[实用新型]一种用于原子层沉积工艺的装置

说明书

本实用新型涉及一种用于原子层沉积工艺的装置，包括有外真空腔体、内反应腔体、工件架、加热组件、进气组件和真空组件，所述内反应腔体固设于所述外真空腔体内，所述工件架设于所述内反应腔体内，所述加热组件围绕所述内反应腔体设置，且设于所述内反应腔体的顶端和底端，所述进气组件分别与所述外真空腔体和内反应腔体连通，所述真空组件分别与所述外真空腔体和内反应腔体连通。上述用于原子层沉积工艺的装置能够很快地将腔内部分残留气相前驱体和反应副产物排走，提高了沉积薄膜的质量，而且加热组件围绕内反应腔体设置，且设于内反应腔体的顶端和底端，能够使腔内升温速度加快，并保证腔内的温度保持一致，避免出现局部温度过高的情况产生。

技术领域

本实用新型属于用于原子层沉积ALD工艺技术领域，具体涉及涉及一种用于原子层沉积工艺的装置。

背景技术

热型原子层沉积T-ALD设备一般用于在单晶硅片上沉积薄膜，应用于半导体等行业，例如晶体管栅极的电介质层、扩散势垒层和集成电路的互连种子层等。ALD反应装置一般包括前驱体存储单元、气路单元、加热单元和反应腔室等(详见美国专利US5483919A，US6015590以及中国专利CN1170957C和CN103103497A等)。但是，反应腔室内的承载单元一般只能承载一片或数片硅片，产能低。另外，反应腔室内的加热单元分布不均匀，使反应腔室的内壁及基体表面都存在温度梯度，影响到硅片表面的ALD薄膜厚度的均匀性。再者，由于只采用低抽速的机械泵对反应腔室进行抽真空，腔内残留气相前驱体和反应副产物难以排走，降低了沉积薄膜的质量。一般的T-ALD设备具有单一的腔室结构，即真空腔室用作反应腔体。如果从真空腔室(即反应腔体)见大气的外壁用加热带进行加温，则升温速度缓慢，腔室内的基体温度难以均匀，温度过高还可能影响到腔体的真空密封。因此，有必要设计一种新的热型原子层沉积装置，可用于批量式生产。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种用于原子层沉积工艺的装置，其可以解决上述问题，能够很快地将腔内残留气相前驱体和反应副产物排走，提高了沉积薄膜的质量，而且升温速度快。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于原子层沉积工艺的装置，包括有外真空腔体、内反应腔体、工件架、加热组件、进气组件和真空组件，所述内反应腔体固设于所述外真空腔体内，所述工件架设于所述内反应腔体内，所述加热组件围绕所述内反应腔体设置，且设于所述内反应腔体的顶端和底端，所述进气组件分别与所述外真空腔体和内反应腔体连通，所述真空组件分别与所述外真空腔体和内反应腔体连通。

优选地，所述内反应腔体上设有盖板，所述盖板通过螺栓固定于所述内反应腔体的上端。

优选地，所述外真空腔体上设有门板，所述门板转动设置于所述外真空腔体的上端。

优选地，所述真空组件包括低真空单元、高真空单元和排气管道，所述低真空单元通过排气管道与所述内反应腔体连通，所述高真空单元通过排气管道与所述外真空腔体连通，所述低真空单元通过排气管道与所述高真空单元连通。

优选地，所述低真空单元包括有主阀和真空泵，所述内反应腔体与所述真空泵连通，所述主阀设于所述内反应腔体与所述真空泵之间。

优选地，所述低真空单元还包括有过滤器，所述过滤器设于所述主阀与所述真空泵之间。

优选地，所述高真空单元包括有涡轮分子泵、插板阀、前级阀和预抽阀，所述涡轮分子泵与所述外真空腔体连通，所述插板阀设于所述涡轮分子泵与所述外真空腔体之间，所述前级阀设于所述真空泵与所述涡轮分子阀之间，所述预抽阀设于所述真空泵与所述外真空腔体之间。

优选地，所述外真空腔体设有隔热层，所述隔热层设于位于外真空腔体内的排气管道的外表面。

优选地，所述进气组件包括有前驱体进气单元和载流气体进气单元，所述前驱体进气单元与所述内反应腔体连通，所述载流气体进气单元分别与所述前驱体进气单元和所述外真空腔体连通。