TWI244686B - Flow-type thin film deposition apparatus and injector assembly therefor - Google Patents

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1244686 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 #先笔 本發明主張2002年9月14日向韓國智慧財產局提出 申明之韓國第2002-56005號專利申請案的優先權，其揭示 内容全部加入本文以供參考。 技術領| 本發明是關於一種流動型薄臈沈積設備及其注射器組 件，且尤其是關於一種用於在像是半導體基材的晶圓上沈 積薄膜的流動型薄膜沈積設備及一種用於流動型薄膜沈積 設備的注射器組件。 【先前技術】 濤膜沈積設備依據注射反應氣體的方式粗略分類為流 動型設備及淋浴喷頭型設備。流動型薄膜沈積設備藉由使 反應氣體自晶圓的一側流動於該晶圓表面上來沈積薄膜。 淋浴喷頭型薄膜沈積設備藉由從晶圓上方的一個位置處喷 灑反應氣體至該晶圓的表面來沈積薄膜。 流動型薄膜沈積設備與淋浴喷頭型薄膜沈積設備具有 其優點與缺點。持續嘗試的是發展出結合二種設備之優點 的薄膜沈積設備。 【發明内容】 本發明提供一種流動型薄膜沈積設備，其可以有效管 理且容易維護及修理。 1244686 本；明也提供一種注射器組件，其能夠使反應氣體以 更均勻的方式從晶圓之一側流動於該晶圓表面上。 +依據本發明之一特點，所提供的是一種用於流動型薄 膜沈積設備之注射器組件，該流動型薄膜沈積設備藉由使 :應氣體從晶圓之一側流動至另一側來沈積薄[該注射 、、件匕a有· 一個注射器，其中一第一流動路徑與一第 二流動路徑互相平行地形成；以及個-氣體分佈器，其被 配置在石亥注身ί器前方且具有形成於其中的_個擴散部分與 形成於其中的複數個注射洞孔，該擴散部分用於擴散從第 一抓動路徑與第二流動路徑注射的反應氣體，該等注射洞 孔用於將擴散部分所擴散的反應氣體朝向晶圓注射。 ”亥注射器更可以具有與第一流動路徑及第二流動路徑 連通的一個第一微型平坦流動路徑及一個第二微型平坦流 動路咎，第一與第二微型平坦流動路徑對擴散部分開放。 第一流動路徑與第二流動路徑能夠以環形配置於注射 器内。卩，且分別被連接至一第一反應氣體供應管線與一第 二反應氣體供應管線。 具有形成於其中的一第一 於允許一種被注射的反應 氣體分佈器的擴散部分可以 傾斜表面及一第二傾斜表面，用 氣體可以順利地流過複數個注射洞孔。 依據本發明的另一特點，所提供的一種流動型薄膜沈 積設備係包含有：一個容室，其具有被形成在其—側邊處 以用於容許晶圓通過其間而進入及離開的一個通道及可拆 卸地裝配到該容室的一個室蓋；一反應器，其係被安裝在 1244686 容室内部且具有一反應器主體，而晶圓係被容置於該主體 中且一個反應器蓋係被放置於該反應器主體的頂部上；一 晶圓塊，其係可拆卸地被配置於反應器内部，用於容許晶 圓可被安裝在其上並且加熱該晶圓；一蓋舉升單元，用於 舉起反應器蓋以開啟或關閉反應器主體；一晶圓舉升單元 ’用於舉起安裝在晶圓塊上的晶圓；一注射器組件，其係 被配置在反應器主體的一側邊，用於注射反應一種氣體及 /或惰性氣體；及一氣體出口，其係被配置在反應器主體 的另一側，用於排出所引入的反應氣體及/或惰性氣體。 該反應器主體可以具有一個氣體簾幕凹槽，其係沿著 該主體的外部周圍而形成於晶圓塊外部，使得一種惰性氣 體可以流過氣體簾幕凹槽或真空可以被形成於該氣體簾幕 凹槽中。 該晶圓塊可以包括一用於將熱能運用至晶圓的圓形基 材加熱板及一用於支撐圓形基材加熱主體的圓形基材加熱 板支撐物。 該晶圓塊更可以包括一安裝面板，其係被配置於圓形 基材加熱板上方且具有一形成於其上的安裴部分，而晶圓 係被安裝於該安裝部分上。 一陶瓷環可被插置於圓形基材加熱板與反應器主體間 ’以防止圓形基材加熱板產生的熱被傳遞至反應器主體。 熱傳防止板可被配置在圓形基材加熱板下方，以防止 圓形基材加熱板所產生的熱被傳遞至容室。 蓋舉升單元可被配置於容室或反應器主體中，且包括 1244686 ==第—桿件與舉升栓釘的第-汽缸，該舉升栓釘 件互相扣鎖。 ^盖支擇部分’且與第-桿 该注射器組件可以肖括右· 動路徑盘—第一注射器，其中一第-流 氣體分佈器，复且m、 相十订地形成，及- 於皇中…、 > 成於其中的擴散部分與複數形成 鱼第射洞孔’該擴散部分用於擴散從第一流動路徑 動路歓射的反錢體，料注射 擴散部分擴散的反應氣體朝向晶圓注射。 ::注：器更可以具有與第一流動路徑及第 微!平坦流動路經及-第二微型平坦流動路 、弟一微型平坦流動路徑係對擴散部分開放。 内邱，且：Π徑與第二流動路徑可以環形配置於注射器 …刀別被連接至-第-反應氣體供應管線與一第一 反應氣體供應管線。 弟一 第二=1乂佈器的擴散部分可以具有一第一傾斜表面及一 過兮等、主射面’用於容許被注射的反應氣體可以順利地流 過遠4注射洞孔。 氣體出口可以包括 送護罩、，接至抽送護罩主體另一側的抽 搞接洞孔的Μ輪廓控有複數個形成於其令之 成於並中之、f ： w ?皮插入搞接洞孔且具有被形 、二中之複數個不同直徑的抽送洞孔的複數個插入物。 與崎料及/或―背部護罩可被插置於安裝部分 …且之間’用以調整安裝部分與注射器組件之間 12 I244686 的一個距離。 菖反應器盖被放在反應β主體上時’ 一個小於或等於 十堆之十個堆放晶圓的空間可被形成於反應器内部。 【實施方式】 現在將參考附圖以更完整地說明本發明，附圖中係顯 示本發明的較佳實施例。 圖7為用於圖1之流動型薄膜沈積設備之注射器組件 的立體圖；圖8為圖7中之注射器的立體圖；圖9為圖8 之注射器中之第一流動路徑與第二流動路徑的示意圖；並 且圖10為圖7之氣體分佈器的立體圖。 參考圖7至圖1〇，該注射器組件係用於流動型薄膜沈 積設備，其藉由將反應氣體在晶圓w的表面上從晶圓w = 側机動至另一側而沈積薄膜。注射器組件5〇包括有一 注射器51及一配置在注射器51前方的氣體分佈器56。 注射器51大體上是六角形且是以由金屬製成。一第一 ⑽動路位53與一第二流動路徑54在縱向的方向上且互相 平行地I成在/主射器5i内部。第—流動路徑53與第二流 動路徑54被配置為環形，且分別被連接至-第-反應氣 體供應管、線P1與-第二反應氣體供應管線P2。如圖9所 示，第-流動路徑53與第二流動路徑54在注射器5ι的後 方部分處被分成二個部分。該二個部分在Y軸方向從第一 反應氣體I、應s線P1形成的一個流動路徑Η，行進至注射 器51的一個側邊，在該二個側邊的端部處沿$ X軸方向 13 1244686 轉向90度，在注射器51寬度之端“ 90度，且在注射！！ 51的—個 二者Y軸方向轉向 么人. 别方部分處於γ軸方向再-女 會s。此處，注射器51更包括—第—微型平坦 π 53a及-第二微型平坦流動路徑54a，其分別與第一流動： 徑3玉及第二流動路徑54相連通，且對一個將於下文解釋 政h 56c開放。亦即，第一微型平坦流動路徑 =二微好坦流動路徑W與形成在"Μ向巾的 流動路徑相連通。 ，形成第一流動路徑53及第二流動路徑54、第一微型 平坦流動路徑53a及第-外别亚、去& 第—镟型千坦流動路徑54a的步驟將 解釋如下。該等步驟包括有於注射器51㈣方部分與前 :部分鑽孔，銳製注射器、51之二個側邊的端部來形成中 t及將-流動路㈣封構# 52插人形成在該二側邊之 :“處的中空。此處，一個洞孔係被形成，使得供應一種 =一反應氣體的第一反應氣體供應管線P1可以被連接至 2机動路徑53的中心，且另一個洞孔係被形成，使得 仏應種第二反應氣體的第二反應氣體供應管線p2可以 L連接至第一流動路徑54的中心。第一微型平坦流動路 經53a及第二微型平坦流動路徑54a是藉由將線鋸帶入被 成在’主射器51前方部分之流動路徑中並且進行線切割 =作而形成。在此構造中，一種由第一反應氣體供應管線 與第一反應氣體供應管線P2供應的反應氣體係通過環 、第μ動路徑53與環形第二流動路徑54，然後被注射 ^過第一微型平坦流動路徑及第二微型平坦流動路徑 1244686 54a 〇 在薄膜沈積過程期間，注射器51的溫度增加。此處， 因為第-微型平坦流動路徑53a及第二微型平坦流動路徑 54a之間的間隔狹窄，該間隔可能由於注射器^的熱變形 文交於疋，為了將第一微型平坦流動路徑⑽及第二 微型平坦流動路徑54…的間隔保持在高溫，本實施例 使用二個微型平坦流動路徑變形防止構件心如圖8所示 ，每個微型平坦流動路徑變形防止構件55藉由在注射器 51上形成溝槽而從一略高於第—微型平坦流動路徑53a的 部分延伸至一略低於第二微型平坦流動路徑5切的部分延 伸並且被裝配於溝槽中而被安裝在注射胃5 ^前方。即 使庄射益51熱變形，第一微型平坦流動路徑53a及第二微 平型坦流動路徑54a之間的間隔可以藉由微型平坦流動路 徑變形防止構件55的功效來維持。 乳體分佈器56係被配置在注射器51前方，用以包括 第一微型平坦流動路徑53a及第二微型平坦流動路徑54a 。氣體分佈器56具有形成於其中而用於擴散從微型平坦 流動路徑53a及54a注射之反應氣體的一個擴散部分56ε 以及形成於其中而用於將擴散部分56c所擴散的反應氣體 朝向晶圓w注射的複數個注射洞孔56a。此處，擴散部分 56C具有一第一傾斜表面56b及一第二傾斜表面56b，，以 允许所注射的一種反應氣體可以順利流過注射洞孔56a。 雖然本實施例顯示注射器51與氣體分佈器56是被個別地 製造且然後以螺栓及螺帽互相耦接，但是本發明不限於此 15 1244686 。例如’注射器與氣體分佈器可以彼此一體地成型。 圖u說明一個路線的立體圖，而在圖7中之注射器組 件中流動的反應氣體係通過該路線。參關u，將更容易 了解一種反應氣體如何流過第-反應氣體供應管線P1斑 弟二反應氣體供應管線P2、第—流動路徑53及第二流動 路徑54、第-微型平坦流動路徑咖及第二微型平坦流動 路徑54a、擴散部分56c及注射洞孔56a。 雖然注射器組件包括纟#中以形成個二元件薄膜的二 個机動路仏貞一個微型平坦流動路考呈，但此係示範性與闡 釋性，因此，本發明不限於彼。例如，當形成三個或更多 個元件溥膜時，注射器可以使用三個或更多個流動路徑與 微型平坦流動路徑。 接下來’將解釋依據本發明的流動型薄膜沈積設備。 圖1為根據本發明之流動型薄膜沈積設備的分解立體 圖；圖2為圖1中之流動型薄膜沈積設備的側邊剖面圖； 圖3為圖1中之容室的立體圖；圖4為被配置在圖3之容 室中之反應器與蓋舉升單元的立體圖；圖5是圖4中之反 應器主體的立體圖；圖6是被配置在圖5之晶圓塊之一側 邊處的陶瓷環及被配置在該晶圓塊下方之熱傳防止板的立 體圖。圖12是被運用至圖1之流動型薄膜沈積設備之氣 體出口的立體圖；圖13是配置在圖1與圖2之反應器蓋上 之頂部支持板的立體圖；圖14是被配置在圖1與圖2之反 應器中之背部護罩的立體圖。 如圖所示，流動型薄膜沈積設備係包括有一容室1 〇 ; 16 1244686 心、2 〇 ’其係被安裝在該容室1 〇内部且具有一反應 為主體21及一反應器蓋22; 一可拆卸地被配置於該反應 體21中以加熱被安裝在其上的晶圓的晶圓塊2 $ ; 一 ^舉升單元30，用於舉起反應器蓋22來開啟或關閉反應 為主體21，一晶圓舉升單元4〇，用於舉起反應器内部 勺曰曰圓w , —注射器組件5 〇，用於將一種反應氣體及/或惰 I*生乱體從反應器2〇的一側注射至另一側；以及，一氣體 出口 6〇，用於排出被引入反應器2〇内部的一種反應氣體 及/或惰性氣體。 該今至1 0係被結合一個傳輸模組（未顯示於圖中），其 中:個自動控制裝置（未顯示於圖中）係載運晶圓w通過 還原閥V。一個容室蓋13係可拆卸地被裝設於容室J 〇， 以開啟或密封地關閉容室1〇。一通道n (晶圓“系通過該 通道而進出）係被形成在容室1〇的一側表面，如圖丨與 圖3所示。一觀看通口 12係被形成在容室1〇的另一側表 面，以供使用者觀看容室10内部。一個通常由石英製造 的囪口係被裝設於觀看通口 12之中。 如圖4所示，一個其中安裝晶圓w的反應器2〇係具有 一個反應器蓋22，其係被放置於反應器主體2】的頂部上 ，用以密封地關閉反應器主體21。 如圖1與圖2所示的晶圓塊25係包括一用於將熱能應 用於晶圓w的圓形基材加熱板25b、一用於支撐圓形基材 加熱板25b的圓形基材加熱板支撐物25c及一安裝面板 25a，該安裝面板25a係被配置在圓形基材加熱板25b上且 17 1244686 具有晶 看時， 整體為 内部。 圓W安裝在其上的—個安裝部分❿，。當從一側觀 圓^基材加熱板25b與圓形基材加熱板支撐物… T形一加熱器係被安裝在圓形基材加熱板25b 被配置在安裝面板25a上的安裳部分25a，具有-凹部 ’其深度與晶® w的厚度相同。凹部是圓形的構造，使得 、 被女；在该凹部上。以此方式，當晶圓w 被安裝在該安裝部公9 ζ η，L η士 Ρ刀25a上時，一種反應氣體及/或惰性 氣體可以順利流動而沒有任何障礙。 如圖5所示，-氣體簾幕溝槽23係沿著晶圓塊25外 側之反應器主豸21料部周圍而形成。氣體簾幕溝槽23 係作用如同-個通路，一種從被連接至反應器主體Η的 ^丨生氣體供應器P3供應的惰性氣體係流經該通路。氣體 簾幕疋藉由使一惰性氣體流動而形成。反應器主體21係 由金屬製成’在本實施例中係例如是鈦（Ti )或英高鎳合 金。雖然在本實施例中，氣體簾幕是藉由使一惰性氣體流 動而形成’但是氣體簾幕的效果也可以藉由在氣體簾幕溝 槽23中形成真空而達成。 氣體簾幕溝槽23防止反應器20内部的反應氣體流動 到容室1 0 ’或防止容室i 〇内部的氣體流到反應器2〇。一 種用於薄膜沈積過程的反應氣體具有高度反應性，使得當 小量的反應氣體洩漏至容室1 〇内部時，容室1 〇會被污染 ’且相反地’當一種外部氣體流入反應器20時，其對於 薄膜沈積過程可能具有壞的影響。然而，氣體簾幕溝槽23 18 1244686 用於防止此種氣體的洩漏。 如圖2與圖6所示，一陶瓷環26係被插置於圓形基材 加熱板25b與反應器主體21之間，以防止圓形基材加熱板 25b所產生的熱被過量地傳送到反應器主體21。圓形基材 加熱板25b加熱晶圓w，且準備薄膜沈積過程。在此時， 圓形基材加熱板25b產生的熱應該經由安裝部分25&，被順 利地傳送到晶圓w。為此理由，具有良好絕緣性質的陶瓷 環26係插置於圓形基材加熱板25b與反應器主體21間。 如圖2與圖6所示，熱傳防止板27與28係被配置在 圓形基材加熱板25b下方，以防止圓形基材加熱板25b所 產生的熱被過量地傳送到容室1〇。此處，二個或更多個熱 傳防止板可以一種相隔一段預定距離的方式配置。 如圖4所㈣蓋舉升單元3Q係被配置在容室ι〇或反 應器主體21中。在本實施财，蓋舉升單元3q係被配置 在反應器主體21中。蓋舉升單元3()包括有—第—汽缸^ ’其具有-個第-桿件32與舉升栓釘33，該第—桿件犯 係被舉離第一汽缸31，兮笠與斗4入力。。h 4等舉升栓釘33的位置係對應支 撐部分22a且與該第_ 4曰& QQ γ 1 , 才干件32互相扣鎖。支撐部分22a係 被形成於反應器主體21的邊緣部位。 晶圓舉升單元4 0 #姑阶罢产〜，Λ丄 υ你破配置在谷室1Q或反應器主體21 中。在本實施例中，晶圓I斗 圓举升早兀40是被配置在容室1〇 中。如圖2所示，晶圓與在苗―.Λ 日日W舉升早兀40包括一第二汽缸41， 其具有一個第二桿件42盥β m ζ , η W與日日®栓釘W，該第二桿件42被 係舉離該第二汽紅41，古玄辇曰m ^ 口亥4日日0栓釘43係與該第二桿件 19 1244686 互相扣鎖且突伸到形成在安裝部 > 仏，上的栓釘洞孔 25a”。此處，晶圓拴釘43係突伸穿過栓釘洞孔❿”，盆 係以相等的間隔形成在安裝部分…，上，如圖5所示。’、 如圖7至圖10所示的注射器組件5〇係包括有一注射 器51及-配置在該崎器51前方的氣體分佈器 如前所述，注射器51具有互相平行而形成之環形的第 一與第二流動路徑53與54，以及分別地與第一及第二流 動路徑53與54才目連通且開放於注射器、51之前方部分的第 :與第二微型平坦流動路徑53a肖54a。第一流動路徑Μ 係被連接到-第-反應氣體供應管、線p卜其係供應一種第 一反應氣體，第二流動路徑54係被連接至一第二反應氣 體供應管線P2，其係供應一種第二反應氣體。 氣體分佈器56係被形成在注射器51前方，用以包括 第一微型平坦流動路徑53a與第二微型平坦流動路徑5“ 。氣體分佈器56具有一形成於其中的擴散部分56ε，用於 擴散從第一微型平坦流動路徑53a與第二微型平坦流動路 徑54a (分別與第一流動路徑53及第二流動路徑54連通 )注射的反應氣體；複數個形成於其中的注射洞孔5 6 a， 用於將擴散部分56c所擴散的一種反應氣體朝向晶圓w注 射；及第一與第二傾斜表面56b與56b，，其係被配置在擴 散部分56c中’用以容許所注射的反應氣體可以順利地流 過注射洞孔56a。 如圖1與圖12所示，氣體出口 60包括一個被安裝在 反應器主體21另一側的抽送護罩6丨、一被耦接至抽送護 1244686 罩61且具有複數個形成於其中的搞接洞孔_的抽送輪廟 控制器62、以及複數插入物63,該等插入物63係被插入 耦接洞孔62a之中且具有形成於其中之不同直徑的抽送洞 孔。此處’杈佳的是具有較大抽送洞孔的插入物63係被 配置在較遠離抽送輪廓控制器62的中心處。這是因為一 種通過反應器主體21 +心之反應氣體的密度係不同於通 過反應器主體21之二個邊緣之一種反應氣體的密度。亦 即，由於通過反應器主體21巾心之反應氣體的密度大於 通過反應器主體21之二個邊緣之反應氣體的密度，排放 到氣體出口 60二個邊緣之反應氣體的量必須大於排放到 氣體出口 6"心之反應氣體的量，以達成流動於晶圓w 上方之反應氣體的均勻密《。然而，#送洞孔的配置可根 據所使用之反應氣體與處理狀況改變。在此狀況，藉由互 換具有抽送洞孔的插入物63，可以廣泛使用注射器組件。 一個顯示於圖13的頂部支持板71及/或-個顯示於圖 1的背部護罩72可以更被配置在反應器主體2ι内部，以 調整安裝部分25a，與注射器組件5〇之間的距離。 頂部支持板71係被配置在反應器蓋22的後方部分， 且具有一個從該處向下突伸的階梯部分71a。當反應器蓋 22被放在反應器主體21上時’階梯料71^被^置在 注射器組件50之氣體分佈器56的一個前方部分上方，用 以固定注射器組件50的位置。此處，當階梯部分71&的寬 度改變時，注射器組件50的位置係會改變。因此，安裝 部分25a與注射器組件50之間的距離可以藉著改變階梯部 21 1244686 分7〗a的寬度來調整。 背部護罩72也可用做調整 ,,,π ^ , &女裝部分25a，與注射芎έ日 件50之間的距離。背部護罩 ^ 咖划二^係破配置在反應器主體㈧ 内邛而對應頂部支持板71的 體21 r万i而部。背部護罩72在# 配置在氣體分佈器56的前方 係破 組件50與頂部支持板71的位置。 射為 以此方式’晶圓w與注斯哭& 丄▲ 、射為組件Μ之間的距離可以葬 由改變頂部支持板71之階梯部八7 72來調整。 71a的寬度與背部護罩 接下來，將解釋如上構成之流動型薄膜沈積 作如下。 示 舉升到形成在安裝面板25a之安裝部分 當容室蓋13被放置在容室10上時，蓋舉升單元30係 會作動，以將反應器蓋22從反應器主體21處舉起。缺後 ，還原閥V開啟且傳舒模組的一個機器手臂移動，用以將 晶圓w傳送到容室10之中。此處，該等晶圓检釘43係被 2 5 a上的检釘洞孔 且被傳送到各室1 〇之中的晶圓W會被安裝在晶圓栓釘 43上。 接下來，機器手臂會離開容室1〇且還原閥會關閉。同 時，晶圓栓釘43係被降低，使得晶圓w會被安裝在安裝 部分25a’上。該等舉升栓釘33會被降低，使得反應器主 體21以反應器蓋22關閉。當反應器蓋22被放在反應器主 體21上時’一個小於或等於十個堆放之晶圓ν的内部空 間可被形成於反應器2 0内部。在本實施例中，可形成2 22 1244686 個或3個放堆之晶圓的空間。亦即，一個平坦且小型的空 間係被形成在反應器20内部。 接下來，一種從惰性氣體供應管線p3被供應的惰性氣 體會流過反應器主體21内部的氣體簾幕溝槽23。 接下來，一種第一反應氣體及/或惰性氣體與一種第二 反應氣體及/或惰性氣體係交替地被注射而通過注射器級 件50。氣體會流到被安裝在反應器2()内之小型空間中之 晶圓表面上的氣體出口 6 〇。 從第一反應氣體供應管線P1供應的第一反應氣體及/ 或惰性氣體係從第一流動路徑53與第一微型平坦流動路 徑53a注射、由擴散部分56c擴散、且經由注射洞孔56a

被注射至晶圓w。從第二反應氣體供應管線P2供應的第二 反應氣體及/或惰性氣體係從第二流動路徑5 4與第二微型 平坦流動路徑54a注射、由擴散部分56c擴散、且經由注 射洞孔56a被注射至晶圓w。當第一與第二反應氣體流動 於晶圓表面上方時，係會施行將薄膜沈積於具有原子等級 尺寸的晶圓表面上的原子層沈積（ALD )製程。 同時，由於被使用在薄膜沈積的第一反應氣體與第二 反應氣體具有高度的反應性，當小量的反應氣體被洩漏至 容室之中時，很容易污染容室。相反地，當一種外部氣體 流入反應器20時，其對於薄膜沈積具有壞的影響。因此 ’為了防止第一與第二反應氣體’/¾漏至反應裔2〇外部， 一種惰性氣體係流過氣體簾幕溝槽23，用以進一步減小氣 體洩漏的機率。然而，不是使用於沈積薄膜的第一與第二 23 1244686 反應氣體並非完全地從氣體出口 60排出，而是它們會有 從反應器、20排出的可能。因此，較佳的是，容室1〇二的 壓力會高於反應器20内的璧力。結果，一種過壓氣體會 經由一管線（未顯示於圖中）而被引入容室i 〇。 不是使 沈 溥膜的弟一反應氣體與第二反應氣體 係經由氣體出口 60被排出到外部。在此過程期間，通過 反應器主冑21中心的-種反應氣體的密度可能會高於通 過反應器主體21邊緣的一種及雁名辨 裡久應軋體。此時，被排到氣 體出口 6ft之二個邊緣之反應氣體的量必須大於被排到中 心的反應氣體的量。此是藉由使在氣體出〇 6"心之插 入物63的抽送洞孔小於在氣體出口 6〇邊緣者而達成。藉 此，可以確保反應器主體21内部之均勻的氣體分佈。 經由這些程序，薄膜可以用具有原子等級的尺寸而被 沉積在晶圓上。 如上文所述，㈣本發明之流動型薄媒沈積設備及其 注射器組件可以在清潔或修理期間容易地將晶圓塊、注射 器組件或氣體出口與反應器分開。 本發明使用注射器組件與氣體出口，因此，可以確保 反應軋體被均勻地分佈於晶圓表面上。 ^雖然本發明已參照其示範性實施例而被特別地顯示及 :明’但是熟習技術者可以了解的是，可以進行形式及細 郎的各種改變，而不合德鲍士 个曰偏離由以下申請專利範圍所界定之 本發明的精神與範疇。 24 1244686 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 藉由詳細描述本發明的示範性實施例及參照隨附圖示 ，本發明以上及其他特性與優點將會更加清楚，其中： 圖】是根據本發明之流動型薄膜沈積設備的分解立體 圖； 圖2是圖1中之流動型薄膜沈積設備的側邊剖面圖； 圖3是圖1中之容室的立體圖； 圖4是被配置在圖3之容室中之反應器與蓋舉升單元 的立體圖； 圖5是圖4中之反應器主體的立體圖； 圖6是被配置在圖5之晶圓塊之一側處的陶瓷環及被 配置在晶圓塊下方的熱傳防止板的立體圖； 圖7是用於圖1之流動型薄膜沈積設備的注射器組件 的立體圖； 圖8是圖7中之注射器的立體圖； 圖9是圖8之注射器中之第一流動路徑與第二流動路 徑的示意圖； 圖10是圖7之氣體分佈器的立體圖； 圖11是說明一個路線的立體圖，而在圖7中之注射器 組件中流動的反應氣體係通過該路線； 圖12是一個用於圖1中之流動型薄膜沈積設備之氣體 出口的立體圖， 圖13為配置在圖1及圖2之反應器蓋上之頂部支持板 25 1244686 的立體圖；以及 圖14為配置在圖1與圖2之反應器中之背部護罩的立 體圖。 (二）元件代表符號 10 11 12 13 20 21 22 22a 23 25 25a 25a， 25a” 25b 25c 26 27 28 30 容室 通道 觀看通口 容室蓋 反應器 反應器主體 反應器蓋 支撐部分 氣體簾幕溝槽 晶圓塊 安裝面板 安裝部分 栓釘洞孔 圓形基材加熱板 圓形基材加熱板支撐物 陶瓷環 熱傳防止板 熱傳防止板 蓋舉升單元 26 1244686 31 第一汽缸 32 第一桿件 33 舉升栓釘 40 晶圓舉升單元 41 第二汽缸 42 第二桿件 43 晶圓检釘 50 注射器組件 51 注射器 52 流動路徑密封構件 53 第一流動路徑 53a 第一微型平坦流動路徑 54 第二流動路徑 54a 第二微型平坦流動路徑 55 變形防止構件 56 氣體分佈器 56a 注射洞孔 56b 第一傾斜表面 56b’ 第二傾斜表面 56c 擴散部分 60 氣體出口 61 抽送護罩 62 抽送輪廓控制器 62a 耦接洞孔 Φ Φ 27 1244686

63 插入物 71 頂部支持板 71a 階梯部分 72 背部護罩 PI 第一反應氣體供應管線 PI， 流動路徑 P2 第二反應氣體供應管線 P3 惰性氣體供應器 w 晶圓 V 還原閥 28

Claims (1)

1244686 拾、申請專利範圍： 1. 一種用於流動型薄膜沈積設備之注射器組件，該流 動型薄膜沈積設備係藉由將一種反應氣體從晶圓的一側流 動到另一側而沈積薄膜，該注射器組件包含有： -注射器，-第一流動路徑與一第二流動路徑係彼此 平行地形成於其中；以及 一氣體分佈器，其係被配置在注射器前方，並且具有 一個被形成於其中的擴散部分與形成於其中的複數個注射 洞孔，擴散部分係用於擴散從第一流動路徑與第二流動路 徑注射的反應氣體，該等注射洞孔係用於將擴散部分所擴 散的反應氣體朝向晶圓注射。 2·如申明專利範圍第丨項所述之注射器組件，其中該 庄射杰更具有一第一微型平坦流動路徑及一第二微型平坦 流動路徑，其係與第一流動路徑及第=流動路徑相連通且 對擴散部分開放。 3·如申請專利範圍第〗項或第2項所述之注射器組 ，其中第一流動路徑與第二流動路徑係以環形的形式被 ，在注射器内部’且被分別地連接至—第_反應氣體供 官線與一第二反應氣體供應管線。 片4·如申請專利範圍第3項所述之注射器組件，其中, 氣體77佈器的擴散部分具有形成於其中的一第一傾斜表 及一第二傾斜表面，用於容許所注射的反應氣體能夠順 流過該等複數個注射洞孔。 、 5· 一種流動型薄膜沈積設備，其係包含有·· 29 I244686 一容室，其具有一通道及一容室蓋，該通道係被形成 在該容室的一側，用於容許晶圓可以經由該通道而進出’ 而δ亥容室蓋係可拆卸地被裝配至該容室； 一反應器，其係被安裝在室的内部且具有一反應器主 體及一安置於反應器主體頂部上的反應器蓋，而晶圓係被 容置於該反應器主體之中； 一晶圓塊，可拆卸地配置於反應器内部，用於允許晶 81安裝在其上及加熱晶圓； 一蓋舉升單元，用於舉起反應器蓋，以開啟或關閉反 應器主體； 一晶圓舉升單元，用於舉起安裝在晶圓塊上的晶圓； 一注射器組件，其係被配置在反應器主體的一側，用 於/主射一種反應氣體及/或惰性氣體；及 一氣體出口 ’其係配置在反應器主體的另一側，用於 排出一種被導入的反應氣體及/或惰性氣體。 6·如申請專利範圍第5項所述之流動型薄膜沈積設備 ，其中反應器主體具有一個沿著該反應器主體外部周圍及 曰曰圓塊外部而形成的氣體簾幕溝槽，使得一種惰性氣體會 流過氣體簾幕溝槽或一個真空會形成於氣體簾幕溝槽中。 7·如申凊專利範圍第5項所述之流動型薄膜沈積設備 ’其中晶圓塊包括-用於將熱能應用至晶圓的圓形基材加 熱板及一用於支撐圓形基材加熱主體的圓形基材加熱板支 撐件。 8.如申請專利範圍第7項所述之流動型薄膜沈積設備 30 1244686 ，其中該晶圓塊更包括有一安裝面板，其係被配置在圓形 基材加熱板上方且具有一形成於其上的安裝部分，而晶圓 係被安裝於該安裝部分上。 9·如申請專利範圍第7項所述之流動型薄膜沈積設備 ’其中一陶瓷％係被插置於圓形基材加熱板與反應器主體 之間，用以防止圓形基材加熱板所產生的熱被傳送到反應 器主體。 10·如申請專利範圍第7項所述之流動型薄臈沈積設備 ，其中熱傳防止板係被配置在圓形基材加熱板下方，用以 防止圓形基材加熱板所產生的熱被傳送至容室。 11 ·如申明專利範圍第5項所述之流動型薄膜沈積設備 ，其中蓋舉升單元係被配置於容室或反應器主體中，且包 括有一第一汽紅，該第一汽缸具有第一舉升桿件與舉升栓 釘，舉升栓釘的位置係對應於反應器蓋的反應器蓋支撐部 分且與第一桿件互相扣鎖。 1 2.如申味專利範圍第5項所述之流動型薄膜沈積設備 ，其中該注射器組件係包括有：—注射器，其中一第一流 動路徑與一第二流動路徑互相平行地形成於其中；及一氣 體分佈器，其具有一形成於其中的擴散部分與形成於苴中 的複數個注射洞孔，擴散部分用於擴散從第一流動路徑與 第二流動路徑被注射的反應氣體，該等注射洞孔係用於將 擴散部分所擴散的反應氣體朝向晶圓注射。 13.如申請專利範圍第12項所述之流動型薄膜沈積設 備’其中該注射器更具有一第一微型平坦流動路捏及一第 31 1244686 平坦流動路徑，其係與第一流動路徑及第二流動路 位連通且對於擴散部分開放。 備，复申明專利範圍第13項所述之流動型薄膜沈積設 =、巾第―流動路徑與第〔流動路徑係以環形形式被配 峻I射為内邛，且被分別連接至一第一反應氣體供應管 線與一第二反應氣體供應管線。 15.如中請專利範圍第12項所述之流動㈣膜沈積設 ^ ，其中氣體分佈器的擴散部分具有形成於其中的一第一 傾斜表面及-第二傾斜表面，用以容許所注射的反應氣體 可以順利流過該等注射洞孔。 16.如申請專利範圍第5項所述之流動型薄膜沈積設備 :其中該氣體出口包括一安裝在反應器主體另一側的抽送 善罩、-㈣至抽送護罩且具有形成於其中之複數個搞接 洞孔的抽送輪廓控制器、以及複數個插入物，該等插入物 係被插人麵接洞孔，且具有形成於其中之不同直徑的複數 個抽送洞孔。 17.如申請專利範圍第5項所述之流動型薄膜沈積設備 其中一個頂部支持板及/或—背部護罩係被插置於安裝 部分與注射器組件之間，用以調整安裝部分與注射器組件 之間的距離。 18·如申請專利範圍第5項所述之流動型薄膜沈積設備 ，其中當反應器蓋被放置在該反應器主體上時，一個小於 或等於十個堆放之晶圓的空間係被形成於該反應器内部。 32