[发明专利]一种进气机构

说明书

本发明公开了一种进气机构，用于向腔室内通入反应气体，进气机构包括源进气块，源进气块设于腔室侧壁上方的凹槽内，源进气块和腔室侧壁的上表面的至少一部分覆盖有上盖，源进气块与上盖之间、上盖与腔室侧壁之间均采用密封圈进行密封，源进气块的下表面与凹槽底面之间设有弹性组件，通过调整弹性组件的压缩量，可以调整源进气块与上盖之间密封圈表面的压力，实现源进气块与上盖、上盖与腔室侧壁之间的密封，从而可以在一定范围内纠正源进气块、上盖、腔室之间在设计、加工、安装上的误差，节约成本，同时该机构具备在线调整的能力，可有效节省调试、检漏时间。

技术领域

本发明涉及原子层沉积设备，更具体地，涉及一种用于向原子层沉积设备腔室内通入反应气体的进气机构。

背景技术

原子层沉积(Atomic layer deposition)是一种特殊的化学气相沉积技术，是通过将一种或是多种气相前驱体(源)交替地通入反应腔室并在沉积基体表面发生化学反应而形成薄膜的方法。以三甲基铝(Al(CH₃)₃,TMA)和H₂O为前驱体制备AL₂O₃薄膜为例，典型的原子层沉积系统的原理示意图如图1所示。

请参阅图1。第一种气相前驱体TMA、第二种气相前驱体H₂O两种前驱体分别在载气携带下，依次从各自源瓶流经管路、源进气块、Lid(上盖)、喷头，最终到达腔室。变换气相前驱体时，采用清洗气对腔室及管路进行清洗。原子层沉积必须处于一个严格密封的空间之中，稍有泄露就可能会导致外界的空气、水汽、颗粒等进入腔室，从而导致成膜效果不佳，更严重时还可能导致安全事故。

O型圈具有良好的密封性，且结构简单、性能可靠，故在源进气块与上盖之间、上盖与腔室之间均采用O型密封圈进行密封。因两种前驱体均流经源进气块、上盖后进入腔室，需同时保证源进气块与上盖之间、上盖与腔室之间的有效密封；实际设计时也需要结合三个零部件的尺寸进行综合设计计算。然而，各个零件机械加工、安装也会存在一定偏差，则最终极有可能会导致整体结构密封失效。

请参阅图2-图4，其显示现有的一种源进气块及其装配密封结构；其中，图2是现有的一种源进气块装配结构局部剖视图，图3是现有的一种源进气块装配结构局部俯视图，图4是现有的一种源进气块结构俯视图。如图2-图4所示，源进气块5位于腔室侧壁2上的方槽内，利用嵌入腔室侧壁2内的定位销3进行定位，并用紧定螺钉4固定到腔室侧壁2上。在第一种气相前驱体出气口11、第二种气相前驱体出气口10以及腔室侧壁2的上表面处设计有密封槽，在分别放入源进气块与上盖之间的两个密封圈6、腔室侧壁与上盖之间的密封圈7后，盖好上盖1，各个密封圈6、7同时与上盖1下表面的密封面贴合。当腔室内处于负压状态(抽真空)时，在上盖1上表面产生较大的压力，该压力可使源进气块与上盖之间的两个密封圈6、腔室与上盖之间的密封圈7同时产生形变，从而实现源进气块5与上盖1、上盖1与腔室之间的同时密封。而后两种反应源(第一种、第二种气相前驱体)分别经第一种气相前驱体进气口8、第二种气相前驱体进气口9进入源进气块5，从第一种气相前驱体出气口11、第二种气相前驱体出气口10进入上盖1后最终进入腔室，并开展ALD相关工艺。

在上述现有的源进气块及其密封结构中，源进气块、腔室侧壁、上盖之间的相对位置不可调整，其必须依靠精确的设计、精准的加工来保证密封的有效性。而且，因上盖需要与源进气块、腔室同时实现密封，如果某一个零件设计、加工出现偏差，则可能会导致整体密封的失效。由于同时涉及多处密封，这种不可调整的结构无疑增大了密封失效的可能性。

因源进气块尺寸较小、结构简单，故设计一种可调节式源进气块，以提高设备整体结构的密封效果，显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种进气机构，可补偿源进气块、上盖、腔室之间因设计、制造、安装误差造成的密封性能差的问题，在源进气块与上盖之间、上盖与腔室侧壁之间实现可调整下的同时密封。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：