TWM652663U - 原子層沉積裝置 - Google Patents

Abstract

本創作公開一種原子層沉積裝置，包括二個腔室、遮擋組件、第一氣體供應部、第二氣體供應部、氣體移除部及加熱承載部。每一腔室具有第一腔體以及第二腔體。遮擋組件可選擇性移動地將每一的腔室的第一腔體與第二腔體分隔或相連通。第一氣體供應部供應第一氣體至多個第一腔體。第二氣體供應部供應第二氣體至多個第二腔體。氣體移除部供應移除氣體至每一腔室。多個加熱承載部分別設置於多個腔室內，每一個加熱承載部可選擇性移動至第一腔體內或第二腔體內。

Description

原子層沉積裝置

本創作涉及一種沉積裝置，尤其是涉及一種等離子體輔助原子層沉積裝置。

原子層沉積（Atomic LAYER DEPOSITION，ALD）是一種可以將物質以單原子膜形式一層一層的鍍在基底表面的方法。原子層沉積的主要反應物有兩種化學物質，通常被稱作前驅物。前驅產物和材料表面發生連續的、自限性的反應。薄膜通過分別和不同的前驅產物進行反應緩慢沉積。

原子層沉積在半導體中扮演關鍵的角色，為了提升現有加熱式原子層沉積的製造以及因應成長特殊薄膜，業界開發出等離子體輔助原子層沉積(PLASMA ENHANCED ATOMIC LAYER DEPOSITION，PEALD)的技術。然而，卻遭遇相對的等離子體損害以及製造過程中氣體交互反應造成微粒污染腔室與基材的問題。

此外，在製造領域中，為追求穩定且大量的生產能力，還遭遇到如何快速使基材表面附著均勻飽和的先驅物，與完全移除殘留的先驅物與副產物等問題，這些問題皆與反應腔內的流場結構相關。

故，如何通過反應腔的流場設計的改良，來提升原子層沉積的製造效率，並且克服上述的缺陷，已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。

本創作提供一種原子層沉積裝置，尤指一種等離子輔助原子層沉積裝置。依據一些實施例，所述原子層沉積裝置包括遮擋組件，具有擋板隔離腔室內的腔體，使得基材在兩個腔體內分別進行先驅物反應，遮擋組件避免不同先驅物的混合而影響到薄膜生成的結果。由於原子層沉積裝置具有多個腔室，因此可以同時對多基材進行原子層沉積，利用不同腔室同時執行製程，在各腔室內的基材上進行薄膜生成，以此提高生產效率。

依據一些實施例，原子層沉積裝置包括多個腔室、多個遮擋組件、第一氣體供應部、第二氣體供應部、氣體移除部以及多個加熱承載部。每一腔室具有第一腔體以及第二腔體。每一遮擋組件對應每一腔室，隔離單元通過移動可將第一腔體以及第二腔體分隔或者是使第一腔體與第二腔體相連通。第一氣體供應部提供第一氣體至每一第一腔體，第二氣體供應部提供第一氣體至每一第二腔體。氣體移除部提供移除氣體至每一腔室。加熱承載部分別設置於每一腔室內，每一加熱承載部通過在鉛垂方向上移動，可選擇性的移動至第一腔體內或第二腔體內。

依據一些實施例，原子層沉積裝置包括多個腔室、多個擋板、第一氣體供應部、第二氣體供應部、氣體移除部以及多個加熱承載部。腔室具有第一腔體以及第二腔體。每一擋板對應每一腔室，擋板通過旋轉運動，對腔室進行往復移動，使擋板進入對應的腔室時，將第一腔體以及第二腔體分隔或者連通。

依據一些實施例，原子層沉積裝置還包括溫控單元，設置在所述連接部上或鄰近於所述連接部，所述溫控單元包括感測器、處理器及加熱器。所述溫控單元用以加熱所述連接部，以溶解冷凝於所述連接部上的結晶物。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本創作加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本創作所公開有關“原子層沉積裝置”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本創作的優點與效果。本創作可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本創作的構思下進行各種修改與變更。另外，本創作的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本創作的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本創作的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

請參閱圖1，為本創作的原子層沉積裝置1一實施例的簡易架構示意圖。原子層沉積裝置1包括二個腔室11、遮擋組件12、第一氣體供應部13、第二氣體供應部14、氣體移除部15及加熱承載部16。每一腔室11具有第一腔體111以及第二腔體112。遮擋組件12可選擇性移動地將每一的腔室11的第一腔體111與第二腔體112分隔或相連通。第一氣體供應部13供應第一氣體至多個第一腔體111。第二氣體供應部14供應第二氣體至多個第二腔體112。氣體移除部15供應移除氣體至每一腔室11。多個加熱承載部16，分別設置於多個腔室11內，每一個加熱承載部16可選擇性移動至第一腔體111內或第二腔體112內。

依據圖1所示的實施例，二個加熱承載部16分別設置於二腔室11內，每一個加熱承載部16可在鉛垂方向上選擇性移動至第一腔體111或第二腔體112內。該加熱承載部16用以承載基材2，加熱承載部16還可以提供熱能以增加基材2的溫度。

依據圖1所示的實施例，原子層沉積裝置1還包括連接部17、二個等離子體產生裝置18及二個溫控單元19。二連接部17分別與所述氣體移除部15及所述第二氣體供應部14相連接。二個等離子體產生裝置18對應設置在每一所述連接部17的外圍。二個溫控單元19分別用以加熱連接部17，以溶解冷凝於連接部17上的結晶物。依據一些實施例，等離子體產生裝置18是一種遠端等離子體產生裝置18。然而，本創作並不限於此。

請參閱圖2，為本創作溫控單元19一實施例的架構示意圖。每一溫控單元19包括感測器191、處理器192及加熱器193，感測器191偵測連接部17的溫度，處理器192依據感測器191偵測到的溫度，對應控制加熱器193對連接部17加熱。

請再參閱圖1，腔室11與連接部17相連接的位置上具有縮頸結構114，其目的在於避免第二氣體進入腔室11時，因為真空環境使得氣體溫度下降而產生凝結的現象，進而影響製程。在腔室11具有開口113，開口113的下方與腔室11的第一腔體111相對應的腔壁上具有進氣通道115及抽氣通道116。進氣通道115通過氣體管路與第一氣體供應部13相連接，抽氣通道116則可通過另一氣體管路（未繪示）與抽氣馬達相連接。

請再參閱圖1併同參閱圖3，圖3為本創作原子層沉積裝置1的遮擋組件12一實施例的示意圖。在此實施例中，每一個腔室11內具有一開口113，遮擋組件12具有多個擋板121及旋轉器122，多個擋板121分別對應每一腔室11，旋轉器122控制每一擋板121經由開口113進入腔室11或離開腔室11，以分隔或連通第一腔體111以及第二腔體112。

請參閱圖4，為本創作的原子層沉積裝置1的遮擋組件12另一實施例的示意圖。在此實施例中，遮擋組件12包括升降結構123，升降結構可使遮擋組件12在鉛垂方向上移動（向上或向下）。其目的是為保持腔室11與擋板121之間良好的氣密性，以避免第一腔體111內的氣體與第二腔體112內的氣體相接觸而產生反應。

[實施例的有益效果]

本創作的其中一有益效果在於，本創作所提供的原子層沉積裝置，其能通過“遮擋組件可選擇性移動地將每一所述的腔室的所述第一腔體與所述第二腔體分隔或相連通”的技術方案，避免不同先驅物的混合而影響到薄膜生成的結果。由於原子層沉積裝置具有多個腔室，因此可以同時對多基材進行原子層沉積，利用不同腔室同時執行製程，在各腔室內的基材上進行薄膜生成，以此提高生產效率。

更進一步來說，本創作所提供的原子層沉積裝置，其能通過“連接部分別與氣體移除部及第二氣體供應部相連接”、“多個等離子體產生裝置對應設置在每一連接部的外圍”以及“多個溫控單元，每一溫控單元用以加熱每一連接部，以溶解冷凝於每一連接部上的結晶物”的技術方案，降低產生凝結現象的風險，提升製程的能力。

以上所公開的內容僅為本創作的優選可行實施例，並非因此侷限本創作的申請專利範圍，所以凡是運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的申請專利範圍內。

1:原子層沉積裝置

11:腔室

111:第一腔體

112:第二腔體

113:開口

114:縮頸結構

115:進氣通道

116:抽氣通道

12:遮擋組件

121:擋板

122:旋轉器

123:升降結構

13:第一氣體供應部

14:第二氣體供應部

15:氣體移除部

16:加熱承載部

17:連接部

18:等離子體產生裝置

19:溫控單元

191:感測器

192:處理器

193:加熱器

2:基材

圖1為本創作原子層沉積裝置一實施例的簡易架構示意圖。

圖2為本創作溫控單元一實施例的架構示意圖。

圖3為本創作原子層沉積裝置的遮擋組件一實施例的示意圖。

圖4為本創作的原子層沉積裝置的遮擋組件另一實施例的示意圖。

1:原子層沉積裝置

11:腔室

111:第一腔體

112:第二腔體

113:開口

114:縮頸結構

115:進氣通道

116:抽氣通道

12:遮擋組件

121:擋板

13:第一氣體供應部

14:第二氣體供應部

15:氣體移除部

16:加熱承載部

17:連接部

18:等離子體產生裝置

19:溫控單元

2:基材

Claims (12)

1. 一種原子層沉積裝置，包括：多個腔室，每一所述腔室具有一第一腔體以及一第二腔體；一遮擋組件，可選擇性移動地將每一所述的腔室的所述第一腔體與所述第二腔體分隔或相連通；一第一氣體供應部，連通所述腔室，所述第一氣體供應部供應一第一氣體至所述多個第一腔體；一第二氣體供應部，連通所述腔室，所述第二氣體供應部供應一第二氣體至所述多個第二腔體；一氣體移除部，連通所述腔室，所述氣體移除部供應一移除氣體至每一所述腔室；以及多個加熱承載部，每一所述加熱承載部分別設置於每一所述腔室內，所述加熱承載部在一鉛垂方向上可選擇性移動至所述第一腔體內或所述第二腔體內。
2. 如請求項1所述的原子層沉積裝置，進一步包括：一連接部，分別與所述氣體移除部及所述第二氣體供應部相連接；多個等離子體產生裝置，對應設置在每一所述連接部的外圍；以及多個溫控單元，每一所述溫控單元用以加熱每一所述連接部，以溶解冷凝於每一所述連接部上的一結晶物。
3. 如請求項2所述的原子層沉積裝置，其中，每一所述溫控單元包括一感測器、一處理器及一加熱器，所述感測器偵測所述連接部的溫度，所述處理器依據感測器偵測到的溫度，對應控制所述加熱器對所述連接部加熱。
4. 如請求項1所述的原子層沉積裝置，其中，每一個所述腔室內具有一開口，所述遮擋組件具有多個擋板及一旋轉器，所述 多個擋板分別對應每一所述腔室，所述旋轉器控制每一所述擋板經由所述開口進入所述腔室或離開所述腔室，以分隔或連通所述第一腔體以及所述第二腔體。
5. 如請求項2所述的原子層沉積裝置，其中，所述腔室與該連接部相連接之處具有一縮頸結構。
6. 如請求項1所述的原子層沉積裝置，其中，每一所述第一腔體的一側與所述第一氣體供應部相連接，所述每一第一腔體包括一抽氣通道。
7. 一種原子層沉積裝置，包括：多個腔室，每一所述腔室具有一第一腔體以及一第二腔體；多個擋板，對應於每一所述的腔室，每一所述擋板可選擇性移動地將每一所述的腔室的所述第一腔體與所述第二腔體分隔或相連通；一第一氣體供應部，連通所述腔室，所述第一氣體供應部供應一第一氣體至所述多個第一腔體；一第二氣體供應部，連通所述腔室，所述第二氣體供應部供應一第二氣體至所述多個第二腔體；一氣體移除部，連通所述腔室，所述氣體移除部供應一移除氣體至每一所述腔室；以及多個加熱承載部，每一所述加熱承載部分別設置於每一所述腔室內，所述加熱承載部在一鉛垂方向上可選擇性移動至所述第一腔體內或所述第二腔體內。
8. 如請求項7所述的原子層沉積裝置，其中，所述腔室包括：一連接部，分別與所述氣體移除部及所述第二氣體供應部相連接；多個等離子體產生裝置，對應設置在每一所述連接部的外圍；以及 多個溫控單元，每一所述溫控單元用以加熱每一所述連接部，以溶解冷凝於每一所述連接部上的一結晶物。
9. 如請求項8所述的原子層沉積裝置，其中，每一所述溫控單元包括一感測器、一處理器及一加熱器，所述感測器偵測所述連接部的溫度，所述處理器依據感測器偵測到的溫度，對應控制所述加熱器對所述連接部加熱。
10. 如請求項7所述的原子層沉積裝置，進一步包括一旋轉器，每一個腔室內具有一開口，所述旋轉器控制每一所述擋板經由所述開口進入所述腔室或離開所述腔室，以分隔或連通所述第一腔體以及所述第二腔體。
11. 如請求項8所述的原子層沉積裝置，其中，所述腔室與該連接部相連接之處具有一縮頸結構。
12. 如請求項7所述的原子層沉積裝置，其中，每一所述第一腔體的一側與所述第一氣體供應部相連接，所述每一第一腔體包括一抽氣通道。

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