本发明涉及镀膜,具体而言,涉及一种ald喷淋系统、ald设备及ald沉积方法。
背景技术:
1、目前,市面上的ald设备分为时间型与空间型两种类型。时间型的ald设备具有成膜均匀性好,品质高的优点,但生产效率较低。而空间型的ald设备虽然生产效率高,但又存在成膜品质不够理想的缺点。
2、同一ald设备配置的喷淋系统只能实现空间型喷淋或时间型喷淋,因此不存在同时具备时间型沉积与空间型沉积两种功能的ald设备。通常基底只能在特定沉积类型的设备内完成所有膜层的沉积,成膜品质与生产效率无法兼顾,若需要对同一基底进行不同类型的薄膜沉积以形成不同膜层时,只能在两种不同类型的ald设备之间来回切换,切换过程中基底容易被污染,且增加运输成本,还会导致生产效率降低。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种ald喷淋系统,其既能够满足时间型沉积的喷淋要求,又能够满足空间型沉积的喷淋要求。
2、本发明的另一目的在于提供一种ald设备,其兼具时间型沉积与空间型沉积两种功能,在面对同一基底上的不同膜层对于均匀性高低要求不同时,能够以时间型沉积均匀性要求高的膜层,以空间型沉积均匀性要求低的膜层以提升生产效率。
3、本发明的又一目的在于提供一种ald沉积方法,其既能够对基底进行空间型ald沉积,又能够对基底进行时间型ald沉积。
4、本发明的实施例提供一种技术方案:
5、一种ald喷淋系统,包括喷淋件与管路系统,喷淋件包括喷淋底板与喷淋面板,喷淋底板具有第一进气腔、第二进气腔与第三进气腔,喷淋面板具有封盖第一进气腔的第一喷淋区、封盖第二进气腔的第二喷淋区以及封盖第三进气腔的第三喷淋区,第二喷淋区分隔第一喷淋区与第三喷淋区;管路系统具有与第一进气腔选择性连通的氧源管路、与第二进气腔选择性连通的隔离气管路以及与第三进气腔选择性连通的金属源管路,以及将氧源管路、隔离气管路及金属源管路选择性连通的中间分流管路。
6、本发明实施例提供的ald喷淋系统,在实际应用中,当需要满足空间型沉积的喷淋要求,在不同区域形成不同类型的气体氛围时,中间分流管路保持断开,通过氧源管路向第一进气腔输送氧源气体,并通过第一喷淋区喷淋而出,形成氧源气体氛围;通过隔离气管路向第二进气腔输送隔离气体,并通过第二喷淋区喷淋而出,形成隔离气体氛围;通过金属源管路向第三进气腔输送金属源气体,并通过第三喷淋区喷淋而出,形成金属源气体氛围;隔离气体氛围将氧源气体氛围与金属源气体氛围隔离,基底依次经过氧源气体氛围、隔离气体氛围及金属源气体氛围后能够完成空间型薄膜沉积。
7、当需要满足时间型沉积的喷淋要求时,中间分流管路将氧源管路、隔离气管路及金属源管路连通,通过氧源管路、隔离气管路及金属源管路各自远离喷淋件的一端依次开启后关闭,从而将氧源气体、隔离气体及金属源气体的依次导入氧源管路、隔离气管路及金属源管路各自连通喷淋件的一端,即导入第一进气腔、第二进气腔及第三进气腔中,使得喷淋面板的第一喷淋区、第二喷淋区及第三喷淋区均依次喷淋氧源气体、隔离气体及金属源气体,从而实现时间型薄膜沉积。
8、因此,本发明实施例提供的ald喷淋系统既能够满足时间型沉积的喷淋要求,又能够满足空间型沉积的喷淋要求。
9、本发明的实施例还提供一种技术方案:
10、一种ald设备,包括沉积室、加热器及前述的ald喷淋系统,该ald喷淋系统包括喷淋件与管路系统,喷淋件包括喷淋底板与喷淋面板,喷淋底板具有第一进气腔、第二进气腔与第三进气腔,喷淋面板具有封盖第一进气腔的第一喷淋区、封盖第二进气腔的第二喷淋区以及封盖第三进气腔的第三喷淋区,第二喷淋区分隔第一喷淋区与第三喷淋区;管路系统具有与第一进气腔选择性连通的氧源管路、与第二进气腔选择性连通的隔离气管路以及与第三进气腔选择性连通的金属源管路,以及将氧源管路、隔离气管路及金属源管路选择性连通的中间分流管路。所述加热器与所述喷淋件均容置于所述沉积室内,所述喷淋面板与所述加热器相对设置,二者之间具有用于容置基底的沉积空间。
11、受益于该ald喷淋系统的有益效果,本发明实施例提供的ald设备兼具时间型沉积与空间型沉积两种功能,能够以不同沉积方式在基底上沉积不同膜层,以使成膜品质与生产效率得到兼顾。
12、本发明的实施例还提供一种技术方案:
13、一种ald沉积方法,应用于前述的ald喷淋系统,所述ald沉积方法包括:
14、在对所述基底进行空间型ald沉积时,控制所述中间分流管路断开,以使所述氧源管路、所述隔离气管路及所述金属源管路相互之间不连通;
15、在对所述基底进行时间型ald沉积时,控制所述中间分流管路导通,以使所述氧源管路、所述隔离气管路及所述金属源管路相互连通,并控制所述氧源管路、所述隔离气管路及所述金属源管路各自远离所述喷淋件的一端依次开启后关闭。
16、本发明实施例提供的ald沉积方法,能够以空间型与时间型两种不同的沉积方式在基底上沉积不同膜层,以使成膜品质与生产效率得到兼顾。
1.一种ald喷淋系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的ald喷淋系统,其特征在于,所述喷淋面板(120)呈圆形,所述第二进气腔(112)与所述第二喷淋区(122)的数量均为两个,两个所述第二进气腔(112)与两个所述第二喷淋区(122)一一对应,所述第一喷淋区(121)、所述第三喷淋区(123)及两个所述第二喷淋区(122)分别为组成所述喷淋面板(120)的四个扇形区域;且在同一圆周方向上,所述第一喷淋区(121)、两个所述第二喷淋区(122)的其中之一、所述第三喷淋区(123)及剩余一个所述第二喷淋区(122)依次排布。
3.根据权利要求1所述的ald喷淋系统,其特征在于,所述喷淋底板(110)背离所述喷淋面板(120)的一侧表面凹设有第一进气凹陷(117)、第二进气凹陷(118)及第三进气凹陷(119),所述喷淋底板(110)上还贯穿设置有第一进气孔(114)、第二进气孔(115)及第三进气孔(116),所述第一进气腔(111)通过所述第一进气孔(114)与所述第一进气凹陷(117)连通,所述第一进气凹陷(117)与所述氧源管路(131)的一端连通;所述第二进气腔(112)通过所述第二进气孔(115)与所述第二进气凹陷(118)连通,所述第二进气凹陷(118)与所述隔离气管路(132)的一端连通;所述第三进气腔(113)通过所述第三进气孔(116)与所述第三进气凹陷(119)连通,所述第三进气凹陷(119)与所述金属源管路(133)的一端连通。
4.根据权利要求3所述的ald喷淋系统,其特征在于,所述喷淋件还包括上盖(125),所述上盖(125)与所述喷淋底板(110)连接,并封盖所述第一进气凹陷(117)、所述第二进气凹陷(118)及所述第三进气凹陷(119),所述氧源管路(131)的一端与所述上盖(125)对应所述第一进气凹陷(117)的位置连接;所述隔离气管路(132)的一端与所述上盖(125)对应所述第二进气凹陷(118)的位置连接;所述金属源管路(133)的一端与所述上盖(125)对应所述第三进气凹陷(119)的位置连接。
5.根据权利要求1所述的ald喷淋系统,其特征在于,所述氧源管路(131)的两端之间、所述隔离气管路(132)的两端之间及所述金属源管路(133)的两端之间均设置有主路控制阀(135);所述中间分流管路(134)用于将所述氧源管路(131)、所述隔离气管路(132)及所述金属源管路(133)的其中之一远离所述喷淋件的一端,越过对应的所述主路控制阀(135)与所述氧源管路(131)、所述隔离气管路(132)及所述金属源管路(133)中的至少一个靠近所述喷淋件的一端选择性连通。
6.根据权利要求5所述的ald喷淋系统,其特征在于,所述中间分流管路(134)包括旁通管段(1341)及多个分支管段(1342),所述旁通管段(1341)的一端通过多个所述分支管段(1342)与所述氧源管路(131)、所述隔离气管路(132)及所述金属源管路(133)各自远离所述喷淋件的一端连接,所述旁通管段(1341)的另一端通过多个所述分支管段(1342)与所述氧源管路(131)、所述隔离气管路(132)及所述金属源管路(133)各自靠近所述喷淋件的一端连接;所述氧源管路(131)、所述隔离气管路(132)及所述金属源管路(133)各自对应的所述主路控制阀(135)处于与各自相连的两个所述分支管段(1342)之间,各所述分支管段(1342)上均设置有分路控制阀(1343)。
7.根据权利要求1所述的ald喷淋系统,其特征在于,所述氧源管路(131)、所述隔离气管路(132)及所述金属源管路(133)上均间隔设置有两个分段控制阀(136);所述中间分流管路(134)用于将所述氧源管路(131)、所述隔离气管路(132)及所述金属源管路(133)处于各自对应的两个所述分段控制阀(136)之间的部分选择性连通。
8.根据权利要求7所述的ald喷淋系统,其特征在于,所述中间分流管路(134)包括第一支管(1344)及第二支管(1345),所述第一支管(1344)的两端分别连接于所述氧源管路(131)与所述隔离气管路(132)上各自对应的两个所述分段控制阀(136)之间的部分,所述第二支管(1345)的两端分别连接于所述隔离气管路(132)与所述金属源管路(133)上各自对应的两个所述分段控制阀(136)之间的部分,所述第一支管(1344)与所述第二支管(1345)上均设置有旁通控制阀(1346)。
9.一种ald设备,其特征在于,包括沉积室(210)、加热器(220)及如权利要求1-8任一项所述的ald喷淋系统(100),所述加热器(220)与所述喷淋件均容置于所述沉积室(210)内,所述喷淋面板(120)与所述加热器(220)相对设置,二者之间具有用于容置基底的沉积空间(240)。
10.一种ald沉积方法,应用于如权利要求1-8任一项所述的ald喷淋系统,其特征在于,所述ald沉积方法包括: