[發明專利]原子層沉積設備及其抽氣速率控制方法

有效

• 申請號: 201611112747.1
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN108070844B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 吳學憲
• 申請（專利權）人: 矽碁科技股份有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/52
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 喬媛;湯在彥

本發明揭露一種用于一原子層沉積設備的抽氣速率控制方法及使用此方法的原子層沉積設備。該原子層沉積設備包含反應室、供氣裝置、抽氣裝置及并聯管路，該供氣裝置連接至該反應室以選擇性提供該反應室至少二反應氣體及至少一清泄氣體，該抽氣裝置連接至該反應室以對該反應室抽氣，該并聯管路連接該供氣裝置及該抽氣裝置并包含并聯控制閥門，該供氣裝置經由該并聯管路提供該抽氣裝置不與該反應氣體反應的負載氣體。通過控制該并聯控制閥門的開、閉，可改變該抽氣裝置的抽氣負載，進而達到改變該抽氣裝置對該反應室的抽氣速率的目的。

技術領域

本發明關于一種原子層沉積設備，尤指一種關于原子層沉積設備的抽氣速率控制方法。

背景技術

原子層沉積(atomic layer deposition,ALD)制造工藝是使基板在兩種不同反應氣體(前驅物)環境下交替浸泡(soak)，經反應后于其上形成單層膜(monolayer)。兩種不同反應氣體不能同時存在于反應室中，否則兩種反應氣體反應而產生大量顆粒狀污染物，因此反應氣體的交替過程間要經過適當的清泄(purge)程序(例如以清泄氣體清洗反應室)。為提升反應氣體的使用率，反應室的容積(volume)愈小愈好。此外，在浸泡狀態時關閉抽氣閥門可進一步提升反應氣體使用率。然而，瞬間啟動的真空(抽氣)易使粉塵(particulates)(包含存在于反應室內的污染物)揚起而破壞鍍膜品質，且于較小的反應室中，此問題將更形嚴重。對此問題，通常于浸泡狀態時，可對反應室保持抽氣，以使反應室內的氣體能保持一定程度流動狀態，進而抑制粉塵的揚起。此時，為避免反應氣體過度浪費，抽氣泵通常以較低的抽氣速率運作。但于清潔程序時，抽氣泵需增加抽氣速率以縮短清潔程序所耗時間。

對此抽氣速率需求目前有以改變(或切換)氣體流路(例如使用特殊設計的進氣室或進氣網(Shower)或快速轉動孔狀輪盤)的方式實作者，但其反應室機構復雜，且切換動作均為機械式，速度慢，制造工藝時間因而增加。另有以改變抽氣閥門的閥體設計(例如節流閥、蝴蝶閥)的方式實作者，但此閥體動作均為機械式，速度仍不夠快，且容易在閥體的組件之間累積粉塵，進而影響鍍膜品質。亦有以改變泵抽氣端(例如抽氣管路大小為可調變)的方式實作者，但其反應室機構設計相當復雜，且可能會影響其等離子體阻抗，又其切換動作均為機械式，速度慢，容易于曲折處累積粉塵，進而影響鍍膜品質。還有以改變泵排氣端(exhaust)氣導以降低泵抽氣效率的方式實作，但此僅適用于渦輪分子(turbo molecular)泵，其他種類的泵則有油氣回流的疑慮。

發明內容

鑒于先前技術中的問題，本發明提供一種抽氣速率控制方法，用于一原子層沉積設備。該抽氣速率控制方法利用改變抽氣裝置的抽氣負載(loading)，以達到改變該抽氣裝置對該反應室的抽氣速率的目的。

根據本發明的抽氣速率控制方法用于一原子層沉積設備，該原子層沉積設備包含一反應室、一供氣裝置、一抽氣裝置及一并聯管路，該供氣裝置連接至該反應室以選擇性提供該反應室至少二反應氣體及至少一清泄氣體，該抽氣裝置連接至該反應室以對該反應室抽氣，該并聯管路連接該供氣裝置及該抽氣裝置并包含一并聯控制閥門，該供氣裝置經由該并聯管路提供該抽氣裝置不與該至少二反應氣體反應的一負載氣體。該抽氣速率控制方法包含下列步驟：當該供氣裝置提供該反應室該至少二反應氣體其中之一時，打開該并聯控制閥門以使該抽氣裝置同時對該反應室及該并聯管路抽氣，降低對該反應室的抽氣速率；以及當該供氣裝置提供該反應室該至少一清泄氣體時，關閉該并聯控制閥門以使該抽氣裝置對該反應室抽氣但不對該并聯管路抽氣。藉此，該抽氣裝置對該反應室始終保持抽氣，可避免揚起粉塵，且于該反應室進行清泄程序時，該抽氣裝置對該反應室的抽氣，能以較大的抽氣速率進行，故該抽氣速率控制方法兼具維護鍍膜品質及縮短該反應室切換不同反應氣體的時間。

本發明的另一目的在于提供一種原子層沉積設備，具有一并聯管路，通過此并聯管路可改變抽氣裝置的抽氣負載，以達到改變該抽氣裝置對該反應室的抽氣速率的目的。