[發(fā)明專(zhuān)利]對(duì)稱的前體輸送

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980054132.3
• 申請(qǐng)日: 2019-08-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112567069B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊萊·錢(qián);阿德里安·拉沃伊;普魯肖塔姆·庫(kù)馬爾;杰弗里·克斯滕;高塔姆·達(dá)爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 朗姆研究公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C16/448
• 分類(lèi)號(hào): C23C16/448;C23C16/455;C23C14/22;H01L21/67
• 代理公司: 上海勝康律師事務(wù)所 31263
• 代理人: 李獻(xiàn)忠;張華

一種用于處理室的氣體輸送系統(tǒng)包括用于輸送第一化學(xué)品的第一通道和用于輸送第二化學(xué)品的第二通道。第一通道包括第一出口閥，而第二通道包括第二出口閥。涓流氣體源連接到第一和第二通道。第一接頭耦合到第一出口閥，而第二接頭連接到第二出口閥。公共導(dǎo)管連接在第一接頭和第二接頭之間。第一接頭包括用于從推壓氣體源提供推壓氣體的輸入端，而第二接頭包括通向處理室的輸出端。在操作期間，每次第一通道或第二通道中的一個(gè)處于運(yùn)行狀態(tài)。來(lái)自涓流氣體源的涓流氣體流入第一或第二通道中的運(yùn)行通道和非運(yùn)行通道。來(lái)自推入氣體源的推壓惰性氣體流入第一接頭，流過(guò)公共導(dǎo)管并從第二接頭流出到達(dá)處理室。

技術(shù)領(lǐng)域

所呈現(xiàn)的實(shí)施方案涉及半導(dǎo)體襯底處理，更具體而言，涉及用于向處理室提供不同化學(xué)品前體以進(jìn)行測(cè)試的氣體輸送工具。

背景技術(shù)

有許多類(lèi)型的膜沉積處理，其常用于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中，以限定不同類(lèi)型的特征。用于在襯底上產(chǎn)生薄膜的一些示例性沉積處理包含物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD-例如等離子體增強(qiáng)CVD)或原子層沉積(ALD)。

在PVD處理中，處于液體形式的純的源材料被轉(zhuǎn)化為氣相前體并輸送至處理室。通過(guò)利用使用高功率電力、激光燒蝕的技術(shù)以受控方式將液體前體轉(zhuǎn)化為氣相前體。當(dāng)被施加至襯底時(shí)，氣相前體在襯底表面上凝結(jié)而產(chǎn)生期望的層。在整個(gè)處理中沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。

在CVD處理中，使源材料與用作載體的揮發(fā)性前體混合。將混合物以氣相注入至處理室(在其中接收襯底)中以在襯底上沉積膜。該混合物的反應(yīng)物與襯底表面進(jìn)行反應(yīng)，從而導(dǎo)致膜沉積。

ALD處理是CVD的子類(lèi)。ALD是循環(huán)處理，其通過(guò)將已知的CVD處理分成自飽和沉積循環(huán)的迭代序列而執(zhí)行。所得到的膜是高度保形的、平滑的、且具有優(yōu)異的物理性質(zhì)。與反應(yīng)氣體同時(shí)被施加至室中的CVD不同，ALD的反應(yīng)氣體(即，前體)被順序地引入以使氣體能夠與襯底表面進(jìn)行反應(yīng)，而不是彼此進(jìn)行反應(yīng)。ALD處理涉及一系列的脈沖化和清除步驟，在這些步驟中，通過(guò)交替地使前體、反應(yīng)性氣體一次一種地脈沖化進(jìn)入處理室、并在每一脈沖之間利用惰性氣體進(jìn)行清除而使層形成。例如，在第一脈沖化步驟期間，第一前體以氣體形式被引入，其被吸收(或吸附)在襯底的表面上，該襯底被接納在處理室中。在此之后進(jìn)行清除步驟，其中利用惰性氣體清除處理室中的第一氣體前體。后續(xù)的脈沖化步驟包含將第二前體以等離子體形式引入，其與被吸附的前體進(jìn)行反應(yīng)而形成期望材料的單層。進(jìn)行第二清除步驟以將第二前體和任何副產(chǎn)物從處理室中去除。通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖和清除的序列，由ALD所產(chǎn)生的膜通過(guò)重復(fù)切換兩種或更多種前體/反應(yīng)性氣體在襯底上的循序流動(dòng)而一次一原子層地沉積。

當(dāng)必須針對(duì)上述任何沉積工藝測(cè)試新化學(xué)品時(shí)，必須花費(fèi)大量的開(kāi)銷(xiāo)時(shí)間。這些時(shí)間中的大部分是由于硬件配置導(dǎo)致的。例如，為了測(cè)試新的前體在處理室中的性能，必須在與當(dāng)前使用的第一前體相同的工藝條件下測(cè)試新的前體，以使測(cè)試結(jié)果具有可比性。

在常規(guī)系統(tǒng)中，當(dāng)需要測(cè)試不同的化學(xué)品時(shí)，不同的化學(xué)品通過(guò)單獨(dú)的(individual)通道提供，而無(wú)需考慮硬件布局在通往處理室的路徑中的影響(例如，配件數(shù)量、管線長(zhǎng)度、彎頭數(shù)量等)。但是，由于硬件布局而引起的壓降差不允許進(jìn)行簡(jiǎn)單的過(guò)程透明性測(cè)試。因此，為了具有相似的工藝條件，必須調(diào)整工藝配方，以使得用于第一前體的工藝配方將與用于測(cè)試新前體的工藝配方匹配。在這些工作壓強(qiáng)范圍和流率下，壓降差(影響測(cè)試結(jié)果的關(guān)鍵因素)主要是由于管線布局(即類(lèi)型、配件數(shù)量、彎頭數(shù)量、管線長(zhǎng)度和管線寬度)。使用與第一前體相同的工藝配方同時(shí)考慮到壓降差來(lái)測(cè)試新前體性能的一種方式是將供應(yīng)新前體的安瓿移動(dòng)到第一前體安瓿位置。由于需要遵循設(shè)施安全措施，這種改變通常至少導(dǎo)致相當(dāng)大的工具停機(jī)時(shí)間(例如約5天)。

就是在此背景下，發(fā)明產(chǎn)生了。

發(fā)明內(nèi)容