CN108461417A - 半导体设备 - Google Patents

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赵雷超
李春雷
纪红
秦海丰
张芳
兰云峰
王勇飞
王洪彪
文莉辉
张鹤南
王宽冒
郑金果
杨玉杰
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Abstract

本发明提供一种半导体设备，包括：PVD腔室、ALD腔室和传输平台；所述PVD腔室和所述ALD腔室均与所述传输平台相连通；所述PVD腔室用于在基片上沉积所述电容的上电极和下电极；所述ALD腔室用于在基片上沉积所述电容的电介质层；所述传输平台用于传输基片。本发明提供的半导体设备，不仅提高电容的性能，而且还可以降低成本。

Description

半导体设备
技术领域
本发明属于半导体加工设备技术领域，具体涉及一种半导体设备。
背景技术
随着无线通信技术的发展，电路器件及设计必将向着微型化，集成化方向发展。而电容器作为电路中最基本的元件之一，对整个电子设备起着至关重要的作用。随着半导体技术的发展，薄膜沉积技术使电子元器件进入nm级工艺制程，成为了电容器走向微型化、集成化的主要手段，一般将制备成的电容器称为微型电容。
微型电容一般包括平面电容和沟槽电容，均主要由上电极10、下电极20与位于上电极10和下电极20之间的电介质层30组成，平面电容具体参见图1a，沟槽电容具体参见图1b。图1c为一种具体的沟槽电容的结构示意图，其中，该沟槽电容的上电极10包括朝向下电极20方向依次层叠的W膜层和TiN膜层；下电极20包括朝向上电极10方向依次层叠的TiN膜层、W膜层和TiN膜层；电介质层30为Al2O3膜层。
制备图1c所示的沟槽电容流程为：CVD TiN→CVD W→CVD TiN→ALD Al2O3→CVDTiN→CVD W，其中，CVD为化学沉积工艺，需要在CVD腔室进行沉积；ALD为原子层沉积工艺，需要在ALD腔室进行沉积。目前，市场上CVD W、CVD TiN、ALD Al2O3均为独立的设备，无法集成到同一传输平台。这样，每两个工艺流程之间需要在两个对应的独立设备之间传递基片，传递时基片就会在空气中暴露一次，这样，整个工艺流程基片就会暴露5次空气，从而不可避免地对沉积薄膜的表面造成污染，并且CVD沉积的电极电阻率较大，从而影响电容性能；而且CVD和ALD多系统制备电容，成本较高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体设备，不仅提高制备出的电容的性能，而且还可以降低成本。
为解决上述问题之一，本发明提供了一种半导体设备，用于制备电容，包括：PVD腔室、ALD腔室和传输平台；所述PVD腔室和所述ALD腔室均与所述传输平台相连通；所述PVD腔室用于在基片上沉积所述电容的上电极和下电极；所述ALD腔室用于在基片上沉积所述电容的电介质层；所述传输平台用于传输基片。
优选地，还包括去气腔室，与所述传输平台相连，所述去气腔室用于对基片进行除气和退火。
优选地，还包括预清洗腔室，与所述传输平台相连，所述预清洗腔室用于去除基片表面上的杂质。
优选地，所述PVD腔室的数量为多个，多个所述PVD腔室用于沉积不同材料的薄膜。
优选地，所述PVD腔室的数量为两个；一个所述PVD腔室用于沉积W薄膜；另一个PVD腔室用于沉积TiN薄膜。
优选地，所述ALD腔室用于沉积Al2O3薄膜。
优选地，所述电容的上电极包括朝向所述下电极方向依次层叠的W膜层和TiN膜层；所述下电极包括朝向所述上电极方向依次层叠的W膜层和TiN膜层；所述电介质层为Al2O3薄膜。
优选地，所述电容的上电极包括朝向所述下电极方向依次层叠的W膜层和TiN膜层；所述下电极包括朝向所述上电极方向依次层叠的TiN膜层、W膜层和TiN膜层；所述电介质层为Al2O3薄膜。
优选地，所述电容为平面电容。
优选地，所述电容为沟槽电容。
本发明具有以下有益效果：
本发明中，由于采用PVD腔室制备电容的上电极和下电极，而PVD腔室形成的薄膜致密性好且电阻率低，因此，可以提高上电板和下电极的金属电极性能，从而提高电容的性能；另外，由于PVD腔室和ALD腔室集成到同一传输平台，成为单一集簇设备系统，这与现有技术在独立的CVD设备和ALD设备之间传递基片使其暴露在空气中相比，通过传输平台将基片在PVD腔室和ALD腔室之间传递，可以避免基片在制备工艺过程中在空气中暴露，从而提高制备出的电容的性能，而且由于集成为单一集簇设备系统，从而可以降低成本。
附图说明
图1a为平面电容的结构示意图；
图1b为沟槽电容的结构示意图；
图1c为一种具体的沟槽电容的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的半导体设备的结构简图；
图3a为本发明实施例中平面电容的结构示意图；
图3b为本发明实施例中沟槽电容的结构示意图；
图4为典型的磁控溅射腔室的结构简图；
图5为一种去气腔室的结构示意图；
图6为一种预清洗腔室的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的一种半导体设备行详细描述。
实施例1
图2为本发明实施例提供的半导体设备的结构简图，请参阅图2，该半导体设备包括：PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)腔室40、ALD(Atomic LayerDeposition，原子层沉积)腔室50和传输平台60；其中，PVD腔室40和ALD腔室50均与传输平台60相连通；PVD腔室40用于在基片上沉积电容的上电极和下电极；ALD腔室用于在基片上沉积电容的电介质层；传输平台60用于传输基片，具体地，传输平台60用于将未形成电容的基片自外界传输至PVD腔室40和ALD腔室50、以及在PVD腔室40和ALD腔室50之间传输、制备电容之后将已完成基片传出至外界。
本发明实施例提供的半导体设备，由于采用PVD腔室制备电容的上电极和下电极，而PVD腔室形成的薄膜致密性好且电阻率低，因此，可以提高上电极和下电极的金属电极性能，从而提高电容的性能；另外，由于PVD腔室和ALD集成到同一传输平台，成为单一集簇设备系统，这与现有技术在独立的CVD设备和ALD设备之间传递基片使其暴露在空气中相比，通过传输平台将基片在PVD腔室和ALD腔室之间传递，可以避免基片在制备工艺过程中在空气中暴露，从而提高电容的性能，而且由于集成为单一集簇设备系统，从而可以降低成本。
在本实施例中，具体地，请参阅图3a和图3b，图3a的电容结构为平面电容，图3b的电容为沟槽电容，二者所示的电容的上电极10包括朝向下电极20方向依次层叠的W膜层和TiN膜层；下电极20包括朝向上电极10方向依次层叠的W膜层和TiN膜层；电介质层30为Al2O3薄膜。
在此情况下，PVD腔室的数量为两个，两个PVD腔室用于沉积不同材料的薄膜，一个PVD腔室用于沉积W薄膜；另一个PVD腔室用于沉积TiN薄膜；ALD腔室用于沉积Al2O3薄膜。制备流程为：PVD W→PVD TiN→ALD Al2O3→PVD TiN→PVD W。
需要在此说明的是，在实际应用中，上电极10、下电极20以及电介质层30的膜层还可以采用图1c所示，即，下电极20包括朝向上电极方向依次层叠的TiN膜层、W膜层和TiN膜层；当然，还可以根据需要具体设置，PVD腔室的数量与上电极10和下电极20沉积的膜层的种类相等，ALD腔室的数量与电介质层30沉积的膜层的种类相等。
另外，需要说明的是，PVD优选选用磁控溅射腔室，图4为典型的磁控溅射腔室的结构简图，如图4所示，包括腔室壁8、工艺套件等，工艺套件有屏蔽件2、遮蔽环11以及沉积环14组成，其中，屏蔽件2用于遮挡反应腔室的内周壁，沉积环14位于基座9的边缘区域，遮蔽环11放置在屏蔽件2和沉积环14上，用于避免等离子体进入基座15的下方；基座9上用于放置基片12，溅射靶材3设置在反应腔室的顶壁上，在顶壁3上方还设置有磁控溅射装置，包括磁控管6，磁控管6在电机5的驱动下绕中心轴旋转；磁控管6放置在去离子水7中，用于靶材冷却，13为真空系统，用于将腔室抽真空。
优选地，本发明实施例提供的半导体设备还包括去气腔室70，与传输平台60相连，去气腔室70用于对基片进行除气和退火。
图5为一种去气腔室的结构示意图，请参阅图5，该去气腔室70采用灯泡加热和基座加热的双重加热方式，这样去气效果好。具体地该去气腔室70包括：由石英窗71隔开的真空腔72和大气腔73，在真空腔72内设置有用于承载基片76的基座74；在基座74内设置有加热丝组件75，对基片76起到均匀加热的作用。大气腔73内设置有加热灯泡77，加热灯泡77的灯泡基座78安装在安装板79上，安装板79上设置有冷却水管路791；反射板792与安装板1紧贴在一起，以实现反射板792的冷却，反射板792上留有安装加热灯泡77的小孔，反射板792的下表面经过光滑处理，以便更好地将光信号朝向石英窗71反射，充分利用光能，加热灯泡77可通过石英窗71向基片76加热；腔室壁上设置有屏蔽件793，在屏蔽件793内设置冷却水管路794，以防止加热时腔室壁过热。
该去气腔室70充分利用了加热灯泡77加热速度快，基座74可使温度均匀分布的特点，对晶片完成快速均匀加热。
另外，优选地，本发明实施例提供的半导体设备还包括预清洗腔室80，与传输平台60相连，预清洗腔室80用于去除基片表面上的杂质。
图6为一种预清洗腔室的结构示意图，请参阅图6，预清洗腔室80包括腔室盖801、绝缘腔室壁802及环形金属零件803等，在其内设置有放置基片的基座804上；在腔室的外周壁上缠绕有螺线管线圈805，在螺线管线圈805外设置有屏蔽套806，用于避免螺线管线圈805产生的磁感线向外传输；第一射频电源807通过匹配器与螺线管线圈805相连，以将射频功率施加至螺线管线圈805上使腔室内气体离化产生等离子体；第二射频电源808通过匹配器与基座804相连，用于给基片产生负偏压，吸引等离子体轰击基片，以去除晶片表面的杂质，对晶片表面进行预处理。
需要说明的是，图4-图6分别给出目前常用的典型的PVD、去气腔室70和预清洗腔室80，但本发明并不局限于此，在实际应用中，还可以采用其他结构的PVD、去气腔室70和预清洗腔室80。另外，ALD腔室采用现有技术中常用的腔室结构，在此不再详述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体设备，用于制备电容，其特征在于，包括：PVD腔室、ALD腔室和传输平台；
所述PVD腔室和所述ALD腔室均与所述传输平台相连通；
所述PVD腔室用于在基片上沉积所述电容的上电极和下电极；
所述ALD腔室用于在基片上沉积所述电容的电介质层；
所述传输平台用于传输基片。
2.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，还包括去气腔室，与所述传输平台相连，所述去气腔室用于对基片进行除气和退火。
3.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，还包括预清洗腔室，与所述传输平台相连，所述预清洗腔室用于去除基片表面上的杂质。
4.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述PVD腔室的数量为多个，多个所述PVD腔室用于沉积不同材料的薄膜。
5.根据权利要求4所述的半导体设备，其特征在于，所述PVD腔室的数量为两个；一个所述PVD腔室用于沉积W薄膜；
另一个PVD腔室用于沉积TiN薄膜。
6.根据权利要求5所述的半导体设备，其特征在于，所述ALD腔室用于沉积Al2O3薄膜。
7.根据权利要求6所述的半导体设备，其特征在于，所述电容的上电极包括朝向所述下电极方向依次层叠的W膜层和TiN膜层；
所述下电极包括朝向所述上电极方向依次层叠的W膜层和TiN膜层；
所述电介质层为Al2O3薄膜。
8.根据权利要求6所述的半导体设备，其特征在于，所述电容的上电极包括朝向所述下电极方向依次层叠的W膜层和TiN膜层；
所述下电极包括朝向所述上电极方向依次层叠的TiN膜层、W膜层和TiN膜层；
所述电介质层为Al2O3薄膜。
9.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述电容为平面电容。
10.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述电容为沟槽电容。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019140989A1 (zh) * 2018-01-17 2019-07-25 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体设备
WO2019140994A1 (zh) * 2018-01-17 2019-07-25 北京北方华创微电子装备有限公司 电容、电容制作方法及半导体设备
CN111952138A (zh) * 2020-08-17 2020-11-17 浙江祺跃科技有限公司 一种原位原子层沉积扫描电子显微镜
CN111974992A (zh) * 2019-12-27 2020-11-24 中北大学 一种环形金属零件成型均匀加热装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030116795A1 (en) * 2001-12-22 2003-06-26 Joo Kwang Chul Method of manufacturing a tantalum pentaoxide - aluminum oxide film and semiconductor device using the film
CN103093975A (zh) * 2011-10-27 2013-05-08 尹剑 积层薄膜电容的制造设备
CN103779181A (zh) * 2012-10-18 2014-05-07 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种mim电容器及其制造方法
CN207818535U (zh) * 2018-01-17 2018-09-04 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030116795A1 (en) * 2001-12-22 2003-06-26 Joo Kwang Chul Method of manufacturing a tantalum pentaoxide - aluminum oxide film and semiconductor device using the film
CN103093975A (zh) * 2011-10-27 2013-05-08 尹剑 积层薄膜电容的制造设备
CN103779181A (zh) * 2012-10-18 2014-05-07 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种mim电容器及其制造方法
CN207818535U (zh) * 2018-01-17 2018-09-04 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体设备

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019140989A1 (zh) * 2018-01-17 2019-07-25 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体设备
WO2019140994A1 (zh) * 2018-01-17 2019-07-25 北京北方华创微电子装备有限公司 电容、电容制作方法及半导体设备
CN111974992A (zh) * 2019-12-27 2020-11-24 中北大学 一种环形金属零件成型均匀加热装置
CN111952138A (zh) * 2020-08-17 2020-11-17 浙江祺跃科技有限公司 一种原位原子层沉积扫描电子显微镜

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