[发明专利]含多反应器的半导体处理装置及为其提供处理气体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于多反应器半导体处理装置（例如，用于化学气相沉积（CVD）的装置）的气体供应系统，以及具有这样的气体供应系统的多反应器半导体处理装置。本发明还涉及将处理气体提供到半导体处理装置的多个反应器的方法。

背景技术

用于在半导体基板上的薄膜沉积的半导体处理装置（例如，在本申请中被解释为包含有原子层沉积（ALD）装置的CVD装置）通常可能包括反应器以及用于将处理气体（例如，前体）供应到反应器的气体供应系统。气体供应系统可能复杂并且昂贵，特别是当处理材料/前体室温下是固体或者液体并由此在被导入反应器之前需要熔化和/或汽化或者升华的时候。假使半导体处理装置包括多个反应器，气体供应系统可以至少部分地在多个反应器之间共享。相应地，可以达到制造和保养成本的节约以及空间的节省。

当共享的气体供应系统被用于多个反应器时，处理气体可以被同时提供到所有的反应器。然而，到每个单独的反应器的气流可能并没有被很好地控制。为每个单独的反应器提供流量控制设备可能导致系统过于复杂和昂贵。另外，处理气体可能有序被提供到多个反应器，每次只给一个反应器提供气体。以此方法，包括最终流量控制组件在内的共享气体源的所有组件能够在多个反应器中共享。特别是对于使用处理气体脉冲的处理，这是非常经济的选择。在对于一个反应器的气体脉冲之间，当气体供应系统空闲或者气流被转向到通风管路或者排气装置时，共享的气体供应系统可能在没有（过多）处理时间损失的情况下将气体脉冲提供到另一系统（另外多个系统）。然而，共享气体供应系统的共同问题在于在这样一个系统中选择性地将一种或多种处理气体提供到不同的反应器所需的多个阀、气体管路节点和气体管路段可能保有一定容量的停滞流体。该容量可以称为静容量。具有静容量的气体供应系统可以对抗有效的清除，比如说使得可能无意地向一个反应器提供本应提供到另一反应器的处理气体，或者使得相互反应的处理气体在系统的气体管路中不期混合。

发明内容

本发明的一个目的在于向半导体处理装置提供多个反应器和一共享的零静容量气体供应系统，所述气体供应系统将处理气体选择性地提供到多个反应器。

本发明的另一目的在于提供零静容量气体供应系统以用于具有多个反应器的半导体处理系统，并且所述零静容量气体供应系统能够选择性地将处理气体提供到多个反应器。

本发明的另一目的还在于向多反应器半导体处理装置的多个反应器提供处理气体。

为此，本发明的第一方面针对一种半导体处理装置。所述半导体处理装置包括气体供应系统，气体供应系统包括至少一个气体供应单元。所述气体供应单元包括：处理气体源；气体分配歧管，包括具有入口和多个带有阀的出口的环形气体分配导管；以及气体供应导管，将所述处理气体源流体连接到所述气体分配歧管的所述入口上。该装置还包括多个反应器。每个所述反应器都流体连接到所述至少一个气体供应单元的所述气体分配歧管的相应的带有阀的出口上，以使得来自所述至少一个气体供应单元的所述处理气体源的处理气体可经由所述至少一个气体供应单元的所述气体供应导管、所述气体分配歧管以及相应的带有阀的出口选择性地供应到所述多个反应器中的相应反应器中。

本发明的第二方面针对一种气体供应系统，用在根据本发明第一方面所述的半导体处理装置中。所述气体供应系统可包含至少一个气体供应单元（100），所述气体供应单元可包括：处理气体源；气体分配歧管，包括具有入口和多个带有阀的出口的环形气体分配导管，每个带有阀的出口都可连接到所述半导体处理装置的多个反应器中的一个反应器上；以及气体供应导管，将所述处理气体源流体连接到所述气体分配歧管的入口。所述至少一个气体供应单元可被配置为使得来自所述处理气体源的处理气体可经由所述至少一个气体供应单元的所述气体供应导管、所述气体分配歧管以及相应的带有阀的出口选择性地供应到所述多个反应器中的相应反应器中。