用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备、系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备(1)、系统(50)和方法(100)。在此，处理室(2)被配置成用于接纳至少一个工件载体(30)。根据本发明专利技术，该设备(1)被配置为用于借助于至少一个能够被该处理室(2)接纳的工件载体(30)来加热该处理室(2)。(30)来加热该处理室(2)。(30)来加热该处理室(2)。

【技术实现步骤摘要】
用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备、系统和方法
[0001]本专利技术涉及用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备、系统和方法。
[0002]已知化学气相沉积(chemical vapour deposition，CVD)用于涂覆基底。在此提供至少一种包含待沉积物质的气体。通过进行化学反应(例如可以通过温度驱动)将物质沉积在基底上。借助于化学气相沉积例如可以制备微电子构件或光波导。
[0003]沉积速率可以通过产生基于气体的等离子体而进一步提高。另外，由此还可以在更低温度下已经有效地驱动沉积反应。化学气相沉积的这种变体通常被称为等离子体辅助的化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapour deposition，PECVD)。
[0004]为了实现必要的处理温度，通常将用于承载基底(例如半导体晶片)的工件载体引入到具有可加热的壁的反应室中。这样的反应室有时也被称为热壁反应器。在此，加热典型地经由安装在处理室壁中的电阻加热元件来进行。
[0005]本专利技术的目的是进一步改进等离子体辅助的化学气相沉积，尤其提高其效率。
[0006]这个目的通过根据权利要求1、14和15所述的用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备、系统和方法来实现。
[0007]根据本专利技术的第一方面的用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备具有用于接纳至少一个工件载体的处理室。根据本专利技术，该设备被配置为用于借助于至少一个能够被处理室接纳的工件载体来加热该处理室，优选直至用于气相沉积的处理温度。
[0008]在本专利技术意义上的加热是主动加热，其中使用至少一个专用于加热的构件。在此加热还包括暂时加热。在借助于至少一个能够被处理室接纳的工件载体来加热处理室时，工件载体可以例如作为加热装置操作。相反，例如通过废热的被动加热在本专利技术意义上不是加热。即，通过加热工件载体的电极由于生成等离子体来使处理室升温在本专利技术意义上不是加热。
[0009]本专利技术的一方面基于如下方案：如此形成用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备，使得用于接纳至少一个工件载体的处理室仅能够通过至少一个能够被接纳的工件载体而被主动加热。在此，该设备尤其可以如此形成，使得可以与被引入到处理室中的处理气体和/或在处理室中产生的真空无关地借助于工件载体来加热处理室。
[0010]在本专利技术意义上的真空的特征在于低于作用于该设备的空气压力的压力。换言之，在本专利技术意义上的真空是指在处理室内相对于该设备的环境的低压，例如基本上低于1bar的压力。
[0011]即，该设备例如可以被配置为将工件载体作为加热装置操作。由于借助于被接纳在处理室中的工件载体可加热处理室，可以省掉用于该设备的分开的加热系统，例如呈安装在处理室区域中的加热元件或加热箱的形式。因此可以更简单地设计并且耗费更低地制造该设备。另外，处理室可以作为所谓的“冷壁反应器”来操作，由此可以提高操作安全性。此外，通过省掉分开的加热系统可以避免在未引入工件载体的情况下意外地加热处理室或者可以省掉仅在工件载体被接纳的情况下允许加热的对应的高耗费的安全机构。
[0012]此外，被配置为借助于能够被接纳的工件载体来加热处理室的设备可以节省处理室中的构造空间并且处理室因此可以设计得更紧凑。由此可以减小待加热的体积和位于其
中的待加热的质量。在相同的加热功率下，这能够实现缩短用于达到处理温度所需的时间。由此该设备不仅可以以能量高效的方式操作，而且对工件的处理可以加速并且对应地提高通过量。
[0013]该设备便利地具有控制单元，该控制单元被配置为用于控制借助于该至少一个能够被接纳的工件载体对处理室的加热。该控制单元尤其可以被配置为用于将该至少一个能够被接纳的工件载体作为加热装置来操作。该控制单元例如可以被配置为产生工件载体与电流源和/或电压源的连接，使得加热电流流过工件载体的至少一部分。加热电流在此可以为低频交流电流，例如具有小于1kHz、优选约50Hz的频率的交流电流。工件载体的一部分，例如多个串联连接的电极，在此可以用作加热电阻。
[0014]下文将说明本专利技术的优选实施方式及其改进方案，只要没有明确排除在外，这些实施方式和改进方案就可以分别任意地彼此组合以及与在下文中说明的本专利技术方面组合。
[0015]在一个优选的实施方式中，该设备具有开关装置，该开关装置被配置为用于将该至少一个被该处理室接纳的工件载体选择性地与至少一个加热电压源或等离子体电压源连接。加热电压源便利地被配置为用于提供低频交流电压以加热处理室，并且等离子体源便利地被配置为用于提供高频交流电压以产生等离子体。低频交流电压在此具有1kHz或更低的频率，例如50Hz的频率，并且高频交流电压具有1kHz或更高的频率，例如40kHz的频率。开关装置优选被配置为用于将被处理室接纳的工件载体选择性地整合到用于引导高频交流电流的等离子体电路中或者整合到至少一个用于引导低频交流电流的加热电路中。因此借助于开关装置可以实现该至少一个被接纳的工件载体的不同工作方式类型。
[0016]加热电压源例如被配置为提供具有145V的有效电压和大于90A(例如120A)的有效电流强度的低频交流电压。等离子体电压源例如被配置为提供具有800V至1000V的有效电压和小于90A(例如75A)的有效电流强度的高频交流电压。
[0017]在另一个优选的实施方式中，该开关装置具有至少两个开关组件，这些开关组件被配置为用于中断该至少一个加热电压源和该等离子体电压源与能够连接到该工件载体处的电流接口的导电连接。开关组件尤其可以被配置为用于中断该至少一个加热电压源或该等离子体电压源与还被称为接触插针的电流接口的电导线。这些开关组件中的每一个在此可以具有整合在这些导线之一中的至少一个开关。由此，该至少一个加热电压源和该等离子体电压源可以彼此独立地与该至少一个能够被接纳的工件载体连接。
[0018]用于控制借助于该至少一个能够被接纳的工件载体对处理室的加热的控制单元优选为开关装置的一部分。控制单元便利地被配置为用于控制该至少两个开关组件。控制单元例如可以被配置为用于断开或闭合这些开关组件。控制单元尤其可以被配置为用于当存在开关信号时通过对应地操控开关组件来将加热电压源与工件载体断开并且将等离子体电压源与工件载体连接。开关信号例如可以为由用户产生的、经由用户界面提供的开关信号。替代地或附加地，开关信号还可以由控制单元产生，例如当工件载体的温度或其周围环境达到或超过处理温度时。为此目的，控制单元可以与温度传感器连接，该温度传感器被配置为用于估计工件载体温度或环境温度。
[0019]在另一个优选的实施方式中，该设备具有电流接口，能够被处理室接纳的该工件载体可以连接到该电流接口。该电流接口优选包括至少四个接触插针，以便对能够被处理室接纳的工件载体进行电接触。由此可以对工件载体的至少两个电路彼此独立地供应电流
和/或电压。
[0020]接触插针例如可以从处理室壁伸出并且被布置为使其在工件载体被处理室接纳时接触设置在工件载体处的接触点位，以便进行电连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于等离子体辅助的化学气相沉积的设备(1)，具有用于接纳至少一个工件载体(30)的处理室(2)，其特征在于，该设备(1)被配置为用于借助于至少一个能够被该处理室(2)接纳的工件载体(30)来加热该处理室(2)。2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于开关装置(22)，该开关装置被配置为用于将该至少一个能够被接纳的工件载体(30)选择性地与至少一个加热电压源(25)或等离子体电压源(24)连接。3.根据权利要求2所述的设备(1)，其特征在于，该开关装置(22)具有至少两个开关组件(23a，23b)，这些开关组件被配置为用于中断该至少一个加热电压源(25)和该等离子体电压源(24)与能够连接到该工件载体(30)处的电流接口(5)的导电连接。4.根据以上权利要求之一所述的设备(1)，其特征在于具有至少四个接触插针(7)的电流接口(5)，以便电接触该至少一个能够被接纳的工件载体(30)。5.根据权利要求4所述的设备(1)，其特征在于，这些接触插针(7)布置在该处理室(2)的后壁(6)的区域中。6.根据以上权利要求之一所述的设备(1)，其特征在于，该处理室(2)被配置为用于接纳两个工件载体(30)。7.根据以上权利要求之一所述的设备(1)，其特征在于，该处理室(2)具有彼此并排布置的两个可封闭的开口(17)，以便将该至少一个工件载体(30)引入到该处理室(2)中。8.根据以上权利要求之一所述的设备(1)，其特征在于，该处理室(2)具有至少一个反射装置(20)，该反射装置被配置为用于将从该至少一个能够被接纳的工件载体(30)发出的电磁辐射反射回到该工件载体(30)上。9.根据权利要求8所述的设备(1)，其特征在于，该处理室(2)具有三个反射装置(20)，这些反射装置基本上相对彼此成直...

【专利技术属性】
技术研发人员：米尔科，
申请(专利权)人：商先创国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：