化学气相沉积装置的制造方法_4

文档序号:8947115阅读:来源:国知局
104通向通道103的第一部分103a的底部内。换言之,第二入口 104位于通道103的上游,通道103自身位于嘴部106的上游。当附加部件101被安装在腔室4中时,限定在附加部件101的第一壁和侧壁19之间的通道103形成了气体喷射器105的延长部。通道103被布置成平行于侧壁19引导净化气体流200。净化气体喷射器105通向反应腔室4。第二气体入口 104形成了用于反应器I中的净化气体的入口,而嘴部106形成了用于腔室4中的净化气体的入口。
[0087]净化气体在通路107中沿着侧壁的层状流动防止了反应气体从工作空间60穿透到反应腔室4的下部空间。净化气体流200在其横穿通路107时为层状,这产生了过大压力,从而朝向气体排放环49驱动反应气体。
[0088]申请人观察到,配备有这种净化气体系统的化学气相沉积装置的有效性是净化气体流200为湍流时的至少两倍高。因而,可以减少反应腔室4的清洁频率而不会对沉积膜的质量有不利影响。
[0089]而且,对于给定效率来说,流动为湍流时需要的净化气体的流速大于层状流动时需要的净化气体的流速,此外,其他参数类似。举例来说,在非晶硅或多晶硅的气相沉积过程中,净化气体流200的流速为大约每分钟5升,而在存在湍流的情况下该流速大于每分钟10升(在标准温度条件下)。
[0090]在现有系统中,净化气体倾向于将上部空间中的反应气体部分稀释。反应气体的流速的减少进一步限制了反应腔室4的污染。举例来说,申请人能够将具有根据本发明的净化系统的反应腔室中的反应气体(例如,硅烷)的流速降低为20SCCm,而在传统系统的情况下,该流速必须是大约50sCCm,即每分钟20微升而不是每分钟50微升(在标准温度条件下)。
[0091]净化气体流速的降低开启了良性循环和若干优点:增加了上部空间中的反应气体的浓度,增加了期望的化学反应的产率,能够降低反应气体的耗损并因而减少反应气体消耗。耗材消耗的减少产生了成本的降低。
[0092]在图中,附属部件被附装并安装在反应器中以形成附加部件101。附属部件的形状(在这里是中空旋转部件)适合于该实施例的反应器。在各种变型中,附加部件101可以与反应器I的其他部件形成单个部件或甚至整体部件。对附属部件进行成形以便将其附装在反应器中使得可以方便制造,并且甚至装备先前存在的反应器。此外,附加部件的第二壁是反应腔室的表面的、最容易引起不期望算的沉积物的表面;所述部件是可拆卸的使得可以更容易地对该部件进行清洁,并且在合适的情况下将该部件更换为清洁的部件,这使得反应器的停止时间最少。在各种变型中,附加部件101的形状与这里描述为反应腔室4的形状的函数的那些形状不同。
[0093]在这里描述的实施例中,附加部件101通过一段铝(Al)管的塑性变形而制成为单个保持部件。在一变型中,该附加部件101通过组装若干部件制成。附加部件101可以通过模制由具有相当机械和抗腐蚀特性的任何其他材料制成。优选地,附加部件101具有类似轮廓或形成旋转部件。这简化了部件制造并避免了在腔室4中进行错误的安装。
[0094]净化气体流200在通道103中从底部流动到顶部。从入口 104开始,净化气体在第一段103a中、在第二段103b中、在第三段103c中上升,并且在在截锥形部分1lc的顶端处通过嘴部106排出通道103而出现在腔室4内。在嘴部106处,截锥形部分1lc距下侧壁19 一定距离,例如10毫米,并且优选4到8毫米之间。通道103的端部基本平行于侧壁19的位于嘴部106的紧下游的部分。通道103被布置成至少在侧壁19的接近嘴部106的部分上平行于侧壁19地引导净化气体流200。
[0095]在工作阶段期间,净化气体流200在侧壁19的第二部分和附加部件101的表面113之间从通道103引导,使得净化气体流200的至少一部分终止于通路107中。通道103和通路107基本被布置在彼此的延长部上,使得从入口 104喷射、流入通道103并沿着侧壁19经由嘴部106出现在腔室4中的气体沿着侧壁19基本根据层状状态流动。净化气体然后再次沿着腔室4的侧壁19上升,直到通路107。
[0096]嘴部106和通路107均具有环状形状。这种形状一致性提高了嘴部106和通路107之间的气体流动的层状特性。尽管位于嘴部106的上游的通道103的形状使得可以进一步改善净化气体流200的取向,但是嘴部106和通路107自身之间的形状一致性使得可以改善净化气体流200的层状特性。
[0097]侧壁19被有利地布置成支撑层状的净化气体流沿着至少嘴部106的所述壁到达通路107。如可在位于工作位置的图1和图2中所看到的,气体流200在反应器I的径向内侧没有物理支撑。侧壁19足以引导净化气体流200。以选定速度平行于侧壁19由嘴部106排出通道103的气体流200具有与嘴部106对应的厚度。在速度非零的情况下,在气体流200和侧壁19之间产生降压。侧壁19吸引气体流200并且在嘴部106和通路107之间引导该气体流。侧壁19在径向外侧支撑嘴部106和通路107之间的气体上升。侧壁19沿着流动方向可以具有略微凹入或略微凸起的笔直形状,同时在没有对应的面对表面的情况下继续引导气体流。
[0098]侧壁19的顶部19a和底部19b在这里为气体流动形成了方向略微改变(略微凹入形状),而不会对流的层状特性有不利影响。相反,申请人已经观察到,10°到30°之间的角度的方向改变限制了产生湍流状态的危险。如能够在附图中看到的,方向改变对应于直角减去α (90° -α)。底部19b和水平壁平面之间的角度α在60°到80°之间。
[0099]嘴部106与侧壁19的齐平改善了嘴部106下游的流的层状特性。侧壁19形成了嘴部106的周边的延长部,该延长部能够使气体流200偏离,以使其遵循侧壁19的方向,直到通路107。
[0100]净化气体在侧壁19的第一部分(在这里为环49的内壁51b)和支撑件5的周边表面5b之间到达通路107。通路107被成形为引导从通道103来的净化气体流200,从而使得气体流200的至少一部分穿过圆周开口 49a。
[0101]净化气体流200沿着环49的内壁51b的上圆筒状表面51e和下圆筒状表面51f传送,增加了环49和腔室4的内部之间的热交换。净化气体流200有助于冷却环49,环49在与加热元件直接或间接地接触时倾向于变热。
[0102]为此,反应腔室的内壁包括用于与净化气体(该净化气体以所述气体相配合)进行热交换以冷却开口 49a上游的内壁的部件,以便限制所述壁上的不需要的沉积物。
[0103]所述装置有利地布置在通路107内。
[0104]根据图3中所示的优选实施方式,所述热交换装置包括由侧壁19承载的翅片51g。翅片51g彼此相似。翅片51g沿环49的中心的方向从环49的内表面突出。在环49在本体2中的安装状态下,翅片5Ig突出到通路107内。在内壁51b的高度上翅片5Ig基本为沿着竖直方向的长形形状。翅片51g从侧壁19突出至少I毫米,优选至少5毫米。在计算基板支撑件5和侧壁19之间的分隔时没有考虑翅片51g的突出尺寸。然而,翅片51g的水平端距周边表面5b—定距离。翅片51g的竖直端通过圆角连接至内壁51b的竖直端。翅片51g围绕环49的圆周(在这里在内壁51b上)规则地分布。周边表面5b面对翅片51g,翅片5Ig在这里围绕板7规则地分布。
[0105]如能够在图3和5中看到的,翅片51g的厚度基本等于它们的相互间隔。将彼此相邻的两个翅片51g分开的距离等于其中一个所述翅片51g的厚度。在沿着垂直于环49的旋转轴线的平面的剖视图中,翅片51g具有矩形轮廓。换言之,到环49的最近曲率,一系列翅片51g以图案重复形式形成了一连串凹口。这些凹口以及孔53和垫51d形成了环49的旋转对称性的例外之处。
[0106]在这里描述的实施例中,在作为环49的附装部件的内壁51b中制造翅片51g。这便于制造。在一个变型中,翅片51g制造在侧壁19中。
[0107]一般来说,翅片51g的形状和尺寸使得设置有翅片51g的环49的内表面在腔室4中具有较大的接触表面面积(在这里,与腔室4中的气体接触的表面面积)。翅片51g的其中一个功能是作为热交换翅片。这种接触表面改善了环49和腔室4的内部之间的热交换。翅片51g的形状和尺寸被进一步选择成避免支撑件5和环49之间的接触。翅片51g给予了环49的内壁51b并因而给予了侧壁19比没有翅片的类似构造更大的自由表面。在操作时,翅片49保持低于没有冷却翅片的类似环的温度。例如,翅片51g使得可以使环49保持低于300°C的温度。这种温度限制了环49的软化,以及环49的表面上的意外沉积物。
[0108]这种温度调节使得可以限制与环49和侧壁19接触的反应气体的意外反应。由这种反应导致的固体沉积物被限制。
[0109]环49由于翅片51g而产生的冷却在净化气体流200与翅片51g接触地循环时更有效。这甚至由于附加部件101而更为有效,附加部件101使得可以
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1