[发明专利]用于原子层沉积的设备与工艺

说明书

背景技术

本发明的实施例大体而言涉及一种用于沉积材料的设备及方法。更具体而言，本发明的实施例涉及具有直线往复运动的原子层沉积腔室。

在半导体处理、平板显示器处理或其他电子装置处理领域，气相沉积工艺在沉积材料于基板上起重要作用。随着电子装置的几何结构持续缩小且装置的密度持续增加，特征结构的尺寸及高宽比正变得更加具有挑战性，例如，特征结构尺寸为0.07μm且高宽比为10或更大。因此，共形沉积材料以形成这些装置正变得日益重要。

在原子层沉积(ALD)工艺期间，反应气体经引入至包含基板的处理腔室内。一般而言，第一反应物经引入至处理腔室中且吸附于基板表面上。第二反应物经引入至处理腔室中且与第一反应物反应以形成沉积的材料。可执行净化步骤以确保仅有的反应发生在基板表面上。净化步骤可为用载气持续净化或在反应气体传输之间的脉冲净化。

本技术领域正面临改良藉由原子层沉积用于处理基板的设备与方法的需求。

发明内容

本发明的实施例涉及包含处理腔室的原子层沉积系统。气体分配板位于处理腔室内。气体分配板包含至少一个气体喷射器单元。每一气体喷射器单元包含多个狭长气体喷射器，所述多个狭长气体喷射器包括至少两个第一反应气体喷射器及至少一个第二反应气体喷射器，所述至少两个第一反应气体喷射器与第一反应气体流体连通，所述至少一个第二反应气体喷射器与不同于第一反应气体的第二反应气体流体连通。所述至少两个第一反应气体喷射器围绕着至少一个第二反应气体喷射器。基板载体设置为相对于气体喷射器单元在垂直于狭长气体喷射器的轴的往复运动中往复移动基板。在具体实施例中，基板载体经设置以旋转基板。

在详细实施例中，多个气体喷射器进一步包含至少一个第三气体喷射器，至少两个第一气体喷射器围绕至少一个第三气体喷射器。

在一些实施例中，至少一个气体喷射器单元进一步包含至少两个净化气体喷射器，每一净化气体喷射器介于至少一个第一气体喷射器与至少一个第二气体喷射器之间。在详细实施例中，至少一个气体喷射器单元进一步包含至少四个真空埠，每一真空埠置于至少一个第一反应气体喷射器、至少一个第二反应气体喷射器及至少两个净化气体喷射器中的每一个之间。

在一些实施例中，气体分配板具有一个气体喷射器单元。气体喷射器单元实质上依序由引导第一反应气体喷射器、第二反应气体喷射器及尾接第一反应气体喷射器组成。在详细实施例中，气体分配板进一步包含介于引导第一反应气体喷射器与第二反应气体喷射器之间的净化气体喷射器及介于第二反应气体喷射器与尾接第一反应气体喷射器之间的净化气体喷射器，每一净化气体喷射器通过真空与反应气体喷射器分离。在具体实施例中，气体分配板在引导第一反应气体喷射器之前及第二第一反应气体喷射器之后进一步依序包含真空埠、净化气体喷射器及另一真空埠。在特定实施例中，气体分配板进一步包含第一真空通道及第二真空通道，第一真空通道与邻近第一反应气体喷射器的真空埠流体连通且第二真空通道与邻近第二反应气体喷射器的真空埠流体连通。

在一些实施例中，至少一个气体喷射器单元进一步包含至少两个真空埠，所述至少两个真空埠置于至少一个第一反应气体喷射器与至少一个第二反应气体喷射器之间。

在一个或多个实施例中，基板载体设置为将基板从气体分配板前方区域传送至气体分配板后方区域，使得整个基板表面穿过由气体分配板所占据的区域。

根据一些实施例，气体喷射器单元范围为2至24个。在详细实施例中，每一气体喷射器实质上依序由引导第一反应气体喷射器、第二反应气体喷射器及尾接第一反应气体喷射器组成。在具体实施例中，系统进一步包含基板载体，所述基板载体设置为在处理期间以直线往复路径介于第一范围与第二范围之间传送及移动基板，所述第一范围与所述第二范围之间的距离约等于基板的长度除以气体喷射器单元的数目。在特定实施例中，基板载体设置为在第一范围外传送基板至载入位置。

本发明的额外实施例涉及包含处理腔室的原子层沉积系统。气体分配板位于处理腔室内。气体分配板包含多个气体喷射器。所述多个气体喷射器实质上依序由真空埠、与净化气体流体连通的净化气体喷射器、真空埠、与第一反应气体流体连通的第一反应气体喷射器、真空埠、与净化气体流体连通的净化气体喷射器、真空埠、与不同于第一反应气体的第二反应气体流体连通的第二反应气体喷射器、真空埠、与净化气体流体连通的净化气体喷射器、真空埠、与第一反应气体流体连通的第一反应气体喷射器、真空埠、与净化气体流体连通的净化气体喷射器及真空埠组成。基板载体设置为相对于气体分配板在沿着轴的往复运动中往复移动基板，所述轴垂直于狭长气体喷射器的轴。