TW202031925A - 調整或操作cvd反應器的方法 - Google Patents

調整或操作cvd反應器的方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202031925A
TW202031925A TW108132280A TW108132280A TW202031925A TW 202031925 A TW202031925 A TW 202031925A TW 108132280 A TW108132280 A TW 108132280A TW 108132280 A TW108132280 A TW 108132280A TW 202031925 A TW202031925 A TW 202031925A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
process chamber
temperature
center
heat sink
flushing gas
Prior art date
Application number
TW108132280A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI848001B (zh
Inventor
彼得 塞巴德 勞佛
Original Assignee
德商愛思強歐洲公司
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 德商愛思強歐洲公司 filed Critical 德商愛思強歐洲公司
Publication of TW202031925A publication Critical patent/TW202031925A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI848001B publication Critical patent/TWI848001B/zh

Links

Images

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
    • C23C16/46Chemical 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 heating the substrate
    • 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
    • C23C16/4411Cooling of the reaction chamber walls
    • 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
    • C23C16/46Chemical 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 heating the substrate
    • C23C16/463Cooling of the substrate
    • C23C16/466Cooling of the substrate using thermal contact gas
    • 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
    • C23C16/52Controlling or regulating the coating process

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)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本發明係有關於一種調整或操作CVD反應器之方法以及一種用於實施此方法之CVD反應器,其中,可在一或數個基板上沉積一或數個層。藉由加熱裝置(3)以加熱基座(2)。熱量係從基座(2)經由製程室(4)被傳送至製程室頂部(1),穿過製程室頂部(1)並且從製程室頂部(1)經由縫隙間隔空間(5)被傳送至散熱體(6)。至少在製程室(4)之中心(Z)周圍的兩個不同的方位角度位置上測量製程室頂部(1)之溫度。其測點或是區域(8、8'、8"、8''')與製程室(4)之中心(Z)隔開相同的徑向距離(R)。根據至少兩個溫度測量值以測量出平均值或差值。

Description

調整或操作CVD反應器的方法
本發明係有關於一種調整或操作CVD反應器之方法,藉由此方法,可在一或數個基板上沉積一或數個層,其中,藉由加熱裝置以加熱基座,熱量係從基座經由製程室被傳送至製程室頂部,穿過該製程室頂部並且從製程室頂部經由縫隙間隔空間被傳送至散熱體。
此外,本發明亦有關於一種用於實施該方法之裝置。
DE 10 2010 000 554 A1描述一種具有反應器殼體之MOCVD反應器,其反應器殼體中設有可被加熱裝置從下方加熱之基座。在基座之指向製程室的寬側表面上可放置基板,藉由將製程氣體導入製程室而為基板塗佈。製程室向上由製程室頂部限定。製程室頂部上方設有包含溫度調節通道的散熱體,用於排出從基座穿過製程室而被傳遞至製程室頂部之熱量。使用諸多導熱體以調節製程室頂部之溫度分佈,而該等導熱體具有指向製程室頂部的不平整表面。藉由此等措施,調節製程室內部之徑向溫度分佈。
具有從下方被加熱之基座及經冷卻之製程室頂部的CVD反應器,亦披露於DE 10 2007 009 145 A1及DE 10 2014 106 871 A1。
儘管採取了將製程室頂部溫度均勻化之措施,但通常 僅在一個點上確定製程室頂部之溫度。此點為隨機選定,故而,在此點上所測得之溫度係一有別於精確的平均溫度之隨機溫度。平均溫度被用來確定反應器中從基座到散熱體之真實能量流。其中,熱流可隨著製程室頂部與散熱體之間的縫隙間隔空間內之沖洗氣體之導熱性能的變化而變化。沖洗氣體由至少兩種氣體之混合物構成,該等氣體彼此間在導熱性能方面存在巨大差異,因此,根據兩種氣體之混合比,穿過製程室頂部與散熱體之間的縫隙間隔空間或存在於該縫隙間隔空間中之沖洗氣體,若非強導熱沖洗氣體,則是弱導熱沖洗氣體。
縫隙高度可能受諸部件之容差及變形影響而發生局部變化,其中,縫隙高度係指散熱體之指向製程室頂部的底面與製程室頂部之指向散熱體的頂面之間的距離。縫隙高度之此種局部變化致使製程室頂部之底面上形成局部不同的溫度。
此時,若根據隨機溫度訊號以調節沖洗氣體之組成,則縫隙高度之局部變化便會轉化為製程室頂部之表面平均溫度與額定值的偏差。若更換製程室頂部(維護)及/或散熱體(系統),便會產生新的容差或變形,進而致使縫隙高度發生別的局部變化,再進而產生表面平均溫度與額定值的其他偏差。
由於製程室中所進行的化學反應具有強烈的溫度相關性,故而,上述溫差會使製程室中出現不同的反應速度,使得製程室中的不同位置上,或者在兩個系統之間,在將一或數個層沉積於基板上時,存在不同的生長條件。其結果為:在不同層上沉積出不同品質的層,或者,不同的系統得到不同的生長結果,而此為不可取的。此外,DE10247921 A1、DE 102017105333 A1、DE 69620590 T2、US 2015/0218701 A1、US 2016/0282886 A1、JP 2013-251442 A及JP2017-190506 A亦屬於其先前技術。
本發明之目的在於消除先前技術之上述缺點,且特別是提供一些手段,以便更有說服力地確定製程室頂部溫度,進而能更準確地說明CVD反應器之能量平衡。
此目的係藉由申請專利範圍所給出之本發明而達成,其中,附屬項不僅為並列請求項之有益改良方案,亦為達成該目的之獨立解決方案。
首先且主要提出一種調整或操作CVD反應器之方法以及一種為此所使用之裝置。其中,調整時CVD反應器不帶基板運行或者僅帶著測試基板運行,而操作時CVD反應器則帶著基板運行。其中,藉由加熱裝置產生加熱能,特別是作為熱量被提供給基座。在以製程室中心為參照的至少兩個不同的方位(azimutal)角度位置上,且在與製程室中心隔開相同的徑向距離處,測量製程室頂部之溫度。其中,熱量可作為熱輻射由紅外線加熱器產生。亦可將熱量以感應方式從加熱裝置傳送至基座,其中,至少一部分熱量從基座穿過製程室及製程室頂部而被傳送至散熱體,在該處例如藉由冷卻手段以排出熱量。可藉由合適的沖洗氣體組成以調節、特別是改變穿過縫隙間隔空間之熱流。沖洗氣體例如係由氫氣與氮氣或另外兩種在熱導率方面有極大差異之氣體的混合物所構成,因此,藉由縫隙間隔空間中之沖洗氣體混合物的組成,可調節縫隙間隔空間之熱阻。設有氣體供應管線,藉由該氣體供應管線以將沖洗氣體混合物送入散熱體與製程室頂部之間形成沖洗氣體通道的縫隙間隔空間中。縫隙高度比製程室頂部之特徵性 橫向延伸長度(例如,製程室頂部之直徑)至少小100倍,較佳地小200倍。製程室頂部與散熱體之間的距離處於0.5mm至3mm範圍。根據本發明,此裝置具有至少兩個分別佈置於製程室之中心周圍之不同方位角度位置上的測量裝置,而該等測量裝置係被佈置成與製程室隔開相同的徑向距離,以便在與中心隔開相同徑向距離處的兩個不同角度位置上,測量至少兩個溫度。藉此,在第一測點處測量第一溫度且在第二測點處測量第二溫度,其中,該等測點與製程室之中心隔開相同的徑向距離,但相對於中心佈置於第一及第二角度位置上。為此,製程室且特別是其製程室頂部具有圓形輪廓。以製程室觀之,溫度測量裝置較佳係佈置於製程室頂部後面,因此,測量到的溫度係為表面溫度。具體上係為製程室頂部之指向散熱體的寬側表面之諸區域之表面溫度。該等區域可與邊緣隔開、鄰近於邊緣或直接位於邊緣上。此等區域較佳係鄰近於邊緣,使得,此等區域到例如呈圓形的製程室頂部之徑向外緣的距離,小於此等區域到製程室頂部之中心的距離。然而,該等區域亦可位於一區域中,而該區域與中心隔開的距離係與放置於基座上之基板與中心隔開的距離相等。在本發明之進一步方案中,係設置成使方位角度位置圍繞中心均勻分佈。在此情況下,相鄰的溫度測量區域或溫度測量裝置之角距始終相同。在本發明之較佳技術方案中,至少兩個溫度測量裝置為高溫計。高溫計可佈置於反應器殼體外部。亦可由散熱體所形成的反應器殼體頂部係具有通道,高溫計之光路則貫穿該通道,藉由該光路以在測量區域上測量製程室頂部之背面之表面溫度。可根據至少兩個溫度以求平均值。可根據至少兩個溫度以求差值。較佳為既求平均值,亦求差值。其平均值可被用來選擇沖洗氣體之組成。沖洗氣體係由至少兩種具有不同導熱性能之氣體構 成,該等氣體亦可為稀有氣體。可用的氣體組合例如有H2/N2或Ar/He或H2/Ar。其差值則可被用來對縫隙高度進行局部修正,例如,可將製程室頂部高度可調節地與反應器殼體連接。若兩個測得溫度之間的差值超過預設的閾值,便可對縫隙高度進行局部調節。藉此,改變縫隙間隔空間中之傳熱路徑長度,進而改變穿過縫隙間隔空間之熱流。然而,亦可以一或數個差值超過一或數個預設的額定值為緣由,更換製程室頂部或拒用新的製程室頂部,而該新的製程室頂部係已在維護CVD反應器時被換成了有缺陷(即,距離變化過大)的製程室頂部。在本發明的一個方案中,製程室頂部及散熱體之朝向彼此的寬側表面為平面,其中,可使用正好兩個溫度測量裝置,例如高溫計。此等兩個溫度測量裝置係圍繞中心錯開180度佈置。在此配置下,兩個沿直徑對置的部位上之朝向彼此之表面的傾斜,會產生最小縫隙高度及最大縫隙高度。在最小縫隙高度之區域內,製程室頂部溫度最低。在最大縫隙高度之區域內,製程室頂部溫度最高。在圍繞製程室之中心的圓弧線(該圓弧線同時為製程室頂部之中心)上,溫度分佈具有正弦特徵。因此,兩個沿直徑對置的測量區域佈置於哪個角度位置上,並無關緊要。在此等兩個區域上所測得的溫度之平均值,係為製程室頂部溫度之平均值。在本發明的一個方案中,係設置成設有數條沖洗氣體供應管線。該等沖洗氣體供應管線能以均勻的角分佈圍繞中心佈置。由此形成了縫隙間隔空間之若干個沿周向並置的區段,該等區段可用高導熱沖洗氣體與低導熱沖洗氣體所構成之獨特的沖洗氣體混合物加以沖洗。根據所測量到的溫度以調節沖洗氣體之兩種氣體的混合比。
1‧‧‧製程室頂部
1'‧‧‧(製程室頂部)(寬側)表面
2‧‧‧基座
3‧‧‧加熱裝置
4‧‧‧製程室
5‧‧‧縫隙間隔空間
6‧‧‧散熱體
6'‧‧‧(散熱體)表面;底面
7‧‧‧邊緣
8‧‧‧(溫度)(測量)區域/測點
8'‧‧‧(溫度)(測量)區域/測點
8"‧‧‧(溫度)(測量)區域/測點
8'''‧‧‧(溫度)(測量)區域/測點
9‧‧‧高溫計;溫度測量裝置
9'‧‧‧高溫計;溫度測量裝置
10‧‧‧測量通道
11‧‧‧光路
12‧‧‧保持件
13‧‧‧基板
14‧‧‧氣體入口
15‧‧‧氣體入口構件
16‧‧‧氣體出口
17‧‧‧殼體
18‧‧‧冷卻通道;溫度調節手段
19‧‧‧沖洗氣體供應管線
19'‧‧‧沖洗氣體供應管線
19"‧‧‧沖洗氣體供應管線
19'''‧‧‧沖洗氣體供應管線
h1‧‧‧(縫隙)高度
h2‧‧‧(縫隙)高度
R‧‧‧(徑向)距離
Z‧‧‧(製程室)中心
α‧‧‧角度/角距
圖1為CVD反應器之示意性剖面圖。
圖2以沿著圖1中II-II線所截取之剖切平面示出第一實施例之製程室頂部1的俯視圖,其基座2係位於製程室頂部下方,而第一實施例則設有正好兩個,在兩個對置的溫度測量區域8、8'上測量製程室頂部溫度的溫度測量裝置9、9'。
圖3為第二實施例之對應於圖2的視圖,而第二實施例係設有四個在四個相對於彼此分別錯開90度之角度α的溫度測量區域8、8'、8"、8'''上測量製程室頂部溫度的溫度測量裝置9。
圖4為第三實施例之對應於圖2的視圖。
下面參考所附圖式對本發明之實施例進行說明。圖式中所示出之CVD反應器係用於在佈置於基座2上之基板13上沉積由第三及第五主族元素所構成的層。在基座2之背離於加熱裝置3的一側上設有製程室,該製程室向上由製程室頂部1限定。製程室頂部1上方設有包含諸多冷卻通道18之散熱體6,液態冷卻劑係穿過該等冷卻通道。在製程室頂部1之指向散熱體6的寬側表面1'與散熱體6之底面6'之間,設有縫隙間隔空間5,其係受容差影響、或者受結構影響、或者受變形影響而可在兩個不同位置上具有不同的縫隙高度h1、h2
氣體入口構件15與製程室4連通,而由氣體入口14提供氣體,該氣體入口係位於製程室4或是製程室頂部1之中心Z處。製程室頂部1係為實質上呈圓盤形而由石墨、石英或合適金屬所構成之物件。製程室頂部1具有開口,其係位於中心Z處且被氣體入口14貫穿。
設有可將沖洗氣體送入製程室頂部1與散熱體6之間的 縫隙間隔空間5中的沖洗氣體供應管線19。沖洗氣體由至少兩種具有不同導熱性能之氣體的混合物所構成。其兩種氣體可為氮氣及氫氣。縫隙間隔空間5係根據氣體混合物佔優勢地由氮氣構成、抑或還是佔優勢地由氫氣構成,而分別具有不同的傳熱阻力,因而基於基座2與散熱體6之間高達數百度之溫差,可藉由沖洗氣體之組成以調節製程室頂部溫度之平均值。
數個基板13在基座2上圍繞中心Z呈圓形佈置。
為清楚起見,通常約為1mm之縫隙高度在圖1中被放大示出。在實施例中沿直徑對置的兩個縫隙高度h1及h2可不同於彼此。兩個縫隙高度h1及h2彼此不同,使得兩個位置上產生不同的製程室頂部溫度。由於製程室頂部溫度局部地影響製程室4內部之化學反應,因而可能形成局部不同的層品質。
為了補償此等不均勻性,原則上亦設置成為藉由圖中未示出的習知手段,以驅動基座2圍繞中心Z旋轉。
在散熱體6中之數個角度位置上設有測量通道10。在圖2所示之實施例中,在沿直徑對置的位置上設有兩個測量通道。在圖3所示之實施例中,總共設有四個分別具有90度之角距α的測量通道10。在圖中未示出之其他實施例中亦可採用其他配置,例如,設置測量通道之六重對稱。本發明之其他實施例具有圍繞中心Z非均勻分佈的測量通道10。
在圖2及圖3所示之實施例中,測量區域8、8'、8"、8'''位於基板13之徑向外側。然而,在圖中未示出之實施例中,區域8亦可位於兩個基板13之間或者位於基板上方。
每個測量通道10各對應一個溫度測量裝置9、9'、9"、 9''',其中,溫度測量裝置在此較佳為高溫計。高溫計9、9'、9"、9'''之光路11貫穿測量通道10。在溫度測量區域8上測量製程室頂部1之背離於製程室4的寬側表面之表面溫度。全部的溫度測量區域8、8'、8"、8'''皆與中心Z隔開相同的徑向距離R。以圖1所示之配置為例,若藉由高溫計9所測得之溫度低於藉由高溫計9'所測得之溫度,則表明了縫隙高度h1小於縫隙高度h2。藉由可具有調節可能性的保持件12,可修正製程室頂部1之傾斜位置。
然而,亦可容許不同的製程室頂部溫度之存在,因為,藉由基座2之旋轉,可消除不同製程室頂部溫度所引發的效應。在此情況下,藉由圖2中所示之配置,可極為精確地測定出平均的製程室溫度。表面6'、1'彼此間不平行,但分別為平面。出於對稱原因,兩個前述溫度測量區域8、8'、8"、8'''足以能測定出平均溫度,其中,製程室頂部1相對於散熱體6傾斜,相關的傾斜軸可在相對於兩個溫度測量區域8、8'、8"、8'''之間的連接線的x任意角度位置上延伸。
從兩個高溫計9、9'之測量值獲得的平均溫度,可被用來調節由兩種氣體組成之沖洗氣體的混合比。
藉由圖3所示之配置,可測定與製程室頂部之平面度之間的偏差。
在圖4所示之實施例中,區域8、8'、8"、8'''與中心Z隔開相同的徑向距離R,基板13亦與中心隔開同樣的徑向距離。
圖4示出關於沖洗氣體供應管線之進一步方案。設有四條圍繞中心Z沿周向均勻分佈之沖洗氣體供應管線19、19'、19"、19'''。沖洗氣體供應管線19、19'、19"、19'''與中心Z隔開,並且大致位於縫隙間隔空間5之徑向中心處。每條沖洗氣體供應管線19、19'、19"、 19'''可各提供由兩種基礎氣體所構成之沖洗氣體的一種獨特組成,其中,兩種基礎氣體在熱導率上有別於彼此。可使用前述氣體。根據在區域8、8'、8"、8'''中測量到的溫度以調節兩種基礎氣體之混合比,以便借此使製程室頂部1之溫度達到儘可能恆定的值。
前述實施方案係用於說明本申請案整體所包含之諸多發明,該等發明至少透過以下特徵組合分別獨立構成相對於先前技術之改良方案,其中,此等特徵組合中的兩個、數個或所有特徵組合亦可相互組合,即:
一種方法,其特徵在於:在製程室4之中心Z周圍的至少兩個不同的方位角度位置上,且在與製程室4之中心Z隔開相同的徑向距離R處,測量製程室頂部1之溫度。
一種方法,其特徵在於:諸多溫度係為指向散熱體6的寬側表面1'之諸多區域8之表面溫度,該等區域特別是鄰近於製程室頂部1之邊緣7,與該邊緣7隔開,特別是佈置於基板13之徑向距離區域內,特別是各藉由一個高溫計9、9'測量該等表面溫度。
一種方法,其特徵在於:諸方位角度位置係圍繞中心Z均勻分佈。
一種方法,其特徵在於:根據所測量到的諸多溫度以求平均值及/或至少一個差值。
一種方法,其特徵在於:使用其平均值以選擇縫隙間隔空間5中由至少兩種具有不同導熱性能之氣體所構成之沖洗氣體的組成,其中,設有一或數條沖洗氣體供應管線19、19'、19"、19''',其中,特別是數條沖洗氣體供應管線19、19'、19"、19'''在相對於中心Z之不同角度位置上較佳係圍繞中心Z沿周向均勻分佈,並且藉由諸沖洗氣 體供應管線19、19'、19"、19'''以提供其兩種氣體之不同混合物,其中,使用所測量到的諸多溫度以調節混合比。沖洗氣體供應管線19、19'、19"、19'''在此係沿周向規則地分佈,因此,可藉由縫隙間隔空間5分成數段而對熱導率進行個別的調節。
一種方法,其特徵在於:使用超過預設閾值的差值,以對縫隙間隔空間5之縫隙高度h1、h2進行局部修正,或者將其差值作為更換製程室頂部1之動因,而其縫隙高度係由散熱體6與製程室頂部1之間的距離所定義。
一種方法,其特徵在於:製程室頂部1之指向散熱體6的寬側表面1'及散熱體6之指向製程室頂部1的表面6'實質上為平面,並且使用正好兩個溫度測量裝置9、9',而該等溫度測量裝置係圍繞中心Z錯開180度之角度α佈置。
一種裝置,其特徵在於:設有至少兩個溫度測量裝置9、9',特別是高溫計,其係與製程室4之中心Z隔開相同徑向距離R而佈置在中心Z周圍的不同方位角度位置上,以便分別測量製程室頂部1之溫度。
一種裝置,其特徵在於:設有數條沖洗氣體供應管線19、19'、19"、19''',其係以較佳為均勻的角分佈圍繞中心Z佈置,其中,藉由諸多沖洗氣體供應管線19、19'、19"、19'''中之每一者,將與所測量到的溫度相關的沖洗氣體混合物送入縫隙間隔空間5。
一種裝置,其特徵在於:製程室頂部1之指向散熱體6的寬側表面1'及散熱體6之指向製程室頂部1的表面6'實質上為平面,並且使用正好兩個溫度測量裝置9、9',而該等溫度測量裝置係圍繞中心Z錯開180度之角度α佈置。
所有已揭露特徵(作為單項特徵或特徵組合)皆為發明本質所在。故,本申請案之揭露內容亦包含相關/所附優先權檔案(在先申請案副本)所揭露之全部內容,該等檔案所述特徵亦一併納入本申請案之申請專利範圍。附屬項係以其特徵對本發明針對先前技術之改良方案的特徵予以說明,其目的主要在於在該等請求項基礎上進行分案申請。每個請求項中所給出的發明可進一步具有前述說明中給出的、特別是以元件符號標示且/或在符號說明中給出的特徵中之一或數項。本發明亦有關於如下設計形式:前述說明中所述及之個別特徵不實現、而特別是對於具體用途而言為非必需的或者可被技術上具有相同功效的其他手段所替代之特徵。
1‧‧‧製程室頂部
1'‧‧‧(製程室頂部)(寬側)表面
2‧‧‧基座
3‧‧‧加熱裝置
4‧‧‧製程室
5‧‧‧縫隙間隔空間
6‧‧‧散熱體
6'‧‧‧(散熱體)表面;底面
7‧‧‧邊緣
8‧‧‧(溫度)(測量)區域/測點
9‧‧‧高溫計;溫度測量裝置
9'‧‧‧高溫計;溫度測量裝置
10‧‧‧測量通道
11‧‧‧光路
12‧‧‧保持件
13‧‧‧基板
14‧‧‧氣體入口
15‧‧‧氣體入口構件
16‧‧‧氣體出口
17‧‧‧殼體
18‧‧‧冷卻通道;溫度調節手段
19‧‧‧沖洗氣體供應管線
h1‧‧‧(縫隙)高度
h2‧‧‧(縫隙)高度
R‧‧‧(徑向)距離
Z‧‧‧(製程室)中心

Claims (13)

  1. 一種調整或操作CVD反應器之方法,藉由此方法可在一或數個基板上沉積一或數個層,其中,藉由一加熱裝置(3)以加熱一基座(2),熱量係從該基座(2)經由一製程室(4)被傳送至一製程室頂部(1),穿過該製程室頂部(1)並且從該製程室頂部(1)經由一縫隙間隔空間(5)被傳送至一散熱體(6),其特徵在於:
    在以該製程室(4)之中心(Z)為參照的至少兩個不同的方位角度位置上,且在與該製程室(4)之中心(Z)隔開相同的徑向距離(R)處,分別測量該製程室頂部(1)之溫度。
  2. 如請求項1之方法,其中,在該製程室頂部(1)之表面上的第一測點處測量該製程室頂部之表面的第一溫度,並且,在該製程室頂部(1)之表面上的第二測點處測量該製程室頂部(1)之表面的第二溫度,而其中,該第一及第二測點係鄰近該製程室頂部(1)之邊緣(7)且/或與該邊緣(7)隔開。
  3. 如請求項1之方法,其中,該等測點係對應於指向該散熱體(6)的寬側表面(1')上的諸多區域(8、8'、8"、8''')。
  4. 如請求項1之方法,其中,諸多區域(8、8'、8"、8''')係佈置於基板(13)到該中心(Z)之徑向距離之區域內。
  5. 如請求項4之方法,其中,各藉由一個高溫計(9、9')以測量該製程室頂部(1)之表面上的諸多溫度。
  6. 如請求項1之方法,其中,設有兩個或兩個以上的測點,且該等測點之方位角度位置係圍繞該中心(Z)均勻分佈。
  7. 如請求項1之方法,其中,根據諸多測量到的溫度求出一平均值及/或至少一個差值。
  8. 如請求項7之方法,其中,使用該平均值以選擇該縫隙間隔空間(5)中由至少兩種具有不同導熱性能之氣體所構成之沖洗氣體的組成,而其中,設有一或數條沖洗氣體供應管線(19、19'、19"、19'''),以及/或者,數條沖洗氣體供應管線(19、19'、19"、19''')在相對於該中心(Z)之不同角度位置上較佳係沿周向均勻分佈,並且藉由該等沖洗氣體供應管線(19、19'、19"、19''')以提供該兩種氣體之不同混合物,其中,使用所測量到的諸多溫度以調節混合比。
  9. 如請求項4中任一項之方法,其中,使用超過預設閾值的差值,以對該縫隙間隔空間(5)之縫隙高度(h1、h2)進行局部修正,或者將該差值作為更換該製程室頂部(1)之動因,而該縫隙高度係由該散熱體(6)與該製程室頂部(1)之間的距離所定義。
  10. 如請求項1之方法,其中,該製程室頂部(1)之指向該散熱體(6)的寬側表面(1')及該散熱體(6)之指向該製程室頂部(1)的表面(6')實質上為平面,並且使用正好兩個溫度測量裝置(9、9'),而該等溫度測量裝置係圍繞該中心(Z)錯開180度之角度(α)佈置。
  11. 一種用於實施請求項1至10中任一項之方法的裝置,包括可用一加熱裝置(3)加熱之一基座(2),包括與該基座(2)鄰接、且與平行於該基座(2)而延伸的製程室頂部(1)鄰接的一製程室(4),並且包括一散熱體(6),而該散熱體在空間上係被可用沖洗氣體加以沖洗之縫隙間隔空間(5)所隔開,其中,該散熱體(6)具有溫度調節手段(18),以便將該加熱裝置(3)所產生而經由該基座(2)、該製程室頂部(1)及該縫隙間隔空間(5)被傳送至該散熱體(6)的熱量排出,其特徵在於:
    設有至少兩個溫度測量裝置(9、9'),特別是高溫計,其係在諸測 點上分別測量該製程室頂部(1)之溫度,而該等測點係與該製程室(4)之中心(Z)隔開相同徑向距離(R)而佈置在該中心(Z)周圍的不同方位角度位置上。
  12. 如請求項11之裝置,其中,設有數條沖洗氣體供應管線(19、19'、19"、19'''),以及/或者,數條沖洗氣體供應管線(19、19'、19"、19''')以均勻的角分佈圍繞該中心(Z)佈置,而其中,藉由該等沖洗氣體供應管線(19、19'、19"、19''')中之每一者,將與所測量到的溫度相關的沖洗氣體混合物送入該縫隙間隔空間(5)。
  13. 如請求項11中任一項之裝置,其中,該製程室頂部(1)之指向該散熱體(6)的寬側表面(1')及該散熱體(6)之指向該製程室頂部(1)的表面(6')實質上為平面,並且使用正好兩個溫度測量裝置(9、9'),而該等溫度測量裝置係圍繞該中心(Z)錯開180度之角度(α)佈置。
TW108132280A 2018-09-07 2019-09-06 調整或操作cvd反應器的方法以及實施此方法的cvd反應器 TWI848001B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018121854.0A DE102018121854A1 (de) 2018-09-07 2018-09-07 Verfahren zum Einrichten oder zum Betrieb eines CVD-Reaktors
DE102018121854.0 2018-09-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202031925A true TW202031925A (zh) 2020-09-01
TWI848001B TWI848001B (zh) 2024-07-11

Family

ID=67909369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108132280A TWI848001B (zh) 2018-09-07 2019-09-06 調整或操作cvd反應器的方法以及實施此方法的cvd反應器

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11713505B2 (zh)
EP (1) EP3847293A2 (zh)
JP (1) JP7439056B2 (zh)
KR (1) KR20210049168A (zh)
CN (1) CN112969815B (zh)
DE (1) DE102018121854A1 (zh)
TW (1) TWI848001B (zh)
WO (1) WO2020048981A2 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018121854A1 (de) * 2018-09-07 2020-03-12 Aixtron Se Verfahren zum Einrichten oder zum Betrieb eines CVD-Reaktors
US11842907B2 (en) * 2020-07-08 2023-12-12 Applied Materials, Inc. Spot heating by moving a beam with horizontal rotary motion
CN115838917B (zh) * 2021-11-24 2024-09-17 无锡先为科技有限公司 成膜装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6095083A (en) * 1991-06-27 2000-08-01 Applied Materiels, Inc. Vacuum processing chamber having multi-mode access
ATE312955T1 (de) * 1996-05-21 2005-12-15 Applied Materials Inc Verfahren und vorrichtung zum regeln der temperatur einer reaktorwand
US6079874A (en) * 1998-02-05 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Temperature probes for measuring substrate temperature
US6188044B1 (en) * 1998-04-27 2001-02-13 Cvc Products, Inc. High-performance energy transfer system and method for thermal processing applications
US6492625B1 (en) * 2000-09-27 2002-12-10 Emcore Corporation Apparatus and method for controlling temperature uniformity of substrates
DE10056029A1 (de) * 2000-11-11 2002-05-16 Aixtron Ag Verfahren und Vorrichtung zur Temperatursteuerung der Oberflächentemperaturen von Substraten in einem CVD-Reaktor
DE10064942A1 (de) 2000-12-23 2002-07-04 Aixtron Ag Verfahren zum Abscheiden insbesondere kristalliner Schichten
UA81614C2 (ru) * 2001-11-07 2008-01-25 Карнеги Инститьюшн Ов Вашингтон Устройство для изготовления алмазов, узел удержания образца (варианты) и способ изготовления алмазов (варианты)
DE10247921A1 (de) * 2002-10-10 2004-04-22 Aixtron Ag Hydrid VPE Reaktor
US7396415B2 (en) * 2005-06-02 2008-07-08 Asm America, Inc. Apparatus and methods for isolating chemical vapor reactions at a substrate surface
DE102006018514A1 (de) * 2006-04-21 2007-10-25 Aixtron Ag Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung der Oberflächentemperatur eines Substrates in einer Prozesskammer
JP2008195995A (ja) 2007-02-09 2008-08-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 気相成長装置
DE102007009145A1 (de) 2007-02-24 2008-08-28 Aixtron Ag Vorrichtung zum Abscheiden kristalliner Schichten wahlweise mittels MOCVD oder HVPE
DE102010000554A1 (de) * 2009-03-16 2010-09-30 Aixtron Ag MOCVD-Reaktor mit einer örtlich verschieden an ein Wärmeableitorgan angekoppelten Deckenplatte
KR101383283B1 (ko) * 2009-11-02 2014-04-08 엘아이지에이디피 주식회사 화학기상증착장치 및 화학기상증착장치의 온도제어방법
US9034142B2 (en) * 2009-12-18 2015-05-19 Novellus Systems, Inc. Temperature controlled showerhead for high temperature operations
DE102010027168A1 (de) * 2010-07-14 2012-01-19 Leybold Optics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Plasmabehandlung flacher Substrate
DE102011053498A1 (de) * 2011-09-12 2013-03-14 Aixtron Se Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Verformung eines Substrates
DE102012101717A1 (de) * 2012-03-01 2013-09-05 Aixtron Se Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Oberflächentemperatur eines Suszeptors einer Substratbeschichtungseinrichtung
JP5940375B2 (ja) * 2012-06-01 2016-06-29 シャープ株式会社 気相成長装置および窒化物半導体発光素子の製造方法
JP6158025B2 (ja) * 2013-10-02 2017-07-05 株式会社ニューフレアテクノロジー 成膜装置及び成膜方法
WO2015073185A1 (en) * 2013-11-12 2015-05-21 Applied Materials, Inc. Pyrometer background elimination
DE102013114412A1 (de) * 2013-12-18 2015-06-18 Aixtron Se Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Temperatur in einer Prozesskammer eines CVD-Reaktors unter Verwendung zweier Temperatursensoreinrichtungen
DE102014106871A1 (de) 2014-05-15 2015-11-19 Aixtron Se Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden dünner Schichten auf einem Substrat und einer höhenverstellbaren Prozesskammer
US20160282886A1 (en) * 2015-03-27 2016-09-29 Applied Materials, Inc. Upper dome temperature closed loop control
JP2017190506A (ja) 2016-04-14 2017-10-19 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置および気相成長方法
DE102017105333A1 (de) * 2017-03-14 2018-09-20 Aixtron Se Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines Substrates
DE102018121854A1 (de) * 2018-09-07 2020-03-12 Aixtron Se Verfahren zum Einrichten oder zum Betrieb eines CVD-Reaktors
DE102019104433A1 (de) * 2019-02-21 2020-08-27 Aixtron Se CVD-Reaktor mit Mitteln zur lokalen Beeinflussung der Suszeptortemperatur

Also Published As

Publication number Publication date
CN112969815B (zh) 2024-04-30
WO2020048981A2 (de) 2020-03-12
US11713505B2 (en) 2023-08-01
JP7439056B2 (ja) 2024-02-27
TWI848001B (zh) 2024-07-11
KR20210049168A (ko) 2021-05-04
DE102018121854A1 (de) 2020-03-12
JP2021536530A (ja) 2021-12-27
EP3847293A2 (de) 2021-07-14
US20210310120A1 (en) 2021-10-07
CN112969815A (zh) 2021-06-15
WO2020048981A3 (de) 2020-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12002661B2 (en) Susceptor having cooling device
TWI848001B (zh) 調整或操作cvd反應器的方法以及實施此方法的cvd反應器
KR100435119B1 (ko) 매엽식처리장치
TWI414627B (zh) 控制反應室基板表面溫度之裝置及方法
TWI523974B (zh) A CVD reactor carried by a multi-zone air cushion, and a method of controlling the temperature of the surface temperature of the substrate base
US20230383408A1 (en) Methods for thermal treatment of substrates
KR101104017B1 (ko) 조절된 온도 균일성
US20120171377A1 (en) Wafer carrier with selective control of emissivity
US9194044B2 (en) Deposition apparatus and method
JP5446760B2 (ja) エピタキシャル成長方法
TWI641721B (zh) 發熱體、化學氣相沈積設備及化學氣相沈積設備的溫度控制方法
CN111066133B (zh) 用于改善热化学气相沉积(cvd)均匀性的设备和方法
US20060027165A1 (en) Heated gas box for PECVD applications
CN116324027A (zh) 具有可调温的进气区域的cvd反应器
US20090101633A1 (en) Reactor with small linear lamps for localized heat control and improved temperature uniformity
WO2021225047A1 (ja) 成膜装置およびプレート
JPH04233723A (ja) 可変分配率ガス流反応室
US5743956A (en) Method of producing single crystal thin film
US20130068164A1 (en) Heating unit and film-forming apparatus
KR20090058769A (ko) 화학 기상 증착 장치
JP2022528476A (ja) 成長中にウェハの平面性を提供する装置および方法
KR102632472B1 (ko) 기판 지지대 및 그를 포함하는 기판처리장치
TW202434757A (zh) 用於將SiC層沉積在基板上的方法及裝置
JPH01215792A (ja) 気相成長装置におけるウエハ加熱方法および装置