薄膜形成装置以及用于形成薄膜的自由基单元制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种薄膜形成装置以及用于形成薄膜的自由基单元，根据一实施例的薄膜形成装置包括：腔室；多个气体流入部，在腔室的上部形成，接收用于自由基反应的至少两种反应气体和前体；以及自由基单元，通过使从气体流入部供给的反应气体产生反应来生成自由基，通过向下部喷射自由基和前体来在基板沉积薄膜，自由基单元由多个板形成，前体喷射路径被配置为在多个板中的顶部板中，通过比气体流入部的前体喷射路径多的多个路径分配前体后使前体从自由基单元喷射，反应气体喷射路径与前体喷射路径互不重叠。

【技术实现步骤摘要】
薄膜形成装置以及用于形成薄膜的自由基单元
本专利技术涉及沉积技术(CVD，ALD)，尤其涉及一种薄膜形成装置以及用于形成薄膜的自由基单元，更详细地，涉及通过从装置腔室内的上部一同喷射前体和反应气体来有效进行沉积的自由基单元(radicalunit)结构。
技术介绍
原子层沉积(ALD)是指纳米薄膜沉积技术，利用了在半导体制造工序中化学粘附在单原子层的现象。在晶片表面上通过反复进行分子的吸附和替换来进行原子层厚度的超微细层间沉积，从而能够以尽可能薄的方式堆叠氧化物和金属薄膜。并且，作为在半导体制造工序中使用的其他工艺有化学气相沉积(CVD)。化学气相沉积是指通过向腔室内注入气体成分来激发或促进用于供给热量、等离子、光等能量的化学反应，从而合成薄膜或粒子并吸附及沉积在基板的表面上的沉积方法。尤其，为了进行高品质的原子层沉积或化学气相沉积，则需要混合及均匀喷射前体和反应气体。但是，现有的原子层沉积装置具有如下问题，即，由于在实现基板沉积的腔室内部中前体和反应气体的喷射方向互不相同，因此气体无法到达基板图案深处，从而导致无法实现均匀的沉积并难以形成高品质薄膜。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在向腔室内喷射反应气体之前，通过一同喷射前体和反应气体的自由基单元来进行适当的混合和反应过程，从而能够向位于腔室内的基板恒定地喷射气体。用于实现上述技术问题的本专利技术一实施例的薄膜形成装置包括：腔室；多个气体流入部，在腔室的上部形成，接收用于自由基反应的至少两种反应气体和前体；以及自由基单元，通过使从气体流入部供给的反应气体产生反应来生成自由基，通过向下部喷射自由基和前体来在基板沉积薄膜，自由基单元由多个板形成，前体喷射路径可以被配置为在多个板中的顶部板中，通过比气体流入部的前体喷射路径多的多个路径分配前体后使前体从自由基单元喷射，反应气体喷射路径与前体喷射路径互不重叠。并且，前体喷射路径可被配置为如下形式：在顶部板分配前体后，通过垂直贯通剩余的板来喷射。并且，在顶部板，前体喷射路径能够以前体所流入的顶部板的中心为起点呈放射状结构。并且，在顶部呈放射状的前体喷射路径被配置为具有预定长度的多个一字型管分别共享中心并交叉的形式，在各个一字型管上以规定间隔隔开形成有排出孔，各个排出孔可通过垂直贯通剩余的板来进行前体的喷射。并且，在位于分配前体的层下方的板，可向反应气体喷射路径分配反应气体。并且，通过反应气体喷射路径分配反应气体的板可呈多个淋浴喷头结构。并且，多个淋浴喷头结构由两个以上的板形成，形成于板的排出孔可配置在相互错开的位置。并且，在形成反应气体喷射路径的多个板中，位于中间的规定的板可形成能够混合从多个气体流入部流入的互不相同的反应气体的空间。并且，自由基单元呈第一板、第二板、第三板、第四板、第五板、第六板、第七板依次层叠的形态，自由基单元以与顶部层相对应的第一板至与底部层相对应的第七板相互层叠的形态结合而成。并且，注入前体的第一气体流入部形成于第一板的上面部中心，能够以垂直贯通第一板的方式形成。并且，在第一板内部水平设置有具有预设的放射状结构的第一前体喷射路径，第一前体喷射路径与第一气体流入部相连接，用于分配注入的前体，可在第一前体喷射路径以预设间隔形成有用于排出前体的多个排出孔。并且，包括与设置在第一前体喷射路径的多个排出孔垂直连接的第二前体喷射路径，第二前体喷射路径具有垂直贯通第二板至第六板来与用于排出设置于第七板的前体的排出孔相连接的结构。并且，注入反应气体的第二气体流入部在第一板的上面部的预设位置形成有多个，可具有通过垂直贯通第一板至第二板来与用于分配反应气体的第三板相连接的结构。并且，在第三板的内部水平设置有设置有与上述第二气体流入部相连接并具有预设路径以使注入的反应气体流动的第一反应气体喷射路径，第一反应气体喷射路径的一侧上面部与第二气体流入部相连接，在另一侧背面部的预设位置可形成有用于排出反应气体的排出孔。并且，在第四板的内部水平设置有与第一反应气体喷射路径相连接来用于使注入的反应气体进一步流动的第二反应气体喷射路径，第二反应气体喷射路径具有与第一反应气体喷射路径不同形态的路径，第二反应气体喷射路径的一端上面部与第一反应气体喷射路径的排出孔相连接，可在背面部以预设间隔形成有用于排出反应气体的多个排出孔。并且，当注入不同种类反应气体的第二气体流入部形成有预设数量以上时，可通过在特定的第一反应气体喷射路径连接多个第二气体流入部来注入不同种类的反应气体。并且，当第四板、第五板、第七板结合时，自由基单元被设置成具有规定空间的结构，空间内部具有用于配置第六板的结构，第六板可被用于喷射前体的流路所支撑。并且，在与第五板的背面部相结合的第七板形成有用于排出前体及反应气体的多个排出孔，多个排出孔在预设位置以形成同心圆的方式形成，用于排出前体的孔和用于排出反应气体的孔能够以相互交错的方式形成。并且，在第六板中，用于排出前体及反应气体的多个孔在预设的位置以形成同心圆的方式形成，用于排出反应气体的孔与形成于第七板的用于排出反应气体的孔的位置可互不相同。并且，本专利技术的用于形成薄膜的自由基单元包括：多个气体流入部，在腔室的上部形成，接收用于自由基反应的至少两种反应气体和前体；以及自由基单元，通过使从气体流入部供给的反应气体产生反应来生成自由基，通过向下部喷射自由基和前体来在基板沉积薄膜，自由基单元由多个板形成，前体喷射路径可被配置为在多个板中的顶部板中，通过比气体流入部的前体喷射路径多的多个路径分配前体后使前体从自由基单元喷射，反应气体喷射路径与前体喷射路径互不重叠。根据本专利技术的一实施例，在向腔室内喷射两种以上的反应气体之前，可通过多层结构的自由基单元进行适当的混合和反应过程，从而能够向位于腔室内的基板恒定地喷射气体。当基板上存在规定的凹凸形状图案时，只有从凹凸形状图案的上部到下部深度扩散/喷射前体，才能够形成高精度的薄膜。在以往的情况下，前体从基板的两侧面喷射，因此需放入具有极为高密度或高压的前体。但是，根据本专利技术的一实施例，从基板的上部一同喷射前体和自由基，因而可以深度扩散到图案上下部的每个角落，从而可改善负载效应(loadingeffect)。附图说明图1为简要示出本专利技术一实施例的沉积装置的形态的剖视图。图2为简要示出本专利技术一实施例的自由基单元的形态的剖视图。图3为示出本专利技术一实施例的形成自由基单元的第一板的上面和背面的图。图4为示出本专利技术一实施例的形成自由基单元的第二板及第三板的顶视图。图5为示出本专利技术一实施例的形成自由基单元的第四板及第五板的顶视图。图6为示出本专利技术一实施例的形成自由基单元的第六板及第七板的顶视图。附图标记说明100：自由基单元200：气体流入部300：腔室110：第一板120：第二板130：第三板140：第四板150：第五板160：第六板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜形成装置，其特征在于，包括：/n腔室；/n多个气体流入部，在上述腔室的上部形成，接收用于自由基反应的至少两种反应气体和前体；以及/n自由基单元，通过使从上述气体流入部供给的反应气体产生反应来生成自由基，通过向下部喷射上述自由基和前体来在基板沉积薄膜，/n其中，上述自由基单元由多个板形成，前体喷射路径被配置为在多个上述板中的顶部板中，通过比上述气体流入部的前体喷射路径多的多个路径分配前体后使前体从自由基单元喷射，反应气体喷射路径与上述前体喷射路径互不重叠。/n

【技术特征摘要】
20200122 KR 10-2020-00088791.一种薄膜形成装置，其特征在于，包括：
腔室；
多个气体流入部，在上述腔室的上部形成，接收用于自由基反应的至少两种反应气体和前体；以及
自由基单元，通过使从上述气体流入部供给的反应气体产生反应来生成自由基，通过向下部喷射上述自由基和前体来在基板沉积薄膜，
其中，上述自由基单元由多个板形成，前体喷射路径被配置为在多个上述板中的顶部板中，通过比上述气体流入部的前体喷射路径多的多个路径分配前体后使前体从自由基单元喷射，反应气体喷射路径与上述前体喷射路径互不重叠。


2.根据权利要求1所述的薄膜形成装置，其特征在于，
上述前体喷射路径被配置为如下形式：在上述顶部板水平分配上述前体后，通过垂直贯通剩余的至少一个板来喷射。


3.根据权利要求2所述的薄膜形成装置，其特征在于，
在上述顶部板，上述前体喷射路径以上述前体所流入的上述顶部板的中心为起点呈放射状结构。


4.根据权利要求3所述的薄膜形成装置，其特征在于，
在上述顶部呈放射状的上述前体喷射路径被配置为具有预定长度的多个一字型管分别共享中心并交叉的形式，在各个上述一字型管上以规定间隔隔开形成有排出孔，各个上述排出孔通过垂直贯通剩余的板来进行上述前体的喷射。


5.根据权利要求3所述的薄膜形成装置，其特征在于，
在位于分配上述前体的层下方的上述板，向上述反应气体喷射路径分配上述反应气体。


6.根据权利要求1所述的薄膜形成装置，其特征在于，
通过上述反应气体喷射路径分配上述反应气体的上述板呈多个淋浴喷头结构。


7.根据权利要求6所述的薄膜形成装置，其特征在于，
上述多个淋浴喷头结构由两个以上的上述板形成，形成于上述板的排出孔配置在相互错开的位置。


8.根据权利要求7所述的薄膜形成装置，其特征在于，
在形成上述反应气体喷射路径的多个板中，位于中间的规定的板形成能够混合从多个上述气体流入部流入的互不相同的反应气体的空间。


9.根据权利要求1所述的薄膜形成装置，其特征在于，
自由基单元呈第一板、第二板、第三板、第四板、第五板、第六板、第七板依次层叠的形态，上述自由基单元以与顶部层相对应的上述第一板至与底部层相对应的上述第七板相互层叠的形态结合而成。


10.根据权利要求9所述的薄膜形成装置，其特征在于，
注入上述前体的第一气体流入部形成于上述第一板的上面部中心，以垂直贯通上述第一板的方式形成。


11.根据权利要求10所述的薄膜形成装置，其特征在于，
在上述第一板内部水平设置有具有预设的放射状结构的第一前体喷射路径，上述第一前体喷射路径与上述第一气体流入部相连接，用于分配注入的上述前体，
在上述第一前体喷射路径以预设间隔形成有用于排出上述前体的多个排出孔。


12.根据权利要求9所述的薄膜形成装置，其特征在于，
包...

【专利技术属性】
技术研发人员：申东和，金容源，
申请(专利权)人：EQ泰科普勒斯株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR