一种原子层沉积多腔单电源控制系统技术方案

本发明专利技术涉及半导体制造技术领域，更具体的说，涉及一种原子层沉积三腔单电源控制系统。本发明专利技术提供的原子层沉积多腔单电源控制系统，包括控制模块、射频电源、射频阻抗、若干个固态继电器及对应的射频回路和反应腔：所述控制模块，对固态继电器进行开启或断开；所述控制模块，控制固态继电器的开关通断频率，根据原子层沉积工艺设置供能时间段，分时顺序对各个射频回路提供射频能量；所述射频回路，利用固态断电器的通断，为对应的反应腔提供射频能量，进行原子层沉积工艺。本发明专利技术提供的原子层沉积多腔单电源控制系统，采用单电源为多个原子层沉积反应腔进行错峰射频供电，能够有效减少射频电源的配置个数，节约设备投入成本。节约设备投入成本。节约设备投入成本。

【技术实现步骤摘要】
一种原子层沉积多腔单电源控制系统


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，更具体的说，涉及一种原子层沉积三腔单电源控制系统。

技术介绍

[0002]薄膜沉积技术用于制造微电子器件的薄膜，在基板衬底上形成沉积物，常见的薄膜沉积技术包括物理气相沉积、化学气相沉积等技术。
[0003]由于微电子和深亚微米芯片技术的发展要求器件和材料的尺寸不断降低，而器件中的高宽比不断增加，这样所使用材料的厚度降低至几个纳米数量级。
[0004]ALD(Atomic layer deposition，原子层沉积)是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法，相比其它沉积方法，对薄膜的成份和厚度具有出色的控制能力，所制备的薄膜保形性好、纯度高且均匀，因此受到了半导体材料制备领域的青睐。
[0005]在半导体ALD镀膜工艺中，往往需要两种或多种气体同时通入腔体进行反应，这样就对喷淋装置提出了更高的要求，不同气体在进入反应区域前不能相遇。
[0006]现有原子层沉积机台中，一个反应腔通常配置一个高频射频电源。图1揭示了现有技术的原子层沉积机台的设备原理图，如图1所示，第一反应腔121配置射频电源131和射频电源141，第二反应腔122配置射频电源132和射频电源142，第三反应腔123配置射频电源133和射频电源143。
[0007]然而，高频射频电源结构复杂、成本较高，在多个反应腔进行原子层沉积工艺时，需要对供电方式进行优化。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种原子层沉积多腔单电源控制系统，解决现有技术中多反应腔的射频电源供电问题。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种原子层沉积多腔单电源控制系统，包括控制模块、射频电源、射频阻抗、若干个固态继电器及对应的射频回路和反应腔：
[0010]所述控制模块，与固态继电器的第一端连接，对固态继电器进行开启或断开；
[0011]所述射频电源的第一端，与固态继电器的第二端连接；
[0012]所述固态继电器的第三端，与射频回路相连接；
[0013]所述射频电源的第二端，与射频阻抗的第一端相连接；
[0014]所述射频阻抗的第二端，与射频回路相连接；
[0015]所述射频回路，与反应腔相连接；
[0016]其中，所述控制模块，控制固态继电器的开关通断频率，根据原子层沉积工艺设置供能时间段，分时顺序对各个射频回路提供射频能量；
[0017]所述射频回路，利用固态断电器的通断，为对应的反应腔提供射频能量，进行原子层沉积工艺。
[0018]在一实施例中，所述射频回路，包括断路器、负载电容、可调电容和阻抗：
[0019]所述断路器的第一端，与固态继电器的第三端相连接；
[0020]所述断路器的第二端，与负载电容的第一端相连接；
[0021]所述负载电容的第二端，与射频阻抗的第二端相连接；
[0022]所述可调电容的第一端，与负载电容的第一端相连接；
[0023]所述可调电容的第二端，与阻抗的第一端相连接；
[0024]所述阻抗的第二端，与反应腔的第一端相连接；
[0025]所述反应腔的第二端，与负载电容的第二端相连接。
[0026]在一实施例中，所述可调电容的电容值可调，用以调整射频回路阻抗，使得射频回路阻抗与射频电源、射频阻抗的总阻抗之差值小于一定阈值。
[0027]在一实施例中，所述断路器，接收射频回路的反射功率，判断射频回路的反射功率是否大于预设阈值，如果大于预设阈值，则断开电路以保护固态继电器。
[0028]在一实施例中，所述控制模块，控制固态继电器进行断开，对应的射频回路不向反应腔提供射频能量；
[0029]所述控制模块，控制固态继电器进行开启，对应的射频回路向反应腔提供射频能量。
[0030]在一实施例中，所述供能时间段包括若干次供能时间和中间停止时间；
[0031]所述若干次供能时间和中间停止时间相互间隔排序，并且间隔时间固定。
[0032]在一实施例中，当多个反应腔进行原子层沉积工艺时：
[0033]所述控制模块，根据正在进行原子层沉积的反应腔对应的供能时间段，调整其他反应腔进行原子层沉积工艺的供能时间段顺序，依次顺序开启或断开对应射频回路的固态继电器。
[0034]在一实施例中，所述多个反应腔的供能时间之和，不大于多个反应腔的中间停止时间中的最小值。
[0035]在一实施例中，所述固态继电器，设有降温模块：
[0036]所述降温模块，将固态继电器保持在额定温度范围内。
[0037]在一实施例中，所述降温模块的降温模式包括风冷模式和液冷模式。
[0038]本专利技术提供的原子层沉积多腔单电源控制系统，采用单电源为多个原子层沉积反应腔进行错峰射频供电，能够有效减少射频电源的配置个数，节约设备投入成本。
附图说明
[0039]本专利技术上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
[0040]图1揭示了现有技术的原子层沉积机台的设备原理图；
[0041]图2揭示了根据本专利技术一实施例的原子层沉积多腔单电源控制系统的原理框图；
[0042]图3揭示了现有技术的原子层沉积机台的供能时间段的示意图；
[0043]图4揭示了根据本专利技术一实施例的原子层沉积多腔单电源控制系统的供能时间段的示意图。
[0044]图中各附图标记的含义如下：
[0045]121第一反应腔；
[0046]122第二反应腔；
[0047]123第三反应腔；
[0048]131射频电源；
[0049]132射频电源；
[0050]133射频电源；
[0051]141射频阻抗；
[0052]142射频阻抗；
[0053]143射频阻抗；
[0054]210控制模块；
[0055]221第一反应腔；
[0056]222第二反应腔；
[0057]223第三反应腔；
[0058]230射频电源；
[0059]240射频阻抗；
[0060]251第一断路器；
[0061]252第二断路器；
[0062]253第三断路器；
[0063]SSR1第一固态继电器；
[0064]SSR2第二固态继电器；
[0065]SSR3第三固态继电器；
[0066]Ca1第一负载电容；
[0067]Ca2第二负载电容；
[0068]Ca3第三负载电容；
[0069]Cb1第一可调电容；
[0070]Cb2第二可调电容；
[0071]Cb3第三可调电容；
[0072]R1第一阻抗；
[0073]R2第二阻抗；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原子层沉积多腔单电源控制系统，其特征在于，包括控制模块、射频电源、射频阻抗、若干个固态继电器及对应的射频回路和反应腔：所述控制模块，与固态继电器的第一端连接，对固态继电器进行开启或断开；所述射频电源的第一端，与固态继电器的第二端连接；所述固态继电器的第三端，与射频回路相连接；所述射频电源的第二端，与射频阻抗的第一端相连接；所述射频阻抗的第二端，与射频回路相连接；所述射频回路，与反应腔相连接；其中，所述控制模块，控制固态继电器的开关通断频率，根据原子层沉积工艺设置供能时间段，分时顺序对各个射频回路提供射频能量；所述射频回路，利用固态断电器的通断，为对应的反应腔提供射频能量，进行原子层沉积工艺。2.根据权利要求1所述的原子层沉积多腔单电源控制系统，其特征在于，所述射频回路，包括断路器、负载电容、可调电容和阻抗：所述断路器的第一端，与固态继电器的第三端相连接；所述断路器的第二端，与负载电容的第一端相连接；所述负载电容的第二端，与射频阻抗的第二端相连接；所述可调电容的第一端，与负载电容的第一端相连接；所述可调电容的第二端，与阻抗的第一端相连接；所述阻抗的第二端，与反应腔的第一端相连接；所述反应腔的第二端，与负载电容的第二端相连接。3.根据权利要求2所述的原子层沉积多腔单电源控制系统，其特征在于，所述可调电容的电容值可调，用以调整射频回路阻抗，使得射频回路阻抗与射频电源、射频阻抗的总阻抗之差值小于一定阈值。4.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚琦，王铁双，毛鹏飞，张赛谦，梁贺茗，吴杰，邓磊，梅胜利，
申请(专利权)人：拓荆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：