基板处理设备的制造方法_2

文档序号:9693378阅读:来源:国知局
净化气体向下分配到在基板支撑体120和室盖130之间的局部分隔的区域而形成气体障壁(gas barrier)。在这种情况下,净化气体可以是非反应气体,例如,氮(N2)、氩(Ar)、氙(Ze)或氦(He)。
[0046]第一净化气体分配架142a被提供来将处理室110的处理空间在空间上分隔为第一和第二反应空间112和114。即,以直线形状来形成第一净化气体分配架142a,该直线形状的长度小于室盖130的直径。因此,第一净化气体分配架142a形成在室盖130相对于第一轴方向(Y)的中心线中,由此,第一净化气体分配架142a被插入到直线形状的第一架插入部分131中。第一净化气体分配架142a设置有第一净化气体分配构件(未示出),该第一净化气体分配构件包括多个孔或狭缝,所述多个孔或狭缝用于分配从外部净化气体供应器(未示出)供应的净化气体。第一净化气体分配架142a通过第一净化气体分配构件将净化气体向下分配到基板支撑体120的第一轴方向(Y)的中心线,由此在基板支撑体120的第一轴方向(Y)的中心线中形成气体障壁,从而将处理室110的处理空间在空间上分隔为第一和第二反应空间 112 和 114。
[0047]第二净化气体分配架142b将第一反应空间112在空间上分隔为第一和第二气体反应区域112a和112b。即,以直线形状设置的第二净化气体分配架142b从第一净化气体分配架142a的中心向室盖130的边缘突出,其中,第二净化气体分配架142b的长度小于室盖130的半径。第二净化气体分配架142b被插入到第二架插入部分133中,该第二架插入部分133以直线形状形成,并且被设置在第一架插入部分131相对于第二轴方向(X)的中心线中。第二净化气体分配架142b设置有第二净化气体分配构件(未示出),该第二净化气体分配构件包括多个孔或狭缝,所述多个孔或狭缝用于分配从外部净化气体供应器(未示出)供应的净化气体。第二净化气体分配架142b通过第二净化气体分配构件将净化气体向下分配到在第一反应空间112内的第二轴方向(X)的中心线,由此在第一反应空间112内的第二轴方向(X)的中心线中形成气体障壁,从而将第一反应空间112在空间上分隔为第一和第二气体反应区域112a和112b。
[0048]空间分隔部件142被形成为在平面上具有“T”形状,使得净化气体被向下分配到在处理室110的处理空间中限定的部分区域。因此,在基板支撑体120和室盖130之间形成多个气体障壁,使得将处理室110的处理空间在空间上分隔为第一和第二反应空间112和114,并且同时将第一反应空间112在空间上分隔为第一和第二气体反应区域112a和112b。最终,第一反应空间112的第一气体反应区域112a、第一反应空间112的第二气体反应区域112b和第二反应空间114的每个可以由气体障壁在空间上分隔,所述气体障壁通过从空间分隔部件142向下分配和局部提供的净化气体形成。
[0049]第一气体分配部件144向第一反应空间112分配用于引发原子层吸附反应的处理气体。详细而言,第一气体分配部件144将不同种类的气体分配到被空间分隔部件142在空间上彼此分隔的第一和第二气体反应区域112a和112b,由此通过原子层吸附反应在经由基板支撑体120的旋转而依序通过第一气体反应区域112a、气体障壁、第二气体反应区域112b和气体障壁的每个基板10上沉积薄膜。在这种情况下,由原子层吸附反应形成的薄膜可以是高电介质膜(high dielectric f ilm)、绝缘膜和金属膜等。
[0050]第一气体分配部件144可以包括第一和第二气体分配模块144a和144b。
[0051 ] 第一气体分配模块144a可拆卸地设置在与第一气体反应区域112a重叠的室盖130中。在与第一气体反应区域112a重叠的室盖130中,有第一安装部分135,第一气体分配模块144a可拆卸地设置在其中。
[0052]第一气体分配模块144a具有第一气体分配空间,所述第一气体分配空间被供应来自外部第一气体供应器(未示出)的第一气体,并且,第一气体分配模块144a向第一气体反应区域112a分配被供应到第一气体分配空间的第一气体。在这种情况下,第一气体可以是包含用于在基板10上沉积的薄膜的主要材料的源气体(source gas)。第一气体可以是源气体,所述源气体包含氧化物层、HQ(对苯二?Khydroquinone))氧化物层、高K薄膜(High-Kthin film)、娃(Si)、钛族元素(T1、Zr和Hf等)或招(A1)材料。例如,包含娃(Si)的源气体可以是硅烷(Silane,SiH4)、乙硅烷(Disilane,Si2H6)、丙硅烷(Trisilane,Si3H8)、TE0S(正娃酸乙酯(Tetraethylorthosilicate))、DCS(二氯娃烧(Dichlorosilane))、HCD(六氯娃烧(Hexachlorosilane))、1'1^0]\^3(三二甲胺基娃烧(1'1';[-(1;[11161:1171&111;[1108;[1&116))和TSA(三甲娃烧基(Trisilylamine))等。
[0053]第二气体分配模块144b可拆卸地设置在与第二气体反应区域112b重叠的室盖130中。在与第二气体反应区域112b重叠的室盖130中,有第二安装部分137,第二气体分配模块144b可拆卸地设置在其中。
[0054]第二气体分配模块144b具有第二气体分配空间,所述第二气体分配空间被供应来自外部第二气体供应器(未示出)的第二气体,并且,第二气体分配模块144b向第二气体反应区域112b分配被供应到第二气体分配空间的第二气体。在这种情况下,第二气体可以是包含用于在基板10上沉积的薄膜的一些材料的气体,该气体与第一气体反应以形成最终的薄膜,该气体例如是诸如,氢(H2)、氮(N2)、氧(02)、氢(H2)和氮(N2)的混合气体、二氧化氮(N02)、氨(NH3)、水(H2)或臭氧(03)的反应气体。
[0055]第二气体分配部件146向第二反应空间114分配用于引发化学气相反应的处理气体。详细而言,第二气体分配部件146向被空间分隔部件142在空间上分隔的第二反应空间114分配第三和第四气体。第二气体分配部件146可拆卸地设置在与第二反应空间114的中心区域重叠的室盖130中。在与第二反应空间114的中心区域重叠的室盖130中,存在第三安装部分139,第二气体分配部件146可拆卸地设置在其中。
[0056]第二气体分配部件146具有第三和第四气体分配空间,所述第三和第四气体分配空间分别被供应来自外部第三气体供应器(未示出)的第三和第四气体,并且,第二气体分配部件146向第二反应空间114分配被供应到第三和第四气体分配空间的相应的第三和第四气体。因此,薄膜通过第三和第四气体的化学气相反应沉积在经由基板支撑体120的旋转而通过第二反应空间114的每个基板10上,或者,经由基板支撑体120的旋转而通过第二反应空间114的每个基板被掺入预定的掺杂剂(dopant)。
[0057]如果通过化学气相反应形成的薄膜的材料与通过原子层吸附反应形成的薄膜的材料相同,则第三气体可以是第一气体,并且第四气体可以是第二气体。同时,如果通过化学气相反应形成的薄膜的材料与通过原子层吸附反应形成的薄膜的材料不同,则第三气体的源气体可以与第一气体的源气体不同,并且,第四气体的反应气体可以与第二气体的反应气体不同。另外,如果基板10通过化学气相反应掺入掺杂剂,则第三气体可以是掺杂剂气体,并且第四气体可以与第二气体相同或不同。
[0058]下文将简述使用根据本发明的实施例的基板处理设备的基板处理方法。
[0059]首先,多个基板10以固定间隔被装载到基板支撑体120上,并且被放置在其上。
[0060]设置在室盖130下的多个基板10根据上面安装了所述多个基板10的基板支撑体120的驱动来在预定方向(例如,顺时针方向)上移动。然后,随着净化气体通过利用上文所述的气体分配部分140的空间分隔部件142向下分配,在基板支撑体120的预定区域中形成气体障壁,由此,处理室110的处理空间在空间上分隔为第一气体反应区域112a、第二气体反应区域112b和第二反应空间114。其后,第一和第二气体通过气体分配部分140的第一气体分配部件144被分别分配到相应的第一和第二气体反应区域112a和112b,并且第三和第四气体通过气体分配部分140的第二气体分配部件146被分配到第二反应空间114。
[0061]因此,每个基板10经由基板支撑体120的旋转依序通过第一气体反应区域112a、气体障壁区域、第二气体反应区域112b、气体障壁区域、第二反应空间114和气体障壁区域。在这种情况下,当每个基板10依序通过第一气体反应区域112a、气体障壁区域、第二气体反应区域112b和气体障壁区域时,根据通过第一气体、净化气体、第二气体和净化气体的原子层吸附反应,薄膜被沉积在基板10上。当每个基板10通过第二反应空间114时,根据通过第三和第四气体的化学气相反应,薄膜被沉积在基板10上。
[0062]在根据本发明的实施例的上文所述的基板处理设备和使用其的基板处理方法中,气体障壁通过向基板支撑体120局部地分配的净化气体来形成,由此,有可能在处理室110的处理空间中同时设置用于原子层吸附反应的第一反应空间112和用于化学气相反应的第二反应空间114。因此,可以根据在一个处理室110中设置的基板10上沉积的薄膜所需的质量而独立地控制原子层吸附反应和化学气相反应,以由此容易地控制薄膜的生产率和质量。
[0063]在上述的对于气体分配部分的说明中,如图1和2中所示,第一气体分配部件144中包含的第一和第二气体分配模块144a和144b中的每个及第二气体分配部件146可以以平面上的矩形形状形成,但是不限于该形状。例如,第一气体分配部件144中包含的第一和第二气体分配模块144a和144b及第二气体分配部件146可以以诸如矩形、梯形或扇形形状的多边形形状形成,其中,相应的第一气体分配模块144a、第二气体分配模块144b和第二气体分配部件146可以具有相同的形状或不同的形状。即,根据本发明,在通过基板支撑体120的旋转来将每个基板10移动到气体分配部分140之下的同时,通过使用从气体分配部分140分配的气体来在基板10上沉积薄膜。为了实现每个基板10上的均匀的薄膜,考虑到基板10和/或基板支撑体120的温度均匀性、经由基板支撑体120的旋转的每个基板的角速度和通过抽送端口(pumping port,未示出)在每个基板10上的气流中的至少一个,第一气体分配模块144a、第二气体分配模块144b和第二气体分配部件146中的每个可以以平面上的矩形形状形成,但是不限于该形状。例如,
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