CN115198250A - 化学气相沉积装置及化学气象沉积方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种化学气相沉积装置及化学气象沉积方法，其中化学气相沉积装置包括：供气头、载件和机箱；载件位于机箱内，载件用于承托晶圆，载件位于供气头朝向沉积方向的一侧，供气头朝向沉积方向的表面开设有喷射口，供气头用于通过喷射口向载件喷射反应气体，以对载件所承托的晶圆进行化学气相沉积；供气头朝向沉积方向的一端的外围周侧套接有保护套，喷射口位于保护套内；保护套的内壁与供气头朝向沉积方向的表面形成一反应凹槽；在供气头对载件上的晶圆进行化学气相沉积时，载件用于承托晶圆的一端位于反应凹槽内，载件与保护套间隙配合。本发明能够提高晶圆化学气相沉积的均匀性，进而提高晶圆的质量。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种化学气相沉积装置及化学气象沉积方法。
背景技术
化学气相沉积(CVD)是一种制造薄膜的半导体工艺。传统化学气相沉积装置通常包括有水平置放的载盘和位于载盘上方的供气头。供气头提供反应气体至承载于载盘上的一片或多片晶圆。反应气体与晶圆反应后，在晶圆上形成所需的薄膜。
而现有化学气相沉积装置在对晶圆进行化学气相沉积时，供气头需要与载盘保持一定的距离，正向朝载盘喷射反应气体。但是，如此将会使得供气头在向晶圆喷射反应气体时，在对晶圆边缘位置进行化学气相沉积的部分反应气体会向晶圆周侧扩散，从而使得晶圆中心位置处的沉积效果与晶圆边缘处的沉积效果存在明显的差异，降低了晶圆化学气相沉积的均匀性，进而降低了晶圆的质量。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供的化学气相沉积装置及化学气象沉积方法，通过将晶圆放置在反应凹槽内进行化学气相沉积，能够有效的减少气体在射出供气头后的扩散到程度，从而能够提高晶圆化学气相沉积的均匀性，进而能够提高晶圆的质量。
第一方面，本发明提供一种化学气相沉积装置，包括：供气头、载件和机箱；
所述载件位于所述机箱内，所述载件用于承托晶圆，所述载件位于所述供气头朝向沉积方向的一侧，
所述供气头朝向所述沉积方向的表面开设有喷射口，所述供气头用于通过所述喷射口向载件喷射反应气体，以对载件所承托的晶圆进行化学气相沉积；
所述供气头朝向所述沉积方向的一端的外围周侧套接有保护套，所述喷射口位于所述保护套内；
所述保护套的内壁与所述供气头朝向所述沉积方向的表面形成一反应凹槽；
在所述供气头对载件上的晶圆进行化学气相沉积时，所述载件用于承托晶圆的一端位于所述反应凹槽内，所述载件与所述保护套间隙配合。
可选地，所述载件用于承托晶圆的表面开设有储放凹槽；
所述载件用于通过所述储放凹槽承托至少一个晶圆。
可选地，所述载件背离所述储放凹槽的一侧固定连接有转轴，
所述转轴用于带动所述载件相对所述沉积方向所在的直线方向旋转。
可选地，所述载件背离所述转轴的中心线与所述承载件的旋转中心线重合。
可选地，所述保护套的材料包括：陶瓷。
可选地，所述机箱包括：箱体和箱盖；
所述箱体和所述箱盖可拆卸连接，所述载件位于所述箱体内。
可选地，所述箱体开设有排气口。
可选地，所述箱盖开设有沉积口；
所述供气头通过所述沉积口与所述箱盖插接。
第二方面，本发明提供一种化学气相沉积方法，包括：
提供供气头，所述供气头的外围周侧套接有保护套，所述保护套的内壁与所述供气头朝向沉积方向的表面形成一反应凹槽；
将晶圆放置在载件朝向供气头的表面上；
驱动所述载件或/和所述供气头，将载件的一端通过所述反应凹槽与保护套插接，以使晶圆位于所述反应凹槽内；
开启所述供气头对所述反应凹槽内的晶圆进行化学气相沉积。
可选地，所述方法还包括：
驱动所述载件带动晶圆相对供气头转动。
本发明实施例提供的化学气相沉积装置及化学气象沉积方法，通过限定保护套和供气头的相对位置，在供气头朝向载件的一侧形成一反应凹槽，如此在将晶圆放置在反应凹槽内进行化学气相沉积时，能够有效的减少气体在射出供气头后的扩散到程度，从而能够提高晶圆化学气相沉积的均匀性，进而能够提高晶圆的质量。
附图说明
图1为本申请一实施例的化学气相沉积装置在进行化学气相沉积时的内部状态图。
附图标记
1、机箱；11、箱体；111、排气口；12、箱盖；121、沉积口；2、供气头；21、进气口；22、喷射口；3、载件；31、储放凹槽；4、保护套；5、反应凹槽；6、转轴；7、晶圆。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一方面，本发明提供一种化学气相沉积装置，结合图1，该化学气相沉积装置包括：供气头2、载件3和机箱1。
其中，机箱1包括：箱体11和箱盖12。箱体11和箱盖12可拆卸连接，载件3位于箱体11内。箱体11的底部开设有排气口111，机箱1内的废气可通过排气口111排出机箱1。箱盖12开设有沉积口121，供气头2可通过沉积口121插入机箱1内。
进一步的，该载件3为板状结构，载件3位于机箱1内，载件3用于承托晶圆7，以使晶圆7水平位于载件3上。在本实例中，载件3位于沉积口121正下方，在供气头2对晶圆7进行化学气相沉积时，载件3位于供气头2的正下方。
进一步的，所述供气头2的顶部开设有进气口21，该化学气相沉积装置通过所述进气口21向所述供气头2提供反应气体；供气头2的下表面开设有喷射口22，供气头2用于通过喷射口22向载件3喷射反应气体，以对载件3所承托的晶圆7进行化学气相沉积。供气头2的外围周侧套接有保护套4。保护套4的内壁与供气头2朝向沉积方向的表面形成一反应凹槽5；在供气头2对载件3上的晶圆7进行化学气相沉积时，载件3用于承托晶圆7的一端位于反应凹槽5内，载件3与保护套4间隙配合。
其中，保护套4可与供气头2固定连接，也可以与箱盖12固定连接。在本实施例中，保护套4与供气头2固定连接，供气头2通过沉积口121和保护套4的配合与箱盖12插接。且保护套4的材料为陶瓷。如此通过设置保护套4不但能够对供气头2进行隔热处理，防止操作人员误触高温度的供气头2而发生安全事故，并防止高温度的供气头2对周围的气体器件造成损坏，如机箱1，同时还能够形成形成一反应凹槽5，如此在将晶圆7放置在反应凹槽5内进行化学气相沉积时，能够有效的减少气体在射出供气头2后的扩散到程度，从而能够提高晶圆7化学气相沉积的均匀性，进而能够提高晶圆7的质量。
载件3的上表面开设有储放凹槽31；载件3用于通过储放凹槽31承托至少一个晶圆7。在本实例中，储放凹槽31内水平放置一个晶圆7。载件3背离储放凹槽31的一侧固定连接有竖直放置的转轴6，转轴6用于带动载件3相对沉积方向所在的直线方向旋转。具体的，载件3背离转轴6的中心线与承载件3的旋转中心线重合。
在一种可选的实施例中，化学气相沉积装置还包括：驱动电机。驱动电机与供气头2或/和载件3连接。驱动电机用于驱动供气头2和载件3相互靠近，以将载件3上的晶圆7移动至反应凹槽5内进行化学气相沉积。
第二方面，本发明提供一种化学气相沉积方法，应用于上述的化学气相沉积装置，该方法包括：提供供气头2，供气头2的外围周侧套接有保护套4，保护套4的内壁与供气头2朝向沉积方向的表面形成一反应凹槽5；将晶圆7放置在载件3朝向供气头2的表面上；驱动载件3或/和供气头2，将载件3的一端通过反应凹槽5与保护套4插接，以使晶圆7位于反应凹槽5内；开启供气头2对反应凹槽5内的晶圆7进行化学气相沉积。
进一步的，该方法还包括：在开启供气头2前或开启供气头2后，驱动载件3带动晶圆7相对供气头2转动。如此能够进行一步提高化学气相沉积的均匀性。
该化学气象沉积方法通过限定保护套4和供气头2的相对位置，在供气头2朝向载件3的一侧形成一反应凹槽5，如此在将晶圆7放置在反应凹槽5内进行化学气相沉积时，能够有效的减少气体在射出供气头2后的扩散到程度，从而能够提高晶圆7化学气相沉积的均匀性，进而能够提高晶圆7的质量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种化学气相沉积装置，其特征在于，包括：供气头、载件和机箱；
所述载件位于所述机箱内，所述载件用于承托晶圆，所述载件位于所述供气头朝向沉积方向的一侧，
所述供气头朝向所述沉积方向的表面开设有喷射口，所述供气头用于通过所述喷射口向载件喷射反应气体，以对载件所承托的晶圆进行化学气相沉积；
所述供气头朝向所述沉积方向的一端的外围周侧套接有保护套，所述喷射口位于所述保护套内；
所述保护套的内壁与所述供气头朝向所述沉积方向的表面形成一反应凹槽；
在所述供气头对载件上的晶圆进行化学气相沉积时，所述载件用于承托晶圆的一端位于所述反应凹槽内，所述载件与所述保护套间隙配合。
2.根据权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述载件用于承托晶圆的表面开设有储放凹槽；
所述载件用于通过所述储放凹槽承托至少一个晶圆。
3.根据权利要求2所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述载件背离所述储放凹槽的一侧固定连接有转轴，
所述转轴用于带动所述载件相对所述沉积方向所在的直线方向旋转。
4.根据权利要求3所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述载件背离所述转轴的中心线与所述承载件的旋转中心线重合。
5.根据权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述保护套的材料包括：陶瓷。
6.根据权利要求1所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述机箱包括：箱体和箱盖；
所述箱体和所述箱盖可拆卸连接，所述载件位于所述箱体内。
7.根据权利要求6所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述箱体开设有排气口。
8.根据权利要求6所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述箱盖开设有沉积口；
所述供气头通过所述沉积口与所述箱盖插接。
9.一种化学气相沉积方法，其特征在于，包括：
提供供气头，所述供气头的外围周侧套接有保护套，所述保护套的内壁与所述供气头朝向沉积方向的表面形成一反应凹槽；
将晶圆放置在载件朝向供气头的表面上；
驱动所述载件或/和所述供气头，将载件的一端通过所述反应凹槽与保护套插接，以使晶圆位于所述反应凹槽内；
开启所述供气头对所述反应凹槽内的晶圆进行化学气相沉积。
10.根据权利要求9所述的化学气相沉积装置，其特征在于，所述方法还包括：
驱动所述载件带动晶圆相对供气头转动。
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