用于選擇性氣體注入和抽取的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明的實施方式大體涉及基板處理系統，且更具體地說，涉及在此類基板處理系統中使用的氣體注入和抽取設備。
【背景技術】
[0002]在基板處理中，例如由提供給基板處理腔室的處理氣體的反應所形成的反應副產物通常經由排氣口排出處理腔室。通常將排氣口設置于腔室中待處理的基板的平面下方，位于處理腔室的底板(floor)或一個或更多個側面上。然而，發明者認為，通過用這種方式排出反應副產物，會迫使反應副產物流經基板的頂表面。發明者進一步認為，當反應副產物流經基板的頂表面時，會改變遍及基板的各個點處的處理氣體的總成分，因此改變遍及基板的后續反應的動力學，從而引起處理不均勻性。發明者亦認為，當反應副產物隨流經基板而累積時，在基板的邊緣處這種效應會加劇，使得在最靠近排氣口的基板邊緣附近提供最高濃度的反應副產物。
[0003]因此，發明者提供了一種在基板處理設備中使用的改良的氣體分配設備。
【發明內容】
[0004]本文提供在基板處理腔室中使用的用于選擇性氣體注入和抽取的方法和設備。在一些實施方式中，氣體注入和抽取設備包括:板，所述板具有穿過板的厚度的多個孔，多個孔中的每一個孔具有孔壁；多個管(tube)，每個管部分地設置在多個孔的一個孔內，其中每一個管的設置部分與設置所述管的孔的孔壁的至少一部分間隔開，從而在孔壁的至少一部分與管的設置部分之間形成空隙；氣源，所述氣源流體地耦接至每一個管；和真空源，所述真空源流體地耦接至每一個空隙。
[0005]在一些實施方式中，提供一種處理腔室，且所述處理腔室包括:腔室主體，所述腔室主體包圍處理容積且具有設置于處理容積內的基板支撐件；和氣體注入和抽取設備，所述氣體注入和抽取設備如本文所披露的任何實施方式中所描述的且與基板支撐件相對設置。
[0006]在一些實施方式中，具有氣體注入和抽取設備的處理腔室包括:腔室主體，所述腔室主體包圍處理容積且具有設置于處理容積內的基板支撐件；第一氣體注入和抽取設備，所述第一氣體注入和抽取設備設置在腔室主體內與基板支撐件的支撐表面相對；第一氣源，所述第一氣源流體地耦接至第一氣體注入管道(conduit)以將一種或更多種氣體提供至靠近基板支撐件的區域；和第一真空源，所述第一真空源流體地耦接至第一氣體抽取管道。第一氣體注入和抽取設備包括:第一氣體注入管道，所述第一氣體注入管道在基板支撐件的支撐表面的至少一部分之上延伸；和第一氣體抽取管道，所述第一氣體抽取管道與第一氣體注入管道相鄰且在基板支撐件的支撐表面的至少一部分之上延伸。
[0007]在一些實施方式中，提供一種處理設置于處理腔室的處理容積中的基板支撐件上的基板的方法，且所述方法包括:經由在基板的至少一部分之上延伸的氣體注入管道將第一氣體提供至處理容積；經由與氣體注入管道相鄰設置且在基板的至少一部分之上延伸的氣體抽取管道從處理容積中移除至少一些過量的第一氣體和任何處理副產物；經由在基板的至少一部分之上延伸的第二氣體注入管道將第二氣體提供至處理容積；和經由與第一氣體注入管道相鄰設置且在基板的至少一部分之上延伸的第二氣體抽取管道從處理容積中移除至少一些過量的第二氣體和任何處理副產物。
[0008]在下文中描述本發明的其他和進一步的實施方式。
【附圖說明】
[0009]可參照附圖中描繪的本發明的說明性實施方式來理解上文已簡要概述且在下文更詳細地論述的本發明的實施方式。然而，應注意，附圖僅圖示出本發明的典型實施方式，且因此這些附圖不應被視為對本發明范圍的限制，因為本發明可允許其他同等有效的實施方式。
[0010]圖1描繪根據本發明的一些實施方式的氣體注入和抽取設備的一部分的平面圖。
[0011]圖2描繪沿I1-1I線截取的圖1的設備的放大截面圖。
[0012]圖3A描繪根據本發明的一些實施方式的氣體注入和抽取設備的截面圖。
[0013]圖3B描繪根據本發明的一些實施方式的氣體注入和抽取設備的截面圖。
[0014]圖4描繪根據本發明的一些實施方式的包括氣體注入和抽取設備的處理腔室的截面圖。
[0015]圖5A至圖5E分別描繪根據本發明的各個實施方式的設置于基板支撐件上方的氣體注入和抽取設備的俯視圖。
[0016]為了便于理解，在可能的情況下，已使用相同的參考數字來指示各圖共有的相同組件。各圖并未按比例繪制且可能為了清晰而簡化。預期一個實施方式的組件和特征結構可有利地并入其他實施方式而無需進一步詳述。
【具體實施方式】
[0017]本文提供在基板處理系統中(例如，在半導體基板處理系統中)使用的選擇性氣體注入和抽取設備的實施方式。本文所披露的具創新性的選擇性氣體注入和抽取設備的實施方式可用于任何適合的處理腔室中，包括但不限于適合于諸如快速熱處理(RTP)、化學氣相沉積(CVD)、外延沉積、原子層沉積(ALD)和類似處理的那些處理腔室。適合的處理腔室包括但不限于配置用于RTP、CVD、ALD、外延沉積或類似者的處理腔室，這些處理腔室可購自California (加利福尼亞)州 Santa Clara (圣克拉拉)市的 Applied Materials, Inc (應用材料公司)。預期其他處理腔室亦可得益于根據本文教導的具創新性的選擇性氣體注入和抽取設備，包括配置用于其他處理的腔室和由其他制造商制造的腔室。
[0018]選擇性氣體注入和抽取設備的實施方式通常提供靠近一個或更多個氣體注入口的一個或更多個氣體抽取口，以使得由氣體注入口提供的氣體可經由附近的氣體抽取口被抽取，從而避免如傳統的處理腔室中常見的處理氣體和/或處理副產物流經基板的表面流至基板的側面的排氣口位置。在下文中更詳細地論述選擇性氣體注入和抽取設備的各個實施方式。
[0019]舉例而言，圖1圖示根據本發明的一些實施方式適合于在選擇性氣體注入和抽取設備100中使用的板102的第一側102a的局部平面圖。在一些實施方式中，選擇性氣體注入和抽取設備100大體可包括板102，所述板具有第一側102a和相對的第二側102b (圖2)。提供多個洞或孔104按所需圖案穿過第一側102a與第二側102b之間的板厚度。可選擇所需圖案以提供輸送至板102和與板102的第一側102a相對設置的基板之間的處理區域和從所述處理區域抽取的氣體的所需分配。孔104包括穿過板102的厚度的孔壁106。僅為了便于說明，將孔104圖示為具有圓形截面。具有其他形狀的孔104可用于一些應用。非限制性的示例性孔截面可包括橢圓形、三角形、方形、六邊形或其他彎曲和/或多邊形狀。孔104可具有沿孔的長度的變化的截面。孔104在同一個板102內可大小不同或截面不同。
[0020]根據一些實施方式，中空管狀結構或管108被至少部分地設置于孔104內并與孔壁106的至少一部分間隔開。僅為了便于說明，將管108圖示為具有圓形截面。然而，亦可使用具有其他形狀的管108。非限制性的示例性管截面可包括橢圓形、三角形、方形、六邊形或其他彎曲和/或多邊形狀。管108可具有沿管的長度變化的截面且在同一實施方式中可大小不同或截面不同。管108的截面形狀可與孔104相同或實質上與孔104相同，或管108的截面形狀可不同于孔104的截面形狀。
[0021]為了清晰，將管108圖示為位于孔104內的實質中心位置(例如，同軸定位)，在管108與孔壁106之間具有實質上均勻的間隙或空隙110。然而，管108不必在孔104中位于中心位置而空隙110不必為均勻的(例如，偏心定位)。管108的一些部分可更靠近孔壁106，從而減小管的那部分與鄰近于管的孔壁106的部分之間的空隙110的大小。管108的一部分可接觸孔壁106的一部分，消除或實質上消除管的那部分與孔壁106之間的間隙或空隙110。當間隙或空隙110因管108相對于孔104的偏心位置而局部地減小時，管108的其他部分與孔壁106之間的空隙110可增加。
[0022]板102和管108可由對處理氣體和/或使用板102或管108的處理環境無反應性的任何材料制造。舉例而言，在一些實施方式中，板102或管108可由金屬(例如，不銹鋼、鋁或類似者)或陶瓷(例如，氮化硅(SiN)、氧化鋁(Al2O3)或類似者)制造。或者，在一些實施方式中，板102或管108可由透明材料制造，例如，晶狀石英(S12)、玻璃狀氧化硅(S12)、透明氧化鋁(Al2O3)(例如，藍寶石)、半透明氧化鋁(Al2O3)、氧化釔(Y2O3)或涂覆透明陶瓷。相對于透明噴頭披露了適合于該具創新性的選擇性氣體注入和抽取設備的材料的額外實例，所述透明噴頭在類似于本發明的預期環境中使用，所述透明噴頭在于1998年7月14日授予David S.Balance等人并轉讓給本申請