[发明专利]原子层沉积设备的进气装置及原子层沉积设备

说明书

本发明提供一种进气装置及原子层沉积设备，其包括：用于向第一进气结构输送第一补偿气体的第一补偿进气结构，以能够使经由第一进气结构进入反应腔室的气体流量值等于经由第二进气结构进入反应腔室的气体流量值；以及用于向反应腔室内输送第二补偿气体的第二补偿进气结构，以能够在第一进气结构和第二进气结构停止向反应腔室输送第一前驱体和第二前驱体时，使进入反应腔室的气体流量值等于经由第一进气结构或第二进气结构进入反应腔室的气体流量值。本发明提出的进气装置及原子层沉积设备能够使前驱体和补偿气体充分混合，且不会造成反应腔室内部压力波动，以使反应腔室中的用于制备膜层的工艺气体具有良好的均匀性，从而使膜层具有良好的均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种原子层沉积设备的进气装置及原子层沉积设备。

背景技术

原子层沉积(Atomic Layer Deposition，简称ALD)是可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在晶圆表面的一种工艺。由原子层沉积工艺制作成的膜层具有高纯度和良好均匀性的优点，因此原子层沉积工艺被广泛地应用于半导体动态缓冲器制造中，以满足半导体动态缓冲器的小尺寸和大高宽比的工艺要求。

原子层沉积工艺的基本原理为：将不同的前驱体脉冲交替地通入反应腔室以能够达到晶圆表面，在晶圆上实现化学吸附并发生反应而形成沉积膜；在不同的前驱体脉冲通入之间，需要用吹扫气体对反应器进行吹扫，以清除未吸附在晶圆表面的过剩前驱体和反应生成物，以保证化学反应只在晶圆表面发生。

现有的原子层沉工艺通常通过加热前驱体源瓶，使其中的液体气化成为气态的前驱体，并使该前驱体与稀释气体同时通入反应腔室。但是由于原子层沉积每步工艺时间基本小于1s，最短可达到0.05s，这样短的时间不足以使前驱体与稀释气体得到充分混合，所以容易造成反应腔室中的反应气体均匀性较差，从而降低晶圆吸附的反应物的均匀性，进而导致形成的膜层均匀性差。

而且由于两条前驱体管路交替且间隔地开启，且吹扫气体管路通常持续开启，因此在任意一条前驱体管路开启或者关闭的瞬间，都会导致反应腔室的总进气流量骤然增加或者骤然减少，进而导致反应腔室的内部压力发生较大的波动；而在原子层沉积工艺过程中反应腔室内部压力波动不利于反应气体在反应腔室中均匀扩散，进而导致制备出的膜层均匀性较差。

发明内容

本发明实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种原子层沉积设备的进气装置及原子层沉积设备，其能够使第一前驱体和补偿气体得到充分混合，且不会造成反应腔室内部压力波动，以使反应腔室中的用于制备膜层的工艺气体具有良好的均匀性，从而使膜层具有良好的均匀性。

为实现本发明的目的而提供一种原子层沉积设备的进气装置，其包括：

第一进气结构和第二进气结构，均与所述原子层沉积设备的反应腔室连接，用于分别向所述反应腔室内输送第一前驱体和第二前驱体；

第一吹扫结构和第二吹扫结构，分别与所述第一进气结构和第二进气结构连接，用于向所述反应腔室内输送吹扫气体；

第一补偿进气结构，与所述第一进气结构连接，用于向所述第一进气结构输送第一补偿气体，以能够使经由所述第一进气结构进入所述反应腔室的气体流量值等于经由所述第二进气结构进入所述反应腔室的气体流量值；以及

第二补偿进气结构，与所述反应腔室连接，用于向所述反应腔室内输送第二补偿气体，以能够在所述第一进气结构和所述第二进气结构停止向所述反应腔室输送所述第一前驱体和所述第二前驱体时，使进入所述反应腔室的气体流量值等于经由所述第一进气结构或所述第二进气结构进入所述反应腔室的气体流量值。

可选的，所述第一进气结构包括源瓶组件、第一供气管路、第一缓冲单元和第一进气管路，其中，

所述源瓶组件用于提供所述第一前驱体；