遞歸泵送構(gòu)件的制作方法
【專利說明】遞歸泵送構(gòu)件
[0001 ] 本申請(qǐng)為申請(qǐng)日2015年7月24日、申請(qǐng)?zhí)?01510441269.8，發(fā)明名稱為“遞歸栗送構(gòu)件”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本文所描述的實(shí)施方式一般涉及用于改進(jìn)在半導(dǎo)體處理腔室內(nèi)的氣流的裝置和方法。更確切地，本文所描述的實(shí)施方式涉及遞歸栗送構(gòu)件(recursive pumping member)。
【背景技術(shù)】
[0003]在半導(dǎo)體的處理中，各種工藝常常用來形成在半導(dǎo)體器件中具有功能性的膜。在這些工藝中，存在稱為外延的某些類型的沉積工藝。在外延工藝中，通常將氣體混合物引入容納一或多個(gè)基板的腔室中，在所述一或多個(gè)基板上將形成外延層。工藝條件維持用以促進(jìn)蒸汽在基板上形成高質(zhì)量材料層。在期望基板表面上沉積的膜的高質(zhì)量和均勻性時(shí)，夕卜延一般是有利的。
[0004]在示例性的外延工藝中，材料(如電介質(zhì)材料或半導(dǎo)體材料)形成在基板的上表面上。外延工藝使得在基板表面上生長薄的超高純材料層，如硅或鍺。材料可通過使處理氣體大致上平行于定位在支撐件上的基板的表面流動(dòng)并通過熱分解處理氣體來將來自氣體的材料沉積到基板表面上而沉積在側(cè)流腔室中。
[0005]處理均勻性是半導(dǎo)體工業(yè)中一般所期望的，并且投入許多研發(fā)努力來致力于改進(jìn)整個(gè)半導(dǎo)體制造工藝中的處理均勻性。反應(yīng)器設(shè)計(jì)(例如，氣流圖案)和溫度控制裝置可能在外延生長中影響膜的質(zhì)量和均勻性。由于氣流特征可影響基板上的膜的性能，因此，需要促進(jìn)在基板上生長均勻的材料層的氣體輸送和沉積裝置。
[0006]錯(cuò)流氣體輸送裝置將氣體注入處理腔室中，使得在基板旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，氣體側(cè)向流過基板表面各處。然而，可能由于不均勻的氣流特性造成所沉積膜的中心到邊緣不均勻性。在一些情況下，可經(jīng)由錯(cuò)流氣體輸送裝置引入的前驅(qū)物質(zhì)的類型和數(shù)量針對(duì)裂解與氣體至基板表面的輸送的定時(shí)匹配方面而言難以控制。
[0007]因此，本領(lǐng)域中需要用于外延工藝的改進(jìn)的氣流裝置。
[0008]圖1示出處理腔室100的示意橫截面圖。處理腔室100以及相關(guān)聯(lián)的硬件優(yōu)選地由一或多種工藝可相容的材料形成，所述材料例如像不銹鋼、石英(例如，熔融石英玻璃)、SiC、在石墨上CVD涂布的SiC(30至200微米)以及它們的組合和合金。
[0009]處理腔室100用于處理一或多個(gè)基板，包括材料在基板108的上表面116上的沉積。處理腔室100包括腔室主體構(gòu)件100a、第一分隔件114和第二分隔件128，所述腔室主體構(gòu)件100a、所述第一分隔件114和所述第二分隔件128限定處理區(qū)域156。每個(gè)分隔件114、128可為石英圓頂。設(shè)置于第一夾環(huán)101與第二夾環(huán)130之間的基環(huán)136將第一分隔件114與第二分隔件128分開。襯里組件163定位在基環(huán)136的內(nèi)側(cè)，并且預(yù)加熱環(huán)167定位成與襯里組件163相鄰。預(yù)加熱環(huán)167從襯里組件163徑向向內(nèi)延伸以屏蔽過量輻射以防傳播到預(yù)加熱環(huán)167夕卜，并且在處理氣體接觸基板108的上表面116前預(yù)先加熱進(jìn)入處理氣體。反射板122設(shè)置成與第二分隔件128相鄰、處于處理區(qū)域156外側(cè)，并且反射板122被耦接至第二夾環(huán)130。
[0010]燈具陣列145可與第一分隔件114相鄰地耦接至第一夾環(huán)101。燈具陣列145包括一或多個(gè)燈具102，每一燈具102具有燈泡141。燈具陣列145可配置成在相對(duì)短時(shí)間段內(nèi)加熱基板108達(dá)到期望溫度。在一個(gè)實(shí)施方式中，加熱工藝可以包括重復(fù)的加熱和冷卻循環(huán)，以實(shí)現(xiàn)沉積在基板108的上表面116上的期望材料特性。在其他實(shí)施方式中，加熱工藝可被用來在上表面116上進(jìn)行烘烤。燈具陣列145還提供對(duì)基板108的各種區(qū)域處的溫度的獨(dú)立控制，由此促進(jìn)材料在基板108的上表面116上的沉積。一或多個(gè)溫度傳感器118可任選地經(jīng)由反射板122而耦接至處理腔室100、或通過燈具陣列145進(jìn)行耦接。溫度傳感器118(其中每個(gè)可以是高溫計(jì))可配置成通過接收輻射(例如，從基板108發(fā)射穿過第二分隔件128的輻射)并將所接收的輻射與溫度指示標(biāo)準(zhǔn)比較來測(cè)量基板108、基板支撐件106、第二分隔件128或第一分隔件114中一或多個(gè)的溫度。
[0011]基板支撐件106設(shè)置在處理腔室100的處理區(qū)域156內(nèi)?；逯渭?06與第二分隔件128—起界定處理區(qū)域156，并且凈化氣體區(qū)域158在基板支撐件106與處理區(qū)域156相對(duì)的那側(cè)上?；逯渭?06可在處理期間通過中心軸132旋轉(zhuǎn)，以最小化處理腔室100內(nèi)的熱處理氣體流空間異常所造成的影響?；逯渭?06是由中心軸132支撐，所述中心軸132可使基板108在負(fù)載和卸載期間并且在一些情況下是在基板108處理期間在軸向方向134上移動(dòng)。
[0012]反射板122置于第二分隔件128外側(cè)，以將在處理期間從基板108輻射出的紅外光反射回基板108。反射板122可由金屬(如鋁或不銹鋼)制成。可通過對(duì)反射板122涂布高反射性涂層(如金)或通過對(duì)反射板122進(jìn)行拋光來改善反射率，從而改善反射效率。在一個(gè)實(shí)施方式中，針對(duì)特定波長而調(diào)諧的可選涂層可設(shè)置在反射板的所選區(qū)域。在這個(gè)實(shí)施方式中，可選涂層可以增強(qiáng)溫度傳感器118的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。在另一實(shí)施方式中，反射板122可吸收光，并且可涂布有吸光材料以便提高處理腔室100的輻射冷卻和熱均勻性。
[0013]反射板122可以具有一或多個(gè)通道(未示出)，所述通道可經(jīng)機(jī)械加工、耦接至冷卻源(未示出)。通道連接至形成于反射板122—側(cè)上的通路(未示出)。通路被配置成運(yùn)載用于冷卻反射板122的流體流，如水。通路可以沿著反射板122那側(cè)以任何期望的圖案延行，從而覆蓋反射板122的一部分或整個(gè)側(cè)。在另一實(shí)施方式中，可將反射板122耦接至流體源，所述流體源配置成加熱反射板122。可流過通路的流體包括各種的加熱或冷卻流體，如去離子水與乙二醇混合物或惰性氟化液體。
[0014]從處理氣體源172供應(yīng)的處理氣體可通過形成于基環(huán)136側(cè)壁中的處理氣體入口174引入到處理區(qū)域156中。處理氣體入口 174可配置成在大體徑向向內(nèi)方向上引導(dǎo)處理氣體，并可通過使用區(qū)來調(diào)諧以使中心到邊緣均勻性能夠得到改進(jìn)。在膜形成工藝期間，基板支撐件106可位于與處理氣體入口 174相鄰并與處理氣體入口 174處于約相同高度的處理位置。在這種布置中，處理氣體以準(zhǔn)層流形式在基板108的上表面116上近似沿著流路173向上并在周圍流動(dòng)。
[0015]處理氣體和流出氣體是通過位于處理腔室100與處理氣體入口 174相對(duì)的側(cè)上的氣體出口 178(近似沿著流路175)離開處理區(qū)域156。與基板108的上表面116平面近似對(duì)準(zhǔn)的處理氣體入口 174和氣體出口 178可彼此對(duì)準(zhǔn)，并設(shè)置在近似相同高度，以便促進(jìn)基板108上的處理氣體的準(zhǔn)層流。在一個(gè)實(shí)施方式中，處理氣體入口 174和氣體出口 178可設(shè)置在位于襯里組件163徑向內(nèi)部的第一高度處，然而，處理氣體入口 174和氣體出口 178可在位于襯里組件163徑向外部的第二平面中，所述第二平面低于所述第一平面。穿過氣體出口 178去除處理氣體可通過耦接至氣體出口 178的真空栗180來促成。為了進(jìn)一步增加沉積均勻性，基板108可在處理期間通過基板支撐件106旋轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]在一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種用于處理腔室的周緣栗送構(gòu)件。所述周緣栗送構(gòu)件大體包括環(huán)形主體，所述環(huán)形主體具有:沿著所述環(huán)形主體內(nèi)的弧的第一彎曲通道;第一內(nèi)部通道，所述第一內(nèi)部通道將所述第一彎曲通道的第一區(qū)域連接至所述環(huán)形主體的內(nèi)表面的第一區(qū)域;多個(gè)第二內(nèi)部通道，所述第二內(nèi)部通道將所述第一彎曲通道的第二區(qū)域連接至所述內(nèi)表面的第二區(qū)域；以及第一外部通道，所述第一外部通道將所述第一彎曲通道的所述第一區(qū)域連接至所述環(huán)形主體的外表面，其中所述第二內(nèi)部通道各自的大小設(shè)定成使得當(dāng)流體經(jīng)由所述第一外部通道而栗送出所述周緣栗送構(gòu)件時(shí)，所述流體以均勻流率流過所述第一內(nèi)部通道和所述第二內(nèi)部通道。
[0017]在另一實(shí)施方式中，提供一種用于對(duì)基板進(jìn)行處理的裝置。所述裝置大體包括:處理腔室主體;分隔件，所述分隔件被耦接至所述腔室主體;一或多個(gè)孔，所述一或多個(gè)孔穿過所述分隔件而形成，所述分隔件可以是圓頂;一或多個(gè)導(dǎo)管，每一導(dǎo)管都具有第一末端和第二末端，并且所述導(dǎo)管中的每一個(gè)可以是管道，所述導(dǎo)管在所述第一末端處耦接至所述分隔件，每一導(dǎo)管從所述一或多個(gè)孔中的一個(gè)延伸；凸緣，所述凸緣被耦接至所述一或多個(gè)導(dǎo)管中的每一個(gè)的所述第二末端；以及周緣栗送構(gòu)件，所述周緣栗送構(gòu)件耦接在所述腔室主體內(nèi)。所述周緣栗送構(gòu)件大體包括環(huán)形主體，所述環(huán)形主體具有:沿著所述環(huán)形主體內(nèi)的弧的第一彎曲通道;第一內(nèi)部通道，所述第一內(nèi)部通道將所述第一彎曲通道的第一區(qū)域連接至所述環(huán)形主體的內(nèi)表面的第一區(qū)域;多個(gè)第二內(nèi)部通道，所述第二內(nèi)部通道將所述第一彎曲通道的第二區(qū)域連接至所述內(nèi)表面的第二區(qū)域；以及第一外部通道，所述第一外部通道將所述第一彎曲通道的所述第一區(qū)域連接至所述環(huán)形主體的外表面，其中所述第二內(nèi)部通道各自的大小設(shè)定成使得當(dāng)流體經(jīng)由所述第一外部通道而栗送出所述周緣栗送構(gòu)件時(shí)，所述流體以