自給自足式加熱元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供包含狹長殼體的組件，該狹長殼體包含一材料，該材料對在處理腔室中經(jīng)歷的溫度下的熱膨脹有抗性。至少一個加熱元件沿著狹長殼體的縱軸經(jīng)由開放內(nèi)部區(qū)域延伸，該開放內(nèi)部區(qū)域允許氣體流以實(shí)質(zhì)上垂直于縱軸的方向通過加熱元件。亦描述了使用加熱元件以激發(fā)氣體前體物種來處理基板的方法。
【專利說明】自給自足式加熱元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例大體而言是關(guān)于用于沉積材料的設(shè)備及方法。更特定言之，本發(fā)明的實(shí)施例是針對用于在使基板表面及原子層沉積室與加熱元件接觸之前激勵氣體物種的加熱元件組件。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體處理、平面顯示器處理或其他電子裝置處理的領(lǐng)域中，氣相沉積工藝已在沉積材料于基板上起到重要作用。隨著電子裝置的幾何形狀持續(xù)縮小且裝置的密度持續(xù)增加，特征的尺寸及深寬比正在變得更具有挑戰(zhàn)，例如，0.07 μ m的特征尺寸且10或更大的縱橫比。因此，形成這些裝置的材料的共形沉積正在變得日益重要。
[0003]在原子層沉積(atomic layer deposition ;ALD)工藝期間，將反應(yīng)氣體順序地引入含有基板的處理腔室中。大體而言，將第一反應(yīng)物引入處理腔室中且吸收至基板表面上。然后，將第二反應(yīng)物引入處理腔室中，且第二反應(yīng)物與第一反應(yīng)物反應(yīng)以形成經(jīng)沉積的材料。可在每一反應(yīng)氣體的輸送之間進(jìn)行凈化步驟，以確保發(fā)生的反應(yīng)僅在基板表面上。凈化步驟可為在反應(yīng)氣體的輸送之間利用載氣的連續(xù)凈化或脈沖凈化。
[0004]當(dāng)前在本【技術(shù)領(lǐng)域】中存在對于通過原子層沉積快速且有效地處理基板的設(shè)備及方法的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施例是針對用于在沉積處理腔室中于氣相沉積反應(yīng)期間加熱氣體的組件，這些組件包含狹長殼體及加熱元件。狹長殼體具有縱軸，該殼體包含一材料，該材料對在處理腔室中經(jīng)歷的溫度下的熱膨脹有抗性。殼體具有開放內(nèi)部區(qū)域，以允許氣體流以實(shí)質(zhì)上垂直于縱軸的方向通過殼體。加熱元件沿著縱軸自狹長殼體的第一端延伸至狹長殼體的第二端。加熱元件包含待由電流加熱，且在氣相沉積反應(yīng)期間加熱流經(jīng)殼體的氣體的材料。
[0006]在一些實(shí)施例中，加熱元件包含延伸超出狹長殼體的第一端及第二端中的一或更多個的部分，且延伸的部分充當(dāng)電導(dǎo)線。在一或多個實(shí)施例中，殼體進(jìn)一步包含在狹長殼體的第一端及第二端中的一或更多個處的至少一個連接，且該連接與電線電接觸且充當(dāng)電導(dǎo)線。在詳細(xì)的實(shí)施例中，隨著電流施加于加熱元件，至少一個連接實(shí)質(zhì)上不增加溫度。在某些實(shí)施例中，殼體是由包含石英的材料制成。在特定實(shí)施例中，殼體由包含陶瓷的材料制成。
[0007]在特定實(shí)施例中，加熱元件包含鎢。在一些實(shí)施例中，加熱元件以實(shí)質(zhì)上直線路徑自殼體的第一端延伸至殼體的第二端。在詳細(xì)的實(shí)施例中，加熱元件以螺旋狀路徑自殼體的第一端延伸至殼體的第二端。在詳細(xì)的實(shí)施例中，加熱元件包含封裝于石英中的金屬線。
[0008]一些實(shí)施例進(jìn)一步包含自狹長殼體的至少第一端延伸至狹長殼體的至少第二端的至少一個額外加熱元件，且該至少一個額外加熱元件包含適合由電流加熱的材料。[0009]在一或多個實(shí)施例中，狹長殼體經(jīng)調(diào)整大小以符合于處理腔室中的氣體分配板的氣體端口之內(nèi)。在一些實(shí)施例中，狹長殼體經(jīng)附接于氣體分配板的正面，以便來自氣體分配板之內(nèi)的氣體端口的氣體流通過組件的開放內(nèi)部區(qū)域,該組件實(shí)質(zhì)上不干擾來自相鄰氣體端口的氣體流。
[0010]本發(fā)明的額外實(shí)施例是針對包含輸入面及輸出面的氣體分配板。輸入面包含接收第一前體氣體流的第一前體氣體輸入，及經(jīng)配置以接收第二前體氣體流的第二前體氣體輸入。輸出面具有數(shù)個狹長氣體端口，該數(shù)個狹長氣體端口經(jīng)配置以將氣體流朝向相鄰于輸出面的基板導(dǎo)引。狹長氣體端口包括至少一個第一前體氣體端口及至少一個第二前體氣體端口。至少一個第一前體氣體端口與第一前體氣體流動連通，且至少一個第二前體氣體端口與第二前體氣體流動連通。如所述的組件經(jīng)定位以便在第一前體氣體端口及第二前體氣體端口中的至少一個之內(nèi)的氣體流以實(shí)質(zhì)上垂直于組件的縱軸的方向通過開放內(nèi)部區(qū)域。組件經(jīng)連接至電源，該電源經(jīng)配置以提供電流至加熱元件。
[0011]在詳細(xì)的實(shí)施例中，將組件定位于至少一個氣體端口之內(nèi)。在特定實(shí)施例中，組件經(jīng)附接于氣體分配板的輸出面，因此自氣體端口流出的氣體通過組件的開放內(nèi)部區(qū)域，且狹長殼體實(shí)質(zhì)上不干擾來自相鄰氣體端口的氣體流。在某些實(shí)施例中，提供電流至加熱元件將該加熱元件加熱以激發(fā)橫跨熱元件流動的氣體中的物種，且狹長殼體實(shí)質(zhì)上不膨脹。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例是針對用于在沉積處理腔室中于氣相沉積反應(yīng)期間加熱氣體的組件，這些組件包含狹長殼體及至少一個加熱元件。狹長殼體包含一材料，該材料對在處理腔室中經(jīng)歷的溫度下的熱膨脹有抗性。狹長殼體沿著縱軸延伸且具有開放內(nèi)部區(qū)域，以允許氣體流以實(shí)質(zhì)上垂直于縱軸的方向通過開放內(nèi)部區(qū)域，且狹長殼體經(jīng)調(diào)整大小以符合于處理腔室中的氣體分配板的通道之內(nèi)。至少一個加熱元件沿著縱軸自超過狹長殼體的第一端的區(qū)域經(jīng)由開放內(nèi)部區(qū)域延伸至超過狹長殼體的第二端的區(qū)域。至少一個加熱元件包含適用于通過電流加熱的材料，且超過狹長殼體的第一端且超過狹長殼體的第二端的區(qū)域中的加熱元件的部分充當(dāng)電導(dǎo)線。在詳細(xì)的實(shí)施例中，可將加熱元件加熱以激發(fā)流經(jīng)開放內(nèi)部區(qū)域的氣體中的物種。
[0013]本發(fā)明的額外實(shí)施例是針對在處理腔室中處理基板的方法。具有表面的基板在氣體分配板之下橫向地移動，該氣體分配板包含數(shù)個狹長氣體端口，該數(shù)個狹長氣體端口包括輸送第一前體氣體的至少一個第一前體氣體端口，及輸送第二前體氣體的至少一個第二前體氣體端口。將第一前體氣體輸送至基板表面。將第二前體氣體輸送至基板表面。將電力施加于定位在狹長殼體之內(nèi)的至少一個加熱兀件。至少一個狹長殼體包含一材料，該材料對在處理腔室中經(jīng)歷的溫度下的熱膨脹有抗性。至少一個狹長殼體經(jīng)定位以便來自氣體端口的氣體以實(shí)質(zhì)上垂直于狹長殼體的縱軸的方向通過狹長殼體的開放內(nèi)部區(qū)域，且激發(fā)氣體物種以便經(jīng)激發(fā)的物種與基板的表面反應(yīng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了以其中可獲得且可詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特征的方式，上文簡要概述的本發(fā)明的更詳細(xì)描述可參照本發(fā)明的實(shí)施例獲得，這些實(shí)施例在附圖中圖示。然而，應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅圖示本發(fā)明的典型實(shí)施例，且因此不將附圖視為本發(fā)明的范疇的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可承認(rèn)其他同等有效的實(shí)施例。[0015]圖1圖示根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例的原子層沉積腔室的示意截面?zhèn)纫晥D；
[0016]圖2圖示根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例的基座的透視圖；
[0017]圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例的氣體分配板的透視圖；
[0018]圖4圖示根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例的氣體分配板的正視圖；
[0019]圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例的氣體分配板的正視圖；
[0020]圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例用于氣體分配板的線殼體的透視圖；
[0021]圖7圖示根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例的組件的視圖；
[0022]圖8圖示根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例的組件的視圖；
[0023]圖9圖示根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例的組件的視圖；
[0024]圖10圖示根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例的組件的視圖；
[0025]圖11圖示根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例的氣體分配板的截面視圖；及
[0026]圖12圖示根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例的氣體分配板的截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明的實(shí)施例是針對具有加熱元件的組件，以及提供用于使用這些加熱元件組件與基板表面反應(yīng)的激發(fā)氣體物種的原子層沉積設(shè)備及方法。如本說明書及附加權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“加熱元件”及“熱線”通?？山粨Q地使用，且不應(yīng)將“熱線”的使用視為限于電線。本發(fā)明的實(shí)施例可實(shí)施至ALD及其他沉積工藝中。在一些“熱線”應(yīng)用中，使用彈簧控制熱線的張力，該熱線歸因于高溫而可能非常不可靠。本發(fā)明的各種實(shí)施例并入包含且支撐加熱元件的絕熱容器，從而消除對于張力控制及空間限制的需要。
[0028]本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例是針對亦稱為殼體的絕熱容器，這些絕熱容器使用(例如)石英或陶瓷材料以將加熱元件的溫度與相鄰材料絕緣。絕熱容器亦為加熱元件提供支撐以防止歸因于高溫的下垂。用于加熱元件的電力可經(jīng)由容器(殼體)的兩端提供，且氣體均勻地進(jìn)入殼體，通過加熱元件區(qū)域，產(chǎn)生ALD工藝所需的自由基，然后這些自由基通過底部開口至晶圓表面上且執(zhí)行工作，該底部開口可為完全打開的孔或穿孔。如此可增強(qiáng)沉積或使用以蝕刻掉沉積。本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)為消除了歸因于高溫及溫度變化的加熱元件的下垂及張力可靠性問題。雖然本發(fā)明的實(shí)施例是參照ALD工藝描述，但是應(yīng)理解，本發(fā)明的各種實(shí)施例亦可適用于其他處理方法。
[0029]如本說明書及附加權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“經(jīng)激發(fā)氣體物種”意謂不處于電子基態(tài)的任何氣體物種。例如，分子氧可經(jīng)激發(fā)以形成氧自由基，其中氧自由基為經(jīng)激發(fā)物種。另外，術(shù)語“經(jīng)激發(fā)物種”、“自由基物種”等意欲意謂不處于基態(tài)的物種。如本說明書及附加權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“基板表面”意謂基板的裸表面或裸基板表面上的一層(例如，氧化物層)。
[0030]本發(fā)明的一些實(shí)施例是關(guān)于實(shí)施加熱元件技術(shù)至空間原子層沉積。在傳統(tǒng)應(yīng)用中，使用全局高溫技術(shù)或等離子體(例如，直流(direct current ;DC)、射頻(radiofrequency ；RF)、微波)技術(shù)。根據(jù)一或更多個實(shí)施例，熱線技術(shù)的實(shí)施在ALD工藝期間產(chǎn)生局部高溫。在空間ALD工藝中使用此熱線技術(shù)，工藝所需的溫度、電力及其他氣體的量中的一或更多個可得以降低。如此降低了處理基板的成本，且能更可靠地制造處理腔室且達(dá)成較高產(chǎn)量及薄膜品質(zhì)。[0031]大體而言，本發(fā)明的實(shí)施例將相容材料的單個加熱元件或電線，或多個加熱元件或電線置放在基板之上的某個距離處。流經(jīng)電線的電流產(chǎn)生局部高溫，該局部高溫可直接地或間接地激發(fā)反應(yīng)物。當(dāng)自由基化的物種遇到前體時，這些自由基化的物種在基板上沉積高品質(zhì)薄膜。加熱元件可為諸如自前端插入的管狀裝置或自底部安裝的凸緣安裝裝置的單個裝置。該裝置含有支撐加熱元件、元件、電線或多個電線的所有必要部件，且該裝置向該加熱元件、元件、電線或多個電線提供電流。
[0032]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例的空間原子層沉積系統(tǒng)100或反應(yīng)器的示意截面視圖。如在本說明書及附加權(quán)利要求書中所使用，關(guān)于ALD使用的術(shù)語“空間”意謂ALD反應(yīng)所需的各種氣流是經(jīng)由空間而非僅由時間分離。系統(tǒng)100包括負(fù)載鎖定腔室10及處理腔室20。處理腔室20大體為可密封殼體，該可密封殼體在真空下，或至少在低壓下操作。經(jīng)由隔離閥15將處理腔室20與負(fù)載鎖定腔室10隔離。隔離閥15在閉合位置中將處理腔室20密封隔開負(fù)載鎖定腔室10，且隔離閥15允許在開啟位置中將基板60自負(fù)載鎖定腔室10經(jīng)由閥傳遞至處理腔室20，且反之亦然。
[0033]系統(tǒng)100包括氣體分配板30，該氣體分配板30能夠橫跨基板60分配一或更多種氣體。氣體分配板30可為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的任何適當(dāng)分配板，且所描述的特定氣體分配板不應(yīng)視為本發(fā)明的范圍的限制。氣體分配板30的輸出面面對基板60的第一表面61。
[0034]用于本發(fā)明的實(shí)施例的基板可為任何適當(dāng)基板。在詳細(xì)的實(shí)施例中，基板為剛性、分離的大體平面的基板。如本說明書及附加權(quán)利要求書中所使用，當(dāng)代表基板時的術(shù)語“分離”意謂基板具有固定尺寸。特定實(shí)施例的基板為半導(dǎo)體晶圓，諸如200mm或300mm直徑的
娃晶圓。
[0035]氣體分配板30包含數(shù)個氣體端口及數(shù)個真空端口，該數(shù)個氣體端口經(jīng)配置以傳輸一或更多個氣流至基板60，且該數(shù)個真空端口安置在每一氣體端口之間且經(jīng)配置以將氣體流傳輸出處理腔室20。在圖1的詳細(xì)實(shí)施例中，氣體分配板30包含第一前體注入器120、第二前體注入器130及凈化氣體注入器140。注入器120、注入器130、注入器140可經(jīng)由諸如主機(jī)的系統(tǒng)計算機(jī)(未圖示)，或經(jīng)由諸如可編程邏輯控制器的腔室專用控制器來控制。前體注入器120經(jīng)配置以經(jīng)由數(shù)個氣體端口 125注射化合物A的連續(xù)(或脈沖)反應(yīng)前體(第一前體)流至處理腔室20中。前體注入器130經(jīng)配置以經(jīng)由數(shù)個氣體端口 135注射化合物B的連續(xù)(或脈沖)反應(yīng)前體(第二前體)流至處理腔室20中。凈化氣體注入器140經(jīng)配置以經(jīng)由數(shù)個氣體端口 145注射連續(xù)(或脈沖)的非反應(yīng)或凈化氣流至處理腔室20中。凈化氣體經(jīng)配置以自處理腔室20移除反應(yīng)材料及反應(yīng)副產(chǎn)物。凈化氣體典型地為惰性氣體，諸如，氮?dú)狻鍤饧昂?。氣體端口 145安置在氣體端口 125與氣體端口 135之間，以便將化合物A的前體與化合物B的前體分離，從而避免前體之間的交叉污染。如本說明書及附加權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“反應(yīng)氣體”、“反應(yīng)前體”、“第一前體”及“第二前體”等代表能夠與基板表面或基板表面上的層反應(yīng)的氣體及氣體物種。
[0036]在另一方面中，在將前體注入至腔室20中之前，可將遠(yuǎn)端等離子體源(未圖示)連接至前體注入器120及前體注入器130。反應(yīng)物種的等離子體可通過施加電場至遠(yuǎn)端等離子體源之內(nèi)的化合物產(chǎn)生。可使用能夠激活所要化合物的任何電源。例如，可以使用電源，這些電源使用基于直流、射頻(RF)，及微波(MW)的放電技術(shù)。若使用射頻電源，則該射頻電源可為電容耦合或電感耦合的。激活亦可通過基于熱的技術(shù)、氣體分解技術(shù)、高強(qiáng)度光源(例如，紫外線(Ultra Violet ；UV)能量)，或?qū)光源的暴露產(chǎn)生。示例性遠(yuǎn)端等離子體源可自諸如MKS Instruments, Inc.及Advanced Energy Industries, Inc 的供應(yīng)商獲得。
[0037]系統(tǒng)100進(jìn)一步包括連接至處理腔室20的泵送系統(tǒng)150。泵送系統(tǒng)150大體經(jīng)配置以經(jīng)由一或更多個真空端口 155自處理腔室20中排空氣流。真空端口 155安置在每一氣體端口之間以便在氣流與基板表面反應(yīng)之后自處理腔室20中排空氣流，且進(jìn)一步限制前體之間的交叉污染。
[0038]系統(tǒng)100包括數(shù)個分隔物160，該數(shù)個分隔物160安置在處理腔室20上的每一端口之間。每一分隔物的下部延伸到接近于基板60的第一表面61。例如，延伸至距第一表面61為約0.5mm或更大。以此方式，分隔物160的下部與基板表面以一距離分離，該距離足以允許氣流在氣流與基板表面反應(yīng)之后朝向真空端口 155圍繞下部流動。箭頭198指示氣流的方向。因?yàn)榉指粑?60作為氣流的實(shí)體阻障，所以分隔物160亦限制前體之間的交叉污染。所圖示的排列僅為說明性且不應(yīng)將該排列視為限制本發(fā)明的范疇。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，所圖示的氣體分配系統(tǒng)僅為一個可能的分布系統(tǒng)，且亦可使用其他類型的噴淋頭。
[0039]在操作時，可將基板60 (例如，經(jīng)由機(jī)器人)遞送至負(fù)載鎖定腔室10且置放于搬運(yùn)梭65上。在隔離閥15開啟之后，搬運(yùn)梭65沿著軌道70移動。一旦基板60進(jìn)入于處理腔室20中，隔離閥15就關(guān)閉，從而將處理腔室20密封。然后，搬運(yùn)梭65移動穿過處理腔室20用于處理。在一個實(shí)施例中，搬運(yùn)梭65經(jīng)由腔室以直線路徑移動。
[0040]隨著基板60移動穿過處理腔室20,基板60的第一表面61重復(fù)地暴露于自氣體端口 125排出的化合物A的前體及自氣體端口 135排出的化合物B的前體，其中凈化氣體自在該氣體端口 125與該氣體端口 135之間的氣體端口 145排出。設(shè)計凈化氣體的注入用于在將基板表面61暴露于下一前體之前自先前之前體移除未反應(yīng)材料。在對各種氣流(例如，前體或凈化氣體)的每一暴露之后，將氣流通過泵送系統(tǒng)150經(jīng)由真空端口 155排空。因?yàn)檎婵斩丝诳杀话仓迷诿恳粴怏w端口的兩側(cè)上，所以氣流在兩側(cè)上經(jīng)由真空端口 155排空。因此，氣流自各個氣體端口垂直地向下朝向基板60的第一表面61,橫跨基板表面且圍繞分隔物160的下部，且最終向上朝向真空端口 155流動。以此方式，每一氣體可橫跨基板表面61均勻分布。箭頭198指示氣體流的方向。當(dāng)暴露于各種氣流時,基板60亦可旋轉(zhuǎn)?；宓男D(zhuǎn)可有助于防止在形成的層中形成條帶?；宓男D(zhuǎn)可為連續(xù)的或以分離的步驟進(jìn)行。
[0041]基板表面61暴露于每一氣體的程度是通過(例如)每一氣體自氣體端口離開的流動速率及基板60的移動速度而決定。在一個實(shí)施例中，每一氣體的流動速率經(jīng)配置以免自基板表面61移除被吸附的前體。每一分隔物之間的寬度、安置于處理腔室20上的氣體端口的數(shù)目、及基板來回傳遞的次數(shù)亦可決定基板表面61暴露于各種氣體的程度。因此，沉積膜的數(shù)量及品質(zhì)可通過改變上文引用的因素而最佳化。
[0042]在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)100可包括前體注入器120及前體注入器130，而沒有凈化氣體注入器140。因此，隨著基板60移動穿過處理腔室20，基板表面61將交替地暴露于化合物A的前體及化合物B的前體，而不暴露于在該化合物A的前體及該化合物B的前體之間的凈化氣體。[0043]圖1中所示的實(shí)施例在基板之上具有氣體分配板30。雖然這些實(shí)施例已相對于此直立定向描述且圖示，但是應(yīng)將了解，反向定向亦是可能的。在反向定向的情況下，基板60的第一表面61將面向下，而朝向基板的氣體流將導(dǎo)引向上。在一或多個實(shí)施例中，將至少一個福射熱源90定位以加熱基板的第二側(cè)。
[0044]取決于沉積在基板表面61上的層的數(shù)目，氣體分配板30可為任何適當(dāng)長度。氣體分配板的一些實(shí)施例意欲用于高產(chǎn)量操作，在該高產(chǎn)量操作中，基板在自氣體分配板的第一端至氣體分配板的第二端的一個方向上移動。在此單個道次期間，基于氣體分配板中的氣體注入器的數(shù)目，完整的薄膜在基板表面上形成。在一些實(shí)施例中，氣體分配板具有比形成完整的薄膜所需的注入器更多的注入器。各個注入器可經(jīng)控制以便一些注入器不起作用或僅排放凈化氣體。例如，若氣體分配板具有用于前體A及前體B中的每一前體的一百個注入器，但是僅需要50個注入器，則可將50個注入器停用。這些經(jīng)停用注入器可遍及氣體分配板而分組或分散。
[0045]另外，盡管圖式圖示第一前體氣體A及第二前體氣體B，但是應(yīng)了解，本發(fā)明的實(shí)施例不限于僅具有兩種不同前體的氣體分配板。例如，可以存在遍及氣體分配板分散的第三前體C及第四前體D。如此允許產(chǎn)生具有混合或堆迭層的薄膜。
[0046]在一些實(shí)施例中，搬運(yùn)梭65為用于載運(yùn)基板60的基座66。通常,基座66為一載體，該載體有助于橫跨基板形成均勻溫度?；?6在負(fù)載鎖定腔室10與處理腔室20之間的兩個方向(相對于圖1的排列的左至右及右至左方向)上可移動?；?6具有用于載運(yùn)基板60的頂表面67?；?6可為經(jīng)加熱基座，以便可將基板60加熱用于處理。例如，基座66可通過安置在基座66下方的福射熱源90、加熱板、電阻線圈，或其他加熱裝置加熱。
[0047]在又一實(shí)施例中，基座66的頂表面67包括經(jīng)配置以收納基板60的凹部68，如圖2所不?；?6大體比基板的厚度更厚，以便在基板下方存在基座材料。在詳細(xì)的實(shí)施例中，凹部68經(jīng)配置以使得當(dāng)基板60安置于凹部68之內(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(shí)施例的凹部68經(jīng)配置以使得當(dāng)基板60安置于該凹部68中時,基板60的第一表面61不突出于基座66的頂表面67之上。
[0048]圖3至圖12圖示根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的氣體分配板30。氣體分配板30包含輸入面301及輸出面303。輸入面301 (圖示于圖3中)具有用于接收第一前體氣體A的氣流的第一前體氣體輸入305，及用于接收第二前體氣體B的氣流的第二前體氣體輸入307。輸入面301亦具有用于一或更多種凈化氣體的輸入309，及用于連接至一或更多個真空端口的端口 311。雖然圖3中所示的配置具有可見的兩個第一前體氣體輸入305、一個第二前體氣體輸入307及兩個凈化氣體輸入309，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，可以個別或組合地存在更多或更少的這些組件中的每一組件。
[0049]所圖示的特定實(shí)施例可用于往復(fù)(reciprocal)沉積系統(tǒng)，在該往復(fù)沉積系統(tǒng)中，基板相鄰于氣體分配板來回移動以沉積多個層。然而，應(yīng)了解，此技術(shù)僅為一個實(shí)施例，且本發(fā)明不限于往復(fù)沉積技術(shù)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，可以使用具有多組前體注入器的單個大的氣體沉積板。
[0050]各種實(shí)施例的輸出面303具有數(shù)個狹長氣體端口 313。氣體端口 313經(jīng)配置以朝向基板導(dǎo)引氣體流，該基板可相鄰于輸出面303定位。狹長氣體端口 313包括至少一個第一前體氣體端口及至少一個第二前體氣體端口。每一第一前體氣體端口與第一前體氣體輸入305流動連通以允許第一前體流經(jīng)氣體分配板30。每一第二前體氣體端口與第二前體氣體輸入307流動連通以允許第二前體流經(jīng)氣體分配板30。
[0051]如圖4中所示，氣體端口可在通道317之內(nèi)包括數(shù)個開口 315。通道317為在氣體分配板的輸出面之內(nèi)的凹槽。氣體自開口 315流出且氣體經(jīng)由通道317壁朝向基板表面導(dǎo)引。開口 315圖示為圓形，但是應(yīng)了解，開口 315可為任何適當(dāng)形狀，該形狀包括但不限于正方形、矩形及三角形。亦可改變開口 315的數(shù)目及大小以適合每一通道317之內(nèi)的更多或更少的開口。在圖4中所示的詳細(xì)實(shí)施例中，凈化氣體(P)、第一前體氣體端口(A)及第二前體氣體端口(B)包含定位于通道之內(nèi)的數(shù)個開口。與真空端口相關(guān)聯(lián)的開口 318位于氣體分配板30的輸出面303上，而非通道317中，但是這些開口 318亦可定位于通道之內(nèi)。
[0052]圖示于圖4中的特定實(shí)施例具有狹長氣體端口的組合，當(dāng)基板沿著箭頭350垂直于狹長氣體端口移動時，該狹長氣體端口的組合將提供特定順序的氣流至基板表面。盡管將基板描述為在移動，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，基板可保持固定且氣體分配板30可移動。該移動為基板與氣體分配板30之間稱為基板移動的相對移動。垂直于狹長氣體端口移動的基板將經(jīng)受以下的氣流順序:凈化氣流、第一前體氣體A的氣流、凈化氣流、第二前體氣體B的氣流、凈化氣流、第一前體氣體A’的氣流及凈化氣流。在氣流中的每一個之間有真空端口，這些真空端口將氣流自處理腔室中導(dǎo)引出。如此產(chǎn)生根據(jù)圖1中所示的箭頭198的流動模式。
[0053]在特定實(shí)施例中，氣體分配板基本上由按以下順序的端口組成:前第一前體氣體端口 A、第二前體氣體端口 B及后第一前體氣體端口 A’。如在本上下文中且在附加權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“基本上由……組成”意謂氣體分配板不包括用于反應(yīng)氣體的任何額外氣體端口。用于非反應(yīng)氣體(例如，凈化氣體)的端口及真空端口可在各處散布但仍在條款的實(shí)質(zhì)組成之內(nèi)。例如，氣體分配板30可具有八個真空端口 V及四個凈化端口 P，但是仍然實(shí)質(zhì)上由前第一前體氣體端口 A、第二前體氣體端口 B及后前體氣體端口 A’組成。此變化的實(shí)施例可稱 為ABA配置。
[0054]ABA配置的使用確保自任一方向移動的基板將在遇到第二前體氣體B端口之前遇到第一前體氣體A端口。橫跨氣體分配板30的每一道次將產(chǎn)生組合物B的單個膜。此處，兩個第一前體氣體A端口圍繞第二前體氣體B端口以便自圖式的頂部至底部(相對于氣體分配板)移動的基板將經(jīng)歷前第一反應(yīng)氣體A、第二反應(yīng)氣體B及后第一反應(yīng)氣體A’的順序，產(chǎn)生形成于基板上的完整層。沿著相同路徑返回的基板將經(jīng)歷相反順序的反應(yīng)氣體，為每一整個循環(huán)產(chǎn)生兩個層。橫跨此氣體分配板來回移動的基板將暴露于以下脈沖序列:
[0055]AB AAB AAB (AAB) n...AABA
[0056]形成B的均勻膜組合物。在序列最后暴露于第一前體氣體A是不重要的，因?yàn)椴淮嬖诘诙绑w氣體B的后續(xù)暴露。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，雖然膜組合物稱為B，但是膜組合物實(shí)際上為反應(yīng)氣體A及反應(yīng)氣體B的表面反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)物，并且僅使用B為了方便描述薄膜。
[0057]如圖5所示，氣體分配板30包括加熱元件501 (該加熱元件501亦可稱為“線”或“熱線”)以激發(fā)氣體物種。加熱元件501定位于第一前體氣體端口及第二前體氣體端口的任一者或兩者中。加熱元件501連接至電源線323(圖3中所示)，該電源線323經(jīng)配置以引起電流流經(jīng)加熱元件501以將加熱元件501加熱。將加熱元件501加熱至高溫以激發(fā)相鄰于加熱元件501流通的氣體中的物種。線的目的為在氣體中產(chǎn)生自由基物種，而不是在基板中導(dǎo)致溫度升高。可將加熱元件501置放于其中不存在對基板表面直接暴露、而仍能夠引起自由基物種于氣體中形成的位置中。例如，若將加熱元件501置放于第二前體氣體端口中，則該元件將引起第二前體氣體中的分子的一部分被激發(fā)。在激發(fā)態(tài)中，分子具有較高能量且分子更有可能在給定處理溫度下與基板表面反應(yīng)。
[0058]加熱元件的置放可能對接觸基板的自由基物種的量具有影響。與較近的置放相t匕，將加熱元件離基板過遠(yuǎn)地置放可能使較大數(shù)目的自由基物種在接觸基板表面之前變得去活化。自由基物種可通過與氣流中的其他自由基、分子及氣體分配板接觸變得去活化。然而，將加熱元件遠(yuǎn)離基板置放可幫助防止加熱元件加熱基板表面，同時仍然在氣體中產(chǎn)生自由基物種?？蓪⒓訜嵩?01定位成足夠接近于基板的表面，以確保激發(fā)物種存在足夠長的時間以接觸表面，而不引起基板的局部溫度的顯著變化。如在本說明書及附加權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“局部溫度中的顯著變化”意謂相鄰于線的基板部分不具有大于約10°C的溫度增加。加熱元件501可定位于類似于圖5中所示的通道的開放通道317中，或位于氣體擴(kuò)散部件之后。氣體擴(kuò)散部件的實(shí)施例亦圖示于圖5中，該氣體擴(kuò)散部件具有數(shù)個小的隔開孔，這些孔置放在氣體端口的出口區(qū)域處?？晌挥跉怏w擴(kuò)散部件之后的加熱元件501能夠激發(fā)氣體物種，而不顯著改變基板的局部溫度。在詳細(xì)的實(shí)施例中，將線加熱以激發(fā)氣體物種，同時引起小于約10°C的表面溫度變化。在各種實(shí)施例中，基板表面的溫度中的局部變化小于約7°C、5°C或3°C。在特定實(shí)施例中，局部溫度變化小于約2°C、1°C或0.5°C。
[0059]加熱元件可由任何適當(dāng)材料制成，該材料能夠在相對短的時間內(nèi)升高至高溫。適當(dāng)材料為與反應(yīng)氣體相容的一種材料。如本說明書及附加權(quán)利要求書中所使用，在此處使用的術(shù)語“相容”意謂加熱元件不在標(biāo)準(zhǔn)溫度及壓力下與反應(yīng)氣體自發(fā)地反應(yīng)。加熱元件的溫度可對氣體物種的自由基化程度具有影響。例如，氧氣可需要高達(dá)約2000°C的溫度，而聚合物種可僅需要在約300°C至約500°C的范圍中的溫度。在一些實(shí)施例中，加熱元件能夠經(jīng)加熱至至少約 1000°C、1100°C、1200°C、1300°C、1400°C、1500°C、1600°C、1700°C、1800°C、1900°C或2000°C的溫度。在各種實(shí)施例中，加熱元件能夠經(jīng)加熱至在約300°C至約2000°C的范圍中，或在約700°C至約1400°C的范圍中，或在約800°C至約1300°C的范圍中的溫度?？稍谔幚砥陂g的任何時間調(diào)變或開啟及關(guān)閉供應(yīng)至加熱元件的電力。如此允許加熱元件僅對于處理的一部分得以加熱，產(chǎn)生激發(fā)的氣體物種。
[0060]亦可取決于使用的材料改變加熱元件的厚度及長度。用于加熱元件的適當(dāng)材料的實(shí)例包括但不限于鎢、鉭、銥、釕、鎳、鉻、石墨及上述材料的合金。例如，在氧為經(jīng)自由基化的物種的情況下，鉭或鎢的使用可能并非所要的，因?yàn)檫@些材料對氧敏感且可能引起線的斷裂。在詳細(xì)的實(shí)施例中，加熱元件包含鎢。
[0061]回頭參看圖3，電源可為能夠控制流經(jīng)加熱元件的電流的任何適當(dāng)電源。圖示于圖3中的電力饋通321具有電源線323，且電力饋通321為加熱元件提供機(jī)械及電支援兩者，且允許加熱元件得以置放于氣體流的路徑中。電力饋通321經(jīng)由安裝塊327連接至氣體分配板30，該安裝塊327可包括絕緣體，該絕緣體用以將電源線323及加熱元件與氣體分配板電氣隔離。在圖3的實(shí)施例中的加熱元件經(jīng)由第一前體氣體通道延伸，且該加熱元件可為環(huán)繞第二前體氣體通道的單獨(dú)加熱元件或單個加熱元件。
[0062]圖5中所示的加熱元件501經(jīng)由通道317延伸，其中加熱元件501的端部與電源線323、電源線324接觸。然而，在本發(fā)明的一或多個實(shí)施例中，加熱元件可為單獨(dú)組件的部分，該單獨(dú)組件可經(jīng)插入于通道317中或附接于氣體分配板30的輸出面303。因此，參看圖6，本發(fā)明的一或更多個實(shí)施例是針對該組件600。所圖示的組件600包含狹長殼體605，該狹長殼體605沿著縱軸630延伸。狹長殼體具有開放內(nèi)部區(qū)域606，該開放內(nèi)部區(qū)域606可允許氣體流通過殼體605。圖示為箭頭630的氣體流可以實(shí)質(zhì)上垂直于縱軸的方向通過殼體。如本說明書及附加權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“實(shí)質(zhì)上垂直于”意謂氣體流以鈍角通過殼體及加熱元件601周圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，氣體流可以與殼體成除90°以外的角度，且氣體流可仍在“大體垂直于”的意義之內(nèi)。在一些實(shí)施例中，氣體流實(shí)質(zhì)上垂直于殼體，形成大于約 25°、30。、35。、40。、45。、50。、55。、60。、65。、70。、75。、80°或85°的角度。在一些實(shí)施例中，氣體流相對于殼體形成一角度，該角度在約25°至約90°的范圍內(nèi)，或在約45°至約90°的范圍內(nèi)，或在約60°至約90°的范圍內(nèi)，或在約75°至約90°的范圍內(nèi)，或在約80°至約90°的范圍內(nèi)。
[0063]所圖不的殼體605在兩側(cè)上具有平面611,且側(cè)面613自殼體605的一端至另一端具有實(shí)質(zhì)上均勻厚度。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，所圖示的形狀及近似尺寸僅為示例性，且不應(yīng)將這些所圖示的形狀及近似尺寸視為限制本發(fā)明的范疇。
[0064]殼體605由實(shí)質(zhì)上對在處理腔室中經(jīng)歷的溫度下的熱膨脹有抗性的材料制成。如本說明書及附加權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“實(shí)質(zhì)上對熱膨脹有抗性”意謂殼體605的總長度在自由基化所要?dú)怏w物種所需的溫度下不會改變超過約5%。在各種實(shí)施例中，相對于在室溫下的殼體605的長度，殼體的總長度不會改變超過約4%、3%、2%、1%或0.5%。在詳細(xì)實(shí)施例中，殼體由石英基材料或陶瓷基材料制成，該材料包括石英及陶瓷。如本說明書及附加權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“陶瓷”代表無機(jī)、非金屬材料。陶瓷的適當(dāng)實(shí)例包括但不限于:氧化鋁、氧化鈹、二氧化鈰、氧化鋯、碳化物、硼化物、氮化物、硅化物、復(fù)合材料、這些材料的氧化物及非氧化物。加熱元件的厚度可為厚度均勻的或有變化的。在一些實(shí)施例中，加熱元件為具有一截面直徑的線，該直徑在約0.0lmm至約5mm的范圍內(nèi)。一些實(shí)施例的加熱元件具有變化的密度/單位長度。
[0065]加熱元件601自狹長殼體605的第一端620延伸至第二端622。如已經(jīng)描述的，加熱元件601包含適用于通過電流加熱的材料。圖6中所示的實(shí)施例包括與加熱元件601電連通或電接觸的至少一個電導(dǎo)線610 (圖示為兩個導(dǎo)線)，以允許電流流經(jīng)加熱元件601。電導(dǎo)線610可與定位于氣體分配板上的電觸點(diǎn)交互作用。例如，電觸點(diǎn)對(正觸點(diǎn)及負(fù)觸點(diǎn))可包括于氣體分配板的通道中或包括在氣體分配板的表面上。這些電觸點(diǎn)對中的每一電觸點(diǎn)對可單獨(dú)地供電或作為一或更多個單元供電。在詳細(xì)的實(shí)施例中，在電流施加于加熱元件時，至少一個電導(dǎo)線610實(shí)質(zhì)上不增加溫度。在特定實(shí)施例中，至少一個電導(dǎo)線610實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)致殼體605的膨脹。
[0066]盡管在圖6中圖不兩個單獨(dú)電導(dǎo)線610,但是應(yīng)了解，可以僅有一個電導(dǎo)線610定位于殼體的任一端上。在此種實(shí)施例中，加熱兀件601可經(jīng)由殼體605延伸且提供超過殼體的端部的一部分。例如，圖7圖示組件700的一實(shí)施例，在該組件700中，加熱元件701包含延伸超過狹長殼體705的第一端720及第二端722中的一或更多者的一部分730。延伸的部分730可充當(dāng)電導(dǎo)線。
[0067]加熱元件可具有任何適當(dāng)形狀，且加熱元件不限于圖式所體現(xiàn)的形狀。適當(dāng)形狀包括但不限于直線形狀、正弦形狀、螺旋形狀、曲線形狀、手風(fēng)琴形狀或方波形狀。在詳細(xì)的實(shí)施例中，如圖7中所示，加熱元件以實(shí)質(zhì)上直線路徑自殼體705的第一端720延伸701至第二端722。圖8圖示組件800的另一實(shí)施例，在該組件800中，加熱元件801以螺旋狀路徑延伸。匝數(shù)及螺旋的緊度可不同，且不應(yīng)將匝數(shù)及螺旋的緊度視為限于圖中所示的形狀。圖9圖示另一組件900，在該組件900中，存在于殼體905的第一端920與第二端922之間延伸的兩個加熱元件901。圖9圖示與加熱元件電連接的加熱元件901的每一端的單個延伸部930，但將了解，每一加熱元件901可以存在延伸部。另外，可以有任何數(shù)目的單獨(dú)加熱元件，且將了解，每一元件的形狀可不同，其中形狀的混合是可能的。
[0068]圖10圖示組件1000的另一實(shí)施例，在該組件1000中，將加熱元件1001封裝于外殼1002中。在施加電流之后，加熱元件1001增加溫度且將外殼1002加熱。將外殼1002暴露于流經(jīng)殼體的內(nèi)部區(qū)域1006的氣體。此種實(shí)施例可在加熱元件1001與流經(jīng)內(nèi)部區(qū)域1006的氣體不相容的情況下尤其有用。在詳細(xì)實(shí)施例中，外殼1002為能夠由加熱元件1001加熱而不變形的材料。在特定實(shí)施例中，外殼1002包含石英。
[0069]各種實(shí)施例的組件可經(jīng)調(diào)整大小以符合于氣體分配板的通道之內(nèi)，以便可將加熱元件容易地添加或自氣體分配板移除。圖11圖示其中狹長殼體1105經(jīng)調(diào)整大小以符合于氣體分配板30的氣體端口之內(nèi)的實(shí)施例。將加熱元件501并入殼體1000允許將加熱元件501容易地自處理腔室移除以更換或清潔。雖然所圖示的實(shí)施例具有開放通道317，但是將了解，在加熱元件與基板之間可以有擴(kuò)散器。
[0070]參看圖11的底部，圖示的另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中，狹長殼體1155經(jīng)配置以附接于氣體分配板30的正面303。殼體1155可經(jīng)定位以使得來自氣體端口的氣體通過殼體1155的開放內(nèi)部區(qū)域1156，且組件實(shí)質(zhì)上不干擾來自相鄰氣體端口的氣體流。殼體1155通過如上所述的連接1123、連接1124供電。
[0071]圖示于圖12中的加熱元件經(jīng)圖示為直線組件。然而，組件的形狀可取決于所要使用而改變。圖12圖示本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中組件1200使用單個加熱元件1201覆蓋兩個通道317。組件1200包含狹長殼體1205，其中兩個開放內(nèi)部區(qū)域1206定位在通道317上方。加熱元件1201經(jīng)連接至電源線1223、電源線1224。此實(shí)施例的加熱元件1201可在絕緣部分1208中轉(zhuǎn)過殼體1205，在該絕緣部分1208中，加熱元件1201不暴露于氣體流。在一些實(shí)施例中，加熱元件1201在整個路徑中暴露。換言之，開放內(nèi)部區(qū)域可匹配殼體的形狀，其中加熱元件1201的部分不定位在氣體端口之前。
[0072]在圖12中所示的某種實(shí)施例中，電源線1223、電源線1224具有相反極性以允許電流流動。因此，一電源線將為正，且另一電源線為負(fù)。此配置可相對易于設(shè)置(setup)，其中單個電源經(jīng)連接至電源線1223、電源線1224兩者。單個電源(未圖示)可包括一機(jī)構(gòu)以控制流經(jīng)電線的電流，該機(jī)構(gòu)諸如電位計。
[0073]氣體分配板的一些實(shí)施例包含數(shù)個狹長氣體端口，該數(shù)個狹長氣體端口實(shí)質(zhì)上由按以下順序的端口組成:交替的第一前體氣體A端口及第二前體氣體B端口的至少兩個重復(fù)單元，隨后為后第一前體氣體A’端口。換言之，可稱為AB單元的第一前體氣體A端口及第二前體氣體B端口重復(fù)至少兩次，與后第一前體氣體A’端口的組合。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，凈化開口、真空開口及數(shù)個開口可存在于氣體分配板中。
[0074]氣體分配板的一些實(shí)施例包含如本文所述的輸入面、輸出面及組件。輸入面包含經(jīng)配置以接收第一前體氣體流的第一前體氣體輸入，及經(jīng)配置以接收第二前體氣體流的第二前體氣體輸入。輸出面具有數(shù)個狹長氣體端口，該數(shù)個狹長氣體端口經(jīng)配置以將氣體流朝向相鄰于輸出面的基板導(dǎo)引。狹長氣體端口包括至少一個第一前體氣體端口及至少一個第二前體氣體端口。至少一個第一前體氣體端口與第一前體氣體流動連通，且至少一個第二前體氣體端口與第二前體氣體流動連通。所描述的組件經(jīng)定位以使在第一前體氣體端口及第二前體氣體端口中的至少一個氣體端口之內(nèi)的氣體流通過組件的內(nèi)部區(qū)域。組件經(jīng)連接至電源，該電源經(jīng)配置以提供電流至加熱元件。在詳細(xì)的實(shí)施例中，組件定位于至少一個氣體端口之內(nèi)。在特定實(shí)施例中，組件經(jīng)附接于氣體分配板的輸出面，因此自氣體端口流出的氣體通過組件的開放內(nèi)部區(qū)域,且狹長殼體實(shí)質(zhì)上不干擾來自相鄰氣體端口的氣體流。在某些實(shí)施例中，提供電流至加熱元件將該加熱元件加熱以激發(fā)橫跨熱元件流動的氣體中的物種，且狹長殼體實(shí)質(zhì)上不膨脹。
[0075]本發(fā)明的額外實(shí)施例是針對在處理腔室中處理基板的方法。該方法包含橫向地移動一基板，該基板在氣體分配板的下具有表面，該氣體分配板包含數(shù)個狹長氣體端口，該數(shù)個狹長氣體端口包括輸送第一前體氣體的至少一個第一前體氣體端口，及輸送第二前體氣體的至少一個第二前體氣體端口。將第一前體氣體輸送至基板表面。將第二前體氣體輸送至基板表面。將電力施加于定位在狹長殼體的內(nèi)的至少一個加熱兀件。至少一個狹長殼體中的每一個包含一材料，該材料對在處理腔室中經(jīng)歷的溫度下的熱膨脹有抗性。至少一個狹長殼體中的每一個經(jīng)定位，以便來自氣體端口的氣體通過狹長殼體的開放內(nèi)部區(qū)域，且將氣體物種激發(fā)。經(jīng)激發(fā)的物種與基板表面反應(yīng)。
[0076]圖12的實(shí)施例圖示ABA配置,但是該實(shí)施例可容易地包括跨越任何所要數(shù)目的多組AB氣體注入器。例如，氣體分配板可具有100組AB氣體注入器，每一氣體注入器個別地可控，且每一氣體注入器個別地含有加熱元件及電源。
[0077]一或更多個實(shí)施例具有兩個重復(fù)的AB單元以及一個后第一前體氣體端口 A’，得到ABABA設(shè)置。因此，每一整個循環(huán)(通過氣流的基板的一個來回移動)將產(chǎn)生四個B層的沉積。具有ABABABA配置的氣體分配板在一整個循環(huán)之后將產(chǎn)生六個B層的沉積。將后第一前體氣體端口 A’包括于這些配置中的每一配置中確保，相對于氣體分配板移動的基板將在遇到第二前體氣體端口之前遇到第一前體氣體端口，與該移動起源于氣體分配板30的何側(cè)無關(guān)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，在給定氣體分配板30中可以有任何數(shù)目的重復(fù)AB單元。重復(fù)AB單元的數(shù)目可取決于氣體分配板的大小而不同。在一些實(shí)施例中，存在數(shù)目于約2個至約128個的范圍內(nèi)的AB單元，或甚至更多數(shù)目的AB單元。在各種實(shí)施例中，存在至少約2個、3個、4個、5個、10個、15個、20個、25個、30個、35個、40個、45個或50個AB單元。另外，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，此配置僅為說明性且氣體分配板可包含任何數(shù)目的氣體注入器。例如，氣體分配板可在有或沒有后第一氣體端口 A’的情況下具有100個重復(fù)AB單元。
[0078]在一些實(shí)施例中，組件能夠提供足夠的張力以防止加熱元件中的顯著下垂。另外，組件經(jīng)設(shè)置以在加熱元件上提供比引起斷裂所需的張力小的張力。如在本說明書及附加權(quán)利要求書中所使用，術(shù)語“顯著下垂”意謂存在小于約0.1，或小于約0.05，或小于約0.01，或小于約0.005或小于約0.0025的下垂與長度比。在各種實(shí)施例中，下垂在400mm的長度上小于約4mm，或在400mm的長度上小于約3mm，或在400mm的長度上小于約2mm，或在400mm的長度上小于約1mm，或在300mm的長度上小于約4臟，或在300mm的長度上小于約3mm，或在300mm的長度上小于約2mm，或在300mm的長度上小于約1mm。
[0079]盡管本文的發(fā)明已參照特定實(shí)施例進(jìn)行描述，但是應(yīng)了解，這些實(shí)施例僅為本發(fā)明的原理及應(yīng)用的說明。將對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的精神及范疇的情況下，可對本發(fā)明的方法及設(shè)備進(jìn)行各種修改及變化。因此，本發(fā)明意欲包括在附加權(quán)利要求書及該附加權(quán)利要求書的等效物的范疇內(nèi)的修改及變化。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在沉積處理腔室中于氣相沉積反應(yīng)期間加熱氣體的組件，所述組件包含: 狹長殼體，所述狹長殼體具有縱軸，所述殼體包含對在所述處理腔室中經(jīng)歷的溫度下的熱膨脹有抗性的材料，所述殼體具有開放內(nèi)部區(qū)域以允許氣體流以實(shí)質(zhì)上垂直于所述縱軸的方向通過所述殼體；以及 加熱元件，所述加熱元件沿著所述縱軸自所述狹長殼體的第一端延伸至所述狹長殼體的第二端，所述加熱元件包含一材料，所述材料待由電流加熱且用以在所述氣相沉積反應(yīng)期間加熱流經(jīng)所述殼體的氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述加熱元件包含延伸超出所述狹長殼體的所述第一端及第二端中的一或更多個的一部分，所述延伸的部分充當(dāng)電導(dǎo)線。
3.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述殼體進(jìn)一步包含在所述狹長殼體的所述第一端及第二端中的一或更多個處的至少一個連接，所述連接與所述電線電接觸且充當(dāng)電導(dǎo)線。
4.如權(quán)利要求3所述的組件，其特征在于，在電流施加于所述加熱元件時，所述至少一個連接實(shí)質(zhì)上不增加溫度。
5.如權(quán)利要求1一 4的任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述加熱元件包含鎢。
6.如權(quán)利要求1一 5的任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述加熱元件以實(shí)質(zhì)上直線路徑自所述殼體的所述第一端延伸至所述殼體的所述第二端。
7.如權(quán)利要求1一 5的任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述加熱元件以螺旋狀路徑自所述殼體的所述第一端延伸至所述殼體的所述第二端。
8.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述材料包含石英和陶瓷中的一個或多個。
9.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述加熱元件包含封裝于石英中的金屬線。
10.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的組件，進(jìn)一步包含至少一個額外加熱元件，所述至少一個額外加熱元件自所述狹長殼體的至少所述第一端延伸至所述狹長殼體的至少所述第二端，所述至少一個額外加熱元件包含適用于通過電流加熱的材料。
11.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述狹長殼體經(jīng)調(diào)整大小以符合于所述處理腔室中的氣體分配板的氣體端口之內(nèi)。
12.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述狹長殼體經(jīng)附接于氣體分配板的正面，以便來自所述氣體分配板之內(nèi)的氣體端口的氣體流通過所述組件的所述開放內(nèi)部區(qū)域，且所述組件實(shí)質(zhì)上不干擾來自相鄰氣體端口的氣體流。
13.一種氣體分配板,包含: 輸入面，所述輸入面包含接收第一前體氣體流的第一前體氣體輸入，及接收第二前體氣體流的第二前體氣體輸入； 輸出面，所述輸出面具有數(shù)個狹長氣體端口以將氣體流朝向相鄰所述輸出面的基板導(dǎo)引，所述狹長氣 體端口包括至少一個第一前體氣體端口及至少一個第二前體氣體端口，所述至少一個第一前體氣體端口與所述第一前體氣體流動連通，且所述至少一個第二前體氣體端口與所述第二前體氣體流動連通；以及 如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的組件，所述組件經(jīng)定位以使在所述第一前體氣體端口及所述第二前體氣體端口中的至少一個氣體端口之內(nèi)的氣體流以實(shí)質(zhì)上垂直于所述組件的所述縱軸的方向通過所述開放內(nèi)部區(qū)域，所述組件經(jīng)連接至電源以提供電流至所述加熱元件。
14.一種用于在沉積處理腔室中于氣相沉積反應(yīng)期間加熱氣體的組件，所述組件包含: 狹長殼體，所述狹長殼體包含一材料，所述材料對在處理腔室中經(jīng)歷的溫度下的熱膨脹有抗性，所述狹長殼體沿著縱軸延伸且具有開放內(nèi)部區(qū)域，以允許氣體流以實(shí)質(zhì)上垂直于所述縱軸的方向通過所述開放內(nèi)部區(qū)域，所述狹長殼體經(jīng)調(diào)整大小以符合于所述處理腔室中的氣體分配板的通道之內(nèi)；以及 至少一個加熱元件，所述至少一個加熱元件沿著所述縱軸自超過所述狹長殼體的第一端的區(qū)域經(jīng)由所述開放內(nèi)部區(qū)域延伸至超過所述狹長殼體的第二端的區(qū)域，所述至少一個加熱元件包含適用于通過電流加熱的材料，超過所述狹長殼體的所述第一端且超過所述狹長殼體的所述第二端的所述區(qū)域中的所述加熱元件的部分充當(dāng)電導(dǎo)線。
15.一種在處理腔室中處理基板的方法，所述方法包含以下步驟: 橫向地移動基板，所述 基板在氣體分配板之下具有一表面，所述氣體分配板包含數(shù)個狹長氣體端口，所述數(shù)個狹長氣體端口包括輸送第一前體氣體的至少一個第一前體氣體端口，及輸送第二前體氣體的至少一個第二前體氣體端口 ； 將所述第一前體氣體輸送至所述基板表面； 將所述第二前體氣體輸送至所述基板表面；以及 施加電力至定位在狹長殼體之內(nèi)的至少一個加熱兀件，所述狹長殼體包含一材料，所述材料對在所述處理腔室中經(jīng)歷的溫度下的熱膨脹有抗性，所述狹長殼體經(jīng)定位以便來自氣體端口的氣體以實(shí)質(zhì)上垂直于所述狹長殼體的縱軸的方向通過所述狹長殼體的開放內(nèi)部區(qū)域，且激發(fā)氣體物種以便所述經(jīng)激發(fā)的物種與所述基板的所述表面反應(yīng)。
【文檔編號】H01L21/205GK103988286SQ201280061409
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月23日
【發(fā)明者】G·K·翁, J·約德伏斯基, S·D·馬庫斯 申請人:應(yīng)用材料公司