经改良的半角喷嘴制造技术

本公开内容的实现方式提供了一种用于在热处理期间改良气体分布的设备。本公开内容的一个实现方式提供了一种用于热处理基板的设备。所述设备包括主体、成角度的气源组件、和气体注入通道。所述气体注入通道具有第一半角和第二半角。第一半角不同于第二半角。在处理腔室中使用经改良的侧面气体组件以朝向基板边缘引导气体有利地控制了在整个基板中(即，从中心至边缘)的生长均匀性。令人惊讶地，引导气体通过具有不均匀半角的气体通道将显著地增加在基板边缘处或附近的反应，从而导致基板的提高的总厚度均匀性。

Improved half angle nozzles

The embodiment of the disclosure provides a device for improving gas distribution during heat treatment. An implementation of the content of the disclosure provides a device for heat treatment of substrates. The device includes a main body, an angled air source assembly, and a gas injection channel. The gas injection channel has a first half angle and a second half angle. The first half angle is different from the second half angle. The use of an improved side gas assembly in the processing chamber to guide the gas toward the substrate edge advantageously controls the growth uniformity throughout the substrate (i.e., from the center to the edge). Surprisingly, guiding gas through a gas channel with an inhomogeneous half-angle significantly increases the reaction at or near the edge of the substrate, resulting in increased overall thickness uniformity of the substrate.

【技术实现步骤摘要】
经改良的半角喷嘴
本公开内容总体涉及一种半导体处理工具，并且更特定地，涉及一种具有经改良的气流分布的反应器。
技术介绍
半导体基板针对广泛应用(包括集成装置和微型装置的制造)进行处理。一种处理基板的方法包括在处于处理腔室内的基板的上表面上生长氧化层。氧化层可通过将基板暴露至氧气和氢气、同时利用辐射热源加热基板来沉积。氧自由基撞击基板的表面以在硅基板上形成层，例如，二氧化硅层。用于快速热氧化的当前的处理腔室具有受限制的生长控制，从而导致不良的处理均匀性。常规地，可旋转基板支撑件旋转基板，同时平行于基板的水平方向引入反应气体，使得膜沉积在安置在基板支撑件上的基板上。当前的进气口设计导致气体到达基板并且在整个基板中不均匀地沉积。归因于当前的进气口设计而受限制的生长控制在基板中心处导致较高生长并在基板边缘处导致不良生长。由此，需要提供生长控制以实现在整个基板中的更均匀的生长的经改良的气流分布。
技术实现思路
本公开内容的实现方式提供了一种用于在热处理期间改良气体分布的设备。本公开内容的一个实现方式提供了一种用于热处理基板的设备。所述设备包括主体、成角度的突起和气体注入通道。所述气体注入通道具有第一半角和第二半角。第一半角不同于第二半角。本公开内容的另一实现方式提供了一种用于处理基板的设备，所述设备包括限定处理容积的腔室主体和设置在所述处理容积中的基板支撑件。所述基板支撑件具有基板支撑表面。所述设备也包括耦接至腔室主体的入口的气源突起、耦接至腔室主体的出口的排气组件以及耦接至腔室主体的侧壁的侧面气体组件。所述侧面气体组件包括气体注入通道。气体注入入口包括第一半角和第二半角。第一半角不同于第二半角。附图说明因此，为了能够详细理解本公开内容的上述特征所用方式，上文所简要概述的本公开内容的更具体的描述可以参考各个实现方式进行，一些实现方式在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了本公开内容的常见实现方式并且由此不被认为限制本公开内容的范围，因为本公开内容可允许其他等效的实现方式。图1A是可用于实践本公开内容的实现方式的热处理腔室的示意性横截面表示。图1B是根据本公开内容的一个实现方式的热处理腔室的示意性横截面俯视图。图2A是根据本公开内容的一个实现方式的气体注入器的示意性横截面俯视图。图2B和图2C是根据本公开内容的气体注入器的三维示意图。为了便于理解，在可能情况下，已经使用相同附图标记表示附图中共有的相同元件。预期的是，在一个实现方式中公开的元件可有利地用于其他实现方式而不进行赘述。具体实施方式图1A是可用于实践本公开内容的实现方式的热处理腔室100的示意性横截面表示。热处理腔室100总体包括灯组件110、限定处理容积139的腔室组件130、以及设置在处理容积139中的基板支撑件138。处理腔室100能够提供受控热循环，所述热循环加热基板101以供用于工艺(诸如，例如，热退火、热清洁、热化学气相沉积、热氧化和热氮化等等)的。灯组件110可以相对地定位在基板支撑件138之上以将热量经由石英窗口114供应至处理容积139。石英窗114设置在基板101与灯组件110之间。在一些实现方式中，灯组件110可另外或替代地相对地设置在基板支撑件138之下。注意，如在本公开内容中所使用的术语“之上”或“之下”不指绝对方向。灯组件110经构造以容纳加热源108，诸如用于向设置在基板支撑件138上的基板101提供经调节的红外加热构件的多个卤钨灯。多个卤钨灯可以设置在六边形的布置中。加热源108可连接至控制器107，控制器可控制加热源108的能量水平以获得基板101的均匀或调节的加热轮廓。在一个示例中，加热源108能够以从约50℃/s至约280℃/s的速率快速加热基板101。基板101可以被加热至从约550摄氏度至约小于700摄氏度变化的温度。加热源108可以提供对基板101的分区加热(温度调谐)。可进行温度调谐以改变基板101于某些位置处的温度，同时不影响基板温度的剩余部分。狭缝阀137可以设置在基座环140上，以供机器人将基板101传送至处理容积139中并传送出所述处理容积。基板101可以放置在基板支撑件138上，所述基板支撑件可以经构造以竖直移动并且关于中心轴线123旋转。进气口131可以设置在基座环140上方并连接至气源135以向处理容积139提供一种或多种处理气体。在基座环140与进气口131相对的侧面上形成的出气口134适于与泵系统136流体连通的排气组件124。排气组件124限定排气容积125，所述排气容积经由出气口134与处理容积139流体连通。在一个实现方式中，一个或多个侧面端口122可以在进气口131与出气口134之间的基座环140上方形成。侧面端口122、进气口131和出气口134可以设置在实质上相同的水平处。即，侧面端口122、进气口131和出气口134可以处于实质上相同的水平。如下文将更详细地论述，侧面端口122被连接至侧面气源，侧面气源经构造以改良靠近基板101的边缘区域的气体分布的均匀性。图1B是根据本公开内容的一个实现方式的热处理腔室100的示意性横截面俯视图。如图1B所示，进气口131和出气口134设置在处理容积139的相对侧面上。进气口131和出气口134均可以具有近似等于基板支撑件138的直径的线性或方位宽度。在一个实现方式中，气源135可以包括多个气源，例如第一气源141和第二气源142，每个气源经构造以提供连接至注入料盒(injectioncartridge)149的处理气体。气体从第一气源141和第二气源142通过注入料盒149和进气口131流动至处理容积139中。在一个实现方式中，注入料盒149中形成有伸长通道150和在伸长通道150的相对末端上形成的两个入口143、144。多个注入孔151沿着伸长通道150分布并且经构造以朝向处理容积139注入主气流145。料盒149的双入口设计提高了在处理容积139中的气流均匀性。主气流145可以包括以容积计30％至50％的氢气和以容积计50％至70％的氧气，并且具有从约20标准升每分钟(slm)至约50slm变化的流速。流速是基于具有300mm直径的基板101，这导致了从约0.028slm/cm2至约0.071slm/cm2变化的流速。将主气流145从进气口131朝向出气口134引导并引导至泵136，泵是用于腔室100的真空源。在一个实现方式中，排气组件124的排气容积125经构造以扩展处理容积139，从而减少腔室结构对主气流145的几何形状影响。泵136也可用于控制处理容积139的压力。在一个示例性操作中，将在处理容积内部的压力维持在约1Torr至约19Torr，诸如在约5Torr至约15Torr之间。在一个实现方式中，气体注入器147被耦接至基座环140，使得气体经由侧面端口122沿着侧面气流148而流动至处理容积139。气体注入器147经由流量调节装置146与气源152流体连通，流量调节装置经构造以控制侧面气流148的流速。气源152可以包括一个或多个气源153、154。在一个示例性示例中，气源152是向侧面端口122产生氢自由基的远程等离子体源(RPS)。针对利用灯加热基板并将氢气和氧气从狭缝阀137注入处理腔室100中的工艺，气体注本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于热处理基板的设备，包括：主体；成角度的突起；和气体注入通道，包括：第一半角；和第二半角，其中所述第一半角不同于所述第二半角。

【技术特征摘要】
2017.02.06 US 62/455,2821.一种用于热处理基板的设备，包括：主体；成角度的突起；和气体注入通道，包括：第一半角；和第二半角，其中所述第一半角不同于所述第二半角。2.如权利要求1所述的设备，其中所述主体包括：第一侧面；第二侧面，与所述第一侧面相对，其中所述第一侧面实质上与所述第二侧面是相同长度；第三侧面，与所述第一侧面正交；第一曲面，在所述第一侧面与所述第三侧面之间延伸；第二曲面，在所述第三侧面与所述第二侧面之间延伸；第四侧面，与所述第二侧面正交；第三曲面，在所述第一侧面与所述第四侧面之间延伸；第四曲面，在所述第四侧面与所述第二侧面之间延伸，其中在所述第三侧面中与所述第四侧面相对；第五侧面，与所述第一侧面正交；和第六侧面，与所述第一侧面正交，其中所述第六侧面与所述第五侧面相对。3.如权利要求2所述的设备，其中所述成角度的突起设置在所述第五侧面上，并且其中所述气体注入通道设置在所述第六侧面上。4.如权利要求1所述的设备，其中所述成角度的突起是三角形。5.如权利要求2所述的设备，其中所述成角度的突起包括：第一小平面；和第二小平面。6.如权利要求5所述的设备，其中所述成角度的突起进一步包括圆形入口。7.如权利要求6所述的设备，其中所述圆形入口与所述气体注入通道流体连通。8.如权利要求1所述的设备，其中所述气体注入通道沿着流动路径提供气流，所述流动路径位于距平行于所述流动路径的基板支撑表面的切线约5mm至约10mm的距离处。9.如权利要求1所述的设备，其中所述第一半角在约29.5°与约30.5°之间，并且其中所述第二半角在约31.8°与约32.8°之间。10.如权利要求1所述的设备，其中所述气体注入通道是朝向处理容积展开的扁平的漏斗形结构。11.一种用于处理基板的设备，包括：腔室主体，限定处理容积；基板支撑件，设置在所述处理容...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·克哈雷·施诺，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US