[发明专利]化学气相沉积的气体预热系统

说明书

技术领域

本发明是关于加热系统与方法，特别是关于使用在化学气相沉积的气体预热系统。

背景技术

本发明是关于加热系统与方法，特别是关于使用在化学气相沉积的气体预热系统。

薄膜沉积(Thin Film Deposition)可应用于各种物品或组件，例如珠宝、瓷制碟类(dishware)、工具、模具，及/或半导体组件等的表面处理；薄膜沉积是一种在各种材料例如金属、超硬合金、陶瓷及晶圆基板的表面上，成长一层或多层同质或异质材料薄膜的工艺，以改善抗磨耗、热阻及/或抗腐蚀等特性。通常薄膜沉积技术可至少区分为两类：物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称PVD)及化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，简称CVD)。

由于沉积技术及沉积参数差异，沉积薄膜的晶格可能是「单晶」、「多晶」、或「非结晶」。单晶薄膜的沉积在集成电路工艺中特别重要，所沉积的薄膜称为「磊晶层」(epitaxial layer)。例如，磊晶层可以用半导体材料形成，并在形成过程中进行掺质步骤，如此不受氧与碳等杂质污染，而精确控制薄膜中的「掺质分布」(dopant profile)。

金属有机化学气相沉积(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)是化学气相沉积的一种应用，其原理是利用承载气体(carrier gas)携带气相反应物，进入装有一个或多个基板(例如晶圆)的反应腔体中，基板下方的载盘(susceptor)以特定加热方式(例如高周波感应或电阻)加热，使得基板及接近基板的气体温度升高，在高温会触发单一或是数种气体间产生化学反应，并使通常为气态的反应物被转换为固态的生成物，且沉积在基板表面上。

为改善反应速率或效率，通常会在气体进入反应腔体前会进行预热。预热过程会将一种或多种气体分解成反应离子；然而，传统预热程序的能源效率与分解速率，仍然有限且不够满足需求。

因此，亟需提出一种改善的预热系统或方法。

发明内容

本发明的一实施例提供一种气体预热系统，以加热在一化学气相沉积中所使用的的一种或多种气体。加热系统包含一加热模块与一传送模块。传送模块通过一种或多种气体，加热模块透过传送模块，间接加热于一种或多种气体。

其中所述加热模块包含一射频线圈，该射频线圈直接加热所述传送模块。

其中所述传送模块的材料包含石墨(graphite)、钨(tungsten)、钼(molybdenum)、铬镍铁合金(inconel)、铼(rhenium)、铂(platinum)、硅(silicon)，或上述材料的任意组合。

其中所述传送模块的材料包含石墨涂布热解氮化硼(PBN)、石墨涂布热解渗碳氮化硼(PBCN)、石墨涂布碳化硅(silicon carbide)，或上述材料的各种组合。

其中所述传送模块包含一阻碍机构，以减缓通过所述传送模块的所述一种或多种气体的流速。

其中所述加热模块包含一射频线圈，该射频线圈直接加热所述阻碍机构。

其中所述加热模块包含一射频线圈，所述传送模块包含一管柱，该管柱位于所述射频线圈内，所述阻碍机构位于所述管柱内。

其中所述加热模块包含一射频线圈，所述传送模块位于该射频线圈内且所述传送模块包含一同心圆结构，该同心圆结构具有一内管与一外管，所述阻碍机构位于所述外管与所述内管之间的一环形结构。

其中所述加热模块包含一射频线圈，所述传送模块更包含一同心圆结构，该同心圆结构具有一内管与一外管，所述阻碍机构位于所述内管内，所述射频线圈位于所述外管与所述内管之间的一环形结构。

其中所述阻碍机构包含多个板，所述多个板于垂直于所述内管的内壁的方向上间隔地设置，且每个所述板具有多个穿孔以缩减所述一种或多种气体的路径。

其中所述阻碍机构包含多个板，所述多个板于垂直于所述内管的内壁的方向上间隔地设置，每个所述板具有一开孔，所述多个板的所述开孔为交替地设置，以增长所述一种或多种气体的路径。

其中所述阻碍机构包含多个填充物，所述一种或多种气体通过所述多个填充物之间的间隙，以增长所述一种或多种气体的路径。

其中所述多个填充材料包含一感应材料，或所述多个填充材料表面涂布有一抗腐蚀材料的感应材料。