本发明专利技术所公开的是一种原子层沉积装置。所述装置包括反应室、承受器、气体喷射器和排气单元。所述承受器设置在所述反应室中，所述基板位于所述承受器上。所述气体喷射器设置在所述承受器上方，并且将所述承受器上方限定的空间分隔成多个预定的空间。所述气体喷射器供应来源气、反应气和吹扫气到所分隔的空间中分别布置的基板上。所述排气单元设置在所述承受器上方并且设置成与所述气体喷射器相邻。所述排气单元向上引导来源气、反应气和吹扫气的排气流。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及原子层沉积装置，并且更具体地讲，涉及一种原子层沉积装置，其中来源气和反应气被供应到基板表面上，而惰性吹扫气被排放到来源气与反应气之间的空间中，并且来源气和反应气在基板表面上互相发生反应，因此在基板表面上形成薄膜。
技术介绍
最近，在半导体制造过程中，随着半导体设备集成度的增加，对微制造技术的要求在提高。也就是说，为了在单晶片上形成微图案和高度集成的单元，需要开发减小薄膜厚度且具有很高介电常数的新物质。特别地，在晶圆的表面上形成台阶部分的情况中，涉及薄膜覆盖的表面均匀性的晶圆内均匀性和台阶覆盖范围非常重要。为了满足这种要求，提出了形成具有原子层厚度的薄膜的原子层沉积(ALD)方法。原子层沉积方法是借助于反应物质在晶圆表面上的表面饱和反应而使用化学吸附和解吸来形成单原子层的方法。如此，原子层沉积方法是将薄膜的厚度控制在原子层水平的薄膜沉积方法。如图1所示，在原子层沉积过程中，将两种气体(来源气和反应气)交替地供应到晶圆表面，并且在交替供应两种气体到晶圆上的操作间隙朝着晶圆供应惰性吹扫气。这两种气体在晶圆表面上互相反应，因此在晶圆上形成薄膜。也就是说，在一种气体(来源气)被化学吸附之后，如果向这种被化学吸附的来源气提供另一种气体(反应气)，那么这两种气体就会在晶圆表面上互相发生化学反应，因此在晶圆表面上形成单原子层。将此过程作为周期循环进行，直到薄膜的厚度达到期望水平。然而，就上述原子层沉积过程而言，由于需要时间来供应来源气和反应气以及进行吹扫操作和排气操作，所以显著减小了过程速度，从而造成生产率降低。韩国专利申请N0.2002-0060145提出了解决这个问题的技术。在韩国专利申请N0.2002-0060145中，如图2和图3所示，来源气喷射器2、反应气喷射器4和吹扫气喷射器6和8呈放射状地安装。气体喷射器2、4、6和8旋转并在承受器32上相继排出不同种类的气体。以此方式，可以增加过程速度。然而，还存在以下问题。首先，因为气体喷射器2、4、6和8被配置成它们绕着喷射器旋转轴10旋转且排出不同种类的气体，所以从各气体喷射器排出的气体被供应到基板30的上表面上的方向并不垂直。也就是说，如图3所示，排出气体的线路是弯曲的。因此，朝着基板30排出的来源气甚至朝着反应室20的内侧壁扩散，而不是仅仅被供应到基板30的上表面上，因此降低了沉积效率。此外，有可能排出的来源气在被供应到基板30的上表面上之前与空气中的反应气接触。第二，因为气体喷射器2、4、6和8旋转，所以在反应室20中产生涡流，因此促进了来源气与反应气在空气中的接触。由此，来源气粒子在被供应到基板30的表面之前可能在空气中发生化学反应。在这种情况下，来源气无法正常地沉积在基板30上。特别地，假定每当喷射器旋转轴10转动一圈就完成了单个薄膜沉积过程，如果增大喷射器旋转轴10的转速来减少完成过程所需的时间，就会进一步增加来源气与反应气在空气中彼此接触的可能性,从而造成生产率的损失。第三，当吹扫气将来源气和反应气从反应室20中排出时，会使用在反应室20的下表面上形成的排气孔22。因此，来源气和反应气被排出反应室20所经过的路径就相对较长，因此增加了排出气体所需的时间。在这种情况下，当反应气被供应到反应室20中时，反应气在被排出反应室20之前还很可能与反应室20的空气中仍然残留的来源气接触。
技术实现思路
因此，本专利技术试图解决现有技术中出现的上述问题，并且本专利技术的目的是提供一种原子层沉积装置，其中来源气喷射器、反应气喷射器和吹扫气喷射器设置成放射状并且固定在适当位置，使得气体可以垂直地被供应到基板上，由此可以提高沉积效率。本专利技术的另一个目的是提供一种原子层沉积装置，其中排气单元安装成与气体喷射器相邻，使得从气体喷射器排出的排气流可以被排气单元向上引导，由此在从气体喷射器排出的气体中，可以从反应室快速地除去反应室的空气中剩余的而不是沉积在基板上的气体，使得可以可靠地防止来源气和反应气在空气中接触，因此进一步提高沉积效率。本专利技术的又一个目的是提供一种原子层沉积装置，其中所述排气单元包括被定向成放射状且围绕所述排气单元的中心以规则的角间距布置的板子，因此将反应室中的空间分隔成多个区域，使得来源气喷射器与吹扫气喷射器之间以及反应气喷射器与吹扫气喷射器之间的每个区域被排气单元的对应的板子分隔成两个区域，由此防止各气体喷射器排出的气体在反应室中的空气中与其他气体喷射器排出的气体接触，因此进一步提高沉积效率。本专利技术的又一目的是提供一种原子层沉积装置，其中在来源气喷射器上设置等离子体发生器，使得可以提高来源气的反应性，因此提高沉积速率和沉积效率，由此提高各基板上形成的薄膜质量。为了实现上述目标，本专利技术提供了一种原子层沉积装置，包括:反应室；所述反应室中设置的承受器，所述承受器允许其上面放置多个基板；气体喷射器，所述气体喷射器设置在所述承受器上方并且将所述承受器上方限定的空间分隔成多个预定的空间，所述气体喷射器供应来源气、反应气和吹扫气到所分隔的各个空间中分别设置的基板上；以及排气单元，所述排气单元设置在所述承受器的上方并且设置成与所述气体喷射器相邻，所述排气单元向上引导来源气、反应气和吹扫气的排气流。所述气体喷射器可以包括:来源气喷射器和反应气喷射器，设置在所述反应室的上部空间中，以分别供应所述来源气和所述反应气到所述基板上；以及吹扫气喷射器，设置在所述来源气喷射器与所述反应气喷射器之间，以供应吹扫气到所述基板，其中所述来源气喷射器、所述反应气喷射器和所述吹扫气喷射器被定向成放射状并以规则的角间距布置。所述排气单元具有多个排气孔或狭槽。所述排气孔或狭槽可以形成在与所述气体喷射器上形成气体喷射孔的方向相同的方向上，或者在与所述气体喷射孔的方向垂直的方向上。可替代地，排气孔或狭槽可以形成为这样一种方式:一些排气孔或狭槽被定向成在与气体喷射孔的方向相同的方向上，并且其他排气孔或狭槽被定向成在与气体喷射孔的方向垂直的方向上。所述排气单元可以被支撑在所述反应室的盖子的下表面上或者所述反应室的内侧壁上。所述排气单元可以包括一对分隔壁，所述分隔壁以预定的距离在横向上与所述气体喷射器分隔开的位置处设置在每个所述气体喷射器的两相对侧上。所述分隔壁可以与对应的气体喷射器平行，使得在一对分隔壁之间限定喷射区。所述排气单元可以被配置成使得各所述气体喷射器的第一侧上设置的所述分隔壁连接在对应的相邻气体喷射器的第二侧上的所述分隔壁上。这对分隔壁的端部可以互相连接成一体。所述原子层沉积装置可以进一步包括在所述排气单元的中心部分上设置的阻挡壁。所述阻挡壁可以连接到所述分隔壁上。在第一侧设置的每对分隔壁中的一个分隔壁与第二侧设置的对应的相邻的一对分隔壁中的一个分隔壁之间的空间可以形成非喷射区。所述气体喷射器可以独立地供应来源气、反应气和吹扫气，或者可替代地，所述气体喷射器可以同时供应所述气体。所述等离子体发生器可以设置在所述来源气喷射器上。【附图说明】结合附图，从以下详细描述可以更加清晰地理解本专利技术的上述和其他目的、特征和优点，其中:图1相继示出了使用原子层沉积装置在基板表面上沉积薄膜的过程；图2是常规的原子层沉积装置的剖视图；图3是透视图，示出了图2的装置的重要部件；图4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种原子层沉积装置，包括：反应室；所述反应室中设置的承受器，所述承受器允许其上面放置多个基板；气体喷射器，所述气体喷射器设置在所述承受器上方并且将所述承受器上方限定的空间分隔成多个预定的空间，所述气体喷射器供应来源气、反应气和吹扫气到所分隔的各个空间中分别设置的基板上；以及排气单元，所述排气单元设置在所述承受器的上方并且设置成与所述气体喷射器相邻，所述排气单元向上引导来源气、反应气和吹扫气的排气流。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴基荣，
申请(专利权)人：丽佳达普株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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