[发明专利]用于提供均匀气流的设备与方法

说明书

提供了一种具有输送通道的气体分配设备，其中输送通道具有一入口端、一出口端与沿着长度而分隔开的多个孔隙。入口端系可连接至一惰性气体源，且出口端系可连接于一真空源。同时提供了一种具有螺旋输送通道、互相缠绕的螺旋输送通道、分流的输送通道、汇合的输送通道、以及成形的输送通道的气体分配设备，其中入口端与出口端系配置以使气体在输送通道内快速交换。

技术领域

本发明的实施例一般是与用于使气体流至处理腔室中的设备与方法有关。更具体而言，本发明的实施例是关于用于将气流引导至处理腔室（例如原子层沉积腔室或化学气相沉积腔室）中的线性流设备。

背景技术

在半导体处理、平板显示器处理或其他电子元件处理的领域中，气相沉积工艺已经在于基板上沉积材料中扮演了一项重要的角色。随着电子元件的几何尺寸持续在缩减、且元件密度持续在增加，特征结构的尺寸与深宽比（aspect ratio）变得更为激进，例如0.07μm的特征结构尺寸以及10或更大的深宽比。因此，材料的保形沉积以形成这些元件即变得更为重要。

在原子层沉积（ALD）处理期间，反应物气体被引入到含有基板的处理腔室中。一般而言，基板的一区域与基板表面上所吸收的第一反应物接触。基板接着接触第二反应物，该第二反应物与该第一反应物接触以形成沉积材料。在各反应物气体的输送之间引入除气气体，以确保反应仅在基板表面上发生。

气体分配设备（有时形状类似喷淋头且被称为喷淋头）分配处理气体至在接近邻近处的基板（也称为晶圆）。气体分配设备（包括喷淋头）具有大体积而会非常难以于气体之间清洁或除气。留在喷淋头中的任何气体会与后续的处理气体反应。对于ALD处理而言，在仰赖交替的气体脉冲（例如A脉冲、B脉冲、A脉冲、与B脉冲）类型输送的气体分配设备（包括喷淋头）内，气体的分离是重要的。因此，在本技术领域中正有改善的气体分配设备（包含喷淋头）的需要，这些改善的气体分配设备系易于清洁/除气，并且对基板提供均匀的气体供应源。

发明内容

本发明的一或多个具体实施例是与用于控制进入处理腔室中的气流的气体分配设备有关。该设备包含输送通道，该输送通道具有入口端、出口端与长度，该输送通道具有沿着该长度分隔开的多个孔隙。在该输送通道的该入口端上的入口可连接至气体源，其中该气流可由与该入口相通的气体阀加以控制。在该输送通道的该出口端上的出口可连接至真空源，其中通过该出口的真空压力可由出口阀门加以控制，以于该出口处提供降低的压力。控制器用以通过在该通道中的气体输送与除气期间开启与关闭该出口阀门来调节通过该输送通道与至该处理腔室中的该气流，以控制通过沿着该通道的该长度的该等孔隙的该气流。

在一些具体实施例中，通过该气体分配设备的气流在该气体分配设备的轴向长度上具有比通过无连接至该出口的该真空源的类似气体分配设备的该气流更均匀的气导。在一或多个具体实施例中，当气体阀关闭时，气体自输送通道中清除得会比不含真空源的类似气体分配设备更快。

在一些具体实施例中，该输送通道是在气体分配板的背侧中的凹陷通道，且该多个孔隙延伸通过该气体分配板而至该气体分配板的前侧。

在一或多个具体实施例中，该气体分配板是圆的，且该输送通道形成螺旋形，其中该入口端与出口端的其中一者是位于该气体分配板的外周区域，且该入口端与出口端的另一者是位于该气体分配板的中央区域。在一些具体实施例中，该入口端是位于该气体分配板的该外周区域，而该出口端是位于该气体分配板的该中央区域。在一或多个具体实施例中，该出口端是位于该气体分配板的该外周区域，而该入口端是位于该气体分配板的该中央区域。