噴嘴單元和利用所述噴嘴單元處理基板的設備以及方法
2023-08-07 12:16:36 3
專利名稱：噴嘴單元和利用所述噴嘴單元處理基板的設備以及方法
噴嘴單元和利用所述噴嘴單元處理基板的設備以及方法技術領域
此處揭露的本發明涉及噴嘴單元和利用所述噴嘴單元處理基板的設備以及方法， 且更特別地，涉及用於噴射處理氣體的噴嘴單元，所述處理氣體沉積在基板上以形成薄膜， 和利用所述噴嘴單元處理基板的設備和方法。
背景技術：
半導體裝置是通過在諸如矽晶圓的基板上形成的金屬氧化物上形成電路圖樣而製成。這裡，金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)方法被廣泛用作用於在基板上塗覆金屬氧化物的薄膜形成方法。
在MOCVD方法中，處理氣體供應至基板上，所述處理氣體中的液態金屬有機化合物被蒸發並進而與氫化合物混合，然後以高溫加熱基板以誘發處理氣體的熱分解反應，從而在基板上沉積金屬薄膜。
然而，當室或噴嘴被暴露於高溫下同時處理氣體噴射時，可能出現寄生沉積現象， 在寄生沉積現象中，在處理氣體達到基板之前所述處理氣體沉積在室或噴嘴的壁上。如果寄生沉積現象出現，在室內可能產生雜質，並且處理氣體可能不均勻地噴射，從而對金屬氧化物的質量產生壞的影響。因而，半導體裝置的產量和性能可能減小。
[先前技術文件]
[專利文件]
韓國專利申請10-0996210號發明內容
本發明提供一種能夠防止寄生沉積現象出現的處理基板的設備和方法，以及在處理基板的設備中使用的噴嘴單元。
本發明還提供一種能夠在基板上形成均勻的金屬氧化物的處理基板的設備和方法，以及在處理基板的設備中使用的噴嘴單元。
本發明實施例提供的基板處理設備包括處理室；支撐單元，設置在所述處理室內以支撐基板；以及噴嘴單元，設置在所述處理室以噴射氣體，其中，所述噴嘴單元包括: 第一噴嘴，噴射處理氣體；以及第二噴嘴，噴射阻擋氣體到所述處理室的內壁上或臨近所述支撐單元的區域上以防止所述處理氣體沉積在所述處理室的所述內壁上或所述支撐單元上。
在一些實施例中，所述第一噴嘴可在水平方向噴射所述處理氣體，並且所述第二噴嘴可設置在所述第一噴嘴的上部分和下部分的至少一者中，以在平行於所述處理氣體方向的方向噴射所述阻擋氣體。
在其他實施例中，所述噴嘴單元可包括第一內管，在所述第一內管中引入所述阻擋氣體；第二內管，在所述第二內管中引入所述處理氣體，所述第二內管環繞所述第一內管；以及外管，用於冷卻在所述第二內管中的所述處理氣體的冷卻流體流經所述外管，所述外管環繞所述第二內管，其中，所述第一噴嘴可從所述第二內管向所述外管延伸，並且所述第二噴嘴可從所述第一內管向所述外管延伸。
更在其他實施例中，所述噴嘴單元可包括內管，在所述內管中引入所述處理氣體；以及外管，用於冷卻在所述內管中的所述處理氣體的冷卻流體在所述外管中流動，所述外管環繞所述內管，其中，所述第一噴嘴可從所述內管向所述外管延伸，並且所述第二噴嘴可設置在所述外管的上端外側且在所述外管的下端中。
又在其他實施例中，所述噴嘴單元可包括內管，在所述內管中引入所述處理氣體；以及外管，用於冷卻在所述內管中的所述處理氣體的冷卻流體在所述外管中流動，所述外管環繞所述內管，其中所述第一噴嘴從所述內管向所述外管延伸，並且所述第二噴嘴可包含圓管和噴射孔，所述圓管沿所述外管的內側表面的圓周方向設置且所述阻擋氣體被引入所述圓管中，所述噴射孔被限定在所述外管中且連接到所述圓管。
還在其他實施例中，所述支撐單元可包括支撐板，沿所述支撐板的頂面的邊緣區域的圓周方向，在所述支撐板中限定用於接收基板支架的多個支架槽，所述支撐板具有板形狀；以及旋轉所述支撐板的旋轉驅動構件。
在進一步的實施例中，所述噴嘴單元可設置在所述支撐板的中心區域之上，並且可提供多個所述第一和第二噴嘴以形成徑向氣流，在所述徑向氣流中，所述氣體從所述支撐板的所述中心區域流向所述邊緣區域。
在更進一步的實施例中，第二槽可限定在所述支撐板的頂面的中心區域，並且所述噴嘴單元的下端可插入到所述第二槽中，使得所述噴嘴單元的所述下端與所述第二槽的底面隔開。
在本發明的其它實施例中，噴嘴單元包括噴嘴本體，沿所述噴嘴本體的圓周方向在所述噴嘴本體中設置有噴嘴，所述噴嘴本體具有圓柱形狀，其中，所述噴嘴包括第一噴嘴，在水平方向噴射處理氣體；以及第二噴嘴，設置在所述第一噴嘴的上端或下端以在平行於所述處理氣體方向的水平方向噴射阻擋氣體。在一些實施例中，所述第二噴嘴可被劃分到設置在所述第一噴嘴的上端的第一組和設置在所述第一噴嘴的下端的第二組，並且可以與所述噴嘴本體相同的高度沿所述噴嘴本體的圓周方向提供屬於同一組的所述第二噴嘴。
在其它實施例中，屬於所述第一組的所述第二噴嘴可噴射所述阻擋氣體到臨近處理室的上壁的區域上，所述處理室內安裝有所述噴嘴單元，以及屬於所述第二組的所述第二噴嘴可噴射所述阻擋氣體到臨近放置基板的支撐板的區域上。
更在其他實施例中，所述噴嘴本體可包括第一內管，在所述第一內管中引入所述阻擋氣體；第二內管，在所述第二內管中引入所述處理氣體，所述第二內管環繞所述第一內管；以及外管，用於冷卻在所述第二內管中的所述處理氣體的冷卻流體在所述外管中流動， 所述外管環繞所述第二內管，其中，所述第一噴嘴可噴射所述第二內管中的所述處理氣體到所述外管的外側，並且所述第二噴嘴可噴射所述第一內管中的所述阻擋氣體到所述外管的外側。
又在其他實施例中，所述噴嘴本體可包含內管，在所述內管中引入所述處理氣體；以及外管，用於冷卻在所述內管中的所述處理氣體的冷卻流體在所述外管中流動，所述外管環繞所述內管，其中，所述第一噴嘴可噴射所述內管中的所述處理氣體到所述外管的外側，並且所述第二噴嘴可被提供在所述外管的上端外且在所述外管的下端中。
還在其他實施例中，所述噴嘴本體可包含內管，在所述內管中引入所述處理氣體；以及外管，用於冷卻在所述內管中的所述處理氣體的冷卻流體在所述外管中流動，所述外管環繞所述內管，其中，所述第一噴嘴可噴射所述內管中的所述處理氣體到所述外管的外側，並且所述第二噴嘴可包括圓管和噴射孔，所述圓管沿所述外管的內側表面的圓周方向設置且所述阻擋氣體被引入所述圓管中，所述噴射孔被限定在所述外管中且連接到所述圓管。
更在其他實施例中，基板處理方法包括將基板載入到處理室中；對所述基板加熱；以及噴射處理氣體到所述基板上，其中，所述噴射處理氣體到所述基板上包括噴射阻擋氣體，使得所述處理氣體不沉積在所述處理室的內壁上或坐落有所述基板的支撐板上。
在一些實施例中，所述阻擋氣體可在所述處理氣體噴射之前或之後噴射，或者所述阻擋氣體和所述處理氣體可同時噴射。
在其它實施例中，可提供多個所述基板，且所述多個基板可在所述支撐板的邊緣區域上沿圓周方向坐落，所述處理氣體可經過噴嘴單元的第一噴嘴而徑向噴射，所述噴嘴單元設置在與所述支撐板的中心對應的所述處理室的上部分，並且可經過在所述第一噴嘴和所述處理室的上壁之間的或在所述第一噴嘴和所述支撐板之間的第二噴嘴水平噴射所述阻擋氣體。
更在其他實施例中，在所述處理氣體由冷卻流體冷卻後，可經過所述第一噴嘴噴射所述處理氣體。
又在其他實施例中，在所述阻 擋氣體受冷卻流體冷卻後，可經過所述第二噴嘴噴射所述阻擋氣體。
還在其他實施例中，所述支撐板可繞自轉軸旋轉，並且所述多個基板中的每個基板可繞自轉軸旋轉。
附圖被包括是為了提供對本發明的進一步理解，且併入且構成本說明書的一部分。
本發明的示例性實施例且與說明書一起用來解釋本發明的原理。在圖中
圖1是根據本發明實施例的基板處理設備的橫截面圖2是圖1的支撐單元的平面圖3是圖1的噴嘴單元的橫截面圖4是圖1的噴嘴單元的切除透視圖5是噴嘴單元的橫截面圖6是圖示從圖1的噴嘴單元噴射的氣流的視圖7是根據本發明實施例的基板處理方法的流程圖8是根據本發明另一實施例的噴嘴單元的視圖9和圖10是根據本發明另一實施例的噴嘴單兀的視圖11是圖示支撐單元和噴嘴單元的改進的設置結構的視圖12是根據本發明另一實施例的基板處理設備的視圖13是根據本發明另一實施例的基板處理設備的視圖。
具體實施方式
將理解的是，雖然使用特定術語以及在此處附上圖以便於容易地描述本發明的示範實施例，但是本發明不受這些術語和附圖的限制。
本發明使用的技術中，將省略與本發明的意圖並非緊密相關的公知技術的詳細描述。
提供本發明的優選實施例，以使本公開將是徹底和完整的，且將向本領域技術人員完全表達本發明的範圍。然而，本發明可以以不同形式體現且不應設計為限制為此處提出的實施例。因而，本領域技術人員將顯而易見的是，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下可在本發明中作出各種修改和變化。
這裡，將描述根據本發明的基板處理設備1000。
基板處理設備1000使用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)方法在基板S上沉積薄膜。這裡，基板S可包括用於製造廣泛概念上的半導體裝置或液晶顯示器(LCD)的所有基板。例如，基板S可包括用於製造嘉晶圓(epi wafer)和娃晶圓的監寶石(Al2O3)基板，所述磊晶圓和矽晶圓用於製造碳化矽(SIC)基板或半導體集成電路。
在下文中，將描述根據本發明實施例的基板處理設備1000。
圖1是根據本發明一實施例的基板處理設備1000的橫截面圖。
基本處理設備1000包括處理室1100、支撐單元1200、加熱單元1300、噴嘴單元 1400和排放單元1500。
處理室1100提供空間，在該空間中，通過使用MOCVD方法執行沉積工藝。基板S 坐落在支撐單元1200上。加熱單元1300加熱基板S。噴嘴單元1400噴射氣體到處理室 1100中。排放單元1500從處理室1100排放氣體。
處理室1100包括壁1110、1120和1130，它們用於將處理室1100的內部與外部隔離。壁1110、1120和1130包括上壁1110、從上壁1110的邊緣向下延伸的側壁1120，以及連接到側壁1120的下端而面向上壁1110的下壁1130。
上壁1110和下壁1130中的每個可具有圓板形狀。
裝載或卸載基板S的通道1140被限定在側壁1120中。用於開啟或關閉通道1140 的門1150安裝在通道1140中。通過操作連接到門1150的升降器，門1150能以垂直於通道1140長度方向的方向移動以開啟或關閉通道1140。
支撐單元1200設置在處理室1100內。支撐單元1200包括支撐板1210和旋轉驅動構件1220。基板S位於支撐板1210上，且旋轉驅動構件1220旋轉支撐板1210。
圖2是圖1的支撐單元1200的平面圖。
支撐板1210可具有圓板形狀。支撐板1210可由具有高電氣導電性的材料形成。 例如，支撐板1210可由石墨形成。
沿支撐板1210的頂面邊緣限定多個支架槽1211。以從支撐板1210的中心的相同的圓周限定孔槽1211。
雖然在本實施例中支撐板1210以約60度的距離具有六個支架槽1211，但是支架槽的數目可依據支撐板1210的尺寸、基板S的尺寸以及支架槽1211的設置結構而變化。此外，支架槽1211的部署和配置可不同於上述實施例的部署和配置。
支架1212被插入到每個支架槽1211中。基板S坐落在支架1212上。一個或多個基板可坐落在一個支架上。支架1212具有小於每個支架槽1211的外徑，且具有大於基板S的直徑的內徑。支架1212為帶有上側開口的圓柱形。支架1212可以由具有高電氣導電性的材料形成。例如，支架1211可以由石墨形成。
支架1212通過氣體軸承原理而繞自轉軸旋轉。
在每個支架槽1211的底面限定具有螺旋形狀的旋轉槽1213。旋轉氣體從氣體供應構件(未示出)供應到旋轉槽1213中。供應的旋轉氣體沿旋轉槽1213流動以將旋轉力傳遞到支架1212的底部，從而旋轉支架1212。基板S通過支架1212的旋轉而旋轉。旋轉氣體通過支架1212和支架槽1211之間的空間被排放出。
旋轉驅動構件1220旋轉支撐板1210。旋轉驅動構件1220包括旋轉軸和電動機 1222。驅動軸1221可被插入經過處理室1100的下壁1130。驅動軸1221具有連接到支撐板1210底面的上端以及連接到電動機1222的下端。驅動軸1221可被電動機1222旋轉或抬高。當驅動軸1221被電動機1222旋轉或抬高時，支撐板1210被驅動軸1221旋轉或抬聞。
加熱單元1300加熱坐落在支撐板1210上的基板S。加熱單元1300可設置在支撐板1210的下部分上或支撐板1210內。例如，諸如無線電射頻線圈的高頻加熱單元可用作加熱單元1300。無線電射頻線圈可設置為環繞驅動軸1221並接收來自外部電源的電力而感應加熱支撐板1210。此外,無線電射頻線圈可通過支撐板1210的支架1212加熱基板S。
噴嘴單元1400設置為與支撐板1210的中心區域的上部分隔開以噴射氣體到處理室1100中。噴嘴單元1400包括噴嘴本體1410、第一噴嘴1450和第二噴嘴1460。第一噴嘴1450噴射處理氣體，且第二噴嘴1460噴射阻擋氣體。
這裡，在其中有金屬有機化合物和氫化合物混合的氣體可被用作處理氣體。金屬有機化合物可包括鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)等。氫化合物可包括阿塞納(arsene)、磷化氫、 氨等。第一噴嘴1450可將載體氣體和處理氣體一起噴射來幫助噴射處理氣體。載體氣體可包含氫H2、氮N2等。例如，諸如氦(H2)、氬(Ne)的惰性氣體，或具有類似於載體氣體成分的成分的氣體可用作阻擋氣體。
排放單元1500可包括排放管線1510、排放泵1520以及排放閥1530。排放管線 1510具有連接到在處理室1100內限定的排放孔1170的一端和連接到排放泵1520的另一端。
排放泵1520通過排放管線1510施加負壓到處理室1100內。因而，反應氣體、載體氣體、阻擋氣體和在沉積工藝中產生的副產品可以從處理室1100的內部排放出來。排放泵1520可通過上述排放工藝而控制處理室1100的內壓。例如，處理室1100的內壓可從真空狀態向上調整到大氣壓或大氣壓之上的高壓。排放閥1530被安裝在排放管線1510中以控制排放管線1510中的氣體的流動速率。
圖3是圖1的噴嘴單元1400的橫截面圖。圖4是圖1的噴嘴單元1400的切除透視圖。圖5是噴嘴單元1400的橫截面圖。
參照圖3到圖5，噴嘴本體1410包括外管1411、第二內管1412和第一內管1413。 管1411、1412和1413中的每個具有垂直長度方向的側面。此外，管1411、 1412和1413中的每個具有連接到側面上端的頂面和連接到側面下端的底面。外管1411環繞第二內管1412，同時第二內管1412環繞第一內管1413。管1411、1412和1413可一起共用頂面和底面。管 1411、1412和1413中的每個可具有圓柱形狀。
在外管1411和第二內管1412之間限定的外部空間、在第二內管1412和第一內管 1413之間限定的第二內部空間、以及在第一內管1413內限定的第一內部空間由管1411、 1412和1413提供在噴嘴本體1410中。冷卻流體流入外部空間1420，反應氣體被引入第二內部空間1430，以及阻擋氣體被引入第一外部空間1440。
第一處理氣體流入孔1431和第二處理氣體流入孔1434被限定在第二內管1412 的上部分中。第一處理氣體流入孔1431連接到第一處理氣體管線1432，並且第一處理氣體管線1432連接到存儲金屬有機化合物的第一處理氣體供應源1433。第二處理氣體流入孔 1434連接到第二處理氣體管線1435，並且第二處理氣體管線1435連接到存儲氫化合物的第二處理氣體供應源1436。金屬有機化合物和氫化合物氣體經第一處理氣體流入孔1431 和第二處理氣體流入孔1434被引入到第二內部空間1430。金屬有機化合物和氫化合物在第二內部空間1430中混合以產生處理氣體。引入載體氣體的載體氣體流入孔可進一步限定在第二內管1412的上部分中。
阻擋氣體流入孔1441被限定在第一內管1413的上部分中。阻擋氣體流入孔1441 連接至阻擋氣體管線1442，阻擋氣體管線1442連接至阻擋氣體供應源1443。阻擋氣體從阻擋氣體供應源1443經阻擋氣體管線1442和阻擋氣體流入孔1441被引入至第一內部空間 1440。
冷卻流體流入孔1421被限定在外管1411的一側，冷卻流體恢復孔1422被限定在外管1411的另一側。冷卻流體流入孔1421連接至冷卻流體流入管線1423，並且冷卻流體流入管線1423連接至冷卻流體供應源1425。冷卻流體恢復孔1422連接至冷卻流體恢復管線1424，並且冷卻流體恢復管線1424連接至冷卻流體供應源1425。冷卻流體從冷卻流體供應源1425經過冷卻流體流入管線1423和冷卻流體流入孔1421被引入至外部空間1420。 然後，冷卻流體被恢復並經過冷卻流體恢復管線1424流通到冷卻流體供應源1425。溫度調整構件1426被安裝在冷卻流體流入管線1423中。溫度調整構件1426調整流入到冷卻流體流入管線1423的冷卻流體的溫度，以調整流入到外部空間1420的冷卻流體的溫度。諸如水(H20)或氮氣的惰性氣體可用作冷卻流體。
第一噴嘴1450從第二內管1412延伸到外管1411，以使第一噴嘴1450的長度方向定位於水平方向。沿第二內管1412的圓周方向可以提供多個第一噴嘴1450。同樣,可提供多個第一噴嘴1450，且該多個第一噴嘴1450可在第二內管1412中彼此垂直隔開。此外，可以以多組提供第一噴嘴1450。 通過組合上述布置沿圓周方向提供的該多組第一噴嘴 1450可提供為彼此垂直或水平地隔開。因而，處理氣體可從第二內部空間1430經過第一噴嘴1450噴射到處理室1100中。
第二噴嘴1460噴射阻擋氣體到處理室1100的內壁上或臨近支撐單元1200的區域上，以防止通過第一噴嘴1450噴射的處理氣體沉積在處理室1100的內壁上或處理室 1100內安裝的諸如支撐單元1200的組件上。
例如，第二噴嘴1460被劃分為設置在第一噴嘴1450的上部分上的第一組和設置在第一噴嘴1450的下端的第二組。屬於設置在第一噴嘴1450的上部分上的第一組的第二噴嘴1460可在第一噴嘴1450和處理室1110的上壁之間噴射阻擋氣體。同樣，屬於設置在第一噴嘴1450的下端上的第二組的第二噴嘴1460可在第一噴嘴1450和支撐單元1200之間噴射阻擋氣體。
第二噴嘴1460從第一內管1413延伸到外壁1411以經過第二內管1412，以使第二噴嘴1460的長度方向水平平行於第一噴嘴1450。沿第一內管1413的圓周方向可提供多個第二噴嘴1460。第二噴嘴1460可設置在第一噴嘴1450的上部分或下部分或者設置在上部分或下部分的兩側中的一側上。即，連接到外管1411的第二噴嘴1460的一端被設置在連接到外管1411的第一噴嘴1450的一端的上部分或下部分上，或被設置在上部分或下部分的兩側中的一側上。
圖5是圖示從圖1的噴嘴單元1400噴射的氣流圖。第一噴嘴1450噴射處理氣體到處理室1100中。處理氣體從第二內部空間1430經過第一噴嘴1450被噴射到處理室 1100 內。
這裡，由於處理氣體在經過外管1420時被冷卻，在該外管1420中冷卻流體流動經過第一噴嘴1450，第一噴嘴1450噴射被冷卻的處理氣體。由於被冷卻的處理氣體具有低反應性，被冷卻的處理氣體在到達基板S之前不沉積在處理室1100、支撐板1210、以及噴嘴的端上，從而根本上防止出現寄生沉積現象。
第二噴嘴1460噴射阻擋氣體到處理室1100的內壁上或臨近支撐單元1200的區域上，以防止通過第一噴嘴1450噴射的處理氣體沉積在處理室1100的內壁上或處理室 1100內安裝的諸如支撐單元1200的組件上。因而，阻擋氣體向上側和下側排放，處理氣體經過第二噴嘴1460被排放到該上側和下側中。向處理氣體的上側排放的阻擋氣體防止處理氣體到達處理室1100的上壁1110，且向處理氣體的下側排放的阻擋氣體防止處理氣體到達支撐單元1200。因而，可防止出現寄生沉積現象。
在下文中，將描述使用根據本發明的基板處理設備1000的基板處理方法。然而， 由於這僅僅是為了易於解釋的示例，基板處理方法可使用其他類似用於根據本發明的基板處理設備1000的設備執行。
在下文中，將描述根據本發明實施例的基板處理方法。圖7是根據本發明實施例的基板處理方法的流程圖。
根據實施例的基板處理方法可包括使基板S就位(SllO)，加熱基板S (S120)，噴射阻擋氣體(S130)，噴射處理氣體(S140)，沉積薄膜(S150)，排放處理室1100內的氣體 (S160)，以及卸載基板S(S170)。
在操作SllO中，基板S坐落在支撐單元1200上。基板S經過形成於處理室1100 的側壁1120中的通道1140被載入到處理室1100中，且載入的基板S被放置在支撐板1210 的支架1212上。
在操作S120中，加熱單元1300加熱基板S。當基板S被放置在支撐單元1200上時，加熱單元1300加熱支撐板1210，從而基板S被加熱。
當基板S在適合沉積工藝的溫度下被加熱時，在操作S130中第二噴嘴1460噴射阻擋氣體，並且在操作S140中第一噴嘴1450噴射處理氣體。這裡，可首先噴射阻擋氣體， 然後可噴射處理氣體。可替代的，可同時噴射阻擋氣體和處理氣體。由於噴射的氣體受冷卻流體作用在冷卻狀態下被噴射，氣體不會沉積在處理室1100的內壁上或處理室1100內安裝的諸如噴嘴單元1400和支撐單元1200的組件上。此外，由於阻擋氣體防止處理氣體向處理室1100的內壁或處理室內安裝的組件移動，因此可更有效地防止寄生沉積現象。
在操作S150，噴射的處理氣體被提供在基板S上以在基板S上形成薄膜。當處理氣體被提供在基板S上，因加熱基板S的溫度，處理氣體粘附到基板S的頂面，以形成由金屬氧化物形成的薄膜。這裡，由於基板S被支架1212旋轉，處理氣體可均勻地分布在基板 S上以均勻地形成薄膜。金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)方法根據上述工藝來執行。
當金屬氧化物形成在基板S上時，在操作S160中排放單元1500排放處理單元中的氣體。當完成氣體排放時，在操作S170中基板S經過形成在處理室1100的側壁1120中的通道1140被卸載到外面，然後，沉積工藝完成。
圖8是根據本發明另一實施例的噴嘴單元的視圖。
圖8的噴嘴單元1400a可包括第二噴嘴1470，第二噴嘴1470被提供為噴嘴本體 1410a外的單獨組件。噴嘴本體1410a具有由外管1411和內管1412組成的雙管結構。外管1411可環繞內管1412。此外，內管1411和外管1412的頂面和底面可一起共用。內管 1411和外管1412中的每個可具有圓柱形狀。
在外管1411和內管1412之間限定的外部空間1420以及在內管1412內部限定的內部空間1430由管1411和1412提供在噴嘴本體1410a中。冷卻流體流入外部空間1420， 以及反應氣體被引入內部空間1430。
第一噴嘴1450從內管1412延伸到外管1411，以使第一噴嘴1450的長度方向定位在水平方向。處理氣體從內部空間1430經過第一噴嘴1450被噴射到處理室1100中。
第二噴嘴1470可噴射阻擋氣體來防止處理氣體到達處理室1100的上壁1110或支撐單元1200。一部分第二噴嘴1470被安裝在上壁1110中以在第 一噴嘴1450和處理室 1100的上壁1110之間噴射阻擋氣體。其他的第二噴嘴1470被安裝在噴嘴本體1410a的下端。第二噴嘴1470被安裝使得阻擋氣體的噴射方向水平平行於處理氣體的噴射方向。沿噴嘴本體1410a的圓周方向可提供多個第二噴嘴1470。
圖9和圖10是根據本發明另一實施例的噴嘴單元的視圖。
在圖9和圖10中示出的噴嘴單元1400b包括第二噴嘴1480，第二噴嘴1480用於噴射阻擋氣體到外管1411的內側面中。
噴嘴本體1410b具有由外管1411和內管1412組成的雙管結構。外管1411可環繞內管1412。此外,夕卜管1411和內管1412的頂面和底面可一起共用。外管1411和內管 1412的每個可具有圓柱形狀。
在外管1411和內管1412之間限定的外部空間1420以及在內管1412中限定的內部空間由管1411和1412提供在噴嘴本體1410b中。冷卻流體流入外部空間1420，以及反應氣體被引入內部空間1430。
每個第二噴嘴1480包括圓管1482和噴射孔1484。圓管1482沿外管1411的內表面的圓周方向設置。阻擋氣體被引入到圓管1482中。噴射孔被限定在外管1411中且連接到圓管1482。
第二噴嘴1480被安裝在外管1411中，使得第二噴嘴1480分別設置在第一噴嘴 1450的上端和下端。設置在第一噴嘴1450的上端的第二噴嘴1480噴射阻擋氣體到臨近處理室的上壁的區域上。設置在第一噴嘴1450的下端中的第二噴嘴1480噴射阻擋氣體到臨近放置基板的支撐板的區域上。
圖11是圖示支撐單元和噴嘴單元的修改的布置結構的視圖。
參照圖11，第二槽1218被限定在支撐板1210a的頂面的中心中。噴嘴單元1400 的噴嘴本體1410被插入到第二槽1218中，使得噴嘴本體1410與第二槽1218的底面分開。 由於第二噴嘴1460和支撐板1210a之間的垂直距離通過上述結構被減小，可有效防止處理氣體沉積在支撐板1210a上。
圖12和圖13是根據本發明另一實施例的基板處理設備的視圖。
圖12的基板處理設備IOOOc圖示了一結構的示例，在該結構中，第一噴嘴單元 1400的第一噴嘴1450c和第二噴嘴1460c被安裝在處理室1100的側壁1120中。
圖13的基板處理設備IOOOc圖示了基板處理工藝的示例，該基板處理工藝在如下狀態下執行噴嘴單元1400c的第一噴嘴1450c和第二噴嘴1460c安裝在處理室1100的側壁中，同時一個基板坐落在支撐單元1200c的支撐板1210上。
處理室1100包括用於將處理室1100的內部與外面隔離開的壁1110、1120和 1130。壁1110、1120和1130包括上壁1110、從上壁1110的邊緣向下延伸的側壁1120以及連接到側壁1120的下端而面向上壁1110的下壁。
在本發明的當前實施例中，作為示例描述用於使用金屬有機化學氣相沉積 (MOCVD)方法在基板上沉積薄膜的設備。然而，本發明不限於此。例如，本發明可應用於各種沉積設備。另外，在本發明的當前實施例中，作為基板處理設備的示例描述在基板上沉積薄膜的設備。然而，本發明不限於此。例如，本發明可應用於各種可通過供應氣體或等離子體到提供有基板的室內執行諸如蝕刻工藝、灰化工藝等工藝的設備。
此外，雖然在本發明的當前實施例中在噴嘴單元內形成冷卻氣體流經的通道，但是冷卻氣體流經的通道可以不提供在噴嘴單元中。
此外，在本發明的當前實施例中·，第二噴嘴被提供在第一噴嘴的上部分和下部分中。然而，第二噴嘴可僅設置在第一噴嘴的上部分中或僅設置在第一噴嘴的下部分中。
由於所有上述組件未必是必要的，處理模塊1300可選擇性地包括上述組件中的一部分。此外，由於不必要順序執行上述工藝，因此後描述的工藝可以在先描述的公工藝之前執行。
此外，由於不必要獨立地執行上述實施例，實施例可單獨地執行或以它們的組合執行。
根據本發明，可在薄膜沉積工藝中防止寄生沉積現象。
根據本發明，均勻金屬氧化物可以形成在基板上。
根據本發明，半導體裝置可在產量和質量上改善。
上面揭露的主題被認為是示例性的而非限制性的，且附上的權利要求旨在涵蓋所有這些修改、增強和落入本發明的真實精神和範圍內的其他實施例。因而，在法律允許的最大程度，本發明的範圍由後面的權利要求和它們的等效物許可的最廣義地可允許的解釋來確定，而將不受前面詳細描述的說明限制。
權利要求
1.一種基板處理設備，包括 處理室； 支撐單元，設置在所述處理室內以支撐基板；以及 噴嘴單元，設置在所述處理室以噴射氣體， 其中，所述噴嘴単元包括 第一噴嘴，噴射處理氣體；以及 第二噴嘴，噴射阻擋氣體到所述處理室的內壁上或臨近所述支撐単元的區域上以防止所述處理氣體沉積在所述處理室的所述內壁上或所述支撐単元上。
2.如權利要求1所述的基板處理設備，其中，所述第一噴嘴在水平方向噴射所述處理氣體，並且 所述第二噴嘴設置在所述第一噴嘴的上部分和下部分的至少ー者中，以在平行於所述處理氣體方向的方向噴射所述阻擋氣體。
3.如權利要求2所述的基板處理設備，其中，所述噴嘴単元包括 第一內管，在所述第一內管中引入所述阻擋氣體； 第二內管，在所述第二內管中引入所述處理氣體，所述第二內管環繞所述第一內管；以及 外管，用於冷卻在所述第二內管中的所述處理氣體的冷卻流體流經所述外管，所述外管環繞所述第二內管， 其中，所述第一噴嘴從所述第二內管向所述外管延伸，並且 所述第二噴嘴從所述第一內管向所述外管延伸。
4.如權利要求2所述的基板處理設備，其中，所述噴嘴単元包括 內管，在所述內管中引入所述處理氣體；以及 外管，用於冷卻在所述內管中的所述處理氣體的冷卻流體在所述外管中流動，所述外管環繞所述內管， 其中，所述第一噴嘴從所述內管向所述外管延伸，並且 所述第二噴嘴被設置在所述外管的上端外且在所述外管的下端中。
5.如權利要求2所述的基板處理設備，其中，所述噴嘴単元包含 內管，在所述內管中引入所述處理氣體；以及 外管，用於冷卻在所述內管中的所述處理氣體的冷卻流體在所述外管中流動，所述外管環繞所述內管， 其中所述第一噴嘴從所述內管向所述外管延伸，並且 所述第二噴嘴包含圓管和噴射孔，所述圓管沿所述外管的內側表面的圓周方向設置且所述阻擋氣體被引入所述圓管中，所述噴射孔被限定在所述外管中且連接到所述圓管。
6.如權利要求1至5中任一項所述的基板處理設備，其中，所述支撐単元包括 支撐板，沿所述支撐板的頂面的邊緣區域的圓周方向在所述支撐板中限定用於接收基板支架的多個支架槽，所述支撐板具有板形狀；以及旋轉所述支撐板的旋轉驅動構件。
7.如權利要求6所述的基板處理設備，其中，所述噴嘴單元設置在所述支撐板的中心區域之上，並且提供多個所述第一和第二噴嘴以形成徑向氣流，在所述徑向氣流中，所述氣體從所述支撐板的所述中心區域流向所述邊緣區域。
8.如權利要求6所述的基板處理設備，其中，在所述支撐板的頂面的中心區域限定第ニ槽，並且 所述噴嘴単元的下端被插入到所述第二槽中，使得所述噴嘴單元的所述下端與所述第ニ槽的底面隔開。
9.如權利要求1所述的基板處理設備，其中，垂直提供多個所述第一噴嘴。
10.一種噴嘴単元，包括噴嘴本體，沿所述噴嘴本體的圓周方向在所述噴嘴本體中設置有噴嘴，所述噴嘴本體具有圓柱形狀， 其中，所述噴嘴包括 第一噴嘴，在水平方向噴射處理氣體；以及 第二噴嘴，設置在所述第一噴嘴的上端或下端以在平行於所述處理氣體方向的水平方向噴射阻擋氣體。
11.如權利要求10所述的噴嘴単元，其中，所述第二噴嘴被化分為設置在所述第一噴嘴的上端的第一組和設置在所述第一噴嘴的下端的第二組，並且 以與所述噴嘴本體相同的高度沿所述噴嘴本體的圓周方向提供屬於同一組的所述第ニ噴嘴。
12.如權利要求11所述的噴嘴単元，其中，屬於所述第一組的所述第二噴嘴噴射所述阻擋氣體到臨近處理室的上壁的區域上，所述處理室內安裝有所述噴嘴単元，以及 屬於所述第二組的所述第二噴嘴噴射所述阻擋氣體到臨近放置基板的支撐板的區域上。
13.如權利要求10所述的噴嘴単元，其中，所述噴嘴本體包括 第一內管，在所述第一內管中引入所述阻擋氣體； 第二內管，在所述第二內管中引入所述處理氣體，所述第二內管環繞所述第一內管；以及 外管，用於冷卻在所述第二內管中的所述處理氣體的冷卻流體流經所述外管，所述外管環繞所述第二內管， 其中，所述第一噴嘴噴射所述第二內管中的所述處理氣體到所述外管的外側，並且 所述第二噴嘴噴射在所述第一內管中的所述阻擋氣體到所述外管的外側。
14.如權利要求10所述的噴嘴単元，其中，所述噴嘴本體包含 內管，在所述內管中引入所述處理氣體；以及 外管，用於冷卻在所述內管中的所述處理氣體的冷卻流體在所述外管中流動，所述外管環繞所述內管， 其中，所述第一噴嘴噴射所述內管中的所述處理氣體到所述外管的外側，並且 所述第二噴嘴被提供在所述外管的上端外側且在所述外管的下端中。
15.如權利要求10所述的噴嘴単元，其中，所述噴嘴本體包含 內管，在所述內管中引入所述處理氣體；以及 外管，用於冷卻在所述內管中的所述處理氣體的冷卻流體在所述外管中流動，所述外管環繞所述內管，其中，所述第一噴嘴噴射所述內管中的所述處理氣體到所述外管的外側，並且 所述第二噴嘴包括圓管和噴射孔，所述圓管沿所述外管的內側表面的圓周方向設置且所述阻擋氣體被引入所述圓管中，所述噴射孔被限定在所述外管中且連接到所述圓管。
16.如權利要求10所述的噴嘴単元，其中垂直提供多個所述第一噴嘴。
17.—種基板處理方法,包括 將基板載入到處理室中； 對所述基板加熱；以及 噴射處理氣體到所述基板上， 其中，所述噴射處理氣體到所述基板上包括噴射阻擋氣體，使得所述處理氣體不沉積在所述處理室的內壁上或坐落有所述基板的支撐板上。
18.如權利要求17所述的基板處理方法，其中，所述阻擋氣體在所述處理氣體噴射之前或之後噴射，或者同時噴射所述阻擋氣體和所述處理氣體。
19.如權利要求17所述的基板處理方法，其中，提供多個所述基板，且所述多個基板在所述支撐板的邊緣區域上沿圓周方向坐落， 所述處理氣體經過噴嘴単元的第一噴嘴而徑向噴射，所述噴嘴單元設置在與所述支撐板的中心對應的所述處理室的上部分，並且 經過所述第一噴嘴和所述處理室的上壁之間的或在所述第一噴嘴和所述支撐板之間的第二噴嘴水平噴射所述阻擋氣體。
20.如權利要求19所述的基板處理方法，其中，在所述處理氣體由冷卻流體冷卻後，經過所述第一噴嘴噴射所述處理氣體。
21.如權利要求19所述的基板處理方法，其中，在所述阻擋氣體受冷卻流體冷卻後，經過所述第二噴嘴噴射所述阻擋氣體。
22.如權利要求19所述的基板處理方法，其中，所述支撐板繞自轉軸旋轉，並且 所述多個基板中的每個基板繞自轉軸旋轉。
全文摘要
本發明提供一種基板處理設備。該基板處理設備包括處理室、設置在處理室內以支撐基板的支撐單元，以及設置在所述處理室內以噴射氣體的噴嘴單元。該噴嘴單元包括噴射處理氣體的第一噴嘴以及第二噴嘴，該第二噴嘴噴射阻擋氣體到處理室的內壁上或臨近支撐單元的區域上以防止處理氣體沉積在處理室的內壁上或支撐單元上。
文檔編號H01L21/02GK103031541SQ20121036086
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月21日 優先權日2011年9月30日
發明者李相坤, 樸炯洙 申請人:細美事有限公司