用于空间上分离的原子层沉积腔室的改进的注射器制造技术

公开用于空间式原子层沉积的设备和方法。所述设备包括气体递送系统，所述气体递送系统包含第一气体和第二气体，所述第一气体流动通过与阀流体连通的多个腿部，并且所述第二气体流动通过多个腿部进入所述阀。

Improved injector for spatially separated atomic layer deposition chambers

Apparatus and methods for open deposition of atomic layers in space. The device comprises a gas delivery system, the gas delivery system includes a first gas and a second gas, the first gas flow through a plurality of legs connected with the valve fluid, a plurality of legs into the valve and the gas flow through the second.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于空间上分离的原子层沉积腔室的改进的注射器
本公开的实施例总体上关于用于处理基板的设备。具体而言，本公开的实施例关于用于控制在处理腔室内的气流的设备和方法。
技术介绍
半导体器件形成一般在包含多个腔室的基板处理系统或平台中进行，所述系统或平台也可称为群集工具。在一些实例中，多腔室处理平台或群集工具的目的是在受控环境中依序在基板上执行两个或更多个工艺。然而，在其他实例中，多个腔室处理平台仅可在基板上执行单个处理步骤。可采用额外的腔室以使处理基板的速率最大化。在后一种情况下，在基板上执行的工艺典型地是批量工艺，其中在给定腔室中同时处理相对大数目的基板(例如，25或50个基板)。批量处理对于以经济上可行的方式在各个基板上执行过于耗时的工艺是特别有益的，诸如对原子层沉积(ALD)工艺和一些化学气相沉积(CVD)工艺是特别有益的。空间式ALD的概念基于不同的气体相反应性化学品的清楚分离。防止化学品的混合以避免气体相反应。空间式ALD腔室的大体设计可包括在承接器(susceptor)(或晶片表面)与气体注射器之间的小间隙。此间隙可在约0.5mm至约2.5mm的范围中。真空泵送通道经定位围绕每一个化学品喷淋头。惰性气体净化通道在多个化学品喷淋头之间以使气体相的混合最小化。虽然目前的注射器设计能够防止气体相混合反应性物质(species)，但是注射器对前体暴露在何处以及何时发生不提供足够的控制。本
对用于控制进入处理腔室的气体的流动具有持续的需求。
技术实现思路
本公开的一个或更多个实施例涉及气体递送系统，所述气体递送系统包含与第一接合点流体连通的第一入口管线。至少两个第一腿部连接至所述第一接合点且与所述第一接合点流体连通。所述至少两个第一腿部中的每一个与至少一个阀流体连通。第二入口管线与每一个阀流体连通。出口腿部与每一个阀流体连通，并且终止在出口端中。每一个阀控制从所述第一腿部至所述出口腿部的流体的流。从所述第一接合点至所述出口端中的每一个出口端的距离基本上相同。一些实施例涉及气体递送系统，所述气体递送系统包含与第一接合点流体连通的第一入口管线。两个第一腿部连接至所述第一接合点且与所述第一接合点流体连通。所述至少两个第一腿部中的每一个与第二接合点流体连通。两个第二腿部与所述第二接合点中的每一个和阀流体连通。第二入口管线与所述阀中的每一个流体连通。出口腿部与所述阀中的每一个流体连通，并且具有出口端。每一个阀控制从所述第一腿部至所述口腿部的流体的流。从所述第一接合点通过所述第二接合点至所述出口端中的每一个出口端的距离基本上相同。本公开的一个或更多个实施例涉及处理腔室，所述处理腔室包含气体分配组件。所述气体分配组件包含多个细长的气体端口，所述多个细长的气体端口包括至少一个第一反应性气体端口和至少一个第二反应性气体端口。所述第一反应性气体端口中的每一个从所述第二反应性气体端口中的每一个分离。第一气体递送系统与所述第一反应性气体端口和所述第二反应性气体端口中的一者流体连通。所述第一气体递送系统包含与第一接合点流体连通的第一入口管线。至少两个第一腿部连接至所述第一接合点且与所述第一接合点流体连通。所述至少两个第一腿部中的每一个与至少一个阀流体连通。第二入口管线与每一个阀流体连通。出口腿部与每一个阀以及所述多个第一反应性气体端口或所述第二反应性气体端口中的一者流体连通。每一个阀控制从所述第一腿部至所述出口腿部的流体的流。从所述第一接合点至所述出口端中的每一个出口端的距离基本上相同。附图说明因此，为了可详细地理解使本公开的上述特征的方式，可参照实施例进行对上文简要概述的本公开的更具体的描述，在所附附图中绘示实施例中的一些。然而，所附附图仅绘示本公开的典型实施例，且因此不应视为限制范围，因为本公开可准许其他等效实施例。图1是根据本公开的一个或更多个实施例的空间式原子层沉积腔室的侧剖面图；图2是根据本公开的一个或更多个实施例的基板处理系统的示意平面图，所述基板处理系统配置有四个气体分配组件单元以及装载站；图3示出根据本公开的一个或更多个实施例的处理腔室的剖面图；图4示出根据本公开的一个或更多个实施例的承接器组件和气体分配组件单元的透视图；图5示出根据本公开的一个或更多个实施例的处理腔室的剖面图；图6示出根据本公开的一个或更多个实施例的饼形(pie-shaped)气体分配组件的示意图；图7示出根据本公开的一个或更多个实施例的气体分配组件的示意图；图8示出根据本公开的一个或更多个实施例的气体递送系统的示意图；图9示出根据本公开的一个或更多个实施例的气体递送系统的示意图；图10示出根据本公开的一个或更多个实施例的气体递送系统的示意图；以及图11示出根据本公开的一个或更多个实施例的两个气体递送系统的示意图的示意性显示。具体实施方式本公开的实施例提供用于连续基板沉积的基板处理系统，以使产量最大化并改善处理效率和均匀性。基板处理系统也可用于预沉积和后沉积基板加工(treatment)。本公开的实施例关于在用于在批量处理器中增加沉积均匀性的设备和方法。如在此说明书和所附权利要求书中所使用，术语“基板(substrate)”和“晶片(wafer)”可互换地使用，两者均指称可作用于其上的表面或表面的部分。本领域技术人员将理解，对基板的引述(reference)也可以指基板的仅一部分，除非上下文另外清楚地指示。例如，在参照图1所述的空间上分离的ALD中，每一种前体被递送至基板，但是在任何给定时刻，任何单独的前体流仅递送至基板的部分。此外，对在基板上沉积的引述可意味着以下两者：裸基板；以及具有沉积或形成在其上的一个或更多个膜或特征的基板。如在此说明书和所附权利要求书中所使用，术语“反应性气体(reactivegas)”、“工艺气体(processgas)”、“前体(precursor)”、“反应物(reactant)”等可互换地使用，用以意指气体，所述气体包括在原子层沉积工艺中是反应性的物质。例如，第一“反应性气体”可简单地吸收到基板的表面上，并且可用于与第二反应性气体的进一步化学反应。本公开的实施例关于用于改善用于空间式原子层沉积(ALD)腔室的注射器设计的方法和设备，所述空间式原子层沉积(ALD)腔室允许对何时以及何处发生前体暴露的精确控制。一些实施例的增加的控制可帮助改善若干可制造性要求，所述可制造性要求包括但不限于膜轮廓匹配(filmprofilematching)以及晶片对晶片匹配(wafertowafermatching)。目前的注射器设计可能无法提供足够的控制，结果，可能呈现相对于膜轮廓匹配和晶片对晶片匹配方面的一些限制。图1是根据本公开的一个或更多个实施例的处理腔室100的部分的示意剖面图。处理腔室100大致上是可密封包体(sealableenclosure)，所述可密封包体在真空或至少低压力条件下操作。系统包括气体分配组件30，所述气体分配组件30能够跨基板60的顶表面61分配一种或更多种气体。气体分配组件30可以是为本领域技术人员所知的任何合适的组件，并且所描述的特定气体分配组件不应被视为限制本公开的范围。气体分配组件30的输出面朝向基板60的顶表面61。与本公开的实施例一起使用的基板可以是任何合适的基板。在一些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体递送系统，包含：第一入口管线，所述第一入口管线与第一接合点流体连通；至少两个第一腿部，所述至少两个第一腿部连接至所述第一接合点且与所述第一接合点流体连通，所述至少两个第一腿部中的每一个与至少一个阀流体连通；第二入口管线，所述第二入口管线与每一个阀流体连通；以及出口腿部，所述出口腿部与每一个阀流体连通，并且终止在出口端中，其中每一个阀控制从所述第一腿部至所述出口腿部的流体的流，并且从所述第一接合点至所述出口端中的每一个出口端的距离基本上相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.22 US 62/106,4071.一种气体递送系统，包含：第一入口管线，所述第一入口管线与第一接合点流体连通；至少两个第一腿部，所述至少两个第一腿部连接至所述第一接合点且与所述第一接合点流体连通，所述至少两个第一腿部中的每一个与至少一个阀流体连通；第二入口管线，所述第二入口管线与每一个阀流体连通；以及出口腿部，所述出口腿部与每一个阀流体连通，并且终止在出口端中，其中每一个阀控制从所述第一腿部至所述出口腿部的流体的流，并且从所述第一接合点至所述出口端中的每一个出口端的距离基本上相同。2.如权利要求1所述的气体递送系统，其中有四个第一腿部，所述四个第一腿部连接至所述第一接合点且与所述第一接合点流体连通，所述四个第一腿部中的每一个与至少一个阀流体连通。3.如权利要求1所述的气体递送系统，其中所述第一腿部中的每一个独立地与第二接合点流体连通，所述第二接合点位于所述第一接合点下游，并且至少两个第二腿部从所述第二接合点中的每一个延伸，从而引导至所述阀。4.如权利要求1所述的气体递送系统，进一步包含：第三入口管线，所述第三入口管线与第三接合点流体连通；至少两个第三腿部，所述至少两个第三腿部连接至所述第三接合点且与所述第三接合点流体连通，所述至少两个第三腿部中的每一个与至少一个第三阀流体连通；第四入口管线，所述第四入口管线与每一个第三阀流体连通；以及出口腿部，所述出口腿部与每一个第三阀流体连通，并且终止在出口端中，其中每一个第三阀控制从所述第三腿部至所述出口腿部的流体的流，并且从所述第三接合点至所述出口端中的每一个出口端的距离基本上相同。5.如权利要求4所述的气体递送系统，其中有四个第三腿部，所述四个第三腿部连接至所述第三接合点且与所述第三接合点流体连通，所述四个第三腿部中的每一个与至少一个第三阀流体连通。6.如权利要求5所述的气体递送系统，其中所述第三腿部中的每一个独立地与第四接合点流体连通，所述第四接合点位于所述第三接合点下游，并且至少两个第四腿部从所述第四接合点中的每一个第四接合点延伸，从而引导至所述阀。7.一种气体递送系统，包含：第一入口管线，所述第一入口管线与第一接合点流体连通；两个第一腿部，所述两个第一腿部连接至所述第一接合点且与所述第一接合点流体连通，所述至少两个第一腿部中的每一个与第二接合点流体连通；两个第二腿部，所述两个第二腿部与所述第二接合点中的每一个第二接合点和阀流体连通；第二入口管线，所述第二入口管线与所述阀中的每一个流体连通；以及出口腿部，所述出口腿部与所述阀中的每一个流体连通且具有出口端，其中每一个阀控...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·约德伏斯基，K·格里芬，A·米勒，J·托宾，E·纽曼，T·E·佐藤，P·M·刘，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US