專利名稱：多腔體薄膜沉積裝置及其抽氣模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多腔體薄膜沉積裝置及其抽氣模塊。
背景技術(shù)：
薄膜沉積(Thin Film Deposition)可應(yīng)用于各種物品或組件,例如半導(dǎo)體組件等的表面處理；它是一種在各種材料例如金屬、超硬合金、陶瓷及晶圓基板的表面上，成長一層或多層同質(zhì)或異質(zhì)材料薄膜的制程。依據(jù)沉積過程是否含有化學(xué)反應(yīng)，薄膜沉積可區(qū)分為物理氣相沉積(PhysicalVapor Deposition,簡稱 PVD)及化學(xué)氣相沉積(ChemicalVapor Deposition,簡稱 CVD)。隨著沉積技術(shù)及沉積參數(shù)差異，所沉積薄膜的結(jié)構(gòu)可能是「單晶」、「多晶」、或「非 結(jié)晶」的結(jié)構(gòu)。單晶薄膜的沉積在集成電路制程中特別重要，稱為「磊晶」(epitaxy)。磊晶成長的半導(dǎo)體薄膜的主要優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)樵诔练e過程中可直接摻雜施體或受體，因此可精確控制薄膜中的「摻質(zhì)分布」(dopant profile),并且不包含氧與碳等雜質(zhì)。金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(Metal-OrganicChemical VaporDeposition,簡稱M0CVD)，其原理是利用承載氣體攜帶氣相反應(yīng)物，或是前驅(qū)物進(jìn)入裝有晶圓的腔體中，晶圓下方的承載盤(sus^ptor)以特定加熱方式(例如高周波感應(yīng)或電阻)加熱晶圓及接近晶圓的氣體而使其溫度升高，而高溫會(huì)觸發(fā)單一或是數(shù)種氣體間的化學(xué)反應(yīng)式，使通常為氣態(tài)的反應(yīng)物被轉(zhuǎn)換為固態(tài)的生成物，并沉積在晶圓表面上。當(dāng)以MOCVD方法形成各種組件，例如發(fā)光二極管時(shí)，組件的合格率、產(chǎn)率、質(zhì)量與制程息息相關(guān)，而制程的質(zhì)量取決于反應(yīng)器內(nèi)部氣體流場的穩(wěn)定性、溫度控制、氣體控制等等因素，其中各因素對(duì)于沉積物的均勻性均有重大影響。由于MOCVD是在高溫的環(huán)境下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，而高溫所產(chǎn)生的自然對(duì)流與抽氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的強(qiáng)制對(duì)流，皆是影響沉積物均勻性的重要因素；因此，如何同時(shí)維持高抽氣能力以及沉積物的均勻性，并兼顧降低成本與容易清理，是目前業(yè)界努力研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種適用于多腔體薄膜沉積裝置的抽氣模塊，特別是一種具有高抽氣能力、均勻氣體流場、低成本，以及方便維護(hù)的抽氣模塊。本發(fā)明一實(shí)施例提供一種適用于一多腔體薄膜沉積裝置的抽氣模塊，其主要包含一匯流腔體與多個(gè)抽氣管。匯流腔體的上部截面積大于匯流腔體的下部截面積。每一個(gè)抽氣管的一端連接一反應(yīng)腔體，另一端連接匯流腔體上部的一入口。藉此，抽氣模塊操作時(shí)可以產(chǎn)生一漩渦式的流場，以便于提供每一個(gè)反應(yīng)腔體強(qiáng)度相似的抽氣能力。


圖IA顯示本發(fā)明一實(shí)施例抽氣模塊的立體示意圖；圖IB顯示圖IA的俯視圖2A顯示本發(fā)明另一實(shí)施例抽氣模塊的立體示意圖；圖2B顯示圖2A的俯視圖；以及圖3顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例具有抽氣模塊之多腔體薄膜沉積裝置的方塊圖。主要組件符號(hào)說明I抽氣模塊 2抽氣模塊10匯流腔體12抽氣管14反應(yīng)腔體16排氣管18進(jìn)氣管線20氣體控制器102上部104下部106入口108出口142晶圓載具144驅(qū)動(dòng)模塊
具體實(shí)施例方式以下將詳述本案的各實(shí)施例，并配合附圖作為例示。除了這些詳細(xì)描述之外，本發(fā)明還可以廣泛地應(yīng)用在其它的實(shí)施例中，任何所述實(shí)施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)，并以權(quán)利要求的范圍為準(zhǔn)。在說明書的描述中，為了使讀者對(duì)本發(fā)明有較完整的了解，提供了許多特定細(xì)節(jié)；然而，本發(fā)明可能在省略部分或全部這些特定細(xì)節(jié)的前提下，仍可實(shí)施。此外，眾所周知的步驟或組件并未描述于細(xì)節(jié)中，以避免造成對(duì)本發(fā)明不必要的限制。圖式中相同或類似的組件將以相同或類似符號(hào)來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，并非代表組件實(shí)際的尺寸或數(shù)量，除非有特別說明。圖IA與圖IB顯不本發(fā)明一實(shí)施例的抽氣模塊I,其中圖IA為立體不意圖，圖IB為俯視圖。本發(fā)明實(shí)施例所提供的抽氣模塊1，適用于一種多腔體薄膜沉積裝置。在本實(shí)施例，多腔體薄膜沉積裝置是一種用于有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(Metal-Organic ChemicalVaporDeposition, M0CVD)的薄膜沉積裝置,但不限于此。參見圖IA與圖1B，抽氣模塊I主要包含一匯流腔體10以及多個(gè)抽氣管12。由上方俯視觀察匯流腔體10，其形狀近似一圓形；另外，匯流腔體10可具有一上部102與一下部104，且上部102的截面積大于下部104的截面積。多個(gè)抽氣管12連接匯流腔體10與反應(yīng)腔體14，其中，每一個(gè)抽氣管12的一端連接多腔體薄膜沉積裝置的一反應(yīng)腔體14，另一端以切線方向連接位于上部102的一入口 106。另外，于本實(shí)施例，匯流腔體10還包含一出口 108位于下部104的下方，且出口108連接一排氣管16,該排氣管16連接一鼓風(fēng)機(jī)(fan)或泵(圖中未顯不)。值得注意的是，在其它實(shí)施例，出口 108可位于匯流腔體10的其它位置或方向，例如出口 108與排氣管16是呈水平設(shè)置。藉此，抽氣模塊I操作時(shí)，匯流腔體10內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一漩渦的氣體流場，使得提供每一反應(yīng)腔體14強(qiáng)度相似的抽氣能力,將各反應(yīng)腔體14的排出氣體(exhaust gas)均勻地抽出，以便于提高每一反應(yīng)腔體14內(nèi)的氣體流場的均勻性，進(jìn)而提高所沉積薄膜的均勻性。在現(xiàn)有技術(shù)中，多腔體薄膜沉積裝置的每一個(gè)反應(yīng)腔體通過一抽氣管分別連接一氣體處理系統(tǒng)，其用于抽出并處理所連接反應(yīng)腔體的排出氣體。因?yàn)榕懦鰵怏w可能包含未反應(yīng)的氣體反應(yīng)物、前驅(qū)物、固體生成物、塵粒等，并可能沉積在反應(yīng)腔體或抽氣管的管壁，而沉積在后者可能會(huì)導(dǎo)致個(gè)別氣體處理系統(tǒng)的抽氣能力產(chǎn)生變化，使其所連接反應(yīng)腔體內(nèi)的氣體流場不同于其它反應(yīng)腔體，造成產(chǎn)品均勻性不佳。
反之，本發(fā)明抽氣模塊I將所有反應(yīng)腔體14的排出氣體，透過個(gè)別的抽氣管12以切線方向連接于共同的匯流腔體10，搭配下方抽氣，使匯流腔體10內(nèi)形成一個(gè)漩渦的氣場，加上匯流腔體10上寬下窄的形狀，使壓力與抽氣速度產(chǎn)生變化，產(chǎn)生一個(gè)結(jié)構(gòu)夠強(qiáng)的氣場，使各反應(yīng)腔體內(nèi)的排出氣體被均勻抽出，如此可避免因?yàn)楣艿牢廴径沟貌煌磻?yīng)腔體具有相異的抽氣能力。根據(jù)本發(fā)明，匯流腔體10可為一體成形或是以多部件組合而成。在本實(shí)施例，匯流腔體10為一體成形，且匯流腔體10具有碗狀弧面或是倒置圓錐弧面。在另一實(shí)施例，匯流腔體是通過一頂部組件與一底部組件組合而成，其中，頂部組件具有圓柱狀弧面，底部組件具有碗狀弧面或是倒置圓錐弧面；在另一實(shí)施例，頂部組件具有碗狀弧面或是倒置圓錐弧面,底部組件具有圓柱狀弧面。另外，于另一實(shí)施例，可還包含一氣體洗漆器(scrubber,圖中未顯示)連接于上述鼓風(fēng)機(jī)或泵之后。在上述實(shí)施例，反應(yīng)腔體14的數(shù)量為四個(gè)，但不限于此。本發(fā)明所提供的抽氣模塊適用于任何具有兩個(gè)反應(yīng)腔體以上的薄膜沉積裝置。圖2A與圖2B顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的抽氣模塊2，其與圖IA與IB實(shí)施例的不同處在于，本實(shí)施例的多腔體薄膜沉積裝置具有3個(gè)反應(yīng)腔體14，因此匯流腔體10具有3個(gè)入口 106透過抽氣管12分別連接一反應(yīng)腔體14 ;其余結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)與變化與前述實(shí)施例相同，不再贅述。圖3為一方塊圖顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例多腔體薄膜沉積裝置，其包含如圖2A、2B所示的抽氣模塊2。另外，在每一反應(yīng)腔體14內(nèi)具有上方承載許多晶圓(圖中未顯示)的一晶圓載具142，以及用于驅(qū)動(dòng)晶圓載具142的一驅(qū)動(dòng)模塊144。一進(jìn)氣管線18提供薄膜沉積所需的一種或多種氣體，并通過設(shè)置于每一反應(yīng)腔體14前的一氣體控制器20控制流量。在薄膜沉積后，每一反應(yīng)腔體14的排出氣體經(jīng)由抽氣管12集中于匯流腔體。除了提供強(qiáng)大、穩(wěn)定、均勻的抽氣能力，本發(fā)明的抽氣模塊僅使用單一匯流腔體處理所有反應(yīng)腔體的排出氣體，因此可省下許多設(shè)備成本與維修成本。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明；凡其它未脫離發(fā)明所公開的精神下所完成之等效改變或修飾，均應(yīng)包含在權(quán)利要求所限定范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適用于多腔體薄膜沉積裝置的抽氣模塊，包含 一匯流腔體，且該匯流腔體的上部截面積大于該匯流腔體的下部截面積；以及 多個(gè)抽氣管，連接于所述匯流腔體，其中每一個(gè)該抽氣管的一端連接所述多腔體薄膜沉積裝置的一反應(yīng)腔體，另一端連接所述匯流腔體的上部的一入口 ；藉此，所述抽氣模塊操作時(shí)在所述匯流腔體內(nèi)產(chǎn)生一漩渦式的流場，以便于提供每一個(gè)反應(yīng)腔體強(qiáng)度相似的抽氣能力。
2.如權(quán)利要求I的抽氣模塊，其中所述匯流腔體的俯視形狀近似一圓形，且每一個(gè)所述抽氣管的另一端以切線方向連接所述匯流腔體上部的一入口。
3.如權(quán)利要求I的抽氣模塊，其中所述匯流腔體為一體成形或是多部件組合而成。
4.如權(quán)利要求3的抽氣模塊，其中所述匯流腔體為一體成形，且所述匯流腔體具有碗狀弧面或是倒置圓錐弧面。
5.如權(quán)利要求3的抽氣模塊，其中所述匯流腔體是藉由一頂部組件與一底部組件組合rfu 。
6.如權(quán)利要求5的抽氣模塊，其中所述頂部組件具有圓柱狀弧面，所述底部組件具有碗狀弧面或是倒置圓錐弧面。
7.如權(quán)利要求5的抽氣模塊，其中所述頂部組件具有碗狀弧面或是倒置圓錐弧面，所述底部組件具有圓柱狀弧面。
8.如權(quán)利要求I的抽氣模塊,其中所述匯流腔體的下部包含一出口，所述出口連接一排氣管。
9.如權(quán)利要求I的抽氣模塊，所述多腔體薄膜沉積裝置是一種用于有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積的薄膜沉積裝置。
10.一種多腔體薄膜沉積裝置，包含 多個(gè)反應(yīng)腔體，其中每一個(gè)反應(yīng)腔體包含一晶圓載具以及一驅(qū)動(dòng)模塊，該晶圓載具用于承載多個(gè)晶圓，該驅(qū)動(dòng)模塊用于驅(qū)動(dòng)該晶圓載具； 一進(jìn)氣管線，對(duì)每一個(gè)反應(yīng)腔體提供薄膜沉積所需的氣體； 一抽氣模塊，包含 一匯流腔體，且該匯流腔體的上部截面積大于該匯流腔體的下部截面積；以及 多個(gè)抽氣管，連接于所述匯流腔體，其中每一個(gè)該抽氣管的一端連接一個(gè)所述反應(yīng)腔體，另一端連接所述匯流腔體的上部的一入口 ；藉此，所述抽氣模塊操作時(shí)在所述匯流腔體內(nèi)產(chǎn)生一漩渦式的流場，以便于提供每一個(gè)反應(yīng)腔體強(qiáng)度相似的抽氣能力。
11.如權(quán)利要求10的多腔體薄膜沉積裝置，其中所述匯流腔體的俯視形狀近似一圓形，且每一個(gè)所述抽氣管的另一端以切線方向連接所述匯流腔體上部的一入口。
12.如權(quán)利要求10的多腔體薄膜沉積裝置，其中所述匯流腔體是一體成形或是多部件組合而成。
13.如權(quán)利要求12的多腔體薄膜沉積裝置，其中所述匯流腔體是一體成形，且所述匯流腔體具有碗狀弧面或是倒置圓錐弧面。
14.如權(quán)利要求12的多腔體薄膜沉積裝置，其中所述匯流腔體是藉由一頂部組件與一底部組件組合而成。
15.如權(quán)利要求14的多腔體薄膜沉積裝置，其中所述頂部組件具有圓柱狀弧面，所述底部組件具有碗狀弧面或是倒置圓錐弧面。
16.如權(quán)利要求14的多腔體薄膜沉積裝置，其中所述頂部組件具有碗狀弧面或是倒置圓錐弧面，所述底部組件具有圓柱狀弧面。
17.如權(quán)利要求10的多腔體薄膜沉積裝置，其中所述匯流腔體的下部包含一出口，該出口連接一排氣管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多腔體薄膜沉積裝置及其抽氣模塊，所述抽氣模塊主要包含一匯流腔體與多個(gè)抽氣管。匯流腔體的上部截面積大于匯流腔體的下部截面積。每一個(gè)抽氣管的一端連接一反應(yīng)腔體，另一端連接匯流腔體上部的一入口。藉此，抽氣模塊操作時(shí)可以產(chǎn)生一漩渦式的流場，以便于提供每一個(gè)反應(yīng)腔體強(qiáng)度相似的抽氣能力。
文檔編號(hào)C23C16/455GK102732858SQ20111008659
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者方政加, 楊成杰 申請(qǐng)人:綠種子能源科技股份有限公司