按需填充安瓿的制作方法
【技术领域】
本发明涉及半导体加工领域，更具体涉及按需填充安瓿
【背景技术】
[0001]某些衬底加工操作可能利用前体。前体可以容纳在安瓿中。可能希望恒定的头体积和恒定的前体温度以确保加工的衬底的均匀性。另外，在加工衬底时，再填充引起的前体搅动可能是不可取的。最后，再填充时间会影响生产量并且可能希望高生产量。
【发明内容】
[0002]在某些实现方案中，可以详述一种用于再填充衬底加工设备的安瓿的方法。所述方法可以包括:(a)确定满足安瓿再填充开始条件，其中所述安瓿再填充开始条件包括确定所述衬底加工设备处于或将要进入用所述前体再填充所述安瓿引起的前体的搅动会对所述衬底加工设备加工的衬底的一致性具有最小影响的阶段；(b)用前体再填充所述安瓿，其中用前体再填充所述安瓿与至少一个其他的衬底加工操作同时执行；(c)确定满足安瓿再填充停止条件；并且(d)停止用所述前体再填充所述安瓿。
[0003]在一些这样的实现方案中，在(a)中用所述前体填充所述安瓿引起的前体的搅动会对所述衬底加工设备加工的衬底的一致性具有最小影响的所述阶段可以是前体没有被输送到衬底加工室时的阶段，其中所述衬底加工室被构造成接收衬底并且输送前体到所述衬底上。
[0004]在所述方法的一些其他的或附加的实现方案中，所述安瓿再填充开始条件可以包括确定在容纳在所述衬底加工设备中的衬底上已经完成一系列沉积操作。在一些这样的实现方案中，所述一系列沉积操作可以是与原子层沉积相关联的沉积操作。
[0005]在所述方法的一些其他的或附加的实现方案中，所述安瓿填充开始条件可以包括确定所述前体体积低于阈值体积。在一些这样的实现方案中，所述阈值体积可以是小于总安瓿体积的约50%的前体体积。
[0006]在所述方法的一些其他的或附加的实现方案中，所述安瓿填充开始条件可以包括确定当前正在进行用于沉积操作的设置。
[0007]在所述方法的一些其他的或附加的实现方案中，与填充所述安瓿同时执行的所述至少一个其他的衬底加工操作可以包括晶片换位操作。
[0008]在所述方法的一些其他的或附加的实现方案中，与填充所述安瓿同时执行的所述至少一个其他的衬底加工操作可以包括所述前体和/或所述衬底的温度浸泡。
[0009]在所述方法的一些其他的或附加的实现方案中，与填充所述安瓿同时执行的所述至少一个其他的衬底加工操作可以包括抽排至基压操作。
[0010]在所述方法的一些其他的或附加的实现方案中，所述安瓿填充停止条件可以选自由以下各项组成的组:确定已经触发安瓿满液位传感器、确定安瓿填充定时器已经期满、或者确定已经触发安瓿填充停止。在一些这样的实现方案中，所述安瓿满液位传感器可以在所述安瓿具有超过所述总安瓿体积的约80%的前体体积时已经触发。在一些其他这样的实现方案中，所述安瓿满液位传感器可以在所述安瓿具有在所述总安瓿体积的约70-100 %之间的范围内的前体体积时可以被触发。在一些其他这样的实现方案中，所述安瓿填充定时器可以是小于约45秒的时间段。在一些其他这样的实现方案中，所述安瓿填充定时器可以在以下一项或多项之前被触发:用前体充填所述衬底加工设备的流动通道；以及在所述衬底上执行一系列沉积操作。
[0011]在一些其他的或附加的实现方案中，所述方法可以进一步包括:在(d)之后，用前体充填所述衬底加工设备的流动通道。
[0012]在一些其他的或附加的实现方案中，所述方法可以进一步包括:在(d)之后，在所述衬底上执行一系列沉积操作。
[0013]在某些具体实施中，可以详述一种前体再填充系统。所述前体再填充系统可以包括一个安瓿和一个或多个控制器。所述安瓿可以被构造成容纳前体，是衬底加工设备的组件，并且流体地连接到前体输送系统和前体源。所述一个或多个控制器可以被构造成:(a)确定满足安瓿填充开始条件，其中所述安瓿填充开始条件包括确定所述衬底加工设备处于或将要进入用所述前体填充所述安瓿引起的前体的搅动会对所述衬底加工设备加工的衬底的一致性具有最小影响的阶段；(b)使所述安瓿被用来自所述前体源的前体填充，其中用前体填充所述安瓿与至少一个其他的衬底加工操作同时执行；(c)确定满足安瓿填充停止条件；并且(d)停止用所述前体填充所述安瓿。
[0014]在所述衬底加工设备的一些这样的实现方案中，所述安瓿和所述前体源可以经由第一流动通道流体地连接；所述第一流动通道可以包括阀门；用前体填充所述安瓿可以包括打开所述阀门；并且停止用前体填充所述安瓿可以包括关闭所述阀门。
[0015]在所述衬底加工设备的一些其他的或附加的这样的实现方案中，所述安瓿和所述前体输送系统可以经由第二流动通道流体地连接；所述第二流动通道可以包括阀门；并且在(a)中，用所述前体填充所述安瓿引起的前体的搅动会对所述衬底的一致性具有最小影响的所述阶段可以包括所述第二流动通道上的阀门关闭的阶段。
[0016]在所述衬底加工设备的一些其他的或附加的这样的实现方案中，所述衬底加工设备可以进一步包括:沉积室；以及容纳在所述沉积室内的衬底加工站，其中所述衬底加工站可以包括被构造成接收衬底的衬底夹具并且所述前体输送系统被构造成在加工所述衬底加工站接收的衬底期间输送前体。
[0017]以下将参照附图更加详细地描述本发明的这些和其他特征。
【附图说明】
[0018]图1A不出了具有按需填充安瓶的不例性衬底加工设备的不意图。
[0019]图1B不出了具有按需填充安瓶的不例性衬底加工设备的另一个不意图。
[0020]图2是详述利用按需填充安瓿的示例性沉积工艺操作的工艺流程图。
[0021]图3是详述控制示例性按需填充安瓿的算法的工艺流程图。
[0022]图4A示出了用于图1A的示例的衬底加工设备的衬底加工的步骤。
[0023]图4B示出了用于图1A的示例的衬底加工设备的衬底加工的另一个步骤。
[0024]图4C示出了用于图1A的示例的衬底加工设备的衬底加工的附加步骤。
[0025]图4D示出了用于图1A的示例的衬底加工设备的衬底加工的另外的步骤。
[0026]图5是使用按需填充的衬底加工与不使用按需填充的衬底加工的衬底加工结果的比较。
【具体实施方式】
[0027]附图和以下描述中阐述了本说明书中描述的主题的一个或多个实现方案的细节。从说明书、附图和权利要求书可以明白其他特征、方面和优点。要注意，以下附图的相对尺寸未按比例绘制，除非特别指明按比例绘制。
[0028]应当理解，本文中使用的术语“半导体晶片”可以指的是由例如硅之类的半导体材料制成的晶片以及由一般不称为半导体但是通常在上面设置半导体材料的材料(例如，电介质和/或导体)制成的晶片。绝缘体上硅结构(SOI)晶片是一种这样的实例。本发明中描述的设备和方法可以用于加工多尺寸的半导体晶片，包括200mm、300mm和450mm直径的半导体晶片。
[0029]均匀度是制造高质量半导体晶片的重要因素。例如，沉积的层的厚度和质量应当是不同晶片之间均匀而且晶片的特征之间均匀。在半导体加工的某些实现方案中，液态前体在沉积在半导体晶片上之前可能需要蒸发。液态前体可以容纳在安瓿中，并且载气，例如，氩气或其他惰性气体可以流过安瓿以携带蒸发的前体到半导体加工室中。载气可以“被推”(气体被迫流过管道)亦或“被拉”(气体被拉流过管线，可能通过真空)穿过安瓿而携带蒸发的前体。在某些沉积工艺，例如原子层沉积(ALD)中，晶片均匀度可能得益于安瓿内较恒定的头体积以及恒定的前体温度。在某些实现方案中，目标头体积可以是安瓿体积的约20% -30%的体积。因此，当头体积约为安瓿体积的约20% -30%时，安瓿的约70% -80%可以填充前体。另外，晶片均匀性还可能得益于缺少由前体的不均匀蒸发引起的前体搅动。最后，高晶片生产量对于制造半导体晶片是重要的。目前，安瓿通常通过手动填充、自动填充、同时填充或在维护期间再填充进行再填充。然而，当前的技术在沉积期间使用时都没有将相当恒定的头体积和前体温度组合、在沉积期间缺乏前体搅动以及没有高晶片生产量。
[0030]图1A不出了具有按需填充安瓶的不例性衬底