CN102560422A - 多片远程等离子体增强原子层沉积腔室 - Google Patents

多片远程等离子体增强原子层沉积腔室 Download PDF

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万军
饶志鹏
黄成强
陈波
李超波
夏洋
江莹冰
陶晓俊
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Abstract

多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，包括真空腔室，所述真空腔室内安装有能放置多片样品的样品台架，所述真空腔室内在样品台架的***设有加热圈，所述加热圈靠近腔壁的一侧连接有热反射板；所述真空腔室内在样品台架和加热圈之间设有进气管，所述进气管在与样品台架的相同空间高度内设有出气段；所述真空腔室内在热反射板的***设置有匀气环，所述真空腔室在匀气环与其侧壁之间的底部上开有抽气口，所述抽气口与进气管位设在样品台架的两侧；所述真空腔室上连接有远程脉冲等离子发生***，所述远程脉冲等离子发生***包括连接在真空腔室底部的石英管，所述石英管外绕设有感应线圈，所述感应线圈上依次连接脉冲射频电源、阻抗匹配***。

Description

多片远程等离子体增强原子层沉积腔室
技术领域
本发明涉及等离子体技术及原子层沉积设备装置，尤其涉及一种多片远程等离子体增强原子层沉积腔室。
背景技术
原子层沉积（Atomic Layer Deposition，ALD）是在一个加热反应器中的衬底上交替引入气相前驱体，通过交替的表面饱和反应进行自限制生长(Self-limiting growth)超薄薄膜。ALD相比传统的金属有机物化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）和物理气相沉积（PVD）等沉积工艺具有先天的优势：它通过控制反应周期数精确地控制薄膜的厚度，生长速率不受衬底面积大小、基片内温度分布以及气流形状等的影响，可以获得均匀一致的膜层厚度；具有完美的三维保形性，可在任意曲面，如平面、复杂三维、多孔基板和粉末上沉积高纯度薄膜；同时它还具有优异的台阶覆盖性，特别适合于微/纳光子器件、高品质光学光电子薄膜的制备。等离子体增强原子层沉积（PEALD）是在引入还原（氧化）气体的过程中引入等离子体，以形成还原（氧化）性气氛基团和自由基。PEALD扩展了ALD对沉积前驱体的选择范围和减少了原子层沉积循环时间，而且降低了反应的沉积温度，尤其适合于对温度敏感材料的沉积。
通常ALD的每个循环的沉积膜厚在0.01-0.3nm，由于需要交替的引入前驱体和净化前驱体，导致每个循环的生长时间较长，严重的限制了ALD的工业化应用。由于热型ALD片子的放置只与气体的流动方向有关，可以采用立式或者卧式的方式实现批量处理。目前国外公司已经开发出了批量热型原子层沉积设备用于太阳能钝化层材料的制备领域。而批量型等离子体原子层沉积中片子会受到等离子体的影响，目前只有单片PEALD设备的报道，还没有关于批量等离子体增强原子层沉积设备的报道。
在此，我们提出一种多片远程等离子体增强原子层沉积（PEALD）腔室，该腔室可以同时在多片衬底上均匀的生长薄膜，提高对前驱体源的利用率和提高生产效率，同时有效的避免等离子体对沉积薄膜的损伤和污染，提高沉积薄膜的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同时在多片衬底上均匀的生长薄膜，提高对前驱体源的利用率和提高生产效率，同时有效的避免等离子体对沉积薄膜的损伤和污染，提高沉积薄膜的质量的多片远程等离子体增强原子层沉积腔室。
为达到发明目的本发明采用的技术方案是：
多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，包括真空腔室，所述真空腔室由主腔壁和上腔盖组成，其特征在于：所述真空腔室内安装有能放置多片样品的样品台架，所述真空腔室内在样品台架的***设有加热圈，所述加热圈靠近腔壁的一侧连接有热反射板；所述真空腔室内在样品台架和加热圈之间设有进气管，所述进气管在与样品台架的相同空间高度内设有出气段；所述真空腔室内在热反射板的***设置有匀气环，所述真空腔室在匀气环与其侧壁之间的底部上开有抽气口，所述抽气口与进气管位设在样品台架的两侧；所述真空腔室上连接有远程脉冲等离子发生***，所述远程脉冲等离子发生***包括连接在真空腔室底部的石英管，所述石英管的另一端连接有带进气口的下法兰，所述石英管外绕设有感应线圈，所述感应线圈上依次连接脉冲射频电源、阻抗匹配***。
进一步，所述真空腔室的底部上设有用于与真空计连接的真空压力检测口。
进一步，所述进气管的出气段上开有0.5~1.5mm的狭缝或是多个出气孔，所述出气孔的直径是0.5~1.5mm，相邻出气孔之间的间距是2~2.5mm。
进一步，所述进气管与样品台架的侧面之间的间距为5~20mm。
进一步，所述进气管的出气段的长度比样品台架的高度大5~10mm。
进一步，所述加热圈与样品台架的侧面之间的间距为10~40mm。
进一步，所述匀气环的上端高出样品台架上端2~5mm，以保证匀气环的匀气效果。
进一步，所述样品台架通过样品台支架固定安装在真空腔室内，其与真空腔室的下表面的距离为40~80mm。
进一步，所述样品台架内放置晶圆的固定缝隙为0.5~1mm，相邻晶圆片之间的间距为1.5~2.5mm。
进一步，所述主腔壁和上腔盖之间、所述石英管与真空腔室底部之间均安装有密封用的氟胶圈。
本发明的进气管、抽气口、匀气环组成了真空气流循环***，气流结构为前驱体源从进气管的狭缝处或出气孔处在压力的驱动下流出，从进气管一侧经过样品台架内放置的晶圆后沿着匀气环上方从抽气口处被抽出，在进气管与抽气口之间采用匀气环阻隔以形成能通过所有样品的气流结构。
加热圈和热反射板组成样品加热***，加热圈能够加热到6000C，在热反射板的作用下，使样品台架内晶圆的温度能够均匀的加热到4000C。
样品台架可以兼容直径为200mm的圆片、156mm×156mm的方片以及以下尺寸的晶圆多片；晶圆沿竖直方向并与气流方向平行放置于样品台架内，能够使气流和等离子体同时到达晶圆表面，样品取放通过向上翻盖打开上腔盖来实现。
远程脉冲等离子发生***的脉冲射频电源的频率是工业标准用的13.56MHz，射频功率为0~300W，脉冲频率为1~120s，石英管及感应线圈采用屏蔽罩屏蔽，通过调节阻抗匹配***中电容和电感的大小使射频的能量完全耦合到石英管内等离子体，石英管内等离子体扩散到真空腔室内样品台架内的所有晶圆上，形成远程等离子体。
本发明的优点是可以同时在多片衬底上均匀的生长薄膜，提高对前驱体源的利用率和提高生产效率，同时有效的避免等离子体对沉积薄膜的损伤和污染，提高沉积薄膜的质量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
参照图1，多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，包括真空腔室，所述真空腔室由主腔壁1和上腔盖2组成，所述真空腔室内安装有能放置多片样品的样品台架11，所述真空腔室内在样品台架11的***设有加热圈4，所述加热圈4靠近腔壁的一侧连接有热反射板5；所述真空腔室内在样品台架11和加热圈4之间设有进气管9，所述进气管9在与样品台架11的相同空间高度内设有出气段；所述真空腔室内在热反射板5的***设置有匀气环6，所述真空腔室在匀气环6与其侧壁之间的底部上开有抽气口7，所述抽气口7与进气管9位设在样品台架11的两侧；所述真空腔室上连接有远程脉冲等离子发生***，所述远程脉冲等离子发生***包括连接在真空腔室底部的石英管13，所述石英管13的另一端连接有带进气口的下法兰16，所述石英管13外绕设有感应线圈12，所述感应线圈12上依次连接脉冲射频电源14、阻抗匹配***15。
所述真空腔室的底部上设有用于与真空计连接的真空压力检测口8。
所述进气管9的出气段上开有0.5~1.5mm的狭缝或是多个出气孔，所述出气孔的直径是0.5~1.5mm，相邻出气孔之间的间距是2~2.5mm。
所述进气管9与样品台架11的侧面之间的间距为5~20mm。
所述进气管9的出气段的长度比样品台架11的高度大5~10mm。
所述加热圈4与样品台架11的侧面之间的间距为10~40mm。
所述匀气环6的上端高出样品台架11上端2~5mm，以保证匀气环的匀气效果。
所述样品台架11通过样品台支架10固定安装在真空腔室内，其与真空腔室的下表面的距离为40~80mm。
所述样品台架11内放置晶圆的固定缝隙为0.5~1mm，相邻晶圆片之间的间距为1.5~2.5mm。
所述主腔壁1和上腔盖2之间、所述石英管13与真空腔室底部之间均安装有密封用的氟胶圈3。
本发明的进气管9、抽气口7、匀气环6组成了真空气流循环***，气流结构为前驱体源从进气管9的狭缝处或出气孔处在压力的驱动下流出，从进气管9一侧经过样品台架11内放置的晶圆后沿着匀气环6上方从抽气口7处被抽出，在进气管9与抽气口7之间采用匀气环6阻隔以形成能通过所有样品的气流结构。
加热圈4和热反射板5组成样品加热***，加热圈4能够加热到6000C，在热反射板5的作用下，使样品台架11内晶圆的温度能够均匀的加热到4000C。
样品台架11可以兼容直径为200mm的圆片、156mm×156mm的方片以及以下尺寸的晶圆多片；晶圆沿竖直方向并与气流方向平行放置于样品台架11内，能够使气流和等离子体同时到达晶圆表面，样品取放通过向上翻盖打开上腔盖2来实现。
远程脉冲等离子发生***的脉冲射频电源14的频率是工业标准用的13.56MHz，射频功率为0~300W，脉冲频率为1~120s，石英管13及感应线圈12采用屏蔽罩屏蔽，通过调节阻抗匹配***15中电容和电感的大小使射频的能量完全耦合到石英管13内等离子体，石英管13内等离子体扩散到真空腔室内样品台架11内的所有晶圆上，形成远程等离子体。

Claims (10)

1. 多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，包括真空腔室，所述真空腔室由主腔壁和上腔盖组成，其特征在于：所述真空腔室内安装有能放置多片样品的样品台架，所述真空腔室内在样品台架的***设有加热圈，所述加热圈靠近腔壁的一侧连接有热反射板；所述真空腔室内在样品台架和加热圈之间设有进气管，所述进气管在与样品台架的相同空间高度内设有出气段；所述真空腔室内在热反射板的***设置有匀气环，所述真空腔室在匀气环与其侧壁之间的底部上开有抽气口，所述抽气口与进气管位设在样品台架的两侧；所述真空腔室上连接有远程脉冲等离子发生***，所述远程脉冲等离子发生***包括连接在真空腔室底部的石英管，所述石英管的另一端连接有带进气口的下法兰，所述石英管外绕设有感应线圈，所述感应线圈上依次连接脉冲射频电源、阻抗匹配***。
2. 根据权利要求1所述的多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，其特征在于：所述真空腔室的底部上设有用于与真空计连接的真空压力检测口。
3. 根据权利要求1或2所述的多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，其特征在于：所述进气管的出气段上开有0.5~1.5mm的狭缝或是多个出气孔，所述出气孔的直径是0.5~1.5mm，相邻出气孔之间的间距是2~2.5mm。
4. 根据权利要求3所述的多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，其特征在于：所述进气管与样品台架的侧面之间的间距为5~20mm。
5. 根据权利要求4所述的多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，其特征在于：所述进气管的出气段的长度比样品台架的高度大5~10mm。
6. 根据权利要求5所述的多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，其特征在于：所述加热圈与样品台架的侧面之间的间距为10~40mm。
7. 根据权利要求6所述的多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，其特征在于：所述匀气环的上端高出样品台架上端2~5mm。
8. 根据权利要求7所述的多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，其特征在于：所述样品台架通过样品台支架固定安装在真空腔室内，其与真空腔室的下表面的距离为40~80mm。
9. 根据权利要求8所述的多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，其特征在于：所述样品台架内放置晶圆的固定缝隙为0.5~1mm，相邻晶圆片之间的间距为1.5~2.5mm。
10. 根据权利要求9所述的多片远程等离子体增强原子层沉积腔室，其特征在于：所述主腔壁和上腔盖之间、所述石英管与真空腔室底部之间均安装有密封用的氟胶圈。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110408912A (zh) * 2019-09-11 2019-11-05 光驰科技(上海)有限公司 一种多片式旋转等离子体增强原子层沉积成膜装置
CN112323045A (zh) * 2020-12-03 2021-02-05 无锡市邑晶半导体科技有限公司 一种ald反应腔室
CN112458436A (zh) * 2020-12-03 2021-03-09 无锡市邑晶半导体科技有限公司 一种ald反应器
CN112481604A (zh) * 2020-12-03 2021-03-12 无锡市邑晶半导体科技有限公司 一种ald加工设备以及加工方法
CN113529057A (zh) * 2020-04-13 2021-10-22 长鑫存储技术有限公司 半导体制造方法及多片式沉积设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02159027A (ja) * 1988-12-13 1990-06-19 Tel Sagami Ltd プラズマ処理装置
US6367412B1 (en) * 2000-02-17 2002-04-09 Applied Materials, Inc. Porous ceramic liner for a plasma source
JP2005002463A (ja) * 2003-05-19 2005-01-06 Osaka Industrial Promotion Organization 希土類−遷移金属系スクラップのリサイクル方法、電波吸収用磁性体粉末及びそれを用いた電波吸収体
CN101040235A (zh) * 2004-12-27 2007-09-19 株式会社日立国际电气 温度调整方法、热处理设备以及半导体器件的制造方法
US20070215596A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-20 General Electric Company Semiconductor Batch Heating Assembly
US20080213478A1 (en) * 2004-06-24 2008-09-04 Tokyo Electron Limited Vertical cvd apparatus and cvd method using the same
CN102017078A (zh) * 2008-10-23 2011-04-13 东京毅力科创株式会社 热处理装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02159027A (ja) * 1988-12-13 1990-06-19 Tel Sagami Ltd プラズマ処理装置
US6367412B1 (en) * 2000-02-17 2002-04-09 Applied Materials, Inc. Porous ceramic liner for a plasma source
JP2005002463A (ja) * 2003-05-19 2005-01-06 Osaka Industrial Promotion Organization 希土類−遷移金属系スクラップのリサイクル方法、電波吸収用磁性体粉末及びそれを用いた電波吸収体
US20080213478A1 (en) * 2004-06-24 2008-09-04 Tokyo Electron Limited Vertical cvd apparatus and cvd method using the same
CN101040235A (zh) * 2004-12-27 2007-09-19 株式会社日立国际电气 温度调整方法、热处理设备以及半导体器件的制造方法
US20070215596A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-20 General Electric Company Semiconductor Batch Heating Assembly
CN102017078A (zh) * 2008-10-23 2011-04-13 东京毅力科创株式会社 热处理装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李沐山: "《八十年代世界硬质合金技术进展》", 31 August 1992, article "八十年代世界硬质合金技术进展" *
王占国等: "《信息功能材料手册（上）》", 31 July 2009, article "信息功能材料手册（上）" *
黄锡森: "《金属真空表面强化的原理和应用》", 31 May 1989, article "金属真空表面强化的原理和应用" *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110408912A (zh) * 2019-09-11 2019-11-05 光驰科技(上海)有限公司 一种多片式旋转等离子体增强原子层沉积成膜装置
CN113529057A (zh) * 2020-04-13 2021-10-22 长鑫存储技术有限公司 半导体制造方法及多片式沉积设备
CN113529057B (zh) * 2020-04-13 2023-02-28 长鑫存储技术有限公司 半导体制造方法及多片式沉积设备
CN112323045A (zh) * 2020-12-03 2021-02-05 无锡市邑晶半导体科技有限公司 一种ald反应腔室
CN112458436A (zh) * 2020-12-03 2021-03-09 无锡市邑晶半导体科技有限公司 一种ald反应器
CN112481604A (zh) * 2020-12-03 2021-03-12 无锡市邑晶半导体科技有限公司 一种ald加工设备以及加工方法
CN112481604B (zh) * 2020-12-03 2023-09-08 无锡邑文电子科技有限公司 一种ald加工设备以及加工方法

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