用于旋转料架原子层沉积的装置以及方法_4

文档序号:9332267阅读:来源:国知局
做时,升降器310、致动器330、加热器340及气体轴承垫 240全部被独立地或群组地升起。然后使用气体轴承垫240或本文描述的其他调整机构调 整基座区段的平行性。
[0089] 图13图示其中晶圆被装载或卸载的另一种处理室300。此处,基座组件200和气 体分配组件100保持在大致上相同的位置,而且只有可移动先导扇形区段103被移动。图 13图示已经被上升到装载/卸载位置之后的可移动区段103。一旦一或多个晶圆已被装载 /卸载,则将可移动区段103降回原位,并如本文所述进行平行性调整。
[0090] 用于本发明的实施例的基板可以是任何适当的基板。在详细的实施例中,基板是 刚性的、分离的、通常为平面的基板。如本说明书和所附权利要求书中所使用的,当指称基 板时,术语"分离的(discrete)"意指基板具有固定的尺寸。具体实施例的基板是半导体晶 圆,例如直径200mm、300mm或450mm的娃晶圆。
[0091] 如本说明书和所附权利要求书中所使用的,术语"反应气体"、"反应前体"、"第一 前体"、"第二前体"及类似者是指能够与基板表面或基板表面上的层反应的气体和气态物 种。
[0092] 在一些实施例中,可以在等离子体增强原子层沉积(PEALD)工艺的过程中形成一 或更多个层。在一些工艺中,使用等离子体提供足够的能量来促进物种进入激发状态,在激 发状态中表面反应变得顺利和可能。将等离子体引入工艺可以是连续的或脉冲的。在一些 实施例中,前体(或反应气体)和等离子体的连续脉冲被用来处理一个层。在一些实施例 中,可以在本地(即处理区域内)或远端(例如处理区域之外)将试剂离子化。在一些实 施例中,远端离子化可以发生在沉积室的上游,使得离子或其他高能或发光的物种不与沉 积膜直接接触。在一些PEALD工艺中,等离子体是在处理室的外部产生的,例如通过远端等 离子体产生器系统。等离子体可以经由本领域技术人员已知的任何适当的等离子体产生工 艺或技术产生。例如,等离子体可以通过微波(MW)频率产生器或射频(RF)产生器中的一 或更多者产生。等离子体的频率可以视所使用的特定反应物种进行调整。适当的频率包括 但不限于2MHz、13. 56MHz、40MHz、60MHz及100MHz。虽然在本文所揭示的沉积工艺过程中可 以使用等离子体,但应当注意的是,等离子体可以不是必须的。事实上,其他的实施例是关 于在非常温和的条件下未使用等离子体的沉积工艺。
[0093]依据一或更多个实施例,基板是在所述腔室中进行处理之前及/或之后接受处理 的。这种处理可以在同一腔室中或在一或更多个单独的处理室中进行。在一些实施例中, 将基板从第一腔室移到独立的第二腔室,以进行进一步的处理,并且任一个腔室或两个腔 室皆符合所描述的实施例。可以将基板从第一腔室直接移到单独的处理室,或者可以将基 板从第一腔室移到一或更多个移送室,然后移到所需的单独处理室。因此,处理装置可以包 含与传送站连通的多个腔室。可以将这种类型的装置称为"群集工具"或"群集系统"及类 似者。
[0094]一般来说,群集工具是包含多个腔室的模块化系统,该多个腔室进行各种功能,包 括基板中心查找和定向、除气、退火、沉积及/或蚀刻。依据一或更多个实施例,群集工具至 少包括第一腔室和中央移送室。中央移送室可以容纳机器人,该机器人可以在处理室和负 载锁定腔室之间运送基板。该移送室通常保持在真空条件,并提供用于从一个腔室运送基 板到另一个及/或到负载锁定腔室的中间阶段,该负载锁定腔室位在群集工具的前端。两 种可适用于本发明的众所周知群集工具是Centura.和Endura?两者皆可向美国加州圣 克拉拉的应用材料公司(AppliedMaterials,Inc.,ofSantaClara,Calif.)取得。一个 这样的阶段性真空基板处理装置的细节揭示于T印man等人在1993年2月16日获授权、标 题为"阶段性真空晶圆处理装置及方法(Staged-VacuumWaferProcessingApparatusand Method) "的美国专利第5, 186, 718号中。然而,可以为了进行本文所描述的工艺的特定步 骤的目的而改变腔室的确切配置及组合。可以使用的其他处理室包括但不限于循环层沉积 (CLD)、原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、蚀刻、预清洗、化学清 洗、诸如RTP的热处理、等离子体氮化、除气、定向、羟化及其他的基板工艺。通过在群集工 具上的腔室中进行工艺可以避免基板的表面被大气中的杂质污染,并且在沉积随后的膜之 前没有被氧化。
[0095]依据一或更多个实施例,基板是连续处于真空或"负载锁定"的条件下,而且当被 从一个腔室移到下一个腔室时未曝露于环境空气。因此,传送室处于真空,而且在真空压力 下被"抽空(pumpeddown)"。惰性气体可以存在于处理室或传送室中。在一些实施例中,惰 性气体被用来作为净化气体,以在基板的表面上形成硅层之后去除一些或全部的反应物。 依据一或更多个实施例,净化气体是在沉积室的出口注射,以防止反应物从沉积室移动到 传送室及/或另外的处理室。因此,惰性气体的流动在腔室的出口处形成了帘幕。
[0096]在处理过程中,可以将基板加热或冷却。这样的加热或冷却可以通过任何适当的 手段来实现,该手段包括但不限于改变基板支座的温度以及使加热或冷却气体流到基板表 面。在一些实施例中,基板支座包括可被控制来传导性地改变基板温度的加热器/冷却器。 在一或更多个实施例中,将所采用的气体(不是反应气体就是惰性气体)加热或冷却,以局 部改变基板温度。在一些实施例中,将加热器/冷却器定位在腔室内邻近基板表面,以对流 式地改变基板温度。
[0097] 在处理过程中基板也可以是静止的或转动的。转动的基板可以被连续地转动或在 分开的步骤中被转动。例如,基板可以在整个工艺中围绕自身的中心轴转动,或是基板可以 在曝露于不同的反应或净化气体之间被少量地转动。在处理过程中转动基板(无论是连续 地或在步骤中)可以通过最小化例如气流几何形状中的局部变异的影响而有助于产生更 均匀的沉积或蚀刻。
[0098] 虽然已经参照特定的实施例来描述本文中的发明,但应了解的是,这些实施例只 是说明本发明的原理和应用。对于本技术领域普通技术人员而言,将显而易见的是,在不偏 离本发明的精神和范围下可以对本发明的方法和装置作出各种修改和变化。因此,意图使 本发明包括在所附权利要求书及其等同物的范围内的修改和变化。
【主权项】
1. 一种气体分配组件,包含围绕中心轴径向设置的数个扇形(pie-shaped)区段,所述 扇形区段包括数个径向通道,每个径向通道具有符合所述扇形区段的形状的形状。2. 如权利要求2所述的气体分配组件,其中所述三个整平单元中的每一者独立为运动 支架和音圈中的一者。3. 如权利要求2所述的气体分配组件,进一步包含可移动的先导扇形区段。4. 如权利要求3所述的气体分配组件,其中所述可移动的先导扇形区段为可移动的, 以允许基板被放在所述气体分配组件下方。5. 如权利要求3所述的气体分配组件,其中所述可移动的先导扇形区段为有效 (active)区段、虚设(dummy)区段、加热区段及等离子体处理区段中的一或更多者。6. -种基座组件,包含: 可转动中心支座;以及 围绕所述可转动中心支座径向设置的数个扇形区段,其中每个扇形区段的至少一部分 与所述可转动中心支座接触。7. 如权利要求6所述的基座组件,其中所述可转动中心支座包含石英底座,而且所述 数个扇形区段中的每一者由所述石英底座支撑。8. 如权利要求7所述的基座组件,其中所述石英底座包含固体圆盘,所述固体圆盘支 撑全部的所述数个扇形区段中的每一者。9. 如权利要求7所述的基座组件,其中所述石英底座包含数个辐条(spoke),所述数个 辐条延伸自中心轴而形成装有辐条的框架,而且所述扇形区段中的每一者安置(rest on) 于至少一福条上。10. 如权利要求7所述的基座组件,其中所述石英底座包含数个气体通道,所述数个气 体通道与数个孔流体连通,以允许气体流经所述气体通道而离开所述通道并施加压力于所 述扇形区段。11. 如权利要求6所述的基座组件,其中所述扇形区段中的每一者通过至少两个连接 点连接至所述中心支座。12. 如权利要求6所述的基座组件,其中全部的所述扇形区段被石英气体轴承环支撑 于外周缘。13. -种处理室,包含: 气体分配组件; 权利要求6所述的所述基座组件; 感测器,被定位来测定所述气体分配组件和所述基座组件之间的距离; 数个气体轴承垫;以及 反馈电路,连接至所述感测器和所述数个气体轴承垫,所述数个气体轴承垫用以将全 部的或一部分的所述基座组件移动至更靠近及进一步远离所述气体分配组件。14. 如权利要求13所述的处理室,其中所述气体轴承垫位于所述基座组件上方和下 方,以独立移动所述扇形区段中的每一者。15. 如权利要求13所述的处理室,其中所述气体轴承垫位于以下的一者或多者:位于 所述基座组件的外周缘或是朝所述基座组件的所述中心轴并邻近所述扇形区段的内缘而 定位。
【专利摘要】本文所描述的是气体分配组件及由数个扇形(pie-shaped)区段制成的基座组件,该数个扇形区段可以被个别地整平、移动或变换。本文还描述的是包含气体分配组件、基座组件及感测器的处理室,并具有反馈电路来调整该基座和该气体分配组件之间的缝隙。本文还描述的是使用该等气体分配组件、基座组件及处理室的方法。
【IPC分类】C23C16/458, C23C16/455
【公开号】CN105051251
【申请号】CN201480008685
【发明人】J·约德伏斯基, K·甘加基德加, K·格里芬
【申请人】应用材料公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年2月20日
【公告号】WO2014130670A1
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