在晶圆上沉积薄膜的反应器.pdf

一种沉积薄膜的装置。基板支撑单元可转动地安装于反应器内部并设有多个基板承载部分，其上分别承载多个基板。气体注入单元包括：多个源气体注入器，以提供至少二种不同的源气体至基板支撑单元上；多个冲洗气体注入器，设置于多个源气体注入器之间以提供冲洗各源气体的冲洗气体至基板支撑单元上，多个源气体注入器及多个冲洗气体注入器径向地安装在基板支撑单元上。排气单元呈环状围绕基板支撑单元的外周而设置且包括：排气通道，具有多个排气口以引导并将至少二种源气体排出至反应器外部；以及多个隔板，安装于排气渠道内且将排气通道区隔为多个彼此隔离的排气通路，藉此，以不同的路径将多个源气体注入器所提供的至少二种源气体排出至外部。

1.  一种沉积薄膜的装置，其特征在于包括：
反应器；
基板支撑单元，可转动地安装于所述反应器内部并设有多个基板承载部分，所述多个基板承载部分上分别装载多个基板；
气体注入单元，包括多个源气体注入器，以提供至少二种不同的源气体至所述基板支撑单元上，且多个冲洗气体注入器设置于所述多个源气体注入器之间，以提供冲洗所述源气体的冲洗气体至所述基板支撑单元上，所述多个源气体注入器及所述多个冲洗气体注入器径向地安装在所述基板支撑单元上；以及
排气单元，呈环状设置以围绕所述基板支撑单元的外周，且所述排气单元包括：排气通道，具有多个排气口以引导并将所述至少二种源气体排出至反应器外部，以及多个隔板，安装于所述排气通道内且将所述排气通道区隔为多个彼此隔离的排气通路，藉此以不同路径而将所述多个源气体注入器所提供的所述至少二种源气体排出至所述外部。

2.  根据权利要求1所述的沉积薄膜的装置，其特征在于其中以所述反应器的外壁、环形底部以及环形内壁来围绕并形成所述排气通道，所述环形底部从所述反应器的外壁朝向所述基板支撑单元而延伸，所述环形内壁设置于所述基板支撑单元与所述反应器的外壁之间，且自所述环形底部朝上延伸并与所述反应器的外壁间隔一预定距离。

3.  根据权利要求2所述的沉积薄膜的装置，其特征在于其中所述隔板与所述外壁、所述内壁以及所述底部一体形成。

4.  根据权利要求1或2所述的沉积薄膜的装置，其特征在于其中所述排气单元还包括环状挡板，用以覆盖所述排气通道的开放的上表面并具有多个进气口，所述多个进气口穿过所述挡板的上表面与下表面，以将所述至少二种源气体引入至所述排气通道中。

5.  根据权利要求4所述的沉积薄膜的装置，其特征在于隔板与所述挡板一体形成。

6.  根据权利要求1或2所述的沉积薄膜的装置，其特征在于其还包括多个泵，分别连接于所述排气通路，以将分别引入至所述排气通路内的所述气体排出至所述反应器的外部。

7.  一种沉积薄膜的装置，其特征在于包括：
反应器；
基板支撑单元，可转动地安装于所述反应器内部并设有多个基板承载部分，所述多个基板承载部分上分别承载多个基板；
气体注入单元，包括多个源气体注入器，以提供至少二种不同的源气体至所述基板支撑单元上，且多个冲洗气体注入器设置于所述多个源气体注入器之间，以提供冲洗所述源气体的冲洗气体至所述基板支撑单元上，所述多个源气体注入器及所述多个冲洗气体注入器径向地安装在所述基板支撑单元上；以及
排气单元，呈环状设置以围绕所述基板支撑单元的外周，且所述排气单元包括：排气通道，构造为引导并排出所述至少二种源气体至所述反应器的外部；以及多个排气口，以排出所述至少二种源气体，
其中，所述多个排气口的至少其中之一设置为邻接于各所述多个源气体注入器。

8.  根据权利要求7所述的沉积薄膜的装置，其特征在于其中以所述反应器的外壁、环形底部以及环形内壁来围绕并形成所述排气通道，所述环形底部从所述反应器的外壁朝向所述基板支撑单元而延伸，所述环形内壁设置于所述基板支撑单元与所述反应器的外壁之间，且自所述环形底部朝上延伸并与所述反应器的外壁间隔一预定距离。

9.  根据权利要求7或8所述的沉积薄膜的装置，其特征在于其中所述多个源气体注入器以一预定角度间隔而设置于所述气体注入单元的中心附近，且所述排气口设置于各多个源气体注入器的下方区域。

10.  根据权利要求7或8所述的沉积薄膜的装置，其特征在于其中所述排气单元还包括环状挡板，用以覆盖所述排气通道的开放的上表面并具有多个进气口，所述多个进气口穿过所述挡板的上表面与下表面，由此将所述至少二种源气体引入至所述排气通道中。

11.  根据权利要求7或8所述的沉积薄膜的装置，其特征在于其还包括分别连接于所述排气口的多个泵。

12.  根据权利要求1、2、7或8所述的沉积薄膜的装置，其特征在于其中所述气体注入单元还包括中心冲洗气体注入器，所述中心冲洗气体注入器设置于所述源气体注入器的中心并径向地排列，以注入所述冲洗气体来冲洗所述源气体，由此使所述至少二种源气体不会在所述基板支撑单元的上方混合。

13.  根据权利要求1、2、7或8所述的沉积薄膜的装置，其特征在于其中所述气体注入单元与所述基板支撑单元中之一具有形成于其中心处的突出部分，另一具有插槽部分以接收所述突出部分。

14.  一种沉积薄膜的装置，其特征在于包括：
多个处理室，各所述多个处理室包括：
i)反应器；
ii)基板支撑单元，可转动地安装于所述反应器内并设有多个基板承载部分，所述多个基板承载部分上分别承载多个基板；
iii)气体注入单元，包括多个源气体注入器，以提供至少二种不同的源气体至所述基板支撑单元上，且多个冲洗气体注入器设置于所述多个源气体注入器之间，以提供冲洗所述源气体的冲洗气体至所述基板支撑单元上，所述多个源气体注入器及所述多个冲洗气体注入器径向地安装在所述基板支撑单元上；以及
iv)排气单元，呈环状设置以围绕所述基板支撑单元的外周，且所述排气单元包括：排气通道，具有多个排气口以引导并将所述至少二种源气体排出至反应器的外部；多个隔板，安装于所述排气通道内且将所述排气通道区隔为多个彼此隔离的排气通路，藉此，以不同的路径将所述多个源气体注入器所提供的所述至少二种源气体排出至所述外部；
多个泵，构造为将所述多个处理室中的所述气体排出至所述外部，
其中，各所述多个泵连接于各所述多个处理室的所述多个排气通路的至少一排气通路，以排出相同类型的气体。

15.  一种沉积薄膜的装置，其特征在于包括：
多个处理室，各所述多个处理室包括：
i)反应器；
ii)基板支撑单元，可转动地安装于所述反应器内并设有多个基板承载部分，所述多个基板承载部分上分别承载多个基板；
iii)气体注入单元，包括多个源气体注入器，以提供至少二种不同的源气体至所述基板支撑单元上，且多个冲洗气体注入器设置于所述多个源气体注入器之间，以提供冲洗所述源气体的冲洗气体至所述基板支撑单元上，所述多个源气体注入器及所述多个冲洗气体注入器径向地安装在所述基板支撑单元上；以及
iv)排气单元，呈环状设置以围绕所述基板支撑单元的外周，且所述排气单元包括：排气通道，构造为引导并排出所述至少二种源气体至所述反应器的外部；以及多个排气口，以排出所述至少二种源气体；以及
多个泵，构造为将所述多个处理室中的所述气体排出至所述外部，
其中所述多个排气口的至少其中之一设置为邻接于各所述多个源气体注入器，由此使所述各别的源气体注入器所供应的所述源气体以不同的排气口而排出至所述外部；以及
各所述多个泵连接于各所述多个处理室的所述多个排气口的至少一排气口，以排出相同类型的气体。

在晶圆上沉积薄膜的反应器
技术领域
本发明有关于一种在晶圆上沉积薄膜的装置，且特定而言，本发明有关于一种可减少反应器(reactor)内部污染(contamination)的在晶圆上沉积薄膜的装置。
背景技术
随着半导体装置规模的缩小化，对超薄膜(ultra thin film)的要求正不断提高。同时，由于接触孔(contact hole)尺寸降低，台阶覆盖(stepcoverage)的相关问题变得严重。作为一种可克服这些问题的新的沉积技术，原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)方法正日渐兴起。通常，ALD方法指一种薄膜形成方法，其中分别提供各别的源气体(source gas)，藉由表面饱和(surface saturation)的源气体来形成薄膜。为了稳定维持ALD，将第一源气体及第二源气体分别提供至反应器中，以使得它们在基板上方的沉积空间内不发生混合。
美国专利第5,730,802号揭示一种薄膜沉积装置及其方法。其中，反应器以隔板(partition plate)分隔，由气体供应入口(gas supply inlet)将第一材质气体、第二材质气体以及隔离气体(separation gas)从气体注入单元(gas injection unit)分别提供至以隔板分隔的反应器的空间，当基板支持件(substrate holder)转动时，可形成原子层。
上述美国专利中揭示的薄膜沉积装置的结构如图1所示。
请参阅图1，薄膜沉积装置1包括反应器10、可转动地设置于反应器10中的基板支持件20、原料气体供给入口30和40、隔离气体供应入口50，以及用于防止原料气体混合的隔板60。当藉由基板支持件20的转动通过原料气体供给入口30、40以及隔离气体供应入口50以一定的时间间隔将原料气体及隔离气体分别提供至基板W上时，实施原子层沉积。
藉由隔板60和冲洗气体(purge gas)，薄膜沉积装置1可防止原料气体在基板W上混合，然而，在排气操作(exhaust operation)期间，未反应的原料气体有可能会在反应器10中混合。如果在排气操作期间未反应的原料气体在反应器10中混合，将会产生不需要的副产物(by-product)。由于所产生的副产物通常为固态，其会污染反应器10内部。
同时，当泵(pump)运转不当或停止运转时，这些副产物有可能回流至反应器中或是引发故障(malfunction)。同时，如果这些副产物严重堆积在排气路径(exhaust path)，将会导致排气路径堵塞。当出现上述问题时，需对泵进行拆卸以移除(remove)相关的副产物或是对泵进行更换(exchange)。同时，亦需要更换排气路径或移除在排气路径上的副产物。为了应对此维护工作，需要耗费大量精力及时间，此对于半导体装置大规模的制造将成为障碍因素(hindrance factor)。
此外，副产物在泵之后的排气路径上显示出一种实质上的低流动速率(flow rate)。即，当此些未反应的副产物从泵转移至洗气器(scrubber)时，它们是处于大气压(atmospheric pressure)和室温的环境下，因此依照原料气体的种类，其有可能在洗气器中出现爆炸等情形。因而，副产物将导致排气路径维护上的困难。
发明内容
本发明提供一种在晶圆上沉积薄膜的装置，其可防止源气体在反应器中混合。
根据本发明的范例性实施例，一种沉积薄膜的装置包括：反应器；基板支撑单元(substrate support unit)，可转动地安装于反应器内部并提供多个基板承载部分(substrate loading part)，多个基板承载部分上分别装载多个基板(substrate)；气体注入单元(gas injection unit)，包括多个源气体注入器(source gas injector)，以提供至少二种不同的源气体至基板支撑单元上，且多个冲洗气体注入器(purge gas injector)设置于多个源气体注入器之间，以提供用以冲洗源气体的冲洗气体至基板支撑单元上，多个源气体注入器及多个冲洗气体注入器径向地安装在基板支撑单元上；以及，排气单元(exhaust unit)，设置为环状，以围绕基板支撑单元的外周(outer circumference)，且排气单元包括：排气通道(exhaustchannel)，具有多个排气口以引导并将至少二种源气体排出至反应器外部，以及多个隔板，安装于排气通道内且将排气通道区隔为多个彼此隔离的排气通路(exhaust passage)，藉此，以不同的路径将多个源气体注入器所提供的至少二中源气体排出至外部。
根据本发明的另一种范例性实施例，一种沉积薄膜的装置包括：反应器；基板支撑单元，可转动地安装于反应器内部并提供多个基板承载部分，多个基板承载部分上分别承载多个基板；气体注入单元，包括多个源气体注入器，以提供至少二种不同的源气体至基板支撑单元上，且多个冲洗气体注入器设置于多个源气体注入器之间，以提供冲洗各源气体的冲洗气体至基板支撑单元上，多个源气体注入器及多个冲洗气体注入器径向地安装在基板支撑单元上；以及排气单元，设置为环状，以围绕基板支撑单元的外周，且排气单元包括：排气通道，构造为引导并将至少二种源气体排出至反应器外部；以及多个排气口，以排出至少二种源气体，其中，至少多个排气口的其中之一设置为邻接于各个源气体注入器。
根据本发明的又一种范例性实施例，一种沉积薄膜的装置包括：多个处理室(process chamber)，每一处理室包括：i)反应器；ii)基板支撑单元，可转动地安装于反应器内并提供多个基板承载部分，多个基板承载部分上分别承载多个基板；iii)气体注入单元，包括多个源气体注入器，以提供至少二种不同的源气体至基板支撑单元上，且多个冲洗气体注入器设置于多个源气体注入器之间，以提供冲洗源气体的冲洗气体至基板支撑单元上，多个源气体注入器及多个冲洗气体注入器径向地安装在基板支撑单元上；以及，iv)排气单元，设置为环状，以围绕基板支撑单元的外周，且排气单元包括：具有多个排气口的排气通道，以引导并将至少二种源气体排出至反应器外部；多个隔板，安装于排气通道内且将排气通道区隔为多个彼此隔离的排气通路，藉此，以不同的路径将多个源气体注入器所提供的至少二种源气体排出至外部；以及，多个泵，构造为将多个处理室中的气体排出至外部，其中，各多个泵连接于各多个处理室的多个排气通路的至少其中之一，以排出相同类型的气体。
根据本发明的又一种范例性实施例，一种沉积薄膜的装置包括：多个处理室，每一处理室包括：i)反应器；ii)基板支撑单元，可转动地安装于反应器内并提供多个基板承载部分，多个基板承载部分上分别承载多个基板；iii)气体注入单元，包括多个源气体注入器，以提供至少二种不同的源气体至基板支撑单元上，且多个冲洗气体注入器设置于多个源气体注入器之间，以提供冲洗源气体的冲洗气体至基板支撑单元上，多个源气体注入器及多个冲洗气体注入器径向地安装在基板支撑单元上；以及，iv)排气单元，设置为环状，以围绕基板支撑单元的外周，且排气单元包括：排气通道，构造为引导并将至少二种源气体排出至反应器外部；多个排气口，以排出至少二种源气体；以及，多个泵，构造为将多个处理室中的气体排出至外部，其中多个排气口的至少其中之一设置为邻接于各个源气体注入器，由此使各别的源气体注入器所供应的源气体以不同的排气口排出至外部；且各多个泵连接于各多个处理室的多个排气口的至少其中之一，以排出相同类型的气体。
【有利的效果】
根据范例性实施例，采用具有独立排气通路的排气单元可有效防止源气体在反应器内部混合，因而可降低沉积薄膜的装置的污染。
根据另一种范例性实施例，形成邻接于各别的源气体注入器的排气口，以有效防止源气体在反应器内部混合，因而可降低沉积薄膜的装置的污染。
藉此，提供数量与源气体数量相同的排气线路(exhaust line)及泵，以防止源气体在排气线路及反应器内部混合，因而可节省管理排气路径所需的精力与成本。
同时，在两个或更多的处理室中采用相同的源气体时，可利用单一的泵排出相同的源气体，由此可节省成本。
附图说明
图1是现有习知的用于ALD的薄膜沉积装置的示意图。
图2是根据本发明范例性实施例的沉积薄膜的装置的示意图。
图3是沿着图2的III-III线的截面图，说明根据本发明范例性实施例的沉积薄膜的装置的基板支撑单元及挡板。
图4是沿着图2的IV-IV线的截面图，说明根据本发明范例性实施例的沉积薄膜的装置的气体注入单元。
图5是说明根据本发明范例性实施例的沉积薄膜的装置的排气单元的示意结构的局部剖面立体图。
图6是沿着图2的VI-VI线的截面图，说明根据本发明范例性实施例的沉积薄膜的装置的排气单元的示意结构。
图7是说明根据本发明范例性实施例的沉积薄膜的装置的排气单元的示意结构的立体图。
图8是沿着图7的VIII-VIII线的截面图，说明根据本发明范例性实施例的沉积薄膜的装置的排气单元的示意结构。
图9是根据本发明另一范例性实施例的沉积薄膜的装置的示意图。
图10为描绘根据本发明另一实施例的沉积薄膜的装置的排气单元的示意结构的局部剖面立体图。
图11是沿着图9的XI-XI线的截面图，说明根据本发明另一范例性实施例的沉积薄膜的装置的排气单元的示意结构。
图12是说明根据本发明另一实施例的沉积薄膜的装置的排气单元的示意结构的立体图。
图13是沿着图9的XIII-XIII线的截面图，说明根据本发明另一范例性实施例的沉积薄膜的装置的排气单元的示意结构。
图14是根据本发明另一范例性实施例的沉积薄膜的装置的示意图。
图15是说明根据本发明额外实施例的沉积薄膜的装置的排气线路结构的示意图。
1：薄膜沉积装置             10：反应器
20：基板支持件              30、40：原料气体供给入口
50：隔离气体供应入口        60：隔板
100、110：沉积薄膜的装置    200、400：反应器
201、401：底部                  202、402：外壁
203、403：上板                  205、405：薄膜沉积空间
210、410：基板支撑单元          211、411：轴
212、412：基座                  213、413：基板承载部分
220、420：气体注入单元          230、230′、430、430′：排气单元
231、431：挡板                  232、432：中心区域
233、433：内壁                  234、434：贯穿孔
235、435：隔板                  236a、436a：第一进气口
236b、436b：第二进气口          237、437：排气通道
237a、437a：第一排气通道        237b、437b：第二排气通道
238a、438a：第一排气口          238b、438b：第二排气口
239、439：低轮状区域            240a、440a、840a：第一泵
240b、440b、840b：第二泵        250a、450a：第一洗气器
250b、450b：第二洗气器          260、460：中心冲洗气体注入器
270a、470a：第一源气体注入器    270b、470b：第二源气体注入器
270c、470c：冲洗气体注入单元    310、510：内圆周部分
320、520：外圆周部分            330、530：底部
610：突出部分                   620：插槽部分
800：处理室                     810：第一排气通路
820：第二排气通路               A：转动的中轴
W：基板
具体实施方式
下文将根据附图及范例性实施例来对本发明进行详细阐述。然而，本发明不仅限于说明书所示的范例性实施例，其实际应用可以有多种不同的形式。此等实施例用以对本发明进行完整和详细的说明，以使熟识本领域的技术人员了解本发明。
图2是根据本发明实施例的沉积薄膜的装置的示意图，图3是图2的III-III线的截面图，图4是图2的IV-IV线的截面图。
请参阅图2至图4，根据本发明范例性实施例的沉积薄膜的装置100包括反应器200、基板支撑单元210、气体注入单元220、排气单元230、二个泵240a、240b以及二个洗气器250a、250b。
反应器200包括底部201、外壁202以及上板203。底部201为圆板状，外壁202自底部201的圆周边界向上垂直延伸，其外形呈柱状。外壁202具有装载通道(loading passage)(图未示)，藉由装载通道来装载或卸载基板W。上板203为圆板状，其可拆卸地耦接于外壁202的上端。当上板203耦接于外壁202的上端时，在反应器200中形成一空间。特定而言，在基板支撑单元210上方形成薄膜沉积空间205，下文将对此进行详细说明，其位于基板支撑单元210与气体注入单元220之间。密封元件(图未示)，例如圆形垫圈，置于上板203的底部表面与外壁202的上端之间，以密封反应器200中形成的空间。
基板支撑单元210位于反应器200中，其包括基座(susceptor)212、多个基板承载部分213、轴(shaft)211，以及加热器(图未示)。
基座212形成为圆板状，且可转动地设置于反应器200中。基座212中形成六个基板承载部分213。如图3所示，基板承载部分213环绕周围而设于基板支撑单元210上，且基板W分别装载于各别的基板承载部分213上。
轴211的一端耦接于基座212的底部表面，轴211的另一端穿出反应器200并连接于转动驱动装置(rotation driving means)，例如，马达(图未示)。相应地，当轴211转动时，基座212针对如图2中虚线所示的转动的中轴A而转动。同时，轴211连接于升降驱动装置(ascending anddescending driving means)，其可提高或下调基座212的位置。升降驱动装置例如可包括马达、齿轮总成(图未示)或类似物。加热器(图未示)埋置于基座212下方，以控制基板W的温度。
气体注入单元220耦接于基板支撑单元210上方的上板203上，其包括气体注入器270a、270b及270c。按照供应气体的类型，气体注入器270a、270b及270c可分为第一源气体注入器270a、第二源气体注入器270b，以及冲洗气体注入器270c。第一源气体注入器270a提供第一源气体(例如硅烷(SiH₄))至基板支撑单元210上。第二源气体注入器270b提供第二源气体(例如氧气(O₂))至基板支撑单元210上。冲洗气体注入器270c提供冲洗气体，用以冲洗基板支撑单元210上的第一源气体与第二源气体。即，第一源气体注入器270a与第二源气体注入器270b为注入源气体的装置，以在基板W上沉积薄膜。冲洗气体注入器270c为注入冲洗气体的单元，以冲洗薄膜沉积空间205中剩余的未反应的源气体，因而可防止这些剩余的气体在基板支撑单元210上发生混合。各气体注入器270a、270b及270c可制成莲蓬头(shower head，或称为淋浴花洒头)的形状。
如图4所示，第一源气体注入器270a，第二源气体注入器270b以及冲洗气体注入器270c径向地环绕周围而设于气体注入单元220上。在图4所示的十个气体注入器270a、270b及270c中，用于注入第一源气体的第一源气体注入器270a与用于注入第二源气体的第二源气体注入器270b设置于相对侧，以防止第一及第二源气体互相混合。此外，在第一及第二源气体注入器270a、270b之间的四个相邻的冲洗气体注入器270c以及另外四个相邻的冲洗气体注入器270c亦分别设置于相对侧，以防止第一及第二源气体相互混合。根据供应的源气体的数量，有可能无需使用上述的一些冲洗气体注入器270c。
因而，提供冲洗气体以防止气体注入单元220提供的不同的源气体在基板W上混合。然而，设置于第一及第二源气体注入器270a、270b之间的冲洗气体注入器270c难以防止第一源气体与第二源气体在基板支撑单元210的中心区域彼此相互混合。因而，如图2与图4所示，中心冲洗气体注入器260安装于气体注入单元220的中心部分，用以提供冲洗气体(用于冲洗第一源气体与第二源气体)至基板支撑单元210上。中心冲洗气体注入器260所提供的冲洗气体防止第一源气体与第二源气体在基板支撑单元210的中心部分混合。中心冲洗气体注入器260亦可制成莲蓬头的形状。
当位于上述构造的气体注入单元220下方的、其上装载有基板W的基板支撑单元210转动时，第一源气体、冲洗气体以及第二源气体周期性地施加至基板W上，以进行原子层沉积。
源气体也可变为等离子体，以通过气体注入单元22来提供。在此，等离子体可在安装于反应器200外部的等离子体发生器(图未示)中产生。等离子体亦可在提供至基板支撑单元210上之前在气体注入单元220内部生成。
图5是局部剖视立体图，说明根据本发明范例性实施例的沉积薄膜的装置的排气单元230的示意结构。图6是图2的VI-VI线的截面图。图6中，为了更清楚地说明排气单元230与气体注入单元220的配置，以虚线将挡板(baffle)231的进气口236a、236b以及气体注入单元230与隔板235及排气口238a、238b一同显示。
排气单元230构造为用以排出剩余在反应器200中的气体。请参阅图2、图5及图6，排气单元230包括排气通道237、隔板235及挡板231。
排气通道237由外壁202、内壁233以及底部201来定义。特定而言，外壁202指反应器200的外壁的内表面，其外形呈环状。
在本发明范例性实施例中，底部201指反应器200的底面。底部201为呈圆板状的一体结构，且以内壁233分隔为两个区域，即：内壁233外部的低轮状区域239与内壁233内部的中心区域232。低轮状区域239是指自外壁202水平地突出以形成环状的区域，中心区域232是指自低轮状区域239延伸的区域。在中心区域232的中央形成贯穿孔234，以供轴211从中穿过。同时，二排气口238a、238b对称地形成于低轮状区域239的相对侧。
内壁233自低轮状区域239垂直朝上延伸，且于基板支撑单元210与外壁202之间与外壁202间隔一预定距离，以具有环状。外壁202与内壁233的上表面包括阶梯部分(stepped portion)以接收挡板231，下文将对此进行说明。
隔板235设于外壁202与内壁233之间，以将排气通道237隔离为二单独的排气通道237a、237b。即：二隔板235设置于排气通道237内的相对侧。在本实施例中，第一及第二源气体注入器270a、270b设置于气体注入单元220的中心的相对侧。隔板235设置于冲洗气体注入器270c周边的下方，远离第一及第二源气体注入器270a、270b。较佳地，隔板235设置为实质上垂直于穿过第一及第二源气体注入器270a、270b中心的虚线，且设于气体注入单元220的平面之下，如图6中所示。排气口238a、238b设置于以隔板235区隔的低轮状区域239的相应截面上。较佳地，排气口238a设置于第一源气体注入器270a的周边下方，另一排气口238b设置于第二源气体注入器270b的周边下方，如图6中所示。因此，由于第一源气体与第二源气体被引入相应的排气通道237a、237b中，且排气通道237a、237b以隔板235相隔离，因而第一及第二源气体不会相互混合。
挡板231为环状板，且放置于位于外壁202与内壁233上表面的阶梯部分上，以覆盖排气通道237a、237b开放的上表面。多个以预定间距间隔的进气口236a、236b穿过挡板231，以将气体输入排气通道237a、237b。由此，藉由控制挡板231中进气口236a、236b的尺寸与数量，使得对排气流量与反应器200的内部压力的控制变为可能。由于气体是藉由泵240a、240b通过排气口238a、238b而被泵送，下文对此将进行说明，且冲洗气体的注入可防止源气体的扩散，第一源气体注入器270a提供的第一源气体藉由与第一源气体注入器270a相邻的进气口236而引入至排气通道237a。类似地，第二源气体藉由与第二源气体注入器270b相邻的进气口236b而引入至排气通道237b。
上述构造的排气单元230提供二单独的流动通道。即：排气单元230提供以隔板235分隔的第一排气通路及第二排气通路。第一排气通路由设置于隔板235一侧的挡板231中的进气口236a、排气通道237a以及进气口236a下方的排气口238a而形成。类似的，第二排气通路以设置于隔板235一侧的挡板231中的进气口236b、排气通道237b以及进气口236b下方的排气口238b而形成。
请再参阅图2，二个泵240a、240b构造为将未反应的气体排出反应器200之外。第一泵240a连接于第一排气通路，第二泵240b则连接于第二排气通路。由于第一及第二泵240a、240b以上述方式连接，因而可消除第一及第二源气体在反应器200内部与反应器200外部彼此混合的可能性。第一源气体与第二源气体可仅藉由一个泵而由反应器200排出。即便是仅采用一个泵的情形下，第一源气体与第二源气体亦不会在反应器200中相互混合。
在排气路径上，二个洗气器250a、250b设置于泵240a、240b之后，以过滤废气。在第一源气体的排气路径上，第一洗气器250a设置于第一泵240a之后，以过滤第一源气体；在第二源气体的排气路径上，第二洗气器250b设置于第二泵240b之后，以过滤第二源气体。由于不同的泵240a、240b连接于不同的洗气器250a、250b，在整个排气通路上彻底排除了第一及第二源气体之间彼此混合的可能性。因此，可以降低用于控制排气路径所需消耗的精力及成本。
在下文中，将对根据本实施例的沉积薄膜的装置的排气方法进行说明。为了便于说明，构成第一排气通路的进气口、排气通道以及排气口分别是指第一进气口236a、第一排气通道237a及第一排气口238a。类似地，构成第二排气通路的进气口、排气通道以及排气口分别是指第二进气口236b、第二排气通道237b以及第二排气口238b。第一进气口236a设置于第一气体注入器270a下方，第二进气口236b设置于第二气体注入器270b下方。
第一源气体由第一气体注入器270a提供，第二源气体由第二气体注入器270b提供。同时，藉由冲洗气体注入器270c及中心冲洗气体注入器260而提供该冲洗气体。由于第一源气体、第二源气体以及冲洗气体以上述方式提供，且基板支撑单元210同时转动，第一源气体与第二源气体被周期性地提供至基板W上，用以沉积薄膜。
部分未参与沉积薄膜的第一源气体藉由第一排气通路而排出。即：第一源气体藉由位于第一源气体注入器270a下方的第一进气口236a而引入至第一排气通道237a，随后经由第一排气口238a而由反应器200排出。第一泵240a连接于第一排气口238a，以促进第一源气体的排出。由反应器200排出的第一源气体由第一洗气器250a进行过滤。类似地，未参与沉积薄膜的一部分第二源气体藉由第二排气通路排出。即：第二源气体藉由位于第二源气体注入器270b下方的第二进气口236b而引入至第二排气通道237b，然后经由第二排气口238b而由反应器200排出。第二泵240b连接于第二排气口238b，以促进第二源气体的排出。由反应器200排出的第二源气体由第二洗气器250b进行过滤。
该冲洗气体可经由第一排气通路与第二排气通路的任意其中之一而排出。更详细而言，经由二组邻接于第一源气体注入器270a的二个冲洗气体注入单元270c提供的冲洗气体，藉由第一排气通路而排出；经由二组邻接于第二源气体注入器270b的二个冲洗气体注入单元270c提供的冲洗气体，藉由第二排气通路而排出。由此，第一源气体与第二源气体不会在反应器200中相互混合。并且，第一源气体与第二源气体在反应器外部的排气线路中(例如泵及洗气器)也不会相互混合。此外，它们在基板支撑单元210的中心部分的上方也不会混合，因为冲洗气体从中心冲洗气体注入器260提供至此中心部分。
虽然根据上文的说明，排气单元的底部描述为位于反应器底面的平面，然而本发明中并不限于此。例如，排气单元的底部也可处于高于反应器底面的平面，且其亦可自外壁部分突出为环状。此外，根据上文的说明，隔板是与反应器一体形成的，然而本发明并不限于此。例如，隔板亦可从挡板的底部朝下方延伸。当隔板与反应器一体形成时，较难于控制隔板的数量。然而，当以挡板取代反应器，将隔板整合于挡板时，易于根据源气体的种类与数量来对隔板的数量进行控制。并且，虽然根据上文的说明，排气口是形成于排气单元的底部，然而本发明并不限于此。例如，排气口亦可穿出反应器的外壁，即：贯穿外壁的内表面与外表面。
虽然根据上文的说明，排气单元230除了挡板231之外的部分是与反应器一体形成的，然而排气单元亦可作为独立的元件，耦接于反应器200，如图7及图8所示。
图7为说明沉积薄膜的装置的排气单元230’的示意结构的立体图，图8为图7中VIII-VIII线的截面图。
请参阅图7与图8，排气单元230’包括挡板231、内圆周部分310、外圆周部分320、底部330，以及二个隔板235。排气单元230’设于基板支撑单元210的外表面与反应器200的外壁202的内表面之间。外圆周部分320耦接于反应器200的外壁202的内表面，内圆周部分310耦接于基板支撑单元210的外表面。除了图5及图6中的内壁233、外壁202及底部201是与反应器200一体形成的不同处之外，内圆周部分310、外圆周部分320以及底部330的说明与图5及图6中的相关说明相同。在图5至图6以及图7至图8中，相似的元件符号代表相似的元件。
图9为描绘根据本发明另一范例性实施例的沉积薄膜的装置的示意结构的截面图。
请参阅图9，根据本发明另一范例性实施例的沉积薄膜的装置110包括反应器400、基板支撑单元410、气体注入单元420、排气单元430、二个泵440a及440b，以及二个洗气器450a、450b。
根据本发明图9所示的范例性实施例的沉积薄膜的装置的反应器400、基板支撑单元410以及气体注入单元420分别对应于图1所示范例性实施例的沉积薄膜的装置的反应器200、基板支撑单元210以及气体注入单元220。
图10说明沉积薄膜的装置的排气单元430的示意结构的局部剖面立体图，图11为图9中XI-XI线的截面图。为了清楚说明排气单元430与气体注入单元420的配置关系，以虚线将气体注入单元420的进气口436a，436b以及挡板431来与排气口438a、438b一并显示。
排气单元430构造为用以排出反应器400内的剩余气体，且其包括排气通道437及挡板431，请参阅图9、图10及图11所示。
排气通道437被外壁402、内壁433以及底部401围绕。更详细而言，外壁402是指反应器400的外壁的内表面，且为环状。
本发明的范例性实施例中，底部401是指反应器400的底面，且为一体化的构造并为圆板状。底部401以内壁433分为两个区域，即：内壁433外部的低轮状区域439以及内壁433内部的中心区域432。低轮状区域439是指自外壁402水平地突出为环状的区域，中心区域432是指自低轮状区域439延伸的区域。中心区域432的中央形成贯穿孔434，以供轴411从中穿过。同时，二个排气口438a、438b形成于低轮状区域439中，以穿透低轮状区域439的顶面与底面。
排气口438a、438b设置为邻接于相应的源气体注入器470a、470b，由此使提供至相应的源气体注入器470a、470b的源气体可通过邻接于源气体注入器470a、470b的排气口438a、438b而排出至反应器400之外。根据本发明范例性实施例的沉积薄膜的装置，其中，源气体注入器470a、470b设置于气体注入单元420中央的相对侧，与图2的范例性实施例的沉积薄膜的装置100的源气体注入器270a、270b相似。如图11所示，排气口438a、438b之一(例如排气口438a)设置于第一气体注入器470a下方，另一排气口(例如排气口438b)设置于第二气体注入器470b下方。
如果排气单元430构造为上述的方式，由第一气体注入器470a提供的第一源气体被引入至排气通道437，然后经邻接于第一气体注入器470a的排气口438a而排出至反应器400的外部。由第二气体注入器470b提供的第二源气体被引入至排气通道437，然后经邻接于第二气体注入器470b的排气口438b而排出至反应器400的外部。在这一点上，由于排气口438a、438b以泵440a、440b来进行泵送，第一源气体不会从与邻接于第一气体注入器470a的排气口438a相对设置的排气口438b中排出，下文将对此进行说明。同样，第二源气体不会从与邻接于第二气体注入器470b的排气口438b相对设置的排气口438a中排出。相应地，第一源气体与第二源气体分别以不同路径排出，因此它们不会在反应器400中混合。
即使冲洗气体注入器470c所提供的冲洗气体与源气体混合亦不会产生反应。因而，采用排气口438a、438b中的哪一个排气口来排出冲洗气体皆可。
内壁433自低轮状区域439垂直朝上延伸，且其设置为位于基板支撑单元410与外壁402之间的环形，以和外壁402间隔一预定距离。外壁402的上表面与内壁433具有各别的阶梯部分，其上可安装一挡板431。
呈环板状的挡板431安装于外壁402及内壁433的阶梯部分上，以覆盖排气通道437的开放的上表面。挡板431具有穿过其上表面与下表面的进气口436a，436b，以沿着挡板431的上表面以预定的角度间隔将气体引入至排气通道437。当挡板431以上述方式安装，其可藉由调节挡板431中进气口436a，436b的尺寸及数量来控制排气流动速率。
经由第一气体注入器470a而提供的第一源气体由进气口436a引入至排气通道437，进气口436a形成于第一气体注入器470a及邻接于第一气体注入器470a的排气口438a之间。同样，第二气体注入器470b提供的第二源气体由进气口436b引入至排气通道437，进气口436b形成于第二气体注入器470b与邻接于第二气体注入器470b的排气口438b之间。在这一点上，由于排气口438a、438b由泵440a、440b来泵送，下文将对此进行说明，且冲洗气体可防止源气体扩散，因而第一源气体不会经由进气口436b而引入至排气通道437中，其通过邻接于第一气体注入器470a且与进气口436b相对的进气口436a而引入。同样，第二源气体不会经由进气口436a而引入至排气通道437，其通过邻接于第二气体注入器470b且与进气口436a相对的进气口436b而引入。
因此，本发明的范例性实施例中，第一气体注入器470a所提供的第一源气体经由进气口436a及邻接于第一气体注入器470a的排气口438a而排出。同样，第二气体注入器470b所提供的第二源气体经由进气口436b及邻接于第二气体注入器470b的排气口438b而排出。
请再参阅图9，二泵440a、440b将反应器400中的未反应的气体排出至反应器400的外部。第一泵440a安装为连接于排气口438a，排气口438a邻接于第一气体注入器470a的周围，第二泵440b安装为连接于排气口438b，排气口438b邻接于第二气体注入器470b的周围。而且，第一泵440a与第二泵440b可安装为提供相同的抽气功率(suction power)，以使第一源气体在反应器400中不与第二源气体混合。如果二个泵440a、440b以上述方式安装，第一源气体与第二源气体在反应器400内部及外部均不混合。然而，仅采用一个泵连接于所有的排气口438a、438b亦可将引入至排气单元430的第一源气体与第二源气体排出至反应器400外部。即使沉积薄膜的装置110仅采用一个泵，源气体亦不会在反应器400中混合。
在排气路径上，二个洗气器450a、450b安装于泵440a、440b之后，以过滤废气。在第一源气体的排气路径上，第一洗气器450a设置于第一泵440a之后，以过滤第一源气体；在第二源气体的排气路径上，第二洗气器450b设置于第二泵440b之后，以过滤第二源气体。因此，如果洗气器450a、450b与相应的泵440a、440b一对一地对应安装时，在整个排气路径上的源气体均不会相互混合，因而可彻底地降低管理排气路径所需耗费的精力与成本支出。
下文中，将说明根据本发明的范例性实施例的具有上述结构的沉积薄膜的装置110的排气方法。为了便于说明，将邻接于第一气体注入器470a的进气口及排气口分别称为第一进气口436a及第一排气口438a。将邻接于第二气体注入器470b的进气口及排气口分别称为第二进气口436b及第二排气口438a。
第一源气体藉由第一气体注入器470a而提供，第二源气体藉由第二气体注入器470b而提供。冲洗气体藉由冲洗气体注入器470c及中心冲洗气体注入器460而提供。由于基板支撑单元410在提供第一及第二源气体与冲洗气体之时转动，第一及第二源气体周期性地提供至基板W上，以沉积薄膜。
部分未参与薄膜沉积的第一源气体藉由第一进气口436a而引入至排气通道437，且被引入至排气通道437的第一源气体再次藉由第一排气口438a而排出至反应器400外部。第一源气体排出至反应器400外部所经的路径称之为第一排气通路。第一泵440a连接于第一排气口438a，以使第一源气体被顺利排出。被排出至反应器400之外的第一源气体经由第一洗气器450a而过滤。同样，部分未参与薄膜沉积的第二源气体藉由第二进气口436a而引入至排气通道437，且被引入至排气通道437的第二源气体再次藉由第二排气口438b而排出至反应器400外部。第二源气体排出至反应器400外部所经的路径称之为第二排气通路。第二泵440b连接于第二排气口438b，以使第二源气体被顺利排出。被排出至反应器400之外的第二源气体经由第二洗气器450b而过滤。在这一点上，第一泵440a与第二泵440b较佳地安装为提供相同的抽气功率(suction power)，以使第一源气体与第二源气体在排气通道437中不彼此混合。
并且，冲洗气体可藉由第一排气口438a及第二排气口438b的任意其中之一而排出。更详细而言，安装于第一气体注入器470a两侧的二个冲洗气体注入器470c所提供的冲洗气体藉由第一排气口438a而排出，位于第二气体注入器470c两侧的二个冲洗气体注入器470c所提供的冲洗气体藉由第二排气口438b而排出。
藉此，第一及第二源气体在反应器400内部及设置于反应器400外部的排气线路中均不会出现混合，此排气线路例如为泵440a、440b、洗气器450a、450b等。另一方面，由于冲洗气体从中心冲洗气体注入器460提供，即使通过基板支撑单元410的中心区域，源气体与冲洗气体也不会混合，因而中心冲洗气体注入器460所提供的冲洗气体可藉由第一排气口438a与第二排气口438b而排出。
虽然上述的范例性实施例中，排气单元的底部与反应器的底面相同，然而本发明并不限于此。例如，排气单元的底部可自反应器的底面向上安装，远离并与反应器的底面相间隔，并自反应器的外壁突出以具有环状。同时，虽然上述的范例性实施列中，排气口是形成于排气单元的底部，然而本发明并不限于此。例如，排气口可形成于反应器的外壁上，贯穿反应器的外壁的内表面与外表面。
如上所述，排气单元430构造为使得除了挡板431之外的其余部分与反应器400一体化，然而如图12及图13所示，排气单元430亦可为独立于反应器400的独立部分，并耦接于反应器400。
图12为说明根据另一范例性实施例的沉积薄膜的装置的排气单元430’的示意结构的立体图，图13为图12中沿着XIII-XIII线的截面图。
请参阅图12及图13，排气单元430’包括挡板431、内圆周部分510、外圆周部分520以及底部530。排气单元430’设于基板支撑单元410的外表面与反应器402的外壁400的内表面之间。相应地，外圆周部分520耦接于反应器402的外壁400的内表面，内圆周部分510耦接于基板支撑单元410的外表面。除了图10及图11中内壁433、外壁402及底部401是与反应器400一体形成的差异外，内圆周部分510、外圆周部分520以及底部530的说明与图10及图11中的说明相同。在图10至图11以及图12至图13中，相似的元件符号代表相似的元件。
虽然在上文所述的范例性实施例中，安装有中心冲洗气体注入器260，460，以防止源气体在基板支撑单元210、410的中心区域混合，然而本发明并不限于此。图14是说明根据本发明另一范例性实施例的沉积薄膜的装置的截面图。
如图14所示，为了防止在基板支撑单元210、410的中心区域的源气体混合，气体注入单元220、420可包括位于其中心的突出部分(protrudingportion)610，此突出部分610相对于底面朝下突出。基板支撑单元210、410可包括插槽部分(insertion groove portion)620，插槽部分620位于与突出部分610相对应的位置，以将气体注入单元220、420的突出部分610接收于基板支撑单元210、410内。在此结构中，突出部分610的外侧壁表面与基板支撑单元210、410的插槽部分620之间具有一些空间，因而当基板支撑单元210、410转动时，插置于插槽部分620中的突出部分610不会对气体注入单元220、420造成影响。因而，气体注入单元220、420的突出部分610可在物理上(physically)防止源气体在基板支撑单元210、410中心区域混合。在此情形下，多个气体注入器270，470放射状地居中设置于突出部分610上，且多个基板承载部分213，413放射状地居中设置于插槽部分620上。图2、图9及图14中相似的元件符号的相关说明在此不再赘述。
同时，相反地，当插槽部分形成于气体注入单元220、420内，且突出部分形成于基板支撑单元210、410上时，亦可取得相同的效果。
图15是说明根据本发明另一范例性实施例的沉积薄膜的装置的排气线路的示意结构的图示。
请参阅图15，根据另一范例性实施例的沉积薄膜的装置包括多个处理室800、第一泵840a以及第二泵840b。
处理室800包括反应器、基板支撑单元、气体注入单元及排气单元。图15的处理室800的反应器、基板支撑单元以及气体注入单元与图2及图9中的相应元件具有相同的主要结构与功效。图15的处理室800的排气单元可为图2的排气单元230与图9的排气单元430中的任一个。
为了将供应至各处理室800的第一源气体排出至反应器外部，第一泵840a安装为连接于各处理室800的第一排气通路810。为了将供应至各处理室800的第二源气体排出至反应器外部，第二泵840b安装为连接于各处理室800的第二排气通路820。即：通常可采用单个泵及洗气器来排出相同类型的源气体，以此而节省维护成本。
虽然范例性实施例的沉积薄膜的装置中提供两种类型的源气体并执行薄膜沉积方法，然而本发明并不限于此。例如，当提供多于三种类型的源气体且执行薄膜沉积方法时，可达成相似的功效。然而，为了注入三种类型以上的源气体，除了第一气体注入器270a，470a与第二气体注入器270b，470b之外，气体注入单元220、420还包括另一源气体注入器，且同时还包括位于源气体注入器之间的另一冲洗气体注入器。
根据范例性实施例的沉积薄膜的装置中的排气单元230可具有数量与源气体数量相同的隔离的独立排气通路，以排出各别的源气体。为此，排气单元230需包括另一隔板。根据另一范例性实施例的沉积薄膜的装置中的排气单元430具有另一源气体注入器及另一排气口，此另一源气体注入器及另一排气口形成为邻接于源气体注入器。并且，为了防止源气体在排气线路上混合，还提供其它的泵及洗气器，且该些其它的泵及洗气器的数量分别等于源气体的数量。当提供四种类型以上的源气体时，可进一步另外提供上述的各元件。
虽然本发明已以特定实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。因而，任何熟习此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。