[发明专利]批式沉积工具及压缩晶舟

说明书

技术领域

本发明实施例大体上有关于一种支持与传送基材并缩减批式处理过程中的泵气容积的方法与设备。本发明实施例亦有关于一种在批式处理室中均匀气体配送与均匀热传送的方法与设备。

背景技术

基材制造制程的效率通常是藉由两个相关与重要因素来测定，使两因素便是产品产率与拥有成本(COO)。此两因素相当重要，因为其直接影响到生产电子设备的制造成本，进而影响到制造商在市场上的竞争力。拥有成本(COO)亦受到数个因素的影响，其会因每小时所制造的基材数量而大幅改变。批式处理制程通常能在不增加额外费用的情况下，借着提高制造基材的数量，而能有效地大幅改善拥有成本。

「批式处理(batch processing)」一词通常指在一时间内能同时处理两个或更多个基材的制程步骤。批式处理制程的优点大体有二。其一方面，批式处理可藉由执行在基材处理顺序上较其它处理配方步骤要长出许多的处理配方步骤来提高系统产量。另一方面，在如ALD或CVD制程等某些处理步骤中，当使用昂贵的前驱材料时，相较于单一基材处理步骤而言，批式处理可大幅缩减前驱气体的用量。基材表面积对室容积的比值较大的批式处理室有利于减少前驱气体的用量。

在批式处理过程中，基材通常由晶舟(substrate boat)来支撑与传送。图1是一具有典型习知晶舟101的批式处理室100的剖面图。多个基材140安置于晶舟101内的基座(susceptor)104上，而该些基座则由多个杆106所支撑着。每个基材140可直接置放于一基座104上，或者基材140可位于连接至该基座104表面上的三或多个支撑捎(未显示)上，而悬置于两基座104之间。多个杆106通常连接至一底盘105与一顶盘102。该底盘105多半连接至一轴心118，轴心118设计用以将垂直与旋转作动传递给晶舟101。该轴心118衔接至一旋转密封件107，该旋转密封件107位于一密封盘108的孔(bore)109中。该密封盘108配置成可垂直移动。当该密封盘108位于如图1显示的较高位置处时，该晶舟101插入由多个室壁110与该密封盘108所构成的真空室112中。当该密封盘位于一较低位置时，晶舟101则从该真空室112中移出，此未显示于图中。绘示于图1中的批式处理室100正处于一处理位置，在此位置时，该真空室112与外界隔离开来。并提供一或多个入口122流体连通该真空室112，以提供制程气体或载气进入真空室112。在另一态样中，具有多个洞(hole)124的注入器可安置在该晶舟101的一侧中，并连接至所述入口122。该多个洞124可形成一垂直式喷头，用以从上至下均匀地递送气体至该真空室112。与一出口132流体连通的一排放组件130通常位于该注入器120的相反侧(opposite side)。在一态样中，与注入器120的所述洞124相对应的多个沟槽形成于该排放组件130中，以更有助于靠近每个基材140表面处的气体水平流动。

图2是一典型习知晶舟200的透视图。该晶舟200具有一顶盘202、一底盘205与多个支撑构件206，所述支撑构件206垂直延伸在该顶盘202与底盘205之间。在某些范例中，所述支撑构件206每一者均具有多个凹处203，用以将多个基材固持于其中。在其它范例中，所述支撑构件206通常每一者具有多个支撑手指204自所述支撑构件206上延伸出，以支撑多个基材240。所述支撑手指204通常均等地配置在每个支撑构件206上。相同高度的支撑手指204是用以支撑同一个晶片204。大部份的晶舟具有环形的基座，这些环形基座直接或非直接接触基材。

由于半导体装置的尺寸逐渐缩减且不断要求提高装置效能，因此对装置制程要求较高的一致性与再现性。然而要在批处理室中达成均匀的气体递送与热传效果，远难于单基材系统。增加批式处理室中所使用的晶舟内的基座是已知可提高气体递送与热传均匀度的方法。然而，多容纳一些基座通常会增加处理室的泵气容积。

因此，需要一种用于批处理的系统、方法与设备，其达到所要求的装置性能目标并提高系统的产率。

发明内容

本发明大体上有关于一种于批式处理室中传送与支撑基材的设备与方法。