[發明專利]一種進氣機構

有效

• 申請號: 201710439057.5
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN109023304B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 王洪彪;蘭云峰;王勇飛;李春雷;張芳;紀紅;趙雷超;秦海豐
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 陶金龍;張磊

本發明公開了一種進氣機構，用于向腔室內通入反應氣體，進氣機構包括源進氣塊，源進氣塊設于腔室側壁上的凹槽內，源進氣塊和腔室側壁的上表面的至少部分覆蓋有上蓋，源進氣塊包括通過楔形面相配合的上楔形塊和下楔形塊，通過驅動下楔形塊平移進出凹槽，使上楔形塊受下楔形塊、腔室側壁及上蓋之間相互作用力的共同作用上下移動，以調整源進氣塊與上蓋、腔室側壁之間的相對位置，實現源進氣塊與上蓋、上蓋與腔室側壁的同時密封，因此可以補償因源進氣塊、上蓋、腔室的設計制造誤差導致密封失敗而造成的浪費，增加了密封的可靠性，并增大了設計制造的容錯能力。

技術領域

本發明涉及原子層沉積設備，更具體地，涉及一種用于向原子層沉積設備腔室內通入反應氣體的進氣機構。

背景技術

原子層沉積(Atomic layer deposition)是一種特殊的化學氣相沉積技術，是通過將一種或是多種氣相前驅體(源)交替地通入反應腔室并在沉積基體表面發生化學反應而形成薄膜的方法。以三甲基鋁(Al(CH₃)₃,TMA)和H₂O為前驅體制備AL₂O₃薄膜為例，典型的原子層沉積系統的原理示意圖如圖1所示。

請參閱圖1。第一種氣相前驅體TMA、第二種氣相前驅體H₂O兩種前驅體分別在載氣攜帶下，依次從各自源瓶流經管路、源進氣塊、Lid(上蓋)、噴頭，最終到達腔室。變換氣相前驅體時，采用清洗氣對腔室及管路進行清洗。原子層沉積必須處于一個嚴格密封的空間之中，稍有泄露就可能會導致外界的空氣、水汽、顆粒等進入腔室，從而導致成膜效果不佳，更嚴重時還可能導致安全事故。

O型圈具有良好的密封性，且結構簡單、性能可靠，故在源進氣塊與上蓋之間、上蓋與腔室之間均采用O型密封圈進行密封。因兩種前驅體均流經源進氣塊、上蓋后進入腔室，需同時保證源進氣塊與上蓋之間、上蓋與腔室之間的有效密封；實際設計時也需要結合三個零部件的尺寸進行綜合設計計算。然而，各個零件機械加工、安裝也會存在一定偏差，則最終極有可能會導致整體結構密封失效。

請參閱圖2-圖4，其顯示現有的一種源進氣塊及其裝配密封結構；其中，圖2是現有的一種源進氣塊裝配結構局部剖視圖，圖3是現有的一種源進氣塊裝配結構局部俯視圖，圖4是現有的一種源進氣塊結構俯視圖。如圖2-圖4所示，源進氣塊5位于腔室側壁2上的方槽內，利用嵌入腔室側壁2內的定位銷3進行定位，并用緊定螺釘4固定到腔室側壁2上。在第一種氣相前驅體出氣口11、第二種氣相前驅體出氣口10以及腔室側壁2的上表面處設計有密封槽，在分別放入源進氣塊與上蓋之間的兩個密封圈6、腔室側壁與上蓋之間的密封圈7后，蓋好上蓋1，各個密封圈6、7同時與上蓋1下表面的密封面貼合。當腔室內處于負壓狀態(抽真空)時，在上蓋1上表面產生較大的壓力，該壓力可使源進氣塊與上蓋之間的兩個密封圈6、腔室與上蓋之間的密封圈7同時產生形變，從而實現源進氣塊5與上蓋1、上蓋1與腔室之間的同時密封。而后兩種反應源(第一種、第二種氣相前驅體)分別經第一種氣相前驅體進氣口8、第二種氣相前驅體進氣口9進入源進氣塊5，從第一種氣相前驅體出氣口11、第二種氣相前驅體出氣口10進入上蓋1后最終進入腔室，并開展ALD相關工藝。

在上述現有的源進氣塊及其密封結構中，源進氣塊、腔室側壁、上蓋之間的相對位置不可調整，其必須依靠精確的設計、精準的加工來保證密封的有效性。而且，因上蓋需要與源進氣塊、腔室同時實現密封，如果某一個零件設計、加工出現偏差，則可能會導致整體密封的失效。由于同時涉及多處密封，這種不可調整的結構無疑增大了密封失效的可能性。

因源進氣塊尺寸較小、結構簡單，故設計一種可調節式源進氣塊，以提高設備整體結構的密封效果，顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種進氣機構，可補償源進氣塊、上蓋、腔室因設計、制造、安裝誤差造成的密封性能差的問題，在源進氣塊與上蓋之間、上蓋與腔室側壁之間實現可調整下的同時密封。