[发明专利]用于化学气相沉积反应器的处理室及其中执行的热化方法

说明书

一种用于化学气相沉积(CVD)反应器的处理室(C)，包括：系统(3)，该系统在限定处于局部真空下的封腔(E)的主体(B)内，该系统用于喷射反应性物质，以便沉积在被放置于支撑元件(5)上的基板(8)上；和热控制系统(2)，该热控制系统用于调节喷射系统(3)的温度或使喷射系统(3)的温度保持基本恒定，该热控制系统(2)具有与喷射系统(3)的界面区域(ZI)。处理室(C)在界面区域(ZI)中还包括至少一个热传递区域(ZT)，该热传递区域(i)通过将压力和污染物质的扩散隔离的隔离屏障而与处于局部真空下的封腔(E)隔离，并且(ii)填充有热界面材料(10)。应用于执行CVD沉积，特别是脉冲CVD沉积。

技术领域

本发明涉及一种用于化学气相沉积(CVD)反应器的处理室。本发明还包括在该室中实施的热化方法。

领域更具体地是CVD反应器中的气体分配系统的热调节以及这种反应器中的热传递的优化。

背景技术

CVD型沉积在局部真空状态下在反应器中进行。在这些反应器的一些反应器中，反应性物质(例如反应物和前体)通过通常被称为喷头的室(room)喷射到处理室中，该喷头面向待处理的基板并且包括多个通道以将反应性物质均匀喷射到基板上方的空间中。

例如，文献WO 2009/0136019描述了这种具有喷射喷淋器(injection shower)的反应器，该喷射喷淋器包括两组不同的通道，以分别喷射反应性物质。

这些类型的配备有喷射喷淋器的反应器能够用于实施CVD型沉积技术。例如文献WO 2015/140261中所述，它们还能够用于实施脉冲CVD技术。在这种情况下，使用具有两个不同通道组的喷淋器，并且以相移脉冲来喷射反应性物质。这例如允许以高度的一致性(即在图案的所有侧面上都具有高的厚度均匀性)，以高生长速率形成沉积物。

这些喷头是必须定期拆卸和更换的易磨损零件。然而，在脉冲CVD沉积(通常为CVD沉积)的背景下，存在反应器喷头的热化(thermalization)或温度维持的问题。实际上，根据所使用的工艺，该部件必须被维持在精确的温度下。为此目的，通常使它与反应器的其温度受控的另一部件形成接触。因此，利用在真空中的金属与金属之间(或者存在的材料彼此之间)的热接触、通过固定和热传递的双重功能而实现热传递。在这种情况下，主要通过固定点处(即非常小的表面上)的传导并且更少量地通过辐射而实现热传递，因为在真空中没有热传导。

为了保持在喷头中流通的热敏前体的完整性和基板上的沉积物的均匀性，重要的是该喷头的温度在其整个表面上是均匀且恒定的。

然而，取决于工艺步骤，这种喷头受到突然和重复的能量输入，特别是当放置在加热器上的基板接近喷头并且处理室中的压力升高时，或者当在处理室中产生等离子体时。

在这些构造中，喷头材料与温度受控的真空室之间的接触不适合确保对温度受控区域的足够的热传递。换句话说，该界面的热阻太高而不能确保足够快的热传递。

还已知通过使用具有低热阻的界面材料(例如导热油脂)来改善组件元件之间的导热性。然而，这种解决方案不能直接应用于CVD室，因为只能使用对相关工艺呈惰性的材料来避免污染风险，并且，限制导热性的真空问题仍然存在。

本发明的目的是在优化气体喷头与热调节系统之间的热传递方面克服在现有技术的反应器和CVD处理室中遇到的缺点，同时提供能够容易地拆卸的盖子构造，以提供对基板和喷头的方便接触(access)从而对其进行更换。

发明内容

该目的通过用于化学气相沉积(CVD)反应器的处理室来实现，所述室包括：喷射系统，该喷射系统在限定局部真空室的主体内，该喷射系统用于喷射反应性物质(reactivespecies)以便沉积在被放置于支撑元件上的基板上；和热调节系统，该热调节系统用于调节喷射系统的温度或者使喷射系统的温度维持基本恒定，这种热调节系统具有与喷射系统的界面区域。