抑制喷头背面寄生等离子体的方法和装置制造方法及图纸

本文公开的是抑制喷头背面寄生等离子体的方法和装置，具体公开了采用次级清扫的用途在半导体衬底上沉积材料膜的方法。该方法可以包括使膜前体流入处理室并使所述膜前体吸附到所述处理室中的衬底，使得所述前体在衬底上形成吸附受限层。该方法还可以包括通过用初级清扫气体清扫处理室从围绕所吸附的前体的体积去除至少一些未被吸附的膜前体，然后，在次级清扫气体流入所述处理室时使吸附的膜前体反应，导致在衬底上形成膜层。次级清扫气体可包括具有等于或大于O2的电离能和/或解离能的电离能和/或解离能的化学物质。还公开了其中实现前述处理的装置。

【技术实现步骤摘要】
抑制喷头背面寄生等离子体的方法和装置本申请是申请号为201510459965.1、申请日为2015年7月30日、专利技术名称为“抑制喷头背面寄生等离子体的方法和装置”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术总体上涉及半导体处理领域，更具体地涉及抑制喷头背面寄生等离子体的方法和装置。
技术介绍
在半导体行业中，随着器件和特征尺寸不断变小，并且随着三维器件结构(例如，英特尔公司的三栅极晶体管架构)在集成电路(IC)设计中变得越来越普遍，沉积薄的共形膜(具有与下伏结构的形状相对应的均匀厚度的材料膜，尽管下伏结构不是平坦的)的能力将继续得到重视。原子层沉积(ALD)是非常适合于沉积共形膜的一种膜形成技术，原因在于以下事实：单个循环ALD仅沉积单一的薄的材料层，其厚度受限于在成膜的化学反应本身之前可吸附到衬底表面上的一种或多种膜前体反应物的量(即，形成吸附受限层)。然后可以使用多个“ALD循环”来制成期望厚度的膜，由于每一层是薄的且是共形的，因此，所得到的膜与下伏的设备结构的形状基本一致。但是，存在与ALD工艺相关联的许多挑战。通常这些挑战必须解决以下事实：每个ALD循环只沉积薄的吸附受限层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在半导体衬底上沉积材料膜的装置，所述装置包括：处理室；在所述处理室中的衬底支架；喷头，其用于使膜前体和初级清扫气体流入所述处理室；喷头轴环，其用于使次级清扫气体流入所述处理室；一个或多个初级流量阀，其用于控制通过所述喷头的膜前体的流以及初级清扫气体的流；一个或多个次级流量阀，其用于控制通过所述喷头轴环的次级清扫气体的流；阀操作式真空源，其用于从所述处理室去除初级和次级清扫气体，以及用于从围绕所述处理室中的所述衬底的体积去除膜前体；等离子体发生器，其用于在所述处理室中产生等离子体；以及一个或多个控制器，其包括用于操作所述一个或多个初级流量阀、所述一个或多个次级流量阀、真空源和等离子体...

【技术特征摘要】
2014.07.30 US 14/447,2031.一种用于在半导体衬底上沉积材料膜的装置，所述装置包括：处理室；在所述处理室中的衬底支架；喷头，其用于使膜前体和初级清扫气体流入所述处理室；喷头轴环，其用于使次级清扫气体流入所述处理室；一个或多个初级流量阀，其用于控制通过所述喷头的膜前体的流以及初级清扫气体的流；一个或多个次级流量阀，其用于控制通过所述喷头轴环的次级清扫气体的流；阀操作式真空源，其用于从所述处理室去除初级和次级清扫气体，以及用于从围绕所述处理室中的所述衬底的体积去除膜前体；等离子体发生器，其用于在所述处理室中产生等离子体；以及一个或多个控制器，其包括用于操作所述一个或多个初级流量阀、所述一个或多个次级流量阀、真空源和等离子体发生器以在半导体衬底上沉积材料膜的机器可读指令，包括用于以下操作的指令：(a)操作所述初级流量阀以使膜前体流入所述处理室；(b)控制所述处理室内的条件，使得膜前体吸附到在所述处理室中的所述衬底上形成吸附受限层；(c)操作所述初级流量阀以使初级清扫气体流入所述处理室并操作所述阀操作式真空源以抽空它从而从围绕所吸附的前体的体积去除至少一些未被吸附的膜前体；以及(d)操作所述等离子体发生器，以在所述处理室中形成等离子体，所述等离子体激活所吸附的膜前体的反应，以在所述衬底上形成膜层；(e)在(d)中激活所述反应的同时，操作所述次级流量阀以使次级清扫气体流入所述处理室，其中，所述次级清扫气体包括O2。2.如权利要求1所述的装置，其中：所述喷头包括：杆部；头部；和在所述头部的底表面的孔，其用于使膜前体和初级清扫气体流入所述处理室；以及所述喷头轴环包括：杆部；头部；和在所述杆部中的孔，其用于使次级清扫气体流入所述处理室。3.一种用于在半导体衬底上沉积材料膜的装置，所述装置包括：处理室；在所述处理室中的衬底支架；喷头，其用于使膜前体和初级清扫气体流入所述处理室；喷头轴环，其用于使次级清扫气体流入所述处理室；一个或多个初级流量阀，其用于控制通过所述喷头的膜前体的流以及初级清扫气体的流；一个或多个次级流量阀，其用于控制通过所述喷头轴环的次级清扫气体的流；阀操作式真空源，其用于从所述处理室去除初级和次级清扫气体，以及用于从围绕所述处理室中的所述衬底的体积去除膜前体；等离子体发生器，其用于在所述处理室中产生等离子体；以及一个或多个控制器，其包括用于操作所述一个或多个初级流量阀、所述一个或多个次级流量阀、真空源和等离子体发生器以在半导体衬底上沉积材料膜的机器可读指令，包括用于以下操作的指令：(a)操作所述初级流量阀以使膜前体流入所述处理室；(b)控制所述处理室内的条件，使得膜前体吸附到在所述处理室中的所述衬底上形成吸附受限层；(c)操作所述初级流量阀以使初级清扫气体流入所述处理室并操作所述阀操作式真空源以抽空它从而从围绕所吸附的前体的体积去除至少一些未被吸附的膜前体，其中所述初级清扫气体包括惰性气体；(d)操作所述等离子体发生器，以在所述处理室中形成等离子体，所述等离子体激活所吸附的膜前体的反应，以在所述衬底上形成膜层；以及(e)在(d)中激活所述反应的同时，操作所述次级流量阀以使次级清扫气体流入所述处理室，其中，其中所述次级清扫气体包括具有等于或大于O2的电离能和/或解离能的电离能和/或解离能的化学物质。4.如权利要求3所述的装置，其中所述初级清扫气体包括Ar和/或N2。5.一种用于在半导体衬底上沉积材料膜的装置，所述装置包括：处理室；在所述处理室中的衬底支架；喷头，其用于使膜前体和初级清扫气体流入所述处理室；喷头轴环，其用于使次级清扫气体流入所述处理室；一个或多个初级流量阀，其用于控制通过所述喷头的膜前体的流以及初级清扫气体的流；一个或多个次级流量阀，其用于控制通过所述喷头轴环的次级清扫气体的流；阀操作式真空源，其用于从所述处理室去除初级和次级清扫气体，以及用于从围绕所述处理室中的所述衬底的体积去除膜前体；等离子体发生器，其用于在所述处理室中产生等离子体；以及一个或多个控制器，其包括用于操作所述一个或多个初级流量阀、所述一个或多个次级流量阀、真空源和等离子体发生器以在半导体衬底上沉积材料膜的机器可读指令，包括用于以下操作的指令：(a)操作所述初级流量阀以使膜前体流入所述处理室；(b)控制所述处理室内的条件，使得膜前体吸附到在所述处理室中的所述衬底上形成吸附受限层；(c)操作所述初级流量阀以使初级清扫气体流入所述处理室并操作所述阀操作式真空源以抽空它从而从围绕所吸附的前体的体积去除至少一些未被吸附的膜前体；(d)操作所述等离子体发生器，以在所述处理室中形成等离子体，所述等离子体激活所吸附的膜前体的反应，以在所述衬底上形成膜层；(e)在(d)中激活所述反应的同时，操作所述次级流量阀以使次级清扫气体流入所述处理室，其中所述次级清扫气体包括具有等于或大于O2的电离能和/或解离能的电离能和/或解离能的化学物质；以及(f)操作所述次级流量阀以使所述次级清扫气体在(a)-(d)期间流入所述处理室。6.一种用于在半导体衬底上沉积材料膜的装置，所述装置包括：处理室；在所述处理室中的衬底支架；喷头，其用于使膜前体和初级清扫气体流入所述处理室；喷头轴环，其用于使次级清扫气体流入所述处理室；一个或多个初级流量阀，其用于控制通过所述喷头的膜前体的流以及初级清扫气体的流；一个或多个次级流量阀，其用于控制通过所述喷头轴环的次级清扫气体的流；阀操作式真空源，其用于从所述处理室去除初级和次级清扫气体，以及用于从围绕所述处理室中的所述衬底的体积去除膜前体；等离子体发生器，其用于在所述处理室中产生等离子体；以及一个或多个控制器，其包括用于操作所述一个或多个初级流量阀、所述一个或多个次级流量阀、真空源和等离...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿德里安·拉维依，康胡，普鲁肖坦·库马尔，尚卡·斯瓦米纳坦，钱俊，弗兰克·L·帕斯夸里，克洛伊·巴尔达赛罗尼，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国,US