TW202109798A - 用於供應氣體的裝置及使用其處理基板的裝置 - Google Patents

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Abstract

根據本發明一實施例之氣體引導裝置包含氣體饋送區塊、閥組件及氣體引導管。氣體饋送區塊設置於腔體之上。氣體饋送區塊包含設置於其中的多個氣體通道以將氣體供應至腔體。閥組件耦接於氣體饋送區塊的一側面。閥組件多個閥以選擇性地開啟/關閉這些氣體通道其中至少一者。氣體引導管的一端耦接於閥組件，氣體引導管的另一端連通於腔體。緩衝空間被提供於這些氣體通道其中至少一者，而使得緩衝空間鄰設於氣體引導管已累積氣體。

Description

用於供應氣體的裝置及使用其處理基板的裝置
本發明係關於一種氣體引導裝置及使用其之基板處理裝置。
為了在半導體基板上沉積具有特定厚度的薄膜，通常會使用化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)、諸如濺鍍(sputtering)之利用物理碰撞的物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)等之薄膜製造方法。
根據半導體裝置的超精細設計規則(ultra-fine design rule)，需要具有精細圖案的薄膜。形成此薄膜的區域中的階梯(step)已被擴大。為此，原子層沉積(atomic layer deposition，ALD)的使用正在增加，其中原子層沉積能夠以原子層厚度非常均勻地形成精細圖案，同時展現出優異的階梯覆蓋率(step coverage)。
原子層沉積可透過分時的方式注射來源氣體、清除氣體及反應氣體而藉由在基板表面上同時抑制氣相反應及引發自限性反應(self-limited reaction)，來精確地調整在基板表面上之薄膜的厚度。因此，不僅可在具有大台階的電容器上，亦可在特定結構的表面上均勻地形成薄膜。此外，原子層沉積的特徵在於可實現薄膜密度的增加及沉積溫度的降低。然而，儘管原子層沉積的特點在於可透過自限性反應獲得均勻的薄膜，但應小心控制多種製程參數以確保能透過原子層沉積形成高品質的薄膜。
具體上，在習知的原子層沉積裝置中，氣體注入腔體的流動時間可能為長的。如此一來，可能會在來源氣體未充分被清除的狀態下發生反應氣體的注入。因為此因素或其他因素的緣故，原子層沉積反應可能會轉變成在氣相中的化學氣相沉積反應。如此一來，可能有無法確保具有均勻厚度的薄膜之問題。此外，物理吸附於基板之來源氣體的量會為小的，且沉積時間會為長的。因此，可能有生產率下降的問題。
因此，本發明係針對氣體引導裝置及使用其之基板處理裝置，其實質上消除因習知技術的限制與缺點所致之一或多個問題。
本發明的實施例提供基板處理裝置，其透過注入大量氣體不僅能減少氣體導入腔體中的饋送時間，亦能確保期望的薄膜沉積速率及薄膜厚度均勻性。
本發明之其他優點、目的及特徵部分闡述於以下內容，另一部分對於本領域具有通常知識者而言在實施以下內容時將顯而易見或可由實施本發明理解。透過說明書、申請專利範圍及附圖特別指出之結構，可實現並達成本發明之目的及其他優點。
為了達成根據本發明之這些目的及其他優點，如本文廣泛描述並實施，一種氣體引導裝置包含氣體饋送區塊氣體饋送區塊、閥組件及氣體引導管。氣體饋送區塊設置於腔體之上。氣體饋送區塊包含設置於其中的多個氣體通道以將氣體供應至腔體。閥組件耦接於氣體饋送區塊的一側面。閥組件包含多個閥以選擇性地開啟/關閉該些氣體通道其中至少一者。氣體引導管的一端耦接於閥組件，氣體引導管的另一端連通於腔體。緩衝空間被提供於該些氣體通道其中至少一者，而使得緩衝空間鄰設於氣體引導管以累積氣體。
氣體可包含處理氣體及清除氣體。相較於這些氣體通道之中供應清除氣體的氣體通道而言，這些氣體通道之中供應處理氣體的氣體通道可被設置於更靠近腔體的位置。
這些氣體通道可包含第一氣體通道、第二氣體通道及第三氣體通道。第一氣體通道用以供應處理氣體。第二氣體通道用以供應第一清除氣體。第三氣體通道用以供應第二清除氣體。第三氣體通道可設置於第一氣體通道與第二氣體通道之間。
緩衝空間可包含第一緩衝空間及第二緩衝空間。第一緩衝空間被提供於第一氣體通道。第二緩衝空間被提供於第三氣體通道。就體積、長度或半徑其中至少一者而言，第一緩衝空間及第二緩衝空間彼此不同。
第二氣體通道的體積可小於第一氣體通道及第三氣體通道的體積。
氣體饋送區塊可包含加熱器，以加熱氣體通道。
氣體饋送區塊可更包含間隔塊，間隔塊設置於緩衝空間之至少一側以可變地調整氣體通道的體積。
應理解本發明之上述廣泛的描述及以下詳細的描述為示例性且說明性，並旨在提供所請求之本發明的進一步解釋。
在下文中，將參考附圖並詳細描述能夠具體實現如上所述之目的的實施例。實施例可多樣地變化並可具有多種形式。與此相關，特定實施例將於圖式中繪示並於說明書中詳細描述。
應理解，儘管本文使用「第一」、「第二」等之用語描述多個元件，但這些元件不應被這些用語限制。此外，應理解本文使用之相對性用語，例如「於…上」/「於…之上」/「於…上方」或「於…下」/「於…之下」/「於…下方」，僅解釋為用以區分一元件與另一元件，而不需要求或涉及這些元件之間的特定物理或邏輯關係或順序。
本發明所使用之用語僅用於描述特定實施例，且不旨在限制本發明。除非在內文中明確指出，否則在本發明中單數表現方式亦包含複數表現方式。
在下文中，將參考附圖說明根據本發明一實施例之基板處理裝置。儘管使用直角坐標系統(Cartesian coordinate system)描述根據實施例之基板處理裝置，但基板處理裝置不限於此。也就是說，儘管根據直角坐標系統，x軸及y軸彼此正交，但實施例不限於此，且x軸及y軸亦可彼此相交。
圖1為繪示根據本發明示例性實施例之基板處理裝置的構造的示意圖。
圖2A及圖2B為解釋圖1所示之氣體通道之另一實施例的示意圖。
圖3A為圖1所示之閥組件的局部放大圖，圖3B為解釋根據本發明示例性實施例之氣體引導裝置的氣體供應路徑的示意圖。
請參考圖1，根據本發明示例性實施例之基板處理裝置10可包含處理腔體100及氣體引導裝置200。氣體引導裝置200用以連通於處理腔體100，以便為了處理基板而供應氣體至處理腔體100。
處理腔體100可包含腔體本體110、蓋體120及氣體注入器130。蓋體120被提供於腔體本體110的上表面。氣體注入器130設置於由腔體本體110及蓋體120界定出的內部空間，且提供有多個氣體注入孔H。處理腔體100可更包含基板支撐件140，基板支撐件140設置為面對蓋體120同時以一預定距離分離於蓋體120。基板可放置於基板支撐件140。處理腔體100可更包含密封環150及排放幫浦160。密封環150用以維持腔體本體110與蓋體120之間的密封。排放幫浦160耦接於腔體本體110，以便將在處理腔體100的內部中形成的顆粒排出至外部。
腔體本體110用以支撐蓋體120。由腔體本體110及蓋體120界定出的內部空間可作為用於基板處理的反應空間。
蓋體120可作為為了基板處理(例如，薄膜沉積、光刻等)而將處理氣體及/或清除氣體導入處理腔體100中的途徑。
氣體注入器130設置於蓋體120之下。被提供於氣體注入器130的這些氣體注入孔H用以將透過蓋體120導入的氣體注入至反應空間S中。
基板支撐件140用以支撐位在處理腔體100中的基板。
處理腔體100可透過諸如原子層沉積或電漿增強型原子層沉積(plasma enhanced atomic layer deposition，PEALD)之製程來沉積具有均勻厚度的薄膜。
儘管未繪示，但處理腔體100不僅可應用於用以處理單個基板的單一形式之腔體，亦可應用於用以處理多個基板的批次式(batch type)腔體。
氣體引導裝置200可包含氣體引導管210、多個氣體供應器220、氣體饋送區塊230及閥組件240。
氣體引導管210可耦接於蓋體120的至少一部分，而使得氣體引導管210連通於處理腔體100。在此情況下，氣體引導管210可由具有高耐久性之金屬材料製成。舉例而言，氣體引導管210可由不鏽鋼(steel use stainless，SUS)製成。
這些氣體供應器220設置於處理腔體100之外側。這些氣體供應器220可包含第一氣體供應器221、第二氣體供應器223及第三氣體供應器225。第一氣體供應器221用以供應處理氣體(為了方便描述，以下稱為「第一氣體」)。第二氣體供應器223用以供應第一清除氣體(為了方便描述，以下稱為「第二氣體」)。第三氣體供應器225用以供應第二清除氣體(為了方便描述，以下稱為「第三氣體」)。於此，第一氣體可包含來源氣體或反應氣體。可使用不會與第一氣體發生化學反應之諸如氬氣(Ar)、氦氣(He)或氖氣(Ne)之惰性氣體(inert gas)或氮氣(N2 )作為第二氣體及/或第三氣體。
氣體饋送區塊230設置於提供有反應空間S的處理腔體100之上。氣體饋送區塊230可包含第一主體231、多個氣體通道233及加熱器(未繪示)。第一主體231整體上具有長方體外形。這些氣體通道233延伸通過第一主體231，同時分別串接於這些氣體供應器220。加熱器(未繪示)用以加熱這些氣體通道233其中至少一者。
第一入口2311a、第二入口2311b及第三入口2311c可形成於第一主體231之一個側面，而使得第一入口2311a、第二入口2311b及第三入口2311c分別連通於這些氣體供應器220。第一出口2313a、第二出口2313b及第三出口2313c可形成於第一主體231之另一側面，而使得第一出口2313a、第二出口2313b及第三出口2313c連通於閥組件240。
在此情況下，第一主體231可由展現出優異的熱絕緣效能且對第一至第三氣體具有抗腐蝕性之材料製成。舉例而言，第一主體231可由鋁(Al)、不鏽鋼(SUS)、石英或陶瓷其中至少一者製成，但本發明不限於此。此外，第一主體231的外形不限於為上述外形，第一主體231可為具有圓形或多邊形截面的柱狀外形。
這些氣體通道233可包含第一氣體通道2331、第二氣體通道2333及第三氣體通道2335，第一氣體通道2331、第二氣體通道2333及第三氣體通道2335分別連接於第一氣體供應器221、第二氣體供應器223及第三氣體供應器225。第一氣體通道2331、第二氣體通道2333及第三氣體通道2335可設置於蓋體120之上，同時在與氣流方向相交之第一方向(y軸方向)上彼此分離。
在此情況下，第三氣體通道2335可設置於第一氣體通道2331與第二氣體通道2333之間。第一氣體通道2331可鄰設於蓋體120。也就是說，以處理腔體100的蓋體120作為基準，第一氣體通道2331、第三氣體通道2335及第二氣體通道2333以上述之順序依序在第一方向上形成，而使得第一氣體通道2331被設置在最靠近蓋體120的位置，且第二氣體通道2333被設置在最遠離蓋體120的位置。
這是因為供應處理氣體的第一氣體通道2331相較於第二氣體通道2333及/或第三氣體通道2335被設置在較遠離處理腔體100的位置時，殘留於第一氣體通道2331與第二氣體通道2333及/或第三氣體通道2335之間的處理氣體會未被充分清除，而使得顆粒可能會累積於氣體饋送區塊230中，且第一氣體通道2331的路徑會變長，從而造成生產率下降。
此外，當依據第二閥2433的開啟而一直供應清除氣體的第二氣體通道2333相較於第一氣體通道2331及/或第三氣體通道2335被設置於較靠近處理腔體100的位置時，可能會因清除效率下降而發生氣體通道233堵塞的現象，其中第二閥2433將於後描述。
為此，根據本發明之實施例，第一氣體通道2331、第三氣體通道2335及第二氣體通道2333被設置成以此順序依序靠近處理腔體100的蓋體120，而可有效地清除可能殘留於各個氣體通道233的氣體。因此，可使製程效率最大化。第一氣體通道2331可於第一入口2311a與第一出口2313a之間在與氣流方向平行之第二方向(x軸方向)上延伸通過第一主體231。
第一氣體通道2331可包含第一緩衝空間2331a(以下亦可稱為第一氣體通道2331的一個部分)及另一部分2331b。第一緩衝空間2331a鄰設於氣體引導管210。另一部分2331b鄰設於第一氣體供應器221。第一氣體通道2331的第一緩衝空間2331a及另一部分2331b可分別具有不同的半徑。舉例而言，第一氣體通道2331可被設計成使得第一氣體通道2331的第一緩衝空間2331a的半徑大於第一氣體通道2331的另一部分2331b的半徑。
相對第一氣體通道2331的另一部分2331b在徑向方向上向外擴展的第一緩衝空間2331a可為第一氣體通道2331的那個部分，以便以高濃度累積(堆積)從第一氣體供應器221供應之第一氣體。
薄膜的成長率係依據第一氣體的吸附濃度(量)所決定。根據本發明之實施例，可藉由在第一氣體通道2331中形成能夠接收相對大量之第一氣體的第一緩衝空間2331a，以及藉由透過閥組件240的開啟/關閉作業將預先以高濃度持續累積預定時間間隔週期(time-divisional period)之第一氣體供應至第一緩衝空間2331a，來提高薄膜的成長率，這將於以下描述。
舉例而言，相對於第一氣體通道2331的另一部分2331b來說，第一緩衝空間2331a可具有逐步凹陷的外形(請參考圖1)。
在另一示例中，第一緩衝空間2331a可具有傾斜的外形，而使得第一緩衝空間2331a的半徑朝第一出口2313a逐漸增加。也就是說，第一緩衝空間2331a在氣流方向上於其彼此面對之相對側面可形成為具有傾斜的漸縮外形(請參考圖2A)。
同時，可依據在基板支撐件140與蓋體120之間所界定出之反應空間S的體積來決定第一緩衝空間2331a的體積(或容量)。
提供有第一緩衝空間2331a之第一氣體通道2331的體積對反應空間S的體積之比例可約為1.0至2.0，較佳地為1.2。這是因為當體積比小於1.0時，導入處理腔體100之第一氣體的濃度可能不會滿足吸附所需的最小濃度，從而造成所得之薄膜的階梯覆蓋率下降，而當體積比大於2.0時，供應第一氣體所需之預定時間間隔週期會變長，從而造成生產率下降。
為此，間隔塊235可被提供於第一緩衝空間2331a之至少一側，以便可變地調整第一氣體通道2331的體積(請參考圖2B)。間隔塊235可在其中形成有可供第一氣體流過的一通孔(未繪示)，且可與第一主體231由相同的材料製成。
第二氣體通道2333可於第二入口2311b與第二出口2313b之間在與氣流方向平行之第二方向(x軸方向)上延伸通過第一主體231。在此情況下，第二氣體通道2333的半徑可為恆定的。
第三氣體通道2335可於第三入口2311c與第三出口2313c之間在與氣流方向平行之第二方向(x軸方向)上延伸通過第一主體231。
第三氣體通道2335可包含第二緩衝空間2335a(以下亦可稱為第三氣體通道2335的一個部分)及另一部分2335b。第二緩衝空間2335a鄰設於氣體引導管210。另一部分2335b鄰設於第三氣體供應器225。第三氣體通道2335的第二緩衝空間2335a及另一部分2335b可分別具有不同的半徑。舉例而言，第三氣體通道2335可被設計成使得第三氣體通道2335的第二緩衝空間2335a的半徑大於第三氣體通道2335的另一部分2335b的半徑。
相對第三氣體通道2335的另一部分2335b在徑向方向上向外擴展的第二緩衝空間2335a可為第三氣體通道2335的那個部分，以便累積從第三氣體供應器225供應之第三氣體。在此情況下，如上所述，相對於第三氣體通道2335的另一部分2335b來說，第二緩衝空間2335a可具有逐步凹陷的外形，或是可具有傾斜的外形，而使得第二緩衝空間2335a的半徑朝第三出口2313c逐漸增加。
就體積、長度或半徑而言，第一緩衝空間2331a及第二緩衝空間2335a可為彼此相同的。
或者，就體積、長度或半徑其中至少一者而言，第一緩衝空間2331a及第二緩衝空間2335a可為彼此不同的。在此情況下，第一緩衝空間2331a及第二緩衝空間2335a的相對體積可依據從蓋體120到第一緩衝空間2331a及第二緩衝空間2335a的距離來決定。舉例而言，在這些第一緩衝空間2331a及第二緩衝空間2335a之中，被設置為較靠近蓋體120之第一緩衝空間2331a可具有較大的體積以便根據吸附於基板或與基板反應的第一氣體來提高薄膜的成長率。反之，在這些第一緩衝空間2331a及第二緩衝空間2335a之中，被設置為較遠離蓋體120之第二緩衝空間2335a可具有較大的體積以便減少清除時間，從而提升總生產率。
閥組件240可依據來自流量控制器(未繪示)之控制訊號以分時的方式選擇性地控制第一至第三氣體的供應。
閥組件240可包含第二主體241、多個閥243及多個通道245。這些閥243附接於第二主體241，以便選擇性地開啟/關閉這些氣體通道233其中至少一者。這些通道245各自延伸通過第二主體241以及這些閥243中相對應之一者的至少一部分。閥組件240可更包含加熱器(未繪示)。加熱器安裝於第二主體241，以便加熱這些通道245其中至少一者。
閥組件240可耦接於氣體饋送區塊230的至少一側面，而使得閥組件240被設置在靠近蓋體120的位置，其中蓋體120連通於氣體引導管210。
第二主體241藉由緊固件250耦接於第一主體231。第一入口2411a、第二入口2411b及第三入口2411c形成於第二主體241的一側面，而使得第一入口2411a、第二入口2411b及第三入口2411c分別連通於第一氣體通道2331、第二氣體通道2333及第三氣體通道2335。這些閥243附接於第二主體241的另一側面。此外，單個出口2413形成於第二主體241的底部，而使得出口2413連通於氣體引導管210。
第二主體241與第一主體231可由相同的材料製成。舉例而言，第二主體241可由展現優異的熱絕緣效能且對第一至第三氣體具有抗腐蝕性之鋁(Al)、不鏽鋼(SUS)、石英或陶瓷其中至少一者製成。
這些閥243可包含相互並聯之第一閥2431、第二閥2433及第三閥2435。一密封元件(未繪示)可被提供於供第二主體241與這些閥243彼此接觸的邊界面，以便確保能維持流過閥243之氣體的壓力及密封。
第一閥2431、第二閥2433及第三閥2435可選擇性地開啟/關閉這些氣體通道233其中至少一者，而使得至少一氣體根據預定循環被供應至處理腔體100。
第一閥2431控制沿第一氣體通道2331流動之第一氣體的流動。在執行基板處理製程時，第一閥2431被開啟而使得第一氣體透過氣體引導管210被導入處理腔體100中。被導入處理腔體100中之第一氣體根據氣體注入器130的運作而吸附於基板上或與基板反應。在持續供應第一氣體第一預定期間T1之後，第一閥2431被關閉以便防止第一氣體進一步被導入。當第一閥2431被關閉時，第一氣體可以高濃度累積於第一緩衝空間2331a中。
第二閥2433連通於第二氣體通道2333，並可一直維持於開啟狀態而使得第二氣體一直被導入處理腔體100中。在此情況下，第二氣體可作為用來提升饋送效率的載送氣體，而使得第一氣體或第三氣體能順暢地被饋送。
第三閥2435控制沿第三氣體通道2335流動之第三氣體的流動，並可與第一閥2431一起交替地開啟或關閉。在供應第一氣體的第一預定期間T1內，第三閥2435可被關閉且第三氣體可累積於第二緩衝空間2335a中。當第一氣體的供應隨後停止時，第三閥2435被開啟，且累積於第二緩衝空間2335a中之第三氣體於第二預定期間T2被導入處理腔體100中。被導入處理腔體100中之第二氣體以氣相的方式將殘留於基板上之第一氣體清除。
這些通道245各自延伸通過第二主體241以及這些閥243中相對應之一者的至少一部分，以便使這些氣體通道233及這些閥243能彼此連通。以下將參考圖3A及圖3B詳細說明此特徵。
請參考圖3A，這些通道245可包含第一通道2451、第二通道2452及第三通道2453、第四通道2454、第五通道2455及第六通道2456。第一通道2451、第二通道2452及第三通道2453分別連通於第一氣體通道2331、第二氣體通道2333及第三氣體通道2335。第四通道2454、第五通道2455及第六通道2456分別使氣體引導管210能連通於第一閥2431、第二閥2435及第三閥2433。
第一通道2451連通於第一氣體通道2331且延伸至第一分支點b1，其中在第一分支點b1安裝有第一閥2431。第一通道2451被形成為延伸通過第二主體241的整個部分及第一閥2431的一部分。
第二通道2452連通於第二氣體通道2333且延伸至第二分支點b2，其中在第二分支點b2安裝有第二閥2433。第二通道2452被形成為延伸通過第二主體241的整個部分及第二閥2433的一部分。
第三通道2453連通於第三氣體通道2335且延伸至第三分支點b3，其中在第三分支點b3安裝有第三閥2435。第三通道2453被形成為延伸通過第二主體241的整個部分及第三閥2435的一部分。
第四通道2454、第五通道2455及第六通道2456可以曲折(zigzag)的方式設置於第二主體241以及這些閥243中相對應之一者，以便實現有效的空間利用。
第四通道2454延伸通過第二主體241的一部分及第二閥2433的一部分，同時形成為具有「U」字形或「V」字形，以便將第二通道2452與第三通道2453相互連接。
第五通道2455延伸通過第二主體241的一部分及第三閥2435的一部分，同時形成為具有「U」字形或「V」字形，以便將第三通道2453與第一通道2451相互連接。
第六通道2456延伸通過第二主體241的一部分及第一閥2431的一部分，同時形成具有曲線形的部分，以便將第一通道2451與氣體引導管210相互連接。
請參考圖3A及圖3B，當第一閥2431於第一預定期間T1被開啟時，以高濃度累積於第一緩衝空間2331a中之第一氣體透過第一通道2451及第六通道2456被導入氣體引導管210中。在此情況下，一直維持於開啟狀態的第二閥2433使第二氣體流動，而使得第一氣體可順暢地被饋送。第二氣體在通過第二通道2452、第四通道2454及第五通道2455之後與第一氣體在第一分支點b1匯合，並接著被導入氣體引導管210中。在此情況下，第三閥2435在第一預定期間T1內處於關閉的狀態，且第三氣體會累積於第二緩衝空間2335a中。
當第三閥2435於第二預定期間T2被開啟時，累積於第二緩衝空間2335a中之第三氣體透過第三通道2453、第五通道2455及第六通道2456被導入氣體引導管210中。在此情況下，一直維持於開啟狀態的第二閥243使第二氣體流動，而使得第三氣體可順暢地被饋送。第二氣體在通過第二通道2452及第四通道2454之後與第三氣體在第三分支點b3匯合，並接著被導入氣體引導管210中。在此情況下，第一閥2431在第二預定期間T2內處於關閉的狀態，且高濃度的第一氣體會累積於第一緩衝空間2331a中。
根據一實施例，在氣體引導裝置200中，第一氣體通道2331可被設置在靠近蓋體120的位置，而使得在第一至第三氣體的路徑之中，有助於薄膜形成之第一氣體的路徑被設定為具有最小長度。此外，選擇性地防止氣體流動的這些閥243可設置於蓋體120與氣體饋送區塊230之間，以便實現事先在閒置期間的氣體累積以及在各個製程步驟中所需之氣體的立即供應。
此外，可接收大量氣體的第一緩衝空間2331a及第二緩衝空間2335a可形成於這些氣體通道233其中至少一者中，以便提升吸附、反應或清除效率。再者，第一緩衝空間2331a及第二緩衝空間2335a可鄰設於氣體引導管210，以便達成處理(或清除)時間之減少。因此，可確保期望的薄膜沉積速率及薄膜厚度均勻性並使總生產率最大化。
圖4為圖1中沿線a-a’截取之氣體引導裝置的剖視圖。
請參考圖4，一加熱器237可被提供於氣體饋送區塊230的一表面及/或氣體饋送區塊230的內部，以便加熱這些氣體通道233其中至少一者。
加熱器237可提供預定的熱量，而使得流過這些氣體通道233的第一至第三氣體其中至少一者維持於一預定溫度。加熱器237可由展現出均勻溫度分布之平面加熱元件構成，而使得加熱器237的加熱部可均勻地分布於加熱器237的整個區域。
一般而言，習知的加熱器(未繪示)被形成為具有圍繞氣體管路(未繪示)的結構，其中氣體管路具有管狀外形。因此，傳導熱之熱轉移路徑會變長，從而造成效率下降。此外，熱會局部地被轉移至氣體管路(未繪示)。因此，在將氣體維持於均勻溫度上會受限制。具體上，當氣體溫度不均勻時，氣體的相態會改變，而可能使氣體管路(未繪示)堵塞，且可能形成不期望之顆粒。因此，對於所得之薄膜的品質及生產率可能會造成不利的影響。
為此，根據本發明一實施例，不同於習知的加熱器(未繪示)，加熱器237可被形成為具有內建(或嵌入)於氣體饋送區塊230內之結構。當加熱器237嵌入於氣體饋送區塊230時，從加熱器237供應的熱可被傳導至第一主體231的整個部分，而可將沿氣體通道233流動之氣體的溫度維持於均勻的溫度。此外，因沒有使用獨立的氣體管路(未繪示)，故加熱器237可被設置於較靠近氣體的位置，而可獲得提升熱轉移效率之功效。
如上所述之加熱器237可設置於第一主體231中，以徑向地向外分離於氣體通道233且具有對應氣體通道233之圓周的外形。當然，本發明之實施例不限於上述情況。舉例而言，加熱器237可設置於第一主體231的表面，或可不形成於氣體通道233的整個部分而可僅形成於氣體通道233的一部份。
加熱器237可包含多個加熱器，這些加熱器分別安裝於所有的氣體通道233且沿各個氣體通道233之圓周形成。在此情況下，這些加熱器可被控制為維持於相同的溫度。或者，這些加熱器可被控制為分別維持不同的溫度，以維持適用各個製程步驟(吸附、清除、反應等)的溫度。舉例而言，鄰設於第一氣體通道2331的加熱器相較於其餘加熱器可被控制為維持於較高的溫度，其中第一氣體通道2331用於需要進行熱分解或化學反應的第一氣體。
或者，加熱器237可安裝於第一氣體通道2331、第二氣體通道2333及第三氣體通道2335的一部分，以便僅加熱特定的氣體通道。
除此之外，加熱器237可設置於第一氣體通道2331、第二氣體通道2333及第三氣體通道2335之中，以便同時加熱相鄰的氣體通道233。在此情況下，可因此將這些氣體通道233間的溫度差異最小化。
因此，被提供於第一主體231的表面及/或第一主體231的內部的加熱器237調整沿氣體通道233流動之氣體的溫度，而可達成在處理腔體100中之反應效率的提升，同時防止由冷卻等情形所致之不正常反應的產生。
如上所述之加熱器237可以如上所述之相同方法應用於閥組件240的表面及/或閥組件240的內部。在此情況下，加熱器237可加熱流動通過這些通道245的第一至第三氣體其中至少一者。為避免重複描述相同內容，將不再描述此構造。
根據上述實施例之基板處理裝置可用於製造平板顯示器裝置、太陽能電池等之製程，以及在半導體裝置之基板上沉積薄膜的製程。
根據本發明實施例，可接收大量氣體的緩衝空間可形成於氣體通道中，且閥可鄰設於連接於腔體的通道。因此，可確保期望的薄膜沉積速率及薄膜厚度均勻性並使總生產率最大化。
本發明可達成之功效不限於上述功效，從上述詳細描述中本領域具有通常知識者可明確地理解未被描述之本發明之其他功效。
儘管已描述多種實施例，但亦可以多種形式實施其他實施例。只要他們之間具有相容性，上述實施例之技術概念可以多種形式結合，並可透過此結合實施新的實施例。
本發明所屬領域中具有通常知識者可理解在不改變技術精神或必要特徵的情況下可以其他特定形式實施本發明。因此，以上詳細描述在所有方面應理解為示例性的而非限制性的。亦應透過下述申請專利範圍解釋本發明的範圍。可從旨在包含於本發明之範圍內之均等概念衍生出之所有修改亦應被解釋為落入本發明之範圍。
10:基板處理裝置 100:處理腔體 110:腔體本體 120:蓋體 130:氣體注入器 140:基板支撐件 150:密封環 160:排放幫浦 200:氣體引導裝置 210:氣體引導管 220:氣體供應器 221:第一氣體供應器 223:第二氣體供應器 225:第三氣體供應器 230:氣體饋送區塊 231:第一主體 2311a:第一入口 2311b:第二入口 2311c:第三入口 2313a:第一出口 2313b:第二出口 2313c:第三出口 233:氣體通道 2331:第一氣體通道 2331a:第一緩衝空間 2331b:另一部分 2333:第二氣體通道 2335:第三氣體通道 2335a:第二緩衝空間 2335b:另一部分 235:間隔塊 237:加熱器 240:閥組件 241:第二主體 2411a:第一入口 2411b:第二入口 2411c:第三入口 2413:出口 243:閥 2431:第一閥 2433:第二閥 2435:第三閥 245:通道 2451:第一通道 2452:第二通道 2453:第三通道 2454:第四通道 2455:第五通道 2546:第六通道 250:緊固件 H:氣體注入孔 S:反應空間 b1:第一分支點 b2:第二分支點 b3:第三分支點
附圖包含於此以提供本發明之進一步理解，並合併於本申請案中並構成本申請案的一部分，附圖呈現本發明之實施例並與說明書一起用以解釋本發明的原理。在附圖中： 圖1為繪示根據本發明示例性實施例之基板處理裝置的構造的示意圖。 圖2A及圖2B為解釋圖1所示之氣體通道之另一實施例的示意圖。 圖3A為圖1所示之閥組件的局部放大圖，且圖3B為解釋根據本發明示例性實施例之氣體引導裝置的氣體供應路徑的示意圖。 圖4為圖1中沿線a-a’截取之氣體引導裝置的剖視圖。
10:基板處理裝置
100:處理腔體
110:腔體本體
120:蓋體
130:氣體注入器
140:基板支撐件
150:密封環
160:排放幫浦
200:氣體引導裝置
210:氣體引導管
220:氣體供應器
221:第一氣體供應器
223:第二氣體供應器
225:第三氣體供應器
230:氣體饋送區塊
231:第一主體
2311a:第一入口
2311b:第二入口
2311c:第三入口
2313a:第一出口
2313b:第二出口
2313c:第三出口
2331:第一氣體通道
2331a:第一緩衝空間
2331b:另一部分
2333:第二氣體通道
2335:第三氣體通道
2335a:第二緩衝空間
2335b:另一部分
240:閥組件
241:第二主體
243:閥
2431:第一閥
2433:第二閥
2435:第三閥
250:緊固件
H:氣體注入孔
S:反應空間

Claims (9)

  1. 一種氣體引導裝置，包含：一氣體饋送區塊，設置於一腔體之上，該氣體饋送區塊包含設置於其中的多個氣體通道以將一氣體供應至該腔體；一閥組件，耦接於該氣體饋送區塊的一側面，該閥組件包含多個閥以選擇性地開啟/關閉該些氣體通道其中至少一者；以及一氣體引導管，該氣體引導管的一端耦接於該閥組件，該氣體引導管的另一端連通於該腔體，其中一緩衝空間被提供於該些氣體通道其中至少一者，而使得該緩衝空間鄰設於該氣體引導管以累積氣體。
  2. 如請求項1所述之氣體引導裝置，其中：該氣體包含一處理氣體及一清除氣體；並且相較於該些氣體通道之中供應該清除氣體的該氣體通道而言，該些氣體通道之中供應該處理氣體的該氣體通道被設置於更靠近該腔體的位置。
  3. 如請求項1所述之氣體引導裝置，其中：該些氣體通道包含：一第一氣體通道，用以供應一處理氣體，一第二氣體通道，用以供應一第一清除氣體，以及一第三氣體通道，用以供應一第二清除氣體；並且該第三氣體通道設置於該第一氣體通道與該第二氣體通道之間。
  4. 如請求項3所述之氣體引導裝置，其中：該緩衝空間包含：一第一緩衝空間，被提供於該第一氣體通道，以及一第二緩衝空間，被提供於該第三氣體通道；並且就體積、長度或半徑其中至少一者而言，該第一緩衝空間及該第二緩衝空間彼此不同。
  5. 如請求項3所述之氣體引導裝置，其中該第二氣體通道的體積小於該第一氣體通道及該第三氣體通道的體積。
  6. 如請求項1所述之氣體引導裝置，其中該氣體饋送區塊更包含一加熱器以加熱該些氣體通道其中至少一者。
  7. 如請求項1所述之氣體引導裝置，其中該氣體饋送區塊更包含一間隔塊，該間隔塊設置於該緩衝空間之至少一側以可變地調整該些氣體通道其中至少一者的體積。
  8. 一種基板處理裝置，包含：一處理腔體，提供一反應空間；以及如請求項1至7中任一項所述之氣體引導裝置，其中該處理腔體包含：一基板支撐件，用以支撐一基板，一氣體注入器，設置為面對該基板支撐件，該氣體注入器將一氣體注入至該基板上，以及一蓋體，形成於該氣體注入器的一表面。
  9. 如請求項8所述之基板處理裝置，其中具有該緩衝空間的該些氣體通道其中至少該者的體積大於基板支撐件與該蓋體之間的體積。
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