一种ALD镀膜设备

技术领域

本发明涉及原子层沉积技术领域，特别是一种ALD镀膜设备。

背景技术

原子层沉积（ALD）是一种能够将薄膜以原子层的形式沉积到基底表面的方法。ALD区别于化学气相沉积技术（CVD）的是，所用的气相前躯体交替进入反应腔，具有自限制生长薄膜的特点。ALD充分利用表面饱和反应，可以有效地控制薄膜生长的厚度，因此在半导体工业中具有良好的应用前景。在ALD镀膜过程中，前躯体是交替进入反应室的，具有周期性，一个ALD的周期过程为：（1）通入前躯体A进行化学吸附，（2）惰性气体吹扫，（3）通入前躯体B进行化学吸附，(4) 惰性气体吹扫。目前已有的设备存在结构复杂，造价昂贵的不足。

发明内容

针对目前已有的ALD镀膜技术存在的不足，本发明的目的是提供一种一种ALD镀膜设备，解决现有ALD设备成本较高，结构复杂的问题。

本发明的目的通过以下方式来实现：

一种ALD镀膜设备，它包括进料装置、镀膜装置，控制台，所述进料装置包括升降液压缸、密封圆板，电机安装槽，电机，转轴，载料台，样品槽，弹簧，屏蔽罩，弹簧固定板，所述镀膜装置包括外腔体，内腔体，前躯体存储器，导管，匀气圆板，进气法兰，出气法兰，所述升降液压缸安装在外腔体底面，密封圆板固定在升降液压缸的活塞杆上，电机安装槽与密封圆板固定连接，电机固定在电机安装槽内部，电机转子通过联轴器与转轴相连，载料台固定在转轴上，所述前躯体存储器固定在外腔体侧面，进气法兰和出气法兰均安装在外腔体侧面，与外腔体和内腔体侧面的通孔相连。

进一步的，所述密封圆板下端面距内腔体上表面的距离等于升降液压缸活塞杆的工作行程，确保密封圆板能够对内腔体密封住。

进一步的，所述样品槽固定在载料台上面，样品槽内壁安装有圆形电阻丝，以便将样品槽均匀加热至合适的镀膜温度。

进一步的，所述导管通过法兰与前躯体存储器相连，保证前躯体通入到样品槽内部，不发生扩散。

进一步的，所述前躯体存储器上面安装有电磁阀，以控制前躯体周期性地导入至样品槽内部。

进一步的，所述匀气圆板上均匀分布着圆孔，其直径等于样品槽内径，保证前躯体能够均匀通入至样品槽内部。

进一步的，所述进气法兰的内径等于样品槽内径，进气法兰外接装有氮气的钢瓶，保证对样品槽内部吹扫干净。

进一步的，所述两个前躯体存储器正对放置，两个进气法兰正对放置，样品槽初始时刻正对着前躯体存储器，控制台控制电机定时且间歇性的每次转动90度，以便通前躯体和氮气吹扫两步骤交替进行。

进一步的，弹簧的一端固定在弹簧固定板上，另一端与屏蔽罩相连，环形电磁铁固定在导管外壁上，在向样品槽通入前躯体前，启动环形电磁铁，屏蔽罩被磁力吸引，进而罩住导管与样品槽之间的内部空间，防止前躯体扩散至整个内腔体。

进一步的，出气法兰外接真空泵，以便对内腔体抽真空。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：本发明的一种ALD镀膜设备简单高效，可操作性强，将待镀样品固定在样品槽内，液压缸可以驱动密封圆板对内腔体进行密封，样品槽内壁的圆形电阻丝可以将其加热至合适的镀膜温度，屏蔽罩可以防止前躯体在吸附到待镀样品的过程中扩散至内腔体，通过电机带动载料台上的样品槽依次通过前躯体存储器和进气法兰，从而周期性地进行以下四个步骤：（1）通入前躯体A；（2）氮气吹扫；（3）通入前躯体B；（4）氮气吹扫，最终得到所需的镀膜厚度。

附图说明

图1为本发明的整体结构轴测图；

图2为本发明的整体结构俯视图；

图3为本发明的外腔体内部结构俯视图；

图4为本发明的进料装置结构图；

图5为匀气圆板结构图；

图中：1、进料装置， 11、升降液压缸，12、密封圆板，13、电机安装槽，14、电机，15、转轴，16、载料台，17、样品槽，18、弹簧，19、屏蔽罩。2、镀膜装置，21、外腔体，22、内腔体，23、前躯体存储器，24、导管，25、匀气圆板，26、进气法兰，27、出气法兰，3、联轴器，4、圆形电阻丝，5、电磁阀,6、控制台,7、法兰,8、环形电磁铁，9、弹簧固定板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施方式做进一步详细的说明。

本发明公开了一种ALD镀膜设备，包括进料装置1、镀膜装置2，控制台6，所述进料装置包括升降液压缸11、密封圆板12，电机安装槽13，电机14，转轴15，载料台16，样品槽17，弹簧18，屏蔽罩19，弹簧固定板9，所述镀膜装置2包括外腔体21，内腔体22，前躯体存储器23，导管24，匀气圆板25，进气法兰26，出气法兰27，所述升降液压缸11安装在外腔体21底面，密封圆板12固定在升降液压缸11的活塞杆上，电机安装槽13与密封圆板12固定连接，电机14固定在电机安装槽13内部，电机14通过联轴器3与转轴15相连，载料台16固定在转轴15上，所述前躯体存储器23固定在外腔体21侧面，进气法兰26和出气法兰27均安装在外腔体21侧面，与外腔体21和内腔体22侧面的通孔相连。

所述密封圆板12下端面距内腔体22上表面的距离等于升降液压缸11活塞杆的工作行程，确保密封圆板12能够对内腔体22密封住。

所述样品槽17固定在载料台16上面，样品槽17内壁安装有圆形电阻丝4，以便将样品槽17均匀加热至合适的镀膜温度。

所述导管24通过法兰7与前躯体存储器23相连，保证前躯体通入到样品槽17内部，不发生扩散。

所述前躯体存储器23上面安装有电磁阀5，以控制前躯体周期性地导入至样品槽17内部。

所述匀气圆板25上均匀分布着圆孔，其直径等于样品槽17内径，保证前躯体能够均匀通入至样品槽17内部。

所述进气法兰26的内径等于样品槽17内径，进气法兰26外接装有氮气的钢瓶，保证对样品槽17内部吹扫干净。

所述两个前躯体存储器23正对放置，两个进气法兰26正对放置，样品槽17初始时刻正对着前躯体存储器23，控制台6控制电机14定时且间歇性的每次转动90度，以便通前躯体和氮气吹扫两步骤交替进行。

所述弹簧18的一端固定在弹簧固定板9上，另一端与屏蔽罩19相连，环形电磁铁8固定在导管24外壁上，在向样品槽17通入前躯体前，启动环形电磁铁8，屏蔽罩19被磁力吸引，进而罩住导管24与样品槽17之间的内部空间，防止前躯体扩散至整个内腔体22。

所述出气法兰27外接真空泵，以便对内腔体22抽真空。

在对样品进行ALD镀膜时，将样品固定在样品槽17内部，通过升降液压缸11带动密封圆板12将内腔体22密封，出气法兰27外接的真空泵对内腔体22抽真空，再利用圆形电阻丝4将样品槽17加热至合适的的镀膜温度，接着环形电磁铁8吸引屏蔽罩19，可以防止前躯体在吸附到待镀样品的过程中扩散至内腔体22，一种前躯体与样品表面反应完后，环形电磁铁8关闭，屏蔽罩19复位，控制电机14间歇性地每次转动90度，同时电磁阀5控制前躯体周期性地通入到样品槽17内部，以便样品进行化学吸附，进气法兰26外接的钢瓶通入氮气对样品进行吹扫，去除副产物和未反应的前驱体，最终在样品表面镀上所需的镀膜厚度，整个镀膜过程高效有序，镀膜效率高。

上面对本发明的较优实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。