出信號可以用于決定離開沉積室316的氣體應(yīng)何時通過循環(huán)管線328循環(huán)回到室316中以及應(yīng)何時通過凈化氣體輸送系統(tǒng)339凈化沉積室316。氣體成分檢測系統(tǒng)316可以包括一個或多個不同的監(jiān)測組件，例如，包括傅里葉變換紅外光譜(FTIR)系統(tǒng)、非色散紅外傳感器(NDIR)系統(tǒng)、或Piezocon氣體濃度傳感器(PZC)系統(tǒng)。在氣體成分檢測系統(tǒng)346中可以使用各種其他類型的氣體成分監(jiān)測系統(tǒng)。
[0060]氣體成分檢測系統(tǒng)346可以通過連接件332 (例如，電氣連接件、光學(xué)連接件等)連接至控制器340。如上所述，控制器340也可以連接至氣體供給部301和前體氣體控制器308?？刂破?40可以通過控制氣體供給部301或前體氣體控制器308來控制到達(dá)沉積室316的前體材料的供給?？刂破?40可以基于來自氣體成分檢測系統(tǒng)346的輸出信號控制氣體供給部301或前體氣體控制器308。另外，在另一個實例中，可以基于來自氣體成分檢測系統(tǒng)346的輸出信號打開和關(guān)閉循環(huán)閥門330和供給閥門310(例如，以控制通過輸入管線314進(jìn)入室316的氣體的混合物，其中，該混合物可以包括來自氣體供給部301的氣體以及通過輸出管線320離開室316的氣體)。
[0061]氣體循環(huán)系統(tǒng)還可以包括過濾器326，其中過濾器326被配置為去除離開沉積室316的氣體中的污染物或顆粒。可以在通過循環(huán)管線328將氣體傳輸回沉積室316之前，通過過濾器326去除污染物或顆粒。通過過濾器326去除的污染物或顆?？梢源鎯υ谶^濾器326中或可以通過過濾器326的管線350排出或以其他方式被丟棄。
[0062]如果確定過濾器326是不必要的(例如，其中，可以基于由氣體成分檢測系統(tǒng)346所產(chǎn)生的信號來進(jìn)行判定)，則可以使用旁路管線322。旁路管線322可以允許離開沉積室316的氣體在不通過過濾器326的情況下被傳輸回沉積室316(S卩，通過循環(huán)管線328)?？梢酝ㄟ^控制閥門324和334來啟用或禁用旁路管線322。例如，當(dāng)打開旁路管線322上的閥門334且關(guān)閉閥門324時，可以啟用旁路管線322，使得在將氣體循環(huán)回到室316的過程中不使用過濾器326。相比之下，當(dāng)關(guān)閉旁路管線322上的閥門334且打開閥門324時，可以禁用旁路管線322，使得在將氣體循環(huán)回到室316之前，使用過濾器去除污染物或顆粒?？梢曰谟蓺怏w成分檢測系統(tǒng)346所產(chǎn)生的輸出信號來控制閥門324和334。例如，閥門324和334可以是氣動閥門或其他類型的閥門。
[0063]圖4是示出為原子層沉積(ALD)工藝供應(yīng)前體材料的示例性方法的流程圖400。在步驟402中，將一種或多種前體材料提供給沉積室。在步驟404中，監(jiān)測離開沉積室的氣體的成分。在步驟406中，通過循環(huán)系統(tǒng)將離開沉積室的氣體傳輸回沉積室。在步驟408中，基于監(jiān)測到的離開沉積室的氣體的成分來控制一種或多種前體材料的供給和回到沉積室的氣體的傳輸。
[0064]該書面說明使用多個實例來公開本發(fā)明，包括最佳的實施方式，并且也使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)和使用本發(fā)明。本發(fā)明的專利范圍可以包括其他實例。應(yīng)該理解，除非上下文中另行明確規(guī)定，否則如此處說明書和后續(xù)的整個權(quán)利要求書中所使用的“一” “一個”和“這個”的含義包括復(fù)數(shù)引用。此外，除非上下文中另行明確規(guī)定，否則如此處說明書和后續(xù)的整個權(quán)利要求書中所使用的“在…中”的含義包括“在…中”和“在…上”。另外，除非上下文中另行明確規(guī)定，否則如此處說明書和后續(xù)的整個權(quán)利要求中所使用的“每個”的含義并不要求是“每個和每一個”。最后，除非上下文中另行明確規(guī)定，否則如此處說明書和后續(xù)的整個權(quán)利要求中所使用的“和”和“或”的含義包括兩者均包括和兩者擇其一這兩種含義并且可交換地使用；詞組“除…以外”可以用于表示僅可以使用分離含義的情況。
【主權(quán)項】
1.一種為原子層沉積(ALD)工藝供應(yīng)前體材料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 氣體供給部，用于給沉積室提供一種或多種前體材料，所述沉積室通過所述沉積室的輸入管線接收所述一種或多種前體材料； 氣體循環(huán)系統(tǒng)，連接至所述沉積室的輸出管線，所述氣體循環(huán)系統(tǒng)包括: 氣體成分檢測系統(tǒng)，被配置為產(chǎn)生表示通過所述輸出管線離開所述沉積室的氣體的成分的輸出信號，和 循環(huán)管線，被配置為將離開所述沉積室的氣體傳輸至所述輸入管線，所述循環(huán)管線使得離開所述沉積室的氣體被傳輸回所述沉積室； 以及 控制器，連接至所述氣體供給部，所述控制器基于所述氣體成分檢測系統(tǒng)的所述輸出信號來控制所述氣體供給部對所述一種或多種前體材料的供給。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述氣體循環(huán)系統(tǒng)還包括過濾器，所述過濾器被配置為在將所述氣體傳輸回所述沉積室之前，去除離開所述沉積室的氣體中的污染物或顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述氣體循環(huán)系統(tǒng)還包括旁路管線，所述旁路管線允許離開所述沉積室的氣體在不通過所述過濾器的情況下被傳輸回所述沉積室。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述旁路管線被配置為啟用和禁用，當(dāng)啟用所述旁路管線時，離開所述沉積室的氣體不通過所述過濾器，而當(dāng)禁用所述旁路管線時，離開所述沉積室的氣體通過所述過濾器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，通過控制閥門來啟用和禁用所述旁路管線，并且基于所述氣體成分檢測系統(tǒng)的所述輸出信號啟用和禁用所述旁路管線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中， 所述氣體循環(huán)系統(tǒng)還包括循環(huán)閥門，所述循環(huán)閥門被配置為打開和關(guān)閉所述循環(huán)管線， 當(dāng)通過所述循環(huán)閥門打開所述循環(huán)管線時，離開所述沉積室的氣體被傳輸回所述沉積室，以及 當(dāng)通過所述循環(huán)閥門關(guān)閉所述循環(huán)管線時，離開所述沉積室的氣體不被傳輸回所述沉積室。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，還包括: 供給管線，連接至所述氣體供給部和所述輸入管線，所述供給管線被配置為將所述一種或多種前體材料從所述氣體供給部傳輸至所述輸入管線，所述供給管線包括供給閥門，并且所述供給閥門被配置為打開和關(guān)閉所述供給管線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，打開和關(guān)閉所述循環(huán)閥門和所述供給閥門以控制經(jīng)過所述輸入管線進(jìn)入所述沉積室的氣體的成分，并且基于所述氣體成分檢測系統(tǒng)的所述輸出信號打開和關(guān)閉所述循環(huán)閥門和所述供給閥門。
9.一種為原子層沉積(ALD)工藝供應(yīng)前體材料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 氣體供給部，用于為沉積室提供一種或多種前體材料； 氣體循環(huán)系統(tǒng)，連接至所述沉積室的輸出管線，所述氣體循環(huán)系統(tǒng)被配置為將離開所述沉積室的氣體傳輸至所述沉積室的輸入管線，其中，所述氣體循環(huán)系統(tǒng)使得所述離開所述沉積室的氣體被傳輸回所述沉積室； 過濾器，連接至所述氣體循環(huán)系統(tǒng)，所述過濾器減少了被傳輸回所述沉積室的氣體中的污染物； 氣體成分檢測系統(tǒng)，連接至所述輸出管線，所述氣體成分檢測系統(tǒng)被配置為產(chǎn)生表示離開所述沉積室的氣體的成分的輸出信號； 凈化氣體輸送系統(tǒng)，所述凈化氣體輸送系統(tǒng)被配置為通過多條凈化管線將凈化氣體輸送至所述沉積室；以及 控制器，連接至所述氣體供給部，所述控制器控制到達(dá)所述沉積室的所述一種或多種前體材料的供給。
10.一種為原子層沉積(ALD)工藝供應(yīng)前體材料的方法，所述方法包括: 給沉積室提供一種或多種前體材料； 監(jiān)測離開所述沉積室的氣體的成分； 通過循環(huán)系統(tǒng)將離開所述沉積室的氣體傳輸回所述沉積室；以及控制i)所述一種或多種前體材料的供給，以及ii)基于監(jiān)測到的離開所述沉積室的氣體的成分控制回到所述沉積室的氣體的傳輸。
【專利摘要】本發(fā)明提供了為原子層沉積（ALD）工藝供應(yīng)前體材料的系統(tǒng)和方法。氣體供給部將一種或多種前體材料提供給沉積室。沉積室通過輸入管線接收一種或多種前體材料。氣體循環(huán)系統(tǒng)連接至沉積室的輸出管線。氣體循環(huán)系統(tǒng)包括氣體成分檢測系統(tǒng)，該氣體成分檢測系統(tǒng)被配置為產(chǎn)生表示通過輸出管線離開沉積室的氣體的成分的輸出信號。氣體循環(huán)系統(tǒng)也包括循環(huán)管線，該循環(huán)管線被配置為將離開沉積室的氣體傳輸至輸入管線?？刂破鬟B接至氣體供給部。該控制器基于氣體成分檢測系統(tǒng)的輸出信號控制氣體供給部的一種或多種前體材料的供給。
【IPC分類】C23C16-455
【公開號】CN104611683
【申請?zhí)枴緾N201410047902
【發(fā)明人】謝博全, 黃建國, 黃泰鈞, 許光源, 李資良
【申請人】臺灣積體電路制造股份有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年2月11日
【公告號】US20150125591