，该基板处理系统配置有四个气体分配组件与具有加载站的四个电感耦合式派形等离子体源；以及
[0024]图5是根据本发明的一个或多个实施例的具有数个光学传感器的气体分配板的正视图。
[0025]为了便于理解，在可能的情况下，已经使用完全相同的参考标号来指示数个附图共同的完全相同的元件。构想了可有益地将一个实施例中的数个元件与特征结合进数个其他实施例，而无需进一步陈述。
【具体实施方式】
[0026]本发明的数个实施例涉及在处理期间进行对晶圆的多种光学测量的设备与方法。当在此说明书与所附权利要求书中使用时，互换使用术语“基板”与“晶圆”，两者都指表面或表面的部分，在该表面或表面的部分上可执行工艺。本领域技术人员将也能够理解，除非另外在上下文中清楚地指示，否则，提及基板也可以仅指该基板的部分。例如，在参照图1所描述的空间分离的ALD中，可将每一个前体传送到基板，但是，在任何给定时刻，仅将任何单个的前体流传送到基板的部分。此外，提及沉积在基板上可以指裸基板以及在上面沉积有或形成有一种或多种膜或特征的基板两者。
[0027]当在此说明书与所附权利要求书中使用时，互换使用术语“反应气体”、“前体”、“反应物”等类似用语以意指包含在原子层沉积工艺中可反应的种类的气体。例如，第一“反应气体”可以简单地吸收到基板表面上，并且可用于与第二反应气体进行的进一步的化学反应。
[0028]本发明的数个实施例提供在旋转式处理期间进行多种光学测量的设备与方法。空间原子层沉积喷淋头在注入器设计中具有数个分离的部分，这些分离的部分实质上免受反应气流。因此，没有膜会被沉积在被定位在这些位置中的光学仪器上。由于在注入器设计中的这些分离的部分，可以安装数个高温计、干涉计与相关器件来获得实际工艺环境的活动温度与膜特性数据。可以在工艺前、工艺期间和/或工艺后获取该数据。这些光学仪器的放置允许在从该晶圆顶侧的内部直径、中间或外部直径区域处监测基座或晶圆。
[0029]图1是根据本发明的一个或多个实施例的处理腔室20的部分的示意性横截面视图。该处理腔室20 —般是可密封外壳，可在真空或至少在低气压条件下操作该可密封外壳。系统100包含气体分配组件30，该气体分配组件30能够跨基板60的顶表面61来分配一种或多种气体。该气体分配组件30可以是本领域技术人员所知悉的任何合适的组件，并且在此描述的特定气体分配组件不应当被视为限制本发明的范围。气体分配组件30的输出面面向基板60的第一表面61。
[0030]与本发明的数个实施例一起使用的基板可以是任何合适的基板。在某些实施例中，基板是刚性的、分立的、总体为平面的基板。当在此说明书与所附权利要求书中使用时，当提及基板时，术语“分立的”意味着该基板具有固定尺寸。一个或多个实施例的基板是半导体基板，例如，200_或300_直径的硅基板。在某些实施例中，该基板是硅、硅锗、砷化镓、氮化镓、锗、磷化镓、磷化铟、蓝宝石和碳化硅中的一种或多种。
[0031]该气体分配组件30包括用于将一个或多个气流传送到基板60的多个气体端口，以及在每一个气体端口之间设置的用于将气流传送出处理腔室20的多个真空端口。在图1的实施例中，气体分配组件30包括第一前体注入器120、第二前体注入器130与净化气体注入器140。这些注入器120、130、140可受(未示出的)系统计算机(例如，主机)控制，或受腔室专用控制器(例如，可编程逻辑控制器)控制。前体注入器120通过多个气体端口 125将化合物A的反应前体的连续(或脉冲)流注入到处理腔室20中。前体注入器130通过多个气体端口 135将化合物B的反应前体的连续(或脉冲)流注入到处理腔室20中。净化气体注入器140通过多个气体端口 145将非反应或净化气体的连续(或脉冲)流注入到处理腔室20中。该净化气体从处理腔室20中去除反应材料与反应副产物。该净化气体一般是惰性气体，例如，氮气、氩气和氦气。气体端口 145设置在气体端口 125与气体端口135之间，以将化合物A的前体与化合物B的前体分离，从而避免这些前体之间的交叉污染。
[0032]在另一方面，可在将多种前体注入到处理腔室20中之前，将(未示出的)远程等离子体源连接至前体注入器120与前体注入器130。可通过将电场施加于远端等离子体源中的化合物来产生反应物的等离子体。可以使用能够激活所预期化合物的任何功率源。例如，可以使用采用基于DC、无线电射频(RF)与微波(Mff)的放电技术的功率源。如果使用RF功率源，则该RF功率源可以是电容或电感耦合的。也可通过基于热的技术、气体击穿技术、高能量光源(例如，UV能)或是暴露于X射线源来产生激活。示例性远程等离子体源可从诸如MKS仪器公司(MKS Instruments, Inc.)与优仪半导体设备有限公司(AdvancedEnergy Industries, Inc.)之类的销售商获得。
[0033]系统100进一步包含栗系统150，该栗系统150连接到处理腔室20。栗系统150一般配置成通过一个或多个真空端口 155将气流排出处理腔室20。真空端口 155设置在每一个气体端口之间，以便在气流与基板表面反应之后将这些气流排出处理腔室20，以及进一步限制这些前体之间的交叉污染。
[0034]该系统100包含多个分区160，这些分区160设置在处理腔室20上的每一个端口之间。每一个分区的下方部分延伸到靠近该基板60的第一表面61，例如，距该第一表面61大约0.5mm或更远。在此方法中，这些分区160的下方部分与基板表面分开足以在这些气流与基板表面反应之后允许这些气流围绕着这些下方部分流向真空端口 155的距离。箭头198指示这些气流的方向。因为这些分区160充当对这些气流的物理阻挡，因此这些分区160也限制了这些前体之间的交叉污染。所示的布置仅是说明性的，而不应当被视为限制本发明的范围。本领域技术人员将理解，所示的气体分配系统仅是一个可能的分配系统，并且可以运用其他形式的喷淋头与气体分配组件。
[0035]这类原子层沉积系统(即，在系统中，同时使多种气体分离地流向基板)被称为空间ALD。操作时，(例如，由机器人)将基板60传送到处理腔室20，并且可在进入该处理腔室之前或之后将该基板60放置在梭动机构(shuttle) 65上。使梭动机构65沿着轨道70或某些其他合适的移动机构，穿过处理腔室20移动，从而在气体分配组件30下方(或上方)通过。在图1所示的实施例中，使梭动机构65沿直线路径移动穿过该腔室。如下文中进一步说明的那样，图3示出使数个晶圆沿圆形路径移动穿过旋转式处理系统的实施例。
[0036]往回参考图1，当基板60移动穿过处理腔室20时，重复地使该基板60的第一表面61暴露给来自气体端口 125的反应气体A与来自气体端口 135的反应气体B，而来自气体端口 145的净化气体在反应气体A与反应气体B之间。设计净化气体的注入以在将基板表面110暴露给下一前体之前，从先前的前体中去除未反应的材料。在每一次暴露给各种气流(例如，反应气体或净化