TW514683B - Distribution plate for a reaction chamber with multiple gas inlets and separate mass flow control loops - Google Patents

Description

514683 A7 B7 五、發明説明 經濟部中央標準局員工消費合作社印犁 ，之 例蒸方半反積。作 術的唯 ，·或基當該基而 室盡 舉學路在有澱層或 技料，次空達適過與熱 應耗 。化電料具氣Γ塗壁 刻材體其真到能越氣加 反體 面用體材置蒸之障 蝕氣氣。份是不度蒸片 之氣 方使積似裝學擦之 和蒸種料部慮驟厚學基 刻中 用，和類學化摩散 積或一材在考步膜化、將 蝕室 應別置他光用少擴 澱氣或體能要一薄是常 乾應 種特裝其使採減生 氣'蒸氣液可重此勻驟時 及反 各。體及而，或産 蒸供蒸或驟個的均步 。 積等 於件導矽積面度而 學提種體步一法不一膜 澱此 用組半化澱方硬積 化，一固送，方或下薄 氣止 利電造氣氣用加澱 ，先是用輸中該律。刻 蒸防 術造製二蒸應増氣 C知首常利中驟果一件蝕 -學上 技製在的學槭生蒸蝕周，通可其步如不零個 3 化質 刻來術層化機産用腐所驟源則，送。生之一 -於實 蝕術技各用在或使或眾步來，上輸性産陷積 關於 及技刻刻利。，，化面鑛的化片在勻能缺澱 偽關 積等蝕蝕亦層層面氯方連料氣基。均可有生 般傜 澱此燥或 C塗塗方抗藝的材其至行的則生産 d 一 ， ci氣用乾積上射性用對技列氣將送進率，産而 d 明之置 f 蒸使和澱片反磨應層項条蒸先輸;φ速制旦應 之|發言裝2學，積來基抗耐學護該一。首料空< 的控。反 1本確進1化言澱，體或生化保如括源果材真上以Η之 發明增1 而氣一，面導射産在為 包來如將高片加基片 (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 )八4規格（210X 297公釐） 514683 A7 B7 五、發明説明（2 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 應積 較勻的予嚴 可時於 刻的此焦反之了配 和表 反澱 如均度央愈¢,性踣小 蝕同。或換法為分 積的 。而 ，不程中來 f 勻電有 或不刻板更方，體 澱片 法應 }致同的愈0Π1均體具 積用蝕配要別此氣 氣基 方反BH導不片得30不積或 澱利或分需恃因變 蒸過 該起Ηθ可由基變過等及置 膜是積體為種。改 學越 於上iH盡經近響超此體裝 薄式澱氣因一法須 化將 利面is耗常接影或的導之 勻方膜確驟合方必 合法 便表 S體時刻種近刻半能 均決薄正步適的人 適方 以Η5*氣性蝕此接蝕造功 不解勻之此，外用 供此 藉基$1是則，，徑或製揮 上類均法 C外另使 提， ，在 於別規時徑直積於發 面此不方貴另於，。在法 率及 用特不較直其澱，能 表種償別昂。合用間的方 I 應面 。0,，等比之，膜言不 片一補特此時適法時目和 4 反表面5響此相片片薄而致 基。來合因耗不方機個置-之片表(^影。緣基基。例導。於式環適而極能同停一裝 氣基該中之面邊加片箸舉可能對方點找時故可不貴的進 蒸之刻統同表與增晶顯 c性功供決焦尋耗，板供昂明增 於熱蝕条不的當著S1別題則之提解或：為體配統致發種 對加或片 ，Η 或隨用恃問規果ii種板即極硬分条導本一 片經膜晶及基積 C採 _ 種不結技各配點能之體同這，之 基過薄單述過澱示當影各等宜前之分缺可中氣相而此刻 加流個在所越膜顯 C種致此適先題‘體驟環室當用，因練 增物一 早性薄以重此導，最 問氣步點應適使板 乾 (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（210X 297公釐） 514683 A7 B7 五、發明説明（3 ) 而所澱積之薄膜的不均勻性減至最小而作此，不須使用 聚焦之璟且不須改變氣體分配板。 發im . 本發明是用以分配反應物氣體越過經安裝在反應室中 之基片之裝置。可使用該裝置在化學蒸氣澱積和乾蝕刻 等方法中。該裝置實質上補償蒸氣澱積和在由於氣體耗 盡所造成之晶Η邊緣上蝕刻的不均勻性問題。將具有延 伸通經其中之許多孔徑之一個氣體分配板連接至反應 室的内部表面。將至少一値氣密間壁配置在氣體分配板 的表面與該室之内部表面間。該間壁分福該板與反應空 間之空間成為各個氣體分配區。將一條氣體輸入管線連 接至每一氣體分配區。每一氣體輸入管線具有至少一個 質量流控制器，此控制器調節氣體之流動至每一氣體分 配區。利用此等質量流控制器來保證化學蒸氣澱積或越 過基片表而之蝕刻的均勻速率。

圖1·之』IJULiL 為更了解本發明，請參考以下配合附圖所作之具體實 施例説明，其中： 經濟中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖是本發明化學蒸氨澱積和蝕刻裝置的截面圖； 及 第2圖是本發明化學蒸氣澱積和蝕刻裝置的氣體分配 板的頂視圖。 本 之 ϋ 請參考第1圖，此圖顯示本發明的化學蒸氣澱積或 > -5 - 本紙張尺度適用中國國家標举（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 514683 A7 B7 五、發明説明（4 ) 乾蝕刻裝置1 0。如該項技藝中眾所周知，經常需要在部 份真空或高真空中實行化學蒸氣澱積和蝕刻。因此，該 裝置包括一個反應室1 2 ,具有由強固，剛性材料所構成 . 之室壁14，可將其油空至較低之大氣壓。在需要部份或 高度空的那呰應用方面，將真空泵1 6連接至室1 2的内部 。為了容易進入反應室内部，設置一可移動之門或便門 18。將該門18經由一個夾緊構件20牢固緊固至室壁14上 。將真空密封22定位在門18與室壁14間來保證室12傺氣 密而能夠抽空。可設置一値觀察窗23而容許與室之内部 目視接觸。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 請參考第2圖連同第1圖，設置氣體分配板24,其傺 經由繫固器例如，螺釘，鉚釘或其他附著設傭予以附著 至蒸氣澱積室12的任何内部表面上。如第1圖的較佳具 體實施例所述，將該氣體分配板24附箸至室12的門18内 部表而上，但是可將其附著至該室的另外的表面上。在 所示之具體實施例中，將緊固器26通過緊固器孔28而放 置在氣體分配板24上及附著該氣體分配板24至門18上。 該氣體分配板24是一個大體上平坦構造，具有頂表面和 底表而。在較佳具體實施例中，該氣體分配板2 4是圓形 ，$基於該室的幾何學，可能是長方形或任何其他形狀 。該氣體分配板2 4具有許多孔徑3 0 ,穿透氣體分配板2 4 。第2圖顯示將各孔徑3 0配置成為一条列的同心圓圏， 但是其他排列惟，越過基Η 44提供所需蒸氣的其他配 置亦在本發明的範圍以内。將一氣密間壁3 2配置在氣體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） 514683 A7 B7 五、發明説明（5 ) 分配板2 4的頂表面與反應室門1 8之内部表面間。該間壁 3 2界定兩個氣體分配區3 4 , 3 6。在第1圖中，兩條虛線 描述兩個氣體分配區34與36間之分隔。雖然第1圖顯示 „ :創造兩個氣體分配區34與36之一個間壁32 ,但是亦考 慮，可以設置許多間壁，藉以創造三個或多個氣體分配 區。在較佳之具體實施例中，該間壁採取橡膠〇形璟的 形式，但是其他型式的間壁構造亦屬可能c舉例而言， 經者慮··可將間壁32 —體模製入氣體分配板24中。而且 ，間壁不須是圓形。可使用其他形狀之間壁，只要其確 保越基片的反應速率均勻來分配氣體即可。由於保證適 合化學蒸氟，澱積方法之薄膜的均勻生長率及乾蝕刻方法 的均勻移除率，故反應速率必須均勻。反應的均勻速率 傺經由以均勻分佈方式，分配氣體越過基Η 44,在理想 狀況下予以産生。然而，由於各種因素，例如不均勻溫 度或壓力梯度，故須將氣體以不均勻分佈方式分配越過 基 Η 4 4。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 氣體管線38與40通經門18而入反應室12中。將每一氣 體管線38和40的一終端連接至氣體分配區34與36之每一 者上。因此，應了解：每一氣體管線38和40供應蒸氣至 每一氣體分配區3 4與3 6。如果設置不止一個間壁3 2 ,則 經考慮：可設置兩條以上之氣體管線。在任何情況下， 將氣體管線38和40的其他端連接至蒸氣源43,這可能是 氣體的一値金屬罐或化學蒸氣的其他適當來源。 將質量流*控制器，如第1圖所示，以參考數字4 2示之者 -7 - 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 514683 A7 B7 五、發明説明（6 ) 律接至毎一條氣體管線38和40。此等質量流控制器42是 典型習知閥而可機械式，電子式或氣動式操作。將每一 値質景流控制器42連接至至少一値控制環路46,操作它 來選擇性開或閉此等質量流控制器4 2。因此，使用此等 質鼉流控制器42來調節氣體流經每一氣體管線38和40。 因此，此等質量流控制器42調節氣體流動至每一個氣體 分配區34與36。如果欲將一種型式的氣體澱積在基片上 則設置一個質量流控制器42供每一氣體管線38和40用。 另種方式，如果欲將數種不同氣體供應來澱積或乾蝕刻 在基片上，則可設置數個質量流控制器42。 本發明的化學蒸&澱積和蝕刻裝置之操作如下。將一 個晶片，基Η或工作件44引入反應室22中並關閉該室。 若須要採用真空泵16來降低反應室22内之大氣壓。提供 蒸氣源43，並予以連接至各質量流控制器42。在蝕刻過 程中，蒸氣典型是 Ar,BCl3 ,C12，CF3 Br,CHF3 ,CF4 , Λ\ C 2 F β , C a F 8 , CO, CC 1 4 , HC 1 , HBr , HF 3 , 0 2 W, 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) S F 6，但可考慮其他蒸氣（氣體）。蒸氣流經氣體管線3 8 與40及通經氣體分配板24之各孔徑30。將各質量流控制 器42使用控制璟路46予以選擇性控制來調節蒸氣之流動 入每一個氣體分配區34和36中。 蒸氣流過晶片，基片或工作件.44上及在或接近基Η的 表而起反應。為了産生均勾之反應速率越過基質44之表面， 使用質量流控制器4 2 ,可增加或減少蒸氣的流速通過每 一個氣體分配區34和35。 ~ 8 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ 297公漦） 514683 A7 B7 五、發明説明（7 於件人利圍 精元道專範 ，之此請利 示當於申專 例相精附請 是上 。所申 僅能型在之 例官變均隨 施者和化附 實述更變所 體所變他如 具處成其 ， 各此作及内 之與可等疇 述用例此範 敘利施有明 所 ，實所發 處士 體及本 此人具何的 ，之等任定 。 解藕此的界者 了技於見所定 應項對顯圍界 該 ，士 範所 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X 297公釐） 514683 A7 B7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（q ) 主要元件符號說明= 10 12 14 16 1 8 20 22 23 24 26 28 30 3 2 34,36 38,40 42 43 44 46 化學蒸氣澱積或乾蝕刻裝置 反應室 室壁 真空泵 門 夾緊構件 真空密封 觀察窗 氣體分配板 緊固器 緊固器孔 孔徑 間壁 氣體分配區 氣體管線 質量流控制器 蒸氣源 基片 控制環路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 514683 _____ _____ 公告本 [^f^\_ 六、申請專利範圍 第86 1 1 7263號「具有複數氣體入口及分開質量流控制回 路之反應槽用分配板」專利案 （9 1年 弓修正） 六申請專利範圍 1. 一種氣體分配裝置，用以提供越過安裝在反應室中 之基片有均勻之反應速率，包括： 一個實質上平面之構件，具有複數孔徑延伸通經 其中，且安裝於該反應室之內部表面而形成一洞穴 於該內部表面與該平面構件之間； 一個或複數個模組間壁，配置在該平面之構件的 一表面與該反應室之內部表面間，該一個或複數個 間壁提供氣密密封於部分洞穴之間，且將各孔徑分 成複數個氣體分配區於該基片上，分配區係可操作 以便分配反應氣體越過經安裝在反應室中之基片； 以及 氣體控制電路，用於獨立地調節該複數個氣體分 配區中之相同反應氣體之流動，使得在基片上可獲 得實質均勻之反應氣體分配。 2. 如申請專利範圍第1項之氣體分配裝置，其中將該 間壁是一個0形環。 3. 如申請專利範圍第1項之氣體分配裝置，其中將該 間壁整體形成在氣體分配板以內。 4. 如申請專利範圍第1項之氣體分配裝置，其中將各 個孔徑排列成爲同心之圓圈。 514683 六、申請專利範圍 5. 如申請專利範圍第1項之氣體分配裝置，其中該平 面之構件係圓形。 6. —種用以實施化學蒸氣澱積和蝕刻之裝置，其包括 一個反應室； 氣體分配設備，用以分配一種反應氣體在經安裝 在反應室中之基片上，該氣體分配設備具有配置在 一表面上之一個或複數個模組橡皮間壁，用以分隔 該氣體分配設備成爲複數個氣體分配區，該氣體分 配設備安裝於該反應室之內部表面而形成一洞穴於 該內部表面與該表面構件之間； 該一個或複數個間壁配置於該平面構件之一表面 與該反應室之內部表面間而提供氣密密封部分洞穴 之間；以及 設備，用以調節氣體之流入各氣體分配區）中，其 包含一氣體控制電路，用於獨立地調節各該複數個 氣體分配區中之相同反應氣體之流動，使得在基片 上可獲得實質均勻之反應氣體分配。 7. 如申請專利範圍第6項之裝置，其中用以分配反應 氣體之設備包括一個實質上平面之構件，其具有許 多孔徑延伸通經其中。 8. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中該平面構件係 圓形。 514683 六、申請專利範圍 a如申請專利範圍第7項之裝置， 其中 將該 平面 構 件 上之各個孔徑排列成爲同心之圓圈。 10.如申請專利範圍第6項之裝置， 其中 該室 具 有 一 個 內部表面，及將氣體分配設備固 定至 該內 部 表 面 上 ，以便創造一個空間在氣體分配 設備 與內 部 表 面 間 ，該空間經由間壁予以分隔成爲各個氣體分配區。 Π· —種用以實施化學蒸氣澱積和蝕刻之裝置， 包括： 具有一個內部表面之反應室； 經附著至該室的內部表面上之 一個 板構 件 > 以 便 創造一個空間在該板構件與室的 內部 表面 間 ， 該 板 構件包括延伸通經其中之許多孔徑； 一個或複數個模組間壁，係經 配置 在板 構 件 與 內 部表面間之空間中，該間壁分隔 此空 間成 爲 複 數 個 氣體分配區，該一個或複數個間 壁提 供氣 密 密 封 於 部分空間之間； 許多氣體輸入管線，每一條的 氣體 輸入 管 線 供 應 相同蒸氣到複數個氣體分配區之_ -中； :以及 經連接至每一條氣體輸入管線 上之 一個 或 複 數 個 質量流控制器，該一個或複數個 質量 流控 制 器 根 據 一氣體控制電路來調節蒸氣流至 每一 個氣 體 分 配 區 ，該氣體控制電路用於獨立地調 節各 該複 數 個 氣 體 分配區中之蒸氣的流動，使得在 基片 上可 獲 得 實 質 均勻之反應氣體分配。 -3- 514683 六、申請專利範圍 12. 如申請專利範圍第1 1項之裝置，其中反應室是氣密 〇 13. 如申請專利範圍第1 1項之裝置，其中反應室包括一 個門而容許接近至反應室。 14. 如申請專利範圍第1 1項之裝置，另外包括設備用以 降低反應室中之大氣壓。 15. 如申請專利範圍第1 1項之裝置，其中間壁是一個0 形環。 16. 如申請專利範圍第1 1項之裝置，其中該間壁係與氣 體分配板成整體。 17. 如申請專利範圍第1 1項之裝置，其中將各裝置排列 成爲同心之圓圈。 18. 如申請專利範圍第2項之氣體分配裝置，其中該0 形環包含橡皮。 19. 如申請專利範圍第6項之裝置，其中該間壁包含0 形環形環。 20. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中該0形環包含 橡皮。