TW469494B - Apparatus having reflector for forming thin film - Google Patents
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Description
A: 469494 ---—_______B7__ 五、發明說明(1) <發明之技術背景 Background of the Invention〉 1·發明之技術領域Field 〇f the Invention
本發明係有關一種用以形成薄膜的裝置,更確 切來說,是有關一種薄膜形成裝置,其中在晶圓載 荷區域上備置有反射構件D 2.相關技藝之說明 Description of the Related Art 有許多種物質形成晶圓上之薄膜,用以製造半 導趙。較佳的是’在每個區域上,這些薄膜物質以 均勻的厚度形成’不管其底層的砗砌面樣式如何。 也就是說,軸承覆蓋應該要形成以達成較高確 切性的半導體。為了要達到這些情況,形成薄膜的 過程之所有必要的過程狀況,必須從供氣源均勻地 維持晶圓溫度。用以形成薄膜之薄膜形成裝置可影 響薄膜的狀態。 第1圖為習知技藝中薄膜形成裝置的橫斷面圖。 習知的裝置包含一室10,其在薄膜形成的過程中, 用以罩住晶圓與外界隔絕;一感受器16,其形成於 該室10的底部表面:以及一喷頭18。該感受器16 之上備置有一晶圓載荷區域20,而該晶圓載荷區域 20之下則有一個加熱器22。 該加熱器在晶圓24上形成薄膜的過程中,用於 維持薄膜形成之晶圓24的最佳溫度,或者用於在 該薄膜物質形成之後的熱處理該晶圓24的過程。 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(2丨〇 x 297公茇) --------------裝--- - - ~ (碕先閱讀背面之沈意事項再填骂本頁) 訂‘ ,線. 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7
五、發明說明(2) 噴頭18用來嗔射出—氣趙源,其在晶圓載荷區 20上,對在晶gj 24上形成該物質薄膜是必要的。 流入室之氣趙源外的殘留氣趙,⑯會透過一個 出口 28 '髮出,該出口藉著—個備置於室10外側的 泵,形成於室10的底部。元件編號30顯示一個晶 圓24可進出的出入口。 當使用上述之形成薄膜的習知裝置時,在薄膜 升y成的過程中,副產品將會產生,該副產品將黏著 在至壁,並且將成為微粒子32»此外,當使用多室 %,晶圓將轉移到多室的小空間中,晶圓的轉移同 時也可引起副產品或者薄膜物質的轉移,其存在於 該感受器的晶圓載荷區附近β 因此,利用習知技藝的薄膜形成裝置來形成薄 膜時’黏著於室壁的微粒子32會掉下來並沉積在 Ba圓之上’或著因著轉移晶圓而產生的副產品也可 能黏著在晶圓上,導致雜質沉積在晶圓的薄膜上, 因而減低薄膜特徵與半導體設備的功能,當該薄膜 施用於一個半導體設備時。 經濟部智慧財產局員-T消費合作社印製 在晶圓上形成薄膜之後,用以穩定薄膜的熱處 理步驟在一個較高溫度之下進行,該溫度高於普通 物質薄膜形成的溫度。該晶圓的溫度決定於一個加 熱器’換句話說,就是加熱區塊所供給的熱能,但 疋查加熱器區塊開始被加熱時,該熱能分散並不均 勻。因此,晶圆中的溫度分散並不均勻。當晶圓溫 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 * 297公« > 469 494 A: 五、發明說明(3) 度利用加熱器升高時,短時間之内溫度並不穩定, 但在從低溫多次加熱到比較佳溫度還高的溫度的之 後,溫度將趨於穩定。 除了以上所述之問題之外,當利用習知技藝形 成薄膜時,還有一個問題就是,在薄膜形成之後的 熱處理過程中,需要花額外的時間,在晶圓上取得一個勻的溫度分散。 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印^ <發明之概要說明 Summary of the Invention〉 因此,本發明之目的便是要提供一種薄膜形成 裝置,其在薄膜形成的過程中,預防雜質微粒子掉 落在晶園之上’並且在薄膜形成之後的熱處理過 ,可均勻地分散晶圓溫度,減低維持溫度穩定所 需的時間’避免晶圓上的半導體元件表現不佳,並 增加半導趙裝置的生產力。 為了要達成此目的’根據本發明,一種薄膜形 成裝置*其包含:一個晶圓加熱構件,其在上半部 有晶圓載荷區域;一個嗔頭,其位於晶圓載荷區 的相對部分,當晶園載入時,用以對晶圓表面射 一氣體源:一個反射構件,其定位於該喷頭與該加 熱構件之間’用以反射從該加熱構件中對該晶圓 荷區域放射的熱能:以及一個泵構件,用以控制 中的氣壓,該室中備置有該晶圓加熱構件、該噴頭 與反射構件’用以將在室中產生的副產品排放到 域出 裁 室 外
ΐ青 先 閱' 讀 背 面-之 ;,主 意 事 項 再 i$-~ ·%裝本衣 頁 訂 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(4) 面。 該反射構件包含一個反射器,其定位於晶圓載 荷區域的相對部分,與一個支撐器,其用以支撐該 反射器。 該反射器有一個扁平的反射表面,其面對晶圓 載荷區,與一個半球形的反射器,其有面對該晶圓 載荷屈而形成的凹面鏡。 可控制該反射器上下移動,以回應於該薄膜形 成過程與熱處理過程^該可移動的反射器連結到室 外的一個驅動器與一個支撐器。 該支律器包含:第一液壓把,其連結到該驅動 器;第二液壓缸’其透過該第一液壓缸一端連結到 驅動器’而另一端連結到該反射器。該支撐器對稱 地安置於噴頭或加熱構件的周圍。 該薄膜形成裝置中,在感受器上備置有反射構 件,進而避免在薄膜形成的過程中,微粒子沉積在 晶圓上。此外’即使從薄膜形成到熱處理過程中, 沒有額外的電力供應,在熱處理時,該晶圓溫度可 以直接加熱到一個穩定的溫度,並且維持均勻的溫 度分散。另外,在穩定的溫度達成之前,並不需要 控制溫度,即使必要的話,它也只需要很短時間來 控制溫度,進而能增加半導體設備的生產力。 < 圖示的簡要說明 Brief Description of the Drawings》 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公爱) -------------裝-- - -----訂 --------線 (诗先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> A7 B7 d 6 9 五、發明說明(5) 為了要更完整的了解本發明的本質與目的,請 參照以下圖示的詳細說明,其中: 苐1圊為一橫斷面圊,其顯示習知技藝之薄膜 形成裝置。 第2圖為一橫斷面圖,其顯示根據本發明之第 一實施例的薄膜形成裝置,其備置有反射構件。 第3圖與第4圖為不同的平面圖,其顯示根據 發明之第一實施例之反射構件,其備置於薄膜形成 裝置中。 第5圖為一透視圊,其顯示根據發明之第一實 施例之反射構件,其中備置有一個半球形反射器。 第6圊為一橫斷面圖,其顯示根據發明之第二 實施例之薄膜形成裝置。 <較佳實施例的詳細說明Detailed Description of the Preferred Embodiments〉 本發明之較佳實施例將在以下詳細說明,並參 照附錄之圓示。 在圖示中,元件編號與相關術語將被用來作為 標記,或是作為相對應的部分,以簡化圓示與說明。 在圖示中,擴大不同區域的層或厚度以達到更 進一步的了解。 (第一實施例) 請參照第2圖,室38的底部有一個加熱構件40。 8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) — 111· — ·— —— — — · . I I I I I ! I 1 — I I - ί (請先閱讀背面之注意事項再蛾窵本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
五、發明說明(6) 經濟部智慧时J-局員A消费合作社印製 該加熱構件40的上部備置了晶圓載荷區域,用以 載入一個晶圓(W)。在該晶圓(w)上形成薄膜的過程 中,在晶圓己載入該晶圓載荷區域43以後,該加 熱構件40允許該晶圓(w)被加熱到一個適當溫度, 以形成薄膜。在用以形成該薄膜的晶圓溫度穩定之 後,加熱構件40維持該晶圓的穩定溫度,直到該 薄膜在該晶圓(W)上形成為止。此外,該加熱構件 能被用在晶圓熱處理過程中,當薄臈物質在晶圓 上形成之後,用以穩定該薄膜。也就是說’該加熱 構件40可被用於提高晶圓溫度到_個穩定的溫度, 該/m·度適於熱處理的溫度,益且用於維持該穩定溫 度直到熱處理過程完成為止。 該加熱構件40備置於其上的加熱器下面’其供 應熱能給該晶圓。該反射構件44置放於在該晶圓 載荷區域之上。該反射構件44用以反射從該加熱 構件42中對該晶圓載荷區域43所放射的熱能。因 此,晶圓(v\〇的整個表面在該晶圓載荷區域43被加 熱。這樣一來,因著額外的加熱構件,晶圓(妁)的 整個表面被均勻的加熱,如該反射構件。因此,形 成所謂的”熱島效應”(HI),藉由該反射構件44,其 顯示在該晶圓載荷區域43的一個均勻的熱能分散。 這表示,該晶圓位於”熱島效應”區域中,被均句的 加也在晶圓的整個表面。因此’薄膜物質的形成過 程允許晶圓的整個表面被加熱,以均勻的溫度分 9 本紙張尺度適用中囷國家標準(CNS)A4規格(210x297公笼) 裝--------訂---------線 (¾先閱讀背面之注意事項再填S本頁) A7 469494 ~ -----------— 五、發明說明(7) 散。該加熱器42包含多個加熱區塊,並且首先接 觸到該加熱器的晶圓部份便先被加熱,因此,在該 薄膜以形成之後的準備熱處理的過程中,晶園中的 溫度分散並不均勻。然而,利用該反射構件44可 避免這樣的晶圓溫度不均勻,進而在晶圓(W)上形 成的薄膜物質中產生均勻的厚度與好品質。 該反射構件44包含_個反射器46,其用以反 射從該加熱構件對該晶圓(W)所放射的熱能;以及 一個支撐器48’其用以支撐該反射器46。該反射 器有一個面對該晶圓(W)的平面鏡。平面鏡的區域 比該晶圓寬由於該晶圊是圓形的,該平面鏡的形 狀也最好是圓形的,如第3圊所示。除了形狀是圓 形之外’也可以使用長方形的平面鏡,其一邊比晶 圓見,如該反射構件中的反射器6〇,如第4圈所示。 在這樣的狀況下’該支撐器62便被分別的固定在 該反射器60的四個角上。 請參照第2圓,面對該晶園載荷區域43之反射 器46的鏡子最小區域,可能與該晶圓的最小區域 相同。然而’當考慮到該晶圓載荷區域43的熱島 效應與反射效率時,較好的是該區域中的鏡子比該 晶圓(W)還寬,並且鏡子的形狀不是平的而是凹的。 第5圖中顯示該反射器46的凹面鏡》 請參看第5圖’元件編號64顯示反射器β面對 該加熱構件40的該反射器64的反射表面是一個半 10 本紙張尺度過用中西國家標準(CNS)A4規格(21<)x2g7公爱〉 Ί. 〕裝--------訂---------線 (請先«讀背面之注意事項再填芎本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財J.局一®: Κ消費合作社印製 A7 B: 五、發明說明(8) 球形的四面鏡’其面對該加熱構件4〇。該反射器64 有一個大區域可完全覆蓋該晶圓。二個相對的支撑 器66分別連結到該反射器64的二端。該二個支撐 器只夠上下移動並支撐該反射器64,但如果是三個 支撐器的話’便可以更穩定的移動該反射器《該反 射器66包含二個液壓缸,但該液壓缸的詳細圊示 在本發明中省略’因為該液壓缸與第2圖中所顯示 之48a舆48b的第一液壓缸與第二液壓紅相同。 該支撐器以直立形式備置,並圍著該加熱構件 40。支撐器48的數目應該根據該反射器46的形狀 而決定’但必須超過二個。此外’該支撐器48數 目的決定時*最好是應該避免薄膜形成過程中所需 之氣體源流動。該分開的支撐器48含第一與第二 液壓缸48a與48b。第一液壓缸48b連結到該驅動 器50 ’其位於該室38的底部之下,以引導該液壓 缸48b。第一液壓缸48a的接觸部分與該室底部緊 密的結合’以免該室38中的壓力改變,即使是當 該室中的氣壓到達0-10·7托。第二液壓缸48b的一 端透過該第一液壓缸48a連結到該驅動器50,以 接收該驅動器50所產生的驅動力,而第二液壓缸 48b的另一端連結到該反射器46的二端。 因此’可上下移動該反射器46,到一個面對該 晶囪載荷區43的位置,利用該驅動器50。也就是 說’該反射器可介於該喷頭52與該晶圓(W)之間的 11 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐) -------------· ί I I I I I 訂 — {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智te財產局wk工消費合作社印製 469 494 A. ----B7 五、發明說明(9) 適當位置’在該晶園上薄膜物質形成的過程(例如, 一個絕緣層或一個導電層),如第2圖之實線顯示。 由於該室38中的氣壓非常低,在〇-1 〇_7托的範 圍内,在該薄膜形成過程中,從該噴頭52發射出 的該氣體源可容易的到達該晶圓(W),在沒有任何 干擾的狀況下’即使該反射器46位於噴頭52與該 晶圓j(W)之間。然而,當該反射器46與該晶圓(VV) 之間的距離很短時,該反射器46可影響該氣源供 應。因此,該反射器46的位置應該在考量這樣情 況下決定,以達到二者之間最短的距離》 在薄膜物質形成之後的熱處理步驟中,如第2 圖之虛線所顯不的’該反射器4 6降低到一個較低 的位置,其比該薄膜形成位置還低,因此,該晶圓(W) 與該反射器46的距離可以盡可能的縮小。 如此一來’該晶圓溫度可升高到熱處理所需要 的一個溫度’並且在整個表面均勻的分散,即使是 沒有額外的加熱過程。此外,該反射器46位於該 晶圓載荷區域43之上,因而避免微粒子(p)從室壁 中掉落,沉積在該晶圓上(W)。 元件編號54顯示一個排氣口用以洩出薄膜物質 形成過程中所產生的副產品,該排氣口 54連結到 泵56。較好的是’該泵56是動力泵。或者,任何 型態的泵都可以使用’以回應該室中的壓力狀況或 過程狀況。元件編號57顯示連結到一個轉移晶圓 12 本紙張尺度適用中回國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐)
If n n ί - I— kt I 1 I I It ftf 訂*------線 - * f (請先flair背面之;it事項再填寫本頁) A7 A7 五、發明說明($ B7_____ 的晶圓入口。 第^實施例: 在本實施例中,支撐器與驅動器的位置不同於 第—實施例。請參看第6圖,該驅動器70位於室39 中’與第一實施例不同。反射構件80包含反射器82 與支撐器84 ’與第一實施例相同。該支撐器84透 過該-室罩連結到驅動器70。 也就是說,相較於第一實施例,該驅動器7〇的 位置與支撐器84成相對方向。該支撐器84包含第 —液壓缸84a,其作為導管,與第二液壓缸84b, 其透過第一液壓缸84a連結到該驅動器70,以供 應驅動器所產生的驅動力到該反射器82。該支撐器 84位於該喷頭52的周圍。該支撐器84最好是對 稱地安置在該喷頭52的周圍,因此從該喷頭52所 嗜出的氣想源不會影響到其流動,並且是均勻的分 散在該晶圓(W)上。 在薄膜形成過程中,該驅動器70的操作與第一 實例相同。同樣的,不同的型態的反射器82也可 以像第一實施例中的一樣。 該反射器中的物質最好是有高度的反射效力, 並且不會改變形狀或特徵,也不會在過程中產生任 何雜質。 上述詳細的說明並不會限制本發明的保護範 圍’但藉著較佳實施例應該可以更清楚的了解《例 13 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公« ) -------------裝-----丨丨訂---------線 C請先閱讀背面之注-t事項再填寫本頁} 經濟部智慧財A局員工*消费合作杜印製 4 6 9 4 9 厶 a: B7 五、發明說明(4 如,熟悉技藝者可應用任何其他的支撐器結構,或 其他任何沒有馬達的驅動器,或者可左右也可上下 移動的反射器,其可不同於以上的發明說明。此外, 熟習技藝者可考慮利用一個反射器,其有一個曲面 鏡。根據以上不同型態的實施例,本發明之保護範 圍應該根據以下的申請專利說明的技術精神而決 定,—而不是上述的實施例》 如以上所述,根據本發明之薄膜形成裝置,其 中備置有反射構件,用以反射該感受器對晶圓發射 的熱能’進而在薄明形成過程中,避免任何雜質沉 積在晶圓上。此外’在熱處理過程中,晶圓的溫度 可直接加熱到一個穩定的溫度,而不必要多餘的加 熱過程,並可以均勾的分散在晶圓的整個表面上。 另外’在達到穩定的溫度之前’任何溫度控制都是 不需要的,即使必要,也只需要非常短的時間,以 便增加半導體設備的生產力。 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 -線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公龙)" 一丨丨圓.丨· 五 Λ 經濟部智慧財產局員工涓費合作社印製 A7 _B7 、發明說明(θ 元件標號對照表 10 室 56 泵 16 感受器 57 入口 18 喷頭 58 反射構件 20 晶圓載荷區域 60 反射器 22 加熱器 62 支撐器 24 -晶圓 64 反射器 26 泵 66 支撐器 28 出口 70 驅動器 30 出入口 80 反射構件 32 微粒子 82 反射器 38 室 84 支撐器 39 室 84a 第一液壓缸 40 加熱構件 84b 第二液壓紅 42 加熱器 P 微粒子 43 晶園載荷區域 W 晶圓 44 反射構件 HI 熱島效應 46 反射器 48 支撐器 48a 第一液壓缸 48b 第二液壓缸 50 驅動器 52 喷頭 54 排氣口 15 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 469 49 A g _______DS 六、申請專利範圍 1. 一種薄膜形成裝置,其包含: 一個晶園加熱構件,其上部分有一個晶圓載荷區 域; 一個喷頭’其定位於晶圓載荷區域的相對面部分, 當晶固載入時,用以對晶圓表面喷射出一氣體源; 一個反射構件,其定位於喷頭與該加熱構件之間, 用以反射從該加熱構件中對晶圓載荷區域放射的 熱能;以及 一個泵構件’用以控制室中的氣壓,該室中備置 有該晶圓加熱構件、該噴頭與該反射構件,用以 將在室中產生的副產品排放到外面。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置,其中該反射構件 包含一個反射器,其面對該晶圆載荷區域,與一 個支撐器,其用以支撐該反射器。 3·如申請專利範圍第1項之裝置,其中該反射器有 一個反射的扁平板,其面對該晶圓載荷區。 4. 如申請專利範圍第2項之裝置’其中該反射器是 一個半球形,其有面對該晶圓載荷區的_個凹面 鏡。 5. 如申請專利範圍第2項之裝置,其中該反射器可 上下移動。 6. 如申請專利範圍第5項之裝置,其中該可移動之 皮射器透過該支撐器,連結到該室底部下的驅動 器。 16 本紙張尺度適用中國國家棵準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) f跨先fiiltl背面之:i意事項再填寫本頁} 訂- AS BS C8 DS 六、申請專利範圍 7.如申請專利範圍第5項之裝置,其中該可移動之 反射器透過該支擇器,連結到一個室頂上的驅動 器。 8’:申凊專利範圍第5項之裝置’其中該支撐器包 3 ·第-液壓k,其一端連結到該驅動胃;第二 液壓缸,其透過該第一液壓缸連結到該驅動器’ 用以接收從該驅動器產生的驅動例,並且其另一 端連結到該反射器。 9.如申請專利範圍第2項之裝置,其中該支撐器被 對稱地安置於該加熱構件或該喷頭周圍。 --------------裝--- (诗先閱讀背面之;i意事項再填寫本頁} 丨線 經-邹智慧財產哥員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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