CN219195135U - 一种半导体工艺设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种半导体工艺设备,涉及半导体制造领域。该半导体工艺设备,包括传输腔室,设置于传输腔室的一侧且用于进行半导体工艺的第一工序的第一腔室,以及设置于传输腔室的另一侧且用于在进行完第一工序后进行第二工序的第二腔室,传输腔室与第一腔室之间设置有第一隔离门阀,传输腔室与第二腔室之间设置有第二隔离门阀。该设备,第一腔室和第二腔室互不连通,使得第一工序和第二工序互不影响,从而能够提高产品质量;第一腔室内的晶圆进行第一工序的同时,第二腔室内也可以有其他晶圆进行第二工序,能够极大提高产能;第一工序和第二工序在不同的腔室内进行,还能够有效避免进行不同工序时的压力切换动作使晶圆产生滑片。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造的技术领域,具体而言,涉及一种半导体工艺设备。
背景技术
在半导体制造领域,随着关键尺寸不断减小以及沟道深宽比不断增大,对沉积薄膜的台阶覆盖率要求越来越高。金属有机物化学气相沉积(Metal-organic ChemicalVapor Deposition,MOCVD)在形成金属或金属氮化物阻挡层和粘附层的工艺中表现出优异的台阶覆盖率和电阻率特性,成为先进阻挡层和粘附层工艺的重要实现方法,MOCVD设备也成为集成电路制造的主流设备。
MOTiN方法是把反应物质全部以有机金属化合物的气体分子形式,用载气(carrier gas)将反应物质TDMAT(Titanium Tetrakis(DiMethylAmide),四(二甲胺基)钛)的饱和蒸气携带至反应腔室内,在升温的晶圆表面进行热分解反应而形成化合物薄膜的一种新技术。MOTiN方法中,TiN薄膜沉积过程中,TDMAT受热分解生成TiN薄膜,其中碳、氢、氧等副产物以气态形式被分离出去,该过程形成的薄膜杂质较多,电阻率高达50000uΩ·cm,会严重影响器件性能,所以需要等离子体(plasma)处理,去除薄膜中的杂质,降低电阻率。
但是,相关技术中,在TiN薄膜沉积过程中,容易在腔室内的部件表面产生颗粒,导致在等离子体处理过程中容易出现等离子体尖端放电即打火(arcing)现象,等离子体也会轰击部件表面的TiN薄膜,而这些均会导致等离子体能量损失,也会使晶圆表面出现严重球状缺陷(ball defect),从而降低产品质量和良率;而等离子体处理后再进行沉积时,剩余的等离子体等又会对沉积产生不良影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种半导体工艺设备,以解决相关技术中存在的在一个腔室内进行的半导体工艺的先后两个工序之间相互影响的技术问题。
本实用新型提供的半导体工艺设备,包括传输腔室,设置于所述传输腔室的一侧且用于进行所述半导体工艺的第一工序的第一腔室,以及设置于所述传输腔室的另一侧且用于在进行完所述第一工序后进行所述半导体工艺的第二工序的第二腔室,所述传输腔室与所述第一腔室之间设置有用于实现两者之间连通/阻断的第一隔离门阀,所述传输腔室与所述第二腔室之间设置有用于实现两者之间连通/阻断的第二隔离门阀,以避免所述第一工序和所述第二工序之间相互影响。
进一步地,所述第一腔室为化学气相沉积腔室,设置有第一进气口,用于向所述第一腔室内输入第一工艺气体;所述第一腔室内设置有用于承载晶圆的第一基座;所述第一基座具有加热功能,用于加热所述晶圆。
进一步地,所述第一基座设置有第一背压控制气路和第一边缘吹扫气路,所述第一背压控制气路用于控制所述晶圆的背压,所述第一边缘吹扫气路用于吹扫所述第一基座的边缘,以防止所述第一基座和所述晶圆背面沉积生成薄膜。
进一步地,所述第一腔室内还设置有第一喷淋头,所述第一喷淋头位于所述第一进气口和所述第一基座之间,用于使所述第一工艺气体均匀流向所述晶圆表面。
进一步地,所述第一腔室内还设置有第一内衬件,所述第一内衬件设置有第一抽气口,用于在所述第一工序结束后将所述第一腔室内的剩余工艺气体及反应生成的副产物排出。
进一步地,所述第二腔室为等离子体处理腔室,设置有第二进气口,用于向所述第二腔室内输入能够生成等离子体的第二工艺气体;所述第二腔室内设置有用于承载晶圆的第二基座,且所述第二基座接地;所述第二基座设置有第二背压控制气路,用于控制所述晶圆的背压;所述第二腔室还设置有用于与射频馈入系统电连接的上电极。
进一步地,所述上电极为第二喷淋头,所述第二喷淋头位于所述第二进气口和所述第二基座之间。
进一步地,所述第二腔室内还设置有第二内衬件,所述第二内衬件设置有第二抽气口,用于在所述第二工序结束后将所述第二腔室内的剩余工艺气体及反应生成的副产物排出。
进一步地,所述传输腔室内设置有机械手,所述机械手用于将晶圆放入所述第一腔室或所述第二腔室内,或从所述第一腔室或所述第二腔室内取出晶圆。
进一步地,所述半导体工艺设备还包括第一管路、第二管路和第三管路,其中,所述第一管路的一端与所述第一腔室连通,所述第一管路的另一端与所述第三管路的第一端连通,且所述第一管路设置有第一气动阀;所述第二管路的一端与所述第二腔室连通,所述第二管路的另一端与所述第三管路的第一端连通,且所述第二管路设置有第二气动阀;所述第三管路的第二端与所述传输腔室连通,且所述第三管路设置有第三气动阀。
进一步地,所述半导体工艺设备还包括干泵、第四管路和第五管路;其中,所述第四管路设置于所述第一腔室与所述干泵之间,且所述第四管路设置有第一蝶阀;所述第五管路设置于所述第二腔室与所述干泵之间,且所述第五管路设置有第二蝶阀。
进一步地,所述半导体工艺设备还包括预抽腔室,用于预存晶圆;所述预抽腔室与所述传输腔室之间设置有第三隔离门阀。
进一步地,所述第一腔室为第一吸附腔室,用于在晶圆上沉积前驱体,设置有第三进气口,用于向所述第一腔室内输入所述前驱体;
所述第一腔室内设置有第三基座,用于承载晶圆;所述第三基座设置有第三背压控制气路和第二边缘吹扫气路,所述第三背压控制气路用于控制所述晶圆的背压,所述第二边缘吹扫气路用于吹扫所述第三基座的边缘,以防止所述第三基座和所述晶圆背面沉积生成薄膜;
所述第二腔室为第二吸附腔室,用于在所述晶圆表面沉积的所述前驱体上沉积与其反应的共反应物,并获得沉积于所述晶圆的原子层,所述第二腔室与所述第一腔室结构相同。
本实用新型提供的半导体工艺设备,能够产生以下有益效果:
本实用新型提供的半导体工艺设备,第一腔室和第二腔室分别设置于传输腔室的两侧,且第一腔室和传输腔室之间设置有第一隔离门阀,第二腔室和传输腔室之间设置有第二隔离门阀。使用时,打开传输腔室和第一腔室之间的第一隔离门阀,通过传输腔室向第一腔室传输晶圆,然后关闭第一隔离门阀,使晶圆在第一腔室内进行第一工序;第一工序完成后,打开第一隔离门阀,将晶圆从第一腔室内取出至传输腔室,然后关闭第一隔离门阀,并打开传输腔室和第二腔室之间的第二隔离门阀,通过传输腔室向第二腔室传输晶圆,然后关闭第二隔离门阀,使晶圆在第二腔室内进行第二工序。即,第一腔室和第二腔室互不连通,半导体工艺先后进行的第一工序和第二工序可以分别在两个相互独立的腔室内进行,从而能够避免第一工序和第二工序之间的相互影响,进而提高产品质量。而且,第一腔室内的晶圆进行第一工序的同时,第二腔室内也可以有其他晶圆进行第二工序,从而通过空间的分隔解决了工序先后对生产效率的影响,从而能够极大地提高两个腔室的利用率和产能。此外,第一工序和第二工序在不同的腔室内进行,还能够有效避免进行不同工序时的压力切换动作使晶圆产生滑片现象的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的半导体工艺设备的结构示意图;
图2为MOTiN工艺过程的示意简图。
附图标记说明:
100-第一腔室;110-第一进气口;120-第一基座;121-第一背压控制气路;122-第一边缘吹扫气路;130-第一边缘环;140-第一喷淋头;150-第一内衬件;151-第一抽气口;160-第一气动阀;170-第一蝶阀;
200-第二腔室;210-第二进气口;220-第二基座;221-第二背压控制气路;230-第二边缘环;240-第二喷淋头;250-第二内衬件;251-第二抽气口;260-第二气动阀;270-第二蝶阀;280-射频馈入系统;
300-传输腔室;310-第一隔离门阀;320-第二隔离门阀;330-机械手;340-第三气动阀;
400-预抽腔室;410-第三隔离门阀;
500-干泵。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
相关技术中,MOTiN工艺包括化学气相沉积和等离子体处理先后两步工序,但两步工序在同一腔室中进行,相互影响,容易导致打火现象,产品容易出现质量缺陷,产能也低,为了避免上述问题,本实施例提供了一种半导体工艺设备。
本实施例提供的半导体工艺设备,如图1所示,该半导体工艺设备包括传输腔室300,设置于传输腔室300的一侧且用于进行半导体工艺的第一工序的第一腔室100,以及设置于传输腔室300的另一侧且用于在进行完第一工序后进行半导体工艺的第二工序的第二腔室200,传输腔室300与第一腔室100之间设置有用于实现两者之间连通/阻断的第一隔离门阀310,传输腔室300与第二腔室200之间设置有用于实现两者之间连通/阻断的第二隔离门阀320,以避免第一工序和第二工序之间相互影响。
本实施例提供的半导体工艺设备,第一腔室100和第二腔室200分别设置于传输腔室300的两侧,且第一腔室100和传输腔室300之间设置有第一隔离门阀310,第二腔室200和传输腔室300之间设置有第二隔离门阀320。使用时,打开传输腔室300和第一腔室100之间的第一隔离门阀310,通过传输腔室300向第一腔室100传输晶圆,然后关闭第一隔离门阀310,使晶圆在第一腔室100内进行第一工序;第一工序完成后,打开第一隔离门阀310,将晶圆从第一腔室100内取出至传输腔室300,然后关闭第一隔离门阀310,并打开传输腔室300和第二腔室200之间的第二隔离门阀320,通过传输腔室300向第二腔室200传输晶圆,然后关闭第二隔离门阀320,使晶圆在第二腔室200内进行第二工序。即,第一腔室100和第二腔室200互不连通,半导体工艺先后进行的第一工序和第二工序可以分别在两个相互独立的腔室内进行,从而能够避免第一工序和第二工序之间的相互影响,进而提高产品质量。而且,第一腔室100内的晶圆进行第一工序的同时,第二腔室200内也可以有其他晶圆进行第二工序,从而通过空间的分隔解决了工序先后对生产效率的影响,从而能够极大地提高两个腔室的利用率和产能。此外,第一工序和第二工序在不同的腔室内进行,还能够有效避免进行不同工序时的压力切换动作使晶圆产生滑片现象的发生。
具体地,本实施例中,如图1所示,半导体工艺设备可以用于在晶圆上沉积薄膜,第一腔室100可以为化学气相沉积腔室,用于在晶圆上沉积薄膜;第二腔室200可以为等离子体处理腔室,用于去除薄膜中的杂质。即,本实施例提供的半导体工艺设备,可以为MOCVD设备。使用过程中,由于化学气相沉积和等离子体处理分别在两个腔室内进行,所以,能够有效避免沉积过程中第一腔室100内部件上的残余颗粒对等离子体处理产生影响,也能够避免第一腔室100内部件上长期累积的金属有机物薄膜在等离子体轰击时脱落产生颗粒,还能够避免等离子体处理之前反应气体的饱和蒸气吹扫不净、存在反应颗粒对等离子体处理产生影响;此外,化学气相沉积工序的反应气体和等离子体处理工序产生等离子体的工艺气体若要进入不同的腔室,需通过不同的进气管路、进气口等进气结构,所以,本实施例提供的半导体工艺设备还能够避免进气结构上的反应颗粒对等离子体处理工序造成影响。以上,均能够有效避免颗粒导致的等离子体尖端放电即打火现象的发生,从而,既能够有效避免等离子体能量损失、保证等离子体处理效果,又能够有效避免晶圆出现缺陷,保证产品性能、提高产品良率。
更具体地,本实施例中,如图1所示,半导体工艺设备可以用于在晶圆上沉积TiN薄膜,第一腔室100可以为TiN沉积腔室,用于在晶圆上沉积生成TiN膜层;第二腔室200可以为N2/H2等离子体处理腔室,用于去除TiN膜层中的杂质。
图2为MOTiN工艺过程的示意简图。从图中可知,该过程大致包括四个部分:第一部分是晶圆升温;第二部分是TiN沉积,具体地,TDMAT在升温后的晶圆的表面进行热分解反应,生成的TiN在晶圆表面沉积,但沉积的薄膜的杂质比较多,所以需要第三部分等离子体处理,等离子体轰击第二部分沉积生成的薄膜,以降低其中的杂质,提高薄膜的纯度;第四部分是吹扫和抽真空,以使腔室内的剩余工艺气体和反应副产物排出,为下一个工序做准备。当然,第二部分和第三部分可以根据产品需要交替进行,而每个工序完成后,均需要吹扫和抽真空。
对于本实施例提供的半导体工艺设备,在晶圆上沉积TiN薄膜的过程中,由于TiN沉积和N2/H2等离子体处理分别在两个腔室内进行,所以,能够有效避免TiN沉积过程中第一腔室100内部件上的残余颗粒对等离子体处理工序产生影响,也能够避免第一腔室100内部件上长期累积的TiN薄膜在等离子体轰击时脱落产生颗粒,还能够避免等离子体处理之前TDMAT的饱和蒸气吹扫不净、存在TDMAT颗粒对等离子体处理产生影响;此外,化学气相沉积工序的反应气体和等离子体处理工序产生等离子体的工艺气体若要进入不同的腔室,需通过不同的进气管路、进气口等进气结构,所以,还能够避免进气结构上的TDMAT颗粒对等离子体处理工序造成影响。
具体地,本实施例中,如图1所示,第一腔室100设置有第一进气口110,用于向第一腔室100内输入第一工艺气体,第一工艺气体包括载气和反应气体;第一腔室100内设置有第一基座120,用于承载晶圆;第一基座120具有加热功能,用于加热晶圆。此种设置形式下,在第一腔室100内进行化学气相沉积时,晶圆由传输腔室300传输至第一腔室100的第一基座120上表面,通过第一基座120的加热功能对晶圆进行均匀加热使其升至TDMAT的热分解温度,使TDMAT热分解生成TiN并沉积在晶圆表面。
具体地,本实施例中,如图1所示,第一基座120设置有第一背压控制气路121和第一边缘吹扫气路122,第一背压控制气路121用于控制晶圆的背压,第一边缘吹扫气路122用于吹扫第一基座120的边缘,以防止第一基座120和晶圆背面沉积生成薄膜。此种设置形式下,晶圆由传输腔室300传输至第一腔室100的第一基座120上表面后,通过第一背压控制气路121控制晶圆的背压小于第一腔室100内的压力(例如:晶圆背压为3Torr,腔室压力为5Torr),使晶圆固定于第一基座120;可以选择氦气作为载气携带TDMAT饱和蒸气由第一进气口110进入第一腔室100内;第一边缘吹扫气路122则可以吹扫第一基座120和晶圆的边缘,以防止第一基座120和晶圆背面沉积生成薄膜,其中,第一背压控制气路121和第一边缘吹扫气路122内的气体均可以使用N2。
具体地,本实施例中,如图1所示,第一基座120的周围还可以设置有第一边缘环130,用于保护第一基座120,防止TiN沉积到第一基座120。当然,第一边缘环130还可以对晶圆形成阻挡,从而起到限位作用。优选地,第一边缘环130可以设置为清洗件,腔室维护时,方便清洗以重复利用。
具体地,本实施例中,如图1所示,第一腔室100内还设置有第一喷淋头140,第一喷淋头140位于第一进气口110和第一基座120之间,用于使第一工艺气体均匀流向晶圆表面。此种设置形式下,第一喷淋头140对第一工艺气体起到匀流作用,能够使第一工艺气体均匀地流向晶圆表面,从而有利于反应气体分解产生的TiN均匀地沉积于晶圆表面,形成均匀的TiN薄膜。反应时,晶圆上表面距第一喷淋头140的距离可以控制在10mm左右。
具体地,本实施例中,如图1所示,第一腔室100内还设置有第一内衬件150,第一内衬件150设置有第一抽气口151,用于在第一工艺结束后将第一腔室100内的剩余工艺气体及反应生成的副产物排出。从而,能够有效避免第一工艺结束后第一腔室100内的TDMAT蒸气以及反应生成的副产物在腔室内的部件上附着,也能为下一片晶圆提供良好的工艺环境。
更具体地,如图1所示,第一抽气口151靠近第一基座120的侧边设置。如此设置,由于第一基座120附近反应生成的副产物比较多,所以能够高效地将反应生成的副产物抽走,而且,第一抽气口151靠近第一基座120设置,也有利于将第一基座120附近的TDMAT蒸气和反应生成的副产物抽吸干净。
具体地,本实施例中,如图1所示,第二腔室200设置有第二进气口210,用于向第二腔室200内输入能够生成等离子体的第二工艺气体;第二腔室200内设置有用于承载晶圆的第二基座220,且第二基座220接地;第二基座220设置有第二背压控制气路221,用于控制晶圆的背压;第二腔室200还设置有用于与射频馈入系统280电连接的上电极。此种设置形式下,在第二腔室200内进行等离子体处理时,晶圆由传输腔室300传输至第二腔室200的第二基座220上表面后,通过第二背压控制气路221控制晶圆的背压小于第二腔室200内的压力,使晶圆固定于第二基座220;N2和H2的混合气体由第二进气口210进入第二腔室200内起辉生成等离子体,生成的等离子体轰击晶圆表面上沉积的薄膜,从而去除薄膜中的杂质,提高薄膜的纯度。等离子体处理时,第二腔室200的压力可以控制为1.3Torr,晶圆的背压模式调整为全卡盘,以将晶圆牢固固定于第二基座220。
更具体地,本实施例中,上电极为第二喷淋头240,第二喷淋头240位于第二进气口210和第二基座220之间。当然,除了作为上电极,第二喷淋头240也可以使等离子体均匀流向晶圆表面,从而有利于等离子体均匀地轰击晶圆表面,保证晶圆表面TiN薄膜中杂质的去除效果。
具体地,本实施例中,如图1所示,第二基座220的周围还可以设置有第二边缘环230,用于保护第二基座220,当然,第二边缘环230还可以对晶圆形成阻挡,从而起到限位作用。优选地,第二边缘环230也可以设置为清洗件,腔室维护时,方便清洗以重复利用。
具体地,本实施例中,如图1所示,第二腔室200内还设置有第二内衬件250,第二内衬件250设置有第二抽气口251,用于在第二工序结束后将第二腔室200内的剩余工艺气体及反应生成的副产物排出。从而,能够有效避免第二工序结束后第二腔室200内的剩余工艺气体以及反应生成的副产物存留于腔室内而对下一次处理过程产生影响。
更具体地,如图1所示,第二抽气口251靠近第二基座220的侧边设置。如此设置,由于第二基座220附近反应生成的副产物比较多,所以能够高效地将反应生成的副产物抽走,而且,第二抽气口251靠近第二基座220设置,有利于将第二基座220附近的剩余工艺气体和反应生成的副产物抽吸干净。
具体地,本实施例中,如图1所示,传输腔室300内设置有机械手330,机械手330用于将晶圆放入第一腔室100或第二腔室200内,或从第一腔室100或第二腔室200内取出晶圆。
更具体地,本实施例中,机械手330可以有高位和低位两种模式,放片过程为高位进、低位出;取片过程为低位进、高位出;第一腔室100内的第一基座120和第二腔室200内的第二基座220均具有升降功能,均有传片位和工艺位两个位置,其中,工艺位为高位,此时晶圆贴紧基座表面;传片位为低位,此时pin针将晶圆顶起,机械手330可以取放晶圆。
具体地,本实施例中,半导体工艺设备还包括第一管路、第二管路和第三管路,其中,第一管路的一端与第一腔室100连通,第一管路的另一端与第三管路的第一端连通,且第一管路设置有第一气动阀160;第二管路的一端与第二腔室200连通,第二管路的另一端与第三管路的第一端连通,且第二管路设置有第二气动阀260;第三管路的第二端段与传输腔室300连通,且第三管路设置有第三气动阀340。此种设置形式下,在打开第一隔离门阀310前,先打开第一气动阀160和第三气动阀340,使第一腔室100和传输腔室300连通,待两者的压力相等后,再打开第一隔离门阀310进行晶圆的取放;类似地,在打开第二隔离门阀320前,先打开第二气动阀260和第三气动阀340,使第二腔室200和传输腔室300连通,待两者的压力相等后,再打开第二隔离门阀320进行晶圆的取放。如此设置,避免了工艺腔室与传输腔室300压力不等情况下开隔离门阀所导致的压力波动以及产生颗粒的情况。当然,第一腔室100内进行第一工序时,第一气动阀160和第一隔离门阀310均应是关闭的;第二腔室200内进行第二工序时,第二气动阀260和第二隔离门阀320均应是关闭的。
具体地,本实施例中,如图1所示,半导体工艺设备还包括干泵500、第四管路和第五管路;其中,第四管路设置于第一腔室100与干泵500之间,且第四管路设置有第一蝶阀170;第五管路设置于第二腔室200与干泵500之间,且第五管路设置有第二蝶阀270。在进行第一工序时,可以使用第一蝶阀170将第一腔室100内的压力范围控制于4.5~5.5Torr,例如5Torr;在进行第二工序时,可以使用第二蝶阀270将第二腔室200内的压力范围控制于1.1~1.5Torr,例如1.3Torr。
具体地,本实施例中,如图1所示,半导体工艺设备还包括预抽腔室400,用于预存晶圆;预抽腔室400与传输腔室300之间设置有第三隔离门阀410,以实现两者之间的连通/阻断。此种设置形式下,预抽腔室400内可以预抽真空,从而在外界和传输腔室300之间起到缓冲作用。
更具体地,本实施例中,预抽腔室400内可以设置有两个承载晶圆的位置,即,预抽腔室400内可以预存两个晶圆。
综上,本实施例提供的半导体工艺设备,可以进行MOTiN反应,在第一腔室100和传输腔室300之间进行传输和进行第一工序的大致过程如下:
S100,晶圆传至机械手330后,打开第一气动阀160和第三气动阀340,第一腔室100和传输腔室300连通,两腔室压力相等后,达到第一隔离门阀310的打开条件,打开第一隔离门阀310;
S200,第一腔室100内的第一基座120降至其传片位即其低位,机械手330在自身高位传片,低位出;机械手330将晶圆放至第一基座120的pin针上后,第一基座120升至其工艺位即其高位;
S300,关闭第一气动阀160和第三气动阀340,第一腔室100内开始执行第一工序,第一工序进行过程中通过第一蝶阀170控制腔室压力;
S400,第一工序结束后,将晶圆的背压模式调为全卡盘,对腔室内进行吹扫,吹扫后第一蝶阀170全开抽真空;然后关闭晶圆背压,使第一基座120降至其传片位,通过pin针将晶圆顶起;
S500,再次打开第一气动阀160和第三气动阀340,使第一腔室100和传输腔室300连通,两腔室压力相等后,达到第一隔离门阀310的打开条件,再次打开第一隔离门阀310;机械手330在其低位取片,高位出,机械手330将晶圆取至传输腔室300。
在第二腔室200和传输腔室300之间进行传输和进行第二工序的大致过程,与上述过程类似,不再赘述。传输腔室300一直处于真空状态,根据不同工艺需求可以在第一腔室100和第二腔室200之间进行多次工艺循环,已获得最终的薄膜。
还需要说明的是,本实施例中,第一腔室100和第二腔室200结构不同,以分别进行不同的工序,但是,在本申请的其他实施例中,第一腔室100和第二腔室200也可以具有相同的结构,此时,第一腔室100和第二腔室200内均既可以进行第一工序,也可以进行第二工序,但是,使用时,第一腔室100内仅进行第一工序,而第二腔室200内仅进行第二工序。
需要说明的是,本申请的半导体工艺设备除了可以为上述的MOCVD设备外,在本申请的其他实施例中,还可以用于ALD(Atomic LayerDeposition,原子层沉积),即,还可以为ALD设备,此时,第一腔室100为第一吸附腔室,用于在晶圆上沉积前驱体,设置有第三进气口,用于向第一腔室100内输入前驱体;第一腔室100内设置有第三基座,用于承载晶圆;第三基座设置有第三背压控制气路和第二边缘吹扫气路,第三背压控制气路用于控制晶圆的背压,第二边缘吹扫气路用于吹扫第三基座的边缘,以防止第三基座和晶圆背面沉积生成薄膜;第二腔室200为第二吸附腔室,用于在晶圆表面沉积的前驱体上沉积与其反应的共反应物,并获得沉积于晶圆的原子层,第二腔室200与第一腔室100结构相同。该ALD设备能够避免不同反应物之间的影响,从而能够提高原子层的沉积效果,进而保证产品的性能和良率。
最后,还需要说明的是,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者操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或者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。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种半导体工艺设备,其特征在于,包括传输腔室(300),设置于所述传输腔室(300)的一侧且用于进行所述半导体工艺的第一工序的第一腔室(100),以及设置于所述传输腔室(300)的另一侧且用于在进行完所述第一工序后进行所述半导体工艺的第二工序的第二腔室(200),所述传输腔室(300)与所述第一腔室(100)之间设置有用于实现两者之间连通/阻断的第一隔离门阀(310),所述传输腔室(300)与所述第二腔室(200)之间设置有用于实现两者之间连通/阻断的第二隔离门阀(320),以避免所述第一工序和所述第二工序之间相互影响。
2.根据权利要求1所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述第一腔室(100)为化学气相沉积腔室,设置有第一进气口(110),用于向所述第一腔室(100)内输入第一工艺气体;所述第一腔室(100)内设置有用于承载晶圆的第一基座(120),所述第一基座(120)具有加热功能,用于加热所述晶圆。
3.根据权利要求2所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述第一基座(120)设置有第一背压控制气路(121)和第一边缘吹扫气路(122),所述第一背压控制气路(121)用于控制所述晶圆的背压,所述第一边缘吹扫气路(122)用于吹扫所述第一基座(120)的边缘,以防止所述第一基座(120)和所述晶圆背面沉积生成薄膜。
4.根据权利要求2所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述第一腔室(100)内还设置有第一喷淋头(140),所述第一喷淋头(140)位于所述第一进气口(110)和所述第一基座(120)之间,用于使所述第一工艺气体均匀流向所述晶圆表面。
5.根据权利要求2-4任一所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述第二腔室(200)为等离子体处理腔室,设置有第二进气口(210),用于向所述第二腔室(200)内输入能够生成等离子体的第二工艺气体;所述第二腔室(200)内设置有用于承载晶圆的第二基座(220),且所述第二基座(220)接地;所述第二基座(220)设置有第二背压控制气路(221),用于控制所述晶圆的背压;所述第二腔室(200)还设置有用于与射频馈入系统(280)电连接的上电极。
6.根据权利要求5所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述上电极为第二喷淋头(240),所述第二喷淋头(240)位于所述第二进气口(210)和所述第二基座(220)之间。
7.根据权利要求1所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述半导体工艺设备还包括第一管路、第二管路和第三管路,其中,所述第一管路的一端与所述第一腔室(100)连通,所述第一管路的另一端与所述第三管路的第一端连通,且所述第一管路设置有第一气动阀(160);所述第二管路的一端与所述第二腔室(200)连通,所述第二管路的另一端与所述第三管路的第一端连通,且所述第二管路设置有第二气动阀(260);所述第三管路的第二端与所述传输腔室(300)连通,且所述第三管路设置有第三气动阀(340)。
8.根据权利要求1所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述半导体工艺设备还包括干泵(500)、第四管路和第五管路;其中,所述第四管路设置于所述第一腔室(100)与所述干泵(500)之间,且所述第四管路设置有第一蝶阀(170);所述第五管路设置于所述第二腔室(200)与所述干泵(500)之间,且所述第五管路设置有第二蝶阀(270)。
9.根据权利要求1所述的半导体工艺设备,其特征在于,还包括预抽腔室(400),用于预存晶圆;所述预抽腔室(400)与所述传输腔室(300)之间设置有第三隔离门阀(410)。
10.根据权利要求1所述的半导体工艺设备,其特征在于,所述第一腔室(100)为第一吸附腔室,用于在晶圆上沉积前驱体,设置有第三进气口,用于向所述第一腔室(100)内输入所述前驱体;
所述第一腔室(100)内设置有第三基座,用于承载晶圆;所述第三基座设置有第三背压控制气路和第二边缘吹扫气路,所述第三背压控制气路用于控制所述晶圆的背压,所述第二边缘吹扫气路用于吹扫所述第三基座的边缘,以防止所述第三基座和所述晶圆背面沉积生成薄膜;
所述第二腔室(200)为第二吸附腔室,用于在所述晶圆表面沉积的所述前驱体上沉积与其反应的共反应物,并获得沉积于所述晶圆的原子层,所述第二腔室(200)与所述第一腔室(100)结构相同。
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