具有注入组件的上部圆顶的制作方法
【专利摘要】在此所提供的实施方式一般涉及用于将气体输送至半导体处理腔室的设备。外延半导体处理腔室的上部石英圆顶具有被形成于其内的多个孔洞且前驱物气体通过上部圆顶的孔洞而被提供进入处理腔室的处理空间。气体输送管件从圆顶内的孔洞延伸至凸缘板，在凸缘板中管件耦接于气体输送线。气体输送设备致使气体能够通过石英上部圆顶而被输送至基板上方的处理空间。
【专利说明】具有注入组件的上部圆顶
[0001 ]
[0002]领域
[0003]在此所述的实施方式一般涉及一种用于将传输至半导体处理腔室的气体输送加以改良的设备与方法。更精确地，在此所述的实施方式涉及一种具有注入组件的上部圆顶。
[0004]相关技术的描述
[0005]在半导体处理中，常见在半导体装置上使用各种不同的处理以形成具功能性的薄膜。在这些处理中有某些类型的沉积处理被称为外延。在外延工艺中，气体混合物通常会被引入腔室，腔室包含一或更多个基板，外延层待形成于所述基板上。处理环境被维持以致使蒸汽在基板上形成高质量材料层。当期望沉积出一种于基板表面上的高质量与均匀性的薄膜时，外延一般是有利的。
[0006]在外延工艺的范例中，材料(例如电介质材料或半导体材料)形成于基板的上表面上。外延工艺在基板表面上成长出一种薄的、超纯的材料层，例如硅或锗。通过将处理气体以实质地平行于位于支座上的基板的表面的方式加以流动，且通过热分解处理气体而将来自气体的材料沉积在基板表面上，上述材料可被沉积在横向流腔室中。
[0007]处理均匀性大体是半导体产业中所期望的，且许多调查与研究的工作正致力改良半导体制造处理各环节的处理均匀性。反应器设计(例如，气流模式与温度控制设备)可影响外延成长中的薄膜的质量与均匀性。因为气流特征会影响薄膜在基板上的效能，需要一种气体输送与沉积设备，该设备促进在基板上成长出均匀材料层。
[0008]扫流(cross-flow)气体输送设备将气体注入进处理腔室使得当基板旋转时气体横向地流动而横跨基板的表面。然而，可产生因不均匀气流所致的沉积薄膜的中心至边缘的非均匀性。在一些情况中，可经由扫流气体输送设备而被引入的前驱物种的种类与数量是有限的。
[0009]因此，在此技术领域将需要一种用于外延工艺的改良型气体输送设备。
[0010]挺述
[0011]在一个实施方式中，提供用于处理腔室的气体输送设备。气体输送设备包含石英圆顶，其中多个孔洞形成于石英圆顶内。多个管件耦接于圆顶且从多个孔洞延伸且凸缘板耦接于多个管件。
[0012]在其他的实施方式中，提供一种用于处理基板的设备。该设备包含:处理腔室主体;石英圆顶，该石英圆顶耦接于该腔室主体。多个孔洞，所述多个孔洞被形成而通过该圆顶且所述多个管件在第一端部耦接于该圆顶且从所述多个孔洞延伸。凸缘板耦接于所述多个管件的第二端部。反射器板耦接于该腔室主体，且该反射器板设置于该圆顶与该凸缘板之间。
[0013]在另外一其他的实施方式中，提供一种用于处理基板的设备。该设备包含处理腔室主体，该处理腔室主体具有第一石英圆顶与第二石英圆顶，该第二石英圆顶耦接于该腔室主体而在该第一石英圆顶的对侧。该腔室主体、该第一石英圆顶，以及该第二石英圆顶界定出处理空间。基板支撑座，该基板支撑座设置于该处理空间内以及灯件阵列，该灯件阵列耦接于该处理空间外部的该腔室主体。多个孔洞，所述多个孔洞被形成而通过该第二石英圆顶以及管件，该管件耦接至所述多个孔洞的每一者且所述多个管件从每一个孔洞延伸而离开该处理空间。凸缘板，该凸缘板耦接至管件，以及反射器板，该反射器板耦接于该腔室主体，该反射器板设置于该第二石英圆顶与该凸缘板之间。
[0014]附图简要说明
[0015]为了详细地理解本案内容的上述特征，通过参考本案内容的实施方式(其中一些图示在附图中)，可以得到上文所简要概括的内容的更为具体的描述。然而，应注意的是附图仅图示本发明的典型实施方式且因此不应被视为对本发明范围的限制，因为本发明可承认其他具有同等有效的的实施方式。
[0016]图1为根据在此所述的一个实施方式的处理腔室的示意性截面视图。
[0017]图2图示根据在此所述的一个实施方式的处理腔室的俯视透视图。
[0018]图3图示根据在此所述的一个实施方式的腔室主体经移除的内部腔室构件的透视图。
[0019]图4A图示根据在此所述的一个实施方式的气体输送设备的截面视图。
[0020]图4B图示根据在此所述的一个实施方式的气体输送设备的截面视图。
[0021 ]图4C图示根据在此所述的一个实施方式的气体输送设备的截面视图。
[0022]图5图示根据在此所述的一个实施方式的反射器板的平面视图。
[0023]图6A图示根据在此所述的一个实施方式的圆顶、管件，以及凸缘板的透视图。
[0024]图6B图示根据在此所述的一个实施方式的圆顶、管件，以及凸缘板的透视图。
[°°25]图7图示图6A的圆顶、管件，以及凸缘板的截面透视图。
[0026]图8图示图6A的圆顶、管件，以及凸缘板的截面视图。
[0027]图9A图示图6A的圆顶以及凸缘板的平面视图。
[0028]图9B图示图6B的圆顶以及凸缘板的平面视图。
[0029]图10图示根据在此所述的一个实施方式的具有气体输送设备的处理腔室的透视图。
[0030]图11图示根据在此所述的一个实施方式的圆顶的平面视图。
[0031]为使更容易了解本发明，在可能的情况下，相同的元件符号会指定在不同附图中共享的相同元件。需了解的是，一个实施方式中公开的元件及特征可有益地合并于其他实施方式中而无须进一步叙述。
[0032]具体描述
[0033]在此所提供的实施方式一般而言涉及用于将气体输送至半导体处理腔室的设备。外延半导体处理腔室的石英圆顶具有多个形成于其中的孔洞与前驱物，且载体气体通过上部圆顶的孔洞而被提供进入腔室的处理空间。气体输送管从圆顶内的孔洞延伸至凸缘板，在凸缘板中所述管耦接于气体输送线。气体输送设备使气体能被输送通过石英圆顶而至基板上方的处理空间。
[0034]图1示出处理腔室100的示意性的截面视图。处理腔室100被使用以处理一或更多个基板，包含将材料沉积在基板108的上表面116上。处理腔室100包含腔室主体部件100a、第一石英圆顶114以及第二石英圆顶128，界定出处理空间156。可预期第一石英圆顶114与第二石英圆顶128可大体被视为透光部件。基环136(其设置于第一夹环101与第二夹环130之间)将第一石英圆顶114与第二石英圆顶128分开。直线组件163耦接于基环136且预热环167耦接于直线组件163。预热环167从直线组件163径向地向内延伸以将过多的从预热环167传递出的辐射加以屏蔽且在处理气体接触基板108的上表面116之前预热要来的处理气体。反射器板122设置成邻近于处理空间156外部的第二圆顶128且反射器板122耦接于第二夹环130。
[0035]灯件阵列145耦接于邻近于第一圆顶114的第一夹环101。灯件阵列145包含一或更多个灯件102，每一个灯件102具有灯泡141。灯件阵列145被配置成在相对短的时间周期内将基板108加热至所期望的温度。加热工艺可包含重复加热与冷却循环以达到被沉积在基板108的上表面116上的或被使用作为在基板108的上表面116上的烧固的较佳的材料特性。灯件阵列145还提供基板108的不同区域的独立温度控制，由此促使将材料沉积于基板108的上表面116上。一或更多个高温计118可经由反射器板122而被光学地耦接于腔室100或通过灯件阵列145而被耦接。高温计118被配置成通过接收从基板108射出且通过第二圆顶128的辐射且通过将该所接收的辐射与可指示温度的标准相比较而测量基板108或基板支座106的温度。或者，一或更多个高温计118可被配置成测量第一石英圆顶114的温度与/或第二石英圆顶128的温度。
[0036]基板支座106设置于处理腔室100的处理区域156内。基板支座106(与第二石英圆顶128—起)界定出处理区域156的边界，且净化气体区域158在基板支座106距第二石英圆顶128的对向。在处理期间基板支座106可绕中心轴132旋转以尽量减小处理腔室100内的温度以及处理气流空间上的异常的影响。基板支座106由中心轴132所支撑，在装载与卸除期间(且在一些情况中，是在基板108的处理期间)，中心轴132可在轴向134上移动基板108。
[0037]反射器122被置于第二石英圆顶128外部以将在处理期间从基板108所放射出的红外光反射回基板108上。反射器122可由金属(例如铝或不锈钢)所制成。反射的效率可通过在反射器122上以高反射涂层(例如金)镀膜而改良，或通过将反射器122抛光以提升反射系数。在一个实施方式中，选择性(可针对特定波长而调整)的涂层可设置于反射器上的所选择的区域内。在此实施方式中，选择性涂层可增强低温高温计准确性与可重复性。在其他的实施方式中，反射器122可吸收光且可以光吸收材料镀膜以提升腔室100的辐射冷却与温度均匀性。
[0038]反射器122可具有一或更多个通道(未示)，所述通道可被加工且连接至冷却源(未示)。所述通道连接至形成于反射器122的一侧上的通道(未示)。该通道被配置成承载液体流(例如水)且可以任何所期望的图案沿着反射器122的侧边分布而涵盖反射器122的侧边的部分或整体以冷却反射器122。在其他的实施方式中，反射器122可耦接于流体源，该流体源被配置成将反射器122加热。可流通过通道的流体包含各种不同的加热或冷却流体，例如去离子水或乙二醇混合物或惰性氟化流体。
[0039]由处理气体供应源172所供应的处理气体通过处理气体进气口174而被引入处理区域156，处理气体进气口 174形成于基环136的侧壁内。处理气体进气口 174被配置成将处理气体引导在大体径向向内的方向上且可取决区域的使用而被调整以致使中心向边缘的均匀性获得改良。在薄膜形成处理期间，基板支座106可位于处理位置，该处理位置邻近于处理气体进气口 174且与处理气体进气口 174具有约相同的高度。在此安排中，处理气体以准层流(quasi laminar)的方式向上流动且围绕而沿着流体路径173而横跨基板108的上表面116。
[0040]处理气体通过气体出气口 178而离开处理气体区域156(沿着流动路径175)，该气体出气口 178位于处理腔室100的侧边上而位在处理气体进气口 174的对向。处理气体进气口 174与气体出气口 178(该两者沿着基板108的上表面116的平面)对准于彼此且设置成约为相同高度以促进处理气体的层流横跨过基板108。在一个实施方式中，处理气体进气口174与气体出气口 178可设置于在第一高度而径向向内地朝向内衬组件163，然而，处理气体进气口 174与气体出气口 178可为第二平面(第二平面可低于第一平面)而径向向外地朝向内衬组件163。真空栗180可促进将处理气体移除通过气体出气口 178，真空栗180耦接至气体出气口 178。为求进一步增加沉积均匀性，在处理期间基板108可由基板支座106所旋转。[0041 ]图2图示出处理腔室200的俯视透视图。处理腔室200的与图1的腔室100相似的发明已被更详细地讨论如上。腔室200包含气体注入组件202与反射器板250。气体注入组件202被配置成通过处理腔室200的第二圆顶(未示于图2中，见图6?图9)提供处理气体。气体输送管(见图4与图6?图8)通过反射器板250从第二圆顶延伸至注入组件202。反射器板250耦接于在第二圆顶上方的第二夹具环130。反射器板250大体屏蔽了通过第二圆顶的辐射避免其照射于注入组件202。一个或更多个高温计118耦接通过反射器板250以经由第二圆顶检视基板。提供冷却剂进气口 203与冷却剂出气口 205以将冷却剂流体供应至第二夹具环130。
[0042]图3图示出处理腔室200的内部腔室构件的透视图。如图所示，第一夹具环101与第二夹具环130(图1)被移除以将腔室200内部暴露。处理气体进气口 174耦接通过基环136以致使处理气体的层流能够横跨基板108的上表面116。中心轴132耦接于基板支座106(图1)。当处理气体流动横跨基板108的上表面116时，处理气体经由处理气体出气口 178离开处理区域156。当处理基板108时，气体注入组件202(其将处理气体从基板108上方输送至处理区域156)致使较大程度的机动性。据信，在外延处理期间处理气体的层横流与上下流结合可改良沉积均匀性。
[0043]在一个实施方式中，各种不同的前驱物(例如三族与五族的前驱物)可从气体进气口 174流动横跨基板108、从气体注入组件202流动横跨基板108，或以其组合的方式流动。例如，三族前驱物可在当五族前驱物从气体进气口 174被提供时而从气体注入组件202被流动，或反之亦然。不同族的前驱物也可一起流动通过气体注入组件202或气体进气口 174，或通过两者。据信，从气体注入组件202所提供的气体允许以较短的动作路径到达基板108，该较短的动作路径也增加在表面116的气体浓度。据信，所增加的气体浓度可增强在基板108的表面116的成核。因此，可得到更均匀的沉积层的晶体结构且可实现处理时间的减少。再者，较短的流动路径可避免过早的气体物种裂开(分子分裂)因此增加整体气体使用率。
[0044]第二圆顶302设置于基环136上方且耦接于基环136。第二圆顶302(或透光部件)由透光材料所形成(例如石英或蓝宝石)。第二圆顶302包含外区域304与内区域306。外区域304为第二圆顶302的耦接于基环136的部分，而内区域306具有大致弯曲的轮廓，该轮廓至少部分地界定出处理空间156。在一个范例中，第二圆顶302的内区域306为透光的且外区域304主要为非透光。内区域306具有一个或更多个形成于其内的孔洞，所述孔洞致使气体经输出通过第二圆顶302而至处理空间156。
[0045]反射器板250设置于第二圆顶302的内区域306之上而介于注入组件202与第二圆顶302之间。因此，反射器板250形状上可为圆形且尺寸可调整成相似于第二圆顶302的内区域306。反射器板250由热稳定金属材料所形成(例如铝或不锈钢)。反射器板250可被镀膜(即金或银镀膜)或高度抛光以提升面向第二圆顶302的反射器板250的反射性。或者，第二圆顶302的表面(例如面向反射器板250的表面或面向处理区域156的表面)可被以反射性材料或吸收性材料加以涂层。合适的反射性材料包含金或银且合适的吸收性材料包含黑色的材料(例如被选择以吸收所期望的电磁能量波长的介电材料)。反射器板的厚度可介于约I/4英寸与约3/4英寸之间(例如介于约3/8英寸与约1/2英寸之间)。
[0046]反射器板250包含第一部件252与第二部件254，所述部件于接合区域256处耦接在一起。在接合区域256，第一部件252的部分与第二部件254的部分可以重叠方式交织。接合区域256可被以沿着圆形反射器板250的弦的方式加以界定。而在一个范例中，延伸横跨反射器板250的接合区域256垂直对准于从处理气体进气口 174所提供的处理气体的层横流方向。
[0047]第一部件252与第二部件254每一者配置成用以容纳气体管，该气体管延伸通过位在接合区域256的反射器板250。举例而言，第二部件254具有半圆形或拋物线形的切口 258以允许气体管的通过。在这个例子中，第一部件252还具有切口(未示)，该切口对准于第二部件254的切口 258以形成通过反射器板250的孔洞。为了减少传播通过切口 258的光的入射，任何介于管件204以及切口 258之间的空间可以热稳定、辐射阻挡材料(例如铁氟龙或类似材料)加以填满。切口 258可为任何可容纳通过反射器板250的管件204的通道的形状，同时可促进光隔绝在处理区域156中。可设想方形或矩形的切口、弯曲方形切口或弯曲矩形切口，以及其他相似的形状。使用上述的填充物可达成用于这些形状的光隔绝。
[0048]图4A图标出气体注入组件202的截面视图。注入组件202包含管件204，管件204从第二圆顶302的孔洞410延伸至凸缘板212。管件204界定出通道或孔隙使得处理区域156与凸缘板212流体相通。凸缘板212由夹具部件214所围绕。气体输送线224(其对准管件204)经由垫圈220耦接于凸缘板212。垫圈220由一或更多个紧固件222(例如螺栓或螺丝)经由凸缘板212而固持于夹具部件214。凸缘板212由多个第一间隔物216而与夹具部件214分开，且凸缘板212由多个第二间隔物218而与垫圈220分开。间隔物216、218(可为O环或类似物)可包含聚合物材料(例如兼容材料或弹性材料)，且可操作以防止介于凸缘板212与夹具部件214与垫圈220之间的实体接触。
[0049]在一个实施方式中，凸缘板212由石英材料所形成且夹具部件214、垫圈220，以及紧固件222由金属材料(例如不锈钢、铝或其合金)所形成。夹具部件214的唇部226可延伸至凸缘板212的顶表面上方。因此，夹具部件214的截面轮廓可为U形。输送线224从凸缘板212延伸至气体源(未示)。气体源可经由注入组件202将各种不同的处理气体与其他气体输送至处理区域156。举例而言，三族、四族、及五族前驱物与其组合可由气体源所提供。
[0050]管件204耦接于上圆顶302与凸缘板212之间。管件包含第一部件206、第二部件210，以及介于第一部件206与第二部件210之间的热中断208。第一部件206对准于孔洞410使得第一部件206从孔洞410延伸离开。在一个实施方式中，第一部件206可在垂直方向上或，可替代地以呈一角度方式从孔洞410延伸。第一部件206通过石英焊接或类似的接合方法(例如扩散接合)而耦接于第二圆顶302。孔洞410的形状可为圆形且可垂直于管件204所占据的平面，在该平面中孔洞410延伸通过第二圆顶302。然而，孔洞410可为除了圆形以外的其他形状，如椭圆形或方形。此外，可设想孔洞410可在一方向上呈一角度而通过第二圆顶302，该方向不同于垂直于管件204所占据的平面以外的方向。在一个实施方式中，管件204可延伸超过第二圆顶302而进入处理空间156而朝向基板108。
[0051]第一部件206与第二部件210每一者包含透光的石英材料，然而，可预期第一部件206与第二部件210也可由辐射阻挡材料(例如黑石英或泡泡石英(bubble quartz))所形成。热中断208通过石英焊接或类似的接合方法而耦接于第一部件206与第二部件210之间。热中断208包含至少部分透明的石英材料，例如泡泡石英。热中断208(其比起第一部件206与第二部件210的透光石英具有较大程度的不透明性)减少或防止光能量传播通过管件204。因此，进入第一部件206的光被防止传播超过热中断208以外而至第二部件210与凸缘板212。热中断208设置于第一部件206与第二部件210之间而在反射器板250上方。在一个实施方式中，管件204未利用热中断，而是仅利用第一部件206与第二部件210的透明石英来形成管件204。
[0052]第一通道402形成于第一部件252中且第二通道404形成于第二部件254中。第一通道402与第二通道404为形成于反射器板250的背向于处理区域156的表面401中的V形或U形凹槽。第一冷却导管406设置于第一通道402之内且第二冷却导管408设置于第二通道404之内。冷却导管406、408的形状为管状且分别相似于第一与第二通道402、404的路径(图5)。在一个实施方式中，通道402、404的深度大于导管406、408的直径。因此，导管406、408(当设置于通道402、404之内时)位于反射器板250的表面401下方。反射器板250的冷却会参照图5而以更详细的方式描述。
[0053]图4B图示出根据一个实施方式的气体注入组件202的截面视图。在此实施方式中，相容部件420设置于凸缘板212与夹具部件214之间。兼容部件420由弹性材料或硫化橡胶所形成，且相容部件420能防止凸缘板212与夹具部件214之间的实体接触。相容部件420可为单片的材料或可被喷洒于凸缘板212上或夹具部件214上。兼容部件420的部分可为埋头铆钉，在该埋头铆钉上紧固件222或管件204延伸通过相容部件410以确保相容部件420与凸缘板212或夹具部件214之间的连续的接触。
[0054]图4C图示出根据一个实施方式的气体注入组件202的截面视图。所述的关于图4A与图4B的实施方式的设备与特征可包含在关于图4C的所述的该实施方式中。若有需要，可预期关于图4C所述的设备与特征也可包含于关于图4A与图4B的实施方式中。气体注入组件202可包含基座部件440，基座部件440具有形成于其内的通道442，通道442耦接于流体导管446。基座部件440也可界定出邻近于热中断208与第一部件206与第二部件210之部分的空间444。基座部件440可由金属材料(例如铝、不锈钢，或类似材料)加以制造，且基座部件440可耦接于或设置成邻近于夹具部件214。
[0055]空间444可流体地耦接于通道442与流体导管446。流体导管446可耦接于热控制流体源(未示)，该热控制流体源经由流体导管446与通道442将热控制流体提供至空间444。热控制流体(例如气体或液体)可被提供以冷却基座部件440与管件204的部分(例如热中断208与第一部件206与第二部件210的部分)。可预期热控制流体可控制管件204的热膨胀以防止管件204的断裂。
[0056]在所图示的实施方式中，两个第二间隔物218设置于凸缘板212与垫圈220之间。第一气体疏散通道430可形成于垫圈220内而介于两个第二间隔物218之间。第一气体疏散通道430可从设置成邻近于凸缘板220的垫圈220的表面延伸至形成于垫圈220内的第二气体疏散通道432。第二气体疏散通道432可耦接于抽气导管434使得第一气体疏散通道430、第二气体疏散通道432，以及抽气导管434呈彼此流体相通。抽气导管434可耦接于栗(未示)以疏散任何可能从垫圈220与凸缘板212之间泄漏的气体。传感器可被提供以检测任何气体的泄漏且经由第一气体疏散通道430、第二气体疏散通道432，以及抽气导管434来停止气体从气体输送线224流动且/或启动漏气抽气。
[0057]覆板436可设置于气体注入组件202附近以保护气体注入组件202免于扭转管件204且用以将额外的机械支撑提供至气体注入组件202。覆板436可用紧固件222而耦接于垫圈220且延伸超过凸缘板212与夹具部件214的至少一部分(例如唇件226)。此外，加热套438可设置于气体输送线224周围。加热套438可耦接于气体输送线224且可包含一或更多个电阻加热部件，电阻加热部件配置成用以将气体输送线224加热。电阻加热部件可耦接于功率源。可预期加热套438可在气体进入管件204与处理区域156之前经由气体输送线224将提供至气体注入组件202的气体加热。
[0058]图5图示出反射器板250的平面图。第一通道402可沿着直的或曲折的路径穿越第一部件252。类似地，第二通道404可沿直的、蛇形、或曲折路径穿越第二部件254。粘接剂(例如环氧基树脂材料或高温热塑性或热固性树脂)设置于第一通道402与第二通道404内。冷却导管406、408被压配进粘接剂以分别将导管406、408的位置固定在通道402、404内。或者，冷却导管406、408可被压配进通道402、404且继而被温和加热以将导管406、408定位至反射器板250。粘接剂可为导热性以促进反射器板的热控制。
[0059]流体源502(其提供例如水或类似物质的冷却剂)耦接于冷却导管406、408。在一个实施方式中，流体源502耦接于第一导管406且第一导管406流体地与第二导管408耦接使得第一导管406与第二导管408彼此串联。第二导管408可耦接于冷却剂出口，在冷却剂出口处，冷却剂流体会从冷却系统中移除。在其他实施方式中，第一导管406与第二导管408两者皆流体地耦接于流体源502使得冷却导管406、408彼此平行地操作。导管406、408被配置成用以维持稳定温度，举例而言，在横跨于反射器板250的范围内少于约2°C?5°C的变化。
[0060]图6A图示出第二圆顶302、管件204，以及凸缘板212的透视图。如图所示，管件204耦接于第二圆顶302的内区域306与凸缘板212之间。在一个实施方式中，五个管件204沿着内区域306而设置。在一个实施方式中，管件204以直线方式加以对准，然而，可预期管件204可以不同定向加以对准;举例而言，交替的管件204可在一基准面的任一侧而在纵向方向上通过凸缘板212。
[0061 ] 在上述的实施方式中，五个孔洞410被形成通过内区域306，在内区域306中管件204耦接于第二圆顶302。可预期较大数目或较少数目的孔洞410与管件204可用以更精细地调整将处理气体输送通过第二圆顶302的输送操作。在一个实施方式中，第一部件206、热中断208，以及第二部件210具有相似的内直径与外直径。举例而言，内直径介于约5毫米(mm)与约15毫米之间(例如10毫米)。外直径介于约10毫米与约20毫米之间(例如约16毫米)。因此，管件204墙的厚度介于I毫米至约3毫米之间(例如约2毫米)。
[0062]多个孔洞可形成于凸缘板212内。多个第一孔洞602对应至一区域，在该区域中管件204耦接于凸缘板212。多个第一孔洞602将气体从输送线224(未示)输送至管件204且多个第一孔洞602可具有直径，直径相似于管件204的内直径。多个第二孔洞604设置于多个第一孔洞602周围。多个第二孔洞604经尺寸调整以容纳紧固件222(未示)使得紧固件222未接触凸缘板212。以此方式，紧固件222通过凸缘板212而不接触凸缘板212。
[0063]图6B图示出第二圆顶302、管件204，以及经分开的凸缘板213的透视图。凸缘板213相似于凸缘板212，然而，凸缘板213经分开使得凸缘板213的分离的部件606、608、610、612、614彼此独立地形成。举例而言，部件606、608、610、612、614的每一者与邻近的部件相间隔。在一个实施方式中，部件606、608、610、612、614的每一者对应至管件204的不同者。因此，管件204的每一者可耦接于部件606、608、610、612、614的一者。即使所示为五个部件606、608、610、612、614与五个管件204，可预期任何数量的管件可被使用且部件的数量可匹配管件的数量。
[0064]如图所示，部件606、608、610、612、614的每一者可包含多个第一孔洞602的一者与多个第二孔洞604的四者(即便其他孔洞的安排也是可能的)。在一个实施方式中，中心部件608、610、612可具有四边形的形状，举例而言，类方形或矩形。外部部件606、614可具有分别邻近于中心部件608、612的直线边缘，以及相似于凸缘板212的曲线边缘。在一个实施方式中，凸缘板213的整个直径(更详细描述于图9B)可维持相似于凸缘板212以致使能与夹具部件214耦接(见图4A与图4B)。
[0065]如上所述，部件606、608、610、612、614中的每一者与邻近的部件维持间隔。因此，对部件606、608、610、612、614的热影响仅影响个别部件且对邻近部件的影响会减少或消除。举例而言，经由管件204传送至凸缘板213的电磁能量可将部件606以不同于其余的部件608、610、612、614的方式加热。部件606、608、610、612、614之间的热梯度变化可导致在管件204上产生不期望的扭转力，然而，因为部件606、608、610、612、614空间上彼此隔离，潜在的不良的热影响会消除、减少，或局限于单一部件。因此，经分开的凸缘板213可更充分地减轻负面热影响(例如热膨胀与收缩)，此负面热影响会影响凸缘板213与耦接于凸缘板213的管件 204。
[0066]图7图示图6A的第二圆顶302、管件204，以及凸缘板212的截面透视图。在所示的实施方式中，五个管件204沿着圆顶302的内区域306而设置。中心管件702设置成通过上圆顶302的中心区域而沿着管件204的阵列所占据的直线路径。中间管件703、704沿着直线路径设置成邻近于中心管件702且从中心管件702径向向外。介于中间管件703与中心管件702之间的距离A不同于介于中间管件704与中心管件702之间的距离B。外部管件705、706沿着直线路径设置成邻近于中间管件703、704且从中间管件703、704径向向外。介于外部管件705与中间管件703之间的距离C不同于介于外部管件706与中间管件704之间的距离D。因此，管件204以径向交错方式相间隔而具有径向不均匀的间隔。
[0067]在一个范例中，距离A介于约10毫米与约100毫米之间(例如约35毫米)。距离B介于约10毫米与约90毫米之间(例如约45毫米)。距离C介于约10毫米与约100毫米之间(例如约60毫米)。距离D介于约25毫米与约125毫米之间(例如约75毫米)。
[0068]提供径向交错的管件204而用以提升沉积覆盖的范围。在处理期间旋转基板108且径向交错的管件204将处理气体提供而横跨基板108的整个半径。据信管件204所提供的交错会提升中心到边缘的沉积分布。
[0069]图8图示图6A的第二圆顶302、管件204，以及凸缘板212的截面透视图。凸缘板212具有介于约8毫米与约16毫米之间(例如约12毫米)的厚度802。介于凸缘板212的底表面812与第二圆顶302的内区域306的中心区域814之间的距离介于约70毫米与约110毫米之间(例如介于约80毫米与约100毫米之间(例如约87毫米))。因此，至少在第二圆顶302的中心区域814的位置处，凸缘板212与第二圆顶302间隔几乎距离804。介于凸缘板212与内区域306之间的距离因内区域306的曲率而沿着从中心区域814向外的半径而增加。第二圆顶302的厚度806(其从外区域304的底表面818延伸至内区域306的中心区域814)介于约40毫米与约60毫米之间(例如约51毫米)。
[0070]第二部件210的长度810(其定义为介于凸缘板212的底表面812与热中断208之间的延伸)可介于约20毫米与约40毫米之间(例如约28毫米)。热中断208的长度808(其定义为介于第一部件206与第二部件210之间的延伸)可为约3毫米与约12毫米之间(例如约8毫米)。第一部件206的长度816(其定义为从内区域306至热中断208的延伸)可至少介于约40毫米与约60毫米之间(例如约51毫米)。举例而言，中心管件702的第一部件206由长度816所界定。管件703、704、705、706从中心管件702径向向外地设置且具有第一部件206，第一部件206具有一长度，该长度因内区域306的曲率而大于中心管件702的长度。
[0071]图9A图示图6A的第二圆顶302与凸缘板212的平面视图。示意性地图示处理气体进气口 174邻近于第二圆顶302的一侧。处理气体出气口 178邻近于第二圆顶302的一侧且位于处理气体进气口 174的对向。凸缘板212设置于沿着内区域306的半径而离开中心。举例而言，凸缘板212设置成与内区域306的中心间隔距离902而朝向处理气体进气口 174侧。离开中心的距离902介于约O毫米与约50毫米之间(例如介于约15毫米与约35毫米之间(例如约25毫米))。据信当上下气体流与从处理气体进气口 174所提供的层横流交会时，离开中心而朝向处理气体进气口 174侧的间隔提升沉积的均匀性。
[0072]凸缘板212的宽度904介于约40毫米与约80毫米之间(例如介于约50与约70毫米之间(例如约60毫米))。凸缘板212的长度906介于约300毫米与约400毫米之间(例如介于约325与约375毫米之间(例如约350毫米))。在一个实施方式中，凸缘板212具有矩形的形状。在另一个实施方式中，凸缘板212具有跑马场的形状，其中矩形形状的相对的端部为圆形，举例而言，呈半圆形的形状。
[0073]图9B图示出图6B的第二圆顶302与经分开的凸缘板213的平面视图。离开中心距离902，且凸缘板213的宽度904与长度906相似于凸缘板212的定向与尺寸。因此，凸缘板213与凸缘板212可互换而设置于气体注入组件202之内。
[0074]如前述，介于邻近的部件606、608、610、612、614之间的间隔可被配置成用以减少不期望的单件凸缘板的热后果。第一间隔908将部件606与部件608分开且延伸出介于约10晕米与约30晕米之间的距尚(例如约15晕米与约25晕米之间(举例而言，约21.5晕米))。第二间隔910将部件608与部件610分开且延伸出介于约10毫米与约30毫米之间的距离(例如约15毫米与约25毫米之间(举例而言，约23毫米))。第三间隔912将部件610与部件612分开且延伸出介于约0.5毫米与约10毫米之间的距离(例如约2毫米与约5毫米之间(举例而言，约3毫米))。第四间隔914将部件612与部件614分开且延伸出介于约15毫米与约35毫米之间的距离(例如约20毫米与约30毫米之间(举例而言，约26.5毫米))。
[0075]图10图标具有气体输送组件1002的处理腔室200的透视图。气体输送组件与气体注入组件202的功能相似，因为气体输送组件1002通过第二圆顶302将气体输送至处理空间156。气体输送组件1002包含分歧管1006与多个管件1004，管件1004从分歧管1006延伸至第二圆顶302。在一个实施方式中，多个管件1004相似于管件204。
[0076]分歧管1006可为管状的形状且界定出在分歧管1006内的空间。分歧管1006内的空间可为连续的或分段的。若空间为分段的，第一分段1008、第二分段1010，以及第三分段1012界定出分歧管1006。分段1008、1010、1012可与彼此流体相通或它们可由划分版(未示)分开。气体输送线1020将处理气体输送至分歧管1006。输送线1020可被配置成用以将不同气体输送至分歧管1006的不同分段1008、1010、1012。
[0077]第二分段1010界定出内区1014。多个管件1004从第二分段1010延伸至且耦接至在内区的第二圆顶302。外区1016、1018设置成从内区1014径向向外。外区1016对应至第一分段1008且外区1018对应至第三分段1012。管件204从第一分段1008与第三分段1012的每一者分别延伸至在外区1016、1018内的上圆顶302。通过提供关于各种不同的气体输送参数(例如流速、气体种类，以及类似的参数)的机动性，内区1014与外区1016、1018致使能有较佳的处理气体输送的控制。
[0078]图11图示根据一个实施方式的第二圆顶302平面视图。在此实施方式中，内区域306具有形成通过内区域306的多个孔洞410。孔洞410被安排成同心圆的编排而界定出各种不同的区域。举例而言，第一区域1102由接近于内区域306的中心的孔洞所界定出。第二区域1104由将第一区域1102的孔洞410围绕起来的孔洞410所界定出。第三区域1106由将第二区域1104的孔洞410围绕起来的孔洞410所界定出。在一个实施方式中，界定出第一区域1102的孔洞410的数量介于约3个孔洞与约7个孔洞之间，界定出第二区域1104的孔洞410的数量介于约5个孔洞与约15个孔洞之间，以及界定出第三区域1106的孔洞410的数量介于约10个孔洞与约25个孔洞之间。
[0079]可预期高达约40个孔洞410可被形成通过内区域306。尽管所图示的为形成同心圆，但孔洞410可被以任何可提供用以提升中心至边缘的沉积均匀性的图案加以安排，该图案允许对气体流动通过上圆顶302有更多的控制。再者，可预期超过约40个孔洞410的孔洞的数量可被形成通过上圆顶302。在所述具有孔洞410的同心圆阵列的实施方式中，可预期在沉积处理期间或维持静止期间可旋转基板。
[0080]虽然前述涉及本发明所公开的实施方式，所公开的内容的其他或进一步的实施方式可被发明而不超出如随附权利要求书所确定出的本发明的基本范围。
【主权项】
1.一种气体输送设备，所述气体输送设备包含: 透光部件，所述透光部件具有形成于所述透光部件内的多个孔洞； 多个管件，所述多个管件耦接于所述透光部件且从所述多个孔洞延伸；以及 凸缘板，所述凸缘板耦接于所述多个管件中的至少一者。2.如权利要求1所述的设备，其中所述多个管件的每个管件包含石英。3.如权利要求2所述的设备，其中所述多个管件的每个管件包含热中断部件，所述热中断部件设置于所述管件上，所述管件介于所述透光部件与所述凸缘板之间。4.如权利要求3所述的设备，其中每个热中断部件包含辐射阻挡部件。5.如权利要求1所述的设备，进一步包含金属夹具部件，所述金属夹具部件围绕所述凸缘板的至少一部分。6.如权利要求5所述的设备，其中兼容部件设置于所述凸缘板与所述金属夹具部件之间。7.一种用于处理基板的设备，所述设备包含: 处理腔室主体； 透光部件，所述透光部件耦接于所述腔室主体； 多个孔洞，所述多个孔洞被形成而通过所述透光部件； 多个管件，所述多个管件于第一端部耦接于所述透光部件且从所述多个孔洞延伸； 凸缘板，所述凸缘板耦接于所述多个管件的第二端部；以及 反射器板，所述反射器板耦接于所述腔室主体，且所述反射器板设置于所述透光部件与所述凸缘板之间。8.如权利要求7所述的设备，其中所述多个管件延伸通过所述反射器板。9.如权利要求7所述的设备，其中所述反射器板包含第一部件与第二部件，所述第二部件在一区域连接至所述第一部件，在所述区域中所述多个管件延伸通过所述反射器板。10.如权利要求7所述的设备，其中所述多个孔洞被安排成一直线阵列，所述多个孔洞包含第一孔洞与多个第二孔洞，其中所述第一孔洞在所述透光部件的中心区且所述多个第二孔洞的每一者与所述第一孔洞相距不同的距离。11.如权利要求7所述的设备，其中每个管件包含热中断部件。12.如权利要求11所述的设备，其中每个管件包含第一石英部分与第二部分，所述第一石英部分从所述透光部件延伸至所述热中断部件，且所述第二部分从所述热中断部件延伸至所述凸缘板。13.一种用于处理基板的设备，所述设备包含: 处理腔室主体； 第一透光部件，所述第一透光部件耦接于所述腔室主体； 第二透光部件，所述第二透光部件耦接于所述腔室主体而在所述第一透光部件对侧，且所述腔室主体、所述第一透光部件，以及所述第二透光部件界定出处理空间； 基板支撑座，所述基板支撑座设置于所述处理空间内； 灯件阵列，所述灯件阵列耦接于所述处理空间外部的所述腔室主体； 多个孔洞，所述多个孔洞被形成而通过所述第二透光部件； 管件，所述管件耦接至所述多个孔洞的每一者且从每一个孔洞延伸而离开所述处理空间； 凸缘板，所述凸缘板耦接至每个管件；以及 反射器板，所述反射器板耦接于所述腔室主体，所述反射器板设置于所述第二透光部件与所述凸缘板之间。14.如权利要求13所述的设备，其中热中断部件耦接于介于所述反射器板与所述凸缘板之间的每个管件。15.如权利要求13所述的设备，进一步包含夹具部件与兼容部件，所述夹具部件部分地围绕所述凸缘板且所述兼容部件设置于所述夹具部件与所述凸缘板之间。
【文档编号】H01L21/02GK105981133SQ201580008431
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年1月28日
【发明人】保罗·布里尔哈特, 常安忠, 埃德里克·唐, 建·彭·陆, 詹姆斯·弗朗西斯·麦克, 叶祉渊, 卡尔蒂克·沙阿, 埃罗尔·安东尼奥·C·桑切斯, 戴维·K·卡尔森, 萨瑟施·库珀奥, 约瑟夫·M·拉内什
【申请人】应用材料公司