用于控制外延沉積腔室流量的注入及排放設計的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本文所公開的實施方式大體上是關于處理腔室中的流量控制。
【背景技術】
[0002]外延層是生長于結(jié)晶基板上的結(jié)晶膜。下面的基板作用為用于生長膜的模板，使得外延層的晶體學特性由下面的結(jié)晶基板所限定。亦即，結(jié)晶基板提供晶體學籽晶來用于外延生長。所述基板可為例如單晶硅、硅化鍺或SOI晶片。
[0003]外延層的生長通常在外延沉積(Epi)腔室中使用化學氣相沉積(CVD)來實現(xiàn)?；遢d入于CVD反應器中，隨后CVD反應器利用非反應氣體來清洗，諸如He、Ar、隊或H2。反應器的溫度漸漸上升，且載體氣體與反應氣體的混合物利用特定的流動動力學而引入反應器中。摻雜劑氣體也可在沉積期間或在沉積之后的注入期間引入。當已經(jīng)達到外延層的所需厚度時，非反應氣體再次被用于清洗反應器，且溫度漸漸下降。
[0004]流量是外延沉積(Epi)腔室設計與Epi沉積性能的關鍵因素。Epi腔室通常著重于產(chǎn)生均勻的流量場。隨著Epi腔室處理變得更加復雜，預期將使用更大的晶片，且流量場的均勻性將變得更困難。
[0005]因此，本領域中需要基板處理期間不同的流量控制，以實現(xiàn)外延生長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文所述的實施方式大體上是關于處理腔室，所述處理腔室具有結(jié)構(gòu)來提供氣體流量控制。在一實施方式中，一種裝置可包括:處理腔室；基板支撐件，所述基板支撐件設置于所述處理腔室內(nèi)，用于支撐基板，所述基板支撐件通常限定所述處理腔室的處理區(qū)域；以及寬注入器，所述寬注入器流體連接于所述處理區(qū)域。所述寬注入器可包括:一個或更多個注入入口 ；一個或更多個注入路徑，所述一個或更多個注入路徑流體連接于所述一個或更多個注入入口的至少一個；以及一個或更多個注入端口，所述一個或更多個注入端口流體連接于所述注入路徑的至少一個。
[0007]在另一實施方式中，一種裝置可包括:處理腔室；基板支撐件，所述基板支撐件設置于所述處理腔室內(nèi)，用于支撐基板；下圓頂，所述下圓頂設置于所述基板支撐件之下；上圓頂，所述上圓頂設置成相對于所述下圓頂；基座環(huán)，所述基座環(huán)設置于所述上圓頂與所述下圓頂之間，所述上圓頂、所述基座環(huán)與所述下圓頂大體上限定了所述處理腔室的處理區(qū)域；以及流量控制排放器，所述流量控制排放器流體連接于所述處理區(qū)域，所述流量控制排放器包括一個或更多個流量控制結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0008]通過參考實施方式(一些實施方式在附圖中說明)，可獲得在上文中簡要總結(jié)的本發(fā)明的更具體的說明，而能詳細了解上述的本發(fā)明的特征。然而應注意，附圖僅說明本發(fā)明的典型實施方式，因而不應將這些附圖視為限制本發(fā)明的范圍，因為本發(fā)明可容許其它等效實施方式。
[0009]圖1根據(jù)一實施方式，圖示背側(cè)加熱處理腔室100的示意剖面視圖；
[0010]圖2A-2G根據(jù)一實施方式，圖示流量控制氣體出口 ；
[0011]圖3A根據(jù)一實施方式，圖示具有寬注入器的處理腔室的頂部橫剖面視圖；及
[0012]圖3B根據(jù)一實施方式，圖示處理腔室從寬注入器接收的區(qū)域流量。
[0013]為了助于理解，已盡可能使用相同的元件符號指定各圖共有的相同元件。應考慮一個實施方式的元件與特征可有利地并入其它實施方式而無需進一步說明。
【具體實施方式】
[0014]本文所公開的實施方式大體上是關于用于處理腔室的入口與出口，以控制處理腔室中的流量場。本文所述的是流量控制氣體出口與寬注入器，用于一個或更多個處理腔室。隨著裝置尺寸的縮小，流量場的控制預期會變得更重要。通過控制流率，可更好地控制:氣體進入與離開處理區(qū)域時的方向性與流速、沉積中所用的氣體的動力學、以及因此基板上的薄膜的沉積。本文所公開的本發(fā)明實施方式將參照下面附圖來更清楚地敘述。
[0015]圖1根據(jù)一實施方式，圖示背側(cè)加熱處理腔室100的示意剖面視圖。可適于受益于本發(fā)明的處理腔室的范例是Epi處理腔室，所述Epi處理腔室可從位于加州的圣克拉拉的應用材料公司取得。可了解到，其他處理腔室(包括那些來自其他制造商的)可適于實行本發(fā)明。
[0016]處理腔室100可用于處理一個或更多個基板，包括在基板108的上表面上沉積材料。處理腔室100可包括處理腔室加熱裝置，諸如輻射加熱燈102陣列，用于加熱基板支撐件106的背側(cè)104或設置于處理腔室100內(nèi)的基板108的背側(cè)，以及其他元件?；逯渭?06可為盤狀的基板支撐件106，如圖所示，或者基板支撐件106可為環(huán)狀的基板支撐件(未圖示)，從基板的邊緣來支撐基板，或者基板支撐件106可為銷型的支撐件，所述銷型的支撐件通過最小的接觸支柱或銷從底部來支撐基板。
[0017]在本實施方式中，基板支撐件106圖示為位于處理腔室100內(nèi)、在上圓頂114與下圓頂112之間。上圓頂114與下圓頂112以及設置于上圓頂114與下圓頂112之間的基座環(huán)118可限定處理腔室100的內(nèi)部區(qū)域?；?08(未按比例)可通過裝載端口(未圖示)被帶至處理腔室100中并且定位于基板支撐件106上，裝載端口被基板支撐件106遮擋了。
[0018]基座環(huán)118可大體上包括裝載端口、處理氣體入口 136與氣體出口 142。基座環(huán)118可具有大體上長方形的形狀，其中長邊在裝載端口上且短邊分別在處理氣體入口 136與氣體出口 142上?；h(huán)118可具有任何所需的形狀，只要裝載端口 103、處理氣體入口136與氣體出口 142相對于彼此與裝載端口有角度地偏移大約90°。例如，裝載端口 103可位于處理氣體入口 136與氣體出口 142之間的一側(cè)處，其中處理氣體入口 136與氣體出口 142設置于基座環(huán)118的相反端處。在多個實施方式中，裝載端口、處理氣體入口 136與氣體出口 142對準于彼此并且設置于實質(zhì)上相同的高度。
[0019]基板支撐件106圖示于升高的處理位置中，但是基板支撐件106可由致動器(未圖示)垂直地橫越至處理位置之下的裝載位置，以允許升降桿105接觸下圓頂112、通過基板支撐件106與中心軸116中的孔、并且將基板108從基板支撐件106升舉。機器人(未圖示)可之后進入處理腔室100，以通過裝載端口從處理腔室100接合且移除基板108。基板支撐件106隨后可被致動升高至處理位置，以將基板108放置在基板支撐件106的前側(cè)110上，其中基板108的器件側(cè)117面朝上。
[0020]基板支撐件106位于處理位置中時，將處理腔室100的內(nèi)部空間分成處理氣體區(qū)域120 (在基板之上)與凈化氣體區(qū)域122 (在基板支撐件106之下)?；逯渭?06在處理期間可通過中心軸116而旋轉(zhuǎn)，以最小化處理腔室100內(nèi)的熱與處理氣體流量空間異常的影響，且因此有助于均勻的基板108處理。基板支撐件106由中心軸116支撐，在裝載與卸載以及某些情況下的基板108處理期間，所述中心軸116將基板108在上下方向移動?；逯渭?06可由碳化硅或涂覆有碳化硅的石墨形成，以吸收來自燈102的輻射能量并且傳導所述輻射能量至基板108。
[0021]通常，上圓頂114的中心窗部與下圓頂112的底部由光學上透明的材料形成，諸如石英。上圓頂114的彎曲度與厚度可配置來控制處理腔室中的流量場的均勻性。
[0022]燈102可設置成相鄰于下圓頂112且在下圓頂112之下，以指定的方式圍繞中心軸116，以在處理氣體通過時，獨立地控制在基板108的各