薄膜沉积系统和薄膜沉积方法技术方案

提供了一种薄膜沉积系统和薄膜沉积方法。该薄膜沉积系统包括：用来供给原材料的原材料供给器；原材料气体供给器，包括与该原材料供给器相连的用以蒸发由该原材料供给器供给的原材料的蒸发器；薄膜沉积设备，与该原材料气体供给器相连，用以将由该原材料气体供给器供给的蒸发的原材料沉积在处理物体上；蒸发器排气单元，具有与该蒸发器相连的端部，用以使该蒸发器的内部通风；和压力调节器，与该蒸发器排气单元相连，用以调节该蒸发器排气单元的压力以控制向该蒸发器供给原材料的速度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种半导体的制造设备，尤其涉及一直用来供给原材料的设备、包括 该设备的薄膜沉积系统以及沉积薄膜的方法。
技术介绍
仅为了使薄膜更薄，半导体工艺被划分成很多微小的组装工艺，并且需要精确地 控制被微划分的半导体工艺。尤其是，原子层沉积(在下文中称为ALD)已经被用于诸如液 晶显示设备的透明导体、电致发光薄膜显示器的保护层、和它们的变形之类的半导体器件 的介电层，以克服化学气相沉积(CVD)的局限。原子层沉积(ALD)形成具有原子单位厚度 的薄膜。根据ALD，反应物被单独地注入到作为晶片的衬底上，并且在衬底表面上重复化学 试剂-反应物-饱和-吸收的反应循环期望的次数以形成薄膜。此外，ALD采用限制自身表面反应的机制并且它包括四个顺序地并重复地执行的 工序。下面将描述每一个工序。在第一步骤中将晶片装载到腔室中之后，将原材料供给到腔室内以在衬底的表面 上诱发原材料的化学吸收。在作为第二步骤的净化步骤中，注入净化气体以去除没有被化学吸收的残留原材 料。在第三步骤中，供给反应物气体以诱发与被化学吸收了的原材料的反应，从而沉积原子层。然后，在第四步骤中，再次供给净化气体并排出残留的反应物气体和反应副产物。 上面四个步骤可以构成一个循环，重复此循环以沉积具有期望厚度的薄膜。然而，上面提到的常规的ALD具有下面的缺点。根据使用ALD来形成薄膜的薄膜沉积系统，通常原材料的注入、净化、和反应物气 体的注入、净化工序的循环必须被重复多次以形成具有期望厚度的薄膜。在这时，在用来净 化腔室的内部的净化步骤之后，必须将气态原材料连续供给到腔室内部以改进工作效率。 例如，如果净化腔室内部所需的时间是6秒，则在完成净化之前3秒就要开始将原材料供给 到蒸发器中。然而，蒸发器的内部正在被蒸发器排气单元所净化。由于此原因，供给到蒸发器中 的原材料通过与蒸发器连通的排气管被排放到外部。换句话说，虽然原材料被供给到蒸发 器中，但是大量的原材料通过排气管损失掉了。而且，原材料停留在蒸发器中的时间相对较 短，原材料没有被完全蒸发只是被热解了。由于此原因，产生了粒子并且蒸发的原材料相对4于供给的原材料的蒸发率不利地较低。而且，随着半导体薄膜的临界尺寸减小，当沉积薄膜时在顶层产生了悬垂。在这里 悬垂是顶层沉积得比底层厚的现象。结果，台阶覆盖率(st印coverage)恶化和薄膜底层 的较小厚度导致电性能的恶化。而且，由于液体原材料的过多流入所产生的热解造成原材料的过度消耗，蒸发器 中原材料的不完全蒸发会造成蒸发器被污染从而足以产生粒子。也就是说，由于被蒸发的 原材料相对于供给的原材料的蒸发率降低，所以供给到薄膜沉积设备中的原材料的量被随 之降低而被浪费的原材料增多了。
技术实现思路
因此，本专利技术旨在提供一种。在下面的描述中将部分地列出本专利技术的其它的优点、目的和特点，这些优点、目的 和特点的一部分对于所属领域普通技术人员来说通过研究下文将是显而易见的，或者可从 本专利技术的实践中领会到。通过书面说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现 和获得本专利技术的这些目的和其他优点。为了实现这些目的和其他优点，根据本专利技术的用途，如在此具体化和广义描述的， 一种薄膜沉积系统包括用来供给原材料的原材料供给器；原材料气体供给器，包括与该 原材料供给器相连的用以蒸发由该原材料供给器供给的原材料的蒸发器；薄膜沉积设备， 与该原材料气体供给器相连，用以将由该原材料气体供给器供给的蒸发的原材料沉积在处 理物体上；蒸发器排气单元，具有与该蒸发器相连的端部，用以使该蒸发器的内部通风；和 压力调节器，与该蒸发器排气单元相连，用以调节该蒸发器排气单元的压力以控制向该蒸 发器供给原材料的速度。该蒸发器可以包括主体，在其中形成有用以蒸发原材料的预定的内部空间；过 滤器，设置在该主体中形成的内部空间的上部，该过滤器包括形成在其中的多个微孔；和加 热器，安装在该主体中，用以对供给到该内部空间中的原材料进行加热。该蒸发器排气单元可以与该蒸发器的主体相连，用以与在该蒸发器中设置的内部 空间的下部连通。该压力调节器可以包括气体储存器，用来在其中储存压力调节气体，和压力调节 管，具有与该蒸发器排气单元相连的一个端部和与该气体储存器相连的另一个端部。该压力调节气体可以是惰性气体。该压力调节器可以是安装在该蒸发器排气单元中的位于该排气泵的前方的节流 阀，用以控制该蒸发器排气单元的开启度以调节该蒸发器排气单元的压力。根据本专利技术的另一方面，一种薄膜沉积系统包括用来供给原材料的原材料供给 器；蒸发器，用来蒸发由该原材料供给器供给的原材料；腔室，与该蒸发器相连，该腔室包 括用来将蒸发的原材料沉积在处理物体上的反应空间；第一净化气体供给器，用来将净化 气体供给到位于该蒸发器和该腔室之间的连接管中以去除该连接管中存在的粒子；以及蒸 发器排气单元，与该蒸发器相连，用以泵吸供给到该连接管中的净化气体。供给到连接管中的净化气体可以在经过该蒸发器之后由该蒸发器排气单元泵吸。所述薄膜沉积系统还可包括可关闭的阀，安装在该连接管中，用以防止净化气体被引入到该腔室内。所述薄膜沉积系统还可包括第二净化气体供给器，用来将净化气体供给到该腔 室中以去除没有沉积在该处理物体上的原材料。所述第一净化气体供给器和第二净化气体供给器可相结合为单个构件。该蒸发器可包括外壳，包括预定的蒸发空间；加热器，与该蒸发空间邻近安装， 用以加热原材料；和过滤器，安装在该蒸发空间的上部，该过滤器包括用以将原材料雾化的 多个微孔。根据本专利技术的又一方面，一种使用薄膜沉积系统的薄膜沉积方法，该薄膜沉积系 统包括用以蒸发原材料的蒸发器、与该蒸发器相连的用以在处理物体上沉积薄膜的薄膜 沉积设备和用来对该蒸发器的内部进行通风的蒸发器排气单元，该方法包括A步骤，配置 为通过将该蒸发器所蒸发的原材料供给到该薄膜沉积设备中，使原材料化学吸附到该处理 物体上；B步骤，配置为净化没有被化学吸附到该处理物体上的原材料；C步骤，配置为通过 向该处理物体注入反应物气体和使原材料与反应物气体反应来形成薄膜；D步骤，配置为 净化残留在该薄膜沉积设备中的反应副产物和不反应材料，其中在“D”步骤中增加与该蒸 发器连通的蒸发器排气单元的压力。在A步骤中，可通过载气供给器增大载气的密度，以将该蒸发器内部的气态原材 料输送到腔室中。在A步骤中，位于该腔室和该蒸发器之间的阀可打开，以将该蒸发器内部的所有 气态原材料供给到该腔室中。可以只在D步骤中将气态原材料供给到该蒸发器中。D步骤包括D1步骤，配置为不将气态原材料供给到该蒸发器中；和D2步骤，配置 为将气态原材料供给到具有载气的蒸发器中，并且蒸发供给到该蒸发器中的气态原材料。存在于该蒸发器中的粒子可在配置为净化残留在该薄膜沉积设备中的反应副产 物和不反应材料的步骤中被净化。可在增加蒸发器排气单元的压力的步骤中，将压力调节气体供给到该蒸发器排气 单元中以增加该蒸发器排气单元的压力，并且降低向该蒸发器供给原材料的速度。可在增加蒸发器排气单元的压力的步骤中，调节该蒸发器排气单元的开启度以增 加该蒸发器排气单元的压力，并且降低向该蒸发器供给原材料的速度。应当理解，本专利技术前面的概括性描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性 的，意在对要求保护的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种薄膜沉积系统，包括：用来供给原材料的原材料供给器；原材料气体供给器，包括与该原材料供给器相连的用以蒸发由该原材料供给器供给的原材料的蒸发器；薄膜沉积设备，与该原材料气体供给器相连，用以将由该原材料气体供给器供给的蒸发的原材料沉积在处理物体上；蒸发器排气单元，具有与该蒸发器相连的端部，用以使该蒸发器的内部通风；和压力调节器，与该蒸发器排气单元相连，用以调节该蒸发器排气单元的压力以控制向该蒸发器供给原材料的速度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵炳夏，徐廷和，金泰亨，徐东均，曹洙一，
申请(专利权)人：周星工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR