CN115404463A - 原子层沉积设备及原子层沉积喷淋装置 - Google Patents

原子层沉积设备及原子层沉积喷淋装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种原子层沉积设备及原子层沉积喷淋装置。一种原子层沉积喷淋装置，包括若干个第一导气柱阵列，每个第一导气柱阵列包括若干个第一导气柱；若干个第二导气柱阵列，每个第二导气柱阵列包括若干个第二导气柱；第一导气柱阵列和第二导气柱阵列间隔交替排布；冷却组件，包括若干个第一冷却带和若干个第二冷却带；第一冷却带与第一导气柱阵列一一热接触对应；第二冷却带与第二导气柱阵列一一热接触对应；以及隔热组件，包括若干个隔热带；相邻的第一导气柱阵列和第二导气柱阵列之间均设有隔热带。上述原子层沉积喷淋装置，既能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生热分解，又能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生冷凝。

Description

原子层沉积设备及原子层沉积喷淋装置
技术领域
本发明涉及原子层沉积领域，特别是涉及一种原子层沉积设备及原子层沉积喷淋装置。
背景技术
原子层沉积（Atomic layer deposition， ALD）：是一种基于有序、表面自饱和反应的化学气相薄膜沉积方法。ALD可以实现将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面。在镀膜过程中，通常至少两种化学气相前驱体依次在基底表面发生化学反应，可以实现在三维结构或是复杂表面沉积高度完整并且均匀的薄膜。ALD技术是当前最尖端的薄膜沉积技术之一，在14nm、7nm以及更先进的半导体芯片技术节点有着不可被替代的地位。在ALD工艺过程中，化学反应前驱体通常通过安装在反应腔顶部的喷淋装置进入反应腔发生薄膜沉积反应。
在传统的原子层沉积工艺过程中，通常需要在特定的温度场内将至少两种化学反应前驱体切换通入反应腔，以实现在晶圆表面发生自饱和薄膜沉积反应。不同化学反应前驱体在进入反应腔之前应该避免相遇，以免在喷淋装置内发生反应而产生颗粒状副产物，从而导致沉积的薄膜产生大量的缺陷并对芯片的良率和可靠性产生不良影响。此外，反应腔内的温度场通常以热辐射的形式将热量传递给原子层沉积喷淋装置，导致其温度过高，从而影响流经该喷淋装置的某些化学反应前驱体的稳定性。这些化学反应前驱体在进入反应腔之前就可能因为流经的喷淋装置的温度过高而在喷淋装置内分解，从而形成大量的颗粒状副产物而影响沉积薄膜的质量。
为了解决原子层沉积喷淋装置在工艺过程中由于温度过高而对化学反应前驱体的稳定性造成不良影响的问题，通常通过安装多条并列平行的冷却水管道实现对化学反应前驱体的降温。然而，在一些情况下，无论如何调整原子层沉积喷淋装置的温度，均难以调整至恰当的温度，温度低会导致发生化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内冷凝，温度高会导致发生化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生热分解。若发生化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生冷凝，不仅严重影响薄膜厚度和组分的均匀性，长期还会堵塞喷淋装置；若反应前驱体在喷淋装置内发生热分解而产生颗粒状副产物，影响沉积薄膜的质量。
发明内容
发明要解决的问题
为了解决上述难以调整原子层沉积喷淋装置至合适的温度的问题，提供一种原子层沉积喷淋装置，无论在任何情况下，均能通过温度调整，既能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生热分解，又能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生冷凝。
用于解决问题的方案
一种原子层沉积喷淋装置，包括：
若干个第一导气柱阵列，每个所述第一导气柱阵列包括若干个第一导气柱；
若干个第二导气柱阵列，每个所述第二导气柱阵列包括若干个第二导气柱；所述第一导气柱阵列和所述第二导气柱阵列间隔交替排布；
冷却组件，包括若干个第一冷却带和若干个第二冷却带；所述第一冷却带与所述第一导气柱阵列一一热接触对应；所述第二冷却带与所述第二导气柱阵列一一热接触对应；以及
隔热组件，包括若干个隔热带；相邻的所述第一导气柱阵列和所述第二导气柱阵列之间均设有所述隔热带。
可选地，还包括：
隔热板，具有相对的第一侧和第二侧；所述隔热板上设有若干个避让孔；
其中，所述第一导气柱穿设在所述避让孔中，并向所述隔热板两侧伸出；
所述第二导气柱穿设在所述避让孔中，并向所述隔热板两侧伸出；
所述第一冷却带设于所述隔热板的第一侧；所述第二冷却带设于所述隔热板的第二侧；
若干个隔热带包括若干个设于所述隔热板的第一侧的第一隔热带和若干个设于所述隔热板的第二侧的第二隔热带；相邻的所述第一导气柱阵列和所述第二导气柱阵列之间均设有所述第一隔热带和所述第二隔热带。
可选地，还包括：
喷淋板，设于所述隔热板的第一侧，所述第一导气柱阵列和所述第二导气柱阵列均固定设于所述喷淋板上；
所述第一冷却带和所述第一隔热带位于所述喷淋板和所述隔热板之间。
可选地，所述第一冷却带为冷却管道，且/或，所述第二冷却带为冷却管道。
可选地，还包括：
充气组件，设于所述隔热板的第二侧；所述充气组件包括壳体，所述壳体围成互不连通的第一充气腔和第二充气腔，所述第一充气腔位于所述隔热板和所述第二充气腔之间；所述第一导气柱穿过所述壳体与所述第一充气腔连通，所述第二导气柱穿过所述壳体与所述第一充气腔与所述第二充气腔连通。
可选地，所述壳体包括：
第一子壳体，所述第一子壳体上设有若干个与所述第一导气柱一一密封对接的第一导气孔，以及若干个与所述第二导气柱一一对应的穿孔；所述第二导气柱穿设于所述穿孔内，且所述第二导气柱外侧壁与对应穿孔的内侧壁密封贴合；
第二子壳体，设于所述第一子壳体的远离所述隔热板的一侧；所述第二子壳体与所述第一子壳体密封对接形成第一充气腔；所述第一导气柱均与所述第一充气腔连通；所述第二子壳体上设有若干个与所述第二导气柱一一密封对接的第二导气孔，以及
第三子壳体，与所述第二子壳体密封对接形成第二充气腔；所述第二导气柱均与所述第二充气腔连通。
可选地，所述第二子壳体上设有与所述第一充气腔连通的第一充气通道；所述第三子壳体上设有与所述第二充气腔连通的第二充气通道、以及与所述第一充气通道匹配的充气避让口。
可选地，所述原子层沉积喷淋装置具有贯穿所述隔热板、所述第一子壳体和所述第二子壳体的若干个第一冷却避让孔和若干个第二冷却避让孔、贯穿所述第一子壳体和所述第二子壳体的若干个第三冷却避让孔和若干个第四冷却避让孔；所述第一冷却带的两端分别为第一冷却端和第二冷却端，所述第二冷却带的两端分别为第三冷却端和第四冷却端；所述第三子壳体具有若干个与所述第一冷却带的第一冷却端匹配的第一连接件、若干个与所述第一冷却带的第二冷却端匹配的第二连接件、若干个与所述第二冷却带的第三冷却端匹配的第三连接件以及若干个与所述第二冷却带的第四冷却端匹配的第四连接件；
所述第一冷却带的第一冷却端穿过所述第一冷却避让孔与所述第一连接件连接，第二冷却端穿过所述第二冷却避让孔与所述第二连接件连接；所述第二冷却带的第三冷却端穿过所述第三冷却避让孔与所述第三连接件连接，第四冷却端穿过所述第四冷却避让孔与所述第四连接件连接。
可选地，还包括温度监测组件；所述温度监测组件包括用以监测所述第一导气柱内腔温度的第一温度监测器，以及用以监测所述第二导气柱内腔温度的第二温度监测器。
本发明还提供一种原子层沉积设备，其包括本申请提供的原子层沉积喷淋装置。
发明的效果
上述原子层沉积喷淋装置，通过对不同化学反应前驱体的温度进行分别控制，既能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生热分解，又能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生冷凝，从而提高形成的薄膜的良率。
上述原子层沉积设备，其原子层沉积喷淋装置，通过对不同化学反应前驱体的温度进行分别控制，既能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生热分解，又能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生冷凝，从而提高形成的薄膜的良率。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的原子层沉积喷淋装置的结构示意图。
图2为图1所示原子层沉积喷淋装置另一方向的结构示意图。
图3为图1所示原子层沉积喷淋装置的分解结构示意图。
图4为图3中喷淋板、导气柱阵列和第一冷却带的结构示意图。
图5为图3中隔热板、第二冷却带及第二隔热带的结构示意图。
图6为图3中第一子壳体的结构示意图。
图7为图1中原子层沉积喷淋装置除去第二子壳体和第三子壳体后的结构示意图。
图8为图3中第二子壳体的结构示意图。
图9为图1中原子层沉积喷淋装置除去第三子壳体后的结构示意图。
图10为图3中第三子壳体的结构示意图。
图11为图1所示原子层沉积喷淋装置的剖视图。
附图标记说明
100、原子层沉积喷淋装置；200、喷淋板；210/211/212/213、第一导气柱阵列；220/221/222、第二导气柱阵列；230/231/232/233、第一冷却带；230a/231a/232a/233a、第一冷却端；230b/231b/232b/233b、第二冷却端；240、第一隔热带；300、隔热板；301、第一侧；302、第二侧；310/311/312、第二冷却带；310a/311a/312a、第三冷却端；310b/311b/312b、第四冷却端；320、第二隔热带；330/331/332/333、第四过孔；340/341/342/343、第一过孔；350、避让孔；400、第一子壳体；410/411/412/413、第五过孔；420/421/422/423、第二过孔；430/431/432、第九过孔；440/441/442、第七过孔；450、穿孔；460、第一导气孔；500、第二子壳体；510/511/512/513、第三过孔；520/521/522/523、第六过孔；530/531/532、第十过孔；540/541/542、第八过孔；550、第二导气孔；560、第一充气通道；561、第一进气口；600、第三子壳体；610、第二进气口；620、第二充气通道；630/631/632/633、第一连接件；640/641/642/643、第二连接件；650/651/652、第四连接件；660/661/662、第三连接件；671、充气避让口；10、第一充气腔；20、第二充气腔；a-a、第一方向。
具体实施方式
发明人经过研究发现，在一些情况下，难以调整至恰当的温度，是因为化学反应前驱体中，一种化学反应前驱体（为便于描述，后续称为化学反应前驱体A）的热分解温度低于另一化学反应前驱体（为便于描述，后续称为化学反应前驱体B）的冷凝温度。若通过传统方式将原子层沉积喷淋装置的温度控制在化学反应前驱体B的冷凝温度之上，则会造成化学反应前驱体A在原子层沉积喷淋装置内发生热分解而产生颗粒状副产物，在薄膜上形成大量缺陷。而若通过传统方式将原子层沉积喷淋装置的温度控制在化学反应前驱体A的热分解温度之下，则会造成化学反应前驱体B在原子层沉积喷淋装置内发生冷凝，不仅严重影响薄膜厚度和组分的均匀性，长期还会堵塞喷淋装置。
因此，在上述情况下，没有恰当的温度能在防止化学反应前驱体A分解的同时，还能防止化学反应前驱体B冷凝。
在发现上述原因后，发明人提出一种原子层沉积喷淋装置，其可以实现对化学反应前驱体A和化学反应前驱体B的分别控温，从而在能避免化学反应前驱体A的分解的同时，还能避免化学反应前驱体B的冷凝。
具体的，发明人提出一种原子层沉积喷淋装置，其包括：
若干个第一导气柱阵列，每个所述第一导气柱阵列包括若干个第一导气柱；
若干个第二导气柱阵列，每个所述第二导气柱阵列包括若干个第二导气柱；所述第一导气柱阵列和所述第二导气柱阵列依次间隔交替排布；
冷却组件，包括若干个第一冷却带和若干个第二冷却带；所述第一冷却带与所述第一导气柱阵列一一热接触对应；所述第二冷却带与所述第二导气柱阵列一一热接触对应；以及
隔热组件，包括若干个隔热带；相邻的所述第一导气柱阵列和所述第二导气柱阵列之间均设有所述隔热带。
上述原子层沉积喷淋装置，通过对不同化学反应前驱体的温度进行分别控制，既能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生热分解，又能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生冷凝，从而提高形成的薄膜的良率。
具体的，通过第一冷却带和第二冷却带分别对第一导气柱阵列和第二导气柱阵列进行冷却，即通过第一冷却带和第二冷却带分别对两种化学反应前驱体进行冷却，从而可以通过设置第一冷却带和第二冷却带具有不同的冷却效率，实现对两种化学反应前驱体进行不同程度的冷却效果。另外，通过隔热组件的设置，可以避免两种化学反应前驱体之间进行热交换，即能使得两种化学反应前驱体分别保持不同的温度，即能同时避免两种化学反应前驱体发生热分解或冷凝的现象。
进一步地，本申请中，原子层沉积喷淋装置还包括：
隔热板，具有相对的第一侧和第二侧；所述隔热板上设有若干个避让孔；
其中，所述第一导气柱穿设在所述避让孔中，并向所述隔热板两侧伸出；
所述第二导气柱穿设在所述避让孔中，并向所述隔热板两侧伸出；
所述第一冷却带设于所述隔热板的第一侧；所述第二冷却带设于所述隔热板的第二侧；
若干个隔热带包括若干个设于所述隔热板的第一侧的第一隔热带和若干个设于所述隔热板的第二侧的第二隔热带；相邻的所述第一导气柱阵列和所述第二导气柱阵列之间均设有所述第一隔热带和所述第二隔热带。
为了便于描述，设定第一导气柱延伸的方向为第一方向。通过隔热板的设置，第一冷却带和第二冷却带分别位于隔热板的两侧，从而第一冷却带和第二冷却带可以在垂直于第一方向的表面上的投影部分重叠，从而可以增加第一导气柱和第二导气柱的数量和密度，利于化学反应前驱体在反应腔内的均匀扩散。
另外，第一冷却带和第二冷却带分别位于隔热板的两侧，降低了原子层沉积喷淋装置中各结构的紧凑程度，从而降低原子层沉积喷淋装置的加工难度和成本。
为使本发明的技术方案和有益效果能够更加明显易懂，下面通过列举具体实施例的方式进行详细说明。其中，附图不一定是按比例绘制的，局部特征可以被放大或缩小，以更加清楚的显示局部特征的细节；除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与本申请所属的技术领域中的技术和科学术语的含义相同。
在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于本发明的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，即不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述清楚的目的，不能理解为所指示特征的相对重要性或所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等；“若干个”的含义是至少一个，例如一个、两个、三个等；另有明确具体的限定的除外。
在本发明中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等应做广义理解。例如，“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的限定，第一特征在第二特征“上”、“之上”、“上方”和“上面”、“下”、“之下”、“下方”或“下面”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征的水平高度高于第二特征的水平高度。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征的水平高度小于第二特征的水平高度。
如图1-图11所示，本发明一实施例提供的原子层沉积喷淋装置100，包括若干个第一导气柱阵列210、211、212、213，若干个第二导气柱阵列220、221、222，冷却组件以及隔热组件。
参见图4，每个第一导气柱阵列210、211、212、213包括若干个第一导气柱。本实施例中，原子层沉积喷淋装置100包括四个第一导气柱阵列210、211、212、213。
每个第二导气柱阵列220、221、222包括若干个第二导气柱。第一导气柱阵列210、211、212、213和第二导气柱阵列220、221、222间隔交替排布。本实施例中，原子层沉积喷淋装置100包括三个第二导气柱阵列220、221、222。
参见图4和图5，冷却组件包括若干个第一冷却带230、231、232、233和若干个第二冷却带310、311、312。第一冷却带230、231、232、233与第一导气柱阵列210、211、212、213一一热接触对应。第二冷却带310、311、312与第二导气柱阵列220、221、222一一热接触对应。
隔热组件包括若干个隔热带，相邻的第一导气柱阵列210、211、212、213和第二导气柱阵列220、221、222之间均设有隔热带。如第一导气柱阵列210和第二导气柱阵列220之间设有隔热带，通过隔热带避免第一导气柱阵列210和第二导气柱阵列220之间热传递。
上述原子层沉积喷淋装置100，通过对两种化学反应前驱体的温度进行分别控制，既能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置100内发生热分解，又能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置100内发生冷凝，从而提高形成的薄膜的良率。
参见图4和图5，本实施例中，第一导气柱阵列210、211、212、213和第二导气柱阵列220、221、222为环状阵列，第一隔热带240和第二隔热带320为环形隔热带，第一冷却带230、231、232、233和第二冷却带310、311、312均为环形冷却带。第一导气柱阵列210、211、212、213、第二导气柱阵列220、221、222、第一隔热带240、第二隔热带320、第一冷却带230、231、232、233和第二冷却带310、311、312为同心圆。即第一导气柱阵列210、211、212、213、第二导气柱阵列220、221、222、第一隔热带240、第二隔热带320、第一冷却带230、231、232、233和第二冷却带310、311、312具有共同的圆心。
可以理解的是，在另外可行的实施例中，第一导气柱阵列和第二导气柱阵列不限于环状阵列，还可以呈其它规则或不规则形状的阵列。另外，在另外可行的实施例中，第一导气柱阵列不限于四个，第二导气柱阵列也不限于三个。
参见图4，本实施例中，每个第一导气柱阵列210、211、212、213中包含的第一导气柱的个数不同，每个第二导气柱阵列220、221、222中包含的第二导气柱的个数不同。每个第一导气柱阵列210、211、212、213中包含的第一导气柱的个数与每个第二导气柱阵列220、221、222中包含的第二导气柱的个数也不同。可以理解的是，在另外可行的实施例中，第一导气柱阵列和第二导气柱阵列的阵列结构、每个第一导气柱阵列中包含的第一导气柱的个数、每个第二导气柱阵列中包含的第二导气柱的个数均不限于此，根据本领域的常规选择进行设置即可。
可以理解的是，第一导气柱和第二导气柱用以将化学反应前驱体导入反应腔中。因此，第一导气柱和第二导气柱均为中空柱体。
可选地，隔热带可以由泡沫材料、纤维材料、或气凝胶毡等隔热材料制成。
参见图3和图5和图11，本实施例中，原子层沉积喷淋装置100还包括隔热板300，隔热板300具有相对的第一侧301和第二侧302。隔热板300上设有若干个避让孔350。第一导气柱穿设在避让孔350中，并向隔热板300两侧伸出。第二导气柱穿设在避让孔350中，并向隔热板300两侧伸出。第一冷却带230、231、232、233设于隔热板300的第一侧301，第二冷却带310、311、312设于隔热板300的第二侧302。若干个隔热带包括若干个设于隔热板300的第一侧301的第一隔热带240和若干个设于隔热板300的第二侧302的第二隔热带320。相邻的第一导气柱阵列210、211、212、213和第二导气柱阵列220、221、222之间均设有第一隔热带240和第二隔热带320。
参见图11，为了便于描述，设定第一导气柱延伸的方向为第一方向a-a。通过隔热板300的设置，第一冷却带230、231、232、233和第二冷却带310、311、312分别位于隔热板300的两侧，从而第一冷却带230、231、232、233和第二冷却带310、311、312可以在垂直于第一方向a-a的表面上的投影至少部分重叠，从而可以增加第一导气柱和第二导气柱的数量和密度，利于化学反应前驱体在反应腔内的均匀扩散。
另外，第一冷却带230、231、232、233和第二冷却带310、311、312分别位于隔热板300的两侧，降低了原子层沉积喷淋装置100中各结构的紧凑程度，从而降低原子层沉积喷淋装置100的加工难度和成本。
再者，隔热板300也具有一定的隔热作用，能更好的避免相邻的第一导气柱阵列210、211、212、213和第二导气柱阵列220、221、222之间的热传递。
参见图3、图4和图5，本实施例中，原子层沉积喷淋装置100还包括喷淋板200。具体的，喷淋板200设于隔热板300的第一侧301，第一导气柱阵列210、211、212、213和第二导气柱阵列220、221、222均固定设于喷淋板200上。第一冷却带230、231、232、233和第一隔热带240位于喷淋板200和隔热板300之间。喷淋板200的设置可以保持第一导气柱和第二导气柱固定。另外，还可以将第一冷却带230、231、232、233和第一隔热带240与原子层沉积设备中的反应腔隔离，从而避免反应腔内的物质在第一冷却带230、231、232、233和第一隔热带240上附着，也避免反应腔内的热量直接传递至第一冷却带230、231、232、233和第一隔热带240。
当然，可以理解的是，在另外可行的实施例中，即使原子层沉积喷淋装置100未设置隔热板，其也可以包括喷淋板，以将第一导气柱阵列和第二导气柱阵列固定设置在喷淋板上，以保持第一导气柱和第二导气柱的固定。
再者，可以理解的是，在另外可行的实施例中，还可以通过设置连接件实现第一导气柱之间的相对固定，第二导气柱之间的相对固定，和第一导气柱和第二导气柱之间的相对固定。同样的，也可以通过连接件或限位件等将第一导气柱和第二导气柱置于反应腔的顶部。
本实施例中，第一冷却带230、231、232、233为冷却管道，第二冷却带310、311、312为冷却管道。从而可以通过向第一冷却带230、231、232、233和第二冷却带310、311、312中注入冷却液或冷却气流，达到冷却的目的。可以理解的是，第一冷却带230、231、232、233和第二冷却带310、311、312均具有导热的特点。当然，可以理解的是，在另外可行的实施例中，第一冷却带和第二冷却带不限于冷却管道，还可以采用其它方式实现冷却的效果，如通过化学反应吸热实现冷却效果，或者通过冷却带导热的方式进行散热，进而达到冷却的效果。
参见图5和图11，本实施例中，原子层沉积喷淋装置100还包括充气组件。具体的，充气组件设于隔热板300的第二侧302；充气组件包括壳体，壳体围成互不连通的第一充气腔10和第二充气腔20，第一充气腔10位于隔热板300和第二充气腔20之间；第一导气柱穿过壳体与第一充气腔10连通，第二导气柱穿过壳体与第一充气腔10与第二充气腔20连通。第一充气腔10和第二充气腔20互不连通，从而避免两种化学反应前驱体在进入反应腔之前相遇而提前发生化学反应。
另外，可以理解的是，第一充气腔10和第二充气腔20均用于分别向第一导气柱和第二导气柱内输入化学反应前驱体，为了避免化学反应前驱体的泄露或腔内化学反应前驱体被污染，工作时的第一充气腔10和第二充气腔20必然是密封的状态，此为本领域常规设置，此处不再赘述。
参见图3-图11，具体的，本实施例中，壳体包括第一子壳体400、第二子壳体500以及第三子壳体600。其中，第一子壳体400上设有若干个与第一导气柱一一密封对接的第一导气孔460，以及若干个与第二导气柱一一对应的穿孔450。第二导气柱穿设于穿孔450内，且第二导气柱外侧壁与对应穿孔450的内侧壁密封贴合，从而避免穿孔450的设置而破坏第一充气腔10在使用状态时的密封性。另外，可以理解的是，第一导气孔460的侧壁与第一导气柱的外侧壁密封贴合，从而避免第一导气孔460的设置破坏第一充气腔10在使用状态时的密封性。
第二子壳体500设于第一子壳体400的远离隔热板300的一侧。第二子壳体500与第一子壳体400密封对接形成第一充气腔10。第一导气柱均与第一充气腔10连通，从而通过第一充气腔10将化学反应前驱体导入至第一导气柱内。第二子壳体500上设有若干个与第二导气柱一一密封对接的第二导气孔550。
第三子壳体600与第二子壳500体密封对接形成第二充气腔20。第二导气柱均与第二充气腔20连通。第二导气柱与第二导气孔550密封对接，从而避免第二导气孔550的设置破坏第二充气腔20在使用状态时的密封性。
上述壳体的结构，除了实现向第一导气柱和第二导气柱内分别导入不同的化学反应前驱体外，其结构也较简单，便于生产，且生产成本低。
进一步的，参见图6和图7，本实施例中，第一导气柱插入第一导气孔460中的深度小于第一导气孔460的深度，从而使得第一充气腔10中的化学反应前驱体能够更加顺利的通过第一导气柱导出。
同样的，参见图8和图9，本实施例中，第二导气柱插入第二导气孔550的深度小于第二导气孔550的深度，从而使得第二充气腔20中的化学反应前驱体能够更加顺利的通过第二导气柱导出。
参见图8-图11，本实施例中，第二子壳体500上设有与第一充气腔10连通的第一充气通道560。第三子壳体600上设有与第二充气腔20连通的第二充气通道620、以及与第一充气通道560匹配的充气避让口671，从而第一充气通道能够从充气避让口671穿出。可以理解的是，充气避让口671与第一充气通道560匹配，指充气避让口671的侧壁与第一充气通道560的外侧壁密封贴合，从而保证第二充气腔20在使用时的密封效果。
更具体的，第一充气通道560上设有第一进气口561，从而将一种化学反应前驱体通过第一进气口561输送至第一充气通道560，进而输送至第一充气腔10中。第二充气通道620上设有第二进气口610，从而将另一种化学反应前驱体通过第二进气口610输送至第二充气通道620，进而输送至第二充气腔20中。
参见图1-图11，原子层沉积喷淋装置100具有贯穿隔热板300、第一子壳体400和第二子壳体500的若干个第一冷却避让孔和若干个第二冷却避让孔、贯穿第一子壳体400和第二子壳体500的若干个第三冷却避让孔和若干个第四冷却避让孔。第一冷却带230、231、232、233的两端分别为第一冷却端230a、231a、232a、233a和第二冷却端230b、231b、232b、233b。第二冷却带310、311、312的两端分别为第三冷却端310a、311a、312a和第四冷却端310b、311b、312b。第三子壳体600具有若干个与第一冷却带230、231、232、233的第一冷却端230a、231a、232a、233a匹配的第一连接件630、631、632、633、若干个与第一冷却带230、231、232、233的第二冷却端230b、231b、232b、233b匹配的第二连接件640、641、642、643、若干个与第二冷却带310、311、312的第三冷却端310a、311a、312a匹配的第三连接件660、661、662、以及若干个与第二冷却带310、311、312的第四冷却端310b、311b、312b匹配的第四连接件650、651、652。第一冷却带230、231、232、233的第一冷却端230a、231a、232a、233a穿过第一冷却避让孔与第一连接件630、631、632、633连接，第二冷却端230b、231b、232b、233b穿过第二冷却避让孔与第二连接件640、641、642、643连接。第二冷却带310、311、312的第三冷却端310a、311a、312a穿过第三冷却避让孔与第三连接件660、661、662连接，第四冷却端310b、311b、312b穿过第四冷却避让孔与第四连接件650、651、652连接。
第一冷却带230、231、232、233的第一冷却端230a、231a、232a、233a和第二冷却端230b、231b、232b、233b分别通过第一冷却避让孔和第二冷却避让孔穿出，可以避免其与第二导气柱热接触。同样的，第二冷却带310、311、312的第三冷却端310a、311a、312a和第四冷却端310b、311b、312b分别通过第三冷却避让孔和第四冷却避让孔穿过，可以避免其与第一导气柱热接触。从而，能够更好的对第一导气柱内腔的化学反应前驱体和第二导气柱内腔的化学反应前驱体分别进行温度控制。
本实施例中，第一冷却带230、231、232、233为冷却管道，对应的第一连接件630、631、632、633，和第二连接件640、641、642、643，其一为冷却管入口，另一为冷却管出口。同样的，本实施例中，第二冷却带310、311、312为冷却管道，对应的第三连接件660、661、662，和第四连接件650、651、652，其一为冷却管入口，另一为冷却管出口。
具体到本实施例中，第一冷却避让孔由贯穿隔热板300的第一过孔340（或第一过孔341、342、343）、贯穿第一子壳体400的第二过孔420（或第二过孔421、422、423）和贯穿第二子壳体500的第三过孔510（或第三过孔511、512、513）依次衔接形成。第二冷却避让孔均由贯穿隔热板300的第四过孔330（或第四过孔331、332、333）、贯穿第一子壳体400的第五过孔410（或第五过孔411、412、413）和贯穿第二子壳体500的第六过孔520（或第六过孔521、522、523）依次衔接形成。第三冷却避让孔由贯穿第一子壳体400的第七过孔440（或第七过孔441、442）和贯穿第二子壳体500的第八过孔540（或第八过孔541、542）依次衔接形成。第四冷却避让孔由贯穿第一子壳体400的第九过孔430（或第九过孔431、432）和贯穿第二子壳体500的第十过孔530（或第十过孔531、532）依次衔接形成。
可以理解的是，在另外可行的实施例中，根据壳体的结构不同，冷却避让孔的形成将对应调整，能实现冷却带的两端穿出至与对应的连接件连接即可。
本实施例中，第一冷却避让孔、第二冷却避让孔、第三冷却避让孔、第四冷却避让孔均大致沿径向排布。第一冷却避让孔和第二冷却避让孔的排布方向与第三冷却避让孔和第四冷却避让孔的排布方向大致一致，且第一冷却避让孔和第二冷却避让孔位于原子层沉积喷淋装置沿第一方向a-a的中心线的一侧，第三冷却避让孔和第四冷却避让孔位于该中心线的另一侧。从而更好的避免第一冷却带和第二冷却带之间的热交换。
可以理解的是，向第一导气柱和第二导气柱输送化学反应前驱体的结构不限于上述充气组件的结构，还可以采用本领域其它常用的充气方式，此处不再赘述。
本实施例中，原子层沉积喷淋装置100还包括温度监测组件。温度监测组件包括用以监测第一导气柱内腔温度的第一温度监测器，以及用以监测第二导气柱内腔温度的第二温度监测器。从而可以实时监测第一导气柱和第二导气柱内的温度，进而通过控制冷却组件运行针对不同导气柱阵列的冷却分别进行控制。
具体的，可以通过控制第一冷却带230、231、232、233和第二冷却带310、311、312中液体或气流的流速等来控制。
在另外可行的实施例中，原子层沉积喷淋装置100还包括若干个第三导气柱阵列，每个第三导气柱阵列包括若干个第三导气柱；第三导气柱阵列、第二导气柱阵列和第一导气柱阵列依次间隔交替排布。冷却组件还包括若干个第三冷却带，第三冷却带与第三导气柱阵列一一热接触对应。相邻的第一导气柱阵列和第三导气柱阵列之间均设有隔热带，相邻的第二导气柱阵列和第三导气柱阵列之间均设有隔热带。从而，可以实现对三种化学反应前驱体的温度进行分别控制。
当然，可以理解的是，在另外可行的实施例中，还可以实现对四种甚至更多种化学反应前驱体的温度进行分别控制。
进一步的，在另外可行的实施例中，原子层沉积喷淋装置100包括两个隔热板。通过两个隔热板将第一冷却带、第二冷却带和第三冷却带间隔开。具体设置方式如前，此处不再赘述。
本发明一实施例还提供一种原子层沉积设备，其包括本发明提供的原子层沉积喷淋装置。
上述原子层沉积设备，其原子层沉积喷淋装置中，通过对两种化学反应前驱体的温度进行分别控制，既能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生热分解，又能避免化学反应前驱体在原子层沉积喷淋装置内发生冷凝，从而提高形成的薄膜的良率。
应当理解，以上实施例均为示例性的，不用于包含权利要求所包含的所有可能的实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在以上实施例的基础上做出各种变形和改变。同样的，也可以对以上实施例的各个技术特征进行任意组合，以形成可能没有被明确描述的本发明的另外的实施例。因此，上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不对本发明专利的保护范围进行限制。

Claims (10)

1.一种原子层沉积喷淋装置，其特征在于，包括：
若干个第一导气柱阵列，每个所述第一导气柱阵列包括若干个第一导气柱；
若干个第二导气柱阵列，每个所述第二导气柱阵列包括若干个第二导气柱；所述第一导气柱阵列和所述第二导气柱阵列间隔交替排布；
冷却组件，包括若干个第一冷却带和若干个第二冷却带；所述第一冷却带与所述第一导气柱阵列一一热接触对应；所述第二冷却带与所述第二导气柱阵列一一热接触对应；以及
隔热组件，包括若干个隔热带；相邻的所述第一导气柱阵列和所述第二导气柱阵列之间均设有所述隔热带。
2.根据权利要求1所述的原子层沉积喷淋装置，其特征在于，还包括：
隔热板，具有相对的第一侧和第二侧；所述隔热板上设有若干个避让孔；
其中，所述第一导气柱穿设在所述避让孔中，并向所述隔热板两侧伸出；
所述第二导气柱穿设在所述避让孔中，并向所述隔热板两侧伸出；
所述第一冷却带设于所述隔热板的第一侧；所述第二冷却带设于所述隔热板的第二侧；
若干个隔热带包括若干个设于所述隔热板的第一侧的第一隔热带和若干个设于所述隔热板的第二侧的第二隔热带；相邻的所述第一导气柱阵列和所述第二导气柱阵列之间均设有所述第一隔热带和所述第二隔热带。
3.根据权利要求2所述的原子层沉积喷淋装置，其特征在于，还包括：
喷淋板，设于所述隔热板的第一侧，所述第一导气柱阵列和所述第二导气柱阵列均固定设于所述喷淋板上；
所述第一冷却带和所述第一隔热带位于所述喷淋板和所述隔热板之间。
4.根据权利要求1所述的原子层沉积喷淋装置，其特征在于，所述第一冷却带为冷却管道，且/或，所述第二冷却带为冷却管道。
5.根据权利要求2或3所述的原子层沉积喷淋装置，其特征在于，还包括：
充气组件，设于所述隔热板的第二侧；所述充气组件包括壳体，所述壳体围成互不连通的第一充气腔和第二充气腔，所述第一充气腔位于所述隔热板和所述第二充气腔之间；所述第一导气柱穿过所述壳体与所述第一充气腔连通，所述第二导气柱穿过所述壳体与所述第一充气腔与所述第二充气腔连通。
6.根据权利要求5所述的原子层沉积喷淋装置，其特征在于，所述壳体包括：
第一子壳体，所述第一子壳体上设有若干个与所述第一导气柱一一密封对接的第一导气孔，以及若干个与所述第二导气柱一一对应的穿孔；所述第二导气柱穿设于所述穿孔内，且所述第二导气柱外侧壁与对应穿孔的内侧壁密封贴合；
第二子壳体，设于所述第一子壳体的远离所述隔热板的一侧；所述第二子壳体与所述第一子壳体密封对接形成第一充气腔；所述第一导气柱均与所述第一充气腔连通；所述第二子壳体上设有若干个与所述第二导气柱一一密封对接的第二导气孔，以及
第三子壳体，与所述第二子壳体密封对接形成第二充气腔；所述第二导气柱均与所述第二充气腔连通。
7.根据权利要求6所述的原子层沉积喷淋装置，其特征在于，所述第二子壳体上设有与所述第一充气腔连通的第一充气通道；所述第三子壳体上设有与所述第二充气腔连通的第二充气通道、以及与所述第一充气通道匹配的充气避让口。
8.根据权利要求6或7所述的原子层沉积喷淋装置，其特征在于，所述原子层沉积喷淋装置具有贯穿所述隔热板、所述第一子壳体和所述第二子壳体的若干个第一冷却避让孔和若干个第二冷却避让孔、贯穿所述第一子壳体和所述第二子壳体的若干个第三冷却避让孔和若干个第四冷却避让孔；所述第一冷却带的两端分别为第一冷却端和第二冷却端，所述第二冷却带的两端分别为第三冷却端和第四冷却端；所述第三子壳体具有若干个与所述第一冷却带的第一冷却端匹配的第一连接件、若干个与所述第一冷却带的第二冷却端匹配的第二连接件、若干个与所述第二冷却带的第三冷却端匹配的第三连接件以及若干个与所述第二冷却带的第四冷却端匹配的第四连接件；
所述第一冷却带的第一冷却端穿过所述第一冷却避让孔与所述第一连接件连接，第二冷却端穿过所述第二冷却避让孔与所述第二连接件连接；所述第二冷却带的第三冷却端穿过所述第三冷却避让孔与所述第三连接件连接，第四冷却端穿过所述第四冷却避让孔与所述第四连接件连接。
9.根据权利要求1-4、6、7中任一项所述的原子层沉积喷淋装置，其特征在于，还包括温度监测组件；所述温度监测组件包括用以监测所述第一导气柱内腔温度的第一温度监测器，以及用以监测所述第二导气柱内腔温度的第二温度监测器。
10.一种原子层沉积设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的原子层沉积喷淋装置。
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