[发明专利]快速脉冲气体传输系统及其方法

说明书

相关申请的交叉引用

本文中提到的引用是以丁俊华的名义于2010年9月29日提交的名为“SYSTEM FOR AND METHOD OF FAST PULSE GAS DELIVERY”，并且委托给当前代理人(代理人案号No.086400-0015(MKS-218))的美国专利申请No.12/893,554；以丁俊华的名义于2011年2月25日提交的名为“METHOD AND APPARATUS FOR MULTIPLE-CHANNEL PULSE GAS DELIVERY SYSTEM”，并且委托给当前代理人(代理人案号No.086400-0027(MKS-219))的美国专利申请No.13/035,534；以及以Vladislav Davidkovich等人的名义于2011年7月28日提交的名为“System and Methods of Controlling Time-Multiplexed Deep Reactive-Ion Etching Processes”，并且委托给当前代理人(代理人案号No.086400-0059(MKS-220))的美国专利申请No.13/193393，所有申请的全部被并入本文。所有的这些申请在下文中被称为“同时待审申请”。

本申请要求以丁俊华的名义于2012年1月5日提交的名为“SYSTEM FOR AND METHOD OF FAST PULSE GAS DELIVERY”，并且委托给当前代理人(代理人案号No.086400-0087(MKS-224))的美国专利申请No.13/344,387的权益；所述专利是以丁俊华的名义于2011年2月25日提交的名为“METHOD AND APPARATUS FOR MULTIPLE-CHANNEL PULSE GAS DELIVERY SYSTEM”，并且委托给当前代理人(代理人案号No.086400-0027(MKS-219))的同时待审美国专利申请No.13/035,534的部分连续案；并且要求以丁俊华、Michael L’Bassi和Tseng-Chung Lee的名义于2011年8月19日提交的名为“SYSTEM AND METHOD OF FAST PULSE GAS DELIVERY”，并且委托给当前代理人(代理人案号No.086400-0078(MKS-224PR))的美国临时专利申请No.61/525,452的优先权。

背景技术

本公开总体上涉及摩尔或者气体传输装置，并且尤其涉及一种用于脉冲气体传输的方法和系统。本文中提到的术语“气体”包括术语“蒸汽”，两个术语被认为是不同的。

背景技术

半导体器件的生产或者制造经常要求仔细的同步以及向处理工具传输的多达十二种气体的精确测量。为了本文的目的，术语“工艺工具(process tool)”可以包括或者可以不包括处理腔。各种配方(recipe)用于生产过程中，涉及多种离散的处理步骤，其中半导体器件通常被清洗、抛光、氧化、掩模化、蚀刻、掺杂、金属化等等。所用的步骤、它们的特别序列以及涉及的材料均有助于制作特定器件。

由于器件尺寸已经收缩至90nm以下，已知的作为原子层沉积或ALD的一种技术被继续被要求用于多种应用，例如用于铜互连的阻挡层沉积、钨成核层的生成以及高导电电介质的生产。在ALD工艺中，两种或者更多种前体气体以脉冲的方式被传输并且在保持真空条件下的过程工其中流经晶圆表面。所述两种或者更多种前体气体以交替或者按序方式流动使得所述气体能够与晶圆表面上的地点或者官能团发生反应。当所有可获得的地点从一种前体气体(例如，气体A)中达到饱和时，反应停止并且清除气体被用于从工艺工具中清除多余的前体分子。随着下一前体气体(例如，气体B)流经晶圆表面，工艺重复进行。对于涉及两种前体气体的工艺，循环能够被定义为前体A的脉冲、清除、前体B的脉冲以及清除。循环可以包括额外前体气体的脉冲，前体气体的重复以及伴随着在前体气体的连续脉冲之间使用清除气体。该序列被重复进行直至获得最终的几何特性，例如厚度。这些连续的，自我限制表面反应导致每次循环沉积膜的单层。