用于电介质膜的基于自由基的沉积的装置制造方法及图纸

本文所公开的实施方式总体包括一种用于电介质膜的基于自由基的沉积的装置。该装置包括：处理腔室；自由基源，所述自由基源被耦接到处理腔室；基板支撑件，所述基板支撑件设置在处理腔室中；以及双通道喷头，所述双通道喷头设置在自由基源与基板支撑件之间。双通道喷头包括多个管道和内部容积，所述内部容积围绕所述多个管道。多个管道和内部容积被嵌在双通道喷头中的一个或多个环形通道围绕。双通道喷头进一步包括：第一入口，所述第一入口被连接到所述一个或多个通道；以及第二入口，所述第二入口被连接到内部容积。处理腔室可以是PECVD腔室，并且该装置能够执行循环工艺(交替进行基于自由基的CVD和PECVD)。

Device based on free radical deposition for dielectric film

Embodiments disclosed herein include a device based on free radical deposition for a dielectric film. The apparatus includes a processing chamber; a source of free radicals, the free radical source is coupled to the processing chamber; a substrate support member, the substrate supporting member is disposed in the processing chamber; and the double channel nozzle, the double channel nozzle is arranged between the sources of free radicals and substrate support. The dual channel nozzle includes a plurality of pipes and an internal volume that surrounds the plurality of pipes. A plurality of pipes and an inner volume are surrounded by one or more annular passages embedded in a dual channel showerhead. The dual channel nozzle further comprises: a first inlet; the first inlet is connected to the one or more passages; and the second inlet; the second inlet is connected to the inner volume. The processing chamber can be a PECVD chamber, and the device can perform cycle processes (alternately performing free radical based CVD and PECVD).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电介质膜的基于自由基的沉积的装置背景
本文所公开的实施方式总体涉及一种用于形成电介质膜的装置，并且更具体地涉及一种用于使用基于自由基的沉积来形成电介质膜的装置。
技术介绍
形成无氢电介质膜(诸如无氢含硅电介质膜)是发展下一代的电子器件的关键任务。电介质膜常用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成。然而，用于沉积含非晶硅的电介质膜的当前PECVD技术导致含有高氢含量(诸如约15原子百分比或更多的氢)的膜。高氢含量大多呈硅-氢键的形式，这在电介质膜中产生了缺陷。此外，高氢含量导致具有低蚀刻敏感度、低热和机械性能和性质以及高收缩率的膜。另外，基于等离子体的工艺往往由于带电粒子轰击和高能紫外线(UV)辐照而损坏膜。因此，需要用于形成诸如无氢电介质膜等电介质膜的装置。
技术实现思路
本文所公开的实施方式总体包括一种用于电介质膜的基于自由基的沉积的装置。所述装置包括：处理腔室；自由基源，所述自由基源被耦接到所述处理腔室；基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述处理腔室中；以及双通道喷头，所述双通道喷头设置在所述自由基源与所述基板支撑件之间。双通道喷头包括多个管道和内部容积，所述内部容积围绕所述多个管道。多个管道和内部容积被嵌在双通道喷头中的一个或多个通道围绕。双通道喷头进一步包括：第一入口，所述第一入口被连接到一个或多个通道；以及第二入口，所述第二入口被连接到内部容积。第二入口将气体/自由基向内部容积引导，而不穿过一个或多个通道。可以对双通道喷头的温度进行控制。另外，处理腔室能够执行PECVD，并且基板支撑件是可旋转的且能够加热置于其上的基板。处理腔室可以是PECVD腔室，并且所述装置能够执行循环工艺(交替进行基于自由基的化学气相沉积(CVD)和PECVD)。在一个实施方式中，公开一种装置。该装置包括双通道喷头。双通道喷头包括：第一表面；以及第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对并与所述第一表面间隔开以提供内部容积。双通道喷头中的一个或多个环形通道围绕内部容积。双通道喷头进一步包括：第一入口；所述第一入口被连接到一个或多个环形通道；第二入口，所述第二入口绕过所述环形通道，其中所述第二入口被连接到内部容积；以及多个管道，所述多个管道从第一表面穿过内部容积延伸到第二表面。在一个实施方式中，公开一种装置。该装置包括自由基源和处理腔室，所述处理腔室被耦接到所述自由基源。处理腔室包括基板支撑件和双通道喷头。双通道喷头包括第一表面；第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对并与所述第一表面间隔开以提供内部容积。双通道喷头中的一个或多个环形通道围绕内部容积。双通道喷头进一步包括：第一入口，所述第一入口被连接到一个或多个环形通道；第二入口；所述第二入口绕过所述环形通道，其中所述第二入口被连接到内部容积；以及多个管道，所述多个管道从第一表面穿过所述内部容积延伸到第二表面。附图说明因此，以能够详细地理解本公开的上述特征的方式，上文所简要概述的本公开的更具体的描述可以参考实施方式进行，一些实施方式示出在附图中。然而，应当注意，附图仅示出了本公开的典型实施方式，并且因此不应视为限制本公开的范围，因为本公开可允许其他等效实施方式。图1是根据本文所述一个实施方式的用于电介质膜的基于自由基的沉积的装置的剖视图。图2A-2C示出根据本文所述实施方式的双通道喷头。为了促进理解，已尽可能使用相同附图标记来标示各图所共有的相同元素。应预见到，一个实施方式中公开的要素可有利地用于其他实施方式，而无需特定叙述。具体实施方式本文所公开的实施方式总体包括一种用于电介质膜的基于自由基的沉积的装置。所述装置包括：处理腔室；自由基源，所述自由基源被耦接到所述处理腔室；基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述处理腔室中；以及双通道喷头，所述双通道喷头设置在所述自由基源与所述基板支撑件之间。所述双通道喷头包括多个管道和内部容积，所述内部容积围绕所述多个管道。多个管道和内部容积被嵌在双通道喷头中的一个或多个通道围绕。双通道喷头进一步包括：第一入口，所述第一入口被连接到一个或多个通道；以及第二入口，所述第二入口被连接到内部容积。所述第二入口被配置成将气体/自由基向内部容积引导，而不穿过一个或多个通道。图1是根据本文所述一个实施方式的用于电介质膜的基于自由基的沉积的装置100的剖视图。在一个实施方式中，装置100包括处理腔室102和自由基源104，自由基源104被耦接到处理腔室102。自由基源104可以是能够产生自由基的任何合适的源。基于自由基的CVD具有以下优点：良好受控的生长条件、低热预算、无缺陷且较高质量的膜。自由基源104可以是远程等离子体源，诸如射频(RF)或甚高射频(VHRF)的电容性耦合的等离子体(CCP)源、电感性耦合的等离子(ICP)源、微波诱导(MW)等离子体源、DC辉光放电源、电子回旋共振(ECR)腔室、或高密度等离子体(HDP)腔室。或者，自由基源104可以是紫外线(UV)源，或为热丝化学气相沉积(HW-CVD)腔室中的细丝。自由基源104可以包括一个或多个气体入口106，并且自由基源104可通过自由基导管108耦接到处理腔室102。可作为自由基形成气体的一种或多种工艺气体可经由一个或多个气体入口106进入自由基源104。一种或多种工艺气体可以包括含氢气体，诸如氢、H2O、或氨。在自由基源104中产生的自由基(诸如氢自由基)穿过自由基导管108行进到处理腔室102中。自由基导管108是盖组件112的一部分，盖组件112还包括自由基腔110、顶板114、盖缘116和双通道喷头118。自由基导管108可以包含基本不与自由基反应的材料。例如，自由基导管108可以包含AlN(氮化铝)；SiO2(二氧化硅)；Y2O3(三氧化二钇)；MgO(氧化镁)；阳极化Al2O3(三氧化二铝)；蓝宝石；含Al2O3(三氧化二铝)、蓝宝石、AlN(氮化铝)、Y2O3(三氧化二钇)、MgO(氧化镁)或塑料中的一种或多种的陶瓷。合适的二氧化硅材料的代表示例是石英。替代或另外地，自由基导管108可以在操作中接触自由基的表面上具有涂层。该涂层也可包含AlN；SiO2；Y2O3；MgO；阳极化Al2O3；蓝宝石；含Al2O3、蓝宝石、AlN、Y2O3、MgO或塑料中的一种或多种的陶瓷。如果使用涂层，那么所述涂层的厚度可在约1μm与约1mm之间。涂层可使用喷涂工艺来涂覆。可将自由基导管108设置在自由基导管支撑构件120内并且由自由基导管支撑构件120支撑。可将自由基导管支撑构件120设置在顶板114上，顶板114搁置在盖缘116上。自由基腔110被定位在自由基导管108下方并耦接到所述自由基导管，并且在自由基源104中产生的自由基穿过自由基导管108向自由基腔110行进。自由基腔110由顶板114、盖缘116和双通道喷头118限定。任选地，自由基腔110可以包括衬垫122。衬垫122可以覆盖顶板114和盖缘116的位于自由基腔110内的表面。衬垫122可以包含基本不与自由基反应的材料。例如，衬垫122可以包含AlN；SiO2；Y2O3；MgO；阳极化Al2O3；蓝宝石；含Al2O3、蓝宝石、AlO、Y2O3、MgO或塑料中的一种或多种的陶瓷。替代或另外地，自由基腔110的与自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，所述装置包括双通道喷头，其中所述双通道喷头包括：第一表面；第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对并与所述第一表面间隔开以提供内部容积，其中所述双通道喷头中的一个或多个环形通道围绕所述内部容积；第一入口，所述第一入口被连接到所述一个或多个环形通道；第二入口，所述第二入口绕过所述环形通道，其中所述第二入口被连接到所述内部容积；以及多个管道，所述多个管道从所述第一表面穿过所述内部容积延伸到所述第二表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.27 US 62/017,950;2014.08.26 US 14/468,6651.一种装置，所述装置包括双通道喷头，其中所述双通道喷头包括：第一表面；第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对并与所述第一表面间隔开以提供内部容积，其中所述双通道喷头中的一个或多个环形通道围绕所述内部容积；第一入口，所述第一入口被连接到所述一个或多个环形通道；第二入口，所述第二入口绕过所述环形通道，其中所述第二入口被连接到所述内部容积；以及多个管道，所述多个管道从所述第一表面穿过所述内部容积延伸到所述第二表面。2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一表面和所述第二表面涂布有AlN；SiO2；Y2O3；MgO；阳极化Al2O3；蓝宝石；含Al2O3、蓝宝石、AlN、Y2O3、MgO或塑料中的一种或多种的陶瓷。3.如权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个环形通道是两个环形通道，并且所述两个环形通道由一个或多个连接通道连接。4.如权利要求3所述的装置，其中所述一个或多个连接通道中的每一个的横截面积小于所述两个环形通道中的每一个的横截面积。5.如权利要求1所述的装置，其中所述多个管道各自具有约0.10英寸至约0.35英寸的内径。6.如权利要求5所述的装置，进一步包括多个开口，所述多个开口从所述内部容积延伸到所述第二表面。7.一种装置，所述装置包括：自由基源；处理腔室，所述处理腔室被耦接到所述自由基源，其中所述处理腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建华，J·C·罗查阿尔瓦雷斯，陈一宏，A·B·玛里克，O·洛佩茨，N·刘，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US