CN111218668B - 半导体处理设备及薄膜沉积方法 - Google Patents

半导体处理设备及薄膜沉积方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种半导体处理设备及薄膜沉积方法，包括反应腔室、进气管路和吹扫管路，吹扫管路用于向进气管路和反应腔室通入吹扫气体，其特征在于，还包括混合装置、稀释管路和混合管路，其中，稀释管路与混合装置的进气端连接，用于将稀释气体通入混合装置；进气管路与混合装置的进气端连接，用于将工艺气体通入混合装置；混合管路的两端分别与混合装置的出气端和反应腔室连接，用于将混合装置中的混合气体通入反应腔室。本发明提供的半导体处理设备及薄膜沉积方法能够使工艺气体均匀吸附在衬底表面，并且能够将反应腔室内的工艺气体吹扫干净，从而提高薄膜的质量。

Description

半导体处理设备及薄膜沉积方法
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，具体地，涉及一种半导体处理设备及薄膜沉积方法。
背景技术
随着半导体行业的发展，集成电路元器件逐渐向着多样化、微型化发展。精确控制薄膜厚度和均匀性，保持较高深宽比的覆盖都显得尤为重要。原子层沉积(Atomic layerdeposition，ALD)技术可以精确控制薄膜厚度，并且具有良好的保型性。原子层沉积技术制备的氧化铝(Al2O3)薄膜均匀致密，不仅包裹了除电极外的整个发光二极管表面，而且覆盖了多量子阱活性区(Multiple Quantum Well，MQW)的侧壁，从而有效钝化整个发光二极管表面，所以氧化铝原子层沉积工艺广泛应用于制备发光二极管(LED)的钝化层。
现有技术中，原子层沉积氧化铝薄膜工艺通常采用三甲基铝(TMA)和水(H2O)作为前驱体，反应温度通常在200℃-400℃，首先将H2O通入反应腔室中，以吸附在衬底的表面上，并对管路和腔室进行吹扫，将残余的H2O吹扫出腔室，再将三甲基铝通入反应腔室中，与吸附在衬底表面上的H2O进行反应生成氧化铝，最后还要对管路和腔室进行吹扫，将残留的三甲基铝及副产物吹扫出腔室。
但是，在制备发光二极管的钝化层时，200℃-400℃的高温会对之前沉积在发光二极管上的薄膜造成影响，导致发光二极管的寿命降低，这就需要将氧化铝原子层沉积工艺中的反应温度降低至小于100℃，而在小于100℃的温度下，前驱体难以被吹扫干净，并且难以均匀吸附在衬底表面，尤其是水有冷凝的趋势，冷凝水会滞留在腔室内部，不仅会影响薄膜厚度，还会使薄膜的均匀性变差，影响薄膜质量。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体处理设备及薄膜沉积方法，其能够使工艺气体均匀吸附在衬底表面，并且能够将反应腔室内的工艺气体吹扫干净，从而提高薄膜的质量。
为实现本发明的目的而提供一种半导体处理设备，包括反应腔室、进气管路和吹扫管路，所述吹扫管路用于向所述进气管路和所述反应腔室通入吹扫气体，其特征在于，还包括混合装置、稀释管路和混合管路，其中，所述稀释管路与所述混合装置的进气端连接，用于将稀释气体通入所述混合装置；
所述进气管路与所述混合装置的进气端连接，用于将所述工艺气体通入所述混合装置；
所述混合管路的两端分别与所述混合装置的出气端和所述反应腔室连接，用于将所述混合装置中的混合气体通入所述反应腔室。
优选的，还包括第一抽气装置和第一抽气管路，其中，所述第一抽气管路的两端分别与所述第一抽气装置和所述进气管路连接，所述第一抽气装置用于通过所述第一抽气管路对所述进气管路进行抽气。
优选的，所述工艺气体包括水蒸气；
半导体热处理设备还包括加热装置，用于将所述第一抽气管路加热至预设温度，以避免流经所述第一抽气管路的水蒸气冷凝。
优选的，所述预设温度包括120℃。
优选的，所述进气管路和所述第一抽气管路的内径均为4.6mm。
优选的，还包括用于提供所述工艺气体的源瓶、第一支路和第二支路，其中，
所述吹扫管路用作所述进气管路与所述混合装置的进气端连接，且在所述吹扫管路上设置有第一开关；
所述第一支路的进气端连接至所述吹扫管路的位于所述第一开关上游的位置处；所述第一支路的出气端与所述源瓶的进气端连接；在所述第一支路上设置有第二开关；
所述第二支路的出气端连接至所述吹扫管路的位于所述第一开关下游的位置处；所述第二支路的进气端与所述源瓶的出气端连接；在所述第二支路上设置有第三开关。
优选的，所述进气管路为多个；所述吹扫管路的数量与所述进气管路的数量相对应，且一一对应地连接；
所述混合装置的数量与所述进气管路的数量相对应，且一一对应地连接；所述稀释管路的数量与所述混合装置的数量相对应，且一一对应地连接；所述混合气管路的数量与所述混合装置的数量相对应，且一一对应地连接
优选的，所述第一抽气管路的数量与所述进气管路的数量相对应，且一一对应地连接；所述第一抽气装置的数量与所述第一抽气管路的数量相对应，且一一对应地连接。
本发明还提供一种薄膜沉积方法，采用上述半导体处理设备进行沉积工艺，所述薄膜沉积方法包括：
通过所述进气管路和所述稀释管路同时向所述混合装置内通入所述工艺气体和所述稀释气体；
通过所述混合管路将所述混合装置中的所述混合气体通入所述反应腔室；
停止向所述反应腔室内通入所述工艺气体；
通过所述吹扫管路向所述进气管路和所述反应腔室通入吹扫气体。
优选的，在所述停止向所述反应腔室内通入所述工艺气体的步骤后，且所述通过所述吹扫管路向所述进气管路和所述反应腔室通入吹扫气体的步骤前，
使用所述第一抽气装置通过所述第一抽气管路对所述进气管路进行抽气，以抽出所述进气管路中残留的工艺气体。
优选的，在所述使用所述第一抽气装置通过所述第一抽气管路对所述进气管路进行抽气，以抽出所述进气管路中残留的工艺气体的步骤中，
在对所述进气管路进行抽气的同时，通过所述吹扫管路向所述进气管路通入吹扫气体，并使所述吹扫气体经由所述第一抽气管路被抽出。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的半导体处理设备，通过进气管路将工艺气体通入混合装置中，并通过稀释管路将稀释气体也通入混合装置中，借助混合装置使工艺气体和稀释气体在进入反应腔室之前混合，以减小工艺气体进入反应腔室前的分压，并通过混合管路将工艺气体和稀释气体的混合气体通入反应腔室内，由于工艺气体的分压降低，工艺气体在进入反应腔室之后，能够均匀的分布在反应腔室中，从而使得工艺气体能够均匀的吸附在衬底表面，提高薄膜的均匀性，并且由于工艺气体的分压低，未参与工艺反应的工艺气体难以聚集，从而使反应腔室内的工艺气体能够被吹扫干净，进而提高薄膜的质量。
本发明提供的薄膜沉积方法，借助上述半导体处理设备，通过进气管路和稀释管路同时向混合装置内通入工艺气体和稀释气体，借助混合装置使工艺气体和稀释气体在进入反应腔室之前混合，通过混合管路将工艺气体和稀释气体的混合气体通入反应腔室内，并通过吹扫管路向进气管路和反应腔室内通入处扫气体，以对反应腔室进行吹扫，由于工艺气体与稀释气体混合，使得工艺气体在进入反应腔室前的分压降低，这就使得工艺气体在进入反应腔室之后，能够均匀的分布在反应腔室中，从而使得工艺气体能够均匀的吸附在衬底表面，提高薄膜的均匀性，由于工艺气体的分压低，未参与工艺反应的工艺气体难以聚集，从而使反应腔室内的工艺气体能够被吹扫干净，进而提高薄膜的质量。
附图说明
图1为本发明提供的半导体处理设备的结构示意图；
图2为本发明提供的薄膜沉积方法的流程框图；
图3为本发明提供的薄膜沉积方法的另一个流程框图；
附图标记说明：
1-反应腔室；201-第一工艺气体源瓶；202-第二工艺气体源瓶；211-第一进气管路；212-第二进气管路；221-第一吹扫管路；222-第二吹扫管路；231-一号第一抽气管路；232-二号第一抽气管路；241-第一稀释管路；242-第二稀释管路；251-第一混合装置；252-第二混合装置；261-第一混合管路；262-第二混合管路；27-第二抽气管路；28-流量传感器。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的半导体处理设备及薄膜沉积方法进行详细描述。
如图1所示，本实施例提供一种半导体处理设备，包括反应腔室1、进气管路和吹扫管路，其中，吹扫管路用于向进气管路和反应腔室1通入吹扫气体，还包括混合装置、稀释管路和混合管路，其中，稀释管路与混合装置的进气端连接，用于将稀释气体通入混合装置；进气管路与混合装置的进气端连接，用于将工艺气体通入混合装置；混合管路的两端分别与混合装置的出气端和反应腔室1连接，用于将混合装置中的混合气体通入反应腔室1。
本实施例提供的半导体处理设备，通过进气管路将工艺气体通入混合装置中，并通过稀释管路将稀释气体也通入混合装置中，借助混合装置使工艺气体和稀释气体在进入反应腔室1之前混合，以减小工艺气体进入反应腔室1前的分压，并通过混合管路将工艺气体和稀释气体的混合气体通入反应腔室1内，由于工艺气体的分压降低，工艺气体在进入反应腔室1之后，能够均匀的分布在反应腔室1中，从而使得工艺气体能够均匀的吸附在衬底表面，提高薄膜的均匀性，并且由于工艺气体的分压低，未参与工艺反应的工艺气体难以聚集，从而使反应腔室1内的工艺气体能够被吹扫干净，进而提高薄膜的质量。
在实际应用中，半导体加工工艺有很多种，可能是使用一种工艺气体，也可能是使用多种工艺气体在衬底表面上形成薄膜，为了使本实施例提供的半导体处理设备能够应用于不同种类的半导体加工工艺，半导体处理设备包括的进气管路为一个或多个；吹扫管路的数量与进气管路的数量相对应，且一一对应地连接；混合装置的数量与进气管路的数量相对应，且一一对应地连接；稀释管路的数量与混合装置的数量相对应，且一一对应地连接；混合管路的数量与混合装置的数量相对应，且一一对应地连接，以对每种工艺气体在进入反应腔室1之前都进行稀释，以降低每种工艺气体在反应腔室1内的分压。
在实际应用中，为了使本实施例提供的半导体处理设备能够应用于不同种类的半导体加工工艺，混合装置的数量与进气管路的数量相对应，且一一对应地连接；稀释管路的数量与混合装置的数量相对应，且一一对应地连接；混合管路的数量与混合装置的数量相对应，且一一对应地连接。
下面以水(H2O)和三甲基铝(TMA)进行氧化铝原子层沉积工艺制备发光二极管(LED)的钝化层为例，对本实施例提供的半导体处理设备中的混合装置，稀释管路和混合管路进行详细说明。但是，氧化铝原子层沉积工艺也可以采用其它的含有铝和氧的工艺气体进行加工。在以水和三甲基铝进行的工艺中，稀释气体可以是氮气或者惰性气体，优选采用高纯度氮气(PN2)。由于工艺气体为两种，所以进气管路采用两个，分别是第一进气管路211和第二进气管路212，吹扫管路相对应采用两个，分别是第一吹扫管路221和第二吹扫管路222，且第一吹扫管路221和第二吹扫管路222分别与第一进气管路211和第二进气管路212一一对应地连接；混合装置相对应采用两个，分别是第一混合装置251和第二混合装置252，且第一混合装置251和第二混合装置252分别与第一进气管路211和第二进气管路212一一对应地连接；稀释管路也相对应采用两个，分别是第一稀释管路241和第二稀释管路242，且第一稀释管路241和第二稀释管路242分别与第一混合装置251和第二混合装置252一一对应地连接；混合管路也对应采用两个，分别是第一混合管路261和第二混合管路262，且第一混合管路261和第二混合管路262分别与第一混合装置251和第一混合装置251一一对应地连接。
具体的，在向反应腔室1通入H2O的过程中，向第一进气管路211和第一稀释管路241中分别通入H2O和高纯度氮气，H2O经过第一进气管路211进入第一混合装置251，高纯度氮气经过第一稀释管路241也进入第一混合装置251，从而使H2O与稀释气体在第一混合装置251中混合，以形成H2O和稀释气体的混合气，以减小H2O的分压，该混合气随后经过与第一混合装置251连接的第一混合管路261进入反应腔室1中，也就减小了H2O在反应腔室1中的分压，从而使H2O均匀的吸附在衬底的表面上，之后通过第一吹扫管路221向第一进气管路211和反应腔室1内通入吹扫气体，以去除残留在第一进气管路211和反应腔室1内的H2O，随后向反应腔室1通入三甲基铝的过程中，向第二进气管路212和第二稀释管路242中分别通入三甲基铝和高纯度氮气，三甲基铝经过第二进气管路212进入第二混合装置252，高纯度氮气经过第二稀释管路242也进入第二混合装置252，从而使三甲基铝与稀释气体在第二混合装置252中混合，以形成三甲基铝和稀释气体的混合气，以减小三甲基铝的分压，该混合气随后经过与第二混合装置252连接的第二混合管路262进入反应腔室1中，也就减小了三甲基铝在反应腔室1中的分压，以使三甲基铝能够均匀的与均匀吸附在衬底表面上的H2O反应，从而使薄膜厚度达到工艺要求，且均匀性良好的薄膜。
在实际应用中，还可以预先将工艺气体和稀释气体通入混合装置中，通过混合装置对工艺气体和稀释气体在混合装置中进行混合之后，再使工艺气体和稀释气体形成的混合气通过混合管路通入反应腔室1中。在本实施例中，混合装置利用固定在混合装置中的导流管路，改变流经导流管路的工艺气体的流动状态，以达到不同工艺气体之间充分混合的目的。另外，混合装置还可以采用对流经混合装置的工艺气体进行搅拌功能的装置，这与仅依靠工艺气体和稀释气体自身逐渐混合相比，可以在短时间内使工艺气体和稀释气体的混合更加均匀，可以节省工艺时间，以及进一步使工艺气体在反应腔室1中的分布更加均匀。
在本实施例中，半导体处理设备还包括第一抽气装置和第一抽气管路，其中，第一抽气管路的两端分别与第一抽气装置和进气管路连接，第一抽气装置用于通过第一抽气管路对进气管路进行抽气。
具体的，在通过吹扫管路向进气管路和反应腔室1通入吹扫气体，对进气管路和反应腔室1进行吹扫之前，借助第一抽气装置通过第一抽气管路对进气管路进行抽气，可以将残留在进气管路中的气体抽出，从而可以避免在对进气管路和反应腔室1进行吹扫的过程中，进气管路中残留的气体进入反应腔室1，以避免残留的气体影响薄膜厚度以及均匀性，进一步提高薄膜的均匀性。
在实际应用中，为了使本实施例提供的半导体处理设备能够应用于不同种类的半导体加工工艺，第一抽气管路的数量也与进气管路的数量相对应，且一一对应地连接，通过将不同种类的工艺气体从不同的进气管路通入反应腔室1中，可以避免不同种类的工艺气体在同一个进气管路中发生反应，或者相互污染，并且对每种工艺气体所通过的进气管路进行抽气，以避免在对反应腔室1进行吹扫的过程中，残留在进气管路中的工艺气体进入反应腔室1，影响薄膜的厚度以及均匀性。
下面仍然以水(H2O)和三甲基铝(TMA)进行氧化铝原子层沉积工艺制备发光二极管(LED)的钝化层为例，对本实施例提供的半导体处理设备进行详细说明。由于工艺气体为两种，所以进气管路采用两个，分别是第一进气管路211和第二进气管路212，第一抽气管路也相对应采用两个，分别是一号第一抽气管路231和二号第一抽气管路232，且一号第一抽气管路231和二号第一抽气管路232分别与第一进气管路211和第二进气管路212一一对应地连接；第一抽气装置(图中未示出)也相对应采用两个，分别是一号第一抽气装置和二号第一抽气装置，且一号第一抽气装置和二号第一抽气装置分别与一号第一抽气管路231和二号第一抽气管路232一一对应地连接。
由于在制备LED的钝化层之前，LED上已经沉积有一些薄膜层，为了避免影响之前沉积在LED上的薄膜，工艺温度要求控制在低于100℃，这样就使得H2O可能会在第一进气管路211中形成冷凝水，并吸附在第一进气管路211的管壁上，而仅通过对第一进气管路211吹扫难以将第一进气管路211中残留的冷凝水吹扫干净，这就需要通过第一抽气装置对第一进气管路211进行抽气，才可以将冷凝水的抽出。
具体的，在H2O均匀的吸附在衬底的表面上，且通过第一吹扫管路221向第一进气管路211和反应腔室1内通入吹扫气体前，使用第一抽气装置(图中未示出)通过一号第一抽气管路231对第一进气管路211进行抽气，从而将残留在第一进气管路211中的H2O抽出，避免在向第一进气管路211和反应腔室1通入吹扫气体时，冷凝在第一进气管路211中的H2O被吹扫气体吹进反应腔室1内，影响反应腔室1内衬底表面上的薄膜厚度以及均匀性。另外，在使用第一抽气装置(图中未示出)通过一号第一抽气管路231对第一进气管路211进行抽气的同时，可以通过第一吹扫管路221向第一进气管路211通入吹扫气体，并使吹扫气体也被一号第一抽气管路231抽出，使残留在第一进气管路211中的H2O更容易被抽出，提高工作效率。
在实际应用中，在三甲基铝与衬底表面上的H2O反应之后，且通过第二吹扫管路222向第二进气管路212和反应腔室1内通入吹扫气体前，也可以通过第二吹扫管路222向第二进气管路212和反应腔室1内通入吹扫气体前，使用第二抽气装置(图中未示出)通过二号第一抽气管路232对第二进气管路212进行抽气，从而将残留在第二进气管路212中的三甲基铝抽出，避免在向第二进气管路212和反应腔室1通入吹扫气体时，第二进气管路212中的三甲基铝被吹扫气体吹进反应腔室1内，影响反应腔室1内衬底表面上的薄膜厚度以及均匀性。另外，在使用第二抽气装置(图中未示出)通过二号第一抽气管路232对第二进气管路212进行抽气的同时，通过第二吹扫管路222向第二进气管路212通入吹扫气体，并使吹扫气体也被二号第一抽气管路232抽出，使残留在第二进气管路212中的三甲基铝更容易被抽出，提高工作效率。
在实际应用中，第二抽气装置可以采用抽气泵，但是并不以此为限，只要能够对进气管路进行抽气即可。
在实际应用中，工艺气体包括水蒸气；半导体热处理设备还包括加热装置，用于将所述第一抽气管路加热至预设温度，以避免流经所述第一抽气管路的水蒸气冷凝。具体的，在通过第一抽气装置(图中未示出)通过一号第一抽气管路231对第一进气管路211进行抽气时，通过加热装置(图中未示出)对一号第一抽气管路231进行加热，使第一抽气管路内的温度升高，可以使冷凝水升温气化，便于冷凝水的抽出，以避免水蒸气冷凝在一号第一抽气管路231中，进一步避免在通过第一吹扫管路221向第一进气管路211和反应腔室1内通入吹扫气体时，H2O进入到反应腔室1中。
可选的，预设温度包括120℃，以使H2O大量的形成水蒸气，但是，预设温度并不以此为限。
在本实施例中，进气管路和所述第一抽气管路的内径均为4.6mm。
在实际应用中，工艺压强可以采用1torr，在通入H2O时，吹扫气体的流量的取值范围为100sccm-200sccm，在第一进气管路211采用四分之一英寸，内径采用4.6mm，第一抽气装置抽气速度采用600m3/h时，对第一进气管路211抽气2s就可以使第一进气管路211内的残留的气体的含量趋近于0，在吹扫过程中，再对反应腔室1中吹扫2-3s，即可将反应腔室1内残留的气体吹扫干净。在通入三甲基铝时，吹扫气体的流量的取值范围为50sccm-100sccm，在第二进气管路212采用四分之一英寸，内径采用4.6mm，第一抽气装置抽气速度采用600m3/h时，对第二进气管路212抽气1s就可以使第二进气管路212内的残留的气体的含量趋近于0，在吹扫过程中，再对反应腔室1中吹扫1-2s，即可将反应腔室1内残留的气体吹扫干净。
在实际应用中，第一抽气装置可以采用抽气泵，但是并不以此为限，只要能够对进气管路进行抽气即可。工艺气体也可以在没有吹扫气体携带的情况下进入反应腔室1中，而通过吹扫气体携带，可以使工艺气体更加稳定的进入反应腔室1中，从而可以均匀的吸附在衬底上，从而提供工艺质量。
在实际应用中，在向反应腔室1通入H2O时，稀释气体的流量的取值范围为500sccm-700sccm，在向反应腔室1通入三甲基铝时，稀释气体的流量的取值范围为300sccm-500sccm，稀释气体可以是氮气或者惰性气体，优选采用高纯度氮气(PN2)，稀释气体可以与吹扫气体相同，也可以与吹扫气体不同。
在本实施例中，还包括与反应腔室1连通的第二抽气管路27，可以在对进气管路和反应腔室1进行吹扫时，对反应腔室1进行抽气，从而将残留在反应腔室1中的工艺气体抽出，提高对反应腔室1的抽气效果，并且也可以在工艺过程中，维持反应腔室1内的压力稳定。
在本实施例中，还包括多个流量传感器28，在每个吹扫管路和稀释管路上都设置有流量传感器28，每个流量传感器28用于检测经过各自所在管路的气体的流量。例如，设置在第一吹扫管路221上的流量传感器28用于检测流过第一吹扫管路221中的吹扫气体的流量，设置在第一稀释管路241上的流量传感器28则用于检测流过第一稀释管路241中的稀释气体的流量。
在实际应用中，半导体处理设备还包括用于提供工艺气体的源瓶、第一支路和第二支路，其中，吹扫管路用作进气管路与混合装置的进气端连接，且在吹扫管路上设置有第一开关；第一支路的进气端连接至吹扫管路的位于第一开关上游的位置处；第一支路的出气端与源瓶的进气端连接；在第一支路上设置有第二开关；第二支路的出气端连接至吹扫管路的位于第一开关下游的位置处；第二支路的出气端与源瓶的出气端连接；在第二支路上设置有第三开关。
具体的，吹扫管路可以作为进气管路使用，向混合装置内通入工艺气体，具体的，在向反应腔室1通入工艺气体时，向吹扫管路内通入吹扫气体，并关闭第一开关，打开第二开关和第三开关，使吹扫气体经过第一支路进入工艺气体的源瓶中，以携带工艺气体通过第二支路进入吹扫管路，并进入混合装置，以使对工艺气体进行稀释。而在吹扫过程中，向吹扫管路内通入吹扫气体，并打开第一开关，关闭第二开关和第三开关，使吹扫气体通过第一开关直接流至混合装置。
如图1所示，H2O和三甲基铝分别装载在第一工艺气体源瓶201和第二工艺气体源瓶202中。
如图2-图3所示，作为另一个技术方案，本实施例还提供一种薄膜沉积方法，其采用上述半导体处理设备进行沉积工艺，薄膜沉积方法包括以下步骤：
S1，通过进气管路和稀释管路同时向混合装置内通入工艺气体和稀释气体；
S2，通过混合管路将混合装置中的混合气体通入反应腔室；
S3，停止向反应腔室1内通入工艺气体；
S4，通过吹扫管路向进气管路和反应腔室1通入吹扫气体。
本实施例提供的薄膜沉积方法，借助上述半导体处理设备，通过进气管路和稀释管路同时向混合装置内通入工艺气体和稀释气体，借助混合装置使工艺气体和稀释气体在进入反应腔室1之前混合，通过混合管路将工艺气体和稀释气体的混合气体通入反应腔室1内，并通过吹扫管路向进气管路和反应腔室1内通入处扫气体，以对反应腔室1进行吹扫，由于工艺气体与稀释气体混合，使得工艺气体在进入反应腔室1前的分压降低，这就使得工艺气体在进入反应腔室1之后，能够均匀的分布在反应腔室1中，从而使得工艺气体能够均匀的吸附在衬底表面，提高薄膜的均匀性，由于工艺气体的分压低，未参与工艺反应的工艺气体难以聚集，从而使反应腔室1内的工艺气体能够被吹扫干净，进而提高薄膜的质量。
可选的，在实际应用中，当工艺气体包括多种时，每种工艺气体依次进行进气步骤，即在向反应腔室1通入其中一种工艺气体，并进行步骤S1、S2、S3和S4后，再向反应腔室1通入另一种工艺气体，并进行步骤S1、S2、S3和S4。
在实际应用中，在一次薄膜形成之后，需要检测薄膜的厚度是否满足工艺要求，若是满足，则完成工艺，将衬底从反应腔室1中去除，若没有满足，则重复上述工艺步骤，直至满足工艺要求的薄膜厚度。
在本实施例中，在步骤S3，停止向反应腔室1内通入工艺气体的步骤后，且步骤S4，通过吹扫管路向进气管路和反应腔室1通入吹扫气体的步骤前，还包括步骤S5，使用第一抽气装置通过第一抽气管路对进气管路进行抽气，以抽出进气管路中残留的工艺气体。
具体的，借助第一抽气装置通过第一抽气管路对进气管路进行抽气，可以将残留在进气管路中的气体抽出，从而可以避免在对进气管路和反应腔室1进行吹扫的过程中，进气管路中残留的气体进入反应腔室1，以避免残留的气体影响薄膜厚度以及均匀性，进一步提高薄膜的均匀性。
在本实施例中，在步骤S5，使用第一抽气装置通过第一抽气管路对进气管路进行抽气，以抽出进气管路中残留的工艺气体中，在对进气管路进行抽气的同时，通过吹扫管路向进气管路通入吹扫气体，并使吹扫气体经由第一抽气管路被抽出。通过吹扫和抽气结合的方式清理进气管路，进气管路中的工艺气体更容易被清理干净，并且提高工作效率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于以水作为一种前驱体的原子层沉积反应的半导体处理设备，包括反应腔室、进气管路和吹扫管路，所述吹扫管路用于向所述进气管路和所述反应腔室通入吹扫气体，其特征在于，还包括混合装置、稀释管路和混合管路，其中，所述稀释管路与所述混合装置的进气端连接，用于将稀释气体通入所述混合装置，所述混合装置采用对流经所述混合装置的工艺气体进行搅拌的装置，且所述混合装置中固定有改变工艺气体流动状态的导流管路；
所述进气管路与所述混合装置的进气端连接，用于将所述工艺气体通入所述混合装置；
所述混合管路的两端分别与所述混合装置的出气端和所述反应腔室连接，用于将所述混合装置中的混合气体通入所述反应腔室，以减小所述工艺气体进入所述反应腔室前的分压；
还包括第一抽气装置和第一抽气管路，其中，所述第一抽气管路的两端分别与所述第一抽气装置和所述进气管路连接，所述第一抽气装置用于在对所述进气管路进行抽气的同时，通过所述吹扫管路向所述进气管路通入吹扫气体，并通过所述第一抽气管路对所述进气管路进行抽气，使所述吹扫气体、气态H2O和冷凝水经由所述第一抽气管路被抽出。
2.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，所述工艺气体包括水蒸气；
所述半导体处理设备还包括加热装置，用于将所述第一抽气管路加热至预设温度，以避免流经所述第一抽气管路的水蒸气冷凝。
3.根据权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，所述预设温度包括120℃。
4.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，所述进气管路和所述第一抽气管路的内径均为4.6mm。
5.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，还包括用于提供所述工艺气体的源瓶、第一支路和第二支路，其中，
所述吹扫管路用作所述进气管路与所述混合装置的进气端连接，且在所述吹扫管路上设置有第一开关；
所述第一支路的进气端连接至所述吹扫管路的位于所述第一开关上游的位置处；所述第一支路的出气端与所述源瓶的进气端连接；在所述第一支路上设置有第二开关；
所述第二支路的出气端连接至所述吹扫管路的位于所述第一开关下游的位置处；所述第二支路的进气端与所述源瓶的出气端连接；在所述第二支路上设置有第三开关。
6.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，所述进气管路为多个；所述吹扫管路的数量与所述进气管路的数量相对应，且一一对应地连接；
所述混合装置的数量与所述进气管路的数量相对应，且一一对应地连接；所述稀释管路的数量与所述混合装置的数量相对应，且一一对应地连接；所述混合气管路的数量与所述混合装置的数量相对应，且一一对应地连接。
7.根据权利要求6所述的半导体处理设备，其特征在于，所述第一抽气管路的数量与所述进气管路的数量相对应，且一一对应地连接；所述第一抽气装置的数量与所述第一抽气管路的数量相对应，且一一对应地连接。
8.一种薄膜沉积方法，其特征在于，采用权利要求1所述的半导体处理设备进行沉积工艺，所述薄膜沉积方法包括：
通过所述进气管路和所述稀释管路同时向所述混合装置内通入所述工艺气体和所述稀释气体；
通过所述混合管路将所述混合装置中的所述混合气体通入所述反应腔室，以减小所述工艺气体进入所述反应腔室前的分压；
停止向所述反应腔室内通入所述工艺气体；
通过所述吹扫管路向所述进气管路和所述反应腔室通入吹扫气体。
9.根据权利要求8所述的薄膜沉积方法，其特征在于，在所述停止向所述反应腔室内通入所述工艺气体的步骤后，且所述通过所述吹扫管路向所述进气管路和所述反应腔室通入吹扫气体的步骤前，
使用所述第一抽气装置通过所述第一抽气管路对所述进气管路进行抽气，以抽出所述进气管路中残留的工艺气体。
10.根据权利要求9所述的薄膜沉积方法，其特征在于，在所述使用所述第一抽气装置通过所述第一抽气管路对所述进气管路进行抽气，以抽出所述进气管路中残留的工艺气体的步骤中，
在对所述进气管路进行抽气的同时，通过所述吹扫管路向所述进气管路通入吹扫气体，并使所述吹扫气体经由所述第一抽气管路被抽出。
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