外延基環(huán)制造技術(shù)

本文描述的實(shí)施方式涉及用于基板處理腔室的基環(huán)組件。在一實(shí)施方式中，所述基環(huán)組件包括環(huán)形主體、上環(huán)與下環(huán)，所述環(huán)形主體的尺寸被設(shè)計以容置在所述基板處理腔室的內(nèi)圓周內(nèi)，所述環(huán)形主體包括裝載端口以使基板通過、氣體入口以及氣體出口，其中所述氣體入口與所述氣體出口被設(shè)置在所述環(huán)形主體的相對端處，所述上環(huán)被配置以設(shè)于所述環(huán)形主體的頂表面上，所述下環(huán)被配置以設(shè)于所述環(huán)形主體的底表面上，其中所述上環(huán)、所述下環(huán)與所述環(huán)形主體一旦組裝即大體呈同心或共軸的。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
外延基環(huán)本申請是申請日為2014年2月19日、申請?zhí)枮?01480008331.8、專利技術(shù)名稱為“外延基環(huán)”的專利技術(shù)專利申請的分案申請。
本專利技術(shù)的實(shí)施方式大體涉及在基板處理腔室中所使用的基環(huán)組件。
技術(shù)介紹
半導(dǎo)體基板被處理以用于廣泛的應(yīng)用，包括集成裝置和微型裝置的制造。一種處理基板的方法包括在基板的上表面上沉積材料，比如介電材料或?qū)щ娊饘佟Ｅe例而言，外延即為一種沉積處理，外延于基板表面上生長超純薄層，通常是硅或鍺。可通過使處理氣體平行于置放在支撐件上的基板的表面流動、并熱分解所述處理氣體而從氣體沉積材料于基板表面上來在橫流式腔室中沉積材料。對于使用精確氣體流動與準(zhǔn)確溫度控制的組合的外延生長中的膜質(zhì)量而言，腔室設(shè)計是極重要的。流動控制、腔室容積和腔室加熱都仰賴基環(huán)的設(shè)計，基環(huán)一般設(shè)置在頂部拱形結(jié)構(gòu)與底部拱形結(jié)構(gòu)(界定基板的處理容積)之間，并且支配處理套件和注入/排放蓋體的布局，所述布局續(xù)而影響外延沉積的均勻性。傳統(tǒng)的外延腔室非常高，導(dǎo)致在頂部拱形結(jié)構(gòu)、底部拱形結(jié)構(gòu)與基板之間存在大距離。這會導(dǎo)致高度不均勻的流動、紊流、渦流以及整體上大的腔室容積。腔室容積限制了系統(tǒng)以瞬態(tài)沉積-蝕刻切換模式運(yùn)行的能力，并且需要長久的腔室穩(wěn)定化時間，這會因基板之上橫截面積的突然變化而限制處理均勻性，基板之上橫截面積的突然變化不利地影響流動均勻性、誘發(fā)紊流、并且影響基板之上沉積氣體濃度的整體均勻性。由于流動特性直接影響基板上的膜性能，因此需要一種于整個處理室中提供平衡與均勻的流場的沉積設(shè)備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本文描述的實(shí)施方式大體涉及基板處理腔室中使用的基環(huán)組件。在一實(shí)施方式中，基環(huán)組件包括：環(huán)形主體，所述環(huán)形主體的尺寸被設(shè)計以容置在所述基板處理腔室的內(nèi)周邊內(nèi)，所述環(huán)形主體包括裝載端口以供所述基板通過、氣體入口及氣體出口，其中所述氣體入口與所述氣體出口被設(shè)置在所述環(huán)形主體的相對端處；上環(huán)，所述上環(huán)被配置以設(shè)置在所述環(huán)形主體的頂表面上；以及下環(huán)，所述下環(huán)被配置以設(shè)置在所述環(huán)形主體的底表面上，其中所述上環(huán)、所述下環(huán)與所述環(huán)形主體一旦組裝即大體上是同心或同軸的。在另一實(shí)施方式中，揭露了一種用于基板處理腔室的處理套件。所述處理套件包括：環(huán)形主體，所述環(huán)形主體的尺寸被設(shè)計以容置在所述基板處理腔室的內(nèi)周邊內(nèi)，所述環(huán)形主體包括裝載端口以供所述基板通過、氣體入口及氣體出口，其中所述氣體入口與所述氣體出口被設(shè)置在所述環(huán)形主體的相對端處；上環(huán)，所述上環(huán)被配置以設(shè)置在所述環(huán)形主體的頂表面上；以及下環(huán)，所述下環(huán)被配置以設(shè)置在所述環(huán)形主體的底表面上，其中所述上環(huán)、所述下環(huán)與所述環(huán)形主體一旦組裝即大體上是同心或同軸的。附圖說明為了能詳細(xì)理解本專利技術(shù)的上述特征，可通過參照實(shí)施方式而獲得以上簡要概述的本專利技術(shù)的更特定描述，其中一些實(shí)施方式被示于附圖中。然而，應(yīng)注意的是，附圖僅示出本專利技術(shù)的典型實(shí)施方式，因而不應(yīng)被視為對本專利技術(shù)范圍的限制，因?yàn)楸緦＠夹g(shù)可允許有其他等同有效的實(shí)施方式。圖1A是根據(jù)本專利技術(shù)一實(shí)施方式的背面加熱處理腔室的示意截面圖。圖1B示出沿圖1A中的線1B-1B截取的處理腔室的示意側(cè)視圖。圖1C示出基板支撐件的透視圖，所述基板支撐件具有三個支撐臂與三個虛擬(dummy)臂設(shè)計。圖2A示出根據(jù)本專利技術(shù)一實(shí)施方式的上拱形結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2B示出圖2A中所示的上拱形結(jié)構(gòu)的頂視圖。圖2C為示出接合接頭的圓角半徑的放大圖。圖3A示出根據(jù)本專利技術(shù)一實(shí)施方式的氣體入口機(jī)構(gòu)的部分透視截面圖，所述氣體入口機(jī)構(gòu)可用于圖1A的處理腔室中。圖3B示出第一入口通道的次級入口，所述次級入口被配置成相對于所述第一入口通道的垂直通路成角度(α)。圖3C示出第一入口通道和第二入口通道與處理氣體供給源流體連通。圖4A示出根據(jù)本專利技術(shù)一實(shí)施方式的夾環(huán)的透視圖，所述夾環(huán)可用于取代圖1A的夾環(huán)。圖4B示出在下表面中的開口，所述開口與穿過所述夾環(huán)而形成的分配氣室連通。圖5A與圖5B示意示出根據(jù)一實(shí)施方式的一或多個燈組件，所述燈組件包括一或多個彈性間隙器。圖6示出了根據(jù)本專利技術(shù)一實(shí)施方式的襯墊組件的透視圖，其可用于取代圖1的襯墊組件。圖7A與圖7B示意示出根據(jù)本專利技術(shù)一實(shí)施方式的下拱形結(jié)構(gòu)，其可用于取代圖1A的下拱形結(jié)構(gòu)。圖7C為示出接合接頭的圓角半徑的放大圖。圖8A示出示例性基環(huán)的透視截面圖，所述基環(huán)可用于取代圖1A與圖1B的基環(huán)。圖8B為從另一角度所視的圖8A的基環(huán)的透視圖，其繪示了根據(jù)本專利技術(shù)一實(shí)施方式的上環(huán)與下環(huán)。圖8C為圖8B的基環(huán)的放大部分截面圖，其繪示了分別形成于基環(huán)的頂表面與底表面中的上溝槽與下溝槽，上溝槽與下溝槽分別用于接收所述上環(huán)與所述下環(huán)。為了幫助理解，已盡可能使用相同的標(biāo)記數(shù)字來表示各圖中共同的相同元件。應(yīng)知在一實(shí)施方式中的元件與特征可有利地并于其他實(shí)施方式中，而不需進(jìn)一步詳述。具體實(shí)施方式基于解釋的目的，在下面的描述中闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對本專利技術(shù)的充分理解。在一些例子中，用方塊圖表的形式來示出習(xí)知結(jié)構(gòu)與裝置而非詳細(xì)繪出，以避免混淆本專利技術(shù)。這些實(shí)施方式被充分詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域技術(shù)之人員能實(shí)施本專利技術(shù)，并應(yīng)理解也可使用其他的實(shí)施方式，且在不背離本專利技術(shù)的范圍的情況下可進(jìn)行邏輯上、機(jī)構(gòu)上、電氣上及其他的變化。圖1A示出根據(jù)本專利技術(shù)一實(shí)施方式的背面加熱處理腔室100的示意截面圖。圖1B示出沿著圖1A的線1B-1B截取的處理室100的示意側(cè)視圖。注意襯墊組件163和圓形屏蔽件167已被省略以求清晰。處理腔室100可用于處理一或多個基板，包括在基板108的上表面上沉積材料。處理室100可包括輻射加熱燈102的陣列，以用于在其他部件中加熱設(shè)置在處理室100內(nèi)的基板支撐件106的背面104。在一些實(shí)施方式中，輻射加熱燈的陣列可設(shè)置在上拱形結(jié)構(gòu)128之上。基板支撐件106可如圖所示是類似盤狀的基板支撐件106，或可為不具有中央開口的類似環(huán)狀的基板支撐件107，如圖1B所示，基板支撐件107從基板的邊緣支撐基板，以促進(jìn)基板暴露至燈102的熱輻射。示例性基板支撐件在一些實(shí)施方式中，基板支撐件106可為多臂式設(shè)計，如圖1C所示。在圖1C所示的實(shí)施方式中，基板支撐件190具有三個支撐臂192a、192c與192e以及三個虛擬臂192b、192d與192f，支撐臂和虛擬臂的每一個臂都向外延伸并且圍繞延伸通過中心軸194的軸“G”而彼此呈角度地間隔開。可設(shè)想到更多或更少的支撐臂或虛擬臂。虛擬臂192b、192d與192f的每一個臂的角部196沿著支撐臂的縱向方向可被倒角(chamfered)，以獲得較佳的光學(xué)效果。支撐臂和虛擬臂192a-192f中的每一個臂可相對于軸“G”成約5°至約15°的角度“A”。在一實(shí)例中，角度“A”為約10°。支撐臂192a、192c與192e的端部可向上彎以限制基板，從而避免基板橫向移動。虛擬臂192b、192d和192f通常不接觸或以其他方式支撐基板。替代地，虛擬臂被設(shè)計以提供來自燈102的熱的更均勻分布或較佳的傳熱平衡，由此于處理期間促進(jìn)基板的精確溫度控制。在處理期間，基板支撐件190吸收來自用于加熱基板支撐件和/或基板的燈的熱能。所吸收的熱從基板支撐件190輻射出。由基板支撐件190(特別是支撐臂192a、192c與192e)所輻射的輻射熱由基板支撐件190和/或基板吸收。因?yàn)楸疚臋n來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于基板處理腔室的基環(huán)組件，包括：環(huán)形主體，所述環(huán)形主體被設(shè)置在所述基板處理腔室的內(nèi)圓周內(nèi)，所述環(huán)形主體包括：基板裝載端口；氣體入口；氣體出口，其中所述氣體入口與所述氣體出口被設(shè)置在所述環(huán)形主體的相對端處，且其中所述基板裝載端口相對于所述氣體入口與所述氣體出口呈約90°的角度偏移；上溝槽，所述上溝槽形成于所述環(huán)形主體的頂表面中；以及下溝槽，所述下溝槽形成于所述環(huán)形主體的底表面中；上環(huán)，所述上環(huán)被設(shè)置在所述環(huán)形主體的所述上溝槽內(nèi)；及下環(huán)，所述下環(huán)被設(shè)置在所述環(huán)形主體的所述下溝槽內(nèi)，其中所述上環(huán)、所述下環(huán)與所述環(huán)形主體一旦組裝即是大體上同心的或同軸的。

【技術(shù)特征摘要】
2013.03.13 US 61/780,447;2013.03.14 US 61/781,960;1.一種用于處理腔室的襯墊組件，包括：環(huán)形主體，所述環(huán)形主體設(shè)置在處理腔室的內(nèi)圓周內(nèi)，所述環(huán)形主體包括：氣體入口端口；氣體出口端口，所述氣體出口端口被設(shè)置成與所述氣體入口端口相對；及基板裝載端口，其中所述基板裝載端口相對于所述氣體入口端口和所述氣體出口端口呈90°的角度偏移，并且所述氣體入口端口、所述氣體出口端口和所述基板裝載端口被設(shè)置在相同的高度處；及氣體入口機(jī)構(gòu)，包括：多個第一入口，所述多個第一入口沿所述環(huán)形主體的圓周的一部分設(shè)置，所述多個第一入口中的每個第一入口與第一處理氣體供給源流體連通；及多個第二入口，所述多個第二入口沿所述環(huán)形主體的所述圓周的所述部分設(shè)置，所述多個第二入口中的每個第二入口與第二處理氣體供給源流體連通，其中所述多個第一入口的縱向方向相對于所述多個第二入口的縱向方向以小于45°的角度設(shè)置。2.如權(quán)利要求1所述的襯墊組件，其中所述角度在5°與30°之間。3.一種用于處理基板的處理腔室，包括：能旋轉(zhuǎn)的基板支撐件，所述基板支撐件設(shè)置在所述處理腔室內(nèi)且具有基板支撐表面；下拱形結(jié)構(gòu)，所述下拱形結(jié)構(gòu)被設(shè)置在所述基板支撐件的相對下方；上拱形結(jié)構(gòu)，所述上拱形結(jié)構(gòu)被設(shè)置在所述基板支撐件的相對上方，所述上拱形結(jié)構(gòu)與所述下拱形結(jié)構(gòu)相對；基環(huán)，所述基環(huán)設(shè)置在所述處理腔室的內(nèi)圓周內(nèi)，所述基環(huán)包括：基板裝載端口；氣體入口；及氣體出口，其中所述氣體入口與所述氣體出口被設(shè)置在所述基環(huán)的相對端處，且其中所述基板裝載端口相對于所述氣體入口和所述氣體出口呈90°的角度偏移；襯墊組件，所述襯墊組件具有氣體入口端口、氣體出口端口和裝載端口，所述襯墊組件嵌套在所述基環(huán)的內(nèi)圓周內(nèi)以使得所述氣體入口端口、所述氣體出口端口和所述裝載端口的位置大體上匹配于所述基環(huán)的所述氣體出口、所述氣體入口和所述基板裝載端口；及氣體入口機(jī)構(gòu)，所述氣體入口機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述襯墊組件內(nèi)，所述氣體入口機(jī)構(gòu)包括：多個第一入口，所述多個第一入口經(jīng)由第一組氣體通路而與第一處理氣體供給源流體連通，所述多個第一入口中的每個第一入口具有相對于所述基板支撐表面以一角度設(shè)置的縱向方向；及多個第二入口，所述多個第二入口經(jīng)由第二組氣體通路而與第二處理氣體供給源流體連通，所述多個第二入口中的每個第二入口具有平行于所述基板支撐表面設(shè)置的縱向方向。4.如權(quán)利要求3所述的處理腔室，其中所述角度小于45°。5.如權(quán)利要求4所述的處理腔室，其中所述角度在5°與30°之間。6.如權(quán)利要求3所述的處理腔室，其中所述襯墊組件進(jìn)一步包括：上襯墊，所述上襯墊具有切口；下襯墊，所述下襯墊設(shè)置在所述上襯墊下方；排氣襯墊，所述排氣襯墊設(shè)置在所述上襯墊上；及注射器襯墊，所述注射器襯墊被接收在所述上襯墊的所述切口中，其中所述上襯墊、所述下襯墊、...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：史蒂夫·阿博阿杰，保羅·布里爾哈特，蘇拉吉特·庫馬爾，常安忠，薩瑟施·庫珀奧，穆罕默德·圖格魯利·薩米爾，戴維·K·卡爾森，
申請(專利權(quán))人：應(yīng)用材料公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US