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CN116103636A - 固相前驱体输出装置及气相沉积系统 - Google Patents

固相前驱体输出装置及气相沉积系统 Download PDF

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Publication number
CN116103636A
CN116103636A CN202310383052.0A CN202310383052A CN116103636A CN 116103636 A CN116103636 A CN 116103636A CN 202310383052 A CN202310383052 A CN 202310383052A CN 116103636 A CN116103636 A CN 116103636A
Authority
CN
China
Prior art keywords
loading
heating
solid
output device
inert carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310383052.0A
Other languages
English (en)
Inventor
邵大立
金荣宽
史皓然
齐彪
李宇晗
陆淋康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Xingyuanchi Semiconductor Co ltd
Original Assignee
Shanghai Xingyuanchi Semiconductor Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Xingyuanchi Semiconductor Co ltd filed Critical Shanghai Xingyuanchi Semiconductor Co ltd
Priority to CN202310383052.0A priority Critical patent/CN116103636A/zh
Publication of CN116103636A publication Critical patent/CN116103636A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4481Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material

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Abstract

本发明涉及一种固相前驱体输出装置及气相沉积系统。一种固相前驱体输出装置,固相前驱体输出装置包括:罩体,具有容置腔;装载组件,包括若干个装载盘;装载盘置于罩体的容置腔内,且沿容置腔的深度方向间隔排布;装载盘与容置腔的侧壁密封对接;容置腔的底壁与相邻装载盘间隔,形成气流中转腔;装载盘具有装载面;装载盘上设有若干个过孔;过孔沿垂直于装载面的方向贯穿装载盘;若干个扩散件,扩散件与过孔一一对应设置;扩散件具有一端开口的扩散腔;扩散件位于对应装载盘的装载面上,且其扩散腔的开口端与对应的过孔密封对接;扩散件还具有连通扩散腔和外部环境的扩散孔。

Description

固相前驱体输出装置及气相沉积系统
技术领域
本发明涉及气相沉积领域,特别是涉及一种固相前驱体输出装置及气相沉积系统。
背景技术
气相沉积是一种基于有序、表面自饱和反应的化学气相薄膜沉积方法,在薄膜沉积过程中,通常由至少两种气相前驱体分别通入反应器并在基底表面发生化学反应。这些气相前驱体通常先通过前驱体存储瓶中的固相前驱体气化而成,再通过惰性载气输送至反应器。对于14nm、7nm等先进半导体制程,如何实现将前驱体存储瓶中的者固相前驱体稳定,高效的转化为气相前驱体分子并均匀的输送至反应腔,对于实现高质量的薄膜沉积工艺起到了至关重要的作用。然而,传统的固相前驱体输出装置,输出的气流中气相前驱体不均匀,进而影响薄膜组分的均匀性。
发明内容
发明要解决的问题
针对传统的固相前驱体输出装置,输出的气相前驱体不均匀,进而影响薄膜组分的均匀性的问题,提供一种输出气流中气相前驱体更均匀的固相前驱体输出装置。
用于解决问题的方案
一种固相前驱体输出装置,所述固相前驱体输出装置包括:
罩体,具有容置腔;
装载组件,包括若干个装载盘;所述装载盘置于所述罩体的容置腔内,且沿所述容置腔的深度方向间隔排布;所述装载盘与所述容置腔的侧壁密封对接;所述容置腔的底壁与相邻所述装载盘间隔,形成气流中转腔;所述装载盘具有装载面;所述装载盘上设有若干个过孔;所述过孔沿垂直于所述装载面的方向贯穿所述装载盘;
若干个扩散件,所述扩散件与所述过孔一一对应设置;所述扩散件具有一端开口的扩散腔;所述扩散件位于对应所述装载盘的装载面上,且其扩散腔的开口端与对应的所述过孔密封对接;所述扩散件还具有连通所述扩散腔和外部环境的扩散孔。
可选地,所述扩散孔位于所述扩散件的侧壁上。
可选地,所述固相前驱体输出装置还包括惰性载气导入管;所述惰性载气导入管连通所述气流中转腔与外部环境。
可选地,所述惰性载气导入管贯穿所述装载盘设置。
可选地,所述惰性载气导入管与所述容置腔的底壁抵接。
可选地,所述惰性载气导入管具有与所述容置腔的底壁抵接的第一端;所述惰性载气导入管的第一端设有与所述容置腔的底壁抵接的支撑部;所述支撑部的横截面积大于所述惰性载气导入管的其它部分的横截面积。
可选地,与所述容置腔的底壁相邻的装载盘为第一装载盘,所述支撑部与所述第一装载盘抵接。
可选地,所述惰性载气导入管伸入所述气流中转腔,且所述惰性载气导入管的伸入所述气流中转腔的部分的侧壁上,设有若干个出气孔。
可选地,所述容置腔具有开口;所述固相前驱体输出装置还包括与所述容置腔的开口匹配的盖板;所述盖板上设有惰性载气输入端口以及分气机构;所述固相前驱体输出装置包括至少两个惰性载气导入管;所述惰性载气输入端口通过所述分气机构与所述惰性载气导入管对接。
可选地,所述装载盘包括可导热的装载层;
所述固相前驱体输出装置还包括第一加热机构;所述第一加热机构包括若干个与所述装载盘一一对应,并与对应所述装载层热接触的第一加热组件。
可选地,所述第一加热组件埋设在所述装载盘内。
可选地,所述第一加热组件包括第一加热管,所述第一加热管大致均匀的铺设在所述装载盘上。
可选地,所述第一加热管包括若干个同心设置的环形加热管;
或,所述第一加热管包括若干个曲线加热管和/或若干个折线加热管。
可选地,所述容置腔具有开口;所述固相前驱体输出装置还包括与所述容置腔的开口匹配的盖板;所述第一加热机构还包括设于所述盖板上的连接头,所述连接头与每个所述第一加热组件均电连接。
可选地,所述装载盘上设有支撑侧壁;所述支撑侧壁与顶部的装载盘或盖板抵接。
可选地,所述支撑侧壁具有相对的第一侧和第二侧;所述支撑侧壁的第一侧为靠近所述盖板的一侧;所述支撑侧臂的第一侧设有第一连接部,所述第二侧设有与所述第一连接部电连接匹配的第二连接部,所述盖板上设有第三连接部;所述第三连接部与相邻的所述装载盘上的第一连接部电连接匹配;相邻所述装载盘,底侧的所述装载盘的所述第一连接部,和顶侧的所述装载盘的第二连接部电连接匹配;所述第一连接部均与对应装载盘上的第一加热管电连接。
可选地,所述固相前驱体输出装置还包括第二加热机构;所述第二加热机构包括设于所述容置腔内,并环绕所述装载组件设置的第二加热组件。
可选地,所述第二加热组件包括多圈环绕所述装载组件的第二加热管。
可选地,所述第二加热机构还包括导热壁环;所述导热壁环与所述第二加热管热接触;所述第二加热管位于所述导热壁环和所述罩体的侧壁之间。
可选地,所述罩体为隔热罩体。
本申请还提供一种气相沉积系统,其包括本申请提供的固相前驱体输出装置。
发明的效果
上述固相前驱体输出装置,气流在输出前进行了较为充分的混合,气流中气相前驱体更加均匀,从而提高形成的薄膜组分的均匀性,提高薄膜质量。
上述气相沉积系统,固相前驱体输出装置中,气流在输出前进行了较为充分的混合,气流中气相前驱体更加均匀,从而提高形成的薄膜组分的均匀性,提高薄膜质量。
附图说明
图1为现有技术中固相前驱体输出装置的结构示意图。
图2为本申请一实施例提供的固相前驱体输出装置的结构示意图。
图3为图2所示固相前驱体输出装置的剖视图。
图4为图3所示结构的爆炸图。
图5为图3中装载盘、扩散件及对应的部分惰性载气导入管的结构示意图。
图6为图3中装载盘的结构示意图。
图7为扩散件与装载盘的局部放大图。
图8为图2所示固相前驱体输出装置中气流流动示意图。
图9为图3中罩体、第二加热机构和惰性载气导入管的相对位置示意图。
图10为盖板结构示意图。
图11为盖板的另一方向的结构示意图。
图12为装载盘的局部剖视图。
图13为图2所示固相前驱体输出装置除去罩体后的结构示意图。
附图标记说明
110、罩体;111、容置腔;112、气流中转腔;113、开口;
121、装载盘;121a、装载面;121b、过孔;121c、背面;121d、第一装载盘;121e、第二装载盘;121f、第三装载盘;121g、第四装载盘;121h、第五装载盘;121j、支撑侧壁;121k、第一侧;121m、第二侧;121n、第一连接部;121o、第二连接部;122、装载层;123、支撑层;
130、扩散件;131、扩散腔;132、扩散孔;
140、惰性载气导入管;141、第一端;142、支撑部;143、出气孔;
150、盖板;151、惰性载气输入端口;152、分气机构;153、第三连接部;154、输入口;155、输出口;156、气相前驱体输出端口;
161、第一加热组件;162、第一加热管;163、连接头;
171、第二加热组件;172、导热壁环;
10、装载盘;21、外壁;22、内壁;23、容置腔;30、加热机构;40、固相前驱体。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和有益效果能够更加明显易懂,下面通过列举具体实施例的方式进行详细说明。其中,附图不一定是按比例绘制的,局部特征可以被放大或缩小,以更加清楚的显示局部特征的细节;除非另有定义,本文所使用的技术和科学术语与本申请所属的技术领域中的技术和科学术语的含义相同。
在本发明的描述中,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于本发明的简化描述,而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,即不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,术语“第一”、“第二”仅用于描述清楚的目的,不能理解为所指示特征的相对重要性或所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个、三个等;“若干个”的含义是至少一个,例如一个、两个、三个等;另有明确具体的限定的除外。
在本发明中,除非另有明确的限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等应做广义理解。例如,“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的限定,第一特征在第二特征“上”、“之上”、“上方”和“上面”、“下”、“之下”、“下方”或“下面”可以是第一特征和第二特征直接接触,或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征的水平高度高于第二特征的水平高度。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征的水平高度小于第二特征的水平高度。
参见图2至图13,本申请一实施例提供的固相前驱体输出装置,包括罩体110、装载组件、若干个扩散件130、惰性载气导入管140、盖板150、第一加热机构以及第二加热机构。
参见图2-图8,罩体110具有容置腔111。装载组件包括若干个装载盘121。装载盘121置于罩体110的容置腔111内,且沿容置腔111的深度方向间隔排布。装载盘121与容置腔111的侧壁密封对接,即装载盘121与容置腔111的侧壁之间无间隙,使得气流不能从装载盘121和容置腔111的侧壁之间流过。容置腔111的底壁与相邻的装载盘121间隔,形成气流中转腔112,以使得惰性载气可以首先输送至气流中转腔112内。装载盘121具有装载面121a,用以装载固相前驱体40。可以理解的是,装载面121a为装载盘121的远离容置腔111的底壁的一侧的表面。装载盘121上设有若干个过孔121b。过孔121b沿垂直于装载面121a的方向贯穿装载盘121。此外,为了便于后续的描述,将装载盘121的与装载面121a相背的表面称为背面121c。
扩散件130与过孔121b一一对应设置。扩散件130具有一端开口的扩散腔131。扩散件130位于对应装载盘121的装载面121a上,且其扩散腔131的开口端与对应的过孔121b密封对接,以使得位于对应装载盘121底侧的气流通过过孔121b流动至扩散腔131内。扩散件130还具有连通扩散腔131和外部环境的扩散孔132,从而将扩散腔131内的气流扩散释放至扩散件130外部环境。可以理解的是,此处的外部环境,指的是位于对应装载盘121顶侧,且位于扩散件130之外的空间区域。
具体到图3、图4和图8所示的实施方式中,装载组件包括五个装载盘121,为了便于描述,设定五个装载盘121由底侧向上,依次为第一装载盘121d、第二装载盘121e、第三装载盘121f、第四装载盘121g和第五装载盘121h。
具体地气流流动方向参见图8。具体地,惰性载气首先被输送至气流中转腔112内;气流中转腔112内的惰性载气通过最底侧的第一装载盘121d上的过孔121b流动至对应扩散件130的扩散腔131内;再通过扩散孔132流动至第一装载盘121d的装载面121a一侧;进而通过气流的流动带动生成的气相前驱体流动;气流继续流动,通过第二装载盘121e上的过孔121b流动至对应扩散件130的扩散腔131内,再通过扩散孔132流动至第二装载盘121e的装载面121a一侧;进而通过气流的流动带动生成的气相前驱体流动,且使得前两个装载盘121上生成的气相前驱体进行充分的混合;依此类推,直至气流流动至第五装载盘121h的装载面121a一侧,并通过盖板150上的输出口155输出。
参见图2至图4、图8,盖板150上还设有与输出口155对接的气相前驱体输出端口156,从而可以通过控制气相前驱体输出端口156,来控制混合有气相前驱体的气流的输出。
为了便于理解,以下结合图1,简要说明现有技术中固相前驱体输出装置的气流流动方式。具体地,图1中箭头的方向即为气流的流动方向。现有技术中,气流由容置腔23的边缘向内流动。固相前驱体输出装置开始工作时,上层装载盘10上的液态或固相前驱体40气化后首先被输出,未能实现与底侧装载盘10上的固相前驱体40气化后形成的气相前驱体进行充分混合,因此导致输出的气流中气相前驱体的含量较少。而等固相前驱体输出装置继续工作,使得底侧装载盘10位置形成的气相前驱体流动至上层的装载盘10时,气流中气相前驱体的含量虽然提高,但是不同装载盘上形成的气相前驱体不能较好的混合,从而导致固相前驱体输出装置输出的气流中的气相前驱体不均匀,影响薄膜组分的均匀性,薄膜质量不高。
而本申请提供的固相前驱体输出装置,气流在输出前进行了较为充分的混合,气流中气相前驱体更加均匀,从而提高形成的薄膜组分的均匀性,提高薄膜质量。
此外,参见图1,现有技术中,根据气流的流向可知,针对相邻的装载盘10,流经底侧的装载盘10的惰性载气的气压较大,而流经上侧的装载盘10的惰性载气的气压较小。从而,针对相邻的装载盘10,流过底侧的装载盘10的气流中的气相前驱体含量较大,流过上侧的装载盘10的气流中的气相前驱体含量较小。而根据前述描述可知,流过每个装载盘10的气流不能较好的混合,从而导致输出的气流中的气相前驱体不均匀,影响薄膜组分的均匀性,薄膜质量不高。
而本申请提供的固相前驱体输出装置,根据前述气流流向的描述,流经每个装载盘的气流的气压基本一致。气流在输出前能够进行较为充分的混合,进而使得输出的气流中,气相前驱体更加均匀,从而提高形成的薄膜组分的均匀性,提高薄膜质量。
此外,本申请提供的固相前驱体输出装置,输出的气流中气相前驱体更加均匀,还可以更好的提高薄膜的合格率。
再者,参见图1,传统的固相前驱体输出装置中,气流由容置腔23的边缘向内流动,因此,气流在流动的过程中,会降低装载盘10上的热量,因此影响装载盘10上固相前驱体40气化的速度,从而降低薄膜的成膜效率。而本申请提供的固相前驱体输出装置,参见图8,气流流动过程中即使将装载盘121上固相前驱体40上的热量带走,带走的热量也会被带动至其顶侧的装载盘上,从而提高其顶侧的装载盘121上固相前驱体40气化的速度,以此类推,进而避免热量的浪费,且提高薄膜的成膜效率。
参见图7,扩散孔132位于扩散件130的侧壁上。从而使得通过扩散孔132流出的气流首先沿与容置腔111的深度方向垂直的方向流动,从而能够更好的与对应装载盘121上的固相前驱体40形成的气相前驱体更好的混合,提高气流中气相前驱体的均匀性。
更具体的,扩散孔132位于扩散件130的侧壁的远离对应装载盘121的区域。例如,设于第一装载盘121d上的扩散件130,扩散孔132位于扩散件130的侧壁的远离第一装载盘121d的区域,即位于扩散件130的侧壁的靠近第二装载盘121e的区域,也即位于扩散件130的侧壁的顶部区域。从而,避免扩散孔132被固相前驱体堵塞,进而保障气流的顺畅流动。
进一步的,扩散件130的侧壁的设置扩散孔132的区域,扩散孔132均匀分布,从而使得扩散腔131中的气流可以均匀的扩散至扩散件130的周围,从而能够更好的与扩散件130周围的气相前驱体进行混合,以提高输出的气流中气相前驱体的均匀性。
参见图3、图4、图8和图9,固相前驱体输出装置还包括惰性载气导入管140。惰性载气导入管140连通气流中转腔112与外部环境。换言之,惰性载气通过惰性载气导入管140输送至气流中转腔112内,以实现惰性载气在固相前驱体输出装置中的流动,进而带动气相前驱体的流动。
惰性载气导入管140贯穿装载盘121设置,未占用罩体110侧壁的位置,从而可以简化罩体110的结构,减小罩体110的厚度。可以理解的是,惰性载气导入管140依次贯穿五个装载盘121,且惰性载气导入管140与每个装载盘121均密封对接,从而避免气流从惰性载气导入管140与装载盘121之间的空隙穿过。进一步可选地,惰性载气导入管140与装载盘121之间设有密封件,从而更好的避免气流从惰性载气导入管140与装载盘121之间的空隙穿过。
当然,可以理解的是,在其他可行的实施方式中,惰性载气导入管的设置位置不限于此,可以将惰性载气导入气流中转腔内即可。
参见图3和图8,惰性载气导入管140与容置腔111的底壁抵接,以支撑惰性载气导入管140,进而支撑装载盘121,使得惰性载气导入管140和装载盘121可以更加稳固的置于罩体110的容置腔111内。
惰性载气导入管140具有与容置腔111的底壁抵接的第一端141,惰性载气导入管140的第一端141设有与容置腔111的底壁抵接的支撑部142;支撑部142的横截面积大于惰性载气导入管140的其它部分的横截面积。从而,可以更加稳定的支撑惰性载气导入管140,使得惰性载气导入管140和装载盘121可以更加稳固的置于罩体110的容置腔111内。
进一步地,支撑部142与第一装载盘121d抵接,以更好的支撑第一装载盘121d。另外,若干个装载盘121依次通过支撑侧壁121j进行支撑,从而,支撑部142的设置,也可以更好的支撑每个装载盘121。支撑侧壁121j的设置将在后续进行具体描述。
参见图3、图4、图8和图9,惰性载气导入管140伸入气流中转腔112,且惰性载气导入管140的伸入气流中转腔112的部分的侧壁上,设有若干个出气孔143。可以理解的是,出气孔143位于惰性载气导入管140的插入气流中转腔112内的部分。从而,使得气流中转腔112中的气流可以更加快速的向四周散去。
进一步地,出气孔143在惰性载气导入管140的对应位置的侧壁上均匀分布,从而使得导入气流中转腔112中的气流可以更加均匀的向四周流动。
具体地,出气孔143设置在惰性载气导入管140的支撑部142上。从而,可以将支撑部142设置的较大,进而更好的提供支撑作用。
参见图3、图4、图8、图10和图11,容置腔111具有开口113。固相前驱体输出装置还包括与容置腔111的开口113匹配的盖板150。盖板150上设有惰性载气输入端口151以及分气机构152。固相前驱体输出装置包括至少两个惰性载气导入管140。惰性载气输入端口151通过分气机构152与惰性载气导入管140对接。从而,一个惰性载气输入端口151可以与多个惰性载气导入管140对接。故操作人员操作时,仅需要向一个惰性载气导入端口中输入惰性载气,即可同时向多个惰性载气导入管140输送惰性载气。
具体到图3、图4、图8、图10和图11所示的实施方式中,固相前驱体输出装置包括三个惰性载气导入管140,且均匀分布在罩体110的容置腔111内。分气机构152为三分分气机构。当然,可以理解的是,在另外的实施方式中,固相前驱体输出装置中不限于设置三个惰性载气导入管,还可以是一个、两个或多于三个,相应的,分气机构也不限于三分分气机构,还可以是二分分气机构、四分分气机构等。当然,当惰性载气导入管为一个时,也可以将惰性载气输入端口直接与惰性载气导入管对接,这样也能使得结构更加简单。
可以理解的是,盖板150上设有输入口154,输入口154与惰性载气导入管140一一对应,惰性载气导入管140通过输入口154与分气机构152对接。更具体的,惰性载气导入管140插设在输入口154内,并与分气机构152直接对接。可以理解的是,在另外可行的实施方式中,惰性载气导入管还可以与输入口对接,输入口与分气机构对接,以实现惰性载气导入管与分气机构的对接。
参见图12,装载盘121包括可导热的装载层122。固相前驱体输出装置还包括第一加热机构。第一加热机构包括若干个与装载盘121一一对应,并与对应装载层122热接触的第一加热组件161。
需要说明的是,装载层122指的是装载盘121中,用以与固相前驱体直接接触的一层,也指装载盘121的靠近盖板150一侧的一层。装载层122可导热,从而第一加热组件161可以通过装载层122将热量传递给固相前驱体40。
具体到图12所示的实施方式中,装载盘121还包括位于装载层122底侧的支撑层123。可以理解的是,在另外可行的实施方式中,装载盘不限于一定包括支撑层。
为了便于理解,以下结合图1,简要说明现有技术中固相前驱体输出装置的气流流动方式。具体地,图1中,外壁21外侧设有加热机构30,加热机构30产生的热量通过外壁21和内壁22传递至容置腔23内。明显的,一方面,加热机构30产生的热量向外散发,导致热量的浪费;另一方面,热量需要通过外壁21和内壁22传递至容置腔23内,传递过程中容易损失较多热量,且热量传递至固相前驱体时,温度降低,从而降低固相前驱体的气化速度;再一方面,热量由外围传递至中心位置的过程中,温度降低,从而导致装载盘10中心位置的固相前驱体的气化速度较低,进而导致输出的气流中的气相前驱体不均匀,影响薄膜组分的均匀性,薄膜质量不高。
而本申请提供的固相前驱体输出装置,可以通过第一加热组件161分别对每个装载盘121上装载的固相前驱体40进行单独加热,使得每个装载盘121可以单独受热,进而使得每个装载盘121上装载的固相前驱体40可以以基本相同的速度被气化,即使得每个装载盘121上对应产生气相前驱体的速度也基本相同,从而提高输出的气流中的气相前驱体的均匀性,进而提高形成的薄膜组分的均匀性,提高薄膜质量。
图2至图13所示的固相前驱体输出装置,通过调整加热方式和气流流动路径,两者共同作用,以更好的提高输出的气流中的气相前驱体的均匀性。
参见图12,第一加热组件161埋设在装载盘121内。从而,一方面,减小第一加热组件161与固相前驱体40的距离,从而可以更快速的将热量传递给固相前驱体40,提高固相前驱体40的气化效率。
另外,第一加热组件161埋设在装载盘121内,可以隔绝第一加热组件161与环境中水汽等的接触,进而避免第一加热组件161被水汽等的侵蚀,提高第一加热组件161的使用寿命,进而提高固相前驱体输出装置的使用寿命。
具体到图12所示的实施方式中,第一加热组件161位于装载层122和支撑层123之间。当然,可以理解的是,在另外的实施方式中,第一加热组件的位置不限于此,还可以埋设在装载层中,或位于其它位置,能与装载层直接或间接的热接触即可。
具体到图12所提供的实施方式中,第一加热组件161包括第一加热管162,第一加热管162大致均匀的铺设在装载盘121内。从而实现对装载盘121的大致均匀的加热,进而使得装载盘121上不同位置的固相前驱体40的气化速度基本一致,提高输出的气流中的气相前驱体的均匀性。
更具体的,第一加热管162包括若干个同心设置的环形加热管。结构简单,便于设置。当然,可以理解的是,在另外的实施方式中,第一加热管的设置不限于此,还可以包括若干个曲线加热管和/或若干个折线加热管。其中,曲线加热管的弯曲轨迹可以是规则或不规则的形状,折线加热管的弯折轨迹也可以是规则或不规则的形状,能实现在装载盘上的大致均匀的分布即可。
图12所提供的实施方式中,沿垂直于装载盘121的方向,第一加热管162仅设置为一层。可以理解的是,在另外可行的实施方式中,第一加热管162还可以设置为两层或更多层。
参见图2、图11和图13,第一加热机构还包括设于盖板150上的连接头163,连接头163与每个第一加热组件161均电连接。从而,在具体操作时,仅通过操作连接头163与电源连接,既可以实现对每个第一加热组件161的通电操作。
更具体的,参见图3,装载盘121上设有支撑侧壁121j。支撑侧壁121j与顶部的装载盘121或盖板150抵接。从而可以实现对装载盘121的依次支撑,以使得装载盘121可以更加稳定的设置在容置腔111内。具体而言,第一装载盘121d上的支撑侧壁121j与第二装载盘121e抵接,第二装载盘121e上的支撑侧壁121j与第三装载盘121f抵接,第三装载盘121f上的支撑侧壁121j与第四装载盘121g抵接,第四装载盘121g上的支撑侧壁121j与第五装载盘121h抵接,第五装载盘121h上的支撑侧壁121j与盖板150抵接。从而,使得五个装载盘121和盖板150可以相互支撑,以更加稳定的设置在各自的位置上。
参见图3、图5、图6和图10,支撑侧壁121j具有相对的第一侧121k和第二侧121m。支撑侧壁121j的第一侧121k为靠近盖板150的一侧。支撑臂的第一侧121k设有第一连接部121n,第二侧121m设有与第一连接部121n电连接匹配的第二连接部121o,盖板150上设有第三连接部153。第三连接部153与相邻的装载盘121上的第一连接部121n电连接匹配,可以理解的是,第三连接部153位于盖板150的底侧。相邻装载盘121,底侧的装载盘121的第一连接部121n和顶侧的装载盘121的第二连接部121o电连接匹配。可以理解的是,底侧的装载盘121,指的是相邻的装载盘121中,靠近容置腔111底壁的装载盘121;相应的,顶侧的装载盘121,指的是相邻的装载盘121中,靠近盖板150的装载盘121。第一连接部121n均与对应装载盘121上的第一加热管162电连接。
具体而言,第一装载盘121d上的支撑侧壁121j上设置的第一连接部121n与第二装载盘121e的支撑侧壁121j上设置的第二连接部121o电连接匹配;第二装载盘121e上的支撑侧壁121j上设置的第一连接部121n与第三装载盘121f的支撑侧壁121j上设置的第二连接部121o电连接匹配;第三装载盘121f上的支撑侧壁121j上设置的第一连接部121n与第四装载盘121g的支撑侧壁121j上设置的第二连接部121o电连接匹配;第四装载盘121g上的支撑侧壁121j上设置的第一连接部121n与第五装载盘121h的支撑侧壁121j上设置的第二连接部121o电连接匹配;第五装载盘121h上的支撑侧壁121j上设置的第一连接部121n与盖板150上设置的第三连接部153电连接匹配。且第一连接部121n均与对应装载盘121上的第一加热管162电连接。从而,实现连接头163与每个第一加热组件161的电连接。
更具体的,第一连接部121n为电连接插头,第三连接部153和第二连接部121o均为电连接插孔。可以理解的是,在另外的实施方式中,连接头与每个第一加热组件的连接方式不限于此,能实现连接头与第一加热组件的电连接即可。
再者,图5、图6、图10至图12所示的实施方式中,第一加热组件161的发热方式为通电发热,进而向装载盘传递热量。可以理解的是,在另外的实施方式中,第一加热组件不限于通过通电发热的方式进行发热,还可以是通过水流或气流等流经加热管的方式进行发热。
可选地,固相前驱体输出装置还包括第二加热机构。第二加热机构包括设于容置腔111内,并环绕装载组件设置的第二加热组件171。通过第二加热组件171从装载组件的四周向内散热,以提高装载组件上的固相前驱体40的气化速度,进而增加薄膜的成膜效率。
具体的,参见图3、图4、图9和图13,第二加热组件171包括多圈环绕装载组件的第二加热管。具体的,第二加热管大致沿容置腔111的侧壁的轴向延伸,并沿容置腔111的深度方向排列,从而便于对多个装载盘121进行加热。
更具体的,第二加热组件171与连接头163电连接。从而,在操作时,仅通过连接头163通电,即可同时实现对第一加热组件161和第二加热组件171的通电,进而使得第一加热组件161和第二加热组件171同时发热,操作简单。
进一步地,第二加热组件也是通过通电发热的方式进行发热,进而向装载盘121一侧散热。当然,在另外的实施方式中,第二加热组件也不限于通过通电发热的方式进行发热,还可以是通过水流或气流等流经加热管的方式进行发热。
进一步地,第二加热机构还包括导热壁环172。导热壁环172与第二加热管热接触。第二加热管位于导热壁环172和罩体110的侧壁之间。第二加热管通过导热壁环172向装载盘121散热,以使得散热更加均匀,进而使得输出的气流中的气相前驱体更加均匀,从而提高形成的薄膜组分的均匀性,提高薄膜质量。
可选地,罩体110为隔热罩体110。从而,避免容置腔111内的热量向外散出,进而避免热量的浪费,提高装载盘121上的气相前驱体的气化速度。
本申请一实施例还提供一种气相沉积系统,其包括本申请提供的固相前驱体输出装置。
上述气相沉积系统,固相前驱体输出装置中,气流在输出前进行了较为充分的混合,气流中气相前驱体更加均匀,从而提高形成的薄膜组分的均匀性,提高薄膜质量。
上述气相沉积系统,固相前驱体输出装置中,可以通过第一加热组件分别对每个装载盘上装载的固相前驱体进行单独加热,使得每个装载盘可以单独受热,进而使得每个装载盘上装载的固相前驱体可以以基本相同的速度被气化,即使得每个装载盘上对应产生气相前驱体的速度也基本相同,从而提高输出的气流中的气相前驱体的均匀性,进而提高形成的薄膜组分的均匀性,提高薄膜质量。
应当理解,以上实施例均为示例性的,不用于包含权利要求所包含的所有可能的实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下,还可以在以上实施例的基础上做出各种变形和改变。同样的,也可以对以上实施例的各个技术特征进行任意组合,以形成可能没有被明确描述的本发明的另外的实施例。因此,上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,不对本发明专利的保护范围进行限制。

Claims (21)

1.一种固相前驱体输出装置,其特征在于,所述固相前驱体输出装置包括:
罩体,具有容置腔;
装载组件,包括若干个装载盘;所述装载盘置于所述罩体的容置腔内,且沿所述容置腔的深度方向间隔排布;所述装载盘与所述容置腔的侧壁密封对接;所述容置腔的底壁与相邻所述装载盘间隔,形成气流中转腔;所述装载盘具有装载面;所述装载盘上设有若干个过孔;所述过孔沿垂直于所述装载面的方向贯穿所述装载盘;
若干个扩散件,所述扩散件与所述过孔一一对应设置;所述扩散件具有一端开口的扩散腔;所述扩散件位于对应所述装载盘的装载面上,且其扩散腔的开口端与对应的所述过孔密封对接;所述扩散件还具有连通所述扩散腔和外部环境的扩散孔。
2.根据权利要求1所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述扩散孔位于所述扩散件的侧壁上。
3.根据权利要求1所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述固相前驱体输出装置还包括惰性载气导入管;所述惰性载气导入管连通所述气流中转腔与外部环境。
4.根据权利要求3所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述惰性载气导入管贯穿所述装载盘设置。
5.根据权利要求4所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述惰性载气导入管与所述容置腔的底壁抵接。
6.根据权利要求5所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述惰性载气导入管具有与所述容置腔的底壁抵接的第一端;所述惰性载气导入管的第一端设有与所述容置腔的底壁抵接的支撑部;所述支撑部的横截面积大于所述惰性载气导入管的其它部分的横截面积。
7.根据权利要求6所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,与所述容置腔的底壁相邻的装载盘为第一装载盘,所述支撑部与所述第一装载盘抵接。
8.根据权利要求3所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述惰性载气导入管伸入所述气流中转腔,且所述惰性载气导入管的伸入所述气流中转腔的部分的侧壁上,设有若干个出气孔。
9.根据权利要求3-8任一项所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述容置腔具有开口;所述固相前驱体输出装置还包括与所述容置腔的开口匹配的盖板;所述盖板上设有惰性载气输入端口以及分气机构;所述固相前驱体输出装置包括至少两个惰性载气导入管;所述惰性载气输入端口通过所述分气机构与所述惰性载气导入管对接。
10.根据权利要求1-8任一项所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述装载盘包括可导热的装载层;
所述固相前驱体输出装置还包括第一加热机构;所述第一加热机构包括若干个与所述装载盘一一对应,并与对应所述装载层热接触的第一加热组件。
11.根据权利要求10所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述第一加热组件埋设在所述装载盘内。
12.根据权利要求11所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述第一加热组件包括第一加热管,所述第一加热管大致均匀的铺设在所述装载盘上。
13.根据权利要求12所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述第一加热管包括若干个同心设置的环形加热管;
或,所述第一加热管包括若干个曲线加热管和/或若干个折线加热管。
14.根据权利要求11所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述容置腔具有开口;所述固相前驱体输出装置还包括与所述容置腔的开口匹配的盖板;所述第一加热机构还包括设于所述盖板上的连接头,所述连接头与每个所述第一加热组件均电连接。
15.根据权利要求14所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述装载盘上设有支撑侧壁;所述支撑侧壁与顶部的装载盘或盖板抵接。
16.根据权利要求15所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述支撑侧壁具有相对的第一侧和第二侧;所述支撑侧壁的第一侧为靠近所述盖板的一侧;所述支撑侧臂的第一侧设有第一连接部,所述第二侧设有与所述第一连接部电连接匹配的第二连接部,所述盖板上设有第三连接部;所述第三连接部与相邻的所述装载盘上的第一连接部电连接匹配;相邻所述装载盘,底侧的所述装载盘的所述第一连接部,和顶侧的所述装载盘的第二连接部电连接匹配;所述第一连接部均与对应装载盘上的第一加热管电连接。
17.根据权利要求10所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述固相前驱体输出装置还包括第二加热机构;所述第二加热机构包括设于所述容置腔内,并环绕所述装载组件设置的第二加热组件。
18.根据权利要求17所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述第二加热组件包括多圈环绕所述装载组件的第二加热管。
19.根据权利要求18所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述第二加热机构还包括导热壁环;所述导热壁环与所述第二加热管热接触;所述第二加热管位于所述导热壁环和所述罩体的侧壁之间。
20.根据权利要求10所述的固相前驱体输出装置,其特征在于,所述罩体为隔热罩体。
21.一种气相沉积系统,其特征在于,包括权利要求1-20任一项所述的固相前驱体输出装置。
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