CN109778143B - 一种沉积系统及其气体传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沉积系统,包括第一腔室、第二腔室及其共用的一气体供给装置,气体供给装置包括前躯体A源、前躯体B源和吹扫气体C源,前躯体A源通过第一腔室前躯体A输出管路和第二腔室前躯体A输出管路分别连接第一腔室和第二腔室,前躯体B源通过第一腔室前躯体B输出管路和第二腔室前躯体B输出管路分别连接第一腔室和第二腔室,吹扫气体C源通过第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体B吹扫管路分别连接第一腔室,并通过第二腔室前躯体A吹扫管路、第二腔室前躯体B吹扫管路分别连接第二腔室;本发明可提高前躯体的利用率,并可缩减设备的占地空间。本发明还公开了一种沉积系统的气体传输方法。
Description
技术领域
本发明涉及半导体设备技术领域,更具体地,涉及一种沉积系统及其气体传输方法。
背景技术
原子层沉积(Atomic layer deposition,ALD)是通过将气相前驱体交替通入反应腔室并发生化学反应而形成沉积膜的一种技术,该技术可以将物质以单原子膜形式一层一层地镀在基底表面,当前驱体到达沉积基底表面时,它们会化学吸附在基底表面。在前驱体脉冲之间需要用惰性气体对反应腔室进行吹扫,以清除未吸附在基底表面的过剩前驱体,保证化学反应只在基底表面发生。ALD工艺受其生长原理限制,其生长速率较CVD和PVD工艺是最低的,其产能也相应较低,但ALD工艺在台阶覆盖、侧壁及底部覆盖等方面都表现优异,这即是它与PVD竞争的优势。
在ALD工艺生长过程中,气体传输系统将一种或多种前驱体提供给反应腔室。前驱体源分为:气态源、固态源或液态源。其中,气态源由气体管路加脉冲阀直接连接反应腔室;固态源和液态源将主要通过惰性气体(载气)载入源瓶,并将前驱体以气态形式携带进入反应腔室,参与ALD工艺。不同前驱体交替进入反应腔室的ALD工艺,主要通过气体传输系统中脉冲阀的开启和关闭来实现。
现有技术的一种ALD装置如图1所示,其气体传输系统包括前驱体A源瓶110、前驱体B源瓶120、吹扫气体C源瓶130和尾气排放装置13。其中,前驱体A源瓶110用于存储前驱体A,前驱体A源瓶110连接到反应腔室11中的气体分配器12;前驱体B源瓶120用于存储前驱体B,前驱体B源瓶120也连接到反应腔室11中的气体分配器12,两种前驱体A和B进入腔室时各自的气体传输管路无交汇;吹扫气体C源130用于提供吹扫气体C,反应腔室11被吹扫气体C净化之后,经阀门18由尾气排放装置13排出反应腔室11中的剩余产物。为此,尾气排放装置13通常设有泵。
根据ALD工艺原理,一个循环周期可分为以下四步:
第一步:当注入前驱体A时,前驱体A通过阀门14的转向进入反应腔室11;前驱体B被阀门15转向通过尾气排放装置13。此时,阀门16关闭,阀门17开启,吹扫气体C进入反应腔室11;
第二步:前驱体A注入结束后,前驱体A被阀门14转向通过尾气排放装置13。为净化反应腔室内的前驱体A,将阀门16、17开启,吹扫气体C经气体分配器12进入反应腔室;
第三步:当注入前驱体B时,前驱体B被阀门15转向经气体分配器12进入反应腔室;前驱体A被阀门14转向通过尾气排放装置13。此时,阀门16开启,阀门17关闭,吹扫气体C进入反应腔室11;
第四步:前驱体B注入结束后,前驱体B被阀门15转向通过尾气排放装置13。为净化反应腔室内的前驱体B,将阀门16、17开启,吹扫气体C经气体分配器12进入反应腔室。
以上为现有技术的一个ALD循环周期,实现两种前驱体A和B交替进入反应腔室。
然而,在上述现有的ALD装置中,前躯体A和B在传输时需要交替地被传输进反应腔室,且只有两种传输路径,即除了进入反应腔室参与反应外,在其他步骤中都将通过尾气排放装置输送至厂务尾气处理,所以前躯体A源瓶和前驱体B源瓶在工艺循环中一直处于开启状态,且在一个周期内吹扫时间也是固定的,导致前躯体的利用率较低。
此外,在实际的生产线中,为了提高产能,同一平台常需要连接多台ALD腔室,但现有技术的ALD单台设备需要各自配备前躯体供给(传输)系统,设备成本高,同时占用空间大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种沉积系统及其气体传输方法。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种沉积系统,包括:第一腔室和第二腔室,以及共用于第一腔室和第二腔室的一气体供给装置;
所述气体供给装置包括前躯体A源、前躯体B源和吹扫气体C源;
所述前躯体A源通过第一腔室前躯体A输出管路和第二腔室前躯体A输出管路分别连接第一腔室和第二腔室;
所述前躯体B源通过第一腔室前躯体B输出管路和第二腔室前躯体B输出管路分别连接第一腔室和第二腔室;
所述吹扫气体C源通过第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体B吹扫管路分别对应接入第一腔室前躯体A输出管路、第一腔室前躯体B输出管路以分别连接第一腔室,并通过第二腔室前躯体A吹扫管路、第二腔室前躯体B吹扫管路分别对应接入第二腔室前躯体A输出管路、第二腔室前躯体B输出管路以分别连接第二腔室。
优选地,所述第一腔室前躯体A输出管路和第二腔室前躯体A输出管路的上游并联接入前躯体A源出口管路,所述第一腔室前躯体A输出管路和第二腔室前躯体A输出管路的下游分别连接第一腔室和第二腔室;所述第一腔室前躯体B输出管路和第二腔室前躯体B输出管路的上游并联接入前躯体B源出口管路,所述第一腔室前躯体B输出管路和第二腔室前躯体B输出管路的下游分别连接第一腔室和第二腔室。
优选地,所述第一腔室前躯体A输出管路和第二腔室前躯体A输出管路的下游分别通过连接第一腔室中的气体分配器和第二腔室中的气体分配器而对应进入第一腔室和第二腔室;所述第一腔室前躯体B输出管路和第二腔室前躯体B输出管路的下游分别通过连接第一腔室中的气体分配器和第二腔室中的气体分配器而对应进入第一腔室和第二腔室。
优选地,还包括:前躯体A旁路和前躯体B旁路;所述前躯体A旁路的上游与第一腔室前躯体A输出管路的上游、第二腔室前躯体A输出管路的上游以及前躯体A源出口管路交汇,所述前躯体A旁路的下游连接一排气装置,所述前躯体B旁路的上游与第一腔室前躯体B输出管路的上游、第二腔室前躯体B输出管路的上游以及前躯体B源出口管路交汇,所述前躯体B旁路的下游连接所述排气装置。
优选地,所述排气装置为设于第一腔室出口的第一排气装置。
优选地,所述第一腔室前躯体A输出管路、第二腔室前躯体A输出管路、前躯体A旁路上分设有第一阀门、第二阀门、第三阀门;所述第一腔室前躯体B输出管路、第二腔室前躯体B输出管路、前躯体B旁路上分设有第四阀门、第五阀门、第六阀门。
优选地,所述第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体B吹扫管路、第二腔室前躯体A吹扫管路、第二腔室前躯体B吹扫管路上分设有第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门。
一种基于上述的沉积系统的气体传输方法,依次按以下时刻执行,包括:
时刻t0-时刻t1:开启第一腔室前躯体A输出管路阀门,使前躯体A由前躯体A源经第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室,开始第一腔室的第一个工艺循环;
时刻t1-时刻t2:关闭第一腔室前躯体A输出管路阀门,开启第一腔室前躯体A吹扫管路阀门,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室;
时刻t2-时刻t3:继续使吹扫气体C经第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室;同时,开启第二腔室前躯体A输出管路阀门,使前躯体A由前躯体A源经第二腔室前躯体A输出管路进入第二腔室,开始第二腔室的第一个工艺循环;
时刻t3-时刻t4:继续使吹扫气体C经第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室;同时,关闭第二腔室前躯体A输出管路阀门,开启第二腔室前躯体A吹扫管路阀门,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第二腔室前躯体A吹扫管路、第二腔室前躯体A输出管路进入第二腔室;
时刻t4-时刻t5:继续使吹扫气体C经第二腔室前躯体A吹扫管路、第二腔室前躯体A输出管路进入第二腔室;同时,关闭第一腔室前躯体A吹扫管路阀门,开启第一腔室前躯体B输出管路阀门,使前躯体B由前躯体B源经第一腔室前躯体B输出管路进入第一腔室;
时刻t5-时刻t6:关闭第一腔室前躯体B输出管路阀门,开启第一腔室前躯体B吹扫管路阀门,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第一腔室前躯体B吹扫管路、第一腔室前躯体B输出管路进入第一腔室;同时,关闭第二腔室前躯体A吹扫管路阀门,开启第二腔室前躯体B输出管路阀门,使前躯体B由前躯体B源经第二腔室前躯体B输出管路进入第二腔室;
时刻t6-时刻t7:继续使吹扫气体C经第一腔室前躯体B吹扫管路、第一腔室前躯体B输出管路进入第一腔室,并完成第一腔室的第一个工艺循环;同时,关闭第二腔室前躯体B输出管路阀门,开启第二腔室前躯体B吹扫管路阀门,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第二腔室前躯体B吹扫管路、第二腔室前躯体B输出管路进入第二腔室;
时刻t7-时刻t8:继续使吹扫气体C经第二腔室前躯体B吹扫管路、第二腔室前躯体B输出管路进入第二腔室;
时刻t8-时刻t9:继续使吹扫气体C经第二腔室前躯体B吹扫管路、第二腔室前躯体B输出管路进入第二腔室,并完成第二腔室的第一个工艺循环。
优选地,还包括:
时刻t7-时刻t8:关闭第一腔室前躯体B吹扫管路阀门,开启第一腔室前躯体A输出管路阀门,使前躯体A由前躯体A源经第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室,开始第一腔室的第二个工艺循环,其中,自时刻t7开始,重复按照时刻t0-时刻t7执行第一腔室的第二个工艺循环;
时刻t8-时刻t9:关闭第一腔室前躯体A输出管路阀门,开启第一腔室前躯体A吹扫管路阀门,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室,开始对第一腔室进行吹扫;同时,准备开始第二腔室的第二个工艺循环,其中,自时刻t9开始,重复按照时刻t2-时刻t9执行第二腔室的第二个工艺循环。
优选地,其特征在于,所述工艺为原子层沉积工艺,所述工艺循环直到达到设定的循环次数时,结束原子层沉积工艺。
本发明具有以下优点:
1)沉积系统采用由第一腔室和第二腔室组成的双腔室结构,并共用一套气体供给装置,前躯体A和前躯体B在一个工艺循环周期中可交替地被传输进第一腔室和第二腔室,因此,相较于现有技术,前躯体A和前躯体B使用时长均能增加一倍,显著提高了前躯体的利用率。
2)第一腔室和第二腔室共用一套气体供给装置,可减少连接前躯体A源和前躯体B源的管路数量,从而可缩减设备占地空间,降低设备成本。
3)本发明的沉积系统的气体传输方法中,利用共用的一套气体供给装置对第一腔室和第二腔室的双腔室结构提供不同前躯体的供给,使前躯体A和前躯体B在一个工艺循环周期中,可交替地被传输进第一腔室和第二腔室,显著提高了前躯体的利用率。在现有技术的一个循环周期中,假设前躯体A(前躯体B)的使用时长为1个T(在吹扫时间固定的情况下,一个周期内无法再增加前躯体的使用时长),而本发明的一个循环周期中,前躯体A(前躯体B)的使用时长能达到2个T,可将前躯体的利用率增加一倍左右。
附图说明
图1是现有的一种ALD装置结构示意图;
图2是本发明一较佳实施例的一种沉积系统结构示意图;
图3是本发明一较佳实施例的一种沉积系统的气体传输方法的气体传输时序控制示意图;
图中11.反应腔室,12/100/101.气体分配器,13.尾气排放装置,14-18.阀门,104.第一排气装置,105.第二排气装置,106.第二阀门,107.第一阀门,108.第三阀门,109.第五阀门,110.前驱体A源(瓶),111.第四阀门,112.第六阀门,113-116.第七阀门-第十阀门,120.前驱体B源(瓶),121.前躯体A源出口管路,122.第一腔室前躯体A输出管路,123.第二腔室前躯体A输出管路,124.前躯体A旁路,125.前躯体B源出口管路,126.第一腔室前躯体B输出管路,127.第二腔室前躯体B输出管路,128.前躯体B旁路,129.第一腔室前躯体A吹扫管路,130.吹扫气体C源,131.第二腔室前躯体A吹扫管路,132.第一腔室前躯体B吹扫管路,133.第二腔室前躯体B吹扫管路,134.交汇点d,135.交汇点e,136.接入点f,137.接入点g,138.接入点h,139.接入点i,140.气体供给装置,150.第一腔室,160.第二腔室。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
需要说明的是,在下述的具体实施方式中,在详述本发明的实施方式时,为了清楚地表示本发明的结构以便于说明,特对附图中的结构不依照一般比例绘图,并进行了局部放大、变形及简化处理,因此,应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。
在以下本发明的具体实施方式中,请参阅图2,图2是本发明一较佳实施例的一种沉积系统结构示意图。如图2所示,本发明的一种沉积系统,包括第一腔室150、第二腔室160以及气体供给装置140。沉积系统中的第一腔室150和第二腔室160组成一个双腔室结构,并共用与第一腔室和第二腔室对应连接的一套气体供给装置140。本发明的一种沉积系统可以是例如一种原子层沉积(ALD)系统,或者是其他需要交替使用多种工艺气体进行工艺的适用的沉积系统。
请参阅图2。第一腔室150和第二腔室160的入口中分别设有气体分配器100、101,用于在例如ALD工艺中使由载气携带的不同前躯体饱和蒸气以及吹扫气体均匀进入腔室。第一腔室150的出口可设有第一排气装置104,第二腔室160的出口可设有第二排气装置105;第一排气装置中可设有第一真空泵,第二排气装置中可设有第二真空泵。第一腔室和第二腔室的结构可与图1中现有的例如ALD反应腔室11结构相同或类似。
请参阅图2。气体供给装置140中设有前躯体A源110、前躯体B源120和吹扫气体C源130。其中,前躯体A源可采用前躯体A源瓶120形式,并设有载气入口以及反应气体出口,载气入口连接载气源、反应气体出口连接前躯体A源出口管路121;前躯体B源可采用前躯体B源瓶120形式,并同样设有载气入口以及反应气体出口,其载气入口同样连接载气源、其反应气体出口连接前躯体B源出口管路125;前躯体A源瓶用于存放前躯体A,前躯体B源瓶用于存放前躯体B;吹扫气体C源130可以是提供吹扫气体C的厂务气源。
前躯体A源110通过第一腔室前躯体A输出管路122连接第一腔室150,并通过第二腔室前躯体A输出管路123连接第二腔室160;具体连接方式可以是:第一腔室前躯体A输出管路122和第二腔室前躯体A输出管路123的上游并联接入前躯体A源出口管路121,第一腔室前躯体A输出管路122的下游可通过连接第一腔室中的气体分配器100连接进入第一腔室150,第二腔室前躯体A输出管路123的下游可通过连接第二腔室中的气体分配器101连接进入第二腔室160。
前躯体B源120通过第一腔室前躯体B输出管路126连接第一腔室150,并通过第二腔室前躯体B输出管路127连接第二腔室160;具体连接方式可以是:第一腔室前躯体B输出管路126和第二腔室前躯体B输出管路127的上游并联接入前躯体B源出口管路125,第一腔室前躯体B输出管路126的下游可通过连接第一腔室中的气体分配器100连接进入第一腔室150,第二腔室前躯体B输出管路127的下游可通过连接第二腔室中的气体分配器101连接进入第二腔室160。
吹扫气体C源130通过第一腔室前躯体A吹扫管路122的接入点f接入第一腔室前躯体A输出管路122,以连接第一腔室150;吹扫气体C源130还通过第一腔室前躯体B吹扫管路126的接入点g接入第一腔室前躯体B输出管路126,以同样连接第一腔室150。并且,吹扫气体C源130通过第二腔室前躯体A吹扫管路123的接入点h接入第二腔室前躯体A输出管路123,以连接第二腔室160;吹扫气体C源130还通过第二腔室前躯体B吹扫管路127的接入点i接入第二腔室前躯体B输出管路127,以同样连接第二腔室160。
请继续参阅图2。气体供给装置140还可包括前躯体A旁路124和前躯体B旁路128。前躯体A旁路124的上游与第一腔室前躯体A输出管路的上游、第二腔室前躯体A输出管路的上游以及前躯体A源出口管路相交汇于交汇点d;前躯体A旁路的下游可连接至一个排气装置,例如可连接至设于第一腔室出口的第一排气装置104。前躯体B旁路128的上游与第一腔室前躯体B输出管路的上游、第二腔室前躯体B输出管路的上游以及前躯体B源出口管路相交汇于交汇点e,前躯体B旁路的下游也可连接至同一个排气装置,例如可同样连接至设于第一腔室出口的第一排气装置104。
气体供给装置140中的各气体传输管路上还可分设有阀门。例如,可在位于交汇点d和接入点f之间的第一腔室前躯体A输出管路上设有第一阀门107,可在位于交汇点d和接入点h之间的第二腔室前躯体A输出管路上设有第二阀门106,在前躯体A旁路上设有第三阀门108;并且,可在位于交汇点e和接入点g之间的第一腔室前躯体B输出管路上设有第四阀门111,在位于交汇点e和接入点i之间的第二腔室前躯体B输出管路上设有第五阀门109,在前躯体B旁路上设有第六阀门112。
还可在第一腔室前躯体A吹扫管路129上设有第七阀门113,在第一腔室前躯体B吹扫管路132上设有第八阀门114,在第二腔室前躯体A吹扫管路131上设有第九阀门115,以及在第二腔室前躯体B吹扫管路133上设有第十阀门116。
此外,还可在第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体B吹扫管路、第二腔室前躯体A吹扫管路、第二腔室前躯体B吹扫管路上分设有第一气体流量计至第四气体流量计(MFC)。
本发明的上述沉积系统,采用由第一腔室和第二腔室组成的双腔室结构,并共用一套气体供给装置,前躯体A和前躯体B在一个工艺循环周期中可交替地被传输进第一腔室和第二腔室,相比于现有技术中无法交替地被传输的系统,该系统提高了前躯体的利用率;并且,由于第一腔室和第二腔室共用一套气体供给装置,可减少连接前躯体A源和前躯体B源的管路数量,从而可明显缩减设备的占地空间,降低了成本。
以下通过具体实施方式及附图,对本发明的一种基于上述的沉积系统的气体传输方法进行详细说明。
请参阅图3,图3是本发明一较佳实施例的一种沉积系统的气体传输方法的气体传输时序控制示意图,图中1代表气体进入第一腔室,2代表气体进入第二腔室,A代表前躯体A进入腔室,B代表前躯体B进入腔室,Purge代表吹扫气体C进入腔室,t0-t10代表横坐标t上的时刻;同时,请结合参阅图2。如图3、图2所示,本发明的一种基于上述的沉积系统的气体传输方法,依次按以下时刻执行例如ALD工艺,包括:
时刻t0-时刻t1:开启第一腔室前躯体A输出管路的第一阀门107,使前躯体A由前躯体A源瓶110经第一腔室前躯体A输出管路122进入第一腔室150(1-A),开始第一腔室的第一个工艺循环。
时刻t1-时刻t2:关闭第一腔室前躯体A输出管路的第一阀门107,并开启第一腔室前躯体A吹扫管路上的第七阀门113,使吹扫气体C(例如氮气或是氩气)由吹扫气体C源130经第一腔室前躯体A吹扫管路129、第一腔室前躯体A输出管路122进入第一腔室150(1-Purge)进行吹扫(Purge)。
时刻t2-时刻t3:继续使吹扫气体C经第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室;同时,开启第二腔室前躯体A输出管路的第二阀门106,使前躯体A由前躯体A源110经第二腔室前躯体A输出管路123进入第二腔室160(2-A),开始第二腔室的第一个工艺循环。
时刻t3-时刻t4:继续使吹扫气体C经第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室;同时,关闭第二腔室前躯体A输出管路的第二阀门106,开启第二腔室前躯体A吹扫管路上的第九阀门115,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第二腔室前躯体A吹扫管路131、第二腔室前躯体A输出管路123进入第二腔室160(2-Purge)。
时刻t4-时刻t5:继续使吹扫气体C经第二腔室前躯体A吹扫管路、第二腔室前躯体A输出管路进入第二腔室;同时,关闭第一腔室前躯体A吹扫管路的第七阀门113,开启第一腔室前躯体B输出管路的第四阀门111,使前躯体B由前躯体B源120经第一腔室前躯体B输出管路126进入第一腔室(1-B)。
时刻t5-时刻t6:关闭第一腔室前躯体B输出管路的第四阀门111,开启第一腔室前躯体B吹扫管路的第八阀门114,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第一腔室前躯体B吹扫管路132、第一腔室前躯体B输出管路126进入第一腔室(1-Purge);同时,关闭第二腔室前躯体A吹扫管路的第九阀门115,开启第二腔室前躯体B输出管路的第五阀门109,使前躯体B由前躯体B源经第二腔室前躯体B输出管路127进入第二腔室(2-B)。
时刻t6-时刻t7:继续使吹扫气体C经第一腔室前躯体B吹扫管路、第一腔室前躯体B输出管路进入第一腔室,并完成第一腔室的第一个工艺循环;同时,关闭第二腔室前躯体B输出管路的第五阀门109,开启第二腔室前躯体B吹扫管路的第十阀门116,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第二腔室前躯体B吹扫管路133、第二腔室前躯体B输出管路127进入第二腔室(2-Purge)。
时刻t7-时刻t8:继续使吹扫气体C经第二腔室前躯体B吹扫管路、第二腔室前躯体B输出管路进入第二腔室。同时,关闭第一腔室前躯体B吹扫管路的第八阀门114,开启第一腔室前躯体A输出管路的第一阀门107,使前躯体A由前躯体A源经第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室(1-A),开始第一腔室的第二个工艺循环。
时刻t8-时刻t9:继续使吹扫气体C经第二腔室前躯体B吹扫管路、第二腔室前躯体B输出管路进入第二腔室,并完成第二腔室的第一个工艺循环。同时,关闭第一腔室前躯体A输出管路的第一阀门107,开启第一腔室前躯体A吹扫管路的第七阀门113,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室(1-Purge),开始对第一腔室进行吹扫;同时,准备开始第二腔室的第二个工艺循环。
需要说明的是,自上述时刻t7开始,将重复按照时刻t0-时刻t7中的气体传输方式,执行第一腔室的第二个工艺循环;并且,自时刻t9开始,将重复按照时刻t2-时刻t9中的气体传输方式,执行第二腔室的第二个工艺循环。如此,向图示的t10方向延续重复进行,本例不再一一展开说明。
上述工艺可以是原子层沉积(ALD)工艺,工艺循环直到达到设定的循环次数时,结束原子层沉积工艺。或者也可以是其他需要交替使用多种工艺气体进行的适用工艺。
现有技术中,采用的是单腔室及其前躯体供给管路结构,前躯体A和前躯体B在循环周期中,只有两种导通方式,一种是参与工艺,通入反应腔室;另一种是进入尾气排放装置(排气装置)。本发明的上述沉积系统的气体传输方法,利用共用的一套气体供给装置对第一腔室和第二腔室的双腔室结构提供不同前躯体的供给,使前躯体A和前躯体B在一个工艺循环周期中,可交替地被传输进第一腔室和第二腔室,明显提高了前躯体的利用率。
在现有技术的一个循环周期中,假设前躯体A(前躯体B)的使用时长为1个T(在吹扫时间固定的情况下,一个周期内无法再增加前躯体的使用时长),而本发明的一个循环周期中,前躯体A(前躯体B)的使用时长将达到2个T,可将前躯体的利用率增加一倍左右,参见图3所示。
以上的仅为本发明的优选实施例,实施例并非用以限制本发明的专利保护范围,因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种沉积系统,其特征在于,包括:第一腔室和第二腔室,以及共用于第一腔室和第二腔室的一气体供给装置;
所述气体供给装置包括前躯体A源、前躯体B源和吹扫气体C源;
所述前躯体A源通过第一腔室前躯体A输出管路和第二腔室前躯体A输出管路分别连接第一腔室和第二腔室;
所述前躯体B源通过第一腔室前躯体B输出管路和第二腔室前躯体B输出管路分别连接第一腔室和第二腔室;
所述吹扫气体C源通过第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体B吹扫管路分别对应接入第一腔室前躯体A输出管路、第一腔室前躯体B输出管路以分别连接第一腔室,并通过第二腔室前躯体A吹扫管路、第二腔室前躯体B吹扫管路分别对应接入第二腔室前躯体A输出管路、第二腔室前躯体B输出管路以分别连接第二腔室。
2.根据权利要求1所述的沉积系统,其特征在于,
所述第一腔室前躯体A输出管路和第二腔室前躯体A输出管路的上游并联接入前躯体A源出口管路,所述第一腔室前躯体A输出管路和第二腔室前躯体A输出管路的下游分别连接第一腔室和第二腔室;
所述第一腔室前躯体B输出管路和第二腔室前躯体B输出管路的上游并联接入前躯体B源出口管路,所述第一腔室前躯体B输出管路和第二腔室前躯体B输出管路的下游分别连接第一腔室和第二腔室。
3.根据权利要求2所述的沉积系统,其特征在于,
所述第一腔室前躯体A输出管路和第二腔室前躯体A输出管路的下游分别通过连接第一腔室中的气体分配器和第二腔室中的气体分配器而对应进入第一腔室和第二腔室;
所述第一腔室前躯体B输出管路和第二腔室前躯体B输出管路的下游分别通过连接第一腔室中的气体分配器和第二腔室中的气体分配器而对应进入第一腔室和第二腔室。
4.根据权利要求1所述的沉积系统,其特征在于,还包括:前躯体A旁路和前躯体B旁路;
所述前躯体A旁路的上游与第一腔室前躯体A输出管路的上游、第二腔室前躯体A输出管路的上游以及前躯体A源出口管路交汇,所述前躯体A旁路的下游连接一排气装置;
所述前躯体B旁路的上游与第一腔室前躯体B输出管路的上游、第二腔室前躯体B输出管路的上游以及前躯体B源出口管路交汇,所述前躯体B旁路的下游连接所述排气装置。
5.根据权利要求4所述的沉积系统,其特征在于,所述排气装置为设于第一腔室出口的第一排气装置。
6.根据权利要求1所述的沉积系统,其特征在于,所述第一腔室前躯体A输出管路、第二腔室前躯体A输出管路、前躯体A旁路上分设有第一阀门、第二阀门、第三阀门;所述第一腔室前躯体B输出管路、第二腔室前躯体B输出管路、前躯体B旁路上分设有第四阀门、第五阀门、第六阀门。
7.根据权利要求1所述的沉积系统,其特征在于,所述第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体B吹扫管路、第二腔室前躯体A吹扫管路、第二腔室前躯体B吹扫管路上分设有第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门。
8.一种基于权利要求1-7任意一项所述的沉积系统的气体传输方法,其特征在于,依次按以下时刻执行,包括:
时刻t0-时刻t1:开启第一腔室前躯体A输出管路阀门,使前躯体A由前躯体A源经第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室,开始第一腔室的第一个工艺循环;
时刻t1-时刻t2:关闭第一腔室前躯体A输出管路阀门,开启第一腔室前躯体A吹扫管路阀门,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室;
时刻t2-时刻t3:继续使吹扫气体C经第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室;同时,开启第二腔室前躯体A输出管路阀门,使前躯体A由前躯体A源经第二腔室前躯体A输出管路进入第二腔室,开始第二腔室的第一个工艺循环;
时刻t3-时刻t4:继续使吹扫气体C经第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室;同时,关闭第二腔室前躯体A输出管路阀门,开启第二腔室前躯体A吹扫管路阀门,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第二腔室前躯体A吹扫管路、第二腔室前躯体A输出管路进入第二腔室;
时刻t4-时刻t5:继续使吹扫气体C经第二腔室前躯体A吹扫管路、第二腔室前躯体A输出管路进入第二腔室;同时,关闭第一腔室前躯体A吹扫管路阀门,开启第一腔室前躯体B输出管路阀门,使前躯体B由前躯体B源经第一腔室前躯体B输出管路进入第一腔室;
时刻t5-时刻t6:关闭第一腔室前躯体B输出管路阀门,开启第一腔室前躯体B吹扫管路阀门,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第一腔室前躯体B吹扫管路、第一腔室前躯体B输出管路进入第一腔室;同时,关闭第二腔室前躯体A吹扫管路阀门,开启第二腔室前躯体B输出管路阀门,使前躯体B由前躯体B源经第二腔室前躯体B输出管路进入第二腔室;
时刻t6-时刻t7:继续使吹扫气体C经第一腔室前躯体B吹扫管路、第一腔室前躯体B输出管路进入第一腔室,并完成第一腔室的第一个工艺循环;同时,关闭第二腔室前躯体B输出管路阀门,开启第二腔室前躯体B吹扫管路阀门,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第二腔室前躯体B吹扫管路、第二腔室前躯体B输出管路进入第二腔室;
时刻t7-时刻t8:继续使吹扫气体C经第二腔室前躯体B吹扫管路、第二腔室前躯体B输出管路进入第二腔室;
时刻t8-时刻t9:继续使吹扫气体C经第二腔室前躯体B吹扫管路、第二腔室前躯体B输出管路进入第二腔室,并完成第二腔室的第一个工艺循环。
9.根据权利要求8所述的沉积系统的气体传输方法,其特征在于,还包括:
时刻t7-时刻t8:关闭第一腔室前躯体B吹扫管路阀门,开启第一腔室前躯体A输出管路阀门,使前躯体A由前躯体A源经第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室,开始第一腔室的第二个工艺循环,其中,自时刻t7开始,重复按照时刻t0-时刻t7执行第一腔室的第二个工艺循环;
时刻t8-时刻t9:关闭第一腔室前躯体A输出管路阀门,开启第一腔室前躯体A吹扫管路阀门,使吹扫气体C由吹扫气体C源经第一腔室前躯体A吹扫管路、第一腔室前躯体A输出管路进入第一腔室,开始对第一腔室进行吹扫;同时,准备开始第二腔室的第二个工艺循环,其中,自时刻t9开始,重复按照时刻t2-时刻t9执行第二腔室的第二个工艺循环。
10.根据权利要求9所述的沉积系统的气体传输方法,其特征在于,所述工艺为原子层沉积工艺,所述工艺循环直到达到设定的循环次数时,结束原子层沉积工艺。
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