TW202315973A - 頂反射器、半導體處理系統、及膜沉積方法 - Google Patents

頂反射器、半導體處理系統、及膜沉積方法 Download PDF

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Abstract

反射器包括佈置成與半導體處理系統之反應室重疊的反射器主體。反射器主體具有在反射器主體之第一縱緣與反射器主體之第二縱緣之間延伸的凹槽表面及反射表面，反射表面與凹槽表面間隔反射器主體的厚度。凹槽表面及反射表面界定延伸穿過反射器主體厚度的一個高溫計埠、二或多個細長狹槽及二或多個短縮狹槽。短縮狹槽數量上超過細長狹槽，以對著反應室將冷卻劑偏流發配向反射器主體的第二縱緣。亦描述在沉積膜至支撐於反應室內之基板期間冷卻反應室的冷卻套組、半導體處理系統及方法。

Description

用於在半導體處理系統中冷卻反應室的設備及方法
本揭露大致上係關於沉積膜至基板上。更特定言之，本揭露係關於在沉積膜至支撐於反應室中的基板期間，控制反應室內的壁溫。
膜通常沉積至基板上以製造半導體裝置，例如電力電子裝置（power electronics）及超大型積體電路（very large-scale integration circuits）。膜沉積一般係藉由將基板裝載至反應器內及加熱基板達想要的沉積溫度來實現，通常係使用熱耦接至反應器的加熱器。一旦基板經適當加熱，前驅物即流經反應器並流遍基板。當前驅物流遍基板時，膜沉積至基板上，一般係以對應於基板溫度的速率。可於膜沉積期間將冷卻劑提供至反應器的外部，使反應器壁溫維持低於前驅物沉積至反應器壁時所需溫度。通常，冷卻劑減緩前驅物沉積至反應器壁之内表面的速率，限制此類沉積因減小反應器壁的透射率而干擾反應器操作之傾向。
在一些沉積操作中，儘管反應器外部冷卻，膜仍可能沉積至反應器壁的内表面上。例如，一些反應器內的流動型態可包括反應器內流動相對較慢區域及相對較快區域，例如旋轉基板相對於前驅物流動的相對前進及後退邊緣，可能造成反應器壁之内表面的溫度變化。此等位置的局部升溫可能隨時間導致膜沉積於界定緩慢或渦流區域的反應器壁内表面。一旦形成，此類膜可能限制反應器壁的透射率，進一步提高反應器壁溫，及加速膜沉積至反應器的内表面。在具有長期或採取高沉積溫度的膜沉積操作中，例如在較厚磊晶層沉積期間，膜沉積於內壁表面可能導致污染及/或腔室在反應器壁失透化（devitrify）情況下故障。
在膜沉積操作期間，存在各種對策來管理膜沉積至反應器壁的内表面。例如，可中斷基板連續通過反應器進行膜沉積，以移除已沉積至反應器壁之内表面的膜，例如藉由在膜沉積操作之間使蝕刻劑流過反應器。需要較長沉積時間的沉積操作可分成二或多個沉積事件。將沉積操作分成二或多個沉積事件容許在第一沉積事件之後移除基板、將基板移出反應器使累積膜得以自反應器壁的内表面移除，及將基板送回反應器供後續沉積事件進行。
此類系統及方法通常被認為可用於其擬定目的。然而，本領域仍需要改善反應室冷卻、半導體處理系統及冷卻反應室的方法。本揭露提供此需求的解決方案。
提供一種反射器。反射器包括反射器主體，其佈置以與半導體處理系統的反應室重疊。反射器主體具有在反射器主體之第一縱緣與反射器主體之第二縱緣之間延伸的凹槽表面及反射表面，反射表面與凹槽表面間隔反射器主體的厚度。凹槽表面及反射表面界定延伸穿過反射器主體厚度的一個高溫計埠（pyrometer port）、二或多個細長狹槽（elongated slots）及二或多個短縮狹槽（shortened slots）。短縮狹槽數量上超過細長狹槽，以對著反應室將冷卻劑偏流（bias）發配（issue）向反射器主體的第二縱緣。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括短縮狹槽具有短縮狹槽長度，細長狹槽可具有細長狹槽長度，且短縮狹槽長度可介於細長狹槽長度的約10%與約60%之間。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括二或多個短縮狹槽界定三或多個不等短縮狹槽長度。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括細長狹槽中之一或多者將二或多個短縮狹槽與高溫計埠分開。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括細長狹槽中之一或多者將二或多個短縮狹槽與反射器主體的側緣分開。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括二或多個短縮狹槽之第一者與二或多個短縮狹槽之第二者縱向重疊。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括二或多個短縮狹槽之第一者縱向偏離二或多個短縮狹槽之第二者。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括二或多個短縮狹槽中之至少一者與高溫計埠縱向重疊。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括短縮狹槽之第一者側向偏離短縮狹槽之第二者。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括凹槽表面界定彼此平行延伸的二或多個擴充凹槽。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括細長狹槽中之二或多者平行於二或多個擴充凹槽。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括二或多個短縮狹槽平行於二或多個擴充凹槽。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括反射表面具有反射塗層。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括反射塗層包括金。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括耦接反射塗層與反射器主體的中間層。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括中間層包括鎳。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括二或多個短縮狹槽之第一者與二或多個短縮狹槽之第二者係由二或多個擴充凹槽中之一或多者隔開。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括二或多個短縮狹槽中之一或多者與高溫計埠係由二或多個擴充凹槽隔開。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括反射表面包括彼此平行延伸的二或多個凹面部分。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括二或多個凹面部分在反射器主體之第一側緣與第二側緣之間界定凹面輪廓。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括二或多個短縮狹槽之第一者延伸穿過二凹面部分之第一者，且二或多個短縮狹槽之第二者可延伸穿過二或多個凹表面部分之第二者。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括二或多個短縮狹槽之第一者與二或多個短縮狹槽之第二者係由二或多個凹面部分中之一或多者隔開。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括高溫計埠為第一高溫計埠，且凹槽表面及反射器表面界定延伸穿過反射器主體厚度的第二高溫計埠。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括二或多個短縮狹槽中之一或多者與第一高溫計埠和第二高溫計埠縱向重疊。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他實例可包括短縮狹槽中之二或多者縱向偏離第二高溫計埠。
提供一種冷卻套組。冷卻套組包括如上文所描述之頂反射器、注入端側反射器及排放端側反射器。注入端側反射器具有百葉（louvered）部分。排放端側反射器及注入端側反射器彼此實質等高。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他冷卻套組實例可包括冷卻套組可佈置使橫越頂反射器與注入端側反射器間的壓差維持小於約20托耳、或小於約15托耳、或小於約10托耳、或介於約2托耳與約12托耳之間。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他冷卻套組實例可包括冷卻套組佈置使反應室頂壁之内表面的尖峰溫度維持低於約攝氏850度、或低於約攝氏800度、或低於約攝氏750度、或低於約攝氏700度、或低於約攝氏650度、或低於約攝氏600度、或介於約攝氏400度與約攝氏600度之間。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他冷卻套組實例可包括具有額定值介於約100標準立方英呎每分鐘（standard cubic feet minute，SCFM）與約10標準立方英呎每分鐘之間、或介於約80標準立方英呎每分鐘與約20標準立方英呎每分鐘之間、或介於約60標準立方英呎每分鐘與約40標準立方英呎每分鐘之間的風箱（blower）。
提供一種半導體處理系統。半導體處理系統包括反應室、基座、加熱器元件及如上文所描述之反射器。基座係支撐於反應室的內部內。加熱器元件支撐於反應室上方。反射器支撐於反應室上方，使之由反射器主體的反射表面及反應室之頂壁輻射耦接至基座。
提供一種膜沉積方法。方法包括在支撐於反應室上方的頂反射器接收冷卻劑，及使冷卻劑流過延伸穿過頂反射器的複數個細長狹槽及複數個短縮狹槽。冷卻劑係利用複數個細長狹槽及複數個短縮狹槽分配遍及反應室的外部，及利用複數個短縮狹槽使冷卻劑偏流分配遍及反應室的外部。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他方法實例可包括複數個短縮狹槽將冷卻劑偏流分配向反應室的注入端。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他方法實例可包括複數個短縮狹槽將冷卻劑偏流分配向反應室的排放端。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他方法實例可包括沉積膜進一步包含當前驅物流遍基板時，使基板相對於前驅物流遍基板旋轉，複數個短縮狹槽將冷卻劑偏流分配向基板的前進部分（advancing portion）。
除了上述之一或多個特徵，或作為替代例，其他方法實例可包括沉積膜進一步包含當前驅物流遍基板時，旋轉基板，且相對於前驅物流遍基板，複數個短縮狹槽將冷卻劑偏流分配向基板的後退部分（retreating portion）。
提供本揭露內容來以簡化形式介紹一系列概念。在以下本揭露的實例之實施方式中進一步詳細描述此等概念。本揭露內容不意欲鑑別所主張申請標的之關鍵特徵或基本特徵，亦不意欲用以限制所主張申請標的之範疇。
現將參考附圖，其中相似元件符號鑑別本標的揭露之類似結構特徵或態樣。為了解釋及繪示之目的而非限制，根據本揭露之具有冷卻套組之半導體處理系統實例的部分視圖示出於第1圖，且以元件符號100統稱。其他示例頂反射器、冷卻套組及半導體處理系統或其態樣提供於第2圖至第21圖，如將所描述者。本文所描述之系統及方法可用於在利用化學氣相沉積（chemical vapor deposition，CVD）技術將膜沉積至基板期間控制反應室內壁表面的溫度，例如用於諸如絕緣閘極雙極電晶體裝置之電力電子裝置（insulated gate bipolar transistor devices）的厚磊晶膜，然本揭露一般不限於電力電子裝置或厚磊晶膜。
參照第1圖，示出半導體處理系統100。半導體處理系統100包括反應室102、注入凸緣104、排放歧管106及加熱器元件108。半導體處理系統100亦包括第一前驅物源110、一或多個第二前驅物源112、吹掃/載氣源114及鹵化物源116。如本文所顯示及所描述，半導體處理系統100更包括基座118、基座支撐構件120、軸桿122及驅動模組124。雖然顯示及描述反應室102的特定佈置排列，例如冷壁錯流型反應室（cold wall crossflow-type reaction chamber），但應理解並明瞭，具有其他反應室類型的半導體處理系統亦可自本揭露受益。
反應室102具有注入端126、相對排放端128及內部130。反應室102之内部130係以在反應室102之注入端126與排放端128之間延伸的頂壁132、在頂壁132下方且在反應室102之注入端126與排放端128之間延伸的底壁134、互相耦接頂壁132之側緣與底壁134的第一側壁136（示於第4圖）及互相耦接頂壁132之相對側緣與底壁134的側向相對第二側壁138（示於第4圖）為界。在某些實例中，反應室102可由透明材料140形成，例如，可透射加熱器元件108所發射之電磁輻射的玻璃材料，使得支撐於反應室102內的基板10可用外部設置之加熱器元件108或加熱器元件陣列加熱（示於第8圖）。根據某些實例，反應室102可由石英形成。根據某些實例，反應室102可具有自壁面向外延伸且在反應室102周圍的凸條，以提供反應室102結構支撐及/或容許反應室102之内部130相對於反應室102外面環境維持呈相對低壓。
基座118佈置在反應室102的内部130內，且由基座支撐構件120支撐。可設想基座118係沿旋轉軸144佈置，覆蓋基座支撐構件120，及固定為相對於基座支撐構件120旋轉。基座支撐構件120固定為相對於軸桿122旋轉。軸桿122繼而支撐繞著旋轉軸144旋轉R，延伸穿過反應室102的底壁134，及將基座118與基座支撐構件120耦接至驅動模組124。驅動模組124藉由軸桿122及基座支撐構件120操作性連接至基座118，且配置以在沉積膜12至基板10期間透過軸桿122及基座支撐構件120，使基座118繞著旋轉軸144旋轉。在某些實例中，基板10可包括晶圓，例如半導體晶圓。根據某些實例，膜12可為磊晶膜，例如矽或矽鍺膜。亦可設想根據某些實例，膜12可為在電力電子裝置（例如絕緣閘極雙極電晶體半導體裝置）製造期間所形成的厚磊晶膜。如本文中所用術語「厚」係指厚度大於25微米、或大於50微米、或大於75微米、或大於100微米、或介於約25微米與約100微米之間的層。
排放歧管106連接至反應室102的排放端128，且配置以耦接反應室102至排放源，例如洗滌器。在某些實例中，反應室102可具有自反應室102之壁面向外延伸並圍繞其之排放凸緣，排放歧管106可連接至排放凸緣。注入凸緣104連接至反應室102的注入端126,並將第一前驅物源110、一或多個第二前驅物源112、吹掃/載氣源114及鹵化物源116耦接至反應室102。在某些實例中，反應室102可具有自反應室102之注入端126向外延伸並圍繞其之注入凸緣，注入凸緣104可連接至注入凸緣。反應室102、注入凸緣104及排放歧管106中之一或多者可如Givens等人於西元2019年11月5日申請之美國專利申請公開案第2010/0116207 A1號所顯示及所描述，其全文内容以引用方式併入本文中。
第一前驅物源110由注入凸緣104流體耦接至反應室102，且配置以提供第一前驅物146至反應室102。在某些實例中，第一前驅物146可包括含矽前驅物。合適的含矽前驅物實例包括矽烷（SiH 4）、二氯矽烷（H 2SiCl 2）、三氯矽烷（SiHCl 3）及更高級矽烷化合物，非限制性示例來說，例如四甲基矽烷（Si(CH 3) 4）。
一或多個第二前驅物源112由注入凸緣104流體耦接至反應室102，且配置以提供一或多個第二前驅物148至反應室102。在某些實例中，一或多個第二前驅物148可包括摻質（dopant），例如含n型及/或p型摻質之前驅物。根據某些實例，一或多個第二前驅物148可包括鍺前驅物。合適的鍺前驅物實例包括鍺烷（GeH 4）、四氟化鍺（GeF 4）及三丁基氫化鍺（[CH 3(CH 2) 3] 3GeH）。
吹掃/載氣源114由注入凸緣104流體耦接至反應室102，且配置以提供吹掃/載氣150至反應室102。在某些實例中，吹掃/載氣150可包括氫（H 2）、氦（He）、氮（N 2）、氬（Ar）、氪（Kr）或其混合物。
鹵化物源116由注入凸緣104流體耦接至反應室102的内部130，且配置以提供鹵化物152至反應室。在某些實例中，鹵化物152可包括氯。在此方面，鹵化物152可包括鹽酸（HCl）或氯（Cl 2）。
沉積膜12至基板10上係藉由將基板10支撐於反應室102內的基座118上、加熱基板10達預定膜沉積溫度、利用基座118使基板10繞著旋轉軸144旋轉，及使第一前驅物146及/或第二前驅物148流過基板10來實現。當第一前驅物146及/或第二前驅物148流遍基板10時，依據基板10之溫度，膜12沉積於基板10上。可設想加熱基板10係藉由設置在反應室102外的加熱元件或加熱元件陣列來實現，例如，加熱器元件108或加熱器元件陣列174（示於第8圖）。在闡釋實例中，加熱器元件108或加熱器元件陣列174佈置在反應室102的頂壁132上方，及由反應室102的壁面輻射耦接至基座118（及基板10）。可設想支撐於加熱器元件108上方的頂反射器202（示於第2圖）與加熱器元件108協作以輻射加熱基座118及基板10，反射加熱器元件108所發射電磁輻射的頂反射器202係在反應室102對面朝向反應室102的方向。在此方面，反應室102可如Rajavelu等人之美國專利申請揭露案第2018/0363139 A1號所顯示及所描述佈置，其全文內容以引用方式併入本文中。
如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，在一些反應室中，可在膜沉積期間增加内壁表面的溫度。例如，由於形成壁之材料的透射率，壁溫可能在膜沉積過程中增加。壁溫亦可能因在沉積膜至目標基板期間，附帶沉積膜至反應室壁的內表面而增加。又因前驅物通過反應室內部的流動型態所致，例如在前驅物流入反應室內部狹槽區域的邊界位置，壁溫可能遭局部加熱。雖然一般可透過外部冷卻來管控，但在某些沉積操作期間，過度壁溫可能造成壁溫及達葉端，此處形成壁之透射材料可能經失透化，可能導致污染引入及/或反應室故障。為限制（或消除）失透化、過度壁溫及反應室102之壁内表面之溫度變化的風險，提供冷卻套組200。
參照第2圖，示出冷卻套組200。冷卻套組200佈置使反應室102的頂壁內表面的尖峰溫度維持低於約攝氏850度、或低於約攝氏800度、或低於約攝氏750度、或低於約攝氏700度、或低於約攝氏650度、或低於約攝氏600度、或介於約攝氏400度與約攝氏600度之間，在此方面包括頂反射器202、第一注入端側反射器204及第一排放端側反射器206。冷卻套組200亦包括第二注入端側反射器208、第二排放端側反射器210及風箱212。反射器（例如頂反射器202、第一注入端側反射器204、第一排放端側反射器206、第二注入端側反射器208及第二排放端側反射器210配置以限制冷卻劑14（示於第3圖）流過反應室102的外部（示於第1圖）之阻力（即靜流降（static flow drop））。風箱212配置以提供較高質量流量的冷卻劑14流過反應室102的外部並遍及反射器。頂反射器202進一步配置以在沉積膜12（示於第1圖）至基板10（示於第1圖）期間將冷卻劑分配遍及反應室102之頂壁132（示於第1圖），以限制反應室102之頂壁132的內表面176（示於第1圖）各處的溫度變化。
參照第3圖，示出反應室102及包括頂反射器202及風箱212的部分冷卻套組200。基座118佈置在反應室102的内部內，且佈置以在沉積膜12（示於第1圖）至基板10期間支撐基板10（示於第1圖）。加熱器元件108或加熱器元件陣列174（示於第8圖）支撐於反應室102上方。頂反射器202支撐於加熱器元件108上方，且由加熱器元件108與反應室102隔開。風箱212佈置在反應室102下方，及經由頂反射器202氣動連通反應室102，供冷卻劑14流過反應室102的外部。
可設想加熱器元件108至少部分縱向跨越反應室102。在此方面，加熱器元件108縱向延伸橫越反應室102之注入端126與排放端128之間的頂壁132（示於第1圖），即在注入凸緣104與排放歧管106之間前驅物流經反應室102的總方向，用以輻射傳遞熱至反應室102的內部130。在某些實例中，加熱器元件108可縱向跨越基座118、延伸圍繞基座118的外環156（示於第1圖）及反應室102中之一或多者。根據某些實例，加熱器元件108可包括支撐於圓柱形封閉區內的絲極（filament），其為在反應室102上面彼此側向隔開且在反應室102上方縱向延伸的圓柱形加熱器元件陣列之一。加熱器元件108或加熱器元件陣列174（示於第8圖）可如西元2004年8月24日核發予Michael Halpin之美國專利案第6,781,291號所顯示及所描述，其全文內容係以引用方式併入本文中。
參照第4圖，示出反應室102及包括側反射器（即第一注入端側反射器204、第一排放端側反射器206、第二注入端側反射器208及第二排放端側反射器210）的部分冷卻套組200。第一注入端側反射器204及第二注入端側反射器208佈置在反應室102之注入端126的側向對側。第一排放端側反射器206及第二排放端側反射器210佈置在反應室102之排放端128的側向對側，且相對於前驅物在注入凸緣104與排放歧管106之間流經反應室102的總方向縱向偏離第一注入端側反射器204及第二注入端側反射器208。
冷卻劑14之氣動連通（示於第3圖）係經由界定於反應室102與風箱212之間的複數個氣室來實現（示於第3圖）。在此方面，供應氣室162（示於第3圖）界定在風箱212與頂反射器202（示於第3圖）之間，頂氣室164界定在頂反射器202與反應室102之間，返回氣室（return plenum）166（示於第3圖）界定在反應室102與風箱212之間。在另一方面，第一側氣室168界定在反應室102與第一注入端側反射器204和第一排放端側反射器206之間，第二側氣室170界定在第二注入端側反射器208與第二排放端側反射器210之間。可設想供應氣室162氣動耦接風箱212與頂反射器202，頂反射器202氣動耦接供應氣室162與頂氣室164，頂氣室162氣動耦接頂反射器202與反應室102的頂壁132。亦可設想第一側氣室168氣動耦接頂氣室164與第一注入端側反射器204和第一排放端側反射器206，第二側氣室170氣動耦接頂氣室164與第二注入端側反射器208和第二排放端側反射器210，第一注入端側反射器204及第一排放端側反射器206氣動耦接第一側氣室168與返回氣室166，第二注入端側反射器208及第二排放端側反射器210氣動耦接第二側氣室170與返回氣室166。返回氣室166進而氣動耦接至風箱212。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，雖然本文中所顯示及所描述為閉迴路冷卻排列，但應理解並明瞭開迴路冷卻排列亦可採用，例如風箱212接收出自冷卻劑迴路外部來源的補充空氣，此仍在本揭露之範疇內。
為冷卻反應室102，風箱212利用接收自返回氣室166及/或補充管的已加熱冷卻劑來補足提供至供應氣室162的冷卻劑14流量。從供應氣室162，冷卻劑14流過頂反射器202及經由頂氣室164而至反應室102之頂壁132的外表面178，隨後流遍外表面178而進入第一側氣室168及第二側氣室170。當冷卻劑14流遍反應室102之頂壁132的外表面178時，冷卻劑自頂壁132移除熱，從而冷卻反應室102的內表面176。
從第一側氣室168，部分冷卻劑14穿過第一注入端側反射器204和第一排放端側反射器206，由此流入返回氣室166。從第二側氣室170，另一部分的冷卻劑14穿過第二注入端側反射器208和第二排放端側反射器210，由此流入返回氣室166。從返回氣室166，冷卻劑14返回風箱212，以再循環遍及反應室102的外部。在某些實例中，一或多個熱交換器可沿著冷卻劑14之流動路徑佈置，例如在連接返回氣室166及/或供應氣室162的管道內，以適當地去除（消散）自反應室102外部移除的熱。
如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，半導體處理系統100（示於第1圖）的冷卻能力至少部分取決於冷卻套組200的反射器所呈現的流動阻力。亦如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，冷卻能力可藉由限制冷卻劑14流過反應室102的阻力（例如藉由減小靜壓降（static pressure drop））及/或藉由增加冷卻劑14流過反應室102的質量流量而提高。冷卻套組200配置以提供反應室102增強的冷卻能力，其係藉由（a）限制反射器所呈現的冷卻劑14流動阻力，（b）使用風箱212來提供較高質量流率的冷卻劑14流過反應室102的外部，及（c）減低內表面176的溫度變化（示於第1圖）。
在某些實例中，頂反射器202可與反應室102的頂壁132分開間隔距離172，此經選擇以限制冷卻劑14在供應氣室162與頂氣室164之間的流動阻力。間隔距離172可小於100毫米、或小於90毫米、或小於80毫米、或甚至小於70毫米。在某些實例中，間隔距離172可經選擇以與狹槽協作，例如複數個細長狹槽214（示於第6圖）及複數個短縮狹槽（示於第6圖），其延伸穿過頂反射器202而限制冷卻劑14流經頂反射器202的阻力。根據某些實例，間隔距離172可介於50毫米與150毫米之間、或介於70與125毫米之間、或介於80毫米與100毫米之間。可設想此等範圍內的間隔距離可將供應氣室162與頂氣室164間的靜壓降限制在小於約15托耳、或小於約10托耳、或小於約5托耳、或介於約5托耳與約15托耳之間。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，此等範圍內的間隔距離亦可將加熱燈所發射之電磁輻射分配遍及反應室的頂壁，從而限制（或消除）在個別加熱燈正下方的反應室頂壁產生熱點的傾向。
在某些實例中，第一注入端側反射器204及/或第二注入端側反射器208可配置以限制冷卻劑在第一側氣室168及/或第二側氣室170與返回氣室166之間流動的阻力。在此方面，第一注入端側反射器204及第二注入端側反射器208的任一者（或二者）可具有平面主體，例如平面主體218。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，採用平面主體可藉由限制（或消除）沿著板體停滯流動的傾向而促進冷卻劑14沿平面主體218層流。在另一方面，第一注入端側反射器204及第二注入端側反射器208的任一者（或二者）可具有高度，例如高度220，其小於反應室102之第一側壁136的高度。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，限制第一注入端側反射器204及/或第二注入端側反射器208的高度可於冷卻劑14在第一側氣室168與返回氣室166之間流動時，限制呈給冷卻劑14的阻力。
在某些實例中，第一注入端側反射器204及/或第二注入端側反射器208可具有百葉部分，例如百葉部分222。在此類實例中，百葉部分222可具有複數個百葉224於上，其配置以提供第一側氣室168與返回氣室166間的流體連通，同時限制第一注入端側反射器204的反射率減小（若有）。在某些實例中，百葉部分222可從中定義包含4個百葉、或6個百葉、或8個百葉、或多於10個百葉、或介於4個百葉與10個百葉之間的百葉陣列。根據某些實例，每一百葉224可具有大於40毫米、或大於60毫米、或大於80毫米、或大於100、或介於40毫米與100毫米之間的縱長。每一百葉224可具有大於3毫米、或大於5毫米、或大於7毫米、或大於9毫米、或介於約3毫米與約9毫米之間的垂直高度。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，百葉部分222之百葉224可在不限制第一注入端側反射器204及/或第二注入端側反射器108的反射率下，減小冷卻劑14從第一側氣室168及/或第二側氣室170流至返回氣室166的阻力。
在某些實例中，第一排放端側反射器206及/或第二排放端側反射器210可具有高度，例如高度226，其小於反應室102之第一側壁136的垂直高度。根據某些實例，高度226可實質等於第一注入端側反射器204的高度220。如上所述，限制第一注入端側反射器204及/或第二注入端側反射器208的高度可限制冷卻劑14從第一側氣室168及/或第二側氣室170流至返回氣室166的阻力。例如，第一側氣室168及/或第二側氣室170與返回氣室166之間的靜壓降可小於約7托耳、或小於約5托耳、或小於約3托耳、或介於約7托耳與約3托耳之間。壓降可為約6托耳。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，此等範圍內的壓降可增加冷卻劑速度，從而改善反應室冷卻。
在某些實例中，風箱212可配置以增加冷卻劑14遍及反應室102外部的質量流率。風箱212可進一步配置以與延伸穿過頂反射器202的狹槽協作，例如複數個細長狹槽214（示於第6圖）及複數個短縮狹槽216（示於第6圖），將冷卻劑14分配遍及反應室102之頂壁132的外表面178，以限制反應室102之內表面176的溫度變化。例如，風箱212可具有大於約10標準立方英呎每分鐘（SCFM）、或大於約40標準立方英呎每分鐘、或大於約60標準立方英呎每分鐘、或大於約100標準立方英呎每分鐘、或介於約10標準立方英呎每分鐘與約100標準立方英呎每分鐘之間的額定值。關於冷卻劑分配，具此等額定值範圍內的風箱可與延伸穿過頂反射器202的狹槽協作，例如複數個細長狹槽214及複數個短縮狹槽216，以有效冷卻反應室102的頂壁132，使頂壁132之内表面176的溫度範圍為比標稱膜沉積期間冷約攝氏10度至約攝氏65度，或介於約攝氏30度與約攝氏55度之間，或甚至介於約攝氏35度與約攝氏50度之間。在某些實例中，内表面176可比標稱膜沉積期間冷約攝氏40度。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，此等範圍內的溫度減低可限制（或消除）形成反應室之石英在長時間沉積操作期間失透化的風險，使得反應室能用於沉積厚磊晶層至基板上。
參照第6圖至第8圖，示出根據一實例之頂反射器202。如第6圖所示，頂反射器202配置以與反應室102（示於第1圖）重疊，且包括反射器主體228。反射器主體228具有第一縱緣230、第二縱緣232、第一側緣234、第二側緣236、凹槽表面238及反射表面240。第一縱緣230及第二縱緣232係位於反射器主體228的縱向對端，且彼此隔開反射器主體228的縱長。第一側緣234及第二側緣236連接第一縱緣230及第二縱緣232，且彼此間隔反射器主體228的側向寬度。可設想當頂反射器202支撐於反應室102上方時，第一縱緣230覆蓋反應室102（示於第1圖）的注入端126（示於第1圖），第二縱緣232覆蓋反應室102的排放端128（示於第1圖）。亦可設想當頂反射器202支撐於反應室102上方時，加熱器元件108（示於第1圖）支撐在反應室102與頂反射器202之間，加熱器元件108在第一縱緣230與第二縱緣232之間縱向延伸。
反射器主體228的凹槽表面238縱向上由反射器主體228的第一縱緣230及第二縱緣232界定，側向上由反射器主體228的第一側緣234及第二側緣236界定，其內並定義高溫計埠242及複數個擴充凹槽244於內。高溫計埠242延伸穿過反射器主體228的厚度246（示於第7圖），且配置以將高溫計158（示於第1圖）光學耦接至反應室102（示於第1圖）。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，光學耦接高溫計158容許高溫計158報知反應室102、基座118（示於第1圖）及/或支撐於基座118上之基板10（示於第1圖）的溫度。在沉積膜12（示於第1圖）至基板10期間，所報知溫度進而可用於控制反應室102內及/或反應室102之壁面的溫度。
在某些實例中，高溫計埠242可為第一高溫計埠242，凹槽表面238可於其內定義一或多個第二高溫計埠248。在此類實例中，一或多個第二高溫計埠248可類似於第一高溫計埠242，及另配置以將一或多個第二高溫計光學耦接至反應室102，例如第二高溫計160（示於第1圖）。第二高溫計埠248可縱向偏離第一高溫計埠242。複數個短縮狹槽216中之一或多者可將一或多個第二高溫計埠248與第一高溫計埠242分開。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，具有一或多個第二高溫計埠之頂反射器202的實例容許在一或多個第二位置處監測反應室102的溫度，改善在沉積膜12（示於第1圖）至基板10期間控制基板10（示於第1圖）及反應室102之溫度的能力。雖然所顯示為具有三個高溫計埠，但應理解並明瞭反射器主體228的實例可具有少於或多於三個高溫計埠，此仍在本揭露之範疇內。
複數個擴充凹槽244定義於反射器主體228的凹槽表面238內，且配置以限制反射器主體228因加熱而變形。在此方面，複數個擴充凹槽244部分延伸穿過反射器主體228的厚度246（示於第7圖）。在另一方面，可設想複數個擴充凹槽244將高溫計埠242與第一側緣234和第二側緣236分開，在反應器主體228的第一側緣234與第二側緣236之間均等間隔，及在反應器主體228的第一縱緣230與第二縱緣232之間延伸。在某些實例中，複數個擴充凹槽244可彼此平行延伸。根據某些實施例，複數個擴充凹槽244可相對於第一縱緣230及第二縱緣232的任一者（或二者）呈實質正交。亦可設想根據某些實施例，複數個擴充凹槽244可實質平行於第一側緣234及第二側緣236的任一者（或二者）。雖然所顯示為具有十一（11）個擴充凹槽244，但應理解並明瞭反射器主體228的實例可具有少於或多於十一（11）個擴充凹槽，此仍在本揭露之範疇內。
如第7圖所示，反射表面240縱向上由反射器主體228的第一縱緣230及第二縱緣232界定，側向上由反射器主體228的第一側緣234及第二側緣236界定。可設想複數個細長狹槽214及複數個短縮狹槽216定義於反射表面240，反射表面240具有大於凹槽表面238之反射率252的反射率250，複數個細長狹槽214及複數個短縮狹槽216流體耦接凹槽表面238與反射器主體228的反射表面240。依據複數個細長狹槽214及複數個短縮狹槽216的佈局，流體耦接件凹槽表面238與反射表面240容許冷卻劑14（示於第3圖）從供應氣室162（示於第3圖）流至頂氣室162（示於第3圖）而至反應室102（示於第1圖）之頂壁132（示於第1圖）的外表面178（示於第1圖）。
在某些實例中，反射表面240可包括反射層254，例如含金層。根據某些實例，中間層256可耦接反射層254與反射器主體228。合適的中間塗層實例包括鎳及含鎳材料。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，反射層（例如金）容許反射表面240將加熱器元件108所發射之電磁輻射反射向反應室102（示於第1圖），從而增加加熱器元件108施加至加熱器元件108的每單位功率可輻射傳送至反應室102內的熱量。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，使用中間層可調節形成反射器主體228之材料與反射層254之間的熱膨脹不匹配。
如第8圖所示，反射表面240可具有複數個凹面部分258。在此類實例中，複數個凹面部分258可在反射器主體228的第一縱緣230（示於第6圖）與第二縱緣232（示於第6圖）之間延伸。更具體言之，複數個凹面部分258可在反射器主體228的第一側緣234與第二側緣236之間定義凹形輪廓260，複數個細長狹槽214及複數個短縮狹槽216可定義於複數個凹面部分258中。在某些實例中，複數個凹面部分258可在反射器主體228的第一縱緣230與第二縱緣232之間彼此平行延伸。根據某些實例，複數個凹面部分258可實質正交於第一縱緣230及第二縱緣232的任一者（或二者）。亦可設想複數個凹面部分258可平行第一側緣234及第二側緣236的任一者（或二者）延伸。
繼續參照第6圖，複數個細長狹槽214在反射器主體228的第一縱緣230與第二縱緣232之間延伸。在某些實例中，複數個細長狹槽214可彼此平行延伸。根據某些實例，複數個細長狹槽214可平行複數個擴充凹槽244延伸。在其他實例中，複數個細長狹槽214可相對於反射器主體228之第一縱緣230及第二縱緣232的任一者（或二者）呈正交。可設想複數個細長狹槽214可平行反射器主體228之第一側緣234及第二側緣236的任一者（或二者）延伸。亦可設想根據某些實例，複數個細長狹槽214各可具有大於複數個短縮狹槽216之縱長的縱長。在此方面，複數個細長狹槽214各自的縱長可短於複數個擴充凹槽244的縱長。
在某些實例中，複數個細長狹槽214中之一或多者可將高溫計埠242與第一側緣234分開。複數個細長狹槽214中之一或多者可將高溫計埠242與第二側緣236分開。根據某些實例，複數個細長狹槽214可小於複數個短縮狹槽216。在其他實例中，複數個細長狹槽214中之一或多者可將複數個縮短狹槽216與高溫計埠242分開。亦可設想根據某些實例，複數個細長狹槽214中之至少一者可將複數個短縮狹槽216與第一側緣234或第二側緣236分開。雖然在闡釋實例中示出特定數量的細長狹槽214，但應理解並明瞭頂反射器202的實例可具有更少或更多個細長狹槽214，此仍在本揭露之範疇內。
複數個短縮狹槽216在反射器主體228的第一縱緣230與第二縱緣232之間延伸。在此方面，複數個短縮狹槽216可相對於反射器主體228之第一縱緣230及第二縱緣232的任一者（或二者）呈正交。複數個短縮狹槽216可平行於反射器主體228之第一側緣234及第二側緣236的任一者（或二者）。複數個短縮狹槽216可平行於複數個擴充凹槽268。亦可設想複數個短縮狹槽216可平行於由反射器主體228之反射表面240界定的複數個凹面部分258。
可設想複數個短縮狹槽216各具有小於複數個細長狹槽214之縱長的縱長。在此方面，複數個短縮狹槽216的縱長可小於複數個細長狹槽214之長度的90%、或小於複數個細長狹槽214之長度的70%、或小於複數個細長狹槽214之長度的50%、或小於複數個細長狹槽214之長度的30%、或甚至小於複數個細長狹槽214之長度的10%。在某些實例中，複數個短縮狹槽216可包括具有不同縱長的二或多個短縮狹槽。可設想複數個短縮狹槽216大於複數個細長狹槽214。亦可設想複數個短縮狹槽分配於反射器主體228上，以限制反應室102之頂壁132（示於第1圖）的内表面176（示於第1圖）的溫度範圍。例如，複數個短縮狹槽216中之一或多者可記發到局部區域，在缺少冷卻劑14傳送過複數個短縮狹槽216中已記發（registered）之至少一者下，其展現比反應室102之頂壁132的内表面176的其餘部分更高的溫度。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，經由複數個短縮狹槽216中之至少一者對著頂壁132的外表面178發配冷卻劑14可限制膜沉積至此處的傾向，從而限制（或消除）此處失透化的風險。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，經由複數個短縮狹槽216中之至少一者對著頂壁132的外表面178發配冷卻劑14亦可免除減低反應室102之頂壁132之内表面176的尖峰溫度的需求，藉以降低内表面176的平均溫度，從而提高半導體處理系統100的冷卻能力。
參照第9圖及第10圖，示出根據另一實例的頂反射器302。頂反射器302類似於頂反射器202（示於第2圖），及另配置使冷卻劑14偏流向反射器主體228的第一縱緣230並由此朝向反應室102的注入端126。在此方面，頂反射器302具有複數個短縮狹槽304。複數個短縮狹槽304縱向位在高溫計埠242與反射器主體228的第一縱緣230之間。更具體言之，複數個縮短狹槽304縱向位在高溫計埠242與反射器主體228的第一縱緣230之間，且進一步將高溫計埠242與第一側緣234及第二側緣236中之一或多者側向分開。在某些實例中，複數個短縮狹槽304與高溫計埠242可由複數個擴充凹槽244（示於第6圖）中之一或多者側向分開。根據某些實例，複數個短縮狹槽304與高溫計埠242可由複數個細長狹槽214中之一或多者側向分開。如此設置，複數個短縮狹槽304於反應室102的注入端126對著反應室102之頂壁132的外表面178偏流配發冷卻劑14。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，此用於在沉積操作期間減低反應室102之頂壁132的内表面176的溫度範圍，否則反應室102的注入端126會變得比反應室102的其餘部分熱。
參照第11圖及第12圖，示出根據又一實例的頂反射器402。頂反射器402類似於頂反射器202（示於第2圖），及另配置使冷卻劑14偏流向反射器主體228的第二縱緣232。在此方面，頂反射器402具有複數個短縮狹槽404。複數個短縮狹槽404縱向位在高溫計埠242與反射器主體228的第二縱緣232之間。更具體言之，複數個短縮狹槽404位於高溫計埠242與第二縱緣232之間，且側向分開分配在高溫計埠242與第一側緣234及第二側緣236中之一或多者之間。在某些實例中，複數個短縮狹槽404與高溫計埠242可由複數個擴充凹槽244中之一或多者側向分開。根據某些實例，複數個短縮狹槽404與高溫計埠242可由複數個細長狹槽214中之一或多者側向分開。如此設置，複數個短縮狹槽404於反應室102的排放端128對著反應室102之頂壁132（示於第1圖）的外表面178偏流配發冷卻劑14。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，此用於在沉積操作期間減低反應室102之頂壁132的内表面176的溫度範圍，否則反應室102的排放端128會變得比反應室102的其餘部分熱。
參照第13圖及第14圖，示出根據另一實例的頂反射器502。頂反射器502類似於頂反射器202，及另配置使冷卻劑14偏流向覆蓋基座118（示於第1圖）之頂壁132（示於第1圖）的中間部分。在此方面，頂反射器502具有複數個短縮狹槽504，其集中分配在反射器主體228的第一縱緣230與第二縱緣232之間。更具體言之，複數個短縮狹槽504中之一或多者與高溫計埠242縱向重疊並側向分開高溫計埠242與反射器主體228的第一側緣234，複數個短縮狹槽504中之一或多者與高溫計埠242縱向重疊並側向分開高溫計埠242與反射器主體228的第二側緣236。如此設置，複數個短縮狹槽504於反應室102之注入端126與排放端128間的中間位置對著反應室102之頂壁132（示於第1圖）的內表面178偏流配發冷卻劑14，其在基座118上方。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，此用於在沉積操作期間減低反應室102之頂壁132的內表面176的溫度範圍，否則頂壁132之內表面176的某一區域會變得比反應室102之頂壁132的內表面176上的其他位置熱。
參照第15圖及第16圖，示出根據再一實例的頂反射器602。頂反射器602類似於頂反射器202，及另配置以在繞著旋轉軸144旋轉期間（示於第1圖）使冷卻劑14偏流向基座118的前進部分（相對於前驅物流動總方向）。在此方面，頂反射器602具有複數個短縮狹槽604。複數個縮短狹槽604側向位在高溫計埠242與反射器主體228的第一側緣234之間，且與高溫計埠242縱向重疊。在某些實例中，複數個縮短狹槽604可側向分配在高溫計埠242與第一側緣234之間及在高溫計埠242與第二側緣236之間。在此類實例中，比起在高溫計埠242與反射器主體228的第二側緣236之間，複數個短縮狹槽604中有較多個係位在高溫計埠242與反射器主體228的第一側緣234之間。如此設置，複數個短縮狹槽604對著反應室102之頂壁132（示於第1圖）的外表面178並對著覆蓋基座118之前進側及/或基板10（示於第1圖）的部分頂壁偏流配發冷卻劑14。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，此可減低在沉積操作期間反應室102之頂壁132的内表面176的溫度範圍，其中流動型態導致反應室102之頂壁132的部分內表面176的溫度不同於覆蓋基座118之後退部分的頂壁132的部分內表面176。
參照第17圖及第18圖，示出根據另一實例的頂反射器702。頂反射器702類似於頂反射器202，及另配置以在繞著旋轉軸144旋轉期間使冷卻劑14偏流向基座118的後退部分（相對於前驅物流動總方向）。在此方面，頂反射器702具有複數個短縮狹槽704。複數個縮短形槽704側向位在高溫計埠242與反射器主體228的第二側緣236之間，且與高溫計埠242縱向重疊。在某些實例中，複數個短縮狹槽704可側向分配在高溫計埠242與第一側緣234之間及在高溫計埠242與第二側緣236之間。在此類實例中，比起在高溫計埠242與反射器主體228的第二側緣236之間，複數個短縮狹槽704中有較多個係位在高溫計埠242與反射器主體228的第二側緣236之間。如此設置，複數個短縮狹槽704對著反應室102之頂壁132（示於第1圖）的外表面178並對著覆蓋基座118之後退部分及/或基板10（示於第1圖）的部分頂壁偏流配發冷卻劑14。如熟習此項技術者鑒於本揭露所將瞭解，此可降低在沉積操作期間反應室102之頂壁132的内表面176的溫度範圍，其中流動型態導致反應室102之頂壁132的部分內表面176比覆蓋基座118之前進部分的頂壁132的部分內表面176。
參照第19圖，示出頂反射器802。頂反射器802類似於頂反射器202（示於第2圖），及另具有複數個短縮狹槽804，其配置以依據反應室102之內表面176（示於第1圖）的加熱情形來匹配分配冷卻劑14至反應室102（示於第1圖）的外表面178（示於第1圖）各處。在此方面，複數個短縮狹槽804大於複數個細長狹槽214之每一者，複數個短縮狹槽804具有介於複數個細長狹槽214各自縱長的10%與60%之間的縱長。更具體言之，複數個短縮狹槽804定義三或多個（例如七個）短縮狹槽長度。如第19圖所示，複數個短縮狹槽216包括第一短縮狹槽806（其為複數個細長狹槽214各自縱長的約50%）、第二短縮狹槽808及第三短縮狹槽810（其為複數個細長狹槽214各自長度的約60%）、第四短縮狹槽812（其為複數個細長狹槽214各自長度的約20%）、第五短縮狹槽814（其為複數個細長狹槽214各自長度的約30%）、第六短縮狹槽816（其為複數個細長狹槽214各自長度的約10%）及第七短縮狹槽818（其為複數個細長狹槽214各自縱長的約50%）。雖然示出特定數量的短縮狹槽和短縮狹槽長度，但應理解並明瞭頂反射器802的實例可具有不同數量的短縮狹槽及/或短縮狹槽長度，此仍在本揭露之範疇內。
可設想複數個細長狹槽214中之一或多者可將複數個縮短狹槽與高溫計埠242分開。在此方面，第一細長狹槽820將第一短縮狹槽806和第二短縮狹槽808與高溫計埠242分開，第二細長狹槽822將第六短縮狹槽816和第七短縮狹槽818與高溫計埠242分開。亦可設想複數個細長狹槽214中之一或多者可將複數個短縮狹槽與反射器主體228的側緣分開。第一細長狹槽820將第六短縮狹槽816和第七短縮狹槽818與第一側緣234分開，第二細長狹槽822將第一短縮狹槽806和第二短縮狹槽808與第二側緣236分開。
在某些實例中，複數個短縮狹槽804之第一者可與複數個短縮狹槽804之第二者縱向重疊。在此方面，第二短縮狹槽808與第一短縮狹槽806縱向重疊，第四短縮狹槽812與第三短縮狹槽810縱向重疊。根據某些實例，複數個短縮狹槽804之第一者可縱向偏離複數個短縮狹槽804之第二者。於此方面，第三短縮狹槽810縱向偏離第一短縮狹槽806，第四短縮狹槽812縱向偏離第五短縮狹槽814，第六短縮狹槽816縱向偏離第七短縮狹槽818。在其他實例中，複數個短縮狹槽804中之一或多者可與高溫計埠242縱向重疊。在此方面，在闡釋實例中，第二短縮狹槽808、第三短縮狹槽810及第六短縮狹槽816與高溫計埠242縱向重疊。
根據某些實例，複數個短縮狹槽804之第一者可側向偏離複數個短縮狹槽804之第二者。在此方面，第二短縮狹槽808側向偏離第一短縮狹槽806，第三縮短狹槽側向偏離第二短縮狹槽808，第四短縮狹槽812及第五短縮狹槽814均側向偏離第三短縮狹槽810。在另一方面，第六短縮狹槽816側向偏離第四短縮狹槽812及第五短縮狹槽814，第七短縮狹槽818側向偏離第六短縮狹槽816。在其他實例中，複數個短縮狹槽804之第一者與複數個短縮狹槽804之第二者可由複數個擴充凹槽244中之一或多者隔開，複數個短縮狹槽804中之一或多者與高溫計埠242可由複數個擴充凹槽244中之一或多者分開。在此方面，第一擴充凹槽826將第一短縮狹槽806與第三短縮狹槽810分開，且進一步將第一短縮狹槽806與高溫計埠242分開。
參照第20圖及第21圖，示出根據闡釋性及非限制性實例的膜沉積方法900。如第19圖所示，方法900包括沉積膜至支撐於反應室內的基板上，例如使膜12（示於第1圖）至支撐於反應室102（示於第1圖）內的基板10（示於第1圖）上，此如括號910所示。方法900亦包括在沉積膜至基板期間冷卻反應室的外部，例如冷卻反應室102的外表面178（示於第1圖），此如括號920所示。
如方塊912所示，沉積膜至基板上包括當基板支撐於反應室內時，使至少一前驅物（例如第一前驅物146（示於第1圖））流過基板。在某些實例中，至少一前驅物可為含矽前驅物。根據某些實例，至少一前驅物可包括鍺。在其他實例中，至少一前驅物可包括摻質，例如p型摻質或n型摻質。亦可設想前驅物可為如三氯矽烷之放熱前驅物，在某些實例中，反應室內的溫度為介於約攝氏900度與約攝氏1200度之間。
如方塊914所示，沉積膜至基板上包括當前驅物流遍基板時，沉積膜至基板上。在某些實例中，膜可為磊晶膜。根據某些實例，膜可為電力電子裝置用膜，例如絕緣閘極雙極電晶體裝置。在其他實例中，膜可為較厚膜。在此方面，膜可具有大於0.1微米、或大於0.25微米、或大於0.5微米、或大於0.75微米、或甚至大於1.0微米的厚度。膜可具有介於約0.1微米與約1.0微米之間的厚度。
如方塊916所示，沉積膜包括在沉積膜至基板期間加熱反應室。例如，加熱反應室可包括使用出自流過基板之一或多個放熱前驅物的熱來加熱。加熱反應室可包括藉由將熱從外部加熱器元件輻射傳送至反應室內來加熱基板，例如加熱器元件108（示於第1圖）及/或加熱器元件陣列174（示於第8圖）。在此類實例中，加熱器元件及/或加熱器元件陣列可依據反應室壁的透射率加熱反應室壁。亦可設想反應室可由佈置在反應室外且輻射耦接加熱器元件至反應室的一或多個反射器加熱（至少部分），例如頂反射器202（示於第2圖）及一或多個側反射器204至210（示於第2圖）。
如第21圖所示，可設想沉積膜至基板上可包括使基板相對於反應室內的前驅物總方向旋轉，此如方塊918所示。在某些實例中，基板可支撐於反應室內的基座上，例如基座118（示於第1圖）。基座可繞著旋轉軸旋轉，例如繞著旋轉軸144（示於第1圖）。旋轉軸係相對於在反應室對端之注入器與排放歧管間流過反應室的總方向呈實質正交，例如注入凸緣104（示於第1圖）及排放歧管106（示於第1圖）。基板及基座繞著旋轉軸旋轉可能因流體側向橫越相對之前進與後對部分及基板和基座會相對加速及減速而導致不均勻加熱反應室的内表面。
繼續參照第20圖，冷卻反應室可包括於頂反射器接收冷卻劑，例如冷卻劑14（示於第3圖），此如方塊922所示。可設想冷卻劑流經延伸穿過頂反射器的複數個細長狹槽及複數個短縮狹槽，此如方塊924所示，複數個細長狹槽及複數個短縮狹槽將冷卻劑分配至（例如遍及）反應室的外表面，例如反應室的外表面178（示於第1圖），此如方塊926所示。在此方面，冷卻反應室可包括利用複數個短縮狹槽，將冷卻劑偏流分配遍及反應室外部，此如方塊930所示。
如第21圖所示，偏流分配冷卻劑可包括將冷卻劑偏流分配向反應室的注入端，此如方塊932所示。例如，比起傳送至反應室之排放端處的反應室頂壁外表面，可利用複數個短縮狹槽將更多質量流量的冷卻劑傳送至反應室之注入端處的反應室頂壁外表面。在某些實例中，冷卻劑的質量流量可側向均勻分配遍及反應室之注入端處的頂壁外表面。根據某些實例，冷卻劑的質量流量可不均勻分配遍及反應室之注入端處的頂壁外表面。
如方塊934所示，偏流分配冷卻劑可包括將冷卻劑偏流分配向反應室的排放端。例如，比起傳送至反應室之注入端處的反應室頂壁外表面，可利用複數個短縮狹槽將更多質量流量的冷卻劑傳送至反應室之排放端處的反應室頂壁外表面。在某些實例中，冷卻劑的質量流量可側向均勻分配遍及反應室之排放端處的頂壁外表面。根據某些實例，冷卻劑的質量流量可不均勻分配遍及反應室之排放端處的頂壁外表面。
如方塊936所示，偏流分配冷卻劑可包括相對於流過反應室的方向，將冷卻劑偏流分配向基板的前進部分及基座。在此方面，比起傳送至反應室的頂壁外表面及至覆蓋基板之後退部分與反應室內之基座的反應室一側，可利用複數個短縮狹槽將更多質量流量的冷卻劑傳送至反應室的頂壁外表面及至覆蓋基板之前進部分與反應室內之基座的反應室一側。在某些實例中，冷卻劑的質量流量可縱向均勻分配遍及頂壁的外表面及至覆蓋基板之前進部分與基座的反應室一側。根據某些實例，冷卻劑的質量流量可不均勻分配遍及頂壁的外表面及至覆蓋基板之前進部分與基座的反應室一側。
如方塊938所示，偏流分配冷卻劑可包括相對於流過反應室的方向，將冷卻劑偏流分配向基板的後退部分及基座。在此方面，比起傳送至反應室的頂壁外表面及至覆蓋基板之前進部分與反應室內之基座的反應室一側，可利用複數個短縮狹槽將更多質量流量的冷卻劑傳送至反應室的頂壁外表面及至覆蓋基板之後退部分與反應室內之基座的反應室一側。在某些實例中，冷卻劑的質量流量可縱向均勻分配遍及頂壁的外表面及至覆蓋基板之後退部分與基座的反應室一側。根據某些實例，冷卻劑的質量流量可不均勻分配遍及頂壁的外表面及至覆蓋基板之後退部分與基座的反應室一側。
上文所呈現之實例並未限制本揭露之範疇，因為此等實例僅繪示本揭露，其係由所附申請專利範圍及法律均等物所界定。任何等效實施例皆意欲在本揭露之範疇內。實際上，除本文中所顯示及所描述者以外，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書明白本揭露之各種修改，諸如所描述元件之替代可用組合。此類修改及實施例亦意欲落在文後申請專利範圍的範疇內。
本文中所使用的術語僅為了描述特定實例，而非意欲限制申請專利範圍。除非上下文清楚指示，否則如本文中所使用，單數形式的「一（a/an）」及「該（the）」亦意欲包括複數形式。當進一步理解的是，當在本說明書中使用時，用語「包括（includes/including）」、「具有（has/having）」及/或「包含（comprises/comprising）」係表明所陳述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件（成分）的存在，但並未排除一或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件（成分）及/或其等之群組的存在或添加。
10:基板 12:膜 14:冷卻劑 100:半導體處理系統 102:反應室 104:注入凸緣 106:排放歧管 108:加熱器元件 110:第一前驅物源 112:第二前驅物源 114:吹掃/載氣源 116:鹵化物源 118:基座 120:基座支撐構件 122:軸桿 124:驅動模組 126:注入端 128:排放端 130:內部 132:頂壁 134:底壁 136:第一側壁 138:第二側壁 140:透明材料 144:旋轉軸 146:第一前驅物 148:第二前驅物 150:吹掃/載氣 152:鹵化物 156:外環 158:高溫計 160:第二高溫計 162:供應氣室 164:頂氣室 166:返回氣室 168:第一側氣室 170:第二側氣室 172:間隔距離 174:加熱器元件陣列 176:內表面 178:外表面 200:冷卻套組 202:頂反射器 204:第一注入端側反射器 206:第一排放端側反射器 208:第二注入端側反射器 210:第二排放端側反射器 212:風箱 214:細長狹槽 216:短縮狹槽 218:平面主體 220,226:高度 222:百葉部分 224:百葉 228:反射器主體 230:第一縱緣 232:第二縱緣 234:第一側緣 236:第二側緣 238:凹槽表面 240:反射表面 242:高溫計埠 244:擴充凹槽 246:厚度 248:第二高溫計埠 250,252:反射率 254:反射層 256:中間層 258:凹面部分 260:凹形輪廓 302:頂反射器 304:短縮狹槽 402:頂反射器 404:短縮狹槽 502:頂反射器 504:短縮狹槽 602:頂反射器 604:短縮狹槽 702:頂反射器 704:短縮狹槽 802:頂反射器 804:短縮狹槽 806:第一短縮狹槽 808:第二短縮狹槽 810:第三短縮狹槽 812:第四短縮狹槽 814:第五短縮狹槽 816:第六短縮狹槽 818:第七短縮狹槽 820:第一細長狹槽 822:第二短縮狹槽 900:方法 910,920:括號 912,914,916,918,922,924,926,930,932,,934,,936,938:方塊 R:旋轉
雖然本說明書以特定指出且明確主張被視為本揭露實施例之權利的申請專利範圍作為結論，但是當結合伴隨圖式閱讀時，可從本揭露的實施例之某些實例的描述更容易地探知本揭露之實施例的優點，其中： 第1圖係具有反應室及冷卻套組的半導體處理系統的示意圖，其顯示自反應室分解的冷卻套組； 第2圖係第1圖之冷卻套組的方塊圖，其示意性地顯示根據非限制性冷卻套組實例的頂反射器、注入端側反射器和排放端側反射器，以及風箱； 第3圖係第1圖之部分半導體處理系統的剖面側視圖，其顯示支撐於反應室上方的頂反射及將冷卻劑抽過頂反射器並遍及反應室外部的風箱； 第4圖係第1圖之部分半導體處理系統的平面圖，系統包括反應室及側反射器，其顯示佈置在反應室之側向對側的注入端側反射器及排放端側反射器； 第5圖係第1圖之部分半導體處理系統的側視圖，系統包括反應室及側反射器，其顯示側反射器的高度及排放端側反射器的百葉部分； 第6圖至第8圖係根據一實例，第1圖之冷卻套組的頂反射器的平面圖及端視圖，其顯示具有複數個短縮狹槽的凹槽表面並將高溫計埠與反射器的側向對側分開； 第9圖及第10圖係根據一實例，第1圖之頂反射器及反應室的平面圖及側視圖，其顯示頂反射器具有佈置使冷卻劑偏流流向反應室之注入端的短縮狹槽； 第11圖及第12圖係根據一實例，第1圖之頂反射器及反應室的平面圖及側視圖，其顯示頂反射器具有佈置使冷卻劑偏流流向反應室之排放端的短縮狹槽； 第13圖及第14圖係根據一實例，第1圖之頂反射器及反應室的平面圖及側視圖，其顯示頂反射器具有佈置使冷卻劑偏流流向支撐於反應室內之基板的短縮狹槽； 第15圖及第16圖係根據一實例，第1圖之頂反射器及反應室的平面圖及側視圖，其顯示頂反射器具有佈置使冷卻劑偏流流向支撐於反應室內之基板前進部分的短縮狹槽； 第17圖及第18圖係根據一實例，第1圖之頂反射器及反應室的平面圖及側視圖，其顯示頂反射器具有佈置使冷卻劑偏流流向支撐於反應室內之基板後退部分的短縮狹槽； 第19圖係根據一實例，第1圖之頂反射器的平面圖，其顯示頂反射器具有熱匹配膜沉積製程的短縮狹槽；及 第20圖及第21圖係膜沉積方法的方塊圖，其顯示根據此方法之闡釋性與非限制性實例的方法操作。
應明白，圖式中的元件是為了簡單與清楚而繪示且不必然按比例繪製。例如，圖式中之元件中之一些元件之相對大小可相對於其他元件而言誇大，以幫助改善對所繪示本揭露實施例的理解。
10:基板
12:膜
14:冷卻劑
100:半導體處理系統
102:反應室
104:注入凸緣
106:排放歧管
108:加熱器元件
110:第一前驅物源
112:第二前驅物源
114:吹掃/載氣源
116:鹵化物源
118:基座
120:基座支撐構件
122:軸桿
124:驅動模組
126:注入端
128:排放端
130:內部
132:頂壁
134:底壁
140:透明材料
144:旋轉軸
146:第一前驅物
148:第二前驅物
150:吹掃/載氣
152:鹵化物
156:外環
158,160:高溫計
176:內表面
178:外表面
200:冷卻套組
R:旋轉

Claims (20)

  1. 一種頂反射器，包括： 一反射器主體，配置以與一半導體處理系統的一反應室重疊，該反射器主體具有： 一凹槽表面，在該反射器主體之一第一縱緣與該反射器主體之一第二縱緣之間延伸；以及 一反射表面，與該凹槽表面間隔該反射器主體的一厚度，該反射表面具有比該凹槽表面更大的反射率； 其中該凹槽表面及該反射表面界定延伸穿過該反射器主體之該厚度的一高溫計埠； 其中該凹槽表面及該反射表面界定延伸穿過該反射器主體之該厚度的複數個細長狹槽；並且 其中該凹槽表面及該反射表面界定延伸穿過該反射器主體的複數個短縮狹槽，並且該等短縮狹槽大於該等細長狹槽。
  2. 如請求項1之頂反射器，其中該短縮狹槽具有一短縮狹槽長度，其中該細長狹槽具有一細長狹槽長度，且其中該短縮狹槽長度係介於該細長狹槽長度的約10%與約60%之間。
  3. 如請求項1之頂反射器，其中該等短縮狹槽界定三個或更多個不等短縮狹槽長度。
  4. 如請求項1之頂反射器，其中該等細長狹槽中之一或多者將該等短縮狹槽與該高溫計埠分開。
  5. 如請求項1之頂反射器，其中該等細長狹槽中之一或多者將該等短縮狹槽與該反射器主體之一側緣分開。
  6. 如請求項1之頂反射器，其中該等短縮狹槽之一第一者與該等短縮狹槽之一第二者縱向重疊。
  7. 如請求項1之頂反射器，其中該等短縮狹槽之一第一者縱向偏離該等短縮狹槽之一第二者。
  8. 如請求項1之頂反射器，其中該等短縮狹槽中之至少一者與該高溫計埠縱向重疊。
  9. 如請求項1之頂反射器，其中該等短縮狹槽之一第一者側向偏離該等短縮狹槽之一第二者。
  10. 如請求項1之頂反射器，其中該凹槽表面界定彼此平行延伸的複數個擴充凹槽，其中該等細長凹槽係平行於該等擴充凹槽，且其中該等短縮狹槽係平行於該等擴充凹槽。
  11. 如請求項10之頂反射器，其中該等短縮狹槽之一第一者與該等短縮狹槽之一第二者係由該等擴充凹槽中之一或多者隔開。
  12. 如請求項10之頂反射器，其中該等短縮狹槽中之一或多者與該高溫計埠係由該等擴充凹槽分開。
  13. 如請求項1之頂反射器，其中該反射表面具有一反射塗層，其中該反射塗層包括金，其中該頂反射器更包括耦接該反射塗層至該反射主體的一中間層，其中該中間層包括鎳。
  14. 如請求項1之頂反射器，其中該反射表面包括彼此平行延伸的複數個凹面部分，其中該等凹面部分在該反射器主體之一第一側緣與一第二側緣之間界定的一凹面輪廓，其中該等短縮狹槽之一第一者延伸穿過該等凹面部分之一第一者，且其中該等短縮狹槽之一第二者延伸穿過該等凹面部分之一第二者。
  15. 如請求項14之頂反射器，其中該等短縮狹槽之一第一者與該等短縮狹槽之一第二者係由該等凹面部分中之一或多者隔開。
  16. 如請求項1之頂反射器，其中該高溫計埠為一第一高溫計埠，且其中該凹槽表面及該反射器表面在該第一高溫計埠與該反射器主體之該第一縱緣之間界定延伸穿過該反射器主體之該厚度的一第二高溫計埠。
  17. 如請求項16之頂反射器，其中該等短縮狹槽中之一或多者與該第一高溫計埠和該第二高溫計埠縱向重疊。
  18. 如請求項17之頂反射器，其中該等短縮狹槽中之二或多者縱向偏離該第二高溫計埠。
  19. 一種半導體處理系統，包括： 一反應室，具有一基座，該基座支撐於該反應室的一内部內； 一加熱器元件，支撐於該反應室上方；以及 如請求項1所述之一反射器，支撐於該加熱器元件上方，其中該加熱器元件係由該反應室的反射器主體的該反射表面及該反應室的多個壁面輻射耦接至該基座。
  20. 一種膜沉積方法，包括： 在支撐於一反應室上方的一頂反射器接收一冷卻劑； 使該冷卻劑流經延伸穿過該頂反射器的複數個細長狹槽及複數個短縮狹槽； 使用該等細長狹槽及該等短縮狹槽將該冷卻劑分配遍及該反應室的一外部；以及 使用該等短縮狹槽將該冷卻劑偏流分配遍及該反應室的該外部， 其中該等短縮狹槽將該冷卻劑偏流分配向該反應室的一注入端或該反應室的一排放端。
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