具有光学测量的旋转式气体分配组件的制作方法_3

文档序号:9332839阅读:来源:国知局
气体)之后,由栗系统150通过真空端口 155排空气流。由于真空端口可以设置在每一个气体端口的两侧,因此,可通过两侧的真空端口 155来排空气流。因此,来自各自的气体端口的气流垂直向下流向基板60的第一表面61,跨过基板表面110并围绕分区160的下方部分流动,最后向上流向真空端口 155。以此方式,每一种气体都可跨基板表面110均匀地分配。箭头198指示气流的方向。在将基板60暴露给各种气流时,也可以旋转基板60。基板的旋转在避免在所形成的数个层中形成带状物(strip)方面是有用的。基板的旋转可以是连续或可按分立的步骤进行,并且当基板正在气体分配组件30下方通过时,或当基板在气体分配组件30之前和/或之后的区域中时,基板的旋转可发生。
[0037]—般在气体分配组件30之后提供足够的空间以确保完全暴露给最后的气体端口。一旦基板60已经完全在气体分配组件30下方通过,则第一表面61已经完全暴露给处理腔室20中每一个气体端口。接着,可以沿相反的方向往回或向前输送基板。如果基板60沿相反的方向移动,则基板表面可以按与第一次暴露相反的顺序再次暴露给反应气体A、净化气体与反应气体B。
[0038]基板表面110被暴露给每一种气体的程度可例如由从气体端口流出的每一种气体的流率与基板60的移动速率来确定。在一个实施例中,每一种气体的流率受控制,以便不从基板表面61中去除所吸收的数种前体。每一个分区之间的宽度、设置在处理腔室20上气体端口的数量以及使基板20跨气体分配组件通过的次数也可以确定基板表面61被暴露给各种气体的程度。因此,所沉积的膜的数量与质量可通过改变上述各种因素来优化。
[0039]虽然已经利用将气体流动向下引向被定位在气体分配组件下方的基板的气体分配组件30来进行了对工艺的描述,但应当理解,这种取向可以是不同的。在某些实施例中,气体分配组件30将气体流动向上引向基板表面。当在此说明书与所附权利要求书中使用时,术语“使……跨……通过”意味着已将基板从气体分配组件的一侧移动至另一侧,使得该基板的整个表面被暴露给来自该气体分配板的每一个气流。在没有进行额外描述的情况下,术语“使……跨……通过”不暗示气体分配组件、气体流动或基板位置的任何特定取向。
[0040]在某些实施例中,梭动机构65是用于携带基板60的基座66。一般而言,基座66是载体,该载体有助于跨基板形成均匀的温度。基座66沿两个方向(相对于图1的布置,从左至右或从右至左)或沿圆形方向(相对于图3)是可移动的。基座66具有用于携带基板60的顶表面67。基座66可以是经加热的基座,使得可对基板60加热以进行处理。作为示例,可由设置在基座66下方的数个辐射热灯90、加热板、电阻线圈或其他加热设备来加热基座66。
[0041 ] 在另一个实施例中,如图2所示,基座66的顶表面67包含凹槽68以接受基板60。基座66 —般比基板的厚度厚,使得在基板下方存在基座材料。在某些实施例中,凹槽68的尺寸经设计,使得当将基板60设置在凹槽68内部时,基板60的第一表面61与基座66的顶表面67保持水平或基板60的第一表面与基座66的顶表面67基本上共平面。换句话说,某些实施例的凹槽68的尺寸经设计,使得当将基板60设置在凹槽68中时,基板60的第一表面61不在基座66的顶表面67上突出。当在此说明书与所附权利要求书中使用时,术语“基本上共平面”意味着晶圆的顶表面与基座组件的顶表面在±0.2mm内是共平面的。在某些实施例中,这些顶表面在±0.15mm、±0.1Omm或±0.05mm内是共平面的。
[0042]图1示出处理腔室的横截面视图,在该处理腔室中示出数个单独的气体端口。此实施例可以是直线型处理系统或派形段,在直线型处理系统中,跨气体分配板的整个宽度,这些单独的气体端口的宽度基本相同,而在派形段中,数个单独的气体端口改变宽度以与该派形一致。图3示出派形气体分配组件30的部分。将使基板沿弧形路径32、跨气体分配组件30通过。单独的气体端口 125、135、145与真空端口 155中的每一个在靠近气体分配组件30的内周边缘33处具有较窄的宽度,而在靠近气体分配组件30的外周边缘34处具有较大的宽度。这些单独的端口的形状或纵横比可以与气体分配组件30段的形状或纵横比成比例,或与气体分配组件30段的形状或纵横比不同。在某些实施例中,这些单独的端口的形状可经设计,使得沿路径32跨气体分配组件30通过的晶圆的每一点在每一个气体端口下方具有大约相同的驻留时间。基板的路径可以与气体端口垂直。在某些实施例中,这些气体分配组件中的每一个都包括多个延长的气体端口,这些延长的气体端口在与由基板横越的路径基本垂直的方向上延伸。当在此说明书与所附权利要求书中使用时,术语“与……基本垂直”意味着移动的总体方向与气体端口的轴近似垂直。对于派形气体端口,可认为气体端口的轴是由沿着端口长度延伸的端口的宽度的中点所定义的线。
[0043]可以使用具有多个气体注入器的数个处理腔室来同时处理多个晶圆,使得这些晶圆经历相同的工艺流程。例如,如图4所示,处理腔室100具有四个气体分配组件30(也称为注入器组件)与四个晶圆60。在处理的开始时,晶圆60可定位在分配组件30之间。将旋转式组件的基座66旋转45°将导致将每一个晶圆60移动到分配组件30以进行膜沉积。额外的45°旋转将使晶圆60移离分配组件30。利用数个空间ALD注入器,在相对于注入器组件移动晶圆期间,在该晶圆上沉积膜。在某些实施例中,旋转基座66,使得晶圆60在分配组件30的下方不停止。晶圆60与气体分配组件30的数量可以是相同或不同的。在某些实施例中,正在被处理的晶圆数量与存在的气体分配组件的数量相同。在一个或多个实施例中,正在被处理的晶圆的数量是气体分配组件的数量的整数倍。例如,如果有四个气体分配组件,则有4X个晶圆正在被处理,其中,X是大于或等于I的整数值。
[0044]图4中所示的处理腔室100仅表示一个可能的配置,而不应当被视为限制本发明的范围。在此,处理腔室100包含多个气体分配组件30。在所示实施例中,具有围绕处理腔室100间隔均匀的四个气体分配组件30。所示的处理腔室100为八边形,然而本领域技术人员将理解,这仅是一种可能的形状,而不应当被视为限制本发明的范围。所示的气体分配组件30为梯形,但本领域技术人员将理解,气体分配组件可以是像图3所示的数个派形段。当在此说明书与所附权利要求书中使用时,互换使用术语“派形”与“楔形”以描述总体为圆扇形的体。例如,楔形段可以是圆形或碟形物体的片段或部分。在某些实施例中,该片段或部分限定了小于180度的弧,更特定地,小于135度,最特定地,小于90度。在特定实施例中,派形或楔形扇形部分限定 90°、85。、80。、75。、70。、65。、60。、55。、50。、45。、40°、35°、30°、25°、20°或15°的弧。派形段的内边缘可以终止于某点,或可以被截为平坦的边缘或圆形边缘。类似地,该派形段的外边缘可以是直的或弯曲的。
[0045]处理腔室100包含基板支撑装置,该基板支撑装
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