一種原子層薄膜沉積進氣裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及原子層薄膜沉積【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種原子層薄膜沉積進氣裝置。該原子層薄膜沉積進氣裝置包括：接頭、接管和第一導(dǎo)流管；所述接管分別與所述第一接頭和所述第一導(dǎo)流管連通，所述第一導(dǎo)流管兩端分別安裝有第一堵蓋和第二堵蓋，所述第一導(dǎo)流管的下部沿其軸向分別開有多個第一排氣孔。本實用新型所提供的原子層薄膜沉積進氣裝置通過多個排氣孔的設(shè)置，使得進氣裝置適用于多硅片批量處理，大幅增加了單位時間內(nèi)的硅片產(chǎn)能，減弱了第一導(dǎo)流管和第二導(dǎo)流管的氣場渦流，進一步的，卡套和第二接頭通過螺紋連接可以根據(jù)不同的工藝需求，任意調(diào)節(jié)第一導(dǎo)流管的第一排氣孔在反應(yīng)腔室中的氣流噴射方向，結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低。
【專利說明】一種原子層薄膜沉積進氣裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及原子層薄膜沉積【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種原子層薄膜沉積進氣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]原子層薄膜沉積技術(shù)的原理:當(dāng)反應(yīng)腔室內(nèi)的溫度和壓強在一特定范圍時，交替將氣體反應(yīng)源A和氣體反應(yīng)源B通入反應(yīng)腔室并到達硅片表面，依次循環(huán)，實現(xiàn)以單原子層生長的方式在硅片表面沉積薄膜，原子層薄膜沉積技術(shù)具有沉積特性及薄膜厚度可控性等優(yōu)點。
[0003]在專利US20020007790A1和US006921437B1中分別公開了一種用于進行原子層薄
膜沉積的進氣裝置，兩種進氣裝置均由一條進氣總路和多條分流支路組成。其中，氣體反應(yīng)源在進氣總路中的流向與其在分流支路中的流向垂直，多條分流支路以進氣總路為圓心呈圓形擴散狀均勻分布，每條分流支路上沿垂直軸向開設(shè)一排出氣孔。工藝進行中，需要兩個獨立的進氣裝置交替將兩種不同的氣體反應(yīng)源通入反應(yīng)腔室內(nèi)，垂直地噴灑在硅片表面，沉積成原子層薄膜。該結(jié)構(gòu)可以很好地實現(xiàn)氣體反應(yīng)源在硅片表面分布，顯著提高了硅片表面薄膜的沉積質(zhì)量。但是，上述進氣裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計上同時具有如下缺陷:(I)該進氣裝置在反應(yīng)腔室中僅適用于單片硅片，每次只能在一片硅片表面沉積薄膜，因此設(shè)備產(chǎn)能小、維護成本高；(2)氣體反應(yīng)源在進氣總路中的流向與其在分流支路中的流向垂直，同時，氣體反應(yīng)源在分流支路中的流向又與其在出氣孔處的流向垂直，因此進氣流道中存在多處彎角，導(dǎo)致彎角處存在氣場渦流，氣體反應(yīng)源難以排空；(3)氣體反應(yīng)源在硅片表面由硅片中心向四周擴散，導(dǎo)致氣體反應(yīng)源利用率低；(4)進氣裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本高，高精度重復(fù)加工性難以保證。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是原子層薄膜沉積進氣裝置僅適用于單片硅片，產(chǎn)能小，且進氣流道中存在多處彎角，導(dǎo)致彎角處存在氣場渦流以及氣體反應(yīng)源利用率低、裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種原子層薄膜沉積進氣裝置，包括:接頭、接管和第一導(dǎo)流管；所述接管分別與所述第一接頭和所述第一導(dǎo)流管連通，所述第一導(dǎo)流管兩端分別安裝有第一堵蓋和第二堵蓋，所述第一導(dǎo)流管的下部沿其軸向分別開有多個第一排氣孔。
[0006]其中，所述第一導(dǎo)流管內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)流管，所述第二導(dǎo)流管10的上部沿其軸向分別開有多個第二排氣孔。
[0007]其中，所述第二堵蓋上設(shè)有楔形塊，所述楔形塊位于所述第二導(dǎo)流管內(nèi)。
[0008]其中，所述接管上分別設(shè)有第二接頭和卡套，所述卡套通過螺紋與所述第二接頭連接。[0009]其中，所述第一排氣孔與所述第一堵蓋和所述第二堵蓋的距離以及所述第二排氣孔與所述第一堵蓋和所述第二堵蓋的距離均為0.lmm-lmm。
[0010]其中，多個所述第二排氣孔總面積為所述第二導(dǎo)流管橫截面積的0.5-0.9倍。
[0011]其中，多個所述第一排氣孔總面積為所述第二導(dǎo)流管橫截面積的1-8倍。
[0012]其中，所述第二接頭和所述接管之間設(shè)有密封圈。
[0013]本實用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點:本實用新型所提供的原子層薄膜沉積進氣裝置通過多個排氣孔的設(shè)置，使得進氣裝置適用于多硅片批量處理，大幅增加了單位時間內(nèi)的硅片產(chǎn)能，也提高了氣體反應(yīng)源的利用率，且通過減小第一排氣孔、第二排氣孔與第一堵蓋和第二堵蓋的距離，減弱了第一導(dǎo)流管和第二導(dǎo)流管的氣場渦流，進一步的，卡套和第二接頭通過螺紋連接可以根據(jù)不同的工藝需求，任意調(diào)節(jié)第一導(dǎo)流管的第一排氣孔在反應(yīng)腔室中的氣流噴射方向，結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型實施例原子層薄膜沉積進氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實用新型實施例原子層薄膜沉積進氣裝置中第一導(dǎo)流管和第二導(dǎo)流管的剖視圖；
[0016]圖3是本實用新型實施例原子層薄膜沉積進氣裝置中第一導(dǎo)流管和第二導(dǎo)流管的開孔示意圖；
[0017]圖4是本實用新型實施例原子層薄膜沉積進氣裝置在工藝中噴射方向示意圖。
[0018]圖中:1:第一接頭；2:第一接管；3:法蘭；4:第二接頭；5:密封圈；6:卡套；7 --第二接管；8:第一堵蓋；9:第一導(dǎo)流管；10:第二導(dǎo)流管；11:第二堵蓋；12:反應(yīng)腔室；13:娃片；14:第一進氣裝置；15:第二進氣裝置。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0020]如圖1所示，本實用新型提供的一種原子層薄膜沉積進氣裝置，接管包括第一接管2和第二接管7，第一接管2和第二接管7連通，第一接管2左端與第一接頭I連通，第一接頭I為VCR接頭，第一接頭I通有氣態(tài)反應(yīng)源，氣體反應(yīng)源為三甲基鋁和氮氣的組合或水和氮氣的組合，第二接管7右端與第一導(dǎo)流管9連通，第一導(dǎo)流管9左右兩端分別焊接有第一堵蓋8和第一導(dǎo)流管9，氣體反應(yīng)源從第一接頭I經(jīng)過第一接管2和第二接管7進入第一導(dǎo)流管9中，第一導(dǎo)流管9的下部沿其軸向分別開有多個第一排氣孔，第一排氣孔可以成排設(shè)置，如圖3所示，本實施例中開有三排第一排氣孔，每排開設(shè)多個直徑為1mm的第一排氣孔，相鄰排的第一排氣孔之間的夾角為α 2，α2為10° -120°，第一排氣孔可將氣體反應(yīng)源吹向硅片13，多個排氣孔可同時吹向多個硅片13，適用于多硅片批量處理，大幅增加了單位時間內(nèi)的硅片產(chǎn)能，也提高了氣體反應(yīng)源的利用率。
[0021]如圖2所示，優(yōu)選地，第一導(dǎo)流管9內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)流管10，第二導(dǎo)流管10與接管中的第二接管7連通，第二導(dǎo)流管10的上部沿其軸向分別開有多個第二排氣孔，第二排氣孔可以成排設(shè)置，如圖3所示，本實施例中開有三排第二排氣孔，每排開設(shè)多個直徑為1_的第二排氣孔，相鄰排的第二排氣孔之間的夾角為α?，α?為10° -120°，氣體反應(yīng)源經(jīng)過第二排氣孔再進入第一導(dǎo)流管9，從第一導(dǎo)流管9的第一排氣孔噴射，第二排氣孔減弱了第一排氣孔的噴射效應(yīng)，有助于氣體反應(yīng)源在反應(yīng)腔室中充分擴散，第二排氣孔使得氣體反應(yīng)源更加均勻的噴射在硅片13表面。
[0022]如圖1所示，優(yōu)選地，第二堵蓋11上設(shè)有楔形塊，楔形塊位于第二導(dǎo)流管10內(nèi)，如圖2所示，本實施例中的楔形面切向與第二導(dǎo)流管10軸向的夾角β I為30°，楔形塊的楔形斜面減弱了第二導(dǎo)流管10中的氣場渦流，有利于氣體反應(yīng)源從第二導(dǎo)流管排出。
[0023]如圖1所示，優(yōu)選地，接管上分別設(shè)有第二接頭4和卡套6，第一接管2與第二接頭4連通，卡套6固定在第二接管7外側(cè)，卡套6通過螺紋與第二接頭4連接，通過旋轉(zhuǎn)卡套6，從而帶動第一導(dǎo)流管9進行轉(zhuǎn)動，可以對第一導(dǎo)流管9的噴射角度進行調(diào)整，卡套6和第二接頭4通過螺紋連接可以根據(jù)不同的工藝需求，在0° -360°范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)第一導(dǎo)流管9的第一排氣孔在反應(yīng)腔室12中的氣流噴射方向。
[0024]如圖2所示，優(yōu)選地，第二排氣孔與第一堵蓋8和第二堵蓋11的距離為0.lmm-lmm，本實施例中的第二排氣孔與第一堵蓋8的距離Dl為0.2mm，第二排氣孔與第二堵蓋11的距離D2為0.2mm,通過減小第二排氣孔與第一堵蓋8和第二堵蓋11的距離,減弱了第二導(dǎo)流管10中的氣場渦流，有利于氣體反應(yīng)源從第二導(dǎo)流管10排出，第一排氣孔與第一堵蓋8和第二堵蓋11的距離為0.lmm-lmm，本實施例中的第一排氣孔與第一堵蓋8的距離D3為0.2mm,第一排氣孔與第二堵蓋11的距離D4為0.2mm,通過減小第一排氣孔與第一堵蓋8和第二堵蓋11的距離，減弱了第一導(dǎo)流管9中的氣場渦流，有利于氣體反應(yīng)源從第一導(dǎo)流管9排出。
[0025]優(yōu)選地，多個第二排氣孔總面積為第二導(dǎo)流管10橫截面積的0.5-0.9倍，以減少氣流沿第二導(dǎo)流管10軸向運動時產(chǎn)生的壓力降，減小沿第二導(dǎo)流管10軸向方向上第二排氣孔之間的氣體質(zhì)量流量差；多個第一排氣孔總面積為第二導(dǎo)流管10橫截面積的1-8倍，以減弱氣流在第一導(dǎo)流管9的第一排氣孔處產(chǎn)生的噴射效應(yīng)。
[0026]如圖1所示，優(yōu)選地，第二接頭4和接管之間設(shè)有密封圈5 ;接管上設(shè)有法蘭3，進氣裝置通過法蘭3安裝在反應(yīng)腔室12內(nèi)，第一排氣孔對應(yīng)多個硅片13，進氣裝置噴射方向如圖4所示，將氣體反應(yīng)源和惰性吹掃氣體氮氣噴灑在進氣裝置與晶舟間隙中，氣體反應(yīng)源和氮氣經(jīng)擴散到達硅片13表面，第一進氣裝置14的第一接頭I通有三甲基鋁和氮氣，第二進氣裝置15的第一接頭I通有水和氮氣。
[0027]如圖4所示，本實用新型原子層薄膜沉積進氣裝置使用時，進氣裝置通過法蘭安裝在反應(yīng)腔室內(nèi)，第一接頭通有三甲基鋁和氮氣或水和氮氣，氣體反應(yīng)源通過第二排氣孔后經(jīng)過第一排氣孔吹至多個硅片13，氣體反應(yīng)源和氮氣經(jīng)擴散到達硅片表面。
[0028]綜上所述，本實用新型所提供的原子層薄膜沉積進氣裝置通過多個排氣孔的設(shè)置，使得進氣裝置適用于多硅片批量處理，大幅增加了單位時間內(nèi)的硅片產(chǎn)能，也提高了氣體反應(yīng)源的利用率，且通過減小第一排氣孔、第二排氣孔與第一堵蓋和第二堵蓋的距離，減弱了第一導(dǎo)流管和第二導(dǎo)流管的氣場渦流，進一步的，卡套和第二接頭通過螺紋連接可以根據(jù)不同的工藝需求，任意調(diào)節(jié)第一導(dǎo)流管的第一排氣孔在反應(yīng)腔室中的氣流噴射方向，結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低。
[0029]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種原子層薄膜沉積進氣裝置，其特征在于，包括:第一接頭(I)、接管和第一導(dǎo)流管(9);所述接管分別與所述第一接頭(I)和所述第一導(dǎo)流管(9)連通，所述第一導(dǎo)流管(9)兩端分別安裝有第一堵蓋(8)和第二堵蓋(11)，所述第一導(dǎo)流管(9)的下部沿其軸向分別開有多個第一排氣孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述原子層薄膜沉積進氣裝置，其特征在于:所述第一導(dǎo)流管(9)內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)流管(10)，所述第二導(dǎo)流管(10)的上部沿其軸向分別開有多個第二排氣孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述原子層薄膜沉積進氣裝置，其特征在于:所述第二堵蓋(11)上設(shè)有楔形塊，所述楔形塊位于所述第二導(dǎo)流管(10)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述原子層薄膜沉積進氣裝置，其特征在于:所述接管上分別設(shè)有第二接頭(4)和卡套(6)，所述卡套(6)通過螺紋與所述第二接頭(4)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述原子層薄膜沉積進氣裝置，其特征在于:所述第一排氣孔與所述第一堵蓋(8)和所述第二堵蓋(11)的距離以及所述第二排氣孔與所述第一堵蓋(8)和所述第二堵蓋(11)的距離均為0.lmm-lmm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述原子層薄膜沉積進氣裝置，其特征在于:多個所述第二排氣孔總面積為所述第二導(dǎo)流管(10)橫截面積的0.5-0.9倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述原子層薄膜沉積進氣裝置，其特征在于:多個所述第一排氣孔總面積為所述第二導(dǎo)流管(10)橫截面積的1-8倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述原子層薄膜沉積進氣裝置，其特征在于:所述第二接頭(4)和所述接管之間設(shè)有密封圈(5)。
【文檔編號】C23C16/455GK203741412SQ201420031395
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】潘龍, 陳添明, 彭文芳 申請人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司