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用于输送工艺气体至基板的方法和设备

阅读：373发布：2022-01-14

专利汇可以提供用于输送工艺气体至基板的方法和设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本文中提供用于输送工艺气体至基板的方法和设备。在一些实施方式中，一种用于处理基板的设备可以包括位于处理腔室的处理空间中、基板支座上方的气体分配管道，当该基板位于该基板支座上时，该气体分配管道分配工艺气体至该基板的处理表面；和耦接至该气体分配管道的致动器，以相对于该基板支座移动该气体分配管道。在一些实施方式中，一种处理基板的方法可以包括通过气体分配管道引导工艺气体至处理腔室，该气体分配管道位于基板上方，该基板具有处理表面；和在该处理腔室内相对于该基板移动该气体分配管道，以将该工艺气体分配至该基板的整个处理表面。，下面是用于输送工艺气体至基板的方法和设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于处理基板的设备，包括：
大致上线性的气体分配管道，位于处理腔室的处理空间中，在基板支座上方，当所述基板位于所述基板支座上时，所述大致上线性的气体分配管道可移动地分配工艺气体至所述基板的处理表面；和
 致动器，耦接至所述大致上线性的气体分配管道，以相对于所述基板支座移动所述大致上线性的气体分配管道，
其中所述致动器在线性轴向方向或在横向、非轴向方向中的至少一者上相对于所述基板支座移动所述大致上线性的气体分配管道，并且所述气体分配管道的移动范围大到所述基板的一半直径，大到所述基板的整个直径,或所述处理空间内的更大范围。
2.一种用于处理基板的设备，包括：
处理腔室，具有基板支座；
加热系统，当基板位于所述基板支座上时，所述加热系统提供热能至所述基板；
气体入口，位于所述基板支座的第一侧，当基板位于所述基板支座上时，所述气体入口提供第一工艺气体至所述基板的整个处理表面；
权利要求1的大致上线性的气体分配管道，位于所述处理腔室的处理空间中，在所述基板支座上方，当所述基板位于所述基板支座上时，所述大致上线性的气体分配管道分配第二工艺气体至所述基板的处理表面；
权利要求1的致动器，耦接至所述大致上线性的气体分配管道，以相对于所述基板支座移动所述大致上线性的气体分配管道；和
排气歧管，位于所述基板支座相对于所述气体入口的第二侧，以从所述处理腔室排出所述第一工艺气体和所述第二工艺气体。
3.如权利要求1或2所述的设备，进一步包括：
密封件，介于所述大致上线性的气体分配管道和所述处理腔室的表面之间，以密封所述处理腔室中的开口，其中所述大致上线性的气体分配管道设置于穿过所述开口，所述密封件形成介于所述处理腔室的所述处理空间和所述处理腔室中的所述开口之间的密封。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述密封件为柔性材料、波纹管、铁磁流体密封件或差分泵滑动密封件中的至少一者。
5.如权利要求1或2所述的设备，其中所述大致上线性的气体分配管道由石英制作。
6.如权利要求1或2所述的设备，其中所述大致上线性的气体分配管道具有一或更多个出口，所述一或更多个出口沿着所述大致上线性的气体分配管道的长度设置，以提供所述工艺气体至所述基板，其中所述一或更多个出口为线性排列的。
7.如权利要求1或2所述的设备，进一步包括控制器，所述控制器耦接至所述致动器并且配置为控制所述大致上线性的气体分配管道的移动。
8.如权利要求1或2所述的设备，进一步包括多个大致上线性的气体分配管道以及对应的多个致动器，所述多个大致上线性的气体分配管道设置于所述处理空间中、所述基板上方，所述多个致动器耦接至所述多个大致上线性的气体分配管道中的各别者。
9.如权利要求1或2所述的设备，其中所述大致上线性的气体分配管道被设置于平面中并且被局限于仅在所述平面中移动。
10.如权利要求9所述的设备，所述平面大致上平行于权利要求2所述的基板支座所界定的平面。
11.如权利要求1所述的设备，进一步包括以下中的一或更多者：
加热元件，位于所述气体分配管道内或周围；
加热管，位于所述大致上线性的气体分配管道内；
其中所述大致上线性的气体分配管道被制作为杜瓦管，以将所述大致上线性的气体分配管道的内部与外部环境热绝缘；
其中所述大致上线性的气体分配管道由吸收能量的材料所制作，所述能量来自于设置于所述腔室内的其他能量源，以被动地控制所述工艺气体的温度；或
其中所述大致上线性的气体分配管道由具有高导热率的材料制作，并且被耦接到散热片。
12.如权利要求2所述的设备，进一步包括以下中的一或更多者：
加热元件，位于所述气体分配管道内或周围；
加热管，位于所述大致上线性的气体分配管道内；
其中所述大致上线性的气体分配管道被制作为杜瓦管，以将所述大致上线性的气体分配管道的内部与外部环境热绝缘；
其中所述大致上线性的气体分配管道由吸收能量的材料所制作，所述能量来自于设置于所述腔室内的其他能量源，以被动地控制所述第二工艺气体的温度；或其中所述大致上线性的气体分配管道由具有高导热率的材料制作，并且被耦接到散热片。
13.一种通过使用权利要求1或2所述的设备的处理基板的方法，包括以下步骤：
通过大致上线性的气体分配管道引导工艺气体至处理腔室，所述大致上线性的气体分配管道设置于基板上方，所述基板具有处理表面；和
在所述处理腔室内相对于所述基板移动所述大致上线性的气体分配管道，以将所述工艺气体分配至所述基板的整个处理表面,
其中移动所述大致上线性的气体分配管道进一步包括在轴方向上线性地移动所述大致上线性的气体分配管道、或在横向、非轴向方向上相对于所述基板的所述处理表面移动所述气体分配管道中的一或更多者。

说明书全文

用于输送工艺气体至基板的方法和设备

[0001] 领域

[0002] 本发明的实施方式一般涉及用于输送工艺气体至基板的方法和设备。

[0003] 背景

[0004] 由于互补金属氧化物半导体(CMOS)元件的临界尺寸持续缩小，需要将新颖的材料纳入CMOS架构中，以例如改良能量效率和/或速度。可被用于例如晶体管元件的沟道中的这种材料的示例性但非限制性族群为III-V族材料。不幸的是，目前的处理设备和方法无法产出具有适当材料品质的膜，该材料品质例如低缺陷密度、组成控制、高纯度、形态、晶片内均匀度以及运行再现性。

[0005] 因此，本发明涉及提供用于输送工艺气体至基板的改良方法和设备。

[0006] 概述

[0007] 本文中提供用于输送工艺气体至基板的方法及设备。在本发明的一些实施方式中，一种用于处理基板的设备可以包括位于处理腔室和处理空间中、基板支座上方的气体分配管道，当该基板位于该基板支座上时，该气体分配管道分配工艺气体至该基板的处理表面；和耦接至该气体分配管道的致动器，以相对于该基板支座移动该气体分配管道。

[0008] 在本发明的一些实施方式中，一种用于处理基板的设备可以包括具有基板支座的处理腔室；当基板位于该基板支座上时，提供热能至该基板的加热系统；位于该基板支座的第一侧的气体入口，当基板位于该基板支座上时，该气体入口提供第一工艺气体至该基板的整个处理表面；位于该处理腔室的处理空间中、在该基板上方的气体分配管道，当该基板位于该基板支座上时，该气体分配管道分配第二工艺气体至该基板的处理表面；耦接至该气体分配管道的致动器，以相对于该基板支座移动该气体分配管道；和排气歧管，位于该基板支座相对于该气体入口的第二侧，以从该处理腔室排出该工艺气体。

[0009] 在本发明的一些实施方式中，一种处理基板的方法可以包括通过气体分配管道引导工艺气体至处理腔室，该气体分配管道位于基板上方，该基板具有处理表面；和在该处理腔室内相对于该基板移动该气体分配管道，以将该工艺气体分配至该基板的整个处理表面。

[0010] 以下描述本发明的其他的和进一步的实施方式。

[0011] 附图简要说明

[0012] 可通过参照附图中绘示的本发明的说明性实施方式来了解以上简单概述的和以下更加详细讨论的本发明的实施方式。然而应注意的是，附图说明的只是本发明的典型实施方式，因而不应将附图视为是对本发明范围作限制，因本发明可认可其他同等有效的实施方式。

[0013] 图1绘示依据本发明的一些实施方式的处理腔室的示意性侧视图。

[0014] 图2A-图2B绘示依据本发明的一些实施方式的一部分处理腔室的示意性侧视图。

[0015] 图3绘示依据本发明的一些实施方式的处理腔室的部分示意性顶视图。

[0016] 图4绘示依据本发明的一些实施方式用于在基板上沉积层的方法的流程图。

[0017] 为了便于了解，已经在可能之处使用相同的标号来表示附图共有的相同元件。图式并未依比例绘制，并且可以为了清晰而简化附图。构思的是，可以受益地将一个实施方式的元件和特征并入其他实施方式中而不需进一步描述。

[0018] 具体描述

[0019] 如本文中使用的，术语“大致上”意指描述的特性、参数或值不需要被精确地实现，但是偏差或变化(包括例如公差、量测误差、量测精度限制以及本技术领域技术人员已知的其他因素)可能会发生的量并不妨碍这些特性意图提供的效果。

[0020] 本文中提供用于输送工艺气体至基板的方法和设备。在一些非限制性的示例性实施方式中，所述方法和设备可被有利地用于在基板上均匀地沉积先进的化合物薄膜，例如包括III-V族材料、硅锗(SiGe)、硅碳(SiC)或锗锡(GeSn)中的一或更多者的那些。使用本文所公开的方法和设备也可以有利地沉积其他的材料。

[0021] 图1绘示依据本发明的一些实施方式的处理腔室100的示意性侧视图。在一些实施方式中，处理腔室100可以改自市售的处理腔室，例如RP 反应器(可向加州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Materials,Inc.of Santa Clara,California)取得)或任何其他适于进行外延硅沉积工艺的适当半导体处理腔室。处理腔室100可适于进行外延沉积工艺，例如下面关于图4的方法所讨论的，并且图示地包含腔室主体110、处理空间101、气体入口114、气体分配管道170以及排气歧管118。处理腔室100还可以包括控制器140，如在下面更详细讨论的。

[0022] 气体入口114可被设置在基板支座124的第一侧，基板支座124被设置于腔室主体110内，当基板125被放置在基板支座124上时，气体入口114提供工艺气体至基板125的整个处理表面123。在一些实施方式中，可以从气体入口114提供多种工艺气体。所述多种工艺气体可以被例如从耦接至气体入口114和气体分配管道170的气体面板108提供。气体入口114可被耦接至空间115，如图1中所图示，空间115由处理空间101的一或更多个腔室衬垫所形成，以提供工艺气体至基板125的整个处理表面123。

[0023] 排气岐管118可被设置在基板支座124的第二侧，与气体入口114相对，以从处理腔室100排出工艺气体。排气岐管118可以包括与基板125的直径宽度大约相同或更大的开口。排气岐管118可以被加热，例如用以减少沉积在排气岐管118表面上的材料。排气岐管118可被耦接至真空设备135，例如真空泵、减弱系统或类似者，以排出任何离开处理腔室100的工艺气体。

[0024] 腔室主体110通常包括上部102、下部104以及外壳120。上部102被设置在下部104上并包括腔室盖106、上腔室衬垫116以及间隔物衬垫113。在一些实施方式中，也可以设置上高温计156，以在处理过程中提供关于基板的处理表面温度的数据。可以将夹环107设置在腔室盖106之上，以密闭腔室盖106。腔室盖106可以具有任何适当的几何形状，例如平面(如图示)或具有类似圆顶的形状(未图示)或其他的形状，例如也可以考虑反向曲线盖体。在一些实施方式中，腔室盖106可以包含的材料例如石英或类似者。因此，腔室盖106可以至少部分地反射来自基板125和/或来自位于基板支座124下方的灯的辐射能量。气体分配管道170可以包含的材料例如陶瓷、石英或类似者，例如以至少部分地反射上文所讨论的能量。

[0025] 可以将间隔物衬垫113设置在上腔室衬垫116的上方和腔室盖106的下方，如图1中所绘示。间隔物衬垫113可以被设置在间隔物环111的内表面上，其中间隔物环111被设置在腔室主体110中介于腔室盖106和腔室主体110的部分117之间，部分117耦接至气体入口114和排气歧管118。间隔物环111可以是可移动的和/或可与现有的腔室硬件互换的。举例来说，可通过将间隔物环111插入腔室盖106和腔室主体110的部分117之间而将包括间隔物衬垫113的间隔物环111和气体分配管道170(以及选择性的、额外的气体分配管道)改装到现有的处理腔室。在一些实施方式中，间隔物衬垫113可以包含的材料例如石英或类似者。间隔物衬垫113可以包括第一开口109，其中气体分配管道170延伸穿过间隔物衬垫113中的第一开口109并进入处理腔室100。举例来说，对应的开口105可以存在于间隔物环111中，以在开口105上并且穿过开口105接受和/或安装气体分配管道170。

[0026] 气体分配管道170可以被设置在基板支座124上方(例如与基板支座124相对)，以从气体面板108提供工艺气体至基板125的处理表面123。举例来说，在一些实施方式中，气体分配管道170延伸穿过间隔物衬垫113并进入处理腔室100，如上面所讨论的。在具有其他配置的处理腔室中，气体分配管道170也可以被设置在这样的处理腔室中任何适当的位置，使得气体分配管道170延伸进入基板上方的处理空间，如本文所公开。在一些实施方式中，将密封件174设置在气体分配管道170和处理腔室的表面之间，以密封间隔物衬垫113内的第一开口109。在一些实施方式中，如图1和图2A所绘示，将密封件174对着腔室主体110的内表面设置于靠近腔室主体110的部分117中的开口。在一些实施方式中，如图2B所绘示，可以将密封件174对着腔室主体110的外表面设置于靠近腔室主体110的部分117中的开口。在腔室主体110的外表面上设置密封件有利地将密封件174进一步移离处理腔室的环境(例如进一步远离工艺气体和高温)，这可以增强密封性能和寿命。

[0027] 密封件174可以具有任何适当的配置，用以提供便于气体分配管道170旋转和/或横向移动的密封。例如，在一些实施方式中，密封件174可以由柔性材料制作，并且可以具有波纹管的配置，以适应气体分配管道170相对于处理腔室100的移动，如下面所讨论。替代地或组合地，在一些实施方式中，密封件174可以是使用铁磁流体和磁回路形成的密封件212，密封件212有利于气体分配管道170的滑动和旋转，例如可向FerroTec公司取得的密封件(例如铁磁流体密封件)，或差分泵滑动密封件(differentially pumped sliding seal)(例如有利于气体分配管道170滑动和旋转的差分泵密封件)。

[0028] 气体分配管道170可在处理空间内相对于基板125移动。在一些实施方式中，气体分配管道170被耦接到致动器130，以相对于基板125移动气体分配管道170。气体分配管道170在处理空间101内可以以多种方式移动。例如，图2A-图2B绘示依据本发明的一些实施方式图示出气体分配管道170的一部分处理腔室的示意性侧视图。如在图2A-图2B所图示，在一些实施方式中，气体分配管道170可在线性轴向方向上移动，如虚线202和箭头204所指示的。举例来说，气体分配管道170可以在沿着气体分配管道170的延伸中心轴的直线方向上被延伸和/或缩回。在一些实施方式中，气体分配管道170可以是可移动的，使得在移动的范围中，至少一些气体分配孔(例如出口171，如下所述)可以被选择性地设置在基板125的中心上方，并且至少一些气体分配孔可被选择性地设置在基板125的边缘上方。

[0029] 在一些实施方式中，气体分配管道170的移动范围大到约将被处理的基板的一半直径，或在一些实施方式中，大到约基板的整个直径或更大。举例来说，在一些实施方式中，气体分配管道的移动范围可以为约5毫米至约250毫米。在一些实施方式中，气体分配管道的移动范围为约5毫米至约500毫米。在一些实施方式中，气体分配管道170的可用移动范围可以基于基板支座的配置来选择。例如，在基板支座旋转基板的实施方式中，可以提供较小的移动范围，而且在基板不旋转的实施方式中，可以提供较大的移动范围。

[0030] 替代地或与上述的轴向移动结合地，气体分配管道170也可以在非轴向方向上横向移动(例如可相对于该延长中心轴从一侧移动到另一侧)。如本文所使用的，在非轴向方向上的移动可以包括轴向移动作为移动的一个组分，只要非轴向移动也被提供。举例来说，图3绘示依据本发明的一些实施方式具有气体分配管道170的部分处理腔室的部分示意性顶视图。在一些实施方式中，如图3中所绘示，气体分配管道170可在圆弧302中移动。例如，气体分配管道170可围绕垂直于气体分配管道170的轴的枢轴旋转，其中该枢轴穿过沿着气体分配管道170的轴设置的枢转点。在一些实施方式中，气体分配管道170可以在从基板125的至少一个中心到基板125的边缘的圆弧302中移动。在一些实施方式中，气体分配管道170可以在从基板125边缘上的至少第一位置到基板125边缘上的第二位置的圆弧302中移动，例如从基板的一侧移动到另一侧。气体分配管道170的移动范围可以如上面所讨论的。替代地或组合地，气体分配管道170可在非圆形或类圆弧状移动中横向移动，例如在单纯的一侧到另一侧、进和出(例如朝向和远离基板支座的中心)或在某些其他非旋转移动中横向移动。在一些实施方式中，气体分配管道170的移动可能会在与基板支座的支撑表面所界定的平面(例如到基板的平面)平行或大致平行的平面内受到限制。

[0031] 在线性和横向移动皆提供的实施方式中，可以交替地提供或同时提供线性和横向移动。例如，在一些实施方式中，气体分配管道170可以在轴向方向上线性延伸(例如虚线202)，之后再沿着圆弧302移动。在一些实施方式中，气体分配管道170在轴向方向上线性地缩回(例如虚线202)，之后再沿着圆弧302移动。在一些实施方式中，气体分配管道170同时在线性轴向方向上(例如箭头204)以及沿着圆弧302移动。如上文所述的气体分配管道170的移动允许使基板125的处理表面123适当地暴露于工艺气体，以更准确地控制沉积均匀性和/或组成，并且使处理表面123上的残余物形成最小化。

[0032] 在一些实施方式中，如图2B中所绘示的，延伸穿过密封件174的气体分配管道170部分包括柔性部分206，以进一步便利上述的气体分配管道170的旋转和/或横向移动。在一些实施方式中，并且也如图2B中绘示的，可以设置其他的组件用于另外支撑气体分配管道170。例如，气体分配管道170可以被设置在壳体208内，以容纳和支撑气体分配管道170。在一些实施方式中，壳体208可以包围致动器130(如图示)，或者致动器130可以被设置在壳体外。也可以设置一或更多个元件来减少气体分配管道170移动的摩擦，同时支撑气体分配管道170。举例来说，可以设置低摩擦涂层、轴衬、轴承、或类似者或上述的组合(图示为轴承
210)来减少气体分配管道170移动的摩擦同时提供支撑。

[0033] 在一些实施方式中，气体分配管道170可以是大致上线性的部件，但也可以使用其他的形状。有利的是气体分配管道170例如与大致上覆盖整个基板的大圆形元件(例如传统的喷洒头)相比较为相对小的，从而便于制造、降低成本等等。

[0034] 气体分配管道170可以包括沿着气体分配管道170的长度设置的一或更多个出口171，以提供工艺气体至基板125的处理表面123。例如，在一些示例性的非限制性实施方式中，该气体分配管道所提供的工艺气体可以是硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四氯硅烷、锗烷、膦、硼烷、二硼烷、胂、三甲基铝、三甲基镓或类似者，但若特定的工艺需要也可以提供其他的工艺气体。所述一或更多个出口171可以大致上呈线性排列，如图1、图2A、图2B和图3所图示。如本文所使用的，术语“大致上呈线性排列”可以用来意指“线性”或“接近线性的”。在一些实施方式中，出口171可以是非线性排列的。

[0035] 每个出口171可以具有任何所需的直径，以控制气体的供应，例如以所需的整体流动速率、所需的流动速度或类似者供应。每个出口171的各个直径可以相同或可以不同。举例来说，邻近基板支座124中心的出口171可以具有与任何其他的出口171(例如位于邻近基板支座124边缘的出口171)不同的直径，以在每个位置例如提供大约相同的和/或任何所需的流动速度、质量流动速率或类似者。

[0036] 替代地或组合的，除了在图1、图2A、图2B和图3中图示的管状之外，气体分配管道170的内部容积还可以具有任何所需的形状(例如沿着管道长度的横截面和形状)。例如，可以控制气体分配管道170的内部容积的形状，以在沿着气体分配管道170长度的每个个别出口171提供相同的和/或任何所需的流动速率。例如，可以改变气体分配管道170的内径，以沿着气体分配管道170的长度在每个个别的出口171控制压力和流动速率。例如，气体分配管道170可以沿着管道的长度具有不同的横截面，例如在基板支座124的边缘附近有直径较大的横截面，并且在基板支座124的中心附近有直径较小的横截面，以在每个位置的出口
171提供类似的流动速率。同样的，可以使用其他形状适当的气体分配管道170，以沿着气体分配管道170的长度在每个出口171操作流动速率，例如改变壁厚以改变每个出口171两侧的压降或类似者。

[0037] 如图3中所图示，可以改变一或更多个出口171沿着气体分配管道170长度的位置。出口171的位置连同气体分配管道170的移动可以有利地提供工艺气体至基板125的一或更多个所需区域。举例来说，如图3中所图示，气体分配管道170的一或更多个出口171可以是沿着气体分配管道170的长度从大约基板支座124的中心延伸到大约基板支座124的边缘的多个出口。

[0038] 在一些实施方式中，如上所述的多个气体分配管道可以被设置在基板125的上方。所述多个气体分配管道中的每个气体分配管道可以被耦接到对应的致动器，以控制各个气体分配管道相对于上述基板的位置和移动。

[0039] 在一些实施方式中，可以使用一或更多种技术来主动地和/或被动地控制流经气体分配管道170的气体温度。举例来说，气体分配管道170可以由吸收能量的材料所制作，该能量来自于设置于腔室内的其他能量源(例如照射器152、154、基板支座124或基板125(当加热时))，以被动地控制气体分配管道170内的气体温度。替代地或组合地，一或更多个加热线圈112可以被设置在气体分配管道170的壁内或周围，及/或气体分配管道170可以被架构为中空的杜瓦(Dewar)管或管道(例如将气体分配管道170的内部与外部环境热绝缘)，及/或气体分配管道170可以由具有高导热率(例如从约10瓦/米/K至约400瓦/米/K)的材料制作，并且可以被耦接到散热片(例如腔室主体110一部分的)，及/或热管136可以被设置在气体分配管道170内。对于流经气体分配管道170的气体温度提供这样的控制有利地便于更有效地处理具有不同预热要求的前驱物(例如工艺气体)。

[0040] 回到图1，上腔室衬垫116可以被设置在气体入口114和排气岐管118上方以及腔室盖106的下方，如绘示的。在一些实施方式中，上腔室衬垫116可以包含的材料例如石英或类似者，例如以至少部分地反射能量，如上文所讨论的。在一些实施方式中，上腔室衬垫116、腔室盖106以及下腔室衬垫131(下面讨论)可以是石英，从而有利地提供围绕基板125的石英外包。

[0041] 下部104通常包含基部板组件119、下腔室衬垫131、下圆顶132、基板支座124、预热环122、基板升降组件160、基板支撑组件164、加热系统151以及下高温计158。加热系统151可以被设置在基板支座124下方，以提供热能至基板支座124，如图1中所图示。加热系统151可以包含一或更多个外照射器152和一或更多个内照射器154。替代地或组合地，加热系统151可被设置在基板支座124上方。替代地或组合地，加热系统151可以包括一或更多个热板(例如基板支座124可以包括一或更多个耦接到电源的电阻加热元件，用于加热基板支座
124)、微波能量源、激光源、二极管、感应加热装置或类似者，以直接加热基板支座124或基板。

[0042] 虽然术语“环”是用来描述处理腔室的某些组件，例如预热环122，但亦构思的是，这些组件的形状不需要是圆形的，而且可以包括任何的形状，包括但不限于矩形、多边形、椭圆形及类似者。下腔室衬垫131可以例如被设置在气体入口114和排气岐管118的下方，并且在基部板组件119上方。气体入口114和排气岐管118通常被设置在上部102和下部104之间，并且可以被耦接到上部102和下部104中的任一者或两者。

[0043] 如图1中所图示，气体入口114和排气岐管118可以经由腔室主体110的部分117中各别的开口耦接到处理空间101。例如，在一些实施方式中，空间115可以至少部分地由基板支座124第一侧上的上和下腔室衬垫116、131形成。气体入口114可以经由空间115流体耦接到处理空间101。

[0044] 基板支座124可以是任何适当的基板支座，例如板(图1中所图示)或环(在图1中以虚线图示)，以将基板125支撑在其上。基板支撑组件164通常包括具有多个支撑销166的支撑托架134，以将支撑托架134耦接到基板支座124。基板升降组件160包含基板升降轴126和多个升降销模块161，升降销模块161选择性地静置于基板升降轴126的个别衬垫127上。在一个实施方式中，升降销模块161包含升降销128的选择性上部，升降销128可移动地设置在基板支座124的第一开口162中。在操作中，移动基板升降轴126来接合升降销128。当接合时，升降销128可以使基板125升高到基板支座124上方或使基板125下降到基板支座124上。

[0045] 基板支座124可以进一步包括耦接到基板支撑组件164的升降机构172。可以利用升降机构172在垂直于基板125的处理表面123的方向上移动基板支座124。举例来说，可以使用升降机构172来相对于气体分配管道170和气体入口114定位基板支座124。在操作中，该升降机构可以便于动态控制基板125相对于气体入口114产生的流动场和/或气体分配管道170的位置。基板125位置的动态控制与气体分配管道170相对于基板移动的组合可以被用来最佳化基板125的处理表面123 对流动场的暴露，以最佳化沉积均匀性和/或组成并且最少化形成在处理表面123上的残余物。在一些实施方式中，升降机构172可以被设置来围绕基板支座124的中心轴旋转基板支座124。或者，可以设置个别的旋转机构。

[0046] 在处理过程中，基板125被放置在基板支座124上。照射器152、154为红外(IR)辐射(例如热)源，并且在操作中，在整个基板125上产生预定的温度分布。如以上所讨论的，腔室盖106、上腔室衬垫116以及下圆顶132可以由石英形成；然而，也可以使用其他红外线透明的和工艺相容的材料来形成这些组件。照射器152、154可以是多区照射器加热设备的一部分，以提供基板支座124的背侧热均匀性。举例来说，加热系统151可以包括多个加热区，其中每个加热区包括多个照射器。例如，一或更多个照射器152可以是第一加热区并且一或更多个照射器154可以是第二加热区。照射器152、154可以在基板125的处理表面123上提供约200至约900摄氏度的广热范围。当基板125放置在基板支座124上时，照射器152、154可以在基板125的处理表面123上提供每秒约5至约20摄氏度的快速响应控制。在一些实施方式中，其中基板例如被边缘环或销支撑，处理表面123上的升温速率可以是每秒约200摄氏度。举例来说，照射器152、154的热范围和快速响应控制可以提供基板125上的沉积均匀性。另外，下圆顶132可以是温度控制的，例如通过主动冷却、窗口设计或类似者，以进一步帮助控制基板支座124背侧上和/或基板125的处理表面123上的热均匀性。

[0047] 处理空间101可以由多个腔室组件形成或界定。举例来说，这样的腔室组件可以包括腔室盖106、间隔物衬垫113、上腔室衬垫116、下腔室衬垫131以及基板支座124中的一或更多者。处理空间101可以包括包含石英的内表面，例如形成处理空间101的腔室组件中任一或更多者的表面。在一些实施方式中，可以将与处理环境相容的其他材料使用于基板支座124，该材料例如碳化硅(SiC)或涂覆碳化硅的石墨。处理空间101可以为约20至约40升。处理空间101可以容纳任何大小适当的基板，例如200毫米、300毫米或类似者。例如，在一些实施方式中，假使基板125为约300毫米，则例如上和下腔室衬垫116、131的内表面在非限制性的实例中可以距离基板125的边缘约50毫米至约70毫米。例如，在一些实施方式中，基板
125的处理表面123可以位在距离腔室盖106多达约100毫米或约10毫米至约25毫米。

[0048] 处理空间101可以具有不同的体积，例如，当升降机构172将基板支座124升高到接近腔室盖106时，处理空间101的大小可以缩小，并且当升降机构172将基板支座124降低而远离腔室盖106时，处理空间101的大小可以扩大。可以由一或更多个主动或被动冷却元件来冷却处理空间101。举例来说，处理空间101可以被处理腔室100的壁被动地冷却，处理腔室100的壁例如可以是不锈钢或类似者。例如，无论是单独地或与被动冷却结合，处理空间101可以被主动地冷却，例如通过使冷却剂流过处理腔室100。举例来说，冷却剂可以是气体或流体。

[0049] 可以将控制器140耦接到处理腔室100的各个组件，以控制处理腔室100各个组件的操作-例如包括气体面板108和致动器130的操作。控制器140包括中央处理单元(CPU)142、存储器144以及支持电路146。控制器140可以直接地(如图1中所图示)或者经由与处理腔室相关的计算机(或控制器)控制处理腔室100及其各个组件，例如致动器130。控制器140可以是任何形式的通用计算机处理器中的一者，该通用电脑处理器可用在工业设定中用于控制各种腔室和子处理器。存储器(或计算机可读介质)144可以是立即可用存储器中的一或更多者，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘、光存储介质(例如光盘或数字视频光盘)、闪存驱动器或任何其他形式的数字存储器，本地或远端的。支持电路
146耦接到CPU 142，用于以传统的方式支持处理器。这些电路包括高速缓存、电源、时钟电路、输入/输出电路和子系统及类似者。如本文所述的发明方法可以被存储在存储器144中作为软件程序，该软件程序可以被执行或调用来以本文所描述的方式控制处理腔室100的操作。该软件程序也可以被第二个CPU(未图示)存储和/或执行，该第二个CPU位于由CPU
142控制的硬件的远端。

[0050] 图4绘示依据本发明的实施方式处理基板的方法400的流程图。以下依据处理腔室100的实施方式来描述方法400。然而，方法400可被用于任何适当的、能够执行方法400的元素的处理腔室，并不限定于处理腔室100。

[0051] 方法400通过使工艺气体流向基板125的处理表面123而开始于步骤402。可以使用如上面所讨论的第一气体分配管道170的任何适当实施方式使工艺气体从气体分配管道170流入。接着在步骤404，在处理腔室内移动气体分配管道170，以将工艺气体分配于基板
125的整个处理表面123，而在基板125的处理表面123上形成一或更多个层。可以如上所述移动气体分配管道170。在一些实施方式中，可以控制基板125的处理表面123的温度，同时在基板125的处理表面123上形成一或更多个层。例如，控制该温度可以包括加热和/或冷却温度控制的处理空间101，例如加热和/或冷却构成处理空间101的组件和/或内表面中的任一或更多者。例如，加热可以包括提供能量到基板支座124的背侧表面，其中该基板静置于基板支座124的前侧表面上。可以在工艺气体流动之前和/或过程中提供加热。加热可以是连续的或不连续的，并且以任何所需的方案进行，例如周期地或类似者。加热可以在工艺气体流动之前和/或过程中提供任何所需的温度分布到基板125，以实现处理表面123上的沉积。加热可以由照射器152、154提供。照射器152、154能够在基板125的处理表面123上将基板温度从每秒约5摄氏度提高到每秒约20摄氏度。照射器152、154能够提供基板125的处理表面123范围从约200至约900摄氏度的温度。

[0052] 因此，本文中已经图示和描述用于输送工艺气体至处理腔室中的基板的方法和设备。本发明的方法和设备的实施方式可以有利地在处理腔室中的基板上提供均匀的和/或以其他方式控制的膜沉积。

[0053] 虽然前述涉及本发明的实施方式，但在不偏离本发明的基本范围下仍可以设计出本发明的其他的和进一步的实施方式。

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用于输送工艺气体至基板的方法和设备

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