TWI727384B - 半導體製程機台及其應用之方法 - Google Patents

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TWI727384B
TWI727384B TW108127945A TW108127945A TWI727384B TW I727384 B TWI727384 B TW I727384B TW 108127945 A TW108127945 A TW 108127945A TW 108127945 A TW108127945 A TW 108127945A TW I727384 B TWI727384 B TW I727384B
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林藝民
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Abstract

一種半導體製程機台,包含殼體、載台、氣體分配噴 頭以及氣流導引元件。殼體用以環繞反應室。載台設置於反應室且用以支撐基板。氣體分配噴頭設置於載台的上方且用以提供至少一第一氣體,其中第一氣體用以在基板上沉積而形成薄膜。氣流導引元件設置於載台的下方且用以提供第二氣體,其中第二氣體不同於第一氣體且不與第一氣體反應。

Description

半導體製程機台及其應用之方法
本揭露是關於半導體製程機台及其應用之方法。
在半導體製程中,薄膜透過利用適當沉積方法,沉積在晶圓表面上。這些沉積方法一般用於生長氧化矽、氮化矽或多晶矽(polycrystalline silicon),近來也用來生長金屬層,如鎢、鈦、銅、鋁與其合金,以及阻障層如氮化鈦與氮化鉭等。此類製程可再具有多重反應室的群集工具(cluster tools)下執行,將不同的製程整合在一個系統中,使製程之間的閒歇時間減少,以增加產能。
然而,在運行群集工具時,群集工具的反應室與緩衝室的氣壓可能存在差異,此差異造成晶圓轉移時氣體流向,進而影響群集工具中塵粒的流向。舉例而言,塵粒可能累積在操作氣壓較低的反應室中,進而在薄膜沉積過程中造成薄膜缺陷。
本揭露之部份實施方式提供一種半導體製程機 台,包含殼體、載台、氣體分配噴頭以及氣流導引元件。殼體用以環繞反應室。載台設置於反應室且用以支撐基板。氣體分配噴頭設置於載台的上方且用以提供至少一第一氣體,其中第一氣體用以在基板上沉積而形成薄膜。氣流導引元件設置於載台的下方且用以提供第二氣體,其中第二氣體不同於第一氣體且不與第一氣體反應。
本揭露之部份實施方式提供一種半導體製程機台,包含殼體、載台、氣體分配噴頭、環形抽氣元件以及氣流導引元件。殼體用以環繞反應室,其中殼體具有晶圓通道。載台設置於反應室且用以支撐基板。氣體分配噴頭設置於載台的上方且用以提供至少一第一氣體,其中第一氣體用以在基板上沉積而形成薄膜。環形抽氣元件設置於氣體分配噴頭的下方且位晶圓通道的上方。氣流導引元件設置於晶圓通道的下方且用以提供第二氣體,其中第二氣體不同於第一氣體且不與第一氣體反應。
本揭露之部份實施方式提供一種半導體製程機台的應用方法,包含開啟一反應室中的一晶圓通道的一閥件,其中該反應室中設置有一載台;在開啟該晶圓通道的該閥件後,從該載台的下方導入一第一氣體;以及經由該晶圓通道傳送一晶圓進入或離開該反應室。
100‧‧‧半導體製程機台
210‧‧‧殼體
212O1‧‧‧開口
212O2‧‧‧開口
214‧‧‧晶圓通道
216‧‧‧抽氣口
220‧‧‧晶圓載台
222‧‧‧支撐柱
230‧‧‧氣體分配噴頭
232‧‧‧氣體控制盤
232C‧‧‧氣體通道
234‧‧‧阻滯板
236‧‧‧氣體分配板
240‧‧‧抽氣元件
240O‧‧‧抽氣環型管路
242‧‧‧環件
244‧‧‧底襯件
246‧‧‧中襯件
248‧‧‧頂襯件
248O‧‧‧開口
250‧‧‧氣流導引元件
260‧‧‧蓋體
290‧‧‧控制器
310‧‧‧殼體
320‧‧‧抽氣元件
330‧‧‧氣流注入元件
900‧‧‧薄膜
LP‧‧‧裝載埠
TC‧‧‧設備前端模組
LC‧‧‧負載鎖定室
BC‧‧‧緩衝室
R1~R4‧‧‧反應室
WI‧‧‧晶圓進入室
WO‧‧‧晶圓送出室
A1、A2‧‧‧機械手臂
V1~V4‧‧‧閥件
AG‧‧‧反應氣體
NG‧‧‧氣體
GL‧‧‧氣體管線
GS‧‧‧氣體供應源
GC‧‧‧流量控制器
M‧‧‧方法
252C‧‧‧氣體通道
252‧‧‧壁面
252O‧‧‧出氣口
S1~S13‧‧‧步驟
W1‧‧‧第一晶圓
W2‧‧‧第二晶圓
圖1是根據本揭露之部分實施方式之半導體製程機台的配置示意圖。
圖2是根據本揭露之部分實施方式之半導體製程機台的緩衝室與反應室之立體示意圖。
圖3是根據本揭露之部分實施方式之半導體製程機台的緩衝室與反應室之剖面示意圖。
圖4是根據本揭露之部分實施方式之反應室之爆炸示意圖。
圖5是根據本揭露之部分實施方式之反應室的部分元件之立體示意圖。
圖6A與圖6B是根據本揭露之部分實施方式之氣流導引元件之上視示意圖。
圖7是根據本揭露之部分實施方式之沉積薄膜的方法。
圖8A至圖8I為根據本揭露之部分實施方式之沉積薄膜方法的過程的示意圖。
以下本揭露將提供許多個不同的實施方式或實施例以實現所提供之專利標的之不同特徵。許多元件與設置將以特定實施例在以下說明,以簡化本揭露。當然這些實施例僅用以示例而不應用以限制本揭露。舉例而言,敘述「第一特徵形成於第二特徵上」包含多種實施方式,其中涵蓋第一特徵與第二特徵直接接觸,以及額外的特徵形成於第一特徵與第二特徵之間而使兩者不直接接觸。此外,於各式各樣的實施例中,本揭露可能會重複標號以及/或標註字母。此重複是為了簡化並清楚說明,而非意圖表明這些討論的各種實施方式以及/或配 置之間的關係。
更甚者,空間相對的詞彙,例如「下層的」、「低於」、「下方」、「之下」、「上層的」、「上方」等相關詞彙,於此用以簡單描述元件或特徵與另一元件或特徵的關係,如圖所示。在使用或操作時,除了圖中所繪示的轉向之外,這些空間相對的詞彙涵蓋裝置的不同的轉向。或者,這些裝置可旋轉(旋轉90度或其他角度),且在此使用的空間相對的描述語可作對應的解讀。
圖1是根據本揭露之部分實施方式之半導體製程機台100的配置示意圖。半導體製程機台100可以是一群集工具(cluster tool),包含裝載埠(load port)LP、設備前端模組(Equipment Front-End Module;EFCM)TC、負載鎖定(load-lock)室LC、緩衝室BC以及製程反應室R1~R4。
裝載埠LP用以承載晶圓傳送盒WP。晶圓傳送盒WP可以裝載多個晶圓,並被適當自動化搬動系統運送,例如空中單軌無人搬送系統(Overhead Hoist Transfer;OHT)。
負載鎖定室LC可用以裝載或卸載晶圓,舉例而言,負載鎖定室LC包含晶圓進入室WI、晶圓送出室WO。設備前端模組TC連接裝載埠LP以及負載鎖定室LC。設備前端模組TC中可設有機械手臂A1,以將晶圓從裝載埠LP所承載的晶圓傳送盒WP中取出而傳送至負載鎖定室LC的晶圓進入室WI中,也可以將晶圓從負載鎖定室LC的晶圓送出室WO中取出傳送到裝載埠LP所承載的晶圓傳送盒WP中。緩衝室BC連接負載鎖定室LC以及反應室R1~R4。緩衝室BC可設有機械手臂 A2,以使晶圓在負載鎖定室LC以及反應室R1~R4之間傳送。
於部分實施方式中,反應室R1~R4可用以進行化學氣相沉積、原子層沉積、濺鍍、清洗等步驟,其中化學氣相沉積可以是低壓化學氣相沉積、電漿化學氣相沉積或其他適當的製程。反應室R1~R4的數量僅為示意,不應以此數量為限。於部分實施方式中,可以設置有六個反應室連接緩衝室BC。
在製程中,為了減少不必要的氣相反應,以增加晶圓上薄膜的一致性,至少部分的反應室R1~R4設計處於低壓(低於環境的大氣壓力)的狀態,下稱第一預定氣壓,例如真空。於部分實施方式中,緩衝室BC的氣壓可配合反應室R1~R4的氣壓亦處於低壓狀態,下稱第二預定氣壓。為了配合其他腔室的氣壓,緩衝室BC的第二預定氣壓可高於部分反應室R1~R4的第一預定氣壓。反應室R1~R4與緩衝室BC之間以真空閥件V1~V4來連接,其控制緩衝室與反應室之間的開關。舉例而言,真空閥件V1~V4可以是狹縫活門(slit valve)、彈簧箱(bellow)或其他適當元件。真空閥件V1~V4可以包含適當的彈性墊片,例如橡膠墊片。
成長薄膜的步驟如下:晶圓傳送盒WP中的矽晶圓經由設備前端模組TC配置到晶圓進入室WI,再由晶圓進入室WI進入緩衝室BC中,然後緩衝室BC內的機械手臂A2將晶圓送至負責薄膜沉積的製程反應室R1中。接著,緩衝室BC與製程反應室R1之間真空控制的真空閥件V1會關上,將製程反應室R1密閉,再於晶圓上進行薄膜沉積。薄膜沉積完畢後,真空閥件V1會開啟,機械手臂A2將晶圓從製程反應室R1夾回 緩衝室BC中,依製程需要再進入製程反應室R2、製程反應室R3或製程反應室R4,進行其他製程步驟。
在真空閥件V1開啟的瞬間,由於緩衝室BC的第二預定氣壓高於反應室R1的第一預定氣壓,會產生由緩衝室BC往反應室R1的氣流,此氣流可能會因反應室R1內部壓差而吹往反應室R1底部,造成塵粒停留在反應室R1底部而難以抽除,進而汙染晶圓。這些塵粒可能是來自沉積製程副產物或真空閥件V1的彈性墊片。本揭露多個實施方式中,藉由在反應室R1配置氣流導引元件,以在反應室R1與緩衝室BC之間的真空閥件V1開啟的瞬間,在反應室R1中由下往上供氣,而形成流場向上的氣流,以免塵粒累積在反應室R1的底部。
圖2是根據本揭露之部分實施方式之半導體製程機台100的緩衝室BC與反應室R1、R2之立體示意圖。半導體製程機台100包含殼體210以及殼體310。殼體210用以容納反應室R1、R2。殼體310用以容納緩衝室BC,殼體210、310之間設有多個晶圓通道(未繪示)以連接緩衝室BC以及各個反應室R1~R4。
圖3是根據本揭露之部分實施方式之半導體製程機台100的緩衝室BC與反應室R1之剖面示意圖。
在緩衝室BC中,半導體製程機台100包含抽氣元件320以及氣流注入元件330,以使緩衝室BC大致維持一穩定的氣壓狀態,例如在例如前述的第二預定氣壓。抽氣元件320可以經由殼體310的適當開口或通道而連接外部抽氣系統(未繪示),例如真空抽氣系統。氣流注入元件330經由殼體310的 適當開口或通道而連接外部的氣體供應源(未繪示)。
圖4是根據本揭露之部分實施方式之反應室R1之爆炸示意圖。同時參照圖3與圖4,在反應室R1中,半導體製程機台100包含晶圓載台220、氣體分配噴頭230、抽氣元件240以及氣流導引元件250。這些元件或組件受到殼體210圍繞。
晶圓載台220用以承載晶圓。晶圓載台220可以包含加熱板,而作為加熱台使用。晶圓載台220可設置於支撐柱222上。支撐柱222可上下移動而控制晶圓載台220。舉例而言,支撐柱222可穿過殼體210的開口212O1而延伸至反應室R1外,進而連接適當的機械移動裝置(例如馬達)。
氣體分配噴頭230可以設置於晶圓載台220的上方。在沉積製程中,氣體分配噴頭230可以向下噴射一或多種反應氣體,以在晶圓上沉積形成薄膜。舉例而言,當欲形成的薄膜是二氧化矽(SiO2)時,反應氣體可以是矽烷(SiH4)與氧(O2),其中矽烷可以與適當的載送氣體(carrier gas)混和。舉例而言,載送氣體可以是氫氣(H2)、氮氣(N2)、氬氣(Ar)等。在沉積製程之後,移除晶圓後,氣體分配噴頭230也可用以分配清潔氣體,例如含氟氣體、惰性氣體或其組合,以清潔反應室R1。
具體而言,氣體分配噴頭230包含氣體控制盤(Gax Box)232、阻滯板234以及氣體分配板236。氣體控制盤232具有一氣體通道232C,以供應反應氣體。氣體控制盤232可電性連接製程控制模組,並透過質流控制器進行反應氣體的流量與混合比例的控制。阻滯板234與氣體分配板236可分別 具有多個開口。阻滯板234的開口尺寸可相同或不同於氣體分配板236的開口尺寸。阻滯板234與氣體分配板236的配置使反應氣體受到輕微的流量限制,使得反應氣體在進入反應室R1之前進一步在阻滯板234與氣體分配板236上徑向地擴散。
抽氣元件240設置於晶圓載台220的周圍,用以抽氣,以使反應室R1大致維持一穩定的氣壓狀態。抽氣元件240可以包含多個開口248O,其以環狀排列設置。具體而言,抽氣元件240包含環件242、底襯件244、中襯件246以及頂襯件248,這些元件裝設後可形成抽氣環型管路240O於其中。舉例而言,頂襯件248構成此抽氣環型管路240O的內壁,環件242構成此抽氣環型管路240O的外壁。頂襯件248具有前述的開口248O,以使抽氣元件240能大致以水平方向抽氣。
於部分實施方式中,氣流導引元件250設置於晶圓載台220以及抽氣元件240的下方。氣流導引元件250可以是一環狀管路,以環繞支撐柱222。氣流導引元件250可以具有適當的進氣口以及出氣口252O,其中氣流導引元件250的進氣口經由氣體管線GL連接至氣體供應源GS,氣流導引元件250的出氣口252O用以將氣體排放到反應室R1。氣流導引元件250可以完全位於晶圓載台220下方。舉例而言,氣流導引元件250的環狀管路的半徑小於晶圓載台220的半徑。
於部分實施方式中,氣流導引元件250可以接觸殼體210的底壁並直接設置於殼體210的底壁上。可以透過適當的定位元件(例如凹槽、突起等)固定氣流導引元件250與殼體210的位置關係。於部分實施方式中,氣流導引元件250可 以不直接接觸殼體210的底壁,並透過其他支撐元件固定氣流導引元件250與殼體210的位置關係。氣流導引元件250可大致平行於殼體210的底壁,舉例而言,氣流導引元件250的各個出氣口252O與殼體210的底壁之間的距離大致相同。於部分實施方式中,氣流導引元件250可由金屬(例如鋁或不鏽鋼)、石英、陶瓷材料以及/或其他材料製成,上述材料可以承受沉積製程中的熱能以及化學試劑的侵蝕。
於部分實施方式中,氣流導引元件250提供的氣體可以採用不易與前述反應氣體發生反應的氣體,例如氫氣(H2)、氮氣(N2)、氬氣(Ar)、氦氣(He)等。於部分實施方式中,氣流導引元件250提供的氣體可以與前述反應氣體中的載送氣體相同或不同。
於本實施方式中,氣體管線GL穿過殼體210的開口212O2而連接氣體供應源GS。於本實施方式中,開口212O2位於殼體210的底壁上。於部分其他實施方式中,開口212O2可位於殼體210的側壁上。於部分其他實施方式中,氣流導引元件250以及氣體管線GL可分別連接開口212O2的兩端,而使氣流導引元件250以及氣體管線GL不直接互相連接。於部分實施方式中,流量控制器GC可以設置於氣體管線GL上,以控制供應的氣體的流速,其中流量控制器GC可例如為質量流量控制器(Mass Flow Controller;MFC)。半導體製程機台100還可包含蓋體260,裝設於殼體210上,其可用以支撐氣體分配噴頭230。
半導體製程機台100可更包含控制器290。控制器 290用以控制沉積製程中的多個製程條件。舉例而言,控制器290連接至流量控制器GC或其他的流量控制器以控制氣流導引元件250、氣體分配組件230以及氣流注入元件330的操作;控制器290連接至適當的抽氣系統以控制抽氣元件240、抽氣元件320的操作;控制器290連接至適當的機械移動裝置以控制晶圓載台220升降;控制器290連接至加熱板以控制晶圓載台220的溫度等。在部分實施方式中,控制器290為包含一或多個處理單元以及一或多個記憶體設備的電腦設備。處理單元可以以多種方式實行,例如:使用微代碼或軟體指令的專屬硬體或通用硬體(例如:單處理器、多處理器或能夠平行計算的圓形處理單元等等)以執行在此所述的功能。每一個記憶體設備可為隨機存取記憶體、唯獨記憶體等等。
圖5是根據本揭露之部分實施方式之反應室R1的部分元件之立體示意圖。殼體210可以包含抽氣口216。抽氣元件240可以經由殼體210的抽氣口216連接一外部抽氣系統(例如真空抽氣系統),以經由殼體210的抽氣口216將氣體排出反應室R1。具體而言,同時參照圖4與圖5,抽氣元件240的中襯件246具有一開口,以使抽氣元件240的抽氣環型管路240O(參考圖3)能與殼體210的抽氣口216相通。於部分實施方式中,殼體210可以包含晶圓通道214以連接緩衝室BC(參考圖3)。
圖6A與圖6B是根據本揭露之部分實施方式之氣流導引元件250之上視示意圖。氣流導引元件250具有壁面252以構成環狀氣體通道252C,氣體可以在環狀氣體通道252C中 流通,並透過出氣口252O而釋放至反應室中。氣流導引元件250的出氣口252O可設置於壁面252朝外的一側,以使氣流導引元件250大致以水平方向向外噴氣。出氣口252O的數量可以在大約5個至大約50個之間,此數量不應用以限制本揭露的範圍。出氣口252O的數量若小於5個,氣體分布較為不均勻,包覆範圍較窄;出氣口252O的數量若大於50個,則不容易設置出氣口252O,可能會導致出氣口252O的孔徑被限縮。
在圖6A中,出氣口252O以均勻的分布密度設置於壁面252。兩相鄰的出氣口252O具有夾角,其為一出氣口252O的中心至氣流導引元件250的中心的直線以及另一相鄰的出氣口252O的中心至氣流導引元件250的中心的直線的夾角。舉例而言,出氣口252O可以採用夾角角度等差方式分布,例如以等差大約1度至大約90度的方式分布。此等差角度與出氣口252O的數量相關。舉例而言,當出氣口252O的數量為5個時,等差夾角為72度;當出氣口252O的數量為50個時,等差夾角為7.2度。
在圖6B中,出氣口252O在鄰近殼體210的抽氣口216處的分布密度較高,出氣口252O在遠離殼體210的抽氣口216處的分布密度較低。根據抽氣口216的位置調整出氣口252O的分布密度,可以使反應室R1中的壓力分佈較為一致。舉例而言,於部分實施例中,出氣口252O可以採用夾角角度等比方式分布,其中相鄰出氣口252O的夾角角度差異由鄰近抽氣口216往遠離抽氣口216等比降低。或者,於部分實施例中,出氣口252O可以採用夾角角度多階等差方式分布,例如 二階等差方式,其中相鄰出氣口252O的夾角角度差異由鄰近抽氣口216往遠離抽氣口216遞減。
圖7是根據本揭露之部分實施方式之沉積薄膜的方法M。方法M包含步驟S1~S11。圖8A至圖8G為根據本揭露之部分實施方式之沉積薄膜方法的過程的示意圖。
參照圖7以及圖8A,方法M來到步驟S1,氣體分配噴頭230噴出反應氣體AG,以晶圓載台220所承載的第一晶圓W上,沉積完成一薄膜900。在沉積過程中,在反應室R1與緩衝室BC之間的閥件V1關閉,抽氣元件240持續抽氣。在沉積過程中,緩衝室BC中的氣流注入元件330持續供氣,緩衝室BC中的抽氣元件320持續抽氣,以維持緩衝室BC的氣壓穩定。
參照圖7以及圖8B,方法M來到步驟S2,將晶圓載台220向下移動至一適當位置,以準備晶圓轉移。接著,進行方法M的步驟S3,使緩衝室BC中的抽氣元件320停止抽氣。此步驟僅為簡化後續晶圓通道開啟時產生的氣流的可能擾亂因子。於其他部分實施方式中,可以使抽氣元件320持續抽氣。
參照圖7以及圖8C,進行方法M的步驟S4,開啟控制晶圓通道214的閥件V1,與此幾乎同時,藉由前述流量控制器GC(參考圖3)的控制,使反應室R1中的氣流導引元件250開始供應氣體NG。此時,會產生由緩衝室BC向反應室R1的氣流。舉例而言,氣流由緩衝室BC中的氣流注入元件330供氣至被抽氣元件240抽離。在此過程中,藉由氣流導引元件250供應氣體NG,使此氣流不會被帶到反應室R1的底部,進而防止塵粒累積在反應室R1中。
參照圖7以及圖8D,進行方法M的步驟S5,藉由流量控制器GC的控制,使反應室R1中的氣流導引元件250停止供應氣體NG(參照圖8C)。在此,步驟S5可以在步驟S4後大約1至大約5秒內進行。換句話說,此氣流導引元件250供應氣體NG(參照圖8C)的時間可能僅有大約1至大約5秒。在此時間範圍內,即可達到反應室R1以及緩衝室BC之間的氣流穩定而不需要再繼續供氣。
參照圖7以及圖8E,進行方法M的步驟S6,經由晶圓通道214,使用機械手臂A2從反應室R1中的晶圓載台220上取出第一晶圓W1(參照圖8D),並將其傳送至緩衝室BC。接著,關閉控制晶圓通道214的閥件V1,以使緩衝室BC與反應室R1隔絕。其後,進行方法M的步驟S7,可以開啟緩衝室BC中的抽氣元件320,以穩定緩衝室BC內的氣流。在此,機械手臂A2將第一晶圓W1(參照圖8D)傳送至適當位置後,可以再取得一第二晶圓,以準備傳送至反應室R1。
參照圖7以及圖8F,進行方法M的步驟S8,待機械手臂A2準備好第二晶圓後,使緩衝室BC中的抽氣元件320停止抽氣,以簡化後續晶圓通道開啟時產生的氣流的可能擾亂因子。接著,進行方法M的步驟S9,開啟控制晶圓通道214的閥件V1,與此幾乎同時,藉由前述流量控制器GC(參考圖3)的控制,使反應室R1中的氣流導引元件250開始供應氣體NG。此時,會產生由緩衝室BC向反應室R1的氣流。舉例而言,氣流由緩衝室BC中的氣流注入元件330供氣至被抽氣元件240抽離。在此過程中,藉由氣流導引元件250供應氣體NG, 使此氣流不會被帶到反應室R1的底部,進而防止塵粒累積在反應室R1中。
參照圖7以及圖8G,進行方法M的步驟S10,藉由流量控制器GC的控制,使反應室R1中的氣流導引元件250停止供應氣體NG。如前所述,步驟S10可以在步驟S9後大約1至大約5秒內進行。在此時間範圍內,即可達到反應室R1以及緩衝室BC之間的氣流穩定而不需要再繼續供氣。
參照圖7以及圖8H,進行方法M的步驟S11,經由晶圓通道214,使用機械手臂A2將第二晶圓W2從緩衝室BC傳送至反應室R1的晶圓載台220上。接著,關閉控制晶圓通道214的閥件V1,以使緩衝室BC與反應室R1隔絕。其後,進行方法M的步驟S12,可透過適當的抽氣控制系統,使緩衝室BC中的抽氣元件320開始抽氣,以使緩衝室BC的氣壓恢復穩定。
參照圖7以及圖8I,進行方法M的步驟S13,將晶圓載台220向上移動至一適當位置,以在第二晶圓W2上沉積一薄膜。此沉積製程大致如同圖8A的步驟S1所示,在此不再贅述。
本揭露之多個實施方式中,藉由在反應室配置氣流導引元件,以在反應室與緩衝室之間的真空閥件開啟的瞬間,氣流導引元件在反應室中由下往上供氣,而形成流場向上的氣流,以免塵粒累積在反應室的底部。藉此,可以降低晶圓線上(inline)或離線(offline)檢測的缺陷,也可以延長半導體製程機台的保養週期。
本揭露之部份實施方式提供一種半導體製程機 台,包含殼體、載台、氣體分配噴頭以及氣流導引元件。殼體用以環繞反應室。載台設置於反應室且用以支撐基板。氣體分配噴頭設置於載台的上方且用以提供至少一第一氣體,其中第一氣體用以在基板上沉積而形成薄膜。氣流導引元件設置於載台的下方且用以提供第二氣體,其中第二氣體不同於第一氣體且不與第一氣體反應。
於部分實施方式中,半導體製程機台更包含支撐柱,連接該載台的下表面,其中氣流導引元件環繞支撐柱。
於部分實施方式中,氣流導引元件具有壁面以構成氣體通道,氣體通道環繞開口,氣流導引元件具有複數個出氣口,出氣口設置於壁面遠離氣體通道所環繞的開口的一側。
於部分實施方式中,殼體具有抽氣口,抽氣口設置於氣體分配噴頭的下方且位於氣流導引元件的上方,其中氣流導引元件具有複數個出氣口,第一部分的出氣口的密度高於第二部分的出氣口的密度,其中第一部分的出氣口相較第二部分的出氣口更靠近殼體的抽氣口。
於部分實施方式中,半導體製程機台環形抽氣元件,設置於氣體分配噴頭的下方且位於氣流導引元件的上方。
本揭露之部份實施方式提供一種半導體製程機台,包含殼體、載台、氣體分配噴頭、環形抽氣元件以及氣流導引元件。殼體用以環繞反應室,其中殼體具有晶圓通道。載台設置於反應室且用以支撐基板。氣體分配噴頭設置於載台的上方且用以提供至少一第一氣體,其中第一氣體用以在基板上沉積而形成薄膜。環形抽氣元件設置於氣體分配噴頭的下方且 位晶圓通道的上方。氣流導引元件設置於晶圓通道的下方且用以提供第二氣體,其中第二氣體不同於第一氣體且不與第一氣體反應。
於部分實施方式中,氣流導引元件以實質平行於該載台的上表面的方向提供該第二氣體。
本揭露之部份實施方式提供一種方法,包含開啟一反應室中的一晶圓通道的一閥件;在開啟該晶圓通道的該閥件後,從該載台的下方導入一第一氣體;以及經由該晶圓通道傳送一晶圓進入或離開該反應室。
於部分實施方式中,半導體製程機台的應用方法更包含在經由晶圓通道傳送晶圓進入或離開反應室之前,停止導入第一氣體。
於部分實施方式中,半導體製程機台的應用方法更包含在反應室中,從載台的上方導入第二氣體,以在晶圓上沉積薄膜,其中第二氣體不同於第一氣體,且第一氣體不與第二氣體反應。
以上概述多個實施方式之特徵,該技術領域具有通常知識者可較佳地了解本揭露之多個態樣。該技術領域具有通常知識者應了解,可將本揭露作為設計或修飾其他程序或結構的基礎,以實行實施方式中提到的相同的目的以及/或達到相同的好處。該技術領域具有通常知識者也應了解,這些相等的結構並未超出本揭露之精神與範圍,且可以進行各種改變、替換、轉化,在此,本揭露精神與範圍涵蓋這些改變、替換、轉化。
210‧‧‧殼體
212O1‧‧‧開口
212O2‧‧‧開口
214‧‧‧晶圓通道
220‧‧‧晶圓載台
222‧‧‧支撐柱
230‧‧‧氣體分配噴頭
232‧‧‧氣體控制盤
232C‧‧‧氣體通道
234‧‧‧阻滯板
236‧‧‧氣體分配板
240‧‧‧抽氣元件
240O‧‧‧抽氣環型管路
242‧‧‧環件
248‧‧‧頂襯件
250‧‧‧氣流導引元件
252O‧‧‧出氣口
260‧‧‧蓋體
290‧‧‧控制器
310‧‧‧殼體
320‧‧‧抽氣元件
330‧‧‧氣流注入元件
BC‧‧‧緩衝室
R1‧‧‧反應室
A2‧‧‧機械手臂
V1‧‧‧閥件
GL‧‧‧氣體管線
GS‧‧‧氣體供應源
GC‧‧‧流量控制器

Claims (10)

  1. 一種半導體製程機台,包含:一殼體,用以環繞一反應室;一載台,設置於該反應室中且用以支撐一基板;一支撐柱,連接該載台的一下表面;一氣體分配噴頭,設置於該載台的上方且用以提供至少一第一氣體,其中該第一氣體用以在該基板上沉積而形成一薄膜;以及一氣流導引元件,設置於該載台的下方且用以提供一第二氣體,其中該第二氣體不同於該第一氣體且不與該第一氣體反應,其中該氣流導引元件環繞該支撐柱。
  2. 如請求項1所述之半導體製程機台,其中該氣流導引元件朝背對該支撐柱的方向提供該第二氣體。
  3. 如請求項1所述之半導體製程機台,其中該氣流導引元件具有一壁面以構成一氣體通道,該氣體通道環繞一開口,該氣流導引元件具有複數個出氣口,該些出氣口設置於該壁面遠離該氣體通道所環繞的該開口的一側。
  4. 如請求項1所述之半導體製程機台,其中該殼體具有一抽氣口,該抽氣口設置於該氣體分配噴頭的下方且位於該氣流導引元件的上方,其中該氣流導引元件具有複數個出氣口,一第一部分的該些出氣口的密度高於一第二部分的該些出氣口的密度,其中該第一部分的該些出氣口相較 該第二部分的該些出氣口更靠近該殼體的該抽氣口。
  5. 如請求項1所述之半導體製程機台,更包含:一環形抽氣元件,設置於該氣體分配噴頭的下方且位於該氣流導引元件的上方。
  6. 一種半導體製程機台,包含:一殼體,用以環繞一反應室,其中該殼體具有一晶圓通道;一載台,設置於該反應室中且用以支撐一基板;一氣體分配噴頭,設置於該載台的上方且用以提供至少一第一氣體,其中該第一氣體用以在該基板上沉積而形成一薄膜;一環形抽氣元件,設置於該氣體分配噴頭的下方且位於於該晶圓通道的上方;以及一氣流導引元件,設置於該晶圓通道的下方且用以以實質平行於該載台的上表面的方向提供一第二氣體,其中該第二氣體不同於該第一氣體且不與該第一氣體反應。
  7. 如請求項6所述之半導體製程機台,其中該氣流導引元件是環形的。
  8. 一種半導體製程機台的應用方法,包含:開啟一反應室中的一晶圓通道的一閥件,其中該反應室中設置有一載台; 在開啟該晶圓通道的該閥件後,透過一氣流導引元件從該載台的下方導入一第一氣體,其中該氣流導引元件具有複數個出氣口朝背對該載台的一中軸的方向提供該第一氣體;以及經由該晶圓通道傳送一晶圓進入或離開該反應室。
  9. 如請求項8所述之半導體製程機台的應用方法,更包含:在經由該晶圓通道傳送該晶圓進入或離開該反應室之前,停止導入該第一氣體。
  10. 如請求項8所述之半導體製程機台的應用方法,更包含:在該反應室中,從該載台的上方導入一第二氣體,以在該晶圓上沉積一薄膜,其中該第二氣體不同於該第一氣體,且該第一氣體不與該第二氣體反應。
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