CN105714273A - 递归泵送构件 - Google Patents

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Abstract

本公开案的实施方式涉及用于处理腔室的周缘泵送构件。所述周缘泵送构件包括环形主体，所述环形主体具有：沿着所述环形主体内的弧的第一弯曲通道；第一内部通道，所述第一内部通道将所述第一弯曲通道的第一区域连接至所述环形主体的内表面的第一区域；多个第二内部通道，所述第二内部通道将所述第一弯曲通道的第二区域连接至所述内表面的第二区域；以及第一外部通道，所述第一外部通道将所述第一弯曲通道的所述第一区域连接至所述环形主体的外表面，其中所述第二内部通道各自的大小设定成使得当流体经由所述第一外部通道而泵送出所述周缘泵送构件时，所述流体以均匀流率流过所述第一内部通道和所述第二内部通道。

Description

递归泵送构件
本申请为申请日2015年7月24日、申请号201510441269.8，发明名称为“递归泵送构件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本文所描述的实施方式一般涉及用于改进在半导体处理腔室内的气流的装置和方法。更确切地，本文所描述的实施方式涉及递归泵送构件(recursivepumpingmember)。
背景技术
在半导体的处理中，各种工艺常常用来形成在半导体器件中具有功能性的膜。在这些工艺中，存在称为外延的某些类型的沉积工艺。在外延工艺中，通常将气体混合物引入容纳一或多个基板的腔室中，在所述一或多个基板上将形成外延层。工艺条件维持用以促进蒸汽在基板上形成高质量材料层。在期望基板表面上沉积的膜的高质量和均匀性时，外延一般是有利的。
在示例性的外延工艺中，材料(如电介质材料或半导体材料)形成在基板的上表面上。外延工艺使得在基板表面上生长薄的超高纯材料层，如硅或锗。材料可通过使处理气体大致上平行于定位在支撑件上的基板的表面流动并通过热分解处理气体来将来自气体的材料沉积到基板表面上而沉积在侧流腔室中。
处理均匀性是半导体工业中一般所期望的，并且投入许多研发努力来致力于改进整个半导体制造工艺中的处理均匀性。反应器设计(例如，气流图案)和温度控制装置可能在外延生长中影响膜的质量和均匀性。由于气流特征可影响基板上的膜的性能，因此，需要促进在基板上生长均匀的材料层的气体输送和沉积装置。
错流气体输送装置将气体注入处理腔室中，使得在基板旋转的同时，气体侧向流过基板表面各处。然而，可能由于不均匀的气流特性造成所沉积膜的中心到边缘不均匀性。在一些情况下，可经由错流气体输送装置引入的前驱物质的类型和数量针对裂解与气体至基板表面的输送的定时匹配方面而言难以控制。
因此，本领域中需要用于外延工艺的改进的气流装置。
图1示出处理腔室100的示意横截面图。处理腔室100以及相关联的硬件优选地由一或多种工艺可相容的材料形成，所述材料例如像不锈钢、石英(例如，熔融石英玻璃)、SiC、在石墨上CVD涂布的SiC(30至200微米)以及它们的组合和合金。
处理腔室100用于处理一或多个基板，包括材料在基板108的上表面116上的沉积。处理腔室100包括腔室主体构件100a、第一分隔件114和第二分隔件128，所述腔室主体构件100a、所述第一分隔件114和所述第二分隔件128限定处理区域156。每个分隔件114、128可为石英圆顶。设置于第一夹环101与第二夹环130之间的基环136将第一分隔件114与第二分隔件128分开。衬里组件163定位在基环136的内侧，并且预加热环167定位成与衬里组件163相邻。预加热环167从衬里组件163径向向内延伸以屏蔽过量辐射以防传播到预加热环167外，并且在处理气体接触基板108的上表面116前预先加热进入处理气体。反射板122设置成与第二分隔件128相邻、处于处理区域156外侧，并且反射板122被耦接至第二夹环130。
灯具阵列145可与第一分隔件114相邻地耦接至第一夹环101。灯具阵列145包括一或多个灯具102，每一灯具102具有灯泡141。灯具阵列145可配置成在相对短时间段内加热基板108达到期望温度。在一个实施方式中，加热工艺可以包括重复的加热和冷却循环，以实现沉积在基板108的上表面116上的期望材料特性。在其他实施方式中，加热工艺可被用来在上表面116上进行烘烤。灯具阵列145还提供对基板108的各种区域处的温度的独立控制，由此促进材料在基板108的上表面116上的沉积。一或多个温度传感器118可任选地经由反射板122而耦接至处理腔室100、或通过灯具阵列145进行耦接。温度传感器118(其中每个可以是高温计)可配置成通过接收辐射(例如，从基板108发射穿过第二分隔件128的辐射)并将所接收的辐射与温度指示标准比较来测量基板108、基板支撑件106、第二分隔件128或第一分隔件114中一或多个的温度。
基板支撑件106设置在处理腔室100的处理区域156内。基板支撑件106与第二分隔件128一起界定处理区域156，并且净化气体区域158在基板支撑件106与处理区域156相对的那侧上。基板支撑件106可在处理期间通过中心轴132旋转，以最小化处理腔室100内的热处理气体流空间异常所造成的影响。基板支撑件106是由中心轴132支撑，所述中心轴132可使基板108在负载和卸载期间并且在一些情况下是在基板108处理期间在轴向方向134上移动。
反射板122置于第二分隔件128外侧，以将在处理期间从基板108辐射出的红外光反射回基板108。反射板122可由金属(如铝或不锈钢)制成。可通过对反射板122涂布高反射性涂层(如金)或通过对反射板122进行抛光来改善反射率，从而改善反射效率。在一个实施方式中，针对特定波长而调谐的可选涂层可设置在反射板的所选区域。在这个实施方式中，可选涂层可以增强温度传感器118的准确性和重复性。在另一实施方式中，反射板122可吸收光，并且可涂布有吸光材料以便提高处理腔室100的辐射冷却和热均匀性。
反射板122可以具有一或多个通道(未示出)，所述通道可经机械加工、耦接至冷却源(未示出)。通道连接至形成于反射板122一侧上的通路(未示出)。通路被配置成运载用于冷却反射板122的流体流，如水。通路可以沿着反射板122那侧以任何期望的图案延行，从而覆盖反射板122的一部分或整个侧。在另一实施方式中，可将反射板122耦接至流体源，所述流体源配置成加热反射板122。可流过通路的流体包括各种的加热或冷却流体，如去离子水与乙二醇混合物或惰性氟化液体。
从处理气体源172供应的处理气体可通过形成于基环136侧壁中的处理气体入口174引入到处理区域156中。处理气体入口174可配置成在大体径向向内方向上引导处理气体，并可通过使用区来调谐以使中心到边缘均匀性能够得到改进。在膜形成工艺期间，基板支撑件106可位于与处理气体入口174相邻并与处理气体入口174处于约相同高度的处理位置。在这种布置中，处理气体以准层流形式在基板108的上表面116上近似沿着流路173向上并在周围流动。
处理气体和流出气体是通过位于处理腔室100与处理气体入口174相对的侧上的气体出口178(近似沿着流路175)离开处理区域156。与基板108的上表面116平面近似对准的处理气体入口174和气体出口178可彼此对准，并设置在近似相同高度，以便促进基板108上的处理气体的准层流。在一个实施方式中，处理气体入口174和气体出口178可设置在位于衬里组件163径向内部的第一高度处，然而，处理气体入口174和气体出口178可在位于衬里组件163径向外部的第二平面中，所述第二平面低于所述第一平面。穿过气体出口178去除处理气体可通过耦接至气体出口178的真空泵180来促成。为了进一步增加沉积均匀性，基板108可在处理期间通过基板支撑件106旋转。
发明内容
在一个实施方式中，提供一种用于处理腔室的周缘泵送构件。所述周缘泵送构件大体包括环形主体，所述环形主体具有：沿着所述环形主体内的弧的第一弯曲通道；第一内部通道，所述第一内部通道将所述第一弯曲通道的第一区域连接至所述环形主体的内表面的第一区域；多个第二内部通道，所述第二内部通道将所述第一弯曲通道的第二区域连接至所述内表面的第二区域；以及第一外部通道，所述第一外部通道将所述第一弯曲通道的所述第一区域连接至所述环形主体的外表面，其中所述第二内部通道各自的大小设定成使得当流体经由所述第一外部通道而泵送出所述周缘泵送构件时，所述流体以均匀流率流过所述第一内部通道和所述第二内部通道。
在另一实施方式中，提供一种用于对基板进行处理的装置。所述装置大体包括：处理腔室主体；分隔件，所述分隔件被耦接至所述腔室主体；一或多个孔，所述一或多个孔穿过所述分隔件而形成，所述分隔件可以是圆顶；一或多个导管，每一导管都具有第一末端和第二末端，并且所述导管中的每一个可以是管道，所述导管在所述第一末端处耦接至所述分隔件，每一导管从所述一或多个孔中的一个延伸；凸缘，所述凸缘被耦接至所述一或多个导管中的每一个的所述第二末端；以及周缘泵送构件，所述周缘泵送构件耦接在所述腔室主体内。所述周缘泵送构件大体包括环形主体，所述环形主体具有：沿着所述环形主体内的弧的第一弯曲通道；第一内部通道，所述第一内部通道将所述第一弯曲通道的第一区域连接至所述环形主体的内表面的第一区域；多个第二内部通道，所述第二内部通道将所述第一弯曲通道的第二区域连接至所述内表面的第二区域；以及第一外部通道，所述第一外部通道将所述第一弯曲通道的所述第一区域连接至所述环形主体的外表面，其中所述第二内部通道各自的大小设定成使得当流体经由所述第一外部通道而泵送出所述周缘泵送构件时，所述流体以均匀流率流过所述第一内部通道和所述第二内部通道。
在另一实施方式中，提供一种用于对基板进行处理的装置。所述装置大体包括：处理腔室主体；第一石英分隔件，所述第一石英分隔件可以是圆顶，所述第一石英分隔件被耦接至所述腔室主体；第二石英分隔件，所述第二石英分隔件可以是圆顶，所述第二石英分隔件被耦接至所述腔室主体、与所述第一石英分隔件相对，所述腔室主体、所述第一石英分隔件和所述第二石英分隔件限定处理容积；基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述处理容积内；灯具阵列，所述灯具阵列在所述处理容积外侧耦接至腔室主体；一或多个孔，所述一或多个孔穿过所述第二石英分隔件而形成；导管，所述导管可为管道，所述导管被耦接至所述一或多个孔中的每一个并且从每一孔延伸远离所述处理容积；凸缘，所述凸缘被耦接至每一导管；以及周缘泵送构件，所述周缘泵送构件耦接在所述腔室主体内。所述周缘泵送构件大体包括环形主体，所述环形主体具有：沿着所述环形主体内的弧的第一弯曲通道；第一内部通道，所述第一内部通道将所述第一弯曲通道的第一区域连接至所述环形主体的内表面的第一区域；多个第二内部通道，所述第二内部通道将所述第一弯曲通道的第二区域连接至所述内表面的第二区域；以及第一外部通道，所述第一外部通道将所述第一弯曲通道的所述第一区域连接至所述环形主体的外表面，其中所述第二内部通道各自的大小设定成使得当流体经由所述第一外部通道而泵送出所述周缘泵送构件时，所述流体以均匀流率流过所述第一内部通道和所述第二内部通道。
附图说明
因此，为了详细理解本发明的上述特征结构的方式，上文简要概述的本发明的更具体的描述可以参照实施方式进行，一些实施方式图示在附图中。然而，应当注意，附图仅图示了本发明的典型实施方式，并且因此不应被视为本发明的范围的限制，因为本发明可允许其他等效实施方式。
图1示出处理腔室的示意横截面图。
图2示出根据本文所描述的一个实施方式的处理腔室的顶透视图。
图3示出根据本文所描述的一个实施方式的内部腔室部件的透视图，其中腔室主体已被移除。
图4A示出根据本文所描述的一个实施方式的气体输送装置的横截面图。
图4B示出根据本文所描述的一个实施方式的气体输送装置的横截面图。
图5示出根据本文所描述的一个实施方式的分隔件、导管和凸缘的透视图。
图6示出根据本文所描述的一个实施方式的分隔件的透视图。
图7示出图5的分隔件和凸缘的平面图。
图8示出根据本文所描述的一个实施方式的周缘泵送构件的透视图。
图9示出根据本文所描述的一个实施方式的周缘泵送构件的透视图。
图10示出根据本文所描述的一个实施方式的周缘泵送构件的透视图。
图11示出根据本文所描述的一个实施方式的周缘泵送构件的透视图。
图12示出根据本文所描述的一个实施方式的下部衬里的透视图。
图13示出根据本文所描述的一个实施方式的具有周缘泵送构件和下部衬里的处理腔室的横截面图。
图14示出根据本文所描述的一个实施方式的具有周缘泵送构件和下部衬里的处理腔室的横截面图。
图15是根据本发明各方面的概述用于在处理腔室中处理基板的操作的流程图。
为了促进理解，已尽可能使用相同元件符号指定各图所共有的相同元件。应预见到，一个实施方式的要素和特征可有利地并入其他实施方式，而无需进一步叙述。
具体实施方式
本文所提供的实施方式一般涉及用于向半导体处理腔室输送气流和从半导体处理腔室去除气流的装置。外延的半导体处理腔室的分隔件(所述分隔件可以是石英圆顶)、平坦窗或喷头可以具有多个孔形成在其中，并且前驱物和载气可通过分隔件、窗或喷头的孔而提供到腔室的处理容积中。气体输送导管(其中每个可为管道)可从分隔件的孔延伸至一或多个凸缘，在所述凸缘处，导管可耦接至气体输送管线。这种气体输送装置(例如，气体输送导管、凸缘以及气体输送管线)使得气体能够穿过分隔件输送至基板上方处理容积。泵送构件可以具有形成在其中的多个通道，并且流出气体和处理气体可穿过通道从腔室的处理容积去除。泵送构件使得气体能够沿着处理容积周缘在大致径向方向上以均匀流率(例如，任何通道中的流率在所有通道的流率的平均值的+/-20％内)从处理容积去除。
图2示出处理腔室200的俯视透视图。类似图1的处理腔室100的处理腔室200的各个方面已在下文更详细地讨论。处理腔室200包括多个气体注入组件202和反射板250。气体注入组件202被配置成穿过处理腔室200的第二分隔件(未在图2中示出，参见图6至图9)提供处理气体。虽然示出25个气体注入组件202，但也预见到了其他数量气体注入组件202。另外，虽然气体注入组件202示为布置在两个同心圆圈中，但也预见到了其他布置(例如，螺旋、多个螺旋形臂以及距非螺旋形图案的中心多个距离)。导管204(另外参见图4至图6)从第二分隔件穿过反射板250而延伸到气体注入组件202。反射板250在第二分隔件的上方耦接至第二夹环130。反射板250大体上为注入组件202屏蔽穿过第二分隔件的辐射。一或多个温度传感器(其中任一个可为高温计)(未在图2中示出)通过反射板250耦接以穿过第二分隔件来探查基板。冷却剂入口端口203和冷却剂出口端口205提供用于为第二夹环130供应冷却剂流体。
图3示出处理腔室200的内部腔室部件的透视图。如所描绘，第一夹环101(图1)和第二夹环130(图1和图2)被移除以暴露处理腔室200内部。中心轴132被耦接至基板支撑件106(图1)。处理气体向下流动至并流过基板108的上表面116，处理气体经由气体出口178离开处理区域156(图1)。当处理基板108时，将处理气体从基板108上方输送至处理区域156的气体注入组件202实现一定程度柔性。
在一个实施方式中，各种前驱物如III族和V族前驱物可从气体注入组件202向下流动至并流过基板108。不同族的前驱物可一起或在不同时间流过气体注入组件202。认为，从气体注入组件202提供的气体允许以较短路径行进到基板108，这还增加上表面116处的气体浓度。认为，经增加的气体浓度可以增强基板108的上表面116处的成核作用。由此，比起其他处理腔室，可以获得沉积层的更均匀的晶体结构并且实现处理时间上的减少。另外，更短流路可以防止气体物质过早裂解(分子分裂)，由此增加总气体利用率。
第二分隔件302设置在基环136的上方并耦接至所述基环136。第二分隔件302可由透光材料(如石英)形成。第二分隔件302包括外部区域304和内部区域306。外部区域304是第二分隔件302被耦接至基环136的部分，而内部区域306可具有大部分弯曲的轮廓，所述轮廓至少部分限定处理区域156。在一个实例中，第二分隔件302的内部区域306是透光的，并且外部区域304是基本透明的。内部区域306具有一或多个孔形成在其中(参见图4A和图6)，所述孔使气体穿过第二分隔件302而输送至处理区域156。
在一个实例中，第二分隔件302的内部区域306的外表面被涂布有反射材料(例如，镀金或镀银)以形成位于处理区域156外侧的反射表面。第二分隔件的外表面的部分可不涂布反射材料，从而允许温度传感器(例如，高温计)或其他设备可探查处理腔室200内部。使用涂布有反射材料的第二分隔件302的处理腔室可不使用反射板122(图1)或250(图2)。
反射板250设置在第二分隔件302的内部区域306上方，在气体注入组件202与第二分隔件302之间。因此，反射板250可以是圆形的，并且大小可设定成类似于第二分隔件302的内部区域306。反射板250是由热稳定的金属材料(如铝或不锈钢)形成。反射板250可被电镀(例如，镀金或镀银)或高度抛光以提高面向第二分隔件302的反射板250的反射率。反射板的厚度可在约1/4英寸与约3/4英寸之间，如在约3/8英寸与约1/2英寸之间。
反射板250可配置成容纳延伸穿过反射板250的气体管道。例如，反射板250可以具有圆形孔或椭圆形孔256(参见图4A)，用于允许气体管道通过。为了减少穿过孔256传播的入射光，导管204与孔256之间任何空间可填充有热稳定的辐射阻挡材料，如聚四氟乙烯或类似物。孔256可为允许导管204穿过反射板250、同时促进处理区域156中的光隔离的任何形状。预见到了方形或矩形孔、弯曲方形孔或弯曲矩形孔及其他类型形状。此类形状的光隔离可使用上述填料来实现。
图4A示出气体注入组件202的横截面图。气体注入组件202包括导管204，所述导管204从第二分隔件302的孔410延伸至凸缘212。导管204限定通道或空隙以使得处理区域156与凸缘212流体连通。凸缘212是由耦接构件214环绕。与导管204对准的气体输送管线224可经由安装板220耦接至凸缘212。安装板220可由一或多个紧固件222(如螺栓或螺钉)穿过凸缘212而固定到耦接构件214。凸缘212可通过多个间隔件216(例如，O形环)与耦接构件214分开，并且凸缘212可通过多个密封间隔件218(例如，O形环)与安装板220分开。间隔件216和密封间隔件218可包含聚合物材料(如顺性材料或弹性材料)，并且可操作来防止凸缘212、耦接构件214和安装板220之间物理接触。
在一个实施方式中，凸缘212可由石英材料形成，并且耦接构件214、安装板220和紧固件222由金属材料(如不锈钢、铝、或它们的合金)形成。耦接构件214的唇缘226可延伸到凸缘212的顶表面上方。由此，耦接构件214的截面轮廓可为U形。气体输送管线224从凸缘212延伸到气源(未示出)。气源可经由气体注入组件202向处理区域156输送各种处理气体以及其他气体。例如，可由气源提供III族、IV族和V族前驱物和它们的组合。
导管204耦接在第二分隔件302与凸缘212之间。导管包括第一导管构件206、第二导管构件210和在第一导管构件206与第二导管构件210之间的间隔件208。第一导管构件206是与孔410对准，使得第一导管构件206延伸远离孔410。在一个实施方式中，第一导管构件206可从孔410在竖直方向上或替代地以一角度延伸。第一导管构件206可通过石英焊接或其他粘结方法(如扩散粘结)来耦接至第二分隔件302。孔410可为圆形形状，并且可垂直于导管204所占据的平面，在所述平面处，孔410延伸穿过第二分隔件302。然而，孔410可为除了圆形外的形状，如椭圆形或正方形。此外，应预见到，孔410可在除了垂直于导管204所占据的平面外的取向上成角度地穿过第二分隔件302。在一个实施方式中，导管204可朝基板108(未示出)延伸超过第二分隔件302而进入处理区域156中。
第一导管构件206和第二导管构件210可各自包含石英材料，所述石英材料是透光的，然而，应预见到，第一导管构件206和第二导管构件210也可由辐射阻挡材料(如墨晶或气泡石英)形成。间隔件208可以通过石英焊接或类似粘结方法来耦接于第一导管构件206和第二导管构件210之间。间隔件208可为包含至少部分透明石英材料(如气泡石英)的热障。透明程度比第一导管构件206和第二导管构件210的透光石英更大的部分透明石英材料减少或防止了光能传播穿过导管204。由此，在间隔件208是热障的实施方式中，防止进入第一导管构件206的光传播超过间隔件208而到达第二导管构件210和凸缘212。间隔件208设置在第一导管构件206和第二导管构件210之间，位于反射板250上方。在一个实施方式中，间隔件208可被省略，并且在这种实施方式中，仅仅透明石英的第一导管构件206和第二导管构件210形成导管204。
第一通道402和第二通道404是形成于反射板250中。虽然在所描绘的实施方式中存在两个通道，但也预见到其他数量的通道。第一通道402和第二通道404是形成于反射板250背向处理区域156的表面401中的V形或U形凹槽。第一冷却导管406可设置在第一通道402内，并且第二冷却导管408可设置在第二通道404内。冷却导管406和408可为管形形状，并且可以分别沿循第一通道402和第二通道404的路径。在一个实施方式中，通道402和404的深度可以大于冷却导管406和408的直径。在这种情况下，冷却导管406和408在设置于通道402和404内时位于反射板250的表面401的下方。
图4B示出根据一个实施方式的气体注入组件202的横截面图。在这个实施方式中，顺性构件420设置在凸缘212与耦接构件214之间。顺性构件420由弹性材料或硫化橡胶形成，并且起到防止凸缘212与耦接构件214之间物理接触的作用。顺性构件420可为单个材料片材，或可被喷涂到凸缘212或耦接构件214上。顺性构件420的部分可为埋头的，其中紧固件222或导管204延伸穿过顺性构件420以确保顺性构件420与凸缘212或耦接构件214之间连续接触。
在上述实施方式中，25个孔410穿过内部区域306形成，在所述内部区域中，导管204被耦接至第二分隔件302。应预见到，更大数量或更少数量的孔410和导管204可利用来更精细地调谐处理气体穿过第二分隔件302的输送。在一个实施方式中，第一导管构件206、间隔件208以及第二导管构件210具有类似的内径和外径。例如，内径在约5mm与约15mm之间，如约10mm。外径在约10mm与约20mm之间，如约16mm。由此，导管204壁的厚度在约1mm与约3mm之间，如约2mm。
图5示出第二分隔件302、导管204和凸缘502的透视图。每一凸缘502可与相邻凸缘分开。例如，每一凸缘可以范围为从0.5mm至25mm的距离来与相邻凸缘分开。由此，每一导管204可耦接至不同凸缘502。虽然描绘的是25个导管204和凸缘502，但也预见到可以利用任何数量的管道，并且凸缘数量可与管道数量匹配。
如所描绘，每一凸缘502可包括第一多个孔504中的一个和第二多个孔506中的四个，但其他孔布置也是有可能的。在一个实施方式中，凸缘502可以具有四边形的形状，例如，正方形样或矩形的。在其他实施方式中，凸缘可以具有其他形状，例如，圆形。如上所述，每一凸缘502保持与相邻凸缘间隔开。因此，针对每一凸缘502造成的热影响仅仅影响单独凸缘，并且针对相邻凸缘而造成的影响被减小或消除。例如，经由导管204传输至凸缘502的辐射能量可以与其余凸缘不同的方式加热一个凸缘。由于凸缘502在空间上彼此隔离，因此热效应可消除、减小或局部化至单个凸缘。
图6示出第二分隔件302的透视图。如上所述，第二分隔件的外部区域304可由不透明材料形成，而内部区域306可由透光材料形成。另外如上所述，内部区域306的上表面的部分可涂布有反射涂层(例如，镀金或镀银)。在所示实施方式中，25个孔410穿过内部区域306形成，在所述内部区域中，导管204被连接至第二分隔件302(参见图5)。应预见到，更大数量或更少数量的孔410和导管204可利用来更精细地调谐处理气体穿过第二分隔件302的输送。虽然所示孔410布置在两个同心圆圈中，但也预见到了其他布置(例如，螺旋、多个螺旋形臂以及距非螺旋形图案的中心的多个距离)。在一个实施方式中，每一孔410的直径在约10mm与20mm之间，如约16mm。
图7示出图5的第二分隔件302和气体注入组件202的俯视图。如前所述，气体注入组件202的间距和布置可配置成减缓整体凸缘不期望的散热问题。将每一气体注入组件与相邻气体注入组件分开的空间708可延伸介于约10mm与约30mm之间的距离，如介于约15mm与约25mm之间，例如约21.5mm。应当注意，图7所示气体注入组件202的布置是一个实例，并且也预见到其他布置。
图8示出根据一个实施方式的周缘泵送构件800的仰视透视图。周缘泵送构件800可被用作图1所示衬里组件163的部分或所述部分的替换物。图13示出安装有周缘泵送构件800的处理腔室1300的一部分。
在图8所示实施方式中，周缘泵送构件包括环形主体802，并且可由石英或与腔室中的处理和各种处理气体相容的其他材料形成。环形主体可以具有：沿着所述环形主体内的弧的第一弯曲通道804；第一内部通道806，所述第一内部通道806将所述第一弯曲通道的第一区域808连接至所述环形主体的内表面812的第一区域；多个第二内部通道814，所述第二内部通道814将所述第一弯曲通道的第二区域816连接至所述内表面的第二区域818；以及第一外部通道820，所述第一外部通道820将所述第一弯曲通道的所述第一区域连接至所述环形主体的外表面822。第二内部通道各自大小可设定成使得当流体(例如，处理气体或流出气体)泵送出周缘泵送构件的第一外部通道时，所述流体以均匀流率流过第一内部通道和第二内部通道。即，当周缘泵送构件用于处理腔室(例如，处理腔室100、200和1300)时，流体如处理气体和流出气体可通过真空泵(如真空泵180)而泵送出第一外部通道。流体经由第一弯曲通道到达第一外部通道，并且流体经由第一内部通道和第二内部通道从处理腔室进入第一弯曲通道。第二内部通道大小可设定成使得流体以均匀流率(例如，任何第二内部通道中的流率在穿过第一内部通道的流率的+/-20％内)流过第一内部通道和第二内部通道。例如，第一内部通道大小可设定为使得气体以约400标准立方厘米/分钟(sccm)至约1000sccm的流率流过第一内部通道，并且第二内部通道大小可设定为使得气体以在穿过第一内部通道的流率的20％内的流率流过每一第二内部通道。在第二实例中，第一内部通道大小可设定为使得气体以约480sccm至约760sccm的流率流过第一内部通道，并且第二内部通道大小可设定为使得气体以在穿过第一内部通道的流率的10％内的流率流过每一第二内部通道。在第三实例中，第一内部通道大小可设定为使得气体以约500sccm至约650sccm的流率流过第一内部通道，并且第二内部通道大小可设定为使得气体以在穿过第一内部通道的流率的15％内的流率流过每一第二内部通道。
虽然图8示出42个第二内部通道，但也预见到其他数量(从3至63)的第二内部通道。图8的第一内部通道和第二内部通道示为具有矩形截面，但也预见到了其他形状。
图9示出根据一个实施方式的周缘泵送构件900的透视图。类似图8所示的周缘泵送构件的周缘泵送构件的各个方面已在上文更详细地讨论。在这个实施方式中，第一内部通道806和第二内部通道814示为具有圆形截面，但也预见到了其他形状。第二内部通道各自大小可设定成使得当流体(例如，处理气体或流出气体)泵送出周缘泵送构件的第一外部通道820时，所述流体以均匀流率(例如，穿过任何第二内部通道的流率在穿过第一内部通道的流率+/-20％的内)流过第一内部通道和第二内部通道。即，当周缘泵送构件用于处理腔室(例如，处理腔室100、200和1300)时，流体如处理气体和流出气体可通过真空泵(如真空泵180)而泵送出第一外部通道。流体经由第一弯曲通道804(图8)到达第一外部通道820，并且流体经由第一内部通道和第二内部通道从处理腔室进入第一弯曲通道。第二内部通道大小可设定成使得流体以均匀流率(例如，任何第二内部通道中的流率在穿过第一内部通道的流率的+/-20％内)流过第一内部通道和第二内部通道。例如，第一内部通道大小可设定为使得气体以约400sccm至约1000sccm的流率流过第一内部通道，并且第二内部通道大小可设定为使得气体以在穿过第一内部通道的流率的20％内的流率流过每一第二内部通道。在第二实例中，第一内部通道大小可设定为使得气体以约480sccm至约760sccm的流率流过第一内部通道，并且第二内部通道大小可设定为使得气体以在穿过第一内部通道的流率的10％内的流率流过每一第二内部通道。在第三实例中，第一内部通道大小可设定为使得气体以约500sccm至约650sccm的流率流过第一内部通道，并且第二内部通道大小可设定为使得气体以在穿过第一内部通道的流率的15％内的流率流过每一第二内部通道。虽然图9示出37个第二内部通道，但也预见到其他数量(从3至63)的第二内部通道。
图10示出根据一个实施方式的周缘泵送构件1000的透视图。类似图8的周缘泵送构件800的周缘泵送构件1000的各个方面已在上文更详细地讨论。周缘泵送构件1000可被用作图1所示衬里组件163的部分或所述部分的替换物。图10所示周缘泵送构件1000示为是由两个弯(例如，半圆形或“马蹄铁”形)件制成，但也应预见到，构件可由多个弯件制成或作为单个件，这类似于图8和图9所示周缘泵送构件800和900。图14示出安装有周缘泵送构件1000的处理腔室1400的一部分。环形主体可以具有：沿着所述环形主体内的弧的第一弯曲通道804和第二弯曲通道1002；一或多个壁1004，所述一或多个壁1004将第一弯曲通道与第二弯曲通道分开；多个第三内部通道1008，所述第三内部通道1008将第二弯曲通道连接至内表面的第三区域1010；以及第二外部通道1006，所述第二外部通道1006将第二弯曲通道连接至环形主体的外表面822。第三内部通道各自大小可设定成使得当流体(例如，处理气体或流出气体)泵送出周缘泵送构件的第一外部通道和第二外部通道时，所述流体以均匀流率流过第一内部通道、第二内部通道和第三内部通道。即，当周缘泵送构件1000用于处理腔室(例如，处理腔室100、200和1400)时，流体如处理气体和流出气体可通过一或多个真空泵(如真空泵180)泵送出第一外部通道和第二外部通道。第一外部通道和第二外部通道是通向处理腔室中的端口，所述端口是与排气管道连接(未示出)，所述排气管道继而与真空泵连接。流体分别经由第一弯曲通道和第二弯曲通道到达第一外部通道和第二外部通道。流体经由第一内部通道、第二内部通道和第三内部通道从处理腔室进入第一弯曲通道和第二弯曲通道。如上所述，第二内部通道大小可设定为使得流体以均匀流率流过第一内部通道和第二内部通道。第三内部通道的大小也可设定为使得流体以均匀流率流过第一内部通道和第三内部通道。因此，流体可以均匀流率流过第一内部通道、第二内部通道和第三内部通道。例如，第一内部通道和第二内部通道大小可设定为使得气体以约400sccm至约1000sccm的均匀流率流过第一内部通道和第二内部通道，并且第三内部通道大小可设定为使得气体以在穿过第一内部通道和第二内部通道的流率的20％内的流率流过每一第三内部通道。在第二实例中，第一内部通道和第二内部通道大小可设定为使得气体以约480sccm至约760sccm的均匀流率流过第一内部通道和第二内部通道，并且第三内部通道大小可设定为使得气体以在穿过第一内部通道和第二内部通道的流率的10％内的流率流过每一第三内部通道。在第三实例中，第一内部通道和第二内部通道大小可设定为使得气体以约500sccm至约650sccm的均匀流率流过第一内部通道和第二内部通道，并且第三内部通道大小可设定为使得气体以在穿过第一内部通道和第二内部通道的流率的15％内的流率流过每一第三内部通道。
虽然图10示出17个第二内部通道，但也预见到其他数量(从2至31)的第二内部通道。虽然图10示出22个第三内部通道，但也预见到其他数量(从3至31)的第三内部通道。第一内部通道、第二内部通道和第三内部通道在图10中示为具有矩形截面，但也预见到了其他形状。
图11示出根据一个实施方式的周缘泵送构件1100的透视图。类似图8、图9和图10的周缘泵送构件的周缘泵送构件1100的各个方面已在上文更详细地讨论。图11所示周缘泵送构件1100示为是由两个弯(例如，半圆形或“马蹄铁”形)件制成，但也应预见到，构件可由多个弯件制成或作为单个件，这类似于图8和图9所示周缘泵送构件800和900。在这个实施方式中，第一内部通道806、第二内部通道814和第三内部通道1008示为具有圆形截面，但也预见到了其他形状。如上所述，第二内部通道大小可设定为使得流体以均匀流率流过第一内部通道和第二内部通道。第三内部通道的大小也可设定为使得流体以均匀流率流过第一内部通道和第三内部通道。因此，流体可以均匀流率流过第一内部通道、第二内部通道和第三内部通道。例如，第一内部通道和第二内部通道大小可设定为使得气体以约400sccm至约1000sccm的均匀流率流过第一内部通道和第二内部通道，并且第三内部通道大小可设定为使得气体以在穿过第一内部通道和第二内部通道的流率的20％内的流率流过每一第三内部通道。在第二实例中，第一内部通道和第二内部通道大小可设定为使得气体以约480sccm至约760sccm的均匀流率流过第一内部通道和第二内部通道，并且第三内部通道大小可设定为使得气体以在穿过第一内部通道和第二内部通道的流率的15％内的流率流过每一第三内部通道。在第三实例中，第一内部通道和第二内部通道大小可设定为使得气体以约500sccm至约650sccm的均匀流率流过第一内部通道和第二内部通道，并且第三内部通道大小可设定为使得气体以在穿过第一内部通道和第二内部通道的流率的10％内的流率流过每一第三内部通道。
虽然图11示出15个第二内部通道，但也预见到其他数量(从2至31)的第二内部通道。虽然图11示出20个第三内部通道，但也预见到其他数量(从3至31)的第三内部通道。
图12示出根据一个实施方式的下部衬里1200的透视图。下部衬里1200可被用作图1所示衬里组件163的部分或所述部分的替换物。图13和图14示出处理腔室1300和1400的部分，每一处理腔室都安装有下部衬里1200。
下部衬里1200包括环形主体1202，并且可由石英或与腔室中的处理和各种处理气体相容的其他材料形成。环形主体具有上内表面1204和上外表面1206。当下部衬里被安装在具有周缘泵送构件800的处理腔室中时，如图13所示，下部衬里的上内表面可邻接周缘泵送构件。当下部衬里与周缘泵送构件800一起使用时，下部衬里可覆盖住第一内部通道和第二内部通道的下侧。下部衬里和周缘泵送构件可以一起形成处理腔室的衬里组件的内表面，其中第一内部通道和第二内部通道会允许流体离开处理容积。
当下部衬里被安装在具有周缘泵送构件800的处理腔室中时，如图13所示，下部衬里的上外表面可同样邻接周缘泵送构件，并且可覆盖住第一弯曲通道下侧。下部衬里和周缘泵送构件可以一起形成具有矩形截面的环形通道，所述环形通道包括了周缘泵送构件的第一弯曲通道。经由第一内部通道和第二内部通道离开处理容积的流体沿着环形通道流动，并且经由周缘泵送构件的第一外部通道而离开。
当下部衬里被安装在具有周缘泵送构件1000的处理腔室中时，如图14所示，下部衬里的上内表面可邻接周缘泵送构件，并且可覆盖住第一内部通道、第二内部通道和第三内部通道的下侧。下部衬里和周缘泵送构件可以一起形成处理腔室中的衬里组件的内表面，其中第一内部通道、第二内部通道和第三内部通道会允许流体离开处理容积。下部衬里的上内表面还可在将周缘泵送构件(图10)的第一弯曲通道和第二弯曲通道分开的壁1004处邻接周缘泵送构件。当下部衬里被安装在具有周缘泵送构件900的处理腔室中时，如图14所示，下部衬里的上内表面可同样邻接周缘泵送构件。
当下部衬里与周缘泵送构件1000一起使用时，下部衬里可覆盖住第一弯曲通道和第二弯曲通道的下侧。下部衬里和周缘泵送构件可以一起形成具有矩形截面的两个半环通道，每一半环通道包括周缘泵送构件的第一弯曲通道和第二弯曲通道中的一个，并且通过周缘泵送构件1000(图10)的壁1004与另一半环通道分开。经由第一内部通道、第二内部通道和第三内部通道离开处理容积的流体沿着矩形半环通道流动，并且经由周缘泵送构件的第一外部通道和第二外部通道离开。
图13示出根据一个实施方式的安装周缘泵送构件800和下部衬里1200以在处理中使用的处理腔室1300的局部横截面图。类似图1的处理腔室100和图2的处理腔室200的处理腔室1300的各个方面已在上文更详细地讨论。如所描绘，第一夹环101、第二夹环130、反射板250以及灯具阵列145并未示出，以便允许更清楚地查看其他部件。在处理腔室1300中进行处理期间，处理气体穿过第一导管构件206(参见图4A和图4B)而供应至处理腔室。虽然图13中描绘了15个第一导管构件206，但也预见到其他数量的导管，如上所述。处理气体向下流动至并流过基板108的上表面，以与基板的上表面反应。处理气体和流出气体是穿过周缘泵送构件的第一内部通道806和第二内部通道814离开处理容积。
如上所述，下部衬里1200可以邻接周缘泵送构件，并且在与周缘泵送构件800一起使用时，封闭第一内部通道和第二内部通道的下侧。另外如上所述，第二内部通道大小可设定为使得处理气体和流出气体以均匀流率流过第一内部通道和第二内部通道。认为，使处理气体和流出气体以均匀流率并在径向方向上离开处理容积提高流过基板的上表面上的气体的均匀性以及基板处理的均匀性。例如，沉积层均匀性可以通过使处理气体和流出气体以均匀流率并在径向方向上离开处理容积而来提高。
在穿过周缘泵送构件的第一内部通道806和第二内部通道814离开处理容积后，处理气体和流出气体沿着周缘泵送构件的第一弯曲通道804流动。如上所述，下部衬里可以邻接周缘泵送构件，并可封闭弯曲通道下侧，从而形成环形通道。由于第一外部通道与处理腔室中的一或多个气体出口(类似于图1所示气体出口178)对准，一或多个气体出口继而与从处理腔室泵送处理气体和流出气体的真空泵(类似于图1所示真空泵180)连接，处理气体和流出气体穿过第一外部通道820而流出第一弯曲通道804。
图14示出根据一个实施方式的安装周缘泵送构件1000和下部衬里1200以在处理中使用的处理腔室1400的局部横截面图。类似图1的处理腔室100和图2的处理腔室200的处理腔室1400的各个方面已在上文更详细地讨论。如所描绘，第一夹环101、第二夹环130、反射板250以及灯具阵列145并未示出，以便允许更清楚地查看其他部件。在处理腔室1400中进行处理期间，处理气体穿过第一导管构件206(参见图4A和图4B)而供应至处理腔室。虽然图14中描绘了15个第一导管构件206，但也预见到其他数量的导管，如上所述。处理气体向下流动至并流过基板108的上表面，以与基板的上表面反应。
处理气体和流出气体是穿过周缘泵送构件的第一内部通道806、第二内部通道814和第三内部通道1008离开处理容积。如上所述，下部衬里1200邻接周缘泵送构件，并且在与周缘泵送构件1000一起使用时，封闭第一内部通道、第二内部通道和第三内部通道的下侧。另外如上所述，第二内部通道和第三内部通道的大小可设定为使得处理气体和流出气体以均匀流率流过第一内部通道、第二内部通道和第三内部通道。认为，使处理气体和流出气体以均匀流率并在径向方向上离开处理容积提高流过基板的上表面上的气体的均匀性以及基板处理的均匀性。例如，沉积层均匀性可以通过使处理气体和流出气体以均匀流率并在径向方向上离开处理容积而来提高。
在穿过周缘泵送构件的第一内部通道806和第二内部通道814离开处理容积后，处理气体和流出气体沿着周缘泵送构件的第一弯曲通道804流动。穿过第三内部通道1008离开处理容积的处理气体和流出气体沿着第二弯曲通道1002流动。如上所述，下部衬里邻接周缘泵送构件，并且封闭第一弯曲通道和第二弯曲通道的下侧，从而形成矩形半环通道。
由于第一外部通道与处理腔室中的一或多个气体出口(类似于图1所示气体出口178)对准，一或多个气体出口继而与真空泵(类似于图1所示真空泵180)连接，第一弯曲通道804中流动的处理气体和流出气体穿过第一外部通道820而离开。由于第二外部通道与处理腔室中的一或多个气体出口(类似于图1所示气体出口178)对准，一或多个气体出口继而与从处理腔室泵送处理气体和流出气体的真空泵(类似于图1所示真空泵180)连接，第二弯曲通道1002中流动的处理气体和流出气体穿过第二外部通道1006而离开。
图15阐述根据本发明各方面的用于在处理腔室中利用周缘泵送构件处理基板的操作1500。操作1500例如可由引导控制器来操作处理腔室(例如，处理腔室1300和1400)的操作员或由独立控制处理腔室的控制器执行。
操作1500在方框1502处通过以下操作开始：将基板加热至处理温度。例如，位于图13至图14所示处理腔室中的一个内的基板可由灯具阵列加热至300℃至750℃的温度范围，例如350℃至500℃或400℃至450℃。例如，基板温度可由一或多个高温计(如以上相关于图1所述)来测量。灯具阵列(如以上相关于图1所述)可由一或多个工艺控制器(例如，计算机)控制(例如，通过控制到灯具的供电)，以便将基板加热至工艺温度范围并将基板温度维持在期望范围内。
操作1500在方框1504处通过以下操作继续：从基板上方处供应处理气体，处理气体可以例如包括一或多种前驱气体(例如，III族、IV族和V族前驱气体)以及任选载气。处理气体向下流动并与基板反应，从而可能形成流出气体。
在方框1506处，操作1500通过以下操作继续：沿着基板周缘将处理气体和流出气体以均匀流率而泵送远离基板周缘。例如，流出气体以及任何未反应的处理气体可以经由周缘泵送构件的内部通道泵送出处理腔室(例如，图13至图14的处理腔室)，如图8至图11所述。流出气体和处理气体可例如沿着在周缘泵送构件和下部衬里内的弯曲通道流动，如以上相关于图8至图12所述。流出气体和处理气体可例如穿过一或多个外部通道离开弯曲通道，通过一或多个真空泵而泵送远离处理腔室，如以上相关于图1所述。如上所述，沿着基板周缘将流出气体和处理气体以均匀流率而泵送远离基板周缘可以提高基板处理的均匀性。
尽管上述内容针对本发明的实施方式，但也可在不脱离本发明的基本范围的情况下设计本发明的进一步实施方式，并且本发明的范围是由随附的权利要求书来确定。

Claims (1)

1.一种周缘泵送构件，所述周缘泵送构件包括：
环形主体，所述环形主体具有：沿着所述环形主体内的弧的第一弯曲通道；第一内部通道，所述第一内部通道将所述第一弯曲通道的第一区域连接至所述环形主体的内表面的第一区域；多个第二内部通道，所述第二内部通道将所述第一弯曲通道的第二区域连接至所述内表面的第二区域；以及第一外部通道，所述第一外部通道将所述第一弯曲通道的所述第一区域连接至所述环形主体的外表面，其中所述第二内部通道各自的大小设定成使得当流体经由所述第一外部通道而泵送出所述周缘泵送构件时，所述流体以均匀流率流过所述第一内部通道和所述第二内部通道。
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