[发明专利]用于高压处理腔室的气体输送系统

说明书

一种高压处理系统，其包括第一腔室、第二腔室、前级管线、真空处理系统、阀组件、气体输送系统、排气线与容纳壳，该第二腔室与该第一腔室相邻，该前级管线将气体自该第二腔室中移除，该真空处理系统经配置降低该第二腔室内的压力，该阀组件将该第一腔室内的压力与该第二腔室内的压力隔离，该气体输送系统经配置将气体引入该第一腔室中并将该第一腔室内的压力增加到至少10大气压，该排气线将气体自该第一腔室中移除，该容纳壳围绕该气体输送系统的一部分和该排气线，以将从该气体输送系统的该部分和该排气线泄漏的气体转移到该前级管线。

技术领域

本发明关于一种高压处理腔室，如用于在集成电路制造期间的退火、沉积或蚀刻处理的高压处理腔室。

背景技术

微电子电路和其他微尺度器件通常由基板或晶圆制造，如硅或其他半导体材料晶圆。将多个金属层施加到基板上以形成微电子或其他微尺度部件或提供电连接。将这些金属层(如铜)镀在基板上，以及按照光刻、电镀(plating)、蚀刻、抛光或其他步骤的顺序形成部件和互连。

为了实现所需的材料性质，通常对基板进行退火处理，其中基板通常被快速加热到约200-500℃。基板可以在这些温度下保持较短的时间，如60-300秒。随后快速冷却基板，整个处理通常只需几分钟。退火可用于改变基板上的层的材料性质。其亦可用于活化掺杂剂，驱动基板上的膜之间的掺杂剂，改变膜与膜或膜与基板的界面，使沉积的膜致密化，或者修复离子注入造成的损坏。

随着微电子器件和互连件的特征尺寸变小，可允许的缺陷率显著降低。一些缺陷是由污染物颗粒引起的。其他缺陷可能由晶圆的某些区域的不完全处理引起，例如没有在沟槽底部生长膜。

已经在过去使用过各种退火腔室。在单晶圆处理设备中，这些退火腔室通常将基板定位在加热与冷却组件之间或之上，以控制基板的温度分布。然而，达到精确和可重复的温度分布以及可接受程度的缺陷可能带来工程上的挑战。

发明内容

在一个态样中，用于处理基板上的层的高压处理系统包括第一腔室、第二腔室、前级管线、真空处理系统、阀组件、气体输送系统、控制器、排气系统与容纳壳(containmentenclosure)，第二腔室与该第一腔室相邻，该前级管线将气体自该第二腔室中移除，该真空处理系统经配置将该第二腔室内的压力降低至接近真空，该阀组件在该第一腔室和该第二腔室之间以将该第一腔室内的压力与该第二腔室内的压力隔离，该气体输送系统经配置将气体引入该第一腔室中，并且在该气体在该第一腔室中且该第一腔室与该第二腔室隔离的同时将该第一腔室内的压力增加到至少10大气压，该控制器经配置操作该气体输送系统和该阀组件，该排气系统包括排气线，该排气线将气体自该第一腔室中移除，该容纳壳围绕该气体输送系统的一部分和该排气线，该容纳壳经配置将从该气体输送系统的该部分和该排气线泄漏的气体转移到该前级管线。

实施方式可包括以下特征中的一个或多个。

容纳壳可经配置以防止泄漏的气体泄漏到大气中。前级管线可连接到干式线泵和扩散器，该扩散器经配置在气体到达干式线泵之前降低气体的压力。

第一泵可经配置在将气体输送到第一腔室之前将气体的压力增加到至少10大气压，如至少40大气压。容纳壳可围绕第一泵与输送管线，输送管线连接第一泵和第一腔室。

第二气体输送系统可经配置将第二气体引入第一腔室中，并且在第二气体在第一腔室中且第一腔室与第二腔室隔离的同时将第一腔室内的压力增加到至少10大气压。第二气体输送系统可包括第二泵，第二泵经配置在将第二气体输送到第一腔室之前将第二气体的压力增加到至少40大气压。

气体输送系统可包括蒸汽(steam)输送系统，蒸汽输送系统将蒸汽引入第一腔室。

一个或多个化学传感器(如氢传感器)可放置在容纳壳内，且其中若控制器接收来自一个或多个化学传感器的指示化学泄漏的信号，则控制器经配置关闭该第一泵。