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TW201610215A - 用於低熱預算處理的循環尖峰退火化學曝露 - Google Patents

用於低熱預算處理的循環尖峰退火化學曝露 Download PDF

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Publication number
TW201610215A
TW201610215A TW104108832A TW104108832A TW201610215A TW 201610215 A TW201610215 A TW 201610215A TW 104108832 A TW104108832 A TW 104108832A TW 104108832 A TW104108832 A TW 104108832A TW 201610215 A TW201610215 A TW 201610215A
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TW
Taiwan
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gas
substrate
processing chamber
assembly
vacuum
Prior art date
Application number
TW104108832A
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English (en)
Inventor
湯普森大衛
戴輝雄
馬丁派翠克Ｍ
麥克森堤摩西
納倫德爾納斯卡德薩拉Ｒ
維瑟爾羅伯特詹
徐晶晶
張林
Original Assignee
應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

本文提供用於在單個處理腔室內進行薄膜之連續沉積及退火之設備及方法。定位在處理腔室內與處理氣體隔絕之區域中的能源可用以在基板上快速形成並分解薄膜，同時不會由於超過所形成裝置之熱預算而損壞下伏層。

Description

用於低熱預算處理的循環尖峰退火化學曝露
本揭示案之實施例大體係關於用於處理基板之設備。更特定而言，本揭示案之實施例係關於用於處理腔室之模組化電容耦合電漿源，該等處理腔室包括批量處理器。
半導體裝置之形成通常在包含多個腔室之基板處理系統或平臺中實施，該等系統及平臺亦可被稱作群集工具。在一些情況下，多腔室處理平臺或群集工具之用途是在受控環境中在基板上順序地執行兩個或兩個以上製程。然而，在其他情況中，多個腔室處理平臺僅可在基板上執行單個處理步驟。可使用額外腔室以最大化處理基板之速率。在後者之情況下，在基板上執行之製程通常是批量製程，其中相對數量較多的基板(例如25或50個)在給定腔室中同時處理。批量處理以經濟可行之方式尤為有益於將在單個基板上執行之過於耗時之製程，如對於原子層沉積(atomic layer deposition；ALD)製程及一些化學氣相沉積(chemical vapor deposition；CVD)製程而言。
基板處理平臺之有效性常常藉由所有權的成本而經量化。所有權的成本儘管受諸多因數之影響，但主要受系統佔地面積及系統產量之影響，系統佔地面積亦即在製造廠房中操作系統所需之總佔地空間，系統產量亦即每小時處理之基板數目。佔地面積通常包括與系統相鄰、在進行維持時所需之進出面積。由此，儘管基板處理平臺可相對較小，但如若需要從所有側面進出以進行操作及維護，則系統之有效佔地面積仍可能過大。
在半導體製造期間，某些製程需要高溫以確保多種化學反應及物理反應得以完成。高溫製程之一個實例是矽之磊晶生長。當閘極堆疊中存在不能夠容忍高溫之下伏層時，執行高溫反應可能損壞或毀壞下伏層。前端線(front-end-of-line；FEOL)製程允許高溫製程，但在產物到達後端線(back-end-of-line；BEOL)之前時，常常存在不能容忍高溫製程之諸多層，從而限制能夠執行何種製程。
因此，目前該項技術中需要用於利用低熱預算在基板上處理高溫反應之設備及方法。
本揭示案之實施例係針對一處理腔室，該處理腔室包括大致圓形之氣體分配總成、大致圓形之晶座總成及至少一個能源。大致圓形之氣體分配總成在氣體分配總成之前面中包括複數個狹長氣埠。複數個狹長氣埠自氣體分配總成之內徑區域延伸至氣體分配總成之外徑區域。複數個氣埠包括至少一個第一反應性氣埠、淨化氣埠，及定位在第一反應性 氣埠與淨化氣埠之間的真空埠，該第一反應性氣埠用以將第一反應性氣體遞送至處理腔室，該淨化氣埠用以將淨化氣體遞送至處理腔室，且該真空埠用以將氣體從處理腔室中排出。大致圓形之晶座總成可使至少一個基板圍繞旋轉軸以大體上圓形之路徑旋轉。晶座總成定位在氣體分配總成下方，以使得晶座總成之頂表面大體上平行於氣體分配總成之前面。晶座總成具有內徑區域與外徑區域。至少一個能源經定向以將退火能導引向晶座總成之頂表面。
本揭示案之額外實施例係針對處理腔室，該等處理腔室包括大致圓形之氣體分配總成、大致圓形之晶座總成及至少一個能源。大致圓形之氣體分配總成在氣體分配總成之前面中包括複數個狹長氣埠。複數個狹長氣埠自氣體分配總成之內徑區域延伸至氣體分配總成之外徑區域。複數個氣埠依序包括第一反應性氣埠、第一真空埠、淨化氣埠，及第二真空埠，該第一反應性氣埠用以將第一反應性氣體遞送至處理腔室，該第一真空埠用以將氣體從處理腔室中排出，該淨化氣埠用以將淨化氣體遞送至處理腔室，及該第二真空埠用以將氣體從處理腔室中排出。大致圓形之晶座總成可使至少一個基板圍繞旋轉軸以大體上圓形之路徑旋轉。晶座總成定位在氣體分配總成下方，以使得晶座總成之頂表面大體上平行於氣體分配總成之前面。晶座總成具有內徑區域與外徑區域。至少一個能源定位在第一真空埠與第二真空埠之間，且經定向以將退火能導引向晶座總成之頂表面。退火能可在一方向上自晶座總成之內徑區域移至晶座總成之外徑區域。
本揭示案之其他實施例係針對處理方法。在處理腔室中將基板定位在可旋轉的晶座總成上。圍繞中心軸側向移動基板以將基板在氣體分配總成之第一反應性氣埠下方移動。第一反應性氣埠向處理腔室提供第一反應性氣體。將基板曝露於包括第一反應性氣體之第一製程條件，以在基板表面上形成部分薄膜。圍繞中心軸使基板側向移動穿過至少一個真空區域，該真空區域界定第一製程條件之邊界。氣體分配總成在真空區域中具有真空埠，以將氣體從處理腔室中排出。基板表面曝露於退火能以將部分薄膜轉化至薄膜。
20‧‧‧處理腔室
30‧‧‧氣體分配總成
32‧‧‧弧形路徑
33‧‧‧內圍緣
34‧‧‧外圍緣
40‧‧‧氣簾
60‧‧‧基板
61‧‧‧頂表面
65‧‧‧梭
66‧‧‧晶座
67‧‧‧頂表面
68‧‧‧凹槽
70‧‧‧軌跡
80‧‧‧第一處理站
82‧‧‧裝載鎖
84‧‧‧區域
85‧‧‧第二處理站
90‧‧‧輻射熱燈
100‧‧‧系統
110‧‧‧基板表面
120‧‧‧第一前驅物注入器
125‧‧‧氣埠
130‧‧‧第二前驅物注入器
135‧‧‧氣埠
140‧‧‧淨化氣體注入器
145‧‧‧氣埠
150‧‧‧泵送系統
155‧‧‧真空埠
155a‧‧‧第一真空埠
155b‧‧‧第二真空埠
160‧‧‧分區
198‧‧‧箭頭
200‧‧‧處理腔室
210‧‧‧間隙
220‧‧‧氣體分配總成
221‧‧‧注入器單元
225‧‧‧前面
227‧‧‧內圍緣
228‧‧‧外圍緣
230‧‧‧晶座總成
231‧‧‧外緣/外徑區域
232‧‧‧致動器
239‧‧‧內徑區域
240‧‧‧軸
241‧‧‧頂表面
243‧‧‧凹槽
260‧‧‧晶圓
272‧‧‧路徑
310‧‧‧能源
311‧‧‧退火能
312‧‧‧致動器
314‧‧‧鏡子
320‧‧‧控制器
330‧‧‧偵測器
為詳細理解本發明之上述特徵，可藉由參考實施例對上文中簡短概述之本揭示案進行更特定之描述，該等實施例中之一些在附圖中進行圖示。然而，應注意，附圖僅圖示本發明之典型實施例，因此將不被視作限制本發明發明之範疇，因為本發明可承認其他同樣有效的實施例。
第1圖是依據本揭示案之一或更多個實施例的空間原子層沉積腔室之橫剖面側視圖；第2圖圖示依據本揭示案之一或更多個實施例的晶座之透視圖；第3圖圖示依據本揭示案之一或更多個實施例的扇形氣體分配總成之示意圖；第4圖是依據本揭示案之一或更多個實施例的基板處理系統之示意性平面視圖，該基板處理系統配置有四個氣體分配總成單元，該等單元具有一裝載站； 第5圖是基板處理系統之示意性平面視圖，該基板處理系統配置有三個氣體分配總成單元；第6圖圖示依據本揭示案之一或更多個實施例的處理腔室之橫剖面視圖；第7圖圖示依據本揭示案之一或更多個實施例的晶座總成及氣體分配總成單元之透視圖；第8圖圖示依據本揭示案之一或更多個實施例的處理腔室之橫剖面視圖；第9圖圖示依據本揭示案之一或更多個實施例的扇形氣體分配總成之示意圖；第10圖圖示依據本揭示案之一或更多個實施例的扇形氣體分配總成之一部分之示意圖；第11A圖圖示依據本揭示案之一或更多個實施例的具有能源之氣體分配總成的示意性橫剖面視圖；及第11B圖圖示依據本揭示案之一或更多個實施例的具有能源之氣體分配總成的示意性橫剖面視圖。
本揭示案之實施例提供用於進行連續基板沉積之基板處理系統，以最大化產量並改良處理效率及均勻性。基板處理系統亦可用於預沉積及沉積後之基板處理。本揭示案之實施例係關於用於提高批量處理器中之沉積均勻性之設備及方法。
如本說明書及所附專利申請範圍中所使用，術語「基板」及「晶圓」可互換使用，該兩者皆關於在其上方進行製 程之表面或表面之部分。熟習該項技術者亦將理解，對基板之引用亦可僅涉及基板之一部分，除非上下文明確另行指示。例如，在空間分隔之ALD中，相對於第1圖所述，每一前驅物被遞送至基板，但任何單一前驅物流在任一給定時間僅被遞送至基板之一部分。此外，對在基板上進行沉積之引用可意謂著裸基板及在其上方沉積或形成有一或更多個薄膜或特徵之基板。
如本說明書及所附專利申請範圍中所使用，術語「反應性氣體」、「前驅物」、「反應物」等等可互換使用，以意謂著包括在原子層沉積製程中具有反應性的物種之氣體。例如，第一「反應性氣體」可僅吸附在基板表面上且可用於與第二反應性氣體之進一步化學反應。
本揭示案之態樣係關於短時雷射尖峰退火與沉積製程中之共同使用。雷射快速掃描晶圓且使晶圓在極短時間內極熱。該等雷射並非通常在沉積製程期間完成，因為雷射會干擾沉積氣體，而氣體將干擾雷射光學。
在一或更多個實施例中，將雷射尖峰退火與空間原子層沉積製程結合。薄膜沉積可在化學區域中執行，將晶圓移至雷射區域，晶圓在該區域中變硬，然後返回化學區域以進行額外沉積。例如，矽烷在300℃下吸附在晶圓表面上，但在10,000℃之前不定型。利用雷射尖峰退火製程，矽烷可在較低溫度下沉積，然後短暫曝露於雷射高溫下，同時不損壞下伏層。在一些實施例中，尖峰退火可以在雷射處理表面之前將氣體排出腔室之暫時方式完成，或藉由將晶圓移至單獨 處理腔室進行雷射處理而完成。
第1圖是依據本揭示案之一或更多個實施例的處理腔室20之一部分之示意性橫剖面視圖。處理腔室20大致是可密封圍封件，該腔室在真空或至少低壓條件下操作。系統100包括能夠跨於基板60之整個頂表面61分配一或更多種氣體之氣體分配總成30。氣體分配總成30可為熟習該項技術者所熟知之任一適合總成，且所述特定氣體分配總成不應被視作限制本發明之範疇。氣體分配總成30之輸出面面對基板60之第一表面61。
用於本揭示案之實施例之基板可為任何適合基板。在一些實施例中，基板為剛性、離散、大體平面之基板。如本說明書及所附專利申請範圍中所使用，術語「離散」在指示基板時意謂著該基板具有固定尺寸。一或更多個實施例之基板是半導體基板，如200毫米或300毫米直徑之矽基板。在一些實施例中，基板是矽、矽鍺、砷化鎵、氮化鎵、鍺、磷化鎵、磷化銦、藍寶石及碳化矽中之一或更多者。
氣體分配總成30包括複數個氣埠及安置於每兩個氣埠之間的複數個真空埠，氣埠用以將一或更多種氣流傳輸至基板60，且真空埠用以將氣流傳輸至處理腔室20以外。在第1圖之實施例中，氣體分配總成30包括第一前驅物注入器120、第二前驅物注入器130及淨化氣體注入器140。注入器120、130、140可由諸如主機之系統電腦(未圖示)控制，或由諸如可程式化邏輯控制器之特定於腔室的控制器控制。前驅物注入器120經由複數個氣埠125將連續的(或脈衝式) 化合物A反應性前驅物流注入處理腔室20。前驅物注入器130經由複數個氣埠135將連續的(或脈衝式)化合物B反應性前驅物流注入處理腔室20。淨化氣體注入器140經由複數個氣埠145將連續的(或脈衝式)非反應性氣體或淨化氣體流注入處理腔室20。淨化氣體從處理腔室20中移除反應性材料及反應性副產物。淨化氣體通常是惰性氣體，如氮、氬及氦。氣埠145安置在氣埠125與氣埠135之間，以便分隔化合物A之前驅物與化合物B之前驅物，由此避免前驅物之間交叉污染。
在另一態樣中，遠端電漿源(未圖示)可在將前驅物注入處理腔室20之前連接至前驅物注入器120及前驅物注入器130。可藉由在遠端電漿源內將電場應用於化合物而產生反應性物種之電漿。可使用能夠活化指定化合物之任何電源。例如，可使用基於直流電(DC)、射頻(radio frequency；RF)，及微波(microwave；MW)之放電技術之電源。如若使用射頻電源，則該電源可為電容式或電感式耦合。亦可藉由基於熱之技術、氣體擊穿技術、高能光源(例如紫外線(UV)能)或曝露於X射線源來進行活化。示例性遠端電漿源可購自諸如美國萬機儀器有限公司及先進能源工業公司之供應商。
系統100進一步包括連接至處理腔室20之泵送系統150。泵送系統150大致經配置以將氣流經由一或更多個真空埠155而從處理腔室20中排出。真空埠155安置在每兩個氣埠之間，以便在氣流與基板表面反應之後將氣流從處理腔室20中排出，且進一步限制前驅物之間的交叉污染。
系統100包括複數個分區160，該等分區安置在處理腔室20上的每兩個埠之間。每一分區之下部部分延伸至基板60之第一表面61附近，例如與第一表面61相距約0.5毫米或以上。以此方式，分區160之下部部分與基板表面相隔達一距離，在氣流與基板表面反應之後，該距離足以允許氣流流經下部部分以流向真空埠155。箭頭198指示氣流方向。由於分區160用作對於氣流而言之實體阻障層，因此該等分區亦限制前驅物之間的交叉污染。圖示排列僅以說明為目的，且不應被視作限制本發明之範疇。熟習該項技術者將理解，圖示之氣體分配系統僅為一個有可能之分配係統，且亦可採用另一類型之噴淋頭及氣體分配總成。
此類別之原子層沉積系統(亦即多種氣體同時分別流向基板)被稱作空間ALD。在操作中，將基板60遞送(例如藉由機器人)至處理腔室20，且在進入處理腔室之前及之後可將基板60置於梭65上。梭65沿軌跡70或其他一些適合之移動機構移動通過處理腔室20，在氣體分配總成30下方(或上方)經過。在第1圖中圖示之實施例中，梭65以直線路經移動通過腔室。在下文中進一步說明之第3圖圖示一實施例，該實施例中，晶圓沿圓形路徑移動通過旋轉料架處理系統。
請返回參看第1圖，當基板60移動通過處理腔室20時，基板60之第一表面61重複地曝露於來自氣埠125之反應性氣體A及來自氣埠135之反應性氣體B，淨化氣體來自該兩個氣埠之間的氣埠145。淨化氣體之注射經設計以在將 基板表面110曝露於下一前驅物之前，從上一前驅物中移除未反應材料。在每一次曝露於多個氣流(例如反應性氣體或淨化氣體)之後，由泵送系統150將氣流經由真空埠155排出。由於真空埠可安置在每一氣埠兩側，因此，氣流經由兩側真空埠155排出。因此，氣流自各個氣埠垂直向下流向基板60之第一表面61，流經整個基板表面110及分區160之下部部分周圍，且最終向上流向真空埠155。以此方式，每一氣體可在整個基板表面110上均勻分配。箭頭198指示氣體流動方向。基板60亦可在曝露於多個氣流之同時旋轉。基板旋轉可有助於阻止在所形成之層中形成條紋。基板旋轉可為連續旋轉或間歇步驟旋轉，且可在基板在氣體分配總成30下方經過之同時發生，或當基板位於氣體分配總成30之前及/或之後一區域中時發生。
在氣體分配總成30之後大致提供充足間隔以確保完全曝露於最後的氣埠。一旦基板60已在氣體分配總成30下方完全經過，則第一表面61已完全曝露於處理腔室20中之每一氣埠。隨後可將基板運輸返回相對方向或向前運輸。如若基板60向相對方式移動，則基板表面可以與第一次曝露相反之次序再次曝露於反應性氣體A、淨化氣體，及反應性氣體B。
基板表面110曝露於每一氣體之程度可由例如出自氣埠之每一氣體之流率及基板60之移動速率而決定。在一個實施例中，每一氣體之流率受控制以便不從基板表面61移除所吸附之前驅物。每一分區之間的寬度、安置在處理腔室20 上之氣埠數目，且基板橫穿氣體分配總成之次數亦可決定基板表面61曝露於多種氣體之程度。因此，沉積薄膜之數量及品質可藉由改變上文參考因數而經最佳化。
儘管已進行製程描述，其中氣體分配總成30將氣流向下導引向定位在氣體分配總成下方之基板，但將理解，此方向可能是不同的。在一些實施例中，氣體分配總成30將氣流向上導引向基板表面。如本說明書及所附專利申請範圍中所使用，術語「橫穿」意謂著基板已從氣體分配總成之一側移至另一側，以便整個基板表面曝露於來自氣體分配板之每一氣流。在沒有額外描述之情況下，術語「橫穿」不暗指氣體分配總成、氣流或基板位置之任一特定定向。
在一些實施例中，梭65是用於承載基板60之晶座66。一般而言，晶座66是有助於跨於基板形成均勻溫度的載體。晶座66可雙向移動(從左至右及從右至左，相對於第1圖中之排列)或以圓形方向移動(相對於第3圖)。晶座66具有用於承載基板60之頂表面67。晶座66可為經加熱晶座以便基板60可經加熱以用於處理。舉例而言，晶座66可藉由安置在晶座66下方之輻射熱燈90、加熱板、電阻線圈或其他加熱裝置而加熱。
在又一實施例中，晶座66之頂表面67包括凹槽68以接受基板60，如第2圖所示。晶座66厚度大致厚於基板厚度，以便基板下方有晶座材料。在一些實施例中，凹槽68之尺寸使得當基板60安置在凹槽68內側時，基板60之第一表面61與晶座66之頂表面67平齊或大體上共面。換言之，一 些實施例之凹槽68之尺寸使得當基板60安置在該凹槽中時，基板60之第一表面61不凸出於晶座66之頂表面67之上方。如本說明書及所附專利申請範圍中所使用，術語「大體上共面」意謂著晶圓頂表面及晶座總成頂表面共面，容差在±0.2毫米內。在一些實施例中，頂表面為共面，容差在±0.15毫米、±0.10毫米，或±0.05毫米內。
第1圖圖示處理腔室之橫剖面視圖，該圖圖示該處理腔室中之單個氣埠。本實施例可為線性處理系統或扇形區段，在線性處理系統中，單個氣埠之寬度在氣體分配板之整個寬度上大體相同，在扇形區段中，單個氣埠變更寬度以與扇形相符。第3圖圖示扇形氣體分配總成30之一部分。基板將以弧形路徑32橫穿此氣體分配總成30。單個氣埠125、135、145、155中之每一者具有較窄寬度及較大寬度，該較窄寬度接近氣體分配總成30之內圍緣33，較大寬度接近氣體分配總成30之外圍緣34。單個埠之形狀或深寬比可與氣體分配總成30區段之形狀或深寬比成正比，或不同於該形狀或深寬比。在一些實施例中，單個埠之形狀使得遵循路徑32橫穿氣體分配總成30之晶圓之每一點將在每一氣埠下停留相同時間。基板路徑可垂直於氣埠。在一些實施例中，每一氣體分配總成包括複數個狹長氣埠，該等狹長氣埠在大體上垂直於基板所橫穿之路徑之方向延伸。如本說明書及所附專利申請範圍中所使用，術語「大體是垂直」意謂著一般移動方向約垂直於氣埠軸。對於扇形氣埠而言，氣埠軸可被視作一線，該線界定為埠寬度的中點，該中點沿埠之長度延伸。如下文 中進一步描述，每一單個扇形區段可經配置以遞送單一反應性氣體或多個經空間分隔之反應性氣體，或上述兩者之組合(例如在典型CVD製程中時)。
具有多個氣體注入器之處理腔室可用以同時處理多個晶圓，以使得晶圓經歷相同製程流程。例如，如第4圖所示，處理腔室100具有四個氣體注入器總成30及四個晶圓60。在處理開始時，晶圓60可定位在注入器總成30之間。旋轉旋轉料架之晶座66達45度將使得每一晶圓60移至注入器組件30以進行薄膜沉積。此定位是第4圖所示定位。額外45度旋轉將使晶圓60移離注入器總成30。利用空間ALD注入器，在晶圓相對於注入器組件之移動期間，薄膜沉積在晶圓上。在一些實施例中，晶座66旋轉以使得晶圓60在注入器總成30下方不停止。晶圓60及氣體分配總成30之數目可能相同或不同。在一些實施例中，正在處理之晶圓之數目與存在的氣體分配總成數目相同。在一或更多個實施例中，正在處理之晶圓之數目是氣體分配總成數目之整數倍數。例如，如若存在四個氣體分配總成，則存在4x個正在處理之晶圓，其中x是大於或等於一之整數值。
第4圖中圖示之處理腔室100僅可表示一個可能配置及不應被視作限制本發明之範疇。此處，處理腔室100包括複數個氣體分配總成30。在圖示之實施例中，處理腔室100周圍有四個均勻間隔之氣體分配總成30。圖示之處理腔室100為八邊形，然而熟習該項技術者將理解，此形狀是一個可能之形狀，且不應被視作限制本發明之範疇。氣體分配總成30 經圖示為矩形，但熟習該項技術者將理解，氣體分配總成可為扇形區段，如第3圖中所圖示。此外，每一區段可經配置以按空間類型排列遞送氣體，該排列具有多個不同的反應性氣體自同一區段流出，或經配置以遞送單一反應性氣體或反應性氣體之混合物。
處理腔室100包括基板支撐件設備，該設備圖示為圓形晶座66或晶座總成。基板支撐件設備或晶座66能夠使複數個基板60在每一氣體分配總成30下方移動。裝載鎖82可連接至處理腔室100之側面以允許從腔室100裝載或卸載基板60。
處理腔室100可包括複數個或一組第一處理站80，該等站定位在複數個氣體分配總成30中任兩者或每兩者之間。在一些實施例中，每一第一處理站80向基板60提供相同處理。
處理站及不同類型之處理站的數目可依據製程而不同。例如，可有一個、兩個、三個、四個、五個、六個、七個或七個以上之處理站定位在氣體分配總成30之間。每一處理站可獨立地提供與其他每組處理站不同之處理，或可存在同一類型與不同類型之處理的混合。在一些實施例中，單個處理站中之一或更多者提供與其他單個處理站中之一或更多者不同的處理。第4圖中圖示之實施例圖示四個彼此之間相隔一空間之氣體分配總成，該等空間中可包括某個類型之處理站。然而，由此圖式可易於設想，處理腔室可易於結合八個氣體分配總成，總成之間具有氣簾。
在第5圖所示之實施例中，一組第二處理站85定位在第一處理站80與氣體分配總成30之間，以使得旋轉通過處理腔室100之基板60將先遇到(依據基板60起始位置而定)氣體分配總成30、第一處理站80及第二處理站85，後遇到上述各者中任一者之第二者。例如，如第5圖所示，如若基板起始於第一處理站80，則該基板將依次見到第一處理站80、氣體分配總成30，及第二處理站85，然後遇到第二個第一處理站85。
處理站可向基板、基板上之薄膜，或晶座總成提供任一適合類型之處理。例如，紫外線燈、閃光燈、電漿源及加熱器。隨後，晶圓在具有氣體分配總成30之位置與具有例如噴淋頭之位置之間移動，該噴淋頭遞送電漿至晶圓。電漿站被稱作處理站80。在一或更多個實例中，氮化矽薄膜可在每一沉積層之後利用電漿處理而形成。在表面飽和時由於ALD反應在理論上為自限制，因此額外曝露於沉積氣體將不會損壞薄膜。
旋轉料架之旋轉可為連續的或間歇的。在連續處理中，晶圓恆定旋轉以便該等晶圓依次曝露於每一注入器。在間歇處理中，晶圓可移至注入器區域及停止，然後移至注入器之間的區域84及停止。例如，旋轉料架可旋轉以便晶圓從注入器間區域移動橫穿注入器(或在注入器鄰近處停止)及移至下一注入器間區域，晶圓可在該區域中再次暫停。在注入器之間暫停可為每一次層沉積(例如曝露於電漿)之間的額外處理步驟提供時間。
在一些實施例中，處理腔室包括複數個氣簾40。每一氣簾40產生阻障層，以阻止來自氣體分配總成30之處理氣體從氣體分配總成區域遷移之移動及來自處理站80之氣體從處理站區域遷移之移動，或將該等移動降至最低。氣簾40可包括氣體與真空流之任一適合組合，該組合可使單個處理區段與相鄰區段隔絕。在一些實施例中，氣簾40是淨化(或惰性)氣流。在一或更多個實施例中，氣簾40是從處理腔室移除氣體之真空流。在一些實施例中，氣簾40是淨化氣體與真空流之組合，以使得依次存在淨化氣流、真空流及淨化氣流。在一或更多個實施例中，氣簾40是真空流與淨化氣流之組合，以便依次存在真空流、淨化氣流及真空流。第4圖圖示之氣簾40定位在每一氣體分配總成30與每一處理站80之間，但應理解可定位在沿處理路徑之任何一或更多點處。
第6圖圖示處理腔室200之實施例，該處理腔室200包括氣體分配總成220(亦被稱作注入器)及晶座總成230。在此實施例中，晶座總成230是剛性體。一些實施例之剛性體具有不大於0.05毫米之下垂容差。致動器232置於例如晶座總成230之外徑區域處之三個位置。如本說明書及所附專利申請範圍中所使用，術語「外徑」及「內徑」係指分別接近外圍緣及內緣之區域。外徑並未到達晶座總成230之極外邊緣(例如接近軸240)處之特定位置，而是接近晶座總成230之外緣231之區域。此情況在第6圖中根據致動器232之放置可見。致動器232之數目可在一至符合實體可用空間範圍的任何數目中變化。一些實施例中有兩、三、四或五組 致動器232定位在外徑區域231中。如本說明書及所附專利申請範圍中所使用，術語「致動器」係指任何單組件或多組件機構，該機構能夠使晶座總成230或晶座總成230之一部分移向或移離氣體分配總成220。例如，致動器232可用以確保晶座總成230大體上與氣體分配總成220平行。如本說明書及所附之專利申請範圍中所使用，針對此情況所使用之術語「大體上平行」意謂著相對於組件之間的距離，組件之平行性變化不超過5%。
一旦從致動器232將壓力應用於晶座總成230，則晶座總成230可調平。當由致動器232應用壓力時，間隙210距離可經設定以處於約0.1毫米至約2.0毫米範圍內，或約0.2毫米至約1.8毫米範圍內，或約0.3毫米至約1.7毫米範圍內，或約0.4毫米至約1.6毫米範圍內，或約0.5毫米至約1.5毫米範圍內，或約0.6毫米至約1.4毫米範圍內，或約0.7毫米至約1.3毫米範圍內，或約0.8毫米至約1.2毫米範圍內，或約0.9毫米至約1.1毫米範圍內，或為約1毫米。
晶座總成230定位在氣體分配總成220下方。晶座總成230包括頂表面241及在可選情況下位於頂表面241中之至少一個凹槽243。依據正在處理之晶圓260之形狀及尺寸而定，凹槽243可為任一適合之形狀及尺寸。在圖示之實施例中，凹槽241在凹槽241外圍緣周圍具有臺階區域。臺階之尺寸可支撐晶圓260之外圍緣。晶圓260中由臺階支撐之外圍緣的量可依據例如晶圓厚度及晶圓背側已存在之特徵之存在而改變。
在一些實施例中，如第6圖所示，晶座總成230之頂表面241中之凹槽243之尺寸使得支撐在凹槽243中之晶圓260具有與晶座總成230之頂表面241大體上共面的頂表面261。如本說明書及所附專利申請範圍中所使用，術語「大體上共面」意謂著晶圓頂表面及晶座總成頂表面共面，容差在±0.2毫米內。在一些實施例中，頂表面為共面，容差在±0.15毫米、±0.10毫米，或±0.05毫米內。
第6圖之晶座總成230包括支柱240，該支柱能夠升舉、降低及旋轉晶座總成230。晶座總成230可包括加熱器或氣體管線，或支柱240中心內之電氣組件。支柱240可為增大或減小晶座總成230與氣體分配總成220之間的間隙，將晶座總成230移至大致位置之主要手段。然後，致動器232可對晶座總成之位置進行微量調整以產生所需間隙。
第6圖中圖示之處理腔室100是旋轉料架類型之腔室，在該腔室中，晶座總成230可固持複數個晶圓260。氣體分配總成220可包括複數個單獨注入器單元221，當晶圓在注入器單元221之下移動時，每一注入器單元221皆能夠在晶圓260上沉積薄膜或薄膜的一部分。第7圖圖示旋轉料架類型之處理腔室200之透視圖。兩個扇形注入器單元221經圖示定位在近似於晶座總成230相對側上及上方。圖示注入器單元221之此數目僅以說明為目的。應理解，可包括更多或更少的注入器單元221。在一些實施例中，有充足數目之扇形注入器單元221以形成一形狀，該形狀符合晶座總成230之形狀。在一些實施例中，每一單個扇形注入器單元221可在 不影響其他注入器單元221中任何者之情況下獨立地移動、移除及/或更換。例如，可升舉一個區段以允許機器人進出晶座總成230與氣體分配總成220之間的區域以裝載/卸載晶圓260。
第8圖圖示本揭示案之另一個實施例，在該實施例中，晶座總成230並非剛性體。在一些實施例中，晶座總成230具有一下垂公差，該公差不大於約0.1毫米，或不大於約0.05毫米，或不大於約0.025毫米，或不大於約0.01毫米。由此，存在置於晶座總成230之外徑區域231及內徑區域239處之致動器232。致動器232可定位在晶座總成230之內圍及外圍周圍之任一適合數目之位置處。在一些實施例中，致動器232置於外徑區域231及內徑區域239之三個位置處。外徑區域231及內徑區域239處之致動器232向晶座總成230施加壓力。
第9圖圖示依據本揭示案之一或更多個實施例之氣體分配總成220。該圖圖示大致圓形氣體分配總成220之一部分或一區段之前面225。如本說明書及所附專利申請範圍中所使用，術語「大致共面」意謂著組件之整體形狀沒有任何小於80度之角。因此，大致上之圓形可具有任何形狀，包括正方形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形，等等。大致上之圓形不應被視作將形狀限制為圓或完美多邊形，而是亦可包括橢圓形及不完美的多邊形。氣體分配總成220在前面225中包括複數個狹長氣埠125、135、145。氣埠從內徑區域239伸出至氣體分配總成220之外徑區域231。
複數個氣埠包括第一反應性氣埠125及淨化氣埠145，該第一反應性氣埠125用以將第一反應性氣體遞送至處理腔室，且該淨化氣埠145用以將淨化氣體遞送至處理腔室。第9圖中圖示之實施例亦包括第二反應性氣埠135以用以將第二反應性氣體遞送至處理腔室。
真空埠155將第一反應性氣埠125及第二反應性氣埠135與相鄰的淨化氣埠145分隔。換言之，真空埠定位在第一反應性氣埠125與淨化氣埠145之間及第二反應性氣埠135與淨化氣埠145之間。真空埠將氣體從處理腔室中排出。在第9圖中圖示之實施例中，真空埠155在反應性氣埠各個側面周圍延伸，以使得每一個第一反應性氣埠125與第二反應性氣埠135的內圍緣227及外圍緣228上有真空埠155之一部分。
在使用中，基板沿路徑272在氣體分配板220鄰近處經過。在運輸中，基板將依以下次序遇到流入腔室或流出腔室之氣流：淨化氣埠145、第一真空埠155a、第一反應性氣埠125、第二真空埠155b、淨化氣埠145、第一真空埠155a、第二反應性氣埠135及第二真空埠155b。第一真空埠155a及第二真空埠155b經圖示連接成為單一真空埠155。
至少一個能源310經定向以將退火能導引向晶座總成之頂表面。如本說明書及所附專利申請範圍中所使用，術語「能源」用以描述能夠向晶座總成之一部分(或更具體而言向支撐在晶座總成上之基板)提供充足能之裝置。根據一些實施例，所提供之被稱作「退火能」之能量能夠在小於約 100奈秒，或小於約50奈秒，或小於約40奈秒，或小於約30奈秒，或小於約20奈秒，或小於約10奈秒之時間框內使基板表面之一部分之溫度升至約1000℃，或900℃，或800℃，或700℃，或600℃，或500℃，或400℃。來自退火能之溫度尖峰足以分解吸附至表面之分子，而不損壞下伏層。由能源310提供之退火能提供表面加熱以產生從約200-350℃至約700-900℃之溫度尖峰，且在小於約100奈秒的時間內返回至約200-350℃。在曝露於退火能之後的冷卻速率快於熱可傳遞至整塊基板(亦即下伏層)之速率。
能源大致經調適以遞送電磁能來對基板表面中某些所需區域進行退火。典型電磁能源包括但不限於光輻射源(例如雷射)、電子束源、離子束源、微波能源、可見光來源及紅外線來源。能源可為連續的或脈衝式的。對於在含矽基板上執行之雷射退火製程而言，輻射波長通常小於約800奈米，及可以深紫外線、紅外線或其他波長遞送。在一或更多個實施例中，能源可為諸如雷射之強光來源，該來源經調適以按約500奈米與約11微米之間的波長遞送輻射。
在一些實施例中，能源包括雷射。雷射可為能夠遞送高功率雷射輻射之任何適合類型之雷射，該高功率雷射輻射足以快速將基板表面之一部分加熱至一溫度，該溫度足以使吸附之化合物降級，同時不允許將熱傳輸至整塊基板及損壞該整塊基板之時間。適合之雷射包括但不限於固態雷射及氣體雷射，固態雷射如Nd：YAG、Nd：玻璃、鈦藍寶石，或其他稀土摻雜晶體雷射，氣體雷射如準分子雷射，例如XeCl2、 ArF及KrF。
能源310及任何支撐組件(例如鏡子、致動器、稜柱、透鏡)之位置可依據氣體分配總成之配置而改變。在第8圖中圖示之實施例中，能源310定位在氣體分配總成之外圍區域231中或外圍區域228外側。在第1圖及第10圖中圖示之其他實施例中，能源310定位在淨化氣埠145內。
在一些實施例中，至少一個致動器312移動能源以使得退火能在垂直於晶座總成之旋轉軸之方向移動。退火能之移動是在內徑區域與外徑區域末端之間移動，或從內圍緣移至外圍緣。末端之間的距離界定退火能之移動長度。致動器312可為馬達，該馬達實體變更能源310之定向，或可將由能源發射之退火能重定向。在指示移動能源時，熟習該項技術者將理解，能源可保持靜止，僅移動退火能。例如，第11A圖圖示氣體分配板220之橫剖面，該圖圖示淨化氣埠145內部，在淨化氣埠145中，能源310發射退火能311。致動器312移動能源310以向下傾斜退火能311，如虛線所示。在第11B圖中，能源310將退火能311導引向鏡子314，該鏡子314向晶座重定向退火能。鏡子314連接至致動器312，該致動器312可變更鏡子314傾角以在不同方向重定向退火能311。
由第11A圖或第11B圖可見，致動器312使得退火能311在晶座總成之整個表面上從內徑區域到外徑區域(或換言之在大體垂直於路徑272之方向上)得以掃描或光柵掃描。退火能跨於整個晶座總成之移動可為平滑的或光柵化 的。例如，該移動可由數個微小步驟組成，該等步驟很快發生，足以呈現為平滑移動。
一些實施例包括控制器320以控制致動器312。控制器320可為能夠精確地控制致動器之任何適合之控制器。控制器320可經程式化以藉由調整致動器312而移動退火能，以使得退火能以大體上之直線路徑從晶座總成之內徑區域移至外徑區域。如本說明書及所附專利申請範圍中所使用，術語「大體直線」意謂著整個移動長度之直線性中存在小於1%之絕對偏差。
退火能之移動速率可依據所採用之特定能源、正在處理之薄膜，及處理腔室而調整。在具有直線路經之處理腔室中，例如第1圖之腔室中，控制器可以大體均勻之速率移動退火能。
在扇形區類型系統中，例如第9圖中之系統，退火能之移動可依據退火能之聚焦而為均勻的或分級的。在慮及晶座總成之旋轉移動時，晶座總成之外圍緣移動快於內圍緣。因此，整個晶座總成的均勻移動將意謂著外徑區域附近每一單位面積比內徑區域每一單位面積相對較少地曝露於退火能。此舉對薄膜之總體處理可能沒有顯著影響，因為能源可以比晶座總成之旋轉快得多的速率移動，以使得在內部區域及外部區域中的停留時間差異可被忽略，或對允許熱損壞整塊基板之薄膜完全形成沒有影響。
在一些實施例中，控制器移動能源，因此移動退火能，以使得退火能在外徑區域之移動慢於在內徑區域之移 動。移動可變速率可經調諧以使得退火能之停留時間及/或每一單位面積的能量在移動範圍內大體上為均勻的。
在一些實施例中，可結合可變聚焦透鏡314以使得退火能在內徑區域處之尺寸小於退火能在外徑區域處之尺寸。退火能尺寸涉及退火能在任何給定時間佔據之面積。例如，雷射能源將準直光投射在晶座總成上。準直光衝擊之面積是退火能尺寸。
請參看第10圖，該圖圖示根據一些實施例之氣體分配總成之一部分。在此，淨化氣埠145中定位有三個能源310。該圖圖示一個控制器312，但應理解，每一能源可具有單獨控制器或所有能源皆可由一個控制器一致地或獨立地控制。在第10圖之實施例中，三個能源可經控制以使得從每一來源投射之退火能覆蓋晶座總成之相同區域或不同的區域。例如，可控制全部三個能源以使得該等能源之組合能接觸晶座總成之一個點，該點從晶座總成之內徑區域移至外徑區域。在另一實施例中，每一來源單獨移動，以使得每一來源將能導引至晶座總成之不同區域。不同區域可能重疊或分隔。
能源可定位在淨化氣埠145內，如圖式中所示，或定位在淨化氣埠外側，如第10圖所示。為確保處理氣體與退火能之間沒有交叉作用，一些實施例之能源定位在真空埠155之間，該等真空埠定位在淨化氣埠145任一側。
在一些實施例中，系統中包括至少一個偵測器330以感測或測量晶座總成或基板之一或更多個部分之溫度。偵測器可為任何適合類型之偵測器，包括但不限於高溫計。第 10圖圖示一實施例，該實施例具有定位在淨化氣埠145內之單個偵測器330且定位在淨化氣埠外側之單個偵測器330。為協助確保沉積氣體不污染偵測器，在一些實施例中，偵測器定位在位於淨化氣埠145任一側之真空埠155之間。
本揭示案之一些實施例係針對處理基板之方法。將基板置入處理腔室中，該腔室具有複數個區段，每一區段藉由氣簾與相鄰區段分隔。如本說明書及所附之專利申請範圍中所使用，術語「區段」、「區域」及「扇形區」可互換使用以描述批量處理腔室內之區域。例如，第9圖中圖示之組件具有兩個區段。在進入處理腔室之後，基板(亦稱作晶圓)可處於任一單個區段中。每一區段可與相鄰區段具有相同或不同之處理條件。如本說明書及所附之專利申請範圍中所使用，術語「處理條件」意謂著單個區段內之整體條件。例如，處理條件包括但不限於氣體組成、壓力、流速、溫度及電漿。處理條件可經配置以進行例如：沉積、蝕刻及處理(例如，緻密化、退火)。
在第一區段中，基板或基板之一部分曝露於第一製程條件以在基板表面上沉積第一薄膜。基板表面可為裸基板表面或先前沉積在表面上之任何層。例如，表面可具有混合組成，一個部分為金屬及另一部分為電介質。單個表面組成可有所不同，且不應被視作限制本發明之範疇。
沉積或形成之任何薄膜可為完整薄膜，如金屬或介電薄膜，或可為局部薄膜，如在兩步驟反應之前一反應中之薄膜。局部薄膜之一實例將為化合物在基板表面上之化學吸 附，該化學吸附隨後將藉由能源及退火能而經分解以產生最終薄膜。
第一薄膜之形成可為例如金屬氫化物在基板表面上之沉積(例如，SiH4)。在第一薄膜之形成之後，基板側向移動穿過氣簾到達處理腔室之第二區段。在第二區段中，第一薄膜曝露於第二製程條件下以形成第二薄膜。一些實施例之第二製程條件包括曝露於來自於能源之退火能以分解第一薄膜。例如，在表面上沉積之矽烷可利用雷射而經分解以形成矽薄膜。
在從第一區段到第二區段之移動期間，基板曝露於第一製程條件、第二製程條件及分隔該兩個條件之氣簾。氣簾例如可為惰性氣體及真空之組合，以確保第一製程條件與第二製程條件之間存在最小(如若有)的氣相反應。在移動期間某一時間，表面之部分曝露於第一製程條件，表面之另一部分曝露於第二製程條件，且基板之另兩個部分之間的中間部分曝露於氣簾。
在一些實施例中，氣簾包括能源，該能源將氣簾內之基板部分曝露於退火能。在一此類別實施例中，第二製程條件可與第一製程條件相同，以使得在基板旋轉穿過處理腔室時，較厚薄膜可得以沉積及退火。
曝露於第一製程條件及第二製程條件可連續重複以使薄膜生長至所需厚度。例如，批量處理腔室可包含以交替模式排列之具有第一製程條件之兩個區段且具有第二製程條件之兩個區段，以使得基板圍繞處理腔室中心軸之旋轉使得 表面連續及重複地曝露於第一及第二製程條件，以便每一次曝露使得薄膜厚度(用於沉積)增長。
在一些實施例中，可在電漿增強原子層沉積(plasma enhanced atomic layer deposition；PEALD)製程中形成一或更多個層。在一些製程中，對電漿之使用提供充足能以促使物種進入激發態，在該激發態中，表面反應變得有利及合適。將電漿引入至製程可為連續的或脈衝式。在一些實施例中，前驅物(或反應性氣體)及電漿之連續脈衝用以處理層。在一些實施例中，反應物可在局部(亦即在處理區域內)或遠端(亦即在處理區域外)經離子化。在一些實施例中，遠端離子化可在沉積腔室上游發生，以使得離子或其他高能或發光物種不與沉積薄膜直接接觸。在一些PEALD製程中，電漿在製程腔室外部產生，如藉由遠端電漿發生器系統而產生。電漿可經由熟習該項技術者所熟知之任何適合電漿發生製程或技術而產生。例如，電漿可由微波(microwave；MW)頻率發生器或射頻(radio frequency；RF)發生器中之一或更多者產生。電漿頻率可依據所使用之特定反應性物種而經調諧。適合頻率包括但不限於2兆赫、13.56兆赫、40兆赫、60兆赫及100兆赫。儘管電漿可在本文揭示之沉積製程期間使用，但應注意，電漿可並非必需。實際上，其他的實施例涉及在極溫和條件下無需電漿之沉積製程。
根據一或更多個實施例，基板在形成層之前及/或之後經受處理。可在相同腔室中或在一或更多個單獨處理腔室中執行此處理。在一些實施例中，將基板自第一腔室移至單 獨之第二腔室以進行進一步處理。可將基板自第一腔室直接移至單獨的處理腔室，或可將其自第一腔室移至一或更多個移送室，然後移至所需之單獨處理腔室。因此，處理設備可包括多個與移送站形成連通之腔室。此類別之設備可被稱作「群集工具」或「群集系統」，等等。
一般而言，群集工具為包括多個腔室之模組化系統，該多個腔室執行包括基板尋心及定向、脫氣、退火、沉積及/或蝕刻之多個功能。根據一或更多個實施例，群集工具包括至少第一腔室及中央移送室。中央移送室可容納機器人，該機器人可使基板在處理腔室與裝載鎖定腔室之間來回移動。移送室通常維持在真空條件下，且提供中間階段以便將基板從一個腔室移送至另一個腔室及/或移送至位於群集工具前端之裝載鎖定腔室。可適合於本發明之兩個眾所熟知之群集工具是可自美國加利福尼亞州聖克拉拉市的應用材料有限公司購得之Centura®及Endura®。該種分階真空基板處理設備之細節在1993年2月16日頒發、由Tepman等人所著、名稱為「分階真空晶圓處理設備及方法(Staged-Vacuum Wafer Processing Apparatus and Method)」之美國專利案第5,186,718號中進行揭示。然而，確切的腔室排列及組合可針對執行如本文所述之特定製程步驟之目的而改變。可使用之其他處理腔室包括但不限於循環層沉積(cyclical layer deposition；CLD)、原子層沉積(atomic layer deposition；ALD)、化學氣相沉積(chemical vapor deposition；CVD)、物理氣相沉積(physical vapor deposition；PVD)、蝕刻、預清洗、化學清洗、 諸如RTP之熱處理、電漿氮化、脫氣、定向、羥化，及其他基板製程。藉由在群集工具上之腔室中執行製程，可避免基板被大氣雜質之表面污染，而無需在沉積後續薄膜之前進行氧化。
根據一或更多個實施例，基板連續處於真空下或「裝載鎖定」條件下，且在自一個腔室移至下一腔室中時並未曝露於周圍空氣。移送室由此處於真空下及在真空壓力下被「抽真空」。惰性氣體可存在於處理腔室或移送室中。在一些實施例中，惰性氣體用作淨化氣體，以在基板表面上形成層之後移除一些或全部反應物。根據一或更多個實施例，在沉積腔室之出口處注射淨化氣體以防止反應物自沉積腔室中移至移送室及/或額外之處理腔室。由此，惰性氣流在腔室出口處形成簾幕。
在處理期間，基板可經加熱或冷卻。該種加熱或冷卻可同時伴有任何適合之方法，該等方法包括但不限於變更基板支撐件(例如晶座)之溫度及使加熱或冷卻氣體流至基板表面。在一些實施例中，基板支撐件包括可經控制以按傳導方式變更基板溫度之加熱器/冷卻器。在一或更多個實施例中，正在使用之氣體(或者反應性氣體或惰性氣體)經加熱或冷卻以局部變更基板溫度。在一些實施例中，加熱器/冷卻器定位於腔室內基板表面鄰近處，以用對流方式變更基板溫度。
基板在處理期間亦可為靜止或旋轉。旋轉之基板可連續旋轉或以謹慎步驟旋轉。例如，基板可在整個製程期間 旋轉，或基板可在曝露於不同反應性氣體或淨化氣體的步驟之間少量旋轉。在處理期間(連續地或分步地)旋轉基板可有助於藉由將例如氣流幾何形狀中之局部變異效應降至最低來產生更均勻之沉積或進行蝕刻。
儘管前述內容係針對本發明之實施例，但可在不背離本揭示案之基本範疇之前提下設計本揭示案之其他及更多實施例，且本揭示案之範疇由下文之專利申請範圍決定。
125‧‧‧氣埠
135‧‧‧氣埠
145‧‧‧氣埠
155‧‧‧真空埠
155a‧‧‧第一真空埠
155b‧‧‧第二真空埠
220‧‧‧氣體分配總成
225‧‧‧前面
227‧‧‧內圍緣
228‧‧‧外圍緣
231‧‧‧外緣/外徑區域
239‧‧‧內徑區域
272‧‧‧路徑
310‧‧‧能源
312‧‧‧致動器

Claims (20)

  1. 一種處理腔室，包括：一大致圓形氣體分配總成，該氣體分配總成之一前面中包括複數個狹長氣埠，該複數個狹長氣埠從該氣體分配總成之一內徑區域延伸至一外徑區域，該複數個氣埠包括至少一個第一反應性氣埠、一淨化氣埠，及一真空埠，該第一反應性氣埠用以將一第一反應性氣體遞送至該處理腔室，該淨化氣埠用以將一淨化氣體遞送至該處理腔室，且該真空埠用以將氣體從該處理腔室排出，該真空埠定位在該第一反應性氣埠與該淨化氣埠之間；一大致圓形之晶座總成，用以圍繞一旋轉軸以大體為圓形之一路徑旋轉至少一個基板，該晶座總成定位在該氣體分配總成下方，以便該晶座總成之一頂表面大體上平行於該氣體分配總成之該前面，該晶座總成具有一內徑區域與一外徑區域；及至少一個能源，該能源經定向以將退火能導引向該晶座總成之該頂表面。
  2. 如請求項1所述之處理腔室，其中該能源定位在該淨化氣埠內。
  3. 如請求項1所述之處理腔室，進一步包括至少一個致動器以移動該能源，以使得該退火能在垂直於該晶座總成之該旋轉軸之一方向移動。
  4. 如請求項3所述之處理腔室，進一步包括一控制器，用以控制該致動器。
  5. 如請求項4所述之處理腔室，其中該控制器以一大體直線之路徑將該退火能往復地從該晶座總成之該內徑區域移至該外徑區域。
  6. 如請求項5所述之處理腔室，其中該控制器以一大體上均勻之速率移動該退火能。
  7. 如請求項6所述之處理腔室，進一步包括一可變聚焦透鏡，該透鏡用以將該退火能聚焦至該晶座總成上，使得該退火能具有一尺寸，該內徑區域中之該尺寸小於在該外徑區域中之該尺寸。
  8. 如請求項5所述之處理腔室，其中該控制器移動該能源以使得該退火能在該外圍緣處移動慢於在該內圍緣處。
  9. 如請求項8所述之處理腔室，其中在該晶座總成之旋轉期間，該退火能自該內徑區域至該外徑區域具有一大體上均勻的停留時間。
  10. 如請求項1所述之處理腔室，其中該能源包括一雷射。
  11. 如請求項1所述之處理腔室，其中有複數個能源定位在該淨化氣埠內。
  12. 如請求項1所述之處理腔室，進一步包括至少一個偵測器以感測該基板之一或更多個部分之溫度。
  13. 如請求項12所述之處理腔室，其中該偵測器定位在該淨化氣埠內。
  14. 如請求項1所述之處理腔室，進一步包括一第二真空埠，該第二真空埠定位在該淨化氣埠相對於該真空埠之一相對側，且該能源定位在該第二真空埠之後之一區域中。
  15. 一種處理腔室，包括：一大致圓形氣體分配總成，該氣體分配總成之一前面中包括複數個狹長氣埠，該複數個狹長氣埠從該氣體分配總成之一內徑區域延伸至一外徑區域，該複數個氣埠依序包括一第一反應性氣埠、一第一真空埠、一淨化氣體，及一第二真空埠，該第一反應性氣埠用以將一第一反應性氣體遞送至該處理腔室，該第一真空埠用以將氣體從該處理腔室中排出，該淨化氣埠用以將一淨化氣體遞送至該處理腔室，且該第二真空埠用以將氣體從該處理腔室排出；一大致圓形之晶座總成，用以圍繞一旋轉軸以大體為圓 形之一路徑旋轉至少一個基板，該晶座總成定位在該氣體分配總成下方，以便該晶座總成之一頂表面大體上平行於該氣體分配總成之該前面，該晶座總成具有一內徑區域與一外徑區域；及至少一個能源，該能源定位在該第一真空埠與該第二真空埠之間，且經定向以將一退火能導引向該晶座總成之該頂表面，該退火能可在一方向上自該晶座總成之該內徑區域移至該外徑區域。
  16. 一種處理方法，該方法包括以下步驟：在一處理腔室中將一基板定位於一可旋轉晶座總成上；圍繞一中心軸側向移動該基板，以使該基板在一氣體分配總成之一第一反應性氣埠下方移動，該第一反應性氣埠向該處理腔室提供一第一反應性氣體；將該基板曝露於包括該第一反應性氣體之一第一製程條件，以在該基板表面上形成一部分薄膜；圍繞該中心軸側向移動該基板以通過至少一個真空區域，該真空區域界定該第一製程條件之一邊界，該氣體分配總成在該真空區域中具有一真空埠，以將氣體從該處理腔室中排出；及將該基板表面曝露於該退火能以將該部分薄膜轉化至一薄膜。
  17. 如請求項16所述之處理方法，其中該基板從該第一製程 條件移動通過該真空區域、一淨化氣體區域及一第二真空區域，進入一第二製程條件。
  18. 如請求項17所述之處理方法，其中該基板在該淨化氣體區域中曝露於該退火能。
  19. 如請求項17所述之處理方法，其中該基板在該第二製程條件中曝露於該退火能。
  20. 如請求項17所述之處理方法，其中該真空區域、該淨化氣體區域及該第二真空區域具有一寬度，該寬度小於該基板之一直徑，以使得該基板在該側向移動期間可曝露於該第一製程條件、該真空區域、該淨化氣體區域，或該第二真空區域中之至少兩者。
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CN113293360A (zh) * 2020-02-06 2021-08-24 东京毅力科创株式会社 成膜装置和成膜方法

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