[發(fā)明專利]CVD反應(yīng)器的進氣機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280033705.2
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN103649369A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H.席爾瓦;N.朱奧爾特;V.塞韋爾;F.克勞利;M.道爾斯伯格;J.林德納
• 申請（專利權(quán)）人: 艾克斯特朗歐洲公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C30B25/14;C23C16/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 侯宇

本發(fā)明涉及一種CVD(化學(xué)氣相沉積)反應(yīng)器的進氣機構(gòu)，其具有進氣殼體，所述進氣殼體具有至少一個可由第一輸送管輸送第一處理氣體的第一氣體分配腔，所述第一氣體分配腔具有多個分別設(shè)計為管件的氣體管道，所述氣體管道伸入安置于進氣殼體壁前方的排氣板的第一開口內(nèi)，并且所述第一處理氣體通過所述氣體管道進入設(shè)置于所述排氣板下方的處理室內(nèi)，并且所述進氣機構(gòu)還具有設(shè)置在所述進氣殼體壁和所述排氣板之間的間隔空間。

US2009/0169744A1及US2006/0263522A1分別揭露一種進氣機構(gòu)，其中氣體分配腔通過小型管件與處理室頂部相連接。被送入氣體分配腔的處理氣體可經(jīng)由小型管件進入設(shè)于排氣板下方的處理室。處理室頂部在此構(gòu)成排氣板，此排氣板構(gòu)成氣體分配腔之殼體壁。

DE103?20?597A1描述了用兩種處理氣體沉積半導(dǎo)體層的方法與裝置，其中處理氣體通過進氣機構(gòu)被送入處理室。

DE697?06?248T2描述一種設(shè)計為蓮蓬頭的進氣機構(gòu)，其中氣體管道分布于三角形頂點。該進氣機構(gòu)內(nèi)部設(shè)有用于冷卻進氣殼體壁的冷卻室。

US6,544,341B1描述一種由多個相疊布置的腔室構(gòu)成的進氣機構(gòu)，該進氣機構(gòu)包括多個分布于等邊三角形的頂點的排氣口。

US7,976,631B2描述一種具有被冷卻的結(jié)構(gòu)的進氣機構(gòu)，被冷卻的結(jié)構(gòu)自進氣殼體壁朝處理室方向突出。

US2006/0021574A1描述一種進氣機構(gòu)，其中處理氣體流過多孔排氣板。

DE10?2006?018?515A1的圖3和4描述一種作為CVD反應(yīng)器的組成部分的進氣機構(gòu)。該進氣機構(gòu)呈蓮蓬頭狀，且布置于處理室上方，而該處理室的底部由基座構(gòu)成，待涂覆的基板、尤其半導(dǎo)體基板可平放于基座上。進氣機構(gòu)下方設(shè)有排氣板，此排氣板在沉積過程中與進氣殼體壁接觸。為了清洗排氣板，可將其朝基座方向移動。由于進氣機構(gòu)的進氣殼體壁被冷卻并且僅基座被加熱，因此憑借該措施為排氣板加熱，使得排氣板通過導(dǎo)入侵蝕氣體如HCl能清除伴生的沉積物。

在具有進氣機構(gòu)的CVD反應(yīng)器中，其中處理室頂部自身由進氣殼體壁構(gòu)成，被冷卻的進氣殼體壁上會發(fā)生伴生的生長現(xiàn)象。致使處理室內(nèi)形成非期望的粒子。此外還可能堵塞氣體輸送管的管口。從而常須以機械方式清洗進氣機構(gòu)。為了清洗進氣機構(gòu)的出氣端，必須打開整個反應(yīng)器殼體。

因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供能延長清洗周期的措施。

由上述現(xiàn)有技術(shù)已知的排氣板具有可供處理氣體穿過的開口。排氣板雖與被冷卻的進氣殼體壁接觸。然而處理氣體穿過處理室時所產(chǎn)生的傳熱效應(yīng)或基座所產(chǎn)生的熱輻射效應(yīng)能為排氣板加熱。排氣板開口的管口處由此達到一定溫度，使得處理氣體穿過開口時在此溫度下發(fā)生分解。分解產(chǎn)物會在管口區(qū)域內(nèi)相互發(fā)生反應(yīng)。這也可以引起氣相伴生反應(yīng)，從而產(chǎn)生非期望的加合物。

由此，本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供能減少非期望的預(yù)反應(yīng)的措施。

在CVD反應(yīng)器中，其中處理室頂部直接被冷卻，由于散熱量較大必須施加較高的熱功率，用于將基座加熱至理想的處理溫度。

由此，本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提高能效。

在沉積過程中，其中使用氫化物、如砷化氫或磷化氫，該氫化物在處理室內(nèi)與第III主族的有機金屬化合物發(fā)生反應(yīng)，剩余水分會對層生長產(chǎn)生不良影響。

由此，本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供相應(yīng)措施，以抑制水分所引發(fā)的影響。

至少一個所要解決的問題通過權(quán)利要求所描述的發(fā)明得以解決。

首先主要建議，排氣板與進氣殼體壁之間不傳熱。反之，氣體管道的管口與進氣殼體的被冷卻區(qū)域傳熱連接。若通過處理室的被加熱基座的輻射熱加熱進氣機構(gòu)底面，則處理室頂部在排氣板區(qū)域內(nèi)的加熱程度可超過氣體管道的管口區(qū)域的加熱程度。為此，制造排氣板的材料的傳熱能力小于制造氣體管道的材料的傳熱能力。第一處理氣體通過氣體管道送入處理室，該氣體管道穿過進氣殼體壁后繼續(xù)延伸。氣體管道是穿過被冷卻劑沖洗的冷卻室，而連接第一氣體分配腔與處理室頂部的管件。根據(jù)本發(fā)明，氣體管道具有延長部或者被如此延長，而伸入與進氣殼體壁相隔一定距離布置的排氣板的開口內(nèi)。氣體管道伸入排氣板的程度，可使得其管口與排氣板指向處理室的表面齊平。在此，管口表面不必與排氣板表面精準(zhǔn)齊平。允許乃至最好存在較小程度的尤其是圍繞氣體管道的間隙寬度數(shù)量級的梯級結(jié)構(gòu)。此外，排氣板與被冷卻的進氣殼體壁之間不傳熱。為此，優(yōu)選通過間隙形式的間隔空間將排氣板與進氣殼體壁隔開。該間隙優(yōu)選在排氣板的整個表面上延伸，使得排氣板僅在其邊緣上與進氣機構(gòu)連接。