TW201105817A - Roll-to-roll chemical vapor deposition system - Google Patents

Description

201105817 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於具反應性氣相加工製程（例如是化學 氣相沈積、金屬有機化學氣相沈積，以及齒化物氣相磊晶 法）之方法和裝置。 在此所採用的段落標題僅是用於組織結構之目的，且 無思以任何方式被解釋成為用以將在現有應用中所描述之 主題内容加以限制住。 【先前技術】 化干氣相沈積（CVD )作用包含將有含有化學種類之 一種或更多種氣體導弓丨至_基材的表面上，使得具反應性 的化^種類產生反應和於該基材的表面上成形一薄膜。舉 例而言’化學氣相沈積可以被用來於一結晶半導體晶圓上 生成化合物半導體材料。例如是— v族半導體之化合物 丰導體的成形通常是藉由使用一瓜族金屬來源和-V族元 素來源而於一晶圓上生成若干半導體材料層。在一種化學 氣相沈積製程中，彳時可視為是一種氯化製程，瓜族金屬 被用來作為金屬之揮發性由化物，通常是一氯化物，例如 是一乳化鎵，以及V族元素被用來作為v族元素之氫化物。 另外一種化學氣相沈積作用是金屬有機化學氣相沈積 (MO )作用。金屬有機化學氣相沈積所使用之化學種 類包括-種或更多種金屬有機化合物，例如是瓜族金屬之 烧基、該等瓜族金屬例如是鎵、銦和叙。金屬有機化學氣 相沈積亦使用包括—種或更多種V族元素之氫化物的化學 201105817 種類’例如是氨氣、砷化氫、磷化氫和銻之氫化物。在以 上該等製程中’該等氣體是在一晶圓（例如是藍寶石、矽、 砷化鎵、磷化銦、砷化銦或磷化鎵）之表面上彼此產生反 應，用以成形一種普通分子式為錮χ鎵γ鋁z氮A砷B磷C 銻D之m-v族化合物，其中x+Y+Z大約等於i，和A + B+C+D大約是等於i，以及每一個X、Y、Z、A、B* c 可以是介於〇肖i之間。在某些應用實例中，叙可以被用 來取代一些或全部的其他瓜族金屬。

另外種化予氣相沈積作用被稱為_化物氣相蟲晶法 (PE )在種鹵化物氣相磊晶法中，羾族氮化物（例 如是氮化鎵、氮化幻@成形是藉由將高熱氣態金屬氣化 ^ (例如是氯化鎵或氯化幻與氨氣產生反應。該等金屬 虱化物的生成是藉由將高熱氣化氫氣體通過該等高熱皿族 金屬之上方。所有的反應是在一溫度受到控制之石英爐内 :成。#化物氣相蟲晶法的一項特色是其能夠具有二非常 门的生長速率，對於若干製程之技術現況則是高達每一小 時10 0微米。鹵化物齑相石曰α 日日法的另外一項特色是由於薄 膜係生長在一無碳之擇_ 、 ，且因為高熱氣化氫氣體提供 一種自我潔淨作用，哕忐π & > , …物氣相磊晶法能夠被用來沈積 出相©咼品質的薄膜。 【發明内容】 在έ亥專利說明書令，泉考 係代表著結合與包括於該發明 實施例所描述之特色、結構， 一實施例”或“ 一項實施例” 内容之至少一實施例中的該 或是特徵。在該專利說明書 201105817 中不同位置處所出現的“在—實施例”之語法並毋須全部參 考至相同實施例。 應瞭解的是只要該教示維持可操作，本教示之方法的 個別不同步驟是可以依照任何順序和/或同步施行。此外， 應瞭解的是只要該教示維持可操作，本教示之裝置和方法 可乂匕括任何數目或全部的已被描述實施例。 參考如同在隨附圖形中所示之其應用實施例，本教示 將在此被更加詳細地描述。 β 雖，，、、本教不疋結合不同的實施 例和應用實例被力n w # ;+. y n ^ 饭加以描述，但是並無意將本教示限制於該 =實&例相反地’熟習該項技術者應瞭解的是本教示包 含不同替代方案、t更結果和同等物。在此技術領域中具 有通常知識者將瞭姐$丨丨雜u ^ 嚟解到額外的施行方式、變更結果和實施 例’連同其他的膚用々首a 3上 …用項域均疋在如同於此描述之現有揭示 内容的範圍内。 a本教不疋有關用於反應性氣相加工製程（例如是化學 氣相沈積金屬有機化學氣相沈積，以及鹵化物氣相磊晶 法）之方法和裝署 士、丨>、# 衣置。在丰導體材料之具反應性氣相加工製 程中’半導體# 曰圓破女置於在一反應室内部之晶圓載具

中。一氣體分配啥A 1射杰或噴射頭被安置成面朝向該晶圓載 具。該噴射器或崎 贺射頭通常是包括若干用於接收氣體組合 之進氣口。該喑急+ Μ解益或噴射頭提供氣體組合流到該用於化 學氣相沈積作用之 反應至。許多氣體分配喷射器具有於喷 射頭上被間隔成兔 —種樣式之蓮蓬頭裝置。該等氣體分配 喷射器將前驅氣# 乳體導引至該晶圓載具，以此方式使得該等 刚驅氣體儘可能贵» 罪近该4晶圓來產生反應，因此，將於該 201105817 晶圓表面上之反廊劊和3 = m表&和磊晶成長狀況予以增加至最大。 -些氣體分配嘴射器具有一進氣孔，用以於該化學氣 相沈積加工之過敍由 ,Λ ，協助提供一層流氣流。另外，在該 化子礼相沈積加工之過程中，一種或更多種載具氣體可以 被用來協助提供-層流氣流。該載具氣體通常是無法與任 可^等加工氣體產生反應，且在其他方式不致於影響到該 化學氣相沈積加工赞鞋 Α ΗΛ、 展私。一軋體分配喷射器通常是將該等 前驅氣體從該喷射器之進氣口，導引至該反應室之用 理晶圓的特定目標區域。 ㈣而言’在金屬有機化學氣相沈積加工製程十，爷 噴射器將包括金屬有機物和氯化物（例如是氨氣或钟化氣; 之前驅氣體組合經由該喷射器，導入至一反應室内 .载具氣體（例如是氣氣、氮氣），或是惰性氣體（例如是 風乳或乳乳）通常是被導引經過該嗔射器，流入至 I用以協助將在該晶圓載具處之層流維持住。該等前驅 ❹乳體在該反應室内相互混合與產生反應，用以於一晶圓上 〇形-層相。許多種化合物半導體，例如是神化嫁、氮 化鎵、石申化鎵！呂、錦神化銅鎵.、磷化銦、石西化辞 蹄化錫汞、碎化姻録-、氛化銦鎵、氮化銘鎵、石夕錯、V 化矽、乳化鋅和磷化銘銦錁係藉由金屬 加工來成形。 饵亿予虱相沈積 在金屬有機化學氣相沈積㈣化物氣相蟲晶法 中，该晶SI於一反應室内是被維持在—高溫下。 :丨進入至該反應室内時’該等加工氣體通常是被：持： 約攝氏5。度到攝氏6。度或以下的相當低溫下。隨著該等 201105817 氣體到達該高熱晶圓’該等氣體的溫度和可 之能量均增加。 m 最普遍種類的化學氣相沈穑 死積反應盗疋一種旋轉圓盤式 此種反應器通常是使用一類似圓盤形晶圓載呈。 該晶圓載具帶有被配置用來握持住一個或更多個待處理晶 0之囊袋裝置或其他特色。用於將該等晶圓安置於其上之 載具被放置進入一反應室内， 1將面朝向一上游方向之載 具的晶圓承載表面握持住。該載具是沿著—在上游延伸至 〇 下游方向之軸心而產生旋韓，甘# 、土 & t ^ 其叙轉速度通常是在5〇 rpm

到1500 rpm之範圍内。马"曰圓淑Q 4日日圓載具之旋轉作用將已沈積半 導體材料的均句庶力〇 U # ^ D。s亥晶圓載具被維持於所需之 纟°亥加工製程中’尚溫則是在大約攝氏350度到 攝氏1600度之範圍内。 i) 曰次裁具沿者該軸心旋轉時，該等反應氣體從一氣流 2凡件被導入至該載具之上方。該等流動中氣體往下流 ㈣:向該載具和晶圓，其流動狀況以是在一柱塞層流中為 宜。隨著該等氣體流到該旋轉中載具，黏滞阻力推動 ^亥專乳體沿著該軸心而產生旋轉，使得在一接近該載具之 '面的邊界區域内’該等氣體沿著該軸心流動，且往外流 向:載具之周邊部位。隨著該等氣體流動超過該載具之 ，邊緣，該等氣體將往下流向被安置於該載具之下方的排 二。、在最普遍之狀況下，金屬有機化學氣相沈積加工製 :疋:乂不同氣體成份的順序來施行，且在一些應用實例 期望：：不同晶圓溫度來施行’用以沈積得到具有組成-+導體裝置所需之不同成份的若干半導體層。 8 201105817 用於化學氣相沈積（例如是金屬有機化學氣相沈積和 $化物氣相磊晶法）之習知裝置與方法並不適合使用在直 線加工系統，例如是播袖式沈積系統，該等系統通常是用 ;^將材料沈積至一腹板上。本教示之該裝置與方法可以在 被女置於一直線傳送系統内之腹板基材上或傳統晶圓上施 仃任何種類化學氣相沈積加工，例如是金屬有機化學氣相 沈積和鹵化物氣相磊晶法。用於此種裝置與方法的另外一 員特疋應用疋製造超導體材料。 Ο 【實施方式】 圖1說明依照本教示之捲軸式化學氣相沈積系統ι〇〇 ' 的一項實施例。該捲軸式化學氣相沈積系統100包括至少 二滚輪’該等二滾輪則包括至少一供給滾輪102和一回行 滾輪102’ ’用以將一腹板104傳送經過一具有若干化學氣 相沈積處理室108之沈積室1 〇6。該腹板1 04可以是一用於 〇 例如是太陽能電池之裝置的腹板基材。 另外一方面，該腹板104可以被設計用來傳送在該腹 板104上或該腹板104之上方的傳統半導體晶圓。在不同 的實施例中，該腹板104可以包括一晶圓載具或其他構造， 用以於加工之過程中，將傳統晶圓支承於該腹板上。藉由 將氣體喷射於該腹板104與該等晶圓之間，空氣軸承亦可 以被用來將傳統晶圓支承於該腹板104之上方。在一些系 統中，該等空氣軸承是以一種受到控制之方式，沿著該腹 板1 04來移動該等晶圓。藉由一晶圓處理機構’加工過之 晶圓可以從該腹板104處被移出。在該等晶圓於若干處理 9 201105817 室108内被加工過之後，該腹板104被加以清潔，且接著 重新被用纟處理其他額外的晶圓。舉例而纟，該腹板1〇4 是可以使用一種電漿潔淨製程或一種熱潔淨製程來加以清 潔。 在一項實施例中，該供給滾輪102提供一待處理之腹 板104,且一接收滾輪1〇2，將由該供給滾輪1〇2所進給之該 腹板HM接收，並將該腹板⑽滾札進入至一捲加工過腹 板材料。在圖丨所示之實施例中，該等至少二滾輪丨〇2、1〇2, 係沿著一從該供給滾輪1〇2到達該接收滾輪1〇2，之方向， 將該腹板104傳送經過該沈積室1〇6。然而，在另外一項實 施例中，該等至少二滾輪1G2、1()2，係沿著—方向來將該腹 板104傳送經過該沈積室1()6’且接著在該腹板刚的期望 區段部份於該沈積t 1〇6内被加工之後，該等至少二滾輪 1 0 2、1 0 2，則沿著一盘 ^ /0 JU i r- '、°X苐一方向相反之弟二方向，將該腹 板104往回傳送經過該沈積室1〇6。 在不同的製程中’該供給滾㉟102和該接收滾輪1〇2 是以一種連續模式或是以一種逐步模式來傳送該腹板 104。在該連續模式中，該供給滾輪ι〇2和該接收滾輪 疋以固疋的傳送速率來傳送該腹板1 。在該逐步模式中， 該供給滾⑥H)2和該接收滾輪1()2，是以若干個別不同的步 驟來將該腹板104傳送經過該沈積室其中在每—個步 驟中Θ腹板104破固定於一預設加工時間，使得該腹板 104能夠被曝露至在若干處理室ι〇8内之化學氣相沈積製程 力σ工0 該沈積室106界定出 —容許該腹板 104通過之通路 10 201105817 1 10 ’使得該腹板1 〇 4能夠被值样 得送經過該等若干處理室.108, 從該供給滾輪102到達該接收滾 輪102。母一個該等若 處理室108是藉由阻障層而與备— 右卞 一 、每個其他的處理室1 〇 8相 隔開，該阻障層是被用來維持個 符個別不同的製程化學性質。 熟習該項技術者應瞭解的是許客τ π _ 疋夕不同種類阻障層可以被用 來維持住在每一個該等若干處理 化學性質。 &里至⑽内之個別不同製程

舉例而言，用於將在每—個該等若干處理室ι〇8内之 個別不同製程化學性質維持住的阻障層可以是氣簾，該氣 簾的組成則是將惰性氣體注射於相鄰接處理室⑽之間， 用以避免在相鄰接處理t 1〇8内之氣體相互混合，因此， 得以維持住在每-個該等若干處理室1()8内之個別不㈣ 程化學性質。此外，該等阻障層可以是被安置於相鄰接處 理室108之_間的真空區域，用以移出介於相鄰接處理室⑽ 之間的氣體，使得在每一個該等若干處理室1〇8内之個別 不同製程化學性質能夠被維持住。 每—個該等若干處理室1 〇8包括至少一個與至少—化 學氣相沈積氣體來源丨14相連接之進氣口丨12，使得該至少 一進氣口 112能夠將至少一種加工氣體注入於該處理室108 内。該等加工氣體可以是位於接近該化學氣相沈積系統 1 00，或是可以位於一較遠位置處。在許多實施例中，若干 化學氣相沈積氣體來源（例如是金屬有機化學氣相沈積氣 體來源）是經由—氣體分配歧管116而可以被連接至每— 個該等若干處理室108之該等進氣口 112。本教示的—項特 色是藉由將該氣體分配歧管116加以構形，該沈積系統ι〇〇 201105817 可以容易被構形用來改變待沈積加工之材料結構。舉例而 言，該氣體分配歧管116可以在該歧管丨丨6處，以手動之 方式來加以構形，或是可以藉由作動電氣操作式閥門和電 磁閥而以遠端之方式來加以構形。由於該歧管容易被構形 來改變沈積後之材料結構’此種裝置則適合用於研究環境。 該等進氣口 1 12包括一氣體分配喷嘴，大致上是用以 避免化學氣相沈積氣體產生反應，直到至少一種化學氣相 沈積氣體流到該腹板104才能夠產生反應。此種氣體分配 喷嘴係用以防止反應副生成物埋入至沈積於該腹板丨〇4之 表面上的材料内。此外，每一個該等若干處理室丨〇8包括 至少一排氣口 118,用以提供一用於加工氣體和反應副生成 物氣體之出口。用於每一個該等若干處理室1〇8之該至少 一排氣口 118被連接至一排氣歧管12〇。—真空泵122被連 接至該排氣歧管12〇。該真空i 122將該排氣歧管内的氣體 排空:於是產生壓力差，用以從該以干處理t ι〇8内清 除該等加工氣體和反應副生成物氣體。 依據該沈積室的設計和所需之製程狀況，該等進氣口 "2和該等排氣口 118可以被構形成為不同方式。在咛多與 :中、，豸等進氣口 m和該等排氣口 "8是被構形用： 上避免加工氣體於遠離該腹考反1〇4時才產生反應，於 是’防止沈積薄膜受到污染。圖2八、圖2B、圖2C、圖: 圖3B、圖4A和圖4B及相關文字 于1奋表不出進氣口 112與 排乱口 1 1 8之不同構形。 在許多實施例中’該等進氣σ 112是被安置於一第一 立置，且該等排氣口 118是被安置於_第_ 、 弟一位置。舉例而 12 201105817 項特定實施例中，該等進氣MU是被安置於該 :以f 1〇8之一上側表面内，且該等排氣口 118是被安 置於該等處理t⑽之-侧邊處。在另外一項特定實施例 中，該等進氣口 112是被安置於該等處理室1〇8之一側邊 處’且該等相對應排氣σ 118是被安置於料處理室⑽ 之另：側邊處’使得該等化學氣相沈積加工氣體能夠流動 橫過该專處理室1 〇 8。 Ο 在另外-項實施例中，至少二進氣口 112是以不同構 形被安置於不同位置處。舉例而言，在一項特定實施例中， 一進氣口 U2被安置用來導引氣體往下流到該腹板ι〇4 上’同時’另-進氣口 112¾安置用來導引氣體流動橫過 該腹板104。此種構形則可以被用來導引砷化氫往下流到該 腹板104上，同時，將三曱基鎵氣體導引流動橫過該腹板 1〇4,用以生成用於金屬有機化學氣相沈積之均勾氣體混合 物0 在另外一項實施例中，至少二排氣口 U8是被安置於 在至少一些s亥等處理室1 〇 8内之不同位置處。舉例而言， 在一項特定實施例中，排氣口 1 1 8是被安置於至少一些該 等處理室108内之二側邊處’使得該等加工氣體的抽取動 作能夠於橫過該腹板1 04之全部表面而產生。 在另外一項實施例中’至少一些處理室1 〇 8被構形成 為具有位於該腹板104之一側邊上的至少一進氣口 1 1 2，以 及具有位於該腹板1 04之另一側邊上的至少一排氣口丨丨8。 藉由將在隨後處理室108内之該等進氣口 112的側邊做交 替使用’沿著該腹板1 0 4則可以得到高度均勻的沈積厚度。 13 201105817 :例而言’-第一處理t 108可以被構形成為具有一位於 =板104之第-側邊上的進氣口 112#口_位於該腹板刚 之第二側邊上的排氣口 118;且一第二隨後處理室1〇8可以 :皮構形成為具有一位於該腹板1〇4之第二側邊上的進氣口 和一位於該腹板104之第-側邊上的排氣口 118。此種 構形方式可以結合—些或全部隨後的處理t 1G8重複出 現。舉例而言，參考在圖2C中所示之圖形“Ο,其中說明 當加工氣體被注射至在交替出現處理室1〇8内之該腹板1〇4 的相對置側邊時’如何得到一層均勻的沈積厚度。 在另外一項實施例中，至少一些處理室^被構形成 為具有位於該腹板104之下方的至少一進氣口 u2和位於 該腹板104之一側邊式-也卜息” ， J透次一側邊上的至少一排氣口 118。在另 外：項實施例中’至少一些處理t 1〇8被構形成為具有位 d腹板104之上方的至少一進氣口 112和位於該腹板 之一侧邊或二側邊上的至少一排氣口 118。 該腹板104被加熱用於許多化學氣相沈積製程。無數 種類的加熱器可以被用來將該腹才反丨〇4加熱至所需的妒程 溫度，同時，該腹板104被傳送經過該等若:王 在-項實施例中，一種輕射加熱器被安置於接近= 104，用以將錢板104加熱至所需的製程溫度。在另外一 項實施例中’ 一種加熱元件（例如是一石墨加熱器）被安 置成與該腹板104做熱接觸，用以將該腹板1〇4加熱至所 需的製程温度。在另外-項實施例中，無線射頻式感'應線 圈被安置成接近該腹板104’使得來自該等無線射頻式感應 線圈之能量能夠加熱該腹板1 〇4。在另外一每 貝貝施例中，該 14 201105817 Ο

腹板104本身被用來作為一種電阻式加熱器。在該項實施 例中，該腹板104的組成材料和其厚度是導致得到適合用 於電阻加熱作用之電阻值。一供應電源是以電氣之方式被 j接至該腹板104。由該供應電源所產生之電流被加以調 郎，使得該腹板1 04能夠被加熱至所需的製程溫度。熟習 該項技術者應瞭解的是其他種類加熱器可以被用來加熱該 腹板104。此外，熟習該項技術者應瞭解的是超過一種以上 的加熱器可以被用來加熱該腹板104。 由於每一個該等若干處理室1〇8界定出材料結構中的 -層：本教示之該沈積系統的一項特色是沈積薄膜的材料 結構係由該沈積室1〇6之幾何尺寸來界定。換言之，該沈 積加工製程是沿著空間而被分配於該沈積室内。因此， 在該沈積室Η)6内之該等若干處理室1G8的幾何尺寸將3 主要決定出該材料結構。製程參數（例如是傳送速率、7 體流動速率、排氣料、腹板溫度’以及在料若干产^ 室_内之壓力）亦可決定出該材料結構的特 薄臈品質和薄臈厚度。此種沈積裝置是具有極佳的多用； 性，且適合用於高生產量之大量製造。此外，由於复、 容易被重新構形來改變沈積得到之材料結構，此種：：夠 置適合用於研究的應用。 積裝 ……， 只付巴是該笪忐 ⑽之尺寸和該腹板ΠΜ之傳送速率界以 於該等加工氣體的化學氣相沈積反應時間。此種構 毋須依賴氣體閥門的精確度，因此，相較於習知、形方式 相沈積製程，此種構形方式是可以導致得的化學氣 J —更加精確和 15 201105817 具可重複性的化學氣相沈積反應時間。本教示之該沈積系 統的另夕卜-項肖色是由於整個該腹板被曝露至大致上相同 的製程狀況，該系統則是具有高度的可重複性。 之該沈積系統的另外—項特色是該系統能夠容易被構 形用來施行在該沈積室1G6内之沈積得到薄膜的現場特 徵。因此，該捲軸式化學氣相沈積系统1〇〇可以包括被安 置於沿者該腹板104之任何位置處的現場測量裝置η#。舉 例而言’現場測量裝置124彳以被安置於該等化學氣相二 積處理室1G8 Θ。熟習該項技術者應瞭解的是無數種類現 場測量裝置可以被用來描述在該等處理室丨〇8内或是介於 處理室108中間之沈積得到薄膜的特徵。 ' 舉例而言，該等現場測量裝置124的其令至少_個裝 置可以是-種用於測量在沈積過程中之溫度的高溫計。高( 溫計可以提供-回授訊號’用以控制住用於將該腹板^4 之溫度控制住之一個或更多個加熱器的輸出功率。在不同 的實施射’-個或更多個高溫計可以被用來控制住單一 加熱器，用以將在該沈積室1 〇 6内之該腹板 的溫度控制住’或是被用來控制住用於將一 獨化學氣相沈積處理室108加熱之加熱器。 104所有部位 個或更多個單 該等現場測量裝Ϊ 124的其中至少一個裝置亦可以是 -種用於測量該等沈積得到薄膜之厚度和/或成長速率的反 射計。該反射計可以提供-回授訊號1以控制住不同的 沈積參數，例如是腹板傳送速率、加1氣體流動速率，以 及在該等化學氣相沈積處理室108内之壓力。 在一項實施例中，該沈積t 106具有一用於將一特定 16 201105817 化學氣相沈積製程所需之至少—些該等若干處理室⑽之 物理尺寸加以構形的機構。舉例而言，至少-些該等若干 處理室108是可以被製作成使得其本身具有可調整的尺 寸此外’至少一些該等若干處理室108可以被構形成為 可歸式，使得以上處理室容易與具有不同尺寸的其他處 至山1 08相互交換。在此種裝置中，操作者可以將處理室 108瓜入至該與所需材料結構相對應之沈積室1 〇6内。 ® 2 A到圖2C說明水平加工氣體注射在—用於依照本 教示之捲軸式化學氣相沈積系統之處理室200内的不同觀 點。圖2A說明位於在該沈積室内之該等若干處理室2〇4其 中之處理至内之若干水平進氣口 2〇2的下視圖。該下視 圖表示出該腹板206被傳送於該等若干進氣口 2〇2之上 方，使得從該等若干進氣口 2〇2注射出來之氣體能夠在該 月瓦板206之表面上產生反應。 圖2B說明一處理室之—部位的側視圖25〇，其包括在 ◎ 依照本教示之捲軸式化學氣相沈積系統之一處理室内的單 一水平進氣口 252和單一排氡口 254。該側視圖表示出該腹 板256被傳送於該進氣口 2W之上方。 圖2C說明薄膜厚度作為腹板256寬度（圖2B)之函 數的圖形280。該圖形280說明一種橫過該腹板256之全部 寬度而得到均勻薄膜厚度的方法。該圖形280說明當加工 亂體被注射至在交替出現中處理室丨〇8内之該腹板丨〇4 (圖 1 )的相對置側邊處時，可以得到極均勻的厚度。 圖3 A到圖3B說明垂直加工氣體注射在一用於依照本 教示之捲轴式化學氣相沈積系統之處理室内的不同觀點。 17 201105817 圖3 A說明用於依照本教示之捲軸式化學氣相沈積系統之單 一垂直氣體來源304的下視圖300和側視圖302。該下視圖 3 0 0 s兑明一氣體喷嘴3 0 6能夠將加工氣體均勻地分配於橫過 該腹板3 0 8之全部寬度。 圖3B說明用於依照本教示之捲軸式化學氣相沈積系統 之右干金直氣體來源3 5 2的側視圖3 5 0，該等垂直氣體來源 3 52被安置於沿著該腹板354，使得每一個該等若干垂直氣 體來源3 5 2能夠將加工氣體分配於橫過該腹板3 5 4之表 面。此種垂直氣體來源可以被容易交換使用，用以沈積出 一種所需的特定材料結構。另外，此種垂直氣體來源可以 被增加和/或從該系統中移除，用以將用於一特定腹板傳送 速率之沈積厚度加以改變。圖4A和圖4B說明在用於依照 本教不之捲軸式化學氣相沈積系統之一處理室内之垂直排 氣口的不同觀點。圖4A說明用於依照本教示之捲轴式化學 氣相沈積系統之單一垂直排氣口 4〇4的俯視圖4〇〇和側視 圖402。該俯視圖4〇〇表示出該腹板4〇6。圖4b說明在一 與若干垂直氣體來源454對置之處理室内之單一垂直排氣 口 452的側視圖450。 /參考® 1，—帛操作依照本教示之捲轴式化¥氣相沈積 系、先1 的方法包括將一腹1 冑送經過若干處理室 1 〇8 °玄則反1 04可以被加熱至所需的製程溫度。在一些方 =於Si干處理室_其中至少-處理室之尺寸：改 二；，疋的化學氣相沈積製程。該腹板1 04可以僅沿 著二個方向被傳送經過該等若干處理室1〇8，或是可以沿: 進方向和接者沿著一與該前進方向相反之逆轉方向被 18 201105817 傳送經過該等若千_ + 年右干處理室1〇8。此外，該腹 一固定的傳送速率Μ彳皇、生γ a U4 了以採用 疋丰被傳送經過該等若干處理 以採用若干單獨步驟被傳送經過該等若干處理室;08或：可 些方法中’晶圓被傳送於在該腹板104之 “：- 二使得藉由化學氣相沈積作用，薄膜能夠沈積 圓1時、，該等晶圓被傳送經過該等若干處理室。日日 :項方法亦包括採用一能夠藉由化學氣相 Ο Ο 沈積出一所需薄臈之流動速率來提供至少 乍用而 積氣體到每一個嗜箄芒；南 種化子乳相沈 彳U „亥等右干處理室。該至少— 積氣體可以是金屬右M^ α 楂化干軋相沈 疋4屬有機化學氣相沈積氣體。該 包括將一氣體分配歧管加^ ^ ^ °以 ^. ^ t 再办用以提供所需的化學氣 相沈積乳體到至少一些該等若干處理室。 孔 ” 項方法包括藉由不同機構，隔離出至少-此 二：干處…〇8内的製程化學性質。舉例而言，該項 該等製程化學性質。另外一方面至：='氣簾來隔離 於相鄰接處理室之間的區域排空。°員方法可以包括將介 π述雖Γ 申6月人之發明内容是結合不同實施例來加以 旦疋並無意將專利申請人之發明内容限制於該等實 t 反地’熟習該項技術者應瞭解的是專利申請人之 發明内容包含不同替代方岽 /”1—入 變更結果和同等物，在此所 付到的結相並未偏離該發明内容之精神和範圍。 【圖式簡單說明】 依照較佳和應用實施例，太 J本教不連同其更進一步之優 19 201105817 點被更加特別地描述於以上詳細描述 圖式。熟習該項技術者將會瞭解該巾、’且結合隨附 僅用於說明之目的。該等圖式毋心二為述内容 調僅用於說明發明内容之摔 口比例尺寸，而是強 何方式來將專利申請人之發明等圖式並無意以任 内合範圍加以限制住。 圖1說明依照本教示之捲軸式化風 ^ 實施例。 予乳相沈積系統的— 圖2A說明位於在該沈積 貝至鬥之右干處理室其_一 至内之若干水平進氣口的仰視圖。 圖2 B說明一處理室之—邱 ,^ _ 、， α卩位的側視圖，其包括在依照 本教示之捲軸式化學氣相沈積李 . m既之一處理室内的單— 平進氣口和單一排氣口。 圖2C說明薄膜厚度作為腹板寬度之函數的圖形，用以 說明橫過該腹板之全部寬度如何得到均句的薄膜厚度。 圖3 A說明用於依照本教示之捲轴式化學氣相沈積系統 之單一垂直氣體來源的仰視圖和側視圖。 圖3B說明用於依照本教示之捲軸式化學氣相沈積系統 之若干垂直氣體來源的側視圖，該等若干垂直氣體來源是 被女置成者§亥腹板，使得每一個該等若干垂直氣體來源 能夠將加工氣體分配至該腹板表面之上方。 圖4A說明用於依照本教示之捲軸式化學氣相沈積系統 之單一垂直排氣口的俯視圖和側視圖。 圖4B說明在一與若干垂直氣體來源對置之處理室内之 單一垂直排氣口的安裝位置。 20 201105817 【主要元件符號說明】 100 捲軸式化學氣相沈積系統 102 供給滾輪 102’ 回行滾輪/接收滾輪 104 腹板 106 沈積室 108 處理室 110 通路

112 進氣口 114 氣體來源 116 氣體分配歧管 118 排氣口 120 排氣歧管 122 真空泵 124 現場測量裝置 200 處理室 202 進氣口 204 處理室 206 腹板 250 側視圖 252 進氣口 254 排氣口 256 腹板 280 圖形 300 下視圖 21 201105817 302 側視圖 304 氣體來源 306 氣體喷嘴 308 腹板 350 側視圖 352 氣體來源 354 腹板 400 俯視圖 402 側視圖 404 排氣口 406 腹板 450 側視圖 452 排氣口 454 氣體來源

Claims (1)

1. 201105817 Ο Ο 七、申請專利範圍： 1. 一種捲軸式化學氣相沈積系統，其包含： a. 於化學氣相沈積加工之過財傳3送—腹板之至 滚輪， b. —界定出一通路的沉積室，兮择妨 懷至D亥通路用於在該腹板被該 至少二滾輪傳送時讓腹板通過，該沈積室包含若干被阻障 層所隔離之處理室’心維持住在每—個料若干處理室 内之個別不同製程化學性質’每—個該等若干處理室包含 一進氣口和一排氣口；以及 化學氣相㈣氣體來源，其被連接至每一個該 等若干處理室之進氣口。 2. 如申請專利範圍第1項之接上 項之捲輪式化學氣相沈積系 統，其中該等至少二滾輪是僅沿著— 送經過該等若干處理室。 ㈣腹板傳 3. 如申請專利範圍第1項之棬紅a a 之捲軸式化學氣相沈積系 統，其中忒#至少二滾輪是沿著— 送經過該等若干處理室，且接著是、、，一 “將4腹板傳 关者疋沿著一與該第一方向相 反之第二方向來將該腹板往回傳送經過該等 4. 如申請專利範圍第1項之棬^ , 甘W…、 之捲軸式化學氣相沈積系 ，、中^ 4 v 一滾輪是連續傳送該腹板。 5. 如申請專利範圍第丨項之 豆中·^亥等至少1 P 轴式化予氣相沈積系 其中寻〜滾輪是以若干分離步驟來傳送今腹板。 其中至少—些該等若干處理室之1 進相沈㈣ 1 .參肪，一 ^進4 1:7包含一氣體分 少 統 統 統 配喷嘴’實質上用以避免化學氣相沈積氣體產生反 應，直 23 201105817 到該等至少二種化學氣相沈積氣體流到該腹板才能夠產生 反應。 士申叫專利範圍第1項之捲軸式化學氣相沈積系 統，其中至少一些該等進氣口被安置於該處理室之一上側 表面内且相對應之排氣口被安置於接近該處理室之至少 一側邊處。 8. 如申請專利範圍第1項之捲軸式化學氣相沈積系 統，其中至少一些該等若干處理室被構形成具有一接近該 等處理室之一側邊處的進氣口，以及具有一被安置於接近 該等處理室之另一側邊處的相對應排氣口，使得該等化學 氣相沈積氣體能夠流動橫過該等處理室。 9. 如申請專利範圍帛i項之捲軸式化學氣相沈積系 ”·充八中至少一種化學氣相沈積氣體來源被噴射於交替出 現中處理室之相對置側邊處，用以改善沈積厚度的均句性。 从如申請專利範㈣丨項之捲轴式化學氣相沈積系 統，其中至少一些該等阻障層包含一氣簾。 "•如申請專利範圍第"員之捲軸式化學氣相沈積系 統，其中至少一些該等阻障層包含一介於相鄰接處理二之 間的真空區域。 & 12. 如申請專利範圍帛"員之捲軸式化學氣相沈積系 統’進-步包含—被安置於接近該腹板之辕射加熱器，'用 以將該腹板加熱至所需的製程溫度。 13. 如申請專利範圍帛丨項之捲軸式化學氣相沈積系 充，、巾。亥腹板被安置成與一加熱元件做熱接觸蔣 該腹板加熱至所需的製程溫度。 、 24 201105817 I4·如μ專利範圍第1項之捲軸式化學氣相沈積系 統，其中-無線射頻式線圈被安置成與該腹板做電磁感應 交流’用以增加與該無線射頻式線圈接近之該腹板的溫度。 15.如申請專利範圍第"員之捲軸式化學氣相沈積系 統，進-步包含—以電氣之方式被連接至該腹板的供應電 源，該供應電源提供雷、q @ > 奴供電机予該腹板，用以控制住該腹板 溫度。 Ο Ο 16·如申請專利範圍第i項之捲軸式化學氣相沈積系 統，其中該腹板包含若干空氣軸承，用以將晶圓支擇於該 腹板之上方。 17. 如申請專利範圍第μ之捲軸式化學氣相沈積系统 ^包含-㈣者可配置式氣體分配歧管，該氣體分配歧 官被連接於該等若干化學氣相沈積氣體來源與至少—些該 等若干處理室的進氣口之間。 —μ 18. —種捲軸式化學氣相沈積系統，其包含： a，一用於將一腹板傳送經過若干處理室之機構； b. 一用於隔離出在至少一些該等若干處理室内之 化學性質的機構；以及 c. 一用於提供若干化學氣相沈積氣體予該等若干處理’ 室之機構，用以藉由化學氣相沈積作用，於在每—個該等 若干處理室内之該腹板上沈積出所需薄膜。 19. 如申請專利範圍第18項之捲軸式化學氣相沈積系 統，其中該腹板包含一用於支撐住化學氣相沈積作用= 之晶圓的機構。 而 20. 如申請專利範圍第丨8項之捲軸式化學氣相沈積系 25 201105817 統，進一步包含一用於構形出每一個該等若干處理室之特 定化學氣相沈積製程所需尺寸的機構。 21.如申請專利範圍第18項之捲軸式化學氣相沈積系 統，進:步包含一用於配置若干化學氣相沈積氣體來源的 氣體歧官開關機構，使得所需的氣體混合物能夠被提供予 每一個該等若干處理室。 ，22—如申請專利_ 18項之捲軸式化學氣相沈積系 統進#包含一用於將該腹板加熱至& ϋ m 構，用以加速特定的化學氣相沈積反應。 23.—種化學氣相沈積的方法，該方法包含： a. 將一腹板傳送經過若干處理室 b. 將在至少一些該等若干處理室 離出來；以及 隔 内之製程化學性質 -a —酕夠藉由化學氣相沈 膜之流動速率，提供至…積作用而沈積得到所需薄 該等若干處理^ " &學氣相沈積氣體予每—個 24·如申請專利範圍第23項之 第一方向和第_ t # 7其中該腹板是沿著 二被傳送經過該等若干處理室。 .如申請專利範圍第23項之 續傳送經過該等若干處理室。 中該腹板是被連 26·如申睛專利範圍第23項 干分離步驟被傳送經過該等若干處理室其中該腹板是以若 27.如申請專利範圍第23項 ^。 該等若干處理室内之製程化學性法，其中將在至少-些 至少-些該等若干處 胃力°以隔離的步驟包含於 間生成一氣簾。 26 201105817 ‘ 28.如申請專利範圍第23項之方法，進一步 板加熱至所需的製程溫度。 29. 如申請專利範圍第23項之方法，更進一 出一氣體分配歧管，用以提供所需的化學氣相 至少一些該等若干處理室。 30. 如申請專利範圍第23項之方法，更進一 對特定化學氣相沈積製程，改變至少一個該等 之尺寸。 〇 八、圖式： (如次頁） 〇 包含將該腹 步包含建構 沈積氣體予 步包含，針 若干處理室 27