[发明专利]原子层沉积装置及方法

权利要求书

1.一种原子层沉积装置，其特征在于，包括：

反应腔室，其通过排气管路连接真空泵；

第一前驱体传输管路，其一端连接反应腔室，另一端与载气管路的一端对接，所述载气管路与第一前驱体传输管路接口的两端之间还并联设有用于装载第一前驱体的源瓶；其中，所述源瓶通过源瓶进口管路接入载气管路，并通过源瓶出口管路接入第一前驱体传输管路；

载气管路，其一端分别连接第一前驱体传输管路和源瓶，另一端连接载气气源；

第二前驱体传输管路，其一端连接反应腔室，另一端分别连接供给管路和回收管路；

供给管路，其一端连接供给气缸，所述供给气缸用于为所述反应腔室提供第二前驱体，另一端连接第二前驱体传输管路；

回收管路，其一端连接回收气缸，另一端连接第二前驱体传输管路；

连通管路，其一端连接供给气缸，另一端连接回收气缸；

其中，所述供给管路、回收管路、连通管路和第二前驱体传输管路的开启和关闭分别受控于第一至第四阀门，所述供给气缸和回收气缸的容积分别通过其各自的活塞进行控制；

所述第二前驱体传输管路关闭时，所述供给气缸和所述回收气缸经供给管路和回收管路相连通，所述回收气缸对所述供给气缸提供的第二前驱体进行回收，并将回收的第二前驱体经由连通管路导回至供给气缸；补气管路，其一端连接第二前驱体气源，另一端经供给管路连接至供给气缸，所述补气管路的两端之间设置有阀门，所述补气管路为所述供给气缸补充第二前驱体。

2.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，还包括：

第一压力表，与供给气缸相连接，以检测第一气压；

第二压力表，与回收气缸相连接，以检测第二气压；

第三压力表，与供给管路相连接，以检测第三气压。

3.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，还包括：

第一质量流量控制器，位于供给管路上，用于控制第二前驱体的流量。

4.根据权利要求1所述的原子层沉积装置，其特征在于，还包括：

第一稀释气体管路，其一端与第一稀释气体气源连接，另一端接入第一前驱体传输管路连接至反应腔室；

第二稀释气体管路，其一端与第二稀释气体气源连接，另一端接入第二前驱体传输管路连接至反应腔室。

5.根据权利要求4所述的原子层沉积装置，其特征在于，还包括：

第二稀释气体支路，其一端连接至第二稀释气体管路，另一端接入排气管路连接至真空泵。

6.一种原子层沉积方法，其特征在于，采用如权利要求1-5中任一项所述的原子层沉积装置，其方法包括：

在反应腔室中通入第一前驱体，第一前驱体的基团吸附于基片表面；

对反应腔室进行第一次净化，以去除第一前驱体；

在反应腔室中通入第二前驱体，第二前驱体与基片表面的基团反应形成沉积材料；以及

对反应腔室进行第二次净化，以去除第二前驱体，

其中，采用供给气缸供给第二前驱体，采用回收气缸回收至少部分所述第二前驱体。

7.根据权利要求6所述的原子层沉积方法，其特征在于，通过供给气缸和回收气缸的活塞移动控制供给气缸和回收气缸的容积变化，以实现第一至第四工作状态，

在第一工作状态中，第二前驱体从第二前驱体气源导入供给气缸中，

在第二工作状态中，第二前驱体从供给气缸导入至回收气缸中，

在第三工作状态中，第二前驱体从供给气缸导入反应腔室中，

在第四工作状态中，第二前驱体从回收气缸导入供给气缸中。

8.根据权利要求7所述的原子层沉积方法，其特征在于，

在通入第一前驱体的步骤之前，供给气缸和回收气缸为第一工作状态；

在通入第一前驱体的步骤中，供给气缸和回收气缸为第二工作状态；

在第一次净化步骤中，供给气缸和回收气缸为第二工作状态；

在通入第二前驱体的步骤中，供给气缸和回收气缸为第三工作状态；

在第二次净化步骤中，供给气缸和回收气缸为第四工作状态。

9.根据权利要求7所述的原子层沉积方法，其特征在于，

在第一次净化步骤中，供给气缸和回收气缸为第二工作状态；

在通入第二前驱体的步骤中，供给气缸和回收气缸为第三工作状态；

根据供给气缸和回收气缸的状态，在通入第一前驱体的步骤之前、通入第一前驱体的步骤中、第二次净化步骤中，供给气缸和回收气缸执行第一工作状态或第四工作状态。