TWI583819B - 多區石英氣體分配設備 - Google Patents

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Description

多區石英氣體分配設備
本發明之實施例大體上關於基材處理設備，且更詳言之，關於用於基材處理設備中的氣體分配設備。
沉積製程(諸如磊晶沉積製程與類似製程)可需要對多個製程參數進行控制，以確保膜品質。例如，此類製程參數可包括氣流、溫度控制，或類似參數。
本發明提供用於沉積製程中的改良式氣體分配設備，該氣體分配設備可助於改良基材上材料的沉積。
在此提供基材處理設備以及用於該基材處理設備中的氣體分配設備。一些實施例中，氣體分配設備包括：第一石英層，具有複數個開口，該等開口配置成從該第一石英層之第一側穿過該第一石英層至相對的該第一石英層之第二側；第二石英層，耦接該第一石英層之第二側；第一氣室，流體連通式耦接第一組的該複數個開口且配置在該第一石英層與該第二石英層之間；第二氣室，流體連通式耦接第二組的該複數個開口且配置在該第一石英層與該第二石英層之間；以及一或多個出口，配置在該氣體分配設備的一側上， 該側與配置成穿過該第一石英層的該複數個開口相對，該一或多個出口提供氣體至該氣體分配設備的與該第一石英層相對的該側。
一些實施例中，一種基材處理設備包括：製程腔室，具有處理空間，且該處理空間中配置有基材支座；氣體分配設備，配置在該基材支座上方，以當基材配置在該基材支座上時提供一或多個氣體至該基材；以及氣體注射系統，提供該一或多個氣體至該氣體分配設備，其中該氣體注射系統進一步包括：第一注射器，配置在鄰近該基材支座處，以將該一或多個氣體從外部氣體源傳導至該製程腔室中；以及第二注射器，位在鄰近該基材支座處，以將該一或多個氣體從該第一注射器傳導至該氣體分配設備，且將該一或多個氣體注射至該處理空間中。
下文中描述本發明之其他與進一步之實施例。
100‧‧‧設備
101‧‧‧基材
102‧‧‧上部
104‧‧‧下部
105‧‧‧處理空間
106‧‧‧蓋
107‧‧‧氣體分配設備
108‧‧‧夾箝環
109‧‧‧氣體注射系統
110‧‧‧製程腔室
111‧‧‧入口
112‧‧‧基底板
113‧‧‧導管
114‧‧‧氣體注射通口
115‧‧‧純化器
116‧‧‧襯墊
117‧‧‧氣體源
118‧‧‧排放通口
119‧‧‧真空泵
120‧‧‧包殼
122‧‧‧預熱環
123‧‧‧真空系統
124‧‧‧基材支座
125‧‧‧第一注射器
126‧‧‧基材升舉軸桿
127‧‧‧墊
128‧‧‧升舉銷
129‧‧‧第二注射器
130‧‧‧支援系統
131‧‧‧第二注射器導管
132‧‧‧下圓頂
133‧‧‧第一組
134‧‧‧支座托架
135‧‧‧第二組
136‧‧‧燈
137‧‧‧第一組
138‧‧‧燈
139‧‧‧第一注射器導管
140‧‧‧‧‧‧控制器
141‧‧‧第二組
142‧‧‧中央處理單元
144‧‧‧記憶體
146‧‧‧支援電路
148‧‧‧出口
149‧‧‧區域
152‧‧‧燈
154‧‧‧燈
156‧‧‧上高溫計
158‧‧‧下高溫計
160‧‧‧基板升舉組件
161‧‧‧升舉銷模組
162‧‧‧第一開口
164‧‧‧基材支座組件
166‧‧‧支撐銷
172‧‧‧升舉機構
174‧‧‧旋轉機構
200‧‧‧石英層
202‧‧‧開口
204‧‧‧第一側
206‧‧‧第二側
208‧‧‧石英層
210‧‧‧第一氣室
212‧‧‧第一組
214‧‧‧第二氣室
216‧‧‧第二組
218‧‧‧導管
220‧‧‧連續壁
222‧‧‧壁
223‧‧‧部分
224‧‧‧導管
226‧‧‧石英層
228‧‧‧導管
300‧‧‧石英層
302‧‧‧氣室
304‧‧‧導管
306‧‧‧第三組
310‧‧‧導管
312‧‧‧導管
314‧‧‧氣室
316‧‧‧第四組
318‧‧‧導管
320‧‧‧導管
322‧‧‧石英層
324‧‧‧導管
326‧‧‧部分
402‧‧‧導管
404‧‧‧通道
406‧‧‧熱傳流體源
408‧‧‧熱傳流體源
藉由參考描繪於附圖中的本發明之說明性實施例，可瞭解於上文中簡要總結且將於下文中更詳細討論的本發明之實施例。然而應注意附圖僅說明此發明的典型實施例，因而不應將該等附圖視為限制本發明之範疇，因為本發明可容許其他等效實施例。
第1A圖描繪根據本發明一些實施例的基材處理系統的示意側視圖。
第1B圖描繪根據本發明一些實施例的基材處理系統的示意頂視圖。
第2A圖描繪根據本發明之一些實施例的氣體分配設備的示意剖面側視圖。
第2B圖描繪根據本發明之一些實施例的氣體分配設備的示意底視圖。
第2C圖描繪根據本發明之一些實施例的氣體分配設備的一層的示意底視圖。
第3A圖描繪根據本發明之一些實施例的氣體分配設備的示意剖面側視圖。
第3B圖描繪根據本發明之一些實施例的氣體分配設備的示意底視圖。
第3C圖描繪根據本發明之一些實施例的氣體分配設備的一層的示意頂視圖。
第4圖描繪根據本發明之一些實施例的氣體分配設備的示意剖面側視圖。
為了助於瞭解，如可能則使用相同的元件符號標注共通於該等圖式的相同元件。該等圖式並未按照比例尺繪製，且可能為了簡明起見而經簡化。應考量在一個實施例中的元件與特徵可有利地用於其他實施例，而無需進一步記載。
在此揭露氣體分配設備與使用方法。本發明之氣體分配設備的實施例可有利地諸如透過使用多區的配置方式(configuration)對個別的製程氣體提供分開的控制。本發明的實施例可有利地翻新既存的基材處理設備，而不需實質的結構改變，該實質的結構改變諸如在製程腔室的壁中設置凸 緣或類似物以容納氣體分配設備。本發明之氣體分配設備的實施例可由石英所建構，石英可有利地讓用於加熱、溫度監控，或類似手段的能量波長穿透。進一步而言，實質上由石英建構的氣體分配設備的實施例可相較於含金屬之噴頭設計提供較少污染。石英的低熱膨脹係數可適合高溫應用，諸如磊晶沉積製程或類似製程，在該等製程中，含金屬噴頭設計可能會失效。下文中將討論本發明之設備的其他與進一步優點。
在此揭露的本發明之氣體分配設備的實施例可用在任何適合的製程腔室中，該等製程腔室包括適合用於執行磊晶沉積製程的那些製程腔室，諸如EPI®反應器線之任一者，該等反應器可購自美國加州Santa Clara的應用材料公司。應考量其他的製程腔室也可受惠於根據此述之教示的氣體分配設備，這些腔室包括裝設成用於其他製程的腔室或由其他製造業者所製作的腔室。
下文中針對第1A圖描述示範性製程腔室，第1A圖描繪適合用於執行本發明多個部分的基材處理設備100的示意剖面視圖。基材處理設備100可適於執行磊晶沉積製程，且包含製程腔室110，該製程腔室110具有處理空間105，且基材支座124配置於該處理空間105中，此僅為例示。基材處理設備100可包括氣體分配設備107與氣體注射系統109，該氣體分配設備107配置在基材支座124上方，以當基材101存在於基材支座124上時提供一或多個氣體至基材101，該氣體注射系統109提供該一或多個氣體至該氣體分配設備 107。基材處理設備可進一步包括支援系統130、控制器140與額外的特徵及/或部件，如下文所探討。描繪於第1A圖中的基材處理設備為例示性，且本發明之氣體分配設備可用於其他類型的基材處理設備中。
製程腔室110大體上包括上部102、下部104與包殼120。真空系統123可耦接製程腔室110以助於在製程腔室110內維持期望的壓力。一些實施例中，真空系統123可包含節流閥(圖中未示)與真空泵119，該等部件用於使製程腔室110排氣。一些實施例中，製程腔室110內側的壓力可透過調整節流閥及/或真空泵119而調節。
上部102配置在下部104上，且包括蓋106、夾箝環108、襯墊116、基底板112、一或多個上加熱燈136與一或多個下加熱燈138以及上高溫計156。一些實施例中，蓋106具有圓頂狀的形狀係數(form factor)，然而也可考量具有其他形狀係數的蓋(例如平坦或反曲線蓋)。
下部104耦接氣體注射通口114與排放通口118，且包含下圓頂132、基材支座124、預熱環122、基材升舉組件160、基材支座組件164、一或多個上加熱燈152與一或多個下加熱燈154以及下高溫計158。雖然使用「環」一詞描述基材處理設備100的某些部件(諸如預熱環122)，但應考量這些部件的形狀不需為圓形，且可能包括任何形狀，這些形狀包括(但不限於)矩形、多邊形、卵形與類似形狀。
氣體源117可耦接製程腔室110以提供一或多個製程氣體至該製程腔室110。一些實施例中，純化器115可耦接 氣體源117，以在該一或多個製程氣體進入製程腔室110之前過濾或純化該一或多個製程氣體。氣體源117可提供一或多個製程氣體。例如，氣體源117可以是氣體歧管或能夠分別(或用任何期望的組合)提供一或多個製程氣體至處理空間105的其他適合的氣體設備。
一或多個製程氣體可經由氣體注射系統109通過氣體注射通口114進入處理空間。氣體注射通口114可包含金屬或另一氣體相容材料。一些實施例中，氣體注射通口114可包括複數個入口111，該等入口111耦接入口導管113之網絡，以提供一或多個製程氣體至氣體注射系統109，如第1B圖所繪示。由複數個入口111與入口導管113之網絡所提供的流徑僅為示範性以用於說明，而可利用任何期望的流徑配置方式，舉例而言，諸如每一入口111具有與該入口111耦接的個別的入口導管113網絡，以沿著獨立流徑分別提供每一製程氣體。
氣體注射通口114可進一步為可替換的零件。例如，氣體注射通口114可用特定配置方式提供該一或多個製程氣體至氣體注射系統109。因此，若期望不同的配置方式，可用第二氣體注射通口114替換現存的氣體注射通口，以提供新的配置方式給予氣體注射系統109。氣體注射通口114的示範性配置方式可包括不同的流徑，該等流徑是由複數個入口111與入口導管113所提供，使得當與氣體注射系統109結合時，可提供一或多個製程氣體至處理空間105的不同區域。例如，製程氣體可用下述方式流動：切過(tangential across)基材101、從基材上方遞送(諸如通過氣體分配設備107)，或前述方式之組合。進一步而言，可利用氣體注射通口114的配置方式達成該一或多個製程氣體至基材的任何期望的空間配置方式，諸如朝向基材101的中央、於基材101的周邊附近，或以任何期望的配置方式於空間上分配於基材101上。
如第1A圖至第1B圖所繪示，氣體注射系統109可包括第一注射器125以及第二注射器129，該第一注射器125配置在鄰近基材支座124處，以將一或多個氣體從外部氣體源(例如氣體注射通口114及/或氣體源117)傳導至製程腔室110中，該第二注射器129配置在鄰近基材支座124處，以將一或多個氣體從第一注射器125傳導至氣體分配設備107且將該一或多個氣體注射進入處理空間105中。
第二注射器129可至少部分作為側注射器，以切於(tangential to)基材101之處理表面提供一或多個氣體。如第1B圖中所繪示，第二注射器可包括第一組133的複數個第二注射器導管131，以切於基材101之處理表面提供一或多個氣體。第二注射器可進一步包括第二組135的複數個第二注射器導管131，以將一或多個氣體從第一注射器125傳導至氣體分配設備107。第二注射器129可包含石英或類似物。
第一注射器125可包括第一組137的複數個第一注射器導管139，以將一或多個氣體從氣體注射通口114提供至第二注射器129的第一組133的複數個第二注射器導管131。類似地，第一注射器125可包括第二組141的複數個第一注 射器導管139，以將一或多個氣體從氣體注射通口114提供至第二注射器129的第二組135的複數個第二注射器導管131。第一注射器125可為可替換的零件，類似氣體注射通口114，且原因類似。舉例而言，第一組137與第二組141的複數個第一注射器導管138的配置方式可有所變化，以提供該一或多個製程氣體的不同的空間配置方式，諸如透過第一組133的複數個第二注射器導管131使氣體切過基材101的處理表面，及/或使氣體來自基材101上方，諸如通過配置在氣體分配設備107中的空間區域，如下文所探討。第一注射器125可包含石英或類似物。
第二組135的第二注射器導管131可提供一或多個氣體至氣體分配設備107，如第1A圖中所繪示。儘管在第1A圖中例示性地將氣體分配設備107畫成由第二注射器129支撐，但可用任何適合的方式支撐該氣體分配設備107，諸如將該氣體分配設備107裝設成安放在襯墊116上及在第二注射器129上方，或類似方式。此外，一些實施例中，氣體分配設備107可進一步包括一或多個出口148，以提供氣流至配置在氣體分配設備107與蓋106之間的區域149。例如，可提供淨化氣體至區域149，以限制或防止不需要的沉積或其他反應發生在區域149中。
氣體分配設備107的實施例於第2A至2C圖與第3A至3C圖中更詳細地繪示。如第2A圖中的剖面側視圖中所繪示，氣體分配設備107可包含複數個層。例如，該等層可包含石英。一些實施例中，該等層可分別製造，且隨後組裝及 黏結(bond)在一起。例如，該等層可黏結在一起而足以一起密封所有接觸表面。
如第2A圖中所繪示，氣體分配設備107可包括第一石英層200，該第一石英層200具有複數個開口202，該等開口配置成從該第一石英層200的第一側204穿過第一石英層200至相對的該第一石英層200的第二側206。複數個開口202可排列成任何期望的配置方式，以將一或多個氣體提供至基材101。複數個開口202的一種示範性排列方式繪示於第一石英層200的示意底視圖中，如第2B圖中所繪示。如第2B圖中所繪示，複數個開口202排列成同心環，然而可利用其他的幾何排列方式。
第二石英層208可耦接第一石英層200的第二側206。第二石英層208可黏結第一石英層，如前文所探討。第一氣室210可配置在第一石英層200與第二石英層208的一側之間，該第二石英層208之該側與該第一石英層200相對。第一氣室210可流體連通式耦接第一組212的複數個開口202。如第1A圖所繪示，第一氣室210可凹入第二石英層208中，且由第一石英層200的第二側206覆蓋。但是，第一氣室210的此建構方式僅為示範性，而其他建構方式是可行的，諸如將第一氣室210部分地形成在第一石英層200與第二石英層208之每一者中，或整體位在第二石英層208內。
類似地，第二氣室214可形成於第一石英層200以及第二石英層208的與該第一石英層200相對的一側之間。第二氣室214可流體連通式耦接第二組217的複數個開口 202。可用任何適合的方式將第二氣室214建構在第一石英層200與第二石英層208之間，類似上文所探討的用於第一氣室210的該等實施例。第一氣室210與第二氣室214可用於提供不同氣體至基材101的不同區域，或替代性地用至基材的不同流率提供相同氣體至基材101的不同區域。
一些實施例中，可設置一或多個導管228以將氣體源耦接一或多個出口148，該等出口148配置在氣體分配設備107的與複數個開口202相對的一側上。例如，如第2A圖中所描繪，一或多個出口148可配置在第三石英層226中，該第三石英層226與第二石英層208耦接。一或多個出口148可提供氣體(例如，淨化氣體，諸如任何製程相容的惰氣)至氣體分配設備107與蓋106之間的區域(如第1A圖所描繪)。
第2C圖(描繪第二石英層208的示意底視圖)描繪根據本發明之一些實施例的第一氣室210與第二氣室214。例如，第一氣室210與第二氣室214之各者可包括配置在氣室中的壁，以將進入的氣體均勻地分配在整個氣室。舉例而言，複數個第一壁216可配置在第一氣室中，以當氣體流動通過第一氣室210時分配該氣體。如第2C圖中所繪示，複數個第一壁216可以是複數個同心排列的弧狀片段(arc segment)；然而，複數個第一壁的其他形狀及/或空間排列是可行的。氣體可由第二石英層208的周圍邊緣經由一或多個第一導管218進入第一氣室210，該等第一導管218部分繪示於第2C圖中且將於下文中進一步探討。
如第2C圖所示，第二氣室214可與第一氣室210透過連續壁220而分開，該連續壁220將兩個氣室彼此隔離。類似第一氣室210，第二氣室214可包括複數個第二壁222，該複數個第二壁222配置在第二氣室214中，以當氣體流動通過第二氣室214時分配該氣體。如所繪示，複數個第二壁222可以是複數個排列成圓形圖案的弧形片段；然而，複數個第二壁222的其他形狀及/或空間排列是可行的。氣體可經由一或多個第二導管224饋送進入第二氣室214，該等導管224部分繪示於第2C圖中且於下文中進一步探討。據此，如第2C圖中所繪示，進入第二氣室的氣體可向外朝連續壁220分配。但是，氣體饋送進入第二氣室的方式為示範性質，且將氣體從鄰近連續壁220的位置饋送進入第二氣室可為可行的。
回到第2A圖至第2B圖，一或多個第一導管218可配置成從第一側204穿過第一石英層200至第二側206並且穿過第二石英層208。從第一石英層200的第一側204上開始，一或多個第一導管218從第一側204延伸穿過第一石英層200至第二側206。接著，在第2C圖中，該一或多個第一導管218可延伸穿過第二石英層208，在此處一或多個第一導管218可流體連通式耦接第一氣室210。第一導管218的數目與尺寸可經選擇，以控制第一氣室210中氣體的期望流率及/或分散速率。如第2A圖至第2C圖所繪示，顯示兩個第一導管218。
回到第2A圖，氣體分配設備可包括第三石英層226，該第三石英層226在第二石英層208的與該第一石英層 200相對之側上耦接第二石英層208。第三石英層226可接合第二石英層208。第三石英層226可用於至少部分地形成該一或多個第二導管224，該一或多個第二導管224將氣體從第二注射器129提供至第二氣室214。例如，從第一石英層200的第一側204上開始，該一或多個第二導管224可從第一側204延伸通過該第一石英層200至第二側206，如第2B圖所繪示。接著，在第2C圖中，一或多個第二導管224可從第二石英層208的第一側延伸通過第二石英層208至第二石英層208的第二側。一或多個第二導管224可配置成穿過第三石英層226，如第2A圖中所繪示(且於第2C圖中以虛線視圖顯示)，且該一或多個第二導管224延伸進入第二石英層208至第二氣室214。舉例而言，一或多個第二導管224可穿過第三石英層226流體連通式耦接第二氣室214。類似一或多個第一導管218，第二導管224的數目與尺寸可經選擇以控制第二氣室214中的氣體之期望流率、分散速率，或類似者。如第2A圖至第2C圖中所繪示，顯示兩個第二導管224。
如第2A圖中所繪示，配置成穿過第三石英層226的一或多個第二導管224的一部分223凹入第三石英層226且由相對的第二石英層208覆蓋。或者，一或多個第二導管224的部分223可配置在第二石英層208中且由第三石英層226覆蓋，或部分配置在第二石英層208與第三石英層226之各者中。
如第2A圖至第2C圖所繪示的氣體分配設備的實施例僅是一個示範性實施例。依照第2A圖至第2C圖中繪示的 實施例所建造的氣體分配設備107的進一步實施例繪示於第3A圖至第3C圖中，且於下文探討。
舉例而言，如第2A圖至第2C圖中所繪示的氣體分配設備包括兩個區域(例如第一氣室210與第二氣室214)，該兩個區域可用於用不同速率提供一個氣體，及/或用相同或不同的速率提供不同氣體。如第3A圖至第3C圖所示，氣體分配設備可包括額外的層，該等層可用於增加額外區域。如第3A圖至第3C圖所繪示，第四石英層與第五石英層增加至氣體分配設備，該等層可用於提供兩個額外區域給氣體分配設備。繪示於第3A圖至第3C圖中的實施例僅為示範性質，且若需要，可增加另外的層以提供額外區域。
第3A圖描繪根據本發明之一些實施例的氣體分配設備的剖面側視圖。如第3A圖中所繪示，氣體分配設備可包括第四石英層300，該第四石英層300耦接該第三石英層226的與第二石英層208相對之側。第三氣室302可形成於第三石英層226與第四石英層300之一側之間，該第四石英層300之該側與第三石英層226相對。如第3A圖中所繪示，第三氣室302可凹進第四石英層300中，且由第三石英層226之一側覆蓋。但是，所繪示的第三氣室302的實施例僅為示範性質，該第三氣室302可部分地配置在第三石英層226與第四石英層300的各者中，或整體位在第四石英層300內。
一或多個第三導管304可配置成從第一側204穿過第一石英層300至第二側206，且延伸穿過第二石英層208、第三石英層226與第四石英層300，如第3A圖至第3B圖中 所繪示。一或多個第三導管304可穿過第四石英層流體連通式耦接第三氣室302，如第3A圖所繪示。一或多個第三導管304可在結構上實質類似一或多個第一導管218，差異處在於該一或多個第三導管304向上延伸穿過額外的層208、226，然而該一或多個第一導管218只向上延伸穿過第一石英層200。
第三氣室302可流體連通式耦接第三組306的複數個開口202，如第3A圖中所繪示。舉例而言，第三氣室300可經由複數個導管310(配置成穿過第二石英層208與第三石英層226)流體連通式耦接第三組306。如第3A圖與第3C圖所繪示，複數個導管310可包括複數個第一壁導管312，該等第一壁導管312配置成穿過第一氣室210的複數個第一壁216，以將第三氣室300流體連通式耦接第三組306的複數個開口202。複數個第一壁導管312可容許氣體從第三氣室300通過第一氣室210，同時與第一氣室210維持隔離。雖然在第3C圖中繪示成複數個導管310通過第二石英層208中第一氣室210的複數個第一壁216的所有第一壁216，該複數個導管310(包括複數個第一壁導管312)可排列成於製程腔室110中執行本發明所需的任何期望的配置方式。例如，複數個導管310可排列成使得複數個第一壁導管312通過少於全部的該複數個第一壁216及/或在每一第一壁之間非均勻地配置，以於製程腔室110中達成期望的處理條件。
回到第3A圖，第四氣室314可形成於第三石英層226與第四石英層300之一側之間，該第四石英層300的該側 與該第三石英層226相對。如第3A圖中所繪示，第四氣室314可凹入第四石英層300中，且由第三石英層226的一側覆蓋。然而，所繪示的第四氣室314之實施例僅為示範性質，且第四氣室314可部分地配置在第三石英層226與第四石英層300之各者中，或整體位於第四石英層300內。第三氣室302與第四氣室314可以實質上類似第一氣室210與第二氣室214所分開的方式(如前文所探討)分開。
第四氣室314可流體連通式耦接第四組316的複數個開口202，如第3A圖中所繪示。例如，第四氣室314可經由複數個導管318流體連通式耦接第四組316，該等導管318配置成穿過第二石英層208與第三石英層226。如第3A圖與第3C圖中所示，複數個導管318可包括複數個第二壁導管320，該等第二壁導管320配置成穿過第二氣室214的複數個第二壁222，以將第四氣室314流體連通式耦接第四組316的複數個開口202。複數個第二壁導管320可容許氣體從第四氣室314通過第二氣室214同時維持與第二氣室214隔離。雖然第3C圖繪示成複數個導管318通過第二石英層208中第二氣室214的複數個第二壁222的所有第二壁222，該複數個導管315(包括複數個第二壁導管320)可排列成於製程腔室110中執行本發明所需的任何期望的配置方式。舉例而言，複數個導管318可排列成使得複數個第二壁導管320通過少於全部的該複數個第二壁222及/或在每一第二壁之間非均勻地配置，以於製程腔室110中達成期望的處理條件。
再度回到第3A圖，第五石英層322可與第四石英 層300耦接在第四石英層300的與第三石英層226相對之側上。第五石英層322可提供與第三石英層226實質上類似的功能，例如，提供導管或覆蓋層之一或多者以將氣體流體連通式耦接第四氣室314。舉例而言，一或多個第四導管324可配置成從第一側204穿過第一石英層200至第二側206且通過第二石英層208、第三石英層226、第四石英層300與第五石英層322。一或多個第四導管324可穿過第五石英層322流體連通式耦接第四氣室314，諸如一或多個第四導管324的一部分326延伸穿過第五層322，如第3A圖中所繪示。部分326的實施例可類似一或多個第二導管224的部分223之實施例。
一些實施例中(且如第4圖中所描繪)，氣體分配設備107中的氣體溫度可經加熱及/或冷卻，以控制氣體溫度。例如，一些實施例中，可設置一或多個導管402，以將熱傳流體源406耦接一或多個配置在氣體分配設備107中的通道404。雖然在第4圖中顯示一或多個通道404配置在氣室上方，但該一或多個通道404可配置在其他位置，諸如：氣體分配設備107之氣室上方、下方，或之間的一或多者。
一些實施例中，第二熱傳流體源408可耦接一或多個通道404的第二個通道404或更多通道404。第二熱傳流體源408提供熱傳流體，該熱傳流體維持在與第一熱傳流體之溫度不同的溫度。或者，第二熱傳流體源408可耦接與第一熱傳流體源406相同的一或多個通道404，且第一熱傳流體源406與第二熱傳流體源408可選擇性或成比例地提供期望溫 度的熱傳流體，該期望溫度介於第一熱傳流體的溫度與第二熱傳流體的溫度之間。使用第一熱傳流體源406或使用第一熱傳流體源406與第二熱傳流體源408有利地助於將氣體分配設備107維持在適合處理氣體遞送的期望溫度，從而例如助於提供期望處理氣體溫度及/或活化之一或多者。
回到第1圖，處理期間，基材101配置在基材支座124上。燈136、138、152與154是紅外線(IR)輻射源(即熱源)，且在操作上該等燈生成遍及基材101的預定溫度分佈。蓋106、夾箝環108與下圓頂132由石英形成；然而，也可使用其他IR可通透且與製程相容的材料形成這些部件。
基材支座組件164大體上包括支座托架134，該支座托架134具有複數個與基材支座124耦接的支撐銷166。基材升舉組件160包含基材升舉銷軸桿126以及複數個升舉銷模組161，該等升舉銷模組161選擇性地安放在基材升舉軸桿126的各別墊127上。一個實施例中，升舉銷模組161包含視情況任選的升舉銷128之上部，該上部以可移動式配置成穿過基材支座124中的第一開口162。基材支座組件164包括升舉機構172與旋轉機構174，該旋轉機構174耦接基材支座組件164。升舉機構172可用於沿著中央軸移動基材支座124。例如，在操作上，基材升舉軸桿126移動而接合(engage)升舉銷128。當升舉銷128接合時，該等升舉銷128可抬升基材101於基材支座124上方，或將基材101降下至基材支座124上。旋轉機構174可用於繞著中央軸旋轉基材支座124。
支援系統130包括用於執行與監視基材處理設備 100中的預定製程(例如生長磊晶膜)的部件。這樣的部件大體上包括基材處理設備100的各種次系統與裝置，次系統例如為氣體分配盤、氣體分配導管、真空與排氣次系統與類似物，而裝置例如為電源供應器、製程控制設備與類似物。這些部件為發明所屬技術領域中具有通常知識者已知，而為了明確起見從圖式中略去。
可提供控制器140，並且可將該控制器140耦接基材處理設備100以控制基材處理設備100的部件。控制器140可以是用於控制基材處理設備100之操作的任何適合的控制器。該控制器140大體上包含中央處理單元(CPU)142、記憶體144與支援電路146，且該控制器140耦接及控制基材處理設備100與支援系統130，該耦接及控制方式為直接耦接及控制(如第1圖中所示)，或者是另外經由與製程腔室及/或支援系統相連的電腦(或控制器)耦接及控制。
CPU 142可以是任何形式的可用於工業設施中的通用電腦處理器。支援電路146耦接CPU 142且可包含高速緩衝存儲器、時脈電路、輸入/輸出次系統、電源供應器與類似物。軟體常式可儲存在控制器140的記憶體144中，該軟體常式諸如為在此揭露的用於處理基板的方法(例如針對2圖於下文所揭露之方法)。當該等軟體常式由CPU 142所執行時，將CPU 142轉變成專用電腦(控制器)140。軟體常式也可由第二控制器(圖中未示)儲存及/或執行，該第二控制器位在控制器140之遠端。以替代方式或以結合方式，一些實施例中(例如，基材處理設備100是多腔室處理系統的一部 分之實施例)，多腔室處理系統之每一製程腔室可具有該製程腔室自身的控制器，以控制可於該特定製程腔室中執行的在此揭露的本發明之方法的多個部分。這樣的實施例中，個別的控制器可裝設成類似控制器140，且可耦接控制器140以同步基材處理設備100的操作。
雖然前述內容涉及本發明之實施例，可設計本發明之其他與進一步之實施例，但不可背離本發明之基本範疇。
100‧‧‧設備
101‧‧‧基材
102‧‧‧上部
104‧‧‧下部
105‧‧‧處理空間
106‧‧‧蓋
107‧‧‧氣體分配設備
108‧‧‧夾箝環
109‧‧‧氣體注射系統
110‧‧‧製程腔室
111‧‧‧入口
112‧‧‧基底板
113‧‧‧導管
114‧‧‧氣體注射通口
115‧‧‧純化器
116‧‧‧襯墊
117‧‧‧氣體源
118‧‧‧排放通口
119‧‧‧真空泵
120‧‧‧包殼
122‧‧‧預熱環
123‧‧‧真空系統
124‧‧‧基材支座
125‧‧‧第一注射器
126‧‧‧基材升舉軸桿
127‧‧‧墊
128‧‧‧升舉銷
129‧‧‧第二注射器
130‧‧‧支援系統
132‧‧‧下圓頂
133‧‧‧第一組
134‧‧‧支座托架
135‧‧‧第二組
136‧‧‧燈
138‧‧‧燈
139‧‧‧第一注射器導管
140‧‧‧控制器
142‧‧‧中央處理單元
144‧‧‧記憶體
146‧‧‧支援電路
148‧‧‧出口
149‧‧‧區域
152‧‧‧燈
154‧‧‧燈
156‧‧‧上高溫計
158‧‧‧下高溫計
160‧‧‧基板升舉組件
161‧‧‧升舉銷模組
162‧‧‧第一開口
164‧‧‧基材支座組件
166‧‧‧支撐銷
172‧‧‧升舉機構
174‧‧‧旋轉機構

Claims (21)

  1. 一種氣體分配設備，包括：一第一石英層，具有複數個開口，該等開口配置成從該第一石英層之一第一側穿過該第一石英層至相對的該第一石英層之一第二側，其中該第一石英層的該第一側是該氣體分配設備的一第一外表面；一第二石英層，耦接該第一石英層之該第二側；一第一氣室，流體連通式耦接該複數個開口中的一第一組開口且配置在該第一石英層與該第二石英層之間；一第二氣室，流體連通式耦接該複數個開口中的一第二組開口且配置在該第一石英層與該第二石英層之間；以及一或多個出口，配置在該氣體分配設備的一側上，該側與該複數個開口相對，且該一或多個出口裝設成從該氣體分配設備提供一氣體至該氣體分配設備的與該第一外表面相對的一第二外表面。
  2. 如請求項1所述之氣體分配設備，進一步包含：複數個第一壁，配置在該第一氣室中，以當一氣體流動通過該第一氣室時分配該氣體；以及複數個第二壁，配置在該第二氣室中，以當一氣體流動通過該第二氣室時分配該氣體。
  3. 如請求項1所述之氣體分配設備，進一步包含：一導管，配置成穿過該第一石英層且流體連通式耦接該 一或多個出口。
  4. 如請求項1所述之氣體分配設備，進一步包含：一導管，流體連通式耦接配置在該氣體分配設備中的一或多個通道，以使一熱傳流體流動通過該一或多個通道。
  5. 如請求項1至4任一項所述之氣體分配設備，進一步包含：一或多個第一導管，配置成從該第一側穿過該第一石英層至該第二側且進入該第二石英層，其中該一或多個第一導管穿過該第二石英層流體連通式耦接該第一氣室。
  6. 如請求項5所述之氣體分配設備，進一步包含：一第三石英層，與該第二石英層耦接在該第二石英層的與該第一石英層相對之該側上；以及一或多個第二導管，配置成從該第一側穿過該第一石英層至該第二側且穿過該第二石英層並進入該第三石英層，其中該一或多個第二導管穿過該第三石英層流體連通式耦接該第二氣室。
  7. 如請求項6所述之氣體分配設備，進一步包含：一第四石英層，耦接該第三石英層的與該第二石英層相對的一側；一第三氣室，形成在該第三石英層與該第四石英層的一 側之間，該第四石英層的該側與該第三石英層相對，其中該第三氣室流體連通式耦接該複數個開口中的一第三組開口；以及一第四氣室，形成在該第三石英層以及該第四石英層的與該第三石英層相對的該側之間，其中該第四氣室流體連通式耦接該複數個開口中的一第四組開口。
  8. 如請求項7所述之氣體分配設備，進一步包含：一或多個第三導管，配置成從該第一側穿過該第一石英層至該第二側且穿過該第二石英層及該第三石英層並進入該第四石英層，其中該一或多個第三導管穿過該第四石英層流體連通式耦接該第三氣室。
  9. 如請求項8所述之氣體分配設備，進一步包含：一第五石英層，與該第四石英層耦接在該第四石英層的與該第三石英層相對之該側上；以及一或多個第四導管，配置成從該第一側穿過該第一石英層至該第二側且穿過該第二石英層、該第三石英層及該第四石英層並進入該第五石英層，其中該一或多個第四導管穿過該第五石英層流體連通式耦接該第四氣室。
  10. 如請求項9所述之氣體分配設備，進一步包含：複數個第一壁，配置在該第一氣室中，以當一氣體流動通過該第一氣室時分配該氣體； 複數個第一壁導管，配置成穿過該複數個第一壁以將該第三氣室流體連通式耦接該複數個開口中的該第三組開口；複數個第二壁，配置在該第二氣室中，以當一氣體流動通過該第二氣室時分配該氣體；以及複數個第二壁導管，配置成穿過該複數個第二壁以將該第四氣室流體連通式耦接該複數個開口中的該第四組開口。
  11. 如請求項1所述之氣體分配設備，其中，該一或多個出口流體獨立於該複數個開口。
  12. 一種基材處理設備，包含：一製程腔室，具有一處理空間，且該處理空間中配置有一基材支座；一氣體分配設備，配置在該基材支座上方，以當一基材配置在該基材支座上時提供一或多個氣體至該基材，其中該氣體分配設備進一步包括：一第一石英層，具有複數個開口，該等開口配置成從該第一石英層之一第一側穿過該第一石英層至相對的該第一石英層之一第二側，其中，該第一石英層的該第一側是該氣體分配設備的一第一外表面；一第二石英層，耦接該第一石英層之該第二側；一第一氣室，流體連通式耦接該複數個開口中的一第一組開口且配置在該第一石英層與該第二石英層之間； 一第二氣室，流體連通式耦接該複數個開口中的一第二組開口且配置在該第一石英層與該第二石英層之間；以及一或多個出口，配置在該氣體分配設備的一側上，該側與該複數個開口相對，且該一或多個出口裝設成從該氣體分配設備提供一氣體至該氣體分配設備的與該第一外表面相對的一第二外表面；以及一氣體注射系統，提供該一或多個氣體至該氣體分配設備，其中該氣體注射系統進一步包括：一第一注射器，配置在鄰近該基材支座處，以將該一或多個氣體從一外部氣體源傳導至該製程腔室中；以及一第二注射器，位在鄰近該基材支座處，以將該一或多個氣體從該第一注射器傳導至該氣體分配設備，且將該一或多個氣體注射至該處理空間中。
  13. 如請求項12所述之基材處理設備，其中該第二注射器進一步包含：複數個第二注射器導管中的一第一組第二注射器導管，以當一基材存在於該基材支座上時，提供該一或多個氣體使該等氣體切於(tangential to)該基材之一表面。
  14. 如請求項13所述之基材處理設備，其中該第一注射器進一步包含： 複數個第一注射器導管中的一第一組第一注射器導管，以從一外部氣體源提供該一或多個氣體至該複數個第二注射器導管中的該第一組第二注射器導管。
  15. 如請求項13所述之基材處理設備，其中該第二注射器進一步包含：該複數個第二注射器導管中的一第二組第二注射器導管，將該一或多個氣體從該第一注射器傳導至該氣體分配設備。
  16. 如請求項15所述之基材處理設備，其中該第一注射器進一步包含：複數個第一注射器導管中的第二組第一注射器導管，從一外部氣體源提供該一或多個氣體至該複數個第二注射器導管中的該第二組第二注射器導管。
  17. 如請求項12所述之基材處理設備，其中該氣體分配設備進一步包含：一或多個第一導管，配置成從該第一側穿過該第一石英層至該第二側且進入該第二石英層，其中該一或多個第一導管穿過該第二石英層流體連通式耦接該第一氣室，且其中該一或多個第一導管耦接該複數個第二注射器導管中的該第二組第二注射器導管的一或多個第二注射器導管。
  18. 如請求項17所述之基材處理設備，其中該氣體分配設備進一步包含：一第三石英層，與該第二石英層耦接在該第二石英層的與該第一石英層相對的該側上；以及一或多個第二導管，配置成從該第一側穿過該第一石英層至該第二側且穿過該第二石英層並進入該第三石英層，其中該一或多個第二導管穿過該第三石英層流體連通式耦接該第二氣室，且其中該一或多個第二導管耦接該複數個第二注射器導管中的該第二組第二注射器導管的一或多個第二注射器導管。
  19. 如請求項13所述之基材處理設備，其中該氣體分配設備進一步包含：一導管，流體連通式耦接配置在該氣體分配設備內的一或多個通道，以使一熱傳流體流動通過該等通道。
  20. 一種製程腔室，包括：一包殼，包括一蓋並具有一處理空間，該處理空間配置於該包殼中；一基材支座，配置於該處理空間中；以及如請求項1所述之氣體分配設備，配置於該基材支座與該蓋之間，其中該氣體分配設備的該一或多個出口裝設成提供該氣體至該包殼的一部分，該部分位於該第二外表面與該蓋之間。
  21. 一種氣體分配設備，包括：一第一石英層，具有複數個開口，該等開口配置成從該第一石英層之一第一側穿過該第一石英層至相對的該第一石英層之一第二側，其中該第一石英層的該第一側是該氣體分配設備的一第一外表面；一第二石英層，耦接該第一石英層之該第二側；一最上方的石英層，配置在該第一石英層及該第二石英層的上方；一第一氣室，形成在該第二石英層中且位於該第二石英層與該第一石英層之間並流體連通式耦接該複數個開口中的一第一組開口；一第二氣室，形成在該第二石英層中並位於該第二石英層與該第一石英層之間；以及一或多個出口，形成在該最上方的石英層中並位於該氣體分配設備的一側上，該側與該複數個開口相對，且該一或多個出口裝設成從該氣體分配設備提供一氣體至該氣體分配設備的與該第一外表面相對的一第二外表面。
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