[发明专利]用于半导体工艺腔室的工艺气体输送

说明书

技术领域

本发明的实施方式大体涉及半导体处理设备，并且更具体地，涉及用于将工艺气体引入半导体工艺腔室中的气体输送组件。

背景技术

在一些半导体工艺腔室中，可以通过公共气体入口如设置在工艺腔室吊顶中的气体注入漏斗将多种工艺气体输送至工艺腔室。此种半导体工艺腔室可包括用于化学汽相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)的工艺腔室，其中工艺气体可用来在基板上至少部分地沉积材料层。

公共气体入口的容积可基本上大于将工艺气体供给该入口的气体导管的容积。结果，工艺气体在进入入口时迅速膨胀。工艺气体的迅速膨胀可以造成工艺气体的冷却——被称作焦耳-汤姆逊冷却(Joule-Thompson Cooling)效应。具有低蒸汽压的工艺气体，如四氯化铪(HfCl₄)将在冷却时凝结，从而形成可能污染入口或者造成工艺气体浓度变化的颗粒。

此外，气体导管相对于公共气体入口的中心轴的切向排列(tangential alignment)可以造成气体入口中以及基板上方的循环气体涡旋。该涡旋可以引起例如包括载气和反应物蒸汽的工艺气体分离，进而造成工艺气体的浓度变化。

因此，本领域需要一种防止迅速冷却以及涡旋形成的气体输送组件。

发明内容

在此提供了用于气体输送组件的方法和装置。在一些实施方式中，一种气体输送组件包括：具有第一容积的气体入口漏斗；以及气体导管，该气体导管具有接收气体的入口以及促使气体流出该气体导管并进入第一容的出口，其中该气体导管具有小于第一容积的第二容积，以及从最接近入口的第一截面向最接近出口的第二截面增大的截面，其中该第二截面是非圆形的。

在一些实施方式中，一种处理基板的装置包括：具有内容积的工艺腔室以及与该工艺腔室相连以将工艺气体引入该内容积的气体输送组件。该气体输送组件可与上面讨论的相同。

在一些实施方式中，一种处理基板的方法包括：使工艺气体经一或多个第一容积流入大于各第一容积的第二容积，其中各第一容积具有在流动方向上沿纵轴从第一截面向第二截面增大的截面，其中该第二截面是非圆形的；以及将该工艺气体通过第二容积输送至基板。

附图简要说明

以可以详细地理解本发明的上述特征的方式，通过参考实施方式，可得到上面简要概述的本发明的更加具体的说明，一些实施方式示出于附图中。然而应指出，附图仅仅说明了本发明的典型实施方式并因此不被认为是限制其范围，因为本发明可容许其他等效的实施方式。

图1是根据本发明一些实施方式的工艺腔室的截面示意图。

图2A-B是根据本发明的一些实施方式的气体输送组件和气体导管的示意性侧视图。

图3A-B是根据本发明的一些实施方式的气体输送组件的示意性的俯视图。

图4是根据本发明的一些实施方式来处理基板的方法。

具体实施方式

在此提供了用于气体输送组件的方法和装置。在一些实施方式中，气体输送组件包括具有第一容积的气体入口漏斗以及一或多个气体导管；各气体导管具有入口和出口，以促使气体流经该导管并进入第一容积，其中各气体导管具有小于第一容积的第二容积，以及其中各气体导管具有从最接近入口的第一截面向最接近出口的第二截面增大的截面，其中该第二截面是非圆形的。该气体输送组件可连接至工艺腔室，以有助于向该工艺腔室中引入工艺气体。工艺气体可包括，例如，与载气结合流动的铪前驱物如四氯化铪(HfCl₄)或其他低蒸汽压反应物气体，它们可能受益于本发明实施方式所提供的焦耳-汤姆逊冷却和/或由涡旋形成引起的气体分离的减少，在下文中对其进行讨论。