DE3634129A1 - Verfahren und reaktor zum chemischen aufdampfen - Google Patents

Verfahren und reaktor zum chemischen aufdampfen

Info

Publication number
DE3634129A1
DE3634129A1 DE19863634129 DE3634129A DE3634129A1 DE 3634129 A1 DE3634129 A1 DE 3634129A1 DE 19863634129 DE19863634129 DE 19863634129 DE 3634129 A DE3634129 A DE 3634129A DE 3634129 A1 DE3634129 A1 DE 3634129A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
reactor according
gas flow
heating
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19863634129
Other languages
English (en)
Inventor
Wayne Johnson
Peter Z Bulkeley
Mcdonald Robinson
Wiebe B Deboer
Gary W Read
John F Wengert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Epsilon LP
Original Assignee
Epsilon LP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epsilon LP filed Critical Epsilon LP
Publication of DE3634129A1 publication Critical patent/DE3634129A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/45565Shower nozzles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45519Inert gas curtains
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/48Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/481Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation by radiant heating of the substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das chemische Ablagern eines von einem Gas mitgeführten oder getragenen Materials auf ein festes Substrat, und insbesondere auf einen Reaktor für die chemische Dampfabscheidung oder das chemische Aufdampfen, der eine axiale Symmetrie aufweist.
Es ist bekannt, eine chemische Dampfabscheidung von Materialien, z. B. eine epitaxiale chemische Dampfabscheidung, dadurch herbeizuführen, daß ein Gas, das die Reaktionsstoffe enthält, über ein festes Substrat geleitet wird. Das Gas enthält das Material, das auf dem Substrat niedergeschlagen oder abgeschieden werden soll. Das feste Substrat muß im allgemeinen auf erhöhter Temperatur gehalten werden, damit die Reaktion mit der Oberfläche unterstützt und aufrechterhalten wird. Die Abscheidung kann typischerweise in einem Behälter durchgeführt werden, der die Gasströmung über ein Substrat hinweg, das auf einem nachstehend als Basis bezeichneten Suszeptor angeordnet worden ist, oder, typischer, über eine Vielzahl von Substraten auf einem Suszeptor hinweg, verursacht.
Bei den bekannten Reaktoren für das chemische Aufdampfen können verschiedene Probleme auftreten. Es ist typisch, daß die Abscheidereaktion mit dem Substrat Dampfabscheidungsmaterialien aus dem Gasfluß entfernt und zu einer Änderung der Konzentration des Reaktionsmittels in dem Gas führt. Da das Gas gezwungen wird, über ein Scheibensubstrat hinweg zu strömen, kann die Konzentrationsänderung zu einer ungleichmäßigen abgeschiedenen Schicht führen. Diese Ungleichförmigkeit von Abscheidungsschichten kann für eine Vielzahl von Substraten, aber auch über ein einzelnes Substrat hinweg auftreten. Darüber hinaus haben derzeit benutzte Systeme eine begrenzte Kapazität hinsichtlich der Schaffung einer gleichmäßigen Temperatur für eine Vielzahl von Substraten oder auch für ein einzelnes Substrat. Die Gleichförmigkeit der Temperatur wird typischerweise dadurch geschaffen, daß dem Substrat eine große thermische Masse zugeordnet ist. Die große thermische Masse und die damit verbundene thermische Trägheit können Ungleichförmigkeiten in der Temperaturverteilung des Substrats herabsetzen. Die große thermische Masse begrenzt jedoch die Geschwindigkeit, mit welcher das Substrat auf thermisches Gleichgewicht gebracht werden kann, und kann demzufolge einen nachteiligen Effekt auf die für die Bearbeitung der Substrate erforderliche Zeit haben. Die große thermische Masse kann daher direkt die Produktivität betreffen.
Des weiteren können die Reaktoren für chemisches Aufdampfen, die gegenwärtig für die epitaxiale Abscheidung benützt werden, eine Selbstdotierung ermöglichen, d. h. eine Dotierung des Abscheide- oder Niederschlagsmaterials, die von Dotiermittel herrührt, das von der entgegengesetzten Seite des typischerweise hoch dotierten Substrats abdampft. Bei den bekannten Reaktoren mußte große Sorgfalt auf die Abdichtung der entgegengesetzten Seite des Substrats angewendet werden, um die Autodotierung zu verhindern.
Es wurde versucht, die Produktivität von Reaktoren zum chemischen Aufdampfen dadurch zu erhöhen, daß die Reaktoren hinsichtlich ihrer Abmessungen vergrößert wurden, um mehr Substratmaterial aufnehmen zu können. Diese Vergrößerung führte zu einer erhöhten Verunreinigung des Substrats mit Partikeln. Die Partikelsubstanz stammte von unerwünschten Materialablagerungen an den Reaktorwänden, Ablagerungen, die sich von den Wänden lösen und in die Abscheidezone gelangen können.
Bei typischen chemischen Aufdampfsystemen können die Zusammensetzung des gasförmigen Materials, die Temperatur und die Selbstdotierung gesteuert werden, doch suchte man nach einer zusätzlichen Steuerung des Abscheide- oder Aufdampfprozesses.
Kürzlich wurde die Möglichkeit der Anwendung einer axial symmetrischen Gasströmung über jedes Substrat zur Schaffung eines zufriedenstellenderen chemischen Dampfabscheideprozesses untersucht. Mit der axial symmetrischen Strömung und passenden Randbedingungen ist eine gleichmäßigere Niederschlagsschicht zu erzielen. Die Abscheidung auf einer einzelnen Scheibe (wafer) erlaubt eine Flexibilität in der Methode des Erhitzens, womit Heiz- und Kühlzeiten herabgesetzt werden können. Der axial symmetrische Gasfluß hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Selbstdotierung, d. h. die unerwünschte Dotierung der abgeschiedenen oder niedergeschlagenen Schicht durch Atome aus dem hoch dotierten Substrat, vermindert werden kann. Hinzu kommt, daß es die axial symmetrische Gasströmung erlaubt, größere Substrate zu verwenden, was zu Einscheiben-Reaktoren führt. Die Einscheiben-Reaktoren zeigten die Tendenz, die Verunreinigung von Abscheideregionen auf dem Substrat mit Partikeln zu reduzieren.
Es bestand daher ein Bedürfnis für einen chemischen Aufdampf- oder Dampfabscheide-Reaktor, der sich der Vorteile einer axial symmetrischen Gasströmung bedienen und zusätzlich eine gleichmäßige Beheizung bewirken kann, so daß dem Substrat eine kleine thermische Masse zugeordnet werden kann.
Ein Ziel der Erfindung besteht daher darin, einen verbesserten Reaktor für die chemische Dampfabscheidung oder das chemische Aufdampfen zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Reaktor zum chemischen Aufdampfen für ein axial symmetrisches Substrat zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Prozess der chemischen Dampfabscheidung zu schaffen, der eine axial symmetrische Geometrie hat.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum gleichmäßigen Erhitzen eines Substrats mit Kreisgeometrie zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Reaktor für die chemische Dampfabscheidung zu schaffen, der eine Vorrichtung aufweist, die fähig ist, eine zusätzliche Steuerung des Abscheideprozesses herbeizuführen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Aufdampfreaktor zu schaffen, bei dem die Gasströmung, die das Reaktionsmaterial über das Substrat führt, eine aixale Symmetrie aufweist.
Die vorstehenden und weitere Ziele der Erfindung werden gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung erreicht, die eine kreisförmige Reaktionskammer für das chemische Aufdampfen von Materialien auf ein im wesentlichen kreisförmiges Substrat aufweist. Das kreisförmige Substrat wird auf einer Basis von einem Säulenfuß oder Ständer getragen. Gas, das das auf dem Substrat abzuscheidende Material führt, wird durch eine Vorrichtung, die in einem steuerbaren Abstand von dem Substrat angeordnet ist, mit im wesentlichen gleichförmiger Geschwindigkeit senkrecht gegen die Substratoberfläche gerichtet. Das Gas wird zu einem im wesentlichen axial symmetrischen Fluß über die Oberfläche des Substrats gezwungen. Für die Beheizung des Substrats und der zugehörigen Apparatur auf eine gleichmäßige Temperatur ist eine Strahlungs-Heizvorrichtung vorgesehen. Die von der Heizvorrichtung geschaffene gleichmäßige Temperatur läßt es zu, daß das Substrat und der zugehörige Apparat eine verhältnismäßig kleine thermische Masse haben. Die kleine thermische Masse erlaubt es, daß das thermische Gleichgewicht rasch für eine gewählte Substrattemperatur erreicht wird. Der das Substrat tragende Ständer kann zur weiteren Vergleichmäßigung der Temperatur und der Abscheidung gedreht werden. Zur Verringerung der Selbstdotierung der abgeschiedenen Schicht kann eine zusätzliche Gasströmung eingeführt werden.
Die vorstehenden und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich in näheren Einzelheiten aus der nachstehenden Erörterung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 die Kammern eines erfindungsgemäßen Dampfabscheidereaktors, schematisch in auseinandergezogener Anordnung dargestellt,
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht der Kammern des erfindungsgemäßen Dampfabscheidereaktors,
Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Reaktorkammer, die weitere Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsform wiedergibt, und
Fig. 4 eine Querschnittsansicht des säulenfußförmigen Ständers für die Schaffung einer zusätzlichen Gasströmung zum Vermindern der Selbstdotierung des auf dem Substrat niedergeschlagenen Materials.
Die Fig. 1 zeigt in auseinandergezogener perspektivischer schematischer Darstellung die Vorrichtung, die die Reaktorkammern für die chemische Dampfabscheidung oder das chemische Aufdampfen aufweist. Die Reaktorkammervorrichtung weist eine obere und eine untere Heizkammer 60 auf. Den beiden Heizkammern ist eine Vielzahl von Strahlungs- Heizelementen 50 zugeordnet. Die Heizelemente sind typischerweise langgestreckte Lampen, und die einzelnen Kammern können bei der bevorzugten Ausführungsform rechteckig sein. Selbstverständlich können auch andere Kammergeometrien zur Anwendung gelangen. Die Lampen sind durch Öffnungen in den Kammerwandungen hindurch eingesetzt und im wesentlichen parallel zu den anderen darin befindlichen Lampen sowie in einer Ebene parallel zu dem Substrat 10 angeordnet. Die obere und die untere Kammer sind im wesentlichen so angeordnet, daß sich die Lampenanordnung einer jeden Kammer unter einem rechten Winkel zu der anderen Lampenanordnung erstreckt. Das Substrat 10 und die zugehörige Aufnahmebasis 15 sind in dem Reaktor von einem säulenfußartigen Ständer 80 getragen. Das Gas 11, das die auf dem Substrat 10 abzuscheidenden Materialien mit sich führt, wird mittels einer Vorrichtung 70 in den Reaktor eingebracht. Die Vorrichtung 70 besteht im allgemeinen aus Quarz (damit die Wärmestrahlung durchgelassen wird) und weist eine Kammer auf, in die das Gas 11 eingeführt wird. Die Vorrichtung 70 hat eine der Substratoberfläche zugewendete und im wesentlichen parallel zu dieser ausgerichtete Oberfläche. Die Oberfläche weist eine Vielzahl von Öffnungen auf, die es ermöglichen, daß das Gas in einem im wesentlichen gleichförmigen Fluß zum Substrat hin austritt.
Die Fig. 2 zeigt den Reaktor für die chemische Dampfabscheidung im Querschnitt. Die Lampen 50 in den beiden Heizkammern 60 ergeben eine gleichmäßige Beheizung des Substrats 10 und der zugehörigen Basis 15. In Fig. 2 sind die Lampen 50 nicht in zueinander senkrechter Anordnung dargestellt, damit zwei Heizlampenanordnungen zu erkennen sind. Bei der unteren Heizlampenanordnung richten Parabol- Reflektoren die Strahlungsenergie zur Basis 15 und zum zugehörigen Substrat 10. Bei der oberen Kammer 60 in Fig. 2 sind den äußeren Heizlampen 50 Parabol-Reflektoren zugeordnet. Die inneren Heizlampen befinden sich vor einem ebenen Bereich 52. Der ebene Bereich und die Parabol-Reflektoren sind mit hochgradig reflektierendem Material überzogen, um die Strahlung auf die Substrat-Basis-Kombination zu richten. Die Substrat/Basis-Kombination wird von einem säulenfußartigen Ständer 80 getragen, und die Basis des Ständers erstreckt sich durch eine Heizkammer 60 (in Fig. 2 nicht dargestellt). Die Vorrichtung 70 zum Zuführen des das abzuscheidende Material enthaltenden Gases zum Substrat weist einen Einlaß für die Aufnahme des Gases 11 und eine Vielzahl von Öffnungen 74, die das Gas gleichförmig zum Substrat 10 hin richten, auf. Bei der im einzelnen nicht dargestellten Vorrichtung 90 handelt es sich um eine Vorrichtung zum Abziehen des Gases aus der Abscheidekammer in solcher Weise, daß die axiale Symmetrie des Gasflusses erhalten bleibt. Die Vorrichtung 90 kann eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, wobei die Hauptfunktion darin besteht, den Gasfluß zu steuern. Die Vorrichtung 90 schafft auch eine Wärmeverlustquelle, die die Gleichförmigkeit der Temperatur über die Substrat/Basis- Kombination hinweg beinhaltet. Die Fig. 3 zeigt eine detailliertere Ausführung der Reaktorkammer. Die Kammern 60 enthalten Lampen 50, die elektrisch und mechanisch durch Kupplungseinrichtungen 51 an die übrige Vorrichtung angeschlossen sind und denen ein reflektierender Bereich gemäß Fig. 2 zugeordnet sein kann. Die Vorrichtung 70 weist eine erste Materialplatte 72 und eine zweite Materialplatte 71 auf. Die Materialplatte 71 erstreckt sich im wesentlichen parallel zum Substrat 10 und ist mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen, die das Gas 11 zum Substrat hin richten. Das Substrat 10 ist von einem Ständer 80 getragen. Das Gas wird gezwungen, an einer Vielzahl von Leitplatten 91 vorbeizuströmen, um einen axial symmetrischen Fluß aufrechtzuerhalten. Das Substrat und der obere Teil des Ständers sind im wesentlichen von der Platte 71, der Platte 75 und Außenflächen 76 umschlossen, um den Gasfluß einzuschränken. Das Gas kann ebenfalls durch eine Vielzahl von Öffnungen aus der Einfassung abgezogen werden. Das Gehäuse 8 ist mit den Heizkammern 60 gekoppelt und weist eine zusätzliche, nicht dargestellte Vorrichtung für den Anschluß an die oberen und unteren Teile der Reaktorkomponenten und zum Tragen der inneren Einfassungsvorrichtung auf.
Die Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit zum Verhindern einer Selbstdotierung des Niederschlags oder der abgeschiedenen Schicht. Das Gas 11 fließt in axial symmetrischer Strömung auswärts zu den Kanten des Substrats 10. Das Substrat 10 ist mit Hilfe von Abstandshaltern 60 oberhalb der Basis 15 abgestützt. Die Basis ist mittels Zwischenstücken 81 und durch die vertikalen Wände des Ständers 80 über dem letzteren gehalten. Durch einen Kanal im Ständer 80 und durch eine Öffnung 83 in der Basis 15 strömt ein Gas 13 zu dem Raum zwischen der Basis und dem Substrat. Diese radial auswärts gerichtete Strömung führt in Verbindung mit der radial auswärts gerichteten Strömung des Trägergases 11 unerwünschte Dotieratome des Substrats vom Abscheideteil des Substrats weg.
Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform:
Der Aufbau des Reaktors zum chemischen Aufdampfen ist so getroffen, daß die vorteilhaften Wirkungen eines axial symmetrischen Flusses des Trägergases über ein Substrat ausgenützt werden. Diese Gestaltung des Gasflusses, die auch als Stagnationspunkt-Fluß bezeichnet wird, ergibt die Vorteile einer radialen Gleichförmigkeit der Konzentration der Abscheidematerialien in der Nähe des Substrats, einer radialen Gleichförmigkeit der Temperatur-Isothermen im Gas oberhalb der Substratoberfläche und einer radialen Gleichförmigkeit der Geschwindigkeiten der chemischen Reaktionen im Gas und auf der Substratoberfläche.
Die Vorrichtung 70, welche bei der bevorzugten Ausführungsform aus Materialplatten mit Öffnungen in der dem Substrat nächsten Platte bestehen kann, ergibt eine brauchbare Technik zum Einbringen der axial symmetrischen Gasströmung in die Kammer. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Öffnungen an den Ecken von gleichseitigen Dreiecken angeordnet. Es ist eine Vorrichtung, z. B. die Leitplatte 91 vorgesehen, die sicherstellt, daß das Abziehen des Trägergases den axial symmetrischen Gasfluß nicht merklich stört. Die Vorrichtung 70 ist typischerweise aus einem Material hergestellt, das fähig ist, einen großen Teil der Strahlung zu der Basis/Substrat-Kombination zu übertragen. In ähnlicher Weise sind die Heizkammern so ausgeführt, daß die axiale Symmetrie der Abscheidung unterstützt und eine gleichförmige Temperatur über dem Substrat aufrechterhalten wird. In den Heizkammern befinden sich eine Vielzahl von Lampen 50. Die Wände der Kammern 53 sowie der reflektierende Bereich 52 und die Parabol-Reflektoren 51 sind mit einem hochgradig reflektierenden Material überzogen, um den thermischen Wirkungsgrad zu begünstigen und den Bereich von virtuellen Wärmequellen zu vergrößern, die von dem resultierenden Substrat zu sehen sind. Unter Bezugnahme beispielsweise auf Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Kante des Substrats nicht der gleichen Strahlung ausgesetzt ist wie der übrige Teil des Substrats, und zwar mangels Heizquellen in der Richtung des Bereichs 90. Zur Kompensation dieser kühleren Umgebung können die äußersten Heizlampen mit zusätzlicher Leistung betrieben werden, wodurch die Strahlungsheizung in dem Bereich vergrößert wird. Zur Kompensation der größeren Wärmeverluste des äußeren Substratbereichs können auch die Stellungen der Heizelemente verändert werden, indem die äußersten Heizlampenanordnungen neigbar eingerichtet werden, oder die Heizkammern gut über das Substrat hinaus erstreckt werden. Die Seiten der Heizkammern können mit hochgradig reflektierendem Material versehen werden, was, vom Substrat aus gesehen, wegen der reflektierten Strahlung den Effekt zusätzlicher Wärmequellen ergibt. Um die sich aus der Verwendung von diskreten Heizquellen ergebende Struktur zu mildern, ist die Ausrichtung der Heizlampen bezüglich der Ausrichtung der Heizlampen in der anderen Kammer gedreht. Zur weiteren Herabsetzung einer verbleibenden thermischen Struktur kann der das Substrat tragende Ständer gedreht werden.
Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Gasströmung 13 zum Vermindern der Selbstdotierung eingesetzt werden kann. Die Gasströmungen der Gase 11 und 13 bewirken, daß Dotiermaterialien, die von der Unterseite des Substrats abgedampft sind, von der die Niederschlagsmaterialien empfangenden Substratoberfläche weggeführt werden. Der Ständer besteht typischerweise aus einem Material, das für einen großen Teil des Spektrums der Heizstrahlung transparent ist.
Eine dünnere Gestaltung oder Eliminierung der das Substrat tragenden Basis kann die Masse reduzieren, die zum Erreichen des thermischen Gleichgewichts aufgeheizt werden muß. Durch Verminderung der thermischen Masse können in einer gegebenen Zeit mehr Substrate behandelt und eine größere Produktivität erzielt werden.
Die Substrate können in passender Weise relativ zu der Platte, durch welche das Trägergas eingebracht wird, auf- oder abbewegt werden. Diese Flexibilität der Anordnung ergibt eine zusätzliche Steuerung der Abscheidekonditionen.
Eine weitere Ungleichförmigkeitsquelle ist das Strahlungsfeld, das die Basis/Substrat-Kombination aufgrund der Absorbtionscharakteristiken und der Temperatur der Vorrichtung 70, des Ständers und irgendwelcher anderer struktureller Teile, die zwischen den Strahlungsquellen und der Basis/Substrat-Kombination eingefügt werden müssen, empfindet. Es muß den sich im Strahlungsfeld ergebenden Strömungen Rechnung getragen werden, die sich aus dem Vorhandensein dieser Elemente ergeben, sowie dem sich aus der Absorbtion und Emission von Strahlung ergebenden thermischen Einfluß der strukturellen Teile.
An den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen können vielerlei Abwandlungen vorgenommen werden, ohne daß der Rahmen der Erfindung überschritten wird.

Claims (19)

1. Reaktor für die chemische Dampfabscheidung auf ein beheiztes Substrat, mit einer Substrateinrichtung, die eine kreisrunde Gestaltung hat, gekennzeichnet durch eine Heizvorrichtung zum gleichförmigen Aufheizen der Substrateinrichtung und eine Gasströmungseinrichtung zum Schaffen eines axial symmetrischen Gasflusses über die Substrateinrichtung hinweg.
2. Reaktor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Tragvorrichtung zum Tragen der Substrateinrichtung, wobei es die Tragvorrichtung ermöglicht, einen Abstand zwischen der Gasströmungseinrichtung und der Substrateinrichtung zu steuern.
3. Reaktor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trageinrichtung zum Tragen des Substrats, wobei die Tragvorrichtung fähig ist, das Substrat zu drehen.
4. Reaktor nach Anspurch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasströmungseinrichtung eine Vorrichtung aufweist, die das Gas mit gleichförmiger Geschwindigkeit senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats gerichtet einführt.
5. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung eine erste und eine zweite Kammer aufweist, wobei mindestens eine der Kammern eine Vielzahl von Heizlampen enthält.
6. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Innenwände der Kammern mit einem hochgradig reflektierenden Material überzogen ist.
7. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial symmetrische Gasströmung die Konfiguration einer Stagnationspunkt-Gasströmung ermöglicht.
8. Reaktor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kammer mit einer Vielzahl von Öffnungen, die im wesentlichen eine axiale Symmetrie bezüglich der Substrateinrichtung aufweisen und von dieser im wesentlichen gleich weit entfernt sind, wobei die Heizeinrichtung eine Vielzahl von Heizlampen aufweist, die eine im wesentlichen gleichmäßige Temperatur in der Substrateinrichtung herbeiführen, und wobei mindestens eine Öffnung im wesentlichen symmetrisch um einen Umfang der kreisförmigen Substrateinrichtung herum angeordnet ist.
9. Reaktor nach Anspurch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus einem Material gefertigt ist, das strahlungsdurchlässig ist.
10. Reaktor nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Öffnungseinrichtung unterhalb der Substrateinrichtung zum Einführen einer zweiten Gasströmung zu der Substrateinrichtung.
11. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizlampen oberhalb und/oder unterhalb der Substrateinrichtung angeordnet sind.
12. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrateinrichtung von einer Basis getragen ist.
13. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer und die mindestens eine Öffnung so gestaltet sind, daß eine Stagnationspunkt-Gasströmung geschaffen wird.
14. Reaktor nach Anspurch 8, gekennzeichnet durch eine erste Heizkammer, die auf einer ersten Seite der Substrateinrichtung angeordnet ist, und eine zweite Heizkammer, die auf einer zweiten Seite der Substrateinrichtung angeordnet ist, wobei die erste und die zweite Heizkammer eine Vielzahl von Heizlampen aufweisen und die Heizlampen der ersten Heizkammer im wesentlichen senkrecht zu den Heizlampen der zweiten Heizkammer angeordnet sind.
15. Reaktor nach Anspurch 8, gekennzeichnet durch Mittel zum Drehen der Substrateinrichtung.
16. Verfahren zur chemischen Dampfabscheidung unter Verwendung des Reaktors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gleichmäßiges Substrat gebildet wird, das Substrat gleichmäßig auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wird und an dem Substrat ein Gas vorbeigeleitet wird, wobei die Gasströmung eine axiale Symmetrie aufweist und das Gas Materialien zum Abscheiden auf dem Substrat enthält.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat gedreht wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Gasströmung eingebracht und an einer zweiten Oberfläche des Substrats vorbeigeführt wird, um die Selbstdotierung zu vermindern.
19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Vorbeileitens eines Gases das Erzeugen einer Stagnationspunkt-Gasströmung bezüglich des Substrats umfaßt.
DE19863634129 1985-10-07 1986-10-07 Verfahren und reaktor zum chemischen aufdampfen Withdrawn DE3634129A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US78473785A 1985-10-07 1985-10-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3634129A1 true DE3634129A1 (de) 1987-05-07

Family

ID=25133376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19863634129 Withdrawn DE3634129A1 (de) 1985-10-07 1986-10-07 Verfahren und reaktor zum chemischen aufdampfen

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS6289871A (de)
DE (1) DE3634129A1 (de)
GB (1) GB2181458A (de)
NL (1) NL8602356A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3741708A1 (de) * 1987-12-09 1989-06-22 Asea Brown Boveri Einrichtung zur materialabscheidung aus der gasphase

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8620273D0 (en) * 1986-08-20 1986-10-01 Gen Electric Co Plc Deposition of thin films
US5755886A (en) * 1986-12-19 1998-05-26 Applied Materials, Inc. Apparatus for preventing deposition gases from contacting a selected region of a substrate during deposition processing
US5000113A (en) * 1986-12-19 1991-03-19 Applied Materials, Inc. Thermal CVD/PECVD reactor and use for thermal chemical vapor deposition of silicon dioxide and in-situ multi-step planarized process
US5198034A (en) * 1987-03-31 1993-03-30 Epsilon Technology, Inc. Rotatable substrate supporting mechanism with temperature sensing device for use in chemical vapor deposition equipment
US4993355A (en) * 1987-03-31 1991-02-19 Epsilon Technology, Inc. Susceptor with temperature sensing device
US4821674A (en) * 1987-03-31 1989-04-18 Deboer Wiebe B Rotatable substrate supporting mechanism with temperature sensing device for use in chemical vapor deposition equipment
US4854263B1 (en) * 1987-08-14 1997-06-17 Applied Materials Inc Inlet manifold and methods for increasing gas dissociation and for PECVD of dielectric films
US5156820A (en) * 1989-05-15 1992-10-20 Rapro Technology, Inc. Reaction chamber with controlled radiant energy heating and distributed reactant flow
US4990374A (en) * 1989-11-28 1991-02-05 Cvd Incorporated Selective area chemical vapor deposition
CH687258A5 (de) * 1993-04-22 1996-10-31 Balzers Hochvakuum Gaseinlassanordnung.
US5975912A (en) 1994-06-03 1999-11-02 Materials Research Corporation Low temperature plasma-enhanced formation of integrated circuits
WO1995033866A1 (en) * 1994-06-03 1995-12-14 Materials Research Corporation Method and apparatus for producing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor
US5665640A (en) 1994-06-03 1997-09-09 Sony Corporation Method for producing titanium-containing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor
US5628829A (en) 1994-06-03 1997-05-13 Materials Research Corporation Method and apparatus for low temperature deposition of CVD and PECVD films
US6086680A (en) * 1995-08-22 2000-07-11 Asm America, Inc. Low-mass susceptor
WO1997009737A1 (en) 1995-09-01 1997-03-13 Advanced Semiconductor Materials America, Inc. Wafer support system
US6113702A (en) * 1995-09-01 2000-09-05 Asm America, Inc. Wafer support system
US7025831B1 (en) 1995-12-21 2006-04-11 Fsi International, Inc. Apparatus for surface conditioning
US6183565B1 (en) 1997-07-08 2001-02-06 Asm International N.V Method and apparatus for supporting a semiconductor wafer during processing
US5884412A (en) * 1996-07-24 1999-03-23 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for purging the back side of a substrate during chemical vapor processing
US5960555A (en) * 1996-07-24 1999-10-05 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for purging the back side of a substrate during chemical vapor processing
US6161500A (en) 1997-09-30 2000-12-19 Tokyo Electron Limited Apparatus and method for preventing the premature mixture of reactant gases in CVD and PECVD reactions
US6165273A (en) * 1997-10-21 2000-12-26 Fsi International Inc. Equipment for UV wafer heating and photochemistry
US6465374B1 (en) 1997-10-21 2002-10-15 Fsi International, Inc. Method of surface preparation
JP2001522142A (ja) 1997-11-03 2001-11-13 エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド 改良された低質量ウェハ支持システム
US6179924B1 (en) 1998-04-28 2001-01-30 Applied Materials, Inc. Heater for use in substrate processing apparatus to deposit tungsten
JP2002530859A (ja) * 1998-11-16 2002-09-17 エフエスアイ インターナショナル インコーポレイテッド Uvウェハ加熱および光化学作用のための装置
US6173673B1 (en) 1999-03-31 2001-01-16 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for insulating a high power RF electrode through which plasma discharge gases are injected into a processing chamber
US6149365A (en) * 1999-09-21 2000-11-21 Applied Komatsu Technology, Inc. Support frame for substrates
FR2815395B1 (fr) * 2000-10-13 2004-06-18 Joint Industrial Processors For Electronics Dispositif de chauffage rapide et uniforme d'un substrat par rayonnement infrarouge
US20030168174A1 (en) 2002-03-08 2003-09-11 Foree Michael Todd Gas cushion susceptor system
US6776849B2 (en) 2002-03-15 2004-08-17 Asm America, Inc. Wafer holder with peripheral lift ring
US6861321B2 (en) 2002-04-05 2005-03-01 Asm America, Inc. Method of loading a wafer onto a wafer holder to reduce thermal shock
JP4257576B2 (ja) * 2003-03-25 2009-04-22 ローム株式会社 成膜装置
CN100401474C (zh) * 2004-09-22 2008-07-09 旺宏电子股份有限公司 高密度等离子化学气相沉积方法及改善膜厚均匀性的方法
US8092606B2 (en) 2007-12-18 2012-01-10 Asm Genitech Korea Ltd. Deposition apparatus
US8801857B2 (en) 2008-10-31 2014-08-12 Asm America, Inc. Self-centering susceptor ring assembly
GB2478269A (en) * 2009-12-18 2011-09-07 Surrey Nanosystems Ltd Nanomaterials growth system and method
USD914620S1 (en) 2019-01-17 2021-03-30 Asm Ip Holding B.V. Vented susceptor
US11961756B2 (en) 2019-01-17 2024-04-16 Asm Ip Holding B.V. Vented susceptor
USD920936S1 (en) 2019-01-17 2021-06-01 Asm Ip Holding B.V. Higher temperature vented susceptor
US11404302B2 (en) 2019-05-22 2022-08-02 Asm Ip Holding B.V. Substrate susceptor using edge purging
US11764101B2 (en) 2019-10-24 2023-09-19 ASM IP Holding, B.V. Susceptor for semiconductor substrate processing
USD1031676S1 (en) 2020-12-04 2024-06-18 Asm Ip Holding B.V. Combined susceptor, support, and lift system
CN114959645B (zh) * 2021-08-03 2023-09-22 江苏汉印机电科技股份有限公司 基于SiC功率器件的高速大面积CVD设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB770955A (en) * 1954-04-09 1957-03-27 Ohio Commw Eng Co Improvements in the surface coating and impregnation of metal surfaces
GB1056430A (en) * 1962-11-13 1967-01-25 Texas Instruments Inc Epitaxial process and apparatus for semiconductors
DE1289833B (de) * 1964-12-29 1969-02-27 Siemens Ag Verfahren zum epitaktischen Abscheiden einer Halbleiterschicht
GB1291357A (en) * 1970-11-03 1972-10-04 Applied Materials Tech Improvements in or relating to radiation heated reactors
US3894164A (en) * 1973-03-15 1975-07-08 Rca Corp Chemical vapor deposition of luminescent films
US3874900A (en) * 1973-08-13 1975-04-01 Materials Technology Corp Article coated with titanium carbide and titanium nitride
JPS59207631A (ja) * 1983-05-11 1984-11-24 Semiconductor Res Found 光化学を用いたドライプロセス装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3741708A1 (de) * 1987-12-09 1989-06-22 Asea Brown Boveri Einrichtung zur materialabscheidung aus der gasphase

Also Published As

Publication number Publication date
GB2181458A (en) 1987-04-23
NL8602356A (nl) 1987-05-04
GB8623976D0 (en) 1986-11-12
JPS6289871A (ja) 1987-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3634129A1 (de) Verfahren und reaktor zum chemischen aufdampfen
DE3634131C2 (de) Vorrichtung zum Heizen oder Erwärmen eines scheibenförmigen Substrats
DE69007733T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur behandlung eines flachen, scheibenförmigen substrates unter niedrigem druck.
DE69119452T2 (de) Zwei Kuppeln aufweisender Reaktor zur Halbleiterbehandlung
DE3317349C2 (de)
DE60133628T2 (de) Vorrichtung zur schnellen und gleichmässigen heizung eines halbleitersubstrats durch infrarotstrahlung
DE112012001845T5 (de) Vorrichtung zum Abscheiden von Materialien auf einem Substrat
DE2750882A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum chemischen aufdampfen eines materials aus der dampfphase
EP1948845A1 (de) Cvd-reaktor mit gleitgelagertem suszeptorhalter
DE2110289B2 (de) Verfahren zum Niederschlagen von Halbleitermaterial und Vorrichtung zu seiner Durchführung
DE1621394A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erhitzen und/oder Beschichten von Werkstuecken
DE3540628C2 (de) Herstellen eines Epitaxiefilms durch chemische Dampfabscheidung
DE69304664T2 (de) Bearbeitungsvorrichtung von Substraten bei niedriger Temperatur
DE102008012333B4 (de) Vorrichtung zum thermischen Behandeln von scheibenförmigen Substraten
DE69116033T2 (de) Reaktor zur Behandlung von Halbleiterscheiben.
DE69836253T2 (de) Doppelfensterabgasanlage für waferplasmabearbeitungsvorrichtung
DE69022437T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur epitaktischen Abscheidung.
DE3634130A1 (de) Vorrichtung und verfahren fuer die chemische dampfabscheidung
EP2636054B1 (de) Vorrichtung zum behandeln von substraten
DE69831602T2 (de) Zweiseitige Shower-Head-Magnetron, Plasmaerzeugungsapparat und Substratbeschichtungsmethode
EP1127176A1 (de) Vorrichtung zum herstellen und bearbeiten von halbleitersubstraten
DE60312203T2 (de) Schnellheizender durch erzwungene konvektion gestützter ofen
DE69111540T2 (de) Vorrichtung zum Herstellen einer Schicht im Vacuum.
DE2536174B2 (de) Verfahren zum Herstellen von polykristallinen Siliciumschichten für Halbleiterbauelemente und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102020101066A1 (de) CVD-Reaktor mit doppelter Vorlaufzonenplatte

Legal Events

Date Code Title Description
8130 Withdrawal