原子层沉积装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109576675A(43)申请公布日2019.04.05(21)申请号201910037151.7(22)申请日2019.01.15(71)申请人北京北方华创微电子装备有限公司地址100176北京市大兴区北京经济技术开发区文昌大道8号(72)发明人张文强史小平兰云峰秦海丰纪红赵雷超(74)专利代理机构北京成创同维知识产权代理有限公司11449代理人蔡纯李向英(51)Int.Cl.C23C16/455(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图7页(54)发明名称原子层沉积装置及方法(57)摘要本申请公开了一种原子层沉积装置及方法，原子层沉积装置采用了额外添加吹扫管路的设计，通过将吹扫管路并联在原有的前驱体传输管路中，从而将吹扫气体的流量从前驱体的设定流量中解放出来，可以显著加大吹扫气体的流量，由于吹扫气流的增强，其吹扫工序所消耗的时间可以进一步减小，从而间接提高了整个装置的生产效率，同时还可以更彻底的对反应腔室中喷淋头及喷淋头边缘焊接处进行吹扫，避免了前驱体的残留，提高了生产薄膜的均匀性及薄膜质量。CN109576675ACN109576675A权利要求书1/2页1.一种原子层沉积装置，其特征在于，包括：反应腔室；分别与所述腔室相连接的第一前驱体传输管路和第二前驱体传输管路；分别与第一前驱体传输管路和第二前驱体传输管路相连接的第一吹扫管路和第二吹扫管路；其中，所述第一吹扫管路与所述第一前驱体传输管路的至少部分相并联，所述第二吹扫管路与所述第二前驱体传输管路的至少部分相并联，所述第一吹扫管路与所述第二吹扫管路中的流量控制器的量程不小于3000标准毫升/分钟。2.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，在所述第一吹扫管路与第二吹扫管路上分别设置有第一阀门与第二阀门，以控制管路的开启和关闭。3.根据权利要求2所述的原子层沉积装置，其特征在于，还包括：第一吹扫支路，其一端接入第一吹扫管路中第一阀门的上游，另一端与真空泵相连接，所述第一吹扫支路上设有第三阀门；第二吹扫支路，其一端接入第二吹扫管路中第二阀门的上游，另一端与真空泵相连接，所述第二吹扫支路上设有第四阀门。4.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述第一前驱体传输管路上还设有用于装载第一前驱体的源瓶，所述源瓶通过源瓶进口管路和源瓶出口管路与部分所述第一前驱体传输管路相并联，所述源瓶内的底面设有至少一个柱状结构，所述柱状结构用于对所述源瓶的内部进行加热。5.根据权利要求4所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述柱状结构的高度为所述源瓶高度的五分之一至二分之一。6.根据权利要求5所述的原子层沉积装置，其特征在于，所述柱状结构为金属，所述柱状结构的一端固定于所述源瓶内的底面上。7.一种原子层沉积方法，其特征在于，包括以下步骤：准备衬底；向反应腔室通入第一前驱体，第一前驱体的基团吸附于衬底表面；将第一前驱体吹扫至真空泵；对喷淋头进行第一次吹扫；向反应腔室通入第二前驱体，第二前驱体与衬底表面的基团反应形成沉积材料；将第二前驱体吹扫至真空泵；对喷淋头进行第二次吹扫；其中，通过第一吹扫管路对喷淋头进行第一次吹扫，以去除第一前驱体；通过第二吹扫管路对喷淋头进行第二次吹扫，以去除第二前驱体。8.根据权利要求7所述的原子层沉积方法，其特征在于，将第一前驱体吹扫至真空泵时，断开源瓶与第一前驱体传输管路之间的连接，将第一前驱体传输管路中处于下游的一端接入真空泵，向第一前驱体传输管路的另一端通入吹扫气体，从而将第一前驱体吹扫至真空泵；对喷淋头进行第一次吹扫时，所述第一阀门打开，所述第三阀门关闭，将第一吹扫管路接入第一前驱体传输管路，所述第一吹扫管路的气体流量为3000-6000标准毫升/分钟，吹2CN109576675A权利要求书2/2页扫气体经第一吹扫管路、第一前驱体传输管路及喷淋头进入反应腔室，吹扫持续时间为1-2秒。9.根据权利要求7所述的原子层沉积方法，其特征在于，将第二前驱体吹扫至真空泵时，断开第二前驱体气源与第二前驱体传输管路之间的连接，将第二前驱体传输管路中处于下游的一端接入真空泵，向第二前驱体传输管路的另一端通入吹扫气体，从而将第二前驱体吹扫至真空泵。对喷淋头进行第二次吹扫时，所述第二阀门打开，所述第四阀门关闭，将第二吹扫管路接入第二前驱体传输管路，所述第二吹扫管路的气体流量为3000-6000标准毫升/分钟，吹扫气体经第二吹扫管路、第二前驱体传输管路及喷淋头进入反应腔室，吹扫持续时间为1-2秒。10.根据权利要求7所述的原子层沉积方法，其特征在于，通过第一次吹扫和第二次吹扫，使吹扫气体流经所述喷淋头的内部及边缘，以去除残余的前驱体。3CN109576675A说明书1/9页原子层沉积装置及