TW202303810A - 成膜設備 - Google Patents

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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

根據本揭示內容之一態樣之成膜設備包括：處理腔室；氣體供給管，在處理腔室中垂直地延伸並且包括複數氣孔；及晶舟，用以在垂直方向中容納複數基板於處理腔室中，該等基板包括複數產品基板。成膜設備係使用由該等氣孔所供給之氣體而形成膜在該等基板其中每一者上，該等基板其中每一者係對應於該等氣孔其中各別一或多者，及其中在該等氣孔其中配置在該等產品基板所處之一高度範圍內之複數氣孔係包括在相同高度處開口之複數第一氣孔 ，該等第一氣孔係以各自的角度定向，俾使通過該等第一氣孔與該氣體供給管之中心軸之各自的假想線係相對於通過該氣體供給管之該中心軸與該等產品基板其中對應一者之中心之假想線為處於相同的角度。

Description

成膜設備
本揭示內容關於成膜設備。
在製造半導體元件時，使用各種熱處理裝置以對半導體晶圓施加熱處理，例如氧化、擴散、CVD、退火等（例如，參見專利文獻1）。
〔專利文獻1〕 日本專利公開案第2012-209517號。
本揭示內容提出一種技術，用於改善膜之面內（inplane）分佈之可控制性。
根據本揭示內容之一態樣，成膜設備包括：處理腔室；氣體供給管，在處理腔室中垂直地延伸並且包括複數氣孔；及晶舟，用以在垂直方向中容納複數基板於處理腔室中，該等基板包括複數產品基板，其中成膜設備係使用由該等氣孔所供給之氣體而形成膜在該等基板其中每一者上，該等基板其中每一者係對應於該等氣孔其中各別一或多者，及其中在該等氣孔其中配置在該等產品基板所處之一高度範圍內之複數氣孔係包括在相同高度處開口之複數第一氣孔 ，該等第一氣孔係以各自的角度定向，俾使通過該等第一氣孔與該氣體供給管之中心軸之各自的假想線係相對於通過該氣體供給管之該中心軸與該等產品基板其中對應一者之中心之假想線為處於相同的角度。
在下文中，將參考附圖而描述本揭示內容之非限制的示例性實施例。在所有附圖中，相同或相對應的元件符號將指派給相同或相對應的構件，並且可能省略重複的描述。 〈成膜設備〉
將描述根據一實施例之成膜設備。圖1之橫剖面圖係繪示根據一實施例之成膜設備之整體結構之範例。圖2之圖式係用於說明處理腔室。
如圖1所示，成膜設備1包括處理腔室10。處理腔室10包括圓柱形的內管12及圓柱形的外管14，圓柱形的內管12具有頂板及開放式下端，圓柱形的外管14具有頂板及開放式下端並且用以覆蓋內管12之外側。內管12及外管14係由例如石英之隔絕材料所形成，並且同軸地設置以形成雙管結構。晶舟16係具有複數槽之基板固持器，該等槽係以沿著頂部及底部之預定間隔而大致水平地固持著基板W。基板W之範例係直徑300 mm之晶圓。
內管12之頂板係，例如，平坦的。噴嘴容納部18係形成在內管12之一側處，並且沿著內管12之長度方向（垂直方向）而容納氣體供給管。例如，如圖2所示，噴嘴容納部18係使內管12之側壁之一部分朝向外側突出所形成之阻擋部20之內側之一部分。矩形開口22係在面對噴嘴容納部18之內管12之相反側之側壁上、沿著內管12之長度方向（垂直方向）而形成。
開口22係為了排出內管12中之氣體而形成之排氣口。開口22具有與晶舟16相同之長度、或是在上下兩個方向上延伸得比晶舟16之長度更長。
處理腔室10之下端係由，例如，不銹鋼製之圓柱形的歧管24所支撐。凸緣部24a係形成在歧管24之上端，外管14之下端係安裝以被支撐在凸緣部24a上。密封件26（例如，O形環）係插設在凸緣部24a與外管14之下端之間，使得外管14之內部氣密地密封。
環形的支撐部24b係設置在歧管24之上部之內壁處，內管12之下端係安裝以被支撐在支撐部24b上。蓋部30藉由密封件32（例如，O形環）而氣密地附接至歧管24之下端處之開口，以氣密地封閉在處理腔室10之下端處之開口，亦即，歧管24之開口。蓋部30係由，例如，不銹鋼所製成。
旋轉軸36係設置在蓋部30之中心部分處以穿過磁性流體密封部34。旋轉軸36之下部係藉由包括晶舟升降器之升降單元38之臂部38a而可旋轉地支撐。
旋轉板40係設置在旋轉軸36之上端處，且固持基板W之晶舟16係經由石英製之保溫基座42而放置在旋轉板40上。因此，藉由使升降單元38上下移動，使蓋部30及晶舟16一體地上下移動，使得晶舟16能夠被插入處理腔室10中或從處理腔室10中取出。
氣體供給部50係設置於歧管24處，並且導入氣體至內管12中。氣體供給部50包括石英製之複數（在所繪示之範例中為三）氣體供給管50a、50b、50c。氣體供給管50a、50b、50c每一者係沿著其長度方向而垂直地延伸，其底端係彎成L形並且被支撐，以便穿過歧管24。氣體供給管50a、50b、50c係統稱為氣體供給管50。
如圖2所示，氣體供給管50a、50b、50c係設置在內管12之噴嘴容納部18中、沿著圓周方向排列。氣體供給管50a、50b、50c每一者具有沿著長度方向以預定間隔設置之複數氣孔51a、51b、51c。有2個氣孔51a、1個氣孔51b、及2個氣孔51c。氣孔51a、51b、51c係統稱為氣孔51。氣孔51a、51b、51c之細節將描述於下。
氣孔51a、51b、51c每一者係在水平方向中噴出各氣體。預定間隔係設定為，例如，與由晶舟16支撐之該等基板W之間隔相同。另外，在高度方向上之位置係設定為，俾使該等氣孔51a、51b、51c每一者係位於在垂直方向上相鄰之基板W之中間，且各氣體可有效地供應至在該等基板W之間之空間。氣體供給源52b、54b、56b係透過流率控制器、閥等（未繪示）而分別連接至氣體供給管50a、50b、50c。氣體供給源52b、54b、56b係分別為成膜氣體、蝕刻氣體、吹掃（purge）氣體之供給源。來自氣體供給源52b、54b、56b之各氣體之流率係由流率控制器所控制，並且根據需要而透過氣體供給管50a、50b、50c將各氣體供應至處理腔室10中。
氣體出口60係形成在支撐部24b上方（其為歧管24上部之側壁），並且配置為能夠排出內管12中之氣體，該氣體係從開口22排出而通過在內管12與外管14之間之空間。氣體出口60係設置在與內管12之開口22在圓周方向上不同之位置處。在所繪示之範例中，氣體出口60係設置在與內管12之開口22之位置在圓周方向上、逆時鐘偏移120度之位置處。氣體出口60係設置有排氣單元62。排氣單元62包括連接至氣體出口60之排氣通道64、以及依次插設在排氣通道64中之壓力調整閥66及真空泵68，以便將處理腔室10之內部排空。壓力感測器69亦設置在排氣通道64之壓力調整閥66之上游，以偵測處理腔室10中之壓力。
圓柱形的加熱器70係設置以在外管14周圍覆蓋外管14。加熱器70對容納在處理腔室10中之基板W進行加熱。另外，加熱器70亦分為加熱器70a、70b、70c、70d、70e，以便與沿著垂直方向之單位區域一一對應。加熱器70a至70e之輸出係分別由功率控制器72a至72e獨立地控制。
此外，在處理腔室10中之空間中，設置有溫度感測器80a至80e以偵測溫度。溫度感測器80a至80e係偵測溫度，以偵測沿著垂直方向之溫度分佈。溫度感測器80a至80e係容納於，例如，石英製之保護管82中，並且設置在內管12與外管14之間。如圖2所示，溫度感測器80a至80e以及用以容納溫度感測器80a至80e之保護管82係設置在從開口22之位置、在內管12之圓周方向中偏移預定角度之位置處。因此，因為溫度感測器80a至80e係位於氣體供給管50a、50b、50c之盲點，所以可控制溫度感測器80a至80e之偵測溫度免受由氣體供給管50a、50b、50c所噴出之氣體而降低。例如，熱偶或電阻溫度偵測器可使用做為溫度感測器80a至80e。
來自溫度感測器80a至80e之偵測訊號係透過訊號線84而輸入至控制器100（描述於後）。被輸入偵測訊號之控制器100計算功率控制器72a至72e之設定值，並且將計算出的設定值輸出給功率控制器72a至72e每一者。例如，藉由PID控制以計算功率控制器72a至72e之設定值，控制器100控制至功率控制器72a至72e每一者之輸出，亦即，由加熱器70a至72e每一者所產生之熱量。
成膜設備1包括控制器100（例如，電腦），以控制成膜設備1之整體操作。控制器100係連接至儲存單元102，儲存單元102係儲存用於藉由控制器100以實現由成膜設備1所執行之各種處理之控制程式、或用以使成膜設備1之各別構件根據處理條件來執行處理之各種程式。各種程式可儲存在儲存媒體中且接著儲存在儲存單元102中。儲存媒體可為硬碟或半導體記憶體、或者可為可攜式媒體，例如CD-ROM、DVD或快閃記憶體。此外，儲存單元102可藉由有線或無線通訊單元而與其它裝置或主機電腦適當地通訊。控制器100可為與成膜設備1分開設置之控制器。此外，儲存單元102可為與成膜設備1分開設置之儲存裝置。 〈成膜方法〉
接著，將參考一範例以說明根據一實施例之成膜方法，其中使用上述之成膜設備1以藉由原子層沉積（ALD）方法來形成薄膜。可藉由根據該實施例之成膜方法所形成之薄膜之範例可包括氧化物膜（例如SiO 2、ZrO 2、HfO 2、TiO 2及Al 2O 3）、氮化物膜（例如SiN、HfN、TiN及AlN）、或結合了上述化合物之複合膜（例如ZrAlO、HfAlO及HfSiON）、SiN及SiO 2之層疊膜等。
以下將對一例子進行描述，其中使用含矽氣體及氮化物氣體做為原料氣體，以在基板W上形成矽氮化物（SiN）膜。
首先，在成膜準備處理中，藉由升降單元38將固持有複數基板W之晶舟16載入處理腔室10中，並且將處理腔室10之下端處之開口藉由蓋部30之密封而氣密地封閉。另外，在成膜準備處理中，處理腔室10之下端處之開口被打開，使得處理腔室10中之溫度降低。因此，控制器100根據溫度感測器80a至80e之偵測溫度而控制加熱器70a至70e之輸出，俾使處理腔室10中之降低溫度被維持在事先由，例如，製程配方所決定之設定溫度（例如，300°C至700°C）。
隨後，以與供給至處理腔室10中之全部氣體之平均流率相同之流率連續地供給惰性氣體，並且將處理腔室10中之壓力維持在與處理腔室10中之平均壓力相同之壓力。在成膜準備處理中，加熱器80對處理腔室10中之基板W進行加熱，以使溫度穩定。這些可在，例如，使晶舟16旋轉時進行。另外，在成膜準備處理中，控制器100根據溫度感測器80a至80e之偵測溫度而控制加熱器70a至70e之輸出，俾使處理腔室10中之降低溫度被維持在事先由，例如，製程配方所決定之設定溫度（例如，300°C至700°C）。從降低在從成膜準備處理過渡到成膜處理（將描述於後）時之溫度變動之觀點來看，該設定溫度可與在成膜處理中之設定溫度相同。
隨後，在成膜處理中，藉由ALD方法，在容納於處理腔室10中之基板W上形成矽氮化物膜。在本實施例中，依順序而間歇地供給來自氣體供給管50a之含矽氣體、來自氣體供給管50c之惰性氣體、來自氣體供給管50b之氮化物氣體、以及來自氣體供給管50c之惰性氣體。因此，在供給含矽氣體之第一步驟（吸附步驟）中，含矽氣體被吸附在基板W上，且在供給惰性氣體之下一步驟中，多餘的含矽氣體被吹掃。接著，在供給氮化物氣體之下一步驟中所供給之氮化物氣體係與含矽氣體進行反應（氮化步驟），藉由供給惰性氣體之下一步驟（第二吹掃步驟）吹掃多餘的氮化物氣體，並且接著形成幾乎為單分子層之薄單元膜。藉由將該系列循環執行預定次數，形成具有期望膜厚之矽氮化物膜。控制器100根據溫度感測器80a至80e之偵測值而控制加熱器70a至70e之輸出，俾使處理腔室10中之溫度被維持在事先由，例如，製程配方所決定之設定溫度（例如，300°C至700°C）。 〈膜厚之面內均勻性〉
接著，將參考圖3以描述形成在基板上之膜之面內均勻性。圖3之圖式係用於說明膜厚之面內均勻性之問題。在圖3中，晶舟16被繪示成倒下。晶舟16之頂部係繪示於左側，晶舟16之底部係繪示於右側。在圖3中，在晶舟16之複數槽中放置著複數產品基板（生產）之高度範圍係繪示為空間A。仿真（dummy）基板（仿真）係配置在兩端（頂部及底部）。
在處理腔室10中放置有複數產品基板之晶舟16之空間A中，例如，在氣體供給管中設置有氣孔。氣孔係在長度方向上一個一個地排列、在與連接產品基板之中心軸與氣體供給管之中心軸之假想線相同之方向上開口。當從氣體供給管50a至50c供給氣體時，氣體係按順序從下往上供給。因此，從位於底部之氣孔所供給之氣體之流率是最大的，當氣孔更靠近頂部時，從氣孔所供給之氣體之流率係減少。在圖3之圖表中，橫軸係其上放置著晶舟16之基板（包括產品基板及仿真基板）之槽之編號，縱軸係在各基板上所形成之膜之面內均勻性（百分比）。膜之面內均勻性越大，則均勻性越高。因此，在晶舟16之空間A中，因為在底側所供給之氣體之流率比頂側大，所以膜厚變厚且面內均勻性變高。因此，繪示在B中之差異係產生在從底部至頂部之區域中所形成之膜之面內均勻性。圖3之圖表繪示出從氣體供給管流出Si氣體之結果。在從下至上之該等槽之任一者中，形成在基板上之膜之面內分佈係中心厚且周邊薄。 〈氣孔之位置及角度〉
在根據本實施例之氣體供給管50中，氣孔51係以預定角度而配置。將參考圖4以描述氣孔之位置及角度。圖4之圖式係繪示根據一實施例之各種氣孔之位置及角度之範例。
圖4繪示複數類型之孔洞，可用於在氣體供給管50中所形成之氣孔。(a) 至 (d) 之孔洞類型之氣孔51之開口角度為0°、30°、 60°及90°，各角度係在通過該等氣孔51之一氣孔和在氣體供給管50之中心軸上之點E之假想線與假想線D之間而成，假想線D係連接在通過該複數產品基板每一者之中心之中心軸上之點C和點E。
圖4之 (a) 之氣孔類型1係表示在與假想線D相同之方向上開口之氣孔51，假想線D係連接中心軸上之點C和氣體供給管50之中心軸上之點E。在氣孔類型1之氣孔51中，可從氣體供給管50直接向產品基板W之中心供給氣體。
圖4之 (b) 之氣孔類型2係表示在相同高度且以相同的角度30° 開口之二氣孔51，該角度係在通過該等氣孔51之一氣孔和在氣體供給管50之中心軸上之點E之假想線與假想線D之間而成，假想線D係連接在中心軸上之點C和在氣體供給管50之中心軸上之點E。
圖4之 (c) 之氣孔類型3係表示在相同高度且以相同的角度60° 開口之二氣孔51，該角度係在通過該等氣孔51之一氣孔和在氣體供給管50之中心軸上之點E之假想線與假想線D之間而成，假想線D係連接在中心軸上之點C和在氣體供給管50之中心軸上之點E。
圖4之 (d) 之氣孔類型4係表示在相同高度且以相同的角度90° 開口之二氣孔51，該角度係在通過該等氣孔51之一氣孔和在氣體供給管50之中心軸上之點E之假想線與假想線D之間而成，假想線D係連接在中心軸上之點C和在氣體供給管50之中心軸上之點E。在氣孔類型2至4之氣孔51中，氣體係以各自的角度（相對於產品基板W之中心）而被供給至兩側。
氣孔類型2至4之氣孔51係在相同高度、且從假想線D以繞著在氣體供給管50之中心軸上之點E之相同角度開口之第一氣孔之範例，假想線D係連接在通過該複數產品基板W之中心軸上之點C和在氣體供給管50之中心軸上之點E。氣孔類型1之氣孔係在與假想線D相同之方向上開口之第二氣孔之範例，假想線D係連接在該複數產品基板W之中心軸上之點C和在氣體供給管50之中心軸上之點E。
在根據本實施例之氣體供給管50中，配置在從上往下之高度方向上之複數氣孔51之開口角度（以下，簡稱為「氣孔51之角度」）會改變。因此，可使在從底部至頂部之區域中所形成之膜之面內均勻性為均勻。
圖5之圖式係繪示根據該實施例之該等氣孔之複數區域及角度之範例。在圖5中，氣孔51之角度係以箭頭表示。在圖5之範例中，複數產品基板W所處之高度範圍A被劃分為在「TOP」、「TC-1」、「TC-2」、「CTR」、「CB-1」、「CB-2」及「BTM」之高度處之複數區域，按照從上到下的順序。
垂直地配置在「TOP」至「TC-1」區域中之各高度處之二氣孔51係在相同高度、以從點E相對於線（圖4之假想線D）成 ±22.5°之角度開口，該線係連接在該複數產品基板W之中心軸上之任何點C和在氣體供給管50之中心軸上之任何點E。
垂直地配置在「TC-1」至「TC-2」區域中之各高度處之二氣孔51係在相同高度、以從點E相對於假想線D成 ±25°之角度開口。
垂直地配置在「TC-2」至「CTR」區域中之各高度處之二氣孔51係在相同高度、以從點E相對於假想線D成 ±25°之角度開口。
垂直地配置在「CTR」至「CB-1」區域中之各高度處之二氣孔51係在相同高度、以從點E相對於假想線D成相同的 ±27.5°之角度開口。
垂直地配置在「CB-1」至「CB-2」區域中之各高度處之二氣孔51係在相同高度、以從點E相對於假想線D成相同的 ±30°之角度開口。
垂直地配置在「CB-2」至「BTM」區域中之各高度處之二氣孔51係在相同高度、以從點E相對於假想線D成相同的 ±52.5°之角度開口。
垂直地配置在「BTM」下方之二氣孔51係在相同高度、以從點E相對於假想線D成相同的 ±55°之角度開口。垂直地配置在「TOP」上方之二氣孔51係在相同高度、以從點E相對於假想線D成相同的 ±22.5°之角度開口。
根據氣體供給管50，以繞著在氣體供給管50之中心軸上之點E之相同角度開口之氣孔51之角度係從「TOP」向「BTM」逐漸變寬。因此，可使形成在產品基板W上之膜厚之面內均勻性在該複數產品基板W所處之高度範圍A中均勻。
然而，圖5中所繪示之氣孔51之角度係一範例，且不限於此。此外，膜之面內分佈亦可藉由改變配置在氣體供給管50之各高度處之氣孔51之角度而加以調整。例如，藉由改變配置在氣體供給管50之各高度處之氣孔51之角度，可調整膜之面內分佈。例如，藉由改變氣孔51之角度，可將膜之面內分佈調整為凸型（膜之中心厚度比周圍膜來得厚）、凹型（膜之中心厚度比周圍膜來得薄）、或平坦型。
圖6之圖表係繪示根據一實施例之氣體供給管50之氣孔之角度與膜厚之面內分佈之測量結果之範例。此圖表係藉由使用各角度之氣孔51以供給矽氣體並且測量基板之膜之面內分佈所獲得之結果之範例。
圖表之橫軸係氣孔之角度（°），且縱軸係面內均勻度之百分比。根據此圖表，當氣孔51之角度從0° 至90° 改變時，膜之面內分佈從凸型（基板之中心比邊緣厚）逐漸改變成凹型（基板之中心比邊緣薄）。此外，當氣孔51之角度從0° 至90° 改變時，從「TOP」至「BTM」之面內均勻性之值之變化趨勢係大致相同。膜之面內均勻性之值越大，均勻性越高。
圖7之表格係說明根據一實施例之氣孔之角度與膜厚之面內分佈之測量結果之範例。圖7中之「±1.5%∕凸」係表示在圖6之線P與從「TOP」至「BTM」之各線之交點之間之角度，做為從「TOP」至「BTM」之各氣孔51之角度。因此，當希望將膜厚調整為具有±1.5%凸型面內均勻性之面內分佈時，製造氣體供給管50，使其在從「TOP」至「BTM」之各槽中之相同高度處具有圖7表格中所示之角度之兩組氣孔51，並將其放置在成膜設備1中。此能夠在從「TOP」至「BTM」之各槽中形成具有±1.5%凸型面內均勻性之面內分佈之膜。
類似地，圖7中之「±1.0%∕凸」係表示在圖6之線Q與從「TOP」至「BTM」之各線之交點之間之角度，做為從「TOP」至「BTM」之各氣孔51之角度。因此，當希望將膜厚調整為具有±1.0%凸型面內均勻性之面內分佈時，製造氣體供給管50，使其在從「TOP」至「BTM」之各槽中之相同高度處具有圖7表格中所示之角度之兩組氣孔51，並將其放置在成膜設備1中。此能夠在從「TOP」至「BTM」之各槽中形成具有±1.0%凸型面內均勻性之面內分佈之膜。
類似地，圖7中之「±1.0%∕凹」係表示在圖6之線R與從「TOP」至「BTM」之各線之交點之間之角度，做為從「TOP」至「BTM」之各氣孔51之角度。因此，當希望將膜厚調整為具有±1.0%凹型面內均勻性之面內分佈時，製造氣體供給管50，使其在從「TOP」至「BTM」之各槽中之相同高度處具有圖7表格中所示之角度之兩組氣孔51，並將其放置在成膜設備1中。此能夠在從「TOP」至「BTM」之各槽中形成具有±1.0%凹型面內均勻性之面內分佈之膜。
圖8之圖表係繪示根據一實施例之氣孔之角度及循環速率之測量結果之範例。關於橫軸，(a) 表示圖4之 (a) 之氣孔類型1，(b) 表示圖4之 (b) 之氣孔類型2，(c) 表示圖4之 (c) 之氣孔類型3，(d) 表示圖4之 (d) 之氣孔類型4。圖8之縱軸上之循環速率係表示成膜速率。
在圖4之 (a) 之氣孔類型1之例子中， 在「TOP」、「CTR」及「BTM」任一者中之循環速率係高於其它氣孔類型之循環速率。此外，在「TOP」、「CTR」或「BTM」任一者中，膜之面內分佈為凸型，其中產品基板之中心區域比邊緣區域更厚。
在圖4之 (b) 之氣孔類型2之例子中， 在「TOP」、「CTR」及「BTM」任一者中之循環速率係略低於氣孔類型1之循環速率。此外，在「TOP」、「CTR」或「BTM」任一者中，膜之面內分佈為凸型，其中產品基板之中心區域比邊緣區域略厚。
在圖4之 (c) 之氣孔類型3之例子中， 在「TOP」、「CTR」及「BTM」任一者中之循環速率係略低於氣孔類型1之循環速率。此外，在「TOP」、「CTR」或「BTM」任一者中，膜之面內分佈為平坦型，其中在產品基板之中心區域與邊緣區域之間之中間區域略厚。
在圖4之 (d) 之氣孔類型4之例子中， 在「TOP」、「CTR」及「BTM」任一者中之循環速率係略低於氣孔類型1之循環速率。此外，在「TOP」、「CTR」或「BTM」任一者中，膜之面內分佈為凹型，其中產品基板之邊緣區域比中心區域更厚。
因此，參考圖6之圖表或圖7之表格，製造出具有期望的膜面內分佈之氣體供給管50。 氣體供給管50可用於調整在複數產品基板W所處之範圍A內之產品基板W上所形成之膜厚之面內均勻性或面內分佈。例如，藉由改變氣孔51之角度，可將膜之面內分佈調整為凸型（膜中心之厚度比膜周圍來得厚）、凹型（膜中心之厚度比膜周圍來得薄）、或平坦型。
例如，當在基板W上形成電子元件且基板W之表面積增加時，氣體不容易從邊緣供應至中心。在此情況下，凸型膜之面內分佈是理想的。在此情況下，使用具有可調整成凸型膜之面內分佈之角度而開口之氣孔51之氣體供給管50。其原因為，即使由於基板 W 之表面積大，在基板 W 中心處之氣體濃度降低，但首先中心處之膜厚是大的，俾使可使用氣體供給管50來維持膜之面內均勻性。例如，在對基板W進行蝕刻時，因為基板W之邊緣側比中心側更容易被蝕刻，所以凹型膜之面內分佈是期望的。在此情況下，使用具有可調整成凹型膜之面內分佈之角度而開口之氣孔51之氣體供給管50。 〈修改〉
圖9之圖式係繪示根據一實施例之複數氣體供給管之配置。在圖9中，氣體供給管58及59係配置在處理腔室10中，以將膜之面內分佈調整為凸型（例如，面內均勻性±1.0%凸型、±1.5%凸型），且氣體供給管57係配置以將膜之面內分佈調整為凹型（例如，面內均勻性±1.0%凹型）。氣體供給管57至59每一者係透過氣體供給管線而連接至氣體源53。氣體供給管57至59每一者藉由打開及關閉氣體供給管線中之各別閥V1、V2、V3，以從氣體供給管57至59其中一者供給氣體至處理腔室10中。因此，根據處理之類型及條件，在基板W上所形成之膜之厚度之面內分佈可被調整為具有預定的面內均勻性值之凸面或凹面。因此，在不改變氣孔51之角度之情況下，膜之面內分佈可藉由切換閥之處理來控制。 〈根據氣體物種及處理之氣體供給管〉
複數氣體供給管50可配置在處理腔室10中而對應於各種氣體物種，該等氣體供給管50包括複數氣孔51，該等氣孔51之角度係根據待形成在複數產品基板每一者上之膜之面內分佈而設定且對於各氣體物種而設定。 在此情況下，設置切換單元，用以根據各種氣體物種而切換待使用之氣體供給管50。閥V1、V2、V3係切換單元之範例，用於根據產品基板W所使用之氣體而從該等氣體供給管50切換待使用之氣體供給管50。
如圖10所示，藉由改變根據在各槽中之產品基板W（生產）而配置之氣體供給管50之氣孔51之角度，可同時處理不同的產品。例如，如圖10所示，氣體供給管50可配置在處理腔室10中，其中在晶舟16中放置有複數產品基板W之範圍A之上半部中有氣孔類型a之氣孔51，並且在下半部中有氣孔類型b之氣孔51。因此，在上半部中之氣孔類型a之氣孔51可執行一處理，在下半部中之氣孔類型b之氣孔51可執行另一處理。此使得能夠一次處理各種產品基板W而無需保養維護。
應當注意，配置在相同高度之氣孔之數量不限於兩個，而是可為三個或更多。在氣體供給管50中，複數氣孔51可類似地不僅形成在石英中，而且亦可形成在SiO 2、SiC、金屬構件、不銹鋼（SUS）等之其它構件中。
在上述實施例中，已經說明了ALD方法做為成膜處理之範例。然而，本揭示內容不限於此。例如，本揭示內容亦可應用於化學氣相沉積（CVD）方法。此外，本揭示內容不僅可應用於成膜處理，亦可應用於藉由CVD方法而供應清潔氣體並且清潔處理腔室10內部之處理。例如，藉由從具有不同角度之氣孔而供應清潔氣體，本揭示內容可應用於清潔氣體供給管50a、50b及50c之背面、BTM部分之集中氣體供應等。此外，本揭示內容可應用於藉由CVD方法而供應蝕刻氣體並且蝕刻處理腔室10內部之處理。待形成之膜之類型不限於藉由原料氣體與反應氣體之膜形成。例如，可形成僅使用原料氣體之多晶矽膜。
如上所述，根據本實施例之成膜設備，可增加膜之面內分佈之可控制性。
根據本文中所揭示之實施例之成膜設備應被視為在所有方面為示例性的、而不是限制性的。在不偏離所附申請專利範圍及其主旨之情況下，可以各種形式修改及改良該等實施例。在該等實施例中所述之內容在符合的範圍內可能具有其它配置，並且可在符合的範圍內進行組合。
1:成膜設備 10:處理腔室 12:內管 14:外管 16:晶舟 18:噴嘴容納部 20:阻擋部 22:開口 24:歧管 24a:凸緣部 24b:支撐部 26:密封件 30:蓋部 32:密封件 34:磁性流體密封部 36:旋轉軸 38:升降單元 38a:臂部 40:旋轉板 42:保溫基座 50:氣體供給部 50a,50b,50c:氣體供給管 51:氣孔 51a,51b,51c:氣孔 52b:氣體供給源 53:氣體源 54b:氣體供給源 56b:氣體供給源 57,58,59:氣體供給管 60:氣體出口 62:排氣單元 64:排氣通道 66:壓力調整閥 68:真空泵 69:壓力感測器 70:加熱器 70a,70b,70c,70d,70e:加熱器 72a,72b,72c,72d,72e:功率控制器 80a,80b,80c,80d,80e:溫度感測器 82:保護管 84:訊號線 100:控制器 102:儲存單元 A:高度範圍 C:點 D:假想線 E:點 V1,V2,V3:閥 W:基板
圖1之橫剖面圖係繪示根據一實施例之成膜設備之整體結構之範例； 圖2之圖式係用於說明處理腔室； 圖3之圖式係用於說明膜厚之面內均勻性之問題； 圖4之圖式係繪示根據一實施例之各種氣孔之位置及角度之範例； 圖5之圖式係繪示根據一實施例之氣孔之複數區域及角度之範例； 圖6之圖表係繪示根據一實施例之氣孔之角度及膜厚之面內分佈之測量結果之範例； 圖7之表格係說明根據一實施例之氣孔之角度及膜厚之面內分佈之測量結果之範例； 圖8之圖表係繪示根據一實施例之氣孔之角度及循環速率（cycle rate）之測量結果之範例； 圖9之圖式係繪示根據一實施例之複數氣體供給管之配置；及 圖10之圖式係繪示根據一實施例之氣孔之角度及膜厚之面內分佈之控制之範例。
10:處理腔室
50:氣體供給部
51:氣孔
C:點
D:假想線
E:點
W:基板

Claims (9)

  1. 一種成膜設備，包括： 一處理腔室； 一氣體供給管，在該處理腔室中垂直地延伸並且包括複數氣孔；及 一晶舟，用以在垂直方向中容納複數基板於該處理腔室中，該複數基板包括複數產品基板， 其中該成膜設備係使用由該複數氣孔所供給之氣體而形成一膜在該複數基板其中每一者上，該複數基板其中每一者係對應於該複數氣孔其中各別一或多者，及 其中在該複數氣孔其中配置在該等產品基板所處之一高度範圍內之複數氣孔係包括在相同高度處開口之複數第一氣孔，該等第一氣孔係以各自的角度定向，俾使通過該等第一氣孔與該氣體供給管之中心軸之各自的假想線係相對於通過該氣體供給管之該中心軸與該等產品基板其中對應一者之中心之假想線為處於相同的角度。
  2. 如請求項1之成膜設備，其中該等第一氣孔之角度係根據該處理腔室之高度而設定。
  3. 如請求項1或2之成膜設備，其中該等第一氣孔之角度係根據待形成在對應於該等第一氣孔之該複數產品基板其中每一者上之一膜之面內分佈而設定。
  4. 如請求項1或2之成膜設備，其中當該複數產品基板所處之該高度範圍被劃分為複數區域時，該等第一氣孔之角度係根據待形成之一膜之面內分佈而設定給各區域。
  5. 如請求項1至4其中任一項之成膜設備，其中該等第一氣孔之角度係設定給待用於形成一膜之各氣體物種。
  6. 如請求項1至5其中任一項之成膜設備，其中該等第一氣孔係設置為一組在相同高度之二開口。
  7. 如請求項6之成膜設備，其中該等第一氣孔係設置為具有不同高度之複數組。
  8. 如請求項1至7其中任一項之成膜設備，其中配置在該複數產品基板所處之該高度範圍中之該複數氣孔係包括一第二氣孔，該第二氣孔係在與連接該複數產品基板之中心軸及該氣體供給管之該中心軸之假想線之相同方向開口。
  9. 如請求項1至8其中任一項之成膜設備，其中該氣體供給管係包括該等第一氣孔，該等第一氣孔之角度係根據待形成之一膜之面內分佈而設定，該角度係設定給一氣體物種，及 其中複數氣體供給管係配置在該處理腔室中，對應於複數氣體物種， 該成膜設備更包括一切換單元，該切換單元係用以根據待由該複數氣體供給管中所供應之該氣體物種而切換至待使用之該氣體供給管。
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