CN102719810A - 薄膜沉积系统 - Google Patents
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Abstract
一种薄膜沉积系统，在一或多个基板上形成一或多层的一或多种材质。该系统包含一承盘元件可围绕一承盘轴旋转，至少一基板座直接或间接设置于该承盘元件上，用以承载该一或多个基板。该基板座还配置为令该一或多个基板围绕该承盘轴旋转。此外，该系统包含至少一加热元件用以加热该一或多个基板。各基板包含一面对加热元件的表面，具有一翘曲高度，该加热元件与该表面之间具有一距离。该距离为各基板翘曲高度的20倍以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种材料制作系统，尤其涉及一种形成半导体磊晶层的加热系统。举例而言，本发明可应用于金属有机化学气相沉积工艺，但事实上，本发明具有更广泛的应用范围。
背景技术
薄膜沉积已被广泛应用于多种物体的表面处理，例如宝石、餐具、工具、模具、及/或半导体元件，同质或异质的薄膜形成于物体表面，用以提高耐磨、耐热及/或耐蚀等特性。薄膜沉积技术通常分为两大类，即物理气相沉积(PVD)与化学气相沉积(CVD)。
依沉积技术及工艺参数的不同，沉积的薄膜可具有单晶、多晶或非晶结构。单晶薄膜经常做为积成电路工艺中非常重要的磊晶层。例如，以半导体制作磊晶层，并于成形期间植入掺杂物，以产出具有精确掺杂物且不含氧及/或碳等杂质。
化学气相沉积技术中，包含有一种称为金属有机化学气相沉积(MOCVD)的技术。在MOCVD技术中，一种或多种承载气体(carrier gas)用以携带一种或多种气相反应物及/或前驱物(precursor)进入包含有一种或多种基板(一个或多个晶圆(圆片))的反应腔。基板的背面通常以射频感应或电阻的方式加热，用以提高基板及其周围的温度，一种或多种化学反应将会产生，将一种或多种气相的反应物及/或前驱物转换为固态生成物并沉积于基板的表面。
请参阅图1，现有技术中基板翘曲的示意图。基板110(例如晶圆)放置于一基板座(substrate holder)120上。如图所示，基板110翘曲一垂直距离ΔZ。基板翘曲经常因晶格不匹配(lattice mismatch)所产生的应力引起。
请参阅图2A及图2B，是现有技术中利用电阻加热器通过基板座120加热基板110的示意图。电阻加热器200包含有加热电阻210、反射板220、石墨承盘230及石英外壳240。加热电阻210包含一或多个电阻212、214及216。各电阻212、214及216的温度通常可分别调整。加热电阻210通常利用热辐射加热石墨承盘230。因石墨承盘230具有高热传导性，可快速达到温度一致，故用以通过基板座120加热基板110。
当基板110经由基板座120加热时，基板110的翘曲将导致温度不均匀，造成MOCVD所产生的一种或多种固态生成物在基板上的沉积的不均匀。温度不均匀将会对，例如材料品质的一致性、材料的组成及/或薄膜应力等，产生不利的影响。
因此，业界对改善基板加热的技术具有高度期望。
发明内容
本发明的目的在于提供一种材料制作系统，尤指一种形成半导体磊晶层的加热系统。举例而言，本发明可应用于金属有机化学气相沉积工艺，但事实上，本发明具有更广泛的应用范围。
在一实施例中，用以在一或多个基板上形成一或多层的一或多种材质的系统中，包含有可围绕承盘轴旋转的承盘元件、至少一基板座直接或间接设于该承盘元件上，并设置成承载该一或多个基板。该基板座可使该一或多个基板围绕该承盘轴旋转。该系统尚包含至少一加热元件设置成不经由该承盘元件与基板座而直接加热该一或多个基板。该加热元件设置成可于该一或多个基板围绕承盘轴旋转时使该一或多个基板具有一第一温度，且该第一温度沿该承盘轴的径向为定值。
在另一实施例中，用以在一或多个基板上形成一或多层的一或多种材质的系统中，包含有可围绕承盘轴旋转的承盘元件、至少一基板座直接或间接设于该承盘元件上，并设置成承载该一或多个基板。该基板座可使该一或多个基板围绕该承盘轴旋转。该系统还包含至少一加热元件设置成不经由该承盘元件与基板座直接加热该一或多个基板。该加热元件配置成可于该一或多个基板围绕承盘轴旋转时使该一或多个基板具有一第一温度，且该第一温度沿该承盘轴的一第一径向为定值。该加热元件包含多个第一加热电阻及多个第二加热电阻。各第一加热电阻沿该承盘轴的一第二径向设置，各第二加热电阻分别电性连接该多个第一加热电阻中的至少两个加热电阻。
在又一实施例中，用以在一或多个基板上形成一或多层的一或多种材质的系统中，包含有可围绕承盘轴旋转的承盘元件、至少一基板座直接或间接设于该承盘元件上，用以承载该一或多个基板。该基板座可令该一或多个基板围绕该承盘轴旋转。该系统还包含至少一加热元件用以加热该一或多个基板。各基板包含一面向加热元件的表面且具有一翘曲高度，该加热元件远离该基板表面一距离设置。其中该距离为该翘曲高度的20倍以上。
在另一实施例中，用以在一或多个基板上形成一或多层的一或多种材质的系统，其包含可围绕承盘轴旋转的承盘元件、至少一基板座直接或间接设于该承盘元件上，用以承载该一或多个基板，该基板座设置成可围绕一基板座轴旋转而使该一或多个基板围绕该基板座轴旋转。该系统还包含至少一加热元件，不经由该承盘元件及基板座而是直接加热该一或多个基板。该加热元件配置成只有在该一或多个基板围绕该基板座轴旋转的情况下，该加热元件使该一或多个基板具有一第一温度，该第一温度沿着该承盘轴的径向为定值。
各实施例均可达成一或多个优点。本发明的优点与多数目的、特征与进步的处，可经由以下说明并配合图式而被完全理解。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1现有技术中基板翘曲的示意图；
图2A及图2B现有电阻加热器的示意图，其表示现有电阻加热器通过基板座加热基板；
图3A及图3B本发明一实施例包含用于薄膜沉积的旋转系统的反应系统示意图；
图4加热器对基板进行非直接加热的反应系统的示意图；
图5本发明一实施例的加热器对基板进行直接加热反应系统的局部示意图；
图6是如图5所示一实施例的加热系统的示意图；
图7是如图6所示一实施例的基板温度分布示意图；
图8A及图8B是如图5所示一实施例的基板温度分布示意图；
图9是如图5所示另一实施例的基板温度分布示意图；
图10A及图10B是如图5所示的直接加热基板的本发明又一实施例的电阻加热元件示意图；
图11A及图11B是如图5所示的直接加热基板的可以射频加热元件直接加热的基板一实施例的示意图；
图12A及图12B基板翘曲效应的示意图；
图13A及图13B本发明部分实施例的基板翘曲效应示意图；
图14本发明又一实施例的由加热器通过基板座对基板实施超距加热的示意图。
其中，附图标记
110 基板 120 基板座
200 电阻加热器 210 加热电阻
212 电阻 214 电阻
216 电阻 220 反射板
230 石墨承盘 240 石英外壳
612 加热电阻 614 加热电阻
616 加热电阻
1100 反应系统 1101 进气口
1102 进气 1103 进气口
1104 进气 1110 进气元件
1112 表面 1124 加热元件
1126 基板座轴 1128 承盘轴
1140 出气 1150 中心元件
1160 反应腔 1210 承盘
1224 加热元件 1230 基板座
1240 基板 1242 基板
1250 上表面 1252 下表面
1254 上表面 1256 下表面
1310 承盘 1324 加热元件
1330 基板座 1410 承盘
1424 加热元件 1430 基板座
1432 较低部 1440 基板
1442 上表面 1444 下表面
2110 承盘 2130 基板座
2140 基板
具体实施方式
本发明是关于一种材料制作系统，尤指一种形成半导体磊晶层的加热系统。举例而言，本发明可应用于金属有机化学气相沉积工艺，但事实上，本发明具有更广泛的应用范围。
请参阅图3A及图3B，本发明一实施例包含旋转系统的反应系统示意图。其中，图3A为反应系统1100的侧视图，图3B为反应系统1100的平面图。在本发明的一实施例中，反应系统1100包含一进气元件(showerhead)1110、承盘(susceptor)2110、进气1101、1102、1103与1104、一或多个基板座(substrate holder)2130、一或多个加热元件1124、一出气1140以及一中心元件1150。在另一实施例中，中心元件1150、进气元件1110、承盘2110及一或多个基板座2130(设置于承盘2110上)形成一包含进气口1101、1102、1103与1104及出气1140的反应腔1160。在另一实施例中，各基板座2130是分别用以承载一或多个基板2140(例如晶圆)。
上述实施例中，该系统1100虽然显示包含一个选定的元件群组，但仍可有多种选择、修改及变化。例如，部分元件可被分开或组合。还可在上述元件之间插入其他元件。或依实施例需求，交换或取代各元件的设置。
在一实施例中，进气口1101设置于中心元件1150中，用以提供在大体上平行于进气元件1110的一表面1112的方向上的一种或多种气体。例如该一种或多种气体流进反应腔1160中临近中央的位置，再经由出气口1101以径向向外流出。在一实施例中，进气1102、1103及1104是设置于进气元件1110中，用以提供在大体上垂直于该表面1112的方向上的一种或多种气体。
多种气体可分别经由进气口1101、1102、1103及1104提供，例如表1所示。
表1
在一实施例中，承盘2110可以承盘轴1128(例如中心轴)为轴旋转，各基板座2130则以对应的基板座轴1126为轴旋转。在另一实施例中，各基板座2130可随着承盘2110围绕承盘轴1128公转，同时以对应的基板座轴1126进行自转。在同一基板座2130上的一或多个基板2140围绕同一基板座轴1126旋转。在另一实施例中，承盘2110可以不绕承盘轴1128旋转而各基板座2130可绕着对应的基板座轴1126旋转。
在一实施例中，进气口1101、1102、1103及1104与出气口1140分别以承盘轴1128为圆心而呈圆形设置。在另一实施例中，该一或多个基板座2130(例如8个基板座2130)是围绕该承盘轴1128设置。各基板座2130可分别承载多个基板2140(例如7个基板2140)。
图3A及图3B中所示的A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、L、M、N及O分别代表部分实施例中反应系统1100中的不同尺寸。在一实施例中，
(1) A代表承盘轴1128与进气口1102内缘的距离；
(2) B代表承盘轴1128与进气口1103内缘的距离；
(3) C代表承盘轴1128与进气口1104内缘的距离；
(4) D代表承盘轴1128与进气口1104外缘的距离；
(5) E代表承盘轴1128与进气口1101的距离；
(6) F代表承盘轴1128与出气口1140内缘的距离；
(7) G代表承盘轴1128与出气口1140外缘的距离；
(8) H代表进气元件1110表面1112与承盘2110表面1114的距离；
(9) I代表进气口1101的高度；
(10) J代表进气元件1110表面1112与出气口1140的距离；
(11) L代表承盘轴1128与基板座2130外缘的距离；
(12) M代表承盘轴1128与基板座2130内缘的距离；
(13) N代表承盘轴1128与加热元件1124内缘的距离；
(14) O代表承盘轴1128与加热元件1124外缘的距离；
例如，L减去M为基板座2130的直径。反应腔1160的垂直尺寸H等于或小于20mm，或者是等于或小于15mm。进气口1101的垂直尺寸I小于进气元件1110表面1112与承盘2110表面1114的垂直距离H。在一实施例中，部分尺寸标示如表2。
| 标示 | 大小(单位：mm) |
| A | 105 |
| B | 120 |
| C | 150 |
| D | 165 |
| E | 100 |
| F | 330 |
| G | 415 |
| H | 10 |
| I | 5 |
| J | 150 |
| L | 310 |
| M | 145 |
| N | 96 |
| O | 320 |
表2
在一实施例中，基板座2130是设置于承盘2110上。在另一实施例中，加热元件1124则设于基板座2130下方，或可超过基板座2130而向反应腔1160的中心延伸。部分加热元件1124可在气体由进气口1101、1102、1103及1104到达基板座2130之前预先加热。在另一实施例中，气体由进气口1101、1102、1103及1104到达基板座2130之前由加热元件1124以外的加热元件进行预热。
再次强调，图3A及图3B仅为范例，不应为权利要求范围的限制。本领域技术人员可辨识出多种变化、修饰及修改。例如，进气口1102以多个进气口取代，进气口1104以另外多个进气口取代。或者，将进气口1102设置于中心元件1150中，用以提供平行于进气元件1110表面1112方向的气体。
请参阅图4，是非直接加热的反应系统1100的示意图。如图所示，基板2140是由加热元件1124经由承盘2110及基板座2130进行非直接加热。其中，承盘2110与基板座2130可能造成范围在100℃至200℃的温度下降。因此，为了将基板2140加热到1200℃，加热元件1124的温度需达到1500℃。在如此的高温中，加热元件1124及其周边元件，例如可令基板2140绕承盘轴1128公转以及绕基板座轴1126公转的元件，均需使用耐高温的材料制作。
在一实施例中，若基板座2130的温度高于或等于900℃，则基板2140主要是由基板座2130的热辐射加热；因此，基板2140所接收的热量约与基板座2130到基板2140间的距离平方成反比。如图4所示，基板2140的翘曲导致各部位与基板座2130的距离不同。由于基板2140大体上都很接近基板座2130，些微的距离差异将导致重大的影响，因此基板2140翘曲也会造成严重的温度不均匀。
请参阅图5，是本发明一实施例的直接加热反应系统的局部示意图，加热元件1124直接加热基板2140。图中所示也仅为一范例，不应为权利要求范围的限制。本领域技术人员可辨识出多种变化、修饰及修改。
如图5所示，基板2140不经由承盘2110与基板座2130而直接由加热元件1124加热(例如经由承盘2110与基板座2130的中空部位而直接以加热元件1124加热)。
直接加热主要系来自于加热元件1124的热辐射；因此，基板2140所接收到的热量约与加热元件1124至基板2140的距离平方成反比。当基板2140翘曲时，将使各部位与加热元件1124的距离产生差异，但是距离差异的影响将因基板2140整体与加热元件1124间较远的距离而变小；因此，基板2140翘曲对温度均匀性的影响也很微小。在另一实施例中，基板座2130可直接或间接设置于承盘2110上，用以承载至少一基板2140。
请参阅图6，是如图5所示一实施例的直接加热系统的示意图。加热元件1124包含一或多个加热电阻612、614及616。其中，各加热电阻612、614及616的温度可分别调整。
请参阅图7，是如图6所示一实施例的基板温度分布示意图。其中，加热元件1124可包含选自于加热电阻612、614及616中的加热电阻702、704、706、708及710。基板2140位于加热电阻702、704、706、708及710正上方部位的温度高于加热电阻702、704、706、708及710间隙上方部位的温度。
请参阅图7，在另一实施例中，该基板2140以多个基板2140取代而位于同一基板座2130上。该多个基板2140上不均匀的温度将导致MOCVD所产生的一种或多种固态生成物在该多个基板2140上的沉积不均匀。温度不均匀将会在一或多个基板上对，例如材料品质的一致性、材料的组成及/或薄膜应力等，产生不利的影响。
请参阅图8A及图8B，是如图5所示一实施例的基板温度分布示意图。图中所示也仅为一范例，不应为权利要求范围的限制。本领域技术人员可辨识出多种变化、修饰及修改。
在一实施例中，加热元件1124为电阻加热元件。该电阻加热元件1124以热辐射不经由承盘2110与基板座2130而直接传递至基板2140进行加热。在另一实施例中，该加热元件1124也可为一射频加热元件。该射频加热元件1124以电磁辐射不经由承盘2110与基板座2130而直接传递至基板2140进行加热。
如图8A所示，若基板2140没有围绕基板座轴1126旋转，即使围绕承盘轴1128旋转，基板2140上的温度仍会沿着承盘轴1128的径向线性改变。例如，基板2140温度在离承盘轴1128一特定距离范围内随着距离的增加而线性增加。其中，该距离范围等于或大于基板2140的直径或基板座2130的直径。
如图8B所示，若基板2140分别围绕基板座轴1126与承盘轴1128旋转，则基板2140上的温度沿着承盘轴1128的径向大体上保持为定值。
如上述讨论且再次强调，图8A及图8B仅为范例，不应为权利要求范围的限制。本领域技术人员可辨识出多种变化、修饰及修改。例如，该基板2140可以位于同一基板座2130的多个基板2140取代。如图8A所示，若该多个基板2140没有围绕基板座轴1126旋转，该多个基板2140上的温度沿着承盘轴1128的径向线性改变。如图8B所示，若该多个基板2140围绕基板座轴1126旋转，则该多个基板2140上的温度沿着承盘轴1128的径向保持为定值。
请参阅图9，是如图5所示另一实施例的基板温度分布示意图。图示仅为范例，不应为权利要求范围的限制。本领域技术人员可辨识出多种变化、修饰及修改。
在一实施例中，加热元件1124为电阻加热元件。该电阻加热元件1124以热辐射不经由承盘2110与基板座2130而直接传递至基板2140进行加热。在另一实施例中，该加热元件1124也可为一射频加热元件。该射频加热元件1124以电磁辐射不经由承盘2110与基板座2130直接传递至基板2140进行加热。
如图9所示，只要基板2140围绕承盘轴1128旋转，不论该基板2140是否围绕基板座轴1126旋转，基板2140上的温度沿着承盘轴1128的径向保持为定值或大体上定值。
如上述讨论且再次强调，图9仅为范例，不应为权利要求范围的限制。本领域技术人员可辨识出多种变化、修饰及修改。例如，该基板2140可以位于同一基板座2130的多个基板2140取代。只要该多个基板围绕承盘轴1128旋转，则不论该多个基板2140是否围绕基板座轴1126旋转，该多个基板2140上的温度沿着承盘轴1128的径向保持为定值或大体上定值。
请参阅图10A及图10B，是如图5所示一实施例的电阻加热元件示意图。图示仅为范例，不应为权利要求范围的限制。本领域技术人员可辨识出多种变化、修饰及修改。
如图10A所示，加热元件1124包含一或多个加热电阻910及920。该加热元件1124以热辐射不经由承盘2110与基板座2130而直接传递至基板2140进行加热。
在另一实施例中，该一或多个加热电阻910包含一或多个直线电阻，分别依承盘轴1128的径向设置，如图10B所示。其中，各直线电阻相对于承盘轴1128为对称设置。各直线电阻在承盘轴1128的径向具有一等于或大于基板2140直径或基板座2130直径的长度。在另一实施例中，各加热电阻920是用以连结各加热电阻910。
在一使用如图10A及图10B所示加热元件1124的实施例中，若基板2140未围绕基板座轴1126旋转，即使基板2140围绕承盘轴1128旋转，基板2140上的温度仍会沿着承盘轴1128的径向线性改变，如图8A所示。在另一使用如图10A及图10B所示加热元件1124的实施例中，若基板2140围绕基板座轴1126及承盘轴1128旋转，则基板2140上的温度沿着承盘轴1128的径向保持为定值，如图8B所示。在又一使用如图10A及图10B所示的加热元件1124的实施例中，只要基板2140围绕承盘轴1128旋转，不论基板2140是否围绕基板座轴1126旋转，基板2140上的温度可在承盘轴1128的径向上保持为定值，如图9所示。在另一实施例中，若基板2140只围绕基板座轴1126旋转，不论承盘1410旋转与否，基板2140上的温度可在承盘轴1128的径向上保持为定值。
如上述讨论且再次强调，图10A及图10B仅为范例，不应为权利要求范围的限制。本领域技术人员可辨识出多种变化、修饰及修改。例如，该基板2140可以位于同一基板座2130的多个基板2140取代。在一使用如图10A及图10B所示加热元件1124的实施例中，若该多个基板2140未围绕基板座轴1126旋转，即使该多个基板2140围绕承盘轴1128旋转，该多个基板2140上的温度仍会沿着承盘轴1128的径向线性改变，如图8A所示。在另一使用如图10A及图10B所示加热元件1124的实施例中，若该多个基板2140围绕基板座轴1126及承盘轴1128旋转，则该多个基板2140上的温度沿着承盘轴1128的径向保持为定值，如图8B所示。在又一使用如图10A及图10B所示的加热元件1124的实施例中，只要该多个基板2140围绕承盘轴1128旋转，不论该多个基板2140是否围绕基板座轴1126旋转，该多个基板2140上的温度可在承盘轴1128的径向上保持为定值，如图9所示。
请参阅图8A、图8B及图9，在一实施例中，基板2140直接面对加热元件1124的下表面以一或多个导热材质覆盖。例如，该导热材质具有高于基板2140的导热率(例如3倍以上)。在另一实施例中，该加热元件1124为一射频加热元件。该射频加热元件包含一或多个平面线圈。以射频加热元件直接加热的基板2140是如图11A及图11B所示。
请参阅图11A及图11B，是可以射频加热元件直接加热的基板2140一实施例的示意图。图示仅为范例，不应为权利要求范围的限制。本领域技术人员可辨识出多种变化、修饰及修改。例如，图11B所示的基板2140的弯曲比图11A所示的基板2140严重。其中，基板2140包含有两层1010及1020，1020层设于1010层上。
在一实施例中，1020层为光学透明。例如，1020层为透明蓝宝石。在另一实施例中，1010层为吸热层。例如，1010层为一或多种可有效率吸收射频电磁波能量的光阻材质组成，例如：石墨、硅、碳化物、碳化硅、具碳化硅镀层的石墨及/或类钻石碳(diamond-like carbon)。
在又一实施例中，如图11A及图11B所示的基板2140以涂布、镀及/或其他薄膜沉积工艺制作。其中，该基板2140可适用于以射频加热元件加热。该基板2140可增进直接加热效率与1020层的温度均匀性。当反应系统1100中一或多种固态生成物沉积于1020层的表面后，1010层将会被去除。
请参阅图1、图2A及图2B，如上述，若基板110经由基板座120加热，基板110的翘曲将造成温度不均匀，导致MOCVD所产生的固态生成物在基板上的沉积不均匀。
请参阅图12A及图12B，基板翘曲效应的示意图。其中，未翘曲的基板1240是由加热元件1224经承盘1210与基板座1230加热。翘曲的基板1242是由加热元件1224经承盘1210与基板座1230加热。
如图12A所示，该未翘曲的基板1240具有一上表面1250及一下表面1252。该下表面1252具有多个突出点，形成与基板座1230的接触点。该下表面1252其余部分并未与基板座1230接触而与基板座1230之间存在一距离(例如dw0)。其中，dw0也代表该多个突出点中相对于下表面1252其余部分的最大高度。
在一实施例中，基板1240温度的非均匀度(例如ΔT0)是以下式量度：
ΔT0＝Tc-Tnc (式1)
其中，Tc为基板对应于接触点处的温度，Tnc为基板上任一非接触点处的温度。
如图12B所示，该基板1242具有一上表面1254及一下表面1256。该下表面1256具有多个突出点，形成与基板座1230的接触点。下表面1256的其余部分并未与基板座1230接触而与基板座1230之间存在一距离(例如dw)，其中dw0≤dw≤dwm。其中，dw0也代表该多个突出点中相对于下表面1256其余部分的最大高度，dwm代表基板座1230与该下表面1256最高点的距离。其中，dwm-dw0代表翘曲的高度(例如ΔZ)。
在一实施例中，基板1242温度的非均匀度(例如ΔT0)是以下式量度：
ΔTb＝Tc-Tmin (式2)
其中，Tc为基板对应于接触点处的温度，Tmin为基板下表面1256距离基板座1230最远处的温度。
其中，基板1241的温度非均匀度ΔTb与基板1240的温度非均匀度ΔT0的比较如下式：
ΔTb-ΔT0＝(Tc-Tmin)-(Tc-Tnc)
＝Tc-Tmin∝|1/dw0-1/dwm| (式3)
因此，ΔTb-ΔT0会随|1/dw0-1/dwm |而变化。
请参阅图13A及图13B，本发明部分实施例的基板翘曲效应示意图。图示仅为范例，不应为权利要求范围的限制。本领域技术人员可辨识出多种变化、修饰及修改。
其中，未翘曲的基板1240是由加热元件1324经由承盘1310及基板座1330的中空部分直接加热。翘曲的基板1242是由加热元件1342经由承盘1310及基板座1330的中空部分直接加热。在一实施例中，承盘1310、基板座1330及加热元件1324分别与图5所示的加热元件1124、承盘2110及基板座2130相同。在另一实施例中，基板1242与图5所示的基板2140相同。
在一实施例中，图13B与图13A所示基板1242、1240的温度非均匀度ΔTb、ΔT0的比较是如下式：
ΔTb-ΔT0＝(Tc-Tmin)-(Tc-Tnc)
∝|1/(d+dw0)-1/(d+dwm)| (式4)
若d＞＞dw0且d＞＞dwm，
则ΔTb-ΔT0≈0 (式5)
在图5中，若d＞＞dwm-dw0，则式5可成立。其中，dwm-dw0表示翘曲的高度ΔZ。在另一实施例中，若d为翘曲高度的20倍、50倍或100倍以上，则式5可成立。
请参阅图14，本发明又一实施例距离加热的示意图。其中，在反应系统1100中，基板1440是由加热元件1424经承盘1410及基板座1430而加热。图示仅为范例，不应为权利要求范围的限制。本领域技术人员可辨识出多种变化、修饰及修改。例如，承盘1410、基板座1430及加热元件1424可分别提供如承盘2110、基板座2130及加热元件1124的功效。在另一实施例中，基板1440是与基板1242相同。
在一实施例中，基板1440为翘曲并具有一上表面1442及一下表面1444。其中，基板座1430包含一较低部1432，该较低部1432与基板1440下表面1444的距离为d。在一实施例中，该基板1440是由加热元件1424经承盘1410与基板座1430的较低部1432加热。该较低部1432由加热元件1424加热后，做为一加热元件对基板1440进行加热。
如图14所示，基板1440翘曲导致基板1440的不同部位与基板座1430的较低部1432具有不同的距离。在一实施例中，因基板1440整体与基板座1430的较低部1432距离较远，故翘曲所造成的距离差异影响甚小；而基板1440翘曲所造成的温度非均匀度也很微小。在另一实施例中，基于式4，
若d＞＞ΔZ，
则ΔTb-ΔT0≈0 (式6)
其中，ΔZ表示翘曲的高度。例如，d为ΔZ的20倍、50倍或100倍以上。
在另一实施例中，用以在一或多个基板上形成一或多层的一或多种材质的系统中，包含有可围绕承盘轴旋转的承盘元件、至少一基板座直接或间接设于该承盘元件上，用以承载该一或多个基板。该基板座可令该一或多个基板围绕该承盘轴旋转。该系统还包含至少一加热元件用以不经由该承盘元件与基板座直接加热该一或多个基板。该加热元件的配置可于该一或多个基板围绕承盘轴旋转时使该一或多个基板具有一第一温度，且该第一温度沿该承盘轴的径向为定值。例如，该系统是依图5、图8A及/或图8B实施。
在另一实施例中，用以在一或多个基板上形成一或多层的一或多种材质的系统中，包含有可围绕承盘轴旋转的承盘元件、至少一基板座直接或间接设于该承盘元件上，用以承载该一或多个基板。该基板座可令该一或多个基板围绕该承盘轴旋转。该系统还包含至少一加热元件用以不经由该承盘元件与基板座直接加热该一或多个基板。该加热元件的配置可于该一或多个基板围绕承盘轴旋转时使该一或多个基板具有一第一温度，且该第一温度沿该承盘轴的一第一径向为定值。该加热元件包含多个第一加热电阻及多个第二加热电阻。各第一加热电阻是沿该承盘轴的一第二径向设置，各第二加热电阻分别电性连接该多个第一加热电阻中的两个加热电阻。例如，该系统是依图5、图10A及/或图10B实施。
在又一实施例中，用以在一或多个基板上形成一或多层的一或多种材质的系统中，包含有可围绕承盘轴旋转的承盘元件、至少一基板座直接或间接设于该承盘元件上，用以承载该一或多个基板。该基板座可令该一或多个基板围绕该承盘轴旋转。该系统还包含至少一加热元件用以加热该一或多个基板。各基板包含一面向加热元件的表面且具有一翘曲高度(例如ΔZ)，该加热元件远离该基板表面一距离设置。其中该距离为该翘曲高度的20倍以上。例如，该系统是依图5、图13A、图13B实施及/或图14。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (20)
1.一种薄膜沉积系统，用以在一或多个基板上形成一或多层的一或多种材质，其特征在于，该薄膜沉积系统包含：
一承盘元件，能够围绕一承盘轴旋转；
至少一基板座，直接或间接设置于该承盘元件上，承载一或多个基板，该基板座设置成使该一或多个基板围绕该承盘轴旋转；及
至少一加热元件，不经由该承盘元件及基板座而是直接加热该一或多个基板；
其中，该加热元件配置成只有在该一或多个基板围绕该承盘轴旋转的情况下，该加热元件使该一或多个基板具有一第一温度，该第一温度沿着该承盘轴的径向为定值。
2.根据权利要求1项所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该加热元件还配置成若该一或多个基板围绕该承盘轴旋转，则该加热元件使该一或多个基板具有该第一温度，不论该一或多个基板是否围绕对应的基板座轴旋转。
3.根据权利要求1所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该基板座还配置成使该一或多个基板围绕一对应的基板座轴旋转，该对应的基板座轴与该承盘轴不同。
4.根据权利要求3所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该加热元件还配置为：
使该一或多个基板具有一第二温度，若该一或多个基板围绕该承盘轴旋转但不围绕对应的基板座轴旋转，该第二温度沿着该承盘轴的径向线性改变；及
使该一或多个基板具有该第一温度，若该一或多个基板围绕该承盘轴旋转且围绕对应的基板座轴旋转。
5.根据权利要求4所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该第二温度在一第一尺寸范围中沿着该径向线性改变，该第一尺寸等于或大于该基板座沿着该径向的一第二尺寸。
6.根据权利要求1所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该加热元件还配置为经由该承盘与基板座的一或多个中空部分直接加热该一或多个基板。
7.根据权利要求1所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该加热元件包含一或多个加热电阻。
8.根据权利要求1所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该加热元件包含一或多个线圈。
9.根据权利要求1所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该加热元件还配置为不经由该承盘元件与基板座直接以热辐射加热该一或多个基板。
10.根据权利要求1所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该加热元件还配置为不经由该承盘与基板座直接以电磁辐射加热该一或多个基板。
11.根据权利要求10所述的薄膜沉积系统，其特征在于，
各基板分别包含一第一层及一第二层；
该第一层包含一或多个光学透明材质；及
该第二层包含一或多个光阻材质吸收电磁辐射能量。
12.根据权利要求1所述的薄膜沉积系统，其特征在于，各基板面对加热元件的一面覆盖一导热层。
13.根据权利要求1所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该导热层的一第一导热率至少为各基板的一第二导热率的三倍。
14.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、9、12或13所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该加热元件包含多个第一加热电阻及多个第二加热电阻，各第一加热电阻沿着该承盘轴的第二径向设置，各第二加热电阻电性连接该多个第一加热电阻中的至少两个加热电阻。
15.根据权利要求14所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该多个第一加热电阻相对于该承盘轴呈对称设置。
16.根据权利要求14所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该多个第一加热电阻沿着该第二径向的第一尺寸等于或大于该基板座沿着该第二径向的第二尺寸。
17.根据权利要求14所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该多个第一加热电阻的第二径向与该第一径向相同。
18.一种薄膜沉积系统，用以在一或多个基板上形成一或多层的一或多种材质，其特征在于，该薄膜沉积系统包含：
一承盘元件，能够围绕一承盘轴旋转；
至少一基板座，直接或间接设置于该承盘元件上，用以承载一或多个基板，该基板座令该一或多个基板围绕该承盘轴旋转；及
至少一加热元件，用以加热该一或多个基板；
其中：
各基板包含面对该加热元件的一表面，具有一翘曲高度；及
该加热元件与该表面之间具有一距离；
其中该距离为各基板翘曲高度的20倍以上。
19.根据权利要求18所述的薄膜沉积系统，其特征在于，该加热元件包含该基板座的一部分，该部分的基板座与该基板的该表面之间具有该距离。
20.一种薄膜沉积系统，用以在一或多个基板上形成一或多层的一或多种材质，其特征在于，该薄膜沉积系统包含：
一承盘元件，能够绕一承盘轴旋转；
至少一基板座，直接或间接设置于该承盘元件上，承载一或多个基板，该基板座设置成能够围绕一基板座轴旋转而使该一或多个基板围绕该基板座轴旋转；及
至少一加热元件，不经由该承盘元件及基板座而是直接加热该一或多个基板；
其中，该加热元件配置成只有在该一或多个基板围绕该基板座轴旋转的情况下，该加热元件使该一或多个基板具有一第一温度，该第一温度沿着该承盘轴的径向为定值。
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