本发明专利技术提供一种改进的ＣＶＤ反应器子系统，其包括模块化的反应器外罩和功能模块。模块化的反应器外罩可容纳市售的冷壁ＣＶＤ反应室，功能模块可被设置在反应器外罩上以使反应室具备执行ＣＶＤ处理所必需的功能。优选的功能模块包括用于向ＣＶＤ反应室提供热量的模块以及用于测量ＣＶＤ反应室内部状况的模块。本发明专利技术还提供用于配置这种ＣＶＤ反应器子系统的方法，特别是配置子系统使其最优地执行特定的ＣＶＤ处理的方法，以及用于执行这种配置的配套元件。有利地，本发明专利技术允许单一ＣＶＤ反应器子系统被重新配置和重新设置，使其可以最优地执行几种不同的ＣＶＤ处理。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及材料处理系统领域，特别涉及化学气相沉积(CVD)系统，并且提供一 种模块化的CVD反应器外罩，该反应器外罩易于被重新配置以满足个别CVD处理包括允许 对反应室内部的状况进行外部监视在内的特殊需要。
技术介绍
化学气相沉积(CVD)处理常用于半导体领域，例如用于生长和处理半导体材料的 晶片。CVD处理在CVD反应室中进行，CVD反应室被设计成耐受常出现的高温和腐蚀性气氛。用于半导体处理的CVD反应室通常被配置成处理气体(processgas)从上方进入 并朝生长晶片垂直向下流动(参见例如US 6，167，834)，或者处理气体从反应室的侧面进 入并且水平地流经生长晶片(参见例如US 4, 828, 224) 0垂直流式反应室常常为普通的 圆形，而水平流式反应室常常为普通的长方形，处理气体沿着反应室的长(纵)轴水平流 动。关于后一种类型的反应器及其改进有大量的描述(参见例如US4，828，224 ；4, 836，138 ； 5，221，556 ；6，093，252 ；6，143，079 ；6，167，834 ；6，465，761 ；以及 7，173，216)。用于半导体工艺的CVD反应室几乎总要加热。某些在本领域中被称为“热壁”的 反应室通过直接加热反应室壁来被加热，内部组件被从热壁传来的热量间接加热。在本领 域中被称为“冷壁”的其他反应室是由透明石英构成的，内部组件被来自外部加热灯的穿过 反应室壁的红外(IR)辐射直接加热。冷壁反应室通常具有被设置成覆盖和/或围绕上表面、下表面、或上下两个表面 的加热灯(要么是线性的要么是圆形的)。例如，US 4，836，138和6，456，761描述了具有 水平流动的处理气体的冷壁反应室，处理气体被保持在反应器外罩内并被在外罩中固定在 反应室上方和下方的加热灯组加热。反应室上方的灯组具有沿反应室的长轴且平行于处理 气体的纵向流动来定向的加热灯，而反应室下方的灯组具有沿反应室的短轴且垂直于纵向 气体流动来定向的灯。与多数现有技术的反应室相同，这两组灯在它们各自的尺寸中跨越 反应室的长度上方灯组的灯沿着较长的纵向尺寸定向，并且跨越或者覆盖上壁的绝大部 分或者整个上壁；下方灯组的灯沿着较短的横向尺寸定向，并且跨越或者覆盖下壁的绝大 部分或者整个下壁。上下两组灯之间的90°偏移能够提高辐射的轴向一致性。也可以设置另外的加热灯来补充上方和下方加热灯组。例如，US 4，836，138和 6，167,834描述了冷壁反应器，其除了具有上方和下方加热灯组以外，还具有另外的布置在 反应室下方的辐射集中外罩中的加热灯。这些灯泡通常以基座轴为中心来设置，用于加热 基座和其他区域，否则由于这些区域中难以设置线性热灯而不会被加热。在CVD反应室中生长和处理的产品的质量得益于反应室内状况的监视和控制，这 些状况例如为晶片的温度剖面、晶片的厚度、晶片的表面特性、晶片附近的处理气体的成分 和温度等等。虽然可以，但不希望通过放置在反应室内的仪器来执行这种监视，因为大多数 半导体工艺中，这种仪器需要忍受反应室内产生的高温和恶劣的气氛。作为替代，仪器优选放置在反应室外部并且通过响应通过透明反应室壁的辐射来 监视内部状况。这种仪器是已知的。例如，可以通过高温计来从外部测量内部温度；可以由 从晶片反射的光来从外部测量反应室内部的半导体晶片的特性；通过观察通过反应室及晶 片附近的光的光谱，可以从外部测量反应室内部的气体的特性，例如半导体晶片附近的气 体的特性。但是，外部测量仪器即便能够与使用具有常用配置(例如上文所述的配置)的加 热灯来加热的冷壁CVD反应室联用也是很困难的。简单地讲，这些配置具有在反应室的绝 大部分或全部纵向和横向尺寸上延伸的加热灯，因此占据和堵塞反应室的大部分或全部表 面。通常设置的加热灯没有为外部仪器留有用来观察反应室内部的空间。专利技术人认为现有技术中没有教导如何能够将外部测量仪器与具有常规加热灯设 置的常规的冷壁CVD反应室结合使用。但是，希望外部测量仪器能够对反应室内发生的处 理进行常规和耐用的监视。
技术实现思路
总体而言，本专利技术提供一种用于CVD反应室、特别是用于定向成处理气体从进气 口水平经过生长中的外延层流到排气口的CVD反应室的改进的外罩以及相关的功能模块， 例如，加热功能模块、测量功能模块等等。本专利技术的模块化的反应器外罩连同CVD反应器以 及本专利技术的合适的相关功能模块(“反应器子系统”)可被组合和配置成特别适合于个别的 CVD处理，这种反应器子系统可与已知的支持子系统(例如气体处理子系统)组合以形成功 能性CVD系统。优选的CVD反应室至少一部分是由能够让宽频电磁(EM)辐射透过的石英 制成的，并且以现有技术中的被称为“冷壁”的方式工作，优选的配置包括测量功能模块，所 述测量功能模块用于从外部感测具有至少部分由石英制成的壁的反应室的内部状况。简而言之，本专利技术的模块化的反应器外罩的尺寸和配置(至少)被确定成提供能 够支撑和保持CVD反应室和一种或多种功能类型的一个或多个相关功能模块的机械框架。 外罩的机械框架以能够容易地更换和重新设置功能模块和反应室两者(总称为“所支撑的 模块”)的方式来支撑CVD反应室外部的功能模块。外罩还保持所支撑的模块，因此虽然能 够容易地更换和重新设置所支撑的模块，但是仍然将其充分固定，以便能够在CVD反应室 内可靠地执行处理。优选地，本专利技术的反应器外罩可容纳本专利技术的各种相关的功能模块连 同各种市售的CVD反应室。重要的是，优选的功能模块，例如优选的测量功能模块，不需要 加工或者改变其配置的石英反应室(常常比较易碎的)。本专利技术还包括连同CVD反应室被本专利技术的反应器外罩支撑和保持在反应室外部 的相关功能模块。功能模块典型地包括支撑和保持一种或多种类型的一个或多个传感器的 机械框架。每个功能模块的机械框架被按尺寸制造和配置成与反应器外罩协同工作，以便 可以容易地放置(例如在外罩中)、更换、保持和松开功能模块；因此其在结构上独立于反 应器外罩的机械框架，不与其成为一体。优选共同地确定不同类型的不同功能模块的机械 框架的尺寸和配置(例如确定成标准尺寸)，以便单一反应器外罩能够支撑和保持不同配 置的不同功能类型的功能模块。优选的传感器通过测量从反应器内部通过反应器壁的透明 部分的辐射来响应反应室内部的状况。可选的传感器还可以响应于外部状况。功能模块不限于提供单一功能。相反，本专利技术的功能模块可以是向CVD反应室和5内部的附近部分提供多个不同功能或者多种类型的单一功能的多功能模块。例如，单一功 能模块还可以向CVD反应室和内部的附近部分提供加热功能和测量功能两者。更具体而言，本专利技术的优选实施例允许改善的和灵活的测量功能，其可被配置为 用于典型的水平流式冷壁CVD反应室。已知的冷壁反应室常至少部分地由石英材料(或者 其他透明材料)制成，因此可被从加热灯发出并通过石英壁进入反应器的辐射加热。有利 地，反应室壁的透明部分还能允许使用响应于通过壁从反应器射到外部的EM(电磁)辐射 的传感器来监视反应室内部的状况。虽然非常有利，但是过去这种外部监视并未成为可能， 原因在于冷壁反应器通常是安装在用于支撑与反应室的水平壁相邻的固定的加热灯组的 反应器外罩中；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模块化的化学气相沉积（ＣＶＤ）反应器子系统，包括： 模块化的反应器外罩； ＣＶＤ反应室，其被所述反应器外罩支撑；以及 多个独立的功能模块，其被与ＣＶＤ反应室的外壁相邻的反应器外罩支撑，但是在结构上独立于所述反应器外罩，每个功能模块对ＣＶＤ反应室及其内部的附近部分提供有益于所述ＣＶＤ反应室内进行的处理的一个或多个功能。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：RT小贝尔特拉姆，
申请(专利权)人：SOITEC绝缘体上硅技术公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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