蒸气注入器系统的制作方法

本发明涉及气相沉积领域，更具体地涉及用于将蒸气输送到处理室中的注入器系统。

背景技术：

1、化学气相沉积(cvd)，例如原子层沉积(ald)，广泛用于半导体制造中，用于将薄膜沉积到衬底上。在批量处理系统中，同时处理多个晶片，与单晶片处理相比，增加了制造产量。这些批量处理系统通常利用蒸气注入系统来将前体气体和反应物输送到处理室。

2、分批式炉中的蒸气注入系统通常由位于处理室内的细长导管或管道组成，其特征在于一系列蒸气注入开口，处理气体通过蒸气注入开口进入处理室。这些注入系统的设计和配置影响过程参数，例如沉积均匀性、膜质量和整体过程效率。

3、随着半导体制造技术的进步，分批式炉被设计成容纳越来越大的晶片负载。现代批量系统可以同时处理超过150个晶片，这对气体分配系统提出了挑战。注入系统的几何形状、定位和设计成为在批量中的所有晶片上实现一致处理结果的重要因素。

4、实际上，蒸气注入系统中的一个挑战涉及注入器导管内的气体流动动力学。注入器通常在导管的端部处包含入口，用于将蒸气提供到导管中。然后，沿着导管，在远离入口的方向上，蒸气压力沿着每个蒸气注入开口下降。在均匀的导管宽度和均匀的蒸气注入开口的情况下，这可能导致通过更远离入口的开口的更低蒸气流量。

5、解决该挑战的传统方法通常涉及沿着注入器长度改变蒸气注入开口的数量、间距或尺寸。然而，随着晶片批量尺寸的增加，这种可变几何形状方法的实际实施变得更加复杂，特别是当试图在多个开口上保持精确的尺寸控制时。

6、注入器相对于晶片位置的定位提出了另一个考虑。在一些过程中，将注入点与晶片位置对准可有益于优化前体输送效率。然而，随着晶片数量的增加，在保持均匀气体分布的同时实现这种对准变得越来越具有挑战性。

7、在处理室内由注入系统占据的物理体积代表另一个考虑。多个注入器组件的存在可能影响室内的气体流动模式，影响温度均匀性，或减少用于晶片装载的可用空间。

8、在开发蒸气注入系统中仍存在挑战，该蒸气注入系统可以在大晶片批量上提供均匀的气体分布，同时适应各种过程要求和实际制造约束。解决这些挑战中的一些将有益于依赖于批量cvd(例如批量ald)技术的半导体制造过程。

技术实现思路

1、本发明的实施例的目的是提供用于将蒸气注入到处理室中的良好的注入器系统和衬底处理系统。

2、该目的通过本发明的装置来实现。

3、本发明的实施例的优点在于，可以在多衬底处理操作中实现增强的均匀性。

4、本发明的实施例的优点在于，可以提供沿着注入器的整个长度进入处理室的均匀的前体流。

5、本发明的实施例的优点是可以改善衬底上的膜均匀性。

6、本发明的实施例的优点在于，即使对于大晶片负载，也可以保持每晶片单孔注入。

7、本发明的实施例的优点在于，注入端口的几何形状可以在很大程度上保持标准化，从而降低复杂性和制造成本。

8、本发明的实施例的优点在于，可以最小化在处理室中由多个注入器占据的空间。

9、在第一方面，本发明涉及一种用于将蒸气注入到处理室中的注入器系统，该注入器系统包括：至少第一注入器和第二注入器，每个注入器包括：细长内部导管，一系列入口，其沿着导管分布，用于将蒸气提供到导管中，以及一系列蒸气注入开口，其沿着导管分布，用于将蒸气从导管提供到处理室中，和蒸气分配器，用于将蒸气提供到注入器的入口，其中，第一注入器和第二注入器的所述系列蒸气注入开口彼此基本平行地布置，其中，在沿着所述系列蒸气注入开口的方向上，第一注入器的开口与第二注入器的开口交替。

10、在第二方面，本发明涉及一种衬底处理系统，其包括处理室和第一方面的注入器系统，用于将蒸气提供到处理室中。

11、在第三方面，本发明涉及一种用于将蒸气注入到处理室中的注入器系统，该注入器系统包括：至少一个注入器，包括：细长内部导管，入口，沿着导管用于将蒸气提供到导管中，一系列蒸气注入开口，其沿着导管分布，用于将蒸气从导管提供到处理室中，以及流动偏转器，在入口处用于使通过入口进入导管的所述蒸气流在沿着导管的方向上偏转。

12、在第四方面，本发明涉及一种用于将蒸气注入到处理室中的注入器系统，该注入器系统包括：至少一个注入器，包括：细长内部导管，一系列入口，其沿着导管分布，用于将蒸气提供到导管中，以及一系列蒸气注入开口，其沿着导管分布，用于将蒸气从导管提供到处理室中，和蒸气分配器，用于将蒸气提供到注入器的入口。

13、在第五方面，本发明涉及一种衬底处理系统，其包括处理室和第三或第四方面的注入器系统，用于将蒸气提供到处理室中。

14、在所附独立和从属权利要求中阐述了本发明的特定和优选方面。从属权利要求中的特征可以与独立权利要求的特征和其它从属权利要求的特征适当地组合，而不仅仅是权利要求中明确阐述的特征。

15、尽管在该领域中已经存在设备的不断改进、改变和演变，但是本构思被认为代表了实质性的新且新颖的改进，包括与先前实践的偏离，从而提供了这种性质的更有效、稳定和可靠的设备。

16、通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述及其它特性、特征和优点将变得显而易见，附图通过示例的方式示出了本发明的原理。该描述仅出于示例的目的给出，而不限制本发明的范围。下面引用的参考图指的是附图。

1.一种用于将蒸气注入到处理室中的注入器系统，该注入器系统包括：

2.根据权利要求1所述的注入器系统，其中，每个注入器在每个入口处包括流动偏转器，用于使通过入口进入所述导管的所述蒸气流在沿着导管的方向上偏转。

3.根据前述权利要求中任一项所述的注入器系统，其中，对于每个注入器，所述系列入口沿着所述导管基本对称地分布。

4.根据权利要求3所述的注入器系统，其中，对于每个注入器，所述系列入口包括至少一对入口，其中，每对中的每个入口位于与所述导管的中点基本等距。

5.根据权利要求3或4所述的注入器，其中，对于每个注入器，所述系列入口包括基本在所述导管的中点处的中心入口。

6.根据前述权利要求中任一项所述的注入器系统，其中，对于每个注入器，所述系列入口相对于所述系列蒸气注入开口位于所述导管的基本相对侧上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的注入器系统，其中，所述蒸气分配器包括：

8.根据前述权利要求中任一项所述的注入器系统，其中，对于每个注入器，所述蒸气注入开口沿着所述导管以规则间隔布置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的注入器系统，其中，对于每个注入器，所述蒸气注入开口沿着直线布置。

10.根据前述权利要求中任一项所述的注入器系统，其布置成使得当将蒸气提供到所述蒸气分配器时，流过所述蒸气注入开口的蒸气的体积流量对于每个蒸气注入开口基本相同。

11.一种衬底处理系统，包括：

12.根据权利要求11所述的衬底处理系统，其中，所述处理室配置用于接收衬底载体，其支撑通过间隙彼此分离的多个衬底的堆叠，

13.一种用于将蒸气注入到处理室中的注入器系统，该注入器系统包括：

14.根据权利要求13所述的注入器系统，其中，所述入口沿着所述导管设置，使得所述蒸气在基本垂直于导管的方向上被提供到导管中。

15.根据权利要求13或14所述的注入器系统，所述至少一个注入器包括至少第一注入器和第二注入器，

16.根据权利要求13至15中任一项所述的注入器系统，其中，所述流动偏转器包括板，其布置在通过所述入口进入所述导管的所述蒸气流的流动路径中。

17.一种用于将蒸气注入到处理室中的注入器系统，该注入器系统包括：

18.一种衬底处理系统，包括：