膜层沉积设备的制作方法

    技术2023-11-04  144


    本实用新型涉及晶圆生产制造加工设备领域,具体涉及一种膜层沉积设备。



    背景技术:

    半导体工艺技术中的化学气相成膜(cvd)工艺作为主要的介质层成膜技术,在半导体技术中是很重要的一个模块,而且其在先进工艺中的应用也越来越广泛。在化学气相成膜工艺机台内,通常在一个腔室内设置有四个泵口,当气体在腔室内沉积膜层时,沉积出的膜层的平整度通常不会特别的理想,容易呈现中间薄、边缘厚的情形,影响晶圆进行膜层沉积加工时的良率。



    技术实现要素:

    本实用新型的目的在于提供一种膜层沉积设备,能够沉积出平整度理想的膜层,从而提高晶圆进行膜层沉积加工时的良率。

    为解决上述技术问题,以下提供了一种膜层沉积设备,包括:腔室;晶圆放置位,设置于所述腔室内;泵口,设置于所述腔室内,位于所述晶圆放置位旁,连通至泵,用于抽取所述腔室内的气体;泵罩,罩设于所述泵口,且所述泵罩顶面密封,侧面设置有通孔,所述泵通过所述通孔抽取所述腔室内的气体。

    可选的,所述通孔的数目至少为两个。

    可选的,所述泵罩呈圆柱形。

    可选的,所述通孔设置成一排,且所述通孔所在的平面与所述泵罩的顶面平行。

    可选的,所述通孔设置成两排以上,且所述通孔所在的平面与所述泵罩的顶面平行。

    可选的,所有通孔均匀分布于所述泵罩的侧面。

    可选的,所述晶圆放置位的数目为四个。

    可选的,四个所述晶圆放置位以2×2的排列方法排列于所述腔室内的同一平面上,且各行之间的距离与各列之间的距离相等。

    可选的,所述泵口的数目为四个,分别两两设置在两列晶圆放置位之间,以及两两设置在两行晶圆放置位之间。

    可选的,所述四个泵口的连线的外轮廓构成一正方形,且该正方形的对角线,与所述四个晶圆放置位构成的正方形的对角线呈45°度夹角。

    以上膜层沉积设备由于在腔室内的泵口处罩设了一个泵罩,在通过泵对所述腔室内的气体进行抽取时,气流要经过泵罩侧边设置的通孔进入泵口,因此被所述泵罩所缓冲,不会被所述泵直接大流量的一次性所抽取,气流更加平缓均匀,因此在这样的腔室内沉积的晶圆表面的膜层,不会由于泵的过猛的抽气作用而使得沉积气体向晶圆边缘分布,不会出现沉积的膜层边缘厚、中心薄的现象,能够沉积出平整度理想的膜层,从而提高晶圆进行膜层沉积加工时的良率。

    附图说明

    图1为本实用新型的一种具体实施方式中的膜层沉积设备的腔室的俯视示意图(未加泵罩时)。

    图2为本实用新型的一种具体实施方式中的泵罩的俯视示意图。

    图3为本实用新型的一种具体实施方式中的泵罩的立体结构示意图。

    图4为本实用新型的一种具体实施方式中的腔室内气体流向示意图。

    具体实施方式

    以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的一种膜层沉积设备作进一步详细说明。

    研究发现,造成沉积出的膜层的平整度通常不理想的原因在于,腔室内的泵口在抽取腔室内的气体时气流速度过大,导致直接作用到晶圆表面、进行沉积的气体的分布不均匀,朝向抽气方向,导致沉积膜层的平整度下降,影响晶圆进行膜层沉积加工时的良率。

    请参阅图2、3,其中图2为本实用新型的一种具体实施方式中的泵罩的俯视示意图,图3为本实用新型的一种具体实施方式中的泵罩的立体结构示意图。为本实用新型的一种具体实施方式中的膜层沉积设备的结构示意图。

    在该具体实施方式中,提供了一种膜层沉积设备,包括:腔室101;晶圆放置位102,设置于所述腔室101内;泵口103,设置于所述腔室101内,位于所述晶圆放置位102旁,连通至泵,用于抽取所述腔室101内的气体;泵罩104,罩设于所述泵口103,且所述泵罩104顶面1041密封,侧面1044设置有通孔1045,所述泵通过所述通孔1045抽取所述腔室101内的气体。

    以上膜层沉积设备由于在腔室101内的泵口103处罩设了一个泵罩104,在通过泵对所述腔室101内的气体进行抽取时,气流要经过泵罩104侧边设置的通孔1045进入泵口103,因此被所述泵罩104所缓冲,不会被所述泵直接大流量的一次性所抽取,气流更加平缓均匀,因此在这样的腔室101内沉积的晶圆表面的膜层,不会由于泵的过猛的抽气作用而使得沉积气体向晶圆边缘分布,不会出现沉积的膜层边缘厚、中心薄的现象,能够沉积出平整度理想的膜层,从而提高晶圆进行膜层沉积加工时的良率。

    在一种具体实施方式中,所述通孔1045的数目至少为两个。实际上,通孔1045的数目与泵抽气的速度有关。通孔1045的数目越多,泵抽气的速度越快,更有可能造成的晶圆表面的沉积气体朝边缘分布的情况,因此,在设置通孔1045的数目时,需要根据实际要求进行设置。在一些具体实施方式中,设置15至32个通孔1045时,被认为是能够兼顾泵的抽气速度,以及对晶圆表面的沉积气体的分布的影响的。

    在一种具体实施方式中,所述泵罩104呈圆柱形。实际上,所述泵罩104也可以呈其他形状,如上下底面是正八边形、正六边形的圆柱形等。

    在该具体实施方式中,将泵罩104设置成圆柱形,有助于通孔1045的均匀排布,使泵通过通孔1045抽取腔室101内的气体时,气体从各个方向流入所述泵口103的几率均等,有助于泵对各个方向上的气体的均匀抽取。

    在一种具体实施方式中,所述泵罩104通过设置在泵罩104外侧的连接件来实现与腔室101底面的连接。所述连接件包括连接片1042以及所述连接片1042上设置的螺孔1043。

    在一种具体实施方式中,每一个泵罩104对应设置有四个连接件,均匀的分布在所述泵罩104的侧面1044底部。实际上,可根据需要设置每个泵罩104上设置的连接件的数目。随着单个泵罩104上连接件的数目的增加,泵罩104和腔室101底面的连接更加紧密、不可动摇。

    采用这种连接件的结构,使得所述泵罩104相对于所述腔室101的底面是可拆分的,这样,在所述泵罩104发生毁损时,可以及时更换,且更换较为方便。

    实际上,也可根据需要设置所述连接件的结构,如设置成卡扣结构,在所述泵罩104底面设置卡扣,在所述泵罩104侧面1044外壁设置卡口,通过卡口和卡扣的相互作用实现泵罩104的安装、固定等。

    在一种具体实施方式中,所述泵罩104的材质采用陶瓷质地,实际上,也可根据需要选择铜质、不锈钢质地等。所述泵罩104的尺寸与所述泵口103相适应,略大于所述泵口103,可以很好的将所述泵口103罩在其中,防止泵口103外露,直接吸取腔室101内的气体,造成沉积气体作用到晶圆上时分布不均匀。

    实际上,设置泵罩104还能有效的放置腔室101内的其他的零部件不小心掉入泵口103的情形的发生,大大的减少了预防养护的时间和工作量。

    在一种具体实施方式中,所述通孔1045设置成一排,且所述通孔1045所在的平面与所述泵罩104的顶面1041平行。实际上,也可根据需要,将所述通孔1045设置成两排以上,且所述通孔1045所在的平面与所述泵罩104的顶面1041平行。将通孔1045设置成两排以上,可以设置更多的通孔1045,有助于设置数目较多的通孔1045的排布。

    需要注意的是,在设置三排以上的通孔1045时,相邻两排通孔1045之间的距离相等。

    在一种具体实施方式中,所有通孔1045均匀分布于所述泵罩104的侧面1044,在同一排内,相邻两通孔1045之间的距离相等。这有利于气流均匀的被泵抽取,可以防止沉积气体在沉积到晶圆表面时的分布不均的情况的发生。

    请参阅图1,为本实用新型的一种具体实施方式中的膜层沉积设备的腔室的俯视示意图(未加泵罩时)。

    在该具体实施方式中,所述晶圆放置位102的数目为四个。实际上,一般的沉积腔室101内都设置有四个晶圆放置位102。在该具体实施方式中,所述晶圆放置位102具有加热功能,是一个加热台,具有一定高度,晶圆放置到所述加热台时,是放置在所述加热台的上表面的。所述加热台用于在晶圆沉积膜层的过程中加热所述晶圆,使晶圆保持一定温度,以获取相应的膜层沉积效果。

    请参阅图4,为本实用新型的一种具体实施方式中的腔室101内气体流向示意图。在该具体实施方式中,沉积气体直直的流向加热台表面放置的晶圆,并不会由于泵口103大力的抽取导致作用于晶圆表面的沉积气体的方向发生偏转,从而使沉积气体主要沉积在晶圆的边缘,而非平铺于所述晶圆的整个表面。这样,使得晶圆表面沉积的膜层更平整。

    在一种具体实施方式中,四个所述晶圆放置位102以2×2的排列方法排列于所述腔室101内的同一平面上,且各行之间的距离与各列之间的距离相等,构成一正方形。在该具体实施方式中,四个所述晶圆放置位102以2×2的排列方法排列于所述腔室101的底面上。

    在一种具体实施方式中,所述泵口103的数目为四个,分别两两设置在两列晶圆放置位102之间,以及两两设置在两行晶圆放置位102之间。在一种具体实施方式中,所述四个泵口103的连线的外轮廓构成一正方形,且该正方形的对角线,与所述四个晶圆放置位102构成的正方形的对角线呈45°度夹角。

    这样,每个晶圆放置位102的周边设置有两个泵口103,两个泵口103与所述晶圆放置位102的距离相等,对晶圆放置位102上放置的晶圆进行化学气相沉积时喷出的沉积气体的抽取作用相同,不会由于过于靠近某一泵口103而导致沉积气体被一侧泵口103吸入过多、使得晶圆一侧沉积的膜层较厚,另一侧较薄,保持晶圆表面膜层的均匀,获得理想的平整度。

    以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。


    技术特征:

    1.一种膜层沉积设备,其特征在于,包括:

    腔室;

    晶圆放置位,设置于所述腔室内;

    泵口,设置于所述腔室内,位于所述晶圆放置位旁,连通至泵,用于抽取所述腔室内的气体;

    泵罩,罩设于所述泵口,且所述泵罩顶面密封,侧面设置有通孔,所述泵通过所述通孔抽取所述腔室内的气体。

    2.根据权利要求1所述的膜层沉积设备,其特征在于,所述通孔的数目至少为两个。

    3.根据权利要求1所述的膜层沉积设备,其特征在于,所述泵罩呈圆柱形。

    4.根据权利要求2所述的膜层沉积设备,其特征在于,所述通孔设置成一排,且所述通孔所在的平面与所述泵罩的顶面平行。

    5.根据权利要求2所述的膜层沉积设备,其特征在于,所述通孔设置成两排以上,且所述通孔所在的平面与所述泵罩的顶面平行。

    6.根据权利要求2所述的膜层沉积设备,其特征在于,所有通孔均匀分布于所述泵罩的侧面。

    7.根据权利要求2所述的膜层沉积设备,其特征在于,所述晶圆放置位的数目为四个。

    8.根据权利要求7所述的膜层沉积设备,其特征在于,四个所述晶圆放置位以2×2的排列方法排列于所述腔室内的同一平面上,且各行之间的距离与各列之间的距离相等。

    9.根据权利要求8所述的膜层沉积设备,其特征在于,所述泵口的数目为四个,分别两两设置在两列晶圆放置位之间,以及两两设置在两行晶圆放置位之间。

    10.根据权利要求9所述的膜层沉积设备,其特征在于,所述四个泵口的连线的外轮廓构成一正方形,且该正方形的对角线,与所述四个晶圆放置位构成的正方形的对角线呈45°度夹角。

    技术总结
    该实用新型涉及一种膜层沉积设备,包括:腔室;晶圆放置位,设置于腔室内;泵口,设置于腔室内,位于晶圆放置位旁,连通至泵,用于抽取腔室内的气体;泵罩,罩设于泵口,且泵罩顶面密封,侧面设置有通孔,泵通过通孔抽取腔室内的气体。由于在腔室内的泵口处罩设了一个泵罩,在通过泵对腔室内的气体进行抽取时,气流要经过泵罩侧边设置的通孔进入泵口,因此被泵罩所缓冲,不会被泵直接大流量的一次性所抽取,气流更加平缓均匀,因此在这样的腔室内沉积的晶圆表面的膜层,不会由于泵的过猛的抽气作用而使得沉积气体向晶圆边缘分布,不会出现沉积的膜层边缘厚、中心薄的现象,能够沉积出平整度理想的膜层,从而提高晶圆进行膜层沉积加工时的良率。

    技术研发人员:林立;俞雷;张雷;曾圣翔;郭松辉;林宗贤
    受保护的技术使用者:德淮半导体有限公司
    技术研发日:2019.06.25
    技术公布日:2020.03.31

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