TW202247340A - 半導體處理設備 - Google Patents

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盧載旻
李昌敏
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荷蘭商Ａｓｍ Ｉｐ私人控股有限公司
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Abstract

一種能夠改善一基材上薄膜之均勻性的基材處理設備包括：一基材支撐單元，其具有一第一斜面；及一流動控制環，其經配置以包圍基材支撐單元且具有一第二斜面，其中在對準期間，當基材支撐單元在一第一方向上移動時，第一斜面及第二斜面彼此接觸，且由於接觸，流動控制環在不同於第一方向的一第二方向上滑動。

Description

半導體處理設備
一或多個實施例係關於基材處理設備，且更特定言之，係關於能夠藉由修正基材支撐單元的位置而改善薄膜均勻性的基材處理設備。
在處理基材（諸如半導體/顯示基材）時，基材處理設備為了生產率及高效商業操作而長時間操作。然而，此類長時操作增加裝置的疲勞。特定言之，疲勞在未固定且週期性移動的反應器部件的情況中極大。例如，由於諸如基材裝載/卸載的重複移動及/或由於高溫製程所造成之熱變形，基材支撐單元之置中位置可失真。因此，在基材上之薄膜的均勻性，尤其是在基材邊緣處之薄膜的均勻性，變得不勻或惡化，且因此，半導體裝置之缺陷率可能增加。
一或多個實施例包括一種基材處理設備，其能夠藉由修復由於基材處理設備的長期使用的一基材支撐單元之置中失準(misalignment)，來改善一基材上之薄膜的均勻性，並能夠在一基材支撐設備與一氣體供應控制環之間維持一恆定間隙。
額外的態樣將部分於下列說明書中提出，且部分將可從說明書中明白，或者可藉由實踐本揭露所呈現的實施例而習得。
根據一或多個實施例，一種基材處理設備包括：一基材支撐單元，其具有一第一斜面；一流動控制環，其經配置以包圍基材支撐單元且具有一第二斜面；及一處理單元，其在基材支撐單元上，其中一反應空間形成於基材支撐單元與處理單元之間，一下部空間形成於基材支撐單元之下，一間隙係形成於基材支撐單元之第一斜面與流動控制環之第二斜面之間，反應空間與下部空間通過間隙彼此連接，在基材處理設備之一處理操作期間由處理單元供應氣體，且在氣體之供應期間，基材支撐單元高於流動控制環，使得基材支撐單元之第一斜面的一部份暴露至反應空間。
根據基材處理設備之一實例，基材支撐單元之一第一上表面可係高於流動控制環之一第二上表面。
根據基材處理設備的另一實例，基材處理設備可進一步包括一排氣單元，其定義一包圍反應空間的排氣空間，且在反應空間與排氣空間之間的一通道可係低於基材支撐單元之第一上表面。。
根據基材處理設備的另一實例，在處理操作期間，由處理單元供應的氣體可自反應空間向下游流動朝向通道。
根據基材處理設備之另一實例，當氣體向下游流動時，氣體可沿著第一斜面之部份移動。
根據基材處理設備之另一實例，在基材支撐單元高於流動控制環之一組態及氣體向下游流動的一組態，自下部空間通過間隙流入至反應空間中的氣體可經抑制。
根據基材處理設備之另一實例，基材處理設備可進一步包括一支撐件，其經組態以支撐處理單元及排氣單元，且流動控制環可安置於支撐件上之一台階上。
根據基材處理設備之另一實例，台階可被包括在支撐件中。
根據基材處理設備之另一實例，基材處理設備可進一步包括一外環，其經配置在流動控制環與支撐件之間，且台階可包括在外環中。
根據基材處理設備之另一實例，台階可包括一導引槽，且流動控制環可包括：一環本體，其自第一斜面延伸；及一止擋件，其自環本體朝向導引槽延伸。
根據基材處理設備之另一實例，環本體可包括一中心部份；一第一部份，其在一第一方向上自中心部份延伸；一第二部份，其在與第一方向相對的一第二方向上自中心部份延伸；及一傾斜部份，其自第二部份延伸以形成第二斜面，其中止擋件可自中心部份延伸。
根據基材處理設備之另一實例，第一部份可延伸，使得導引槽以止擋件與導引槽之一第一側壁接觸的一狀態而被第一部份覆蓋。
根據基材處理設備之另一實例，第二部份可延伸，使得整體的傾斜部份以止擋件與導引槽之一第二側壁接觸的一狀態而自台階突出。
根據基材處理設備之另一實例，第一部份可延伸，使得第一部份的一側表面與台階的一側表面以止擋件與導引槽之第二側壁接觸的一狀態而彼此間隔開。
根據基材處理設備之另一實例，當自止擋件到導引槽的第二側壁的一距離係A且自第二部份之台階突出的一部份之一寬度係A’時，寬度A’可係大於或等於距離A。
根據基材處理設備之另一實例，當重疊台階的第一部份之一部份之一寬度係B且自止擋件至導引槽之第一側壁的一距離係B’時，寬度B可係大於距離B’。
根據基材處理設備之另一實例，台階可包括面向第一部份的一側表面，且當第一部份的一寬度係C且從第一部份到側表面的一距離係C’時，寬度C可係等於或少於距離C’。
根據基材處理設備之另一實例，在對準期間，當基材支撐單元向上移動時，第一斜面及第二斜面彼此接觸，且因此流動控制環一起向上移動。其後，在基材支撐單元向下移動時，具有一恆定寬度的間隙可形成於基材支撐單元的一周緣上方。
根據一或多個實施例，一種基材處理設備包括：一基材支撐單元；一流動控制環，其經配置以包圍基材支撐單元；及一處理單元，其在基材支撐單元上，其中一反應空間形成於基材支撐單元與處理單元之間，一下部空間形成於基材支撐單元之下，一間隙係形成於基材支撐單元與流動控制環之間，反應空間與下部空間通過間隙彼此連接，基材支撐單元之一第一上表面高於流動控制環之一第二上表面，且由處理單元供應之氣體自第一上表面上之一空間流動至第二上表面上之一空間。
根據一或多個實施例，一種基材處理設備包括：一基材支撐單元，其具有一第一斜面；及一流動控制環，其經配置以包圍基材支撐單元且具有一第二斜面，其中在對準期間，當基材支撐單元在一第一方向上移動，第一斜面及第二斜面彼此接觸，且由於接觸，流動控制環可在不同於第一方向之一第二方向上滑動。
現在將詳細參照實施例，其等之實例將在隨附圖示中繪示，其中相似元件符號跨整個圖式指相似元件。就此方面而言，本文實施例可具有不同形式，且不應解讀為受限於本文中所提出的描述。據此，實施例僅於下文藉由參照圖式來描述，用以解釋本說明書的多個態樣。如本文中所使用，用語「及/或(and/or)」包括相關聯列出項目中之一或多者的任何及所有組合。當諸如「…中之至少一者(at least one of)」之表述前繼於一元件列表時，其修飾整體列表的元件而非修飾列表之個別元件。
在下文中，參照隨附圖示將能更完整地描述一或多個實施例。
就此方面而言，本文實施例可具有不同形式，且不應解讀為受限於本文中所提出的描述。而是，提供此等實施例是為使本揭露透徹並完整，並完全地傳達本揭露的範疇給所屬技術領域中具有通常知識者。
本文中所使用的用語是為了描述特定實施例，而非意欲限制本揭露。除非上下文清楚指示，否則如本文中所使用，單數形式的「一(a/an)」及「該(the)」亦意欲包括複數形式。當進一步理解的是，本文中所使用之用語「包括(includes/including)」及/或「包含(comprises/comprising)」係表明所陳述特徵、整數、步驟（台階）、製程、構件、組件、及/或其等之群組的存在，但並未排除一或多個其他特徵、整數、步驟（台階）、製程、構件、組件、及/或其等之群組的存在或添加。如本文中所使用，用語「及/或(and/or)」包括相關聯列出項目中之一或多者的任何及所有組合。
當理解的是，雖然本文中可使用用語第一、第二等來描述各種構件、組件、區、層、及/或區段，但是此等構件、組件、區、層、及/或區段不應受限於此等用語。此等用語不代表任何順序、量、或重要性，而僅是用以區別一個組件、區、層、及/或區段與另一組件、區、層、及/或區段。因此，在不偏離實施例之教示的情況下，下文所討論之第一構件、組件、區、層、或區段可稱為第二構件、組件、區、層、或區段。
下文將參照圖示來描述本揭露的實施例，圖示中示意性繪示本揭露的實施例。在圖示中，所繪示形狀可預期會因為例如製造技術及/或公差而有變化。因此，本揭露之實施例不應解讀為受限於本文中所繪示的特定區形狀，而可包括例如由製造製程所導致的形狀偏差。
圖1及圖2係根據本發明概念之實施例之基材處理設備之視圖。圖1顯示基材處理設備及基材處理設備之一部份（未形成排氣單元120的開口之部份的橫截面）。圖2顯示基材處理設備及基材處理設備之另一部份（形成排氣單元120的開口OP之部份的橫截面）。
參照圖1及圖2，基材處理設備可包括分隔部100、基材支撐單元150、處理單元110、排氣單元120、以及流動控制環FCR。基材處理設備可包括反應空間51及連接至反應空間51之排氣空間55。
分隔部100係用於接收基材支撐單元150之室，其亦可稱為室。在一實施例中，包括反應空間51的反應器稱為一內室，且包圍複數個反應器（例如，四個反應器）的基材處理設備的整體結構可稱為外室。排氣管線18可提供在分隔部100中。在一些實施例中，排氣管線18可形成以沿著分隔部100的側壁之內部延伸。
處理單元110可位於經組態用以支撐基材的基材支撐單元150上。反應空間51可被定義於基材支撐單元150與處理單元110之間。處理單元110可充當定義反應空間51之上表面的第一蓋。換言之，基材支撐單元上的第一蓋可包括至少一處理單元110。
處理單元110可包括取決於基材處理設備的功能而進行適當功能的構件。例如，當基材處理設備進行沉積功能時，處理單元110可包括反應物供應器（例如，噴淋頭總成）。在另一實施例中，當反應器進行研磨功能時，處理單元110可包括研磨墊。
處理單元110可係導體，且可使用作為用於生成電漿的電極。亦即，處理單元110可充當用於生成電漿的一個電極。以此方式（使用處理單元110作為電極的方式）的處理單元110在下文中稱為氣體供應電極。
基材支撐單元150可經組態以提供安置一待處理物體（未示，諸如半導體或顯示基材）之區域。基材支撐單元150可由能夠垂直及/或旋轉移動的驅動器（未示出）來支撐。進一步言，基材支撐單元150可係導體，且可使用作為用於生成電漿之電極（亦即，氣體供應電極之相對電極）。
基材支撐單元150可經組態以具有第一斜面。例如，基材支撐單元150的側表面可延伸以具有傾角。亦即，基材支撐單元150之側表面可在非直角的方向上自上表面（亦即，面向處理單元110之表面，下文稱為第一上表面）延伸至下表面。在一些實施例中，基材支撐單元150可具有梯形橫截面。
在一些實施例中，基材支撐單元150可高於流動控制環FCR。作為一具體實例，基材支撐單元150之第一上表面可高於流動控制環FCR之上表面（亦即，面向邊界壁W之表面，下文稱為第二上表面）。據此，基材支撐單元150之第一斜面的一部份可面向流動控制環FCR，且第一斜面之另一部份可暴露至反應空間51。在一額外實施例中，第一斜面之另一部份可暴露至下部空間57。
排氣單元120可介於處理單元110與支撐件TLD之間。排氣單元120可延伸以包圍反應空間51。反應空間51中的氣體可通過排氣單元120排放至排氣埠口13。
在一實施例中，排氣單元120可充當定義反應空間51之側表面的第二蓋。包括排氣單元120之第二蓋可包括連接至反應空間51之排氣空間55。因此，排氣單元120可提供排氣空間55。進一步言，排氣單元120可提供一空間，空間中接收處理單元110。當處理單元110被接收在空間中時，處理單元110可與排氣單元120接觸。
排氣單元120可包括介於反應空間51與排氣空間55之間的邊界壁W。邊界壁W之第一表面（例如，外表面）可定義反應空間51，且邊界壁W之第二表面（亦即，內表面，作為與第一表面相對之表面）可定義排氣空間55。例如，反應空間51可由邊界壁W之第一表面、基材支撐單元150之上表面、及係第一蓋之處理單元110的下表面來定義。換言之，反應空間51的側表面可由排氣單元120的邊界壁W定義。
排氣單元120可提供用於待處理物體的一部份空間。例如，當基材處理設備進行沉積功能時，用於沉積的反應空間51可由排氣單元120定義。進一步言，排氣空間55可在排氣單元120內部定義。反應空間51可通過排氣單元120的排氣空間55與排氣埠口13連接。更詳言之，反應空間51中的氣體可通過通道CH、排氣空間55、及開口OP排放至排氣埠口13。
在一實例中，排氣單元120可包括自邊界壁W延伸之連接壁C及外壁O。排氣單元120之外壁O經配置與邊界壁W平行，且可接觸支撐件TLD。開口OP可形成於外壁O中，且排氣單元120及排氣埠口13可通過開口OP彼此連接。排氣單元120之連接壁C可延伸以將邊界壁W連接至外壁O。連接壁C可提供與處理單元110之接觸表面。處理單元110（其係第一蓋）及排氣單元120（其係第二蓋）可藉由接觸表面而彼此接觸。
支撐件TLD可接觸排氣單元120以支撐處理單元110及排氣單元120。支撐件TLD可由分隔部100支撐。如上文所描述，支撐件TLD可充當被分隔部100支撐的頂蓋，以在支撐作為第一蓋的處理單元110及作為第二蓋的排氣單元120時覆蓋外室。
支撐件TLD可介於分隔部100與蓋（例如，包括排氣單元120之第二蓋）之間。此外，支撐件TLD可介於分隔部100與排氣埠口13之間。支撐件TLD可包括將排氣埠口13連接至分隔部100之排氣管線18的路徑P。在額外實施例中，密封構件（未示出）可介於支撐件TLD與分隔部之間。密封構件可沿路徑P或排氣管線18之周緣延伸，藉此防止從路徑P移動至排氣管線18之氣體洩漏。
台階190可在支撐件TLD上。流動控制環FCR可安置在台階190上。亦即，流動控制環FCR可在台階190上滑動以在側向方向上移動。台階190可包括在支撐件TLD中，如圖1及圖2所示。在另一實例中，台階190可包括在外環中，其係與支撐件TLD分開的組態，如圖7所示。
流動控制環FCR可經配置以包圍基材支撐單元150。流動控制環FCR可在排氣單元120下方。更詳言之，流動控制環FCR可經配置以在垂直方向上與排氣單元120的至少一部份重疊。由於此重疊配置，通道CH可形成於流動控制環FCR與排氣單元120之間。因此，反應空間51中之第一氣體（例如，源氣體及/或反應氣體）可通過流動控制環FCR之第二表面傳輸至排氣單元120之排氣空間55。
更詳言之，排氣單元120之邊界壁W可提供將反應空間51連接至排氣空間55之通道CH。例如，通道CH可形成於排氣單元120與流動控制環FCR之間。通道CH可作為介於反應空間51與排氣空間55之間的路徑發揮功能。因此，反應空間51和排氣空間55可通過由邊界壁W提供的通道CH彼此連通。
通道CH可低於基材支撐單元150的第一上表面。因此，在處理期間，當供應至處理單元110之氣體朝向基材支撐單元150上的目標基材噴灑時，氣體可從反應空間51向下游流動朝向通道CH。在此向下游流動DS期間，氣體將沿著基材支撐單元150之第一斜面的暴露部份自目標基材的上表面移動至通道CH。
在基材處理設備之此組態（亦即，基材支撐單元150高於流動控制環FCR之組態），可促進由處理單元110供應的氣體自反應空間51至排氣空間55的流動。此外，由於上述組態及處理單元110之氣體向下游流動之組態，可抑制通過間隙G從下部空間57至反應空間51中的氣體（例如，填充氣體）流入。因為由處理單元110所供應之氣體從基材支撐單元150上之第一上表面上的空間向下流動朝向在流動控制環FCR之第二上表面上的空間，可抑制從下部空間57向上流動的氣體（例如，填充氣體）之流動。
在一些實施例中，流動控制環FCR可經組態以具有第二斜面。例如，流動控制環FCR的側表面可延伸以具有傾角。亦即，流動控制環FCR之側表面可在非直角的方向上自上表面延伸至下表面。在一些實施例中，流動控制環FCR之第二斜面可實質上平行於基材支撐單元150之第一斜面。
流動控制環FCR可與基材支撐單元150間隔開以形成間隙G。例如，間隙G可在流動控制環FCR的第二斜面與基材支撐單元150之第一斜面之間延伸。反應空間51及下部空間57可通過間隙G彼此連接。
流動控制環FCR可在支撐件TLD上側向移動（亦即，抵靠支撐件TLD的滑動）。藉由通過側向移動調整間隙G之寬度或間隔，可達成基材支撐單元150與流動控制環FCR之間的對準。據此，可控制反應空間51與在基材支撐單元150之下的下部空間57之間（亦即，外室之內空間）的壓力平衡。
更詳言之，參照圖1、2及14，在基材處理設備之對準期間，基材支撐單元150可上下移動（參見圖14(b)）。當基材支撐單元150上下移動時，基材支撐單元150的第一斜面及流動控制環FCR的第二斜面可彼此接觸。由於接觸，流動控制環FCR一起上升（參見圖14(c)），且基材支撐單元150其後下降，使得流動控制環FCR可安置於支撐件TLD上（參見圖14(d)）。
因此，當基材支撐單元150在基材支撐單元150之第一斜面接觸流動控制環FCR之第二斜面的狀態中於第一方向上移動（例如，升高）時，流動控制環FCR可在第二方向上移動（例如，側向滑動），藉此形成在支撐單元150之周緣上方具有恆定寬度的間隙G。
圖3及圖5係根據本發明概念之一些實施例之基材處理設備之視圖。更詳言之，圖3顯示基材處理設備的一部份（例如，排氣管線18及28、連接埠口CP、連接至外部泵的外部路徑EC等），排除蓋（亦即，處理單元及排氣單元）及排氣埠口。圖4是圖3在一個方向上的視圖，而圖5是圖3在另一方向上的視圖。根據實施例之基材處理設備可係根據上述實施例之基材處理設備的變體。下文將不再於本文中對實施例給出重複描述。
參照圖3至圖5，排氣管線18及28形成於分隔部100中。排氣管線18和28通過連接埠口CP連接到外部路徑EC，且外部路徑EC連接至主排氣路徑211。因此，在反應空間中的氣體及在下部空間中的氣體經由排氣埠口13及23、排氣管線18及28、外部路徑EC、及主排氣路徑211排放至排氣泵EP。雖然圖示中未示出，但排氣埠口13及23中之各者根據本發明概念的實施例設有流動控制器。
如圖4所示，在第一方向上的兩個反應器R1a及R1b使用內排氣管線18（18a及18b），且在與第一方向相對的方向上的剩餘兩個反應器使用其他內排氣管線28（28a及28b）。兩個內排氣管線18及28各別通過連接埠口CP及CP'連接至外部路徑EC及EC’。外部路徑EC可用一個組態或複數個組態實施。
因此，可見四個反應器使用外部路徑EC及EC’中之至少一者、主排氣路徑211、及排氣泵EP。隔離閥210可添加到主排氣路徑211。因此，在維護時段期間，藉由隔離閥210可保護排氣泵EP免於外部大氣。進一步言，壓力控制閥（例如，節流閥）可添加至主排氣路徑211。外部路徑EC及EC’可經固定與外室之分隔部100的下表面緊密接觸，使得不移動。在一替代性實施例中，兩個內排氣管線18及28可在外室的分隔部100的底壁內彼此連接，並在沒有外部路徑EC及EC’的情況下直接連接到主排氣路徑211。
參照圖3，連接到第一連接埠口CP的第一外部路徑EC可在分隔部100下方朝向外室的第一角落部份C1延伸。此外，連接到第二連接埠口CP’的第二外部路徑EC’（未示出）可在分隔部100下方朝向外室的第二角落部份C2延伸。排氣泵EP可經配置在基材處理設備的一個表面上，例如，對應於介於第一角落部份C1和第二角落部份C2之間的中心。第一外部路徑EC可從延伸到第一角落部份C1的部份延伸到排氣泵EP。再者，第二外部路徑EC’可從延伸到第二角落部份C2的部份延伸到排氣泵EP。
圖6係根據本發明概念之實施例之基材處理設備之視圖。根據實施例之基材處理設備可係根據上述實施例之基材處理設備的變體。下文將不再於本文中對實施例給出重複描述。
圖6顯示多反應器室311的上表面。複數個反應器RT配置在室311中，且反應器RT中之各者之一側係連接至排氣埠口313。圖6顯示各反應器RT連接至排氣埠口313，且排氣埠口313係相對於各反應器RT的中心不對稱地配置。
複數個排氣管線（未示出）可形成於室311之分隔部中。例如，室311可係矩形，且複數個排氣管線可包括第一排氣管線、第二排氣管線、第三排氣管線及、第四排氣管線。在一些實施例中，第一至第四排氣管線可配置成對應於矩形的四個角落。
室311可包括第一反應器、第二反應器、第三反應器、及第四反應器。各反應器可包括基材支撐單元、至少一環、處理單元、排氣單元、及排氣埠口。
更詳言之，第一反應器可包括容納在室311之分隔部中的第一基材支撐單元（未示出）、包圍第一基材支撐單元之至少一第一環、第一基材支撐單元上的第一處理單元312、連接到第一基材支撐單元與第一處理單元312之間的第一反應空間的第一排氣單元314、及連接至第一排氣單元314的至少一部份的第一排氣埠口313。如上文所描述，在第一反應空間中的氣體及在第一基材支撐單元下方的下部空間中的氣體可在第一反應空間之外彼此相遇。此外，在第一反應空間中的氣體及在第一基材支撐單元下方的下部空間中的氣體可通過不同通道傳輸至第一排氣單元314。不同通道可被至少一第一環分開。不同通道亦可沿著至少一第一環之不同表面延伸。
第二反應器可包括容納在室311之分隔部中的第二基材支撐單元（未示出）、包圍第二基材支撐單元之至少一第二環、第二基材支撐單元上的第二處理單元312、連接到第二基材支撐單元與第二處理單元312之間的第二反應空間的第二排氣單元314、及連接至第二排氣單元314的至少一部份的第二排氣埠口313。如上文所描述，在第二反應空間中的氣體及在第二基材支撐單元下方之下部空間中的氣體可在第二反應空間之外彼此相遇。此外，在第二反應空間中的氣體及在第二基材支撐單元下方的下部空間中的氣體可通過不同通道傳輸至第二排氣單元314。不同通道可被至少一第二環分開。不同通道亦可沿著至少一第二環之不同表面延伸。
第三反應器可包括容納在室311之分隔部中的第三基材支撐單元（未示出）、包圍第三基材支撐單元之至少一第三環、第三基材支撐單元上的第三處理單元312、連接到第三基材支撐單元與第三處理單元312之間的第三反應空間的第三排氣單元314、及連接至第三排氣單元314的至少一部份的第三排氣埠口313。如上文所描述，在第三反應空間中的氣體及在第三基材支撐單元下方的下部空間中的氣體可在第三反應空間之外彼此相遇。此外，在第三反應空間中的氣體及在第三基材支撐單元下方的下部空間中的氣體可通過不同通道傳輸至第三排氣單元314。不同通道可被至少一第三環分開。不同通道亦可沿著至少一第三環之不同表面延伸。
第四反應器可包括容納在室311之分隔部中的第四基材支撐單元（未示出）、包圍第四基材支撐單元之至少一第四環、第四基材支撐單元上的第四處理單元312、連接到第四基材支撐單元與第四處理單元312之間的第四反應空間的第四排氣單元314、及連接至第四排氣單元314的至少一部份的第四排氣埠口313。如上文所描述，在第四反應空間中的氣體及在第四基材支撐單元下方的下部空間中的氣體可在第四反應空間之外彼此相遇。此外，在第四反應空間中的氣體及在第四基材支撐單元下方的下部空間中的氣體可通過不同通道傳輸至第四排氣單元314。不同通道可被至少一第四環分開。不同通道亦可沿著至少一第四環之不同表面延伸。
圖7係根據本發明概念之實施例之基材處理設備之視圖。根據實施例之基材處理設備可係根據上述實施例之基材處理設備的變體。下文將不再於本文中對實施例給出重複描述。
參照圖7，在其上安置流動控制環FCR的支撐件TLD的台階190可包括在外環I中。亦即，外環I可配置在流動控制環FCR與支撐件TLD之間，且台階190可由外環I實施。雖然圖7中示出具有矩形橫截面的外環I，但外環I的橫截面可具有各種形狀。
圖8示意性地顯示根據本發明概念之實施例的基材處理設備，且圖9至圖11係圖8之基材處理設備的流動控制環及台階190的詳細橫截面視圖。根據實施例之基材處理設備可係根據上述實施例之基材處理設備的變體。下文將不再於本文中對實施例給出重複描述。
參照圖8，台階190可包括導引槽GH，且流動控制環FCR可包括朝向導引槽GH延伸之止擋件ST。例如，流動控制環FCR可包括自第二斜面延伸之環本體BO及自環本體BO朝向台階190之導引槽GH延伸之止擋件ST。止擋件ST可一起限制流動控制環FCR與導引槽GH之移動範圍。
更詳言之，如圖9至圖11所示，環本體BO可包括中心部份P0（止擋件ST自其延伸）、在第一方向上自中心部份P0延伸的第一部份P1、在與第一方向相對之第二方向上自中心部份P0延伸的第二部份P2、以及自第二部份P2延伸以形成第二斜面的傾斜部份P3。基於圖8從中心部份P0向右延伸的一部份係環本體BO的第一部份P1，且自中心部份P0向左延伸的一部份係環本體BO的第二部份P2。
同時，導引槽GH可包括第一側壁W1及面向第一側壁W1的第二側壁W2。第一側壁W1可係靠近第二斜面的側表面，且第二側壁W2可定義為遠離第二斜面的側表面。
在此情況下，環本體BO之第一部份P1可延伸，使得導引槽GH在止擋件ST與導引槽GH之第一側壁W1接觸之狀態下被第一部份P1覆蓋（參見圖9）。亦即，當基於圖8及圖9檢視時，從中心部份P0向右延伸的第一部份P1之長度與中心部份P0（或止擋件ST）的寬度之總和可大於導引槽GH之側向長度。在此組態，可防止製程氣體污染導引槽GH。例如，在製程之後，可防止氣體穿透至導引槽GH中或餘留在導引槽GH中。
在一些實施例中，在環本體BO之第二部份P2中，環本體BO之傾斜部份P3整體可延伸以在止擋件ST與導引槽GH之第二側壁W2接觸的狀態中自台階190突出（參見圖10）。亦即，當基於圖8及圖10檢視時，自中心部份P0向左延伸的第二部份P2之長度與中心部份P0（或止擋件ST）之寬度的總和可大於自導引槽GH之第二側壁W2至台階190之下側表面LS的長度。由於此組態，可防止基材支撐單元150的第一斜面與流動控制環FCR的第二斜面之間的接觸減少。
在一額外實施例中，第一部份P1可延伸，使得第一部份P1之側表面與台階190的上側表面US在止擋件ST與導引槽GH的第二側壁W2接觸的狀態中彼此間隔開（參見圖10）。亦即，當基於圖8及圖10檢視時，從中心部份P0向右延伸的第一部份P1之長度可少於導引槽GH的第二側壁W2與台階190之上側表面US之間的距離。在此組態，可防止在止擋件ST之第一部份P1與台階190之上側表面US之間的碰撞。
上述的流動控制環之組件之位置關係共同示於圖11。參照圖11，可見在組件之間建立了下列關係。
關係1：當自止擋件ST至導引槽GH之第二側壁W2的距離係A，且自第二部份P2之台階190突出之部份的寬度係A’時，寬度A’係大於或等於距離A。據此，可防止基材支撐單元150與流動控制環FCR之間的接觸減少。
關係2：當自第一部份P1之側表面至導引槽GH之第二側壁W2的距離係B，且自止擋件ST至導引槽GH之第一側壁W1的距離係B’時，距離B大於距離B’。因此，可防止導引槽GH被殘餘氣體污染。
關係3：當第一部份P1之寬度係C，且自第一部份P1至台階190之上側表面US之距離係C’時，寬度C等於或少於距離C’。據此，可防止在止擋件ST與台階190的上側表面US之間的碰撞。
圖12示意性地顯示根據本發明概念之實施例之基材處理設備。根據實施例之基材處理設備可係根據上述實施例之基材處理設備的變體。下文將不再於本文中對實施例給出重複描述。
參照圖12，可由外環I來實施支撐件TLD上之台階190，流動控制環FCR安置於台階上。在此情況下，可將外環I形成為具有導引槽GH，且流動控制環FCR之止擋件ST可插入至外環I之導引槽GH中。如上文所描述，外環I可實施為各種形狀（例如，L形狀）。
圖13及圖14示意性地顯示根據本發明概念之實施例之基材處理設備。根據實施例之基材處理設備可係根據上述實施例之基材處理設備的變體。下文將不再於本文中對實施例給出重複描述。
參照圖13，在包括複數個反應器之基材處理設備中，基材處理設備在高溫的變形會造成反應器組件之間的失準。例如，在圖13中，由於頂蓋73由於高溫之熱變形，加熱塊74與包圍加熱塊74之氣體流動控制環75-a（內環）之間的間隙G不恆定，取決於在加熱塊74周圍的位置(G ≠ G’)。在間隙G中，藉由維持介於自反應器下部區域78所供應之填充氣體與反應空間77中之氣體之間的壓力平衡，且藉由阻擋反應空間77中之氣體穿透至反應器下部區域78中，基材周圍之流體流動被控制，且基材上形成之薄膜的均勻性被控制。然而，如圖13所示，當加熱塊74與氣體流動控制環75-a（內環）之間的間隙G及G’不恆定時，在包圍加熱塊74之間隙的各位置處壓力不恆定，且生成了排放不均勻性，由此基材上之薄膜均勻性被降低。因此，在高溫製程中修正加熱塊74與氣體流動控制環75-a之間的失準是必要的。
本揭露用以解決上述問題，且更特定言之，提供一種當基材處理設備在高溫狀態中時，藉由將加熱塊與氣體流動控制環彼此對準而使加熱塊與氣體流動控制環之間的間隙G均勻的方法。
圖14顯示根據本揭露的實施例。圖14(a)顯示加熱塊與包圍加熱塊之氣體流動控制環之間的距離不恆定(G ≠ G’)之狀態，因為加熱塊之對稱中心及氣體流動控制環之內直徑的中心由於在高溫之室變形而不匹配（參見圖13）。
對圖14之各操作配置加熱塊的順序如下。在根據圖14的實施例中，氣體流動控制環2的內壁和加熱塊4的側壁逐漸變窄，以彼此接合。
操作1(a)：高溫使室壁1在水平方向上變形。此時，氣體流動控制環2之外壁與室壁1之台階3之外壁（氣體流動控制環2配置處）之間的距離A及A’在氣體流動控制環2周圍係恆定(A = A’)。然而，氣體流動控制環2的內壁與加熱塊4之側壁之間的間隙G及G’不恆定(G ≠ G’)。因此，在此操作中，氣體流動控制環2可在圖13之氣體流動控制環之內環75-a之狀態中。台階3可係室壁之一部份，或可係圖13之氣體流動控制環之外環75-b。
操作2(b)：加熱塊4藉由加熱塊移動部份5而上升。此時，氣體流動控制環2之外壁與室壁1之台階3之壁（配置氣體流動控制環2處）之間的距離A及A’在氣體流動控制環2周圍仍係恆定(A = A’)。然而，氣體流動控制環2的內壁與加熱塊4之側壁之間的間隙G及G’仍不恆定(G ≠ G’)。
操作3(c)：加熱塊4持續上升，且氣體流動控制環2之傾斜內壁與加熱塊4之傾斜側壁作出表面接觸，且與台階3分開並與加熱塊4一起抬升。在此操作中，當氣體流動控制環2之內表面在加熱塊4之側表面上滑動時，氣體流動控制環2之內直徑的中心與加熱塊4之對稱中心重合。換言之，因為可移動的氣體流動控制環2之內直徑的中心朝向固定的加熱塊4之對稱中心移動，氣體流動控制環2之外壁與台階3之壁之間的距離A及A’在氣體流動控制環2周圍並不恆定(A ≠ A’)。
操作4(d)：加熱塊4下降，且氣體流動控制環2再次安置於台階3上。當加熱塊4持續下降，氣體流動控制環2之內部份及加熱塊之側部份彼此間隔開以形成間隙G，且間隙G在加熱塊4周圍保持恆定(G = G’)。然而，氣體流動控制環2之外壁與台階3之壁之間的距離A及A’在氣體流動控制環2周圍不恆定(A ≠ A’)。另一方面，在實際基材處理操作中，亦即在處理操作中，如在此操作中可見，加熱塊4及氣體流動控制環2彼此間隔開，但加熱塊4的上表面維持高於氣體流動控制環2的上表面。因此，在基材處理期間存在允許製程氣體從反應空間（加熱塊的上表面）順利流動至排氣路徑76（圖13）的技術效果。再者，藉由維持此一組態，存在可防止填料氣體通過間隙G及G’穿透至反應空間（加熱塊之上表面）中的額外技術效果。
如通過圖14可見，藉由將加熱塊4之側表面及面向加熱塊4之側表面的氣體流動控制環2之內表面組態為各別具有傾斜結構且彼此接合，則在將加熱塊4上下移動及在第二方向（與垂直方向不同的方向，例如側向方向）上將氣體流動控制環2之內表面在加熱塊4之側表面滑動時，存在於第一方向（垂直方向）上更容易自對準的效果。換言之，存在使加熱塊4之對稱中心與氣體流動控制環2之內直徑的中心對準以匹配之技術效果。因為加熱塊4具有固定位置，所以可移動的氣體控制環2朝向加熱塊4之對稱中心移動且與加熱塊4對準，且介於加熱塊4與包圍加熱塊4之氣體流動控制環2之間的間隙G及G’可保持恆定(G = G’)。
圖15顯示氣體流動控制環之另一實施例。
在圖15中，安置在台階14上的氣體流動控制環12包括在一表面上的止擋件13，例如，與台階14接觸的表面。台階14可係室壁之一部份。替代地，台階14可係氣體流動控制環之外環75-b（在圖13中）。台階14包括用於容納止擋件13之容納空間，例如，止擋件導引槽15。止擋件13在水平方向上在止擋件導引槽15內移動，並防止氣體流動控制環12與台階14分開。為此目的，在氣體流動控制環12、止擋件13、和止擋件導引槽15之間同時建立下列關係。
A ≤ A’,
B ＞ B’,
C（或A+B） ≤ C’
當氣體流動控制環12以建立A≦A’之關係而在台階14之側壁的一方向上移動時，氣體流動控制環12之內表面的傾斜部份整體持續面向加熱塊之側斜面。因此，存在防止與加熱塊之側斜面接觸減少及藉由在加熱塊之側斜面上滑動而促成對準之技術效果。
當氣體流動控制環12以建立B＞B’之關係而在與台階14之側壁相對之一方向上移動時，氣體流動控制環12仍覆蓋止擋件導引槽15。據此，存在防止止擋件導引槽15朝向排氣路徑暴露於排氣氣體的技術效果，藉此防止止擋件導引槽15被排氣氣體或殘餘氣體污染。
當氣體流動控制環12以建立C（或A+B）≦ C’之關係而朝向台階14之側壁移動時，存在防止氣體流動控制環12之外表面與台階14之側壁碰撞之技術效果。
因此，根據本揭露，藉由將加熱塊之側表面及包圍加熱塊之氣體流動控制環的內表面組態為彼此傾斜，氣體流動控制環藉由在較高溫度將其在加熱塊之側表面上滑動而使對準更容易，且加熱塊與氣體流動控制環之間的距離可保持恆定。
應理解，隨附圖示之各部份的形狀係闡釋性，用於清楚理解本揭露。應注意，部份可修改成非所示形狀的各種形狀。
應理解本文中所描述之實施例應被視為僅為說明意義，而非限制目的。各實施例內的特徵或態樣的描述一般應被視為是可用於其他實施例中的其他類似特徵或態樣。雖然已參照圖式描述一或多個實施例，所屬技術領域中具有通常知識者將理解，在不偏離本揭露由下列申請專利範圍所定義的精神及範疇的情況下，可於其中作出各種形式及細節的改變。
1:室壁 2,12:氣體流動控制環 3,14,190:台階 4:加熱塊 5:移動部份 13:排氣埠口 15:止擋件導引槽 18:排氣管線/內排氣管線 18a,18b:內排氣管線 23:排氣埠口 28:排氣管線 28a,28b:內排氣管線 51,77:反應空間 55:排氣空間 57:下部空間 72:室 73:頂蓋 74:加熱塊 75-a:氣體流動控制環 75-b:外環 76:排氣路徑 78:下部區域 100:分隔部/室 110:處理單元/導體/電極 114:填充氣體供應路徑 120:排氣單元 150:基材支撐單元 210:隔離閥 211:主排氣路徑 311:多反應器室 312:第一處理單元 313:排氣埠口 314:第一排氣單元 A,A’,B,B’,C,C’:距離 C:連接壁 C1:第一角落部份 C2:第二角落部份 CH:通道 DS:向下游流動 CP:連接埠口 CP':連接埠口 EC:外部路徑 EC’:外部路徑 EP:排氣泵 FCR:流動控制環 G,G’:間隙 GH:導引槽 I:外環 LS:下側表面 O:外壁 OP:開口 P:路徑 P0:中心部份 P1:第一部份 P2:第二部份 P3:傾斜部份 R1a,R1b,RT:反應器 RT:反應器 ST:止擋件 TLD:支撐件 US:上側表面 W:邊界壁 W1:第一側壁 W2:第二側壁
本揭露之某些實施例的以上及其他態樣、特徵及優點將可由連同隨附圖示閱讀下列說明書而更加明白，其中： 圖1及圖2係根據本發明概念之實施例之基材處理設備之視圖； 圖3至圖5係根據本發明概念之一些實施例之基材處理設備之視圖； 圖6係根據本發明概念之實施例之基材處理設備之視圖； 圖7係根據本發明概念之實施例之基材處理設備之視圖； 圖8係根據本發明概念之實施例之基材處理設備之視圖； 圖9至圖11係圖8之基材處理設備之流動控制環及台階的詳細橫截面視圖； 圖12係根據本發明概念之實施例之基材處理設備之視圖； 圖13及圖14係根據本發明概念之實施例之基材處理設備之視圖；及 圖15係基材處理設備之氣體流動控制環的各種實施例之視圖。
51:反應空間
55:排氣空間
57:下部空間
100:分隔部
110:處理單元
114:填充氣體供應路徑
120:排氣單元
150:基材支撐單元
190:台階
C:連接壁
CH:通道
DS:向下游流動
FCR:流動控制環
G:間隙
O:外壁
TLD:支撐件
W:邊界壁

Claims (20)

  1. 一種基材處理設備，其包含： 一基材支撐單元，其具有一第一斜面； 一流動控制環，其經配置以包圍該基材支撐單元且具有一第二斜面；及 一處理單元，其在該基材支撐單元上， 其中一反應空間形成於該基材支撐單元與該處理單元之間， 一下部空間形成於該基材支撐單元之下， 一間隙形成於該基材支撐單元之該第一斜面與該流動控制環之該第二斜面之間，該反應空間及該下部空間通過該間隙彼此連接， 在該基材處理設備之一處理操作期間由該處理單元供應氣體，且該基材支撐單元在該氣體之該供應期間高於該流動控制環，使得該基材支撐單元之該第一斜面的一部份暴露至該反應空間。
  2. 如請求項1之基材處理設備，其中該基材支撐單元的一第一上表面高於該流動控制環的一第二上表面。
  3. 如請求項1之基材處理設備，其進一步包含： 一排氣單元，其定義包圍該反應空間的一排氣空間，且 在該反應空間與該排氣空間之間的一通道低於該基材支撐單元之一第一上表面。
  4. 如請求項3之基材處理設備，其中在該處理操作期間，由該處理單元供應的該氣體從該反應空間向下游流動朝向該通道。
  5. 如請求項4之基材處理設備，其中當該氣體向下游流動時，該氣體沿著該基材支撐單元之該第一斜面的該部份移動。
  6. 如請求項4之基材處理設備，其中在該基材支撐單元高於該流動控制環之一組態及該氣體向下游流動的一組態，從該下部空間通過該間隙流入至該反應空間中的氣體係經抑制。
  7. 如請求項3之基材處理設備，其進一步包含： 一支撐件，其經組態以支撐該處理單元及該排氣單元，且 該流動控制環安置於該支撐件之一台階上。
  8. 如請求項7之基材處理設備，其中該台階包括於該支撐件中。
  9. 如請求項7之基材處理設備，其進一步包含： 一外環，其配置在該流動控制環與該支撐件之間，且 該台階包括在該外環中。
  10. 如請求項7之基材處理設備，其中該台階包含一導引槽，且 該流動控制環包含： 一環本體，其自該流動控制環之該第二斜面延伸；及 一止擋件，其自該環本體朝向該導引槽延伸。
  11. 如請求項10之基材處理設備，其中該環本體包含： 一中心部份； 一第一部份，其在一第一方向上自該中心部份延伸； 一第二部份，其在與該第一方向相對的一第二方向上自該中心部份延伸；及 一傾斜部份，其自該第二部份延伸以形成該流動控制環之該第二斜面， 其中該止擋件自該中心部份延伸。
  12. 如請求項11之基材處理設備，其中該第一部份延伸，使得該導引槽以該止擋件與該導引槽之一第一側壁接觸的一狀態被該第一部份覆蓋。
  13. 如請求項11之基材處理設備，其中該第二部份延伸，使得該傾斜部份的整體以該止擋件與該導引槽之一第二側壁接觸的一狀態自該台階突出。
  14. 如請求項11之基材處理設備，其中該第一部份延伸，使得該第一部份的一側表面與該台階的一側表面以該止擋件與該導引槽之一第二側壁接觸的一狀態彼此間隔開。
  15. 如請求項11之基材處理設備，其中當自該止擋件到該導引槽的一第二側壁的一距離係A且自該第二部份之該台階突出的一部份之一寬度係A’時，該寬度A’大於或等於該距離A。
  16. 如請求項11之基材處理設備，其中當自該第一部份之一側表面至該導引槽之一第二側壁的一距離係B且自該止擋件至該導引槽之一第一側壁的一距離係B’時，該距離B大於該距離B’。
  17. 如請求項11之基材處理設備，其中該台階包含面向該第一部份的一側表面，且當該第一部份的一寬度係C且自該第一部份到該側表面的一距離係C’時，該寬度C等於或小於該距離C’。
  18. 如請求項1之基材處理設備，其中在一對準期間，當該基材支撐單元向上移動時，該第一斜面及該第二斜面彼此接觸，且因此該流動控制環一起向上移動，且其後，在該基材支撐單元向下移動時，具有一恆定寬度的該間隙形成於該基材支撐單元的一周緣上方。
  19. 一種基材處理設備，其包含： 一基材支撐單元； 一流動控制環，其經配置以包圍該基材支撐單元；及 一處理單元，其在該基材支撐單元上， 其中一反應空間形成於該基材支撐單元與該處理單元之間， 一下部空間，形成於該基材支撐單元之下， 一間隙，形成於該基材支撐單元與該流動控制環之間，該反應空間及該下部空間通過該間隙彼此連接， 該基材支撐單元的一第一上表面高於該流動控制環的一第二上表面，且 由該處理單元供應之氣體自該第一上表面上之一空間流動至該第二上表面上之一空間。
  20. 一種基材處理設備，其包含： 一基材支撐單元，其具有一第一斜面；及 一流動控制環，其經配置以包圍該基材支撐單元且具有一第二斜面， 其中在一對準期間，當該基材支撐單元在一第一方向上移動時，該第一斜面及該第二斜面彼此接觸，且由於該接觸，該流動控制環在不同於該第一方向的一第二方向上滑動。
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