CN103194737A - 一种用于原子层沉积设备的气体分配器 - Google Patents
一种用于原子层沉积设备的气体分配器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103194737A CN103194737A CN201210002317XA CN201210002317A CN103194737A CN 103194737 A CN103194737 A CN 103194737A CN 201210002317X A CN201210002317X A CN 201210002317XA CN 201210002317 A CN201210002317 A CN 201210002317A CN 103194737 A CN103194737 A CN 103194737A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- atomic layer
- layer deposition
- gas distributor
- path pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明涉及原子层沉积设备技术领域，具体涉及一种用于原子层沉积设备的气体分配器。所述用于原子层沉积设备的气体分配器，所述气体分配器设置在原子层沉积设备的反应腔室内，位于所述反应腔室内基片台的上方；所述气体分配器为环型或U型的气路管道，所述气路管道上设有一个进气口和若干个出气口；所述进气口与所述反应腔室的进气管道相连通，所述出气口均匀分布在所述气路管道的内外两侧，所述出气口的出气方向与垂直方向形成倾斜角度。本发明具备结构简单，易于加工，成本低廉的优点，在满足ALD沉积方式的同时，能够实现前躯体完整地覆盖样品表面，可以很好地提高薄膜均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及原子层沉积设备技术领域，具体涉及一种用于原子层沉积设备的气体分配器。
背景技术
原子层沉积（ALD）方法的最大特点是表面反应是自限制的，单周期薄膜沉积过程中由以下几个步骤：（1）第一种反应前驱体输入到衬底材料表面并通过化学吸附(饱和吸附)沉积在表面；（2）用惰性气体将多余的前躯体吹扫干净；（3）将当第二种前驱体通入反应腔，就会与己吸附于衬底材料表面的第一种前驱体发生反应。两种前驱体之间会发生置换反应并产生相应的副产物，直到吸附在表面的第一种前驱体提供的反应空位完全消耗，反应会自动停止并形成需要的薄膜；（4）用惰性气体将多余的前躯体和反应副产物吹扫干净。这种自限制性特征正是原子层沉积技术的基础，不断重复这种自限制反应就会形成所需的薄膜。
根据ALD沉积原理，每一个循环在衬底的任何地方都会沉积相同数量的材料且与前驱物的多少无关，只要前驱物的剂量高于饱和表面反应所需即可。由此可见， ALD方法对通过样品表面的前躯体气流浓度的均匀性要求并不高，只需满足整个样品表面都有足够反应的前驱物通过即可，即DOSE进气时间内流过样品表面的剂量高于饱和表面反应所需。因此，对ALD设备进气的要求就是前躯体能快速通过整个样品表面。
为保证上述进气要求，人们设计了不同的进气装置，根据反应气体和载气组成和气流相对于基片的流动方向，可以把进气装置分为两大类：主气流垂直于基片方向的垂直式进气装置和主气流平行与基片方向的平行式进气装置。
使用传统垂直式进气装置，气体垂直于基片表面进入并随即在抽气系统的带动在折转一个角度从反应室侧面或底部排出。这种进气方式很难保证前躯体反应气能通过整个基片表面，将导致局部位置因前躯体流量不足而不能满足饱和反应要求。
使用平行式进气装置，反应气体从基片的一侧流向另一侧或中部时被抽走，这种结构要求通过出气口离样品表面很近，且体积较大。在专利CN 1228470C中，公开了一种有多个孔组成的圆形筛网气体分配器，反应气体从基片的边缘流向中部被抽走，此种结构能很好地为样品供应前躯体，但需要气体分配器直径大于样品尺寸，这样就会加大反应器的体积，造成前躯体和吹扫气体的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于原子层沉积设备的气体分配器，该气体分配器可以实现前躯体快速覆盖整个样品表面，可以很好地提高薄膜均匀性。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于原子层沉积设备的气体分配器，所述气体分配器设置在原子层沉积设备的反应腔室内，位于所述反应腔室内基片台的上方；所述气体分配器为环型或U型的气路管道，所述气路管道上设有一个进气口和若干个出气口；所述进气口与所述反应腔室的进气管道相连通，所述出气口均匀分布在所述气路管道的内外两侧，所述出气口的出气方向与垂直方向形成倾斜角度。
上述方案中，所述气路管道的横截面为圆形或多边形。
上述方案中，所述出气口包括内排出气孔和外排出气孔，分别均匀设置在所述气路管道的内侧和外侧。
上述方案中，所述出气口的个数为偶数个，所述内排出气孔和外排出气孔交错排列。
上述方案中，所述出气口的孔径为1mm-1.5mm。
上述方案中，所述出气口的面积总和小于所述进气口的面积。
上述方案中，所述出气口的出气方向与垂直方向呈30度角倾斜。
与现有技术方案相比，本发明采用的技术方案产生的有益效果如下：
本发明具备结构简单，易于加工，成本低廉的优点，在满足ALD沉积方式的同时，能够实现前躯体完整地覆盖样品表面，可以很好地提高薄膜均匀性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的气体分配器应用于原子层沉积设备的结构示意图；
图2为本发明实施例中气体分配器的结构示意图；
图3为本发明实施例中气体分配器的横截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细描述。
如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种用于原子层沉积设备的气体分配器，气体分配器设置在原子层沉积设备的反应腔室21内，位于反应腔室21内基片台23的正上方，气体分配器最下端距离基片台23高度为40mm。基片台23为8英寸规格，可以为小于等于8英寸的样品沉积所需的薄膜层。气体分配器为环型的气路管道12，气路管道12为1/4标准进气管，中心圆直径为80mm。气路管道12上的进气口与反应腔室的进气管道11相连通，气路管道12上的出气口包括孔径为1.2mm的6个内排出气孔13和6个外排出气孔14，分别均匀设置在气路管道12的内侧和外侧，且交错分布；气路管道12出气口的面积总和小于气路管道12进气口的面积。气路管道12内侧的内排出气孔13的出气方向与垂直方向呈30度偏向基片台23的内侧，外排出气孔14的出气方向与垂直方向呈30度偏向基片台23的外侧。
本实施例中，气路管道12的横截面为圆形或多边形。
本实施例中，气体分配器为还可以为U型的气路管道。
本发明的工作原理如下：前躯体随载气通过进气管道11进入气路管道12后，从内、外排出气孔沿一定角度斜吹向样品表面，载气为氩气或氦气，载气的流量为1sccm-200sccm；吹到样品表面的气流沿径向从基片边缘流向排气孔22。在此过程中，进气管道管壁的温度低于原子层沉积反应设备反应腔室的温度1℃-99℃，同时载气将流经整个样品，满足饱和反应所需。
本发明能够实现前躯体完整地覆盖样品表面，可以很好地提高薄膜均匀性，在满足ALD沉积方式的同时，具备结构简单，易于加工，成本低廉的优点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于原子层沉积设备的气体分配器，其特征在于：所述气体分配器设置在原子层沉积设备的反应腔室内，位于所述反应腔室内基片台的上方；所述气体分配器为环型或U型的气路管道，所述气路管道上设有一个进气口和若干个出气口；所述进气口与所述反应腔室的进气管道相连通，所述出气口均匀分布在所述气路管道的内外两侧，所述出气口的出气方向与垂直方向形成倾斜角度。
2.如权利要求1所述的用于原子层沉积设备的气体分配器，其特征在于：所述气路管道的横截面为圆形或多边形。
3.如权利要求1所述的用于原子层沉积设备的气体分配器，其特征在于：所述出气口包括内排出气孔和外排出气孔，分别均匀设置在所述气路管道的内侧和外侧。
4.如权利要求3所述的用于原子层沉积设备的气体分配器，其特征在于：所述出气口的个数为偶数个，所述内排出气孔和外排出气孔交错排列。
5.如权利要求1所述的用于原子层沉积设备的气体分配器，其特征在于：所述出气口的孔径为1mm-1.5mm。
6.如权利要求1所述的用于原子层沉积设备的气体分配器，其特征在于：所述出气口的面积总和小于所述进气口的面积。
7.如权利要求1所述的用于原子层沉积设备的气体分配器，其特征在于：所述出气口的出气方向与垂直方向呈30度角倾斜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210002317.XA CN103194737B (zh) | 2012-01-05 | 2012-01-05 | 一种用于原子层沉积设备的气体分配器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210002317.XA CN103194737B (zh) | 2012-01-05 | 2012-01-05 | 一种用于原子层沉积设备的气体分配器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103194737A true CN103194737A (zh) | 2013-07-10 |
| CN103194737B CN103194737B (zh) | 2015-06-10 |
Family
ID=48717550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210002317.XA Active CN103194737B (zh) | 2012-01-05 | 2012-01-05 | 一种用于原子层沉积设备的气体分配器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103194737B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104046960A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-17 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种应用于薄膜沉积技术的气体分配器 |
| CN106381478A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-02-08 | 无锡宏纳科技有限公司 | 晶圆化学气相淀积反应装置的进气结构 |
| CN106381479A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-02-08 | 无锡宏纳科技有限公司 | 晶圆化学气相淀积反应装置 |
| WO2017097163A1 (zh) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种应用于薄膜沉积技术的气体分配器 |
| TWI615501B (zh) * | 2015-07-07 | 2018-02-21 | Ａｓｍ知識產權私人控股有限公司 | 氣流控制裝置、噴頭組件及半導體製造設備 |
| CN110468390A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-19 | 北方夜视技术股份有限公司 | 超大长径比微通道板通道内壁制备功能膜层的方法 |
| CN112941492A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-11 | 华中科技大学 | 原子层沉积装置与方法 |
| CN113430499A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-24 | 湖南良诚新材料科技有限公司 | 一种微波等离子气相沉积金刚石的设备 |
| CN114875385A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-09 | 江苏迈纳德微纳技术有限公司 | 一种新型双层腔室的原子层沉积反应装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090055435A (ko) * | 2007-11-28 | 2009-06-02 | 주식회사 케이씨텍 | 원자층 증착 장치 |
| CN101824607A (zh) * | 2010-05-12 | 2010-09-08 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 用于cvd反应器的进气装置 |
| CN101842880A (zh) * | 2008-03-27 | 2010-09-22 | 东京毅力科创株式会社 | 气体供给装置、处理装置、处理方法及存储介质 |
-
2012
- 2012-01-05 CN CN201210002317.XA patent/CN103194737B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090055435A (ko) * | 2007-11-28 | 2009-06-02 | 주식회사 케이씨텍 | 원자층 증착 장치 |
| CN101842880A (zh) * | 2008-03-27 | 2010-09-22 | 东京毅力科创株式会社 | 气体供给装置、处理装置、处理方法及存储介质 |
| CN101824607A (zh) * | 2010-05-12 | 2010-09-08 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 用于cvd反应器的进气装置 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104046960B (zh) * | 2014-06-24 | 2016-08-17 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种应用于薄膜沉积技术的气体分配器 |
| CN104046960A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-17 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种应用于薄膜沉积技术的气体分配器 |
| US10822695B2 (en) | 2015-07-07 | 2020-11-03 | Asm Ip Holding B.V. | Thin film deposition apparatus |
| TWI615501B (zh) * | 2015-07-07 | 2018-02-21 | Ａｓｍ知識產權私人控股有限公司 | 氣流控制裝置、噴頭組件及半導體製造設備 |
| US10662525B2 (en) | 2015-07-07 | 2020-05-26 | Asm Ip Holding B.V. | Thin film deposition apparatus |
| WO2017097163A1 (zh) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 一种应用于薄膜沉积技术的气体分配器 |
| CN106381478A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-02-08 | 无锡宏纳科技有限公司 | 晶圆化学气相淀积反应装置的进气结构 |
| CN106381479A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-02-08 | 无锡宏纳科技有限公司 | 晶圆化学气相淀积反应装置 |
| CN110468390A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-19 | 北方夜视技术股份有限公司 | 超大长径比微通道板通道内壁制备功能膜层的方法 |
| CN112941492A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-11 | 华中科技大学 | 原子层沉积装置与方法 |
| CN112941492B (zh) * | 2021-01-19 | 2022-06-03 | 华中科技大学 | 原子层沉积装置与方法 |
| CN113430499A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-24 | 湖南良诚新材料科技有限公司 | 一种微波等离子气相沉积金刚石的设备 |
| CN114875385A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-09 | 江苏迈纳德微纳技术有限公司 | 一种新型双层腔室的原子层沉积反应装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103194737B (zh) | 2015-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103194737B (zh) | 一种用于原子层沉积设备的气体分配器 | |
| CN102812545B (zh) | 用于微环境中均匀分布吹扫气体的多孔隔板 | |
| TW200619415A (en) | Multi-gas distribution injector for chemical vapor deposition reactors | |
| CN105970187A (zh) | 多区反应器、包括该反应器的系统和使用该反应器的方法 | |
| CN102534569A (zh) | 一种常压辉光等离子体增强原子层沉积装置 | |
| TW200710266A (en) | Multiple inlet atomic layer deposition reactor | |
| US11326255B2 (en) | ALD reactor for coating porous substrates | |
| CN103194736B (zh) | 一种气体分配器及原子层沉积设备 | |
| WO2005049885A3 (en) | Method and apparatus for fabricating a conformal thin film on a substrate | |
| TW200628629A (en) | Method for increasing deposition rates of metal layers from metal-carbonyl precursors | |
| JP2009127981A5 (zh) | ||
| CN102643020A (zh) | 玻璃微粒堆叠体的制造方法 | |
| CN102989263A (zh) | 高效径向流吸附塔 | |
| KR101280541B1 (ko) | 반도체 제조장치용 부산물 포집 장치 | |
| CN1109129C (zh) | 气体输送定量分配管 | |
| TWI231227B (en) | Pipe trap | |
| CA2781227A1 (en) | Fuel vapor processing apparatus | |
| US11952660B2 (en) | Semiconductor processing chambers and methods for cleaning the same | |
| CN102477544A (zh) | 制备多孔材料内壁薄膜的原子层沉积方法及其设备 | |
| CN113403610A (zh) | 一种真空悬浮镀膜设备 | |
| CN201873751U (zh) | 制备多孔材料内壁薄膜的原子层沉积设备 | |
| CN104419909B (zh) | 一种镀膜炉管 | |
| CN112742171A (zh) | 一种径向吸附塔及吸附工艺 | |
| CN202909603U (zh) | 高效径向流吸附塔 | |
| CN105132886A (zh) | 一种改善管状基底内表面沉积薄膜均匀性的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |