化学气相沉积装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于集成电路或微系统的制造领域，更具体而言，本发明属于用于气相化学沉积的设备和过程。后者在本领域中也被称为“CVD”或“化学气相沉积”方法、设备和过程。
【背景技术】
[0002]集成电路或微系统是用硅或任何其他半导体材料的晶片或基板制成的，晶片或基板经历沉积各种材料薄膜、对这些膜进行掩膜和光刻、然后对这些相同的膜进行蚀刻的一系列步骤。在这些制造步骤之间插入设备清洁步骤以及还有产品质量检查的步骤。
[0003]在化学沉积中，在待被覆盖的基板的表面处发生吸附、化学吸附或非均相反应。在化学气相沉积的情况下，该反应发生在存在温度条件、压力条件和试剂浓度条件的所有基板上。结果是化学沉积物以形成在基板上的图案的形式均匀地覆盖表面，即使这些基板基本竖直。在最近的待被覆盖的图案可能具有非常高的形状因数(图案的宽度与高度之比)的电路和微系统的制造该特征特别有用。
[0004]CVD设备一般包括处理腔室，在该处理腔室中容纳基板支撑件和气体分布组件(术语还被称为淋浴头)。气体分布组件将化学试剂以气态形式(还被称为处理气体或前体)输送到基板附近。该支撑件具有适合于保持基板的上面和与其上面相对的下面。基板支撑件将处理腔室的内部分成上部空间和下部空间。上部空间建立在支撑件的上面一侧并由处理腔室的壁限来界定。下部空间建立在支撑件的下面一侧并由处理腔室的壁来界定。
[0005]净化气体被喷射到处理腔室的下部空间内以限制腔室壁被淋浴头喷射到腔室的上部空间内的化学试剂污染。
[0006]尽管有这些预防措施，但是仍有导致不需要的沉积的意外反应，特别是在位于支撑件下方的腔室空间中。由此产生的设备的具体污染削弱了设备的有效性。污染使得必须频繁清洁处理腔室，这影响了处理腔室的可用性。本发明的目标是提供一种反应器装置，其中由不需要的沉积引起的污染受到限制，以便提高可用性。
[0007]这些意外沉积物越大，温度就越高。然而，用于基板的支撑件被加热，以便使得基板到达期望反应所需的温度。为了限制与分布系统接触的反应气体的冷凝现象，对分布系统进行加热。因而，装置的其余部分往往也被加热。
[0008]在所谓的高温条件下，通常在600°C到800°C之间，这些沉积需要甚至更频繁的清洁和维护，这使得这些装置在这些领域中无法工业使用。
【发明内容】
[0009]本发明对这种情形提供了改进。
[0010]为此，提供了一种用于化学气相沉积的反应器装置，该反应器装置包括:
[0011]-具有内侧壁的反应腔室；
[0012]-通向所述反应腔室的反应气体喷射器；
[0013]-基板支撑件，该基板支撑件具有:
[0014]-旨在支撑至少一个基板的主面，该主面被布置成面对所述反应气体喷射器，使得所述喷射器和所述主面在它们之间限定工作空间；和
[0015]-周边表面，该周边表面面对所述反应腔室的侧壁；
[0016]-气体排放系统，该气体排放系统通过在所述反应腔室的所述侧壁中与所述工作空间面对地布置的开口与所述反应腔室流体连接；
[0017]所述基板支撑件被布置在所述反应腔室中，使得在所述基板支撑件的周边表面和所述反应腔室的侧壁之间形成环状通路；
[0018]-通向所述反应腔室的净化气体喷射器，
[0019]根据本发明，所述净化气体喷射器包括由所述腔室的侧壁和附加部件的第一壁限定的喷射通道，所述通道经由环状嘴部通向所述反应腔室，所述反应腔室的所述侧壁和所述附加部件的所述第一壁在所述喷射通道的包括所述嘴部的部分中平行，从而允许通过所述环状嘴部喷射层状净化气体流并允许所述流通过所述环状通路一直流动到所述气体排放系统的开口。
[0020]根据一个实施方式，所述附加部件包括与所述第一壁相对的第二壁，该第二壁具有凹入形状，该凹入形状限定了能够至少部分地收纳所述基板支撑件的壳体。
[0021]根据一个实施方式，所述基板支撑件可在所述反应腔室中平移地移动到所谓的加载位置，其中所述支撑件至少部分地容纳在所述附加部件的所述壳体中。
[0022]有利地，所述装置进一步包括多个翅片，所述翅片由所述侧壁承载，并且所述翅片突出到所述环状通路内。
[0023]特别有利地，所述翅片被定向成沿着所述侧壁引导所述净化气体流。
[0024]优选地，所述反应腔室的所述侧壁和所述附加部件的所述第一壁在所述喷射通道的直到所述嘴部的长度大于或等于Icm的部分中是平行的。
[0025]优选地，所述通道中所述反应腔室的所述侧壁和所述附加部件的所述第一壁平行的部分的长度尺寸被设置成为喷射气体的流动速率在0.35m/s和0.55m/s之间的层状净化气体流。
[0026]本发明的另一个主题涉及一种用于化学气相沉积反应器装置的附加部件，该反应器装置包括:具有侧壁的反应腔室；具有周边表面的基板支撑件，所述基板支撑件布置在所述反应腔室中，从而在所述基板支撑件的周边表面和所述反应腔室之间形成环状通路；和通向所述反应腔室的净化气体喷射器，其特征在于，所述附加部件一旦被安装在所述反应器装置中就形成所述喷射器的环状嘴部的至少一部分。
[0027]特别有利地，该部件被布置成一旦被安装在所述反应器装置中就形成附加壁，所述反应腔室的所述侧壁和所述附加壁界定经由所述环状嘴部通向所述反应腔室的通道，所述侧壁和所述附加壁在所述通道的包括所述嘴部的部分中平行。
[0028]根据一个实施方式，该部件具有旋转对称性。
[0029]本发明的另一个主题涉及一种在由基板支撑件支撑的基板上进行化学气相沉积的方法，所述基板支撑件被布置在具有内侧壁的反应腔室中，从而在所述基板支撑件的周边表面和所述反应腔室的内侧壁之间形成环状通路，
[0030]-通过工作空间朝向所述基板喷射反应气体；
[0031]-向所述环状通路以沿着所述内侧壁流动的层状流的形式喷射净化气体；
[0032]-通过布置在所述反应腔室的所述内侧壁中的开口排出所述反应气体和所述净化气体，所述开口布置在所述环状通路的下游并面对所述工作空间。
【附图说明】
[0033]在阅读下面的详细描述和附图之后，本发明的其他特征、细节和优点将变得更清楚，其中:
[0034]图1示出了根据本发明的反应器的轴向剖视图；
[0035]图2示出了图1的细节图1I ;
[0036]图3示出了用于将气体从图1和图2中的反应器排出的环的一部分的立体图；
[0037]图4示出了与图3中的环的一部分互补的气体排放环的一部分的立体图；和
[0038]图5示出了由图3和图4的部分的组件形成的排放环的轴向剖面部分。
[0039]附图包括一定特性的元件。因此，它们不仅能够用来完成本发明，而且在合适的情况下还有助于其定义。
【具体实施方式】
[0040]附图示出了总体附图标记I的处理装置或反应器。总体来说，处理装置I具有关于中心轴线XX的旋转对称性。这促进化学反应的均一性并方便制造。该对称性可以具有若干例外。在附图中，该轴线是竖直的，这对应于该装置在操作中的通常布置。在该文本的其他部分，根据图1、图2和图5的图示使用了术语顶、底、水平和竖直。反应器I具有受控压力和温度。反应器I包括中空本体2和盖子3，该盖子3将本体2封闭以形成反应腔室4。该反应腔室4也可以被称为机箱。该腔室4容纳用于基板的支撑件5或基座。该反应器I被设计成允许从腔室4的顶部向腔室4内喷射至少一种反应气体和从腔室4的底部向腔室4内喷射净化气体。反应腔室4界定了反应环境，并且其壁引导存在的气体流，以便一方面仅促进一定区域内的反应，另一方面排出混合气体。
[0041]腔室4由下内壁15、上内壁17和将下壁15连接至上壁17的侧内壁19界定。这里，下壁15和上壁17均具有大体圆盘形状，而侧壁19具有大体旋转体形状，并且将下壁15的周边边缘连接至上壁17的周边。在图1和图2的实施例中，下壁15具有小于上壁17的直径。因而，侧壁19包括彼此连接的基本圆筒状的上部19a和基本截锥体形的下部19b。下部19b沿上部17的方向呈锥形。
[0042]侧壁19通过圆角连接至上壁15和下壁17。
[0043]这里，支撑件5包括平台7和长形基部6。板7具有紧固至基部6的上端的下主面。在这里描述的实施例中，支撑件5的基部6和板7 —体地形成。基部6穿过本体2的贯穿下壁15的开口 2a。支撑件5被组装成可相对于腔室4平移地移动。支撑件5能够移动到:顶部(所谓的工作位置)，其中板7接近上壁17 ;和底部(所谓的加载位置)，其中板7从上壁17离开。在图1和图2中，支撑件5位于工作位置。在该位置，板7距上壁17小于20毫米，优选大于5毫米的竖直距离。
[0044]板7可以被组装成相对于腔室4旋转并且围绕基部6的竖直轴线XX转动。旋转速度是支撑件5上的气体的期望流速、基板的尺寸和所需和/或期望的沉积速度的函数。
[0045]板7具有与下面相反并用来支撑待处理的一个或多个基板的上主面5a。上主面5a被布置成面对上壁17。板