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JP2022500561A - Gas intake system, atomic layer deposition equipment and methods - Google Patents

Gas intake system, atomic layer deposition equipment and methods Download PDF

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JP2022500561A JP2021516433A JP2021516433A JP2022500561A JP 2022500561 A JP2022500561 A JP 2022500561A JP 2021516433 A JP2021516433 A JP 2021516433A JP 2021516433 A JP2021516433 A JP 2021516433A JP 2022500561 A JP2022500561 A JP 2022500561A
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Abstract

この開示は、ガス分配デバイス(7)を通じて反応チャンバ(8)内へ反応先駆物質を導入するべく構成され、かつガス吸気オン・オフ・バルブが備えられたガス吸気パイプラインを含むガス吸気システムであって;さらに、ガス分配デバイス(7)および反応チャンバ(8)の両方と連通し、かつ排気オン・オフ・バルブ(10)が備えられた排気パイプライン(4)を含むガス吸気システムを開示している。さらにこの開示は、原子層堆積装置および原子層堆積方法を開示している。 This disclosure is for a gas intake system comprising a gas intake pipeline configured to introduce a reaction precursor into the reaction chamber (8) through a gas distribution device (7) and equipped with a gas intake on / off valve. There; further disclosed a gas intake system including an exhaust pipeline (4) that communicates with both the gas distribution device (7) and the reaction chamber (8) and is equipped with an exhaust on / off valve (10). is doing. Further, this disclosure discloses an atomic layer deposition apparatus and an atomic layer deposition method.

Description

この開示は、半導体製造テクノロジの分野、特にガス吸気システム、原子層堆積装置、および原子層堆積方法に関する。 This disclosure relates to the field of semiconductor manufacturing technology, in particular gas intake systems, atomic layer deposition equipment, and atomic layer deposition methods.

原子層堆積(ALD)は、基板の表面上に、層毎の単原子膜の形式で物質をめっきする方法を言い、単原子膜は、循環的成長プロセスを有し、各調製サイクルは、概して2つの自己制限的な反応を含む。第1の反応先駆物質が、特定温度において反応チャンバ内へ導入されることによって、その第1の反応先駆物質の分子が、基板の表面上に(主として、化学吸着を通じて)活性剤として吸着される。第1の反応先駆物質の吸着が飽和状態に達すると化学吸着が完了し、第1の反応先駆物質と基板の表面の間における反応の自己制限的なコントロール(第1の自己制限的な反応)が実現される。第1の自己制限的な反応が完了した後、第1の反応先駆物質が(一般に、第1の反応先駆物質と基板の表面の間の反応の副次的生成物とともに)特定のパージング方法を用いて反応チャンバからパージされ、その後、第2の反応先駆物質が導入される;この第2の反応先駆物質は、活性剤(第1の反応先駆物質)と反応して基板の表面上に吸着され、基板の表面上に単層の調製されるべき膜を生成し、ガス状の副次的生成物を放出する。 Atomic layer deposition (ALD) refers to the method of plating a substance on the surface of a substrate in the form of a layer-by-layer monoatomic film, where the monoatomic film has a cyclical growth process and each preparation cycle is generally. Includes two self-restrictive reactions. By introducing the first reaction precursor into the reaction chamber at a specific temperature, the molecules of the first reaction precursor are adsorbed as an activator on the surface of the substrate (mainly through chemisorption). .. When the adsorption of the first reaction precursor reaches saturation, the chemical adsorption is completed and the reaction between the first reaction precursor and the surface of the substrate is self-limiting control (first self-limiting reaction). Is realized. After the first self-restricting reaction is complete, the first reaction precursor (generally, along with the by-products of the reaction between the first reaction precursor and the surface of the substrate) has a particular parsing method. It is purged from the reaction chamber using and then a second reaction precursor is introduced; this second reaction precursor reacts with the activator (first reaction precursor) and is adsorbed on the surface of the substrate. It forms a single layer of film to be prepared on the surface of the substrate and releases gaseous by-products.

図1に示されているとおり、2つの反応先駆物質の例としてSiHおよびWFを取りあげるが、ガス吸気システムは、シャワーヘッドを通じて反応チャンバ内へSiHおよびWFのそれぞれを導入するべく構成された2つのガス吸気パイプライン(A、B)を含み、これら2つのガス吸気パイプライン(A、B)のそれぞれは、ガス流をコントロールするべく構成されたマス・フロー・コントローラ(MFC)を備えている。それに加えて、2つのガス吸気パイプライン(A、B)のそれぞれには、反応チャンバ内への2つの反応先駆物質の交互導入が達成されるように、ガス吸気パイプラインの接続または接続解除を実現するべく構成された高速切り換えバルブ(これ以降、ALDバルブと呼ぶ)が備えられる。さらに、それに加えて、ガス吸気システムは、それぞれが、ガス吸気パイプライン(A、B)を反応チャンバのフォアラインに接続してガス吸気パイプラインをフォアラインと連通させる2つの排気パイプライン(C、D)を含み、フォアラインは、残留ガスまたは副次的生成物を排出するべく構成され、2つの排気パイプライン(C、D)のそれぞれには、反応チャンバ内へ2つの反応先駆物質が交互に導入されている間に、反応チャンバ内へ導入されなかった反応先駆物質を、フォアラインを通じて排出するALDバルブが備えられている。 Taking SiH 4 and WF 6 as examples of the two reaction precursors, as shown in FIG. 1, the gas intake system is configured to introduce SiH 4 and WF 6 into the reaction chamber through the shower head, respectively. Includes two gas intake pipelines (A, B), each of which has a mass flow controller (MFC) configured to control the gas flow. I have. In addition, each of the two gas intake pipelines (A, B) should be connected or disconnected from the gas intake pipeline so that alternate introduction of the two reaction precursors into the reaction chamber is achieved. It is equipped with a high-speed switching valve (hereinafter referred to as an ALD valve) configured to realize this. In addition, the gas intake system has two exhaust pipelines (C), each connecting the gas intake pipelines (A, B) to the foreline of the reaction chamber and communicating the gas intake pipeline with the foreline. , D), the foreline is configured to expel residual gas or by-products, and each of the two exhaust pipelines (C, D) has two reaction precursors into the reaction chamber. It is equipped with an ALD valve that discharges the reaction precursor that was not introduced into the reaction chamber through the foreline while being introduced alternately.

上記のガス吸気システムを用いると、ALDバルブが交互に開閉されて、反応チャンバ内への2つの反応先駆物質の高速かつ交番する導入が可能になり、ALD薄膜の調製が完了する。しかしながら、上記のガス吸気システムは、実際的な応用において以下のような問題を必然的に有する。 Using the gas intake system described above, the ALD valves are alternately opened and closed to allow rapid and alternating introduction of the two reaction precursors into the reaction chamber, completing the preparation of the ALD thin film. However, the above gas intake system inevitably has the following problems in practical applications.

第一に、ALDバルブを閉じると、反応先駆物質が反応チャンバ内に入ることを防止できるが、ALDバルブが設置されているガス吸気パイプライン内の圧力の増加を生じさせる。したがって、ALDバルブが再び開かれたときに、反応先駆物質が反応チャンバに極めて不安定な圧力を伴って入って流れることになり、MFCがそのガス流をコントロールすることは困難である。 First, closing the ALD valve can prevent reaction precursors from entering the reaction chamber, but causes an increase in pressure in the gas intake pipeline in which the ALD valve is installed. Therefore, when the ALD valve is reopened, the reaction precursor will enter and flow into the reaction chamber with extremely unstable pressure, making it difficult for the MFC to control its gas flow.

第二に、ある時間期間にわたって、反応先駆物質がフォアライン内へも導入されることから、反応チャンバに入るガスの総量が減少してチャンバ内側に不安定なプロセス圧力がもたらされ、その結果、ガスの総流量およびチャンバ内側のプロセス圧力を正確に安定化させ、かつコントロールすることが困難になる;それに加えて、ガス吸気パイプライン内の流量変動は、チャンバ内側の圧力変動に影響を及ぼしてチャンバ内の粒子を増加させるに充分であり、それによってプロセスの成果、特に膜の一様性に影響が及ぼされる。 Second, over a period of time, reaction precursors are also introduced into the foreline, reducing the total amount of gas entering the reaction chamber and resulting in unstable process pressure inside the chamber. , It becomes difficult to accurately stabilize and control the total gas flow rate and the process pressure inside the chamber; in addition, the flow rate fluctuation in the gas intake pipeline affects the pressure fluctuation inside the chamber. It is sufficient to increase the particles in the chamber, thereby affecting the outcome of the process, especially the uniformity of the membrane.

上記を鑑み、この開示の実施態様は、ALDプロセスに適用されるガス吸気システムおよびコントロール方法を提供する。 In view of the above, embodiments of this disclosure provide gas intake systems and control methods that apply to the ALD process.

この開示の実施態様の1つの側面によれば、ガス分配デバイスと連通し、前記ガス分配デバイスを通じて反応チャンバ内へ反応先駆物質を導入するべく構成され、かつガス吸気オン・オフ・バルブが備えられたガス吸気パイプラインを含むガス吸気システムが提供され;かつ、前記ガス吸気システムは、さらに、
前記ガス分配デバイスおよび前記反応チャンバの両方と連通し、かつ排気オン・オフ・バルブが備えられた排気パイプライン、
を含む。
According to one aspect of an embodiment of this disclosure, it is configured to communicate with a gas distribution device and introduce a reaction precursor into the reaction chamber through the gas distribution device, and is provided with a gas intake on / off valve. A gas intake system including a gas intake pipeline is provided; and the gas intake system is further provided.
An exhaust pipeline that communicates with both the gas distribution device and the reaction chamber and is equipped with an exhaust on / off valve.
including.

オプションにおいては、前記ガス吸気パイプラインが、前記ガス分配デバイスを通じて前記反応チャンバ内へ異なる反応先駆物質を導入するべく構成された少なくとも2つのガス吸気パイプラインを含み、前記少なくとも2つのガス吸気パイプラインのそれぞれには、前記ガス吸気オン・オフ・バルブが備えられる。 Optionally, the gas intake pipeline comprises at least two gas intake pipelines configured to introduce different reaction precursors into the reaction chamber through the gas distribution device, said at least two gas intake pipelines. Each of the above is provided with the gas intake on / off valve.

オプションにおいては、あらかじめ決定済みの体積の反応先駆物質を貯蔵する能力のあるバッファ・デバイスが、前記ガス吸気パイプライン上であり、かつ前記ガス吸気オン・オフ・バルブの上流に配置される。 Optionally, a buffer device capable of storing a predetermined volume of reaction precursor is located on the gas intake pipeline and upstream of the gas intake on / off valve.

オプションにおいては、前記バッファ・デバイスが、
前記ガス吸気パイプラインの内径より大きい内径を有する管状のキャビティ、
を含む。
Optionally, the buffer device is
A tubular cavity with an inner diameter greater than the inner diameter of the gas intake pipeline,
including.

オプションにおいては、前記ガス吸気パイプラインに、さらに、マス・フロー・コントローラが備えられる。 Optionally, the gas intake pipeline is further equipped with a mass flow controller.

オプションにおいては、前記ガス吸気オン・オフ・バルブが、電磁バルブである。 In the option, the gas intake on / off valve is a solenoid valve.

オプションにおいては、前記排気オン・オフ・バルブが、電磁バルブである。 In the option, the exhaust on / off valve is a solenoid valve.

オプションにおいては、前記ガス吸気パイプラインが、前記ガス分配デバイスを通じて前記反応チャンバ内へSiHおよびWFを導入するべく構成された2つのガス吸気パイプラインを含む。 Optionally, the gas intake pipeline includes two gas intake pipelines configured to introduce SiH 4 and WF 6 into the reaction chamber through the gas distribution device.

この開示の別の側面によれば、この開示により提供されるALD装置を利用することによって堆積プロセスを実施するALD方法が提供され、前記ALD方法は、
堆積段階において、反応先駆物質が前記ガス分配デバイスを通じて前記反応チャンバ内へ導入されるように、前記ガス吸気オン・オフ・バルブを開き、かつ同時に前記排気オン・オフ・バルブを閉じることと、
パージ段階において、前記ガス分配デバイス内に残された前記反応先駆物質が前記反応チャンバ内へ排出され、その後、前記反応先駆物質が前記フォアラインを通じて前記反応チャンバから排出されるように、前記ガス吸気オン・オフ・バルブを閉じ、かつ同時に前記排気オン・オフ・バルブを開くことと、
を含む。
According to another aspect of this disclosure, an ALD method is provided in which the deposition process is carried out by utilizing the ALD apparatus provided by this disclosure.
At the deposition stage, opening the gas intake on / off valve and simultaneously closing the exhaust on / off valve so that the reaction precursor is introduced into the reaction chamber through the gas distribution device.
In the purging step, the gas intake is such that the reaction precursor left in the gas distribution device is discharged into the reaction chamber and then the reaction precursor is discharged from the reaction chamber through the foreline. Closing the on / off valve and opening the exhaust on / off valve at the same time
including.

オプションにおいては、前記ガス吸気パイプラインが、2つのガス吸気パイプラインを含み、前記2つのガス吸気パイプラインが、それぞれ前記ガス分配デバイスを通じ、前記反応チャンバ内へ第1の反応先駆物質を導入するべく構成された第1のガス吸気パイプラインおよび第2の反応先駆物質を導入するべく構成された第2のガス吸気パイプラインであり;かつ、前記ガス吸気オン・オフ・バルブが、2つのガス吸気オン・オフ・バルブを含み、前記2つのガス吸気オン・オフ・バルブは、それぞれ、前記第1のガス吸気パイプライン上に配置される第1のガス吸気オン・オフ・バルブ、および前記第2のガス吸気パイプライン上に配置される第2のガス吸気オン・オフ・バルブであり、
前記ALD方法が、
第1の堆積段階において、前記第1の反応先駆物質が前記ガス分配デバイスを通じて前記反応チャンバ内へ導入されるように、前記第1のガス吸気オン・オフ・バルブを開き、かつ同時に前記第2のガス吸気オン・オフ・バルブおよび前記排気オン・オフ・バルブを閉じることと;
第1のパージ段階において、前記ガス分配デバイス内に残されている前記第1の反応先駆物質が前記反応チャンバ内へ排出され、その後、前記第1の反応先駆物質が前記フォアラインを通じて前記反応チャンバから排出されるように、前記第1のガス吸気オン・オフ・バルブを閉じ、かつ同時に前記排気オン・オフ・バルブを開くことと;
第2の堆積段階において、前記第2の反応先駆物質が前記ガス分配デバイスを通じて前記反応チャンバ内へ導入されるように、前記第2のガス吸気オン・オフ・バルブを開き、かつ同時に前記第1のガス吸気オン・オフ・バルブおよび前記排気オン・オフ・バルブを閉じることと;
第2のパージ段階において、前記ガス分配デバイス内に残されている前記第2の反応先駆物質が前記反応チャンバ内へ排出され、その後、前記第2の反応先駆物質が前記フォアラインを通じて前記反応チャンバから排出されるように、前記第2のガス吸気オン・オフ・バルブを閉じ、かつ同時に前記排気オン・オフ・バルブを開くことと;
前記第1の堆積段階と、前記第1のパージ段階と、前記第2の堆積段階と、前記第2のパージ段階とからなるサイクルを、少なくとも1回実施することと、
を含む。
Optionally, the gas intake pipeline includes two gas intake pipelines, each of which introduces a first reaction precursor into the reaction chamber through the gas distribution device. A first gas intake pipeline configured to introduce a second gas intake pipeline and a second gas intake pipeline configured to introduce a second reaction pioneer; and the gas intake on / off valve is the two gases. The two gas intake on / off valves, including the intake on / off valve, are the first gas intake on / off valve located on the first gas intake pipeline and the first gas intake on / off valve, respectively. A second gas intake on / off valve located on the second gas intake pipeline.
The ALD method is
In the first deposition stage, the first gas intake on / off valve is opened so that the first reaction precursor is introduced into the reaction chamber through the gas distribution device, and at the same time the second. With closing the gas intake on / off valve and the exhaust on / off valve;
In the first purging step, the first reaction precursor remaining in the gas distribution device is discharged into the reaction chamber, after which the first reaction precursor is discharged through the foreline into the reaction chamber. Closing the first gas intake on / off valve and simultaneously opening the exhaust on / off valve so that it is exhausted from.
In the second deposition stage, the second gas intake on / off valve is opened so that the second reaction precursor is introduced into the reaction chamber through the gas distribution device, and at the same time the first. With closing the gas intake on / off valve and the exhaust on / off valve;
In the second purging step, the second reaction precursor remaining in the gas distribution device is discharged into the reaction chamber, after which the second reaction precursor is discharged through the foreline into the reaction chamber. Closing the second gas intake on / off valve and opening the exhaust on / off valve at the same time so that it is discharged from the;
Performing the cycle consisting of the first deposition step, the first purge step, the second deposition step, and the second purge step at least once.
including.

ガス吸気システムの技術的解決策において、この開示のALD装置およびALD方法は、ガス分配デバイスおよび反応チャンバと連通する排気パイプラインを提供することによって、ガス分配デバイス内に残された反応先駆物質が、ガス吸気パイプライン上のガス吸気オン・オフ・バルブが閉じられているとき反応チャンバ内へ流れることが可能であり、かつ、その後、反応チャンバのフォアラインを通って排出されるが、フォアライン内へ反応先駆物質が直接排出される従来技術に照らしてみれば、これにより、ガス吸気パイプライン内の圧力の増加の回避、および反応チャンバ内に入るガスの総量が変化しないことの保証が可能であり、その結果、チャンバ内側のプロセス圧力の安定性を向上させることが可能であり、かつガスの総流量およびチャンバ内側のプロセス圧力のコントロールを容易にすることが可能であり、それによって、事実上、プロセスの間における圧力の変動または流量の変動に起因して生成される粒子が低減され、膜の一様性および膜の歩留まりが向上する。 In the technical solution of the gas intake system, the ALD apparatus and ALD method of the present disclosure provide an exhaust pipeline that communicates with the gas distribution device and the reaction chamber so that the reaction precursors left in the gas distribution device can be removed. It is possible to flow into the reaction chamber when the gas intake on / off valve on the gas intake pipeline is closed, and then drain through the foreline of the reaction chamber, but in the foreline. In light of the prior art of direct discharge of the reaction precursor into the gas intake pipeline, this can avoid an increase in pressure in the gas intake pipeline and ensure that the total amount of gas entering the reaction chamber remains unchanged. As a result, it is possible to improve the stability of the process pressure inside the chamber, and it is possible to facilitate the control of the total gas flow rate and the process pressure inside the chamber, thereby the fact. In addition, the particles produced due to pressure fluctuations or flow rate fluctuations during the process are reduced, improving membrane uniformity and membrane yield.

この開示の実施態様の追加の側面および利点は、以下に述べるそれらの説明から明らかになるか、またはこの開示の実際的な応用から学び取られることになるであろう。 Additional aspects and benefits of embodiments of this disclosure will be apparent from those descriptions described below or will be learned from the practical application of this disclosure.

この開示の実施態様における技術的解決策、または従来技術におけるそれをより明瞭に例証するために、実施態様または従来技術の説明に使用する図面を下に簡単に紹介する。下に説明されている図面が、この開示のいくつかの実施態様の例証のためにのみ使用されることは明らかであり、この分野の当業者であれば、創造的な仕事を伴うことなく、以下の図面からほかの図面を引き出すことが可能である。 In order to more clearly illustrate the technical solution in the embodiments of this disclosure, or that in the prior art, the drawings used in the description of the embodiments or prior art are briefly introduced below. It is clear that the drawings described below are used only for illustration of some embodiments of this disclosure, and one of ordinary skill in the art, without any creative work. It is possible to draw other drawings from the following drawings.

従来技術において使用されているガス吸気システムの概略の構造図である。It is a schematic structural diagram of the gas intake system used in the prior art. この開示に従ったガス吸気システムの概略の構造図である。It is a schematic structural diagram of the gas intake system according to this disclosure. この開示によって提供されるガス吸気システムを利用することによって行われるALDプロセスのフローチャートである。It is a flowchart of the ALD process performed by utilizing the gas intake system provided by this disclosure.

以下、図面を参照してこの開示をより完全に説明し、この開示の例示的な実施態様を例証する。以下においては、図面の参照を伴って、この開示の実施態様における技術的解決策を明瞭にかつ完全に説明する。この中に述べられている実施態様が、この開示の実施態様のすべてであるということはなく、むしろ一部の実施態様に過ぎないことは明らかである。この開示の中に述べられている実施態様に基づき、この分野の当業者によって創造的な仕事を伴うことなく引き出されるほかのすべての実施態様は、この開示の保護範囲内である。この開示の技術的解決策は、図面および実施態様の参照とともに複数の側面から説明されることになる。 Hereinafter, the disclosure will be described more fully with reference to the drawings, illustrating exemplary embodiments of the disclosure. In the following, with reference to the drawings, the technical solutions in the embodiments of this disclosure will be described clearly and completely. It is clear that the embodiments described herein are not all of the embodiments of this disclosure, but rather only some of them. Based on the embodiments described in this disclosure, all other embodiments drawn by one of ordinary skill in the art without creative work are within the protection of this disclosure. The technical solution of this disclosure will be described from multiple aspects with reference to the drawings and embodiments.

説明の便宜のために、これ以降において使用される『左』、『右』、『上』、および『下』という用語は、図面における左、右、上、および下と一致する。これ以降において使用される『第1』、『第2』、およびこれらの類の用語は、単に説明の中の要素の間の区別のためのものであり、そのほかの特別な意味はまったく有していない。 For convenience of explanation, the terms "left", "right", "top", and "bottom" used hereafter are consistent with the left, right, top, and bottom in the drawing. The terms "first", "second", and these kinds of terms used hereafter are merely for the purpose of distinguishing between the elements in the description and have no other special meaning. Not.

図2に示されているとおり、この開示は、反応チャンバ8のためのプロセス・ガスを提供するべく構成され、かつALDプロセスに適用することが可能なガス吸気システムを提供する。具体的に述べれば、このガス吸気システムは、ガス分配デバイス7と連通し、かつガス分配デバイス7を通じて反応チャンバ8内へ反応先駆物質を導入するべく構成されたガス吸気パイプラインを含み、ガス吸気パイプラインは、ガス吸気パイプラインを接続し、または接続解除するべく構成されたガス吸気オン・オフ・バルブを備えている。ガス分配デバイス7は、ガスを分配するべく構成され、かつ反応チャンバ8内へガスが一様に流れることを可能にする。ALDプロセスのために、ガス分配デバイス7は、少なくとも2つの反応先駆物質を互いから分離する能力を有する。具体的に述べれば、ガス分配デバイス7は、少なくとも2つの互いに独立したガス吸気チャンネル、および散乱チャンバを含むことができ、少なくとも2つのガス吸気チャンネルは、1対1対応で少なくとも2つのガス吸気パイプラインと連通し、かつガス吸気パイプラインから反応チャンバ8内へ、反応先駆物質を一様に引き渡すべく構成されている。 As shown in FIG. 2, this disclosure provides a gas intake system configured to provide process gas for the reaction chamber 8 and applicable to the ALD process. Specifically, the gas intake system includes a gas intake pipeline configured to communicate with the gas distribution device 7 and to introduce the reaction precursor into the reaction chamber 8 through the gas distribution device 7. The pipeline comprises a gas intake on / off valve configured to connect or disconnect the gas intake pipeline. The gas distribution device 7 is configured to distribute the gas and allows the gas to flow uniformly into the reaction chamber 8. For the ALD process, the gas distribution device 7 has the ability to separate at least two reaction precursors from each other. Specifically, the gas distribution device 7 can include at least two independent gas intake channels and a scattering chamber, with at least two gas intake channels in a one-to-one correspondence and at least two gas intake pipes. It is configured to communicate with the line and uniformly deliver the reaction precursor material from the gas intake pipeline into the reaction chamber 8.

この実施態様においては、図2に示されているとおり、2つのガス吸気パイプライン、すなわち第1のガス吸気パイプライン1および第2のガス吸気パイプライン2が、2つの異なる反応先駆物質を反応チャンバ8内へガス分配デバイス7を通じて導入するべく配置されており、たとえば、第1のガス吸気パイプライン1がSiHを引き渡すべく、かつ第2のガス吸気パイプライン2がWFを引き渡すべく、それぞれ構成されている。それに加えて、第1のガス吸気パイプライン1には、第1のガス吸気オン・オフ・バルブ3が備えられ;第2のガス吸気パイプライン2には、第2のガス吸気オン・オフ・バルブ5が備えられている。第1のガス吸気オン・オフ・バルブ3および第2のガス吸気オン・オフ・バルブ5を交互に開けることによって、2つの反応先駆物質を反応チャンバ8内へ交互に導入することが可能である。好ましくは、第1のガス吸気オン・オフ・バルブ3および第2のガス吸気オン・オフ・バルブ5の両方を、電磁バルブ等の高速切り換えバルブとする。この方法においては、2つの反応先駆物質が、交互に、かつ迅速に反応チャンバへ入り、ALD薄膜の調製を完了することが可能である。 In this embodiment, as shown in FIG. 2, two gas intake pipelines, namely the first gas intake pipeline 1 and the second gas intake pipeline 2, react with two different reaction precursors. It is arranged to be introduced into the chamber 8 through the gas distribution device 7, for example, the first gas intake pipeline 1 to deliver SiH 4 and the second gas intake pipeline 2 to deliver WF 6. Each is configured. In addition, the first gas intake pipeline 1 is provided with a first gas intake on / off valve 3; the second gas intake pipeline 2 is provided with a second gas intake on / off valve 3. A valve 5 is provided. By alternately opening the first gas intake on / off valve 3 and the second gas intake on / off valve 5, it is possible to alternately introduce the two reaction precursors into the reaction chamber 8. .. Preferably, both the first gas intake on / off valve 3 and the second gas intake on / off valve 5 are high-speed switching valves such as solenoid valves. In this method, the two reaction precursors can enter the reaction chamber alternately and quickly to complete the preparation of the ALD thin film.

オプションにおいては、ガス吸気パイプラインに、そのガス吸気パイプライン内のガス流をコントロールするべく構成されたマス・フロー・コントローラ(MFC)が備わる。 Optionally, the gas intake pipeline is equipped with a mass flow controller (MFC) configured to control the gas flow within the gas intake pipeline.

ガス吸気システムは、さらに、ガス分配デバイス7および反応チャンバ8の両方と連通する排気パイプライン4を含む。具体的に述べれば、排気パイプライン4は、ガス分配デバイス7の散乱チャンバと反応チャンバ8とを連通させるべく構成されている。排気パイプライン4には、排気パイプライン4を接続し、または接続解除するべく構成された排気オン・オフ・バルブ10が備えられている。 The gas intake system further includes an exhaust pipeline 4 that communicates with both the gas distribution device 7 and the reaction chamber 8. Specifically, the exhaust pipeline 4 is configured to communicate the scattering chamber of the gas distribution device 7 with the reaction chamber 8. The exhaust pipeline 4 includes an exhaust on / off valve 10 configured to connect or disconnect the exhaust pipeline 4.

ガス分配デバイス7内の残留反応先駆物質は、ガス吸気パイプライン上のガス吸気オン・オフ・バルブが閉じられているとき、排気パイプライン4を通じて反応チャンバ8内へ流れることが可能であり、かつ、その後、反応チャンバ8のフォアライン9を通じて排出されるが、これは、フォアライン9内へ反応先駆物質が直接排出される従来技術に照らしてみれば、ガス吸気パイプラインからフォアライン内へ反応先駆物質が直接入ることによってもたらされる分流を回避すること、およびそれによって、ガス吸気パイプライン内の圧力の増加を回避することが可能である。一方、反応チャンバ8内に入るガスの総量が変化しないことが保証可能であり、その結果、反応チャンバ8内側のプロセス圧力の安定性を向上させることが可能であり、かつガスの総流量およびチャンバ内側のプロセス圧力のコントロールを容易にすることが可能であり、それによって、事実上、プロセスの間における圧力の変動または流量の変動に起因して生成される粒子が低減され、膜の一様性および膜の歩留まりが向上する。 The residual reaction precursor in the gas distribution device 7 can flow into the reaction chamber 8 through the exhaust pipeline 4 when the gas intake on / off valve on the gas intake pipeline is closed. After that, it is discharged through the foreline 9 of the reaction chamber 8, which reacts from the gas intake pipeline into the foreline in light of the prior art in which the reaction precursor is directly discharged into the foreline 9. It is possible to avoid the diversion caused by the direct entry of the precursor, thereby avoiding the increase in pressure in the gas intake pipeline. On the other hand, it can be guaranteed that the total amount of gas entering the reaction chamber 8 does not change, and as a result, the stability of the process pressure inside the reaction chamber 8 can be improved, and the total flow rate of gas and the chamber It is possible to facilitate control of the inner process pressure, which effectively reduces the particles produced due to pressure or flow rate fluctuations between processes and film uniformity. And the yield of the membrane is improved.

オプションにおいては、排気オン・オフ・バルブ10が、電磁バルブ等の高速切り換えバルブであり、その結果、排気パイプラインと吸気パイプラインの間における高速切り換えを実現することが可能になる。 In the option, the exhaust on / off valve 10 is a high speed switching valve such as a solenoid valve, and as a result, it becomes possible to realize high speed switching between the exhaust pipeline and the intake pipeline.

図2に示されている2つの反応先駆物質SiHおよびWFを引き渡すガス吸気システムを例に取りあげるが、図3に示されているとおり、このALDプロセスは:
第1の反応先駆物質(SiH)がガス分配デバイス7を通じて反応チャンバ8内へ導入されるように、第1のガス吸気オン・オフ・バルブ3が開かれ、かつ同時に第2のガス吸気オン・オフ・バルブ5および排気オン・オフ・バルブ10が閉じられる第1の堆積段階と;
ガス分配デバイス7内に残留している第1の反応先駆物質が反応チャンバ8内へ排出され、その後フォアライン9を通じて反応チャンバ8から排出されるように、第1のガス吸気オン・オフ・バルブ3が閉じられ、かつ同時に排気オン・オフ・バルブ10が開かれる第1のパージ段階と;
第2の反応先駆物質(WF)がガス分配デバイス7を通じて反応チャンバ内へ導入されるように、第2のガス吸気オン・オフ・バルブ5が開かれ、かつ同時に第1のガス吸気オン・オフ・バルブ3および排気オン・オフ・バルブ10が閉じられる第2の堆積段階と;
ガス分配デバイス7内に残留している第2の反応先駆物質が反応チャンバ8内へ排出され、その後フォアライン9を通じて反応チャンバ8から排出されるように、第2のガス吸気オン・オフ・バルブ5が閉じられ、かつ同時に排気オン・オフ・バルブ10が開かれる第2のパージ段階と、
を含む。
Taking as an example a gas intake system that delivers the two reaction precursors SiH 4 and WF 6 shown in FIG. 2, as shown in FIG. 3, this ALD process is:
The first gas intake on / off valve 3 is opened and at the same time the second gas intake on so that the first reaction precursor (SiH 4) is introduced into the reaction chamber 8 through the gas distribution device 7. With the first deposition stage in which the off valve 5 and the exhaust on / off valve 10 are closed;
A first gas intake on / off valve so that the first reaction precursor remaining in the gas distribution device 7 is discharged into the reaction chamber 8 and then discharged from the reaction chamber 8 through the foreline 9. With the first purge stage where 3 is closed and the exhaust on / off valve 10 is opened at the same time;
The second gas intake on / off valve 5 is opened and at the same time the first gas intake on / off so that the second reaction precursor (WF 6) is introduced into the reaction chamber through the gas distribution device 7. With the second deposition stage in which the off valve 3 and the exhaust on / off valve 10 are closed;
A second gas intake on / off valve so that the second reaction precursor remaining in the gas distribution device 7 is discharged into the reaction chamber 8 and then discharged from the reaction chamber 8 through the foreline 9. A second purge step in which 5 is closed and the exhaust on / off valve 10 is opened at the same time.
including.

これらの第1の堆積段階、第1のパージ段階、第2の堆積段階、および第2のパージ段階からなるサイクルが、少なくとも1回実施されてALDプロセスが完了する。 A cycle consisting of these first deposition step, first purge step, second deposition step, and second purge step is performed at least once to complete the ALD process.

オプションにおいては、あらかじめ決定済みの体積の反応先駆物質を貯蔵する能力を有するバッファ・デバイスが、ガス吸気オン・オフ・バルブの上流のガス吸気パイプライン上に配置される。この実施態様においては、図2に示されているとおり、第1のガス吸気パイプライン1に第1のバッファ・デバイス11が、かつ第2のガス吸気パイプライン2に第2のバッファ・デバイス12が、それぞれ備えられる。ガス吸気オン・オフ・バルブが閉じられているときにバッファ・デバイス内に特定体積の反応先駆物質を貯蔵することによって、ガス吸気オン・オフ・バルブが再び開かれたときのガス吸気パイプライン内における大きな流量変動および大きな圧力変動を回避することが可能である。異なるガス吸気オン・オフ・バルブが、非常に短い間隔において互いに切り換えられることから、バッファ・デバイスが、事実上、反応先駆物質の圧力および流量を安定化させることが可能であり、MFCのコントロールに対する影響はまったく有していない。 Optionally, a buffer device capable of storing a predetermined volume of reaction precursor is placed on the gas intake pipeline upstream of the gas intake on / off valve. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the first gas intake pipeline 1 has a first buffer device 11 and the second gas intake pipeline 2 has a second buffer device 12. However, each is prepared. In the gas intake pipeline when the gas intake on / off valve is reopened by storing a specific volume of reaction precursor in the buffer device when the gas intake on / off valve is closed. It is possible to avoid large flow rate fluctuations and large pressure fluctuations in. Since the different gas intake on / off valves are switched to each other at very short intervals, the buffer device can effectively stabilize the pressure and flow rate of the reaction precursor, with respect to the control of the MFC. It has no effect.

オプションにおいては、バッファ・デバイスが、ガス吸気パイプラインの内径より大きい内径を有する管状のキャビティを含む。確かに、実際的な応用においては、反応先駆物質の圧力および流量を効果的に安定化させることが可能である限りにおいて、バッファ・デバイスがこのほかの構造として、またはほかの態様で実装されることがある。 Optionally, the buffer device includes a tubular cavity with an inner diameter greater than the inner diameter of the gas intake pipeline. Indeed, in practical applications, buffer devices are implemented as other structures or in other embodiments as long as it is possible to effectively stabilize the pressure and flow rate of the reaction precursor. Sometimes.

別の技術的解決策として、この開示は、さらにALD装置を提供する。図2に示されているとおり、このALD装置は、反応チャンバ8と、反応チャンバ8のトップに配置されたガス分配デバイス7と、上で述べたとおりのガス吸気システムと、フォアライン9を含む。 As another technical solution, this disclosure further provides an ALD device. As shown in FIG. 2, the ALD apparatus includes a reaction chamber 8, a gas distribution device 7 located at the top of the reaction chamber 8, a gas intake system as described above, and a foreline 9. ..

上記のガス吸気システムを利用することにより、この開示によって提供されるALD装置は、チャンバ内側のプロセス圧力の安定性を向上させること、並びにガスの総流量およびチャンバ内側のプロセス圧力のコントロールを容易にすることが可能であり、それによって、事実上、プロセスの間における圧力の変動または流量の変動に起因して生成される粒子が低減され、膜の一様性および膜の歩留まりが向上する。 By utilizing the gas intake system described above, the ALD apparatus provided by this disclosure improves the stability of the process pressure inside the chamber and facilitates the control of the total gas flow rate and the process pressure inside the chamber. It is possible, which effectively reduces the particles produced due to pressure fluctuations or flow rate fluctuations between processes, improving membrane uniformity and membrane yield.

また別の技術的解決策として、さらにこの開示は、上記のこの開示によって提供されるALD装置を利用することによって堆積プロセスを行うALD方法を提供する。このALD方法は:
堆積段階において、反応先駆物質がガス分配デバイスを通じて反応チャンバ内へ導入されるように、ガス吸気オン・オフ・バルブを開き、かつ同時に排気オン・オフ・バルブを閉じることと;
パージ段階において、ガス分配デバイス内に残された反応先駆物質が反応チャンバ内へ排出され、その後、フォアラインを通じて反応チャンバから排出されるように、ガス吸気オン・オフ・バルブを閉じ、かつ同時に排気オン・オフ・バルブを開くことと、
を含む。
As yet another technical solution, the disclosure further provides an ALD method in which the deposition process is performed by utilizing the ALD apparatus provided by this disclosure described above. This ALD method is:
At the deposition stage, opening the gas intake on / off valve and simultaneously closing the exhaust on / off valve so that the reaction precursor is introduced into the reaction chamber through the gas distribution device;
During the purging phase, the gas intake on / off valve is closed and simultaneously exhausted so that the reaction precursors left in the gas distribution device are discharged into the reaction chamber and then discharged from the reaction chamber through the foreline. Opening the on / off valve and
including.

上記のALD装置を利用して堆積プロセスを実施することにより、この開示によって提供されるALD方法は、反応チャンバ内側のプロセス圧力の安定性を向上させること、並びにガスの総流量および反応チャンバ内側のプロセス圧力のコントロールを容易にすることが可能であり、それによって、事実上、プロセスの間における圧力の変動または流量の変動に起因して生成される粒子が低減され、膜の一様性および膜の歩留まりが向上する。 By performing the deposition process utilizing the ALD apparatus described above, the ALD method provided by this disclosure improves the stability of the process pressure inside the reaction chamber, as well as the total gas flow rate and inside the reaction chamber. It is possible to facilitate the control of process pressure, which effectively reduces the particles produced due to pressure fluctuations or flow rate fluctuations between processes, membrane uniformity and membrane. Yield is improved.

具体的に述べれば、図2に示されているALD装置によって利用されるガス吸気システムを例に取りあげるが、2つのガス吸気パイプライン、すなわち第1のガス吸気パイプライン1および第2のガス吸気パイプライン2が、第1の反応先駆物質および第2の反応先駆物質を反応チャンバ8内へガス分配デバイス7を通じて導入するべく配置されており;かつ、2つのガス吸気オン・オフ・バルブ、すなわち第1のガス吸気オン・オフ・バルブ3および第2のガス吸気オン・オフ・バルブ5が、それぞれ、第1のガス吸気パイプライン1および第2のガス吸気パイプライン2上に配置されている。 Specifically, taking the gas intake system utilized by the ALD apparatus shown in FIG. 2 as an example, two gas intake pipelines, namely the first gas intake pipeline 1 and the second gas intake. The pipeline 2 is arranged to introduce the first reaction precursor and the second reaction precursor into the reaction chamber 8 through the gas distribution device 7; and two gas intake on / off valves, ie. A first gas intake on / off valve 3 and a second gas intake on / off valve 5 are arranged on the first gas intake pipeline 1 and the second gas intake pipeline 2, respectively. ..

このALD方法は:
第1の堆積段階において、第1の反応先駆物質(SiH)がガス分配デバイス7を通じて反応チャンバ8内へ導入されるように、第1のガス吸気オン・オフ・バルブ3を開き、かつ同時に第2のガス吸気オン・オフ・バルブ5および排気オン・オフ・バルブ10を閉じることと;
第1のパージ段階において、ガス分配デバイス7内に残留している第1の反応先駆物質が反応チャンバ8内へ排出され、その後フォアライン9を通じて反応チャンバ8から排出されるように、第1のガス吸気オン・オフ・バルブ3を閉じ、かつ同時に排気オン・オフ・バルブ10を開くことと;
第2の堆積段階において、第2の反応先駆物質(WF)がガス分配デバイス7を通じて反応チャンバ内へ導入されるように、第2のガス吸気オン・オフ・バルブ5を開き、かつ同時に第1のガス吸気オン・オフ・バルブ3および排気オン・オフ・バルブ10を閉じることと;
第2のパージ段階において、ガス分配デバイス7内に残留している第2の反応先駆物質が反応チャンバ8内へ排出され、その後フォアライン9を通じて反応チャンバ8から排出されるように、第2のガス吸気オン・オフ・バルブ5を閉じ、かつ同時に排気オン・オフ・バルブ10を開くことと;
第1の堆積段階、第1のパージ段階、第2の堆積段階、および第2のパージ段階からなるサイクルを、少なくとも1回実施してALDプロセスを完了することと、
を含む。
This ALD method is:
In the first deposition stage, the first gas intake on / off valve 3 is opened and simultaneously so that the first reaction precursor (SiH 4) is introduced into the reaction chamber 8 through the gas distribution device 7. Closing the second gas intake on / off valve 5 and exhaust on / off valve 10;
In the first purging step, the first reaction precursor remaining in the gas distribution device 7 is discharged into the reaction chamber 8 and then discharged from the reaction chamber 8 through the foreline 9. Closing the gas intake on / off valve 3 and opening the exhaust on / off valve 10 at the same time;
In the second deposition stage, the second gas intake on / off valve 5 is opened and simultaneously the second so that the second reaction precursor (WF 6) is introduced into the reaction chamber through the gas distribution device 7. Closing the gas intake on / off valve 3 and the exhaust on / off valve 10 of 1;
In the second purging step, the second reaction precursor remaining in the gas distribution device 7 is discharged into the reaction chamber 8 and then discharged from the reaction chamber 8 through the foreline 9. Closing the gas intake on / off valve 5 and opening the exhaust on / off valve 10 at the same time;
A cycle consisting of a first deposition step, a first purge step, a second deposition step, and a second purge step is performed at least once to complete the ALD process.
including.

要約すると、ガス吸気システムの技術的解決策において、この開示のALD装置およびALD方法は、ガス分配デバイスおよび反応チャンバと連通する排気パイプラインを提供することによって、ガス分配デバイス内に残された反応先駆物質が、ガス吸気パイプライン上のガス吸気オン・オフ・バルブが閉じられているときに反応チャンバ内へ流れることが可能であり、かつ、その後、反応チャンバのフォアラインを通って排出されるが、フォアライン内へ反応先駆物質が直接排出される従来技術に照らしてみれば、これにより、ガス吸気パイプライン内の圧力の増加の回避、および反応チャンバ内に入るガスの総量が変化しないことの保証が可能であり、その結果、チャンバ内側のプロセス圧力の安定性を向上させることが可能であり、かつガスの総流量およびチャンバ内側のプロセス圧力のコントロールを容易にすることが可能であり、それによって、事実上、プロセスの間における圧力の変動または流量の変動に起因して生成される粒子が低減され、膜の一様性および膜の歩留まりが向上する。 In summary, in the technical solution of the gas intake system, the ALD apparatus and ALD method of this disclosure are the reactions left in the gas distribution device by providing an exhaust pipeline that communicates with the gas distribution device and reaction chamber. Pioneer material can flow into the reaction chamber when the gas intake on / off valve on the gas intake pipeline is closed, and is then discharged through the foreline of the reaction chamber. However, in light of the prior art in which the reaction precursor is discharged directly into the foreline, this avoids an increase in pressure in the gas intake pipeline and does not change the total amount of gas entering the reaction chamber. As a result, it is possible to improve the stability of the process pressure inside the chamber, and it is possible to facilitate the control of the total gas flow rate and the process pressure inside the chamber. This effectively reduces the particles produced due to pressure or flow rate fluctuations between processes, improving membrane uniformity and membrane yield.

別段の記載がない限り、上記のこの開示の技術的解決策のいずれかが数値的範囲を開示している場合においては、その開示された数値的範囲は好ましいとする数値的範囲であり、この分野の当業者は、その好ましい数値的範囲が、明らかな技術的効果を導く値、または多くの実装可能な値の中の代表的な値を単にカバーしているに過ぎないことを理解するものとする。多くの実装可能な値が存在し、かつそれらの値すべてをリストすることが不可能であることから、ここでは、この開示の技術的解決策の例証にそれらの値の一部が開示されているのであって、上にリストされている値が、この開示の保護範囲を限定するものと考えられるべきではない。 Unless otherwise stated, where any of the technical solutions in this disclosure above disclose a numerical range, the disclosed numerical range is the preferred numerical range. Those skilled in the art will appreciate that the preferred numerical range merely covers values that lead to obvious technical effects, or representative values among many implementable values. And. Since there are many implementable values and it is not possible to list all of them, some of those values are disclosed here in the illustration of the technical solution in this disclosure. As such, the values listed above should not be considered to limit the scope of protection of this disclosure.

一方、別段の記載がない限り、この開示が、互いに固定的に接続される部品または構造部材を開示しているか、またはそれに関係する場合においては、固定された接続を、取り外し可能に固定された接続(ボルトまたはねじを介するもの等)、または取り外し不可能に固定された接続(リベット留めまたは溶接によるもの等)として解釈することが可能である。あるいは、相互の固定的な接続は、一体構造(たとえば、鋳造プロセスによって一体形成される)によって(一体形成プロセスが採用不可能であることが明らかでない限り)置き換えられ得る。 On the other hand, unless otherwise stated, this disclosure discloses or, where it is related, a component or structural member that is fixedly connected to each other, the fixed connection is removably fixed. It can be interpreted as a connection (such as through bolts or screws) or a non-removably fixed connection (such as by riveting or welding). Alternatively, the fixed connections to each other can be replaced by an integral structure (eg, integrally formed by the casting process) (unless it is clear that the integral formation process is not feasible).

それに加えて、別段の記載がない限り、上記のこの開示の技術的解決策のいずれかにおいて、特定の位置的関係または形状を示すために使用されている用語は、同様な、類似の、もしくは近似の状態または形状も示す。この開示によって提供される部品のいずれかを、複数の独立した構成要素によって組み立てること、または一体形成プロセスによって製造される独立した部品とすることはできる。 In addition, unless otherwise stated, the terms used to indicate a particular positional relationship or shape in any of the technical solutions of this disclosure above are similar, similar, or similar. It also shows an approximate state or shape. Any of the parts provided by this disclosure may be assembled by multiple independent components or may be independent parts manufactured by an integral formation process.

上記の実施態様は、この開示の技術的解決策を例証することのみが意図されており、それらの技術的解決策を限定しない。好ましい実施態様を参照してこの開示を詳細に説明したが、この分野の当業者は、この開示の特定の実施態様に対する修正が可能であること、または技術的特徴の部品の等価な代用の作成が可能であることを理解する必要がある。この開示の技術的解決策の精神からの逸脱を伴うことなく行われるそれらの修正および等価な代用は、この開示の技術的解決策の保護範囲内に入ると見做されるものとする。 The above embodiments are intended only to illustrate the technical solutions of this disclosure and do not limit those technical solutions. Although this disclosure has been described in detail with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will be able to modify certain embodiments of this disclosure or create equivalent substitutes for parts of technical feature. Need to be understood that is possible. Those modifications and equivalent substitutions made without deviation from the spirit of the technical solution of this disclosure shall be deemed to fall within the scope of protection of the technical solution of this disclosure.

この開示の説明は、例証の目的のために与えられており、それが網羅的であること、またはこの開示を限定することは意図されていない。この分野の当業者には、多くの修正および変形が明らかである。実施態様は、この開示の原理および実際的な応用をより良好に例証するため、およびこの分野の当業者が、この開示を理解して、多様な修正を含む多様な特定の目的の実施態様を設計することを可能にするために選択され、かつ説明されている。 The description of this disclosure is given for purposes of illustration and is not intended to be exhaustive or to limit this disclosure. Many modifications and variations are apparent to those skilled in the art in this area. Embodiments better illustrate the principles and practical applications of this disclosure, and those skilled in the art will understand this disclosure to provide embodiments for a variety of specific purposes, including various modifications. Selected and described to be able to be designed.

1 第1のガス吸気パイプライン
2 第2のガス吸気パイプライン
3 第1のガス吸気オン・オフ・バルブ
4 排気パイプライン
5 第2のガス吸気オン・オフ・バルブ
7 ガス分配デバイス
8 反応チャンバ
9 フォアライン
10 排気オン・オフ・バルブ
11 第1のバッファ・デバイス
12 第2のバッファ・デバイス
1 1st gas intake pipeline 2 2nd gas intake pipeline 3 1st gas intake on / off valve 4 Exhaust pipeline 5 2nd gas intake on / off valve 7 Gas distribution device 8 Reaction chamber 9 Foreline 10 Exhaust on / off valve 11 First buffer device 12 Second buffer device

Claims (11)

ガス分配デバイスと連通し、前記ガス分配デバイスを通じて反応チャンバ内へ反応先駆物質を導入するべく構成され、かつガス吸気オン・オフ・バルブが備えられたガス吸気パイプラインを包含するガス吸気システムであって、
前記ガス分配デバイスおよび前記反応チャンバの両方と連通し、かつ排気オン・オフ・バルブが備えられた排気パイプライン、
を包含するガス吸気システム。
A gas intake system that includes a gas intake pipeline that communicates with a gas distribution device, is configured to introduce a reaction precursor into the reaction chamber through the gas distribution device, and is equipped with a gas intake on / off valve. hand,
An exhaust pipeline that communicates with both the gas distribution device and the reaction chamber and is equipped with an exhaust on / off valve.
Including gas intake system.
前記ガス吸気パイプラインは、前記ガス分配デバイスを通じて前記反応チャンバ内へ異なる反応先駆物質を導入するべく構成された少なくとも2つのガス吸気パイプラインを包含し、前記少なくとも2つのガス吸気パイプラインのそれぞれには、前記ガス吸気オン・オフ・バルブが備えられる、請求項1に記載のガス吸気システム。 The gas intake pipeline includes at least two gas intake pipelines configured to introduce different reaction precursors into the reaction chamber through the gas distribution device, and into each of the at least two gas intake pipelines. 1 is the gas intake system according to claim 1, wherein the gas intake on / off valve is provided. あらかじめ決定済みの体積の反応先駆物質を貯蔵する能力のあるバッファ・デバイスが、前記ガス吸気パイプライン上であり、かつ前記ガス吸気オン・オフ・バルブの上流に配置される、請求項1または2に記載のガス吸気システム。 Claim 1 or 2 a buffer device capable of storing a predetermined volume of reaction precursor is located on the gas intake pipeline and upstream of the gas intake on / off valve. The gas intake system described in. 前記バッファ・デバイスは、
前記ガス吸気パイプラインの内径より大きい内径を有する管状のキャビティ、
を包含する、請求項3に記載のガス吸気システム。
The buffer device is
A tubular cavity with an inner diameter greater than the inner diameter of the gas intake pipeline,
3. The gas intake system according to claim 3.
前記ガス吸気パイプラインには、さらに、マス・フロー・コントローラが備えられる、請求項1または2に記載のガス吸気システム。 The gas intake system according to claim 1 or 2, further comprising a mass flow controller in the gas intake pipeline. 前記ガス吸気オン・オフ・バルブは、電磁バルブである、請求項1または2に記載のガス吸気システム。 The gas intake system according to claim 1 or 2, wherein the gas intake on / off valve is an electromagnetic valve. 前記排気オン・オフ・バルブは、電磁バルブである、請求項1に記載のガス吸気システム。 The gas intake system according to claim 1, wherein the exhaust on / off valve is a solenoid valve. 前記ガス吸気パイプラインは、前記ガス分配デバイスを通じて前記反応チャンバ内へSiHおよびWFを導入するべく構成された2つのガス吸気パイプラインを包含する、請求項2に記載のガス吸気システム。 The gas intake system according to claim 2, wherein the gas intake pipeline includes two gas intake pipelines configured to introduce SiH 4 and WF 6 into the reaction chamber through the gas distribution device. 反応チャンバと、前記反応チャンバのトップに配置されたガス分配デバイスと、ガス吸気システムと、フォアラインとを包含し、それにおいて前記ガス吸気システムが、請求項1から8のいずれか一項に記載の前記ガス吸気システムである、原子層堆積装置。 A reaction chamber, a gas distribution device located at the top of the reaction chamber, a gas intake system, and a foreline, wherein the gas intake system is described in any one of claims 1-8. The atomic layer depositor, which is the gas intake system of the above. 請求項9に記載の原子層堆積装置を利用することによって、堆積プロセスを実施する原子層堆積方法であって、
堆積段階において、反応先駆物質が前記ガス分配デバイスを通じて前記反応チャンバ内へ導入されるように、前記ガス吸気オン・オフ・バルブを開き、かつ同時に前記排気オン・オフ・バルブが閉じることと、
パージ段階において、前記ガス分配デバイス内に残された前記反応先駆物質が前記反応チャンバ内へ排出され、その後、前記反応先駆物質が前記フォアラインを通じて前記反応チャンバから排出されるように、前記ガス吸気オン・オフ・バルブを閉じ、かつ同時に前記排気オン・オフ・バルブを開くことと、
を包含する、原子層堆積方法。
A atomic layer deposition method for carrying out an atomic layer deposition process by using the atomic layer deposition apparatus according to claim 9.
At the deposition stage, the gas intake on / off valve is opened and at the same time the exhaust on / off valve is closed so that the reaction precursor is introduced into the reaction chamber through the gas distribution device.
In the purging step, the gas intake is such that the reaction precursor left in the gas distribution device is discharged into the reaction chamber and then the reaction precursor is discharged from the reaction chamber through the foreline. Closing the on / off valve and opening the exhaust on / off valve at the same time
Atomic layer deposition method, including.
前記ガス吸気パイプラインは、2つのガス吸気パイプラインを包含し、前記2つのガス吸気パイプラインは、それぞれ前記ガス分配デバイスを通じ、前記反応チャンバ内へ第1の反応先駆物質を導入するべく構成された第1のガス吸気パイプラインおよび第2の反応先駆物質を導入するべく構成された第2のガス吸気パイプラインであり;かつ、前記ガス吸気オン・オフ・バルブは、2つのガス吸気オン・オフ・バルブを包含し、前記2つのガス吸気オン・オフ・バルブは、それぞれ、前記第1のガス吸気パイプライン上に配置される第1のガス吸気オン・オフ・バルブ、および前記第2のガス吸気パイプライン上に配置される第2のガス吸気オン・オフ・バルブであり、
前記原子層堆積方法は:
第1の堆積段階において、前記第1の反応先駆物質が前記ガス分配デバイスを通じて前記反応チャンバ内へ導入されるように、前記第1のガス吸気オン・オフ・バルブを開き、かつ同時に前記第2のガス吸気オン・オフ・バルブおよび前記排気オン・オフ・バルブを閉じることと;
第1のパージ段階において、前記ガス分配デバイス内に残されている前記第1の反応先駆物質が前記反応チャンバ内へ排出され、その後、前記第1の反応先駆物質が前記フォアラインを通じて前記反応チャンバから排出されるように、前記第1のガス吸気オン・オフ・バルブを閉じ、かつ同時に前記排気オン・オフ・バルブを開くことと;
第2の堆積段階において、前記第2の反応先駆物質が前記ガス分配デバイスを通じて前記反応チャンバ内へ導入されるように、前記第2のガス吸気オン・オフ・バルブを開き、かつ同時に前記第1のガス吸気オン・オフ・バルブおよび前記排気オン・オフ・バルブを閉じることと;
第2のパージ段階において、前記ガス分配デバイス内に残されている前記第2の反応先駆物質が前記反応チャンバ内へ排出され、その後、前記第2の反応先駆物質が前記フォアラインを通じて前記反応チャンバから排出されるように、前記第2のガス吸気オン・オフ・バルブを閉じ、かつ同時に前記排気オン・オフ・バルブを開くことと;
前記第1の堆積段階と、前記第1のパージ段階と、前記第2の堆積段階と、前記第2のパージ段階とからなるサイクルを、少なくとも1回実施することと、
を包含する、請求項10に記載の原子層堆積方法。
The gas intake pipeline includes two gas intake pipelines, each of which is configured to introduce a first reaction precursor into the reaction chamber through the gas distribution device. A second gas intake pipeline configured to introduce a first gas intake pipeline and a second reaction precursor; and the gas intake on / off valve is two gas intake on / off valves. Including the off valve, the two gas intake on / off valves are a first gas intake on / off valve located on the first gas intake pipeline and a second gas intake on / off valve, respectively. A second gas intake on / off valve located on the gas intake pipeline.
The atomic layer deposition method is:
In the first deposition stage, the first gas intake on / off valve is opened so that the first reaction precursor is introduced into the reaction chamber through the gas distribution device, and at the same time the second. With closing the gas intake on / off valve and the exhaust on / off valve;
In the first purging step, the first reaction precursor remaining in the gas distribution device is discharged into the reaction chamber, after which the first reaction precursor is discharged through the foreline into the reaction chamber. Closing the first gas intake on / off valve and simultaneously opening the exhaust on / off valve so that it is exhausted from.
In the second deposition stage, the second gas intake on / off valve is opened so that the second reaction precursor is introduced into the reaction chamber through the gas distribution device, and at the same time the first. With closing the gas intake on / off valve and the exhaust on / off valve;
In the second purging step, the second reaction precursor remaining in the gas distribution device is discharged into the reaction chamber, after which the second reaction precursor is discharged through the foreline into the reaction chamber. Closing the second gas intake on / off valve and opening the exhaust on / off valve at the same time so that it is discharged from the;
Performing the cycle consisting of the first deposition step, the first purge step, the second deposition step, and the second purge step at least once.
10. The atomic layer deposition method according to claim 10.
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