[發明專利]用于在大襯底上執行原子層沉積的具有多個分段的延伸反應器組件

無效

• 申請號: 201180053040.7
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN103189543A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 李相忍
• 申請（專利權）人: 思諾斯技術公司
• 主分類號: C23C16/00
• 分類號: C23C16/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張寧

技術領域

本發明涉及一種用于使用原子層沉積(ALD)在襯底上沉積一個或者多個材料層的沉積裝置。

背景技術

原子層沉積(ALD)是用于在襯底上沉積一個或者多個材料層的薄膜沉積技術。ALD使用兩種類型的化學物，一種是源前體而另一種是反應物前體。一般而言，ALD包括四個階段：(i)注入源前體，(ii)去除源前體的物理吸收層，(iii)注入反應物前體以及(iv)去除反應物前體的物理吸收層。ALD可以是在可以獲得所需厚度的層之前可能需要延長的時間量或者許多重復的緩慢過程。因此，為了加速過程，如在公開號為2009/0165715的美國專利申請中描述的具有單元模塊的蒸汽沉積反應器(所謂的線性注入器)或者其它相似設備可以用來加速ALD工藝。單元模塊包括用于源材料的注入單元和排放單元(源模塊)以及用于反應物的注入單元和排放單元(反應物模塊)。

常規ALD蒸汽沉積室具有用于在襯底上沉積ALD層的一組或者多組反應器。由于襯底在反應器以下穿過，所以襯底暴露于源前體、吹掃氣體和反應物前體。在襯底上沉積的源前體分子與反應物前體分子反應，或者源前體分子替換為反應物前體分子以在襯底上沉積材料層。在使襯底暴露于源前體或者反應物前體之后，襯底可以暴露于吹掃氣體以從襯底去除過量源前體分子或者反應物前體分子。

發明內容

實施例涉及一種在反應器組件中的游離基(radical)反應器，該游離基反應器包括與襯底被裝配于其上的基座相鄰放置的本體。本體形成有沿著游離基反應器的長度延伸第一距離的第一反應器分段中的第一等離子體室和沿著游離基反應器的長度延伸第二距離的第二反應器分段中的第二等離子體室。第一內電極在第一等離子體室內延伸。第一內電極通過跨第一內電極和第一外電極施加電壓差在第一等離子體室內生成第一氣體的游離基。第二內電極在第二等離子體室內延伸。第二內電極通過跨第二內電極和第二外電極施加電壓差在第二等離子體室內生成第一氣體的游離基。

在一個實施例中，本體還形成有注入室、收縮區和至少一個出口。注入室連接到第一等離子體室和第二等離子體室以接收游離基。從注入室向襯底上注入游離基。收縮區具有比注入室的高度更低的高度。至少一個出口連接到收縮區。至少一個出口從反應器組件排出游離基。

在一個實施例中，第一等離子體室形成于注入室的一側，并且第二等離子體室形成于注入室的另一側。

在一個實施例中，本體還形成有第一反應器分段中的第一反應器通道和第二反應器分段中的第二反應器通道。第一反應器通道經由第一管道連接到氣體源，并且第二反應器通道經由與第一管道分開的第二管道連接到氣體源。

在一個實施例中，本體還形成有用于從反應器組件排出游離基的至少兩個出口。至少兩個出口的內表面在兩個出口之間接合。

在一個實施例中，反應器組件還包括注入器，該注入器形成有第一注入器通道、第二注入器通道、室和收縮區。第一注入器通道放置于注入器的第一注入器分段中用于經由第一管道接收第二氣體。第二注入器通道放置于注入器的第二注入器分段中經由第二管道接收第二氣體。室連接到用于接收氣體并且向襯底上注入氣體的第一注入器通道和第二注入器通道、用于從反應器組件排出氣體的至少一個出口、以及將室連接到至少一個出口的收縮區。收縮區具有比注入室的高度更低的高度。

在一個實施例中，第一注入器通道形成于注入器室的一側，并且第二注入器通道形成于室的相反側。

在一個實施例中，反應器組件的有效長度大于襯底的寬度。

在一個實施例中，第一內電極包括芯和外層。芯由第一材料制成，該第一材料具有與外層的第二材料相比的更高傳導率。

在一個實施例中，第一材料包括銅、銀或者其合金；并且第二材料包括不銹鋼、基于奧氏體鎳-鉻的超合金或者鎳鋼合金。

實施例也涉及一種用于使用原子層沉積(ALD)在襯底上沉積一個或者多個材料層的沉積裝置。該沉積裝置包括基座、游離基反應器和致動器。基座裝配有襯底。游離基反應器包括與基座相鄰放置的本體。本體形成有游離基反應器的縱向延伸第一距離的第一反應器分段中的第一等離子體室和縱向延伸第二距離的第二反應器分段中的第二等離子體室。第一內電極在第一等離子體室內延伸。第一內電極通過跨第一內電極和第一外電極施加電壓差在第一等離子體室內生成第一氣體的游離基。第二內電極在第二等離子體室內延伸。第二內電極通過跨第二內電極和第二外電極施加電壓差在第二等離子體室內生成第一氣體的游離基。致動器引起在基座與游離基反應器之間的相對移動。

附圖說明