TWI435948B - 氣體噴射單元及使用該氣體噴射單元沈積薄層之裝置及方法 - Google Patents

氣體噴射單元及使用該氣體噴射單元沈積薄層之裝置及方法 Download PDF

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Description

氣體噴射單元及使用該氣體噴射單元沈積薄層之裝置及方法 相關申請案交叉參考
本美國非臨時專利申請案根據35 U.S.C. § 119主張優先於2009年6月11日提出申請之韓國專利申請案第10-2009-0051971號，該韓國專利申請案之全部內容以引用方式併入本文中。
本發明係有關於一種氣體噴射單元以及一種使用該氣體噴射單元沈積一薄層之裝置及方法，特別係有關於一種噴射一反應氣體之氣體噴射單元以及一種使用該氣體噴射單元沈積一薄層之裝置及方法。
在半導體器件製造製程中，已開發出諸多種使用一金屬有機化合物裝置之金屬有機化學氣相沈積(metal organic chemical vapor deposition；MOCVD)方法，以形成各種高品質之層。MOCVD方法係為一種透過一熱分解反應(thermal decomposition reaction)而沈積一金屬層於一基板之製程，其方式為：使液態金屬有機化合物汽化，以產生金屬有機蒸汽；向基板內供應所產生之金屬有機蒸汽及一與所產生之金屬有機蒸汽發生反應之氫化合物氣體，以在基板上形成一層；以及使金屬有機化合物氣體與氫化合物氣體暴露於高溫。
然後，在MOCVD製程中，當一噴射反應氣體之氣體噴射構件暴露於高溫熱量時，在反應氣體供應至基板之前，可能會因該高溫熱量而發生非所欲之反應，進而可在氣體噴射構件上出現一寄生沈積(parasitic deposition)。為此，反應氣體被不均勻地供應至基板，導致可能會降低所沈積金屬層之品質。
本發明提供一種用於以增強之品質沈積一薄層之裝置及方法、以及一種用於該裝置及方法之氣體噴射單元。
本發明之實施例提供用於沈積一薄層之裝置，包括：一處理室；一基板支撐單元，設置於該處理室中，用以支撐該基板；一加熱器，用以加熱由該基板支撐單元支撐之該基板；以及一氣體噴射單元，在該處理室中設置於該基板支撐單元上方，其中該氣體噴射單元包括：一內管，經該內管引入一反應氣體；一外管，係包圍該內管，一冷卻流體流經該外管以冷卻內管中之反應氣體；以及多數個噴射管，用以噴射該內管中之該反應氣體至該外管之一外側。
在某些實施例中，該氣體噴射單元可設置成使該內管及該外管之長度方向朝一上下方向。
在其他實施例中，該基板支撐單元可包括：一支撐板，係具有一板形狀，並沿一圓周方向於其一上表面之一邊緣區域中形成有多數個第一凹槽以容納一基板支架；以及一旋轉驅動構件，用以旋轉該支撐板，其中該氣體噴射單元可設置於該支撐板之一中心區域上方。
在再一些實施例中，該支撐板可於該支撐板之上表面之中心區域中形成有一第二凹槽，且該外管可插入於該第二凹槽中，俾使該外管之一下端與該第二凹槽之一底面間隔開設置。
在又一些實施例中，該等噴射管可沿該內管之一圓周方向以複數形式設置。
在又一些實施例中，該等噴射管其中之某些可設置於彼此不同之高度。
在又一些實施例中，該等噴射管可分成多數個組，屬於同一組之噴射管可沿該圓周方向設置於該內管之同一高度，而屬於不同組之噴射管可沿該圓周方向設置於該內管之不同高度。
在又一些實施例中，屬於該等組其中之任一組之噴射管可用以噴射該反應氣體至一毗鄰該支撐板之區域，而屬於該等組其中之另一組之噴射管可用以噴射該反應氣體至一毗鄰該處理室之一上壁之區域。
在又一些實施例中，該氣體噴射單元可更包括：一第一氣體入口埠，裝設至該內管，以引入一第一反應氣體；以及一第二氣體入口埠，裝設至該內管，以引入一第二反應氣體。
在又一些實施例中，該氣體噴射單元可包括：一個氣體入口部，裝設至該內管；一主氣體供應管，連接至該氣體入口埠；一第一氣體供應源，連接至一自該主氣體供應管分出之第一支管，以供應一第一反應氣體；以及一第二氣體供應源，連接至一自該主氣體供應管分出之第二支管，以供應一第二反應氣體。
在其他實施例中，該氣體噴射單元可包括：一冷卻流體入口埠，裝設至該外管，以引入該冷卻流體；以及一冷卻流體出口埠，裝設至該外管，以排出該冷卻流體。
在又一些實施例中，該氣體噴射單元可更包括一分隔板，該分隔板將該內管與該外管間之一空間分隔成一第一區域、一第二區域及一第三區域，該第一區域流體連通該冷卻流體入口埠，該第二區域流體連通該冷卻流體出口埠，該第三區域則使該第一區域與該第二區域彼此流體連通。
在又一些實施例中，該內管可包括：一第一內管，經該第一內管引入一第一反應氣體；以及一第二內管，包圍該第一內管，經該第二內管引入一第二反應氣體，其中該等噴射管可包括：多數個第一噴射管，用以噴射該第一內管內之該第一反應氣體至該外管之一外側；以及多數個第二噴射管，用以噴射該第二內管內之該第二反應氣體至該外管之該外側。
在又一些實施例中，該等噴射管可包括：一冷卻流體入口埠，裝設至該外管，以引入該冷卻流體；以及一冷卻流體出口埠，裝設至該外管，以排出該冷卻流體。
在又一些實施例中，該氣體噴射單元可更包括一分隔板，該分隔板將該外管與該第二內管間之一空間分隔成一第一區域、一第二區域及一第三區域，該第一區域流體連通該冷卻流體入口埠，該第二區域流體連通該冷卻流體出口埠，該第三區域則使該第一區域與該第二區域彼此流體連通。
在本發明之又一些實施例中，提供用於沈積一薄層之方法，包括：裝載一基板於一處理室內；加熱該基板；以及噴射一反應氣體至該基板，其中該反應氣體可被引入一氣體噴射單元之一內管，經一冷卻流體冷卻，並經多數個噴射管噴射至該基板上，該冷卻流體係流經一包圍該內管之外管，該等噴射管係連接該內管與該外管。
在又一些實施例中，該氣體噴射單元可設置成使其長度方向朝一上下方向，且該反應氣體可經設置於一水平方向之該等噴射管噴射至該基板上。
在又一些實施例中，所裝載之該基板可係為複數形式，該等基板可沿一圓周方向裝載於一支撐板之一邊緣區域上，且該氣體噴射單元可噴射該反應氣體於該支撐板之一中心區域上方。
在其他實施例中，該支撐板可旋轉其一中心軸線，且各該基板在其一中心軸線上旋轉。
在又一些實施例中，該反應氣體可包含一第一反應氣體及一第二反應氣體，該第二反應氣體具有不同於該第一反應氣體之一成分，其中該第一反應氣體與該第二反應氣體可分別引入至該內管中並隨後相互混合。
在又一些實施例中，該反應氣體可包含一第一反應氣體及一第二反應氣體，該第二反應氣體具有不同於該第一反應氣體之一成分，其中該第一反應氣體與該第二反應氣體可以一混合狀態引入至該內管。
在又一些實施例中，該反應氣體可包含一第一反應氣體及一第二反應氣體，該第二反應氣體具有不同於該第一反應氣體之一成分，該內管可包括一第一內管及一包圍該第一內管之第二內管，該第一反應氣體經該第一內管引入，該第二反應氣體則經該第二內管引入，且該第一反應氣體可經連接該第一內管與該外管之多數個第一噴射管噴射，該第二反應氣體則可經連接該第二內管與該外管之多數個第二噴射管噴射。
在本發明之再一些實施例中，提供氣體噴射單元，包括：一內管，經該內管引入一反應氣體；一外管，其包圍該內管，一冷卻流體流經該外管以冷卻該內管內之該反應氣體；以及多數個噴射管，用以噴射該內管內之該反應氣體至該外管之一外側。
在又一些實施例中，該等噴射管可沿該內管之一圓周方向以複數形式設置，該等噴射管可分成多數個組，屬於同一組之噴射管可沿該圓周方向裝設於該內管之同一高度，而屬於不同組之噴射管可沿該圓周方向裝設於該內管之不同高度。
在又一些實施例中，上述氣體噴射單元可更包括：一第一氣體入口埠，裝設至該內管，以引入該第一反應氣體；以及一第二氣體入口埠，裝設至該內管，以引入該第二反應氣體。
以下，將參照附圖更詳細地闡述本發明概念之實例性實施例。需注意者，在各附圖中，相同之參考編號表示相同之元件，儘管該等相同之元件係顯示於不同視圖中。此外，省略了與眾所習知之功能或構造相關之詳細說明，以免不必要地淡化本發明之標的物。
(實施例)
圖1為根據本發明一實施例之一薄層沈積裝置10之示意圖。
薄層沈積裝置10係使用一種金屬有機化學氣相沈積(metal organic chemical vapor deposition；MOCVD)方法(即，利用一金屬有機化合物與一氫化合物之氣體熱分解反應)而沈積一薄層於一基板上。該薄層沈積製程中所用之基板可係為一藍寶石(Al2 O3 )基板以及用於在LED製造製程中製造一Epi晶圓、及用於製造在一半導體積體電路(integrated circuit；IC)製造中所用之矽晶圓之碳化矽(silicon carbide；SiC)基板。
參見圖1，根據本發明一實施例之薄層沈積裝置10包括一處理室100、一排放單元200、一基板支撐單元300、一加熱單元400及一氣體噴射單元500。
處理室100提供一用以執行一MOCVD製程之空間。處理室100具有一上壁102、一自上壁102之一邊緣向下延伸之側壁104、以及一耦合至側壁104之一下端之下壁106。上壁102與下壁106可設置為一圓形板形狀。一通道105形成於處理室100之側壁104中，一基板S係經通道105進行裝載/卸載。一用於開合通道105之門110安裝於通道105之一入口處。門110係耦合至一驅動器112，並在藉由驅動器112之操作而沿一垂直於通道105之長度方向之方向運動之同時，開合通道105之入口。
排放單元200包括一排放管線210、一排放構件220及一閥門230。排放管線210之一端係連接至一形成於處理室100之下壁106中之排放孔107，排放管線210之另一端則連接至排放構件220。排放構件220可係為一幫浦(pump)，用以在處理室100內建立一負壓。若排放構件220在處理室100內建立一負壓，則反應產物及沒必要存留於處理室100內之載氣(carrier gas)會被排出，並可藉由排放而使處理室100之內部壓力保持於一製程壓力。處理室100內之製程壓力可具有各種範圍，舉例而言，自數乇(Torr)之低真空壓力至760乇之大氣壓力之一範圍。閥門230設置於排放孔107與排放構件220間之排放管線210上，用以開合流經排放管線210之一內部空間之反應產物及載氣流。
圖2為圖1所示氣體噴射單元及基板支撐單元之平面圖。參見圖1及圖2，基板支撐單元300設置於處理室100內，用以支撐基板S。基板支撐單元300包括一支撐板310及一旋轉驅動構件330。
支撐板310具有一圓形板形狀。支撐板310可由具有優異導電率之石墨(graphite)製成。在支撐板320之一上表面之一邊緣區域中，沿一圓周方向形成多數個第一凹槽312。第一凹槽312可形成有一圓形平面。在本實施例中，儘管係示例性地描述其中第一凹槽312之數目為六之情形，然第一凹槽312之數目可大於或小於六。第一凹槽之中心可相對於支撐板320之一中心位於同一圓周上。
一用以容納基板S之基板支架320插入並設置於各該第一凹槽312中。基板支架320可具有一圓柱形狀，該圓柱形狀之一上表面為開口的。基板支架320可由具有優異導電率之石墨製成。基板支架320之一外徑係小於第一凹槽312之一直徑，俾於基板支架320與第一凹槽312之間提供一間隙。基板支架320之一側壁之一內徑係大於基板S之一直徑。基板支架320藉由氣墊軸承(gas bearing)之原理，以其一中心軸線為中心旋轉，且基板支架320之旋轉帶動基板S旋轉。於第一凹槽312之一底面設置有多數個螺旋形凹槽313，氣體自一氣體供應構件(圖未示出)供應至螺旋形凹槽313。所供氣體沿螺旋形凹槽313流動，以提供一旋轉力予基板支架320之一下表面，並經由基板支架320與第一凹槽312間之一空間排出。
旋轉驅動構件330帶動支撐板310旋轉。旋轉驅動構件330包括一驅動軸332及一驅動器334。驅動軸332穿透處理室100之下壁並可以插入方式安裝，且驅動軸332可由一軸承333以可旋轉方式支撐。驅動軸332之一上端連接至支撐板310之一下表面，驅動軸332之一下端則連接至驅動器334。驅動軸332將驅動器334所產生之一驅動力傳遞至支撐板310。驅動器334可提供一用於使支撐板310旋轉之旋轉驅動力以及一用於升降支撐板310之線性驅動力。不同於此，驅動軸332與驅動器334亦可設置成使驅動軸332與驅動器334位於處理室100內。
加熱單元400可設置於支撐板310下方，並加熱由支撐板310支撐之基板S。可使用一射頻(radio frequency；RF)加熱裝置(例如，一RF線圈)作為加熱單元400。RF線圈可設置於同一水平面上，以圍繞驅動軸332。當供應電功率至RF線圈時，RF線圈便對支撐板310進行感應加熱，且支撐板310之熱量經基板支架320傳遞至基板S，進而加熱基板S至製程溫度。
氣體噴射單元500係與支撐板310間隔開地設置於支撐板310之一中心區域上方，並噴射反應氣體(即，一種金屬有機化合物氣體以及一種與該金屬有機化合物氣體發生反應之氫化合物氣體)至支撐板310所支撐之基板S。金屬有機化合物可為鋁、鎵或銦化合物，氫化合物則可為砷化三氫(arsine)、磷化氫(phosphine)或氨水(ammonia)。金屬有機化合物及氫化合物係以一氣體狀態與一載氣一起供應至氣體噴射單元500。可使用氫氣、氮氣等作為載氣。
圖3為圖1所示氣體噴射單元及基板支撐單元之放大圖，圖4為一氣體噴射單元之局部剖切立體圖，圖5為一氣體噴射單元之平面剖視圖。
參見圖3至圖5，氣體噴射單元排列成使其一長度方向朝向一上下方向，並設置於支撐板310之中心區域上方。氣體噴射單元500包括：一內管520，經內管520引入一反應氣體；一外管540，其包圍內管520，一冷卻流體流經外管540以冷卻內管520內之反應氣體；以及噴射管560，用以將內管520內之反應氣體噴射至外管540之一外側。
在先前技術中，用以噴射反應氣體之氣體噴射構件係暴露於施加至基板之高溫熱量，且在反應氣體被供應至基板之前會因高溫熱量而發生一非所欲之反應，故在氣體噴射構件上可能會出現寄生沈積。然而，因根據本發明實施例之氣體噴射單元500之構造係設置外管540以包圍內管520且供應至內管520之反應氣體藉由流經外管540之冷卻流體而得到冷卻，故可克服上述寄生沈積。
內管520可具有一中空圓柱形狀。亦即，內管520可包括：一上壁521，其具有一圓形板形狀；一側壁522，其自上壁521向下延伸；以及一下壁523，其具有一圓形板形狀並耦合至側壁522之一下端。一第一氣體入口埠524及一第二氣體入口埠525設置至上壁521。一用以供應金屬有機化合物氣體之第一氣體供應管線526連接至第一氣體入口埠524，且金屬有機化合物之一氣體供應源527連接至第一氣體供應管線526之另一端。一用以供應氫化合物氣體之第二氣體供應管線528連接至第二氣體入口埠525，且氫化合物之一氣體供應源529連接至第二氣體供應管線528之另一端。由第一氣體供應管線526供應之金屬有機化合物氣體與由第二氣體供應管線528供應之氫化合物氣體在內管520內相互混合。
外管540包圍內管520，且一冷卻流體流經外管540以用於冷卻內管520內之反應氣體。外管540可具有一中空圓柱形狀。舉例而言，外管540可具有：一環形上壁541；一側壁542，其自上壁541之一邊緣向下延伸；以及一下壁，其具有一圓形板形狀並耦合至側壁542之一下端。上壁541之一內圓周表面耦合至內管520之上壁521之一邊緣，且外管540之側壁542與下壁543係與內管520之側壁522及下壁523間隔開設置。
一冷卻流體入口埠544設置於外管540之上壁541之一側，且一冷卻流體供應管545連接至冷卻流體入口埠544。一冷卻流體出口埠546設置於外管540之上壁541之另一側，且一冷卻流體返回管547連接至冷卻流體出口埠546。冷卻流體供應管545及冷卻流體返回管547之端部連接至一溫度控制器548。溫度受溫度控制器548控制之冷卻流體經冷卻流體供應管545及冷卻流體入口埠544供應至外管540。冷卻流體流經內管520與外管540間之一空間，以冷卻供應至內管520內之反應氣體。此後，冷卻流體經冷卻流體出口埠546及冷卻流體返回管547返回至溫度控制器548。返回之冷卻流體經溫度控制後再次供應至外管540。可使用冷卻水或諸如氮氣等惰性氣體作為冷卻流體。
分隔板550a、550b裝設於內管520與外管540間之一空間中。分隔板550a、550b自外管540之上壁541向下延伸，以將內管520與外管540間之一環形空間分隔成一第一區域A1及一第二區域A2，第一區域A1流體連通冷卻流體入口埠544，第二區域A2則流體連通冷卻流體出口埠546。第一區域A1與第二區域A2透過內管520之下壁523及外管540之下壁543而彼此流體連通。
噴射管560連接內管520與外管540，以將內管520內之反應氣體噴射至外管540之外側。噴射管560可沿內管520之一圓周方向以複數形式提供。舉例而言，噴射管560可包括一第一組噴射管562、一第二組噴射管564及一第三組噴射管566。第一組噴射管562可在毗鄰內管520之側壁522之下端之一高度處沿內管520之圓周方向以複數形式提供。第二組噴射管564可在一高於第一高度之第二高度處沿內管520之圓周方向以複數形式提供。第三組噴射管566可在一高於第二高度之第三高度處沿內管520之圓周方向以複數形式提供。
第一組至第三組噴射管562、564、566可沿內管520之長度方向以相同之間隔設置。不同於此，第一組至第三組噴射管562、564、566亦可沿內管520之長度方向以不同間隔(D2>D1)設置，如圖6所示。第一組噴射管562噴射反應氣體至一毗鄰支撐板310之區域，第三組噴射管566則噴射反應氣體至一毗鄰處理室100之上壁102之區域(參見圖1)。
以下，將參照圖2及圖3描述一種使用具有上述構造之薄層沈積裝置來沈積一金屬層於基板S上之方法。
在裝載基板S於基板支架320其中之任一者上後，在支撐板310旋轉之同時，依序裝載基板S於其他基板支架320上。在基板S之裝載完成後，使支撐板310繞其中心軸線旋轉，並由依靠氣墊軸承繞中心軸線旋轉之基板支架320帶動基板S旋轉。加熱單元400加熱支撐板310，進而使支撐板310之熱量經基板支架320傳遞至基板S，俾將基板S加熱至製程溫度。
此後，經第一氣體入口埠524引入金屬有機化合物之氣體至內管520內，並經第二氣體入口埠525引入氫化合物之氣體至內管520內。金屬有機化合物之氣體與氫化合物之氣體在內管520內彼此混合。
此時，用以冷卻內管520內之金屬有機化合物氣體及氫化合物氣體之冷卻流體流經外管540。由溫度控制器548控制冷卻流體之溫度，且經溫度控制之冷卻流體繼續循環流經冷卻流體供應管545、冷卻流體入口埠544、外管540、冷卻流體出口埠546及冷卻流體返回管547。因藉由冷卻流體冷卻內管520內之金屬有機化合物氣體及氫化合物氣體，故可防止金屬有機化合物氣體與氫化合物氣體在被噴射至基板S上之前彼此發生反應。
在金屬有機化合物氣體與氫化合物氣體在內管520內混合並冷卻之後，將金屬有機化合物氣體與氫化合物氣體經連接內管520與外管540之噴射管560噴射至基板S。因噴射管560係沿內管520之圓周方向設置，故金屬有機化合物氣體與氫化合物氣體可均勻地噴射至沿圓周方向裝載於支撐板310上之基板S。噴射至基板S之金屬有機化合物氣體與氫化合物氣體在施加至基板S之高溫熱量作用下分解，進而沈積一薄金屬層。
以下，將描述基板支撐單元及氣體噴射單元之其他實例。
圖7為氣體噴射單元及基板支撐單元之另一種佈局結構之示意圖。參見圖7，一第二凹槽314形成於支撐板310之一中心區域中，且氣體噴射單元500之一外管540插入於第二凹槽314中，俾使外管450與第二凹槽314之一底面間隔開設置。藉由上述構造，因噴射管560與支撐板310之間沿上下方向之距離縮短，故噴射管560可更均勻地噴射反應氣體至基板S上，進而沈積一高品質之薄金屬層。
圖8及圖9為圖3所示氣體噴射單元之又一實施例之示意圖。圖3與圖8、圖9之視圖中相同之參考編號表示相同之元件，故不再贅述之。以下，將僅描述圖3所示氣體噴射單元與圖8及圖9所示氣體噴射單元間之差別。
參見圖8，一單一氣體入口埠524' 設置於一內管520上。一主氣體供應管526' 連接至氣體入口埠524' ，且主氣體供應管526' 分支成一第一支管526' -1及一第二支管526' -2。一用以供應一金屬有機化合物氣體之第一氣體供應源527' -1連接至第一支管526' -1，且一用以供應一氫化合物氣體之第二氣體供應源527' -2連接至第二支管526' -2。金屬有機化合物氣體與氫化合物氣體在一主氣體供應管526' 中混合並接著供應至內管520之氣體入口埠524' 。
參見圖9，一內管520' 包括一第一內管520' a及一包圍第一內管520' a之第二內管520' b。一第二氣體入口埠525設置於第一內管520' a上，且氫化合物氣體經第二氣體入口埠525供應至第一內管520' a內。一第一氣體入口埠524設置於第二內管520' b上，且金屬有機化合物氣體經第一氣體入口埠524供應至第二內管520' b內。因金屬有機化合物氣體與氫化合物氣體被供應至具有一獨立空間之第一內管520' a與第二內管520' b，金屬有機化合物氣體與氫化合物氣體保持處於使金屬有機化合物氣體與氫化合物氣體不會彼此混合之狀態。第一噴射管563連接第一內管520' a與一外管540，以將第一內管520' a內之氫化合物氣體噴射至外管540之外側。第二噴射管565連接第二內管520' b與外管540，以將第二內管520' b內之金屬有機化合物氣體噴射至外管540之外側。
根據本發明，因氣體噴射單元之內管內之反應氣體可被冷卻至一低於反應溫度之溫度，故可預先防止反應氣體發生一非所欲之反應。
此外，可增強所沈積之一薄金屬層之品質。
以上所揭露之標的物應被視為例示性而非限制性的，且隨附申請專利範圍旨在涵蓋仍歸屬於本發明概念之真正精神及範圍內之所有此等修飾、改良及其他實施例。因此，在法律所容許之最大程度上，本發明概念之範圍應由申請專利範圍及其等價範圍之最廣可允許解釋來確定，而不應受限於以上之詳細說明。
10．．．薄層沈積裝置
100．．．處理室
102．．．上壁
104．．．側壁
105．．．通道
106．．．下壁
107．．．排放孔
110．．．門
112．．．驅動器
200．．．排放單元
210．．．排放管線
220．．．排放構件
230．．．閥門
300．．．基板支撐單元
310．．．支撐板
312．．．第一凹槽
313．．．螺旋形凹槽
314．．．第二凹槽
320．．．支撐板
332．．．驅動軸
333．．．軸承
334．．．驅動器
400．．．加熱單元
500．．．氣體噴射單元
520．．．內管
520' ．．．內管
520' a．．．第一內管
520' b．．．第二內管
521．．．上壁
522．．．側壁
523．．．下壁
524．．．第一氣體入口埠
524' ．．．氣體入口埠
525．．．第二氣體入口埠
526．．．第一氣體供應管線
526' ．．．主氣體供應管
526' -1．．．第一支管
526' -2．．．第二支管
527．．．氣體供應源
527' -1．．．第一氣體供應源
527' -2．．．第二氣體供應源
528．．．第二氣體供應管線
529．．．氣體供應源
540．．．外管
541．．．上壁
542．．．側壁
543．．．下壁
544．．．冷卻流體入口埠
545．．．冷卻流體供應管
546．．．冷卻流體出口埠
547．．．冷卻流體返回管
548．．．溫度控制器
550a．．．分隔板
550b．．．分隔板
560．．．噴射管
562．．．第一組噴射管
563．．．第一噴射管
564．．．第二組噴射管
565．．．第二噴射管
566．．．第三組噴射管
A1．．．第一區域
A2．．．第二區域
A3．．．第三區域
D1．．．間隔
D2．．．間隔
S．．．基板
本文包含附圖以提供對本發明概念之更進一步理解，該等附圖併入本說明書中並構成本說明書之一部分。附圖係例示本發明概念之實例性實施例，並與本說明一起用於解釋本發明概念之原理。附圖中：
圖1為根據本發明一實施例之一薄層沈積裝置之示意圖。
圖2為圖1所示氣體噴射單元及基板支撐單元之平面圖。
圖3為圖1所示氣體噴射單元及基板支撐單元之放大圖。
圖4為一氣體噴射單元之局部剖切立體圖。
圖5為一氣體噴射單元之平面剖視圖。
圖6為圖3所示氣體噴射單元之另一實施例之示意圖。
圖7為氣體噴射單元及基板支撐單元之另一種佈局結構之示意圖。
圖8及圖9為圖3所示氣體噴射單元之又一實施例之示意圖。
10．．．薄層沈積裝置
100．．．處理室
102．．．上壁
104．．．側壁
105．．．通道
106．．．下壁
107．．．排放孔
110．．．門
112．．．驅動器
200．．．排放單元
210．．．排放管線
220．．．排放構件
230．．．閥門
300．．．基板支撐單元
310．．．支撐板
312．．．第一凹槽
313．．．螺旋形凹槽
320．．．支撐板
332．．．驅動軸
333．．．軸承
334．．．驅動器
400．．．加熱單元
500．．．氣體噴射單元
S．．．基板

Claims (25)

  1. 一種用於沈積一薄層之裝置，其係包括：一處理室；一基板支撐單元，設置於該處理室中，用以支撐該基板；一加熱器，用以加熱由該基板支撐單元支撐之該基板；以及一氣體噴射單元，在該處理室中設置於該基板支撐單元上方，其中，該氣體噴射單元包括：一內管，經該內管引入一反應氣體；一外管，係包圍該內管，一冷卻流體流經該外管以冷卻該內管中之該反應氣體；以及多數個噴射管，用以噴射該內管中之該反應氣體至該外管之一外側。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該氣體噴射單元係設置成使該內管及該外管之長度方向朝一上下方向。
  3. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該基板支撐單元包括：一支撐板，係具有一板形狀，並沿一圓周方向於其一上表面之一邊緣區域中形成有多數個第一凹槽以容納一基板支架；以及一旋轉驅動構件，用以旋轉該支撐板，其中，該氣體噴射單元係設置於該支撐板之一中心區域上方。
  4. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該支撐板於該支撐板之該上表面之該中心區域中形成有一第二凹槽，且該外管插入於該第二凹槽中，俾使該外管之一下端與該第二凹槽之一底面間隔開設置。
  5. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該等噴射管係沿該內管之一圓周方向以複數形式設置。
  6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該等噴射管其中之某些係設置於彼此不同之高度。
  7. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該等噴射管係分成多數個組，屬於同一組之噴射管係沿該圓周方向設置於該內管之同一高度，以及屬於不同組之噴射管係沿該圓周方向設置於該內管之不同高度。
  8. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中屬於該等組其中之任一組之噴射管係用以噴射該反應氣體至一毗鄰該支撐板之區域，以及屬於該等組其中之另一組之噴射管係用以噴射該反應氣體至一毗鄰該處理室之一上壁之區域。
  9. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之裝置，其中該氣體噴射單元更包括：一第一氣體入口埠，裝設至該內管，以引入一第一反應氣體；以及一第二氣體入口埠，裝設至該內管，以引入一第二反應氣體。
  10. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之裝置，其中該氣體噴射單元包括：一個氣體入口部，裝設至該內管；一主氣體供應管，連接至該氣體入口埠；一第一氣體供應源，連接至一自該主氣體供應管分出之第一支管，以供應一第一反應氣體；以及一第二氣體供應源，連接至一自該主氣體供應管分出之第二支管，以供應一第二反應氣體。
  11. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之裝置，其中該氣體噴射單元包括：一冷卻流體入口埠，裝設至該外管，以引入該冷卻流體；以及一冷卻流體出口埠，裝設至該外管，以排出該冷卻流體。
  12. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中該氣體噴射單元更包括一分隔板，該分隔板將該內管與該外管間之一空間分隔成一第一區域、一第二區域及一第三區域，該第一區域流體連通該冷卻流體入口埠，該第二區域流體連通該冷卻流體出口埠，該第三區域則使該第一區域與該第二區域彼此流體連通。
  13. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該內管包括：一第一內管，經該第一內管引入一第一反應氣體；以及一第二內管，包圍該第一內管，經該第二內管引入一第二反應氣體，其中該等噴射管包括：多數個第一噴射管，用以噴射該第一內管內之該第一反應氣體至該外管之一外側；以及多數個第二噴射管，用以噴射該第二內管內之該第二反應氣體至該外管之該外側。
  14. 如申請專利範圍第13項之裝置，其中該等噴射管包括：一冷卻流體入口埠，裝設至該外管，以引入該冷卻流體；以及一冷卻流體出口埠，裝設至該外管，以排出該冷卻流體。
  15. 如申請專利範圍第14項之裝置，其中該氣體噴射單元更包括一分隔板，該分隔板將該外管與該第二內管間之一空間分隔成一第一區域、一第二區域及一第三區域，該第一區域流體連通該冷卻流體入口埠，該第二區域流體連通該冷卻流體出口埠，該第三區域則使該第一區域與該第二區域彼此流體連通。
  16. 一種用於沈積一薄層之方法，包括：裝載一基板於一處理室內；加熱該基板；以及噴射一反應氣體至該基板，其中，該反應氣體被引入一氣體噴射單元之一內管，經一冷卻流體冷卻，並經多數個噴射管噴射至該基板上，該冷卻流體係流經一包圍該內管之外管，該等噴射管係連接該內管與該外管。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該氣體噴射單元係設置成使其長度方向朝一上下方向，且該反應氣體係經設置於一水平方向之該等噴射管噴射至該基板上。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中所裝載之該基板係為複數形式，該等基板係沿一圓周方向裝載於一支撐板之一邊緣區域上，且該氣體噴射單元噴射該反應氣體於該支撐板之一中心區域上方。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該支撐板在其一中心軸線上旋轉，且各該複數個的基板在其一中心軸線上旋轉。
  20. 如申請專利範圍第19項之方法，其中該反應氣體包含一第一反應氣體及一第二反應氣體，該第二反應氣體具有不同於該第一反應氣體之一成分，其中該第一反應氣體與該第二反應氣體係分別引入至該內管中並隨後相互混合。
  21. 如申請專利範圍第19項之方法，其中該反應氣體包含一第一反應氣體及一第二反應氣體，該第二反應氣體具有不同於該第一反應氣體之一成分，其中該第一反應氣體與該第二反應氣體係以一混合狀態引入至該內管。
  22. 如申請專利範圍第19項之方法，其中該反應氣體包含一第一反應氣體及一第二反應氣體，該第二反應氣體具有不同於該第一反應氣體之一成分，該內管包括一第一內管及一包圍該第一內管之第二內管，該第一反應氣體經該第一內管引入，該第二反應氣體則經該第二內管引入，以及該第一反應氣體經連接該第一內管與該外管之多數個第一噴射管噴射，該第二反應氣體則經連接該第二內管與該外管之多數個第二噴射管噴射。
  23. 一種氣體噴射單元，包括：一內管，經該內管引入一反應氣體；一外管，其包圍該內管，一冷卻流體流經該外管以冷卻該內管內之該反應氣體；以及多數個噴射管，用以噴射該內管內之該反應氣體至該外管之一外側。
  24. 如申請專利範圍第23項之氣體噴射單元，其中該等噴射管係沿該內管之一圓周方向以複數形式設置，該等噴射管係分成多數個組，屬於同一組之噴射管係沿該圓周方向裝設於該內管之同一高度，以及屬於不同組之噴射管係沿該圓周方向裝設於該內管之不同高度。
  25. 如申請專利範圍第24項之氣體噴射單元，更包括：一第一氣體入口埠，裝設至該內管，以引入該第一反應氣體；以及一第二氣體入口埠，裝設至該內管，以引入該第二反應氣體。
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