一种原子层薄膜沉积进气装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及原子层薄膜沉积【技术领域】，公开了一种原子层薄膜沉积进气装置。该原子层薄膜沉积进气装置包括：接头、接管和第一导流管；所述接管分别与所述第一接头和所述第一导流管连通，所述第一导流管两端分别安装有第一堵盖和第二堵盖，所述第一导流管的下部沿其轴向分别开有多个第一排气孔。本实用新型所提供的原子层薄膜沉积进气装置通过多个排气孔的设置，使得进气装置适用于多硅片批量处理，大幅增加了单位时间内的硅片产能，减弱了第一导流管和第二导流管的气场涡流，进一步的，卡套和第二接头通过螺纹连接可以根据不同的工艺需求，任意调节第一导流管的第一排气孔在反应腔室中的气流喷射方向，结构简单，加工成本低。
【专利说明】一种原子层薄膜沉积进气装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及原子层薄膜沉积【技术领域】，尤其涉及一种原子层薄膜沉积进气装置。
【背景技术】
[0002]原子层薄膜沉积技术的原理:当反应腔室内的温度和压强在一特定范围时，交替将气体反应源A和气体反应源B通入反应腔室并到达硅片表面，依次循环，实现以单原子层生长的方式在硅片表面沉积薄膜，原子层薄膜沉积技术具有沉积特性及薄膜厚度可控性等优点。
[0003]在专利US20020007790A1和US006921437B1中分别公开了一种用于进行原子层薄
膜沉积的进气装置，两种进气装置均由一条进气总路和多条分流支路组成。其中，气体反应源在进气总路中的流向与其在分流支路中的流向垂直，多条分流支路以进气总路为圆心呈圆形扩散状均匀分布，每条分流支路上沿垂直轴向开设一排出气孔。工艺进行中，需要两个独立的进气装置交替将两种不同的气体反应源通入反应腔室内，垂直地喷洒在硅片表面，沉积成原子层薄膜。该结构可以很好地实现气体反应源在硅片表面分布，显著提高了硅片表面薄膜的沉积质量。但是，上述进气装置在结构设计上同时具有如下缺陷:(I)该进气装置在反应腔室中仅适用于单片硅片，每次只能在一片硅片表面沉积薄膜，因此设备产能小、维护成本高；(2)气体反应源在进气总路中的流向与其在分流支路中的流向垂直，同时，气体反应源在分流支路中的流向又与其在出气孔处的流向垂直，因此进气流道中存在多处弯角，导致弯角处存在气场涡流，气体反应源难以排空；(3)气体反应源在硅片表面由硅片中心向四周扩散，导致气体反应源利用率低；(4)进气装置结构复杂，加工成本高，高精度重复加工性难以保证。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是原子层薄膜沉积进气装置仅适用于单片硅片，产能小，且进气流道中存在多处弯角，导致弯角处存在气场涡流以及气体反应源利用率低、装置结构复杂的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种原子层薄膜沉积进气装置，包括:接头、接管和第一导流管；所述接管分别与所述第一接头和所述第一导流管连通，所述第一导流管两端分别安装有第一堵盖和第二堵盖，所述第一导流管的下部沿其轴向分别开有多个第一排气孔。
[0006]其中，所述第一导流管内设有第二导流管，所述第二导流管10的上部沿其轴向分别开有多个第二排气孔。
[0007]其中，所述第二堵盖上设有楔形块，所述楔形块位于所述第二导流管内。
[0008]其中，所述接管上分别设有第二接头和卡套，所述卡套通过螺纹与所述第二接头连接。[0009]其中，所述第一排气孔与所述第一堵盖和所述第二堵盖的距离以及所述第二排气孔与所述第一堵盖和所述第二堵盖的距离均为0.lmm-lmm。
[0010]其中，多个所述第二排气孔总面积为所述第二导流管横截面积的0.5-0.9倍。
[0011]其中，多个所述第一排气孔总面积为所述第二导流管横截面积的1-8倍。
[0012]其中，所述第二接头和所述接管之间设有密封圈。
[0013]本实用新型的上述技术方案具有如下优点:本实用新型所提供的原子层薄膜沉积进气装置通过多个排气孔的设置，使得进气装置适用于多硅片批量处理，大幅增加了单位时间内的硅片产能，也提高了气体反应源的利用率，且通过减小第一排气孔、第二排气孔与第一堵盖和第二堵盖的距离，减弱了第一导流管和第二导流管的气场涡流，进一步的，卡套和第二接头通过螺纹连接可以根据不同的工艺需求，任意调节第一导流管的第一排气孔在反应腔室中的气流喷射方向，结构简单，加工成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型实施例原子层薄膜沉积进气装置的结构示意图；
[0015]图2是本实用新型实施例原子层薄膜沉积进气装置中第一导流管和第二导流管的剖视图；
[0016]图3是本实用新型实施例原子层薄膜沉积进气装置中第一导流管和第二导流管的开孔示意图；
[0017]图4是本实用新型实施例原子层薄膜沉积进气装置在工艺中喷射方向示意图。
[0018]图中:1:第一接头；2:第一接管；3:法兰；4:第二接头；5:密封圈；6:卡套；7 --第二接管；8:第一堵盖；9:第一导流管；10:第二导流管；11:第二堵盖；12:反应腔室；13:娃片；14:第一进气装置；15:第二进气装置。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0020]如图1所示，本实用新型提供的一种原子层薄膜沉积进气装置，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连通，第一接管2左端与第一接头I连通，第一接头I为VCR接头，第一接头I通有气态反应源，气体反应源为三甲基铝和氮气的组合或水和氮气的组合，第二接管7右端与第一导流管9连通，第一导流管9左右两端分别焊接有第一堵盖8和第一导流管9，气体反应源从第一接头I经过第一接管2和第二接管7进入第一导流管9中，第一导流管9的下部沿其轴向分别开有多个第一排气孔，第一排气孔可以成排设置，如图3所示，本实施例中开有三排第一排气孔，每排开设多个直径为1mm的第一排气孔，相邻排的第一排气孔之间的夹角为α 2，α2为10° -120°，第一排气孔可将气体反应源吹向硅片13，多个排气孔可同时吹向多个硅片13，适用于多硅片批量处理，大幅增加了单位时间内的硅片产能，也提高了气体反应源的利用率。
[0021]如图2所示，优选地，第一导流管9内设有第二导流管10，第二导流管10与接管中的第二接管7连通，第二导流管10的上部沿其轴向分别开有多个第二排气孔，第二排气孔可以成排设置，如图3所示，本实施例中开有三排第二排气孔，每排开设多个直径为1_的第二排气孔，相邻排的第二排气孔之间的夹角为α?，α?为10° -120°，气体反应源经过第二排气孔再进入第一导流管9，从第一导流管9的第一排气孔喷射，第二排气孔减弱了第一排气孔的喷射效应，有助于气体反应源在反应腔室中充分扩散，第二排气孔使得气体反应源更加均匀的喷射在硅片13表面。
[0022]如图1所示，优选地，第二堵盖11上设有楔形块，楔形块位于第二导流管10内，如图2所示，本实施例中的楔形面切向与第二导流管10轴向的夹角β I为30°，楔形块的楔形斜面减弱了第二导流管10中的气场涡流，有利于气体反应源从第二导流管排出。
[0023]如图1所示，优选地，接管上分别设有第二接头4和卡套6，第一接管2与第二接头4连通，卡套6固定在第二接管7外侧，卡套6通过螺纹与第二接头4连接，通过旋转卡套6，从而带动第一导流管9进行转动，可以对第一导流管9的喷射角度进行调整，卡套6和第二接头4通过螺纹连接可以根据不同的工艺需求，在0° -360°范围内任意调节第一导流管9的第一排气孔在反应腔室12中的气流喷射方向。
[0024]如图2所示，优选地，第二排气孔与第一堵盖8和第二堵盖11的距离为0.lmm-lmm，本实施例中的第二排气孔与第一堵盖8的距离Dl为0.2mm，第二排气孔与第二堵盖11的距离D2为0.2mm,通过减小第二排气孔与第一堵盖8和第二堵盖11的距离,减弱了第二导流管10中的气场涡流，有利于气体反应源从第二导流管10排出，第一排气孔与第一堵盖8和第二堵盖11的距离为0.lmm-lmm，本实施例中的第一排气孔与第一堵盖8的距离D3为0.2mm,第一排气孔与第二堵盖11的距离D4为0.2mm,通过减小第一排气孔与第一堵盖8和第二堵盖11的距离，减弱了第一导流管9中的气场涡流，有利于气体反应源从第一导流管9排出。
[0025]优选地，多个第二排气孔总面积为第二导流管10横截面积的0.5-0.9倍，以减少气流沿第二导流管10轴向运动时产生的压力降，减小沿第二导流管10轴向方向上第二排气孔之间的气体质量流量差；多个第一排气孔总面积为第二导流管10横截面积的1-8倍，以减弱气流在第一导流管9的第一排气孔处产生的喷射效应。
[0026]如图1所示，优选地，第二接头4和接管之间设有密封圈5 ;接管上设有法兰3，进气装置通过法兰3安装在反应腔室12内，第一排气孔对应多个硅片13，进气装置喷射方向如图4所示，将气体反应源和惰性吹扫气体氮气喷洒在进气装置与晶舟间隙中，气体反应源和氮气经扩散到达硅片13表面，第一进气装置14的第一接头I通有三甲基铝和氮气，第二进气装置15的第一接头I通有水和氮气。
[0027]如图4所示，本实用新型原子层薄膜沉积进气装置使用时，进气装置通过法兰安装在反应腔室内，第一接头通有三甲基铝和氮气或水和氮气，气体反应源通过第二排气孔后经过第一排气孔吹至多个硅片13，气体反应源和氮气经扩散到达硅片表面。
[0028]综上所述，本实用新型所提供的原子层薄膜沉积进气装置通过多个排气孔的设置，使得进气装置适用于多硅片批量处理，大幅增加了单位时间内的硅片产能，也提高了气体反应源的利用率，且通过减小第一排气孔、第二排气孔与第一堵盖和第二堵盖的距离，减弱了第一导流管和第二导流管的气场涡流，进一步的，卡套和第二接头通过螺纹连接可以根据不同的工艺需求，任意调节第一导流管的第一排气孔在反应腔室中的气流喷射方向，结构简单，加工成本低。
[0029]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种原子层薄膜沉积进气装置，其特征在于，包括:第一接头(I)、接管和第一导流管(9);所述接管分别与所述第一接头(I)和所述第一导流管(9)连通，所述第一导流管(9)两端分别安装有第一堵盖(8)和第二堵盖(11)，所述第一导流管(9)的下部沿其轴向分别开有多个第一排气孔。
2.根据权利要求1所述原子层薄膜沉积进气装置，其特征在于:所述第一导流管(9)内设有第二导流管(10)，所述第二导流管(10)的上部沿其轴向分别开有多个第二排气孔。
3.根据权利要求2所述原子层薄膜沉积进气装置，其特征在于:所述第二堵盖(11)上设有楔形块，所述楔形块位于所述第二导流管(10)内。
4.根据权利要求1所述原子层薄膜沉积进气装置，其特征在于:所述接管上分别设有第二接头(4)和卡套(6)，所述卡套(6)通过螺纹与所述第二接头(4)连接。
5.根据权利要求2所述原子层薄膜沉积进气装置，其特征在于:所述第一排气孔与所述第一堵盖(8)和所述第二堵盖(11)的距离以及所述第二排气孔与所述第一堵盖(8)和所述第二堵盖(11)的距离均为0.lmm-lmm。
6.根据权利要求2所述原子层薄膜沉积进气装置，其特征在于:多个所述第二排气孔总面积为所述第二导流管(10)横截面积的0.5-0.9倍。
7.根据权利要求2所述原子层薄膜沉积进气装置，其特征在于:多个所述第一排气孔总面积为所述第二导流管(10)横截面积的1-8倍。
8.根据权利要求4所述原子层薄膜沉积进气装置，其特征在于:所述第二接头(4)和所述接管之间设有密封圈(5)。
【文档编号】C23C16/455GK203741412SQ201420031395
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】潘龙, 陈添明, 彭文芳 申请人:北京七星华创电子股份有限公司