[发明专利]幅材基板沉积系统

说明书

背景技术

化学气相沉积(CVD)广泛地用于沉积电介质和金属薄膜。存在 许多用于执行化学气相沉积的技术。例如，可以通过在从小于10^-3托 变化到大气压的压力下将两种或者更多种气相的前体分子(即，前体 气体A分子和前体气体B分子)引入到容纳有基板或工件的处理室中 来执行化学气相沉积。

通过添加能量激活或者增强在基板或工件的表面处的前体气体A 分子和前体气体B分子的反应。可以以多种方式添加能量。例如，可 以通过提高表面处的温度和/或通过使表面暴露于等离子体放电或紫 外线(UV)源而添加能量。反应的产物是期望的膜和某些气态副产品， 这些气态副产品通常从处理室被泵送走。

绝大部分化学气相沉积反应以气相发生。化学气相沉积反应很大 程度上取决于前体气体分子的空间分布。基板附近的不均匀的气体流 动会导致较差的膜均匀性并且在诸如通孔、台阶和其它结构的三维特 征部件中产生阴影效应(shadowing effect)。较差的膜均匀性和阴影 效应导致较差的阶梯覆盖。另外，某些前体分子粘到化学气相沉积室 的表面上并且与其它撞击分子起反应，由此改变前体气体的空间分布， 并且因此改变所沉积的膜的均匀性。

附图说明

通过详细的说明书中的特征说明了本发明。通过参考以下结合附 图的说明书可以更好地理解本发明的上述以及其它的优点，其中在多 个附图中相同的附图标记指示相同的结构元件和特征部件。附图不必 按比例绘制，重点是说明本发明的原理。

图1示出了根据本发明的具有线性组合的九个处理室的单向原子 层沉积幅材涂布系统的示意图；

图2A是根据本发明的单表面幅材涂布系统的剖视图，示出了处 于歧管中的幅材基板，所述歧管包括多个室；

图2B是根据本发明的双表面幅材涂布系统的剖视图，示出了处 于歧管中的幅材基板，所述歧管在幅材基板的一侧上包括第一组多个 室并且在幅材基板的另一侧上包括第二组多个室；

图3示出了根据本发明的具有线性组合的十三个处理室的双向原 子层沉积幅材涂布系统的示意图；

图4示出了根据本发明的双向双表面幅材涂布系统的示意图；以 及

图5示出了根据本发明的包括多个线性组合的处理室的双向双表 面幅材涂布系统的示意图。

具体实施方式

在本说明书中参照“一个实施例”或“实施例”，意味着参照该 实施例所述的特定特征部件、结构或特征被包括在本发明的至少一个 实施例中。在本说明书中多个地方出现的短语“在一个实施例中”不 必总是指的是同一个实施例。

应当理解，本发明的教导的方法的各个步骤可以以任何顺序和/ 或同时地执行，只要本发明保持可操作性即可。此外，应当理解，本 发明的教导的设备和方法可以包括所述实施例的中的全部实施例或任 何数量的实施例，只要本发明保持可操作性即可。

现在将参照附图中所示的本发明的教导的示例性实施例更加详细 地说明本发明的教导。虽然参照多种实施例和示例说明本发明的教导， 但是本发明的教导并不局限于这些实施例。相反地，如本领域的技术 人员将理解的那样，本发明的教导包含多种可替代方案、修改方案和 等同方案。已经了解本发明的教导的本领域的技术人员将认识到额外 的实施方案、修改方案和实施例以及其它的使用领域，所述额外的实 施方案、修改方案和实施例以及其它的使用领域在本文所述的本发明 的范围内。

原子层沉积(ALD)是使用自限性反应(self-limiting reaction) 的CVD的变型方案。术语“自限性反应”在此定义为以某种方式自 我限制的反应。例如，自限性反应可以通过在反应物被反应完全消耗 掉之后终止而自我限制。一种原子层沉积方法将一波(a pulse of)一 种类型的前体气体顺序地喷射到反应室中。在预定的时间之后，将另 一波不同类型的前体气体喷射到反应室中，以形成期望材料的单分子 层。这个方法重复进行，直到基板的表面上沉积有具有期望厚度的薄 膜为止。

例如，可以通过在处理室中将前体气体A和前体气体B顺序地组 合起来而执行原子层沉积。在第一步骤中，气体源将一波前体气体A 分子喷射到处理室中。在较短的暴露时间之后，前体气体A分子的单 分子层沉积在基板的表面上。然后，处理室用惰性气体清洗。