CN116904963A - 一种薄膜沉积系统和薄膜沉积的前置结构及其吹扫方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄膜沉积系统和薄膜沉积的前置结构及其吹扫方法。前置结构包括：蒸汽钢瓶，其内部装有用以薄膜沉积的前驱体蒸汽，通过第一通路连接反应腔；压力测试薄膜规支路，设置于第一通路的支路上，通过压力测试薄膜规用以监控第一通路内的压力；以及吹扫支路，一端连接压力测试薄膜规支路，另一端连接从第一通路上分支出的尾排管路，吹扫支路、第一通路、压力测试薄膜规支路与尾排管路形成环状的吹扫回路，从第一通路中通入吹扫气体，吹扫气体完整地流经吹扫回路，以排出压力测试薄膜规支路内残留的前驱体蒸汽，吹扫支路上包括检测器，用以检测压力测试薄膜规支路内残留的前驱体蒸汽的化学源残余含量。

Description

一种薄膜沉积系统和薄膜沉积的前置结构及其吹扫方法

技术领域

本发明涉及半导体加工设备的技术领域，具体涉及了一种薄膜沉积的前置结构、一种薄膜沉积系统、一种薄膜沉积的前置结构的吹扫方法，以及一种计算机可读存储介质。

背景技术

目前，在半导体加工过程中，薄膜沉积设备的机台端连接存储容器，其内部存储反应前驱体，将存储容器中的反应前驱体传输到反应腔内进行工艺反应。存储容器的出口侧设有压力测试薄膜规，可以用于监控出口管路的压力。随着工艺的进行，薄膜沉积设备中的阀岛和存储容器，在到达一定的使用周期后，通常需要对其进行定期更换，以确保薄膜沉积设备的安全性。在对阀岛和/或存储容器的更换过程中，需要将阀岛与存储容器分离，即将存储容器与阀岛之间的气体管路拆开，拆开后的气体管路就会暴露于大气中。

现有技术中，存储容器出口侧的压力测试薄膜规位于出口管路的分支上，通过流体力学伯努利效应，较难吹扫到压力测试薄膜规与出口管路的连接支路段，此段属于吹扫盲区段。而且，目前的吹扫方法只能依靠人工经验和预判来增加吹扫时间，以期望能够完成充分吹扫，无前驱体化学源残余。但是，这种吹扫方法的风险在于，需要长期的经验积累和人为猜测与判断，无法确保每次拆除存储容器时，气体管路内都完全无残留的前驱体化学源，这给实际的工作带来困扰了和操作上的危险。

当发生气体管路吹扫不干净时，尤其是压力测试薄膜规与出口管路的连接支路段存在大量化学源残余的情况下，此时拆除阀岛会导致前驱体化学源流出。由于前驱体化学源活性极高，会存在遇到空气在常温常压下即可发生反应的风险，这一发生快速反应还会导致模块温度过高并冒烟，甚至影响人员安全。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本领域亟需一种薄膜沉积的前置技术，能够对存储容器的进出口管路的吹扫洁净度进行精准监控，不仅提升了管路的吹扫效率，避免了管路拆除时其内部残余化学源暴露于空气中发生反应，提高了晶圆厂组件更换作业的安全系数，且降低作业过程中的管路污染。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种薄膜沉积的前置结构、一种薄膜沉积系统、一种薄膜沉积的前置结构的吹扫方法，以及一种计算机可读存储介质，能够对存储容器的进出口管路的吹扫洁净度进行精准监控，不仅提升了管路的吹扫效率，避免了管路拆除时其内部残余化学源暴露于空气中发生反应，提高了晶圆厂组件更换作业的安全系数，且降低作业过程中的管路污染。

具体来说，根据本发明的第一方面提供的上述薄膜沉积的前置结构，包括：蒸汽钢瓶，其内部装有用以薄膜沉积的前驱体蒸汽，通过第一通路连接反应腔；压力测试薄膜规支路，设置于所述第一通路的支路上，通过压力测试薄膜规用以监控所述第一通路内的压力；以及吹扫支路，一端连接所述压力测试薄膜规支路，另一端连接从所述第一通路上分支出的尾排管路，所述吹扫支路、所述第一通路、所述压力测试薄膜规支路与所述尾排管路形成环状的吹扫回路，从所述第一通路中通入吹扫气体，所述吹扫气体完整地流经所述吹扫回路，以排出所述压力测试薄膜规支路内残留的所述前驱体蒸汽，所述吹扫支路上包括检测器，用以检测所述压力测试薄膜规支路内残留的所述前驱体蒸汽的化学源残余含量。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述压力测试薄膜规支路与所述反应腔之间的所述第一通路中设有可拆卸的第一阀门以调整所述第一通路的所述前驱体蒸汽的流量，所述压力测试薄膜规支路与所述蒸汽钢瓶之间的所述第一通路中设有第一手阀，所述第一手阀在所述第一阀门即将拆卸之前处于关闭状态。

进一步地，在本发明的一些实施例中，前置结构还包括第二通路，其一端连接吹扫气体源，另一端连接所述第一通路，以使所述吹扫气体经由所述第一通路完整地流经所述吹扫回路，以带出所述压力测试薄膜规支路内残留的所述前驱体蒸汽。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述第二通路中的靠近与所述第一通路的连接口位置，设有可拆卸的第二阀门，以调整通入所述第一通路中所述吹扫气体的流量。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述吹扫气体包括流动相为气体的载气。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述第二通路中还延伸出第二支路，所述第二支路的一端连接所述第二通路，所述第二支路的另一端连接所述蒸汽钢瓶，以向所述蒸汽钢瓶通入所述载气，以通过所述载气将所述蒸汽钢瓶中的所述前驱体蒸汽经由所述第一通路，加载到所述反应腔内进行反应。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述第二支路中远离所述蒸汽钢瓶的位置处设有可拆卸的第三阀门以调整通入所述第二支路的所述载气的流量，所述第二支路中靠近所述蒸汽钢瓶的位置处设有第二手阀，所述第二手阀在所述第三阀门即将拆卸之前处于关闭状态。

进一步地，在本发明的一些实施例中，还包括第三通路，其一端连接前驱体补给源，另一端连接所述蒸汽钢瓶，以将所述前驱体液态源补给到所述蒸汽钢瓶中存储，所述第三通路中靠近所述蒸汽钢瓶的位置处设有第三手阀。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述检测器包括红外光谱检测器，根据所述压力测试薄膜规支路内残留的所述前驱体蒸汽的光谱特性的化学图像，监测所述前驱体蒸汽的化学源残余含量。

此外，根据本发明的第二方面提供的上述薄膜沉积系统，包括：本发明第一方面提供的上述薄膜沉积的前置结构，以向反应腔通入前驱体蒸汽；以及所述反应腔，通过所述前驱体蒸汽对晶圆进行薄膜沉积反应。

此外，根据本发明的第三方面提供的上述薄膜沉积的前置装置的吹扫方法，包括以下步骤：至少关闭蒸汽钢瓶和压力测试薄膜规支路之间的第一管路；向压力测试薄膜规支路中通入吹扫气体，以排出所述压力测试薄膜规支路内残留的前驱体蒸汽；获取所述压力测试薄膜规支路内的所述前驱体蒸汽的化学源残余含量；以及响应于所述化学源残余含量小于检测阈值，确认所述压力测试薄膜规支路吹扫干净。

此外，根据本发明的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令。所述计算机指令被处理器执行时，实施本发明的第三方面提供上述薄膜沉积的前置装置的吹扫方法。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了根据本发明的一些实施例所提供的一种薄膜沉积系统的结构框图；

图2示出了根据本发明的一些实施例所提供的薄膜沉积的前置结构的部分结构示意图；

图3示出了根据本发明的一些实施例所提供的一种薄膜沉积的前置结构的吹扫路径示意图；以及

图4示出了根据本发明的一些实施例所提供的薄膜沉积的前置结构的吹扫方法的流程图。

附图标记：

100 薄膜沉积系统；

110 反应腔；

200 薄膜沉积的前置结构；

210 蒸汽钢瓶；

220 压力测试薄膜规支路；

221 压力测试薄膜规；

222 连接支路段；

230 吹扫支路；

231 检测器；

232 吹扫回路；

233 气体流通开关阀门；

240 第一通路；

241 第一阀门；

242 第一手阀；

250、251 尾排管路；

260 第二通路；

261 第二阀门；

262 手阀；

263 吹扫气体源；

270 第二支路；

271 第三阀门；

272 第二手阀；

280 第三通路；

281 前驱体补给源；

282 第三手阀；

283 流量控制阀；

S410～S440 步骤。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。

如上所述，现有技术中，存储容器出口侧的压力测试薄膜规位于出口管路的分支上，通过流体力学伯努利效应，较难吹扫到压力测试薄膜规与出口管路的连接支路段，此段属于吹扫盲区段。而且，目前的吹扫方法只能依靠人工经验和预判来增加吹扫时间，以期望能够完成充分吹扫，无前驱体化学源残余。但是，这种吹扫方法的风险在于，需要长期的经验积累和人为猜测与判断，无法确保每次拆除存储容器时，气体管路内都完全无残留的前驱体化学源，这给实际的工作带来了困扰和操作上的危险。当发生气体管路吹扫不干净时，尤其是压力测试薄膜规与出口管路的连接支路段存在大量化学源残余的情况下，此时拆除阀岛会导致前驱体化学源流出。由于前驱体化学源活性极高，会存在遇到空气在常温常压下即可发生反应的风险，这一发生快速反应还会导致模块温度过高并冒烟，甚至影响人员安全。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种薄膜沉积的前置装置、一种薄膜沉积系统、一种薄膜沉积的前置结构的吹扫方法，以及一种计算机可读存储介质，能够对存储容器的进出口管路的吹扫洁净度进行精准监控，不仅提升了管路的吹扫效率，避免了管路拆除时其内部残余化学源暴露于空气中发生反应，提高了晶圆厂组件更换作业的安全系数，且降低作业过程中的管路污染。

在一些非限制性的实施例中，本发明的第一方面提供的上述薄膜沉积的前置装置可以配置于本发明的第二方面提供的上述薄膜沉积系统中。此外，本发明的第三方面提供的上述薄膜沉积的前置装置的吹扫方法可以由本发明的第一方面提供的上述薄膜沉积的前置装置实施。

以下将结合一些薄膜沉积的前置装置的吹扫方法的实施例来描述上述薄膜沉积的前置装置的吹扫、以及薄膜沉积系统的工作原理。本领域的技术人员可以理解，这些薄膜沉积的前置装置的吹扫方法的实施例只是本发明提供的一些非限制性的实施方式，旨在清楚地展示本发明的主要构思，并提供一些便于公众实施的具体方案，而非用于限制该薄膜沉积的前置装置的吹扫、以及薄膜沉积系统的全部工作方式或全部功能。同样地，该薄膜沉积的前置装置的吹扫、以及薄膜沉积系统也只是本发明提供的一种非限制性的实施方式，不对这些薄膜沉积的前置装置的吹扫方法中各步骤的实施主体构成限制。

首先，请参看图1，图1示出了根据本发明的一些实施例所提供的一种薄膜沉积系统的结构框图。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，薄膜沉积系统100可以包括反应腔110和薄膜沉积的前置结构200。薄膜沉积的前置结构200可以用于向反应腔110通入前驱体蒸汽，反应腔110可以通过前驱体蒸汽对其内部的晶圆进行薄膜沉积反应。例如，原子层沉积(Atomic Layer Deposition,ALD)设备在沉积过程中，前驱体蒸汽可以交替沉积，新一层原子膜的化学反应直接与之前一层相关联，每次反应只沉积一层原子。这种沉积方式拥有自限制生长特点，可使薄膜共形且无针孔的沉积到衬底上，因此可以通过控制沉积周期的次数，进而实现薄膜厚度的精确控制。

进一步地，为了更清楚地介绍薄膜沉积的前置结构200，可以结合图2共同理解，图2示出了根据本发明的一些实施例所提供的薄膜沉积的前置结构的部分结构示意图。

如图1和图2所示，在一些实施例中，薄膜沉积的前置结构200可以包括蒸汽钢瓶210，其内部装有用以薄膜沉积的前驱体蒸汽，可以通过第一通路240，作为蒸汽钢瓶210的出口管路，连接到反应腔110。

由于反应前驱体通常具有可自挥发性，容易发生相变，因而可以选用蒸汽钢瓶210，将反应前驱体长时间保持在压力下，有助于在反应前驱体在存储过程中均保持代表性。在一些可选的实施例中，在原子层沉积工艺中，反应前驱体可以选用具有可自挥发性的三甲基铝(TMA)，蒸汽钢瓶210用于存储TMA蒸汽。

在图1和图2中，薄膜沉积的前置结构200可以包括压力测试薄膜规支路220，设置于第一通路240(即出口管路)的支路上。鉴于前驱体蒸汽的化学源的自挥发性，可以通过压力测试薄膜规221来监控第一通路240内的压力。

薄膜沉积的前置结构200还可以包括吹扫支路230。如图1所示，吹扫支路230的一端可以连接压力测试薄膜规支路220，另一端可以连接从第一通路240上分支出的尾排管路250。吹扫支路230、第一通路240、压力测试薄膜规支路220与尾排管路250可以形成环状的吹扫回路232。从第一通路240中通入吹扫气体后，吹扫气体可以完整地流经吹扫回路232，以排出压力测试薄膜规支路220内残留的前驱体蒸汽。

尤其是针对图2中的压力测试薄膜规支路220与第一通路240的连接支路段222。在现有技术中，在实际吹扫气体对管路进行吹扫过程中，通过流体力学伯努利效应，要使吹扫气体能够吹扫到连接支路段222较为困难。因此，当吹扫气体沿着第一通路240进行稳定的流线向下移动时，连接支路段222属于吹扫盲区段。但是，在本发明的上述实施例中，由于增加了完整包括压力测试薄膜规支路220的直接吹扫回路232，可以使得原来依赖伯努利效应进行的蒸汽钢瓶210的直线管路的吹扫过程更新为完整的回路吹扫，实现了对压力测试薄膜规支路220直接吹扫，提高了管路吹扫的效率，降低了吹扫能耗。

进一步地，如图1所示，吹扫支路230上还可以包括检测器231，可以用来检测压力测试薄膜规支路220内残留的前驱体蒸汽的化学源残余含量。

具体来说，在一些优选的实施例中，吹扫回路232中的检测器231可以选用红外光谱检测器，例如傅立叶变换红外光谱检测仪器(Fourier-transform infraredspectroscopy，FTIR)，可以根据压力测试薄膜规支路220内残留的前驱体蒸汽的光谱特性的化学图像，用以实时监测前驱体蒸汽的化学源残余含量。

本实施例中，通过增加检测器231实现了对压力测试薄膜规支路220内的有机异物进行监控，即可以监控蒸汽钢瓶210出口管路中前驱体化学源的实际残余含量，并以此为基础，还可以进一步精准地获得到整个管路的吹扫洁净度。而在现有的管路漏率检测监控化学源的方法，其中管路漏率检测是带有腔体一体化的漏率检测，尤其是对于管路中化学源稀少的情况下，对于化学源的监测尤为困难。而上述实施例中的检测器231，比起现有方法按照管路漏率进行检测，并及其依赖人为经验所推算的吹扫时间来说，对于吹扫时间的把控更加精确且稳定，通过化学源成分含量直接检测管路化学源含量，可以避免少量化学源残余暴露大气发生化学反应，从而降低污染气体管路的可能性。红外光谱检测器通过实时监控气体管路中化学源残留量，可以提高流过化学源气体管路监控的精准性，提高作业安全性和降低管路污染并提高吹扫效率。

进一步地，如图1所示，吹扫支路230上可以设有气体流通开关阀门233。当检测器231检测出压力测试薄膜规支路220内残留的前驱体化学源的残余含量小于检测阈值，则确认压力测试薄膜规支路220已经吹扫干净，此时可以关闭气体流通开关阀门233，结束对压力测试薄膜规支路220的吹扫工作。

具体来说，可以参看图3，图3示出了根据本发明的一些实施例所提供的一种薄膜沉积的前置结构的吹扫路径示意图。

如图3所示，在一些实施例中，薄膜沉积的前置结构200可以包括第二通路260，其一端可以连接吹扫气体源263，另一端可以连接蒸汽钢瓶210。吹扫气体的吹扫路径可以参考图2中的箭头方向，吹扫气体源263提供吹扫气体，吹扫气体先通过第二通路260流到第一通路240，并在第一通路240的连接口向上下两端分别流动，即实现经由第一通路240完整地流经吹扫回路232，从而可以带出压力测试薄膜规支路220内残留的前驱体蒸汽，并通过尾排管路250最终排出。

请继续回到图1和图2所示，在一些实施例中，在薄膜沉积的前置结构200中，压力测试薄膜规支路220与反应腔110之间的第一通路240中可以设有可拆卸的第一阀门241。可选地，第一阀门241可以为自动的流量控制阀，通过调整一定压力条件下的阀门开度，可以调整通入第一通路240中的前驱体蒸汽的流量。并且，在压力测试薄膜规支路220与蒸汽钢瓶210之间的第一通路240中还可以设有第一手阀242，用以控制蒸汽钢瓶210向第一通路240传输前驱体蒸汽流程的开闭。当反应腔110要进行薄膜沉积反应时，打开第一手阀242。当不需要传输前驱体蒸汽时，可以将第一手阀242关闭，以保持蒸汽钢瓶210内的气压，以避免其内部存储的前驱体蒸汽挥发或失活。

进一步地，由于第一通路240中的第一阀门241可以定期拆卸下来进行更换。在本实施例中，当需要定期将第一通路240中的第一阀门241拆卸更换之前，可以先将蒸汽钢瓶210上的第一手阀242关闭，用以阻断前驱体液态源的挥发。

继续回到图1，在一些可选的实施例中，第二通路260中靠近与第一通路240的连接口位置，可以设有可拆卸的第二阀门261，用以调整通入第一通路240中的吹扫气体的流量。由于第二通路260中最终连通到第一通路240，并且第二阀门261也可以定期拆卸下来进行更换。当需要定期将第二通路260中的第二阀门261拆卸更换之前，也可以先将蒸汽钢瓶210上的第一手阀242关闭，用以阻断前驱体液态源的挥发。

可选地，如图1所示，第二通路260中的其他位置也可以分布若干个第二阀门261，可以用来调整第二通道260中的吹扫气体的流量。并且，在第二通路260靠近连接吹扫气体源263的位置，还可以设有手阀262，用以控制是否向第二通路260通入吹扫气体。

进一步地，在一些实施例中，吹扫气体可以选用流动相为气体的载气，比如一些惰性气体。优选地，第二通路260中还可以延伸出第二支路270，第二支路270的一端可以连接到第二通路260，第二支路270的另一端可以连接蒸汽钢瓶210，作为蒸汽钢瓶210的进口管路，用以向蒸汽钢瓶210通入载气，以通过载气将蒸汽钢瓶210中的前驱体蒸汽经由第一通路240，加载到反应腔110内进行反应。在薄膜沉积过程中，通过惰性的载气将前驱体蒸汽运送至反应腔110内的衬底表面发生反应，是改善前驱体证蒸汽运输的有效手段，可以提升前驱体蒸汽的传输效率。

压力测试薄膜规支路220也可以间接地监控第二支路270(进口管路)内的压力，并且，吹扫回路232中的检测器231也可以间接地监控蒸汽钢瓶210进口管路中前驱体化学源的实际残余含量。

如图1所示，在一些实施例中，第二支路270中远离蒸汽钢瓶210的位置处可以设有可拆卸的第三阀门271，可以用来调整通入第二支路270的载气的流量，并且，在第二支路270中靠近蒸汽钢瓶210的位置处可以设有第二手阀272，用以控制向蒸汽钢瓶210传输载气的第二支路270的开闭。当需要向蒸汽钢瓶210传输载气时，可以打开第二手阀272。当不需要向蒸汽钢瓶210传输载气时，可以将第二手阀272关闭，以保持蒸汽钢瓶210内的气压，以避免其内部存储的前驱体蒸汽挥发或失活。

进一步地，由于第二支路270中的第三阀门271也可以定期拆卸下来进行更换。在本实施例中，当需要定期将第二支路270中的第三阀门271拆卸更换之前，可以先将蒸汽钢瓶210上的第二手阀272关闭，用以阻断前驱体液态源的挥发。

请继续参看图1，薄膜沉积的前置结构200中还可以包括第三通路280，其一端可以连接前驱体补给源281，另一端可以连接蒸汽钢瓶210。在蒸汽钢瓶210向反应腔110提供了一段时间前驱体蒸汽后，可以通过第三通路280向蒸汽钢瓶210中补给前驱体液态源。

进一步地，在第三通路280中靠近蒸汽钢瓶210的位置处可以设有第三手阀282。当需要向蒸汽钢瓶210补给前驱体液态源时，可以打开第三手阀282。当不需要向蒸汽钢瓶210补给前驱体液态源时，可以将第三手阀282关闭，以保持蒸汽钢瓶210内的气压，以避免其内部存储的前驱体蒸汽挥发或失活。

可选地，如图1所示，第三通路280中的其他位置也可以分布若干个流量控制阀283，可以用来调整通入第三通路280中的补给用的前驱体液态源的流量。

如图1所示，在本发明的上述实施例中，薄膜沉积的前置结构200内，阀岛可以至少包括第一阀门241、第二阀门261以及第三阀门271，在其到达一定的使用周期后，通常需要对其进行更换，以确保薄膜沉积设备的安全性。

请继续参看图1，在一些实施例中，薄膜沉积系统100中的薄膜沉积的前置结构200内，第三通路280的一端也可以连接吹扫气体源263，即可以通过吹扫气体对第三通路280也进行吹扫工作，以在准备将蒸汽钢瓶210拆离薄膜沉积系统100之前，清除第三通路280内的前驱体化学源。

进一步地，在本发明的一些实施例中，检测器231还可以设置于薄膜沉积的前置结构200内的多条管路中，对需要进行吹扫的管路的实际吹扫洁净度进行实时监控。在确认管路中没有前驱体化学源后，即完成了管路吹扫，可以对蒸汽钢瓶210或者至少对上述阀岛进行拆除和更换工作。本实施例中，通过将吹扫路径完善成环状的吹扫回路232，以及增加了多处红外检测器231，提高了管路的吹扫效率和化学源含量监控，能够实时得知多条管路内的前驱体化学源含量的信息，从而提高晶圆厂组件更换的安全系数。

继续如图1所示，薄膜沉积系统100中反应腔110也可以包括为尾排管路251，与上述吹扫回路232中的尾排管路250汇合，以排出反应腔110内反应完成后多余的废气，以及管路内的前驱体蒸汽。

接下来请参看图4，图4示出了根据本发明的一些实施例所提供的薄膜沉积的前置结构的吹扫方法的流程图。

如图4所示，在一些实施例中，薄膜沉积的前置结构的吹扫方法可以包括步骤S410：至少关闭蒸汽钢瓶和压力测试薄膜规支路之间的第一管路。

具体来说，在一些实施例中，如图1所示，薄膜沉积的前置结构200中的阀岛至少可以包括第一阀门241、第二阀门261以及第三阀门271。因此，需要关闭包括第一通路240中对应于第一阀门241和第二阀门261的第一手阀242，第二支路270中对应于第三阀门271的第二手阀272，以及第三通路280中的第三手阀282等多个直接连接蒸汽钢瓶210的手阀，用以先阻断蒸汽钢瓶210内的液态源挥发。

如图4所示，接下来执行步骤S420：向压力测试薄膜规支路中通入吹扫气体，以排出压力测试薄膜规支路内残留的前驱体蒸汽。

具体来说，如图1所示，吹扫气体源263可以提供吹扫气体，吹扫气体先通过第二通路260流到第一通路240，并在第一通路240的连接口向两端分别流动，即实现经由第一通路240完整地流经吹扫回路232，尤其是针对图2中的压力测试薄膜规支路220与第一通路240的连接支路段222，可以使得原来依赖伯努利效应进行的蒸汽钢瓶210的直线管路的吹扫过程更新为完整回路吹扫，并且，压力测试薄膜规221在气体管路吹扫过程中，也会被气体吹扫到，其中的前驱体化学源也会给清除，因此可以带出压力测试薄膜规支路220内残留的前驱体蒸汽，并通过尾排管路250最终排出，提高了管路吹扫的效率。

进一步地，对于压力测试薄膜规221附近实现完整的回路吹扫时，吹扫气体的气流可以以8000标准毫升/分钟(standard cubic centimeter per minute，sccm)的气流量进行吹扫，并持续吹扫20秒，之后再抽空20秒，并可以通过控制器控制，以此规律自动循环吹扫，压力测试薄膜规221的上下游均能实现直接气体流通回路。

如图4所示，接下来执行步骤S430：获取压力测试薄膜规支路内的前驱体蒸汽的化学源残余含量。

具体来说，在一些实施例中，吹扫回路232中可以设有检测器231。可选地，检测器231可以选用红外光谱检测器，例如傅立叶变换红外光谱检测仪器(FTIR)，可以根据压力测试薄膜规支路220内残留的前驱体蒸汽的光谱特性的化学图像，用以实时监测前驱体蒸汽的化学源残余含量。

优选地，在薄膜沉积系统100的多条管路中，可以设置多个检测器231，对需要进行吹扫的管路的实际吹扫洁净度进行实时监控，从而实现对管路中的吹扫洁净度进行精准监控。

如图4所示，接下来执行步骤S440：响应于化学源残余含量小于检测阈值，确认压力测试薄膜规支路吹扫干净。

具体来说，在一些实施例中，在检测器231检测到压力测试薄膜规支路220内的化学源小于一定工业数量级的检测阈值时，可以认定压力测试薄膜规支路220内吹扫干净并完成了吹扫工作。此时，可以通过信号反馈，将压力测试薄膜规支路220内化学源满足气体管路暴露大气的标准达标信号反馈到控制器中，控制器可以自动控制气体流通开关阀门233的关闭，以结束对压力测试薄膜规支路220的吹扫工作。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

至此，已介绍完本发明第一方面提供的薄膜沉积的前置结构、本发明第二方面提供的薄膜沉积系统，以及本发明第二方面提供的薄膜沉积的前置结构的吹扫方法。在一些非限制性的实施例中，上述吹扫方法可以存储于本发明的第四方面提供的上述计算机可读存储介质中，以实施本发明的第三方面提供的上述薄膜沉积的前置结构的吹扫方法。

综上所述，本发明提供了一种薄膜沉积的前置装置、一种薄膜沉积系统、一种薄膜沉积的前置结构的吹扫方法，以及一种计算机可读存储介质，能够对蒸汽钢瓶的进出口管路的吹扫洁净度进行精准监控，不仅提升了管路的吹扫效率，避免了管路拆除时其内部残余化学源暴露于空气中发生反应，提高了晶圆厂组件更换作业的安全系数，且降低作业过程中的管路污染。

供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (12)

1.一种薄膜沉积的前置结构，其特征在于，包括：

蒸汽钢瓶，其内部装有用以薄膜沉积的前驱体蒸汽，通过第一通路连接反应腔；

压力测试薄膜规支路，设置于所述第一通路的支路上，通过压力测试薄膜规用以监控所述第一通路内的压力；以及

吹扫支路，一端连接所述压力测试薄膜规支路，另一端连接从所述第一通路上分支出的尾排管路，所述吹扫支路、所述第一通路、所述压力测试薄膜规支路与所述尾排管路形成环状的吹扫回路，从所述第一通路中通入吹扫气体，所述吹扫气体完整地流经所述吹扫回路，以排出所述压力测试薄膜规支路内残留的所述前驱体蒸汽，所述吹扫支路上包括检测器，用以检测所述压力测试薄膜规支路内残留的所述前驱体蒸汽的化学源残余含量。

2.如权利要求1所述的前置结构，其特征在于，所述压力测试薄膜规支路与所述反应腔之间的所述第一通路中设有可拆卸的第一阀门以调整所述第一通路的所述前驱体蒸汽的流量，所述压力测试薄膜规支路与所述蒸汽钢瓶之间的所述第一通路中设有第一手阀，所述第一手阀在所述第一阀门即将拆卸之前处于关闭状态。

3.如权利要求1所述的前置结构，其特征在于，还包括第二通路，其一端连接吹扫气体源，另一端连接所述第一通路，以使所述吹扫气体经由所述第一通路完整地流经所述吹扫回路，以带出所述压力测试薄膜规支路内残留的所述前驱体蒸汽。

4.如权利要求3所述的前置结构，其特征在于，所述第二通路中的靠近与所述第一通路的连接口位置，设有可拆卸的第二阀门，以调整通入所述第一通路中所述吹扫气体的流量。

5.如权利要求3所述的前置结构，其特征在于，所述吹扫气体包括流动相为气体的载气。

6.如权利要求5所述的前置结构，其特征在于，所述第二通路中还延伸出第二支路，所述第二支路的一端连接所述第二通路，所述第二支路的另一端连接所述蒸汽钢瓶，以向所述蒸汽钢瓶通入所述载气，以通过所述载气将所述蒸汽钢瓶中的所述前驱体蒸汽经由所述第一通路加载到所述反应腔内进行反应。

7.如权利要求6所述的前置结构，其特征在于，所述第二支路中远离所述蒸汽钢瓶的位置处设有可拆卸的第三阀门以调整通入所述第二支路的所述载气的流量，所述第二支路中靠近所述蒸汽钢瓶的位置处设有第二手阀，所述第二手阀在所述第三阀门即将拆卸之前处于关闭状态。

8.如权利要求1所述的前置结构，其特征在于，还包括第三通路，其一端连接前驱体补给源，另一端连接所述蒸汽钢瓶，以将前驱体液态源补给到所述蒸汽钢瓶中存储，所述第三通路中靠近所述蒸汽钢瓶的位置处设有第三手阀。

9.如权利要求1所述的前置结构，其特征在于，所述检测器包括红外光谱检测器，根据所述压力测试薄膜规支路内残留的所述前驱体蒸汽的光谱特性的化学图像，监测所述前驱体蒸汽的化学源残余含量。

10.一种薄膜沉积系统，其特征在于，包括：

如权利要求1～9中任一项所述的薄膜沉积的前置结构，以向反应腔通入前驱体蒸汽；以及

所述反应腔，通过所述前驱体蒸汽对晶圆进行薄膜沉积反应。

11.一种薄膜沉积的前置装置的吹扫方法，其特征在于，包括以下步骤：

至少关闭蒸汽钢瓶和压力测试薄膜规支路之间的第一管路；

向压力测试薄膜规支路中通入吹扫气体，以排出所述压力测试薄膜规支路内残留的前驱体蒸汽；

获取所述压力测试薄膜规支路内的所述前驱体蒸汽的化学源残余含量；以及

响应于所述化学源残余含量小于检测阈值，确认所述压力测试薄膜规支路吹扫干净。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时，实施如权利要求11所述的薄膜沉积的前置装置的吹扫方法。