发明名称 多边沉积排除环系统,装置及沉积一系列层膜于一基材上之方法
摘要 一种排除环系统、装置及方法,用以于标记有多重排除区域之底材上沉积薄膜,而其中进行气相沉积之装置则包含有一用以将底材定位于不同位置之基座。一位于底材上方之第一排除环,并覆盖底材外缘之第一覆盖区,同时向上延伸形成第一沉积层边缘。一位于底材与第一排除环之间的第二排除环,并覆盖由位于第一覆盖区外侧之之第二覆盖区,同时向上延伸形成第二沉积层边缘。基座升高同时支撑住排除环,而基座降低时,排除环则透过支脚由一静止的底板所支撑,再配合两排除环具有不同长度支脚之设计,使得排除环可以由基座的运动而控制开合,进而在沉积薄膜的边缘上产生适当的沉积层。
申请公布号 TW436894 申请公布日期 2001.05.28
申请号 TW087114957 申请日期 1998.09.08
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 艾薇汤普曼;詹姆士凡恩高佛
分类号 H01L21/203;H01L21/205 主分类号 H01L21/203
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种排除环装置,该装置至少包含: 一第一排除环位于一反应室中,该反应室系用以处 理底材,一该第一排除环之覆盖区被组构而成,因 此当该覆盖区的边缘与底材接触,该覆盖区以类似 护盖的功能,覆盖底材之外缘带,该覆盖区自该外 缘带之内边界向外延伸以防止各种形成沉积膜之 材料的沉积,用以自该反应室内所进行之沉积制程 中形成一薄膜而不沉积在该外缘带之内边界外侧 之底材上;及 一第二排除环位于一反应室中,该反应室系用以处 理底材,一该第二排除环之覆盖区被组构而成,因 此当该覆盖区的边缘与底材接触,该覆盖区以类似 护盖的功能,覆盖该底材之该外缘带与一该底材之 内缘带,该覆盖区自该内缘带之内边界向外延伸以 防止各种形成沉积膜之材料的沉积,用以自该反应 室内所进行之沉积制程中形成一薄膜而不沉积在 该内缘带之内边界外侧之底材上; 其中于第一排除环模式内,该第二排除环之该覆盖 区之边缘与该底材接触或是与该底材靠近,因此该 底材之该外缘带与该内缘带,在反应室内所进行之 沉积制程中皆可视为已被覆盖, 其中于第二排除环模式内,该第一排除环之该覆盖 区之边缘与该底材接触或是与该底材靠近,因此该 底材之该外缘带,在反应室中所进行之沉积制程内 可视为已被覆盖,而该第二排除环之该覆盖区由该 底材表面分离,并于该反应室内所进行之沉积制程 中曝露出该底材之内缘带。2.如专利申请范围第1 项所述之装置, 其中更包含一第三排除环模式,在该第三排除环模 式下上述之第一排除环与该第二排除环皆由该底 材表面分离。3.如专利申请范围第1项所述之装置, 其中上述之第二排除环模式内,该第二排除环于该 反应室内所进行之沉积制程中藉由一护罩元件保 持与该底材分离,其中该护罩元件与该第一排除环 间之相对运动,使得该第二排除环由一个与该底材 接触之该第二排除环之该覆盖区之边缘,移动至与 该底材分离之位置,并于该反应室内所进行之沉积 制程中曝露出该底材之该内缘带。4.如专利申请 范围第3项所述之装置, 其中上述之护罩元件固定于该反应室之边墙上,而 该第二排除环与该反应室间之相对运动发生于,当 该底材相对固定于该边墙上之该护罩元件运动时 。5.如专利申请范围第3项所述之装置, 其中上述之第二排除环包含一延伸区域,该延伸区 域连接于该覆盖区,并与该护罩元件之一部分接触 ,以促成该第二排除环与该底材间的相对运动。6. 一种覆盖环系统,系用于气相沉积装置,用以于一 底材上沉积复数个薄膜,该装置包含一基座,系用 于支撑该底材并将该基座移动至沉积该复数薄膜 中任一层所需之高度,该系统至少包含: 一第一覆盖环,该第一覆盖环位于该底材与该基座 之上方,延伸并覆盖于一位于该底材周边之第一区 域,直到一第一沉积区边缘, 一第二覆盖环,该第二覆盖环位于该第一覆盖环与 该底材之间,延伸并覆盖于一位于底材周边之第二 区域,向该第一区域之该第一沉积区边缘之外侧伸 展,直到一位于该第一沉积区边缘外侧之第二沉积 区边缘, 其中该第一覆盖环与该基座于一第一预设位置A处 相互支撑,在此位置该第一覆盖环覆盖该底材,以 避免一第一薄膜沉积过于该第一沉积区边缘, 其中当该基座降到一第二预设位置B时,该第一覆 盖环被撑持于与一该底材相离的位置,以露出第二 覆盖环,及 其中该第二覆盖环与该基座于该第二预设位置B处 相互撑持,因此一第二沉积薄膜会延伸过该第一沉 积区边缘与该第一区域之邻近部份,但该第二区域 则仍由该第二覆盖环所覆盖。7.如专利申请范围 第6项所述之覆盖环系统, 其中上述之第二覆盖环与该基座在第三沉积薄膜 之制程中于第三预设位置C处相互撑持,因此一第 三沉积薄膜会延伸过该第一沉积区边缘及该第一 区域之邻近部份与该第二区域之该第二沉积区域 边缘。8.如专利申请范围第6项所述之覆盖环系统, 其中上述之第一覆盖环中包含一向下依附之第一 支脚,该支脚向下延伸至一支撑元件,该第二覆盖 环中包含一向下依附之第二支脚,该支脚向下延伸 至一支撑元件,该第一支脚具有一有效长度,藉此 可由降下该基座将该第一覆盖环自底材表面分离, 而后单独地将第二覆盖环自该底材表面分离。9. 一种覆盖环系统,系用于气相沉积装置,用以于一 底材上沉积薄膜,该装置包含一基座,系用于支撑 与移动该底材于不同之沉积层间,该系统至少包含 : 一第一覆盖环,该第一覆盖环具有一终于一衔接嘴 之内侧边缘,用以沿着一第一沉积层边缘覆盖该底 材,并于该第一覆盖环靠近于该底材时,防止该第 一沉积层边缘外侧之区域发生沉积,该第一覆盖环 向外延伸至一超过该基座边缘之外侧,并具有一向 下延伸之支脚,该支脚环绕该基座并于该支脚与基 座间形成一缝隙, 一第二覆盖环,该第二覆盖环位于该第一覆盖环下 方,且该第二覆盖环具有一内环边缘,该内环边缘 具有一向下延伸的衔接嘴,用以沿着一第二沉积层 边缘覆盖该底材或薄膜,并于该第二覆盖环靠近于 该底材时,防止该第二沉积层边缘外侧之区域发生 沉积,该第一覆盖环之内支脚与边缘被安置在该第 二覆盖环之外侧,该第一覆盖环具有一位于外侧且 向下延伸之第一支脚,该第二覆盖环具有一位于外 侧且向下延伸之第二支脚,该第二支脚并位于由该 第一支脚所定义之圆周内, 一第一支撑区域用以支撑该第一支脚于一第一选 定位置,而一第二支撑区域支撑该第二支脚于第二 选定位置。10.一种沉积方法,用以沉积一薄膜于一 底材上,该底材位于一装置中,该装置具有一基座, 用以支撑该底材,该方法至少包含下列步骤: 提供一第一夹环,该夹环位于一受基座支撑之底材 的上方,延伸并覆盖于一位于该底材周边之第一区 域,直到一第一沉积区边缘, 提供一第二夹环,该第二夹环位于该第一夹环与该 底材间,并延并覆盖于一位于该第一区域外侧之第 二区域,直到一位于该第一沉积区边缘外侧之第二 沉积区边缘, 支撑该第一夹环于相对于该底材之第一夹环位置, 该第一夹环同时包围并覆盖该第二夹环,以避免该 第二夹环暴露在沉积环境中, 支撑该第二夹环于与该第一夹环之位置相离之第 二夹环位置上, 沉积一第一薄膜于该底材上,以覆盖由该第一沉积 区边缘所定义之内部区域, 分离该第一夹环使其与该底材分离,以曝露出该第 二夹环至该薄膜沉积处,藉此将沉积区域扩张至第 二区域内部,并沉积一第二薄膜于该底材上,由此 该沉积层可向外延伸并覆盖由该第一沉积区边缘 所定义出之该第一薄膜。11.一种沉积方法,用以沉 积一系列之薄膜于位于一单一制程反应室中之底 材上,其中每一层薄膜皆覆盖前一层薄膜之边缘, 该方法至少包含下列步骤: 提供一具有上衔接嘴之上排除环,当该上衔接嘴与 一底材靠近或接触,而该底材上有沉积发生时,该 上衔接嘴覆盖位于一内圆周外侧之底材,并防止对 应于该上衔接嘴之区域内发生沉积;及 提供一具有下衔接嘴之下排除环,当该下衔接嘴与 一底材靠近或接触,而该底材上有沉积发生时,又 同时该上衔接嘴并未覆盖于底材上无法防止沉积 现象时,该下衔接嘴覆盖位于一内圆周外侧之底材 ,并防止对应于该下衔接嘴之区域内发生沉积;及 其中当该下排除环覆盖于底材上所曝露出之底材 区域,大于当该上排除环覆盖于底材上所曝露出之 底材区域。图式简单说明: 第一图为沉积装置之截面图,其中包含本发明中所 描述之排除环。 第二图为第一图中所表示的排除环系统之单边放 大图,显示出两个位于底材覆盖位置之排除环。 第三图为近似于第二图视界之截面图,显示排除环 系统之不同模式,其中下排除环持续地覆盖底材, 同时上排除环由底材上分离,以将其内缘带曝露于 沉积环境中。 第四图为第三图之局部放大图,显示了排除环内缘 与底材外缘之沉积情形。 第五图为类似于第四图之局部放大图,显示了本发 明中所有排除皆与底材表面分离,使得整个底材表 面曝露于沉积环境中之情形。 第六图为含有一摇臂总成之排除环系统之截面图, 其中之排除环由摇臂所支撑,当上排除环位于低位 时,下夹环则位于高位。 第七图为与第六图相同之排除环系统之截面图,当 上排除环位于高位时,下夹环则位于低位。 第八图为与第六图相同之排除环系统之截面图,其 中上、下排除环皆离开底材表面,以曝露整个底材 于沉积环境之中。
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