沉积机台的制作方法

本发明有关于一种沉积机台，有利于在承载盘承载的晶圆上形成稳定的流场，并提高薄膜沉积的均匀度。

背景技术：

1、随着集成电路技术的不断进步，目前电子产品朝向轻薄短小、高性能、高可靠性与智能化的趋势发展。电子产品中晶体管的微缩技术至关重要，随着晶体管的尺寸缩小，可减少电流传输时间及降低耗能，以达到快速运算及节能的目的。在现今微小化的晶体管中，部分关键的薄膜几乎仅有几个原子的厚度，而原子层沉积制程则是发展这些微量结构的主要技术之一。

2、原子层沉积制程是一种将物质以单原子的形式一层一层地镀于基板表面的技术，原子层沉积的主要反应物有两种化学物质，通常被称作前驱物，并将两种前驱物依序传送至反应空间内。

3、具体而言，先将第一前驱物输送至反应空间内，使得第一前驱物被导引至基板表面，化学吸附的过程直至表面饱和时就自动终止。将清洁气体输送至反应空间内，并抽出反应空间内的气体，以去除反应空间内残余的第一前驱物。将第二前驱物注入反应空间，使得第二前驱物与化学吸附于基板表面的第一前驱物反应生成所需薄膜，反应的过程直至吸附于基板表面的第一前驱物反应完成为止。之后再将清洁气体注入反应空间，以去除反应空间内残余的第二前驱物。透过上述步骤的反复进行，并可在基板上形成薄膜。

4、在实际应用时，反应空间内前驱物的均匀分布，以及基板的温度都会对原子层沉积的薄膜均匀度造成相当大的影响，为此各大制程设备厂莫不极尽所能的改善扩散机构，以提高原子层沉积制程的品质。

技术实现思路

1、如先前技术所述，习用的沉积机台往往无法使得前驱物均匀的分布在基板上，而影响沉积在基板表面的薄膜质量。为此本发明提出一种新颖的沉积机台，可以在基板及承载盘的上方形成均匀且稳定的流场，以利于在基板的表面形成厚度均匀的薄膜。

2、本发明的一目的，在于提出一种沉积机台，主要包括一腔体、一承载盘、一抽气环及一扩散单元，其中腔体包括一容置空间及一抽气通道。抽气通道为环状体，并环绕设置在容置空间的外围。抽气环包括复数个排气孔及一环形通道，其中排气孔连接环形通道，使得容置空间依序经由排气孔及环形通道连接抽气通道。

3、复数个排气孔可均匀分布在承载盘的周围，而抽气通道则包括一第一抽气区、一第二抽气区及一第三抽气区，其中第三抽气区的高度大于第一抽气区，并经由第二抽气区连接第一抽气区。第二抽气区的高度由第一抽气区朝第三抽气区的方向逐渐增加，有利于将第一抽气区的气体经由第二抽气区传送到第三抽气区。

4、透过本发明所述抽气通道及抽气环的特殊设计，有利于将腔体的容置空间内的气体排出，并在承载盘承载的基板上形成均匀且稳定的流场，以在基板的表面沉积厚度均匀的薄膜。

5、本发明的一目的，在于提出一种沉积机台，其中抽气环的环形通道经由复数个连接孔连接抽气通道，并可依据腔体的抽气通道的构造调整排气孔及/或连接孔的设置密度或孔径。

6、具体而言，位于第一抽气区上方的排气孔及/或连接孔的设置密度或孔径，可大于位于第三抽气区上方的排气孔及/或连接孔的设置密度或孔径，而位于第二抽气区上方的排气孔及/或连接孔的设置密度或孔径则介于两者之间。透过上述的设计，容置空间内的气体或前驱物会在晶圆的上表面，约略沿着承载盘的径向扩散至承载面周围的排气孔，以在晶圆的上表面形成均匀且稳定的流场。

7、为了达到上述的目的，本发明提出一种沉积机台，包括：一腔体，包括一容置空间及一抽气通道，抽气通道位于容置空间外围，其中抽气通道包括一第一抽气区、一第二抽气区及一第三抽气区，其中第一抽气区的一第一高度小于第三抽气区的一第三高度，而第二抽气区位于第一抽气区及第三抽气区之间，第二抽气区的一第二高度由第一抽气区朝第三抽气区的方向逐渐增加；一承载盘，位于容置空间内，并包括一承载面用以承载至少一晶圆；一抽气环，包括：一环形外墙；一环形内墙，位于环形外墙的内侧，并位于承载盘的周围，其中环形外墙及环形内墙之间具有一环形通道，流体连接腔体的抽气通道；复数个排气孔，设置在环形内墙，并流体连接环形通道及容置空间，其中复数个排气孔环绕设置在承载盘的承载面的周围；及一扩散单元，包括：一扩散面，面对承载盘的承载面；复数个进气孔，设置在扩散面，并流体连接腔体的容置空间。

8、所述的沉积机台，包括一抽气马达连接抽气通道的第三抽气区，而腔体则包括一晶圆进出口，连接容置空间，晶圆进出口位于第一抽气区的下方。

9、所述的沉积机台，其中抽气环包括一个或多个连接孔，抽气环的环形通道经由连接孔连接腔体的抽气通道。

10、所述的沉积机台，其中第一抽气区上方的连接孔的设置密度或孔径大于第三抽气区上的连接孔的设置密度或孔径。

11、所述的沉积机台，其中抽气环的复数个排气孔高于承载盘的承载面。

12、所述的沉积机台，包括一传输管线流体连接扩散单元，传输管线包括一传输空间及一导流单元，其中导流单元设置在传输管线的传输空间内，并应传输空间区分为一第一传输空间及一第二传输空间，第二传输空间连接扩散单元，其中导流单元包括复数个穿孔，连接第一传输空间及第二传输空间。

13、所述的沉积机台，包括一凸起部设置在导流单元连接第一传输空间的一表面，而穿孔则环绕设置在凸起部的周围，并相对于导流单元连接第一传输空间的表面倾斜。

14、所述的沉积机台，其中抽气环包括一第一环形斜面位于环形外墙内侧，相对于承载盘的一轴心倾斜，并朝向扩散单元，扩散单元包括一第二环形斜面环绕设置在扩散面的周围，其中第一环形斜面及第二环形斜面的倾斜角度相同，并用以对位扩散单元及抽气环。

15、所述的沉积机台，其中第一抽气区上方的排气孔的设置密度或孔径大于第三抽气区上方的排气孔的设置密度或孔径。

16、所述的沉积机台，其中第二抽气区包括至少一倾斜面或一弧面，连接第一抽气区及第三抽气区的一底部。

17、本发明的有益效果是：提供一种新颖的沉积机台，可以在基板及承载盘的上方形成均匀且稳定的流场，以利于在基板的表面形成厚度均匀的薄膜。

技术特征：

1.一种沉积机台，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的沉积机台，其特征在于，包括一抽气马达连接该抽气通道的该第三抽气区，而该腔体则包括一晶圆进出口，连接该容置空间，该晶圆进出口位于该第一抽气区的下方。

3.根据权利要求1所述的沉积机台，其特征在于，其中该抽气环包括一个或多个连接孔，该抽气环的该环形通道经由该连接孔连接该腔体的该抽气通道。

4.根据权利要求3所述的沉积机台，其特征在于，其中该第一抽气区上方的该连接孔的设置密度或孔径大于该第三抽气区上的该连接孔的设置密度或孔径。

5.根据权利要求1所述的沉积机台，其特征在于，其中该抽气环的该复数个排气孔高于该承载盘的该承载面。

6.根据权利要求1所述的沉积机台，其特征在于，包括一传输管线流体连接扩散单元，该传输管线包括一传输空间及一导流单元，其中该导流单元设置在该传输管线的该传输空间内，并应该传输空间区分为一第一传输空间及一第二传输空间，该第二传输空间连接该扩散单元，其中该导流单元包括复数个穿孔，连接该第一传输空间及该第二传输空间。

7.根据权利要求6所述的沉积机台，其特征在于，包括一凸起部设置在该导流单元连接该第一传输空间的一表面，而该穿孔则环绕设置在该凸起部的周围，并相对于该导流单元连接该第一传输空间的该表面倾斜。

8.根据权利要求1所述的沉积机台，其特征在于，其中该抽气环包括一第一环形斜面位于该环形外墙内侧，相对于该承载盘的一轴心倾斜，并朝向该扩散单元，该扩散单元包括一第二环形斜面环绕设置在该扩散面的周围，其中该第一环形斜面及该第二环形斜面的倾斜角度相同，并用以对位该扩散单元及该抽气环。

9.根据权利要求1所述的沉积机台，其特征在于，其中该第一抽气区上方的该排气孔的设置密度或孔径大于该第三抽气区上方的该排气孔的设置密度或孔径。

10.根据权利要求1所述的沉积机台，其特征在于，其中该第二抽气区包括至少一倾斜面或一弧面，连接该第一抽气区及该第三抽气区的一底部。

技术总结
本发明为一种沉积机台，包括一腔体、一承载盘、一抽气环及一扩散单元，其中承载盘位于腔体的一容置空间内。腔体包括一抽气通道环绕设置在容置空间的外围，其中抽气通道具有一第一、一第二及一第三抽气区。第一抽气区经由第二抽气区连接第三抽气区，其中第三抽气区的高度大于第一抽气区。抽气环包括复数个排气孔及一环形通道，其中排气孔位于承载盘的周围，可将容置空间内的气体依序经由排气孔、环形通道及抽气通道排出，并有利于在承载盘上形成稳定的流场，以提高薄膜沉积的均匀度。

技术研发人员：林俊成,郭大豪
受保护的技术使用者：天虹科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13