CN100373535C - 半导体制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种可以使蒸镀在晶片表面的薄膜厚度均匀的半导体制造装置。所揭示的半导体制造装置，包含：用于支持晶片并可旋转地设置在反应室内的支持部件；用于向晶片上部分散供应工程气体的气体供应装置。气体供应装置包含具有从晶片旋转中心相隔距离互不相同的位置上形成多个排气孔的气体分配板。

Description

半导体制造装置
技术领域
本发明涉及半导体制造装置，尤其涉及具有能均匀喷射供应给晶片的工程气体的气体供应装置的一种半导体制造装置。
背景技术
在半导体制造过程中，通常进行蒸镀工艺时先将反应性工程气体供应到真空状态的反应室内部之后，接入高频电源使工程气体电离为等离子状态的同时使其产生化学反应，并在晶片表面进行蒸镀。
进行此工艺时，供应到反应室内部的工程气体需要均匀分布在晶片周围，才能使蒸镀均匀而得到良好的薄膜。因此，一般的半导体制造装置具有将工程气体均匀供应到晶片表面的气体供应装置。韩国公开专利公报2004-0085164号(2004年10月7日公开)揭示了其一例。
上述公报所揭示的半导体制造装置，具有减少晶片蒸镀面产生斑点或条纹现象的气体分配喷射头。气体分配喷射头又包含具有多个缝或孔形态的排气孔的气体分配面板。这是因为在气体分配面板形成多个缝或孔形态的排气孔，可以使供应到晶片上面的气体分布均匀。
但是，这种半导体制造装置的气体供应装置由于产生蒸镀集中在各排气孔侧的现象，所以要实现整体晶片蒸镀薄膜厚度的均匀化有所限制。尤其在蒸镀工艺，晶片表面和气体供应装置之间的距离越近，蒸镀越快、薄膜性能更加良好，而现有的气体供应装置，晶片表面和气体供应装置之间的距离越近，蒸镀越集中在排气孔部分，所以存在很难使整体薄膜厚度均匀的问题。
发明内容
本发明为了解决如上所述的问题，本发明的目的在于提供一种将工程气体均匀供应到整体晶片表面，使晶片表面的加工工艺可以实现整体均匀化的半导体制造装置。
为了实现上述目的，根据本发明的半导体制造装置，包含：用于支持晶片并可旋转地设置在反应室内的支持部件；用于向所述晶片上部分散供应工程气体的气体供应装置。其特征在于，所述气体供应装置具有从所述晶片旋转中心相隔距离互不相同的位置上形成多个排气孔的气体分配板。
所述多个排气孔，其特征在于它以螺旋(Spiral)形状布置。
本发明，其特征在于所述多个排气孔中接近所述晶片旋转中心的排气孔直径小于位于其外围侧的排气孔直径。
本发明，其特征在于接近所述晶片旋转中心的排气孔直径为位于其外围侧的排气孔直径的1/2。
所述多个排气孔，其特征在于它们在螺旋方向的相隔距离互不相同。
本发明，其特征在于所述气体分配板中心和所述晶片旋转中心一致，并且从所述气体分配板中心到所述各个排气孔之间的相隔距离都不相同。
附图说明
图1为根据本发明的半导体制造装置结构的剖面示意图；
图2为根据本发明的半导体制造装置形成在第二气体分配板的排气孔布置结构示意图；
图3为根据本发明的半导体制造装置形成在第二气体分配板的排气孔布置结构详细示意图。
附图主要符号说明：11为机体、12为盖子、13为反应室、14为支持部件、19为真空泵、20为压力控制装置、30为气体供应装置、31为第一气体分配板、33为第二气体分配板、34为排气孔。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
如图1所示，根据本发明的半导体制造装置形成为进行晶片W的加工工艺的反应室13，并包含其上部被开放的圆筒形机体11和覆盖机体11被开放上部的盖子12。在这里，所谓的晶片加工工艺不仅是在晶片W上形成薄膜的蒸镀工艺，也可能是在晶片W表面形成的薄膜上蚀刻形成特定图案的蚀刻工艺。
机体11内部的反应室13设置用于支持晶片W的支持部件14。支持部件14可以利用静电力固定晶片W，并在进行加工工艺期间为使承载在其上面的晶片W旋转，通过可旋转的轴15支持。
机体11下侧形成排出口16，用于排出反应室13内部的反应附带物及未反应气体，而与排出口16连接的排出管17设置能维持反应室13内部真空状态的真空泵19及压力控制装置20。
盖子12设有感应线圈21，用于形成电场以使供应到反应室13内部的工程气体变为等离子状态，并且感应线圈21连接高频电源22。反应室13内部的支持部件14上接入偏压电源23，用于向晶片W侧诱导等离子状态的工程气体。盖子12设有气体供应装置30，用于使从气体供应部25供应到反应室13内部的工程气体均匀分布在晶片W上面。
利用这种半导体制造装置进行蒸镀工艺时，将晶片W固定在反应室13内部的支持部件14上，使工程气体通过气体供应装置30供应到反应室13内部。并通过真空泵19和压力控制装置20的工作使反应室13内部维持真空状态，且感应线圈21接通电源使工程气体成为等离子状态。此时，工程气体被电离并产生化学反应，并在晶片W表面蒸镀薄膜。
晶片W上部的气体供应装置30结合于盖子12内侧，并包含形成多个排气孔32的第一气体分配板31和覆盖第一气体分配板31外侧且形成大小比第一气体分配板31的排气孔32小的多个排气孔34的第二气体分配板33。与气体供应部25连接的气体供应配管26的出口与盖子12的中央部连接。此种结构，可以使从气体供应部25供应的工程气体通过第一气体分配板31时进行第一次分散，经过第一气体分配板31之后的工程气体通过第二气体分配板33时进行第二次分散之后，流入到反应室13内部而完成工程气体的均匀的供应。
形成在第二气体分配板33的排气孔34为了向反应室13内诱导更加均匀的气体分布，第二气体分配板33的排气孔34具有比第一气体分配板31的排气孔32更高的密度。并且，如图2及图3所示，第二气体分配板33的排气孔34，从中心(实际旋转的晶片旋转中心)到各个排气孔34之间的相隔距离(r1，r2，r3，......)均不相同，且多个排气孔34布置为螺旋形。
这是为了进行蒸镀工艺中，晶片W由支持部件14的旋转而旋转时，可以诱导通过各排气孔34供应到晶片上部的工程气体均匀分布。并以此使蒸镀在晶片表面的整体薄膜厚度均匀。即，以螺旋形布置的多个排气孔向旋转的晶片W上面供应工程气体时，通过防止向晶片上面的特定区域集中工程气体的现象，可以使晶片上面的整体薄膜厚度均匀。尤其是这种排气孔布置结构，即使将晶片和第二气体分配板33之间的间距变小而提高薄膜蒸镀速度和性能，也能维持蒸镀在晶片上的薄膜厚度均匀。
如图3所示，形成在第二气体分配板33的排气孔34，接近晶片旋转中心部的排气孔34a的直径d1小于位于晶片外围侧的排气孔34b的直径d2，且布置为中心部的排气孔34b的位置与晶片W的旋转中心不一致。
这是为了晶片中心部的蒸镀均匀。在本实施例中，使邻近晶片旋转中心部的三个排气孔34a的直径d1为外围侧排气孔34b的直径d2的1/2。并且，本实施例中为了使晶片上面的蒸镀整体均匀，使相互邻近的排气孔在螺旋方向的相隔距离(L)互不相同。
如上所述，根据本发明的半导体制造装置，由于从晶片旋转中心到各排气孔之间的相隔距离均不相同，且多个排气孔以螺旋形(Spiral)布置，因此通过防止向晶片上面的特定区域集中工程气体的现象，可以使蒸镀在晶片上面的整体薄膜厚度均匀。
尤其，本发明具有即使将晶片和第二气体分配板之间的间距变小，也能维持蒸镀在晶片上的薄膜厚度均匀的效果。

Claims (6)

1.一种半导体制造装置，包含用于支持晶片并可旋转地设置在反应室内的支持部件、用于向所述晶片上部分散供应工程气体的气体供应装置，其特征在于：
所述气体供应装置，包含从所述晶片旋转中心相隔不同距离的位置形成多个排气孔的气体分配板。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述多个排气孔以螺旋形状布置。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述多个排气孔中接近所述晶片旋转中心的排气孔直径小于位于其外围侧的排气孔直径。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于接近所述晶片旋转中心的排气孔直径为位于其外围侧的排气孔直径的1/2。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述多个排气孔在螺旋方向的相隔距离互不相同。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述气体分配板中心和所述晶片旋转中心一致，并且从所述气体分配板中心到所述各个排气孔之间的相隔距离均互不相同。
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