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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zuführung von zwei unterschiedlichen
Behandlungsgasen zu einer Behandlungskammer für Halbleiterwafer.
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Die
heutige Ausrüstung
für die
Halbleiterindustrie bewegt sich zur Einzelsubstratbehandlung hin,
da die Behandlungskammern kleiner ausgeführt werden können und
die Behandlung besser gesteuert werden kann. Man hat weiterhin moderne
Vakuumbehandlungssysteme für
Halbleiter entwickelt, um auf dem Substrat mehr als einen Behandlungsschritt auszuführen, ohne
das Substrat aus der Vakuumumgebung zu entfernen. Die Verwendung
solcher Vakuumsysteme führt
zu einer reduzierten Anzahl von Teilchen, die die Oberfläche des
Wafers während
der Behandlung verunreinigen, wodurch die Ausbeute der Vorrichtung
verbessert wird.
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Ein
typisches Beispiel für
eine moderne CVD-Behandlungsvorrichtung ist in 1 gezeigt. Der in dieser Figur gezeigte
Einzelsubstratreaktor 10 hat einen oberen Abschnitt 12,
Seitenwände 14 und einen
unteren Abschnitt 16, die zusammen eine Kammer 18 bilden,
in die ein Einzelsubstrat, beispielsweise ein Siliciumwafer 20,
geladen werden kann. Der Wafer 20 wird auf einem Suszeptor 22 angeordnet,
der von einem Antrieb 23 in Drehung versetzt werden kann,
um dem Wafer 20 eine über
der Zeit gemittelte Umgebung zu geben, die zylindersymmetrisch ist.
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In
der Kammer 18 ist ein Vorheizring 24 gehalten,
der den Suszeptor 22 umgibt. Der Wafer 20 und
der Vorheizring 24 werden durch Licht aus einer Vielzahl
von Lampen mit hoher Intensität
erhitzt, was schematisch bei 26 angezeigt ist, die außerhalb
des Reaktors 10 angeordnet sind. Der obere Abschnitt 12 und
der untere Abschnitt 16 werden gewöhnlich aus klarem Quarz gefertigt,
der für
Licht von den Lampen 26 durchlässig ist. Weil er für Licht
von sowohl sichtbaren als auch von IR-Frequenzen durchlässig ist,
er eine relativ hohe Strukturfestigkeit hat und in der Behandlungsumgebung
der Kammer chemisch stabil ist, wird zur Herstellung des oberen
Abschnitts 12 und des unteren Abschnitts 16 gewöhnlich Quarz verwendet.
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Während des
Abscheidungsprozesses wird dem Innenraum der Kammer 18 von
einer externen Quelle, die schematisch durch zwei Behälter 28 dargestellt
ist, Behandlungsgas (entweder als Reaktionsteilnehmer oder zur Dotierung)
zugeführt.
Das Gas strömt
aus der Gaszuführung 28 längs einer Gaszuführleitung 30 über eine
Gaseinlassöffnung 32 in
die Kammer 18. Aus der Öffnung 32 strömt das Gas über den
Vorheizring 24, wo es sich aufheizt, sowie über den
Suszeptor 22 und den Wafer 20 in Richtung der
Pfeile 34 für
die Evakuierung aus der Kammer 18 durch eine Abzugsöffnung 36.
Die Hauptform des Strömungsprofils
der Gase ist von der Gaseinlassöffnung 32 über den
Vorheizring 24 und den Wafer 20 bis zur Ausführöffnung 36 laminar,
auch wenn die Drehung des Wafers 26 und die thermischen
Gradienten, die durch die Wärme
aus den Lampen 26 verursacht werden, das Strömungsprofil
leicht beeinflussen.
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In
der oben beschriebenen CVD-Behandlungskammer kann eine Anzahl von
unterschiedlichen Behandlungen erfolgen. Jede Behandlung unterscheidet
sich abhängig
von dem gewünschten Endergebnis
und hat unterschiedliche zugeordnete Umstände.
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Bei
dem Polysilicium-Abscheidungsprozess werden gewöhnlich dotierte oder nicht
dotierte Siliciumschichten auf dem Wafer unter Verwendung von Prozessen
abgeschieden, wie die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) bei niedrigem
Druck. Bei diesem Verfahren werden ein Reaktionsteilnehmergasgemisch
einschließlich
einer Siliciumquelle (wie Silan, Disilan, Dichlorsilan, Trichlorsilan
oder Siliciumtetrachlorid) und wahlweise ein Dotiermittelgas (beispielsweise
Phosphin, Arsin oder Borethan) erwärmt und über den Wafer geführt, um
einen Siliciumfilm auf seiner Oberfläche abzuscheiden. In manchen
Fällen
wird auch ein einen Reaktionsteilnehmer bildendes Trägergas,
wie Wasserstoff, in die Behandlungskammer zusammen mit den Reaktionsteilnehmer-
und/oder Dotiergasen eingespritzt. Bei diesem Verfahren hängt die
Kristallart des abgeschiedenen Siliciums von der Abscheidungstemperatur
ab. Bei niedrigen Reaktionstemperaturen ist das abgeschiedene Silicium
tatsächlich
amorph. Wenn höhere
Abscheidungstemperaturen verwendet werden, wird ein Gemisch aus
amorphem Silicium und Polysilicium oder nur Polysilicium abgeschieden.
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Ein
Problem der dotierten Polysiliciumabscheidung besteht darin, dass
die Temperaturabhängigkeit
des Dotiermitteleinschlusses zur Temperaturabhängigkeit der Polysilicium-Abscheidungsrate
entgegengesetzt ist. Eine Einstellung der Temperatur zur Erzielung
einer Dickengleichförmigkeit
bei der Polysiliciumschicht erzeugt einen ungleichförmigen Dotiermitteleinschluss.
Das Dotiermittelgas wurde früher
in das Behandlungsgas eingeschlossen, bevor es in die Kammer eingespritzt
wurde. Deshalb gab es keine Steuerung des Dotiermittelgasstroms
unabhängig
von dem Strom des Siliciumspezies-Behandlungsgases.
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Bei
einem anderen Verfahren, dem Nitridabscheidungsverfahren, wird ein
Strom eines Reaktionsteilnehmergases, der ein Gemisch aus Ammoniak
(NH3) und irgendeiner der unterschiedlichen
Silanspezies ist, in die Kammer eingespritzt. Diese beiden Gase
reagieren bei Raumtemperatur und erzeugen kleine Kristalle. Bei
der in 1 gezeigten Anordnung
hat der gezeigte Gasspeicher 28 zwei Behälter, die
beide in eine einzige Zuführleitung 30 münden. Wenn
diese Behälter
Ammoniak bzw. Silan enthalten und sich die Leitung 30 auf
Raumtemperatur befinden würde,
würde sich
diese Reaktion ergeben und es würden
sich längs
der gesamten Erstreckung der Zuführungsleitung 30 und
in dem Verteiler 32 Teilchen bilden. Diese Teilchen sind
unerwünscht,
da sie eine Quelle für
eine Verunreinigung in der Kammer 18 sind, so dass ihr
Vorhandensein deshalb ausgeschlossen werden muss.
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Zusätzlich hat
sich gezeigt, dass einige Reaktionsteilnehmergase durch den Spalt
zwischen dem Vorheizring 24 und dem Suszeptor 22 hindurchgehen.
Dies führt
zu einer Abscheidung auf der Rückseite
des Suszeptors 22 und auf einigen anderen Bauelementen
im unteren Abschnitt der Kammer 18. Eine solche Abscheidung
ist sowohl eine Verschwendung als auch unerwünscht, da dadurch für ihr Entfernen
eine zusätzliche
Reinigung erforderlich wird.
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Die
US-A-4223048 offenbart eine Vorrichtung für die plasmaverstärkte chemische
Gasphasenbehandlung von Halbleiterwafern, die ein langgestrecktes
Rohr mit Stirnkappen aufweist. In der Vorrichtung für die chemische
Gasphasenbehandlung zu verwendende Gase werden an die Kammer durch Rohre
und Durchsatzregler angeschlossen. Diese Durchsatzregler beschicken
entsprechende Verteiler, die mit radial gerichteten Strömungskanälen verbunden
sind, die in diametral gegenüberliegender
Beziehung in einer der Stirnkappen angeordnet sind und in eine zentrale
Aussparung fördern,
die in der Stirnkappen ausgebildet ist, wo die gemischten Gase in
das Rohr strömen.
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Die
US-A-4982753 offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen, Ätzen und
Abbeizen von Wafern mit einem Mantel, einem Tisch in dem Mantel,
der eine Kassette von Wafern trägt,
und eine Sprühsäule mit
vielen Fluidkanälen
und Öffnungen,
die das Fluid schräg
gegen die Wafer richten. Die Sprühsäule hat Kanäle, die
ihrerseits jeweils mit zahlreichen Sätzen von ersten, zweiten und
dritten Öffnungen
verbunden sind. Der mit einer Öffnung
verbundene Kanal ist seinerseits mit einer Behandlungsmaterialquelle,
wie einer Säure,
verbunden. Die anderen Kanäle
sind ihrerseits an die anderen Öffnungen
angeschlossen, die über
Oszillatormechanismen mit einer Gasquelle, wie Stickstoff, verbunden
sind. In Betrieb strömt
das Behandlungsmaterial kontinuierlich durch die eine Öffnung,
und der Strom aus jeder der Öffnungen wechselt
sich in einer Ein-Aus-Weise ab, wobei das Mischen der Sprühsäule erfolgt.
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Die
EP-A-0473067 offenbart einen Waferbehandlungsreaktor mit einem Eingangsverteiler
zur Regulierung des Prozessgasstroms über einem zu behandelnden Wafer.
Der Gaszuführungsverteiler führt ein
Paar von unterschiedlichen Gasen zu, wobei einer der Gase aus einer
ersten Gasquelle zu einem ersten Rohr und ein zweites Gas aus einer
zweiten Gasquelle zu einem zweiten Rohr geführt wird. Jedes der beiden
Rohre teilt sich in sieben Rohre auf, von denen jedes an einem Satz
von Einlässen
zu einem unterschiedlichen Kanal der Gaseinlassöffnung vorgesehen ist. Das
Reaktionsteilnehmergas wird nur zum oberen Teil der Kammer geleitet.
In die untere Hälfte
der Kammer wird ein zusätzliches
Gas, beispielsweise Wasserstoff oder Stickstoff, eingespritzt, um
zu verhindern, dass Reaktionsteilnehmergas in diesen Teil der Kammer
strömt.
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Der
Gasstrom zu den Kanälen,
in denen das Mischen erfolgt, wird von Durchsatzreglern reguliert, um
die Mischung/Konzentration der Gase in den Kanälen festzulegen. Infolge des
Mischens in den Kanälen
könnten
sich Teilchen bilden, die das Verfahren nachteilig beeinflussen
würden.
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Deshalb
besteht ein Bedürfnis
für ein
System zur Zuführung
von Reaktionsteilnehmer-/Dotiermittelgasen zu einer Halbleiterbehandlungskammer, das
diese unterschiedlichen Probleme überwindet.
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Nach
der Erfindung wird ein Verfahren zum Zuführen von Reaktionsteilnehmergas
zu einer Substratbehandlungsvorrichtung bereitgestellt, die Wände mit
Innenflächen
hat, die eine Behandlungskammer begrenzen, die einen ein Substrat
tragenden Suszeptor aufnimmt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist,
ein erstes und ein zweites Reaktionsteilnehmergas, die längs eines
ersten bzw. zweiten Gaswegs zu der Behandlungsvorrichtung strömen, gesondert
zuzuführen
und das erste und das zweite Gas zu mischen und das gemischte Gas
zu dem Substrat strömen
zu lassen, wobei die Kammer durch den Suszeptor in einen oberen
und einen unteren Abschnitt unterteilt ist und der erste und zweite
Gasweg es ermöglicht,
dass das erste und zweite Reaktionsteilnehmergas jeweils in den
oberen Abschnitt und den unteren Abschnitt der Kammer strömen und
dass das zweite Reaktionsteilnehmergas aus der unteren zu der oberen
Kammer so strömt,
dass es sich erst mit dem ersten Reaktionsteilnehmergas im oberen Abschnitt
nahe an dem Substrat vermischt.
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Die
Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden zweifelsfrei
für den
Fachmann erkennbar, wenn er die folgende, ins Einzelne gehende Beschreibung
der bevorzugten Ausgestaltungen gelesen hat, die in den Figuren
der Zeichnungen dargestellt sind.
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In
den beiliegenden Zeichnungen ist/sind
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1 ein Querschnitt durch
eine CVD-Halbleiterwafer-Behandlungskammer nach dem Stand der Technik,
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2 ein Querschnitt durch
den Gaseinlassverteiler einer Ausgestaltung, die nur im Interesse des
Hintergrunds gezeigt wird,
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3 eine Draufsicht auf einen
Teil einer CVD-Behandlungskammer, die einige Bauteile des Verteilers
von 2 zeigt,
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4 eine auseinander gezogene
Ansicht, die einige der Bauteile des Verteilers von 2 zeigt,
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5(a) bis 5(e) Querschnitte von alternativen Ausgestaltungen
des in 2 gezeigten Verteilers,
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6 eine Ansicht ähnlich wie 1, die jedoch in Übereinstimmung
mit der Erfindung schematisch zeigt, wie Gase der Kammer zur Reduzierung der
Abscheidung an der Waferrückseite
zugeführt werden
können,
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7 eine Draufsicht ähnlich 6, die zeigt, wie der Verteiler
für unterschiedliche
Arten der Gaszuführung
unterteilt werden kann, und
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8 ein schematisches Ablaufdiagramm, das
zeigt, wie unterschiedliche Gasgemische reguliert und einer Epitaxialabscheidungskammer
zugeführt
werden können.
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2, 3 und 4 zeigen
einen insgesamt mit 100 bezeichneten verbesserten Gaseinlassverteiler. In 2 und 3 ist der Verteiler 100 als
an die Seitenwand 14 (gebildet von den oberen und unteren Klemmringen 40, 42 und
einem Basisring 44) einer Halbleiterbehandlungsvorrichtung
angeschlossen gezeigt.
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In
allen drei Figuren hat der Verteiler 100 eine Verbindungskappe 102,
eine Diffusorplatte 104 und eine Zwischenfläche 106.
In dem Verbindungsstück 102 und
in der Zwischenfläche 106 sind
ein oberer und unterer Fluidkanal 108, 110 ausgebildet. Wie
in 4 zu sehen ist, sind
diese oberen und unteren Fluidkanäle im Querschnitt abgeflacht.
Anderer seits hat die Diffusorplatte 104 eine obere und
eine untere Reihe von in ihr ausgebildeten kreisförmigen Löchern 112.
Wenn sich die Platte 104 in Position zwischen der Kappe 102 und
der Zwischenfläche 106 befindet,
entsprechen die oberen und unteren Reihen der Löcher 112 jeweils den
oberen und unteren Fluidkanälen 108, 110.
Die Funktion dieser Löcher wird
nachstehend beschrieben.
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Die
Verbindungsstückkappe 102 ist
mit einer Vielzahl von oberen und unteren Gasleitungen 114, 116 verbunden.
Diese Leitungen 114, 116 sind ihrerseits Teil
eines Gaszuführsystems
(nicht gezeigt) und dienen für
den Transport von Behandlungsgasen von einer Gasversorgung zu der
Kammer 18. Längs
der Innenwand der Kammer 18 ist ein kreisförmiger Quarzring 118 angeordnet.
In der Nähe
des Verteilers 100 hat der Quarzring in ihm ausgebildete
obere und untere Gaskanäle 120, 122.
Diese oberen und unteren Gaskanäle 120, 122 sind
fluchtend ausgerichtet und stehen direkt mit den Gaskanälen 108, 110 in Verbindung,
die in der Zwischenfläche 106 ausgebildet
sind. In dem Körper
des Quarzrings ist der untere Gaskanal 122 mit dem oberen
Gaskanal 120 mittels eines vertikal angeordneten Schlitzes 124 verbunden,
der in der Draufsicht einen Bogen bildet.
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In
Betrieb wird das Behandlungsgas dem Verteiler 100 über die
Leitungen 114, 116 zugeführt. Diese Gase werden getrennt
gehalten und strömen jeweils
längs der
oberen und unteren Leitung 108, 110. Wenn die
Gase aus einzelnen Gasleitungen 110, 116 der oberen
und unteren Leitung 108, 110 zugeführt werden,
stellen sich in der Verbindungsstückkappe 102 einzelne
Gasströme
ein, von denen jeder in Bezug zu einer der Leitungen 114, 116 steht.
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Diese
Gase sammeln sich an der Stromaufseite der Diffusorplatte 104 und
gehen durch die darin ausgebildeten Löcher 112 durch. Infolge
der Diffusorplatte sind die jeweils in der oberen und unteren Leitung 108, 110 aufgefundenen
Gasströme
gebrochen und bilden eine im Wesentlichen laminare Gasströmung in
der Zwischenfläche 106.
Wenn das Gas in der unteren Leitung 110 den Quarzring 118 erreicht, bewegt
es sich längs
des unteren Gaswegs 122 und den vertikal angeordneten Schlitz 120 hinauf,
um auf das Gas in der oberen Leitung 108 zu treffen und
sich damit zu vermischen. An dieser Stelle ist das Gas durch den
Quarzring 118 in bestimmtem Ausmaß erwärmt, der seinerseits durch
die Lampen erhitzt worden ist. Infolge dieser Anordnung ist das
Gas, bevor die Vermischung eintritt, vorgewärmt, und es bilden sich keine
unerwünschten
Kristalle. Diese Gasmischung kann sich dann in einem im Wesentlichen
laminaren Muster über
den Vorheizring 24, den Suszeptor 22 und den Wafer 20 zur
Abführung
durch den Auslass 36 bewegen.
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Wie
aus 3 und 4 zu sehen ist, hat die Zwischenfläche 106 eine
ebene Stromauffläche 130 und
eine gekrümmte
Stromabfläche 132.
Dadurch kann die Zwischenfläche 106 einen
Gasstromweg zwischen der flachen zugewandten Verbindungsstückkappe 102 und
der Diffusorplatte 104 einerseits und dem kreisförmigen Quarzring 118 andererseits bilden. 2 und 4 zeigen, dass die Diffusorplatte 104 in
eine Aussparung 134 passt, die in der Verbindungsstückkappe 102 ausgebildet
ist. Infolge dieser Ausgestaltung liegt die Zwischenfläche 106,
die gewöhnlich
aus Quarz hergestellt ist, sowohl an der Diffusorplatte 104 als
auch an der Verbindungsstückkappe 102 an.
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In 5a bis 5e sind unterschiedliche Ausführungen
von Kanälen,
die insgesamt mit 140 bezeichnet sind, gezeigt, die in
dem Quarzring 119 ausgebildet sind. Diese Kanäle 140 dienen
in etwa alle der gleichen Funktion wie die Kanäle 120, 122 von 2, wobei diese Figuren zur
Veranschaulichung einer Anzahl unterschiedlicher Ausführungen
von Kanälen
dienen, die verwendet werden können,
damit die Mischung von Gasen so nahe wie möglich an der Innenfläche des
Quarzrings 118 erfolgen kann. Abgesehen von den unterschiedlichen
Ausgestaltungen der Kanäle 140 sind
alle anderen in 5a bis 5e gezeigten Komponenten
identisch oder ähnlich
zu den entsprechenden, in 2 bis 4 gezeigten Komponenten.
Dementsprechend haben sie die gleichen Bezugszeichen.
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Der
in diesen 2 bis 5 gezeigte Einlassverteiler
bildet somit eine Lösung
für das
Problem des spontanen Reagierens von Gasen in den Zuführleitungen
und dem Einlassverteiler bei dem oben beschriebenen Nitridabscheidungsverfahren.
Natürlich können die
in diesen Figuren dargestellten Prinzipien bei anderen Verfahren
als das Nitridabscheidungsverfahren angewendet werden.
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Eine
Ausführungsform
des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung wird anhand von 6 veranschaulicht. Diese
Figur zeigt eine typische CVD-Abscheidungskammer, die insgesamt
mit 210 bezeichnet ist. Wie beim Stand der Technik, bei
dem die Abscheidungskammer 10 in 1 gezeigt ist, hat die Vorrichtung einen
oberen Abschnitt 12, Seitenwände 14 und einen unteren
Abschnitt 16, die zusammen eine Behandlungskammer 218 bilden.
Innerhalb der Kammer 218 wird ein Halbleiterwafer 20 auf
einem Suszeptor 22 gehalten. Ebenfalls gezeigt ist ein
den Suszeptor umgebender Vorheizring 24. Die Behandlungsgase
werden von unterschiedlichen Quellen (nicht gezeigt) aus in die
Kammer 218 mittels eines Einlassverteilers 232 eingeführt und
aus der Kammer mittels einer Auslassöffnung 36 abgeführt. Zur
Klarheit sind die Heizlampen und andere Bauteile der Vorrichtung
nicht erläutert.
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Wie
aus dieser Figur zu sehen ist, teilen der Vorheizring 24 und
der Suszeptor 22 die Kammer 218 in eine obere
Zone 218a und eine untere Zone 218b.
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Das
Verfahren der Erfindung kann dazu verwendet werden, der unerwünschten
Reaktion zwischen Ammoniak und Siliciumspeziesgasen bei dem Nitridabscheidungsprozess
entgegenzutreten. Dies kann durch Einspritzen jedes Gases aus einer
unterschiedlichen Quelle getrennt in den oberen oder unteren Abschnitt
der Kammer 218 durch den oberen und unteren Kanal 232a bzw. 232b erfolgen.
Das bedeutet, dass sich die Gase nicht mischen, bis sie sich voll
innerhalb der Kammer 218 befinden.
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Beispielsweise
kann das Siliciumspeziesgas in die obere Zone 218a eingespritzt
werden, während das
Gas auf Ammoniakbasis in die untere Zone 218b eingespritzt
werden kann. Wenn der in die untere Zone 218b eingeführte Ammoniak
einen etwas höheren
Druck als das in die obere Zone 218a eingeführte Siliciumspeziesgas
hat, strömt
das Ammoniakgas (in der durch die Pfeile 222 gezeigten
Richtung) aus der unteren Zone in die obere Zone über den
Schlitz zwischen dem Vorheizring 24 und dem Suszeptor 22 in die
Richtung der Pfeile 220. Dadurch werden sowohl das Ammoniakgas
als auch das Siliciumgas in der Kammer erhitzt, bevor sie in Kontakt
miteinander kommen. Außerdem
tritt ein Vermischen der Gase an dem Wafer oder in der Nähe des Wafers
ein, und eine unerwünschte
Teilchenbildung wird verringert.
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Die
in 6 gezeigte Ausgestaltung
hat auch den Vorteil, dass das sich durch den Schlitz zwischen dem
Vorheizring 24 und dem Suszeptor 22 bewegende
Gas Gase daran hindert, sich von der oberen Zone 218a in
die untere Zone 218b zu bewegen. Dies beschränkt die
Abscheidungsmenge, die sich auf der Rückseite des Suszeptors 22 und
den anderen Bauelementen der unteren Zone 218b der Behandlungsvorrichtung 210 einstellt.
Wichtig ist, die Abscheidung auf der Rückseite des Suszeptors einzuschränken, da
sie die Temperaturmessungen nachteilig beeinflussen kann (die gewöhnlich mittels externer
Pyrometer ausgeführt
werden), was wiederum die Behandlung des Wafers 20 nachteilig
beeinflusst. Die Abscheidung auf den anderen Bauelementen in der
unteren Zone 218b ist unerwünscht, da sie zu einer Teilchenerzeugung
führen
könnte,
wenn sie nicht entfernt wird. Zusätzlich tritt in dieser unteren
Zone 218b eine Überführung auf,
und eine merkliche Teilchenerzeugung könnte die sich bewegenden Teile
in dieser Zone nachteilig beeinträchtigen.
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Die
in 6 gezeigte Vorrichtung
kann auch dazu verwendet werden, das Problem (wie oben beschrieben)
zu reduzieren, das in Verbindung mit der Abscheidung von datiertem
Polysilicium steht. Wie ausgeführt
wurde, ist die Temperaturabhängigkeit des
Dotiermit teleinschlusses entgegengesetzt zur Temperaturabhängigkeit
der Polysiliciumabscheidungsrate. Die Vorrichtung hat die Flexibilität, das Dotiermittelgas
in die untere Zone 218b einzuführen, und ist in der Lage,
diesen Strom unabhängig
zu steuern. Dadurch kann eine zusätzliche und unabhängige Regulierquelle über den
Dotiermitteleinschluss erreicht werden.
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Die
anhand von 6 gezeigte
Ausgestaltung kann in Verbindung mit einem weiteren System zur Verbesserung
der Regulierung der unterschiedlichen Arten von Gasen verwendet
werden, die in die Behandlungskammer strömen, wie es in 7 und 8 gezeigt
ist. Diese Figuren zeigen nur das Zwischenflächenverbindungsstück 306,
Teile der Behandlungsvorrichtung, den Wafer 20, den Suszeptor 22, den
Vorheizring 24 und die Gasauslassöffnung 36. 7 zeigt nur den Teil des
Gaseinlassverteilers 332, der das Gas der oberen Zone der
Behandlungskammer zuführt,
während 8 schematisch ein Gassteuersystem
darstellt.
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Das
gezeigte Zwischenflächenverbindungsstück 306 wird
von einer zentralen Zone 308 und einer Außenzone 310 gebildet.
Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung, die weiterhin in 8 dargestellt ist, kann
die Zusammensetzung des Gases, das in die zentrale Zone 308 strömt, unabhängig von
der Zusammensetzung des Gases reguliert werden, das in die Außenzonen 310 strömt. Zusätzlich kann
der Gasdurchsatz zu jeder der beiden Hälften 308a, 308b der
zentralen Zone weiter unabhängig
voneinander reguliert werden. Dies ermöglicht zwei Steuerungsgrade
für das
Gasströmungssystem
zum Zweck der Steuerung der Zusammensetzung jeder auf dem Halbleiterwafer 20 abgeschiedenen
Schicht. Zusätzlich
bildet das Kammerheizsystem die dritte Steuervariable (d. h. Temperatur).
Wie früher
kann der Suszeptor 22 für
die Verbesserung der Gleichförmigkeit
der Abscheidung auf dem Wafer 20 gedreht werden.
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Aus
dem Diagramm von 8 ist
zu ersehen, dass ein Gas enthaltendes Silicium zusammen mit einem
Wasserstoffträgergas
der Kammer 318 aus Behältern 302, 304 mittels
unabhängiger
Massenstromregler 303, 305 zugeführt wird.
Dieses Gasgemisch strömt
durch zwei Balgdosierventile 311, 312, die als
variable Drosseln dienen und den Hauptstrom des Silicium tragenden
Gases zwischen der zentralen bzw. der Außenzone 308, 310 verteilen. Zusätzlich wird
ein Gas, das eine Dotiermittelquelle ist (beispielsweise in Wasserstoff
verdünntes
Borethan), aus dem Speicher 314 in zwei verschiedene Massenstromregler 316, 320 geführt und
dann der Siliciumquelle stromab von den Balgdosierventilen 311, 312 zugeteilt.
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Als
Folge dieser Ausgestaltung kann eine gesonderte Steuerung der Dotiermittelgaskonzentration
erreicht werden, das jeweils in die zentrale Zone und die äußere Zone 308 bzw. 310 strömt.