[发明专利]一种防回流的原子层沉积设备及其使用方法

说明书

技术领域

 本发明涉及半导体制造技术领域，尤其是涉及一种防回流的原子层沉积设备及其使用方法。

背景技术

原子层沉积设备工作时，一个沉积周期往往包括四个阶段：第一化学反应气体进入沉积室反应、第一清理气体清洗沉积室、第二化学反应气体进入沉积室反应、第二清理气体清洗沉积室，在这四个阶段，都会涉及到通入气体及抽取气体的过程。现有的原子层沉积设备包含使用了多个阀的同步致动的化学试剂输送支管，即第一化学反应气体、第一清理气体、第二化学反应气体和第二清理气体都位于同一气路通道上，每个气体源瓶由相应的阀门控制，在这样的系统中，由于阀本身不可能实现完全的同步致动，因此，不可能真正做到消除流量偏移，且这些不可避免的流量偏移会发生回流，产生对沉积产品质量不利的化学试剂混合，影响器件的沉积效果。现有结构如图1所示。

为了提高原子层沉积设备的产品性能，消除流量偏移，尽可能减少气体回流，避免化学试剂的污染对沉积带来的不良影响，需要对传统的原子层沉积设备的反应气体的输送结构进行重新设计，满足待加工器件对沉积效果越来越高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防回流的原子层沉积设备，降低残留试剂对气体试剂的污染，减少了流量偏移，有效避免了气体回流现象。

本发明的另一目的在于提供一种防回流的原子层沉积设备的使用方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种防回流的原子层沉积设备，包括真空部件、加热部件、气路部件、等离子体产生部件、控制部件和沉积室；所述气路部件包括第一管道和第二管道，所述第一管道和所述第二管道的末端结合处延伸出一段公共管道，所述公共管道与所述沉积室相连；所述第一管道和所述第二管道上分别设有一对反应气体源瓶和清理气体源瓶，所述清理气体源瓶设置在所述第一管道和所述第二管道上靠近所述沉积室的一端。

上述方案中，所述反应气体源瓶和所述清理气体源瓶分别设有直接控制相应源瓶的阀门，所述反应气体源瓶与所述清理气体源瓶之间的管道上设有阀门，所述第一管道与所述第二管道与所述公共管道的交接处分别设有阀门。

上述方案中，所述控制部件包括计算机和数据处理模块；所述计算机与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块分别与所述真空部件、加热部件、气路部件、等离子体产生部件连接；

其中，所述计算机，用于显示系统操作界面、接收外部命令、显示系统各部件运行中的参数，向数据处理模块发送运行指令和数据和对设备其它部件进行控制，并从数据处理模块接收指令数据，对接收到的指令数据进行分析；所述数据处理模块，用于对所述真空部件、加热部件、气路部件、等离子体产生部件发送的数据进行处理。

上述方案中，所述加热部件中的温控器通过RS232串口与所述数据处理模块连接。

上述方案中，所述真空部件中的压力传感器和真空计分别通过RS232和RS485串口与所述数据处理模块连接。

上述方案中，所述数据处理模块和所述真空部件中的电压电流放大模块连接，所述电压电流放大模块和继电器连接，所述继电器下端为泵组电源。

上述方案中，所述数据处理模块与所述等离子体产生部件中的射频电源连接。

上述方案中，所述数据处理模块与所述气路部件中的质量流量控制器以及各个电磁阀相连。

一种防回流的原子层沉积设备的使用方法，包括如下步骤：

打开气路部件第一管道上气体反应源瓶的控制阀门、所述第一管道上气体反应源瓶与气体清理源瓶之间的阀门以及所述第一管道与公共管道交接处的阀门，在向沉积室输送化学反应气体至预先设置量后，关闭上述阀门；

当所述沉积室内化学反应气体的反应结束后，打开所述第一管道上气体清理源瓶的控制阀门和所述第一管道与公共管道交接处的阀门，在向所述沉积室通入清理气体至预先设置量后，关闭上述阀门；

当所述沉积室内清洗完毕后，打开所述气路部件第二管道上气体反应源瓶的控制阀门、所述第二管道上气体反应源瓶与气体清理源瓶之间的阀门以及所述第二管道与所述公共管道交接处的阀门，在向沉积室输送化学反应气体至预先设置量后，关闭上述阀门；

当所述沉积室内化学反应气体的反应结束后，打开所述第二管道上气体清理源瓶的控制阀门和所述第二管道与公共管道交接处的阀门，在向所述沉积室通入清理气体至预先设置量后，关闭上述阀门。

与现有技术方案相比，本发明采用的技术方案产生的有益效果如下：