CN216891209U

CN216891209U - 一种原子层沉积设备

Info

Publication number: CN216891209U
Application number: CN202123083824.4U
Authority: CN
Inventors: 戴虹; 陆勇; 朱家宽; 胡海明; 张开江; 庄志金
Original assignee: Ideal Semiconductor Equipment Shanghai Co ltd
Current assignee: Ideal Jingyan Semiconductor Equipment Zhejiang Co ltd; Ideal Semiconductor Equipment Shanghai Co ltd
Priority date: 2021-12-09
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2022-07-05
Anticipated expiration: 2031-12-09

Abstract

本实用新型提供了一种原子层沉积设备，包括：旋转基座，用于承载基片；第一气流板和第二气流板，所述第一气流板与所述第二气流板堆叠设置；所述第一气流板上包括凹槽部和设置于凹槽部内的供气口，所述凹槽部包括自所述第一气流板中心向边缘呈扇形放射状延伸的沟槽，使所述凹槽部的内表面与所述第二气流板的表面围成送气腔体；所述第二气流板上设置有与所述凹槽部位置相对的送气口，用于将反应气体通过所述送气口输送至所述旋转基座；供气管道，所述供气管道连接所述供气口，用于提供气体。通过均匀分布于沉积区域上方的送气腔体对沉积区域进行送气，有利于提升基片上各个位置的送气均匀性。

Description

一种原子层沉积设备

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种原子层沉积设备。

背景技术

ALD原子层沉积(Atomiclayerdeposition)是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层地镀在基底表面的方法。其表面反应具有自限制性(self-limiting)，实际上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形成所需要的薄膜。

原子层沉积技术由于其沉积参数的高度可控性、优异的沉积均匀性和一致性使得其在微纳电子和纳米材料等领域具有广泛的应用潜力。

旋转型ALD装置将待处理的基板置于旋转平台进行旋转，使其依次通过各个沉积腔室，在这个过程中，基板依次暴露于各种气体中，故而实现高速成膜。

现有技术中，设备会向各个沉积区域内送入不同气体，靠近送气口处的气体流量大于腔体内的其他位置，往往不能保证基片上各个区域的送气的均匀性。

因此，有必要开发一种新型原子层沉积设备，以避免现有技术存在的上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种原子层沉积设备，能够向沉积区域内各个位置均匀送气，提升基片上各个位置的送气均匀性。

为实现上述目的，本实用新型提供的原子层沉积设备包括：旋转基座，用于承载基片；第一气流板和第二气流板，所述第一气流板与所述第二气流板堆叠设置；所述第一气流板上包括凹槽部和设置于凹槽部内的供气口，所述凹槽部包括自所述第一气流板中心向边缘呈扇形放射状延伸的沟槽，使所述凹槽部的内表面与所述第二气流板的表面围成送气腔体；所述第二气流板上设置有与所述凹槽部位置相对的送气口，用于将反应气体通过所述送气口输送至所述旋转基座；供气管道，所述供气管道连接所述供气口，用于提供气体。

本实用新型提供的原子层沉积设备的有益效果在于：第一气流板上的扇形放射状的沟槽与第二气流板表面形成均匀分布于沉积区域上方的送气腔体，通过送气腔体对沉积区域进行送气，有利于提升基片上各个位置的送气均匀性。

可选的，所述凹槽部的个数为4N，N为正整数。其有益效果在于：有利于形成4N个送气腔体。

可选的，4N个所述凹槽部的内表面与所述第二气流板的表面围成4N个送气腔体。其有益效果在于：4的倍数个送气腔体有利于提升沉积速度。

可选的，4N个所述送气腔体包括N个第一前驱体腔体、N个第二前驱体腔体和2N个冲洗气体腔体，所述冲洗气体腔体设置在圆周方向上相邻的第一前驱体腔体和第二前驱体腔体之间。其有益效果在于：通过向设置于第一前驱体腔体和第二前驱体腔体之间的冲洗气体腔体内充入冲洗气体，有利于避免第一前驱体和第二前驱体发生混合，减小不同前驱体之间发生反应。

可选的，所述供气管道包括第一前驱体管道、第二前驱体管道、冲洗气体管道，所述第一前驱体管道与所述第一前驱体腔体内部相通，所述第二前驱体管道与所述第二前驱体腔体内部相通，所述冲洗气体管道与所述冲洗气体腔体内部相通。其有益效果在于：有利于向不同区域充入不同的气体。

可选的，还包括分流组件，所述分流组件包括分气腔体，所述分气腔体的两端连通所述冲洗气体管道和若干个所述冲洗气体腔体。其有益效果在于：减少供气管道数量，简化结构，降低成本。

可选的，所述分流组件还包括设置于所述分气腔体内并连通所述冲洗气体管道的环形分气件，所述环形分气件包括圆形侧壁和分布于环形侧壁上的分气开口。其有益效果在于：环形分气件在分气腔体内自中心向四周供气，有利于分气腔体内的气流均匀性，提升不同冲洗气体腔体之间的流量均匀性。

可选的，所述送气口包括自所述第二气流板中心向边缘延伸的条形开口。其有益效果在于：长条形的开口能覆盖其下方的沉积区域，有利于提升各个位置送气的均匀性。

可选的，所述第二气流板包括自所述第二气流板中心向边缘延伸的送气沟槽，所述送气口设置于所述送气沟槽内。其有益效果在于：有利于气体在送气口宽度方向上扩散，以提升沉积区域各个位置送气的均匀性。

可选的，所述沟槽的宽度在长度方向延伸的过程中逐渐增大。其有益效果在于：有利于提升长度方向上不同位置的送气均匀性。

可选的，所述凹槽部包括弧形槽，所述弧形槽设置于所述供气口位置处，并使所述沟槽之间相互连通。其有益效果在于：有利于提升不同沟槽内的气流流量均匀性。

附图说明

图1为本实用新型原子层沉积设备一些实施例的部分结构的剖面示意图；

图2为图1所示的第一气流板的结构示意图；

图3为图1所示的第一气流板与第二气流板形成的送气腔体的位置示意图；

图4为图1所示的第二气流板的部分结构示意图；

图5为图3所示的第二气流板的A处的局部结构放大图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的实施例提供了一种原子层沉积设备。

图1为本实用新型原子层沉积设备一些实施例的部分剖面结构示意图；图2为图1所示的第一气流板的结构示意图；图3为图1所示的第一气流板与第二气流板形成的送气腔体的位置示意图；图4为图1所示的第二气流板的部分结构示意图；图5为图3所示的第二气流板的A处的局部结构放大图。

本实用新型一些实施例中，参照图1、图2、图3、图4和图5，所述原子层沉积设备包括：旋转基座(图中未示)，用于承载基片；第一气流板1和第二气流板2，所述第一气流板1与所述第二气流板2堆叠设置；所述第一气流板1上包括凹槽部101和设置于凹槽部101内的供气口102，所述凹槽部101包括自所述第一气流板1中心向边缘呈扇形放射状延伸的沟槽1011，使所述凹槽部101的内表面与所述第二气流板2的表面围成送气腔体；所述第二气流板2上设置有与所述凹槽部101位置相对的送气口201，用于将反应气体通过所述送气口201输送至所述旋转基座(图中未示)；供气管道3，所述供气管道3连接所述供气口102，用于提供气体。

具体的，参照图1，所述第一气流板1以所述凹槽部101的开口朝向所述第二气流板2的方式堆叠于所述第二气流板2。

具体的，参照图2，所述凹槽部101包括5个所述沟槽1011，所述沟槽1011自所述第一气流板1的中心向其边缘延伸，所述沟槽1011之间在圆周方向上的间距相等，整体上覆盖一块呈扇形的区域。

具体的，所述凹槽部101的底面和侧面与所述第二气流板2的表面围成的空间形成用于气体传输的送气腔体。

具体的，参照图2、图4和图5，所述送气口201包括五个长条形开口，其位置所述沟槽1011一一对应。

本实用新型一些实施例中，所述凹槽部101的个数为4N，N为正整数。

具体的，所述凹槽部101的个数为4个、8个、12个或16个。

本实用新型一些具体实施例中，参照图2，所述凹槽部101的个数为4。

本实用新型一些实施例中，4N个所述凹槽部101的内表面与所述第二气流板2的表面围成4N个送气腔体。

具体的，4个所述凹槽部101与所述第二气流板2形成4个送气腔体，或8个所述凹槽部101与所述第二气流板2形成8个送气腔体，12个所述凹槽部101与所述第二气流板2形成12个送气腔体，或16个所述凹槽部101与所述第二气流板2形成16个送气腔体。

本实用新型一些具体实施例中，参照图2和图3，4个所述凹槽部101与所述第二气流板形成4个送气腔体。

本实用新型一些实施例中，4N个所述送气腔体包括N个第一前驱体腔体601、N个第二前驱体腔体602和2N个冲洗气体腔体603，所述冲洗气体腔体603设置在圆周方向上相邻的第一前驱体腔体601和第二前驱体腔体602之间。

本实用新型一些具体实施例中，参照图3，4个所述送气腔体包括1个第一前驱体腔体601、1个第二前驱体腔体602和2个冲洗气体腔体603，所述冲洗气体腔体603设置在圆周方向上相邻的第一前驱体腔体601和第二前驱体腔体602之间。

本实用新型一些实施例中，所述供气管道3包括第一前驱体管道301、第二前驱体管道302、冲洗气体管道303，所述第一前驱体管道301与所述第一前驱体腔体601内部相通，所述第二前驱体管道302与所述第二前驱体腔体602内部相通，所述冲洗气体管道303与所述冲洗气体腔体603内部相通。

本实用新型一些实施例中，参照图1，所述原子层沉积设备还包括分流组件，所述分流组件包括分气腔体4，所述分气腔体4的两端连通所述冲洗气体管道303和若干个所述冲洗气体腔体603。

本实用新型一些实施例中，参照图1，所述分流组件还包括设置于所述分气腔体4内并连通所述冲洗气体管道303的环形分气件5，所述环形分气件5包括圆形侧壁和分布于圆形侧壁上的分气开口。

具体的，参照图1，所述环形分气件5设有上方开口，上方开口与所述冲洗气体管道303相连接的；圆形的侧壁上设置有圆周方向上均匀间隔的若干分气开口，使气体从所述分气腔体4的中心向四周扩散。

本实用新型一些实施例中，参照图4和图5，所述送气口201包括自所述第二气流板2中心向边缘延伸的条形开口。

本实用新型一些实施例中，参照图4和图5，所述第二气流板2包括自所述第二气流板2中心向边缘延伸的送气沟槽202，所述送气口201设置于所述送气沟槽内。

本实用新型一些实施例中，参照图2，所述沟槽1011的宽度在长度方向延伸的过程中逐渐增大。

本实用新型一些实施例中，参照图2，所述凹槽部101包括弧形槽1012，所述弧形槽1012设置于所述供气口102位置处，并使所述沟槽1011之间相互连通。

虽然在上文中详细说明了本实用新型的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本实用新型的范围和精神之内。而且，在此说明的本实用新型可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims

1.一种原子层沉积设备，其特征在于，包括：

旋转基座，用于承载基片；

第一气流板和第二气流板，所述第一气流板与所述第二气流板堆叠设置；

所述第一气流板包括凹槽部和设置于凹槽部内的供气口，所述凹槽部包括自所述第一气流板中心向边缘呈扇形放射状延伸的沟槽，使所述凹槽部的内表面与所述第二气流板的表面围成送气腔体；

所述第二气流板上设置有与所述凹槽部位置相对的送气口，用于将反应气体通过所述送气口输送至所述旋转基座；

供气管道，所述供气管道连接所述供气口，用于提供气体。

2.根据权利要求1所述的原子层沉积设备，其特征在于，所述凹槽部的个数为4N，N为正整数。

3.根据权利要求2所述的原子层沉积设备，其特征在于，4N个所述凹槽部的内表面与所述第二气流板的表面围成4N个送气腔体。

4.根据权利要求3所述的原子层沉积设备，其特征在于，4N个所述送气腔体包括N个第一前驱体腔体、N个第二前驱体腔体和2N个冲洗气体腔体，所述冲洗气体腔体设置在圆周方向上相邻的第一前驱体腔体和第二前驱体腔体之间。

5.根据权利要求4所述的原子层沉积设备，其特征在于，所述供气管道包括第一前驱体管道、第二前驱体管道、冲洗气体管道，所述第一前驱体管道与所述第一前驱体腔体内部相通，所述第二前驱体管道与所述第二前驱体腔体内部相通，所述冲洗气体管道与所述冲洗气体腔体内部相通。

6.根据权利要求5所述的原子层沉积设备，其特征在于，还包括分流组件，所述分流组件包括分气腔体，所述分气腔体的两端连通所述冲洗气体管道和若干个所述冲洗气体腔体。

7.根据权利要求6所述的原子层沉积设备，其特征在于，所述分流组件还包括设置于所述分气腔体内并连通所述冲洗气体管道的环形分气件，所述环形分气件包括圆形侧壁和分布于环形侧壁上的分气开口。

8.根据权利要求1所述的原子层沉积设备，其特征在于，所述送气口包括自所述第二气流板中心向边缘延伸的条形开口。

9.根据权利要求8所述的原子层沉积设备，其特征在于，所述第二气流板包括自所述第二气流板中心向边缘延伸的送气沟槽，所述送气口设置于所述送气沟槽内。

10.根据权利要求1所述的原子层沉积设备，其特征在于，所述沟槽的宽度在长度方向延伸的过程中逐渐增大。

11.根据权利要求10所述的原子层沉积设备，其特征在于，所述凹槽部包括弧形槽，所述弧形槽设置于所述供气口位置处，并使所述沟槽之间相互连通。