[发明专利]模块化化学气相沉积（CVD）反应器

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及一种用于处理半导体基板的设备及方法，尤其涉及一种 用于在半导体基板上形成外延层的设备及方法。

相关技术的描述

半导体组件被制造于硅及其它半导体基板上，而基板由硅浴挤压出 硅晶棒(ingot)，再将硅晶棒切割成多个基板来制成。在硅的实例中， 基板的材料为单晶体，外延硅层接着形成于基板的单晶材料上。外延硅 层通常掺杂有硼，且其掺质浓度为每立方厘米约1×10¹⁶个原子。一般 外延硅层的厚度为约5微米。相对于单晶硅，外延硅层的材料针对在其 内及其上形成半导体组件较具有可控特性。外延工艺亦可在半导体组件 的制造过程中使用。

例如化学气相沉积法(CVD)的气相方法已用于在硅基板上制造硅 外延层。为了利用CVD工艺来形成硅外延层，基板被置于设定于一升高 温度(例如600～1100℃)以及一减压状态或大气压力下的CVD外延 反应器中。当维持在升高温度及减压状态下时，将含硅气体(例如硅甲 烷气体或二氯硅烷气体)供应至CVD外延反应器，而硅外延层则藉由气 相生长法而生长。

CVD外延反应器通常包括反应器腔室、气体源、排气系统、加热源 以及冷却系统。反应器腔室用作所需反应的受控环境。气体源提供反应 物以及净化气体；排气系统则在反应器腔室内维持大气压或真空压力下； 加热源可以是红外线灯或感应源的阵列，且其通常将能量传送至反应器 腔室以加热待处理的基板；冷却系统被导向腔室壁，以使其热膨胀或变 形最小化。现有技术CVD外延反应器通常尺寸较大，且较不易维修或保 养。

因此，需要一种用于在半导体基板上生长外延层的方法及装置，其 具有较小的尺寸且较易维修

发明内容

本发明提供用于处理半导体基板的方法及装置。更特别地，本发明 提供用于群集式工具的模块化CVD外延处理单元。

本发明之一实施例被提供模块化处理单元。模块化半导体处理单元 包括：具有注入盖的腔室；被配置成透过注入盖而将一种或多种处理气 体供应至腔室的气体面板模块，其中气体面板模块被设置成邻近注入盖； 以及灯模块，其被置于腔室下方，该灯模块具有多个垂直定位的灯。

本发明的另一实施例提供用于处理半导体基板的群集式工具。该群 集式工具包括具有中央机械手的中央传输室；至少一加载锁，其使中央 传输室与工厂接口耦合连接；以及一个或多个附连至中央传输室的模块 化处理单元。其中一个或多个模块化处理单元包括：处理室，其具有注 入盖及排气装置，并配置成在其中处理半导体基板；气体面板模块，被 设置成邻近处理室的注入盖；灯模块，具有设置于处理室下方的多个垂 直定位灯；以及设置于处理室上方的上方处理模块。

本发明的又一实施例提供用于处理半导体基板的腔室。该腔室包括： 腔室主体，其定义一处理容积并具有注入盖及排出口；腔室盖，被绞接 至腔室主体；气体面板模块，被配置成向腔室提供处理气体，并置于距 离注入盖约一英尺处；垂直灯模块，被配置成成加热处理容积，并设置 于腔室主体下方；气冷模块，其与腔室主体连接；以及上方反射器模块， 其设置于腔室盖上方。

附图简述

藉由可详细了解本发明的上述特征的方式，以上简单概述的本发明 的更具体说明可参照实施例进行，且其一部分亦于所附附图中例示。然 而，需注意的是，所附附图仅例示了本发明的典型实施例，因此不可视 为限制本发明的范围，因为本发明可允许其它等效实施例。

图1示出根据本发明的实施例的用于半导体处理的群集式工具的平 面视图。

图2示意性地示出根据本发明的模块化CVD外延室的透视图。

图3示意性地示出处理室的实施例的剖面视图，其在图2的模块化 CVD室中具有上方模块及下方模块。

图4示意性地示出根据本发明一实施例的冷却板。

图5A示意性地示出根据本发明一实施例的下方反射器。

图5B示意性地示出根据本发明一实施例的内部反射器。

图6示意性地示出根据本发明一实施例的处理室。

图7示意性地示出根据本发明一实施例的上方反射器。

图8示意性地示出根据本发明一实施例的气冷模块。

图9示意性地示出图8的气冷模块的俯视图。

图10示意性地示出根据本发明一实施例的气体面板模块的前侧。