CN102277561A - 用于多个基板的气体处理的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于多个基板的气体处理的系统和方法。本发明涉及用于一个或更多个基板的气体处理的系统和方法，所述系统和方法在反应室内包括至少两个气体注入器，所述至少两个气体注入器中的一个气体注入器是移动式的。该系统还可以包括用于保持在所述反应室内布置的一个或更多个基板的基板支撑结构。所述移动式气体注入器可以布置在所述基板支撑结构与另一个气体注入器之间。所述气体注入器可以被构造为从它们排出不同的过程气体。所述基板支撑结构可以围绕旋转轴线可旋转。

Description

用于多个基板的气体处理的系统和方法
技术领域
本发明的各种实施方式广泛地涉及用于在反应室内的多个基板的气体处理的系统和方法，更具体地，本发明涉及用于在反应室内的多个基板上沉积材料的气体处理的方法和系统。
背景技术
用于多个基板的气体处理，更具体地，用于在多个基板上沉积材料的气体处理的系统，已经广泛地用于形成多种材料类型，包括例如半导体、电介质和陶瓷。对于材料的沉积可以利用许多系统，包括例如利用诸如金属有机化学气相沉积(MOCVD)、卤化物气相外延(HVPE)、分子束外延(MBE)和原子层沉积(ALD)等技术的多种系统。
MOCVD系统(或者通常称作有机金属气相外延(OMVPE)，以及金属有机气相外延(MOVPE))可被用于形成许多材料，这些材料包括半导体材料(例如，III族砷化物、III族磷化物、III族锑化物、III族氮化物以及其混合物)，电介质材料(例如氮化硅、硅氧化物)以及陶瓷材料(例如，钛氮化物，钛氧化物)。
MOCVD系统通常使用大量的过程气体，这些过程气体包括例如参与在加热的基板上的用于在加热的基板上形成期望的材料的化学反应的一种或更多种前体气体。此外，过程气体可以包括许多附加的气体；这些附加气体可以被用作例如载体气体、掺杂剂和稀释剂。
如上所述，MOCVD可被用于半导体材料的生长。特别地，MOCVD可用于合成半导体材料的生长。例如，可以利用MOCVD系统来形成III-V族型的半导体材料，其中过程气体可以包括一组或更多组III族前体物(例如，金属烷基)，一组或更多组V族前体物(例如，砷化三氢、磷化氢、氨和肼)以及可以用作例如载体气体、掺杂剂和稀释剂的许多附加气体(例如，氢、氦、氩、硅烷和二(茂))镁)。过程气体通常利用许多气体注入器而被引入到MOCVD系统的反应室中。气体注入器被构造为在加热的基板上方促进过程气体的相互作用，以使材料沉积在已加热的基板上。
在反应室内的众多的气体注入器的实际位置和相对位置会影响所沉积的材料的质量。此外，所述众多的气体注入器的实际位置和相对位置还会影响反应室的洁净度以及在反应室内的各种部件的运行。
发明内容
本发明的各种实施方式广泛地涉及用于在反应室内一个或更多个基板的气体处理的系统和方法，更具体地，涉及用于在反应室内的至少一个基板上沉积一种或更多种材料的系统和方法。现在根据本发明的示例性实施方式简要描述这些系统和方法。本发明内容部分被提供用于以便以简要的形式介绍所选定的概念，这些概念在本发明的示例性实施方式的具体描述中被进一步描述。本发明内容不是旨在确定所要求保护的主题的主要特征或者必要特征，也不旨在用于限定所要求保护的主题的范围。
在一些实施方式中，本发明包括用于至少一个基板的气体处理的系统。该系统可以包括反应室和至少一个基板支撑结构，该至少一个基板支撑结构被构造为保持被布置在反应室内的至少一个基板。所述基板支撑结构可以围绕所述至少一个基板支撑结构的旋转轴线可旋转。所述系统还可以包括多个气体注入器。例如，所述系统可以包括至少一个静态气体注入器以及至少一个移动式气体注入器。所述静态气体注入器在所述反应室内可被布置在所述基板支撑结构的上方。所述移动式气体注入器也可以被布置在所述基板支撑结构的上方。所述移动式气体注入器可以可移向以及移离所述基板支撑结构，并且可以包括用于将该移动式气体注入器移向以及移离所述基板支撑结构的驱动装置，以及包括用于从所述移动式气体注入器排出一种或更多种过程气体的一个或更多个出气口。
在其它的实施方式中，本发明包括气体处理系统，该气体处理系统包括：构造为将至少一个基板固定在反应室内的至少一个基板支撑结构；与所述支撑结构分离的第一气体注入器；以及包括有至少一个被布置在所述第一气体注入器与所述基板支撑结构之间的出气口的第二气体注入器。所述第二气体注入器可以在所述反应室内的第一位置和第二位置之间可运动。相对于当所述第二气体注入器处于所述第一位置时，所述第二气体注入器的所述至少一个出气口在当所述第二气体注入器处于所述第二位置时可以定位得更加靠近所述至少一个基板支撑结构。
本发明的其它实施方式包括用于在反应室内对至少一个基板进行气体处理的方法。至少一个移动式气体注入器的至少一个出气口可以定位在反应室内的第一位置处。所述至少一个出气口的这种定位可以包括减小在所述移动式气体注入器的所述至少一个出气口与至少一个静态气体注入器之间的第一间隔距离，以及增大在所述移动式气体注入器的所述至少一个出气口与所述反应室内的所述基板支撑结构之间的第二间隔距离。至少一个基板可以被装载到所述基板支撑结构上，并且所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口可以在所述反应室内从所述第一位置移动到第二位置。所述至少一个出气口的这种移动可以包括增加在所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与所述至少一个静态气体注入器之间的所述第一间隔距离，以及减小在所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与所述基板支撑结构之间的所述第二间隔距离。至少一种过程气体可被从所述至少一个静态气体注入器排出，并且至少另一种不同的过程气体可被从所述至少一个静态气体注入器排出。
附图说明
通过参照以下在附图中示出的本发明的示例性实施方式的具体描述可以更加充分地理解本发明，在附图中：
图1示意性示出了用于许多基板的气体处理，特别地用于在许多基板上沉积材料的非限定示例性系统的概视图；
图2A和图2B示意性示出了包括有静态气体注入器和移动式气体注入器的系统和方法的示例性实施方式；
图3A和图3B示意性示出了用于移动式气体注入器的非限制性的示例性驱动系统的放大图；
图4A和图4B示意性示出了移动式气体注入器和静态气体注入器的非限制性的出气口构造的放大的剖面图。
具体实施方式
此处提供的图解不意味着任何具体结构、材料、装置、系统或者方法的实际视图，而仅仅是用于描述本发明的理想的表现形式。
在此使用的标题仅为了清楚的目的而不构成任何限定。在此引用了许多参考文献，这些参考文献的公开内容出于各种目的而通过援引而整体并入本文。此外，无论在本文中如何表征，任何所引用的参考文献都不认为是关于本发明的现有技术。
如本文所使用的，术语“反应室”表示并且包括在其中使用一种或更多种气体来处理一个或更多个基板的任何类型的壳体。
如本文所使用的，术语“基板”表示并且包括在反应室中已经或者将要使用一种或更多种气体来处理的任何结构。
如本文所使用的，术语“基板支撑结构”表示并且包括用于在反应室中支撑一个或更多个基板的任何装置。基板支撑结构包括但不限于横跨基板的整个底面来支撑基板的接受器、仅沿基板的周缘支撑基板的环形结构，以及将基板支撑在基板底部上的三个或更多点处的类似三脚架的结构。
如本文所使用的，术语“气体注入器”表示并且包括用于在反应室中喷射气体的任何设备或装置。
如本文所示使用的，术语“出气口”表示并且包括气体注入器的供气体离开气体注入器以及进入到反应室内的空间的出口。
本发明的示例性实施方式包括对多个基板进行气体处理的系统和方法(例如，用于在多个基板上沉积材料)，并且，更具体地说，包括用于在许多基板上的材料的化学气相沉积的系统和方法。本发明的实施方式可以包括，例如，在反应室中利用多个气体发射器，其中气体注入器可以包括一个或更多个静态气体注入器以及一个或更多个移动式气体注入器。所述一个或更多个移动式气体注入器可以相对于所述一个或更多个静态气体注入器、以及相对于被载在基板支撑结构上的许多基板而运动。这种气体注入器可以帮助改善被沉积材料的质量，并且可以提高反应室或者反应室的部件的洁净度。因此，可以延长反应室或者反应室的一个或更多个部件的使用寿命。下面参照图1描述本发明的系统的示例性实施方式。图1示出了用于许多基板的气体处理、特别地用于在许多基板上沉积材料的非限制性的示例性系统100的概视图。该系统100包括反应室102、基板支撑结构104、静态气体注入器106和移动式气体注入器108。反应室102可以包括许多侧壁110、顶板112和底板114，并且该反应室可以被反应室壳体118包围。
用于制造反应室102的材料可以选择为与沉积过程期间通常使用的腐蚀性化学品、温度和压力相兼容。该材料可以包括例如石英和不锈钢。
反应室102可以包括基板支撑结构104，该基板支撑结构包括许多通常称作气阱(pocket)120的圆盘形凹入部。各个气阱120均被构造为在其中接收基板122或基板承载件124，以使基板支撑结构104可以承载许多基板122或者基板承载件124。图1中示出的非限制性实例描述了包括有六个分立的气阱120的圆盘形的基板支撑结构104，该六个气阱120用于承载基板120和/或基板承载件124。基板支撑结构104可以具有其他多种构造中的任何一种，并且可以具有任何数量的气阱120。此外，气阱120可以位于与图1所示位置不同的其它位置。例如，各个气阱120均可具有单个基板122’，或者包括能够承载多个基板122的一个基板承载件124。因而，各个基板支撑结构104均可以承载多个基板122，并且可以在单个沉积过程中承载不同直径(例如，2英寸、4英寸、6英寸、8英寸或12英寸)的基板122。
基板支撑结构104可以通过一个或更多个加热元件加热。例如，可以使用一个或更多个电阻加热元件、基于灯的加热元件、感应加热元件、以及射频加热元件(未示出)，以使由基板支撑结构104承载的基板122的温度升高到用于沉积过程的理想温度。系统100还可以包括支撑心轴126，在该支撑心轴126上可以安装基板支撑结构104。支撑心轴126可以被构造为在反应室102内围绕旋转轴线128旋转，以使安装到支撑心轴126的基板支撑结构104也可以围绕旋转轴线128旋转。在沉积期间由于基板支撑结构104围绕旋转轴线128的旋转而引起的基板122在反应室102内的运动可被用来抑制生长的非均匀性并且可以提高所沉积的材料的均匀性。支撑心轴126可以被驱动装置130旋转。驱动装置130例如可以包括马达。在一些实施方式中，支撑心轴126可以以磁性方式接合到驱动装置130以穿过反应室102来支撑心轴126。围绕旋转轴线128的转速可以是可变化的，以允许过程调节(例如优化)。
在本发明的其它实施方式中，单个气阱120还可以独立地旋转以使单个气阱120可以独立于基板支撑结构104的旋转而旋转。例如，气阱120’可以利用例如磁性接合而通过心轴132被连接到附加的驱动系统(未示出)。在该实施方式中，气阱120’和心轴132可以围绕可以延伸穿过气阱120’的中心的附加的旋转轴线134而转动。在另外的实施方式中，可以利用将心轴132接合到支撑心轴126的传动系统(未示出)来驱动气阱120’围绕旋转轴线134旋转，以使得支撑心轴126的旋转通过该传动系统来驱动心轴132旋转。在本发明的另外的实施方式中，系统100可以不包括基板支撑结构104，并且多个基板122和/或更多个基板承载件124中的每个均可被与心轴132类似的分立的支撑心轴单独地支撑。
在一些实施方式中，为了旋转的目的，利用类似于美国专利No.5,795,448中所描述的技术，支撑心轴126可以以磁性方式接合到驱动装置130，该美国专利No.5,795,448在1998年8月18日授予Hurwitt等人并且通过援引整体并入本文。
如上所述，反应室102可以包括一个或者更多个移动式气体注入器。如图1所示，反应室102包括移动式气体注入器108。下面参照图2A和图2B，图3A和图3B以及图4A来描述该移动式气体注入器108的其它细节。
继续参见图1，移动式气体注入器108可以包括大致筒形结构。在另外的实施方式中，移动式气体注入器108可以具有另外的形状或者构造。移动式气体注入器108可由多种材料中的任意材料制造，并且可由与材料沉积过程中可能受到的腐蚀性化学品、温度和压力相兼容的材料制造。作为非限制性的实例，这些材料可以包括石英和不锈钢。
移动式气体注入器108可以布置在反应室102中，位于基板支撑结构104和被基板支撑结构104承载的基板122的上方。移动式气体注入器108可以具有与基板支撑结构104的旋转轴线128相重合的中心轴线136。移动式气体注入器108还可包括一个或更多个驱动装置138以便提供一个或更多个运动分量(即，运动中的自由度)以使移动式气体注入器108和与移动式气体注入器108相关联的一个或更多个出气口140可以相对于一个或更多个静态气体注入器106并且相对于基板支撑结构104运动。例如，驱动装置138可以用来提供沿着旋转轴线128的运动分量(即，从附图的视角中沿着竖直上下的方向)。
更具体地说，出于多种原因，使移动式气体注入器108沿着旋转轴线128运动的能力会是有利的。例如，参照图2A，第一间隔距离d1可以被定义为沿着旋转轴线128的在移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140的位置与静态气体注入器106的多个出气口142的位置之间的距离。通过在竖直地向上和向下的方向上(根据附图的视角)选择性地控制移动式气体注入器108的沿着旋转轴线128的运动，可以根据需要选择性地控制(即，增加或减小)第一间隔距离d1。
此外，第二间隔距离d2可以被定义为沿着旋转轴线128的在移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140的位置与基板支撑结构104的位置之间的距离。通过在竖直地向上和向下的方向上(根据附图的视角)选择性地控制移动式气体注入器108的沿着旋转轴线128的运动，也可以根据需要选择性地控制(即，增加或减小)第二间隔距离d2。在某些实施方式中，第一间隔距离d1与第二间隔距离d2可以成反比，并且不可以彼此独立地变化。然而，在其它实施方式中，能够使第一间隔距离d1和第二间隔距离d2彼此独立地变化，并且能够改变一个距离而保持另一个距离不改变。例如，基板支撑结构104能够被构造为允许基板支撑结构104随着移动式气体注入器108而运动。
在本发明的方法的某些实施方式中，可能有利的是将移动式气体注入器108及该移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140靠近基板支撑结构104而定位。例如，如图2所示，可以将移动式气体注入器108定位在反应室102中以使第一间隔距离d1相对较大(例如达到最大)并且第二间隔距离d2相对较小(例如达到最小)。例如，在沉积过程中，可能有利的是将移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140靠近基板支撑结构104定位，以使前体气体可以从靠近被基板支撑结构104承载的一个或更多个基板122的一个或更多个出气口140注入。作为非限制性实例，可能有利的是，在沉积过程中将移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140布置在距离基板支撑结构104在约一毫米(1mm)和约一百五十毫米(150mm)之间的距离处。
此外，如图2A所示，在沉积过程中，可能有利的是在移动式气体注入器108的所述一个出气口或多个出气口140与一个或更多个静态气体注入器106的多个出气口142之间保持显著的间隔。作为非限制性的实例，可能有利的是在沉积过程中在移动式气体注入器108的所述一个出气口或多个出气口140与一个或更多个静态气体注入器106的多个出气口142之间保持在约五十毫米(50mm)和约五百毫米(500mm)之间的间隔。在出气口140的位置与出气口142的位置之间保持的显著间隔可以用于防止它们各自分配的前体气体的过早混合，因为前体气体的过早混合会导致不期望的气相相互作用。
在本发明方法的其它实施方式中，可能有利的是将移动式气体注入器108和移动式气体注入器108的出气口140靠近静态气体注入器106定位。换句话说，如图2所示，可以将移动式气体注入器108在反应室102中定位成第一间隔距离d1相对较小(例如，达到最小)并且第二间隔距离d2相对较大(例如，达到最大)。例如，在将基板122装载到反应室102内和/或将基板从反应室102移除的期间，可能有利的是减小第一间隔距离d1以便在反应室102内提供物理余隙空间。基板122可以以人工方式或者以自动机械的方式载入反应室102中和/或从反应室102卸载。例如，如图2B所示，具有的合适的基板拾取系统146(例如，伯努利棒装置)的机械臂144可以被用于以自动机械的方式将基板122移入反应室102或者从反应室102移出。减小第一间隔距离d1可以防止移动式气体注入器108在机械方面干扰机械臂144、操作员的身体、和/或基板122。
在本发明的方法的某些实施方式中，移动式气体注入器108以及移动式气体注入器108的出气口140可以定位在中间位置处，以使第一间隔距离d1与第二间隔距离d2位于最大值与最小值之间的中间。作为非限制性实例，第一间隔距离d1和第二间隔距离d2中的每一个均可以在约一毫米(1mm)与约五百毫米(500mm)之间。在沉积过程中，移动式气体注入器108及该移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140的位置可以被用作调节参数以便在被基板支撑结构104承载的基板122上形成期望的材料。可以在沉积以前将移动式气体注入器108和相关联的出气口140移动到选定的位置处。此外，可以在沉积过程中移动该移动式气体注入器108和出气口140以便根据需要调节沉积过程(例如，为了改善或者优化沉积过程的一个或更多个方面)。
可以利用许多方法来为移动注入器108提供多个运动分量。图3A和图3B是反应室102的上部和移动式气体注入器108的放大示意图，示出了用于为移动式气体注入器108提供多个运动分量的机构的非限制性实例。
参照图3A，可以通过驱动装置138A为移动式气体注入器108提供沿着旋转轴线128的运动分量。驱动装置138A可以包括线性驱动装置并且可以被液力、气体力、电力和机械力中的一种或更多种来致动。驱动装置138A可以通过驱动轴150连接到驱动板148。驱动板148可以连接到移动式气体注入器108，以使得驱动装置138A的致动导致移动式气体注入器108沿着旋转轴线128的运动(即，根据附图的视角在竖直向上和向下的方向上)。
过程气体进气口152可用于穿过移动式气体注入器108将过程气体供给到反应室102中。在一些实施方式中，穿过移动式气体注入器108被引入到反应室102中的过程气体可以包括，例如金属有机前体物(例如，三甲基铝、三乙基铝、三甲基镓、三乙基镓、三甲基铟、三乙基铟，等等)、掺杂气体和稀释气体。
穿过进气口152引入的过程气体可以进入前室154。如图3A和图3B所示，前室154可以被例如驱动板148、壳体元件156以及柔性波纹管158包围和限定。前室154可以通过入口160与移动式气体注入器108形成流体连接，使得通过进气口152引入的过程气体可以被传送到移动式气体注入器108并且通过移动式气体注入器108的出口140排出。前室154可以通过密封件162相对于反应室内部102’形成流体密封。密封件162可以包括，例如，O形环或者铁磁流体密封件。密封件162可以提供前室154的隔绝，但也可以允许移动式气体注入器108穿过反应室顶板112的运动。
在驱动装置138A致动时，在保持在运动气体注入器108的出气口152和入口160之间的流体连接的同时，柔性波纹管158会扩展并且前室154的容积会相应地增加(见图2B)。柔性波纹管158可以由诸如金属、聚合物等许多材料中的任意一种，或者任何其它合适的柔性材料制成。
如图3B中的指向箭头所示，除了提供沿着旋转轴线128的运动之外，移动式气体注入器108还可围绕旋转轴线128可转动。可以由驱动装置138B提供移动式气体注入器108围绕旋转轴线128的转动。驱动装置138B可以包括旋转驱动装置，并且可以通过液力、气体力、电力和机械力中的一种或更多种来致动。驱动装置138B可以通过驱动轴164连接到移动式气体注入器108。驱动轴164可以被连接到移动式气体注入器108以使驱动装置138B的致动导致移动式气体注入器108围绕旋转轴线128的旋转运动。可以提供附加的密封件162”以在保持前室154的流体密封的同时确保移动式气体注入器108的无摩擦运动。在一些实施方式中，可能有利的是在沉积过程中旋转移动式气体注入器108。例如，移动式气体注入器108的旋转可以增加在基板122上的所沉积的材料的均匀性。
可以通过多种方法来控制连接到移动式气体注入器108的一个或更多个驱动装置。在一些实施方式中，驱动装置138A和/或驱动装置138B可以利用图3A和图3B中示出的控制系统164来控制。控制系统164可以以使控制系统164能够控制其操作的方式可操作地接合到移动式气体注入器108、反应室102以及一个或更多个驱动装置138。控制系统164可以包括计算机系统软件。
控制系统164可以包括可以用于控制反应室102的操作，特别地用于控制移动式气体注入器108的操作的一个或更多个输入设备。例如，使用者可以利用一个或更多个输入设备提供在反应室102中的期望的移动式气体注入器位置和/或旋转速度的指示，并且控制系统164可以控制移动式气体注入器108的操作并且致动一个或更多个驱动装置138以将移动式气体注入器108以期望的速度移动到期望的位置。此外，使用者可以利用一个或更多个输入设备提供反应室102中的过程气体的期望的生长参数的指示，并且控制系统164可以控制在反应室102内的移动式气体注入器108的位置和旋转，以朝向该位置和旋转的期望值来驱动该生长参数。移动式气体注入器108的该操作可以利用闭环控制系统。换句话说，可以使用一个或更多个现场监控设备或系统(例如，传感器)(未示出)来监控所沉积的材料的状态并且将反馈数据提供到控制系统164，并且在沉积过程中控制系统164响应于从这种监控设备或系统接收的反馈数据来控制移动式气体注入器108的位置和/或转速。
如图2A所示，移动式气体注入器108可以包括一个或更多个出气口140。移动式气体注入器108的出气口140的尺寸、形状、位置和/或分组可以被配置为在基板122上提供过程气体166’的期望的分布。可以根据从出气口140到基板支撑结构104以及在其上承载的相关的基板122的气流的特性来选择出气口140的空间密度。这些特性可以包括在所述多个基板122上由出气口140产生的气体足迹，或者气体覆盖面积。可以根据对于气流特性的了解而进行对于出气口140布置的具体参数的选择，并且可以通过实验改进所估计的参数。在一些实施方式中，可能期望的是横跨基板122的一种或更多种过程气体的均匀分布，在该种情形中，出气口140可以围绕移动式气体注入器108的周边均匀地分布。
图4A示出的非限制性实例中图解了出气口140的这种构造。图4A示出了移动式气体注入器108的示意性剖视图并且示出了围绕移动式气体注入器108的周边均匀分布的八(8)个出气口140。出气口140产生相应的径向气流166’，该径向气流166’沿着以相对于旋转轴线128成大于零的度角(例如，至少基本垂直)取向的方向，从移动式气体注入器108横跨基板122排出。换句话说，气体可以沿着以相对于旋转轴线128成大约90°取向的方向从出气口140排出。还应该注意的是，尽管图1以及图2A和图2B将出气口140示出为具有圆形的形状，在本发明的其它实施方式中可以使用其它的形状。
在本发明的系统的一些实施方式中，如图2A中示意性示出的，移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140可以靠近移动式气体注入器108的底部区域168定位。所述一个或更多个出气口140靠近底部区域168可以有助于减小(例如，最小化)出气口140与基板承载结构104之间的第二间隔距离d2。将出气口140以这样的方式布置从而减小或者最小化第二间隔距离d2在一些沉积过程中可能是期望的，因为从出气口140排出的径向气流166’可以与由静态气体注入器106排出的过程气体166”在空间上间隔开直到气体在基板122上方和靠近基板122相互作用，从而减小了(例如，防止)不希望的气相相互作用以及与该气相相互作用相关联的问题。
在本发明的系统的其它的实施方式中，如图2A和图2B所示，可以和移动式气体注入器108一起使用一个或更多个折流板，诸如第一折流板170’和/或第二折流板170”。折流板170’、170”可以是移动式气体注入器108的组成部分或特征。在其它的实施方式中，折流板170’、170”可以包括附接到并且被承载在移动式气体注入器108的分立的部件。折流板170’、170”的形状、位置以及尺寸可以被选择为帮助沿着预定排放方向引导一个或更多个径向气流166’，以使径向气流166’沿着以相对于旋转轴线128大于零的角度(例如，至少基本垂直)取向的方向排放。
折流板170’可以布置为在与移动式气体注入器108相关联的一个或更多个出气口140的远离基板支撑结构104的一侧上，靠近(例如邻近)该一个或更多个出气口140。在本发明的一些实施方式中，折流板170”可以布置为在与移动式气体注入器108相关联的出气口140的靠近基板支撑结构104的一侧上，靠近(例如邻近)所述出气口140。例如，如图1所示，折流板170”可以包含在基板支撑结构104包含有多个心轴的实施方式中。
折流板170’、170”的尺寸可被确定为使折流板170’、170”遮挡从移动式气体注入器108的出气口140排出的径向气流166’，直到径向气流166’的气体位于由基板承载结构104所承载的基板122附近。如图2A所示，折流板170’、170”具有外径L并且在基板支撑结构104上方延伸到基板122的外边缘。折流板170’、170”的此种结构可能是理想的，因为径向气流166’的过程气体可以保持与从一个或更多个静态气体注入器106排出的过程气体166”基本分隔开，直到过程气体位于基板122的上方并且靠近(例如，邻近)基板122。
本发明的一些实施方式的系统还可以包括一个或更多个静态气体注入器106。图1、图2A和图2B以及图4B中示出静态气体注入器的非限制性实例。反应室102可以包括许多静态气体注入器。例如，图1示出了真实的单个静态气体注入器106。在其它实施方式中，反应室102可以包括多个静态气体注入器，诸如以双点划线示出的四个静态气体注入器106’，静态气体注入器可以和移动式气体注入器108一起操作，以用于基板122的气体处理。
在本发明的系统的一些实施方式中，如图1以及图2A和图2B所示，静态气体注入器106可以在基板支撑结构104的上方竖直布置(根据附图的视角)并且可以在基板支撑结构104上方延伸。更具体地，静态气体注入器106的尺寸和结构可以被设计为使静态气体注入器106能够为在反应室102中的基板122提供多种过程气体。静态气体注入器106可以局部地或者完全地横跨基板支撑结构104而横向地延伸，以使由基板支撑结构104支撑的基板122可以通过单个静态气体注入器106进行气体处理。
静态气体注入器106可以被构造为安装到反应室102，并且静态气体注入器106可以被安装在与基板支撑结构104距离预设的间隔距离d3处。例如，可以利用许多壳体固定件172(图2A和图2B)将静态气体注入器106固定到反应室102的顶板112，以使静态气体注入器106被固定在与基板122距离预设的间隔距离d3处。在本发明的一些实施方式中，预设的间隔距离d3可以被选定为使静态气体注入器106与所述多个加热的基板122之间可以具有充足的间隔，从而可以防止由加热的基板122产生的热能以任何可能不利地影响沉积过程的显著方式加热静态气体注入器106。在一些实施方式中，预设的间隔距离d3可以在约五十毫米(50mm)和约五百毫米(500mm)之间。防止静态气体注入器106的显著加热可以限制在静态气体注入器106上形成不期望的沉积，从而限制了在静态气体注入器106上执行耗时的清洁过程的需要。
通过增加循环水冷却系统(未示出)可以进一步避免静态气体注入器106被不期望地加热。该循环水冷却系统是在本技术领域公知的并且可以在本发明的实施方式中用来帮助防止在静态气体注入器106上形成不期望的沉积。
如图1以及图2A和图2B所示，静态气体注入器106还可以包括形成在其中的孔174。该孔174可以具有与旋转轴线128重合的中心轴线。在本发明的一些实施方式中，孔174的尺寸和结构可以被设计为通过孔174接收移动式气体注入器108，以使得孔174的中心轴线与移动式气体注入器108的中心轴线136重合。
静态气体注入器106可以被构造成使得移动式气体注入器108的至少一部分能够沿着旋转轴线128穿过静态气体注入器106。例如，可能期望的是，移动式气体注入器108的中心轴线136与旋转轴线128相重合，以使移动式气体注入器108可以沿着旋转轴线128移动。因而，静态气体注入器106可以包括孔174以允许移动式气体注入器108在反应室102中移动。应该注意的是孔174的尺寸和结构可以被设计为允许与移动式气体注入器108类似的多个移动式气体注入器穿过孔174。在其它实施方式中，静态气体注入器106可以包括与孔174类型的多个孔，并且该多个孔中的每个孔均可被构造为允许多个气体注入器中的一个气体注入器(类似于移动式气体注入器108)穿过相应的孔。
静态气体注入器106还可以包括与前室178形成流体连通的一个或更多个进气口176(见图2A和图2B)。因而，可以将过程气体穿过所述一个或更多个进气口176从过程气体源供给到前室178。
在一些实施方式中，可以在前室178的底部布置多孔可透气底板180。多孔可透气底板180的孔可以限定与前室178形成流体连接的多个出气口142，以使过程气体166”可以从前室178排出并且穿过多孔可透气底板180的孔(这些孔限定出气口142)进入到反应室102中。过程气体166”可以沿着朝向基板122的向下的方向(根据附图的视角)从所述多个出气口142排出。
更具体地，与前室178形成流体连通的所述一个或更多个进气口176可以被用来穿过静态气体注入器106将许多过程气体引入到反应室内部102’。在本发明的系统的一些实施方式中，穿过静态注入器106被引入到反应室内部102’的过程气体可以包括，例如，V族前体物(例如，砷化氢、磷化氢、氨、二甲基肼，等等)以及各种载体气体，掺杂气体以及稀释气体。
可以利用所述一个或更多个进气口176来为前室178供给。如上所述，前室178可以包括多孔可透气底板180。前室178可以能够将进气口176内的压力均衡成为与多孔可透气底板180相关联的出气口142提供过程气体的均匀分布。通常被称为过滤器(frit)的多孔可透气底板180可以由例如金属材料或者陶瓷材料制造，并且如图4B的示意性剖视图中更加详细地所示，可以包含流体地将反应室内部102’与前室178相连接的多个孔，从而形成多个出气口142。
如图4B的静态气体注入器的示意性剖视图中所示出的，静态气体注入器106包括充当用于将过程气体引入到反应室102中多个出气口142的多个孔182。图4B还示出了静态气体注入器106还可以包括如上文所述的孔174，该孔174可以靠近旋转轴线128布置。静态气体注入器106可以具有与旋转轴线128重合的中心轴线。如上文所述，孔174的尺寸和结构可以被设计为穿过孔174来接收移动式气体注入器108的至少一部分。
如上文所述，通过多孔可透气底板180与前室178形成流体连接的所述多个出气口142可以致使过程气体166”沿着相对于旋转轴线128至少大致平行的朝向基板122的向下的方向(根据附图的视角)排放。然而，除了提供过程气体源之外，由于多个出气口142排出了可以基本避免在静态气体注入器106上形成不希望的沉积物的多个气流166’，因此排出的多个气流166”可以为与静态气体注入器106相关联的多个出气口142提供防护气帘。
如图2A所示，本发明的系统的一些实施方式还可以包括一个或更多个附加出气口184。这些附加出气口184可以布置在静态气体注入器106与移动式气体注入器108之间。一个或更多个附加出气口184可以提供一个或更多个防护性气帘186。可以利用所述一个或更多个附加出气口182来产生一个或更多个防护性气帘186，该防护性气帘186可以防止在移动式气体注入器108出现不期望的沉积物聚集在移动式气体注入器108上，这可以延长反应室清理过程之间可以允许经过的时间间隔。
本发明的实施方式还可以包括用于在反应室的多个基板的气体处理的方法，具体地，包括在反应室内用于在一个或更多个基板上的一种或更多种材料的沉积的气体处理。例如，所述方法可以包括利用上述系统在一个或更多个基板上形成一种或更多种材料。这些方法可用于形成许多材料中的任意一种，这些材料包括例如，半导体材料(例如，III族砷化物、III族磷化物、III族锑化物、III族氮化物和其混合物)，电介质材料(例如，氮化硅、氮氧化物，等等)以及陶瓷材料(例如，氮化钛、钛氧化物，等等)。
本发明的方法的实施方式可以包括移动式气体注入器108的使用，并且可以包括在移动式气体注入器108相对于一个或更多个静态气体注入器106以及相对于基板支撑结构104的位置范围内定位移动式气体注入器108，如上文所述，致力于改善用于在一个或更多个基板122上形成期望的材料的过程。
因此，例如如图2所示出的，本发明的方法的实施方式可以包括在反应室102内沿着旋转轴线128定位与移动式气体注入器108相关联的一个或更多个出气口140。
与移动式气体注入器108相关联的一个或更多个出气口140的定位可以包括减小在移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140与一个或更多个静态气体注入器106的一个或更多个出气口142之间的第一间隔距离d1，以及增大在移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140与基板支撑结构104之间的第二间隔距离d2。与移动式气体注入器108相关联的一个或更多个出气口140的此种定位可以将出气口140靠近一个或更多个静态气体注入器106布置并且在移动式气体注入器108的底部168(即，底面)与基板支撑结构104之间留有较大间隔。移动式气体注入器108的底部168与基板支撑结构104之间的这种较大间隔可以足够用于引入包括有拾取机构146的装载机构和/或卸载机构144，该拾取机构可被插入到反应室的内部102’以输入和/或取回一个或更多个基板122的。作为非限制性实例，在移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140与基板支撑结构104之间的第二间隔距离d2可以增加到在约二十五毫米(25mm)与约五百毫米(500mm)之间。
减小在移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140与所述一个或更多个静态气体注入器106的一个或更多个出气口142之间的第一间隔距离d1，可以包括将驱动装置138A致动，以使驱动装置138A利用驱动轴150提升驱动板148，如图2B和图3A所示。提升驱动板148还可以包括增加前室154内的容积，由于驱动板148可以被连接到波纹管158，并且随着波纹管158展开或者扩张，前室154的容积可以增加以适应移动式气体注入器108的移动。
本发明的方法的实施方式还可以包括在围绕旋转轴线128可旋转的基板支撑结构104上装载一个或更多个基板122。参照图2B，一旦与移动式气体注入器108相关联的一个或更多个出气口140被靠近所述一个或更多个静态气体注入器106定位，在移动式气体注入器108的底部168与基板支撑结构104之间便可以具有足够的间隔以适应用于将基板122装载到反应室的内部102’中和/或从其卸载的机构144的引入。
基板122的装载，或者每个均承载有多个基板122的基板承载件的装载可以通过闸阀186的打开而进行以允许进入反应室的内部102’。这种闸阀186可以被连接到载荷锁定系统(load-lock system)(未示出)以允许对反应室的内部102’进行环境控制。然后所述机构144可以进入到反应室的内部102’。该机构144可以包括一个或更多个被构造为拾取基板122的拾取系统。这些拾取系统可以包括，例如，机械式拾取系统或者伯努利棒型气体拾取系统。拾取系统可以包括拾取头146，该拾取头146用于操作一个或者多个基板122或者每个均承载多个基板122的基板承载件。利用所述机构144可以将多个基板122装载到基板支撑结构102上。一旦将多个基板122装载到反应室的内部102’，机构144就可以从反应室的内部102’收回，并且闸阀186可以关闭。
如图2A所示，本发明的方法的实施方式还可以包括通过增加在移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140与所述一个或更多个静态气体注入器106的一个或更多个出气口142之间的第一间隔距离d1，并且减小在移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140与基板支撑结构104之间的第二间隔距离d2，来定位与移动式气体注入器108相关联的一个或更多个出气口140。与移动式气体注入器108相关联的一个或更多个出气口140的这种定位可以将移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140靠近(例如，至少基本邻近)基板支撑结构104来布置。作为非限制性实例，在移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140与基板支撑结构104之间的第二间隔距离d2可以减小到在约一毫米(1mm)和约一百五十毫米(150mm)之间。
为了如前文所述的促进过程气体的分离，与移动式气体注入器108相关联的一个或更多个出气口140的定位对于沉积过程可能是理想的。
如图3A所示，增加在移动式气体注入器109的一个或更多个出气口140与所述一个或更多个静态气体注入器106的一个或更多个出气口142之间的第一间隔距离d1可以包括将驱动装置138A致动，以使驱动装置138A利用驱动轴150降低驱动板148。降低驱动板148还可以包括减小前室154内的容积，由于驱动板148可以被连接到波纹管158，并且随着波纹管158向内折叠或收缩，前室154内的容积可以减小以适应移动式气体注入器108的移动。
本发明的方法还可以包括从所述移动式气体注入器108和所述一个或更多个静态气体注入器106中的至少一个排出多种过程气体166’和166”。
多种过程气体166’和166”的排出可以包括穿过所述一个或更多个出气口140从移动式气体注入器108排出一种或更多种过程气体166’。从移动式气体注入器108排出一种或更多种过程气体166’可以产生可以以沿着相对于旋转轴线128成大于零度的角的方向取向(例如至少基本垂直)的一个或更多个径向气流166’。从与移动式气体注入器108相关联的一个或更多个出气口140排出的过程气体可以包括，例如，诸如三甲基铝、三乙基铝、三甲基镓、三乙基镓、三甲基铟、三乙基铟等的烷基金属，以及载体气体、掺杂气体和稀释气体。
可以利用一个或更多个折流板170’和170”来引导从与移动式气体注入器108相关联的出气口140排出的径向气流166’。如上所述，所述折流板170’、170”也可帮助保持从移动式气体注入器108引入的过程气体166’与从一个或更多个静态气体注入器106引入的过程气体166”的间隔，直到过程气体处于基板122附近。
穿过所述一个或更多个出气口140从移动式气体注入器108排出过程气体166’的过程还可以包括围绕旋转轴线128旋转移动式气体注入器108，和/或围绕旋转轴线128旋转基板支撑结构104。移动式气体注入器108和/或基板支撑结构104围绕旋转轴线128的旋转可以被用于抑制生长的不均匀性，并且可以提高所沉积的材料的非均匀性。
如图3所示，围绕旋转轴线128使移动式气体注入器108旋转可以包括使驱动装置138B致动，以使得驱动装置138B旋转驱动轴164。使得基板支撑结构104旋转可以包括对于支撑心轴126的旋转的驱动(图1)，该支撑心轴126的旋转可以通过驱动装置130驱动。驱动装置130可以包括，例如，可穿过反应室102以磁性方式接合到心轴126的马达。此外，围绕旋转轴线128的转速可以是变化的以能够调节过程参数(例如，为了过程优化)。
排放一种或更多种过程气体的过程还可以包括穿过多个通过多孔可透气底板180与前室178形成流体连通的多个排气口142，从一个或更多个静态气体注入器106排出一种或更多种过程气体166”。
更具体地，所述一个或更多个静态气体注入器106可以被用来将一种或更多种过程气体166”引入到反应室的内部102’。一个或更多个静态气体注入器106可以被用来引入过程气体166”，该过程气体166”可以包括，例如，一种或更多终V族前体物，诸如砷化氢、磷化氢、氨和肼等，以及载体气体、掺杂气体和稀释气体。
将一种或更多种过程气体166”从一个或更多个静态气体注入器106排出的过程还可以包括朝向由基板支撑结构104承载的一个或更多个基板122沿着向下的方向(根据附图的视角)排出一种或更多种过程气体166”。例如，过程气体166”可以朝向被基板支撑结构104承载的一个或更多个基板122沿着以相对于旋转轴线128基本平行来取向的向下的方向排放。过程气体可以穿过进气口176引入到前室178。然后过程气体可以从前室178穿过可透气底板180进入到反应室的内部102’中，从而产生朝向基板122的以向下的方向(根据附图的视角)取向的气流166”。本发明的方法的实施方式还可以包括通过利用以向下的方向(例如，大致平行于旋转轴线128)取向的气流166”来遮蔽一个或更多个静态气体注入器106远离不期望的沉积物，来保护一个或更多个静态气体注入器106远离不期望的沉积物。
将一种或更多种过程气体166从移动式气体注入器108和/或一个或更多个静态气体注入器106排出的过程可以被用于在被基板支撑结构104承载的一个或更多个基板122上形成理想的材料。
更具体地，利用例如一个或更多个加热元件，可以将一个或更多个基板122加热到沉积温度。加热元件可以包括，例如电阻性加热元件、基于灯的加热元件、感应加热元件、舌频加热元件等(未示出)，以将基板122的温度提升到用于沉积的理想温度。在围绕旋转轴线128旋转一个或更多个移动式气体注入器108和基板支撑结构104的同时，过程气体166可以从移动式气体注入器108和/或一个或更多个静态气体注入器106排出，以使一种或更多种材料沉积在已加热的基板122上。
作为非限制性实例，所述一个或更多个基板122可以包括蓝宝石，并且在以约每分钟一百转(100rpm)或更小的转速围绕旋转轴线128来旋转基板支撑结构104的同时，所述一个或更多个基板122可以被加热到大于大约900℃的温度。一个或更多个静态气体注入器106可被用于将包括氨(NH3)的气流166”沿着向下的方向(根据附图视角)引入到反应室的内部102’中。同时，与移动式气体注入器108相关联的一个或更多个出气口140可以被用于沿着以相对于旋转轴线128成一角度而取向(例如，至少基本垂直)的方向排出一个或更多个包括有三甲基镓的径向气流166’。由于在移动式气体注入器108的出气口140和所述一个或多个静态气体注入器106的出气口142之间的间隔距离d3，并且由于存在折流板170’，170”，基本防止了氨和三甲基镓的过早混合。氨和三甲基镓可以在所述一个或更多个已加热的基板122的上方或附近相互作用，这可以导致在基板122上面形成氮化镓半导体材料。
一旦形成期望厚度的期望的材料，可以停止从移动式气体注入器108以及所述一个或更多个静态气体注入器106排出的过程气体的流动。
本发明的方法的实施方式可以通过如下来继续，即通过减小在移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140与一个或更多个静态气体注入器106的出气口142之间的第一间隔距离d1，并且增加在移动式气体注入器108的一个或更多个出气口140与基板支撑结构104之间的第二间隔距离d2，来将与移动式气体注入器108相关联的一个或更多个出气口140重新定位。与移动式气体注入器108相关联的所述一个或更多个出气口140的该种重新定位可以将出气口140靠近所述一个或更多个静态气体注入器106放置，并且可以在移动式气体注入器108的底部168与基板支撑结构104之间的提供较大间隔。如上所述，移动式气体注入器108的底部168与基板支撑结构104之间的较大间隔足够用于引入用于取回其上沉积有所期望的材料的基板122的机构144。
下面描述其它的非限制性的示例性实施方式：
实施方式1：一种用于至少一个基板的气体处理的系统，该系统包括：反应室；构造为保持在反应室内布置的至少一个基板的基板支撑结构，所述至少一个基板支撑结构可围绕所述至少一个基板支撑结构的旋转轴线旋转；在所述反应室内布置在基板支撑结构上方的至少一个静态气体注入器；以及布置在所述基板支撑结构上方的至少一个移动式气体注入器，所述至少一个移动式气体注入器可移向以及移离所述至少一个基板支撑结构，移动式气体注入器包括：用于将所述至少一个移动式气体注入器移向以及移离所述至少一个基板支撑结构的驱动装置；以及一个或更多个用于从所述至少一个移动式气体注入器排出一种或更多种过程气体的出气口。
实施方式2：实施方式1的系统，其中所述至少一个移动式气体注入器的所述一个或更多个出气口靠近所述至少一个移动式气体注入器的底部布置，并且所述一个或更多个出气口被构造为沿着以相对于所述至少一个基板支撑结构的旋转轴线成大于零的角度取向的至少一个方向排出所述一种或更多种过程气体。
实施方式3：实施方式2的系统，其中一个或更多个径向气流在所述至少一个基板上方沿相对于所述旋转轴线垂直的方向排出。
实施方式4：实施方式2或实施方式3的系统，其中所述至少一个移动式气体注入器还包括被构造为沿着所述至少一个方向引导所述一种或更多种过程气体的至少一个折流板，所述至少一个折流板布置在所述至少一个移动式气体注入器的所述一个或更多个出气口的远离所述至少一个基板支撑结构的一侧上。
实施方式5：实施方式1至4中的任意一个的系统，其中所述至少一个移动式气体注入器还包括旋转驱动装置，该旋转驱动装置被构造为驱动所述至少一个移动式气体注入器围绕所述旋转轴线旋转。
实施方式6：实施方式1至5中的任意一个的系统，其中用于将所述至少一个移动式气体注入器移向以及移离所述至少一个基板支撑结构的所述驱动装置控制在所述至少一个移动式气体注入器的所述一个或更多个出气口与所述至少一个静态气体注入器之间的第一间隔距离。
实施方式7：实施方式1至6中的任意一个的系统，其中用于将所述至少一个移动式气体注入器移向以及移离所述至少一个基板支撑结构的所述驱动装置控制在所述至少一个移动式气体注入器的所述一个或更多个出气口与所述至少一个基板支撑结构之间的第二间隔距离。
实施方式8：实施方式1至7中的任意一个的系统，其中所述至少一个静态气体注入器包括延伸穿过所述至少一个静态气体注入器的孔，所述孔具有与所述旋转轴线重合的中心轴线。
实施方式9：实施方式8的系统，其中所述孔的尺寸和结构被设计为接收所述移动式气体注入器，所述孔的中心轴线与所述移动式气体注入器的中心轴线相重合。
实施方式10：实施方式1至9中任意一个的系统，其中所述至少一个静态气体注入器还包括：至少一个与前室形成流体连接的气体进给管线；布置在所述前室的底部的多孔可透气底板；以及穿过所述多孔可透气底板与所述前室形成流体连通的多个出气口，所述多个出气口被构造为朝向所述至少一个基板排出至少一种过程气体。
实施方式11：一种气体处理系统，该气体处理系统包括：被构造为在反应室内保持至少一个基板的至少一个基板支撑结构；与所述至少一个基板支撑结构间隔开的第一气体注入器；以及第二气体注入器，该第二气体注入器包括至少一个在所述第一气体注入器和所述至少一个基板支撑结构之间布置的出气口，所述第二气体注入器在所述反应室内可在第一位置与第二位置之间移动，相对于当第二气体注入器处于第一位置时，所述第二气体注入器的所述至少一个出气口在当所述第二气体注入器位于第二位置时被定位得更靠近所述至少一个基板支撑结构。
实施方式12：实施方式11的气体处理系统，其中所述第一气体注入器被构造为排出至少第一过程气体，并且其中所述第二气体注入器构造为排出至少第二过程气体，所述第二过程气体不同于所述第一过程气体。
实施方式13：一种用于在反应室内的至少一个基板的气体处理的方法，所述方法包括：在所述反应室内将至少一个移动式气体注入器的至少一个出气口定位在第一位置，该定位包括减小在所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与至少一个静态气体注入器之间的第一间隔距离，并且增加在所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与所述反应室内的基板支撑结构之间的第二间隔距离；在所述基板支撑结构上装载至少一个基板；在所述反应室内将所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口从所述第一位置移动到所述第二位置，该移动包括增加在所述至少一个移动式气体注入器的至少一个出气口与所述至少一个静态气体注入器之间的所述第一间隔距离，并且减小在所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与所述基板支撑结构之间的第二间隔距离；以及从所述至少一个移动式气体注入器排放至少一种过程气体并且从所述至少一个静态气体注入器排放至少另一种不同的过程气体。
实施方式14：实施方式13的方法，该方法还包括：在反应室内使得所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口从所述第二位置返回到所述第一位置，该返回包括减小在至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与所述至少一个静态气体注入器之间的所述第一间隔距离，并且增加在所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与所述基板支撑结构之间的第二间隔距离；以及从所述基板支撑结构卸载所述至少一个基板。
实施方式15：实施方式13或实施方式14的方法，其中从所述至少一个移动式气体注入器排出所述至少一种过程气体还包括沿着相对于所述基板支撑结构的旋转轴线垂直而取向的方向从所述至少一个移动式气体注入器排出所述至少一种过程气体。
实施方式16：实施方式13至15中的任一种方法，其中从所述至少一个移动式气体注入器排出所述至少一种过程气体还包括利用折流板引导从所述至少一个移动式气体注入器排出的所述至少一种过程气体。
实施方式17：实施方式13至16中的任一种方法，所述方法还包括在从所述至少一个移动式气体注入器排出所述至少一种过程气体并且从所述至少一个静态气体注入器排出所述至少另一种不同的过程气体的同时，进行围绕旋转轴线旋转所述至少一个移动式气体注入器和围绕旋转轴线旋转所述基板支撑结构中的至少一种旋转。
实施方式18：实施方式13至17中的任一种方法，其中在所述反应室内使得所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口从所述第一位置移动到所述第二位置还包括穿过延伸穿过所述至少一个静态气体注入器的孔移动所述至少一个移动式气体注入器。
实施方式19：实施方式13至18中的任一种方法，其中从所述至少一个静态气体注入器排出所述至少另一种不同的过程气体还包括穿过多个穿过多孔可透气底板与前室形成流体连通的出气口，从所述至少一个静态气体注入器排出所述至少另一种不同的过程气体。
实施方式20：实施方式13至19中的任一种方法，其中从所述至少一个静态气体注入器排出所述至少另一种不同的过程气体还包括沿着以相对于所述基本支撑结构的旋转轴线至少基本平行而取向的方向排出所述至少另一种不同的过程气体。
实施方式21：实施方式13至20中的任一种方法，其中在所述反应室将所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口从所述第一位置移动到所述第二位置还包括：将驱动装置致动；以及利用柔性波纹管改变被连接到所述驱动装置的前室的容积。
实施方式22：实施方式13至21中的任一种方法，还包括利用从所述至少一个移动式气体注入器排出的所述至少一种过程气体以及从所述至少一个静态气体注入器排出的所述至少另一种不同的过程气体，在所述反应室内的所述至少一个基板上形成至少一种材料。
上述的本发明的实施方式仅仅是本发明的实施方式的实例并且不限制本发明的范围，本发明的范围由所附的权利要求和它们的法律等同物所限制。任何等同的实施方式都在本发明的范围之内。实际上，在此示出并描述的本发明的示例性实施方式的各种改型，诸如更改本文描述的元件的有益组合等，也落入所附权利要求的范围之内。本文所使用的标题和图例仅为了清楚和方便的目的。

Claims (20)

1.一种用于至少一个基板的气体处理的系统，该系统包括：
反应室；
构造为保持在所述反应室内布置的至少一个基板的至少一个基板支撑结构，所述至少一个基板支撑结构可围绕所述至少一个基板支撑结构的旋转轴线旋转；
在所述反应室内布置在所述基板支撑结构的上方的至少一个静态气体注入器；以及
布置在所述基板支撑结构的上方的至少一个移动式气体注入器，所述至少一个移动式气体注入器可移向以及移离所述至少一个基板支撑结构，所述移动式气体注入器包括：
用于将所述至少一个移动式气体注入器移向以及移离所述至少一个基板支撑结构的驱动装置；以及
一个或更多个用于从所述至少一个移动式气体注入器排出一种或更多种过程气体的出气口。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个移动式气体注入器的所述一个或更多个出气口靠近所述至少一个移动式气体注入器的底部布置，并且所述一个或更多个出气口被构造为沿着以相对于所述至少一个基板支撑结构的所述旋转轴线成大于零的角度取向的至少一个方向排出所述一种或更多种过程气体。
3.根据权利要求2所述的系统，其中一个或更多个径向气流在所述至少一个基板的上方沿着相对于所述旋转轴线垂直的方向排出。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一个移动式气体注入器还包括至少一个折流板，该折流板被构造为沿着相对于所述至少一个基板支撑结构的所述旋转轴线成大于零的角度取向的所述至少一个方向引导所述一种或更多种过程气体，所述至少一个折流板布置在所述至少一个移动式气体注入器的所述一个或更多个出气口的远离所述至少一个基板支撑结构的一侧上。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个移动式气体注入器还包括旋转驱动装置，该旋转驱动装置被构造为驱动所述至少一个移动式气体注入器围绕所述旋转轴线旋转。
6.根据权利要求1所述的系统，其中用于将所述至少一个移动式气体注入器移向以及移离所述至少一个基板支撑结构的所述驱动装置控制在所述至少一个移动式气体注入器的所述一个或更多个出气口与所述至少一个静态气体注入器之间的第一间隔距离。
7.根据权利要求1所述的系统，其中用于将所述至少一个移动式气体注入器移向以及移离所述至少一个基板支撑结构的所述驱动装置控制在所述至少一个移动式气体注入器的所述一个或更多个出气口与所述至少一个基板支撑结构之间的第二间隔距离。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个静态气体注入器包括延伸穿过所述至少一个静态气体注入器的孔，所述孔具有与所述旋转轴线重合的中心轴线。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述孔的尺寸和结构被设计为接收所述移动式气体注入器，所述孔的所述中心轴线与所述移动式气体注入器的所述中心轴线重合。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个静态气体注入器还包括：
至少一个与前室形成流体连接的气体进给管线；
布置在所述前室的底部的多孔可透气底板；以及
穿过所述多孔可透气底板与所述前室形成流体连通的多个出气口，所述多个出气口被构造为朝向所述至少一个基板排出至少一种过程气体。
11.一种用于在反应室内的至少一个基板的气体处理的方法，该方法包括：
在所述反应室内将至少一个移动式气体注入器的至少一个出气口定位在第一位置，该定位包括
减小在所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与至少一个静态气体注入器之间的第一间隔距离，并且
增加在所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与所述反应室内的基板支撑结构之间的第二间隔距离；
在所述基板支撑结构上装载至少一个基板；
在所述反应室内将所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口从所述第一位置移动到第二位置，该移动包括
增加在所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与所述至少一个静态气体注入器之间的所述第一间隔距离，并且
减小在所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与所述基板支撑结构之间的所述第二间隔距离；以及
从所述至少一个移动式气体注入器排出至少一种过程气体并且从所述至少一个静态气体注入器排出至少另一种不同的过程气体。
12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：
在所述反应室内使所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口从所述第二位置返回到所述第一位置，该返回包括
减小在所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与所述至少一个静态气体注入器之间的所述第一间隔距离，并且
增加在所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口与所述基板支撑结构之间的所述第二间隔距离；以及
从所述基板支撑结构卸载所述至少一个基板。
13.根据权利要求11所述的方法，其中从所述至少一个移动式气体注入器排出所述至少一种过程气体还包括沿着相对于所述基板支撑结构的旋转轴线垂直而取向的方向从所述至少一个移动式气体注入器排出所述至少一种过程气体。
14.根据权利要求11所述的方法，其中从所述至少一个移动式气体注入器排出所述至少一种过程气体还包括利用折流板引导从所述至少一个移动式气体注入器排出的所述至少一种过程气体。
15.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括在从所述至少一个移动式气体注入器排出所述至少一种过程气体并且从所述至少一个静态气体注入器排出所述至少另一种不同的过程气体的同时，进行围绕旋转轴线旋转所述至少一个移动式气体注入器和围绕旋转轴线旋转所述基板支撑结构中的至少一种旋转。
16.根据权利要求11所述的方法，其中在所述反应室内使得所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口从所述第一位置移动到所述第二位置还包括使所述至少一个移动式气体注入器移动穿过在所述至少一个静态气体注入器中延伸穿过的孔。
17.根据权利要求11所述的方法，其中从所述至少一个静态气体注入器排出所述至少另一种不同的过程气体还包括穿过多个穿过多孔可透气底板与前室形成流体连通的出气口从所述至少一个静态气体注入器排出所述至少另一种不同的过程气体。
18.根据权利要求11所述的方法，其中从所述至少一个静态气体注入器排出所述至少另一种不同的过程气体还包括沿着以相对于所述基板支撑结构的旋转轴线至少基本平行而取向的方向排出所述至少另一种不同的过程气体。
19.根据权利要求11所述的方法，其中在所述反应室使所述至少一个移动式气体注入器的所述至少一个出气口从所述第一位置移动到所述第二位置还包括：
将驱动装置致动；以及
利用柔性波纹管改变被连接到所述驱动装置的前室的容积。
20.根据权利要求11所述的方法，该方法还包括利用从所述至少一个移动式气体注入器排出的所述至少一种过程气体以及从所述至少一个静态气体注入器排出的所述至少另一种不同的过程气体，在所述反应室内的所述至少一个基板上形成至少一种材料。
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Termination date: 20160608

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