CN102174693B - 气体处理系统 - Google Patents

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Abstract

如转盘式反应器(10)的有机金属化学汽相沉积(MOCVD)反应器具有气体喷射器头部，该喷射器头部具有布置在相邻的气体进口之间的扩散器(129)。所述扩散器在下游方向上成锥形。所述喷射器头部理想地具有用于如烷基金属的第一气体的、径向成排布置的进口(117)，该进口从反应壁向内径向地终止以使反应壁上的反应物的沉积最少。喷射器头部还理想地具有用于如氨气的第二气体的、布置在成排的第一气体进口之间的区域中的进口(125)，并且另外具有用于第二气体的、与旋转轴线同轴的中心进口(135)。

Description

气体处理系统
本申请是申请日为2008年1月11日、申请号为200880005064.3、发明名称为“气体处理系统”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2007年1月12日提交的美国临时专利申请60/880,243的权益，在此以引用的方式加入其公开。
技术领域
本发明涉及用于如化学汽相沉积的反应气体相加工的系统。
背景技术
化学汽相沉积(“CVD”)反应器允许处理安装在反应室内部的晶片承载器上的基片(例如，晶片)。面朝所述晶片承载器安装被称为气体分配喷射器或喷射器头部的部件。所述喷射器典型地包括多个向用于化学汽相沉积的该室供应某些气体的组合的气体进口。一些气体分配喷射器提供隔层或运载气体，其协助在化学汽相沉积过程期间供应层流气流，其中所述运载气体典型地不会参与化学汽相沉积。许多气体分配喷射器具有莲蓬头结构，该莲蓬头结构包括在头部上以一模式间隔开的气体进口。
气体分配喷射器典型地允许来自喷射器表面上的气体进口的原始气体的方向朝着反应室的某些目标区域，在该目标区域中可以对晶片进行处理以用于如材料层的外延生长的过程。理想地，原始气体被导向晶片承载器，以便原始气体尽可能地靠近晶片反应，从而最大化晶片表面处的反应过程和外延生长。
例如，在许多有机金属的化学汽相沉积(MOCVD)过程中，通过所述喷射器将由有机金属和氢化物(例如，氨或胂)所组成的原始气体的组合物引入到反应室内。还可以通过所述喷射器将有助于过程的运载气体，例如氢、氮或惰性气体(如，氩或氦)引入到反应器中。原始气体在反应室中混合并且反应，以在保持在反应室内的晶片上形成沉积物。运载气体典型地协助在晶片承载器处维持层流。
这样，可以获得如GaAs、GaN、GaAlAs、InGaAsSb、InP、ZnSe、ZnTe、HgCdTe、InAsSbP、InGaN、AlGaN、SiGe、SiC、ZnO和InGaAlP等半导体化合物的外延生长。例如，为了执行除外延生长之外的目的(如蚀刻)的其他气体处理过程。
然而，许多现有的气体喷射器系统具有可能妨碍有效操作或均匀沉积的问题。例如，现有气体分配喷射器系统中的原始喷射模式可以包含显著的“死空间”(没有来自喷射器表面上的气体进口的起作用的流动的空间)，其在喷射器附近产生再循环模式。
这些再循环模式可以导致原始化学物质的预反应，而在喷射器上引起有害的反应产物的沉积。另外，可以在反应室的壁上出现有害的沉积。所述有害的沉积消耗了反应物并且降低了过程的效率和重复能力。此外，沉积在喷射器上或反应器壁上的反应产物可以被移动并且可以污染被加工的基片。从而，许多当前系统需要频繁地清理反应器，其进一步降低了生产率。
现有技术中已经投入了相当大的努力，以在晶片承载器的整个范围上获得均匀的反应条件，以确保在所有基片上均匀地生长出沉积层。另一个要求是确保有效地利用且不浪费供应到反应器的全部区域中的过程气体。然而，在这些方面的操作的进一步的改善仍是所希望的。
因此，虽然在该领域做了所有的努力，但是希望进一步地改善。
发明内容
本发明的一方面提供了用于气体处理反应器的喷射器头部。根据本发明该方面的头部包括限定多个气体进口的结构，所述气体进口具有面向下游方向的开口。所述头部还理想地包括布置在相邻气体进口之间的扩散元件，所述扩散元件在下游方向上从气体进口延伸并且在下游方向上逐渐变细。如以下所述，扩散元件可以抑制邻近喷射器头部的气体的再循环。
本发明进一步的方面提供了利用至少第一气体和第二气体来对一个或多个基片进行气体处理的反应器。根据本发明该方面的反应器理想地包括反应室和用于支承所述一个或多个基片的基片保持器。基片保持器理想地被安装在反应室内，用于围绕在上游和下游方向上延伸的轴线旋转。根据本发明该方面的反应器还理想地包括布置在基片保持器上游的喷射器头部。该喷射器理想地具有限定多个第一气体进口的结构，第一气体进口被布置成在垂直于所述轴线的第一径向方向上延伸的第一排和在垂直于所述轴线并且垂直于第一径向方向的第二径向方向上延伸的第二排。喷射器头部还理想地包括多个第二气体区进口，所述第二气体区进口被布置在成排的第一气体进口之间在围绕该轴线的喷射器头部的象限(quadrants)中。选择性地，喷射器头部进一步限定了布置在该轴线处的中心第二气体进口。
成排的第一气体进口理想地向反应室的壁的内部终止。换言之，成排的第一气体进口理想地从所述轴线延伸至第一径向距离，而第二气体区进口理想地从所述轴线延伸至第二径向距离，第一径向距离小于第二径向距离。如下面进一步所述，该布置可以抑制该室的壁上的有害的沉积。
本发明的其他方面还提供了处理基片的方法，该方法理想地使用了如以上所述的与反应器和喷射器头部有关的特征。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的反应器的简化的剖面视图。
图2是描绘图1中所示的反应器的一些部件的示意图。
图3是类似于图2但是描绘了处于不同工作状态中的部件的视图。
图4是沿图3中的线4-4的剖面视图。
图5是沿图4中的线5-5的图解剖面视图。
图6是图4中所指出的区域以放大比例的局部视图。
图7是类似于图4的视图，为了使图示清晰的缘故省略了一些元件。
图8是类似于图6的视图，但是描绘了本发明替换实施例的反应器的一部分。
图9是类似于图8的视图，但是描绘了本发明另一个实施例的反应器的一部分。
具体实施方式
现在参照附图，其中相同的数字表示相同的元件，图1中显示了结合有根据本发明一个实施例的多气体喷射器的转盘式反应器。
如图1中用图解法所图示的，器具包括大致圆筒形的反应室10，该反应室典型地具有由实质上不与过程气体反应的不锈钢或其他材料形成的壁。反应器典型地包括如底板和排气口(未显示)的其他部件。安装主轴12和大致盘状的晶片(基片)承载器14以用于围绕与该圆筒形室同轴的轴线16旋转。如晶片18的基片被保持在晶片承载器上，待处理的基片的表面20放置成实质上垂直于轴线16并且面向由箭头U所指示的沿该轴线的上游方向。
利用未显示的传统部件来使基片承载器和基片维持升高的温度。例如，可以通过一组电加热元件(未显示)来加热安装在主轴上的加热感受器(未显示)。加热元件典型地是由如(但不限于)钼、钨或铼等的折射金属或如石墨的非金属制成的。在该系统中，热量从加热元件传递到感受器上并且从感受器传递到基片承载器上。加热元件可以被分成多个加热带区。可以基于要被执行的反应和对于特定反应器及化学汽相沉积室所需的加热特性来选择用于加热元件的金属。在加热元件和感受器下面布置隔热件是有利的。可选择地，可以由加热元件直接加热晶片承载器。
气体分配喷射器头部22位于该室的上游端处(如图1所示，该端部朝向图的顶部)。气体分配喷射器头部包括限定出内表面24的结构，该内表面24面对图1中由箭头D所指示的下游方向(沿基片承载器的旋转轴线的方向，如图1所示，朝向图的底部)。
在反应器的侧面或圆周壁中设置用于装载和卸载晶片的适当装置，例如，进入端口101(图2和3)。在所描述的特定实施例中，晶片承载器14是可移除的。安装大致环箍状的闸板103用于在上游和下游轴向方向上的移动。当闸板103处于图2所描述的缩回或打开位置时，可以从该室移除带有处理过的晶片的晶片承载器14，并且由支承有待处理晶片的新晶片承载器14来替换。当闸板103处于图3所示的前进或闭合位置时，其围绕晶片承载器14并且覆盖进入端口101。在该位置中，闸板103形成反应室的壁的一部分。闸板103的内表面105理想地是关于晶片承载器的旋转轴线16的回转表面。闸板103理想地设有冷却剂通道(未显示)，该冷却剂通道连接到液体冷却剂循环器上，用于将闸板的温度维持为低于晶片承载器温度的温度。
反应器还包括被称为“限制进口”元件的环状颈圈102。颈圈102限定了内表面104，该内表面从头部22的下游延伸并且形成反应器壁的一部分。表面104也处于关于轴线16的回转表面的形式，并且远离轴线16稍微径向地向外张开。当闸板103处于前进或闭合位置(图3)时，颈圈102的表面104实质上与闸板103的内表面105连续。颈圈102还可以设有冷却剂通道。
虽然在此描述了进入端口和闸板，但是其他反应器可以具有其他进入系统，例如，通过反应器的可移除的顶部或底部来进行晶片的顶部装载或底部装载。例如，此处未明确论述的反应器的其他特征可以是用于由VeecoInstruments公司销售的商标为TURBODISC的反应器中的类型的特征。
最好参见图4和5，气体分配和喷射器头部22包括歧管组件107，其可以是由一个板、或更典型地是由多个相互重叠的板所形成的。歧管组件107在其下游表面中具有凹进部，以限定通向歧管组件的下游表面的气体管道。图4图示了几个所述的气体管道109、111、113。此处被称为“冷却板”或“扩散器”的元件115覆盖在歧管组件107的下游表面上。冷却板115设有连接到循环冷却剂源上的冷却剂通道116。冷却板115限定了分配和喷射器头部22的下游表面24，即面向图1-4中的图底部的表面。此处，该表面还被称为头部22的“内”表面24。在冷却板115和歧管组件107之间设置滤网123。所述滤网具有有限的渗透性或孔隙度。
冷却板115限定了多个第一气体进口117。最好参见图4和6，各第一气体进口117处于伸长狭缝的形式。所述狭缝形成了通道，该通道延伸通过冷却板115并且与下游或内表面连通，并从而限定了与反应室10的内部连通的伸长端口。沿由图5中的虚线所表示的两排来布置第一气体进口117。图7中还示意性地显示了第一气体进口或狭缝117。所述排垂直于轴线16且相互垂直地延伸，并且在所述轴线处互相交叉。然而，伸长狭缝或第一气体进口117不在轴线16处交叉。各排狭缝117可以包括两个或多个狭缝。例如，如图7中示意性地所示的，一排狭缝包括接近、但不交叉轴线16地布置的内侧狭缝117a和117b，并且还包括远离所述轴线布置的狭缝117c和117d。类似地，另一排包括径向内侧的狭缝117e与117f，和径向外侧的狭缝117g与117h。
第一气体进口117与歧管组件107中的气体管道中的一些连通。所述气体管道此处被称为第一气体管道。例如，如图4所示，第一气体进口117通过一部分滤网123与第一气体管道113连通。第一气体管道通过图5中的虚线121所示意性地图解的歧管组件的内部连接件被连接到第一气体源26上。虽然在图1中第一气体源被图示为处于阀形式的单个控制元件28的单个设备，但是第一气体源和管道可以包括更复杂的部件，该部件布置成沿着成排的第一气体进口的范围以相同或不同的成分和/或流速向不同的第一气体进口供给第一气体。例如，与径向内侧的第一气体进口117a、117b、117e和117f(图7)连通的第一气体管道可以被连接在一起以形成内侧带区，而与径向外侧的狭缝117c、117d、117g和117h连通的气体管道可以被连接在一起以形成径向外侧的带区。可以布置第一气体供应装置以在径向内部和径向外部带区中供应具有不同成分和/或流速的第一气体。例如，可以如PCT公开文献WO 2005/019496(在此以引用的方式加入其公开)中，以及正在审查的、共同转让的美国专利申请序列号11/544,075中，公布为美国公开专利申请2007-0134419A1(在此也以引用的方式加入其公开)中所讨论的，来选择气体的流速和成分。如在所述公开文献中进一步讨论的，第一气体可以包括如烷基的反应组分，并且可以包括如氮或氢的非反应运载气体。第一气体的成分可以在不同区域中变化以包括不同比例的运载气体，并且因此使第一气体的密度与在不同区域中排出的第二气体的密度相匹配。可以改变流速，从而第一气体的排出速度匹配第二气体的排出速度。
喷射器结构还限定了多个第二气体区进口125，其也处于延伸通过冷却板115的伸长狭缝形式。各这样的狭缝终止于在通道的下游端处的伸长端口中，该通道通向冷却板115的内部或下游表面。因此，第二气体区进口也与室10的内部连通。按一排列将第二气体区进口布置在内表面24的区域上方(图1)，该区域未被成排的第一气体进口117所占据。第二气体区进口125通过滤网123与由歧管组件107限定的第二气体管道连通。例如，图5中所描绘的进口125与第二气体管道109和111连通。第二气体管道并且从而第二气体区进口125由歧管组件内的内部连接件127并通过示意性地描绘成阀32的一个或多个控制元件被连接到一个或多个第二气体源30上。第二气体区进口125和相关联的管道可以被再分成可被独立调节的多个带区，以在不同区域提供具有不同成分和/或流速的第二气体。例如，离轴线16不同径向距离处的第二气体区进口125可以构成不同的带区。
第二气体区进口125在成排的第一气体进口之间被布置在围绕轴线的喷射器头部的象限中。最好参见图5，在各象限内构成第二气体区进口125的伸长狭缝相互平行延伸。如图5和6所示，各象限内伸长的第二气体区进口125平行于第一气体区进口的排延伸，该第一气体区进口的排延伸通过该象限。因此，构成各第一气体进口117的伸长狭缝在两个邻近的第二气体区进口125a和125b之间延伸。
最好参见图4、5和6，冷却板115包括扩散元件129。各扩散元件处于具有大致三角形横截面的伸长叶片的形式。各这样的伸长叶片位于两个伸长的狭缝状气体进口之间并且平行于那些伸长进口延伸。例如，如图4和6所示，扩散元件或叶片129a位于第一气体进口117和第二气体区进口125a之间，而叶片129b位于两个第二气体区进口125a和125c之间。各叶片129在下游方向上向叶片的下游末端处的相对尖的边缘131逐渐变细。虽然任何边缘必然有有限的半径，但是边缘131的半径理想地为实质上小于1毫米，并且理想地其如此小以致该半径不在排出气体的动态特性上起明显的作用。叶片的侧表面133理想地一直延伸到气体进口上。
冷却板115理想地限定了安装在轴线16处的处于端口形式的中心第二气体进口135。第二气体源30还通过如歧管组件107内的第二气体管道(未显示)的另外的内部连接件并且通过如阀的控制元件34(图1)被连接到第二气体中心进口135上，该阀与与第二气体区进口125相关联的控制元件分开。因此，可以与通过该区进口的流速无关地控制第二气体通过中心进口135的流速。选择性地，还可以与传送到该区进口125的第二气体的成分无关地控制传送到中心进口135的第二气体的成分。可以使用可以控制第二气体流速的任何其他设备来代替该阀。
最好参见图7，成排的第一气体进口117终止于反应器壁的内侧，即颈圈102的内表面104的内侧。换言之，成排的第一气体进口从轴线16延伸至第一径向距离DR1处，该径向距离小于反应器容器的半径，从而在各排的外侧端和反应器容器的壁之间留下间隙或径向距离Gf。在该特定实施例中，反应器容器的半径由颈圈102的内表面104来限定。第二气体区喷射器125的排列从该轴线延伸至第二径向距离DR2，该第二径向距离DR2大于第一径向距离DR1。最好参见图4和7，第二气体区喷射器125的排列几乎延伸到反应器的壁上，即几乎延伸到颈圈102的内表面104上。第一径向距离DR1可以小于晶片承载器14的半径。
可以以实质上任何尺寸来制造上面讨论的器具；最典型地，晶片承载器14的直径为大约3英寸(7.6厘米)到大约18英寸(45.7厘米)或更大。
在操作中，一个或多个晶片(基片)18被保持在晶片(基片)承载器14中并且由反应器内的加热元件来维持于升高的温度。晶片承载器14在由电动机驱动的旋转主轴上以速率β关于轴线16旋转。例如，虽然速率β可以从大约300转/分钟(RPM)到1500转/分钟或更高地变化，但是β典型地为大约500转/分钟或更高。温度可以从大约350℃或更低到1600℃或更高地变化。最佳温度取决于生长的特定物质。通过头部22来引入适当的第一和第二气体，以在晶片18的表面上执行期望的处理。虽然可以执行各式各样的处理，但是上面讨论的器具最典型地被用于有机金属的化学汽相沉积(“MOCVD”)。例如，所述器具可以被用于III-V半导体的MOCVD，其中第一气体包括为反应组分的一个或多个III族金属的一个或多个烷基，并且第二气体包括为活性组分的V族元素的氢化物，例如，氨、胂等。因为这样的III-V沉积过程是如此常用，所以下面的讨论指这样的过程。最典型地，流速可以从大约5升/分钟到300升/分钟地变化。反应器的压力典型地从大约25托(Torr)到500托或更高地变化。
当晶片(基片)18处于用于沉积反应的要求温度时，启动第一气体源26以向第一气体进口117供给第一气体(如，包含烷基金属的气体)，并且由此将第一气体流从第一气体进口117大致向下游排放到室10内。同时，启动第二气体源30向第二气体区进口125供给第二气体(如，包含V族氢化物的气体)，并且由此将第二气体流从第二气体区进口125大致向下朝着基片或晶片18排放。第一和第二气体流不必被精确地向下游、精确地与旋转轴线16平行地导向。当气体接近旋转的晶片承载器14时，它们被驱使成围绕轴线16的圆周流，并且还远离轴线16并且朝着晶片承载器的周边向外流动。当气体接近晶片承载器14时，气体相互混合，从而气体在基片处和在其附近反应，以形成如III-V半导体的反应产物，该反应产物在基片的暴露表面上沉积。
气体还倾向于在反应器自身的部件上形成有害的沉积。本发明的几个特征抑制了所述有害的沉积。因为成排的第一气体喷射器从反应器壁径向地向内终止，所以第一气体在沿反应器壁流动的所述气体中的浓度显著降低，并且因此壁上的寄生沉积也减少了。例如，颈圈102的内表面104上的和闸板103的内表面105上的寄生沉积被实质上地减少了。如果第一气体喷射器的排117的外侧端和反应器壁之间的间隙或径向距离Gf(图7)太大，则在第二气体中冲击在晶片承载器14的外边缘和在晶片承载器的外边缘处的基片的那些部分上的气流部分是不足的。例如，在III-V化合物半导体生长系统中，如果Gf太大，则因为不足的烷基浓度，所以晶片承载器的周边处的生长率将被减小。然而，通过适当地选择Gf，则生长率在晶片承载器的整个半径范围上实质上保持恒定。最佳间隙Gf将随例如反应器尺寸的参数而变化。然而，对于使用465毫米直径的晶片承载器的反应器，使用大约18毫米的间隙Gf给出了很好的结果。
锥形扩散元件129实质上抑制了喷射器头部22上的有害的沉积。虽然本发明未受任何工作原理的限制，但是相信通过抑制喷射器头部22的下游表面24附近的气体的再循环获得了该结果。相信从第一气体进口117和第二气体区进口125中流出的气体以如图5中所示的平滑地伸展的流线S的流动从喷射器头部22中流出。在该类型的流动中，来自气体进口附近的气体并入到所期望的均匀的向下流动内，而没有旋涡。
第一气体进口117以延伸横过反应器的直径的两排的布置在旋转的晶片承载器附近提供了第一气体与第二气体的良好混合，并且有助于确保第一气体在整个晶片承载器的圆周范围内有足够的比例。这提高了反应效率并且有助于促进最佳化的生长。只要使用一排第一气体喷射器，系统就能工作，但是在远离该单排的某些位置中反应会是低效率的。在该方法的变体中，可以使用多于两个径向的排。例如，可以使用三个径向的排。在进一步的变体中，第一气体喷射器可以被设置为径向的排，例如，从中心轴线沿三个或五个半径向外延伸的排。
第二气体中心进口135提供了指向晶片承载器的中心的第二气体源(例如，V族氢化物)。这确保了在晶片承载器靠近中心轴线16的那些区域中有第二气体(例如，氢化物)的充足供应。通过中心进口135的第二气体流动的独立可调性和控制允许该过程的调整，以在例如反应物的对流或扩散的过程状况中补偿变化。这依次允许改善沉积的均匀性。
可以应用上述特征的许多变体。例如，如图8所示，气体进口可以被设置为相互平行延伸的成排的孔217、225，而不是为伸长的狭缝。在该实施例中，扩散元件229被布置在邻近排的孔之间，但是在同一排的孔之间没有扩散元件。在进一步的布置中(图9)，扩散元件可以是金字塔状的而非叶片状的。
当上述实施例显示为有用于保持基片18的晶片承载器14来用于反应气体加工(例如，沉积过程)时，设想晶片承载器14不是必需的并且基片18可以被直接放置在如卡盘的旋转反应器表面上，而没有晶片承载器保持所述基片。此处所指的并由箭头D所表示的下游方向是从气体分配喷射器头部22朝着晶片承载器14的方向；其不必处于相对于重力的任何特定的方位上。虽然上述实施例显示下游方向D为从室10的顶部朝着室10的底部，但是气体分配喷射器头部22还可以被放置在室10的侧面上(从而下游方向D为从室10的侧面水平地朝着室10的中心的方向)，或者气体分配喷射器头部22还可以被放置在室10的底部上(从而下游方向为从室10的底部向上朝着室10的中心)。此外，在上述参照图1的实施例中，排气口(未显示)被描述为在反应室的下游端处；排气口可以位于反应室的其他部分上。
在上述实施例中，可以同时提供两种反应气体。然而，在其他实施例中，顺序地和/或用重叠脉冲来供给反应气体。例如，在原子层外延中，以交替顺序应用反应气体的脉冲，从而在另一种气体的脉冲开始之前一种运载气体的脉冲终止。在被称为迁移增强外延的过程中，以交替顺序但是相互及时重叠的方式来供给不同运载气体的脉冲。在利用顺序的反应气体流的过程中，可以同时供给有一种或多种反应气体的运载气流。
第一和第二气体可以是适合于在基片上执行任何处理操作的任何反应气体，包括但不限于供上述化学汽相沉积过程中使用的那些气体。在不同实施例中的反应气体可以包括在反应器内参与基片处理的任何气体、蒸汽或物质。更特别是，反应气体可以是适合于处理基片表面的任何气体。例如，如果所期望的沉积为半导体层的生长(例如为外延层生长)，反应气体可以是多种化学种类的混合物，并且可以包括惰性的、非反应气体成分。该反应气体的任一种或两者可以包括气体的组合，例如，反应成分和非反应气体。例如，可以应用上述反应器和过程来形成III-V半导体，例如(但不限于)，GaAs、GaP、GaAs1-xPx、Ga1-yAlyAs、Ga1-yInyAs、AlAs、AlN、InAs、InP、InGaP、InSb、GaN、InGaN等。此外，这些反应器还可以被应用于其他系统，包括形成II-VI族化合物，例如(但不限于)，ZnSe、CdTe、HgCdTe、CdZnTe、CdSeTe等；形成IV族物质，例如，SiC、金刚石和SiGe；以及形成氧化物，例如，YBCO、BaTiO、MgO2、ZrO、SiO2、ZnO和ZnSiO。上述反应器和过程可以被应用于例如金属的其他物质(例如，Al、Cu和W)的沉积。此外，合成的物质具有广泛的电子和光电应用，包括(但不限于)发光二极管(LED’s)、激光、太阳能电池、光电阴极、高电子迁移率晶体管(HEMT’s)和金属半导体场效应晶体管(MESFET’s)。仍然在另一变体中，反应器中供给的气体可以执行除沉积之外的处理(例如，反应蚀刻过程)。
虽然图1的反应器显示为竖直的转盘式反应器10，该反应器仅是作为例子来提供的，并且应理解本发明的各种特征可以被用于其他类型的反应器，例如非转盘式反应器、横向流动反应器、旋转喷射器反应器等。另外，可以经由一个或多个辅助气源、气室和气体进口向该室供应另外的反应气体。因此，此处所描述的方案和结构可以轻易地被扩展至与一种或多种运载气体一起的三种、四种或更多种前体。
本发明在半导体和有关物品的制造中具有工业应用。
由于可以使用此处论述的特征的这些和其他变化以及组合，前面优选实施例的描述应是图解方式的，而不是对本发明的限制。

Claims (23)

1.一种反应器，用于利用至少第一气体和第二气体对一个或多个基片的气体处理，该反应器包括：
第一反应气体源；
第二反应气体源，该第二反应气体能与该第一反应气体反应；
反应室；
基片保持器，用于支承安装在该反应室内的该一个或多个基片，以围绕在上游和下游方向上延伸的轴线旋转；和
喷射器头部，其布置在该基片保持器的上游，该喷射器头部包括一结构，该结构限定了：
连接至该第一反应气体源的多个第一气体进口，第一气体进口仅被布置成在垂直于该轴线的第一径向方向上延伸的第一排和在垂直于该轴线并且垂直于该第一径向方向的第二径向方向上延伸的第二排；和
连接至该第二反应气体源的多个第二气体区进口，该第二气体区进口被布置在成排的第一气体进口之间在围绕该轴线的喷射器头部的象限中。
2.如权利要求1所述的反应器，其中该喷射器头部进一步限定了布置在该轴线处的中心第二气体进口。
3.如权利要求2所述的反应器，还包括一个或多个连接到该第一气体进口上的第一气体控制元件、一个或多个连接到第二气体区进口上的第二气体区控制元件和连接到第二气体中心进口上的第二气体中心控制元件，该第二气体中心控制元件可以与该第二气体区控制元件无关地操作。
4.如权利要求1所述的反应器，其中该喷射器头部具有面向下游的表面，并且该第二气体区进口被布置成一排列，该排列延伸过实质上除了由该第一和第二排占据的表面的区域之外的整个表面。
5.如权利要求1所述的反应器，其中该基片保持器被布置成支承一个或多个基片，从而要被处理的基片的表面实质上垂直于该轴线并且面向上游。
6.如权利要求1所述的反应器，其中该第一和第二排第一气体进口从该轴线延伸至第一径向距离，并且其中该第二气体区进口延伸至大于该第一径向距离的第二径向距离。
7.如权利要求1所述的反应器，其中该基片保持器是可操作的以围绕该轴线旋转，以便将该第一和第二反应气体驱使成围绕轴线的圆周流，从而该第一和第二反应气体彼此混合。
8.一种处理一个或多个基片的方法，包括：
(a)关于轴线旋转该基片，同时保持该基片的表面实质上垂直于该轴线并且面向沿该轴线的上游方向；和，在该旋转步骤期间，
(b)在下游方向上从第一排第一进口和从第二排第一进口朝着该基片排放第一反应气体，该第一排第一进口在垂直于该轴线的第一径向方向上延伸横过该轴线，该第二排第一进口在垂直于该第一径向方向的第二径向方向上垂直于该轴线延伸；并且同时；
(c)在下游方向上从第二气体区进口朝着该基片排放能与该第一反应气体反应的第二反应气体，该第二气体区进口被布置成在该成排的第一气体进口之间围绕该轴线。
9.如权利要求8所述的方法，还包括在该下游方向上从实质上布置在该轴线上的中心进口朝着该基片排放该第二反应气体。
10.如权利要求9所述的方法，还包括与来自该区进口的气体流动无关地控制该第二反应气体从该中心进口的排放。
11.如权利要求8所述的方法，其中在旋转步骤期间，该第一和第二反应气体被驱使成围绕轴线的圆周流，从而该第一和第二反应气体彼此混合。
12.一种反应器，用于一个或多个基片的气体处理，该反应器包括：
第一反应气体源；
第二反应气体源，该第二反应气体能与该第一反应气体反应；
反应室；
基片保持器，用于支承安装在该反应室内的该一个或多个基片，以围绕在上游和下游方向上延伸的轴线旋转；和
喷射器头部，其布置在该基片保持器的上游，该喷射器头部包括一结构，该结构限定了：
连接至该第一反应气体源的多个第一气体进口，第一气体进口被布置成在垂直于该轴线的第一径向方向上延伸的第一排和在垂直于该轴线并且垂直于该第一径向方向的第二径向方向上延伸的第二排；和
连接至该第二反应气体源的多个第二气体区进口，该第二气体区进口被布置在成排的第一气体进口之间在围绕该轴线的喷射器头部的象限中；
其中该喷射器头部还包括中心第二气体进口，该中心第二气体进口布置在该轴线处并且连接至该第二反应气体源，并且
该反应器还包括一个或多个连接到该第一气体进口上的第一气体控制元件、一个或多个连接到第二气体区进口上的第二气体区控制元件和连接到第二气体中心进口上的第二气体中心控制元件，该第二气体中心控制元件可以与该第二气体区控制元件无关地操作。
13.如权利要求12所述的反应器，其中该基片保持器是可操作的以围绕该轴线旋转，以便将该第一和第二反应气体驱使成围绕轴线的圆周流，从而该第一和第二反应气体彼此混合。
14.如权利要求12所述的反应器，其中该喷射器头部具有面向下游的表面，并且该第二气体区进口被布置成一排列，该排列延伸过实质上除了由该第一和第二排占据的表面的区域之外的整个表面。
15.如权利要求12所述的反应器，其中该基片保持器被布置成支承一个或多个基片，从而要被处理的基片的表面实质上垂直于该轴线并且面向上游。
16.如权利要求12所述的反应器，其中该第一和第二排第一气体进口从该轴线延伸至第一径向距离，并且其中该第二气体区进口延伸至大于该第一径向距离的第二径向距离。
17.如权利要求12所述的反应器，其中该第一气体进口仅被布置成该第一排和该第二排。
18.如权利要求1-7或12-17中任何一项所述的反应器，其中多个第二气体区进口在每个象限内被布置成排、设置成平行于第一气体进口的第一和第二排中的至少一个。
19.如权利要求1-7或12-17中任何一项所述的反应器，其中在该象限中的至少一个内，多个第二气体区进口被布置成第一和第二排、设置在第一气体进口的第一排的任一侧上，从而第一气体进口的第一排在第二气体区进口的第一和第二排之间。
20.如权利要求1-7或12-17中任何一项所述的反应器，其中多个第二气体区进口被布置成行、占据每个象限的实质上大部分。
21.如权利要求8-11中任何一项所述的方法，其中第一反应气体作为气流离开第一气体进口，并且第二反应气体作为气流离开第二气体进口，该第一反应气体流正好布置在第二反应气体流之间。
22.如权利要求1-7或12-17中任何一项所述的反应器，其中该基片保持器以高速围绕该轴线旋转，从而一旦被排出喷射器头部，由于由该基片保持器产生的力，该第一和第二反应气体彼此混合。
23.如权利要求22所述的反应器，其中该基片保持器可在300RPM到1500RPM或更高的范围之间旋转。
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