用于膜轮廓调节的喷头帘式气体方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于膜轮廓调节的喷头帘式气体方法和系统。公开了一种沉积膜的方法和系统。所述方法可以包括：(a)确定用于在所述室内进行膜沉积的工艺条件，所述工艺条件包括在所述室内围绕每个站的周边流动的帘式气体的流动条件，(b)根据(a)中确定的所述工艺条件，在膜沉积期间，使所述帘式气体流到所述室内的每个站，(c)在(b)期间或之后，确定所述室内的所述帘式气体的经调节的流动条件，以改善衬底的不均匀性；以及(d)在(c)之后，根据(c)中确定的所述经调节的流动条件，在膜沉积期间，使所述帘式气体流动。所述系统可以包括气体输送系统、处理室以及具有用于执行(a)

【技术实现步骤摘要】
用于膜轮廓调节的喷头帘式气体方法和系统
本申请是申请号为201710462095.2、申请日为2017年6月19日、专利技术名称为“用于膜轮廓调节的喷头帘式气体方法和系统”的专利技术专利申请的分案申请。


[0001]本专利技术总体上涉及半导体处理领域，更具体地涉及用于膜轮廓调节的喷头帘式气体(curtain gas)方法和系统。

技术介绍

[0002]在半导体行业中，随着集成电路(IC)器件和衬底特征尺寸不断缩小，以及在IC设计(例如，英特尔的三栅晶体管架构)中3D器件结构的使用的增加，薄的保形膜(相对于下伏结构的形状具有均匀厚度的材料膜，即使是非平面的也如此)的沉积能力将继续受到重视。原子层沉积(ALD)是一种成膜技术，其非常适合沉积保形膜，这是因为ALD的单个循环仅沉积单个薄的材料层，而这又是由于ALD工艺涉及在形成一种或多种膜前体反应物的吸附受限层之后才进行前体的成膜表面反应导致的。然后可以使用多个“ALD循环”来建立所需厚度的膜，并且由于每个层都是薄的并且是保形的，因此，所得到的膜基本上符合下面的衬底特征和/或器件结构的形状。
[0003]然而，在半导体制造中采用ALD工艺有许多挑战，通常涉及需要许多ALD循环来构建有明显厚度的膜这一事实。通过专门的半导体处理硬件可以促进快速的ALD循环时间，然而，在没有仔细设计这些沉积设备和在其中执行的成膜操作的情况下，则可能危及所得的ALD膜的均匀性。因此，要寻求改善所沉积的膜的均匀性的方法、系统和装置。

技术实现思路

[0004]在一实施方式中，可以提供一种在多站式半导体处理室内沉积膜的方法。所述方法可以包括：(a)确定用于在所述室内进行膜沉积的工艺条件，所述工艺条件包括在所述室内围绕每个站的周边流动的帘式气体的流动条件；(b)根据(a)中确定的所述工艺条件，在膜沉积期间，使所述帘式气体流到所述室内的每个站；(c)在(b)期间或之后，确定所述室内的所述帘式气体的经调节的流动条件，以改善衬底的不均匀性；以及(d)在(c)之后，根据(c)中确定的所述经调节的流动条件，在膜沉积期间，使所述帘式气体流动。
[0005]在一些实施方式中，所述帘式气体的所述流动条件可以是所述帘式气体的流率，并且所述帘式气体的所述经调节的流动条件可以是所述帘式气体的经调节的流率。
[0006]在一些实施方式中，可以在(d)期间，使所述帘式气体以基本上恒定的流率流动。
[0007]在一些进一步的其他实施方式中，可以在(d)期间，使所述帘式气体以可变的流率流动。
[0008]在一些实施方式中，所述帘式气体的所述流动条件可以是所述帘式气体的分压，并且所述帘式气体的所述经调节的流动条件可以是所述帘式气体的经调节的分压。
[0009]在一些实施方式中，所述工艺条件可以包括所述室的压强，并且所述室内的所述
帘式气体的所述经调节的流动条件可以由所述室的经调节的压强导致。
[0010]在一些实施方式中，所述工艺条件可以包括所述室的排空速率，并且所述室内的所述帘式气体的所述经调节的流动条件可以由所述室的经调节的所述排空速率导致。
[0011]在一些实施方式中，所述帘式气体的流动条件可以是所述帘式气体的流率和所述帘式气体的分压，所述工艺条件可以包括所述室的压强和所述室的排空速率，并且所述室内的所述帘式气体的经调节的所述流动条件可以是以下项中的一种以上：所述帘式气体的经调节的流率、所述帘式气体的经调节的分压、由所述室的经调节的压强导致的流动条件以及由所述室的经调节的排空速率导致的流动条件。
[0012]在一些实施方式中，(d)可以在所述膜沉积的阶段期间进行。
[0013]在一些进一步的实施方式中，(d)可以在膜沉积的以下阶段中的一个或多个阶段期间进行：将每个站中的衬底暴露于材料的前体，从所述室除去所述前体中的至少一些，激活所述前体在每个衬底上的反应，以及在所述反应之后除去所述室内的气体中的至少一些气体。
[0014]在一些实施方式中，(d)可以在所述膜沉积的所有阶段期间进行。
[0015]在一些进一步的实施方式中，(d)可以在可以包括下述阶段的膜沉积的所有下述的阶段期间进行：将每个站中的衬底暴露于材料的前体，从所述室除去所述前体中的至少一些，激活所述前体在每个衬底上的反应，以及在所述反应之后除去所述室内的气体中的至少一些气体。
[0016]在一些实施方式中，所述方法还可以包括在(c)之前识别由所述室内的站中的一个或多个站沉积的膜中的不均匀性，并且(c)的确定可以至少部分地基于所述识别。
[0017]在一些实施方式中，与在(a)中流动的所述帘式气体的流动相比，在(c)中确定的所述帘式气体的所述经调节的流动条件可以包括所述帘式气体中的经调节的氧浓度。
[0018]在一些进一步的实施方式中，在(c)中确定的所述帘式气体的所述经调节的流动条件可以包括纯分子氧。
[0019]在一些实施方式中，所述帘式气体包括氧气和例如氩气或氮气之类的第二组分的混合物。
[0020]在一实施方式中，可以提供一种用于在多站式半导体处理工具中进行膜沉积的系统。所述系统可以包括：气体输送系统；处理室，其包括至少两个站，其中每个站共享所述气体输送系统，并且所述处理室被配置为使帘式气体围绕每个站的周边流动。所述系统还可以包括：控制器，其用于控制所述系统以在分离的站内处理的至少两个衬底上沉积材料，所述控制器包括用于下述操作的控制逻辑：(a)根据用于在所述室内进行膜沉积的工艺条件，在膜沉积期间，使所述帘式气体流动到所述室内的每个站，所述工艺条件包括在所述室内围绕每个站的周边流动的帘式气体的流动条件，(b)在(a)期间或之后，确定在所述室内的所述帘式气体的经调节的流动条件，以改善衬底的不均匀性；以及(c)在(b)之后，根据在(b)中确定的所述经调节的流动条件，在膜沉积期间，使所述帘式气体流动。
[0021]在一些实施方式中，所述帘式气体的所述流动条件可以是所述帘式气体的流率，并且其中所述帘式气体的所述经调节的流动条件可以是所述帘式气体的经调节的流率。
[0022]在一些实施方式中，所述帘式气体的所述流动条件可以是所述帘式气体的分压，并且所述帘式气体的所述经调节的流动条件可以是所述帘式气体的经调节的分压。
[0023]在一些实施方式中，所述工艺条件可以包括所述室的压强，并且所述室内的所述帘式气体的所述经调节的流动条件可以由所述室的经调节的压强导致。
[0024]在一些实施方式中，所述工艺条件可以包括所述室的排空速率，并且所述室内的所述帘式气体的所述经调节的流动条件可以由所述室的经调节的所述排空速率导致。
[0025]在一些实施方式中，所述控制器还可以包括用于下述操作的控制逻辑：(d)将每个站中的衬底暴露于材料的前体；(e)从所述室除去所述前体中的至少一些；(f)激活所述前体在每个衬底上的反应；以及(g)在所述反应之后，除去所述室内的所述气体中的至少一些气体，并且其中(c)在(d)至(g)中的一个或多个期间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在多站式半导体处理室内沉积膜的方法，所述方法包括：(a)在将材料沉积在衬底上的循环沉积工艺的第一组一个或多个沉积循环期间，将帘式气体流至处理室内多个站的至少一个站；(b)将所述帘式气体的流动条件调整为可改善沉积在所述衬底上的所述材料的均匀性的经调节的流动条件；和(c)在(b)之后，根据(b)的所述经调节的流动条件，在所述循环沉积工艺的第二组一个或多个沉积循环期间流动所述帘式气体，从而提高沉积在所述衬底上的所述材料的均匀性。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述帘式气体的所述流动条件是所述帘式气体的流率和/或所述帘式气体的组成，其中，所述帘式气体的所述经调节的流动条件是所述帘式气体的经调节的流率和/或者所述帘式气体的经调节的组成。3.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述流动条件包括向所述帘式气体中加入一种或多种组分，或从帘式气体体中减去一种或多种组分。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述循环沉积工艺是原子层沉积工艺。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述帘式气体包含分子氧。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述经调节的流动条件是所述帘式气体的经调节的组成，其包含所述帘式气体中的经调节的氧气浓度。7.根据权利要求1所述的方法，其中：所述多站式半导体处理室包括吊灯型喷头和围绕所述吊灯型喷头的杆部的喷头套环，以及所述帘式气体通过所述喷头套环流入所述处理室。8.根据权利要求1所述的方法，其中：所述帘式气体包括氧气和选自由氩气和氮气组成的组的第二组分的混合物，以及所述帘式气体的所述经调节的流动条件包括所述帘式气体的经调节的组成。9.根据权利要求1所述的方法，其中：(a)中的所述帘式气体是单组分气体，并且所述经调节的流动条件是包括所述单组分气体的所述帘式气体的经调节的组成。10.根据权利要求9所述的方法，其中：所述单组分气体为氧气，并且所述帘式气体的所述经调节的组成还包括下列的一种或多种：氩气和氮气。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述单组分气体为氧气、氩气或氮气。12.根据权利要求1所述的方法，其中：(a)中的所述帘式气体是包含单组分气体的气体混合物，并且(c)中的所述帘式气体为单组分气体。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述单组分气体为氧气、氩气或氮气。14.根据权利要求12所述的方法，其中所述单组分气体为氧气。15.一种用于在多站式半导体处理工具内执行膜沉积的系统，该系统包括：气体输送系统；处理室，其包括至少两个站，其中：每个站共享所述气体输送系统，并且
所述处理室被配置为使帘式气体围绕每个站的周边流动；以及控制器，其用于控制所述系统以在分离的站内处理的至少两个衬底上沉积材料，所述控制器包括用于下述操作的控制逻辑：(a)在将材料沉积在衬底上的循环沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊时塔克，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：