通过将清洁气体注射到沉积装置中来清洁沉积装置的制造方法
【专利摘要】实施方案涉及一种以两种模式操作的沉积装置：沉积模式和清洁模式。在沉积模式中，模块化注射器将材料注射到基底上以形成层。在清洁模式中，在不拆卸的情况下通过注射清洁气体来清洁沉积装置。在清洁模式中可以通过以下步骤来清洁注射器模块组合件：通过用于移除反应物前体的排出器注射清洁气体，以及将清洁气体从所述排出器输送至用于移除起始物前体的另一排出器。或者，在清洁模式中通过以下步骤来清洁注射器模块组合件：将清洁气体注射到用于注射起始物前体的注射器与用于注射反应物前体的另一注射器之间的通路中，以及将清洁气体输送至排出器之一。
【专利说明】通过将清洁气体注射到沉积装置中来清洁沉积装置
[0001] 发明人：
[0002] Sang In Lee
[0003] Samuel S.Pak
[0004] Daniel Ho Lee
[0005] Hyoseok Daniel Yang
[0006] 相关申请的交叉引用
[0007] 本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2014年3月15日提交的美国临时申请第61/953， 742号以及2014年3月16日提交的美国临时申请第61/953,876号的优先权的权益，其全部内 容通过引用并入本文。
[0008] 背景 1 .技术领域
[0009]本公开内容涉及对用于将材料注射到基底上以在基底上沉积材料层的注射组合 件中的沉积装置进行清洁的方法。
[0010] 2.相关技术说明
[0011] 例如原子层沉积(ALD)或化学气相沉积(CVD)的沉积是用于在基底上沉积材料的 一个或更多个层的过程。沉积一个或更多个层涉及使用沉积装置在基底上注射不同类型的 化学品。ALD涉及注射两种类型的化学品：起始物前体和反应物前体。在依次施用化学品之 后，在基底上形成层。
[0012] 在沉积过程期间或之后，沉积装置暴露于化学品，并且可能在沉积装置上沉积寄 生层。沉积装置上的寄生层的厚度随着沉积过程反复进行而增加。因此，沉积装置的用于注 射化学品的注射器或者沉积装置的用于排出化学品的排出器变得堵塞，并且沉积效率降 低。另外，随着沉积装置上的寄生层变厚，寄生层的应力增加，造成寄生层剥落或者颗粒被 刮落到基底上，从而使沉积在基底上的层的品质劣化。
【发明内容】
[0013] 实施方案涉及在不拆卸注射器模块组合件的情况下清洁该注射器模块组合件。在 沉积模式中，将用于沉积第一材料的第一气体经由注射器模块组合件的第一反应室注射到 基底上。在沉积模式中，通过第一排出器来排出在将第一气体注射到基底上之后剩余的第 一气体。在清洁模式中，通过注射器模块组合件的第一排出器注射用于移除沉积在注射器 模块组合件上的第二材料的第二气体。在清洁模式中，将第二气体从第一排出器输送至注 射器模块组合件的第二排出器，以移除沉积在注射器模块组合件的在第一排出器与第二排 出器之间的部分上的第二材料。
[0014] 在一个或更多个实施方案中，在清洁模式中，通过第二排出器来排出第二气体。通 过第二气体移除沉积在第二排出器中的第二材料。
[0015] 在一个或更多个实施方案中，通过沉积模式中的通路将第二气体从第一排出器输 送至第二排出器。在沉积模式中，通过分离气体注射器将分离气体注射到通路中以防止第 一气体进入第二排出器。在清洁模式中，通过分离气体注射器将分离气体注射到通路中以 防止第二气体进入分离气体。
[0016] 在一个或更多个实施方案中，在沉积模式中，通过第二注射室将第三气体注射到 基底上以沉积第一材料。在清洁模式中，可以通过第二注射室注射分离气体以防止第二气 体进入第二注射室。
[0017] 在一个或更多个实施方案中，通过以下步骤来产生第二气体:注射惰性气体的等 离子体自由基，以及使清洁起始物气体与惰性气体的等离子体自由基接触以产生用于清洁 气体的解离物质。
[0018] 实施方案还涉及通过以下步骤来操作注射器模块组合件:在清洁模式中，通过用 于在沉积模式中注射分离气体的分离气体注射器来注射清洁气体。在沉积模式中，通过起 始物注射器将起始物气体注射到基底上。在沉积模式中，通过起始物排出器将起始物气体 从注射器模块组合件排出。在沉积模式中，通过反应物注射器将反应物气体注射到基底上。 在沉积模式中，通过反应物排出器将反应物气体从注射器模块组合件排出。在沉积模式中， 通过位于起始物注射器与反应物注射器之间的分离气体注射器来注射分离气体以使起始 物气体与反应物气体分离。在清洁模式中，通过分离气体注射器来注射清洁气体。可以通过 具有例如NF 3、F2、SF6、C1F3、或Cl2的清洁起始物气体中至少之一的等离子体反应器来激发清 洁气体，这在分离气体注射器中实施，所述分离气体注射器在沉积模式中注射不含等离子 体的分离气体，而在清洁模式中，通过分离气体注射器注射通过以下步骤产生的清洁气体 自由基(例如，F*或C1*自由基）：通过等离子体反应器激发等离子体。在清洁模式中，将清洁 气体输送至起始物排出器和反应物排出器中之一以移除沉积在起始物排出器或反应物排 出器中的材料。
[0019] 在一个或更多个实施方案中，通过控制起始物排出器的压力和反应物排出器的压 力来将清洁气体输送至起始物排出器和反应物排出器中之一。清洁气体可以包含F*或C1* 自由基。可以通过在分离气体注射器中用例如即 3、？2、5?6、(：1?3或(：12的清洁起始物气体产生 等离子体来产生清洁气体。可以通过跨越分离气体注射器的电极施加电信号来产生等离子 体。
[0020] 实施方案还涉及具有分离气体注射器的注射器模块组合件，分离气体注射器在沉 积模式中用于注射分离气体以使起始物气体和反应物气体分离，而在清洁模式中用于注射 清洁气体以移除沉积在起始物排出器或反应物排出器中的材料。分离气体注射器位于起始 物注射器与反应物注射器之间。起始物排出器在注射器模块组合件中形成在注射器模块组 合件的沿着基底相对于起始物注射器的移动方向的位置。在沉积模式中，起始物排出器排 出在将起始物气体注射到基底上之后剩余的起始物气体。在沉积模式中，反应物注射器将 反应物气体注射到基底上。反应物排出器在注射器模块中沿着基底相对于反应物注射器的 移动方向形成。在沉积模式中，反应物排出器从注射器模块组合件排出在将反应物气体注 射到基底上之后剩余的反应物气体。分离气体注射器形成有等离子体自由基室以产生清洁 气体。
[0021] 在一个或更多个实施方案中，等离子体自由基室包括电极。在清洁模式中，电极施 加有电信号以产生用于产生清洁气体的等离子体。
[0022] 在一个或更多个实施方案中，分离气体注射器在起始物排出器与反应物排出器之 间形成。
[0023] 在一个或更多个实施方案中，清洁气体经由起始物排出器或反应物排出器排出。
[0024] 在一个或更多个实施方案中，反应物注射器、起始物注射器以及分离气体注射器 沿着注射器模块组合件的宽度延伸。
[0025] 在一个或更多个实施方案中，等离子体自由基室形成同轴电容耦合等离子体 (CCP)反应器。
【附图说明】
[0026] 图1是根据一个实施方案的线性沉积装置的截面图。
[0027] 图2是根据一个实施方案的线性沉积装置的透视图。
[0028] 图3是根据一个实施方案的安装有前体注射器和自由基注射器的线性沉积装置的 注射器模块组合件的透视图。
[0029] 图4是根据一个实施方案的图3的注射器模块组合件的底视图。
[0030] 图5是根据一个实施方案的自由基注射器的透视图。
[0031 ]图6是根据一个实施方案的起始物注射器的透视图。
[0032] 图7A是根据一个实施方案的以沉积模式操作的注射器模块组合件的截面图。
[0033] 图7B是根据一个实施方案的以清洁模式操作的图7A的注射器模块组合件的截面 图。
[0034] 图8A是根据一个实施方案的以沉积模式操作的注射器模块组合件的截面图。
[0035]图8B是根据一个实施方案的以清洁模式操作的图8A的注射器模块组合件的截面 图。
[0036] 图9A是示出根据一个实施方案的以下过程的流程图：使用注射器模块组合件沉积 层，以及在沉积层之后清洁注射器模块组合件。
[0037] 图9B是示出根据一个实施方案的以下过程的流程图：使用注射器模块组合件沉积 层，以及在沉积层之后清洁注射器模块组合件。
【具体实施方式】
[0038] 在本文中参照附图来描述实施方案。然而，本文中公开的原理可以以许多不同的 形式来实施，并且不应解释为受限于本文中所阐述的实施方案。在描述中，可以省略公知特 征和技术的细节以避免不必要地模糊实施方案的特征。
[0039] 在附图中，附图中相同的附图标记表示相同的元件。为了清晰起见，附图的形状、 尺寸及区域等可能扩大。
[0040] 实施方案涉及以两种模式操作的沉积装置:沉积模式和清洁模式。在沉积模式中， 模块化注射器将材料注射到基底上以在基底上沉积材料层。在清洁模式中，在不拆卸的情 况下通过注射清洁物质(本文中也称为"清洁气体"）来清洁沉积装置。在清洁模式中，可以 通过以下步骤来清洁注射器模块组合件:通过用于移除反应物前体的排出器来注射清洁气 体，以及将清洁气体从该排出器输送至用于移除起始物前体的另一排出器。或者，在清洁模 式中，通过以下步骤来清洁注射器模块组合件:将清洁气体注射到用于注射起始物前体的 注射器与用于注射反应物前体的另一注射器之间的通路中，以及将清洁气体输送至排出器 之一。通过在不拆卸的情况下对沉积装置进行清洁，可以减少用于清洁沉积装置的时间并 且可以提尚沉积效率。
[0041] 如本文中所述，沉积装置在基底上进行沉积过程。沉积工艺包括原子层沉积 (ALD)、化学气相沉积(CVD)以及分子层沉积(MLD)等。
[0042] 本文中描述的沉积模式是指这样的操作模式:其中沉积装置通过注射一种或更多 种类型的气体来在基底上注射材料层。
[0043] 本文中所述的清洁模式是指这样的操作模式:其中通过注射清洁气体来清洁沉积 装置。
[0044]图1是根据一个实施方案的线性沉积装置100的截面图。图2是根据一个实施方案 的线性沉积装置1〇〇(不含室壁以便于说明）的透视图。线性沉积装置100可以包括支承柱 118、处理室110和注射器模块组合件αΜΑ) 136，以及其他部件。頂A 136可以包括前体注射 器或自由基注射器中的一个或更多个。注射器中的每一个将起始物前体(本文中还可称为 "起始物气体"、"前体"、或者"前体气体"）、反应物前体(本文中还可称为"反应物气体"、"反 应物"、或者"自由基"）、吹扫气体、或者这些材料的组合注射到基底120上。起始物前体和/ 或反应物前体可以是气体混合物的自由基。
[0045]由壁包围的处理室可以保持在真空状态中以防止污染物影响沉积过程。处理室 110包括容纳基底120的衬托器128。衬托器128位于支承板124上以进行滑动移动。支承板 124可以包括温度控制器(例如，加热器或冷却器）以控制基底120的温度。线性沉积装置100 还可以包括便于将基底120装载到衬托器128上或者将基底120从衬托器128卸下的顶升销 (未示出）。
[0046] 在一个实施方案中，衬托器128紧固至托架210,托架210跨越其上形成有螺纹的延 伸杆138移动。托架210在其容纳延伸杆138的孔中形成有对应的螺纹。延伸杆138紧固至马 达114的轴，并且因此，延伸杆138随着马达114的轴转动而转动。延伸杆138的转动使托架 210(并且因此使衬托器128)在支承板124上进行线性移动。通过控制马达114的速度和转动 方向，可以控制衬托器128的线性移动的速度和方向。马达114和延伸杆138的使用仅仅是用 于移动衬托器128的机构的实例。可以实施移动衬托器128的多种其他方式(例如，在衬托器 128的底部、顶部或侧面使用齿轮(gear))和小齿轮(pinion))。此外，代替移动衬托器128， 衬托器128可以保持静止并且可以移动IMA 136。
[0047] 图3是根据一个实施方案的安装有前体注射器304(本文中也称为"起始物注射器 304"）和自由基注射器302(本文中也称为"反应物注射器302"或"等离子体注射器302"）的 頂A 136的透视图。頂A 136包括主体312和附接至主体312的一端的端板314。端板314和主 体312可以例如通过螺钉紧固。
[0048] 主体312形成有用于容纳前体注射器304和自由基注射器302的排出器840和845。 例如，可以使用螺钉将前体注射器304和自由基注射器302安装到主体312的排出器840和 845中。可以将前体注射器304和自由基注射器302从主体312中移除以进行替换。通过使頂A 136模块化，可以仅将前体注射器304或自由基注射器302中的一些从IMA 136中移除以进行 替换，同时保留剩余的前体注射器304或自由基注射器302和主体312。
[0049] IMA 136具有宽度Wm和长度Lm。排出器840和845中的每一个沿着頂A 136的宽度Wm 延伸。排出器840和845中的每一个从主体312的底表面延伸到主体312的顶表面。当被安装 时，通过各自在底部的注射端口，前体注射器304注射起始物前体，自由基注射器302注射反 应物前体。在沉积模式中，如箭头318所示，起始物排出器840(本文中也称为"前体排出器 840"）通过顶部排出过量的起始物前体，反应物排出器845(本文中也称为"自由基排出器 845"、"等离子体排出器845"、或"等离子体自由基排出器845"）通过顶部排出过量的反应物 前体。
[0050] 如所示出的，前体注射器304和自由基注射器302安装在主体312上。在图3的实例 中，前体注射器304和自由基注射器302以交替方式布置。然而，前体注射器304和自由基注 射器302可以以不同方式布置。此外，可以仅将前体注射器304或自由基注射器302安装到主 体312上。通过以转动移动或线性移动使基底120在頂A 136下方通过，使基底120的区域依 次暴露于不同的自由基和前体，以使用原子层沉积(ALD)工艺或其他沉积工艺沉积材料。
[0051] 图4是根据一个实施方案的图3的注射器模块组合件的底视图。前体注射器304通 过起始物排出器840暴露以将起始物前体注射到基底120上。自由基注射器302通过反应物 排出器845暴露以将反应物前体注射到基底120上。通过转移頂A 136或基底120,可以将起 始物前体和反应物前体依次注射到基底120的区域上以沉积层。
[0052]主体312还形成有狭缝422，以将例如吹扫气体或惰性气体(例如，氩)注射到基底 120上。狭缝422形成在主体312的前端、主体312的尾端、以及起始物排出器840与反应物排 出器845之间。狭缝422形成分离气体注射器的一部分，所述分离气体注射器在沉积模式中 注射惰性气体(本文中也称为"分离气体"）以防止起始物前体进入反应物排出器845以及反 应物前体进入起始物排出器840。因此，可以防止在起始物排出器840或反应物排出器845中 形成层。
[0053]然而，当转移MA 136或者基底120时，过量的反应物前体可以冲入起始物排出器 840中，或者起始物前体可以冲入反应物排出器845中，并且在頂A 136上形成寄生层470(例 如，Ti02、Si02)。通常，由等离子体产生的反应物前体比起始物前体轻，并且可能通过自由基 排出器845排出。另一方面，起始物前体可能比反应物前体重，并且因此，起始物排出器840 中剩余的起始物前体可以与反应物前体反应，以在起始物排出器840中形成寄生层470。 [0054]图5是根据一个实施方案的自由基注射器302的透视图。自由基注射器302使用气 体或混合物通过在自由基注射器302中形成的室中产生等离子体来产生自由基。自由基注 射器302可以包括细长主体520、在细长主体520的一端的突出脚柱540、和在细长主体520的 另一端的端块510，以及其他部件。细长主体520包括注射端口 530，并且形成有气体通道 820、反应室826、以及自由基室824(本文中也称为"等离子体室824"或"等离子体自由基室 824"），如下面参照图7A详细描述的。
[0055]突出脚柱540沿着自由基注射器302的长度延伸。在组装时，将突出脚柱540插入到 在端板314中形成的支承孔中。突出脚柱540的形状为例如圆柱形。
[0056] 端块510用于将自由基注射器302紧固至主体312。为了此目的，端块510包括用于 容纳螺钉的螺钉孔512。还将电力线连接至端块510以提供用于在细长主体520内产生等离 子体的电信号。另外，将用于产生自由基的气体或混合物经由端块510注射到自由基注射器 302 中。
[0057]图6是根据一个实施方案的前体注射器304的透视图。前体注射器304与自由基注 射器302的不同之处在于，前体注射器304不产生自由基而仅通过注射端口 630将气体或混 合物注射到基底120上。类似于自由基注射器302,前体注射器304包括突出脚柱640、细长主 体620、以及端块610。细长主体620包括注射端口 630。细长主体620形成有气体通道830和反 应室836,如下面参照图7A详细描述的。寄生层可能沉积在前体注射器304的细长主体620上 而非自由基注射器302的细长主体520上，并且因此，可能需要更频繁地清洁前体注射器 304〇
[0058] 突出脚柱640和端块610的结构和功能与突出脚柱540和端块510基本上相同，不同 之处在于端块610不连接至电力线，并且因此，为了简洁起见，本文中省略对突出脚柱640和 端块610的详细描述。
[0059]图7A是根据一个实施方案的以沉积模式操作的安装有前体注射器304和自由基注 射器302的頂A 136的截面图。主体312包括从底表面813延伸至顶表面811的壁862。起始物 排出器840和反应物排出器845在壁862之间形成以容纳自由基注射器302和前体注射器 304〇
[0060]自由基注射器302形成有沿着细长主体520的长度延伸的气体通道820。将气体从 气体通道820经由气体孔822注射到自由基室824中。自由基室824可以是同轴电容耦合等离 子体(CCP)反应器。在自由基室824中，通过在电极852与自由基室824的内表面之间产生等 离子体来形成自由基。所产生的自由基经由狭缝810(例如，宽度为1_至5mm)转移至反应室 826,在反应室826将自由基注射到衬托器128上的基底120上。
[0061 ]前体注射器304形成有沿着细长主体620的长度延伸的气体通道830。将前体气体 从气体通道830经由气体孔834注射到在细长主体620中形成的反应室836中。
[0062] 分离气体注射器860在主体312的壁862中形成。分离气体注射器860包括气体通道 844和狭缝422。在沉积模式中，经由气体通道844和在气体通道844与狭缝422之间的气体孔 848将清洁气体(或吹扫气体)提供至狭缝422。将分离气体注射到在起始物排出器840与反 应物排出器845之间的壁862的底部下方的通路868。
[0063]在沉积模式中，经由在围绕起始物注射器304的壁862之间形成的反应物排出器 845排出通过狭缝422注射的过量自由基（或返回惰性状态的气体）和部分吹扫气体。类似 地，在沉积模式中，经由在围绕自由基注射器302的壁862之间形成的起始物排出器840排出 过量前体和部分吹扫气体。
[0064] 在一个实施方案中，将过量自由基、吹扫气体以及前体排出頂A 136。在该配置中， 在沉积模式中，通过起始物排出器840排出过量起始物前体，通过反应物排出器845排出过 量反应物前体，以及通过相邻的起始物排出器840和反应物排出器845二者排出分离气体。
[0065] 图7B是根据一个实施方案的以清洁模式操作的安装有前体注射器304和自由基注 射器302的頂A 136的截面图。图7B的頂A 136的结构与图7A的頂A 136类似，因此为了简洁 起见省略其详情。在清洁模式中，可以移除基底120,或者可以用于清洁目的的基底125代替 基底120。在清洁模式中，将不同于沉积模式中的材料注射到排出器，并且将不同于沉积模 式中的压力施加到排出器。
[0066]在一个实施方案中，在清洁模式中，远端等离子体源被耦接至反应物排出器845并 且通过反应物排出器845注射清洁气体。例如，使用ASTRON?i AX7670:(可得自mks Instruments of Andover，MA，美国）作为远端等离子体源。将清洁气体(例如经解离的氟物 质（例如来自NF3的F*))经由通路868输送至起始物排出器840并且从ΜΑ 136排出。在从反 应物排出器845被输送至起始物排出器840时，清洁气体将不期望的沉积物（例如，寄生层 470)从ΜΑ移除。被输送至起始物排出器840的清洁气体与沿其路径的寄生层470反应并且 将寄生层470从ΙΜΑ 136移除。
[0067]在另一实施方案中，在清洁模式中，远端等离子体源将清洁气体注射到起始物排 出器840,并且通过相邻的反应物排出器845将清洁气体与待移除的物质一起排出。例如，在 清洁模式中，远端等离子体源向起始物排出器840施加外向压力，并且向反应物排出器845 施加内向压力。在该配置中，将清洁气体从起始物排出器840通过通路868输送至相邻的反 应物排出器845。
[0068]由远端等离子体源产生的清洁气体可以含有F*或C1*自由基。可以通过以下步骤 产生清洁气体:使用微波装置或感应耦合等离子体装置产生等离子体，以及将等离子体暴 露于含有含氟气体(例如，nf3、f 2Ssf6)或含氯气体(例如，C1F3或Cl2)的混合气体。例如，混 合气体可以包含10 %至60 %的NF3以及40 %至90 %的Ar。
[0069] 在清洁模式中，反应物注射器302可以在反应物排出器845中产生氩等离子体以提 高清洁效率。反应物注射器302将氩等离子体注射到反应物排出器845,并且氩等离子体与 清洁气体的自由基(F*或C1*)接触。通过彭宁离子化(Penning ionization)，可以产生额外 的等离子体，或者可以在自由基注射器302的反应室826附近使自由基再生。所产生的额外 的等离子体可以产生额外的自由基，或者在反应室826附近再生的自由基被输送至起始物 排出器840并且与IMA 136上的寄生层反应。因此，可以提高清洁效率。
[0070] 在清洁模式中，起始物注射器304注射分离气体(例如，Ar)以防止清洁气体进入起 始物注射器304。类似地，在清洁模式中，分离气体注射器860注射分离气体以防止清洁气体 进入分离气体注射器860。
[0071] 图8A是根据一个实施方案的以沉积模式操作的注射器模块组合件的截面图。图8A 的頂A 136的结构与图7A的頂A 136类似，不同之处在于图8A的分离气体注射器865包括电 极842和自由基室846(本文中也称为"等离子体室846"或"等离子体自由基室846"）以在清 洁模式中产生等离子体，并且因此，为了简洁起见省略对其的详细描述。在沉积模式中，分 离气体注射器865将分离气体(例如，Ar)注射到通路868中而不产生等离子体。因此，在沉积 模式中图8A的頂A 136的操作与上述参照图7A的頂A 136的操作相同，并且因此，为了简洁 起见本文中省略对图8A的IMA 136的操作的详细描述。
[0072]图8B是根据一个实施方案的以清洁模式操作的图8A的注射器模块组合件136的截 面图。图8B的IMA 136的结构与图8A的頂A 136的结构相同，并且因此，为了简洁起见省略其 详情。
[0073]在清洁模式中，分离气体注射器865在自由基室846中产生清洁气体。清洁起始物 气体可以包含含氟气体(例如，NF3、F2或SF6)或含氯气体(例如，C1F 3、C12)。在自由基室846 中，通过在电极842与自由基室846的内表面之间产生等离子体来产生包含例如F*或C1*自 由基的清洁气体。将作为清洁气体的所产生的自由基通过通道858转移至狭缝422,在该处 将自由基注射到通路868中。
[0074]在一个实施方案中，使用耦接至頂A 136的真空源(未示出）来排出过量自由基、吹 扫气体以及前体。真空源可以连接至起始物排出器840和反应物排出器845的顶部。在清洁 模式中，真空源将清洁气体与待移除的物质一起通过起始物排出器840排出。在一个实施方 案中，在清洁模式中，真空源向起始物排出器840施加外向压力725,并且向反应物排出器 845施加外向压力775。在一个实施方案中，向反应物排出器845施加的外向压力775小于向 起始物排出器840施加的外向压力725。可以通过以下步骤减小外向压力775:部分关闭反应 物排出器845,或控制真空源以向反应物排出器845施加较小的压力。在该配置中，将清洁气 体从分离气体注射器865通过通路868输送至相邻的起始物排出器840。输送至起始物排出 器840的清洁气体与沉积在起始物排出器840中的寄生层反应，并且可以通过起始物排出器 840将与清洁气体结合的化学品和寄生层的物质移出IMA 136。
[0075]在其他实施方案中，在清洁模式中，真空源将清洁气体与待移除的物质一起通过 反应物排出器845排出。向反应物排出器845施加的外向压力775比向起始物排出器840施加 的外向压力725高。在这种情况下，可以通过以下步骤减小外向压力725:部分关闭起始物排 出器840，或控制真空源以向起始物排出器840施加较小的压力。在该配置中，将清洁气体从 分离气体注射器865通过通路868输送至相邻的反应物排出器845。
[0076]在清洁模式中，反应物注射器302注射分离气体(例如，Ar)以防止清洁气体进入反 应物注射器302。将从反应物注射器302注射的分离气体的一部分通过通路868输送至相邻 的起始物排出器840,并且将分离气体的一部分通过反应物排出器845排出頂A 136。在清洁 模式中，通过由反应物注射器302注射分离气体(例如，Ar)，清洁气体不进入反应物注射器 302。因此，可以防止自由基室824或电极852由于与清洁气体接触而损坏或特性改变。
[0077]在清洁模式中，起始物注射器304注射分离气体(例如，Ar)以防止清洁气体进入起 始物注射器304。将通过起始物注射器304注射的分离气体以及通过反应物注射器302注射 的额外的分离气体通过起始物排出器840和反应物排出器845排出IMA 136。
[0078]有利地，图7A直至图8B中公开的頂A 136可以在不拆卸的情况下以其组装形式被 清洁。因此，可以减少用于清洁MA 136的时间，这转而增加了頂A 136可用于沉积过程的时 间量。
[0079]图9A是示出根据一个实施方案的使用图7A和图7B的IMA 136来沉积层，以及在沉 积层之后清洁IMA 136的过程的流程图。在沉积模式中，通过起始物注射器将起始物气体注 射910到基底上。在沉积模式中，通过起始物排出器排出920在将起始物气体注射到基底上 之后剩余的起始物气体。
[0080]然后可以使基底的暴露于起始物气体的部分在反应物注射器下方移动。在反应物 注射器下方，用反应物气体注射930基底的部分。在沉积模式中，通过反应物排出器排出940 在将反应物气体注射到基底上之后剩余的反应物气体。
[0081 ]在沉积模式中，通过分离气体注射器注射950分离气体以使起始物排出器中的起 始物气体与反应物排出器中的反应物气体分离以免混合在一起。
[0082]在清洁模式中，通过起始物排出器和反应物排出器中之一来注射960清洁气体。可 以通过例如远端等离子体源来注射清洁气体。将清洁气体输送970至起始物排出器和反应 物排出器中的另一者。清洁气体与沉积在起始物排出器和反应物排出器中的另一者中的寄 生层反应，并且将与清洁气体结合的化学品与寄生层的物质排出IMA 136。
[0083]图9B是示出根据一个实施方案的使用图8A和图8B的頂A 136来沉积层，以及在沉 积层之后清洁IMA 136的过程的流程图。在沉积模式中，通过起始物注射器将起始物气体注 射910到基底上。在沉积模式中，通过起始物排出器排出920在将起始物气体注射到基底上 之后剩余的起始物气体。
[0084] 然后将基底的暴露于起始物气体的部分在反应物注射器下方移动。在反应物注射 器下方，用反应物气体注射930基底的部分。在沉积模式中，通过反应物排出器排出940在将 反应物气体注射到基底上之后剩余的反应物气体。
[0085] 在沉积模式中，通过分离气体注射器注射950分离气体以使起始物排出器中的起 始物气体与反应物排出器中的反应物气体分离以免混合在一起。
[0086]在清洁模式中，通过分离气体注射器注射965清洁气体。将清洁气体输送975至起 始物排出器和反应物排出器中之一。可以通过控制起始物排出器和反应物排出器的压力来 将清洁气体输送至起始物排出器和反应物排出器中之一。清洁气体与在起始物排出器和反 应物排出器中之一中的寄生层反应，并且将与清洁气体结合的化学品和寄生层的物质排出 IMA 136〇
[0087] 虽然描述了与用于通过ALD沉积层的沉积装置相关的清洁操作，但是所公开的原 理可以应用至用于其他沉积工艺（例如化学气相沉积(CVD)和分子层沉积(MLD))的沉积装 置的清洁操作或方法。
[0088] 虽然已经示出并且描述了具体的实施方案和应用，但是所公开的实施方案不限于 本文中公开的确切结构和部件。在本文中所公开的方法和设备的布置、操作和细节中可以 做出多种修改、变化和变型。
【主权项】
1. 一种操作注射器模块组合件的方法，包括： 在沉积模式中，通过第一反应室将用于沉积第一材料的第一气体注射到基底上； 在所述沉积模式中，通过第一排出器排出在将所述第一气体注射到所述基底上之后剩 余的所述第一气体； 在清洁模式中，通过所述注射器模块组合件的所述第一排出器注射用于移除沉积在所 述注射器模块组合件上的第二材料的第二气体;以及 在所述清洁模式中，将所述第二气体从所述第一排出器输送至所述注射器模块组合件 的第二排出器，以将沉积在所述注射器模块组合件的所述第一排出器与所述第二排出器之 间的部分上的所述第二材料移除。2. 根据权利要求1所述的方法，还包括在所述清洁模式中通过所述第二排出器排出所 述第二气体，其中通过所述第二气体移除沉积在所述第二排出器中的所述第二材料。3. 根据权利要求1所述的方法，其中将所述第二气体从所述第一排出器通过所述沉积 模式中的通路输送至所述第二排出器，所述方法还包括： 在所述沉积模式中通过分离气体注射器将分离气体注射到所述通路中以防止所述第 一气体进入所述第二排出器；以及 在所述清洁模式中通过所述分离气体注射器将所述分离气体注射到所述通路中以防 止所述第二气体进入所述分离气体。4. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 在所述沉积模式中，通过第二注射室将第三气体注射到所述基底上以沉积所述第一材 料；以及 在所述清洁模式中，通过所述第二注射室注射分离气体以防止所述第二气体进入所述 第二注射室。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第二气体通过以下步骤产生:注射惰性气体的 等离子体自由基，以及使清洁起始物气体与所述惰性气体的所述等离子体自由基接触以产 生用于清洁气体的解离物质。6. 根据权利要求5所述的方法，其中所述清洁起始物气体包括NF3、F2以及SF6中至少之 一，或者C1F3和CI2中至少之一。7. -种操作注射器模块组合件的方法，包括： 在沉积模式中，通过起始物注射器将起始物气体注射到基底上； 在所述沉积模式中，通过起始物排出器将所述起始物气体从所述注射器模块组合件排 出； 在所述沉积模式中，通过反应物注射器将反应物气体注射到所述基底上； 在所述沉积模式中，通过反应物排出器将所述反应物气体从所述注射器模块组合件排 出； 在所述沉积模式中，通过位于所述起始物注射器与所述反应物注射器之间的分离气体 注射器来注射分离气体，以使所述起始物气体与所述反应物气体分离； 在清洁模式中，通过所述分离气体注射器注射清洁气体；以及 在所述清洁模式中，将所述清洁气体输送至所述起始物排出器和所述反应物排出器中 之一，以移除沉积在所述起始物排出器或所述反应物排出器中的材料。8. 根据权利要求7所述的方法，其中通过控制所述起始物排出器的压力和所述反应物 排出器的压力来将所述清洁气体输送至所述起始物排出器和所述反应物排出器中之一。9. 根据权利要求7所述的方法，其中所述清洁气体通过以下步骤产生:在具有清洁起始 物气体的所述分离气体注射器中产生等离子体。10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述清洁起始物气体包括NF3、F4PSF6中至少之 一，或者C1F3和CI2中至少之一。11. 根据权利要求9所述的方法，其中所述等离子体通过跨越所述分离气体注射器的电 极施加电信号来产生。12. -种注射器模块组合件，包括： 起始物注射器，其配置成在沉积模式中将起始物气体注射到基底上； 起始物排出器，其在所述注射器模块组合件中形成在所述注射器模块组合件的沿着所 述基底相对于所述起始物注射器的移动方向的位置，所述起始物排出器配置成在所述沉积 模式中从所述注射器模块组合件排出在将所述起始物气体注射到所述基底上之后剩余的 所述起始物气体； 反应物注射器，其配置成在所述沉积模式中将反应物气体注射到所述基底上； 反应物排出器，其在所述注射器模块中沿着所述基底相对于所述反应物注射器的移动 方向形成，所述反应物排出器配置成在所述沉积模式中从所述注射器模块组合件排出在将 所述反应物气体注射到所述基底上之后剩余的所述反应物气体;以及 分离气体注射器，其在所述起始物注射器与所述反应物注射器之间形成，所述分离气 体注射器形成有等离子体自由基室，所述分离气体注射器配置成在所述沉积模式中注射分 离气体以在所述沉积模式中使所述起始物气体与所述反应物气体分离，并且所述分离气体 注射器配置成在清洁模式中注射通过所述等离子体自由基室产生的清洁气体，以将沉积在 所述起始物排出器或所述反应物排出器中的材料移除。13. 根据权利要求12所述的注射器模块组合件，其中所述等离子体自由基室包括电极， 所述电极在所述清洁模式中施加有电信号以产生用于产生所述清洁气体的等离子体。14. 根据权利要求12所述的注射器模块组合件，其中所述分离气体注射器在所述起始 物排出器与所述反应物排出器之间形成。15. 根据权利要求12所述的注射器模块组合件，其中所述清洁气体经由所述起始物排 出器或所述反应物排出器排出。16. 根据权利要求12所述的注射器模块组合件，其中所述反应物注射器、所述起始物注 射器以及所述分离气体注射器沿着所述注射器模块组合件的宽度延伸。17. 根据权利要求12所述的注射器模块组合件，其中所述等离子体自由基室形成同轴 电容耦合等离子体(CCP)反应器。
【文档编号】C23C16/455GK105940142SQ201580006646
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年3月11日
【发明人】李祥仁, 塞缪尔·S·帕克, 丹尼尔·胡·利, 孝锡·丹尼尔·杨
【申请人】威科Ald有限公司