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TWI643976B - 沉積裝置及具有該沉積裝置的沉積系統 - Google Patents

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TWI643976B
TWI643976B TW105119554A TW105119554A TWI643976B TW I643976 B TWI643976 B TW I643976B TW 105119554 A TW105119554 A TW 105119554A TW 105119554 A TW105119554 A TW 105119554A TW I643976 B TWI643976 B TW I643976B
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宗源 孫
金大淵
李相敦
張顯秀
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Ａｓｍ知識產權私人控股有限公司
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Abstract

一種沉積裝置，包括：具有主表面的基板支架，在該主表面上放置基板；設置於該主表面上並且包括具有暴露的上部的中空部分的主體；設置在該主體的內圓周表面處以將該中空部分分成上部空間和下部空間的電漿電極單元；和向該電漿電極單元供應製程氣體的氣體供應單元，其中在該主體中形成從該下部空間向設置在該主體的頂部的排放出口延伸的排氣通道。

Description

沉積裝置及具有該沉積裝置的沉積系統 【交叉參考相關申請案】
本申請主張2015年8月13日在韓國智慧財產權局提交的韓國發明專利申請案第10-2015-0114563號的權益，通過引用以將其公開內容全文併入本文。
一個或複數個實施方式關於一種沉積裝置，更具體地，關於具有用於在沉積裝置的向上方向上排出排放氣的向上排放結構的沉積裝置。
為了改善在半導體設備製造製程中用於形成基板上的高品質薄膜的裝置和系統，已經做出很多努力。根據最近提出的原子層沉積(ALD)方法，在不同的時間依次向基板供應兩種或更多種反應物以通過表面反應在基板上形成薄膜，並重複此過程以使該薄膜長成預期的厚度。
隨著半導體設備的電路的線寬度的減小，沉積製程條件也已更加嚴格，並且已進行研究以減少或防止反應器外部和內部的污染，從而改善半導體設備的品質。
一個或複數個實施方式包括一種配置成在製程期間減 少或防止沉積裝置內部和外部的污染的沉積裝置；以及一種包括該沉積裝置的沉積系統。
一個或複數個實施方式包括一種配置成在電漿製程期間防止施加到電極的電漿功率的洩漏的沉積裝置；以及一種包括該沉積裝置的沉積系統。
將在以下描述中部分地給出其他的方面並且其他的方面部分地由描述中顯而易見或可以通過所提出的實施方式的實現而獲知。
根據一個或複數個實施方式，一種沉積裝置包括：具有主表面的基板支架，該主表面用於放置基板；設置於該主表面上並包括具有暴露的上部的中空部分的主體；設置在該主體的內圓周表面處並限定該中空部分的上部空間和下部空間的電漿電極單元；和向該電漿電極單元供應製程氣體的氣體供應單元，其中在該主體中形成從該下部空間向設置在該主體頂部的排放出口延伸的排氣通道。
在該主體的底表面中可以形成連接該主體的外部區域與該排氣通道的至少一個溝槽。
該基板支架可以包括突出部分，該突出部分在垂直於該主表面的方向上突出並沿該主表面的邊緣延伸，同時與該主表面的該邊緣相隔開。
該基板支架可以包括凹陷部分，該凹陷部分在朝向該基板支架的中心的一側連接至該突出部分並沿該突出部分延伸。
該主體可以包括支承臺階部分，該支承臺階部分沿該 主體的內圓周表面向內突出，並且該沉積裝置可以進一步包括置於該支承臺階部分與該電漿電極單元之間的支承構件，該支承構件支承該電漿電極單元使得該電漿電極單元可以與該主體相隔開。
該氣體供應單元可以在連接至該電漿電極單元的區域中包括凸緣部分，其中該凸緣部分和該支承構件可以包括絕緣材料。
該電漿電極單元可以包括噴頭電極和設置於該噴頭電極與該凸緣部分之間的背板。
該背板可以包括絕緣材料。
該背板可以包括連接至在該噴頭電極處形成的複數個噴嘴的氣體供應通道。
該沉積裝置進一步可以包括設置於該支承構件與該支承臺階部分之間、該支承構件與該噴頭電極之間、該噴頭電極與該背板之間和該背板與該凸緣部分之間的密封構件。
該噴頭電極可以連接至至少一個射頻(RF)連接器。
該主體可以包括反應器壁和連接至該反應器壁的頂部的導管構件。
在該反應器壁的頂部可以形成第一凹陷部分並且在該導管構件的一側可以形成對應於該第一凹陷部分的第二凹陷部分，其中可以將該第一凹陷部分和該第二凹陷部分組合以形成形成該排氣通道的一部分的排放路徑，並且該排放路徑可以連接至該排放出口。
該沉積裝置進一步可以包括設置於由該反應器壁與該導管構件的組合形成的表面處的密封構件。
該排氣通道可以包括：在該主體的外圓周和內圓周之間連接至該下部空間並沿該主體的外圓周形成的第一通道；在該主體的該外圓周和內圓周之間連接至該排放出口並沿該主體的外圓周形成的第二通道；和連接該第一通道和該第二通道的排放孔。
該沉積裝置進一步可以包括設置於該主體的頂部並覆蓋該上部空間的蓋子單元。
該沉積裝置進一步可以包括在上下方向上移動該基板支架的移動單元。
根據一個或複數個實施方式，一種沉積裝置包括：具有主表面的基板支架，在該主表面上放置基板；具有至少部分接觸該基板支架的該主表面的邊緣部分的底表面和至少部分暴露在外部的頂表面的主體；和設置在該主體的內圓周表面處並限定該基板支架與該電漿電極單元之間的反應空間的電漿電極單元，其中在該主體中形成從該反應空間向設置在該主體頂部的排放出口延伸的排氣通道，並且在該主體與該基板支架彼此接觸的區域中在該主體和該基板支架的任一者處形成將該排氣通道連接至外部區域的至少一個溝槽。
該主體可以包括反應器壁和連接至該反應器壁頂部的導管構件。
在該反應器壁的頂部可以形成第一凹陷部分並且在該 導管構件的一側可以形成對應於該第一凹陷部分的第二凹陷部分，其中可以將該第一凹陷部分和該第二凹陷部分組合以形成形成該排氣通道的一部分的排放路徑，並且該排放路徑可以連接至該排放出口。
該沉積裝置進一步可以包括設置於由該反應器壁與該導管構件的組合形成的表面處的密封構件。
該電漿電極單元可以包括連接至至少一個射頻(RF)連接器的噴頭電極。
根據一個或複數個實施方式，一種沉積系統包括：具有內部空間的外室；在該內部空間中的至少一個沉積裝置；向該至少一個沉積裝置供應沉積氣體的沉積氣體源；向該至少一個沉積裝置供應反應氣體的反應氣體源；和經由排放管線連接至該至少一個沉積裝置的排氣泵。
該外室的該內部空間中的壓力可以高於該至少一個沉積裝置中的壓力。
該至少一個沉積裝置與至少一個其他的沉積裝置共用該沉積氣體源、該反應氣體源和將該至少一個沉積裝置連接至該排氣泵的該排放管線。
100‧‧‧沉積裝置
110‧‧‧主體
110a‧‧‧主體
111‧‧‧反應器壁
112‧‧‧導管構件
113‧‧‧中空部分
113a‧‧‧下部空間
113b‧‧‧上部空間
115‧‧‧排氣通道
115a‧‧‧第一通道
115b‧‧‧第二通道
115c‧‧‧排放孔
116‧‧‧溝槽
116a‧‧‧溝槽
117a‧‧‧第一凹陷部分
117b‧‧‧第二凹陷部分
118‧‧‧支承臺階部分
119‧‧‧排放出口
120‧‧‧基板支架
120a‧‧‧基板支架
122‧‧‧突出部分
124‧‧‧凹陷部分
124a‧‧‧第一側面
124b‧‧‧第二側面
124c‧‧‧底表面
130‧‧‧電漿電極單元
131‧‧‧噴頭電極
132‧‧‧背板
140‧‧‧氣體供應單元
141‧‧‧氣體入口管
142‧‧‧凸緣部分
145‧‧‧氣體入口孔
146‧‧‧氣體供應通道
150‧‧‧移動單元
155‧‧‧孔
160‧‧‧加熱元件
170‧‧‧支承構件
180‧‧‧密封構件
181‧‧‧桿
182‧‧‧RF連接器
190‧‧‧蓋子單元
1000‧‧‧沉積系統
1100‧‧‧沉積裝置
1200‧‧‧外室
1250‧‧‧內部空間
1300‧‧‧排氣泵
1400‧‧‧沉積氣體源
1500‧‧‧反應氣體源
A‧‧‧方向
S‧‧‧區域
這些及/或其他方面將從以下結合圖式對實施方式的描述中變得明顯並更容易被理解。
圖1是示出根據實施方式的沉積裝置的透視圖。
圖2是沿圖1的線II-II’取得的橫截面視圖。
圖3是示出主體的透視圖。
圖4是示出在圖3中描畫的導管構件的後部透視圖。
圖5是示出圖2的區域S的放大橫截面視圖。
圖6是為了示出主體與基板支架之間的接觸區域而在圖2中的方向A上取得的放大視圖。
圖7是示出基板支架的透視圖。
圖8是根據另一個實施方式為了示出主體與基板支架之間的接觸區域而在圖2中的方向A上取得的放大視圖。
圖9是根據另一個實施方式示出沉積裝置的透視圖。
圖10是示出根據實施方式的沉積系統的示意圖。
現在將參照圖式描述實施方式。然而，實施方式可以具有不同的形式並且不應視為限制於在本文中給出的描述。提供實施方式使得本發明公開將是充分並完整的，並且將對本領域技術人員完全表達本發明構思的範圍。在全部圖式中，相同的元件符號表示相同的元件。此外，在圖式中示意地示出元件和區域。因此，本發明構思不限於圖式中示出的相對尺寸或間隔。本文中所使用的術語“及/或”包括一個或複數個相關列表專案的任何和所有組合。
將理解的是，雖然在本文中使用第一和第二的術語來描述各種元件，但這些元件不應被這些術語限制。這些術語僅用於將一個元件區別於另一個元件。例如，第一元件可以被稱為第二元件，或第二元件可以被稱為第一元件，而不背離本發明構思的教導。
在以下描述中，術語僅用於解釋具體的實施方式而無 限制目的。本文中使用的單數形式“一種”和“該”也意在包括複數形式，除非上下文中清楚地另有說明。“包括”或“包含”的含義指定性質、固定的數、步驟、製程、元件、元件和其組合但不排除其他性質、固定的數、步驟、製程、元件、元件和其組合。
除非另有定義，在本文中使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明構思所屬領域的技術人員通常理解的含義相同的含義。還將理解的是，術語(例如在常用字典中定義的那些)應該解釋為具有與它們在相關技術的上下文中一致的含義並將不以理想化或過於正式的含義來解釋，除非在本文中明確地這樣定義。
在下文中描述的沉積裝置可以具有各種結構。然而，僅描述沉積裝置的一些結構作為實例，並因此本發明構思不限於此。
圖1是示出根據實施方式的沉積裝置100的透視圖。圖2是沿圖1的線II-II’取得的橫截面視圖。
參照圖1和圖2，沉積裝置100可以包括基板支架120、佈置在該基板支架120上的主體110、設置在該主體110的內圓周表面處的電漿電極單元130、支承構件170和配置成向該電漿電極單元130供應製程氣體的氣體供應單元140。
基板支架120可以具有主表面以在其上接納並支承基板。例如，基板支架120可以是基座。在一些實施方式中，可以通過將基板支架120連接至設置在基板支架120側面 的移動單元150而可移動地配置基板支架120。例如，移動單元150可以上下移動基板支架120以在主體110與基板支架120之間形成基板入口。當通過使用傳送臂將基板載入到基板支架120上或從基板支架120上卸載基板時，移動單元150降低基板支架120。然而，當在基板上進行沉積製程時，移動單元150可以提升基板支架120以引入基板支架120與主體110接觸並在基板支架120與主體110之間形成反應空間。
可以在垂直於基板支架120的主表面的方向上通過基板支架120形成孔155，並且提升銷釘可以容納在孔155中。當移動單元150下降以載入或卸載基板時，容納在孔155中的提升銷釘可以相對於移動單元150以銷釘上頂(pin-up)的狀態支承基板。此外，當移動單元150向上移動以進行製程時，提升銷釘可以相對於移動單元150處於銷釘下降(pin-down)的狀態，因此可以將基板放在基板支架120上。
此外，基板支架120可以包括加熱器以加熱置於基板支架120的主表面上的基板，並且可以通過移動單元150來垂直地移動加熱器。
主體110可以置於基板支架120的主表面上並可以包括具有暴露的上部的中空部分113。
主體110可以在其頂表面和底表面中具有開口，並且中空部分113可以在開口之間延伸。也就是說，可以通過在主體110的頂表面和底表面中形成的開口將主體110的 內部暴露到外部。可以通過基板支架120來關閉中空部分113的下側。
中空部分113可以通過電漿電極單元130(稍後描述)而分成上部空間113b和下部空間113a。上部空間113b可以是電漿電極單元130與主體110的頂表面的開口之間的空間，並且下部空間113a可以是電漿電極單元130與基板支架120之間的空間。下部空間113a可以成為在置於基板支架120上的基板上進行沉積製程的反應空間。
在本文中，反應空間是由電漿電極單元130、基板支架120和主體110環繞的區域，並且當通過電漿電極單元130向反應空間供應的氣體經受化學反應時，可以在置於基板支架120上的基板上形成薄膜。
可以在主體110的壁中形成排氣通道115，並且排氣通道115可以從下部空間113a延伸到設置在主體110的頂部中的排放出口119。也就是說，在沉積製程期間，排放氣可以通過排氣通道115從下部空間113a排到排放出口119。換言之，沉積裝置100可以具有向上排放結構。因為在下部空間113a中產生的排放氣通過在主體110中形成的排氣通道115向上排出，所以其他外部設備可以不受排放氣的損傷。也就是說，如果排放氣通過沉積裝置100的下側排出，則其他外部設備可能受排放氣的損傷。例如，參照圖10，在佈置沉積裝置1100的外室1200中，由於向上排放結構，沉積裝置1100或其他設備可以不受從沉積裝置1100排出的排放氣的損傷。
沿主體110的內圓周放置電漿電極單元130。可以用它們之間的下部空間113a使電漿電極單元130與基板支架120分開。可以通過由電漿電極單元130形成的複數個氣體噴嘴而將製程氣體注入下部空間113a中，並且可以向電漿電極單元130供應射頻(RF)功率以在下部空間113a中產生電漿。
例如，電漿電極單元130可以包括背板132和接合至背板132的噴頭電極131。在氣體供應單元140中形成的氣體供應通道146可以向背板132延伸，並且可以通過噴頭電極131的上側和下側形成複數個噴嘴。通過氣體供應單元140的氣體入口孔145引入的製程氣體可以通過氣體供應通道146流到噴頭電極131，然後可以通過噴頭電極131的複數個噴嘴向下部空間113a供應製程氣體。
RF連接器182可以連接至噴頭電極131的上側。RF連接器182可以將RF功率施加到噴頭電極131。在圖1中，僅示出一個RF連接器182。然而，可以沿噴頭電極131的邊緣間隔均勻地配置複數個RF連接器182。該複數個RF連接器182可以通過分支成複數個部分的RF桿181而連接至電源。因為對稱地配置該複數個RF連接器182，所以在下部空間113a中產生的電漿的密度可以是均勻的，並因此可以可靠地進行沉積製程。
此外，電漿電極單元130和主體110可以包括複數個加熱元件160。該複數個加熱元件160可以連接至主體110並間隔均勻地配置。此外，加熱元件160可以連接至電漿 電極單元130並間隔均勻地配置。可以通過該複數個加熱元件160一起加熱電漿電極單元130和主體110，並因此在沉積製程期間，反應空間可以具有均勻的熱量分佈。因此，可以可靠地進行沉積製程，並可以防止由不均勻熱量分佈引起的污染物的形成。
噴頭電極131可以包括含金屬的材料。例如，噴頭電極131可以包括鋁(Al)。背板132可以包括絕緣材料例如陶瓷材料。
氣體供應單元140可以包括：通過其形成氣體入口孔145的氣體入口管141；和氣體入口管141與電漿電極單元130之間的凸緣部分142。可以在氣體入口管141中形成複數個氣體入口孔145。例如，在不允許混合製程氣體的製程例如原子層沉積(ALD)製程中，可以根據製程氣體的數目來確定氣體入口孔145的數目。但是，單個氣體入口孔145可以用於供應彼此不反應(除非刺激，例如，通過電漿)的製程氣體。
在一些實施方式中，主體110可以包括沿主體110的內圓周表面向內突出的支承臺階部分118，並且可以通過佈置在支承臺階部分118上的支承構件170來支承電漿電極單元130。也就是說，支承構件170的下側可以與主體110的支承臺階部分118接觸，並且支承構件170的上側可以與電漿電極單元130接觸。
支承構件170可以沿主體110的內圓周表面延伸，並且可以通過支承構件170來密封下部空間113a。此外，電 漿電極單元130可以不與主體110接觸。也就是說，電漿電極單元130可以與主體110分開並可以放在支承構件170上。
在一些實施方式中，在電漿製程期間，為了防止施加到電漿電極單元130的電漿功率釋放到電漿電極單元130的周圍，接觸電漿電極單元130的支承構件170和凸緣部分142可以包括絕緣材料。例如，支承構件170和凸緣部分142可以包括絕緣材料例如陶瓷材料。也就是說，為了使電漿電極單元130絕緣，直接接觸包括含金屬材料的電漿電極單元130的支承構件170和凸緣部分142可以由絕緣材料形成，從而防止電漿功率的洩漏並增加電漿製程的效率。進一步地，在一些實施方式中，為了有效防止電漿功率的洩漏，接觸凸緣部分142的背板132可以包括絕緣材料。
此外，因為主體110通過在其頂部表面中形成的開口而暴露於大氣中，所以上部空間113b可以充滿外部氣體，並因此上部空間113b的壓力可以與大氣壓力保持基本相同。在鄰近電漿電極單元130的上側的上部空間113b中充滿的外部氣體可以起到用於電漿電極單元130的絕緣體的作用。因此，施加到電漿電極單元130的電漿功率可以不洩漏到上部空間113b中。
在一些實施方式中，為了使下部空間113a與上部空間113b有效隔離，可以使用密封構件180。如果下部空間113a與上部空間113b不隔離，則在下部空間113a中充滿的反 應氣可以洩漏到上部空間113b中。在這種情況下，可以降低沉積製程的效率，並且可以在基板上沉積品質差的薄膜。此外，可以發生關於安全性的問題。密封構件180可以是O型環。然而，密封構件180不限於此。
例如，可以在支承構件170與支承臺階部分118之間佈置密封構件180，並且可以在支承構件170與電漿電極單元130之間佈置另一個密封構件180。在支承構件170與支承臺階部分118之間佈置的密封構件180和在支承構件170與電漿電極單元130之間佈置的密封構件180可以防止反應氣從下部空間113a洩漏到上部空間113b中。
此外，為了防止製程氣體的洩漏，可以在噴頭電極131與背板132之間佈置密封構件例如O型環。例如，可以通過在噴頭電極131的徑向方向上以給定的距離在與形成在噴頭電極131中的複數個噴嘴的最外噴嘴分開的區域中在噴頭電極131與背板132之間佈置密封構件。由於在噴頭電極131與背板132之間佈置的密封構件，通過氣體供應通道146供應的製程氣體可以流到噴頭電極131的複數個噴嘴並且不通過噴頭電極131與背板132之間的間隙向上部空間113b洩漏。
此外，為了防止製程氣體的洩漏，可以在背板132與凸緣部分142之間佈置密封構件例如O型環。由於在背板132與凸緣部分142之間佈置的密封構件，通過氣體供應通道146供應的製程氣體不會通過背板132與凸緣部分142之間的間隙而洩漏。
圖3是示出主體110的分解透視圖，並且圖4是示出在圖3中描畫的導管構件112的後部透視圖。
將根據參照與圖2一起的圖3和圖4的實施方式來描述主體110的結構和在主體110中形成的排氣通道115。
主體110可以包括反應器壁111和導管構件112，並且導管構件112可以接合至反應器壁111的頂部。
可以在反應器壁111的下部形成連接至下部空間113a的第一通道115a。第一通道115a可以在反應器壁111的外圓周和內圓周之間的區域中沿反應器壁111的外圓周或內圓周延伸。例如，第一通道115a可以具有環形。
可以在反應器壁111的外圓周和內圓周之間的區域中在反應器壁111的頂部形成第一凹陷部分117a。第一凹陷部分117a可以沿主體110的外圓周或內圓周延伸。可以在導管構件112的外圓周和內圓周之間的區域中在導管構件112的側面形成第二凹陷部分117b。第二凹陷部分117b可以沿導管構件112的外圓周或內圓周延伸。反應器壁111和導管構件112可以以第一凹陷部分117a的暴露表面與第二凹陷部分117b的暴露表面可以彼此對應的方式彼此接合。以這種方式，可以形成第二通道115b，該第二通道115b是排氣通道115的一部分。第二通道115b可以通過在導管構件112的側面形成的排放出口119而連接至主體110的外部。例如，第二通道115b可以具有環形。
如圖2中所示，反應器壁111與導管構件112之間的表面可以包括密封構件以密封通過將導管構件112接合至 反應器壁111而形成的第二通道115b。
此外，第一通道115a和第二通道115b可以通過至少一個排放孔115c而彼此連接。排放孔115c可以在反應器壁111中形成並可以在反應器壁111的長度方向上延伸。如果形成複數個排放孔115c，則可以沿反應器壁111的外圓周或內圓周間隔均勻地排列排放孔115c。
圖5是示出圖2的區域S的放大的橫截面視圖。圖6是為了示出主體110與基板支架120之間的接觸區域而在圖2中的方向A取得的放大視圖。圖7是示出基板支架120的透視圖。
參照圖5和圖6，可以沿主體110的底表面的邊緣在主體110的底表面中形成一個或複數個溝槽116以使主體110的外部區域在空間上連接至排氣通道115。例如，主體110的外部可以在惰性氣氛例如氬(Ar)氣氛下，並且雖然主體110的底表面與基板支架120的頂表面接觸，但可以通過溝槽116將惰性氣體從主體110的外部引入排氣通道115中。
可以提供溝槽116以去除污染物例如在主體110與基板支架120之間的接觸區域中累積的顆粒。因為易累積顆粒源的在主體110與基板支架120之間的接觸區域通過溝槽116對主體110的外部開放，所以通過溝槽116引入的惰性氣體可以防止反應副產物的累積並因此防止污染物顆粒的產生。如果主體110與基板支架120的邊緣區域連續接觸，則主體110和基板支架120可以形成簡單的端面密 封結構。在這種情況下，可以發生小的洩漏。也就是說，氣體可以通過主體110與基板支架120之間的間隙洩漏或滲透。然而，根據一些實施方式，在主體110的底表面中形成溝槽116以連接主體110的內部和外部，並因此可以不發生微小的洩漏。
可以在主體110的厚度方向上在主體110的底表面中形成溝槽116。此外，可以沿主體110的底表面的邊緣佈置溝槽116。通過溝槽116引入的惰性氣體可以直接通向在主體110的壁中形成的排氣通道115並可以排到外部。也就是說，通過溝槽116引入的惰性氣體可以不滲透到下部空間113a中並可以流到排氣通道115。因此，在沉積裝置100中，可以從根本上防止主體110與基板支架120之間發生的小洩漏，並且即使惰性氣體流到主體110中，惰性氣體可以不滲透下部空間113a。
可以沿主體110的外圓周間隔均勻地佈置溝槽116。溝槽116可以具有大約1mm的寬度和大約0.5mm的高度。然而，溝槽116不限於此。可以根據製程條件各種改變溝槽116的尺寸和形狀和溝槽116之間的間隔。
參照圖5和圖7，在一些實施方式中，突出部分122在垂直於主表面的方向上從基板支架120的主表面突出。突出部分122可以防止通過溝槽116引入的外部氣體流到下部空間113a中。
突出部分122可以以恒定距離與基板支架120的邊緣分開並可以沿基板支架120的主表面的邊緣連續延伸。例 如，突出部分122可以具有環形。
當防止通過溝槽116引入的惰性氣體流到下部空間113a中時，突出部分122可以向排氣通道115引導惰性氣體。此外，突出部分122可以防止污染物例如留在接觸區域的顆粒進入下部空間113a並可以誘導污染物與引入的惰性氣體一起流向排氣通道115。因此，在製程期間，反應空間可以保持乾淨。進一步地，突出部分122可以防止從下部空間113a排出的排放氣流向溝槽116並可以向排氣通道115引導排放氣。
此外，基板支架120可以包括凹陷部分124，該凹陷部分124在朝向基板支架120的中心的側面連接至突出部分122並沿突出部分122延伸。例如，凹陷部分124可以具有環形。凹陷部分124可以包括鄰近突出部分122的第一側面124a、面對第一側面124a的第二側面124b和底表面124c。由第一側面124a、第二側面124b和底表面124c環繞的區域可以被稱為凹處區域。主體110的下側可以部分延伸至凹陷部分124的凹處區域，並因此從下部空間113a排出的氣體可以沿凹陷部分124的表面流入曲徑。
圖8是根據另一個實施方式為了示出主體110a與基板支架120a之間的接觸區域而在圖2中的方向A取得的放大視圖。在圖8中示出的沉積裝置100的結構除了溝槽116a的位置之外可以與圖6中示出的結構相同。在圖8和圖6中，相同的元件符號表示相同的元件，並且將省去重複其的描述。
參照圖8和圖2，溝槽116a沒有形成在主體110a的底表面中。也就是說，與圖6示出的實施方式不同，溝槽116a形成在基板支架120a的主表面中。
例如，溝槽116a可以形成在基板支架120a的主表面的邊緣區域中。溝槽116a可以沿基板支架120a的主表面的邊緣間隔地佈置。溝槽116a的上側可以接觸主體110a。與在主體110的底表面中形成的溝槽116相同(參照圖6)，溝槽116a可以將主體110a的外部區域連接至排氣通道115。雖然在圖6中示出的主體110的底表面具有凹凸形狀，但主體110a的底表面可以是平滑的並放在單一平面上。
圖9是示出根據另一個實施方式的沉積裝置100的透視圖。
沉積裝置100可以包括基板支架120、主體110、電漿電極單元130、支承構件170、氣體供應單元140和蓋子單元190。基板支架120、主體110、電漿電極單元130、支承構件170和氣體供應單元140的結構可以與參照圖1至圖8所示的那些相同。然而，與參照圖1至圖8描述的沉積裝置100不同，本實施方式的沉積裝置100還可以包括蓋子單元190。
蓋子單元190置於主體110的頂部以覆蓋主體110的開口。在電漿製程期間，可以設置蓋子單元190用於工作人員的安全。蓋子單元190可以選擇性地附接於主體110並且可以從主體110拆卸。蓋子單元190可以包括含金屬 的材料。例如，蓋子單元190可以包括鋁(Al)。蓋子單元190可以防止電漿的擴散。
圖10是示出根據實施方式的沉積系統1000的示意圖。
參照圖10，沉積系統1000可以包括：具有內部空間1250的外室1200；和置於內部空間1250中的至少一個沉積裝置1100。沉積裝置1100可以是參照圖1至圖9所示的沉積裝置100中的一個。沉積系統1000可以包括兩個或更複數個沉積裝置1100以改善大量生產的生產率。在圖10中，示出四個沉積裝置1100。可以在該四個沉積裝置1100中(也就是說，在外室1200的中心區域中)設置可旋轉的、可垂直移動的基板傳送臂(未示出)以在該四個沉積裝置1100上載入基板並從該四個沉積裝置1100卸載基板。
參照圖10，沉積裝置1100可以接收來自沉積氣體源1400的沉積氣體和來自反應氣體源1500的反應氣體。此外，通過使用排氣泵1300，通過沉積裝置1100的排放出口119(參照圖2)排出的排放氣體可以通過排放管線排出。在這種情況下，至少一個沉積裝置1100可以與至少另一個沉積裝置1100共用排氣泵1300、在沉積裝置1100與排氣泵1300之間連接的排放管線、沉積氣體源1400和反應氣體源1500。因此，當設計沉積系統1000時，可以增加自由度，並且可以有效管理沉積製程。然而，圖10中示出的共用方法是非限制性實例，根據該非限制性實例，沉積裝置1100可以共用排氣泵1300、沉積氣體源1400和反應氣體源1500。也就是說，沉積系統1000可以使用任何其他 的公用方法以改善生產率和效率。
外室1200的內部空間1250可以充滿惰性氣體，並且內部空間1250的壓力設置成高於沉積裝置1100的內部壓力。在這種情況下，惰性氣體可以通過在沉積裝置1100的主體110(參照圖5)中形成的溝槽116(參照圖5)從內部空間1250流到沉積裝置1100並可以通過在反應器壁111中形成的排氣通道115(參照圖5)排出。
如上所述，根據上述實施方式中的一個或更複數個，在沉積裝置的主體的壁中形成排氣通道，並因此從反應空間排出的排放氣可以向上導向沉積裝置的外部。因此，沉積裝置可以免受外室的污染，該外室的污染可以發生在包括複數個具有向下排放結構的開放的反應器的沉積裝置。此外，因為在主體與基板支架之間的接觸區域中形成溝槽以允許惰性氣體從外室流入沉積裝置中，反應副產物可以不累積在主體與基板支架之間的接觸表面上，並因此可以不污染反應器。此外，由於在接觸表面上形成的突出部分，留在接觸表面上的反應產物和通過溝槽從外室引入沉積裝置的惰性氣體可以不滲透反應空間並可以通過氣體排出通道排出。因此，在製程期間，可以不污染反應空間，並且製程不受外部氣體的負面影響。
應理解的是，應該僅以描述意義而非限制目的地考慮在本文中描述的實施方式。每個實施方式內的特點或方面的描述應該典型地被認為可用於在其他實施方式中的其他相似的特點或方面。
當已經參照圖式描述一個或更複數個實施方式時，本領域技術人員將理解，可以作出各種形式上和細節上的改變而不背離如以下申請專利範圍所定義的本發明構思的精神和範圍。

Claims (28)

  1. 一種沉積裝置，包括：具有主表面的基板支架，該主表面用於放置基板；設置於該基板支架的主表面上並且包括具有暴露的上部的中空部分的主體；設置在該主體的內圓周表面處並限定該中空部分的上部空間和下部空間的電漿電極單元；以及向該電漿電極單元供應製程氣體的氣體供應單元；其中該下部空間連接到該主體的底部；在該主體中形成從該下部空間向設置在相對於該主體的底部的該主體的頂部的排放出口延伸的排氣通道。
  2. 如請求項1所記載之沉積裝置，其中沿該主體的底表面形成連接該主體的外部區域與該排氣通道的至少一個溝槽。
  3. 如請求項2所記載之沉積裝置，其中該基板支架包括突出部分，該突出部分在垂直於該基板支架的該主表面的方向上突出並沿該主表面的邊緣延伸，同時與該基板支架的該主表面的該邊緣相隔開。
  4. 如請求項3所記載之沉積裝置，其中該基板支架包括凹陷部分，該凹陷部分在朝向該基板支架的中心的一側連接至該突出部分並沿該突出部分延伸。
  5. 如請求項1所記載之沉積裝置，其中該主體包括支承臺階部分，該支承臺階部分沿該主體的內圓周表面向內突出；該沉積裝置進一步包括設置於該支承臺階部分與該電漿電極單元之間的支承構件，該支承構件支承該電漿電極單元使得該電漿電極單元與該主體相隔開。
  6. 如請求項5所記載之沉積裝置，其中該氣體供應單元在連接至該電漿電極單元的區域中包括凸緣部分；該凸緣部分和該支承構件包括絕緣材料。
  7. 如請求項6所記載之沉積裝置，其中該電漿電極單元包括噴頭電極和設置於該噴頭電極與該凸緣部分之間的背板。
  8. 如請求項7所記載之沉積裝置，其中該背板包括絕緣材料。
  9. 如請求項8所記載之沉積裝置，其中該背板包括與在該噴頭電極處形成的複數個噴嘴連接的氣體供應通道。
  10. 如請求項9所記載之沉積裝置，其中該沉積裝置進一步包括設置於該支承構件與該支承臺階部分之間、該支承構件與該噴頭電極之間、該噴頭電極與該背板之間、和該背板與該凸緣部分之間的密封構件。
  11. 如請求項7所記載之沉積裝置，其中該噴頭電極連接至至少一個射頻(RF)連接器。
  12. 如請求項1所記載之沉積裝置，其中該主體包括反應器壁和連接至該反應器壁的頂部的導管構件。
  13. 如請求項12所記載之沉積裝置，其中在該反應器壁的頂部形成第一凹陷部分，並且在該導管構件的一側形成對應於該第一凹陷部分的第二凹陷部分；將該第一凹陷部分和該第二凹陷部分組合以形成形成該排氣通道的一部分的排放路徑，並且該排放路徑連接至該排放出口。
  14. 如請求項13所記載之沉積裝置，其中該沉積裝置進一步包括設置於由該反應器壁與該導管構件的組合形成的表面處的密封構件。
  15. 如請求項14所記載之沉積裝置，其中該排氣通道包括：在該主體的外圓周和內圓周之間連接至該下部空間並沿該主體的外圓周形成的第一通道；在該主體的外圓周和內圓周之間連接至該排放出口並沿該主體的外圓周形成的第二通道；以及連接該第一通道和該第二通道的排放孔。
  16. 如請求項1所記載之沉積裝置，其中該沉積裝置進一步包括設置於該主體的頂部並覆蓋該上部空間的蓋子單元。
  17. 如請求項1所記載之沉積裝置，其中該沉積裝置進一步包括在上下方向上移動該基板支架的移動單元。
  18. 一種沉積系統，包括：具有內部空間的外室；設置在該內部空間中的至少一個沉積裝置；向該至少一個沉積裝置供應沉積氣體的沉積氣體源；向該至少一個沉積裝置供應反應氣體的反應氣體源；以及經由排放管線連接至該至少一個沉積裝置的排氣泵；該至少一個沉積裝置包括如請求項1所記載之沉積裝置。
  19. 如請求項18所記載之沉積系統，其中該外室的該內部空間中的壓力高於該至少一個沉積裝置中的壓力。
  20. 如請求項18所記載之沉積系統，其中該至少一個沉積裝置與至少一個其他沉積裝置共用該沉積氣體源、該反應氣體源和連接該至少一個沉積裝置和該排氣泵的該排放管線。
  21. 一種沉積裝置，包括：具有主表面的基板支架，該主表面用於放置基板；主體，具有至少部分接觸該基板支架的該主表面的邊緣部分的底表面和至少部分暴露在外部的頂表面；以及設置在該主體的內圓周表面處並在該基板支架與該電漿電極單元之間限定反應空間的電漿電極單元；在該主體中形成從該反應空間向設置在該主體的頂部的排放出口延伸的排氣通道；在該主體與該基板支架彼此接觸的區域中，在該主體和該基板支架中的任一者處形成將該排氣通道連接至外部區域的至少一個溝槽。
  22. 如請求項21所記載之沉積裝置，其中該主體包括反應器壁和連接至該反應器壁的頂部的導管構件。
  23. 如請求項22所記載之沉積裝置，其中在該反應器壁的頂部形成第一凹陷部分，並且在該導管構件的一側形成對應於該第一凹陷部分的第二凹陷部分；該第一凹陷部分和該第二凹陷部分組合以形成形成該排氣通道的一部分的排放路徑，並且該排放路徑連接至該排放出口。
  24. 如請求項23所記載之沉積裝置，其中該沉積裝置進一步包括設置於由該反應器壁與該導管構件的組合形成的表面處的密封構件。
  25. 如請求項24所記載之沉積裝置，其中該電漿電極單元包括連接至至少一個射頻(RF)連接器的噴頭電極。
  26. 一種沉積系統，包括：具有內部空間的外室；在該內部空間中的至少一個沉積裝置；向該至少一個沉積裝置供應沉積氣體的沉積氣體源；向該至少一個沉積裝置供應反應氣體的反應氣體源；以及經由排放管線連接至該至少一個沉積裝置的排氣泵；該至少一個沉積裝置包括如請求項21所記載之沉積裝置。
  27. 如請求項26所記載之沉積系統，其中該外室的該內部空間中的壓力高於該至少一個沉積裝置中的壓力。
  28. 如請求項26所記載之沉積系統，其中該至少一個沉積裝置與至少一個其他沉積裝置共用該沉積氣體源、該反應氣體源和將該至少一個沉積裝置連接至該排氣泵的該排放管線。
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