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Technisches Gebiet
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Ausführungsformen betreffen einen Epitaxiereaktor.
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Hintergrundtechnik
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Epitaxiereaktoren werden in Chargen-Epitaxiereaktoren und Ein-Waferverarbeitungs-Epitaxiereaktoren unterteilt, und diese Ein-Waferverarbeitungs- Epitaxiereaktoren werden hauptsächlich verwendet, um Epitaxie-Wafer mit Durchmessern von 200 mm oder mehr herzustellen.
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Die Offenlegungsschrift
KR 10-20100027037 A zeigt ein Dünnfilmabscheidungsverfahren, wobei eine Dünnfilm-Halbleitermaterialschicht auf einer Vielzahl von Wafern in einem Reaktor abgeschieden wird.
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Die Offenlegungsschrift
JP 2003-086524 A offenbart eine Dampfphasenwachstumseinheit die eine geeignete Schichtdickenverteilung gewährleistet werden kann,
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Die Offenlegungsschrift
JP 2000-269147 A offenbart eine Gaswachstums-Vorrichtung die eine Strömungsratenverteilung eines Rohgas in einem Reaktionsbehälter durch einen relativ einfachen Mechanismus erhöhen und eine gute Genauigkeit einer Schichtdickenverteilung t des Films gewährleisten kann. Es ist möglich, eine Gasströmungsratenverteilung in einem weiten Bereich im Inneren eines Behälterkörpers gleichmäßig zu gestalten sowie Gaswachstum für einen dünnen Film F mit einer gleichförmigen Filmdicke auszuführen.
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US 2014/0220878 A1 bezieht sich auf eine Gasfreisetzungsvorrichtung für einen Beschichtungsprozess umfassend eine obere Platte, eine erste Zwischenplatte, eine zweite Zwischenplatte und eine untere Platte, von denen vier von oben nach unten übereinander liegen. Die obere Platte ist verbunden und kommuniziert mit der ersten Zwischenplatte über einen ersten Durchgang. Die erste Zwischenplatte ist verbunden und kommuniziert mit der zweiten Zwischenplatte über mindestens zwei zweite Durchgänge. Die zweite Zwischenplatte ist über mindestens vier dritte Durchgänge mit der unteren Platte verbunden. Die untere Platte enthält mindestens vier Entlüftungslöcher.
JP 2011-249 448 A1 bezieht sich auf ein epitaktisches Wachstumssystem umfassend eine Kammer, in der ein Suszeptor installiert ist, der ein Substrat für epitaktisches Wachstum montiert, eine Gasversorgungseinrichtung zum Zuführen von Gas von einer Gasversorgungsquelle zu einem auf dem Suszeptor in der Kammer montierten Substrat und eine Gasabgabemittel zum Ablassen des zugeführten Gases an die Außenseite der Kammer.
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JP 2009-277 730 A bezieht sich auf ein Dampfphasenwachstumsverfahren, bei dem der Wafer auf einem Suszeptor in einer Reaktionskammer angeordnet und durch Dampfphasenabscheidung der Dünnfilm auf dem Wafer gebildet wird.
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DE 10 2005 035 247 A1 bezieht sich auf einen Fluidverteiler mit binärer Struktur, der zur gleichmäßigen Verteilung von Fluiden nützlich ist, insbesondere bei der Zufuhr von Prozessgas in Beschichtungsanlagen, einschließlich einer flüssigkeitsdichten Stapelanordnung, die aus einer Anzahl gleichgroßer Platten mit zwei oberen Platten und Verteilungsplatten dazwischen besteht, einem Fluideinlass mit mindestens zwei Fluidausgänge, wobei jede Verteilerplatte mindestens eine Öffnung aufweist und so angeordnet ist, dass eine verzweigte binäre Struktur zwischen dem Fluideinlass und - ausgängen erhalten wird.
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JP S61-263 118 A bezieht sich auf Rohstoffgas, das von einem Versorgungsanschluss zugeführt wird, welches sich in zwei Richtungen mit der gleichen Geschwindigkeit, und der gleichen Strömungsrate verzweigt, wobei es in einem ersten Zweig durch bisymmetrische Verteiler strömt.
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US 2007/0122323 A1 bezieht sich auf eine Dampfwachstumsvorrichtung, die als Einzelwafertyp aufgebaut ist und eine Gaseinführungsöffnung aufweist, durch die ein Materialgas in ein Reaktionsgefäß geleitet wird. Ein Dammelement ist um einen Suszeptor herum angeordnet, und das Materialgas aus der Gaseinleitungsöffnung trifft auf die äußere Umfangsfläche des Dammrings und reitet auf einer Oberseite, und kann dann entlang der Hauptoberfläche eines Silizium-Einzelstroms strömen.
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DE 695 34 965 T2 bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abscheiden einer Materialschicht auf einem Wafer. Die Vorrichtung umfasst eine Abscheidungskammer mit einer oberen Kuppel, einer unteren Kuppel und einer Seitenwand zwischen der oberen und der unteren Kuppel. Ein Suszeptor befindet sich in der Abscheidungskammer und erstreckt sich über diese, um die Abscheidungskammer in einen oberen Abschnitt über dem Suszeptor und einen unteren Abschnitt unter dem Suszeptor zu unterteilen. Ein Gaseinlasskrümmer befindet sich in der Seitenwand. Der Verteiler hat drei Einlassöffnungen. Eine der Öffnungen ist durch Durchgänge verbunden, die in den unteren Abschnitt der Abscheidungskammer münden. Die anderen beiden Öffnungen sind durch Durchgänge verbunden, die in den oberen Abschnitt der Abscheidungskammer münden. Ein Gasversorgungssystem ist mit den Einlassöffnungen verbunden, um die gleichen Gase in den unteren Abschnitt der Abscheidungskammer sowie in den oberen Abschnitt zu liefern Abscheidekammer.
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Ein derartiger Ein-Waferverarbeitungs-Epitaxiereaktor ist derart aufgebaut, dass ein Wafer auf einem Suszeptor in einem Reaktionsbehälter gelagert wird, woraufhin ein Quellgas dazu gebracht wird, von einer Seite des Reaktionsbehälters in einer Horizontalrichtung zu seiner anderen Seite zu strömen, wodurch das Quellgas an die Oberfläche des Wafers zugeführt wird und eine Depositionsschicht darauf gezüchtet wird.
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In dem Ein-Waferverarbeitungs-Epitaxiereaktor sind der Durchsatz oder die Strömungsverteilung von Quellgas in dem Reaktionsbehälter kritische Faktoren zum Vereinheitlichen der Dicke der Schicht, die auf der Oberfläche des Wafers wächst.
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Ein typischer Epitaxiereaktor kann einen Gasversorgungsteil zum Zuführen von Quellgas in einen Reaktionsbehälter umfassen, und der Durchsatz oder die Strömungsverteilung von Quellgas in dem Reaktionsbehälter kann von dem Durchsatz oder der Strömungsverteilung des Quellgases, das von dem Gasversorgungsteil zugeführt wird, abhängen.
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Im Allgemeinen kann der Gasversorgungsteil ein Leitblech umfassen, das eine Vielzahl von Löchern darin hat, um Quellgas an den Reaktionsbehälter zuzuführen, so dass das Quellgas gleichmäßig auf der Oberfläche des Wafers strömen kann.
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Offenbarung
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Technisches Problem
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Ausführungsformen stellen einen Epitaxiereaktor bereit, der fähig ist, den Verlust von Quellgas, das in eine Reaktionskammer eingeleitet wird, und die Bildung von Wirbeln darin zu minimieren und die Gleichmäßigkeit der Dicke einer wachsenden Depositionsschicht zu erhöhen.
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Technische Lösung
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Die oben genannte Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Vorteilhafte Ergebnisse
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Ausführungsformen können den Verlust an Quellgas, das in eine Reaktionskammer eingeleitet wird, und die Bildung von Wirbeln darin minimieren und kann die Gleichmäßigkeit der Dicke einer wachsenden Depositionsschicht erhöhen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittansicht, die einen Epitaxiereaktor gemäß einer Ausführungsform darstellt.
- 2 ist eine Draufsicht einer Gasversorgungseinheit, die in 1 dargestellt ist.
- 3 ist eine Perspektivansicht einer Gasversorgungseinheit, die in 1 dargestellt ist.
- 4 ist eine Ansicht zur Erklärung der Anordnung erster und zweiter Durchgangslöcher, die in 1 dargestellt sind.
- 5 ist eine Ansicht, die die Größe eines in 1 dargestellten Durchgangslochs darstellt.
- 6A ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Einspritzkappe, eines Einspritzpuffers und eines Leitblechs, die in 1 dargestellt sind.
- 6B ist eine montierte Perspektivansicht der Einspritzkappe, des Einspritzpuffers und des Leitblechs, die in 1 dargestellt sind.
- 7 ist eine Querschnittansicht, die den montierten Zustand von 6B aus der Richtung „A-B“ gesehen darstellt.
- 8 ist eine Ansicht, die die Strömung von Quellgas darstellt, wenn ein typischer Epitaxiereaktor eine Einspritzkappe und ein Leitblech umfasst.
- 9 ist eine Ansicht, die die Strömung von Quellgas darstellt, wenn der Epitaxiereaktor der Ausführungsform die Einspritzkappe, den Einspritzpuffer und das Leitblech umfasst.
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Beste Betriebsart
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Nun wird im Detail Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung genommen, für die in den begleitenden Zeichnungen Beispiele dargestellt sind. Es versteht sich, dass, wenn auf eine Schicht (einen Film), eine Region, ein Muster oder ein Element als „auf“ oder „unter“ Bezug genommen wird, eine andere Schicht (ein Film), eine Region, ein Muster oder Element und ein oder mehrere Zwischenelemente ebenfalls vorhanden sein können. Wenn auf ein Element als „auf“ oder „unter“ Bezug genommen wird, kann basierend auf dem Element „unter dem Element“ ebenso wie „auf dem Element“ enthalten sein.
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In den Zeichnungen ist die Größe jeder Schicht der Einfachheit der Beschreibung und der Deutlichkeit halber übertrieben, weggelassen oder schematisch dargestellt. Auch spiegelt die Größe jedes Bestandteilelements seine tatsächliche Größe nicht vollkommen wieder. Außerdem werden über die Zeichnungen hinweg die gleichen Bezugszahlen verwendet, um sich auf die gleichen oder ähnliche Teile zu beziehen. Hier nachstehend wird ein Epitaxiereaktor gemäß Ausführungsformen unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine Querschnittansicht, die einen Epitaxiereaktor 100 gemäß einer Ausführungsform darstellt.
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Bezug nehmend auf 1 kann der Epitaxiereaktor 100 ein Ein-Waferverarbeitungs-Epitaxiereaktor sein, der Halbleiter-Wafer einzeln verarbeitet, und kann umfassen: eine Reaktionskammer 105, die aus einer unteren Haube 103 und einer oberen Haube 104, einem Suszeptor 120, einer Suszeptorträgereinheit 125, einem unteren Ring 130, einem oberen Ring 135, einer Auskleidung 140, einem Vorheizring 150, einer Gasversorgungseinheit 160 und einer Gasabgabeeinheit 170 aufgebaut ist.
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Die unteren und oberen Hauben 103 und 104 können einander in der Vertikalrichtung gegenüberliegend angeordnet sein und jede kann aus einem transparenten Material, wie etwa Quarzglas, hergestellt sein. Die Reaktionskammer 105, in der eine Epitaxiereaktion stattfindet, kann in einem Raum zwischen oberen und unteren Hauben 103 und 104 ausgebildet sein. Die Reaktionskammer 105 kann eine Gaseinleitungsöffnung 106, die auf einer ihrer Seiten ausgebildet ist, so dass durch die Gaseinlassöffnung 106 Quellgas eingeleitet wird, und eine Gasabgabeöffnung 107, die auf ihrer anderen Seite ausgebildet ist, haben, so dass das eingeleitete Gas durch die Gasabgabeöffnung 107 abgegeben wird, haben.
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Der Suszeptor 120 kann eine Trägerplatte mit einer flachen kreisförmigen Form sein. Der Suszeptor 120 kann in der Reaktionskammer 105 angeordnet sein, und ein Wafer W kann auf der oberen Oberfläche des Suszeptors 120 gelagert sein. Der Suszeptor 120 kann aus Kohlegraphit oder einem Material, in dem Kohlegraphit mit Siliziumkarbid beschichtet ist, hergestellt sein.
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Die Suszeptorträgereinheit 125 kann unterhalb des Suszeptors 120 angeordnet sein, um den Suszeptor 120 zu halten, und kann den Suszeptor 120 vertikal innerhalb der Reaktionskammer 105 halten. Die Suszeptorträgereinheit 125 kann einen dreifüßigen Schaft umfassen, der die untere Oberfläche des Suszeptors 120 trägt.
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Die Auskleidung 140 kann derart angeordnet sein, dass sie den Suszeptor 120 umgibt. Die Auskleidung 140 kann einen ersten gestuften Teil 142, der an einer Seite des oberen Endes ihrer Außenumfangsoberfläche ausgebildet ist, um Gas in die Reaktionskammer 105 einzuleiten, und einen zweiten gestuften Teil 144, der an der anderen Seite des oberen Endes ihrer Außenumfangsoberfläche ausgebildet ist, um das Gas aus der Reaktionskammer 105 abzugeben, haben. Der obere Abschnitt der Außenumfangsoberfläche der Auskleidung 140 kann bündig mit der oberen Oberfläche des Suszeptors 120 oder der oberen Oberfläche des Wafers W sein.
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Der untere Ring 130 kann derart angeordnet sein, dass er die Auskleidung 140 umgibt, und kann eine Ringform haben. Ein Ende 11 des Außenumfangsabschnitts der unteren Haube 103 kann gegen den unteren Ring 130 gedrückt und daran fixiert sein.
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Der obere Ring 135 kann oberhalb des unteren Rings 130 angeordnet sein und kann eine Ringform haben. Ein Ende 12 des Außenumfangsabschnitts der oberen Haube 104 kann gegen den oberen Ring 135 gedrückt und daran fixiert sein. Jeder der unteren und oberen Ringe 130 und 135 kann aus Quarz (SiO2) oder Siliziumkarbid (SiC) hergestellt sein.
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Der Vorheizring 150 kann entlang der Innenumfangsoberfläche der Auskleidung 140 benachbart zu dem Suszeptor 120 angeordnet sein, so dass er bündig mit der oberen Oberfläche des Suszeptors 120 oder der oberen Oberfläche des Wafers W ist.
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Die Gasversorgungseinheit 160 führt von außen Quellgas in die Reaktionskammer 105 zu.
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2 ist eine Draufsicht der in 1 dargestellten Gasversorgungseinheit 160. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der in 1 dargestellten Gasversorgungseinheit 160.
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Bezug nehmend auf 2 und 3 kann die Gasversorgungseinheit 160 einen Gaserzeugungsteil 310, eine Vielzahl von Gasleitungen (z.B. 320a, 320b und 320c), Gasregelungsteile 330a und 330b und einen Gasdurchflussregler 205 umfassen.
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Der Gasdurchflussregler 205 (siehe 2) umfasst eine Einspritzkappe 210, einen Einspritzpuffer 220, ein Leitblech 230 und einen Einsatz 240.
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Der Gaserzeugungsteil 310 kann Quellgas erzeugen. Zum Beispiel kann das Quellgas ein Siliziumverbindungsgas, wie etwa SiHCl3, SiCl4, SiH2Cl2, SiH4 und Si2H6, Dotiergas, wie etwa B2H6 und PH3, Trägergas, wie etwa H2, N2 und Ar, oder ähnliches sein.
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Das von dem Gaserzeugungsteil 310 erzeugte Quellgas kann durch die Gasleitungen (z.B. 320a, 320b und 320c) an die Einspritzkappe 210 zugeführt werden.
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Die Gasregelungsteile 330a und 330b können eine Gasmenge, die an wenigstens eine der Gasleitungen (z.B. 320a, 320b und 320c) zugeführt wird oder in ihr strömt, regeln und können die Strömung von Quellgas, das zu jeder einer zentralen Region S1 und Randregionen S2 und S3 des Wafers W strömt, regeln. Die Gasregelungsteile 330a und 330b können zum Beispiel durch einen Massendurchflussregler ausgeführt werden.
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Das von dem Gaserzeugungsteil 310 erzeugte Quellgas kann durch die Gasleitungen (z.B. 320a, 320b und 320c) einzeln an eine Vielzahl von Teilen der Einspritzkappe 210 zugeführt werden. In diesem Fall sind die Anzahl von Gasleitungen und die Anzahl von Teilen nicht auf die in 2 dargestellten beschränkt, sondern können zwei oder mehr sein.
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Wenigstens eine (z.B. 320a oder 320b) der Gasleitungen (z.B. 320a, 320b und 320c) kann in zwei oder mehr Gasleitungen unterteilt werden. Das Quellgas kann durch die unterteilten Gasleitungen und die nicht unterteilte Gasleitung an die Einspritzkappe 210 zugeführt werden.
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Zum Beispiel kann eine erste Gasleitung 320a in eine zweite Gasleitung 320b und eine dritte Gasleitung 320c unterteilt werden, um Quellgas (oder Reaktionsgas) einzeln an jede der zentralen Region S1 und der Randregionen S2 und S3 des Wafers W zuzuführen. Außerdem kann die zweite Gasleitung 320b in zwei Gasleitungen unterteilt werden, um Quellgas einzeln an jede der beiden Endregionen S2 und S3 des Wafers zuzuführen und dann das Quellgas an die Einspritzkappe zuzuführen.
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Die Einspritzkappe 210, der Einspritzpuffer 220, das Leitblech 230 und der Einsatz 240 können nacheinander zwischen mehreren Gasleitungen (z.B. 320-1, 320-2 und 320c) und der Auskleidung 140 angeordnet sein. Das von den Gasleitungen (z.B. 320-1, 320-2 und 320c) zugeführte Quellgas kann der Reihe nach durch die Einspritzkappe 210, den Einspritzpuffer 220, das Leitblech 230 und den Einsatz 240 strömen.
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Die Einspritzkappe 210 kann eine Vielzahl von Gaseinlässen (z.B. 340a, 340b und 340c), durch die von den Gasleitungen (z.B. 320-1, 320-2 und 320c) Quellgas eingeleitet wird, und eine Vielzahl von Gasauslässen (z.B. 350a, 350b und 350c), durch die eingeleitetes Quellgas abgegeben wird, umfassen.
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Die Einlasskappe 210 kann in wenigstens zwei Teile (z.B. 210-1, 210-2 und 210-3), die voneinander isoliert sind, unterteilt sein. Jeder der Gasauslässe (z.B. 350a, 350b und 350c) kann in einem entsprechenden der wenigstens zwei Teile (z.B. 210-1, 210-2 und 210-3) bereitgestellt sein. Wenngleich die Einspritzkappe 210 in 1 und 2 als in drei Teile 210-1, 210-2 und 210-3 unterteilt abgebildet ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
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Zum Beispiel kann ein erster Teil 210-1 in der Mitte der Einspritzkappe angeordnet sein, so dass er der zentralen Region S1 des Wafers W entspricht oder mit ihr ausgerichtet ist, und der Gaseinlass 340b und der Gasauslass 350a können in dem ersten Teil 210-1 ausgebildet sein.
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Zum Beispiel kann ein zweiter Teil 210-2 auf einer Seite des ersten Teils 210-1 angeordnet sein, so dass er einer ersten Randregion S2, die auf einer Seite der zentralen Region S1 des Wafers W positioniert ist, entspricht, und der Gaseinlass 340a und der Gasauslass 350b können in dem zweiten Teil 210-2 ausgebildet sein.
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Zum Beispiel kann ein dritter Teil 210-3 auf der anderen Seite des ersten Teils 210-1 angeordnet sein, so dass er einer zweiten Randregion S3, die auf der anderen Seite der zentralen Region S1 des Wafers W positioniert ist, entspricht, und der Gaseinlass 340c und der Gasauslass 350c können in dem dritten Teil 210-3 ausgebildet sein.
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Die Einspritzkappe 210 kann Trennwände zwischen benachbarten Teilen umfassen, um sie zu unterteilen. Zum Beispiel kann die Einspritzkappe 210 eine erste Trennwand 211 zum Unterteilen der ersten und zweiten Teile 210-1 und 210-2 und eine zweite Trennwand 212 zum Unterteilen der ersten und dritten Teile 210-1 und 210-3 umfassen. Quellgas kann Dank der Trennwände (z.B. 211 und 212) unabhängig in jedem der Teile (z.B. 210-1, 210-2 und 210-3) strömen.
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Der Einspritzpuffer 220 ist benachbart zu einem Ende der Einspritzkammer 210 angeordnet und kann eine Vielzahl erster Durchgangslöcher 222 darin haben, die jeweils ersten bis dritten Gasauslässen 350a, 350b und 350c entsprechen oder damit ausgerichtet sind.
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Die ersten Durchgangslöcher 222 können den ersten bis dritten Gasauslässen 350a, 350b und 350c gegenüber liegen, und das Quellgas, das aus den ersten bis dritten Gasauslässen 350a, 350b und 350c strömt, kann die ersten Durchgangslöcher 222 durchlaufen.
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Das Leitblech 230 ist benachbart zu einem Ende des Einspritzpuffers 220 angeordnet und kann eine Vielzahl zweiter Durchgangslöcher 232 darin haben, die den jeweiligen ersten Durchgangslöchern 222 entsprechen oder damit ausgerichtet sind.
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Die zweiten Durchgangslöcher 232 können den ersten Durchgangslöchern 222 gegenüber liegen, und das Quellgas, das aus den ersten Durchgangslöchern 222 strömt, kann die zweiten Durchgangslöcher 232 durchlaufen.
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Der Einsatz 240 kann derart angeordnet sein, dass er zwischen dem unteren Ring 130 und dem oberen Ring 135 eingesetzt wird, und kann eine Vielzahl von Abschnitten k1 bis kn (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) umfassen, welche Gas durchlaufen kann.
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Der Einsatz 240 kann jede Trennwand 242, die zwischen zwei benachbarten Abschnitten angeordnet ist, umfassen, und die Abschnitte k1 bis kn (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) können jeweils unabhängig sein und durch die Trennwände 242 voneinander isoliert sein.
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Die jeweiligen Abschnitte k1 bis kn (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) können den zweiten Durchgangslöchern 232 entsprechen oder mit ihnen ausgerichtet sein, welche den zugehörigen ersten Durchgangslöchern entsprechen, und das aus den zweiten Durchgangslöchern 232 strömende Quellgas kann die Abschnitte kl bis kn durchlaufen.
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Die Anzahl zweiter Durchgangslöcher 232, die den jeweiligen Abschnitten k1 bis kn (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) entsprechen oder mit ihnen ausgerichtet sind, kann größer als die Anzahl erster Durchgangslöcher 222 sein, die den jeweiligen Abschnitten k1 bis kn (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) entsprechen oder mit ihnen ausgerichtet sind.
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Der erste gestufte Teil 142 der Auskleidung 140 kann mit Trennwänden 149 versehen sein, die den Trennwänden 242 zum Unterteilen der Abschnitte k1 bis kn (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) entsprechen. Das Quellgas, das die Abschnitte k1 bis kn (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) durchläuft, kann entlang der Oberfläche des ersten gestuften Teils 142 der Auskleidung 140 strömen, welche durch die Trennwände 149 getrennt oder unterteilt wird. Das Quellgas, das durch die Oberfläche des ersten gestuften Teils 142 in die Reaktionskammer 105 eingeleitet wird, strömt entlang der Oberfläche des Wafers W. Das Quellgas, das die Oberfläche des Wafers W durchläuft, strömt durch den zweiten gestuften Teil 144 der Auskleidung 140 zu der Gasabgabeeinheit 170.
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4 ist eine Ansicht zur Erklärung der Anordnung der ersten Durchgangslöcher 220-1 bis 220-n und der zweiten Durchgangslöcher h1 bis hm, die in 1 dargestellt sind.
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Bezug nehmend auf 4 können die ersten Durchgangslöcher 220-1 bis 220-n (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) in einer Längsrichtung 102 des Einspritzpuffers 220 in Intervallen angeordnet sein.
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Jedes der ersten Durchgangslöcher 220-1 bis 220-n (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) kann in einer ersten Richtung 101 mit einem entsprechenden der Abschnitte k1 bis kn (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) ausgerichtet werden. Die erste Richtung 101 kann eine Richtung sein, die von dem Einspritzpuffer 220 in Richtung des Einsatzes 140 orientiert ist oder in der Breitenrichtung des Einspritzpuffers 220 orientiert ist.
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Zum Beispiel kann die Anzahl erster Durchgangslöcher, die jedem der Abschnitte k1 bis kn (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) entsprechen oder damit ausgerichtet sind, eins sein.
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Die zweiten Durchgangslöcher h1 bis hm (wobei m eine natürliche Zahl größer als 1 ist) können in der ersten Richtung 101 mit einem entsprechenden der ersten Durchgangslöcher 220-1 bis 220-n (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) ausgerichtet sein.
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Die zweiten Durchgangslöcher (z.B. h1 bis hm, wobei m eine natürliche Zahl größer als 1 ist), die mit den ersten Durchgangslöchern ausgerichtet sind, können in der Längsrichtung des Leitblechs 230 in Intervallen angeordnet sein.
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Zum Beispiel kann die Anzahl zweiter Durchgangslöcher h1 bis hm (z.B. m = 3), die dem ersten Durchgangsloch (z.B. 220-1) entsprechen oder damit ausgerichtet sind, zwei oder mehr sein.
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5 ist eine Ansicht, die die Größe eines in 1 dargestellten ersten Durchgangslochs darstellt.
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Bezug nehmend auf 5 kann jedes der ersten Durchgangslöcher 220-1 bis 220-n (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) eine polygonale Form oder eine kreisförmige Form haben, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können die ersten Durchgangslöcher eine unterschiedliche Form haben.
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Jeder der ersten bis dritten Gasauslässe 350a, 350b und 350c der Einspritzkappe 210 kann eine Öffnungsfläche haben, die größer als jede der ersten Durchgangslöcher 220-1 bis 220-n ist (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist).
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Jedes der ersten Durchgangslöcher 220-1 bis 220-n (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) kann eine Fläche haben, die größer als die jedes der zweiten Durchgangslöcher h1 bis hm ist (wobei m eine natürliche Zahl größer als 1 ist).
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Jeder der Abschnitte k1 bis kn (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) des Einsatzes 240 kann eine Öffnungsfläche haben, die größer als die jedes der ersten Durchgangslöcher 220-1 bis 220-n (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) und die jedes der zweiten Durchgangslöcher h1 bis hm (wobei m eine natürliche Zahl größer als 1 ist) und kleiner als die jedes der ersten bis dritten Gasauslässe 350a, 350b und 350c ist.
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Zum Beispiel kann jeder der Abschnitte k1 bis kn (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) eine Öffnungsfläche von 400 bis 500 mm2 und vorzugsweise eine Öffnungsfläche von 421 bis 484 mm2 haben.
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Das Verhältnis zwischen der Fläche des zweiten Durchgangslochs (z.B. h1) und der Fläche des ersten Durchgangslochs (z.B. 220-1) kann 1:5 bis 1:20 und vorzugsweise 1:10, sein.
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Jedes der ersten Durchgangslöcher 220-1 bis 220-n (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) kann eine Öffnungsfläche von 100 bis 200 mm2 haben, und jedes der zweiten Durchgangslöcher h1 bis hm (wobei m eine natürliche Zahl größer als 1 ist) kann eine Öffnungsfläche von 10 bis 20 mm2 haben.
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Der Abstand d zwischen zwei benachbarten ersten Durchgangslöchern kann von 10 bis 15 mm reichen.
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Ein Abschnitt 221 (siehe 5) zwischen zwei benachbarten ersten Durchgangslöchern kann einer zugehörigen Trennwand 242 des Einsatzes 240 entsprechen oder mit ihr ausgerichtet sein.
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6A ist eine perspektivische Explosionsansicht der Einspritzkappe 210, des Einspritzpuffers 220 und des Leitblechs 230, die in 1 dargestellt sind. 6B ist eine montierte Perspektivansicht der Einspritzkappe 210, des Einspritzpuffers 220 und des Leitblechs 230, die in 1 dargestellt sind.
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Bezug nehmend auf 6A und 6B kann die Einspritzkappe 210 einen Hohlraum 401 in einer ihrer Oberflächen haben. Der Hohlraum 401 kann von einer Oberfläche 410 der Einspritzkappe 210 vertieft sein und kann eine Seitenwand 402 und einen Böden 403 umfassen.
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Ein Raum zum Aufnehmen des Quellgases, das von den Gasleitungen 320-1, 320-2 und 320-3 zugeführt wird, kann zwischen der anderen Oberfläche 420 der Einspritzkappe 210 und dem Boden 403 des Hohlraums 401 bereitgestellt sein. Der Raum kann in die Teile 210-1, 210-2 und 210-3 unterteilt sein, die von den Trennwänden 211 und 212 getrennt werden.
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Die Gasauslässe 350a, 350b und 350c können in dem Boden 403 des Hohlraums 401 bereitgestellt sein. Zum Beispiel können die Gasauslässe 350a, 350b und 350 in dem Boden 403 in dem Zustand ausgebildet werden, in dem sie in der Längsrichtung der Einspritzkappe 210 voneinander beabstandet sind.
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Der Einspritzpuffer 220 und das Leitblech 230 können nacheinander in den Hohlraum 401 eingesetzt werden, so dass die ersten Durchgangslöcher 220-1 bis 220-n (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) und die zweiten Durchgangslöcher h1 bis hm (wobei m eine natürliche Zahl größer als 1 ist) dem Boden 403 des Hohlraums 401 gegenüber liegen.
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Der Einspritzpuffer 220 und das Leitblech 230 können jeweils eine Form haben, so dass sie in den Hohlraum 401 eingesetzt werden kann, und die Außenumfangsoberflächen des eingesetzten Einspritzpuffers 220 und des Leitblechs 230 können gegen die Innenoberfläche des Hohlraums 401 gedrückt werden.
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Da der Einspritzpuffer 220 und das Leitblech 230 in der Ausführungsform in die Einspritzkappe 210 eingesetzt werden, können der Einspritzpuffer 220 und das Leitblech 230 stabil an der Einspritzkappe 210 fixiert werden. Da außerdem die Außenumfangsoberflächen des eingesetzten Einspritzpuffers 220 und des Leitblechs 230 gegen die Innenoberfläche des Hohlraums 401 gedrückt werden, ist es möglich, die Bildung von Wirbeln zu verhindern, wenn Quellgas der Reihe nach die Einspritzkappe 210, den Einspritzpuffer 220 und das Leitblech 230 durchläuft.
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Der Einspritzpuffer 220 kann derart in den Hohlraum 401 eingesetzt werden, dass die ersten Durchgangslöcher 220-1 bis 220-n (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist) dem Boden 403 des Hohlraums 401 gegenüber liegen. Der eingesetzte Einspritzpuffer 220 kann in Kontakt mit dem Boden 403 des Hohlraums 401 kommen.
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Das Leitblech 230 kann derart in den Hohlraum 401 eingesetzt werden, dass die zweiten Durchgangslöcher h1 bis hm (wobei m eine natürliche Zahl größer als 1 ist) dem Boden 403 des Hohlraums 401 gegenüber liegen. Das eingesetzte Leitblech 230 kann in Kontakt mit dem Einspritzpuffer 220 kommen.
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Der Hohlraum 401 kann eine Tiefe ähnlich der Summe der Dicke des Einspritzpuffers 220 und der Dicke des Leitblechs 230 haben, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
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7 ist eine Querschnittansicht, die den montierten Zustand von 6B aus der Richtung „A-B“ gesehen darstellt.
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Bezug nehmend auf 7 kann eine Oberfläche des in den Hohlraum 401 eingesetzten Leitblechs 230 mit dem Einspritzpuffer 220 in Kontakt kommen, und die andere Oberfläche 231 des Leitblechs 230, die aus dem Hohlraum 401 freiliegt, kann bündig mit einer Oberfläche 410 der Einspritzkappe 210 sein. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
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Im Allgemeinen kann das von den Gasleitungen zugeführte Quellgas der Reihe nach über die Einspritzkappe, das Leitblech, den Einsatz und die Auskleidung in die Reaktionskammer eingeleitet werden.
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Wenn der Epitaxiereaktor jedoch nur ein Leitblech ohne den Einspritzpuffer 220 umfasst, haben die zweiten Durchgangslöcher in dem Leitblech Flächen, die viel kleiner als die Flächen der Gasauslässe in der Einspritzkappe sind. Aus diesem Grund kann sich eine beträchtliche Wirbelbildung und ein Verlust an Quellgas ergeben, wenn das Quellgas die Einspritzkappe und das Leitblech durchläuft.
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Der Durchsatz des Quellgases, das an die zentrale Region und die Randregionen des Wafers zugeführt wird, kann aufgrund der beträchtlichen Wirbelbildung und dem Verlust an Quellgas nicht gleichmäßig sein. Als ein Ergebnis kann es schwierig sein, das Dickenprofil der auf dem Wafer wachsenden Depositionsschicht zu steuern.
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Da in der Ausführungsform der Einspritzpuffer 220 mit den ersten Durchgangslöchern 220-1 bis 220-n (wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist), von denen jedes eine Fläche hat, die kleiner als jede Fläche der Gasauslässe 350a, 350b und 350c und größer als jede Fläche der zweiten Durchgangslöcher ist, zwischen der Einspritzkappe 210 und dem Leitblech 230 angeordnet ist, ist es möglich, die Bildung von Wirbeln zu minimieren und den Verlust an Quellgas zu verringern.
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8 ist eine Ansicht, die die Strömung von Quellgas darstellt, wenn ein typischer Epitaxiereaktor der Ausführungsform eine Einspritzkappe und ein Leitblech umfasst. 9 ist eine Ansicht, die die Strömung von Quellgas darstellt, wenn der Epitaxiereaktor der Ausführungsform die Einspritzkappe, den Einspritzpuffer und das Leitblech umfasst. 8 und 9 stellen die Strömung von Quellgas dar, das die Gasversorgungseinheit und die Reaktionskammer durchläuft.
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In 8 ist zu sehen, dass häufig Wirbel ausgebildet werden und die Strömung von Quellgas konzentriert wird. Im Gegensatz dazu ist in 9 zu sehen, dass kaum Wirbel ausgebildet werden und die Strömung von Quellgas gleichmäßig verteilt ist.
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Da das Quellgas in der Reaktionskammer 105 in der Ausführungsform gleichmäßig an die zentrale Region S1 und die Randregionen S2 und S3 des Wafers W zugeführt werden, ist es folglich möglich, die Gleichmäßigkeit der Dicke der wachsenden Depositionsschicht zu erhöhen.
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Besondere Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben werden, sind in wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und nicht notwendigerweise in allen Ausführungsformen enthalten. Außerdem können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken jeder spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung von Leuten mit Kenntnissen der Technik, die die Ausführungsformen betreffen, auf jede geeignete Weise mit einer oder mehreren anderen Ausführungsformen kombiniert werden oder können geändert werden. Daher versteht sich, dass Inhalte, die zu einer derartigen Kombination oder Änderung gehören, in den Geist und Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Ausführungsformen sind auf Wafer-Herstellungsverfahren anwendbar.
