[发明专利]用于提高膜均匀性的装置和方法

说明书

本发明涉及用于提高膜均匀性的装置和方法，本发明已经构思了用于在衬底处理装置中使用的多阶段工艺气体输送系统。在某些实施方式中，第一工艺气体可以首先被输送到在衬底处理室中的衬底上。在稍后的时间，第二工艺气体可被输送到衬底以促进衬底的均匀投配。可以在相同的时间停止或在不同的时间停止第一工艺气体和第二工艺气体的输送。

技术领域

本发明涉及半导体处理领域，具体涉及用于提高膜均匀性的装置和方法。

背景技术

当前沉积工艺使载气和前体流经喷头或其它工艺气体输送装置以将前体输送到衬底上。衬底可以容纳在衬底处理室中。衬底处理室中的工艺气体的流以及其他因素可能会导致衬底的不均匀的投配。不均匀投配的衬底可能会影响处理的衬底的质量。

发明内容

在附图和以下说明中阐述了在本说明书中描述的主题的一个或多个实现方案的细节。根据本说明书、附图和权利要求，其它特征、方面和优点将变得显而易见。需要注意的是，以下附图的相对尺寸可能没有按比例绘制，除非特别指明附图是按比例绘制的。

在某些实施方式中，可以提供一种在沉积工艺期间控制对衬底的前体投配的方法。该方法可以包括：(a)使第一工艺气体流动至所述衬底持续ALD沉积循环的投配阶段的第一时间段，使得所述第一工艺气体包括第一载气和所述前体；(b)使第二工艺气体流动至所述衬底持续所述ALD沉积循环的所述投配阶段的第二时间段，使得所述第二时间段在所述第一时间段开始之后开始，所述第一和第二时间段至少部分地重叠，所述第二工艺气体包括第二载气，并且在输送到所述衬底之前，所述第二工艺气体与所述第一工艺气体混合持续其中所述第二时间段与所述第一时间段重叠的至少一部分时间段，并且从(a)至(b)总工艺气体的体积流率增加；(c)停止(a)和(b)中的所述流动；以及(d)在(c)之后，在与(a)和(b)中的所述ALD沉积循环不同的ALD沉积循环期间针对所述衬底重复(a)和(b)。

在该方法的一些这样的实施方式中，所述第一工艺气体的至少一部分被吸附在所述衬底上，并且所述方法还可以包括：在(c)之后并在(d)之前，使被吸附的前体反应，以在所述衬底上形成膜层。在该方法的一些实施方式中，当所述衬底不完全布满吸附的前体时可以进行使所述吸附的前体反应。

在该方法的一些其他的或额外的实施方式中，所述第二工艺气体可以不包含所述前体。

在该方法的一些其他的或额外的实施方式中，所述第一时间段可以在所述第二时间段结束之后结束。

在该方法的一些其他的或额外的实施方式中，所述第二时间段可以在所述第一时间段结束之后结束。在该方法的一些实施方式中，在所述第二时间段在所述第一时间段已经结束之后继续的所述一部分期间输送的所述工艺气体从围绕所述衬底的体积去除至少一些未吸附的前体。

在该方法的一些其他的或额外的实施方式中，所述第一工艺气体可以经由第一流动通路输送，所述第二工艺气体可以经由第二流动通路输送，所述第二流动通路可以流体连接到所述第一流动通路，并且所述第二工艺气体可以与在所述第一流动通路的至少一部分中的所述第一工艺气体混合。

在该方法的一些其他的或额外的实施方式中，(a)至(c)可以在约5秒或少于5秒的时间段中进行。

在该方法的一些其他的或额外的实施方式中，所述衬底的直径可以是约450毫米或少于450毫米。

在该方法的一些其他的或额外的实施方式中，该方法可以进一步包括：(e)在(a)之后，使第三工艺气体流动至所述衬底持续所述ALD沉积循环的所述投配阶段的第三时间段，使得所述第三时间段在所述第一时间段开始之后开始，所述第一和第三时间段至少部分地重叠，所述第三工艺气体包括第三载气，在输送到所述衬底之前所述第三工艺气体与至少所述第一工艺气体混合持续其中所述第三时间段与所述第一时间段重叠的至少一部分时间段，并且从(a)至(e)总工艺气体的体积流率增加。