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。其中的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，反应腔室顶部敞口，反应腔室的底部开设有进气通道及出气通道，真空腔室的侧面上设置有第一料口，升降装置的输出端设置可将反应腔室顶部密封的封盖，抓取装置设置在封盖上，抓取装置用于抓取输送至真空腔室内的基体，送料腔室设置在反应器的外侧，送料腔室设置有第二料口以及第三料口，第二料口和第一料口连通设置，第二料口和第一料口之间设置有可开启的第一密封门，送料腔室上设置有可将第三料口开闭的第二密封门，送料腔室内设置有用于将基体输送至真空腔室内的输送装置。本发明专利技术可保证沉积膜的成型质量和一致性。质量和一致性。质量和一致性。

【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，所述反应腔室顶部敞口，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，所述真空腔室的侧面上设置有第一料口；
[0011]升降装置，所述升降装置设置在所述反应器上，所述升降装置的输出端沿竖向伸缩，所述升降装置的输出端上设置有封盖，所述封盖可操作地将所述反应腔室顶部密封；
[0012]抓取装置，所述抓取装置设置在所述封盖上，所述抓取装置用于抓取输送至所述真空腔室内的基体；
[0013]送料腔室，所述送料腔室设置在所述反应器的外侧，所述送料腔室设置有第二料口以及第三料口，所述第二料口和所述第一料口连通设置，所述第二料口和所述第一料口之间设置有可开启的第一密封门，所述送料腔室上设置有可将所述第三料口开闭的第二密封门，所述送料腔室内设置有用于将基体输送至所述真空腔室内的输送装置。
[0014]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；
[0015]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。
[0016]更进一步地，所述进气通道设置有多组，多组所述进气通道依次设置，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；
[0017]所述出气通道设置有多组，多组所述出气通道依次设置，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。
[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]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。
[0020]进一步地，所述加工设备还包括：
[0021]第一加热器，所述第一加热器设置在所述封盖的顶部上，所述第一加热器的输出端作用在所述封盖上；
[0022]第二加热器，所述第二加热器设置在所述反应腔室的外侧壁和所述真空腔室的内侧壁之间，所述第二加热器的输出端作用在所述反应腔室的侧壁上；
[0023]第三加热器，所述第三加热器设置在所述反应腔室的底部和所述真空腔室的底部之间，所述第三加热器作用在所述反应腔室的底部上。
[0024]更进一步地，所述加工设备还包括第一热反射组件、第二热反射组件、第三热反射组件，
[0025]其中：
[0026]所述第一热反射组件设置在所述第一加热器和所述真空腔室的顶部之间；
[0027]所述第二热反射组件设置在所述第二加热器和所述真空腔室的侧部之间；
[0028]所述第三热反射组件设置在所述第三加热器和所述真空腔室的底部之间。
[0029]优选地，所述第一热反射组件、所述第二热反射组件以及所述第三热反射组件均包括若干依次设置的热反射板，相邻的两个所述热反射板的接触形式为多点接触。
[0030]进一步地，所述送料腔室上设置有抽真空孔。
[0031]另一方面，本专利技术还提供了一种ALD加工方法，所述加工方法是在上述ALD加工设备进行的，所述加工方法包括：
[0032]操作第一密封门，使所述第一密封门将所述第二料口密封；
[0033]提供基体，将提供的所述基体放置在输送装置上；
[0034]操作第二密封门，使所述第二密封门将所述第三料口密封，使所述送料腔室密封设置；
[0035]将密封设置的所述送料腔室抽真空；
[0036]操作第一密封门，使所述第二料口打开；
[0037]操作输送装置，推送所述基体至真空腔室内，并使所述基体转运至所述抓取装置上，所述输送装置回位；
[0038]操作升降机构，将封盖盖设在反应腔室的顶部上，基体位于密封的反应腔室内；
[0039]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；
[0040]操作升降机构，使封盖回位；
[0041]操作输送装置，将加工完毕的基体转运至送料腔室内；
[0042]操作第一密封门，使所述第一密封门将所述第二料口密封；
[0043]操作第二密封门，使所述第三料口打开，将加工完毕的基体转移至送料腔室的外部。
[0044]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：
[0045]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，所述反应腔室顶部敞口，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，所述真空腔室的侧面上设置有第一料口；升降装置，所述升降装置设置在所述反应器上，所述升降装置的输出端沿竖向伸缩，所述升降装置的输出端上设置有封盖，所述封盖可操作地将所述反应腔室顶部密封；抓取装置，所述抓取装置设置在所述封盖上，所述抓取装置用于抓取输送至所述真空腔室内的基体；送料腔室，所述送料腔室设置在所述反应器的外侧，所述送料腔室设置有第二料口以及第三料口，所述第二料口和所述第一料口连通设置，所述第二料口和所述第一料口之间设置有可开启的第一密封门，所述送料腔室上设置有可将所述第三料口开闭的第二密封门，所述送料腔室内设置有用于将基体输送至所述真空腔室内的输送装置。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。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...

【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：