用于薄膜沉积的工艺控制和监测的方法、插入件和装置与流程

本公开总体涉及半导体和基底处理领域。本公开特别地但不排他地涉及薄膜沉积工艺(诸如原子层沉积(ald))的工艺控制和监测。

背景技术：

1、此部分说明了有用的背景信息，但不承认此处所描述的任何技术代表了现有技术。

2、在半导体和基底处理领域，薄膜沉积几乎用于每一种设备。原子层沉积(ald)由于其各种3d形状的保形涂层而被广泛用作薄膜沉积方法。特别地，ald作为高长宽比(har)结构的沉积方法是有利的。

3、然而，作为工艺控制的部分，测试和量化保形度可能是耗时且昂贵的。常规的测试程序可以包括例如制造合适的测试样品、在测试样品上沉积薄膜、切割、以及制备适当的样品以用于扫描电子显微镜(sem)或透射电子显微镜(tem)成像并且分析sem和tem成像的结果。上面所描述的常规程序的持续时间可能是数周，并且此类基本工艺控制程序的估计成本为数千欧元。

技术实现思路

1、所附权利要求限定了保护范围。说明书和/或附图中未被权利要求涵盖的装置、产品和/或方法的任何示例和技术描述不是作为本发明的实施例呈现的，而是作为有助于理解本发明的背景技术或示例呈现的。

2、本发明的某些实施例的目的是提供一种用于薄膜沉积的改进的工艺控制和/或监测方法，或至少提供一种现有技术的替代解决方案。

3、因此，某些公开的实施例提供了用于确定薄膜工艺前体的渗透深度的巧妙方法。

4、根据本发明的第一示例方面，提供了一种用于确定薄膜工艺前体的渗透深度的方法，其包括：

5、提供插入件；

6、将插入件布置为接触基底以在插入件与基底之间形成多个空间；以及

7、将(一个或多个)前体供给到形成的空间中以确定前体的渗透深度。

8、在某些实施例中，该方法包括：

9、将(一个或多个)前体供给到容纳插入件和基底的反应室中的形成的空间中。

10、在某些实施例中，该方法包括：

11、通过使用原子层沉积(ald)序列将(一个或多个)前体供给到形成的空间中。

12、在某些实施例中，所形成的空间在它们的一个端部是细长的、受限的和/或封闭的。在某些实施例中，形成的空间是隧道(或空腔)的形式。

13、在某些实施例中，空间具有弯曲的形状。在某些实施例中，该空间具有弯折的形状。在某些实施例中，空间具有曲折的形状。因此，代替例如是直的，空间可以是弯曲的和/或弯折的和/或曲折的。

14、在某些实施例中，空间在它们的一个端部处封闭，该一个端部与空间的口部相对定位，该口部连接到插入件的中部的开孔。

15、在某些实施例中，形成的空间是在它们的一个端部处敞开、在它们的另一端部处封闭并且沿着它们的宽度由基底和/或插入件限制的细长的空间，该空间优选地形成高长宽比结构。

16、在某些实施例中，形成的空间是同心的细长空腔。

17、在某些实施例中，插入件包括凹槽，该凹槽被构造为当插入件与基底彼此接触时，在插入件与基底之间形成所述空间。

18、在某些实施例中，空间具有变化的宽度或变化的高度。

19、在某些实施例中，空间具有相同的长度(深度)。在某些实施例中，空间的流动区域是矩形的。在某些实施例中，空间中的每一个的宽度相等，但空间的高度变化。在某些实施例中，每个单独的空间的高度是固定的，但空间的宽度是变化的。

20、在某些实施例中，空间彼此分离，防止该(一个或多个)前体从一个空间直接流入相邻的空间。

21、在某些实施例中，插入件是圆盘形状的和/或插入件的形状围绕其中心对称。

22、在某些实施例中，插入件包括在插入件的中心中的开孔，并且该开孔连接到空间以允许前体通过插入件的开孔供给到空间中。在某些实施例中，开孔对称地定位在插入件的中心中。在某些实施例中，这使得形成的空间的每个入口孔能够看到前体的类似流动几何形状或类似流动条件。在某些实施例中，前体从顶部流入开孔中。

23、在某些实施例中，(一个或多个)前体经由扩散进入空间。在某些实施例中，(一个或多个)前体经由扩散在空间内流动。

24、在某些实施例中，插入件和基底水平地取向，插入件搁置在基底的顶部上。

25、在某些实施例中，该方法包括：

26、通过测量在基底上形成的薄膜涂层来确定渗透深度。

27、在某些实施例中，该方法包括：

28、从形成在基底上的薄膜的测量获得结果，并且根据获得的结果调整薄膜工艺。

29、在某些实施例中，测量包括经由椭圆偏振表征或定量可视检查来分析前体渗透深度。

30、在某些实施例中，向操作员提供对基底上形成的薄膜的测量的结果。在某些实施例中，相关联的装置包括至少一个处理器和包含计算机程序(或计算机程序代码)的至少一个存储器，其中至少一个存储器和计算机程序(代码)被配置为与至少一个处理器一起向操作员提供来自对形成在基底上的薄膜的测量的结果。相关联的装置可以是数据处理设备或计算机。所述数据处理设备或计算机可以作为沉积反应器工艺控制系统的部件来实现，或单独地实现。本文中，沉积反应器被认为是包括反应室的沉积反应器，例如ald反应器。

31、在某些实施例中，向操作员提供数据可视化。在某些实施例中，向操作员提供(一个或多个)适当的工艺描述参数和数据可视化。在某些实施例中，通过前述方法获得计算机程序和/或相关数据分析的输入数据。

32、在某些实施例中，前体渗透深度的测量是从开孔朝向空间的端部执行的。

33、在某些实施例中，基底是平面基底，例如晶片，诸如半导体晶片，例如硅晶片。

34、在某些实施例中，通过测量形成在基底上的薄膜涂层来确定渗透深度包括通过至少一个处理器来分析获得的测量数据(其可以从测量设备接收)；以及基于该分析向操作员提供测量结果。

35、根据本发明的第二示例方面，提供了一种插入件，该插入件被构造为接触基底以在插入件与基底之间形成多个空间，以利用第一示例方面的方法或其任一实施例来确定(一个或多个)薄膜工艺前体的渗透深度。

36、因此，在第二示例方面中，提供了一种插入件，该插入件被构造为用于第一示例方面或其任一实施例的方法中。

37、在某些实施例中，插入件包括凹槽，该凹槽被构造为当插入件与基底彼此接触时形成所述空间。

38、在某些实施例中，插入件是单独的部件。在某些实施例中，插入件不形成基底的部件。在某些实施例中，插入件是可放置以接触基底的部件。在某些实施例中，插入件是可放置在基底的顶部上的部件。在某些实施例中，插入件是可移除的。在某些实施例中，插入件与基底可移除地接触。

39、在某些实施例中，插入件是可再使用(即，可重复地使用)的。这意味着同一插入件可多次使用。在某些实施例中，插入件与基底可移除地接触并且可再使用。在某些实施例中，该插入件可用于多个薄膜工艺的工艺控制和/或监测。在某些实施例中，该插入件可用于某些设施的所有薄膜工艺的工艺控制和/或监测。

40、根据本发明的第三示例方面，提供了一种包括至少一个处理器和包括计算机程序代码(或计算机程序)的至少一个存储器的装置，其中，该至少一个存储器和该计算机程序代码(或计算机程序)被配置为利用该至少一个处理器使该装置执行：

41、通过将插入件布置为接触基底将(一个或多个)前体供给到在插入件与基底之间形成的多个空间中；以及

42、确定(一个或多个)前体在形成的空间中的渗透深度。

43、根据本发明的第四示例方面，提供了一种计算机程序，其包括计算机可执行程序代码，该计算机可执行程序代码在由处理器执行时使得装置执行：

44、通过将插入件布置为接触基底将(一个或多个)前体供给到在插入件与基底之间形成的多个空间中；以及

45、确定(一个或多个)前体在形成的空间中的渗透深度。

46、根据本发明的第五示例方面，提供了一种装置，该装置被构造为执行薄膜沉积工艺并且包括第二示例方面或其任一实施例的插入件。

47、在某些实施例中，插入件由聚合物材料和刚性材料形成。在某些实施例中，刚性材料包括金属材料陶瓷材料。

48、前面已经说明了不同的非约束性示例方面和实施例。前面的实施例仅用于解释可以在不同的实现方式中利用的选择方面或步骤。一些实施例可以仅参考某些示例方面来呈现。应理解的是，相对应的实施例也可以应用于其他示例方面。