抑制前體流和襯底區(qū)外等離子體以抑制襯底處理系統(tǒng)寄生沉積的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抑制前體流和襯底區(qū)外等離子體以抑制襯底處理系統(tǒng)寄生沉積的襯底處理系統(tǒng)，其包括噴頭，所述噴頭包括底部和桿部并且所述噴頭傳輸前體氣體到室。軸環(huán)，所述軸環(huán)將噴頭連接到室的上表面。所述軸環(huán)圍繞噴頭的桿部設(shè)置，所述軸環(huán)包括多個(gè)槽，并且將前體氣體引導(dǎo)通過多個(gè)槽導(dǎo)入噴頭的底部和室的上表面之間的區(qū)域。
【專利說明】抑制前體流和襯底區(qū)外等離子體以抑制襯底處理系統(tǒng)寄生沉積
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001]本發(fā)明要求2012年6月25日遞交的美國臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/663，802的優(yōu)先權(quán)。該美國申請(qǐng)的公開內(nèi)容被全面地引入下文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種襯底處理系統(tǒng)，并且更具體地涉及在襯底處理系統(tǒng)中的寄生沉積的抑制。
【背景技術(shù)】
[0003]此處對(duì)背景的描述是為了總體上呈現(xiàn)發(fā)明的內(nèi)容。本申請(qǐng)的發(fā)明人的工作，背景部分所描述的內(nèi)容以及在申請(qǐng)時(shí)沒有作為現(xiàn)有技術(shù)提出的其他方面，既不能明顯地也不能隱含地被當(dāng)做針對(duì)本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
[0004]襯底處理系統(tǒng)，如等離子體增強(qiáng)原子層沉積(PEALD)和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)可被用來沉積和刻蝕襯底(如半導(dǎo)體晶片)上的膜。一些PEALD和PECVD系統(tǒng)包括給處理室提供前體的枝形噴頭。
[0005]噴頭通常包括延伸入處理室的桿部和連接到桿部的頭部。腔室形成在所述頭部和處理室上表面之間的所述頭部的后面。換句話說，噴頭在腔室中形成死容積。
[0006]對(duì)于連續(xù)處理如PECVD，腔室在功能上不是一個(gè)問題。然而，對(duì)于瞬時(shí)處理如共形膜沉積(CFD)或者ALD，腔室儲(chǔ)存了在后續(xù)步驟中消耗或交換的化學(xué)物。在連續(xù)步驟中儲(chǔ)存化學(xué)物可引起周圍環(huán)境的隨時(shí)間變化的污染物。減少腔室容易使噴頭(通常由射頻供電)更靠近室(通常位于地上)的頂面。這可以增加耦合到室頂面的射頻(RF)。在一些情況中，增加的射頻耦合可能不利地影響撞擊等離子體的能力。同樣地，在腔室區(qū)域停留的化學(xué)成分的存在可能導(dǎo)致膜的沉積最終產(chǎn)生缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]一種襯底處理系統(tǒng)，其包括噴頭，所述噴頭包括底部和桿部并且所述噴頭傳輸前體氣體到室。軸環(huán)，所述軸環(huán)將噴頭連接到室的上表面。所述軸環(huán)圍繞噴頭的桿部設(shè)置，所述軸環(huán)包括多個(gè)槽，并且將清掃氣體引導(dǎo)通過多個(gè)槽到噴頭的底部和室的上表面之間的區(qū)域。
[0008]在其他特征中，所述軸環(huán)包括底部和桿部。所述軸環(huán)的桿部限定了內(nèi)部腔室，所述內(nèi)部腔室容納噴頭的桿部。板包括開口，所述開口容納噴頭的桿部。所述板被設(shè)置在所述軸環(huán)的桿部的下邊緣與所述噴頭的底部之間。所述軸環(huán)將清掃氣體引導(dǎo)至板和所述噴頭的桿部之間以及板和所述噴頭的底部之間。
[0009]在其他特征中，所述板的一個(gè)表面包括多個(gè)第一突出，以在所述板和所述噴頭的底部之間提供均勻的間隔。所述開口包括多個(gè)第二突出，以在所述板和所述噴頭的桿部之間提供均勻的間隔。
[0010]在其他特征中，所述軸環(huán)包括設(shè)置在軸環(huán)的底部的第一通道。所述軸環(huán)包括被限定在軸環(huán)的桿部的內(nèi)部腔室的表面與所述噴頭的桿部之間的第二通道。所述清掃氣體流過第一通道流向第二通道并且從第二通道流過槽。
[0011]在其他特征中，所述軸環(huán)的桿部具有圓形截面。第一通道被設(shè)置在軸環(huán)的底部。第二通道被設(shè)置在軸環(huán)的桿部。所述清掃氣體流過第一通道流向第二通道并且從第二通道流過槽。
[0012]在其他特征中，N個(gè)介電板被設(shè)置于圍繞所述噴頭的底部和室的上表面之間的所述噴頭的桿部。所述軸環(huán)將清掃氣體引導(dǎo)至N個(gè)介電板的上方和下方和N個(gè)介電板之間的至少一處，此處N是大于零的整數(shù)。
[0013]在其他特征中，所述腔室限定了多個(gè)第一表面，所述多個(gè)第一表面以間隔的關(guān)系圍繞第一圓周和多個(gè)弓形表面設(shè)置，所述多個(gè)弓形表面設(shè)置在多個(gè)第一表面之間。所述多個(gè)弓形表面相對(duì)于多個(gè)第一表面徑向向外彎曲。
[0014]一種運(yùn)行襯底處理系統(tǒng)的方法，該方法包括使用噴頭將前驅(qū)氣體傳輸?shù)绞?，其中所述噴頭包括底部和桿部；使用軸環(huán)將噴頭連接到室的上表面，其中，所述軸環(huán)被安排圍繞所述噴頭的桿部；和提供清掃氣體通過軸環(huán)的槽進(jìn)入所述噴頭的底部和室的上表面之間的區(qū)域。
[0015]在其他特征中，所述軸環(huán)包括底部和桿部。所述軸環(huán)的桿部限定了內(nèi)部腔室，所述內(nèi)部腔室容納所述噴頭的桿部。所述方法包括將板設(shè)置在軸環(huán)的桿部的下邊緣和噴頭的底部之間，所述板包括容納噴 頭的桿部的開口。
[0016]在其他特征中，所述方法包括將清掃氣體導(dǎo)入所述板和所述噴頭的桿部之間以及所述板和所述噴頭的底部之間。所述方法包括使用多個(gè)突出將板相對(duì)于噴頭的底部和桿部間隔開。所述方法包括在軸環(huán)的底部提供第一通道和在軸環(huán)的桿部的腔室的內(nèi)表面與噴頭的桿部之間提供第二通道。所述方法包括使清掃氣體流過第一通道流向第二通道并且從第二通道流過槽。
[0017]在其他特征中，所述軸環(huán)的桿部具有圓形截面。所述方法包括在軸環(huán)的底部提供第一通道和在軸環(huán)的桿部提供第二通道；和使清掃氣體流過第一通道流向第二通道并且從第二通道流過槽。
[0018]在其他特征中，所述方法包括設(shè)置N個(gè)介電板圍繞在噴頭的底部和室的表面之間的所述噴頭的桿部并且使用軸環(huán)將清掃氣體引導(dǎo)至N個(gè)介電板的上方和下方和N個(gè)介電板之間的至少一處，此處N是大于零的整數(shù)。所述襯底處理室執(zhí)行原子層沉積。
[0019]一種方法，其包括在襯底處理系統(tǒng)的室中噴頭下方設(shè)置襯底，所述噴頭通過軸環(huán)被連接至襯底處理系統(tǒng)的上表面；將襯底暴露于第一前體持續(xù)第一預(yù)定時(shí)間；在第一預(yù)定時(shí)間之后,使清掃氣體流過初次清掃路徑和二次清掃路徑。所述初次清掃路徑使清掃氣體流過噴頭。所述二次清掃路徑使清掃氣體流過軸環(huán)的槽并且流過噴頭的底部和上表面之間。所述二次清掃路徑移除第一前體。所述方法包括將襯底暴露于第二前體持續(xù)第二預(yù)定時(shí)間。
[0020]在其他特征中，所述方法包括在第二預(yù)定時(shí)間后，使清掃氣體流過初次清掃路徑和二次清掃路徑。所述二次清掃路徑移除在噴頭的底部和室的上表面之間的第二前體。所述方法包括在第一預(yù)定時(shí)間期間使清掃氣體流過二次清掃路徑。所述方法包括在第二預(yù)定時(shí)間期間使清掃氣體流過二次清掃路徑。
[0021]本發(fā)明的進(jìn)一步應(yīng)用領(lǐng)域通過后面的詳細(xì)描述將會(huì)變得顯而易見。應(yīng)該理解的是，詳細(xì)的描述和具體的例子僅僅是為了闡述并不意圖限制本發(fā)明的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]通過詳細(xì)的描述以及附圖，將更完全地理解本發(fā)明，其中:
[0023]圖1是本發(fā)明的具有噴頭和初次和二級(jí)清掃流通道的處理室的一個(gè)實(shí)施方式的橫斷面視圖；
[0024]圖2是本發(fā)明的軸環(huán)的一個(gè)實(shí)施方式的透視圖；
[0025]圖3是本發(fā)明的用于圖2中的軸環(huán)的流體連接器的透視圖；
[0026]圖4A和4B是本發(fā)明的板的實(shí)施方式的俯視圖和仰視圖；
[0027]圖5是本發(fā)明的用于圖1中的處理室的流動(dòng)模型；
[0028]圖6是本發(fā)明的具有噴頭和二級(jí)清掃流通道的處理室的另一實(shí)施方式的橫斷面視圖；
[0029]圖7是本發(fā)明的軸環(huán)的另一個(gè)實(shí)施方式的透視圖；
[0030]圖8是本發(fā)明的軸環(huán)的另一個(gè)實(shí)施方式的透視圖；
[0031]圖9仍然是本發(fā)明的具有噴頭和二級(jí)清掃流通道的處理室的另一個(gè)實(shí)施方式的橫斷面視圖；以及
[0032]圖10和11是說明本發(fā)明的使用二級(jí)清掃系統(tǒng)的方法的實(shí)施方式的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0033]本發(fā)明描述了用于從處理室去除過量前體并防止前體流入特定區(qū)域(如噴頭后方的腔室)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明也通過使用惰性氣體而非昂貴的膜前體來增強(qiáng)室壓強(qiáng)。較高的室壓強(qiáng)對(duì)前體形成氣簾因而增加了前體在襯底區(qū)域的部分壓強(qiáng)同時(shí)在其他區(qū)域降低了壓強(qiáng)。較高的室壓強(qiáng)因其較高的壓強(qiáng)狀態(tài)減少了寄生等離子體的機(jī)會(huì)。
[0034]本發(fā)明引入了來自噴頭后方的軸對(duì)稱惰性氣體流。在一些實(shí)施方式中，腔室中的清掃氣體流滿足貝克列條件(Peclet condition)(通常大于I的Peclet數(shù))以防止前體的反向擴(kuò)散(或者前體流)進(jìn)入腔室。因此，當(dāng)使腔室中不需要的沉積物(非常難清理)最小化時(shí)，室的體積可以減小。通過將后方流與RF隔離/抑制裝置結(jié)合，可達(dá)到進(jìn)一步的改進(jìn)。RF隔離/抑制裝置可減少腔室中的電場，降低寄生等離子體的機(jī)會(huì)。
[0035]在等離子體增強(qiáng)型原子層沉積(PEALD)處理中，前體需要交替地(alternatively)出現(xiàn)在反應(yīng)室中然后被排出。為了防止寄生沉積，處理室中的過量前體在引入下一個(gè)前體之前，被從處理室以及共享的前體通道(如噴頭的桿部)中去除。過量前體的去除通常是通過使用惰性氣體來清掃傳輸通道和室來完成。
[0036]當(dāng)使用枝形噴頭時(shí)，來自噴頭的清掃氣體不能有效去除藏在噴頭后面的過量前體。因此，前體會(huì)引起在噴頭后方、在頂部板以及在處理室壁上的相當(dāng)可觀的量的寄生沉積。不能在死區(qū)填上固體電介質(zhì)，因?yàn)檫@樣做可能會(huì)導(dǎo)致RF耦合接地問題。
[0037]在一些實(shí)施方式中，腔室可以部分填有陶瓷和/或一系列間隔的堆疊盤。所述堆疊盤相當(dāng)于一系列串聯(lián)連接的電容。當(dāng)使用間隔的堆疊盤時(shí)，會(huì)有凈減少電容(與單獨(dú)盤中的每一個(gè)的電容相比)。減少的電容也降低了耦合到室壁的射頻。在一些實(shí)施方式中，選擇盤的間隔以防止盤間等離子體的形成。盤間的氣體流被期望用來防止中性前體擴(kuò)射入這些空間然后沉積(寄生沉積)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，使用二次清掃在不影響工具吞吐量和膜質(zhì)量的情況下來防止寄生沉積。同時(shí)，二次清掃系統(tǒng)不會(huì)引入死區(qū)(難以清掃的區(qū)域)且它自身不會(huì)產(chǎn)生死區(qū)。
[0039]現(xiàn)在參考圖1，不出了襯底處理系統(tǒng)50的一個(gè)實(shí)施方式,所述襯底處理系統(tǒng)50包括具有噴頭70的處理室60。所述噴頭70包括桿部72和頭部74。所述頭部74限定內(nèi)部腔室75。流體，如前體或清掃氣體流經(jīng)所述桿部72到達(dá)分散板76并進(jìn)入內(nèi)部腔室75。所述流體再通過位于頭部74的底面的間隔孔78進(jìn)入處理室。
[0040]所述噴頭70的桿部72通過軸環(huán)80被連接至處理室60的頂壁。所述軸環(huán)80具有通常T形的橫斷面并且包括頭部81和桿部83。所述軸環(huán)80限定內(nèi)部腔室84，所述內(nèi)部腔室84是圓柱形并且其容納噴頭70的桿部72。多個(gè)槽86形成在桿部83，以允許流體(如清掃氣體從內(nèi)部腔室84流向桿部83的外表面。[0041]流體連接器90可被連接至軸環(huán)80的頭部81的邊緣并且被用于提供流體，如清掃氣體。所述流體連接器90包括一個(gè)或多個(gè)管道和/或連接器(通常標(biāo)記為92)。所述軸環(huán)80的頭部81也包括管道和/或連接器(通常標(biāo)記為93)以將流體流導(dǎo)入軸環(huán)80的內(nèi)部腔室84。
[0042]板100設(shè)置在噴頭70的頭部74和軸環(huán)80之間。所述板100包括上表面104、中心開口或孔110以及底面114。在一些實(shí)施方式中，板100由陶瓷制成。可以選擇板100的厚度使材料和接地或?qū)纳入x子體的電容耦合最小化。所述板100的上表面104與軸環(huán)80的底部邊緣間隔開，以允許流體通過其間。中心孔110同樣與桿部72間隔開，以允許流體通過其間。板的底面114與噴頭70的上表面間隔開以允許流體通過其間。在一些實(shí)施方式中，板100可以省略且處理室可無板100而運(yùn)行。
[0043]清掃氣體流經(jīng)軸環(huán)抑制了處理沉積的化學(xué)物進(jìn)入腔室中的區(qū)域，以防止那里的不需要的薄膜沉積。可選擇槽以及其他間隙的尺寸以防止等離子體在其中點(diǎn)燃并考慮到要滿足的貝克列條件以防止以期望的氣體流率反向擴(kuò)散。
[0044]現(xiàn)在參考圖2，示出了軸環(huán)80的一個(gè)實(shí)施方式。所述軸環(huán)80包括頭部81和桿部83。槽86可具有弓形形狀且可被設(shè)置圍繞所述桿部83。所述槽86允許流體從內(nèi)部腔室84流過槽86。所述頭部81可包括配合部分118，所述配合部分與流體連接器90上的相應(yīng)的配合部分緊密配合。連接后，軸環(huán)80的導(dǎo)管93與流體連接器90的導(dǎo)管92對(duì)齊。
[0045]現(xiàn)在參考圖3，示出了軸環(huán)80的流體連接器90的一個(gè)實(shí)施方式。雖然流體連接器90顯示為包括第二配合部分120、導(dǎo)管130、連接器132、導(dǎo)管134和連接器136，但是也可考慮流體連接器的其他構(gòu)造。
[0046]現(xiàn)在參考圖4A和圖4B，示出了板100的實(shí)施方式。在圖4A中，板100的上表面104顯示為具有通常圓形的橫截面和中心孔140，所述中心孔被設(shè)置在板100的中心。所述中心孔100包括一個(gè)或多個(gè)突出140，突出140從中心孔110徑向向內(nèi)延伸。所述突出140在板100和桿部72之間提供均勻的間隔。在圖4B中，板100的底面114顯示為包括突出144，其相對(duì)處理室的頂部向下延伸。所述突出144在板100的底面114和噴頭70的頭部74的上表面之間提供均勻的間隔。所述突出140和144可提供足夠靠近的間隔以阻止寄生等離子體。僅舉一例，約3_或更少的間隔可能適于阻止通常處理狀態(tài)的寄生等離子體。通常處理狀態(tài)下使用這種間隔，沒有足夠空間給等離子體與等離子體鞘(小于兩個(gè)等離子體鞘長度)一起形成。等離子體的形成可被等離子體密度、等離子體電子溫度和通過鞘的電壓所影響。
[0047]現(xiàn)在參考圖5，示出了用于圖1中的處理室的流動(dòng)模型。所述流動(dòng)模型演示了在靠近噴頭的邊緣流體(如清掃氣體)沒有再循環(huán)的流動(dòng)。
[0048]現(xiàn)在參考圖6，示出了處理室200的另一個(gè)實(shí)施方式。噴頭70的桿部72通過軸環(huán)210被連接到處理室的頂壁60。所述軸環(huán)210具有通常T形的橫斷面并且包括頭部218和桿部222。所述軸環(huán)210限定了腔室224，所述腔室通過軸環(huán)210的內(nèi)壁225與噴頭70的桿部72間隔開。通道227與腔室224連接。多個(gè)槽226形成在桿部222中以允許流體(如清掃氣體)從腔室224流出通過通道227流向桿部222的外表面。
[0049]可以選擇槽、通道和其他間隙的尺寸使其具有足夠小的幾何尺寸以阻止等離子體在其中點(diǎn)燃并且考慮到要滿足的貝克列條件以防止以期望的氣體流率反向擴(kuò)散。
[0050]現(xiàn)在參考圖7，示出了軸環(huán)210的一個(gè)實(shí)施方式。腔室224被連接到通道227，所述通道位于桿部222的內(nèi)壁225和外壁之間。通道227與槽226流體連通以允許流體從腔室224流出經(jīng)過通道227流向槽226?？商峁┮粋€(gè)或多個(gè)孔238以允許與軸環(huán)210的連接。當(dāng)桿部72不與軸環(huán)210同軸時(shí)，所述軸環(huán)210具有多個(gè)對(duì)稱清掃流。所述軸環(huán)210因此對(duì)噴頭水平敏感度較低。
[0051]現(xiàn)在參考圖8，示出了軸環(huán)300的另一個(gè)實(shí)施方式。所述軸環(huán)300包括頭部310和桿部312，所述桿部包括多個(gè) 槽314。中央腔室318容納噴頭70的桿部72。中央腔室318包括基本沿第一直徑設(shè)置的多個(gè)第一表面320。多個(gè)弓形表面322徑向向外彎曲并散布在多個(gè)第一表面322之間以提供更多區(qū)域容納流體。
[0052]現(xiàn)在參考圖9，示出了處理室400的另一個(gè)實(shí)施方式。在處理室上表面60和噴頭的頭部之間的腔室的一部分填滿了材料402以減少處理容積。一個(gè)或多個(gè)板404被設(shè)置圍繞桿部72并且位于噴頭70的頭部74的上方。板可由介電材料制成。
[0053]因?yàn)榻橘|(zhì)疊層中的射頻磁場仍然很高，所以在板404之間可能會(huì)發(fā)生等離子體的形成(等離子體點(diǎn)燃)。在一些實(shí)施方式中，選擇板404間的間隙使其足夠小以防止“大量(bulk)”等離子體的形成。間隔件408可用來在頭部74的上表面上方提供均勻的間隔。另一個(gè)板410可被設(shè)置在腔室內(nèi)。板410可由導(dǎo)電或介電材料制成,可被連接至處理室的上表面60并且可基本平行于板404延伸。
[0054]僅舉一例，當(dāng)間隙小于或等于約3_時(shí)，對(duì)于通常使用的壓強(qiáng)和功率電平，等離子體的形成被阻止。然而，對(duì)不同數(shù)量的板、不同壓強(qiáng)和/或射頻功率電平，間隙的尺寸可設(shè)定其他值。在選定的種類和選定的處理?xiàng)l件(如溫度、壓強(qiáng)和射頻功率和頻率)下的半導(dǎo)體處理期間，可以選擇間隙的尺寸和介電層或板的數(shù)量以防止在介電層之間的等離子體的形成。
[0055]軸環(huán)420包括頭部422和桿部424，所述桿部包括多個(gè)槽428。中央腔室426容納噴頭70的桿部72并且給流體的流動(dòng)提供額外的空間。流體流入中央腔室426、通過槽428和板404與410的中間。板404抑制等離子體并且也減少等離子體保持在板、軸環(huán)等之間的各種位置的機(jī)會(huì)。
[0056]現(xiàn)在參考圖10和圖11，示出了闡述使用二次清掃的方法的實(shí)施例的流程圖。在圖10中，不出了第一方法460。在464,將襯底暴露于第一前體持續(xù)第一預(yù)定時(shí)間。在468,當(dāng)?shù)谝活A(yù)定時(shí)間結(jié)束，執(zhí)行初次和二次清掃。當(dāng)初次和二次清掃完成，在472，將襯底暴露于第二前體持續(xù)第二預(yù)定時(shí)間。在476，當(dāng)?shù)诙A(yù)定時(shí)間結(jié)束，執(zhí)行初次和二次清掃。需要時(shí)可執(zhí)行額外的處理。
[0057]在圖11中，示出了類似于方法460的方法500。然而，在暴露于一個(gè)前體或兩個(gè)前體期間，也運(yùn)行二次流體流路徑?？梢岳斫獾氖?，二次清掃也可僅在一次或兩次前體暴露期間運(yùn)行。在504，當(dāng)流體流過二次清掃路徑時(shí)，將襯底暴露于第一前體持續(xù)第一預(yù)定時(shí)間。在508，當(dāng)?shù)谝活A(yù)定時(shí)間結(jié)束，執(zhí)行初次和二次清掃。當(dāng)初次和二次清掃完成，在512，當(dāng)流體流過二次清掃路徑，將襯底暴露于第二前體持續(xù)第二預(yù)定時(shí)間。在516，當(dāng)?shù)诙A(yù)定時(shí)間結(jié)束,可執(zhí)行初次和二次清掃。需要時(shí)可執(zhí)行額外的處理。
[0058]本發(fā)明的系統(tǒng)和方法使用射頻元件和流動(dòng)元件的結(jié)合以多種方式來解決寄生沉積。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法也在沒有在軸環(huán)周圍產(chǎn)生額外的寄生等離子體的情況下提供近對(duì)稱流。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法對(duì)膜的生產(chǎn)量和不均勻性不具有負(fù)面影響。
[0059]本發(fā)明的等離子體抑制裝備、系統(tǒng)和方法的組合減少了有效的室體積，大量減少了前體消耗，降低了操作成本和清掃時(shí)間。陶瓷板幫助減少等離子體的產(chǎn)生的機(jī)會(huì)且也減少等離子體保持在板、軸環(huán)等之間的各種位置的機(jī)會(huì)。例如在圖9中，板100和頂板之間的空間被抑制等離子體的板填滿。
[0060]本發(fā)明的系統(tǒng)的方法也消除了外界環(huán)境的隨時(shí)間變化的污染物和在噴頭后面的 化學(xué)反應(yīng)。
[0061]上文的描述實(shí)質(zhì)上只是為了進(jìn)行說明并不是要限制公開、本公開的應(yīng)用或者使用。本發(fā)明的廣泛教導(dǎo)可以不同形式實(shí)現(xiàn)。因此，雖然公開的內(nèi)容包括特定的實(shí)施方式，但是本發(fā)明真正的范圍不應(yīng)該如此局限，因?yàn)樵谘芯苛烁綀D、說明書和隨附權(quán)利要求后，其他的修改方案是很顯而易見的。為了清楚顯示，附圖中使用的相同的標(biāo)記數(shù)字代表相同的元件。如本文中所使用的，短語“A、B、C中的至少一個(gè)”應(yīng)被理解為邏輯上的(A或B或C)，使用非排他的邏輯0R。應(yīng)當(dāng)理解，在不改變本發(fā)明的原則的基礎(chǔ)上，一種方法中的一個(gè)或幾個(gè)步驟可改變順序(或者同時(shí))執(zhí)行。
【權(quán)利要求】
1.一種襯底處理系統(tǒng)，其包括: 噴頭，所述噴頭包括底部和桿部并且所述噴頭傳輸前體氣體到室；和 軸環(huán)，所述軸環(huán)將所述噴頭連接到所述室的上表面； 其中，所述軸環(huán)圍繞所述噴頭的所述桿部設(shè)置，所述軸環(huán)包括多個(gè)槽，并且將清掃氣體引導(dǎo)通過所述多個(gè)槽導(dǎo)入所述噴頭的底部和所述室的所述上表面之間的區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的襯底處理系統(tǒng)，其中: 所述軸環(huán)包括底部和桿部；和 所述軸環(huán)的桿部限定了內(nèi)部腔室，所述內(nèi)部腔室容納所述噴頭的所述桿部。
3.如權(quán)利要求2所述的襯底處理系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括: 板，所述板包括開口，所述開口容納所述噴頭的所述桿部，其中所述板被設(shè)置在所述軸環(huán)的所述桿部的下邊緣與所述噴頭的所述底部之間。
4.如權(quán)利要求3所述的襯底處理系統(tǒng)，其中所述軸環(huán)將所述清掃氣體引導(dǎo)至所述板和所述噴頭的所述桿部之間以及所述板和所述噴頭的所述底部之間。
5.如權(quán)利要求3所述的襯底處理系統(tǒng)，其中所述板的一個(gè)表面包括多個(gè)第一突出，以在所述板和所述噴頭的所述底部之間提供均勻的間隔，并且其中所述開口包括多個(gè)第二突出，以在所述板和所述噴頭的所述桿部之間提供均勻的間隔。
6.如權(quán)利要求2所述的襯底處理系統(tǒng)，其中: 所述軸環(huán)包括設(shè)置在所述軸環(huán)的所述底部的第一通道； 所述軸環(huán)包括被限定在所述軸環(huán)的所述桿部的所述內(nèi)部腔室的表面與所述噴頭的所述桿部之間的第二通道；和 所述清掃氣體流過所述第一通道流向所述第二通道并且從所述第二通道流過所述槽。
7.如權(quán)利要求2所述的襯底處理系統(tǒng)，其中所述軸環(huán)的所述桿部具有圓形截面。
8.如權(quán)利要求2所述的襯底處理系統(tǒng)，其中: 所述軸環(huán)包括設(shè)置在所述軸環(huán)的所述底部的第一通道； 所述軸環(huán)包括設(shè)置在所述軸環(huán)的所述桿部的第二通道；和 所述清掃氣體流過所述第一通道流向所述第二通道并且從所述第二通道流過所述槽。
9.如權(quán)利要求1所述的襯底處理系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括: N個(gè)介電板，其設(shè)置圍繞所述噴頭的所述底部和所述室的所述上表面之間的所述噴頭的所述桿部； 其中，所述軸環(huán)將清掃氣體引導(dǎo)至以下中的至少一處: 所述N個(gè)介電板的上方和下方；和 所述N個(gè)介電板之間， 此處N是大于零的整數(shù)。
10.如權(quán)利要求2所述的襯底處理系統(tǒng)，其中所述腔室限定了: 多個(gè)第一表面，所述多個(gè)第一表面以間隔的關(guān)系圍繞第一圓周設(shè)置；和 多個(gè)弓形表面，所述多個(gè)弓形表面設(shè)置在所述多個(gè)第一表面之間，所述多個(gè)弓形表面相對(duì)于所述多個(gè)第一表面徑向向外彎曲。
11.一種原子層沉積系統(tǒng)，其包括如權(quán)利要求1所述的襯底處理系統(tǒng)。
12.—種運(yùn)行襯底處理系統(tǒng)的方法，其包括:使用噴頭將前驅(qū)氣體傳輸?shù)绞?，其中所述噴頭包括底部和桿部； 使用軸環(huán)將噴頭連接到所述室的上表面， 其中，所述軸環(huán)被安排圍繞所述噴頭的所述桿部；和 提供清掃氣體通過所述軸環(huán)的槽進(jìn)入所述噴頭的所述底部和所述室的所述上表面之間的區(qū)域。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中: 所述軸環(huán)包括底部和桿部；和 所述軸環(huán)的所述桿部限定了內(nèi)部腔室，所述內(nèi)部腔室容納所述噴頭的所述桿部。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包括: 將板設(shè)置在所述軸環(huán)的所述桿部的下邊緣和所述噴頭的所述底部之間，所述板包括容納所述噴頭的所述桿部的開口。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述清掃氣體導(dǎo)入所述板和所述噴頭的所述桿部之間以及所述板和所述噴頭的所述底部之間。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包括: 使用多個(gè)突出將所述板相對(duì)于所述噴頭的所述底部和所述桿部間隔開。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包括: 在所述軸環(huán)的所述底部提供第一通道和在所述軸環(huán)的所述桿部的所述腔室的內(nèi)表面與所述噴頭的所述桿部之間提供第二通道；和 使所述清掃氣體流過所述第一通道流向所述第二通道并且從所述第二通道流過所述槽。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述軸環(huán)的所述桿部具有圓形截面。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包括: 在所述軸環(huán)的所述底部提供第一通道和在所述軸環(huán)的所述桿部提供第二通道；和 使所述清掃氣體流過所述第一通道流向所述第二通道并且從所述第二通道流過所述槽。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括: 設(shè)置N個(gè)介電板圍繞在所述噴頭的所述底部和所述室的所述表面之間的所述噴頭的所述桿部， 使用所述軸環(huán)將所述清掃氣體引導(dǎo)至以下中的至少一處: 所述N個(gè)介電板的上方和下方；和 所述N個(gè)介電板之間， 此處N是大于零的整數(shù)。
21.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述襯底處理室執(zhí)行原子層沉積。
22.—種方法,其包括: 在襯底處理系統(tǒng)的室中設(shè)置襯底， 其中，所述襯底處理系統(tǒng)包括噴頭，所述噴頭通過軸環(huán)被連接至所述襯底處理系統(tǒng)的上表面； 將所述襯底暴露于第一前體持續(xù)第一預(yù)定時(shí)間； 在所述第一預(yù)定時(shí)間之后，使清掃氣體流過初次清掃路徑和二次清掃路徑，其中，所述初次清掃路徑使所述清掃氣體流過所述噴頭， 其中，所述二次清掃路徑使所述清掃氣體流過所述軸環(huán)的槽并且流過所述噴頭的所述底部和所述上表面之間，和 其中，所述二次清掃路徑移除第一前體；和 將襯底暴露于第二前體持續(xù)第二預(yù)定時(shí)間。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其進(jìn)一步包括: 在所述第二預(yù)定時(shí)間后，使所述清掃氣體流過所述初次清掃路徑和所述二次清掃路徑， 其中，所述二次清掃路徑移除在所述噴頭的所述底部和所述室的所述上表面之間的所述第二前體。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述第一預(yù)定時(shí)間期間使所述清掃氣體流過所述二次清掃路徑。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述第二預(yù)定時(shí)間期間使所述清掃氣體流過所述二次清掃路徑。`
【文檔編號(hào)】C23C16/455GK103510072SQ201310256636
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月25日
【發(fā)明者】夏春光, 拉梅什·錢德拉賽卡蘭, 道格拉斯·凱爾, 愛德華·J·奧古斯蒂內(nèi)克, 卡爾·利澤 申請(qǐng)人:諾發(fā)系統(tǒng)公司