使用气体分配单元的气体供应方法技术

本发明专利技术提供一种使用气体分配单元的气体供应方法，气体分配单元包括分别安装在多个气体供应通道上的多个气体流速控制设备，并配置为单独地控制通过各个气体供应通道供应的处理气体的流速，并且不同地调整通过各个气体供应通道供应的处理气体的气体供应时间和供应顺序，从而改善沉积薄膜在衬底的整个表面区域上的厚度均匀性。上的厚度均匀性。上的厚度均匀性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用气体分配单元的气体供应方法


[0001]本公开涉及一种气体供应方法，更具体地，涉及一种使用气体分配单元的气体供应方法，其包括分别安装在气体分配单元的多个气体供应通道上的多个气体流速控制设备，并且单独地控制通过各气体供应通道的气体的流速和分配顺序，从而改善沉积薄膜在衬底的整个表面区域上的厚度均匀性。

技术介绍

[0002]通常，执行各种工艺来制造半导体设备或平面显示设备。各种工艺包括在衬底上沉积由特定材料制成的薄膜的薄膜沉积工艺，通过使用光敏材料曝光或隐藏薄膜的选定区域的光刻工艺，以及通过去除薄膜的选定区域以期望方式对薄膜进行图案化的蚀刻工艺。每种工艺都在衬底处理设备中执行，该衬底处理设备被设计成为相应的工艺提供最佳的环境。
[0003]特别地，沉积工艺中的重要控制元素之一是沉积在衬底上的薄膜的厚度均匀性。具体地，重要的是控制沉积在衬底上的薄膜的厚度，使得薄膜在衬底的整个表面区域上均匀地形成。当在衬底的整个表面区域上的沉积薄膜的厚度不均匀时，产品的质量、或半导体设备或平板显示设备的性能降低。
[0004]图1A是示出根据现有技术的衬底处理设备的示意图，以及图1B是示出衬底的示意性截面图，由图1A的衬底处理设备在其上完全地执行了沉积工艺。
[0005]如图1A所示，根据现有技术的反应腔室10包括：气体供应通道1，通过气体供应通道1从源材料存储单元供应源气体；气体分配板3，其配置为将从气体供应通道1排出的源气体喷射到衬底安置单元7的顶部上；气体供应通道1的出口1a；以及气体扩散空间5，其形成在气体分配板3上方并配置为扩散源气体。
[0006]根据现有技术的气体分配板3包括穿过气体分配板的一个表面和另一个表面形成的多个喷射孔4。
[0007]参照图1A，从气体供应通道的出口到各个喷射孔的距离彼此不同。因此，从气体供应通道的出口排出的源气体在气体扩散空间中扩散以抵达喷射孔入口的源气体扩散路径的长度根据各个喷射孔的位置而不同。结果，在气体分配板的喷射孔中，位于气体分配板的边缘部分并因此具有最长源气体扩散路径的喷射孔的出口的分压比位于气体分配板的中心部分并具有最短源气体扩散路径的喷射孔的出口要低。因此，从气体分配板边缘部分的喷射孔排出的源气体的流速不可避免地低于从气体分配板中心部分的喷射孔排出的源气体的流速。因此，如图1B所示，沉积在衬底中心部分上的薄膜的厚度t2不可避免地比沉积在衬底边缘部分上的薄膜的厚度t1大得多。也就是说，在现有技术中，源气体根据形成在气体分配板中的喷射孔的位置以不同的流速喷射，这使得难以保证沉积薄膜在整个衬底表面区域上的厚度均匀性。
[0008]为了解决这样的问题，根据现有技术的衬底处理设备中的扩散空间通过分隔壁被分成多个扩散区域，并且用于将处理气体供应到扩散区域的气体分配单元配置为包括多个
气体供应通道，以便改善沉积薄膜在衬底整个表面区域上的厚度均匀性。
[0009]然而，即使在根据现有技术的衬底处理设备中，扩散空间被分隔壁分成多个扩散区域，并且包括多个气体供应通道的气体分配单元通过与扩散区域对应的气体供应通道仅向每个扩散区域供应气体以执行气体扩散。因此，由于槽阀部分处的温度不平衡、由于排气单元的存在导致的压力不平衡、以及形成在腔室的长轴和短轴上的壁加热器之间的尺寸不平衡，在衬底处理设备的腔室中可能发生电极的变形。因此，在改善沉积薄膜在整个衬底表面区域上的厚度均匀性方面存在限制。

技术实现思路

[0010]各种实施例涉及一种使用气体分配单元的气体供应方法，其包括分别安装在气体分配单元的多个气体供应通道上的多个气体流速控制设备，并且单独地控制通过各气体供应通道的气体的流速和分配顺序，从而改善沉积薄膜在衬底的整个表面区域上的厚度的均匀性。
[0011]在一个实施例中，提供了一种使用气体分配单元的气体供应方法，所述气体分配单元通过第一气体供应通道、第二气体供应通道、第三气体供应通道、第四气体供应通道和第五气体供应通道将处理气体供应到第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域，所述第一区域对应于衬底处理设备中的气体扩散空间的中心区域，所述第二区域、第三区域、第四区域和第五区域对应于所述气体扩散空间的各边缘区域，每一个气体供应通道包括气体流速控制设备。气体供应方法可包括：第一供应步骤，通过第一气体供应通道将处理气体供应至第一区域、或分别通过第一至第五气体供应通道将处理气体供应至第一至第五区域；以及第二供应步骤，分别通过第二至第五气体供应通道将处理气体供应至所述第二至第五区域。
[0012]在一个实施例中，提供了一种使用气体分配单元的气体供应方法，所述气体分配单元通过第一气体供应通道、第二气体供应通道、第三气体供应通道、第四气体供应通道和第五气体供应通道将处理气体供应到第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域，所述第一区域对应于衬底处理设备中的气体扩散空间的中心区域，所述第二区域、第三区域、第四区域和第五区域对应于所述气体扩散空间的各边缘区域，每一个气体供应通道包括气体流速控制设备。气体供应方法可包括：第一供应步骤，通过第一气体供应通道将处理气体供应至第一区域、或分别通过第一至第五气体供应通道将处理气体供应至第一至第五区域；以及第二供应步骤，分别通过第二至第五气体供应通道中的一个或多个气体供应通道将处理气体供应至第二至第五区域中的一个或多个区域。
[0013]根据本公开的实施例，使用气体分配单元的气体供应方法可以不同地控制供应到衬底的中心部分的处理气体的流速和供应到衬底的边缘部分的处理气体的流速，并且不同地调整供应到衬底的中心部分和边缘部分的气体的分配顺序。
[0014]此外，气体供应方法可单独地控制供应至衬底的中心部分及边缘部分的处理气体的流速及流动时间，并不同地调整通过各气体供应通道供应的气体的分配顺序，以控制处理气体供应。因此，可以改善沉积薄膜在整个衬底表面区域上的厚度均匀性。
附图说明
[0015]图1A是示出根据现有技术的衬底处理设备的示意图。
[0016]图1B是示出由图1A的衬底处理设备在其上完全执行了沉积工艺的衬底的示意性截面图。
[0017]图2是示出根据本公开的实施例的气体分配单元的示意性透视图。
[0018]图3A是示出使用根据本公开的实施例的气体分配单元的气体供应方法的工艺流程图。
[0019]图3B是示意性地说明根据图3A的实施例的工艺流程的图。
[0020]图3C是示意性地说明根据图3A的另一实施例的工艺流程的图。
[0021]图4A是示出使用根据本公开的实施例的气体分配单元的气体供应方法的工艺流程图。
[0022]图4B是示意性地说明根据图4A的实施例的工艺流程的图。
[0023]图4C是示意性地说明根据图4A的另一实施例的工艺流程的图。
具体实施方式
[0024]在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。本说明书和权利要求中使用的术语不应被解释成限制为典型的和字典的含义，而应解释为与本公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用气体分配单元的气体供应方法，所述气体分配单元通过第一气体供应通道、第二气体供应通道、第三气体供应通道、第四气体供应通道和第五气体供应通道将处理气体供应到第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域，所述第一区域对应于衬底处理设备中的气体扩散空间的中心区域，所述第二区域、第三区域、第四区域和第五区域对应于所述气体扩散空间的各边缘区域，所述第一至第五气体供应通道分别包括第一气体流速控制设备、第二气体流速控制设备、第三气体流速控制设备、第四气体流速控制设备和第五气体流速控制设备，所述气体供应方法包括：第一供应步骤，通过所述第一气体供应通道将所述处理气体供应至所述第一区域、或分别通过所述第一至第五气体供应通道将所述处理气体供应至所述第一至第五区域；以及第二供应步骤，分别通过所述第二至第五气体供应通道将所述处理气体供应至所述第二至第五区域。2.一种使用气体分配单元的气体供应方法，所述气体分配单元通过第一气体供应通道、第二气体供应通道、第三气体供应通道、第四气体供应通道和第五气体供应通道将处理气体供应到第一区域、第二区域、第三区域、第四区域和第五区域，所述第一区域对应于衬底处理设备中的气体扩散空间的中心区域，所述第二区域、第三区域、第四区域和第五区域对应于所述气体扩散空间的各边缘区域，所述第一至第五气体供应通道分别包括第一气体流速控制设备、第二气体流速控制设备、第三气体流速控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：金显昌，金润晶，刘光洙，李龙炫，李真镐，
申请(专利权)人：周星工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：