专利名称：诱导处理腔室清洁气体的紊流的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明的实施例一般涉及用于清洁喷头的方法与设备，所述喷头用于化学气相沉积工艺中。相关技术的描述现发现III-V族薄膜对于各种半导体器件的发展与制造更加重要，所述半导体器·件诸如短波长发光二极管(LED)、激光二极管(LD)以及包含高功率、高频、高温晶体管与集成电路的电子装置。举例而言，短波长(例如蓝光/绿光至紫外光)LED是利用第III族氮化物半导性材料的氮化镓而制成的。已知利用GaN所制成的短波长LED能提供比利用非氮化物半导性材料(诸如II-VI族材料)所制成的LED明显较佳的效率与较长的操作寿命。已用于沉积第III族氮化物(诸如GaN)的一种方法是金属有机化学气相沉积(MOCVD)法。这种化学气相沉积法一般是在具有温度控制环境的反应器中进行，以确保第一前驱物气体(所述第一前驱物气体含有至少一种第III族元素，诸如镓)的稳定性。第二前驱物气体(诸如氨)提供了形成第III族氮化物所需的氮。这两种前驱物气体被注入反应器内的处理区中，前驱物气体于所述处理区处混合并朝向处理区中的加热基板移动。载气可用于协助朝基板运送前驱物气体。前驱物于加热基板的表面处反应，以于基板表面上形成第III族氮化物层，诸如GaN。薄膜的质量部分与沉积均匀性有关，而沉积均匀性则又与前驱物跨基板的均匀混合有关。在基板载具上可布置有多个基板，且各基板可具有的直径范围介于50毫米至100毫米以上。为了增加产量与处理量，需要前驱物在较大基板及/或较多基板上的均匀混合以及较大的沉积区域。这些因素是重要的，因为这些因素直接影响了电子器件的制造成本，因而影响器件制造者的市场竞争力。前驱物气体与热的硬件部件(通常是在反应器的处理区中)之间的相互作用一般会使前驱物分解并沉积在这些热表面上。一般而言，反应器表面由用以加热基板的加热源的辐射来加热。前驱物材料在热表面上的沉积会特别有问题，特别是当沉积发生在前驱物分配部件(诸如喷头)中或前驱物分配部件上时。在前驱物分配部件上的沉积会随时间而影响流量分布均匀性，所述流量分布均匀性对于处理基板的质量会有负面影响。因此，需要一种用于清洁或移除腔室部件(诸如喷头)的沉积的前驱物材料的方法与设备。
发明内容
本发明的实施例一般涉及利用清洁板来清洁腔室部件的设备与方法。清洁板用以在清洁工艺期间定位在基板支架上，且清洁板包含圆形环、中央毂部以及多个紊流诱导结构，所述多个紊流诱导结构延伸于所述圆形环与所述中央毂部之间。当清洁板在清洁工艺期间旋转时，紊流诱导结构诱导出清洁气体的紊流。清洁板增加了清洁气体在清洁期间中在喷头附近的停留时间。此外，清洁板降低了位于清洁板与喷头之间的清洁气体内的浓度梯度，以提供更有效的清洁。所述方法包含定位所述清洁板为与喷头相邻。所述清洁板包含圆形环与中央毂部以及从中央毂部延伸且连接至圆形环的多个紊流诱导结构。接着，将清洁气体引入至喷头与清洁板之间的空间中。旋转所述清洁板，且清洁板的紊流诱导结构会搅动清洁气体。接着，沉积在喷头表面上的材料被加热，且反应而形成挥发性化合物，然后所述挥发性化合物被排出处理腔室。 在一个实施例中，一种用于在处理腔室内诱导紊流的设备包含圆形环与中央毂部。中央毂部位于与圆形环的相同平面内。第一组紊流诱导结构从中央毂部延伸至圆形环。开口位于所述第一组紊流诱导结构的各紊流诱导结构之间。在另一实施例中，一种设备包含透光材料的板状主体，以及设置在所述板状主体的周边周围的环。多个紊流诱导结构形成于所述板状主体的表面上。
在另一实施例中，一种用于清洁喷头的方法包含在基板支架上定位清洁板，所述基板支架置于处理腔室内。所述清洁板包含多个紊流诱导结构。接着定位所述清洁板为与置于所述处理腔室内的喷头相邻；加热置于所述喷头的表面上的材料沉积物，且清洁气体被引入至所述喷头的表面与所述清洁板之间的位置。接着旋转所述清洁板并汽化所述材料沉积物。汽化的所述材料沉积物接着即被排出所述处理腔室。附图
简单说明为了能更详细理解本发明的上述特征，可通过参照实施例而获得如上简要概括的本发明的更具体描述，其中一些实施例在附图中示出。然而应注意，附图仅图示本发明的典型实施例，因此不应被视为对本发明范围的限制，因为本发明可允许其它等效实施例。图I为示意平面图，图示了一种用于制造复合氮化物半导体器件的处理系统。图2为根据本发明的实施例的MOCVD腔室与清洁板的示意截面图。图3为图2所示的清洁板与载板的上视透视图。图4为图3中沿着清洁板与载板的截面4-4所示的截面图。图5为图2的清洁板的底视平面图。图6为喷头组件与定位于载板上的清洁板的示意截面图。图7为图2所示的喷头组件与清洁板的放大示意图。图8A至图8G为根据本发明另一实施例的清洁板的示意图。为助于理解，以尽可能地在图中使用相同的元件符号来代表所有图的相同元件。应知一个实施例的元件与特征可有利地结合于其它实施例中，无需进一步叙述。具体描沭本发明的实施例一般涉及利用清洁板来清洁腔室部件的设备与方法。清洁板用以在清洁工艺期间定位在基板支架上，且清洁板包含圆形环、中央毂部以及多个紊流诱导结构，所述多个紊流诱导结构延伸于圆形环与中央毂部之间。当清洁板在清洁工艺期间旋转时，紊流诱导结构诱导出清洁气体的紊流。清洁板增加了清洁气体在清洁期间中在喷头附近的停留时间。此外，清洁板降低了位于清洁板与喷头之间的清洁气体内的浓度梯度，以提供更有效的清洁。所述方法包含定位清洁板为与喷头相邻。所述清洁板包含圆形环与中央毂部以及从中央毂部延伸且连接至圆形环的多个紊流诱导结构。接着，将清洁气体引入至喷头与清洁板之间的空间中。旋转所述清洁板，且清洁板的紊流诱导结构搅动清洁气体。接着，沉积在喷头表面上的材料被加热，且反应而形成挥发性化合物，然后所述挥发性化合物被排出处理腔室。可受益于本发明实施例的示例MOCVD腔室如美国专利申请号第12/023，520号中所描述，所述专利申请于2008年I月31日申请，所述专利申请公开号为美国专利公开号第2009-0194024号，且所述专利申请名称为“CVD APPARATUS (CVD装置)”。应知其它腔室也可受益于本发明的实施例。图I为不意平面图，图不了处理系统100的一个实施例，所述处理系统100包含MOCVD腔室102，用于制造复合氮化物半导体器件。处理系统100接近大气且包含传送腔室106、与传送腔室106耦接的MOCVD腔室102以及与传送腔室106耦接的装载锁定腔室108。批次装载锁定腔室109与传送腔室106耦接，所述批次装载锁定腔室109能储存基板，且装载站110与装载锁定腔室108耦接，装载站110能装载基板。传送腔室106包含机械手组 件(未示)，所述机械手组件可操作以于装载锁定腔室108、批次装载锁定腔室109与MOCVD腔室102之间拾取且传送基板。虽然图中仅图示出单一个MOCVD腔室102，但可有不止一个的MOCVD腔室与传送腔室106耦接。此外，也可有一个或更多个氢化物气相外延(HVPE)腔室与传送腔室106耦接。在处理系统100中，机械手组件(未示出)传送载板112至MOCVD腔室102中以进行沉积，所述载板112装载有基板。载板112 —般具有的直径介于约200毫米至约750毫米之间，且载板112可于处理期间支撑约I个和约50个之间的基板。载板112是由SiC形成的，然而载板112也可由涂布有SiC的石墨所形成。在所需沉积步骤已经于MOCVD腔室102中完成之后，载板112经由传送机械手而从MOCVD腔室102传送回到传送腔室106。载板112能接着被传送至装载锁定腔室108或批次装载锁定腔室109。系统控制器160控制处理系统100的活动与操作参数。系统控制器160包括计算机处理器与耦接至处理器的计算机可读取存储器。处理器执行系统控制软件，诸如储存在存储器中的计算机程序。图2为MOCVD腔室的示意截面图。MOCVD腔室102具有腔室体201以及耦接至腔室体的喷头组件204。化学物传送模块203耦接至喷头组件204以传送前驱物气体、载气、清洁气体及/或净化气体至处理区218。真空系统213耦接至处理区218，以从处理区移除气体。基板支架214(以升高的清洁位置所示)设置于MOCVD腔室102的内部区域中，所述基板支架214与喷头组件204相对，且位于处理区218和下部空间210之间。基板支架214定位于支撑柱280上，所述支撑柱280连接至可旋转支撑杆。基板支架214具有环状形状，所述环状形状带有贯穿所述环状形状设置的开口 285，以使灯221A、221B的辐射能量能接触到位于基板支架214上的载板112。载板112由碳化硅或其它高发射率材料所形成，以吸收来自内灯221A与外灯221B的能量。清洁板230位于载板112的上表面上，且与喷头组件204相邻。致动器组件286能够使基板支架214沿垂直方向朝向喷头组件204移动或移动离开喷头组件，如箭头215所示，且能够旋转机板支架214，如箭头216所示。环220置于腔室体201的内表面周围，以有助于防止沉积发生在下部空间210中，且也有助于使气体直接从MOCVD腔室102排出至排气口 205。下圆盖219置于基板支架214下方。下圆盖219由透明材料制成(诸如高纯度石英)，以使内灯221A与外灯221B的光能通过，以进行载板112的辐射加热。反射器266用以帮助控制MOCVD腔室102对于由内灯221A与外灯221B所提
供的辐射能量的暴露。化学物传送模块203对MOCVD腔室102供应化学物质。反应性气体、载气、净化气体以及清洁气体可通过供应线路而从化学物传送模块203供应至MOCVD腔室102中。喷头组件204包括第一处理气体通道204A、第二处理气体通道204B以及与热交换系统270耦接的温度控制通道204C。水平壁276、277分隔了通道204A-204C。第一处理气体通道204A与第二处理气体通道204B经由独立通道而提供处理气体至处理区218，因此减少了不希望在喷头组件204内发生的沉积量。热交换系统270用以调节喷头组件204的温度。合适的热交换流体包括、但不限于水、水基的乙烯乙二醇混合物、全氟多醚(例如GAIJ)R_流体)、油基的传热流体(诸如矿物油)或类似流体。热交换系统270用以调节喷头组件204的温 度于约50摄氏度至约200摄氏度的范围内，例如在约115摄氏度至约150摄氏度的范围内。图3图示清洁板230与载板112的示意上视透视图。清洁板230位于载板112的上表面上，所述载板在处理期间面对喷头组件。清洁板230包含中央毂部374，紊流诱导结构375a与375b延伸自中央毂部374。紊流诱导结构375a、375b与圆形环347的内部边缘共平面，且连接至所述圆形环347的内部边缘。相邻的紊流诱导结构375a定位为彼此间呈约90度，而相邻的紊流诱导结构375b也是定位为分开约90度。紊流诱导结构375b具有自所述紊流诱导结构375b延伸的其它紊流诱导结构375c与375d，并且紊流诱导结构375c与375d与圆形环347的内部边缘连接。紊流诱导结构375c与375d以约45度角连接至紊流诱导结构375b。清洁板230包含在各紊流诱导结构375a_375d之间的开口 348，所述开口形成了由载板112的上表面与紊流诱导结构375a-375d所限定的囊部(pocket)。在处理期间，各囊部在位于与喷头组件相邻的清洁位置时，能包含喷头组件表面附近的清洁气体，因而增加清洁气体在喷头组件附近的停留时间。清洁板230由基脚而保持在载板112上，所述基脚从清洁板230的底部延伸至基板载具囊部390中，所述基板载具囊部390形成于载板112的上表面中。清洁板230具有一高度，所述高度介于约3毫米至约10毫米的范围内，例如，约7毫米。清洁板230具有的直径介于约300毫米至约400毫米的范围内。然而，应知清洁板也可为更大或更小，所述大小视要使用清洁板的处理腔室的大小而定。清洁板230由石英形成，但也可由碳化硅或其它材料形成，所述其它材料实质上不与供应至处理腔室的清洁气体反应。载板112 —般具有与清洁板230相同的直径，因此用于传送载板112的设备也能够处理清洁板230。此外，当载板112与清洁板230各具有足够厚度时，可知清洁板230能与载板112同时被传送通过处理系统，因而不需要两个分别的传送步骤。图4为沿着图3中截线4-4所示的清洁板230与载板112的截面图。紊流诱导结构375a-375d具有矩形截面且宽度Wl介于约4毫米至约8毫米的范围内，例如约6毫米。此外，环347具有的宽度W2介于约8毫米至约14毫米的范围内。应知紊流诱导结构375a-375d与环347可根据应用需求而具有更大、或更小的宽度。图5为清洁板230的底视平面图。清洁板230包含四个基脚573，所述基脚573从清洁板230的底部表面向外延伸。基脚573具有磨圆端部，且大小可匹配于形成于载板内的基板囊部内(清洁板230于清洁期间定位于所述载板上)。基脚573用以避免在清洁板 230与载板112的旋转期间，清洁板230于载板112的顶部表面侧向滑动。基脚573从清洁板230的下表面延伸约O. 25毫米至约I毫米。举例而言，基脚573可从清洁板230的下表面延伸约O. 33毫米。虽然所示的清洁板230是具有四个基脚573，但应知可有多于或少于四个的基脚573可自清洁板230的下表面延伸，只要可提供充足的侧向支撑即可。此外，应知基脚573可从任何紊流诱导结构375a-375d或中央毂部374延伸，且基脚573的位置一般与基板载具内基板载具囊部的位置有关。或者是，应知清洁板230可不具有基脚573，而是可胶合、接合或紧固至载板112，以避免所述清洁板的侧向移动。
图6为喷头组件204与位于载板112上的清洁板230的示意截面图。载板112位于基板支架214上。清洁板230位于载板112上、且被支撑在从清洁板230的底部表面延伸出来的基脚573上。基脚573位于载板112内所形成的基板载具囊部内。基脚573的大小可于清洁工艺期间避免清洁板230跨载板112的横向移动，同时所述清洁板仍可移动而与喷头组件204相邻。基脚573具有足够大小以避免清洁板230的不希望的侧向移动；然而，基脚573 —般不应大到会在需要时阻止清洁板230与基板载板112分离。应知基脚573 的大小可需考虑到基脚573与载板112两者的热膨胀。应注意在载板112内所形成的基板载具囊部与在沉积工艺(例如MOCVD工艺)中用于支撑基板的基板载具囊部相同。
载板112置于基板支架214的下端唇部671，基板支架214位于柱280上。，基板支架214的上端唇部672避免在基板支架214的旋转期间载板112侧向滑动。上端唇部672 垂直于下端唇部671，且上端唇部672具有的内径大小可容纳载板112。上端唇部672虽图示为具有的上表面大致与载板112的顶部表面同高度，但应知上端唇部672也可垂直延伸于载板112的顶部表面上方，且上端唇部672可对清洁板230提供额外的侧向支撑。在此实施例中，可不需要基脚573。
图7为图2所示的喷头组件204与清洁板230的放大示意图。清洁板230位于升高的清洁位置中以移除沉积材料751。沉积材料751指在沉积工艺(例如MOCVD工艺)期间累积在喷头表面上的材料。举例而言，沉积材料751可能是氮化铟镓、P型掺杂或η型掺杂的氮化镓、氮化铝或氮化铝镓。
升高的清洁位置在清洁板230的环347的上表面与喷头组件204的下表面之间形成间隙737。间隙737保持一距离，使得在清洁工艺期间最小量的清洁气体通过所述间隙， 然而，间隙也可大到足以避免环347与喷头表面778Α之间产生无意接触。较佳为，环347 的内径与喷头组件204的沉积区域一样大或稍微较大。本文中采用的用语“沉积区域”是指沉积材料751会沉积或累积在喷头表面778Α上的区域。
一旦清洁板230已经定位于升高的清洁位置中，即自电源721C向内灯221Α与外灯221Β供应电力，以利用辐射能量D加热载板112，由此经由辐射及/或对流而加热沉积材料751至一温度Tm。较佳为，温度Tm够高以于沉积材料751已经与清洁气体接触之后使沉积材料751升华或汽化。在一个实例中，温度Tm为约700摄氏度。
可选择从灯221A、221B传送的辐射能量D的波长，以加强清洁工艺。光的波长在紫外光(UV)光谱内，但应知也可使用红外线(IR)光谱的光。除了其它因素外，电源721C 所供应的电量以及灯221A、221B所产生的光波长还依沉积材料751的组成、腔室压力、将要使用的清洁气体以及腔室部件的温度而定。
在沉积材料751的加热期间或之后，通过清洁气体入口 760而沿流动路径A1传送清洁气体至处理区218。应知清洁气体也可经由内部气体导管746而沿着流动路径A2,或经由外部气体导管745而沿流动路径A3被引入处理区218中。在处理区218中存在有清洁气体的情况下，基板支架214与清洁板230被旋转。一般而言，基板支架214与清洁板230 以约每分钟20转(20rpm)至约IOOrpm的速率旋转,所述速率例如约35rpm或约60rpm。
紊流诱导结构375a_375d(仅图示出375a与375b)的旋转产生清洁气体的紊流， 如紊流流线B所示。清洁气体进入上述处理区218中、被反射离开清洁板230及/或载板 112，且所述清洁气体由紊流诱导结构375a-375d予以混合。清洁气体接着被引导回到喷头表面778A，如紊流流线B所示。当清洁气体反射离开由灯221A、221B所加热的载板112时， 清洁气体的温度增加，以有助于加热材料沉积物751，并促进材料沉积物751的汽化。
沿着流线B的紊流增加清洁气体与喷头表面778A上的沉积材料751之间的接触量。此外，沿着流线B的紊流诱导清洁气体在处理区218内混合，以降低喷头组件204与清洁板230之间的清洁气体的浓度梯度。浓度梯度会发生是因清洁气体反应形成挥发性成分时在材料沉积物751附近的清洁气体的反应(因而耗尽)所致。一般需要降低浓度梯度 (例如在处理区218中有更均匀的清洁气体浓度)，因为清洁气体与沉积材料的反应速率会因新鲜的清洁气体持续循环至喷头表面778A而增加。此外，也需要降低浓度梯度，以进而减少让未使用的清洁气体在与材料沉积物751反应之前即通过排气口 205排出的可能性。 由于在清洁工艺期间，持续沿着流动路径C从处理区218中移除清洁气体，因而需要在排出之前使清洁气体至少部分与材料沉积物751进行反应，以避免浪费未使用的清洁气体。
在一个实例中，供应至处理区218的清洁气体是氯气，且沉积材料为含镓材料，诸如氮化铟镓。应知可使用其它的清洁气体，所述清洁气体包括氟(F2)气体、溴(Br2)气体、 碘(I2)气体、碘化氢(HI)、氯化氢(HCl)、溴化氢(HBr)、氟化氢(HF)、三氟化氮(NF3)及/ 或其它类似气体。应知可移除其它材料，所述其它材料包括氮化镓或氮化铝镓。清洁气体可以介于约5%至约50%范围内的浓度被引入处理区218中，所述浓度例如为约30%。供应至腔室的气体的剩余部分可为惰性气体，诸如氩气。利用真空系统213，腔室内的压力能降低至约I X 10_6托(Torr)至约200托的范围内，诸如约5托至约200托。较佳为，所述压力为约50托。氯气流入处理区218的流量为约2SLM至约10SLM的范围内。举例而言，在清洁工艺期间可对处理区218提供约4SLM的氯气。
清洁气体在处理区218中的作用决定于多个因素，所述因素包含、但不限于清洁气体的温度与分压、所使用的清洁气体的种类、沉积材料751的温度、处理区218内的压力以及存在的沉积材料751的量。较佳为，调整诸如清洁气体的温度、分压以及组成这样的工艺参数，以使沉积材料751与清洁气体反应而形成将会汽化的挥发性成分。一般而言，沉积材料751的汽化点为已知，因此能调整或选择工艺参数而使得沉积材料751汽化。能通过使沉积材料751接触清洁气体、利用灯221A、221B来增加沉积材料751的温度及/或利用真空系统213降低处理区218的压力而实现沉积材料751的汽化与移除。
应注意在处理区218内的压力以及清洁气体的密度也会影响沉积材料751的移除率。降低处理区218内的压力即降低沉积材料751的汽化温度，且也产生清洁气体的分子流而使每单位体积的反应数量减少。增加处理区218内的压力会产生清洁气体的黏性流，CN 102934204 A书明说7/8页导致每单位体积有较多反应，但也增加沉积材料751的汽化温度。然而,清洁板230会在处理区218内产生清洁气体的紊流，所述紊流增加清洁气体的效率(例如增加清洁气体的反应)。因此，即使在使用会产生清洁气体分子流的较低压力(诸如1X10_6托)时，清洁气体原子仍能通过紊流诱导结构375a-375d而混合，并被引导回沉积材料751。因此，清洁板 230使清洁气体以分子流状态而被使用(可降低材料沉积物751的汽化温度)，同时通过清洁气体的紊流运动而提供充足的清洁气体反应。因此，在使用降低的压力时，清洁板230促进更有效率的清洁。
在没有由紊流诱导结构375a_375d与清洁板230的旋转提供紊流混合时，沉积材料751与清洁气体之间的反应将以较慢速率进行，因而增加了清洁腔室部件与喷头表面 778A所需的时间量。清洁板230包含在喷头组件204附近的清洁气体，以增加清洁气体与沉积材料751A接触的时间量。此外，紊流诱导结构375a-375d所提供的紊流使清洁气体更有效率地清洁喷头组件204，由此减少清洁时间并延长清洁之间所需的时间。在一个实例中，使用清洁板230使预防性维修清洁之间的平均时间从约10次沉积循环延长至约60次沉积循环，因而减少了腔室的维护停工时间。
图8A至图SG为根据本发明其它实施例的清洁板的示意图。以上所述的清洁板包含贯穿所述清洁板的开口，但下文所述的清洁板包含板状主体、而不具有贯穿所述清洁板的开口。因此，下文所述的清洁板并不需在清洁工艺期间定位于载板上。
图8A图示清洁板830A。清洁板830A包含板状主体,所述板状主体具有用以置于基板支架上的底部表面，以及与 底部表面相对的顶部表面836。清洁板830A具有环847，所述环位于清洁板830A的顶部表面836的周边周围、且自所述顶部表面836垂直延伸。环847 用以于清洁工艺期间作为清洁气体的气体保持环。气体分配器或紊流诱导结构875A (诸如脊部或凸块)位于清洁板830A的顶部表面836上。紊流诱导结构875A布置为从清洁板 830A的中心向外呈放射状的脊部。清洁板830A是由透光材料形成的，所述透光材料为诸如石英或蓝宝石。然而，应知在需要清洁板830A能够直接吸收辐射能时，也可由碳化硅或其它高发射率材料来形成清洁板830A。
图8B是沿着截线8B-8B的清洁板830A的截面图。清洁板830A包含固体板状主体，所述固体板状主体具有上表面836而不具有任何贯穿所述固体板状主体的开口。紊流诱导结构875A具有的高度小于环847的高度，这样增进了清洁气体跨清洁板的整个表面的紊流混合。在清洁工艺期间，环847的顶部表面一般位于离喷头组件的表面约I毫米至约4 毫米处。环847具有的高度约为5毫米至约10毫米，而紊流诱导结构875A的高度约I毫米至约4毫米。然而，应知环847的高度与相对比例、紊流诱导结构875A以及离喷头组件的间隔可调整，以产生需要的紊流气体流量。
图8C图示清洁板830C，所述清洁板830C具有置于清洁板表面836上的紊流诱导结构875C。紊流诱导结构875C具有弯曲径向轮廓。紊流诱导结构875C从清洁板表面836 中心螺旋向外延伸至环847，所述环847位于清洁板830C的周边边缘处。
图8D图示清洁板830D，所述清洁板830D具有在清洁板表面836上形成为长形脊部的紊流诱导结构875C。紊流诱导结构875C可在清洁板表面836上形成图案，或可以随机分布，只要紊流诱导结构87 能够诱导清洁气体的运动和重新分布即可。紊流诱导结构 875D可延伸或可不延伸至环847。10
图8E图示清洁板830E，所述清洁板830E具有置于清洁板表面836上的紊流诱导结构875E。紊流诱导结构875E从清洁板表面836的中心呈放射状。其它的紊流诱导结构 875E接触环847，并朝向清洁板830E的中心延伸。
图8F图示清洁板830F，所述清洁板830F具有紊流诱导结构875F，所述紊流诱导结构875F形成为点部或凸块并置于清洁板表面836上。点部或凸块可随机分布于清洁板表面836上，或可形成为一种形状或图案，诸如同心圆或螺旋。紊流诱导结构875F的密度与大小可依需要的紊流量而改变。
图8G图示清洁板830G，清洁板830G的凸块与脊部两者作为紊流诱导结构875G。 也能在单一清洁板上结合其它的特征或结构的组合。应知诸如凸块、点部、脊部和鳍片这样的紊流诱导结构或气体分配器的其它变化与组合是可用于通过给予清洁气体运动而诱导清洁气体的重新分布的。
虽然本文所说明的本发明实施例参照MOCVD腔室而进行，然而应知其它的处理腔室也可受益于本发明的实施例。举例而言，应知用于形成功率电子装置的腔室、利用等离子体清洁的腔室或内含电阻加热器的腔室可受益于本发明的实施例。
概括地说，本发明的一些益处包括气体分配喷头的更有效清洁。本文所述的清洁板与清洁方法通过诱导清洁气体与材料沉积物之间的接触而减少了移除喷头表面的污染物所需的清洁时间。同时，清洁板的环与基板支架的升高清洁位置可减少处理区，因此清洁喷头所需的清洁气体较少，且节省了消耗性材料的花费。此外，因为清洁板的大小与载板相同，不需其它的处理设备即可执行本文所述的清洁板。同时 ，由于不需要其它的处理设备， 因而能快速将清洁板传送至处理腔室，减少了为了清洁处理腔室或位于所述处理腔室内的喷头所需的维护停工时间。
虽然前述针对本发明的实施例，本发明的其它与进一步的实施例可在不背离本发明的基本范围下修改而得，且本发明的范围由所附的权利要求所确定。
权利要求
1.一种用于在处理腔室内诱导紊流的设备，所述设备包含圆形环；中央毂部，所述中央毂部位于所述圆形环内；以及第一组紊流诱导结构，所述第一组紊流诱导结构延伸于所述中央毂部与所述圆形环之间，其中在所述第一组紊流诱导结构的一或更多对紊流诱导结构之间限定有开口。
2.如权利要求I的设备，所述设备进一步包含第二组紊流诱导结构，所述第二组紊流诱导结构延伸于所述第一组紊流诱导结构与所述圆形环之间。
3.如权利要求2的设备，其中所述第一组紊流诱导结构与所述第二组紊流诱导结构位于与所述圆形环和所述中央毂部相同的平面内。
4.如权利要求3的设备，其中所述第一组紊流诱导结构与所述第二组紊流诱导结构的至少一个侧壁垂直于所述平面。
5.如权利要求4的设备，所述设备进一步包含第三组紊流诱导结构，所述第三组紊流诱导结构延伸于所述中央毂部与所述圆形环之间；以及多个基脚，所述多个基脚从所述第三组紊流诱导结构延伸，其中所述基脚具有磨圆边缘且沿与所述平面垂直的方向延伸。
6.如权利要求2的设备，其中所述圆形环、所述中央毂部、所述第一组紊流诱导结构以及所述第二组紊流诱导结构包含石英，且其中所述圆形环用以于清洁工艺期间维持喷头表面附近的处理气体。
7.一种用于在处理腔室内诱导紊流的设备，所述设备包含透光材料的板状主体；圆形环，所述圆形环设置在所述板状主体的上表面周边周围；以及多个紊流诱导结构，所述多个紊流诱导结构形成于所述板状主体的所述上表面上。
8.如权利要求7的设备，其中所述透光材料包含石英或蓝宝石，且其中所述紊流诱导结构包含自所述板状主体的中心呈放射状的多个脊部。
9.如权利要求7的设备，其中所述紊流诱导结构包含形成于所述板状主体的所述上表面上的多个凸块。
10.如权利要求7的设备，其中所述多个紊流诱导结构包含脊部与凸块。
11.一种清洁喷头的方法，所述方法包含以下步骤在基板支架上定位清洁板，所述基板支架置于处理腔室内，所述清洁板包含多个紊流诱导结构；定位所述清洁板为与置于所述处理腔室内的喷头相邻；加热置于所述喷头的表面上的材料沉积物；引入清洁气体至所述喷头的所述表面与所述清洁板之间的位置；旋转所述清洁板；汽化所述材料沉积物；以及使汽化的所述材料沉积物排出所述处理腔室。
12.如权利要求11的方法，其中所述材料沉积物包含含镓材料，且其中加热所述材料沉积物的步骤包含对多个灯供应电力并照射所述材料沉积物。
13.如权利要求11的方法，所述方法进一步包含以下步骤在所述基板支架上定位所述清洁板之前，从所述处理腔室移除载板；以及在排出所述汽化的材料沉积物之前，先降低所述基板支架以及置于所述基板支架上的所述清洁板。
14.如权利要求11的方法，其中所述清洁板具有贯穿所述清洁板形成的多个开口，且其中旋转所述清洁板在所述清洁板与所述喷头之间产生所述清洁气体的紊流。
15.如权利要求14的方法，其中所述清洁板进一步包含圆形环，所述圆形环置于所述板状主体的周边周围，所述圆形环用以包含在所述喷头的所述表面附近的所述清洁气体。
全文摘要
本发明的实施例一般涉及利用清洁板来清洁腔室部件的设备与方法。清洁板用以在清洁工艺期间定位在基板支架上，且清洁板包含多个紊流诱导结构。当清洁板在清洁工艺期间旋转时，紊流诱导结构会诱导出清洁气体的紊流。清洁板增加了清洁气体在清洁期间中在喷头附近的停留时间。此外，清洁板降低了清洁板内的浓度梯度，以提供更有效的清洁。所述方法包含定位所述清洁板为与喷头相邻，以及将清洁气体引入至喷头与清洁板之间的空间中。接着，沉积在喷头表面的材料会被加热，且在存在清洁气体的同时汽化，然后被排出处理腔室。
文档编号H01L21/205GK102934204SQ201180028838
公开日2013年2月13日 申请日期2011年6月13日 优先权日2010年6月18日
发明者仲华, 董希子, 基奥温·貌, 塙広二, 姜圣元, 戴维·H·夸, 唐纳德·J·K·奥尔加多, 戴维·布尔, 许伟勇, 亚历山大·塔姆, 常安中, 萨姆埃德霍·阿卡赖亚 申请人:应用材料公司