CN105493229B - 用于杂质分层外延法的设备 - Google Patents

用于杂质分层外延法的设备 Download PDF

Info

Publication number
CN105493229B
CN105493229B CN201480045552.2A CN201480045552A CN105493229B CN 105493229 B CN105493229 B CN 105493229B CN 201480045552 A CN201480045552 A CN 201480045552A CN 105493229 B CN105493229 B CN 105493229B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
switching valve
dopant
processing chamber
equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480045552.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105493229A (zh
Inventor
埃罗尔·安东尼奥·C·桑切斯
斯瓦米纳坦·斯里尼瓦桑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of CN105493229A publication Critical patent/CN105493229A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105493229B publication Critical patent/CN105493229B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/08—Reaction chambers; Selection of materials therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
    • C30B25/105—Heating of the reaction chamber or the substrate by irradiation or electric discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/12—Substrate holders or susceptors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36—Carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/52—Alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本公开内容的实施方式涉及用于处理半导体基板的设备。所述设备包括处理腔室，所述处理腔室具有用于支撑基板的基板支撑件、下拱形结构和与所述下拱形结构相对的上拱形结构、设置于所述处理腔室的侧壁内的多个气体注射器。所述设备包括气体输送系统，所述气体输送系统经由所述多个气体注射器耦接至处理腔室，所述气体输送系统包括：气体导管，所述气体导管将一种或更多种化学物质经由第一流体线路提供至所述多个气体注射器；掺杂剂源，所述掺杂剂源将一种或更多种掺杂剂经由第二流体线路提供至所述多个气体注射器；和快速切换阀，所述快速切换阀设置于第二流体线路与处理腔室之间，其中所述快速切换阀在处理腔室与排放装置之间切换所述一种或更多种掺杂剂的流动。

Description

用于杂质分层外延法的设备
技术领域
本公开内容的实施方式大体涉及在基板处理腔室中使用的快速切换阀。
背景技术
高品质含硅膜的外延生长在外延层之间和不同的沉积工艺期间通常需要可重复配料(dose)的杂质，这些含硅膜诸如用单层或亚单层杂质掺杂的硅锗(SiGe)、硅锗碳(SiGeC)、碳化硅(SiC)或碳化锗(GeC)膜。所述沉积工艺通常涉及在沉积各外延层之后和使用各杂质剂量之后的长时间净化，使得沉积工艺缓慢且不适合生产。
因为腔室设计直接影响外延生长中的膜品质，因此需要一种沉积设备，所述设备提供亚单层杂质的快速配料能力和外延沉积与杂质配料之间的快速净化。
发明内容
本文描述的本公开内容的实施方式大体涉及在基板处理腔室中使用的快速切换阀。在一个实施方式中，提供用于处理半导体基板的设备。所述设备包括处理腔室，所述处理腔室包括：基板支撑件，所述基板支撑件设置于处理腔室内，用于支撑基板；下拱形结构和与下拱形结构相对的上拱形结构；多个气体注射器，所述多个气体注射器设置于处理腔室的侧壁内，所述多个气体注射器被配置成对应于基板的直径实质上呈线性布置。所述设备亦包括气体输送系统，所述气体输送系统经由多个气体注射器耦接至处理腔室，所述气体输送系统包括：气体导管，所述气体导管配置成经由第一流体线路将一种或更多种化学物质提供至所述多个气体注射器；掺杂剂源，所述掺杂剂源配置成经由第二流体线路将一种或更多种掺杂剂提供至所述多个气体注射器；和快速切换阀，所述快速切换阀设置于第二流体线路与处理腔室之间，其中所述快速切换阀被配置成在处理腔室与排放装置之间切换所述一种或更多种掺杂剂的流动。
在另一实施方式中，提供用于处理基板的处理腔室。所述处理腔室包括：可旋转基板支撑件，所述可旋转基板支撑件设置于处理腔室内，用于支撑基板；下拱形结构，所述下拱形结构相对地设置于所述基板支撑件下方；上拱形结构，所述上拱形结构相对地设置于所述基板支撑件上方，上拱形结构与下拱形结构相对；环形主体，所述环形主体设置于上拱形结构与下拱形结构之间，其中所述上拱形结构、所述环形主体和所述下拱形结构大体界定基板处理腔室的内部容积，所述环形主体具有多个气体注射器，所述多个气体注射器被布置于至少一个线性群中，所述线性群具有大致对应于所述基板的直径的宽度；气体输送系统，所述气体输送系统经由多个气体注射器耦接至处理腔室，所述气体输送系统包括：第一气体导管，所述第一气体导管配置成经由第一流体线路将第一组化学物质提供至所述多个气体注射器；第一掺杂剂源，所述第一掺杂剂源配置成经由第二流体线路将第一掺杂剂提供至所述多个气体注射器；和快速切换阀，所述快速切换阀设置于所述第二流体线路与所述处理腔室之间，其中，所述快速切换阀被配置成在所述处理腔室与排放装置之间切换第一掺杂剂的流动。
在又一实施方式中，所述设备包括处理腔室，所述处理腔室包括：基板支撑件，所述基板支撑件具有用于支撑基板的基板接收表面；下拱形结构，所述下拱形结构相对地设置于所述基板支撑件下方，所述下拱形结构包括杆部分、周边凸缘和径向延伸以连接所述杆部分和所述周边凸缘的底部，其中所述底部相对于所述基板支撑件的基板接收表面成约8°至约16°的角度；上拱形结构，所述上拱形结构相对地设置于所述基板支撑件上方，上拱形结构与下拱形结构相对，上拱形结构包括中央窗部分和用于支撑所述中央窗部分的周边凸缘，周边凸缘围绕中央窗部分的圆周啮合所述中央窗部分，其中所述中央窗部分相对于所述基板支撑件的基板接收表面形成约8°至约16°的角度；和灯阵列，这些灯设置成邻近于下拱形结构且位于下拱形结构下面。所述设备亦包括气体输送系统，所述气体输送系统经由多个气体注射器耦接至处理腔室，所述气体输送系统包括：气体导管，所述气体导管配置成经由第一流体线路将一种或更多种化学物质提供至所述多个气体注射器；掺杂剂源，所述掺杂剂源配置成经由第二流体线路将一种或更多种掺杂剂提供至所述多个气体注射器；和快速切换阀，所述快速切换阀设置于第二流体线路与处理腔室之间，其中所述快速切换阀被配置成在处理腔室与排放装置之间切换所述一种或更多种掺杂剂的流动。
附图说明
可通过参照实施方式(其中一部分实施方式在附图中示出)来详细理解本公开内容的上述特征以及以上简要概述的有关本公开内容更具体的描述。然而，应注意，附图仅图示本公开内容的典型实施方式，且因此不被视为对本公开内容的范围的限制，因为本公开内容允许其他同等有效的实施方式。
图1A为根据本公开内容的一个实施方式的背侧加热处理腔室的示意性截面图。
图1B为图1A的处理腔室的示意性截面俯视图。
图2图示根据本公开内容的一个实施方式的示例性气体输送系统。
为了便于理解，已尽可能地使用相同的参考标记来标示各图共有的相同元件。预期一个实施方式中的元件和特征可有利地并入其他实施方式中，而无需赘述。
具体实施方式
为了说明的目的，在以下描述中阐述了许多具体细节，以便提供对本公开内容的完全理解。在一些情况下，以框图形式示出熟知的结构和装置，而不进行详细地描述，以免模糊本公开内容。本文充分详细地描述了这些实施方式，以使得本领域技术人员能够实施本公开内容，且应理解，可利用其他实施方式，且在不脱离本公开内容的范围的情况下，可做出逻辑改变、机械改变、电性改变和其他改变。
示例性处理腔室
图1A图示根据一个实施方式的示例性背侧加热处理腔室100的示意性截面图。处理腔室100大体用于处理一个或更多个基板，包括材料在基板108的上表面上的外延沉积。处理腔室100除其他部件外可包括用于加热的辐射加热灯102的阵列，所述辐射加热灯102的阵列设置于处理腔室100内的基板支撑件106的背侧104。在一些实施方式中，所述辐射加热灯的阵列可替代地或额外地设置于上拱形结构128之上。如图所示，基板支撑件106可为盘状(disk-like)基板支撑件106，或可为无中央开口的环状基板支撑件107，基板支撑件从基板的边缘支撑基板，以便于将基板暴露于灯102的热辐射。
基板支撑件106定位于处理腔室100内并位于上拱形结构128与下拱形结构114之间。上拱形结构128、下拱形结构114和基座环136(设置于上拱形结构128与下拱形结构114之间)大体界定处理腔室100的内部区域。可通过装载口(loading port)(未示出)将基板108(未按比例描绘)引入处理腔室100并将基板108定位到基板支撑件106上，所述装载口别图1A中的基板支撑件106遮盖。图示基板支撑件106在上升处理位置中，但通过致动器(未示出)，基板支撑件可垂直地移动至处理位置下方的装载位置处，以允许升降销105接触下拱形结构114，穿过基板支撑件106和中心轴132中的孔，并将基板108从基板支撑件106举起。机械手(未示出)可随后进入处理腔室100，以啮合基板108且通过装载口从处理腔室100移除基板108。基板支撑件106随后可被致动上升至处理位置以将基板108放置在基板支撑件106的正面110上，其中基板108的装置侧116面朝上。
基板支撑件106定位于处理位置时将处理腔室100的内部容积分为位于基板上方的处理气体区域156和位于基板支撑件106下方的净化气体区域158。基板支撑件106在处理期间通过中心轴132旋转，以最小化处理腔室100内热气流和处理气流空间异常的影响，且因此促进基板108的均匀处理。基板支撑件106由中心轴132支撑，中心轴132在装载和卸载及某些情况下基板108的处理期间在上下方向134上移动基板108。基板支撑件106可由碳化硅或涂覆有碳化硅的石墨制成，以吸收来自灯102的辐射能和将所述辐射能传导至基板108。
上拱形结构128大体包括传递热辐射的中央窗部分199，和用于支撑中央窗部分199的周边凸缘179。中央窗部分199可具有大致圆形的周边。周边凸缘179沿支撑界面194围绕中央窗部分199的圆周啮合中央窗部分199。在一个实施方式中，通过设置在周边凸缘179与侧壁之间的O形环184将周边凸缘179密封在处理腔室的侧壁内，以提供密封，从而防止处理腔室内的处理气体逸出至周围环境中。
下拱形结构114大体包括杆部分195、周边凸缘181和底部192，底部192径向延伸以连接杆部分195和周边凸缘181。周边凸缘181被配置成环绕底部192的圆周。周边凸缘181和底部192在与上拱形结构128和基座环136组合时大体界定处理腔室100的内部容积。一般来说，上拱形结构128的中央窗部分199和下拱形结构114的底部192由诸如石英之类的光学透明材料制成。上拱形结构128和下拱形结构114的厚度和弯曲度可被配置成提供较平坦的几何形状，以获得处理腔室中的均匀的流动均匀性。例如，相对于界定基板支撑件106的基板接收表面的水平面，上拱形结构128的中央窗部分199可形成约8°至约16°的角度。同样地，相对于界定基板支撑件106的基板接收表面的水平面，下拱形结构114的底部192可处于约8°至约16°的角度。
可按照指定的、最佳的所需方式围绕中心轴132设置一个或更多个灯(诸如灯102的阵列)，这些灯邻近于下拱形结构114并位于下拱形结构114下面，以在处理气体通过时独立地控制基板108的各个区域处的温度，促进材料在基板108的上表面上的沉积。灯102可被配置成包括灯泡141，并且被配置成将基板108加热至约200摄氏度至约1600摄氏度范围内的温度。各灯102耦接至配电板(未示出)，通过所述配电板将功率供给至各灯102。灯102定位于灯头145内，在处理期间或之后，可通过例如引入至位于各灯102之间的沟道149中的冷却流体来冷却灯头145。部分地由于灯头145非常接近下拱形结构114，因此灯头145以传导和辐射方式冷却下拱形结构114。灯头145亦可冷却灯周围的灯壁和反射体(未示出)的壁。替代地，可通过工业中已知的对流方法冷却下拱形结构114。根据应用，灯头145可与下拱形结构114接触或可不接触。
可视需要将圆形屏蔽件167设置于基板支撑件106的周围且由衬垫组件163环绕圆形屏蔽件167。屏蔽件167在为处理气体提供预热区域时防止或最小化热/光噪声从灯102泄漏至基板108的装置侧116。屏蔽件167可由CVDSiC、涂覆有SiC的烧结石墨、生长SiC、不透明石英、经涂覆的石英或耐受处理气体和净化气体的化学分解的任何类似、适当的材料制成。
基座环136可具有环形主体，所述环形主体的尺寸被调整成接收在处理腔室100的内圆周内。环形主体可具有大致椭圆形(oblong)的形状，其中长边位于基板装载口(被基板支撑件106遮盖)上，且短边分别位于处理气体入口174和气体出口178上。基板装载口、处理气体入口174和气体出口178可相对于彼此以约90°成角度地偏移。基座环136的内圆周被配置成接收衬垫组件163。也就是说，衬垫组件163的尺寸被调整成嵌套于基座环136的内圆周内或由基座环136的内圆周环绕。衬垫组件163屏蔽处理容积(亦即，处理气体区域156和净化气体区域158)免受处理腔室100的金属壁的影响。金属壁可与前驱物反应，且引起处理容积中的污染。
尽管图示衬垫组件163为单一主体，但衬垫组件163可包括一个或更多个衬垫。衬垫组件163可包括与处理气体入口174和处理气体供应源172流体连通的多个气体通道109，用于将一种或更多种处理气体注射至处理气体区域156。衬垫组件163亦可包括用于将一种或更多种气体注射至净化气体区域158的多个气体通道129。
由于从基板支撑件106对基板108的背侧加热，可将光学高温计118用于对基板支撑件的温度进行测量/控制。亦可在具有未知发射率的基板装置侧116上完成光学高温计118的温度测量，因为以此方式加热基板正面110是独立于发射率的。结果，光学高温计118仅可感测由基板支撑件106传导的来自热基板108的辐射，仅有最小的背景辐射从灯102直接到达光学高温计118。
可视需要将反射体122放置在上拱形结构128外侧，以将从基板108辐射出的红外光反射回基板108上。可使用夹持环130将反射体122固定于上拱形结构128。反射体122可由金属(诸如铝或不锈钢)制成。通过使用高反射涂层(诸如使用金)涂覆反射体区域，能够提高反射效率。反射体122可具有连接至冷却源(未示出)的一个或更多个机械加工沟道(machined channel)126。沟道126连接至在反射体122一侧上形成的通道(未示出)。通道被配置成载运流体流(诸如水)，且通道可沿反射体122的一侧以覆盖反射体122的一部分或整个表面的任何所需图案水平延伸，用于冷却反射体122。
将从气体输送系统(例如图2的气体输送系统200)供应的处理气体引入处理气体供应源172，并通过设置在基座环136的侧壁中的处理气体入口174引入处理气体区域156中。处理气体入口174可包括用于输送一种或更多种单独的气流的一个或更多个气体注射器196(图1B)。处理气体入口174可被配置成提供具有变化的参数(诸如速度、密度或组分)的单独的气流。在一个实施方式中，处理气体供应源172被配置成使得第一组气体注射器196提供的处理气体与第二组气体注射器196提供的处理气体不同。处理气体入口174的一个或更多个气体注射器196的每一者连接至形成为穿过衬垫组件163的多个气体通道109之一。如在图1B中较佳可见，气体注射器196沿衬垫组件163(及因此基座环136)的一部分分布，从而提供足够宽以实质上覆盖基板的直径的气流。例如，气体注射器196可被布置成尽可能在至少一个线性群中，所述线性群大致对应于基板108的直径。所述多个气体通道109被配置成以大致径向向内的方向导向处理气体。所述多个气体通道109的每一者可用于调整来自处理气体入口174的处理气体的一个或更多个参数，诸如速度、密度、方向和位置。所述多个气体通道109调整来自处理气体入口174的一种或更多种处理气体，然后将所述一种或更多种处理气体导向至气体处理区域156用于处理。
处理期间，可将基板支撑件106定位于处理位置，所述处理位置接近处理气体入口174且与处理气体入口174大约在同一高度，以允许处理气体向上流动，且沿流动路径173以层流方式绕行跨越基板108的上表面。经由气体出口178将处理气体排出处理气体区域156(沿流动路径175)，气体出口178位于处理腔室100的与处理气体入口174相对的一侧上。可通过耦接至气体出口178的排放系统180促进经由气体出口178移除处理气体。由于处理气体入口174与气体出口178彼此对准且设置在大约同一高度处，相信在与较平坦的上拱形结构128结合时，这种平行布置将能实现大致平坦、均匀的气体流动跨越基板108。经由基板支撑件106旋转基板108可提供其他径向的均匀性。
同样地，可将净化气体从气体输送系统(例如图2的气体输送系统200)供应至净化气源162，经由可选的净化气体入口164或经由设置于基座环136的侧壁中的处理气体入口174，穿过在衬垫组件163中形成的多个气体通道129进入净化气体区域158。净化气体入口164设置于低于处理气体入口174的高度处。在另一实施方式中，净化气体可经由处理气体入口174流动。若使用圆形屏蔽件167或预热环(未示出)，则可将圆形屏蔽件或预热环设置于处理气体入口174与净化气体入口164之间。在任何情况下，净化气体入口164被配置成以大致径向向内的方向导向净化气体。在膜形成工艺期间，基板支撑件106可位于一位置处，以使得净化气体向下流动且沿流动路径165以层流方式绕行跨越基板支撑件106的背侧104。在不受任何特定理论约束的情况下，相信净化气体的流动防止或实质上避免处理气体流入净化气体区域158，或减少处理气体扩散进入净化气体区域158(亦即基板支撑件106下方的区域)。净化气体排出净化气体区域158(沿流动路径166)，且经由气体出口178将净化气体排出处理腔室之外，气体出口178位于处理腔室100的与净化气体入口164相对的一侧上。
同样地，在净化工艺期间，基板支撑件106可位于升高位置，以允许净化气体侧向流动跨越基板支撑件106的背侧104。
图1B为处理腔室100的示意性截面俯视图，示出了从处理气体入口174至气体出口178的流动路径。多个气体通道109与处理气体供应源172流体连通，并且被配置成将一种或更多种处理气体注射至处理气体区域156。多个气体通道109可围绕处理腔室100的内圆周分布，以实质层流的方式导向流动路径173跨越基板108上方。在一个实例中，所述多个气体通道109沿衬垫组件163的一部分分布，以提供实质上覆盖基板108的直径的足够宽的气流。可根据要达到的目标流动模式布置气体通道109的每一者的数目、尺寸和位置。排放开口191可以是形成为穿过衬垫组件163的宽开口，所述开口位于多个气体通道109的相对侧上。
本领域的普通技术人员应当理解，图示的多个气体通道109、129仅为达到说明的目的，因为可调整气体入口或出口等的位置、大小或数目，以进一步促进基板108上材料的均匀沉积。
示例性气体输送系统
图2图示根据公开内容的一个实施方式的示例性气体输送系统200，所述气体输送系统200可被配置成分别耦接至处理气体供应源和净化气体供应源，诸如图1A的处理气体供应源172和净化气体源162。气体输送系统可包括壳体202。壳体202可用于容纳和/或导引(route)化学物质。例如，可经由壳体202将化学物质从外部源(诸如中央设施源或任何适当的气源)导引至图1A的处理腔室100。替代地或额外地，壳体202可容纳化学物质(诸如液态和/或固态化学物质)，这些化学物质可经汽化和/或升华并被导引至图1A的处理腔室100。
壳体202可由与这些化学物质兼容的任何适当的材料制成。这样的材料可包括不锈钢、搪瓷涂漆钢(enamel painted steel)或类似材料。壳体202可被部分地封闭，例如壳体202可具有开口或将壳体202的内部的至少一些部分暴露于周围环境的类似设置。诸如气体导管或类似的元件可经由这些开口进入和离开壳体202。在一些实施方式中，如下讨论的，这些开口可用于经由壳体202从周围环境中抽吸大气作为净化气体。
壳体202可包括设置于壳体202内的第一隔室206。在一些实施方式中，第一隔室206可包括多个第一导管208，以载运第一组化学物质。所述多个第一导管208可源自壳体202中的其他地方(诸如在第三隔室220中)，并且将第一组化学物质的至少一些载运至第一隔室206。在第一隔室206中，第一导管208的每一者可经由一个或更多个源装置212耦接至第一流体线路210。源装置212可包括计量装置(诸如质量流量控制器或类似装置)、液态气注射设备或安瓿(ampoule)(所述安瓿包括来自第一组的一种或更多种液态或固态化学物质)之一或更多者。
第一组化学物质可经由所述多个第一导管208被输送至第一隔室206，和/或第一组化学物质可源自第一隔室206。例如，在一些实施方式中，第一组化学物质的一些可以液态或固态设置于一个或更多个源装置212(诸如安瓿)中，且通过多个第一导管208之一提供的第一组化学物质的另一些(诸如载气)可穿过安瓿，将升华或汽化的化学物质从安瓿中抽取至第一导管208且流向第一流体线路210。第一组化学物质可包括固态、液态或气态的化学物质。在一些实施方式中，所述第一组化学物质可包括载气，诸如氢气(H2)、氮气(N2)、氩气(Ar)、氦气(He)或类似气体。在一些实施方式中，第一组化学物质可包括一种或更多种第III族元素，这些化学物质可包括三甲基铟((CH3)3In)(TMI)、三甲基铝((CH3)3Al)(TMA)、三甲基镓((CH3)3Ga)(TMG)、三乙基镓((CH3CH2)3Ga)或类似物质。在一些实施方式中，第一组化学物质可为实质上无毒的。因此，如下所述，第一隔室206可包括比穿过第二隔室214和/或第三隔室220的净化气体的抽取速度更低的穿过第一隔室206的净化气体的抽取速度。
壳体202可包括设置于壳体202内的第二隔室214。在一些实施方式中，第二隔室214可与第一隔室206隔开。然而，此仅为示例性说明，且其他实施方式为可能的。例如，第一隔室206与第二隔室214可彼此开放(未示出)。在一些实施方式中，第二隔室214可包括多个第二导管216以载运第二组化学物质。所述多个第二导管216可源自壳体202中的其他地方(诸如在第三隔室220中)，并且将第二组化学物质的至少一些载运至第二隔室214。在第二隔室214中，第二导管216的每一者可经由一个或更多个源装置212耦接至第二流体线路218。
第二组化学物质可经由所述多个导管216被输送至第二隔室214，和/或第二组化学物质可以按照与以上关于第一组化学物质讨论的实施方式实质上类似的方式源自第二隔室214。第二组化学物质可包括固态、液态或气态的化学物质。在一些实施方式中，所述第二组化学物质可包括载气，诸如氢气(H2)、氮气(N2)、氩气(Ar)、氦气(He)或类似气体。在一些实施方式中，第二组化学物质可包括一种或更多种第V族元素。例如，包括第V族元素的化学物质可包括膦(PH3)、胂(AsH3)、叔丁基膦((CH3)3C)PH2)、叔丁基胂((CH3)3C)AsH2)、三甲基锑((CH3)3Sb)或类似化学物质。在一些实施方式中，第二组化学物质可不同于第一组化学物质。
壳体202可包括第三隔室220。第三隔室220可从壳体202外部的位置处接收来自第一组化学物质或第二组化学物质的至少一些化学物质。例如，可通过一个或更多个气源(例如从中央设施源或从特别为与处理腔室100一起使用而提供的气源)将至少一些化学物质提供至第三隔室。例如，可通过多个第三导管222将至少一些化学物质提供至第三隔室220。各第三导管可从外部位置进入壳体202，并且载运来自第一组或第二组的化学物质。第一导管208和第二导管216的至少一些可在第三隔室220中耦接至主要设置于壳体外部的其他导管，以将至少一些化学物质分别载运至第一隔室206和第二隔室214。与第一隔室206和第二隔室214类似，第三隔室220可为隔开的隔室，或可为对第一隔室206和第二隔室214部分开放的几乎隔开的隔室。
第三隔室220可包括设置于第三隔室220内的多个接头224。各接头224可将多个第三导管222之一耦接至多个第一导管208和第二导管216的相应一个。各接头224可为阀、连接器或类似装置之一或更多者。
可在处理腔室操作期间和/或始终将第一隔室206、第二隔室214和第三隔室220维持在连续的净化气体流之下。净化气体可为惰性气体，诸如氩气、氦气或类似气体，且可将净化气体送至第一隔室206、第二隔室214和第三隔室220的每一者中。替代地或额外地，净化气体可为周围大气，通过耦接至隔室206、214、220的排放系统或类似装置将净化气体抽吸至壳体202中且穿过隔室206、214、220。
第一隔室、第二隔室和第三隔室的每一者可具有作为穿过这些隔室的每一者的净化气体的入口和出口的独立的排放开口和抽吸开口。替代地，各隔室之间可共用排放开口和/或抽吸开口之一或更多者。例如，在一些实施方式中，第一隔室206可包括第一排放口226，以排出流经第一隔室206的净化气体。在一些实施方式中，第一隔室206可包括第一抽吸开口228，以将净化气体抽吸至第一隔室206中。在一些实施方式中，第二隔室214可包括第二排放口232，以排出流经第二隔室214的净化气体。在一些实施方式中，第二隔室214可包括第二抽吸开口230，以将净化气体抽吸至第二隔室214中。在一些实施方式中，第三隔室220可包括第三排放口236，以排出流经第三隔室220的净化气体。在一些实施方式中，第三隔室220可包括第三抽吸开口234，以将净化气体抽吸至第三隔室220中。
对于第一隔室206、第二隔室214和第三隔室220，用作净化气体的入口和出口的开口的替代实施方式是有可能的。例如，第一抽吸开口228、第二抽吸开口230和第三抽吸开口234可由单一抽吸开口替代，例如诸如具有将第一抽吸开口228耦接至第二隔室214和第三隔室220的导管238的第一抽吸开口228。替代地，壳体202及第一隔室206、第二隔室214和第三隔室220每一者的底部部分(未示出)可为开放的，和/或具有设置在底部部分附近(例如，诸如在壳体202的侧面部分或类似位置中)的开口，以用于抽吸净化气体。预期这些隔室的任一个或更多者可具有多个抽吸开口和/或排放开口。
同样地，在一些实施方式中，第二隔室214和第三隔室220可具有实质上类似的净化气体抽吸要求。因此，第二排放口232和第三排放口236可为单一的排放开口，例如，图示为将第三隔室220耦接至第二排放口232的导管240。然而，此仅为说明性实例，且第二隔室214和第三隔室220的单一排放开口的其他变型是有可能的。
第一隔室206、第二隔室214和第三隔室220每一者可具有不同的净化气体抽吸要求，例如，以通过气体示踪测试(gas tracer test)或类似测试。例如，导引第一组化学物质的第一隔室206可比第二隔室214或第三隔室220具有更低的净化气体抽吸要求。在一些实施方式中，当第一组化学物质为实质上无毒的材料(诸如包括第III族元素的材料)时，第一隔室206可具有较低的净化气体抽吸要求。
例如，导引第二组化学物质的第二隔室214和/或导引第一组化学物质及第二组化学物质两者的第三隔室220可比第一隔室206具有更高的净化气体抽吸要求。在一些实施方式中，当第二组化学物质包括有毒材料(诸如包括第V族元素的材料)时，第二隔室214和/或第三隔室220可具有较高的净化气体抽吸要求。在一些实施方式中，穿过第二隔室214的净化气体的抽吸速度比穿过第一隔室206的净化气体的抽吸速度更快。在一些实施方式中，穿过第三隔室220的净化气体的抽吸速度比穿过第一隔室206的净化气体的抽吸速度更快。
通过本公开内容的一个或更多个实施方式可实现各隔室中净化气体的抽吸速度的变化。例如，各隔室可具有不同的容积。此外，各排放口226、232、236可耦接至不同的排放系统(未示出)，其中各排放系统具有不同的排放速率。替代地，各排放口226、232、236可耦接至同一排放系统180。在一些实施方式中，可通过控制各排放口226、232、236的直径来控制各隔室206、214、220中净化气体的抽吸速度的变化。例如，在一些实施方式中，为在第二隔室214中实现较高的抽吸速度，第二排放口232可小于第一隔室206的第一排放口226。同样地，在一些实施方式中，为在第三隔室220中实现较高的抽吸速度，第三排放口236可小于第一隔室206的第一排放口226。可利用隔室容积、排放开口直径和上游压力控制的任何适当组合来控制第一隔室206、第二隔室214和/或第三隔室220的抽吸速度和/或容积要求。
气体输送系统200可包括设置于第一流体线路210与处理腔室100之间的第一切换阀244。第一切换阀244可在使一种或更多种化学物质从源装置212流向处理腔室100与流向排放系统180之间切换。气体输送系统200亦可包括设置于第二流体线路218与处理腔室100之间的第二切换阀246。第二切换阀246可在使来自第二组的一种或更多种化学物质流向处理腔室100与流向排放系统180之间切换。过程控制器(未示出)可耦接至第一流体线路210和第二流体线路218，以促进闭环控制的背压，例如，以限制经由切换阀244、246在流向处理腔室100的沉积线路与流向排放系统180的排放线路之间的切换所导致的压力扰动。在一些实施方式中，沉积线路、排放线路和/或流体线路210、218可被连续地清扫(例如可具有非反应性气体的连续流)，以限制和/或防止特定线路中化学物质的返流。例如，可使用非反应性气体(诸如载气、惰性气体或类似气体(诸如H2))或其他这样的气体来执行各线路的清扫。可使用以上讨论的设备的任一者提供用于清扫各线路的气体，诸如经由多个第一导管208、第二导管216和/或第三导管222之一，或替代地经由耦接至待被清扫的各线路的一个或更多个指定导管(未示出)。
第一切换阀244和第二切换阀246的每一者可被配置成提供快速切换能力，以允许在将不同的处理气体供给至处理腔室100之间快速切换，而不引起(或同时最小化任何)将气体供给至处理腔室100中的压力扰动，这种压力扰动可能负面地影响处理(诸如沉积均匀性)。第一切换阀244和第二切换阀246可被配置成将化学物质从源装置212提供至处理气体供应源172，且随后经由图1B中所示的处理气体入口174的一个或更多个气体注射器196进入处理腔室100中。
气体输送系统200可包括耦接至第三流体线路260的第一掺杂剂源248。第一掺杂剂源248可设置于第一隔室206中，或替代地，可经由一个或更多个导管(未示出)(诸如通过如以上讨论的用于从外部供给源导引来自第一组和第二组的化学物质的类似设备)将第一掺杂剂源248从外部供给源导引穿过第一隔室。第一掺杂剂源248可将液体或气体形式的一种或更多种第一掺杂剂提供至第三流体线路260。第三流体线路260耦接至第三切换阀262，第三切换阀262在使第一掺杂剂从第一掺杂剂源248流向处理腔室100与流向排放系统180之间切换。一种或更多种第一掺杂剂可适合掺杂由第III族元素与第V族元素反应所形成的材料。示例性的第一掺杂剂可包括硅烷(SiH4)、锗烷(GeH4)、n型掺杂剂或任何其他所需的掺杂剂。
气体输送系统200可视需要包括耦接至第四流体线路264的第二掺杂剂源250。第二掺杂剂源250可设置于第一隔室206中，或替代地，可经由一个或更多个导管(未示出)(诸如通过如以上讨论的用于从外部供给源导引来自第一组和第二组的化学物质的类似设备)将第二掺杂剂源250从外部供给源导引穿过第一隔室。第二掺杂剂源250可将液体或气体形式的一种或更多种第二掺杂剂提供至第四流体线路264。第四流体线路264耦接至第四切换阀266，第四切换阀266在使第二掺杂剂从第二掺杂剂源250流向处理腔室100与流向排放系统180之间切换。一种或更多种第二掺杂剂可适合掺杂由第III族元素与第V族元素反应所形成的材料。示例性的第二掺杂剂可包括三氯甲溴(bromotrichloromethane,CCl3Br)、p型掺杂剂或任何所需的掺杂剂。
第一掺杂剂源248和/或第二掺杂剂源250可额外地提供稀释气体以与掺杂剂一起流动。稀释气体可为易于电离、相对大量和化学惰性气体，诸如氩气、氪气或氙气。替代地或额外地，在一些情况中可使用氢气。稀释气体的容积流量(volumetric flow rate)与掺杂剂的容积流量的比率可为约1:1至约20:1，例如约2:1至约4:1、约4:1至约6:1、约6:1至约8:1、约8:1至约10:1、约10:1至约12:1、约12:1至约14:1、约14:1至约16:1、约16:1至约18:1、约18:1至约20:1。
在某些实施方式中，第一切换阀244、第二切换阀246、第三切换阀262和第四切换阀266可定位成非常接近或正好位于邻近处理腔室100的侧面的注射位置处。例如，切换阀244、246、262、266可被定位成邻近于处理气体供应源172。用于第一掺杂剂源248和第二掺杂剂源250的第三切换阀262和/或第四切换阀266可为快速切换阀，所述快速切换阀能够独立地操作以有选择地打开以将掺杂剂转移至处理腔室100或排放系统180。第三切换阀262和/或第四切换阀266可被配置成将短脉冲剂量的第一掺杂剂和第二掺杂剂提供至处理气体供应源172，例如提供至图1B中所示的处理气体入口174的一个或更多个气体注射器196。本文描述的术语“快速切换阀”是指在相对较短的时间内在两个极限控制位置之间可调整的阀。这种快速动作阀位于最大打开流截面的控制位置与最小打开或关闭截面的控制位置之间，且切换时间小于50ms、或小于20ms、或小于10ms、或小于5ms。第三切换阀262和第四切换阀266可各自被配置成在约0.05秒至约20秒(诸如约0.1秒至约3.5秒，例如约0.5秒至约1秒)的脉冲重复率下按剂量提供第一掺杂剂和第二掺杂剂。在一个实例中，第三切换阀262和第四切换阀266可在外延工艺之前和/或外延工艺期间被配置为提供约0.1秒至约2秒的短脉冲剂量的掺杂剂。在多种实例中，短脉冲剂量的时间段应足够将单层或亚单层掺杂剂提供至基板表面上。预期短脉冲剂量的时间段或脉冲重复率可根据应用而变化。若需要，第三切换阀262和第四切换阀266的短脉冲剂量的时间段和/或脉冲重复率可实质上彼此相同或彼此不同。将第三切换阀262和第四切换阀266配置为快速切换阀能实现掺杂剂的快速和可重复配料，且因此确保高品质膜的外延生长。
气体输送系统200可包括耦接至第一流体线路210、第二流体线路218、第三流体线路260和第四流体线路264的净化气体源254。在一些实施方式中，第一流体线路210、第二流体线路218、第三流体线路260和第四流体线路264每一者可耦接至各自的净化气体源。净化气体源254可设置于第一隔室206中，或替代地，可经由一个或更多个导管(未示出)(诸如通过如以上讨论的用于从外部供给源导引来自第一和第二组的化学物质的类似设备)将净化气体源254从外部供给源导引穿过第一隔室。例如，净化气体源254可提供净化气体，净化气体可用于清洁流体线路210、218、260、264、处理腔室204或气体输送系统200的其他部件。示例性的清洁气体可包括氢气(H2)、氯气(Cl2)、氯化氢(HCl)或三氟化氮(NF3)或三氟化氯(ClF3)。在一个实例中，净化气体可以约30slm至约50slm的流量流动。
本公开内容的益处在于将快速压力控制阀提供至减压EPI腔室，所述EPI腔室除其他元件外还可包括设置于腔室侧面的气体注射阀和用于快速温度控制的灯加热元件。EPI腔室可具有与外延沉积气体/前驱物歧管分离的用于杂质源注射的专用歧管。EPI腔室允许沉积与杂质剂量之间的快速源气体轮换。用于杂质和EPI沉积歧管两者的最终阀可接近或正好位于邻近基板侧面的注射位置处。具体地说，杂质歧管的最终阀为用于在基板表面上的亚单层覆盖的短脉冲剂量的快速阀。在多个实施方式中，EPI腔室可提供高载体净化流(例如30slm-50slm)，用于EPI沉积与杂质剂量之间的快速净化。快速温度控制和原位腔室清洁提供可重复配料能力和在杂质配料期间提供不同于EPI沉积温度的温度分布。在一些实施方式中，可以双倍稀释提供杂质源。在杂质源可与沉积源反应的情况下，可提供气体互斥联锁(gas exclusion interlock)。
尽管以上针对本公开内容的实施方式，但在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可设计本公开内容的其他和进一步的实施方式，且本公开内容的范围由以下要求保护的范围确定。

Claims (18)

1.一种用于处理半导体基板的设备，所述设备包括：
外延处理腔室，所述外延处理腔室包括：
基板支撑件，所述基板支撑件设置于所述处理腔室内；
下拱形结构，所述下拱形结构设置于所述基板支撑件下方；
上拱形结构，所述上拱形结构设置于所述基板支撑件上方，所述上拱形结构与所述下拱形结构相对；和
多个气体注射器，所述多个气体注射器设置于所述处理腔室的侧壁内；和
气体输送系统，所述气体输送系统经由所述多个气体注射器耦接至所述外延处理腔室，所述气体输送系统包括：
气体导管，所述气体导管可操作以将一种或更多种化学物质经由第一流体线路提供至所述多个气体注射器；
掺杂剂源，所述掺杂剂源可操作以将一种或更多种掺杂剂经由第二流体线路提供至所述多个气体注射器；和
快速切换阀，所述快速切换阀设置于所述第二流体线路与所述外延处理腔室之间，其中所述快速切换阀可操作以在所述外延处理腔室与排放装置之间切换所述一种或更多种掺杂剂的流动，并且其中所述快速切换阀可操作成以小于50ms的时间在所述外延处理腔室与所述排放装置之间切换所述一种或更多种掺杂剂的流动。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述快速切换阀可操作以在0.05秒至20秒的脉冲重复率下提供短脉冲剂量的所述一种或更多种掺杂剂。
3.如权利要求1所述的设备，进一步包括：
第二阀，所述第二阀设置于所述第一流体线路与所述外延处理腔室之间，其中所述第二阀可操作以在所述外延处理腔室与所述排放装置之间切换所述一种或更多种化学物质的流动。
4.如权利要求1所述的设备，进一步包括：
净化气体源，所述净化气体源耦接至所述第一流体线路和所述第二流体线路。
5.如权利要求1所述的设备，进一步包括：
第一净化气体源，所述第一净化气体源耦接至所述第一流体线路；和
第二净化气体源，所述第二净化气体源耦接至所述第二流体线路。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述掺杂剂源可操作以将稀释气体经由所述第二流体线路提供至所述多个气体注射器。
7.如权利要求6所述的设备，其中所述稀释气体的容积流量与所述掺杂剂的容积流量的比率为1:1至20:1。
8.如权利要求1所述的设备，其中所述基板支撑件是可旋转的。
9.如权利要求1所述的设备，其中所述多个气体注射器呈线性布置，并且所述多个气体注射器可操作以使一种或更多种化学物质以层流方式流动跨越所述基板支撑件的上表面。
10.一种用于处理基板的处理腔室，所述处理腔室包括：
可旋转基板支撑件，所述可旋转基板支撑件设置于外延处理腔室内；
下拱形结构，所述下拱形结构设置于所述基板支撑件下方；
上拱形结构，所述上拱形结构设置于所述基板支撑件上方，所述上拱形结构与所述下拱形结构相对；
环形主体，所述环形主体设置于所述上拱形结构与所述下拱形结构之间，其中所述上拱形结构、所述环形主体和所述下拱形结构界定所述处理腔室的内部容积，其中所述环形主体具有多个气体注射器，所述多个气体注射器被布置成位于至少一个线性群中；和
气体输送系统，所述气体输送系统经由所述多个气体注射器耦接至所述外延处理腔室，所述气体输送系统包括：
第一流体线路；
第一气体导管，所述第一气体导管可操作以将第一组化学物质经由所述第一流体线路提供至所述多个气体注射器；
第二流体线路；
第一掺杂剂源，所述第一掺杂剂源可操作以将第一掺杂剂经由所述第二流体线路提供至所述多个气体注射器；和
快速切换阀，所述快速切换阀设置于所述第二流体线路与所述外延处理腔室之间，其中所述快速切换阀可操作以在所述外延处理腔室与排放装置之间切换所述第一掺杂剂的流动，并且其中所述快速切换阀可操作成以小于50ms的时间在所述外延处理腔室与所述排放装置之间切换所述第一掺杂剂的流动。
11.如权利要求10所述的处理腔室，其中所述快速切换阀可操作以在0.05秒至20秒的脉冲重复率下提供短脉冲剂量的所述第一掺杂剂。
12.如权利要求10所述的处理腔室，进一步包括：
第二气体导管，所述第二气体导管可操作以将第二组化学物质经由第三流体线路提供至所述多个气体注射器；和
第二掺杂剂源，所述第二掺杂剂源可操作以将第二掺杂剂经由第四流体线路提供至所述多个气体注射器。
13.如权利要求10所述的处理腔室，进一步包括：
第一净化气体源，所述第一净化气体源耦接至所述第一流体线路；和
第二净化气体源，所述第二净化气体源耦接至所述第二流体线路。
14.如权利要求10所述的处理腔室，其中所述第一掺杂剂源可操作以将稀释气体经由所述第二流体线路提供至所述多个气体注射器。
15.如权利要求10所述的处理腔室，其中所述多个气体注射器可操作以使一种或更多种化学物质以层流方式流动跨越所述基板的上表面。
16.如权利要求14所述的处理腔室，其中所述稀释气体的容积流量与所述第一掺杂剂的容积流量的比率为1:1至20:1。
17.一种用于处理半导体基板的设备，所述设备包括：
外延处理腔室，所述外延处理腔室包括：
基板支撑件，所述基板支撑件具有基板接收表面；
下拱形结构，所述下拱形结构设置于所述基板支撑件下方，所述下拱形结构包括：
杆部分；
第一周边凸缘；和
底部，所述底部径向延伸以连接所述杆部分和所述第一周边凸缘，
其中所述底部以相对于所述基板支撑件的所述基板接收表面8°至16°的角度延伸；
上拱形结构，所述上拱形结构设置于所述基板支撑件上方，所述上拱形结构与所述下拱形结构相对，所述上拱形结构包括：
中央窗部分；和
第二周边凸缘，所述第二周边凸缘用于支撑所述中央窗部分，所述第二周边凸缘围绕所述中央窗部分的圆周啮合所述中央窗部分，其中所述中央窗部分以相对于所述基板支撑件的所述基板接收表面8°至16°的角度延伸；和
灯阵列，所述灯阵列设置在所述下拱形结构下面；和
气体输送系统，所述气体输送系统经由多个气体注射器耦接至所述外延处理腔室，所述气体输送系统包括：
第一流体线路；
气体导管，所述气体导管用于将一种或更多种化学物质经由所述第一流体线路提供至所述多个气体注射器；
第二流体线路；
掺杂剂源，所述掺杂剂源可操作以将一种或更多种掺杂剂经由所述第二流体线路提供至所述多个气体注射器；和
快速切换阀，所述快速切换阀设置于所述第二流体线路与所述外延处理腔室之间，其中所述快速切换阀可操作以在所述外延处理腔室与排放装置之间切换所述一种或更多种掺杂剂的流动，并且其中所述快速切换阀可操作成以小于50ms的时间在所述外延处理腔室与所述排放装置之间切换所述一种或更多种掺杂剂的流动。
18.如权利要求17所述的设备，其中所述快速切换阀可操作以在0.05秒至20秒的脉冲重复率下提供短脉冲剂量的所述一种或更多种掺杂剂。
CN201480045552.2A 2013-08-19 2014-07-28 用于杂质分层外延法的设备 Active CN105493229B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361867385P 2013-08-19 2013-08-19
US61/867,385 2013-08-19
PCT/US2014/048506 WO2015026491A1 (en) 2013-08-19 2014-07-28 Apparatus for impurity layered epitaxy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105493229A CN105493229A (zh) 2016-04-13
CN105493229B true CN105493229B (zh) 2019-04-05

Family

ID=52465895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480045552.2A Active CN105493229B (zh) 2013-08-19 2014-07-28 用于杂质分层外延法的设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9856580B2 (zh)
JP (1) JP6456956B2 (zh)
KR (1) KR102076087B1 (zh)
CN (1) CN105493229B (zh)
TW (1) TWI649465B (zh)
WO (1) WO2015026491A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015026491A1 (en) * 2013-08-19 2015-02-26 Applied Materials, Inc. Apparatus for impurity layered epitaxy
WO2017189135A1 (en) * 2016-04-25 2017-11-02 Applied Materials, Inc. Chemical delivery chamber for self-assembled monolayer processes
US10446420B2 (en) * 2016-08-19 2019-10-15 Applied Materials, Inc. Upper cone for epitaxy chamber
KR102408720B1 (ko) 2017-06-07 2022-06-14 삼성전자주식회사 상부 돔을 포함하는 반도체 공정 챔버
KR102642790B1 (ko) * 2018-08-06 2024-03-05 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 처리 챔버를 위한 라이너
US11032945B2 (en) * 2019-07-12 2021-06-08 Applied Materials, Inc. Heat shield assembly for an epitaxy chamber
WO2021216260A1 (en) * 2020-04-20 2021-10-28 Applied Materials, Inc. Multi-thermal cvd chambers with shared gas delivery and exhaust system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5085887A (en) * 1990-09-07 1992-02-04 Applied Materials, Inc. Wafer reactor vessel window with pressure-thermal compensation
CN1375575A (zh) * 2001-03-19 2002-10-23 株式会社Apex 化学气相沉积设备
CN1579011A (zh) * 2002-03-27 2005-02-09 财团法人地球环境产业技术研究机构 Cvd设备以及使用cvd设备清洗cvd设备的方法
US6927140B2 (en) * 2002-08-21 2005-08-09 Intel Corporation Method for fabricating a bipolar transistor base
CN101496144A (zh) * 2006-01-11 2009-07-29 朗姆研究公司 用于气体分配系统的包括具有不同流量系数的阀门的气体切换部分
US8058170B2 (en) * 2008-06-12 2011-11-15 Novellus Systems, Inc. Method for depositing thin tungsten film with low resistivity and robust micro-adhesion characteristics

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000138168A (ja) * 1998-10-29 2000-05-16 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体ウェーハ及び気相成長装置
JP2002129337A (ja) * 2000-10-24 2002-05-09 Applied Materials Inc 気相堆積方法及び装置
US7537662B2 (en) * 2003-04-29 2009-05-26 Asm International N.V. Method and apparatus for depositing thin films on a surface
JP4399517B2 (ja) * 2004-01-05 2010-01-20 株式会社堀場製作所 成膜装置と成膜方法
US7708859B2 (en) 2004-04-30 2010-05-04 Lam Research Corporation Gas distribution system having fast gas switching capabilities
JP4498986B2 (ja) * 2005-06-22 2010-07-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法ならびにコンピュータ読取可能な記憶媒体
JP2008007838A (ja) * 2006-06-30 2008-01-17 Horiba Ltd 成膜装置及び成膜方法
US20080017116A1 (en) 2006-07-18 2008-01-24 Jeffrey Campbell Substrate support with adjustable lift and rotation mount
KR100800377B1 (ko) * 2006-09-07 2008-02-01 삼성전자주식회사 화학기상증착설비
US8287647B2 (en) * 2007-04-17 2012-10-16 Lam Research Corporation Apparatus and method for atomic layer deposition
KR101013655B1 (ko) 2008-07-04 2011-02-10 엘지전자 주식회사 이동 단말기의 방송서비스 표시장치 및 방법
KR20100047573A (ko) * 2008-10-29 2010-05-10 주성엔지니어링(주) 기판처리장치
CN102768933B (zh) * 2009-01-31 2017-06-30 应用材料公司 用于蚀刻的方法
US20100267230A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 Anand Chandrashekar Method for forming tungsten contacts and interconnects with small critical dimensions
JP5546296B2 (ja) * 2010-03-12 2014-07-09 スタンレー電気株式会社 気相成長装置、材料ガス層流を基板上に水平に供給するノズル、及び気相成長方法
US8937022B2 (en) * 2010-11-29 2015-01-20 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing method and substrate processing apparatus
US20120199887A1 (en) * 2011-02-03 2012-08-09 Lana Chan Methods of controlling tungsten film properties
KR101884003B1 (ko) * 2011-03-22 2018-07-31 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 화학 기상 증착 챔버를 위한 라이너 조립체
US9032990B2 (en) 2011-04-25 2015-05-19 Applied Materials, Inc. Chemical delivery system
US9512520B2 (en) * 2011-04-25 2016-12-06 Applied Materials, Inc. Semiconductor substrate processing system
JP6022908B2 (ja) * 2012-01-16 2016-11-09 東京エレクトロン株式会社 処理装置及びバルブ動作確認方法
US8853080B2 (en) * 2012-09-09 2014-10-07 Novellus Systems, Inc. Method for depositing tungsten film with low roughness and low resistivity
WO2014179014A1 (en) * 2013-05-01 2014-11-06 Applied Materials, Inc. Inject and exhaust design for epi chamber flow manipulation
WO2015026491A1 (en) * 2013-08-19 2015-02-26 Applied Materials, Inc. Apparatus for impurity layered epitaxy

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5085887A (en) * 1990-09-07 1992-02-04 Applied Materials, Inc. Wafer reactor vessel window with pressure-thermal compensation
CN1375575A (zh) * 2001-03-19 2002-10-23 株式会社Apex 化学气相沉积设备
CN1579011A (zh) * 2002-03-27 2005-02-09 财团法人地球环境产业技术研究机构 Cvd设备以及使用cvd设备清洗cvd设备的方法
US6927140B2 (en) * 2002-08-21 2005-08-09 Intel Corporation Method for fabricating a bipolar transistor base
CN101496144A (zh) * 2006-01-11 2009-07-29 朗姆研究公司 用于气体分配系统的包括具有不同流量系数的阀门的气体切换部分
US8058170B2 (en) * 2008-06-12 2011-11-15 Novellus Systems, Inc. Method for depositing thin tungsten film with low resistivity and robust micro-adhesion characteristics

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016528739A (ja) 2016-09-15
KR20160043115A (ko) 2016-04-20
US20150047566A1 (en) 2015-02-19
US9856580B2 (en) 2018-01-02
TWI649465B (zh) 2019-02-01
KR102076087B1 (ko) 2020-02-11
WO2015026491A1 (en) 2015-02-26
JP6456956B2 (ja) 2019-01-23
TW201518563A (zh) 2015-05-16
CN105493229A (zh) 2016-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105493229B (zh) 用于杂质分层外延法的设备
US11537151B2 (en) Multi-channel flow ratio controller and processing chamber
US10170342B2 (en) Flow controlled liner having spatially distributed gas passages
TWI679296B (zh) 用於半導體磊晶成長的注射器
KR100319494B1 (ko) 원자층 에피택시 공정을 위한 반도체 박막 증착장치
CN102421934B (zh) 高产量多晶片外延反应器
JP3442536B2 (ja) 化学蒸着に関する改良
KR20000069146A (ko) 화학 기상 증착 장치
US20090194024A1 (en) Cvd apparatus
CN101328579A (zh) Hvpe喷头设计
CN101423930A (zh) 具有前驱物源的喷头设计
KR20120034073A (ko) 연속 공급 화학 기상 증착 시스템
KR20160016696A (ko) 재귀 펌핑 부재
US20240141498A1 (en) Methods of correlating zones of processing chambers, and related systems and methods
WO2024091305A1 (en) Methods of correlating zones of processing chambers, and related systems and methods

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant