[發(fā)明專利]用于原子層沉積的裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780005981.0
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN108495950A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P·索伊尼寧;M·索德蘭德;P·蒂莫寧
• 申請（專利權(quán)）人: 倍耐克有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/507;H01L21/02
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務(wù)所 11313
• 代理人: 郗名悅;屈小春

本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)原子層沉積原理使基底的表面經(jīng)歷至少第一前體和第二前體的表面反應(yīng)的裝置。所述裝置包括反應(yīng)腔室(1)，所述反應(yīng)腔室形成反應(yīng)空間(2)以用于接收在所述基底的所述表面上反應(yīng)的前體氣體。所述裝置還包括基底支撐件(3)，所述基底支撐件用于固持所述基底；介電板(4)；以及電極(7)，所述電極耦合到電壓源(8)以在所述電極(7)上感應(yīng)出電壓，從而向所述反應(yīng)空間(2)產(chǎn)生放電。所述介電板(4)布置在所述基底支撐件(3)與所述電極(7)之間，并且使得所述反應(yīng)空間(2)布置在所述基底支撐件(3)與所述介電板(4)之間。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)原子層沉積原理使基底的表面經(jīng)歷至少第一前體和第二前體的表面反應(yīng)的裝置，并且更具體地涉及如獨立權(quán)利要求1的前序部分中所定義的裝置。

發(fā)明背景

原子層沉積(ALD)按照慣例是在處于真空條件下的反應(yīng)腔室中進行。首先將一個或多個基底裝載到反應(yīng)腔室中，然后將反應(yīng)腔室抽真空并將反應(yīng)腔室內(nèi)的反應(yīng)空間加熱到處理溫度。然后通過將至少第一氣體前體和第二氣體前體交替并重復地供應(yīng)到反應(yīng)腔室中來進行原子層沉積，以便在基底的表面上提供具有所需厚度的涂層。將第一前體和第二前體供應(yīng)到反應(yīng)腔室中的一個完整ALD循環(huán)包括：將第一前體的脈沖流供應(yīng)到反應(yīng)腔室中，從反應(yīng)腔室中吹掃掉第一前體，將第二前體的脈沖流供應(yīng)到反應(yīng)腔室中并從反應(yīng)腔室中吹掃掉第二前體。吹掃前體可包括從反應(yīng)腔室中排出前體材料，將吹掃氣體如氮氣供應(yīng)到反應(yīng)腔室中并排出吹掃氣體。當達到所要的ALD循環(huán)次數(shù)并由此達到所要的涂層厚度時，將反應(yīng)腔室中的真空排空并且將基底從反應(yīng)腔室中卸載下來。然后對接下來的基底重復相同的過程。

可以通過將等離子體施加到沉積循環(huán)中來修改ALD涂覆，這稱為等離子體增強的ALD。等離子體可電容性地耦合以使得兩個電極被放置成彼此相距很小的距離，其中一個電極連接至RF電源而另一個電極接地。RF電源耦合到處理室中的電極以產(chǎn)生離子和/或自由基和反應(yīng)性原子。等離子體也可電感性地耦合或通過ECR耦合。

在ALD過程中通常會出現(xiàn)的一個問題是，在ALD處理過程中在用前體涂覆基底表面的同時，反應(yīng)腔室的其他表面也被涂覆。為了在處理中保持良好的質(zhì)量，必須間隔地清潔反應(yīng)腔室的表面。當ALD裝置是群集工具的一部分時，裝置的清潔就成為一個非常重要的問題，因為它也會影響連接至群集的其他處理工具。一般打開反應(yīng)腔室，就可以清潔表面，或者可將部件拆去并在反應(yīng)腔室外面進行清潔，但是為此同時將真空排出并且在可開始下一次ALD處理之前必須抽真空。抽真空和排氣以及加熱反應(yīng)空間需要花費大量時間，并且在此期間無法操作處理模塊，而且連接至群集的其他處理工具也無法使用，或僅可以在有限的操作中使用。

群集工具意味著存在有多個彼此連接的處理工具，使得基底可以在彼此靠近地定位的不同真空腔室之間移動。群集工具通常與群集工具機器人一起操作。等離子體-ALD裝置中的問題也與上述污染有關(guān)，并且涂覆過程應(yīng)該能夠繼續(xù)，而不因裝置清潔相關(guān)事宜而中斷，這起因于涂覆過程應(yīng)該是有效的這一需求。

發(fā)明簡述

本發(fā)明的目的是提供一種裝置以減輕上述缺點。本發(fā)明的目的通過以獨立權(quán)利要求中陳述的內(nèi)容為特征的裝置來實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案在從屬權(quán)利要求中公開。

根據(jù)本發(fā)明的裝置是用于根據(jù)原子層沉積的原理使基底的表面經(jīng)歷至少第一前體和第二前體的表面反應(yīng)。該裝置包括反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)腔室形成反應(yīng)空間以用于接收在基底表面上反應(yīng)的前體氣體。該裝置還包括基底支撐件，所述基底支撐件用于固持基底；介電板；以及電極，所述電極耦合到電壓源以在電極上感應(yīng)出電壓，從而向反應(yīng)空間產(chǎn)生放電。介電板布置在基底支撐件與電極之間，這樣使得反應(yīng)空間布置在基底支撐件與介電板之間。

反應(yīng)腔室由彼此連接的表面形成，使得存在底表面、頂表面和在頂表面與底表面之間的至少一個側(cè)表面，并且介電板形成構(gòu)成反應(yīng)腔室的其中一個表面的至少一部分。