[發明專利]EPI預熱環

有效

• 申請號: 201480048410.1
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN105518839B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 卡爾蒂克·薩哈;劉樹坤
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324;H01L21/683
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

本揭示案的實施方式大體涉及具有用于加熱處理氣體的預熱環的處理室。在一個實施方式中，處理室包含：室主體，所述室主體界定內部處理區域；基板支撐件，所述基板支撐件設置于所述室主體內，所述基板支撐件具有基板支撐表面以支撐基板；及預熱環，所述預熱環安置于設置于所述室主體內的環支撐件上，其中所述預熱環的一部分相對于所述基板支撐表面以預定角度朝向氣體排放側向下傾斜，以促使凈化氣體流動穿過氣體排放側較氣體注射側更多。

技術領域

本揭示案的實施方式大體涉及使用在基板處理室中的預熱環。

背景技術

半導體裝置的尺寸持續減小依賴于對例如輸送至半導體處理室的處理氣體的流動及溫度的更精確的控制。通常，在橫流(cross-flow)處理室中，處理氣體可被輸送至所述室且被引導經過待處理的基板的表面。處理氣體的溫度可通過例如圍繞基板支撐件的預熱環來控制。

圖1圖示橫流處理室100的示意截面視圖。處理室100具有設置于處理區域內的旋轉式基板支撐件102，所述處理區域由上拱形結構104、下拱形結構106及室側壁108界定。由處理氣體源110供應的處理氣體經由處理氣體入口114被引入至上處理區域112。處理氣體入口114被配置成以層流(laminar flow)方式(例如，如流動路徑116所指示的大體徑向向內的方向)引導處理氣體。在處理期間，也從凈化氣體源122以一壓力經由凈化氣體入口124引入凈化氣體至下處理室126，所述壓力較上處理室112中的處理氣體的壓力相對地大。一部分的凈化氣體會向上流動而滲入基板支撐件102與預熱環103之間且流入上處理區域112。凈化氣體向上流動防止處理氣體流入下處理室126，由此最小化下拱形結構106上非所欲的反應物產物的沉積，所述沉積不利地減小來自下拱形結構106下放置的燈的熱輻射。處理氣體及凈化氣體經由耦接至排氣裝置120的氣體出口118(與處理氣體入口114相對)離開上處理區域112。

然而，已經發現凈化氣體向上流入上處理區域112可引起稀釋基板128邊緣附近的處理氣體濃度。所述稀釋主要產生于基板128邊緣附近而形成紊流及額外流阻(如區域“A”所指示)，處理氣體必須擴散經過所述紊流及額外流阻而前進至基板128的表面。因此，在基板邊緣處的沉積效率變差。雖然在沉積期間旋轉基板能產生旋轉對稱沉積，但由于由所述稀釋所造成的不良沉積效率而導致膜的均勻性(特別是基板128邊緣附近)降低。因此，基板邊緣附近的膜厚度減小(邊緣滾降效應(edge roll-off effect))。

由于流動特征直接影響基板上的膜均勻性，因此需要改進的沉積設備，所述改進的沉積設備減低或消除基板邊緣附近的處理氣體稀釋且防止處理氣體在處理期間進入處理室的下處理區域。

發明內容

本揭示案的實施方式大體涉及具有用于加熱處理氣體的改進的預熱環的處理室。在一個實施方式中，處理室包含：室主體，所述室主體界定內部處理區域；基板支撐件，所述基板支撐件設置于所述室主體內，所述基板支撐件具有基板支撐表面以支撐基板；及預熱環，所述預熱環安置于設置于所述室主體內的環支撐件上，其中所述預熱環的一部分相對于所述基板支撐表面以一角度朝向氣體排放側傾斜，以促使凈化氣體流動穿過氣體排放側較氣體注射側更多。

在另一實施方式中，提供用于半導體處理室中的環組件。所述環組件具有環形主體，所述環形主體具有中央開口、內周邊邊緣及外周邊邊緣，所述環形主體包括第一半圓形部分及第二半圓形部分，其中所述第二半圓形部分相對于所述第一半圓形部分的上表面以一角度朝向氣體排放側傾斜，以促使凈化氣體流動穿過氣體排放側較氣體注射側更多。