高压基板处理装置以及利用其的基板用高压化学气相沉积方法与流程

    技术2024-10-29  11


    本发明涉及用于制造半导体的高压基板处理装置以及利用其的基板用高压化学气相沉积方法。


    背景技术:

    1、一般,半导体制造工序大致分为前道工序和后道工序。前道工序包括氧化、沉积、曝光、蚀刻、离子注入、布线等工序。

    2、沉积工序是在晶圆的表面利用所需物质堆积非常薄的层的工序。沉积的具体方式有化学气相沉积法(cvd)、物理气相沉积法(pvd)以及原子层沉积法(ald)等。化学气相沉积法是通过化学反应形成薄膜,物理气相沉积法是利用物理方式形成薄膜。原子层沉积法是利用层叠原子层的方式形成非常薄的膜。

    3、化学气相沉积法或者原子层沉积法在低压下成膜时,热预算(thermal budget)高而使用范围极受限制。在复杂且纵横比大的电路图案中,台阶覆盖性(step coverage)会不良。不良的台阶覆盖性成为降低半导体元件的生产性的因素。


    技术实现思路

    1、技术问题

    2、本发明的一目的在于,提供能够提高沉积膜的质量,从而提高半导体元件的生产性的高压基板处理装置以及利用其的基板用高压化学气相沉积方法。

    3、解决问题的手段

    4、为了实现所述问题,可以是,根据本发明的一方面的高压基板处理装置,包括:腔室,具备用于容纳待处理基板的内部空间;流体供应模块,构成为与所述内部空间相连通,并对所述待处理基板供应流体;以及第一排气模块以及第二排气模块,构成为与所述内部空间相连通,并向彼此不同的路径排放所述流体,所述第一排气模块对所述内部空间的压力的调节量小于所述第二排气模块对所述内部空间的压力的调节量,所述第一排气模块仅在所述内部空间处于高于常压的高压时运行。

    5、其中,可以是,所述第二排气模块在所述内部空间处于低于常压的低压时单独运行,在从所述高压转换到所述低压的过程中,当处于所述高压时,选择性地运行。

    6、其中,可以是,所述第一排气模块包括第一排气线路,所述第二排气模块包括具有比所述第一排气线路大的流动截面积的第二排气线路。

    7、其中,可以是,所述第二排气线路的直径相比所述第一排气线路的直径,为所述第一排气线路的直径的5倍至10倍。

    8、其中,可以是,所述第一排气模块还包括设置在所述第一排气线路上的第一压力调节阀,所述第二排气模块包括第二压力调节阀,所述第二压力调节阀设置在所述第二排气线路上,具有比所述第一压力调节阀大的压力调节幅度。

    9、其中,可以是,所述第一压力调节阀包括针阀,所述第二压力调节阀包括节流阀。

    10、其中,可以是,所述第二排气模块还包括设置在所述第二排气线路上的真空泵,所述真空泵在所述低压时运行,在所述高压时选择性地运行。

    11、可以是,根据本发明的另一方面的基板用高压化学气相沉积方法,包括:向腔室的内部空间装载待处理基板的步骤;向所述内部空间供应包括沉积气体的流体,从而使所述内部空间的压力成为高于常压的高压的步骤;以及在形成彼此不同的排气路径的第一排气模块以及第二排气模块中,以关闭对所述内部空间的压力的调节量相对大的所述第二排气模块的状态,通过所述调节量相对小的所述第一排气模块排放所述流体,并精调所述高压的压力,从而使所述沉积气体朝向所述待处理基板流动,并沉积到所述待处理基板上的步骤。

    12、其中,可以是,为了提高沉积到所述待处理基板上的沉积膜的膜质量,所述高压是在10atm至40atm范围内决定的压力。

    13、其中,可以是,还包括:将所述待处理基板的温度保持在500℃至1000℃范围内决定的温度的步骤。

    14、其中,可以是,所述沉积气体包括:甲硅烷(sih4)、乙硅烷(si2h6)或者二氯甲硅烷(sih2cl2)中的至少一种源气体;以及氨气(nh3)、氧气(o2)、一氧化二氮(n2o)或者臭氧(o3)中的至少一种反应气体。

    15、其中,可以是,还包括:在对所述待处理基板完成沉积之后,通过所述第一排气模块以及所述第二排气模块排放所述流体,从而使所述内部空间的压力成为低于常压的低压的步骤。

    16、其中,可以是,在对所述待处理基板完成沉积之后,通过所述第一排气模块以及所述第二排气模块排放所述流体,从而使所述内部空间的压力成为低于常压的低压的步骤包括:在所述高压下,使所述第一排气模块运行,在所述低压下,使所述第一排气模块停止运行,并使所述第二排气模块运行的步骤。

    17、可以是,在对所述待处理基板完成沉积之后,通过所述第一排气模块以及所述第二排气模块排放所述流体,从而使所述内部空间的压力成为低于常压的低压的步骤包括:在所述高压中,在第一区间使所述第一排气模块运行,在所述高压中,在第二区间以及所述低压下,使所述第一排气模块停止运行,并使所述第二排气模块运行的步骤。

    18、其中,可以是,当在所述第二区间使所述第二排气模块运行时,所述第二排气模块的真空泵运行。

    19、发明效果

    20、根据如上构成的根据本发明的高压基板处理装置以及利用其的基板用高压化学气相沉积方法,通过流体供应模块向容纳待处理基板的腔室的内部空间供应的流体会通过第一排气模块以及第二排气模块从内部空间进行排放,此时,第一排气模块对内部空间的压力的调节量小于第二排气模块对内部空间的压力的调节量,第一排气模块仅在内部空间处于高于常压的高压时运行,由此也能在高压下稳定地完成对基板的沉积。高压沉积提供向沉积膜赋予提升的台阶覆盖性等的优点,从而,提高半导体元件的生产性。



    技术特征:

    1.一种高压基板处理装置,其中,包括:

    2.根据权利要求1所述的高压基板处理装置,其中,

    3.根据权利要求1所述的高压基板处理装置,其中,

    4.根据权利要求3所述的高压基板处理装置,其中,

    5.根据权利要求3所述的高压基板处理装置,其中,

    6.根据权利要求5所述的高压基板处理装置,其中,

    7.根据权利要求5所述的高压基板处理装置,其中,

    8.一种基板用高压化学气相沉积方法,其中,包括:

    9.根据权利要求8所述的基板用高压化学气相沉积方法,其中,

    10.根据权利要求8所述的基板用高压化学气相沉积方法,其中,

    11.根据权利要求8所述的基板用高压化学气相沉积方法,其中,

    12.根据权利要求8所述的基板用高压化学气相沉积方法,其中,

    13.根据权利要求12所述的基板用高压化学气相沉积方法,其中,

    14.根据权利要求12所述的基板用高压化学气相沉积方法,其中,

    15.根据权利要求14所述的基板用高压化学气相沉积方法,其中,


    技术总结
    本发明提供高压基板处理装置以及利用其的基板用高压化学气相沉积方法,所述高压基板处理装置,包括:腔室,具备用于容纳待处理基板的内部空间;流体供应模块,构成为与所述内部空间相连通,并对所述待处理基板供应流体;以及第一排气模块以及第二排气模块,构成为与所述内部空间相连通,并向彼此不同的路径排放所述流体,所述第一排气模块对所述内部空间的压力的调节量小于所述第二排气模块对所述内部空间的压力的调节量,所述第一排气模块仅在所述内部空间处于高于常压的高压时运行。

    技术研发人员:赵星吉
    受保护的技术使用者:HPSP有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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