用于雜質(zhì)分層外延法的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容的實(shí)施方式大體涉及在基板處理腔室中使用的快速切換閥。
【背景技術(shù)】
[0002]高品質(zhì)含硅膜的外延生長在外延層之間和不同的沉積工藝期間通常需要可重復(fù)配料(dose)的雜質(zhì)，這些含硅膜諸如用單層或亞單層雜質(zhì)摻雜的硅鍺(SiGe)、硅鍺碳(SiGeC)、碳化硅(SiC)或碳化鍺(GeC)膜。所述沉積工藝通常涉及在沉積各外延層之后和使用各雜質(zhì)劑量之后的長時(shí)間凈化，使得沉積工藝緩慢且不適合生產(chǎn)。
[0003]因?yàn)榍皇以O(shè)計(jì)直接影響外延生長中的膜品質(zhì)，因此需要一種沉積設(shè)備，所述設(shè)備提供亞單層雜質(zhì)的快速配料能力和外延沉積與雜質(zhì)配料之間的快速凈化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本文描述的本公開內(nèi)容的實(shí)施方式大體涉及在基板處理腔室中使用的快速切換閥。在一個(gè)實(shí)施方式中，提供用于處理半導(dǎo)體基板的設(shè)備。所述設(shè)備包括處理腔室，所述處理腔室包括:基板支撐件，所述基板支撐件設(shè)置于處理腔室內(nèi)，用于支撐基板;下拱形結(jié)構(gòu)和與下拱形結(jié)構(gòu)相對的上拱形結(jié)構(gòu)；多個(gè)氣體注射器，所述多個(gè)氣體注射器設(shè)置于處理腔室的側(cè)壁內(nèi)，所述多個(gè)氣體注射器被配置成對應(yīng)于基板的直徑實(shí)質(zhì)上呈線性布置。所述設(shè)備亦包括氣體輸送系統(tǒng)，所述氣體輸送系統(tǒng)經(jīng)由多個(gè)氣體注射器耦接至處理腔室，所述氣體輸送系統(tǒng)包括:氣體導(dǎo)管，所述氣體導(dǎo)管配置成經(jīng)由第一流體線路將一種或更多種化學(xué)物質(zhì)提供至所述多個(gè)氣體注射器;摻雜劑源，所述摻雜劑源配置成經(jīng)由第二流體線路將一種或更多種摻雜劑提供至所述多個(gè)氣體注射器;和快速切換閥，所述快速切換閥設(shè)置于第二流體線路與處理腔室之間，其中所述快速切換閥被配置成在處理腔室與排放裝置之間切換所述一種或更多種摻雜劑的流動。
[0005]在另一實(shí)施方式中，提供用于處理基板的處理腔室。所述處理腔室包括:可旋轉(zhuǎn)基板支撐件，所述可旋轉(zhuǎn)基板支撐件設(shè)置于處理腔室內(nèi)，用于支撐基板;下拱形結(jié)構(gòu)，所述下拱形結(jié)構(gòu)相對地設(shè)置于所述基板支撐件下方;上拱形結(jié)構(gòu)，所述上拱形結(jié)構(gòu)相對地設(shè)置于所述基板支撐件上方，上拱形結(jié)構(gòu)與下拱形結(jié)構(gòu)相對;環(huán)形主體，所述環(huán)形主體設(shè)置于上拱形結(jié)構(gòu)與下拱形結(jié)構(gòu)之間，其中所述上拱形結(jié)構(gòu)、所述環(huán)形主體和所述下拱形結(jié)構(gòu)大體界定基板處理腔室的內(nèi)部容積，所述環(huán)形主體具有多個(gè)氣體注射器，所述多個(gè)氣體注射器被布置于至少一個(gè)線性群中，所述線性群具有大致對應(yīng)于所述基板的直徑的寬度;氣體輸送系統(tǒng)，所述氣體輸送系統(tǒng)經(jīng)由多個(gè)氣體注射器耦接至處理腔室，所述氣體輸送系統(tǒng)包括:第一氣體導(dǎo)管，所述第一氣體導(dǎo)管配置成經(jīng)由第一流體線路將第一組化學(xué)物質(zhì)提供至所述多個(gè)氣體注射器;第一摻雜劑源，所述第一摻雜劑源配置成經(jīng)由第二流體線路將第一摻雜劑提供至所述多個(gè)氣體注射器;和快速切換閥，所述快速切換閥設(shè)置于所述第二流體線路與所述處理腔室之間，其中，所述快速切換閥被配置成在所述處理腔室與排放裝置之間切換第一摻雜劑的流動。
[0006]在又一實(shí)施方式中，所述設(shè)備包括處理腔室，所述處理腔室包括:基板支撐件，所述基板支撐件具有用于支撐基板的基板接收表面;下拱形結(jié)構(gòu)，所述下拱形結(jié)構(gòu)相對地設(shè)置于所述基板支撐件下方，所述下拱形結(jié)構(gòu)包括桿部分、周邊凸緣和徑向延伸以連接所述桿部分和所述周邊凸緣的底部，其中所述底部相對于所述基板支撐件的基板接收表面成約8°至約16°的角度;上拱形結(jié)構(gòu)，所述上拱形結(jié)構(gòu)相對地設(shè)置于所述基板支撐件上方，上拱形結(jié)構(gòu)與下拱形結(jié)構(gòu)相對，上拱形結(jié)構(gòu)包括中央窗部分和用于支撐所述中央窗部分的周邊凸緣，周邊凸緣圍繞中央窗部分的圓周嗤合所述中央窗部分，其中所述中央窗部分相對于所述基板支撐件的基板接收表面形成約8°至約16°的角度;和燈陣列，這些燈設(shè)置成鄰近于下拱形結(jié)構(gòu)且位于下拱形結(jié)構(gòu)下面。所述設(shè)備亦包括氣體輸送系統(tǒng)，所述氣體輸送系統(tǒng)經(jīng)由多個(gè)氣體注射器耦接至處理腔室，所述氣體輸送系統(tǒng)包括:氣體導(dǎo)管，所述氣體導(dǎo)管配置成經(jīng)由第一流體線路將一種或更多種化學(xué)物質(zhì)提供至所述多個(gè)氣體注射器;摻雜劑源，所述摻雜劑源配置成經(jīng)由第二流體線路將一種或更多種摻雜劑提供至所述多個(gè)氣體注射器；和快速切換閥，所述快速切換閥設(shè)置于第二流體線路與處理腔室之間，其中所述快速切換閥被配置成在處理腔室與排放裝置之間切換所述一種或更多種摻雜劑的流動。
【附圖說明】
[0007]可通過參照實(shí)施方式(其中一部分實(shí)施方式在附圖中示出)來詳細(xì)理解本公開內(nèi)容的上述特征以及以上簡要概述的有關(guān)本公開內(nèi)容更具體的描述。然而，應(yīng)注意，附圖僅圖示本公開內(nèi)容的典型實(shí)施方式，且因此不被視為對本公開內(nèi)容的范圍的限制，因?yàn)楸竟_內(nèi)容允許其他同等有效的實(shí)施方式。
[0008]圖1A為根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式的背側(cè)加熱處理腔室的示意性截面圖。
[0009]圖1B為圖1A的處理腔室的示意性截面俯視圖。
[0010]圖2圖示根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施方式的示例性氣體輸送系統(tǒng)。
[0011]為了便于理解，已盡可能地使用相同的參考標(biāo)記來標(biāo)示各圖共有的相同元件。預(yù)期一個(gè)實(shí)施方式中的元件和特征可有利地并入其他實(shí)施方式中，而無需贅述。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了說明的目的，在以下描述中闡述了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對本公開內(nèi)容的完全理解。在一些情況下，以框圖形式示出熟知的結(jié)構(gòu)和裝置，而不進(jìn)行詳細(xì)地描述，以免模糊本公開內(nèi)容。本文充分詳細(xì)地描述了這些實(shí)施方式，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍竟_內(nèi)容，且應(yīng)理解，可利用其他實(shí)施方式，且在不脫離本公開內(nèi)容的范圍的情況下，可做出邏輯改變、機(jī)械改變、電性改變和其他改變。
[0013]示例性處理腔室
[0014]圖1A圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的示例性背側(cè)加熱處理腔室100的示意性截面圖。處理腔室100大體用于處理一個(gè)或更多個(gè)基板，包括材料在基板108的上表面上的外延沉積。處理腔室100除其他部件外可包括用于加熱的輻射加熱燈102的陣列，所述輻射加熱燈102的陣列設(shè)置于處理腔室100內(nèi)的基板支撐件106的背側(cè)104。在一些實(shí)施方式中，所述輻射加熱燈的陣列可替代地或額外地設(shè)置于上拱形結(jié)構(gòu)128之上。如圖所示，基板支撐件106可為盤狀(disk-like)基板支撐件106，或可為無中央開口的環(huán)狀基板支撐件107，基板支撐件從基板的邊緣支撐基板，以便于將基板暴露于燈102的熱輻射。
[00?5] 基板支撐件106定位于處理腔室100內(nèi)并位于上拱形結(jié)構(gòu)128與下拱形結(jié)構(gòu)114之間。上拱形結(jié)構(gòu)128、下拱形結(jié)構(gòu)114和基座環(huán)136(設(shè)置于上拱形結(jié)構(gòu)128與下拱形結(jié)構(gòu)114之間)大體界定處理腔室100的內(nèi)部區(qū)域?？赏ㄟ^裝載口(loading port)(未示出)將基板108(未按比例描繪)引入處理腔室100并將基板108定位到基板支撐件106上，所述裝載口別圖1A中的基板支撐件106遮蓋。圖示基板支撐件106在上升處理位置中，但通過致動器(未示出)，基板支撐件可垂直地移動至處理位置下方的裝載位置處，以允許升降銷105接觸下拱形結(jié)構(gòu)114，穿過基板支撐件106和中心軸132中的孔，并將基板108從基板支撐件106舉起。機(jī)械手(未示出)可隨后進(jìn)入處理腔室100，以嚙合基板108且通過裝載口從處理腔室100移除基板108?；逯渭?06隨后可被致動上升至處理位置以將基板108放置在基板支撐件106的正面110上，其中基板108的裝置側(cè)116面朝上。
[0016]基板支撐件106定位于處理位置時(shí)將處理腔室100的內(nèi)部容積分為位于基板上方的處理氣體區(qū)域156和位于基板支撐件106下方的凈化氣體區(qū)域158。基板支撐件106在處理期間通過中心軸132旋轉(zhuǎn)，以最小化處理腔室100內(nèi)熱氣流和處理氣流空間異常的影響，且因此促進(jìn)基板108的均勻處理?；逯渭?06由中心軸132支撐，中心軸132在裝載和卸載及某些情況下基板108的處理期間在上下方向134上移動基板108?；逯渭?06可由碳化硅或涂覆有碳化硅的石墨制成，以吸收來自燈102的輻射能和將所述輻射能傳導(dǎo)至基板108。
[0017]上拱形結(jié)構(gòu)128大體包括傳遞熱輻射的中央窗部分199，和用于支撐中央窗部分199的周邊凸緣179。中央窗部分199可具有大致圓形的周邊。周邊凸緣179沿支撐界面194圍繞中央窗部分199的圓周嚙合中央窗部分199。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過設(shè)置在周邊凸緣179與側(cè)壁之間的0形環(huán)184將周邊凸緣179密封在處理腔室的側(cè)壁內(nèi)，以提供密封，從而防止處理腔室內(nèi)的處理氣體逸出至周圍環(huán)境中。
[0018]下拱形結(jié)構(gòu)114大體包括桿部分195、周邊凸緣181和底部192，底部192徑