[發明專利]用于原子層沉積的設備與工藝

無效

• 申請號: 201280014114.0
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN103443325A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: J·約德伏斯基
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/455;H01L21/205
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張欣

背景

本發明的實施例大體而言關于一種用于沉積材料的設備及方法。更具體而言，本發明的實施例針對具有直線往復運動的原子層沉積腔室。

在半導體處理、平面顯示器處理或其他電子裝置處理領域中，氣相沉積工藝在沉積材料于基板上起重要作用。隨著電子裝置的幾何結構持續縮小且裝置的密度持續增加，特征結構的尺寸及深寬比正變得愈發具有挑戰性，例如，特征結構尺寸為0.07μm且深寬比為10或更大。因此，保形沉積材料以形成所述裝置正變得日益重要。

在原子層沉積(ALD)工藝期間，反應氣體被引入至包含基板的處理腔室內。一般而言，基板的區域接觸第一反應物，所述第一反應物吸附于基板表面上。基板隨后接觸第二反應物，所述第二反應物與第一反應物反應以形成沉積材料。凈化氣體可被引入介于每一反應氣體的傳輸之間以確保僅有的反應發生在基板表面上。

在許多情況下，第一反應物的最佳反應條件不同于第二反應物的最佳反應條件。在反應之間改變整個腔室及基板的溫度不具有效率性。另外，若條件維持太長時間，則一些反應條件可能引起對基板及所得裝置的長期損壞。因此，本技術領域正面臨對在更優化的反應條件下藉由原子層沉積處理基板的改良設備及方法的需求。

概要

本發明的實施例針對包括處理腔室的沉積系統。氣體分配板位于處理腔室內。氣體分配板包含多個狹長氣體口，所述多個狹長氣體口設置為引導氣流朝向基板表面。氣體分配板還包括至少一個熱元件，所述至少一個熱元件適于引起一部分基板的溫度改變。在具體實施例中，熱元件設置為引起基板表面局部溫度改變。一些具體實施例進一步包括基板載體，所述基板載體設置為沿軸移動基板，所述軸垂直于多個狹長氣體口。

一些實施例的熱元件位于至少一個狹長氣體口內。在一些實施例中，熱元件位于介于氣體口之間的氣體分配板的正面。在特定實施例中，所述至少一個熱元件位于狹長氣體口內，所述狹長氣體口與凈化氣體流體連通。在詳細實施例中，熱元件位于氣體分配板的第一端及第二端中的一個或多個處。

在一個或多個實施例中，熱元件為電阻加熱器。在詳細實施例中，電阻加熱器位于氣體分配板的正面以直接加熱部分基板。在具體實施例中，電阻加熱器位于至少一個狹長氣體口內且設置為加熱狹長氣體口內的氣流。

在一個或多個實施例中，熱元件為輻射加熱器。在詳細實施例中，輻射加熱器為激光器。

在一些實施例中，熱元件為冷卻器。在詳細實施例中，冷卻器位于至少一個狹長氣體口內且設置為冷卻狹長氣體口內的氣流。

本發明的額外實施例針對處理基板的方法。具有表面的基板在氣體分配板下方橫向移動。氣體分配板包括多個狹長氣體口，所述多個狹長氣體口包括第一氣體口A及第二氣體口B，第一氣體口A傳輸第一氣體，第二氣體口B傳輸第二氣體。將第一氣體傳輸至基板表面。將第二氣體傳輸至基板表面。基板表面的溫度局部改變。

在一些實施例中，基板表面溫度在自氣體口A延伸至氣體口B的區域內改變。在詳細實施例中，基板表面溫度在氣體口A周圍改變。在具體實施例中，基板表面溫度在氣體口B周圍改變。

在詳細實施例中，基板表面溫度藉由輻射加熱、電阻加熱及冷卻基板的操作中的一個或多個操作來改變。在具體實施例中，基板表面溫度藉由電阻加熱及冷卻第一氣體及第二氣體中的一個或多個的操作中的一個或多個操作來改變。

附圖簡要說明

藉由參考附圖中所說明的本發明實施例，可獲得于發明內容中簡要總結的本發明的更詳細的說明，而能詳細得到和了解本發明的上述特征。然而，應注意，附圖僅圖示本發明的典型實施例，且因此不應視為本發明范圍的限制，因為本發明可允許其他同等有效的實施例。

圖1圖示根據本發明的一個或多個實施例的原子層沉積腔室的概要性剖視圖；

圖2圖示根據本發明的一個或多個實施例的基座；

圖3圖示根據本發明的一個或多個實施例的原子層沉積腔室的部分剖面側視圖；

圖4圖示根據本發明的一個或多個實施例的原子層沉積腔室的部分剖面側視圖；

圖5圖示根據本發明的一個或多個實施例的原子層沉積腔室的部分剖面側視圖；

圖6圖示根據本發明的一個或多個實施例的原子層沉積腔室的部分剖面側視圖；

圖7圖示根據本發明的一個或多個實施例的原子層沉積腔室的部分剖面側視圖；

圖8圖示根據本發明的一個或多個實施例的原子層沉積腔室的部分剖面側視圖；以及