时间性原子层沉积处理腔室制造技术

一种双通道喷头，包括：第一多个通道，在所述喷头的背表面中形成且从第一端延伸到第二端；第二多个通道，穿过所述喷头的厚度形成且从第一端延伸到第二端；第一端充气部，在所述第一端处与所述第二多个通道流体连接；以及第二端充气部，在所述第二端处与所述第二多个通道流体连接。亦论述了包括所述双通道喷头及阻挡环的处理腔室，所述阻挡环将边缘环与泵送环分离。

Temporal Atomic Layer Deposition Processing Chamber

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】时间性原子层沉积处理腔室
本公开案一般涉及原子层沉积(ALD)处理腔室。具体而言，本公开案涉及具有减少的净化时间的时间性ALD处理腔室。
技术介绍
半导体器件形成通常是在含有多个腔室的基板处理系统或平台(基板处理系统或平台亦可被称为群集工具)中进行。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的环境中顺序地在基板上执行两个或更多个工艺。然而，在其他实例中，多腔室处理平台仅可在基板上执行单一的处理步骤。可采用额外的腔室以最大化处理基板的速率。在后者的情况下，在基板上所执行的工艺一般为批量工艺，其中在给定的腔室中同时处理相对大数量的基板(例如25个或50个)。批量处理对于太消耗时间而不能以经济上可行的方式在单独基板上执行的工艺而言(诸如对于原子层沉积(ALD)工艺及一些化学气相沉积(CVD)工艺而言)是特别有益的。时间性ALD工艺对于在沉积工艺期间以另一前驱物替换一个前驱物所花费的时间是敏感的。需要最小化喷头及工艺区域的内部容积及最大化电导率。目前用来解决ALD腔室中的前驱物替换及净化/真空问题的设计方法包括叉流、同轴注入/真空处理及螺旋喷头结构。然而，在本领域中存在着用来进一步减少反应气体暴露之间归因于处理腔室净化的时间量的设备及方法的持续需要。
技术实现思路
本公开案的一或多个实施方式涉及双通道喷头，所述双通道喷头包括限定所述喷头的厚度的背表面及前表面。第一多个通道在喷头的背表面中形成。第一多个通道从第一端延伸到第二端。第二多个通道穿过喷头的厚度形成。第二多个通道从第一端延伸到第二端。第一端充气部在背表面中形成且在第一端处与第二多个通道流体连通。第二端充气部在背表面中形成且在第二端处与第二多个通道流体连通。本公开案的额外实施方式涉及双通道喷头，所述双通道喷头包括限定所述喷头的厚度的背表面及前表面。第一多个通道在喷头的背表面中形成。第一多个通道从第一端延伸到第二端。第一多个通道具有方形横截面，所述方形横截面具有从第一端向第二端增加的横截面积。第一多个通道包括延伸到前表面的多个孔。第二多个通道穿过喷头的厚度形成。第二多个通道从第一端延伸到第二端且具有圆形横截面，所述圆形横截面具有从第一端向第二端增加的横截面积。第二多个通道中的每个包括延伸到前表面的多个孔。第一端充气部在背表面中形成且在第一端处与第二多个通道流体连通。第二端充气部在背表面中形成且在第二端处与第二多个通道流体连通。在喷头的周边周围间隔开的多个孔穿过所述喷头延伸。本公开案的一些实施方式涉及双通道喷头，所述双通道喷头包括限定所述喷头的厚度的背表面及前表面。多个脊形成在喷头的背表面。多个脊限定喷头的背表面上的第一多个通道。第一多个通道从第一端延伸到第二端。第二多个通道穿过喷头的厚度形成。第二多个通道从第一端延伸到第二端。在喷头的背表面中的凹部形成充气部。充气部围绕多个脊并且与在第一端和第二端中的一或多个处的第二多个通道流体连接。本公开案的进一步实施方式涉及包括腔室主体的处理腔室，所述腔室主体包围内部。基座在所述内部内以在处理期间支撑晶片。边缘环在所述基座周围。泵送环在所述边缘环周围。所述泵送环与所述边缘环间隔开以形成间隙。阻挡环跨越所述边缘环与所述泵送环之间的所述间隙。阻挡环将基座之上的工艺间隙与腔室主体在所述基座之下的内部隔离。双通道喷头在基座之上放置。喷头具有与基座间隔开以形成工艺间隙的前面。附图说明为了可以详细理解上文所述的本公开案特征所用的方式，可通过参照实施方式来获得上文简要概述的本公开案的更具体描述，所述实施方式中的一些部分在附图中示出。然而，要注意的是，附图仅示出此公开案的一般实施方式且由此并不视为对本公开案的范围的限制，因为本公开案可容许其他等效的实施方式。图1图示了根据本公开案的一或多个实施方式的处理腔室的横截面示意图；图2图示了图1的处理腔室的区域2的放大的横截面示意图；图3图示了根据本公开案的一或多个实施方式的喷头的后视图；图4图示了根据本公开案的一或多个实施方式的喷头的透视图；图5图示了沿着线5-5所截取的图4的喷头的横截面图；图6图示了来自图5的区域6的放大图；图7图示了根据本公开案的一或多个实施方式的背板的后透视图；图7A图示了根据本公开案的一或多个实施方式的背板的前透视图；以及图8A及图8B图示了根据本公开案的一或多个实施方式的喷头中的通道的部分示意图。图9图示了根据本公开案的一或多个实施方式的喷头的横截面示意图；以及图10图示了根据本公开案的一或多个实施方式的处理腔室的部分横截面图。具体实施方式在描述本公开案的若干示例性实施方式之前，要理解的是，本公开案不限于以下说明中所阐述的工艺步骤的构造细节。本公开案能够包括其他实施方式并以各种方式实践或进行。如本文中所使用的“基板”指的是任何基板或在基板上形成的材料表面，膜处理在制造工艺期间在所述基板或材料表面上执行。例如，取决于应用，可在上面执行处理的基板表面包括诸如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(SOI)、掺碳的氧化硅、非晶硅、经掺杂的硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石的材料以及诸如金属、金属氮化物、金属合金、及其他导电材料的任何其他材料。基板包括(但不限于)半导体晶片。可将基板暴露于预处理工艺以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火及/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上进行膜处理以外，在本公开案中，亦可如下文更详细公开地将所公开的任何膜处理步骤在基板上形成的下层(under-layer)上执行，且用语“基板表面”如上下文指示意欲包括此类下层。因此，例如，若已将膜/层或部分膜/层沉积到基板表面上，则新沉积的膜/层的暴露表面变成基板表面。如在此说明书及随附权利要求书中所使用，用语“前驱物”、“反应物”、“反应气体”及类似物可互换地使用以指可与基板表面反应的任何气态物质。本公开案的一些实施方式有利地提供了用来减少喷头净化的时间长度的设备。一些实施方式有利地提供了用来减少处理区的容积的设备。一或多个实施方式有利地减少喷头净化的时间长度并减少处理区的容积。在一些实施方式中，喷头含有用于前驱物输送的两个平行通道系统(称为区)。所述通道可经设计为允许两个独立及隔离的容积，所述容积的每个专用于某种前驱物。一些实施方式的平行结构最大化了电导率，而各个区的小的高度最小化了容积。一个或两个区可含有一或多个进气口及一或多个真空排气装置。在一些实施方式中，周边的真空歧管能够更快速地排空晶片之上的处理容积。在一些实施方式中，通过紧邻的前驱物隔离阀、净化及真空阀以及加压的储存/真空储存器来协助放置在腔室盖中的喷头。处理腔可含有处理及快速排气真空歧管以及浮动隔离环，所述浮动隔离环密封或几乎密封处理间隙处的处理容积且允许向下的基座行程以供进行晶片交换。参照图1及图2，示出了根据本公开案的一或多个实施方式的处理腔室100。图1图示了处理腔室100的示意横截面图，而图2图示了处理腔室100的区域2的放大图。影线是用来便于区别部件，且不应被视为指示构造材料。处理腔室100包括具有侧壁103及底壁104的腔室主体102。基座110在处理腔室100的内部106内定位。基座110连接到轴杆112，所述轴杆可在z轴中移动并在中心轴113周围旋转。基座110及轴杆112可为一体的部件，或可为连接在一起的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双通道喷头，包括：背表面及前表面，限定所述喷头的厚度；第一多个通道，在所述喷头的所述背表面中形成，所述第一多个通道从第一端延伸到第二端；第二多个通道，穿过所述喷头的所述厚度形成，所述第二多个通道从第一端延伸到第二端；第一端充气部，在所述背表面中形成且在所述第一端处与所述第二多个通道形成流体连接；以及第二端充气部，在所述背表面中形成且在所述第二端处与所述第二多个通道形成流体连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.08 US 62/431,8131.一种双通道喷头，包括：背表面及前表面，限定所述喷头的厚度；第一多个通道，在所述喷头的所述背表面中形成，所述第一多个通道从第一端延伸到第二端；第二多个通道，穿过所述喷头的所述厚度形成，所述第二多个通道从第一端延伸到第二端；第一端充气部，在所述背表面中形成且在所述第一端处与所述第二多个通道形成流体连接；以及第二端充气部，在所述背表面中形成且在所述第二端处与所述第二多个通道形成流体连接。2.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第一多个通道具有方形横截面。3.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第一多个通道具有宽度，所述宽度从所述第一端向所述第二端增加。4.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述多个通道中的每个之间的间隔是大约相同的。5.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第一多个通道中的每个之间的间隔在外通道处是与内通道处不同的。6.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第一多个通道中的每个包括延伸到所述前表面的多个孔。7.如权利要求6所述的双通道喷头，其中所述多个孔之间的间隔在所述第一端附近是与所述第二端附近不同的。8.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第二多个通道具有圆形横截面。9.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第二多个通道具有直径，所述直径从所述第一端向所述第二端增加。10.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·S·波利亚克，约瑟夫·尤多夫斯基，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US