用于原子層沉積的設備與工藝的制作方法
【專利摘要】提供一種包括多個氣體分配板的原子層沉積設備及方法，所述多個氣體分配板包括臺，這些臺用于在這些氣體分配板之間移動基板。
【專利說明】用于原子層沉積的設備與工藝
【背景技術】
[0001]本發(fā)明的實施例大體而言涉及一種用于沉積材料的設備及方法。更具體而言，本發(fā)明的實施例是針對具有多個氣體分配板的原子層沉積腔室。
[0002]在半導體處理、平板顯示器處理或其它電子器件處理領域中，氣相沉積工藝在沉積材料于基板上起重要作用。隨著電子裝置的幾何結構持續(xù)縮小且器件的密度持續(xù)增加，特征的尺寸及縱橫比正變得更加具有挑戰(zhàn)性，例如，特征尺寸為0.07 μ m且縱橫比為10或更大。因此，保形沉積材料以形成這些器件正變得日益重要。
[0003]在原子層沉積(ALD)工藝期間，反應氣體依次被引入到包含基板的處理腔室內(nèi)。一般而言，第一反應物被引入到處理腔室中且吸附于基板表面上。第二反應物隨后被引入到處理腔室中且與第一反應物反應以形成沉積材料?？稍诿恳环磻獨怏w的傳輸之間執(zhí)行凈化步驟以確保僅在基板表面上發(fā)生反應。凈化步驟可為用載氣的持續(xù)凈化或在反應氣體傳輸之間的脈沖凈化。
[0004]本【技術領域】正面臨對改良設備及方法的需求，所述設備及方法用于藉由原子層沉積同時快速處理多個基板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施例是針對沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)包含具有多個氣體分配板的處理腔室。這些氣體分配板的每一個具有多個狹長氣體端口，所述多個狹長氣體端口設置為引導氣流朝向基板表面。臺處于處理腔室內(nèi)，所述臺用于從一個氣體分配板的后端移動基板至另一個氣體分配板的前端。
[0006]在一些實施例中，多個氣體分配板以垂直排列堆疊且臺設置為垂直移動。在詳細實施例中，多個氣體分配板為水平對齊且臺設置為水平移動。
[0007]在一個或多個實施例中，存在兩個氣體分配板。在一些實施例中，存在四個氣體分配板。在具體實施例中，四個氣體分配板分成第一組兩個氣體分配板及第二組氣體分配板，且可在第一組氣體分配板上而不在第二組氣體分配板上處理一套不同的基板。
[0008]一些實施例進一步包含傳送系統(tǒng)，所述傳送系統(tǒng)鄰近于多個氣體分配板的每一個。所述傳送系統(tǒng)設置為沿軸運送至少一個基板，所述軸垂直于狹長氣體端口。
[0009]在一個或多個詳細實施例中,氣體分配板的每一個包含充分數(shù)量的氣體端口以處理多達27個原子層沉積循環(huán)。在具體實施例中，可分別控制多個氣體端口的每一個。
[0010]在一些實施例中，多個氣體分配板的每一個中的多個氣體端口中的至少一個與第一前驅(qū)物氣體流體連通且多個氣體分配板的每一個中的多個氣體端口中的至少一個與第二前驅(qū)物氣體流體連通。
[0011]本發(fā)明的額外實施例是針對沉積系統(tǒng)，這些沉積系統(tǒng)包含具有四個氣體分配板的處理腔室。氣體分配板被垂直堆疊。氣體分配板的每一個具有多個狹長氣體端口，所述多個狹長氣體端口設置為引導氣流朝向基板表面。至少兩個臺位于處理腔室內(nèi)，所述至少兩個臺用于在所述四個氣體分配板之間移動基板。[0012]本發(fā)明的其它實施例是針對在處理腔室內(nèi)處理基板的方法。基板在第一方向上鄰近于第一氣體分配板從裝載區(qū)域經(jīng)第一沉積區(qū)域側向移動至相對于所述裝載區(qū)域的第一非沉積區(qū)域?；逶诖怪庇诘谝环较虻牡诙较蛏蠌牡谝环浅练e區(qū)域移動至鄰近于第二氣體分配板的第二非沉積區(qū)域?；逶谄叫杏谇蚁鄬τ诘谝环较虻牡谌较蛏蟼认蛞苿樱龌鍙牡诙浅练e區(qū)域經(jīng)第二沉積區(qū)域移動至相對于所述第二非沉積區(qū)域的第三非沉積區(qū)域。在詳細實施例中，第二方向為垂直的。在具體實施例中，第二方向為水平的。
[0013]在一些實施例中，從裝載鎖定腔室至裝載區(qū)域?qū)⒒逖b載至處理腔室內(nèi)。在詳細實施例中，從處理腔室的第三非沉積區(qū)域至裝載鎖定腔室卸載基板。
[0014]本方法的一些實施例進一步包含以下步驟:在相對于第二方向的第四方向上移動基板。從第二非沉積區(qū)域移動基板回到裝載區(qū)域。重復在第一方向、第二方向及第三方向上將基板移動回到第三非沉積區(qū)域的運動。在詳細實施例中，在基板已第二次到達第三非沉積區(qū)域后從處理腔室移除基板。
[0015]本方法的一些實施例進一步包含以下步驟:在垂直于第三方向的第四方向上移動基板。從第三非沉積區(qū)域移動基板至鄰近于第三氣體分配板的第四非沉積區(qū)域。在平行于第一方向的第五方向上側向移動基板?；鍙牡谒姆浅练e區(qū)域經(jīng)第三沉積區(qū)域移動至相對于第四非沉積區(qū)域的第五非沉積區(qū)域。在垂直于第五方向的第六方向上移動基板，基板從第五非沉積區(qū)域移動至鄰近于第四氣體分配板的第六非沉積區(qū)域。在平行于第三方向的第七方向上側向移動基板，所述基板從第六非沉積區(qū)域經(jīng)第四沉積區(qū)域移動至第八非沉積區(qū)域。
[0016]在詳細實施例中，第二方向、第四方向及第六方向中的一個或多個為垂直的。在具體實施例中，第二方向、第四方向及第六方向中的一個或多個為水平的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]因此，可獲得并詳細理解本發(fā)明的上述特征的方式，即上文簡要概述的本發(fā)明的更特定描述可參照實施例進行，某些實施例圖示于所附圖式中。然而，應注意，所附圖式僅圖示本發(fā)明的典型實施例，且因此不被視為對本發(fā)明范疇的限制，因為本發(fā)明可允許其它同等有效的實施例。
[0018]圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的原子層沉積腔室的示意橫截面?zhèn)纫晥D；
[0019]圖2圖示根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的基座的透視圖；
[0020]圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的氣體分配板的俯視圖；
[0021]圖4圖示根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的原子層沉積腔室的示意橫截面圖；
[0022]圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的原子層沉積腔室的俯視圖；以及
[0023]圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的原子層沉積腔室的示意橫截面圖。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明的實施例是針對原子層沉積設備及方法，所述原子層沉積設備及方法提供改善的基板運動。本發(fā)明的具體實施例是針對原子層沉積(也稱作循環(huán)沉積)設備，所述原子層沉積設備包含具有詳細設置與往復線性運動的氣體分配板。[0025]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的原子層沉積系統(tǒng)100或反應器的示意橫截面圖。系統(tǒng)100包括裝載鎖定腔室10及處理腔室20。處理腔室20大體為可密封外殼，在真空或至少低壓下操作處理腔室20。處理腔室20由隔離閥15與裝載鎖定腔室10隔離。隔離閥15在關閉位置時將處理腔室20與裝載鎖定腔室10密封隔開且允許基板60從裝載鎖定腔室10經(jīng)所述閥轉移至處理腔室20，在打開位置時反之亦然。
[0026]系統(tǒng)100包括氣體分配板30，所述氣體分配板30能跨基板60分配一種或多種氣體。氣體分配板30為本領域技術人員所知的任何適當分配板，且所描述的具體氣體分配板不應被視為對本發(fā)明的范圍的限定。氣體分配板30的輸出面面對基板60的第一表面61。
[0027]用于本發(fā)明的實施例的基板可為任何適當基板。在詳細實施例中，基板為剛性的、分立的、大體平面的基板。如在本說明書及附隨權利要求書中所使用的，術語“分立的”涉及基板時是指所述基板具有固定尺寸。具體實施例的基板為半導體晶圓，諸如200mm或300mm直徑的硅晶圓。
[0028]氣體分配板30包含多個氣體端口及多個真空端口，所述多個氣體端口設置為傳送一個或多個氣流至基板60，所述多個真空端口安置于每一氣體端口之間且設置為傳送氣流到處理腔室20外。在圖1的詳細實施例中，氣體分配板30包含第一前驅(qū)物噴射器120、第二前驅(qū)物噴射器130及凈化氣體噴射器140。噴射器120、130、140可由諸如主機的系統(tǒng)計算器(未示出)控制，或由諸如可編程邏輯控制器的腔室特有控制器控制。前驅(qū)物噴射器120設置為將化合物A的反應前驅(qū)物的連續(xù)(或脈沖)流經(jīng)由多個氣體端口 125噴射至處理腔室20內(nèi)。前驅(qū)物噴射器130設置為將化合物B的反應前驅(qū)物的連續(xù)(或脈沖)流經(jīng)由多個氣體端口 135噴射至處理腔室20內(nèi)。凈化氣體噴射器140設置為將不反應或凈化氣體的連續(xù)(或脈沖)流經(jīng)由多個氣體端口 145噴射至處理腔室20內(nèi)。凈化氣體設置為從處理腔室20移除反應物質(zhì)及反應副產(chǎn)物。凈化氣體通常為惰性氣體，諸如，氮、氬及氦。氣體端口 145安置于氣體端口 125與氣體端口 135之間，以便將化合物A的前驅(qū)物與化合物B的前驅(qū)物分離，從而避免前驅(qū)物之間的交叉污染。
[0029]在另一方面中，遠程等離子體源(未示出)可在噴射前驅(qū)物至處理腔室20內(nèi)之前連接至前驅(qū)物噴射器120及前驅(qū)物噴射器130。反應種類的等離子體可藉由施加電場至遠程等離子體源內(nèi)的化合物而產(chǎn)生?？墒褂媚芑罨A期化合物的任何功率源。舉例而言，可使用采用基于DC、射頻(RF)及微波(MW)的放電技術的功率源。若使用RF功率源，則所述功率源可為電容耦合或感應耦合?；罨部山逵苫跓崽幚淼募夹g、氣體解離技術、高強度光源(例如，UV能量)，或暴露于X射線源來產(chǎn)生。示例性遠程等離子體源可購自供貨商，諸如MKS Instruments, Inc.及 Advanced Energy Industries, Inc.。
[0030]系統(tǒng)100進一步包括泵送系統(tǒng)150，所述泵送系統(tǒng)150連接至處理腔室20。泵送系統(tǒng)150大體設置為經(jīng)由一個或多個真空端口 155將氣流排出處理腔室20外。真空端口155安置于每一氣體端口之間以便在氣流與基板表面反應后將氣流排出處理腔室20外且進一步限制前驅(qū)物之間的交叉污染。
[0031]系統(tǒng)100包括多個隔板160，所述多個隔板160安置于處理腔室20上、介于每一端口之間。每一隔板的下部分延伸接近于基板60的第一表面61。例如，距離第一表面61約
0.5mm或更遠。以此方式，隔板160的下部分與基板表面分離一段距離，所述距離足以允許氣流在氣流與基板表面反應后繞下部分流向真空端口 155。箭頭198指示氣流的方向。由于隔板160作為對氣流的實體障壁操作，故隔板160也限制前驅(qū)物之間的交叉污染。所圖示的布置僅為說明性的且不應被視為對本發(fā)明的范圍的限制。本領域技術人員應理解，所示的氣體分配系統(tǒng)僅為一個可能的分配系統(tǒng)且可使用其它類型的噴淋頭。
[0032]在操作中，傳送基板60 (例如，藉由機器人)至裝載鎖定腔室10且放置于梭65上。打開隔離閥15之后，梭65沿軌道70移動。一旦梭65進入處理腔室20，隔離閥15即關閉，密封處理腔室20。梭65隨后移動穿過處理腔室20以便處理。在一個實施例中，梭65沿線性路徑移動穿過腔室。
[0033]當基板60移動穿過處理腔室20時,基板60的第一表面61重復暴露于來自氣體端口 125的化合物A的前驅(qū)物及來自氣體端口 135的化合物B的前驅(qū)物，來自氣體端口 145的凈化氣體介于化合物A的前驅(qū)物與化合物B的前驅(qū)物之間。噴射凈化氣體的目的在于在將基板表面61暴露于下一前驅(qū)物之前移除來自上一前驅(qū)物的未反應物質(zhì)。每次暴露于各種氣流(例如，前驅(qū)物或凈化氣體)之后，氣流經(jīng)由真空端口 155藉由泵送系統(tǒng)150排出。由于真空端口可安置于每一氣體端口的兩側，故氣流經(jīng)由兩側的真空端口 155排出。因此，氣流從各自氣體端口垂直向下朝向基板60的第一表面61,跨基板表面61且圍繞隔板160的下部分流動，且最終向上朝向真空端口 155流動。以此方式，每一氣體可跨基板表面61均勻分布。箭頭198指示氣流的方向。當基板60暴露于各種氣流時，也可旋轉基板60。旋轉基板可用于防止在形成的層中形成條帶?？梢赃B續(xù)地或在離散步驟中旋轉基板。
[0034]大體在處理腔室20的末端提供充分的空間以便確保藉由處理腔室20中的最后氣體端口完全暴露。一旦基板60到達處理腔室20的末端(即，第一表面61在處理腔室20中已完全暴露于每一個氣體端口)，則基板60以朝向裝載鎖定腔室10的方向返回。當基板60朝向裝載鎖定腔室10回移時，基板表面可以以與第一次暴露相反的順序再次暴露于化合物A的前驅(qū)物、凈化氣體及化合物B的前驅(qū)物。
[0035]基板表面61暴露于每一氣體的程度可藉由以下因素決定:例如，每一氣體從氣體端口流出的流速及基板60的移動速率。在一個實施例中，每一氣體的流速經(jīng)設置以便不從基板表面61移除吸附的前驅(qū)物。每一隔板之間的寬度、安置于處理腔室20上的氣體端口數(shù)量及基板來回傳送的次數(shù)也可決定基板表面61暴露于各種氣體的程度。因此，沉積的薄膜的數(shù)量及質(zhì)量可藉由改變上文提及的因素來優(yōu)化。
[0036]在另一實施例中，系統(tǒng)100可包括前驅(qū)物噴射器120及前驅(qū)物噴射器130，不包括凈化氣體噴射器140。因此，當基板60移動穿過處理腔室20時，基板表面61將交替暴露于化合物A的前驅(qū)物及化合物B的前驅(qū)物，而不暴露于介于化合物A的前驅(qū)物及化合物B的前驅(qū)物之間的凈化氣體。
[0037]圖1所圖示的實施例具有位于基板上方的氣體分配板30。雖然已關于此垂直方向描述且圖示實施例，但應理解相反方向也是可能的。在那種情況下，基板60的第一表面61將面向下方，同時將向上引導朝向基板的氣流。
[0038]在又一實施例中，系統(tǒng)100可設置為處理多個基板。在此實施例中，系統(tǒng)100可包括第二裝載鎖定腔室(安置于裝載鎖定腔室10的對端)及多個基板60。可傳送基板60至裝載鎖定腔室10且從第二裝載鎖定腔室返回。在一個或多個實施例中，至少一個輻射熱燈90定位為加熱基板60的第二側。
[0039]在一些實施例中，梭65為基座66,所述基座66用于承載基板60。大體而言,基座66為載體，所述載體幫助形成跨基板的均勻溫度?；?6可在裝載鎖定腔室10及處理腔室20之間雙向移動(相對于圖1的布置從左至右及從右至左)?；?6具有頂表面67，所述頂表面67用于承載基板60。基座66可為受熱的基座以使得基板60可受熱用于處理。舉例而言，基座66可由安置于基座66下方的輻射熱燈90、加熱板、電阻線圈或其它加熱裝置加熱。
[0040]在又一實施例中，如圖2所圖示，基座66的頂表面67包括凹槽68，所述凹槽68設置為容納基板60。基座66厚度大體大于基板的厚度以使得基板下方存在基座材料。在詳細實施例中，凹槽68經(jīng)設置使得當基板60位于凹槽68內(nèi)時，基板60的第一表面61與基座66的頂表面67齊平。換言之,一些實施例的凹槽68經(jīng)設置使得當基板60位于凹槽68內(nèi)時，基板60的第一表面61未突出于基座66的頂表面67上方。
[0041]圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的處理腔室20的俯視圖。處理腔室連接至裝載鎖定腔室(未示出)，所述裝載鎖定腔室能夠裝載多個基板60至處理腔室20內(nèi)。氣體分配板30位于處理腔室20內(nèi)?；?0沿沉積路徑行進，所述沉積路徑界定為從裝載區(qū)域71經(jīng)沉積區(qū)域73至非沉積區(qū)域72，所述非沉積區(qū)域72位于氣體分配板30的相對于裝載區(qū)域71的側。藉由傳送系統(tǒng)(未示出)沿沉積路徑移動基板60。傳送系統(tǒng)可為本領域技術人員所知的任何適當系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括但不限于滾輪(如圖1所見)、移動軌道及空氣軸承。此實施例的氣體分配板30為足夠長以確保經(jīng)過整個沉積路徑的基板60將具有完全成形的沉積層。完全成形的沉積層可包括多達幾百個單獨的原子層沉積循環(huán)。每一沉積循環(huán)包含以下步驟:使用包括凈化氣體在內(nèi)的可任選其它氣體將基板60表面接觸第一前驅(qū)物A及第二前驅(qū)物B。許多原子層沉積膜由約48個單獨的循環(huán)形成。為適應此數(shù)量或更多的循環(huán)，在單次經(jīng)過沉積路徑期間，氣體分配板30將具有至少48個氣體端口用于前驅(qū)物A、48個氣體端口用于前驅(qū)物B、95個凈化氣體端口及約200個真空端口，從而得到大的氣體分配板30。
[0042]圖4圖示根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的沉積系統(tǒng)400的側視圖。一些實施例的沉積系統(tǒng)400包括裝載鎖定腔室410及處理腔室420。所圖示的處理腔室420具有兩個氣體分配板:第一氣體分配板430a及第二氣體分配板430b。氣體分配板430a、430b的每一個具有多個狹長氣體端口，所述多個狹長氣體端口設置為弓I導氣流朝向基板60的表面。雖然所圖示的實施例具有兩個氣體分配板430，但應理解處理腔室420可容納任意數(shù)量的氣體分配板430。
[0043]氣體分配板的每一個可具有任何適當數(shù)量的氣體端口以在基板上沉積層。在詳細實施例中，氣體分配板的每一個包含充分數(shù)量的氣體端口以處理多達27個原子層沉積循環(huán)。在具體實施例中,氣體分配板的每一個包含充分數(shù)量的氣體端口以處理多達50個原子層沉積循環(huán)。
[0044]處理腔室420可包括梭465或基板載體,所述梭465或基板載體用于移動基板60經(jīng)過一個或多個沉積路徑。梭465可為本領域技術人員所知的任何適當裝置，所述裝置包括但不限于基座。一些實施例的梭465貫穿整個沉積工藝支撐基板60。在一個或多個實施例中，梭465貫穿沉積工藝的一個或多個部分支撐基板60。處理腔室420也可包括傳送系統(tǒng)470，所述傳送系統(tǒng)470鄰近于多個氣體分配板430的每一個。傳送系統(tǒng)470設置為沿軸運送至少一個基板60，所述軸垂直于狹長氣體端口。在詳細實施例中，輸送機470設置為大體同時運送至少三個基板，意味著三個基板或更多基板在任何給定時間位于所述輸送機上。
[0045]多個氣體分配板430可布置為任何適當設置。在圖4的實施例中，第二氣體分配板430b位于第一氣體分配板430a上方且平行于第一氣體分配板430a。在一些實施例中，第二氣體分配板430b位于第一氣體分配板430a下方且平行于第一氣體分配板430a。在詳細實施例中，氣體分配板中的一個位于另一個氣體分配板上方且垂直于所述另一個氣體分配板。
[0046]處理腔室420可包括臺480，所述臺480能水平和/或垂直移動。若存在基板60及任何梭465，則臺480設置為從第一氣體分配板430a的后端移動所述基板60及梭465至第二氣體分配板430b的起始端或前端。如在本說明書及附隨申請專利范圍中所使用的，術語“后端”表示鄰近于氣體分配板的區(qū)域，基板經(jīng)過氣體分配板的沉積區(qū)域后將要到達所述區(qū)域所在的位置，且術語“前端”表示鄰近于氣體分配板的區(qū)域，基板將離開所述區(qū)域所在位置以經(jīng)過沉積區(qū)域。臺480可為任何適當裝置，所述裝置包括但不限于平臺以及叉。在詳細實施例中，臺480設置為垂直移動。在具體實施例中，臺480設置為水平移動。在一個或多個實施例中，臺480設置為水平以及垂直移動。臺可藉由任何適當構件連接至處理腔室。在詳細實施例中，臺附接于垂直軌條，這些垂直軌條可在腔室內(nèi)升降。臺也可包括葉片或一些晶圓搬運機構，這些葉片或晶圓搬運機構從軌條延伸以固持基板。
[0047]圖4的詳細實施例具有以垂直排列堆疊的多個氣體分配板430且臺480設置為垂直移動。臺480設置為從第一氣體分配板430a的末端抬升基板60至第二氣體分配板430b的起始端。
[0048]在操作中，基板60在第一方向441側向移動，所述基板60可支撐于梭465上。第一方向441鄰近于第一氣體分配板430a且從裝載區(qū)域471經(jīng)第一沉積區(qū)域473移動基板60至相對于裝載區(qū)域471的第一非沉積區(qū)域472。在經(jīng)過第一沉積區(qū)域473期間，至少一個層沉積至基板60的表面上。在詳細實施例中，經(jīng)過第一沉積區(qū)域473后，在基板60的表面上沉積了范圍是約10個至約40個的層。
[0049]基板60隨后藉由臺480在垂直于第一方向441的第二方向442上移動，所述臺480設置為至少在第二方向442上移動。此移動引起從第一非沉積區(qū)域472移動基板60至鄰近于第二氣體分配板430b的第二非沉積區(qū)域474。在圖4的實施例中，在第二方向上垂直移動基板60。第一非沉積區(qū)域472及第二非沉積區(qū)域474圖示在相同空間內(nèi)，一個為位于另一個上方的無界限區(qū)域?；咫S后在第三方向443上側向移動，所述第三方向443垂直于第二方向442及平行于且相對于第一方向441。在第三方向443上,基板60從第二非沉積區(qū)域474經(jīng)第二沉積區(qū)域475移動至第三非沉積區(qū)域476，所述第三非沉積區(qū)域476在第二沉積區(qū)域475的相對于第二非沉積區(qū)域474的相對側。在經(jīng)過第二沉積區(qū)域475期間，至少第二層沉積至基板60的表面上。在詳細實施例中，經(jīng)過第二沉積區(qū)域475后，在基板60的表面上沉積了范圍是約20個至約80個的層。
[0050]圖4所圖示的實施例也包括裝載鎖定腔室410以將基板60傳送至處理腔室420內(nèi)或傳送至處理腔室420外。藉由一個或多個機器人將基板60移動至裝載鎖定腔室410內(nèi)，所述一個或多個機器人設置為安全地傳送基板60。從裝載鎖定腔室410裝載411基板60至處理腔室420的裝載區(qū)域471內(nèi)且在完成處理后從第三非沉積區(qū)域476卸載412基板60。
[0051 ] 在一些實施例中，在相對于第二方向442的第四方向444上從第三非沉積區(qū)域476在臺481上移動基板60。在此操作中，從第三非沉積區(qū)域476移動基板60回到裝載區(qū)域471。隨后重復在第一方向441、第二方向442及第三方向443上的運動以移動基板60回到第三非沉積區(qū)域476。詳細實施例進一步包含以下步驟:在基板60已第二次到達第三非沉積區(qū)域476后從處理腔室420移除基板60。然而，應理解在第四方向444上的運動可重復任意次數(shù)，從而多次經(jīng)過第一沉積區(qū)域473及第二沉積區(qū)域475以沉積更多層至基板60上。
[0052]圖5圖不本發(fā)明的另一實施例,在所述另一實施例中第二方向442垂直于第一方向441，且第一方向441及第二方向442均為水平的。此設置導致多個氣體分配板430彼此緊靠。在這些實施例中，氣體分配板430為水平對齊且臺480設置為水平移動。
[0053]圖6圖示本發(fā)明的另一實施例，在所述另一實施例中包含了四個氣體分配板。此實施例為圖4所圖示的處理腔室的延伸且使用附圖標記及相關描述。在此實施例中，在基板60已到達第三非沉積區(qū)域476后，可改變所取路線。舉例而言，基板60可在臺481上沿第四方向444行進以在第一氣體分配板430a及第二氣體分配板430b處重復沉積，隨后回到第三非沉積區(qū)域476?；?0也可在臺481上在垂直于第三方向443的第四方向544上從第三沉積區(qū)域476移動至第四非沉積區(qū)域578。基板60隨后在第五方向545上從第四非沉積區(qū)域578側向移動。第五方向545可平行于第一方向441，或為水平的但垂直于第一方向441。在第五方向545上移動期間,基板60從第四非沉積區(qū)域578經(jīng)鄰近于第三氣體分配板530a的第三沉積區(qū)域580移動至第五非沉積區(qū)域582。基板60隨后在臺481上在垂直于第五方向545的第六方向546上從第五非沉積區(qū)域582移動至第六非沉積區(qū)域584?；?0隨后在第七方向547上從第六非沉積區(qū)域584經(jīng)鄰近于第四氣體分配板530b的第四沉積區(qū)域586側向移動至第七非沉積區(qū)域58`8。一旦在第七非沉積區(qū)域588中，則基板60可沿第八方向548行進至第四非沉積區(qū)域578或可從處理腔室420卸載412。
[0054]臺480可為一個或多個單獨的臺。當使用多于一個臺時，第一臺在第一非沉積區(qū)域472與第二非沉積區(qū)域474之間移動，且第二臺在第五非沉積區(qū)域582與第六非沉積區(qū)域584之間移動。類似地，當使用多于一個臺481時，第一臺可在裝載區(qū)域471、第三非沉積區(qū)域476及第四非沉積區(qū)域578之間移動，且第二臺可在第三非沉積區(qū)域476、第四非沉積區(qū)域578及第七非沉積區(qū)域588之間移動。應理解臺480及481可受控制以提供基板轉移至各個氣體分配板以維持正在處理的基板的連續(xù)流動。此協(xié)調(diào)將取決于，例如，傳送系統(tǒng)470的速度、基板的尺寸及基板之間的間隔。
[0055]在詳細實施例中，第二方向442、第四方向544及第六方向546為垂直的。在一些實施例中，第二方向442、第四方向544及第六方向546為水平的。
[0056]盡管非沉積區(qū)域為單獨編號，但應理解此舉僅出于描述的目的。臺480及臺481在所有這些區(qū)域之間可自由移動，因為在此操作下不存在任何實體障壁。在具體實施例中，在第二非沉積區(qū)域474與第五非沉積區(qū)域582之間存在分離器(未示出)。
[0057]圖6所圖示的實施例可包括足夠的氣體端口以在基板上沉積幾百個層。在詳細實施例中，多個氣體端口的每一個可為分別控制的。氣體分配板中的一些或單獨的氣體端口可設置為沉積不同組成的薄膜，或可停用或設定為僅傳送凈化氣體。[0058]仍參閱圖6，本發(fā)明的一個或多個實施例允許處理腔室420有效地分成兩個。在一些具體實施例中，當基板到達第三非沉積區(qū)域476時，可卸載412a所述基板，或所述基板再次經(jīng)歷下循環(huán)。另外，可裝載411a第二基板至第四非沉積區(qū)域578內(nèi)以在圖6的上部分內(nèi)循環(huán)。如此，可同時處理兩個基板或數(shù)套基板。因此，本發(fā)明的詳細實施例具有四個氣體分配板，所述四個氣體分配板分成第一組兩個氣體分配板及第二組氣體分配板。故而，可在第一組氣體分配板上而不在第二組氣體分配板上處理一套不同的基板。在一些實施例中，在第一組上處理的一套基板可傳送經(jīng)過第二組用于額外處理，或沉積相同的層或不同的層。
[0059]盡管此處已參閱特定實施例描述本發(fā)明，但應理解這些實施例僅說明本發(fā)明的原理及應用。本領域技術人員將顯而易見的是在不偏離本發(fā)明的精神及范圍的情況下，可對本發(fā)明的方法及設備作出各種修改及變化。因此，預期本發(fā)明包括在所附權利要求書的范圍及所附權利要求的等效方案的范圍內(nèi)的修改及變化。
【權利要求】
1.一種沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)包括: 處理腔室； 多個氣體分配板，所述多個氣體分配板位于所述處理腔室內(nèi)，所述氣體分配板的每一個具有多個狹長氣體端口，所述多個狹長氣體端口引導氣流朝向基板的表面；以及臺，所述臺從一個氣體分配板的后端移動基板至另一氣體分配板的前端。
2.如權利要求1所述的沉積系統(tǒng)，其中所述多個氣體分配板為以下中的一個或多個:所述多個氣體分配板以垂直排列堆疊且所述臺垂直移動，或所述多個氣體分配板水平對齊且所述臺水平移動。
3.如權利要求2所述的沉積系統(tǒng)，其中四個氣體分配板分成第一組兩個氣體分配板及第二組兩個氣體分配板，且一套不同的基板可在所述第一組氣體分配板上而不在第二組氣體分配板上處理。
4.一種沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)包括: 處理腔室； 四個氣體分配板，所述四個氣體分配板位于所述處理腔室內(nèi)，所述氣體分配板垂直堆疊，所述氣體分配板的每一個具有多個狹長氣體端口，所述多個狹長氣體端口引導氣流朝向基板的表面；以及 至少兩個臺，所述至少兩個臺在所述四個氣體分配板之間移動基板。
5.一種用于處理基板的沉積系統(tǒng),所述沉積系統(tǒng)包括: 處理腔室；` 多個氣體分配板，所述多個氣體分配板的每一個具有多個狹長氣體端口，所述多個狹長氣體端口引導氣流朝向基板的表面； 裝載鎖定腔室，所述裝載鎖定腔室由隔離閥連接至所述處理腔室，在處理期間所述隔離閥將所述裝載鎖定腔室與所述處理腔室隔離，所述裝載鎖定腔室具有梭，當所述隔離閥打開時，所述梭裝載所述基板至所述多個氣體分配板中的第一個的前端內(nèi)且從所述多個氣體分配板中的最后一個的末端提取所述基板； 梭，所述梭位于所述處理腔室內(nèi)部，所述梭從所述多個氣體分配板中的一個的末端移動所述基板至所述多個氣體分配板中的另一個的前端。
6.如先前權利要求中任一項所述的沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)進一步包括傳送系統(tǒng)，所述傳送系統(tǒng)鄰近于所述多個氣體分配板的每一個并沿軸運送至少一個基板，所述軸垂直于所述狹長氣體端口。
7.如先前權利要求中任一項所述的沉積系統(tǒng)，其中所述多個氣體分配板包括一個或多個中間氣體分配板，所述一個或多個中間氣體分配板在所述多個氣體分配板中的所述第一個的末端與所述多個氣體分配板中的所述最后一個的所述前端之間串聯(lián)連接。
8.如權利要求7所述的沉積系統(tǒng)，所述沉積系統(tǒng)進一步包括: 第二多個氣體分配板，所述第二多個氣體分配板的每一個具有多個狹長氣體端口，所述多個狹長氣體端口引導氣流朝向基板的表面；以及 第二梭，所述第二梭位于所述處理腔室內(nèi)部，所述第二梭從所述第二多個氣體分配板中的一個的末端移動所述基板至所述第二多個氣體分配板中的另一個的前端。
9.如權利要求8所述的沉積系統(tǒng)，其中所述第一多個氣體分配板與所述第二多個氣體分配板不同地對基板進行處理。
10.如先前權利要求中任一項所述的沉積系統(tǒng)，其中所述氣體分配板的每一個包括充分數(shù)量的氣體端口以處理多達27個原子層沉積循環(huán)。
11.如先前權利要求中任一項所述的沉積系統(tǒng)，其中可分別控制所述多個氣體端口的每一個。
12.如先前權利要求中任一項所述的沉積系統(tǒng)，其中所述多個氣體分配板的每一個中的所述多個氣體端口中的至少一個與第一前驅(qū)物氣體流體連通且所述多個氣體分配板的每一個中的所述多個氣體端口中的至少一個與第二前驅(qū)物氣體流體連通。
13.—種在處理腔室內(nèi)處理基板的方法,所述方法包括: 在第一方向上鄰近于第一氣體分配板從裝載區(qū)域經(jīng)第一沉積區(qū)域側向移動基板至相對于所述裝載區(qū)域的第一非沉積區(qū)域； 在垂直于所述第一方向的第二方向上從所述第一非沉積區(qū)域移動所述基板至鄰近于第二氣體分配板的第二非沉積區(qū)域；以及 在平行于且相對于所述第一方向的第三方向上側向移動所述基板，所述基板從所述第二非沉積區(qū)域經(jīng)第二沉積區(qū)域移動至相對于所述第二非沉積區(qū)域的第三非沉積區(qū)域。
14.如權利要求13所述的方法，所述方法進一步包括: 在相對于所述第二方向的第四方向上移動所述基板，所述基板從所述第二非沉積區(qū)域移回至所述裝載區(qū)域；以及 在所述第一方向、第二方向及第三方向上重復所述移動以將所述基板移回至所述第三非沉積區(qū)域。
15.如權利要求14所述的方法，所述方法進一步包括: 在垂直于所述第三方向的第四方向上移動所述基板，所述基板從所述第三非沉積區(qū)域移動至鄰近于第三氣體分配板的第四非沉積區(qū)域； 在平行于所述第一方向的第五方向上側向移動所述基板，所述基板從所述第四非沉積區(qū)域經(jīng)第三沉積區(qū)域移動至相對于所述第四非沉積區(qū)域的第五非沉積區(qū)域； 在垂直于所述第五方向的第六方向上移動所述基板，所述基板從所述第五非沉積區(qū)域移動至鄰近于第四氣體分配板的第六非沉積區(qū)域；以及 在平行于所述第三方向的第七方向上側向移動所述基板，所述基板從所述第六非沉積區(qū)域經(jīng)第四沉積區(qū)域移動至第八非沉積區(qū)域。
【文檔編號】H01L21/205GK103493178SQ201280016796
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年3月1日 優(yōu)先權日:2011年3月1日
【發(fā)明者】J·約德伏斯基 申請人:應用材料公司