原子层沉积镀膜设备及其电感耦合线圈的制作方法

1.本实用新型涉及镀膜技术领域，尤其涉及一种原子层沉积镀膜设备及其电感耦合线圈。


背景技术：

2.原子层沉积技术(ald)是一种将物质以单原子膜的形式逐层沉积在基底表面的方法。在原子层沉积过程中，新一层原子膜的化学反应与前一层直接相关。这样，每次反应只沉积一层原子。原子层沉积的每个循环包括两个半反应。各步骤的化学吸附和表面化学反应具有明显的自限性和互补性。这种自限特性是原子层沉积技术的基础。不断重复这种自限反应形成所需的薄膜。一个原子层沉积循环可分为四个步骤：1)将第一前驱体气体通入衬底，衬底将吸附或与衬底表面反应；2)用惰性气体冲洗剩余气体；3)通过第二前体气体，与吸附在基板表面的第一前体气体发生化学反应形成涂层，或者与第一前体反应的产物与基板继续反应形成涂层；4)次使用冲洗气体冲洗掉多余的气体。通过控制沉积周期，可以实现薄膜厚度的精确控制。
3.相关技术中的原子层沉积镀膜设备通常包括等离子体发生器，该等离子体发生器通常采用平面结构的耦合线圈或单个柱状螺旋线圈作为感应线圈，此类感应线圈一定程度上具备了生成等离子体的功效。然而，此类感应线圈仍然有一些不足，例如，其耦合效率低下，且启辉起始功率要求较高，整体的制造成本较高。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的原子层沉积镀膜设备及其电感耦合线圈。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电感耦合线圈，包括并联设置的第一柱状螺旋线圈与第二柱状螺旋线圈；所述第一柱状螺旋线圈与所述第二柱状螺旋线圈在空间呈上下排布设置；
6.所述第一柱状螺旋线圈的输入端和所述第二柱状螺旋线圈的输入端均连接在同一定位板上，所述定位板设有功率馈入部；所述第一柱状螺旋线圈的输出端和所述第二柱状螺旋线圈的输出端均连接在同一固定板上，以形成接地部。
7.优选地，所述第一柱状螺旋线圈与所述第二柱状螺旋线圈同轴设置。
8.优选地，所述第一柱状螺旋线圈的轴线与所述第二柱状螺旋线圈的轴线错开设置。
9.优选地，所述第一柱状螺旋线圈与所述第二柱状螺旋线圈的节距相等。
10.优选地，所述第一柱状螺旋线圈与所述第二柱状螺旋线圈的圈数相等。
11.优选地，所述第一柱状螺旋线圈的横截面为圆形、方形、椭圆形或三角形；
12.所述第二柱状螺旋线圈的横截面为圆形、方形、椭圆形或三角形。
13.优选地，所述第一柱状螺旋线圈与所述第二柱状螺旋线圈的横截面为圆形，且二
者的直径相等。
14.本实用新型还公开了一种原子层沉积镀膜设备，包括镀膜反应腔、等离子体发生器以及将所述等离子体发生器与所述镀膜反应腔相连接的扩散装置，还包括与扩散装置相连接的源进气装置；
15.所述等离子体发生器包括等离子体反应腔、与所述等离子体反应腔配合的电感耦合线圈以及与所述等离子体反应腔相连通的等离子体进气装置；所述电感耦合线圈为上述的电感耦合线圈。
16.优选地，所述原子层沉积镀膜设备还包括设置于所述镀膜反应腔和所述扩散装置之间的扩散板。
17.优选地，所述镀膜反应腔内设有供基片放置的承载台。
18.实施本实用新型具有以下有益效果：该电感耦合线圈可以提高耦合效率，降低启辉初始功率，可扩宽射频启辉窗口，扩宽等离子体源的产生面积。
附图说明
19.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
20.图1是本实用新型一些实施例中的原子层沉积镀膜设备的结构示意图；
21.图2是本实用新型一些实施例中的电感耦合线圈的结构示意图；
22.图3是图2中电感耦合线圈的一侧面结构示意图；
23.图4是图2中电感耦合线圈的另一侧面结构示意图。
具体实施方式
24.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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实用新型中的具体含义。
26.图1示出了本实用新型一些实施例中的一种原子层沉积镀膜设备，其包括镀膜反应腔1、等离子体发生器2以及将等离子体发生器2与镀膜反应腔1相连接的扩散装置3，还包括与扩散装置3相连接的源进气装置4、以及与镀膜反应腔1连接的抽气装置(未图示)。
27.该镀膜反应腔1内设有供基片放置的承载台6，该源进气装置4向镀膜反应腔1输入工艺气体，配合等离子体以在基片上反应形成相应的镀层。
28.进一步地，该原子层沉积镀膜设备还可以包括设置于镀膜反应腔1和扩散装置3之间的扩散板5，以促使工艺气体分散均匀。
29.优选地，该等离子体发生器2包括等离子体反应腔21、与等离子体反应腔21配合的电感耦合线圈22以及与等离子体反应腔21相连通的等离子体进气装置23。其中，该电感耦合线圈22的功率馈入部224与功率源(可以是与匹配器以及高频电源)连接、其接地部接地。该电感耦合线圈22可以提高耦合效率，降低启辉初始功率，可扩宽射频启辉窗口，扩宽等离子体源的产生面积。
30.参阅图2至图4，本实用新型一些实施例中的电感耦合线圈22可包括并联设置的第一柱状螺旋线圈221与第二柱状螺旋线圈222，该第一柱状螺旋线圈221与第二柱状螺旋线圈222在空间呈共轴地上下排布设置。在一些实施例中，该第一柱状螺旋线圈221在空间上位于第二柱状螺旋线圈222的上方，二者可以是轴向对称设置。
31.该第一柱状螺旋线圈221的输入端2211和第二柱状螺旋线圈222的输入端2221均连接在同一定位板223上，定位板223设有功率馈入部224，以与功率源，如射频功率源连接；该第一柱状螺旋线圈221的输出端12和第二柱状螺旋线圈222的输出端22均连接在同一固定板225上，以形成接地部。
32.在一些实施例中，该第一柱状螺旋线圈221的输入端2211可以是在其上端延伸出，第二柱状螺旋线圈222的输入端2221可以是在其下端延伸出，该第一柱状螺旋线圈221的输入端2211与第二柱状螺旋线圈222的输入端2221可以是平行设置，优选地，该定位板223可以是大致为t型结构，其包括纵长的板状主体、以及连接该板状主体中部的板体，该第一柱状螺旋线圈221的输入端2211与第二柱状螺旋线圈222的输入端2221分别设置在该板状主体长度方向同一侧的两端上，而功率馈入部224设置在该板体上。
33.优选地，该第一柱状螺旋线圈221与第二柱状螺旋线圈222同轴设置，当然，在一些实施例中，该第一柱状螺旋线圈221的轴线与第二柱状螺旋线圈222的轴线错开设置。可以理解地，该第一柱状螺旋线圈221与第二柱状螺旋线圈222同轴设置，也可以不同轴设置。
34.优选地，该第一柱状螺旋线圈221与第二柱状螺旋线圈222的节距相等，当然，二者的节距也可根据需求进行调整，这里不做具体限定。在本实施例中，该第一柱状螺旋线圈221与第二柱状螺旋线圈222的圈数相等，如第一柱状螺旋线圈221可以是绕制的五圈，该第二柱状螺旋线圈222也可以是绕制的五圈，当然，该第一柱状螺旋线圈221与第二柱状螺旋线圈222的圈数也可以不相等，根据实际需求进行选择设置即可，这里不做具体限定。
35.进一步地，该第一柱状螺旋线圈221的横截面(或者说投影)为圆形、方形、椭圆形或三角形，对应的，第二柱状螺旋线圈222的横截面(或者说投影)为圆形、方形、椭圆形或三角形，以适应多种需求。
36.优选地，第一柱状螺旋线圈221与第二柱状螺旋线圈222的横截面为圆形，且二者的直径相等，当然，二者的直径也可以不相等，如该第一柱状螺旋线圈221的直径可以稍大于该第二柱状螺旋线圈222的直径。
37.应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用
新型的保护范围。