TWI714651B - 基板加工腔及磊晶薄膜生長製程與方法 - Google Patents

Abstract

一基板加工腔具有一加工表面，且包括一導件相對該基板加工腔固定於定位以及一可動式高溫計連結至該導件。可動式高溫計可沿一徑向軸線移動，該徑向軸線大約延伸於加工表面的中央與加工表面的外表面之間。可動式高溫計可操作以監測在基板加工腔內部沿著徑向軸線的溫度。

Description

基板加工腔及磊晶薄膜生長製程與方法

本揭露關於一種用於製造一基板的加工腔，特別係關於一種用於製造半導體基板的加工腔。

由於多種電子元件(例如：電晶體、二極體、電阻、電容等)的積體密度持續發展，半導體工業經歷快速成長。大體而言，上述在積體密度得發展是來自於重複減小最小特徵尺寸(例如：縮小半導體加工節點至次20奈米節點)，此發展允許更多元件整合至一有限的區域內部。由於近日小型化、需要更快的速度與更好的波段寬度、以及較低的電力消耗與等待時間的需求成長，對於較小以及更創新的半導體晶圓的封裝技術的需求也存在有成長。

在半導體裝置中的特徵尺寸的減少增加精密加工的需求，而精密加工的徵點之一在於薄膜厚度均一度的控制。在薄膜成長時，遍及薄膜的厚度的均一度通常與施加於薄膜的溫度有高度相關。溫度的均一性可藉由量測薄膜溫度以及根據量測結果控制施加溫度而達成。在半導體加工腔中通常使用高溫計(pyrometer)對薄膜的溫度進行量測。

根據一實施例，一基板加工腔具有一加工表面，且包括一導件相對該基板加工腔固定於定位以及一可動式高溫計連結至該導件。可動式高溫計可沿一徑向軸線移動，該徑向軸線大約延伸於加工表面的中央與加工表面的外 表面之間。可動式高溫計可操作以監測在基板加工腔內部沿著徑向軸線的溫度。

根據另一實施例，一個用於形成位於一基板上的磊晶薄膜生長(epitaxial film growth)的一溫度分佈圖的製程是被呈現，其中該磊晶薄膜生長是形成於一磊晶薄膜生長腔內。上述製程包括下列步驟，旋轉磊晶成長薄膜生成將形成於上的一晶圓，分配前驅物至該晶圓以形成一磊晶薄膜成長，並且利用一高溫計在晶圓的多個位置上量測多個溫度。高溫計沿著徑向軸線移動，該徑向軸線大約延伸於該晶圓的一中央部分與該晶圓的一外緣之間。

根據又一實施例，用於在磊晶薄膜生長腔內動態調整一磊晶薄膜生長厚度的方法是被呈現。上述方法包括以下步驟，沿著一徑向軸線來回移動相鄰於磊晶薄膜生長腔的一高溫計，旋轉一晶圓以及一加工表面，該晶圓放置於該加工表面上，其中該磊晶薄膜生長形成在該晶圓上，並且當該高溫計沿著該徑向軸線來回移動時在多個位置上量測該晶圓成長的溫度。上述方法更包括以下步驟，在該磊晶薄膜生長在形成的同時，形成該磊晶薄膜生長的一溫度輪廓(temperature profile)，決定在磊晶薄膜生長內厚度的變異量，以及調整一既定變異數以調整磊晶薄膜生長的厚度。

100:基板加工腔(磊晶成長腔)

102:上圓頂部

104:下圓頂部

105:內腔室

106:支架

108:旋轉軸

110:晶圓

112:熱來源

114:可動式溫度感測器(可動式高溫計)

116:控制器

118:氣體供應來源

120:回饋網路

122:反射器

124:薄膜

126:入口

128:出口

130:混合前驅物

132:導件(夾具)

134:第一端

135:裝設機構

136:第二端

140:中心部分

141:中心部分

142:槽(軌道)

144:第一端

146:第二端

148:底部

150:外部分

154:徑向軸線

156:表面

158:熱資料(溫度資料點)

160:第一位置

162:第二位置

164:第三位置

166:溫度分佈圖

168:箭頭

172:中心

174:窗

176:外緣

202:處理單元

204:顯示器

206:I/O元件

208:中央處理器

210:記憶體

212:大量處理器

214:影像轉接器

216:I/O介面

218:匯流排

220:網路介面

根據以下的詳細說明並配合所附圖式做完整揭露。應注意的是，根據本產業的一般作業，圖示並未必按照比例繪製。事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸，以做清楚的說明。

第1圖顯示根據部分實施例中基板加工腔具有一可動式溫度感測器的示意圖，其中部分以剖面顯示。

第2圖顯示根據部份實施例中一基板加工腔顯示有一可動式溫度感測器的上側示意圖。

第3圖顯示根據部份實施例中一回饋網路的示意圖。

第4圖顯示根據部份實施例中一等高線熱分佈地形(contour thermal distribution map)。

第5圖顯示根據部份實施例中一控制器的示意圖。

以下將特舉數個具體之較佳實施例，並配合所附圖式做詳細說明，圖上顯示數個實施例。然而，本揭露可以許多不同形式實施，不局限於以下所述之實施例，在此提供之實施例可使得揭露得以更透徹及完整，以將本揭露之範圍完整地傳達予同領域熟悉此技藝者。

而且，為便於描述，在此可以使用諸如“在...之下”、“在...下方”、“下部”、“在...之上”、“上部”等的空間相對術語，以描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)元件或部件的關係。除了圖中所示的方位外，空間相對術語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉90度或在其他方位上)，而本文使用的空間相對描述符可以同樣地作相應的解釋。應該理解，可以在方法之前、期間和之後提供額外的操作，並且對於方法的其他實施例，可以替換或消除一些描述的操作。

首先參照第1圖，其顯示根據部分實施例顯示的基板加工腔100例如磊晶成長(epitaxial growth,epi)腔以及一可動式溫度量測裝置的示意圖，其中部分以剖面顯示。應當注意的是，第1圖僅顯示基板加工腔(磊晶成長腔)100簡化後的結構，因為多個實施例的創新方面是與磊晶成長腔100的結構或系統的配置無關。顯示於此的磊晶成長腔100僅限制於清楚描述多個實施例的創新方面所用。本發明並非限制於任何特定的磊晶成長設備。

磊晶成長腔100包括一上圓頂部102以及一下圓頂部104。上圓頂 部102連結下圓頂部104以形成一內腔室105。一支架106或者其他形式的加工表面可放置在磊晶成長腔100的內腔室105內部並且連結至旋轉軸108。旋轉軸108連結至驅動結構(圖未示)，驅動結構可進行操作以轉動或旋轉旋轉軸108。於是，在磊晶成長製程中，旋轉軸108使在內腔室105內支架106旋轉或轉動。

如第1圖所示，在磊晶成長之前，晶圓110(例如：矽晶圓)係放置於支架106上。一層體或薄膜124(例如：磊晶膜)實質成長、形成或沈積在晶圓110的頂部。在部分方面上，支架106提供晶圓110機械支承。在另一些方面上，支架106協助保護晶圓110的背面並確保晶圓110的加熱均勻。支架106可由不透明的材質(例如：矽碳化物、鍍有矽碳化物的石墨、以及/或者相似物)所製成。

氣體供應來源118連結至磊晶成長腔100，且儲存有多個分開儲存的氣體，或多個分開儲存的用於形成薄膜124的前軀物。氣體供應來源118包括一用於混合前軀物的混合腔室(圖未示)。混合前驅物130如箭頭所示導入內腔室105。氣體供應來源118通過入口126連結至磊晶成長腔100。一開口128相反入口126設置。來自氣體供應來源118的混合前驅物130經由入口126流入磊晶成長腔100，並且經由出口128排除在磊晶成長腔100內的氣體。氣體供應來源118可經由控制器116所控制，控制器116將於後方更詳細描述。氣體供應來源118可包含多種氣體運送元件，例如流量控制器、噴射閥、以及大量流體認證元件(mass flow verification components)。在一示範性實施例中，混合前驅物130可包括多種不同的液體或氣體，在混合後於晶圓110的上構成磊晶矽(epitaxial silicon)、多晶矽(polycrystalline silicon,polysilicon)、矽氧化物(silicon oxides)、矽氮化物(silicon nitrides)及其他種類的含矽薄膜(例如：Si、SiGe、SiC或SiGeC等)。在一實施例中，載體氣體可包括0.5至50公升氮氣或氫氣。在一實施例中， 製程氣體可包括SiH₄、DCS、B₂H₆、PH₃、HCl、GeH₄或MMS(碳來源)。

磊晶成長腔100更包括多種熱來源112。在薄膜124熱通常為一個整併的元素。混合前驅物130可在熱產生時反應，以在晶圓110上形成薄膜124。若熱不成比例地供應於磊晶成長腔100內部，接著薄膜124可能不均勻形成在晶圓110上。薄膜124形成不均勻將轉變成遍及薄膜124各處厚度上的變異。換句話說，在熱應用上的不等可導致薄膜124形成不均勻，於是不同區域的薄膜124會有不同的厚度。薄膜124的不均勻形成以及薄膜124內部厚度上的差異並非所期望的。

熱來源112可藉由使用電阻加熱器、射頻感應加熱器、燈管、燈管排(lamp banks)及其他相似物而實現。根據一實施例，熱來源112可代表著在磊晶成長腔100內有作為加熱元件的多個燈管或燈管排。舉例而言，熱來源112可作為加熱支架106、晶圓110、混合前驅物130或薄膜124。

每一熱來源112或燈管排可與其他熱來源利用一個控制器分開控制，例如顯示於第3圖的控制器116，其步驟將於後方說明更詳細描述。

第1圖顯示三個熱來源112。然而，本領域具有通常知識者應當理解可存在有較三個多或較三個少的熱來源112。在一些實施例中，可存在有一個、二個、三個、四個、五個、六個或更多熱來源112。在一示範性實施例中，磊晶成長腔100的熱來源112可藉由使用二個熱來源112(或燈管排)來實現，亦即放置在支架106與上圓頂部102上方的一上熱來源112，以及放置在熱來源112與下圓頂部104下方的一下熱來源112。在另一些實施例中，熱來源112可僅放置在支架下或僅放置在支架上。複數個熱來源112的配置在本領域中已被熟知。每一熱來源112或燈管排可負責於加熱磊晶成長腔100內部一指定的區帶或區域。另外，對應於每一熱來源112的指定的區帶或區域可個別受到控制。個別控制熱 來源112允許不同的區帶或區域個別被控制，如此以至於精確控制薄膜124製程，以及薄膜124均勻的厚度可較好被達成。

上圓頂部102的壁以及下圓頂部104的壁可以例如石英的透明材質製成。來自熱來源112的光線可以通過磊晶成長腔100的石英牆並且直接加熱晶圓110與支架106。如此一來，晶圓110上方一側藉由傳送自位於晶圓110上方的熱來源112的輻射熱所加熱。晶圓110背面一側藉由傳送自受加熱的支架106的傳導熱所加熱，而支架106藉由傳送自位於支架106下方的熱來源112的輻射熱所加熱。

一個反射器122可選擇性與磊晶成長腔100而被利用，如第1圖所示以及如第2圖中示範性呈現。使用反射器122可幫助散逸出磊晶成長腔100的紅外光反射回磊晶成長腔100。反射器122藉由保存可能散逸出磊晶成長腔100的熱而強化加熱效率。反射器122一般包括面對支架106的一反射表面。在一實施例中，反射器122是由鋁或鍍有金屬的不鏽鋼所製成。

在一示範性實施例中，反射器122放置於磊晶成長腔100的上圓頂部102的上方。一個可動式溫度感測器，例如一個可動式溫度感測器114，可連結至或放置在反射器122一旁。如本領域所知，在可動式溫度感測器114之外可在使用額外的溫度感測器(圖未示)。反射器122包括一窗174，窗174設置在一部份支架106的上方以允許可動式溫度感測器114在磊晶成長腔100內部的多種位置進行溫度量測。第1圖描繪窗174的剖面圖，然而第2圖顯示窗174的示意表現當窗174相對支架106、晶圓110等設置時。

在一應用有可動式溫度感測器114的示範性實施例中，窗174可具有一個矩形的形狀，如第1、2圖所示，窗174幫助可動式溫度感測器114的使用，如此以至於可動式溫度感測器114可以獲得在磊晶成長腔100內部的多種位置的 溫度。可動式溫度感測器114是可操作，以在支架106以及晶圓110在磊晶成長腔100內部旋轉時獲得多個溫度。然而，應當理解的是，在一些實施例中，窗174可具有其他形狀，以幫助利用可動式溫度感測器114的溫度量測。

繼續參照第1、2圖，可動式溫度感測器114詳細描述如下。可動式溫度感測器114用於監測相對磊晶成長腔100不同部分或位置的溫度值。在一些實施例中，監測相對磊晶成長腔100不同部分或位置的溫度值允許藉由控制器116精確調整磊晶成長腔100內部的溫度。精確調整磊晶成長腔100內部的溫度可在薄膜124形成於晶圓110時幫助促進薄膜124均勻成長。在一實施例中，可動式溫度感測器114可操作以感測介於攝氏200至攝氏1200度的溫度。在其餘實施例中，可動式溫度感測器114可感測小於設置200度及大於攝氏1200度的溫度。可動式溫度感測器114可操作以感測攝氏0.1度內的溫度。在一不限定的示範性實施例中，可動式溫度感測器114可操作以量測晶圓110上介於攝氏300至攝氏700度的溫度。然而，應當理解的是，晶圓110上小於設置300度及大於攝氏700度的溫度也同樣可以被量測。

根據一實施例，可動式溫度感測器114可為一高溫計(pyrometer)。可動式溫度感測器(可動式高溫計)114是放置在矽晶圓110以及上圓頂部102的上方。在一些實施例中，可動式高溫計114係放置在反射器112的上方或用其他方式連結至反射器112。然而，在一些實施例中，可動式高溫計114可放置在下圓頂部104的下方。在一些方面上，可動式溫度感測器(可動式高溫計)114連結至磊晶成長腔100。在另一些方面上，可動式高溫計114未連結至磊晶成長腔100但用其他方式相對磊晶成長腔放置，如此以至於可動式高溫計114可操作以相對磊晶成長腔100移動。可動式高溫計114可操作以相對上圓頂部102、支架106、晶圓110、薄膜124或其任一組合移動。

如本領域所知，除了可動式溫度感測器114以外額外的可動式溫度感測器(圖未示)可被使用。在一些實施例中，此額外的感測器可放置在下圓頂部104下方，上圓頂部102上方或其組合。包括可動式溫度感測器114的溫度感測器可操作以監測磊晶成長腔100內部的溫度。在一些實施例中，對晶圓110的多個溫度進行量測。在其餘實施例中，對薄膜124的溫度進行量測。在另一些實施例中，對支架106的溫度進行量測。在又一些實施例中，對支架106、晶圓110、薄膜124或其任一組合的溫度進行量測。

應當理解的是，雖然第1、2圖顯示可動式高溫計114的位置，顯示於第1、2圖中可動式高溫計114的配置僅作為示範用。本領域具有通常知識者可體現出任何變化、替代及修改。

繼續參照第1、2圖，其顯示一導件(夾具)132是可操作的連結至可動式高溫計114。導件132挾持可動式高溫計114同時導引可動式高溫計114的移動。在一非限定示範性實施例中，可動式高溫計114在每一方向上移動150mm。在一些實施例中，可動式高溫計114在每一方向上可移動小於或大於150mm的距離。在另一些實施例中，可動式高溫計114在每一方向上移動的距離是取決於支架106的半徑、晶圓110的半徑、或薄膜124的半徑。換言之，可動式高溫計114可移動小於、等於或大於支架106的半徑、晶圓110的半徑、或薄膜124的半徑。

在一些實施例中，導件132可操作以導引可動式高溫計114在1.5mm的精確度內。如第1、2圖所示，導件132對齊徑向軸線154並導引可動式高溫計114沿徑向軸線154。徑向軸線154自支架106的中心部分140或自晶圓110的中心部分141向外沿伸。在一實施例中，徑向軸線154為固定，如此以至於當支架106以及晶圓110在磊晶成長腔100內部旋轉時徑向軸線154不致移動。

可動式高溫計114可移動式的連結至導件132，以允許可動式高溫計114相對磊晶成長腔100以及收容於磊晶成長腔100的內腔室105的內部的元件移動。在一實施例中，導件132相對磊晶成長腔100固定於定位。在一些實施例中，藉由固定方式裝設導件132至磊晶成長腔100上，導件132相對磊晶成長腔100固定於定位。如第1圖所示，導件132包括一裝設機構135，裝設機構135裝設導件132至磊晶成長腔100的一部份。本領域具有通常知識者應當理解的事，存在有多種方式裝設導件132，於是導件132相對磊晶成長腔100固定於定位。

在此示範性實施例中，導件132位於反射板122以及對應地上圓頂部102上方。在其餘實施例中(圖未示)，導件132可放置於下圓頂部104的下方。

導件132包括一第一端134及一相對的第二端136。導件132的第一端134靠近支架106的外部分138，且導件132的第二端136靠近支架106的中央部分140。相似的，導件132的第一端134靠近晶圓110的外部分150，且導件132的第二端136靠近晶圓110的中央部分141。

在部分實施例中，導件132更包括一軌道或一槽142形成在導件132的底部148。槽142可收納地挾持可動式高溫計114或以其他方式連結至可動式高溫計114，同時允許可動式高溫計114在槽142內部或沿著槽142移動。在一實施例中，槽(軌道)142包括導引可動式高溫計114移動的元件(圖未示)。控制器116可控制或使可動式高溫計114在槽142內部或沿著槽142移動。

槽142延伸於導件132的第一端134與導件132的第二端136之間。在一實施例中，槽142對齊於徑向軸線154。槽142具有的一第一端144以及一相對的第二端146。可動式高溫計114可操作以來回移動於槽142的第一端144與第二端146之間。在一實施例中，控制器116決定並控制可動式高溫計114在槽142內部或沿著槽142的位置。在一實施例中，可動式高溫計114的位置是傳送至控 制器116成為回饋網路的部分，如第3圖所示。

在一實施例中，槽142的第一端144靠近晶圓110的外部分150。在另一實施例中，槽142的第一端144靠近支架106的外緣176。在一些實施例中，槽142的第一端144與晶圓110的外部分150或者支架106的外緣176相隔。

在一實施例中，導件132的底部148實質平行於支架106。在一些實施例中，導件132是由合金鋼所構成。

參照第2圖並搭配參考第1圖，可動式高溫計114顯示於三個示範性位置上，當可動式高溫計114根據沿著導件132的槽142的箭頭168來回移動時。在第一位置160，可動式高溫計114可操作以獲得相對晶圓110的中心部分141的溫度讀數。在第二位置162，可動式高溫計114可操作以獲得相對晶圓110的中間部分137的溫度讀數。在第三位置164，可動式高溫計114可操作以獲得相對晶圓110的外部分150的溫度讀數。第一、第二及第三部分160、162、164僅表示數個可動式高溫計114沿著槽142的位置。並且，第一、第二及第三部分160、162、164可相對於支架106的中心部分、中間部分、與外部分，或者可相對於薄膜124的中心部分、中間部分、與外部分。

操作時，可動式高溫計114在槽142內部或沿著槽142並沿著徑向軸線154來回移動。在部分實施例中，可動式高溫計114以1m/s至10m/s的速度來回移動。在一實施例中，可動式高溫計114以5m/s的速度來回移動。可動式高溫計114可以小於1m/s或者大於10m/s的速度來回移動。當可動式高溫計114來回移動時，支架106以及晶圓110在磊晶成長腔100內部旋轉。在一些實施例中，支架106以及晶圓110以1rpm至100rpm的速度旋轉。在一實施例中，支架106以及晶圓110以30rpm的速度旋轉。支架106以及晶圓110可以小於1rpm或大於100rpm的速度旋轉。當支架106以及晶圓110旋轉時，來回移動可動式高溫計114於晶圓110 的中心部分141或晶圓110的中心172至晶圓110的外部分150，允許可動式高溫計114沿著晶圓110的表面156或者薄膜124的表面量測溫度。換言之，可動式高溫計114穿過晶圓110的表面156或者薄膜124的表面收集熱資料(thermal data)(溫度資料點)158或者，以允許控制器116產生薄膜124的熱像圖(thermal profile)。在一實施例中，熱資料158包括溫度數據以及對應於溫度數據的位置數據。熱資料158可對應多個溫度至在晶圓110或薄膜124上的多個特定地點。

至少根據一部分收集來自可動式高溫計114的熱資料158，控制器116可在磊晶成長腔100的內部即時形成一薄膜124的溫度分佈圖(thermal distribution contour or mapping)或者地圖(mapping)166，如第4圖所示。在另一些實施例中，溫度分佈圖166可利用來自可動式高溫計114的熱資料158以及來自包括其他多個溫度感測器的其他多個感測器的資料而形成。當支架106以及晶圓110旋轉時，藉由來回移動可動式高溫計114於晶圓110的中心部分141至晶圓110的外部分150，可動式高溫計114相較可動式高溫計114若處於固定的狀態可在一個旋轉週期產生超過兩百倍的資料。在一些實施例中，可動式高溫計114每秒可收集10000資料點(熱資料158)。溫度分佈圖或者地圖166可用於決定在薄膜124上多個位置的厚度152，亦即可以產生一個三維的地形，此地形在不同位置表明薄膜124的厚度。

參照第3、5圖並繼續搭配參考第1-2、4圖，控制器116詳細描述如下。在一實施例中，控制器116可即時動態調整溫度，於是導致薄膜124上特定地點的薄膜的厚度152可進行調整，以產生一致的厚度遍佈薄膜124。控制器116可基於熱資料158或溫度分佈圖166而執行此上述操作。

根據一實施例，可動式高溫計114提供充分的資料，例如在晶圓110或薄膜124上的特定地點的溫度至控制器116，以形成如第4圖所示的溫度分 佈圖166。在一實施例中，控制器116調整溫度分佈，亦即調整在磊晶成長腔100內部多個位置的溫度，以協助薄膜124形成一致的厚度。在一實施例中，控制器116調整在磊晶成長腔100特定位置的溫度是藉由改變每個熱來源112之間的電功率輸出(power output)而達成，並且可進一步改變不同熱來源112之間的電功率輸出比。在另一實施例中，控制器116可藉由改變氣體供應來源118的電功率輸出，以改變混合前驅物130噴射至內腔室105並沿著支架106或晶圓110的量進而調整溫度分佈的。在一些實施例中，可操控的壓力範圍介於1至600t0rr之間。在一實施例中，流速可介於10至1000sccm之間。

控制器116可使用回饋網路120以決定相對特定熱來源112的多個區域的溫度。基於傳送自動式高溫計114、多個熱來源112或者氣體供應來源118的回饋，控制器116可調整參數170以改變磊晶成長腔100的環境。在一示範性實施例中，控制器116可在偵測到相對於各個熱來源112的區域的溫度低於一個既定設定溫度時，指示一特定熱來源112提供更多電功率以及輻射能輸出。相似的，控制器116可在偵測到相對於各個熱來源112的區域的溫度高於一個既定設定溫度時，指示特定熱來源112切斷電功率以及輻射能輸出。在一實施例中，控制器116可操作以調整噴射在支架106或者晶圓110的混合前驅物130的流量。

第5圖顯示控制器116的一個實施例，控制器116可利用以控制如第3圖所示的可動式高溫計114、熱來源112、以及氣體供應來源118(收容有混合前驅物130)。控制器116可為任何形式的電腦處理器，此電腦處理器可用在工業設定中以控制加工機構，或者可為一般功能電腦平台，該電腦平台受程式化供此類控制。在一實施例中，控制器116可包括一處理單元202，例如一桌上型電腦、一工作台、一手提電腦或一客製化作為特定應用的專用單元(dedicate unit)。控制器116可配備有一顯示器204以及一或多個I/O元件206，例如多個指 示輸出、多個感測輸入、一滑鼠、一鍵盤、一印表機或該等組合或相似物。處理單元202可包括一中央處理器(CPU)208、記憶體210、大量處理器(mass storage device)212、影像轉接器214及連結至一匯流排218的I/O介面216。

匯流排218可為多種匯流排結構的任一或多種形式，包括一記憶體匯流排或者記憶體控制器、一周邊匯流排或者影像匯流排。中央處理器208可包括任何形式的電子資料處理器，並且記憶體可包括任何形式的系統記憶體，例如隨機存取記憶體(static random access memory,SRAM)，動態隨機存取記憶(dynamic random access memory,DRAM)或者唯讀記憶體(read-only memory,ROM)。大量處理器212包括可經由匯流排218讀取的任何用於儲存資料、程式及其他資訊或製造資料、程式及其他資訊的儲存裝置。大量處理器212可包括例如一或多個硬碟驅動裝置、磁碟驅動裝置或一光碟驅動裝置。

影像轉接器214以及I/O介面216提供介面以連結外部輸入及輸出裝置至處理單元202。如第5圖所示，輸入及輸出裝置的例子包括連結至影像轉接器214以及I/O介面216的顯示器204，及連結至I/O介面216像是滑鼠、鍵盤、印表機或其他相似的物。其餘裝置可連結至處理單元202以及其餘或者更少介面卡可被使用。舉例而言，一串列介面卡(serial interface card)(圖未示)可被使用以提供一串列介面(serial interface)供印表機。處理單元202亦可包括一網路介面220以有線連結至一區域網路(local area network,LAN)或者一廣域網路(wide area network,WAN)222以及/或者一無線連結。

應當理解的是控制器116可包括其他元件。舉例而言，控制器116可包括電源供應器、電線、主機板、可移除式儲存媒體、多個殼體、以及其他相似物。這些其於元件，雖然並未顯示於第5圖，但視為控制器116的一部份。

在操作上，一示範性製程用以形成一薄膜124的溫度分佈圖166 的步驟包括旋轉將會有薄膜124形成於其上的支架106；分配混合前驅物130至支架106以形成薄膜124；以及利用可動式高溫計114量測薄膜124上多個位置的多個溫度。可動式高溫計114可操作以沿著徑向軸線154移動，徑向軸線154延伸大約在晶圓110的中心部分141與晶圓110的外部分150之間。上述製程可更包括一控制器116接收多個溫度並決定薄膜124的厚度變異輪廓(thickness variation profile)。

在操作上，一示範性方法以動態調整薄膜124的厚度以及磊晶成長腔100是被提出。上述方法包括沿著徑向軸線154來回移動可動式高溫計114，可動式高溫計114可相鄰磊晶成長腔100放置；旋轉將會有薄膜124形成於其上的支架106；當可動式高溫計114來回移動時量測晶圓110或薄膜124上多個位置的溫度。上述方法更包括在薄膜124形成後，形成一薄膜124的溫度分佈(temperature profile)166；以及根據溫度分佈166決定在薄膜124內的厚度變異量，並調整一既定變異數以調整薄膜124的厚度。在部分實施例中，上述既定變異數為增加來自熱來源112的熱。在一些其餘實施例中，上述既定變異數為用於形成薄膜124的混合前驅物130的流速。

於此揭露的實施利用於即時監測薄膜124成長均勻度。根據薄膜124厚度的量測，即時或非即時，晶圓110或薄膜124上特定位置的厚度可被調整，以產生均勻厚度遍及整個薄膜124各處。沿著一部份的晶圓110來回移動可動式高溫計114允許遍及薄膜124的表面156的各處的溫度的動態監測。

以上雖然詳細描述了實施例及它們的優勢，但應該理解，在不背離所附申請專利範圍限定的本揭露的精神和範圍的情況下，對本揭露可作出各種變化、替代和修改。此外，本申請的範圍不旨在限制於說明書中所述的製程、機器、製造、物質組成、工具、方法和步驟的特定實施例。作為本領域的普通 技術人員將容易地從本揭露中理解，根據本揭露，可以利用現有的或今後將被開發的、執行與在本揭露所述的對應實施例基本相同的功能或實現基本相同的結果的製程、機器、製造、物質組成、工具、方法或步驟。因此，所附申請專利範圍旨在將這些製程、機器、製造、物質組成、工具、方法或步驟包括它們的範圍內。此外，每一個申請專利範圍構成一個單獨的實施例，且不同申請專利範圍和實施例的組合都在本揭露的範圍內。

106:支架

110:晶圓

114:可動式溫度感測器(可動式高溫計)

122:反射器

124:薄膜

132:導件(夾具)

142:槽(軌道)

154:徑向軸線

156:表面

158:熱資料(溫度資料點)

160:第一位置

162:第二位置

164:第三位置

168:箭頭

172:中心

174:窗

Claims (10)

1. 一種基板加工腔，具有一加工表面，包括：一導件，相對於該基板加工腔固定於定位；以及一可動式高溫計，連結該導件，該可動式高溫計可沿一徑向軸線移動，該徑向軸線大致延伸於該加工表面的中心至該加工表面的一外表面之間，其中該可動式高溫計可進行操作，以沿該徑向軸線監測在該基板加工腔內部的溫度。
2. 一種磊晶薄膜生長製程，包括：於一加工腔內旋轉一單一晶圓，其中該加工腔包含一感測器，該單一晶圓放置於該感測器上，其中該加工腔包含位於該單一晶圓之上方的一圓頂內表面和位於該單一晶圓之上的一反射器；利用一第一熱來源和一第二熱來源加熱該單一晶圓，其中該第一熱來源和該第二熱來源耦接至一控制器，其中該控制器獨立地控制該第一熱來源和該第二熱來源；將複數種前驅物分配到該單一晶圓中以在該單一晶圓上形成一磊晶薄膜生長；利用一高溫計在該單一晶圓上的複數個第一位置量測複數個溫度，其中該些第一位置定義一螺旋圖案，該螺旋圖案延伸於該單一晶圓的一中央部分與該單一晶圓的一外緣之間，其中該些溫度經由一窗而被量測；提供該些溫度至該控制器，其中該控制器通信地耦接該第一熱來源、該第二熱來源、一氣體供應來源和該高溫計；當該磊晶薄膜生長正在形成時，決定複數個第二位置上之該磊晶薄膜生長的一厚度變異輪廓；以及基於該厚度變異輪廓，該調整該第一熱來源、該第二熱來源或該氣體供應來 源。
3. 如申請專利範圍第2項所述之磊晶薄膜生長製程，其中該高溫計沿一徑向軸線移動，且該徑向軸線是一維的。
4. 一種磊晶薄膜生長方法，包括：將一單一晶圓置於一磊晶薄膜生長腔中，該磊晶薄膜生長腔具有一圓頂部分位於該單一晶圓的一第一表面上方，該磊晶薄膜生長腔具有一反射器位於該單一晶圓的該第一表面的上方，且該反射器具有一窗；調整一氣體流速與一溫度以影響在該單一晶圓的該第一表面的一磊晶薄膜生長，該氣體流速與該溫度藉由一控制器所控制，該溫度藉由複數個熱來源所調整，其中該些複數個熱來源包含位於該單一晶圓下方的一第一熱來源和一第二熱來源；沿著一徑向軸線移動鄰近於該磊晶薄膜生長腔的一高溫計，該高溫計定位於該磊晶薄膜生長腔之外，其中該高溫計經由該窗感測在該磊晶薄膜生長腔中的該單一晶圓的該第一表面上的該磊晶薄膜生長的一表面的多個溫度；旋轉該單一晶圓，其中該磊晶薄膜生長腔形成於該單一晶圓的該第一表面上，該單一晶圓繞著該單一晶圓的一中心軸旋轉；當該高溫計沿著該徑向軸線來回移動時，在該單一晶圓的複數個位置量測該單一晶圓的一溫度，該量測於該磊晶薄膜生長的厚度增加時進行，該些位置形成一螺旋圖案延伸於該單一晶圓的一中央部分至該單一晶圓的一外緣；將該單一晶圓的複數個位置的溫度傳達給該控制器，其中當該磊晶薄膜生長正在形成時，該控制器形成該磊晶薄膜生長的一溫度輪廓；以及基於該溫度輪廓，決定該磊晶薄膜生長中之不同位置的厚度變異量，並調整該氣體流速或該溫度以調整再該磊晶薄膜生長中之該不同位置的該磊晶生長的一厚度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之磊晶薄膜生長方法，其中調整該溫度包含增加該第一熱來源的一溫度。
6. 如申請專利範圍第4項所述之磊晶薄膜生長方法，其中調整該氣體流速包含增加用於該磊晶薄膜生長的複數種前驅物的一流速。
7. 一種磊晶薄膜生長方法，包括：將一晶圓放置於一加工腔的一台上，其中該加工腔包含一氣體入口將一氣體供應來源耦接至該加工腔、一氣體出口、一位於該台上方的圓頂內表面、一位於該台上方的反射器、複數個熱來源與一控制器，其中該控制器配置成獨立地控制該些熱來源與經過該氣體入口的一氣體流速，其中該些熱來源包含位於該台下方的一第一熱來源和一第二熱來源；當複數種前驅物經由該氣體入口分配至該加工腔中且當該些熱來源提供熱時，旋轉該晶圓，以在該台上的該晶圓的一第一表面形成一磊晶薄膜生長；當在加工腔中的該台上的該晶圓被旋轉時：使用一溫度感測器量測該晶圓上的一第一位置的該晶圓之一第一溫度，該第一位置靠近該晶圓的一中心；移動該溫度感測器從在該晶圓上的該第一位置至該晶圓上的一第二位置，該第二位置不同於該第一位置，其中移動該溫度感測器包含當該晶圓在一既定方向旋轉時，在該晶圓上方沿著一直線移動該溫度感測器；使用該溫度感測器量測該晶圓上的該第二位置的該晶圓之一第二溫度；以及量測該晶圓的複數個附加溫度位於在該晶圓上的該第一位置所量測之該晶圓的該第一溫度和在該晶圓上的該第二位置所量測之該晶圓的該第二溫度之間，該些附加溫度於該晶圓上所定義之一螺旋圖案的複數個位置進行量測，該螺旋圖案從該晶圓的一中央部分延伸至一外部分，該晶圓為一單一晶圓； 基於在該第一位置的該第一溫度、在該第二位置的該二溫度與該些附加溫度，決定該磊晶薄膜生長的一厚度輪廓，當該磊晶薄膜生長正在形成時，進行該決定；以及當該晶圓正在旋轉且當該磊晶薄膜生長正在形成時，調整經由該氣體入口的該氣體流速、該第一熱來源的一溫度或該第二熱來源的一溫度，該調整依據該厚度輪廓。
8. 如申請專利範圍第7項所述之磊晶薄膜生長方法，其中該溫度感測器沿著一徑向軸線移動，該徑向軸線延伸平行於一線，該線從該晶圓的一中心部分延伸。
9. 如申請專利範圍第7項所述之磊晶薄膜生長方法，其中移動該溫度感測器包含在以一直線方式移動該溫度感測器。
10. 如申請專利範圍第7項所述之磊晶薄膜生長方法，其中該調整係調整該第一熱來源的一溫度。

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