TW201604984A - 基板處理裝置、基板處理裝置之非暫時性電腦可讀取記錄媒體 - Google Patents

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境正憲
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Abstract

本發明之具體例係有關於用以在原子層沉積製程期間在基板上沉積材料之裝置及方法。在一具體例中，一種基板處理裝置包括：一反應室蓋總成，其包括一第一加熱構件；一承載盤，其定位成靠近該反應室蓋總成，其中該承載盤包括一用以加熱基板之第二加熱構成；一製程室，其至少容納該反應室蓋總成及該承載盤；以及一控制器，其配置成用以控制該第一加熱構件，以便抑制該第二加熱構件所產生之熱能從該承載盤傳導至該反應室蓋總成。

Description

基板處理裝置、基板處理裝置之非暫時性電腦可讀取記錄媒體 〔相關申請案之對照參考資料〕
本申請案主張2014年7月31日所提出之日本專利申請案第2014-156333號之利益。
本發明之具體例大致係有關於一種基板處理裝置及其非暫時性電腦可讀取記錄媒體。
近年來，諸如快閃記憶體之半導體裝置傾向於高整合性。對於此情況，LSI中圖案的內連線之尺寸已大大地縮小。當形成這些圖案時，做為製程之一生產程序，可以在基板上實施像氧化或氮化之特定程序，做為形成上述圖案的方法之一，有一種程序是在電路間之溝槽、接觸窗及其它部分中形成晶種層(seed layer)、襯底膜(liner film)或佈線(wiring)。根據最近LSI之內連線尺寸的縮小傾向，這些溝槽、接觸窗及其它部分需要具有高的縱橫比(aspect ratio)。
當形成襯底膜時，該膜需要具有良好的階梯覆蓋(step coverage)，其中在該溝槽之上側面、中側面、下側面及底面上沒有 膜厚之離差(dispersion)。可藉由形成具有良好階梯覆蓋之膜，使半導體裝置中之溝槽間的特性一致。因此，可抑制半導體裝置之特性離差(characteristic dispersion)。
為了處理具有這樣的高縱橫比之溝槽的膜，已嘗試使用加熱氣體或電漿活化氣體之程序，但是很難形成具有良好階梯覆蓋之膜。
做為形成上述膜之一種方法，可選擇藉由供應至少兩種製程氣體，使氣體在一基板表面上反應。
另一方面，當形成該膜時，必需均勻地加熱該基板或均勻地供應氣體至該基板。已發展出可均勻地輸送氣體之一單晶圓工具。為了均勻地供應氣體，該單晶圓工具具有一氣體擴散通道，該氣體擴散通道具有一擴展以更靠近晶圓之直徑。為了均勻地加熱基板，在承載盤(susceptor)中包含加熱器。
此單晶圓工具具有一氣體擴散通道，該氣體擴散通道具有一擴展以更靠近晶圓之直徑。換句話說，在對應於該晶圓之中心的位置附近之該氣體擴散通沒有用以界定特定部分之壁，而在對應於該晶圓之外側的位置附近之該氣體擴散通道具有用以界定周圍部分之壁。對於具有這樣配置之裝置，本發明者發現下面問題：在承載盤上之基板容納表面的外側部分之熱可能在界定反應室蓋總成(chamber lid assembly)之壁中被吸收。因此，很難均勻地控制晶圓表面之溫度。
本發明之具體例係有關於一種用以均勻地輸送氣體至基板及同時加熱基板之基板處理裝置及其反應室蓋總成。
在一具體例中，提供一種基板處理裝置，其：一反應室蓋總成，其包括一第一加熱構件；一承載盤，其配置成靠近該反應室蓋總成，該承載盤包括一用以加熱基板之第二加熱構件；一製程室，其至少容納該反應室蓋總成及該承載盤；以及一控制器，其配置成用以控制該第一加熱構件，以便抑制該第二加熱構件所產生之熱能從該承載盤傳導至該反應室蓋總成。
在另一具體例中，提供一種反應室蓋總成，其包括一氣體擴散通道，其具有一伸展以更靠近下部之直徑；一加熱構件，其至少安裝在該反應室蓋總成之底壁中；以及一外罩(cover)，其覆蓋該加熱構件，該外罩係由具有比該反應室蓋總成高之導熱率的材料所構成。
在另一具體例中，提供一種基板處理裝置，其包括一反應室蓋總成，其具有一朝一承載盤垂直地延伸、在上部為沿著中心軸線之實質上圓筒形及在下部為遠離中心軸線成錐形之氣體擴散通道，其中以一具有比該反應室蓋總成高之導熱率的材料來覆蓋一部分界定該氣體擴散通道之壁；該承載盤，其定位成靠近該反應室蓋總成，其中該承載盤包括一用以加熱基板之加熱構件；一製程室，其至少容納該反應室蓋總成及該承載盤；以及一控制器，其配置成用以控制該加熱構件。
在另一具體例中，提供一種非暫時性電腦可讀取記錄媒體，其儲存一用以製造一半導體裝置之程式。該程式使用一基板處理裝置，該基板處理裝置包括：一反應室蓋總成，其包括一第一加熱構件；一承載盤，其配置成靠近該反應室蓋總成，該承載盤包括一用以加熱基板之第二加熱構件。該程式促使一電腦執行：裝載 一基板至該承載盤；經由該反應室蓋總成輸送一氣體至該基板；控制該第一加熱構件，以便抑制該第二加熱構件所產生之熱能從該承載盤傳導至該反應室蓋總成；以及從該承載盤卸載該基板。
在另一具體例中，提供一種藉由使用一基板處理裝置來製造一半導體裝置之方法。該基板處理裝置包括一包括一第一加熱構件之反應室蓋總成及一配置成靠近該反應室蓋總成之承載盤，該承載盤包括一用以加熱基板之第二加熱構件。該方法包括：裝載一基板至該承載盤；經由該反應室蓋總成輸送一氣體至該基板；控制該第一加熱構件，以便抑制該第二加熱構件所產生之熱能從該承載盤傳導至該反應室蓋總成；以及從該承載盤卸載該基板。
100‧‧‧基板處理裝置
200‧‧‧晶圓
201‧‧‧反應區
202‧‧‧製程室
202a‧‧‧上容器
202b‧‧‧下容器
203‧‧‧轉移區
204‧‧‧上板
204a‧‧‧孔
205‧‧‧閘閥
206‧‧‧閘門
207‧‧‧升降銷
210‧‧‧支撐件
211‧‧‧基板容納表面
212‧‧‧承載盤
213‧‧‧加熱器
214‧‧‧通孔
217‧‧‧軸
218‧‧‧升降系統
219‧‧‧伸縮囊
221‧‧‧排氣出口
222‧‧‧排氣導管
223‧‧‧自動壓力控制器
224‧‧‧閥
225‧‧‧泵
231‧‧‧反應室蓋總成
231a‧‧‧凸部
231b‧‧‧氣體擴散通道
231c‧‧‧側壁
231d‧‧‧下部
231e‧‧‧底壁
233‧‧‧外罩
234‧‧‧加熱器
235‧‧‧熱衰減部分
236a‧‧‧加熱器
236b‧‧‧加熱器
236c‧‧‧加熱器
237‧‧‧外罩
237a‧‧‧外罩
237b‧‧‧外罩
237c‧‧‧外罩
241‧‧‧上部
243‧‧‧第一氣體輸送系統
243a‧‧‧第一氣體輸送管線
243b‧‧‧第一氣體源
243c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
243d‧‧‧閥
244‧‧‧第二氣體輸送系統
244a‧‧‧第二氣體輸送管線
244b‧‧‧第二氣體源
244c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
244d‧‧‧閥
244e‧‧‧遠端電漿單元
245‧‧‧第三氣體輸送系統
245a‧‧‧第三氣體輸送管線
245b‧‧‧第三氣體源
245c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
245d‧‧‧閥
246‧‧‧第一惰性氣體輸送系統
246a‧‧‧第一惰性氣體輸送管線
246b‧‧‧惰性氣體源
246c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
246d‧‧‧閥
247‧‧‧第二惰性氣體輸送系統
247a‧‧‧第二惰性氣體輸送管線
247b‧‧‧惰性氣體源
247c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
247d‧‧‧閥
250‧‧‧中心軸線
251‧‧‧阻氣門
253‧‧‧溫度比較器
260‧‧‧第二冷卻裝置
261‧‧‧第一冷卻裝置
280‧‧‧控制器
281‧‧‧算術邏輯單元
282‧‧‧記憶單元
283‧‧‧外部記憶體
301‧‧‧第二溫度感測器
302‧‧‧第一溫度感測器
可藉由參考在所附圖式中所描繪之本發明的說明性具體例來了解本發明之具體例，其中本發明之具體例已簡單概述於上且將更詳細論述於後。然而，須注意的是本發明容許其它等效之具體例，該等所附圖式只描述本發明之典型具體例，因此不被認為是其範圍之限制。
圖1係如第一具體例所述之基板處理裝置的示意剖面圖。
圖2係說明圖1所示之基板處理製程的流程圖。
圖3係說明圖2所示之膜的形成之詳細製程的流程圖。
圖4係如第二具體例所述之基板處理裝置的示意剖面圖。
較佳具體例之描述 (第一具體例)
提供本發明之第一具體例如下。
(裝置之配置)
圖1係如在此一具體例所述之基板處理裝置100的示意剖面圖。該基板處理裝置100係配置成一可在如圖1所示之一次程序中只處理一晶圓之處理裝置。
(製程室)
如圖1所示，基板處理裝置100包括製程室202。製程室202可以包括用以處理具有圓形且薄形狀之基板的氣密容器。並且，製程室202包含可以由適合於所要執行之處理的鋁(Al)、不銹鋼(SUS)或其它合適金屬材料所製成之組件。製程室202構成一用以處理做為一基板之晶圓的反應區201及一用以轉移晶圓200至反應區201之轉移區203。製程室202可以至少由上容器202及下容器202b所構成。
在下容器202b之側壁可設置用以傳遞或取回基板之閘門206。閘門206連接至閘閥205。經由閘門206，可從一傳送室(未顯示)傳遞或取回晶圓200。在下容器202b之底部可配置複數個升降銷(lift pins)20。
在反應區201中可設置用以支撐晶圓200之基板支撐件210。承載盤212係由一用於在上面放置晶圓200之基板容納表面211、一包含於承載盤212中之做為第二加熱源的加熱器213及一包含於承載盤212中之做為冷卻源的第二冷卻裝置260所構成。在承載盤212中之對應於升降銷207的位置開出通孔214，以致於 升降銷207可穿過承載盤212。在加熱器213之外部下方可配置用以偵測承載盤212之外部的溫度之第二溫度感測器301。用以控制承載盤212之溫度的第二冷卻裝置260可以配置在該加熱器213與在承載盤212之外部的第二溫度感測器301間。一包含在承載盤212中之空間可充當冷卻裝置260及一像Galden®(加熱介質)之冷媒可以在此空間中循環。
可以藉由軸217支撐承載盤212。軸217可以穿過該製程室202之底部，且軸217可以連接至在該製程室202之外部的升降系統(elevation system)218。可藉由操作該升降系統218，使在基板容納表面211上之晶圓200上升及下降。此外，可以藉由伸縮囊(bellows)219覆蓋該軸217之下端部分的周圍區域。製程室202可保持氣密。
在傳遞晶圓200之階段，使承載盤212降低至基板容納表面211可以對應於閘門206之位置(晶圓傳遞位置)，以便傳遞或取回基板。在處理晶圓200之階段，如圖1所示，在基板容納表面211上之晶圓200可以上升，直到它變成反應區201中之處理位置(晶圓處理位置)為止。
特別地，當使承載盤212降低至晶圓傳遞位置時，升降銷207之上端從基板容納表面211突出，接著，升降銷207從下位置支撐晶圓200。當使承載盤212上升至晶圓處理位置時，升降銷207掩藏在基板容納表面211中，接著，基板容納表面211從下位置支撐晶圓200。此外，因為升降銷207可能直接碰觸晶圓200，所以升降銷207較佳是由石英或氧化鋁等所製成。
反應室蓋總成231(由諸如不銹鋼(SUS)之低導熱材料 所製成)可以位於反應區201之上區域。反應室蓋總成231之凸部231a可以經由位於上板204之中心的孔204a穿過上板204，其中該上板204配置成上容器202a之一部分，然後，凸部231a可連接至後述氣體輸送系統。此外，藉由使用低導熱材料做為反應室蓋總成之材料，由後述加熱器234所產生之熱能難以在上板204或氣體導管上傳導。
氣體擴散通道231b可以被界定在反應室蓋總成231之中心部分及被界定為從反應室蓋總成231之凸部231a至反應室蓋總成231之下部。氣體擴散通道231b可以讓氣體從一氣體供應系統通過至反應區201。由氣體擴散通道231b之側壁231c所界定的水平直徑可以朝下部逐漸地擴展，以便均勻地輸送氣體至晶圓200。氣體擴散通道231b可以朝基板容納表面211垂直地延伸且亦沿著反應室蓋總成231之中心軸線250通過反應室蓋總成231而延伸至底壁231e。在一實例中，氣體擴散通道231b之一部分在上部241沿著中心軸線250可以是實質上圓筒形的。在另一實例中，在下部231d部分界定氣體擴散通道231b之側壁231c的一部分可以遠離中心軸線250成錐形。氣體擴散通道231b可以進一步延伸通過下部231d及進入反應區201。底壁231e從氣體擴散通道231b之下部231d延伸至阻氣門(choke)251。阻氣門251可調整從反應區201至用以排放製程容器202之空氣的排氣系統之氣流。在一具體例中，在承載盤212定位於反應區201中之處理位置的狀況下，底壁231e與承載盤212上之基板容納表面211間的最小間隔係約0.02英吋至約2.0英吋間，以及較佳係約0.02英吋至約0.2英吋間。該間隔可能根據在沉積期間所輸送之氣體及包括底壁231e與承載盤 212間之熱傳導的考量之製程條件而不同。
外罩233可以至少安裝在反應室蓋總成231中部分界定氣體擴散通道231b之底壁231e上。外罩233可能大致上或部分由一具有比反應室蓋總成231之周圍部分高的導熱率之材料所製成。例如，外罩233可以由具有比不銹鋼的導熱率高之236Wm-1K-1的導熱率之鋁所製成。在此，可以做為外罩233之材料的鋁之導熱率為236Wm-1K-1。相較之下，可以做為反應室蓋總成之材料的不銹鋼之導熱率為16.7Wm-1K-1至20.9Wm-1K-1。因此，外罩233之導熱率比反應室蓋總成231之導熱率高。
做為第二加熱裝置之加熱器234可以配置在外罩233內。加熱器234可以包括一加熱元件或複數個加熱元件。當部分或個別控制對應於外罩233中之加熱器的每一元件之溫度時，複數個加熱元件係較好的。第一溫度感測器302可配置成靠近加熱器234，以便偵測底壁231e之溫度。
在另一具體例中，加熱器234可能不需要放置在外罩233中。在外罩233內沒有配置加熱器234而僅以大致上或部分由一具有比反應室蓋總成231之周圍部分高的導熱率之材料所製成的外罩覆蓋底壁231e，可均勻地加熱側壁231c、下部231b或底壁231e。因此，膜的一致性可以更均勻。可以形成很難脫落之膜。
在這些具體例中，可以藉由在至少底壁231e上沉積或塗佈一諸如鋁之材料來形成外罩233，其中鋁之導熱率比反應室蓋總成之周圍部分的導熱率高。外罩233之配置可以包括不僅在至少底壁231e上安裝具有高導熱率之一些實體構件，而且亦在至少底壁231e上沉積或塗佈一具有高導率之材料。
此外，在反應室蓋總成231中可包含第一冷卻裝置261。在反應室蓋總成231中所包含之一空間可以充當冷卻裝置261而諸如Galden®(加熱介質)之冷媒可以在此空間中循環。
在反應室蓋總成231接觸上板204之部分處，可以沿著上板204之表面配置由填充有適當冷媒之空間或其它間隙所構成之熱衰減部分235。熱衰減部分235可以衰減由加熱器235所產生之熱能，以免經由反應室蓋總成231或上板204傳導熱能至氣體供應系統之閥。當閥暴露至高溫時，閥之耐久性可能變得相當低。可藉由配置該熱衰減部分，延長閥之壽命。
(氣體輸送系統)
上部241可以與在反應室蓋總成231之氣體擴散通道231b中的凸部231a相通。以未描繪之螺絲等來固定上部241之凸緣與凸部231a之上表面。使至少兩個氣體輸送管線與上部241之側壁連接。
第一氣體輸送管線243a及第二氣體輸送管線244a可與上部241連接。第二氣體輸送管線244a可經由遠端電漿單元244e與上部241連接。
可以主要經由包括第一氣體輸送管線243a之第一氣體輸送系統243輸送一含第一元素之氣體，以及可以主要經由包括第二氣體輸送管線244a之第二氣體輸送系統244輸送一含第二元素之氣體。當處理一晶圓時，可以經由包括第三氣體輸送管線245a之第三氣體輸送系統245輸送一惰性氣體。
(第一氣體輸送系統)
在第一氣體輸送管線243a中，從該氣體輸送管線之上游依序配置第一氣體源243b、為流量控制器(流量控制部分)之質量流量控制器(mass flow controller；MFC)243c及為開關閥之閥243d。
含第一元素之氣體可以從第一元素源243b經由質量流量控制器243c、閥243d及第一氣體輸送管線243a被輸送至反應區201。
含第一元素之氣體係一來源氣體，它是製程氣體之一。如果在此假設該第一元素為鉿(Hf)，則含第一元素之氣體為含鉿氣體。此外，該第一元素在常溫及常壓下可以是固體、液體或氣體。若該第一元素在常溫及常壓下為液體，可在包含這樣的液體源之第一元素源243b與質量流量控制器243c間配置一氣化器(未描繪)。在此具體例中，該第一元素在常溫及常壓下為氣體。
第一惰性氣體輸送管線246a之下游邊緣係連接至第一氣體輸送管線243a之閥243d的下游。在第一惰性氣體輸送管線246a中，從該惰性氣體輸送管線之上游依序配置惰性氣體源246b、為流量控制器(流量控制部分)之質量流量控制器(MFC)246c及為開關閥之閥246d。
惰性氣體係例如氮(N2)氣。此外，除氮氣以外，惰性氣體亦可使用像氦(He)氣、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣之稀有氣體。
第一氣體輸送系統243(例如，含鉿氣體之輸送系統)可以主要包括第一氣體輸送管線243a、質量流量控制器(MFC)243c及閥243d。
此外，第一惰性氣體輸送系統246可以主要包括第一 惰性氣體輸送管線246a、質量流量控制器(MFC)246c及閥246d。在第一惰性氣體輸送系統246中可以包括惰性氣體源246b及第一氣體輸送管線243a。
此外，在第一氣體輸送系統243中可以包括第一元素源243b及第一惰性氣體輸送系統246。
(第二氣體輸送系統)
遠端電漿單元244e可以配置在第二氣體輸送管線244a之下游。在那個輸送管線之上游中，從該氣體輸送線之上游依序配置第二氣體源244b、為流量控制器(流量控制部分)之質量流量控制器(MFC)244c及為開關閥之閥244d。
含第二元素之氣體可以從第二氣體源244b經由質量流量控制器244c、閥244d、第二氣體輸送管線244a、遠端電漿單元244e及上部241被輸送至反應區201。
在輸送具有電漿活化之自由基的第二氣體至反應區201之情況下，遠端電漿單元244e可以配置在第二氣體輸送管線244a中。經過遠端電漿單元244e之第二氣體可以包括電漿活化之自由基。可以在晶圓200上供應具有自由基之第二氣體。
含第二元素之氣體可以是製程氣體之一。此外，含第二元素之氣體可以是反應氣體或可改變在晶圓200上所形成之膜的特性之氣體。
含第二元素之氣體可以包含不同於該第一元素之第二元素。例如，該第二元素可選自氧(O)、氮(N)或碳(C)中之一。在此具體例中，含第二元素之氣體可以是含氧氣體。特別地，可以使 用氧(O2)氣做為含氧氣體。
含第二元素之氣體之輸送系統244(例如，含氧氣體之輸送系統)可以主要包括第二氣體輸送管線244a、質量流量控制器(MFC)244c及閥244d。
第二惰性氣體輸送管線247a之下游邊緣係連接至第二氣體輸送管線244a之閥244d的下游。在第二惰性氣體輸送管線247a中，從該惰性氣體輸送管線之上游依序配置惰性氣體源247b、為流量控制器(流量控制部分)之質量流量控制器(MFC)247c及為開關閥之閥247d。
從惰性氣體源247b經由質量流量控制器247c、閥247d、第二氣體輸送管線244a及遠端電漿單元244e輸送一惰性氣體至反應區201。該惰性氣體可以在薄膜形成製程(S104)中充當載體氣體或稀釋氣體。
第二惰性氣體輸送系統可以主要包括第二惰性氣體輸送管線247a、質量流量控制器(MFC)247c及閥247d。此外，在第二惰性氣體輸送系統中可包括惰性氣體源247b、第二氣體輸送管線244a及遠端電漿單元244e。
此外，在含第二元素之氣體之輸送系統244中可包括第二氣體源244b、遠端電漿單元244e及第二惰性氣體輸送系統。
(第三氣體輸送系統)
在第三氣體輸送管線245a中，從該氣體輸送管線之上游依序配置第三氣體源245b、為流量控制器(流量控制部分)之質量流量控制器(MFC)245c及為開關閥之閥245d。
一作為沖洗氣體之惰性氣體可以從第三氣體源245b經由質量流量控制器245c、閥245d及第三氣體輸送管線245a被輸送至反應區201。
惰性氣體係例如氮(N2)氣。此外，除氮氣以外，惰性氣體可以使用像氦(He)氣、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣之稀有氣體。
第三輸送系統245可以主要包括第三氣體輸送管線245a、質量流量控制器(MFC)245c及閥245d。
在一基板處理製程中，一惰性氣體從第三氣體源245b經由質量流量控制器245c、閥245d及第三氣體輸送管線245a輸送至反應區201。
在一基板處理製程中，從第三氣體源245b所輸送之一惰性氣體可以充當一沖洗氣體，其可用於沖洗在製程容器202或反應室蓋總成231中所剩下之氣體。
(排氣系統)
用以排放製程容器202之空氣的排氣系統可以包括連接至在反應區201之側壁中所配置之排氣出口221的排氣導管222。排氣導管222可包括用以控制反應區201中之壓力在一預定壓力中之APC(自動壓力控制器)223。APC 223可具有一帶有可調開口(未描繪)之閥體及可依據來自一後述控制器之指示控制排氣導管222中之傳導。在排氣導管222中將閥224配置在APC 223之下游處。在閥224之下游處連接泵225。排氣系統可包括排氣導管222、APC 223及閥224。排氣系統亦可以包括泵225。
(溫度比較器)
第一溫度感測器302及第二溫度感測器301之輸出可連接至溫度比較器253，以便比較那些輸出信號。溫度比較器253電連接至後面所要說明之控制器280。從第一溫度感測器302及第二溫度感測器301所輸出之溫度資料可以輸入至溫度比較器253，接著，溫度比較器253根據第一溫度感測器302所偵測之溫度與第二溫度感測器301所偵測之溫度的差來分析承載盤212與反應室蓋總成231間是否發生強烈的熱傳導。該分析之結果可輸出至控制器280。若承載盤212與反應室蓋總成231間之熱傳導具有嚴重的溫度差，控制器280可以相對地控制在承載盤212中所埋置之加熱器212或在反應室蓋總成231中所埋置之加熱器234的熱量。
在另一具體例中，溫度比較器253可以使在反應室蓋總成231中所埋置之第一溫度感測器302的輸出與一預定值做比較，而不是與從承載盤212中所埋置之第二溫度感測器301輸出的溫度資料做比較。因為該製程確認承載盤212之溫度，所以控制器280可以只控制在反應室蓋總成231中所埋置之加熱器234的熱值，以免將熱能從承載盤212傳導至反應室蓋總成231。
(控制器)
基板處理裝置100可以具有用以控制基板處理裝置100之每一部分的操作之控制器280。控制器280可以至少具有算術邏輯單元281及記憶單元282。控制器280可與上述每一元件連接。依據另一主控制器或操作員之指示，控制器280可從記憶單元282將特定程式或製程配方載入執行記憶體及根據程式或製程配方之內容控 制基板處理裝置100之操作。
此外，控制器280可以構成一專用電腦(exclusive computer)及可以構成像一般用途電腦。
在一具體例中，可藉由包括安裝有上述程式之外部記憶體283的一般用途電腦來構成控制器280。磁帶、像軟碟或硬碟之磁碟、像CD或DVD之光碟、像MO之磁光碟或在像USB記憶體(USB隨身碟)或記憶卡中所包含之半導體記憶體等可做為外部記憶體283。
此外，用以安裝該程式至電腦之手段並非侷限於經由外部記憶體283來供應程式之手段。例如，可在沒有外部記憶體283下藉由使用像網際網路或專用線(exclusive line)之通信手段來安裝該程式。
此外，記憶單元282或外部記憶體283係包含於作為電腦可讀取之記綠媒體。記憶媒體僅總體地表示這些記憶體。當以下在此說明書中使用該術語記錄媒體時，只將該術語定義為該記憶單元282、該外部記憶體283或該記憶單元282及該外部記憶體283兩者。
在此具體例中，溫度比較器253可被描述為與控制器280分離之配置，但溫度比較器253可包含於控制器280中以作為其功能之一。在此情況中，第一及第二溫度感測器302、301之輸出可以電連接至控制器280。
在另一具體例中，該控制器可以配置成用以比較該第一溫度感測器所輸出之第一溫度資訊與一製程所認定之預定值及用以控制一饋送至該第一加熱構件或該第二加熱構件之電力，以便反應室蓋 總成之底壁的溫度與一製程所認定之預定值間的差可在一預定溫度範圍內。
附帶說明的是，在具有一帶有擴展以更靠近晶圓200之直徑的氣體擴散通道231b之諸如此具體例的裝置中，很難使該晶圓200之表面的溫度均等。
該晶圓溫度之不均勻的理由可能是：反應室蓋總成231之底壁231e靠近在承載盤212上之晶圓200的外側部分及在反應室蓋總成231之側壁231d與在承載盤212上之晶圓200的中心部分間具有一相對大空間。以加熱器213加熱晶圓200，但是可能將晶圓200之外側部分的熱傳導至具有較低溫之底壁231e。因而，晶圓200之外側部分的溫度可能變成比晶圓200之中心部分的溫度低。
因此，在一具體例中，底壁231e包含加熱器234。更確切地說，可將加熱器234埋置在反應室蓋總成231之底壁231e中，以對應於在承載盤212上之晶圓200的外側部分。加熱器234可被外罩233覆蓋之。
當使加熱器234定位及保持在靠近反應室蓋總成231之底部的部分中時，底壁231e之溫度會是高的。從晶圓200之外側部分至底壁231e之熱傳導可被抑制。此外，當將加熱器234埋置在大致上或部分由高導熱率之材料所製成的外罩233中時，加熱器234所產生之熱可以經由外罩均勻地散開。因此，可以使底部231e之溫度大致上勻等。由於底壁231e之溫度的均勻性，可以均勻地控制熱傳導量。
(基板處理製程)
接下來，藉由使用基板處理裝置100，說明一在晶圓200上形成薄膜之製程。可以藉由控制器280控制所有構成基板處理裝置100之部分的操作。
圖2係用以說明在此具體例中之基板處理製程的流程圖。圖3係用以說明圖2所述之膜的形成之詳細製程的流程圖。
使用TEMAH(四-(乙基甲基胺基酸)-鉿(tetrakisethylmethylamino hafnium),Hf(NEtMe)4)做為一含第一元素之氣體及蒸汽(H2O)或臭氧(O3)做為一含第二元素之氣體，說明一形成氧化鉿膜之製程如下。
(裝載及放置該基板於承載盤上之步驟S102)
在裝載及放置基板於承載盤上之步驟中，首先，藉由讓承載盤212低於晶圓傳遞位置，升降銷207可以穿過在承載盤212中之通孔214。結果，升降銷207之上端從承載盤212上之基板容納表面211突出預定之長度。接下來，藉由打開閘閥205，可以在轉移區203與裝載區(未描繪)間使空氣相通。晶圓200可藉由使用晶圓搬運機器手(未描繪)從該裝載區傳送至轉移區203及放置在升降銷207之上端。如此，可在從承載盤212之基板容納表面211突出的升降銷207之上端上支撐晶圓200於水平位置中。
在藉由該晶圓搬運機器手傳送晶圓200至製程容器202後，該晶圓搬運機器手可留置於製程容器202外，以及在此之後可藉由關閉閘閥205來密封製程容器202。然後，可以藉由使承載盤212上升，將晶圓200放置在承載盤212之基板容納表面上。 再者，可以藉由使承載盤212上升，使晶圓200上升至上述反應區201中之製程位置。
當晶圓200被放置在承載盤212上時，藉由供應電力至承載盤212中所埋置之加熱器213，可以控制該表面之溫度，使其處於一預定溫度範圍內。例如，可以維持晶圓200之溫度大於室溫且小於攝氏500度，較佳為大於室溫且小於攝氏400度。
在此情況下，根據溫度感測器(未描繪)所偵測之溫度資訊，加熱器213之溫度可受加熱器213所饋送之電力的速率控制。從裝載及放置該基板於承載盤上之步驟S102至後述之缷載該基板的步驟S106可持續地控制加熱器213之溫度。
再者，可以將電力饋送至在底壁231e中之外罩233中所埋置的加熱器234。並且，可以控制外罩233之溫度，使其可維持在一預定溫度範圍內。例如，加熱器234之預定溫度範圍可以包含基板容納表面211之溫度。藉由設定在外罩233中所埋置的加熱器234之目標溫度為基板容納表面211之溫度，可以抑制該基板容納表面211之外側部分與底壁231e間之熱傳導。可以從裝載及放置該基板於承載盤上之步驟S102至後述之缷載該基板的步驟S106持續地控制加熱器213之溫度。
此外，可以在沒有使用外罩233下，將加熱器234直接埋置在反應室蓋總成231之底壁231e附近。換句話說，藉由減少該基板容納表面211之外側部分的溫度與反應室蓋總成231之底壁231e的溫度間之差，可抑制該基板容納表面211之外側部分與該底壁231e間之熱傳導。外罩233在此具體例可以不是一必要元件。
在此具體例中，一基板處理裝置包括一第一加熱器234，其配置成用以至少加熱反應室蓋總成231之底壁231e；一第一溫度感測器302，其配置成用以偵測反應室蓋總成231之底壁231e的溫度；一第二加熱器213，其配置成用以加熱該基板容納表面211之外側部分；一第二溫度感測器301，其配置成用以偵測該基板容納表面211之外側部分的溫度；一溫度比較器253，其配置成用以比較用來偵測反應室蓋總成231之底壁231e的溫度之該第一感測器302所輸出之第一溫度資訊與用來偵測該基板容納表面211之外側部分的溫度之該第二溫度感測器301所輸出的第二溫度資訊；以及一控制器280，其配置成用以控制對用來加熱該基板容納表面211之外側部分的加熱器所饋送之電力或用以控制對用來加熱底壁231e之加熱器所饋送的電力，以便可減少該基板容納表面211之外側部分的溫度與反應室蓋總成231之底壁231e的溫度間之差。
再者，為了藉由更精細地控制該基板容納表面211之外側部分的溫度及反應室蓋總成231之底壁231e的溫度，以減少該基板容納表面211之外側部分的溫度與反應室蓋總成231之底壁231e的溫度間之差，可以在該基板容納表面211之外側部分或反應室蓋總成231之底壁231e中埋置一例如有冷媒在內部循環之導管的冷卻裝置261。
此外，為了改善底壁231e之熱均勻性，較佳地可以在底壁231e上安裝外罩233。
控制器280可以控制對該加熱器所饋送之電力，以便可減少該基板容納表面211之外側部分的溫度與反應室蓋總成231 之底壁231e的溫度間之差。此外，控制器280亦可以控制在冷卻裝置261中之冷媒的流速。因此，控制器280可更精確地抑制該基板容納表面211之外側部分的溫度與反應室蓋總成231之底壁231e的溫度間之差，因而，可降低該基板容納表面211之外側部分與該底壁231e間的熱傳導。
此外，氣體擴散通道231b之側壁231b或下部231d亦可以包含該等加熱器及/或該冷卻裝置261。控制器280亦可以控制側壁231b或下部231d之溫度，以便使一沉積膜具有所欲之厚度或特性。藉由將反應室蓋總成231之表面的溫度之控制併入承載盤212之溫度的控制，幾乎可控制晶圓200之整個區域的溫度。在均勻地控制晶圓200之整個區域的溫度之狀況下，可在晶圓200之整個區域中形成一具有勻勻厚度或特性之膜。
另一方面，藉由使用此裝置形成該膜後，取決於包括蝕刻製程的製程之需求，可以刻意在晶圓200之特定部分上形成一具有不同厚度或特性之膜。例如，藉由增加該基板容納表面211之外側部分的溫度或面向氣體擴散通道231b之反應室蓋總成231的表面之溫度，可以進一步活化晶圓200之外側部分的表面反應，因此，可使在晶圓200之外側部分上所形成之膜更厚、可使其上所形成之膜的品質比晶圓200之中心部分佳或使在晶圓200之外側部分上所形成之膜的特性不同於在晶圓200之中心部分上所形成之膜的特性。
(形成膜之步驟S104)
接下來，實施形成膜之步驟S104。參考圖3，詳細說明形成膜之步驟S104。在一具體例中，形成膜之步驟S104可以是一重複輪 流輸送複數個製程氣體之製程的循環製程。
(輸送一第一製程氣體之步驟S202)
當晶圓200之溫度藉由晶圓200周圍之加熱而達到預定溫度時，可以打開在第一氣體輸送系統243中所配置之閥243d，然後，可以藉由使用質量流量控制器243c，調整該TEMAH氣體之流速至預定流速。例如，該TEMAH氣體之流速可以是從100sccm至5000sccm。
此時，閥224可以打開，以便可藉由APC 223控制反應區201之壓力至一預定壓力。
同時，可以打開在第三氣體輸送系統245中之閥245d，以及可以經由第三氣體輸送管線245a輸送氮(N2)氣。亦可以經由第一惰性氣體輸送系統246輸送氮(N2)氣。此外，在此步驟前，可以從第三氣體輸送管線245a開始輸送氮氣(N2)。
輸送至製程容器202之該TEMAH氣體可被供應於晶圓200上。可以藉由在晶圓200上吸附或沉積該TEMAH氣體，以在晶圓200之表面中形成一做為含該第一元素層之含鉿層。
依製程容器202中之壓力、該TEMAH氣體之流速或承載盤212之溫度而定，可以以預定厚度、特性及分佈形成該含鉿層。此外，在此膜形成前，可以在晶圓200上形成預定膜或具有特定圖案之預定膜。
在開始輸送該TEMAH氣體起，已經過一預定時間後，可以藉由關閉閥243d，停止輸送該TEMAH氣體。
(沖洗步驟S204)
接下來，可以藉由經由第三氣體輸送管線245a輸送氮(N2)氣，以沖洗反應區201。因為閥224亦可以打開，所以可以藉由APC 223控制反應區201之壓力至預定壓力。如此，可以從反應區201經由排氣導管222移除在輸送一第一製程氣體之步驟S202中無法被吸附至晶圓200之表面上的TEMAH氣體。
當完成反應區201之沖洗時，可以在閥224打開之狀況下重新開始以APC 223來控制壓力。
(輸送一第二製程氣體之步驟S206)
在沖洗步驟S204後，第二氣體輸送管線244a之閥244d可以打開，以便輸送一含氧氣體至反應區201。在此具體例中，使用臭氧(O3)氣體做為氧氣。
此時，可以藉由使用質量流量控制器244c，調整氧氣之流速至預定速率。例如，氧氣之流速是從100sccm至5000sccm。做為載體氣體之氮(N2)氣可經由第二惰性氣體輸送管線245a輸送。在輸送氧氣的同時，亦可以經由第二惰性氣體輸送系統247輸送氮(N2)氣。此外，在此製程中，可以打開第三氣體輸送系統245中之閥245d，以及可以經由第三氣體輸送管線245a輸送氮(N2)氣。
該氧氣可被輸送至晶圓200上。在輸送一第一製程氣體之步驟S202中已形成之含鉿層可藉由該氧氣轉換之。因此，可以在晶圓200上形成含鉿元素及氧元素層。
例如，依據在該製程期間反應區201中之壓力、氮(N2)氣之流速或承載盤212之溫度，一在鉿層中包含氧元素之轉換層可 形成為所欲之厚度、氧元素在氧化鉿膜中之分佈或氧元素對含鉿層之侵入情況(invasive situation)。
在已經過一預定時間後，可以藉由關閉閥244d，停止輸送該氧氣。
如上述S202，在輸送一第一製程氣體之步驟S202中，閥224可以打開，以便可以藉由APC 223控制在反應區201中之壓力至一預定壓力。
(沖洗步驟S208)
接下來，實施像S204之沖洗步驟S208。由於操作係相似於在S204中所述者，故省略其說明。
(判斷S210)
控制器280可以判斷上述製程是否重複了一預定次數(n個循環)。
當尚未達到一預定次數時(在S210中為否之情況下)，可以重複輸送一第一製程氣體之步驟S202、沖洗步驟S204、輸送一第二製程氣體之步驟S206及沖洗步驟S208。當達到一預定次數時(在S210中為是的情況下)，完成圖3所示之製程。
當我們返回使用圖2之說明時，實施從承載盤卸載該基板之下一步驟S106。
(從承載盤卸載該基板之步驟S106)
在從承載盤卸載該基板之步驟S106中，藉由讓承載盤212下 降至該晶圓傳遞位置，可以在從承載盤212上之基板容納表面211突出的升降銷207之上端上支撐晶圓200於水平位置中。如此，將晶圓200從該處理位置放置到該晶圓傳遞位置。然後，可以打開閘閥205，並可以藉由使用晶圓搬運機器手(未描繪)，將晶圓200經由該打開閘閥205卸載離開製程容器202。可以關閉閥245d而抑制從第三氣體輸送系統245輸送一惰性氣體至製程容器202。
(經處理基板之次數的判斷之步驟S108)
在卸載晶圓200後，控制器280可以判斷是否形成膜之步驟S104已重複一預定次數。當形成膜之步驟S104已執行該預定次數時，完成一連串製程。
(第二具體例)
參考圖4以說明該第二具體例。在該第二具體例中，在反應室蓋總成231中所包含之加熱器的配置可以不同於該第一具體例中之加熱器的那些配置。更具體言之，在此具體例中可以在底壁231e、下部231d或側壁231c中包含加熱器。下面將說明該第二具體例不同於該第一具體例的主要差異。
在反應室蓋總成231之側壁231c中可包含加熱器236a，在反應室蓋總成231之下部231d中可包含加熱器236b而在反應室蓋總成231之底壁231e中可包含加熱器236c。藉由控制器280可以獨立地控制每一加熱器236a、236b、236c之熱值。加熱器236a、加熱器236b及加熱器236c統稱為加熱器236或第一加熱構件。
當輸送一氣體至反應區201時，控制器280可以控制加熱器236a之熱值，以便可以在側壁231c上形成一層膜。當輸送一氣體至反應區201時，控制器280可以控制加熱器236b之熱值，以便可以在下部231d上形成一層膜。當輸送一氣體至反應區201時，控制器280可以控制加熱器236c之熱值，以便可像該第一具體例減少該基板容納表面211之外側部分的溫度與反應室蓋總成231之底壁231e的溫度間之差。
考量在沒有加熱器236a或加熱器236b下之配置，可能將熱從底壁231e中所直接埋置的加熱器234傳導至下部231d或側壁231c。在這樣的無意(unintentional)加熱下，可能很難均勻地加熱側壁231c或下部231d至一期望溫度，因為反應室蓋總成231之材料的一致性可能是不規則的。
在晶圓200對應於在側壁231c及下部231d下方所設置之部分的溫度之不規則性下，可能在晶圓200上不均勻地沉積或吸附在反應區201中所輸送之氣體中所包含的材料。
因為可能在晶圓200上不均勻地沉積或吸附材料時，所以膜一致性或薄膜應力(membrane stress)可能是不規則的。結果，該膜可能輕易地脫落，且脫落之膜可能變成良率下降之原因。
因此，在此具體例中，可以在側壁231c中包含加熱器236a或可以在下部231d中包含加熱器236b。可以包含加熱器236a及加熱器236b中之至少一者。在這樣的配置下，可以均勻地加熱側壁231c及/或下部231d。因此，可以抑制薄膜剝落(film flakes)。
較佳的是，可以在大致上或部分由像鋁之高導熱率材 料所製成的外罩237中埋置每一加熱器。因為大致上或部分由高導熱率材料所製成之外罩237可以擴散加熱器236a或加熱器236b所產生之熱，所以可以均勻地加熱側壁231c或下部231d。因此，膜一致性可以更均勻。可以形成很難脫落之膜。
附帶地，當個別配置側壁231c之外罩237a、下部231d之外罩237b及底壁231e之外罩237c時，一些氣體可能附著至該等外罩之接線(joint line)處及可能在該接線處附近產生紊流及可能在此接線處產生副產物。因此，該氣體之饋送可能不是均勻的，而可能發生產量損失。
因此，在此具體例中，較佳的是，可以在沒有接線下安裝側壁231c之外罩237a、下部231d之外罩237b或底壁231e之外罩237c。
此外，底壁231e之外罩237c的外側邊緣可以配置成比晶圓200之對應外側邊緣更出來，以便控制晶圓200之外側部分的溫度。該加熱器236c之元件亦可以包含於從該晶圓200之外側邊緣向外突出的外罩237c中。
在此具體例中，每一加熱器可以獨立地配置在側壁231b、下部231d或底壁231e中。該等加熱器之配置並非侷限於此配置，加熱器236可以從反應室蓋總成231之底壁231e經由下部231d至側壁231b連續地配置，而並非侷限成只配置在底壁231e之位置。同樣地，在埋置冷卻裝置261之情況下，冷卻裝置261可以從反應室蓋總成231之底壁231e經由下部231d至側壁231b連續地配置，而並非侷限成只配置在底壁231e之位置。冷卻裝置261之配置並非侷限於此配置，每一冷卻裝置261可以獨立地配置在側 壁231b、下部231d或底壁231e中。
當在側壁231b、下部231d或底壁231d中獨立地配置加熱器236或冷卻裝置261時，可以獨立及部分地控制反應室蓋總成231之表面的溫度。
(基板處理製程)
接下來，藉由使用基板處理裝置100說明在晶圓200上形成薄膜之製程。在此具體例中之基板處理製程大致相似於該第一具體例，但是可以在裝載及放置該基板於承載盤上之步驟S102中開始以電力控制加熱器236a、加熱器236b或加熱器236c之熱值。因此，僅該第一具體例與該第二具體例間之差異會被具體地說明，而關於相似處之說明會被部分地省略。在下面說明中，可以藉由控制器280來控制所有構成該基板處理裝置100之部件的操作。
圖2係用以說明在此具體例中之基板處理製程的流程圖。圖3係用以說明圖2所述之膜的形成之詳細製程的流程圖。
使用TEMAH(四-(乙基甲基胺基酸)-鉿(tetrakisethylmethylamino hafnium),Hf(NEtMe)4)做為一含第一元素之氣體及蒸汽(H2O)或臭氧(O3)做為一含第二元素之氣體，說明一形成氧化鉿膜之製程如下。
(裝載及放置該基板於承載盤上之步驟S102)
可以藉由類似第一具體例中所述之方式將晶圓200放置在升降銷207上。
如此，可在從承載盤212之基板容納表面211突出的升降銷207 之上端上支撐晶圓200於水平位置中。之後，可以藉由使承載盤212上升，將晶圓200放置在承載盤212之基板容納表面上。再者，可以使晶圓200上升至反應區201中之製程位置。
當將晶圓200放置在承載盤212上時，藉由供應電力至承載盤212中所埋置的加熱器213，可以控制該表面之溫度，以便它處於一預定溫度範圍內。例如，可以維持晶圓200之溫度大於室溫且小於攝氏500度，較佳地，大於室溫且小於攝氏400度。
在此情況下，可以根據第二溫度感測器301所偵測之溫度資訊以對加熱器213所饋送之電力的速率來控制加熱器213之溫度。可以從裝載及放置該基板於承載盤上之步驟S102至後述之卸載該基板的步驟S106持續地控制加熱器213之溫度。
再者，可以將電力饋送至在外罩233中所埋置的加熱器236a、加熱器236b或加熱器236c。因此，可以控制外罩233之溫度，以便可以將它維持在一預定溫度範圍內。例如，底壁231e之預定溫度範圍可以包含基板容納表面211之溫度。藉由設定底壁231e之目標溫度為基板容納表面211之溫度，可以抑制該基板容納表面211之外側部分與底壁231e間之熱傳導。可以從裝載及放置該基板於承載盤上之步驟S102至後述之卸載該基板的步驟S106持續地控制加熱器236之溫度。
此外，在沒有使用外罩233下，可以將加熱器236直接埋置在反應室蓋總成231之底壁231e附近。
總之，側壁231c、下部231b或底壁231之溫度應該得以被控制而使得因膜一致性及薄膜應力之不均勻性所造成的薄膜剝落不存在。外罩233在此具體例可以不是一必要元件。
然而，最好使用外罩233以均勻地加熱側壁231c、下部231b或底壁231e。
此外，氣體擴散通道231b之側壁231b或下部231d亦可以包含加熱器及/或冷卻裝置261。亦可以藉由控制器280控制側壁231b或下部231d之溫度，以便一沉積膜具有所欲之厚度或特性。藉由將反應室蓋總成231之表面的溫度之控制納入承載盤212之溫度的控制，可以幾乎控制晶圓200之整個區域的溫度。在均勻地控制晶圓200之整個區域的溫度之狀況下，可在晶圓200之整個區域中形成一具有勻勻厚度或特性之膜。
(形成膜之步驟S104)
接下來，實施形成膜之步驟S104。參考圖3以詳細說明形成膜之步驟S104。在一具體例中，形成膜之步驟S104可以是一重複輪流輸送複數個製程氣體之循環製程。
(輸送一第一製程氣體之步驟S202)
當晶圓200、側壁231c、下部231d或底壁231e之溫度達到預定溫度時，可以打開閥243d，然後，可以藉由使用質量流量控制器243c，調整該TEMAH氣體之流速至預定流速。例如，該TEMAH氣體之流速可以是從100sccm至5000sccm。
此時，閥224可以打開，以便可藉由APC 223控制反應區201之壓力至一預定壓力。
同時，可以打開閥245d，以及可以經由第三氣體輸送管線245a輸送氮(N2)氣。亦可以經由第一惰性氣體輸送系統246輸送氮(N2) 氣。此外，在此步驟前，可以從第三氣體輸送管線245a開始輸送氮氣(N2)。
被輸送至製程容器202之該TEMAH氣體可被供應在晶圓200上。可以藉由在晶圓200上吸附或沉積該TEMAH氣體，以在晶圓200之表面中形成一做為含該第一元素層之含鉿層。
依製程容器202中之壓力、該TEMAH氣體之流速或承載盤212之溫度而定，可以以預定厚度、特性及分佈形成該含鉿層。此外，在此膜形成前，可以在晶圓200上形成預定膜或具有特定圖案之預定膜。
從開始輸送該TEMAH氣體起，已經過一預定時間後，可以藉由關閉閥243d，停止輸送該TEMAH氣體。
(沖洗步驟S204)
接下來，可以藉由經由第三氣體輸送管線245a輸送氮(N2)氣，以沖洗反應區201。因為閥224亦可以打開，所以可以藉由APC 223控制反應區201之壓力至預定壓力。如此，可以從反應區201經由排氣導管222移除在輸送一第一製程氣體之步驟S202中無法被吸附至晶圓200之表面上的TEMAH氣體。
當完成反應區201之沖洗時，可以在閥224打開之狀況下重新開始以APC 223來控制壓力。
(輸送一第二製程氣體之步驟S206)
在沖洗步驟S204後，第二氣體輸送管線244a之閥244d可以打開，以便輸送一含氧氣體至反應區201。在此具體例中，使用臭氧 (O3)氣體做為氧氣。
此時，可以藉由使用質量流量控制器244c，調整氧氣之流速至預定速率。例如，氧氣之流速是從100sccm至5000sccm。作為載體氣體之氮(N2)氣可經由第二惰性氣體輸送管線245a予以輸送。在輸送氧氣的同時，亦可以經由第二惰性氣體輸送系統247輸送氮(N2)氣。此外，在此製程中，可以打開第三氣體輸送系統245中之閥245d，以及可以經由第三氣體輸送管線245a輸送氮(N2)氣。
該氧氣可被輸送至晶圓200上。可以藉由該氧氣來轉換在輸送一第一製程氣體之步驟S202中所已形成之含鉿層。因此，可以在晶圓200上形成含鉿元素及氧元素層。
例如，依據在該製程期間反應區201中之壓力、氮(N2)氣之流速或承載盤212之溫度，一在鉿層中包含氧元素之轉換層可以形成為具有所欲之厚度、氧元素在氧化鉿膜中之分佈或氧元素對含鉿層之侵入情況(invasive situation)。
在已經過一預定時間後，可以藉由關閉閥244d，停止輸送該氧氣。
如上述S202，在輸送一第一製程氣體之步驟S202中，閥224可以打開，以便可以藉由APC 223控制在反應區201中之壓力至一預定壓力。
(沖洗步驟S208)
實施像S204之沖洗步驟S208。因為其操作相似於在S204中所述者，故省略說明之。
(判斷S210)
控制器280可以判斷是否重複上述製程一預定次數(n個循環)。當尚未達到一預定次數時(在S210中為否之情況下)，可以重複輸送一第一製程氣體之步驟S202、沖洗步驟S204、輸送一第二製程氣體之步驟S206及沖洗步驟S208。當達到一預定次數時(在S210中為是的情況下)，完成圖3所示之製程。
當重複該等製程一預定次數時，可以至少在側壁231c或下部231d處形成一致密膜。藉由刻意在側壁231c或下部231d處形成這樣的致密膜，該膜之膜一致性或薄膜應力可以是均勻的。結果，可以在側壁231c或下部231d處形成不會輕易產生薄膜剝落之膜。
當我們返回使用圖2之說明時，實施從承載盤卸載該基板之下一步驟S106。
(從承載盤卸載該基板之步驟S106)
在從承載盤卸載該基板之步驟S106中，藉由讓承載盤212下降至該晶圓傳遞位置，可以在從承載盤212上之基板容納表面211突出的升降銷207之上端上支撐晶圓200於水平位置中。如此，將晶圓200從該處理位置放置到該晶圓傳遞位置。然後，可以打開閘閥205，並可藉由使用晶圓搬運機器手(未描繪)將晶圓200經由該打開閘閥205卸載離開製程容器202。可以關閉閥245d而抑制從第三氣體輸送系統245輸送一惰性氣體至製程容器202。
(經處理基板之次數的判斷之步驟S108)
在卸載晶圓200後，控制器280可以判斷形成膜之步驟S104是否已重複一預定次數。當形成膜之步驟S104已執行該預定次數時，完成一連串製程。
(工業可用性)
除了如申請專利範圍中所述之裝置或程式外，本發明還包括下面具體例：一種基板處理裝置，其包括：一反應室蓋總成，其包括一第一加熱構件；一承載盤，其定位成靠近該反應室蓋總成，在該承載盤定位在反應區中之處理位置的狀況下，該反應室蓋總成之底壁與該承載盤之基板容納表面間的最小間隔係約0.02英吋至約2.0英吋間，以及較佳地，約0.02英吋至約0.2英吋間，其中該承載盤包括一用以加熱基板之第二加熱構件；一製程室，其至少容納該反應室蓋總成及該承載盤；以及一控制器，其配置成用以控制該第一加熱構件，以便抑制該第二加熱構件所產生之熱能從該承載盤傳導至該反應室蓋總成。
一種藉由使用一基板處理裝置製造一半導體裝置之方法，該基板處理裝置包括一包括一第一加熱構件之反應室蓋總成及一配置成靠近該反應室蓋總成之承載盤，該承載盤包括一用以加熱基板之第二加熱構件，該方法包括：裝載一基板至該承載盤； 經由該反應室蓋總成輸送一氣體至該基板；控制該第一加熱構件，以便抑制該第二加熱構件所產生之熱能從該承載盤傳導至該反應室蓋總成；以及從該承載盤卸載該基板。
一種反應室蓋總成，其包括：一氣體擴散通道，其直徑伸展以更靠近下部；一加熱構件，其至少安裝在該反應室蓋總成之底壁中；以及一外罩，其覆蓋該加熱構件，該外罩係由具有比該反應室蓋總成高之導熱率的材料所構成。
雖然前述係有關於本發明之較佳具體例，但是在沒有脫離本發明之基本範圍下可以想出其它另外的具體例。例如，本發明可適用於除在此具體例中所例示的氧化鉿膜之外的膜之形成及像擴散製程、氧化、氮化之其它基板製程。另外，本發明適用於膜形成裝置、蝕刻設備、氧化處理單元、氮化處理單元、其它像塗佈機(coating applicator)、加熱裝置之基板處理單元。
此外，其它具體例之另一元件可取代某一具體例之一元件，以及可將其它具體例之配置加入某一具體例之配置。另外，可取代每一具體例之配置的一部分及其它配置之附加及刪除。
100‧‧‧基板處理裝置
200‧‧‧晶圓
201‧‧‧反應區
202‧‧‧製程室
202a‧‧‧上容器
202b‧‧‧下容器
203‧‧‧轉移區
204‧‧‧上板
204a‧‧‧孔
205‧‧‧閘閥
206‧‧‧閘門
207‧‧‧升降銷
210‧‧‧支撐件
211‧‧‧基板容納表面
212‧‧‧承載盤
213‧‧‧加熱器
214‧‧‧通孔
217‧‧‧軸
218‧‧‧升降系統
219‧‧‧伸縮囊
221‧‧‧排氣出口
222‧‧‧排氣導管
223‧‧‧自動壓力控制器
224‧‧‧閥
225‧‧‧泵
231‧‧‧反應室蓋總成
231a‧‧‧凸部
231b‧‧‧氣體擴散通道
231c‧‧‧側壁
231d‧‧‧下部
231e‧‧‧底壁
233‧‧‧外罩
234‧‧‧加熱器
235‧‧‧熱衰減部分
241‧‧‧上部
243‧‧‧第一氣體輸送系統
243a‧‧‧第一氣體輸送管線
243b‧‧‧第一氣體源
243c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
243d‧‧‧閥
244‧‧‧第二氣體輸送系統
244a‧‧‧第二氣體輸送管線
244b‧‧‧第二氣體源
244c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
244d‧‧‧閥
244e‧‧‧遠端電漿單元
245‧‧‧第三氣體輸送系統
245a‧‧‧第三氣體輸送管線
245b‧‧‧第三氣體源
245c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
245d‧‧‧閥
246‧‧‧第一惰性氣體輸送系統
246a‧‧‧第一惰性氣體輸送管線
246b‧‧‧惰性氣體源
246c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
246d‧‧‧閥
247‧‧‧第二惰性氣體輸送系統
247a‧‧‧第二惰性氣體輸送管線
247b‧‧‧惰性氣體源
247c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
247d‧‧‧閥
250‧‧‧中心軸線
251‧‧‧阻氣門
253‧‧‧溫度比較器
260‧‧‧第二冷卻裝置
261‧‧‧第一冷卻裝置
280‧‧‧控制器
281‧‧‧算術邏輯單元
282‧‧‧記憶單元
283‧‧‧外部記憶體
301‧‧‧第二溫度感測器
302‧‧‧第一溫度感測器

Claims (20)

  1. 一種基板處理裝置，其包括：一反應室蓋總成，其包括一第一加熱構件；一承載盤，其定位成靠近該反應室蓋總成，該承載盤包括一用以加熱基板之第二加熱構件；一製程室，其至少容納該反應室蓋總成及該承載盤；以及一控制器，其配置成用以控制該第一加熱構件，以便抑制該第二加熱構件所產生之熱能從該承載盤傳導至該反應室蓋總成。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，該反應室蓋總成包括一朝該承載盤垂直地延伸、在上部為沿著中心軸線之實質上圓筒形及在下部為遠離中心軸線成錐形之氣體擴散通道。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，該第一加熱構件至少被安裝在該反應室蓋總成之底壁中。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中，以大致上或部分由一具有比該反應室蓋總成高之導熱率的材料所製成之一外罩覆蓋該第一加熱構件。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中，該外罩之外側邊緣係配置成比該承載盤上之基板的對應外側邊緣更外面。
  6. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，該第一加熱構件進一步包括一用以加熱該反應室蓋總成之側壁或下部的加熱器。
  7. 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置，進一步包括一埋置在該反應室蓋總成或該承載盤中之冷卻裝置。
  8. 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置，其中，以大致上或部分由一具有比該反應室蓋總成高之導熱率的材料所製成覆蓋該第 一加熱構件。
  9. 如申請專利範圍第8項之基板處理裝置，其中，該底壁之該外罩的外側邊緣係配置成比該承載盤上之基板的對應外側邊緣更出來。
  10. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，該製程室包括一上部容器及一下部容器，進一步包括一在該反應室蓋總成與該上部容器間之熱衰減器。
  11. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，一控制器包括一記憶體，該記憶體安裝一用以控制該第一加熱裝置之程式，以便抑制該第二加熱構件所產生之熱能從該承載盤傳導至該反應室蓋總成。
  12. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，進一步包括：一第一溫度感測器，其配置成用以偵測該反應室蓋總成之底壁的溫度及輸出第一溫度資訊至該控制器；一第二溫度感測器，其配置成用以偵測在該承載盤上之基板容納表面的外側部分之第一溫度及輸出第二溫度資訊至該控制器；其中該控制器係配置成比較該第一溫度感測器所輸出之第一溫度資訊與該第二溫度感測器所輸出之第二溫度資訊及控制對該第一加熱構件或該第二加熱構件所饋送之電力，以便減少該基板容納表面之外側部分的溫度與該反應室蓋總成之底壁的溫度間之差。
  13. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，進一步包括：一第一溫度感測器，其配置成用以偵測該反應室蓋總成之底壁的溫度及輸出第一溫度資訊至該控制器；其中該控制器係配置成比較該第一溫度感測器所輸出之第一溫 度資訊與一製程所認定之預定值及控制對該第一加熱構件或該第二加熱構件所饋送之電力，以便該反應室蓋總成之底壁的溫度與一製程所認定之預定值間的差係在一預定溫度範圍內。
  14. 如申請專利範圍第13項之基板處理裝置，其中，該反應室蓋總成包括一朝該承載盤垂直地延伸、在上部為沿著中心軸線之實質上圓筒形及在下部為遠離中心軸線成錐形之氣體擴散通道。
  15. 如申請專利範圍第14項之基板處理裝置，其中，該第一加熱構件至少被安裝在該反應室蓋總成之底壁中。
  16. 如申請專利範圍第15項之基板處理裝置，其中，以大致上或部分由一具有比該反應室蓋總成高之導熱率的材料所製成之一外罩覆蓋該第一加熱構件。
  17. 一種基板處理裝置，其包括：一反應室蓋總成，其包括一朝該承載盤垂直地延伸、在上部為沿著中心軸線之實質上圓筒形及在下部為遠離中心軸線成錐形之氣體擴散通道，其中以一具有比該反應室蓋總成高之導熱率的材料覆蓋一部分界定該氣體擴散通道之壁；一承載盤，其定位成靠近該反應室蓋總成，其中該承載盤包括一用以加熱基板之加熱構件；一製程室，其至少容納該反應室蓋總成及該承載盤；以及一控制器，其配置成用以控制該加熱構件。
  18. 如申請專利範圍第17項之基板處理裝置，其中，該覆蓋區域之外側邊緣係配置成比該承載盤上之基板的對應外側邊緣更外面。
  19. 如申請專利範圍第18項之基板處理裝置，其中，該製程室包括一上部容器及一下部容器，進一步包括一在該反應室蓋總成與該 上部容器間之熱衰減器。
  20. 一種非暫時性電腦可讀取記錄媒體，其儲存一用以藉由使用一基板處理裝置製造一半導體裝置之程式，該基板處理裝置包括一包括一第一加熱構件之反應室蓋總成及一定位成靠近該反應室蓋總成之承載盤，該承載盤包括一用以加熱基板之第二加熱構件，該程式促使一電腦執行：裝載一基板至該承載盤；經由該反應室蓋總成輸送一氣體至該基板；控制該第一加熱構件，以便抑制該第二加熱構件所產生之熱能從該承載盤傳導至該反應室蓋總成；以及從該承載盤卸載該基板。
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