[發明專利]原子層沉積設備的前驅體傳輸裝置和前驅體傳輸方法

在審

• 申請號: 202010558991.0
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111560605A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 張文強;趙雷超;史小平;蘭云峰;秦海豐;紀紅
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/44;C23C16/52;C23C16/40
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;王婷

本發明實施例提供一種原子層沉積設備的前驅體傳輸裝置和前驅體傳輸方法，該裝置包括第一進氣組件、第二進氣組件和設置有第一流量控制模塊的氣體補償管路，氣體補償管路用于對反應腔室的總氣體流量進行補償；第一進氣組件包括第一前驅體源、緩沖裝置、第一前驅體管路和設置在第一前驅體管路上的第二流量控制模塊，緩沖裝置的兩端分別與第一前驅體源的輸出端和第一前驅體管路的輸入端連接，用于緩存第一前驅體；第一前驅體管路的出氣端與反應腔室連接，用于輸送第一前驅體；第二流量控制模塊，用于控制流經第二流量控制模塊的氣體流量等于流經第一流量控制模塊的氣體流量。本發明的實施例，可以實現第一前驅體源與ALD工藝所使用的流量相匹配。

技術領域

本發明涉及半導體加工技術領域，具體地，涉及一種原子層沉積設備的前驅體傳輸裝置和前驅體傳輸方法。

背景技術

原子層沉積(Atomic layer deposition，以下簡稱ALD)方法是氣相沉積薄膜方法的一種，是在襯底表面進行的反應，多種參與薄膜沉積的前驅體(一般為有機金屬化合物或者金屬的鹵化物)通過載流氣體以脈沖的形式交替進入反應腔室，并在襯底表面進行化學反應。例如，用作鈍化層的三氧化二鋁(Al₂O₃)薄膜的生長工藝一般采用前驅體三甲基鋁(TMA)和臭氧(O₃)。

但是，O₃無法使用鋼瓶等容器儲存，只能通過臭氧發生器隨時制造，隨時使用，而為了保證O₃的濃度穩定性，需要通過向臭氧發生器引入大流量的氧氣和氮氣來使其腔室具有較高的壓力，但是由于Al₂O₃薄膜的生長工藝所使用的氣體流量通常都很小，導致臭氧發生器引入的氣體流量與ALD工藝所使用的流量之間的匹配度較差。

發明內容

本發明實施例旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種原子層沉積設備的前驅體傳輸裝置和前驅體傳輸方法，其可以實現第一前驅體源與ALD工藝所使用的流量相匹配。

為實現上述目的，本發明實施例提供了一種原子層沉積設備的前驅體傳輸裝置，包括第一進氣組件、第二進氣組件和設置有第一流量控制模塊的氣體補償管路，其中，所述第二進氣組件用于向所述原子層沉積設備的反應腔室輸送第二前驅體；所述氣體補償管路用于對所述反應腔室的總氣體流量進行補償，所述第一進氣組件包括第一前驅體源、緩沖裝置、第一前驅體管路和設置在所述第一前驅體管路上的第二流量控制模塊，其中，

所述緩沖裝置的兩端分別與所述第一前驅體源的輸出端和所述第一前驅體管路的輸入端連接，用于緩存第一前驅體；

所述第一前驅體管路的出氣端與所述反應腔室連接，用于輸送所述第一前驅體；

所述第二流量控制模塊，用于控制流經所述第二流量控制模塊的氣體流量等于流經所述第一流量控制模塊的氣體流量。

可選的，所述第一進氣組件還包括設置在所述第一前驅體管路上的壓力控制模塊，所述壓力控制模塊位于所述緩沖裝置與所述第二流量控制模塊之間，用于控制所述第二流量控制模塊的進氣端的氣體壓力等于所述第一流量控制模塊的進氣端的氣體壓力。

可選的，所述壓力控制模塊包括壓力傳感器、壓力調節閥和控制單元，其中，所述壓力傳感器用于檢測所述第二流量控制模塊的進氣端的氣體壓力，并將其發送至所述控制單元；所述控制單元用于根據所述氣體壓力和獲得的所述第一流量控制模塊的進氣端的氣體壓力，控制所述壓力調節閥調節所述第二流量控制模塊的進氣端的氣體壓力。

可選的，所述緩沖裝置包括緩沖容器、氣壓檢測模塊和控制模塊，其中，所述氣壓檢測模塊用于檢測所述緩沖容器中的氣體壓力，并將其發送至所述控制模塊；所述控制模塊用于根據所述氣壓檢測模塊檢測的所述氣體壓力和預設的壓力閾值，控制所述第一前驅體源開啟或關閉。