TW201440163A - 具有光學測量的旋轉氣體分配組件 - Google Patents

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Abstract

所述係為用於處理一半導體晶圓的設備與方法，其中於該氣體分配組件中定位之一光學感測器於沈積期間測量溫度及/或一薄膜參數。

Description

具有光學測量的旋轉氣體分配組件
本發明之多數具體實施例概與處理一基材的設備與方法有關。實際上，本發明之多數具體實施例係導向在處理期間測量多數基材之溫度與多數其他參數的設備與方法。
形成半導體裝置的處理，一般而言係建構於包含多數腔室的基材處理平臺中。在某些情況中，一多腔室處理平臺或叢集工具的目的，係用於在受控制的環境中對一基材連續執行二或多種處理。然而，在其他情況中，多腔室處理平臺可以只對多數基材執行一單一處理步驟；而使用該等額外腔室使該平臺處理基材的速率最大化。在後者情況中，於多數基材上執行的處理一般而言是一種批次處理，其中在一給定腔室中同時處理相對大量的基材，例如20或50片基材。在經濟可行的方法上，對於在多數個別基材上執行過於耗時的處理而言，批次處理係特別有利的，像是對於原子層沈積(ALD)處理或某些化學氣相沈積(CVD)處理。
基材處理平臺或系統的效能，時常利用擁有成本 (COO)加以定量。擁有成本，雖然也受到許多因子影響，但最大影響因素為系統的佔地面積以及該系統產量，也就是在一製造廠中需要用以操作該系統的總地板空間，以及每小時所能處理的基材數量。佔地面積一般而言包含維護該系統所需要而相鄰於該系統的接取面積。因此，雖然一基材處理平臺可能相對的小，但如果需要從所有側邊進行操作與維護的接取時，該系統的實效佔地面積可能仍舊大的嚇人。
隨著該半導體裝置尺寸的縮減，半導體產業對於處理變異的容忍度也繼續降低。為了滿足這些更嚴格的處理要求，此產業已經發展滿足該嚴格處理窗要求的許多新處理方式，但這些處理常常需要較長的時間才能完成。例如，對於在一高深寬比、65奈米或更小互連特徵的表面上，形成外型相符的銅擴散阻障層，可能需要使用原子層沈積(ALD)處理。原子層沈積為化學氣相沈積(CVD)的變化，與化學氣相沈積相比之下，顯示了優越的階梯覆蓋性。原子層沈積係以原子層磊晶成長(ALE)為基礎，此方法最早用於製造電場發光顯示器。原子層沈積運用化學吸附方式，將單層飽和反應前驅物分子沈積於一基材表面上。這可以利用循環交替將適當的反應前驅物，脈衝至一沈積腔室內的方法達成。每次的反應前驅物注入一般而言都利用一惰性氣體淨化的方式所分離，以在先前已沈積層上提供新的原子層，以在一基材表面上形成一均勻的材料層。重複多次反應前驅物與惰性淨化氣體的循環，以形成所需厚度的材料層。原子層沈積技術的最大缺點為其沈積率相較於化學氣相沈積技術而言，慢上至 少一個數量級。例如，某些原子層沈積處理可能需要大約10至大約200分鐘的腔室處理時間，以在該基材表面上沈積一高品質層。在為了較佳的裝置效能而選擇所述原子層沈積與磊晶成長處理時，由於非常慢的基材處理產量，將提高在一傳統單一基材處理腔室中製造多數裝置的成本。因此，當時作所述處理時，需要連續的基材處理方法，以在經濟上具有可實行性。
評價一沈積處理動態提供一種決定該等沈積薄膜的品質與處理完成度的快速與精確方法。然而，在旋轉形式處理腔室中無法在處理同時進行一晶圓的光學測量(例如，溫度、薄膜特性)。在沈積期間將等該所需要的光學裝置(例如，高溫計)定位於該處理腔室中係有問題的，因為該等光學設備因為該沈積反應變的髒污，使其不適合使用。
因此，該領域中需要能夠在一空間原子層沈積期間測量晶圓與處理參數的方法與設備。
本發明多數具體實施例指向處理腔室，其包括一承受器組件與一氣體分配組件。該承受器組件包含一頂表面以支撐並繞著一中央軸轉動複數個基材。該頂表面具有一內部周圍邊緣與一外部周圍邊緣。該氣體分配組件位於該承受器組件上，並包括複數個延長氣體埠口與至少一光學感測器，該等延長氣體埠口用以引導多數氣流朝向該承受器組件，該至少一光學感測器則指向朝向該承受器組件。
在某些具體實施例中，該至少一光學感測器係定位 於該等氣體埠口之一之中。
在一或多個具體實施例中，該複數個延長氣體埠口包含一第一反應氣體埠口、一第二反應氣體埠口、一淨化氣體埠口與至少一真空埠口。在某些具體實施例中，該至少一光學感測器係定位於一淨化氣體埠口之中。
在某些具體實施例中，該氣體分配組件進一步包括至少一孔洞，該至少一孔洞位於該氣體分配組件不暴露於一反應氣體的區域中，而該至少一光學感測器則定位於該孔洞之中。
在一或多個具體實施例中，該至少一光學感測器係從高溫計、干涉計與其組合所構成的群集中所選擇。
在某些具體實施例中，該至少一光學感測器包括一高溫計，並經定位以在處理期間測量該承受器組件的溫度。在一或多個具體實施例中，存在至少兩光學感測器以測量溫度，至少一光學感測器係經定位以測量靠近該承受器組件內部周圍邊緣的溫度，而至少一光學感測器係經定位以測量靠近該承受器組件外部周圍邊緣的溫度。
在某些具體實施例中，該至少一光學感測器包括一干涉計，並經定位以記錄來自一基材一表面的干涉圖。
在一或多個具體實施例中，該承受器組件之頂表面包括至少一凹槽以支撐一晶圓之一邊緣。在某些具體實施例中，該承受器組件頂表面中該至少一凹槽的尺寸係經設計，因此支撐於該凹槽中之一晶圓具有實質上與該承受器組件頂表面共平面之一頂表面。
某些具體實施例進一步包括一控制器，該控制器與該至少一光學感測器通訊，以分析來自該光學感測器的資料。
本發明之多數額外具體實施例係指向在一處理腔室中處理至少一基材的方法。將至少一基材定位於一承受器組件一頂表面中的一凹槽中，該基材具有一頂表面。該基材與承受器組件通過一氣體分配組件下方，該氣體分配組件包括複數個實質平行的氣體通道，該等氣體通道引導多數氣流朝向該基材之該等頂表面，以該基材該頂表面上沈積一薄膜。從定位在該氣體分配組件之一惰性區域處的一光學感測器，進行一光學測量。
在某些具體實施例中，該光學感測器包括一高溫計，而該光學測量為一溫度測量。在一或多個具體實施例中，該溫度測量係於該承受器組件一外部周圍邊緣或該承受器組件一內部周圍邊緣之一或多處進行。
在某些具體實施例中，該光學感測器包括一干涉計，而該光學測量測量該薄膜之一性質。一或多個具體實施例進一步包括在處理期間評價該光學測量，以決定該薄膜的品質。
17‧‧‧方向
18‧‧‧中央軸
30‧‧‧氣體分配組件
32‧‧‧弧形路徑
33‧‧‧內部周圍邊緣
34‧‧‧外部周圍邊緣
60‧‧‧基材
61‧‧‧基材頂表面
65‧‧‧梭動機構
66‧‧‧承受器
67‧‧‧承受器頂表面
68‧‧‧凹槽
70‧‧‧軌道
80‧‧‧電漿源
82‧‧‧載入鎖定件
90‧‧‧輻射加熱燈具
90‧‧‧內部周圍邊緣
91‧‧‧外部周圍邊緣
95‧‧‧光學感測器
96‧‧‧孔洞
100‧‧‧系統
100‧‧‧處理腔室
120‧‧‧前驅物注入
125‧‧‧氣體埠口
130‧‧‧前驅物注入
135‧‧‧氣體埠口
140‧‧‧淨化氣體注入器
145‧‧‧淨化埠口
150‧‧‧幫浦系統
155‧‧‧真空埠口
160‧‧‧分區
198‧‧‧箭頭
因此，以上簡短總結與以下所詳細討論之本發明上述多數特徵，可藉由參考在該等伴隨圖式中描繪之本發明該等例證具體實施例的方式獲得詳細瞭解。然而要注意該等伴隨圖式只描繪此發明之典型具體實施例，因此並非用於限制本發明觀點，因為本發明也接納其他等價有效之具體實施例。
第1圖為根據本發明一或多個具體實施例，一空間原子層沈積腔室之一部分橫斷面側視圖；第2圖顯示根據本發明一或多個具體實施例，一承受器之立體圖；第3圖顯示根據本發明一或多個具體實施例，一派形氣體分配組件之示意圖；第4圖為根據本發明一或多個具體實施例，一基材處理系統之一示意平面圖，該基材處理系統配置有四個氣體分配組件與具備一載入站之四個電感式耦合派形電漿源；及第5圖為根據本發明一或多個具體實施例，具備多數光學感應器之一氣體分配板的前視圖。
為了促進瞭解，已經盡可能在該等圖式中以相同的參考數字指示對該等圖式而言為共同的相同元件。在不特別說明下，也考量一具體實施例之該等元件與特徵可以有利地整合於多數其他具體實施例之中。
本發明之多數具體實施例指向在處理期間進行一晶圓多種光學測量的設備與方法。當在此申請書與該等附加申請專利範圍中使用時，該等用語「基材」與「晶圓」係可互換使用，都意指一表面或一表面的部分，於其上可進行處理。該領域技術人員將也能夠瞭解，除非於上下文中特別明顯指示，否則對於一基材的參照也可以只指該基材之一部分。例如，如針對第1圖所敘述，在空間分離的原子層沈積中，可將每一前驅物輸送至該基材，但在任何已知時間都可以只輸 送任意個別的前驅物流至該基材的一部分。此外，對於沈積在一基材上的參照可以意指一裸基材以及於其上具有一或多數已沈積或已形成薄膜或特徵的基材。
當在此申請書與該等附加申請專利範圍中使用時，該等用語「反應氣體」、「前驅物」、「反應物」等類似用語係可互換使用，意指包含一物種的氣體，於一原子層沈積處理中進行反應。例如，一第一「反應氣體」可以只在一基材表面上吸收，並於與一第二反應氣體進行進一步化學反應時利用。
本發明之多數具體實施例提供在旋轉處理期間進行多種光學測量的設備與方法。該空間原子層沈積噴淋頭於該注入器設計中具有多數分離部分，其實質上不與反應氣流進行反應。因此，不於定位在這些位置之一光學裝置上沈積薄膜。由於在該注入器設計之中的該等分離部分，可以設置多數高溫計、干涉計與相關裝置，以獲得該實際處理環境的有效溫度與薄膜特徵資料。可以在該處理之前、期間及/或之後取得該資料。該等光學裝置的位置允許在從該晶圓頂側的內部直徑、中間或外部直徑處，進行該承受器或晶圓的監測。
第1圖為根據本發明一或多個具體實施例，一處理腔室20之一部分的示意橫斷面圖式。該處理腔室20一般而言為一可密封包體，其在真空或至少低壓情況下操作。該系統100包含一氣體分配組件30，該氣體分配組件30能夠分配一或多種氣體跨過一基材60之頂表面61。該氣體分配組件30可為該領域技術人員所知悉的任何適宜組件，而在此敘述 之該等特定氣體分配組件則不應該被視為限制本發明的範圍。該氣體分配組件30的輸出面，則面向該基材60之第一表面61。
與本發明該等具體實施例一起使用之基材，可為任何適宜的基材。在某些具體實施例中，該基材係為剛性、不連續、概為平面的基材。當在此申請書與該等附加申請專利範圍中使用時，當參考一基材時，該用語「不連續」意指該基材具有一固定尺寸。一或多個具體實施例之基材係為一半導體基材，像是200毫米或300毫米直徑的矽基材。在某些具體實施例中，該基材為矽、矽鍺、砷化鎵、氮化鎵、鍺、磷化鎵、磷化銦、藍寶石和碳化矽之一或多種。
該氣體分配組件30包括複數個氣體埠口，以傳輸一或多數氣流至該基材60，並於每一氣體埠口之間佈置複數個真空埠口，以將該等氣流傳輸離開該處理腔室20。在第1圖之具體實施例中，該氣體分配組件30包括一第一前驅物注入器120、一第二前驅物注入器130與一淨化氣體注入器140。該等注入器120、130、140可由一(未圖示)系統電腦控制，像是一主機電腦，或由一腔室特用控制器所控制，像是一可編程邏輯控制器。該前驅物注入器120透過複數個氣體埠口125將化合物A的反應前驅物連續(或脈衝)流注入至該處理腔室20之中。該前驅物注入器130透過複數個氣體埠口135將化合物B的反應前驅物連續(或脈衝)流注入至該處理腔室20之中。該淨化氣體注入器140透過複數個氣體埠口145將一不反應或淨化氣體的連續(或脈衝)流注入至該處理腔 室20之中。該淨化氣體從該處理腔室20移除反應材料與反應副產物。該淨化氣體一般而言為惰性氣體，像是氮氣、氬氣和氦氣。該等氣體埠口145配置於該等氣體埠口125與該等氣體埠口135之間，以將該化合物A的前驅物與化合物B的前驅物分離，藉此避免該等前驅物之間的交叉污染。
在另一態樣中，可在該等前驅物注入至該處理腔室20之前，將一(未圖示)遠端電漿源連接至該前驅物注入器120與該前驅物注入器130。可利用在該遠端電漿源之中對一化合物施加一電場的方式，產生該等反應物種的電漿。可以使用任何能夠活化該等預期化合物的電力來源。例如，可以使用以直流電、無線射頻(RF)與微波為基礎之充電技術的電力來源。如果使用無線射頻電力來源，其可為電容或電感耦合。也可利用以熱基礎的技術、氣體分解技術、高能量光源(例如，紫外光能量)或是暴露於X射線源，產生該活化反應。示例的遠端電漿源可從像是MKS Instruments,Inc.與Advanced Energy Industries,Inc.的店家購得。
該系統100進一步包含一幫浦系統150，該幫浦系統150與該處理腔室20連接。該幫浦系統150一般而言經配置以通過一或多個真空埠口155將該等氣流抽離該處理腔室20。該等真空埠口155則佈置於每一氣體埠口之間，以在該等氣流與該基材表面反應之後將該等氣流抽離該處理腔室20，並進一步限制該等前驅物之間的交叉污染。
該系統100包含複數個分區160，該等分區160佈置於該處理腔室20上每一埠口之間。每一分區之一下方部分 延伸靠近該基材60之該第一表面61，例如，相距該第一表面61大約或大於0.5毫米。在此方法中，該等分區160之該等下方部分與該基材表面相離一足夠的距離，以在該等氣流與該基材表面反應之後，允許該等氣流朝向該等真空埠口155繞著該等下方分區流動。箭頭198指示該等氣流的方向。因為該等分區160對該等氣流而言係操作為一實體阻障，因此該等分區160也限制了該等前驅物之間的交叉污染。所示佈置僅為示例，而不應該被視為限制本發明的範圍。該領域技術人員將可瞭解所示之氣體分配系統僅為一種可能的分配系統，而也可以運用其他形式的噴淋頭與氣體分配組件。
此分類的原子層沈積系統被稱為空間原子層沈積(也就是，其中有多數氣體於同時間朝向該基材分離流動)。操作時，(例如，利用機器手臂)將一基材60運送至該處理腔室20，必可在進入該處理腔室之前或之後放置在一梭動機構65上。該梭動機構65沿著該軌道70或某些其他適宜的移動機制移動、通過該處理腔室20、通過該氣體分配組件30下方(或上方)。在第1圖所示之具體實施例中，該梭動機構65係於一線性路徑移動通過該腔室。如以下進一步說明，第3圖顯示一具體實施例，其中多數晶圓於一圓形路徑中移動通過一旋轉處理系統。
回頭參考第1圖，當該基材60移動通過該處理腔室20時，該基材60第一表面61重複暴露於來自該等氣體埠口125之反應氣體A與來自該等氣體埠口135之反應氣體B，而在之間則暴露於來自該等氣體埠口145的淨化氣體。該淨化 氣體的注入係經設計，以在將該基材表面110暴露至該次一前驅物之前，從該先前的前驅物移除未反應的物質。在每次對該等各種氣流暴露(例如，該等反應氣體或該淨化氣體)之後，由該幫補系統150透過該等真空埠口155抽離該等氣流。因為一真空埠口可以佈置於每一氣體埠口之兩側上，該等氣流便可以於雙側上透過該等真空埠口155抽離。因此，該等氣流便從該等個別氣體埠口垂直朝下流動，朝向該基材60之該第一表面61，跨過該基材表面110，並繞著該等分區160之該等下方部分，最後向上朝向該等真空埠口155。在此方法中，每一氣體都可跨及該基材表面110均勻分配。箭頭198指示該氣流的方向。在將該基材60暴露於該等各種氣流時，可以旋轉該基材60。該基材的旋轉能有效避免在該等形成層中形成條狀物。該基材的旋轉可為連續或不連續步驟中進行，並可以在該基材通過該氣體分配組件30下方，或當該基材處於在該氣體分配組件30之前及/或之後的區域中時進行。
一般而言在該氣體分配組件30之後提供足夠的空間，以確保對該最後氣體埠口完全暴露。一旦該基材60已經完全通過該氣體分配組件30下方，該第一表面61便已經完全對該處理腔室20中每一氣體埠口暴露。接著該基材可以於相反方向運送回來，或朝前運送。如果該基材60於該相反方向中移動，該基材表面便可以對該第一次暴露而言的反向順序，再次對該反應氣體A、該淨化氣體與該反應氣體B暴露。
該基材表面110對每一氣體暴露的範圍，可例如由 來自該每一氣體埠口流出之每一氣體流率與該基材60的移動速率所決定。在一具體實施例中，每一氣體的流率是經控制，因此不會將已吸收的前驅物移離該基材表面61。每一分區之間的寬度、佈置於該處理腔室20上氣體埠口的數量以及該基材20通過跨過該氣體分配組件的次數，也可以決定該基材表面61對該等各種氣體暴露的範圍。因此，一已沈積薄膜的量與質可藉由改變以上所指各種因子的方式而最佳化。
雖然已經對於該氣體分配組件30的處理進行敘述，其將氣體流動引導向下朝向位於該氣體分配組件下方之一基材，但應該理解其定向可為不同。在某些具體實施例中，該氣體分配組件30向上朝向一基材表面引導氣體流動。當在此申請書與該等附加申請專利範圍中使用時，該用語「通過跨過」意指該基材已經從該氣體分配組件之一側移動至該另一側，因此該基材之完整表面係對來自該氣體分配板的每一氣流暴露。在未進行額外敘述下，該用語「通過跨過」並不隱含氣體分配組件、氣體流動或基材位置的任何特定定向。
在某些具體實施例中，該梭動機構65為一承受器66，用以攜帶該基材60。一般而言，該承受器66為一載體，協助跨及該基材形成一均勻溫度。該承受器66可於雙向(對於第1圖的配置，左至右或右至左移動)或於一圓形方向(對於第3圖)中移動。該承受器66具有一頂表面67，用以攜帶該基材60。該承受器66可為一受熱承受器，因此該基材60可經加熱以進行處理。做為一實例，該承受器66可由佈置於該承受器66下方之多數輻射加熱燈具90、加熱板、電阻線圈 或其他加熱裝置所加熱。
在另一具體實施例中，該承受器66頂表面67包含一凹槽68，以接收該基材60，如第2圖所示。該承受器66一般而言較該基材厚度為厚，因此在該基材下方存在承受器材料。在某些具體實施例中，該凹槽68的尺寸係經設計，因此當該基材60佈置於該凹槽68內側時，該基材60第一表面61便實質上與該承受器66頂表面67相同高度或實質上為共平面。換句話說，某些具體實施例的凹槽68尺寸係經設計，因此當一基材60佈置於其中時，該基材60第一表面61並不突出至承受器66頂表面67以上。當在此申請書與該等附加申請專利範圍中使用時，該用語「實質上為共平面」意指該晶圓的頂表面與該承受器組件的頂表面係於±0.2毫米內共平面。在某些具體實施例中，該等頂表面係於±0.15毫米、±0.10毫米或±0.05毫米內共平面。
第1圖顯示一處理腔室橫斷面圖式，其中顯示該等個別氣體埠口。此具體實施例可為一線性處理系統或是一派形片段，於該線性處理系統中該等個別氣體埠口的寬度跨及該氣體分配板之完整寬度為實質相同，而於該派形片段中該等個別氣體埠口改變寬度以與該派形一致。第3圖顯示一派形氣體分配組件30的一部分。一基材可於一弧形路徑32中通過跨過此氣體分配組件30。該等個別氣體埠口125、135、145與真空埠口155的每一個，於靠近氣體分配組件30該內部周圍邊緣33處都具有一較窄的寬度，而靠近氣體分配組件30該外部周圍邊緣34處則具有一較大的寬度。該等個別埠口 的形狀或深寬比可以與該氣體分配組件30片段的形狀或深寬比成比例，或與其不同。在某些具體實施例中，該等個別埠口的形狀可經設計，因此一晶圓跟隨該路徑32通過跨過該氣體分配組件30的每一點，都可以具有位於每一氣體埠口下方大約相同的停留時間。該等基材的路徑可以與該等氣體埠口垂直。在某些具體實施例中，該等氣體分配組件的每一個都包括複數個延長氣體埠口，該等延長氣體埠口於實質垂直於由一基材所橫越之路徑的方向中延伸。當在此申請書與該等附加申請專利範圍中使用時，該用語「實質垂直於」意指該移動的一般方向近似垂直於該等氣體埠口的軸。對於一派形氣體埠口而言，該氣體埠口的軸可為定義為該埠口寬度中心點沿著該埠口長度延伸的線段。
可以使用具有多數氣體注入器的多數處理腔室，以同時處理多數晶圓，因此該等晶圓便經歷相同的處理流程。例如，如第4圖所示，該處理腔室100具有四個氣體分配組件30(也稱為注入器組件)與四個晶圓60。在該處理的最初，該等晶圓60可定位於該等分配組件30之間。以45°旋轉該旋轉承受器66將使得每一晶圓60移動至一分配組件30以進行薄膜沈積。額外的45°旋轉將使該等晶圓60移離該等分配組件30。利用多數空間原子層沈積注入器，便在該晶圓相對於該注入器組件移動期間於該晶圓上沈積一薄膜。在某些具體實施例中，該承受器66係經旋轉，因此該等晶圓60並不在該等分配組件30的下方停止。該等晶圓60與氣體分配組件30的數量可為相同或不同。在某些具體實施例中，正在進行 處理的晶圓數量，與氣體分配組件的數量相同。在一或多個具體實施例中，正在進行處理的晶圓數量，則為氣體分配組件數量的整數倍數。例如，如果有四個氣體分配組件，便存在4X個正在進行處理的晶圓，其中X為大於或等於1的整數數值。
第4圖中圖示之該處理腔室100只代表一種可能配置，而不應該被視為限制本發明的範圍。在此，該處理腔室100包含複數個氣體分配組件30。在所示具體實施例中，有四個氣體分配組件30係關於該處理腔室100相等間隔。所示之該處理腔室100為八邊形，然而該領域技術人員將可理解這只是一種可能的形狀，而不應該被視為限制本發明的範圍。所示之該等氣體分配組件30為梯形，但該領域技術人員將可理解該等氣體分配組件可為多數派形片段，如第3圖所示。當在此申請書與該等附加申請專利範圍中使用時，該等用詞「派形」與「楔形」係可互換使用，以敘述概為一循環扇形部分的主體。例如，一楔形片段可為一圓形或碟形物件的片段或部分。在某些具體實施例中，該片段或部分定義為小於180度的弧，更特別的是小於135度，而最特別的是小於90度。在特定具體實施例中，該派形或楔形扇形部分定義90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20或15度的弧。該派形片段的內部邊緣可以結束於一點，或可以裁修一平坦邊緣或圓角。同樣的，該派形片段的外部邊緣可為直線或曲線。
該處理腔室100包含一基材支撐裝置，顯示為一圓 形承受器66或承受器組件。該基材支撐裝置或承受器66能夠在該等氣體分配組件30下方移動複數個基材60。一載入鎖定件82可與該處理腔室100之一側連接，以允許該等基材60載入該腔室100/從該腔室100卸載。
在某些具體實施例中，該處理腔室包括複數個(未圖示)氣體帷幕，其定位於該等氣體分配板30與該等電漿站80之間。每一氣體帷幕都可以形成一阻障層，以避免該等處理氣體從該等氣體分配組件30的移動係從該等氣體分配組件區域轉移，並避免來自該等電漿源80的氣體係從該等電漿區域轉移。該氣體帷幕可以包含氣體與真空氣流的任何適宜組合，其可以將該等個別處理片段與該等鄰近片段隔離。在某些具體實施例中，該氣體帷幕為一淨化(或惰性)氣流。在一或多個具體實施例中，該氣體帷幕為一真空氣流，將氣體從該處理腔室移除。在某些具體實施例中，該氣體帷幕為淨化氣體與多數真空氣流的組合，因此其順序為一淨化氣流、一真空氣流、與一淨化氣流。在一或多個具體實施例中，該氣體帷幕為多數真空氣流與淨化氣流的組合，因此其順序為一真空氣流、一淨化氣流與一真空氣流。
在處理期間，可能想要監測該承受器組件及/或多數晶圓的溫度，或監測正進行沈積之薄膜的特定性質。例如，在形成期間測量該薄膜的放射率。本發明多數具體實施例於該氣體分配組件上或該氣體分配組件中具有一光學感測器，其能在處理期間直接測量這些或多數其他的參數。
據此，本發明之一或多個具體實施例指向一處理腔 室，該處理腔室包括一承受器組件66與一氣體分配組件30。該承受器組件66包含一頂表面67以支撐並繞著一中央軸18於方向17中旋轉複數個基材60。該承受器組件66頂表面67具有一內部周圍邊緣90與一外部周圍邊緣91。該氣體分配組件30定位於該承受器組件66上方。如第5圖所示，該氣體分配組件30包括複數個延長氣體埠口125、135、145以引導多數氣體流動朝向該承受器組件66，並包含多數真空埠口155以引導多數氣體流動離開該處理腔室。該氣體分配組件30也包含至少一光學感測器95，其指向朝向該承受器組件66。
第5圖中所示該光學感測器95係位於一真空埠口155與一淨化埠口145之間。在此範圍中，理論上只有多數淨化空氣與該光學感測器95接觸。在某些具體實施例中，該光學感測器95係位於一淨化氣體埠口145之中。在此位置中，理論上只有多數淨化可以流動通過該光學感測器95，並可以繞著該感測器95保持一穩定的惰性氣體流動。該光學感測器95係經定位以測量靠近該承受器組件該內部周圍邊緣與該外部周圍邊緣，以及一中間區域的多數點位，根據進行測量的時間，該中間區域可能是該承受器組件或晶圓。
該光學感測器95可經直接定位於該氣體分配板30之該表面上，或是在該氣體分配板中的一凹槽或孔洞96之中。根據該光學感測器95的尺寸，該孔洞96可為任何適宜的形狀。在某些具體實施例中，該孔洞96的直徑最大為大約10毫米。
該光學感測器可為任何適宜的感測器，用以測量該 基材、薄膜或承受器組件之一光學性質。非限制性的光學感測器實例包含高溫計與干涉計。該系統可以使用多於一種光學感測器形式的組合，以允許同時測多數參數。
雖然本發明已經於此參考特定具體實施例敘述，但要瞭解這些具體實施例只作為本發明該等原則與應用的示例。對於該領域技術人員而言，在不背離本發明精神與範圍下，可對與發明之方法與設備進行各種修改與變化。因此，預期本發明包含涵蓋所有落於該等申請專利範圍與其等價物之範圍之中的所有修改與變化。
30‧‧‧氣體分配組件
95‧‧‧光學感測器
96‧‧‧孔洞
125‧‧‧氣體埠口
135‧‧‧氣體埠口
145‧‧‧淨化埠口
155‧‧‧真空埠口

Claims (17)

  1. 一處理腔室，該處理腔室包括：一承受器組件，該承受器組件包含一頂表面以支撐並繞著一中央軸轉動複數個基材，該頂表面具有一內部周圍邊緣與一外部周圍邊緣；以及一氣體分配組件，該氣體分配組件位於該承受器組件上，氣體分配組件包括複數個延長氣體埠口與至少一光學感測器，該等延長氣體埠口用以引導多數氣流朝向該承受器組件，該至少一光學感測器則指向朝向該承受器組件。
  2. 如請求項1所述之處理腔室，其中該至少一光學感測器係定位於該等氣體埠口之一之中。
  3. 如請求項1所述之處理腔室，其中該複數個延長氣體埠口包含一第一反應氣體埠口、一第二反應氣體埠口、一淨化氣體埠口與至少一真空埠口。
  4. 如請求項3所述之處理腔室，其中該至少一光學感測器係定位於一淨化氣體埠口之中。
  5. 如請求項1所述之處理腔室，其中該氣體分配組件進一步包括至少一孔洞，該至少一孔洞位於該氣體分配組件不暴露於一反應氣體的區域中，而該至少一光學感測器則定位於該孔洞之中。
  6. 如請求項1所述之處理腔室，其中該至少一光學感測器係從高溫計、干涉計與其組合所構成的群集中所選擇。
  7. 如請求項1所述之處理腔室，其中該至少一光學感測器包括一高溫計，並經定位以在處理期間測量該承受器組件的溫度。
  8. 如請求項7所述之處理腔室，其中存在至少兩光學感測器以測量溫度，至少一光學感測器係經定位以測量靠近該承受器組件內部周圍邊緣的溫度，而至少一光學感測器係經定位以測量靠近該承受器組件外部周圍邊緣的溫度。
  9. 如請求項1所述之處理腔室，其中該至少一光學感測器包括一干涉計，並經定位以記錄來自一基材一表面的干涉圖。
  10. 如請求項1所述之處理腔室，其中該承受器組件之頂表面包括至少一凹槽以支撐一晶圓之一邊緣。
  11. 如請求項10所述之處理腔室，其中在該承受器組件頂表面中該至少一凹槽的尺寸係經設計，因此支撐於該凹槽中之一晶圓具有實質上與該承受器組件頂表面共平面之一頂表面。
  12. 如請求項1所述之處理腔室，進一步包括一控制器，該控制器與該至少一光學感測器通訊，以分析來自該光學感測器的資料。
  13. 一種在一處理腔室中處理至少一基材的方法，該方法包括以下步驟：將至少一基材定位於一承受器組件一頂表面中的一凹槽中，該基材具有一頂表面；將該基材與承受器組件通過一氣體分配組件下方，該氣體分配組件包括複數個實質平行的氣體通道，該等氣體通道引導多數氣流朝向該基材之該等頂表面，以該基材該頂表面上沈積一薄膜；以及從定位在該氣體分配組件之一惰性區域處的一光學感測器，進行一光學測量。
  14. 如請求項13所述之方法，其中該光學感測器包括一高溫計，而該光學測量為一溫度測量。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該溫度測量係於該承受器組件一外部周圍邊緣或該承受器組件一內部周圍邊緣之一或多處進行。
  16. 如請求項13所述之方法，其中該光學感測器包括一干涉計，而該光學測量測量該薄膜之一性質。
  17. 如請求項16所述之方法，進一步包括以下步驟：在處理期間評價該光學測量，以決定該薄膜的品質。
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