[发明专利]原子层沉积设备及其抽气速率控制方法

说明书

本发明揭露一种用于一原子层沉积设备的抽气速率控制方法及使用此方法的原子层沉积设备。该原子层沉积设备包含反应室、供气装置、抽气装置及并联管路，该供气装置连接至该反应室以选择性提供该反应室至少二反应气体及至少一清泄气体，该抽气装置连接至该反应室以对该反应室抽气，该并联管路连接该供气装置及该抽气装置并包含并联控制阀门，该供气装置经由该并联管路提供该抽气装置不与该反应气体反应的负载气体。通过控制该并联控制阀门的开、闭，可改变该抽气装置的抽气负载，进而达到改变该抽气装置对该反应室的抽气速率的目的。

技术领域

本发明关于一种原子层沉积设备，尤指一种关于原子层沉积设备的抽气速率控制方法。

背景技术

原子层沉积(atomic layer deposition,ALD)制造工艺是使基板在两种不同反应气体(前驱物)环境下交替浸泡(soak)，经反应后于其上形成单层膜(monolayer)。两种不同反应气体不能同时存在于反应室中，否则两种反应气体反应而产生大量颗粒状污染物，因此反应气体的交替过程间要经过适当的清泄(purge)程序(例如以清泄气体清洗反应室)。为提升反应气体的使用率，反应室的容积(volume)愈小愈好。此外，在浸泡状态时关闭抽气阀门可进一步提升反应气体使用率。然而，瞬间启动的真空(抽气)易使粉尘(particulates)(包含存在于反应室内的污染物)扬起而破坏镀膜品质，且于较小的反应室中，此问题将更形严重。对此问题，通常于浸泡状态时，可对反应室保持抽气，以使反应室内的气体能保持一定程度流动状态，进而抑制粉尘的扬起。此时，为避免反应气体过度浪费，抽气泵通常以较低的抽气速率运作。但于清洁程序时，抽气泵需增加抽气速率以缩短清洁程序所耗时间。

对此抽气速率需求目前有以改变(或切换)气体流路(例如使用特殊设计的进气室或进气网(Shower)或快速转动孔状轮盘)的方式实作者，但其反应室机构复杂，且切换动作均为机械式，速度慢，制造工艺时间因而增加。另有以改变抽气阀门的阀体设计(例如节流阀、蝴蝶阀)的方式实作者，但此阀体动作均为机械式，速度仍不够快，且容易在阀体的组件之间累积粉尘，进而影响镀膜品质。亦有以改变泵抽气端(例如抽气管路大小为可调变)的方式实作者，但其反应室机构设计相当复杂，且可能会影响其等离子体阻抗，又其切换动作均为机械式，速度慢，容易于曲折处累积粉尘，进而影响镀膜品质。还有以改变泵排气端(exhaust)气导以降低泵抽气效率的方式实作，但此仅适用于涡轮分子(turbo molecular)泵，其他种类的泵则有油气回流的疑虑。

发明内容

鉴于先前技术中的问题，本发明提供一种抽气速率控制方法，用于一原子层沉积设备。该抽气速率控制方法利用改变抽气装置的抽气负载(loading)，以达到改变该抽气装置对该反应室的抽气速率的目的。

根据本发明的抽气速率控制方法用于一原子层沉积设备，该原子层沉积设备包含一反应室、一供气装置、一抽气装置及一并联管路，该供气装置连接至该反应室以选择性提供该反应室至少二反应气体及至少一清泄气体，该抽气装置连接至该反应室以对该反应室抽气，该并联管路连接该供气装置及该抽气装置并包含一并联控制阀门，该供气装置经由该并联管路提供该抽气装置不与该至少二反应气体反应的一负载气体。该抽气速率控制方法包含下列步骤：当该供气装置提供该反应室该至少二反应气体其中之一时，打开该并联控制阀门以使该抽气装置同时对该反应室及该并联管路抽气，降低对该反应室的抽气速率；以及当该供气装置提供该反应室该至少一清泄气体时，关闭该并联控制阀门以使该抽气装置对该反应室抽气但不对该并联管路抽气。藉此，该抽气装置对该反应室始终保持抽气，可避免扬起粉尘，且于该反应室进行清泄程序时，该抽气装置对该反应室的抽气，能以较大的抽气速率进行，故该抽气速率控制方法兼具维护镀膜品质及缩短该反应室切换不同反应气体的时间。

本发明的另一目的在于提供一种原子层沉积设备，具有一并联管路，通过此并联管路可改变抽气装置的抽气负载，以达到改变该抽气装置对该反应室的抽气速率的目的。