一种ALD加工设备以及加工方法技术

本发明专利技术涉及一种ALD加工设备以及加工方法。加工设备的反应器包括真空腔室以及反应腔室，反应腔室内置于真空腔室内，反应腔室的底部开设有进气通道及出气通道，进气通道和出气通道以反应腔室的底部的中心线相对设置，反应腔室的侧壁上设置有第一料口，真空腔室的侧壁上设置有第二料口，第一料口和第二料口位于反应器的同一侧，输送装置设置在反应器的外侧，输送装置包括输送机构、将第一料口密封的第一密封门以及将第二料口密封的第二密封门。本发明专利技术保证沉积膜的成型质量和一致性，成膜效率高，周期短，提高前驱体源的利用率，适合批量性生产，具有很好的实用价值。具有很好的实用价值。具有很好的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种ALD加工设备以及加工方法


[0001]本专利技术涉及半导体纳米薄膜沉积
，特别涉及一种ALD加工设备以及加工方法。

技术介绍

[0002]随着IC复杂程度的不断提高，按照著名的摩尔定律和国际半导体行业协会公布的国际半导体技术发展路线图，硅基半导体集成电路中金属
‑
氧化物
‑
半导体场效应晶体管器件的特征尺寸将达到纳米尺度。原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)具有优异的三维共形性、大面积的均匀性和精确的亚单层膜厚控制等特点，受到微电子行业和纳米科技领域的青睐。
[0003]现有技术中，原子层沉积加工的技术方案为：将基体放置在一个密封的反应器中，再通过将气相前驱体源交替地通入反应器，以在基体上化学吸附并反应形成沉积膜。
[0004]在实现本专利技术的技术方案中，申请人发现现有技术中至少存在以下不足：
[0005]现有技术中将气相前驱体源交替脉冲地通入反应器的技术方案，难以保证前驱体源对整个基体全面覆盖，容易形成针孔等缺陷，造成前驱体源与基体接触不均匀，导致沉积膜的均匀性差，质量难以保证，同时由于反应不全，前驱体源的大量充入，会造成前驱体源大量残余，成膜效率低，周期长，并且造成前驱体源的浪费。
[0006]因此，需对现有技术进行改进。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种ALD加工设备以及加工方法，解决了或部分解决了现有技术中沉积膜的均匀性差，质量难以保证，且成膜效率低，周期长，造成前驱体源的浪费的技术问题。
[0008]本专利技术的技术方案为：
[0009]一方面，本专利技术提供了一种ALD加工设备，所述加工设备包括：
[0010]反应器，所述反应器包括真空腔室以及反应腔室，所述反应腔室内置于所述真空腔室内，所述反应腔室的底部开设有进气通道及出气通道，所述进气通道和所述出气通道以所述反应腔室的底部的中心线相对设置，所述反应腔室的侧壁上设置有第一料口，所述真空腔室的侧壁上设置有第二料口，所述第一料口和所述第二料口位于所述反应器的同一侧；
[0011]输送装置，所述输送装置设置在所述反应器的外侧，所述输送装置包括输送机构、第一密封门以及第二密封门，通过操作所述输送机构，可推送所述第一密封门以及所述第二密封门移动，以使所述第一密封门密封所述第一料口，所述第二密封门密封所述第二料口，所述第一密封门背向所述第二密封门的侧面上设置有用于放置基体的支撑件。
[0012]进一步地，所述进气通道为孔状，所述进气通道设置有多个，多个所述进气通道设置在所述反应腔室的底部的一侧；
[0013]所述出气通道为孔状，所述出气通道也设置有多个，多个所述出气通道设置在所
述反应腔室的底部的另一侧。
[0014]更进一步地，所述进气通道设置有多组，多组所述进气通道沿第二方向依次设置，每组所述进气通道均呈弧形，每组所述进气通道的各个进气通道的孔径向靠近所述反应腔室的底部的中心线的方向依次减小；
[0015]所述出气通道设置有多组，多组所述出气通道沿第二方向依次设置，每组所述出气通道均呈弧形，每组所述出气通道的各个进气通道的孔径向靠近所述反应腔室的底部的中心线的方向依次减小。
[0016]进一步地，所述反应腔室的底部固定设置有中转腔室，所述中转腔室的顶部敞口，所述反应腔室的底部覆盖在所述中转腔室的顶部上，所述中转腔室内设置有两个隔板，两个所述隔板将所述中转腔室沿第二方向分割成第一腔室、第二腔室以及第三腔室，所述进气通道和所述第一腔室连通，所述出气通道和所述第三腔室连通，所述第一腔室的底部设置有进气主孔，所述第三腔室的底部设置有出气主孔。
[0017]进一步地，所述反应腔室以及所述真空腔室均设置有抽真空孔。
[0018]进一步地，所述反应腔室内设置有两个匀气板，两个所述匀气板以所述反应腔室的底部的中心线相对设置，两个所述匀气板设置在所述进气通道及出气通道之间，两个所述匀气板将所述反应腔室沿第二方向分割成进气腔室、反应腔室以及出气腔室，每个所述匀气板上均设置多个通孔；
[0019]所述第一料口以及所述第二料口设置在两个所述匀气板之间。
[0020]进一步地，所述输送机构的输出端可朝向所述第二料口的方向做直线往返移动，所述第二密封门设置在所述输送机构的输出端上，所述第一密封门通过连接件固定连接在所述第二密封门背向所述输送机构的侧面上。
[0021]进一步地，所述第一密封门面向所述第二密封门的侧面设置有第一加热器；
[0022]所述反应腔室的顶部和所述真空腔室的顶部之间设置有第二加热器；
[0023]所述反应腔室的底部和所述真空腔室的底部之间设置有第三加热器；
[0024]所述反应腔室的侧部和所述真空腔室的侧部之间设置有第四加热器。
[0025]更进一步地，所述第一加热器和所述第二密封门之间设置有第一热反射组件；
[0026]所述第二加热器和所述真空腔室的顶部之间设置有第二热反射组件；
[0027]所述第三加热器和所述真空腔室的底部之间设置有第三热反射组件；
[0028]所述第四加热器和所述真空腔室的侧部之间设置有第四热反射组件。
[0029]另一方面，本专利技术还提供了一种ALD加工方法，所述加工方法是基于上述加工设备进行的，所述加工方法包括：
[0030]提供基体，将提供的所述基体放置在支撑件上；
[0031]操作输送装置，推送所述第一密封门以及所述第二密封门移动，使所述第一密封门密封所述第一料口，所述第二密封门密封所述第二料口；
[0032]将所述真空腔室以及所述反应腔室抽真空处置；
[0033]从反应腔室的进气通道注入前驱体源，前驱体源在反应腔室内对基体吹扫完毕后，从反应腔室的出气通道排出，进行基体的ALD加工；
[0034]操作输送装置，推送所述第一密封门以及所述第二密封门移动至所述反应器外侧，将加工完毕的基体运输至所述反应器的外部。
[0035]本专利技术所提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0036]本专利技术中，由于前驱体源是从反应腔室的进气通道注入到反应腔室内的，并从反应腔室的出气通道排出，由于进气通道和出气通道以反应腔室的底部的中心线相对设置，因此，反应腔室内的流体场为层流，且前驱体源的进气和抽气直接与反应腔室连通的，避免了前驱体源在对接处泄露的风险，且前驱体源沿第二方向在反应腔室内流动，不仅可减小反应腔室的体积，还增加了匀气的长度，提高了气流的均匀性，以减少乱气的现象，可保证前驱体源对整个基体全面覆盖，使前驱体源与基体接触均匀，提高沉积膜的均匀性，以保证沉积膜的成型质量和一致性，成膜效率高，周期短，提高前驱体源的利用率，适合批量性生产，具有很好的实用价值。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ALD加工设备，其特征在于，所述加工设备包括：反应器，所述反应器包括真空腔室以及反应腔室，所述反应腔室内置于所述真空腔室内，所述反应腔室的底部开设有进气通道及出气通道，所述进气通道和所述出气通道以所述反应腔室的底部的中心线相对设置，所述反应腔室的侧壁上设置有第一料口，所述真空腔室的侧壁上设置有第二料口，所述第一料口和所述第二料口位于所述反应器的同一侧；输送装置，所述输送装置设置在所述反应器的外侧，所述输送装置包括输送机构、第一密封门以及第二密封门，通过操作所述输送机构，可推送所述第一密封门以及所述第二密封门移动，以使所述第一密封门密封所述第一料口，所述第二密封门密封所述第二料口，所述第一密封门背向所述第二密封门的侧面上设置有用于放置基体的支撑件。2.根据权利要求1所述的ALD加工设备，其特征在于，所述进气通道为孔状，所述进气通道设置有多个，多个所述进气通道设置在所述反应腔室的底部的一侧；所述出气通道为孔状，所述出气通道也设置有多个，多个所述出气通道设置在所述反应腔室的底部的另一侧。3.根据权利要求2所述的ALD加工设备，其特征在于，所述进气通道设置有多组，多组所述进气通道沿第二方向依次设置，每组所述进气通道均呈弧形，每组所述进气通道的各个进气通道的孔径向靠近所述反应腔室的底部的中心线的方向依次减小；所述出气通道设置有多组，多组所述出气通道沿第二方向依次设置，每组所述出气通道均呈弧形，每组所述出气通道的各个进气通道的孔径向靠近所述反应腔室的底部的中心线的方向依次减小。4.根据权利要求1所述的ALD加工设备，其特征在于，所述反应腔室的底部固定设置有中转腔室，所述中转腔室的顶部敞口，所述反应腔室的底部覆盖在所述中转腔室的顶部上，所述中转腔室内设置有两个隔板，两个所述隔板将所述中转腔室沿第二方向分割成第一腔室、第二腔室以及第三腔室，所述进气通道和所述第一腔室连通，所述出气通道和所述第三腔室连通，所述第一腔室的底部设置有进气主孔，所述第三腔室的底部设置有出气主孔。5.根据权利要求1所述的ALD加工设备，其特征在于，所述反应腔室以及所述真空腔室均设...

【专利技术属性】
技术研发人员：万军，王辉，廖海涛，王斌，
申请(专利权)人：无锡市邑晶半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：