CN116411264A - 半导体工艺设备及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半导体工艺设备及其使用方法，其中半导体工艺设备包括反应腔，用于承载成膜后的晶圆，反应腔包括相对的侧壁，在第一方向上，所述侧壁具有第一尺寸；加热基座，位于反应腔内，在第二方向上，加热基座的表面与反应腔的顶部之间具有第二尺寸，第二尺寸的最大值与最小值之差小于第一尺寸；由于加热基座的表面与反应腔的顶部之间以及侧壁之间具有较大的空间，减少对所述反应腔上形成的膜层的损坏作用减少，同时由于所述加热基座与所述反应腔的侧壁之间具有较大的空间，保证了所述反应腔内具有较大速率的气流，这样能够落到所述晶圆表面上的膜层颗粒以及杂质就少了，保证了所述晶圆表面的质量，具有较广泛的适用范围。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体工艺设备及其使用方法。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，将其称为晶圆，在硅晶片上可加工制作各种电路元件结构，而成为特定电性功能的芯片产品。
真空镀膜技术初现于20世纪30年代，四五十年代开始出现工业应用，工业化大规模生产开始于20世纪80年代，在电子、宇航、包装、装潢、烫金印刷等工业中取得广泛的应用。真空镀膜是指在真空环境下，将某种金属或金属化合物以气相的形式沉积到材料表面(通常是非金属材料)，属于物理气相沉积工艺。因为镀层常为金属薄膜，故也称真空金属化。
在真空镀膜的工艺中，等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)是借助微波或射频等使含有薄膜成分原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行，利用了等离子体的活性来促进反应，因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。
然而晶圆表面经过PECVD处理后，表面仍然存在较多的颗粒以及杂质缺陷，严重影响着晶圆的表面质量。
所以如何提高PECVD处理后晶圆表面的整洁度和质量，这是目前急需解决的技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种半导体工艺设备及其使用方法，能够有效地消除晶圆表面在经过镀膜处理后所存在的杂质和颗粒，大大的提高了晶圆表面的质量，具有较广泛的使用范围。
为解决上述问题，本发明提供一种半导体工艺设备，包括反应腔，用于承载成膜后的晶圆，所述反应腔包括相对的侧壁，在第一方向上，所述侧壁具有第一尺寸；加热基座，位于所述反应腔内，在第二方向上，所述加热基座的表面与所述反应腔的顶部之间具有第二尺寸，所述第二尺寸的最大值与最小值之差小于所述第一尺寸。
可选的，所述第二尺寸与所述第一尺寸的比值范围为0.5至0.6。
可选的，还包括：连接在所述加热基座上的多个支撑柱，所述支撑柱的一端穿过所述加热基座且与所述晶圆的表面接触。
可选的，多个所述支撑柱均匀地分布在所述加热基座内。
可选的，还包括：连接在所述反应腔上的第一驱动装置，所述第一驱动装置上连接有支撑圈，所述第一驱动装置驱动所述支撑圈运动。
可选的，当所述第一驱动装置驱动所述支撑圈运动时，所述支撑圈的表面与所述支撑柱的另一端接触，驱动所述支撑柱运动。
可选的，还包括：第二驱动装置，与所述加热基座连接，用于驱动所述加热基座运动。
可选的，还包括：喷淋板，位于所述反应腔的顶部，用于向所述反应腔内输送反应气体，所述喷淋板连接有电极。
可选的，还包括外加射频，所述外加射频的一端电极连接在所述喷淋板上，所述外加射频的另一端电极连接在所述加热基座上，通过外部电压的施加，形成电场。
可选的，还包括：气体排出口，位于所述反应腔上，用于气体的排出。
相应的，本发明还提供一种半导体工艺设备的使用方法，包括：提供上述的半导体工艺设备；成膜后的晶圆，放置在所述加热基座上。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明的技术方案中，在第二方向上，所述加热基座的表面与所述反应腔的顶部之间具有第二尺寸，所述第二尺寸的最大值与最小值之差小于所述第一尺寸，后续晶圆是放置在所述加热基座上的，由于所述加热基座的表面与所述反应腔的顶部之间以及所述加热基座与所述反应腔的侧壁之间具有较大的空间，从而降低了所述加热基座与所述反应腔之间的射频的能量密度，低的射频的能量密度对所述反应腔上形成的膜层的损坏作用减少，同时由于所述加热基座与所述反应腔的侧壁之间具有较大的空间，保证了所述反应腔内具有较大速率的气流，这样能够落到所述晶圆表面上的膜层颗粒以及杂质就少了，保证了所述晶圆表面的质量，具有较广泛的适用范围。
附图说明
图1是本发明一实施中半导体工艺设备的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，晶圆表面经过PECVD处理后，表面仍然存在较多的颗粒以及杂质缺陷，严重影响着晶圆的表面质量。
在此基础上，本发明提供一种半导体工艺设备，在第二方向上，所述加热基座的表面与所述反应腔的顶部之间具有第二尺寸，所述第二尺寸的最大值与最小值之差小于所述第一尺寸，后续晶圆是放置在所述加热基座上的，由于所述加热基座的表面与所述反应腔的顶部之间以及所述加热基座与所述反应腔的侧壁之间具有较大的空间，从而降低了所述加热基座与所述反应腔之间的射频的能量密度，低的射频的能量密度对所述反应腔上形成的膜层的损坏作用减少，同时由于所述加热基座与所述反应腔的侧壁之间具有较大的空间，保证了所述反应腔内具有较大速率的气流，这样能够落到所述晶圆表面上的膜层颗粒以及杂质就少了，保证了所述晶圆表面的质量，具有较广泛的适用范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细地说明。
图1是本发明一实施中半导体工艺设备的结构示意图。
请参考图1，一种半导体工艺设备100包括：反应腔101和加热基座102。
所述反应腔101用于产生成膜气体，所述反应腔101包括相对的侧壁103。
在本实施例中，所述晶圆105放置在所述加热基座102上，所述加热基座102用于对所述晶圆105进行加热处理。
在本实施例中，在所述晶圆105的表面成膜之后，调整所述反应腔101的表面与所述加热基座102之间的距离，具体的，在第一方向上，所述侧壁103具有第一尺寸。
在本实施例中，所述第一方向为图1中X方向，所述第二方向为Y方向。
所述成膜气体在晶圆的表面形成膜层的同时，也会在所述反应腔101的顶部和所述侧壁103上都会产生膜层104，当所述反应腔101的顶部与所述加热基座102表面之间的距离较小，那么在所述反应腔101与所述加热基座102之间的射频的能量密度较大，会使得所述侧壁103和顶部上的所述膜层104产生破损而脱落，同时由于所述加热基座102与所述侧壁103之间的间距较小，导致气流速率慢，从而落到晶圆的表面。
在本实施例中，由于所述第二尺寸的最大值与最小值之差小于所述第一尺寸，后续晶圆是放置在所述加热基座上的，由于所述加热基座的表面与所述反应腔的顶部之间以及所述加热基座与所述反应腔的侧壁之间具有较大的空间，从而降低了所述加热基座与所述反应腔之间的射频的能量密度，低的射频的能量密度对所述反应腔上形成的膜层的损坏作用减少，同时由于所述加热基座与所述反应腔的侧壁之间具有较大的空间，保证了所述反应腔内具有较大速率的气流，这样能够落到所述晶圆表面上的膜层颗粒以及杂质就少了，保证了所述晶圆表面的质量，具有较广泛的适用范围。
所述加热基座102位于所述反应腔101内，在第二方向上，所述加热基座102的表面与所述反应腔101的顶部之间具有第二尺寸，所述第二尺寸与所述第一尺寸的比值范围为0.5至0.6。
在本实施例中，利用所述第二尺寸与所述第一尺寸的比值范围为0.5至0.6，这样保证所述加热基座102的表面与所述反应腔101的顶部与侧壁之间都具有较大的空间，所述晶圆105是放置在所述加热基座102上的，由于所述加热基座102的表面与所述反应腔101的顶部之间具有较大的空间，从而降低了所述加热基座102与所述反应腔101之间的射频的能量密度，低的射频的能量密度对所述反应腔上形成的膜层的损坏作用减少，同时较快的气流带走脱落的膜层，这样能够落到所述晶圆105表面上的膜层颗粒以及杂质就少了，保证了所述晶圆105表面的质量，具有较广泛的适用范围。
请继续参考图1，还包括：多个支撑柱106。
在本实施例中，所述支撑柱106的一端穿过所述加热基座102且与所述晶圆105的表面接触。
在本实施例中，所述支撑柱106用于带动所述晶圆105上下运动，便于晶圆的取放。
在本实施例中，所述支撑柱106的另一端处于自由端。
在本实施例中，多个所述支撑柱106均匀的分布在所述加热基座内，这样设置的目的在于在驱动所述晶圆105上下运动时，能够保证所述晶圆105平衡，防止由于一侧倾斜导致所述晶圆105的脱落而对所述晶圆105造成损伤。
在本实施例中，图1中仅仅示出了两个所述支撑柱106。
请继续参考图1，还包括第一驱动装置107。
在本实施例中，所述第一驱动装置107连接在所述反应腔101上，所述第一驱动装置107上连接有支撑圈108，所述第一驱动装置107驱动所述支撑圈108运动。
在本实施例中，所述第一驱动装置107驱动所述支撑圈108运动，所述支撑圈108向上运动与所述支撑柱106的另一端相接触，驱动所述支撑柱106运动，所述支撑柱106驱动所述晶圆105上下运动，从而实现所述晶圆106的取放的过程。
在本实施例中，所述第一驱动装置107可以为驱动电机。
请继续参考图1，还包括：第二驱动装置。
在本实施例中，所述第二驱动装置(图中为示出)与所述加热基座102连接，用于驱动所述加热基座102运动。
在本实施例中，所述第二驱动装置可以为驱动电机。
在本实施例中，所述第二驱动装置用于调整所述加热基座102的表面与所述反应腔101之间的距离，从而保证所述加热基座102与所述反应腔101之间的射频密度不能太大，避免对所述反应腔101的顶部和所述侧壁103上的所述膜层104产生损伤。
在本实施例中，还包括：喷淋板(图中为示出)，位于所述反应腔101的顶部，用于向所述反应腔内输送反应气体，所述喷淋板连接有电极。
在本实施例中，还包括外加射频(图中为示出)，所述外加射频的一端电极连接在所述喷淋板上，所述外加射频的另一端电极连接在所述加热基座上，通过外部电压的施加，形成电场。
请继续参考图1，还包括：气体排出口109。
在本实施例中，所述气体排出口109位于所述反应腔101上，用于气体的排出，从而保证所述反应腔101内的气压平衡。
在本实施例中，还可在所述气体排出口109处连接气压泵，用于加快气体的排出，保证所述反应腔101内的气压平衡。
相应的，本发明还提供一种半导体工艺设备的使用方法，包括上述半导体工艺设备100，晶圆105，放置在所述加热基座102上，所述成膜气体在所述晶圆的表面沉积膜层，所述加热基座102对所述晶圆进行加热。
在本实施例中，利用所述第二尺寸与所述第一尺寸的比值范围为0.5至0.6，这样保证所述加热基座102的表面与所述反应腔101的顶部之间具有较大的空间，所述晶圆105是放置在所述加热基座102上的，由于所述加热基座102的表面与所述反应腔101的顶部之间具有较大的空间，从而降低了所述加热基座102与所述反应腔101之间的射频的能量密度，低的射频的能量密度对所述反应腔上形成的膜层的损坏作用减少，同时较快的气流带走脱落的膜层，这样能够落到所述晶圆105表面上的膜层颗粒以及杂质就少了，保证了所述晶圆105表面的质量，具有较广泛的适用范围。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (11)
1.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括：
反应腔，用于承载成膜后的晶圆，所述反应腔包括相对的侧壁，在第一方向上，所述侧壁具有第一尺寸；
加热基座，位于所述反应腔内，在第二方向上，所述加热基座的表面与所述反应腔的顶部之间具有第二尺寸，所述第二尺寸的最大值与最小值之差小于所述第一尺寸。
2.如权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述第二尺寸与所述第一尺寸的比值范围为0.5至0.6。
3.如权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包括：连接在所述加热基座上的多个支撑柱，所述支撑柱的一端穿过所述加热基座且与所述晶圆的表面接触。
4.如权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，多个所述支撑柱均匀地分布在所述加热基座内。
5.如权利要求2所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包括：连接在所述反应腔上的第一驱动装置，所述第一驱动装置上连接有支撑圈，所述第一驱动装置驱动所述支撑圈运动。
6.如权利要求5所述的半导体工艺设备，其特征在于，当所述第一驱动装置驱动所述支撑圈运动时，所述支撑圈的表面与所述支撑柱的另一端接触，驱动所述支撑柱运动。
7.如权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包括：第二驱动装置，与所述加热基座连接，用于驱动所述加热基座运动。
8.如权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包括：喷淋板，位于所述反应腔的顶部，用于向所述反应腔内输送反应气体，所述喷淋板连接有电极。
9.如权利要求8所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包括外加射频，所述外加射频的一端电极连接在所述喷淋板上，所述外加射频的另一端电极连接在所述加热基座上，通过外部电压的施加，形成电场。
10.如权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包括：气体排出口，位于所述反应腔上，用于气体的排出。
11.一种半导体工艺设备的使用方法，其特征在于，包括：
提供权利要求1至权利要求10任一项所述的半导体工艺设备；
成膜后的晶圆，放置在所述加热基座上。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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