[发明专利]一种快速自如沉积或刻蚀原子层的方法及腔室构造

说明书

本发明属于原子层技术领域，提供了一种快速自如沉积或刻蚀原子层的方法及腔室构造，包括圆盘腔室，所述圆盘腔室内设有呈圆环状等距排列的若干个源反应腔室，所述源反应腔室外部为传输腔；所述圆盘腔室中部设有至少一个绕圆盘腔室圆心转动的基片传动装置；所述圆盘腔室的顶部设有传输腔吹扫系统，本发明通过载基片传动装置的旋转往复运动，进行沉积或刻蚀反应，在保证沉积或刻蚀效果的同时，提高沉积或刻蚀速率，可以根据沉积或刻蚀材料的种类，通过设置不同的腔体数量和运行程序，实现多种材料的自动化、智能化沉积或刻蚀。

技术领域

本发明属于原子层技术领域，具体涉及一种快速自如沉积或刻蚀原子层的方法及腔室构造。

背景技术

原子层沉积ALD(Atomic layer deposition)是通过将气相前驱体交替的通入反应器，化学吸附在沉积衬底上并反应形成沉积膜的一种方法，是一种可以将物质以单原子膜的形式逐层镀在衬底表面的方法，ALD是一种真正的纳米技术，以精确的控制方式实现纳米级的超薄薄膜沉积，由于ALD利用的是饱和化学吸附的特性，因此可以确保对大面积、多孔、管状、粉末或其他复杂形状基体的高保形均匀沉积，类似于ALD，原子层刻蚀ALE(atomiclayer etching)则以一种自限制的方式，在原子尺度之内有序的逐层去除材料。

然而，在现有技术中，沉积或刻蚀反应常在一个反应腔内进行，输气管道也采用同一管道，极易导致不同前驱体源的相互污染，而且前驱体源的输入、排出、吹扫均在同一个腔体内完成，导致生长或刻蚀材料的速率缓慢。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种快速自如沉积或刻蚀原子层的方法及腔室构造，通过设定一定的工艺方案和程序，利用载基片传动装置的往复运动，在分立的反应腔内进行沉积或刻蚀反应，实现一定结构的纳米薄膜材料叠层制备，在保证沉积或刻蚀效果的同时，提高沉积或刻蚀速率。

本发明提供的技术方案如下：

一方面，一种快速自如沉积或刻蚀原子层的腔室构造，包括圆盘腔室，所述圆盘腔室内设有呈圆环状排列的若干个源反应腔室，所述源反应腔室外部为传输腔；

所述圆盘腔室中部设有至少一个绕圆盘腔室圆心转动的基片传动装置；

所述圆盘腔室的顶部设有传输腔吹扫系统。

所述源反应腔室内设有绕源反应腔室内壁设置的圆环状源出气管，所述源反应腔室远离圆盘腔室圆心的一端连接有源进气管，所述源进气管与源出气管相通。

所述源反应腔室靠近圆盘腔室圆心的一端设有吹扫风刀，所述吹扫风刀的下方设有阀门。

所述源出气管上面设有单排或双排源出气孔。

所述吹扫风刀上设有双排或多排风刀气孔。

所述基片传动装置包括第一传动轴、第二传动轴、第一传动臂、第二传动臂和基片托盘，所述第一传动轴固定安装在圆盘腔室1圆心位置，所述第一传动臂与第一传动轴绕圆盘腔室圆心转动连接，所述第二传动轴固定安装在第一传动臂远离圆盘腔室圆心的一端，所述第二传动臂通过第二传动轴与第一传动臂转动连接。

所述第一传动臂与第二传动臂的长度之和为圆盘腔室圆心到源反应腔室圆心的距离。

所述传输腔吹扫系统与圆盘腔室接触处的部分设有若干个排气孔，所述每个源反应腔室和传输腔底部均分别连通有一个真空泵。

另一方面，一种快速自如沉积或刻蚀原子层的方法，包括以下步骤：

S101表面吸附改性，转动基片传动装置将基片托盘送入第一源反应腔室，通过前驱体蒸汽吸附在刻蚀表面形成化学吸附层；

S102过量反应物排出，基片托盘离开第一源反应腔室时，启动第一源反应腔室内的真空泵将第一源反应腔室内的过量反应物排出；