TW201602397A - 基板處理裝置及方法 - Google Patents

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金海元
申昌勳
宋炳奎
金勁勳
金龍基
申良湜
金蒼乭
金恩德
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尤金科技有限公司
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Abstract

本發明揭示一種基板處理裝置及方法。該裝置包含：一腔室，其中該基板傳送通過該腔室一側內定義的一通道，並且在與該通道相對的一側上有一供應口，用於將一氣體供應至該基板，該腔室提供一內部空間，其中執行有關該基板的一處理；一輔助承座，其位於該內部空間內，該輔助承座的形狀對應至該內部空間的形狀，並且具有一開口；以及一主承座，其插入該開口，以該基板位於該主承座上的狀態旋轉，以加熱該基板。

Description

基板處理裝置及方法
本發明係關於基板處理裝置及方法，尤其是係關於用來處理包含位於一腔室內所定義矩形平行管中內空間之內一輔助承座，以及可旋轉插入該輔助承座中一開口的一主承座之基板處理裝置，以及用於處理該基板之方法。
一般而言，半導體裝置製程中持續努力改良在半導體基板上形成高品質薄膜之裝置或處理，有許多方法都藉由使用半導體基板的表面反應，來形成薄膜。
例如：該等方法的範例可包含許多化學汽相沉積(CVD，chemical vapor deposition)方法，例如真空蒸發沉積法、分子束外延(MBD，molecular beam epitaxy)法、低壓化學汽相沉積法、有機金屬化學汽相沉積法以及電漿增強化學汽相沉積、原子層外延(ALE，atomic layer epitaxy)法等等。
在半導體沉積以及電致發光顯示裝置領域內已經廣泛研究該ALE方法，近年來則使用原子層沉積(ALD，atomic layer deposition)法在基板上沉積許多材料層。
ALD法用於連續與不連續供應至少兩種反應原始氣體到基 板上，以在該基板的表面上沉積薄膜。基板表面上吸收的複數個反應氣體可透過表面反應，成長為以原子層單位計的薄膜，然後可重複執行上述處理，形成具有所要厚度的薄膜。
因為現有的基板處理裝置都設計成同時供應該等反應氣體到該基板上，以形成薄膜，該基板處理裝置可能不適用於不連續供應反應氣體來形成薄膜的方法，或連續供應的反應氣體與該基板反應，同時透過該清洗處理去除，以避免在反應器內發生反應氣體的汽態反應之方法。
另外，在其中由上往下將氣體供應到該半導體基板上的沉積裝置中，通常使用噴灑頭均勻供應該反應氣體。不過在此結構中，因為該處理氣體的流動複雜，並且需要大型反應器，所以難以快速切換反應氣體的供應。
(專利文件1)第10-2010-0110822號韓國專利申請案(2010年10月13日)
本發明提供一種改善基板處理一致性及生產力的基板處理裝置及方法。
本發明也提供一種其中調整供應到位於一可旋轉主承座上該基板之上氣體流率來控制一沉積厚度之基板處理裝置及方法。
參閱下列詳細說明以及附圖將可了解本發明的其他目的。
本發明的具體實施例提供一基板處理裝置，該裝置包含：一腔室，其中該基板傳送通過該腔室一側內定義的一通道，並且在與該通道相對的一側上有一供應口，用於將一氣體供應至該基板，該腔室提空一內部空間，其中執行有關該基板的一處理；一輔助承座，其位於該內部空間 內，該輔助承座的形狀對應至該內部空間的形狀，並且具有一開口；以及一主承座，其插入該開口，以該基板位於該主承座上的狀態旋轉，該主承座加熱該基板。
在某些具體實施例內，該裝置可另包含：一旋轉軸，其支撐該主承座；一驅動馬達，用於驅動該旋轉軸；一氣體供應管路，其連接至該供應口，將該氣體供應至該基板；一開啟/關閉閥，其位於該氣體供應管線內以開啟與關閉該氣體；以及一控制單元，其連接至該驅動馬達與該開啟/關閉閥每一者，來控制該驅動馬達與該開啟/關閉閥每一者，其中該控制單元開啟該開啟/關閉閥來供應該氣體，並且當已經完全供應該氣體時，該控制單元以該開啟/關閉閥關閉的狀態來驅動該驅動馬達，以一預定角度旋轉該主承座。
在其他具體實施例內，該氣體供應管線可包含：一處理氣體管線，用於供應一處理氣體進入該內部空間；一淨化氣體管線，用於供應一淨化氣體進入該內部空間；以及一來源氣體管線，用於供應一來源氣體進入該內部空間，其中該開啟/關閉閥可包含：一第一開啟/關閉閥，其位於該處理氣體管線內，以便開啟與關閉該處理氣體管線；一第二開啟/關閉閥，其位於該淨化氣體管線內，用於開啟與關閉該淨化氣體管線；以及一第三開啟/關閉閥，其位於該來源氣體管線內，以便開啟與關閉該來源氣體管線，其中該控制單元可在該第二和第三開啟/關閉閥關閉的狀態下開啟該第一開啟/關閉閥，來供應該處理氣體，以及當已經完全供應該處理氣體時，該控制單元可在該第一和第三開啟/關閉閥關閉的狀態下開啟該第二開啟/關閉閥，來供應該淨化氣體，以及當已經完全供應該淨化氣體時，該控制單元 可在該第一和第二開啟/關閉閥關閉的狀態下開啟該第三開啟/關閉閥，來供應該來源氣體，以及當已經完全供應該來源氣體時，該控制單元可在該第一至第三開啟/關閉閥都關閉的狀態下驅動該驅動馬達，以一預定角度旋轉該主承座。
仍舊在其他具體實施例內，該裝置可另包含：一天線，其位於該主承座之上，以便在該內部空間內產生一電漿空氣；以及一電源，用於將高頻電流供應至該天線，該電源已連接至該控制單元，並且受該控制單元控制，其中在供應該來源氣體時，該控制單元透過該電源供應電流給該天線。
甚至在其他具體實施例內，該裝置可包含：一擴散構件，其位於該供應口的一出口側上，將該供應口與該內部空間分割，該擴散構件具有複數個擴散孔與該供應口和該內部空間連通，以便擴散通過該供應口供應的該氣體；以及一升降構件，用於升降該擴散構件，其中該擴散構件可包含一中央擴散構件，對應於該內部空間的中央部分，以及側邊擴散構件，其位於該中央擴散構件的兩側上，並且該升降構件可包含升降該中央擴散構件的一中央升降構件，以及升降該等側邊擴散構件的側邊升降構件。
尚且在其他具體實施例內，該開口可相對於該承座偏心定義。
在本發明的其他具體實施例內提供一種基板處理方法，係藉由將一或多種氣體供應進入具有一矩形平行管內部空間的一腔室內，以將一基板放入該腔室內進行處理，該方法之中，在位於該內部空間內一輔助承座的一開口內，安裝個別可相對於該輔助承座旋轉的一主承座，並且在 該基板放置於該主承座上的狀態下供應該氣體，然後當已經完全供應該氣體時，該主承座在已經停出該氣體供應，而以一預定角度旋轉該基板之狀態下旋轉。
在某些具體實施例內，用於分割該腔室內部的一擴散構件可位於該腔室一側上的一供應口之一出口側上，其中位於該擴散構件的一中央部分上之一中央擴散構件可下降來定義一空間，該腔室內部透過此空間與該中央擴散構件之上的該供應口連通，以及在透過該擴散構件的該中央擴散構件兩側上之側邊擴散構件，將該腔室內部從該供應口分割出來之狀態下，該腔室內部可透過該側邊擴散構件的擴散孔與該供應口連通，透過該空間與該等擴散孔供應該氣體。
在其他具體實施例內，該氣體供應方法可包含：供應一處理氣體；停止供應該處理氣體，以供應一淨化氣體來將該腔室內部淨化；以及停止供應該淨化氣體，以供應一來源氣體。
仍舊在其他具體實施例內，該氣體供應方法另包含在該來源氣體供應時，在該腔室內產生一電漿空氣。
甚至在其他具體實施例內，該氣體供應方法可另包含停止供應該來源氣體，以供應該淨化氣體來將該腔室內部淨化。
3‧‧‧內部空間
5‧‧‧反應空間
10‧‧‧基板處理裝置
12‧‧‧腔室蓋板
13‧‧‧第一安裝溝槽
15‧‧‧隔離物
16‧‧‧第二安裝溝槽
17‧‧‧天線
18‧‧‧頂端電極
19‧‧‧RF電源
20‧‧‧腔室
22‧‧‧通道
25‧‧‧供應口
28‧‧‧排氣口
30‧‧‧輔助承座
31‧‧‧坐落溝槽
32‧‧‧舉升插銷
36‧‧‧開口
37‧‧‧加熱器
37’‧‧‧加熱器
38‧‧‧加熱區
38'‧‧‧加熱區
39‧‧‧預先加熱器
39'‧‧‧預先加熱器
40‧‧‧擴散構件
42‧‧‧擴散本體
42'‧‧‧中央擴散本體
42"‧‧‧側邊擴散本體
44‧‧‧擴散板
45‧‧‧擴散孔
47'‧‧‧第一總泵桿
47"‧‧‧總泵桿
48'‧‧‧第一總泵
48"‧‧‧總泵
50‧‧‧排氣構件
52‧‧‧排氣本體
54‧‧‧排氣板
55‧‧‧排氣孔
57‧‧‧第二總泵桿
58‧‧‧第二總泵
60‧‧‧輔助擴散板
65‧‧‧輔助擴散孔
70‧‧‧氣體供應管線
71‧‧‧處理氣體管線
72‧‧‧第一開啟/關閉閥
74‧‧‧淨化氣體管線
75‧‧‧第二開啟/關閉閥
77‧‧‧來源氣體管線
78‧‧‧第三開啟/關閉閥
80‧‧‧主承座
81‧‧‧加熱板
83‧‧‧擴散板
84‧‧‧加熱線
85‧‧‧旋轉軸
88‧‧‧驅動馬達
90‧‧‧控制單元
100‧‧‧半導體製造設備
W‧‧‧基板
110‧‧‧設備前端模組
120‧‧‧處理設備
130‧‧‧傳送室
135‧‧‧基板處置器
140‧‧‧載入鎖定室
在此包含附圖來進一步了解本發明，並且併入以及構成此說明書的一部分。圖式例示本發明的示範具體實施例，並且在搭配內容說明之後可用來解釋本發明原理。圖式中：第一圖為根據本發明具體實施例的半導體製造設備之圖解 圖式；第二圖為第一圖中一基板處理裝置的圖解圖式；第三圖為第二圖中該基板處理裝置的分解透視圖；第四圖和第五圖為例示第二圖中一排氣構件的待命位置與處理位置之圖式；第六圖為第二圖中一承座的加熱區域以及預先加熱區之圖式；第七圖為第六圖中該加熱區以及該預先加熱區的修改範例；第八圖和第九圖為例示第二圖中該基板處理裝置內一氣體流之圖式；以及第十圖和第十一圖為例示第二圖中該基板處理裝置的一處理順序之示範圖式。
此後，將參照第一圖至第十一圖來詳細說明本發明的較佳具體實施例。不過，本發明可以有不同形式的修改，並且不受限於此處公佈的具體實施例。而是提供這些具體實施例，如此所揭示範圍更完整，並且將本發明範疇完整傳輸給精通此技術的人士。在圖式中，為了清晰起見所以誇大了組件的形狀。
不過如此，本發明可以有許多不同形式的修改，並且不受限於此處公佈的具體實施例。另外請注意，圖式內相同或類似組件，即使顯示在不同的圖式中，也盡可能用相同或連續參考編號來表示。另外，雖然底下解釋一晶圓W，不過本發明可適用於許多要處理的物體。
第一圖為根據本發明具體實施例的半導體製造設備之圖解圖式。如第一圖內所例示，一般來說，半導體製造設備100包含處理設備120以及一設備前端模組(EFEM，equipment front end module)110。EFEM 110位於處理設備120的前側上，用於在其中收納該基板W的容器與處理設備120之間輸送基板W。
關於該等基板W的一預定處理都在處理設備120內執行，處理設備120可包含一傳送室130、一載入鎖定室140以及複數個基板處理裝置10用於執行該處理。從上方觀看時，傳送室130具有大體上多邊形的形狀。載入鎖定室140和基板處理裝置10都位於傳送室130的側邊表面上。傳送室130可具有長方形。兩個基板處理裝置可放置於傳送室130的每一側表面上。
閘道閥(未顯示)位於載入鎖定室140與傳送室130之間以及載入鎖定室140與EFEM 110之間。輸送室130包含一基板處置器(輸送機械手臂)135。基板處置器135在載入鎖定室140與基板處理裝置10之間輸送該基板W。例如：位於傳送室130內的處置器135可透過第一和第二葉片，將該等基板W同時載入傳送室130一側表面上的基板處理裝置10。
第二圖為第一圖中一基板處理裝置的圖解圖式，並且第三圖為第二圖中該基板處理裝置的分解透視圖。如第二圖和第三圖內所例示，在腔室20內，該基板W透過腔室20的一側內定義之通道22輸送，並且可執行有關該基板W的處理。腔室20可具有一開放式上半部。腔室蓋板12置於腔室20的開放式上半部上。一第一安裝溝槽13定義於腔室蓋板12內。一隔離物15已經插入第一安裝溝槽13內。一第二安裝溝槽16定義於隔離物15內。一頂端電極18位於第二安裝溝槽16內，在腔室20的內部空間3內產生電 漿。頂端電極18可連接至一RF電源19，來形成一電漿空氣。
頂端電極18的底部表面與輔助承座30的頂端表面平行。頂端電極18內安裝一天線17，以接收來自RF電源19的高頻電流。腔室蓋板12、隔離物15以及頂端電極18可關閉腔室20的該開放式上半部，以定義內部空間3。在此，腔室蓋板12可用鉸鍊方式連結至腔室20，在腔室20維修時開啟腔室20的上半部。
腔室20可具有內部空間3，其中執行關於該基板W的該處理。在此，內部空間3可具有長方平行管形。輔助承座30安裝於內部空間3內。於該通道旁偏心定義的一開口36定義在輔助承座30內。一主承座80可插入開口36內。
主承座80可置於該基板W底下，將其上的該基板W加熱。主承座80具有對應至該基板W形狀的形狀。其中已經載入該基板W的一坐落溝槽31可定義在輔助承座30的上半部內。該基板W可利用舉升插銷32載入，如此放置在坐落溝槽31內。一旋轉軸85在支撐主承座80的旋轉軸85連接至主承座80下半部之狀態下，用於旋轉主承座80。旋轉軸85可連接至轉動旋轉軸85的一驅動馬達88，如此利用驅動馬達88的驅動力與主承座80一起旋轉。主承座80可具有一加熱板81，其中安置一加熱線84，並且在加熱板81上放置一擴散板83，將加熱板81產生的熱量均勻傳遞至該基板W。
輔助承座30可由熱膨脹係數低於主承座80的係數之材料所形成，例如：輔助承座30可由氮化鋁(AIN：熱膨脹係數=大約4.5x10-6/℃)形成，並且主承座80可由鋁(Al：熱膨脹係數=大約23.8x10-6/℃)形成。如此，可避免由於該基板W加熱溫度超過主承座80所定義一加熱區38的溫度 所產生之熱膨脹，以及處理時產生的雜質，發生輔助承座30之一預先加熱區39(稍後將描述)破裂。
至少一個供應口25位於與通道22相對之處。一處理氣體可供應進入腔室20，一氣體供應管線70可連接至供應口25，將一氣體供應至該基板W。氣體供應管線70可連接至複數個氣體供應管線，這些管線在此分支，透過分支的氣體管線將該氣體供應進入腔室20， 例如：氣體供應管線70可具有供應該處理氣體的一處理氣體管線71、供應一淨化氣體的一淨化氣體管線74，以及供應一電漿來源氣體的一來源氣體管線77。第一至第三開啟/關閉閥72、75和78分別位於氣體管線71、74和77內，用於調整該處理氣體、該淨化氣體以及該來源氣體每一者的流率，並且開啟與關閉氣體管線71、74和77。
一控制單元90可連接至第一至第三開啟/關閉閥72、75和78之每一者，並且連接至驅動旋轉軸85的驅動馬達88。控制單元90可控制第一至第三開啟/關閉閥72、75和78，根據一預定處理週期，連續或不連續供應該等氣體每一者進入腔室20的內部空間3。另外，控制單元90可驅動該驅動馬達88旋轉主承座80。另外，控制單元90可連結至RF電源19。當一電漿來源氣體已經供應進入腔室20，控制單元90可控制RF電源19，在腔室20內部形成該電漿空氣。
一擴散構件40位於輔助承座30與腔室20的內壁之間。擴散構件40具有定義在供應口25前側上的複數個擴散孔45，用於擴散透過供應口25供應的該處理氣體。供應口25可位於擴散構件40的一中央部分上。擴散構件40包含一擴散本體42以及一擴散板44，擴散本體42填入輔助承座30與 腔室20的該內壁之間，接觸輔助承座30的該側表面以及腔室20的該內壁，擴散板44從擴散本體42的一頂端表面突出，以接觸絕緣物15的底部表面。擴散孔45定義在擴散板44內。
擴散構件40可分成複數個，並且沿著縱向方向(或大體上與該處理氣體流動方向垂直的方向)放置。一第一總泵桿47’可連接至一中央擴散本體42’的下半部，其中該本體位於擴散構件40的中央部分上。一第一總泵48’可連結至第一總泵桿47’。第一總泵48’可受到驅動，升降位於擴散構件40的該中央部分上之中央擴散本體42’。位於中央擴散本體(42’)兩側上的側邊擴散本體42”可分別連接至總泵桿47”和總泵48”，如此分別升降。
另外，至少一個排氣口28位於與供應口25相對之處。一非反應氣體通過該基板W，並且反應副產品可透過排氣口28排出。一排氣構件50位於輔助承座30與腔室20的該內壁(其中定義通道22)之間，來上升或下降。排氣構件50內定義複數個排氣孔55，如此通過該基板W的該處理氣體保持流動與排放。擴散構件40具有對稱於排氣構件50的形狀。擴散孔45可與排氣孔55平行。
排氣構件50包含一排氣本體52以及一排氣板54，排氣本體52位於輔助承座30與腔室20的該內壁間之空間內。在排氣本體52與輔助承座30的一側表面接觸的情況下，排氣本體52與腔室20的該內壁相隔。排氣口28的一入口側(或上端)位於腔室20的底部表面內，在排氣本體52與腔室20的該內壁之間。
例如：第二總泵桿57可連接至排氣構件50的下半部，第二總泵桿57可由第二總泵58與排氣構件50一起升降。排氣構件50具有對稱於擴 散構件40的結構。複數個排氣孔55可在排氣板54的上半部內彼此相隔一預定距離，另外，複數個擴散孔45可在擴散板44的上半部內彼此相隔一預定距離。每一排氣孔55與擴散孔45都可為圓形或長孔形。
擴散構件40與排氣構件50的每一者都填入輔助承座30與腔室20的該內壁間之空間內。位於腔室20的上半部上/內的腔室蓋板12、隔離物15以及電極18關閉腔室20的上半部，將腔室20的內部空間3分割，藉此定義其中該處理氣體與該基板W反應的反應空間5。
在此，擴散構件40與排氣構件50與腔室20的該等側壁平行，其位於腔室20的兩側邊上，並且腔室20的該等側壁大體上與該處理氣體的流動方向平行。另外，反應空間5可具有長方平行管形的截面。尤其是，因為排氣構件50位於通道22的一側上，避免反應空間5由於通道22而不對稱，如此避免通道22所產生的處理不均勻。
簡而言之，通道22定義在腔室20的一側內，以允許該基板W載入腔室20/從腔室20卸載。不過，因為通道22只定義在腔室20的一側壁內，則由於通道22造成腔室20的內部空間不對稱。不過，因為通道22透過排氣構件50與反應空間5分開，則反應空間5可對稱。
也就是，該處理氣體通過供應口25供應進入腔室20的反應空間5。透過供應口25供應到腔室20內的該處理氣體通過擴散板44內定義之擴散孔45，然後擴散。已經擴散的處理氣體通過反應空間5內的該基板W，並且該基板W上的未反應氣體與氣體副產品都透過排氣板54內定義的排氣孔55以及排氣口28排出。如此，透過排氣板54與擴散板44內分別定義的排氣孔55與擴散孔45，維持該處理氣體的層流，將該處理氣體均勻供應至該基 板W的整個表面上。
在此，因為擴散本體42的頂端表面低於輔助承座30，則擴散本體42之上的反應空間5寬度大於輔助承座30之上的寬度。如此，定義其中通過擴散孔45的該處理氣體擴散至擴散本體42之上的一空間。類似地，因為排氣本體52的頂端表面低於輔助承座30，則排氣本體52之上的反應空間5寬度大於承座30之上的寬度。如此，定義其中通過輔助承座30的該處理氣體流到排氣本體52之上一空間。因此，通過擴散構件40供應然後透過排氣構件50排放的該處理氣體可沿著擴散構件40或排氣構件50的縱向方向均勻流動，而不管該反應氣體的擴散與排氣位置。
另外，輔助擴散板60可位於供應口25上。輔助擴散板60與擴散板40相隔預設距離。複數個輔助擴散孔65定義在輔助擴散板60內，類似擴散板44。輔助擴散孔65和擴散孔45並未對齊，如此主要通過輔助擴散孔65的該處理氣體可透過擴散孔45重複擴散。結果，該處理氣體可流動在該基板W上形成均勻層流，藉此供應均勻的處理氣體。
第四圖和第五圖為例示第二圖中一排氣板的待命位置與處理位置之圖式。總泵桿57連接至排氣板54的下半部。總泵桿57可由總泵58升降。如第四圖內所例示，因為排氣板54位於通道22的前側上，當該基板W已經載入腔室20，則總泵桿57下降讓排氣板54下降(「待命位置」)，藉此提供該基板W的行進路徑。
另外如第五圖內所例示，在該基板W載入該腔室之後，當已經執行有關該基板W的處理時，位於通道22之外的閘道閥關閉，並且總泵58上升與排氣板54一起上升(「處理位置」)。如此當已經執行該處理時，輔 助擴散板60與排氣板54可大體上位於相同位置上，並且透過輔助擴散板60和擴散板44擴散的該處理氣體通過該基板W，並且維持層流至排氣板54。
第六圖為第二圖中一承座的一加熱區與預先加熱區之圖式，並且第七圖為第六圖中該加熱區與該預先加熱區的修改範例。如第六圖內所例示，主承座80具有加熱區38用於加熱其內的該基板W，並且輔助承座30具有預先加熱區39，用於預先加熱透過供應口25導入的該氣體。加熱區38可對應至坐落溝槽31，其中放置該基板W，並且相較於供應口25，預先加熱區39可與通道22相鄰。
換言之，加熱區38中心C與通道22之間的距離d1大於加熱區38中心C與供應口25之間的距離d2。相較於供應口25，加熱區域35與通道22相鄰，提供供應通過供應口25的該處理氣體連續通過輔助擴散孔65與擴散孔45之距離與時間，形成朝向該基板W的層流。
在另一方面，如第七圖內所示，預先加熱區39’可位於加熱區38’以外整個輔助承座30之上。也就是，輔助承座30具有預先加熱區39’，並且主承座80可具有加熱區38’。一加熱器(一加熱線)37’可位於輔助承座30與主承座80之每一者之上。輔助承座30的溫度高於主承座80的溫度。
第八圖和第九圖為例示第二圖中該基板處理裝置內一氣體流之圖式。如第八圖內所示，輔助擴散孔65和擴散孔45並未對齊，並且通過供應口25供應的該處理氣體主要通過輔助擴散孔65，然後透過擴散孔45額外擴散。如此，該處理氣體可在該基板W上形成層流，如此均勻供應該處理氣體。另外，因為該處理氣體可在維持該處理氣體層流的狀態下透過排氣板54內定義的排氣孔55排放，則該基板W的邊緣部分與中央部分都可 維持均勻。
尤其是，因為反應空間5的截面為長方平行管形，則擴散板44與排氣板54之間的距離可維持一致。如此，該處理氣體可在反應空間5內均勻從擴散板44流向排氣板54。在另一方面，當反應空間5具有圓截面時，因為擴散板44與排氣板54之間的距離根據擴散板44至排氣板54的位置而變，則該處理氣體難以在反應空間5內維持層流。
另外，預先加熱區39可位於加熱區38與供應口25之間，並且一加熱器37可位於預先加熱區39上，像是加熱區38上。加熱區38和預先加熱區39可分開控制，例如：預先加熱區39的溫度高於加熱區38的溫度。加熱區38的中央C可相對於輔助承座30之中央偏心放置，如此相較於供應口25，放置為與通道22相鄰。如此，通過預先加熱區39的該氣體已預先加熱，並且流向該基板W。
如上述，可沿著縱向方向區分擴散構件40。位於該中央部分上的中央擴散構件42’可相對於側邊擴散構件42”分別升降。如第九圖內所示，當中央擴散構件42’下降，或使用具有不同形狀的擴散構件40時，該處理氣體可進一步供應至該基板W的該中央部分。
第十圖和第十一圖為例示第二圖中該基板處理裝置的一處理順序之示範圖式。如上述，輸送通過通道22的該基板W載入至舉升插銷32上，通過輔助承座30的內部，並且舉升插銷32下降，將該已載入之基板W坐落在主承座80內定義的該坐落溝槽31內。舉升插銷32下降到主承座80之下並且經過調整，如此舉升插銷32位於腔室20的該底部表面上。如上述，主承座80的下半部可由旋轉軸85支撐，並且旋轉軸85可由驅動馬達88的驅 動力旋轉，分別旋轉主承座80以及輔助承座30。
另外，控制單元90連接至第一至第三開啟/關閉閥72、75和78之每一者，並且連接至旋轉該旋轉軸85的驅動馬達88。如第十圖和第十一圖內所示，控制單元90可開啟位於該基板W上處理氣體管線71內的第一開啟/關閉閥72，將該第一反應氣體供應到該基板W上，藉此允許該第一反應氣體位於該基板W上。該第一反應氣體可根據要沉積的薄膜特性而變。當該薄膜為二氧化矽薄膜，可應用至雙基或三基以及烷基胺矽，例如Tetrakls來源。當該薄膜為氮化矽薄膜，則該第一反應氣體可為至少二氧矽烷(DCS)基、TS基以及鹵素基氣體之一者。另外，該薄膜為聚多晶矽薄膜，該第一反應氣體為至少矽烷(SiH4)、乙矽烷(Si2H6)、丙矽烷(Si3H8)、丁矽烷(Si4H10)、六氯矽烷(HCDS)、八氯矽烷(OCTS)、二氯矽烷(DCS)。
在該第一反應氣體已經在該基板W上時，第一開啟/關閉閥72已關閉，並且第二開啟/關閉閥75已開啟來供應該淨化氣體(例如惰性氣體，像是氬(Ar)、氦(He)、氙(Xe)以及氪(Kr))，或強迫移除反應空間5內的該氣體，藉此移除剩餘的第一反應氣體或副產品。
然後，第二開啟/關閉閥75已關閉，並且第三開啟/關閉閥78已開啟來供應該來源氣體，同時RF電源19受控制在反應空間5內形成該電漿空氣，藉此讓該基板W接受電漿處理。當該基板經過電漿處理，則可在低溫上形成一氧化物膜、一氮化物膜或聚矽薄膜。該來源氣體為與該上述第一反應氣體反應的氣體。當已經形成該二氧化矽薄膜時，該來源氣體可選自於氧氣(O2)、氧氣(O2)與氬(Ar)的混合氣體、氧氣(O2)與氦(He)的混合氣體或氧氣(O2)與氙(Xe)的混合氣體、氧氣(O2)與氪(Kr)的混合氣體構成的一群 組。當已經形成該氮化矽薄膜時，該來源氣體可為氮氣(N2)與氨(NH3)之一或多者。
然後，可重複執行其中再度供應該淨化氣體，或強迫移除反應空間5內的該氣體，然後供應該第一反應氣體與該來源氣體，在該基板上沉積一原子層之處理。
有關該基板的該沉積處理可在主承座80依需求持續維持轉動之狀態下執行，不過當在該基板W上沉積一預設厚度的薄膜時，控制單元90可控制驅動馬達88以一預定角度旋轉該旋轉軸85。
例如：如第十圖內所示，在完成一次或多次上述循環系列之後，主承座80可旋轉大約90度或一角度，來重複上述循環系列，藉此執行有關該基板W的該處理。例如：當需要沉積一個薄膜的一循環為大約100次循環，則將該基板分成等角度，然後在每一角度大約0、90、180和270度上執行25次循環。在此，主承座80和該基板會在每次完成25次循環時旋轉。該基板上區分的角度可依需求改變，在該區分位置上的循環次數可改變。在主承座80已固定而主承座80旋轉之狀態下，根據中央擴散構件42’的一升降部分在該基板W上形成的膜之厚度測量值顯示在表1內。
如表1內所示，當在主承座80已固定之狀態下關於該基板W執行沉積時，該基板W具有不均勻的沉積厚度。當該基板W旋轉時，相關於該基板W的中心，該基板W在大體上相同半徑內具有均勻的沉積厚度。另外，當利用降低中央擴散構件42’或使用相隔預定距離的注射孔增加該基板W中央部分上之流率時，則該基板W的中央部分具有最厚之厚度。相較之下，當利用升高巾央擴散構件42’或使用相隔預定距離的注射孔讓流率均勻供應至該基板上時，則該基板W的中央部分具有最薄之厚度。
也就是在根據本發明的基板處理裝置10內，已插入輔助承座30內定義的開口36分別相關於該輔助承座30旋轉之主承座80可用於旋轉該基板W。另外，透過通過擴散構件42和42’，將朝向通道22相對側供應的該氣體擴散至已插入的該基板W，該等構件在縱向方向分成複數個並可分別升降，來調整供應到該基板W上的氣體之流率。如此，工作人員可輕易調 整該基板W上的沉積厚度與分佈，來改善該基板的品質與生產力。
雖然在目前的具體實施例中已經完成一或多個循環之後旋轉該基板W，不過該基板W可在該等循環的最後淨化處理(已供應該淨化氣體時)中旋轉。該淨化處理並不影響有關該基板W的沉積處理。不過，因為該淨化處理為移除該腔室內副產物的處理，所以會與該淨化處理一起旋轉該基板W。在此情況下，可縮短整個處理時間，讓處理更有效率。
根據本發明的具體實施例，該基板可使用已經插入該輔助承座內定義的該開口，並可相對於該輔助承座分別旋轉的該主承座來旋轉。另外，透過擴散構件，將朝向通道相對側供應的該氣體擴散至已插入的該基板，該等構件在縱向方向分成複數個並可分別升降，或透過具有預定形狀的排氣孔，來調整供應到該基板上的氣體之流率。如此，工作人員可輕易調整該基板上的沉積厚度與分佈，來改善該基板的品質與生產力。
上述基板處理裝置可用本具體實施例內一或多個相關列示項目之任意或全部組合所構成，如此可對該等具體實施例進行許多改變。
雖然本發明以參考範例具體實施例來詳細說明，不過本發明可在不同的形式內具體實施。如此，底下所公佈的技術理念與申請專利範圍的範疇都不受限於該等較佳具體實施例。
5‧‧‧反應空間
10‧‧‧基板處理裝置
12‧‧‧腔室蓋板
15‧‧‧隔離物
17‧‧‧天線
18‧‧‧頂端電極
19‧‧‧RF電源
20‧‧‧腔室
22‧‧‧通道
25‧‧‧供應口
28‧‧‧排氣口
30‧‧‧輔助承座
32‧‧‧舉升插銷
36‧‧‧開口
40‧‧‧擴散構件
42‧‧‧擴散本體
44‧‧‧擴散板
45‧‧‧擴散孔
47‧‧‧總泵桿
48‧‧‧總泵
50‧‧‧排氣構件
52‧‧‧排氣本體
54‧‧‧排氣板
55‧‧‧排氣孔
57‧‧‧第二總泵桿
58‧‧‧第二總泵
60‧‧‧輔助擴散板
65‧‧‧輔助擴散孔
70‧‧‧氣體供應管線
71‧‧‧處理氣體管線
72‧‧‧第一開啟/關閉閥
74‧‧‧淨化氣體管線
75‧‧‧第二開啟/關閉閥
77‧‧‧來源氣體管線
78‧‧‧第三開啟/關閉閥
80‧‧‧主承座
81‧‧‧加熱板
83‧‧‧擴散板
84‧‧‧加熱線
85‧‧‧旋轉軸
88‧‧‧驅動馬達
90‧‧‧控制單元

Claims (11)

  1. 一種基板處理裝置，用於處理一基板，該裝置包含：一腔室，其中該基板傳送通過該腔室一側內定義的一通道，並且在與該通道相對的一側上有一供應口，用於將一氣體供應至該基板，該腔室提空一內部空間，其中執行有關該基板的一處理；一輔助承座，其位於該內部空間內，該輔助承座的形狀對應至該內部空間的形狀，並且具有一開口；以及一主承座，其插入該開口，以該基板位於該主承座上的狀態旋轉，該主承座加熱該基板。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，另包含：一旋轉軸，其支撐該主承座；一驅動馬達，用於驅動該旋轉軸；一氣體供應管路，其連接至該供應口，將該氣體供應至該基板；一開啟/關閉閥，其位於該氣體供應管線內，來開啟與關閉該氣體；以及一控制單元，其連接至該驅動馬達與該開啟/關閉閥每一者，以控制該驅動馬達與該開啟/關閉閥每一者，其中該控制單元開啟該開啟/關閉閥來供應該氣體，並且當已經完全供應該氣體時，該控制單元以該開啟/關閉閥關閉的狀態來驅動該驅動馬達，以一預定角度旋轉該主承座。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中該氣體供應管線包含：一處理氣體管線，用於供應一處理氣體進入該內部空間； 一淨化氣體管線，用於供應一淨化氣體進入該內部空間；以及一來源氣體管線，用於供應一來源氣體進入該內部空間，其中該開啟/關閉閥包含：一第一開啟/關閉閥，其位於該處理氣體管線內，以便開啟與關閉該處理氣體管線；一第二開啟/關閉閥，其位於該淨化氣體管線內，用於開啟與關閉該淨化氣體管線；以及一第三開啟/關閉閥，其位於該來源氣體管線內，以便開啟與關閉該來源氣體管線，其中該控制單元在該第二和第三開啟/關閉閥關閉的狀態下開啟該第一開啟/關閉閥，來供應該處理氣體，以及當已經完全供應該處理氣體時，該控制單元在該第一和第三開啟/關閉閥關閉的狀態下開啟該第二開啟/關閉閥，來供應該淨化氣體，以及當已經完全供應該淨化氣體時，該控制單元在該第一和第二開啟/關閉閥關閉的狀態下開啟該第三開啟/關閉閥，來供應該來源氣體，以及當已經完全供應該來源氣體時，該控制單元在該第一至第三開啟/關閉閥都關閉的狀態下驅動該驅動馬達，以一預定角度旋轉該主承座。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，另包含：一天線，其位於該主承座之上，以便在該內部空間內產生一電漿空氣；以及 一電源，用於將高頻電流供應至該天線，該電源已連接至該控制單元，並且受該控制單元控制，其中在供應該來源氣體時，該控制單元透過該電源供應電流給該天線。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，另包含：一擴散構件，其位於該供應口的一出口側上，將該供應口與該內部空間分割，該擴散構件具有複數個擴散孔與該供應口和該內部空間連通，以便擴散通過該供應口供應的該氣體；以及一升降構件，用於升降該擴散構件，其中該擴散構件包含一中央擴散構件，對應於該內部空間的中央部分，以及側邊擴散構件，其位於該中央擴散構件的兩側上，以及該升降構件可包含升降該中央擴散構件的一中央升降構件，以及升降該等側邊擴散構件的側邊升降構件。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中該開口相關於該承座偏心定義。
  7. 一種基板處理方法，係藉由將一或多種氣體供應進入具有一矩形平行管內部空間的一腔室內，以將一基板放入該腔室內進行處理，該方法之中，在位於該內部空間內一輔助承座的一開口內，安裝個別可相對於該輔助承座旋轉的一主承座，並且在該基板放置於該主承座上的狀態下供應該氣體，然後當已經完全供應該氣體時，該主承座在已經停止該氣體供應，而以一預定角度旋轉該基板之狀態下旋轉。
  8. 如申請專利範圍第7項之基板處理方法，其中用於分割該腔室內部的 一擴散構件位於該腔室一側上的一供應口之一出口側上，其中位於該擴散構件的一中央部分上之一中央擴散構件下降來定義一空間，該腔室內部透過此空間與該中央擴散構件之上的該供應口連通，以及在透過該擴散構件的該中央擴散構件兩側上之側邊擴散構件，將該腔室內部從該供應口分割出來之狀態下，該腔室內部透過該側邊擴散構件的擴散孔與該供應口連通，以透過該空間與該等擴散孔供應該氣體。
  9. 如申請專利範圍第7項之基板處理方法，其中該氣體供應方法包含：供應一處理氣體；停止供應該處理氣體，以供應一淨化氣體來將該腔室內部淨化；以及停止供應該淨化氣體，以供應一來源氣體。
  10. 如申請專利範圍第9項之基板處理方法，其中該氣體供應方法另包含在該來源氣體供應時，在該腔室內產生一電漿空氣。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板處理方法，其中該氣體供應方法另包含停止供應該來源氣體，以供應該淨化氣體來將該腔室內部淨化。
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