存在來延遲汙染而延長 了電極52的壽命。更具體而言，接觸區域塗層96保持了電極52與插座57之間的導電性， 這容許降低電極52的操作溫度並阻止材料22沉積在電極52上。此外，接觸區域塗層96 提供抗腐蝕性以便保持插座57與接觸區域66之間的連接，從而防止來自電極52的金屬汙 染所沉積的材料22。由於電極52的壽命增加，就降低了生產成本，因為與不帶接觸區域塗 層96的電極52相比，電極52需要更換的頻率減少。另外，因為與使用不帶接觸區域塗層 96的電極52時相比更換電極52的頻率減小，還降低了在載體M上沉積材料22的生產時 間。因此，接觸區域塗層96導致製造設備20的停機時間減少。電極52可在除了接觸區域66以外的其它位置帶有塗層，以便延長電極52的壽 命。參看圖6，在一個實施例中，電極52包括在接觸區域66外側設置於電極52的外表面 60上的外部塗層98。特別是，外部塗層98可設置在電極52的頭部64 (在接觸區域66外 側)和軸58至少一個上。換句話說，外部塗層98可在接觸區域66外側設置於頭部64上， 可設置於軸58上，或者可既在接觸區域66外側設置於頭部64上，又設置於軸58上。當包括於軸58上時，外部塗層98可在軸58上從頭部64延伸到第一套螺紋70。外 部塗層98具有為至少^clO6SAi的導電係數，更典型地為至少20S/m，最典型地為至少40S/ m，並且在基於室溫海水作為電解質的電位序中具有高於銀的抗腐蝕性。由於導電係數對於 外部塗層98比對於電極52自身重要性差，並且因為在沉積期間外部塗層98並不意欲與插 座57接觸，所以與可用於電極52的意欲與載體M接觸的部分的材料相比，更寬範圍的材 料可用於外部塗層98。另外，因為與電極52的意欲與載體M接觸的部分相比更寬範圍的 材料能滿足外部塗層98的導電係數要求，所以可選擇比用於電極52自身的材料更抗腐蝕 並且因而以更慢速率汙染的材料。更慢的汙染提供了在增加電極52壽命方面的優點。
用於外部塗層98的材料的特定類型可根據外部塗層98的特定位置而定。例如， 根據外部塗層98的特定位置而定，腐蝕源進而汙染可能不同。當外部塗層98在接觸區域 66外側設置於頭部64的外表面60上時，外部塗層98設置在腔室78內，因而暴露於用於 沉積在載體M上的材料22。在這種情況下，由於暴露於在沉積過程期間使用的材料22，可 能希望外部塗層98提供在獲得多晶矽期間在氯化物環境中的抗腐蝕性並且進一步提供抵 抗經由氯化和/或矽化的化學腐蝕的能力。可用於在接觸區域66外側位於電極52的頭部 64上的外部塗層98的適當金屬包括金、鉬和鈀。可用於外部塗層98的其它適當金屬包括 銀、鎳和鉻。當外部塗層98設置在軸58的外表面60上時，外部塗層98可包括與包括於在 接觸區域66外側位於頭部64上的外部塗層98中的金屬相同或不同的金屬。在另一個實 施例中，軸64可不具有設置在其外表面60上的塗層。在又一個實施例中，頭部的外表面60 可不具有塗層，其中外部塗層98僅設置在軸58的外表面60上。外部塗層98具有的厚度典型地為0. 0254mm至0. 254mm,更典型地為0. 0508mm至 0. 254mm,最典型地為 0. 127mm 至 0. 254mm。此外，通道塗層100可設置在電極52的內表面76上，以便保持電極52與冷卻劑 之間的熱傳導能力。通常，與電極52的抗腐蝕性相比，通道塗層100具有對由冷卻劑與內 表面76的相互作用所引起的腐蝕的更高抗腐蝕性。通道塗層100典型地包括抵抗腐蝕並 且防止沉積物積累的金屬。例如，通道塗層100可包括銀、金、鎳和鉻中的至少一種。典型 地，通道塗層100為鎳。通道塗層100具有的熱導率為70. 3至427W/m K，更典型地為70. 3 至405W/m K,最典型地為70. 3至90. 5ff/m K。通道塗層100還具有0. 0025mm至0. 026mm 的厚度，厚度更典型地為0. 0025mm至0. 0127mm,最典型地為0. 0051mm至0. 0127mm。應當理解，電極52可包括設置在通道塗層100上的抗鏽蝕層(未示出)。抗鏽蝕 層為施塗在通道塗層100之上的保護性薄膜有機層。在形成電極52的通道塗層100之後， 可以使用保護系統，例如^Technic Inc.的Tarniban ，以便減少電極52中的和通道塗層100 中的金屬的氧化，而不導致過大的抗熱性。例如，在一個實施例中，電極52可包括銀而通道 塗層100可包括帶有抗鏽蝕層的銀，與純銀相比，用於提供對沉積物形成的更大抵抗能力。 典型地，電極52包括銅，而通道塗層100包括鎳，以便使熱導率和對沉積物形成的抵抗能力 最大化，其中抗鏽蝕層設置在通道塗層100上。應當理解，除接觸區域塗層96以外，電極52可按任意組合具有外部塗層98和通 道塗層100中的至少一個。通道塗層100、外部塗層98和接觸區域塗層96可通過電鍍形 成。然而，應當理解，每一個塗層都可通過不同的方法形成而不背離本發明。另外，製造高 純度半導體材料例如多晶矽領域的普通技術人員應當理解，一些鍍敷工藝使用為攙雜物的 材料，例如三族和五族元素(對於製造多晶矽的情況而言，氮除外)，並且選擇適當的塗敷 方法可儘量減少對載體M的可能汙染。例如，希望的是電極的通常設置在腔室32內的區 域，例如頭部塗層108和接觸區域塗層96，具有加入它們的相應電極塗層中的極少的硼和 磷。下文討論一種在載體M上沉積材料22的典型方法，其參考圖6。將載體M置於 腔室30內，以便使得設置於載體M的第一端M和第二端56處的插座57被設置在電極52 的杯狀部68內並且腔室30被密封。從電源裝置82向電極52傳輸電流。基於要沉積的材 料22計算沉積溫度。通過使電流直接通到載體M而增加載體M的操作溫度，以便使得載10體M的操作溫度超過沉積溫度。一旦載體M達到沉積溫度之後，將氣體45引入腔室30。 在一個實施例中，被引入腔室30的氣體45包括滷矽烷，例如氯矽烷或溴矽烷。氣體可還包 括氫。然而，應當理解，本發明並不限於存在於氣體中的這些組分，並且氣體可包括其它沉 積前體，尤其是含例如矽烷、四氯化矽和三溴矽烷的分子的矽。在一個實施例中，載體M為 矽細長條，並且製造設備20可用於將矽沉積在其上。特別是，在本實施例中，氣體通常包含 三氯矽烷並且通過熱分解三氯矽烷而將矽沉積在載體M上。使用冷卻劑來預防電極52的 操作溫度達到沉積溫度，以保證矽並不沉積在電極52上。材料22被均勻地沉積在載體M 上，直到載體M上的材料22達到要求的直徑。一旦載體M被處理之後，斷開電流以便使得電極52和載體M停止接收電流。通 過殼體28的出口 46排出氣體45，並且容許載體M冷卻。一旦經處理的載體M的操作溫 度已經被冷卻，則可從腔室30移除經處理的載體24。於是移除經處理的載體對，並且將新 的載體M放置於製造設備20中。顯然，可以根據上述教導做出本發明的許多改型和變型。以上已經根據相關法律 標準描述了上述發明；因此，這些說明為示例性而非限制性。對所公開的實施例所作的變 型和改型對於本發明所屬領域的普通技術人員是顯而易見的並且歸入本發明範圍之內。因 此，給予本發明的法律保護範圍僅僅通過研究以下權利要求書來確定。
權利要求
1.一種用於在載體上沉積材料的製造設備，所述載體具有彼此隔開的第一端和第二 端，插座設置在載體的每端處，所述設備包括限定了腔室的殼體；穿過所述殼體限定的入口，所述入口用於將氣體弓I入腔室中；穿過所述殼體限定的出口，所述出口用於將氣體從腔室排出；至少一個電極，所述電極具有外表面，該外表面具有適於接觸插座的接觸區域，所述電 極穿過所述殼體設置，其中所述電極至少部分地設置在腔室內以便與插座聯接；電源裝置，所述電源裝置聯接至所述電極，用於向所述電極提供電流；以及，接觸區域塗層，所述接觸區域塗層設置在所述電極的所述接觸區域上，用於保持所述 電極與插座之間的熱傳導性，所述接觸區域塗層具有至少9x106姆歐/米的導電係數和在 基於室溫海水作為電解質的電位序中高於銀的抗腐蝕性。
2.根據權利要求1所述的製造設備，其中所述電極還包括具有第一端和第二端的軸；以及設置在所述軸的兩端之一上的頭部。
3.根據權利要求2所述的製造設備，其中所述電極的所述頭部包括具有所述接觸區域 的所述外表面。
4.根據權利要求2或3所述的製造設備，其中所述頭部包括銅。
5.根據權利要求3或4所述的製造設備，其中所述電極的所述頭部和所述軸中的至少 一個包括外部塗層，所述外部塗層不同於所述接觸區域塗層並在所述接觸區域外側設置於 其所述外表面上。
6.根據權利要求3-5中任一項所述的製造設備，其中所述頭部和所述軸中的至少一個 不具有在所述接觸區域外側設置於其所述外表面上的塗層。
7.根據前述權利要求中任一項所述的製造設備，其中包括所述接觸區域塗層的所述電 極的所述外表面至少部分地設置在腔室內。
8.根據前述權利要求中任一項所述的製造設備，其中所述接觸區域塗層包括金、鉬和 鈀中的至少一種。
9.根據權利要求8所述的製造設備，其中所述接觸區域塗層還包括銀、鎳和鉻中的至 少一種。
10.根據前述權利要求中任一項所述的製造設備，其中所述接觸區域塗層具有 0. 00254 至 0. 254mm 的厚度。
11.根據前述權利要求中任一項所述的製造設備，其中所述接觸區域塗層具有 0. 00508mm 至 0. 127mm 的厚度。
12.根據前述權利要求中任一項所述的製造設備，其中所述接觸區域塗層具有 0. 00508mm 至 0. 0254mm 的厚度。
13.根據前述權利要求中任一項所述的製造設備，其中所述至少一個電極包括第一電 極和第二電極，第一電極用於接收位於載體的第一端處的插座，第二電極用於接收位於載 體的第二端處的插座。
14.一種用於製造設備的電極，所述製造設備用於在載體上沉積材料，所述載體具有彼 此隔開的第一端和第二端，插座設置在載體的每端處，所述電極包括具有第一端和第二端的軸；設置在所述軸的兩端之一上的頭部，用於與插座聯接； 其中所述頭部具有外表面，所述外表面具有適於接觸插座的接觸區域；和 接觸區域塗層，所述接觸區域塗層設置在所述電極的所述接觸區域上，用於保持所述 電極與插座之間的導電性，所述接觸區域塗層具有至少9x106姆歐/米的導電係數和在基 於室溫海水作為電解質的電位序中高於銀的抗腐蝕性。
15.根據權利要求14所述的電極，其中所述頭部與所述軸形成一體。
16.根據權利要求14或15所述的電極，其中所述接觸區域塗層包括金、鉬和鈀中的至 少一種。
17.根據權利要求16所述的電極，其中所述接觸區域塗層還包括銀、鎳和鉻中的至少一種。
18.根據權利要求14-17中任一項所述的電極，其中所述頭部包括銅。
19.根據權利要求14-18中任一項所述的電極，其中所述電極的所述軸包括不同於所 述接觸區域塗層並設置在所述軸的外表面上的軸塗層。
20.根據權利要求14-18中任一項所述的電極，其中所述軸不具有設置在其外表面上 的軸塗層。
21.根據權利要求14-20中任一項所述的製造設備，其中所述接觸區域塗層具有 0. 00254 至 0. 254mm 的厚度。
22.根據權利要求14-21中任一項所述的製造設備，其中所述接觸區域塗層具有 0. 00508mm 至 0. 127mm 的厚度。
23.根據權利要求14-22中任一項所述的製造設備，其中所述接觸區域塗層具有 0. 00508mm 至 0. 0254mm 的厚度。
全文摘要
本發明涉及一種用於在載體上沉積材料的製造設備和用於這種製造設備的電極。典型地，載體具有彼此隔開的第一端和第二端。插座設置在載體的每端處。這種製造設備包括限定了腔室的殼體。設置穿過殼體的至少一個電極，其中電極至少部分地設置於腔室內以便聯接至插座。電極具有外表面，該外表面具有適於接觸插座的接觸區域。接觸區域塗層設置在電極的外表面的接觸區域上。接觸區域塗層具有至少9x106姆歐/米的導電係數和在基於室溫海水作為電解質的電位序中高於銀的抗腐蝕性。
文檔編號H05B3/03GK102047750SQ200980120110
公開日2011年5月4日 申請日期2009年4月13日 優先權日2008年4月14日
發明者D·希拉布蘭德, T·納普 申請人:赫姆洛克半導體公司