[发明专利]基于ALD技术的晶圆原子层沉积控制系统及高效晶圆生产方法

权利要求书

1.一种基于ALD技术的晶圆原子层沉积控制系统，包括真空传输平台(1)、反应腔室组(2)、加载腔体(3)，热型原子层沉积室(TALD)(4)和调配管理器(5)；

其中；所述反应腔室组(2)、加载腔体(3)和热型原子层沉积室(TALD)(4)以环绕所述真空传输平台(1)的方式布置；所述真空传输平台(1)保持真空无尘环境，包括自动机器人(10)，所述自动机器人和所述调配管理器(5)数据通信连接，所述自动机器人用于在所述反应腔室组(2)、加载腔体(3)和热型原子层沉积室(TALD)(4)之间调配传输晶圆材料；

所述加载腔体(3)包括真空门板阀(11)、交流/直流电源箱(12)和加载室(13)，其中，所述真空门板阀(11)设置于所述加载腔体(3)的一端，所述加载室设置于加载腔体(3)的中部，所述交流/直流电源箱(12)设置于所述加载腔体(3)内所述加载室的两侧；从而实现需要加工的晶圆材料传输投入至真空传输平台；

其中，所述反应腔室组(2)为刻蚀腔室组；包括多个成矩阵阵列布置的反应腔单体(6)；所述阵 列为M层＊N列的形式设置，其中每层设置一个计时器(7)；

所述热型原子层沉积室(TALD)(4)用作AL₂O₃沉积；所述热型原子层沉积室(TALD)(4)和所述反应腔室组(2)以一定比例间隔布置，包括第二计时器；所述计时器和所述第二计时器在当前相应的反应腔投入材料后进行记录时间；

所述真空传输平台(1)内设置有环形轨道(9)和扫描传感系统(8)，所述扫描传感系统(8)布置于所述环形轨道上，并且所述扫描传感系统(8)能够在所述真空传输平台(1)内的所述环形轨道上滑动，从而实现扫描所述反应腔室组(2)和所述热型原子层沉积室(TALD)(4)、计时器(7)和第二计时器，以获得所述反应腔室组(2)和所述热型原子层沉积室(TALD)(4)的当前制程时间和工作情况；

所述调配管理器(5)和所述扫描传感系统(8)数据通信连接，从而所述调配管理器获取所述扫描传感系统(8)监测到所述反应腔单体(6)的当前工作情况和当前制程时间；当其中的某些反应腔单体(6)即将要完成当前制程时，为其搜索下个工作制程需要的反应腔室；并在完成当前制程时将相应的反应腔室的位置信息发送给所述自动机器人(10)，从而所述自动机器人(10)将完成当前制程的晶圆材料传输至下一个工作制程；

所述反应腔室组(2)、加载腔体(3)和热型原子层沉积室(TALD)(4)和所述真空传输平台(1)均以统一标准连接口的形式连接，从而实现所述反应腔室组(2)、加载腔体(3)和热型原子层沉积室(TALD)(4)和所述真空传输平台能够自由组合，以便根据制程时间和制程进度的不同合理匹配所述反应腔室组(2)、加载腔体(3)和热型原子层沉积室(TALD)(4)的数量；

所述环形轨道为磁悬浮轨道，所述扫描传感系统以磁悬浮的方式布置与磁悬浮轨道中，从而更好提供无尘真空工作环境；所述调配管理器(5)在对多个反应腔单体(6)的晶圆材料加工分配时，采用需要使晶圆材料移动最短距离为目标进行调配，以减少所述自动机器人的传输晶圆材料的传输距离。

2.根据权利要求1所述的一种基于ALD技术的晶圆原子层沉积控制系统，其特征在于：所述反应腔室组至少为2组，其中2组腔体分别为用作表面预处理的刻蚀腔组，制程时间为2-10分钟。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于ALD技术的晶圆原子层沉积控制系统，其特征在于：包括至少一个热型原子层沉积室(TALD)(4)，其用作AL₂O₃沉积，制程时间为60分钟。

4.根据权利要求1所述的一种基于ALD技术的晶圆原子层沉积控制系统，其特征在于：根据晶圆制程的使用时间的不同，采用每2-4个所述反应腔室组(2)之间设置一个热型原子层沉积室(TALD)4的间隔方式布置。

5.根据权利要求1所述的一种基于ALD技术的晶圆原子层沉积控制系统，其特征在于：在晶圆制造过程中，根据制程时间配置刻蚀腔单元为单片或多片平行式设计的方式执行；所述热型原子层沉积室中AL₂O₃沉积采用25片或25＊2平行式设计。

6.一种基于ALD技术的晶圆原子层沉积控制系统的高效晶圆生产方法，包括权利要求1-5中任意一项的基于ALD技术的晶圆原子层沉积控制系统，具体晶圆加工方法如下；

步骤S1，基于ALD技术的晶圆原子层沉积控制系统，根据当前的加工制程合理配置反应腔室组(2)、加载腔体(3)，热型原子层沉积室(TALD)4的数量，并进行组装，并调试真空传输平台(1)、反应腔室组(2)、加载腔体(3)，热型原子层沉积室(TALD)4和调配管理器(5)，使所述晶圆原子层沉积控制系统工作正常；

步骤S2，将加工原材料加入至所述晶圆原子层沉积控制系统中，所述晶圆原子层沉积控制系统开始芯片制程工作；

步骤S3，所述计时器和所述第二计时器在当前相应的反应腔投入材料后开始进行记录时间；

步骤S4，所述扫描传感系统(8)在所述环形轨道(9)转动过程中，不断扫描反应腔室获取当前制程的工作时间和工作状态；

步骤S5，所述调配管理器获取所述扫描传感系统(8)监测到所述反应腔单体(6)的当前工作情况和当前制程时间；当其中的某些反应腔单体(6)即将要完成当前制程时，为其搜索下个工作制程需要的反应腔室；

步骤S6，在完成当前制程时将相应的反应腔室的位置信息发送给所述自动机器人(10)，从而所述自动机器人(10)将完成当前制程的晶圆材料传输至下一个工作制程；其中，所述调配管理器(5)在对多个反应腔单体(6)的晶圆材料加工分配时，采用需要使晶圆材料移动最短距离为目标进行调配，以减少所述自动机器人的传输晶圆材料的传输距离。