[發(fā)明專利]具有漏斗狀氣體分散通道及氣體分配板的原子層沉積腔室

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110047033.1
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN112877675A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 穆罕默德·M·拉希德;斯里尼瓦斯·甘迪科塔;馬里奧·丹·桑切斯;簡國強(qiáng);楊義雄;迪帕克·賈達(dá)夫;阿什托西·阿咖瓦
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/452
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

本文提供用于處理基板的方法與設(shè)備。一些實施方式中，基板處理腔室包含：腔室主體；腔室蓋組件，所述腔室蓋組件具有外殼(housing)，所述外殼包圍中央通道，所述中央通道沿著中央軸延伸并具有上部與下部；蓋板，所述蓋板耦接于所述外殼并具有含輪廓(contoured)的底表面，所述含輪廓的底表面從中央開口向下且向外延伸至所述蓋板的周邊部，所述中央開口耦接于所述中央通道的下部；以及氣體分配板，所述氣體分配板配置于所述蓋板之下并具有多個縫隙(aperture)，這些縫隙穿過所述氣體分配板而配置。

本申請是申請日為2016年4月19日、申請?zhí)枮?01680022766.7、發(fā)明名稱為“具有漏斗狀氣體分散通道及氣體分配板的原子層沉積腔室”的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容的實施方式一般涉及原子層沉積的設(shè)備與方法。

背景技術(shù)

可靠地制造亞微米級(submicron)與更小的特征，對下一世代的半導(dǎo)體器件的超大規(guī)模集成電路(VLSI)與特大規(guī)模集成電路(ULSI)而言，是一項關(guān)鍵科技。然而，隨著逼近電路科技的邊緣，VLSI與ULSI技術(shù)中的互連件(interconnect)的尺寸的縮小對工藝能力有額外要求。處于VLSI與ULSI技術(shù)的心臟地位的多層互連件使用高縱橫比特征的精確工藝，比如過孔(via)與其他互連件。可靠形成這些互連件對于VLSI與ULSI的成功與增加個別基板的電路密度與品質(zhì)的持續(xù)努力而言是非常重要的。

隨電路密度增加，互連件(比如過孔、溝槽、接觸件，與其他特征)的寬度以及之間的介電材料的寬度隨之減少，但同時介電層的厚度保持大致恒定，造成了增加的所述特征的高度對寬度的縱橫比。許多傳統(tǒng)的沉積工藝難以填充縱橫比超過4：1的亞微米級結(jié)構(gòu)，特別是難以填充縱橫比超過10：1的亞微米級結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)前已極為致力于形成具有高縱橫比的實質(zhì)地?zé)o孔隙與無接縫的亞微米級特征。

原子層沉積(ALD)是在具有高縱橫比的特征上沉積材料層所開發(fā)的沉積工藝。ALD工藝的一個范例包含氣體脈沖的依序?qū)搿＠纾瑲怏w脈沖的依序?qū)氲囊粋€循環(huán)可含有第一反應(yīng)物氣體的脈沖，接著是凈化(purge)氣體與/或泵抽空(pump evacuation)的脈沖，接著是第二反應(yīng)物氣體的脈沖，再接著是凈化氣體與/或泵抽空的脈沖。本文所用的用語“氣體”被定義為包含單一氣體或多種的氣體。所述第一反應(yīng)物與所述第二反應(yīng)物的單獨脈沖的依序?qū)肟稍斐伤龌宓谋砻嫔系姆磻?yīng)物的單層的交替式自限制(self-limiting)吸附，并因此為每一循環(huán)形成材料的單層。所述循環(huán)可重復(fù)直至沉積材料的所期望的厚度。介于第一反應(yīng)物氣體的脈沖與第二反應(yīng)物氣體的脈沖之間的凈化氣體與/或泵抽空的脈沖用于降低反應(yīng)物的氣相反應(yīng)的可能性，所述反應(yīng)物的氣相反應(yīng)是由于反應(yīng)物過量殘存于所述腔室而造成的。

在一些用于ALD工藝的腔室設(shè)計中，前驅(qū)物與氣體是使用漏斗蓋輸送的，前驅(qū)物經(jīng)過多個在漏斗形的蓋之上的注射器穿過所述漏斗蓋而被分配。這些注射器產(chǎn)生注射氣體的環(huán)形運動，所述注射氣體經(jīng)在所述蓋的中心的漏斗剖面被分配。所述氣體/ALD前驅(qū)物分子的轉(zhuǎn)動慣量將這些分子從中心分配至邊緣，而導(dǎo)致改善的均勻沉積。然而，在一些應(yīng)用中，發(fā)明人已觀察到，在正被處理的基板的中心附近有圓環(huán)形(donut-shaped)的沉積分布曲線(deposition profile)。相信所述圓環(huán)形的沉積分布曲線是由所述蓋的漏斗形狀所導(dǎo)致的，并且能引起客戶的集成問題。

因此，發(fā)明人已提供用于基板的ALD工藝的改良設(shè)備與方法。

發(fā)明內(nèi)容

本文提供用于處理基板的方法與設(shè)備。一些實施方式中，基板處理腔室包含：腔室主體；腔室蓋組件，所述腔室蓋組件具有外殼(housing)，所述外殼包圍中央通道，所述中央通道沿著中央軸延伸并具有上部與下部；蓋板，所述蓋板耦接于所述外殼并具有含輪廓(contoured)的底表面，所述含輪廓的底表面從中央開口向下且向外延伸至所述蓋板的周邊部，所述中央開口耦接于所述中央通道的下部；以及氣體分配板，配置于所述蓋板之下并具有多個縫隙(aperture)，這些縫隙穿過所述氣體分配板而被配置。