TW202336262A - 用於半導體處理工具的反應物蒸氣遞送系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種反應器可包括一反應室、一基板支撐件配置以在此基板支撐件之一頂側上支撐一基板、及設置於此反應室內之一細長遞送設備。此基板支撐件可在此反應室內沿著一垂直軸致動到一上部位置以及到一下部位置。此基板支撐件可沿著實質上正交於此垂直軸之一水平軸具有距此垂直軸之一最大水平尺寸。此細長遞送設備可具有大於此基板支撐件之此最大水平尺寸的一內側水平尺寸。此遞送設備可允許氣體穿行通過此遞送設備之一內部。此遞送設備可包括複數個孔口。此複數個孔口中之各者可允許此氣體自此遞送設備之此內部穿行至此反應室中。

Description

用於半導體處理工具的反應物蒸氣遞送系統及方法

本揭露大致上係關於半導體處理、其工具，且更特定言之係關於反應物蒸氣遞送系統及方法。

半導體製備製程典型地在受控製程條件下於基板支撐件上反應室內所支撐的基板來實施。對於許多製程而言，反應物蒸氣在反應室內從半導體基板（例如，晶圓）上方遞送。用於各種目的之反應物蒸氣至基板的遞送可經改善。

在一些實施例中，一種反應器包括設置於一上部室與一下部室之間的一凸緣。此反應器亦包括一基板支撐件，其配置以在此基板支撐件的一頂側上支撐一基板。此基板支撐件可配置以垂直致動於此反應室內之一上部位置與一下部位置之間。此反應器包括一主要氣體遞送設備，其設置於此上部室內且配置以將氣體遞送至此基板之一上表面。此反應器可包括一細長氣體遞送設備，其設置在此下部室內且配置以部分環繞此基板支撐件。此遞送設備可配置以允許氣體穿行通過其之一內部且離開與此遞送設備之此內部流體連通之複數個孔口。

在一些實施例中，一種反應器包括一反應室及在此反應室內之一水平位置的一基板支撐件。此基板支撐件可配置以在此基板支撐件的一頂側上支撐一基板。此基板支撐件可配置以垂直致動於此反應室內之一上部位置與一下部位置之間。此反應器可包括設置在此反應室內以部分環繞基板支撐件水平位置的一細長氣體遞送設備。此氣體遞送設備可具有大於此基板支撐件之一水平寬度的一內側水平寬度。此遞送設備可配置以允許氣體穿行通過其之一內部。此遞送設備可包括與此遞送設備之此內部流體連通的複數個孔口。此複數個孔口中之各者可配置以允許此氣體自此遞送設備之此內部穿行至此反應室中。此複數個孔口可在此基板支撐件在此上部位置中時設置在此基板支撐件之頂部下方，且在此基板支撐件在此下部位置中時與此基板支撐件之一邊緣同高或在上方。

在一些實施例中，一種用於在一反應室內遞送氣體之遞送設備包括配置以設置於此反應室內之一細長管。此管可配置以允許氣體穿行通過其之一內部。此管可包括部分環繞此室內之一基板支撐件的一水平位置的一拱形段。此反應器可包括一入口轉接器，其配置以耦接至此反應室的一基底，並將反應蒸氣通過其饋送至此管。此反應器可更包括與此管之此內部流體連通的複數個孔口。此複數個孔口中之各者可配置以允許此氣體自此遞送設備之此內部穿行至此反應室中。

在一些實施例中，一種用於在一反應器內遞送清潔氣體的方法包括將一基板定位於一反應器之一上部室內的一基板支撐件上。此方法包括經由在此上部室內之一噴淋頭遞送設備將反應物蒸氣遞送至此基板，且自此反應器移除此基板。此方法包括將此基板支撐件定位在此反應器之一下部室內的一水平位置，並通過定位於此下部室內的一氣體遞送設備之一內部經由此氣體遞送設備的複數個孔口遞送清潔氣體。

在一些實施例中，一種用於在一反應器內遞送反應物氣體的方法包括將一基板裝載至一反應器內的一基板支撐件上，且將此基板支撐件定位於此反應器之一下部室內。此方法更包括將反應物氣體遞送通過定位於此下部室內之一細長遞送設備之一內部。

在一些實施例中，一種用於在一反應室內遞送室氣體之方法包括沿著此反應室內之一垂直軸在用於處理一基板之一處理位置與一下部位置之間致動一基板支撐件。在此下部位置中，此基板支撐件之一頂部與一弧形遞送設備同高或在下方。此弧形遞送設備可具有大於此基板支撐件之一外側寬度的一內側寬度。此方法可包括當在此下部位置時，使氣體穿行通過此弧形遞送設備之一內部且經由此弧形遞送設備之複數個孔口至此反應室中。

雖然在下文揭示某些實施例及實例，所屬技術領域中具有通常知識者將理解本揭露延伸超出本揭露之具體揭示的實施例及/或用途以及其等之顯而易見的修改及均等物。因此，所意欲者係本文中所揭示本揭露的範疇應不受限於下文所描述特定的揭示實施例。

半導體基板製作及處理可要求精確之製造技術及設備。此外，處理裝備可要求維修及清潔。本文中描述用於改善基板處理之清潔度及品質的各種實施例。

各種反應製程可發生在反應器之反應室內。此等反應製程可包括沉積製程，諸如化學氣相沉積（chemical vapor deposition，CVD）及原子層沉積（atomic layer deposition，ALD），以及其他製程。在某些製程期間，反應物蒸氣穿行跨過被加熱基板，造成在基板上想要的材料的薄層的化學氣相沉積（CVD）。通過循序處理，多個層被製入積體電路中。其他例示性製程包括濺射沉積、遮罩步驟、乾蝕刻、電漿處理（包括電漿輔助沉積及蝕刻製程）、及高溫退火等。此等製程中之許多採用高溫，使得典型在基板支撐件上提供加熱基板的手段，諸如輻射加熱、對流加熱、電阻加熱等。無論外部或內部加熱，基板支撐件在業界通常被稱為加熱器或基座。

基板之直徑亦可影響處理。近年來，大直徑基板之單基板處理出於多種原因已變得較廣泛使用，包括對較批次處理可達成者更大的製程控制精度之需要。基板可用矽製成，且可具有約150毫米（約6英吋）或約200毫米（約8英吋）之直徑，且具有約0.725毫米的厚度。近來已利用具有約300毫米（約12英吋）之直徑及約0.775毫米之厚度的較大矽基板，因為其等甚至更有效地發揮單基板處理之益處。預期未來會有甚至更大的基板。一典型單基板基板支撐件包括一凹穴（pocket）或凹部（recess），基板在處理期間擱置在此凹穴或凹部內。在許多情況下，凹部經成形以極緊密地收容基板。

基板可藉由作動器或諸如叉件、槳件、靜電棒、真空棒、或柏努利棒的其他機器人基板搬運裝置在反應室內移動。美國專利第5,997,588號中描述柏努利棒（Bernoulli wand），其之全部揭示內容出於所有目的在此以引用之方式併入本文中。取決於端效器類型，基板支撐件可包括或可不包括升降銷。

在反應操作期間，包括反應物蒸氣及/或惰性氣體（例如，載體及/或吹掃氣體）的蒸氣可通過一或多個反應室入口流動至反應室中，且諸如過量反應物、反應物副產物、及惰性氣體的蒸氣可通過一或多個反應室出口流動出反應室。惰性氣體可包括單一惰性氣體或惰性氣體之混合物，且可包括一或多種鈍氣（例如，氦、氬、氖、氙等）。諸如噴淋頭總成之遞送系統可大致上在基板之上表面附近遞送蒸氣。遞送系統可造成氣體大致上垂直於基板的面流動。「氣體（gas）」或「蒸氣（vapor）」在本文中可互換使用，無論此物質係天然氣態或經汽化以遞送。在反應室內實施的噴淋頭實例描述於美國專利申請第10,872,804號中，其之全部揭示內容出於所有目的在此以引用之方式併入本文中。

反應室可包括用於將反應物蒸氣遞送至反應室中的一或多個氣體遞送機構。氣體遞送設備可設置在反應器內的一水平位置，使得當支撐件在下部位置中時，此氣體遞送設備可將蒸氣遞送至基板支撐件的頂側，且此遞送設備可將反應物蒸氣遞送至支撐件的底面。因為所繪示實施例之基板支撐件僅配置用於垂直移動，在反應室之上部室及下部室中水平位置可相同。藉由支撐件相對於反應物蒸氣遞送機構的相對移動所給予的靈活性，可幫助確保反應物蒸氣（諸如裝備清潔蒸氣）到達所有所想要的裝備表面。

所遞送的反應物蒸氣可以是用於處理基板的製程反應物蒸氣、蝕刻劑氣體、或一些其他氣體。例如，諸如NF ₃之蝕刻劑氣體可用於在反應室內清潔一或多個裝備表面，典型地在無基板存在下。清潔反應室之內部部件可以是耗時的，且在人員通往應室內需要清潔之部件時要求顯著的反應室停機時間。本文中所描述之反應物蒸氣遞送系統可用多種方式改善熱清潔製程。例如，經改善之反應物蒸氣遞送系統可原位清潔此室，且因此使停機時間最小化，並使得用於更徹底的非原位清潔之反應器拆解之間的時間段最大化。額外或替代地，本文中所描述之蒸氣遞送系統可藉由促進更頻繁的清潔循環而最小化來自裝備表面上非想要的沉積之剝落或散裂的粒子污染。

藉由允許清潔氣體被遞送至室內，清潔可更具針對性。例如，當基板支撐件在上部位置中時，清潔氣體可在基板支撐件下方（例如，在反應室的下部室中）釋放。此可允許反應物蒸氣遞送系統清潔基板支撐件之底面及/或反應室內難以通往的其他元件，而無須非原位清潔。

額外或替代地，基板支撐件可移動至下部位置，其中氣體可遞送至支撐件的受針對部分及/或其他靠近的區域。例如，反應物蒸氣遞送系統可遞送氣體至支撐件的邊緣，以清潔來自先前反應製程（例如，沉積製程）的基板支撐件邊緣。額外或替代地，可在基板支撐件在上部處理位置中時清潔基板支撐件之側面或邊緣，以改善基板支撐件與反應室之凸緣之間的密封。例如，基板支撐件可在基板支撐件在上部位置中時與反應室之凸緣形成密封，在一些實施例中界定一上部室。在一些實施例中，可無密封，且反應室凸緣與在處理位置中的基板支撐件之間可存在一間隙。

如上文所論述，反應物蒸氣可包括用於處置反應室表面的蝕刻劑或其他清潔氣體。然而，反應蒸氣遞送系統可額外或替代地配置以遞送用於處理基板之處理反應蒸氣。例如，反應蒸氣遞送設備可充當輔助注入器，以遞送蒸氣來補充來自主要反應蒸氣遞送系統（例如，噴淋頭）的處理反應蒸氣，或提供一反應物子集以與來自主要注入器的反應物相互作用。因此，在一些實施例中，此一遞送設備可補充及/或替代噴淋頭。在一些實施例中，具有自噴淋頭及交叉流動注入器（諸如所繪示實施例之部分環）兩者所遞送之處理蒸氣可以是有利的。

現將參照多個圖式。第1圖顯示包括反應室104及在下部位置124中之基板支撐件108的之實例反應器100。反應室104可包括上部室166以及下部室168，由凸緣170分開。基板支撐件108可支撐基板112（例如，晶圓）於其上。反應器100可更包括設置於反應室104內之氣體遞送設備136（例如，在下部室168內）。在所繪示之實施例中，反應器100更包括設置於基板支撐件108上方之噴淋頭138，此噴淋頭配置以平行於垂直軸大致上向下朝向基板112之頂部遞送氣體。在所繪示之實施例中，噴淋頭138可充當主要反應蒸氣遞送設備或注入器，其中用語「主要（primary）」僅係標籤且不暗示相對重要性。上部室166可包括上部室出口158，此上部室出口配置以自上部室166抽出蒸氣（例如，在處理期間）。在一些實施例中，上部室出口158可與下部室出口154結合運作，以依想要的自反應室104抽出蒸氣來調諧通過室104之氣體流動路徑。

在一些實施例中，反應器100可包括允許目視檢查基板支撐件108及/或基板112的觀察孔160，例如用以確保基板112在處理期間就位，或檢查裝備上的累積殘留物程度。反應器100可額外或替代地包括支撐氣體遞送設備136的一或多個設備支撐件156。一或多個設備支撐件156可耦接（例如，附接至）觀察孔160。

氣體遞送設備136可包括細長管，其配置以設置在反應室104內。此管可包括一或多個孔口140，此等孔繪示為水平定向。此管可大致上沿著水平平面設置，大致上平行於基板支撐件108的頂側116。額外或替代地，一或多個孔口140可垂直定向，或處於垂直和水平之間的其他定向。一或多個孔口140可配置以允許氣體自氣體遞送設備136之內部穿行至反應室104中。如從第2圖至第5圖將瞭解，氣體遞送設備136之管可經成形以在水平平面中至少部分環繞基板支撐件108，且具有大於反應室內基板支撐件108之最大寬度的內側尺寸。例如，在所繪示實施例中，管係彎曲的且形成一圓弧或部分環，此圓弧或部分環具有的內側半徑大於基板支撐件108之外側半徑。基板支撐件108及氣體遞送設備136之管的徑向尺寸可沿一水平軸132量測，此水平軸實質上垂直於垂直軸128。此管係中空，使得其允許反應物氣體穿行通過其之一內部。管的內部可與一或多個孔口140流體連通。熟習此項技術者將瞭解，雖然所繪示之管的圓化形狀有優勢，例如，允許從孔口140至基板支撐件108之邊緣的距離均等，管可具有其他形狀，諸如卵形或矩形。

氣體遞送設備136可包括入口152，其配置以耦接至反應室104之室基底148。入口152可包括遞送設備轉接器（參見例如第6A圖至第6B圖及伴隨描述），其耦接至反應室104之室基底148。氣體可自氣體源（例如，在反應室104外部之貯氣瓶或汽化器）穿行通過入口152至氣體遞送設備136中。

反應室104可包括下部室出口154，諸如在室基底148中。下部室出口154可配置以自此室抽出氣體。例如，真空泵可耦接至下部室出口154及/或上部室出口158。在一些實施例中，下部室出口154及上部室出口158中之各者耦接至可由控制器174獨立操作之分開的真空泵。在一些實施例中，下部室出口154可配置以僅在清潔程序期間操作。

如上文所提及，且參照第2圖至第5圖，氣體遞送設備136之管可在水平平面中（或更一般地在與基板支撐件108平行之平面中）形成至少一圓弧的部分、拱形段或部分環。此圓弧的部分可涵蓋一鈍角。在一些實施例中，此角度可大於180°，且可以是約200°、約220°、約240°、約260°、約280°、約300°、約320°、約340°、約360°，任何其中的角度或落入具有在其中的端點之範圍內的角度。在一些實施例中，此角度係約120°。一或多個孔口140中之各者可沿著此圓弧之部分設置，諸如沿著此圓弧之部分的內側半徑。例如，此一或多個孔口中之各者配置以沿水平平面注入蒸氣。在操作中，一或多個孔口中之各者可導引氣體朝向室出口154，其在所繪示實施例中經定位於反應室104之下部壁或基底148處，使得在支撐件108在下部或清潔位置中時，反應蒸氣於孔口140與室出口154之間橫越基板支撐件108之水平位置。此定位可幫助用確保反應蒸氣到達下部室表面（在凸緣170下方）的方式導引反應蒸氣通過反應室104，尤其在反應蒸氣包含清潔氣體的實施例中，無論清潔氣體係在基板支撐件108上方或下方釋放。

基板支撐件108可包括一外側邊緣，此外側邊緣形成圍繞基板支撐件108之面或頂部之外周。基板支撐件108可包含一或多個材料，諸如元素或分子材料。此類材料可包括非氧化物陶瓷，諸如碳化矽（SiC）、石墨、或任何其他陶瓷。可使用其他材料，諸如金屬。在一些實施例中，基板支撐件108可包括碳化矽塗層，諸如塗佈碳化矽之石墨。在一些實施例中，基板支撐件108可具有圍繞周部的抬升凸起，以界定一凹穴，其經定大小並成形以容納特定類型的基板，諸如200-毫米晶圓或300-毫米晶圓。

基板支撐件108可配置以沿著垂直軸128藉由附接至軸144的馬達抬升及降低。軸144可將基板支撐件108抬升至室中之各種垂直位置，包括可充當所支撐基板112之處理位置的上部位置120，以及在本文中所描述的一些實施例中可充當裝載/卸載位置及/或清潔位置的下部位置124。在上部位置120中時，基板支撐件108可接觸凸緣170，藉此在上部室166與下部室168之間實質上建立流體屏障，因此允許在上部室166內處理基板112。凸緣170可包括諸如金屬環之環。在其他實施例中，基板支撐件108在上部位置中可與凸緣170形成一小間隙，有受控的最小流動從其通過，或可在基板支撐件108與凸緣170之間形成曲徑式密封（labyrinth seal）。

反應器100可包括一包括一或多個處理器的控制器174，還有其上具有可執行指令的記憶體。當由處理器執行時，一或多個處理器可實施製程，此等製程關於遞送反應物蒸氣、藉由馬達來抬升、降低及旋轉軸144、修改反應器100內之一或多個加熱元件的溫度、控制通過各種閥之蒸氣流動、通過機器人移動基板等。熟習此項技術者將瞭解控制器174可經程式化以實施本文中所描述之製程。例如，處理器可通過控制機器人、溫度控制器、閥及其他流動控制裝備、閘閥、基板支撐件定位及旋轉馬達等來處理配方。配方可以是例如特定反應物蒸氣的反應製程的順序及/或時間長度。反應器100亦包括連接至噴淋頭138及入口152之反應蒸氣源，諸如貯氣瓶或汽化工具。

在上部位置120中，基板支撐件108之頂側116或面及/或基板112之頂側可在設置於氣體遞送設備136內之孔口140的上方。額外或替代地，在下部位置124中，基板支撐件108之頂側116及/或基板112之頂側可在孔口140下方。在一些實施例中，孔口140可以是大約與在下部位置124中的基板支撐件108同高。因此，可設置氣體遞送設備136，使得其可取決於基板支撐件108相對於氣體遞送設備136的位置而將氣體遞送至基板支撐件108及/或基板112之不同部分。

如上文所提及，基板支撐件108之面或頂部可經成形以容納具體基板，諸如200-毫米或300-毫米晶圓。額外或替代地，基板支撐件108可具有相對低的輪廓（亦即，整體剖面厚度）以降低基板支撐件108之重量及/或允許基板之較精確搬運。基板支撐件108的頂側116可以是實質上圓化，以形成大約圓形的基板支撐件108。

基板支撐件108可包括配置以允許抬升器（例如，升降銷、叉指、棒等）通過的一或多個孔口。抬升器可用於在裝載時收容在基板支撐件108上的基板112，並在卸載時將基板112與基板支撐件108分開。頂側116可相對於基板支撐件108的內側表面具有傾斜及/或凹下外表面，其可導致相對於內表面的升高部分。此可改善藉由基板支撐件108的基板112之熱控制。如上文所提及，基板支撐件108可充當加熱器，不管是通過吸收外部供應之輻射或能量，或通過電阻或對流加熱的內部加熱。

基板支撐件108可具有多種尺寸。基板支撐件108可具有在約1毫米與15毫米之間的厚度，且在一些實施例中，為約3.8毫米。基板支撐件108的直徑（沿著水平軸132）可介於約100毫米與500毫米之間，且在一些實施例中，係配置以支撐300-毫米晶圓。基板支撐件108的直徑可小於由氣體遞送設備136形成之圓弧部分的內徑。以此方式，基板支撐件108可自由地在上部位置120與下部位置124之間移動，而不與氣體遞送設備136接觸。

第2圖顯示實例反應物蒸氣遞送系統200的立體圖。在一些實施例中，反應物蒸氣遞送系統200可包括在反應室內。反應物蒸氣遞送系統200包括氣體遞送設備236及受軸244控制的基板支撐件208。氣體遞送設備236可包括一或多個孔口240。氣體遞送設備236可由一或多個設備支撐件256支撐。僅示出一個設備支撐件256，但兩個或更多個是可行的。設備支撐件256可耦接到反應室之壁，且可使用鉤部或一些其他支撐結構來支撐氣體遞送設備236。如所示出，氣體遞送設備236可具有彎曲或圓弧部分。圓弧部分可大致上跟隨或平行於基板支撐件208之邊緣的曲率。如所示出，基板支撐件208可相對於垂直軸228對稱。

如所示出，氣體遞送設備236具有比基板支撐件208更大的徑向尺寸。例如，所示出的氣體遞送設備236具有比基板支撐件208更大的圓弧直徑。此可允許藉由軸244如需要地將基板支撐件208抬升至氣體遞送設備236上方（在上部位置中，未示出）及降低至其下方（在下部位置中，未示出）。氣體遞送設備236之圓弧部分可實質上與基板支撐件208之頂側216在基板支撐件208的某些位置上共平面，儘管如所示出，氣體遞送設備236係設置在稍微低於基板支撐件208之頂側216（參見第4圖）。

第3圖顯示第2圖之實例反應物蒸氣遞送系統200的上視圖。如所示出，氣體遞送設備236之圓弧部分係大約170°，但其他圓弧部分的徑向尺寸係可行。第4圖顯示第2圖之實例反應物蒸氣遞送系統200的側視圖。氣體遞送設備236之孔口240中的一些可見於第4圖中。氣體遞送設備236的入口252被示出。入口252可配置以耦接至反應室之基底（參見第6C圖及伴隨描述）。在一些實施例中，入口252可具有與氣體遞送設備236之末端238（第5圖，入口252之相對端）實質上類似的直徑。末端238可包括通風孔口，其可配置以防止在製程期間在末端238內的任何化學品捕捉，因此降低氣體遞送設備236內及/或反應室內的化學污染風險。在一些實施例中，末端238係閉合。

第5圖顯示第2圖之氣體遞送設備236。氣體遞送設備236包括細長管，其配置以設置在反應室（未示出）內。此管實質上中空且允許氣體從反應器的氣體源（未示出）穿行通過入口252且經由管的內部至孔口240。如所示出，細長管包括複數個平直及彎曲部分。例如，管可配置以開始在入口252處是平直的，且包括一或多個下游彎曲部分。複數個平直部分中之一或多者可以是實質上垂直，其可幫助支撐氣體遞送設備236的其餘部分。細長管可在整個氣體遞送設備236中具有實質上相等的直徑，雖然其他配置可行。

管可具有外徑及內徑。外徑可以是約2毫米、約3毫米、約4毫米、約5毫米、約6毫米、約7毫米、約8毫米、約9毫米、約10毫米、約12毫米，或落在具有以上述值中之任何者為端點的任何範圍之內。外徑之選擇可受反應室之大小、想要的氣體流動之體積及/或速度所約束。在一些實施例中，外徑係約6.4毫米。內徑（其界定氣體可流動通過的管之內部）可以是約0.3毫米、約0.5毫米、約0.8毫米、約1毫米、約2毫米、約3毫米、約5毫米，或落在具有以上述值中之任何者為端點的任何範圍之內。內徑之選擇可受所要求氣體流動之體積及/或速度及/或氣體遞送設備236之材料類型所約束。氣體遞送設備236可由實質上剛性材料製成，諸如鋁金屬（例如，Al 6061/6063）或一些其他元素金屬或金屬合金。在一些實施例中，材料係配置以對氧化化學物質具抗腐蝕性，諸如三氟化氮（NF ₃）或其他反應性化學物質。

在第5圖所繪示實施例中，一或多個孔口240中之各者配置以將氣體導引朝向室出口254（以虛線卵形示意性示出），如由虛線箭頭所指示。所釋放氣體之方向取決於下部室出口254之相對位置且可如所示出係部分向下，或者若室出口154在氣體遞送設備236上方則向上。額外或替代地，孔口240中之各者可經定位圍繞細長管之圓弧部分（例如，在管之圓弧部分的內部部分內），使得氣體之整體方向至少大致朝向室出口254。氣體遞送設備236相對於下部室出口254、基板支撐件（參見第1圖至第4圖）、及其他反應器裝備的定位可幫助加快使用氣體遞送設備236之處理（例如，加速清潔製程），其可降低反應室的停機時間（例如，於清潔程序期間）及/或降低沉積或其他反應製程之間的時間。

各孔口240具有之直徑可以是約0.2毫米、約0.5毫米、約0.7毫米、約1毫米、約1.5毫米、約2毫米、約2.5毫米，或落在具有以上述值中之任何者為端點的任何範圍之內。氣體遞送設備236之各孔口240的直徑可至少部分基於氣體系統之想要的流動速率及/或基於需要處理之基板的大小。

氣體遞送設備236之圓弧部分具有之外徑可以是約250毫米、約300毫米、約350毫米、約400毫米、約450毫米、約500毫米、約550毫米、其中之任何值，或落在具有在其中之任何值作為端點的任何範圍之內。氣體遞送設備236之圓弧部分的外徑可至少部分基於基板支撐件208之外側尺寸（例如，外徑）。否則，可降低基板支撐件208的位置範圍而不使基板支撐件208與氣體遞送設備236碰撞。在一些實施例中，氣體遞送設備236之圓弧部分的外徑係介於約400毫米與430毫米之間，例如約416毫米，其中基板支撐件配置以支撐300-毫米晶圓。

在一些實施例中，氣體可在遞送至氣體遞送設備236之前加熱。這可依一或多個方式完成。在一些實施例中，加熱器護套繞著將反應物蒸氣遞送至氣體遞送設備236之入口252的管件而設置。加熱元件可配置以將在氣體遞送設備236的給定部分內的氣體溫度保持在具體溫度範圍內及/或在最小溫度之上。例如，加熱元件（例如，加熱護套）可配置維持流動通過入口252的氣體之目標或平均溫度在約70°C、在約90°C、在約110°C、在約130°C、在約150°C、在約170°C、在約200°C、在約225°C，或落在具有以上述值中之任何者為端點的任何範圍之內。

預熱通過氣體遞送設備提供的蒸氣可有利地減輕或防止反應室內裝備的對流冷卻，冷卻及伴隨的對此室內溫度控制的干擾，其可繼而造成基板處理及或基板之間的清潔反應的變異性。

第6A圖至第6C圖顯示可用於將細長氣體遞送設備（例如，氣體遞送設備136、氣體遞送設備236）耦接至室之基底的實例入口轉接器600。第6A圖係入口轉接器600的立體圖，且第6B圖係入口轉接器600的剖面側視圖。入口轉接器600可包括轉接器頭604、轉接器螺母608、及轉接器螺栓612。轉接器頭604可包括一或多個凹部616。在一些實施例中，凹部616可配置以收容O形環或其他密封元件。轉接器頭604的頂側可配置以耦接和密封至室基底。遞送設備轉接器600可以是中空，以允許蒸氣通過其流動。

有利地，入口轉接器600可允許對細長遞送設備之改善通往途徑。例如，入口轉接器600可允許對室隨時安裝或改裝。在一些實施例中，入口轉接器600可包括轉接器螺母608和螺栓插件620，其配置以可移除地耦接到轉接器螺母608的內部。在一些實施例中，將轉接器螺母608及螺栓插件620黏接（例如，焊接）在一起用於更牢固的耦接。第6C圖顯示耦接至氣體遞送設備236之入口252及至室基底248的入口轉接器600。如所示出，O形環624設置在轉接器頭604與室基底248之基底之間。

第7圖顯示可由上文所描述之一或多個系統（例如，反應物蒸氣遞送系統100、反應物蒸氣遞送系統200）進行的實例方法700，且尤其由系統之控制器進行。在方塊704，將基板定位在反應器之反應室的上部或處理位置（例如，參見第1圖中的120）內之基板支撐件上。在方塊708，反應蒸氣可通過主要氣體遞送設備（諸如第1圖之噴淋頭138）遞送。在一實施例中，基板處理可包含在基板上金屬材料的氣相沉積，諸如化學氣相沉積（CVD）。

隨後，在方塊712，基板可自反應器之反應室移除，且在方塊716，系統可將基板支撐件（例如，基板支撐件108或208）定位在反應器內下部室（例如，下部室168）內的水平位置。在下部室中，基板支撐件之頂部可在氣體遞送設備（例如，遞送設備136、遞送設備236）之複數個孔口（例如，孔口140、孔口240）下方。氣體遞送設備可具有大於基板支撐件之外側徑向尺寸的內側徑向尺寸。例如，氣體遞送設備可具有大於基板支撐件之外徑的一內徑。在方塊720，系統可在基板支撐件在下部室中時，通過定位在下部室內之氣體遞送設備的內部經由複數個孔口使氣體（例如，清潔氣體）穿行。此可允許氣體接觸到基板支撐件之頂側（例如，用以清潔基板支撐件）、與基板之頂側（例如，用以在其上遞送化學物質）、及/或在反應器之上部部分中的元件（例如，用以清潔彼等元件）。氣體可以是清潔氣體，此清潔氣體配置以清潔由基板處理留在反應室表面上的殘餘物。在金屬材料沉積之本文中實例中，且尤其是鉬沉積，通過氣體遞送設備所供應之清潔氣體可包含鹵化物氣體。在一特定實例中，清潔氣體包含NF ₃。

額外或替代地，系統可在反應器內沿著垂直軸致動基板支撐件至上部位置。在上部位置中，基板支撐件之頂部可在複數個孔口上方。當基板支撐件在上部位置時，系統可使反應物蒸氣（諸如清潔氣體）穿行通過遞送設備之內部且經由複數個孔口至反應器中。此可允許清潔氣體接觸到基板支撐件之底面（例如，用以清潔基板支撐件）及在反應器之下部部分內的其他裝備表面。使反應物蒸氣穿行通過遞送設備之內部且至反應器中可包括將氣體從複數個孔口中之各者導引朝向反應器內之室出口（例如，下部室出口154、下部室出口254）。方法600之一或多個態樣的額外特徵可包括上文相對於第1圖至第5圖所揭示之反應物蒸氣遞送系統100及/或反應物蒸氣遞送系統200的功能性及特徵。

第8圖顯示可由上文所描述之一或多個系統（例如，反應物蒸氣遞送系統100、反應物蒸氣遞送系統200）進行的實例方法800。氣體遞送設備可包括與遞送設備之內部流體連通的複數個孔口。初始地，在方塊804，可將基板裝載至反應器之反應室內的基板支撐件上，且在方塊808，支撐件可經定位用於在反應室之下部室內的處理。處理位置可以是第1圖之上部位置120，或可以是氣體遞送設備與基板支撐件之邊緣同高的位置或第1圖之下部位置124，其之各者允許氣體通過氣體遞送設備近接基板表面。噴淋頭遞送設備可設置在基板支撐件上方，且配置以將蒸氣遞送至其上的基板。細長遞送設備可具有大於基板支撐件之外側徑向尺寸的內側徑向尺寸。在方塊812，可遞送製程反應物蒸氣通過氣體遞送設備且經由複數個孔口至反應室中。製程氣體亦可通過噴淋頭遞送設備來遞送。在一實施例中，相同的製程反應物蒸氣通過噴淋頭及下部氣體分配設備兩者來提供。在另一實施例中，一個反應物係通過噴淋頭供應，且一不同反應物係通過下部氣體分配設備供應。採用來自噴淋頭之垂直流動及來自氣體分配設備之交叉流動兩者可有利地允許調諧氣體流動（大量傳送）用於均勻性，此均勻性在反應物蒸氣單單只是通過噴淋頭之狀況並不可得。

在其他實施例中，製程反應物蒸氣可僅通過下部氣體分配設備供應，較佳地基板支撐件在下部位置中。在又其他實施例中，反應物蒸氣係在基板處理期間（例如，金屬材料的氣相沉積）通過氣體分配設備供應，基板自室移除，此氣體分配設備吹掃掉反應物蒸氣，及基板支撐件在下部位置（在氣體分配設備下方或與其同高）時通過下部室氣體分配設備供應清潔氣體（例如，NF ₃）。據此，在用噴淋頭的主要處理期間、在僅使用交叉流動的分開處理中、結合用於循序原位處理、及/或基板處理步驟之間的裝備清潔步驟，下部室中的部分環提供額外的使用靈活性。 闡釋性實例

下文提供各種實例。

在第1實例中，一種反應器包含：一凸緣，其設置於一上部室與一下部室之間；一基板支撐件，其配置以在此基板支撐件的一頂側上支撐一基板，此基板支撐件額外配置以垂直致動於此反應室內之一上部位置與一下部位置之間；一主要氣體遞送設備，其設置於此上部室內且配置以將氣體遞送至此基板之一上表面；及一細長氣體遞送設備，其設置於此下部室內且配置以部分環繞此基板支撐件，此遞送設備配置以允許氣體穿行通過其之一內部且離開與此遞送設備之此內部流體連通之複數個孔口。

在第2實例中，一種反應器包含：一反應室；一基板支撐件，其在此反應室內的一水平位置，此基板支撐件配置以在此基板支撐件之一頂側上支撐一基板，此基板支撐件額外配置以垂直致動於此反應室內之一上部位置與一下部位置之間；一細長氣體遞送設備，其設置在此反應室內以部分環繞基板支撐件水平位置，此氣體遞送設備具有大於此基板支撐件之一水平寬度的一內側水平寬度，此遞送設備配置以允許氣體穿行通過其之一內部，此遞送設備包含與此遞送設備之此内部流體連通的複數個孔口，此複數個孔口中之各者配置以允許此氣體自此遞送設備之此内部穿行至此反應室中；其中此複數個孔口經設置：當此基板支撐件在此上部位置中時，在此基板支撐件之頂部下方；及當此基板支撐件在此下部位置時，與此基板支撐件之一邊緣同高或在上方。

在第3實例中，如實例2之反應器，其中此反應室包含一室出口，此室出口配置以將此氣體抽出此室。

在第4實例中，如實例3之反應器，其中此遞送設備包含一拱形段。

在第5實例中，如實例4之反應器，其中此拱形段涵蓋介於約180°與約270°之間的一角度。

在第6實例中，如實例4至5中任一項之反應器，其中此複數個孔口中之各者係沿著此拱形段設置。

在第7實例中，如實例6之反應器，其中此複數個孔口中之各者配置以將此氣體導引朝向此室出口。

在第8實例中，如實例4至7中任一項之反應器，其中此複數個孔口中之各者係沿著此拱形段之一內側半徑設置。

在第9實例中，如實例2至8中任一項之反應器，其中此遞送設備的一入口配置以耦接至此反應室的一基底。

在第10實例中，如實例2至9中任一項之反應器，其中此複數個孔口中之各者配置以實質上設置於與一垂直軸正交的一平面內。

在第11實例中，如實例2至10中任一項之反應器，其進一步包含一凸緣，此凸緣設置於此反應器的一上部室與一下部室之間。

在第12實例中，如實例11之反應器，其中在此上部位置中，此基板支撐件配置以與此凸緣形成一密封。

在第13實例中，如實例11至12中任一項之反應器，其進一步包含一主要氣體遞送機構，此主要氣體遞送機構設置於此上部室內並配置以將氣體向下遞送朝向此基板之一頂部。

在第14實例中，一種用於在一反應室內遞送氣體的遞送設備，此遞送設備包含：一細長管，其配置以設置在此反應室內，此管配置以允許氣體穿行通過其之一內部，此管包含部分環繞此室內的一基板支撐件之一水平位置的一拱形段；一入口轉接器，其配置以耦接至此反應室的一基底，並將反應蒸氣通過其饋送至此管；及複數個孔口，此複數個孔口與此管的此內部流體連通，此複數個孔口中之各者配置以允許此氣體自此遞送設備之此內部穿行至此反應室中。

在第15實例中，如實例14之遞送設備，其中此管配置以實質上設置在與一垂直軸正交之一平面內，此基板支撐件配置以沿著此垂直軸致動於此反應室內之一上部位置與一下部位置之間。

在第16實例中，如實例15之遞送設備，其中此管經設置以使得此複數個孔口：當此基板支撐件在此上部位置中時，在基板之頂部下方；及當此基板支撐件在此下部位置中時，在基板之頂部上方。

在第17實例中，如實例14至16中任一項之遞送設備，其中此遞送設備包含一拱形段。

在第18實例中，如實例17之遞送設備，其中此拱形段涵蓋介於約120°與約270°之間的一角度。

在第19實例中，如實例17至18中任一項之遞送設備，其中此複數個孔口中之各者係沿著此拱形段設置。

在第20實例中，如實例19之遞送設備，其中此複數個孔口中之各者配置以將此氣體導引朝向此反應室內的一室出口。

在第21實例中，如實例19至20中任一項之遞送設備，其中此複數個孔口中之各者沿著此拱形段之一內側半徑設置。

在第22實例中，一種用於在一反應器內遞送清潔氣體之方法，此方法包含：將一基板定位於一反應器之一上部室內的一基板支撐件上；經由此上部室內之一噴淋頭遞送設備將反應物蒸氣遞送至此基板；從此反應器移除此基板；將此基板支撐件定位於此反應器之一下部室內之一水平位置；及通過定位於此下部室內之一氣體遞送設備之一內部經由此氣體遞送設備之複數個孔口遞送清潔氣體。

在第23實例中，如實例22之方法，其中通過此氣體遞送設備之此內部遞送清潔氣體包含通過在此下部室內之一弧形管的內部遞送清潔氣體。

在第24實例中，如實例23之方法，其中此圓弧管對角介於約90°與約270°之間的一圓弧。

在第25實例中，一種用於在一反應器內遞送反應物蒸氣之方法，此方法包含：將一基板裝載至一反應器內的一基板支撐件上；將此基板支撐器定位於此反應器之一下部室內；及通過定位於此下部室內之一細長遞送設備之一內部遞送反應物氣體。

在第26實例中，如實例25之方法，其中通過此細長遞送設備之此內部遞送反應物氣體包含通過此下部室內之一弧形管之內部遞送反應物氣體。

在第27實例中，如實例26之方法，其中此弧形管對角介於約90°與約180°之間的一圓弧。

在第28實例中，如實例27之方法進一步包含：

通過一室出口排空此反應物氣體，此室出口大致上與此弧形管所對角的此圓弧相對。

在第29實例中，如實例27至28中任一項的方法進一步包含：

經由在此上部室內之一噴淋頭遞送設備遞送反應物蒸氣至此基板。

在第30實例中，如實例29之方法，其中經由此上部室內之此噴淋頭遞送設備遞送此反應物蒸氣係與通過經定位於此下部室內之此細長遞送設備的此內部遞送此反應物氣體係同時。

在第31實例中，一種用於在一反應室內遞送室氣體之方法，此方法包含：在此反應室內沿著一垂直軸在用於處理一基板之一處理位置與一下部位置之間致動一基板支撐件，其中在此下部位置中，此基板支撐件之一頂部係與一弧形遞送設備同高或在下方，其中此弧形遞送設備具有大於此基板支撐件之一外側寬度的一內側寬度；及在此下部位置中時，使氣體穿行通過此弧形遞送設備之一內部且經由此弧形遞送設備的複數個孔口至此反應室中。

在第32實例中，如實例31之方法其進一步包含：將一基板支撐件在此反應室內沿著此垂直軸致動至一上部位置，其中在此上部位置中，此基板支撐件之一頂部係在此複數個孔口上方；而當此基板支撐件在此上部位置中時，使此氣體穿行通過此遞送設備之此內部且經由此複數個孔口至此反應室中。

在第33實例中，如實例31至32中任一項之方法，其中使此氣體穿行通過此遞送設備之一內部且至此反應室中包含從此複數個孔口中之各者將此氣體導引朝向此反應室內之一室出口。

本文態樣及實施例可依功能方塊組件和各種處理步驟來描述。此類功能方塊可藉由配置以進行指定功能及達成各種結果的任何數量硬體或軟體組件來實現。例如，本揭露態樣可採用可施行多種功能的各種感測器、偵測器、流動控制裝置、加熱器、及類似者。此外，本文態樣和實施例可結合任何數量的處理方法來實踐，且所描述的設備和系統可採用任何數量的處理方法，且所描述的設備和系統僅是本揭露應用的實例。

100:反應器 104:反應室 108:基板支撐件 112:基板 116:頂側 120:上部位置 124:下部位置 128:垂直軸 132:水平軸 136:氣體遞送設備 138:噴淋頭 140:孔口 144:軸 148:室基底 152:入口 154:下部室出口 156:設備支撐件 158:上部室出口 160:觀察孔 166:上部室 168:下部室 170:凸緣 174:控制器 200:反應物蒸氣遞送系統 208:基板支撐件 216:頂側 228:垂直軸 232:水平軸 236:氣體遞送設備 238:末端 240:孔口 244:軸 248:室基底 252:入口 254:出口 256:設備支撐件 600:入口轉接器 604:轉接器頭 608:轉接器螺母 612:轉接器螺栓 616:凹部 620:螺栓插件 624:O形環 700:方法 704:方塊 708:方塊 712:方塊 716:方塊 800:方法 804:方塊 808:方塊 812:方塊

第1圖顯示包括反應器及在下部位置中的基板支撐件的實例反應物蒸氣遞送系統。 第2圖顯示相對於基板支撐件之實例反應物蒸氣遞送系統的立體圖。 第3圖顯示第2圖之實例反應物蒸氣遞送系統及基板支撐件的上視圖。 第4圖顯示第2圖之實例反應物遞送系統及基板支撐件的側視圖。 第5圖顯示第2圖之反應物蒸氣遞送系統的實例流動模式。 第6A圖係遞送設備轉接器之立體圖。 第6B圖係第6A圖之遞送設備轉接器的剖面側視圖。 第6C圖顯示耦接至遞送設備之入口及至反應室之基底的第6A圖之遞送設備轉接器。 第7圖顯示可使用所繪示的用於室清潔氣體之反應物氣體遞送系統來進行的實例方法。 第8圖顯示可使用所繪示的用於處理基板之反應物氣體遞送系統來進行的實例方法。

100:反應器

104:反應室

108:基板支撐件

112:基板

116:頂側

120:上部位置

124:下部位置

128:垂直軸

132:水平軸

136:氣體遞送設備

138:噴淋頭

140:孔口

144:軸

148:室基底

152:入口

154:下部室出口

156:設備支撐件

158:上部室出口

160:觀察孔

166:上部室

168:下部室

170:凸緣

174:控制器

Claims (20)

1. 一種反應器，包括： 一凸緣，設置於一上部室與一下部室之間； 一基板支撐件，配置以在該基板支撐件的一頂側上支撐一基板，該基板支撐件額外配置以垂直致動於該反應室內之一上部位置與一下部位置之間； 一主要氣體遞送設備，設置於該上部室內且配置以將氣體遞送至該基板之一上表面；以及 一細長氣體遞送設備，設置於該下部室內且配置以部分環繞該基板支撐件，該遞送設備配置以允許氣體穿行通過其之一內部且離開與該遞送設備之該內部流體連通之複數個孔口。
2. 一種反應器，包括： 一反應室； 一基板支撐件，在該反應室內的一水平位置，該基板支撐件配置以在該基板支撐件之一頂側上支撐一基板，該基板支撐件額外配置以垂直致動於該反應室內之一上部位置與一下部位置之間； 一細長氣體遞送設備，設置在該反應室內以部分環繞該基板支撐件水平位置，該氣體遞送設備具有大於該基板支撐件之一水平寬度的一內側水平寬度，該遞送設備配置以允許一氣體穿行通過其之一內部，該遞送設備包括與該遞送設備之該內部流體連通的複數個孔口，該等孔口中之各者配置以允許該氣體自該遞送設備之該內部穿行至該反應室中； 其中該等孔口經設置為： 當該基板支撐件在該上部位置中時，在該基板支撐件之頂部下方；以及 當該基板支撐件在該下部位置時，與該基板支撐件之一邊緣同高或在上方。
3. 如請求項2之反應器，其中該反應室包括一室出口，該室出口配置以將該氣體抽出該室。
4. 如請求項3之反應器，其中該遞送設備包括一拱形段。
5. 如請求項4之反應器，其中該拱形段涵蓋介於約180°與約270°之間的一角度。
6. 如請求項4之反應器，其中該等孔口中之各者係沿著該拱形段設置。
7. 如請求項6之反應器，其中該等孔口中之各者配置以將該氣體導引朝向該室出口。
8. 如請求項4之反應器，其中該等孔口中之各者係沿著該拱形段之一內側半徑設置。
9. 如請求項2之反應器，其中該遞送設備之一入口配置以耦接至該反應室的一基底。
10. 如請求項2之反應器，其中該等孔口中之各者配置以實質上設置於與一垂直軸正交的一平面內。
11. 如請求項2之反應器，更包括一凸緣，該凸緣設置於該反應器的一上部室與一下部室之間。
12. 如請求項11之反應器，其中在該上部位置中，該基板支撐件配置以與該凸緣形成一密封。
13. 如請求項11之反應器，更包括一主要氣體遞送機構，設置於該上部室內並配置以將氣體向下遞送朝向該基板之一頂部。
14. 一種用於在一反應室內遞送氣體之遞送設備，該遞送設備包括： 一細長管，配置以設置在該反應室內，該管配置以允許一氣體穿行通過其之一內部，該管包括部分環繞該室內之一基板支撐件之一水平位置的一拱形段； 一入口轉接器，配置以耦接至該反應室的一基底，並將反應蒸氣通過其饋送至該管；以及 複數個孔口，該等孔口與該管的該內部流體連通，該等孔口中之各者配置以允許該氣體自該遞送設備之該內部穿行至該反應室中。
15. 如請求項14之遞送設備，其中該管配置以實質上設置在與一垂直軸正交之一平面內，該基板支撐件配置以沿著該垂直軸致動於該反應室內之一上部位置與一下部位置之間。
16. 如請求項15之遞送設備，其中該管經設置以使得該等孔口： 當該基板支撐件在該上部位置中時，在該基板之頂部下方；以及 當該基板支撐件在該下部位置中時，在該基板之頂部上方。
17. 如請求項14之遞送設備，其中該遞送設備包括一拱形段。
18. 如請求項17之遞送設備，其中該拱形段涵蓋介於約120°與約270°之間的一角度。
19. 如請求項17之遞送設備，其中該等孔口中之各者係沿著該拱形段設置。
20. 如請求項19之遞送設備，其中該等孔口中之各者係沿著該拱形段之一內側半徑設置。