專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體分配板及包含此氣體分配板的基板處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種氣體分配板及包含此氣體分配板的基板處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般而言，半導(dǎo)體裝置、顯示裝置、太陽(yáng)能電池等是對(duì)基板進(jìn)行各式 處理而制造出。舉例而言，要執(zhí)行好幾次的薄膜沉積處理及光微影處理、 蝕刻處理來(lái)形成基板上的電路圖案，尚要執(zhí)行額外處理，如清潔處理、粘 接處理、切割處理等。在這些處理之中，沉積處理及蝕刻處理是在腔室型 基板處理設(shè)備中進(jìn)行。為此，將反應(yīng)氣體供應(yīng)穿過(guò)設(shè)備的氣體分配板而到 達(dá)基板之上，因而在基板上沉積或蝕刻薄膜。
圖1是根據(jù)相關(guān)技藝而繪示基板處理設(shè)備的剖面圖，而圖2是根據(jù)相 關(guān)技藝而繪示氣體分配板的變形的剖面圖。
參照?qǐng)D1，通常將PECVD(電漿加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)設(shè)備用來(lái)作為基板處 理設(shè)備10?；逄幚碓O(shè)備10包括腔室11，該腔室包括腔室蓋12，并在內(nèi) 部設(shè)有反應(yīng)空間E。基板2載置在基板載置板14上，而加熱器28安裝于基 板載置板14之中。氣體分配板20將反應(yīng)氣體朝向基板載置板14注入。邊 緣框架26密接于腔室11的內(nèi)壁，并用以防止薄膜沉積在基板2的外圍區(qū) 域。氣體供應(yīng)管24將反應(yīng)氣體供應(yīng)至氣體分配板20。排氣口22用以排出 反應(yīng)空間E中的反應(yīng)氣體，并調(diào)節(jié)反應(yīng)空間E中的真空。
腔室蓋12連接至RF(無(wú)線射頻)電壓源13，基板載置板14連接至接地端，該腔室蓋及基板載置板分別作為上電極及下電極。據(jù)此，當(dāng)反應(yīng)氣體
流入反應(yīng)空間E時(shí)，腔室蓋12及基板載置板14用以激活反應(yīng)氣體。
氣體分配板20包括數(shù)個(gè)注入孔18。氣體分配板20與腔室蓋12耦合， 且容納空間形成在氣體分配板20與腔室蓋12之間，用以容納從氣體供應(yīng) 管24供應(yīng)的反應(yīng)氣體?；遢d置板14向下移動(dòng)而承載/卸載基板2，并向 上移動(dòng)，以在基板2上形成或蝕刻薄膜。換言之，基板載置板14的設(shè)置是 使其上、下移動(dòng)。
邊緣框架26固定于腔室11的內(nèi)壁。當(dāng)基板載置板14向上移動(dòng)時(shí)，邊 緣框架26屏蔽了基板2的外圍區(qū)域，因而防止基板2的外圍區(qū)域的薄膜形 成。
安裝氣體供應(yīng)管24，使其穿過(guò)腔室蓋12的中間部分。擋板(未繪示) 安裝在容納空間中的對(duì)應(yīng)氣體供應(yīng)管24的位置，用以將來(lái)自氣體供應(yīng)管24 的反應(yīng)氣體均勻分布。排氣口 22與真空泵(未繪示)耦合，以排出反應(yīng)空間 E中的反應(yīng)氣體，或調(diào)節(jié)反應(yīng)空間E中的真空。
沉積在基板2上的薄膜必須要在整個(gè)基板2具有均勻的厚度及屬性。 將反應(yīng)氣體均勻供應(yīng)至基板2上，以及在氣體分配板20與基板載置板14 之間產(chǎn)生的電漿均勻性，會(huì)影響均勻厚度及屬性。在影響反應(yīng)氣體的均勻 供應(yīng)及電漿的均勻性的因素中，主要因素為介于氣體分配板20與基板載置 板14之間的距離均等性。換言之，當(dāng)介于氣體分配板20與基板載置板14 之間的距離皆為均等時(shí)，便能獲得基板2上的薄膜均勻性。
如圖1所示，氣體分配板20在進(jìn)行將薄膜沉積在基板2上的處理之前， 其狀態(tài)為與基板載置板14平行。然而，當(dāng)完成將薄膜沉積在基板2上的處 理之后，反應(yīng)空間E的溫度必須增高到預(yù)定溫度，以進(jìn)行反應(yīng)氣體的分解 與反應(yīng)。因?yàn)闇囟仍龈撸b設(shè)于腔室蓋12的氣體分配板20會(huì)膨脹。如圖2 所示，當(dāng)氣體分配板20膨脹時(shí)，氣體分配板20會(huì)因氣體分配板的重量作 用而下垂。據(jù)此，介于氣體分配板20與基板載置板14之間的距離會(huì)從邊 緣往中間增大。換言之，在邊緣的距離Dedg會(huì)大于在中間的距離Dcen。
再者，隨著基板2及氣體分配板20的尺寸增大，為了處理大尺寸顯示 裝置或太陽(yáng)能電池，氣體分配板20的下垂變形更加惡化。據(jù)此，供應(yīng)至基 板2上的反應(yīng)氣體密度，以及介于氣體分配板20與基板載置板14之間的電漿密度，并非為均勻，因此很難獲得在基板2的薄膜沉積均勻性。再者， 當(dāng)蝕刻基板2上的薄膜時(shí)，很難獲得蝕刻均勻性。因此，薄膜的均勻性會(huì) 劣化，生產(chǎn)效率便降低。

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)此，本發(fā)明為氣體分配板及包含此氣體分配板的基板處理設(shè)備。本 發(fā)明將會(huì)消除相關(guān)技藝的限制及缺點(diǎn)所造成的一或多個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的額外特征及優(yōu)點(diǎn)將于以下敘述，其部分將從說(shuō)明書(shū)所了解， 或可由實(shí)施本發(fā)明而知悉。本發(fā)明的目的及其他優(yōu)點(diǎn)能由以下實(shí)施方式及 圖式中特別提及的結(jié)構(gòu)及方法而更加明白。
為了達(dá)成該等與其他優(yōu)點(diǎn)，并依據(jù)如在此以實(shí)施例說(shuō)明并廣泛描述的 本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種氣體分配板，安裝于設(shè)有反應(yīng)空間的腔室 中，將反應(yīng)氣體供應(yīng)至載置于基板載置板上的基板上，其中該氣體分配板
包括第一及第二表面，其相向配置，其中，該第二表面朝向該基板載置 板，并具有一凹部形狀；及數(shù)個(gè)注入孔，各該注入孔包括 一入流部分， 從該第一表面朝向該第二表面延伸； 一擴(kuò)散部分，從該第二表面朝向該第 一表面延伸；及一孔口部分，是介于該入流部分與該擴(kuò)散部分之間，其中， 該數(shù)個(gè)注入孔的數(shù)個(gè)入流部分的氣體通道從該氣體分配板的邊緣往中間縮 短，且其中，該數(shù)個(gè)注入孔的數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分具有實(shí)質(zhì)相同的氣體通道。
在另一實(shí)施態(tài)樣中， 一基板處理設(shè)備包含 一腔室，設(shè)有一反應(yīng)空間； 一基板載置板，位于該反應(yīng)空間，其中， 一基板載置在該基板載置板上； 及一氣體分配板，位于該反應(yīng)空間，該氣體分配板包括第一及第二表面， 其相向配置，其中，該第二表面朝向該基板載置板，并具有一凹部形狀； 及數(shù)個(gè)注入孔，各該注入孔包括 一入流部分，從該第一表面朝向該第二 表面延伸； 一擴(kuò)散部分，從該第二表面朝向該第一表面延伸；及一孔口部 分，是介于該入流部分與該擴(kuò)散部分之間，其中，該數(shù)個(gè)注入孔的數(shù)個(gè)入 流部分的氣體通道從該氣體分配板的邊緣往中間縮短，且其中，該數(shù)個(gè)注 入孔的數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分具有實(shí)質(zhì)相同的氣體通道。
本發(fā)明所提供的氣體分配板及包含此氣體分配板的基板處理設(shè)備，其 優(yōu)點(diǎn)為能改善薄膜的均勻性及生產(chǎn)效率。當(dāng)了解到，前述總括性的描述及后續(xù)詳細(xì)描述為例示性及解釋性的， 其僅對(duì)所請(qǐng)發(fā)明提出進(jìn)一步的說(shuō)明。


在此包含的隨附圖式是協(xié)助提供本發(fā)明的更詳細(xì)的解釋?zhuān)湓诖瞬⑷?br> 后為本說(shuō)明書(shū)的一部分，并說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，與發(fā)明說(shuō)明同時(shí)解讀時(shí)， 能解釋本發(fā)明的發(fā)明要旨。在圖式中
圖1是根據(jù)相關(guān)技藝而繪示基板處理設(shè)備的剖面圖2是根據(jù)相關(guān)技藝而繪示氣體分配板的變形的剖面圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例而繪示基板處理設(shè)備的氣體分配板及
基板載置板的剖面圖4及圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例而分別繪示氣體分配板的頂部
及底部表面的平面圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例而繪示基板處理設(shè)備的剖面圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例而繪示氣體分配板及基板載置板的剖
面圖8是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例而放大繪示一部分氣體分配板的剖面
圖;
圖9及圖IO是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例而分別繪示氣體分配板的頂部 及底部表面的剖面圖11是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例而繪示基板處理設(shè)備的氣體分配板的 剖面圖；及
圖12是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例而繪示氣體分配板的第二表面的平面圖。
2基板
10基板處理設(shè)備 11腔室 12腔室蓋 13 電壓源
14基板載置板
18注入孔
20氣體分配板
22排氣口
24氣體供應(yīng)管26邊緣框架312孔口部分
28加熱器314入流部分
102基板316擴(kuò)散部分
110基板處理設(shè)備350第一梯部部分
111腔室352第二梯部部分
112月￡室蓋354第三梯部部分
113電壓源410注入孔
114基板載置板412孔口部分
122排氣口414入流部分
123下沉部分416擴(kuò)散部分
124氣體供應(yīng)管D1 D3 寬度126邊緣框架Dedg、 Dcen、 D' edg、 D' cen128加熱器距離
200氣體分配板E 反應(yīng)空間201第一表面ID1'"ID3氣體通道
203第二表面Ll第一氣體通道
205第一側(cè)表面第二氣體通道
207第二側(cè)表面第三氣體通道
210注入孔Pl，'' ，Pn 間隔
212孔口部分Pl，間隔
214入流部分Pl，' 間隔
216擴(kuò)散部分Sl，' ，Sn直徑
310注入孔
具體實(shí)施方式
茲參照隨附圖式而詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例而繪示基板處理設(shè)備的氣體分配板及 基板載置板的剖面圖，而圖4及圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例而分別繪 示氣體分配板的頂部及底部表面的平面圖。
參照?qǐng)D3至圖5，第一實(shí)施例的基板處理設(shè)備中，氣體分配板200包括第一表面201 (稱(chēng)作頂部表面)、第二表面203 (稱(chēng)作底部表面)及第一及第二 側(cè)表面205及207。第一表面201可平行于基板載置板114。第二表面203 朝向基板載置板114，其并具有凹部形狀，如含凹面的凹部形狀。氣體分配 板200具有數(shù)個(gè)注入孔210，將反應(yīng)氣體朝向載置在基板載置板114上的基 板102注入。氣體分配板200及基板載置板114位于設(shè)有反應(yīng)空間(未繪示) 的腔室(未繪示)中。氣體分配板200及基板載置板114可具有在平面上實(shí) 質(zhì)相同的形狀，如圓形或矩形形狀。
各注入孔210可包括入流部分214、孔口部分212及擴(kuò)散部分216。入 流部分214及擴(kuò)散部分216分別作為注入孔210的入口及出口 。
入流部分214從第一表面201朝向第二表面203延伸。從外部供應(yīng)的 反應(yīng)氣體會(huì)流入入流部分214中?？卓诓糠?12與入流部分214通連，且 其直徑可小于入流部分214的直徑。擴(kuò)散部分216與孔口部分212通連， 并延伸至第二表面203,將反應(yīng)氣體朝向基板載置板114供應(yīng)。數(shù)個(gè)注入孔 210可在氣體分配板200上以實(shí)質(zhì)相同的間隔均勻地分布。
為了在基板102上沉積或蝕刻薄膜，將反應(yīng)氣體供應(yīng)至腔室的反應(yīng)空 間，而腔室內(nèi)的溫度會(huì)增高到約攝氏200或500度。據(jù)此，氣體分配板200 會(huì)熱膨脹，并在氣體分配板200的重量作用下而下垂。如相關(guān)技術(shù)所描述， 若氣體分配板為平坦的，介于氣體分配板與基板載置板之間的距離便不會(huì) 為均等，會(huì)從邊緣往中間減小。
然而，第一實(shí)施例的氣體分配板200在第二表面203上具有含凹面的 凹部形狀，以補(bǔ)償因氣體分配板200下垂所造成的距離不均等性。換言之， 在基板102上沉積或蝕刻薄膜之前，介于氣體分配板200與基板載置板114 之間的距離從邊緣往中間減小。舉例而言，在邊緣的距離Dedg小于在中間 的距離Dcen。而后，當(dāng)在基板102上沉積或蝕刻薄膜時(shí)，氣體分配板200 的下垂是因氣體分配板200的熱膨脹所導(dǎo)致。然而，因事先考量氣體分配 板200的下垂，第二表面203具有含凹面的凹部形狀。據(jù)此，即使氣體分 配板200下垂，第二表面203的具有含凹面的凹部形狀的結(jié)構(gòu)能補(bǔ)償因下 垂所造成的不均等距離。因此，介于氣體分配板200與基板載置板114之 間的距離能實(shí)質(zhì)上為全部均等。舉例而言，在處理基板102期間的位于邊 緣的距離D' edg會(huì)實(shí)質(zhì)相同于在處理基板102期間的位于中間的距離<formula>formula see original document page 10</formula>
舉例而言，第二表面203可借由制備具有平坦第二表面的氣體分配板 而形成，接著，基于實(shí)驗(yàn)或模擬，考量因熱膨脹所造成的平坦第二表面的 向下凸出弧度，處理平坦第二表面，以形成含凹面的第二表面203。當(dāng)處理 平坦第二表面時(shí)，亦會(huì)考量因熱膨脹所造成平坦第二表面的向下凸出的體 積。
因?yàn)閷⒌诙砻?03形成為具有含凹面的凹部形狀，氣體分配板200 的厚度會(huì)從邊緣往中間減小。當(dāng)氣體分配板熱膨脹時(shí)，介于氣體分配板200 與基板載置板114之間的距離會(huì)是均等的，但第一表面201會(huì)有下沉部分 123。然而，下沉部分123實(shí)質(zhì)上不會(huì)影響反應(yīng)氣體穿過(guò)注入孔210的注入。
如上所述，第二表面203用以將介于氣體分配板200與基板載置板114 之間的距離成為均等，此會(huì)改善反應(yīng)空間中反應(yīng)氣體與電漿的密度均勻性。 然而，因擴(kuò)散部分216之故，反應(yīng)氣體的密度會(huì)因位置不同而改變。
更詳細(xì)而言，擴(kuò)散部分216的直徑從孔口 212增大至第二表面203。舉 例而言，擴(kuò)散部分216具有截錐形狀。數(shù)個(gè)入流部分214具有實(shí)質(zhì)相同的 高度，亦即，實(shí)質(zhì)相同的第一氣體通道L1，且數(shù)個(gè)孔口部分212具有實(shí)質(zhì) 相同的高度，亦即，實(shí)質(zhì)相同的第二氣體通道L2。然而，因含凹部的第二 表面203之故，數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分216具有彼此不同的第三氣體通道L3。換言 之，因含凹部的第二表面203之故，第三氣體通道L3從邊緣往中間減小。 再者，因各擴(kuò)散部分216具有截錐形狀，數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分216具有彼此不同 的直徑。換言之，擴(kuò)散部分216的直徑從邊緣往中間減小。
入流部分214借由孔口部分212調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體的氣體流率及氣體流量。 直徑大于孔口部分212的直徑的擴(kuò)散部分216，其用以將穿過(guò)入流部分214 與孔口部分212的反應(yīng)氣體擴(kuò)散，并將反應(yīng)氣體均勻注入到基板102上。 供應(yīng)到基板102上的反應(yīng)氣體與孔口部分212的直徑以及擴(kuò)散部分216的 容積成正比。數(shù)個(gè)入流部分及孔口部分214及212分別具有實(shí)質(zhì)相同的第 一及第二氣體通道Ll及L2。然而，數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分216具有彼此不同的第三 氣體通道L3及容積。據(jù)此，來(lái)自數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分216的反應(yīng)氣體的注入量彼 此之間為不同。換言之，注入量從邊緣往中間減小。
參照?qǐng)D4，位于氣體分配板200的第一表面201的數(shù)個(gè)入流部分214具有實(shí)質(zhì)相同的直徑S1，彼此并以實(shí)質(zhì)相同的間隔P1間隔開(kāi)。參照?qǐng)D5， 數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分216具有不同的直徑Sl，…，Sn，彼此并以不同的間隔 Pl，…，Pn間隔開(kāi)。舉例而言，擴(kuò)散部份216的直徑從中間往邊緣增大，而 介于數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分216之間的間隔從中間往邊緣減小。
據(jù)此，即使含凹面的第二表面203補(bǔ)償了因氣體分配板200的下垂所 造成的不均等距離，因?yàn)閿U(kuò)散部分216具有不同的氣體通道及容積之故， 反應(yīng)氣體的注入量會(huì)從中間往邊緣增大。因此，介于氣體分配板200與基 板載置板114之間的反應(yīng)氣體密度會(huì)是不均勻的，因而會(huì)使在基板102上 將薄膜均勻沉積或蝕刻相當(dāng)困難。
為了解決此問(wèn)題，茲提出第二實(shí)施例，如下述。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例而繪示基板處理設(shè)備的剖面圖，而圖7 是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例而繪示氣體分配板及基板載置板的剖面圖。圖8 是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例而放大繪示一部分氣體分配板的剖面圖。圖9 及圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例而分別繪示氣體分配板的頂部及底部表 面的剖面圖。茲將省略本實(shí)施例中與第一實(shí)施例相似元件的敘述。
參照?qǐng)D6至圖10，第二實(shí)施例的基板處理設(shè)備110包括腔室111，該 腔室包括腔室蓋112，并在其內(nèi)部設(shè)有反應(yīng)空間E。基板載置板114位于反 應(yīng)空間E，且基板102載置于基板載置板114上。加熱器128安裝于基板載 置板114中，以加熱基板102。氣體分配板200將反應(yīng)氣體朝向基板載置板 114供應(yīng)。邊緣框架126密接在腔室111的內(nèi)壁之上，其用以防止薄膜沉積 在基板102的外圍區(qū)域。氣體供應(yīng)管124供應(yīng)反應(yīng)氣體。排氣口 122調(diào)節(jié) 反應(yīng)空間E中的反應(yīng)氣體，以及反應(yīng)空間E中的真空。
腔室蓋112連接至RF(無(wú)線射頻)電壓源113，且基板載置板114連接 至接地端，該腔室蓋及基板載置板分別作為上電極及下電極。據(jù)此，當(dāng)反 應(yīng)氣體流入反應(yīng)空間E時(shí)，腔室蓋112及基板載置板114用以激活反應(yīng)氣 體。
氣體分配板200包括數(shù)個(gè)注入孔310。氣體分配板200與腔室蓋112 耦合，而容納空間形成在介于氣體分配板200與腔室蓋112之間，該容納 空間并用以容納供應(yīng)自氣體供應(yīng)管124的反應(yīng)氣體?；遢d置板114向下 移動(dòng)來(lái)承載/卸載基板102，其并向上移動(dòng)來(lái)形成或蝕刻基板102上的薄膜。換言之，基板載置板114用以向上、下移動(dòng)。
邊緣框架126固定于腔室111的內(nèi)壁。當(dāng)基板載置板114向上移時(shí)， 邊緣框架126屏蔽了基板102的外圍區(qū)域。因此防止薄膜形成在基板102 的外圍區(qū)域。
安裝氣體供應(yīng)管124，使其穿過(guò)腔室蓋112的中間部分。擋板(未繪示) 安裝在容納空間中的對(duì)應(yīng)氣體供應(yīng)管124的位置，并用以均勻分配來(lái)自氣 體供應(yīng)管124的反應(yīng)氣體。排氣口 122與真空泵(未繪示)耦合，以將反應(yīng) 空間E中的反應(yīng)氣體排出，或調(diào)節(jié)反應(yīng)空間E中的真空。
氣體分配板200包括第一表面201(稱(chēng)作頂部表面)、第二表面203 (稱(chēng) 作底部表面)及第一及第二側(cè)表面205及207。第一表面201可與基板載置 板114平行。第二表面203朝向基板載置板114，并具有凹部形狀，如含凹 面的凹部形狀。
氣體分配板200具有數(shù)個(gè)注入孔310，將反應(yīng)氣體注入到載置在基板載 置板114上的基板102上。氣體分配板200及基板載置板114位于反應(yīng)空 間E。氣體分配板200及基板載置板114可具有在平面上實(shí)質(zhì)相同的形狀， 如圓形或矩形形狀。
各注入孔310可包括入流部分314、孔口部分312及擴(kuò)散部分316。入 流部分314及擴(kuò)散部分316分別作為注入孔310的入口及出口 。
入流部分314從第一表面201朝向第二表面203延伸。從外部供應(yīng)的 反應(yīng)氣體流入入流部分314中。孔口部分312與入流部分314通連，且其 直徑可小于入流部分314的直徑。擴(kuò)散部分316與孔口部分312通連，并 延伸至第二表面203，將反應(yīng)氣體注入到基板載置板114上。數(shù)個(gè)注入孔 310可在氣體分配板200上以實(shí)質(zhì)相同的間隔均勻地分布。
在處理基板102之前，介于氣體分配板200與基板載置板114之間的 距離從邊緣往中間增大。舉例而言，在邊緣的距離Dedg小于在中間的距離 Dcen。而后，當(dāng)處理基板102時(shí)，氣體分配板200會(huì)下垂，因此介于氣體 分配板200與基板載置板114之間的距離變成均等。舉例而言，在處理基 板102期間的位于邊緣的距離D' edg會(huì)實(shí)質(zhì)相同于在處理基板102期間的 位于中間的距離D' cen。
入流部分314具有約為數(shù)微米的直徑，其并借由孔口部分312調(diào)節(jié)氣體流率及氣體流量。直徑大于孔口部分312的直徑的擴(kuò)散部分316，其用以 將穿過(guò)入流部分314與孔口部分312的反應(yīng)氣體擴(kuò)散，并將反應(yīng)氣體均勻 注入到基板102上。供應(yīng)到基板102上的反應(yīng)氣體與孔口部分312的直徑 以及擴(kuò)散部分316的容積成正比。在第二實(shí)施例中，數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分316具 有實(shí)質(zhì)相同的容積，以使反應(yīng)氣體均勻分配在基板102上。
入流部分314從第一表面210延伸至對(duì)應(yīng)的孔口部分312。數(shù)個(gè)孔口部 分312以實(shí)質(zhì)相同的形狀設(shè)置成第二表面203的凹面形狀。據(jù)此，入流部 分314的高度從中間往邊緣增大。參照?qǐng)D8，三個(gè)相鄰的入流部分314具有 三個(gè)彼此不同的高度，亦即，三個(gè)氣體通道ID1至ID3。換言之，入流部分 314的第一氣體通道L1通常從中間往邊緣增大ID 1 〈 ID 2 < ID 3。
數(shù)個(gè)孔口部分312及數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分316與第二表面203平行。據(jù)此， 數(shù)個(gè)孔口部分312具有實(shí)質(zhì)相同的第二氣體通道L2，且數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分316 具有實(shí)質(zhì)相同的第三氣體通道L3。
參照?qǐng)D9，當(dāng)從第一表面201觀察數(shù)個(gè)入流部分314時(shí)，數(shù)個(gè)入流部分 314具有實(shí)質(zhì)相同的直徑S1，彼此并以實(shí)質(zhì)相同的間隔P1間隔開(kāi)。然而， 參照?qǐng)D7，當(dāng)從第二表面203觀察數(shù)個(gè)入流部分314時(shí)，數(shù)個(gè)入流部分看起 來(lái)彼此由不同間隔間隔開(kāi)，如不同的間隔P1'及P1，'。
參照?qǐng)DIO，當(dāng)從第二表面203觀察數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分316時(shí)，數(shù)個(gè)擴(kuò)散部 分316具有實(shí)質(zhì)相同的直徑S2，彼此以實(shí)質(zhì)相同的間隔P2間隔開(kāi)。因?yàn)楹?凹面的第二表面203的剖面可以具有如橢圓弧的形狀，且各擴(kuò)散部分316 的中央軸線垂直于基板載置板114，從第二表面203觀察的擴(kuò)散部分316的 面積會(huì)些微從中間往邊緣增大。然而，此些微增大實(shí)質(zhì)上不會(huì)影響從擴(kuò)散 部分316所注入的反應(yīng)氣體量的變化。據(jù)此，便將數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分316視為 具有實(shí)質(zhì)相同的直徑S2,彼此并以實(shí)質(zhì)相同的間隔P2間隔開(kāi)。
如上所述，在第二實(shí)施例中，當(dāng)氣體分配板200因熱膨脹而下垂時(shí)， 因?yàn)榈诙砻?03具有含凹面的凹部形狀，將能補(bǔ)償介于氣體分配板200 與基板載置板114之間的距離非均等性。再者，因?yàn)閿?shù)個(gè)擴(kuò)散部分316具 有實(shí)質(zhì)相同的氣體通道L3、直徑S2及容積，反應(yīng)氣體能均勻分配到整個(gè)基 板102上。
第一及第二實(shí)施例提供具有含凹面的第二表面的氣體分配板，而下述第三實(shí)施例提供具有梯狀第二表面的氣體分配板。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例而繪示基板處理設(shè)備的氣體分配板的
剖面圖，而圖12是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例而繪示氣體分配板的第二表面 的平面圖。茲將省略本實(shí)施例中與第一、第二實(shí)施例相似元件的敘述。
參照?qǐng)D10及圖11，第三實(shí)施例的基板處理設(shè)備中，氣體分配板200 包括第一表面201 (稱(chēng)作頂部表面)、第二表面203 (稱(chēng)作底部表面)及第一及 第二側(cè)表面205及207。第一表面可與基板載置板114平行。第二表面203 朝向基板載置板114，并具有凹部形狀，如梯狀的凹部形狀。氣體分配板 200具有數(shù)個(gè)注入孔410，將反應(yīng)氣體朝向載置在基板載置板114上的基板 102注入。氣體分配板200及基板載置板114位于設(shè)有反應(yīng)空間的腔室內(nèi)。 氣體分配板200及基板載置板114可具有在平面上實(shí)質(zhì)相同的形狀，如圓 形或矩形形狀。
第二表面203可包括數(shù)個(gè)梯部，且梯部的數(shù)量不受限。在第三實(shí)施例 中，假設(shè)第二表面203包括三個(gè)從如中間到邊緣的呈徑向方向的梯部。
第二表面203包括位于中間的第一梯部部分350、圍繞第一梯部部分 350的第二梯部部分352及圍繞第二梯部部分352而位于邊緣的第三梯部部 分354。在第一梯部部分350的第一寬度Dl、第二梯部部分352的第二寬 度D2及第三梯部部分354的第三寬度D3之間的關(guān)系為Dl 〉 D2 〉 D3。 第一梯部部分350的厚度小于第二梯部部分352的厚度，且第二梯部部分 352的厚度小于第三梯部部分354的厚度。梯部部分350、 352、 354從中間 往邊緣增加厚度。
第一至第三梯部部分350、 352、 354的設(shè)置是較佳地使第一梯部部分 350的中心、第二梯部部分352的中心及第三梯部部分354的中心皆由如第
一及第二實(shí)施例的第二表面剖面中的橢圓弧實(shí)質(zhì)地穿過(guò)。第二及第三梯部 部分352及354設(shè)置成以同心圓方式環(huán)繞第一梯部部分350。因?yàn)榈谝恢恋?三梯部部分352、 352、 354的中心對(duì)應(yīng)到橢圓弧，第一梯部部分350的面 積大于第二梯部部分352的面積，且第二梯部部分352的面積大于第三梯 部部分354的面積。
各注入孔410可包括入流部分414、孔口部分412及擴(kuò)散部分416。入 流部分414及擴(kuò)散部分416分別作為注入孔410的入口及出口 。入流部分414從第一表面201朝向第二表面203延伸。從外部供應(yīng)的 反應(yīng)氣體流入入流部分414中。孔口部分412與入流部分414通連，其直 徑可小于入流部分414的直徑。擴(kuò)散部分416與孔口部分412通連，并延 伸至第二表面203，將反應(yīng)氣體注入到基板載置板114上。數(shù)個(gè)注入孔410 可在氣體分配板200上以實(shí)質(zhì)相同的間隔分布。
入流部分414從第一表面201延伸到對(duì)應(yīng)的孔口部分412。數(shù)個(gè)孔口部 分412以實(shí)質(zhì)相同的形狀設(shè)置成第二表面的梯部形狀。據(jù)此，將數(shù)個(gè)入流 部分414分成三組，第一至第三組分別對(duì)應(yīng)到第一至第三梯部部分350、 352、 354。第一至第三部分具有三個(gè)彼此不同的高度，即三個(gè)氣體通道ID1至ID3。 換言的，入流部分314的第一氣體通道通常從中間往邊緣增大，即ID1 〈 ID2 < ID3。第一組的孔口部分412具有實(shí)質(zhì)相同的氣體通道ID1，第二組的孔 口部分412具有實(shí)質(zhì)相同的氣體通道ID2，且第三組的孔口部分412具有實(shí) 質(zhì)相同的氣體通道ID3。
將數(shù)個(gè)孔口部分412及數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分416設(shè)置成與第二表面203平行。 據(jù)此，數(shù)個(gè)孔口部分412具有實(shí)質(zhì)相同的第二氣體通道，且數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分 416具有實(shí)質(zhì)相同的第三氣體通道。
注入孔418借由孔口部分412調(diào)節(jié)氣體流率及氣體流量。直徑大于孔 口部分412的直徑的擴(kuò)散部分416，其用以將穿過(guò)入流部分414及孔口部分 412的反應(yīng)氣體擴(kuò)散，并將反應(yīng)氣體均勻注入到基板102上。供應(yīng)到基板 102上的反應(yīng)氣體與孔口部分412的直徑及擴(kuò)散部分416的容積成正比。第 三實(shí)施例是相似于第二實(shí)施例，數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分416具有實(shí)質(zhì)相同的容積， 以使反應(yīng)氣體均勻分布在基板102上。
在第三實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)化氣體分配板的制造，可分開(kāi)制造第一至第 三梯部部分350、 352、 354，而后將其組合。當(dāng)分開(kāi)制造第一至第三梯部部 分350、 352、 354時(shí)，能減少生產(chǎn)時(shí)間與成本。
如上述實(shí)施例，因?yàn)闅怏w分配板的底部表面具有凹部形狀，即使發(fā)生 熱膨脹，仍能獲得介于氣體分配板與基板載置板之間的均等距離，且能改 善反應(yīng)氣體與電漿的均勻性。
再者，當(dāng)數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分具有實(shí)質(zhì)相同的氣體通道時(shí)，能將反應(yīng)氣體均 勻供應(yīng)到基板上。據(jù)此，便能均勻地在基板上沉積及蝕刻薄膜。又，當(dāng)氣體分配板的底部表面具有梯部形狀時(shí)，能簡(jiǎn)化氣體分配板的 制程。
本技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者將能明白，在不偏離本發(fā)明的精神與范 圍的情況下，能對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改及變化。因此，若此等修改及變化 落入隨附申請(qǐng)專(zhuān)利范圍的范圍及其均等物，本發(fā)明欲將其涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種氣體分配板，其是安裝于設(shè)有一反應(yīng)空間的一腔室中，并將一反應(yīng)氣體供應(yīng)至載置于一基板載置板上的一基板上，該氣體分配板包含第一及第二表面，其相向配置，其中，該第二表面朝向該基板載置板，并具有一凹部形狀；及數(shù)個(gè)注入孔，各該注入孔包括一入流部分，從該第一表面朝向該第二表面延伸；一擴(kuò)散部分，從該第二表面朝向該第一表面延伸；及一孔口部分，是介于該入流部分與該擴(kuò)散部分之間，其中，該數(shù)個(gè)注入孔的數(shù)個(gè)入流部分的氣體通道從該氣體分配板的邊緣往中間縮短，且其中，該數(shù)個(gè)注入孔的數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分具有實(shí)質(zhì)相同的氣體通道。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配板，其中，介于該第二表面與該基板載置板之間的一距離從該氣體分配板的中間往邊緣減小。
3. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配板，其中，該第一表面為平坦，且其與該基板載置板平行。
4. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配板，其中，該數(shù)個(gè)入流部分在該氣體分配板的一平面上以在該等入流部分之間的實(shí)質(zhì)相同的間隔設(shè)置，且該數(shù)個(gè)入流部分在該第二表面上以在該等入流部分之間的從該氣體分配板的中間往邊緣增大的間隔設(shè)置。
5. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配板，其中，該數(shù)個(gè)注入孔的數(shù)個(gè)孔口部分具有實(shí)質(zhì)相同的氣體通道，并與該第二表面平行。
6. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配板，其中，該數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分具有實(shí)質(zhì)相同的直徑及容積，且以在該等擴(kuò)散部分之間的實(shí)質(zhì)相同的間隔設(shè)置，并與該第二表面平行。
7. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配板，其中，該擴(kuò)散部分的一中心軸線垂直于該基板載置板。
8. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配板，其中，該擴(kuò)散部分具有一頂部截切的錐形。
9. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配板，其中，該第二表面的凹部形狀具有剖面的一橢圓弧狀。
10. 如權(quán)利要求1所述的氣體分配板，其中，該第二表面包括數(shù)個(gè)梯部部分。
11. 如權(quán)利要求10所述的氣體分配板，其中，該數(shù)個(gè)梯部部分用以以同心圓的方式環(huán)繞該氣體分配板的中間。
12. 如權(quán)利要求10所述的氣體分配板，其中，該數(shù)個(gè)梯部部分從該氣體分配板的邊緣到中間較為凹陷。
13. 如權(quán)利要求10所述的氣體分配板，其中，該數(shù)個(gè)入流部分分成分別對(duì)應(yīng)到該數(shù)個(gè)梯部部分的數(shù)個(gè)組，且該數(shù)個(gè)組具有在其之間不同的氣體通道。
14. 如權(quán)利要求10所述的氣體分配板，其中，該數(shù)個(gè)入流部分分成分別對(duì)應(yīng)到該數(shù)個(gè)梯部部分的數(shù)個(gè)組，且該數(shù)個(gè)組中，各組的入流部分具有實(shí)質(zhì)相同的氣體通道。
15. —種基板處理設(shè)備，包含一腔室，設(shè)有一反應(yīng)空間；一基板載置板，位于該反應(yīng)空間，其中， 一基板載置在該基板載置板上；及一氣體分配板，位于該反應(yīng)空間，該氣體分配板包括第一及第二表面，其相向配置，其中，該第二表面朝向該基板載置板，并具有一凹部形狀；及數(shù)個(gè)注入孔，各該注入孔包括一入流部分，從該第一表面朝向該第二表面延伸；一擴(kuò)散部分，從該第二表面朝向該第一表面延伸；及一孔口部分，是介于該入流部分與該擴(kuò)散部分之間，其中，該數(shù)個(gè)注入孔的數(shù)個(gè)入流部分的氣體通道從該氣體分配板的邊緣往中間縮短，且其中，該數(shù)個(gè)注入孔的數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分具有實(shí)質(zhì)相同的氣體通道。
16. 如權(quán)利要求10所述的基板處理設(shè)備，其中，該第二表面的凹部形狀具有一橢圓弧形狀或數(shù)個(gè)梯部形狀。
全文摘要
一種氣體分配板，安裝于設(shè)有反應(yīng)空間的腔室中，將反應(yīng)氣體供應(yīng)至載置于基板載置板上的基板上，其中該氣體分配板包括第一及第二表面，其相向配置，其中，該第二表面朝向該基板載置板，并具有一凹部形狀；及數(shù)個(gè)注入孔，各該注入孔包括一入流部分，從該第一表面朝向該第二表面延伸；一擴(kuò)散部分，從該第二表面朝向該第一表面延伸；及一孔口部分，是介于該入流部分與該擴(kuò)散部分之間，其中，該數(shù)個(gè)注入孔的數(shù)個(gè)入流部分的氣體通道從該氣體分配板的邊緣往中間縮短，且其中，該數(shù)個(gè)注入孔的數(shù)個(gè)擴(kuò)散部分具有實(shí)質(zhì)相同的氣體通道。本發(fā)明所提供的氣體分配板及包含此氣體分配板的基板處理設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)為能改善薄膜的均勻性及生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C30B25/02GK101624722SQ200910140179
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者崔宰旭, 樸贊鎬 申請(qǐng)人:周星工程股份有限公司