发明名称 原子层沈积方法及原子层沈积工具
摘要 本发明揭示一种原子层沈积方法,其包括定位复数个半导体晶圆于原子层沈积室内。沈积从连接室内接收的个别晶圆相关联的个别气体入口喷射的先驱物,有效形成一个别单层于室内接收的该个别晶圆上面。形成单层后,冲洗从连接室内接收的该等个别晶圆相关联的个别气体入口喷射的气体。原子层沈积工具包括一真空负载室,一真空转运室,及复数个原子层沈积室。以下揭示其他特征及实施。
申请公布号 TWI234812 申请公布日期 2005.06.21
申请号 TW092127784 申请日期 2003.10.07
申请人 麦克隆科技公司 发明人 古堤S. 山胡;董春
分类号 H01L21/205 主分类号 H01L21/205
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种原子层沈积方法,其包括:提供一丛集式处理工具,其具有一真空转运室、一连接转运室的真空负载室、及复数个连接转运室的真空原子层沈积室;放置复数个半导体晶圆在晶圆载体上及提供晶圆载体至负载室内;将晶圆载体及其上的晶圆从负载室移至转运室;将晶圆载体及其上的晶圆从转运室移至该等原子层沈积室之其一;及原子层沈积一材料于在一原子层沈积室内由该晶圆载体所接收的个别晶圆上面。2.如申请专利范围第1项之方法,其中放置复数个晶圆在晶圆载体上系发生在负载室内。3.如申请专利范围第1项之方法,其中该晶圆载体具有复数个已接收晶圆,因而占有一由载体及晶圆的三个最大外部线性尺寸的乘积所定义的负载体积,该一原子层沈积室具有一内部容积不大于125%的负载体积。4.如申请专利范围第1项之方法,其中该晶圆载体具有复数个已接收晶圆,因而占有一由载体及晶圆的三个最大外部线性尺寸的乘积所定义的负载体积,该一原子层沈积室具有一内部容积不大于110%的负载体积。5.如申请专利范围第1项之方法,其中该晶圆载体具有复数个已接收晶圆,因而占有一由载体及晶圆的三个最大外部线性尺寸的乘积所定义的负载体积,所有原子层沈积室分别具有一内部容积不大于110%的负载体积。6.如申请专利范围第1项之方法,其中晶圆载体具有复数个已接收晶圆,因而占有一由载体及晶圆的三个最大外部线性尺寸的乘积所定义的负载体积,所有原子层沈积室具有一共用内部容积不大于110%的负载体积。7.如申请专利范围第1项之方法,其中放置在晶圆载体上的复数个晶圆不大于200个。8.如申请专利范围第1项之方法,其中放置在晶圆载体上的复数个晶圆不大于100个。9.如申请专利范围第1项之方法,其中放置在晶圆载体上的复数个晶圆不大于50个。10.如申请专利范围第1项之方法,其中放置在晶圆载体上的复数个晶圆为20至25个。11.如申请专利范围第1项之方法,其中,该晶圆载体具有复数个接收晶圆,因而占有一由载体及晶圆的三个最大外部线性尺寸的乘积所定义的负载体积,该一原子层沈积室具有一内部容积不大于110%的负载体积;及放置在晶圆载体上的复数个晶圆不大于50个。12.如申请专利范围第1项之方法,进一步包括在进行原子层沈积期间,放置另外复数个半导体晶圆于另外晶圆载体上及提供另外晶圆载体至负载室内。13.如申请专利范围第12项之方法,其中放置另外复数个晶圆在另外晶圆载体上系发生在负载室内。14.如申请专利范围第1项之方法,进一步包括在丛集式处理工具内复数次的原子层沈积后,清洗个别原子层沈积室内的晶圆载体。15.如申请专利范围第14项之方法,在清洗期间该载体不接收晶圆。16.如申请专利范围第1项之方法,其中该原子层沈积包括从个别气体入口关联的一原子层沈积室内由该载体接收的个别晶圆喷射沈积先驱物。17.如申请专利范围第16项之方法,其中该原子层沈积包括从该个别先驱物气体入口喷射冲洗气体。18.如申请专利范围第16项之方法,其中该原子层沈积包括从不同个别气体入口关联的一原子层沈积室内由该载体接收的个别晶圆喷射冲洗气体。19.如申请专利范围第16项之方法,其中从个别气体入口之该喷射系沿平行在一原子层沈积室内之该载体所接收的个别晶圆的个别球形沈积表面的个别线。20.如申请专利范围第16项之方法,其中该喷射至少从一个别气体入口关联的一原子层沈积室内由该载体接收的个别晶圆。21.如申请专利范围第20项之方法,其中从个别气体入口之该喷射系沿平行在一原子层沈积室内由该载体接收的个别晶圆的个别球形沈积表面的个别线。22.如申请专利范围第16项之方法,进一步包括在原子层沈积后,移动载体及晶圆进入转运室及进入另外的原子层沈积室,及原子层沈积一种材料至在另外的原子层沈积室内由该晶圆载体接收的个别晶圆上面。23.一种原子层沈积方法,其包括:定位复数个半导体晶圆于一原子层沈积室内;喷射来自从个别气体入口的沈积先驱物关联的由室内接收的个别晶圆,以有效形成一个别单层于室内接收的该等个别晶圆上面;及形成单层后,从个别气体入口喷射冲洗气体关联的由室内接收的该等个别晶圆。24.如申请专利范围第23项之方法,其中该沈积先驱物及冲洗气体系从关联个别该等晶圆的相同的个别气体入口喷射。25.如申请专利范围第23项之方法,其中该沈积先驱物及冲洗气体系从关联个别该等晶圆的不同的个别气体入口喷射。26.如申请专利范围第23项之方法,其包括进行另外沈积先驱物喷射,以有效形成另外的个别单层在室内所接收的个别该等晶圆上面,及进行另外清洗气体喷射。27.如申请专利范围第23项之方法,其中各定位晶圆具有至少一个别沈积先驱物入口关联于从其入口喷射的沈积先驱物,以有效形成一单层于各定位晶圆上。28.如申请专利范围第23项之方法,进一步包括复数个沈积先驱物入口关联于室内所接收的个别晶圆。29.如申请专利范围第28项之方法,其中该等复数个沈积先驱物入口系等距分布于室内所接收的个别该等晶圆的周围处。30.如申请专利范围第28项之方法,其中该复数个沈积先驱物入口系不等距分布于室内接收的个别该等晶圆的个别周围处。31.如申请专利范围第23项之方法,其中该沈积先驱物及该冲洗气体系从关联个别晶圆的不同的个别气体入口喷射;至少一沈积先驱物气体入口及至少一冲洗气体入口系跨越个别晶圆径向相对。32.如申请专利范围第23项之方法,其中该沈积先驱物及该冲洗气体系从关联个别晶圆的不同的个别气体入口喷射;及进一步包括复数个沈积先驱物气体入口及复数个冲洗气体入口关联室内所接收的个别该等晶圆。33.如申请专利范围第32项之方法,其中该沈积先驱物入口及该冲洗气体入口交互于室内接收个别晶圆的周围处。34.如申请专利范围第23项之方法,其中该沈积先驱物的喷射系沿平行室内定位的个别晶圆的个别球形沈积表面的个别线。35.一种原子层沈积工具,其包括:一真空负载室配置成用以接收一支撑复数个半导体晶圆的晶圆载体;一连接负载室的真空转运室及配置成用以接收支撑复数个半导体晶圆的该晶圆载体;及复数个连接转运室的真空原子层沈积室及分别地个别配置成用以接收支撑复数个半导体晶圆的该晶圆载体,用于集体原子层沈积在个别该等晶圆上面。36.如申请专利范围第35项之工具,其中该晶圆载体具有复数个已接收晶圆,因而占有由载体及晶圆的三个最大外部线性尺寸的乘积所定义的一负载体积,至少一些该等原子层沈积室个别具有内部容积不大于125%的负载体积。37.如申请专利范围第35项之工具,其中该晶圆载体具有复数个已接收晶圆,因而占有由载体及晶圆的三个最大外部线性尺寸的乘积所定义的一负载体积,至少一些原子层沈积室个别具有内部容积不大于110%的负载体积。38.如申请专利范围第35项之工具,其中该晶圆载体具有复数个已接收晶圆,因而占有由载体及晶圆的三个最大外部线性尺寸的乘积所定义的一负载体积,所有原子层沈积室个别具有一内部容积不大于110%的负载体积。39.如申请专利范围第35项之工具,其中该晶圆载体支撑不大于200个晶圆。40.如申请专利范围第35项之工具,其中该晶圆载体支撑不大于100个晶圆。41.如申请专利范围第35项之工具,其中该晶圆载体支撑不大于50个晶圆。42.如申请专利范围第35项之工具,其中该晶圆载体支撑不大于25个晶圆。43.如申请专利范围第35项之工具,其中,该晶圆载体具有复数个已接收晶圆,因而占有一由载体及晶圆的三个最大外部线性尺寸的乘积所定义的负载体积,至少一些原子层沈积室个别具有内部容积不大于125%的负载体积;及该晶圆载体支撑不大于50个晶圆。44.如申请专利范围第35项之工具,进一步包括当在一原子层沈积室内接收该载体时,在至少一原子层沈积室之内,个别沈积先驱物气体入口关联于由该载体所接收的个别晶圆。45.如申请专利范围第44项之工具,其中该等个别气体入口也配置成用以喷射冲洗气体。46.如申请专利范围第44项之工具,进一步包括当在一原子层沈积室内被接收该载体时,不同个别冲洗气体入口关联由该载体所接收的个别晶圆。47.如申请专利范围第44项之工具,其中该等个别气体入口系配置成用以喷射沿平行一原子层沈积室内由该载体所接收的个别晶圆的个别球形沈积表面的个别线之气体。48.如申请专利范围第44项之工具,进一步包括当在一原子层沈积室内接收该载体时,至少一个别沈积先驱物气体入口关联个别晶圆。49.如申请专利范围第48项之工具,其中该等个别气体入口系配置成用以喷射沿平行一原子层沈积室内由该载体所接收的个别晶圆的个别球形沈积表面的个别线之气体。50.如申请专利范围第35项之工具,进一步包括当一原子层沈积室内接收该载体时,在至少一原子层沈积室之内,个别沈积先驱物气体出口分别关联于由该载体接收的个别晶圆。51.如申请专利范围第35项之工具,其中该负载室具有内部容积大小以接收复数个该等晶圆载体。52.一种原子层沈积工具,其包括:一沈积室配置成用以接收一批复数个半导体晶圆;及复数个沈积先驱物入口位于该室内,个别沈积先驱物入口关联的沈积室内所接收的个别该等晶圆。53.如申请专利范围第52项之工具,其中该沈积先驱物入口也配置成用以喷射冲洗气体。54.如申请专利范围第52项之工具,进一步包括复数个与室内沈积先驱物入口分离的冲洗气体入口,当该沈积室内接收一批晶圆时,个别该等冲洗气体入口关联个别该等晶圆的该分别晶圆。55.如申请专利范围第52项之工具,其包括当在该室内接收一批晶圆时,至少一个别沈积先驱物气体入口关联个别晶圆。56.如申请专利范围第52项之工具,进一步包括当在该室内接收一批晶圆时,复数个沈积先驱物入口关联个别晶圆。57.如申请专利范围第56项之工具,其中当该室内接收一批晶圆时,该等复数个沈积先驱物入口系等距分布于个别该等晶圆之个别周围处。58.如申请专利范围第56项之工具,其中该等复数个沈积先驱物入口系不等距分布于该室内已接收的个别晶圆之个别周围处。59.如申请专利范围第52项之工具,进一步包括复数个与室内沈积先驱物入口分离的冲洗气体入口,当该沈积室内接收一批晶圆时,个别冲洗气体入口关联该等个别晶圆,及当该沈积室内接收一批晶圆时,至少一沈积先驱物气体入口及至少一冲洗气体入口跨越个别晶圆径向相对。60.如申请专利范围第52项之工具,其中当该沈积室内接收一批晶圆时,进一步包括复数个与室内沈积先驱物入口分离的冲洗气体入口,及进一步包括复数个沈积先驱物入口及复数个清洗气体入口关联的个别晶圆。61.如申请专利范围第60项之工具,其中当在室内接收一批晶圆时,该沈积先驱物入口及冲洗气体入口交互于个别晶圆的周围处。62.如申请专利范围第52项之工具,其中当该室内接收已定位的一批晶圆时,该等先驱物入口配置成用来室内喷射该沈积先驱物沿平行个别晶圆的个别球形沈积表面的个别线。63.如申请专利范围第52项之工具,进一步包括复数个位于该室内的沈积先驱物气体入口,个别沈积先驱物出口和沈积室内接收的个别该等晶圆相关联。图式简单说明:图1为根据本发明之一方面的原子层沈积工具的俯视图。图2为根据本发明之方面可使用的晶圆载体的透视图。图3为沿图1切线3-3的断面图。图4为根据本发明之一方面沿着原子层沈积室之范例水平断面之俯视立面图。图5为图4另外具体实施例的说明。图6为图4另外具体实施例的说明。图7为图4另外具体实施例的说明。图8为图3另外具体实施例的说明,并说明用于此另外具体实施例之图1沿切线3-3的断面图。
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