[发明专利]一种原子层沉积设备的进气系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及原子层沉积技术领域，特别是涉及一种原子层沉积设备的进气系统及其方法。

背景技术

原子层沉积(Atomic layer deposition，简称ALD)是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法。

原子层沉积是通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应器并在沉积基体上化学吸附并反应而形成沉积膜的一种方法。第一种前驱体输入到基体材料表面并通过化学吸附(饱和吸附)保持在表面。当第二种前驱体通入反应器，就会与已吸附于基体材料表面的第一前驱体发生反应。两个前驱体之间会发生置换反应并产生相应的副产物，直到表面的第一前驱体完全消耗，反应会自动停止并形成需要的原子层。不断重复这种反应即可再基体表面形成所需的薄膜。

但是，现阶段的原子层沉积设备均是以单台为主，在交替向原子层沉积设备中通入前驱体时，第一种前驱体提供设备在通入时第二前驱体提供设备处于待机闲置状态，而当第二种前驱体提供设备在通入时第一前驱体提供设备处于待机闲置状态。这就使得前驱体提供设备的利用率较低，且原子层沉积设备生产效率不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种原子层沉积设备的进气系统及其方法，以解决上述现有技术存在的问题，以在不增加前驱体气源的基础上，提高气源的利用效率，并提高设备的整体成膜效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种原子层沉积设备的进气系统，包括相互独立的第一反应腔室和第二反应腔室，所述第一反应腔室设有第一进气口和第二进气口，所述第二反应腔室设有第三进气口和第四进气口，所述第一进气口和所述第三进气口通过管道连接有一第一气源，所述第二进气口和所述第四进气口通过管道连接有一第二气源，所述第一反应腔室和所述第二反应腔室分别设有一排气口，两个所述排气口通过管道连接有真空泵。

优选地，与所述第一进气口、所述第二进气口、所述第三进气口和所述第四进气口相连的管道上分别设有一进气开关阀。

优选地，所述进气开关阀设置于第一进气口、所述第二进气口、所述第三进气口或所述第四进气口的前端。

优选地，两个所述排气口通过管道分别连接一所述真空泵。

优选地，两个所述排气口与所述真空泵之间的管道上分别设有一排气开关阀。

优选地，所述排气开关阀设置于所述排气口的后端。

优选地，所述第一进气口、所述第三进气口和所述第一气源通过管道连接有一第一三通阀，所述第二进气口、所述第四进气口和所述第二气源通过管道连接有一第二三通阀。

优选地，所述第一进气口和所述第三进气口与所述第一三通阀之间分别设有一进气开关阀，所述第二进气口和所述第四进气口与所述第二三通阀之间分别设有一进气开关阀。

优选地，所述第一气源用于向所述第一反应腔室和所述第二反应腔室内供给气态有机源，所述第二气源用于向所述第一反应腔室和所述第二反应腔室内供给气态水或氧气或臭氧。

本发明还提供了一种原子层沉积设备的进气方法，包括如下步骤：

真空泵对第一反应腔室和第二反应腔室做抽真空处理；

第一气源通过第一进气口向所述第一反应腔室内通入气体Ⅰ，同时，第二气源通过第四进气口向所述第二反应腔室内通入气体Ⅱ；

所述真空泵对所述第一反应腔室和所述第二反应腔室做抽真空处理；

所述第二气源通过第二进气口向所述第一反应腔室内通入气体Ⅱ，同时，所述第一气源通过第三进气口向所述第二反应腔室内通入气体Ⅰ；

重复以上步骤即可完成对原子层沉积设备的进气操作。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明利用了原子层沉积设备需要利用至少两种气源，且只能交替通入反应腔室的特性，提出了本发明原子层沉积设备的进气系统及其方法，通过设置两个反应腔室，使得第一气源在向其中一个反应腔室通入第一前驱体时第二气源向另一个反应腔室通入第二前驱体，使气源的利用率提高了一倍，降低了气源的闲置时间。且使用第一气源和第二气源同时供给两个反应腔室时，无需增加气源的数量，成倍的提高了成膜工艺的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明原子层沉积设备的进气系统的一种结构示意图；