專利名稱：具有增加的流動均勻度的狹縫閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的具體實施例一般涉及半導體處理。
背景技術(shù)：
由于市場對于半導體器件的需求日增，因此必須在不犧牲器件質(zhì)量的情形下， 不斷提升制造產(chǎn)量。某些方法包含在將半導體晶片運送到真空移送腔室和/或半導體處 理室時，利用一設(shè)備來處理和/或清潔上述半導體晶片。上述方法包含在將晶片運輸進 入半導體處理室時，使其通過一種或多種處理氣體的簾幕。這些方法可以降低制造半導 體器件的處理時間。然而，用以進行上述方法的傳統(tǒng)設(shè)備無法均勻地處理及/或清潔基板表面。當 基板表面的處理及/或清潔不均勻時，可能會導致所制成的半導體器件質(zhì)量不佳而無法 正常工作。因此，需要一種改良的設(shè)備，其能夠更均勻地處理及/或清潔半導體基板的表
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出用以增加流動均勻度的方法與設(shè)備。在某些具體實施例中，提出了 具有增加的流動均勻度的狹縫閥，上述狹縫閥可包含外殼，其具有貫穿該外殼的開口， 上述開口可配置成允許基板穿過；氣體入口，其形成于上述外殼中；外氣室，其設(shè)置于 外殼中并耦接至氣體入口；內(nèi)氣室，其設(shè)置于外殼中并經(jīng)由多個孔而耦接至外氣室；以 及多個氣體出口，其設(shè)置于外殼中，并以流體的方式將開口耦接至內(nèi)氣室。在某些具體實施例中，狹縫閥可包含外殼，其具有貫穿該外殼的開口，上述開 口可配置成允許基板穿過；氣體入口，其形成于上述外殼中；氣室，其設(shè)置于外殼中 并耦接至氣體入口；多個氣體出口，其設(shè)置于外殼中，并以流體的方式將開口耦接至氣 室；以及埋頭孔，其設(shè)置于一個或多個氣體出口的氣室側(cè)上。在某些具體實施例中。用以處理基板的設(shè)備可包含處理室；以及耦接至上述處 理室的狹縫閥。上述狹縫閥包含外殼，其具有貫穿該外殼的開口，上述開口可配置成允 許基板穿過；氣體入口，其形成于上述外殼中；外氣室，其設(shè)置于外殼中并耦接至氣體 入口；內(nèi)氣室，其設(shè)置于外殼中并經(jīng)由多個孔而耦接至外氣室；以及多個氣體出口，其 設(shè)置于外殼中，并以流體的方式將開口耦接至內(nèi)氣室。在某些具體實施例中。用以處理基板的設(shè)備可包含處理室；以及耦接至上述處 理室的狹縫閥。上述狹縫閥可包含外殼，其具有貫穿該外殼的開口，上述開口可配置成 允許基板穿過；氣體入口，其形成于上述外殼中；氣室，其設(shè)置于外殼中并耦接至氣體 入口；多個氣體出口，其設(shè)置于外殼中，并以流體的方式將開口耦接至氣室；以及埋頭 孔，其設(shè)置于一個或多個氣體出口的氣室側(cè)上。
為了讓本發(fā)明的特征結(jié)構(gòu)能更明顯易懂，參照多個具體實施例詳細說明上文發(fā) 明說明中所概述的本發(fā)明的內(nèi)容，并在附圖中繪示其中部分具體實施例。然而，應指 出，附圖僅繪示了本發(fā)明的典型具體實施例，因而不應將其視為本發(fā)明的限制，因為本 發(fā)明可涵蓋其它同樣有效的具體實施例。圖1繪示根據(jù)本發(fā)明某些具體實施例的設(shè)備。圖2A至圖2C繪示根據(jù)本發(fā)明某些具體實施例的狹縫閥的剖面圖。圖3A至圖3B繪示根據(jù)本發(fā)明某些具體實施例的狹縫閥的剖面圖。為求利于理解，盡可能使用相同的附圖標記來指示各附圖中共享的相同元件。 附圖并未依比例繪制，此外，為求清楚簡潔，這些附圖可能經(jīng)過簡化?？上胍姡谟欣?的情形下，可將一個具體實施例的元件及特征結(jié)構(gòu)加入其它具體實施例而無需進一步詳 述。
具體實施例方式本發(fā)明具體實施例提出了用以經(jīng)由一開口提供更均勻的氣體分配及/或流動的 方法與設(shè)備。在某些具體實施例中，提供了一種狹縫閥，其可用以處理正經(jīng)由狹縫閥開 口移送至處理室中的基板。在某些具體實施例中，狹縫閥經(jīng)有利地配置可將一種或多種 氣體更均勻地沖射至正通過該狹縫閥開口的基板表面?？蓪⒏鶕?jù)本發(fā)明的狹縫閥的具體實施例運用于任何處理室中，以處理正在進入 或離開該處理室的基板。舉例而言，適當?shù)奶幚硎铱砂雽w基板處理室、真空處理 室、熱處理室、等離子體處理室、退火腔室或與其相似的處理室。適當腔室的實施例分 別包含CENTURA腔室與RP EPI腔室以及其它腔室，上述腔室均可自位于美國加州圣克 拉拉市的應用材料公司獲得。其它腔室也可運用本發(fā)明提出的狹縫閥。圖1繪示根據(jù)本發(fā)明某些具體實施例的一種非限制性的說明性實施例，在圖1 中，處理室100經(jīng)由狹縫閥112而耦接至移送腔室116。處理室100可以是任何適當?shù)奶?理室，例如上文所述。例示性的處理室100可包含一內(nèi)容積104，其具有基板支撐座106 設(shè)置于內(nèi)容積104中，以支撐位于其上的基板102。非必須地，處理室100可包含各種其 它組件(圖中未繪示)，其適用于在處理室100中進行的特定工藝，例如一個或多個氣體 入口，其可用以將一種或多種處理氣體運送至內(nèi)容積104中；等離子體產(chǎn)生設(shè)備；加熱 設(shè)備(例如激光器、加熱燈、電阻式加熱器或與其相似設(shè)備)；泵送設(shè)備，其可用以在處 理室100中產(chǎn)生并維持所需的壓力，等等。處理室100還可包含開口 108，其尺寸經(jīng)設(shè)計使得在操作過程中可利用基板移送 裝置110將基板102運輸通過該處。移送裝置110可包含基板移送機器人，例如常見于 負載鎖定腔室與真空移送腔室中。移送腔室116可以是真空移送腔室、負載鎖定腔室、工廠接口或任何其它可用 以移送基板前往或離開處理室100的適當腔室。或者是，在某些具體實施例中，可省略 上述移送腔室116?？蓪ⅹM縫閥設(shè)置于處理室100及移送腔室116之間且鄰近處理室100中的開口 108處。狹縫閥112具有狹縫閥開口 120，一般而言，可配置狹縫閥開口 120使其對準開口 108，而有助于在處理室100及移送腔室116之間移動基板102?？商峁╅T114，以選 擇性地開啟與關(guān)閉狹縫閥112，且因而使得能夠進入或隔離處理室100的內(nèi)容積104，以 便例如將基板102放置于座106之上?？蓪ⅹM縫閥112與氣源118耦接，在操作過程中，氣源118可供應一種或多種氣 體，這些氣體可用以處理經(jīng)過狹縫閥開口 120的基板102。上述一種或多種氣體可以是在 特定應用中，可用以處理基板的任何適當?shù)囊环N或多種氣體。在某些具體實施例中，狹縫閥可包含一入口以將其耦接至氣源118與分散于狹 縫閥開口 120的多個出口，其配置方式經(jīng)設(shè)計而能夠提供均勻的氣流?？稍谌肟诩岸鄠€ 出口之間設(shè)置一個或多個氣室，以利控制流出這些出口的(多種)氣體的流動。在某些 具體實施例中，一個或多個氣室的幾何形狀可經(jīng)配置，以便按需求而控制(多種)氣體的 流動。在某些具體實施例中，可配置這些出口的幾何形狀，以便按需求而控制(多種) 氣體的流動。舉例而言，圖2A至圖2C繪示根據(jù)本發(fā)明某些具體實施例的狹縫閥的剖面圖。 如圖2A所示，狹縫閥可包含外殼202，其上設(shè)置有貫穿該外殼202的開口 120。外殼202 中可設(shè)有氣體入口 206，其可用以將狹縫閥耦接至氣源(如圖1中所示的氣源118)。氣 體入口 206可利用流體的方式耦接至外殼202中的第一氣室212。外殼202中的第二氣室 214可經(jīng)由多個孔210而耦接至上述第一氣室212?？商峁┒鄠€氣體出口 204，以便將第 二氣室214耦接至開口 120。這些氣體出口 204經(jīng)排列以供應氣流至經(jīng)過該開口 120的基 板的表面。在某些具體實施例中，可利用插件208將第一氣室212及第二氣室214的至少一 部份界定于外殼202之內(nèi)，上述插件經(jīng)配置能夠配適于外殼202中的凹部216內(nèi)。插件 208可包含基座218，其具有由該基座突起的多個墻壁220?？膳渲眠@些墻壁220使其與 凹部216的下表面接合，以界定兩個氣室212、214(如，將外氣室212界定于多個墻壁 220與圍繞凹部216的外殼202的墻壁之間；以及將內(nèi)氣室214界定于插件208的多個墻 壁220內(nèi))。由圖2B可以非常清楚地看出，在某些具體實施例中，外氣室212可環(huán)繞著 內(nèi)氣室214。多個墻壁220中可包含多個開口 210，以利用流體的方式耦接至外氣室212與內(nèi) 氣室214。可視需求來控制上述這些孔210的數(shù)目、幾何形狀與排列方式，以控制由外氣 室212至內(nèi)氣室214的氣流。舉例而言，在某些具體實施例中，可延著用以隔開外氣室 212與內(nèi)氣室214的墻壁(如墻壁220)的每一側(cè)來設(shè)置孔210，且每一孔間的間隔實質(zhì)上 等距，以利均勻地分配外氣室中的氣壓。在某些具體實施例中，可提供至少兩個孔210; 或在某些具體實施例中，可提供至多約50個孔210。所提供的孔數(shù)目可取決于氣室容 積、所需流動要求等等。也就是說，可針對特定應用而視需求來使用其它數(shù)量的孔?？?界定孔210的直徑(或開口面積)，以利控制由外氣室212進入內(nèi)氣室214的氣體流率。 在某些具體實施例中，孔210的直徑可介于約0.01英寸至約0.1英寸。當可想見，在其 它應用中，若使用具有不同氣體容積或流動需求時，當然可運用其它的直徑大小?？蓪⒍鄠€氣體出口 204設(shè)置于界定內(nèi)氣室214的區(qū)域內(nèi)。可視需求來選擇氣體 出口 204的數(shù)目、幾何形狀、總開口面積及相似的特性，以利控制由內(nèi)氣室214流出而進 入開口 120中的氣體的流率。在某些具體實施例中，氣體出口 204的位置可自這些孔210的位置偏移，因而有利于使內(nèi)氣室214內(nèi)的氣流及壓力均衡。在某些具體實施例中，狹 縫閥可包含高達約40個氣體出口 204。可將這些氣體出口排列成單一行、多行或任何其 它二維的排列方式。上述二維排列方式可包含平均或不平均間隔的行、對齊或錯列的行 或任何隨機分布的氣體出口。在某些具體實施例中，可將約20至約40個氣體出口 204 排列于單一行中。在某些具體實施例中，可將約20個氣體出口 204排列于單一行中。在操作中，可經(jīng)由氣體入口 206將一種或多種氣流供應至外氣室212。由于孔 210的尺寸相對較小，氣體會傾向于在實質(zhì)上進入內(nèi)氣室214之前先填滿并加壓外氣室 212。因此，外氣室212內(nèi)的氣壓和內(nèi)氣室214的氣壓實質(zhì)上是平均的。如此一來，氣體 也可以相對較均勻或平均的流率經(jīng)由孔210流入氣室214，且內(nèi)氣室214中的壓力實質(zhì)上 是均勻的。之后，供應至狹縫閥的氣體會流出內(nèi)氣室214并經(jīng)由氣體出口 204而進入開 口 120中。由于在此種情形中，內(nèi)氣室214內(nèi)的壓力比起僅具有單一氣體入口的單一氣室 中的壓力更為均勻，由氣體出口 204流出的氣體的離開速度會比傳統(tǒng)設(shè)備更為均勻。因 此，第一氣室212及第二氣室214的安排可有利地使鄰近多個氣體出口 204的氣壓均衡， 而使得在操作過程中，流經(jīng)該處的氣流更為均勻。在某些具體實施例中，可控制流出每 一氣體出口 204的氣體流率，使其大于約70%;或在某些具體實施例中，大于約80%; 或在某些具體實施例中，大于約90%;或在某些具體實施例中，介于約90至約97%之 間。上文參照圖2A至圖2C所述的狹縫閥僅為例示，且可想見根據(jù)本發(fā)明的其它狹 縫閥。舉例而言，圖3A至圖3B繪示根據(jù)本發(fā)明某些具體實施例的狹縫閥的剖面圖。狹 縫閥包含外殼302，其上設(shè)置有貫穿該外殼302的開口 120。氣室310至少部分設(shè)置于外 殼302內(nèi)。外殼302中可設(shè)有氣體入口 306，其可用以將氣室310耦接至氣源(如圖1中 所示的氣源118)。在外殼中可設(shè)置多個氣體出口 304，其可用以將氣室310耦接至開口 120。在某些具體實施例中，這些氣體出口 304的至少一些還可包含埋頭孔318，其設(shè)置 于鄰近氣室310處。舉例而言，如圖3所示，每一氣體出口 304可具有一埋頭孔318，該 埋頭孔位于出口 304的氣室側(cè)上。如上文參照圖2A至圖2C所述的內(nèi)容，可視需求來控制這些氣體出口 304 (與埋 頭孔318)的數(shù)目、大小與幾何形狀，以利控制流入開口 120中的氣體流速。舉例而言， 在某些具體實施例中，狹縫閥可包含約20個氣體出口 304 ；或在某些具體實施例中包含 約78個氣體出口 304 ；或在某些具體實施例中包含約96個氣體出口 304。在某些具體 實施例中，可將約20個氣體出口排列成單一行?；蛘呤?，在某些具體實施例中，可將約 78或約96個氣體出口排列成兩行，每一行所含的氣體出口數(shù)約為總氣體出口數(shù)的二分之。雖然圖3A至圖3B的具體實施例中所示的埋頭孔318與氣體出口 304為圓形的， 可使用任何形狀結(jié)構(gòu)，只要其有助于使得于在操作過程中流經(jīng)該些氣體出口 304的氣流 更為均勻即可。在某些具體實施例中，可由外殼302的凹部界定氣室310的至少一部份。舉例 而言，在某些具體實施例中，可將一外罩或平板308設(shè)于凹部上方以界定氣室310。可配置狹縫閥，以提供一種或多種設(shè)計特征，以使得能夠依所需的方式來分配 傳送至氣室310的氣流(如，提供更均勻的氣流至開口 120)。舉例而言，在某些具體實施例中，氣室310的容積可沿著其縱向長度而改變。舉例而言，在遠離氣體入口 306的方 向中，容積會沿著氣室縱向長度而增加。在某些具體實施例中，可提供具有傾斜底表面 的凹部312，以控制氣室310的容積(當然，也可利用其它適當?shù)姆椒?。可視需求改變 容積改變的比率，以促使沿著氣室310的長度移動運送至氣室310中的氣體(如，朝向較 大的容積)。舉例而言，在某些具體實施例中，凹部312的底表面可以向下的角度(遠離 氣體入口 306)傾斜達約10度；或在某些具體實施例中，約5度。在目前的認知中，較 大的容積有利于提供一種“阻力最少的路徑”，這有助于減少離開鄰近氣體入口 306的 氣體出口 304的氣體流速，與傳統(tǒng)設(shè)置方式相比較，上述設(shè)計使得在整個開口 120中流出 的氣流更為均勻。在某些具體實施例中，可替代性地或和上述實施例結(jié)合，而使得至少一個埋頭 孔318的容積與至少一個其它埋頭孔318的容積不同。在某些具體實施例中，每一埋頭 孔318的容積可隨著與氣體入口 306的距離遠近而不同。在某些具體實施例中，每一埋 頭孔318的容積可為與氣體入口 306的距離的函數(shù)并隨之增加。在某些具體實施例中， 每一埋頭孔318的容積可為氣室斜率(如，凹部312的底部的斜率)或埋頭孔318相對于 氣體入口 306的距離其中一個或多個的函數(shù)。在某些具體實施例中，可將埋頭孔318及/或氣體出口 304排列成多個區(qū)域，每 一區(qū)域中具有一個或多個埋頭孔318及/或氣體出口 304。每一區(qū)域，例如圖3A中所示 的區(qū)域312及區(qū)域314，包含具有相同容積的一個或多個埋頭孔318及/或氣體出口 304。 構(gòu)成每一區(qū)域的埋頭孔318及/或氣體出口 304的容積可和其它區(qū)域中的容積不同。在某 些具體實施例中，相鄰區(qū)域中，每一區(qū)域中埋頭孔318及/或氣體出口 304的容積可以是 該區(qū)域與氣體入口 306的距離的函數(shù)，且隨之增加，因而有助于增加在遠離氣體入口 306 的區(qū)域中的氣流量。上述區(qū)域的尺寸可以相似或不同。在某些具體實施例中，可提供三 種區(qū)域。在某些具體實施例中，可提供上述特征結(jié)構(gòu)的組合。舉例而言，在某些具體實 施例中，所提出的狹縫閥可具有傾斜的氣室310，該氣室的容積隨著遠離氣體入口 306而 增加。可提供多達約96個氣體出口 304，且每一個氣體出口可具有一埋頭孔318。氣體 出口 304實質(zhì)上彼此等距設(shè)置?？蓪怏w出口 304配置為三個不同區(qū)域。隨著與氣體入 口 306的距離增加，這些區(qū)域中的氣體出口 304的直徑也可逐漸增加。在任何上述具體 實施例中，可控制流出每一氣體出口 304的氣體的流率以使其均勻，且大于約70%;或 在某些具體實施例中，大于約80%;或在某些具體實施例中，大于約90%;或在某些具 體實施例中，介于約90至約97%之間。因此，本發(fā)明提出一種利于提供更均勻的氣體或多種氣體運送的方法與設(shè)備。 均勻度提升了至少大于約70%，且在某些具體實施例中多達約97%?？蓪ⅹM縫閥配置為 二氣室的形式，其中可利用兩個氣室使氣流均衡。或者是，可配置狹縫閥使其具有一個 氣室與多個流量控制特征結(jié)構(gòu)，其中可通過至少一種下述方式來使氣流均衡改變沿著 縱向長度中氣室的剖面；在氣體出口中提供埋頭孔；改變沿著氣室縱向中，埋頭孔及/ 或氣體出口的剖面面積；或上述組合。雖然上文提出了本發(fā)明的具體實施例，在不脫離本發(fā)明的基本范圍內(nèi)，也可想見 本發(fā)明的其它與進一步的具體實施例，因此，本發(fā)明的范圍取決于權(quán)利要求確定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種狹縫閥，包含一外殼，其具有經(jīng)設(shè)置而貫穿該外殼的一開口，該開口配置成允許一基板穿過；一氣體入口，其形成于該外殼中；一外氣室，其設(shè)置于該外殼中，并耦接至該氣體入口 ；一內(nèi)氣室，其設(shè)置于該外殼中，并經(jīng)由多個孔而耦接至該外氣室；以及多個氣體出口，其設(shè)置于該外殼中，并以流體的方式將該開口耦接至該內(nèi)氣室。
2.如權(quán)利要求1所述的狹縫閥，其中該外氣室環(huán)繞該內(nèi)氣室。
3.如權(quán)利要求1所述的狹縫閥，其中所述多個孔實質(zhì)上等距地沿著該內(nèi)氣室的一側(cè)壁 分布。
4.如權(quán)利要求1所述的狹縫閥，其中所述多個孔自所述多個氣體出口偏移。
5.如權(quán)利要求1所述的狹縫閥，其中所述多個氣體出口包含約20個氣體出口。
6.如權(quán)利要求1所述的狹縫閥，其中所述多個氣體出口經(jīng)排列，而使得可將一氣流供 應至在使用中經(jīng)過該開口的一基板的表面。
7.如權(quán)利要求1所述的狹縫閥，其中該氣體出口經(jīng)排列為單一行。
8.如權(quán)利要求1所述的狹縫閥，還包含一凹部，其具有多個側(cè)壁及一下表面形成于該外殼中；以及 一插件，其設(shè)置于該凹部內(nèi)，其中該插件具有一形狀，該形狀將該內(nèi)氣室及該外氣 室界定于該凹部內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的狹縫閥，其中該插件還包含 一基座；以及多個墻壁，其由該基座突起且配置成和該凹部的下表面接合，以將該內(nèi)氣室界定于 該凹部的下表面、該基座與這些墻壁的內(nèi)表面之間，以及將該外氣室界定于該凹部的下 表面、該基座、這些墻壁的外表面與該凹部的這些墻壁之間。
10.如權(quán)利要求9所述的狹縫閥，其中耦接該內(nèi)氣室及該外氣室的所述多個孔形成于 該插件的這些墻壁中。
11.如權(quán)利要求1所述的狹縫閥，其中所述多個孔包含約2至50個孔。
12.如權(quán)利要求1所述的狹縫閥，其中所述這些孔具有介于約0.01英寸至約0.1英寸 間的直徑。
13.—種狹縫閥，包含一外殼，其具有經(jīng)設(shè)置而貫穿該外殼的一開口，該開口配置成允許一基板穿過； 一氣體入口，其形成于該外殼中；一氣室，其設(shè)置于該外殼中并耦接至該氣體入口，其中該氣室具有一容積，該容積 沿著該氣室的縱向長度而改變，且其中在遠離該氣體入口的一方向中，該氣室的該容積 增加；多個氣體出口，其設(shè)置于該外殼中并以流體的方式將該開口耦接至該氣室；以及 一埋頭孔，其設(shè)置于這些氣體出口的一個或多個的氣室側(cè)上。
14.如權(quán)利要求13所述的狹縫閥，其中所述多個氣體出口還包含多個區(qū)域，每一區(qū)域 包含一個或多個氣體出口，上述氣體出口具有一容積，其與設(shè)置于至少一個其它區(qū)域中 的氣體出口的容積不同。
15. 一種用以處理一基板的設(shè)備，包含 一處理室；以及如權(quán)利要求1至14中任一所述的狹縫閥，其耦接該處理室。
全文摘要
本發(fā)明提出用以增加流動均勻度的方法與設(shè)備。在某些具體實施例中，提出了具有增加的流動均勻度的狹縫閥，上述狹縫閥可包含一外殼，其具有經(jīng)設(shè)置而貫穿該外殼的開口，上述開口配置成允許基板穿過；一氣體入口，其形成于上述外殼中；一外氣室，其設(shè)置于外殼中并耦接至氣體入口；一內(nèi)氣室，其設(shè)置于外殼中并經(jīng)由多個孔而耦接至外氣室；以及多個氣體出口，其設(shè)置于外殼中，并以流體的方式將開口耦接至內(nèi)氣室。
文檔編號H01L21/02GK102017068SQ200980116146
公開日2011年4月13日 申請日期2009年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日
發(fā)明者伊莉莎白·吳, 凱達爾納什·桑格姆, 強德拉塞卡·巴拉蘇布拉曼亞姆, 海爾德·李, 米里亞姆·施瓦茲 申請人:應用材料股份有限公司