TW201105815A - CVD apparatus for improved film thickness non-uniformity and particle performance - Google Patents

Description

201105815 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明之實施例大體上是關於半導體基材處理設備與 技術。 【先前技術】 積體電路包含藉由各種技術所沉積之材料的多層，該 等技術包括化學氣相沉積。如此，透過化學氣相沉積 (CVD)在半導縣材上沉積材料是製造積體電路之製 程中關鍵的步驟。典型# CVD腔室可具有用於在處理期 間加熱基材的加熱之基材支撐件'用於將製程氣體導進 腔室的氣體通口、以及用於維持腔室内處理壓力以及移 除過剩氣體及處理副產物的泵抽通口。發明人已觀察 到，由於導進處理腔室且朝向栗抽通口的氣體流態： 故，其難以維持基材上具有均句的沉積輪廓。此外，内 部腔室部件發射率的變化導致腔室内的熱分佈㈣不均 句，因此基材上的熱分佈輪廓亦不均句。亦然熱力風 上的：均勻性也會由腔室的—般非對稱設計引發，例

t ’ 一lit用以引進及送出基材的狹縫閥，而該系抽 通口：般配置在該腔室的相對側。發明人進一步觀察 到，k跨基材表面的熱分佈輪廓巾的此不W 步材料沉積的不均勻性。此依序導致在平： 費或在進—步處理之前需以其他方 5 201105815 式修復基材’或導致積體電路一起失敗。 因此，發明人已提供一種改良的設備，以用於在CVD 腔室中均勻地沉積材料於基材上。 【發明内容】 本發明之實施例提供用於諸如藉由化學氣相沉積 (CVD )在基材上沉積層的改良設備。在此所揭露的本 發明之設備可有利地助於一種或多種沉積膜在給定的處 理腔室内能具有減少的膜厚度不均勻性、改良的粒子表 現（例如，在處理腔室中所形成的膜上粒子減少）、在複 數個處理腔t中匹配的⑮室對⑮室表；見，以及改良的處 理腔室耐用性》 種用於處理基材的設備可包括：

且其中當該蓋在關閉位置時 在一些實施例中，一 一處理腔室，其具有一 之間透過一欽合件以可 的一個或多個下 該一個或多個上 201105815 部通口匹配該對應的一個或多個下部通口 該等及其他優點將於下文更詳盡描述。 【實施方式】 本發明之實施例提供用於在基材上沉積層的改良之設 備。化學氣相沉積（CVD )、次大氣壓化學氣相沉積 (SACVD )、快速熱化學氣相沉積（RTCVD )以及低壓 化學氣相沉積（LPCVD )全為可在本發明設備中利於執 行的沉積方法。可根據在此提供之教示而修改的CVD處 理腔室之範例包括SiNgen®、SiNgen®-Plus、BTB as、以 及POLYGEN™腔室’其全可購自美國加州santa Clara 的應用材料公司。 在此揭露的本發明設備可有利地助於一種或多種沉積 膜在給定的處理腔室内能具有減少的膜厚度不均勻性、 改良的粒子表現（例如’在處理腔室中所形成的膜上粒 子減少）、在複數個處理腔室中匹配的腔室對腔室表現， 以及改良的處理腔室耐用性。該等及其他優點將於下文 更詳盡描述。 第1圖為單一晶圓CVD反應器1 〇〇之實施例的剖面視 圖。在一些實施例中，以及如第i圖所繪，反應器1〇〇 可包括處理腔室150、功率源116、氣體板136、录抽系 統138以及控制器146。 處理腔室1 50大體上包括底部組件丨54、上部組件i 52 201105815 以及底座舉升組件131»處理腔室150可含有如下文進 一步描述的額外設備，諸如反射器板、或其他經定製以 助於熱傳的機構、測量腔室狀況的探針、排氣組件以及 其他支撐基材且控制腔室環境的設備。 底部組件154包含具有壁1〇6的腔室主體156，該壁 部份界定處理腔室150的内部。壁ι〇6可實質上為圓柱 狀且在上端由蓋110封閉。壁106的多個區段可為熱調 控式。舉例而言，在一些實施例令，複數個導管（圖中 未示）可配置在壁106中且經裝設以循環熱傳流體以調 控壁的溫度。 基材支撐組件111配置於底部組件1 5 4中，用於在處 理期間支樓基材（圖中未示）。基材支樓組件丨丨丨可包括 加熱器120,該加熱器經裝設以調控基材溫度及/或處理 腔至150的内部空間申的溫度。加熱器12〇耦接至功率 源116，且在一些實施例中，能夠維持基材122於高達 約8〇0°C的溫度。 狹縫閥開口 114可位於腔室主體156的壁1〇6中以 助於將基材送進處理腔室15〇以及將基材從處理腔室 1 50移出。在一些實施例中，狹縫閥襯墊i $可用於減 少通過狹缝閥開口 114的熱損失。舉例而言，第12圖插 繪根據本發明一些實施例之第！圖的狹縫閥襯墊115的 三維視圖。狹縫閥襯塾115可藉由引導製程氣流並且減 /通狹縫閥的熱傳而減少通過狹縫閥開口丨丨4的熱損 失0 8 201105815 回到第1圖，上部組件152大體上包含蓋11〇且可進 步包括氣體進料入口、氣體混合器、遠端氣體源以及 個或多個氣體分配板，如下文所述。蓋可藉由狡 合件或其他適合的機構以可移動式耦接至下部組件154。 舉例而言，第6圖描繪根據本發明一些實施例之處理 腔室650的簡化透視圖。處理腔室65〇具有類似第i圖 中所繪的處理腔室150之特徵結構。在一些實施例中以 及如第6圖中所緣’蓋11()可藉由蓋支樓件以及绞合組 件611(亦顯示於第6A圖）輕接至下部組件154的腔室 主體156。該組件611包括鉸合件61〇，該鉸合件包含一 對下臂620,該對下臂透過较合桿621搞接至相對的一 對上’ 622上漳622可耦接至腔室主體⑸的上部組 件152並且可包括一個或多個蓋支撐板咖以將蓋與其 固定（例如使用螺栓）。 可提供柄614以助於開啟及關閉i m。為助於容易 開啟及關閉沉重的蓋11〇，且為防止損害蓋η。、腔室主 體156及/或操作器，諸如教 抑札體填充活塞012之類的機構 可設在鉸合件61 〇之一彻丨赤擁， ^側或雙側上，且耦接至蓋11〇與 腔至主體156以支稽蓋61〇的大邱八舌e 的大部分重直，並且防止蓋 610關閉得太快。在一此竇 二貫施例中，可設減震器024以 在關閉蓋110時提供進一步的緩衝。 在一些實施例中， 以容許蓋110浮置， 主體110，並且提供 蓋支撐件及鉸合組件611可經裝設 因而助於使蓋110良好地對準腔室 二者之間較佳的密封（例如，其可 201105815 藉由有利提供更平均的壓力至配置於其之間的密封件或 墊片，諸如顯示於第i圖及第6圖的〇環153)。腔室主 體15 6上蓋11 〇此般的改良位置利於減少漏損的風險。 在一些實施例中，複數個蓋支撐銷628可從蓋支撐板626 垂直延伸以充當襯墊軸承，在該襯墊軸承上，蓋110可 移動以助於容許蓋110浮置。 在一些實施例中，鉸合件61〇可配置在腔室主體156 的側面上鄰接如群集工具的傳送腔室（圖中未示），CVD 反應器1〇〇與該傳送腔室附接（例如，鉸合件61〇可配 置在含有狹縫閥開口 114的腔室主體156之側面上此 組態有利地改良存取腔室以例如運作腔室。舉例而言， 在此組態中，CVD反應器1〇〇的蓋11〇可從相對於可得 更多操作腔室的群集工具之側面開啟。 回至第1圖，蓋i i 〇可進一步包括一個或多個溝槽或 通道178，以使熱傳流體（諸如水）穿過該等溝槽或通 道以幫助蓋110維持於期望溫度.在一些實施例中，可 設歧管1 80以發送熱傳流體進出通道1 78。在一肽實施 例中，歧管180可為一體的且可焊接至蓋11〇以減少任 何熱傳流體的漏損。歧管i 80包括一個或多個通路1 84， 該等通路184配置成穿過其中，並且對準一個或多個對 應的通路182，該等通路182形成於蓋11〇中且與一個 或多個通道1 78流體連通。 氣體板 處理腔室 136提供液體及/或氣態形式的製程化學物質至 15〇。氣體板136使用複數個氣體線路耦接至 10 201105815 蓋U〇。每一氣體線路可選擇性地適於從氣體板13ό傳 送特定化學物質至入口通口 158，且可為溫度控制式。 在一些實施例中，一個或多個氣體進料入口 1 62可設於 蓋歧g 164中耦接至蓋11〇的上表面以助於傳遞製程化 學物質至處理腔室i 5〇。在一些實施例中，複數個氣體 進料入口 162可設以傳遞複數個進料氣體至處理腔室 150。進料氣體可從個別氣體源（諸如氣體板136)透過 個或夕個輕接至氣體進料入口 162的氣體饋通線（第 1圖中未示）提供。 在一些習知腔室中，氣體饋通線可部份設於主體156 内而部份设於蓋110内，因而需要準確的對準以避免漏 損、/亏染、及/或不精確的氣體流量。然而，在本發明的 一些貫施例中，一個或多個氣體饋通線可設於主體及蓋 外部β 舉例而σ第6圖描繪根據本發明一些實施例之處理 腔室650的簡化透視圖，該腔室具有開啟位置的蓋（第 7圖描繪具有關閉位置的蓋之.處理腔室65〇 處理腔室 650具有類似第1圖所繪示之處理腔室丨5〇之特徵結構。 在一些實施例中，處理腔室65〇包括氣體饋通線6〇2， 該等氣體饋通線位於主體丨56及蓋丨丨〇外部，或可相對 主體156及蓋110調整。每一氣體饋通線6〇2包括上部 主體604以及下部主體6〇6，該上部主體具有一個或多 個通口 608，而該下部主體具有當蓋丨1〇處於關閉位置 時匹配的一個或多個通口 6〇8。可在上部主體6〇4及下 201105815 體606之間設一密封件（諸如塾片或〇環（圖中未 不)）以助於防止進料氣體漏損。在—些實施例中十 -對應的一對上部主體604及下部主體6〇6中之至少： 者可調整以助於當蓋11G處於關閉位置時微調在其 的輕接’因而容許補償〇環或密封件尺寸的變化或循产 之間的蓋對準之差異等。再者，相較於配置在腔室主： 之更内部位置的氣體饋通線而言，氣體饋通線6〇2所處 的周邊位置助於易於檢查漏損。 处 -些習知設計中’從氣體饋通線耦接至蓋歧管的製 程氣體可透過獨立通道發送’該等獨立通道在每一端具 有〇環以防止透過個別通道漏損L此類設計増加 了由設置更多接點所造成的潛在失敗點，以及使〇環接 近來自遠端電製源（在操作時）的電”流，其會導致 該等Ο環過早磨損及/或受損傷。 在本發明一些實施例中以及如第8圖所示，提供至氣 體饋通線602的多重氣體可透過單-導管802發送至蓋 歧管164 (例如，多重氣體入口 81〇、812可耦接至導管 8〇2人)。導| 8〇2可促進藉由擴散流穿其中的製程氣體的 混合。在—些實施例中，可設置可移除的混合器814以 促進混合製程氣體。在-些實施例中，導f 8〇2可以非 垂直的方式終結於蓋歧管164處，如此，透過氣體進料 入口 162進入蓋歧管的氣體傾向形成旋渦。在一些實施 例中，導管802可形成於手臂804中從蓋歧管164延伸 並且與之—體成形，因而避免為了透過導管802發送製 12 201105815 程氣體而需要〇環接近蓋歧管164» 在一些實施例中，可設加熱器818以加熱流過導管⑽2 的軋體加熱器可為任何適合的加熱器（諸如電阻式加 熱器）’且可耦接至手臂804的外表面’插進手臂8〇4中° 的開口（圖中未示）’或配置於手臂8〇4内。在一些實施 例中，可設感測器816以提供對應流過導管8〇2之氣體 溫度的資料。在一些實施例中，感測@ 816可為熱偶。 在一些實施例中，手臂8〇4可與蓋11〇隔開以減少從手 臂804至蓋11〇的熱量之熱傳。 氣體饋通線602的上部主體604可以任何適合的方式 (諸如以螺栓等（圖中未示））耦接手臂804，且可包括配 置於其之間的〇環808以助於減少或消除穿過接點的氣 體漏損。藉由避免〇環接近蓋歧管164(以及接近來自 遠端電漿源的電漿串流）的需要，本發明的設計消除了 損害此類Ο環的風險，〇環損壞會導致粒子物進入氣體 串流及/或氣體從腔室漏損。再者，藉由減少氣體傳遞系 統的Ο環數量，本發明進一步減少了由於〇環失效所造 成的漏損或粒子之風險。 回到第1圖及第8A圖，其更詳細地描繪蓋歧管以及遠 端電浆源組件’該蓋歧管164可進一步包括開口 166, 其用於搞接至遠端電漿源（圖中僅示遠端電漿源的出口 168 )。可設支撐粍架170以將遠端電漿源固定至蓋11〇。 可設夾箱174將遠端電漿源固定至蓋歧管ι64。在—些 實施例中，夹箝174可為KF型式夾箝。出口 168可具 13 201105815 有接觸表面以壓抵蓋歧管164的上表面。諸如〇環172 之塾片可設於遠端電漿源之出口 168及蓋歧管i 64之間 以防止其之間的漏損。藉由夾箝丨7 4直接施加夾箝力至 0環172助於生成與維持良好密封以減少漏損的可能性。 回到第1圖’蓋歧管164大體上透過蓋11〇提供製程 材料（例如’從氣體入口 162及/或遠端電漿源）至處理 腔室。在一些實施例中，蓋11()可包括入口通口 158以 及混合器113。在一些實施例中，混合器113引導至噴淋 頭’該噴淋頭用以提供製程材料至處理腔室150的内 部°喷淋頭透過複數個開口分配從氣體板136傳遞的氣 體或蒸氣。開口的尺寸、幾何形狀、數量以及位置可經 選擇以助於預先限定的氣體/蒸氣流態流至配置於處理 腔室150内之基材。 舉例而言，在處理期間，進料氣體在通過入口通口 1 5 8 至蓋110中的混合器113及第一擋板104中的孔洞（圖 中未示）之前’可透過氣體傳遞系統（例如氣體板13 6 以及相關連的設備）進入處理腔室150。進料氣體隨後 行進穿過在第一擋板104及第二擋板105之間造出的混 合區域102。第二擋板105在結構上由面板延伸部1〇3 支撐。在進料氣體穿過第二擋板105中的孔洞（圖中未 示）之後，進料氣體流過面板108中的孔洞（圖中未示） 並且進入由腔室壁106、面板108以及基材支撐組件m 所界定的主要處理區域。處理腔室150可視情況任選地 包括配置在腔室壁106之上表面及蓋110之間的插件 201105815 1 01 ’其受熱以提供熱給面板延伸部1 03以加熱混合區域 102 ° 在一些實施例中，蓋110可從腔室的其餘部份藉由絕 熱斷熱元件隔開。舉例而言，第2圖描繪根據本發明之 貫施例且適合用於此揭露之任何實施例所述的C vd腔 室之蓋組件的擴大圖。蓋209可從腔室的其餘部份藉由 絕熱斷熱元件2 12隔開。斷熱元件2 1 2可配置在加熱器 外套203的上表面及下表面上。加熱器外套2〇3亦可連 接至擋板205以及面板208。蓋的一些部份或蓋部件可 視情況任選地受熱。 蓋組件包括初始氣體入口 213以在進料氣體進入由蓋 2〇9、斷熱元件212、加熱器外套203以及擋板2〇4、2〇5 所界定的空間202之前預混合進料氣體。空間2〇2提供 反應物氣體增加的滯留時間以在進入腔室的基材處理部 份之前混合。熱可藉由加熱器21〇施加至界定空間2〇2 的表面以幫助防止原材料沿空間的表面堆積。一旦氣體 離開面板208並且進入腔室的基材處理部份，加熱的表 面亦預熱反應物氣體以助更佳的熱傳與質傳。 第3圖是根據本發明一些實施例之於第丨圖所示的氣 體進料系統之部份的分解視圖。第3圖繪示蓋u〇、一 個或多個擋板104、1〇5、面板延伸香ρ 1〇3以及面板1〇8 如何經裝設以提供—空間，該空間具有加熱的表面用於 在氣體進入腔室的處理區域之前加熱並且混合之。 在一些實施例中，面板延伸部1〇3可經裝設以提供安 15 201105815 骏的容易性。第9圖描繪根據本發明一些實施例之面板 延伸部103的一個說明性組態。如第9圖所示，面板延 伸部103可包括在主體910之相對側面上的第一凸緣9〇2 及第一凸緣904。第一凸緣902以及第二凸緣904可以 相對的方向從主體910延伸。舉例而言，第9圖中所緣 的實施例中，第一凸緣902徑向朝内延伸，而第二凸緣 徑向朝外延伸。孔洞906可設於第一凸緣9〇2中以將面 板延伸部103栓至蓋110 (或其他耦接蓋的部件）。可將 孔洞908設置成穿過面板108及第二凸緣904以將面板 延伸部103栓至面板108。當凸緣902、904以相對方向 延伸’其易於直接棟取將面板延伸部103搞接至蓋 的螺栓’因而助於容易安裝與移除延伸部。 第4圖是根據本發明之一些實施例的第i圖之面板1 〇 8 之說明圖。面板108由面板延伸部1〇3支撐。面板1〇8 藉由螺釘連接至面板延伸部1 〇3，且裝設孔洞4〇2，該等 孔洞經排列以創造腔室處理區域内期望的氣體入口分 佈。 在一些實施例中及如第9圖所描繪，面板1〇8可包括 陽極處理表面912。陽極處理表面助於在處理期間升高 面板108之溫度。在一些實施例中，升高的陽極處理面 板108之溫度可引發面板1〇8黏著或融合至面板延伸部 103。據此，在一些實施例中，面板1〇8的表面912可選 擇性地陽極處理。詳言之，面板1〇8的表面912可具有 陽極處理的内部部份914，以及無陽極處理的外部部份 16 201105815 9 16外。卩部份9丨6可對應至面板延伸部！们耦接至面板 1 0 8之處的區域，因而減少或消除融合的問題。 回到第1圖，底座舉升組件131耦接至處理腔室15〇 的基座160，並且進一步耦接至基材支撐組件111。底座 舉升組件131包含舉升機構13〇、舉升板118以及一組 舉升銷122。在操作上，底座舉升組件i 3丨控制處理位 置（如第1圖所示）以及下降位置之間的底座124的高 度，從該下降位置，基材可被輸送穿過狹縫閥開口 114 進入及離開處理腔室15〇。基材支撐組件丨丨丨使用可撓伸 縮囊132耦接至腔室主體156，以維持處理腔室15〇的 内部及外部之間的氣密式密封。 在一些實施例中’底座舉升組件13 1可經裝設以旋轉 基材支撐組件111。底座舉升組件13 1的旋轉移動可在處 理期間於基材上使不均勻的溫度分佈均滑或使之更均勻 一致，且可提供數種其他處理的優點。此類其他處理優 點可於美國專利申請案11/147,938號中找得，該案是在 2005年6月8曰由Jacob Smith提出申請，標題為：，，

Rotating Substrate Support and Methods of Use”，其全文 在此併入作為參考。 舉例而言’第5圖描繪旋轉舉升組件5〇〇的一些實施 例之概略剖面視圖（在下文無揭露為反例的範圍下，該 組件500類似第1圖中底座舉升組件131)。在一些實施 例中，旋轉舉升組件5〇〇包括框架5〇2，該框架耦接至 x-y調整機構504，該調整機構配置於處理腔室15〇的基 17 201105815 座160下方。框架502透過軸桿5〇6支撐基材支撐組件 1U，該軸桿延伸穿過處理腔室150的基座160中之開口。 舉升機構508耦接至框架502並且與軸桿506離轴。 舉升機構508沿大體上垂直於處理腔室15〇之基座ι6〇 的中心軸線移動框架502 ’因而提供運動範圍以在處理 腔室150内升高及降低基材支撐組件。舉升機構5〇8 可包括步進馬達510,該馬達直接耦接至框架（圖中未 示）或如圖所示透過基座板512耦接至x_y機構5〇4。步 進馬達510或其他適合的機構可提供期望的運動範圍給 基材支撐組件111。舉升機構5〇8可進一步包括位高調整 板（leveling plate) 514，該位高調整板透過軸桿516耦 接至步進馬達510。位高調整板514可透過一個或多個 位高調整螺樁、球窩關節519以及固定螺釘521耦接至 基座160並且針對基座16〇校準位高。舉例而言，當將 旋轉舉升組件55〇架設至基座16〇時，位高調整板可最 初於一端耦接至球窩關節519。一般而言，如圖所示， 球窩關節5 19的球部份耦接至基座i 6〇，而窩部份配置 在位尚調整板514中。位高調整螺樁517隨後可將位高 調整板514 $才目對端麵接至基座16〇。位高調整螺捲 517可包括具有兩個螺栓的螺紋桿，其中每一螺拴配置 在位同調整板514的相對面上，如第5圖所示。位高調 整板514的位兩可藉由沿位高調整螺樁517的 變螺栓位置而相對於球突…心 紋柃改 了於球窩515>調整。一旦調整螺栓以調 整位高調整板514之位高，該位高調整板514之相對端 18 201105815 可使用固定螺釘521固定。 軸# 516可為球螺釘或其他類似裝置，且具有盘基座 f 512接合的螺紋部份。在操作上，步進料510使軸 才干516以順時鐘或逆時鐘方向繞中心轴線轉動。軸桿516 的螺紋部份使基座板512提供一抵抗框架5〇2的力其 會造成基材支撐組件111向上或向下移動。 軸柃506可包括上軸桿518、下軸桿以及導管 522。上轴# 518可直接搞接至基材支揮組件U1，如第 5圖所繪示。上軸桿518可為中空，因而有辦法提供穿 過其中的操作線路（諸如電力、水及/或氣體線路）至支 撐組件1U。舉例而言，電力線路可包括供給功率至加熱 器120曰及/或熱偶（圖中未示）的線路。下轴桿52〇類: 上軸桿518,可為中空以使操作線路貫穿其中。下軸桿 可大體上被x_y機構5〇4環繞，其中”機構提供抵 靠下軸桿518的力量以使支撐組件lu在一平面上移 動’該平面平行酉己置在支標組件上的基#之表面。導管 W2可部份配置在下軸桿518的中空部份中並且與之耦 接並且沿下轴桿518的長度延伸。導管.522可為中空 金屬管或類似結構，以提供電力線路至下軸桿與上軸桿。 如第5圖所描繪，導管522大體上在框架5〇2内沿軸 柃506的中心軸線配置。導管522可耦接至旋轉機構 524’其中旋轉機構524可用於繞中心轴線旋轉基材支撐 組件πι。旋轉機構524包括旋轉馬逹526，該旋轉馬= 耦接至框架5〇2並且配置成離開軸桿5〇6的中心軸線。 19 201105815 旋轉機構524進-步包括滑輪系統，該滑輪系統具有第 一滑輪528以及第二滑輪53〇,其藉由帶532輕接。第 一滑輪528耗接至旋轉馬達526,而第二滑輪53〇搞接 至導管522。當旋轉馬&咖接合時，第一滑輪528繞 平仃於軸桿506的中心軸線之轴線旋轉。由第一滑輪528 提供的旋轉運動透過帶轉移至第二滑輪53〇,因而造成 轉動運動轉移至導管522,因而轉移至支撐組件n卜轉 動機構524可由耦接至框架5〇2的安全遮罩536所覆蓋。 轉動馬達526 —般在介於每分鐘約〇至約6〇轉（卬爪） 的範圍内操作，且具有約1%的穩態轉動速度變化度。在 些實施例中’馬達526可在介於約i至約15㈣的範 圍内旋轉。在一些實施例中，馬達526可在介於約2 $ 至約7.5 rpm的範圍内旋轉。馬達526可具有精確的旋 轉控制且其量度可纟i度以内。此類旋轉控制容許校準 用以在處理期間定向基材的特徵結構（例如基材的平坦 部份或者形成在基材上的缺口）。此外，此類旋轉控制容 許辨識基材上任何點相對於處理腔室150的内部之固定 座標的位置。 可視情況任選地提供諸如光學感測器之感測器（圖中 未示）以防止當舉升板118接合舉升銷122時基材支撐 組件U1旋轉（如關於第1圖所論及者）。舉例而言，光 學感測器可配置在旋轉舉升組件550的外側且經裝設以 偵測何時組件處於預定高度（例如’升高的處理位置或 下降的基材傳送位置 20 201105815 導管522可進一步包括電套接件538 ( electrical un1〇n) ’其配置在導管522之基座。電套接件538可將 進入導s 540的電力線路54〇耦接至配置在導管522中 的電力線路（圖中未示）以提供功率給支樓組件11卜電 力線路可具有水套接件542，該水套接件配置於其一部 份附近’例如如第5圖所示般配置於框架502之基座。 水套接件542 T配置於電力線路540料，以例如維持 旋轉舉升組件500的緊密覆蓋區。然而，水套接件5〇2 不需配置在電力線路54〇附近，且可與電力線路隔離配 置。水套接件542可進一步包括與之耦接的一個或多個 水線路（时未示）用於透過軸桿5()6提供水至支樓組 件111。舉例而言，水線路可設為控制配置在支標組件 111上之基材的溫度。舉例而言，水線路可為熱交換器或 類似設備的一部份。 為了維持處理腔室150内之製程空間與處理腔室"Ο 外之大氣之間的壓力差異，x_y機構5〇4環繞下軸桿52〇 並且與之形成密封。此外，伸縮t 544耦接於基座· 與χ-y機構之間。伸縮囊544大體上環繞軸桿5〇6，且更 詳言之，其可大體上環繞轴桿518以及下軸桿52〇之一 部分。 Η機構5〇4大體上環繞下轴桿5Hy機構5〇“ -步包括配置於其中且環繞下轴# 52〇的第二 546。第二伸縮囊546可以可移動彳 '' ' J栘勁式於x_y平面耦接（艮丨 平行於基材表面的平面）一個或多個移動測規548。女 21 201105815 第5圖中剖面視圖所描繪，僅顯示一個移動測規548。 «亥移動測規可例如為計量裝置，諸如螺釘測規、測微器 或卡尺等。移動測規可耦接至調整螺釘（圖中未示），該 螺釘提供一抵靠基座板545 (其耦接至第二伸縮囊546 之基座）外部的力量，因而將第二伸縮囊546之基座在 χ-y平面上轉移。因此，第二伸縮囊546的轉移將支撐組 件1 1 1定位在期望的X_y位置。一旦到達期望的x y位 置，調整螺釘可藉由鎖板或熟習此技藝者所知的另一類 似的機構鎖進位置中。 x-y機構504可包括至少一個密封件55〇 (例如唇部密 封件），該密封件設於χ-y機構504以及下軸桿52〇之外 表面之間的介面處。如圖所示，密封件550可形成於第 二伸縮囊546之基座下方。密封件55〇 一般為抗磨損且 可由聚乙烯或其他製程相容材料形成。在一些實施例 中，密封件是由聚四氟乙烯（PTFE)形成。在一些實施 例（圖中未示）中，多重密封件528配置於x_y機構5〇4 以及下軸桿520之外表面之間。 x-y機構504可進一步包括一個或多個軸承552以減少 在x-y機構504及下軸桿520之外表面之間的摩擦或磨 損等。如第5圖所描繪，軸承552配置於x_y機構5〇4 之基座處且位於密封件550下方。然而，軸承552可配 置在沿x-y機構504的其他位置，該等位置與下轴桿52〇 之外表面接觸》轴承520可包括不鏽鋼或陶瓷球軸承等。 旋轉舉升機構500可進一步包括冷卻風扇，該冷 22 201105815 卻風扇耦接至腔室150的基座160，且配置於鄰接伸縮 囊 544 ° 回到第1圖，系抽系統13 8大體上包括節流閥以及_ 個或多個泵，該等泵經排列以控制處理腔室1 5 〇之内部 空間中的壓力。流出處理腔室1 50的氣體透過泵抽環發 送，以促進橫跨基材表面的氣體流量一致性。舉例而言， 廢氣可透過排氣泵抽板109、泵抽通口 126以及最終透 過泵抽系統1 3 8離開腔室，該泵抽通口 126形成於壁i 〇6 中且福接排氣果抽板109。排氣杲抽板1 〇9經設置以控 制來自腔室處理區域的排氣流量。排氣泵抽板1〇9可包 括一裙部，其向下延伸並且具有在其區段中複數個形成 為貫穿其中的孔洞107。具有孔洞1〇7的排氣泵抽板ι〇9 之裙部區段（顯示為一系列狹縫狀孔洞）助於補償接近 狹縫閥開口 114處的熱損失。在一些實施例中，排氣粟 抽板109可具有排氣板遮蓋ι12 ’其安置於排氣泵抽板 109的頂部。第1〇圖描繪根據本發明一些實施例之排氣 泵抽板的三維概略視圖。第11圖描繪根據本發明一些實 施例之用於排氣板109的排氣板遮蓋丨12之三維概略視 圖。遮蓋112可以最佳化、非一致的孔洞設計，以提供 期望的氣體分配（例如’如所期望的均勻或刻意非均勻 的氣體分配）以補償熱損失的不平衡。 回到第1圖，系統控制器146大體上包含中央處理單 元（CPU) 150、記憶體u3以及支持電路152且耦接至 反應器100之模組及設備並且控制之。在操作上，控制 23 201105815 器146直接控制系統100的模組及設備，或者，管理與 該等模組及設備有關連的電腦（及/或控制器）。 在一些實施例中（圖中未示），反應器1〇〇包含光激發 系統，該系統透過在蓋110中的窗（圖中未示）傳遞輻 射能至配置在基材支撐組件1 i丨上的基材。 因此，用於在基材上沉積膜的改良設備已於此揭露。 本發明之设備可有利地助於一種或多種沉積膜在給定的 處理腔室内能具有減少的膜厚度不均勻性、改良的粒子 表現（例如，在處理腔室中所形成的膜上粒子減少）、在 複數個處理腔室中匹配的腔室對腔室表現，以及改良的 處理腔室耐用性。 刖述者係導向本發明之實施例，其他及進一步的本發 明之實施例可不背離本發明之基本範疇而設計。 【圖式簡單說明】 藉由參照一些繪示於附加圖式中實施例，可獲得如上 文所簡紐總結的本發明之更特定的描述，如此可得到詳 細瞭解本發明之前述特徵的方法。然而，應注意，附加 圖式僅纷示本發明之典型實施例，且因此不欲視為其範 疇之限制，因本發明可允許其他同等有效之實施例。 第1财田繪根據本發明之—些實施例之示範性化學氣 相沉積腔室的簡化剖面視圖。 第2圖描繪根據本發明一些實施例之用於單一晶圓熱 24 201105815 D處理腔至之製程套件的透視概略視圆。 第3圖描緣根據本發明一些實施例之於第i圖所 氣體進料系統之部份的分解視圖。 第4 繪根據本發明之一些實施例的面板之 圖。 忧 第5圖描繪第1圖中所繪的旋轉基材支撐件之概略剖 面視圖。 ° 第6圖描繪根據本發明—些實施例之具有開啟之蓋的 化學氣相沉積腔室的概略透視圖。 第6A圖描繪根據本發明一些實施例之蓋支撐件及鉸 合件組件之概略透視圖。 第7圖描繪根據本發明一些實施例之第6圖的化學氣 相’儿積腔室之概略透視圖，該腔室具有一關閉之蓋。 第8圖描繪根據本發明一些實施例之氣體傳遞系統之 部份的頂剖面視圖。 第8 A圖描繪根據本發明一些實施例之氣體傳遞系統 之部份之剖面視圖。 第9圖描繪根據本發明一些實施例之面板延伸部的一 個組態。 第1 〇圖描繪根據本發明一些實施例之排氣泵抽板的 透視圖。 第11圖描繪根據本發明一些實施例之用於排氣泵抽 板的遮蓋之透視圖。 第丨2圖描繪根據本發明一些實施例之狹縫閥襯墊的 25 201105815 透視圖。 中相通的 簡化且不 如可能，此處使用相同的元件符號指定各圖 元件。在圖式中所使用的圖像可為說明起見而 需按比例尺繪製。 【主要元件符號說明】 100反應器 101插件 102混合區域 103面板延伸部 104、105 擋板 106壁 107孔洞 108面板 1〇9排氣泵抽板 110蓋 111基材支撐組件 112排氣板遮蓋 113混合器 114狹縫閥 115狹縫閥襯墊 116功率源 118舉升板 120加熱器 122舉升銷 12 6果抽通口 13 0舉升機構 13 1底座舉升組件 132可撓伸縮囊 136氣體板 13 8栗抽系統 143記憶體 146控制器 150處理腔室 1 5 2上部組件 1 5 3 Ο 環 1 5 4底部組件 156腔室主體 1 58入口通口 16 0基座 26 201105815 162 氣體進料入口 512 基座板 164 蓋歧管 514 位高調整板 166 開口 516 軸桿 168 出口 517 調整螺樁 170 支撐件 518 上軸桿 172 0環 519 球窩關節 174 夾箝 520 下軸桿 178 通道 521 固定螺釘 180 歧管 522 導管 182 、184通路 524 旋轉機構 202 空間 526 旋轉馬達 203 加熱器外套 528 、530滑輪 204 、205擋板 532 帶 208 面板 536 安全遮罩 209 蓋 538 電套接件 210 加熱器 540 電力線路 212 斷熱元件 542 水套接件 213 初始氣體入口 544 、546伸縮囊 402 孔洞 545 基座板 502 框架 548 移動測規 504 x-y調整機構 550 密封件 506 軸桿 552 軸承 508 舉升機構 554 冷卻風扇 510 步進馬達 602 氣體饋通線 27 201105815 604 上部主體 802 導管 606 下部主體 804 手臂 608 通口 808 Ο環 610 鉸合件 810 、812 多重氣體 611 鉸合組件 σ 612 氣體填充活塞 814 混合 器 614 柄 816 感測 器 620 下臂 818 加熱 器 621 狡合桿 902 ' 904 凸緣 622 上臂 906 、908 孔洞 624 減震器 910 主體 626 支樓板 912 陽極處理表面 628 支撐銷 914 内部 部份 650 處理腔室 916 外部 部份 28

Claims (1)

1. 201105815 七、申請專利範圍： 1· 一種用於處理基材的設備’其包括： 一處理腔室’其具有一下部組件以及一上部組 件，二者之間透過一鉸合件以可移動式耦接，其中 該下部組件包括一腔室主體，該腔室主體具有配置 在該腔室主體中的一基材支撐組件，且其中該上部 組件包括一蓋；以及 一氣體饋通線，其耦接至該腔室主體以及該 蓋，以助於一氣體從一氣體板流至該處理腔室的内 部’其中該氣體饋通線包含耦接至該蓋的一上部主 體以及耦接至該腔室主體的一下部主體，其中該上 部主體包括一個或多個上部通口，而該下部主體包 括對應的一個或多個下部通口，且其中當該蓋在關 閉位置時，該一個或多個上部通口匹配該對應的一 個或多個下部通口。 2.如請求項第丨項所述之設備，其中在每—對應的一對 該上部主體及該下部主體中之至少一者為可調整’以 助於當該蓋在關閉位置時微調介於該上部主體及該 下部主體之間的耦接。 喝第1至2項之任一項所述 29 201105815 包含： —手臂’其沿該蓋的一上表面從該氣體饋通線 延伸至配置在該蓋中之一入口通口上方的—蓋歧 管；以及 一單一導管’其配置在該手臂中，以助於氣體 從該氣體饋通線的該一個或多個上部通口流至該蓋 歧管之一開口’該開口置中配置成穿過該蓋歧管並 且配置於該蓋之該入口通口上方。 4. 如請求項第3項所述之設備，其中該單一導管以非垂 直式終結於該蓋歧管處’以致進入該蓋歧管的氣體傾 向形成一漩渦。 ο 5. 如凊求項第3項所述之設備，其進一步包含： 一混合器’其配置在該氣體饋通線之該上部主 體之該一個或多個上部通口與該單一導管之間，以 於多種氣體進入該單一導管之前混合該等氣體。 6. 如明求項第3項所述之設備，其進一步包含： 一遠端電漿源，其具有一出口，該出口配置於 胃蓋歧官中的該開口上方並且接觸該蓋歧管之一上 表面；以及 — <符’其配置於該遠端電漿源之該出口與該 蓋歧管附近’以提供一夾箝力給配置在該遠端電漿 30 201105815 源之蜂，,. μ出口與該蓋歧管之該上表面之間的_塾片。 7·如4求項第6項所述之設備，其進一步包含： 〜個或多個支撐托架，其配置於該遠端電漿 言玄lU 0附近以將該遠端電漿源固定至該蓋。 青长項第3項所述之設備，其進一步包含： 一加熱器，其配置於該手臂中或該手臂上，以 提供熱给流過該單一導管的氣體。 9’如請求項第8項所述之設備，其進一步包含： 一感測器，其提供對應流過該導管之氣體的溫 度之資料。 如清求項第8項所述之設備，其中該手臂與該蓋的該 上表面隔開。 U.如請求項第1至2項之任—項所述之設備，其中該蓋 進一步包含： 一面板延伸部，其圍繞該蓋的一入口通口並且 從該蓋的一下表面朝該基材支撐組件延伸；以及 一面板，其相對於該蓋的該下表面耦接該面板 延伸部以界定介於該蓋的該下表面、該面板延伸部 以及該面板之間的一混合區域。 3】 201105815 其中相對該蓋之該下 12.如請求項第u項所述之設備 表面的該面板之一表面包含： 一非陽極處理外部部份，其位於介在該面板及 該面板延伸部之間的介面處；以及 %極處理的該面板之内部部份。 13.如請求項第丨至2項之任—項所述之㈣，其中該上 部組件進一步包含： 蓋支撐組件，其將該蓋耦接至該腔室主體， 該蓋支撐組件包含一對耦接至該腔室主體的下臂以 及一對耦接至該蓋的上臂，其中該對上臂及該對下 臂叙接在一起以形成一鉸合件。 14.如請求項第13項所述之設備，其中該蓋支樓組件支 撐該蓋，以致該蓋相對於該鉸合件浮置，以助於該蓋 更佳地對準該腔室主體。 15.如請求碩第14項所述之設備，其中該蓋支撐組件進 一步包含： 一對蓋支撐板’一個支撐板各配置在該蓋支撐 組件的該等上臂之每一者上，以將該蓋固定至該蓋 支撐組件；以及 複數個蓋支撐銷，其耦接至該等蓋支撐板之每 者並且從該等蓋支樓板之每一者垂直延伸，其中 32 201105815 該複數個蓋支撐銷延伸穿過該蓋並且助於該蓋沿該 複數個蓋支撐銷之線性運動。 16. 如請求項第13項所述之設備，其中該鉸合件配置於 3有—狹縫閥開口的該腔室主體之一側面上以將一 基材傳進或傳出該腔室主體。 17. 如明求項第！至2項之任一項所述之設備，其中該基 材支撐組件進一步包含： 一基材支撐件；以及 旋轉舉升組件，其配置在該腔室主體的一基 座下方並絲接至該基材支撐件以升高降低及旋 轉該基材支撐件。 中該旋轉舉升組件 且其中該旋轉舉升 18.如請求項第17項所述之設備，其 懸置在該腔室主體之該基座下方， 組件包含： 神枰支撐該基材支撐件的一框架 架透過-延伸穿過一孔洞的一轴桿輕接該腔室主體 内的該基材支料，該孔洞配置成穿過該腔室主體 :該基座’其中該軸桿的旋轉提供旋轉予該基材支 撐件；以及 又 一舉升機構， 軸，以移動該框架 該基材支#組件。 其耦接至該框架並與該軸桿離 與該基材支撐組件以升高及降低 33 201105815 1 9.如請波TS 第18項所述之設備，其中該旋轉舉升組件 進一步包含： 、 位尚調整板，其將該框架耦接至該腔室主體 的該基座； 一球窩關節，其配置於接近該位高調整板之一 端處，以從該腔室主體之該基座懸置該位高調整 板；以及 位南調整螺樁，其配置於該位高調整板的一 相對側面上以相對於該腔室主體之該基座調整該位 高調整板及該旋轉舉升組件的位高。 如叫求項第17項所述之設備，其中該旋轉舉升組件 進一步包含： —χ-y調整機構’其配置於該處理腔室之該基 座下方’以在一平面移動該基材支撐組件，該平面 平行於配置於該基材支撐組件上的一基材之一表 面。 34