[發明專利]用于提供均勻氣流的設備與方法

有效

• 申請號: 201810659433.6
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN108796472B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: J·約德伏斯基;M·常;F·京格爾;P·F·馬;D·儲;C-T·考;H·萊姆;D-Y·吳
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: 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: 金紅蓮;侯穎媖

本發明涉及用于提供均勻氣流的設備與方法。提供了一種具有輸送通道的氣體分配設備，其中輸送通道具有一入口端、一出口端與沿著長度而分隔開的多個孔隙。入口端系可連接至一惰性氣體源，且出口端系可連接于一真空源。同時提供了一種具有螺旋輸送通道、互相纏繞的螺旋輸送通道、分流的輸送通道、匯合的輸送通道、以及成形的輸送通道的氣體分配設備，其中入口端與出口端系配置以使氣體在輸送通道內快速交換。

本申請是申請日為2012年10月19日、申請號為“201280051129.4”、題為“用于提供均勻氣流的設備與方法”的分案申請。

技術領域

本發明的實施例一般是與用于使氣體流至處理腔室中的設備與方法有關。更具體而言，本發明的實施例是關于用于將氣流引導至處理腔室(例如原子層沉積腔室或化學氣相沉積腔室)中的線性流設備。

背景技術

在半導體處理、平板顯示器處理或其他電子元件處理的領域中，氣相沉積工藝已經在于基板上沉積材料中扮演了一項重要的角色。隨著電子元件的幾何尺寸持續在縮減、且元件密度持續在增加，特征結構的尺寸與深寬比(aspect?ratio)變得更為激進，例如0.07μm的特征結構尺寸以及10或更大的深寬比。因此，材料的保形沉積以形成這些元件即變得更為重要。

在原子層沉積(ALD)處理期間，反應物氣體被引入到含有基板的處理腔室中。一般而言，基板的一區域與基板表面上所吸收的第一反應物接觸。基板接著接觸第二反應物，該第二反應物與該第一反應物接觸以形成沉積材料。在各反應物氣體的輸送之間引入除氣氣體，以確保反應僅在基板表面上發生。

氣體分配設備(有時形狀類似噴淋頭且被稱為噴淋頭)分配處理氣體至在接近鄰近處的基板(也稱為晶圓)。氣體分配設備(包括噴淋頭)具有大體積而會非常難以于氣體之間清潔或除氣。留在噴淋頭中的任何氣體會與后續的處理氣體反應。對于ALD處理而言，在仰賴交替的氣體脈沖(例如A脈沖、B脈沖、A脈沖、與B脈沖)類型輸送的氣體分配設備(包括噴淋頭)內，氣體的分離是重要的。因此，在本技術領域中正有改善的氣體分配設備(包含噴淋頭)的需要，這些改善的氣體分配設備系易于清潔/除氣，并且對基板提供均勻的氣體供應源。

發明內容

本發明的一或多個具體實施例是與用于控制進入處理腔室中的氣流的氣體分配設備有關。該設備包含輸送通道，該輸送通道具有入口端、出口端與長度，該輸送通道具有沿著該長度分隔開的多個孔隙。在該輸送通道的該入口端上的入口可連接至氣體源，其中該氣流可由與該入口相通的氣體閥加以控制。在該輸送通道的該出口端上的出口可連接至真空源，其中通過該出口的真空壓力可由出口閥門加以控制，以于該出口處提供降低的壓力。控制器用以通過在該通道中的氣體輸送與除氣期間開啟與關閉該出口閥門來調節通過該輸送通道與至該處理腔室中的該氣流，以控制通過沿著該通道的該長度的該等孔隙的該氣流。

在一些具體實施例中，通過該氣體分配設備的氣流在該氣體分配設備的軸向長度上具有比通過無連接至該出口的該真空源的類似氣體分配設備的該氣流更均勻的氣導。在一或多個具體實施例中，當氣體閥關閉時，氣體自輸送通道中清除得會比不含真空源的類似氣體分配設備更快。

在一些具體實施例中，該輸送通道是在氣體分配板的背側中的凹陷通道，且該多個孔隙延伸通過該氣體分配板而至該氣體分配板的前側。

在一或多個具體實施例中，該氣體分配板是圓的，且該輸送通道形成螺旋形，其中該入口端與出口端的其中一者是位于該氣體分配板的外周區域，且該入口端與出口端的另一者是位于該氣體分配板的中央區域。在一些具體實施例中，該入口端是位于該氣體分配板的該外周區域，而該出口端是位于該氣體分配板的該中央區域。在一或多個具體實施例中，該出口端是位于該氣體分配板的該外周區域，而該入口端是位于該氣體分配板的該中央區域。