TW202330986A - 沈積系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本申請案係關於一種沈積系統及方法。在本申請案之一個實施例中，沈積系統包括：製程腔；噴淋頭，其位於上述製程腔內；以及氣箱，其通過氣體管道連接至上述噴淋頭且包括切換裝置；其中上述氣箱包含第一源氣體及第二源氣體，上述切換裝置可操作以在上述製程腔中執行第一沈積製程期間將上述第一源氣體提供至上述氣體管道，並在上述製程腔中執行第二沈積製程期間將上述第二源氣體提供至上述氣體管道，上述第二沈積製程與上述第一沈積製程不同。

Description

沈積系統及方法
本申請案大體上係關於半導體加工設備領域，且更具體而言，係關於沈積系統及方法。
半導體製程可包含薄膜沈積製程，例如原子層沈積(ALD)及電漿增強化學氣相沈積(PECVD)等，用以在晶圓或基材上形成各種薄膜以製備半導體裝置。ALD製程製成之薄膜可具有較高的底部覆蓋率，但是要得到所需的膜厚需要較長的時間，因此ALD製程之單位時間出片量(WPH)較低。PECVD製程可實現高的WPH，但是製成之薄膜具有較低的底部覆蓋率。單一沈積製程可能不能同時滿足對於成膜品質(例如底部覆蓋率)及產能(例如WPH)之特定生產需求。
然而，當前沈積系統僅能完成單一沈積製程。因此，需要改良之沈積系統及方法來同時滿足對於成膜品質及產能之需求。
本申請案提供一種沈積系統，其允許在同一製程腔內執行多種不同的沈積製程，從而可在保證成膜品質的同時簡化製程步驟並提高產能。
根據本申請案之一些實施例，一種沈積系統可包括：製程腔；噴淋頭，其位於上述製程腔內；以及氣箱，其通過氣體管道連接至上述噴淋頭且包括切換裝置。上述氣箱包含第一源氣體及第二源氣體，上述切換裝置可操作以在上述製程腔中執行第一沈積製程期間將上述第一源氣體提供至上述氣體管道，並在上述製程腔中執行第二沈積製程期間將上述第二源氣體提供至上述氣體管道，上述第二沈積製程與上述第一沈積製程不同。
根據本申請案之一些實施例，上述沈積系統亦包括加熱裝置，其可操作以對上述製程腔中之晶圓進行加熱，以使上述晶圓之表面在上述第一沈積製程期間具有第一溫度，且在上述第二沈積製程期間具有第二溫度。
根據本申請案之一些實施例，上述第一溫度與上述第二溫度相同或相近。
根據本申請案之一些實施例，上述沈積系統亦包括射頻裝置，其可操作以在上述第一沈積製程期間將第一射頻功率提供至上述噴淋頭，並在上述第二沈積製程期間將第二射頻功率提供至上述噴淋頭。
根據本申請案之一些實施例，上述第一射頻功率不同於上述第二射頻功率。
根據本申請案之一些實施例，上述第一射頻功率與上述第二射頻功率相同。
根據本申請案之一些實施例，上述第一源氣體不同於上述第二源氣體。
根據本申請案之一些實施例，上述第一源氣體與上述第二源氣體相同。
根據本申請案之一些實施例，上述第一沈積製程或上述第二沈積製程為選自原子層沈積製程、化學氣相沈積製程、電漿增強原子層沈積製程、電漿增強化學氣相沈積製程、熱原子層沈積製程、次常壓化學氣相沈積製程中之一種製程。
根據本申請案之一些實施例，一種用於根據本申請案之任一實施例之沈積系統之沈積方法可包括：將晶圓提供至上述沈積系統之製程腔內；在上述製程腔內對上述晶圓執行第一沈積製程；在上述第一沈積製程期間，控制氣箱中之切換裝置將上述氣箱中之第一源氣體提供至氣體管道，進而提供至上述製程腔內之噴淋頭；在上述製程腔內對上述晶圓執行不同於第一沈積製程之第二沈積製程；以及在上述第二沈積製程期間，控制上述切換裝置將上述氣箱中之第二源氣體提供至上述氣體管道，進而提供至上述製程腔內之上述噴淋頭。
根據本申請案之一些實施例，上述第一沈積製程或上述第二沈積製程為選自原子層沈積製程、化學氣相沈積製程、電漿增強原子層沈積製程、電漿增強化學氣相沈積製程、熱原子層沈積製程、次常壓化學氣相沈積製程中之一種製程。
根據本申請案之一些實施例，上述方法進一步包括：在上述第一沈積製程期間，藉由加熱裝置將上述晶圓之表面加熱至第一溫度；及在上述第二沈積製程期間，藉由上述加熱裝置將上述晶圓之表面加熱至第二溫度。
根據本申請案之一些實施例，上述第一溫度與上述第二溫度相同或相近。
根據本申請案之一些實施例，上述方法進一步包括：在上述第一沈積製程期間，藉由射頻裝置將第一射頻功率提供至上述噴淋頭；及在上述第二沈積製程期間，藉由上述射頻裝置將第二射頻功率提供至上述噴淋頭。
根據本申請案之一些實施例，上述第一射頻功率不同於上述第二射頻功率。
根據本申請案之一些實施例，上述第一射頻功率與上述第二射頻功率相同。
根據本申請案之一些實施例，上述第一源氣體不同於上述第二源氣體。
根據本申請案之一些實施例，上述第一源氣體與上述第二源氣體相同。
根據本申請案之一些實施例，在上述製程腔中對上述晶圓連續執行多次上述第一沈積製程或上述第二沈積製程中之至少一種製程。
根據本申請案之一些實施例，上述沈積系統在上述製程腔中連續執行上述第一沈積製程及上述第二沈積製程。
根據本申請案之一些實施例，上述沈積系統在上述製程腔中交替執行上述第一沈積製程及上述第二沈積製程。
在以下附圖及描述中闡述本申請案之一或多個實例之細節。其他特徵、目標及優勢將根據上述描述及附圖以及申請專利範圍而顯而易見。
為更好地理解本發明之精神，以下結合本發明之部分實施例對其作進一步說明。
本說明書內使用之詞彙「在一實施例」或「根據一實施例」並不必要參照相同的具體實施例，且本說明書內使用之「在其他(一些/某些)實施例」或「根據其他(一些/某些)實施例」並不必要參照不同的具體實施例。其目的在於例如主張之主題包括全部或部分範例具體實施例之組合。本文所指「上」及「下」之意義並不限於圖式所直接呈現之關係，其應包含具有明確對應關係之描述，例如「左」及「右」，或者係「上」及「下」之相反。本文所稱之「連接」應理解為涵蓋「直接連接」以及「經由一或多個中間部件連接」。本文中之詞彙「晶圓」應理解為可與術語「晶元」、「底板」、「基材」、「基板」等術語互換使用，可指代任何在其上進行沈積製程之元件，而非某一具有特定結構及組成之元件。本說明書中所使用之各種部件之名稱僅出於說明之目的，並不具備限定作用，不同廠商可使用不同的名稱來指代具備相同功能之部件。
以下詳細地論述本發明之各種實施方案。儘管論述了具體實施方案，但是應當理解，此等實施方案僅用於示出之目的。熟習相關技術者將認識到，在不偏離本發明之精神及保護範疇的情況下，可使用其他部件及組態。本發明之實施方案可不必包含說明書所描述之實施例中之所有部件或步驟，亦可根據實際應用而調整各步驟之執行順序。
如前所述，單一沈積製程可能不能同時滿足對於成膜品質(例如底部覆蓋率)及產能(例如WPH)之特定生產需求。為了保證薄膜品質並滿足生產需求，可使用多種沈積製程在晶圓上沈積多層不同的薄膜。然而，當前沈積系統在一個製程腔中僅能完成一種沈積製程，要進行不同的沈積製程，就需要將晶圓依次放入不同的製程腔中進行處理，操作步驟複雜且產能較低，而且在晶圓轉移程序中容易對晶圓造成污染。本申請案提供改良之沈積系統及方法來解決上述問題。
圖1為根據本申請案之一些實施例之沈積系統10的結構示意圖。沈積系統10可包括製程腔1及氣箱3。製程腔1中可設置噴淋頭2，氣箱3通過氣體管道4連接至噴淋頭2。
如圖1所示，製程腔1中可包含晶圓承載盤5。沈積系統10可對置放在晶圓承載盤5上之晶圓100連續執行多種沈積製程而無需將晶圓100移出製程腔1。此等沈積製程包括但不限於原子層沈積(ALD)製程、化學氣相沈積(CVD)製程、電漿增強原子層沈積(PEALD)製程、電漿增強化學氣相沈積(PECVD)製程、熱原子層沈積(Thermal ALD)製程、次常壓化學氣相沈積(SACVD)製程等。氣箱3可通過氣體管道4向噴淋頭2提供沈積製程所需的各種氣體，例如反應源氣體(反應體(reactant)或者前驅體(precursor))、前驅體載氣(carrier)、吹掃(purge)氣體等。在執行沈積製程期間，噴淋頭2向晶圓100提供各別氣體。在圖1之實例中，噴淋頭2位於晶圓100上方。在其他實施例中，噴淋頭2可位於晶圓100下方。在另一些實施例中，可在晶圓100上方及下方都設置噴淋頭。
氣箱3中可包含多種氣體。出於簡化之目的，圖1中僅示出氣箱3中之用於第一沈積製程之第一源氣體32、惰性氣體33及用於第二沈積製程之第二源氣體34，其中第二沈積製程不同於第一沈積製程。此等氣體分別儲存於各自的容器內。熟習此項技術者應理解，氣箱3中亦可包含用於第一沈積製程或第二沈積製程之其他氣體，或者用於其他沈積製程之氣體。氣箱3包括切換裝置31。切換裝置31可操作以在沈積製程期間將各別氣體提供至氣體管道4，例如，在執行第一沈積製程期間將第一源氣體32提供至氣體管道4，而在執行第二沈積製程期間將第二源氣體34提供至氣體管道4。切換裝置31之操作可藉由系統控制器(圖中未示出)根據具體製程流程來控制。在一些實施例中，用於第一沈積製程之源氣體與用於第二沈積製程之源氣體不同。在另一些實施例中，用於第一沈積製程之源氣體與用於第二沈積製程之源氣體相同。
在一些實施例中，切換裝置31包括但不限於一或多個閥35，可藉由敞開或閉合各別閥35實現氣路之切換。在一些實施例中，切換裝置31中之一或多個閥35具有較短的開關時間，例如小於或等於20 ms，從而可實現快速切換沈積製程。圖1之實例僅示出切換裝置31之一種例示性組態，熟習此項技術者應理解，切換裝置31可具有其他元件及結構。在一些實施例中，切換裝置31亦可位於氣箱3外部。
在一些實施例中，氣體管道4包括至少兩條氣體管道，例如，其中一條氣體管道用於輸送反應源氣體(例如第一源氣體32或第二源氣體34)，另一條氣體管道用於輸送惰性氣體33 (例如前驅體載氣或吹掃氣體)。在一些實施例中，第一源氣體32為用於ALD製程之反應源氣體，例如SAM24 (雙(二乙胺基)矽烷)、O 2及N 2O中之一者或多者；第二源氣體34為用於CVD製程之反應源氣體，例如TEOS (正矽酸乙酯)及/或O 2。在一些實施例中，惰性氣體33包含用於載運反應源(例如SAM24)進入氣體管道4之載氣，例如，用於提供惰性氣體33之管路之部分支路可選擇性地與第一源氣體32連通，以使惰性氣體33載運第一源氣體32進入氣體管道4。氣體管道4之設定可根據實際製程需要進行調整。切換裝置31可操作以選擇性地將各種氣體提供至各別氣體管道。
在一些實施例中，晶圓承載盤5可包括加熱裝置。例如，晶圓承載盤5中可設置加熱元件(例如電阻絲等)以及溫度感測或控制裝置(例如熱電偶等)。加熱裝置可操作以對製程腔1中之晶圓100進行加熱，使晶圓100之表面溫度滿足沈積製程之要求。例如，在第一沈積製程期間，可藉由加熱裝置使晶圓100之表面具有第一溫度；在第二沈積製程期間，可藉由加熱裝置使晶圓100之表面具有第二溫度。第一溫度可與第二溫度相同或不同。當第一溫度與第二溫度相同或相近(例如，二者差值不超過100℃)時，晶圓100在連續執行之第一沈積製程及第二沈積製程期間具有相同或相近的製程溫度，則可節省用於升降溫程序之時間，提高產能。應瞭解，取決於具體製程條件及升降溫操作方式，用於判斷第一溫度與第二溫度是否相同或相近之差值臨限值亦可高於或低於100℃。
在一些實施例中，沈積系統10亦包括射頻裝置6 (例如射頻產生器及匹配電路等)。噴淋頭2可作為或包括射頻電極。射頻裝置6連接至噴淋頭2，且可操作以提供沈積製程所需的射頻功率，例如，在第一沈積製程期間將第一射頻功率提供至噴淋頭2，並在第二沈積製程期間將第二射頻功率提供至噴淋頭2。第一射頻功率可與第二射頻功率相同或不同。在一些實施例中，射頻裝置6可提供高頻功率或低頻功率中之一者或多者。在一些實施例中，射頻裝置6提供之射頻功率之範圍為0至5000 W。射頻裝置6之操作可藉由系統控制器(圖中未示出)根據具體製程流程來控制。射頻裝置6可具有較快的通信速度及較短的通信時間，例如小於或等於10 ms，從而可實現快速切換沈積製程。
在一些實施例中，沈積系統10亦可包括真空泵7。真空泵7連接至製程腔1，其可操作以抽取製程腔1內之氣體。在一些實施例中，真空泵7包括壓力控制裝置，其可用於控制製程腔1內之氣壓。
根據本申請案之一些實施例，沈積系統10可在同一製程腔內對晶圓連續執行多種不同的沈積製程，並且每種沈積製程可執行一次或多次，因此可在保證薄膜品質的同時簡化製程步驟並有效地提高產能。
圖2為根據本申請案之一些實施例之沈積方法20的例示性流程圖。下文結合圖1所示之沈積系統10來描述沈積方法20。熟習此項技術者應理解，方法20亦可應用於具有類似結構或組態之其他沈積系統。
如圖2所示，沈積方法20包括：步驟S1：將晶圓100提供至製程腔1內；步驟S2：在製程腔1內對晶圓100執行第一沈積製程；以及步驟S3：在製程腔1內對晶圓100執行第二沈積製程。第一沈積製程與第二沈積製程不同。沈積方法20亦包括：在第一沈積製程期間，控制切換裝置31將氣箱3中之第一源氣體32提供至氣體管道4；在第二沈積製程期間，控制切換裝置31將氣箱3中之第二源氣體34提供至氣體管道4。第一源氣體32可與第二源氣體34相同或不同。
在一些實施例中，沈積方法20亦包括：在第一沈積製程期間，藉由加熱裝置(例如晶圓承載盤5中之加熱裝置)將晶圓100之表面加熱至第一溫度；在第二沈積製程期間，藉由加熱裝置將晶圓100之表面加熱至第二溫度。第一溫度可與第二溫度相同或不同。當第一溫度與第二溫度相同或相近(例如，二者差值不超過100℃)時，可節省切換沈積製程時用於升降溫程序之時間，提高產能。應瞭解，取決於具體製程條件及升降溫操作方式，用於判斷第一溫度與第二溫度是否相同或相近之差值臨限值亦可高於或低於100℃。
在一些實施例中，沈積方法20亦包括：在第一沈積製程期間，藉由射頻裝置6將第一射頻功率提供至製程腔1內之噴淋頭2；在第二沈積製程期間，藉由射頻裝置6將第二射頻功率提供至製程腔1內之噴淋頭2。第一射頻功率可與第二射頻功率相同或不同。
在一些實施例中，可在製程腔1中對晶圓100連續執行多次第一沈積製程或第二沈積製程中之至少一種製程。例如，在連續執行多次第一沈積製程之後執行一次第二沈積製程；或者在執行一次第一沈積製程之後連續執行多次第二沈積製程；或者在連續執行多次第一沈積製程之後連續執行多次第二沈積製程。
在一些實施例中，可在製程腔1中對晶圓100連續執行第一沈積製程及第二沈積製程，即在執行一次或多次第一沈積製程之後緊接著執行第二沈積製程。在另一些實施例中，在執行一次或多次第一沈積製程之後，可接著執行其他製程，然後再執行第二沈積製程。
在一些實施例中，可在製程腔1中對晶圓100交替執行第一沈積製程及第二沈積製程。例如，在執行一次或多次第一沈積製程之後，執行一次或多次第二沈積製程，接著再執行一次或多次第一沈積製程，之後可能再執行一次或多次第二沈積製程。
在一些實施例中，亦可在製程腔1內對晶圓100執行與第一沈積製程及第二沈積製程不同的其他沈積製程，例如第三沈積製程。類似地，在第三沈積製程期間，可藉由加熱裝置將晶圓100之表面加熱至第三溫度，或者藉由射頻裝置6將第三射頻功率提供至製程腔1內之噴淋頭2。
圖3為根據本申請案之一些實施例之在一個製程腔(例如圖1所示之製程腔1)內執行兩種沈積製程的例示性流程圖。該製程流程可在圖1所示之沈積系統10中實施，亦可在具有類似結構或組態之其他沈積系統中實施。圖3之實例可用於沈積SiO膜，其中第一沈積製程為PEALD製程，第二沈積製程為PECVD製程。在其他實施例中，可利用不同的氣體及沈積製程形成不同的薄膜(例如SiN、TiO等)。
如圖3所示，首先，在步驟S11中，向製程腔內通入O 2、N 2O、遠端電漿源(Remote Plasma Source，RPS) Ar以及不載運反應前驅體之Ar載氣。例如，可控制切換裝置31將氣箱3中之O 2、N 2O、RPS Ar以及不載運反應前驅體之Ar載氣提供至各別氣體管道4，進而提供至製程腔1中之噴淋頭2。在一實施例中，O 2之流量可為1000至30000 sccm，N 2O之流量可為0至30000 sccm，RPS Ar之流量可為0至10000 sccm，Ar載氣之流量可為500至10000 sccm，製程腔內氣壓可為1至10托(torr)，噴淋頭與晶圓之間的間隙(gap)可為5 mm至80 mm。在其他實施例中，可根據實際需求採用其他製程參數。
接著，在步驟S12中，以脈衝形式向製程腔內通入O 2、N 2O、RPS Ar以及載運反應前驅體(例如SAM24)之Ar載氣。例如，可控制切換裝置31將氣箱3中之O 2、N 2O、RPS Ar以及載運反應前驅體之Ar載氣提供至各別氣體管道4，進而提供至製程腔1中之噴淋頭2。該反應前驅體可藉由吸附反應沈積至製程腔內之晶圓之表面。在一實施例中，步驟S12中通入之氣體種類及流量與步驟S11中通入之氣體種類及流量相同，區別僅在於步驟S12中通入之氣體包括載運反應前驅體之Ar載氣，製程腔內氣壓及噴淋頭與晶圓之間的間隙與步驟S11亦相同。在其他實施例中，步驟S12中通入之氣體種類、氣體流量、製程腔內氣壓及噴淋頭與晶圓之間的間隙與步驟S11亦可不同。
然後，在步驟S13中執行吹掃步驟，例如，向製程腔內通入O 2、N 2O、RPS Ar以及不載運反應前驅體之Ar載氣，以自晶圓之表面去除過量的反應前驅體及副產物。在一實施例中，步驟S13中通入之氣體種類及流量與步驟S12中通入之氣體種類及流量相同，區別僅在於步驟S13中通入之氣體不載運反應前驅體，製程腔內氣壓及噴淋頭與晶圓之間的間隙與步驟S12亦相同。在其他實施例中，步驟S13中通入之氣體種類、氣體流量、製程腔內氣壓及噴淋頭與晶圓之間的間隙與步驟S12亦可不同。
接著，在步驟S14中，在保持與步驟S13相同之氣體繼續通入的情況下，開啟射頻裝置(例如圖1所示之射頻裝置6)以提供第一射頻功率至製程腔(例如提供至製程腔1中之噴淋頭2)。第一射頻功率作用於製程腔中之氣體以產生電漿，進而促使製程腔中之晶圓表面形成共價鍵。在一實施例中，第一射頻功率包括高頻功率或低頻功率中之一者或多者。在一實施例中，第一射頻功率之範圍為0至5000 W。
然後，在步驟S15中，在保持與步驟S13相同之氣體繼續通入的情況下，關斷射頻裝置，從而完成一次PEALD沈積製程。
在一實施例中，可重複執行步驟S12至S15多次(例如N次)，以執行多次PEALD沈積製程。
接著，在步驟S21中，向製程腔內通入O 2、N 2O、RPS Ar以及載運反應前驅體之Ar載氣。在一實施例中，步驟S21中之反應前驅體可與步驟S12中之反應前驅體相同，例如SAM24。在另一實施例中，步驟S21中之反應前驅體可為TEOS。步驟S21中通入之氣體種類、氣體流量、製程腔內氣壓及噴淋頭與晶圓之間的間隙可與之前的步驟S11至S15相同或不同。
然後，在步驟S22中，在保持與步驟S21相同之氣體繼續通入的情況下，開啟射頻裝置(例如圖1所示之射頻裝置6)以提供第二射頻功率至製程腔(例如提供至製程腔1中之噴淋頭2)，產生用於沈積之電漿。在一實施例中，第二射頻功率包括高頻功率或低頻功率中之一者或多者。在一實施例中，第二射頻功率之範圍為0至5000 W。第二射頻功率可與步驟S14中之第一射頻功率相同或不同。
在一實施例中，可重複執行步驟S21至S22多次(例如M次，M可與N相同或不同)，以執行多次PECVD沈積製程。
最後，在步驟S23中停止提供氣體並且關斷射頻裝置，從而完成所有沈積製程。在一些實施例中，在步驟S22與S23之間亦可執行其他沈積製程。
雖然圖3例示性地描述在一個製程腔內執行PEALD及PECVD製程之流程，但是本申請案不限於此。本申請案之沈積系統亦可用於執行多種不同製程，並根據不同的沈積製程具有不同的製程流程。
圖4A至圖4C為根據本申請案之一些實施例之薄膜沈積程序的示意圖。在此程序中需要填充晶圓400表面上之凹槽401。此程序可在圖1所示之沈積系統10中實施，亦可在具有類似結構或組態之其他沈積系統中實施。可利用圖2或圖3所示之方法或類似方法實施此程序。
如圖4A至圖4C所示，在將晶圓400提供至製程腔(例如圖1所示之製程腔1)內之後，可在晶圓400之表面上進行第一沈積製程，以形成第一薄膜402 (如圖4B所示)。第一薄膜402可形成在凹槽401之底部及側壁上，並且封閉凹槽401之頂部。凹槽401中可能留有氣孔403。接著，可在晶圓400之表面上進行第二沈積製程，以形成第二薄膜404 (如圖4C所示)。在一實施例中，第一沈積製程係PEALD製程，因此第一薄膜402可具有較好的覆蓋率。在一實施例中，第二沈積製程係PECVD製程，因此第二薄膜404可具有較快的沈積速度。
圖5A至圖5C為根據本申請案之另一些實施例之薄膜沈積程序的示意圖。在此程序中需要填充晶圓500表面上之凹槽501。此程序可在圖1所示之沈積系統10中實施，亦可在具有類似結構或組態之其他沈積系統中實施。可利用圖2或圖3所示之方法或類似方法實施此程序。
如圖5A至圖5C所示，在將晶圓500提供至製程腔(例如圖1所示之製程腔1)內之後，可在晶圓500之表面上進行第一沈積製程，以形成第一薄膜502 (如圖5B所示)。第一薄膜502可形成在凹槽501之底部及側壁上，並且完全填充凹槽501。接著，可在晶圓500之表面上進行第二沈積製程，以形成第二薄膜503 (如圖5C所示)。在一實施例中，第一沈積製程係PEALD製程，因此第一薄膜502可具有較好的覆蓋率。在一實施例中，第二沈積製程係PECVD製程，因此第二薄膜503可具有較快的沈積速度。
本申請案之沈積系統可在晶圓上沈積各種類型之薄膜，並且可根據具體製程需求改變沈積製程以及製程順序。在一實施例中，可在晶圓上順序地執行CVD、ALD及CVD製程，以製備滿足製程需求之薄膜。
根據本申請案之實施例，本申請案之沈積系統及方法可在同一製程腔內對晶圓執行兩種或更多種不同的沈積製程，因此可在滿足薄膜品質需求的同時簡化製程步驟並有效地提高產能。
本說明書中之描述經提供以使熟習此項技術者能夠進行或使用本發明。熟習此項技術者將易於顯而易見對本發明之各種修改，且本說明書中所定義之一般原理可應用於其他變化形式而不會脫離本發明之精神或範疇。因此，本發明不限於本說明書所述之實例及設計，而是被賦予與本說明書所揭示之原理及新穎特徵一致的最寬範疇。
1:製程腔 2:噴淋頭 3:氣箱 4:氣體管道 5:晶圓承載盤 6:射頻裝置 7:真空泵 10:沈積系統 20:沈積方法 31:切換裝置 32:第一源氣體 33:惰性氣體 34:第二源氣體 35:閥 100:晶圓 400:晶圓 401:凹槽 402:第一薄膜 403:氣孔 404:第二薄膜 500:晶圓 501:凹槽 502:第一薄膜 503:第二薄膜 S1:步驟 S2:步驟 S3:步驟 S11:步驟 S12:步驟 S13:步驟 S14:步驟 S15:步驟 S21:步驟 S22:步驟 S23:步驟
本說明書中之揭示內容提及且包含以下各圖： 圖1為根據本申請案之一些實施例之沈積系統的結構示意圖； 圖2為根據本申請案之一些實施例之沈積方法的例示性流程圖； 圖3為根據本申請案之一些實施例之在一個製程腔內執行兩種沈積製程的例示性流程圖； 圖4A至圖4C為根據本申請案之一些實施例之薄膜沈積程序的示意圖；及 圖5A至圖5C為根據本申請案之另一些實施例之薄膜沈積程序的示意圖。
根據慣例，圖示中所繪示之各種特徵可能並非按比例繪製。因此，為了清晰起見，可任意擴大或減小各種特徵之尺寸。圖示中所繪示之各部件之形狀僅為例示性形狀，並非限定部件之實際形狀。另外，為了清楚起見，可簡化圖示中所繪示之實施方案。因此，圖示可能並未繪示給定設備或裝置之全部組件。最後，可貫穿說明書及圖示使用相同參考標號來表示相同特徵。
1:製程腔
2:噴淋頭
3:氣箱
4:氣體管道
5:晶圓承載盤
6:射頻裝置
7:真空泵
10:沈積系統
31:切換裝置
32:第一源氣體
33:惰性氣體
34:第二源氣體
35:閥
100:晶圓

Claims (21)

  1. 一種沈積系統，其包括： 製程腔； 噴淋頭，其位於該製程腔內；以及 氣箱，其通過氣體管道連接至該噴淋頭且包括切換裝置； 其中該氣箱包含第一源氣體及第二源氣體，該切換裝置可操作以在該製程腔中執行第一沈積製程期間將該第一源氣體提供至該氣體管道，並在該製程腔中執行第二沈積製程期間將該第二源氣體提供至該氣體管道，該第二沈積製程與該第一沈積製程不同。
  2. 如請求項1之沈積系統，其亦包括加熱裝置，該加熱裝置可操作以對該製程腔中之晶圓進行加熱，以使該晶圓之表面在該第一沈積製程期間具有第一溫度，且在該第二沈積製程期間具有第二溫度。
  3. 如請求項2之沈積系統，其中該第一溫度與該第二溫度相同或相近。
  4. 如請求項1之沈積系統，其亦包括射頻裝置，該射頻裝置可操作以在該第一沈積製程期間將第一射頻功率提供至該噴淋頭，並在該第二沈積製程期間將第二射頻功率提供至該噴淋頭。
  5. 如請求項4之沈積系統，其中該第一射頻功率不同於該第二射頻功率。
  6. 如請求項4之沈積系統，其中該第一射頻功率與該第二射頻功率相同。
  7. 如請求項1之沈積系統，其中該第一源氣體不同於該第二源氣體。
  8. 如請求項1之沈積系統，其中該第一源氣體與該第二源氣體相同。
  9. 如請求項1之沈積系統，其中該第一沈積製程或該第二沈積製程為選自原子層沈積製程、化學氣相沈積製程、電漿增強原子層沈積製程、電漿增強化學氣相沈積製程、熱原子層沈積製程、次常壓化學氣相沈積製程中之一種製程。
  10. 一種用於如請求項1之沈積系統之沈積方法，其包括： 將晶圓提供至該製程腔內； 在該製程腔內對該晶圓執行該第一沈積製程； 在該第一沈積製程期間，控制該切換裝置將該氣箱中之該第一源氣體提供至該氣體管道； 在該製程腔內對該晶圓執行該第二沈積製程；以及 在該第二沈積製程期間，控制該切換裝置將該氣箱中之該第二源氣體提供至該氣體管道。
  11. 如請求項10之沈積方法，其中該第一沈積製程或該第二沈積製程為選自原子層沈積製程、化學氣相沈積製程、電漿增強原子層沈積製程、電漿增強化學氣相沈積製程、熱原子層沈積製程、次常壓化學氣相沈積製程中之一種製程。
  12. 如請求項10之沈積方法，其進一步包括： 在該第一沈積製程期間，藉由加熱裝置將該晶圓之表面加熱至第一溫度；及 在該第二沈積製程期間，藉由該加熱裝置將該晶圓之表面加熱至第二溫度。
  13. 如請求項12之沈積方法，其中該第一溫度與該第二溫度相同或相近。
  14. 如請求項10之沈積方法，其進一步包括： 在該第一沈積製程期間，藉由射頻裝置將第一射頻功率提供至該噴淋頭；及 在該第二沈積製程期間，藉由該射頻裝置將第二射頻功率提供至該噴淋頭。
  15. 如請求項14之沈積方法，其中該第一射頻功率不同於該第二射頻功率。
  16. 如請求項14之沈積方法，其中該第一射頻功率與該第二射頻功率相同。
  17. 如請求項10之沈積方法，其中該第一源氣體不同於該第二源氣體。
  18. 如請求項10之沈積方法，其中該第一源氣體與該第二源氣體相同。
  19. 如請求項10之沈積方法，其中在該製程腔中對該晶圓連續執行多次該第一沈積製程或該第二沈積製程中之至少一種製程。
  20. 如請求項10之沈積方法，其中該沈積系統在該製程腔中連續執行該第一沈積製程及該第二沈積製程。
  21. 如請求項10之沈積方法，其中該沈積系統在該製程腔中交替執行該第一沈積製程及該第二沈積製程。
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