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原子层沉积方法和原子层沉积设备

阅读:340发布:2020-05-12

专利汇可以提供原子层沉积方法和原子层沉积设备专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 原子 层沉积 方法,包括将多个 半导体 晶片 放置进原子层沉积室内。沉积前体被与容纳在沉积室中的各个晶片相关联的各个气体入口喷射出,以在容纳在沉积室中的晶片上形成相应的 单层 。在形成单层后,吹扫气体被从与容纳在沉积室中的各个晶片相关联的各个气体入口喷射出。原子层沉积设备包括低于 大气压 的装载室、低于大气压的传递室和多个原子层沉积室。还披露了其他的方面和实施方式。,下面是原子层沉积方法和原子层沉积设备专利的具体信息内容。

1.一种原子层沉积方法,包括:
提供一种群集处理设备,所述群集处理设备具有低于大气压的传递 室、与传递室连接的低于大气压的装载室、和与传递室连接的低于大气压 的多个原子层沉积室;
将多个半导体晶片放置到晶片承载器上,并将晶片承载器设置在装载 室内;
将其上具有晶片的晶片承载器从装载室移动到传递室内;
将其上具有晶片的晶片承载器从传递室移动到其中一个原子层沉积 室内;以及
将材料原子层沉积到由所述一个原子层沉积室内的晶片承载器容纳 的各个晶片上。
2.根据权利要求1所述的方法,其中将多个半导体晶片放置到晶片承 载器上发生在装载室内。
3.根据权利要求1所述的方法,其中容纳有多个晶片的晶片承载器占 据由带有晶片的承载器的三个最大外部线性尺寸的产品限定的装载体积, 所述一个原子层沉积室具有不大于装载体积的125%的内部体积。
4.根据权利要求1所述的方法,其中容纳有多个晶片的晶片承载器占 据由带有晶片的承载器的三个最大外部线性尺寸的产品限定的装载体积, 所述一个原子层沉积室具有不大于装载体积的110%的内部体积。
5.根据权利要求1所述的方法,其中容纳有多个晶片的晶片承载器占 据由带有晶片的承载器的三个最大外部线性尺寸的产品限定的装载体积, 所有原子层沉积室都具有不大于装载体积的110%的各自的内部体积。
6.根据权利要求1所述的方法,其中容纳有多个晶片的晶片承载器占 据由带有晶片的承载器的三个最大外部线性尺寸的产品限定的装载体积, 所有原子层沉积室都具有不大于装载体积的110%的共同的内部体积。
7.根据权利要求1所述的方法,其中放置到晶片承载器上的多个晶片 不多于200个。
8.根据权利要求1所述的方法,其中放置到晶片承载器上的多个晶片 不多于100个。
9.根据权利要求1所述的方法,其中放置到晶片承载器上的多个晶片 不多于50个。
10.根据权利要求1所述的方法,其中放置到晶片承载器上的多个 晶片为从20个到25个。
11.根据权利要求1所述的方法,其中
容纳有多个晶片的晶片承载器占据由带有晶片的承载器的三个最大 外部线性尺寸的产品限定的装载体积,所述一个原子层沉积室具有不大于 装载体积的110%的内部体积;以及
放置到晶片承载器上的多个晶片不多于50个。
12.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:在进行原子层沉积 时,将另外的多个半导体晶片放置到另一晶片承载器上,并将所述另一晶 片承载器设置在装载室内。
13.根据权利要求12所述的方法,其中将所述另外的多个半导体晶 片放置到另一晶片承载器上发生在装载室内。
14.根据权利要求1所述的方法,进一步包括在群集处理设备内的 多个原子层沉积之后,在各个原子层沉积室内清洁晶片承载器。
15.根据权利要求14所述的方法,其中在清洁期间承载器没有容纳 晶片。
16.根据权利要求1所述的方法,其中原子层沉积包括从各个气体 入口射出沉积前体,所述各个气体入口与由一个原子层沉积室内的承载器 容纳的相应的各个晶片相关联。
17.根据权利要求16所述的方法,其中原子层沉积包括从所述各个 前体气体入口射出吹扫气体。
18.根据权利要求16所述的方法,其中原子层沉积包括从不同的各 个气体入口射出吹扫气体,所述不同的各个气体入口与由一个原子层沉积 室内的承载器容纳的相应的各个晶片相关联。
19.根据权利要求16所述的方法,其中从各个气体入口的射出是沿 相应线路进行的,所述相应线路与由一个原子层沉积室内的承载器容纳的 相应的各个晶片的相应球状沉积表面平行。
20.根据权利要求16所述的方法,其中所述射出是从与由一个原子 层沉积室内的承载器容纳的每个单独晶片相关联的至少一个单独的气体 入口进行的。
21.根据权利要求20所述的方法,其中从各个气体入口的射出是沿 相应线路进行的,所述相应线路与由一个原子层沉积室内的承载器容纳的 相应的各个晶片的相应球状沉积表面平行。
22.根据权利要求16所述的方法,进一步包括在原子层沉积之后, 将带有晶片的承载器移动到传递室内,移动到另一原子层沉积室内,且将 材料原子层沉积到由另一原子层沉积室内的晶片承载器容纳的各个晶片 上。
23.一种原子层沉积方法,包括:
将多个半导体晶片定位到原子层沉积室内;
从与容纳在室内的各个晶片相关联的各个气体入口射出沉积前体,以 有效地将相应的单层形成到容纳在室内的所述各个晶片上;以及
在形成单层之后,从与容纳在室内的各个晶片相关联的各个气体入口 射出吹扫气体。
24.根据权利要求23所述的方法,其中沉积前体和吹扫气体从与各 个晶片相关联的相同的各个气体入口射出。
25.根据权利要求23所述的方法,其中沉积前体和吹扫气体从与各 个晶片相关联的不同的各个气体入口射出。
26.根据权利要求23所述的方法,包括进行另一沉积前体射出,以 有效地将另一相应的单层形成到容纳在室内的所述各个晶片上,和进行另 一吹扫气体射出。
27.根据权利要求23所述的方法,其中每个定位的晶片具有至少一 个与其相关联的单独的沉积前体入口,沉积前体从所述前体入口射出,以 有效地在每个定位的晶片上形成单层。
28.根据权利要求23所述的方法,进一步包括与容纳在室内的相应 的各个晶片相关联的多个沉积前体入口。
29.根据权利要求28所述的方法,其中所述多个沉积前体入口绕容 纳在室内的相应的各个晶片的相应周长均匀地间隔开。
30.根据权利要求28所述的方法,其中所述多个沉积前体入口绕容 纳在室内的相应的各个晶片的相应周长不均匀地间隔开。
31.根据权利要求23所述的方法,其中沉积前体和吹扫气体从与相 应的各个晶片相关联的不同的各个气体入口射出;至少一个沉积前体气体 入口和至少一个吹扫气体入口跨过相应的各个晶片完全相对。
32.根据权利要求23所述的方法,其中沉积前体和吹扫气体从与相 应的各个晶片相关联的不同的各个气体入口射出;进一步包括与容纳在室 内的相应的各个晶片相关联的多个沉积前体入口和多个吹扫气体入口。
33.根据权利要求32所述的方法,其中沉积前体入口和吹扫气体入 口绕容纳在室内的相应的各个晶片的周长交替。
34.根据权利要求23所述的方法,其中沉积前体的射出是沿与定位 在室内的相应的各个晶片的相应球状沉积表面平行的相应线路进行的。
35.一种原子层沉积设备,包括:
低于大气压的承载室,所述低于大气压的承载室用于容纳保持多个半 导体晶片的晶片承载器;
低于大气压的传递室,所述低于大气压的传递室与装载室连接,用于 容纳保持多个半导体晶片的晶片承载器;以及
多个低于大气压的原子层沉积室,所述多个低于大气压的原子层沉积 室与传递室连接,分别用于单独地容纳保持多个半导体晶片的晶片承载 器,以共同地原子层沉积到所述各个晶片上。
36.根据权利要求35所述的设备,其中容纳有多个晶片的晶片承载 器占据由带有晶片的承载器的三个最大外部线性尺寸的产品限定的装载 体积,至少一部分原子层沉积室具有不大于装载体积的125%的相应内部 体积。
37.根据权利要求35所述的设备,其中容纳有多个晶片的晶片承载 器占据由带有晶片的承载器的三个最大外部线性尺寸的产品限定的装载 体积,至少一部分原子层沉积室具有不大于装载体积的110%的相应内部 体积。
38.根据权利要求35所述的设备,其中容纳有多个晶片的晶片承载 器占据由带有晶片的承载器的三个最大外部线性尺寸的产品限定的装载 体积,所有原子层沉积室都具有不大于装载体积的110%的相应内部体积。
39.根据权利要求35所述的设备,其中所述晶片承载器保持不超过 200个的晶片。
40.根据权利要求35所述的设备,其中所述晶片承载器保持不超过 100个的晶片。
41.根据权利要求35所述的设备,其中所述晶片承载器保持不超过 50个的晶片。
42.根据权利要求35所述的设备,其中所述晶片承载器保持不超过 25个的晶片。
43.根据权利要求35所述的设备,其中
容纳有多个晶片的所述晶片承载器占据由带有晶片的晶片承载器的 三个最大外部线性尺寸的产品限定的装载体积,至少一部分原子层沉积室 具有不大于装载体积的125%的相应内部体积;以及
所述晶片承载器保持不超过50个的晶片。
44.根据权利要求35所述的设备,在至少一个所述原子层沉积室中 进一步包括各个沉积前体气体入口,在所述承载器被容纳在所述一个原子 层沉积室中时,各个沉积前体气体入口与由所述承载器容纳的相应的各个 晶片相关联。
45.根据权利要求44所述的设备,其中所述各个气体入口还构造用 于射出吹扫气体。
46.根据权利要求44所述的设备,进一步包括不同的各个吹扫气入 口,在所述承载器被容纳在所述一个原子层沉积室中时,不同的各个吹扫 气入口与由所述承载器容纳的相应的各个晶片相关联。
47.根据权利要求44所述的设备,其中所述各个气体入口用于沿着 相应的线路射出气体,所述相应的线路与由所述一个原子层沉积室中的承 载器容纳的相应的各个晶片的相应球状沉积表面平行。
48.根据权利要求44所述的设备,进一步包括至少一个单独的沉积 前体气体入口,在所述承载器被容纳在所述一个原子层沉积室中时,所述 至少一个单独的沉积前体气体入口与每个单独的晶片相关联。
49.根据权利要求48所述的设备,其中所述各个气体入口构造为沿 着相应的线路射出气体,所述相应的线路与由所述一个原子层沉积室中的 所述承载器容纳的相应的各个晶片的相应球状沉积表面平行。
50.根据权利要求35所述的设备,在至少一个所述原子层沉积室中 进一步包括各个沉积前体气体出口,在所述承载器被容纳在所述一个原子 层沉积室中时,所述各个沉积前体气体出口与由所述承载器容纳的各个晶 片相关联。
51.根据权利要求35所述的设备,其中所述承载室的内部体积适于 容纳多个所述晶片承载器。
52.一种原子层沉积设备,包括:
沉积室,所述沉积室用于容纳成批的多个半导体晶片;以及
所述沉积室内的多个沉积前体入口,各个沉积前体入口与容纳在所述 沉积室内的相应的各个晶片相关联。
53.根据权利要求52所述的设备,其中所述沉积前体入口还用于射 出吹扫气体。
54.根据权利要求52所述的设备,进一步包括多个吹扫气体入口, 所述多个吹扫气体入口与所述室内的所述沉积前体入口分离开,在所述承 载器被容纳在所述一个原子层沉积室中时,各个吹扫气体入口与所述相应 的各个晶片相关联。
55.根据权利要求52所述的设备,包括与成批容纳在所述沉积室内 的每个晶片相关联的至少一个单独的沉积前体入口。
56.根据权利要求52所述的设备,进一步包括与成批容纳在所述沉 积室内的相应的各个晶片相关联的多个沉积前体入口。
57.根据权利要求56所述的设备,其中所述多个沉积前体入口围绕 成批容纳在所述沉积室内的相应的各个晶片的相应周长均匀地间隔开。
58.根据权利要求56所述的设备,其中所述多个沉积前体入口围绕 成批容纳在所述沉积室内的相应的各个晶片的相应周长非均匀地间隔开。
59.根据权利要求52所述的设备,进一步包括:多个吹扫气体入口, 所述多个吹扫气体入口与所述室内的所述沉积前体入口分离开,在成批容 纳在所述沉积室中时,各个吹扫气体入口与所述相应的各个晶片相关联; 以及至少一个沉积前体气体入口和至少一个吹扫气体入口,所述至少一个 沉积前体气体入口和至少一个吹扫气体入口越过成批容纳在所述沉积室 中的相应的各个晶片完全相对。
60.根据权利要求52所述的设备,进一步包括:多个吹扫气体入口, 所述多个吹扫气体入口与所述室内的所述沉积前体入口分离开;以及进一 步包括:多个沉积前体入口和多个吹扫气体入口,所述多个沉积前体入口 和多个吹扫气体入口与成批容纳在所述沉积室中的相应的各个晶片相关 联。
61.根据权利要求60所述的设备,其中所述多个沉积前体入口和所 述多个吹扫气体入口围绕成批容纳在所述沉积室内的相应的各个晶片的 周长交替。
62.根据权利要求52所述的设备,其中所述前体入口构造在所述沉 积室中,用于沿着相应的线路喷射所述沉积前体,所述相应的线路与由所 述一个原子层沉积室中的所述承载器容纳的相应的各个晶片的相应球状 沉积表面平行。
63.根据权利要求52所述的设备,进一步包括所述沉积室内的多个 沉积前体气体出口,各个沉积前体气体出口与容纳在所述沉积室内的相应 的各个晶片相关联。

说明书全文

技术领域

发明涉及原子层沉积方法和原子层沉积设备

背景技术

集成电路制造过程中的半导体处理通常包括在半导体衬底上沉淀层。 一种这样的方法是原子层沉积(ALD),所述原子层沉积包括在通常维持 在低于大气压的沉积室中将连续的单层沉积在衬底上。利用典型的ALD, 通常通过将不同的沉积前体(precursor)连续供给衬底表面,将连续的单 原子层吸附到衬底上和/或与衬底上的外层起反应。
示例性ALD方法包括将单个汽化前体供给沉积室,以有效地在容纳 在其内的衬底上形成第一单层。此后,使第一沉积前体停止流动,并且惰 性吹扫气体流经所述室,以有效地从所述室去除没有粘附到衬底上的所有 剩余的第一前体。随后,与第一汽化前体不同的第二蒸汽前体流到所述室, 以在第一单层上形成第二单层/以第一单层形成第二单层。第二单层可与第 一单层起化学反应。附加的前体可形成连续的单层,或可重复上述工艺, 直到在衬底上形成具有期望厚度的复合层。
目前的ALD设备和方法包括单晶片沉积和多晶片沉积。在单晶片处 理中,由于工艺的沉积速度较慢,所以单晶片ALD系统具有固有的生产 量限制。多晶片沉积利用炉式设备,所述炉式设备中通常保持200个或更 多个供沉积的晶片。因此,这使得需要有非常大的反应器体积,通常要求 非常长的沉积前体脉冲时间,以及吹扫气体脉冲时间,这对每次多个晶片 处理中的产出率造成非常不利的影响。并且,这种大的反应器体积导致固 有的清洁问题,同时还需要缩短清洁间隔,以防止可沉积在晶片上的材料 从炉侧壁剥离。
尽管本发明致于解决上述问题且基于上述缺陷进行改进,但是它绝 不具有限制目的。本发明仅由所附权利要求(而不受背景技术、说明书的 其他部分、或者附图的解释或限制)且根据等同原则限定。

发明内容

本发明包括原子层沉积方法和原子层沉积设备。在一种实施方式中, 原子层沉积方法包括提供群集处理设备,所述群集处理设备具有低于大气 压的传递室、与传递室连接的低于大气压的装载室、以及与传递室连接的 多个低于大气压的原子层沉积室。将多个半导体晶片放置到晶片承载器 上,并将晶片承载器设置在装载室内。其上具有晶片的晶片承载器从装载 室移动到传递室内。其上具有晶片的晶片承载器从传递室移动并进入原子 层沉积室之一内。材料是沉积到由所述一个原子层沉积室内的晶片承载器 接纳的各个晶片上的原子层。
在一种实施方式中,原子层沉积方法包括将多个半导体晶片定位到原 子层沉积室内。沉积前体被从与容纳在室内的各个晶片相关联的各个进气 口射出,以有效地将相应的单层形成到容纳在室内的各个晶片上。在形成 所述单层后,吹扫气体被从与容纳在室内的各个晶片相关联的进气口射 出。
在一种实施方式中,原子层沉积设备包括构造用于容纳保持多个半导 体晶片的晶片承载器的低于大气压的装载室。低于大气压的传递室与装载 室连接,并且构造用于容纳保持所述多个半导体晶片的晶片承载器。多个 低于大气压的原子层沉积室与传递室连接,分别构造用于容纳保持所述多 个半导体晶片的晶片承载器,用于共同地原子层沉积到各个晶片上。
在一种实施方式中,原子层沉积设备包括用于成批容纳多个半导体晶 片的沉积室。多个沉积前体入口容纳在室内。各个沉积前体入口与容纳在 沉积室中的相应的各个晶片相关联。

附图说明

下面参看附图描述本发明的优选实施例,其中在附图中:
图1是根据本发明的原子层沉积设备的示例性俯视图。
图2是根据本发明可使用的晶片承载器的透视图。
图3是沿图1中的线3-3得到的示例性截面图。
图4是根据本发明通过原子层沉积室截取的示例性平部分的俯视 图。
图5是图4的可选实施例示意图。
图6是图4的可选实施例示意图。
图7是图4的可选实施例示意图。
图8是图3所示的可选实施例,并且是沿图1中的线3-3截取的用于 这种可选实施例的示例性截面图。

具体实施方式

参看图1,根据本发明一方面构造的原子层沉积设备总体用参考标号 10表示。优选实施例原子层沉积设备10呈群集处理设备形式,具有:低 于大气压的传递室12、与传递室连接的多个低于大气压的原子层沉积室 13、14、和15。低于大气压的装载室16也设置为与传递室12连接。
图2示出了根据本发明某些方面可用的示例性晶片承载器18。优选实 施例晶片承载器18以大体中空的立方体状结构的形式示出,且具有多个 支撑件29,所述支撑件29用于限定多个晶片槽30,所述多个晶片槽30 适于分别容纳所示出的立方体容积内的多个晶片之一。当沉积发生在所容 纳的晶片上时,晶片承载器18也通常在各个处理室内被沉积。优选地, 晶片承载器18由具有非常低的热膨胀系数的材料制成,用于防止沉积在 其上的材料剥落。示例性优选材料是。晶片承载器18仅是示例性 的,且在本发明的各方面中可以预料到任何可能的晶片承载器,无论它是 现存的还是将研发出的。在一个优选实施例中,晶片承载器构造为保持不 多于200个晶片;在另一实施例中,保持不多于100个晶片;而在再一实 施例中,保持不多于50个晶片。在最优选实施例中,晶片承载器构造为 保持不多于25个晶片,保持从20到25个晶片也是一个优选实施例。
在所示出的优选实施例中,半导体晶片被保持在槽30中,且完全容 纳在所示出的晶片承载器的容积之内。当然,可选地,晶片可从晶片承载 器向外突出。所示出的具有由其容纳的多个晶片的晶片承载器将占用由晶 片承载器的三个最大外部线性尺寸的产品限定的装载容积,且在所示出的 优选实施例中,晶片将是尺寸A、B、以及C的产品。仅作为实例,对于 八英寸晶片的25晶片承载器,A、B、以及C的示例性产品是450英寸3。
参看图1,原子层沉积设备的低于大气压的装载室16构造为容纳保持 多个半导体晶片的晶片承载器18。所示出的优选实施例装载室16的内部 体积适于容纳多个这样的晶片承载器。并且,低于大气压的传递室12构 造为容纳保持多个半导体晶片的晶片承载器18。低于大气压的原子层沉积 室13、14、和15分别构造为容纳保持多个半导体晶片的晶片承载器18, 用于共同地原子层沉积到相应室内的各个晶片上。传递机器人20用图解 法示出,用于将相应的晶片承载器18从装载室16移动到传递室12中, 且移动到相应的低于大气压的原子层沉积室13、14、和15内和从低于大 气压的原子层沉积室13、14、和15中移出。
参看图3,用图解法示出了示例性原子层沉积室15的内部体积20。 优选地,内部体积20不大于承载器18的装载体积的125%,更优选地, 不大于装载体积的110%。优选地,群集处理设备10的所有原子层沉积室 的内部体积具有不大于承载器18的装载体积的125%或110%的相应最大 体积,且可被构造为具有用数量表示的共用内部体积。诸如加热线圈的示 例性温度控制线圈22被示出容纳在室15的内部体积20内,用于在沉积 期间进行温度控制。当然,可选地,这种线圈可容纳在内部体积20外部, 部分或完全嵌在室壁中等。
所示出的各个沉积前体气体入口25与由承载器18容纳的相应的各个 晶片24相关联,所述晶片24被容纳用于在室15内进行沉积处理。在一 方面,本发明提出了包括沉积室的原子层沉积设备,所述沉积室构造为成 批容纳多个半导体晶片,其中多个沉积前体入口包含在室内,且各个沉积 前体入口与容纳在沉积室内的相应的各个晶片相关联。因此,所述方面独 立于任何群集处理设备方面以及与之相关的方法,由此独立于包含装载室 和传递室的结构,且不考虑是否使用任何晶片承载器。
在所示出的优选实施例中,在装载有晶片的承载器18容纳在原子层 沉积室内时,至少一个单独的沉积前体入口25与容纳在承载器18内的每 个单独的晶片24相关联。示意性地示出的各个沉积前体气体入口25通过 合适的管道28连接到室15外部,用于与一个或多个合适的沉积前体源连 接。
各个沉积前体气体出口31也在优选实施例中示出,且在承载器18容 纳在所示出的原子层沉积室时与由承载器18容纳的相应的各个晶片24相 关联。所示出的出口31连接到合适的管道32,用于从室排出前体和其它 气体。
在被承载器18容纳时,晶片24可认为是在室内具有相应的球形沉积 表面34,且在所述沉积表面上通过原子层沉积法沉积期望的材料。所示出 的优选实施例的各个气体入口25构造为沿平行于相应的球形沉积表面34 的相应线36射出气体。
在一种实施方式中,各个气体入口25也构造为射出吹扫气体(例如, 通过合适的管道和与管道28相关联的)。在一种实施方式中,与沉积前 体入口分开的不同的多个吹扫气体入口与当承载器容纳在目标沉积室内 时由承载器容纳的相应的各个晶片相关联。优选地,与沉积前体入口一样, 各个吹扫气体入口与容纳在沉积室内的相应的各个晶片相关联。
仅作为实例,用图4-7概略地描述各个示例性实施例。仅作为实例, 每个以水平剖面概略地示出被原子层沉积室内的承载器18保持的晶片24 之一。图4示出了与单个晶片4相关联的单个沉积前体入口40。这可构造 为例如如上所述用于射出沉积前体和吹扫气体。
图5示出了与单个晶片24相关联的沉积前体入口40和吹扫气体入口 42,这些入口跨过相应的单个晶片24完全相对。可选地,仅作为实例, 入口40和42中的每一个可构造为用于射出由操作者选择的沉积前体和吹 扫气体。因此,在一方面,本发明设想了提供多个沉积前体入口,所述多 个沉积前体入口在被处理的晶片成批容纳在沉积室内时与相应的各个晶 片相关联。
图6示出了另外的沉积前体和/或吹扫气体入口46和48。在一种实施 方式中,前体入口40、42、46和48构成多个沉积前体入口,在被处理的 晶片成批容纳在沉积室内时,所述多个沉积前体入口绕相应的各个晶片24 的相应周长均匀地隔开。同样,图5可认为是示出了多个沉积前体入口40、 42,在被处理的晶片成批容纳在沉积室内时,所述多个沉积前体入口绕相 应的各个晶片的相应周长均匀地间隔开。
并且,仅作为实例,图7示出了仅包括两个沉积前体入口40和48的 可选实例,所述沉积前体入口40和48没有绕所示出的晶片24的周长均 匀间隔开。
并且,仅作为实例,且举例来说就图6的结构而言,入口40和42能 够特别地铅垂且仅作为沉积前体入口,沉积前体气体入口46和48能够特 别地被铅垂且仅作为吹扫气体入口,由此吹扫气体入口和沉积前体入口绕 相应的各个晶片的周长交替设置。
仅作为实例,在图8中示出根据本发明的某些方法方面使用的可选实 施例原子层沉积室15a。在适当的地方使用与第一描述的实施例相同的标 号,区别之处仅在于添加后缀“a”。仅作为实例,室15a包括外部容纳的 温度控制线圈22a,所述温度控制线圈22a提供从侧面的温度控制。并且, 前体和/或惰性气体入口28a从顶部导入气体,排气出口32a从沉积室排出 气体。
本发明的某些方面包括原子层沉积方法。所示出和要求保护的示例性 设备能够根据方法的方面实施本发明的方法。然而,本发明的方法方面决 不受设备方面限制,除非字面上要求保护。同样,本发明的设备/设备方面 不受方法方面限制,除非字面上要求保护。
根据原子层沉积方法的一方面,将多个半导体晶片放置到晶片承载器 上,且晶片承载器设置在装载室内。将多个晶片放置到晶片承载器上可发 生在装载室内,也可发生在装载室外。无论如何,其上有晶片的晶片承载 器从装载室移动到传递室内。并且,其上有晶片的晶片承载器从传递室移 动到具有多个这种原子层沉积室的群集处理设备的原子层沉积室之一中。 接着,材料通过任何合适的现有或将研发出的方法被原子层沉积到由一个 原子层沉积室内的晶片承载器容纳的单独的晶片上。并且,本发明优选包 括将另外的多个半导体晶片放置到另一晶片承载器上,且将另一晶片承载 器设置在装载室内,同时进行上述原子层沉积。因此,可使处理生产量最 大。在本发明的方法特性的某些方面,优选原子层沉积使用上述或其它示 例性原子层沉积设备(无论是现有的还是将研发出的)从各个气体出口射 出沉积前体,从各个气体入口射出吹扫气体。
一方面,本发明提出了将材料沉积到晶片承载器上。如上所述,在上 述群集处理内进行多个原子层沉积后,例如,本发明设想了在各个原子层 沉积室内清洁晶片承载器。典型地和优选地,在这种清洁期间没有晶片被 承载器容纳。
在原子层沉积后,本发明的某些方法方面进一步设想了将带有晶片的 承载器移动到传递室内,移动到另一个原子层沉积室中,并将材料原子层 沉积到由另一个原子层沉积室内的晶片承载器容纳的各个晶片上。当然, 在沉积的此方面或任何方面沉积的材料和使用的前体和惰性气体可彼此 相同或不同。
根据一种实施方式,原子层沉积方法将多个半导体晶片放入原子层沉 积室中。所述室可以是现有的或将研发出的室,并且独立于群集型处理设 备或利用装载室和传递室的任何其它设备,也独立于晶片承载器的使用。 无论如何,沉积前体从与容纳在室内的各个晶片相关联的各个气体入口射 出,以有效地将相应的单层形成到容纳在室内的各个晶片上。在形成单层 后,吹扫气体从与容纳在室内的各个晶片相关联的各个气体入口射出。在 其他每个实施例的中,如上所述,可使用上述任何处理和与之相关联的设 备。典型地,在商业上可得到的原子层沉积中,根据本发明的一个方面, 这种方法将包括进行另一沉积前体射出(与第一相同或不同),以有效地 将另一相应的单层(与第一相同或不同)形成到容纳在室内的各个晶片上, 和进行另一吹扫气体射出。可选地认为,对单层进行连续的沉积,以形成 具有期望的最终厚度的一层或多层。
仅作为实例,可使用本发明的方法和设备方面来提供非常快的原子层 沉积循环,且为了沉积和吹扫效果,优选的层状气体流到相应的晶片。并 且在使用装载有晶片的承载器中,使原子层沉积室的体积最小可同样使所 需要的沉积和吹扫气体脉冲时间最小化。
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