TWI704636B - 晶圓處理裝置 - Google Patents

Abstract

一種晶圓處理裝置，包含反應腔體、晶圓承載台和噴淋板，其中反應腔體具有頂部與底部，反應腔體包含環型內壁與外壁，頂部、底部和環型內壁定義一反應腔室，環型內壁和外壁之間具有環型抽氣通道，環型內壁具有複數個狹縫，每一狹縫具有複數個方向片段，複數方向片段定義一排氣路徑，排氣路徑的長度大於環型內壁的厚度；噴淋板與晶圓承載台相對並定義一反應區域。

Description

晶圓處理裝置

本發明是有關於一種涉及半導體制程設備的晶圓處理裝置，特別是涉及一種具有複數個狹縫的環型內壁的反應腔體的晶圓處理裝置。

在半導體制程設備中，將晶圓以機械手臂送入反應腔體內後進行處理加工。進行晶圓處理加工時需要在真空壓力下進行，反應腔體的環型內壁上具有孔洞，以將反應氣體排出至排氣區域使得反應腔體達到真空環境。

為了將反應氣體排出及遮罩電漿洩漏的情形，將電漿反應區域和排氣區域之間的泵送埠(pumping port)的直徑縮小，雖然可以獲得相同的流動截面和遮罩電漿洩漏，但是變得容易有副產物堵塞在大量的小孔中。

有鑑於此，本發明揭露為一種經過改良的晶圓處理裝置。

根據本發明揭露的一實施方式，一種晶圓處理裝置，包含反應腔體、晶圓承載台和噴淋板，其中反應腔體具有頂部與底部，反應腔體 包含環型內壁與外壁，頂部、底部和環型內壁定義一反應腔室，環型內壁和外壁之間具有環型抽氣通道，環型內壁具有複數個狹縫，每一狹縫具有複數個方向片段，複數方向片段定義一排氣路徑，排氣路徑的長度大於環型內壁的厚度；噴淋板與晶圓承載台相對並定義一反應區域。

在一實施例中，環型內壁包含上部元件和下部元件，上部元件與下部元件彼此耦合。

在一實施例中，上部元件和下部元件其中之一具有複數個銜接部，以支撐上部元件並形成複數個狹縫。

在一實施例中，複數個狹縫的每一者具有第一方向片段、第二方向片段和第三方向片段，第一方向片段和第二方向片段彼此連接且相互垂直，第二方向片段和第三方向片段彼此連接且相互垂直。

在一實施例中，複數個狹縫的每一者具有第一方向片段、第二方向片段和第三方向片段，第一方向片段和第二方向片段彼此連接且兩者之間具有小於90度之夾角，第二方向片段和第三方向片段彼此連接且兩者之間具有小於90度之夾角。

在一實施例中，環型內壁的狹縫具有內部開口和外部開口，且內部開口和外部開口高度皆為0.5mm至2.0mm。

根據本發明揭露的另一實施方式，一種晶圓處理裝置，包含反應腔體、晶圓承載台和噴淋板，其中反應腔體具有頂部與底部，反應腔體包含環型內壁與外壁，頂部、底部和環型內壁定義一反應腔室，環型內壁和外壁之間具有環型抽氣通道，環型內壁具有複數個狹縫，每一狹縫具有靠近反應腔室的內部開口和靠近環型抽氣通道的外部開口，且內部開口 的高度大於外部開口高度，使內部開口和外部開口之間具有大於環型內壁厚度的排氣路徑；噴淋板與晶圓承載台相對並定義一反應區域。

在另一實施例中，環型內壁包含上部元件和下部元件，上部元件與下部元件彼此耦合。

在另一實施例中，上部元件和下部元件其中之一具有複數個銜接部，以支撐上部元件並形成複數個狹縫。

在另一實施例中，內部開口的高度最小為0.5mm，外部開口高度最大為2.0mm。

在本揭露的上述的實施例中，排氣路徑的長度大於環型內壁的厚度，以阻止電漿洩漏，並且可以在將反應腔體內的氣體抽至環形抽氣通道時，更佳地抑制反應腔體的抽氣速度和控制反應腔體的壓力。

對於相關領域一般技術者而言這些與其他的觀點與實施例在參考後續詳細描述與伴隨圖示之後將變得明確。

100:晶圓處理裝置

10:反應腔體

101:頂部

102:底部

103:環型內壁

103a:上部組件

103b:下部組件

103c:銜接部

104:外壁

105:反應區域

106:環型抽氣通道

20:晶圓承載台

30:噴淋板

D1:第一方方向片段

D2:第二方向片段

d1:長度

d2:長度

d3:長度

d4:長度

d5:長度

d6:長度

d7:長度

h1:高度

h2:高度

h3:高度

h4:高度

h5:高度

h6:高度

T:厚度

D3:第三方向片段

D4:第一方向片段

D5:第二方向片段

D6:第三方向片段

D7:排氣路徑

θ:夾角

Φ:夾角

圖式所示之結構大小比例並不限制本發明的實際實施例。

第一圖為一種根據本揭露一實施例之晶圓處理裝置的側視圖；第二圖為第一圖之晶圓處理裝置的反應腔體部分構件剖面放大圖；第三圖為第二圖之一實施例之環型內壁的局部放大剖面圖；第四圖為第二圖之另一實施例之環型內壁的局部放大剖面圖；第五圖為第二圖之又一實施例之環型內壁的局部放大剖面圖。

本發明提供一種用於晶圓處理設備的晶圓處理裝置。晶圓處理裝置中的反應腔體提供了具有複數個狹縫的環型內壁，以阻止電漿洩漏，與更佳地抑制反應腔體的抽氣速度和控制反應腔體的壓力。

現在將參考本發明之伴隨圖式詳細描述實施例。在該伴隨圖式中，相同及/或對應元件系以相同參考符號所表示。

在此將揭露各種實施例；然而，要瞭解到所揭露之實施例只用于作為可體現為各種形式之例證。此外，連接各種實施例所給予之每一範例都預期作為例示，而非用於限制。進一步的，該圖式並不一定符合尺寸比例，某些特徵系被放大以顯示特定元件之細節(且該圖式中所示之任何尺寸、材料與類似細節都預期僅為例示而非限制)。因此，在此揭露之特定結構與功能細節並不被解釋做為限制，而只是用於教導相關領域技術人員實作所揭露之實施例的基礎。

請參考第一圖及第二圖，顯示本發明的一種晶圓處理裝置100的側視圖。本發明晶圓處理裝置100包含反應腔體10、晶圓承載台20和噴淋板30，其中反應腔體10具有頂部101與底部102，反應腔體10包含環型內壁103與外壁104，頂部101、底部102和環型內壁103定義一反應腔室，環型內壁103和外壁104之間具有環型抽氣通道106，環型內壁103具有複數個狹縫107，每一狹縫107具有複數個方向片段，複數方向片段定義一排氣路徑，排氣路徑的長度大於環型內壁103的厚度T。晶圓承載台20與噴淋板30相對，並定義一反應區域105，且晶圓承載台20之上表面與噴淋板30之下表面平行。

第二圖顯示第一圖之晶圓處理裝置100的反應腔體10部分構件剖面放大圖。如第二圖(a)所示，反應腔體10的環型內壁103包含上部組件103a和下部組件103b，上部組件103a與下部組件103b彼此耦合。在一實施例中，下部組件103b具有複數個銜接部103c，以支撐上部組件103a，並且在複數個銜接部103c之間形成複數個狹縫107。在另一實施例中，如第二圖(b)所示，上部組件103a具有複數個銜接部103c，以支撐上部組件103a，並且在複數個銜接部103c之間形成複數個狹縫107。上部組件103a與下部組件103b可以固定，也可以上下運動。上部組件103a與下部組件103b可以採用氣缸或電機進行上下運動，進而可以控制狹縫107相對於晶圓的位置，另外可以透過修改銜接部103c的尺寸來決定狹縫107高度。

請參考第三圖，顯示第二圖之一實施例之環型內壁103的局部放大剖面圖。在本實施例中，每一狹縫具有第一方向片段D1、第二方向片段D2和第三方向片段D3，第一方向片段D1和第二方向片段D2彼此連接且相互垂直(夾角θ為90度)，第二方向片段D2和第三方向片段D3彼此連接且相互垂直(夾角θ為90度)。在本實施例中，第一方向片段D1具有長度d1，第二方向片段D2具有長度d2，第三方向片段D3具有長度d3，長度d1、長度d2和長度d3的總和大於環型內壁103的厚度T。在本實施例中，每一狹縫具有靠近反應腔室的內部開口和靠近環型抽氣通道106的外部開口，內部開口之高度h1和外部開口之高度h2皆為0.5mm至2.0mm。

請參考第四圖，顯示第二圖之另一實施例之環型內壁103的局部放大剖面圖。在另一實施例中，每一狹縫具有第一方向片段D4、第二方向片段D5和第三方向片段D6，第一方向片段D4和第二方向片段D5彼此 連接且兩者之間具有小於90度之夾角Φ，第二方向片段D5和第三方向片段D6彼此連接且兩者之間具有小於90度之夾角Φ。在另一實施例中，第一方向片段D4具有長度d4，第二方向片段D5具有長度d5，第三方向片段D6具有長度d6，長度d4、長度d5和長度d6的總和大於環型內壁103的厚度T。在本實施例中，每一狹縫具有靠近反應腔室的內部開口和靠近環型抽氣通道106的外部開口，內部開口之高度h3和外部開口之高度h4皆為0.5mm至2.0mm。

請參考第五圖，第五圖顯示第二圖之又一實施例之環型內壁103的局部放大剖面圖。在又一實施例中，每一狹縫具有靠近反應腔室的內部開口和靠近環型抽氣通道106的外部開口，且內部開口的高度h5大於外部開口高度h6，內部開口之高度h5最小為0.5mm，外部開口之高度h6最大為2.0mm，內部開口和外部開口之間具有一排氣路徑D7，排氣路徑的長度d7大於環型內壁103的厚度T。

上述有關於狹縫的各方向片段可以不同的方向、數量和角度進行排列組合，透過排氣路徑的長度大於環型內壁的厚度，以阻止電漿洩漏，並且可以在將反應腔體內的氣體抽至環形抽氣通道時，更佳地抑制反應腔體的抽氣速度和控制反應腔體的壓力。上述有關於狹縫的多個實施例並不用以限制本揭露。本揭露適用於所有生產薄膜的設備，例如化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)、電漿化學氣相沉積(remote plasma-enhanced CVD，PECVD)、原子層化學氣相沉積(atomic Layer Deposition，ALD)、物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)和蝕刻等。

雖然已經以一或多個實施例描述本發明之晶圓處理裝置，要瞭解到本發明揭露內容並不限制於所揭露的實施例。本發明于器涵蓋在申請專利範圍之精神與觀點中所包含的各種修改與類似配置，應給予此觀點最廣泛的詮釋，以包含所有之修改與類似結構。本發明揭露內容也包含下述申請專利範圍中的所有任何實施例。

100:晶圓處理裝置

10:反應腔體

101:頂部

102:底部

103:環型內壁

104:外壁

105:反應區域

106:環型抽氣通道

20:晶圓承載台

30:噴淋板

Claims (10)

1. 一種晶圓處理裝置，包含：一反應腔體，具有一頂部與一底部，該反應腔體包含一環型內壁與一外壁，該頂部、該底部和該環型內壁定義一反應腔室，該環型內壁和該外壁之間具有一環型抽氣通道，該環型內壁具有複數個狹縫，每一狹縫具有複數個方向片段，該等複數方向片段定義一排氣路徑，該排氣路徑的長度大於該環型內壁的厚度；一晶圓承載台；以及一噴淋板，與該晶圓承載台相對並定義一反應區域。
2. 如請求項1所述之晶圓處理裝置，其中該環型內壁包含一上部元件和一下部元件，該上部元件與該下部元件彼此耦合。
3. 如請求項2所述之晶圓處理裝置，該上部元件和該下部元件其中之一具有複數個銜接部，以支撐該上部元件並形成該等複數個狹縫。
4. 如請求項1所述之晶圓處理裝置，其中該等複數個狹縫的每一者具有一第一方向片段、一第二方向片段和一第三方向片段，該第一方向片段和該第二方向片段彼此連接且相互垂直，該第二方向片段和該第三方向片段彼此連接且相互垂直。
5. 如請求項1所述之晶圓處理裝置，其中該等複數個狹縫的每一者具有一第一方向片段、一第二方向片段和一第三方向片段，該第一方向片段和該第二方向片段彼此連接且兩者之間具有小於90度之一夾角，該第二方向片段和該第三方向片段彼此連接且兩者之間具有小於90度之一夾角。
6. 如請求項1所述之晶圓處理裝置，其中該環型內壁的該狹縫具有一內部開口和一外部開口，且該內部開口和該外部開口高度皆為0.5mm至2.0mm。
7. 一種晶圓處理裝置，包含：一反應腔體，具有一頂部與一底部，該反應腔體包含一環型內壁與一外壁，該頂部、該底部和該環型內壁定義一反應腔室，該環型內壁和該外壁之間具有一環型抽氣通道，該環型內壁具有複數個狹縫，每一狹縫具有靠近該反應腔室的一內部開口和靠近該環型抽氣通道的一外部開口，且該內部開口的高度大於該外部開口高度，使該內部開口和該外部開口之間具有大於該環型內壁厚度的一排氣路徑；一晶圓承載台；以及一噴淋板，與該晶圓承載台相對且定義一反應區域。
8. 如請求項7所述之晶圓處理裝置，其中該環型內壁包含一上部元件和一下部元件，該上部元件與該下部元件彼此耦合。
9. 如請求項8所述之晶圓處理裝置，該上部元件和該下部元件其中之一具有複述個銜接部，以支撐該上部元件並形成該等複數個狹縫。
10. 如請求項7所述之晶圓處理裝置，其中該內部開口的高度最小為0.5mm，該外部開口高度最大為2.0mm。

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