過(guò)程,或者反應(yīng)器100可被用于多種處理過(guò)程(例如,用于沉積、蝕刻、清洗和處 理過(guò)程的任意組合)。作為示例,反應(yīng)器100可包括通常用于化學(xué)氣相沉積(CVD)過(guò)程的反 應(yīng)器,諸如原子層沉積(ALD)過(guò)程。如接下來(lái)更詳細(xì)地描述,基座組件104的使用允許反應(yīng) 室102內(nèi)的襯底溫度的快速改變和控制,且因此促使襯底112在反應(yīng)室102內(nèi)的一個(gè)或多 個(gè)過(guò)程期間經(jīng)受多個(gè)溫度。
[0023] 基座組件104被設(shè)計(jì)為在處理過(guò)程中將襯底112保持在位。如接下來(lái)更詳細(xì)地討 論,在處理期間可使基座組件104的一個(gè)或多個(gè)部分加熱、冷卻、或處于環(huán)境過(guò)程溫度。
[0024] 如圖1和2所示,基座組件104包括基座第一部分114、基座第二部分116和用于 相對(duì)于基座第二部分116移動(dòng)基座第一部分114的機(jī)制118。
[0025] 在示出的示例中,機(jī)制118將基座第一部分114相對(duì)于基座第二部分116移動(dòng)而 基座第二部分116在反應(yīng)室102內(nèi)是靜止的。然而,根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的其他配 置,機(jī)制118將基座第二部分116相對(duì)于基座第一部分114移動(dòng)??蛇x地,機(jī)制118可移動(dòng) 基座第一部分114和基座第二部分116二者。
[0026] 機(jī)制118可包括能夠?qū)⒒谝徊糠?14相對(duì)于基座第二部分116移動(dòng)的任意適 合的裝置。作為示例,機(jī)制118包括伺服電機(jī)以便沿軸驅(qū)動(dòng)基座第一部分114。機(jī)制118可 適當(dāng)?shù)卮嬖谟诜磻?yīng)室102之外。
[0027] 基座第一部分114可被配置為將襯底112快速地加熱到期望溫度。例如,基座第 一部分114可被配置為快速地加熱襯底112以用于高溫處理(例如,在大約200°C到大約 600°C、大約200°C到大約310°C、或大約250°C到大約500°C的范圍中)。例如,這種高溫過(guò) 程可被用于預(yù)處理襯底112表面,為襯底112脫氣等。
[0028] 為了允許基座第一部分114的快速加熱,根據(jù)本公開的示例的基座第一部分114 具有相對(duì)較低的質(zhì)量(例如大約150g到大約450g、或大約450g到大約3000g)。此外,基 座第一部分114可包括相對(duì)較高的瓦特密度(例如,大約70W/cm 2到大約lOOW/cm2,或大約 50W/cm2到大約 200W/cm2)。
[0029] 適于基座第一部分114的示例性材料包括諸如氮化硼、氮化鋁、石英之類的陶瓷 和諸如涂覆陶瓷的金屬之類的涂覆陶瓷的材料?;谝徊糠?14還可包括阻性加熱材 料。適用于阻性加熱材料的示例性材料包括媽(W)、鎳絡(luò)合金(NiCr)、銅鎳合金(CuNi)、石 墨?、二硅化鉬(MoSi 2)或任何其他適當(dāng)?shù)募訜岵牧?。例如,阻性加熱材料可被涂覆(例?形成圖案)到陶瓷或涂覆陶瓷的金屬上?;谝徊糠?14可包括附加的保護(hù)層,該保護(hù) 層被形成為覆蓋阻性加熱材料。例如,保護(hù)層可由陶瓷材料形成。
[0030] 圖3示出了示例性基座第一部分114,其包括第一層302、第二層304和第三層 306。第一層302可包括任何適當(dāng)?shù)幕祝T如陶瓷或用絕緣(例如陶瓷)材料涂覆的金屬。 層304可包括電阻加熱材料,諸如上面描述的示例性阻性材料。層304可為實(shí)心層或有圖 案的(例如蛇紋石)。最后,層306可包括陶瓷或其它適當(dāng)?shù)牟牧?。盡管示出有三層,基座 第一部分114可由單一材料、雙層、或多于三層形成。
[0031] 基座第二部分116可被配置為向襯底112提供較低的溫度(例如,大約10°C到大 約200°C、大約5°C到大約100°C、或大約15°C到大約60°C、或大約100°C到大約200°C的范 圍中的溫度)。例如,可通過(guò)將基座第一部分114降低以靠近(例如降低1-15_)或毗鄰基 座第二部分116來(lái)獲得較低的襯底溫度。
[0032] 為了有助于快速改變(例如降低)提供給襯底112的溫度,基座第二部分116可具 有相對(duì)較高的質(zhì)量(例如,大約6000g到大約12000g,或大約12000g到大約16000g)。在 該情況下,基座第二部分116可用作熱沉:冷卻基座第一部分114和襯底112?;诙?分116可包括流體(例如水)線路120以將基座第二部分116保持在期望的溫度上。
[0033] 基座第二部分116可由第二材料(例如不同于基座第一部分114的第一材料) 形成。適于基座第二部分116的示例性材料包括鋁、涂覆鎳的鋁、316SS、鎢、哈司特鎳合金 (Hastelloy)、絡(luò)鎳鐵合金、鎳或任何適當(dāng)?shù)牟牧稀?br>[0034] 基座第一部分114和基座第二部分116的配置可根據(jù)應(yīng)用和反應(yīng)器設(shè)計(jì)來(lái)改變。 在說(shuō)明性不例中,基座第一部分114覆蓋基座第二部分116?;谝徊糠?14可從靠近 (或毗鄰)基座第二部分116的位置移動(dòng)到遠(yuǎn)離基座第二部分116的位置?;谝徊糠?114與基座第二部分116之間的距離范圍可從大約0到大約35mm、或從大約10mm到大約 25mm、或從大約10mm到大約30mm。
[0035] 如所示出的,基座第一部分114可具有比基座第二部分116大的直徑。可選地,基 座第一部分114可具有與基座第二部分116相同的、或比基座第二部分116小的直徑,例如 取決于反應(yīng)器配置和反應(yīng)室102內(nèi)的期望氣體流動(dòng)特性。
[0036] 在說(shuō)明性示例中,基座第一部分114成形為實(shí)心圓柱體。然而,基座第一部分114 可具有任何適當(dāng)?shù)男螤?,包括可相?duì)于基座第二部分116的頂部表面保持在共面的位置上 的空心圓柱體。
[0037] 相似地,基座第二部分116可包括任何適當(dāng)?shù)男螤睿T如實(shí)心或空心圓柱體等。
[0038] 圖1和2示出怎樣通過(guò)相對(duì)于基座第二部分116移動(dòng)基座第一部分114來(lái)改變氣 體流動(dòng)模式。在圖1中,基座第一部分114遠(yuǎn)離基座第二部分116,這允許反應(yīng)室102內(nèi)的 氣體在朝向第一真空源108的箭頭的方向上流動(dòng)。在圖2中,基座第一部分114靠近或毗 鄰基座第二部分116,這允許反應(yīng)室102內(nèi)的氣體在朝向第二真空源110的箭頭的方向上流 動(dòng)。
[0039] 第一和第二真空源108、110可包括任何適當(dāng)?shù)恼婵赵?,能夠在反?yīng)室102中提供 期望的壓力。作為示例,真空源108可包括栗以用于保持高度真空(例如,在大約5X10 7 Torr到大約500Torr的范圍中),例如渦輪分子栗;第二真空源110例如可包括單獨(dú)的干式 真空栗或與渦輪分子栗相結(jié)合的干式真空栗。雖然示出為兩個(gè)單獨(dú)的源,根據(jù)其它示例性 實(shí)施例,反應(yīng)器100可包括一個(gè)或多于兩個(gè)的真空源。多個(gè)真空源可被耦合到相同的真空 栗。在該情況下,多個(gè)源的傳導(dǎo)性可以變化。
[0040] 可與各種襯底溫度相結(jié)合來(lái)使用氣流傳導(dǎo)性的變化以獲得期望的反應(yīng)速度和襯 底112表面上的均勻性。
[0041] 再次參照?qǐng)D1和2,反應(yīng)器100可包括氣體入口 122以接收和幫助一種或多種氣 體對(duì)于反應(yīng)室102的分布。盡管以方框形式示出了氣體入口 122,氣體入口 122可以是相 對(duì)復(fù)雜的且被設(shè)計(jì)為在將氣體混合物分布到反應(yīng)室102之前將來(lái)自反應(yīng)物源的氣體(例如 蒸氣)和/或來(lái)自一個(gè)或多個(gè)源的運(yùn)載/清洗氣體混合。此外,氣體入口 122可被配置為 向室104提供垂直的(如圖所示)或水平的氣流。在由Schmidt et al.于2012年4月 10 日提交的名稱為 "Gas Mixer and Manifold Assembly for ALD Reactor (用于