用于针对半导体衬底的化学气相沉积过程的装置和方法与流程

文档序号:17159674发布日期:2019-03-20 00:29阅读:264来源:国知局
用于针对半导体衬底的化学气相沉积过程的装置和方法与流程

各种实施例一般涉及用于针对半导体衬底的化学气相沉积过程的装置和方法。



背景技术:

化学气相沉积(cvd)过程可以被用来在半导体衬底(例如,硅晶片)上沉积薄膜。在cvd过程中,衬底暴露于一种或多种挥发性气体,该一种或多种挥发性气体在衬底表面上发生反应和/或分解来产生薄膜。cvd过程可以被用来沉积不同类型的薄膜层,该不同类型的薄膜层包括例如单晶层、多晶层、非晶层和外延层。具有均匀厚度和掺杂的外延层的沉积在半导体设备的制造中是重要的。

商业可用的cvd反应器可以被划分成两个主要类别:一次处理单个衬底的单衬底反应器和一次处理多个衬底的批式反应器。包括“筒”式系统和“薄饼”式系统的批式反应器是有效的,但是却不提供对某些半导体设备而言足够均匀的外延层。单衬底反应器可以产生相对均匀的外延层,但是该过程是耗时且耗资源的。

单衬底cvd反应器可以被进一步划分成三个类别:冷壁反应器(沉积室壁处于室温下)、热壁反应器(沉积室壁处于过程温度下)以及暖壁反应器(沉积室壁处于室温与过程温度之间的温度下)。在冷壁反应器中,沉积室壁与衬底表面之间的高温度梯度减小了层厚度和掺杂物浓度的均匀性。在热壁反应器中,沉积室壁处的较高温度引起更多过程气体要分解,从而导致室壁上更高的颗粒和副产物生成和沉积,这需要更多清洁。暖壁反应器常常被用作均匀性与有效性之间的折衷。



技术实现要素:

一种cvd反应器,包括安放了第一基座和第二基座的沉积室,该第一基座具有用于接纳第一衬底的洞,该第一衬底具有前表面和后表面,该第二基座具有用于接纳第二衬底的洞,该第二衬底具有前表面和后表面,并且该第一基座和该第二基座被设置成使得该第一衬底的前表面与该第二衬底的前表面相对,从而形成气流通道的一部分。

附图说明

在附图中,相同的附图标记一般遍及不同视图指代相同的部分。附图不一定是按比例的,取而代之,重点一般被置于说明本发明的原理。在以下描述中,参考以下附图描述本发明的各种实施例,在附图中:

图1a-1c示出了根据至少一个实施例的cvd反应器的第一横截面顶部透视图、横截面侧视平面图以及第二横截面顶部透视图;

图1d示出了根据至少一个实施例的cvd反应器的一部分的顶部透视图;

图1e示出了根据至少一个实施例的cvd反应器的一部分的经放大的横截面顶部透视图;

图1f-1h是示出了根据至少一个实施例的cvd反应器的第一侧视平面图、第二侧视平面图以及顶部视图的素描;

图2a-2i示出了根据至少一个实施例的cvd反应器的加热元件的各种配置;

图3a-3d示出了根据至少一个实施例的cvd反应器的基座组件对的各种配置;

图4a-4d示出了根据至少一个实施例的cvd反应器的基座组件的各种布置;

图5a-5c示出了根据至少一个实施例的具有多个基座组件对的批式cvd反应器的各种配置;以及

图6a示出了根据至少一个实施例的图示了衬底弓形弯曲(bowing)的cvd反应器的配置,以及图6b示出了根据至少一个实施例的图示了可以如何修正衬底弓形弯曲的cvd反应器的配置。

具体实施方式

下面参考附图来更详细地解释本发明的各种实施例。然而,本发明不限于具体描述的实施例,而是可以被更适合地修改和更改。处于本发明的范围内的是,将一个实施例的各个特征和特征组合与另一个实施例的特征和特征组合进行组合,以便达成根据本发明的另外的实施例。

在附图中为相同的元件提供相同的或类似的附图标记。已经省掉了这些元件的重复描述以避免重复。

将以下面给出的示例为基础来阐明此处呈现的基本原理。

根据各种实施例,提供了容纳至少两个半导体衬底的cvd反应器,其中每个衬底的前表面与彼此面对面以便形成气流通道的一部分。从进气口进入气流通道的过程气体可能在一个普通过程中被同时暴露于衬底的相对的前表面。因为沉积条件是对称地相同的,所以在每个衬底的相对的表面上生成的层具有相同的层特性。附加地,因为过程气体分解到衬底在气流通道中的两个前表面上,所以生成了更少副产物,从而导致了改善的气体产率以及在沉积室的壁上的更少的寄生沉积物。由第二衬底的前表面的区域减小了要清洁的表面区域。容纳半导体衬底的结构应当是密封良好的,并且过程气体主要保留在气流通道内。仅有少量过程气体应从气流通道泄漏出来。因此,每个cvd过程之间的清洁时间被大幅减少。这使生产量改善了几乎2倍。

图1a-1c示出了根据至少一个实施例的cvd反应器100的第一横截面顶部透视图、横截面侧视平面图、第二横截面顶部透视图,该cvd反应器100可以在两个半导体衬底上同时沉积薄膜。图1d示出了cvd反应器100的一部分的顶部透视图,以及图1e示出了cvd反应器100的一部分的经放大的横截面顶部透视图。图1f-1h是示出了根据至少一个实施例的cvd反应器100的第一侧视平面图、第二侧视平面图和顶部视图的素描。参照图1a,cvd反应器100包括通过将第一端壁111a和第二端壁111b耦合到侧壁112而形成的沉积室110。参照图1e,沉积室110包含第一基座组件120a和第二基座组件120b(部分地示出的)。第一基座组件120a可以由耦合到基座平台122a的基座121a形成,该基座平台122a被安装到从杆124a的一端伸出的基座支撑部123a。第二基座组件120b可以与第一基座组件120a对称地相同或被类似地配置。如在图1a-1c和1e中示出的,第一基座组件120a和第二基座组件120b被布置成彼此相对,以使得第一基座121a面对第二基座121b。

基座121a和121b均被配置成接纳半导体衬底,该半导体衬底具有作为过程表面的前表面和作为非过程表面的后表面,即,衬底的前表面或过程表面应当被暴露于过程气体,并且衬底的后表面或非过程表面应当具有对过程气体的有限暴露。如在图1e中示出的,当衬底被安装在相应的基座中时,第一衬底101a的前表面102a与第二衬底101b的前表面102b面对面并且形成气流通道的一部分。衬底101a的前表面102a背对基座组件120a并且面对气流通道。衬底101a的后表面103a面朝基座组件120a并且背对气流通道。以对称的方式,衬底101b的前表面102b背对基座组件120b并且面对气流通道。衬底101b的后表面103b面朝基座组件120b并且背对气流通道。如本文中所使用的,关于结构的侧面或表面而使用的术语“前”一般指代结构将面朝气流通道的侧面或表面,并且关于结构的侧面或表面而使用的术语“后”一般指代结构将背对气流通道的侧面。

图3a示出了cvd反应器100的基座组件对的配置。如在图3a中示出的,箭头指示了过程气流的方向。相对的衬底101a和101b形成气流通道的一部分。在各种实施例中,相对的基座平台122a和122b的前表面以及相对的基座121a和121b的前表面也可以形成气流通道的一部分。为了沉积相同的薄膜层,气流通道的相对的壁应当是对称地相同的(例如,相同的几何结构)或被类似地配置。因此,第一基座组件120a的相对的前表面应当与第二基座组件120b的相对的前表面是对称地相同的。例如,基座平台的前表面可以与基座的前表面对齐以使得它们彼此齐平,并且衬底的前表面可以与基座的前表面对齐以使得它们彼此齐平。

然而,在各种实施例中,衬底的前表面可以不与基座的前表面对齐以使得它们处于同一平面中,这是因为衬底和基座由不同的材料制成,并且它们可能具有不同热传导和发射率特性。为了适应这些差异对气流路径中的温度的影响,在不同类型的表面之间的距离可以是不同的。参照图3a,衬底101a的前表面102a与衬底101b的前表面102b之间的距离dsub以及基座121a的前表面与基座121b的前表面之间的距离dsus可以被不同地配置成优化所沉积的薄膜层的厚度均匀性。距离dsub可以在从大约1cm到大约2cm的范围内。距离dsus可以在相对于距离dsub大约±1mm的范围内,并且dsus和dsub的中点应当沿着气流路径的中心对齐。因此,可能在衬底101a的前表面102a与基座121a的前表面之间的接合部处存在不平整的表面,并且在衬底101b的前表面102b与基座121b的前表面之间的接合部处存在不平整的表面。为了在两个衬底上都实现均匀的沉积,气流通道应当是对称的。接合部的位置应当彼此相对,并且相对的接合部的不平整度水平应当是相同的。

参照图1a,气流通道从一个或多个进气口140延伸到一个或多个出气口142。可以在沉积室110的侧壁112中提供一个或多个进气口140以用于过程气体的进入。进气口的数量可以取决于要针对厚度和掺杂浓度的均匀性而处理的衬底的尺寸。例如,进气口140的数量可以随更大直径衬底而增加以确保均匀的过程气体的流。可以在侧壁112中提供一个或多个出气口142以用于过程气体和副产物的排出。一个或多个进气口和一个或多个出气口可以被设置在侧壁112上,使得它们是沿直径方向相反的并且它们可以与形成于第一基座组件120a和第二基座组件120b的前表面之间的气流通道对齐。一个或多个进气口中的每一个以及一个或多个出气口中的每一个可以分别彼此对齐。每个进气口提供了可以被单独地调节的过程气体的流束。例如,cvd反应器可以具有三个进气口,并且由每个进气口提供的过程气体的流束可以被不同地调节,包括具有过程气体的不同浓度、不同的平均值流率等。参照图1d,一个或多个进气口中的每一个可以被一个或多个气流分隔物144进一步隔开来形成子流束。可以类似地形成多个出气口。进气口的气流分隔物的数量与对应的出气口的气流分隔物的数量可以是不同的。气流分隔物144引导被提供给沉积室110的过程气体,以促进衬底101a和101b的相对的前表面102a与102b之间的过程气体的层流的生成。进气口140和出气口142的数量和方位还可以取决于沉积室110的形状。在图1a-1e中示出的沉积室110具有圆柱形主体,但是它可以具有矩形主体或任何其他形状的主体。例如,可以对进气口140和出气口142的数量和方位进行调节来改变前表面102a和102b的边缘处的沉积速率。

参照图1c,还可以在沉积室110的侧壁112中提供装载端口148以用于放置衬底和从沉积室110移除衬底。装载端口148可以被设置在一个或多个进气口与一个或多个出气口之间的侧壁112上。装载端口148可以具有可重复封闭的门。

基座或可替换地衬底的旋转运动可以被用来使过程气体的流均匀地分布在衬底的前表面之上。例如,每个基座组件可以是可旋转的,使得所接纳的衬底可以绕着其中心轴旋转。在各种实施例中,每个基座组件可以具有其自己的单个且单独的旋转机构。例如,参照图1a-1c,支撑着基座组件120a的杆124a可以是可旋转杆。杆124a的一端可以耦合到诸如具有适合的齿轮组件的电动机(未示出)之类的旋转机构。第二基座组件120b可以与第一基座组件120a对称地相同或被类似地配置。相对的基座组件120a和120b应当以相同的转速在相同的方向上旋转。转速的范围可以从大约每分钟1转到大约每分钟250转。在各种实施例中,转速的范围可以从大约每分钟5转到大约每分钟150转。转速应当小于每个流束的气流速率以防止流体流中的湍流。气流速率可以取决于室的几何结构和所使用的过程气体的类型。在大气条件下,进入沉积室的典型气体分子应当在近似1s内流经气流通道。在各种实施例中,轴向对齐的基座组件可以耦合到单个旋转机构。

如在图1a-1c中示出的,以垂直配置来安装该对基座组件,其中第一基座组件120a悬置在第二基座组件120b的上面。在该垂直配置中,衬底被水平地装载。第一和第二基座组件120a和120b可以轴向对齐。然而,其他配置是可能的。例如,可以以水平配置来布置cvd反应器,其中并排安装第一基座组件120a和第二基座组件120b以使得衬底被垂直地装载。图4c示出了衬底在水平配置中的方位。

图3a-3d示出了根据至少一个实施例的cvd反应器中的基座组件对的各种配置。参照图3a,基座组件包括基座平台122a和122b,该基座平台122a和122b被配置成接收可拆卸地安装的基座121a和121b。基座平台122a可以是具有矩形横截面的环,该环具有从该环的内表面径向突出的环形凸缘126a。基座平台122a可以被安装到基座支撑部123a,其中环形凸缘126a被设置成朝向气流通道。基座平台122b也可以是具有矩形横截面的环,该环具有从该环的内表面径向突出的环形凸缘126b。基座平台122b可以被安装到基座支撑部123b,其中环形凸缘126b被设置成远离气流通道。环形凸缘126a和126b被配置成支撑对应的基座。

基座121a可以是具有环形凸缘128a的盘状物,该环形凸缘128a从该盘状物的外边缘径向突出。基座121a的凸缘128a应当被配置成安置在基座平台122a的凸缘126a上,使得基座平台122a和基座121a的前表面被对齐成与彼此齐平,并且它们之间存在很小的空隙或不存在空隙。基座121b可以是盘状物。基座121b应当被配置成安置在基座平台122b的凸缘126b上,使得基座平台122b和基座121b的前表面被对齐成与彼此齐平,并且它们之间存在很小的空隙或不存在空隙。基座应当被安装在基座平台上来使过程气体从气流通道的泄漏最小化。

基座121a包括在前表面上的用于安放衬底101a的凹槽。该凹槽可以贯穿基座121a,从而在基座的中心中形成孔。基座121b包括在前表面上的用于安放衬底101b的凹槽。该凹槽可以贯穿基座121b,从而在基座的中心中形成孔。该凹槽的尺寸可以取决于被基座容纳的衬底的尺寸。衬底101a和101b应当分别紧密地耦合到基座121a和121b,以使过程气体与衬底101a、101b的后表面103a、103b之间的相互作用最小化。在衬底101a和101b的边缘与基座121a和121b的凹槽的边缘之间应当存在很小的空隙或不存在空隙,以防止过程气体从气流通道泄漏出来。衬底还应当耦合到基座来防止衬底滑到凹槽中,这是由于在气流通道中的衬底的平面对齐上的任何改变将导致温度梯度。可以通过机械紧固件将衬底的边缘耦合到衬底的前表面的边缘,该机械紧固件诸如销钉、夹子和扣环,仅举几例。还可以通过基于真空的紧固件将衬底保持就位,该基于真空的紧固件诸如定位在后表面上的衬底边缘附近的真空吸盘。

除了下面描述的差异之外,在图3b-3d中示出的基座组件与在图3a中示出的基座组件类似。

参照图3b,基座组件包括基座221a和221b,该基座221a和221b在其前表面上均具有用于安放衬底的凹槽。该凹槽不贯穿相应的基座。基座225a和225b中的每一个的一部分形成相应凹槽的后壁。凹槽的深度应当足够深,以使得由高过程温度引起的基座221a和221b的热致畸变不会导致基座开始与衬底201a和201b的后表面203a和203b相接触。

参照图3c,基座组件包括基座321a和321b,该基座321a和321b分别直接耦合到基座支撑部323a和323b。基座321a和321b可以是可拆卸地安装的。

参照图3d,基座组件包括基座421a和421b,该基座421a和421b分别直接耦合到基座支撑部423a和423b。基座421a和421b可以是可拆卸地安装的。基座421a和421b均包括具有由相应基座的后表面425a和425b的一部分形成的后壁的凹槽。

尽管图3a、3b和3d示出基座的凹槽的侧壁是垂直的,但是该侧壁可以如在图3c中示出的那样是倾斜的或部分地倾斜的。晶片衬底通过可以生产具有相同厚度但具有略微不同直径的晶片衬底的过程来制造。例如,300mm直径的晶片衬底的实际直径可以变化高达±100μm。为了优化气流路径的均匀性(即,将晶片的相对的前表面维持在相对于基座的相应前表面的相同高度处),可以选择具有相同直径的晶片衬底来彼此相对地进行安装。可替换地,基座可以具有带有侧壁的凹槽,该侧壁是倾斜的以容纳具有不同直径的衬底。倾斜的侧壁可以包括处于凹槽边沿附近的侧壁周围的微型机械紧固件的多个同心环。例如,每个环可以包括多个弹簧或夹子,其将不依赖于晶片直径而把晶片衬底径向紧固到基座中的同一高度。例如,图3c示出了具有带有部分倾斜的侧壁的凹槽的基座。凹槽的侧壁的斜率可以取决于晶片衬底边缘的几何结构。

在各种实施例中,cvd反应器100还可以具有沉积室110中的加热元件。加热元件130a和130b可以是电阻式加热元件或感应式加热元件。加热元件130a和130b可以被布置在与基座121a和121b的后表面平行的平面中。加热元件130a和130b中的每一个可以包括一个或多个区段,该一个或多个区段从衬底的中心的周围并且到衬底的边缘以径向方式均匀分布。该一个或多个区段可以是同心的。可以个体地控制每个区段的加热来使径向温度梯度最小化。还可以通过使用在相对于晶片衬底的平面的距离上具有局部改变的加热元件来优化温度梯度。例如,加热元件的一个或多个区段可以被设置于处于与晶片衬底的平面具有不同距离的平面上。该一个或多个区段可以是重叠的。加热元件的一个或多个区段可以具有圆锥形状。

加热元件130a和130b可以直接地或者使用设置在晶片衬底附近的感应板间接地加热晶片衬底。当使用感应式加热元件时,感应板中感应的热取决于感应式加热元件的一个或多个频率。参照图3a和3c,感应板132a(132b、332a、332b)可以在由基座支撑部123a(123b、323a、232b)划定的空间内被设置在衬底101a(101b、301a、301b)的后表面103a(103b、303a、303b)与感应式加热元件130a(130b、330a、330b)之间。感应板还可以被设置在感应式加热元件的后面。基座可以被配置成被用作感应板。例如,参照图3b和3d,形成相应凹槽的后壁的石墨基座225a、225b、425a、425b的一部分可以被用作感应板。

尽管图3a-3d示出了包括感应线圈和感应板或基座的基座组件对的各种配置,但是可以取决于温度控制系统来使用没有感应线圈和感应板或基座的基座组件对的类似配置。

图4a-4d示出了根据至少一个实施例的cvd反应器的基座组件的各种布置。图4a和4b示出了已经被安装成具有水平气流通道的基座组件的布置。图4c和4d示出了已经被安装成具有垂直气流通道的基座组件的布置。参照图4a和4c,衬底101a和101b的前表面102a和102b可以彼此平行。箭头指示了气流的方向。随着过程气体在衬底101a和101b的两个前表面102a和102b之间从一个或多个进气口流动到一个或多个出气口,过程气体中的沉积物和掺杂物分子扩散到两个前表面102a和102b中。随着过程气体进一步沿着气流通道行进,沉积物和掺杂分子由于扩散到晶片衬底而被逐渐耗尽。过程气体中的沉积物和掺杂物分子的浓度上的减少可能减小厚度和掺杂浓度的均匀性。一个增加沉积物和掺杂物分子的局部浓度的方法是随着过程气体从至少一个进气口140流动到至少一个出气口142而减小气流通道的大小。因此,为了改善厚度和掺杂的均匀性,基座组件120a和120b可以被配置成使得衬底101a和102b的前表面102a和102b可以朝向彼此倾斜,使得在至少一个进气口140附近的相对的衬底表面之间的距离dsub大于在至少一个出气口142附近的相对的衬底表面之间的距离dsub。参照图4b和4d,表面102a'和表面102b'可以是倾斜的,以使得随着过程气体从一个或多个进气口140朝向一个或多个出气口142输送,气流通道逐渐变窄。倾斜角可以取决于气流速率和沉积速率。沉积速率可以取决于(硅气体浓度、掺杂物气体浓度、载气气体、过程温度以及过程压强)。尽管图4c和4d指示了从沉积室底部到沉积室顶部的气流方向,但是其可以被颠倒。一个或多个进气口应当被设置在气流通道的较宽部分附近。

过程温度在沉积反应中是一个重要参数。精确的过程温度测量可以被用来控制沉积反应。每个衬底的后表面和前表面上的温度应当是相同或几乎相同的。温度传感器可以被安装在每个衬底或基座的后表面的中心附近来测量过程温度。响应于温度读数,温度控制系统应当被控制成使两个衬底之间的任何温度梯度最小化。为了使每个衬底的径向温度梯度最小化,可以沿着衬底边缘或凹槽边缘将附加的温度传感器安装在每个衬底的后表面附近。这些温度读数可以被用来配置和优化径向加热器的热输出。在各种实施例中,温度传感器可以是高温计。在各种实施例中,温度传感器可以被安装在其他位置中。

为了控制过程温度,cvd反应器100可以包括具有一个或多个类型的加热元件的温度控制系统。加热元件的示例包括:灯加热器、电阻式加热器、感应式加热器、红外加热器以及微波加热器,仅举几例。cvd反应器可以包括快速和慢速加热元件的组合。可以同时地或顺序地来一起操作不同类型的加热元件。加热元件可以被用来调节沉积室的壁、衬底、基座组件以及过程气体的温度。

参照图1f-1h,取决于过程气体的类型,cvd反应器100可以被配置为可变的暖/热壁型反应器。其可以包括耦合到沉积室110的两个温度控制室115a和115b,使得沉积室110被两个温度控制室115a和115b围绕。沉积室110的第一端壁111a形成温度控制室115a的壁,并且沉积室110的第二端壁111b形成温度控制室115b的壁。每个温度控制室115a、115b可以是分别另外具有侧壁116a、116b和端壁117a、117b的室。侧壁和端壁可以由铝形成。该室可以是圆柱形的、矩形的或任何其他形状。温度控制室115a和115b可以被用来管理衬底101a和101b处以及第一和第二端壁111a和111b处的温度。

根据各种实施例,cvd反应器可以包括一个或多个类型的加热元件。加热元件可以被设置在沉积室中、温度控制室中、沉积室的壁的周围、温度控制室的端壁的上面或这些位置的组合。温度控制室115a和115b可以包含一个或多个加热元件。例如,参照图1a-1h,每个温度控制室115a和115b可以包括灯加热元件135a和135b的阵列。该灯加热元件的阵列可以是卤素灯或红外灯的阵列。

图2a-2i示出了根据至少一个实施例的cvd反应器的加热元件的各种配置。关于图2a-2i进行描述的加热元件的各种位置上的配置可以被应用于本文中描述的基座组件对的任何配置。参照图2a-2i,第二基座组件1020b中的加热元件可以与第一基座组件1020a对称地相同或被类似地配置。

图2a示出了包括温度控制室1015a的cvd反应器,该温度控制室1015a包含一个或多个灯加热元件1035a。该一个或多个灯加热元件可以是卤素灯或红外灯。参照图2a,可以在侧壁1016a上提供一个或多个开口。该一个或多个开口可以均匀地径向分布在温度控制室1015a的外周周围。该一个或多个开口可以适合灯加热元件1035a。温度控制室1015a可以包含灯加热元件1035a的圆形阵列。热反射器1037a可以被设置在端壁1017a上来将来自灯加热元件1035a的朝向端壁1017a辐射的热能往回朝向衬底1001a进行反射。热反射器1037a可以是诸如金、银或铝之类的金属的薄层。例如,其可以是大约100μm厚的金层。热反射器1037a还可以是陶瓷的薄层。可以利用一个或多个红外加热元件来代替该一个或多个灯加热元件1035a。端壁1011a应当由透明材料(例如,石英)制成以允许光线到达衬底或感应板。温度控制室1015b与温度控制室1015a对称地相同或被类似地配置。

图2b-2e示出了包括被设置在各种方位中的一个或多个加热元件的cvd反应器。例如,该一个或多个加热元件可以是电阻式加热元件或感应式加热元件。在各种实施例中,一个或多个感应式加热元件1030a可以是扁平螺旋铜线圈感应加热器,其具有与衬底1001a相同或类似的直径。感应式加热元件的每个绕组之间的间距可以是均匀的或者其可以是变化的。每个感应式加热元件的直径可以是变化的。一个或多个感应式加热元件1030a不限于平坦平面。为了改善温度梯度,感应式加热元件1030a的每个绕组与衬底1001a的后表面1003a之间的垂直距离可以不同。例如,感应式加热元件可以具有圆锥形状或者感应线圈的交替绕组可以在第一平面和第二平面中。每个感应式加热元件可以在其自己的平面上。感应式加热元件可以具有圆形形状、矩形形状或任何其他形状。一个或多个感应式加热元件可以在不同的频率下进行操作。

此外,可以在端壁1011a中提供开口,因为支撑着基座组件1020a的可旋转杆1024a可能降低衬底1001a的中心附近的温度。第二感应式加热元件可以被安装在杆1024a附近来补偿附加的温度下降。第二感应式加热元件可以比第一感应式加热元件提供更多热量。因此,其可以具有比第一感应式加热元件更高的绕组密度和/或在不同的频率下进行操作的单独的加热控制器。第二感应式加热元件可以与第一感应式加热元件有同等范围、与第一感应式加热元件部分地重叠、或者与第一感应式加热元件不重叠。第二感应式加热元件可以与第一感应式加热元件是同心的。第二感应式加热元件可以处于与第一感应式加热元件不同的平面上。

当使用感应式加热元件时,也需要感应板,因为感应式加热元件不能直接向晶片衬底辐射热量。例如,这样的感应板可以是设置在晶片衬底附近的石墨板。例如,感应板与晶片衬底之间的距离可以在从大约1cm到大约20cm的范围内。该距离可以取决于该一个或多个感应式加热元件的频率。例如,对于低频(例如,10khz-100mhz)感应式加热元件而言,该距离可以是大约1cm。例如,对于高频(例如,300mhz-300ghz)感应元件而言,该距离的范围可以从大约5cm到大约10cm。一般而言,较低频感应式加热元件可以提供更好的温度均匀性。石墨板的厚度也可以取决于一个或多个感应式加热元件的频率。感应式加热元件可以在处于各种距离处的感应板上进行操作。例如,感应式加热元件与感应板之间的距离可以在从大约1cm到大约3cm的范围内。有效性随着增加的距离而减小。一个或多个感应式加热元件应当产生从大约30kw到大约50kw的能量来将晶片衬底加热到大约1100℃。

图2b和2c示出了设置在cvd反应器的沉积室中的一个或多个感应式加热元件。当感应式加热元件1030a被安装在基座组件中时,其可以被定位成被设置在衬底的后表面的上面。支撑着基座组件的杆可以是中空的并且充当用于接线的管道。参照图2b-2c,螺旋线圈感应加热器的一端可以是要被连接到加热控制器(未示出)的从螺旋线圈的中心延伸穿过杆1024a的中空中心的电线。一个或多个感应式加热元件1030a可以被定位在基座1021a与基座支撑部1023a之间的空间中,以使得它们被设置在所安装的衬底1001a的后表面1003a的上面。该一个或多个感应式加热元件1030a可以被布置在与衬底1001a的后表面1003a平行的平面中,并且可以从衬底1001a的中心延伸到至少衬底1001a的边缘。感应板1032a可以被设置在衬底1001a与感应式加热元件1030a之间,或者可以被设置在感应式加热元件1030a与杆1024a的一端之间。

当感应式加热元件被设置在沉积室中时,应当利用涂层来覆盖感应式加热元件的线圈,该涂层防止线圈中的金属与从气流通道逸出的任何泄漏气体发生反应。该涂层还应当防止在高温下任何金属扩散穿过涂层材料。例如,涂层材料可以包括多晶硅碳化物、石英、石墨或陶瓷。该涂层可以是涂层材料之一的单层或者一种或多种涂层材料的多层。涂层材料还可以是复合材料。如果该涂层破损,则可能发生污染。

图2d示出了设置在cvd反应器的温度控制室中的一个或多个感应式加热元件。在沉积室1010的外部,该一个或多个感应式加热元件1030a被设置在衬底1001a的后表面的上面,所以将不需要保护性涂层。在该配置中,一个或多个感应式加热元件1030a(例如,一个或多个感应线圈)进一步远离感应板1032a,但是不存在由于保护性涂层的破损所导致的污染的风险。

图2e示出了设置在cvd反应器的温度控制室和沉积室外部的一个或多个感应式加热元件。该一个或多个感应式加热元件1030a被设置在温度控制室1015a的端壁1017a的后表面的上面。在该配置中,一个或多个感应式加热元件1030a(例如,一个或多个感应线圈)进一步远离感应板1032a,但是不存在由于保护性涂层的破损所导致的污染的风险。

图2f-2i示出了包括一个或多个灯加热元件1035a和一个或多个感应式加热元件1030a的温度控制系统的各种配置。可以顺序地使用灯加热元件和感应式加热元件。例如,对于在硅衬底上的沉积而言,灯加热元件可以被用来将沉积室快速加热到大约950℃,并且感应式加热元件可以被用来将沉积室逐渐加热到大约1050℃并维持该温度。可以同时地使用灯加热元件和感应式元件。例如,灯加热元件和感应式加热元件可以被用来最初地加热沉积室。该一个或多个感应式加热元件可以被配置成在不同的频率下进行操作来提供不同水平的加热。该一个或多个感应式加热元件可以被配置成在相应衬底之上的不同高度处进行操作来提供不同水平的加热。这些加热元件的一些位置上的组合可能需要调节。例如,参照图2f和2h,当以组合的方式使用一个或多个灯加热元件和一个或多个感应式加热元件(例如,铜线感应器)时,使得一个或多个感应式加热元件被设置在感应板与一个或多个灯加热元件之间,该一个或多个灯加热元件可以产生晶片衬底的不均匀加热。例如,一个或多个灯加热元件1035a可能把一个或多个感应式加热元件1030a的铜线加热,和/或该一个或多个灯加热元件1035a还可能在感应板1032a上引起阴影效应。一个使感应板1032a上的阴影效应和该一个或多个感应式加热元件1030a的感应器线圈的加热最小化的方法是,在感应器线圈上添加金或其他反射性金属的涂层并且优化一个或多个灯加热元件1035a与一个或多个感应式加热元件1030a之间以及一个或多个感应式加热元件1030a与晶片衬底1001a之间的距离。经优化的距离和反射性涂层减小了热量累积,并且创建灯光线的漫反射来投射更柔和的阴影以减轻阴影效应。金涂层可以被包括在保护性涂层下面。例如,参照图2h,一个或多个感应式加热元件1030a可以被设置在沉积室1010的外部。在该配置中,对于一个或多个感应式加热元件1030a而言,不需要保护性涂层。然而,由于一个或多个感应式加热元件1030a与一个或多个灯加热元件1035a之间较短的距离,可能难以优化该距离来减小加热效应,因此可以添加用于一个或多个感应式加热元件1030a的线圈的冷却系统。该冷却系统可以例如是喷洒器系统。

另一个消除阴影效应的方法可以是,将感应板定位成被设置在一个或多个感应式加热元件与一个或多个灯加热元件之间。例如,参照图2g,感应板1032a可以被设置在一个或多个感应式加热元件1030a的后面。在该配置中,感应板1032a仍可能把感应器线圈加热并导致衬底的不均匀加热,并且在感应器线圈处于沉积室中的情况下,仍存在保护性涂层破损的风险。

参照图2i,在该配置中,一个或多个感应式加热元件1030a(例如,螺旋的铜元件)被设置在端壁1017a的后表面的上面,这消除了阴影效应和加热效应两者。然而,一个或多个感应式加热元件1030a可能把热反射器1037a和端壁1017a加热。在各种实施例中,提供基于水的冷却系统来冷却端壁。

在各种实施例中,电阻式加热元件可以具有类似的涂层。

在各种实施例中,还可以使用一个或多个微波加热元件1033(未示出)。例如,一个或多个微波加热元件可以包括安装在沉积室外部并且被配置成将微波发射到沉积室中的一个或多个微波发射器。例如,第一组一个或多个微波发射器可以指向第一衬底,并且第二组一个或多个微波发射器可以指向第二衬底。可以使用任何公知且适合的微波发射器。一个或多个微波加热元件1033可以被单独使用,或者以与一个或多个灯加热元件、一个或多个电阻式加热元件和/或一个或多个感应式加热元件组合的方式来使用。

当以组合的方式使用一个或多个微波加热元件和一个或多个感应式加热元件时,该一个或多个感应式加热元件应当处于被微波瞄准的空间的外部。一个或多个微波加热元件可以最初被用来把晶片衬底快速加热,并且一个或多个感应式加热元件可以随后被用来均匀地分布和维持热量。

衬底可能容易受到在衬底的前表面与后表面之间的垂直方向上以及在衬底的中心与边缘之间的径向方向上的可变温度梯度的影响。在各种实施例中,为了减小垂直和径向梯度来优化厚度和掺杂浓度,基座应当利用具有与衬底类似的热传导和发射率特性的材料制成。附加地,可以通过使用感应式加热元件或包括感应式加热元件的加热元件组合来进一步平滑温度梯度。

加热元件应当被配置和控制成使衬底中的垂直和径向温度差异最小化。例如,对于具有厚度在从大约0.4mm到大约1.2mm的范围内并且半径在从大约5cm到大约30cm的范围内的衬底而言,垂直温度差异(即,衬底的前表面与后表面之间的温度上的差异)应当小于大约2℃,并且径向温度差异(即,衬底的中心与衬底的边缘之间的温度上的差异)应当小于大约5℃。

由于气流通道处于被加热的两个衬底之间,因此过程气体在气流通道中的温度梯度也被最小化。因为每个相对的衬底被对称地加热,所以它们两者都还可以充当用于彼此的加热器,其随着过程气体沿着气流通道流动而将过程气体的温度维持在过程温度下。

为了改善厚度的均匀性和掺杂的均匀性,cvd反应器可以包括过程气体预热器。可以对过程气体进行预热以避免与沉积室中经加热气体的高温度梯度,这将允许化学反应在气流区域中更均匀地发生。

沉积室的壁可以由容易清洁的材料制成。例如,该壁可以由透明的、绝缘的材料(诸如,石英)形成,该透明的、绝缘的材料相对于过程气体和反应副产物是惰性的。当使用卤素灯加热时,沉积室的壁应当是透明石英。然而,对于感应加热或微波加热而言,沉积室的壁可以例如由陶瓷材料制成。陶瓷材料与石英相比可以具有较小热传导,并且因此在没有把沉积室的壁加热的情况下,可以减小衬底与沉积室壁之间的温度梯度。这将减少沉积在沉积室的壁上的副产物的累积。

可替换地,沉积室的侧壁和端壁可以由不同材料制成。例如,侧壁可以由诸如泡沫玻璃之类的隔热或绝缘材料制成,并且沉积室的端壁可以由用以传输来自加热元件的辐射的诸如石英玻璃之类的导热材料制成。至少在从沉积室的外部应用加热的情况下,这可以导致衬底上更均匀的温度分布。

晶片衬底可以由各种各样半导体材料制成,该半导体材料包括例如硅(si)、碳化硅(sic)、氮化镓(gan)和砷化镓(gaas)。在各种实施例中,晶片衬底可以由碳化硅制成。当碳化硅被用作半导体材料时,不应当使用灯加热元件。可以使用微波加热器或感应加热器或两者的组合。由于针对碳化硅的较高过程温度,沉积室的端壁可以由陶瓷制成。可替换地,例如诸如喷洒器系统之类的冷却系统可以被用来冷却由石英制成的端壁。

基座121a和121b应当由导热的并且在cvd过程温度下抗扭曲的材料制成,该cvd过程温度可以处于例如针对si外延的从大约600℃到大约1300℃或者例如针对sic外延的高达1700℃的范围内。例如,基座121a和121b可以由诸如氮化铝(aln)之类的陶瓷材料形成。基座还可以由石墨制成并且涂有碳化硅或玻璃碳,或者其可以完全仅由sic制成,因为si和c将不在外延层中引起任何掺杂污染。该涂层可以减小基座的表面上的温度梯度。在各种实施例中,使用纯多晶碳化硅涂层。除了使基座的表面温度梯度最小化之外,该涂层还可以促进基座与衬底之间的热量分布,使得可以从而避免不同材料之间的热张力。

具有较大直径的晶片衬底在高过程温度下容易受到在范围从大约20μm到大约30μm内的大的弓形弯曲的影响。尽管由于几何对称和相同的过程条件,沿着气流通道的两个弓形弯曲的晶片衬底之间的距离应当是非常相似的,但是沿着晶片衬底的气流通道将不是恰好水平的。图6a示出了根据至少一个实施例的图示了衬底弓形弯曲的cvd反应器的配置,并且图6b示出了根据至少一个实施例的图示了可以如何修正衬底弓形弯曲的cvd反应器的配置。如在图6a中示出的,气流通道具有从晶片衬底的边缘到中心的轻微弯曲。这可能在流中引入湍流并且可能不同地影响每个晶片衬底的气体扩散距离。由于由弓形弯曲所导致的气流通道的不对称,一个晶片衬底的气体扩散距离可能与相对的晶片衬底的气体扩散距离不同。在各种实施例中,为了解决在较大直径晶片衬底中的弓形弯曲问题,可以在至少一个晶片衬底的后表面的上面设置气动装置或气动装置的一部分。例如,气动装置可以是真空泵,其通过支撑着基座组件的空心杆向晶片衬底之一的后表面施加吸力来修饰晶片衬底以产生另一晶片衬底的镜像,即,将晶片衬底之一的弓形弯曲的方向和深度颠倒以使得气流通道变得对称。参照图6a,顶部衬底901a和底部衬底901b两者都是向下弓形弯曲的。参照图6b,吸力被施加到顶部衬底901a在中心区域周围的后表面来改变顶部衬底901a的弓形弯曲的方向和深度,以使得其成为底部衬底901b的镜像。参照图3a,可以经由杆124a来引入被施加到顶部衬底101a的后表面103a的吸力。

沉积室应当具有优化的室几何结构。例如参照图1b,沉积室110的侧壁112可以被配置成形成管状部分,并且第一端壁111a和第二端壁111b可以被配置成形成相应的圆锥形或漏斗形部分(即,圆顶),其全部都沿着它们相应的中心轴而轴向对齐。圆锥形部分被设置在管状部分的相对的开口端处,使得圆锥形部分的底座(即,漏斗形部分较宽的开口端)面对彼此。因此,可以使沉积室110的体积最小化来改善气体产率和沉积速率。可替换地,例如参照图2a,沉积室1010的侧壁1012可以被配置成形成矩形部分,并且第一和第二端壁1011a、1011b可以被配置成形成相应的平坦部分,该相应的平坦部分被设置在矩形部分的相对的端处。矩形沉积室可以提供更好的掺杂均匀性。

可以提供衬底处置系统来定位晶片衬底或基座以及从cvd反应器中移除晶片衬底或基座。在各种实施例中,衬底处置系统可以具有仅在晶片衬底的外边缘附近(近似0.5mm)的表面处接触晶片衬底的石英板。衬底处置系统包括借助于真空装置附着于晶片衬底的表面的抓手,使得可以在两个基座上以任何方向(水平、垂直、具有或不具有基座倾角)来沉积晶片衬底。参照图1c,在各种实施例中,衬底处置系统可以包括用于处置可拆卸基座的陶瓷处理器180。该陶瓷处理器被用来将基座放置和安装到基座平台上。基座组件应当被配置成提供对基座处置系统的访问。例如,参照图3a,感应式加热元件130a与基座平台122a之间的距离以及基座平台122a与122b之间的距离应当为衬底处置系统留出空间以安装基座121a和121b。可以存在两个或更多个基座支撑部123a。例如,参照图1f和1h,存在被形成为从可旋转杆124a的一端延伸到基座平台122a周围的点的径向构件的三个基座支撑部123a。每个基座支撑部123a之间的径向间距应当被布置成允许安装和移除晶片衬底或基座。径向间距可以是等距的来提供稳定的支撑。

一旦晶片衬底被定位在cvd反应器100的沉积室110中,就可以通过感应、辐射或电阻加热来直接地对衬底进行加热,或者通过加热被设置在衬底附近的感应板或衬底被支撑于其上的基座并且然后将热量传递给衬底来间接地对衬底进行加热。

在沉积室中引入清洁气体(诸如,氢气或氢气混合物)来清洁衬底的前表面(即,薄膜要被沉积于其上的背对基座的表面)。该清洁气体从衬底的前表面移除原生氧化层,从而准许外延层在该表面上连续且均匀地生长。接下来在沉积室中引入包括载气、元素源和掺杂物的过程气体。载气气体可以是h2。气态的源气体可以是例如硅烷(sih4)、二硅烷(si2h6)、锗烷(geh4)、四氯化硅(sicl4)或氯硅烷(sihcl3或sih2cl2)。对于sic外延而言,气态的源气体还可以是硅烷或三氯硅烷和丙烯(c3h6)或甲烷(ch4)。掺杂物气体可以是ph3、ash3和b2h6。过程气体与衬底的前表面进行反应来生长外延的硅层。衬底可以在该过程期间绕着它们的中心轴旋转来确保外延层均匀地生长。

在各种实施例中,用以在经处理的晶片衬底离开沉积室之前促进它们的冷却的冷却室的附加使用可以进一步增加生产量。冷却室应当具有非常小的体积。例如,由石英制成的沉积室的主动冷却可以通过将流动的流体冷却剂直接施加到石英壁的外部表面来实现。在各种实施例中,可以通过添加供水和排水系统将cvd反应器100的温度控制室115a配置成为加热和冷却室。针对另一示例,进水管可以被设置在cvd反应器100的上面来向温度控制室115a提供冷水。当沉积反应完成时,可以将冷水流引入到温度控制室115a中来冷却cvd反应器100的端壁111a,并且可以经由排水管将水排出。可以类似地冷却端壁111b。

沉积过程的副产物可以在沉积室的壁和基座组件的各种部分(其可以包括感应式加热元件和感应板)上形成。在从沉积室移除衬底之后,可以通过任何公知且适合的清洁过程来移除残留的副产物。当涉及标准清洁气体的清洁过程被用来移除形成于沉积室中的任何石英材料上的副产物时,可能需要灯加热元件来提供用以促进清洁过程的热量。可替换地,可以在没有加热元件的情况下使用基于利用了附加的能量激发的热化学清洁的清洁过程。这样的热化学清洁过程还可以减少清洁时间。

在各种实施例中,可以同时处理多于两个晶片衬底。图5a和5b示出了根据至少一个实施例的具有多个基座组件对的批式cvd反应器的各种配置。图5a示出了可以同时处理四个晶片衬底的批式cvd反应器600。参照图5a,批式cvd反应器600在沉积室中具有两个基座组件对。第二基座组件对620a'、620b'被设置成与第一基座组件对620a、620b相邻,其中基座组件620a和620a'在一个平面中对齐,并且基座组件620b和620b'在相对的平面中对齐,以便形成具有延伸的长度的对称且连续的气流通道。附加的基座组件对可以被类似地设置成延伸气流通道的长度。由衬底安装的基座组件对所形成的气流通道的相对的表面可以彼此平行,或者它们可以朝向彼此倾斜,如在图4a-4d中示出的。这些基座组件对中的每一个的配置可以是彼此相同或相似的。

参照图5b,批式cvd反应器700在沉积室中具有两个基座组件对。第二基座组件对720a'、720b'被设置成与第一基座组件对720a、720b相邻,其中基座组件720a和720a'在一个平面中对齐,并且基座组件620b和620b'在相对的平面中对齐,以便形成具有延伸的宽度的对称且连续的气流通道。附加的基座组件对可以被类似地设置成延伸气流通道的宽度。由衬底安装的基座组件对所形成的气流通道的相对的壁可以彼此平行,或者它们可以朝向彼此倾斜,如在图4a-4d中示出的。这些基座组件对中的每一个的配置可以是彼此相同或相似的。

参照图5c,批式cvd反应器800在沉积室中具有四个基座组件对。该四个基座组件对被设置成彼此相邻,其中基座组件820a、820a'、820a''和820a'''在一个平面中对齐,并且基座组件820b和820b'、820b''和820b'''在相对的平面中对齐,以便形成具有延伸的长度和宽度的连续的气流通道。附加的基座组件对可以被类似地设置成延伸气流通道的长度和宽度。由衬底安装的基座组件对形成的气流通道的相对的壁可以彼此平行,或者它们可以朝向彼此倾斜,如在图4a-4d中示出的。这些基座组件对中的每一个的配置可以是彼此相同或相似的。

在本文中描述的装置和方法可扩展用于全部衬底直径、几何形状和厚度。

根据各种实施例,两个衬底上的等温条件可以同时生成。因此,可以在衬底上生成相对于层厚度和掺杂物分布的均匀性而言相同的外延层。因为存在两个反应性过程表面,存在给定相同处理时间的增加的生产量、过程气体的经改善的使用以及室壁上的寄生沉积物的减少。

在下文中,将说明本公开的各种方面:

示例1是一种包括安放了第一基座和第二基座的沉积室的cvd反应器,该第一基座被配置成接纳第一衬底,该第一衬底包括前表面和后表面,该第二基座被配置成接纳第二衬底,该第二衬底包括前表面和后表面,以及该第一基座和第二基座被设置成使得该第一衬底的前表面与该第二衬底的前表面相对,从而形成气流通道的一部分。

在示例2中,示例1的主题可以可选地包括:该第一和第二基座绕着它们相应的中心轴可旋转。

在示例3中,示例1或2的主题可以可选地包括:该第一基座的中心轴与该第二基座的中心轴对齐。

在示例4中,示例1-3中的任一项的主题可以可选地包括:该第一衬底的前表面与该第二衬底的前表面平行。

在示例5中,示例1-4中的任一项的主题可以可选地包括:该第一衬底的前表面和该第二衬底的前表面朝向彼此倾斜。

在示例6中,示例1-5中的任一项的主题可以可选地包括:在该沉积室的侧壁中提供的至少一个进气口和至少一个出气口,该至少一个进气口和该至少一个出气口被设置成彼此相对并且与该气流通道对齐。

在示例7中,示例1-6中的任一项的主题可以可选地包括:用以加热该第一衬底的第一组一个或多个加热元件,以及用以加热该第二衬底的第二组一个或多个加热元件。

在示例7a中,示例7的主题可以可选地包括:该第一组一个或多个加热元件包括设置在该第一衬底的后表面侧上的一组一个或多个灯加热元件,并且该第二组一个或多个加热元件包括设置在该第二衬底的后表面侧上的一组一个或多个灯加热元件。

在示例7b中,示例7的主题可以可选地包括:该第一组一个或多个加热元件包括设置在该第一衬底的后表面侧上的一组一个或多个电阻式加热元件,并且该第二组一个或多个加热元件包括设置在该第二衬底的后表面侧上的一组一个或多个电阻式加热元件。

在示例7c中,示例7的主题可以可选地包括:该第一组一个或多个加热元件包括一组一个或多个微波加热元件,并且该第二组一个或多个加热元件包括一组一个或多个微波加热元件。

在示例7d中,示例7的主题可以可选地包括:该第一组一个或多个加热元件包括一组一个或多个灯加热元件和一组一个或多个感应式加热元件,并且该第二组一个或多个加热元件包括一组一个或多个灯加热元件和一组一个或多个感应式加热元件。

在示例7e中,示例7的主题可以可选地包括:该第一组一个或多个加热元件包括一组一个或多个灯加热元件和一组一个或多个微波加热元件,并且该第二组一个或多个加热元件包括一组一个或多个灯加热元件和一组一个或多个微波加热元件。

在示例7f中,示例7的主题可以可选地包括:该第一组一个或多个加热元件包括一组一个或多个感应式加热元件和一组一个或多个微波加热元件,并且该第二组一个或多个加热元件包括一组一个或多个感应式加热元件和一组一个或多个微波加热元件。

在示例7g中,示例7的主题可以可选地包括:该一个或多个加热元件中的每一个包括保护性涂层,其中该一个或多个加热元件中的每一个被设置在沉积室中。

在示例7h中,示例7的主题可以可选地包括:该一个或多个加热元件中的每一个包括反射性涂层,其中该一个或多个加热元件中的每一个被设置在相应的衬底与一个或多个灯加热元件之间。

在示例8中,示例7-7h中的任一项的主题可以可选地包括:该一个或多个加热元件是单独地可控制的。

在示例9中,示例7-8的主题可以可选地包括:该第一组一个或多个加热元件包括设置在该第一衬底的后表面侧上的第一组一个或多个感应式加热元件,并且该第二组一个或多个加热元件包括设置在该第二衬底的后表面侧上的第二组一个或多个感应式加热元件。

在示例10中,示例9的主题可以可选地包括:设置在该第一衬底的后表面侧上的第一感应板,以及设置在该第二衬底的后表面侧上的第二感应板。

在示例10a中,示例9-10的主题可以可选地包括:该第一和第二组一个或多个感应式加热元件中的每一个包括具有第一配置的第一感应式加热元件和具有第二配置的第二感应式加热元件。

在示例10b中,示例10a的主题可以可选地包括:该第二感应式加热元件比该第一感应式加热元件提供更多热量。

在示例10c中,示例10b的主题可以可选地包括:该第一感应式加热元件被提供在相应衬底的边缘部分的上面,并且该第二感应式加热元件被提供在相应衬底的中心部分的上面。

在示例10d中,示例10a-10c中的任一项的主题可以可选地包括:该第一和第二感应式加热元件被设置在距相应衬底不同的距离处。

在示例10e中,示例10a-10d中的任一项的主题可以可选地包括:该第一和第二感应式加热元件在不同的频率下进行操作。

在示例10f中,示例10a-10e中的任一项的主题可以可选地包括:该第一和第二感应式加热元件重叠。

在示例10g中,示例9-10f中的任一项的主题可以可选地包括:该第一和第二组一个或多个感应式加热元件可以被设置在该沉积室中,其中该一个或多个感应式加热元件中的每一个包括保护性涂层。

在示例10h中,示例9-10f中的任一项的主题可以可选地包括:该一个或多个感应式加热元件包括反射性涂层,其中该一个或多个感应式加热元件被设置在相应衬底与一个或多个灯加热元件之间。

在示例11中,示例1-10h中的任一项的主题可以可选地包括:第一温度控制室和第二温度控制室,以及其中该沉积室包括第一端壁和第二端壁,第一和第二端壁耦合到该侧壁,并且其中该沉积室耦合到第一和第二温度控制室,使得该第一端壁在该沉积室与该第一温度控制室之间是共用的,并且该第二端壁在该沉积室与该第二温度控制室之间是共用的。

在示例12中,示例1-11中的任一项的主题可以可选地包括:其中该第一组一个或多个加热元件包括第一组一个或多个灯加热元件,并且该第二组一个或多个加热元件包括第二组一个或多个灯加热元件,以及其中该第一组一个或多个灯加热元件被设置在该第一温度控制室中,并且该第二组一个或多个灯加热元件被设置在该第二温度控制室中。

在示例12a中,示例1-11中的任一项的主题可以可选地包括:该第一温度控制室安放了一个或多个感应式加热元件,并且该第二温度控制室安放了一个或多个感应式加热元件。

在示例12b中,示例1-12a中的任一项的主题可以可选地包括:第一组一个或多个灯加热元件是均匀分布的,并且第二组一个或多个灯加热元件是均匀分布的。

在示例13中,示例1-12b中的任一项的主题可以可选地包括:该侧壁包括导热材料,并且该第一和第二端壁包括隔热材料。

示例14是一种在cvd反应器中处理至少两个衬底的方法。该方法包括:提供包括前表面和后表面的第一衬底和包括前表面和后表面的第二衬底,布置第一和第二衬底以使得该第一衬底的前表面被设置成与该第二衬底的前表面相对,从而形成气流通道的一部分,以及提供至少通过由该第一和第二衬底的相对的前表面形成的气流通道的一部分的过程气体的流。

在示例15中,示例14的主题可以可选地包括:使该第一和第二衬底绕着它们相应的中心轴旋转。

在示例16中,示例14-15中的任一项的主题可以可选地包括:布置该第一和第二衬底以使得该第一衬底的前表面与该第二衬底的前表面平行。

在示例17中,示例14-16中的任一项的主题可以可选地包括:布置该第一和第二衬底以使得该第一衬底的前表面和该第二衬底的前表面朝向彼此倾斜。

在示例18中,示例14-17中的任一项的主题可以可选地包括:该第一衬底和该第二衬底是对称地配置的。

在示例19中,示例14-18中的任一项的主题可以可选地包括:加热该第一和第二衬底。

在示例19a中,示例14-19中的任一项的主题可以可选地包括:使用两个类型的加热元件来加热该第一和第二衬底。

在示例19b中,示例14-19a中的任一项的主题可以可选地包括:其中该两个类型的加热元件包括快速加热型和慢速加热型。

在示例19c中,示例14-19b中的任一项的主题可以可选地包括:使用快速加热型元件来将该第一和第二衬底加热到中间温度,并且使用慢速加热型元件来将该第一和第二衬底加热到过程温度。

在示例19d中,示例14-19c中的任一项的主题可以可选地包括:其中该快速加热型元件包括灯加热元件,并且该慢速加热型元件包括感应加热元件。

在示例19e中,示例14-19c中的任一项的主题可以可选地包括:其中该快速加热型元件包括微波加热元件,并且该慢速加热型元件包括感应加热元件。

在示例19f中,示例14-19e中的任一项的主题可以可选地包括:其中该两个类型的加热元件是顺序地使用的。

在示例19g中,示例14-19e中的任一项的主题可以可选地包括:其中该两个类型的加热元件是同时使用的。

在示例20中,示例14-19d中的任一项的主题可以可选地包括:预热该过程气体。

尽管已经参考具体实施例特别地示出且描述了本发明,但是本领域技术人员应当理解的是,在不偏离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下,可以在其中做出形式和细节上的各种改变。本发明的范围从而由所附权利要求指示,并且因此意图涵盖处于权利要求的等价方式的意义和范围内的全部改变。

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