化学气相沉积装置的制造方法_2

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有将主面5a连接至下面的周边表面5b。周边表面5b与上主面5a基本铅垂地在板7的厚度上延伸。
[0042]支撑件5可以配备有未示出的热调节构件,例如在1994年3月31日以AppliedMaterial公司提交的以编号EP0619381公布的专利申请中描述的类型的热调节构件。该热调节构件选择性地用来加热和/或冷却。在这里,热调节构件用来根据期望的化学反应调节基板的温度。
[0043]在该工作位置,将上壁17从上主面5a分离的距离较小。由于上壁17和主面5a之间的温度差,这限制了竖直对流梯度的效应。
[0044]周边表面5b和对应的侧壁19的部分、在工作位置中的顶部19a具有旋转对称性。在工作位置,周边表面5b和对应侧壁19的部分相对于彼此是同心的。在变型中,侧壁19和周边表面5b可以遵循圆形以外的形状(例如正方形、矩形或卵形)的周边。
[0045]板7具有大体圆盘形状。支撑件5并且特别是板7由承受高于800°C的温度的热传导材料制成。所使用的材料使得可以在高度还原介质(就像存在二氢和氨的情况下一样)中保持支撑件5的完整性。支撑件5由进一步具有低热惯性以使其在各种使用阶段期间温度能够快速上升和下降的材料制成。
[0046]这里,支撑件5由氮化铝(AIN)制成。在一个变型中,其可以由石墨制成,并涂覆有碳化硅膜,从而使得支撑件5对化学环境具有增加的抗性。
[0047]在一个未示出的变型中,冷却剂在为此布置在本体2中的管道内循环。
[0048]界定腔室4的内壁15和侧壁19的冷却减少了意外表面沉积物。由此减少了清洁腔室4所需的时间,因此增加了反应器I的生产率。
[0049]在将基板放置在支撑件5上之后,将盖子3密封地关闭。在一个变型中,支撑件5上的基板的引入和移除可以在真空下通过转移腔室来执行,在合适的情况下,该转移腔室配备有机器人。
[0050]盖子3包括主部10,该主部10设置有形成用于反应器I的反应气体源的主气体入口 11和所述气体的热调节的部件。盖子3包括安置在本体2上并支撑主部10的外部9。盖子3的外部9具有搁置在本体2的上部中的主部8的上表面上的大体环状。盖子3包括喷射圆盘30,该喷射圆盘30形成腔室4的上壁17的至少一部分并且例如通过旋拧而紧固至主部10。喷射圆盘30进一步容纳用于喷射来自第一入口 11的反应气体的系统的一部分。
[0051]本体2的主部8由金属合金制成。一般来说,至少部分地容纳在腔室4内的大多数部件都可以由在高温时表现较少脱气的铝或铝合金制成。
[0052]盖子3的主部10具有大体圆盘形状。主部10可以由轻合金(这里为铝)制成。主部10是热传导的,并且被中央孔穿过,从而在反应器I的第一气体入口 11和喷射圆盘30的反应气体喷射系统之间形成流体连接。
[0053]容纳在喷射圆盘30中的反应气体喷射系统包括用于调节反应气体的加热的部件。用于调节反应气体的加热的部件在这里包括加热元件14,该加热元件14包括环状部,该环状部包含在冷却/加热回路中循环的冷却剂。例如,在2008年4月28日以本申请人提交的以编号FR 2930561公布的法国专利申请中描述了这种气体喷射系统和这种热调节系统。
[0054]喷射圆盘30轴向地保持在盖子3的主部10的内表面和用于排空反应器I的壳体49的环之间的适当位置。喷射圆盘30形成了腔室4的上壁17的大的中央部。将喷射圆盘30与基板支撑件5分开的空间可以看作在支撑件5的主上表面5a和腔室4的上壁17之间延伸的工作空间60。工作空间60是反应气体和基板之间和/或反应气体之间的理想反应场所。
[0055]喷射圆盘30容纳通道45,从而在主部10的中央孔和腔室4之间形成流体连通。通道45基本竖直地延伸穿过喷射圆盘30。通道45在腔室4的工作空间60中通向上壁17。通道45规则地分布在喷射圆盘30中,同时它们的嘴部均匀地分布在腔室4的由上壁17承载的表面上。盖子3的入口 11、主部10的中央孔和喷射圆盘30的通道45 —起形成了从上游到下游的用于腔室4的反应气体源。
[0056]在这里描述的实施方式中,设置附加气体供应部,以用于第二反应气体。喷射圆盘30设置有形成了附加反应气体供应部的一部分的多个附加通道。附加通道在上主表面5a和上壁17之间通向腔室4的工作空间60。附加腔室基本类似地供应有反应器的第二气体,并且与第一入口 11分开。附加气体供应部没有示出。
[0057]加热元件14使得可以将腔室4的上游的反应气体保持在后者化学稳定的温度,例如,高于露点的温度以避免冷凝现象。而且,喷射圆盘30可以由具有高导热性的材料(例如,轻铝(Al)合金)制成,这使得可以通过与盖子3的主部10接触并进行热传导来调节喷射圆盘30的温度。喷射圆盘30的温度被选择成限制气态反应物由于与喷射圆盘30齐平而意外反应。
[0058]反应气体通过盖子3的入口进入反应器I。在入口 11的下游,反应气体通过通道45的嘴部进入反应腔室4。通道45形成了进入反应腔室4的反应气体源。
[0059]气体排放环49装配在基本水平的本体2的主部8的环状表面8a上,并且被形成孔的本体2的圆筒状表面Sb包围。在这里描述的实施例中,环49是附装至本体2的部件。在一变型中,环49可以与本体2形成单个部件或甚至是整体的。气体排放环49也可以与喷射圆盘30的内表面的周边部分接触。
[0060]在图2所示的工作位置,环49包围工作空间60。环49还至少部分地围绕支撑件5的板7布置。如可在图1和图2中看到的,环49的一部分形成了侧壁19的一部分,而环49的另一个部分形成了上壁17的一部分。环49和支撑件5的相互形状是这样的,即:在工作位置,支撑件5被部分地布置在环49中,并且在支撑件5的周边表面5b和侧壁19的在这里属于环49的部分之间形成通路107。这里,通路107成位于腔室4的顶部中的周边环状通道的形式。侧壁19和支撑件5之间之间(在这里,即是环49和周边表面5b之间)的水平距离在这里在10到30毫米之间。
[0061]上壁17的气体喷射通道45、上主表面5a和气体排放环49以这种方式布置,使得反应气体流从喷射通道45流到气体排放环49,从而穿过工作空间60。反应气体通过喷射圆盘30经由反应器I的入口 11被引入,并且与上主表面5a齐平地在工作空间60中循环。未消耗的前体在从支撑件5的板7的中心到周边的大致径向方向朝向环49继续它们的行程。
[0062]在这里描述的实施例中,环49采取若干部件的组件的形式。环49包括在图4中单独示出的上部50和在图3中单独的下部51。在图5中可以看到沿着包括在组装状态下的上部50和下部51的旋转轴线的半平面的纵向截面。
[0063]上部50成由围绕其圆周基本规则的截面构造的环状部件的形式。上部50包括下表面(在图4中不可见)。在这里,该下表面包括通过截锥形下表面50c连接在一起的作为径向外部50a的下表面和作为径向内部50b的下表面。径向外部下表面50a和径向内部下表面50b大体是平面的,并且相互平行。在组装状态下,径向内部下表面50b相对于径向外部下表面50a向上即朝向喷射圆盘30偏移,使得截锥形下表面50c朝向腔室4的中心取向。
[0064]上部50包括上表面。在这里,该上表面包括通过截锥形上表面50f连接在一起的径向外部上表面50d和径向内部上表面50e。径向外部上表面50d和径向内部上表面50e大体是平面的并且相互平行。在组装状态下,径向内部上表面50e相对于径向外部上表面50d向下即朝向下部51偏移,使得截锥形上表面50f朝向喷射圆盘30的中心取向。
[0065]上部50沿着竖直方向的厚度在与径向外部上表面50d铅垂的情况下大于在与径向内部上表面50e铅垂的情况下。上部50还包括形状与本体2的孔8b对应的基本圆筒状的外表面50g和具有较小轴向尺寸(在这里略微为截锥形)的内表面50h。外表面50g适合于本体2的孔Sb以便能够被插入其中。径向内部上表面50e、截锥形上表面50f和内表面50h具有与喷射圆盘30的周边对应的形状。环49的形状和尺寸既允许其与喷射圆盘30一起调节又允许在孔Sb中调节环49。径向外部上表面50d与主部10的下表面接触。当环49被安装在本体2中时,内部下表面50b和喷射圆盘30的下表面基本对准并且几乎是连续的。承载径向内部下表面50b的上部50的内部形成了上壁17的周边部分。上部50的内部和喷射圆盘30 —起形成了腔室4的上壁17的至少一部分。
[0066]上部50用作盖子3的主部10和环49的下部51之间的间隔件。气体排放环49的上部50由承受快速温度变化而不会劣化的材料(在这里例如为铝)制成。
[0067]如能在图5中看到的,下部51具有H形横截面的大体环状形状。下部51包括外壁51a、内壁51b和将外壁51a连接至内壁51b的连接壁51c。外壁51a和内壁51b具有大体圆筒状形状。内壁51b的高度严格小于在组装状态下将上部50的径向内部下表面50b和本体2的环状表面8a分开的竖直距离。因
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