CN116288279A - 一种气相沉积装置及基片处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气相沉积装置及基片处理方法。气相沉积装置包括：反应腔；基座组件，设置于反应腔的底部，包括用于承载基片的中心区域和环绕中心区域的边缘区域，基座组件可在一高位和一低位之间移动；气体喷淋头，与基座组件相对设置于反应腔的顶部，用于通入多种制程气体，气体喷淋头的下表面与基座组件的中心区域的上表面之间为一反应空间；设置基座组件位于高位，基座组件的边缘区域与气体喷淋头的下表面形成围绕反应空间的第一抽气通道；以及，第二抽气通道，其围绕第一抽气通道，第二抽气通道的流导大于第一抽气通道的流导，使制程气体经过第一抽气通道、第二抽气通道两级阻碍后排出。本发明能够改变抽气流导，平衡气体分布和清洁效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体设备技术领域，特别涉及一种气相沉积装置及基片处理方法。
背景技术
在半导体器件的制造过程中，需要进行大量的微观加工，其中常用的方式为采用原子层沉积工艺（ALD）或气相沉积工艺（CVD）或等离子体处理工艺利用反应腔的原理对基片进行处理加工。随着半导体器件特征尺寸的日益缩小以及器件集成度的日益提高，原子层沉积和化学气相沉积等工艺的应用愈加广泛。例如在某些情况下，通过原子层沉积工艺对晶圆表面进行薄膜沉积处理。原子层沉积工艺是一种基于有序、表面自饱和反应的化学气相薄膜沉积技术，可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基片表面，通过将多种工艺气体交替脉冲通入反应腔并在基片表面发生气固相化学吸附反应形成薄膜。在原子沉积过程中，新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的，这种方式使每次反应只沉积一层原子。
气相沉积装置虽经多次更新换代，性能得到极大提升，但在薄膜沉积均匀性方面仍存在诸多不足，尤其是随着基片尺寸日益增大，现有的气相沉积装置已难以满足薄膜的均匀性要求。在薄膜沉积过程中，多种工艺条件都会对基片表面薄膜沉积的均匀性造成影响，例如抽气流导这一控制条件。提高抽气流导可以增加清洁效率，但会导致反应腔内工艺气体分布不均匀，使基片表面沉积的薄膜厚度不均匀性，降低基片生产的良品率；降低抽气流导可以使工艺气体分布更均匀，但会降低清洁效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种气相沉积装置及基片处理方法，能够改变抽气流导，平衡气体分布和清洁效率。
为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种气相沉积装置，包括：
反应腔，用于执行气相沉积工艺；
基座组件，设置于所述反应腔的底部，包括用于承载基片的中心区域和环绕所述中心区域的边缘区域，所述基座组件可在一高位和一低位之间移动；
气体喷淋头，与所述基座组件相对设置于所述反应腔的顶部，用于通入多种制程气体，所述气体喷淋头的下表面与所述基座组件的中心区域的上表面之间为一反应空间；
设置所述基座组件位于所述高位，所述基座组件的边缘区域与所述气体喷淋头的下表面形成围绕所述反应空间的第一抽气通道；以及，
第二抽气通道，其围绕所述第一抽气通道，所述第二抽气通道的流导大于所述第一抽气通道的流导，使所述制程气体经过第一抽气通道、第二抽气通道两级阻碍后排出。
可选地，所述基座组件可下降至传片位置，所述基座组件在所述低位时的上表面高度高于在所述传片位置时的上表面高度，且低于所述第二抽气通道的进气口的下沿高度。
可选地，所述制程气体包括工艺气体和吹扫气体，所述基座组件移动到所述高位时，所述工艺气体由所述气体喷淋头进入所述反应空间，所述反应空间中的气体经所述第一抽气通道由所述第二抽气通道排出；所述基座组件移动到所述低位时，所述吹扫气体由所述气体喷淋头进入所述反应空间，所述反应空间中的气体由所述第二抽气通道排出。
可选地，所述基座组件包括位于所述基座组件的边缘区域的边缘环，所述第一抽气通道由所述边缘环的上表面与所述气体喷淋头的边缘区域的下表面之间的缝隙组成。
可选地，所述气体喷淋头的边缘区域的下表面低于所述气体喷淋头的中心区域的下表面。
可选地，所述边缘环的上表面高于所述基座组件的中心区域的上表面。
可选地，还包括位于所述气体喷淋头与所述反应腔的侧壁之间的抽气环，所述第二抽气通道包括所述抽气环的环形抽气空间，所述反应空间中的制程气体可经所述环形抽气空间的进气口进入所述环形抽气空间，所述环形抽气空间的出气口连通外部抽气装置。
可选地，所述环形抽气空间的进气口为沿所述抽气环的内侧壁的周向均匀或非均匀分布的多个孔。
可选地，所述孔的数量大于60。
可选地，所述第一抽气通道的径向宽度大于等于30mm。
可选地，所述第一抽气通道的上下表面具有第一距离，所述第一距离小于等于2mm。
可选地，所述第二抽气通道的进气口具有第二距离，所述第二距离大于等于4mm。
可选地，所述气体喷淋头的边缘区域的下表面设有环状凸台，所述环状凸台可上下移动来调整所述环状凸台的下表面与所述基座组件的边缘区域的上表面之间的距离。
可选地，还包括：
第一工艺气源、第二工艺气源和吹扫气源，所述第一工艺气源、第二工艺气源和吹扫气源通过输气管路与所述气体喷淋头连通，用于分别输送第一工艺气体、第二工艺气体和吹扫气体；
控制器，其被配置为使所述基座组件移动到所述高位，使所述第一工艺气体进入所述反应空间执行第一步骤；使所述基座组件移动到所述低位，使所述吹扫气体进入所述反应空间执行第二步骤；使所述基座组件移动到所述高位，使所述第二工艺气体进入所述反应空间执行第三步骤。
可选地，所述高位和所述低位至少包括一个高度值，所述高位的最小高度值大于所述低位的最大高度值。
可选地，所述高位用于薄膜的沉积；所述低位用于反应空间的清洁吹扫。
可选地，设置所述基座组件位于所述低位，使所述制程气体经过所述第二抽气通道一级阻碍后排出。
进一步还提供了一种基片处理方法，应用于如上述任一项所述的气相沉积装置，所述方法包括如下步骤：
控制所述基座组件移动到所述高位，所述气体喷淋头向所述反应空间通入第一工艺气体，对所述基座组件上的基片进行化学吸附处理，所述反应空间中的气体经所述第一抽气通道由所述第二抽气通道排出；
控制所述基座组件移动到所述低位，所述气体喷淋头向所述反应空间通入吹扫气体进行吹扫，所述反应空间中的气体由所述第二抽气通道排出；
控制所述基座组件移动到所述高位，所述气体喷淋头向所述反应空间通入第二工艺气体，对所述基座组件上的基片进行化学反应处理，所述反应空间中的气体经所述第一抽气通道由所述第二抽气通道排出；
控制所述基座组件移动到所述低位，所述气体喷淋头向所述反应空间通入吹扫气体进行吹扫，所述反应空间中的气体由所述第二抽气通道排出；
重复以上步骤，直到所述基片表面沉积的薄膜符合要求。
可选地，还包括步骤：
控制所述基座组件下降至传片位置，将待处理基片传入所述反应腔，或，将已处理基片传出所述反应腔。
与现有技术相比，本发明至少具有如下优点之一：
采用本发明提供的气相沉积装置，当所述基座组件移动到所述高位时，此时所述反应腔具有两级抽气通道，第一级为第一抽气通道，第二级为第二抽气通道，第二抽气通道的流导大于第一抽气通道，由于所述第一抽气通道紧邻反应空间，且流导小，使得所述反应空间具有较小的抽气通量，有助于工艺气体在所述反应空间内快速且均匀分布，从而使得基片表面具有更好的薄膜均匀性，当所述基座组件移动到所述低位时，所述基片的边缘区域的上表面与所述气体喷淋头的下表面距离较大，对反应空间的气体流出基本无影响，因此所述第一抽气通道消失或忽略不计，所述反应空间只由所述第二抽气通道进行抽气，从而可具有较大的抽气通量，有助于气体快速排出，提高吹扫气体的清洁效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明一实施例提供的一种气相沉积装置处于高位的剖面结构图；
图2为本发明一实施例提供的一种气相沉积装置处于低位的剖面结构图；
图3为本发明一实施例提供的一种气相沉积装置处于传片位置的剖面结构图；
图4为本发明一实施例提供的另一种气相沉积装置处于高位的剖面结构图；
图5为本发明一实施例提供的又一种气相沉积装置处于高位的剖面结构图；
图6为本发明一实施例提供的基片处理方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的方案作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
在薄膜沉积的工艺处理过程中，工艺条件抽气流导至关重要。基于此，如图1、2所示，本发明提供了一种气相沉积装置，包括反应腔100，用于执行气相沉积工艺，所述反应腔100的底部设有可上下移动的基座组件110，所述基座组件110的上表面由用于承载基片的中心区域X和围绕所述中心区域X的边缘区域Y 组成，所述中心区域X的上表面可放置一个或多个基片。所述反应腔100的顶部设有气体喷淋头101，用于通入多种制程气体，对基片进行加工处理。所述基座组件110与所述气体喷淋头101相对设置，所述气体喷淋头101的下表面与所述基座组件110的中心区域X的上表面之间为一反应空间，多种制程气体通过所述气体喷淋头101可以交替通入所述反应空间。根据某一工艺过程中反应的需要，当所述制程气体的种类改变时，所述基座组件110的上表面高度可在高位和低位之间切换，同时改变了反应空间的大小以及反应空间气体排出口的尺寸，当所述基座组件110移动到所述高位时，其边缘区域Y的上表面与所述气体喷淋头101的下表面形成围绕所述反应空间的第一抽气通道d1。
具体的，当所述制程气体改变时，可以更改所述基座组件110边缘区域Y的上表面和所述气体喷淋头101的下表面的距离，进而改变所述反应空间中所述制程气体的流出速度，根据实际需要调整均匀性和排气效率之间的倾向。可以理解的是，所述基座组件110移动到所述高位时，因边缘区域Y的上表面距离所述气体喷淋头101的下表面较近，会对所述反应空间内的气体排出产生阻力，所以其边缘区域Y的上表面与所述气体喷淋头101的下表面形成所述第一抽气通道d1，也即制程气体从所述第一抽气通道d1排出时会产生流导。所述气相沉积装置中还具有围绕所述第一抽气通道d1的第二抽气通道d2，通过所述第二抽气通道d2的孔径配合抽气压力，使所述制程气体经过所述第二抽气通道d2也产生流导，所述第二抽气通道d2的流导大于所述第一抽气通道d1的流导，使所述制程气体经过第一抽气通道d1、第二抽气通道d2两级阻碍后排出。
由图1和图2可知，当所述基座组件110移动到所述高位时，此时所述反应腔100具有两级抽气通道，第一级为所述第一抽气通道d1，第二级为所述第二抽气通道d2，所述第二抽气通道d2的流导大于所述第一抽气通道d1，由于所述第一抽气通道d1紧邻所述反应空间，且流导小，使得所述反应空间具有较小的抽气通量，有助于工艺气体在所述反应空间内均匀分布，从而使得基片表面具有更好的薄膜均匀性；当所述基座组件110移动到所述低位时，所述基座组件110的边缘区域Y的上表面与所述气体喷淋头101的下表面距离较大，对所述反应空间的气体流出基本无影响，因此所述第一抽气通道d1消失或忽略不计，所述反应空间只由所述第二抽气通道d2进行抽气，使所述制程气体经过所述第二抽气通道d2一级阻碍后排出，从而可具有较大的抽气通量，有助于气体快速排出，提高吹扫气体的清洁效率。在一些实施例中，所述基座组件110移动到所述低位时，所述基座组件110边缘区域Y的上表面高度低于所述第二抽气通道d2的高度（即低于所述第二抽气通道d2的进气口的下沿高度），以降低所述气体喷淋头101和所述基座组件110边缘区域Y对制程气体抽出的影响。
所述制程气体包括工艺气体（如原料气体TiCl4、反应活性气体NH3等）和吹扫气体（如N2等）。对于上述的气相沉积装置，可以理解的是，所述高位用于薄膜的沉积，当所述基座组件110移动到所述高位时，所述工艺气体在所述反应腔100内的气体流向如图1中的虚线箭头所示，所述工艺气体由所述气体喷淋头101进入所述反应空间，不能立即经由所述第一抽气通道d1全部排出，在所述反应空间内可产生滞留的效果，使气体分布更均匀，提高基片表面薄膜均匀性，在反应过程中所述反应空间中的气体需要经所述第一抽气通道d1后，再由所述第二抽气通道d2排出；所述低位用于反应空间的清洁吹扫，当所述基座组件110移动到所述低位时，所述吹扫气体在所述反应腔100内的气体流向如图2中的虚线箭头所示，所述吹扫气体由所述气体喷淋头101进入所述反应空间，此时所述反应空间内的气体无需经过较小抽气通量的所述第一抽气通道d1，而是直接由较大抽气通量的所述第二抽气通道d2排出，从而提高了清洁效率，可以快速完成清洁并转而执行下一步骤，并且所述第二抽气通道d2同样会使所述反应空间内的气体产生小于所述第一抽气通道d1的滞留效果，能够更全面吹扫所述反应空间内部件表面的上一个步骤的制程气体，清洁效果更好。
在一种实施方式中，所述气相沉积装置还可以包括一控制器，用于自动化地控制所述基座组件110上下移动以及相配合地控制所述工艺气体或吹扫气体通入。所述基座组件110包含一基台111，所述基台111的中心区域用于承载基片，所述基台111可与如电机驱动器等的第一升降驱动机构113连接，所述第一升降驱动机构113带动所述基座组件110上下移动。当需要通入工艺气体时，所述控制器控制所述第一升降驱动机构113带到所述基座组件110移动到所述高位，并控制所述工艺气体由所述气体喷淋头101通入所述反应腔100。当需要通入吹扫气体时，所述控制器控制所述第一升降驱动机构113带到所述基座组件110移动到所述低位，并控制所述吹扫气体由所述气体喷淋头101通入所述反应腔100。
进一步的，如图1、4、5所示，在所述基座组件110移动到所述高位时，所述第一抽气通道d1的上下表面具有第一距离h1，为了能够在反应空间内可产生滞留的效果，所述第一距离h1可以小于等于2mm。过大的第一距离h1将会令所述制程气体更快从所述反应空间逃逸，不能起到在基片表面均匀铺开的效果。
如图1、4、5所示，所述基座组件110包括位于所述基座组件110的边缘区域Y的边缘环112，所述边缘环112的作用是覆盖在所述基座组件110的基台111的边缘，避免在所述基台111的边缘产生沉积物，降低所述基台111的维护成本。本实施例中，所述第一抽气通道d1由所述边缘环112的上表面与所述气体喷淋头101的边缘区域的下表面之间的缝隙组成，即，当所述基座组件110上升到所述高位时，所述边缘环112的上表面与所述气体喷淋头101的边缘区域的下表面相互靠近，且二者之间形成所述第一抽气通道d1。
为了保证所述反应空间具有足够的容积来容纳制程气体，在一种实施方式中，如图4所示，可使所述边缘环112的上表面高于所述基座组件110的中心区域X的上表面，由此，当所述基座组件110上升到所述高位时，所述边缘环112的上表面与所述气体喷淋头101的下表面的距离较小，从而满足上述第一距离h1的要求。在另一种实施方式中，如图1所示，也可使所述气体喷淋头101的边缘区域的下表面低于所述气体喷淋头101的中心区域的下表面，即，在所述气体喷淋头101边缘区域的下表面设置一环状凸台1011，由此，当所述基座组件110上升到所述高位时，所述气体喷淋头101的环状凸台1011下表面与所述基座组件110的边缘区域Y的上表面之间的距离较小，从而满足上述第一距离h1的要求。
在其它实施例中，如图5所示，还可以将所述环状凸台1011设置为能够上下移动，从而调整所述环状凸台1011的下表面与所述基座组件110的边缘区域Y的上表面的距离，使得当所述基座组件110上升到所述高位时，所述环状凸台1011能够下降，直至其下表面与所述基座组件110的边缘区域Y的上表面之间形成所述第一抽气通道d1。具体的，可在所述气体喷淋头101上设置一第二升降驱动机构1012，所述气相沉积装置的控制器控制所述第二升降驱动机构1012带动所述环状凸台1011上下移动，同时控制所述工艺气体或吹扫气体通入。
进一步的，所述第一抽气通道d1的径向宽度可以大于等于30mm。可以理解的是，在所述第一抽气通道d1的上下高度较小的情况下，再配合较大的径向宽度，形成了“窄且长”的所述第一抽气通道d1，使得所述反应空间形成的滞留效果更强，从而进一步提高基片表面薄膜均匀性。
由以上可知，由于本发明的气相沉积装置在通入工艺气体时使所述基座组件110处于高位，使得所述基座组件110的边缘区域Y的上表面与所述气体喷淋头101的下表面相互靠近形成所述第一抽气通道d1，所述第一抽气通道d1的抽气通量小，已经能够很好地提高基片表面薄膜均匀性，因此，本实施例中所述第二抽气通道d2可以设计得比现有的气相沉积装置的抽气通量大，例如，如图2所示，所述第二抽气通道d2的进气口的上下表面具有第二距离h2，所述第二距离h2大于等于4mm。
本实施例中，如图1所示，本发明提供的气相沉积装置还包括抽气环120，用于将所述反应腔100内部的气体即反应废弃产物排出所述反应腔100。所述抽气环120设置于所述气体喷淋头101和所述反应腔100的侧壁之间，具有一环形抽气空间A，所述第二抽气通道d2包括所述抽气环120的环形抽气空间A，所述反应空间中的制程气体可经所述环形抽气空间A的进气口进入所述环形抽气空间A，所述环形抽气空间A的出气口连通外部抽气装置。由此，所述外部抽气装置可以通过所述进气口将所述反应空间中的制程气体抽至所述环形抽气空间A，并由所述出气口排至腔外。可选的，所述环形进气空间A的进气口为沿所述抽气环120的内侧壁的周向均匀分布的多个孔，例如所述孔的数量大于60，由此可在抽气过程中保持气体分布均匀性，达到快速、均匀抽气的目的。在一些实施例中，所述抽气环120的内侧壁的周向也可以根据实际需要设置非均匀分布的多个孔来调节气流。
所述气体喷淋头101与外部的气源连接，用于将工艺气体或吹扫气体从气源均匀注入所述反应腔100，在基片上方的处理区域执行薄膜沉积工艺或进行吹扫，以保证薄膜沉积工艺的正常进行。所述气源包括第一工艺气源131、第二工艺气源132和吹扫气源133，所述第一工艺气源131、第二工艺气源132和吹扫气源133通过输气管路与所述气体喷淋头101连通，输气管路可以是分立的多条用于分别输送第一工艺气体、第二工艺气体和吹扫气体进入气体喷淋头，也可以是多路歧管，先对第一工艺气体、第二工艺气体和吹扫气体进行混合后再输入气体喷淋头。本实施例中，所述气体喷淋头101通过第一输气管路连接第一工艺气源131，通过第二输气管路连接第二工艺气源132，通过第三输气管路连接吹扫气源133，分别输送包括第一工艺气体、第二工艺气体和吹扫气体的制程气体进入所述反应空间。本发明所述的气相沉积装置的控制器被配置为在制程气体改变时，切换所述基座组件110的高度位置，如：使所述基座组件110移动到所述高位，使所述第一工艺气体进入所述反应空间执行第一步骤；使所述基座组件110移动到所述低位，使所述吹扫气体进入所述反应空间执行第二步骤；使所述基座组件110移动到所述高位，使所述第二工艺气体进入所述反应空间执行第三步骤。
在其他一些实施例中，所述高位可以至少包括一个高度值，所述低位也可以至少包括一个高度值，所述高位的最小高度值大于所述低位的最大高度值。即，所述基座组件110每次切换回高位的位置可以改变，只要足够形成第一抽气通道d1即可，由此可根据不同的工艺气体对应形成适宜的滞留时间。类似地，所述基座组件110每次切换回低位的位置也可以改变，只要不对所述反应空间的气体排出产生阻力即可。
具体的，所述第一输气管路与所述第一工艺气源131和所述气体喷淋头101的连接处分别设有第一充气阀门和第一输气阀门，所述第二输气管路与所述第二工艺气源132和所述气体喷淋头101的连接处分别设有第二充气阀门和第二输气阀门；所述第三输气管路与所述吹扫气源133和所述气体喷淋头101的连接处分别设有第三充气阀门和第三输气阀门。所述控制器被配置为：控制所述基座组件110移动到所述高位，并控制所述第一充气阀门和所述第一输气阀门开启，使所述第一工艺气体进入所述反应空间执行第一步骤；待第一步骤执行完毕后，控制所述第一充气阀门和所述第一输气阀门关闭，以及控制所述基座组件110移动到所述低位，控制所述第三充气阀门和所述第三输气阀门开启，使所述吹扫气体进入所述反应空间执行第二步骤；待第二步骤执行完毕后，控制所述第三充气阀门和所述第三输气阀门关闭，以及控制所述基座组件110移动到所述高位，控制所述第二充气阀门和所述第二输气阀门开启，使所述第二工艺气体进入所述反应空间执行第三步骤。可选的，在通入所述第一工艺气体执行所述第一步骤以及通入所述吹扫气体执行所述第二步骤期间，可以控制所述第二充气阀门开启，所述第二输气阀门关闭，使所述第二工艺气体在所述第二输气管路中充气，由此在通入所述第二工艺气体执行所述第三步骤时，控制所第二输气阀门开启后，通入所述反应空间内的第二工艺气体流量较大，有助于在所述反应空间形成更好的滞留效果，提高基片表面薄膜均匀性。
如前所述，当基片处理完成后，所述基座组件110还可以下降至传片位置，如图3所示，所述传片位置与所述侧壁103上设置的传片口1031的位置相对应，将已处理的基片通过所述传片口1031传出所述反应腔100并传入待处理基片。基于此，可以设置所述基座组件110在所述低位时的上表面高度高于在所述传片位置时的上表面高度，即，如图2、3所示，所述低位高于所述传片位置，由此，当所述基座组件110在所述高位执行完毕第一步骤或第三步骤后，不需要将所述基座组件110下降到更低的传片位置，而是将所述基座组件110下降到位于所述高位和所述传片位置之间的低位，即可通入吹扫气体执行清洁所述反应腔100的步骤，由此可提高所述反应腔100的基片处理效率。
基于同一发明构思，本发明还提供一种基片处理方法，采用上述的气相沉积装置实现，如图6所示，所述方法包括以下步骤：
S1、控制所述基座组件移动到所述高位，所述气体喷淋头向所述反应空间通入第一工艺气体，对所述基座组件上的基片进行化学吸附处理，所述反应空间中的气体经所述第一抽气通道由所述第二抽气通道排出；
由于第一抽气通道的设置，使得反应空间被压缩变小，第一工艺气体可以快速充满反应空间，所述第一工艺气体能够在秒级或小于1秒的时间内均匀充满反应空间，以实现对处理空间内各个区域的基片的均匀处理；
S2、控制所述基座组件移动到所述低位，所述气体喷淋头向所述反应空间通入吹扫气体进行吹扫，所述反应空间中的气体由所述第二抽气通道排出；
由此反应空间被拉伸扩大，第一抽气通道因为反应空间的边缘扩大而失去对气流的阻碍作用，反应空间中的吹扫气体可利用第二抽气通道的流量优势最快速的排空吹扫气体和上一步骤的工艺气体，达到符合工艺要求的洁净程度，通过基座组件移动到低位，可以在秒量级完成吹扫达到洁净要求，在一些实施例中，在小于1秒的时间范围即可完成吹扫过程；
S3、控制所述基座组件移动到所述高位，所述气体喷淋头向所述反应空间通入第二工艺气体，对所述基座组件上的基片进行化学反应处理，所述反应空间中的气体经所述第一抽气通道由所述第二抽气通道排出；
由此反应空间再次被压缩到适当大小，使第二工艺气体可以快速充满反应空间，并且通过两级抽气通道，使所述第二工艺气体能够在所述反应空间中停留足够的时间，并在所述反应空间各区域最大化的均匀分布，使参与反应的第二步骤的气体浓度和分布快速满足工艺要求；
S4、控制所述基座组件移动到所述低位，所述气体喷淋头向所述反应空间通入吹扫气体进行吹扫，所述反应空间中的气体由所述第二抽气通道排出；
重复以上步骤S1~S4，直到所述基片表面沉积的薄膜符合要求。
此外，所述基片处理方法还包括步骤：控制所述基座组件下降至传片位置，将待处理基片传入所述反应腔，或，将已处理基片传出所述反应腔。
本发明设置的基座组件可以在高位、低位和传片位置之间切换，当基座组件位于高位时，反应腔内通入薄膜生长工艺气体，由于第一抽气通道的设置，反应空间的尺寸减小，薄膜生长工艺气体可以快速均匀地充满整个反应空间，从而对基片的各个区域进行均匀处理；当基座组件位于低位时，反应腔内通入吹扫气体，由于基座组件位置下降，气体喷淋头下表面和基座组件的边缘区域之间的距离变大，不会对吹扫气体形成更多阻碍，而第二抽气通道具有较大的流导，吹扫气体可以在迅速清洁前一种薄膜生长工艺气体后被快速排出反应腔，由于本发明涉及的气相沉积装置需要在通入薄膜生长工艺气体和吹扫气体之间实现秒量级的循环切换，本发明公开的技术方案不仅可以使得薄膜生长工艺气体快速充满反应空间，提高基片的均匀性，还能缩短吹扫气体的排出时间从而大大提高制程效率。基片处理结束后，基座组件继续下降至传片位置，实现对基片的取放。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (19)
1.一种气相沉积装置，其特征在于，包括：
反应腔，用于执行气相沉积工艺；
基座组件，设置于所述反应腔的底部，包括用于承载基片的中心区域和环绕所述中心区域的边缘区域，所述基座组件可在一高位和一低位之间移动；
气体喷淋头，与所述基座组件相对设置于所述反应腔的顶部，用于通入多种制程气体，所述气体喷淋头的下表面与所述基座组件的中心区域的上表面之间为一反应空间；
设置所述基座组件位于所述高位，所述基座组件的边缘区域与所述气体喷淋头的下表面形成围绕所述反应空间的第一抽气通道；以及，
第二抽气通道，其围绕所述第一抽气通道，所述第二抽气通道的流导大于所述第一抽气通道的流导，使所述制程气体经过第一抽气通道、第二抽气通道两级阻碍后排出。
2.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述基座组件可下降至传片位置，所述基座组件在所述低位时的上表面高度高于在所述传片位置时的上表面高度，且低于所述第二抽气通道的进气口的下沿高度。
3.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述制程气体包括工艺气体和吹扫气体，所述基座组件移动到所述高位时，所述工艺气体由所述气体喷淋头进入所述反应空间，所述反应空间中的气体经所述第一抽气通道由所述第二抽气通道排出；所述基座组件移动到所述低位时，所述吹扫气体由所述气体喷淋头进入所述反应空间，所述反应空间中的气体由所述第二抽气通道排出。
4.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述基座组件包括位于所述基座组件的边缘区域的边缘环，所述第一抽气通道由所述边缘环的上表面与所述气体喷淋头的边缘区域的下表面之间的缝隙组成。
5.如权利要求4所述的气相沉积装置，其特征在于，所述气体喷淋头的边缘区域的下表面低于所述气体喷淋头的中心区域的下表面。
6.如权利要求4所述的气相沉积装置，其特征在于，所述边缘环的上表面高于所述基座组件的中心区域的上表面。
7.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，还包括位于所述气体喷淋头与所述反应腔的侧壁之间的抽气环，所述第二抽气通道包括所述抽气环的环形抽气空间，所述反应空间中的制程气体可经所述环形抽气空间的进气口进入所述环形抽气空间，所述环形抽气空间的出气口连通外部抽气装置。
8.如权利要求7所述的气相沉积装置，其特征在于，所述环形抽气空间的进气口为沿所述抽气环的内侧壁的周向均匀或非均匀分布的多个孔。
9.如权利要求8所述的气相沉积装置，其特征在于，所述孔的数量大于60。
10.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述第一抽气通道的径向宽度大于等于30mm。
11.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述第一抽气通道的上下表面具有第一距离，所述第一距离小于等于2mm。
12.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述第二抽气通道的进气口具有第二距离，所述第二距离大于等于4mm。
13.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述气体喷淋头的边缘区域的下表面设有环状凸台，所述环状凸台可上下移动来调整所述环状凸台的下表面与所述基座组件的边缘区域的上表面之间的距离。
14.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，还包括：
第一工艺气源、第二工艺气源和吹扫气源，所述第一工艺气源、第二工艺气源和吹扫气源通过输气管路与所述气体喷淋头连通，用于分别输送第一工艺气体、第二工艺气体和吹扫气体；
控制器，其被配置为使所述基座组件移动到所述高位，使所述第一工艺气体进入所述反应空间执行第一步骤；使所述基座组件移动到所述低位，使所述吹扫气体进入所述反应空间执行第二步骤；使所述基座组件移动到所述高位，使所述第二工艺气体进入所述反应空间执行第三步骤。
15.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述高位和所述低位分别至少包括一个高度值，所述高位的最小高度值大于所述低位的最大高度值。
16.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述高位用于薄膜的沉积；所述低位用于反应空间的清洁吹扫。
17.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，设置所述基座组件位于所述低位，使所述制程气体经过所述第二抽气通道一级阻碍后排出。
18.一种基片处理方法，其特征在于，应用于如权利要求1~17任一项所述的气相沉积装置，所述方法包括如下步骤：
控制所述基座组件移动到所述高位，所述气体喷淋头向所述反应空间通入第一工艺气体，对所述基座组件上的基片进行化学吸附处理，所述反应空间中的气体经所述第一抽气通道由所述第二抽气通道排出；
控制所述基座组件移动到所述低位，所述气体喷淋头向所述反应空间通入吹扫气体进行吹扫，所述反应空间中的气体由所述第二抽气通道排出；
控制所述基座组件移动到所述高位，所述气体喷淋头向所述反应空间通入第二工艺气体，对所述基座组件上的基片进行化学反应处理，所述反应空间中的气体经所述第一抽气通道由所述第二抽气通道排出；
控制所述基座组件移动到所述低位，所述气体喷淋头向所述反应空间通入吹扫气体进行吹扫，所述反应空间中的气体由所述第二抽气通道排出；
重复以上步骤，直到所述基片表面沉积的薄膜符合要求。
19.如权利要求18所述的基片处理方法，其特征在于，还包括步骤：
控制所述基座组件下降至传片位置，将待处理基片传入所述反应腔，或，将已处理基片传出所述反应腔。
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Also Published As
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