TW492077B - View port of a chemical vapor deposition device for manufacturing semiconductor devices - Google Patents
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Description
492077 ^_I_I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π A7 B7 發明說明(1 ) 本發明之背景 1發明之技術領域 本發明係有關於一種用於製造半導體元件之化學蒸汽 沈積裝置。更特別的是,本發明係有關於一種化學蒸汽沈 積裝置之觀察口,其允許自製程室外觀察化學蒸汽沈積製 程。 2·相關技藝之說明 化學蒸汽沈積法(CVD)係為一種以一化合物塗佈晶圓 表面之製程。CVD系統係區分為大氣壓力CVD系統、低壓 CVD系統、及高壓CVD系統,其係依於製程進行期間其所 使用之壓力而決定。 此外,電漿增強CVD (PECVD)係為一種低壓沈積製 程’其中由輝光放電所產生之氣態中性分子係由高速電子 所衝擊,藉此分解分子且形成電漿狀態。在電漿分子與其 等材料之化學反應下,電漿分子係沈積於基材的表面上。 如第1圖示,PECVD裝置需要一對電極i、2以形成電 聚。電極1、2係被供給咼頻能量,以藉此自填充於製程室 3中之氣態分子產生電漿。而後,電漿分子係沈積於晶圓4 表面’該晶圓係支撐於製程室3内。 電極1、2係用以形成製程室3的壁並放射出高頻能量。 電極2亦於其間界定出開口,於此設置多個觀察口 5。此等 觀察口 5係配置於同一高度或高於支撐於製程室3内的晶圓 4位置。觀察口 5係由透明材料所製成。特別的是,觀察口 包括一透明材料之窗玻璃片5a (此後係僅指,,窗”),其允許 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公复) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線! -4- 492077 五、發明說明(2 使用者看見製程室3内部,且 行的資訊。 错此獲得有關PECVD製程進 PECVD裝置亦包括_ * 3必須永遠含有_固定量的二口 6 :於PECVD中,製程室 之任何氣體係經真* 口6 :。製程室3中超出固定含量 k異工口 6而排出製 亦可允許該因製程所產生至卜、、、口果真空口 6 排出室外。 之雜質與過多之製程氣體-起被 該經真空口 6排出的雜曾 產生的聚合物。然而,大部= 一些於電漿形成時所 :=。此等聚合物—般係於清潔製程中由電極心 移除。聚。物亦會沈積於觀 2的表面溫度係因1等由= 的内表面。窗“與電極1、 ,、寺由不同材料所製成而有差異。因此, 心的内表面係比電極卜2的内表面沈積有更多的聚合 最後聚σ物係自窗5a的内表面剝落而落在晶胃U, 而造成製造過程失敗。 此外’沈積於透明窗5a内表面上的聚合物係使其益法 看見製程室3的内部。 、〆 為了避免聚合物黏附至觀察口之窗的内表面或於聚合 物黏附至表面時移除之,日本專利公開案Ν〇·Η_ί3· ° 050723係提出使用一合金導線加熱該窗或使用一可將乾 暖空氣導至該表面的構造。日本專利公開案No. Hesei8. 246148係揭露一由丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、 聚碳酸酯樹脂或聚醯胺樹脂所製成之透明的窗,其可抵抗 聚σ物黏附於其上的傾向。此外/,日本專利公開案N〇 _ 本纸張尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規格(2】〇 X 297公爱 492077 A7 B7 五、發明說明(
Hesei U-204294係揭示一設置於觀察口之窗上的加熱器, 以避免雜質堆積於窗上。然而,使窗與合金導線或一氣體 導引構造整合係相當困難。此外,合金導線與加熱的氣體 反而更快地弄髒該窗子,而難以看見製程室3内部。 薄 曰本專利公開案No· Hesei 9-196059係揭露一以特夫 綸(Teflon)(氟系列之組合物)或抗熱橡膠所塗佈之透明 窗。於窗上設置一抗腐餘材料係可保護窗,但無法用以避 ^聚合物黏附至窗上,或用於當聚合物黏附至窗時移除該 聚合物。另-方面,對-可用於避免聚合物黏附至窗之 必 膜的需求係較為難難的,如該薄膜必須為一透明材料且 須為耐高温的。 本發明之概述 β二本:明之目的係在克服前述習知技藝之相關的技術問 題詳"之,本發明之目的係在提供一經濟且有效之觀察 2 ’藉此可完全地觀察製程室内部,且藉此可防止熱經由 窗而散失’故藉此可抑制聚合物黏附至窗表面的傾向。 該 該 蓋 的 /為達成此-目的,本發明之化學蒸汽沈積裝置的觀察 口係包括-托架,其係自製程室的外側突出而延伸圍錶一 形成於電極内之開口,該電極係用以作為製程室的壁? 托木,、有通過其自身之開口、一由托架所固持之窗, 窗係藉由-Ο型環所抵靠、一用於罩蓋該托架之開口的 子,該蓋子之一側係以一鉸鏈連接至托架的一側,蓋子 另側係糟由-¾¾鎖構件而可分離地連接至托架,藉此蓋 本紙張—用 五、發明說明(4) 子係可於開啟及關閉位置間移動,且預防熱散失部件㈣ 盍子一體成型,以防止於窗之位置的熱散失。 、 “該預防熱散失部件可為—熱絕熱材料本體,其係附接 至i子或製成蓋子的-部分。該預防熱散失部件亦可含有 -加熱構件,諸如加熱電阻元件或暖空氣管,丨等係與窗 分立但置放於接近窗的前表,且與蓋子一體成型。當 蓋子打開時,該預防熱散失部件係移動遠離該窗之前表田 面,而使之可觀察製程室的内部。然而,於沈積製程期間, 當蓋子關閉時’該預防熱散失部件係靠近窗的前表面且用 以維持窗的高溫狀態。當窗維持在高溫時,於沈積製程期 間所產生之雜質係不會附著於窗上。
圖式簡要説明 I 本發明之此等及其他目的、特徵及優點將藉下列之詳 細說明及所附隨之圖式而更易了解:
濟 部 慧 財 產 局 合 作 社 印 製 第1圖係為一用於製造半導體元件之習知技藝之化學蒸汽 沈積裝置的截面圖; 第2圖係為習知技藝之化學蒸汽沈積裝置·:之觀察口的放大 截面圖; 第3圖係本發明之一具體實施例之化學蒸汽沈積裝置之觀 察口的放大戴面圖; 第4 A及4B圖係各自為本發明之另一具體實施例之化學蒸 汽沈積裝置之觀察口的放大截面圖; 第5圖係為本發明之又一具體實施例之化學蒸汽沈積裝置 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) 五、發明說明(5) 之觀察口的放大截面圖; 第6A及6B圖係各自為本發明之再一具體實施例之化學蒸 汽沈積裝置之觀察口的放大截面圖。 較佳具體實施例之詳細說明 第3圖係顯示本發明之用於製造一半導體元件之化學 蒸汽沈積裝置的觀察口。於此圖中,數字丨〇係指一第二電 極,其亦可作為製程室3的壁。 曰曰圓可女全地置於製程室3的第一電極上。該第二電 極10係在高於該支撐於第一電極上之晶圓高度位置處界定 一開口或一貫通孔11。該貫通孔Π具有一預定尺寸,其足 以自外側觀察製程室3的内部。一透明的窗玻璃片3 〇 (此 後係僅指”窗”)係覆蓋貫通孔丨丨。一 〇型環3丨係於窗3〇及第 二電極10間提供一密封性。 窗30—般係由石英或青玉所製成。另一方面,〇型環 31係由橡膠或特夫綸所製成,且除了作為一密封件外,亦 可用以防止窗30的破裂或傷害。 固疋至忒第一電極1〇的托架2〇係使窗3〇固定於貫通 孔11的位置處而壓制該〇型環3丨。該托架2〇具有一孔洞 21 ,其通過自身且與窗30排成一直線,該孔洞以具有一比 由30小的直徑,但其係仍足以允許透過孔洞2丨及透明的窗 3〇而觀察製成室3的内部。如本發明,一預防熱散失部件 係設置於托架20之孔洞21内,以熱隔離製程室的外部與内 部,藉此防止製程室3内的熱能經由透明窗3〇而散失。 492077 五、發明說明(6)
· I I · I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 邊濟部^慧財產局員工消費合作社印製
詳言之,於第3圖的較佳具體實施例中,一罩蓋部件4〇 係覆蓋托架20的孔洞21。於罩蓋部件40的一側係鏈接至托 架20的相對側。罩蓋部件40的另一側係藉由一閉鎖構件 41 (諸如機械螺絲)分離式地連接至托架2〇的另一側。 該預防熱散失部件係包含一熱絕緣部件5 〇,其置於托 架20的孔洞内,即如配置於透明窗3〇及罩蓋部件4〇之間。 熱絕緣部件50係在窗的前表面處與透明窗接觸。該熱絕緣 部件50較佳係由一具低熱傳導性之熱絕緣材料所製成,諸 如一以矽為基礎的材料或一由玻璃纖維、石棉或以橡膠為 基礎之纖維的材料。該熱絕緣部件5〇較佳亦具有一大於〇 ! mm的厚度。 ty
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I 本紙張尺度朝㈣國H?TSTs)A4規格⑵〇 x 297公爱7 492077 五、發明說明( 施例中’ 一形成製程室3—壁之第二電極10亦具有一貫通 孔11 托架2 〇係繞該貫通孔11而延伸,且一透明窗3 〇係 在貝通孔11之前方處,被夾置於托架2〇及〇型環31之間。 然而,於此具體實施例中,該罩蓋部件4〇本身係具有 一互補該托架2〇之開口的形狀及尺寸。因此,該罩蓋部件 40係配置於托架2〇的開口内,而非整個開口處。該罩蓋部 件40係包含一主體以及一由熱絕緣材料51所形成之熱絕緣 部件,該部件係包埋於主體内。罩蓋部件4〇之一側係鏈接 至托架20的-側,同時,罩蓋部件4()的另一側係藉閉鎖構 件41 (諸如一常見的閂鎖)分離式連接至托架加的另一側。 於此具體實施例中,除了以熱絕緣林料51製成外係 可;透月® 30中包埋一由分離式控制器所控制之加熱構 件’以限制熱散失的量。 線 濟 部 社 印 第6A及6B圖係說明本發明之又一具體實施例。於此 具體實施例中,該預防熱散失部件係包含一加熱構件6〇, 該加熱構件係設置於罩蓋部件4G的本體内。該由加熱構件 所供應之熱量係可由_外部控制輯控制。於第从圖所 丁之内令觀之’該加熱構件係為—加熱電阻線。該加熱電 阻線係連接至-外部控flj||61,而使得藉此所產生之熱量 可受調節。於第6B圖所示之肉六伽> 固所不之内谷觀之,該加熱構件60係 為一暖空氣通道。該通道係連接 . <货逆接至一外部加熱器52及鼓風 器53,以使得暖空氣可被引入蓋4〇中。 現在將詳細揭露本發明握 乃之钿作方式。該製程室3係充 滿氣體,且該第一電極(於i /、上有很多晶圓被支撐)係供給 本紙張尺度_巾關y鮮(CNS)A4祕 -10- 492077 A7 B7 •經’ 濟 部 -智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明(8 ) 一高頻能量。該氣體係轉成電漿,其等之分子係沈積於晶 圓上。於電漿沈積製程期間,該製程室3之内部係維持在 非常高的溫度下。此時,於製程室内係會產生大量的雜質, 如·’聚合物"顆粒,且該聚合物係沈積於透明窗3〇之内表面 以及第一及第二電極之内表面上。 然而,該透明窗30之觀察口 5係被預防熱散失部件所 覆蓋’且該罩蓋部件40係完全蓋住托架2〇内的孔洞2丨。雖 然無法由外部看到製程室3的内部,但係可避免該製程室3 内經透明窗30而傳導之熱能散發至周圍環境之製程室的外 側。因此,該透明窗30係維持在一高溫狀態,且因此,該 聚合物不會成功地黏附至透明窗3〇上。 此即,甚至於濃程室3内所產生之聚合物的顆粒漂浮 在窗30上,該窗30係維持於高溫下,而使得顆粒無法附著 於上。因此,大部分的顆粒將自窗3〇移除,且於自製程室 3移除過夕之製程氣體過程期間,該大部分之顆粒可透過 真空口而排除。 假若一操作者需要任何有關於製程室3内之狀態的資 5孔,可藉鉸鏈而簡便開鎖該罩蓋部件4〇且將罩蓋部件4〇自 關閉位置移至開啟位置。當該罩蓋部件4〇被移至開啟位置 (如第3及5圖之虛線)時,該預防熱散失部件係自透明窗3〇 移除,藉此可透過孔洞21及透明窗30看見製程室3的内部。 如本發明,可防止於PECVD製程期間所產生之熱能 及經觀察口之窗所傳導之熱能藉熱絕緣部件而散發出窗 外,該熱絕緣部件係置放靠近窗的前表面。同樣地,一作
-------------^--------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 492077 A7 -------— B7_____ 五、發明說明(9 ) 為熱絶緣部件之取代件或補充件之加熱構件係設置靠近窗 的月j表面,以避免窗之前表面及背面間所產生之明顯的溫 度差異。 … 舰 因此,可避免於窗位置處的熱散失,該窗可維持於一 尚溫狀態且可防止聚合物顆粒黏附至製程室内之窗的背 面。再者,可避免窗子受污染,且可藉由打開蓋子並經由 ®而簡便地觀察製程室的内部,以及降低所需之清潔操作 的次數。 雖然本發明及其等之某些較佳具體實施例係已描述於 上,但對於較佳具體實施例之各種變化及改變將為熟於是 項技藝者所明瞭。因此,此等變化及改變係視為落於由所 附隨之申請專利範圍所界定之本發明真正的精神及範疇 内。 元件標號對照表 ----------« I.--^ ------I ^---— — — — — — --AWI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 卜: 2 電極 3 製程室 4. 晶圓 5 觀察口 5a、 30 窗玻璃片(即窗) 6 真空口 10 第二電極 11 貫通孔 20 托架 21 孔洞 31 〇型環 40 罩蓋部件 41 閉鎖構件 50 熱絕緣部件 51 熱絕緣材料 52 鼓風器 53 加熱器 60 加熱電阻構件(加熱構件) 61 外控制
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Claims (1)
- 492077 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2. 一種化學蒸汽沈積裝置之觀察口,該化學蒸汽沈 積裝置係用於製造半導體元件,且該裝置具有一 對電極,其電極之一係用以作為該裝置之製程室 的壁且其具有貫通孔,該觀察口具有·· 一托架,其係突出於該室外側之電極之一的 土表面且圍繞該貫通孔而延伸,該托架係界定一 與該貫通孔成一直線之開口; 一透明材料的窗,其設置於該托架開口與該 貫通孔間且藉托架而壓制抵靠該壁; 一環形密封件,其係沿該貫通孔而延伸,該 環形密封件係設置於該窗口與壁之間並提供一密 封性; 一设置至該托架的蓋,使之可於一關閉位置 及一開啟位置間移動,該關閉位置係為該蓋完全 封閉該托架開口之位置,而該開啟位置係為該開 口暴露,而使之可透過該窗而觀察該室之内部時 的位置;以及 預防熱散失部件,其等係與該蓋一體成型, 以在藉由該裝置進行沈積製程期間用於維持該蓋 的溫度,當該蓋位於關閉位置時,該等預防熱散 失部件係藉由該蓋而置於靠近該窗口之一前表面 而面向該室的外部,當該蓋位於開啟位置時,該 等預防熱散失部件係配置遠離該窗口。 如申請專利範圍第1項之化學蒸汽沈積裝置的觀察 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -a· --線· &狀· τ _ 家標準(21Q x 297 ^iT •13- 4920773· 4. 5· 應濟部含慧財產局員工消費合作社印製 口 ’共甲該專預防熱散失部件係包含絕 料之本體。 %材 如申請專利範圍第1項之化學蒸汽沈積裝置的觀察口’其中該預防熱散失部件係包含-加熱構件,、 如申請專利範圍第1項之化學蒸汽沈積裝置的觀察 口,其中該加熱構件係為一加熱電阻線。 一種化學蒸汽沈積裝置之顴致 衷置之觀察口,該化學蒸汽沈 積裝置係用於製造半導體元件,且該裝置具有—對電極’其電極之一係用以作為該裝置之製程 的壁且其具有一貫通孔,該觀察口具有: 一托架,其係突出於該室外側之電極之—壁表面^圍繞該貫通孔而延伸’該托架係界定 與該貫通孔成一直線之開口; -透明材料的窗,其設置於該托架開口與 貫通孔間且藉托架而壓制抵靠該壁;%形岔封件,其係沿該一電極之外壁表 之貫通孔而延伸,該環形密封件係設置於該窗 與壁之間並提供一密封性; 一突伸於該托架開口上的蓋,該蓋係設置 該托架’使之可於一關閉位置及一開啟位置間 動省關閉位置係為該蓋完全封閉該托架開口 位置,而該開啟位置係為該開口暴露而使之可 過該窗而觀察該室之内部時的位置;以及 室 的 該 面 〇 至 --------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 一分立且接觸該蓋之熱絕緣材料的本體,經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C8 --------- —_g8 _ 六、申請專利範圍 本體之尺寸係符合該托架之開口,且當該蓋位於 關閉位置時,該熱絕緣材料的本體係配置於臨近 該窗口之前表面的開口而面臨該室的外部,以防 止熱經由窗而散失,而當該蓋位於開啟位置時, 該熱絕緣材料的本體係藉該蓋而配置遠離該窗 Ώ 〇 6. 如中請專利範圍第5項之化學蒸汽沈積裝置的觀察 口,其進一步包含一加熱構件,其係置於該熱絕 緣材料本體之内。 7. 如申請專利範圍第6項之化學蒸汽沈積裝置的觀察 口,其中該加熱構件係為一加熱電阻線。 8. 如申請專利範圍第6項之化學蒸汽沈積裝置的觀察 口,其中該構件係為一暖空氣通道,該通道係於 该熱絕緣材料本體内延伸。 • 種化予瘵汽沈積裝置之觀察口,該化學蒸汽沈 積裝置係用於製造半導體元件,且該裝置具有一 對電極,其電極之一係用以作為該装置之製程室 的壁且其具有貫通孔,該觀察口具有: 一托架,其係突出於該室外側之電極之一的 差表面且圍繞泫貫通孔而延伸,該托架係界定一 與遠貫通孔成一直線之開口; 一透明材料的窗,其設置於該托架開口與該 貫通孔間且藉托架而壓制抵靠該壁; 一%形密封件,其係沿該一電極之外壁表面 本紙張尺度適用中咖冢標準(CNS)A_4規格(21G χ 297公楚) -----—r — 11---—訂 ---!ί·線-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- 六、申請專利範圍 六、申請專利範圍^濟部-%0慧財產局員工消費合作社印製 之貝通孔而延伸,該環形密封件係設置於該窗口 與壁之間並提供一密封性; —一具有_互補該托架之開口的形狀及尺寸的 :乃該蓋係架設於該托架處,使之可於—關閉位 置及一開啟位置間移動,該_位置係為該蓋完 :佔據該托架開口且接觸該窗之前表面而面向: 室之外部的位置,而該開啟位置係為該開口暴露, 而使之可透過該窗而觀察該室之内部時的位 以及 ’ 該蓋係含有熱絕緣材料,以使得當該蓋位於 奇閉位置時,5亥熱絕緣材料鄰近該窗之前表面, 而避免經由該窗的熱散失。 種化學瘵汽沈積裝置之觀察口,該化學蒸汽沈 積裝置係用於製造半導體元件,且該裝置具有一 對電極,#電極之一係用以作為該裝置之製程室 的壁且其具有貫通孔,該觀察口具有: 一托架,其係突出於該室外側之電極之一的 壁表面且圍繞該貫通孔而延#,該托架係界定一 與該貫通孔成一直線之開口; + -透明材料的窗,其設置於該托架開口與該 貫通孔間且藉托架而壓制抵靠該壁; %形密封件,其係沿該一電極之外壁表面 之貫通孔而延# ’該環形密封件係言免置於該窗口 與壁之間並提供一密封性; 本紙張標準(CNS)A4規格(21〇 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、申請專利範圍 —一具有一互補該托架之開口的形狀及尺寸的 盖,該蓋係架設於該托架處’使之可於一關閉位 广開啟位置間移動’該關閉位置係為該蓋完 全佔據該托架開口且接觸該窗之前表面而面向該 室之外部的位置’而該開啟位置係為該開σ暴露, 而使之可透過該窗而觀察該室之内部時的位置; 且 該蓋包含一加熱構件,以使得當該蓋位於關 閉位置時,該加熱構件鄰近該窗之前表面,而避 免經由該窗的熱散失。 11 ·如申明專利範圍第·! 0項之化學蒸汽沈積裝置的觀 察口 ’其中該構件係為一加熱電阻線。 12·如中請專利範圍第1〇項之化學蒸汽沈積裝置的觀 察口,其中該構件係為一延伸於該蓋内之暖空氣 通道。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) I—.—1-------^---------^—Ϊ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -17-
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