CN118119732A - 用于半导体处理的阀歧管 - Google Patents

Abstract

一种使用在半导体处理工具中的阀歧管包括歧管主体、清扫气体入口、处理气体入口、歧管出口、转向出口、第一阀接口、第二阀接口、以及第三阀接口。第一阀接口和第三阀接口各自包括第一端口和第二端口。第二阀接口包括第一端口、第二端口、第三端口、以及第四端口。

Description

用于半导体处理的阀歧管

相关申请

PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文。

背景技术

在半导体处理操作期间，衬底通常被支撑在处理室内的基座上，并且使处理气体流至室中，以便沉积一或更多个材料层至衬底上、或从衬底去除一或更多个材料层。半导体处理操作的商业可行性在很大程度上取决于关于处理条件的晶片内均匀性以及晶片至晶片的可重复性。因此，需要用于控制气体流动的装置，以产生期望的处理条件以及期望的整体处理和产品。

本文中包含的背景和上下文描述仅提供用于大致上呈现本公开内容的背景。本公开内容的许多呈现发明人的成果，且单纯由于如此成果在背景技术部分中描述或在本文其他位置呈现为上下文并不表示将认为是现有技术。

发明内容

在附图以及以下的描述中，提出了在本说明书中所述的主题的一或更多种实现方案的细节。根据说明书、附图、以及权利要求，其它特征、方面、以及优点将变得显而易见。以下的非限制性实现方案被视为本公开内容的一部分；根据全部的本公开内容和附图，其它实现方案将是显而易见的。

附图说明

本文中所公开的各种实现方案是以示例的方式、而不是以限制的方式进行说明，在附图中，类似的附图标记表示类似的元件。

图1描绘了根据所公开的实施方案的阀歧管的偏角视图。

图2描绘了图1的阀歧管的俯视图。

图3描绘了图1的阀歧管的偏角视图和阀歧管的各种内部特征。

图4描绘了图3的阀歧管的内部流路容积的偏角视图。

图5描绘了装置的偏角视图，该装置包括图1的阀歧管以及与阀歧管接合的多个阀。

图6描绘了图5的装置的分解图。

图7A描绘了根据所公开的实施方案的图4的装置的阀歧管流路和阀接口以及各种气体流动。

图7B描绘了根据所公开的实施方案的图4的装置的阀歧管流路和阀接口以及替代气体流动。

图7C描绘了根据所公开的实施方案的图4的装置的阀歧管流路和阀接口以及各种气体流动。

图8A描绘了根据所公开的实施方案的阀操作和时序图。

图8B描绘了替代阀操作和时序图。

图9描绘了根据所公开的实施方案的第一示例性技术。

图10描绘了用于通过原子层沉积处理以在衬底上形成材料膜的示例性操作序列的流程图。

图11描绘了用于通过原子层蚀刻处理以从晶片蚀刻材料层的示例性操作序列的流程图。

图12示意地显示出可用于沉积材料的处理站的实施方案。

图13描绘了示例性多站式(multi-station)衬底处理装置。

图14示意地显示出根据本文中某些实施方案的感应耦合等离子体蚀刻装置1400的横截面图。

图15描绘了另一衬底处理装置。

具体实施方式

在以下的描述中，将提出若干特定细节以提供对所述实施方案的彻底理解。所公开的实施方案可在缺乏这些特定细节中的部分或全部的情况下中实施。在其它实例中，不详细说明常规的处理操作，以免不必要地模糊所公开的实施方案。虽然将利用特定的实施方案来说明所公开的实施方案，但应当理解，其并非用来限制所公开的实施方案。

定义

本申请中，术语“半导体晶片”、“晶片”、“衬底”、“晶片衬底”、以及“部分加工的集成电路”能够互换使用。本领域技术人员将理解到：术语“部分加工的集成电路”可指的是在硅晶片上进行集成电路加工的许多阶段中的任一阶段期间的硅晶片。在半导体装置产业中使用的晶片或衬底通常具有200mm、或300mm、或450mm的直径。以下的详细描述假设本发明以这样的晶片实现。然而，本发明不限于此。工件可具有各种形状、尺寸、以及材料。除了半导体晶片外，其他可利用本发明的工件包括各种制品，例如印刷电路板、磁性记录介质、磁性记录感测器、镜、光学组件、微机械装置等。

为了本公开的目的，术语“流体连接”用于可相互连接以形成流体连接的容积、充气室、孔等，类似于术语“电气连接”用于连接在一起以形成电气连接的部件的方式。如果使用术语“流体插置”，则其可用来指与至少两个其他的部件、容积、充气室或孔流体连接的部件、容积、充气室或孔，使得从这些其他的部件、容积、充气室或孔中的一者流向这些其他的部件、容积、充气室或孔中的另一者的流体在到达这些部件、容积、充气室或孔中的另一者之前先流过“流体插置”的部件。例如，如果将泵流体插置于容器与出口之间，则从容器流至出口的流体将在到达出口之前先流过泵。

介绍和背景

一些半导体处理用于将一或更多材料层沉积在衬底上。示例性沉积处理包括化学气相沉积(CVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、原子层沉积(ALD)、低压CVD、超高CVD、物理气相沉积(PVD)、以及保形膜沉积(CFD)。一些CVD处理可通过使形成膜前体和副产物的一或更多种气体反应物流入反应器中以将膜沉积在晶片表面上。所述前体被输送至晶片表面，在此处所述前体被晶片吸附、扩散至晶片中、并通过化学反应(包括通过在PECVD中产生等离子体)而沉积在晶片上。一些其他的沉积处理涉及多个膜沉积循环，其中每一者会产生“离散的(discrete)”膜厚度。ALD即是一种这样的膜沉积方法，然而放置膜的薄层并且用于重复顺序事项的任何技术可被视为涉及多个沉积循环。

随着在半导体工业中装置及特征尺寸的持续缩小，且还随着3D装置结构在集成电路(IC)设计中变得更加普遍，沉积的薄保形膜(材料膜相对于下方结构的形貌具有均匀厚度，即使是非平面的也如此)的能力也更加重要。ALD是十分适合保形膜沉积的一种成膜技术，这是由于以下事实：ALD的单一循环仅沉积单一材料薄层，其厚度受一或更多膜前体反应物的量所限制，所述膜前体反应物在其自身的成膜化学反应之前可吸附在衬底表面上(即，形成吸附受限层)。接着，可使用多个“ALD循环”以建构所需厚度的膜，并且由于各层是薄且保形的，因此所得到的膜基本上顺应于下方装置结构的形状。在某些实施方案中，各ALD循环包括下列步骤：(1)使衬底表面暴露于第一前体，即“配料阶段”；(2)将衬底所在的反应室清扫(purge)，即“清扫阶段”；(3)使衬底表面的反应活化，通常利用等离子体和/或第二前体进行，即“活化阶段”；(4)将衬底所在的反应室清扫，即另一清扫阶段。

各ALD循环的持续时间可通常小于25秒、或小于10秒、或小于5秒。举例来说，ALD循环的一(或更多)等离子体暴露步骤可具有短的持续时间，例如1秒或更短的持续时间。举例来说，等离子体可具有大于1秒的其它持续时间，例如2秒、5秒、或10秒。

一些半导体制造处理涉及各种材料(包括导体、半导体和电介质)的图案化和蚀刻。一些示例包括：导体，例如金属或碳；半导体，例如硅或锗；以及电介质，例如硅氧化物、二氧化铝、二氧化锆、二氧化铪、硅氮化物、钛氮化物。原子层蚀刻(“ALE”)处理使用依序的自限制反应以去除薄材料层。通常，ALE循环是用于执行蚀刻处理一次(例如，蚀刻一单层)的最少操作集。一ALE循环的结果为，在衬底表面上的膜层的至少一些被蚀刻。通常，ALE循环包括改性操作以形成反应层，然后是去除操作以仅仅去除或蚀刻此反应层。该循环可包括某些辅助操作，例如去除反应物或副产物其中一者。通常，一循环包含一次独特操作序列。

做为示例，常规的ALE循环可包括以下操作：(i)输送反应物气体，(ii)从室清扫反应物气体，(iii)输送去除气体和任选的等离子体，以及(iv)清扫室。在一些实施方案中，可非保形地执行蚀刻。改性操作通常形成薄的反应性表面层，厚度小于未改性的材料。在示例性改性操作中，可通过将氯引入室中以将衬底氯化。氯被使用作为示例性蚀刻剂物质或蚀刻气体，但应当理解，可将不同的蚀刻气体引入室中。蚀刻气体可根据待蚀刻衬底的类型和化学性质而选择。可点燃等离子体，且氯与衬底反应以进行蚀刻处理；氯可与衬底进行反应、或可吸附至衬底表面上。由氯等离子体所产生的物质可通过在容纳着衬底的处理室中形成等离子体而直接产生，或者其可在不容纳着衬底的处理室中远程地产生，并且可供应至容纳着衬底的处理室中。

为了执行这些不同的处理操作，半导体处理工具(包括在处理室中具有一个处理站的那些(“单站式工具”)、以及在单一处理室中具有两个或更多处理站的那些(“多站式工具”))具有处理流体输送系统，处理流体输送系统将许多处理流体(例如，处理气体、液体、流体和/或蒸气，在本文中统称为“多种处理气体”或“处理气体”)输送至各处理站，通过使来自共同来源的各处理气体通过歧管而流动至处理站的气体分散设备，例如喷头。对于多站式工具，处理流体输送系统将众多处理流体输送至各站，通过使来自共同来源的各处理气体通过具有一或更多个连接点以及多个管段或流路的气体歧管而流动至各处理站的喷头。尽管在本文中使用“喷头”，但该术语涵盖任何气体分散设备，例如喷嘴、端口、孔洞、或使气体或流体流至处理室中的其它结构。

为了使多个处理气体流动至单一处理站，无论是在单站或是多站式工具中，该处理站可具有用于该站的所述入口聚集在一起的共同连接歧管，以下称为“阀歧管”，即，使多个气体歧管中每一者的管段物理和流体连接至该站的共同位置。因此，阀歧管包括多个输入端，每一者流体连接至各气体歧管的管段。阀歧管还包括共同出口端，流入阀歧管中的这些气体通过共同出口端而流入气体分散设备。在一些实现方案中，阀歧管可包括第二出口端，例如转向出口端，用于将处理气体转向至转向流路而不是处理室或处理站。阀歧管还包括多个阀，其控制一些气体流入并且通过阀歧管。

一些半导体处理工具使处理气体(例如，前体)和清扫气体流动通过单独的气体歧管至单一共同阀歧管中，而不提供对清扫气体的局部流动控制，例如，不提供在阀歧管上的阀以控制清扫气体流入和/或通过阀歧管并且流至喷头。本案发明人发现，此配置可能带来各种挑战并导致许多缺点。例如，在阀歧管与阀歧管处的清扫气体歧管之间没有流动控制的情况下，处理气体可能非期望地从处理气体歧管流至阀歧管中，并且流至清扫气体歧管中。处理气体回流或逆流至清扫气体歧管中可能造成许多不良影响，例如前体在清扫气体歧管中的沉积、清扫气体歧管的损坏、以及颗粒从清扫气体歧管产生以及流动至晶片上。一些半导体处理工具通过在一或更多个处理步骤期间(例如，在处理气体流动之前、期间、和/或之后)使清扫气体以低流率流动通过清扫气体歧管(有时称为细流清扫)，以防止处理气体回流至清扫气体歧管中。虽然此细流清扫可防止一些不想要的处理气体回流至清扫气体歧管中，但是细流清扫可能进一步造成不想要的影响，例如处理化学品的稀释，其会不利地影响处理条件。例如，沉积处理化学品的稀释可能非期望地降低生长速率、或不利地影响沉积膜的性质。

此外，在阀歧管处没有对清扫气体的局部控制的情况下，清扫气体歧管可能具有非期望的长管段和/或大的盲管段(dead leg)容积。例如，一些半导体处理工具的清扫气体流动来自不是局部定位在处理室处或附近的上游来源或上游流动控制点(例如，质量流量控制器(MFC))，其导致具有大的“盲管段”容积的长管段(或由多个管路、管道、或其它流动元件所组成的长流路)。这样的配置会增加清扫气体流动控制时间，从而非期望地增加了处理时间。盲管段通常是指气体或流体流动系统中的一部分的容积，其中气体或流体可能在很大程度上保持停滞。盲管段可能是非期望的，因为在一些半导体处理中，盲管段可能无法被适当地清洁，这会导致不想要的残留物或累积而可能污染晶片。此外，一些半导体处理使用处于特定温度的清扫气体，这可能需要温度控制，例如加热以及保持清扫气体的热。具有长管段和/或大的盲管段容积的清扫气体歧管会使该温度控制更具挑战性，且对于这些处理，处于不正确的温度的清扫气体可能导致非期望的影响。

具有非期望的长管段以及大的盲管段容积的清扫气体歧管还可能妨碍清扫气体歧管的填充以及执行“突发清扫(burst purge)”。填充清扫气体歧管并由此增加其压力和浓度以更快速且更有效地清扫气体分散设备以及处理站可能是期望的。然而，在阀歧管处没有对清扫气体歧管的局部控制的情况下，此突发清扫可能不是可行的。如下所述，本案发明人确定，提供具有对清扫气体歧管的局部控制的阀歧管可带来许多优点，包括防止不想要的回流、实现更精确的清扫气体流动、实现突发清扫、以及通过消除细流清扫而改善处理条件。

阀歧管和装置

本公开内容的方面涉及，通过使用如本文中所提供的阀歧管而改善对在处理站的清扫气体的流动控制。阀歧管包括处理气体入口、清扫气体入口、通向喷头的出口、以及通向转向流路的转向出口，还有具有多个端口的三个阀接口，使阀能够控制在阀歧管内并且通过阀歧管的各种气体的流动控制。当阀与阀歧管接合时，阀歧管和阀被配置成控制清扫气体至喷头的流动，这样当处理气体流至喷头时，防止清扫气体流动通过阀歧管并且到达喷头，当与处理气体流体分离时，允许清扫气体通过阀歧管并且到达喷头，还控制处理气体向喷头的流动，例如允许处理气体流动通过阀歧管并且到达喷头，同时保持清扫气体以及清扫气体歧管与处理气体流体分离，防止处理气体流至喷头和清扫气体歧管，并且允许处理气体流至转向流路。

图1描绘了根据所公开的实施方案的阀歧管的偏角视图。阀歧管100包括处理气体入口102、清扫气体入口104、歧管出口106、转向出口108以及歧管主体110。处理气体入口102被配置成流体连接至处理气体源(未显示)，处理气体源不位于或相对靠近阀歧管、处理站和处理室。类似地，清扫气体入口104被配置成流体连接至清扫气体源(未显示)，清扫气体源不位于或相对靠近阀歧管、处理站和处理室。歧管出口106被配置成流体连接至处理站的入口和该处理站的喷头。阀歧管100也被配置成设置为相对靠近喷头，而不是在气体箱位置的更上游。歧管主体110可以是例如不锈钢或铝之类的材料的模块，其包括用于将气体或流体输送至各个目的地的内部通路。

图1还显示了三个阀接口，每一者被配置为与阀接合，且每一阀被配置成控制气体在阀歧管的各个方面内以及流过阀歧管的各个方面的流动。第一阀接口112显示在虚线框内，并且包括第一端口114和第二端口116。第一端口114经由歧管主体内部的第一流路(此处不可见)与清扫气体入口104流体连接110，并且没有盲管段。第二端口116的配置在下文讨论。

第二阀接口118显示在虚线框内，并且包括第一端口120、第二端口122、第三端口124和第四端口126。第一端口120经由歧管主体110内部的第三流路(此处不可见)与处理气体入口102流体连接，并且没有盲管段。第二阀接口118的第二端口122经由歧管主体110内部的第二流路(此处不可见)与第一阀接口112的第二端口116流体连接，并且没有盲管段。第三端口124的配置进一步在下文讨论。第二阀接口118的第四端口126经由歧管主体110内部的第五流路(此处不可见)与歧管出口106流体连接，并且没有盲管段。

第三阀接口128显示在虚线框内，并且包括第一端口130和第二端口132。第三阀接口128的第一端口130经由歧管主体110内部的第四流路(此处不可见)与第二阀接口118的第三端口124流体连接，并且没有盲管段。第二端口132经由歧管主体110内部的第六流路(此处不可见)与转向出口108流体连接，并且没有盲管段。

歧管主体的一些特征可设置在不同的位置和方向，以便，例如，使阀歧管能够设置在喷头附近、减小其内部容积、减小其总容积和/或使阀歧管上的维护能够执行。在一些实施方案中，如图1所示，歧管出口106可位于歧管主体110的第一侧146，第一阀接口112可位于歧管主体110的第二侧148。第一和第二侧是彼此不同的。还如图所示，在一些实施方案中，第一阀接口112、第二阀接口118和第三阀接口128可全部在歧管主体110的同一侧，即第二侧148。在一些其它实施方案中，第一阀接口112、第二阀接口118和第三阀接口128可全部在歧管主体110的不同侧，例如第二阀接口118在第三侧上，第三阀接口128在第四侧上。

在一些实施方案中，如图1所示，处理气体入口102和清扫气体入口104可彼此在不同的且不同于第一和第二侧的侧。例如，图2描绘了图1的阀歧管的俯视图，如图2所示，清扫气体入口104可在歧管主体110的第三侧150上，处理气体入口102可在歧管主体110的第四侧152上。在一些实施方案中，转向出口108可在歧管主体110的第五侧154上。在一些情况下，第一侧146和第三侧150可彼此平行或基本上平行(例如，与平行相差在约10％内)。第五侧154也可与第一侧146和第三侧150平行或基本上平行(例如，与平行相差在约10％内)。在一些实施方案中，如图1和图2所示，第一侧146、第三侧150和第四侧152与第二侧148正交或基本上正交(例如，与正交相差在约10％内)。在一些实施方案中，如图2所示，歧管主体110可具有L形。在一些情况下，第二阀接口118可插置于第一阀接口112与第三阀接口128两者之间并且与其紧邻。

图3描绘了图1的阀歧管的偏角视图以及阀歧管的各种内部特征。此处，连同图1的特征，阀歧管的一些内部流路以虚线显示。所描绘的流路中的每一者延伸穿过歧管主体110、没有盲管段、并且提供流体连接。第一流路134将清扫气体入口104与第一阀接口112的第一端口114流体连接，第二流路136将第一阀接口112的第二端口116与第二阀接口118的第二端口122流体连接。此外，第三流路138将处理气体入口102与第二阀接口118的第一端口120流体连接，第四流路140将第二阀接口118的第三端口124与第三阀接口128的第一端口130流体连接，第五流路142将第二阀接口118的第四端口126与歧管出口106流体连接，第六流路144将第三阀接口128的第二端口132与转向出口108流体连接。

这些流路进一步描绘在图4中，其描绘了图3的阀歧管的内部流路容积的偏角视图。此处，歧管主体的描绘部分为六流路134-144中的每一者的内部容积。在一些实现方案中，如能看见的，阀歧管100的内部流路具有各种几何形状，例如以各种不同角度定向并且具有不同形状的弯头，例如“V”形或“L”形。这些几何形状(例如，弯头)的使用允许在阀歧管上所使用的阀的密集封装。考虑到阀歧管可能安装成非常靠近喷头，且在这样的位置中的空间限制可能严重地限制这样的阀歧管的尺寸，这可能是特别有利的。阴影区域表示三个阀接口，即112、118和128，其中阀可连接至阀歧管并且用于控制通过阀歧管100且在阀歧管100内的气体流动。

本文中所述的阀歧管与多个阀一起使用，以控制通过阀歧管且在阀歧管内的流动。图5描绘了包括图1的阀歧管以及与阀歧管接合的多个阀的装置的偏角视图，图6描绘了图5的装置的分解图。图5和图6中的视角不同于图1，在图5中，可看到阀歧管100、歧管主体110、处理气体入口102、清扫气体入口104和歧管出口106。装置101包括连接以及附接至歧管主体110、并且因此与歧管100接合的三个阀，即第一阀156、第二阀158和第三阀160。如图5和图6所示，第一阀156与第一阀接口112接合，第二阀158与第二阀接口118接合，第三阀160与第三阀接口128接合。如本文中所述，这些阀可在开启与关闭状态之间切换，以允许和防止在每一阀接口的至少一些端口之间的流体连通。

第一阀156被配置为可在开启状态与关闭状态之间切换，并且当与第一阀接口112接合时，被配置成控制在第一阀接口112的第一端口114与第二端口116之间的流动。在一些情况下，第一阀156的开启状态可包括完全开启状态(在其中流动不受限)、或一或更多个部分开启状态(在其中在第一端口114与第二端口116之间允许半受限流动)；第一阀156的关闭状态可完全限制在第一端口114与第二端口116之间的流动，并且因此防止这两个端口之间的任何流动。类似地，第三阀160被配置为可在开启状态与关闭状态之间切换，并且当与第三阀接口128接合时，被配置成控制第三阀接口128的第一端口130与第二端口132之间的流动。在一些情况下，第三阀160的开启状态可包括完全开启状态(在其中流动不受限)、或一或更多个部分开启状态(在其中在第一端口130与第二端口132之间允许半受限流动)；第三阀160的关闭状态可完全限制在第一端口130与第二端口132之间的流动，并且因此防止这两个端口之间的任何流动。

第二阀158被配置为可在开启状态与关闭状态之间切换，并且当与第二阀接口118接合时，被配置成控制第二接口118的端口的流动，如本文中所述。例如，当处于开启状态时，第二阀158可允许在第二阀接口118的第一端口120与第四端口126之间的流动，但不允许在第二阀接口118的第一端口120与第三端口124之间的流动。在关闭状态下，例如，第二阀158可允许在第二阀接口118的第一端口120与第三端口124之间的流动，而不允许在第二阀接口118的第一端口120与第四端口126之间的流动。在一些情况下，当第二阀158处于开启和关闭配置时，第二阀接口118的第二端口122可流体连接至第四端口126。

阀及其配置能够控制至阀歧管中以及在阀歧管内的流动，如关于图7A-7C的更详细描述。在图7A-7C中，描绘了图5和图6的装置，但为了清晰和说明的目的，显示出图4的内部流路和阀接口，而未显示其余的歧管主体以及第一、第二和第三阀；然而，在图7A-7C中，第一、第二和第三阀被认为存在并且与阀歧管接合，如本文中所述以及图5和图6所示。图7A描绘了图4的装置的阀歧管流路和阀接口、以及根据所公开的实施方案的各种气体流动。在图7A中，显示了装置101，但仅显示了如图4中所示的阀歧管的内部特征和阀接口；第一、第二和第三阀被认为与阀歧管接合，如本文中所述。在图7A中，第一阀与第一阀接口112接合并且处于开启状态，从而流体连接第一阀接口112的第一端口114与第二端口116。处于开启状态的第一阀还流体连接第一流路134与第二流路136，使得清扫气体可从清扫入口104流至第二流路136。清扫气体流由白色箭头162表示。如图可见，清扫气体162流动通过清扫入口104到达第一流路134、通过第一流路134并且通过第一阀接口112的第一端口114、到达至少部分地由第一阀所界定的流体区域、通过第一阀接口112的第二端口116、并且通过第二流路136。

在一些实现方案中，一旦清扫气体到达第二阀接口118的第二端口122，取决于第二阀(未描绘)的配置，清扫气体可能能够流至歧管出口106。在一些这样的实现方案中，如上所述，当第二阀158处于任何配置(例如处于开启和关闭配置)时，第二阀可流体连接第二阀接口118的第二端口122与第四端口126。这可流体连接第二阀接口118的第二端口122与第二阀接口118的第四端口126，从而将第二端口122流体连接至第五流路142和歧管出口106。因此，在一些这样的实现方案中，当第一阀处于开启状态时，清扫气体入口104可流体连接至歧管出口106。该流体连接可以是清扫气体入口104流体连接至第一流路134、第一流路134流体连接至第二流路136(由第一阀所提供)、以及第二流路136流体连接至第五流路142和歧管出口106(由第二阀所提供)。如上所述，在清扫气体入口104与歧管出口106之间的流体连接由白色箭头162表示。

第二阀被配置成提供各种流动控制和流体连接。在一些实施方案中，第二阀可被配置成当它与第二阀接口118接合时，第二端口122在任何以及所有第二阀状态(例如，开启状态、部分开启状态、以及关闭状态)中流体连接至第四端口126。在图7A中，第二阀与第二阀接口118接合并处于关闭状态，当在该配置中，第二阀接口118的第一端口120流体连接至第二阀接口的第三端口124且没有流体连接至第四端口126，从而防止处理气体从第一端口120流至第四端口126。黑色箭头164表示处理气体的流动，可看到其从处理气体入口102流动通过第三流路138、通过第一端口120、通过第二阀接口118的第三端口124、并且进入第四流路140。

应当理解，第二阀被配置成提供通过第二阀的至少两个流体分离的、流体隔离的、以及流体独立的流路。如图7A所示，例如，第二阀提供在第二端口122与第四端口126之间的第一内部流路(由椭圆166所表示)、以及在第一端口120与第三端口124之间的第二内部流路(由椭圆168所表示)，第二内部流路168与第一内部流路166流体分离且独立。如以下所述，第二阀还可配置成提供第三内部流路，其与第一内部流路166流体分离且独立，且流体连接第一端口120和第四端口126。这些内部流路并非用于表示这类流路的实际形状，而是示例性地表示。

将第二阀设置在关闭状态提供了各种优点。例如，清扫气体可流入并通过阀歧管100、流出歧管出口106并进入处理站，独立于处理气体且与处理气体流体分离。此外，可进一步控制流入并通过阀歧管100的处理气体，例如，停止或流向转向出口108。对于各种处理操作，期望在处理操作期间的某些特定时间和阶段使处理气体流过歧管出口106并流到在处理室中的晶片上，且在处理操作的其它时间和阶段不流到晶片上。例如，一些ALD处理可在配料阶段期间，但不在清扫阶段或活化阶段期间，使处理气体(例如，前体)流动。利用本文中的阀歧管和阀，通过将第二阀设置在关闭状态，防止处理气体流过第四端口126、流过歧管出口106、并进入处理室。

当第三阀与第三阀接口128接合时，通过阀歧管100的处理气体的流动进一步通过第三阀控制。当第三阀与第三阀接口128接合时，第三阀被配置成控制在第三阀接口128的第一端口130与第二端口132之间的气体流动。在图7A中，第三阀(未描绘)与第三阀接口128接合并且处于开启状态，从而流体连接第三阀接口128的第一端口130与第二端口132。处于开启状态的第三阀还将第四流路140与第六流路144流体连接，使得处理气体可从处理气体入口102流至转向出口108。如黑色箭头164所示，处理气体流动通过处理气体入口102、到达第三流路138、通过第三流路138、通过第一端口114、通过第二阀所提供的内部流路168、通过第三端口124、通过第四流路140、通过第三阀接口128的第一端口130、通过第三阀接口128的第二端口132、通过第六流路144、并且通过转向出口108。

在一些实现方案中，第三阀因此配置成控制处理气体向转向出口的流动。这可包括当第二阀处于关闭状态且第二阀接口118的第一端口120流体连接至第二阀接口的第三端口126时。在一些实施方案中，当希望停止处理气体流至处理室和其中的喷头时，使处理气体转向至转向出口而不是停止其流动可能是有利的。阀歧管100和对应的阀通过以下方式实现这样的操作：如图7A所示，将第二阀设置在关闭状态使得第二阀接口118的第一端口120流体连接至第二阀接口118的第三端口126，并且将第三阀设置在开启状态以流体连接第三阀接口128的第一端口130与第二端口132并因此流体连接处理气体入口102和转向出口108。

在一些实施方案中，额外地或替代地，通过将第三阀配置在关闭状态以停止处理气体流动通过阀歧管可能是有利的。图7B描绘了图4的装置的阀歧管流路和阀接口以及根据所公开的实施方案的替代气体流动。此处，第三阀处于关闭状态，使得第一端口130不流体连接至第三阀接口128的第二端口132，如在第一和第二端口130以及132中的“X”所示。因此，处理气体入口102不流体连接至转向出口108或歧管出口106，而且在此实现方案中，处理气体不流至任一出口。

图7A和7B可视为是处理操作的清扫阶段或操作。此清扫阶段包括使清扫气体流过阀歧管100至与处理站流体连接的歧管出口106，而不使处理气体流至歧管出口106且不流至处理站。对于ALD操作，清扫的实施可在配料阶段之前、在配料阶段之后且在活化阶段之前、在活化阶段之后、或其组合。对于ALE操作，清扫的实施可在改性操作之前、在改性操作之后且在去除操作之前、在去除操作之后、或其组合。

现在将讨论处理气体至歧管出口106和处理室的流动。在一些实施方案中，通过将第二阀配置在开启状态，处理气体可流至歧管出口106。图7C描绘了图4的装置的阀歧管流路和阀接口以及根据所公开的实施方案的各种气体流动。如同图7A和7B，显示了装置101，但仅描绘了如同图4的阀歧管的内部特征和阀接口；第一、第二和第三阀被视为与如本文中所述的阀歧管接合。此处，在图7C中，第二阀处于开启状态(例如，完全开启或部分限制流动状态)使得第二阀接口118的第一端口120流体连接至第二阀接口118的第四端口126，且第一端口120不流体连接至第三端口124。因为当第二阀处于开启状态时，气体不配置为从第二阀接口118的第一端口120流至第三端口124，所以第三端口124有“X”，表示它可能是封闭的端口。在一些实现方案中，当第二阀处于关闭状态时，气体可不配置为从第一端口120或第二端口122流至第三端口124。因此，由黑色箭头166表示的处理气体被配置且能够从处理气体入口102流至歧管出口106，而不流至第三端口124。第二阀可提供由椭圆170所表示的第三内部流路，其为当第二阀处于开启状态时在第一端口120与第四端口126之间的独立流体连接件。

在一些实施方案中，当处理气体流过阀歧管至歧管出口106时，例如通过使第二阀处于开启状态，第一阀处于关闭状态，如第一阀接口112的第一端口114和第二端口116上的“X”所示，从而防止清扫气体流过第一端口114并且进入第二端口116和第二流路136。这通过清扫气体箭头162停止在第一端口114处而描绘。因为当处于开启配置时，第二阀可在第二阀接口118的第四端口126与第二端口122之间提供流体连接166，所以当第二阀处于开启状态时被配置为关闭状态的第一阀防止不想要的处理气体回流至与清扫气体入口104流体连接的清扫气体歧管。通过防止不想要的处理气体回流至清扫气体歧管中，不需要细流清扫(例如，当处理气体流至喷头时通过清扫气体歧管的持续清扫气体流动)。这提供了许多好处，例如减少或消除不想要的处理气体稀释，其改善了处理操作的性能，例如提高沉积生长速率以及减少缺陷。

当处理气体正流至歧管出口106时将第一阀配置为关闭状态进一步允许清扫歧管被填充，且在一些情况下被加压，这提供了许多优点，例如增加在清扫气体歧管内的清扫气体浓度和压力，以提供通过歧管并进入喷头的突发清扫。相较于传统清扫，此突发清扫可更有效率地、更快地清扫喷头(假设其浓度更高)。这可减少清扫所需的时间，并且还可执行较好的清扫。

装置101的该配置还在喷头与第一阀之间产生小的清扫气体管段和容积，而不是在喷头与清扫气体源之间产生大的清扫气体管段。通过具有较小的清扫气体管段和容积，清扫气体流动控制是较快的，并且还减少或消除了对清扫气体歧管的复杂温度控制的需要以及其相关的不想要的影响。

在一些实施方案中，当第二阀处于开启状态时，第三阀可处于关闭状态，如第三阀接口128的第一端口130和第二端口132上的“X”所示，从而防止处理气体流动通过第一端口130并进入第二端口132、第六流路144、并且通过转向出口108流出。在一些实施方案中，作为额外的安全预防，第二阀和第三阀可为互锁的，使得当第二阀处于开启状态时，第三阀处于关闭状态，并且当第二阀处于关闭状态时，第三阀处于开启状态。

现在将描述阀操作以及通过装置的阀歧管的气体流动的其它示例。图8A描绘了根据所公开的实施方案的阀操作和时序图。此处，纵轴包括本文中所述的三个阀及其配置状态，即，相应阀是否处于开启状态或关闭状态。横轴代表各种处理操作的时间以及操作阶段；此处它代表ALD操作的阶段，但也可能代表ALE操作的阶段。在时间0与时间t1之间，所有阀被关闭。在时间t1，使处理气体流至歧管出口以及在处理站中与其流体连接的喷头。如图8A中所示，通过将第一阀配置为关闭状态、将第二阀配置为开启状态、以及将第三阀配置为关闭状态，处理气体流至歧管出口。该配置对应于图7C的示图，使得第二阀处于开启配置，其允许处理气体流动通过第二阀接口118的第一端口120、至第二阀接口118的第四端口126、并且流出歧管出口106至与其流体连接的喷头。在第一阀处于关闭状态的情况下，清扫气体不流动通过第一阀接口112的第二端口116、不通过第二阀接口118的第二端口122、且因此不稀释处理气体。还防止处理气体非期望地回流通过第一阀接口112的第二端口116并到达清扫气体歧管。因此，在该配置中以及对于该时段，清扫气体与处理气体是彼此流体隔离的。

返回参考图8A，从时间t1至时间t2，可使处理气体流至喷头和晶片，之后其可停止。在一些沉积处理中，该时段可被视为配料阶段；在某些蚀刻处理中，其可被视为改性操作。当处理气体流至喷头的期望时间在时间t2完成时，可在时间t2执行清扫操作。在一些实现方案中，清扫操作包括将第一阀设置在开启状态，并且将第二阀设置在关闭状态。如上所述，一些实施方案可使第三阀处于开启状态，而其它实施方案可使第三阀处于关闭状态。图8A描绘了第三阀处于开启状态，从而允许处理气体流至转向出口。

图8A的清扫时间(例如在时间t2与t3之间以及在时间t4与t5之间)对应于图7A的示图，使得第一阀处于开启状态，其允许清扫气体流动通过第一阀接口112的第二端口116、通过第二流路136、通过第二阀接口118的第二端口122、通过第二阀接口118的第四端口126、并且流出歧管出口106至与其流体连接的喷头。此外，第二阀处于关闭状态，其允许处理气体流动通过第二阀接口118的第一端口120至第二阀接口118的第三端口124，且在第三阀处于开启状态时的情况中，处理气体可继续流过第三阀接口128的第一端口130和第二端口132、并且流出转向出口108。在该配置中，在该时段期间，清扫气体和处理气体再次彼此流体隔离。

在一些实施方案中，从至少时间t1至时间t3，处理气体可连续地从处理气体源流向处理站，但是如本文中所述，它仅仅在此时段的一部分被引导至喷头和晶片，在此时段的其它部分被引导至转向流路。本文中提出的装置的该配置使得该连续处理气体流动成为可能，且这样的连续气体流动呈现许多优点，例如维持相当固定且稳定的处理气体流动条件，例如流率和压力，从而减少处理气体的变化性，且还通过使处理气体在配料期间开始时位于阀歧管并且靠近喷头而不是等待处理气体从气体源流至阀歧管，提供快速的处理气体控制响应时间。

在一些其它实施方案中，处理气体可能不连续地流动通过阀歧管，而是可能停止，如图7B所示。图8B描绘了替代的阀操作和时序图。此处，在时间t2，第三阀保持关闭，而不是在图8A中的开启，从而停止处理气体从歧管出口和转向出口两者流动通过阀歧管。

返回参考图8A，在时间t2与t3之间可执行清扫操作，之后可执行其它处理操作。对于沉积处理，这可包括活化阶段，在一些情况下，活化阶段可能不包括使任何其它处理气体流至喷头，而在一些其它情况下，包括使其它处理气体流过其它歧管至喷头。这些其它处理操作可发生在图8A的时间t3与t4之间，在该时间期间内至少第一阀和第二阀两者关闭，以防止处理气体和清扫气体流过歧管出口并到达喷头。在图8A中，在时间t3与t4之间，第三阀保持开启，以允许清扫气体连续地流动通过阀歧管并且流出转向出口(如图7A所描绘的)。

在图8A中的时间t4之后，可从时间t4至时间t5执行另一清扫。该清扫可再次如图7A所示而进行，其中第一阀处于开启状态且第二阀处于关闭状态。在图8A中，在第三阀处于开启状态的情况下，处理气体仍然能够流过歧管并流出转向出口。在图8B中，在时间t4与t5之间还执行清扫，但是在第二阀和第三阀两者处于关闭状态的情况下，再次防止处理气体流过歧管的任一出口。在时间t1与时间t5之间的时间可被视为单一操作循环，例如单一ALD或ALE循环。

在时间t5之后，可从图8A中的时间t5至时间t6执行另一循环，其包括另一阶段，在该阶段中使处理气体流过歧管至歧管出口并流至喷头，如同在时间t1与时间t2之间，例如另一配料阶段。同样，第一阀可处于关闭状态，第二阀可处于开启状态，第三阀可处于关闭状态，如本文以上所述以及例如图7C中所示。在图8B中，例如，在时间t1与t6之间，第三阀可保持在关闭状态。

技术

本文中所提出的阀歧管和装置可用于各种处理技术和操作(例如ALD或ALE)以沉积或蚀刻材料。图9描绘了根据所公开的实施方案的第一示例性技术。此处，在框911中，通过以下方式使处理气体流至晶片：通过将第二阀配置在开启状态并且将第一阀配置在关闭状态(如本文中以上所述以及图7C中所示，例如，以及图8A和8B中从时间t1至时间t2)而使处理气体流过阀歧管并且流至歧管出口。处理气体能够流过第二阀接口118的第一端口120至第二阀接口118的第四端口126，并且流出歧管出口106至与其流体连接的喷头和对应的晶片。在第一阀处于关闭状态的情况下，清扫气体不流过歧管(例如，流过第一阀接口112的第二端口116)，并且防止处理气体回流通过第一阀接口112的第二端口116并且至清扫气体歧管，从而将清扫气体歧管与处理气体歧管流体隔离。

框911可对应于ALD循环的配料阶段(在此期间，前体流至喷头和对应的晶片)、或对应于ALE循环的改性阶段(在此期间，改性气体流至喷头和对应的晶片)。在一些情况下，如本文中所提出，在框911期间第三阀也可处于关闭状态。

在框913中，如上所述，通过将第一阀配置在开启状态并且将第二阀配置在关闭状态，以使清扫气体流至喷头和对应的晶片。这使得清扫气体能够流动通过第一阀接口112的第二端口116、通过第二流路136、通过第二阀接口118的第二端口122、通过第二阀接口118的第四端口126、以及流出歧管出口106至喷头和晶片。在第二阀处于关闭状态的情况下，处理气体可流动通过第二阀接口118的第一端口120至第二阀接口118的第三端口124，且在第三阀处于开启状态的情况下，处理气体可继续流过通过第三阀接口128的第一端口130和第二端口132、以及流出转向出口108。

框913可对应于ALD循环或ALE循环的清扫阶段。对于ALD循环，如图8A所示，框913的清扫可在配料阶段之后和活化阶段之前执行、接着在活化阶段之后执行。对于ALE循环，框913的清扫可在改性操作之后和去除操作之前执行、接着在去除操作之后执行。

图10描绘了用于通过ALD处理而在衬底上形成材料膜的示例性操作序列的流程图。如上所述，典型的ALD循环包括：(1)使衬底表面暴露于第一前体；(2)清扫衬底所在的反应室；(3)活化衬底表面的反应，例如利用等离子体、第二前体、热能、或其组合进行；以及(4)清扫衬底所在的反应室。如图10中可见，以上的项目1对应于框1011，其中使包含前体的处理气体流过阀歧管并且流至晶片上，如本文中所述，包括框911和图7C。以上的项目2对应于框1013，其中通过使清扫气体流过阀歧管以执行清扫，如本文中所述，包括框913和图7A或7B。以上的项目3对应于框1015，且以上的项目4对应于框1017，其中通过使清扫气体流过阀歧管以执行另一清扫操作，如本文中所述，包括框913和图7A或7B。使此四个框执行N个循环，接着停止处理。

对于ALE，这些处理使用顺序的自限反应以去除薄材料层。通常，ALE循环用于执行一次蚀刻处理(例如，蚀刻一单层)的最少操作集。ALE循环的结果为，在衬底表面上的至少一些膜层被蚀刻。通常，ALE循环包括改性操作以形成反应层，然后是去除操作以仅仅去除或蚀刻该反应层。该循环可包括某些辅助操作(例如，去除反应物或副产物中的一者)、以及清洁操作以去除已经累积在处理室表面上的残留物。通常，一个循环包括独特的一系列操作的一个实例。作为示例，ALE循环可包括下列操作：(i)输送第一处理气体(其为反应物气体)、(ii)从室清扫反应物气体、(iii)输送第二处理气体(其为去除气体)和任选的等离子体、以及(iv)清扫室。在一循环中，改性操作(上述的项目(ii))通常形成薄的反应性表面层，其厚度小于未改性的材料，例如一、二或三原子层厚、或小于整个原子层。

图11描绘了用于通过ALE处理而从晶片蚀刻材料层的示例性操作序列的流程图。框1111对应于上方的操作(i)，其中通过使具有改性分子的处理气体(例如，反应物气体)流过阀歧管并且流至晶片上，以使其流至晶片上，如本文中所述，包括框911和图7C。框1113和1117对应于上方的操作(ii)和(iv)，其中通过使清扫气体流过阀歧管以执行清扫，如本文中所述，包括框913和图7A或7B。框1115对应于上方的操作(iii)。在一些情况下，该去除操作可包括使另一处理气体流至晶片上(使用等离子体、热能、或其组合)以去除已改性的材料层。使该四个框执行N个循环，接着停止处理。

其它装置

本文中的阀歧管和装置可结合至半导体处理工具和室中，以便控制处理气体和清扫气体向处理室中的处理站的流动，包括控制流向多站式处理室的多个站以及单站式室的站的这样的流动，这些室可用于执行各种处理操作，例如沉积或蚀刻。

图12示意性地显示了处理站1200的实施方案，其可用于利用原子层沉积(ALD)和/或化学气相沉积(CVD)而沉积材料，其任一者可为等离子体增强的。为了简化起见，处理站1200被描绘为独立处理站，具有用于维持低压环境的处理室本体1202。然而，应当理解，多个处理站1200可包含在共同的处理工具环境中。此外，应当理解，在一些实施方案中，通过一或更多个计算机控制器，可编程地调整处理站1200的一或更多个硬件参数，包含以下所详细讨论的。

处理站1200与气体输送系统1201流体连通，气体输送系统1201用于将处理气体输送至分配喷头1206。气体输送系统1201包括混合容器1204，其用于混合和/或调节处理气体以输送至喷头1206。一或更多个混合容器入口阀1220可控制处理气体向混合容器1204的引入。

气体输送系统1201还包括以上所提出的装置101，其包括阀歧管、第一、第二和第三阀、以及本文中所述的其它特征。装置101的歧管出口被显示为流体连接至喷头1206，处理气体被显示为流体连接至处理气体入口，清扫气体流体连接至清扫气体入口，转向出口流体连接至转向流路，如本文中所述。清扫气体和处理气体被配置成流向喷头1206并被控制，如本文中所述。

某些反应物(例如，BTBAS)可以液体形式贮存，然后汽化并随后输送至处理站。例如，图12的实施方案包括汽化点1203，其用于将待供应至混合容器1204的液体反应物汽化。在一些实施方案中，汽化点1203可为加热的汽化器。由这样的汽化器所产生的反应物蒸汽可能在下游的输送管路中凝结。让不兼容的气体暴露于凝结的反应物可能产生小颗粒。这些小颗粒可能堵塞管道、阻碍阀操作、污染衬底等。解决这些问题的一些方法涉及清扫和/或抽空输送管路，以去除残留的反应物。然而，清扫输送管路可能增加处理站的循环时间，从而降低处理站的产能。因此，在一些实施方案中，汽化点1203下游的输送管路可为伴热的(heat-traced)。在一些非限制性示例中，混合容器1204也可为伴热的。在一非限制性示例中，汽化点1203下游的管路具有从大约100℃延伸至在混合容器1204处的大约150℃的渐增的温度分布。

在一些实施方案中，反应物液体可在液体注入器被汽化。例如，液体注入器可将液体反应物脉冲注入至在混合容器上游的载气流中。在一方案中，液体注入器可通过使液体从较高压力闪蒸至较低压力而使反应物汽化。在另一方案中，液体注入器可使液体雾化为分散的微滴，分散的微滴随后在加热的输送管路中被汽化。应当理解，较小的液滴的汽化可能比较大的液滴更快，因而缩短在液体注入与完全汽化之间的延迟。较快的汽化可减少在汽化点1203下游的管路长度。在一方案中，液体注入器可直接安装至混合容器1204。在另一方案中，液体注入器可直接安装至喷头1206。

在一些实施方案中，可在汽化点1203上游设置液体流量控制器，以控制用于汽化以及输送至处理站1200的液体的质量流量。例如，液体流量控制器(LFC)可包括位于LFC下游的热质量流量计(MFM)。接着，可调整LFC的柱塞阀，以响应于由比例-积分-微分(PID)控制器(与MFM电气连通)所提供的反馈控制信号。然而，使用反馈控制可能花费1秒或更久来使液体流量稳定。这可能拉长用于注入液体反应物的时间。因此，在一些实施方案中，LFC可在反馈控制模式与直接控制模式之间进行动态地切换。在一些实施方案中，可通过停用LFC的感测管和PID控制器而将LFC从反馈控制模式动态地切换至直接控制模式。

喷头1206将处理气体朝向衬底1212分配。在图12所示的实施方案中，衬底1212位于喷头1206下方，并且显示为置于基座1208上。应当理解，喷头1206可具有任何适当的形状，并且可具有任何适当数量和配置的端口，其用于分配处理气体至衬底1212。

在一些实施方案中，微容积1207位于喷头1206下方。ALD和/或CVD处理的执行是在微容积中而不是在处理站的整个容积中，可缩短反应物暴露和清扫时间、可缩短用于改变处理条件(例如，压力、温度等)的时间、可限制处理站机械臂暴露于处理气体等。示例性微容积尺寸包括，但不限于，介于0.1升与2升之间的容积。微容积还影响生产产能。当每一循环的沉积率下降时，循环时间也同时减少。在某些案例中，对于给定的目标膜厚而言，后者的效果是足够显著的以改善模块的整体吞吐量。

在一些实施方案中，基座1208可升高或降低，以使衬底1212暴露于微容积1207、和/或改变微容积1207的容积。例如，在衬底传递阶段，基座1208可降低，以允许衬底1212装载至基座1208上。在沉积处理阶段期间，基座1208可升高，以将衬底1212放置于微容积1207内。在一些实施方案中，在沉积处理期间，微容积1207可完全包围衬底1212以及基座1208的一部分，以建立高流动阻抗的区域。

任选地，在部分的沉积处理期间，基座1208可降低和/或升高，以调节在微容积1207内的处理压力、反应物浓度等。在处理室本体1202于沉积处理期间维持在基础压力的方案中，降低基座1208可容许将微容积1207更有效率地抽空。微容积与处理室容积的示例性比例包括，但不限于，介于1:1200与1:10之间的容积比。应当理解，在一些实施方案中，可通过适当的计算机控制器以编程地调整基座高度。

在另一方案中，在沉积处理中所包括的等离子体活化和/或处理循环期间，调整基座1208的高度可允许等离子体密度的改变。在沉积处理阶段结束时，基座1208可在另一衬底传递阶段期间下降，以容许衬底1212从基座1208移除。

虽然本文中所述的示例性微容积改变与高度可调整的基座有关，但应当理解，在一些实施方案中，喷头1206的位置可相对于基座1208而进行调整，以改变微容积1207的容积。此外，应当理解，在本公开内容的范围内，基座1208和/或喷头1206的竖直位置可通过任何适当的机构来改变。在一些实施方案中，基座1208可包括旋转轴，其用于旋转衬底1212的方位。应当理解，在一些实施方案中，这些示例性调整中的一或多者可通过一或更多个适当的计算机控制器而编程地实施。

回到图12所示的实施方案，喷头1206和基座1208与用来对等离子体施加功率的RF电源1214和匹配网络1216电气连通。在一些实施方案中，通过控制处理站压力、气体浓度、RF源功率、RF源频率、以及等离子体功率脉冲时序中的一或更多者，可控制等离子体能量。例如，RF电源1214和匹配网络1216可在任何合适的功率下操作，以形成具有期望的自由基物质组成的等离子体。合适功率的示例在上文中说明。同样，RF电源1214可提供任何适当频率的RF功率。在一些实施方案中，RF电源1214可配置成彼此独立地控制高频和低频RF电源。示例性低频RF频率可包括，但不限于，介于50kHz与1200kHz之间的频率。示例性高频RF频率可包括，但不限于，介于1.8MHz与2.45GHz之间的频率。应当理解，任何适当的参数都可分离地或连续地进行调控，以提供用于表面反应的等离子体能量。在一非限制性示例中，可间歇地脉冲化以提供等离子体功率(相对于连续地对等离子体施加功率)，以减少对衬底表面的离子轰击。

在一些实施方案中，等离子体可通过一个或更多等离子体监控器而受到原位监控。在一方案中，等离子体功率可通过一个或更多电压、电流传感器(例如，VI探针)来监控。在另一方案中，等离子体密度和/或处理气体浓度可通过一个或更多光学放射光谱传感器(OES)来测量。在一些实施方案中，一个或更多等离子体参数可基于来自这样的原位等离子体监控器的测量结果而编程地调整。例如，OES传感器可使用在用于提供等离子体功率的编程控制的反馈回路中。应当理解，在一些实施方案中，可使用其它监控器以监控等离子体以及其它处理特性。这样的监控器可包括，但不限于，红外线(IR)监控器、声学监控器、以及压力转换器。

在一些实施方案中，等离子体可通过输入/输出控制(IOC)序列指令来控制。在一示例中，用于设定等离子体处理阶段的等离子体条件的指令可包括在沉积处理配方的相应的等离子体活化配方阶段中。在一些案例中，可按顺序设置处理配方阶段，以使用于沉积处理阶段的所有指令与该处理阶段同时执行。在一些实施方案中，用于设定一或更多等离子体参数的指令可包括在等离子体处理阶段之前的配方阶段中。例如，第一配方阶段可包括：用于设定惰性气体和/或反应物气体的流率的指令、用于将等离子体产生器设定至功率设定点的指令、以及用于第一配方阶段的时间延迟指令。随后的第二配方阶段可包括：用于启动等离子体产生器的指令、以及用于第二配方阶段的时间延迟指令。第三配方阶段可包括：用于关闭等离子体产生器的指令、以及用于第三配方阶段的时间延迟指令。应当理解，这些配方阶段可在本公开内容的范围内以任何适当方式进一步细分和/或重复。

在一些沉积处理中，等离子体点燃持续几秒或更长时间的数量级。在某些实现方案中，可使用更短的等离子体点燃。这些可能为10ms至1秒的数量级，通常大约为20至80ms，其中一特定示例为50ms。这种非常短的RF等离子体点燃需要极快的等离子体稳定。为了实现这一点，等离子体产生器可配置为使得阻抗匹配被预先设定为特定电压，同时允许频率浮动。通常，高频等离子体是以大约13.56MHz的RF频率产生。在本文中所公开的各种实施方案中，允许频率浮动至与该标准值不同的值。通过在将阻抗匹配固定至预定电压的同时允许频率浮动，等离子体可更快地稳定，当使用与某些类型的沉积循环相关的非常短的等离子体点燃时，该结果可能很重要。

在一些实施方案中，基座1208可通过加热器1210来控制温度。此外，在一些实施方案中，对沉积处理站1200的压力控制可通过蝶形阀1218来提供。如图12的实施方案中所示，蝶形阀1218节流由下游真空泵(未显示)所提供的真空。然而，在一些实施方案中，处理站1200的压力控制也可通过改变被导入至处理站1200的一或更多种气体的流率来调整。

如上所述，在多站式衬底处理工具中可包括两个或更多个处理站。图13描绘了示例性多站式衬底处理装置。在装置成本、操作费用以及增加的产能方面，通过使用如图13所示的多站式处理装置，可实现各种效率。例如，单一真空泵通过排空全部四个处理站的用过的处理气体等，可用于为全部四个处理站产生单一高真空环境。取决于实现方案，各处理站可能有自己的专用喷头用于气体输送，但可能共享相同的气体输送系统。同样，等离子体产生器装置的某些部件可在处理站之间共享(例如，电源)，尽管取决于实现方案，某些方面可能是处理站特定的(例如，如果喷头用于施加等离子体产生电位)。再次，应当理解，通过在各处理室使用更多或更少数量的处理站(例如在各反应室使用2、3、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、或16、或更多处理站)，也可更大或更少程度地实现这样的效率。

图13的衬底处理装置1300采用单一衬底处理室1310，其包含多个衬底处理站，每一衬底处理站可用于对容纳在该处理站的晶片保持件(例如，基座)中的衬底执行处理操作。在此特定实现方案中，多站式衬底处理装置1300显示为具有四个处理站1331、1332、1333和1334。其它类似的多站式处理装置可具有更多或更少的处理站，具体取决于实现方案，例如，期望的并行晶片处理程度、尺寸/空间限制、成本限制等。图13中还显示了衬底搬运机械手1336和控制器1338。

虽然未显示在图13中，但应当理解，各处理站1331、1332、1333和1334可具有自己的阀歧管100和装置101，如本文中所提出和图1-7C中所示的。例如，处理站1331可具有第一装置101，其具有流体连接至该处理站1331的喷头并且被配置成控制流至该处理站1331的处理气体和清扫气体的阀歧管100，处理站1332可具有第二装置101，其具有流体连接至该处理站1332的喷头并且被配置成控制流至该处理站1332的处理气体和清扫气体的阀歧管100；可类似地配置其它处理站。额外的示例也可见于图15中并且描述如下。

如图13所示，多站式处理工具1300具有衬底装载端口1340和机械手1336，机械手1336被配置成使来自晶片盒(其通过晶舟1342装载)的衬底通过大气端口1340而移动至处理室1310中，并且到达四个处理站1331、1332、1333或1334中的一者上。

RF功率产生于RF功率系统1322处，并且分配至处理站1331、1332、1333或1334中的每一者；类似地，DC功率源1326被分配至处理站中的每一者。RF功率系统可包括一或更多个RF功率源，例如高频(HFRF)和低频(LFRF)源、阻抗匹配模块、以及滤波器。在某些实现方案中，电源可能仅限于高频或低频来源。RF功率系统的分配系统对于反应器可以是对称的，并且可具有高阻抗。该对称性和阻抗导致大约相同的功率量被输送至各处理站。

图13还描绘了衬底传送系统1390的实现方案，其用于在处理室1314内的处理站1331、1332、1333和1334之间传送衬底。应当理解，可采用任何适当的衬底传送设备。非限制性示例包括晶片旋转架和晶片搬运机械手。

图13还描绘了系统控制器1338的实现方案，其用于控制处理工具1300及其处理站的处理条件和硬件状态。系统控制器1338可包括一或更多个存储器设备1344、一或更多大容量储存设备1346、以及一或更多处理器1348。处理器1348可以包括一个或多个CPU、ASIC、通用计算机和/或专用计算机、一个或多个模拟和/或数字输入/输出连接、一个或多个步进电机控制器板等。

在一些实现方案中，系统控制器1338是系统的一部分，该系统可以是上述示例的一部分。这样的系统可以包括半导体处理设备，半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个平台、和/或特定处理部件(晶片基座、气体流系统等)。这些系统可以与用于在半导体晶片或衬底的处理之前、期间和之后控制它们的操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”，其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型，控制器1338可以被编程以控制本文公开的任何处理，包括处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、在一些系统中的射频(RF)产生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出与具体系统连接或通过接口连接的工具和其他转移工具和/或装载锁。

概括地说，控制器可以定义为电子器件，电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或执行程序指令(例如，软件)的一个或多个微处理器或微控制器。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令，单独设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定处理的操作参数。在一些实施方案中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。

在一些实现方案中，控制器可以是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如，控制器可以在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，其可以允许对晶片处理的远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，以改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的处理。在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供处理配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面，然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以特定于要执行的处理的类型和工具的类型，控制器被配置为与该工具接口或控制该工具。因此，如上所述，控制器可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的处理和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)的一个或多个集成电路通信的室上的一个或多个集成电路，其组合以控制在室上的处理。

示例性系统可以包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。

如上所述，根据将由工具执行的一个或多个处理步骤，控制器可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。

本文中所提出的控制器被配置成执行本文中所提出的任何技术或处理，包括具有用于执行本文中所述的任何以及所有示例性技术的程序指令。例如，控制器可被配置成使处理气体从处理气体供应源流过处理气体歧管朝向阀歧管、使阀歧管的第一阀处于关闭状态、并且使阀歧管的第二阀处于开启状态，以允许处理气体流至喷头和对应的晶片，例如，如图7C所示。控制器还可被配置成使清扫气体从清扫气体供应源流过清扫气体歧管朝向阀歧管、使阀歧管的第一阀处于开启状态、并且使阀歧管的第二阀处于关闭状态，以允许清扫气体流至喷头和对应的晶片，例如，如图7A和7B所示。在一些情况下，控制器可进一步被配置成使阀歧管的第三阀处于开启状态，以允许处理气体流过第二阀并到达阀歧管的转向出口，例如，如图7A所示。

根据本文中的某些实施方案，图14概要地显示感应耦合式等离子体蚀刻装置1400的横截面图。由Lam Research Corp.(Fremont，CA)所生产的Kiyo ^TM反应器为可用于实行本文中所述的技术的合适反应器的示例。感应耦合式等离子体蚀刻装置1400包括整体蚀刻室，其在结构上由室壁1401和窗1411所界定。室壁1401可由不锈钢或铝所制成。窗1411可由石英或其它介电材料制成。可选的内部等离子体栅格1450将整体蚀刻室分为上部子室1402和下部子室1403。等离子体栅格1450可包括单一栅格或多个单独栅格。在许多实施方案中，可将等离子体栅格1450去除，从而利用由子室1402和1403所构成的室空间。

卡盘1417位于下部子室1403内靠近底部内表面处。卡盘1417用于接收以及保持半导体晶片1419，以在其上实施蚀刻处理。卡盘1417可为用于支撑晶片1419(当其存在时)的静电卡盘。在一些实施方案中，边缘环(未显示)环绕着卡盘1417，且边缘环的上表面与晶片1419(当存在于卡盘1417上时)的上表面大约为平面。卡盘1417还包括静电电极，其用于夹持与松开晶片1419。为此，可提供滤波器和DC夹持电源(未显示)。还可提供其它控制系统，以将晶片1419抬升而离开卡盘1417。可利用RF电源1423使卡盘1417带电。RF电源1423经由连接件1427连接至匹配电路1421。匹配电路1421经由连接件1425而连接至卡盘1417。以此方式，RF电源1423连接至卡盘1417。

线圈1433位于窗1411上方。线圈1433是由导电材料制成，并且包括至少一整圈。显示于图14的示例性线圈1433包括三圈。线圈1433的横截面以符号显示，其中具有“X”的线圈旋转延伸进入页面，而具有“●”的线圈旋转延伸出页面。RF电源1441用于将RF功率供应至线圈1433。一般而言，RF电源1441经由连接件1445而连接至匹配电路1439。匹配电路1439经由连接件1443而连接至线圈1433。以此方式，RF电源1441连接至线圈1433。可选的法拉第屏蔽件1449位于线圈1433与窗1411之间。法拉第屏蔽件1449可与线圈1433维持间隔开的关系。法拉第屏蔽件1449紧接位于窗1411上方。线圈1433、法拉第屏蔽件1449、以及窗1411中的每一者被配置为彼此基本上平行。法拉第屏蔽件1449可防止金属或其它物质沉积于等离子体室的介电窗上。

处理气体的供应可经由位于上部室中的主注入端口1460、和/或经由侧注入端口1470，有时被称为STG。在操作等离子体处理期间，真空泵(例如，一或二级机械干式泵和/或涡轮分子泵)1440可用于通过使用闭回路控制的限流设备(例如节流阀(未显示)或钟摆阀(未显示))将处理气体从处理室抽出并且维持处理室1400内的压力。

因此，装置1400可包括气体输送系统，气体输送系统包括处理气体源、清扫气体源、转向器以及以上所提出的装置101，装置101包括阀歧管、第一、第二和第三阀、以及本文中所述的其它特征。装置101的歧管出口被视为流体连接至主注入端口1460，处理气体被视为流体连接至处理气体入口，清扫气体流体连接至清扫气体入口，转向出口流体连接至如本文中所述的转向流路。清扫气体和处理气体被配置成流至主注入端口1460，并且被控制，如本文中所述。

在装置的操作期间，可经由注入端口1460和/或1470以供应一或更多种反应物气体。在某些实施方案中，可仅经由主注入端口1460、或仅经由侧注入端口1470而供应气体。在一些案例中，注入端口可用喷头来取代。法拉第屏蔽件1449和/或可选的栅格1450可包括容许处理气体输送至室的内部通道和孔洞。法拉第屏蔽件1449和可选的栅格1450中的任一或两者可作为喷头以输送处理气体。

射频功率从RF电源1441供应至线圈1433，使得RF流流过线圈1433。流过线圈1433的RF流会在线圈1433周围产生电磁场。电磁场在上部子室1402内产生感应电流。所产生的各种离子和自由基与晶片1419的物理和化学相互作用会选择性地蚀刻晶片的特征。

如果使用等离子体栅格1450，因而具有上部子室1402和下部子室1403两者，则感应电流会作用于存在上部子室1402中的气体上，以在上部子室1402中产生电子–离子等离子体。可选的内部等离子体栅格1450(如果存在的话)可用于限制下部子室1403中的热电子数量。在一些实施方案中，设计并操作装置，使得存在于下部子室1403中的等离子体为离子–离子等离子体。在其它实施方案中，设计并操作装置，使得存在于下部子室1403中的等离子体为电子–离子等离子体。内部等离子体栅格和离子–离子等离子体进一步讨论于2013年11月15日所提出、且发明名称为“INTERNAL PLASMA GRID FOR SEMICONDUCTORFABRICATION”的美国专利申请No.14/082,009、以及美国专利No.9,245,761中，其每一者的全部内容并入本文中。

挥发性蚀刻副产物可经由端口1422而从下部子室1403移除。本文所公开的卡盘1417可在介于约30℃与约250℃之间的升高的温度下操作。在一些案例中，卡盘1417也可于较低的温度下，例如当卡盘1417被主动冷却时操作。在这样的案例中，卡盘1417可在如所期望的显著较低的温度下操作。温度将取决于蚀刻处理操作和特定配方。在一些实施方案中，室1401可在介于约1mTorr与约95mTorr之间的压强下操作。在某些实施方案中，压强可能更高。

当安装于无尘室或制造设施中时，室1401可耦合至设施(未显示)。设施包括提供处理气体、真空、温度控制、以及环境颗粒控制的管路。当安装于目标制造设施中时，设施被耦合至室1401。此外，室1401可耦合至传送室，其容许机械臂利用典型的自动化将半导体晶片传送进出室1401。

在一些实施方案中，系统控制器1430(其可包括一或更多个物理或逻辑控制器)控制蚀刻室的一些或所有的操作。系统控制器1430可包括一或更多个存储器设备、以及一或更多个处理器。处理器可包括中央处理单元(CPU)或计算机、模拟和/或数字输入/输出连接、一或更多个步进马达控制器板、以及其它类似的构件。用于实行合适的控制操作的指令在处理器上执行。指令可储存在与系统控制器1430相关的存储器设备上，或其可通过网络而提供。在一些实施方案中，系统控制器1430执行系统控制软件。

在一些案例中，系统控制器1430控制气体浓度、晶片移动、和/或供应至线圈1433和/或静电卡盘1417的功率。系统控制器1430可控制气体浓度，其通过，例如，开启和关闭相关的阀而产生一或更多个入口气体流，以提供适当浓度的必要的一或更多种反应物。晶片移动可被控制，其通过，例如，如所期望的引导晶片定位系统移动。供应至线圈1433和/或卡盘1417的功率可被控制，以提供特定的RF功率电平。类似地，如果使用内部栅格1450，则施加至栅格的RF功率可通过系统控制器1430进行调整。

系统控制器1430可基于传感器输出(例如，当功率、电位、压力等达到特定阈值时)、操作的时序(例如，在处理中的某些时间点打开阀)、或基于来自用户的指令而控制这些以及其它方面。

图15描绘了另一衬底处理装置。类似于图13，装置1500为具有四个处理站1531-1534的多站式处理室1502，每一处理站被虚线矩形包围。处理室1502具有顶部、底部和侧壁，其至少界定了室内部1503，处理站1531-1534位于室内部1503中。每一站包括基座1508、基座1508上的衬底1512、以及喷头1506；这些物件在处理站1531中被标记。装置1500可用于沉积、蚀刻、或两者。

类似于图12，多站式工具1500还包括流体输送系统1501(包围在虚线矩形内)，流体输送系统1501与每一处理站1531-1534流体耦合，以用于将气体输送至喷头1506。流体输送系统1501包括处理气体源1516和清扫气体源1518(类似于图12)、以及用于将这些气体输送至每一处理站1531-1534的多个歧管。尽管未描绘，但流体输送系统1501可包括其它特征，例如额外的流体源(例如，至少三、四、六、八、十、或二十个流体源)、一或更多个混合容器、用于汽化待供应至混合容器的液体反应物的汽化点、以及各种阀、歧管、加热器、以及气体管线，以引导和控制流体在整个流体输送系统1501中的流动。喷头1506将气体和/或反应物(例如，膜前体、清扫气体)朝向在对应的处理站的衬底1512分配。

在图15中，流体输送系统1501被描绘为具有两歧管，用粗实线所描绘的第一歧管1520，以及用粗虚线所描绘的第二歧管1522，如附图的图例所示。第一歧管1520包括多个管段1526A-D，每一管段分别流体连接至一个对应的站1531-1534。在一些实现方案中，第一歧管1520可具有多个分部和分流器(未显示)，导致第一歧管1520具有四个单独的管段1526A-D，每一管段分别终止于不同的对应的站1531-1534。在图15中的第二歧管1522包括多个管段1530A-D，每一管段分别流体连接至一个对应的站1531-1534。在一些实现方案中，第二歧管1522可具有多个分部和分流器(未显示)，导致第二歧管1522具有四单独的管段1530A-D，每一管段分别终止于不同的对应的站1531-1534。

在图15中的每一站还包括对应的装置101A-D，其具有如本文中所提出的阀歧管100和三个阀。装置101A-D与图5-7C和12中所示的装置相同；装置101A包括额外的标示，例如第一阀156、第二阀158、第三阀160、处理气体入口102、清扫气体入口104、歧管出口106、以及转向出口108。每一阀歧管100的歧管出口106分别流体连接至每一站1531-1534的对应的站入口1536A-D。每一站入口1536A-D分别流体连接至对应的站1531-1534的喷头，使得流体经由站的入口而流至该站的喷头。例如，流体可经由站入口1536A而流至站1531的喷头1506。因此，处理气体供应源1516经由处理气体歧管1520而流体连接至每一装置101A-D的每一阀歧管100的每一处理气体入口。清扫气体供应源1518还经由清扫气体歧管1522而流体连接至每一装置101A-D的每一阀歧管100的每一清扫气体入口。

装置1500还包括具有一或更多个存储器1544以及一或更多处理器1548的控制器1538，如本文中所提出的。控制器1538被配置成控制装置1500的操作，包括使处理气体从处理气体源1516流至每一装置101A-D以及对应的处理站1531-1534、使清扫气体从清扫气体源1518流至每一装置101A-D以及对应的处理站1531-1534、操作装置101A-D上的每一阀、以及执行本文中所提出的任何技术。

应当理解，本文中使用的序列指示符，例如(a)、(b)、(c)、…，仅用于组织目的，并非意图传达任何特定顺序或对与每一序列指示符相关项目的重要性。例如，“(a)获得关于速度的信息和(b)获得关于位置的信息”将包括：在获得关于速度的信息之前获得关于位置的信息、在获得关于位置的信息之前获得关于速度的信息、以及同时获得关于位置的信息与获得关于速度的信息。然而，在某些情况下，与序列指示符相关联的一些项目可能固有地需要特定的顺序，例如，“(a)获得关于速度的信息，(b)根据关于速度的信息而确定第一加速度，以及(c)获得关于位置的信息”；在此示例中，(a)将需要在(b)之前执行，因为(b)依赖于(a)中所获得的信息–然而，(c)可在(a)或(b)之前或之后执行。

对本公开中所述实施方案的各种修改对本领域技术人员而言是显而易见的，且本文中所定义的一般原理在不背离本公开的精神或范围下可应用于其他实施方案。因此，权利要求不旨在限于本文所示出的实施方案，而是应被赋予符合本文所公开的本公开内容、原理及新颖特征的最宽广范围。

在分开的实现方案背景下描述了在本说明书中的某些特征也可以在单个实施方案中以组合形式实施。相反，在单一实施方案背景下描述的各种特征也可分开在多个实施方案中或以任何合适的子组合来实施。此外，虽然上文可能将特征描述为以某些组合作用并且甚至最初是如此主张，但来自所主张的组合的一或更多特征在一些情况中可从该组合中删去，且所主张的组合可以涉及子组合或子组合的变化。

类似地，尽管在附图中以特定顺序描绘了操作，但这不应理解为要求这些操作以所示的特定顺序或以连续顺序来执行，或是执行所有示出的操作以实现所期望的结果。此外，附图可以流程图形式示意性地描绘另一示例处理。然而，未描绘的其他操作可结合于示意性示出的示例性处理中。例如，可在任何所示操作之前、之后、同时或之间执行一或更多额外操作。在某些情况中，多任务及并行处理可能是有利的。此外，上述实施方案中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施方案中都要求这样的分离，且应当理解为，所述程序部件及系统可大体上在单一软件产品中整合在一起或封装至多个软件产品中。另外，其他实施方案都落在以下权利要求的范围内。在一些情况下，可按不同顺序执行权利要求中所描述的动作且仍达到所期望的结果。

Claims (26)

1.一种用于半导体处理工具中的阀歧管，其包括：

歧管主体；

清扫气体入口；

处理气体入口；

歧管出口；

转向出口；

第一阀接口；

第二阀接口；以及

第三阀接口，其中：

所述第一阀接口和所述第三阀接口各自包括第一端口和第二端口，所述第二阀接口包括第一端口、第二端口、第三端口以及第四端口，

所述第一阀接口的所述第一端口通过所述歧管主体内部的第一流路而与所述清扫气体入口流体连接并且没有盲管段，

所述第一阀接口的所述第二端口通过所述歧管主体内部的第二流路而与所述第二阀接口的所述第二端口流体连接并且没有盲管段，

所述第二阀接口的所述第一端口通过所述歧管主体内部的第三流路而与所述处理气体入口流体连接并且没有盲管段，

所述第二阀接口的所述第三端口通过所述歧管主体内部的第四流路而与所述第三阀接口的所述第一端口流体连接并且没有盲管段，

所述第二阀接口的所述第四端口通过所述歧管主体内部的第五流路而与所述歧管出口流体连接并且没有盲管段，以及

所述第三阀接口的所述第二端口通过所述歧管主体内部的第六流路而与所述转向出口流体连接并且没有盲管段。

2.根据权利要求1所述的阀歧管，其中：

所述清扫气体入口被配置成连接至清扫气体供应源，以及

所述处理气体入口被配置成连接至处理气体供应源。

3.根据权利要求1所述的阀歧管，其中：

所述歧管出口位于所述歧管主体的第一侧上，以及

所述第一阀接口位于所述歧管主体的第二侧上，所述第二侧不同于所述第一侧。

4.根据权利要求3所述的阀歧管，其中所述第二阀接口和所述第三阀接口位于所述歧管主体的所述第二侧上。

5.根据权利要求3所述的阀歧管，其中：

所述第二阀接口位于所述歧管主体的第三侧上，以及

所述第三阀接口位于所述歧管主体的第四侧上。

6.根据权利要求3所述的阀歧管，其中：

所述清扫气体入口位于所述歧管主体的第三侧上，以及

所述处理气体入口位于所述歧管主体的第四侧上。

7.根据权利要求6所述的阀歧管，其中所述歧管出口位于所述歧管主体的第五侧上。

8.根据权利要求6所述的阀歧管，其中所述第一侧和所述第三侧基本上彼此平行。

9.根据权利要求6所述的阀歧管，其中所述第一侧、所述第三侧和所述第四侧基本上正交于所述第二侧。

10.根据权利要求1所述的阀歧管，其中所述歧管主体具有L形。

11.一种用于输送清扫气体和第一处理气体至半导体处理工具的装置，所述装置包括：

根据权利要求1-10中任一项所述的阀歧管；

第一阀；

第二阀；以及

第三阀，其中：

所述第一阀被配置成能在开启状态与关闭状态之间切换，并且与所述第一阀接口接合，

所述第二阀被配置成能在开启状态与关闭状态之间切换，并且与所述第二阀接口接合，

所述第三阀被配置成能在开启状态与关闭状态之间切换，并且与所述第三阀接口接合，

当所述第二阀处于所述开启状态时，所述第二阀接口的所述第一端口流体连接至所述第二阀接口的所述第四端口，并且不流体连接至所述第二阀接口的所述第三端口，

当所述第二阀处于所述关闭状态时，所述第二阀接口的所述第一端口流体连接至所述第二阀接口的所述第三端口和所述第三阀接口的所述第一端口，并且不流体连接至所述第二阀接口的所述第一端口，

当所述第二阀处于所述开启状态或所述关闭状态时，所述第二阀接口的所述第二端口流体连接至所述第二阀接口的所述第四端口，

当所述第一阀处于所述开启状态时，所述清扫气体入口和所述第一阀接口的所述第二端口流体连接至所述第二阀接口的所述第四端口和所述歧管出口，以及

当所述第一阀处于所述关闭状态时，所述清扫气体入口和所述第一阀接口的所述第一端口不流体连接至所述第二阀接口的所述第四端口或所述歧管出口。

12.根据权利要求11所述的装置，其中当所述第一阀处于所述关闭状态且同时所述第二阀处于所述开启状态时，所述处理气体入口流体连接至所述歧管出口，并且不流体连接至所述清扫气体入口。

13.根据权利要求12所述的装置，其中当所述第一阀处于所述关闭状态且同时所述第二阀处于所述开启状态时，处理气体被配置成通过以下方式从所述处理气体入口流至所述歧管出口：至少部分地从所述清扫气体入口流动通过所述第三流路、通过所述第二阀接口的所述第一端口、通过所述第四端口、通过所述第五流路并且到达所述歧管出口。

14.根据权利要求11所述的装置，其中当所述第一阀处于所述开启状态且同时所述第二阀处于所述关闭状态时，所述清扫气体入口流体连接至所述歧管出口，并且不流体连接至所述处理气体入口。

15.根据权利要求14所述的装置，其中当所述第二阀处于所述关闭状态且同时所述第三阀处于所述开启状态时，所述处理气体入口流体连接至所述转向出口，并且不流体连接至所述歧管出口。

16.根据权利要求15所述的装置，其中当所述第二阀处于所述关闭状态且同时所述第三阀处于所述开启状态时，处理气体被配置成通过以下方式从所述处理气体入口流至所述转向出口：从所述清扫气体入口流动通过所述第三流路、通过所述第二阀接口的所述第一端口、通过所述第三端口、通过所述第四流路、通过所述第三阀接口的所述第一端口、通过所述第一阀接口的所述第二端口、通过所述第六流路并且到达所述转向出口。

17.根据权利要求14所述的装置，其中当所述第二阀处于所述关闭状态且同时所述第三阀处于所述关闭状态时，所述处理气体入口不流体连接至所述转向出口，并且不流体连接至所述歧管出口。

18.根据权利要求14所述的装置，其中当所述第一阀处于所述开启状态且同时所述第二阀处于所述关闭状态时，清扫气体被配置成通过以下方式从所述清扫气体入口流至所述歧管出口：至少部分地从所述第一流路流动通过所述第一阀接口的所述第一端口、通过所述第一阀接口的所述第二端口、通过所述第二流路、通过所述第二阀接口的所述第二端口、通过所述第四端口、通过所述第五流路并且通过所述歧管出口。

19.根据权利要求11所述的装置，其还包括：

清扫气体供应源；

处理气体供应源；以及

控制器，其具有一或更多个处理器和一或更多个存储器，并且通信地连接至所述清扫气体供应源、所述处理气体供应源、所述第一阀、所述第二阀和所述第三阀，其中所述一或更多个存储器储存指令，所述指令被配置成：

使得所述第一阀处于所述关闭状态且同时所述第二阀处于所述开启状态，

当所述第一阀处于所述关闭状态且同时所述第二阀处于所述开启状态时，使得所述处理气体流至所述处理气体入口，由此使得所述处理气体流过所述歧管出口并且不流至所述清扫气体入口，

使得所述第一阀处于所述开启状态且同时所述第二阀处于所述关闭状态，以及

当所述第一阀处于所述开启状态且同时所述第二阀处于所述关闭状态时，使得所述清扫气体流至所述清扫气体入口，由此使得所述清扫气体流至所述歧管出口。

20.根据权利要求19所述的装置，其中所述一或更多个存储器储存另外的指令，所述另外的指令被配置成：

当所述第一阀处于所述开启状态且同时所述第二阀处于所述关闭状态时，使得所述第三阀处于所述开启状态，由此使得所述处理气体流至所述转向出口。

21.根据权利要求19所述的装置，其还包括形成在清扫气体源与所述清扫气体入口之间的流体连接的清扫气体歧管，其中所述一或更多个存储器储存另外的指令，所述另外的指令被配置成：

当所述第一阀处于所述关闭状态时，使得所述清扫气体流至所述清扫气体入口，由此以所述清扫气体填充所述清扫气体歧管。

22.一种方法，其包括：

当所述第一阀处于所述关闭状态且所述第二阀处于所述开启状态时，使处理气体从处理气体源流至根据权利要求11所述的装置的所述阀歧管的所述处理气体入口，由此使得所述处理气体流至与所述歧管出口流体连接的喷头；

当所述第一阀处于所述开启状态且所述第二阀处于所述关闭状态时，使清扫气体从清扫气体源流至根据权利要求11所述的装置的所述阀歧管的所述清扫气体入口，由此使得所述清扫气体流至与所述歧管出口流体连接的所述喷头；以及

当所述第一阀处于所述开启状态且所述第二阀处于所述关闭状态时，使所述处理气体在所述第三阀处于所述开启状态时流至所述处理气体入口，由此使得所述处理气体流至所述转向出口。

23.根据权利要求22所述的方法，其中：

所述喷头是处理室中的处理站的部件，

所述处理气体包括前体，所述前体用于沉积材料至所述处理站中的晶片上，

使所述处理气体流过所述歧管出口，由此使得所述处理气体流至所述晶片上且所述前体吸附至所述晶片上，

在所述使所述处理气体流过所述歧管出口之后，执行使所述清扫气体流过所述歧管出口，以及

所述使所述处理气体流过所述转向出口与所述使所述清扫气体流过所述歧管出口同时发生。

24.根据权利要求23所述的方法，其还包括活化在所述晶片上的吸附的所述前体，其中：

所述活化在所述使所述处理气体流过所述歧管出口以及所述使所述清扫气体流过所述歧管出口之后发生，以及

在所述活化之后，重复所述使所述清扫气体流过所述歧管出口。

25.根据权利要求22所述的方法，其中：

所述喷头是处理室中的处理站的部件，

所述处理气体包括改性分子，所述改性分子用于改性所述处理站中的晶片上的材料层，

使所述处理气体流过所述歧管出口，由此使得所述处理气体流至所述晶片上且所述改性分子使所述材料层改性以在所述晶片上形成已改性的材料层，

在所述使所述处理气体流过所述歧管出口之后，执行使所述清扫气体流过所述歧管出口，以及

所述使所述处理气体流过所述转向出口与所述使所述清扫气体流过所述歧管出口同时发生。

26.根据权利要求25所述的方法，其还包括从所述晶片移除所述已改性的材料层，其中：

所述移除在所述使所述处理气体流过所述歧管出口以及所述使所述清扫气体流过所述歧管出口之后发生，以及

在所述移除之后，重复所述使所述清扫气体流过所述歧管出口。