化學(xué)氣相沉積裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路或微系統(tǒng)的制造領(lǐng)域，更具體而言，本發(fā)明屬于用于氣相化學(xué)沉積的設(shè)備和過(guò)程。后者在本領(lǐng)域中也被稱(chēng)為“CVD”或“化學(xué)氣相沉積”方法、設(shè)備和過(guò)程。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路或微系統(tǒng)是用硅或任何其他半導(dǎo)體材料的晶片或基板制成的，晶片或基板經(jīng)歷沉積各種材料薄膜、對(duì)這些膜進(jìn)行掩膜和光刻、然后對(duì)這些相同的膜進(jìn)行蝕刻的一系列步驟。在這些制造步驟之間插入設(shè)備清潔步驟以及還有產(chǎn)品質(zhì)量檢查的步驟。
[0003]在化學(xué)沉積中，在待被覆蓋的基板的表面處發(fā)生吸附、化學(xué)吸附或非均相反應(yīng)。在化學(xué)氣相沉積的情況下，該反應(yīng)發(fā)生在存在溫度條件、壓力條件和試劑濃度條件的所有基板上。結(jié)果是化學(xué)沉積物以形成在基板上的圖案的形式均勻地覆蓋表面，即使這些基板基本豎直。在最近的待被覆蓋的圖案可能具有非常高的形狀因數(shù)(圖案的寬度與高度之比)的電路和微系統(tǒng)的制造中該特征特別有用。
[0004]CVD設(shè)備一般包括處理腔室，在該處理腔室中容納基板支撐件和氣體分布組件(術(shù)語(yǔ)還被稱(chēng)為淋浴頭)。氣體分布組件將化學(xué)試劑以氣態(tài)形式(還被稱(chēng)為處理氣體或前體)輸送到基板附近。該支撐件具有適合于保持基板的上面和與其上面相反的下面?；逯渭⑻幚砬皇业膬?nèi)部分成上部空間和下部空間。上部空間建立在支撐件的上面一側(cè)并由處理腔室的壁來(lái)界定。下部空間建立在支撐件的下面一側(cè)并由處理腔室的壁來(lái)界定。
[0005]凈化氣體被噴射到處理腔室的下部空間內(nèi)以限制腔室壁被淋浴頭噴射到腔室的上部空間內(nèi)的化學(xué)試劑污染。
[0006]申請(qǐng)人已經(jīng)提出了使用圍繞支撐件布置的氣體排放環(huán)。該氣體排放環(huán)允許與基板齊平的氣體更均勻的循環(huán)。這一點(diǎn)例如在由申請(qǐng)人提交的以FR 2930561公布的法國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中進(jìn)行了描述。
[0007]在氣體之間或在氣體和壁之間可能發(fā)生意外反應(yīng)并且在不需要的地方導(dǎo)致呈現(xiàn)意外膜形式的固態(tài)沉積物。
[0008]意外反應(yīng)可能導(dǎo)致氣體排放組件特別是氣體排放環(huán)的孔口堵塞。一些孔口的堵塞干擾了氣體的循環(huán)并且由此影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0009]此外，氣體排放組件一旦被堵住就不再充分地實(shí)現(xiàn)其功能。反應(yīng)氣體流不再是均勻的。這又使得設(shè)備的其余部分特別是反應(yīng)腔室在其表面處也經(jīng)受意外反應(yīng)。設(shè)備的特定污染削弱其有效性。污染使得必須頻繁清潔氣體排放組件、氣體排放環(huán)和腔室的其余部分，這影響了處理腔室的可用性。意外沉積的膜容易被轉(zhuǎn)移到待處理的基板上，并因而影響薄膜沉積的質(zhì)量。這不是令人滿意的。
[0010]這些意外沉積物越大，溫度就越高。然而，用于基板的支撐件被加熱，以便使得基板到達(dá)期望反應(yīng)所需的溫度。為了限制與分布系統(tǒng)接觸的反應(yīng)氣體的冷凝現(xiàn)象，對(duì)分布系統(tǒng)進(jìn)行加熱。因而，裝置的其余部分往往也被加熱。
[0011]在所謂的高溫條件下，通常在600°C到800°C之間，這些沉積需要甚至更頻繁的清潔和維護(hù)，這使得這些裝置在這些領(lǐng)域中無(wú)法工業(yè)使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明對(duì)這種情形提供了改進(jìn)。
[0013]為此，提供了一種如下類(lèi)型的用于化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)器裝置，該類(lèi)型的反應(yīng)器裝置包括:
[0014]-具有凈化氣體入口的反應(yīng)腔室；
[0015]-氣體排放通道，該氣體排放通道通過(guò)位于所述腔室的內(nèi)側(cè)壁中的圓周開(kāi)口連接至所述反應(yīng)腔室，所述反應(yīng)腔室被布置成使得凈化氣體流從所述凈化氣體入口循環(huán)到所述排放通道。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，所述反應(yīng)腔室的所述內(nèi)壁從所述凈化氣體入口循環(huán)到所述排放通道。
[0017]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，該裝置包括具有周邊表面的基板支撐件，該板被布置在所述反應(yīng)腔室內(nèi)，使得所述板的所述周邊表面的至少一部分面對(duì)所述熱交換裝置。
[0018]此外，所述反應(yīng)腔室通常具有至少一個(gè)反應(yīng)氣體入口，該反應(yīng)氣體入口面對(duì)所述板的旨在收納基板的主表面，反應(yīng)氣體流在所述反應(yīng)腔室中從所述反應(yīng)氣體入口循環(huán)到所述排放通道。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述熱交換部件包括從所述反應(yīng)腔室中的內(nèi)壁突出的多個(gè)翅片，所述翅片被布置成朝向所述圓周開(kāi)口引導(dǎo)所述凈化氣體流。
[0020]有利地，所述翅片規(guī)則地分布在所述反應(yīng)腔室的內(nèi)壁上。
[0021 ] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述翅片規(guī)則地分布在所述基板支撐板周?chē)?br>[0022]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，該裝置包括界定所述反應(yīng)腔室的至少一部分的本體和附裝至所述本體的至少一個(gè)部件，所述翅片被制造在附裝部件中。
[0023]特別有利地，其中所述附裝部件是氣體排放環(huán)，該氣體排放環(huán)包括限定所述反應(yīng)腔室的所述內(nèi)壁的一部分的內(nèi)壁和外壁，所述外壁通過(guò)連接壁連接至所述內(nèi)壁，該連接壁被布置成形成在所述內(nèi)壁和所述外壁之間在所述連接壁的兩側(cè)延伸的兩個(gè)環(huán)狀通道，所述連接壁包括孔以在所述通道之間形成流體連接，所述環(huán)的特征在于所述內(nèi)壁包括所述多個(gè)翅片。
[0024]優(yōu)選地，所述翅片延伸超過(guò)所述壁至少I(mǎi)毫米。
[0025]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述翅片均具有矩形輪廓。
[0026]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，將彼此相鄰的兩個(gè)翅片分離開(kāi)的距離等于這些翅片中的至少一個(gè)翅片的厚度。
[0027]典型地，該裝置進(jìn)一步包括具有周邊表面的基板支撐件，該基板支撐件以在所述基板支撐件的周邊表面和所述反應(yīng)腔室的內(nèi)壁之間形成環(huán)狀通路的方式布置在所述反應(yīng)腔室中，所述凈化氣體入口具有環(huán)狀形狀并界定在所述反應(yīng)腔室的側(cè)壁和布置在所述反應(yīng)腔室中的附加部件的壁之間。
[0028]本發(fā)明的另一個(gè)主題涉及一種用于化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器裝置的氣體排放環(huán)，該反應(yīng)器裝置包括具有凈化氣體入口的反應(yīng)腔室和通過(guò)至少部分地由所述環(huán)的內(nèi)壁界定的圓周開(kāi)口連接至所述腔室的氣體排放通道，所述環(huán)包括外壁，所述外壁通過(guò)連接壁連接至所述內(nèi)壁，該連接壁被布置成形成在所述內(nèi)壁和所述外壁之間在所述連接壁的兩側(cè)延伸的兩個(gè)環(huán)狀通道，所述連接壁包括孔以在所述通道之間形成流體連接，所述環(huán)的特征在于所述內(nèi)壁包括多個(gè)翅片。
【附圖說(shuō)明】
[0029]在閱讀下面的詳細(xì)描述和附圖之后，本發(fā)明的其他特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚，其中:
[0030]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器的軸向剖視圖；
[0031]圖2示出了圖1的細(xì)節(jié)圖1I ;
[0032]圖3示出了用于將氣體從圖1和圖2中的反應(yīng)器排出的環(huán)的一部分的立體圖；
[0033]圖4示出了與圖3中的環(huán)的一部分互補(bǔ)的氣體排放環(huán)的一部分的立體圖；和
[0034]圖5示出了由圖3和圖4的部件的組件形成的排放環(huán)的軸向剖面部分。
[0035]附圖包括一定特性的元件。因此，它們不僅能夠用來(lái)完成本發(fā)明，而且在合適的情況下還有助于其定義。
【具體實(shí)施方式】
[0036]附圖示出了具有總體附圖標(biāo)記I的處理裝置或反應(yīng)器?？傮w來(lái)說(shuō)，處理裝置I具有關(guān)于中心軸線XX的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性。這促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的均一性并方便制造。該對(duì)稱(chēng)性可以具有若干例外。在附圖中，該軸線是豎直的，其對(duì)應(yīng)于該裝置在操作中的通常布置。在該文本的其他部分，根據(jù)圖1、圖2和圖5的圖示試用了術(shù)語(yǔ)頂、底、水平和豎直。反應(yīng)器I具有受控壓力和溫度。反應(yīng)器I包括中空本體2和蓋子3，該蓋子3將本身2封閉以形成反應(yīng)腔室4。該反應(yīng)腔室4也可以被稱(chēng)為機(jī)箱。該腔室4容納用于基板的支撐件5或基座。該反應(yīng)器I被設(shè)計(jì)成允許從腔室4的頂部向腔室4內(nèi)噴射至少一種反應(yīng)氣體和從腔室4的底部向腔室4內(nèi)噴射凈化氣體。反應(yīng)腔室4界定了反應(yīng)環(huán)境，并且其壁引導(dǎo)存在的氣體流，以便一方面僅促進(jìn)一定區(qū)域內(nèi)的反應(yīng)，另一方面排出混合氣體。
[0037]腔室4由下內(nèi)壁15、上內(nèi)壁17和將下壁15連接至上壁17的側(cè)內(nèi)壁19界定。這里，下壁15和上壁17均具有大體圓盤(pán)形狀，而側(cè)壁19具有大體旋轉(zhuǎn)體形狀，并且將內(nèi)壁15的周邊邊緣連接至上壁17的周邊。在圖1和圖2的實(shí)施例中，下壁15具有小于上壁17的直徑。因而，側(cè)壁19包括彼此連接的基本圓筒狀的上部19a和基本截錐體形的下部19b。下部19b沿上壁17的方向呈錐形。
[0038]側(cè)壁19通過(guò)圓角連接至上壁15和下壁17。
[0039]這里，支撐件5包括平臺(tái)7和長(zhǎng)形基部6。板7具有緊固至基部6的上端的下主面。在這里描述的實(shí)施例中，支撐件5的基部6和板7 —體地形成?；?穿過(guò)本體2的貫穿下壁15的開(kāi)口 2a。支撐件5被組裝成可相對(duì)于腔室4平移地移動(dòng)。支撐件5能夠移動(dòng)到:頂部(所謂的工作位置)，其中板7接近上壁17 ;和底部(所謂的加載位置)，其中板7從上壁17離開(kāi)。在圖1和圖2中，支撐件5位于工作位置。在該位置，板7距上壁17小于20毫米，優(yōu)選大于5毫米的豎直距離。
[0040]板7可以被組裝成相對(duì)于腔室4旋轉(zhuǎn)并且圍繞基部6的豎直軸線XX轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)速度是支撐件5上的氣體的期望流速、基板的尺寸和所需和/或期望的沉積速度的函數(shù)。
[0041]板7具有與下面相反并用來(lái)支撐一個(gè)或多個(gè)待處理的基板的上主面5a。上主面5a被布置成面對(duì)上壁17。板7具