[发明专利]反应气体供应系统及其控制方法

说明书

本发明实施例公开了一种反应气体供应系统及其控制方法，其中的反应气体供应系统包括：前驱物容器和供给调节装置；前驱物容器与反应腔室对应设置，用于向反应腔室提供反应气体；前驱物容器之间通过供给调节装置连通，通过供给调节装置控制一个或多个前驱物容器中的反应气体输入其他前驱物容器，为其他前驱物容器提供附加的反应气体。本发明的反应气体供应系统及其控制方法，可以利用闲置或非工艺阶段的前驱物容器向工艺阶段的反应腔室供应反应气体，可以保证反应气体稳定供应，提高前驱物的使用率，提高生产效率以及产品质量。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种反应气体供应系统及其控制方法。

背景技术

半导体工艺包括化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)、物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition,PVD)、湿法刻蚀(Wet Clean)、原子层沉积法(AtomicLayer Deposition,ALD)等多种工艺类型。随着技术节点的提高，器件特征尺寸逐渐减小。由于在台阶覆盖率(Step Coverage)等方面更具优势，越来越多的CVD和ALD等工艺进入了半导体工艺流程中。CVD和ALD工艺一般涉及许多种气态反应，对反应气体的消耗量也较多，因此需要供应高纯气体以及非气态前驱物等。通过加热，前驱物挥发变成气态反应物，通入反应腔室进行反应，并通过流量计来控制反应气体流量。如果在反应阶段无法充足稳定供应气态前驱物，则会影响工艺结果。

通过提高前驱物容器加热温度，可以提高前驱物挥发速率，但加热温度不可高于前驱物分解温度，这限制了反应气体供应能力的改善。提高加热温度也需要增加加热部件及耐热部件等，提高设备成本。通过减少容器下方前驱物的体积，可以提升所储存的气态前驱物体积，增强反应气体供应能力，但同时会增加前驱物补充更换频率，降低设备产能。通过增加前驱物容器体积和数量，也可以增加反应气体供应能力，但会增加设备占用洁净间面积(throughput)，也会提高产品成本。目前，各反应腔室都对应设置有反应腔室供气装置，每个前驱物容器均包括前驱物容器，并且独立向对应的反应腔室提供反应气体。现有前驱物容器中的前驱物容器挥发产生的气态前驱物无法满足工艺需求，导致反应气体供应能力不足。因此，需要一种能够解决反应腔室内的反应气体供应能力不足的技术方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种反应气体供应系统及其控制方法。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种反应气体供应系统，用于向反应腔室提供反应气体，包括：多个前驱物容器和供给调节装置，所述前驱物容器用于向所述工艺腔室提供反应气体；至少两个前驱物容器之间通过所述供给调节装置连通，所述供给调节装置用于控制一个或多个前驱物容器中的反应气体连通其他前驱物容器，为所述其他前驱物容器提供附加的反应气体。

可选地，所述供给调节装置包括：管路单元和管路控制单元；所述管路单元用于连通所述多个前驱物容器中的两个前驱物容器，以使一个前驱物容器中的反应气体通过所述管路单元连通另一个前驱物容器，提供附加的反应气体；所述管路控制单元用于控制所述管路单元的通断。

可选地，所述管路单元包括：第一管路；所述管路控制单元包括：第一阀门装置；所述第一管路的两端分别与所述多个前驱物容器中的两个前驱物容器连接，所述第一阀门装置设置在所述第一管路中，用于控制所述第一管路的通断。

可选地，所述第一阀门装置包括：真空阀。

可选地，所述管路单元包括：第二管路和第三管路；所述管路控制单元包括：第二阀门装置和第三阀门装置；所述第二管路的两端、所述第三管路的两端分别与所述多个前驱物容器中的两个前驱物容器连接，所述第二阀门装置和所述第三阀门装置分别设置在所述第二管路和所述第三管路中，用于分别控制所述第二管路、所述第三管路的通断。