一种空间型原子层沉积吹扫调整结构及其控制方法与流程

本发明涉及一种空间型原子层沉积技术，特别是一种空间型原子层沉积吹扫调整结构及其控制方法。

背景技术：

1、空间型原子层沉积技术是一种先进的薄膜沉积工艺，它利用氮气（n2）作为惰性气体吹扫，以及特定的前驱体源，如三甲基铝（tma）和去离子水，实现高精度的薄膜生长。在过程中，基片在沉积室内从左至右移动，同时惰性气体吹扫和前驱体源通入持续进行，确保了沉积过程中气体的均匀覆盖和反应后多余分子的及时清除。通过在吹扫部件底部设置气帘有效防止了气体逸散，保持了沉积环境的稳定性。

2、气帘虽然在防止气体逸散方面发挥着重要作用，但也存在一些缺点。首先，气帘需要持续供应惰性气体，这可能导致气体消耗量增加，从而带来更高的运行成本。其次，气帘的气体流动控制难度较大，特别是在复杂的设备布局中，精确调控气体流动以实现理想的屏障效果可能具有挑战性。最后，尽管气帘有助于减少气体逸散，但在某些情况下，它可能无法完全防止气体与其他区域的交互，这可能会影响沉积过程的精确性和薄膜的质量。

3、因此，亟需一种新的气体防溢技术解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述的技术问题，本发明采用了如下技术方案：

2、本发明提供了一种空间型原子层沉积吹扫调整结构，其包括：吹扫刀片系统、挡板系统、位置传感器；其中，吹扫刀片系统包括纵置吹扫刀片和横置吹扫刀片，所述横置吹扫刀片设置在所述纵置吹扫刀片的两端，所述纵置吹扫刀片包括第一纵置吹扫刀片和第二纵置吹扫刀片，其中第一纵置吹扫刀片为前驱体吹扫刀片，前驱体吹扫刀片与第二纵置吹扫刀片间隔设置；挡板系统包括驱动装置和挡板，所述挡板包括第一挡板和第二挡板，其中第一挡板移动设置于前驱体吹扫刀片的两外侧壁上，第二挡板移动设置于横置吹扫刀片的外侧壁上，所述第一挡板和第二挡板在沉积过程中下移防止气体逸散。

3、进一步地，所述第一挡板包括本体部和引导部，所述引导部与所述前驱体吹扫刀片外侧壁上设置的引导槽相配合；所述引导部一端与本体部相连接，另一端与驱动装置相连接；所述本体部设置于吹扫刀片侧壁上的容纳槽内。

4、进一步地，所述第二挡板为矩形框结构，其与设置于横置吹扫刀片外侧壁上的驱动装置相连接。

5、进一步地，所述前驱体吹扫刀片从上至下依次设置有气体汇聚增压腔、气体加压喷射通道以及气体扩散腔；其中气体汇聚增压腔为矩形槽结构，设置在吹扫刀片上部；气体加压喷射通道由吹扫刀片左右侧壁的矩形凸起形成；气体扩散腔为矩形槽结构，设在吹扫刀片底部；其中气体汇聚增压腔的高度大于气体扩散腔的高度。

6、进一步地，当所述第一挡板下移时，两相邻的第一挡板之间构成了第二气体扩散腔。

7、所述驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，第一驱动装置与第一挡板连接，第二驱动装置与第二挡板连接。

8、进一步地，所述第一驱动装置设置有同步驱动板，所述同步驱动板连接所述第一挡板的引导部的端部。

9、进一步地，所述第二驱动装置与第二挡板上的凸耳固定连接。

10、进一步地，所述第一驱动装置和/或第二驱动装置为气缸或电推杆。

11、进一步地，所述前驱体吹扫刀片从左往右依次包括左前驱体a吹扫刀片、前驱体b吹扫刀片和右前驱体a吹扫刀片。

12、进一步地，位置传感器用于检测基片承载台的移动位置以及挡板系统的下移量。

13、进一步地，还包括吹扫刀片提升系统，其可以调整吹扫刀片与基片承载台/基片之间的距离。

14、进一步地，根据不同的工艺条件，所述挡板系统可以选择不同的下移量。

15、进一步地，一种空间型原子层沉积吹扫调整结构的控制方法，其包括如下步骤：

16、s1，根据具体的工艺条件，设定挡板系统的预定下移量；

17、s2，基片承载台载着基片由左向右移动，基片移动至第一位置处，挡板系统向下移动预定的下移量；

18、s3，左前驱体a吹扫刀片、前驱体b吹扫刀片通入反应气体，第二纵置吹扫刀片通入惰性气体；

19、s4，基片继续向右移动至第二位置处，基片台停止移动，左前驱体a吹扫刀片停止通入反应气体，完成一个工艺循环；

20、s5，基片台向左移动，右前驱体a吹扫刀片通入反应气体；

21、s6，基片向左移动至第一位置处，停止移动，完成第二个工艺循环；

22、s7，沉积完成后，前驱体吹扫刀片停止通入反应气体，第二纵置吹扫刀片停止通入惰性气体，挡板系统复位。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、（1）与气帘相比，挡板系统提供了一个物理屏障，可以更有效地防止气体在基片表面沉积过程中逸散到设备其他区域；同时挡板系统的下移量还可以精确调节，适应不同尺寸和形状的基片。减少了气体的浪费，从而提高了气体的利用效率。

25、（2）第一挡板与第二挡板结构相互配合，形成了前驱体吹扫刀片的物理屏障以及吹扫刀片整体的物理屏障的双屏障系统。

26、（3）挡板系统还可以与前驱体吹扫刀片相配合，当第一挡板下移时，两相邻的第一挡板之间构成了第二气体扩散腔，从而使得不同的下移量构成了不同高度的扩散腔，这样可以更好地适应不同溶剂和工艺要求，能够有效提高气体覆盖的均匀性，有助于提高沉积薄膜的质量。

27、（4）与气帘相比，挡板系统能够减少惰性气体的持续消耗，更易于检查和维护，从而降低了运行成本。

28、（5）驱体吹扫刀片设置有气体汇聚增压腔、气体加压喷射通道以及气体扩散腔；上部的气体汇聚增压腔可以汇聚要吹扫的气体，槽内气压均匀升高，气体加压喷射通道短且窄，气体会被加压快速压出，气体扩散腔则会进行短暂的扩散，从而达到均匀吹扫的效果。

技术特征：

1.一种空间型原子层沉积吹扫调整结构，其特征在于：所述调整结构包括：吹扫刀片系统、挡板系统；其中，吹扫刀片系统包括纵置吹扫刀片和横置吹扫刀片，所述横置吹扫刀片设置在所述纵置吹扫刀片的两端，所述纵置吹扫刀片包括第一纵置吹扫刀片和第二纵置吹扫刀片，其中第一纵置吹扫刀片为前驱体吹扫刀片，前驱体吹扫刀片与第二纵置吹扫刀片间隔设置；所述前驱体吹扫刀片从左往右依次包括左前驱体a吹扫刀片、前驱体b吹扫刀片和右前驱体a吹扫刀片；挡板系统包括驱动装置和挡板，所述挡板包括第一挡板和第二挡板，其中第一挡板移动设置于前驱体吹扫刀片的两外侧壁上，第二挡板移动设置于横置吹扫刀片的外侧壁上，所述第一挡板和第二挡板在沉积过程中下移防止气体逸散。

2.根据权利要求1所述的空间型原子层沉积吹扫调整结构，其特征在于：所述第一挡板包括本体部和引导部，所述引导部与所述前驱体吹扫刀片外侧壁上设置的引导槽相配合；所述引导部一端与本体部相连接，另一端与驱动装置相连接；所述本体部设置于吹扫刀片侧壁上的容纳槽内。

3.根据权利要求1所述的空间型原子层沉积吹扫调整结构，其特征在于：所述第二挡板为矩形框结构，其与设置于横置吹扫刀片外侧壁上的驱动装置相连接。

4.根据权利要求1所述的空间型原子层沉积吹扫调整结构，其特征在于：所述前驱体吹扫刀片从上至下依次设置有气体汇聚增压腔、气体加压喷射通道以及气体扩散腔；其中气体汇聚增压腔为矩形槽结构，设置在吹扫刀片上部；气体加压喷射通道由吹扫刀片左右侧壁的矩形凸起形成；气体扩散腔为矩形槽结构，设在吹扫刀片底部；其中气体汇聚增压腔的高度大于气体扩散腔的高度。

5.根据权利要求4所述的空间型原子层沉积吹扫调整结构，其特征在于：当所述第一挡板下移时，两相邻的第一挡板之间构成了第二气体扩散腔。

6.根据权利要求1所述的空间型原子层沉积吹扫调整结构，其特征在于：所述驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，第一驱动装置与第一挡板连接，第二驱动装置与第二挡板连接。

7.根据权利要求6所述的空间型原子层沉积吹扫调整结构，其特征在于：所述第一驱动装置设置有同步驱动板，所述同步驱动板连接所述第一挡板的引导部的端部。

8.根据权利要求1所述的空间型原子层沉积吹扫调整结构，其特征在于：还设置有位置传感器，用于检测基片承载台的移动位置以及挡板系统的下移量。

9.根据权利要求1所述的空间型原子层沉积吹扫调整结构，其特征在于：还包括吹扫刀片提升系统，其可以调整吹扫刀片与基片承载台或基片之间的距离。

10.一种如权利要求1-9所述的空间型原子层沉积吹扫调整结构的控制方法，其包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及一种空间型原子层沉积吹扫调整结构及其控制方法，其包括吹扫刀片系统、挡板系统；吹扫刀片系统包括纵置吹扫刀片和横置吹扫刀片，所述横置吹扫刀片设置在所述纵置吹扫刀片的两端，所述纵置吹扫刀片包括第一纵置吹扫刀片和第二纵置吹扫刀片，其中第一纵置吹扫刀片为前驱体吹扫刀片，前驱体吹扫刀片与第二纵置吹扫刀片间隔设置；挡板系统包括驱动装置和挡板，所述挡板包括第一挡板和第二挡板，其中第一挡板移动设置于前驱体吹扫刀片的两外侧壁上，第二挡板移动设置于横置吹扫刀片的外侧壁上，所述第一挡板和第二挡板在沉积过程中下移防止气体逸散，能够有效提高气体覆盖的均匀性，有助于提高沉积薄膜的质量。

技术研发人员：尧辉龙,马显,陈雅琪,郭静,莫佳彬,石磊,邓士锋
受保护的技术使用者：杭州众能光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23