[發(fā)明專利]用于將反應腔室與裝載腔室隔離使得污染減少的裝置和方法

有效

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• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109750277B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設計）人: C·L·懷特;K·范德如里奧;J·K·舒格魯;D·馬夸特
• 申請（專利權）人: ASMIP控股有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 張全信;魏延玲

本公開涉及一種半導體加工裝置，其具有：反應腔室，其可以包括具有開口的底板；可移動襯底支撐件，其被配置為支撐襯底；移動元件，其被配置為使保持在所述襯底支撐件上的襯底朝向所述底板的所述開口移動；多個進氣口，其位于所述襯底支撐件上方并配置為將氣體向下引向所述襯底支撐件；以及密封元件，其被配置為在所述底板與所述襯底支撐件之間形成密封部，所述密封部位于距所述襯底支撐件的中心比所述襯底支撐件的外邊緣更大的徑向距離處。在一些實施例中，所述密封元件還可以包括延伸穿過所述密封元件的多個孔，所述孔配置為在所述密封元件下方的位置到所述密封元件上方的位置之間提供流動路徑。一些實施例包括兩個或更多個堆疊的密封元件。

技術領域

本公開涉及用于處置和加工半導體襯底的系統(tǒng)和方法，并且尤其涉及用于制造薄膜的反應器。

背景技術

在如晶體管、二極管和集成電路的半導體器件的加工中，通常在稱為襯底、晶片或工件的半導體材料薄片上同時制造多個此類器件。制造工藝除了包括其它步驟之外還包括用于在襯底表面上沉積薄膜的氣相沉積。這些方法包括真空蒸發(fā)沉積、分子束外延(MBE)、化學氣相沉積(CVD)的不同變化形式(包括低壓和有機金屬CVD以及等離子體增強CVD)以及原子層沉積(ALD)。

在ALD工藝中，將具有至少一個待涂布表面的一個或多個襯底引入沉積腔室。將襯底加熱至所需溫度，通常高于所選擇的氣相反應物的冷凝溫度并低于其熱分解溫度。一種反應物能夠與先前反應物的吸附物種反應，從而在襯底表面上形成所需產物。通常以在空間上和在時間上分開的脈沖形式向襯底提供兩種、三種或更多種反應物。

在一個實例中，在第一脈沖中，代表前體材料的第一反應物以自限性過程被大致完整地吸附在晶片上。所述過程是自限性的，因為氣相前體不能與前體的已吸附部分反應或吸附在前體的已吸附部分上。在從晶片或腔室移除任何剩余的第一反應物之后，襯底上已吸附的前體材料與隨后的反應物脈沖反應，形成不超過單個分子層的所需材料。隨后的反應物可以例如從已吸附的前體材料中剝離配體以使表面再次具有反應性，替換配體并留下化合物的其它材料等。在純粹的ALD工藝中，每個循環(huán)平均形成不到一個單層，這是由于空間位阻，其中前體分子的大小妨礙了接近襯底上的吸附位點，這些吸附位點可能在隨后的循環(huán)中變得可用。通過重復生長循環(huán)產生較厚的膜，直到達到目標厚度。生長速率通常按照每個周期的埃數提供，因為理論上，生長僅取決于循環(huán)次數，并且不依賴于所供應的質量或溫度，只要每個脈沖具飽和性并且溫度在那些反應物的理想ALD溫度窗口內(沒有熱分解且沒有冷凝)即可。

通常選擇反應物和溫度以避免在所述過程中反應物的冷凝和熱分解，使得化學反應通過多個循環(huán)負責生長。然而，在ALD加工的某些變化形式中，通過利用混合CVD和ALD反應機制，可以選擇條件以改變每個循環(huán)的生長速率，可能每個循環(huán)會超過一個分子單層。其它變化形式可以允許反應物之間的一些空間和/或時間重疊。在ALD和其變化形式中，可以在單個循環(huán)中依次供應兩種、三種、四種或更多種反應物，并且可以改變每個循環(huán)的含量以定制組合物。

在典型的ALD工藝期間，反應物脈沖(其均是蒸汽形式)依次脈沖進入反應空間(例如，反應腔室)，且反應物脈沖之間有移除步驟，以避免氣相中反應物之間的直接相互作用。例如，可以在反應物脈沖之間提供惰性氣體脈沖或“吹掃”脈沖。惰性氣體在下一個反應物脈沖之前吹掃腔室中的一個反應物脈沖以避免氣相混合。為了獲得自限性生長，提供足夠量的每種前體以使襯底飽和。由于真正ALD工藝的每個循環(huán)中的生長速率是自限性的，因此生長速率與反應順序的重復率而不是反應物的流量成比例。

當實施ALD或其它沉積工藝時，期望工件不會被微粒污染，微?？赡軐е缕骷АＲ虼耍瑑炔考庸すぜ姆磻魍ǔ１幻芊馄饋硪苑乐箒碜苑磻臻g外部的污染物進入反應空間并防止反應物和反應物副產物逸出到反應空間的外部。

發(fā)明內容