[发明专利]一种原子层沉积设备

说明书

本发明公开一种原子层沉积设备。本发明提供的原子层沉积设备包括：真空反应室、载气瓶、载气管路、前驱体源瓶和前驱体管路。其中，真空反应室包括沉积室和真空室，沉积室设于真空室的腔体内，且沉积室与真空室可拆卸连接。载气瓶通过载气管路与沉积室连通，前驱体源瓶通过前驱体管路与沉积室连通。沉积室通过其内腔真空抽气口与抽真空设备连接，真空室通过其外腔真空抽气口与抽真空设备连接。本发明提供的原子层沉积设备，真空反应室采用可拆卸连接的内外双腔结构，设备体积小，便于清洗，通用性好，可以满足不同尺寸，不同形状半导体器件的镀膜工艺需求，能够满足工业化大规模生产的需求。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种原子层沉积设备。

背景技术

工业生产中为了改善各种各样材料的性能，进行表面涂层是应用最广泛的方法之一，目前制备方法主要有物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、溶胶-凝胶法(sol-gel)、原子层沉积(ALD)。其中，原子层沉积技术作为一种特殊的化学气相沉积技术，制备的涂层相比于其他方法多种优点。原子层沉积(ALD)技术正逐渐成为了微电子器件制造及半导体领域的必要技术，例如用于制备晶体管栅堆垛及电容器中的高k介质和金属薄膜、刻蚀终止层、多种间隙层和薄膜扩散阻挡层、磁头以及非挥发性存储器，芯片薄膜沉积等。原子层沉积技术充分利用表面饱和反应(surface saturation reactions)，天生具备厚度控制和高度的稳定性，对温度和反应源流量的变化不太敏感。采用原子层沉积技术得到的薄膜既具有高纯度又具有高密度，既平整又具有高度的保型性。但是，现有的原子层沉积装置不仅通用性差，而且体积较大，清洗不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种原子层沉积设备，设备体积小，便于清洗，通用性好，可以满足不同尺寸，不同形状半导体器件的镀膜工艺需求，能够满足工业化大规模生产的需求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种原子层沉积设备，所述设备包括：真空反应室、载气瓶和前驱体源瓶；其中，

所述真空反应室包括沉积室和真空室，所述沉积室设于所述真空室的腔体内，且所述沉积室与所述真空室可拆卸连接；

所述载气瓶通过载气管路与所述沉积室连通，所述前驱体源瓶通过前驱体管路与所述沉积室连通；

所述沉积室开设有内腔真空抽气口，所述真空室开设有外腔真空抽气口，所述沉积室通过所述内腔真空抽气口与抽真空设备连接，所述真空室通过所述外腔真空抽气口与抽真空设备连接。

可选的，所述设备还包括取样机械手，所述真空室和所述沉积室对应开设有侧壁进样口，对应所述侧壁进样口设置有滑轨，所述取样机械手与所述滑轨滑动连接，所述取样机械手设置有用于放置基片的基片支架。

可选的，所述真空室和所述沉积室对应开设有上进样口，所述真空室的上进样口匹配设置有上开门，所述上开门与所述真空室铰接连接。

可选的，所述设备还包括冷却水管路系统，所述冷却水管路系统的冷却水盘管设于所述真空室的外壁。

可选的，所述设备还包括基片加热器，所述沉积室内设置有用于放置基片的基片升降台，所述基片加热器设置在所述基片升降台的底部。

可选的，所述设备还包括外围加热器，所述外围加热器设置在所述真空室与所述沉积室之间的腔体内。

可选的，所述设备还包括加热套，所述前驱体源瓶的外壁和所述前驱体管路的外壁均设置有所述加热套。

可选的，所述前驱体源瓶的数量大于或者等于2，每一所述前驱体源瓶通过独立的前驱体管路与所述沉积室连通。

可选的，所述沉积室横截面的直径为400mm，所述沉积室的高度范围为150mm-180mm，所述真空室的长度为476mm，宽度为500mm，高为390mm。