CN207581934U - 先驱气体管控设备以及原子层沉积设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种先驱气体管控设备以及原子层沉积设备，所述先驱气体管控设备包括存储箱和流量控制器，所述存储箱包括箱体和制热装置，所述制热装置围绕所述箱体，所述流量控制器连接所述存储箱的出口。本实用新型提供的先驱气体管控设备以及原子层沉积设备中，通过制热装置使箱体中液态的先驱气体转化气态，然后从存储箱的出口通过流量控制器排放出来，从而可实现对先驱气体量的精确管控，改进先驱气体的进气方式，提高制程的可控性，可降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造领域，特别涉及先驱气体管控设备以及原子层沉积设备。
背景技术
随着半导体制造领域的发展，不断缩小的器件尺寸对材料的制备技术以及材料的性能都提出了极大的挑战。为了满足各种不同的要求，目前经常会采用的工艺方法包括原子层沉积(ALD，Atomic Layer Deposition)。原子层沉积是一种基于有序、自限制性反应的化学气相方式来沉积薄膜的方法。与传统的化学气相沉积(CVD)不同的是，在进行原子层沉积工艺时，通常使用先驱气体(precursor gas)，并与其它反应气体在气体管路里不会相遇，在沉积到晶圆表面时才完成饱和吸附反应，反应具有自限制性的特点，即当一种前驱气体与沉积基底表面基团反应达到饱和时，反应自动终止。基于自限制性等的特点，利用原子层沉积工艺制备的薄膜具有优异的均匀性、无真空、厚度精确可控、重复性好等优点。
在原子层沉积工艺中，通常采用的先驱气体是通过液态存储的，业已存在的方式是通过携带气体(通常为氮气或惰性气体)带入反应腔中。但是这种先驱气体通过携带气体带入反应腔的方式具有一定的局限性，只能精确控制携带气体(载气)的流量，没法精确控制先驱气体的携带量。同时，还会受到先驱气体在液态状态下存储在钢瓶的温度、压力、液位等的影响，不利于生产中的精确控制等。
因此，如何提供一种设备能更好的管控先驱气体是本领域技术人员需要解决的一个技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种先驱气体管控设备以及原子层沉积设备，以解决现有技术中的先驱气体控制不便的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种先驱气体管控设备，所述先驱气体管控设备包括存储箱和流量控制器，所述存储箱包括箱体和制热装置，所述制热装置围绕所述箱体，所述流量控制器连接所述存储箱的出口。
优选的，在所述先驱气体管控设备中，所述箱体的形状为球状或圆柱体。
优选的，在所述先驱气体管控设备中，所述制热装置包括多个制热件，多个所述制热件均匀分布。
优选的，在所述先驱气体管控设备中，所述制热装置还包括温度控制器，所述温度控制器用于控制所述存储箱内的温度。
优选的，在所述先驱气体管控设备中，所述流量控制器通过一阀门连接所述存储箱的出口。
优选的，在所述先驱气体管控设备中，所述制热装置围绕所述箱体的内部设置。
本实用新型还提供一种原子原沉积设备，所述原子层沉积设备包括上述先驱气体管控设备和反应腔，所述先驱气体管控设备通过传输管路连接至所述反应腔内。
优选的，在所述原子层沉积设备中，所述传输管路包括预热装置，所述预热装置对所述传输管路内的气体进行加热。
优选的，在所述原子层沉积设备中，所述传输管路具有多个气体喷嘴，多个所述气体喷嘴在所述反应腔内均匀分布。
优选的，在所述原子层沉积设备中，所述传输管路的长度在100cm以内。
本实用新型提供的先驱气体管控设备以及原子层沉积设备中，通过制热装置使箱体中液态的先驱气体转化气态，然后从存储箱的出口通过流量控制器排放出来，从而可实现对先驱气体量的精确管控，改进先驱气体的进气方式，提高制程的可控性，可降低生产成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例的先驱气体管控设备以及原子层沉积设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
如图1所示，本实用新型提供的先驱气体管控设备100，包括存储箱10和流量控制器20(MFC，Mass Flow Controller)，所述存储箱10包括箱体11和制热装置12，所述制热装置12围绕所述箱体11，所述箱体11用于装载液态的先驱气体，所述流量控制器20连接所述存储箱10的出口。
为了使用方便，所述箱体11的形状为球状或圆柱体，由于箱体11内装载液态的先驱气体，当制热装置12进行加热时，球状或图柱体能够从整体上更加均匀的受热，使液态的先驱气体更好的转变为气态，当然其它类球形状以及圆柱两端等的其它变形可以起到等同类似的效果。可以理解的是，在本实施例中，相应的连接方式都是为了完成先驱气体运输，具体的可通过管路等形成的连接。
在本实施例中，所述制热装置12包括多个制热件，多个所述制热件均匀分布，制热装置12是围绕箱体的，制热装置12可采用条状或曲线状的发热采等，例如各类电阻丝、陶瓷加热片等，均匀分布可得到较佳的制热效果，均匀分布可以采用等间距分布、对称分布等多种分布方式的组分而成，具体的实施方式中，例如可以将制热件连成网状。
为了进一步控制，所述制热装置12还包括温度控制器，所述温度控制器用于控制所述存储箱内的温度，可对应于不同产品以及不同的先驱气体的生产需要，通过温度控制器形成不同的温度范围，温度控制器可以通过对制热件的电性控制来实现，例如通过控制电流等参数的大小来实现对制热件的制热控制。
继续参考图1所示，所述制热装置12围绕所述箱体的内部设置，从内部可以得到更好的制热效果，在外的围绕可以是在箱体的外表面，在内的围绕可以是在箱体的内壁上，当然制热装置也可充斥在箱体内部实现围绕的效果，使液态的先驱气体充分转化成气态。
可选的，所述流量控制器20通过一阀门40连接所述存储箱10的出口，流量控制器20不但可以具有质量流量计的功能，还可以自动控制气体流量，可根据需要进行流量设定，流量控制器可自动地将流量恒定在设定值上，即使系统压力有波动或环境温度有变化，也不会使其偏离设定值，通过阀门40可以在出现泄露时以及非使用状态下得以关闭，保障安全使用。
继续参考图1所示，本实用新型还提供一种原子层沉积设备，包括上述先驱气体管控设备100和反应腔200，所述先驱气体管控设备100通过传输管路300连接至所述反应腔200内。
为了得到更佳的先驱气体，所述传输管路300包括预热装置，所述预热装置对所述传输管路内的气体进行加热，原子层沉积需要较高的温度，通过预热装置可进一步的提高先驱气体的温度，适应反应腔内的反应，提高生产效率。
可选的，所述传输管路300具有多个气体喷嘴310，多个所述气体喷310嘴在所述反应腔内均匀分布，气体喷嘴310也就是先驱气体从而传输管路一端排出的出口，传输管路的另一端是连接到箱体内的，通过均匀分布的气体喷嘴使先驱气体均匀且快速的分布到反应腔中，从而提高产品的一致性以及生产的效率。反应腔可为立式的或卧式的，通过立式的或卧式的反应腔来满足不同工艺的要求，立式的反应腔适应于扩散较慢的工艺，卧式的反应腔适应于扩散较快的工艺，以及根据晶圆的尺寸及工艺的需要选择不同形状的反应腔。
为了优化管路，所述传输管路300的长度在100cm以内，传输管路可为竖直的管路，可以根据不同的反应腔及工艺的需要选择不同长度，通过较短的传输管路减小先驱气体的运输路径，使先驱气体更快速的到达反应腔中，提高生产效率。
本实用新型提供的先驱气体管控设备以及原子层沉积设备中，通过制热装置使箱体中液态的先驱气体转化气态，然后从存储箱的出口通过流量控制器排放出来，从而可实现对先驱气体量的精确管控，改进先驱气体的进气方式，提高制程的可控性，可降低生产成本。
上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种先驱气体管控设备，其特征在于，所述先驱气体管控设备包括：
存储箱，所述存储箱包括箱体和制热装置，所述制热装置围绕所述箱体，所述箱体用于装载液态的先驱气体；
流量控制器，所述流量控制器连接所述存储箱的出口。
2.如权利要求1所述先驱气体管控设备，其特征在于，所述箱体的形状为球状或圆柱体。
3.如权利要求1所述先驱气体管控设备，其特征在于，所述制热装置包括多个制热件，多个所述制热件均匀分布。
4.如权利要求1-3中任意一项所述先驱气体管控设备，其特征在于，所述制热装置还包括温度控制器，所述温度控制器用于控制所述存储箱内的温度。
5.如权利要求1-3中任意一项所述先驱气体管控设备，其特征在于，所述制热装置围绕所述箱体的内部设置。
6.如权利要求1-3中任意一项所述先驱气体管控设备，其特征在于，所述流量控制器通过一阀门连接所述存储箱的出口。
7.一种原子层沉积设备，其特征在于，所述原子层沉积设备包括如权利要求1-6所述的先驱气体管控设备和反应腔，所述先驱气体管控设备通过传输管路连接至所述反应腔内。
8.如权利要求7所述原子层沉积设备，其特征在于，所述传输管路包括预热装置，所述预热装置对所述传输管路内的气体进行加热。
9.如权利要求7或8所述原子层沉积设备，其特征在于，所述传输管路具有多个气体喷嘴，多个所述气体喷嘴在所述反应腔内均匀分布。
10.如权利要求7或8所述原子层沉积设备，其特征在于，所述传输管路的长度在100cm以内。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116288272A (zh) * | 2023-03-01 | 2023-06-23 | 无锡邑文电子科技有限公司 | 一种原子层沉积设备 |
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2017
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