專利名稱：基板處理裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基板處理裝置和方法，更具體地說(shuō)，涉及一種設(shè)置了用于提供源氣體 (source gas)的噴頭(shower head)的基板處理裝置和方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件在硅基板上有許多層，這些層是通過(guò)沉積工藝形成在硅基板上的。這 種沉積工藝存在幾個(gè)重要問(wèn)題，這些問(wèn)題對(duì)沉積膜的評(píng)估和沉積方法的選擇是必不可少 的。第一個(gè)問(wèn)題是沉積膜的質(zhì)量。質(zhì)量是指沉積膜的成分、污染度、缺陷密度和機(jī)電特 性。膜的成分根據(jù)沉積條件而改變，對(duì)于獲得特定成分是很重要的。第二個(gè)問(wèn)題是整個(gè)晶片上沉積的膜的均勻厚度。具體地說(shuō)，帶有臺(tái)階的非平坦圖 案的上表面上沉積的膜的厚度是很重要的。沉積膜的厚度是否均勻是通過(guò)臺(tái)階覆蓋度來(lái)確 定的，而臺(tái)階覆蓋度是由將臺(tái)階部分上沉積的膜的最小厚度除以圖案上表面所沉積的膜的 厚度而獲得的值來(lái)定義的。涉及沉積的另一個(gè)問(wèn)題是空間填充。該填充包括間隙填充，其中，用包括氧化膜的 絕緣膜來(lái)填充金屬線之間的間隙。提供這些間隙是為了使金屬線從物理上和電氣上彼此絕緣。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述問(wèn)題而提出本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種基板處理 裝置和方法，其中，基板前表面上的處理均勻度得到了提高。本發(fā)明的另一目的是提供一種基板處理裝置和方法，其中，基板上沉積了厚度均 勻的膜。本發(fā)明的另一目的是提供一種基板處理裝置和方法，其中，半導(dǎo)體器件的性能得 到了改善。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以通過(guò)提供一種基板處理裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)上述及其它目 的，該基板處理裝置包括提供對(duì)基板進(jìn)行處理的內(nèi)部空間的處理腔；安裝在該處理腔中 用于支承基板的支承件；以及位于該支承件上方用于朝該支承件供應(yīng)源氣體的噴頭，其中， 該噴頭包括第一噴射面，其位于與放置在該支承件上的基板的上表面間隔開(kāi)第一距離的 位置處，并設(shè)置有用于噴射該源氣體的第一噴射孔的出口 ；以及第二噴射面，其位于與放置 在該支承件上的基板的上表面間隔開(kāi)不同于第一距離的第二距離的位置處，并設(shè)置有用于 噴射該源氣體的第二噴射孔的出口。第一距離可以大于第二距離；并且第二噴射面可以形成為圓環(huán)狀。第一距離可以大于第二距離；并且第二噴射面可以形成為矩形環(huán)狀。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種基板處理裝置，該基板處理裝置包括提供對(duì)基 板進(jìn)行處理的內(nèi)部空間的處理腔；安裝在該處理腔中用于支承基板的支承件；以及位于該支承件上方的噴頭，其包括多個(gè)第一噴射孔和多個(gè)第二噴射孔，以朝該支承件供應(yīng)源氣體， 其中，第二噴射孔的出口比第一噴射孔的出口更靠近基板。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種基板處理方法，其中，向基板供應(yīng)源氣體以處理 該基板，該方法包括以下步驟利用與基板的上表面間隔開(kāi)第一距離的第一噴射孔和與基 板的上表面間隔開(kāi)第二距離的第二噴射孔向基板供應(yīng)源氣體，其中，第一距離不同于第二 距離。根據(jù)本發(fā)明的基板處理裝置和方法增加了基板前表面上的處理均勻度。此外，該 基板處理裝置和方法使得能夠在基板上沉積出厚度均勻的膜。


根據(jù)結(jié)合附圖作出的以下詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本發(fā)明的上述及其它目 的、特征和其它優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是例示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的基板處理裝置的示意圖；圖2是例示了圖1的噴頭的仰視圖；圖3是例示了利用傳統(tǒng)噴頭的處理結(jié)果的膜厚度分布圖；圖4是例示了利用圖1的噴頭的處理結(jié)果的膜厚度分布圖；圖5是例示了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的噴頭的仰視圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照?qǐng)D來(lái)1到5來(lái)更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施方式?？梢詫?duì)本發(fā)明 的實(shí)施方式作出各種修改，并且本發(fā)明的范圍和精神不限于下面將描述的這些實(shí)施方式。 向本領(lǐng)域的技術(shù)人員提供這些實(shí)施方式，僅僅是為了說(shuō)明性的目的。因此，為了更好地理解 本發(fā)明可以對(duì)附圖中所示的各元件的形狀進(jìn)行了夸張。盡管下面示例性描述了沉積裝置，但本發(fā)明可以應(yīng)用于各種工藝。圖1是例示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的基板處理裝置的示意圖。該基板處理裝 置包括腔10，并且在腔10中對(duì)基板W執(zhí)行沉積處理。腔10包括下側(cè)腔12，其上部是敞開(kāi) 的；以及上側(cè)腔14，其對(duì)下側(cè)腔12的敞開(kāi)上部進(jìn)行開(kāi)閉。腔10的內(nèi)部與腔10的外部隔斷。 下側(cè)腔12中設(shè)置有用來(lái)水平支承基板W的支承件30。穿過(guò)下側(cè)腔12的一側(cè)形成有供基板W進(jìn)出腔10的門12a，門12a通過(guò)門閥12b進(jìn) 行開(kāi)關(guān)。穿過(guò)下側(cè)腔12的另一側(cè)形成有排氣孔12c，并且排氣管線12d連接到排氣孔12c。 腔10中的處理氣體和副產(chǎn)物通過(guò)排氣孔12c和排氣管線12d排出到腔10的外部。此外， 通過(guò)排氣孔12c使腔10的內(nèi)部減壓到指定的真空度。排氣管線12d上安裝有泵12e，用于 強(qiáng)制排出副產(chǎn)物等。如圖1所示，腔10的頂板上安裝有噴頭20。噴頭20朝向支承件30供應(yīng)從供氣管 線16供應(yīng)來(lái)的源氣體，而供氣管線16通過(guò)閥16a來(lái)連通和阻斷。穿過(guò)上側(cè)腔14形成有通 孔14a，并且供氣管線16連接到通孔14a。通過(guò)供氣管線16和通孔14a將源氣體供應(yīng)到噴 頭20的內(nèi)部。噴頭20包括噴射板22和支座29，并且噴射板22與支承件30 (或基板W)的上表 面大致平行地布置。支座29將噴射板22固定到上側(cè)腔14上，并且在噴射板22的上表面與上側(cè)腔14之間形成一緩沖空間。經(jīng)過(guò)通孔14a供應(yīng)的源氣體在該緩沖空間中擴(kuò)散，并通 過(guò)噴射孔噴射到基板W上，下面將對(duì)此進(jìn)行描述。圖2是例示了圖1的噴頭的仰視圖。噴射板22包括第一噴射面24、第二噴射面 26和第三噴射面28。第一噴射面24、第二噴射面26和第三噴射面28與放置在支承件30 上的基板W的上表面相對(duì)地布置。第三噴射面28被布置成對(duì)應(yīng)于基板W的中心，第二噴射 面26被布置成圍繞第三噴射面28，而第一噴射面24被布置成圍繞第二噴射面26。第一噴 射面24和第二噴射面26被形成為環(huán)形，而第三噴射面28被形成為圓形。通過(guò)噴頭20形成有多個(gè)噴射孔24a、26a和28a。噴射孔24a、26a和28a向放置在 支承件30上的基板W噴射源氣體。第一噴射孔24a穿過(guò)第一噴射面24而形成，第二噴射 孔26a穿過(guò)第二噴射面26而形成，第三噴射孔28a穿過(guò)第三噴射面28而形成。如圖1所示，第一噴射面24和第三噴射面28與基板W的上表面保持第一距離dl， 而第二噴射面26與基板W的上表面保持第二距離d2。因此，第一噴射孔24a和第三噴射孔 28a的出口(下端)位于與基板W的上表面相隔第一距離dl的位置處，而第二噴射孔26a 的出口(下端)位于與基板W的上表面相隔第二距離d2的位置處。盡管本實(shí)施方式例示了第一噴射孔24a、第二噴射孔26a和第三噴射孔28a的直徑 相同的情況，但第一噴射孔24a、第二噴射孔26a和第三噴射孔28a的直徑也可以不同。圖3是例示了利用傳統(tǒng)噴頭的處理結(jié)果的膜厚度分布圖，而圖4是例示了利用圖1 的噴頭的處理結(jié)果的膜厚度分布圖。在這兩個(gè)圖中，右側(cè)示出的條均為表明由膜厚度決定 的亮度分布的基準(zhǔn)條。圖1的噴頭20包括具有不同高度的第一噴射面24、第二噴射面26和第三噴射面 28，但傳統(tǒng)的噴頭包括統(tǒng)一高度的噴射面。利用傳統(tǒng)噴頭的處理結(jié)果如下(參照?qǐng)D3)。膜的平均厚度(Avg.)=約205. 5 A膜的最小平均厚度(Min.)=約198. 9 A膜的最大平均厚度(Max.)=約213. 59 A范圍=約14. 684 A均勻度=約3. 57%圖3所示的分布圖可以由各種不同原因?qū)е隆＠?，圖3所示的膜厚度分布可能 是由于支承件30的溫度分布的不均勻性(或者安裝在支承件30中的加熱器(未示出)的 溫度特性)而獲得的。這里，為了減小區(qū)域A處的膜厚度以改善均勻度，對(duì)噴頭的對(duì)應(yīng)于區(qū) 域A的噴射面進(jìn)行處理，使得處理后的噴射面能夠更靠近基板W。S卩，如圖1所示，對(duì)應(yīng)于區(qū) 域A的第二噴射面26比第一噴射面24和第三噴射面28更靠近基板W的上表面。因此，第 二噴射孔26a的出口(下端)比第一噴射孔24a和第三噴射孔28a的出口(下端)更靠近 基板W的上表面，并且位于靠近基板的位置處的第二噴射孔26a將源氣體噴射到基板W上。 利用圖1的噴頭20的處理結(jié)果如下(參照?qǐng)D4)。膜的平均厚度(Avg.)=約212. 44 A膜的最小平均厚度(Min.)=約208. 29 A膜的最大平均厚度(Max.)=約217. 18 A范圍=約8. 89 A均勻度=約2. 09%
具體地說(shuō)，已經(jīng)證明，減小了對(duì)應(yīng)于第二噴射面26的區(qū)域A處的膜厚度，因此確認(rèn) 改善了膜的均勻度。在測(cè)量了根據(jù)利用傳統(tǒng)噴頭的處理結(jié)果的膜的厚度分布之后，為了減小特定區(qū)域 的膜厚度，通過(guò)上述方法來(lái)處理對(duì)應(yīng)于該特定區(qū)域的噴頭的噴射面，從而能夠減小該特定 區(qū)域的膜厚度，并改善膜的均勻度。在反復(fù)執(zhí)行上述方法的情況下，可以大大改善膜的均勻 度。此外，可能存在多個(gè)特定區(qū)域，由此可以將噴頭的噴射面分成多個(gè)區(qū)域，并可以獨(dú)立處 理這些區(qū)域。圖5是例示了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式的噴頭20的仰視圖。圖4所示的噴頭20被應(yīng)用于半導(dǎo)體制造設(shè)備，而圖5所示的噴頭20被應(yīng)用于液 晶顯示設(shè)備。前一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)和操作的一部分適用于圖5的實(shí)施方式，因此省略了其 詳細(xì)描述，因?yàn)樵龠M(jìn)行詳細(xì)描述是不必要的。盡管本實(shí)施方式例示了第二噴射面26比第一噴射面24和第三噴射面28更靠近 基板W的上表面的情況，但第一噴射面24或第三噴射面28也可以比第二噴射面26更靠近 基板W的上表面。S卩，通過(guò)將噴頭20的噴射面根據(jù)處理結(jié)果分成多個(gè)區(qū)域并使各個(gè)區(qū)域與 基板W的上表面之前的間隔距離彼此不同，可以調(diào)節(jié)膜的厚度分布以及膜的均勻度。根據(jù)本發(fā)明的基板處理裝置和方法提高了基板前表面上的處理均勻度。此外，該 基板處理裝置和方法使得能夠在基板上沉積出厚度均勻的膜。盡管為了說(shuō)明性的目的公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可 以理解的是，在不偏離所附權(quán)利要求所公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以做出各 種修改、附加和替代。
權(quán)利要求
一種基板處理裝置，該基板處理裝置包括提供對(duì)基板進(jìn)行處理的內(nèi)部空間的處理腔；安裝在該處理腔中用于支承該基板的支承件；以及位于該支承件上方用于朝該支承件供應(yīng)源氣體的噴頭，其中，該噴頭包括第一噴射面，其位于與放置在該支承件上的基板的上表面間隔開(kāi)第一距離的位置處，并設(shè)置有用于噴射該源氣體的第一噴射孔的出口；以及第二噴射面，其位于與放置在該支承件上的基板的上表面間隔開(kāi)不同于第一距離的第二距離的位置處，并設(shè)置有用于噴射該源氣體的第二噴射孔的出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其中 第一距離大于第二距離；并且第二噴射面被形成圓環(huán)狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其中 第一距離大于第二距離；并且第二噴射面被形成為矩形環(huán)狀。
4.一種基板處理裝置，該基板處理裝置包括 提供對(duì)基板進(jìn)行處理的內(nèi)部空間的處理腔；安裝在該處理腔中用于支承該基板的支承件；以及位于該支承件上方的噴頭，其包括多個(gè)第一噴射孔和多個(gè)第二噴射孔，以朝該支承件 供應(yīng)源氣體，其中，第二噴射孔的出口比第一噴射孔的出口更靠近該基板。
5.一種基板處理方法，其中，向基板供應(yīng)源氣體以處理該基板，該方法包括以下步驟 利用與該基板的上表面間隔開(kāi)第一距離的第一噴射孔和與該基板的上表面間隔開(kāi)第二距 離的第二噴射孔向該基板供應(yīng)源氣體，其中，第一距離不同于第二距離。
全文摘要
公開(kāi)了一種基板處理裝置和方法。該基板處理裝置包括提供內(nèi)部空間的處理腔(10)，其中，對(duì)基板執(zhí)行處理；支承件(30)，其安裝在所述處理腔(10)中，以支承所述基板；以及噴頭(20)，其位于所述支承件(30)上方，以向所述支承件(30)提供源氣體，其中，所述噴頭(20)包括第一噴射面(24)，其位于與基板的上表面間隔第一距離的位置處，并設(shè)置有噴射所述源氣體的第一噴射孔(24a)的出口；以及第二噴射面(26)，其位于與的基板的上表面間隔不同于所述第一距離的第二距離的位置處，并設(shè)置有噴射所述源氣體的第二噴射孔(26a)的出口。
文檔編號(hào)H01L21/20GK101978471SQ200980110322
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者樸燦用, 梁日光, 諸成泰 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Eugene科技