本文中公開(kāi)的本發(fā)明涉及用于處理基板的裝置，并且更具體地，涉及其中在基板的上方外部中限定氣體供應(yīng)通道以將處理氣體供應(yīng)到處理空間中的基板處理裝置。

背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件制造工藝中，需要基板在高溫下的均勻熱處理。半導(dǎo)體器件制造工藝的示例可以包括化學(xué)汽相沉積和硅外延生長(zhǎng)處理，其中，在氣態(tài)下在反應(yīng)器內(nèi)的基座(susceptor)上放置的半導(dǎo)體基板上沉積材料層。該基座可以通過(guò)電阻加熱、射頻加熱和紅外線加熱的方式加熱到從約400℃至約1250℃的范圍的高溫。另外，氣體可以經(jīng)過(guò)反應(yīng)器，因此可以通過(guò)該氣體在氣態(tài)下的化學(xué)反應(yīng)在非?？拷宓谋砻嫣幇l(fā)生沉積處理。由于該反應(yīng)，可以在基板上沉積期望的產(chǎn)品。半導(dǎo)體器件包括硅基板上的多個(gè)層。這些層通過(guò)沉積處理沉積在基板上。沉積處理具有對(duì)評(píng)估沉積的層和選擇沉積方法重要的若干重要問(wèn)題。首先，重要問(wèn)題的一個(gè)示例是沉積層中的每個(gè)的“質(zhì)量”。“質(zhì)量”表示成分、污染程度、缺陷密度以及機(jī)械和電特性。沉積的層的成分可以根據(jù)沉積條件而改變。這對(duì)獲得特定成分非常重要。其次，重要問(wèn)題的另一個(gè)示例是晶圓上的均勻厚度。具體地，沉積在具有臺(tái)階(stepped)部分的非平面形狀的圖案上沉積的層的厚度非常重要。這里，可以通過(guò)臺(tái)階覆蓋范圍(coverage)來(lái)確定沉積的膜的厚度是否均勻，該臺(tái)階覆蓋范圍被定義為在該臺(tái)階部分上沉積的膜的最小厚度除以在該圖案上沉積的膜的厚度的比值。關(guān)于沉積的其它問(wèn)題可以是填充空間。這表示間隙填充，其中，包括氧化物層的絕緣層被填充到金屬線之間。提供間隙以使這些金屬線彼此物理和電隔離。在這些問(wèn)題當(dāng)中，均勻性是與沉積處理有關(guān)的非常重要的問(wèn)題中的一個(gè)。非均勻?qū)訒?huì)導(dǎo)致金屬線上的高電阻，從而增加機(jī)械損壞的可能性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明提供了一種基板處理裝置，其中，在與處理空間分隔開(kāi)的上部安裝空間外部限定氣體供應(yīng)通道以供應(yīng)處理氣體。本發(fā)明還提供了一種基板處理裝置，其中，在與處理空間分隔開(kāi)的上部安裝空間中安裝加熱器以控制基板的溫度。參照下列詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的其它目的將變得顯而易見(jiàn)。技術(shù)解決方案本發(fā)明的實(shí)施方式提供了基板處理裝置，所述基板處理裝置包括：主腔室，其具有敞口上側(cè)部；基座，其設(shè)置在所述主腔室內(nèi)，以使得基板能夠被放置在所述基座上；腔室蓋，其設(shè)置在所述主腔室的所述敞口上側(cè)部上，所述腔室蓋包括在所述基座上方限定的上部安裝空間和設(shè)置在所述上部安裝空間的外部的氣體供應(yīng)通道；加熱塊，其設(shè)置在所述上部安裝空間中，以加熱所述基板；以及氣體供應(yīng)口，其連接到所述氣體供應(yīng)通道，以將處理氣體供應(yīng)到處理空間中。在某些實(shí)施方式中，所述主腔室可以包括在其側(cè)部中限定的通道，使得所述基板通過(guò)所述通道被裝載或卸載，并且所述基板處理裝置還可以包括輔助氣體噴嘴，所述輔助氣體噴嘴設(shè)置在所述通道的側(cè)部上，從而與所述基座相鄰，以噴射惰性氣體。在其它實(shí)施方式中，所述基板處理裝置還可以包括擴(kuò)散板，所述擴(kuò)散板設(shè)置在所述氣體供應(yīng)通道的下端部上，以擴(kuò)散通過(guò)所述氣體供應(yīng)口供應(yīng)的所述處理氣體。在其它實(shí)施方式中，所述氣體供應(yīng)通道和所述擴(kuò)散板中的每一個(gè)可以具有與所述基座同心的圓弧形狀，所述氣體供應(yīng)通道和所述擴(kuò)散板中的每一個(gè)具有與所述基板的直徑大體上相等的寬度。在其它實(shí)施方式中，所述主腔室可以具有下部安裝空間，所述下部安裝空間從所述主腔室的底部表面凹進(jìn)，并且在所述下部安裝空間中設(shè)置有所述基座，并且所述基板處理裝置還可以包括噴嘴環(huán)，所述噴嘴環(huán)設(shè)置在所述下部安裝空間中以圍繞所述基座，所述噴嘴環(huán)向上噴射惰性氣體。在其它實(shí)施方式中，所述主腔室可以包括排氣通道，所述排氣通道限定在與所述氣體供應(yīng)通道相對(duì)的側(cè)部中，并且所述基板處理裝置還可以包括流動(dòng)導(dǎo)向件，所述流動(dòng)導(dǎo)向件設(shè)置在所述基座的外部，以引導(dǎo)從所述氣體供應(yīng)通道供應(yīng)的所述處理氣體朝向所述排氣通道。在另外的實(shí)施方式中，所述流動(dòng)導(dǎo)向件可以包括：圓形導(dǎo)向部件，其具有與所述基座同心的圓弧形狀，所述圓形導(dǎo)向部件具有多個(gè)導(dǎo)向孔，所述處理氣體經(jīng)過(guò)所述多個(gè)導(dǎo)向孔；以及直線導(dǎo)向部件，其連接到所述圓形導(dǎo)向部件的兩個(gè)側(cè)部并且分別設(shè)置在所述基座的兩個(gè)側(cè)部上，所述直線導(dǎo)向部件中的每一個(gè)具有與將所述氣體供應(yīng)通道的中心連接到所述排氣通道的中心的直線大體上平行的導(dǎo)向表面。在另外的實(shí)施方式中，所述主腔室可以具有下部安裝空間，所述下部安裝空間從所述主腔室的底部表面凹進(jìn)，并且在所述下部安裝空間中設(shè)置有所述基座，并且所述氣體供應(yīng)通道可以設(shè)置在所述主腔室的所述底部表面上方和所述下部安裝空間的外部。有益效果根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以在與處理空間分隔開(kāi)的上部安裝空間中安裝加熱器，以控制基板的溫度。此外，可以在上部安裝空間外部設(shè)置用于供應(yīng)處理氣體的氣體供應(yīng)通道，以朝基板在一個(gè)方向上均勻地供應(yīng)處理氣體。附圖說(shuō)明圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的基板處理裝置的示意圖；圖2是例示了當(dāng)圖1的基板處理裝置執(zhí)行處理時(shí)處理氣體的流動(dòng)的圖；以及圖3是例示了處理氣體在圖2的處理空間內(nèi)的流動(dòng)的剖面圖。具體實(shí)施方式在下文中，將參照?qǐng)D1至圖3詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。然而，本發(fā)明可以以不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被理解為局限于在本文中所陳述的實(shí)施方式。相反，提供這些實(shí)施方式，使得該公開(kāi)將是徹底和完整的，并且將本發(fā)明的范圍充分傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在這些圖中，為了示例的清晰起見(jiàn)，夸大了組件的形狀。另外，雖然基板被作為示例來(lái)描述，但是本發(fā)明可適用于待處理的各個(gè)對(duì)象。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的基板處理裝置的示意圖。參照?qǐng)D1，基板處理裝置1包括主腔室10和腔室蓋50。主腔室10具有敞口(opened)上側(cè)部。另外，在主腔室10的側(cè)部中限定了通過(guò)其可到達(dá)基板W的通道8。在通道8的外部設(shè)置了門(mén)閥5?？梢杂砷T(mén)閥5開(kāi)啟或關(guān)閉通道8?；?0安裝在主腔室10內(nèi)，以對(duì)在該基座20上放置的基板W進(jìn)行加熱。基座20具有與基板W的形狀對(duì)應(yīng)的圓盤(pán)形狀。基板W可以被安置(seated)在基座20的上表面上，以執(zhí)行沉積處理。舉升銷(xiāo)25可以穿過(guò)基座20。通過(guò)通道8傳送的基板W裝載在舉升銷(xiāo)25的上部上。舉升銷(xiāo)25可以由舉升銷(xiāo)驅(qū)動(dòng)部件27抬起。當(dāng)裝載基板W時(shí)，舉升銷(xiāo)驅(qū)動(dòng)部分27可以下降，以使得該基板W能夠被安置在基座20上。腔室蓋50設(shè)置在主腔室10的敞口上側(cè)部上。主腔室10、腔室蓋50和將稍后描述的加熱塊60可以提供與外部阻隔的內(nèi)部空間?；錡通過(guò)通道8被裝載到處理空間中?？梢栽谔幚砜臻g內(nèi)執(zhí)行對(duì)基板W的處理。腔室蓋50設(shè)置在基座20上方，以提供與處理空間分隔開(kāi)的上部安裝空間。從基板W的上側(cè)部對(duì)該基板W進(jìn)行加熱的加熱塊60設(shè)置在上部安裝空間52中。加熱塊60具有敞口上側(cè)部。加熱塊蓋68封閉加熱塊60的敞口上側(cè)部，以將加熱塊60的內(nèi)部與外部隔離。因此，加熱塊60內(nèi)部限定的容納空間61與內(nèi)部空間分隔，并且與外部阻隔。加熱器65設(shè)置在容納空間61中。Kanthal加熱器可以被用作加熱器65。Kanthal可以是Fe-Cr-Al合金，其中，鐵被用作主要材料。因此，Kanthal可以具有高的熱阻和電阻。另外，工作者可以打開(kāi)加熱塊蓋68以接近加熱器65。因此，可以容易維護(hù)和維修加熱器65。這里，由于容納空間61與處理空間分隔，因此當(dāng)維護(hù)和維修加熱器65時(shí)，不需要將處理空間的真空狀態(tài)轉(zhuǎn)換成大氣狀態(tài)。也就是說(shuō)，可以通過(guò)加熱塊蓋68進(jìn)入大氣狀態(tài)下的容納空間61來(lái)維護(hù)和維修加熱器65。加熱塊60由設(shè)置在容納空間61中的加熱器65來(lái)加熱。另外，基板W可以由加熱塊60和在基座20內(nèi)設(shè)置的加熱器中的一個(gè)或兩者來(lái)加熱。也就是說(shuō)，基板W與通過(guò)傳導(dǎo)被加熱的基座20接觸，并且基板W可以通過(guò)加熱塊60的輻射來(lái)加熱。在傳導(dǎo)的情況下，通過(guò)接觸來(lái)傳送熱，因此基座20能夠?qū)⒋罅康臒醾魉椭粱錡。另一方面，熱通量取決于被安裝在基座20中的加熱器的位置，因此，被傳送至基板W的熱通量彼此不同，因此基于基板W的位置而引起的熱偏差是不可避免的。然而，在輻射的情況下，通過(guò)電磁波來(lái)傳送熱，因此加熱塊60不能將大量的熱傳送至基板W。另一方面，不論加熱器65的布置如何，加熱塊60都能夠最小化熱偏差。因此，能夠通過(guò)定位在基板W上方的加熱塊60和定位在基板W下方的基座20來(lái)最小化熱偏差。基座20和加熱塊60被布置在與基板W大體上平行的方向上。另外，基座20和加熱塊60中的每一個(gè)都可以具有這樣的表面：該表面面向基板W并具有比該基板W的面積大的面積，以便均勻地加熱該基板W。另外，基座20和加熱塊60中的每一個(gè)都可以具有與基板W的形狀對(duì)應(yīng)的圓盤(pán)形狀。因此，可以從基板W的上面和下面來(lái)加熱基板W，以最小化對(duì)于基板W的熱偏差，從而防止出現(xiàn)基板W上的處理不均勻的原因和沉積的薄膜的厚度偏差。另外，由于從基板W的上側(cè)和下側(cè)來(lái)加熱基板W，因此可以減小將基板W加熱至處理溫度所需的時(shí)間，并且防止了由加熱導(dǎo)致的基板W的翹曲(warpage)。如果僅基板W的下表面通過(guò)基座20來(lái)加熱，則在該基板W的上表面和該基板W的下表面中熱膨脹的程度不同，因此由于熱膨脹的差異而發(fā)生基板W的翹曲。然而，如果同時(shí)加熱基板W的上表面和該基板W的下表面，則能夠防止基板W的翹曲。另外，在腔室蓋50的上部安裝空間的外部限定了氣體供應(yīng)通道70。該氣體供應(yīng)通道70被限定在腔室蓋50中，并且該氣體供應(yīng)通道70被定位在通道8與處理空間C之間。氣體供應(yīng)口(port)80設(shè)置在氣體供應(yīng)通道70的上端部中。將處理氣體供應(yīng)管83插入氣體供應(yīng)口80的側(cè)部?jī)?nèi)，以通過(guò)氣體供應(yīng)口80將處理氣體供應(yīng)到基板處理裝置1中。處理氣體供應(yīng)管83連接到處理氣體存儲(chǔ)罐88，以將處理氣體供應(yīng)到基板處理裝置1中。這里，處理氣體供應(yīng)閥85可以打開(kāi)或關(guān)閉，以調(diào)整處理氣體的輸入量。另外，氣體供應(yīng)口80可以通過(guò)連接到遠(yuǎn)端等離子體(plasma)系統(tǒng)(RPS)90的清潔氣體供應(yīng)管92將等離子體供應(yīng)到腔室中。擴(kuò)散板75設(shè)置在氣體供應(yīng)通道70的下端部上。擴(kuò)散板75具有多個(gè)擴(kuò)散孔76，以將通過(guò)處理氣體供應(yīng)管83供應(yīng)的處理氣體擴(kuò)散到主腔室10的內(nèi)部空間中。由于擴(kuò)散孔76中的每一個(gè)都朝排氣通道45向下傾斜，因此通過(guò)擴(kuò)散板75被供應(yīng)到處理空間中的處理氣體可以朝在與通道8相對(duì)的側(cè)部中限定的排氣通道45流動(dòng)。排氣通道45通過(guò)排氣口46連接到排氣泵48，以將被引入到處理空間中的處理氣體強(qiáng)行排放到外部。輔助氣體噴嘴30設(shè)置在擴(kuò)散板75的外部。輔助氣體噴嘴30可以將從第一惰性氣體存儲(chǔ)罐33供應(yīng)的惰性氣體噴射到處理空間中，使得通過(guò)擴(kuò)散板75引入的處理氣體朝向基板W擴(kuò)散，并且防止處理氣體流動(dòng)到通道8。主腔室10具有下部安裝空間D，該下部安裝空間D從主腔室10的底部表面凹進(jìn)，并且基座20設(shè)置在該下部安裝空間D中?；?0和沿著基座20周?chē)O(shè)置的噴嘴環(huán)35設(shè)置在下部安裝空間中。噴嘴環(huán)35設(shè)置在基座20與腔室主體10的底部表面之間，以噴射惰性氣體，從而防止處理氣體通過(guò)基座20與腔室主體10的底部表面之間的間隙被引入。噴嘴環(huán)35接收來(lái)自第二惰性氣體存儲(chǔ)罐38的惰性氣體，以向上噴射該惰性氣體，像輔助氣體噴嘴30一樣。流動(dòng)導(dǎo)向件40可以設(shè)置在基座20的外部，以引導(dǎo)處理氣體從氣體供應(yīng)通道70向排氣通道45的流動(dòng)。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明，處理氣體供應(yīng)管83可以設(shè)置在基板W的外部，使得處理氣體在通過(guò)基板W時(shí)被沉積。將參照?qǐng)D2和圖3描述處理氣體在處理期間的流動(dòng)和處理氣體通過(guò)流動(dòng)導(dǎo)向件40的流動(dòng)。圖2是例示了當(dāng)圖1的基板處理裝置執(zhí)行處理時(shí)處理氣體的流動(dòng)的圖，并且圖3是例示了處理氣體在圖2的處理空間內(nèi)的流動(dòng)的剖面圖。參照?qǐng)D2，主腔室10的內(nèi)部空間可以被劃分成：通道區(qū)段A，其具有使基板W通過(guò)門(mén)進(jìn)入的通道8；擴(kuò)散區(qū)段B，其設(shè)置在通道8與基座20之間并且具有氣體供應(yīng)通道70；處理區(qū)段C，其設(shè)置在其中對(duì)于基板W的處理被執(zhí)行的基座20上方；以及下部安裝空間D，其設(shè)置在處理區(qū)段C的下面，其中，設(shè)置有基座20和噴嘴環(huán)35。如上所述，排氣通道45被限定在與氣體供應(yīng)通道70相對(duì)的側(cè)部中。因此，處理氣體由連接到排氣通道45的排氣泵48泵送(pump)以流向排氣通道45。此外，輔助氣體噴嘴30設(shè)置在處理區(qū)段A上以噴射惰性氣體，使得通過(guò)擴(kuò)散板75引入到擴(kuò)散區(qū)段B中的處理氣體朝處理區(qū)段C流動(dòng)。因此，被引入到擴(kuò)散區(qū)段B中的處理氣體經(jīng)由基板W流向排氣通道45。參照?qǐng)D3，通過(guò)氣體供應(yīng)通道70供應(yīng)的處理氣體經(jīng)過(guò)在擴(kuò)散板75中限定的多個(gè)擴(kuò)散孔76擴(kuò)散到處理空間中。氣體供應(yīng)通道70(或擴(kuò)散板75)的下端部設(shè)置在主腔室的底部表面上方，處理氣體按順序通過(guò)擴(kuò)散板75排出并擴(kuò)散，處理氣體與主腔室10的底部表面碰撞并且通過(guò)所述處理氣體的運(yùn)動(dòng)能量(kinematicenergy)而擴(kuò)散。擴(kuò)散的處理氣體朝處理區(qū)段C流動(dòng)。因此，處理氣體被充分?jǐn)U散并流動(dòng)到處理區(qū)段C，該處理能夠在基板W的中心區(qū)域和基板W的邊緣區(qū)域(與流動(dòng)導(dǎo)向件40相鄰)中均勻地執(zhí)行，而不論氣體供應(yīng)通道70的位置如何。擴(kuò)散板75具有與基座同心的圓弧形狀。另外，設(shè)置在擴(kuò)散板75外部的輔助氣體噴嘴30可以具有與擴(kuò)散板75的形狀對(duì)應(yīng)的圓弧形狀。擴(kuò)散板75和設(shè)置有擴(kuò)散板75的氣體供應(yīng)通道中的每一個(gè)可以具有與基板W的直徑大體上對(duì)應(yīng)的寬度E，以使處理氣體擴(kuò)散到該基板W上。由于惰性氣體從輔助氣體噴嘴30向上噴射以防止通過(guò)擴(kuò)散板75引入的處理氣體流向通道8，因此大部分處理氣體可以被用于對(duì)于基板W的處理。另外，如上所述，因?yàn)樵O(shè)置了圍繞基座20的外周的噴嘴環(huán)35來(lái)防止處理氣體被引入到基座20與主腔室10之間的空間中，所以惰性氣體可以通過(guò)在噴嘴環(huán)35中限定的多個(gè)第二噴射孔36噴射到處理空間中。因此，通過(guò)擴(kuò)散板75供應(yīng)的處理氣體可以被用于對(duì)于基板W的處理。也就是說(shuō)，通過(guò)擴(kuò)散板75引入的處理氣體由連接至排氣通道45的排氣泵48泵送以流向排氣通道45。通常，執(zhí)行對(duì)于基板W的處理的基板處理裝置1可以具有與基板W的形狀對(duì)應(yīng)的處理空間。因?yàn)榛錡具有圓盤(pán)形狀，所以該處理空間也可以具有與該基板W的形狀對(duì)應(yīng)的圓盤(pán)形狀。因此，因?yàn)樵撎幚砜臻g具有圓盤(pán)形狀，所以可以產(chǎn)生其中基板W不與處理氣體反應(yīng)的空間。為此，可以提供流動(dòng)導(dǎo)向件40，以減小其中基板W不與處理氣體反應(yīng)的空間并且引導(dǎo)處理氣體朝排氣通道45的均勻流動(dòng)。因?yàn)樘幚須怏w朝排氣通道45流動(dòng)，所以可能需要引導(dǎo)處理氣體，使得處理氣體均勻分布在基板W的表面上，從而在基板W上均勻反應(yīng)。因此，流動(dòng)導(dǎo)向件40包括：直線導(dǎo)向部件42，其設(shè)置在主腔室10中以及噴嘴環(huán)35的外部，以減小其中基板W不與處理氣體反應(yīng)的空間；以及圓形導(dǎo)向部件44，其具有用于引導(dǎo)處理氣體均勻流向排氣通道45的多個(gè)導(dǎo)向孔。圓形導(dǎo)向部件44設(shè)置在與擴(kuò)散板75相對(duì)的側(cè)部上，并且具有與該圓形導(dǎo)向部件44相鄰的噴嘴環(huán)35的形狀對(duì)應(yīng)的圓弧形狀。圓形導(dǎo)向部件44在預(yù)置距離處具有多個(gè)導(dǎo)向孔43，以引導(dǎo)通過(guò)擴(kuò)散板75引入的處理氣體均勻流向基板W。直線導(dǎo)向部件42連接到圓形導(dǎo)向部件44，并且設(shè)置在基座20的兩個(gè)側(cè)部中的每一個(gè)上。如圖3中例示的，直線導(dǎo)向部件42具有導(dǎo)向表面41，該導(dǎo)向表面41與將氣體供應(yīng)通道70的中心連接到排氣通道45(或排氣孔46a)的中心的直線大體上平行。直線導(dǎo)向部件42引導(dǎo)處理氣體從擴(kuò)散板75在彼此平行的方向上直線流向圓形導(dǎo)向部件44。另外，因?yàn)樘幚砜臻gC的容量(volume)被直線導(dǎo)向部件42最小化，所以可以提高處理氣體與基板W之間的反應(yīng)性(reactivity)并且可以最小化處理氣體的消耗。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以在基板W的外部供應(yīng)處理氣體，以執(zhí)行沉積處理。因此，可以克服近年來(lái)由于大尺寸的基板W導(dǎo)致的難以將處理氣體均勻供應(yīng)到基板W上的局限性。另外，因?yàn)橥ㄟ^(guò)使用分別在基板W上方和下方設(shè)置的加熱塊60和基座20來(lái)加熱基板W，所以可以控制溫度梯度以防止基板W發(fā)生翹曲。此外，可以在主腔室10中設(shè)置流動(dòng)導(dǎo)向件40，以大體上減小其中對(duì)于基板W的處理被執(zhí)行的處理空間。另外，流動(dòng)導(dǎo)向件40可以將處理氣體均勻引導(dǎo)到基板W上，以提高在基板W的中心部分和邊緣部分上的處理均勻性。雖然參照示例性實(shí)施方式詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明可以以不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，本文中陳述的權(quán)利要求的技術(shù)思想和范圍不限于這些優(yōu)選實(shí)施方式。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明適用于各種類(lèi)型的半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造方法。