專利名稱：原子層沉積方法和原子層沉積設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及原子層沉積方法和原子層沉積設(shè)備。
背景技術(shù)：
集成電路制造過(guò)程中的半導(dǎo)體處理通常包括在半導(dǎo)體襯底上沉淀層。一種這樣的方法是原子層沉積(ALD)，所述原子層沉積包括在通常維持在低于大氣壓的沉積室中將連續(xù)的單層沉積在襯底上。利用典型的ALD，通常通過(guò)將不同的沉積前體(precursor)連續(xù)供給襯底表面，將連續(xù)的單原子層吸附到襯底上和/或與襯底上的外層起反應(yīng)。
示例性ALD方法包括將單個(gè)汽化前體供給沉積室，以有效地在容納在其內(nèi)的襯底上形成第一單層。此后，使第一沉積前體停止流動(dòng)，并且惰性吹掃氣體流經(jīng)所述室，以有效地從所述室去除沒(méi)有粘附到襯底上的所有剩余的第一前體。隨后，與第一汽化前體不同的第二蒸汽前體流到所述室，以在第一單層上形成第二單層/以第一單層形成第二單層。第二單層可與第一單層起化學(xué)反應(yīng)。附加的前體可形成連續(xù)的單層，或可重復(fù)上述工藝，直到在襯底上形成具有期望厚度的復(fù)合層。
目前的ALD設(shè)備和方法包括單晶片沉積和多晶片沉積。在單晶片處理中，由于工藝的沉積速度較慢，所以單晶片ALD系統(tǒng)具有固有的生產(chǎn)量限制。多晶片沉積利用爐式設(shè)備，所述爐式設(shè)備中通常保持200個(gè)或更多個(gè)供沉積的晶片。因此，這使得需要有非常大的反應(yīng)器體積，通常要求非常長(zhǎng)的沉積前體脈沖時(shí)間，以及吹掃氣體脈沖時(shí)間，這對(duì)每次多個(gè)晶片處理中的產(chǎn)出率造成非常不利的影響。并且，這種大的反應(yīng)器體積導(dǎo)致固有的清潔問(wèn)題，同時(shí)還需要縮短清潔間隔，以防止可沉積在晶片上的材料從爐側(cè)壁剝離。
盡管本發(fā)明致力于解決上述問(wèn)題且基于上述缺陷進(jìn)行改進(jìn)，但是它絕不具有限制目的。本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求(而不受背景技術(shù)、說(shuō)明書的其他部分、或者附圖的解釋或限制)且根據(jù)等同原則限定。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括原子層沉積方法和原子層沉積設(shè)備。在一種實(shí)施方式中，原子層沉積方法包括提供群集處理設(shè)備，所述群集處理設(shè)備具有低于大氣壓的傳遞室、與傳遞室連接的低于大氣壓的裝載室、以及與傳遞室連接的多個(gè)低于大氣壓的原子層沉積室。將多個(gè)半導(dǎo)體晶片放置到晶片承載器上，并將晶片承載器設(shè)置在裝載室內(nèi)。其上具有晶片的晶片承載器從裝載室移動(dòng)到傳遞室內(nèi)。其上具有晶片的晶片承載器從傳遞室移動(dòng)并進(jìn)入原子層沉積室之一內(nèi)。材料是沉積到由所述一個(gè)原子層沉積室內(nèi)的晶片承載器接納的各個(gè)晶片上的原子層。
在一種實(shí)施方式中，原子層沉積方法包括將多個(gè)半導(dǎo)體晶片定位到原子層沉積室內(nèi)。沉積前體被從與容納在室內(nèi)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的各個(gè)進(jìn)氣口射出，以有效地將相應(yīng)的單層形成到容納在室內(nèi)的各個(gè)晶片上。在形成所述單層后，吹掃氣體被從與容納在室內(nèi)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣口射出。
在一種實(shí)施方式中，原子層沉積設(shè)備包括構(gòu)造用于容納保持多個(gè)半導(dǎo)體晶片的晶片承載器的低于大氣壓的裝載室。低于大氣壓的傳遞室與裝載室連接，并且構(gòu)造用于容納保持所述多個(gè)半導(dǎo)體晶片的晶片承載器。多個(gè)低于大氣壓的原子層沉積室與傳遞室連接，分別構(gòu)造用于容納保持所述多個(gè)半導(dǎo)體晶片的晶片承載器，用于共同地原子層沉積到各個(gè)晶片上。
在一種實(shí)施方式中，原子層沉積設(shè)備包括用于成批容納多個(gè)半導(dǎo)體晶片的沉積室。多個(gè)沉積前體入口容納在室內(nèi)。各個(gè)沉積前體入口與容納在沉積室中的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。
下面參看附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的原子層沉積設(shè)備的示例性俯視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明可使用的晶片承載器的透視圖。
圖3是沿圖1中的線3-3得到的示例性截面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明通過(guò)原子層沉積室截取的示例性水平部分的俯視圖。
圖5是圖4的可選實(shí)施例示意圖。
圖6是圖4的可選實(shí)施例示意圖。
圖7是圖4的可選實(shí)施例示意圖。
圖8是圖3所示的可選實(shí)施例，并且是沿圖1中的線3-3截取的用于這種可選實(shí)施例的示例性截面圖。
具體實(shí)施例方式
參看圖1，根據(jù)本發(fā)明一方面構(gòu)造的原子層沉積設(shè)備總體用參考標(biāo)號(hào)10表示。優(yōu)選實(shí)施例原子層沉積設(shè)備10呈群集處理設(shè)備形式，具有低于大氣壓的傳遞室12、與傳遞室連接的多個(gè)低于大氣壓的原子層沉積室13、14、和15。低于大氣壓的裝載室16也設(shè)置為與傳遞室12連接。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明某些方面可用的示例性晶片承載器18。優(yōu)選實(shí)施例晶片承載器18以大體中空的立方體狀結(jié)構(gòu)的形式示出，且具有多個(gè)支撐件29，所述支撐件29用于限定多個(gè)晶片槽30，所述多個(gè)晶片槽30適于分別容納所示出的立方體容積內(nèi)的多個(gè)晶片之一。當(dāng)沉積發(fā)生在所容納的晶片上時(shí)，晶片承載器18也通常在各個(gè)處理室內(nèi)被沉積。優(yōu)選地，晶片承載器18由具有非常低的熱膨脹系數(shù)的材料制成，用于防止沉積在其上的材料剝落。示例性優(yōu)選材料是碳化硅。晶片承載器18僅是示例性的，且在本發(fā)明的各方面中可以預(yù)料到任何可能的晶片承載器，無(wú)論它是現(xiàn)存的還是將研發(fā)出的。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，晶片承載器構(gòu)造為保持不多于200個(gè)晶片；在另一實(shí)施例中，保持不多于100個(gè)晶片；而在再一實(shí)施例中，保持不多于50個(gè)晶片。在最優(yōu)選實(shí)施例中，晶片承載器構(gòu)造為保持不多于25個(gè)晶片，保持從20到25個(gè)晶片也是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
在所示出的優(yōu)選實(shí)施例中，半導(dǎo)體晶片被保持在槽30中，且完全容納在所示出的晶片承載器的容積之內(nèi)。當(dāng)然，可選地，晶片可從晶片承載器向外突出。所示出的具有由其容納的多個(gè)晶片的晶片承載器將占用由晶片承載器的三個(gè)最大外部線性尺寸的產(chǎn)品限定的裝載容積，且在所示出的優(yōu)選實(shí)施例中，晶片將是尺寸A、B、以及C的產(chǎn)品。僅作為實(shí)例，對(duì)于八英寸晶片的25晶片承載器，A、B、以及C的示例性產(chǎn)品是450英寸3。
參看圖1，原子層沉積設(shè)備的低于大氣壓的裝載室16構(gòu)造為容納保持多個(gè)半導(dǎo)體晶片的晶片承載器18。所示出的優(yōu)選實(shí)施例裝載室16的內(nèi)部體積適于容納多個(gè)這樣的晶片承載器。并且，低于大氣壓的傳遞室12構(gòu)造為容納保持多個(gè)半導(dǎo)體晶片的晶片承載器18。低于大氣壓的原子層沉積室13、14、和15分別構(gòu)造為容納保持多個(gè)半導(dǎo)體晶片的晶片承載器18，用于共同地原子層沉積到相應(yīng)室內(nèi)的各個(gè)晶片上。傳遞機(jī)器人20用圖解法示出，用于將相應(yīng)的晶片承載器18從裝載室16移動(dòng)到傳遞室12中，且移動(dòng)到相應(yīng)的低于大氣壓的原子層沉積室13、14、和15內(nèi)和從低于大氣壓的原子層沉積室13、14、和15中移出。
參看圖3，用圖解法示出了示例性原子層沉積室15的內(nèi)部體積20。優(yōu)選地，內(nèi)部體積20不大于承載器18的裝載體積的125％，更優(yōu)選地，不大于裝載體積的110％。優(yōu)選地，群集處理設(shè)備10的所有原子層沉積室的內(nèi)部體積具有不大于承載器18的裝載體積的125％或110％的相應(yīng)最大體積，且可被構(gòu)造為具有用數(shù)量表示的共用內(nèi)部體積。諸如加熱線圈的示例性溫度控制線圈22被示出容納在室15的內(nèi)部體積20內(nèi)，用于在沉積期間進(jìn)行溫度控制。當(dāng)然，可選地，這種線圈可容納在內(nèi)部體積20外部，部分或完全嵌在室壁中等。
所示出的各個(gè)沉積前體氣體入口25與由承載器18容納的相應(yīng)的各個(gè)晶片24相關(guān)聯(lián)，所述晶片24被容納用于在室15內(nèi)進(jìn)行沉積處理。在一方面，本發(fā)明提出了包括沉積室的原子層沉積設(shè)備，所述沉積室構(gòu)造為成批容納多個(gè)半導(dǎo)體晶片，其中多個(gè)沉積前體入口包含在室內(nèi)，且各個(gè)沉積前體入口與容納在沉積室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。因此，所述方面獨(dú)立于任何群集處理設(shè)備方面以及與之相關(guān)的方法，由此獨(dú)立于包含裝載室和傳遞室的結(jié)構(gòu)，且不考慮是否使用任何晶片承載器。
在所示出的優(yōu)選實(shí)施例中，在裝載有晶片的承載器18容納在原子層沉積室內(nèi)時(shí)，至少一個(gè)單獨(dú)的沉積前體入口25與容納在承載器18內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)的晶片24相關(guān)聯(lián)。示意性地示出的各個(gè)沉積前體氣體入口25通過(guò)合適的管道28連接到室15外部，用于與一個(gè)或多個(gè)合適的沉積前體源連接。
各個(gè)沉積前體氣體出口31也在優(yōu)選實(shí)施例中示出，且在承載器18容納在所示出的原子層沉積室時(shí)與由承載器18容納的相應(yīng)的各個(gè)晶片24相關(guān)聯(lián)。所示出的出口31連接到合適的管道32，用于從室排出前體和其它氣體。
在被承載器18容納時(shí)，晶片24可認(rèn)為是在室內(nèi)具有相應(yīng)的球形沉積表面34，且在所述沉積表面上通過(guò)原子層沉積法沉積期望的材料。所示出的優(yōu)選實(shí)施例的各個(gè)氣體入口25構(gòu)造為沿平行于相應(yīng)的球形沉積表面34的相應(yīng)線36射出氣體。
在一種實(shí)施方式中，各個(gè)氣體入口25也構(gòu)造為射出吹掃氣體(例如，通過(guò)合適的管道和與管道28相關(guān)聯(lián)的閥)。在一種實(shí)施方式中，與沉積前體入口分開的不同的多個(gè)吹掃氣體入口與當(dāng)承載器容納在目標(biāo)沉積室內(nèi)時(shí)由承載器容納的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，與沉積前體入口一樣，各個(gè)吹掃氣體入口與容納在沉積室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。
僅作為實(shí)例，用圖4-7概略地描述各個(gè)示例性實(shí)施例。僅作為實(shí)例，每個(gè)以水平剖面概略地示出被原子層沉積室內(nèi)的承載器18保持的晶片24之一。圖4示出了與單個(gè)晶片4相關(guān)聯(lián)的單個(gè)沉積前體入口40。這可構(gòu)造為例如如上所述用于射出沉積前體和吹掃氣體。
圖5示出了與單個(gè)晶片24相關(guān)聯(lián)的沉積前體入口40和吹掃氣體入口42，這些入口跨過(guò)相應(yīng)的單個(gè)晶片24完全相對(duì)?？蛇x地，僅作為實(shí)例，入口40和42中的每一個(gè)可構(gòu)造為用于射出由操作者選擇的沉積前體和吹掃氣體。因此，在一方面，本發(fā)明設(shè)想了提供多個(gè)沉積前體入口，所述多個(gè)沉積前體入口在被處理的晶片成批容納在沉積室內(nèi)時(shí)與相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。
圖6示出了另外的沉積前體和/或吹掃氣體入口46和48。在一種實(shí)施方式中，前體入口40、42、46和48構(gòu)成多個(gè)沉積前體入口，在被處理的晶片成批容納在沉積室內(nèi)時(shí)，所述多個(gè)沉積前體入口繞相應(yīng)的各個(gè)晶片24的相應(yīng)周長(zhǎng)均勻地隔開。同樣，圖5可認(rèn)為是示出了多個(gè)沉積前體入口40、42，在被處理的晶片成批容納在沉積室內(nèi)時(shí)，所述多個(gè)沉積前體入口繞相應(yīng)的各個(gè)晶片的相應(yīng)周長(zhǎng)均勻地間隔開。
并且，僅作為實(shí)例，圖7示出了僅包括兩個(gè)沉積前體入口40和48的可選實(shí)例，所述沉積前體入口40和48沒(méi)有繞所示出的晶片24的周長(zhǎng)均勻間隔開。
并且，僅作為實(shí)例，且舉例來(lái)說(shuō)就圖6的結(jié)構(gòu)而言，入口40和42能夠特別地鉛垂且僅作為沉積前體入口，沉積前體氣體入口46和48能夠特別地被鉛垂且僅作為吹掃氣體入口，由此吹掃氣體入口和沉積前體入口繞相應(yīng)的各個(gè)晶片的周長(zhǎng)交替設(shè)置。
僅作為實(shí)例，在圖8中示出根據(jù)本發(fā)明的某些方法方面使用的可選實(shí)施例原子層沉積室15a。在適當(dāng)?shù)牡胤绞褂门c第一描述的實(shí)施例相同的標(biāo)號(hào)，區(qū)別之處僅在于添加后綴“a”。僅作為實(shí)例，室15a包括外部容納的溫度控制線圈22a，所述溫度控制線圈22a提供從側(cè)面的溫度控制。并且，前體和/或惰性氣體入口28a從頂部導(dǎo)入氣體，排氣出口32a從沉積室排出氣體。
本發(fā)明的某些方面包括原子層沉積方法。所示出和要求保護(hù)的示例性設(shè)備能夠根據(jù)方法的方面實(shí)施本發(fā)明的方法。然而，本發(fā)明的方法方面決不受設(shè)備方面限制，除非字面上要求保護(hù)。同樣，本發(fā)明的設(shè)備/設(shè)備方面不受方法方面限制，除非字面上要求保護(hù)。
根據(jù)原子層沉積方法的一方面，將多個(gè)半導(dǎo)體晶片放置到晶片承載器上，且晶片承載器設(shè)置在裝載室內(nèi)。將多個(gè)晶片放置到晶片承載器上可發(fā)生在裝載室內(nèi)，也可發(fā)生在裝載室外。無(wú)論如何，其上有晶片的晶片承載器從裝載室移動(dòng)到傳遞室內(nèi)。并且，其上有晶片的晶片承載器從傳遞室移動(dòng)到具有多個(gè)這種原子層沉積室的群集處理設(shè)備的原子層沉積室之一中。接著，材料通過(guò)任何合適的現(xiàn)有或?qū)⒀邪l(fā)出的方法被原子層沉積到由一個(gè)原子層沉積室內(nèi)的晶片承載器容納的單獨(dú)的晶片上。并且，本發(fā)明優(yōu)選包括將另外的多個(gè)半導(dǎo)體晶片放置到另一晶片承載器上，且將另一晶片承載器設(shè)置在裝載室內(nèi)，同時(shí)進(jìn)行上述原子層沉積。因此，可使處理生產(chǎn)量最大。在本發(fā)明的方法特性的某些方面，優(yōu)選原子層沉積使用上述或其它示例性原子層沉積設(shè)備(無(wú)論是現(xiàn)有的還是將研發(fā)出的)從各個(gè)氣體出口射出沉積前體，從各個(gè)氣體入口射出吹掃氣體。
一方面，本發(fā)明提出了將材料沉積到晶片承載器上。如上所述，在上述群集處理內(nèi)進(jìn)行多個(gè)原子層沉積后，例如，本發(fā)明設(shè)想了在各個(gè)原子層沉積室內(nèi)清潔晶片承載器。典型地和優(yōu)選地，在這種清潔期間沒(méi)有晶片被承載器容納。
在原子層沉積后，本發(fā)明的某些方法方面進(jìn)一步設(shè)想了將帶有晶片的承載器移動(dòng)到傳遞室內(nèi)，移動(dòng)到另一個(gè)原子層沉積室中，并將材料原子層沉積到由另一個(gè)原子層沉積室內(nèi)的晶片承載器容納的各個(gè)晶片上。當(dāng)然，在沉積的此方面或任何方面沉積的材料和使用的前體和惰性氣體可彼此相同或不同。
根據(jù)一種實(shí)施方式，原子層沉積方法將多個(gè)半導(dǎo)體晶片放入原子層沉積室中。所述室可以是現(xiàn)有的或?qū)⒀邪l(fā)出的室，并且獨(dú)立于群集型處理設(shè)備或利用裝載室和傳遞室的任何其它設(shè)備，也獨(dú)立于晶片承載器的使用。無(wú)論如何，沉積前體從與容納在室內(nèi)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的各個(gè)氣體入口射出，以有效地將相應(yīng)的單層形成到容納在室內(nèi)的各個(gè)晶片上。在形成單層后，吹掃氣體從與容納在室內(nèi)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的各個(gè)氣體入口射出。在其他每個(gè)實(shí)施例的中，如上所述，可使用上述任何處理和與之相關(guān)聯(lián)的設(shè)備。典型地，在商業(yè)上可得到的原子層沉積中，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，這種方法將包括進(jìn)行另一沉積前體射出(與第一相同或不同)，以有效地將另一相應(yīng)的單層(與第一相同或不同)形成到容納在室內(nèi)的各個(gè)晶片上，和進(jìn)行另一吹掃氣體射出。可選地認(rèn)為，對(duì)單層進(jìn)行連續(xù)的沉積，以形成具有期望的最終厚度的一層或多層。
僅作為實(shí)例，可使用本發(fā)明的方法和設(shè)備方面來(lái)提供非?？斓脑訉映练e循環(huán)，且為了沉積和吹掃效果，優(yōu)選的層狀氣體流到相應(yīng)的晶片。并且在使用裝載有晶片的承載器中，使原子層沉積室的體積最小可同樣使所需要的沉積和吹掃氣體脈沖時(shí)間最小化。
權(quán)利要求
1.一種原子層沉積方法，包括提供一種群集處理設(shè)備，所述群集處理設(shè)備具有低于大氣壓的傳遞室、與傳遞室連接的低于大氣壓的裝載室、和與傳遞室連接的低于大氣壓的多個(gè)原子層沉積室；將多個(gè)半導(dǎo)體晶片放置到晶片承載器上，并將晶片承載器設(shè)置在裝載室內(nèi)；將其上具有晶片的晶片承載器從裝載室移動(dòng)到傳遞室內(nèi)；將其上具有晶片的晶片承載器從傳遞室移動(dòng)到其中一個(gè)原子層沉積室內(nèi)；以及將材料原子層沉積到由所述一個(gè)原子層沉積室內(nèi)的晶片承載器容納的各個(gè)晶片上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將多個(gè)半導(dǎo)體晶片放置到晶片承載器上發(fā)生在裝載室內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中容納有多個(gè)晶片的晶片承載器占據(jù)由帶有晶片的承載器的三個(gè)最大外部線性尺寸的產(chǎn)品限定的裝載體積，所述一個(gè)原子層沉積室具有不大于裝載體積的125％的內(nèi)部體積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中容納有多個(gè)晶片的晶片承載器占據(jù)由帶有晶片的承載器的三個(gè)最大外部線性尺寸的產(chǎn)品限定的裝載體積，所述一個(gè)原子層沉積室具有不大于裝載體積的110％的內(nèi)部體積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中容納有多個(gè)晶片的晶片承載器占據(jù)由帶有晶片的承載器的三個(gè)最大外部線性尺寸的產(chǎn)品限定的裝載體積，所有原子層沉積室都具有不大于裝載體積的110％的各自的內(nèi)部體積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中容納有多個(gè)晶片的晶片承載器占據(jù)由帶有晶片的承載器的三個(gè)最大外部線性尺寸的產(chǎn)品限定的裝載體積，所有原子層沉積室都具有不大于裝載體積的110％的共同的內(nèi)部體積。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中放置到晶片承載器上的多個(gè)晶片不多于200個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中放置到晶片承載器上的多個(gè)晶片不多于100個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中放置到晶片承載器上的多個(gè)晶片不多于50個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中放置到晶片承載器上的多個(gè)晶片為從20個(gè)到25個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中容納有多個(gè)晶片的晶片承載器占據(jù)由帶有晶片的承載器的三個(gè)最大外部線性尺寸的產(chǎn)品限定的裝載體積，所述一個(gè)原子層沉積室具有不大于裝載體積的110％的內(nèi)部體積；以及放置到晶片承載器上的多個(gè)晶片不多于50個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在進(jìn)行原子層沉積時(shí)，將另外的多個(gè)半導(dǎo)體晶片放置到另一晶片承載器上，并將所述另一晶片承載器設(shè)置在裝載室內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中將所述另外的多個(gè)半導(dǎo)體晶片放置到另一晶片承載器上發(fā)生在裝載室內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在群集處理設(shè)備內(nèi)的多個(gè)原子層沉積之后，在各個(gè)原子層沉積室內(nèi)清潔晶片承載器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中在清潔期間承載器沒(méi)有容納晶片。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中原子層沉積包括從各個(gè)氣體入口射出沉積前體，所述各個(gè)氣體入口與由一個(gè)原子層沉積室內(nèi)的承載器容納的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中原子層沉積包括從所述各個(gè)前體氣體入口射出吹掃氣體。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中原子層沉積包括從不同的各個(gè)氣體入口射出吹掃氣體，所述不同的各個(gè)氣體入口與由一個(gè)原子層沉積室內(nèi)的承載器容納的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中從各個(gè)氣體入口的射出是沿相應(yīng)線路進(jìn)行的，所述相應(yīng)線路與由一個(gè)原子層沉積室內(nèi)的承載器容納的相應(yīng)的各個(gè)晶片的相應(yīng)球狀沉積表面平行。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述射出是從與由一個(gè)原子層沉積室內(nèi)的承載器容納的每個(gè)單獨(dú)晶片相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)單獨(dú)的氣體入口進(jìn)行的。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中從各個(gè)氣體入口的射出是沿相應(yīng)線路進(jìn)行的，所述相應(yīng)線路與由一個(gè)原子層沉積室內(nèi)的承載器容納的相應(yīng)的各個(gè)晶片的相應(yīng)球狀沉積表面平行。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括在原子層沉積之后，將帶有晶片的承載器移動(dòng)到傳遞室內(nèi)，移動(dòng)到另一原子層沉積室內(nèi)，且將材料原子層沉積到由另一原子層沉積室內(nèi)的晶片承載器容納的各個(gè)晶片上。
23.一種原子層沉積方法，包括將多個(gè)半導(dǎo)體晶片定位到原子層沉積室內(nèi)；從與容納在室內(nèi)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的各個(gè)氣體入口射出沉積前體，以有效地將相應(yīng)的單層形成到容納在室內(nèi)的所述各個(gè)晶片上；以及在形成單層之后，從與容納在室內(nèi)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的各個(gè)氣體入口射出吹掃氣體。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中沉積前體和吹掃氣體從與各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的相同的各個(gè)氣體入口射出。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中沉積前體和吹掃氣體從與各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的不同的各個(gè)氣體入口射出。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，包括進(jìn)行另一沉積前體射出，以有效地將另一相應(yīng)的單層形成到容納在室內(nèi)的所述各個(gè)晶片上，和進(jìn)行另一吹掃氣體射出。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中每個(gè)定位的晶片具有至少一個(gè)與其相關(guān)聯(lián)的單獨(dú)的沉積前體入口，沉積前體從所述前體入口射出，以有效地在每個(gè)定位的晶片上形成單層。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括與容納在室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的多個(gè)沉積前體入口。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述多個(gè)沉積前體入口繞容納在室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片的相應(yīng)周長(zhǎng)均勻地間隔開。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述多個(gè)沉積前體入口繞容納在室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片的相應(yīng)周長(zhǎng)不均勻地間隔開。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中沉積前體和吹掃氣體從與相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的不同的各個(gè)氣體入口射出；至少一個(gè)沉積前體氣體入口和至少一個(gè)吹掃氣體入口跨過(guò)相應(yīng)的各個(gè)晶片完全相對(duì)。
32.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中沉積前體和吹掃氣體從與相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的不同的各個(gè)氣體入口射出；進(jìn)一步包括與容納在室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的多個(gè)沉積前體入口和多個(gè)吹掃氣體入口。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中沉積前體入口和吹掃氣體入口繞容納在室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片的周長(zhǎng)交替。
34.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中沉積前體的射出是沿與定位在室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片的相應(yīng)球狀沉積表面平行的相應(yīng)線路進(jìn)行的。
35.一種原子層沉積設(shè)備，包括低于大氣壓的承載室，所述低于大氣壓的承載室用于容納保持多個(gè)半導(dǎo)體晶片的晶片承載器；低于大氣壓的傳遞室，所述低于大氣壓的傳遞室與裝載室連接，用于容納保持多個(gè)半導(dǎo)體晶片的晶片承載器；以及多個(gè)低于大氣壓的原子層沉積室，所述多個(gè)低于大氣壓的原子層沉積室與傳遞室連接，分別用于單獨(dú)地容納保持多個(gè)半導(dǎo)體晶片的晶片承載器，以共同地原子層沉積到所述各個(gè)晶片上。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中容納有多個(gè)晶片的晶片承載器占據(jù)由帶有晶片的承載器的三個(gè)最大外部線性尺寸的產(chǎn)品限定的裝載體積，至少一部分原子層沉積室具有不大于裝載體積的125％的相應(yīng)內(nèi)部體積。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中容納有多個(gè)晶片的晶片承載器占據(jù)由帶有晶片的承載器的三個(gè)最大外部線性尺寸的產(chǎn)品限定的裝載體積，至少一部分原子層沉積室具有不大于裝載體積的110％的相應(yīng)內(nèi)部體積。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中容納有多個(gè)晶片的晶片承載器占據(jù)由帶有晶片的承載器的三個(gè)最大外部線性尺寸的產(chǎn)品限定的裝載體積，所有原子層沉積室都具有不大于裝載體積的110％的相應(yīng)內(nèi)部體積。
39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中所述晶片承載器保持不超過(guò)200個(gè)的晶片。
40.根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中所述晶片承載器保持不超過(guò)100個(gè)的晶片。
41.根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中所述晶片承載器保持不超過(guò)50個(gè)的晶片。
42.根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中所述晶片承載器保持不超過(guò)25個(gè)的晶片。
43.根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中容納有多個(gè)晶片的所述晶片承載器占據(jù)由帶有晶片的晶片承載器的三個(gè)最大外部線性尺寸的產(chǎn)品限定的裝載體積，至少一部分原子層沉積室具有不大于裝載體積的125％的相應(yīng)內(nèi)部體積；以及所述晶片承載器保持不超過(guò)50個(gè)的晶片。
44.根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，在至少一個(gè)所述原子層沉積室中進(jìn)一步包括各個(gè)沉積前體氣體入口，在所述承載器被容納在所述一個(gè)原子層沉積室中時(shí)，各個(gè)沉積前體氣體入口與由所述承載器容納的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的設(shè)備，其中所述各個(gè)氣體入口還構(gòu)造用于射出吹掃氣體。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括不同的各個(gè)吹掃氣入口，在所述承載器被容納在所述一個(gè)原子層沉積室中時(shí)，不同的各個(gè)吹掃氣入口與由所述承載器容納的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。
47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的設(shè)備，其中所述各個(gè)氣體入口用于沿著相應(yīng)的線路射出氣體，所述相應(yīng)的線路與由所述一個(gè)原子層沉積室中的承載器容納的相應(yīng)的各個(gè)晶片的相應(yīng)球狀沉積表面平行。
48.根據(jù)權(quán)利要求44所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括至少一個(gè)單獨(dú)的沉積前體氣體入口，在所述承載器被容納在所述一個(gè)原子層沉積室中時(shí)，所述至少一個(gè)單獨(dú)的沉積前體氣體入口與每個(gè)單獨(dú)的晶片相關(guān)聯(lián)。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的設(shè)備，其中所述各個(gè)氣體入口構(gòu)造為沿著相應(yīng)的線路射出氣體，所述相應(yīng)的線路與由所述一個(gè)原子層沉積室中的所述承載器容納的相應(yīng)的各個(gè)晶片的相應(yīng)球狀沉積表面平行。
50.根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，在至少一個(gè)所述原子層沉積室中進(jìn)一步包括各個(gè)沉積前體氣體出口，在所述承載器被容納在所述一個(gè)原子層沉積室中時(shí)，所述各個(gè)沉積前體氣體出口與由所述承載器容納的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。
51.根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中所述承載室的內(nèi)部體積適于容納多個(gè)所述晶片承載器。
52.一種原子層沉積設(shè)備，包括沉積室，所述沉積室用于容納成批的多個(gè)半導(dǎo)體晶片；以及所述沉積室內(nèi)的多個(gè)沉積前體入口，各個(gè)沉積前體入口與容納在所述沉積室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其中所述沉積前體入口還用于射出吹掃氣體。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括多個(gè)吹掃氣體入口，所述多個(gè)吹掃氣體入口與所述室內(nèi)的所述沉積前體入口分離開，在所述承載器被容納在所述一個(gè)原子層沉積室中時(shí)，各個(gè)吹掃氣體入口與所述相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。
55.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，包括與成批容納在所述沉積室內(nèi)的每個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)單獨(dú)的沉積前體入口。
56.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括與成批容納在所述沉積室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的多個(gè)沉積前體入口。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)沉積前體入口圍繞成批容納在所述沉積室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片的相應(yīng)周長(zhǎng)均勻地間隔開。
58.根據(jù)權(quán)利要求56所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)沉積前體入口圍繞成批容納在所述沉積室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片的相應(yīng)周長(zhǎng)非均勻地間隔開。
59.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括多個(gè)吹掃氣體入口，所述多個(gè)吹掃氣體入口與所述室內(nèi)的所述沉積前體入口分離開，在成批容納在所述沉積室中時(shí)，各個(gè)吹掃氣體入口與所述相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)；以及至少一個(gè)沉積前體氣體入口和至少一個(gè)吹掃氣體入口，所述至少一個(gè)沉積前體氣體入口和至少一個(gè)吹掃氣體入口越過(guò)成批容納在所述沉積室中的相應(yīng)的各個(gè)晶片完全相對(duì)。
60.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括多個(gè)吹掃氣體入口，所述多個(gè)吹掃氣體入口與所述室內(nèi)的所述沉積前體入口分離開；以及進(jìn)一步包括多個(gè)沉積前體入口和多個(gè)吹掃氣體入口，所述多個(gè)沉積前體入口和多個(gè)吹掃氣體入口與成批容納在所述沉積室中的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)沉積前體入口和所述多個(gè)吹掃氣體入口圍繞成批容納在所述沉積室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片的周長(zhǎng)交替。
62.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其中所述前體入口構(gòu)造在所述沉積室中，用于沿著相應(yīng)的線路噴射所述沉積前體，所述相應(yīng)的線路與由所述一個(gè)原子層沉積室中的所述承載器容納的相應(yīng)的各個(gè)晶片的相應(yīng)球狀沉積表面平行。
63.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括所述沉積室內(nèi)的多個(gè)沉積前體氣體出口，各個(gè)沉積前體氣體出口與容納在所述沉積室內(nèi)的相應(yīng)的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種原子層沉積方法，包括將多個(gè)半導(dǎo)體晶片放置進(jìn)原子層沉積室內(nèi)。沉積前體被與容納在沉積室中的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的各個(gè)氣體入口噴射出，以在容納在沉積室中的晶片上形成相應(yīng)的單層。在形成單層后，吹掃氣體被從與容納在沉積室中的各個(gè)晶片相關(guān)聯(lián)的各個(gè)氣體入口噴射出。原子層沉積設(shè)備包括低于大氣壓的裝載室、低于大氣壓的傳遞室和多個(gè)原子層沉積室。還披露了其他的方面和實(shí)施方式。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1689139SQ03823818
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月8日
發(fā)明者古爾特基·S·桑赫, 特魯格·特里·多恩 申請(qǐng)人:微米技術(shù)有限公司