TWI694484B - 基板處理裝置及方法 - Google Patents

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姜大鳳
郭在燦
金卡蘭
金斗榮
徐東源
李相斗
李聖光
趙炳夏
千東碩
黃喆周
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Abstract

一種基板處理裝置及方法。基板處理裝置包括一腔室，設置於腔室之底部中的一基座，設置於基座上的一腔室蓋，一第一源氣體分配器，安裝於腔室蓋中以分配一源氣體，一第二源氣體分配器，安裝於腔室蓋中以分配一源氣體，以及一第一沖洗氣體分配器，安裝於腔室蓋中以分配一沖洗氣體。至少一個基板設置於基座上，以及第一沖洗氣體分配器安裝於第一源氣體分配器和第二源氣體分配器之間。

Description

基板處理裝置及方法
本發明係涉及一種基板處理裝置，更特別地，涉及使用一個或多個氣體分配器用於在基板上形成薄膜的基板處理裝置。另外，本發明涉及一種在其上形成有超微圖案的基板上形成均勻和緻密薄膜的基板處理方法。
通常，一薄膜層、一薄膜電路圖案、或一光學圖案應形成於一基板表面上用於製造一太陽能電池、一半導體裝置、一平板顯示裝置等。為此，執行一半導體製程，並且半導體製程的實例包括將具有特定材料的薄膜沉積於基板上的一薄膜沉積製程，透過使用感光材料選擇性暴露薄膜之一部份的一感光製程，去除對應於選擇性暴露部份之薄膜以形成圖案的一蝕刻製程等。
半導體製程在一基板處理裝置內執行，這種基板處理裝置基於為相應處理的最佳環境而設計，並且近來，大量使用用於執行基於電漿的沉積或蝕刻處理的基板處理裝置。
基於電漿的基板處理裝置的實例包括：透過使用電漿用於形成薄膜的電漿增強化學氣相沉積（PECVD）裝置，用於對薄膜蝕刻和形成圖案的電漿蝕刻裝置等。
在習知技術的半導體製程和裝置中，由於在一圖案內部和圖案上剩餘的源氣體不能夠從其上形成有複雜和高縱橫比圖案的基板上沖洗，因此均勻的薄膜不能夠形成在圖案內部和圖案上，並且由於這種原因，一台階覆蓋可以在圖案之間或圖案的內部部份和圖案頂部之間不均勻，從而導致製程生產率的降低。
因此，本發明在於提供一種基板處理裝置及方法。藉以克服由於習知技術之限制及缺點所產生的一個或多個問題。
本發明的一方面在於提供一種基板處理裝置及方法，適合於在基板上形成的一超微圖案上形成一均勻和緻密的薄膜。
本發明其他的優點和特徵將在如下的說明書中部分地加以闡述，並且本發明其他的優點和特徵對於本領域的普通技術人員來說，可以透過本發明如下的說明得以部分地理解或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其他優點可以透過本發明所記載的說明書和申請專利範圍中特別指明的結構並結合圖式部份，得以實現和獲得。
為了獲得本發明的這些目的和其他優點，現對本發明作具體化和概括性的描述，本發明的一種基板處理裝置包括：一腔室；一基座，設置於腔室的一底部中，至少一個基板設置於基座上；一腔室蓋，設置於基座上；一第一源氣體分配器，安裝於腔室蓋中以分配一源氣體；一第二源氣體分配器，安裝於腔室蓋中以分配一源氣體；以及一第一沖洗氣體分配器，安裝於腔室蓋中以分配一沖洗氣體，第一沖洗氣體分配器安裝於第一源氣體分配器和第二源氣體分配器之間。
源氣體可包括一含矽（Si）氣體、一含鈦（Ti）前驅體、鋯（Zr）、鋁（Al）、鉿（Hf）、以及鉭（Ta）中之一。
安裝於腔室蓋中的第一源氣體分配器、第二源氣體分配器、以及第一沖洗氣體分配器在朝向相對於腔室蓋的一中心部份的一外部的方向上徑向安裝。
安裝於腔室蓋中的第一源氣體分配器的中心部份和第一沖洗氣體分配器的中心部份之間的一間隔可相比較於第一源氣體分配器的外部和第一沖洗氣體分配器的外部之間的一間隔更短。
這種基板處理裝置更包括：一第二沖洗氣體分配器，安裝於腔室蓋中以分配一沖洗氣體；以及一第三沖洗氣體分配器，安裝於腔室蓋中以分配一沖洗氣體。
第二沖洗氣體分配器或第三沖洗氣體分配器的一氣體分配區域可相比較於第一沖洗氣體分配器的一氣體分配區域更寬。
第二沖洗氣體分配器或第三沖洗氣體分配器的一氣體分配流速可相比較於第一沖洗氣體分配器的一氣體分配流速更高。
這種基板處理裝置更包括：複數個反應氣體分配器，安裝於腔室蓋中以分配一反應氣體。
反應氣體可包括一含氮氣體或一含氧氣體。
這些反應氣體分配器分別包含一電漿電極。
在本發明的另一方面中，提供的一種基板處理方法包括：將至少一個基板裝載於一腔室中安裝的一基板支撐部上；通過此至少一個基板上安裝的一第一源氣體分配器分配一源氣體；通過此至少一個基板上安裝的一第一沖洗氣體分配器分配一沖洗氣體；以及通過此至少一個基板上安裝的一第二源氣體分配器分配一源氣體，其中通過第一源氣體分配器分配源氣體，通過第一沖洗氣體分配器分配沖洗氣體，以及通過第二源氣體分配器分配源氣體順次在此至少一個基板上執行。
源氣體可包括一含矽（Si）氣體、一含鈦（Ti）前驅體、鋯（Zr）、鋁（Al）、鉿（Hf）、以及鉭（Ta）中之一。
這種基板處理方法可更包括：通過一腔室蓋中安裝的複數個反應氣體分配器分配一反應氣體。
反應氣體可包括一含氮氣體或一含氧氣體。
每一反應氣體分配器可產生電漿或一自由基氣體。
這種基板處理方法可更包括：通過安裝於腔室蓋中的一第二沖洗氣體分配器和一第三沖洗氣體分配器分配一沖洗氣體。
第二沖洗氣體分配器或第三沖洗氣體分配器的一氣體分配區域可相比較於第一沖洗氣體分配器的一氣體分配區域更寬。
第二沖洗氣體分配器或第三沖洗氣體分配器的一氣體分配流速可相比較於第一沖洗氣體分配器的一氣體分配流速更高。
如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明，並且是為了進一步揭示本發明之申請專利範圍。
現在將詳細描述本發明的實施例，這些實施例的一些實例表示於附圖中。只要可能，相同的附圖標號將在整個附圖中用來指代相同或相似的部件。
以下，將參照附圖對本發明的實施例進行詳細描述。本發明可以實現為不同的形式且不應限於這裡闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開徹底和完整，並且將對本領域技術人員充分地傳達本發明的範圍。另外，本發明僅由專利申請範圍所限定。
請參照圖1，根據本發明一實施例的基板處理裝置1可具有沿圖4的A-A'線截取的一橫截表面。在基板處理裝置1中，一基座（盤）3可設置在一腔室2的底部，以及一個或多個基板100可設置在基座3上。一腔室蓋4可設置於基座3上，即，設置在腔室2的一頂部，並且複數個沖洗氣體分配口、複數個反應氣體分配口、以及複數個源氣體分配口可安裝於腔室蓋4中，由此可實現複數個氣體分配器5通過分配口插入的一結構。一基板入口21可安裝於腔室2的一個側表面，基板100通過基板入口加載或卸載，並且一排氣口（圖未示）可安裝在腔室2的一個側表面和底部。
請參照圖2，在根據如圖1所示本發明之實施例的基板處理裝置1中，複數個基板100可設置於基座3上。如圖1所示，六個基板100可按照同心圓設置在一個基座3上。如果這些基板100按照相等間隔或預定間隔設置，則基座3可單獨地根據基板100的數目設置為複數個，此外，基座3可相對於基座3的中心旋轉。因此，設置在基座3上的複數個基板100可相對於基座3的中心或旋轉中心而轉動。
請參照圖3，一個或多個氣體流入口51可安裝在氣體分配器5中，以及複數個分配孔52可安裝在氣體分配器5中。一氣體可以通過氣體分配器5的一頂部方向、一側面方向、以及一對角線方向上的氣體流入口51而注入。在氣體分配器5中可為一中空區域，因此，能夠使氣體均勻分佈的一空間53可設置在分配孔52和氣體流入口51之間。因此，在氣體通過分配孔52分佈之前流入氣體流入口51中的氣體可完全注入至空間53中，並且然後可通過分配孔52分配。
請參照圖4，複數個氣體分配器5可相對於腔室蓋4的中心徑向設置，或者可相對於中心沖洗而設置。在一個或多個氣體分配器5中，複數個分配孔52可以在腔室蓋4的中心的一徑向上設置為一排（row）或多排（row）。可替代地，一個或多個氣體分配器5可分別為一噴頭型氣體分配器5，其中這些分配孔52朝向設置在腔室蓋4中基座3上的基板100形成。
氣體分配器5可嵌入到腔室蓋4中。可替代地，複數個開口可設置在腔室蓋4中，並且這些氣體分配器5可分別插入至這些開口中。替代地，複數個凹部可提供於腔室蓋4中，並且氣體分配器5可分別插入到這些凹部中。
請參照圖4，由根據本發明一實施例的具有腔室蓋4和複數個氣體分配器5的基板處理裝置1所執行的處理順序可對應於一薄膜沉積裝置和一薄膜沉積方法，這種薄膜沉積方法使用沉積週期「第一源氣體分配器（S1）→第一沖洗氣體分配器（P1）→第二源氣體分配器（S2）→第二沖洗氣體分配器（P2）→反應氣體分配器（R）→第三沖洗氣體分配器（P3）」。根據本發明一實施例的沉積週期的順序可以對應於上述方法，或處理過程可按照與之相反的方向執行沉積週期的順序。
請參照圖4，在根據本發明第一實施例的一氣體分配裝置（係為用於實現基板處理過程之裝置）中，可設置複數個源第一及第二氣體分配器S1及S2，並且基板100可通過一個循環或一次旋轉經過這些第一及第二源氣體分配器S1及S2。另外，第一及第二源氣體分配器S1及S2和第一至第三沖洗氣體分配器P1至P3之間的一間隔可小於反應氣體分配器R和第一至第三沖洗氣體分配器P1至P3之間的一間隔。此外，提供的第一源氣體和第二源氣體可包括相同的氣體。另外，第一源氣體和第二源氣體可以在流量或流率上不相同。
請參照圖4，供給至根據本發明第一實施例的基板處理過程的源氣體可包括金屬前驅體，反應氣體可包括一氮化氣體或一氧化氣體，並且一沖洗氣體可包括一非反應氣體。詳細而言，源氣體可包括一含鈦（Ti）前驅體，並且反應氣體可包括一含氮（N）氣體。詳細而言，源氣體可包括一含鋯（Zr）（或鋁（Al）、鉿（Hf）、鉭（Ta）等）前驅體，並且反應氣體可包括含氧（O）氣體。
請參照圖4，提供給根據本發明第一實施例的基板處理過程的源氣體可包括一含矽（Si）氣體（包括有機矽烷、氨基矽烷、與/或類似物），反應氣體可包括一氮化氣體或一氧化氣體，並且一沖洗氣體可包括一非反應氣體。詳細而言，源氣體可包括一含矽（Si）氣體，並且反應氣體可包括一含氮（N）氣體或一含氧（O）氣體。
請參照圖4，在根據本實施例的過程中，從第一源氣體分配器S1分配的源氣體可包括一金屬前驅體（一含鈦（Ti）前驅體）。詳細而言，源氣體可包括含鋯（Zr）（或鋁（Al）、鉿（Hf）、鉭（Ta）等）前驅體。可以執行其中從第一源氣體分配器S1分配的源氣體分佈至這些基板上的一第一階源氣體過程。第一源氣體分配器S1可分配源氣體，第一沖洗氣體分配器P1可分配沖洗氣體。從第一沖洗氣體分配器P1分配的沖洗氣體可去除（沖洗）從第一源氣體分配器S1分佈出的一些源氣體。在這種情況下，在最接近第一沖洗氣體分配器P1且由此暴露於大量沖洗氣體的基板圖案的頂部，一薄膜可受到沖洗氣體最大的去除（沖洗），並且在遠離第一沖洗氣體分配器P1基板圖案的底部和一側表面，薄膜可相比較於圖案的頂部相對較少的去除。隨後，第二源氣體分配器S2可再一次分配源氣體，並且可以在基板上執行一第二階源氣體分配過程。源氣體可包括一金屬前驅體（含鈦（Ti）的前驅體）。詳細而言，源氣體可包括含鋯（Zr）（或鋁（Al）、鉿（Hf）、鉭（Ta）等）前驅體。
在源氣體分配至其上形成有超微圖案的基板上的情況下，當一薄膜均勻地沉積在圖案之頂部和底部以及圖案的頂部和底部之間的一側表面上時，一台階覆蓋得到改善。當基板之圖案的頂部、底部、以及側表面的薄膜高度均勻時，薄膜可完全沉積直至基板的底部，因此，一均勻的薄膜可沉積於晶片圖案之間，由此一半導體裝置正常地運行。
請參照圖4，可執行在腔室中安裝的一基板支撐部上裝載至少一個基板的一第一階段過程。隨後，可執行基板100上安裝的第一源氣體分配器S1分配源氣體的一第二階段過程。接著，可執行基板100上安裝的第一沖洗氣體分配器P1分配沖洗氣體的一第三階段過程。然後，可執行基板100上安裝的第二源氣體分配器S2分配原氣體的一第四階段過程。第二階段過程、第三階段過程、以及第四階段過程可在基板上順次地執行。透過順次執行這些過程，一均勻膜可均勻地沉積在一晶片圖案的一頂部、一側表面、以及一底部。提供至本過程中的源氣體可以是一含鈦（Ti）的氣體。從第一源氣體分配器S1分配的源氣體的流速可以與從第二源氣體分配器S2中分配的源氣體的流速相同或不相同。
請參照圖4，安裝在腔室蓋4中的第一源氣體分配器S1、第二源氣體分配器S2、以及第一沖洗氣體分配器P1（例如，複數個氣體分配器5）可以從腔室蓋4，即圓形腔室蓋4的中心的一個點沿徑向安裝。假設腔室蓋4中設置的一個點具有從安裝在腔室蓋4的第一源氣體分配器S1和第一沖洗氣體分配器P1之每一個的中心徑向擴展的徑向形狀，這個點為一中心部份，則當腔室蓋4的一外部部份（即，一接近邊緣部）稱為一外部部份時，第一源氣體分配器S1的一中心部份和第一沖洗氣體分配器P1的一中心部份之間的距離可相比較於外部部份之間的距離更短。另一方面，接近邊緣部（即，外部部份）之間的距離可相比較於中心部份的距離更長。此外，氣體分配器5之間短（接近）的距離可稱為窄的氣體分配器5之間的距離，並且氣體分配器5之間長（遠離）的距離可稱為寬的氣體分配器5之間的距離。
請參照圖5，由根據本發明一實施例具有的腔室蓋4和複數個氣體分配器5的基板處理裝置1所執行的處理順序可對應於一薄膜沉積裝置和一薄膜沉積方法，這種薄膜沉積方法使用沉積週期「第一源氣體分配器（S1）→第一沖洗氣體分配器（P1）→第二源氣體分配器（S2）→第二沖洗氣體分配器（P2）→反應氣體分配器（R）→第三沖洗氣體分配器（P3）」。在這種薄膜沉積裝置中，第二沖洗氣體分配器（P2）或第三沖洗氣體分配器（P3）的一氣體分配區域可相比較於第一源氣體分配器（S1）和第二源氣體分配器（S2）之間的第一沖洗氣體分配器（P1）的更寬。在這種薄膜沉積裝置中，第二沖洗氣體分配器（P2）或第三沖洗氣體分配器（P3）的一氣體分配流速可相比較於第一源氣體分配器（S1）和第二源氣體分配器（S2）之間的第一沖洗氣體分配器（P1）的更高。在這種薄膜沉積裝置中，第二沖洗氣體分配器（P2）或第三沖洗氣體分配器（P3）的氣體分配孔的數目可相比較於第一源氣體分配器（S1）和第二源氣體分配器（S2）之間的第一沖洗氣體分配器（P1）的更大。反應氣體分配器（R）的一氣體分配區域可相比較於第一源氣體分配器（S1）或第二源氣體分配器（S2）的更寬，並且反應氣體分配器（R）的一氣體分配流速可相比較於第一源氣體分配器（S1）或第二源氣體分配器（S2）的更高。反應氣體分配器（R）的氣體分配孔的數目可相比較於第一源氣體分配器（S1）或第二源氣體分配器（S2）的更大。另外，第一沖洗氣體分配器（P1）可更靠近於第一沖洗氣體分配器（P1）和第二沖洗氣體分配器（P2）之間設置的第二源氣體分配器（S2），並且可更靠近於第一沖洗氣體分配器（P1）和第三沖洗氣體分配器（P3）之間設置的第一源氣體分配器（S1）。
請參照圖5，透過使用根據本發明一實施例的基板處理裝置1沉積其上形成有圖案的基板之作業可對應於「第一源氣體分配器（S1）→在一圖案上沖洗一氣體的作業（小沖洗）→第二源氣體分配器（S2）→沖洗圖案的頂部和一內部的作業（大沖洗）→反應氣體分配器（R）→沖洗圖案的頂部和內部的作業」。詳細而言，這種作業可對應於「將一含鈦（Ti）氣體分配於圖案的內部和頂部上的作業→沖洗圖案氣體的作業或圖案中的一鈦（Ti）氣體沒有充分除去的作業→將含鈦（Ti）氣體分配到圖案之內部和頂部上的作業→沖洗圖案之內部和頂部的作業→將含氮（N）氣體分配到圖案之內部和頂部上的作業→沖洗圖案之內部和頂部的作業」。
請參照圖6，根據本發明一實施例的基板處理裝置1可執行一薄膜沉積方法，這種薄膜沉積方法使用一沉積週期「第一源氣體分配器（S1）→第一沖洗氣體分配器（P1）→第二源氣體分配器（S2）→第二沖洗氣體分配器（P2）→第一反應氣體分配器（R1）→第三沖洗氣體分配器（P3）→第二反應氣體分配器（R2）→第四沖洗氣體分配器（P4）」。
請參照圖6，在用於實現根據本發明一實施例的基板處理裝置1的一設備中，可設置複數個反應氣體分配器R1和R2，並且基板100可通過一個循環或一次性旋轉穿過這些反應氣體分配器R1和R2。另外，第一反應氣體分配器R1和第二反應氣體分配器R2之間的一間隔可相比較於第一反應氣體分配器R1和第二沖洗氣體分配器P2之間的間隔更小（更短）。或者，第一反應氣體分配器R1和第二反應氣體分配器R2之間的間隔可相比較於第二反應氣體分配器R2和第四沖洗氣體分配器P4之間的間隔更小（更短）。
此外，第一反應氣體分配器R1和第二反應氣體分配器R2可包括相同的氣體。另外，第一反應氣體分配器R1和第二反應氣體分配器R2可以流量或流速不同。
請參照圖6，提供至用於實現根據本發明一實施例的基板處理裝置1之設備的一源氣體可包括一金屬前驅體（一含鈦（Ti）前驅體），並且一反應氣體可包括一氮化氣體或一氧化氣體（一含氮（N）氣體）。詳細而言，源氣體可包括一含鋯（Zr）（或鋁（Al）、鉿（Hf）、鉭（Ta）等）前驅體，並且反應氣體可包括一含氧（O）氣體。
請參照圖6，提供至用於實現根據本發明一實施例的基板處理裝置1之設備的源氣體可包括一含矽（Si）氣體（包括有機矽烷、氨基矽烷、與/或類似物），反應氣體可包括一氮化氣體或一氧化氣體，以及一沖洗氣體可包括一非反應氣體。詳細而言，源氣體可包括一含矽（Si）氣體，並且和反應氣體可包括一含氮（N）氣體或一含氧（O）氣體。
請參照圖7，一射頻（RF）電源/視頻匹配器6可連接至一源氣體分配器或一反應氣體分配器。透過使用視頻電源/射頻匹配器6，電漿可以在腔室2中設置的反應空間的一部份中產生。
請參照圖8，在根據本發明一實施例一基板處理裝置1中，一第一反應氣體分配器（R1）或一第二反應氣體分配器（R2）可分配一自由基氣體（radical gas），或可在一沉積週期「第一源氣體分配器（S1）→第一沖洗氣體分配器（P1）→第二源氣體分配器（S2）→第二沖洗氣體分配器（P2）→第一反應氣體分配器（R1）→第三沖洗氣體分配器（P3）→第二反應氣體分配器（R2）、電漿電極、或自由基氣體分佈→第四沖洗氣體分配器（P4）」中提供一電漿電極。
請參照圖8，在根據本發明一實施例的基板處理裝置1中，可設置複數個反應氣體分配器R1和R2。在一個週期或一次性旋轉中，基板100可穿過這些反應氣體分配器R1和R2，並且第一及第二反應氣體分配器R1及R2中的一個可分佈自由基氣體，或者可設置電漿電極。
請參照圖8，根據本發明一實施例的基板處理裝置1可包括一金屬前驅體（一含鈦（Ti）的前驅體），並且一反應氣體可包括一氮化氣體或一氧化氣體（一含氮（N）氣體）。詳細而言，源氣體可包括一含鋯（Zr）（或鋁（Al）、鉿（Hf）、鉭（Ta）等）前驅體，並且反應氣體可包括一含氧（O）氣體。
請參照圖8，提供至用於實現根據本發明一實施例的基板處理裝置1之設備的源氣體可包括一含矽（Si）氣體（包括有機矽烷、氨基矽烷、與/或類似物），反應氣體可包括一氮化氣體或一氧化氣體，以及一沖洗氣體可包括一非反應氣體。詳細而言，源氣體可包括一含矽（Si）氣體，並且第一反應氣體和第二反應氣體的原子量可能不相同。詳細而言，源氣體可包括一含矽（Si）氣體，第一反應氣體分配器R1可產生臭氧（O3 ），並且第二反應氣體分配器R2可以產生氧氣（O2 ）電漿。詳細而言，源氣體可包括含矽（Si）氣體，第一反應氣體分配器R1可產生氧氣（O2 ），並且第二反應氣體分配器R2可產生包括碳（C）和氫（H）的電漿。
請參照圖9，根據本發明一實施例的一基板處理裝置1可執行一薄膜沉積方法，這種薄膜沉積方法使用一沉積週期「第一源氣體分配器（S1）→第一沖洗氣體分配器（P1）→第一反應氣體分配器（R1）→第二沖洗氣體分配器（P2）→第二反應氣體分配器（R2）→第三沖洗氣體分配器（P3）」。
請參照圖9，在用於實現根據本發明一實施例的基板處理裝置1的設備中，可設置複數個反應氣體分配器R1和R2，並且基板100可通過一個循環或一次性旋轉穿過這些反應氣體分配器R1和R2。此外，反應氣體分配器（第一反應氣體分配器R1和第二反應氣體分配器R2）之間的間隔可小於一源氣體分配器（第一源氣體分配器S1）和一沖洗氣體分配器（第一沖洗氣體分配器P1或第三沖洗氣體分配器P2）之間的間隔。另外，第一反應氣體分配器R1和第二反應氣體分配器R2可包括相同的氣體。另外，第一反應氣體分配器R1和第二反應氣體分配器R2的流量或流速可不相同。
請參照圖9，提供至用於實現根據本發明一實施例的基板處理裝置1之設備的一源氣體可包括一金屬前驅體（一含鈦（Ti）的前驅體），並且一反應氣體可包括一氮化氣體或一氧化氣體（一含氮（N）氣體）。詳細而言，源氣體可包括一含鋯（Zr）（或鋁（Al）、鉿（Hf）、鉭（Ta）等）前驅體，並且反應氣體可包括一含氧（O）氣體。
請參照圖9，提供至用於實現根據本發明一實施例的基板處理裝置1之設備的源氣體可包括一含矽（Si）氣體（包括有機矽烷、氨基矽烷、與/或類似物），反應氣體可包括一氮化氣體或一氧化氣體，以及一沖洗氣體可包括一非反應氣體。詳細而言，源氣體可包括一含矽（Si）氣體，並且反應氣體可包括一含氮（N）或含氧（O）氣體。詳細而言，源氣體可包括一含矽（Si）氣體，第一反應氣體分配器R1可產生臭氧（O3 ），並且第二反應氣體分配器R2可以產生氧氣（O2 ）電漿。詳細而言，源氣體可包括含矽（Si）氣體，第一反應氣體分配器R1可產生氧氣（O2 ），並且第二反應氣體分配器R2可產生包括碳（C）和氫（H）的電漿。
根據本發明的實施例，可以通過一個循環或一次性旋轉執行一沉積過程和一處理過程，並且重複的旋轉的可以執行複數次。另外，具有相同來源的一沉積膜和具有不同來源的一沉積膜可同時或順次沉積。此外，相同的沉積膜可通過兩次旋轉來沉積，並且不同的膜可以通過三次旋轉來沉積。也就是說，沉積膜可以是非順次的沉積。此外，相同薄膜或不同的薄膜可以相交替沉積。
如上所述，由於根據本發明之實施例的基板處理裝置包括複數個源氣體分配器或複數個反應氣體分配器，因此一均勻薄膜可以在一圖案內部和圖案上形成，其中此圖案在一基板上形成、複雜、並且縱橫比很高。
此外，由於根據本發明實施例的基板處理裝置包括複數個沖洗氣體分配器，因此圖案內部和圖案上剩餘的源氣體可以從基板上適當地沖洗（去除），其中此基板上形成有複雜和高縱橫比的圖案，因此，一均勻薄膜可形成於圖案內部和圖案上。
此外，由於根據本發明之實施例的基板處理裝置包括複數個源氣體分配器或複數個反應氣體分配器，因此源氣體充分吸附到基板表面上，或者源氣體和反應氣體的反應在基板表面上充分地執行，從而提高了一沉積的薄膜質量。
此外，在根據本發明之實施例的基板處理裝置中，一電漿電極可形成於一氣體分配器中，或者通過一氣體分配器分配活性化的自由基氣體，一薄膜可形成於一基板表面上。可替代地，可以在基板表面上形成的薄膜上一表面處理。因此，沉積的薄膜質量得到了提高。
此外，在根據本發明之實施例的基板處理裝置中，透過使用用於沉積的一氣體分配器或構成電漿電極之一部份或全部的一氣體分配器，在基板上沉積薄膜的一過程或者基於電漿的後沉積表面處理可重複地執行，從而提高在基板上沉積的薄膜質量。
此外，在根據本發明之實施例的基板處理裝置中，可使用用於沉積的一氣體分配器或構成電漿電極之一部份或全部的一氣體分配器，並且透過重複地執行在基板上沉積一薄膜的過程或者透過分佈由電漿活性化的氣體執行一後沉積表面處理，在基板上沉積的薄膜質量得到了提高。
此外，在根據本發明之實施例的基板處理裝置中，一電漿電極可形成在與用於沉積的氣體分配器相分離的一氣體分配器中，或一活性化的自由基氣體可通過一氣體分配器分配，並且因而，透過將雜質添加至一分配的氣體，雜質可注入到在一沉積過程或一表面處理過程中在基板上形成的薄膜中，從而提高了沉積的薄膜質量。
此外，由於根據本發明之實施例的基板處理裝置包括複數個源氣體分配器或複數個反應氣體分配器，因此一源氣體充分地吸附到一基板表面上，或者源氣體和一反應氣體的反應在基板表面上充分地進行。因此，在透過旋轉一氣體分配器或一基板支架而形成的原子層的沉積中，可通過一次旋轉來實現一原子層的沉積，並且可以補償由於旋轉速度的增加引起的氣體供給或反應的持續時間的不充足，從而提高沉積的薄膜質量且增加薄膜的沉積速度。
此外，由於根據本發明之實施例的基板處理裝置包括複數個源氣體分配器、複數個反應氣體分配器、或一自由基氣體分配器或具有一個或多個電漿電極的氣體分配器，因此這些源氣體分配器可分配一金屬前驅體或一含矽（Si）氣體，或這些反應氣體分配器可分配一含氧氣體或一含氮氣體，從而提高沉積的薄膜質量。
顯而易見的是本領域的技術人員在不脫離本發明的精神或範圍的情況下可以對本發明做出各種修改和變化。因此，本發明覆蓋本發明的這些修改和變化，只要它們落在所附的專利申請範圍及其等同物的範圍之內。
1‧‧‧基板處理裝置 2‧‧‧腔室 3‧‧‧基座 4‧‧‧腔室蓋 5‧‧‧氣體分配器 6‧‧‧視頻電源/射頻匹配器 21‧‧‧基板入口 51‧‧‧氣體流入口 52‧‧‧分配孔 53‧‧‧空間 100‧‧‧基板 P1‧‧‧第一沖洗氣體分配器 P2‧‧‧第二沖洗氣體分配器 P3‧‧‧第三沖洗氣體分配器 P4‧‧‧第四沖洗氣體分配器 S1‧‧‧第一源氣體分配器 S2‧‧‧第二源氣體分配器 R‧‧‧反應氣體分配器 R1‧‧‧第一反應氣體分配器 R2‧‧‧第二反應氣體分配器
圖1係為根據本發明一實施例的一基板處理裝置的概略剖視圖。 圖2係為設置於圖1之基座上的複數個基板的示意剖視圖。 圖3係為圖1的複數個氣體分配器和一腔室蓋的示意剖視圖。 圖4係為圖1所示的一氣體分配器的示意剖視圖。 圖5係為根據本發明一第二實施例的一腔室蓋和複數個氣體分配器的示意剖視圖。 圖6係為根據本發明一第三實施例的一腔室蓋和複數個氣體分配器的一示意性剖視圖； 圖7係為圖6的複數個氣體分配器和一腔室蓋的示意剖視圖。 圖8係為根據本發明一第四實施例的一腔室蓋和複數個氣體分配器的示意性剖視圖。以及 圖9係為根據本發明一第五實施例的一腔室蓋和複數個氣體分配器的示意性剖視圖。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧腔室
3‧‧‧基座
5‧‧‧氣體分配器
100‧‧‧基板

Claims (13)

  1. 一種基板處理裝置，該基板處理裝置包括：一腔室；一基座，設置於該腔室的一底部中，至少一個基板設置於該基座上；一腔室蓋，設置於該基座上；一第一源氣體分配器，安裝於該腔室蓋中以分配一源氣體；一第二源氣體分配器，安裝於該腔室蓋中以分配一源氣體；一第一沖洗氣體分配器，安裝於該腔室蓋中以分配一沖洗氣體，該第一沖洗氣體分配器安裝於該第一源氣體分配器和該第二源氣體分配器之間；一第二沖洗氣體分配器，安裝於該腔室蓋中以分配一沖洗氣體；一第一反應氣體分配器，安裝於該腔室蓋中；一第二反應氣體分配器，安裝於該腔室蓋中；以及一第三沖洗氣體分配器，安裝於該腔室蓋中以分配一沖洗氣體，該第三沖洗氣體分配器安裝於該第一反應氣體分配器和該第二反應氣體分配器之間，其中該第一反應氣體分配器和該第二反應氣體分配器中之一者分配一自由基氣體或產生電漿。
  2. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中該源氣體包括一含矽(Si)氣體、一含鈦(Ti)前驅體、鋯(Zr)、鋁(Al)、鉿(Hf)、以及鉭(Ta)中之一。
  3. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中安裝於該腔室蓋中的該第一源氣體分配器、該第二源氣體分配器、以及該第一沖洗氣體分配器在朝向相對於該腔室蓋的一中心部份的一外部的方向上徑向安裝。
  4. 如請求項3所述之基板處理裝置，其中安裝於該腔室蓋中的該第一源氣體分配器的中心部份和該第一沖洗氣體分配器的中心部份之間的一間隔相比較於該第一源氣體分配器的外部和該第一沖洗氣體分配器的外部之間的一間隔更短。
  5. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中該第二沖洗氣體分配器的一氣體分配區域相比較於該第一沖洗氣體分配器的一氣體分配區域更寬。
  6. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中該第二沖洗氣體分配器的一氣體分配流速相比較於該第一沖洗氣體分配器的一氣體分配流速更高。
  7. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中該第一反應氣體分配器分配一反應氣體，該反應氣體包括一含氮氣體或一含氧氣體。
  8. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中該第二反應氣體分配器包含一電漿電極。
  9. 一種基板處理方法，包括：將至少一個基板裝載於一腔室中安裝的一基板支撐部上；通過該至少一個基板上安裝的一第一源氣體分配器分配一源氣體；通過該至少一個基板上安裝的一第一沖洗氣體分配器分配一沖洗氣體；通過該至少一個基板上安裝的一第二源氣體分配器分配一源氣體，通過該至少一個基板上安裝的一第二沖洗氣體分配器分配一沖洗氣體；通過該至少一個基板上安裝的一第一反應氣體分配器分配一反應氣體； 通過該至少一個基板上安裝的一第三沖洗氣體分配器分配一沖洗氣體；以及通過該至少一個基板上安裝的一第二反應氣體分配器分配一自由基氣體或產生電漿，其中通過該第一源氣體分配器分配該源氣體，通過該第一沖洗氣體分配器分配該沖洗氣體，以及通過該第二源氣體分配器分配該源氣體順次在該至少一個基板上執行，其中通過該第一反應氣體分配器分配該反應氣體，通過該第三沖洗氣體分配器分配該沖洗氣體，以及通過該第二反應氣體分配器分配該自由基氣體或產生電漿順次在該至少一個基板上執行。
  10. 如請求項9所述之基板處理方法，其中該源氣體包括一含矽(Si)氣體、一含鈦(Ti)前驅體、鋯(Zr)、鋁(Al)、鉿(Hf)、以及鉭(Ta)中之一。
  11. 如請求項9所述之基板處理方法，其中該反應氣體包括一含氮氣體或一含氧氣體。
  12. 如請求項9所述之基板處理方法，其中該第二沖洗氣體分配器的一氣體分配區域相比較於該第一沖洗氣體分配器的一氣體分配區域更寬。
  13. 如請求項9所述之基板處理方法，其中該第二沖洗氣體分配器的一氣體分配流速相比較於該第一沖洗氣體分配器的一氣體分配流速更高。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102155281B1 (ko) * 2017-07-28 2020-09-11 주성엔지니어링(주) 기판처리장치의 가스분사장치, 기판처리장치, 및 기판처리방법
KR102325325B1 (ko) * 2017-09-29 2021-11-11 주성엔지니어링(주) 박막형성방법
KR102225486B1 (ko) * 2018-01-26 2021-03-09 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치 및 방법
KR102652485B1 (ko) * 2018-10-29 2024-03-28 주성엔지니어링(주) 기판 처리 방법
KR20200056273A (ko) 2018-11-14 2020-05-22 주성엔지니어링(주) 기판처리장치 및 기판처리방법
WO2020101375A1 (ko) * 2018-11-14 2020-05-22 주성엔지니어링(주) 기판처리장치 및 기판처리방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040105738A1 (en) * 2002-11-29 2004-06-03 Ahn Yo-Han Substrate processing apparatus and method of processing substrate while controlling for contamination in substrate transfer module
US20070128878A1 (en) * 2003-03-03 2007-06-07 Manabu Izumi Substrate processing apparatus and method for producing a semiconductor device
US20140045278A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of Manufacturing Semiconductor Device, Method of Processing Substrate and Substrate Processing Apparatus
KR20140089983A (ko) * 2013-01-08 2014-07-16 주식회사 원익아이피에스 가스 공급 장치 및 기판 처리 장치
KR20140101049A (ko) * 2013-02-07 2014-08-19 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101625078B1 (ko) * 2009-09-02 2016-05-27 주식회사 원익아이피에스 가스분사장치 및 이를 이용한 기판처리장치
KR101832404B1 (ko) * 2012-06-22 2018-02-26 주식회사 원익아이피에스 가스분사장치 및 기판처리장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040105738A1 (en) * 2002-11-29 2004-06-03 Ahn Yo-Han Substrate processing apparatus and method of processing substrate while controlling for contamination in substrate transfer module
US20070128878A1 (en) * 2003-03-03 2007-06-07 Manabu Izumi Substrate processing apparatus and method for producing a semiconductor device
US20140045278A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 Hitachi Kokusai Electric Inc. Method of Manufacturing Semiconductor Device, Method of Processing Substrate and Substrate Processing Apparatus
KR20140089983A (ko) * 2013-01-08 2014-07-16 주식회사 원익아이피에스 가스 공급 장치 및 기판 처리 장치
KR20140101049A (ko) * 2013-02-07 2014-08-19 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치

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