CN112442679B - 气体供应器和包括该气体供应器的层沉积设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种气体供应器和包括该气体供应器的层沉积设备。用于层沉积设备的气体供应器包括：多条充入分布线，连接到第一气体供应源；多个气体填充罐，分别连接到所述多条充入分布线。所述多个气体填充罐中的每个气体填充罐可用来自第一气体供应源的第一气体加压，并且气体供应线连接到第二气体供应源。所述设备可包括：多剂量阀组件，连接到所述多个气体填充罐的出口部并且被构造为顺序地将第一气体从所述多个气体填充罐供应到工艺室。多剂量阀组件可包括：流动路径块，具有连接到工艺室的主供应线；防回流阀块，紧固到流动路径块并且在其中具有打开/关闭阀。

Description

气体供应器和包括该气体供应器的层沉积设备
本申请要求于2019年09月02日提交到韩国知识产权局(KIPO)的第10-2019-0108323号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
示例实施例涉及一种气体供应器(gas supply)和包括气体供应器的层沉积设备。更具体地，示例实施例涉及用于在原子层沉积(ALD)工艺中沉积薄层的气体供应器和包括该气体供应器的层沉积设备。
背景技术
在原子层沉积(ALD)工艺中，可使用喷头将沉积气体(诸如，源气体、反应气体等)注入到工艺室(process chamber)中。随着栅电极的堆叠数量根据存储器器件(例如，VNAND)的高集成度而增加，沉积气体可在达到具有高纵横比的开口的底表面之前分解，从而劣化台阶覆盖(step coverage)。
发明内容
示例实施例提供一种能够形成具有优异特性的薄层的气体供应器。
示例性实施例提供一种包括气体供应器的层沉积设备。
根据示例实施例，一种用于层沉积设备的气体供应器可包括：多条充入分布线，连接到第一气体供应源；以及多个气体填充罐，分别连接到所述多条充入分布线。所述多个气体填充罐中的每个气体填充罐可用来自第一气体供应源的第一气体加压。沉积设备还可包括：气体供应线，连接到第二气体供应源；以及多剂量阀组件，连接到所述多个气体填充罐的出口部，被构造为顺序地将第一气体从所述多个气体填充罐供应到工艺室。多剂量阀组件可包括：流动路径块，具有连接到工艺室的主供应线；以及多个阀块，紧固到流动路径块，每个阀块具有能够操作以控制第一气体从对应的气体填充罐排放到主供应线的相应的排放阀。沉积设备还可包括：防回流阀块，紧固到流动路径块并且在其中具有打开/关闭阀，打开/关闭阀能够操作以控制第二气体从气体供应线到主供应线的流动。
根据示例实施例，一种层沉积设备可包括：工艺室，被构造为：容纳基底并且提供用于对基底执行沉积工艺的空间；至少一个第一气体供应源；第二气体供应源；以及气体供应器，包括多个气体填充罐，用来自第一气体供应源的第一气体加压。沉积设备还可包括：多剂量阀组件，连接到所述多个气体填充罐的出口部并且被构造为顺序地将第一气体从所述多个气体填充罐供应到工艺室；以及控制器，被构造为控制气体供应器的操作。多剂量阀组件可包括：流动路径块，具有连接到工艺室的主供应线；多个阀块，紧固到流动路径块，每个阀块具有相应的排放阀。每个对应的排放阀可能够操作以控制第一气体从对应的气体填充罐排放到主供应线。沉积设备还可包括：防回流阀块，紧固到流动路径块并且在其中具有打开/关闭阀，打开/关闭阀能够操作以控制第二气体从第二气体供应源到主供应线的流动。
根据示例实施例，一种层沉积设备可包括：工艺室，被构造为：容纳基底并且提供用于对基底执行沉积工艺的空间；源气体供应器，被构造为：将源气体从至少一个源气体供应源供应到工艺室；反应气体供应器，被构造为：将反应气体从至少一个反应气体供应源供应到工艺室；以及净化气体供应器，被构造为：将净化气体从至少一个净化气体供应源供应到工艺室。在一些实施例中，源气体供应器、反应气体供应器和净化气体供应器中的至少一个包括：多条充入分布线，连接到源气体供应源、反应气体供应源或净化气体供应源；多个气体填充罐，分别连接到所述多条充入分布线，所述多个气体填充罐中的每个气体填充罐用从源气体、反应气体和净化气体中选择的至少一种气体加压。沉积设备还可包括：多个排放阀，按顺序连接到主供应线，主供应线连接到工艺室。在示例实施例中，每个对应的排放阀可能够操作以控制相应的气体从对应的气体填充罐排放到主供应线。沉积设备还可包括：多个流量控制器，每个流量控制器可分别安装在相应的充入分布线中。
根据示例实施例，一种层沉积设备可包括：多个气体填充罐，充入从第一气体供应源供应的第一气体，以及多剂量阀组件，连接到气体填充罐的出口部并且被构造为将第一气体从气体填充罐顺序地供应到工艺室。多剂量阀组件可包括多个阀块和防回流阀块，所述多个阀块紧固到流动路径块并且具有多个排放阀，所述多个排放阀能够操作以控制第一气体从对应的气体填充罐排出，防回流阀块紧固到流动路径块并且具有打开/关闭阀，打开/关闭阀能够操作以控制第二气体从第二气体供应源到主供应管线的流动。
因此，来自气体填充罐的第一气体(源气体、反应气体或净化气体)可通过多剂量阀组件以多个阶段顺序地供应到工艺室，从而使层沉积效率最大化。多剂量阀组件可包括打开/关闭阀，打开/关闭阀能够操作以控制第二气体的排放来净化阀组件内的通道，从而防止阀组件的污染，并且第一气体的回流可通过打开/关闭阀来防止，从而使在第一气体的注入期间的压降最小化。
因此，可将具有相对高的压强的大量气体充分地供应到开口的底表面，从而防止气体分解和/或过早分解。因此，可提高薄膜的阶梯覆盖特性和UPEH(单台设备单位时间的生产量)。此外，由于多剂量阀组件可被设计成具有各种构造，因此，可获得各种工艺条件而无需重构或改变设备的构造。此外，在此公开的一些实施例指导实现示例性公开的方法和/或示例性设备的制造半导体器件的方法。
附图说明
从下面结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解示例实施例。图1至图23表示在此描述的非限制性示例实施例。
图1是示出根据示例实施例的层沉积设备的框图。
图2是示出图1中的源气体供应器和净化气体供应器的框图。
图3是示出连接到图2中的源气体供应器的多个气体填充罐的多剂量阀组件(multi-dosing valve assembly)的立体图。
图4是示出图3中的气体填充罐的立体图。
图5和图6是示出根据示例实施例的多剂量阀组件的剖视图。
图7是示出图4中的气体填充罐内的源气体的压强变化的曲线图。
图8是示出根据示例实施例的在多剂量工艺中气体填充罐内的压强变化的曲线图。
图9是示出根据示例实施例的层沉积方法的流程图。
图10和图11是示出根据图9中的层沉积方法通过打开/关闭排放阀的气体供应工艺的流程图。
图12至图16是示出根据示例实施例的制造半导体器件的方法的剖视图。
图17至图23是示出根据示例实施例的制造半导体器件的方法的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细说明示例实施例。
图1是示出根据示例实施例的层沉积设备的框图。图2是示出图1中的源气体供应器和净化(purge，也被称为清扫或吹扫)气体供应器的框图。图3是示出连接到图2中的源气体供应器的多个气体填充罐的多剂量阀组件的立体图。图4是示出图3中的气体填充罐的立体图。图5和图6是示出根据示例实施例的多剂量阀组件的剖视图。图7是示出图4中的气体填充罐内的源气体的压强变化的曲线图。图8是示出根据示例实施例的在多剂量工艺中气体填充罐内的压强变化的曲线图。
参照图1至图8，层沉积设备可包括工艺室(process chamber)10、源气体供应器100、反应气体供应器110和净化气体供应器。净化气体供应器可包括第一净化气体供应器120和第二净化气体供应器130。
在示例实施例中，工艺室10可容纳基底W并且可提供用于执行沉积工艺的空间。例如，工艺室10可用于原子层沉积(ALD)工艺。
基底W可以是其上形成有含钨的薄膜的物体。例如，基底W可由半导体晶片(诸如，硅晶片或锗晶片)形成。可在基底W上进一步形成各种结构(未示出)。
例如，可在基底W上进一步形成包括金属、金属氮化物、金属硅化物、金属氧化物等的导电层或电极，或者包括氧化硅或氮化硅的绝缘层。在一些实施例中，其中包括孔或开口的绝缘层可形成在基底W上，并且含钨的薄膜可通过随后的工艺气相沉积在孔或开口中。
工艺室10可包括室20内的作为其上装载有基底W的基座的基底支撑件30。一个或多个基底W可设置在基底支撑件30上。基底支撑件30可被安装为向上和向下能够移动。此外，基底支撑件30可被安装为能够旋转。
基底支撑件30可包括加热器32。加热器32可连接到加热器电源(未示出)，并且可将基底W加热到期望的温度。
用于装载/卸载基底W的门22可设置在室20的侧壁中，并且用于打开/关闭闸门22的门阀24可被安装。此外，加热器(未示出)可被安装在室20的侧壁上，以在层沉积工艺期间控制室20的温度。例如，室20可保持在从约200℃至约600℃的温度范围。
排气口26可设置在室20的底壁中。包括真空泵、压强控制阀等的排气装置50可经由排气管连接到排气口26。室20的内部可通过排气装置50的操作而保持在预定的减压状态下。
喷头40可设置在室20的顶壁中。喷头40可安装在室20的敞开的上端中。喷头40可包括上空间45和下空间44。第一气体导入通道42可连接到下空间44，并且第一气体注入通道46可从下空间44延伸到喷头40的底表面。第二气体导入通道43可连接到上空间45，第二气体注入通道47可从上空间45延伸到喷头40的底表面。
喷头40可被构造为通过第一气体注入通道46和第二气体注入通道47，将源气体和反应气体作为膜形成源气体供应到室20中。
在示例实施例中，源气体供应器100可包括分别将从源气体供应源102a、102b、102c供应的源气体充入到预定充入压强的多个气体填充罐150a、150b、150c，并且源气体供应器100可将从气体填充罐150a、150b、150c同时或顺序地排放的源气体供应到工艺室10。
源气体供应源可包括扩散器，并且可使金属前驱体(metallic precursor)蒸发并将源气体供应到工艺室10。源气体的示例可以是WF6、WCl6、WBr6、W(Co)6、W(C2H2)6、W(PF3)6、(C2H5)WH2等。
如图2中所示，源气体供应器100可包括：第一充入分布线至第三充入分布线103a、103b、103c、第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c、第一排放分布线至第三排放分布线105a、105b、105c以及主供应线107，第一充入分布线至第三充入分布线103a、103b、103c分别连接到第一源气体供应源至第三源气体供应源102a、102b、102c，第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c分别连接到第一充入分布线至第三充入分布线103a、103b、103c，第一排放分布线至第三排放分布线105a、105b、105c分别连接到第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c，第一排放分布线至第三排放分布线105a、105b、105c与主供应线107并联连接。主供应线107的第一端部可连接到源气体供应线108，源气体供应线108可连接到工艺室10。源气体供应线108可连接到喷头40的第一气体导入通道42。
源气体供应器100可包括第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c，第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c分别安装在第一排放分布线至第三排放分布线105a、105b、105c中，以控制源气体流出第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c。
此外，源气体供应器100可包括第一流量控制器至第三流量控制器104a、104b、104c，第一流量控制器至第三流量控制器104a、104b、104c分别安装在第一充入分布线至第三充入分布线103a、103b、103c中，以控制供应到第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c的源气体的流速。例如，第一流量控制器至第三流量控制器104a、104b、104c可包括质量流量控制器(MFC)。
虽然在附图中未示出，但是源气体供应器可包括第一充入阀至第三充入阀，第一充入阀至第三充入阀分别安装在第一充入分布线至第三充入分布线103a、103b、103c中，以控制源气体流向第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c。
在示例实施例中，源气体供应器100可包括连接到载气供应源102d的载气供应线103d。载气供应线103d可连接到主供应线107的与第一端部相对的第二端部。源气体供应器100可包括载气打开/关闭阀106d，载气打开/关闭阀106d安装在载气供应线103d中，以控制载气向主供应线107的流动。如稍后所述，载气打开/关闭阀106d可用作用于防止主供应线107中的源气体的回流的防回流打开/关闭阀。
此外，源气体供应器100可包括第四流量控制器104d，第四流量控制器104d安装在载气供应线103d中，以控制供应到主供应线107的载气的流率。载气可包括与净化气体(如稍后将另外描述)的类型相同类型的气体。
层沉积设备还可包括用于控制对源气体的充入和加压以及供应源气体供应器100的载气的控制器(未示出)。控制器可控制第一充入阀至第三充入阀、第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c以及载气供应打开/关闭阀106d的打开和关闭。此外，控制器可使用第一流量控制器至第四流量控制器104a、104b、104c、104d来控制源气体和载气的流速。例如，术语“控制器”意在以其最广泛的意义使用，以包括一个或多个控制器、计算机和/或微处理器、和/或其他计算机硬件、和/或软件、和/或可与第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c、打开/关闭阀106d、以及第一流量控制器至第四流量控制器104a、104b、104c、104d相关联的计算机实现的算法。此外，控制器可控制各种电操作的阀、执行器、螺线管等的打开和关闭。
在下文中，将说明第一气体填充罐至第三气体填充罐以及与第一气体填充罐至第三气体填充罐连接的多剂量阀组件。
首先，将说明第一气体填充罐。因为第二气体填充罐和第三气体填充罐与第一气体填充罐基本相同，所以将省略关于第二气体填充罐和第三气体填充罐的任何重复说明。
如图4中所示，第一气体填充罐150a可包括充入室151、以及入口部152和出口部154，入口部152和出口部154分别连接到充入室151的两个端部。例如，充入室151可以是管型结构。源气体可通过入口部152被导入充入室151中并且被充入在充入室151内，然后，在充入室151内的充入气体可通过出口部154被排放。
如图7中所示，在第一气体填充罐150a的充入步骤中，可打开第一充入阀并且可关闭第一排放阀106a。因此，充入室151可用来自第一源气体供应源102a的源气体来填充为具有预定充入压强P0(即，上限充入压强)。充入室151内的预定充入压强P0可以是充入室151在来自第一源气体供应源102a的源气体的流动的暴露时间期间最终平衡的压强。
在第一气体填充罐150a的排放步骤中，可关闭第一充入阀并且可打开第一排放阀106a。因此，源气体可从充入室151排放到主供应线107，使得充入室151中的压强可减小。
在下文中，将说明多剂量阀组件。
如图3中所示，源气体供应器100可包括多剂量阀组件160，多剂量阀组件160被构造为将源气体从第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c顺序地供应到工艺室10。
具体地，多剂量阀组件160可包括流动路径块161和第一阀块至第三阀块171a、171b、171c，流动路径块161具有主供应线107，第一阀块至第三阀块171a、171b、171c紧固到流动路径块161并且分别具有控制源气体从第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c排出到主供应线107的第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c。例如，流动路径块161可以是其中具有可连接到主供应线107和/或第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c的流动路径的任何类型的壳体。此外，流动路径块可在结构上支撑和布置第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c。第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c可按顺序连接并且与主供应线107并联设置。例如，第一排放阀106a可连接到第一源气体供应源102a，第二排放阀106b可连接到第二源气体供应源102b，第三排放阀106c可连接到第三源气体供应源102c。此外，第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c可一次将源气体从第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c顺序地排放到主供应线107。在一些实施例中，第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c可将源气体从第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c顺序地排放到主供应线107，但是一些排放操作至少部分地重叠。此外，第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c可布置在与主供应线107中的气体的流动的方向平行的方向上。
第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c可沿着流动路径块161的上表面的第一侧部安装。第一阀块至第三阀块171a、171b、171c可沿着流动路径块161的上表面的与第一侧部相对的第二侧部紧固。第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c的出口部154可分别连接到用作第一排放分布线至第三排放分布线105a、105b、105c的流动路径块161的入口通道。入口通道可分别连接到第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c的入口。第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c的出口可分别连接到第一阀块至第三阀块171a、171b、171c的出口通道。出口通道可连接到流动路径块161的主供应线107。
在示例性实施例中，多剂量阀组件160可包括第四阀块171d，第四阀块171d具有用于控制载气从载气供应源102d到主供应线107的流动的载气打开/关闭阀106d。载气打开/关闭阀106d可串联连接到主供应线107的上游侧端部。
第四阀块171d可紧固到流动路径块161的上表面的与第一阀块相邻的第二侧部。载气供应线103d可通过流动路径块161的第二净化通道连接到第四阀块的入口通道。入口通道可连接到载气打开/关闭阀106d的入口部。载气打开/关闭阀106d的出口可连接到第四阀块171d的出口通道。出口通道可连接到主供应线107。
当第一排放阀106a打开(ON)时，充入第一气体填充罐150a内的源气体可被导入主供应线107中，然后通过源气体供应线108被供应到工艺室10。另一方面，当第一排放阀106a关闭(OFF)时，来自第一源气体供应源102a的源气体可被充入第一气体填充罐150a内。
当第二排放阀106b打开(ON)时，充入第二气体填充罐150b内的源气体可被导入主供应线107中，然后通过源气体供应线108供应到工艺室10。另一方面，当第二排放阀106b关闭(OFF)时，来自第二源气体供应源102b的源气体可被充入第二气体填充罐150b内。
当第三排放阀106c打开(ON)时，充入第三气体填充罐150c内的源气体可被导入主供应线107中，然后通过源气体供应线108供应到工艺室10。另一方面，当第三排放阀106c关闭(OFF)时，来自第三源气体供应源102c的源气体可被充入第三气体填充罐150c内。
在示例性实施例中，多剂量阀组件160可包括第四阀块171d，第四阀块171d紧固到流动路径块161并且具有连接到主供应线107的上游侧以控制载气从载气供应源102d到主供应线107的排放的载气打开/关闭阀106d。载气打开/关闭阀106d可串联连接到主供应线107的上游侧第二端部。
当载气打开/关闭阀106d打开(ON)时，来自载气供应源102d的载气可被导入主供应线107中，然后通过源气体供应线108被供应到工艺室10。当载气打开/关闭阀106关闭(OFF)时，可停止从载气供应源102d向主供应线107供应载气。
另一方面，当第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c中的至少一个打开时，载气打开/关闭阀106d可关闭，以防止从第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c排放的源气体回流到主供应线107的上游侧第二端部。
例如，第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c和载气打开/关闭阀106d可包括电磁阀。
如图8中所示，当多剂量阀组件160的第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c按顺序打开和关闭时，源气体可从第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c被顺序地供应到工艺室10。
来自第二气体填充罐150b的源气体可在来自第一气体填充罐150a的源气体的注入期间或结束时被注入到工艺室10中。类似地，来自第三气体填充罐150c的源气体可在来自第二气体填充罐150b的源气体的注入期间或结束时被注入到工艺室10中。来自载气供应源102d的载气可在来自第三气体填充罐150c的源气体的注入期间或结束时被注入到工艺室10中。
此外，当在来自第一气体填充罐150a的源气体的注入完成之后注入来自第二气体填充罐150b的源气体时，第一气体填充罐150a可用来自第一源气体供应源102a的源气体来填充。当在来自第二气体填充罐150b的源气体的注入完成之后注入来自第三气体填充罐150c的源气体时，第二气体填充罐150b可用来自第二源气体供应源102b的源气体来填充。当在来自第三气体填充罐150c的源气体的注入完成之后注入来自载气供应源102d的载气时，第三气体填充罐150c可用来自第三源气体供应源102c的源气体来填充。
在示例实施例中，在源气体从第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c被顺序地供应之后，来自载气供应源102d的载气可被导入主供应线107中，然后通过源气体供应线108被供应到工艺室10。载气可从主供应线107的第二端部流到第一端部，从而排出残留在主供应线107中的源气体和颗粒。
由于第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c充有高压，所以当第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c打开时，源气体可通过主流体通道162的下游侧端部排出，或者可向主流体通道162的上游侧端部回流。当发生回流时，可能难以控制每小时的供应量(供应速率)，并且可由回流引起路径中的污染。
在下文中，将说明各种多剂量块体。
参照图5，示出了高容量型多剂量阀组件160。第一主流动通道162、第一净化流动通道163a和第二净化流动通道163b可形成在流动路径块161中。第一主流动通道162和第一净化流动通道163a可设置为主供应线107。第一净化流动通道163a可连接到第一主流动通道162的上游侧端部。第一净化流动通道163a可构成主供应线107的上游侧端部的至少一部分。第一分布通道至第三分布通道164a、164b、164c可顺序地连接到第一主流动通道162。第二净化流动通道163b可连接到载气供应线103d。第一主流动通道162的下游侧端部可连接到源气体供应线108。
第一出口通道至第三出口通道172a、172b、172c可形成在第一阀块至第三阀块171a、171b、171c中，以分别连接到第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c的出口。第一出口通道至第三出口通道172a、172b、172c可分别连接到流动路径块161的第一分布通道至第三分布通道164a、164b、164c。
入口通道173b可形成在第四阀块171d中以连接到载气打开/关闭阀106d的入口，出口通道173a可形成在第四阀块171d中以连接到载气打开/关闭阀106d的出口。出口通道173a可连接到第一净化流动通道163a，入口通道173b可连接到第二净化流动通道163b。因此，载气打开/关闭阀106d可安装在第一净化流动通道163a与第二净化流动通道163b之间。
第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c可与第一主流动通道162顺序地且并联连接。因此，高容量型多剂量阀组件160可同时打开多个排放阀以供应更大量的气体。
参照图6，示出了净化型多剂量阀组件160。第一供应流动通道至第三供应流动通道162a、162b、162c、第一净化流动通道163a和第二净化流动通道163b可形成在流动路径块161中。第一供应流动通道至第三供应流动通道162a、162b、162c和第一净化流动通道163a可设置为主供应线107。第二净化流动通道163b可连接到载气供应线103d。第三供应流动通道162c的下游侧端部可连接到源气体供应线108。
第一出口通道172a1和第二出口通道172a2两者可形成在第一阀块171a中以连接到第一排放阀106a的出口。第三出口通道172b1和第四出口通道172b2两者可形成在第二阀块171b中以连接到第二排放阀106b的出口。第五出口通道172c1和第六出口通道172c2两者可形成在第三阀块171c中以连接到第三排放阀106c的出口。第一出口通道172a1可连接到第一供应流动通道162a的上游侧端部，第二出口通道172a2可连接到第一净化流动通道163a的下游侧端部。第三出口通道172b1可连接到第二供应流动通道162b的上游侧端部，第四出口通道172b2可连接到第一供应流动通道162a的下游侧端部。第五出口通道172c1可连接到第三供应流动通道162c的上游侧端部，第六出口通道172c2可连接到第二供应流动通道162b的下游侧端部。
入口通道173b可形成在第四阀块171d中以连接到载气打开/关闭阀106d的入口，出口通道173a可形成在第四阀块171d中以连接到载气打开/关闭阀106d的出口。出口通道173a可连接到第一净化流动通道163a，入口通道173b可连接到第二净化流动通道163b。
流动路径块161的流动通道162a、162b、162c、163a可连接到第一阀块至第三阀块171a、171b、171c的通道172a1、172a2、172b1、172b2、172c1、172c2。因此，载气可流过流动路径块以及阀块的所有通道，从而防止源气体的阻塞并且排出来自通道内的颗粒。
反应气体供应器110可包括与如上所述的源气体供应器基本相同或相似的构造。例如，反应气体供应器可与上述源气体供应器类似地包括诸如气体填充罐的构造。反应气体供应器110可包括两个气体填充罐和与气体填充罐对应的两个排放阀。然而，可考虑层沉积效率来确定气体填充罐和排放阀的总数。
在示例实施例中，反应气体供应器110可将反应气体从反应气体供应源供应到工艺室10。反应气体供应源可包括扩散器，并且可使金属前驱体蒸发并将反应气体供应到工艺室10。反应气体的示例可以是B2H6、Si2H6、SiH4、H2等。
在示例实施例中，源气体可包括钨前驱体，反应气体可包括硼。反应气体可包括高浓度B2H6气体。高浓度B2H6气体可包括基于总重量的至少10wt％的B2H6。例如，高浓度B2H6气体可包括10wt％的B2H6以及剩余物H2。
净化气体供应器120、130可包括与如上所述的源气体供应器基本相同或类似的构造。净化气体供应器120、130可包括两个气体填充罐和两个相应的排放阀。然而，可考虑层沉积效率来确定气体填充罐和排放阀的总数。此外，尽管在附图中示出了两个净化气体供应器120、130，但是可不限于此，例如，可设置一个净化气体供应器或者三个或更多个净化气体供应器。
在示例实施例中，净化气体供应器120、130可将净化气体从净化气体供应源供应到工艺室10。例如，净化气体可包括氮(N2)气、氩(Ar)气等。
具体地，如图2中所示，净化气体供应器120可包括：第一充入分布线123a和第二充入分布线123b、第一气体填充罐150a和第二气体填充罐150b、第一排放分布线125a和第二排放分布线125b以及主供应线127，第一充入分布线123a和第二充入分布线123b分别连接到第一净化气体供应源122a和第二净化气体供应源122b，第一气体填充罐150a和第二气体填充罐150b分别连接到第一充入分布线123a和第二充入分布线123b，第一排放分布线125a和第二排放分布线125b分别连接到第一气体填充罐150a和第二气体填充罐150b，第一排放分布线125a和第二排放分布线125b与主供应线127并联连接。主供应线127的第一端部可连接到净化气体供应线128，净化气体供应线128可连接到工艺室10。净化气体供应线128可连接到喷头40的第二气体导入通道43。
净化气体供应器120可包括第一排放阀126a和第二排放阀126b，第一排放阀126a和第二排放阀126b分别安装在第一排放分布线125a和第二排放分布线125b中，以控制净化气体流出第一气体填充罐150a和第二气体填充罐150b。
此外，净化气体供应器120可包括第一流量控制器124a和第二流量控制器124b，第一流量控制器124a和第二流量控制器124b分别安装在第一充入分布线123a和第二充入分布线123b中，以控制供应到第一气体填充罐150a和第二气体填充罐150b的净化气体的流速。例如，第一流量控制器和第二流量控制器可包括质量流量控制器(MFC)。
虽然在附图中未示出，但是净化气体供应还可包括第一充入阀和第二充入阀，第一充入阀和第二充入阀分别安装在第一充入分布线123a和第二充入分布线123b中，以控制净化气体向第一气体填充罐150a和第二气体填充罐150b的流动。
在下文中，可说明使用图1和图2中的层沉积设备沉积层的方法。
图9是示出根据示例实施例的层沉积方法的流程图。图10和图11是示出根据图9中的层沉积方法通过打开/关闭排放阀的气体供应工艺的流程图。层沉积方法可应用于通过原子层沉积工艺在晶片上形成钨层，然而，可不限于此。
参照图1至图3、图9、图10和图11，首先，可将基底W装载到工艺室10中(S10)。
在示例实施例中，工艺室10可用于ALD工艺。基底W可以是其上形成有含钨的薄膜的物体。例如，基底W可由半导体晶片(诸如，硅晶片或锗晶片)形成。可在基底W上进一步形成各种结构(未示出)。
然后，可将源气体导入工艺室10中以在基底W上形成前驱体薄膜(S20)。
例如，源气体供应器100可使金属前驱体蒸发并将源气体供应到工艺室10。源气体的示例可以是WF6、WCl6、WBr6、W(Co)6、W(C2H2)6、W(PF3)6、(C2H5)WH2等。
在S20的步骤中，可用源气体来充入第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c，然后，可将充入第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c内的源气体顺序地导入工艺室10中。
如图10和图11中所示，第一排放阀至第三排放阀106a、106b、106c(阀#1，阀#2，阀#3)可按顺序打开和关闭，使得源气体可从第一气体填充罐至第三气体填充罐150a、150b、150c以多个阶段供应到工艺室10。
来自第二气体填充罐150b的源气体可在来自第一气体填充罐150a的源气体的注入期间或结束时被注入到工艺室10中。类似地，来自第三气体填充罐150c的源气体可在来自第二气体填充罐150b的源气体的注入期间或结束时被注入到工艺室10中。来自载气供应源102d的载气可在来自第三气体填充罐150c的源气体的注入期间或结束时被注入到工艺室10中。例如，载气可包括氩(Ar)气。
此外，当在来自第一气体填充罐150a的源气体的注入完成之后注入来自第二气体填充罐150b的源气体时，第一气体填充罐150a可用来自第一源气体供应源102a的源气体来填充。当在来自第二气体填充罐150b的源气体的注入完成之后注入来自第三气体填充罐150c的源气体时，第二气体填充罐150b可用来自第二源气体供应源102b的源气体来填充。当在来自第三气体填充罐150c的源气体的注入完成之后注入来自载气供应源102d的载气时，第三气体填充罐150c可用来自第三源气体供应源102c的源气体来填充。
然后，可执行第一净化工艺(S30)。
净化气体供应器120、130可将第一净化气体供应到工艺室10中以从工艺室10去除可物理地粘附到或可不物理地粘附到基底W的表面的金属前驱体。例如，在净化工艺中使用的第一净化气体可包括从工艺室10去除金属前驱体的Ar气。
如图10中所示，第一排放阀126a和第二排放阀126b(阀#1，阀#2)可按顺序打开和关闭，使得净化气体可从第一气体填充罐150a和第二气体填充罐150b以多个阶段供应到工艺室10。
来自第二气体填充罐150b的净化气体可在来自第一气体填充罐150a的净化气体的注入期间或结束时注入到工艺室10中。当在来自第一气体填充罐150a的净化气体的注入完成之后注入来自第二气体填充罐150b的净化气体时，第一气体填充罐150a可用来自第一净化气体供应源122a的净化气体来填充。
如图11中所示，第一排放阀126a和第二排放阀126b(阀#1，阀#2)可被同时打开和关闭，使得净化气体可从第一气体填充罐150a和第二气体填充罐150b被一起供应到工艺室10。通过净化气体供应线127供应的净化气体的压强可大于一个气体填充罐内的预定充入压强P0。
在示例实施例中，当净化气体被注入到工艺室10中时，来自载气供应源102d的载气可被注入到工艺室10中。
然后，可将反应气体导入工艺室10中以使金属前驱体薄膜改变为金属层(S40)。
例如，反应气体供应器110可将反应气体作为还原气体供应到工艺室10。反应气体的示例可以是B2H6、Si2H6、SiH4、H2等。反应气体可包括高浓度B2H6气体。高浓度B2H6气体可包括基于总重量的至少10wt％的B2H6。例如，高浓度B2H6气体可包括10wt％的B2H6和剩余物H2。
在S40的步骤中，可用反应气体来充入第一气体填充罐150a和第二气体填充罐150b，然后，可将充入第一气体填充罐150a和第二气体填充罐150b内的反应气体顺序地导入工艺室10中。
如图10和11中所示，第一排放阀和第二排放阀(阀#1，阀#2)可按顺序打开和关闭，使得反应气体可从第一气体填充罐150a和第二气体填充150b罐以多个阶段供应到工艺室10。
来自第二气体填充罐150b的反应气体可在来自第一气体填充罐150a的反应气体的注入期间或结束时被注入到工艺室10中。当在来自第一气体填充罐150a的反应气体的注入完成之后注入来自第二气体填充罐150b的反应气体时，第一气体填充罐150a可用来自反应气体供应源的反应气体来填充。
在常规系统中，还原气体(诸如，B2H6)可在还原气体到达具有高纵横比的开口的底表面之前分解。因此，钨薄膜的阶梯覆盖会劣化。然而，在示例性实施例中，因为多个气体填充罐充入有还原气体，然后充入气体填充罐内的还原气体可被同时(或以多个阶段)导入工艺室10中时，所以可将具有相对高的压强的大量还原气体充分地供应到开口的底表面，从而防止气体过早分解。因此，可提高钨薄膜的阶梯覆盖特性和UPEH(Unit Per EquipmentHou，单台设备单位时间的生产量)。
然后，可执行第二净化工艺(S50)。
净化气体供应器可将第二净化气体供应到工艺室10中以去除工艺室10内剩余的反应材料。
如图10中所示，第一排放阀126a和第二排放阀126b(阀#1，阀#2)可按顺序打开和关闭，使得净化气体可从第一气体填充罐150a和第二气体填充罐150b以多个阶段供应到工艺室10。
来自第二气体填充罐150b的净化气体可在来自第一气体填充罐150a的净化气体的注入期间或结束时被注入到工艺室10中。当来自第二气体填充罐150b的净化气体在来自第一气体填充罐150a的净化气体的注入完成之后被注入时，第一气体填充罐150a可用净化气体来填充。
如图11中所示，第一排放阀126a和第二排放阀126b(阀#1，阀#2)可被同时打开和关闭，使得净化气体可从第一气体填充罐150a和第二气体填充罐150b被一起供应到工艺室10。通过净化气体供应线127供应的净化气体的压强可大于一个气体填充罐内的预定充入压强P0。
在示例实施例中，当净化气体被注入到工艺室10中时，来自载气供应源102d的载气可被注入到工艺室10中。
然后，可以以多个循环重复S20至S50的步骤，以形成具有期望厚度的金属层(S60)。
在图1至图11中，可使用具有多个气体填充罐的气体供应器将源气体、反应气体和/或净化气体供应到工艺室，然而，可不限于此。例如，如下所述，可理解，可使用具有气体填充罐构造的气体供应器将用于形成钨成核层(tungsten nucleation layer)的还原气体供应到工艺室。
在下文中，可说明使用层沉积方法制造半导体器件的方法。
图12至图16是示出根据示例实施例的制造半导体器件的方法的剖视图。例如，图12至图16示出根据示例实施例的使用层沉积方法形成半导体器件的导电结构的方法。
参照图12，可在包括形成在其中的导电图案210的下结构200上形成层间绝缘层220。
在一些实施例中，下结构200可包括形成在图2中所示的基底W上的下绝缘层。可在基底W上形成包括字线、栅极结构、二极管、源极/漏极层、接触件、布线等的电路元件。
可在基底W上形成下结构200以覆盖电路元件。可在下结构200中形成导电图案210。导电图案210可用作插塞(plug)以电连接到电路元件的至少一部分。
例如，下结构200可通过CVD工艺形成为包括氧化硅基材料。导电图案210可由金属(诸如，钨(W)、铜(Cu)、钛(Ti)、钽(Ta)等)、金属氮化物、金属硅化物和/或掺杂有杂质的多晶硅形成或者包括金属(诸如，钨(W)、铜(Cu)、钛(Ti)、钽(Ta)等)、金属氮化物、金属硅化物和/或掺杂有杂质的多晶硅。
在一些实施例中，下结构200可包括半导体基底。例如，下结构200可包括硅、锗、硅-锗或III-V族化合物(诸如，GaP、GaAs、GaSb等)。在示例性实施例中，下结构200可包括绝缘体上硅(SOI)基底或绝缘体上锗(GOI)基底。导电图案210可以是形成在下结构200中的n型或p型的杂质区。
层间绝缘层220可包括氧化硅基材料或低介电有机氧化物。例如，可通过CVD工艺或旋涂工艺形成层间绝缘层220。
参照图13，可部分地去除层间绝缘层220以形成暴露导电图案210的至少一部分的开口225。
在一些实施例中，开口225可具有完全暴露导电图案210的上表面的孔的形状。在一些实施例中，开口225具有暴露导电图案210的上表面并线性地延伸的沟槽的形状。
参照图14，可沿着层间绝缘层220的表面以及开口225的侧壁和底表面形成阻挡导电层230。
在示例实施例中，可使用金属前驱体通过ALD工艺或等离子体增强ALD(PEALD)工艺形成阻挡导电层230。例如，阻挡导电层230可形成为包括氮化钨、碳化钨或碳氮化钨。
参照图15，可在阻挡导电层230上形成金属层240以充分填充开口225。
在示例实施例中，可使用参照图9和图11描述的层沉积方法来形成金属层240。
如图9至图11中所示，可重复地执行源气体供应工艺、第一净化工艺、反应气体供应工艺和第二净化工艺的沉积循环，以形成具有期望厚度的金属层。例如，WF6可用作源气体，B2H6可用作反应气体以形成钨薄膜。
在这种情况下，可在基本相同的气相沉积室中原位沉积阻挡导电层230和金属层240。
参照图16，可例如通过化学机械抛光(CMP)工艺使金属层240的上部和阻挡导电层230平坦化(planarize)，直到暴露层间绝缘层220的上表面。
可通过以上平坦化工艺在开口225中形成电连接到导电图案210并包括阻挡导电图案232和金属填充图案242的导电结构。在一个实施例中，导电结构可包括氮化钨/钨(WNx/W)的堆叠结构。
在示例实施例中，在形成阻挡导电层230之后，可执行预处理工艺。可使用如参照图9所描述的层沉积方法的反应气体供应工艺来执行预处理工艺。
例如，可将B2H6作为反应气体供应到具有形成在其上的阻挡导电层230的基底W上。可使用具有多气体填充罐或加压气体填充罐构造的反应气体供应器来供应反应气体以形成成核层。B2H6反应气体可分解为硼或氢化硼，然后在基底W表面上被吸收，引起钨薄膜的快的成核速率。
图17至图23是示出根据示例实施例的制造半导体器件的方法的剖视图。例如，图17至图23可示出制造具有三维结构的非易失性半导体器件或包括垂直沟道(channel)的垂直型存储器器件的方法。
在图17至图23中，从基底的上表面垂直地延伸的方向可被定义为第一方向。此外，与基底的上表面平行并且形成彼此交叉的两个方向可被分别定义为第二方向和第三方向。例如，第二方向和第三方向可彼此垂直地交叉。
参照图17，可在基底300上交替且重复地形成层间绝缘层302(例如，302a至302g)和牺牲层304(例如，304a至304f)，以形成模具结构。此后，可部分地蚀刻模具结构以形成暴露基底300的上表面的沟道孔310。
例如，层间绝缘层302可包括氧化硅。牺牲层304可包括可相对于层间绝缘层302具有蚀刻选择性的材料，并且可通过湿蚀刻工艺相对容易地去除。例如，牺牲层304可包括氮化硅。
可在随后的工艺中去除牺牲层304以为地选择线(GSL)、字线和串选择线(SSL)提供空间。因此，可考虑GSL、字线和SSL的总数来确定层间绝缘层302和牺牲层304的总数。
例如，可以在单个层级(level)形成GSL和SSL中的每个，可在4个对应的层级形成字线。如在此使用，“层级”可表示相对于基底(例如，基底300)的高度或标高。在这种情况下，分别在6个对应的层级和7个对应的层级形成牺牲层304和层间绝缘层302。然而，在示例实施例中，层间绝缘层302和牺牲层304的总数不具体限于此，并且层间绝缘层302和牺牲层304的总数可根据半导体器件的集成度而增加或减少。
例如，可通过干蚀刻工艺部分地去除模具结构，以形成多个沟道孔310。沟道孔310可沿着第三方向形成沟道孔行。此外，沟道孔310可沿着第二方向形成沟道孔行。
参照图18，可在每个沟道孔310中形成包括介电层结构322、沟道324和填充图案326的垂直沟道结构320。可在垂直沟道结构320上形成覆盖垫(pad，或称为“焊盘”)330。
例如，可沿着沟道孔310的侧壁和底表面以及最上面的层间绝缘层302g的上表面形成介电层。例如，可顺序地形成阻挡层、电荷捕获层和隧道绝缘层以获得介电层。
例如，可通过使用氧化物(诸如，氧化硅)形成阻挡层，可通过使用氮化硅或金属氧化物形成电荷捕获层，可通过使用氧化物(诸如，氧化硅)形成隧道绝缘层。例如，介电层可形成为具有ONO层状结构。
例如，可通过回蚀工艺去除介电层的上部和下部。因此，可基本去除介电层的形成在最上面的层间绝缘层302g的上表面和基底300的上表面上的部分以形成介电层结构322。例如，介电层结构322可形成在沟道孔310的侧壁处，并且可具有基本柱形形状或基本圆柱壳形状。
之后，可在最上面的层间绝缘层302g和介电层结构322的表面以及基底300的上表面上形成沟道层。可在沟道层上形成填充层以填充沟道孔310的剩余部分。
在示例实施例中，沟道层可通过使用可选地掺杂有杂质的多晶硅或非晶硅来形成。在一个实施例中，可进一步对沟道层执行热处理或激光束照射，以将沟道层的多晶硅或非晶硅改变为单晶硅。可通过使用绝缘材料(诸如，氧化硅或氮化硅)来形成填充层。
可例如通过CMP工艺和/或回蚀工艺使填充层和沟道层平坦化，直到暴露最上面的层间绝缘层302g。因此，可形成从介电层结构322的内壁顺序地堆叠的沟道324和填充图案326以填充沟道孔310。
沟道324可具有基本杯形形状，并且可与基底300的通过沟道孔310暴露的上表面接触。填充图案326可具有基本柱形形状或实心圆柱形形状。
可在每个沟道孔310中形成沟道324，因此，可形成与沟道孔行相对应的沟道行。
还可在垂直沟道结构320上进一步形成覆盖沟道孔310的上部的覆盖垫330。例如，可通过回蚀工艺部分地去除介电层结构322、沟道324和填充图案326的上部以形成凹槽。垫层可形成在最上面的层间绝缘层302g上以填充凹槽。可例如通过CMP工艺来使垫层的上部平坦化，直到暴露最上面的层间绝缘层302g的上表面，以形成覆盖垫330。在一个示例性实施例中，可通过使用可选性地掺杂有n型杂质的多晶硅来形成垫层。
可在最上面的层间绝缘层302g上形成第一上绝缘层340以覆盖覆盖垫330。例如，第一上绝缘层340可通过CVD工艺、旋涂工艺等形成，并且可包括氧化硅。
参照图19，第一上绝缘层340和模具结构可被部分地蚀刻以形成开口350。例如，第一上绝缘层340和模具结构的在彼此相邻的沟道行之间的部分可通过干蚀刻工艺被蚀刻以形成开口350。
开口350可沿着第一方向穿过模具结构以暴露基底300的上表面。此外，开口350可沿着第三方向延伸，并且多个开口350可沿着第二方向形成和布置。
开口350可被设置为栅极线切割区域。预定数量的沟道行可沿着第二方向布置在彼此相邻的开口350之间。
当形成开口350时，层间绝缘层302和牺牲层304可被改变为层间绝缘层图案306(例如，306a至306g)和牺牲图案308(例如，308a至308f)。在每个层级处的层间绝缘层图案306和牺牲图案308可具有围绕包括在沟道行中并在一方向上延伸的垂直沟道结构320的板形状。
参照图20，可去除其侧壁被开口350暴露的牺牲图案308。
当牺牲图案308包括氮化硅时，并且当层间绝缘层图案306包括氧化硅时，可使用针对氮化硅具有选择性的腐蚀溶液(例如，磷酸)通过湿蚀刻工艺去除牺牲图案308。
可通过牺牲图案308从其去除的空间限定间隙360。可在相邻的层间绝缘层图案306之间形成多个间隙360。可通过间隙360暴露介电层结构322的外侧壁。
参照图21，可沿着介电层结构322的暴露的外侧壁、间隙360的内壁、层间绝缘层图案306的表面和基底300的暴露的上表面形成阻挡导电层363。可在阻挡导电层363上形成金属栅极层365。在一个示例性实施例中，金属栅极层365可充分地填充间隙360，并且可至少部分地填充开口350。
例如，可使用金属前驱体通过ALD工艺或等离子体增强ALD(PEALD)工艺来形成阻挡导电层363。例如，阻挡导电层363可形成为包括氮化钨、碳化钨或碳氮化钨。
在示例实施例中，可将反应气体(诸如，B2H6)供应到具有形成在其上的阻挡导电层363的基底W上，以形成成核层。可使用具有如参照图1至图11所描述的多气体填充罐或加压气体填充罐构造的反应气体供应器来供应反应气体。B2H6反应气体可分解为硼或氢化硼，然后在基底W表面上被吸收，引起钨薄膜的快的成核速率。
根据半导体器件的集成度，开口350可具有高纵横比。还原气体(诸如，B2H6)可在还原气体到达具有高纵横比的开口350的底表面之前分解。因此，钨薄膜的阶梯覆盖可被劣化。然而，在示例实施例中，由于还原气体具有大于预定充入压强P0的压强，因此，大量的反应气体可被充分地供应到与开口350的底表面相邻的间隙360中。
然后，可通过使用参照图9至图11描述的层沉积方法在阻挡导电层363上形成金属栅极层365。
如图9至图11中所示，可重复地执行源气体供应工艺、第一净化工艺、反应气体供应工艺和第二净化工艺的沉积循环，以形成具有期望的厚度的金属层。例如，WF6可用作源气体，B2H6可用作反应气体，以形成钨薄膜。
参照图22，可部分地蚀刻阻挡导电层363和金属栅极层365以在每个间隙360中形成阻挡导电图案367和金属栅极370(例如，370a至370f)。金属栅极370可具有线形形状或板形形状，金属栅极370围绕包括在沟道行中并在一方向上延伸的垂直沟道结构320的侧壁。
例如，可通过CMP工艺使阻挡导电层363和金属栅极层365的上部平坦化，直到可暴露第一上绝缘层340的上表面。此后，可通过各向异性蚀刻工艺蚀刻阻挡导电层363和金属栅极层365的形成在开口350中的部分，以在每个层级处的间隙360中形成阻挡导电图案367和金属栅极370。可沿着间隙360的内壁形成阻挡导电图案367，并且可在阻挡导电图案367上形成金属栅极370以填充每个层级处的间隙360。
金属栅极370可包括从基底300的上表面顺序地堆叠并沿着第一方向彼此分隔开的GSL、字线和SSL。例如，最下面的金属栅极370a可被设置为GSL。GSL上的四个金属栅极370b至370e可被设置为字线。字线上的最上面的金属栅极370f可被设置为SSL。
参照图23，可在由开口350暴露的基底300上形成杂质区305，并且可在开口350中形成分隔件380和切割图案385。
例如，可例如通过离子注入工艺通过开口350设置n型杂质(诸如，磷光体或砷)以形成杂质区305。杂质区305可形成在基底300上并且可沿着第三方向延伸。
可在开口350的侧壁处形成分隔件380。例如，可通过ALD工艺沿着第一上绝缘层340的上表面以及开口350的侧壁和底表面形成包括绝缘材料(诸如，氧化硅)的分隔件层。例如，可通过各向异性蚀刻工艺或回蚀工艺部分地去除分隔件层，以选择性地在开口350的侧壁处形成分隔件380。
此后，可形成切割图案385以填充开口350的剩余部分。例如，可在第一上绝缘层340上形成导电层以充分填充开口350。可通过CMP工艺使导电层的上部平坦化，直到暴露第一上绝缘层340的上表面，以形成在开口350中延伸的切割图案385。
导电层可由金属、金属氮化物、金属硅化物和/或掺杂有杂质的多晶硅形成或者包括金属、金属氮化物、金属硅化物和/或掺杂有杂质的多晶硅，并且导电层可通过ALD工艺或溅射工艺(sputtering process)形成。切割图案385可被设置为半导体器件的CSL。
在一些实施例中，导电层可通过使用根据示例实施例的金属前驱体来形成。在这种情况下，切割图案385可包括钨。
可在第一上绝缘层340上形成第二上绝缘层390以覆盖切割图案385和分隔件380。第二上绝缘层390可包括与第一上绝缘层340基本相似或相同的氧化硅，并且可通过CVD工艺形成。
此后，可形成位线接触件395。位线接触件395可穿过第一上绝缘层340和第二上绝缘层390以接触覆盖垫330。此后，可在第二上绝缘层390上形成电连接到位线接触件395的位线397。位线接触件395和位线397可包括金属、金属氮化物、掺杂有杂质的多晶硅等，并且可通过CVD工艺、ALD工艺、溅射工艺等形成。
多个位线接触件395可形成为对应于覆盖垫330，从而形成位线接触件阵列。此外，位线397可沿着第二方向延伸，并且可通过位线接触件395电连接到多个覆盖垫330。此外，可沿着第三方向形成多条位线397。
根据示例实施例的层沉积设备和层沉积方法可用于形成导电结构(诸如，闪存器件等的栅极图案)。此外，层沉积设备和层沉积方法可用于形成各种半导体器件(诸如，MRAM器件、ReRAM器件、PRAM器件、逻辑元件等)的电极、栅极、接触件等。
前述是示例实施例的说明，并且将不被解释为对其的限制。虽然已经描述了一些示例实施例，但是本领域技术人员将容易地理解，在实质上不脱离本发明的新颖教导和优点的情况下，在示例实施例中许多修改是可行的。因此，所有这样的修改意在包括在如权利要求中所限定的示例实施例的范围内。

Claims (19)

1.一种用于层沉积设备的气体供应器，所述气体供应器包括：
多条充入分布线，连接到第一气体供应源；
多个气体填充罐，分别连接到所述多条充入分布线，所述多个气体填充罐中的每个气体填充罐用来自第一气体供应源的第一气体加压；
气体供应线，连接到第二气体供应源；以及
多剂量阀组件，连接到所述多个气体填充罐的出口部并且被构造为顺序地将第一气体从所述多个气体填充罐供应到工艺室，
其中，多剂量阀组件包括：
流动路径块，具有连接到工艺室的主供应线；
多个阀块，紧固到流动路径块，每个阀块具有相应的排放阀，其中，每个对应的排放阀能够操作以控制第一气体从对应的气体填充罐排放到主供应线；以及
防回流阀块，紧固到流动路径块并且在其中具有打开/关闭阀，其中，打开/关闭阀能够操作以控制第二气体从气体供应线到主供应线的流动，
其中，多个供应流动通道和第一净化流动通道形成在流动路径块中并且构成主供应线，所述多个阀块中的每个阀块包括连接到对应的排放阀的出口的两个出口通道，
其中，包括在所述多个阀块之中的靠近防回流阀块的阀块中的两个出口通道分别连接到第一净化流动通道和所述多个供应流动通道中的一个供应流动通道，并且包括在所述多个阀块之中的其他阀块中的每个阀块的两个出口通道分别连接到所述多个供应流动通道之中的剩余供应流动通道中的两个供应流动通道。
2.根据权利要求1所述的用于层沉积设备的气体供应器，其中，排放阀按顺序连接到相应的气体填充罐并且与主供应线并联布置，并且打开/关闭阀串联连接到主供应线的上游侧端部。
3.根据权利要求1所述的用于层沉积设备的气体供应器，其中，第二净化流动通道形成在流动路径块中，第一净化流动通道构成主供应线的上游侧端部的至少一部分，并且第二净化流动通道连接到气体供应线，并且
其中，打开/关闭阀安装在第一净化流动通道与第二净化流动通道之间。
4.根据权利要求1所述的用于层沉积设备的气体供应器，所述气体供应器还包括：
多个流量控制器，每个流量控制器各自安装在相应的充入分布线中。
5.根据权利要求1所述的用于层沉积设备的气体供应器，其中，所述多个气体填充罐沿着流动路径块的上表面的第一侧部安装，并且所述多个阀块沿着流动路径块的上表面的与第一侧部相对的第二侧部紧固。
6.根据权利要求5所述的用于层沉积设备的气体供应器，其中，防回流阀块紧固到流动路径块的上表面的与所述多个阀块相邻的第二侧部。
7.根据权利要求1所述的用于层沉积设备的气体供应器，其中，第一气体包括源气体、反应气体和净化气体中的至少一种，并且其中，第二气体包括载气。
8.根据权利要求7所述的用于层沉积设备的气体供应器，其中，净化气体和载气包括相同类型的气体。
9.根据权利要求7所述的用于层沉积设备的气体供应器，其中，源气体包括钨前驱体，并且反应气体包括硼。
10.一种层沉积设备，所述层沉积设备包括：
工艺室，被构造为：容纳基底并且提供用于对基底执行沉积工艺的空间；
至少一个第一气体供应源；
第二气体供应源；
气体供应器，包括多个气体填充罐和多剂量阀组件，所述多个气体填充罐用来自所述至少一个第一气体供应源的第一气体加压，多剂量阀组件连接到所述多个气体填充罐的出口部并且被构造为顺序地将第一气体从所述多个气体填充罐供应到工艺室；以及
控制器，被构造为控制气体供应器的操作，
其中，多剂量阀组件包括：
流动路径块，具有连接到工艺室的主供应线；
多个阀块，紧固到流动路径块，每个阀块具有相应的排放阀，其中，每个对应的排放阀能够操作以控制第一气体从对应的气体填充罐排放到主供应线；以及
防回流阀块，紧固到流动路径块并且在其中具有打开/关闭阀，其中，打开/关闭阀能够操作以控制第二气体从第二气体供应源到主供应线的流动，
其中，多个供应流动通道和第一净化流动通道形成在流动路径块中并且构成主供应线，所述多个阀块中的每个阀块包括连接到对应的排放阀的出口的两个出口通道，
其中，包括在所述多个阀块之中的靠近防回流阀块的阀块中的两个出口通道分别连接到第一净化流动通道和所述多个供应流动通道中的一个供应流动通道，并且包括在所述多个阀块之中的其他阀块中的每个阀块的两个出口通道分别连接到所述多个供应流动通道之中的剩余供应流动通道中的两个供应流动通道。
11.根据权利要求10所述的层沉积设备，其中，排放阀按顺序连接到相应的气体填充罐并且与主供应线并联布置，并且其中，打开/关闭阀串联连接到主供应线的上游侧端部。
12.根据权利要求11所述的层沉积设备，其中，第二净化流动通道形成在流动路径块中，第一净化流动通道构成主供应线的上游侧端部的至少一部分，并且第二净化流动通道连接到第二气体供应源，并且
其中，打开/关闭阀安装在第一净化流动通道与第二净化流动通道之间。
13.根据权利要求12所述的层沉积设备，所述层沉积设备还包括：多个流量控制器，每个流量控制器各自安装在连接到所述至少一个第一气体供应源的多条充入分布线中的相应的充入分布线中，并且其中，所述多个气体填充罐分别连接到所述多条充入分布线。
14.根据权利要求10所述的层沉积设备，其中，第一气体包括源气体、反应气体和净化气体中的至少一种，并且其中，第二气体包括载气。
15.一种层沉积设备，所述层沉积设备包括：
工艺室，被构造为：容纳基底并且提供用于对基底执行沉积工艺的空间；
源气体供应器，被构造为：将源气体从至少一个源气体供应源供应到工艺室；
反应气体供应器，被构造为：将反应气体从至少一个反应气体供应源供应到工艺室；以及
净化气体供应器，被构造为：将净化气体从至少一个净化气体供应源供应到工艺室，
其中，源气体供应器、反应气体供应器和净化气体供应器中的至少一个包括：
多条充入分布线，连接到所述至少一个源气体供应源、所述至少一个反应气体供应源或所述至少一个净化气体供应源；
多个气体填充罐，分别连接到所述多条充入分布线，所述多个气体填充罐中的每个气体填充罐用从源气体、反应气体和净化气体中选择的至少一种气体加压；
流动路径块，具有连接到工艺室的主供应线；
多个阀块，紧固到流动路径块，所述多个阀块具有按顺序连接到主供应线的对应的多个排放阀，其中，每个对应的排放阀能够操作以控制相应的气体从对应的气体填充罐排放到主供应线；以及
多个流量控制器，每个流量控制器各自安装在相应的充入分布线中，
其中，多个供应流动通道和第一净化流动通道形成在流动路径块中并且构成主供应线，所述多个阀块中的每个阀块包括连接到对应的排放阀的出口的两个出口通道，
其中，包括在所述多个阀块之中的靠近防回流阀块的阀块中的两个出口通道分别连接到第一净化流动通道和所述多个供应流动通道中的一个供应流动通道，并且包括在所述多个阀块之中的其他阀块中的每个阀块的两个出口通道分别连接到所述多个供应流动通道之中的剩余供应流动通道中的两个供应流动通道。
16.根据权利要求15所述的层沉积设备，其中，源气体供应器、反应气体供应器和净化气体供应器中的至少一个还包括：
气体供应线，连接到载气供应源；以及
打开/关闭阀，能够操作以控制载气从气体供应线到主供应线的流动。
17.根据权利要求16所述的层沉积设备，其中，排放阀与主供应线并联连接，并且打开/关闭阀串联连接到主供应线的上游侧端部。
18.根据权利要求15所述的层沉积设备，其中，源气体包括钨前驱体，并且反应气体包括硼。
19.根据权利要求15所述的层沉积设备，其中，反应气体包括基于总重量的至少10wt％的B2H6。
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