DE69534965T2

DE69534965T2 - Abscheidungsverfahren

Info

Publication number: DE69534965T2
Application number: DE69534965T
Authority: DE
Inventors: Roger N. San Jose Anderson; H. Peter W. San Jose CA Hey; Israel Sunnyvale Beinglass; Mahalingam San Jose Venkatesan
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2015-03-31
Also published as: EP0675524B1; JP3699147B2; JPH0855842A; US5725673A; US5599397A; DE69534965D1; EP0675524A1; US5834059A; US5551982A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden einer Schicht eines Materials auf einem Wafer und ein Halter für eine solche Vorrichtung.
Ein Typ einer Bearbeitungsvorrichtung für Halbleiter-Wafer ist ein Einfach-Wafer-Bearbeiter, bei dem ein Wafer nach dem anderen auf einem Halter in einer Bearbeitungskammer gestützt wird. Der Halter teilt die Kammer in einen Teil, der unterhalb des Halters ist (der untere Teil), und einen zweiten Teil, der oberhalb des Halters ist (der obere Teil). Im Allgemeinen ist der Halter auf einem Schaft montiert, der den Halter um seine Achse dreht, um eine gleichförmigere Bearbeitung des Wafers zu erreichen. Ein Fluss eines Bearbeitungsgases, wie z. B. ein Abscheidungsgas, ist in dem oberen Teil der Kammer und über die Fläche des Wafers zur Verfügung gestellt. Im Allgemeinen hat die Kammer einen Gaseinlass-Anschluss an einer ihrer Seiten und einen Gasauslass-Anschluss an einer gegenüberliegenden Seite, um einen Fluss des Bearbeitungsgases über den Wafer zu erreichen. Der Halter ist geheizt, um den Wafer auf eine gewünschte Bearbeitungstemperatur zu heizen. Ein Verfahren, das verwendet wird, um den Halter zu heizen, ergibt sich durch die Verwendung von Lampen, die um die Kammer zur Verfügung gestellt sind und durch Lenken deren Lichts in die Kammer und auf den Halter. Um die Temperatur auf die der Wafer geheizt wird zu kontrollieren wird die Temperatur des Halters ständig gemessen. Dies wird oft durch einen Infrarot-Temperatursensor erreicht, der Infrarot-Strahlung, die von dem geheizten Halter emittiert wird, detektiert. Eine solche Bearbeitungsvorrichtung ist aus der EP 0473 067 A1 bekannt.
Ein Problem mit diesem Typ von Bearbeitungsvorrichtung ist, dass ein Teil des Bearbeitungsgases, das oft ein Gas oder eine Mischung von Gasen zum Abscheiden einer Schicht eines Materials auf der Oberfläche des Wafers ist, dazu neigt, um die Kante des Halters zu fließen, und eine Schicht des Materials auf der Rückseite des Halters abscheidet. Da das abgeschiedene Material im Allgemeinen unterschiedlich zu dem Material des Halters ist, hat die abgeschiedene Schicht ein Emissionsvermögen, das sich von dem Emissionsvermögen des Halters unterscheidet. Sobald die Schicht des Materials auf der Rückseite des Halters abgeschieden ist, detektiert der Infrarot-Temperatursensor daher eine Änderung, die durch die Änderung des Emissionsvermögens der Fläche verursacht ist, von der die Infrarot-Strahlung emittiert wird. Diese Änderung zeigt eine Änderung der Temperatur des Halters an, die in Wirklichkeit nicht existiert.
Eine Technik die verwendet worden ist, um das Problem von Abscheidungen auf der Rückseite des Halters zu verhindern, ist es, einen Fluss eines Inert-Gases wie z. B. Wasserstoff in dem unteren Teil der Kammer bei einem Druck zur Verfügung zu stellen, der etwas größer ist als der des Abscheidegases in dem oberen Teil der Kammer. Eine Vorrichtung dies zu erreichen ist in der US-Patentanmeldung von Roger Anderson et al, Anmeldungsnr. 08/099,977, eingereicht am 30. Juli 1993, mit dem Titel "Gas Inlets For Wafer Processing Chamber" beschieben. Da das Inert-Gas in dem unteren Teil der Kammer auf einem höheren Druck liegt, wird es um die Kante des Halters von dem unteren Teil der Kammer in den oberen Teil der Kammer fließen. Dieser Fluss des Inert-Gases verhindert den Fluss eines Abscheidungsgases in den unteren Teil der Kammer. Obwohl dies sehr zufriedenstellend ist, um eine Abscheidung einer Schicht des Abscheidungsgases auf der Rückseite des Halters zu verhindern, hat es einen Nachteil. Der Fluss des Inert-Gases in den oberen Teil der Kammer an der Kante des Halters verdünnt die Abscheidungsgase an der Kante des Halters. Dies wiederum verursacht eine Nicht-Gleichförmigkeit der Zusammensetzung des Abscheidungsgases, wobei sowohl die Gleichförmigkeit der Dicke als auch des Widerstandes der abgeschiedenen Schicht nachteilig beeinflusst wird.
Eine andere Technik die entwickelt worden ist, um den Fluss eines Inert-Gases um die Kante des Halters von dem unteren Teil der Kammer zu dem oberen Teil der Kammer zu limitieren, ist es, die Kante des Halters mit einem Vorheizring zu überlappen, der den Halter umgibt. Dies bildet einen Labyrinth-Durchgang, der den Fluss eines Gases um die Kante des Halters stark reduziert. Eine solche Vorrichtung ist in der Anmeldung für das US-Patent von Israel Beinglass, Anmeldungsnr. 08/090,591, angemeldet am 13. Juli 1993, mit dem Titel "Improved Halter Design" beschrieben. Obwohl dies den Fluss von Gasen um die Kante des Halters reduziert, hat es den Nachteil, dass der Halter und der Vorheizring sehr genau ausgerichtet sein müssen, so dass die dazwischen liegende Lücke klein genug ist, um den Fluss des Bearbeitungsgases dadurch zu verhindern, aber groß genug sein muss, so dass der Halter nicht an dem Vorheizring kratzt oder reibt. Falls der Halter gegen den Vorheizring kratzt oder reibt, würde es zur Bildung von Teilchen führen, die die abzuscheidende Schicht kontaminieren, oder würde dem Halter mechanischen Schaden zufügen. Dieser Abstand zwischen dem Halter und dem Vorheizring ist wegen der Aufsummierung der mechanischen Toleranz von Teilen und wegen anderer Faktoren, wie z. B. thermische Ausdehnung oder Abnutzung schwer aufrechtzuerhalten.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die das Problem einer ungenauen Anzeige der Temperatur resultierend von einer auf die Rückseite des Halters aufgetragene Schicht überwindet und/oder die das Problem einer Verdünnung des Depositionsgases durch den Fluss eines Inert-Gases um den Halter von dem unteren Teil der Kammer überwindet.
Diese Aufgabe wird durch den Halter gemäß dem unabhängigen Anspruch 20, der Depositions-Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und dem Verfahren gemäß unabhängigem Anspruch 15 gelöst.
Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor.
Die Erfindung stellt eine Bearbeitungskammer für Halbleiter-Wafer zur Verfügung und, insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Halbleiter-Wafern, wobei Gase auf beiden Seiten einer Halterung, die den Halbleiter-Wafer hält, während des Bearbeitens und an unterschiedliche Bereiche der Fläche des Halbleiter-Wafers zugeführt werden können.
In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Halter für eine Vorrichtung für eine Deposition einer Schicht eines Materials auf einem Wafer zur Verfügung. Die Halterung ist eine Platte mit einer rückseitigen Oberfläche, die gegenüber der Wafer-Haltefläche ist. Die Halterung kann gewonnen werden, indem zuerst eine 4 μm dicke Siliziumschicht abgeschieden wird und anschließend eine 2μm dicke Siliziumschicht auf der rückseitigen Oberfläche der Halterung abgeschieden wird.
Gemäß einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Abscheiden einer Schicht eines Materials auf einer Fläche eines Wafers zur Verfügung. Die Vorrichtung beinhaltet eine Depositionskammer und eine Halterungsplatte, die sich über die Kammer erstreckt und eine obere Fläche zum Halten eines Wafers und eine rückseitige Fläche gegenüber der oberen Fläche hat. Die Vorrichtung beinhaltet weiter eine Einlassrohranschlussöffnung für ein Depositionsgas in einen oberen und einen unteren Teil der Kammer und einen Infrarot-Temperatursensor.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Abscheiden einer Schicht eines Materials auf einer Fläche eines Wafers zur Verfügung, der auf der oberen Fläche einer Halterung in einer Depositionskammer angebracht ist. Das Verfahren enthält den Schritt eines Ablagerns einer Schicht desselben Materials, das auf dem Wafer abzuscheiden ist, auf der rückseitigen Fläche der Halterung und den Schritt des Überwachens der Temperatur der Halterung. Gemäß einem noch weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Depositionsvorrichtung zum Abscheiden einer Schicht eines Materials auf einem Wafer zur Verfügung. Die Vorrichtung beinhaltet eine Depositionskammer mit einer äußeren Wand. Eine Halterungsplatte ist in der Kammer und erstreckt sich über die Kammer, um die Kammer in einen oberen Teil, der oberhalb der oberen Fläche der auf der Wafer gehaltenen Halterungsplatte ist, und einen unteren Teil, der unterhalb der rückseitigen Fläche der Halterungsplatte ist, zu teilen. Ein Gaseinlassrohranschluss ist in der Wand der Kammer. Der Gaseinlassrohranschluss enthält zumindest einen Durchlasskanal in den unteren Teil der Kammer und zumindest einen Durchlasskanal in den oberen Teil der Kammer. Die Vorrichtung beinhaltet weiterhin einen Infrarot-Temperatursensor.
1 ist eine Schnittansicht einer Bearbeitungsvorrichtung für einen Halbleiter-Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1;
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in 2;
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in 2;
5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in 2;
6 ist eine perspektivische Explosionszeichnung des Gaseinlassrohranschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in 6;
8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 in 6; und
9 ist eine schematische Ansicht des Gasversorungssystems für die Bearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
Sich zunächst auf 1 beziehend ist eine Halbleiter-Wafer-Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen als 10 bezeichnet. Die gezeigte Bearbeitungsvorrichtung 10 ist ein Depositionsreaktor und enthält eine Depositionskammer 12 mit einer oberen Kuppel 14, einer unteren Kuppel 16 und einer Seitenwand 18 zwischen der oberen und der unteren Kuppel 14 und 16. Die obere und die untere Kuppel 14 und 16 sind aus einem transparenten Material gemacht um es Heizlicht zu erlauben, durch diese in die Kammer 12 zu gelangen. In der Kammer 12 ist eine flache, kreisförmige Halterung 20. Die Halterung 20 erstreckt sich schräg über die Kammer 12 an die Seitenwand 18, um die Kammer 12 in einen oberen Teil 22, der oberhalb der Halterung 20 ist, und einen unteren Teil 24 unterhalb der Halterung 20 zu teilen. Die Haltering 20 ist auf einem Schaft 26 angebracht, der sich senkrecht nach unten gerichtet von der Mitte der Unterseite der Halterung 20 erstreckt. Der Schaft 26 ist mit einem Motor (nicht dargestellt) verbunden, der den Schaft und dabei die Halterung rotiert. Ein ringförmiger Vorheizring 28 ist an seinem äußeren Umfang mit der Seitenwand 18 verbunden und erstreckt sich um die Halterung 20. Der Vorheizring 28 ist in derselben Ebene wie die Halterung 28, wobei die innere Kante des Vorheizrings 28 nahe der äußeren Kante der Halterung 20 ist. Ein Einlassrohranschluss 30 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Seitenwand 18 und ist angepasst, Bearbeitungsgase in die Kammer 12 einzulassen. Ein Auslassanschluss 32 ist in der Seitenwand 18 diagonal gegenüber des Einlassrohranschlusses und ist angepasst, Gase aus der Depositionskammer 12 abzupumpen.
Eine Mehrzahl von Hochintensitätslampen 34 sind um die Kammer 12 angebracht und richten ihr Licht durch die obere und untere Kuppel 14 und 16 auf die Halterung 20, um die Halterung 20 zu heizen. Die obere und untere Kuppel 14 und 16 sind aus einem Material gemacht, das für das Licht von den Lampen 34 transparent ist, wie z. B. durchsichtiger Quarz. Die obere und untere Kuppel 14 und 16 sind im Allgemeinen aus Quarz gemacht, weil Quarz für Licht sowohl sichtbarer als auch IR-Frequenzen transparent ist; es weist eine relativ hohe strukturelle Stärke auf; und es ist in der Bearbeitungsumgebung der Depositionskammer 12 chemisch stabil. Ein Infrarot-Temperatursensor 36 ist unterhalb der unteren Kuppel 16 angebracht und ist durch die untere Kuppel 16 auf die untere Fläche der Halterung 20 gerichtet. Der Temperatursensor 36 wird verwendet, die Temperatur der Halterung 20 durch Empfangen von Infrarotstrahlung zu überwachen, die von der Halterung 20 emittiert wird, wenn die Halterung 20 geheizt ist.
Wie in den 2 und 6 dargestellt ist, enthält der Einlassrohranschluss 30 eine flache Aufsatzplatte 38, die eine rechteckige Stirnfläche 40, jeweils flache obere und untere Flächen 42 und 44, eine rückseitige Fläche 46, und eine Endfläche 48 hat. Drei Einlassanschlüsse 50, 52 und 54 erstrecken sich zwischen den Enden 48 der Platte 38 an jeweils der rückseitigen Fläche 46, der oberen Fläche 42 und der unteren Fläche 44 der Platte 38 in die Platte 38. Wie in 7 dargestellt, öffnet sich der rückseitige Einlassanschluss 50 in einen Durchgang 56, der sich entlang der rückseitigen Fläche 46 zu den oberen und unteren Kammern 48 benachbart der Enden 48 der Aufsatzplatte 38 erstreckt. Wie in den 6, 7 und 8 dargestellt, öffnen sich die oberen und unteren Kammern 58 zu der Stirnfläche 40 und sind in der Richtung der Weite der Stirnfläche 40 ausgedehnt. Die Durchgänge 60 erstrecken sich nach unten gerichtet von den oberen, äußeren Kammern 58 zu den unteren, äußeren Kammern 62, die unterhalb der Kammern 58 sind. Die unteren, äußeren Kammern 62 öffnen sich zu der Stirnfläche 40 und sind in der Richtung der Weite der Stirnfläche 40 ausgedehnt. Die unteren, äußeren Kammern 62 sind weiter als die oberen, äußeren Kammern 58.
Der obere Einlassanschluss 52 öffnet sich in einen Durchgang 64, der von dem Durchgang 56 beabstandet ist und sich im Wesentlichen parallel zu dem Durchgang 56 erstreckt. Der Durchgang 64 erstreckt sich zu den oberen, mittleren Kammern 66, die benachbart aber nach innen beabstandet von den oberen, äußeren Kammern 58 sind. Die oberen, mittleren Kammern 66 öffnen sich zu der Stirnfläche 40 und sind in der Richtung der Weite der Stirnfläche 40 ausgedehnt. Durchgänge 68 erstrecken sich nach unten gerichtet von den oberen, mittleren Kammern 66 zu den unteren, mittleren Kammern 70, die unterhalb der oberen, mittleren Kammern 66 sind. Die unteren, mittleren Kammern 70 öffnen sich zu der Stirnfläche 40 und sind in der Richtung der Weite der Stirnfläche 40 ausgedehnt. Die oberen, mittleren Kammern 66 haben ungefähr dieselbe Weite wie die unteren, äußeren Kammern 58, und die unteren, mittleren Kammern 70 sind geringfügig weiter als die oberen, mittleren Kammern 66. Die oberen, mittleren Kammern 66 sind in derselben Ebene wie die oberen, äußeren Kammern 58, und die unteren, mittleren Kammern 70 sind in derselben Ebene wie die unteren, äußeren Kammern 62.
Der untere Einlassanschluss 64 erstreckt sich in eine relativ lange innere Kammer 72, die zwischen den unteren, mittleren Kammern 70 ist. Die innere Kammer 72 öffnet sich in die Stirnfläche 40 und ist in Richtung der Weite der Stirnfläche 40 ausgedehnt. Die innere Kammer 72 ist in derselben Ebene wie die untere, äußere Kammer 72 und die untere, mittlere Kammer 70, ist jedoch viel weiter als die untere, äußere Kammer 62 und die unteren, mittleren Kammern 70. Somit sind alle Kammern 58, 62, 66, 70 und 72 zu der Stirnfläche 40 der Platte 38 geöffnet und alle sind in der Richtung der Weite der Stirnfläche 40 ausgedehnt. Die oberen Kammern 58 und 66 sind in derselben Ebene mit den oberen, mittleren Kammern 66, die zwischen den unteren, äußeren Kammern 58 sind. Die unteren Kammern 62, 70 und 72 sind alle in derselben Ebene unterhalb der Ebene der oberen Kammern 58 und 66, wobei die unteren, mittleren Kammern 70 zwischen den unteren, äußeren Kammern 62 sind, und die innere Kammer, 72 zwischen den unteren, mittleren Kammern 70 ist.
Eine Stauplatte erstreckt sich über die Stirnfläche 40 der Aufsatzplatte 38. Die Stauplatte 74 ist rechteckig, um an die Größe und Form der Stirnfläche 40 zu passen. Eine Mehrzahl von Löchern 76 erstreckt sich durch die Stauplatte 74 und ist entlang einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Die Ebene der Löcher 76 korrespondiert zu der Ebene der unteren Kammern 62, 70 und 72 in der Aufsatzplatte 38. Die Stauplatte 74 ist über den oberen Kammern 58 und 66 jedoch massiv, um die offene Seite der oberen Kammern 58 und 66 abzudecken. Vier der Löcher 76 an jedem Ende der Linie von Löchern 76 sind über der offenen Seite von jeder der unteren, äußeren Kammern 62, zwei der Löcher 76 sind über der offenen Seite von jeder der unteren, mittleren Kammern 70 und sechs der Löcher in der Mitte der Linie, sind über der inneren Kammer 72. Somit kann jedes Gas, das in die unteren Kammern 62, 70 und 72 eintritt, über die Stauplatte 74 durch die Löcher 76 fließen.
Die Aufsatzplatte 38 und die Stauplatte 74 sind gegen ein Paar von Einsatzplatten 78 gesetzt, die sich durch eine Öffnung 80 in der Seitenwand 18 jeweils zu den oberen und unteren Auskleidungen 82 und 84 erstrecken. Die Auskleidungen 82 und 84 sind gegen die innenwandige Fläche der Seitenwand 18 angebracht. Jede der Einsatzplatten 78 hat eine im Wesentlichen rechteckige rückseitige Fläche 86, eine gekrümmte Vorderseite 88, jeweils eine flache obere und untere Fläche 90 und 92 und jeweils gerade Endflächen 94 und 96. Die gebogenen vorderseitigen Flächen 88 sind entlang eines Teils eines Kreises. Somit sind die äußeren Endflächen 94 jeder der Einsatzplatten 78 länger als die inneren Endflächen 96. Die Einsatzplatten 78 sind positioniert, so dass die inneren Endflächen 96 benachbart sind und sich gegenüberstehen. Drei beabstandete, parallele Durchgänge 98, 100 und 102 erstrecken sich durch jede der Einsatzplatten 78 von der flachen rückwärtigen Fläche 86 zu der gebogenen vorderseitigen Fläche 88. Die äußeren Durchgänge 98 erstrecken sich entlang der äußeren Endfläche 94, die inneren Durchgänge 102 erstrecken sich entlang der inneren Endfläche 96 und die mittleren Durchgänge 100 sind zwischen den äußeren und inneren Durchgängen 98 und 102. Die Durchgänge 98, 100 und 102 sind jeweils im Wesentlichen rechteckig im Querschnitt und sind in der Richtung der Weite der rückwärtigen Fläche 86 der Einsatzplatten 78 ausgedehnt. Die äußeren Durchgänge 98 haben dieselbe Weite wie die untern, äußeren Kammern 62 in der Aufsatzplatte 38, die mittleren Durchgänge 100 haben dieselbe Weite wie die unteren, mittleren Kammern 70 in der Aufsatzplatte 38, und die inneren Durchgänge 102 haben eine kombinierte Weite, die im Wesentlichen gleich der Weite der inneren Kammer 72 in der Aufsatzplatte 38 ist. Die Durchgänge 98, 100 und 102 sind mit den Löchern 76 in der Stauplatte 74 ausgerichtet. Somit fließt Gas von den unteren, äußeren Kammern 62 in die Einsatzplatte 38 durch die äußeren vier Löcher 76 in die äußeren Durchgänge 98; Gas von den unteren, mittleren Kammern 70 fließt durch zwei Löcher 76 in die mittleren Durchgänge 100; und Gas von der inneren Kammer 72 fließt durch sechs der Löcher in die inneren Durchgänge 102.
Die gebogenen vorderseitigen Flächen 88 der Einsatzplatten 78 sind gegen die gebogenen äußeren Flächen der unteren Auskleidung 84 gesetzt. Wie in den 2 und 4 gezeigt, hat die untere Auskleidung 84 ein Paar von mittleren Durchgängen 104, die sich durch diese von den mittleren Durchgängen 100 der Einsatzplatten 78 erstrecken. Die unteren Durchgänge 104 öffnen sich in den unteren Teil der Depositionskammer 12 unterhalb der Halterung 20. Somit fließen Gase von den unteren, mittleren Kammern 70 durch die mittleren Durchgänge 100 in den Einsatzplatten 78 und die mittleren Durchgänge 104 in der unteren Auskleidung 84 in den unteren Teil 24 der Depositionskammer 12 unterhalb der Halterung 20.
Die untere Auskleidung 84 hat eine separate äußere Ausnehmung 106 in ihrer äußeren Fläche, die jeden der äußeren Durchgänge 98 in den Einsatzplatten 78 entgegenstehen. Wie in den 2 und 3 gezeigt, erstrecken sich die äußeren Ausnehmungen 106 nach oben gerichtet entlang der äußeren Fläche der unteren Auskleidung 84 zu einem äußeren Durchgang 108, der sich zwischen der unteren Auskleidung 84 und der oberen Auskleidung 82 zu dem oberen Teil 22 der Depositionskammer oberhalb der Halterung 20 erstreckt. Somit fließen Gase von den äußeren Durchgängen durch die äußeren Ausnehmungen 106 und die äußeren Durchgänge 108 in den oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 oberhalb der oberen Fläche der Halterung 20.
Die untere Auskleidung 84 hat eine innere Ausnehmung 110 an seiner äußeren Fläche, die beiden der inneren Durchgänge 102 der Einsatzplatten 78 gegenübersteht. Wie in den 2 und 5 gezeigt, erstrecken sich die inneren Ausnehmungen 110 nach oben gerichtet entlang der äußeren Fläche der unteren Auskleidung 84 zu einem inneren Durchgang 112, der sich zwischen der unteren Auskleidung 84 und der oberen Auskleidung 82 zu dem oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 oberhalb der Halterung 20 erstreckt. Somit fließen Gase von den inneren Durchgängen 102 durch die innere Ausnehmung 110 und den inneren Durchgang 112 in den oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 und oberhalb der oberen Fläche der Halterung 20. Der innere Durchgang 112 ist zwischen den äußeren Durchgängen 108 und ist positioniert, um Gase, die dadurch passieren, im Wesentlichen diametrisch über den Mittelteil der Halterung 20 zu lenken. Die äußeren Durchgänge 108 sind positioniert, um Gase, die hierdurch passieren, über die äußeren Teile der Halterung 20 zu lenken.
Wie in 1 gezeigt, hat die untere Auskleidung 84 im Wesentlichen diagonal über der Halterung 20 gegenüber dem mittleren Durchgang 104, einen Abgasdurchgang 114 durch die untere Auskleidung von der Auslassröhre 32. Der Abgasdurchgang 114 öffnet sich zu einem Auslassdurchgang 116, der zwischen der unteren Auskleidung 84 und der oberen Auskleidung 82 ist, und sich in den oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 öffnet. Somit fließen Gase in der Depositionskammer 12 von der Kammer durch den Auslassdurchgang 116 und den Abgasdurchgang 114 zu der Auslassröhre 22, um der Depositionskammer 12 zu entweichen. Gase in dem oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 entweichen, indem sie direkt durch den Abgasdurchgang 115, Auslassdurchgang 116 und Auslassröhre 32 fließen. Gase in dem unteren Teil 24 der Depositionskammer 12 entweichen, indem sie um die Kante der Halterung 20 in den oberen Teil 22 fließen und dann durch den Abgasdurchgang 114, Auslassdurchgang 116 und Auslassröhre 32 fließen.
Ein oberer Klemmring 118 erstreckt sich um den Umfang der äußeren Fläche der oberen Kuppel 14. Ein unterer Klemmring 120 erstreckt sich um den Umfang der äußeren Fläche der unteren Kuppel 16. Die oberen und unteren Klemmringe 118 und 120 sind zusammen befestigt, um die obere und untere Kuppel 14 und 16 an die Seitenwand 18 zu klemmen.
Bezugnehmend auf 9 ist ein Gasversorgungssystem für die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Das Gasversorgungssystem beinhaltet eine Mehrzahl von Quellen unterschiedlicher Gase, die bei der in der Kammer 12 auszuführenden Bearbeitung verwendet werden. In dem dargestellten System gibt es fünf Gasquellen 122, 124, 126, 128 und 130. Quelle 122 kann eine Quelle eines Trägergases, wie z. B. Wasserstoff sein, welches in diesem Kontext relativ inert ist. Quelle 124 kann eine Quelle eines Abscheidungsgases sein, wie z. B. Silan für die Abscheidung eines Silizium enthaltenden Materials. Quelle 126 kann eine Quelle einer Dotiersubstanz zum Dotieren des abzuscheidenden Materials sein. Quelle 128 kann eine Chlorwasserstoff-Quelle sein. Quelle 130 kann ein Spülgas, wie z. B. Wasserstoff sein, zum Spülen des unteren Teils der Kammer 12.
Die Gasquellen 122, 124, 126 und 128 sind jeweils durch einzelne Leitungen 132, 134, 136 und 138 mit einer gemeinsamen Leitung 140 verbunden. Jede der Leitungen 132, 134, 136 und 138 hat ein Durchflussmess-Kontrollventil 142, um den Fluss seines jeweiligen Gases zu der gemeinsamen Leitung 140 zu steuern. Die gemeinsame Leitung 140 ist mit einer Leitung 144 für den oberen Teil 22 der Kammer 12 und einer Leitung 146 für den unteren Teil der Kammer 12 verbunden. Jede der Leitungen 144 und 146 hat ein Ventil 148, um den Fluss durch die jeweilige Leitung aus- und anzuschalten. Die Leitung 144 für den oberen Teil ist mit einer Leitung 150 verbunden, die sich zu dem Einlassanschluss 50 des Einlassrohranschlusses 30 erstreckt und mit einer Leitung 152 verbunden, die sich zu dem Einlassanschluss 54 des Einlassrohranschlusses 30 erstreckt. Jede der Leitungen 150 und 152 hat ein Steuerventil 154, um den Fluss der Gase zu den jeweiligen Einlassanschlüssen zu steuern. Die Leitung 146 des unteren Teils ist mit dem Einlassanschluss 52 des Einlassrohranschlusses 30 verbunden. Die Gasquelle 130 ist durch eine Leitung 156 mit einem separaten Einlassanschluss 160 verbunden, der in den unteren Teil 24 der Depositionskammer 12 fließt. Eine Leitung 158 erstreckt sich von der Leitung 156 zu der Leitung 152, die mit dem Einlassanschluss 54 verbunden ist. Steuerventile 154 sind auch in den Leitungen 156 und 158 zur Verfügung gestellt.
Im Betrieb der Vorrichtung 10 zum Abscheiden einer Schicht eines Materials auf der Fläche eines Wafers ist es ein anfänglicher Schritt, die untere oder rückwärtige Seite der Halterung 20 mit einer Schicht desselben Materials zu beschichten, das auf der Fläche des Wafers aufgetragen werden soll. Zum Beispiel wird wenn eine Schicht von dotiertem Silizium auf der Fläche des Wafers abzuscheiden ist dasselbe dotierte Silizium zunächst auf der rückwärtigen Seite der Halterung 20 abgeschieden. Dies wird erreicht, indem ein Fluss eines Silizium enthaltenden Gases, wie z. B. Silan von der Quelle 124, ein Dotiersubstanzgas von der Quelle 126 und ein Trägergas, wie z. B. Wasserstoff, von der Quelle 122 zur Verfügung gestellt wird. Die Flüsse der Gase werden durch die Flussregler 152 gesteuert, um eine gewünschte Mischung der Gase zur Verfügung zu stellen. Das Ventil 148 in der Leitung 154 zu dem oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 ist geschlossen und das Ventil 148 in der Leitung 146 zu dem unteren Teil 24 der Depositionskammer 12 ist geöffnet. Somit fließt die Gasmischung durch die Leitung 146 in den Einlassanschluss 52. Die Gasmischung fließt dann durch den Durchgang 64 in die obere, mittlere Kammer 66, durch den Durchgang 68 in die untere, mittlere Kammer 70 nach unten, durch die Löcher 76 in der Stauplatte 74, durch die mittleren Durchgänge 100 in der Einsatzplatte 78 und durch die mittleren Durchgänge 104 in der unteren Auskleidung 84 in den unteren Teil 24 der Depositionskammer 12. Die Gase fließen dann über die untere Fläche der Halterung 20, die durch die Lampen 34 geheizt ist. Die geheizte Halterung 20 heizt die Gase auf, was dazu führt, dass diese reagieren und eine Schicht von dotiertem Silizium auf der rückwärtigen Fläche der Halterung 20 abscheiden.
Der Zweck des Beschichtens der rückwärtigen Seite der Halterung 20 mit einer Schicht desselben Materials, das auf den Wafer aufgedampft werden soll, ist es, eine gute und genaue Steuerung der Temperatur der Halterung während der Zeit zur Verfügung zu stellen, in der das Material auf den Wafer aufgetragen wird. Während der Abscheidung des Materials auf der Fläche des Wafers wird ein Teil des Depositionsgases in dem oberen Teil 14 der Depositionskammer 12 zwischen der Halterung 20 und dem Vorheizring 28 entweichen und wird in den unteren Teil 24 der Depositionskammer 12 fließen. Solche entweichenden Gase werden die rückwärtige Fläche der Halterung 20 kontaktieren und eine Schicht des Materials auf der rückwärtigen Fläche der Halterung 20 abscheiden. Während des Depositionsvorganges wird die Temperatur der Halterung 20 durch den Temperatursensor 36 überwacht. Ein Faktor, der sich auf den abgelesenen Messwert des Temperatursensors 36 auswirkt, ist das Emissionsvermögen der Halterung 20. Das Emissionsvermögen des Materials, das auf dem Halter 20 abgeschieden wird, ist unterschiedlich von dem des Materials der Halterung 20 selbst. Somit wird der Temperatursensor 36, wenn eine Schicht des auf dem Wafer abzuscheidenden Materials auch auf der rückwärtigen Fläche der Halterung 20 abgeschieden wird, ein Unterschied im Emissionsvermögen sehen und eine Änderung der Temperatur anzeigen, selbst wenn die Temperatur der Halterung 20 sich nicht geändert hat. Indem jedoch zuerst die rückwärtige Fläche der Halterung 20 mit einer Schicht des Materials, das auf dem Wafer abgeschieden wird, beschichtet wird, wird der Temperatursensor 36 anfänglich auf das Emissionsvermögen der abgeschiedenen Schicht kalibriert. Somit wird während der Abscheidung des Materials auf dem Wafer, wenn ein Teil desselben Materials auf der rückwärtigen Fläche der Halterung 20 abgeschieden wird, es auf einer Schicht eines Materials mit demselben Emissionsvermögen abgeschieden. Somit sieht der Temperatursensor 36 dasselbe Emissionsvermögen und es gibt keine Änderung in der Anzeige der Temperatur der Halterung als Resultat der zusätzlichen Beschichtung, die auf der rückwärtigen Fläche der Halterung 20 abgeschieden ist. Daher werden nur Änderungen der wirklichen Temperatur des Halters 20 durch den Temperatursensor 36 angezeigt und es gibt keine falsche Anzeige von Änderungen als Resultat eines Materials, das auf der rückwärtigen Fläche der Halterung 20 abgeschieden wird.
Um sicher zu sein, dass der Strahl von dem Temperatursensor 36 nicht durch die beschichtete Schicht durchgeht und die Halterung 20 kontaktiert, ist es wünschenswert, dass die beschichtete Schicht eine Dicke von ungefähr 6 μm hat. Abscheiden von Silizium von einem Silangas ist relativ langsam und es kann eine relativ lange Zeit dauern, eine solch dicke Beschichtung auf der rückwärtigen Seite der Halterung 20 abzuscheiden. Um die Zeit zu verkürzen, die benötigt wird, eine geeignete Schicht auf der rückwärtigen Fläche der Halterung 20 abzuscheiden, kann eine anfängliche Beschichtung aus Silizium auf der rückwärtigen Fläche der Halterung 20 abgeschieden werden, indem Dichlorsilan als Quelle des Siliziums verwendet wird. Dichlorsilan stellt eine viel schnellere Abscheidung von Silizium zur Verfügung. Bei der Verwendung des Dichlorsilans als Depositionsgas kann anfänglich eine Siliziumschicht einer Dicke von ungefähr 4 μm oder mehr auf der rückwärtigen Fläche der Halterung 20 abgeschieden werden. Dann kann eine endgültige Siliziumschicht von ungefähr 2 μm abgeschieden werden, indem Silangas verwendet wird, das verwendet werden soll, um eine Schicht auf dem Wafer abzuscheiden. Falls Dichlorsilan für eine anfängliche Beschichtung der rückwärtigen Flächen der Halterung 20 verwendet wird, müsste das Gasversorgungssystem, das in 9 gezeigt ist, mit einer zusätzlichen Gasquelle für Dichlorsilan zur Verfügung gestellt werden.
Vor dem Beschichten der rückwärtigen Fläche der Halterung 20 mit der Schicht desselben Materials, das auf die Wafer aufgetragen werden soll, kann es wünschenswert sein, die Flächen der Halterung 20 zu reinigen, indem beliebige vorherige Beschichtungen auf deren Flächen entfernt wird. Dies wird erzielt, indem der Chlorwasserstoff von der Gasquelle 128 in die Kammer 12 eingelassen wird. Der Chlorwasserstoff könnte in beide, die obere und den unteren Teil 22 und 24 der Depositionskammer 12 eingelassen werden, um so beide Flächen der Halterung 20 zu kontaktieren. Die Halterung 20 wird auf eine relativ hohe Temperatur von ungefähr 1.200°C erhitzt. Der Chlorwasserstoff ätzt dann beliebige vorhergehende Beschichtungen auf den Flächen der geheizten Halterung 20 ab.
Nachdem die rückwärtige Fläche der Halterung 20 mit demselben Material beschichtet worden ist, das auf die Wafer aufgedampft wird, werden einzelne Wafer einer nach dem anderen in den oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 und auf die obere Fläche der Halterung 20 eingeführt. Die Wafer werden in die Depositionskammer 12 durch eine geeignete Tür, die nicht dargestellt ist, eingeführt. Eine Schicht des Materials, wie z. B. dotiertes Silizium, wird dann auf die einzelnen Wafer beschichtet. Dies wird erzielt, indem das Ventil 148 der Leitung 146 zu dem unteren Teil 24 der Depositionskammer 12 geschlossen wird und das Ventil 148 in der Leitung 144 zu dem oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 geöffnet wird. Die Gase fließen dann durch die Leitungen 150 und 152 zu dem hinteren und unteren Einlassanschluss 50 und 54 und in den Einlassrohranschluss 30. Die Gase, die durch den hinteren Einlassanschluss 50 eintreten, fließen durch den Durchgang 56 in die obere, äußere Kammer 58; durch den Durchgang 60 nach unten in die untere, äußere Kammer 62; durch die Löcher 76 in der Stauplatte 74; und in die äußeren Durchgänge 98 in der Einsatzplatte 78. Die Gase fließen dann durch die äußeren Ausnehmungen 106 und äußeren Durchgänge 108 in den oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 und über den äußeren Teil der Wafer auf der Halterung 20. Die Gase, die durch den unteren Einlassanschluss 54 eintreten, passieren durch die innere Kammer 72, durch die Löcher 78 in der Stauplatte 74; und in die inneren Durchgänge 102 in den Einsatzplatten 78. Die Gase fließen dann durch die innere Ausnehmung 110 in die untere Auskleidung 84 und durch den inneren Durchgang 112 in den oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 und über den Mittelteil des Wafers auf der Halterung 20. Die Halterung 20 und der Wafer werden durch die Lampen 34 auf eine Temperatur geheizt, bei der die Gase, die über den Wafer passieren, reagieren, um eine Schicht des Materials auf der Oberfläche des Wafers abzuscheiden. Die Abgase passieren dann durch die Durchgänge 114 und 116 zu der Auslassröhre 32. Somit ist eine Schicht des gewünschten Materials auf den Wafer abgeschieden.
Während der Abscheidung der Schicht auf der Fläche des Wafers ist es im Allgemeinen wünschenswert, einen Fluss eines inerten Spülgases, wie z. B. Wasserstoff, in dem unteren Teil 24 der Depositionskammer 12 bei einem Druck zur Verfügung zu stellen, der etwas größer als der Druck der Gase in dem oberen Teil 22 der Kammer 12 ist. Das Spülgas wird zwischen der Halterung 20 und dem Vorheizring 28 durchsickern und in den oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 fließen. Dies limitiert den Fluss von Depositionsgasen von dem oberen Teil 22 zu dem unteren Teil 24 der Depositionskammer 12. In der Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung wird dies erzielt, indem ein Fluss von Wasserstoff von der Wasserstoffquelle 130 durch die Leitung 156 zu dem Einlassanschluss 160 zur Verfügung gestellt wird.
Ein Problem mit dem Auftreten des Wasserstoffgasflusses um die Kante der Halterung 20 von dem unteren Teil zu dem oberen Teil der Depositionskammer 12 ist es jedoch, dass der Wasserstoff dann über den umfänglichen Teil der Fläche des Wafers, auf dem die Schicht abgeschieden werden soll, fließt. Dieser zusätzliche Wasserstoff verdünnt die Mischung der Depositionsgase um den umfänglichen Teil des Wafers. Da die Zusammensetzung der Depositionsgase um den umfänglichen Teil des Wafers dann unterschiedlich von der Zusammensetzung der Abscheidungsgase über dem zentralen Teil des Wafers ist, ist die Schicht des auf dem Wafer abgeschiedenen Materials nicht gleichförmig über die gesamte Fläche des Wafers.
In der Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem überwunden indem ein Fluss von Wasserstoff-Spülgas durch die Leitung 158 in die Leitung 152 zur Verfügung gestellt wird, die das Abscheidungsgas in den unteren Einlassanschluss 54 zuführt. Somit wird das Depositionsgas, das in den unteren Einlassanschluss 54 zugeführt wird, mehr durch Wasserstoffgas verdünnt. Wie zuvor beschrieben, fließt das Gas, das in den unteren Einlassanschluss 54 zugeführt wird, in den oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 über die Mitte der Halterung 20. Somit ist das Depositionsgas, das jetzt über die Mitte des Wafers fließt, stärker mit Wasserstoff verdünnt als das Depositionsgas, das in die Depositionskammer 12 eintritt, das über den äußeren Teil des Wafers fließt. Da das Depositionsgas, das über den äußeren Teil des Wafers fließt, jedoch mit Wasserstoff verdünnt ist, das nach oben entlang der Kante der Halterung 20 von dem unteren Teil 24 der Depositionskammer 12 fließt, können die Depositionsgase, die über beide Teile, den mittigen Teil und den äußeren Teil des Wafers fließen, gesteuert werden, um im Wesentlichen dieselbe Zusammensetzung zu haben. Somit wird die Schicht des auf der Fläche des Wafers abgeschiedenen Materials gleichförmig über die gesamte Fläche des Wafers sein.
Somit wird durch die vorliegende Erfindung eine Abscheidungsvorrichtung für Halbleiter-Wafer zur Verfügung gestellt, bei der vor dem Abscheiden einer Schicht eines Materials auf einem Wafer die rückwärtige Fläche der Halterung, die den Wafer während der Abscheidung hält, mit einer Schicht desselben Materials und Dotier-Niveaus beschichtet ist, wie die auf dem Wafer abzuscheidende. Dies stellt die rückwärtige Fläche der Halterung mit einem Emissionsvermögen zur Verfügung, das sich nicht während des Abscheidungsprozesses als ein Resultat des darauf abgeschiedenen Materials durch das Depositionsgas ändert, das in den unteren Teil 24 der Depositionskammer 12 leckt. Dies erlaubt wiederum die Überwachung der Temperatur der Halterung mit einem Infrarot-Temperatursensor ohne eine falsche Änderung in der detektierten Temperatur als Resultat einer Änderung des Emissionsvermögens der rückwärtigen Fläche der Halterung 20 zu verursachen.
Die Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung hat auch einen Einlassrohranschluss 30, der dieselben Depositionsgase in entweder den unteren Teil 24 der Depositionskammer 12 oder den oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 zur Verfügung stellen kann, um so eine Abscheidung desselben Materials entweder auf der rückwärtigen Fläche der Halterung 20 oder auf einem Wafer auf der oberen Fläche der Halterung 20 zu erlauben. Zusätzlich stellt der Einlassrohranschluss 30 getrennte Flüsse des Depositionsgases über den mittleren Teil der Halterung 20 und einen darauf liegenden Wafer und über die äußeren Teile der Halterung 20 und dem Wafer zur Verfügung. Dies erlaubt die Steuerung der Zusammensetzung des Abscheidungsgases, das über die Mitte des Wafers zugeführt wird, so dass es im Wesentlichen gleich zu dem gemacht werden kann, das über den äußeren Teil des Wafers fließt, selbst wenn das Gas, das über den äußeren Teil des Wafers fließt, durch Spülgas geändert wird, das nach oben entlang der Kante der Halterung von dem unteren Teil 24 der Kammer 12 fließt.
Weiterhin beinhaltet die Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung Mittel, um einen Fluss eines inerten Spülgases in den unteren Teil 24 der Depositionskammer 12 während des Abscheidungsbetriebs zur Verfügung zu stellen. Dies erlaubt eine Minimierung des Flusses von Depositionsgas von dem oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 in den unteren Teil 24 während des Abscheidungsbetriebs. Die Vorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung enthält auch Mittel zum zur Verfügungstellen von etwas Spülgas in dem Teil des Depositionsgases, das in den oberen Teil 22 der Depositionskammer 12 über die Mitte des Wafers eingeführt wird, um die Zusammensetzung des Depositionsgases zu kontrollieren und sie im Wesentlichen gleich zu machen zu der Zusammensetzung des Depositionsgases, das über den äußeren Teil des Wafers fließt.
Es ist einzusehen und zu verstehen, dass die spezifischen Ausführungsformen der Erfindung lediglich illustrativ für das allgemeine Prinzip der Erfindung sind. Vielfältige Modifikationen können in Einklang mit den dargelegten Prinzipien gemacht werden. Zum Beispiel kann der Gasauslassanschluss mit Durchgängen durch die Auskleidungen verbunden sein, die sich durch beide, die unteren und oberen Ausgänge erstrecken, um ein schnelleres Entweichen der Gase von beiden Teilen der Kammer zu erlauben. Der Einlassrohranschlusses kann auch nur einen Durchgang zu dem unteren Teil der Depositionskammer und nur eine Öffnung über den äußeren Teil der Halterung in dem oberen Teil der Depositionskammer haben.

Claims

Depositionsvorrichtung zur Deposition einer Materialschicht auf der Oberfläche eines Wafers mit: einer Depositionskammer (12); und einer Halterung, die eine Halterungsplatte (20) aufweist; wobei sich die Halterungsplatte (20) über die Depositionskammer (12) erstreckt und zwischen einem oberen Teil (22) der Kammer (12) und einem unteren Teil (24) der Kammer (12) positioniert ist, des Weiteren umfassend einen Einlassrohranschluss (30) für das Depositionsgas mit zumindest einem Durchflusskanal (104), der in den unteren Teil (24) der Depositionskammer (12) führt und zumindest einem Durchflusskanal (108, 112), der in den oberen Teil (22) der Depositionskammer (12) führt, des Weiteren umfassend einen auf die rückseitige Oberfläche der Halterungsplatte (20) gerichteten Infrarottemperatursensor (36), der darauf eingestellt ist, von der Halterungsplatte (20) emittierte Strahlung zu detektieren, wenn die Halterungsplatte (20) geheizt wird.
Die Depositionsvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend mit der Halterung verbundene Mittel (26) zum Drehen der Halterung.
Die Depositionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Rohranschluss (30) mindestens zwei Durchflusskanäle (108, 112) aufweist, die in den oberen Teil (22) der Depositionskammer (12) führen, wobei einer der Durchflusskanäle (112) positioniert ist, um einen Gasfluss über den mittleren Teil der oberen Oberfläche der Halterungsplatte (20) zu leiten und der andere Durchflusskanal (108) positioniert ist, um einen Gasfluss über den peripherischen Randteil der oberen Oberfläche der Halterungsplatte (20) zu leiten.
Die Depositionsvorrichung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der die Depositionskammer (12) eine obere Kuppel (14), eine untere Kuppel (16) und eine Seitenwand (18) zwischen der oberen und unteren Kuppel umfasst, und der Rohranschluss (30) in der Seitenwand (18) ist.
Die Depositionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Rohranschluss (30) eine Aufsatzplatte (38) umfasst mit drei Einlassöffnungen (50, 52, 54), wobei eine Einlassöffnung (52) mit dem Durchflusskanal (104) verbunden ist, der in den unteren Teil (24) der Kammer (12) führt, und wobei jede der anderen zwei Einlassöffnungen (50, 54) mit einem separaten der Durchflusskanäle (108, 112), die in den oberen Teil (22) der Kammer (12) führen, verbunden ist.
Die Depositionsvorrichtung nach Anspruch 5, des Weiteren umfassend eine Einsatzplatte (78), die sich durch die Seitenwand (18) der Kammer (12) erstreckt, wobei die Einsatzplatte (78) drei Durchflusskanäle (98, 100, 102) aufweist, die sich dadurch erstrecken, wobei jeder Durchflusskanal mit einer separaten Einlassöffnung (50, 52, 54) in der Aufsatzplatte (38) verbunden ist.
Die Depositionsvorrichtung nach Anspruch 6, des Weiteren umfassend eine an der inneren Oberfläche der Seitenwand (18) der Kammer (12) sitzende und sich über eine Oberfläche der Einsatzplatte (78) hin erstreckende Auskleidung (84), wobei die Auskleidung (84) sich durch sie erstreckende separate Durchflusskanäle (104, 108, 112) aufweist, die zu jedem der Durchflusskanäle (98, 100, 102) in der Einsatzplatte (78) führen, wobei einer der Durchflusskanäle (104) in der Auskleidung (84) in den unteren Teil (24) der Depositionskammer (12) führt und die anderen Durchflusskanäle (108, 112) in der Auskleidung (84) in den oberen Teil (22) der Depositionskammer (12) führen.
Die Depositionsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die Aufsatzplatte (38) eine Oberfläche aufweist (40), die zu einer Oberfläche (86) der Einsatzplatte (78) gerichtet ist, eine Mehrzahl von Ausnehmungen (62, 70, 72) in der Oberfläche (40) der Aufsatzplatte (38) sind, wobei jede Ausnehmung jeweils einem separaten Durchflusskanal (98, 100, 102) in der Einsatzplatte (78) gegenüberliegt und zu ihm führt, wobei jede Einlassöffnung (50, 52, 54) mit einer separaten Ausnehmung (62, 70, 72) in der Aufsatzplatte (38) verbunden ist.
Die Depositionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, des Weiteren umfassend ein Gaszuführsystem, das mit jeder der Einlassöffnungen verbunden ist (50, 52, 54) und eingestellt ist, zu jeder der Einlassöffnungen (50, 52, 54) das gleiche Depositionsgas zuzuführen.
Die Depositionsvorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Gaszuführsystem eine Mehrzahl von Quellen (122, 124, 126, 128) von verschiedenen Gasen umfasst, die in das Depositionsgas einzubinden sind, und Leitungen (132, 134, 136, 138), die jede der Gasquellen mit jeder der Einlassöffnungen (50, 52, 54) verbindet.
Die Depositionsvorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Gasquellen (122, 124, 126, 128) alle verbunden sind mit einer ersten gemeinsamen Leitung (140), eine zweite Leitung (146) die gemeinsame Leitung (140) mit der Öffnung (52) zum Einspeisen von Gasen in den unteren Teil (24) der Kammer (12) verbindet, eine separate dritte Leitung (144) die gemeinsame Leitung (140) mit den Öffnungen (50, 54) zum Einspeisen von Gas in den oberen Teil (22) der Kammer (12) verbindet, und einem separaten Ventil (148) in jeder der zweiten und dritten Leitung (144, 146) zum Kontrollieren des Gasflusses in jeder der zweiten und dritten Leitung (144, 146).
Die Depositionsvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die dritte Leitung (144) separate Leitungen (150, 152) aufweist, die mit jeder der Einlassöffnungen (50, 54) verbunden sind, die mit dem oberen Teil (22) der Kammer (12) verbunden sind.
Die Depositionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei der das Gaszuführsystem eine separate Quelle eines Reinigungsgases (130) und eine Leitung (156) aufweist, die die Reinigungsgasquelle (130) mit einer Einlassöffnung (160) verbindet, die mit dem unteren Teil (24) der Kammer (12) verbunden ist.
Die Depositionsvorrichtung nach Anspruch 13, des Weiteren umfassend eine Leitung (158), die sich von der Reinigungsgasquelle (130) zu der Einlassöffnung erstreckt, die mit dem oberen Teil (22) der Kammer (12) verbunden ist.
Methode zum Ablagern einer Materialschicht auf eine Oberfläche eines auf der oberen Oberfläche einer Halterung angebrachten Wafers in einer Depositionskammer, mit den folgenden Schritten: (i) Ablagern einer Schicht des gleichen Materials, das auf dem Wafer abzuscheiden ist, auf der rückseitigen Oberfläche der Halterung, indem ein Depositionsgasstrom zu dem unteren Teil der Depositionskammer geleitet wird; (ii) Nach Ablagern einer Schicht des Materials auf der rückseitigen Oberfläche der Halterung in Schritt (i) Ablagern einer Schicht des gleichen Materials, wie es auf der rückseitigen Oberfläche der Halterung abgelagert wurde, auf einer Oberfläche des Wafers, indem ein Depositionsgasstrom zu dem oberen Teil der Depositionskammer geleitet wird; und (iii) Überwachen der Temperatur der Halterung mit Hilfe eines Infrarottemperatursensors, der die von der Halterung emittierte Strahlung detektiert, wenn die Halterung beheizt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Depositionsgas, das zum Ablagern der Schichten auf der rückseitigen Oberfläche der Halterung und auf dem Wafer benutzt wird, ein Gas mit einem Siliziumbestandteil enthält.
Das Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das Gas mit einem Siliziumbestandteil Silan umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem die Schicht, die auf der rückseitigen Oberfläche der Halterung abgelagert wird, zuerst abgeschieden wird von einem Dichlorsilan enthaltenden Depositionsgas, um einen relativ dicken ersten Teil der Silizium enthaltenden Schicht abzulagern, und dann abgeschieden wird von einem Silan enthaltenden Depositionsgas, um auf dem ersten Teil der Schicht einen zweiten, dünneren Teil der Silizium enthaltenden Schicht abzulagern.
Das Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die auf dem Wafer abgelagerte Schicht von dem gleichen Depositionsgas abgeschieden wird wie es benutzt wird um den zweiten Teil der Schicht auf der rückseitigen Oberfläche der Halterung abzulagern.
Halterung für eine Vorrichtung zum Ablagern einer Schicht eines Materials auf einem Wafer, die durch folgendes Verfahren erhältlich ist: (a) Ablagern einer Siliziumschicht mit einer Dicke von ungefähr 4 Mikrometer auf der rückseitigen Oberfläche der Halterung, wobei zur Deposition ein Dichlorsilan-Precursorgas benutzt wird, und (b) anschließendes Ablagern einer Siliziumschicht mit einer Dicke von ungefähr 2 Mikrometer auf der in Schritt (a) abgelagerten Siliziumschicht, wobei ein Silan-Precursorgas zur Deposition benutzt wird.
Die Halterung nach Anspruch 20, wobei das Verfahren zum Erhalten der Halterung des Weiteren den zusätzlichen Einsatz eines Dotiergases in Schritt (a) und/oder in Schritt (b) umfasst.
Die Halterung nach Anspruch 20 oder 21, mit einer Halterungsplatte (20), die rund ist und die Oberfläche, auf der der Wafer gehalten wird, mindestens einen Teil aufweist, der im Wesentlichen flach ist.