用于提供均匀气流的设备与方法技术

本发明专利技术涉及用于提供均匀气流的设备与方法。提供了一种具有输送通道的气体分配设备，其中输送通道具有一入口端、一出口端与沿着长度而分隔开的多个孔隙。入口端系可连接至一惰性气体源，且出口端系可连接于一真空源。同时提供了一种具有螺旋输送通道、互相缠绕的螺旋输送通道、分流的输送通道、汇合的输送通道、以及成形的输送通道的气体分配设备，其中入口端与出口端系配置以使气体在输送通道内快速交换。

【技术实现步骤摘要】
用于提供均匀气流的设备与方法本申请是申请日为2012年10月19日、申请号为“201280051129.4”、题为“用于提供均匀气流的设备与方法”的分案申请。
本专利技术的实施例一般是与用于使气体流至处理腔室中的设备与方法有关。更具体而言，本专利技术的实施例是关于用于将气流引导至处理腔室(例如原子层沉积腔室或化学气相沉积腔室)中的线性流设备。
技术介绍
在半导体处理、平板显示器处理或其他电子元件处理的领域中，气相沉积工艺已经在于基板上沉积材料中扮演了一项重要的角色。随着电子元件的几何尺寸持续在缩减、且元件密度持续在增加，特征结构的尺寸与深宽比(aspectratio)变得更为激进，例如0.07μm的特征结构尺寸以及10或更大的深宽比。因此，材料的保形沉积以形成这些元件即变得更为重要。在原子层沉积(ALD)处理期间，反应物气体被引入到含有基板的处理腔室中。一般而言，基板的一区域与基板表面上所吸收的第一反应物接触。基板接着接触第二反应物，该第二反应物与该第一反应物接触以形成沉积材料。在各反应物气体的输送之间引入除气气体，以确保反应仅在基板表面上发生。气体分配设备(有时形状类似喷淋头且被称为喷淋头)分配处理气体至在接近邻近处的基板(也称为晶圆)。气体分配设备(包括喷淋头)具有大体积而会非常难以于气体之间清洁或除气。留在喷淋头中的任何气体会与后续的处理气体反应。对于ALD处理而言，在仰赖交替的气体脉冲(例如A脉冲、B脉冲、A脉冲、与B脉冲)类型输送的气体分配设备(包括喷淋头)内，气体的分离是重要的。因此，在本
中正有改善的气体分配设备(包含喷淋头)的需要，这些改善的气体分配设备系易于清洁/除气，并且对基板提供均匀的气体供应源。
技术实现思路
本专利技术的一或多个具体实施例是与用于控制进入处理腔室中的气流的气体分配设备有关。该设备包含输送通道，该输送通道具有入口端、出口端与长度，该输送通道具有沿着该长度分隔开的多个孔隙。在该输送通道的该入口端上的入口可连接至气体源，其中该气流可由与该入口相通的气体阀加以控制。在该输送通道的该出口端上的出口可连接至真空源，其中通过该出口的真空压力可由出口阀门加以控制，以于该出口处提供降低的压力。控制器用以通过在该通道中的气体输送与除气期间开启与关闭该出口阀门来调节通过该输送通道与至该处理腔室中的该气流，以控制通过沿着该通道的该长度的该等孔隙的该气流。在一些具体实施例中，通过该气体分配设备的气流在该气体分配设备的轴向长度上具有比通过无连接至该出口的该真空源的类似气体分配设备的该气流更均匀的气导。在一或多个具体实施例中，当气体阀关闭时，气体自输送通道中清除得会比不含真空源的类似气体分配设备更快。在一些具体实施例中，该输送通道是在气体分配板的背侧中的凹陷通道，且该多个孔隙延伸通过该气体分配板而至该气体分配板的前侧。在一或多个具体实施例中，该气体分配板是圆的，且该输送通道形成螺旋形，其中该入口端与出口端的其中一者是位于该气体分配板的外周区域，且该入口端与出口端的另一者是位于该气体分配板的中央区域。在一些具体实施例中，该入口端是位于该气体分配板的该外周区域，而该出口端是位于该气体分配板的该中央区域。在一或多个具体实施例中，该出口端是位于该气体分配板的该外周区域，而该入口端是位于该气体分配板的该中央区域。在一些具体实施例中，在该气体分配板的该背侧中有两个凹陷的输送通道。在一些具体实施例中，各该等输送通道形成螺旋形，其中该入口端与出口端的其中一者是位于该气体分配板的外周区域，且该入口端与出口端的另一者是位于该气体分配板的中央区域。在一或多个具体实施例中，该两个输送通道沿着该螺旋形互相缠绕。在某些具体实施例中，各输送通道具有位于气体分配板的外周区域中的入口端以及位于气体分配板的中央区域中的出口端。在一些具体实施例中，各输送通道具有位于气体分配板的外周区域中的出口端以及位于气体分配板的中央区域中的入口端。在一或多个具体实施例中，一输送通道的入口端位于气体分配板的外周区域中，而另一输送通道的出口端位于气体分配板的外周区域中。在一些具体实施例中，气体分配设备更包含在该气体分配板的该背侧上的背盖，该背盖覆盖该凹陷通道。在一或多个具体实施例中，该输送通道是具有实质平坦形态的管状螺旋。在部分具体实施例中，该气体分配设备包含多个输送通道，各输送通道实质直线地延伸且实质平行于相邻的输送通道。在一或多个具体实施例中，一个以上的输送通道连接至该入口，使得流经该入口的气体流经各该等输送通道。在一些具体实施例中，连接至该入口的各该等输送通道汇合且连接至出口。在一些具体实施例中，连接至该入口的各该等输送通道具有连接至独立出口阀门的独立出口。在一或多个具体实施例中，该控制器独立地调整各该等出口阀门，以维持通过各该等输送通道的实质均匀气流。在一具体实施例中，该多个输送通道成形为形成一或多个文字或商标。在一些具体实施例中，该多个输送通道成形为使得基板所见的孔洞图案在该气体分配设备间是均匀的。本专利技术的其他具体实施例与包含所述气体分配设备的处理腔室有关。在一些具体实施例中，该气体分配设备包含管状螺旋，该管状螺旋具有实质平坦型态，该气体分配设备位于基板支座与气体分配板之间。本专利技术的其他具体实施例与气体分配设备有关，该气体分配设备包含气体分配板、背盖、入口、出口与控制器。气体输送通道凹陷于气体分配板的背侧中。该凹陷的气体输送通道具有入口端、出口端、一长度以及多个孔隙，该等孔隙沿着延伸通过该气体分配板而至该气体分配板的前侧的长度而分隔开，使得流经该气体输送通道的气体可通过该等孔隙而离开该气体分配板。该背盖位于该气体分配板的该背侧上而覆盖该凹陷通道。该入口通过该背盖而连接至该气体输送通道的该入口端。该入口可连接至气体源，其中气流可由与该入口相通的气体阀加以控制。出口通过该背盖而连接至该气体输送通道的该出口端。该出口可连接至真空源，其中通过该出口的真空压力可由出口阀门加以控制，以于该出口处提供降低的压力。控制器通过在气体输送与除气期间开启与关闭该出口阀门来调节通过该输送通道与至该处理腔室中的该气流，以控制通过沿着该通道的该长度的该等孔隙的该气流。在一些具体实施例中，该气体分配板为圆形且该输送通道形成螺旋形，其中该入口端与该出口端的其中一者是位于该气体分配板的外周区域中，且该入口端与该出口端的另一者是位于该气体分配板的中央区域中。在一或多个具体实施例中，在该气体分配板的该背侧中有两个凹陷的输送通道，该两个输送通道沿着该螺旋形互相缠绕。本专利技术的还有一些具体实施例关于包含多个长形(elongate)输送通道的气体分配设备。各输送通道从入口端沿着一长度而延伸至出口端且具有沿着该长度分隔开的多个孔隙。该入口端可连接至气体源，其中气流为可通过与该入口端相通的气体阀而加以控制。该出口端可连接至真空源，其中通过该出口端的真空压力可通过一出口阀门而加以控制，以于该出口端处提供降低的压力。多个长形真空通道，各真空通道沿着一长度延伸。控制器通过在气体输送与除气期间开启和关闭该出口阀门来调节通过该气体输送通道且至处理腔室中的该气流，以控制通过沿着该通道的该长度的该等孔隙的该气流。各输送通道的该多个孔隙与相邻输送通道的该多个孔隙间被至少一长形真空通道隔开。附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体分配装置，包括：板，具有前侧表面和背侧表面；形成于所述背侧表面中的凹陷区域，其中，所述凹陷区域具有凹陷表面，该凹陷表面置于与所述背侧表面具有距离之处，且所述凹陷表面与所述前侧表面相对；形成于所述板的所述凹陷表面上的第一气体输送通道，其中，所述第一气体输送通道具有长度；形成于所述板的所述凹陷表面上的第二气体输送通道，其中所述第二气体输送通道具有长度，且所述第二气体输送通道和所述第一气体输送通道沿着所述第二气体输送通道的所述长度彼此相邻定位，沿着所述第一气体输送通道的所述长度间隔开的第一多个孔，其中，所述第一多个孔的每一个从所述前侧表面向所述第一气体输送通道的表面延伸；以及沿着所述第二气体输送通道的所述长度间隔开的第二多个孔，其中，所述第二多个孔的每一个从所述前侧表面向所述第二气体输送通道的表面延伸。

【技术特征摘要】
2011.10.19 US 61/548,942;2012.10.17 US 13/653,9521.一种气体分配装置，包括：板，具有前侧表面和背侧表面；形成于所述背侧表面中的凹陷区域，其中，所述凹陷区域具有凹陷表面，该凹陷表面置于与所述背侧表面具有距离之处，且所述凹陷表面与所述前侧表面相对；形成于所述板的所述凹陷表面上的第一气体输送通道，其中，所述第一气体输送通道具有长度；形成于所述板的所述凹陷表面上的第二气体输送通道，其中所述第二气体输送通道具有长度，且所述第二气体输送通道和所述第一气体输送通道沿着所述第二气体输送通道的所述长度彼此相邻定位，沿着所述第一气体输送通道的所述长度间隔开的第一多个孔，其中，所述第一多个孔的每一个从所述前侧表面向所述第一气体输送通道的表面延伸；以及沿着所述第二气体输送通道的所述长度间隔开的第二多个孔，其中，所述第二多个孔的每一个从所述前侧表面向所述第二气体输送通道的表面延伸。2.如权利要求1所述的气体分配装置，其中，所述第一气体输送通道和所述第二气体输送通道各自还包括上方部分，该上方部分置于下方部分和所述背侧表面之间，其中，所述下方部分的所述表面具有成圆的形状。3.如权利要求2所述的气体分配装置，其中，所述下方部分的所述表面的所述成圆的形状是半圆形或半椭圆形。4.如权利要求2所述的气体分配装置，其中，所述第一多个孔从所述第一气体输送通道的所述下方部分的所述表面向所述前侧表面延伸。5.如权利要求4所述的气体分配装置，其中，所述第二多个孔从所述第二气体输送通道的所述下方部分的所述表面向所述前侧表面延伸。6.如权利要求1所述的气体分配装置，其中，所述第一多个孔和所述第二多个孔各自包括具有第一直径的第一截面、第二截面以及具有第二直径的第三截面，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·约德伏斯基，M·常，F·京格尔，P·F·马，D·储，CT·考，H·莱姆，DY·吴，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US