TW201610214A - 基板處理裝置、製造半導體元件的方法、匣頭、氣體分布組件及程序 - Google Patents

基板處理裝置、製造半導體元件的方法、匣頭、氣體分布組件及程序 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種基板處理裝置，及其氣體分布組件。基板處理裝置包含：基座，組構以安置基板於其上；處理氣體分布組件，組構以自基座的上方側供應處理氣體於基板的表面上；以及惰性氣體分布組件，配置鄰接處理氣體分布組件，組構以自基座的上方側供應惰性氣體於基板的表面上。基板處理裝置進一步包含排氣系統，該排氣系統具有排氣孔徑，界定於處理氣體分布組件與惰性氣體分布組件之間，且具有排氣緩衝區，用以保持所通過排氣孔徑之氣體。

Description

基板處理裝置、製造半導體元件的方法、匣頭、氣體分布組件及程序 相關申請案之對照
此申請案係根據2014年9月10日所申請之日本專利申請案第2014-183916號，並主張該申請案之優先權的權益。
本發明提供基板處理裝置、製造半導體元件的方法、匣頭、氣體分布組件及其非暫態之電腦可讀取記錄媒體。
在半導體元件的製造處理中，通常使用用以形成膜於基板上之基板處理裝置。例如，做為藉由基板處理裝置而予以執行的處理，具有交變地供應用以形成膜之氣體的方法。在交變地供應氣體的方法中，包含供應源氣體之步驟、吹除之步驟、供應反應氣體之步驟、及吹除之 步驟的處理循環係重複預定的次數(重複N循環)，以供形成膜於基板上之用。做為用以執行該處理之基板處理裝置，具有被組構而自上方側供應氣體(包含源氣體、反應氣體、或吹除氣體)至基板的表面，且被組構而自基板的表面排氣氣體至該上方側之裝置。
例如，美國專利申請案US2011/0212625A1，第6至11圖揭示該基板處理裝置。
為藉由使用被組構而自基板的上方側供應氣體且排氣氣體至該上方側的基板處理裝置，以適當地執行處理，必須防止暴露至氣體的部分偏斜。然而，在包含被分別設置在周邊的氣體供應埠或排氣埠，且係組構使得基板在該等氣體供應埠或排氣埠的下面通過之基板處理裝置中，排氣埠的寬度係如該周邊之內側一樣地窄，且如該周邊之外側一樣地寬。因此，具有由基板處理裝置的內側與外側間之流動阻力的差異所造成之暴露至氣體的部分偏斜。因而，在基板上之膜厚度可能不會被均勻地形成。
在此發明中，可適當處理之基板處理裝置、製造半導體元件的方法、及其氣體分布組件，係由於防止暴露至氣體的部分偏斜，而被提供。
依據本發明，提供有一種基板處理裝置。該基板處理裝置包含基座，組構以安置基板於其上；處理氣體分布組件，組構以自該基座的上方側供應處理氣體於該 基板的表面上；以及惰性氣體分布組件，配置鄰接該處理氣體分布組件，組構以自該基座的上方側供應惰性氣體於該基板的表面上。該基板處理裝置進一步包含排氣系統，該排氣系統具有排氣孔徑，界定於該處理氣體分布組件與該惰性氣體分布組件之間，該排氣系統具有排氣緩衝區，由彼此相鄰之該等氣體分布組件的該等突出部件之上方壁及側壁所部分地界定，用以保持所通過該排氣孔徑的氣體。
依據另一發明，提供有一種製造半導體元件的方法。該製造半導體元件的方法包含：藉由使用配置在基座之上的處理氣體分布組件以暴露被安置在該基座上之基板至處理氣體，該處理氣體係供應自該基座的上方側；藉由使用配置在該基座之上的惰性氣體分布組件以暴露該基板至惰性氣體，該惰性氣體係供應自該基座的上方側；以及透過排氣孔徑及用以保持所通過排氣孔徑之氣體的排氣緩衝區而自對應該基座之該基板的表面向上地排氣，其中該排氣孔徑係形成於該處理氣體分布組件與該惰性氣體分布組件之間。
依據另一發明，提供有一種氣體分布組件，其可被配置成與基座的上方側相對，該氣體分布組件包含：氣體供應路徑，組構以供應氣體至該基板；第一構件，配置以包圍該氣體供應路徑的上方側；以及第二構件，配置以包圍該氣體供應路徑的下方側，該第二構件的平面形狀係比該第一構件的該者更寬，其中該氣體分布組 件組構由該第二構件的側壁所界定之排氣孔徑的一部件，而當該氣體分布組件係配置在該基板的上方側時，組構由該第一構件的側壁及該第二構件之寬部分的上方壁所界定之排氣緩衝區的一部件。
依據本發明，當氣體係供應自基板的上方側且排氣至該基板的上方側時，處理該基板可藉由防止暴露至氣體的部分偏斜而適當地執行。
10‧‧‧基座
20‧‧‧匣頭
21‧‧‧頂板部件
22‧‧‧外圓筒形構件
23‧‧‧內圓筒形構件
24‧‧‧中心圓筒形構件
25，25a，25b，25c‧‧‧氣體分布組件
26‧‧‧排氣埠
231‧‧‧排氣孔
251‧‧‧第一構件
251a‧‧‧轉角
252‧‧‧第二構件
253‧‧‧氣體供應路徑
254‧‧‧排氣孔徑
255‧‧‧排氣緩衝區
311‧‧‧源氣體供應導管
312‧‧‧源氣體的來源
313，323，333‧‧‧質量流控制器
314，324，334，342‧‧‧閥
321‧‧‧反應氣體供應導管
322‧‧‧反應氣體的來源
331‧‧‧惰性氣體供應導管
332‧‧‧惰性氣體的來源
341‧‧‧排氣導管
343‧‧‧壓力控制器
344‧‧‧真空幫浦
40‧‧‧控制器
401‧‧‧算術邏輯構件
402‧‧‧記憶體構件
41‧‧‧外部記憶體
256‧‧‧空間
W‧‧‧晶圓
第1圖係概念圖，顯示依據本發明第一實施例之基板處理裝置的主要部件。
第2A圖係依據本發明第一實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件之透視圖。
第2B圖係依據本發明第一實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件之側面橫剖面視圖。
第3圖係表示第1圖之A-A剖面的側面橫剖面視圖，顯示依據本發明第一實施例之基板處理裝置的主要部件。
第4圖係表示第1圖之B-B剖面的側面橫剖面視圖，顯示依據本發明第一實施例之基板處理裝置的主要部件。
第5圖係表示第3圖之C-C剖面的平面橫剖面視圖，顯示依據本發明第一實施例之基板處理裝置的主要部件。
第6圖係表示第3圖之C-C剖面的平面橫剖面視圖， 顯示依據本發明另一實施例之基板處理裝置的主要部件。
第7圖係概要視圖，顯示依據本發明第一實施例之氣體系統的組態及氣體的流動。
第8圖係流程圖，顯示依據本發明第一實施例之處理基板的步驟。
第9圖係流程圖，顯示執行於第8圖所表示之形成膜的步驟中之為改變相對位置的處理步驟。
第10圖係流程圖，顯示執行於第8圖所表示之形成膜的步驟中之為供應或排出氣體的處理步驟。
第11A圖係依據本發明第一實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件之側視圖，顯示在排氣緩衝區中的壓力平衡。
第11B圖係依據本發明第一實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件之側面橫剖面視圖。
第12A圖係依據本發明第二實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件之透視圖。
第12B圖係依據本發明第二實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件之側視圖，顯示在排氣緩衝區中的壓力平衡。
第13A圖係依據本發明第三實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件之透視圖。
第13B圖係依據本發明第三實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件之側視圖，顯示在排氣緩衝區中的壓力平衡。
第14圖係側面橫剖面視圖，顯示依據本發明第四實施例之基板處理裝置的主要部件。
第15圖係平面橫剖面視圖，顯示依據本發明第四實施例之基板處理裝置的主要部件。
第16圖係平面橫剖面視圖，顯示依據本發明第四實施例的另一觀點之基板處理裝置的主要部件。
第17A圖係平面橫剖面視圖，顯示依據本發明第五實施例之基板處理裝置的主要部件。
第17B圖係平面橫剖面視圖，顯示依據本發明第五實施例的另一觀點之基板處理裝置的主要部件。
第18A圖係依據本發明另一實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件之透視圖。
第18B圖係由第18A圖所表示之氣體分布組件的平面D箭頭視圖。
第18C圖係由第18A圖所表示之氣體分布組件的側面E箭頭視圖。
(本發明之第一實施例)
在下文中，將參照圖式而敘述本發明之第一實施例。
(1)依據第一實施例之基板處理裝置的組態
依據第一實施例之基板處理裝置可被組購以同時處理 複數個基板。由此基板處理裝置所處理的基板包含半導體晶圓(下文中稱作〝晶圓W〞)，其中半導體積體電路元件(下文中稱作〝半導體元件〞)係形成於其上。要執行以供該基板之用的處理可包含蝕刻、灰化、形成膜。特別地，用以形成膜之選擇性供應氣體的方法被揭示。
在下文中，將參照第1圖至第7圖而敘述依據第一實施例之基板處理裝置的組態。
(處理室)
依據第一實施例之基板處理裝置可包含處理室，其並未被圖解。處理室係組構成密閉容器，由包含鋁(Al)及不鏽鋼(SUS)的金屬材料所製成。要載入或載出基板的埠可被設置在處理室的側壁中。基板可透過該等埠而轉移。此外，包含並未被圖繪之真空幫浦、壓力控制器、等等的排氣系統可連接至處理室。在處理室中之壓力可藉由使用排氣系統而予以調整至預定的壓力。
(基座)
如第1圖中所示，其中可設定晶圓W於其上之基座10可被設置在處理室中。基座10可似碟狀形狀地形成，而被組構以便以在頂部表面(基板接收表面)上之圓周方向中的間隔設定複數個基板。此外，基座包含加熱器，做為加熱源，未被圖繪。晶圓W之溫度可藉由使用該加熱器而被維持在預定的溫度處。在基座10上設定五個晶圓 W之組態係揭示於第1圖中，做為實例。在基座上之晶圓W的數目並未受限於此實例，其可被適當地決定。例如，若在基座上有數目多的晶圓時，可預期處理輸貫量的增進，而若在基座上具有數目少的晶圓時，則可抑制基座的大型化。較佳的是，基座10上的基板接收表面可以以諸如石英或礬土之材料形成，因為基板接收表面可與晶圓W直接接觸。
基座10可被組構成為能在其中複數個基板被安置於其上的狀態下旋轉。特別地，基座10可藉使用未被圖繪之旋轉驅動機制，而繞著被定位在基座10的中心處之旋轉軸旋轉。例如，旋轉驅動機制可包含用以可旋轉地支撐基座10之旋轉軸承，由電動馬達所表示之驅動源。
雖然吾人揭示其中可將基座10組構成可旋轉的實例，但若基座10上的晶圓W與稍後所敘述的匣頭20之間的相對位置可被移動時，則可將匣頭20組構成可旋轉。若基座10可被組構成可旋轉時，則與要旋轉匣頭20的情況相較地，可抑制稍後所敘述之氣體系統的複雜度。對比地，要旋轉匣頭20之情況可抑制驅動晶圓W的慣性力矩，所以與要旋轉基座10的情況相較地，可將旋轉速度設定更快。
(匣頭)
匣頭20可在處理室中被設置在基座10的上方側。匣 頭20可作用以自其上方側供應氣體(源氣體、反應氣體、或吹除氣體)至基座10上的晶圓W，及排出所供應的氣體至其上方側。
用以自上方側供應氣體及排出氣體至上方側，匣頭20可包含頂板部件21，似碟片地形成；外圓筒形構件22，自頂板部件21的外緣向下延伸；內圓筒形構件23，設置在外圓筒形構件22的內側；中心圓筒形構件24，位於對應被定位在基座10中心之旋轉軸的位置處；及複數個氣體分布組件25，分別配置在內圓筒形構件23與中心圓筒形構件24之間的頂板部件21下面。外圓筒形構件22亦可包含排氣埠26，用於與由外圓筒形構件22及內圓筒形構件23所界定之空間相通。建構匣頭20的頂板部件21、外圓筒形構件22、內圓筒形構件23、中心圓筒形構件24、氣體分布組件25、及排氣埠26之各者可以以包含鋁(Al)及不鏽鋼(SUS)的金屬材料形成。
第1圖顯示其中氣體分布組件25的數目係十二(12)個之匣頭20做為實例。由匣頭20所容納之氣體分布組件25的數目並未受限於此實例，其可在關於其中應供應至晶圓W之氣體數目、處理輸貫量、等等的考慮下，被適當地決定。例如，若用以形成膜之處理包含其係由稍後將被敘述細節之供應源氣體的步驟、吹除的步驟、供應反應氣體的步驟、及吹除的步驟所組成之循環步驟時，則氣體分布組件25的數目可成為對應各步驟的數目之4的倍數。為增進處理輸貫量，使安裝在匣頭20中之 氣體分布組件25的總數更多可係較佳的。
(氣體分布組件)
在下文中，將詳細揭示匣頭20中的氣體分布組件25。
氣體分布組件25可被組構以形成氣體流動路徑，用以自晶圓W的上方側供應氣體至晶圓W及引導排氣氣體至晶圓W的上方側。如第2A圖中所示，氣體分布組件25可包含第一構件251，形成為中空矩形固體形狀；以及第二構件252，形成為具有與第一構件251的中空部件相通之穿孔的板形狀，第二構件252係附著至第一構件251的底部。第二構件252的平面形狀可以比第一構件251的該者更寬。特別地，第二構件252的平面形狀可被形成為扇形或梯形，其中在旋轉方向中之其寬度係自靠近樞軸之側朝向外側逐漸增加。在寬度中的增加程度不僅係連續增加之情況，而且係一步一步增加的情況。具有第一構件251及第二構件252，氣體分布組件25可變成具有由第一構件251及第二構件252所形成之轉角251a的凸形形狀，如第2B圖中所示地從徑向方向看去。
氣體分布組件25可包含具有穿孔的氣體供應路徑253，其平面形狀約係矩形，如第2A圖及第2B圖中所示。氣體供應路徑253可被穿孔以做成貫穿第一構件251及第二構件252的穿孔。穿孔的徑向長度，換言之，在穿孔之縱向方向的長度係比安置在基座10上之基板的 長度更長或相等，以便均勻地供應氣體至基板的全部表面。氣體供應路徑253可變成用以自基板之主要表面的上方側供應氣體至該基板的氣體流動路徑。換言之，氣體分布組件25可包含被組構以供應氣體的氣體供應路徑253，包圍氣體供應路徑253之上方側的第一構件251，及包圍氣體供應路徑253之下方側的第二構件252。因為在旋轉方向中之第二構件252的寬度係比第一構件251的該者更寬，所以透過氣體供應路徑253所供應的氣體可在域中朝向排氣孔徑254(稍後解說)水平地流動，該域係夾在第二構件252的底部表面與基座10的對應區域之間。因此，基座10上的基板可以比其中不具有由第二構件252所組構之底部表面的情況更有效地暴露至氣體。藉由在第二構件252的底部表面與基座10的對應區域之間形成域，可更有效地執行氣體吸附至基板。在旋轉方向中之第二構件252的寬度可以比在旋轉方向中之第一構件251的寬度更長，但係根據氣體的特性及氣體的流量而界定。為增進氣體之效率，形成於第二構件252的底部表面與基座10的對應區域之間的垂直距離可足夠小，除非會妨礙基板的旋轉或氣體的水平流動。此外，第一構件251及第二構件252可被整體地形成。在第二構件252中，為形成似凸形形狀，以旋轉方向自穿孔分別向外延伸之右邊或左邊的突出部件之長度無需成為相同的長度。例如，其係沿著旋轉方向而緊隨在穿孔之後的突出部件之部分的寬度可以比其係沿著旋轉方向而位在穿孔之前的突出部件之 部分的寬度更長。在此方式中，因為所供應自穿孔的氣體可在很長的一段時間水平地流動於域中，而該域係夾在第二構件252的底部表面與基座10的對應區域之間，所以基板可長時間地暴露至該氣體。換言之，氣體分布組件25包含第一構件251，形成為中空矩形固體形狀；以及第二構件252，形成為扇形或梯形之板，具有與該第一構件的中空部件相通的矩形穿孔。在該穿孔之縱向方向中的長度可以比基板的直徑更長或與該基板的直徑相等。第二構件252可具有突出部件，在展開之該扇形或梯形的方向中向外延伸自該穿孔，該第二構件係附著至該第一構件的底部。
以此方式組構，複數個氣體分布組件25可被以預定間隔自匣頭20的頂板部件21分別地懸掛。複數個氣體分布組件25可被組構使得第二構件252的各自下表面與基座10上的晶圓W面對，且使得該下表面變成與基座10上的晶圓W接收表面平行。
依據此配置，彼此相鄰的各氣體分布組件25可建構用以向上排氣所供應至晶圓W的氣體之排氣孔徑254的一部分，其係由第二構件252的側壁所界定。
彼此相鄰的各氣體分布組件25可建構排氣緩衝區的一部分，其係由第一構件251的側壁及第二構件252之突出部件的上方壁所部分地界定，做為用以保持所通過排氣孔徑254之氣體的空間。更特別地，排氣緩衝區255的頂部壁可由頂板部件21所界定。排氣緩衝區255 的底部壁可由彼此相鄰的氣體分布組件25中之第二構件252的上方壁所界定。排氣緩衝區255的側壁可由彼此相鄰之第一構件251的側壁、匣頭20的內圓筒形構件23及中心圓筒形構件24所界定。
如第4圖中所示，排氣孔231可被形成於界定排氣緩衝區255的側壁之內圓筒形構件23的壁處，而與形成於外圓筒形構件22和中心圓筒形構件24之間的空間相通。各排氣孔231可分別對應排氣緩衝區255而形成。
如已被敘述地，匣頭20的頂板部件21可似碟形形狀地形成。因此，從頂板部件21所懸掛的複數個氣體分布組件25可自樞軸側朝向在基座10上面的外側徑向地配置。以此方式，複數個氣體分布組件25可被徑向地設置，且沿著基座10的周長方向而被設置。
當複數個氣體分布組件25係徑向地配置時，因為在其之中的第一構件251之平面形狀係矩形，所以其中側壁係由第一構件251所界定的排氣緩衝區255可具有，其中其旋轉方向的寬度係自靠近樞軸側之內側朝向相對的外側逐漸增加之平面形狀。排氣緩衝區255可被組構，以致使在旋轉方向中的寬度自靠近樞軸側之內側朝向相反的外側逐漸增加。
氣體分布組件25可被設置，以致使具有扇形或梯形底部壁之第二構件252針對外側而自基座10的樞軸側展開。因而，由第二構件252的側壁所界定之排氣孔 徑254可具有針對外側而自基座10之樞軸側展開的平面形狀。
惟，排氣孔徑254並非一定要具有針對周長側而自樞軸側展開之形狀。如第6圖中所示，較佳的是，排氣孔徑254係似狹縫地形成，而該狹縫具有自樞軸側至周長側之實質相同的寬度。由於具有該組態做為排氣孔徑254的緣故，幾乎可恆定地設定自樞軸側至周長側之長度方向的各點之排氣傳導率。因此，具有易於調整排氣系統之排氣效率的優點，因為排氣效率可僅藉由調整排氣緩衝區255的結構而予以設定，無需考慮關於自排氣孔徑254的樞軸側至周長側之長度方向的各點之排氣傳導率的差異。
(氣體供應/排氣系統)
為從基座10上之晶圓W的上方側供應氣體及排氣氣體至基座10上之晶圓W的上方側，可將氣體供應/排氣系統連接至匣頭20的氣體分布組件25，如第7圖中所示。
(處理氣體供應系統)
源氣體供應導管311可被連接至建構匣頭20的複數個氣體分布組件25之氣體分布組件25a的至少一氣體供應路徑253。源氣體供應導管311可自上方側順序地連接源氣體的來源312；質量流控制器(MFC)313，用以控制氣體流量；以及閥314，用以配位開啟及關閉程度。依 據此配置，其中源氣體供應導管311被連接至之氣體分布組件25a的氣體供應路徑253，可自上方側運送源氣體到基座10上之晶圓W的表面。在下文中，連接至氣體供應導管311的此氣體分布組件25a可被稱作〝源氣體分布組件〞。換言之，氣體分布組件25a可位在基座10的上方側，而自該上方側運送源氣體至基座10上之晶圓W的表面。
源氣體，汽化之四氯化鈦(TiCl4，其係包含鈦(Ti)元素的金屬液體原料)，係用以供應至晶圓W之處理氣體的其中一者。源氣體可在室溫和一般壓力下，為固體、液體、或氣體。倘若先質在室溫和一般壓力下係液體時，汽化器(未被圖繪)應被設置在源氣體的來源312與MFC 313之間。在此發明中，該先質可在室溫和一般壓力下，為氣體。
此外，用以運送惰性氣體做為載體氣體的氣體供應系統(未被圖繪)可連接至源氣體供應導管311。例如，作用成為載體氣體的惰性氣體可特別地使用氮(N2)氣。此外，諸如氦(He)氣、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣的稀有氣體可除氮(N2)氣之外被使用。
另一氣體分布組件25b可被設置在跨越氣體分布組件25c的位置處，氣體分布組件25c係與連接至源氣體供應導管311的氣體分布組件25a相鄰。氣體分布組件25b可連接至反應氣體供應導管321的氣體供應路徑253。反應氣體供應導管321可自上方側順序地連接反應 氣體的來源322；質量流控制器(MFC)323，用以控制氣體流量；以及閥324，用以配位開啟及關閉程度。依據此配置，其中反應氣體供應導管321被連接至之氣體分布組件25b的氣體供應路徑253，可自上方側運送反應氣體到基座10上之晶圓W的表面。換言之，氣體分布組件25b可位在基座10的上方側，而自該上方側運送反應氣體至基座10上之晶圓W的表面。
在此發明中，〝源氣體分布組件〞及〝反應氣體分布組件〞可被概括地稱作〝處理氣體分布組件〞。此外，〝源氣體分布組件〞或〝反應氣體分布組件〞的其中一者可被稱作〝處理氣體分布組件〞。
反應氣體係用以供應至晶圓W之處理氣體的其中一者。例如，可使用氨(NH3)氣。
此外，用以運送作用成為反應氣體的載體氣體或稀釋氣體之惰性氣體的氣體供應系統(未被圖繪)可連接至反應氣體供應導管321。例如，作用成為載體氣體或稀釋氣體的惰性氣體可特別地使用氮(N2)氣。此外，諸如氦(He)氣、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣的稀有氣體可除氮(N2)氣之外被使用。
此外，匹配元件及射頻電源供應器(未被圖繪)可耦接至氣體分布組件25b。藉由匹配元件而調整阻抗且藉由射頻電源供應器，可在氣體分布組件25b之空間下產生電漿。
主要地，處理氣體供應系統可包含源氣體供 應導管311、源氣體的來源312、MFC 313、閥314、其中源氣體供應導管311被連接至之氣體分布組件25a的氣體供應路徑253、反應氣體供應導管321、反應氣體的來源322、MFC 323、閥324、以及其中反應氣體供應導管321被連接至之氣體分布組件25b的氣體供應路徑253。
(惰性氣體供應系統)
氣體分布組件25c可被設置在其係連接至源氣體供應導管311的氣體分布組件25a與，其係連接至反應氣體供應導管321的氣體分布組件25b之間的位置處。惰性氣體供應導管331可連接至氣體供應路徑253，該氣體供應路徑253可包含在氣體分布組件25c中。惰性氣體供應導管331可自上方側順序地連接惰性氣體的來源332；質量流控制器(MFC)333，用以控制氣體流量；以及閥334，用以配位開啟及關閉程度。依據此配置，連接至惰性氣體供應導管331之氣體分布組件25c的氣體供應路徑253，可在與其係連接至源氣體供應導管311的氣體分布組件25a及其係連接至反應氣體供應導管321的氣體分布組件25b相鄰的位置處，自上方側運送惰性氣體到基座10上之晶圓W的表面。連接至惰性氣體供應導管331之此氣體分布組件25c可被稱作〝惰性氣體分布組件〞。換言之，惰性氣體分布組件25c可位在與源氣體分布組件25a或反應氣體分布組件25b相鄰的位置處，而自上方側運送惰性氣體到基座10上之晶圓W的表面。
惰性氣體可作用成為氣封，用以封閉晶圓W的頂表面與氣體分布組件25c的下表面之間所界定的空間，使得源氣體與反應氣體不會在晶圓W的頂表面中混合。例如，可使用氮(N2)氣做為惰性氣體。此外，諸如氦(He)氣、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣的稀有氣體可除氮(N2)氣之外被使用。
惰性氣體供應系統可包含惰性氣體供應導管331、惰性氣體的來源332、MFC 333、閥334、以及氣體供應路徑253，氣體供應路徑253可包含在所連接至惰性氣體供應導管331的氣體分布組件25c中。
(排氣系統)
設置在匣頭20中的排氣埠26可連接至排氣導管341。排氣導管341可包含閥342。此外，可將用以控制匣頭20中之外圓筒形構件22的內部空間之壓力至預定壓力值的壓力控制器343，設置在閥342的下游中。再者，真空幫浦344可在排氣導管341中被設置於壓力控制器343的下游處。
依據該組態，抽空可透過匣頭20中的排氣埠26，而自外圓筒形構件22的內部空間予以執行。當排氣孔231係設置在內圓筒形構件23的壁之中時，內圓筒形構件的內部(換言之，排氣緩衝區255)可被通連成為其外部(亦即，形成於外圓筒形構件22與內圓筒形構件23之間的空間)。因此，當抽空係透過排氣埠26而執行 時，朝向排氣孔231之氣體的流動可發生在排氣緩衝區255，及自排氣孔徑254朝向排氣緩衝區255之氣體的流動(換言之，自排氣孔徑254朝向上方側之氣體的流動)中。以此方式，在晶圓W上由處理氣體供應系統或惰性氣體供應系統所供應的氣體，亦即，處理氣體、反應氣體、或惰性氣體，可自形成於氣體分布組件25之間的排氣孔徑254，透過排氣緩衝區255而朝向晶圓W的上方側予以排氣。再者，在排氣緩衝區255中的氣體可透過排氣孔231及排氣埠26而被排氣至匣頭20的外部。
排氣系統可包含形成於氣體分布組件25之間的排氣孔徑254、排氣緩衝區255、排氣孔231、排氣埠26、排氣導管341、閥342、壓力控制器343、及真空幫浦344。換言之，排氣系統可包含界定於處理氣體分布組件與氣體分布組件之間的排氣孔徑254，排氣系統亦可包含排氣緩衝區，由彼此相鄰的氣體分布組件之突出部件的上方壁及側壁所部分地界定，其中該排氣系統可被組構以經由排氣孔徑254，而透過排氣緩衝區255排出將在域中之氣體，該域係夾在突出部件的底部表面與基座10的對應區域之間。
(控制器)
如第1圖中所示，依據本發明第一實施例之基板處理裝置可包含控制器40，其控制基板處理裝置之各部件的操作。控制器40可至少具有算術邏輯構件401及記憶體 構件402。控制器40可與上述各元件連接。依據進一步之主控制器或操作者的指示，控制器40可自記憶體構件402下載特定的程序或製法至執行記憶體，並控制各元件之操作。特別地，控制器40可控制旋轉驅動機制、加熱器、射頻電源供應器、匹配元件、MFC 313-333、閥314-334，342、壓力控制器343、及真空幫浦344。
此外，控制器40可建構其成為專用型電腦，且可建構其成為通用型電腦。在一實施例中，控制器40可由通用型電腦所建構，其包含安裝上述程序之外部記憶體41。做為外部記憶體41，可具有磁帶、諸如軟碟或硬碟之磁碟、諸如CD或DVD之光碟、諸如MO之磁光碟、或包含在諸如USB記憶體(USB快閃驅動器)或記憶卡，等等之中的半導體記憶體。
要安裝程序至電腦的裝置並未受限於要透過外部記憶體而供應其之裝置。例如，藉由使用諸如網際網路或專有線路之通訊的裝置以安裝該程序而無需外部記憶體41，可係可能的。此外，記憶體構件402或外部記憶體41被包含成為電腦可讀取之記錄媒體。在下文中，記錄媒體集合地意指該等記憶體。當術語〝記錄媒體〞係在下文中被使用於此說明書之中時，該術語僅被定義成為記憶體構件402、外部記憶體41、或記憶體構件402及外部記憶體41二者。
(2)基板處理方法
接著，藉由使用依據第一實施例之基板處理裝置，形成膜於晶圓W上的方法將被解讀成為製造半導體元件的方法。建構該基板處理裝置之部件的操作可藉由控制器40而予以控制。
藉由交變地供應被汽化之四氯化鈦(TiCl4)的四氯化鈦(TiCl4)氣體做為源氣體(第一處理氣體)，及氨(NH3)氣做為反應氣體(第二處理氣體)，將解說形成氮化鈦(TiN)膜做為在晶圓W上之金屬膜的實例。
在基板處理方法中的基本操作
首先，將解說用以形成膜於晶圓W上之基板處理方法中的基本操作。第8圖係顯示本發明第一實施例之基板處理步驟的流程圖。
(裝載基板的步驟：S101)
首先，做為裝載基板於依據第一實施例之基板處理裝置中的步驟(S101)，可將用於基板之輸入或輸出的埠開啟，複數個晶圓W(例如，五件晶圓W)可藉以使用運輸元件(未顯示)而被輸入至處理室內，且可被平面地安置在基座10上。然後，可將運輸元件撤離至處理式之外部，處理室可藉以關閉用於基板之輸入或輸出的埠而被封閉。
(調節壓力或溫度的步驟：S102)
在裝載基板的步驟(S101)之後，可執行調節壓力或溫度的步驟(S102)。於調節壓力或溫度的步驟(S102)中，在裝載基板的步驟(S101)中將處理室封閉之後，可藉由使用連接至處理室的排氣系統(未顯示)而控制處理室中之壓力，使得變成預定的壓力。該預定的壓力係可在稍後提及之形成膜的步驟(S103)中形成氮化鈦(TiN)膜之處理壓力。例如，該預定的壓力可係源氣體不可分解自身之壓力。特別地，該預定的壓力可自50帕(Pa)至5000帕(Pa)。該預定的壓力可在稍後提及之形成膜的步驟(S103)中被維持。
此外，可藉由供應電功率至嵌入於基座10中的加熱器而控制晶圓W之表面處的溫度，使得變成預定的溫度。在此情況中，加熱器的溫度可藉由根據由溫度感側器(其未被圖繪)所偵測之溫度資訊以控制對加熱器的電力條件，而予以調節。該預定的溫度係可在稍後提及之形成膜的步驟(S103)中形成氮化鈦(TiN)膜之處理溫度。例如，該預定的溫度可係源氣體不可分解自身之溫度。特別地，該處理溫度可大於室溫且小於500攝氏度，較佳地，大於室溫且小於400攝氏度。此處理溫度可在稍後提及之形成膜的步驟(S103)中被維持。
(形成膜的步驟：S103)
在調節壓力或溫度的步驟(S102)之後，可執行形成 膜的步驟(S103)。要改變相對位置之處理及要供應或排氣氣體之處理可被包含在形成膜的步驟(S103)中所執行之處理中。要改變相對位置之處理及要供應或排氣氣體之處理將在稍後詳加細述。
(卸載基板的步驟：S104)
在形成膜的步驟(S103)之後，可執行卸載基板的步驟(S104)。在卸載基板的步驟中，已被處理之晶圓W可藉由使用運輸元件，而以與已被解說之裝載基板的步驟(S101)顛倒的步驟予以輸出。
(判斷處理次數的步驟：S105)
在輸出晶圓W之後，控制器40可判斷包含裝載基板的步驟(S101)、調節壓力或溫度的步驟(S102)、形成膜的步驟(S103)、及卸載基板的步驟(S104)之各步驟的施行次數是否可到達預定的次數(S105)。在各步驟的施行次數尚未到達預定的次數之情況中，控制器40可轉移控制至裝載基板的步驟(S101)，用以啟動等待下一次之晶圓W的操縱。在各步驟的施行次數已到達預定的次數之情況中，控制器40可在已視需要地執行用於處理室的清潔處理之後，完成各系列的處理。因為清潔處理可藉由使用熟知之技術而予以執行，所以省略關於該清潔處理的解說。
(要改變相對位置的處理)
接著，將解說形成膜的步驟(S103)中之要改變相對位置的處理。要改變相對位置的處理意指的是，基座10上之各晶圓W與匣頭20的相對位置係藉由旋轉基座10而加以改變。第9圖係顯示要改變相對位置之處理步驟的流程圖，其係在第8圖所指示之形成膜的步驟中執行。
在形成膜的步驟(S103)中之要改變相對位置的處理中，首先，基座10與匣頭20之相對位置的移動可在藉由使用旋轉驅動機制而旋轉基座10下，被啟動(S201)。以此方式，被安置在基座10上之各晶圓W可順序形成路徑至建構匣頭20的各氣體分布組件25之下的域。
然後，可在匣頭20中啟動將在稍後詳述之要供應或排氣氣體之處理。在此方式中，源氣體(例如，四氯化鈦(TiCl4)氣體)可被供應自某一氣體分布組件25a中的氣體供應路徑253，且反應氣體(例如，氨(NH3)氣)可被供應自其他氣體分布組件25b中的氣體供應路徑253，其中該氣體分布組件25b係在與氣體分布組件25a之間插入以氣體分布組件25c。在下文中，包含用以運送源氣體之氣體供應路徑253的處理氣體供應系統係稱作〝源氣體供應系統〞，以及包含用以運送反應氣體之氣體供應路徑253的處理氣體供應系統係稱作〝反應氣體供應系統〞。
當注意到某一晶圓W時，於基座10開始轉動 時，該晶圓W可通過源氣體供應系統中之氣體供應路徑253下面的域(S202)。然後，源氣體(例如，四氯化鈦(TiCl4)氣體)可自氣體供應路徑253供應至晶圓W的表面。所供應之氣體可附著至晶圓W，然後，包含先質之層可被形成。當晶圓W通過源氣體供應系統中之氣體供應路徑253下面之域時的時間，亦即，用於源氣體的供應時間，可被調整，以致使其變成0.1至20秒。
在通過源氣體供應系統中之氣體供應路徑253下面的域之後，晶圓W可通過惰性氣體供應系統中之氣體供應路徑253下面的域。接著，晶圓W可通過反應氣體供應系統中之氣體供應路徑253下面的域(S203)。然後，反應氣體(例如，氨(NH3)氣)可自氣體供應路徑253供應至晶圓W的表面。此外，電漿可藉由使用匹配元件及射頻電源供應器(未被圖繪)，而被產生於反應氣體供應系統下面的域中。電漿激活的反應氣體可被均勻地運送在晶圓W上。電漿激活的反應氣體可與反應物反應，該等反應物可被吸附在晶圓W的表面上或可包含在形成於晶圓W上的層之中，然後，可將氮化鈦(TiN)膜形成在晶圓W上。當晶圓W通過反應氣體供應系統中之氣體供應路徑253下面之域時的時間，亦即，用於反應氣體的供應時間，可被調整，以致使其變成0.1至20秒。
其係揭示於上文的晶圓W通過源氣體供應系統中之氣體供應路徑253下面之域的移動，及晶圓W通過反應氣體供應系統中之氣體供應路徑253下面之域的移 動，成為一(1)循環，控制器40判斷此循環是否被施行預定的次數(n循環)(S204)。當此循環被施行預定的次數時，則可在晶圓W上形成具有所欲厚度的氮化鈦(TiN)膜。換言之，在形成膜的步驟(S103)中，藉由分別地改變晶圓W與先質或反應氣體供應系統中之氣體供應路徑的相對位置，可執行循環的處理以重複其中交變地供應不同之氣體的處理。當該等循環的處理可被分別地執行至基座10上的各晶圓W時，則氮化鈦(TiN)膜可在形成膜的步驟(S103)中，被同時地形成於晶圓W上。
當控制器40偵測出該等循環的處理已被執行預定的次數時，控制器40可停止基座10的旋轉，然後，停止要改變基座10與匣頭20之相對位置的處理(S205)。以此方式，要改變相對位置的處理被終止。當該等循環處理被執行預定的次數時，亦使要供應或排氣氣體的處理終止。
(要供應或排氣氣體的處理)
接著，將揭示在形成膜的步驟(S103)中之要供應或排氣氣體的處理。要供應或排氣氣體的處理包含自基座10上之晶圓W的上方側供應氣體，以及排氣氣體至基座10上之晶圓W的上方側。第10圖係顯示要供應或排氣氣體之處理步驟的流程圖，其係在第8圖所指示之形成膜的步驟中執行。
首先，排氣氣體之步驟(S301)係在形成膜的步驟(S103)中啟動。在排氣氣體之步驟(S301)中，閥342可在操作真空幫浦344之下，被保持開啟。然後，壓力控制器343可控制被形成在氣體分布組件25間之排氣孔徑254的下方空間之壓力至預定的壓力。該預定的壓力係比被形成在氣體分布組件25間之排氣孔徑254的下方空間之壓力更低。以此方式，在排氣氣體之步驟(S301)中，存在於氣體分布組件25之下方空間中的氣體可透過排氣孔徑254、排氣緩衝區255、排氣孔231、形成於外圓筒形構件22與內圓筒形構件23之間的空間、及排氣埠26，而被排氣至匣頭20的外部。
在啟動排氣氣體的步驟(S301)之後，供應惰性氣體之步驟(S302)可相繼地啟動。在供應惰性氣體之步驟(S302)中，設置在惰性氣體供應導管331中的閥334可保持開啟，且MFC333可被控制，以致使惰性氣體的流速變成預定的流速。然後，惰性氣體(N2氣體)可透過連接惰性氣體供應導管331之氣體分布組件25c中的氣體供應路徑253，而自基座10之上方側供應至晶圓W的表面。例如，該惰性氣體的流量係100至10,000sccm。
在供應惰性氣體之此步驟(S302)中，自氣體分布組件25c中的氣體供應路徑253所注入之惰性氣體(N2氣體)可透過第二構件252的下表面與晶圓W的頂部表面之間的空間而散開，因為第二構件252的下表面係 與晶圓W平行。由於排氣氣體之步驟(S301)早已被啟動，透過第二構件252的下表面與晶圓W的頂部表面之間的空間而散開之惰性氣體(N2氣體)可自排氣孔徑254朝向晶圓W的上方側，而被排氣。在此方式中，藉由惰性氣體之氣幕係形成於被連接至惰性氣體供應導管331之氣體分布組件25c的下方空間處。
在啟動供應惰性氣體的步驟(S302)之後，可執行啟動供應源氣體的步驟(S303)及啟動供應反應氣體的步驟(S304)。
在供應源氣體之步驟(S303)的時候，源氣體(亦即，四氯化鈦(TiCl4)氣體)可藉由使在液體狀態中之源材料(亦即，四氯化鈦(TiCl4))汽化，而予以產生(初步汽化)。因為穩定地產生源氣體需要一些時間，所以源材料的初步汽化可以與已被揭示之裝載基板的步驟(S101)或調節壓力或溫度的步驟(S102)並排地運轉。
在啟動源氣體的產生之後，於供應源氣體的步驟(S303)中，設置在源氣體供應導管311中的閥314可保持開啟，且MFC 313可被控制，以致使源氣體的流速變成預定的流速。然後，源氣體(四氯化鈦(TiCl4)氣體)可透過連接至源氣體供應導管311之氣體分布組件25a中的氣體供應路徑253，而自基座10之上方側供應至晶圓W的表面。例如，該源氣體的流量係10至3,000sccm。
在此情況中，惰性氣體(N2氣體)可被供應做為源氣體的載體氣體。例如，該惰性氣體的流量係10至5,000sccm。
在供應源氣體之此步驟(S303)中，自氣體分布組件25a中的氣體供應路徑253所注入之源氣體(四氯化鈦(TiCl4)氣體)可透過第二構件252的下表面與晶圓W的頂部表面之間的空間而散開，因為第二構件252的下表面係與晶圓W平行。由於排氣氣體之步驟(S301)早已被啟動，所以透過第二構件252的下表面與晶圓W的頂部表面之間的空間而散開之源氣體(四氯化鈦(TiCl4)氣體)可自排氣孔徑254朝向晶圓W的上方側，而被排氣。因為藉由惰性氣體之氣幕早已藉啟動供應惰性氣體的步驟(S302)而被形成於氣體分布組件25c的下方空間處，所以透過在氣體分布組件25a下面之空間而散開的源氣體無法流至與氣體分布組件25c相鄰之在氣體分布組件25c下面的空間之內。
此外，在供應反應氣體之步驟(S304)中，設置在反應氣體供應導管321中的閥324可保持開啟，且MFC 323可被控制，以致使反應氣體的流速變成預定的流速。然後，反應氣體(氨(NH3)氣)可透過連接至反應氣體供應導管321之氣體分布組件25b中的氣體供應路徑253，而自基座10之上方側供應至晶圓W的表面。例如，該反應氣體的流量係10至10,000sccm。
在此情況中，惰性氣體(N2氣體)可被供應 做為反應氣體的載體氣體或稀釋氣體。例如，該惰性氣體的流量係10至5,000sccm。
在供應反應氣體之此步驟(S304)中，自氣體分布組件25b中的氣體供應路徑253所注入之反應氣體(例如，氨(NH3)氣)可透過第二構件252的下表面與晶圓W的頂部表面之間的空間而散開，因為第二構件252的下表面係與晶圓W平行。由於排氣氣體之步驟(S301)早已被啟動，所以透過第二構件252的下表面與晶圓W的頂部表面之間的空間而散開之反應氣體(例如，氨(NH3)氣)可自排氣孔徑254朝向晶圓W的上方側，而被排氣。因為藉由惰性氣體之氣幕早已藉啟動供應惰性氣體的步驟(S302)而被形成於氣體分布組件25c的下方空間處，所以透過在氣體分布組件25b下面之空間而散開的反應氣體無法流至與氣體分布組件25c相鄰之在氣體分布組件25c下面的空間之內。
上文所揭示之各步驟(S301至S304)可在形成膜之步驟(S103)的期間同時地執行。為增進惰性氣體屏蔽性質，較佳地，該等各自步驟可以以上文所揭示之順序予以安排，但並未受限於此順序，各步驟(S301至S304)可同時地啟動。
藉由同時地執行各步驟(S301至S304)，安置在基座10上之各晶圓W可通過用以供應源氣體(TiCl4氣體)之氣體分布組件25a的下方空間，然後，依序通過用以供應反應氣體(NH3)之氣體分布組件25b的下方空 間。此外，用以供應惰性氣體(N2氣體)的氣體分布組件25c可被配置在用以供應源氣體的氣體分布組件25a，與用以供應反應氣體的氣體分布組件25b之間，而用以供應至各晶圓W的源氣體不可與反應氣體混合。
在供應或排氣氣體之處理結束的時候，可執行結束供應源氣體之步驟(S305)及結束供應反應氣體之步驟(S306)，然後，可執行結束供應惰性氣體之步驟(S307)及結束排氣氣體之步驟(S308)。較佳地，該等各自步驟(S305至S308)的結束時序可以以上文所揭示之順序予以安排，但並未受限於此順序，各步驟(S305至S308)可同時地執行。
(在供應或排氣氣體之處理中的氣體流動)
在下文中，將詳細揭示在同時執行各步驟(S301-S304)之狀態下的氣體流動，特別地，朝向晶圓W之上方側的氣體流動。第11A圖係依據本發明第一實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件25之側視圖，顯示在排氣緩衝區中的壓力平衡。第11B圖係依據本發明第一實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件25之側面橫剖面視圖。
在供應源氣體之步驟(S303)及供應反應氣體之步驟(S304)中，各氣體(源氣體或反應氣體)可被供應至基座10上的晶圓W，且所供應至晶圓W的氣體可透過排氣孔徑254而朝向晶圓W之上方側排氣。
然後，在被界定於氣體分布組件25中之第二構件252的下表面與晶圓W的頂部表面間之空間256中的壓力，係界定〝P1P〞做為當基座10旋轉時之內側的壓力，且係界定〝P2P〞做為當基座10旋轉時之外側的壓力。在排氣緩衝區255中的壓力，亦係界定〝P1B〞做為當基座10旋轉時之內側的壓力，且係界定〝P2B〞做為當基座10旋轉時之外側的壓力。
若在被界定於氣體分布組件25中之第二構件252的下表面與晶圓W的頂部表面間之空間256中的該等壓力，係在徑向方向相等時(P1P=P2P)，則先質或反應氣體對晶圓W之曝射可係在基座10的徑向方向均勻的。然後，形成在晶圓W上的氮化鈦(TiN)膜可藉由降低膜厚度偏差，而具有良好的膜厚度分布。
若建構匣頭20之各氣體分布組件25係配置而主要地徑向散布在基座10的軸上時，則形成於氣體分布組件25間的排氣孔徑254之圓周方向的寬度可變成如排氣孔徑254之徑向方向的內側一樣地窄，且如排氣孔徑254之徑向方向的外側一樣地寬。因此，在透過排氣孔徑254而排氣氣體中，排氣孔徑254的徑向方向之內側的流動阻力可變成比排氣孔徑254之外側的該者更高。也就是說，由排氣孔徑254的徑向方向之內側與外側的流動阻力之差異所造成之內側的壓力(P1P)，可變成比外側的該者(P2P)更高。然後，在晶圓W之內側與外側間之暴露至氣體的偏斜可能發生。因而，形成在晶圓W上的膜厚 度無法變成均勻。
然而，在依據本發明第一實施例之基板處理裝置中，當所供應至晶圓W之氣體被排氣至晶圓W的上方側時，通過排氣孔徑254之氣體可流至排氣緩衝區255內，且在排氣緩衝區255中散開。換言之，所供應至晶圓W之氣體可通過排氣孔徑254及排氣緩衝區255，然後，該等氣體可在排氣緩衝區255中的累積之後，被排氣。
藉由設置該排氣緩衝區255，因為可將其中應被排氣之氣體暫時累積在排氣緩衝區255中，所以可減低排氣緩衝區255之內側的壓力(P1B)與排氣緩衝區255之外側的壓力(P2B)之間的差異。因此，在氣體分布組件25之下的空間256中，亦可減低內側的壓力(P1P)與外側的壓力(P2P)之間的差異。因而，可限制晶圓W的內側與外側間之暴露至氣體的偏斜。然後，可均勻地處理晶圓W的表面。
更特別地，自排氣孔徑254朝向排氣緩衝區255之氣體的流動可藉由△P1(=P1P-P1B)或△P2(=P2P-P2B)而予以決定。藉由設置排氣緩衝區255，因為關於P1P及P2B之壓力中的差異可變成比在不具有排氣緩衝區255的狀態中之P1P及P2B之壓力中的差異更低，所以△P1與△P2幾乎相等。因此，P1P可變成幾乎相等於P2B。當P1P及P2B變成幾乎相等時，因為可抑制膜厚度的偏差，所以形成在晶圓W上之氮化鈦(TiN)膜的膜厚度分布可變好。
此外，當排氣緩衝區255被設置時，與排氣緩衝區255並未被設置的情況相較地，可提高排氣孔徑254的排氣效率。因此，在位於氣體分布組件25下面的空間256中所產生之諸如反應抑制物(例如，氯化銨)的副產物，可被有效地排氣。當不具有排氣緩衝區255時，反應抑制物可在排氣處理中再被沉積在晶圓W上。然後，在晶圓W上的反應會被抑制，且在晶圓W上的膜厚度會變薄。然而，當排氣緩衝區255被設置時，反應抑制物可被有效地排氣，諸如反應抑制物之副產物的沉積可被抑制。此外，當排氣緩衝區255被設置時，因為會被不可預期地形成於排氣緩衝區255之壁上，且會自排氣緩衝區255之壁所掉落的膜可落在第二構件252之寬部件的頂部表面內，所以該等膜並不會散布在晶圓W的表面上。
(3)第一實施例中的功效
例如，下文將顯示第一實施例中的一或多個功效。
(a)依據第一實施例，因為排氣緩衝區255係設置在匣頭20處，所以當排氣孔徑254的寬度不均勻時，在氣體分布組件25下面的空間之P1P與P2P間的壓力差，可藉由在透過排氣孔徑254而朝向上方側排氣氣體下，抑制流動阻力的差異，而予以降低。因此，可避免在晶圓W上之暴露至氣體的偏斜，並可增進晶圓W表面的均勻度。換言之，在自晶圓W的上方側供應氣體及排氣氣體至晶圓W的上方側之處理中，於晶圓W上形成膜可 在抑制晶圓W上之暴露至氣體的部分偏斜下，被適當地執行。
(b)依據第一實施例，基座10可被組構以在複數個晶圓W係安置於其上的狀態下被旋轉，再者，其中組構處理氣體供應系統或惰性氣體供應系統之各氣體分布組件25的下表面，係似扇形形狀或梯形形狀地形成，以自基座10的樞軸側針對外部而展開。並未被圖繪之旋轉驅動機制可旋轉基座10，以便移動基座10與氣體分布組件25間的相對位置至旋轉方向。因此，與用以線性移動相對位置之組態相較地，可簡化用以移動相對位置之機制的組態，且可藉由同時地處理複數個晶圓W，而提高形成膜之生產率。此外，因為各氣體分布組件25的下表面係似扇形形狀或梯形形狀地形成，所以各氣體分布組件25可被配置在圓周上。然後，可有效率地將高壓氣體供應在基座10上。晶圓W的內側與外側間之暴露至氣體的偏斜可予以避免，然後，晶圓W的表面可被均勻地處理。
(c)依據第一實施例，形成膜於晶圓W上係在移動被安置在基座10上的晶圓W，與其中組構處理氣體供應系統或惰性氣體供應系統的氣體分布組件25間之相對位置的情形下執行。因此，相較於藉由包含以先質或反應氣體充填處理室之步驟及經由吹除氣體的步驟而選擇性地交換氣體之步驟的方法所造成之氣體的消耗，可降低處理氣體(源氣體或反應氣體)的消耗。就此點而言，形 成膜亦可被有效地執行。換言之，膜形成速率的增進可以以更少的氣體消耗予以獲得。
(d)依據第一實施例，其中組構處理氣體供應系統或惰性氣體供應系統之各氣體分布組件25的下表面，係與安置在基座10上的晶圓W相對，且各氣體分布組件25的下表面係配置而變成與基座10上之晶圓W的接收表面平行。因此，自氣體分布組件25中的氣體供應路徑253所注入之處理氣體(TiCl4氣體或NH3氣體)，可透過氣體分布組件25的下表面與晶圓W的頂部表面之間的空間而散開。藉此，在晶圓W上形成膜可在抑制晶圓W上之暴露至氣體的部分偏斜下，被適當地執行。
(e)依據第一實施例，在排氣緩衝區255之旋轉方向處的寬度係自內側朝向相反的外側逐漸地增加。藉此，在排氣緩衝區255之外側的排氣效率變成比內側的該者更高。因此，當排氣緩衝區255中的氣體係朝向放置排氣孔231之側(換言之，朝向基座10的外側)排氣時，氣體可自排氣緩衝區255之內側完全地流至外側，然後，自排氣緩衝區255排氣氣體可有效地執行。特別地，即使反應副產物或殘留氣體已流至排氣緩衝區255之內，該等反應副產物或殘留氣體可被完全地排氣至外部，然後，可降低該等反應副產物或殘留氣體所造成的沉積或吸附。
(f)依據第一實施例，從徑向方向看過來，氣體分布組件25可變成由第一構件251及第二構件252 所形成之凸形形狀。因此，當不可預期的膜係形成於排氣緩衝區255之中，且該等不可預期的膜係在易於掉落的情形之中時，則自排氣緩衝區255之壁所掉落的膜可落在第二構件252之寬部件上，然後，可減少在晶圓W的表面上之自排氣緩衝區255的壁所掉落之散布的不可預期之膜。換言之，排氣緩衝區255可藉由通常在側向方向中具有凸形形狀之氣體分布組件25而予以組構。
(g)依據第一實施例，可配置氣體分布組件25，使得氣體分布組件25c可被設置在氣體分布組件25a與氣體分布組件25b之間的位置處。在此方式中，由惰性氣體所造成的氣幕可產生於晶圓W之頂部表面，與氣體分布組件25c之下表面間所界定的空間中。因此，可在形成膜的步驟(S103)中降低當基座10上之晶圓W在各氣體分布組件25的下面通過時，不同類型之氣體(源氣體或反應氣體)被混合在晶圓W的表面上之情形。
(h)依據第一實施例，各氣體分布組件25a、25b係組構以分別供應不同類型的氣體。換言之，在連接至源氣體供應導管311之氣體分布組件25a中的氣體供應路徑253，可供應源氣體(四氯化鈦(TiCl4)氣體)至晶圓W的表面，以及在連接至反應氣體供應導管321之氣體分布組件25b中的氣體供應路徑253，可供應反應氣體(氨(NH3)氣)至晶圓W的表面。因此，當晶圓W在氣體分布組件25a、25b的下面順序通過時，氮化鈦(TiN)膜可被形成而無需調換處理氣體或吹除氣體。 然後，可增進形成膜的輸貫量。
(本發明之第二實施例)
在下文中，將參照圖式而敘述本發明之第二實施例。主要地，將解說與上述第一實施例之差異。
依據第二實施例之基板處理裝置的組態
在依據第二實施例之基板處理裝置中，氣體分布組件25可具有與第一實施例的情況相比較之不同的組態。
(氣體分布組件)
第12A圖係依據本發明第二實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件25之透視圖。第12B圖係依據本發明第二實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件25之側視圖，顯示在排氣緩衝區中的壓力平衡。如第12A圖中所示，氣體分布組件25在此解說，界定排氣緩衝區255的底部表面之第二構件252的頂部表面可被設置傾斜，以致使組構排氣緩衝區255之側壁的第一構件251之內側高度h1與外側高度h2的關係可變成h1>h2。在依據此組態之此排氣緩衝區255中，排氣緩衝區255之內側的空氣體積可以比排氣緩衝區255之外側的該者增大更多。藉由使用該氣體分布組件25，在由氣體分布組件25所界定的排氣孔徑254與排氣緩衝區255之間的距離，可針對外側而自內側逐漸改變。特別地，在排氣孔徑254與排氣緩衝區255之間的距離可逐漸變長。因此，在該內側與外 側之間，亦可具有自排氣孔徑254至排氣緩衝區255之氣體流動傳導率的差異。自排氣孔徑至排氣緩衝區之透過外側而流動的氣體變成比透過內側更不易流動。
(在要供應或排氣氣體之處理中的氣體流動)
在下文中，將在本發明之第二實施例中揭示透過排氣孔徑254而朝向晶圓W的上方側之氣體流動。第12B圖係依據本發明第二實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件25之側視圖，顯示在排氣緩衝區255中的壓力平衡。在位於氣體分布組件25下面的空間之內側與外側間的壓力平衡，可根據排氣孔徑254或排氣緩衝區255之形狀或大小而定。例如，若排氣緩衝區255之外側的空氣體積係比排氣緩衝區255之內側的該者更大很多時，則儘管設置排氣緩衝區255，在P1P與P2P之間的壓力平衡可維持P1P>P2B的狀態。在此情況中，若組構排氣緩衝區255之側壁的第一構件251之內側高度h1與外側高度h2的關係變成h1>h2時，則因為自排氣孔徑254至排氣緩衝區255之內側的傳導率可變成比外側的該者更高，所以與其中自排氣孔徑254至排氣緩衝區255之內側和外側的氣體流動傳導率係相同之狀態中的壓力相較地，壓力P1P相對地變低。以此方式，可減低內側與外側壓力間的差異，然後，P1P與P2P可大致地相等。當P1P與P2P係大致地相等時，因為膜厚度的偏差可被抑制，所以形成於晶圓W上的氮化鈦(TiN)膜之膜厚度的分布可變好。
第二實施例中的功效
例如，下文將顯示第二實施例中的一或多個功效。
(i)依據第二實施例，自排氣孔徑254至排氣緩衝區255的氣體流動傳導率可在基座10之徑向方向中的內側和外側之間有所不同。特別地，排氣緩衝區255的高度可在基座10之徑向方向中，自內側至外側連續地或一步一步地改變，然後，在排氣孔徑254與排氣緩衝區255之間的距離可在基座10之徑向方向中，自內側至外側連續地或一步一步地改變。在此方式中，排氣緩衝區255之內側的氣體流動傳導率變成比排氣緩衝區255之外側的氣體流動傳導率更高。因此，不管排氣孔徑254或排氣緩衝區255之形狀或大小如何，與第一實施例的情況相較地，可降低位於氣體分布組件25下面的空間之P1P與P2P間的壓力差異，且仍可更增進晶圓W之表面的均勻度。
(本發明之第三實施例)
在下文中，將參照圖式而敘述本發明之第三實施例。主要地，將解說與上述第一或第二實施例之差異。
依據第三實施例之基板處理裝置的組態
在依據第三實施例之基板處理裝置中，排氣系統可支援用以朝向中心圓筒形構件24之內側而排氣氣體的系 統，而非支援第一實施例所揭示之用以朝向內圓筒形構件23之外側而排氣氣體的系統。特別地，在依據第三實施例之基板處理裝置中，用於與排氣緩衝區255相通的各排氣孔231可在中心圓筒形構件24之壁被開口，且排氣埠26可被設置在中心圓筒形構件24處，以致使在排氣緩衝區255中的氣體朝向氣體匣頭20的內側而被排氣。
再者，在依據第三實施例之基板處理裝置中，氣體分布組件25係與第一實施例或第二實施例的情況不同。
(氣體分布組件)
第13A圖係依據本發明第三實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件25之透視圖。第13B圖係依據本發明第三實施例之使用於基板處理裝置中的氣體分布組件25之側視圖，顯示在排氣緩衝區中的壓力平衡。如第13A圖中所示，氣體分布組件25在此解說，界定排氣緩衝區255的底部表面之第二構件252的頂部表面可在其中與第二實施例的情況中之傾斜顛倒的方向中傾斜，以致使組構排氣緩衝區255之側壁的第一構件251之內側高度h1與外側高度h2的關係可變成h1<h2。在依據此組態之此排氣緩衝區255中，與第一實施例的情況相較地，排氣緩衝區255之外側的空氣體積可以比排氣緩衝區255之內側的該者增大。藉由使用該氣體分布組件25，在由氣體分布組件25所界定的排氣孔徑254與排氣緩衝區255之間的 距離，可針對外側而自內側逐漸改變。特別地，在排氣孔徑254與排氣緩衝區255之間的距離可逐漸變短。因此，在該內側與外側之間，亦可具有自排氣孔徑254至排氣緩衝區255之氣體流動傳導率的差異。自排氣孔徑至排氣緩衝區之透過外側而流動的氣體變成比透過內側更容易流動。
(在要供應或排氣氣體之處理中的氣體流動)
在下文中，將在本發明之第三實施例中揭示透過排氣孔徑254而朝向晶圓W的上方側之氣體流動。當基板處理裝置的排氣系統支援用以朝向中心圓筒形構件24之內側而排氣氣體的系統時，則在排氣緩衝區255之內側與外側間的壓力平衡可變成P1B<P2B，如第13B圖中所示。當在排氣緩衝區255之內側與外側間的壓力平衡變成P1B<P2B時，則在氣體分布組件25下面的空間256可具有內側與外側間之排氣效率的差異。因而，外側的壓力(P2P)可變成更高，且在晶圓W上之膜厚度的偏差可易於產生。在此情況中，若組構排氣緩衝區255之側壁的第一構件251之內側高度h1與外側高度h2的關係變成h1<h2時，則因為自排氣孔徑254至排氣緩衝區255之外側的傳導率可變成比內側的該者更高，所以與其中自排氣孔徑254至排氣緩衝區255之內側和外側的氣體流動傳導率係相同之狀態中的壓力相較地，壓力P2P相對地變低。以此方式，可減低內側與外側壓力間的差異，然後，P1P 與P2P可大致地相等。當P1P與P2P係大致地相等時，因為膜厚度的偏差可被抑制，所以形成於晶圓W上的氮化鈦(TiN)膜之膜厚度的分布可變好。
第三實施例中的功效
例如，下文將顯示第三實施例中的一或多個功效。
(j)依據第三實施例，自排氣孔徑254至排氣緩衝區255的氣體流動傳導率可在基座10之徑向方向中的內側和外側之間有所不同。特別地，排氣緩衝區255的高度可在基座10之徑向方向中，自內側至外側連續地或一步一步地改變，然後，在排氣孔徑254與排氣緩衝區255之間的距離可在基座10之徑向方向中，自內側至外側連續地或一步一步地改變。在此方式中，排氣緩衝區255之外側的氣體流動傳導率變成比排氣緩衝區255之內側的氣體流動傳導率更高。因此，例如，當基板處理裝置的排氣系統支援用以朝向中心圓筒形構件24之內側而排氣氣體的系統時，可降低位於氣體分布組件25下面的空間256之P1P與P2P間的壓力差異，且仍可更增進晶圓W之表面的均勻度。
(本發明之第四實施例)
在下文中，將參照圖式而敘述本發明之第四實施例。主要地，將解說與上述第一、第二、或第三實施例之差異。
(依據第四實施例之基板處理裝置的組態)
在依據第四實施例之基板處理裝置中，排氣系統可具有與第一、第二、或第三實施例的情況相比較之不同的組態。
在下文中，將參照第14圖至第16圖而解說依據第四實施例之基板處理裝置的組態。第14圖係側面橫剖面視圖，顯示依據本發明第四實施例之基板處理裝置的主要部件。第15圖係平面橫剖面視圖，顯示依據本發明第四實施例之基板處理裝置的主要部件。第16圖係平面橫剖面視圖，顯示依據本發明第四實施例的另一觀點之基板處理裝置的主要部件。
(排氣系統)
如第14圖中所示，用於與排氣緩衝區255相通的排氣埠211可被設置在依據第四實施例的基板處理裝置中之匣頭20的頂板部件21處。排氣埠211可回應複數個排氣緩衝區255的各者而被設置在頂板部件21處。排氣埠211可連接至建構排氣系統的排氣導管341。由於應用該排氣埠211於第四實施例中，所以並未施加第一實施例中所揭示的排氣埠26及排氣孔231。
排氣埠211可被設置，以致使複數個之者沿著每一排氣緩衝區255之匣頭20的徑向方向而被配置，如第15圖中所示。例如，第15圖顯示兩個(2)排氣埠 211a、211b。該等複數個排氣埠211a、211b可被形成使得當氣體流過它們時，具有不同的傳導率。特別地，設置在排氣緩衝區255的內側之排氣埠211a的開口孔徑可大於被設置在排氣緩衝區255的外側之排氣埠211b的該者。
排氣埠211可造成排氣緩衝區255的內側與外側間之不同的傳導率。然後，此並未受限於其中具有不同孔徑大小之一些埠係沿著徑向方向而被形成的組態。因為例如，排氣埠211c之排氣埠211可被成形為平面梯形形狀，所以在圓周方向中之內側的寬度係比外側的該者更寬，如第16圖中所示。
(在要供應或排氣氣體之處理中的氣體流動)
下文中，將在第四實施例中詳細揭示透過排氣孔徑254、排氣緩衝區255、及排氣埠211，而朝向於晶圓W之上方側的氣體流動。所供應至晶圓W的表面之氣體可透過排氣孔徑254而流至排氣緩衝區255中，然後，該等氣體可透過排氣埠211而自排氣緩衝區255排氣至匣頭20的外部。在此情況中，排氣埠211可被組構以致使配置在排氣緩衝區255的內側之埠的傳導率，變成比被配置在排氣緩衝區255的外側之埠的該者更大。因此，在排氣緩衝區255的內側排氣氣體可以比在排氣緩衝區255的外側排氣氣體更提升。與其中在內側和外側之間的氣體流動傳導率係相同之狀態中的壓力相較地，在排氣緩衝區255 的內側之壓力P1P相對地變低。以此方式，可減低內側與外側壓力間的差異，然後，P1P與P2P可大致地相等。當P1P與P2P係大致地相等時，因為膜厚度的偏差可被抑制，所以形成於晶圓W上的氮化鈦(TiN)膜之膜厚度的分布可變好。
第四實施例中的功效
例如，下文將顯示第四實施例中的一或多個功效。
(k)依據第四實施例，排氣埠211可被組構使得當氣體係透過排氣埠211而自排氣緩衝區255排氣時，具有氣體流動傳導率的差異。特別地，排氣埠211係組構以致使排氣緩衝區255之內側的氣體流動傳導率，變成比外側的氣體流動傳導率更高。因此，不管排氣孔徑254或排氣緩衝區255之形狀或大小如何，與第一實施例的情況相較地，可降低位於氣體分布組件25下面的空間256之P1P與P2P間的壓力差異，且仍可更增進晶圓W之表面的均勻度。
(l)依據第四實施例，排氣埠211可被設置在匣頭20的頂板部件21處，然後，複數個排氣埠211可沿著每一排氣緩衝區255之匣頭20的徑向方向而被配置，或其係成形為平面梯形形狀，而在圓周方向中之內側的寬度係比外側的該者更寬之排氣埠211可沿著徑向方向而被配置。因此，在排氣緩衝區255中的氣體可在圓周方向中被分散至內側或外側，且在其中排氣緩衝區255中的 氣體係透過僅只內圓筒形構件23所設置之排氣孔231而被排氣的情形下，如第一實施例中的第4圖中所示，流動氣體的濃度可被預期。換言之，藉由降低排氣氣體中之流動氣體的濃度，亦可在排氣緩衝區255之圓周方向中的內側增進排氣效率。
(本發明之第五實施例)
在下文中，將參照圖式而敘述本發明之第五實施例。主要地，將解說與上述第一、第二、第三、或第四實施例之差異。
(依據第五實施例之基板處理裝置的組態)
在依據第五實施例之基板處理裝置中，排氣系統可具有與第一、第二、第三、或第四實施例的情況相比較之不同的組態。
(排氣系統)
第17A圖及第17B圖係平面橫剖面視圖，顯示依據本發明第五實施例之基板處理裝置的主要部件。如第17A圖中所示，用於與排氣緩衝區255相通的排氣埠211可被設置在依據第五實施例的基板處理裝置中之匣頭20的頂板部件21處。與第四實施例的情況不一樣地，至少一排氣埠211d可回應複數個排氣緩衝區255的各者而被設置在頂板部件21處。特別地，僅一排氣埠211d可回應複數 個排氣緩衝區255的各者而被設置在匣頭20的外部位置處。
此外，與第一實施例的情況相似地，除了排氣埠211d之外，匣頭20可包含排氣埠26。排氣緩衝區255中的氣體係透過排氣埠26及排氣孔231，而被排氣至氣體匣頭20的外面。
在第五實施例中所揭示之基板處理裝置並未受限於，第一實施例中所揭示之用以朝向內圓筒形構件23之外側而排氣氣體的系統，而是第三實施例中所揭示之用以朝向中心圓筒形構件24之內側而排氣氣體的系統，亦可被包含第五實施例中。在此情況中，排氣埠26可被設置在匣頭20的中心圓筒形構件24處，如第17B圖中所示。至少一排氣埠211d亦可回應複數個排氣緩衝區255的各者而被設置在頂板部件21處。特別地，僅一排氣埠211d可回應複數個排氣緩衝區255的各者而被設置在匣頭20的內部位置處。
(在要供應或排氣氣體之處理中的氣體流動)
下文中，將在第五實施例中詳細揭示當自排氣緩衝區255排氣時之氣體的流動。
例如，如第17A圖中所示，當基板處理裝置中的排氣系統支援用以朝向內圓筒形構件23之外側而排氣氣體的系統時，則在排氣緩衝區255中的氣體可透過透過排氣孔231及排氣埠26，而被排氣至匣頭20的外面， 且亦透過排氣埠211d，而被排氣至匣頭20的上方側。因此，內側的傳導率可變成如根據透過排氣孔231而排氣氣體之排氣一樣地高，而比僅朝向內圓筒形構件23之外側而排氣氣體的情況更高。因此，在排氣緩衝區255的內側排氣氣體可以比在排氣緩衝區255的外側排氣氣體更提升。與其中在內側和外側之間的氣體流動傳導率係相同之狀態中的壓力相較地，在排氣緩衝區255的內側之壓力P1P相對地變低。以此方式，可減低內側與外側壓力間的差異，然後，P1P與P2P可大致地相等。當P1P與P2P係大致地相等時，因為膜厚度的偏差可被抑制，所以形成於晶圓W上的氮化鈦(TiN)膜之膜厚度的分布可變好。
此外，如第17B圖中所示，當基板處理裝置中的排氣系統支援用以朝向中心圓筒形構件24之內側而排氣氣體的系統時，則在排氣緩衝區255中的氣體可被排氣至匣頭20的內側，且亦透過排氣埠211d，而被排氣至晶圓W的上方側。因此，外側的傳導率可變成如根據透過排氣埠211d而排氣氣體之排氣一樣地高，而比僅朝向中心圓筒形構件24之內側而排氣氣體的情況更高。因此，在排氣緩衝區255的外側排氣氣體可以比在排氣緩衝區255的內側排氣氣體更提升。與其中在內側和外側之間的氣體流動傳導率係相同之狀態中的壓力相較地，在排氣緩衝區255的外側之壓力P2P相對地變低。以此方式，可減低內側與外側壓力間的差異，然後，P1P與P2P可大致地相等。當P1P與P2P係大致地相等時，因為膜厚度的偏 差可被抑制，所以形成於晶圓W上的氮化鈦(TiN)膜之膜厚度的分布可變好。
第五實施例中的功效
例如，下文將顯示第五實施例中的一或多個功效。
(m)依據第五實施例，因為在排氣緩衝區255中的氣體係在其中排氣緩衝區255中之氣體係朝向匣頭20的外側或內側而排氣氣體的情形下，朝向匣頭20的上方側而被額外地排氣，所以可控制排氣緩衝區255的內側與外側處間之氣體流動傳導率的差異。因此，在基板處理裝置中之排氣系統支援用以朝向中心圓筒形構件24的內側，或朝向內圓筒形構件23的外側而排氣氣體之系統的情況中，可降低在排氣緩衝區255的內側與外側處之間的壓力差異，且仍可更增進晶圓W之表面的均勻度。
(本發明之其他實施例)
熟習本項技藝之該等人士將瞭解的是，許許多多及各式各樣的修正例可不悖離本發明之精神而被做成。因此，應清楚地瞭解的是，本發明的形式僅係描繪性，且並不打算要限制本發明之範疇。
例如，氣體分布組件25之側向形狀在各上述實施例中針對易於製造其的考慮下，被揭示成為凸形形狀。惟，其並未受限於此凸形形狀。換言之，氣體分布組件25之形狀應被組構以形成排氣緩衝區255。例如，在 第2B圖中所揭示之轉角251a可被轉圓，以便具有R形狀的轉角。再者，氣體分布組件25在側向形狀中不僅可被形成為凸形形狀。氣體分布組件25亦可由傾斜面所界定而建構排氣緩衝區255之側邊及底部壁，以便組構如第18圖中所示之排氣緩衝區255。
在上述實施例中，例如，在基座10上之晶圓W與匣頭20間的相對位置係藉由基座10或匣頭20的旋轉，而予以移動。惟，在基座10上之晶圓W與匣頭20間的相對位置之移動並未受限於基座10或匣頭20的旋轉。換言之，基板處理裝置之組態應被組構以移動晶圓W與氣體供應系統間的相對位置。其並未受限於與各實施例中所揭示之基板處理裝置相似的旋轉系統，而是可施加使用類似運送器之線性類型組態的線性類型系統，至晶圓W與氣體供應系統間之相對位置的移動。
在上述實施例中，用以供應惰性氣體(N2氣體)的氣體分布組件25c可被配置在用以供應源氣體的氣體分布組件25a，與用以供應反應氣體的氣體分布組件25b之間。氣體分布組件25的配置並未受限於此配置。例如，用以供應惰性氣體(N2氣體)的氣體分布組件25c可被配置在，用以供應反應氣體的兩個氣體分布組件25b之間。在此情況中，源氣體可藉由使用其中可自除了晶圓W的上方側之外的方向供應源氣體的氣體供應系統，以取代氣體分布組件25a，而被供應至處理室之內。例如，用以供應源氣體的孔徑可被設置在處理室的中心處。
此外，在上述實施例中，用以供應惰性氣體(N2氣體)的氣體分布組件25c可被配置在用以供應源氣體的氣體分布組件25a，與用以供應反應氣體的氣體分布組件25b之間。氣體分布組件25的配置並未受限於此配置。例如，用以供應惰性氣體(N2氣體)的氣體分布組件25c可被配置在，用以供應反應氣體的兩個氣體分布組件25b之間。在此情況中，反應氣體可藉由使用其中可自除了晶圓W的上方側之外的方向供應反應氣體的氣體供應系統，以取代氣體分布組件25b，而被供應至處理室之內。例如，用以供應氣體的孔徑可被設置在處理室的中心處。
此外，在上述實施例中，係揭示用以藉由使用基板處理裝置，藉由交變地供應四氯化鈦(TiCl4)氣體做為源氣體(第一處理氣體)，及氨(NH3)氣做為反應氣體(第二處理氣體)，而形成氮化鈦(TiN)膜於晶圓W上的處理。該處理並未受限於此處理。換言之，用以形成膜的處理氣體並未受限於四氯化鈦(TiCl4)氣體及氨(NH3)氣。藉由使用其他類型的氣體，可形成其他類型的膜。再者，藉由供應超過三種氣體而形成膜可被應用至本發明的範疇。
雖然上文係針對例如，使用基板處理裝置之處理的形成膜之處理，但本發明並未受限於此處理。例如，此裝置可被應用以形成氧化物膜、氮化物膜、或除了此實施例中所例示的氮化鈦(TiN)膜外之其他的含金屬 膜。此外，此裝置亦可被應用至諸如擴散處理、氧化、氮化之其他的基板處理。此外，此發明亦可被應用至膜形成裝置、蝕刻裝備、氧化處理構件、氮化處理構件、諸如塗層施加器、乾燥裝置、加熱裝置、電漿處理裝置之其他的基板處理構件。此外，某一實施例之元件可由其他實施例的另一元件所置換，且其他實施例的之組態可被添加至某一實施例的組態。此外，各實施例之組態的一部分可替代其他組態的添加、刪除。
在下文中，將附上本發明之較佳實施例。
(補充說明1)依據本發明，提供有一種基板處理裝置，包含：基座，組構以安置基板於其上；處理氣體分布組件，組構以自該基座的上方側供應處理氣體於該基板的表面上；惰性氣體分布組件，配置鄰接該處理氣體分布組件，組構以自該基座的該上方側供應惰性氣體於該基板的該表面上；以及排氣系統，包含以下(a)及(b)，(a)排氣孔徑，對應該基座而被配置在該處理氣體分布組件與該惰性氣體分布組件之間，(b)排氣緩衝區，用以保持所通過該排氣孔徑之該等氣體，其中該排氣系統係組構以經由該排氣孔徑及該排氣緩衝區，而排出被供應於該基板的該表面上之氣體至該上方 側。
(補充說明2)在補充說明1的該基板處理裝置中，該基座可被設置可在其中複數個基板係放置於其上的狀態中旋轉，該處理氣體分布組件或惰性氣體分布組件具有扇形形狀的或梯形形狀的下表面，自基板之樞軸側針對外面而展開。
(補充說明3)在補充說明2的該基板處理裝置中，該處理氣體分布組件或該惰性氣體分布組件可被配置，以致使各氣體分布組件的該下表面可與該基座的基板接收表面平行。
(補充說明4)在補充說明2或3的該基板處理裝置中，其中在旋轉方向中之該排氣緩衝區的寬度可自該排氣緩衝區之徑向方向的內側至外側逐漸地增加。
(補充說明5)在補充說明2至4的該基板處理裝置中，其中該排氣系統係組構而在該基座的徑向方向中之該排氣孔徑或該排氣緩衝區的內側與外側間，以不同的傳導率流動氣體。
(補充說明6)在補充說明5的該基板處理裝置中，其中該排氣緩衝區可被形成，以致使該排氣緩衝區的高度可在該排氣緩衝區之徑向方向中，自內側至外側被連續地或一步一步地改變。
(補充說明7)在補充說明5或6的該基板處理裝置中，其中該排氣系統可被組構，以致使自該排氣孔徑至該排氣緩衝區的距離可在該排氣系統之徑向方向中， 自內側至外側被連續地或一步一步地改變。
(補充說明8)依據仍另一揭示，提供有一種製造半導體元件的方法，該方法包含：藉由使用配置在基座之上的處理氣體分布組件，而使被安置在該基座上之基板暴露至供應自該基座之上方側的處理氣體；藉由使用配置在該基座之上的惰性氣體分布組件，而使該基板暴露至供應自該基座之上方側的惰性氣體；以及透過排氣孔徑及用以保持所通過該排氣孔徑之氣體的排氣緩衝區而自該基板的表面向上地排氣，其中該排氣孔徑係對應該基座而被形成於該處理氣體分布組件與該惰性氣體分布組件之間。
(補充說明9)依據仍另一揭示，提供有一種匣頭，其可在基座的上方側被配置成與基板接收表面相對，該匣頭包含：處理氣體分布組件，組構以自該基座的該上方側供應處理氣體於該基板的表面上；惰性氣體分布組件，配置鄰接該處理氣體分布組件，組構以自該基座的該上方側供應惰性氣體於該基板的該表面上；以及排氣系統，包含以下(a)及(b)，(a)排氣孔徑，對應該基座而被形成於該處理氣體分布組件與該惰性氣體分布組件之間，(b)排氣緩衝區，用以保持所通過該排氣孔徑之該 等氣體，其中該排氣系統係組構以經由該排氣孔徑及該排氣緩衝區，而排出被供應於該基板的該表面上之氣體至該上方側。
(補充說明10)依據仍另一揭示，提供有一種氣體分布組件，其可被配置成與基板的上方側相對，該氣體分布組件包含：氣體供應路徑，組構以供應氣體至該基板；第一構件，組構以包圍該氣體供應路徑的上方側；以及第二構件，組構以包圍該氣體供應路徑的下方側，該第二構件的平面形狀係比該第一構件的該者更寬，其中當該氣體分布組件係配置於該基板的該上方側時，該氣體分布組件組構用以保持所通過由該第二構件的側壁所界定之排氣孔徑的氣體之排氣緩衝區的一部分，且該氣體分布組件組構由該第一構件的側壁及該第二構件之寬部分的上方壁所界定之該排氣緩衝區的一部分。
(補充說明11)依據仍另一揭示，提供有一種程式，用以藉由使用基板處理裝置而製造半導體元件，該程式致使該基板處理裝置執行：藉由使用配置在基座之上的處理氣體分布組件以使被設定在該基座上之基板暴露至處理氣體，該處理氣體係供應自該基座的上方側；藉由使用配置在該基座之上的惰性氣體分布組件以使 該基板暴露至惰性氣體，該惰性氣體係供應自該基座的上方側；以及透過排氣孔徑及用以保持所通過該排氣孔徑之氣體的排氣緩衝區而自該基板的表面向上地排氣，其中該排氣孔徑係對應該基座而被形成於該處理氣體分布組件與該惰性氣體分布組件之間。
(補充說明12)依據仍另一揭示，提供有一種非暫態之電腦可讀取記錄媒體，儲存用以藉由使用基板處理裝置而製造半導體元件之程式，該程式致使該基板處理裝置執行：藉由使用配置在基座之上的處理氣體分布組件以使被設定在該基座上之基板暴露至處理氣體，該處理氣體係供應自該基座的上方側；藉由使用配置在該基座之上的惰性氣體分布組件以使該基板暴露至惰性氣體，該惰性氣體係供應自該基座的上方側；以及透過排氣孔徑及用以保持所通過該排氣孔徑之氣體的排氣緩衝區而自該基板的表面向上地排氣，其中該排氣孔徑係對應該基座而被形成於該處理氣體分布組件與該惰性氣體分布組件之間。
(補充說明13)依據仍另一揭示，氣體分布組件25c可在考慮膜形成的輸貫量下，予以適當地省略。在此情況中，排氣孔徑254及排氣緩衝區255係形成於源氣體分布組件25a與反應氣體分布組件25b之間。提供有 一種基板處理裝置，包含：基座，組構以安置基板於其上；源氣體分布組件，組構以自該基座的該上方側供應處理氣體於該基板的表面上；反應氣體分布組件，配置鄰接該源氣體分布組件，組構以自該基座的該上方側供應反應氣體於該基板的該表面上；以及排氣系統，包含以下(a)及(b)，(a)排氣孔徑，對應該基座而被形成於該源氣體分布組件與該反應氣體分布組件之間，(b)排氣緩衝區，用以保持所通過該排氣孔徑之該等氣體，其中該排氣系統係組構以經由該排氣孔徑及該排氣緩衝區，而排出被供應於該基板的該表面上之氣體至該上方側。
(補充說明14)依據仍另一揭示，提供有一種基板處理裝置，包含：基座，組構以安置基板於其上；處理氣體分布組件，包含矩形穿孔，用以自該基座的上方側供應處理氣體至該基板，該穿孔之縱向方向中的長度係比該基板的直徑更長或與該基板的直徑相等，該處理氣體分布組件包含突出部件，向外延伸自該穿孔；惰性氣體分布組件，配置鄰接該處理氣體分布組件，該惰性氣體分布組件包含矩形穿孔，用以自該基座的上方 側供應惰性氣體至該基板，該穿孔之縱向方向中的長度係比該基板的直徑更長或與該基板的直徑相等，該惰性氣體分布組件包含突出部件，向外延伸自該穿孔；以及排氣系統，包含排氣孔徑，界定於該處理氣體分布組件與該惰性氣體分布組件之間，該排氣系統包含排氣緩衝區，由彼此相鄰之該等氣體分布組件的該等突出部件之上方壁及側壁所部分地界定，其中該排氣系統係組構以經由該排氣孔徑，而透過該排氣緩衝區排出將在域中之氣體，該域係夾在該突出部件的底部表面與該基座的對應區域之間。
(補充說明15)依據仍另一揭示，提供有一種氣體分布組件，用於基板處理裝置，該氣體分布組件包含：第一構件，形成為中空矩形固體形狀；以及第二構件，形成為扇形或梯形之板，具有與該第一構件的中空部件相通的矩形穿孔，其中在該穿孔之縱向方向中的長度係比基板的直徑更長或與該基板的直徑相等，該第二構件具有突出部件，在展開之該扇形或梯形的方向中向外延伸自該穿孔，該第二構件係附著至該第一構件的底部。
10‧‧‧基座
21‧‧‧頂板部件
25‧‧‧氣體分布組件
251‧‧‧第一構件
252‧‧‧第二構件
253‧‧‧氣體供應路徑
254‧‧‧排氣孔徑
255‧‧‧排氣緩衝區
W‧‧‧晶圓

Claims (12)

  1. 一種基板處理裝置，包含：基座，組構以安置基板於其上；處理氣體分布組件，包含矩形穿孔，用以自該基座的上方側供應處理氣體至該基板，該穿孔之縱向方向中的長度係比該基板的直徑更長或與該基板的直徑相等，該處理氣體分布組件包含突出部件，自該穿孔向外延伸；惰性氣體分布組件，配置鄰接該處理氣體分布組件，該惰性氣體分布組件包含矩形穿孔，用以自該基座的上方側供應惰性氣體至該基板，該穿孔之縱向方向中的長度係比該基板的直徑更長或與該基板的直徑相等，該惰性氣體分布組件包含突出部件，自該穿孔向外延伸；以及排氣系統，包含排氣孔徑，界定於該處理氣體分布組件與該惰性氣體分布組件之間，該排氣系統包含排氣緩衝區，由彼此相鄰之該等突出部件之上方壁及該等氣體分布組件的側壁所部分地界定，其中該排氣系統係組構以經由該排氣孔徑，而透過該排氣緩衝區排出將在域中之氣體，該域係夾在該突出部件的底部表面與該基座的對應區域之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，進一步包含旋轉驅動機制，以便在該基板與該處理或惰性氣體分布組件之間移動相對位置，該處理或惰性氣體分布組件具有扇形形狀的或梯形形狀的下表面，自樞軸側針對外面而展開。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，該處理氣體分布組件或該惰性氣體分布組件係配置，以致使各氣體分布組件的該下表面與該基座的基板接收表面平行。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中在旋轉方向中之該排氣緩衝區的寬度係自該排氣緩衝區之徑向方向的內側至外側逐漸地或一步一步地增加。
  5. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中該排氣系統係組構而在徑向方向中之該排氣孔徑或該排氣緩衝區的內側與外側間，以不同的傳導率流動氣體。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理裝置，其中該排氣緩衝區係形成，以致使該排氣緩衝區的高度在該排氣緩衝區之徑向方向中，自內側至外側連續地或一步一步地改變。
  7. 如申請專利範圍第5項之基板處理裝置，其中該排氣系統係組構，以致使自該排氣孔徑至該排氣緩衝區的距離在該排氣系統之徑向方向中，自內側至外側連續地或一步一步地改變。
  8. 一種製造半導體元件的方法，該方法包含：藉由使用配置在基座之上的處理氣體分布組件以使被安置在該基座上之基板暴露至處理氣體，其中該處理氣體分布組件包含矩形穿孔，用以自該基座的上方側供應處理氣體至該基板，該穿孔之縱向方向中的長度係比該基板的直徑更長或與該基板的直徑相等，該處理氣體分布組件包含突出部件，自該穿孔向外延伸，以水平地流動該處理氣 體；藉由使用配置在該基座之上的惰性氣體分布組件以使該基板暴露至惰性氣體，其中該惰性氣體分布組件包含矩形穿孔，用以自該基座的上方側供應惰性氣體至該基板，該穿孔之縱向方向中的長度係比該基板的直徑更長或與該基板的直徑相等，該惰性氣體分布組件包含突出部件，自該穿孔向外延伸，以水平地流動該惰性氣體；以及透過排氣孔徑及用以保持所通過該排氣孔徑之氣體的排氣緩衝區而自該基板的表面向上地排氣，其中該排氣孔徑係界定於該處理氣體分布組件與該惰性氣體分布組件之間。
  9. 一種氣體分布組件，用於基板處理裝置，該氣體分布組件包含：第一構件，形成為中空矩形固體形狀；以及第二構件，形成為扇形或梯形之板，具有與該第一構件的中空部件相通的矩形穿孔，其中在該穿孔之縱向方向中的長度係比基板的直徑更長或與該基板的直徑相等，該第二構件具有突出部件，在展開之該扇形或梯形的方向中向外延伸自該穿孔，該第二構件係附著至該第一構件的底部。
  10. 一種匣頭，在基座的上方側被配置成與基板接收表面相對，該匣頭包含：處理氣體分布組件，包含矩形穿孔，用以自該基座的該上方側供應處理氣體至該基板，該穿孔之縱向方向中的 長度係比該基板的直徑更長或與該基板的直徑相等，該處理氣體分布組件包含突出部件，自該穿孔向外延伸，以水平地流動該處理氣體；惰性氣體分布組件，配置鄰接該處理氣體分布組件，該惰性氣體分布組件包含矩形穿孔，用以自該基座的該上方側供應惰性氣體至該基板，在該穿孔之縱向方向中的長度係比該基板的直徑更長或與該基板的直徑相等，該惰性氣體分布組件包含突出部件，自該穿孔向外延伸，以水平地流動該惰性氣體；以及排氣系統，包含排氣孔徑，界定於該處理氣體分布組件與該惰性氣體分布組件之間，該排氣系統包含排氣緩衝區，由彼此相鄰之該等突出部件之上方壁及該等氣體分布組件的側壁所部分地界定，其中該排氣系統係組構以經由該排氣孔徑，而透過該排氣緩衝區排出將在域中之氣體，該域係夾在該突出部件的底部表面與該基座的對應區域之間。
  11. 一種程式，用以藉由使用基板處理裝置而製造半導體元件，該程式致使該基板處理裝置執行：藉由使用配置在基座之上的處理氣體分布組件以暴露被設定在該基座上之基板至處理氣體，該處理氣體係供應自該基座的上方側；藉由使用配置在該基座之上的惰性氣體分布組件以暴露該基板至惰性氣體，該惰性氣體係供應自該基座的上方側；以及 透過排氣孔徑及用以保持所通過該排氣孔徑之氣體的排氣緩衝區而自該基板的表面向上地排氣，其中該排氣孔徑係對應該基座而被形成於該處理氣體分布組件與該惰性氣體分布組件之間。
  12. 一種基板處理裝置，包含：基座，組構以安置基板於其上；第一氣體分布組件，包含矩形穿孔，用以自該基座的上方側供應第一氣體至該基板，該穿孔之縱向方向中的長度係比該基板的直徑更長或與該基板的直徑相等，該第一氣體分布組件包含突出部件，自該穿孔向外延伸，以水平地流動該第一氣體；第二氣體分布組件，配置鄰接該第一氣體分布組件，該第二氣體分布組件包含矩形穿孔，用以自該基座的上方側供應第二氣體至該基板，該穿孔之縱向方向中的長度係比該基板的直徑更長或與該基板的直徑相等，該第二氣體分布組件包含突出部件，自該穿孔向外延伸，以水平地流動該第二氣體；以及排氣系統，包含排氣孔徑，界定於該第一氣體分布組件與該第二氣體分布組件之間，該排氣系統包含排氣緩衝區，由彼此相鄰之該等突出部件之上方壁及該等氣體分布組件的側壁所部分地界定，其中該排氣系統係組構以經由該排氣孔徑，而透過該排氣緩衝區排出將在域中之氣體，該域係夾在該突出部件的底部表面與該基座的對應區域之間。
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