用于空間上分離的原子層沉積腔室的改進(jìn)的注射器的制作方法
本公開的實(shí)施例總體上關(guān)于用于處理基板的設(shè)備。具體而言，本公開的實(shí)施例關(guān)于用于控制在處理腔室內(nèi)的氣流的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件形成一般在包含多個腔室的基板處理系統(tǒng)或平臺中進(jìn)行，所述系統(tǒng)或平臺也可稱為群集工具。在一些實(shí)例中，多腔室處理平臺或群集工具的目的是在受控環(huán)境中依序在基板上執(zhí)行兩個或更多個工藝。然而，在其他實(shí)例中，多個腔室處理平臺僅可在基板上執(zhí)行單個處理步驟?？刹捎妙~外的腔室以使處理基板的速率最大化。在后一種情況下，在基板上執(zhí)行的工藝典型地是批量工藝，其中在給定腔室中同時處理相對大數(shù)目的基板(例如，25或50個基板)。批量處理對于以經(jīng)濟(jì)上可行的方式在各個基板上執(zhí)行過于耗時的工藝是特別有益的，諸如對原子層沉積(ald)工藝和一些化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝是特別有益的。
空間式ald的概念基于不同的氣體相反應(yīng)性化學(xué)品的清楚分離。防止化學(xué)品的混合以避免氣體相反應(yīng)?？臻g式ald腔室的大體設(shè)計可包括在承接器(susceptor)(或晶片表面)與氣體注射器之間的小間隙。此間隙可在約0.5mm至約2.5mm的范圍中。真空泵送通道經(jīng)定位圍繞每一個化學(xué)品噴淋頭。惰性氣體凈化通道在多個化學(xué)品噴淋頭之間以使氣體相的混合最小化。雖然目前的注射器設(shè)計能夠防止氣體相混合反應(yīng)性物質(zhì)(species)，但是注射器對前體暴露在何處以及何時發(fā)生不提供足夠的控制。本技術(shù)領(lǐng)域?qū)τ糜诳刂七M(jìn)入處理腔室的氣體的流動具有持續(xù)的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本公開的一個或更多個實(shí)施例涉及氣體遞送系統(tǒng)，所述氣體遞送系統(tǒng)包含與第一接合點(diǎn)流體連通的第一入口管線。至少兩個第一腿部連接至所述第一接合點(diǎn)且與所述第一接合點(diǎn)流體連通。所述至少兩個第一腿部中的每一個與至少一個閥流體連通。第二入口管線與每一個閥流體連通。出口腿部與每一個閥流體連通，并且終止在出口端中。每一個閥控制從所述第一腿部至所述出口腿部的流體的流。從所述第一接合點(diǎn)至所述出口端中的每一個出口端的距離基本上相同。
一些實(shí)施例涉及氣體遞送系統(tǒng)，所述氣體遞送系統(tǒng)包含與第一接合點(diǎn)流體連通的第一入口管線。兩個第一腿部連接至所述第一接合點(diǎn)且與所述第一接合點(diǎn)流體連通。所述至少兩個第一腿部中的每一個與第二接合點(diǎn)流體連通。兩個第二腿部與所述第二接合點(diǎn)中的每一個和閥流體連通。第二入口管線與所述閥中的每一個流體連通。出口腿部與所述閥中的每一個流體連通，并且具有出口端。每一個閥控制從所述第一腿部至所述口腿部的流體的流。從所述第一接合點(diǎn)通過所述第二接合點(diǎn)至所述出口端中的每一個出口端的距離基本上相同。
本公開的一個或更多個實(shí)施例涉及處理腔室，所述處理腔室包含氣體分配組件。所述氣體分配組件包含多個細(xì)長的氣體端口，所述多個細(xì)長的氣體端口包括至少一個第一反應(yīng)性氣體端口和至少一個第二反應(yīng)性氣體端口。所述第一反應(yīng)性氣體端口中的每一個從所述第二反應(yīng)性氣體端口中的每一個分離。第一氣體遞送系統(tǒng)與所述第一反應(yīng)性氣體端口和所述第二反應(yīng)性氣體端口中的一者流體連通。所述第一氣體遞送系統(tǒng)包含與第一接合點(diǎn)流體連通的第一入口管線。至少兩個第一腿部連接至所述第一接合點(diǎn)且與所述第一接合點(diǎn)流體連通。所述至少兩個第一腿部中的每一個與至少一個閥流體連通。第二入口管線與每一個閥流體連通。出口腿部與每一個閥以及所述多個第一反應(yīng)性氣體端口或所述第二反應(yīng)性氣體端口中的一者流體連通。每一個閥控制從所述第一腿部至所述出口腿部的流體的流。從所述第一接合點(diǎn)至所述出口端中的每一個出口端的距離基本上相同。
附圖說明
因此，為了可詳細(xì)地理解使本公開的上述特征的方式，可參照實(shí)施例進(jìn)行對上文簡要概述的本公開的更具體的描述，在所附附圖中繪示實(shí)施例中的一些。然而，所附附圖僅繪示本公開的典型實(shí)施例，且因此不應(yīng)視為限制范圍，因為本公開可準(zhǔn)許其他等效實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的空間式原子層沉積腔室的側(cè)剖面圖；
圖2是根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的基板處理系統(tǒng)的示意平面圖，所述基板處理系統(tǒng)配置有四個氣體分配組件單元以及裝載站；
圖3示出根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的處理腔室的剖面圖；
圖4示出根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的承接器組件和氣體分配組件單元的透視圖；
圖5示出根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的處理腔室的剖面圖；
圖6示出根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的餅形(pie-shaped)氣體分配組件的示意圖；
圖7示出根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的氣體分配組件的示意圖；
圖8示出根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的氣體遞送系統(tǒng)的示意圖；
圖9示出根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的氣體遞送系統(tǒng)的示意圖；
圖10示出根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的氣體遞送系統(tǒng)的示意圖；以及
圖11示出根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的兩個氣體遞送系統(tǒng)的示意圖的示意性顯示。
具體實(shí)施方式
本公開的實(shí)施例提供用于連續(xù)基板沉積的基板處理系統(tǒng)，以使產(chǎn)量最大化并改善處理效率和均勻性?；逄幚硐到y(tǒng)也可用于預(yù)沉積和后沉積基板加工(treatment)。本公開的實(shí)施例關(guān)于在用于在批量處理器中增加沉積均勻性的設(shè)備和方法。
如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“基板(substrate)”和“晶片(wafer)”可互換地使用，兩者均指稱可作用于其上的表面或表面的部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，對基板的引述(reference)也可以指基板的僅一部分，除非上下文另外清楚地指示。例如，在參照圖1所述的空間上分離的ald中，每一種前體被遞送至基板，但是在任何給定時刻，任何單獨(dú)的前體流僅遞送至基板的部分。此外，對在基板上沉積的引述可意味著以下兩者：裸基板；以及具有沉積或形成在其上的一個或更多個膜或特征的基板。
如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“反應(yīng)性氣體(reactivegas)”、“工藝氣體(processgas)”、“前體(precursor)”、“反應(yīng)物(reactant)”等可互換地使用，用以意指氣體，所述氣體包括在原子層沉積工藝中是反應(yīng)性的物質(zhì)。例如，第一“反應(yīng)性氣體”可簡單地吸收到基板的表面上，并且可用于與第二反應(yīng)性氣體的進(jìn)一步化學(xué)反應(yīng)。
本公開的實(shí)施例關(guān)于用于改善用于空間式原子層沉積(ald)腔室的注射器設(shè)計的方法和設(shè)備，所述空間式原子層沉積(ald)腔室允許對何時以及何處發(fā)生前體暴露的精確控制。一些實(shí)施例的增加的控制可幫助改善若干可制造性要求，所述可制造性要求包括但不限于膜輪廓匹配(filmprofilematching)以及晶片對晶片匹配(wafertowafermatching)。目前的注射器設(shè)計可能無法提供足夠的控制，結(jié)果，可能呈現(xiàn)相對于膜輪廓匹配和晶片對晶片匹配方面的一些限制。
圖1是根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的處理腔室100的部分的示意剖面圖。處理腔室100大致上是可密封包體(sealableenclosure)，所述可密封包體在真空或至少低壓力條件下操作。系統(tǒng)包括氣體分配組件30，所述氣體分配組件30能夠跨基板60的頂表面61分配一種或更多種氣體。氣體分配組件30可以是為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何合適的組件，并且所描述的特定氣體分配組件不應(yīng)被視為限制本公開的范圍。氣體分配組件30的輸出面朝向基板60的頂表面61。
與本公開的實(shí)施例一起使用的基板可以是任何合適的基板。在一些實(shí)施例中，基板是剛性、離散、大致上平面的基板。如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，當(dāng)指稱基板時，術(shù)語“離散的(discrete)”意味著基板具有固定的尺度。一個或更多個實(shí)施例的基板是半導(dǎo)體基板，諸如，200mm或300mm直徑的硅基板。在一些實(shí)施例中，基板是以下一者或更多者：硅、硅鍺、砷化鎵、氮化鎵、鍺、磷化鎵、磷化銦、藍(lán)寶石(sapphire)和碳化硅。
氣體分配組件30包含多個氣體端口和多個真空端口，所述多個氣體端口用于將一個或更多個氣體流傳輸至基板60，所述多個真空端口設(shè)置在每一個氣體端口之間以將氣體流傳出處理腔室100。在圖1的實(shí)施例中，氣體分配組件30包含第一前體注射器120、第二前體注射器130和凈化氣體注射器140。注射器120、130、140可由系統(tǒng)計算機(jī)(未示出)(諸如，主機(jī))控制，或由腔室特定控制器(諸如，可編程邏輯控制器)控制。前體注射器120通過多個氣體端口125將化合物a的反應(yīng)性前體的連續(xù)(或脈沖)流注入到處理腔室100中。前體注射器130通過多個氣體端口135將化合物b的反應(yīng)性前體的連續(xù)(或脈沖)流注入到處理腔室100中。凈化氣體注射器140通過多個氣體端口145將非反應(yīng)性或凈化氣體的連續(xù)(或脈沖)流注入到處理腔室100中。凈化氣體從處理腔室100去除反應(yīng)性材料和反應(yīng)性副產(chǎn)物。凈化氣體典型地是惰性氣體，諸如，氮?dú)狻鍤夂秃?。氣體端口145設(shè)置在氣體端口125與氣體端口135之間，以便將化合物a的前體與化合物b的前體分開，從而避免前體之間的交叉污染。
另一方面，在將前體注射到處理腔室100中之前，遠(yuǎn)程等離子體源(未示出)可連接至前體注射器120和前體注射器130。通過將電場施加至遠(yuǎn)程等離子體源內(nèi)的化合物，可生成反應(yīng)性物質(zhì)的等離子體?？墒褂媚軌蚧罨谕衔锏娜魏坞娫?。例如，可使用利用基于dc、射頻(rf)和微波(mw)的放電技術(shù)的電源。如果使用rf電源，則電源可以是電容性耦接或電感性耦接的。也可通過基于熱的技術(shù)(thermallybasedtechnique)、氣體擊穿技術(shù)(gasbreakdowntechnique)、高能量光源(例如，uv能量)、或暴露至x射線源產(chǎn)生活化。示例性遠(yuǎn)程等離子體源可從供應(yīng)商處獲得，諸如mks儀器公司(mksinstruments,inc.)以及先進(jìn)能源工業(yè)公司(advancedenergyindustries,inc)。
系統(tǒng)可以是連接至處理腔室的泵送系統(tǒng)。泵送系統(tǒng)大致上配置成通過一個或更多個真空端口將氣體流排出處理腔室。真空端口設(shè)置在每一個氣體端口之間，以便在氣體流與基板表面反應(yīng)之后將氣體流排出處理腔室，并進(jìn)一步限制前體之間的交叉污染。
系統(tǒng)包括設(shè)置在處理腔室100上在每一個端口之間的多個分區(qū)160。每一個分區(qū)的下部延伸靠近基板60的第一表面61，例如，距第一表面61約0.5mm或更遠(yuǎn)。以此方式，分區(qū)160的下部與基板表面分開一距離，所述距離足以允許氣體流在氣體流與基板表面反應(yīng)后，繞下部流向真空端口155。箭頭198指示氣體流的方向。由于分區(qū)160操作為對氣體流的物理阻擋，因此所述分區(qū)160也限制前體之間的交叉污染。所示出的布置僅是說明性的，且不應(yīng)被視為限制本公開的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，所示出的氣體遞送系統(tǒng)僅是一種可能的分配系統(tǒng)，并且也可采用其他類型的噴淋頭和氣體分配組件。
此類原子層沉積系統(tǒng)(即，其中多種氣體同時且分離地流向基板)被稱為空間式ald。在操作中，基板60被遞送(例如，通過機(jī)器人)至處理腔室100，并且可在進(jìn)入處理腔室之前或之后被放置在梭道(shuttle)65上。梭道65沿軌道70或某個其他合適的移動機(jī)構(gòu)移動穿過處理腔室100，從而在氣體分配組件30下方(或上方)通行。在圖1中所示出的實(shí)施例中，梭道65在線性路徑中移動通過腔室。在一些實(shí)施例中，晶片在圓形路徑中移動通過旋轉(zhuǎn)料架處理系統(tǒng)。
請往回參照圖1，當(dāng)基板60移動通過處理腔室100時，基板60的第一表面61反復(fù)地暴露至來自氣體端口125的反應(yīng)性氣體a以及來自氣體端口135的反應(yīng)性氣體b，其間有來自氣體端口145的凈化氣體。凈化氣體的注入經(jīng)設(shè)計以在將基板表面110暴露至下一個前體之前，去除來自先前前體的未反應(yīng)材料。在對各種氣體流(例如，反應(yīng)性氣體或凈化氣體)的每次暴露后，由泵送系統(tǒng)通過真空端口155抽空氣體流。由于真空端口可設(shè)置在每一個氣體端口的兩側(cè)上，因此氣體流通過在兩側(cè)上的真空端口155被抽空。因此，氣體流從各個氣體端口豎直向下流向基板60的第一表面61，橫跨基板表面110且繞分區(qū)160的下部，并最后向上朝向真空端口155。以此方式，每一種氣體可以跨基板表面110均勻地分布。箭頭198指示氣體流動的方向。也可在基板60暴露至各種氣體流時旋轉(zhuǎn)基板60。基板的旋轉(zhuǎn)對防止在所形成的層中形成條可以是有用的。基板的旋轉(zhuǎn)可以是連續(xù)的或離散步進(jìn)式的，并且可在基板正在氣體分配組件30下方傳遞時發(fā)生，或在基板在氣體分配組件30前和/或后的區(qū)域中時發(fā)生。
足夠的空間大致上在氣體分配組件30后提供，以確保對最后的氣體端口的完全暴露。一旦已完全在氣體分配組件30下方傳遞基板60，第一表面61就已完全經(jīng)暴露于處理腔室100中的每一個氣體端口。接著在相反方向上往回傳送基板或往前傳送基板。如果在相反方向上移動基板60，則基板表面能以與第一次暴露相反的次序再次暴露至反應(yīng)性氣體a、凈化氣體和反應(yīng)性氣體b。
基板表面110暴露于每一種氣體的程度可例如由從氣體端口出來的每一種氣體的流率(flowrate)和基板60的移動速率來確定。在一個實(shí)施例中，每一種氣體的流率經(jīng)控制，以便不從基板表面61去除所吸收的前體。每一分區(qū)之間的寬度、設(shè)置在處理腔室100上的氣體端口的數(shù)目以及跨氣體分配組件傳遞基板的次數(shù)也可確定基板表面61暴露于多種氣體的程度。因此，可通過改變上述因子來優(yōu)化所沉積的膜的數(shù)量和質(zhì)量。
雖然已利用將氣體流動向下引導(dǎo)向定位在氣體分配組件下方的基板的氣體分配組件30對工藝進(jìn)行了描述，但是此定向可以是不同的。在一些實(shí)施例中，氣體分配組件30將氣體流動向上引導(dǎo)向基板表面。如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“跨……傳遞(passedacross)”意味著已將基板從氣體分配組件的一側(cè)移動至另一側(cè)，使得基板的整體表面暴露至來自氣體分配板材的每一個氣體流。在沒有附加描述的情況下，術(shù)語“跨……傳遞”不暗示氣體分配組件、氣流或基板位置的任何具體定向。
在一些實(shí)施例中，梭道65是幫助形成跨基板的均勻溫度的載體(carrier)。承接器在兩個方向上都是可移動的(相對于圖1的布置，從左到右以及從右到左)或在圓形方向上是可移動的(相對于圖2)。承接器具有用于承載基板60的頂表面。承接器可是經(jīng)加熱的承接器，使得基板60可以經(jīng)加熱以用于處理。作為示例，承接器66可通過設(shè)置在承接器下方的輻射熱燈90、加熱板材、電阻線圈、或其他加熱裝置來加熱。
圖1示出處理腔室的剖面圖，其中示出各個氣體端口。此實(shí)施例可是線性處理系統(tǒng)或餅形段，在線性處理系統(tǒng)中，各個氣體端口的寬度跨氣體分配板材的整個寬度基本上相同，在餅形段中，各個氣體端口改變寬度以適形于餅形。圖3示出餅形氣體分配組件220的部分。
具有多個氣體注射器的處理腔室可用于同時處理多個晶片，使得晶片經(jīng)歷相同的工藝流程。這經(jīng)常被稱為批量處理或批量處理腔室。例如，如圖2中所示，處理腔室100具有四個氣體分配組件30和四個基板60。在處理的開始時，基板60可定位在多個氣體分配組件30之間。將旋轉(zhuǎn)料架的承接器66旋轉(zhuǎn)45°將造成每一個基板60被移動至注射器組件30用于膜沉積(filmdeposition)。這是圖2中所示的位置。附加的45°旋轉(zhuǎn)將會將基板60移離氣體分配組件30。利用空間式ald注射器在晶片相對于注射器組件的移動期間，膜沉積在晶片上。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)承接器66，使得基板60不在氣體分配組件30下方停止?；?0和氣體分配組件30的數(shù)目可以是相同或不同的。在一些實(shí)施例中，正在被處理的晶片與氣體分配組件有相同數(shù)目。在一個或更多個實(shí)施例中，正在被處理的晶片的數(shù)目是氣體分配組件的數(shù)目的整數(shù)倍。例如，如果有四個氣體分配組件，則有4x個正在被處理的晶片，其中x是大于或等于一的整數(shù)值。
圖2中所示的處理腔室100僅是一個可能配置的表示，并且不應(yīng)被視為限制本公開的范圍。在此，處理腔室100包括多個氣體分配組件30。在所示實(shí)施例中，具有繞處理腔室100均勻地間隔開的四個氣體分配組件30。所示處理腔室100為八邊形，然而，本領(lǐng)域具通常知識者將了解此是一個可能的形狀，且不應(yīng)被視為限制本公開的范圍。所示出的氣體分配組件30是矩形，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，氣體分配組件可以是餅形段。此外，每一個段可配置成以空間類型布置遞送氣體(所述空間類型布置具有從相同的段流動的多種不同的反應(yīng)性氣體)，或配置成遞送單個反應(yīng)性氣體或反應(yīng)性氣體的混合物。
處理腔室100包括基板支撐設(shè)備，示出為圓形承接器66或承接器組件?；逯卧O(shè)備或承接器66能夠在氣體分配組件30的中的每一個下方移動多個基板60。負(fù)載鎖定82可連接至處理腔室100的一側(cè)以允許基板60被載入腔室100或從腔室100卸載。
處理腔室100可包括定位在多個氣體分配組件30的任意者或各者之間的多個第一加工站80或第一加工站的集合80。在一些實(shí)施例中，第一加工站80的正的每一者對基板60提供相同的加工。
加工站的數(shù)目和加工站的不同類型的數(shù)目可取決于工藝而變化。例如，可以有定位在多個氣體分配組件30之間的一個、兩個、三個、四個、五個、六個、七個或更多個加工站。每一個加工站可獨(dú)立每一個其他加工站的集合來提供不同的加工，或可有相同類型和不同類型的加工的混合。在一些實(shí)施例中，各個加工站中的一者或更多者提供與其他各個加工站中的一者或更多者不同的加工。圖2中所示的實(shí)施例示出四個氣體分配組件，所述四個氣體分配組件之間具有空間，所述空間之間可包括某個類型的加工站。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易地從此圖構(gòu)想出，處理腔室可輕易具有例如八個氣體分配組件，所述八個氣體分配組件之間具有氣幕(gascurtain)。
加工站可將任何合適類型的加工提供至基板、基板上的膜或承接器組件。例如，uv(紫外線)燈、閃光燈、等離子體源和加熱器。隨后，在具有氣體分配組件30的多個位置之間將晶片移動至具有例如噴淋頭的位置，所述噴淋頭將等離子體遞送至晶片。等離子體站被稱為加工站80。在一個或更多個示例中，可以在每一個沉積層后利用等離子體加工(plasmatreatment)來形成氮化硅膜。由于理論上只要表面是飽和的則ald反應(yīng)就是自限的，因此對沉積氣體的額外暴露將不會對膜造成損傷。
旋轉(zhuǎn)料架的旋轉(zhuǎn)可以是連續(xù)的或非連續(xù)的。在連續(xù)處理中，晶片恒定地旋轉(zhuǎn)，使得這些晶片輪流暴露于注射器中的每一個。在非連續(xù)處理中，晶片可移動至注射器區(qū)域且停止，而接著至注射器之間的區(qū)域84且停止。例如，旋轉(zhuǎn)料架可旋轉(zhuǎn)，使得晶片從注射器間區(qū)域橫注射器移動(或相鄰于注射器停止)，且接著繼續(xù)至下一注射器間區(qū)域，在所述下一注射器間區(qū)域，基板可再次暫停。在多個注射器之間的暫?？商峁┯糜谠诿恳粋€層沉積之間的額外處理步驟(例如，暴露于等離子體)的時間。
在一些實(shí)施例中，處理腔室包含多個氣幕40。每一個氣幕產(chǎn)生阻擋以防止或最小化來自氣體分配組件30的處理氣體的移動從氣體分配組件區(qū)域遷移，并且防止或最小化來自加工站80的氣體從加工站區(qū)域遷移。氣幕40可包括可將各個處理區(qū)段與相鄰區(qū)段隔離的氣體和真空流的任何合適的組合。在一些實(shí)施例中，氣幕40是凈化(或惰性)氣體流。在一個或更多個實(shí)施例中，氣幕40是從處理腔室去除氣體的真空流。在一些實(shí)施例中，氣幕40是凈化氣體和真空流的組合，使得依序有凈化氣體流、真空流和凈化氣體流。在一個或更多個實(shí)施例中，氣幕40是真空流和凈化氣體流的組合，使得依序有真空流、凈化氣體流和真空流。圖2中示出的氣幕40定位在氣體分配組件30與加工站80中的每一者之間，但是幕可沿處理路徑定位在任何一個或更多個點(diǎn)處。
圖3示出處理腔室200的實(shí)施例，處理腔室200包括氣體分配組件220(也稱為注射器)和承接器組件230。在此實(shí)施例中，承接器組件230是剛性主體。一些實(shí)施例的剛性主體具有不大于0.05mm的下垂公差(drooptolerance)。例如，致動器232可例如放置在承接器組件230的外徑區(qū)域的三個位置處。如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“外徑(outerdiameter)”和“內(nèi)徑(innerdiameter)”分別指稱靠近外周邊緣和內(nèi)周邊緣的區(qū)域。外徑不是指承接器組件230的最外邊緣的特定位置，而是指靠近承接器組件230的外邊緣231的區(qū)域。這可在圖3中從致動器232的放置中看見。致動器232的數(shù)目可從一個變化到將在可用的實(shí)體空間內(nèi)適配的任何數(shù)目。一些實(shí)施例具有定位在外徑區(qū)域231中的兩組、三組、四組或五組致動器232。如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“致動器(actuator)”指能夠?qū)⒊薪悠鹘M件230或承接器組件230的部分移向或移離氣體分配組件220的任何單部件或多部件機(jī)構(gòu)。例如，致動器232可用于確保承接器組件230與氣體分配組件220基本上平行。如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，用于這方面的術(shù)語“基本上平行(substantiallyparallel)”意味著部件的平行性(paralellism)相對于多個部件之間的距離不會變化大于5％。
一旦壓力從致動器232施加至承接器組件230，就可將承接器組件230放平(level)。隨著由致動器232施加壓力，間隙210的距離可設(shè)定至在約0.1mm至約2.0mm的范圍內(nèi)、或在約0.2mm至約1.8mm的范圍內(nèi)、或在約0.3mm至約1.7mm的范圍內(nèi)、或在約0.4mm至約1.6mm的范圍內(nèi)、或在約0.5mm至約1.5mm的范圍內(nèi)、或在約0.6mm至約1.4mm的范圍內(nèi)、或在約0.7mm至約1.3mm的范圍內(nèi)、或在約0.8mm至約1.2mm的范圍內(nèi)、或在約0.9mm至約1.1mm的范圍內(nèi)、或約1mm。
承接器組件230定位在氣體分配組件220下方。承接器組件230包括頂表面241，并可選地包括在頂表面241中的至少一個凹槽243。取決于所處理的基板260的形狀和尺寸，凹槽243可以是任何合適的形狀和尺寸。在所示實(shí)施例中，凹槽243具有繞凹槽243的外周邊緣的臺階區(qū)域。臺階可經(jīng)定尺寸以支撐基板260的外周邊緣。由臺階支撐的基板260的外周邊緣的量可取決于例如晶片的厚度以及晶片的背側(cè)上已經(jīng)呈現(xiàn)的特征的存在而變化。
在一些實(shí)施例中，如圖3中所示，承接器組件230的頂表面241中的凹槽243經(jīng)定尺寸，使得在凹槽243中被支撐的基板260具有與承接器組件230的頂表面241基本上共面的頂表面261。如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“基本上共面(substantiallycoplanar)”意味著晶片的頂表面和承接器組件的頂表面在±0.2mm內(nèi)共面。在一些實(shí)施例中，這些頂表面在±0.15mm、±0.10mm或±0.05mm內(nèi)共面。
圖3的承接器組件230包括能夠提起、降低和旋轉(zhuǎn)承接器組件230的支撐柱240。承接器組件230可在支撐柱240的中心內(nèi)包括加熱器、或氣體管線或電氣部件。支撐柱240可是增加或減小承接器組件230與氣體分配組件220之間的間隙從而將承接器組件230移動至大致位置的主要裝置。致動器232可接著對承接器組件的位置進(jìn)行微調(diào)，以產(chǎn)生預(yù)定間隙。
圖3中所示的處理腔室100是旋轉(zhuǎn)料架型腔室，在所述旋轉(zhuǎn)料架型腔室中，承接器組件230可固持多個基板260。氣體分配組件220可包括多個分離的注射器單元221，每一個注射器單元221能夠當(dāng)在注射器單元221下方移動晶片時在基板260上沉積膜或膜的部分。圖4示出旋轉(zhuǎn)料架型處理腔室200的透視圖。兩個餅形注射器單元221示出為定位在承接器組件230的大致相對的側(cè)上且在承接器組件230上方。僅出于說明性目的示出注射器單元221的此數(shù)目。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可包括更多或更少注射器單元221。在一些實(shí)施例中，有足夠數(shù)目的餅形注射器單元221以形成適形于承接器組件230形狀的形狀。在一些實(shí)施例中，可獨(dú)立地移動、移除和/或替換各個餅形注射器單元221中的每一個而不影響其他注射器單元221中的任一者。例如，可抬高一個段以準(zhǔn)許機(jī)器人接取承接器組件230與氣體分配組件220之間的區(qū)域來裝載/卸載基板260。
圖5示出本公開的另一實(shí)施例，其中承接器組件230不是剛性主體。在一些實(shí)施例中，承接器組件230所具有的下垂公差不大于約0.1mm、或不大于約0.05mm、或不大于約0.025mm、或不大于約0.01mm。在圖5的實(shí)施例中，致動器232放置在承接器組件230的外徑區(qū)域231處以及內(nèi)徑區(qū)域239處。致動器232可定位在繞承接器組件230的內(nèi)周和外周的任何合適數(shù)目的地方。在一些實(shí)施例中，致動器232放置在外徑區(qū)域231和內(nèi)徑區(qū)域239兩者處的三個位置處。放置在外徑區(qū)域231和內(nèi)徑區(qū)域239兩者處的致動器232將壓力施加至承接器組件230。
圖6示出根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的氣體分配組件220。示出大致上圓形的氣體分配組件220的一部分或一段的前面225。如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“大致上圓形(generallycircular)”意味著部件的總體形狀不具有小于80°的任何內(nèi)角。因此，大致上圓形可具有任何形狀，包括方形、無邊性、六邊形、七邊形、八邊形等等。大致上圓形不應(yīng)被視為將形狀限制為圓形或完美多邊形(perfectpolygon)，而是也可包括橢圓形和不完美的多邊形。
氣體分配組件220包括在前面225中的多個細(xì)長的(elongate)氣體端口125、135、145。氣體端口從氣體分配組件220的內(nèi)徑區(qū)域239延伸至外徑區(qū)域231。多個氣體端口包括用于將第一反應(yīng)性氣體遞送至處理腔室的第一反應(yīng)性氣體端口125以及用于將凈化氣體遞送至處理腔室的凈化氣體端口145。圖7中示出的實(shí)施例也包括用于將第二反應(yīng)性氣體遞送至處理腔室的第二反應(yīng)性氣體端口135。
餅形氣體端口可在靠近氣體分配組件220的內(nèi)周邊緣239處具有較窄的寬度，且在靠近氣體分配組件220的外周邊緣231處具有較大的寬度。各個端口的形狀或深寬比可與氣體分配組件段的形狀或深寬比成比例或不同。在一些實(shí)施例中，各個端口經(jīng)定形狀，使得跟隨路徑272跨氣體分配組件220傳遞的晶片的每一個點(diǎn)在每一個氣體端口下方將具有大約相同的留置時間(residencetime)?；宓穆窂娇膳c氣體端口垂直。在一些實(shí)施例中，氣體分配組件中的每一個包含多個細(xì)長的氣體端口，所述多個細(xì)長的氣體端口在基本上垂直于由基板橫穿(traverse)路徑的方向上延伸。如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“基本上垂直(substantiallyperpendicular)”意味著移動的大致方向大約垂直于氣體端口的軸。對于餅形氣體端口，氣體端口的軸可被視為如由端口的寬度的中點(diǎn)所界定的、沿所述端口的長度延伸的線。如下文進(jìn)一步所描述，各個餅形片段中的每一個可配置成以空間上分離的方式或組合地遞送單種反應(yīng)性氣體或更多鐘反應(yīng)性氣體(例如，如在典型的cvd工藝中)。
真空端口155將第一反應(yīng)性氣體端口125和第二反應(yīng)性氣體端口135從相鄰的凈化氣體端口145分離。換句話說，真空端口定位在第一反應(yīng)性氣體端口125與凈化氣體端口145之間、以及在第二反應(yīng)性氣體端口135與凈化氣體端口145之間。真空端口從處理腔室抽空氣體。在圖6中示出的實(shí)施例中，真空端口155繞反應(yīng)性氣體端口的所有側(cè)延伸，使得在第一反應(yīng)性氣體端口125和第二反應(yīng)性氣體端口135中的每一者的內(nèi)周邊緣227和外周圍邊緣228上具有真空端口155的部分。
圖6示出氣體分配組件220的扇段(sector)或部分，其可稱為注射器單元122。注射器單元122可單獨(dú)地使用或可與其他注射器單元組合使用。例如，如圖7中所示，圖6的四個注射器單元122經(jīng)組合以形成單個氣體分配組件220。(為清楚起見，未示出分離四個注射器的線。)雖然圖6的注射器單元122除凈化氣體端口155和真空端口145外還具有第一反應(yīng)性氣體端口125和第二反應(yīng)性氣體端口135兩者，但是注射器單元122不需要這些部件的全部。
請參照圖6和圖7兩者，根據(jù)一個或更多個實(shí)施例的氣體分配組件220可包含多個扇段(或注射器單元122)，其中每一個扇段是完全相同或不同的。氣體分配組件220定位在處理腔室內(nèi)，并且在氣體分配組件220的前表面225中包含多個細(xì)長的氣體端口125、135、145。多個細(xì)長的氣體端口125、135、145從與內(nèi)周邊緣123相鄰的區(qū)域延伸朝向與氣體分配組件220的外周邊緣228相鄰的區(qū)域。所示的多個氣體端口包括第一反應(yīng)性氣體端口125、第二反應(yīng)性氣體端口135、凈化氣體端口145，所述凈化氣體端口145環(huán)繞第一反應(yīng)性氣體端口和第二反應(yīng)性氣體端口以及真空端口155中的每一者。
參照在圖6或圖7中所示的實(shí)施例，當(dāng)陳述端口從至少繞內(nèi)周區(qū)域延伸到至少繞外周區(qū)域時，端口的延伸可不僅徑向地從內(nèi)區(qū)域至外區(qū)域而延伸。如真空端口145環(huán)繞反應(yīng)性氣體端口125和反應(yīng)性氣體端口135，端口可切向地延伸。在圖6或圖7中所示的實(shí)施例中，楔形反應(yīng)性氣體端口125、135在所有邊緣上(包括鄰近內(nèi)周區(qū)域和外周區(qū)域處)被真空端口145環(huán)繞。
請參照圖6，隨著基板沿弧狀路徑272移動，基板的每一個部分暴露于各種反應(yīng)性氣體。為了跟隨路徑272，基板將暴露至或?qū)ⅰ啊笨吹健眱艋瘹怏w端口155、真空端口145、第一反應(yīng)性氣體端口125、真空端口145、凈化氣體端口155、真空端口145、第二反應(yīng)性氣體端口135以及真空端口145。因此，在圖6中所示出的路徑272的端部處，基板已暴露于第一反應(yīng)性氣體125和第二反應(yīng)性氣體135以形成層。所示出的注射器單元122成四分之一圓，但是可以更大或更小。圖7中所示的氣體分配組件220可被視為串聯(lián)地連接的四個圖6的注射器單元122的組合。
圖6的注射器單元122示出分離反應(yīng)性氣體的氣幕150。術(shù)語“氣幕(gascurtain)”用于描述將反應(yīng)性氣體分立以免混和的氣流或真空的任何組合。圖6中所示的氣幕150包含在第一反應(yīng)性氣體端口125旁邊的真空端口145的部分、在中間的凈化氣體端口155、以及在第二反應(yīng)性氣體端口135旁邊的真空端口145的部分。氣流和真空的的組合可用于防止或最小化第一反應(yīng)性氣體與第二反應(yīng)性氣體的氣相反應(yīng)。
請參照圖7，來自氣體分配組件220的氣流和真空的組合形成多個處理區(qū)域250。圍繞各個反應(yīng)性氣體端口125、135處理區(qū)域被粗略地界定，并且在多個250之間具有氣幕150。于圖7中所示出的實(shí)施例7構(gòu)成之間具有八個分離的氣幕150的八個分離的處理區(qū)域250。
在處理期間，基板可在任何給定時刻暴露于多于一個處理區(qū)域250。然而，經(jīng)暴露于不同處理區(qū)域的部分將具有分隔這兩者的氣幕。例如，如果基板的先導(dǎo)邊緣進(jìn)入包括第二反應(yīng)性氣體端口135的處理區(qū)域，則基板的中間部分將在氣幕150下方，并且基板的拖尾邊緣將在包括第一反應(yīng)性氣體端口125的處理區(qū)域中。
工廠接口280(其可以是例如負(fù)載鎖定腔室)示出為連接至處理腔室200。基板260示出為迭加于氣體分配組件220上方以提供參照系。雖非必要，但是基板260將常常位于承接器組件上，以便被固持在氣體分配組件220的前表面225附近。基板260經(jīng)由工廠接口280被裝載到處理腔室200中而至基板支撐件或承接器組件上。基板260可示出為定位在處理區(qū)域內(nèi)，因為基板定位為與第一反應(yīng)性氣體端口125相鄰且在兩個氣幕150a、150b之間。沿路徑272旋轉(zhuǎn)基板60將繞處理腔室200逆時針移動基板?；?60將暴露于第一處理區(qū)域250a到第八處理區(qū)域250h，包括所有之間的處理區(qū)域。對于繞處理腔室的每一次循環(huán)，使用所示的氣體分配組件，基板260將暴露于第一反應(yīng)性氣體和第二反應(yīng)性氣體的四個ald循環(huán)。
一些沉積工藝在批次內(nèi)可在承接器組件中的多個袋部(凹槽)之間會具有晶片內(nèi)(wiw)輪廓失配(withinwiwprofilemismatching)。wiw輪廓失配會對各種工藝的實(shí)現(xiàn)造成挑戰(zhàn)。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，晶片位置調(diào)制(waferlocationmodulation)使注射器位置與wiw輪廓相關(guān)。在某些工藝步驟期間的注射器和晶片位置可能影響wiw剖面。
閥歧管(manifold)的實(shí)施例(其饋送用于給定前體(反應(yīng)性氣體)的所有注射器)允許僅氮?dú)饣虻獨(dú)夂颓绑w的流動?；井?dāng)前體不存在時，氮?dú)獾牧鲃訉Υ_保貫穿工藝實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)目臻g分離是有用的，即使是在前體不存在時。本公開的一些實(shí)施例在用于給定前體的所有注射器上包括閥，而不是在用于所有注射器的給定前體上包括閥。本公開的實(shí)施例提供對基板上的前體暴露的更準(zhǔn)確且精確的控制。
圖8至圖10示出根據(jù)本公開的一個或更多個實(shí)施例的氣體遞送系統(tǒng)500。第一入口管線510與第一接合點(diǎn)520流體連通。第一入口管線510可連接至氣源(例如，前體安瓿)。如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“流體連通(fluidcommunication)”意味著流體(例如，含前體氣體)可在封閉系統(tǒng)中從一個指定部件流動到另一指定部件而無顯著泄漏。一些實(shí)施例包括截止閥512，所述截止閥與第一閥520上游的第一入口管線510流體連通。截止閥512可被關(guān)閉以防止任何氣體流向第一接合點(diǎn)520或流離第一接合點(diǎn)520。
第一接合點(diǎn)520和其他接合點(diǎn)可以是可分隔氣流的合適的部件。例如，y形閥或比例閥。在一些實(shí)施例中，第一接合點(diǎn)520是y形或t形連接器。在一些實(shí)施例中，接合點(diǎn)將氣流分隔為基本上相等的量。如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“基本上相等的量(substantiallyequalamounts)”意味著流動通過離開接合點(diǎn)的每一個腿部的氣體量在10％、或5％、或2％、或1％內(nèi)。例如，圖8的第一接合點(diǎn)分隔流，使得流在40:60至60:40的范圍中、或在45:55至55:45的范圍中、或在約48:52至52:48的范圍中、或在49:51至51:49的范圍中。
至少兩個第一腿部530連接至第一接合點(diǎn)520且與所述第一結(jié)合點(diǎn)流體連通。至少兩個第一腿部530中的每一個與至少一各閥540流體連通。圖8和圖9中所示的實(shí)施例各自具有從第一接合點(diǎn)520延伸的兩個第一腿部530。圖10中所示的實(shí)施例具有從第一接合點(diǎn)520延伸的四個第一腿部530。
請參照圖9，第一腿部520中的每一個獨(dú)立地與第二接合點(diǎn)550流體連通，第二接合點(diǎn)550位于第一接合點(diǎn)520下游。至少兩個第二腿部560從第二接合點(diǎn)550中的每一個延伸，從而引導(dǎo)至閥540。在圖9的實(shí)施例中，具有兩個第二腿部560，所述兩個第二腿部560與第二接合點(diǎn)550中的每一個和一閥540流體連通。一些實(shí)施例具有從第二接合點(diǎn)550延伸的多于兩個的第二腿部560。例如，如果四個第二腿部560從第二接合點(diǎn)550中的每一個延伸并連接至閥540，則總共將有八個可連接到其他部件的閥540。
第二入口管線570與每一個閥540流體連通。第二入口管線570可連接至任何合適的氣源(例如，氮?dú)夤芫€)。在圖8的實(shí)施例中，流動通過第二入口管線570的氣體流入與來自第一腿部530的氣體相同的閥540。在一些實(shí)施例中，第二入口管線570包括在閥540上游的至少一個截止閥572。
出口腿部580從閥540中的每一個延伸，并且與閥540中的每一個流體連通。出口腿部580具有出口端584。出口端584可包括從裸管(即，無特定連接)至允許出口腿部580連接至另一部件(例如，氣體分配組件)的配件582的任何類型的連接。
在一些實(shí)施例中，從第一接合點(diǎn)520至出口端584中的每一個的配管長度是基本上相同的。請參照圖10，第一腿部530a、閥540a和出口腿部580a的組合的長度l1可以與第一腿部530b、閥540b和出口腿部580b的長度l2基本上相同。如在此說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，在這方面中使用的術(shù)語“基本上相同(substantiallythesame)”意味著從第一接合點(diǎn)至出口端中的任一者的長度相對于從第一接合點(diǎn)至所有出口端的所有長度的平均值在5％、2％、1％、0.5％、或0.25％內(nèi)。從第一接合點(diǎn)到每一個出口腿部的端部的配管長度的一些變異是預(yù)料到的。當(dāng)腿部基本上相同時，離開出口腿部中的每一個的氣體壓力是基本上相同，這體現(xiàn)在任何差異對所得到的工藝具有最小的影響或無影響。
閥540具有兩個輸入腿部以及至少一個出口腿部，并且可控制從至少第一腿部520至出口腿部580的流體的流動。在一些實(shí)施例中，閥540控制從第一腿部530和第二入口管線570兩者至出口腿部580的氣體流動。閥540可由任何合適的方法(包括但不限于電子的和氣動的)控制。
在一個或更多個實(shí)施例中，閥540僅充當(dāng)用于流動通過第一腿部520的氣體的閥。流動通過第二入口管線570的氣體傳遞通過閥540而無影響。因此，閥540可充當(dāng)計量閥，以允許來自第一腿部520的一些流進(jìn)入從第二入口管線570流動的氣體流。在使用圖8的系統(tǒng)的一個或更多個實(shí)施例中，出口腿部580連接至氣體分配組件的第一反應(yīng)性氣體輸入。在處理期間，以恒定速率使凈化氣體(例如，氮)流動通過第二入口管線570而進(jìn)入處理腔室。第一反應(yīng)性氣體可流動通過第一入口管線510而至第一接合點(diǎn)520。第一反應(yīng)性氣流在第一接合點(diǎn)處分隔進(jìn)入兩個第一腿部530。閥540可被打開以允許來自第一腿部530的第一反應(yīng)性氣體的流進(jìn)入出口腿部580，以與凈化氣體的流會合。凈化氣體正充當(dāng)反應(yīng)性氣體的載體。當(dāng)處理完成時，閥540可被關(guān)閉，使得沒有第一反應(yīng)性氣體流動通過閥540而進(jìn)入出口腿部580。同時，從第二入口管線570流動通過閥540的凈化氣體不受影響，因此氣體繼續(xù)流動至氣體分配組件。
系統(tǒng)500可用于任何數(shù)目的氣體端口，這意味著可以有任何數(shù)目的出口端584。在一些實(shí)施例中，有四個出口端584，這些出口端584可連接至例如氣體分配組件。請參照圖11，氣體分配組件220示出為具有第一氣體遞送系統(tǒng)500和第二氣體遞送系統(tǒng)600。第一氣體遞送系統(tǒng)500和第二氣體遞送系統(tǒng)600兩者具有與圖9的配置類似的配置。第一氣體遞送系統(tǒng)500可用于將第一反應(yīng)性氣體遞送至第一反應(yīng)性氣體端口125的中的每一個(見圖7)。第二氣體遞送系統(tǒng)600可用于將第二反應(yīng)性氣體遞送至第二反應(yīng)性氣體端口135中的每一個(見圖7)。因此，組合的這兩個系統(tǒng)能夠提供圖7中所示的氣體分配組件所需要的所有反應(yīng)性氣體。如果包括額外的反應(yīng)性氣體，則可添加額外的系統(tǒng)。例如，如果氣體分配組件具有四種不同類型的反應(yīng)性氣體，則可有四個氣體遞送系統(tǒng)。
圖11中所示的第一氣體遞送系統(tǒng)500包括圖9的全部部件。第二氣體遞送系統(tǒng)600是類似的，并且可具有參照第一氣體遞送系統(tǒng)500所描述的相同元件中的任一者。簡而言之，第二氣體遞送系統(tǒng)600包括與第三接合點(diǎn)620流體連通的第三入口管線510。至少兩個第三腿部630連接至第三接合點(diǎn)620，并且與所述第三接合點(diǎn)620流體連通。圖11的實(shí)施例確切地具有兩個第三腿部630，但是可使用更多個(如圖10中)。第三腿部630中的每一個與至少一各第三閥640流體連通。第四入口管線670與每一個第三閥640流體連通。出口腿部680與每一個第三閥640流體連通，并且終止于出口端684中。在一些實(shí)施例中，每一個第三閥640控制從第三腿部630至出口腿部680的流體的流。在一個或更多個實(shí)施例中，從第三接合點(diǎn)620至出口端684中的每一個的配管長度是基本上相同的。
在一些實(shí)施例中，與圖10類似，具有連接至第三接合點(diǎn)620且與第三接合點(diǎn)620流體連通的四個第三腿部630。四個第三腿部630中的每一個與至少一個第三閥640流體連通。
在圖11中所示的實(shí)施例中，第三腿部630中的每一個獨(dú)立地與第四接合點(diǎn)650流體連通，所述第四接合點(diǎn)650位于第三接合點(diǎn)620下游且在閥640上游。至少兩個第四腿部660從第四接合點(diǎn)650中的每一個延伸且與四接合點(diǎn)650中的每一個流體連通，從而引導(dǎo)至閥640。
在一些實(shí)施例中，一個或更多個層可在等離子體增強(qiáng)型原子層沉積(peald)工藝期間被形成。在一些工藝中，等離子體的使用提供足夠的能量以促進(jìn)物質(zhì)進(jìn)入激發(fā)態(tài)，在激發(fā)態(tài)中，表面反應(yīng)變得有利且可能。將等離子體引入工藝可以是連續(xù)的或脈沖化的。在一些實(shí)施例中，前體(或反應(yīng)性氣體)和等離子體的序列脈沖用于處理層。在一些實(shí)施例中，可局部地(即，在處理區(qū)域內(nèi))或遠(yuǎn)程地(即，在處理區(qū)域外)電離反應(yīng)物。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程電離可發(fā)生在沉積腔室上游，使得離子或其他高能的或發(fā)光物質(zhì)不與沉積膜直接接觸。在一些peald工藝中，等離子體在處理腔式外部生成，諸如通過遠(yuǎn)程等離子體生成器系統(tǒng)。等離子體可經(jīng)由為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何合適的等離子體產(chǎn)生工藝或技術(shù)來生成。例如，等離子體可通過微波(mw)頻率生成器或射頻(rf)生成器中的一者或更多者生成。等離子體的頻率可取決于所使用的特定反應(yīng)性物質(zhì)來調(diào)諧。合適的頻率包括但不限于2mhz、13.56mhz、40mhz、60mhz和100mhz。雖然等離子體可在本文中所公開的沉積工藝期間使用，但是可不包括等離子體。實(shí)際上，其他實(shí)施例關(guān)于在沒有等離子體的非常溫和條件下的沉積工藝。
根據(jù)一個或更多個實(shí)施例，基板在形成層之前和/或之后經(jīng)受處理。此處理可在相同的腔室中執(zhí)行，或可在一個或更多個分離的處理腔室中執(zhí)行。在一些實(shí)施例中，基板從第一腔室被移動至分離的第二腔室用于進(jìn)一步處理。基板可從第一腔室直接移動至分離的處理腔室，或基板可從第一腔室移動至一個或更多個轉(zhuǎn)移腔室，并接著移動到預(yù)定的分離處理腔室。據(jù)此，處理設(shè)備可包含與一轉(zhuǎn)移站連通的多個腔室。這種設(shè)備可稱為“群集工具(clustertool)”或“群集系統(tǒng)(clusteredsystem)”等。
大體而言，群集工具是模塊化系統(tǒng)，所述模塊化系統(tǒng)包含執(zhí)行各種功能的多個腔室，所述功能包括基板之中心尋找和定向、除氣、退火、沉積和/或蝕刻。根據(jù)一個或更多個實(shí)施例，群集工具至少包括第一腔室和中央轉(zhuǎn)移腔室。中央轉(zhuǎn)移腔室可容納機(jī)器人，所述機(jī)器人可在處理腔室與負(fù)載鎖定腔室之間梭運(yùn)基板。轉(zhuǎn)移腔室典型地維持在真空條件下，并且提供中間級，所述中間級用于將基板從一個腔室梭運(yùn)至定位在群集工具的前端的另一腔室和/或負(fù)載鎖定腔室。可適配于本公開的兩個公知的群集工具是
根據(jù)一個或更多個實(shí)施例，基板連續(xù)地處于真空或“負(fù)載鎖定(loadlock)”條件下，并且在從一個腔室移動到下一腔室時不暴露于周圍空氣。因此，轉(zhuǎn)移室處于真空下，并且在真空壓力下“泵降(pumpeddown)”。惰性氣體可存在于處理腔室或轉(zhuǎn)移腔室中。在一些實(shí)施例中，惰性氣體用作凈化氣體，用于當(dāng)在基板的表面上形成層之后去除反應(yīng)物中的一些或全部。根據(jù)一個或更多個實(shí)施例，在沉積腔室的出口處注射凈化氣體，以防止反應(yīng)物從沉積腔室移動至轉(zhuǎn)移腔室和/或額外的處理腔室。因此，惰性氣體的流在腔室的出口處形成幕。
在處理期間，基板可經(jīng)加熱或冷卻。此類加熱或冷卻可通過任何合適的手段達(dá)成，所述手段包括但不限于改變基板支撐件(例如，承接器)的溫度、以及使經(jīng)加熱或經(jīng)冷卻的氣體流至基板表面。在一些實(shí)施例中，基板支撐件包括加熱器/冷卻器，所述加熱器/冷卻器可受控以便以傳導(dǎo)方式改變基板溫度。在一個或更多個實(shí)施例中，所采用的氣體(反應(yīng)性氣體或惰性氣體)經(jīng)加熱或冷卻以局部地改變基板溫度。在一些實(shí)施例中，加熱器/冷卻器定位在與基板表面相鄰的腔室內(nèi)，從而以對流方式改變基板溫度。
基板在處理期間也可以是靜止的或旋轉(zhuǎn)的。旋轉(zhuǎn)的基板可連續(xù)地或以離散步進(jìn)方式旋轉(zhuǎn)。例如，可貫穿整個工藝旋轉(zhuǎn)基板，或可在多次暴露于不同的反應(yīng)性或凈化氣體之間旋轉(zhuǎn)基板一小量。在處理期間旋轉(zhuǎn)基板(連續(xù)地或步進(jìn)地)可使例如氣流幾何的局部可變性的效應(yīng)最小化來幫助產(chǎn)生更均勻的沉積或蝕刻。
雖然前述涉及本公開的實(shí)施例，但是可設(shè)計本公開的其他和進(jìn)一步的實(shí)施例而不背離本公開的基本范圍，并且本公開的范圍由所附權(quán)利要求書來確定。
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