CN110050333A - 时间性原子层沉积处理腔室 - Google Patents

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Abstract

一种双通道喷头，包括：第一多个通道，在所述喷头的背表面中形成且从第一端延伸到第二端；第二多个通道，穿过所述喷头的厚度形成且从第一端延伸到第二端；第一端充气部，在所述第一端处与所述第二多个通道流体连接；以及第二端充气部，在所述第二端处与所述第二多个通道流体连接。亦论述了包括所述双通道喷头及阻挡环的处理腔室，所述阻挡环将边缘环与泵送环分离。

Description

时间性原子层沉积处理腔室
技术领域
本公开案一般涉及原子层沉积(ALD)处理腔室。具体而言，本公开案涉及具有减少的净化时间的时间性ALD处理腔室。
背景技术
半导体器件形成通常是在含有多个腔室的基板处理系统或平台(基板处理系统或平台亦可被称为群集工具)中进行。在一些实例中，多腔室处理平台或群集工具的目的是在受控的环境中顺序地在基板上执行两个或更多个工艺。然而，在其他实例中，多腔室处理平台仅可在基板上执行单一的处理步骤。可采用额外的腔室以最大化处理基板的速率。在后者的情况下，在基板上所执行的工艺一般为批量工艺，其中在给定的腔室中同时处理相对大数量的基板(例如25个或50个)。批量处理对于太消耗时间而不能以经济上可行的方式在单独基板上执行的工艺而言(诸如对于原子层沉积(ALD)工艺及一些化学气相沉积(CVD)工艺而言)是特别有益的。
时间性ALD工艺对于在沉积工艺期间以另一前驱物替换一个前驱物所花费的时间是敏感的。需要最小化喷头及工艺区域的内部容积及最大化电导率。目前用来解决ALD腔室中的前驱物替换及净化/真空问题的设计方法包括叉流、同轴注入/真空处理及螺旋喷头结构。然而，在本领域中存在着用来进一步减少反应气体暴露之间归因于处理腔室净化的时间量的设备及方法的持续需要。
发明内容
本公开案的一或多个实施方式涉及双通道喷头，所述双通道喷头包括限定所述喷头的厚度的背表面及前表面。第一多个通道在喷头的背表面中形成。第一多个通道从第一端延伸到第二端。第二多个通道穿过喷头的厚度形成。第二多个通道从第一端延伸到第二端。第一端充气部在背表面中形成且在第一端处与第二多个通道流体连通。第二端充气部在背表面中形成且在第二端处与第二多个通道流体连通。
本公开案的额外实施方式涉及双通道喷头，所述双通道喷头包括限定所述喷头的厚度的背表面及前表面。第一多个通道在喷头的背表面中形成。第一多个通道从第一端延伸到第二端。第一多个通道具有方形横截面，所述方形横截面具有从第一端向第二端增加的横截面积。第一多个通道包括延伸到前表面的多个孔。第二多个通道穿过喷头的厚度形成。第二多个通道从第一端延伸到第二端且具有圆形横截面，所述圆形横截面具有从第一端向第二端增加的横截面积。第二多个通道中的每个包括延伸到前表面的多个孔。第一端充气部在背表面中形成且在第一端处与第二多个通道流体连通。第二端充气部在背表面中形成且在第二端处与第二多个通道流体连通。在喷头的周边周围间隔开的多个孔穿过所述喷头延伸。
本公开案的一些实施方式涉及双通道喷头，所述双通道喷头包括限定所述喷头的厚度的背表面及前表面。多个脊形成在喷头的背表面。多个脊限定喷头的背表面上的第一多个通道。第一多个通道从第一端延伸到第二端。第二多个通道穿过喷头的厚度形成。第二多个通道从第一端延伸到第二端。在喷头的背表面中的凹部形成充气部。充气部围绕多个脊并且与在第一端和第二端中的一或多个处的第二多个通道流体连接。
本公开案的进一步实施方式涉及包括腔室主体的处理腔室，所述腔室主体包围内部。基座在所述内部内以在处理期间支撑晶片。边缘环在所述基座周围。泵送环在所述边缘环周围。所述泵送环与所述边缘环间隔开以形成间隙。阻挡环跨越所述边缘环与所述泵送环之间的所述间隙。阻挡环将基座之上的工艺间隙与腔室主体在所述基座之下的内部隔离。双通道喷头在基座之上放置。喷头具有与基座间隔开以形成工艺间隙的前面。
附图说明
为了可以详细理解上文所述的本公开案特征所用的方式，可通过参照实施方式来获得上文简要概述的本公开案的更具体描述，所述实施方式中的一些部分在附图中示出。然而，要注意的是，附图仅示出此公开案的一般实施方式且由此并不视为对本公开案的范围的限制，因为本公开案可容许其他等效的实施方式。
图1图示了根据本公开案的一或多个实施方式的处理腔室的横截面示意图；
图2图示了图1的处理腔室的区域2的放大的横截面示意图；
图3图示了根据本公开案的一或多个实施方式的喷头的后视图；
图4图示了根据本公开案的一或多个实施方式的喷头的透视图；
图5图示了沿着线5-5所截取的图4的喷头的横截面图；
图6图示了来自图5的区域6的放大图；
图7图示了根据本公开案的一或多个实施方式的背板的后透视图；
图7A图示了根据本公开案的一或多个实施方式的背板的前透视图；以及
图8A及图8B图示了根据本公开案的一或多个实施方式的喷头中的通道的部分示意图。
图9图示了根据本公开案的一或多个实施方式的喷头的横截面示意图；以及
图10图示了根据本公开案的一或多个实施方式的处理腔室的部分横截面图。
具体实施方式
在描述本公开案的若干示例性实施方式之前，要理解的是，本公开案不限于以下说明中所阐述的工艺步骤的构造细节。本公开案能够包括其他实施方式并以各种方式实践或进行。
如本文中所使用的“基板”指的是任何基板或在基板上形成的材料表面，膜处理在制造工艺期间在所述基板或材料表面上执行。例如，取决于应用，可在上面执行处理的基板表面包括诸如硅、氧化硅、应变硅、绝缘体上硅(SOI)、掺碳的氧化硅、非晶硅、经掺杂的硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石的材料以及诸如金属、金属氮化物、金属合金、及其他导电材料的任何其他材料。基板包括(但不限于)半导体晶片。可将基板暴露于预处理工艺以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火及/或烘烤基板表面。除了直接在基板本身的表面上进行膜处理以外，在本公开案中，亦可如下文更详细公开地将所公开的任何膜处理步骤在基板上形成的下层(under-layer)上执行，且用语“基板表面”如上下文指示意欲包括此类下层。因此，例如，若已将膜/层或部分膜/层沉积到基板表面上，则新沉积的膜/层的暴露表面变成基板表面。
如在此说明书及随附权利要求书中所使用，用语“前驱物”、“反应物”、“反应气体”及类似物可互换地使用以指可与基板表面反应的任何气态物质。
本公开案的一些实施方式有利地提供了用来减少喷头净化的时间长度的设备。一些实施方式有利地提供了用来减少处理区的容积的设备。一或多个实施方式有利地减少喷头净化的时间长度并减少处理区的容积。
在一些实施方式中，喷头含有用于前驱物输送的两个平行通道系统(称为区)。所述通道可经设计为允许两个独立及隔离的容积，所述容积的每个专用于某种前驱物。一些实施方式的平行结构最大化了电导率，而各个区的小的高度最小化了容积。一个或两个区可含有一或多个进气口及一或多个真空排气装置。
在一些实施方式中，周边的真空歧管能够更快速地排空晶片之上的处理容积。在一些实施方式中，通过紧邻的前驱物隔离阀、净化及真空阀以及加压的储存/真空储存器来协助放置在腔室盖中的喷头。处理腔可含有处理及快速排气真空歧管以及浮动隔离环，所述浮动隔离环密封或几乎密封处理间隙处的处理容积且允许向下的基座行程以供进行晶片交换。
参照图1及图2，示出了根据本公开案的一或多个实施方式的处理腔室100。图1图示了处理腔室100的示意横截面图，而图2图示了处理腔室100的区域2的放大图。影线是用来便于区别部件，且不应被视为指示构造材料。
处理腔室100包括具有侧壁103及底壁104的腔室主体102。基座110在处理腔室100的内部106内定位。基座110连接到轴杆112，所述轴杆可在z轴中移动并在中心轴113周围旋转。基座110及轴杆112可为一体的部件，或可为连接在一起的单独部件。在一些实施方式中，基座110包括加热器114或冷却器(未图示)或加热器/冷却器的组合，以控制在基座110的顶表面上支撑的晶片120的温度。真空源(未图示)可连接到腔室主体102以维持处理腔室100的内部106中的真空。腔室盖137在侧壁103的顶部上。
边缘环124经放置为围绕基座112并支撑晶片120。边缘环124为具有唇状区域125的大致环形或大致圆柱形的零件，所述唇状区域经调整尺寸以支撑晶片120。唇状区域125可在基座112的一部分上方延伸且在处理期间靠在基座112上。例如，在升降晶片120时，边缘环124经定位为使得唇状区域125不靠在基座112上。可通过降低基座112或升高边缘环124来完成此举。在处理位置中时(亦即在晶片120是在基座112上时)，唇状区域125可靠在基座112上且接触或不接触晶片120。唇状区域125的厚度可经配置为使得晶片120在处理期间不接触升降环125。边缘环124可由任何合适的材料制成，所述材料包括(但不限于)氧化铝、陶瓷或介电材料。
泵送环130经放置为围绕基座112的边缘及边缘环124。一些实施方式的泵送环130稍微大于边缘环124的外径，以允许有足够的空间让边缘环124在泵送环130内移动。充气部131可在泵送环130的一部分中定位且穿过侧壁102中的开口132连接到真空源(未图示)。泵送环130可由任何合适的材料制作，所述材料包括(但不限于)陶瓷材料。
阻挡环135经放置为密封在边缘环124与泵送环130之间定位的间隙136(图示于图2中)。间隙135可在处理间隙128内的气流中且在净化处理间隙128期间造成扰动。阻挡环135将处理间隙128与腔室内部106隔离，以增加可用来净化处理间隙128的速率。阻挡环135可由任何合适的材料制成，所述材料包括(但不限于)氧化铝、陶瓷或介电材料。
穿过不同的出口来排空处理间隙128及腔室内部106。同时将处理间隙128及腔室内部106泵空(亦即排空)。结合的泵送行为有助于来自处理间隙128的气流中的扰动。阻挡环135桥接边缘环124与泵送环130之间的间隙，使得结合的排气装置不在气流中造成任何扰动。
阻挡环135可为独立式部件，所述阻挡环与晶片放置在一起或可连接到边缘环124或泵送环130中的一个。在一些实施方式中，阻挡环135是可独立移动的，且可经放置为在已将晶片120放置在边缘环124上之后桥接边缘环124与泵送环130。
喷头140形成处理间隙128的上界，使得处理间隙128由在底部上的基座112/晶片120表面和在周边周围的泵送环130所限定。喷头140可由腔室盖137所支撑或可被视为是腔室盖组件的一部分，所述腔室盖组件包括直接连接到腔室盖的部件。
图3直至图6图示了根据本公开案的一或多个实施方式的喷头140。图3图示了喷头140的俯视图，而图4图示了图3的喷头的透视图。图5图示了沿着线5-5所截取的喷头140的横截面图。图6图示了来自图5的区域6的放大图。
喷头140具有限定喷头140的厚度的背表面141及前表面142。图3直至图6图示了喷头140的背表面141的视图。喷头140包括第一多个通道151及第二多个通道152。第一多个通道151可经配置为向处理间隙128输送反应气体。第二多个通道152可经配置为向处理间隙128输送不同的反应气体。
图式中所示的实施方式具有第一多个通道151及沿着相同方向延伸的第二多个通道152。这仅表示一个可能的配置且不应被视为对本公开案的范围的限制。在一些实施方式中，第二多个通道152以与第一多个通道151平行或横切的方向延伸。
第一多个通道151经示出为在喷头140的背表面141中形成的沟槽。背板160(参照图7)可经放置为抵着喷头140的背表面141以包围沟槽。流过第一多个通道151的气体可能在第一端155处进入通道151且在第二端156处离开通道151。
通道151彼此大致平行地延伸。在一些实施方式中，单独通道的细长轴与相邻通道的细长轴平行地延伸。细长轴是在通道151的第一端155与第二端156之间形成的轴。可改变单独通道151的形状及尺寸以控制流过单独通道151的气体的电导率。例如，多个通道151的末端上的单独通道相较于所述多个通道151的中间的单独通道在长度上是较短的。若通道中的各者的高度及宽度是相等的，则具有较短长度的通道可能具有与具有较长长度的通道不同的电导率。图8A图示了放大的实施方式，其中外通道较内通道为宽。
通道151沿着通道长度的形状可能改变以影响气体的电导率。例如，图8B图示了放大的实施方式，其中第一端155处的通道的宽度较第二端156处的通道的宽度为小。
如图6中所示的通道151的横截面形状是大致矩形或方形的。然而，本领域中的技术人员将理解的是，可改变所述形状以与制造技术及气体电导率相配。在一些实施方式中，任何或所有第一多个通道151具有圆形的底部。
在一些实施方式中，第一多个通道151的横截面是大致方形形状的。通道151的宽度W可在约2mm到约20mm的范围中，或在约3mm到约15mm的范围中，或在约4mm到约10mm的范围中，或在约4mm到约8mm的范围中，或在约4mm到约6mm的范围中。在一些实施方式中，通道151的宽度W为约5mm。通道151的高度H可在约2mm到约20mm的范围中，或在约3mm到约15mm的范围中，或在约4mm到约10mm的范围中，或在约4mm到约8mm的范围中，或在约4mm到约6mm的范围中。在一些实施方式中，通道151的高度H为约5mm。在一些实施方式中，通道151的宽度W及高度H是在约4mm到约6mm的范围中。在一或多个实施方式中，通道151的宽度W及高度H为约5mm。
通道151的中心之间的距离(称为间距)是在约3mm到约30mm的范围中，或在约5mm到约20mm的范围中，或在约8mm到约12mm的范围中。在一些实施方式中，通道151的间距为约10mm。在一些实施方式中，改变通道151的间距以使得所述多个通道的内部分上的通道相较于所述多个通道151的外部分上的通道是较靠在一起的或较分开的。
多个孔153(参照图6)从单独通道151向喷头140的前表面142延伸。孔153的直径是在约0.3mm到约1mm的范围中，或在约0.4mm到约0.8mm的范围中，或约0.5mm。
沿着通道151的长度的孔153之间的间隔可为相等的或变化的。穿过通道及孔流到处理间隙的气体的电导率可受孔153的间距影响。在一些实施方式中，孔153相较于在第一端155附近在第二端156附近是较靠在一起的。在一些实施方式中，孔153相较于在第一端155处或在第二端156处在通道151的中心附近是较靠在一起的。
将第二多个通道152示出为在喷头140的厚度中的圆柱形孔。喷头140的厚度亦称为喷头的主体或喷头的实质体(meat)。第二多个通道152从第一端157延伸到第二端158。第二多个通道152远离背表面141及前表面142而在喷头的实质体内形成。
在一些实施方式中，通道152的第一端157与在喷头140的背表面141中形成的第一端充气部167流体连通。在一些实施方式中，通道152的第二端158与在喷头140的背表面141中形成的第二端充气部168流体连通。在所示的实施方式中，第一端充气部167及第二端充气部168为在喷头中形成的半圆沟槽，所述半圆沟槽从多个通道152的任一侧上的区域延伸，使得充气部的末端比通道的宽度宽。
第一端充气部157及第二端充气部158可用来等化穿过第二多个通道152的气体的电导率。在使用时，第一端充气部157具有大于通道152的容积，使得所述充气部可利用气体填充到均匀的分布，使得对于通道152的第一端存在相等的压力驱动力。在一些实施方式中，第一端充气部157具有大于第二多个通道152的结合容积的约三、四或五倍的容积。第二端充气部158具有足以向离开通道152的气体提供均匀的驱动力的容积。
通道152彼此大致平行地延伸。在一些实施方式中，单独通道的细长轴与相邻通道的细长轴平行地延伸。细长轴是在通道152的第一端157与第二端158之间形成的轴。可改变单独通道152的形状及尺寸以控制流过单独通道152的气体的电导率。例如，多个通道152的末端上的单独通道相较于所述多个通道152的中间的单独通道在长度上是较短的。若通道中的每个的高度及宽度是相同的，则具有较短长度的通道可能具有与具有较长长度的通道不同的电导率。在一些实施方式中，单独通道的横截面积是不同的以使得外通道比内通道宽。除了通道是在喷头的主体内以外，这与图8A中所示出的实施方式类似。
通道152沿着通道长度的形状可能改变以影响气体的电导率。与图8B中所示的通道类似，通道在第二端158附近可能具有比第一端157附近宽的横截面积。
如图6中所示的通道152的横截面形状是圆柱形的。然而，本领域中的技术人员将理解的是，可改变形状以与制造技术及气体电导率相配。在一些实施方式中，第二多个通道152的横截面是大致圆形形状的，或沿着长度是圆柱形的。通道152的直径D可在约2mm到约20mm的范围中，或在约3mm到约15mm的范围中，或在约4mm到约10mm的范围中，或在约4mm到约8mm的范围中，或在约4mm到约6mm的范围中。在一些实施方式中，通道152的直径D为约6mm。通道151的高度H可在约2mm到约20mm的范围中，或在约3mm到约15mm的范围中，或在约4mm到约10mm的范围中，或在约4mm到约8mm的范围中，或在约5mm到约7mm的范围中。在一些实施方式中，通道151的直径D为约6mm。横截面直径经测量为沿着通道152的长度的平均直径。
在一些实施方式中，通道152是具有长轴及短轴的细长卵形形状。平均横截面积是在约80mm2到约140mm2的范围中，或在约90mm2到约130mm2的范围中，或在约100mm2到约120mm2的范围中，或约110mm2。
通道152的中心之间的距离(称为间距)是在约3mm到约30mm的范围中，或在约5mm到约20mm的范围中，或在约8mm到约12mm的范围中。在一些实施方式中，通道152的间距为约10mm。在一些实施方式中，改变通道152的间距以使得所述多个通道的内部分上的通道相较于多个通道152的外部分上的通道是较靠在一起的或较分开的。
多个孔154(参照图6)从单独通道152向喷头140的前表面142延伸。孔154的直径是在约0.3mm到约1mm的范围中，或在约0.4mm到约0.8mm的范围中，或约0.5mm。
沿着通道152的长度的孔154之间的间隔可为相等的或变化的。穿过通道及孔流到处理间隙的气体的电导率可受孔154的间距影响。在一些实施方式中，孔154相较于在第一端157附近在第二端158附近是较靠在一起的。在一些实施方式中，孔154相较于在第一端157处或在第二端158处在通道152的中心附近是较靠在一起的。
喷头140的前表面142具有与孔153、154对准的多个孔以允许反应气体从通道151、152流到处理间隙128。喷头的前视图看起来像是具有多个孔或开口的表面。孔或开口的布置取决于通道151、152中的孔的布置。
喷头140可由任何合适的材料制成，所述材料包括(但不限于)铝、不锈钢或铝合金。
可从喷头140的侧139将第二多个通道152钻到喷头140中。参照图4，钻凿程序可形成穿过侧139、经过第一端充气部167、穿过喷头的实质体及至少到达第二端充气部168的孔。可利用插塞149关闭喷头的侧139中的孔以防止气体流出喷头140的侧139。
图式中所示的喷头140包括喷头140的周边周围的多个孔159。孔159可经过喷头140的主体以允许气体或真空连接经过喷头140而不流过通道151、152。
参照回图1及图2，处理腔室100可包括内绝缘环176。内绝缘环176可在喷头140与泵送环130之间放置。内绝缘环176在一些实施方式中将喷头140与泵送环130电隔离。在一些实施方式中，内绝缘环176将喷头140与泵送环130热绝缘。内绝缘环176可由任何合适的材料制成，所述材料包括(但不限于)陶瓷、氧化铝或介电材料。
参照图7及图7A，背板160具有顶表面161及底表面162。底表面162在喷头140的背表面141附近放置且帮助在喷头140中形成多个通道151。
背板160可包括一或多个第一开口163、一或多个第二开口164及一或多个第三开口165。第一开口163可与喷头140中的多个第一通道151形成流体连接。第一开口163被图示为具有在背板160的顶表面162中形成的导气管166。流过中心连接器169的气体经过导气管166到达第一开口163。导气管166从中心连接器169到开口163具有相等的电导率。
在所示的实施方式中，背板160的底表面162(如图7A中所示)具有第一端充气部171及第二端充气部172。第一端充气部171可与通道151的第一端155对准，而第二端充气部172可与通道151的第二端156对准。
在使用时，气体会从气源流到中心连接器169、经过导气管166及第一开口163进入第一充气部171中。第一充气部171的容积相较于通道151的容积大到足以增加第一充气部171中的压力均一性。气体从第一端充气部171流动穿过通道151的第一端155、穿过通道151到达第二端156并到达第二端充气部172。第二端充气部172可连接到真空源(未图示)，使得可从喷头140快速移除气体。
在一些实施方式中，气体穿过第一端155及第二端156两者流到通道151中。在此类实施方式中，第一充气部171及第二充气部172两者被填以反应气体且所述反应气体从通道151的两端流动。
再次参照图7，第二孔164可与喷头140中的第一端充气部167及喷头140中的第二端充气部168对准。在使用时，气体会流过第二开口164到达第一端充气部167。气体从第一端充气部167流过通道152到达第二端充气部168。为了净化通道152，将真空源连接到第二端充气部168及将通道152中的气体抽过第二开口164并抽出系统。
在所示的实施方式中，第三开口165连接到真空充气部173，所述真空充气部连接到真空源(未图示)。真空充气部173及第三开口165可与喷头中的孔159流体连通。喷头140中的孔159可在真空源(未图示)与处理间隙128之间形成流体连接以增加可用以净化掉处理间隙128的反应气体的效率及/或速度。
再次参照图1及图2，处理腔室100包括外绝缘环177。外绝缘环177可在背板160的顶表面161附近之间放置。外绝缘环177在一些实施方式中将喷头背板160与外绝缘环177之上的部件电隔离。在一些实施方式中，外绝缘环177热绝缘背板160。外绝缘环177可由任何合适的材料制成，所述材料包括(但不限于)陶瓷、氧化铝或介电材料。
腔室盖板190在外绝缘环177之上放置。腔室盖板190可穿过居间的部件连接到腔室盖137，或可围绕居间的部件以完全包围所述部件。腔室盖板190可由任何合适的材料制成，所述材料包括(但不限于)不锈钢、铝或铝合金。
真空歧管192可连接到背板160中的真空充气部173。前驱物输送歧管194、195穿过背板160连接到通道151、152并穿过端口196、197排气。排气装置196、197可为单独的排气口以防止反应气体混合，或可为单个排气口。
在使用时，可通过连接到开口132到泵送环130并穿过喷头140的真空组合快速排空处理间隙128。停止通道151、152中的反应气体的流动并实现真空，进而将气体抽过通道151、152的第二端以清洁通道及处理间隙128。
图9示出了根据本公开的一个或多个实施方式的喷头240的另一实施方式。喷头240类似于图5和6所示的喷头，在顶表面241上具有圆形充气室267和多个脊247，以形成多个通道251。
充气室267围绕喷头240的外径区域延伸，并与外围边缘243隔开一段距离。充气室267与外围边缘243间隔的距离大于孔259的直径。通道252从喷头的第一端(未示出)延伸到喷头140的第二端256，并连接到充气室267。充气室267与通道252流体连通，使得充气室267内的气体可以流经通道252和喷头240的前表面242中的外部孔254。每个通道252可以在第一端和第二端两者或者在第一端或第二端之一与充气室267流体连通。在一些实施方式中，每隔一个通道252在第一端与充气室267流体连通，而在第二端不与充气室267流体连通，并且每隔一个通道之间的通道在第二端256而不是第一端与充气室267流体连通。
顶表面241上形成有多个脊247。脊沿着与通道252相同的方向延伸。在一些实施方式中，脊247与通道252对齐，使得脊247位于通道247上方。在一些实施方式中，脊247的宽度W和高度H可以分别与通道151的宽度W和高度H相同(如图6所示)。脊247可以与喷头240一体形成，或者可以是固定(例如焊接)到喷头240的顶表面241的独立部件。
脊247形成通道251的侧壁。如图10所示，多个孔253沿着通道251的长度间隔开，并延伸到底表面242。
充气室267是喷头240中围绕多个脊247的凹部。以这种方式使用时，术语“围绕”是指多个脊在形成充气室267的凹部的边界内。脊267不延伸到充气室中，从而在充气室267和脊247之间存在区域293。区域293为另一部件提供了接触喷头240的位置，以分离形成双区喷头的通道。区域293可以包括凹部(未示出)以支撑o形环。
图10示出了根据本公开的一个或多个实施方式的处理室的一部分的横截面图。背板260位于喷头240的顶表面241附近。背板260与喷头240的顶表面241形成密封，使得通道251被封闭。背板260还包围充气室267和充气室271。充气室267和充气室271中的每一个都可以具有在背板260中的圆形凹部。o形环279可以定位于充气室267和充气室271之间，以保持流经充气室的相应气体的分离。排气充气室289可以位于喷头240的外围边缘243附近的孔259附近。在一些实施方式中，o形环291定位于喷头240和背板260之间，以将排气充气室289与充气室267分开。
在使用中，气体可以分别经由通道252和通道251流经充气室267和充气室271以穿过喷头240。气体可以是反应气体或惰性气体，并且可以在处理过程中改变。在一些实施方式中，流经通道251和通道252中的一个以及相关联的充气室的气体是反应气体，流经通道251和通道252中的另一个以及相关联的充气室的气体是惰性气体。
在一些实施方式中，流经通道251和通道252两者的气体都是反应气体。这种配置允许分离反应气体，直到反应物种进入处理间隙228与晶片120反应。
根据一或多个实施方式，处理设备可包括与传输站连通的多个腔室。此类设备可称为“群集工具”或“群集式系统”及类似物。
一般而言，群集工具是包括执行各种功能的多个腔室的模块化系统，所述功能包括基板中心寻找并定向、退火、退火、沉积及/或蚀刻。根据一或更多个实施方式，群集工具至少包括第一腔室及中心传输腔室。中心传输腔室可容纳机器人，所述机器人可在处理腔室与装载锁定腔室之间以及处理腔室与装载锁定腔室之中往返运送基板。传输腔室一般维持于真空条件，且提供中间阶段以供从一个腔室向另一个腔室及/或在群集工具的前端处放置的装载锁定腔室来回运送基板。可适用于本公开案的两个熟知的群集工具为及两者均可从Santa Clara,Calif的Applied Materials,Inc.获得。然而，可出于执行如本文所述的特定处理步骤的目的而更改腔室的确切布置及组合。可使用的其他处理腔室包括(但不限于)循环层沉积(CLD)、原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、蚀刻、预清洁、化学清洁、诸如RTP的热处理、等离子体氮化、退火、定向、羟基化及其他基板处理。通过在群集工具上的腔室中进行处理，在沉积后续的膜之前，可在不氧化的情况下避免由大气杂质污染基板表面。
根据一或多个实施方式，基板连续地处于真空或“装载锁定”的条件下，且在从一个腔室移动到下一个腔室时不暴露于环境空气。传输腔室因此是处于真空下且在真空压力下被“泵空”。惰性气体可在处理腔室或传输腔室中存在。在一些实施方式中，惰性气体用作净化气体，以移除一些或所有反应物。根据一或多个实施方式，在沉积腔室的出口处注入净化气体，以防止反应物从所述沉积腔室移动到传输腔室及/或额外的处理腔室。因此，惰性气体的流动在腔室的出口处形成隔幕(curtain)。
在处理期间，可加热或冷却基板。此类加热或冷却行为可通过任何合适的手段来完成，所述手段包括(但不限于)改变基板支撑件的温度及使经加热或冷却的气体流动到基板表面。在一些实施方式中，基板支撑件包括可被控制为传导性地改变基板温度的加热器/冷却器。在一或多个实施方式中，所采用的气体(反应气体或惰性气体)经加热或冷却以局部改变基板温度。在一些实施方式中，加热器/冷却器在与基板表面相邻的腔室内放置，以对流地改变基板温度。
基板亦可在处理期间固定或旋转。旋转基板可连续地或以离散的步骤旋转。例如，可在整个处理中旋转基板，或可在暴露于不同的反应或净化气体之间少量地旋转基板。在处理期间旋转基板(连续地或逐步地)可通过例如最小化气流几何形状的局部变化性的影响来帮助产生更均匀的沉积或蚀刻。
在整个此说明书中提及“一个实施方式”、“某些实施方式”、“一或多个实施方式”或“实施方式”意味着，与所述实施方式结合描述的特定特征、结构、材料、或特性是被包括在本公开案的至少一个实施方式中的。因此，在整个此说明书的各个地方中的诸如“在一或多个实施方式中”、“在某些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“”在“实施方式”中的词组的出现不一定指本公开案的相同实施方式。此外，可在一或多个实施方式中以任何合适的方式结合特定的特征、结构、材料、或特性。
尽管已参考特定的实施方式来描述本文中的公开内容，要理解到这些实施方式仅说明本公开案的原理及应用。本领域中的技术人员将理解的是，可在不脱离本公开案的精神及范围的情况下对本公开案的方法及设备作出各种更改及变化。因此，本公开案意欲包括在随附权利要求书及权利要求书的等效物的范围内的更改及变化。

Claims (15)

1.一种双通道喷头，包括：
背表面及前表面，限定所述喷头的厚度；
第一多个通道，在所述喷头的所述背表面中形成，所述第一多个通道从第一端延伸到第二端；
第二多个通道，穿过所述喷头的所述厚度形成，所述第二多个通道从第一端延伸到第二端；
第一端充气部，在所述背表面中形成且在所述第一端处与所述第二多个通道形成流体连接；以及
第二端充气部，在所述背表面中形成且在所述第二端处与所述第二多个通道形成流体连接。
2.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第一多个通道具有方形横截面。
3.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第一多个通道具有宽度，所述宽度从所述第一端向所述第二端增加。
4.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述多个通道中的每个之间的间隔是大约相同的。
5.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第一多个通道中的每个之间的间隔在外通道处是与内通道处不同的。
6.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第一多个通道中的每个包括延伸到所述前表面的多个孔。
7.如权利要求6所述的双通道喷头，其中所述多个孔之间的间隔在所述第一端附近是与所述第二端附近不同的。
8.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第二多个通道具有圆形横截面。
9.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第二多个通道具有直径，所述直径从所述第一端向所述第二端增加。
10.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第二多个通道中的每个之间的间隔是大约相同的。
11.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第二多个通道中的每个之间的间隔在外通道处是与内通道处不同的。
12.如权利要求1所述的双通道喷头，其中所述第二多个通道中的每个包括延伸到所述前表面的多个孔。
13.如权利要求12所述的双通道喷头，其中所述多个孔之间的间隔在所述第一端附近是与所述第二端附近不同的。
14.如权利要求1所述的双通道喷头，所述双通道喷头进一步包括穿过所述喷头的多个孔，所述孔在所述喷头的周边周围间隔开。
15.一种双通道喷头，包括：
背表面及前表面，限定所述喷头的厚度；
第一多个通道，在所述喷头的所述背表面中形成，所述第一多个通道从第一端延伸到第二端，所述第一多个通道具有方形横截面，所述方形横截面具有从所述第一端向所述第二端增加的横截面积，所述第一多个通道中的每个包括延伸到所述前表面的多个孔；
第二多个通道，穿过所述喷头的所述厚度形成，所述第二多个通道从第一端延伸到第二端且具有圆形横截面，所述圆形横截面具有从所述第一端向所述第二端增加的横截面积，所述第二多个通道中的每个包括延伸到所述前表面的多个孔；
第一端充气部，在所述背表面中形成且在所述第一端处与所述第二多个通道形成流体连接；
第二端充气部，在所述背表面中形成且在所述第二端处与所述第二多个通道形成流体连接；以及
多个孔，穿过所述喷头，所述孔在所述喷头的周边周围间隔开。
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