递归泵送构件的制作方法
【专利说明】递归泵送构件
[0001 ] 本申请为申请日2015年7月24日、申请号201510441269.8，发明名称为“递归栗送构件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本文所描述的实施方式一般涉及用于改进在半导体处理腔室内的气流的装置和方法。更确切地，本文所描述的实施方式涉及递归栗送构件(recursive pumping member)。
【背景技术】
[0003]在半导体的处理中，各种工艺常常用来形成在半导体器件中具有功能性的膜。在这些工艺中，存在称为外延的某些类型的沉积工艺。在外延工艺中，通常将气体混合物引入容纳一或多个基板的腔室中，在所述一或多个基板上将形成外延层。工艺条件维持用以促进蒸汽在基板上形成高质量材料层。在期望基板表面上沉积的膜的高质量和均匀性时，夕卜延一般是有利的。
[0004]在示例性的外延工艺中，材料(如电介质材料或半导体材料)形成在基板的上表面上。外延工艺使得在基板表面上生长薄的超高纯材料层，如硅或锗。材料可通过使处理气体大致上平行于定位在支撑件上的基板的表面流动并通过热分解处理气体来将来自气体的材料沉积到基板表面上而沉积在侧流腔室中。
[0005]处理均匀性是半导体工业中一般所期望的，并且投入许多研发努力来致力于改进整个半导体制造工艺中的处理均匀性。反应器设计(例如，气流图案)和温度控制装置可能在外延生长中影响膜的质量和均匀性。由于气流特征可影响基板上的膜的性能，因此，需要促进在基板上生长均匀的材料层的气体输送和沉积装置。
[0006]错流气体输送装置将气体注入处理腔室中，使得在基板旋转的同时，气体侧向流过基板表面各处。然而，可能由于不均匀的气流特性造成所沉积膜的中心到边缘不均匀性。在一些情况下，可经由错流气体输送装置引入的前驱物质的类型和数量针对裂解与气体至基板表面的输送的定时匹配方面而言难以控制。
[0007]因此，本领域中需要用于外延工艺的改进的气流装置。
[0008]图1示出处理腔室100的示意横截面图。处理腔室100以及相关联的硬件优选地由一或多种工艺可相容的材料形成，所述材料例如像不锈钢、石英(例如，熔融石英玻璃)、SiC、在石墨上CVD涂布的SiC(30至200微米)以及它们的组合和合金。
[0009]处理腔室100用于处理一或多个基板，包括材料在基板108的上表面116上的沉积。处理腔室100包括腔室主体构件100a、第一分隔件114和第二分隔件128，所述腔室主体构件100a、所述第一分隔件114和所述第二分隔件128限定处理区域156。每个分隔件114、128可为石英圆顶。设置于第一夹环101与第二夹环130之间的基环136将第一分隔件114与第二分隔件128分开。衬里组件163定位在基环136的内侧，并且预加热环167定位成与衬里组件163相邻。预加热环167从衬里组件163径向向内延伸以屏蔽过量辐射以防传播到预加热环167夕卜，并且在处理气体接触基板108的上表面116前预先加热进入处理气体。反射板122设置成与第二分隔件128相邻、处于处理区域156外侧，并且反射板122被耦接至第二夹环130。
[0010]灯具阵列145可与第一分隔件114相邻地耦接至第一夹环101。灯具阵列145包括一或多个灯具102，每一灯具102具有灯泡141。灯具阵列145可配置成在相对短时间段内加热基板108达到期望温度。在一个实施方式中，加热工艺可以包括重复的加热和冷却循环，以实现沉积在基板108的上表面116上的期望材料特性。在其他实施方式中，加热工艺可被用来在上表面116上进行烘烤。灯具阵列145还提供对基板108的各种区域处的温度的独立控制，由此促进材料在基板108的上表面116上的沉积。一或多个温度传感器118可任选地经由反射板122而耦接至处理腔室100、或通过灯具阵列145进行耦接。温度传感器118(其中每个可以是高温计)可配置成通过接收辐射(例如，从基板108发射穿过第二分隔件128的辐射)并将所接收的辐射与温度指示标准比较来测量基板108、基板支撑件106、第二分隔件128或第一分隔件114中一或多个的温度。
[0011]基板支撑件106设置在处理腔室100的处理区域156内。基板支撑件106与第二分隔件128—起界定处理区域156，并且净化气体区域158在基板支撑件106与处理区域156相对的那侧上。基板支撑件106可在处理期间通过中心轴132旋转，以最小化处理腔室100内的热处理气体流空间异常所造成的影响。基板支撑件106是由中心轴132支撑，所述中心轴132可使基板108在负载和卸载期间并且在一些情况下是在基板108处理期间在轴向方向134上移动。
[0012]反射板122置于第二分隔件128外侧，以将在处理期间从基板108辐射出的红外光反射回基板108。反射板122可由金属(如铝或不锈钢)制成。可通过对反射板122涂布高反射性涂层(如金)或通过对反射板122进行抛光来改善反射率，从而改善反射效率。在一个实施方式中，针对特定波长而调谐的可选涂层可设置在反射板的所选区域。在这个实施方式中，可选涂层可以增强温度传感器118的准确性和重复性。在另一实施方式中，反射板122可吸收光，并且可涂布有吸光材料以便提高处理腔室100的辐射冷却和热均匀性。
[0013]反射板122可以具有一或多个通道(未示出)，所述通道可经机械加工、耦接至冷却源(未示出)。通道连接至形成于反射板122—侧上的通路(未示出)。通路被配置成运载用于冷却反射板122的流体流，如水。通路可以沿着反射板122那侧以任何期望的图案延行，从而覆盖反射板122的一部分或整个侧。在另一实施方式中，可将反射板122耦接至流体源，所述流体源配置成加热反射板122。可流过通路的流体包括各种的加热或冷却流体，如去离子水与乙二醇混合物或惰性氟化液体。
[0014]从处理气体源172供应的处理气体可通过形成于基环136侧壁中的处理气体入口174引入到处理区域156中。处理气体入口 174可配置成在大体径向向内方向上引导处理气体，并可通过使用区来调谐以使中心到边缘均匀性能够得到改进。在膜形成工艺期间，基板支撑件106可位于与处理气体入口 174相邻并与处理气体入口 174处于约相同高度的处理位置。在这种布置中，处理气体以准层流形式在基板108的上表面116上近似沿着流路173向上并在周围流动。
[0015]处理气体和流出气体是通过位于处理腔室100与处理气体入口 174相对的侧上的气体出口 178(近似沿着流路175)离开处理区域156。与基板108的上表面116平面近似对准的处理气体入口 174和气体出口 178可彼此对准，并设置在近似相同高度，以便促进基板108上的处理气体的准层流。在一个实施方式中，处理气体入口 174和气体出口 178可设置在位于衬里组件163径向内部的第一高度处，然而，处理气体入口 174和气体出口 178可在位于衬里组件163径向外部的第二平面中，所述第二平面低于所述第一平面。穿过气体出口 178去除处理气体可通过耦接至气体出口 178的真空栗180来促成。为了进一步增加沉积均匀性，基板108可在处理期间通过基板支撑件106旋转。
【发明内容】
[0016]在一个实施方式中，提供一种用于处理腔室的周缘栗送构件。所述周缘栗送构件大体包括环形主体，所述环形主体具有:沿着所述环形主体内的弧的第一弯曲通道;第一内部通道，所述第一内部通道将所述第一弯曲通道的第一区域连接至所述环形主体的内表面的第一区域;多个第二内部通道，所述第二内部通道将所述第一弯曲通道的第二区域连接至所述内表面的第二区域；以及第一外部通道，所述第一外部通道将所述第一弯曲通道的所述第一区域连接至所述环形主体的外表面，其中所述第二内部通道各自的大小设定成使得当流体经由所述第一外部通道而栗送出所述周缘栗送构件时，所述流体以均匀流率流过所述第一内部通道和所述第二内部通道。
[0017]在另一实施方式中，提供一种用于对基板进行处理的装置。所述装置大体包括:处理腔室主体;分隔件，所述分隔件被耦接至所述腔室主体;一或多个孔，所述一或多个孔穿过所述分隔件而形成，所述分隔件可以是圆顶;一或多个导管，每一导管都具有第一末端和第二末端，并且所述导管中的每一个可以是管道，所述导管在所述第一末端处耦接至所述分隔件，每一导管从所述一或多个孔中的一个延伸；凸缘，所述凸缘被耦接至所述一或多个导管中的每一个的所述第二末端；以及周缘栗送构件，所述周缘栗送构件耦接在所述腔室主体内。所述周缘栗送构件大体包括环形主体，所述环形主体具有:沿着所述环形主体内的弧的第一弯曲通道;第一内部通道，所述第一内部通道将所述第一弯曲通道的第一区域连接至所述环形主体的内表面的第一区域;多个第二内部通道，所述第二内部通道将所述第一弯曲通道的第二区域连接至所述内表面的第二区域；以及第一外部通道，所述第一外部通道将所述第一弯曲通道的所述第一区域连接至所述环形主体的外表面，其中所述第二内部通道各自的大小设定成使得当流体经由所述第一外部通道而栗送出所述周缘栗送构件时，所述流体以