[发明专利]具有气体密封的化学沉积室

说明书

本发明涉及具有气体密封的化学沉积室。具有在化学隔离室内形成的化学沉积室的化学沉积装置包括气体密封。化学沉积室包括喷头模块，该喷头模块具有带气体入口的面板，气体入口用于将反应器化学物质输送到晶片腔以处理半导体衬底。喷头模块包括主排放气体出口，以从晶片腔去除反应气体化学物质和惰性气体。惰性气体供给装置输送密封气体，所述密封气体至少部分地通过喷头模块的台阶与基座模块之间的间隙径向向内流动以形成气体密封。次排放气体出口抽出流过间隙的惰性气体中的至少一些，以提供高的佩克莱特数。

技术领域

本发明涉及用于进行化学沉积和用于进行等离子体增强化学沉积的装置和方法。

背景技术

等离子体处理装置可以用于通过包括蚀刻、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、脉冲沉积层(PDL)、等离子体增强脉冲沉积层(PEPDL)处理和抗蚀剂去除的技术处理半导体衬底。例如，用于等离子体处理的一种类型的等离子体处理装置包括含有顶部电极和底部电极的反应室或沉积室。在电极之间施加射频(RF)功率以将工艺气体激发成用于处理反应室中的半导体衬底的等离子体。

发明内容

根据一实施方式，具有气体密封的化学沉积室包括喷头模块和基座模块，所述基座模块被配置为支撑面板下面的晶片腔中的半导体衬底。面板包括多个气体入口，所述多个气体入口被构造成将工艺气体输送到晶片腔。喷头模块包括主排放气体出口，主排放气体出口被配置为从晶片腔中去除反应气体化学物质和惰性气体。喷头模块包括位于晶片腔的外周处的台阶以及被配置为输送惰性气体以在所述台阶与基座模块之间的间隙中形成气体密封的惰性气体供给装置。所述喷头模块包括位于主排放气体出口的径向外侧的次排放气体出口，所述次排放气体出口被构造成去除通过间隙径向向内流动的惰性气体中的至少一些。

根据另一实施方式，一种用于遏制(contain)反应气体化学物质从上述化学沉积室的晶片腔逸出的方法包括以下步骤：(a)将半导体衬底支撑在基座模块上；(b)使工艺气体流过面板的气体入口；(c)通过主排放气体出口从晶片腔中抽出气体；(d)通过使惰性气体流过惰性气体供给装置，使得在所述台阶与所述基座模块之间的间隙中保持气体密封；以及(e)经由次排放气体出口抽出径向向内流过所述间隙的所述惰性气体中的至少一些。

具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：

1.一种具有气体密封的化学沉积室，其包括：

喷头模块和基座模块，所述基座模块被配置为支撑面板下方的晶片腔中的半导体衬底；

所述面板中的气体入口，其被配置为将工艺气体输送至所述晶片腔；

主排放气体出口，其被配置为从所述晶片腔中去除反应气体化学物质和惰性气体；

在所述晶片腔的外周处的环形台阶和惰性气体供给装置，所述惰性气体供给装置被构造成输送惰性密封气体以在所述环形台阶和所述基座模块之间的间隙中形成气体密封；以及

位于所述主排放气体出口的径向外侧的次排放气体出口，所述次排放气体出口被构造成去除通过所述间隙径向向内流动的所述惰性气体中的至少一些。

2.根据条款1所述的化学沉积室，其中所述气体入口位于所述面板的内部中，而所述主排放气体出口位于所述面板的外部中。

3.根据条款1所述的化学沉积室，其中所述主排放气体出口和所述次排放气体出口位于所述环形台阶的下表面中。

4.根据条款1所述的化学沉积室，其还包括围绕所述面板的隔离环，所述环形台阶包括所述隔离环的下部。

5.根据条款1所述的化学沉积室，其中所述主排放气体出口与连接到真空压力源的压力控制节流阀流体连通。