踪室或模块以及可关联于或用于半导体衬底的制造和/ 或生产的任何其它半导体处理系统。
[0076] 如前面提到的，根据由工具执行的一个或多个处理步骤，控制器1050可与一个或 多个其它工具电路或模块、其它工具部件、集束型工具、其它工具接口、邻近的工具、相邻的 工具、遍及工厂分布的工具、主计算机、另一控制器或用于材料输送的工具通信，所述材料 输送将衬底的容器送至半导体制造工厂中的工具位置和/或装载端口或者自半导体制造 工厂中的工具位置和/或装载端口送出。
[0077] 在一些实施方式中，系统控制器1050控制处理工具1000的所有活动。系统控制 器1050执行系统控制软件1058,所述系统控制软件1058被存储在海量存储设备1054、装 载入存储器设备1056并在处理器1052上被执行。系统控制软件1058可包括指令，用以控 制定时、气体混合物、室和/或站压力、室和/或站温度、衬底温度、目标功率水平、RF功率水 平、衬底底座、卡盘和/或基座位置以及由处理工具1000执行的特定处理的其它参数。系 统控制软件1058可以任何适宜方式配置。例如，可撰写多个处理工具部件子例程或控制对 象以控制执行多个处理工具处理所需的处理工具部件操作。系统控制软件1058可以任何 适宜的计算机可读编程语言编码。
[0078] 在一些实施方式中，系统控制软件1058可包括输入/输出控制（IOC)定序指令， 用于控制前述的各个参数。例如，ALD处理的每个阶段可包括一个或多个指令以供系统控 制器1050执行。用于设定ALD处理阶段的处理条件的指令可包括在相应的ALD配方阶段 中。在一些实施方式中，多个喷淋头（如果有的话）可独立地受到控制以允许执行独立的、 并行的处理操作。
[0079] 在一些实施方式中，可利用被存储在关联于系统控制器1050的海量存储设备 1054和/或存储器设备1056上的其它计算机软件和/或程序。为了这个目的的程序或程 序段的示例包括衬底定位程序、处理气体控制程序、压力控制程序、加热器控制程序和等离 子体控制程序。
[0080] 衬底定位程序可包括处理工具部件的程序代码，所述处理工具部件被用来将衬底 装载到底座1018上并控制衬底和处理工具1000的其它部件之间的间距。
[0081] 处理气体控制程序可包括代码以控制气体成份和流率并可选择地在沉积之前使 气体流入一个或多个处理站以使处理站内的压力稳定。压力控制程序可包括代码，以通过 调整例如处理站的排气系统中的扼流阀或进入处理站的气体流动而控制处理站内的压力。
[0082] 加热器控制程序可包括代码以控制被送至加热单元并用以加热衬底的电流。替代 地，加热器控制程序可控制将热传递气体（例如氦）传递至衬底。
[0083] 等离子体控制程序可包括代码以设定被施加至一个或多个处理站内的处理电极 的RF功率水平。等离子体控制程序在适当的情况下可包括代码以控制外部等离子体发生 器和/或将处理气体提供给等离子体发生器或基源体积所需的阀装设。
[0084] 在一些实施方式中，可以有与系统控制器1050关联的用户接口。该用户接口可包 括显示屏幕、装置和/或处理条件的图形软件显示以及诸如定点设备、键盘、触摸屏、麦克 风等用户输入设备。
[0085] 在一些实施方式中，由系统控制器1050调整的参数可关联于处理条件。非限定示 例包括处理气体成份和流率、温度、压力，等离子体条件（例如RF偏置功率水平）、压力、温 度等等。这些参数可以配方形式提供给用户，所述配方可利用用户接口被输入。
[0086] 可从各个处理工具传感器通过系统控制器1050的模拟和/或数字输入连接提供 用于监视处理的信号。用于控制处理的信号可在处理工具1000的模拟和数字输出连接上 输出。可被监视的处理工具传感器的非限定示例包括质量流控制器、压力传感器（例如压 力计）、热偶等。可结合来自这些传感器的数据使用适当编程的反馈和控制算法以维持处理 条件。
[0087] 系统控制器1050可提供程序指令以实现多种半导体制造处理。程序指令可控制 多种处理参数，例如DC功率水平、RF偏置功率水平、压力、温度等。指令可控制参数以进行 膜叠层的原位沉积。
[0088] 系统控制器可典型地包括一个或多个存储器设备和一个或多个处理器，所述一个 或多个处理器被配置成执行指令以使装置将执行根据本发明的方法。包含用于控制根据本 发明的处理操作的指令的机器可读介质可耦合至系统控制器。
[0089] 尽管图10所示的半导体处理工具描绘了单个、四站处理室或模块，然而半导体处 理工具的其它实施方式可包括多个模块，每个模块具有单个站或多个站。这些模块可彼此 互连和/或布置在一个或多个传递室周围，所述传递室可利于衬底在模块之间的移动。由 这些多模块半导体处理工具提供的一个或多个站可根据需要配备包括如本文所述的多孔 挡板的低体积喷淋头。
[0090] 总体来说，包括如本文描述的多孔挡板的低体积喷淋头可被安装在反应室内在衬 底支承件之上，所述衬底支承件被配置成支承一个或多个半导体衬底。低体积喷淋头例如 也可充当反应室的盖或盖的一部分。在其它实施方式中，低体积喷淋头可以是"吊灯"式喷 淋头并可通过茎状部或其它支承结构从反应室的盖悬空。
[0091] 前面描述的装置/处理可结合光刻布图工具或处理（例如步进式光刻机）地使用 以制造或生产半导体设备、显示器、LED、光伏板等等。典型地，尽管不是必须地，这些工具/ 处理可在共同制造设施中一起使用或执行。膜的光刻布图典型地包括下列步骤中的一些或 全部，每个步骤通过数种可能的工具实现：1)使用旋涂或喷涂工具在工件（即晶片）上施 加光阻剂；2)使用热板或熔炉或UV固化工具固化光阻剂；3)通过诸如晶片步进式光刻机 之类的工具使光阻剂暴露于可见光或UV光或X射线光；4)对光阻剂显影以有选择地去除 光阻剂并由此使用诸如湿式工作台之类的工具对其进行布图；5)通过使用干式或等离子 体辅助的蚀刻工具将光阻剂图案转印到下层膜或工件；以及6)使用诸如RF或微波等离子 体光阻剂剥离机之类的工具去除光阻剂。
[0092] 尽管之前为了清楚和理解目的作了一定程度详细的描述，然而显然某些改变和修 正可在所附权利要求书的范围内实现。应当注意，存在许多替代的方式来实现所描述的处 理、系统和装置。因此，所描述的实施例被认为是解说性的而非限制性的。
【主权项】
1. 一种用于半导体处理装置中的喷淋头，所述喷淋头包括： 具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的增压体积，所述第一表面和所述第 二表面至少部分地限定所述喷淋头的所述增压体积； 与所述增压体积流体连通的一个或多个气体入口； 包括多个第一通孔的面板，所述多个第一通孔从所述面板的第一侧延伸至所述面板的 第二侧，所述面板的第一侧限定所述增压体积的所述第一表面；以及 包括多个第二通孔的挡板，所述挡板位于所述增压体积和所述一个或多个气体入口之 间的区域内。2. 如权利要求1所述的喷淋头，其中，所述面板的直径比所述挡板的直径至少大四倍。3. 如权利要求2所述的喷淋头，其中，所述面板的直径比所述挡板的直径至少大十倍。4. 如权利要求1所述的喷淋头，其中，所述一个或多个气体入口包括与所述增压体积 流体连通的茎状部。5. 如权利要求4所述的喷淋头，其中，所述茎状部的体积在大约1毫升和大约50毫升 之间。6. 如权利要求4所述的喷淋头，其中，所述茎状部、所述区域和所述增压体积中的每一 个限定圆柱形体积，并且其中所述增压体积的直径大于所述区域的直径，并且所述区域的 直径大于所述茎状部的直径。7. 如权利要求1所述的喷淋头，其中，所述喷淋头的体积在大约50毫升和大约500毫 升之间。8. 如权利要求7所述的喷淋头，其中，所述喷淋头的体积在大约100毫升和大约300毫 升之间。9. 如权利要求1-8中任何一项所述的喷淋头，其中，所述挡板的孔隙率在大约5%和大 约25%之间。10. 如权利要求1-8中任何一项所述的喷淋头，其中，相比所述挡板的中央，所述多个 第二通孔位置更朝向所述挡板的边缘。11. 如权利要求1-8中任何一项所述的喷淋头，其中，所述挡板基本居中在所述一个或 多个气体入口上并基本平行于所述第一表面和所述第二表面。12. 如权利要求1-8中任何一项所述的喷淋头，其中，第一通孔的数目在大约1500个通 孔和大约2500个通孔之间。13. 如权利要求1-8中任何一项所述的喷淋头，还包括： 与所述面板相对的后板，其中所述后板的一侧限定所述增压体积的第二表面，并且其 中所述增压体积和所述一个或多个气体入口之间的所述区域凹进限定所述增压体积的所 述第二表面的所述后板的所述一侧。14. 一种半导体处理站，所述半导体处理站包括权利要求1所述的喷淋头。15. 如权利要求14所述的半导体处理站，还包括： 控制器，其配置有指令以执行下列操作： 将衬底提供入所述半导体处理站； 通过所述喷淋头将反应气体引入所述半导体处理站以使其吸附到所述衬底的表面 上； 通过所述喷淋头将清洗气体引入到所述半导体处理站内；以及 施加等离子体以从所述衬底的所述表面上吸附的反应气体形成薄膜层。16. 如权利要求15所述的半导体处理站，其中，所述薄膜层的膜不均一性小于大约 0? 5%〇17. 如权利要求16所述的半导体处理站，其中，所述膜不均一性与和引入所述气体反 应物、引入所述清洗气体和施加所述等离子体中的一者或多者关联的一个或多个处理参数 解除联系。18. 如权利要求15-17中任何一项所述的半导体处理站，其中，在原子层沉积（ALD)循 环中形成所述薄膜层是在小于约1. 5秒的时间内执行的。19. 一种半导体处理工具，所述半导体处理工具包括权利要求15-17中任何一项所述 的半导体处理站。20. 如权利要求19所述的半导体处理工具，其中，所述半导体处理工具包括步进式光 刻机。
【专利摘要】本发明涉及具有多孔挡板的低体积喷淋头。披露了在半导体处理装置中的低体积喷淋头，其可包括多孔挡板以改善原子层沉积期间的流动均一性和清洗时间。该喷淋头可包括增压体积、与增压体积流体连通的一个或多个气体入口、包括多个第一通孔以在半导体处理装置内将气体分配到衬底上的面板以及位于增压体积和一个或多个气体入口之间的区域内的多孔挡板。一个或多个气体入口可包括具有小体积的茎状部以改善清洗时间。挡板可以是多孔的并位于茎状部和增压体积之间以改善流动均一性并避免喷射。
【IPC分类】C23C16/455
【公开号】CN105088189
【申请号】CN201510221479
【发明人】拉梅什·钱德拉塞卡拉, 萨昂格鲁特·桑普朗, 尚卡尔·斯娃米纳森, 弗兰克·帕斯夸里, 康胡, 阿德里安·拉瓦伊
【申请人】朗姆研究公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年5月4日
【公告号】US20150315706