用于具有再循环的空间原子层沉积的设备及其使用方法_5

文档序号:8435967阅读:来源:国知局
化学清洗、诸如RTP的热处理、等离子体氮化、脱 气、定向、哲基化反应及其他基板工艺。通过在群集工具上执行腔室中的工艺,在沉积后续 膜之前可避免基板被大气杂质的表面污染,而无需氧化。
[0077] 根据一或更多个实施例,当基板从一个腔室移动至下一个腔室时,基板连续处于 "真空"或"负载锁定"状态下且不暴露于周围空气。转移腔室因此在真空下及在真空压力 下"抽空(pumpeddown)"。惰性气体可存在于处理腔室或转移腔室中。在一些实施例,惰 性气体被用作净化气体W在基板的表面上形成娃层之后移除一些或所有反应物。根据一或 更多个实施例,净化气体在沉积腔室的出口处注入W阻止反应物从沉积腔室移动至转移腔 室及/或额外的处理腔室。因此,惰性气流在腔室的出口处形成幕帘。
[007引基板可在单个基板沉积腔室中处理,在该单个基板沉积腔室中在处理另一基板之 前载入、处理及卸载单个基板。基板亦可W连续方式处理,如传送系统,在该传送系统中多 个基板个别地载入腔室的第一部分,移动穿过腔室及从腔室的第二部分卸载。腔室及相关 传送系统的形状可形成直线路径或弯曲路径。此外,处理腔室可为旋转料架,在该旋转料架 中多个基板围绕中屯、轴移动且在整个旋转料架路径中暴露W进行沉积、蚀刻、退火、清洁等 等工艺。
[0079] 处理期间,基板可经加热或冷却。此加热或冷却可通过任何适当的手段实现,包括 但不限于,改变基板支撑件的温度及使经加热或冷却的气体流动至基板表面。在一些实施 例中,基板支撑件包括加热器/冷却器,该加热器/冷却器可经控制W传导地改变基板温 度。在一或更多个实施例中,加热或冷却正使用的气体(反应气体或惰性气体)w本端地 改变基板温度。在一些实施例中,加热器/冷却器在腔室内部邻近基板表面处定位W传递 性地改变基板温度。
[0080] 处理期间基板亦可为静止的或旋转的。可W连续或不连续步骤旋转旋转的基板。 举例而言,可在整个工艺中旋转基板或在暴露至不同反应气体或净化气体之间少量旋转基 板。处理期间旋转基板(连续或分步骤)可通过最小化(例如)气流几何结构中的局部变 化性的效应帮助产生更均匀的沉积或者蚀刻。
[0081] 尽管此处已参阅特定实施例描述本发明,但应理解该等实施例仅说明本发明的原 理及应用。本领域技术人员将显而易见的是在不偏离本发明的精神及范畴的情况下,可对 本发明的方法及设备做出各种修改及变化。因此,预期本发明包括在随附权利要求书及其 等效物范畴内的修改及变化。
【主权项】
1. 一种沉积系统,该沉积系统包含: 处理腔室;以及 气体分配设备,该气体分配设备位于该处理腔室中,该气体分配设备包含数个狭长气 体端口,该等数个狭长气体端口包括与第一反应气体流体连通的至少一个第一反应气体端 口、与不同于该第一反应气体的第二反应气体流体连通的至少一个第二反应气体端口及围 绕该第一反应气体端口及第二反应气体端口中的每一者的泵端口,该等泵端口包括与第一 导管流体连通的第一组泵端口及与第二导管流体连通的第二组泵端口,如此阻止经由该第 一组泵端口及第二组泵端口流动的气体混合,其中该第一导管及第二导管中的一或更多者 与冷凝经由该导管流动的该气体的冷凝器及储存经由该导管流动的该气体的储存容器中 一或更多者流体连通。
2. 如权利要求1所述的沉积系统,该沉积系统进一步包含与净化气体流体连通的至少 一个净化气体端口,定位该净化气体端口使得每一第一反应气体端口及第二反应气体端口 通过净化气体端口分离,泵端口围绕该净化气体端口。
3. 如权利要求2所述的沉积系统,其特征在于,围绕该至少一个净化气体端口的该等 泵端口中的每一者与该第一导管及该第二导管中的一者独立地流体连通。
4. 如权利要求3所述的沉积系统,其特征在于,围绕该至少一个净化气体端口的该等 泵端口中的一者与该第一导管流体连通,且围绕该至少一个净化气体端口的该等泵端口中 的另一者与该第二导管流体连通。
5. 如权利要求3所述的沉积系统,其特征在于,围绕该至少一个净化气体端口的该等 泵端口中的一者为邻近该第一反应气体端口的该泵端口,且围绕该至少一个净化气体端口 的该等泵端口中的另一者为邻近该第二反应气体端口的该泵端口,使得该等泵端口中的一 者与该第一导管流体连通及该等泵端口中的另一者与该第二导管流体连通。
6. 如权利要求3所述的沉积系统,其特征在于,围绕该至少一个净化气体端口的该等 泵端口中的一者为邻近该第一反应气体端口或该第二反应气体端口的该泵端口且与该第 一导管及第二导管中的一者流体连通,且围绕该至少一个净化气体端口的该等泵端口中的 另一者与该相同导管流体连通且通过至少一个额外的泵端口与该第一反应气体端口及该 第二反应气体端口中的另一者分离。
7. 如权利要求6所述的沉积系统,其特征在于,该至少一个额外的泵端口与来自该邻 近泵端口的该第一导管及该第二导管中的另一者流体连通。
8. 如权利要求2到7的任一项所述的沉积系统,其特征在于,该气体分配设备包含气体 端口的至少一个重复单元,该气体端口的单元实质上依序由第一反应气体端口、净化气体 端口及第二反应气体端口组成,其中该第一反应气体端口、净化气体端口及第二反应气体 端口中的每一者通过泵端口分离。
9. 如权利要求1到7的任一项所述的沉积系统,其特征在于,两对泵端口围绕该等第一 反应气体端口及该等第二反应气体端口中的一者,该等两对泵端口包含靠近该反应气体端 口的一对内部泵端口及比该对内部泵端口远离该反应气体端口的一对外部泵端口。
10. 如权利要求9所述的沉积系统,其特征在于,该对内部泵端口与该第一导管及第二 导管中的一者流体连通,且该对外部泵端口与该第一导管及第二导管中的另一者连通。
11. 一种沉积系统,该沉积系统包含: 处理腔室;以及 气体分配设备,该气体分配设备位于该处理腔室中,该气体分配设备包含数个狭长气 体端口,该等数个狭长气体端口依序包括与第一反应气体流体连通的第一反应气体端口、 与净化气体流体连通的净化气体端口、与不同于该第一反应气体的第二反应气体流体连通 的第二反应气体端口及围绕该第一反应气体端口、该净化气体端口及该第二反应气体端口 中的每一者的泵端口,该等泵端口包括与第一导管流体连通的第一组泵端口及与第二导管 流体连通的第二组泵端口,如此阻止经由该第一组泵端口及该第二组泵端口流动的气体混 合,其中邻近该第一反应气体端口及该第二反应气体端口中的一者的该等泵端口与该第一 导管流体连通,且邻近该第一反应气体端口及该第二反应气体端口中的另一者的该等泵端 口与该第二导管流体连通,其中该第一导管及第二导管中的一者与冷凝经由该导管流动的 该气体的冷凝器及储存经由该导管流动的该气体的储存容器中的一或更多者流体连通。
12. 如权利要求11所述的沉积系统,其特征在于,两对泵端口围绕该等第一反应气体 端口及该等第二反应气体端口中的至少一者,该等两对泵端口包含靠近该反应气体端口的 一对内部泵端口及比该对内部泵端口远离该反应气体端口的一对外部泵端口。
13. 如权利要求12所述的沉积系统,其特征在于,该对内部泵端口与该第一导管及第 二导管中的一者流体连通,且该对外部泵端口与该第一导管及第二导管中的另一者连通。
14. 一种处理方法,该方法包含以下步骤: 在表面上方同时交替流动来自第一反应气体端口的第一反应气体流及来自第二反应 气体端口的第二反应气体流;以及 在围绕该第一反应气体端口的第一组泵端口中从该表面收集第一反应气体; 在围绕该第二反应气体端口的第二组泵端口中从该表面收集第二反应气体; 经由第一导管引导该第一组泵端口中的该气体;以及 经由与该第一导管分离的第二导管引导该第二组泵端口中的该气体,其中该第一导管 及该第二导管中的至少一个与冷凝器或储存容器流体连通。
15. 如权利要求14所述的方法,其特征在于,当该第一导管及第二导管中的该至少一 个与冷凝器流体连通时,该方法进一步包含以下步骤:冷凝该反应气体以从该反应气体收 集液体或固体反应物种。
【专利摘要】本文提供原子层沉积设备及方法,包括数个狭长气体端口及泵端口,该等泵端口与多个导管连通以从处理腔室传送待冷凝、储存及/或再循环的气体。
【IPC分类】H01L21-205
【公开号】CN104756232
【申请号】CN201380056872
【发明人】J·约德伏斯基, H·P·穆格卡, M·S·考克斯, Z·原
【申请人】应用材料公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年11月6日
【公告号】US20140127404, WO2014074589A1
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