[发明专利]对称的前体输送

说明书

一种用于处理室的气体输送系统包括用于输送第一化学品的第一通道和用于输送第二化学品的第二通道。第一通道包括第一出口阀，而第二通道包括第二出口阀。涓流气体源连接到第一和第二通道。第一接头耦合到第一出口阀，而第二接头连接到第二出口阀。公共导管连接在第一接头和第二接头之间。第一接头包括用于从推压气体源提供推压气体的输入端，而第二接头包括通向处理室的输出端。在操作期间，每次第一通道或第二通道中的一个处于运行状态。来自涓流气体源的涓流气体流入第一或第二通道中的运行通道和非运行通道。来自推入气体源的推压惰性气体流入第一接头，流过公共导管并从第二接头流出到达处理室。

技术领域

所呈现的实施方案涉及半导体衬底处理，更具体而言，涉及用于向处理室提供不同化学品前体以进行测试的气体输送工具。

背景技术

有许多类型的膜沉积处理，其常用于半导体制造领域中，以限定不同类型的特征。用于在衬底上产生薄膜的一些示例性沉积处理包含物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD-例如等离子体增强CVD)或原子层沉积(ALD)。

在PVD处理中，处于液体形式的纯的源材料被转化为气相前体并输送至处理室。通过利用使用高功率电力、激光烧蚀的技术以受控方式将液体前体转化为气相前体。当被施加至衬底时，气相前体在衬底表面上凝结而产生期望的层。在整个处理中没有化学反应发生。

在CVD处理中，使源材料与用作载体的挥发性前体混合。将混合物以气相注入至处理室(在其中接收衬底)中以在衬底上沉积膜。该混合物的反应物与衬底表面进行反应，从而导致膜沉积。

ALD处理是CVD的子类。ALD是循环处理，其通过将已知的CVD处理分成自饱和沉积循环的迭代序列而执行。所得到的膜是高度保形的、平滑的、且具有优异的物理性质。与反应气体同时被施加至室中的CVD不同，ALD的反应气体(即，前体)被顺序地引入以使气体能够与衬底表面进行反应，而不是彼此进行反应。ALD处理涉及一系列的脉冲化和清除步骤，在这些步骤中，通过交替地使前体、反应性气体一次一种地脉冲化进入处理室、并在每一脉冲之间利用惰性气体进行清除而使层形成。例如，在第一脉冲化步骤期间，第一前体以气体形式被引入，其被吸收(或吸附)在衬底的表面上，该衬底被接纳在处理室中。在此之后进行清除步骤，其中利用惰性气体清除处理室中的第一气体前体。后续的脉冲化步骤包含将第二前体以等离子体形式引入，其与被吸附的前体进行反应而形成期望材料的单层。进行第二清除步骤以将第二前体和任何副产物从处理室中去除。通过调节脉冲和清除的序列，由ALD所产生的膜通过重复切换两种或更多种前体/反应性气体在衬底上的循序流动而一次一原子层地沉积。

当必须针对上述任何沉积工艺测试新化学品时，必须花费大量的开销时间。这些时间中的大部分是由于硬件配置导致的。例如，为了测试新的前体在处理室中的性能，必须在与当前使用的第一前体相同的工艺条件下测试新的前体，以使测试结果具有可比性。

在常规系统中，当需要测试不同的化学品时，不同的化学品通过单独的(individual)通道提供，而无需考虑硬件布局在通往处理室的路径中的影响(例如，配件数量、管线长度、弯头数量等)。但是，由于硬件布局而引起的压降差不允许进行简单的过程透明性测试。因此，为了具有相似的工艺条件，必须调整工艺配方，以使得用于第一前体的工艺配方将与用于测试新前体的工艺配方匹配。在这些工作压强范围和流率下，压降差(影响测试结果的关键因素)主要是由于管线布局(即类型、配件数量、弯头数量、管线长度和管线宽度)。使用与第一前体相同的工艺配方同时考虑到压降差来测试新前体性能的一种方式是将供应新前体的安瓿移动到第一前体安瓿位置。由于需要遵循设施安全措施，这种改变通常至少导致相当大的工具停机时间(例如约5天)。

就是在此背景下，发明产生了。

发明内容