[發(fā)明專利]一種進(jìn)氣機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711187822.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN109837527B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪彪;蘭云峰;王勇飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
• 主分類號(hào): C23C16/455
• 分類號(hào): C23C16/455;F16K24/06
• 代理公司: 上海天辰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 陶金龍;張磊

本發(fā)明公開了一種進(jìn)氣機(jī)構(gòu)，用于向腔室內(nèi)通入反應(yīng)氣體，進(jìn)氣機(jī)構(gòu)包括源進(jìn)氣塊，源進(jìn)氣塊設(shè)于腔室側(cè)壁上方的凹槽內(nèi)，源進(jìn)氣塊和腔室側(cè)壁的上表面的至少一部分覆蓋有上蓋，源進(jìn)氣塊與上蓋之間、上蓋與腔室側(cè)壁之間均采用密封圈進(jìn)行密封，源進(jìn)氣塊的下表面與凹槽底面之間設(shè)有彈性組件，通過調(diào)整彈性組件的壓縮量，可以調(diào)整源進(jìn)氣塊與上蓋之間密封圈表面的壓力，實(shí)現(xiàn)源進(jìn)氣塊與上蓋、上蓋與腔室側(cè)壁之間的密封，從而可以在一定范圍內(nèi)糾正源進(jìn)氣塊、上蓋、腔室之間在設(shè)計(jì)、加工、安裝上的誤差，節(jié)約成本，同時(shí)該機(jī)構(gòu)具備在線調(diào)整的能力，可有效節(jié)省調(diào)試、檢漏時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及原子層沉積設(shè)備，更具體地，涉及一種用于向原子層沉積設(shè)備腔室內(nèi)通入反應(yīng)氣體的進(jìn)氣機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

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

請(qǐng)參閱圖1。第一種氣相前驅(qū)體TMA、第二種氣相前驅(qū)體H₂O兩種前驅(qū)體分別在載氣攜帶下，依次從各自源瓶流經(jīng)管路、源進(jìn)氣塊、Lid(上蓋)、噴頭，最終到達(dá)腔室。變換氣相前驅(qū)體時(shí)，采用清洗氣對(duì)腔室及管路進(jìn)行清洗。原子層沉積必須處于一個(gè)嚴(yán)格密封的空間之中，稍有泄露就可能會(huì)導(dǎo)致外界的空氣、水汽、顆粒等進(jìn)入腔室，從而導(dǎo)致成膜效果不佳，更嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致安全事故。

O型圈具有良好的密封性，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，故在源進(jìn)氣塊與上蓋之間、上蓋與腔室之間均采用O型密封圈進(jìn)行密封。因兩種前驅(qū)體均流經(jīng)源進(jìn)氣塊、上蓋后進(jìn)入腔室，需同時(shí)保證源進(jìn)氣塊與上蓋之間、上蓋與腔室之間的有效密封；實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)也需要結(jié)合三個(gè)零部件的尺寸進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)計(jì)算。然而，各個(gè)零件機(jī)械加工、安裝也會(huì)存在一定偏差，則最終極有可能會(huì)導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)密封失效。

請(qǐng)參閱圖2-圖4，其顯示現(xiàn)有的一種源進(jìn)氣塊及其裝配密封結(jié)構(gòu)；其中，圖2是現(xiàn)有的一種源進(jìn)氣塊裝配結(jié)構(gòu)局部剖視圖，圖3是現(xiàn)有的一種源進(jìn)氣塊裝配結(jié)構(gòu)局部俯視圖，圖4是現(xiàn)有的一種源進(jìn)氣塊結(jié)構(gòu)俯視圖。如圖2-圖4所示，源進(jìn)氣塊5位于腔室側(cè)壁2上的方槽內(nèi)，利用嵌入腔室側(cè)壁2內(nèi)的定位銷3進(jìn)行定位，并用緊定螺釘4固定到腔室側(cè)壁2上。在第一種氣相前驅(qū)體出氣口11、第二種氣相前驅(qū)體出氣口10以及腔室側(cè)壁2的上表面處設(shè)計(jì)有密封槽，在分別放入源進(jìn)氣塊與上蓋之間的兩個(gè)密封圈6、腔室側(cè)壁與上蓋之間的密封圈7后，蓋好上蓋1，各個(gè)密封圈6、7同時(shí)與上蓋1下表面的密封面貼合。當(dāng)腔室內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)(抽真空)時(shí)，在上蓋1上表面產(chǎn)生較大的壓力，該壓力可使源進(jìn)氣塊與上蓋之間的兩個(gè)密封圈6、腔室與上蓋之間的密封圈7同時(shí)產(chǎn)生形變，從而實(shí)現(xiàn)源進(jìn)氣塊5與上蓋1、上蓋1與腔室之間的同時(shí)密封。而后兩種反應(yīng)源(第一種、第二種氣相前驅(qū)體)分別經(jīng)第一種氣相前驅(qū)體進(jìn)氣口8、第二種氣相前驅(qū)體進(jìn)氣口9進(jìn)入源進(jìn)氣塊5，從第一種氣相前驅(qū)體出氣口11、第二種氣相前驅(qū)體出氣口10進(jìn)入上蓋1后最終進(jìn)入腔室，并開展ALD相關(guān)工藝。

在上述現(xiàn)有的源進(jìn)氣塊及其密封結(jié)構(gòu)中，源進(jìn)氣塊、腔室側(cè)壁、上蓋之間的相對(duì)位置不可調(diào)整，其必須依靠精確的設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)的加工來保證密封的有效性。而且，因上蓋需要與源進(jìn)氣塊、腔室同時(shí)實(shí)現(xiàn)密封，如果某一個(gè)零件設(shè)計(jì)、加工出現(xiàn)偏差，則可能會(huì)導(dǎo)致整體密封的失效。由于同時(shí)涉及多處密封，這種不可調(diào)整的結(jié)構(gòu)無疑增大了密封失效的可能性。

因源進(jìn)氣塊尺寸較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故設(shè)計(jì)一種可調(diào)節(jié)式源進(jìn)氣塊，以提高設(shè)備整體結(jié)構(gòu)的密封效果，顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種進(jìn)氣機(jī)構(gòu)，可補(bǔ)償源進(jìn)氣塊、上蓋、腔室之間因設(shè)計(jì)、制造、安裝誤差造成的密封性能差的問題，在源進(jìn)氣塊與上蓋之間、上蓋與腔室側(cè)壁之間實(shí)現(xiàn)可調(diào)整下的同時(shí)密封。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：