TW201303973A - 汽相沉積系統用之處理氣體擴散器組件 - Google Patents

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Abstract

揭露汽相沉沉積系統及用於此系統中的氣體擴散器組件。氣體擴散器組件包含：氣體擴散歧管與基板處理系統耦合且其配置方式俾以將來自氣體出口的處理氣體以實質上垂直基板表面的方向導入基板處理系統中，在基板表面上產生滯流模式。氣體擴散歧管包含氣體入口、滯流板與擴散構件。

Description

汽相沉積系統用之處理氣體擴散器組件
本發明係關於用於電子元件製造的一種氣體分配系統。
在材料處理期間如製造積體電路(ICs)之半導體元件製造期間，汽相沉沉積為一種形成薄膜以及在基板上之複雜表面起伏之上與之內形成共形薄膜的常用技術。汽相沉沉積處理可包含化學汽相沉積(CVD)與電漿增強CVD(PECVD)。例如，在半導體製造期間，可將此類汽相沉積處理用於前段製程(FEOL)操作中以形成閘極介電薄膜，及用於後段製程(BEOL)操作之金屬化製程中以形成低介電常數(low-k)或超低介電常數(ultra-low-k)、多孔隙或無孔隙之介電薄膜及阻障層/晶種層，及用於先進記憶體製造中形成電容器。
在CVD處理中，薄膜前驅物蒸氣的連續流會被導入包含基板的處理室中，其中薄膜前驅物的組成物具有存在於欲形成在基板上之薄膜層中的主要原子或分子物質。在此連續處理期間，前驅物的蒸氣會化學吸附基板表面上，同時在能協助化學吸附之材料還原的額外氣體成分存在或不存在的情況下進行熱分解，藉此留下期望的薄膜。
在PECVD處理中，CVD處理更包含用來改變或增進薄膜沉積機制的電漿。例如，電漿激發可讓成膜反應在較低的溫度下進行，此溫度遠低於熱激發CVD在製造類似薄膜時所需的溫度。此外，電漿激發可活化在能量上或動能上不利於熱CVD反應的薄膜形成化學反應。
近來，原子層沉積(ALD)(一種CVD)崛起成為前段製程(FEOL)操作中形成超薄閘極薄膜的候選者，同時也是後段製程(BEOL)操作中金屬化製程中形成超薄阻障層與晶種層的候選者。各種ALD包含電漿增強ALD，電漿增強ALD包含在至少一部分的ALD循環中形成電漿。在ALD中，交替地且連續地導入兩或 更多種處理氣體，以一次形成一材料薄膜的單層。目前已證明，此類ALD處理能提供膜層厚度的較佳的均勻度與控制並能在欲形成膜層的圖案上形成共形薄膜。
在汽相沉積期間，很重要的是將一或多種包含成膜氣體的處理氣體均勻地引導至正在接受處理之基板的上方。又，在沉積速率係取決於每一ALD循環之時間長度的ALD系統中，兩或更多種處理氣體可交換的速率讓一或多種處理氣體難以在整個基板上均勻地流動。
各種實施例係關於製造電子元件時所用的氣體分配系統，尤其是用於汽相沉積系統如ALD系統中的氣體分配系統。
根據一實施例，揭露一種氣體擴散器組件。氣體擴散器組件包含氣體擴散歧管，氣體擴散歧管係耦合至基板處理系統且其配置方式俾以將來自氣體出口的處理氣體以實質上垂直基板表面的方向導入基板處理系統中，在表面上方產生滯流模式。氣體擴散歧管包含：氣體入口，對氣體擴散歧管提供處理氣體的流量；滯流板，位於入口氣體腔室中，用以與處理氣體相交並強迫處理氣體徑向地向外流動、圍繞滯流板的外緣與徑向地向內流動；及擴散構件，位於入口氣體腔室的出口處並用以在處理氣體被導入基板處理系統前用以擴散處理氣體的流量，擴散構件包含複數開口使處理氣體的流量通過此複數開口。
根據另一實施例，揭露一種汽相沉積系統。該汽相沉積系統包含：具有真空泵抽系統的處理室，真空泵抽系統係用以控制及/或最佳化處理室中的壓力；基板支撐件，耦合至處理室並用以支撐基板；及具有耦合至處理室之氣體擴散歧管的氣體分配系統，氣體擴散歧管之配置方式俾以將來自氣體出口的處理氣體以實質上垂直基板表面的方向導入至基板處理系統中，在表面上產生滯流模式。
在下面的敘述中為了解釋本發明而非限制本發明，會提供特定的細節如沉積系統的特定幾何特徵與其中所用之各種元件與處理的說明。然而應瞭解，在其他實施例中可脫離此些特定細節來實施本發明。
類似地，為了解釋本發明而非限制本發明，提供特定的數字、材料與配置使熟知此項技藝者更全面地瞭解本發明。但可脫離此些特定細節來實施本發明。又，當明白，圖示中所示之各種實施例是說明性的，不一定符合比例。
本文中所用的「基板」一詞通常代表根據本發明欲處理之目標物。基板可包含任何材料部或元件結構，尤其是半導體或其他電子元件，例如可以是基本基板結構如半導體晶圓或位於基本基板結構上或上方的膜層如薄膜。因此，基板並不限於任何特定的基本結構、下層或上層、圖案化或未圖案化的膜層，而是包含任何此類膜層或基本結構及膜層及/或基本結構的任意組合。下面的敘述會參考特定類型的基板，但這只是說明性的而不會限制本發明。
如上所討論的，在ALD系統中處理基板時，兩或更多種處理氣體可交換的速率讓一或多種處理氣體難以在整個基板上均勻地流動。因此，在其他設計考量中，本發明人尤其建議施用一種具有高流動導通量的氣體分配系統，以將處理氣體的均勻流導入放置在具有較低處理量即較低滯留時間之沉積系統的基板上方。
因此現在參考附圖，其中類似的參考標號係用來代表相同或對應的部件。圖1A至1C顯示了根據一實施例之基板處理系統。基板處理系統可包含沉積系統100如一種汽相沉積系統。例如，沉積系統100可包含原子層沉積(ALD)系統。然而，或者沉積系統100可包含電漿增強ALD(PEALD)系統、化學汽相沉積系統(CVD)、電漿增強CVD(PECVD)系統、燈絲輔助CVD(FACVD)系統、物理汽相沉積(PVD)系統、離子化PVD(iPVD)系統、原子層磊晶(ALE)系統)、分子束磊晶(MBE)系統等。又， 雖然下列的實施例係針對沉積敘述，但此些實施例可應用至其他系統與處理。或者，基板處理系統例如可包含蝕刻系統、熱處理系統、快速熱處理(RTP)系統、退火系統、快速熱退火(RTA)系統、爐管等。
例如在後段製程(BEOL)操作中半導體元件用之內連線與外連線結構的金屬化製程中，可使用沉積系統100來沉積含金屬薄膜。或者，例如在前段製程(FEOL)操作中閘介電層及/或閘電極的製造期間，可使用沉積系統100來沉積含金屬薄膜。
例如用以促進沉積處理的沉積系統100包含：具有基板支撐件120的處理室110，基板支撐件120係用以支撐基板125，在基板125上可形成、蝕刻或處理薄膜。處理室110更包含上組件112，經由上組件112可將來自材料輸送系統130的處理材料及/或清理材料導入處理室110。此外，沉積系統100包含：真空泵抽系統140，耦合至處理室110並經由一或多條泵抽導管141來排空處理室110。又，沉積系統100包含：控制器150，可耦合至處理室110、基板支撐件120、材料輸送系統130與真空泵抽系統140。
沉積系統100的特徵在於滯流處理系統，其中處理材料及/或清理材料可經由上組件112以實質上垂直基板125或基板支撐件120的方向引導至基板125上方。例如，處理材料及/或清理材料經由氣體分配系統135進入基板125上方的區域，然後以實質上垂直基板125或基板支撐件120的方向流向基板125。
此外，沉積系統100可用來處理200 mm基板、300 mm基板或更大尺寸的基板。事實上熟知此項技藝者應瞭解，基板處理系統如沉積系統100可用來處理基板、晶圓或LCD(液晶顯示)面板，無論其尺寸為何。
基板可經由一通道(未顯示)而被導入處理室110中，然後藉由基板舉升系統126而被舉升至基板支撐件120的上表面或自基板支撐件120的上表面被舉升。基板舉升系統126可例如包含延伸通過基板支撐件120到達基板125背側的舉升銷陣列，因此使基板125能在基板支撐件120之上表面128上的基板處理位置 170(見圖1A與1B)與基板支撐件120之上表面128上方的基板交換位置172(見圖1C)之間垂直移動。當處理基板125時，基板支撐件可位於處理位置180(見圖1A)。或者，當裝載或卸載基板125時，基板支撐件可位於傳送位置182(見圖1B與1C)。
參考圖1A，材料輸送系統130可包含用以將處理材料導入處理室110的處理材料供給系統132以及用以將清理材料導入處理室110的清理材料供給系統134。處理材料供給系統132可對處理室110提供處理材料的連續流、週期流或非週期流。此外，清理材料供給系統134可對處理室110提供清理材料的連續流、週期流或非週期流。
處理材料可例如包含薄膜形成組成物例如具有存在於形成在基板125上之薄膜中的主要原子或分子物質的組成物，或者，處理材料可例如包含蝕刻劑或其他處理劑。如圖1A中所示，可備製處理材料並利用材料輸送系統130經由上組件112將處理材料供給至處理室110。處理材料原本可以是固相、液相或氣相，且可在使用或不使用添加氣體及/或載氣的情沉下將氣相的處理材料輸送至處理室110。
例如，處理材料可包含一或多種氣體、或一或多種氣體所形成的蒸氣、或其兩或更多種的混合物。處理材料供給系統132可包含一或多個氣體源、或一或多個蒸發源、或其組合。本文中蒸發代表材料(通常以非氣態的形式儲存)從非氣態轉變為氣態。因此在本文中可交替使用「蒸發」、「昇華」與「汽化」以代表從固體或液體材料形成蒸氣(氣體)，無論是從例如固體轉變為液體然後轉變為氣體、固體轉變為氣體、或液體轉變為氣體。
此外，處理材料可例如包含吹淨氣體。吹淨氣體可包含惰性氣體如貴重氣體(即氦、氖、氬、氙、氪)或其他氣體如含氧氣體、含氮氣體及/或含氫氣體。
清理材料可例如包含臭氧。如圖1A中所示，可利用臭氧氣體產生器來產生臭氧並利用材料輸送系統130經由上組件112將臭氧供給至處理室110。臭氧氣體產生器可包含自TMEIC (Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation,Tokyo,Japan)販售的H-系列、P--系列、C-系列或N-系列的臭氧氣體產生系統。將含氧氣體供給至臭氧氣體產生器並選擇性地供給含氮氣體作為催化劑。含氧氣體可包含O2、NO、NO2、N2O、CO或CO2或其兩或更多種的任意組合。含氮氣體可包含N2、NO、NO2、N2O或NH3或其兩或更多種的任意組合。例如，可將O2與選擇性的N2供給至臭氧氣體產生器以形成臭氧。
此外，清理材料可例如包含吹淨氣體。吹淨氣體可包含惰性氣體如貴重氣體(即氦、氖、氬、氙、氪)或其他氣體如含氧氣體、含氮氣體及/或含氫氣體。
材料輸送系統130可包含一或多個材料源、一或多個壓力控制裝置、一或多個流動控制裝置、一或多個濾件、一或多個閥件或一或多個流動感測器.例如，材料輸送系統130可將一或多種處理材料、一或多種清理材料或一或多種吹淨氣體或其兩或更多者的任意組合交替地導入處理室110。又，材料輸送系統130可經由氣體分配系統135將一或多種處理材料、一或多種清理材料或一或多種吹淨氣體或其兩或更多者的任意組合交替地導入處理室110。
如圖2中所示，根據一實施例，氣體分配系統135可包含氣體擴散器組件200，氣體擴散器組件200係用以將包含處理氣體的例如處理材料及/或清理材料導入至處理室110。氣體擴散器組件200包含氣體擴散歧管210，氣體擴散歧管210之配置方式俾以將來自氣體出口214的處理氣體以實質上垂直基板225表面的方向導入至基板處理系統如沉積系統100的處理空間215中，在表面上方產生滯流模式。
氣體擴散歧管210包含：氣體入口212，用以對氣體擴散歧管210提供處理氣體213的流量；滯流板220，位於入口氣體腔室230中並用以與處理氣體213相交且強迫處理氣體213徑向地向外流動、圍繞滯流板220的外緣與徑向地向內流動；及擴散構件240位於入口氣體腔室的出口處且在處理氣體213被導入至處 理空間215之前擴散處理氣體213的流量，其中擴散構件240包含複數開口使處理氣體213的流量流過複數開口。
擴散構件240可包含多孔發泡體構件、具穿孔之構件、板狀構件、篩狀構件或屏狀構件或其兩或更多者的任意組合。例如，擴散構件240可包含一多孔發泡體構件，此構件具有自約每吋5孔隙至約每吋200孔隙之範圍的孔隙度。此外，例如，擴散構件240可包含一多孔發泡體構件，此構件具有自約每吋10孔隙至約每吋100孔隙之範圍的孔隙度。此外，例如，擴散構件240可包含一多孔發泡體構件，此構件具有自約每吋10孔隙至約每吋60孔隙之範圍的孔隙度。
如圖2中所示，滯流板220與擴散構件240係以氣體入口212之軸為中心。又，滯流板220的第一橫向尺寸222可超過擴散構件240的第二橫向尺寸242。例如，滯流板220與擴散構件240每一者皆可包含圓形板或碟，其中滯流板220的第一直徑超過擴散構件240的第二直徑。如上所述，處理氣體213流被迫徑向地向外流動、圍繞滯流板220的外緣與徑向地向內流動。
例如，擴散構件240的第二直徑的範圍可自受到處理之基板225的直徑的約5%至約50%，處理氣體213流係流經擴散構件而到達基板225。此外，例如，擴散構件240的第二直徑的範圍可自受到處理之基板225的直徑的約10%至約30%。此外，例如，擴散構件240的第二直徑的第二直徑的範圍可自受到處理之基板225的直徑的約15%至約20%。
藉著將滯流板220的第一橫向尺寸222設計成大於擴散構件240第二橫向尺寸242，當處理氣體213徑向地向內流動時，在處理氣體213轉向流經過擴散構件240之前，處理氣體213流可實質上平行面對入口氣體腔室230的擴散構件240前表面。又，可設計入口氣體腔室230之外部及/或滯流板220的外緣的形狀，例如可設計其具有平滑、圓的表面，以使得處理氣體213流能流經滯流板220的附近而實質上無損失或分離。
如圖2中所示，氣體擴散器組件200亦可包含位在擴散構件240之出口處的出口氣體腔室250。出口氣體腔室250可包含圓柱形的腔室、圓錐形的腔室或任意形狀的腔室。
根據另一實施例，如圖3中所示，氣體擴散器組件300可包含位在擴散構件240之出口處的出口氣體腔室350以及位在出口氣體腔室350之出口處的出口氣體分配板360。出口氣體腔室350可包含圓柱形的腔室、圓錐形的腔室或任意形狀的腔室。出口氣體分配板360多孔發泡體構件、具穿孔之構件、板狀構件、篩狀構件或屏狀構件或其兩或更多者的任意組合。
可設計氣體擴散器組件(200,300)，使其自氣體入口212至氣體出口214具有超過每秒10升的流導。或者，可設計氣體擴散器組件(200,300)使其自氣體入口212至氣體出口214具有超過每秒20升的流導。
現在參考圖4，提供根據另一實施例之氣體擴散器組件400的組件視圖。氣體擴散器組件400包含具有氣體入口(未顯示)與入口氣體腔室430的氣體擴散歧管。氣體擴散歧管410可利用扣件434而連接至基板處理系統，如圖1A至1C中所示的沉積系統100。氣體擴散器組件400更包含：位於入口氣體腔室430內的滯流板420；入口氣體充氣環426，連接至氣體擴散歧管410並定義入口氣體腔室430；氣體擴散構件440；及鉗制環442，與入口氣體充氣環426耦合且將擴散構件440穩固地固定於其間。滯流板420利用扣件424而連接至氣體擴散歧管410並利用間隔件422而與氣體入口分離。此外，鉗制環442係利用扣件444而連接至入口氣體充氣環426。
選擇性地，氣體擴散器組件400可包含：可利用板環462與扣件464而連接至氣體擴散歧管410的出口氣體分配板460。圖5A中提供了無出口氣體分配板460之氣體擴散器組件400的底部照片，圖5B提供了具有出口氣體分配板460之氣體擴散器組件400的底部照片。
再次參考圖1A，基板支撐件120包含用以加熱或冷卻或加熱與冷卻的一或多個溫度控制元件124。又，可在一個以上的獨立控溫區中配置該一或多個溫度控制元件124。基板支撐件120可具有兩個加熱區，包含內區與外區。可獨立地加熱或冷卻基板支撐件的加熱區來控制不同區域的溫度。
根據另一實例，一或多個溫度控制元件124可包含嵌於基板支撐件120之表面下或基板支撐件120內的基板冷卻元件。例如，基板冷卻元件可包含自基板支撐件120接收熱並將熱傳遞至熱交換系統的再循環液流。根據另一實例，該一或多個溫度控制元件124可包含一或多個熱電裝置。
此外，基板支撐件120可選擇性地包含鉗制系統(例如電或機械鉗制系統)以將基板125固定至基板支撐件120的上表面。例如，基板支撐件120可包含靜電夾頭(ESC)。
又，基板支撐件120可選擇性地藉由背側氣體供給系統協助熱傳遞氣體輸送至基板125的背側，以改善基板125與基板支撐件120間的氣隙熱傳導。當需要在較高或較低溫度下控制基板溫度時，可使用此類系統。例如，背側氣體系統可包含兩區氣體分配系統，其中可獨立地變化基板125之中央與邊緣間的背側氣體(例如氦氣)壓力。
雖然未圖示，但處理室110亦可包含一或多個溫度控制元件，用以加熱或冷卻或加熱與冷卻。例如，該一或多個溫度控制元件可包含用以增加處理室110之溫度的室壁加熱元件，以減少冷凝，冷凝可能會或可能不會使薄膜形成在處理室110的表面上並使殘餘物累積。又，處理室110的上組件112亦可包含一或多個溫度控制元件，用以加熱或冷卻或加熱與冷卻。例如，該一或多個溫度控制元件可包含氣體/蒸氣輸送加熱元件，用以升高與導入處理室110之處理材料、清理材料或吹淨材料或其組合接觸的表面的溫度。
在程式指示下，溫度控制系統或控制器150或兩者可監測、調整及/或控制基板支撐件120的溫度。例如，基板支撐件120 可在上至約600度C的溫度範圍下操作。或者，例如，基板支撐件120可在上至約500度C的溫度範圍下操作。或者，例如，基板支撐件120可在自約200度C至約400度C的溫度範圍下操作。
此外，亦在程式指示下，溫度控制系統或控制器150或兩者可監測、調整及/或控制處理室110的溫度。例如，處理室110可在上至約400度C的溫度範圍下操作。或者，例如，處理室110可在上至約300度C的溫度範圍下操作。或者，例如，處理室110可在自約50度C至約200度C的溫度範圍下操作。
溫度控制系統或控制器150或兩者可使用一或多個溫度量測裝置來監測一或多個溫度如基板125的溫度、基板支撐件120的溫度、處理室110的溫度等。
例如，溫度量測裝置可包含2002年7月2日申請之美國專利申請案10/168,544(現為美國專利6,891,124)中所述之光纖溫度計、光學高溫計、帶緣溫度量測系統，將其所有內容包含於此作為參考，或者熱電耦如K型熱電耦。光學溫度計的實例包含：Advanced Energies,Inc.販售之型號為OR2000F的光纖溫度計；Luxtron Corporation販售之型號為M600的光纖溫度計；或Takaoka Electric Mfg.販售之型號為FT-1420的光纖溫度計。
仍參考圖1A，真空泵抽系統140可包含泵抽速度能上至每秒約5000升(及更高)的乾式真空泵浦如渦輪分子真空泵浦(TMP)或超低溫泵浦，耦合至處理室110並藉著經由一或多條泵抽導管141泵抽而控制及/或最佳化處理室110中的壓力。真空泵抽系統140可包含一或多個真空閥件142以控制輸送至處理室110的泵抽速度。又，真空泵抽系統140可包含壓力控制系統，以監測、調整、最佳化及/或控制處理室110中的壓力。
再度參考圖1A，控制器150可包含：記憶體；及數位I/O接口，能夠產生足以溝通與活化提供至基板處理系統如沉積系統100之輸入及監測來自基板處理系統如沉積系統100之輸出的控制電壓。又，控制器150可耦合至處理室110、基板支撐件120、材料輸送系統130與真空泵抽系統140並與上述者交換資訊。例 如，可使用儲存在記憶體中的程式根據處理配方來活化提供至基板處理系統如沉積系統100的上述元件的輸入，以進行沉積製程、蝕刻製程、處理製程及/或清理製程。
然而，控制器150可針對任何數目的處理元件(110,120,130,140)來加以配置，且控制器150可收集、提供、處理、儲存及顯示來自此些處理元件的數據。控制器150可包含用以控制一或多個處理元件的複數應用程式。例如，控制器150可包含圖形化使用者介面(GUI)元件(未顯示)，其可提供易使用的介面，讓使用者能監測及/或控制一或多個處理元件。
或者，或此外，控制器150可耦合至一或多個額外的控制器/電腦(未顯示)，且控制器150可自額外的控制器/電腦獲得設定及/或配置資訊。
控制器150或部分控制器150可位於基板處理系統如沉積系統100的相對附近，及/或可位於基板處理系統如沉積系統100的遠端。例如，控制器150可利用直接連接、內部網路、網際網路與無線連接中的至少一者而與基板處理系統如沉積系統100交換數據。控制器150可耦合至例如客戶端(即裝置製造商等)的內部網路或者其可耦合至例如供應商(即設備製造商等)端的內部網路。此外，例如，控制器150耦合至網際網路。又，另一電腦(即控制器、伺服器等)可存取例如控制器150以藉由直接連接、內部網路與網際網路中的至少一者來交換數據。熟知此項技藝者亦應瞭解，控制器150可藉由無線連接來與基板處理系統如沉積系統100交換數據。
在一實例中，利用如圖1A至1C中所示之使用圖2中所示之氣體擴散器組件的一沉積系統如沉積系統100來沉積氧化鉿(HfO2)薄膜。沉積處理為具有35個循環的ALD處理，其中每一循環包含：(1)導入含Hf的前驅物；(2)吹淨第一氣體；(3)導入氧化劑；及(4)吹淨第二氣體。圖6A提供基板數之函數的薄膜厚度(埃，A)(實線，實心鑽石)及標準差(無單位，%)(虛線，實心正方形)。重覆地製造具有約35 A厚度之薄膜的上至及超過100片 基板，在300 mm基板內的標準差少於1%。又，圖6B提供因為沉積處理所添加至每一基板之0.06微米與更大之微粒的微粒變化(無單位)，即緊接在沉積處理後測得的粒子數與緊接在沉積處理前測得的粒子數的差異。
雖然上面只說明了本發明的部分實施例，但熟知此項技藝者應瞭解，在實質上不脫離本發明之新教示與優點的情況下，可進行許多修改。因此所有此類修改應落在本發明的範疇內。
100‧‧‧沉積系統
110‧‧‧處理室
112‧‧‧上組件
120‧‧‧基板支撐件
124‧‧‧溫度控制元件
125‧‧‧支撐基板
126‧‧‧基板舉升系統
128‧‧‧上表面
130‧‧‧材料輸送系統
132‧‧‧處理材料供給系統
134‧‧‧清理材料供給系統
135‧‧‧氣體分配系統
140‧‧‧真空泵抽系統
141‧‧‧泵抽導管
142‧‧‧真空閥件
150‧‧‧控制器
170‧‧‧基板處理位置
172‧‧‧基板交換位置
180‧‧‧處理位置
182‧‧‧傳送位置
200‧‧‧氣體擴散器組件
210‧‧‧氣體擴散歧管
212‧‧‧氣體入口
213‧‧‧處理氣體
214‧‧‧氣體出口
215‧‧‧處理空間
220‧‧‧滯流板
222‧‧‧第一橫向尺寸
225‧‧‧基板
230‧‧‧入口氣體腔室
240‧‧‧擴散構件
242‧‧‧第二橫向尺寸
250‧‧‧出口氣體腔室
300‧‧‧氣體擴散器組件
350‧‧‧出口氣體腔室
360‧‧‧出口氣體分配板
400‧‧‧氣體擴散器組件
410‧‧‧氣體擴散歧管
420‧‧‧滯流板
422‧‧‧間隔件
424‧‧‧扣件
426‧‧‧入口氣體充氣環
430‧‧‧入口氣體腔室
434‧‧‧扣件
440‧‧‧氣體擴散構件
442‧‧‧鉗制環
444‧‧‧扣件
460‧‧‧出口氣體分配板
462‧‧‧板環
在附圖中：圖1A至1C顯示了根據一實施例之沉積系統的概圖；圖2提供了根據一實施例之氣體擴散器組件的橫剖面圖；圖3提供根據另一實施例之氣體擴散器組件的橫剖面圖；圖4提供根據另一實施例之氣體擴散器組件之組件視圖；圖5A與5B提供根據各種實施例之經組裝之氣體擴散器組件的照片；及圖6A與6B提供了利用圖2中所示之氣體擴散器組件沉積薄膜的例示性數據。
200‧‧‧氣體擴散器組件
210‧‧‧氣體擴散歧管
212‧‧‧氣體入口
213‧‧‧處理氣體
214‧‧‧氣體出口
215‧‧‧處理空間
220‧‧‧滯流板
222‧‧‧第一橫向尺寸
225‧‧‧基板
230‧‧‧入口氣體腔室
240‧‧‧擴散構件
242‧‧‧第二橫向尺寸
250‧‧‧出口氣體腔室

Claims (20)

  1. 一種氣體擴散器組件，用以將處理氣體導入基板處理系統中，此組件包含：一氣體擴散歧管，耦合至該基板處理系統且其配置方式俾以將來自氣體出口的處理氣體以實質上垂直一基板之表面的方向導入該基板處理系統中，在該表面上方產生滯流模式，此氣體擴散歧管包含：一氣體入口，對該氣體擴散歧管提供該處理氣體的流量；一滯流板，位於一入口氣體腔室中，用以與該處理氣體相交並強迫該處理氣體徑向地向外流動、圍繞該滯流板的外緣與徑向地向內流動；及一擴散構件，位於該入口氣體腔室的出口處並在該處理氣體被導入該基板處理系統前用以擴散該處理氣體的該流量，該擴散構件包含複數開口使該處理氣體的該流量通過此些複數開口。
  2. 如申請專利範圍第1項之氣體擴散器組件，其中該基板處理系統包含汽相沉積系統或蝕刻系統。
  3. 如申請專利範圍第1項之氣體擴散器組件，其中該擴散構件包含多孔發泡體構件、具穿孔之構件、板狀構件、篩狀構件或屏狀構件或其兩或更多者的任意組合。
  4. 如申請專利範圍第3項之氣體擴散器組件，其中該多孔發泡體構件具有自約每吋5孔隙至約每吋200孔隙之範圍的孔隙度。
  5. 如申請專利範圍第3項之氣體擴散器組件，其中該多孔發泡體構件具有自約每吋10孔隙至約每吋100孔隙之範圍的孔隙度。
  6. 如申請專利範圍第3項之氣體擴散器組件，其中該多孔發 泡體構件具有自約每吋10孔隙至約每吋60孔隙之範圍的孔隙度。
  7. 如申請專利範圍第1項之氣體擴散器組件，其中該滯流板與該擴散構件係以該氣體入口之軸為中心。
  8. 如申請專利範圍第1項之氣體擴散器組件，其中該滯流板的第一橫向尺寸超過該擴散構件的第二橫向尺寸。
  9. 如申請專利範圍第1項之氣體擴散器組件，更包含：位於該擴散構件之出口處的一出口氣體腔室。
  10. 如申請專利範圍第9項之氣體擴散器組件，其中該出口氣體腔室包含錐形腔室。
  11. 如申請專利範圍第9項之氣體擴散器組件，更包含：位於該出口氣體腔室之出口處的一出口氣體分配板。
  12. 如申請專利範圍第11項之氣體擴散器組件，其中該出口氣體分配板包含多孔發泡體構件、具穿孔之構件、板狀構件、篩狀構件或屏狀構件或其兩或更多者的任意組合。
  13. 如申請專利範圍第1項之氣體擴散器組件，其中該氣體擴散器組件自該氣體入口至該氣體出口的流導超過約每秒200升。
  14. 如申請專利範圍第1項之氣體擴散器組件，其中該氣體擴散器組件自該氣體入口至該氣體出口的流導超過約每秒500升。
  15. 一種沉積系統，用以在基板上沉積薄膜，此沉積系統包含：一處理室，具有用以控制及/或最佳化該處理室中之壓力的真 空泵抽系統；一基板支撐件，耦合至該處理室並用以支撐基板；及一氣體分配系統，具有耦合至該處理室之氣體擴散歧管，該氣體擴散歧管之配置方式俾以將來自氣體出口的處理氣體以實質上垂直該基板之表面的方向導入至該基板處理系統中，在該表面上產生滯流模式，該氣體擴散歧管包含：一氣體入口，用以對該氣體擴散歧管提供該處理氣體的流量；一滯流板，位於入口氣體腔室中，用以與該處理氣體相交並強迫該處理氣體徑向地向外流動、圍繞該滯流板的外緣與徑向地向內流動；及一擴散構件，位於該入口氣體腔室的出口處並在該處理氣體被導入該基板處理系統前用以擴散該處理氣體的該流量，該擴散構件包含複數開口使該處理氣體的該流量通過此些複數開口。
  16. 如申請專利範圍第15項之沉積系統，其中該擴散構件包含多孔發泡體構件、具穿孔之構件、板狀構件、篩狀構件或屏狀構件或其兩或更多者的任意組合。
  17. 如申請專利範圍第15項之沉積系統，其中該基板支撐件包含一或多個溫度控制元件，用以控制該基板的溫度。
  18. 如申請專利範圍第15項之沉積系統，更包含：材料輸送系統，耦合至該氣體分配系統並用以將該處理氣體的該流量供給至該氣體分配系統。
  19. 如申請專利範圍第18項之沉積系統，其中該材料輸送系統係用以交替地及連續地將兩或更多種處理氣體流導入該氣體分配系統。
  20. 如申請專利範圍第15項之沉積系統，更包含： 電漿生成系統，耦合至該處理室並用以在該處理室中激發電漿。
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