，該基板處理系統(tǒng)配置有四個(gè)氣體分配組件與具有加載站的四個(gè)電感耦合式派形等離子體源；以及
[0024]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的具有數(shù)個(gè)光學(xué)傳感器的氣體分配板的正視圖。
[0025]為了便于理解，在可能的情況下，已經(jīng)使用完全相同的參考標(biāo)號來指示數(shù)個(gè)附圖共同的完全相同的元件。構(gòu)想了可有益地將一個(gè)實(shí)施例中的數(shù)個(gè)元件與特征結(jié)合進(jìn)數(shù)個(gè)其他實(shí)施例，而無需進(jìn)一步陳述。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施例涉及在處理期間進(jìn)行對晶圓的多種光學(xué)測量的設(shè)備與方法。當(dāng)在此說明書與所附權(quán)利要求書中使用時(shí)，互換使用術(shù)語“基板”與“晶圓”，兩者都指表面或表面的部分，在該表面或表面的部分上可執(zhí)行工藝。本領(lǐng)域技術(shù)人員將也能夠理解，除非另外在上下文中清楚地指示，否則，提及基板也可以僅指該基板的部分。例如，在參照圖1所描述的空間分離的ALD中，可將每一個(gè)前體傳送到基板，但是，在任何給定時(shí)刻，僅將任何單個(gè)的前體流傳送到基板的部分。此外，提及沉積在基板上可以指裸基板以及在上面沉積有或形成有一種或多種膜或特征的基板兩者。
[0027]當(dāng)在此說明書與所附權(quán)利要求書中使用時(shí)，互換使用術(shù)語“反應(yīng)氣體”、“前體”、“反應(yīng)物”等類似用語以意指包含在原子層沉積工藝中可反應(yīng)的種類的氣體。例如，第一“反應(yīng)氣體”可以簡單地吸收到基板表面上，并且可用于與第二反應(yīng)氣體進(jìn)行的進(jìn)一步的化學(xué)反應(yīng)。
[0028]本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施例提供在旋轉(zhuǎn)式處理期間進(jìn)行多種光學(xué)測量的設(shè)備與方法。空間原子層沉積噴淋頭在注入器設(shè)計(jì)中具有數(shù)個(gè)分離的部分，這些分離的部分實(shí)質(zhì)上免受反應(yīng)氣流。因此，沒有膜會被沉積在被定位在這些位置中的光學(xué)儀器上。由于在注入器設(shè)計(jì)中的這些分離的部分，可以安裝數(shù)個(gè)高溫計(jì)、干涉計(jì)與相關(guān)器件來獲得實(shí)際工藝環(huán)境的活動溫度與膜特性數(shù)據(jù)?？梢栽诠に嚽?、工藝期間和/或工藝后獲取該數(shù)據(jù)。這些光學(xué)儀器的放置允許在從該晶圓頂側(cè)的內(nèi)部直徑、中間或外部直徑區(qū)域處監(jiān)測基座或晶圓。
[0029]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的處理腔室20的部分的示意性橫截面視圖。該處理腔室20 —般是可密封外殼，可在真空或至少在低氣壓條件下操作該可密封外殼。系統(tǒng)100包含氣體分配組件30，該氣體分配組件30能夠跨基板60的頂表面61來分配一種或多種氣體。該氣體分配組件30可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知悉的任何合適的組件，并且在此描述的特定氣體分配組件不應(yīng)當(dāng)被視為限制本發(fā)明的范圍。氣體分配組件30的輸出面面向基板60的第一表面61。
[0030]與本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施例一起使用的基板可以是任何合適的基板。在某些實(shí)施例中，基板是剛性的、分立的、總體為平面的基板。當(dāng)在此說明書與所附權(quán)利要求書中使用時(shí)，當(dāng)提及基板時(shí)，術(shù)語“分立的”意味著該基板具有固定尺寸。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的基板是半導(dǎo)體基板，例如，200_或300_直徑的硅基板。在某些實(shí)施例中，該基板是硅、硅鍺、砷化鎵、氮化鎵、鍺、磷化鎵、磷化銦、藍(lán)寶石和碳化硅中的一種或多種。
[0031]該氣體分配組件30包括用于將一個(gè)或多個(gè)氣流傳送到基板60的多個(gè)氣體端口，以及在每一個(gè)氣體端口之間設(shè)置的用于將氣流傳送出處理腔室20的多個(gè)真空端口。在圖1的實(shí)施例中，氣體分配組件30包括第一前體注入器120、第二前體注入器130與凈化氣體注入器140。這些注入器120、130、140可受(未示出的)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(例如，主機(jī))控制，或受腔室專用控制器(例如，可編程邏輯控制器)控制。前體注入器120通過多個(gè)氣體端口 125將化合物A的反應(yīng)前體的連續(xù)(或脈沖)流注入到處理腔室20中。前體注入器130通過多個(gè)氣體端口 135將化合物B的反應(yīng)前體的連續(xù)(或脈沖)流注入到處理腔室20中。凈化氣體注入器140通過多個(gè)氣體端口 145將非反應(yīng)或凈化氣體的連續(xù)(或脈沖)流注入到處理腔室20中。該凈化氣體從處理腔室20中去除反應(yīng)材料與反應(yīng)副產(chǎn)物。該凈化氣體一般是惰性氣體，例如，氮?dú)?、氬氣和氦氣。氣體端口 145設(shè)置在氣體端口 125與氣體端口135之間，以將化合物A的前體與化合物B的前體分離，從而避免這些前體之間的交叉污染。
[0032]在另一方面，可在將多種前體注入到處理腔室20中之前，將(未示出的)遠(yuǎn)程等離子體源連接至前體注入器120與前體注入器130?？赏ㄟ^將電場施加于遠(yuǎn)端等離子體源中的化合物來產(chǎn)生反應(yīng)物的等離子體。可以使用能夠激活所預(yù)期化合物的任何功率源。例如，可以使用采用基于DC、無線電射頻(RF)與微波(Mff)的放電技術(shù)的功率源。如果使用RF功率源，則該RF功率源可以是電容或電感耦合的。也可通過基于熱的技術(shù)、氣體擊穿技術(shù)、高能量光源(例如，UV能)或是暴露于X射線源來產(chǎn)生激活。示例性遠(yuǎn)程等離子體源可從諸如MKS儀器公司(MKS Instruments, Inc.)與優(yōu)儀半導(dǎo)體設(shè)備有限公司(AdvancedEnergy Industries, Inc.)之類的銷售商獲得。
[0033]系統(tǒng)100進(jìn)一步包含栗系統(tǒng)150，該栗系統(tǒng)150連接到處理腔室20。栗系統(tǒng)150一般配置成通過一個(gè)或多個(gè)真空端口 155將氣流排出處理腔室20。真空端口 155設(shè)置在每一個(gè)氣體端口之間，以便在氣流與基板表面反應(yīng)之后將這些氣流排出處理腔室20，以及進(jìn)一步限制這些前體之間的交叉污染。
[0034]該系統(tǒng)100包含多個(gè)分區(qū)160，這些分區(qū)160設(shè)置在處理腔室20上的每一個(gè)端口之間。每一個(gè)分區(qū)的下方部分延伸到靠近該基板60的第一表面61，例如，距該第一表面61大約0.5mm或更遠(yuǎn)。在此方法中，這些分區(qū)160的下方部分與基板表面分開足以在這些氣流與基板表面反應(yīng)之后允許這些氣流圍繞著這些下方部分流向真空端口 155的距離。箭頭198指示這些氣流的方向。因?yàn)檫@些分區(qū)160充當(dāng)對這些氣流的物理阻擋，因此這些分區(qū)160也限制了這些前體之間的交叉污染。所示的布置僅是說明性的，而不應(yīng)當(dāng)被視為限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，所示的氣體分配系統(tǒng)僅是一個(gè)可能的分配系統(tǒng)，并且可以運(yùn)用其他形式的噴淋頭與氣體分配組件。
[0035]這類原子層沉積系統(tǒng)(即，在系統(tǒng)中，同時(shí)使多種氣體分離地流向基板)被稱為空間ALD。操作時(shí)，(例如，由機(jī)器人)將基板60傳送到處理腔室20，并且可在進(jìn)入該處理腔室之前或之后將該基板60放置在梭動機(jī)構(gòu)(shuttle) 65上。使梭動機(jī)構(gòu)65沿著軌道70或某些其他合適的移動機(jī)構(gòu)，穿過處理腔室20移動，從而在氣體分配組件30下方(或上方)通過。在圖1所示的實(shí)施例中，使梭動機(jī)構(gòu)65沿直線路徑移動穿過該腔室。如下文中進(jìn)一步說明的那樣，圖3示出使數(shù)個(gè)晶圓沿圓形路徑移動穿過旋轉(zhuǎn)式處理系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0036]往回參考圖1，當(dāng)基板60移動穿過處理腔室20時(shí)，重復(fù)地使該基板60的第一表面61暴露給來自氣體端口 125的反應(yīng)氣體A與來自氣體端口 135的反應(yīng)氣體B，而來自氣體端口 145的凈化氣體在反應(yīng)氣體A與反應(yīng)氣體B之間。設(shè)計(jì)凈化氣體的注入以在將基板表面110暴露給下一前體之前，從先前的前體中去除未反應(yīng)的材料。在每一次暴露給各種氣流(例如，反應(yīng)氣體或凈化