气相沉积反应器系统及其方法_4

文档序号:9246262阅读:来源:国知局
行于 延伸穿过主体502的中心轴线501 ;扩散板530,扩散板530包括多个气体孔532并且被布置 在中央通道516内;上管板540,上管板540包括多个气体孔542并且被在扩散板530下方 布置在中央通道516内;下管板550,下管板550包括多个气体孔552并且被在上管板540 下方布置在中央通道516内;以及多个气体管580,多个气体管580从上管板540延伸至下 管板550,其中每个管被耦合于来自多个气体孔542的分别的孔和来自多个气体孔552的分 别的孔,并且与该来自多个气体孔542的分别的孔和该来自多个气体孔552的分别的孔流 体连通。
[0214] 在另一个实施方案中,隔离器组件500包括:主体502,主体502包括上部分506和 下部分504,其中上部分506比下部分504从主体502的中心轴线501毗邻地延伸更远,并 且下部分504比上部分506平行于中心轴线501延伸得更远;中央通道516,中央通道516 延伸穿过主体502的上部分506和下部分504,在主体502的内表面509之间,并且平行于 中心轴线501 ;扩散板530,扩散板530包括多个气体孔532并且被布置在中央通道516内; 上管板540,上管板540包括多个气体孔542并且被在扩散板530下方布置在中央通道516 内;下管板550,下管板550包括多个气体孔552并且被在上管板540下方布置在中央通道 516内;以及多个气体管580,多个气体管580从上管板540延伸至下管板550,其中每个管 被耦合于来自多个气体孔542的分别的孔和来自多个气体孔552的分别的孔,并且与该来 自多个气体孔542的分别的孔和该来自多个气体孔552的分别的孔流体连通。
[0215] 在另一个实施方案中,隔离器组件500包括:主体502,主体502包括上部分506和 下部分504 ;中央通道516,中央通道516延伸穿过主体502的上部分506和下部分504,在 主体502的内表面509之间,并且平行于延伸穿过主体502的中心轴线501 ;扩散板530,扩 散板530包括多个气体孔532并且被布置在中央通道516内;上管板540,上管板540包括 多个气体孔542并且被在扩散板530下方布置在中央通道516内;以及下管板550,下管板 550包括多个气体孔552并且被在上管板540下方布置在中央通道516内。
[0216]在另一个实施方案中,隔离器组件500包括:主体502,主体502包括上部分506 和下部分504 ;中央通道516,中央通道516延伸穿过主体502的上部分506和下部分504, 在主体502的内表面509之间,并且平行于延伸穿过主体502的中心轴线501 ;上管板540, 上管板540包括多个气体孔532并且被在扩散板530下方布置在中央通道516内;下管板 550,下管板550包括多个气体孔542并且被在上管板540下方布置在中央通道516内;以 及多个气体管580,多个气体管580从上管板540延伸至下管板550,其中每个管被耦合于 来自多个气体孔532的分别的孔和来自多个气体孔542的分别的孔,并且与该来自多个气 体孔532的分别的孔和该来自多个气体孔542的分别的孔流体连通。
[0217] 在某些实施方案中,隔离器组件500是模块化的淋喷头组件。主体502的上部分 506和下部分504可以独立地包括诸如钢、不锈钢、300系列不锈钢、铁、镍、铬、钥、铝、其合 金或其组合的材料。在一个实施例中,主体502的上部分506和下部分504每个独立地包 括不锈钢或其合金。
[0218]在一个实施方案中,隔离器组件500包括被布置在主体502的上部分506上的气 体入口 560。上板520可以被布置在主体502的上部分506的上表面上,并且气体入口 560 可以被布置在板上。板可以包括诸如钢、不锈钢、300系列不锈钢、铁、镍、铬、钥、铝、其合金 或其组合的材料。在某些实施例中,板具有延伸穿过其的入口孔522。气体入口 560具有 延伸穿过入口孔522的入口管564。入口喷嘴562可以被耦合于入口管564的一端并且被 布置在板上方。在另一个实施例中,淋喷头主体的上部分506的上表面具有围绕中央通道 516的凹槽508。0形环可以被布置在凹槽508内。扩散板530可以被布置到在中央通道 516内从主体502的侧表面突出的突出部分或凸缘上。
[0219]在一个实施方案中,多个气体管580可以具有数量在约500个管至约1,500个管、 优选约700个管至约1,200个管并且更优选约800个管至约1,000个管的范围内的管,例 如具有约900个管。在某些实施例中,每个管可以具有在约0. 5cm至约2cm、优选约0. 8cm 至约1. 2cm的范围内的长度,例如具有约lcm的长度。在其他实施例中,每个管可以具有在 约0. 005英寸至约0. 05英寸、优选约0. 01英寸至约0. 03英寸的范围内的直径。在某些实 施例中,管是皮下注射针。管可以包括诸如钢、不锈钢、300系列不锈钢、铁、镍、铬、钥、铝、其 合金或其组合的材料,或由诸如钢、不锈钢、300系列不锈钢、铁、镍、铬、钥、铝、其合金或其 组合的材料制造。
[0220] 在一个实施方案中,在扩散板530上的多个气体孔532中的每个孔具有比在上管 板540上的多个气体孔542中的每个孔大的直径。此外,在扩散板530上的多个气体孔532 中的每个孔具有比在下扩散板上的多个气体孔552中的每个孔大的直径。此外,在上管板 540上的多个气体孔542中的每个孔具有与在下管板550上的多个气体孔552中的每个孔 相同的直径或实质上相同的直径。
[0221] 在一个实施方案中,扩散板530可以包括诸如钢、不锈钢、300系列不锈钢、铁、镍、 铬、钥、铝、其合金或其组合的材料,或由诸如钢、不锈钢、300系列不锈钢、铁、镍、铬、钥、铝、 其合金或其组合的材料制造。扩散板530可以包括数量在约20个孔至约200个孔、优选约 25个孔至约55个孔并且更优选约40个孔至约60个孔的范围内的孔。扩散板530的每个 孔可以具有在约〇. 005英寸至约0. 05英寸、优选约0. 01英寸至约0. 03英寸的范围内的直 径。在另一个实施方案中,上管板540和/或下管板550可以独立地包括诸如钢、不锈钢、 300系列不锈钢、铁、镍、铬、钥、铝、其合金或其组合的材料,或独立地由诸如钢、不锈钢、300 系列不锈钢、铁、镍、铬、钥、铝、其合金或其组合的材料制造。上管板540和/或下管板550 可以独立地具有约500个孔至约1,500个孔,优选约700个孔至约1,200个孔,并且更优选 约800个孔至约1,000个孔。上管板540和/或下管板550的每个孔可以独立地具有在约 0. 005英寸至约0. 05英寸、优选约0. 01英寸至约0. 03英寸的范围内的直径。在另一个实 施方案中,隔离器组件500可以具有在约10个孔/平方英寸(孔每平方英寸)至约60个 孔/平方英寸、优选约15个孔/平方英寸至约45个孔/平方英寸并且更优选约20个孔/ 平方英寸至约36个孔/平方英寸的范围内的管气体孔密度和/或数量。
[0222] 在一个实施例中,隔离器组件500的主体502的上部分506的上表面是金属板。在 其他实施例中,隔离器组件500可以具有矩形的几何形状或正方形的几何形状。在另一个 实施方案中,隔离器组件500的主体502还包括温度调节系统。温度调节系统,例如温度调 节系统190,可以包括在主体502内延伸的流体通路518,并且可以具有被耦合于流体通路 518并且与流体通路518流体连通的入口 514a和出口 514b。入口 514a和出口 514b可以 被独立地耦合于在温度调节系统190内的储液器或至少一个热交换器例如热交换器180a、 180b或180c,并且与该在温度调节系统190内的储液器或至少一个热交换器例如热交换器 180a、180b或180c流体连通,如在图1F中描绘的。
[0223] 图6描绘了加热灯组件600以及在气相沉积反应器系统内的晶片承载器或衬底支 撑件,加热灯组件600可以被用于加热晶片或衬底,如在本文的实施方案中描述的。在一个 实施方案中,提供加热灯组件600,包括:灯壳体610,灯壳体610被布置在支撑基部602的 上表面606上并且包括第一灯保持器620a和第二灯保持器620b;多个灯624,多个灯624 从第一灯保持器620a延伸至第二灯保持器620b,其中每个灯624具有分裂灯丝(split filament)或非分裂灯丝;以及反射器650,布置在支撑基部602上表面606上的反射器650 被布置在第一灯保持器620a和第二灯保持器620b之间。
[0224] 在另一个实施方案中,加热灯组件600包括:灯壳体610,灯壳体610被布置在支 撑基部602的上表面606上并且包括第一灯保持器620a和第二灯保持器620b;第一多个 灯624,第一多个灯624从第一灯保持器620a延伸至第二灯保持器620b,其中第一多个灯 中的每个灯具有分裂灯丝;第二多个灯624,第二多个灯624从第一灯保持器620a延伸至 第二灯保持器620b,其中第二多个灯中的每个灯具有非分裂灯丝;以及反射器650,反射器 650被在第一灯保持器620a和第二灯保持器620b之间布置在支撑基部602的上表面606 上。
[0225] 在另一个实施方案中,加热灯组件600包括:灯壳体610,灯壳体610被布置在支 撑基部602的上表面606上并且包括第一灯保持器620a和第二灯保持器620b;第一多个灯 624,第一多个灯624从第一灯保持器620a延伸至第二灯保持器620b,其中第一多个灯中 的每个灯具有分裂灯丝;第二多个灯624,第二多个灯624从第一灯保持器620a延伸至第 二灯保持器620b,其中第二多个灯中的每个灯具有非分裂灯丝,并且第一多个灯624被相 继地或交替地布置在第二多个灯624之间同时在第一灯保持器和第二灯保持器之间延伸。 此外,反射器650可以被在第一灯保持器620a和第二灯保持器620b之间布置在支撑基部 602的上表面606上。
[0226] 在另一个实施方案中,加热灯组件600包括:灯壳体610,灯壳体610被布置在支 撑基部602的上表面606上并且包括第一灯保持器620a和第二灯保持器620b;多个灯624, 多个灯624从第一灯保持器620a延伸至第二灯保持器620b,其中多个灯624包括被相继 地或交替地布置在彼此之间的第一组灯和第二组灯,第一组灯中的每个灯包括分裂灯丝, 并且第二组灯中的每个灯包括非分裂灯丝;以及反射器650,反射器650被在第一灯保持器 620a和第二灯保持器620b之间布置在支撑基部602的上表面606上。
[0227] 在另一个实施方案中,加热灯组件600包括:灯壳体610,灯壳体610被布置在支 撑基部602的上表面606上并且包括第一灯保持器620a和第二灯保持器620b;多个柱622, 多个柱622被布置在第一灯保持器620a和第二灯保持器620b上;多个灯624,多个灯624 从第一灯保持器620a延伸至第二灯保持器620b,其中每个灯具有分裂灯丝或非分裂灯丝; 以及反射器650,反射器650被在第一灯保持器620a和第二灯保持器620b之间布置在支撑 基部602的上表面606上。
[0228] 在另一个实施方案中,加热灯组件600包括:灯壳体610,灯壳体610被布置在支 撑基部602的上表面606上并且包括第一灯保持器620a和第二灯保持器620b;多个柱622, 多个柱622被布置在第一灯保持器620a和第二灯保持器620b上;多个灯624,多个灯624 从第一灯保持器620a延伸至第二灯保持器620b,其中每个灯具有分裂灯丝或非分裂灯丝, 并且每个灯具有被布置在第一灯保持器620a上的两个柱622之间的第一端,以及被布置在 第二灯保持器620b上的两个柱622之间的第二端;以及反射器650,反射器650被在第一 灯保持器620a和第二灯保持器620b之间布置在支撑基部602的上表面606上。
[0229] 在另一个实施方案中,加热灯组件600包括:灯壳体610,灯壳体610被布置在支 撑基部602的上表面606上并且包括第一灯保持器620a和第二灯保持器620b;多个柱622, 多个柱622被布置在第一灯保持器620a和第二灯保持器620b上;多个灯624,多个灯624 从第一灯保持器620a延伸至第二灯保持器620b,其中每个灯具有被布置在第一灯保持器 620a上的两个柱622之间的第一端,以及被布置在第二灯保持器620b上的两个柱622之间 的第二端;以及反射器650,反射器650被在第一灯保持器620a和第二灯保持器620b之间 布置在支撑基部602的上表面606上。
[0230] 在另一个实施方案中,加热灯组件600包括:灯壳体610,灯壳体610被布置在支 撑基部602的上表面606上并且包括第一灯保持器620a和第二灯保持器620b;多个柱622, 多个柱622被布置在第一灯保持器620a和第二灯保持器620b上;多个灯624,多个灯624 从第一灯保持器620a延伸至第二灯保持器620b;以及反射器650,反射器650被在第一灯 保持器620a和第二灯保持器620b之间布置在支撑基部602的上表面606上。
[0231] 在另一个实施方案中,提供用于气相沉积反应器系统的加热灯组件600,加热灯组 件600包括:灯壳体610,灯壳体610被布置在支撑基部602的上表面606上并且包括第一 灯保持器620a和第二灯保持器620b;多个灯624,多个灯624从第一灯保持器620a延伸至 第二灯保持器620b;以及反射器650,反射器650被在第一灯保持器620a和第二灯保持器 620b之间布置在支撑基部602的上表面606上。
[0232] 在一个实施方案中,加热灯组件600包括反射器650,和/或反射器650的上表面 包括反射性金属,例如金、银、铜、铝、镍、铬、其合金、或其组合。在许多实施例中,反射器650 和/或反射器650的上表面包括金或金合金。晶片承载器轨道400的下表面可以被暴露于 从加热灯组件600内的灯624放射的和从反射器650、反射器650的上表面和/或每个镜子 652反射的辐射。放射的辐射被反应器100内的晶片承载器轨道400、漂浮晶片承载器460 和晶片90吸收。在本文描述的工艺的某些实施方案中,晶片承载器轨道400、漂浮晶片承载 器460和/或晶片90可以每个独立地被放射的辐射加热至在约250°C至约350°C、优选约 275°C至约325°C、优选约290°C至约310°C的范围内的温度,例如加热到约300°C。
[0233] 加热灯组件600可以包括至少一个镜子652,至少一个镜子652沿着支撑基部602 的上表面606延伸并且可以垂直于或实质上垂直于支撑基部602的上表面606。在某些实 施例中,镜子652可以是每个灯保持器620a或620b的内侧表面,该内侧表面具有被沉积或 以其他方式布置在其上的反射性覆层。在其他实施例中,镜子652可以是被附接或粘附于 每个灯保持器620a或620b的内侧表面的预制造的或模块化的镜子或反射性材料。至少 一个镜子652被大体上定位为以相对于表面606的平面成大约90°角的方式面向反射器 650。优选地,在本文描述的另一个实施方案中,加热灯组件600包括两个沿着支撑基部602 的上表面606延伸的镜子652。两个镜子可以垂直于或实质上垂直于支撑基部602的上表 面606,并且两个镜子652可以面向彼此,使反射器650在它们之间。两个镜子652中的每 个以相对于表面606的平面成大约90°角的方式面向反射器650。每个镜子和/或每个镜 子652的上表面包括反射性金属,例如金、银、铜、错、镍、铬、其合金、或其组合。在许多实施 例中,每个镜子652和/或每个镜子652的上表面包括金或金合金。
[0234] 在可选择的实施方案(未示出)中,每个镜子652可以被定位为以相对于表面 606的平面成大于90°角的方式略微地远离反射器650而朝向,例如以在从大于90°至约 135°的范围内的角度。以大于90°的角度定位的镜子652可以被用于将能量引向晶片承 载器轨道400、漂浮晶片承载器460或反应器100内的其他部分或表面。在可选择的实施方 案中,加热灯组件600可以包括沿着支撑基部602的上表面606的三个或更多个镜子652。
[0235] 加热灯组件600内的多个灯624的数量可以是约10个灯至约100个灯,优选约20 个灯至约50个灯,并且更优选约30个灯至约40个灯。在一个实施例中,加热灯组件600 包括约34个灯。实施方案提供每个灯可以与电源、独立开关和控制器电接触。控制器可以 被用于独立地控制每个灯的动力。
[0236] 在其他实施方案中,加热灯组件600内的支撑基部602和每个灯保持器620a或 620b可以独立地包括诸如钢、不锈钢、300系列不锈钢、铁、镍、铬、钥、铝、其合金、或其组合 的材料,或独立地由诸如钢、不锈钢、300系列不锈钢、铁、镍、铬、钥、铝、其合金或其组合的 材料制造。在某些实施例中,第一灯保持器620a或第二灯保持器620b可以独立地包括不 锈钢或其合金,或由不锈钢或其合金制造。第一灯保持器620a或第二灯保持器620b可以 独立地具有在约2, 000W/m2-K至约3, 000W/m2-K、优选约2, 300W/m2-K至约2, 700W/m2-K的 范围内的冷却系数。在一个实施例中,冷却系数是约2, 500W/m2-K。在其他实施方案中,第 一灯保持器620a和第二灯保持器620b每个具有在约0. 001英寸至约0. 1英寸的范围内的 厚度。
[0237] 根据本文描述的多个实施方案,图10A描绘了非分裂灯丝灯670,并且图10B描绘 了分裂灯丝灯680。非分裂灯丝灯670包括灯泡672和非分裂灯丝674,并且分裂灯丝灯 680包括灯泡682和非分裂灯丝684。多个灯624,如在本文的实施方案中描述的,通常包括 非分裂灯丝灯670、分裂灯丝灯680、或非分裂灯丝灯670和分裂灯丝灯680的组合。
[0238] 图11A-11F描绘了不同的多个灯,其可以是灯624并且被用于调整在气相沉积反 应器例如反应器1〇〇内的晶片承载器轨道例如晶片承载器轨道400、晶片承载器或衬底支 撑件例如漂浮晶片承载器480和/或晶片或衬底例如晶片90的热曲线,如在本文的实施方 案中描述的。在一个实施方案中,图11A图示了包括全部是非分裂灯丝灯670的多个灯,并 且图11B图示了包括全部是分裂灯丝灯680的多个灯。在另一个实施方案中,图11C图示了 相继地或交替地包括非分裂灯丝灯670和分裂灯丝灯680的多个灯。在其他实施方案中, 图11D图示了在每两个非分裂灯丝灯670之间包括分裂灯丝灯680的多个灯,并且图11E图 示了在每两个分裂灯丝灯680之间包括非分裂灯丝灯670的多个灯。图11F图示了相继地 或交替地包括非分裂灯丝灯670和分裂灯丝灯680的多个灯,然而每个灯比图11A-11E中 的灯被更远离彼此地间隔开。
[0239] 在其他实施方案中,提供用于通过加热灯组件600来加热气相沉积反应器系统例 如反应器100内的衬底或衬底衬托器例如漂浮晶片承载器480的方法,方法包括将衬底衬 托器的下表面暴露于从加热灯组件600放射的能量,并且将衬底衬托器加热至预先确定的 温度,其中加热灯组件600包括被布置在支撑基部602的上表面606上并且包括至少一个 灯保持器620a或620b的灯壳体610,从灯保持器中的至少一个延伸的多个灯624,以及被 布置在支撑基部602的上表面606上,邻近灯保持器并且在灯下方的反射器650。
[0240] 方法的实施方案还提供:加热灯组件600包括具有分裂灯丝灯680的灯、具有非分 裂灯丝的灯、或包括分裂灯丝或非分裂灯丝的灯的组合。在一个实施方案中,灯中的每个具 有分裂灯丝灯680。分裂灯丝灯680可以具有在第一端和第二端之间的中央部。分裂灯丝 灯680的第一端和第二端可以被保持为比分裂灯丝灯680的中央部的温度高。因此,衬底 衬托器的外边缘可以被保持为比衬底衬托器的中央点的温度高。
[0241] 在另一个实施方案中,灯中的每个具有非分裂灯丝灯670。非分裂灯丝灯670可以 具有在第一端和第二端之间的中央部。非分裂灯丝灯670的中央部可以被保持为比非分裂 灯丝灯670的第一端和第二端的温度高。因此,衬底衬托器的中央点可以被保持为比衬底 衬托器的外边缘的温度高。
[0242] 在另一个实施方案中,多个灯624具有分裂灯丝灯和非分裂灯丝灯。在一个实施 方案中,分裂灯丝灯680和非分裂灯丝灯670被相继地布置在彼此之间。每个灯可以独立地 与电源和控制器电接触。方法还包括独立地调整流动至每个灯的电量。在一个实施例中, 分裂灯丝灯680可以具有在第一端和第二端之间的中央部。分裂灯丝灯680的第一端和第 二端可以被保持为比分裂灯丝灯680的中央部的温度高。因此,衬底衬托器的外边缘可以 被保持为比衬底衬托器的中央点的温度高。在另一个实施例中,非分裂灯丝灯670可以具 有在第一端和第二端之间的中央部。非分裂灯丝灯670的中央部可以被保持为比非分裂灯 丝灯670的第一端和第二端的温度高。因此,衬底衬托器的中央点可以被保持为比衬底衬 托器的外边缘的温度高。
[0243] 在各种实施方案中,方法提供:衬底衬托器可以是衬底承载器或晶片承载器。灯壳 体610可以具有第一灯保持器620a和第二灯保持器620b。第一灯保持器620a和第二灯保 持器620b可以平行于或实质上平行于彼此。在一个实施例中,反射器650可以被布置在第 一灯保持器620a和第二灯保持器620b之间。第一灯保持器620a和第二灯保持器620b每 个具有在约0. 001英寸至约0. 1英寸的范围内的厚度。灯保持器的预先确定的厚度帮助保 持灯保持器的恒定的温度。因此,第一灯保持器620a和第二灯保持器620b可以每个独立 地被保持为在约275°C至约375°C、优选约300°C至约350°C的范围内的温度。
[0244] 图7A-7D描绘了根据本文描述的实施方案的用于气相沉积室例如反应器100的淋 喷头组件70
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