CN113832448A - 一种半导体薄膜沉积设备及半导体镀膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体薄膜沉积设备及半导体镀膜方法,设备中,在盖板的上方扣装有顶罩,在该顶罩上安装有惰性气体导入管,通过该惰性气体导入管,可将惰性气体导入到顶罩内,使得喷淋板的四周在惰性气体的保护氛围中,即使在喷淋板和第一安装孔的密封处发生气体渗漏,进入反应腔内的气体也是注入的纯净惰性气体,不会引入微小颗粒,同时也不参与反应腔中晶圆的镀膜沉积反应,进而提高镀膜的质量;半导体镀膜方法,由于采用上述的半导体薄膜沉积设备进行晶圆的沉积镀膜,存在镀膜质量好等优点;该半导体薄膜沉积设备,具有结构简单、设计合理、使用方便、镀膜质量好等优点。
Description
技术领域
本发明公开涉及半导体镀膜的技术领域,尤其涉及一种半导体薄膜沉积设备及半导体镀膜方法。
背景技术
现有的半导体薄膜沉积设备主要由反应发生器、盖板以及喷淋板构成,其中,在反应发生器中设置有上端与外部连通的反应腔,盖板扣装在反应发生器的上端,且在盖板上设置有安装孔,喷淋板密封安装在盖板的安装孔内。
该半导体薄膜沉积设备镀膜时,需要先将反应腔抽真空后,放入晶圆,再向反应腔内注入工艺气体,进行沉积镀膜。虽然,喷淋板与盖板的安装孔之间为密封连接,通常为采用橡胶密封连接,但由于反应腔为真空,喷淋板上方的压强大于反应腔内的压强,因此,在压差的作用下,盖板上方的空气会沿着喷淋板与安装孔之间的密封处进入到反应腔内,而空气中的微小颗粒会随着空气进入到反应腔中,影响反应腔的颗粒度并参加镀膜沉积反应,影响镀膜的质量。
因此,如何研发一种新型的半导体薄膜沉积设备,以解决上述问题,成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此,本发明提供了一种半导体薄膜沉积设备及半导体镀膜方法,以解决以往的半导体薄膜沉积设备会在喷淋板与盖板的密封处发生空气渗漏,影响镀膜质量的问题。
一方面,本发明提供了一种半导体薄膜沉积设备,该设备包括:反应发生器、盖板、喷淋板、顶罩、管路以及惰性气体导入管;
所述反应发生器中设置有上端与外部连通的反应腔;
所述盖板扣装在所述反应发生器的上端端面,在所述盖板的中央设置有第一安装孔;
所述喷淋板密封安装在所述盖板中的第一安装孔内,且在所述喷淋板上设置有进气口;
所述顶罩扣装在所述盖板的上方,将所述喷淋板罩在内部,在所述顶罩上分别设置有工艺气体注入口、排气口以及第二安装孔;
所述管路位于所述顶罩内,且一端与所述顶罩中的工艺气体注入口连接且连通,另一端与所述喷淋板中的进气口连接且连通;
所述惰性气体导入管安装在所述顶罩中的第二安装孔内,且所述惰性气体导入管一端位于所述顶罩的外部,另一端位于所述顶罩的内部。
优选,在所述喷淋板内沿其周向设置有气道,在所述喷淋板的上表面设置有与所述气道连通的注气孔,在所述喷淋板的侧壁上设置有与所述气道连通的排气孔;
所述惰性气体导入管中位于所述顶罩内部的端口与所述注气孔连接且连通。
进一步优选,所述排气孔为多个,且沿着所述喷淋板的周向间隔均匀布置。
进一步优选,所述工艺气体注入口位于所述顶罩的顶面,且与所述喷淋板上的进气口同轴设置。
进一步优选,所述排气口位于所述顶罩的顶面或上部。
进一步优选,所述第二安装孔位于所述顶罩的侧壁。
另一方面,本发明还提供了一种半导体镀膜方法,所述方法上述任意一种半导体薄膜沉积设备进行,所述方法包括如下步骤:
将半导体薄膜沉积设备中的反应腔抽真空后,放入晶圆;
分别同步从所述半导体薄膜沉积设备的工艺气体注入口和所述半导体薄膜沉积设备的管路对应注入工艺气体和惰性气体,进行晶圆的沉积镀膜。
优选,所述惰性气体为氮气。
本发明提供的半导体薄膜沉积设备,在盖板的上方扣装有顶罩,在该顶罩上安装有惰性气体导入管,通过该惰性气体导入管,可将惰性气体导入到顶罩内,使得喷淋板的四周在惰性气体的保护氛围中,即使在喷淋板和第一安装孔的密封处发生气体渗漏,进入反应腔内的气体也是注入的纯净惰性气体,不会引入微小颗粒,同时也不参与反应腔中晶圆的镀膜沉积反应,进而提高镀膜的质量。
本发明提供的半导体镀膜方法,由于采用上述的半导体薄膜沉积设备进行晶圆的沉积镀膜,存在镀膜质量好等优点。
本发明提供的半导体薄膜沉积设备,具有结构简单、设计合理、使用方便、镀膜质量好等优点。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明的公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开实施例提供的一种半导体薄膜沉积设备的结构示意图;
图2为本发明公开实施例提供的一种半导体薄膜沉积设备的纵向剖面结构示意图;
图3为本发明公开实施例提供的一种半导体薄膜沉积设备扣合时的结构示意图;
图4为本发明公开实施例提供的一种半导体薄膜沉积设备中喷淋盘的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
为了解决以往的半导体薄膜沉积设备会在喷淋板与盖板的密封处发生空气渗漏,影响镀膜质量的问题,本实施方案尝试采用正压隔绝空气的方式,通过注入惰性气体实现镀膜沉积反应的保护,基于上述想法设计了如下的半导体薄膜沉积设备,具体参见图1~图3,该半导体薄膜沉积设备主要由反应发生器1、盖板2、喷淋板3、顶罩4、管路5以及惰性气体导入管6构成,其中,在反应发生器1中设置有上端与外部连通的反应腔11,盖板2扣装在反应发生器1的上端端面,在盖板2的中央设置有第一安装孔,喷淋板3密封安装在盖板2中的第一安装孔内,且在喷淋板3上设置有进气口,顶罩4扣装在盖板2的上方,通过螺栓进行固定,将喷淋板3罩在内部,在顶罩4上分别设置有工艺气体注入口41、排气口42以及第二安装孔43,管路5位于顶罩4内,且一端与顶罩4中的工艺气体注入口41连接且连通,另一端与喷淋板3中的进气口连接且连通,惰性气体导入管6安装在顶罩4中的第二安装孔43内,且惰性气体导入管6一端位于顶罩4的外部,另一端位于顶罩4的内部。
上述实施方案提供的半导体薄膜沉积设备,使用时,待镀膜的晶圆在反应发生器1中的反应腔11内进行沉积镀膜时,由顶罩4上的工艺气体注入口41注入工艺气体,工艺气体经由管路5流入到喷淋板3内,再由喷淋板3进入反应腔11内进行沉积反应,为了避免从喷淋板3与第一安装孔的密封处渗漏空气,在注入工艺气体的同时,由惰性气体导入管6向顶罩4内注入惰性气体,其中优选惰性气体导入管6中位于顶罩4内部的一端端口位于顶罩4的下部,此时,注入的惰性气体主要位于顶罩的下部,即喷淋板3的周围,在注入惰性气体的同时,顶罩4中的部分空气会从排气孔42处排出,避免顶罩4中的压强过大,此时,即使在喷淋板3与第一安装孔的密封处发生渗漏,渗漏的气体也是注入的纯净的惰性气体,一方面可以防止空气中的小颗粒进入,另一方面还可以防止渗透的空气参与反应,进而提高沉积多模的质量。
为了提高注入惰性气体沿着喷淋板3均匀布置,作为技术方案的改进,参见图4,在喷淋板3内沿其周向设置有气道31,在喷淋板3的上表面设置有与气道31连通的注气孔311,在喷淋板3的侧壁上设置有与气道31连通的排气孔312,惰性气体导入管6中位于顶罩4内部的端口与注气孔311连接且连通。
通过上述的结构设计,由惰性气体导入管6导入的惰性气体沿着气道31流动,再由排气孔312向外部输出,优选,排气孔312为多个,且沿着喷淋板3的周向间隔均匀布置。
为了方便管路5的设计,优选,将工艺气体注入口41位于顶罩4的顶面,且与喷淋板3上的进气口同轴设置,此时,管路5仅采用直线管路即可。
为了方便空气的排出,作为技术方案的改进,将顶罩4中的排气口42设计位于顶罩4的顶面或上部。
为了方便惰性气体导入管6的安装,作为技术方案的改进,将顶罩4中的第二安装孔43设计位于顶罩4的侧壁。
本实施方案提供的为一种半导体镀膜方法,该方法采用上述实施方案中任意一种半导体薄膜沉积设备进行,如下步骤:
1)将半导体薄膜沉积设备中的反应腔11抽真空后,放入晶圆;
2)分别同步从半导体薄膜沉积设备的工艺气体注入口41和半导体薄膜沉积设备的管路5对应注入工艺气体和惰性气体,进行晶圆的沉积镀膜。
实验中,通过上述方案制备半导体薄膜性能优良,质量好。
其中,惰性气体可以为稀有气体,优选为氮气,以降低制备成本。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述的内容,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (8)
1.一种半导体薄膜沉积设备,其特征在于,包括:反应发生器(1)、盖板(2)、喷淋板(3)、顶罩(4)、管路(5)以及惰性气体导入管(6);
所述反应发生器(1)中设置有上端与外部连通的反应腔(11);
所述盖板(2)扣装在所述反应发生器(1)的上端端面,在所述盖板(2)的中央设置有第一安装孔;
所述喷淋板(3)密封安装在所述盖板(2)中的第一安装孔内,且在所述喷淋板(3)上设置有进气口;
所述顶罩(4)扣装在所述盖板(2)的上方,将所述喷淋板(3)罩在内部,在所述顶罩(4)上分别设置有工艺气体注入口(41)、排气口(42)以及第二安装孔(43);
所述管路(5)位于所述顶罩(4)内,且一端与所述顶罩(4)中的工艺气体注入口(41)连接且连通,另一端与所述喷淋板(3)中的进气口连接且连通;
所述惰性气体导入管(6)安装在所述顶罩(4)中的第二安装孔(43)内,且所述惰性气体导入管(6)一端位于所述顶罩(4)的外部,另一端位于所述顶罩(4)的内部。
2.根据权利要求1所述半导体薄膜沉积设备,其特征在于,在所述喷淋板(3)内沿其周向设置有气道(31),在所述喷淋板(3)的上表面设置有与所述气道(31)连通的注气孔(311),在所述喷淋板(3)的侧壁上设置有与所述气道(31)连通的排气孔(312);
所述惰性气体导入管(6)中位于所述顶罩(4)内部的端口与所述注气孔(311)连接且连通。
3.根据权利要求2所述半导体薄膜沉积设备,其特征在于,所述排气孔(312)为多个,且沿着所述喷淋板(3)的周向间隔均匀布置。
4.根据权利要求1所述半导体薄膜沉积设备,其特征在于,所述工艺气体注入口(41)位于所述顶罩(4)的顶面,且与所述喷淋板(3)上的进气口同轴设置。
5.根据权利要求1所述半导体薄膜沉积设备,其特征在于,所述排气口(42)位于所述顶罩(4)的顶面或上部。
6.根据权利要求1所述半导体薄膜沉积设备,其特征在于,所述第二安装孔(43)位于所述顶罩(4)的侧壁。
7.一种半导体镀膜方法,所述方法采用权利要求1~6任意一种所述半导体薄膜沉积设备进行,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
将半导体薄膜沉积设备中的反应腔(11)抽真空后,放入晶圆;
分别同步从所述半导体薄膜沉积设备的工艺气体注入口(41)和所述半导体薄膜沉积设备的管路(5)对应注入工艺气体和惰性气体,进行晶圆的沉积镀膜。
8.根据权利要求7所述半导体镀膜方法,其特征在于,所述惰性气体为氮气。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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