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Bezugsdokument
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der provisorischen U.S.-Anmeldung 62/651,492, eingereicht am 2. April 2018, deren gesamte Offenbarung als Bezug für alle Zwecke einbezogen ist.
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Hintergrund
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Viele Halbleitervorrichtungen werden durch Prozesse gebildet, die an einem üblicherweise als „Wafer“ bezeichneten Substrat ausgeführt werden. Typischerweise ist der Wafer aus einem kristallinen Material hergestellt und weist die Form einer Scheibe auf. Vorrichtungen, die aus Verbindungshalbleitern, wie beispielsweise Ill-V-Halbleiter, gebildet sind, werden typischerweise durch Aufwachsen aufeinander folgender Schichten der Verbindungshalbleiter auf dem Wafer unter Verwendung einer metallorganischen chemischen Dampfabscheidung oder „MOCVD“ gebildet. In einem solchen Prozess wird der Wafer einer Kombination von Gasen ausgesetzt, die über die Oberfläche des Wafers strömen, während der Wafer auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird. Ein Beispiel für einen Ill-V-Halbleiter ist Galliumnitrid, das durch eine Reaktion einer organischen Galliumverbindung mit Ammoniak auf einem Substrat mit einem geeigneten Kristallgitterabstand, wie beispielsweise ein Saphir-Wafer, gebildet werden kann.
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Zusammengesetzte Vorrichtungen können durch aufeinander folgendes Abscheiden einer Vielzahl von Schichten auf der Oberfläche des Wafers unter geringfügig verschiedenen Reaktionsbedingungen hergestellt werden. Für einen auf Galliumnitrid basierenden Halbleiter kann beispielsweise Indium, Aluminium oder beides in variierendem Anteil verwendet werden, um die Bandlücke des Halbleiters zu verändern. Auch können p-Typ- oder n-Typ-Dotierstoffe hinzugefügt werden, um die Leitfähigkeit einer jeden Schicht zu steuern. Nachdem alle Halbleiterschichten gebildet und typischerweise geeignete elektrische Anschlüsse angebracht wurden, wird der Wafer in individuelle Vorrichtungen zerteilt. Auf diese Weise können Vorrichtungen wie beispielsweise Leuchtdioden („LEDs“), Laser und andere optoelektronische Vorrichtungen können hergestellt werden.
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Bei einem typischen chemischen Dampfabscheideprozess (CVD) werden zahlreiche Wafer auf einer im Allgemeinen als Waferträger bezeichneten Vorrichtung gehalten, sodass eine obere Oberfläche eines jeden Wafers an der oberen Oberfläche des Waferträgers exponiert ist. Der Waferträger wird dann in einer Reaktionskammer angeordnet und auf der gewünschten Temperatur gehalten, während das Gas (z.B. eine Gasmischung) über die Oberfläche des Waferträgers strömt. Es ist wichtig, dass gleichmäßige Bedingungen (Temperatur und Gaskonzentrationen) an allen Punkten auf den oberen Oberflächen der verschiedenen Wafer auf dem Träger während des Prozesses beibehalten werden. Veränderungen der Prozessbedingungen können unerwünschte Veränderungen in den Eigenschaften der resultierenden Halbleitervorrichtung hervorrufen. So können beispielsweise Veränderungen in der Abscheiderate Änderungen der Dicke der abgeschiedenen Schichten hervorrufen, was wiederum zu ungleichmäßigen Eigenschaften der resultierenden Vorrichtungen führen kann. Daher hat die Wissenschaft bisher für die Beibehaltung gleichmäßiger Bedingungen einen beträchtlichen Aufwand betrieben.
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In einem in der Industrie weit verbreiteten Typ von CVD-Vorrichtung wird ein Waferträger in Form einer großen Scheibe mit zahlreichen Waferaufnahmebereichen verwendet, wobei jeder Bereich zum Aufnehmen eines Wafers ausgestaltet ist. Während der Träger gedreht wird, wird reaktives Gas nach unten auf die obere Oberfläche des Waferträgers gerichtet; das Gas strömt über die obere Oberfläche in Richtung der Peripherie des Waferträgers. Das nach außen strömende Gas bildet eine Grenzschicht, die die obere Oberfläche des Waferträgers bedeckt. Das genutzte Gas strömt abwärts um die Peripherie des Waferträgers und wird von der Reaktionskammer über Auslässe unterhalb des Waferträgers abgeführt.
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Die Rate bestimmter Behandlungsprozesse, wie beispielsweise die Wachstumsrate in einem MOCVD-Prozess unter massentransportbeschränkten Wachstumsbedingungen steht im umgekehrten Verhältnis zur Dicke der Grenzschicht. Eine dünne und gleichmäßige Diffusionsgrenzschicht ist wünschenswert, um eine gleichmäßige und schnelle Abscheiderate während des MOCVD-Epitaxialwachstums zu erzielen. Typischerweise kann bei stabilen Strömungsbedingungen im Reaktor und im Wesentlichen gleichmäßiger Erwärmung des Waferträgers eine gleichmäßige Grenzschichtdicke für den Großteil der Waferträgeroberfläche erreicht werden. In der Nähe der Peripherie des Waferträgers beginnt sich jedoch die Richtung des Gasstroms von der Radialrichtung oberhalb des Waferträgers zu dem das Gas von dem Waferträger zum Auslass befördernden, abwärts gerichteten Strom zu ändern. Im Randbereich des Waferträgers nahe der Peripherie wird die Grenzschicht dünner und daher erhöht sich die Prozessrate merklich. Wird beispielsweise ein Wafer auf dem Träger so positioniert, dass sich ein Abschnitt des Wafers in der Nähe des Randbereichs mit dünnerer Grenzschicht befindet, so wird der CVD-Prozess auf diesem Wafer Schichten mit ungleicher Dicke bilden; dickere Abschnitte werden auf solchen Teilen des Wafers abgeschieden, die sich im Randbereich befinden.
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Um dieses Problem zu vermeiden, werden Wafer typischerweise nicht im Randbereich positioniert. Daher werden die Vertiefungen, Bereiche oder andere Waferaufnahmemerkmale der Waferträger typischerweise ausschließlich in dem von der Peripherie entfernten Bereich des Waferträgers vorgesehen. Dies beschränkt die Zahl und Größe der auf einem Träger einer gegebenen Größe aufnehmbaren Wafer, wodurch die Produktivität der Ausrüstung und des Prozesses beschränkt wird.
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Somit ist trotz des beachtlichen bisherigen Aufwands zur Gestaltung und Optimierung solcher Systeme noch immer eine weitere Verbesserung wünschenswert.
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Zusammenfassung
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Die vorliegende Offenbarung ist auf ein Waferbearbeitungssystem gerichtet und auf eine in solchen Systemen eingesetzte Strömungsverlängerung (Flow Extender), wobei die Strömungsverlängerung in der Nähe des äußeren Randbereichs des Waferträgers vorhanden ist. Die Systeme weisen insbesondere eine Kammer mit darin befindlichem Waferträger auf und eine Ringströmungsverlängerung um den Träger. Die Ringströmungsverlängerung weist eine obere Oberfläche auf, die zu der stromaufwärtigen Richtung gerichtet ist, wobei der Ring so aufgebaut und ausgestaltet ist, dass er im Betriebszustand des Reaktors den Waferträger eng umschließt und die obere Oberfläche des Rings im Wesentlichen an die obere Oberfläche des Trägers anschließt. Die Ringströmungsverlängerung weist eine äußere periphere Oberfläche auf, die einen abgerundeten Abschnitt an oder in der Nähe der oberen Oberfläche des Rings aufweist.
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In einer besonderen Ausführungsform stellt diese Offenbarung eine Ringströmungsverlängerung für ein Waferbearbeitungssystem bereit. Die Ringströmungsverlängerung weist eine obere Oberfläche, eine sich gegenüber der oberen Oberfläche befindende untere Oberfläche, eine innere Oberfläche und eine äußere periphere Oberfläche mit einem gerundeten Abschnitt in der Nähe der oberen Oberfläche und einem unteren Abschnitt in der Nähe der unteren Oberfläche auf, wobei der gerundete Abschnitt durch einen Radius definiert ist, der nicht größer ist als 0,5 Zoll und sich von der oberen Oberfläche nicht mehr als 0,5 Zoll erstreckt. In einigen Ausführungsformen ist der abgerundete Abschnitt der Ringströmungsverlängerung durch einen Radius definiert, der nicht größer ist als 0,4 Zoll und sich um nicht mehr als 0,4 Zoll von der oberen Oberfläche erstreckt.
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In einer weiteren besonderen Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Waferbearbeitungssystem bereit, wobei das System eine Kammer mit einer Ringströmungsverlängerung innerhalb der Kammer aufweist. Die Kammer umfasst eine Wand, die ein inneres Volumen definiert, mit einem Waferträger in der Kammer, wobei der Waferträger einen äußeren Rand und eine obere Oberfläche aufweist, und ausgestaltet ist zum Aufnehmen von zumindest einem Wafer. Die Ringströmungsverlängerung weist eine obere Oberfläche, eine der oberen Oberfläche gegenüberliegende untere Oberfläche, eine innere Oberfläche und eine äußere periphere Oberfläche auf, die dem Waferträger abgewandt ist und sich von der oberen Oberfläche zu der unteren Oberfläche erstreckt, wobei die äußere periphere Oberfläche einen abgerundeten Abschnitt in der Nähe der oberen Oberfläche aufweist, der durch einen Radius definiert ist, der nicht größer als 0,5 Zoll ist. Der abgerundete Abschnitt kann sich entlang der äußeren peripheren Oberfläche von der oberen Oberfläche um nicht weniger als 1 Zoll, nicht weniger als 0,5 Zoll, oder nicht weniger als 0,4 Zoll erstrecken.
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In einer noch weiteren besonderen Ausführungsform stellt diese Offenbarung ein Verfahren zum Bearbeiten von zumindest einem Wafer bereit. Das Verfahren umfasst ein Positionieren eines Waferträgers, der zumindest einen Wafer in seiner oberen Oberfläche trägt, und einer Ringströmungsverlängerung im Inneren einer Reaktionskammer, wobei der Ring den Waferträger umgibt und wobei eine obere Oberfläche des Trägers und eine obere Oberfläche des Rings in eine stromaufwärtige Richtung gerichtet sind und zueinander im Wesentlichen planar sind, wobei der Ring eine äußere periphere Oberfläche aufweist, die von dem Waferträger abgewandt ist, wobei die äußere periphere Oberfläche einen abgerundeten Abschnitt in der Nähe der oberen Oberfläche des Rings aufweist, der durch einen Radius nicht größer als 0,5 Zoll definiert ist. Das Verfahren umfasst ferner ein Lenken eines oder mehrerer Behandlungsgase in eine stromabwärtige Richtung entgegengesetzt der stromaufwärtigen Richtung auf die obere Oberfläche des Trägers und den zumindest einen Wafer unter Drehung des Trägers und des zumindest einen Wafers um eine stromaufwärts-nach-stromabwärts Achse des Trägers, sodass Behandlungsgase über die obere Oberfläche des Trägers und über die obere Oberfläche des Rings nach außen strömen.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren des Weiteren ein Ausstoßen des einen oder mehrerer Behandlungsgase aus der Kammer stromabwärts der Ringstromverlängerung, sodass die nach außen über die obere Oberfläche des Rings strömenden Gase stromabwärts innerhalb einer Lücke zwischen der äußeren peripheren Oberfläche des Rings und einer Wand der Reaktionskammer passieren. Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verfahren ein Bewegen des Rings stromaufwärts oder stromabwärts nach dem Lenkungsschritt, und ein optionales Bewegen eines mechanisch mit dem Ring verbundenen Verschlusselements von einer Betriebsposition zu einer offenen Position, bei der das Verschlusselement eine Öffnung in der Kammerwand nicht verschließt.
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Diese Zusammenfassung dient zum Vorstellen einer Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form, die nachfolgend in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben werden. Diese Zusammenfassung soll weder zur Identifizierung wichtiger oder wesentlicher Merkmale des beanspruchten Gegenstands dienen, noch soll sie zur Beschränkung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands dienen. Diese und verschiedene andere Merkmale und Vorteile werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht eines Beispiels eines Waferbearbeitungssystems mit einer allgemeinen Ringströmungsverlängerung.
- 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des in 1 mit „2“ gekennzeichneten Bereichs der allgemeinen Ringströmungsverlängerung.
- 3A zeigt eine schematische Seitenansicht eines ersten Beispiels einer Ringströmungsverlängerung gemäß der Offenbarung in der Nähe eines Waferträgers; 3B zeigt eine schematische Seitenansicht eines zweiten Beispiels einer Ringströmungsverlängerung gemäß der Offenbarung, und 3C zeigt eine schematische Seitenansicht eines dritten Beispiels einer Ringströmungsverlängerung gemäß der Offenbarung.
- 4A zeigt eine schematische Seitenansicht eines vierten Beispiels einer Ringströmungsverlängerung gemäß der Offenbarung; 4B zeigt eine schematische Seitenansicht eines fünften Beispiels einer Ringströmungsverlängerung gemäß der Offenbarung, und 4C zeigt eine schematische Seitenansicht eines sechsten Beispiels einer Ringströmungsverlängerung gemäß der Offenbarung.
- Die 5A, 5B und 5C zeigen modellierte aerodynamische Figuren mit den Luftströmungen um die Ringströmungsverlängerungen der 4A, 4B bzw. 4C.
- 6 zeigt eine grafische Darstellung der normalisierten Abscheiderate über einem Träger.
- 7 zeigt eine vergrößerte grafische Darstellung der normalisierten Abscheiderate über einem Träger in Bezug auf verschiedene Waferanordnungen auf diesem Träger.
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Detaillierte Beschreibung
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Diese Offenbarung ist auf eine Ringströmungsverlängerung zur Vergrößerung des effektiven Oberflächenbereichs eines Waferträgers in einem Waferbearbeitungssystem gerichtet. Die Ringströmungsverlängerungen gemäß dieser Offenbarung weisen ein Profil mit einem gerundeten Abschnitt in der Nähe der oberen Trägeroberfläche auf, die eine Rezirkulation von Luftströmen (z.B. Verwirbelungen) auf oder an der äußeren Peripherieoberfläche des Rings unterdrückt, wodurch eine Teilchenansammlung verhindert wird.
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Die nachfolgende Beschreibung offenbart spezifische Ausführungsformen. Es ist ersichtlich, dass andere Ausführungsformen beabsichtigt sind und ohne Abweichen vom Umfang und Geist der vorliegenden Offenbarung realisiert werden können. Die nachfolgende detaillierte Beschreibung soll daher nicht beschränkend aufgefasst werden. Während die vorliegende Offenbarung nicht derart beschränkt ist, wird ein Verständnis verschiedener Aspekte der Offenbarung durch eine Würdigung der nachfolgend offenbarten Beispiele gewonnen.
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In der nachfolgenden Beschreibung wird Bezug genommen auf die beiliegende Zeichnung, die einen Teil dieser bildet und in der zumindest eine spezifische Ausführungsform beispielhaft gezeigt ist. In der Zeichnung werden in mehreren Figuren gleiche Bezugszeichen für ähnliche Komponenten verwendet.
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1 zeigt ein Waferbearbeitungssystem 100 mit einer Reaktionskammer 110 mit einer Wandstruktur, die eine feste Wand 112 zur Definition eines im Allgemeinen zylindrischen inneren Raums 115 mit einer mittleren Achse 114 und einer in der Wand 112 befindlichen Öffnung 116 zur Kommunikation mit dem inneren Raum 115 definiert. Wie unten näher erläutert wird, verläuft ein Gasstrom innerhalb der Reaktionskammer 110 während des Betriebs im Allgemeinen von dem oberen Bereich der Zeichnung in 1 in Richtung des unteren Bereichs der Zeichnung. Daher wird die Richtung entlang der mit einem Pfeil D in 1 gezeigten Achse zum unteren Bereich der Zeichnung hier als „Abwärts“-Richtung bezeichnet, und die durch einen Pfeil U gekennzeichnete umgekehrte Richtung wird hier als „Aufwärts“-Richtung bezeichnet.
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Die Wand 112 der Kammer 110 weist ferner ein ringartiges Verschlusselement 118 auf, das eine mit der mittleren Achse 114 übereinstimmende mittlere Achse aufweist. Das Verschlusselement 118 ist zur Bewegung in aufwärtiger und abwärtiger Richtung relativ zur festen Wand 112 angebracht und mit einem Bewegungsaktuator 120 verbunden. Der Aktuator 120 ist ausgestaltet zum Bewegen des Verschlusselements 118 zwischen der mit durchgängigen Linien in 1 gezeigten Betriebsposition und der mit gestrichelten Linien als 118' in 1 gezeigten geöffneten Position. Wenn sich das Verschlusselement 118 in der Betriebsposition befindet, so bedeckt es die Öffnung 116 und unterdrückt den Strom durch die Öffnung 116. Typischerweise bildet das Verschlusselement 118 keine gasdichte Versiegelung an der Öffnung 116. Die feste Wand 112 und das Verschlusselement 118 können mit Kühlflüssigkeitspassagen (nicht gezeigt) im Inneren der Wände oder an ihren äußeren Oberflächen ausgestattet sein, sodass die Wand 112 und das Verschlusselement 118 während des Betriebs des Systems 100 auf einer gewünschten Temperatur gehalten werden können. Solche Kühlmittelpassagen könnten an eine Kühlmittelversorgungsvorrichtung angeschlossen sein.
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Ein Gaseinlasselement 122 ist an einem stromaufwärtigen Ende der Kammer 110 im oberen Bereich der Zeichnung in 1 vorgesehen. Das Gaseinlasselement 122 ist mit einer oder mehreren Gasquellen 124 verbunden, die angeordnet sind zum Zuführen eines oder mehrerer Behandlungsgase; falls mehrere Behandlungsgase verwendet werden, können die Gase als eine Mischung oder individuell zugeführt werden. Das Gaseinlasselement 122 kann im Allgemeinen herkömmlicher Art sein und zum Ausstoßen der Behandlungsgase in die Kammer 110 in einer im Allgemeinen in stromabwärtiger Richtung D gerichteten Strömung vorhanden sein, z.B. unter Verwendung einer Anordnung von um die mittlere Achse 114 herum angeordneten und an verschiedenen radialen Abständen von der mittleren Achse 114 verteilten Ausstoßöffnungen. Das Gaseinlasselement 122 kann auch mit Kühlmittelkanälen (nicht gezeigt) zum Beibehalten seiner Temperatur während des Prozesses ausgestattet sein.
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Ein hohler ringartiger Abgasverteiler 126 ist am stromabwärtigen Ende der Kammer 110 vorgesehen. Der Abgasverteiler 126 weist eine interne Passage 128 und zahlreiche Öffnungen 130 auf, die zum Innenraum 115 der Kammer 110 geöffnet sind. Die interne Passage 128 des Abgasverteilers 126 ist wiederum mit einem Abgassystem 132 verbunden, das angeordnet ist zum Pumpen von Gasen aus dem Innenraum 115 und zum Ausstoßen der Gase für die Entsorgung.
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Eine mit einem Drehantriebsmechanismus 136 verbundene Spindel 134 ist an der festen Wandstruktur 112 zur Rotation um die mittlere Achse 114 befestigt. Die Spindel 134 weist an seinem stromaufwärtigen Ende eine Passung 138 auf, um mit einem Waferträger 140 an der in 1 gezeigten Trägerposition lösbar in Eingriff gebracht zu werden und diesen zu fixieren. Die Trägerposition befindet sich stromabwärts des Gaseinlasselements 122, aber stromaufwärts des Abgasverteilers 126. Ein Heizelement 142 ist stromabwärts der Trägerposition angeordnet und umgibt die Spindel 134. Das Heizelement 142 kann durch an der festen Wandstruktur 112 befestigte Halteelemente (nicht gezeigt) innerhalb der Kammer 110 gestützt sein. Eine runde Trennwand 144 umgibt das Heizelement 142 und erstreckt sich in stromabwärtiger Richtung von dem Heizelement 142 und der Trägerposition. Eine Heizungsreinigungsgasquelle 145 steht in Kommunikation mit dem Raum im Inneren der Trennwand 144. Wie am besten aus 2 hervorgeht, ist die Trennwand 144 so dimensioniert, dass sich ein kleiner Abstand 147 zwischen der Trennwand 144 und dem Träger 140 ergibt, wenn der Waferträger 140 an der Trägerposition montiert ist. Während des Betriebs führt die Heizungsreinigungsgasquelle 145 ein Reinigungsgas, wie beispielsweise Stickstoff, in den Zwischenraum zwischen der Trennwand 144, sodass das Reinigungsgas durch den Abstand 147 aus diesem Raum herausströmt und gemeinsam mit den anderen später erläuterten Gasströmen zu dem Abgassystem 132 geleitet wird. Das Heizungsreinigungsgas verhindert, dass das Behandlungsgas das Heizelement 142 kontaktiert und angreift.
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Eine Vorkammer 148 steht in Kommunikation mit der Öffnung 116 in der festen Wand 112. Die Vorkammer 148 weist ein Schließelement, wie beispielsweise ein Torventilelement 150, auf, das schematisch in 1 gezeigt ist. Das Torventilelement 150 ist ausgestaltet zum Versiegeln der Vorkammer 148 und somit zum Blockieren der Kommunikation zwischen der Vorkammer 148 und dem Innenraum 115. Das Ventilelement 150 kann in eine zurückgezogene Position (nicht gezeigt) bewegt werden, um eine Kommunikation zwischen der Vorkammer 148 und dem Innenraum 115 zu erlauben. Wenn sich das Ventilelement 150 in der zurückgezogenen Position und das Verschlusselement 118 in der geöffneten Position 118' befinden, kann der Waferträger 140 aus seiner Verbindung mit der Passung 138 der Spindel 134 gelöst und durch die Öffnung 116 in die Vorkammer 148 bewegt werden, beispielsweise unter Verwendung einer roboterartigen Handhabungsvorrichtung (nicht gezeigt). Ein neuer Waferträger 140' kann von der Vorkammer 148 in die Reaktionskammer 110 bewegt und mit der Passung 138 in Eingriff gebracht werden, sodass der neue Waferträger 140' an der Trägerposition angeordnet ist.
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Ein Ring 152 ist innerhalb des Innenraums 115 der Kammer 110 angeordnet und in Bezug auf das Verschlusselement 118 montiert. Wie am besten aus 2 ersichtlich ist, weist der Ring 152 eine in stromaufwärtiger Richtung gerichtete obere Oberfläche 154 auf, eine radial nach außen, weg von der mittleren Achse gerichtete äußere periphere Oberfläche 156 und eine radial nach innen zu der mittleren Achse 114 gerichtete innere Oberfläche 158. Der Ring 152 ist mittels Streben 160 entlang des Umfangs der Kammer 110 an dem Verschlusselement 118 montiert. Eine solche Strebe ist in 2 als 160 gezeigt und unterhalb der oberen Oberfläche 154 des Rings 152 positioniert. Die äußere periphere Oberfläche 156 des Rings 152 ist radial nach innen gegenüber der benachbarten Oberfläche des Verschlusselements 118 beabstandet, sodass eine Lücke 162 zwischen der Oberfläche des Verschlusselements 118 und des Rings 152, insbesondere der äußeren peripheren Oberfläche 156 des Rings, existiert. So kann die Breite der Lücke 162 an ihrem schmalsten Punkt beispielsweise ungefähr 13 mm betragen, in einem System 100, das ausgestaltet ist zum Aufnehmen eines Waferträgers mit einem Durchmesser von 465 mm. Da die Streben 160 relativ dünn sind, führen sie zu keiner wesentlichen Behinderung des (abwärts gerichteten) Luftstroms oder eines anderen Stroms durch die Lücke 162.
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Die Dimensionen des Rings 152 und dessen Befestigung an dem Verschlusselement 118 sind so gewählt, dass die obere Oberfläche 154 des Rings 152 in derselben Ebene liegt, z.B. koplanar oder im Wesentlichen in derselben Ebene, z.B. im Wesentlichen koplanar, wie die obere oder stromaufwärtige Oberfläche 164 des Trägers 140. Die Breite oder radiale Ausdehnung des Rings 152 kann ungefähr 5-20 mm betragen, in anderen Ausführungsformen ungefähr 10-15 mm oder 13-15 mm, obgleich in einigen Ausführungsformen größere Ringbreiten bevorzugter sind. Soll der Ring 152 in vorhandene Systeme, die ursprünglich ohne den Ring aufgebaut sind, eingepasst werden, so wird die Ringbreite durch das Erfordernis der Bereitstellung einer Lücke 162 mit ausreichender Breite begrenzt.
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Der Ring 152 ist so dimensioniert und angebracht, dass die innere Oberfläche 158 des Rings 152 im Betriebszustand neben der äußeren peripheren Oberfläche 166 des Waferträgers 140 liegt, wobei lediglich eine kleine Lücke 170 zwischen den Oberflächen 158, 166 verbleibt. Vorzugsweise ist die Lücke 170 so klein wie möglich, in Übereinstimmung mit Herstellungstoleranzen und erlaubter differenzieller thermischer Ausdehnung der Komponenten. So kann die Lücke 170 beispielsweise eine Breite von ungefähr 3 mm, ungefähr 2 mm, oder weniger aufweisen.
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Jeder Waferträger 140 definiert zahlreiche Vertiefungen 172 in der oberen Oberfläche 164 des Trägers 140, von denen jede zum Aufnehmen eines Wafers 174 ausgestaltet ist, sodass eine obere Oberfläche des Wafers 174 (im Wesentlichen) fluchtend oder koplanar mit der oberen Oberfläche 164 des Trägers 140 ist. In einigen Ausführungsformen weist der Waferträger 140 eine relativ scharfe Kante oder Ecke an der Verbindungsstelle seiner oberen Oberfläche 164 und seiner peripheren Oberfläche 166 auf, und der Ring 152 weist vorzugsweise ebenfalls scharfe Kanten oder Ecken an der Verbindungsstelle seiner oberen Oberfläche 154 mit der inneren Oberfläche 158 und der äußeren peripheren Oberfläche 156 auf. Diese scharfen Kanten sind vorzugsweise durch Radien kleiner als ungefähr 0,1 mm definiert. In anderen Ausführungsformen kann der Waferträger 140 und/oder der Ring 152 gerundete oder verjüngende Ecken aufweisen.
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Im Betrieb wird das System 100 in seinen Betriebszustand gebracht (wie in den 1 und 2 gezeigt), wobei der Waferträger 140 (mit optional aufgenommenen Wafern 174) auf der Spindel 134 positioniert ist und sich das Verschlusselement 118 in der durch durchgehende Linien gezeigten Betriebsposition befindet, sodass der Ring 152 die periphere Oberfläche des Trägers 140 eng umgibt. Das Heizelement 142 wird aktiviert, um den Waferträger 140 und die Wafer 174 auf eine gewünschte Temperatur zu bringen, und das Gaseinlasselement 122 wird aktiviert, um Behandlungsgase auszustoßen, während der Drehantrieb 163 zum Drehen der Spindel 134 und des Waferträgers 140 um die mittlere Achse 114 aktiviert wird. Das durch das Gaseinlasselement 122 eingeleitete Gas strömt im Allgemeinen wie durch Strömungspfeile F in 1 gezeigt. Somit strömt das Gas stromabwärts von dem Einlasselement 122 zu der Trägerposition und strömt im Allgemeinen radial nach außen über die obere Oberfläche 164 des Trägers 140 und der darin oder darauf gehaltenen Wafer 174. Das strömende Gas strömt nach außen jenseits der Peripherie des Waferträgers 140 und über den Ring 152, und strömt dann nach unten durch die Lücke 162 zwischen dem Ring 152 und der durch das Verschlusselement 118 definierten Wandoberfläche. Obwohl eine geringfügige Menge des Gases durch die kleinere Lücke 117 (2) nach unten strömen kann, beeinflusst diese geringe Menge die Strömungsdynamiken des Systems nicht wesentlich. Das Gas wandert stromabwärts in Richtung des Abgasverteilers 126, strömt durch die Abgasöffnungen 130 und in die innere Abgaspassage 128 und aus dem System 100 heraus über das Abgassystem 132.
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Wie am besten aus 2 ersichtlich ist, bildet das nach außen über die obere Oberfläche 164 des Waferträgers 140 und über die Oberflächen der Wafer 174 strömende Gas eine Grenzschicht B mit einer Dicke. Innerhalb dieser Grenzschicht B verlaufen die Gasflussströmungslinien nahezu parallel zur oberen Oberfläche 164 des Trägers 140, sodass die Grenzschicht B eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweist. Wenn sich das Gas jedoch der Lücke 162 nähert, konvergieren die Strömungslinien merklich in einem Bereich R und die Dicke der Grenzschicht B verringert sich merklich innerhalb dieses Bereichs R. Bestandteile von Wafern 174, die innerhalb des Bereichs R positioniert sind, werden aufgrund der verringerten Dicke der Grenzschicht B ungleichmäßigen Wachstumsraten ausgesetzt.
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In der in 2 gezeigten Ansicht befindet sich dieser Bereich R jedoch über dem Ring 152 und nicht über dem Waferträger 140. Daher behält die Grenzschicht im Wesentlichen über die gesamte obere Oberfläche 164 des Waferträgers 140 eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke. Dadurch wird eine im Wesentlichen gleichmäßige Reaktionsrate über den Oberflächen aller Wafer 174 bereitgestellt, selbst wenn die Wafer 174 unmittelbar neben oder in der Nähe der peripheren Oberfläche 166 des Trägers 140 angeordnet sind. Auf diese Weise stellt der Ring 152 eine Strömungsverlängerung dar, die den Gasstrom über den Träger 140 erweitert. Das Vorhandensein des Rings 152 ermöglicht ein Anordnen der Waferträgervertiefungen oder Bereiche näher zur Peripherie des Trägers 140 als ohne Ring. Somit erhöht der Ring 152 die Kapazität des Trägers 140. Dies führt wiederum zu einer Erhöhung des Durchsatzes des Systems 100, d.h., der Anzahl von Wafern, die pro Zeiteinheit bearbeitet werden können.
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Darüber hinaus unterstützt das Platzieren von Wafern 174 näher zur Peripherie des Trägers 140 die effiziente Nutzung der Behandlungsgase. Solche Gase sind typischerweise teure hochreine Materialien. Typischerweise wird die Menge eines jeden Gases so bestimmt, dass eine gleichbleibende Menge pro Flächeneinheit über der Gesamtfläche des Waferträgers bereitgestellt wird. Durch ein Anordnen von Wafern näher zur Peripherie des Trägers kann ein größerer Anteil der Fläche des Trägers mit Wafern bedeckt werden, und mehr Gas wird zur Behandlung von Wafern verwendet.
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Die 1 und 2 und die vorstehenden Erläuterungen gaben einen allgemeinen Überblick über ein Waferbearbeitungssystem 100 unter Verwendung einer Ringströmungsverlängerung in der Nähe des Waferträgers zur Erhöhung der Fläche der Grenzschicht mit im Wesentlichen gleichförmiger Dicke. Die nachfolgenden Figuren und Erläuterungen sind auf zahlreiche verschiedene Ausführungsbeispiele der Ringströmungsverlängerung gerichtet.
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In 3A ist eine Ringströmungsverlängerung 300A in Seitenschnittansicht in der Nähe eines Waferträgers 140 gezeigt. Ferner zeigt 3A das Heizelement 142 und die Trennwand 144.
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Die Ringströmungsverlängerung 300A weist einen Körper 302 mit einer in stromaufwärtiger Richtung zeigenden oberen Oberfläche 304 (wenn der Ring 300A in dem Waferbearbeitungssystem 100 positioniert ist), einer radial nach außen, weg von der mittleren Achse gerichteten äußeren peripheren Oberfläche 306 (wenn der Ring 300A in dem Waferbearbeitungssystem 100 positioniert ist), und eine radial nach innen zu der mittleren Achse gerichtete innere Oberfläche 308 (wenn der Ring 300A in dem Waferbearbeitungssystem 100 positioniert ist). Der Ring 300A weist auch eine der oberen Oberfläche 304 gegenüberliegende untere Oberfläche 309 auf. Die äußere periphere Oberfläche 306 weist einen oberen gerundeten Abschnitt 310 und einen unteren Abschnitt 312 auf, die an einem deutlich erkennbaren Verbindungspunkt aufeinander treffen, wobei der gerundete Abschnitt 310 durch einen Radius R definiert ist und sich über eine Distanz x ausgehend von der oberen Oberfläche 304 erstreckt. Die Breite des Rings 300A (von der inneren Oberfläche 308 zu der äußeren Oberfläche 306) weist eine sich aufgrund der im Allgemeinen geneigten Natur der äußeren peripheren Oberfläche 306 im Allgemeinen von der oberen Oberfläche 304 zu der unteren Oberfläche 309 verjüngende Form auf. In der Ausführungsform gemäß 3A ist die obere Oberfläche 304 im Wesentlichen eben, z.B. planar oder koplanar, zu der oberen oder stromaufwärtigen Oberfläche des Trägers 140.
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3B zeigt eine alternative Ringströmungsverlängerung 300B mit ähnlichen Merkmalen wie der Ring 300A. Die Ausführungsform gemäß 3B weist eine obere Oberfläche 304 auf, die im Wesentlichen eben, z.B. planar oder koplanar, zu der oberen oder stromaufwärtigen Oberfläche des Trägers 140 ist, wobei aber der gerundete Abschnitt 310 und der untere Abschnitt 312 einen glatten Übergang oder Verbindungspunkt aufweisen. In 3B weist die Ringströmungsverlängerung 300B eine obere Oberfläche 304, eine äußere periphere Oberfläche mit einem oberen gerundeten Abschnitt 310 und einem unteren Abschnitt 312, eine innere Oberfläche 308 und eine untere Oberfläche 309 auf. Der gerundete Abschnitt 310 ist durch einen Radius R definiert und erstreckt sich über eine Distanz x ausgehend von der oberen Oberfläche 304. Der untere Abschnitt 312 ist von dem gerundeten Abschnitt 310 zur unteren Oberfläche 309 geneigt, sodass der Ring 300B eine verjüngende Form aufweist.
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Eine weitere Ausführungsform einer Ringströmungsverlängerung ist in 3C als Ring 300C gezeigt. Ähnlich den Ringen 300A und 300B weist der Ring 300C eine obere Oberfläche 304, eine äußere periphere Oberfläche 306 mit einem oberen gerundeten Abschnitt 310 und einem unteren Abschnitt 312, eine innere Oberfläche 308 und eine der oberen Oberfläche 304 gegenüberliegende untere Oberfläche 309 auf. Der gerundete Abschnitt 310 ist durch einen Radius R definiert und erstreckt sich über eine Distanz x von dem obersten Abschnitt der oberen Oberfläche 304. Der untere Abschnitt 312 weist einen glatten Übergang von dem gerundeten Abschnitt 310 auf und verjüngt sich ausgehend von dem gerundeten Abschnitt 310 zu der unteren Oberfläche 309.
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Bei dem Ring 300C verläuft jedoch die obere Oberfläche 304 unter einem Winkel α gemessen von der Vertikalen, oder „α + 90°“ zur horizontalen oberen oder stromaufwärtigen Oberfläche des Trägers, mit aufwärts gerichteter Neigung in trägerabgewandter Richtung. Darüber hinaus kann die untere Oberfläche 309 unter einem Winkel verlaufen, der gegenüber der Vertikalen als Winkel β gemessen wird. 3C zeigt den Winkel β als 90°, oder horizontal, obwohl die untere Oberfläche 309 in anderen Ausführungsformen in trägerabgewandter Richtung aufwärts oder abwärts geneigt sein kann. Der Winkel β kann 20 bis 70° betragen, beispielsweise 30 bis 60°.
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Bei Ausführungsformen des Rings mit geneigter oberer Oberfläche, wie beispielsweise der Ring 300C, ist die dem Waferträger 140 am nächsten liegende Kante oder Ecke des Rings, bei der es sich um die durch die innere Oberfläche 308 und die obere Oberfläche 304 gebildete Ecke handelt, eben oder planar zu, oder im Wesentlichen eben oder planar zu, der oberen Oberfläche 164 des Waferträgers 140.
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Die 4A, 4B und 4C zeigen zusätzliche Ausführungsformen von Ringströmungsverlängerungen und die 5A, 5B bzw. 5C zeigen Modellierungen von Luftströmungen über und um den Ring und Orte mit sich ergebenden potenziellen Teilchenansammlungen.
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In 4A weist ein Ring 400A eine geneigte obere Oberfläche 404, eine äußere periphere Oberfläche 406 mit einem oberen gerundeten Abschnitt 410 und einem unteren Abschnitt 412, eine innere Oberfläche 408 und eine untere Oberfläche 409 auf. Im Gegensatz zu den in den 3A, 3B und 3C gezeigten Ringen weist der Ring 400A einen unteren Abschnitt 412 auf, der einen konkaven Übergang zwischen dem oberen gerundeten Abschnitt 410 umfasst, wobei der konkave Übergang durch einen Radius r, der beispielsweise ungefähr 0,05 bis ungefähr 0,35 Zoll beträgt, anstelle eines sich geradlinig verjüngenden Übergangs von dem gerundeten Abschnitt 410 zu dem unteren Abschnitt 412. Der gerundete Abschnitt 410 erstreckt sich über eine Distanz x von dem obersten Abschnitt der oberen Oberfläche 404 und verläuft über die Ecke der oberen Oberfläche 404 und/oder die Ecke der unteren Oberfläche 409 über eine Distanz y. Die Distanz x kann beispielsweise ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,5 oder 0,4 Zoll betragen, und die Distanz y kann beispielsweise ungefähr 0,05 bis ungefähr 0,3 Zoll betragen.
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5A zeigt den Luftstrom über und um den Ring 400A. Wie aus 5A hervorgeht, ist der Ring so positioniert, dass die durch die innere Oberfläche und die obere Oberfläche gebildete Ecke eben oder planar zu, oder im Wesentlichen eben oder planar zu, der oberen Oberfläche des Waferträgers ist. Die Modellierung zeigt, dass ein Bereich einer Rezirkulation in der Nähe des konkaven Bereichs in dem unteren Abschnitt 412 auftritt; dieser Bereich der Rezirkulation erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Teilchenansammlung.
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Ähnlich dem Ring 400A weist ein Ring 400B in 4B eine geneigte obere Oberfläche 404, eine äußere periphere Oberfläche 406 mit einem oberen gerundeten Abschnitt 410 und einem unteren Abschnitt 412, eine innere Oberfläche 408 und eine untere Oberfläche 409 auf, wobei sich der untere Abschnitt 412 in Richtung der unteren Oberfläche 409 verjüngt. Der Ring 400B weist einen glatten Übergang von dem gerundeten Abschnitt 410 zu dem unteren Abschnitt 412 ohne das konkave Merkmal des Rings 400A auf. Der gerundete Abschnitt 410 erstreckt sich über eine Distanz x von dem obersten Abschnitt der oberen Oberfläche 404 und erstreckt sich über die Ecke der oberen Oberfläche 404 und/oder die Ecke der unteren Oberfläche 409 über eine Distanz y. Die Distanz x kann beispielsweise ungefähr 0,3 bis ungefähr 0,7 Zoll betragen, und die Distanz y kann beispielsweise ungefähr 0,05 bis ungefähr 0,2 Zoll betragen.
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5B zeigt den Luftstrom über und um den Ring 400B. Die Modellierung zeigt, dass ein Bereich mit Rezirkulation in dem gerundeten Abschnitt in der Nähe der oberen Oberfläche 404 auftritt; dieser Bereich der Rezirkulation erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Teilchenansammlung.
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Ähnlich dem Ring 400B in 4B weist ein Ring 400C in 4C eine geneigte obere Oberfläche 404, eine äußere periphere Oberfläche 406 mit einem oberen gerundeten Abschnitt 410 und einem unteren Abschnitt 412, eine innere Oberfläche 408 und eine untere Oberfläche 409 auf. Der gerundete Abschnitt 410 erstreckt sich über eine Distanz x von dem obersten Abschnitt der oberen Oberfläche 404 und erstreckt sich über die Ecke der oberen Oberfläche 404 und/oder die Ecke der unteren Oberfläche 409 über eine Distanz y. Für diesen Ring 400C kann die Distanz x beispielsweise ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,5 oder 0,4 Zoll betragen, und die Distanz y kann beispielsweise ungefähr 0,05 bis ungefähr 0,25 Zoll betragen.
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5C zeigt den Luftstrom über und um den Ring 400C. Die Modellierung zeigt keinen erkennbaren Bereich einer Rezirkulation.
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Somit wurden verschiedene Querschnittsprofile von Ringströmungsverlängerungen beschrieben und gezeigt. Jede Ringströmungsverlängerung weist eine obere Oberfläche, eine äußere periphere Oberfläche mit einem oberen gerundeten Abschnitt und einem unteren Abschnitt, eine innere Oberfläche und eine untere Oberfläche auf. Die Ringströmungsverlängerung weist eine Gesamtbreite und eine Gesamtlänge oder Höhe auf.
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Die obere Oberfläche kann unter einem Winkel α geneigt sein, gemessen von der inneren Oberfläche des Rings, von 45 bis 90° (wobei 90° der Horizontalen entspricht), in anderen Ausführungsformen 60 bis 75°, wobei die Neigung in von dem Träger abwärts gerichteter Richtung aufwärts verläuft. Die untere Oberfläche kann horizontal verlaufen oder unter einem Winkel β, z.B. 20 bis 70°, z.B. 30 bis 60°.
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Der obere gerundete Abschnitt kann in einigen Ausführungsformen eine ziemlich „scharfe“ Krümmung aufweisen, die durch einen Radius von 0,1 bis 0,5 Zoll (ungefähr 2,5 bis ungefähr 12,5 mm) definiert ist, in anderen Ausführungsformen 0,2 bis 0,4 Zoll (ungefähr 5 bis ungefähr 10 mm). Der obere gerundete Abschnitt kann sich über eine Distanz (gemessen von der obersten Stelle der oberen Oberfläche des Rings) von 0,1 bis 1 Zoll (ungefähr 2,5 bis ungefähr 25 mm), erstrecken, in anderen Ausführungsformen 0,1 bis 0,5 Zoll (ungefähr 2,5 bis ungefähr 12,5 mm). Spezifische Beispiele von Längen des oberen gerundeten Abschnitts für die Ringe 400A, 400B und 400C wurden oben vorgestellt. Zusätzlich oder alternativ kann sich der obere gerundete Abschnitt über eine Distanz (gemessen von der obersten Stelle der oberen Oberfläche des Rings) erstrecken, die beispielsweise nicht größer ist als 20% der Gesamtlänge der äußeren peripheren Oberfläche, wie beispielsweise 5 bis 20% der Gesamtlänge, in anderen Ausführungsbeispielen 10% bis 15%.
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Der untere Abschnitt der äußeren peripheren Oberfläche kann linear sein oder eine konkave oder konvexe Krümmung aufweisen; jede Krümmung kann sich über die gesamte Länge des unteren Abschnitts oder lediglich über einen Teil des unteren Abschnitts erstrecken. Der untere Abschnitt stellt eine insgesamt verjüngende Form für den Ring von der oberen Oberfläche zu der unteren Oberfläche bereit.
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Wird die Ringströmungsverlängerung in einem System mit einem Waferträger betriebsmäßig installiert, so kann die obere Oberfläche im Wesentlichen ausgerichtet sein zu, koplanar mit, oder anderweitig eben mit der Oberseite des Trägers, oder kann bezüglich des Trägers geneigt sein, entweder weg vom oder zum Träger. Bei einer Installation in einem System mit einem Waferträger kann die Ecke, an der die innere Oberfläche und die obere Oberfläche aufeinandertreffen, im Wesentlichen ausgerichtet sein zu, koplanar mit, oder anderweitig eben mit der oberen Oberfläche des Trägers.
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Die 6 und 7 illustrieren grafisch den Vorteil des Bereitstellens einer Ringströmungsverlängerung mit gerundetem Abschnitt in der Nähe der oberen Oberfläche gegenüber einer solchen ohne gerundetem Abschnitt. 7 ist ein Teil der 6 in vergrößerter Darstellung zur Veranschaulichung von Einzelheiten. In diesen Figuren weist die „profilierte Strömungsverlängerung“ das in 3C gezeigte Profil mit einem gerundeten Abschnitt an seiner äußeren peripheren Oberfläche auf, wogegen die „flache Strömungsverlängerung“ ein flaches Profil an ihrer äußeren peripheren Oberfläche aufweist, ohne gerundeten Abschnitt und gesamter verjüngender Form. Die Ringströmungsverlängerungen wurden im System um einen Waferträger installiert.
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Sowohl in 6 als auch in 7 zeigen die Graphen die normalisierte Abscheiderate über dem Waferträger ausgehend von der Mitte des Trägers (am Radius = 0) in Richtung des Rands des Trägers und der benachbarten um den Träger positionierten Strömungsverlängerung. Die Figuren zeigen, dass die flache Strömungsverlängerung, gekennzeichnet durch die Kurven 601 und 701, einen größeren Anstieg der Abscheiderate an der Peripherie des Trägers aufweist, als die profilierte Strömungsverlängerung, gekennzeichnet durch die Kurven 602 und 702. Die große Spitze in der Kurve 601 ist unerwünscht, da sie eine ungleichmäßige Abscheidung auf den Wafern in der Nähe dieses Orts hervorruft. 7 enthält Linien (HC1, HC2, HC3), die die Peripherie des äußersten Wafers auf dem Träger für Anordnungen für eine Vielzahl von Waferträgern mit hoher Kapazität zur Aufnahme von 4-Zoll-Wafern darstellen; HC3 umfasste mehr Wafer auf dem Träger als HC2, das mehr Wafer umfasste als HC1. Obwohl beide Ringströmungsverlängerungen im Allgemeinen eine gleichmäßige Abscheiderate für alle Waferanordnungen aufwiesen, verringerte die profilierte Strömungsverlängerung (mit oberem gerundeten Abschnitt) das Potenzial für eine hohe Abscheideratenänderung in der Nähe der Peripherie und verringerte daher ungleichmäßige Abscheidungen und somit ungeeignete Wafer.
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Wie aus den 6 und 7 hervorgeht, führt somit eine profilierte Ringströmungsverlängerung (mit einem oberen gerundeten Abschnitt) zu einer besseren Wachstumsgleichmäßigkeit an der Waferträgerperipherie im Vergleich zu einer flachen Strömungsverlängerung ohne gerundeten Abschnitt an ihrer äußeren peripheren Oberfläche. Mit einer profilierten Ringströmungsverlängerung können gleichmäßige Bedingungen an allen Punkten auf den oberen Oberflächen der verschiedenen Wafer auf dem Waferträger einfacher erzielt werden als mit einer flachen Strömungsverlängerung. Schwankungen der Prozessbedingungen können zu unerwünschten Schwankungen in den Eigenschaften der erhaltenen Halbleitervorrichtungen führen, z.B. können Schwankungen in der Abscheiderate Schwankungen in der Dicke der abgeschiedenen Schichten hervorrufen, was wiederum zu ungleichmäßigen Eigenschaften der erhaltenen Vorrichtungen führen kann.
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Die vorstehende Beschreibung und Beispiele stellen eine vollständige Beschreibung des Prozesses und der Verwendung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung bereit. Die vorstehende Beschreibung stellt spezifische Ausführungsformen bereit. Es ist ersichtlich, dass andere Ausführungsformen denkbar sind und ohne Abweichen vom Umfang und Geist der vorliegenden Offenbarung realisiert werden können. Die vorstehende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in beschränkender Weise aufzufassen. Während die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist, kann eine Würdigung verschiedener Aspekte der Offenbarung anhand einer Diskussion der bereitgestellten Beispiele gewonnen werden.
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Sofern nicht anderweitig angegeben, sind alle Zahlen, die Merkmalsgrößen, Mengen und physikalische Eigenschaften angeben, so zu verstehen, als wären sie mit dem Zusatz „etwa“ modifiziert. Dementsprechend handelt es sich bei den angegebenen numerischen Parametern, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist, um Näherungen, die sich in Abhängigkeit der vom Fachmann bei der Verwendung der hier offenbarten Lehre gewünschten Eigenschaften ändern können.
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Sofern hier verwendet, umfassen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ Ausführungsformen mit mehreren Objekten, solange der Inhalt nicht eindeutig etwas anderes fordert. Sofern in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendet, wird der Begriff „oder“ im Allgemeinen im Sinne von „und/oder“ verwendet, sofern der Inhalt nicht eindeutig etwas anderes fordert.
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Räumlich bezogene Begriffe, wie etwa, aber nicht beschränkt darauf, „unterer“, „oberer“, „neben“, „unter“, „über“, „oben“, usw., sofern hier verwendet, werden benutzt zum Vereinfachen der Beschreibung, um räumliche Beziehungen zwischen einem Element(en) und einem anderen zu beschreiben. Solche räumlich bezogenen Begriffe umfassen verschiedene Orientierungen der Vorrichtung zusätzlich zu den speziellen in den Figuren gezeigten und hierin beschriebenen Orientierungen. Falls beispielsweise eine in den Figuren gezeigte Struktur umgedreht oder umgekippt ist, sind zuvor als unterhalb oder neben anderen Elementen beschriebene Abschnitte dann oberhalb oder über diesen anderen Elementen.
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Da viele Implementierungen der Erfindung ohne Abweichen vom Geist und Umfang der Erfindung realisiert werden können, liegt die Erfindung in den nachfolgend beigefügten Ansprüchen. Ferner können strukturelle Merkmale der verschiedenen Implementierungen kombiniert werden, ohne von den genannten Ansprüchen abzuweichen.
