專(zhuān)利名稱(chēng)：具有多個(gè)等離子體室的游離基反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使用原子層沉積(ALD)在襯底上沉積一個(gè)或者多個(gè)材料層的游離基反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
原子層沉積(ALD)是用于在襯底上沉積一個(gè)或者多個(gè)材料層的薄膜沉積技術(shù)。ALD使用兩種類(lèi)型化學(xué)物，一種是源前體而另一種是反應(yīng)物前體。一般而言，ALD包括四個(gè)階段:(i)注入源前體，( )去除源前體的物理吸收層，(iii)注入反應(yīng)物前體以及(iv)去除反應(yīng)物前體的物理吸收層。ALD可以是在可以獲得所需厚度的層之前可能需要延長(zhǎng)的時(shí)間量或者許多重復(fù)的緩慢過(guò)程。因此，為了加速過(guò)程，如在公開(kāi)號(hào)為2009/0165715的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中描述的具有單元模塊(所謂的線性注入器)的汽相沉積反應(yīng)器或者其它相似設(shè)備可以用來(lái)加速ALD工藝。單元模塊包括用于源材料的注入單元和排放單元(源模塊)以及用于反應(yīng)物的注入單元和排放單元(反應(yīng)物模塊)。常規(guī)ALD汽相沉積室具有用于在襯底上沉積ALD層的一組或者多組反應(yīng)器。隨著襯底在反應(yīng)器以下穿過(guò)，所以襯底暴露于源前體、吹掃氣體和反應(yīng)物前體。在襯底上沉積的源前體分子與反應(yīng)物前體分子反應(yīng)或 者源前體分子替換為反應(yīng)物前體分子以在襯底上沉積材料層。在使襯底暴露于源前體或者反應(yīng)物前體之后，襯底可以暴露于吹掃氣體以從襯底去除過(guò)量源前體分子或者反應(yīng)物前體分子。
發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例涉及使用具有多個(gè)等離子體室的游離基(radical)反應(yīng)器在襯底上沉積一個(gè)或者多個(gè)材料層，每個(gè)等離子體室在不同條件下用于生成不同氣體的游離基。可以在不同條件下在等離子體室中形成氣體的游離基。因此，游離基反應(yīng)器形成有多個(gè)等離子體室，這些等離子體室放置于適當(dāng)條件中以用于生成向等離子體室中注入的氣體的游離基。在一個(gè)實(shí)施例中，游離基反應(yīng)器具有與襯底裝配于其上的基座相鄰放置的本體。本體可以形成有:第一等離子體室，被配置用于接收第一氣體；第二等離子體室，被配置用于接收第二氣體；以及混合室，連接到第一等離子體室和第二等離子體室以從第一等離子體室和第二等離子體室接收第一氣體的游離基和第二氣體的游離基。等離子體室從襯底遠(yuǎn)離定位以防止向等離子體室施加的電壓影響襯底或者在襯底上形成的設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，第一內(nèi)電極在第一等離子體室內(nèi)延伸。第一內(nèi)電極被配置用于通過(guò)跨第一內(nèi)電極和第一外電極施加第一電壓差在第一等離子體室內(nèi)生成第一氣體的游離基。第二內(nèi)電極在第二等離子體室內(nèi)延伸。第二內(nèi)電極被配置用于通過(guò)跨第二內(nèi)電極和第二外電極施加第二電壓差在第二等離子體室內(nèi)生成第二氣體的游離基。第一電壓差大于或者小于第二電壓差。在一個(gè)實(shí)施例中，本體還形成有混合室，第一氣體的游離基和第二氣體的游離基在與襯底發(fā)生接觸之如在該混合室中混合。
在一個(gè)實(shí)施例中，本體還形成有將第一等離子體室連接到第一氣體源的第一通道和將第二等離子體室連接到第二氣體源的第二通道。在一個(gè)實(shí)施例中，本體還形成有將第一等離子體室與混合室連接的至少一個(gè)第一穿孔和將第二等離子體室與混合室連接的至少一個(gè)第二穿孔。在一個(gè)實(shí)施例中，沿著第一平面對(duì)準(zhǔn)第一通道、第一電極、第一等離子體室和第一穿孔。也沿著相對(duì)于第一平面成角度定向的第二平面對(duì)準(zhǔn)第二通道、第二電極、第二等離子體室和第二穿孔。在一個(gè)實(shí)施例中，第一穿孔和第二穿孔朝著混合室內(nèi)的相同內(nèi)部區(qū)域定向以有助于混合游離基。在一個(gè)實(shí)施例中,游離基反應(yīng)器放置于基座上方以隨著基座在游離基反應(yīng)器下方移動(dòng)而注入游離基。在一個(gè)實(shí)施例中，本體在游離基反應(yīng)器的相對(duì)側(cè)形成有兩個(gè)出口。在一個(gè)實(shí)施例中，本體形成有:第一混合室，在該第一混合室中，從第一等離子體室和第二等離子體室注入第一氣體的游離基和第二氣體的游離基以用于混合；第二混合室，與襯底相向，用于允許經(jīng)混合的游離基與襯底發(fā)生接觸；以及連通通道，連接第一混合室和第二混合室。在一個(gè)實(shí)施例中，游離基反應(yīng)器用于對(duì)襯底執(zhí)行原子層沉積(ALD)。
實(shí)施例也涉及一種用于使用原子層沉積(ALD)在襯底上沉積一個(gè)或者多個(gè)材料層的沉積裝置。沉積裝置包括游離基反應(yīng)器，游離基反應(yīng)器具有形成于其中以用于在不同條件下生成氣體的游離基的多個(gè)游離基反應(yīng)器。實(shí)施例也涉及一種使用原子層沉積(ALD)在襯底上沉積一層或者多層的方法。該方法包括向形成于游離基反應(yīng)器中的第一等離子體室中注入第一氣體。在第一條件下在第一等離子體室中生成第一氣體的游離基。向形成于游離基反應(yīng)器中的第二等離子體室中注入第二氣體。在與第一條件不同的第二條件下在第二等離子體室中生成第二氣體的游離基。在形成于游離基反應(yīng)器中的混合室中混合第一氣體的游離基與第二氣體的游離基。向襯底上注入混合的游離基。在一個(gè)實(shí)施例中，第一條件涉及跨第一等離子體室的內(nèi)電極和外電極施加第一電壓電平，并且第二條件涉及跨第二等離子體室的內(nèi)電極和外電極施加第二電壓電平。
圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的線性沉積設(shè)備的截面圖。圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的線性沉積設(shè)備的透視圖。圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)沉積設(shè)備的透視圖。圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的反應(yīng)器的透視圖。圖5A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的游離基反應(yīng)器的俯視圖。圖5B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的沿著圖5A的線A-A'截取的游離基反應(yīng)器的截面圖。圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的沿著圖5A的線B-B'截取的游離基反應(yīng)器的截面圖。圖7至圖9是根據(jù)各種實(shí)施例的游離基反應(yīng)器的截面圖。圖10是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的向襯底上注入混合的游離基的工藝的流程圖。
具體實(shí)施例方式這里參照附圖描述實(shí)施例。然而可以用許多不同形式實(shí)現(xiàn)這里公開(kāi)的原理并且不應(yīng)解釋這些原理為限于這里闡述的實(shí)施例。在描述中可以省略眾所周知的特征和技術(shù)的細(xì)節(jié)以免不必要地模糊實(shí)施例的特征。在附圖中，附圖中的相似標(biāo)號(hào)表示相似元件。為了清楚，可以夸大附圖的形狀、尺寸和區(qū)域等。實(shí)施例涉及在游離基反應(yīng)器中提供兩個(gè)或者更多等離子體室以在不同條件下生成氣體的游離基用于在原子層沉積(ALD)工藝中使用。游離基反應(yīng)器具有如下本體，該本體具有多個(gè)通道和對(duì)應(yīng)等離子體室。電極放置于每個(gè)等離子體室中和周?chē)栽诳珉姌O施加電壓時(shí)生成等離子體。等離子體生成在等離子體室中存在的氣體的游離基。然后向混合室中注入在等離子體室中生成的游離基用于與來(lái)自另一等離子體室的另一氣體的游離基混合，并且然后向襯底上注入。通過(guò)在游離基反應(yīng)器中提供兩個(gè)或者更多等離子體室，可以避免需要多個(gè)游離基反應(yīng)器。這里描述的等離子體室是指向其中注入氣體用于生成氣體的游離基的腔。電極放置于等離子體室中和/或周?chē)栽诳珉姌O施加電壓時(shí)在等離子體室中生成等離子體。等離子體室可以從襯底遠(yuǎn)離定位以防止等離子體或者電火花影響襯底或者襯底上的設(shè)備。這里描述的混合室是指在其中混合兩種或者更多種氣體的游離基的腔。圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的線性沉積設(shè)備100的截面圖。圖2是圖1的線性沉積設(shè)備100 (無(wú)室壁110以便于說(shuō)明)的透視圖。線性沉積設(shè)備100可以包括支撐柱118、處理室110和一個(gè)或者多個(gè)反應(yīng)器136以及其·它部件。反應(yīng)器136可以包括注入器和游離基反應(yīng)器中的一個(gè)或者多個(gè)。注入器模塊中的每個(gè)注入器模塊向襯底120上注入源前體、反應(yīng)物前體、吹掃氣體或者這些材料的組合。游離基反應(yīng)器向襯底120上注入一種或者多種氣體的游離基。游離基可以充當(dāng)源前體、反應(yīng)物前體或者用于處理襯底120的表面的材料?？梢詫⒂杀?10包圍的處理室維持在真空狀態(tài)中以防止污染物影響沉積工藝。處理室包含接收襯底120的基座128?；?28放置于用于滑動(dòng)移動(dòng)的支撐板124上。支撐板124可以包括用于控制襯底120的溫度的溫度控制器(例如加熱器或者冷卻器)。線性沉積設(shè)備100也可以包括有助于向基座128上加載襯底120或者從基座128卸裝襯底120的升降銷(xiāo)(lift pin) ο在一個(gè)實(shí)施例中，基座128固著至托架210，托架210沿在其上形成有螺桿的延伸棒138移動(dòng)。托架210具有在它們的接收延伸棒138的孔中形成的對(duì)應(yīng)螺桿。延伸棒138固著到馬達(dá)114的主軸，因此延伸棒138隨著馬達(dá)114的主軸旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。延伸棒138的旋轉(zhuǎn)使托架210 (并且因此使基座128)在支撐板124上產(chǎn)生線性移動(dòng)。通過(guò)控制馬達(dá)114的速度和旋轉(zhuǎn)方向，可以控制基座128的線性移動(dòng)的速度和方向。馬達(dá)114和延伸棒138的使用僅為用于移動(dòng)基座128的機(jī)制的例子。可以使用移動(dòng)基座128的各種其它方式(例如在基座128的底部、頂部或者側(cè)部處使用齒輪和小齒輪)。另外，基座128可以保持靜止并且可以移動(dòng)反應(yīng)器136而不是移動(dòng)基座128。圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)沉積設(shè)備300的透視圖。根據(jù)另一實(shí)施例，旋轉(zhuǎn)沉積設(shè)備300可以用來(lái)執(zhí)行沉積工藝而不是使用圖1的線性沉積設(shè)備100。旋轉(zhuǎn)沉積設(shè)備300可以包括反應(yīng)器320、334、364、368、基座318和包圍這些部件的容器324以及其它部件?；?18適當(dāng)?shù)毓讨r底314。反應(yīng)器320、334、364、368放置于襯底314和基座318上方。基座318或者反應(yīng)器320、334、364、368旋轉(zhuǎn)以使襯底314受到不同工藝。反應(yīng)器320、334、364、368中的一個(gè)或者多個(gè)經(jīng)由入口 330連接到導(dǎo)管以接收源前體、反應(yīng)器前體、吹掃氣體和/或其它材料。導(dǎo)管提供的材料可以(i)由反應(yīng)器320、334、364、368直接、(ii)在反應(yīng)器320、334、364、368以?xún)?nèi)的室中混合之后或者(iii)在由反應(yīng)器320、334、364、368內(nèi)生成的等離子體轉(zhuǎn)換成游離基之后向襯底314上注入。在向襯底314上注入材料之后，可以經(jīng)過(guò)出口 330排放多余材料?？梢栽诔练e設(shè)備(諸如線性沉積設(shè)備100、旋轉(zhuǎn)沉積設(shè)備300或者其它類(lèi)型的沉積設(shè)備)中使用這里描述的游離基反應(yīng)器的實(shí)施例。圖4是與注入器136A串接放置于線性沉積設(shè)備100中的游離基反應(yīng)器136B的例子。裝配有襯底120的基座128在兩個(gè)方向(即圖4中的右和左方向)上往復(fù)以使襯底120暴露于注入器136A和游離基反應(yīng)器136B注入的氣體和/或游離基。雖然在圖4中僅圖示一個(gè)注入器136A和一個(gè)游離基反應(yīng)器136B，但是可以在線性沉積設(shè)備100中提供多得多的注入器和/或游離基反應(yīng)器。也可以?xún)H提供游離基反應(yīng)器136B而不提供注入器136A。注入器136A經(jīng)過(guò)導(dǎo)管412接收氣體并且隨著基座128在注入器136A下方移動(dòng)而向襯底120上注入氣體。注入的氣體可以是源氣體、反應(yīng)物氣體、吹掃氣體或者其組合。在向襯底120上注入之后，經(jīng)由出口 422排出注入器136A中的過(guò)量氣體。出口 422連接到導(dǎo)管(未示出)以將過(guò)量氣體排出線性 沉積設(shè)備100以外。游離基反應(yīng)器136B經(jīng)由導(dǎo)管(未示出)接收氣體并且具有兩個(gè)等離子體室。通道形成于游離基反應(yīng)器136B的本體中以向等離子體室輸送接收的氣體。兩個(gè)內(nèi)電極410、414跨游離基反應(yīng)器137B縱向延伸并且經(jīng)由接線402、404連接到電壓源(未示出)或者接地(未示出)。如下文參照?qǐng)D6具體描述的那樣，內(nèi)電極410、414放置于等離子體室以?xún)?nèi)。游離基反應(yīng)器136B中的外電極連接到接地或者電壓源。在一個(gè)實(shí)施例中，游離基反應(yīng)器136B的傳導(dǎo)本體充當(dāng)外電極。出口 424形成于游離基反應(yīng)器136B的本體中以排出在向襯底120上注入之后從游離基恢復(fù)成不活躍狀態(tài)的過(guò)量游離基和/或氣體。出口 424連接到導(dǎo)管(未示出)以將過(guò)量游離基和/或氣體排出線性沉積設(shè)備100以外。圖5A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的游離基反應(yīng)器136B的俯視圖。內(nèi)電極410、414分別沿著圓柱形等離子體516、518縱向延伸(在圖6中更清楚地圖示)。等離子體516、518經(jīng)由孔508、512連接到通道502、506以接收向游離基反應(yīng)器136B中注入的氣體。可以形成縫或者其它穿孔而不是孔508、512以向等離子體室516、518輸送氣體。通道502、506連接到提供不同氣體的不同氣體源，從而等離子體室516、518由不同氣體填充。圖5B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的沿著圖5A的線A-A'截取的游離基反應(yīng)器136B的截面圖。游離基反應(yīng)器136B具有出口 424形成于其中的本體524。出口 424被成形為使得它的底部部分520跨游離基反應(yīng)器136B縱向延伸而上部分521具有用于連接到導(dǎo)管(未示出)的更窄寬度。通過(guò)跨游離基反應(yīng)器136B延伸底部部分520，出口 424可以更有效排出過(guò)量游離基/氣體。圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的沿著圖5A的線B-B'截取的游離基反應(yīng)器136B的截面圖。在游離基反應(yīng)器136B的本體524中，兩個(gè)等離子體室516、518形成于混合室530的右和左側(cè)。兩個(gè)等離子體室516、518中的每個(gè)等離子體室經(jīng)由孔508、512連接到通道502、506以接收氣體并且經(jīng)由縫604、608連接到混合室530。內(nèi)電極410、414沿著游離基反應(yīng)器137B縱向延伸。在圖6的實(shí)施例中，沿著平面C1-C2對(duì)準(zhǔn)通道502、孔508、等離子體室516和縫604。相對(duì)于豎直平面C1-C4成角度α傾斜平面C1-Cy沿著平面C1-C3對(duì)準(zhǔn)通道506、孔512、等離子體室518和縫608。在通道502、孔508、等離子體室516和縫604對(duì)面，相對(duì)于豎直平面C1-C4成角度β傾斜平面C1-C315角度α和角度β可以有相同或者不同幅度。在其它實(shí)施例中，未沿著相同平面對(duì)準(zhǔn)通道、孔、等離子體室和縫中的一個(gè)或者多個(gè)，而是將其以不同布置放置。例如可以在通道的左或者右側(cè)水平或者在通道上方豎直提供通道。也可以使用通道、孔、等離子體室和縫的各種其它布置。在圖6的實(shí)施例中，經(jīng)由通道502和孔508向等離子體室516中注入第一氣體。通過(guò)跨內(nèi)電極410和外電極520施加電壓，在等尚子體室516中生成等尚子體，從而在等尚子體室516內(nèi)產(chǎn)生第一氣體的游離基。然后經(jīng)由縫604向混合室530中注入第一氣體的生成的游離基。此外，經(jīng)由通道506和孔512向等離子體室518中注入第二氣體。通過(guò)跨內(nèi)電極414和外電極522施加電壓，在等尚子體室518內(nèi)生成等尚子體，從而在等尚子體室518內(nèi)產(chǎn)生第二氣體的游離基。然后經(jīng)由縫608向混合室530中注入第二氣體的生成的游離基。縫604和608朝著混合室530的區(qū)域定向(在圖6中的混合室530的點(diǎn)C1周?chē)?以向混合室530中的相同區(qū)域中注入游離基。以這一方式，可以有助于混合從縫604、608注入的游離基。也就是說(shuō)，縫604、608被配置用于相對(duì)于豎直平面C1-C4成角度α和β注入氣體的游離基。以這一方式，在兩種氣體的游離基與襯底120發(fā)生接觸之前，在混合室530內(nèi)有效混合游離基。混合室530的尺度可以被配置用于允許游離基在與襯底120發(fā)生接觸之前在混合室530內(nèi)充分?jǐn)U散。一些游離基可以在與襯底120發(fā)生接觸之前、期間或者之后恢復(fù)成不活躍狀態(tài)。經(jīng)過(guò)出口 424排出剩余游離基和經(jīng)恢復(fù)的氣體。如在下表I中所見(jiàn)，不同類(lèi)型的氣體具有不同電離能量級(jí)。因此根據(jù)向等離子體室供應(yīng)的氣體類(lèi)型在等離子體的內(nèi)電極與外電極之間施加不同電壓電平。為了生成不同氣體的游離基，可能由于用于不同氣體的不同電離能量級(jí)而需要對(duì)應(yīng)數(shù)目的等離子體室和電極組。
權(quán)利要求
1.一種用于在襯底上沉積一個(gè)或者多個(gè)材料層的游離基反應(yīng)器，包括: 與所述襯底裝配于其上的基座相鄰放置的本體，所述本體形成有: 第一等離子體室，被配置用于接收第一氣體， 第二等離子體室，被配置用于接收第二氣體，以及 混合室，連接到所述第一等離子體室和所述第二等離子體室以從所述第一等離子體室和所述第二等離子體室接收所述第一氣體的游離基和所述第二氣體的游離基； 第一內(nèi)電極，在所述第一等離子體室內(nèi)延伸，所述第一內(nèi)電極被配置用于通過(guò)跨所述第一內(nèi)電極和第一外電極施加第一電壓差在所述第一等離子體室內(nèi)生成所述第一氣體的所述游離基；以及 第二內(nèi)電極，在所述第二等離子體室內(nèi)延伸，所述第二內(nèi)電極被配置用于通過(guò)跨所述第二內(nèi)電極和第二外電極施加第二電壓差在所述第二等離子體室內(nèi)生成所述第二氣體的所述游離基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游離基反應(yīng)器，其中所述本體還形成有混合室，所述第一氣體的所述游離基和所述第二氣體的所述游離基在與所述襯底發(fā)生接觸之前在所述混合室中混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的游離基反應(yīng)器，其中所述本體還形成有將所述第一等離子體室連接到第一氣體源的第一通道和將所述第二等離子體室連接到第二氣體源的第二通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的游離基反應(yīng)器，其中所述本體還形成有將所述第一等離子體室與所述混合室連接的至少一個(gè)第一穿孔和將所述第二等離子體室與所述混合室連接的至少一個(gè)第二穿孔。`
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的游離基反應(yīng)器，其中沿著第一平面對(duì)準(zhǔn)所述第一通道、所述第一內(nèi)電極、所述第一等離子體室和所述第一穿孔；并且沿著相對(duì)于所述第一平面成角度定向的第二平面對(duì)準(zhǔn)所述第二通道、所述第二內(nèi)電極、所述第二等離子體室和所述第二穿孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的游離基反應(yīng)器，其中所述第一穿孔和所述第二穿孔朝著所述混合室內(nèi)的相同內(nèi)部區(qū)域定向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游離基反應(yīng)器，其中所述游離基反應(yīng)器放置于所述基座上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游離基反應(yīng)器，其中所述本體在所述游離基反應(yīng)器的相對(duì)側(cè)形成有兩個(gè)出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游離基反應(yīng)器，其中所述本體形成有:第一混合室，在所述第一混合室中，從所述第一等離子體室和所述第二等離子體室注入所述第一氣體的所述游離基和所述第二氣體的所述游離基以用于混合；第二混合室，與所述襯底相向，用于允許經(jīng)混合的游離基與所述襯底發(fā)生接觸；以及連通通道，連接所述第一混合室和所述第二混合室。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游離基反應(yīng)器，其中所述游離基反應(yīng)器用于對(duì)所述襯底執(zhí)行原子層沉積(ALD)。
11.一種用于使用原子層沉積(ALD)在襯底上沉積一個(gè)或者多個(gè)材料層的沉積裝置，包括: 基座，被配置用于裝配襯底；游離基反應(yīng)器，包括: 與所述基座相鄰放置的本體，所述本體形成有: 第一等離子體室，被配置用于接收第一氣體， 第二等離子體室，被配置用于接收第二氣體，以及 混合室，連接到所述第一等離子體室和所述第二等離子體室以從所述第一等離子體室和所述第二等離子體室接收所述第一氣體的游離基和所述第二氣體的游離基； 第一內(nèi)電極，在所述第一等離子體室內(nèi)延伸，所述第一內(nèi)電極被配置用于通過(guò)跨所述第一內(nèi)電極和第一外電極施加第一電壓差在所述第一等離子體室內(nèi)生成所述第一氣體的所述游離基；以及 第二內(nèi)電極，在所述第二等離子體室內(nèi)延伸，所述第二內(nèi)電極被配置用于通過(guò)跨所述第二內(nèi)電極和第二外電極施加第二電壓差在所述第二等離子體室內(nèi)生成所述第二氣體的所述游離基；以及 致動(dòng)器，被配置用于引起在所述基座和所述游離基反應(yīng)器之間的相對(duì)移動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的沉積裝置，其中所述本體還形成有混合室，所述第一氣體的所述游離基和所述第二氣體的所述游離基在與所述襯底發(fā)生接觸之前在所述混合室中混合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的沉積裝置，其中所述本體還形成有將所述第一等離子體室連接到第一氣體源的第一通道和將所述第二等離子體室連接到第二氣體源的第二通道。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的沉積裝置，其中所述本體還形成有將所述第一等離子體室與所述混合室連接的至少一個(gè)第一穿孔`和將所述第二等離子體室與所述混合室連接的至少一個(gè)第二穿孔。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的沉積裝置，其中沿著第一平面對(duì)準(zhǔn)所述第一通道、所述第一內(nèi)電極、所述第一等離子體室和所述第一穿孔；并且沿著相對(duì)于所述第一平面成角度定向的第二平面對(duì)準(zhǔn)所述第二通道、所述第二內(nèi)電極、所述第二等離子體室和所述第二穿孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的沉積裝置，其中所述第一穿孔和所述第二穿孔朝著所述混合室內(nèi)的相同內(nèi)部區(qū)域定向。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的沉積裝置，其中所述本體在所述游離基反應(yīng)器的相對(duì)側(cè)形成有兩個(gè)出口。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的沉積裝置，其中所述本體形成有:第一混合室，在所述第一混合室中，從所述第一等離子體室和所述第二等離子體室注入所述第一氣體的所述游離基和所述第二氣體的所述游離基以用于混合；第二混合室，與所述襯底相向，用于允許經(jīng)混合的游離基與所述襯底發(fā)生接觸；以及連通通道，連接所述第一混合室和所述第二混合室。
19.一種使用原子層沉積(ALD)在襯底上沉積一層或者多層的方法，包括: 向形成于游離基反應(yīng)器中的第一等離子體室中注入第一氣體； 在第一條件下在所述第一等離子體室中生成所述第一氣體的游離基； 向形成于所述游離基反應(yīng)器中的第二等離子體室中注入第二氣體； 在與所述第一條件不同的第二條件下在所述第二等離子體室中生成所述第二氣體的游離基； 在形成于所述游離基反應(yīng)器中的混合室中混合所述第一氣體的所述游離基與所述第二氣體的所述游離基；以及 向所述襯底上注入所述混合的游離基。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一條件包括跨所述第一等離子體室的內(nèi)電極和外電極施加第一電壓電平，并且所述第二條件包括跨所述第二等離子體室的內(nèi)電極和外電極施加第二電壓電平。`
全文摘要
在游離基反應(yīng)器中提供兩個(gè)或者更多等離子體室以在不同條件下生成氣體的游離基用于在原子層沉積(ALD)工藝中使用。游離基反應(yīng)器具有如下本體，該本體具有多個(gè)通道和對(duì)應(yīng)工藝室。每個(gè)等離子體室由外電極包圍并且具有經(jīng)過(guò)室延伸的內(nèi)電極。在跨外電極和內(nèi)電極施加電壓而氣體存在于等離子體室中時(shí)，在等離子體室中生成氣體的游離基。然后向混合室中注入在等離子體室中生成的游離基用于與來(lái)自另一等離子體室的另一氣體的游離基混合、然后向襯底上注入。通過(guò)提供兩個(gè)或者更多等離子體室，可以在相同游離基反應(yīng)器內(nèi)生成氣體的不同游離基，這可以避免需要分離的游離基反應(yīng)器。
文檔編號(hào)C23C16/00GK103201408SQ201180053345
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者李相忍 申請(qǐng)人:思諾斯技術(shù)公司