一种沉积工具包含处理室、用于在处理室内保持待处理衬底的衬底保持器、及具有用于将第一和/或第二气体和/或蒸气分配至处理室中的面板的喷头。喷头包含第一和第二充气部、各设置在面板的背侧后方的第一和第二室、以及都形成为穿过喷头的面板且分别与第一和第二室流体连通的第一和第二组孔。体连通的第一和第二组孔。体连通的第一和第二组孔。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于具有多个充气部及气体分配室的沉积工具的喷头
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2019年2月1日申请的美国申请No.62/800,055的优先权利益，其通过引用合并于此以用于所有目的。
[0002]本专利技术涉及将薄膜沉积在衬底上的沉积工具，且更具体地讲涉及用于具有多个室的沉积工具的喷头，这些室各自能够将气体和/或蒸气分配至处理室中，而不需要喷头内部的交错钻孔的复杂分配网络。
技术介绍
[0003]多种类型的工具常用于将多种薄膜沉积在例如半导体芯片、平板显示器和/或光伏装置的衬底表面上。利用此类工具，将待处理衬底放置到处理室中。位于处理室中的喷头供给(a)反应物化学品气体和/或蒸气与(b)含有待沉积至衬底上的材料的一或多种工艺化学品气体和/或蒸气的组合。此后，反应物和/或工艺化学品可概称为“气体”和/或“蒸气”。
[0004]已知具有一或多个充气部以将反应物和/或一种或多种工艺化学品供应至处理室的喷头。在这些喷头的内部，设置有与充气部流体连通的至少一个交错钻孔的网络。该网络包括多个交错钻孔，其各延伸成(a)垂直于充气部的方向和(b)相对彼此分隔90度。垂直于交错钻孔的网格(即与充气部平行)的多个孔被设置成通过喷头的面板。利用该配置，气体和/或蒸气：(1)经由沿着Z轴延伸的充气部供给至喷头；(2)通过沿着X及Y轴的网络的个别交错钻孔在喷头内部横向分配；(3)通过形成于沿着Z轴的面板中的多个孔并进入处理室中。
[0005]有一些问题伴随着在释放至处理室中之前依赖于一或多个交错钻孔的网络于喷头内在内部及横向分配工艺和/或反应物气体和/或蒸气的喷头。第一，当加工喷头时，钻出交错钻孔的复杂网络是极为昂贵且复杂的。第二，即使在清洁后，加工期间产生的金属屑、颗粒以及残留钻孔油仍可能留存在交错钻孔中。在沉积期间，这些污染物可能潜在地被释放至处理室中，从而导致受处理衬底上的缺陷。第三，难以使气体和/或蒸气均匀循环通过复杂的交错钻孔图案。因此，当在衬底表面上方分配时，工艺和/或反应物气体和/或蒸气可能不均匀地分布。第四，还可能发生经由交错钻孔网络分配的气体凝结。随着气体在以90度从交错钻孔通过到达另一交错钻孔时“拐过拐角”，气体的温度倾向下降。已知该温度下降导致凝结，意指气体至少部分转变成液体。因此，液体可能沉积在衬底表面上，且等离子体内的气体的浓度降至比期望的更低。
[0006]因此需要改善气体和/或蒸气在沉积工具的处理室内的分配的喷头。
技术实现思路
[0007]公开了一种沉积工具，其包含处理室、用于保持待在处理室内处理的衬底的衬底
保持器、以及具有用于将第一和/或第二气体和/或蒸气分配至处理室中的面板的喷头。
[0008]在非排除性的实施方案中，喷头包含第一充气部、设置成紧邻喷头的面板的背侧后方的第一室、以及形成为穿过面板且与室流体连通的第一组孔。利用该配置，第一气体和/或蒸气通过以下方式供给且流入处理室中：经由(a)第一充气部、(b)相对于喷头的面板在第一充气部室内横向流动、并且(c)经由第一组孔从第一充气部室进入处理室。
[0009]在另一实施方案中，喷头还包含第二充气部和第二室。第二室通过第二组孔与处理室流体连通，该第二组孔(1)形成为穿过喷头的面板，且(2)经由延展通过第一室的突出部延伸至第二室。利用该配置，第二气体和/或蒸气通过以下方式供给且流入处理室中：经由(a)第二充气部、(b)相对于喷头的面板在第二室内横向流动、并且(c)穿过第二组孔。
[0010]在特定但非排除性的实施方案中，突出部为延展通过第一室到达第二室的“肋”。所述肋还被配置成同心径向图案。利用该配置，第二组孔还在喷头的面板上配置成类似的同心径向图案。在其他实施方案中，突出部可呈现任何适合用于流体连接第一和第二室的形式，且第二组孔可以在喷头的面板上配置成任何图案。
[0011]利用上述的喷头，第一和第二气体和/或蒸气得以在第一和第二室内相对于喷头的面板的背侧横向流动，而无须流动穿过钻出的交错孔网络。因此，实现了若干益处，包括(1)制造期间在加工喷头方面的较低复杂度和成本、(2)减少或消除在其他情形中由于钻孔所产生的金属屑、颗粒及残留油渍、(3)离开喷头的气体和/或蒸气的更均匀分配、以及(4)减少或消除导致受沉积衬底上的颗粒和缺陷的气体和/或蒸气的凝结。
附图说明
[0012]本申请及其优点可通过参照以下说明并结合附图而获得最佳理解，在图中：
[0013]图1为根据本专利技术的非排除性实施方案的用于处理衬底的示例性沉积工具图。
[0014]图2A
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2B为根据本专利技术的非排除性实施方案的用于示例性沉积工具中的喷头的立体和分解视图。
[0015]图3A
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3B为根据本专利技术的非排除性实施方案的喷头的面板及面板背侧的立体视图。
[0016]图4A
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4C为根据本专利技术的非排除性实施方案的喷头的多个剖视图。
[0017]在附图中，有时将类似的附图标记用于指示相似的结构元件。还应理解图中的描绘为概略性的且未必按照比例。
具体实施方式
[0018]本申请现将参照其一些如附图中所示的非排除性实施方案详述。在以下描述中，提出诸多具体细节以提供对本公开内容的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言，显而易见的是，本公开内容可在不具有这些具体细节的一些或全部的情况下实施。在其他情况下，不再详述公知的工艺步骤和/或结构，以免不必要地使本公开内容难以理解。
[0019]参照图1，其显示了示例性化学气相沉积(CVD)工具10的图。CVD工具10包含处理室12、喷头14、用于保持及定位待处理的衬底18的衬底保持器16、以及射频(RF)产生器20。在多种实施方案中，CVD工具10可以是等离子体增强(PECVD)、低压(LPCVD)、超高真空(UHVCVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)或任何其他类型的CVD工
具。
[0020]无论类型为何，CVD工具10可用于沉积广泛范围的材料或膜至衬底18上。这样的材料或膜可包含但不限于多晶硅、硅氮化物、二氧化硅、例如钨、镍、钼、铝等特定金属、石墨烯、钻石等、包括但不限于铝氧化物、铪氧化物、锆氧化物等的金属氧化物等。应理解此处列出的膜的类型仅为示例性的，且不应解读为具有限制性。CVD工具10可用于沉积几乎任何类型的薄膜，而不仅是此处所列出的那些。衬底18可以是半导体晶片、平板显示器、光伏装置、或任何其他工件。
[0021]沉积在衬底18上的材料或膜的类型取决于被引入处理室12中的化学品。在非排除性实施方案中，交替地经由喷头14将第一和第二气体和/或蒸气引入处理室12中。举例而言，将含有待沉积材料的第一气体和/或蒸气引入处理室12中。一旦第一气体和/或蒸气分散于处理室12内，接着便将第二反应物气体和/或蒸气引入处理室12中。替代地，第一和第二气体和/或蒸气可同时分散于处理室12内。
[0022]不本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种沉积工具，其包含:处理室；衬底保持器，其用于在所述处理室内保持衬底；以及喷头，其具有面板，所述面板用于将第一气体和/或蒸气分配至所述处理室中，所述喷头包含：第一充气部；第一室，其设置成紧邻所述喷头的所述面板的背侧后方；以及第一组孔，其形成为穿过所述喷头的所述面板，且与所述第一室流体连通。2.根据权利要求1所述的沉积工具，其还包含：第二充气部；第二室，其被配置成使得所述第一室设置在所述第二室与所述面板的所述背侧之间；第二组孔，其形成于所述喷头的所述面板中，且经由延伸穿过所述第一室的突出部与所述处理室流体连通。3.根据权利要求1所述的沉积工具，其中所述第一气体和/或蒸气在所述第一室内相对于所述喷头的所述面板的所述背侧横向流动，而无须流动穿过钻出穿过所述喷头的交错孔。4.根据权利要求2所述的沉积工具，其中所述第二气体和/或蒸气在所述第二室内相对于所述喷头的所述面板的所述背侧横向流动，而无须流动穿过钻出穿过所述喷头的交错孔。5.根据权利要求1所述的沉积工具，其中：形成为穿过所述面板和所述第一充气部的所述第一组孔在第一轴向方向上延伸；并且使得所述第一气体和/或蒸气能够在垂直于所述第一轴向方向的第二轴向方向上，相对于所述喷头的所述面板的所述背侧，在所述第一室内流动。6.根据权利要求2所述的沉积工具，其中：形成为穿过所述面板和所述第二充气部的所述第二组孔在第一轴向方向上延伸；并且使得所述第二气体和/或蒸气能够在垂直于所述第一轴向方向的第二轴向方向上，相对于所述喷头的所述面板的所述背侧，在所述第二室内流动。7.根据权利要求1所述的沉积工具，其中所述第一充气部、所述第一室以及所述第一组孔被配置成：(a)经由所述第一充气部将第一气体和/或蒸气供应至所述第一室；(b)使所述第一气体和/或蒸气相对于所述喷头的所述面板在所述第一室内横向流动；以及(c)经由形成为穿过所述喷头的所述面板的所述第一组孔，将所述第一气体和/或蒸气从所述第一室分配至所述处理室中。8.根据权利要求2所述的沉积工具，其中所述第二充气部、所述第二室以及所述第二组孔被配置成：(d)经由所述第二充气部将第二气体和/或蒸气供应至所述第二室；(e)使所述第二气体和/或蒸气...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：
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