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    • 专利摘要:
    根據本發明之多個態樣之一種氣體面板係組態以在一沈積製程步驟期間將具有恆定流率之氣體運送至一反應室。在一實施例中，該氣體面板包括一沈積子面板，該沈積子面板具有一沈積注射管線、一沈積排氣管線及至少一個沈積製程氣體管線。該沈積注射管線將具有一質量流率之一載氣供應至一反應器室。各個沈積製程氣體管線可包含一對切換閥，其經組態以選擇性地將一沈積製程氣體導向至反應器室或一排氣管線。該沈積排氣管線亦包含一切換閥，其經組態以選擇性地將具有等於所有沈積製程氣體之質量流率總和之一第二質量流率之該載氣導向至該反應器室或一排氣管線。該氣體面板經組態以用該等沈積製程管線之質量流率替代該沈積排氣管線之該質量流率，使得當該沈積排氣管線係導向該反應器室時，該等沈積製程管線係導向至該排氣管線，且當該沈積排氣管線係導向至該排氣管線時，該等沈積製程管線係導向至該反應器室。該兩個質量流率之替代使得在整個該沈積製程步驟期間，使得到達該反應器室之氣體維持一恆定之質量流率。
    公开号:TW201305379A
    申请号:TW101106341
    申请日:2012-02-24
    公开日:2013-02-01
    发明作者:Matthias Bauer；Gregory M Bartlett
    申请人:Asm Inc；
    IPC主号:H01L21-00
    专利说明:
    用於具有恆定氣體流量之氣體面板的方法及裝置
    廣為人知的是，半導體處理係最常用於製作積體電路，(積體電路之製作對品質要求極高)，但是此處理亦用於多種其他領域中。例如，半導體處理技術通常用於使用多種技術製作平板顯示器中及用於微機電系統之製作中。
    半導體製造工業中採用多種方法來將材料沈積於表面上。例如，最廣泛使用之方法中一者為化學氣相沈積，在化學氣相沈積中，包含於一前驅物蒸氣中之原子或分子沈積於一表面上且累積以形成一膜。在一些情境中，需要在不同材料場(例如，場隔離氧化物)當中曝露之半導體視窗內選擇性地沈積。例如，異質接面雙極電晶體通常係使用選擇沈積技術製作，該選擇沈積技術僅在作用區域沈積磊晶(單晶)半導體膜。其他電晶體設計得益於升高式源極/汲極結構，該等結構提供額外之矽供該源極/汲極接觸程序消耗，而不改變淺接面裝置性能。源極/汲極區域上之選擇性磊晶有利地降低對後續圖案化及蝕刻步驟之需求。
    膜生長係基於在基板之表面上發生之表面反應來形成固態原子層或分子層，因為該等前驅物及該基板之溫度經選擇使得經交替地注射之氣相前驅物之分子僅在該基板之表面層上反應。亦可以足夠高之劑量注射該等前驅物，以使得該表面在各個注射循環期間係完全飽和。
    需要多個前驅物脈衝來在該基板上形成多個層且該等脈衝必須保持彼此分離，以防止發生不受控制之膜生長、對反應器室之污染或前驅物之間發生非所要之反應。在各個脈衝之後，該薄膜生長程序之氣體反應產物及呈氣相之多餘反應物必須自該反應器室移除。此可藉由在連續脈衝之間排空該反應器室或藉由用一氣體流對該反應器室進行沖洗而達成。例如，在後一方法中，在前驅物脈衝之間，將一非反應性或惰性氣體柱引入導管中。通常，在前驅物脈衝期間，該沖洗氣體亦用作一載氣。
    在現有之反應器室中，製程氣體通常係與一些量之吹洗載氣預混合在一起且經穩定化而到達一排氣孔，之後與主載氣組合且注射至該反應器室中。例如，一沈積管線中之壓力係取決於載氣流量(通常在每分鐘10標準升(slm)至100slm之範圍內)、該多孔式注射器造成一壓力降之阻力及該反應器室內側之該多孔式注射器下游之壓力。當該沈積管線中之壓力變得穩定時，該整個氣流穿過該多孔式注射器。然而，若該沈積管線壓力增加，則通過一個或一個以上之計量質量流量控制器而進入至該沈積管線之氣體之量超過通過該多孔式注射器退出該氣體面板之混合氣體之量。相反地，若該沈積管線壓力減小，則通過該多孔式注射器而退出該氣體面板之混合氣體之量超過通過該計量質量流量控制器進入該沈積管線之氣體之量。此行為可變得極具動態，尤其在下列情形下：- 同時交換大量之製程氣體；- 步驟持續時間極短(且可能重複)；- 製程氣體之量相對於該載氣之量大(載氣流量小)；- 載氣流量係劇烈地變化；及- 該多孔式注射器之下游之反應器壓力改變(週期性地)。
    藉由用一可調整針閥限制該排氣孔之出口，該排氣管線中之壓力可與該沈積管線中之壓力匹配。但是此僅適用於一特定之總流量，例如，配方中之最高製程氣體流量，例如，當包括H2、HCL、DCS/SiH4、GeH4、SiH3CH3及/或B2H6之氣體之一組合同時共同流動進入該反應器室中之情形下。為了確保存在Ge或B壓力突增，通常以某一量引入該等氣體且使一些氣體(諸如，GeH4及B2H6)緩升至一合適之設定值以避免發生過度摻雜。
    使用此方法，當增添或移除一種或一種以上之額外氣體或甚至給定氣體之多個質量流量控制器設定點係恆定之情形下，各個個別氣體之分壓力改變。為了確定合適之排氣壓力，一般必須首先執行該程序且監測壓力感測器。接著需要調整該等針閥，直到壓力匹配於所需之沈積步驟。此程序耗時且通常僅可針對一生產配方恰當地進行。改變總氣體流量亦改變氣體速度、各別製程氣體之前驅物分壓力及組合物，隨著時間流逝，所有此等變化將影響所需要之層之均勻性及總厚度。此對於在質量流量限制區域或在過渡區域中之製程造成問題，尤其在使用極少量主載氣流之情形下。
    根據本發明之多個態樣之一種氣體面板經組態以在一沈積製程步驟期間將具有一恆定流率之氣體運送至一反應室。在一實施例中，該氣體面板包括一沈積子面板，其具有一沈積注射管線、一沈積排氣管線及至少一個沈積製程氣體管線。該沈積注射管線將具有一質量流率之一載氣供應至一反應器室。各個沈積製程氣體管線可包含一對切換閥，其經組態以選擇性地將一沈積製程氣體導向至該反應器室或一排氣管線。該沈積排氣管線亦包含一切換閥，其經組態以選擇性地將具有等於所有沈積製程氣體之質量流率之總和之一第二質量流率之該載氣導向至該反應器室或一排氣管線。該氣體面板經組態以用該等沈積製程管線之質量流率替代該沈積排氣管線之該質量流率，因此當該沈積排氣管線係導向至該反應器室時，該等沈積製程管線係導向至該排氣管線且當該沈積排氣管線係導向至該排氣管線時，該等沈積製程管線係導向至該反應器室。兩個質量流率之替代使得在整個該沈積製程步驟期間，到達該反應器室之氣體維持一恆定之質量流率。
    當結合下文之闡釋性圖來參考詳盡描述及技術方案時，可獲得對本發明之更全面理解。在下文之圖中，類似之參考數字指示類似之元件及步驟。
    圖解圖中之元件及步驟之目的僅在於使描述簡潔明瞭且並不必要按照任何特定之次序。例如，在該等圖中圖解之同時或以不同順序執行之步驟有助於改良對本發明之實施例之理解。
    自功能塊組件及多個處理步驟角度來描述本發明。此等功能塊可藉由任何數目之經組態以執行指定之功能且達成多種結果之硬體或軟體組件實現。例如，本發明可採用可實施多種功能之多個感測器、偵測器、流量控制裝置、閥及此類物。此外，本發明可結合任何數目之處理方法實踐，且所描述之系統僅僅為本發明之一示例性應用。此外，本發明可採用任何數目之用於運送多種氣體之習知技術、注射流率、控制氣體之質量流率及此類數字。
    根據本發明之多個態樣之用於具有恆定氣體流量之氣體面板之方法及裝置可與任何合適之製造系統或器件配合使用。本發明之多個實施案可應用至用於將多個脈衝之多種前驅物氣體注射至定位於一反應器空間內之一基板上之任何系統。某些代表性實施案亦包含例如，氣相磊晶(VPE)、原子層沈積(ALD)製程、用於薄膜沈積之前驅物運送系統及類似之半導體處理方法。
    現參考圖1，根據本發明之多個態樣之用於提供具有一恆定質量流率之氣體之氣體面板100可包括一沈積子面板110及一蝕刻子面板120。在一沈積製程步驟期間，該沈積子面板110可提供沈積製程氣體至反應器室102。在一蝕刻製程步驟期間，該蝕刻子面板120可提供蝕刻製程氣體至該反應器室102。該氣體面板100可藉由一注射器系統104耦合至該反應器室102，使得來自各個子面板的氣體通過注射器系統104按指定路線運送至該反應器室102。該氣體面板100可進一步包括一排氣系統(圖中未顯示)或適於經組態而經由一沈積排氣管線150及一蝕刻排氣管線160耦合至該排氣系統。該氣體面板100亦可包括一個或一個以上之額外沈積子面板(圖中未顯示)以促進使用不同之沈積製程氣體之進行額外沈積製程步驟。
    該反應器室102可包括經組態以收納經注入之製程氣體之任何合適之密封體積。例如，在一實施例中，該反應器室102可包括一單一晶圓、單一通路、經輻射加熱之層壓水平氣體流動室。該反應器室102亦可經組態以在一個或一個以上之製程步驟(例如，沈積、沖洗、蝕刻及此類步驟)期間旋轉該基板。該反應器室102可進一步經組態以在操作期間經增壓，以促進經注入之製程氣體在一所要之方向中流動。
    該排氣系統可包括用於過濾及/或處理由該氣體面板100所使用之製程氣體及/或載氣之任何合適的系統。例如，該排氣系統可包括一洗滌器或燃烷盒，以處理經排放之氣體。該排氣系統亦可經組態以防止可能發生之反應性製程氣體彼此接觸之情形。例如，經由該沈積排氣管線150及蝕刻排氣管線160運送至該排氣系統之製程氣體可通過分離之管道按路徑運送，直到該等製程氣體已經充分處理，以確定多種製程氣體之間不存在任何反應性質。該排氣系統亦可經由一反應器排氣管線180耦合至該反應器室102，以促進經注入的製程氣體自該反應器室102流出。
    現參考圖2A，該沈積排氣管線150可包括用於調整該沈積排氣管線150中之壓力之一可調整閥220，諸如，一針閥。可控制地調整該沈積排氣管線150中之壓力至等於一沈積注射管線130中之一第二壓力有助於確保流動至該注射器系統104之氣流量穩定且恆定。
    該沈積子面板110係適於始終將一恆定之總反應器流量供應至該反應器室102。該沈積子面板110可包括用於將具有一合適之質量流率之一種或一種以上之氣體導向至該反應器室102之任何合適之裝置或系統。例如，現參考圖1及圖2A，在一實施例中，該沈積子面板110可包括一個或一個以上沈積製程氣體管線113、114、115；一沈積載氣管線111及一排氣載氣管線112，其中各個氣體管線可藉由一閥116耦合至該沈積注射器管線130及該沈積排氣管線150。該沈積子面板110亦可包括用於控制一給定之氣體管線之一質量流率之一個或一個以上之質量流量控制器210。
    該質量流量控制器210可適於選擇性地調整進入一閥116之一給定之載氣管線111、112及/或製程氣體管線113、114、115之一質量流率。該質量流量控制器210可包括用於計量一氣體之質量流率之任何合適之裝置或系統。在一實施例中，各個質量流量控制器210可包括一機電裝置，其適於回應於來自一控制系統之命令以根據一預定之沈積製程提供具有一所要之質量流率之一氣體。
    該等製程氣體管線113、114、115可包括用於將來自一供應源之一沈積製程氣體按路徑運送至該沈積子面板110之該反應器室102之任何合適系統或器件。例如，該等製程氣體管線113、114、115可包括一導管或管且由任何合適之材料(不銹鋼)構造。各個製程氣體管線113、114、115可耦合至一不同之沈積製程氣體，諸如，丙矽烷(Silcore)(Si3H8)、甲矽烷(SiH3CH3)、磷化氫(PH3)、甲鍺烷(GeH4)及乙硼烷(B2H6)。該等製程氣體管線113、114、115亦適於按路徑運送，使得包含於一特定之製程氣體管線113、114、115內之該沈積製程氣體係以一實質上純淨物形式(即，未與任何其他沈積製程氣體混合)運送至該沈積子面板110。
    該等製程氣體管線113、114、115中之各者可耦合至一單一質量流量控制器210，該控制器210適於控制隨後運送至該沈積注射管線130及/或該沈積排氣管線150之該沈積製程氣體之該質量流率。一旦該沈積製程氣體已經運送至該沈積注射管線130或該沈積排氣管線150，則其混合在一起，以形成沈積製程氣體之一穩定混合物。退出連接至該等製程氣體管線113、114、115之該等質量流量控制器之所有沈積製程氣體質量流率之總和係用於計算總反應器流量。
    一載氣管線可包括用於將來自一供應源之一載氣按路徑運送至該沈積子面板110之任何合適之系統或裝置。在一實施例中，該等載氣管線可包括一個或一個以上之導管或管且可由任何合適之材料(諸如，不銹鋼)構造。例如，一主載氣管線140可經組態以將一載氣(諸如，Ar、He、H2或N2)導向至該沈積載氣管線111及該排氣載氣管線112。
    類似於該等製程氣體管線113、114、115，該沈積載氣管線111及該排氣載氣管線112可耦合至適於控制後續運送至該沈積注射管線130及/或該沈積排氣管線150之該載氣之質量流率之一質量流量控制器210。然而，不同於沈積製程氣體之穩定混合物，該沈積載氣管線111及該排氣載氣管線112中之該載氣並未經預先混合在一起。例如，在本發明之一代表性實施例中，該沈積載氣管線111中之該載氣之質量流率可保持恆定且總是導向至該沈積注射管線130。耦合至該排氣載氣管線112之該質量流量控制器210可經組態以使得該排氣載氣管線112中之該載氣之質量流率等於該等製程氣體管線113、114、115之質量流率之總和。
    因此，為了維持一恆定之總反應器流量，當該等沈積製程氣體之該穩定混合物經導向至該沈積排氣管線150時，該排氣載氣管線112中之具有相等之質量流率之該載氣係導向至該沈積注射管線130。相反地，當沈積製程氣體之該穩定化混合物係導向至該沈積注射管線130時，該排氣載氣管線112中之具有相等之質量流率之該載氣係導向至該沈積排氣管線150。
    該等閥116係適於選擇性地將進入之具有一質量流率之氣體自該質量流量控制器210導向至該沈積注射管線130或該沈積排氣管線150。該等閥116可包括包括用於控制一氣體之流徑之任何合適之裝置或系統。現參考圖2A及圖2B，在一實施例中，該等閥116可包括複數個閥對201、202、203、204、205，其係藉由一質量流量控制器210耦合至一氣體管線。例如，一第一閥對202可包括兩個獨立之閥，其經組態以彼此相反地發揮功能，使得當該等獨立閥中之一者係開啟時，另一者係閉合。該第一閥對202中之該等獨立閥之位置亦可確定該排氣載氣管線112中之載氣被導向至該沈積注射管線130或是該沈積排氣管線150。或者，各個閥116可包括一單一切換閥，其經組態以將進入之具有一質量流率之一氣體選擇性地導向至該沈積注射管線130或該沈積排氣管線150。
    該等閥116亦可藉由任何合適之方法致動。例如，各個閥116之致動可藉由該控制系統控制，其中可能根據在循環之沈積及蝕刻製程中之一給定之製程步驟而請求開啟或閉合一個或一個以上之閥。該等閥116亦可適於以一足夠大之速率開啟及閉合，以促進達成大約為一秒之一沈積循環。
    再次參考圖1，該蝕刻子面板120可包括用於將具有一合適質量流率之一種或一種以上之蝕刻製程氣體管線124、一蝕刻載氣排氣管線123及一蝕刻載氣注射管線122導向至該反應器室102及/或該排氣系統之任何合適之裝置或系統。該蝕刻子面板120可與該沈積子面板110實質上相同地經組態有複數個閥、質量流量控制器及氣體管線，以始終通過一蝕刻注射管線170將一恆定之總反應器流量供應至該反應器室102。然而，根據一所要之蝕刻製程，可能該蝕刻子面板120並不需要在整個循環沈積及蝕刻製程期間提供一恆定之總反應器流量至該反應器室102。因此，該蝕刻子面板120可適於在一恆定總反應器流量模式中發揮功能或隨著時間流逝改變到達該反應器室102之質量流量輸出。
    該蝕刻子面板120亦可經組態使得該蝕刻注射管線170及該蝕刻排氣管線160係與該沈積注射管線130及該沈積排氣管線150完全地隔離，以防止沈積製程氣體與蝕刻製程氣體發生任何非所要之混合。該蝕刻注射管線170與該沈積注射管線130可進一步通過分離至該注射器系統104之連接部而隔離。該蝕刻注射管線170亦可經組態與該沈積注射管線130具有相同之長度，以有助於確保到達該注射器系統104之製程氣體與載氣具有一近似之注射速率。
    該注射器系統104可包括用於將該等載氣及製程氣體注入該反應器室102中之任何合適之裝置或系統。在一實施例中，該注射器系統104可包括一個多孔式注射器，其係適於組態以分別地將沈積製程氣體及蝕刻氣體注入該反應器室102中。例如，該多孔式注射器可包括針對各個子面板之多個入口，其中各個入口係耦合至一注射器。各個入口亦可經組態以耦合至用於選擇性地調整氣體之一進入質量流率之任何合適之裝置。例如，各個入口可耦合至一可調整針閥，以對提供至各個注射器之該質量流率進行調整。可根據一特定之氣體混合物配方或所要之沈積製程而手動地或自動地調整該針閥。該控制系統可監測各個入口且自動地調整一個或一個以上之針閥，以維持一所要之壓力或質量流率。
    現參考圖4A，一完整之循環沈積及蝕刻製程之一實例包括，穩定到達該排氣系統之該等沈積製程氣體及該蝕刻製程氣體(402)。該沈積製程氣體質量流率及該蝕刻製程氣體質量流率中之各者係根據針對該循環所需之一層厚度藉由一預計算方公式或配方確定。一旦該製程氣體流量穩定，則該等沈積製程氣體係自該沈積排氣管線150再導向至該沈積注射管線130(404)且進入該反應器室102中且持續一預定量之時間。在一示例性實施例中，用於沈積之製程步驟時間可在一秒鐘之位級。在沈積之後，該等沈積製程氣體係自該沈積注射管線130再導向至該沈積排氣管線150，以沖洗該反應器室102(406)。在該反應器室102已經沖洗而除去該等沈積製程氣體之後，該蝕刻製程氣體係自該蝕刻排氣管線160再導向至該蝕刻注射管線170(408)且進入該反應器室102中，且持續一預定量之時間。在蝕刻之後，該蝕刻製程氣體係自該蝕刻注射管線170再導向回到該蝕刻排氣管線160中，以沖洗該反應器室102除去該蝕刻製程氣體(410)。在對該反應器室102進行第二次沖洗之後，若在該基板上已達成所所要之層厚度，則該循環及蝕刻製程已完成(414)，若未達成所要之層厚度，則重複該製程，直到達成所要之厚度。
    或者，現參考圖4B，該循環沈積及蝕刻製程可包括一個以上之沈積步驟。例如，可在該初始沈積製程步驟之後沖洗該反應器室102後注入自一第二沈積子面板供應之一第二沈積製程氣體(416)。接著可於蝕刻製程步驟之前以類似於沖洗該第一沈積製程氣體之方式將此第二製程氣體自該反應器室102沖洗而除去(418)。
    在操作中，該沈積子面板110經組態以在整個循環沈積及蝕刻製程中將具有一恆定質量流率之一種或一種以上之氣體提供至該反應器室。現參考圖2A及圖3，在開始該沈積製程步驟之前，該等沈積製程氣體經穩定化而提供至該排氣系統(302)。例如，一第一製程氣體管線113提供一第一沈積製程氣體(諸如，PH3)至耦合至該第一製程氣體管線113之一第一質量流量控制器210。接著該第一沈積製程氣體係以一預定之質量流率運送至一第一閥203。類似地，一第二製程氣體管線114提供一第二沈積製程氣體(諸如MMS)至耦合至一第二閥204之一第二質量流量控制器210且一第三製程氣體管線115提供一第三沈積製程氣體(諸如Si3H8)至耦合至一第三閥205之一第三質量流量控制器210。該第一閥203、該第二閥204及該第三閥205中之各者係初始設置於一第一狀態中，使得具有該質量流率之所有該等沈積製程氣體係導向至該沈積排氣管線150。
    與該等沈積製程氣體之穩定化大體上同時，穩定該等載氣流以提供至該反應器室102(304)。例如，該沈積載氣管線111以一預定質量流率提供一載氣(諸如，Ar、He、H2或N2)至該反應器室102。一第二載氣流係提供至耦合至該排氣載氣管線112之一第四質量流量控制器210。接著以等於該三種沈積製程氣體之總質量流率之一質量流率將該第二載氣流運送至一第四閥202。該第四閥202係初始設置於該第一狀態中，使得具有該質量流率之該載氣係導向至該沈積注射管線130。
    一旦到達該反應器室102及該排氣系統之氣體流已經穩定，則藉由致動該第一閥203、該第二閥204、該第三閥205及該第四閥202而開始該沈積製程步驟(306)。現參考圖2B，該等閥中之各者係自該第一狀態改變至一第二狀態，其中具有該質量流率之所有沈積製程氣體係再導向至該沈積注射管線130且該排氣載氣管線112中之具有該質量流率之該載氣係再導向至該沈積排氣管線150。由於該排氣載氣管線112之該質量流率等於該製程氣體管線113、114、115中之所有沈積製程氣體之總質量流率，則到達該反應器室102之總質量流率未發生改變。
    在該沈積製程步驟結束時，再次致動該第一閥203、該第二閥204、該第三閥205及該第四閥202且回到該第一狀態(310)，其中具有該質量流率之所有沈積製程氣體係再導向回到該沈積排氣管線150且該排氣載氣管線112中之具有該質量流率之載氣係再導向回到該沈積注射管線130。同樣地，由於該排氣載氣管線112之該質量流率等於所有該等沈積製程氣體之總質量流率，因此到達該反應器室102之總質量流率未經改變。使該第一閥203、該第二閥204、該第三閥205及該第四閥202回到該第一狀態亦可具有沖洗該反應器室102而除去任何沈積製程氣體之效果(312)。接著使得第一閥203、該第二閥204、該第三閥205及該第四閥202在該沈積及蝕刻製程循環之剩餘時間內保持於該第一狀態中。
    現參考圖5，使該排氣載氣管線112之該質量流率等於所有該等沈積製程氣體之總質量流率具有之效果在於，使得自該沈積子面板進入該反應器室102中之總氣體流量及速度在該沈積及蝕刻製程循環之各個製程步驟期間係恆定且減少在添加氣體至該反應器室102時可能發生之摻雜物突增之機會。以所述方式維持一恆定之總反應器流量亦允許進行快速且精確之氣體切換，增加一給定沈積製程步驟之可預測性及可重複性且允許該沈積子面板以耗時較短之沈積製程更有效地操作，此可僅藉由閥116在不同狀態之間進行致動之速率確定。
    現參考圖6，藉由調整該排氣載氣管線112等於所有該等沈積製程氣體之質量流率來維持恆定之反應器流量亦允許各個沈積製程氣體之分壓力跨一沈積製程步驟期間使用之若干沈積製程氣體之多種組合保持相同。此進一步減少在該等沈積製程氣體當中發生壓力突增之可能性。
    用於具有一恆定氣體流量之氣體面板之方法及裝置之此等及其他實施例可併入關於上述之用於控制多種氣體之質量流率之裝置之實施例之概念、實施例及組態。所顯示且描述之特定實施案之目的僅在於闡釋本發明及其最佳模式且決非意在限制本發明之範疇。相反地，出於簡潔之目的，並未詳盡地描述該系統之習知之製造、連接、製備及其他功能性態樣。此外，多個圖中之連接線條意在表示多個元件之間之示例性功能關係及/或實體耦合。在一實務系統中，可存在許多替代性或額外之功能關係或實體連接。
    上文已參考示例性實施例描述了本發明。然而，在不脫離本發明之範疇之基礎上，可做出多個修改及變化。該描述及該等圖應被理解為具有闡釋而非限制意義且該等修改意在包含於本發明之範疇內。因此，本發明之範疇應由所述之一般性實施例及其等效實施例確定而非僅由上述之特定實例確定。例如，除非另有說明指示，在任何方法或製程實施例中引用之步驟可以任何順序執行，且並不限於該等特定實例中所呈現之精確順序。此外，任何裝置實施例中引用之組件及/或元件可以與本發明產生實質上相同之結果之多種置換形式裝配或操作性地組態且因此並不限於該等特定實例中所引用之特定組態。
    上文已關於特定之實施例描述了裨益、其他優點及問題之解決方案；然而，任何裨益、優點、問題之解決方案或可造成任何特定裨益、優點或解決方案發生或變得更顯著之任何元件並不被解讀為至關重要、所需要或基本之特徵或組件。
    用於本文中時，術語「包括」(comprises、comprising)或其任何變形意在指示非排他性包含，因此包括一清單之元件之一製程、方法、物件、組合物或裝置並不僅僅包含所引用之此等元件，而是可包含未明確列舉或係此製程、方法、物件、組合物或裝置所固有之其他元件。在不脫離本發明之一般性原理之基礎上，除了未明確描述的之外，用於實踐本發明之上述結構、配置、應用、比例、元件、材料或組件之其他組合及/或修改可變化或進行特定調適而用於特定之環境、製造規範、設計參數或其他操作要求。
    上文已參考一示例性實施例描述了本發明。然而，在不脫離本發明之範疇之基礎上，可對該示例性實施例進行變化及修改。此等及其他變化或修改意在涵蓋於下文申請專利範疇中所表述之本發明之範疇內。
    100‧‧‧氣體面板
    102‧‧‧反應器室
    104‧‧‧注射器系統
    110‧‧‧沈積子面板
    111‧‧‧載氣管線
    112‧‧‧載氣管線
    113‧‧‧沈積製程氣體管線
    114‧‧‧沈積製程氣體管線
    115‧‧‧沈積製程氣體管線
    116‧‧‧閥
    120‧‧‧蝕刻子面板
    122‧‧‧蝕刻載氣注射管線
    123‧‧‧蝕刻載氣排氣管線
    124‧‧‧製程氣體管線
    130‧‧‧沈積注射管線
    140‧‧‧主載氣管線
    150‧‧‧沈積排氣管線
    160‧‧‧蝕刻排氣管線
    170‧‧‧蝕刻注射管線
    180‧‧‧反應器排氣管線
    201‧‧‧閥對
    202‧‧‧閥對
    203‧‧‧閥對
    204‧‧‧閥對
    205‧‧‧閥對
    210‧‧‧質量流量控制器
    220‧‧‧可調整閥
    圖1代表性地圖解根據本發明之多個態樣之一氣體面板；圖2A代表性地圖解處於一第一狀態之一沈積子面板，其將所有之載氣導向至一反應器室且將所有的沈積製程氣體導向至一排氣孔；圖2B代表性圖解處於一第二狀態之沈積子面板，其用於將一種載氣管線及所有之沈積製程氣體導向至該反應器室且將一第二載氣管線導向至該排氣孔；圖3係根據本發明之一示例性實施例之用於維持該沈積子面板中之一恆定總質量流率之一程序之一流程圖；圖4A係根據本發明之一示例性實施例之一沈積及蝕刻製程之一單一循環之一流程圖；圖4B係根據本發明之一示例性實施例之具有多個沈積步驟之一沈積及蝕刻製程之一單一循環之一流程圖；圖5代表性地圖解根據本發明之一示例性實施例之沈積子面板之一樣本流動圖案；及圖6代表性地圖解對於該反應器室中之各個沈積製程氣體，跨沈積製程氣體之多個組合之一恆定分壓力。
    100‧‧‧氣體面板
    102‧‧‧反應器室
    104‧‧‧注射器系統
    110‧‧‧沈積子面板
    111‧‧‧載氣管線
    112‧‧‧載氣管線
    113‧‧‧沈積製程氣體管線
    114‧‧‧沈積製程氣體管線
    115‧‧‧沈積製程氣體管線
    116‧‧‧閥
    120‧‧‧蝕刻子面板
    122‧‧‧蝕刻載氣注射管線
    123‧‧‧蝕刻載氣排氣管線
    124‧‧‧製程氣體管線
    130‧‧‧沈積注射管線
    140‧‧‧主載氣管線
    150‧‧‧沈積排氣管線
    160‧‧‧蝕刻排氣管線
    170‧‧‧蝕刻注射管線
    180‧‧‧反應器排氣管線
    权利要求:
    Claims (17)
    [1] 一種用於一循環沈積及蝕刻反應室之沈積氣體面板，其包括：一排氣管線，其經組態以將至少一種氣體導向至一排氣孔；一注射管線，其經組態以使至少一種氣體導向該反應室；一第一載氣管線，其經耦合至該注射管線且經組態以將一第一恆定質量流率之一載氣供應至該反應室；一沈積管線，其係耦合至該注射管線及該排氣管線，其中該沈積管線包括一第一閥系統，該第一閥系統經組態以：當該第一閥系統係處於一第一狀態時，將一恆定質量流率之一第一沈積製程氣體導向該排氣管線；且當該第一閥系統處於一第二狀態時，將該恆定質量流率之該第一沈積製程氣體導向至該注射管線；及一第二載氣管線，其經耦合至該注射管線及該排氣管線，其中該第二載氣管線包括：一第二閥系統，其經組態以：當該第一閥系統係處於該第一狀態時將一第二恆定質量流率之該載氣導向至該注射管線；及當該第一閥系統係處於該第二狀態時將該第二恆定質量流率之該載氣導向至該排氣管線；及一質量流量控制裝置，其經耦合至該第二閥系統且經組態以將該載氣之該第二恆定質量流率調整至等於該第一製程氣體之該恆定質量流率。
    [2] 如請求項1之沈積氣體面板，其進一步包括經耦合至該注射管線及該排氣管線之至少一個額外之沈積管線，其中各個額外之沈積管線包括一額外之閥系統，該額外之閥系統經組態以：當該第一閥系統係處於該第一狀態時，將一恆定質量流率之一額外沈積製程氣體導向至該排氣管線；及當該第一閥系統係處於該第二狀態時將具有該恆定質量流率之該額外沈積製程氣體導向至該注射管線，其中該質量流量控制裝置經調整使得該載氣之該第二恆定質量流率等於該第一沈積製程氣體與任何額外之沈積製程氣體之質量流率之總和。
    [3] 如請求項2之沈積氣體面板，其中各個沈積管線進一步包括一沈積氣體質量流量控制裝置，其經耦合至其各自之閥系統且經組態以選擇性地控制進入該閥系統中之該沈積製程氣體之該質量流率。
    [4] 如請求項1之沈積氣體面板，其進一步包括一注射器系統，其經組態以耦合於該注射器管線與該反應室之間。
    [5] 如請求項4之沈積氣體面板，其中該注射器系統包括：耦合至該沈積子面板之至少一個入口；耦合於該至少一個入口與該反應器室之間之至少一個注射器，其中各個注射器係耦合至該等至少一個入口中之一者；及耦合至該入口之一可調整閥。
    [6] 如請求項1之沈積氣體面板，其進一步包括一針閥，其係耦合至該排氣管線且經組態以使得該排氣管線中之一第一壓力等於該注射管線中之一第二壓力。
    [7] 一種用於提供一恆定質量流率之氣體至具有一反應器室及一排氣系統之一循環沈積及蝕刻系統之氣體面板，該氣體面板包括：一沈積子面板，其係耦合至該反應室及該排氣系統，其中該沈積子面板包括：一第一排氣管線，其經組態以將至少一種氣體導向至該排氣系統；一第一注射管線，其經組態以將至少一種氣體導向至該反應器室；一第一載氣管線，其係耦合至該第一注射管線且經組態以將一第一恆定質量流率之一載氣導向至該反應器室；一沈積氣體管線，其係耦合至該第一注射管線及該第一排氣管線且包括一第一閥系統，該第一閥系統經組態以：在一第一狀態期間，將一恆定質量流率之一第一沈積氣體導向至該第一排氣管線；及在一第二狀態期間，將該恆定質量流率之該第一沈積氣體導向至該第一注射管線，其中耦合至該第一注射管線及該第一排氣管線之一第二載氣管線包括：一第二閥系統，其經組態以：在該第一狀態期間將一第二恆定質量流率之該載氣導向至該第一注射管線；及在該第二狀態期間將該第二恆定質量流率之該載氣導向至該第一排氣管線；一質量流量控制裝置，其經耦合至該第二閥系統且經組態以將該載氣之該第二恆定質量流率調整至等於該沈積氣體管線之該恆定質量流率；及一蝕刻子面板，其經：藉由一第二注射管線耦合至該反應器室；且藉由一第二排氣管線耦合至該排氣系統，其中該蝕刻子面板係組態以在一第三狀態期間將一第三質量流率之該載氣及一質量流率之一蝕刻製程氣體導向至該第二注射管線。
    [8] 如請求項7之氣體面板，其中：該第二狀態包括一沈積製程步驟；且該第三狀態包括一蝕刻製程步驟。
    [9] 如請求項7之氣體面板，其中該第一注射器管線之長度與該第二注射器管線之長度相等。
    [10] 如請求項7之氣體面板，其進一步包括一多孔式注射器，其經組態以耦合於該等第一及第二注射器管線與該反應器室之間，其中該沈積子面板之氣體係通過一第一組注射器注入該反應器室中且該蝕刻子面板之氣體係通過一第二組注射器注入該反應器室中。
    [11] 如請求項10之氣體面板，其中來自該第一組注射器及該第二組注射器之各個注射器各包括一可調整針閥。
    [12] 如請求項7之氣體面板，其中該沈積子面板進一步包括耦合至該排氣管線之一針閥，該針閥經組態以允許該第一排氣管線中之一第一壓力等於該第一注射器管線中之一第二壓力。
    [13] 如請求項7之氣體面板，其進一步包括耦合至該反應室及該排氣系統之一第二沈積子面板，其中該第二沈積子面板係與該第一沈積子面板實質上相同。
    [14] 一種用於將一恆定流率之載氣及沈積製程氣體供應至一循環沈積及蝕刻系統之一反應室之方法，其包括：將一第一質量流率之一載氣自一沈積子面板通過一注射管線導向至該反應室；在一第一狀態期間，將一質量流率之至少一種沈積製程氣體自該沈積子面板導向至一排氣管線；在該第一狀態期間，將一第二質量流率之該載氣自該沈積子面板通過該注射管線導向至該反應室，其中：在進入該反應器室之前，該第二質量流率之該載氣與該第一質量流率之該載氣組合；且該載氣之該第二質量流率係等於該至少一種沈積製程氣體之該質量流率；在該第二狀態期間，將該第二質量流率之該載氣自該沈積子面板再導向至該排氣管線；及在一第二狀態期間，將該質量流率之該至少一種沈積製程氣體自該沈積子面板通過該注射管線再導向至該反應室，其中在進入該反應器室中之前，該質量流率之該至少一種沈積製程氣體與該第一質量流率之該載氣組合。
    [15] 如請求項14之用於將一恆定流率之載氣及沈積製程氣體供應至一循環沈積及蝕刻系統之一反應室之方法，其中在一預定時段內重複該第一狀態及該第二狀態。
    [16] 如請求項14之用於將一恆定流率之載氣及沈積製程氣體供應至一循環沈積及蝕刻系統之一反應室之方法，其中該第二狀態包括一沈積製程步驟。
    [17] 如請求項14之用於將一恆定流率之載氣及沈積製程氣體供應至一循環沈積及蝕刻系統之一反應室之方法，其中對該載氣及該沈積製程氣體進行導向及再導向包括：將一第一閥系統耦合至該注射管線及該排氣管線，其中該第一閥系統經組態以：在該第一狀態期間，阻隔來自該排氣管線之該第二質量流率之該載氣；及在該第二狀態期間，阻隔來自該注射管線之該第二質量流率之該載氣；及將一第二閥系統耦合至該注射管線及該排氣管線，其中該第二閥系統經組態以：在該第一狀態期間，阻隔來自該注射管線之該質量流率之至少一種沈積製程氣體；及在該第二狀態期間，阻隔來自該排氣管線之該質量流率之至少一種沈積製程氣體。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US13/194,799|US8728239B2|2011-07-29|2011-07-29|Methods and apparatus for a gas panel with constant gas flow|
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