一种薄膜沉积设备的制作方法

本技术涉及薄膜沉积，尤其涉及一种薄膜沉积设备。

背景技术：

1、在原子层沉积(atomic layer deposition，ald)工艺中，为了提高产能并实现气体的快速切换，通常会为化学源配置经过反应腔体的通腔体管路和绕过反应腔体的通腔体旁路。在薄膜沉积之前，可以先将气压不稳的化学源气体经由通腔体旁路通入排气通道，直到管路中的气压稳定。之后，在薄膜沉积时，可以通过快速切换反应腔体上方的换路阀，将带有化学源的气体经由通腔体管路通入反应腔体，以进行高效、准确的薄膜沉积。

2、然而，由于通腔体管路及通腔体旁路的长度、口径、弯折数量、内壁粗糙度、管体温度等参数的差异，以及气体流阻的理论值与设计值之间的偏差，通入反应腔体和通入排气通道的管路中的气体流阻会不可避免地存在差异，从而在快速切换管路的瞬间造成气体压力波动。气体压力的波动又会进一步导致两个问题：1、气体反流造成的颗粒度不好；2、为了消除压力波动需要更多的工艺沉积时间来稳定压力，从而造成产能下降。

3、此外，在基于液态化学源进行ald沉积的过程中，还有可能因为气体压力的大幅度波动，而导致液态化学源钢瓶内的压力小于钢瓶此时温度下的饱和蒸气压。此时，液态化学源将处于过热蒸汽状态，钢瓶压力将瞬间升高，从而造成工艺流量不稳定，并超出实际需求，以影响薄膜厚度的沉积精度。

4、为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种薄膜沉积设备，用于均衡通腔体管路和通腔体旁路之间的气体流阻差异，以消除在气体切换过程中的压力波动，从而优化薄膜的颗粒度、提升薄膜厚度的沉积精度，并提升半导体器件的产能。

技术实现思路

1、以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

2、为了克服现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种薄膜沉积设备，用于均衡通腔体管路和通腔体旁路之间的气体流阻差异，以消除在气体切换过程中的压力波动，从而优化薄膜的颗粒度、提升薄膜厚度的沉积精度，并提升半导体器件的产能。

3、具体来说，根据本实用新型提供的一种薄膜沉积设备包括气源、反应腔体、排气通道、第一管路及第二管路。所述气源经由所述第一管路连接所述排气通道，用于向所述排气通道传输前期气压不稳的气源气体。所述气源经由所述第二管路连接所述反应腔体，用于向所述反应腔体传输气压稳定后的气源气体。所述薄膜沉积设备还包括流阻调节装置。所述流阻调节装置被设置于所述第一管路和/或所述第二管路，用于均衡所述第一管路及所述第二管路中的气体流阻，以消除切换所述第一管路及所述第二管路瞬间的气压波动。

4、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述流阻调节装置被设置于所述第一管路及所述第二管路中气体流阻的较小者，用于提升所述较小者的气体流阻，以均衡所述第一管路及所述第二管路中的气体流阻。

5、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，多个所述流阻调节装置被分别设置于所述第一管路及所述第二管路。设置于所述第一管路的第一流阻调节装置的第一流阻与设置于所述第二管路的第二流阻调节装置的第二流阻的差值，等于所述第一管路与所述第二管路的流阻差值，以均衡所述第一管路及所述第二管路中的气体流阻。

6、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述流阻调节装置包括气体遮挡部及通气部，其流阻对应所述通气部的口径。所述气体遮挡部位于所述第一管路和/或所述第二管路的气流路径，所述第一管路和/或所述第二管路经由所述流阻调节装置的通气部传输气体。

7、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述流阻调节装置被设于所述第一管路和/或所述第二管路的进口端和/或出口端，其上设有第一卡扣结构，以固定连接所述进口端和/或所述出口端的第二卡扣结构。

8、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述通气部的形状选自圆形、矩形、三角形中的至少一者。

9、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述气源包括载气源及液态化学源。所述载气源的载气先经过所述液态化学源，携带所述液态化学源中的化学成分进入所述第一管路或所述第二管路，以经由所述流阻调节装置来均衡所述第一管路及所述第二管路中的气体流阻。

10、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述气源还包括气态反应源。所述气态反应源经由第三管路连接所述排气通道，用于向所述排气通道传输前期气压不稳的反应气体。所述气态反应源经由第四管路连接所述反应腔体，用于向所述反应腔体传输气压稳定后的反应气体。所述流阻调节装置还被设置于所述第三管路和/或所述第四管路，用于均衡所述第三管路及所述第四管路中的气体流阻，以消除切换所述第三管路及所述第四管路瞬间的气压波动。

11、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述反应腔体包括原子层沉积反应腔，用于对所述液态化学源中的化学成分及所述反应气体进行原子层沉积反应，以在半导体器件表面形成薄膜。

12、进一步地，在本实用新型的一些实施例中，所述第一管路及所述第二管路具有不同的长度、口径、弯折数量、内壁粗糙度和/或管体温度。

技术特征：

1.一种薄膜沉积设备，包括气源、反应腔体、排气通道、第一管路及第二管路，其中，所述气源经由所述第一管路连接所述排气通道，用于向所述排气通道传输前期气压不稳的气源气体，所述气源经由所述第二管路连接所述反应腔体，用于向所述反应腔体传输气压稳定后的气源气体，其特征在于，

2.如权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述流阻调节装置被设置于所述第一管路及所述第二管路中气体流阻的较小者，用于提升所述较小者的气体流阻，以均衡所述第一管路及所述第二管路中的气体流阻。

3.如权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，多个所述流阻调节装置被分别设置于所述第一管路及所述第二管路，其中，设置于所述第一管路的第一流阻调节装置的第一流阻与设置于所述第二管路的第二流阻调节装置的第二流阻的差值，等于所述第一管路与所述第二管路的流阻差值，以均衡所述第一管路及所述第二管路中的气体流阻。

4.如权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述流阻调节装置包括气体遮挡部及通气部，其流阻对应所述通气部的口径，其中，所述气体遮挡部位于所述第一管路和/或所述第二管路的气流路径，所述第一管路和/或所述第二管路经由所述流阻调节装置的通气部传输气体。

5.如权利要求4所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述流阻调节装置被设于所述第一管路和/或所述第二管路的进口端和/或出口端，其上设有第一卡扣结构，以固定连接所述进口端和/或所述出口端的第二卡扣结构。

6.如权利要求4所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述通气部的形状选自圆形、矩形、三角形中的至少一者。

7.如权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述气源包括载气源及液态化学源，其中，所述载气源的载气先经过所述液态化学源，携带所述液态化学源中的化学成分进入所述第一管路或所述第二管路，以经由所述流阻调节装置来均衡所述第一管路及所述第二管路中的气体流阻。

8.如权利要求7所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述气源还包括气态反应源，其中，所述气态反应源经由第三管路连接所述排气通道，用于向所述排气通道传输前期气压不稳的反应气体，所述气态反应源经由第四管路连接所述反应腔体，用于向所述反应腔体传输气压稳定后的反应气体，所述流阻调节装置还被设置于所述第三管路和/或所述第四管路，用于均衡所述第三管路及所述第四管路中的气体流阻，以消除切换所述第三管路及所述第四管路瞬间的气压波动。

9.如权利要求8所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述反应腔体包括原子层沉积反应腔，用于对所述液态化学源中的化学成分及所述反应气体进行原子层沉积反应，以在半导体器件表面形成薄膜。

10.如权利要求1所述的薄膜沉积设备，其特征在于，所述第一管路及所述第二管路具有不同的长度、口径、弯折数量、内壁粗糙度和/或管体温度。

技术总结
本技术提供了一种薄膜沉积设备，包括气源、反应腔体、排气通道、第一管路及第二管路。所述气源经由所述第一管路连接所述排气通道，用于向所述排气通道传输前期气压不稳的气源气体。所述气源经由所述第二管路连接所述反应腔体，用于向所述反应腔体传输气压稳定后的气源气体。所述薄膜沉积设备还包括流阻调节装置。所述流阻调节装置被设置于所述第一管路和/或所述第二管路，用于均衡所述第一管路及所述第二管路中的气体流阻，以消除切换所述第一管路及所述第二管路瞬间的气压波动。

技术研发人员：野沢俊久,杨华龙,吴凤丽,张启辉,朱晓亮,赵坤,高鹏飞
受保护的技术使用者：拓荆科技股份有限公司
技术研发日：20230220
技术公布日：2024/1/13