[發明專利]集成傅里葉變換紅外原位監測系統的原子層沉積裝置

無效

• 申請號: 201110449876.0
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102492939A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 張峰;孫國勝;王雷;趙萬順;劉興昉;閆果果;曾一平
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: C23C16/52
• 分類號: C23C16/52
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種原子層沉積裝置，其特征在于，包括：

薄膜生長室，在其相對的兩側面分別設置第一紅外觀察窗口和第二紅外觀察窗口；

傅里葉紅外光源，位于所述薄膜生長室的一側，用于發射紅外光束，所述紅外光束通過所述第一紅外觀察窗口透射至位于薄膜生長室內部的樣品表面；

紅外探測器，位于所述薄膜生長室相對于傅里葉紅外光源的另一側，用于收集經過所述樣品表面后通過所述第二紅外觀察窗口射出的紅外光束；

分析系統，與所述紅外探測器相連接，用于利用所述經過樣品表面后通過第二紅外觀察窗口射出的紅外光束判斷原子層沉積的狀態和/或反應物的殘留。

2.根據權利要求1所述的原子層沉積裝置，其特征在于，還包括：

凹球面紅外反射鏡，位于紅外光源與樣品之間，用于接收紅外光源發出的平行光束，并且將所述平行光束聚焦至所述樣品；

離軸拋物紅外反射鏡，位于樣品與探測器之間，用于接收經過所述樣品表面后通過所述第二紅外觀察窗口射出的紅外光束，并將該紅外光束聚焦到所述紅外探測器。

3.根據權利要求2所述的原子層沉積裝置，其特征在于：所述凹球面紅外反射鏡和離軸拋物紅外反射鏡的反射率均高于95％。

4.根據權利要求1所述的原子層沉積裝置，其特征在于，還包括：加熱器；

該加熱器呈圓筒形，該圓筒形的中心軸線與所述紅外光束光路的中心軸線垂直，且該圓筒形的展開面為封裝于加熱管中的加熱絲“U”形彎折制成；

所述樣品表面與所述紅外光束的中心軸線垂直或呈夾角，所述紅外光束通過所述彎折的加熱絲間的空隙傳輸。

5.根據權利要求4所述的原子層沉積裝置，其特征在于，所述加熱絲的材質為鎳鉻合金，所述加熱管為不銹鋼管。

6.根據權利要求4所述的原子層沉積裝置，其特征在于，所述加熱器的加熱溫度為50～500℃。

7.根據權利要求4所述的原子層沉積裝置，其特征在于，還包括：

樣品固定組件，其一端固定于所述薄膜生長室的側面，另一端延伸至所述加熱器，用于在原子層沉積過程中將樣品固定于所述圓筒狀加熱器內；

樣品傳送組件，設置于所述薄膜生長室的外部，用于在原子層沉積過程前將樣品傳遞至所述樣品固定組件。

8.根據權利要求4所述的原子層沉積裝置，其特征在于，

所述樣品固定組件包括：架桿，其一端固定于所述薄膜生長室的法蘭側面，另一端伸入所述薄膜生長室的中央，與所述加熱器圓筒形中心軸線的方向平行；掛鉤，設置于所述架桿的伸入薄膜生長室中央的一端，用于放置樣品架；樣品架，用于在放置樣品，其頂端設置兩圓柱狀凸起；

所述樣品傳送組件包括：樣品傳遞室，在其相對的兩側面分別設置兩個端口，其中一端口與所述薄膜生長室相連接，另一端口與樣品傳送桿相連接；樣品傳遞桿，由磁力桿和XY位移臺構成，其一端位于樣品傳遞室的外部，另一端通過樣品傳遞室伸進所述薄膜生長室，樣品架托，設置于所述樣品傳遞桿伸進薄膜生長室的一端，其呈“廠”字形，其頂端設置于所述兩圓柱狀凸起相對應的凹槽，用于在樣品傳遞過程中懸掛所述樣品架。

9.根據權利要求1至8中任一項所述的原子層沉積裝置，其特征在于，所述薄膜生長室為六通連接件；

該六通連接件的左右兩端連接所述第一紅外觀察窗口和第二紅外觀察窗口，其另外四個端口分別與樣品傳遞室、前驅體輸運端口、真空抽排系統和延長件相連接。

10.根據權利要求1至8中任一項所述的原子層沉積裝置，其特征在于，所述傅里葉紅外光源的波數范圍為介于9600～20cm^-1，所述紅外探測器的波數范圍為11700～400cm^-1。